WO2004093457A1

WO2004093457A1 - 動画像圧縮符号化方式変換装置及び動画像通信システム

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Publication number: WO2004093457A1
Application number: PCT/JP2004/003794
Authority: WO
Inventors: Kazuhiro Koyama
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2004-10-28
Also published as: JPWO2004093457A1; EP1613087A1; US20060215757A1; KR100798162B1; KR20050122245A; EP1613087A4; US7986732B2; CN1833446A; CA2521458A1

Abstract

受信側動画像復号化装置での動画像圧縮符号化方式の符号化ツールなどの使用有無等に関係なく、受信側動画像復号化装置で復号および再生することが可能な符号化ビットストリームをトランスコーダから出力することを可能にする。符号化制御部は、受信側動画像復号化装置から受信した受信復号化情報に基づいて符号化ツール制御情報を出力する。ＤＣＴ器、量子化器、および可変長符号化器は、符号化ツール制御情報に基づいて動作を変更する。符号化制御部は、受信復号化情報に基づいて符号化開始情報を出力する。トランスコード開始判定部は、符号化開始情報に基づいて、動画像信号を符号化部に出力することにより、トランスコードを開始するように動作する。

Description

明細書動画像圧縮符号化方式変換装置及び動画像通信システム技術分野

本発明は、動画像圧縮符号化方式変換装置及び動画像通信システムに関し、特に、送信側動画像符号化装置と受信側動画像複号化装置とを相互に接続するために用いられる動画像圧縮符号化方式変換装置及び動画像通信システムに関する。尚、動画像圧縮符号化方式変換装置はトランスコーダとも呼ばれる。背景技術

近年、動画像信号を圧縮符号化して少ない帯域で効率良く伝送する方式として、 H. 2 6 1や H. 2 6 3或は MP E G (Mo v i n g P i c t u r e E x p e r t s G r o u p ) — 4などの動画像符号化方式が知られている。これらの動画像圧縮符号化方式は、 I TU— T ( I n t e r n a t i o n a l T e l e c o mmu n i c a t i o n U n i o n T e l e c ,o m m u n ι c a t i o n S t a n d a r a i z a t. i o n 3 6 。 1 0 1： )勧告ぁるレヽは 1 30 ( 1 1 1 6 1： 11 & 1; 1 0 11 & 1 O r g a n i z a t i o n o f S t a n d a r d i z a t i o n) / I E C ( I n t e r n a t i o n a l E l e c t r o t e c h n i c a l C o mm i s s i o n) にて国際標準化されている。

これら H. 2 6 1および H. 2 6 3、あるレヽは M P E G— 4などの動画像圧縮符号化方式は、それぞれ異なった特徴を有している。そのため、送信側の動画像符号化装置と受信側の動画像複号化装置との間で異なる動画像圧縮符号化方式を採用している場合、送信側動画像符号化装置と受信側動画像複号化装置との間で動画像信号を送受信する場合には、動画像圧縮符号化方式変換装置、すなわちトランスコーダを必要とする。上述した複数の動画像圧縮符号化方式は、動き補償によるフレーム間予測、 D CT (D i s c r e t e C o s i n e T r a n s f o r m) および量子化、ハフマン符号を使用した可変長符号化を行うという類似点はあるが、実際に圧縮符号化されたビットストリームは、それぞれの動画像圧縮符号化方式毎に大きく異なっている。

そのため、トランスコーダは復号化器（デコーダ）と符号化器（ェンコーダ）とを備えている。そしてトランスコーダは、送信側動画像符号化装置から受信した圧縮符号化された動画像信号を前記デコーダにより一且復号化し、その復号化された信号を前記エンコーダにより再符号化し、その圧縮符号化された動画像信号を受信側動画像複号化装置に出力している。

上述した構成を備えた従来のシステムでは、次のような問題点があった ₍ 上述のように符号化ビットストリームを変換する際、トランスコーダは, 受信側動画像複号化装置が採用している動画像圧縮符号化方式の情報を得ている。ところで、動画像圧縮符号化方式として例えば MP EG— 4を用いて圧縮符号化する場合、送信側動画像符号化装置は、 MP EG— 4の D C I D e c o d e r C o n f i g u r a t i o n I n f o r m a t i o n) に含まれる複数のパラメータ（符号化ツールなど）の少なくとも 1 つを使って圧縮符号化を行う。一方、受信側動画像復号化装置は、 MP E G— 4の D C I に含まれる複数のパラメータ（符号化ツールなど）の少なくとも 1つを使って復号化を行う。

例えば上述の MP E G— 4に関して、符号化したビットストリ一ムが伝送される際に発生するビット誤りによって復号した動画像の画質が著しく劣化するのを防ぐために、 R e s y n c Ma r k e r , D a t a P a r t i t i o n i n g、および R e v e r s i b l e V L C ( V a r i a b l e L e n g t h C o d e s ) などの符号化ツールが前記勧告で規定されている。

上述した従来のトランスコーダは、受信側動画像復号化装置が復号化するためのパラメータの情報を得ることができなかった。したがって、従来のトランスコーダを用いた場合、トランスコーダと受信側動画像復号化装置との間で動画像圧縮符号化方式のパラメータ（符号化ツールなど）の相違により、トランスコーダが変換した符号化ビットストリームを、受信側動画像複号化装置で復号 · 再生することができないという問題があった。

また、動画像圧縮符号化の特徴として、動画像信号の最初のフレームに対してフレーム内符号化が行われ、後続のフレームに対して一般的にフレーム間予測符号化が行われる。受信側動画像複号化装置は、最初のフレームを正しく復号 · 再生することができなかった場合に、後続のフレーム間予測符号化されたフレームを正しく復号および再生することができない。あるいは、例えば周期的にフレーム内符号化がなされている場合に、該当するフレーム内符号化されたフレームのデータが入力されるまで動画像信号の復号 · 再生をすることができない。

つまり、受信側動画像復号化装置が符号化ビットストリ一ムの復号 ·再生を開始する時刻より時間的に早く、トランスコーダから出力された符号化ビットストリームが受信側動画像復号化装置に入力された,場合、受信側動画像復号化装置は最初のフレーム内符号化されたフレームを正しく復号 · 再生をすることができないという問題があった。このように、一度フレーム内符号化されたフレームの復号 · 再生に失敗すると、後続のフレーム間予測符号化されたフレームの復号 '再生は、次のフレーム内符号化されたフレームの復号 ·再生に成功するまで行うことができないという問題があった。

本発明の目的は、受信側動画像復号化装置での複号化に用いられるパラメータが受信側動画像複号化装置ごとに異なる場合にも、或は、受信側動画像復号化装置で変更された場合にも受信側動画像複号化装置で動画像信号を復号 ·再生することができる動画像圧縮符号化方式変換装置（トランスコーダ）を提供することにある。

本発明の別の目的は、受信側動画像復号化装置が符号化ビットストリームの復号および再生を開始した直後に符号化ビットストリームを正しく復号および再生することを可能にするような、最初のフレーム内符号化された、およびその後に続くフレーム間予測符号化された符号化ビットストリームをトランスコーダから出力することができる動画像圧縮符号化方式変換装置（トランスコーダ）を提供することにある。発明の開示

前記目的を達成するため、本発明に係る動画像圧縮符号化方式変換装置は、動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置と受信側動画像復号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換するものであり、前記送信側動画像符号化装置から出力される圧縮符号化されたビットストリ一ムを復号化する複号化部と、前記受信側動画像復号化装置から出力される受信復号化情報に基いて圧縮符号化するためのパラメータを設定する符号化制御部と、前記符号化制御部から出力される前記圧縮符号化のパラメータを使い、前記複号化部で復号化された動画像信号を圧縮符号化する符号化部とを有することを特徴とするものである。

前記符号化部は、前記符号化制御部から出力される制御情報が入力されると動作を開始し、最初のフレームに対してフレーム内符号化を行い、かつ後続するフレームに対してフレーム間予測符号化を行うものであることが望ましいものである。

さらに、判定部を有し、前記判定部は、前記受信側動画像符号化装置から出力される受信復号化情報が入力されると動作を開始し、前記複号化部で復号された動画像信号を前記符号化部に出力するものであることが望ましいものである。

前記符号化制御部に代えて、または前記符号化制御部に加えて、復号化制御部を有し、前記復号化制御部は、前記送信側動画像符号化装置から出力される符号化送信情報に基いて複号化に用いられるパラメータを設定するものであり、前記復号化部は、前記復号化制御部から出力される前記圧縮符号化に用いられるパラメ一夕を使い、前記送信側符号化装置から出力される圧縮符号化されたビットストリームを復号化するものであることが望ましいものである。

本発明に係る動画像圧縮符号化方式変換装置は、動画像通信システムに組み込むことが可能である。本発明の動画像圧縮符号化方式変換装置を組み込んだ動画像通信システムは、動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置及び受信側動画像復号化装置と、前記送信側動画像符号化装置と前記受信側動画像復号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換する上述した動画像圧縮符号化方式変換装置とを有して構築される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明が適用される動画像通信システムを示すブロック図である。図 2は、本発明の第 1の実施形態による動画像圧縮符号化方式変換装置（トランスコーダ）を示すブロック図である。図 3は、本発明の第 2の実施形態による動画像圧縮符号化方式変換装置（トランスコーダ）を示すブロック図である。図 4は、本発明の第 3の実施形態による動画像圧縮符号化方式変換装置（トランスコーダ）を示すブロック図である。図 5は、本発明の第 4の実施形態による動画像圧縮符号化方式変換装置（トランスコーダ）を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図 1 を参照して、本発明に係る動画像圧縮符号化方式変換装置を組み込んだ動画像通信システムについて説明する。図示の動画像通信システムは、送信側動画像符号化装置 1 1 と、本発明に係る動画像圧縮符号化方式変換装置（以下、トランスコーダという） 2 と、受信側動画像復号化装置 1 2 とを有している。本発明における送信側動画像符号化装置 1 1 と受信側動画像復号化装置 1 2 とは動画像圧縮符号化方式が異なっている。これを前提として、本発明に係るトランスコーダ 2は、動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置と受信側動画像複号化装置との間で符号ィ匕ビットストリームを相互に変換するようになつている。これらの構成要素について詳細に説明する。

送信側動画像符号化装置 1 1は、動画像信号を入力とし、この動画像信号を、 I TU— T勧告 H. 2 6 1および H. 2 6 3 , あるいは I S O/ I E C勧告 MP E G— 4などの動画像圧縮符号化方式を使用して圧縮符号化し、この圧縮符号化した動画像信号を後述するトランスコーダ 2に受信符号化ビットストリーム 1 2 1 として出力する。

トランスコーダ 2は、送信側動画像符号化装置 1 1 と後述する受信側動画像複号化装置 1 2との間で動画像圧縮符号化方式が異なる場合に、送信側動画像符号化装置 1 1から出力された受信符号化ビットストリーム 1 2 1を、受信側動画像複号化装置 1 2が復号 ·再生可能な送信符号化ビットストリーム 1 2 2に変換し、この送信符号化ビットストリーム 1 2 2を受信側動画像復号化装置 1 2に出力する。

受信側動画像複号化装置 1 2は、トランスコーダ 2から出力された送信符号化ビットストリーム 1 2 2を復号化し、動画像信号を出力する。

トランスコーダ 2と受信側動画像復号化装置 1 2とは、 I 丁ー丁勧告 H . 2 4 5、あるレ、は I E T F ( I n t e r n e t E n g i n e e r i n g T a s k F o r c e ) 勧告 R F C (R e q u e s t f o r C o mm e n t s ) 2 3 2 7として国際標準化されている S D P ( S e s s i o n D e s c r i p t i o n P r o t o c o l ) などのプロトコルを使用して、受信複号化情報 1 3 1および符号化送信情報 1 3 2を伝送するようになっている。

送信側動画像符号化装置 1 1 とトランスコーダ 2とは、上述の H. 2 4 5あるいは S D Pなどのプロトコルを使用して、受信複号化情報 1 3 3および符号化送信情報 1 3 4を伝送するようになっている。

次に、図 1および図 2を参照して、本発明の第 1の実施形態に係る動画像通信システムの全体の構成及び動作について詳細に説明する。

図 2は、本発明の第 1の実施形態に係るトランスコーダ 2の詳細な構成を示している。トランスコーダ 2は、複号化部 2 1 と、符号化部 2 2と、符号化制御部 2 2 0とを有している。

まず、トランスコーダ 2の復号化部 2 1の動作について説明する。

図 2に示す復号化部 2 1において、受信バッファ 2 0 1は、 I TU— T 勧告である H. 2 6 1および H. 2 6 3 , あるいは I S Oノ I E C勧告である MP E G— 4などの動画像圧縮符号化方式を使用して圧縮符号化されて送信側動画像符号化装置 1 1から出力された受信符号化ビットストリーム 1 2 1を一旦蓄積する。そして受信バッファ 2 0 1は、その蓄積した受信符号化ビットストリームを可変長復号化器 2 0 2に出力する。

可変長復号化器 2 0 2は、受信バッファ 2 0 1から出力された受信符号化ビットストリーム 1 2 1に対して可変長復号化を行う。そして可変長復号化器 2 0 2は、その復号化された量子化変換係数を逆量子化器 2 0 3に出力する。

逆量子化器 2 0 3は、可変長復号化器 2 0 2から出力された量子化変換係数に対して逆量子化の演算を行う。そして逆量子化器 2 0 3は、その逆量子化された変換係数を逆 D C T (Reverse Discrete Cosine Transform) 器 2 0 4に出力する。

逆 D CT器 2 0 4は、逆量子化器 2 0 3から出力された変換係数に対して逆離散コサイン変換の演算を行う。そして逆 D CT器 2 0 4は、その変換された動画像信号を加算器 2 0 7に出力する。

フレームメモリ 2 0 5は、後述する加算器 2 0 7から出力された動画像信号 1 2 3を格納する。

動き補償予測器 2 0 6は、可変長復号化器 2 0 2から出力された符号化パラメータを使用し、フレームメモリ 2 0 5に格納されている動画像信号 1 2 3に対して動き補償予測を行う。そして動き補償予測器 2 0 6は、その動き補償予測を行った結果として得られた動画像信号を加算器 2 0 7 に出力する。

加算器 2 0 7は、逆 D C T器 2 0 4から出力された動画像信号と動き補償予測器 2 0 6から出力された動画像信号とを加算する。そして加算器 2 0 7は、その加算された動画像信号 1 2 3を、フレームメモリ 2 0 5 , 減算器 2 0 8，フレーム内フレーム間予測符号化切り替えスィッチ 2 0 9 , および動き補償予測器 2 1 9とにそれぞれ出力させている。

次に、トランスコーダ 2の符号化部 2 2について説明する。

図 2に示す符号化部 2 2において、減算器 2 0 8は、加算器 2 0 7から出力された動画像信号 1 2 3から後述する動き補償予測器 2 1 9から出力された動画像信号を減算することにより、その差分である予測残差を算出する。

フレーム内ノフレーム間予測符号化切り替えスィッチ 2 0 9および 2 1 0は、所定のタイミングあるいは外部から供給された情報などにより、各フレームの符号化方法をフレーム内符号化或はフレーム間予測符号化に切り替えるようになつている。

D C T (Discrete Cosine Transform) 器 2 1 1は、力 []算器 2 0 7力ら出力された動画像信号 1 2 3あるいは減算器 2 0 8からフレーム内ノフレーム間予測符号化切り替えスィッチ 2 0 9を通して出力された予測残差動画像信号に対して離散コサイン変換の演算を行う。そして D C T器 2 1 1は、その演算の結果得られた変換係数を量子化器 2 1 2に出力する。量子化器 2 1 2は、 D C T器 2 1 1から出力された変換係数に対して量子化の演算を行う。そして量子化器 2 1 2は、その演算の結果得られた量子化変換係数を可変長符号化器 2 1 3および逆量子化器 2 1 5にそれぞれ出力する。

可変長符号化器 2 1 3は、量子化器 2 1 2から出力された量子化変換係数と後述する動き補償予測器 2 1 9から出力される符号化パラメータに対して可変長符号化を行う。そして可変長符号化器 2 1 3は、その得られた符号化ビットストリームを送信バッファ 2 1 4に出力する。送信バッファ 2 1 4は、可変長符号化器 2 1 3から出力された符号化ビットストリ一ムを一旦蓄積する。そして送信バッファ 2 1 4は、その蓄積した送信符号化ビットストリーム 1 2 2を受信側動画像復号化装置 1 2 に出力する。

逆量子化器 2 1 5は、量子化器 2 1 2から出力された量子化変換係数に対して逆量子化の演算を行う。そして逆量子化器 2 1 5は、その逆量子化された変換係数を逆 D C T器 2 1 6に出力する。

逆 D C T器 2 1 6は、逆量子化器 2 1 5から出力された変換係数に対して逆離散コサイン変換の演算を行う。そして逆 D C T器 2 1 6は、その変換された動画像信号を加算器 2 1 7に出力する。

加算器 2 1 7は、逆 D C T器 2 1 6から出力された動画像信号と、後述する動き補償予測器 2 1 9からフレーム内 Zフレーム間予測符号化切り替えスィッチ 2 1 0を通して出力された動画像信号とを加算する。そして加算器 2 1 7は、その加算された動画像信号をフレームメモリ 2 1 8に出力される。

フレームメモリ 2 1 8は、加算器 2 1 7から出力された動画像信号を格納する。

動き補償予測器 2 1 9は、フレームメモリ 2 1 8に格納されている動画像信号に基いて加算器 2 0 7から出力された動画像信号 1 2 3に対して動き検出と動き補償予測を行う。そして動き補償予測器 2 1 9は、その動き補償予測を行った結果として得られた動画像信号を、減算器 2 0 8およびフレーム内/フレーム間予測符号化切り替えスィッチ 2 1 0に出力する。さらに、動き補償予測器 2 1 9は、符号化パラメータを可変長符号化器 2 1 3に出力する。

符号化制御部 2 2 0は、受信側動画像複号化装置 1 2から送信された受信複号化情報 1 3 1に基づいて、受信側動画像複号化装置 1 2で使用されている符号化ツール（パラメータ）などを選定する。そして符号化制御部 2 2 0は、前記選定した結果に基づいて、 D C T器 2 1 1 , 量子化器 2 1 2 , および可変長符号化器 2 1 3に対して符号化ツール制御情報 2 3をそれぞれ出力する。

D C T器 2 1 1 , 量子化器 2 1 2および可変長符号化器 2 1 3は、符号化制御部 2 2 0から符号化ツール制御情報 2 3を受け取り、その受け取つた符号化ツール制御情報 2 3に含まれる圧縮符号化のパラメータに応じて動作を変更する。

符号化制御部 2 2 0から出力する符号化ツール制御情報 2 3に含まれる圧縮符号化のパラメータとしては、例えば受信側動画像復号化装置 1 2 が採用している動画像圧縮符号化方式が MP E G— 4である場合は、 R e s y n c Ma r k e r、 D a t a P a r t ι t i o n i n g、およひ R e v e r s i b l e V L Cなどの符号化ツールの少なくとも 1つの使用有無の他に、 a s p e c t _ r a t i o _ i n f oあるレ、は v o p― t i m e— i n c r e m e n t— r e s o l u t i o nなどのィ直等、 D C I に含まれる複数のパラメータの少なくとも 1つであっても構わない。

本発明の第 1の実施形態によるトランスコーダ 2は、受信側動画像復号化装置 1 2から受信した受信複号化情報 1 3 1に基き、受信側動画像復号化装置 1 2が復号 ·再生可能な圧縮符号化のパラメータを用いて、送信側動画像符号化装置 1 1から受信した受信符号化ビットストリーム 1 2 1 を一旦復号したビットストリーム 1 2 1を圧縮符号化し、この圧縮符号化したビットストリームを受信側動画像復号化装置 1 2に向けて送信符号ィ匕ビットストリーム 1 2 2として送信する。

したがって、本発明の第 1の実施形態によれば、受信側動画像復号化装置 1 2は、復号化に用いられるパラメータの使用の有無によらずトランスコーダ 2から受信した圧縮符号化されたビットストリームを確実に復号 ·再生することができる。

また以上の説明では、送信'側動画像符号化装置 1 1 と受信側動画像復号化装置 1 2で圧縮符号化方式が異なることを前提としているが、送信側動画像符号化装置 1 1 と受信側動画像複号化装置 1 2 とで同一の圧縮符号化方式、例えば M P E G— 4を採用し、その圧縮符号化のパラメータが異なる場合もある。

この場合においても、本発明の実施形態は、トランスコーダ 2と送信側動画像符号化装置 1 1及び受信側動画像復号化装置 1 2との間で圧縮符号化のパラメータに関する情報が送受信されている。そのため、動画像圧縮符号化方式が同一で、その圧縮符号化のパラメータが相違する場合にも柔軟に対応することができる。

さらに、受信側動画像復号化装置 1 2ごとに採用しているパラメータが相違する場合、或はパラメータが変更されている場合にも、柔軟に対応することができる。

さらに、本発明の第 1の実施形態においては、トランスコーダ 2は、受信側動画像復号化装置 1 2が複号化に用いるパラメータを選定することができるため、すべてのパラメータに対応するために必要な処理或は確保したメモリを削減することができる。

次に、図 1および図 3を参照して、本発明の第 2の実施形態に係るトランスコーダ 3について詳細に説明する。

図 3は、本発明の第 2の実施形態におけるトランスコーダ 3の詳細な構成を示している。図 3に示すトランスコーダ 3は、後述するように符号化部と符号化制御部の構成及び動作が図 2に示した第 1の実施形態と相違する。さらに、トランスコード開始判定部（判定部） 3 2 1を付加している。その他の構成は、図 2に示した第 1の実施形態のトランスコーダ 2と同様に動作する。したがって、図 3に示す符号化部および符号化制御部には図 2に示す符号と異なる符号 3 2および 3 2 0を付してある。そして、第 1の実施形態のトランスコーダ 2と同様の機能を有するものには、同一の符号を付し、説明の簡略化のために、それらの説明については省略する。図 3に示す符号化部 3 2は、フレーム内フレーム間予測符号化切り替えスィッチ， D C T器，量子化器および可変長符号化器の動作（構成）が図 2に示すものと後述するように相違する。その他の構成は、図 2に示した符号化部 2 2と同様に動作する。したがって、フレーム内 Zフレーム間予測符号化切り替えスィツチに図 2に示す符号と異なる符号 3 0 9および 3 1 0を、 D C T器、量子化器、および可変長符号化器に図 2に示す符号と異なる符号 3 1 1、 3 1 2および 3 1 3をそれぞれ付してある。

符号化制御部 3 2 0は、受信側動画像復号化装置 1 2から送信された受信複号化情報 1 3 1に基づいて、フレーム内 Zフレーム間予測符号化切り替えスィッチ 3 0 9および 3 1 0、 0〇丁器3 1 1、量子化器 3 1 2、および可変長符号化器 3 1 3に対して符号化タイプ制御情報 3 3を出力する。

さらに、符号化制御部 3 2 0は、受信側動画像複号化装置 1 2から送信された受信複号化情報 1 3 1に基づいて、トランスコード開始判定部 3 2 1に対して符号化開始情報 3 4を出力する。

フレーム内/フレーム間予測符号化切り替えスィッチ 3 0 9および 3 1 0、 D C T器 3 1 1、量子化器 3 1 2、および可変長符号化器 3 1 3は、符号化制御部 3 2 0から受け取った符号化タイプ制御情報 3 3に基づいて、符号化タイプ制御情報 3 3を受け取った直後の最初のフレームに対してフレーム内符号化を行うように動作を変更する。

トランスコード開始判定部 3 2 1は、符号化制御部 3 2 0から受け取つた符号化開始情報 3 4に基づいて、加算器 2 0 7から出力された動画像信号 1 2 3を符号化部 3 2に出力することにより、トランスコードを開始するように動作する。

本発明の第 2の実施形態によるトランスコーダ 3は、符号化制御部 3 2 0からの符号化開始情報 3 4が入力されると動作を開始し、動作開始後の最初のフレームに対してフレーム內符号化を行い、このフレームに後続するフレームにフレーム間予測符号化を行う。そして、圧縮符号化ビットストリームを送信符号化ビットストリームとして受信側動画像複号化装置 1 2に送信する。

したがって本発明の第 2の実施形態によれば、受信側動画像復号化装置 1 2は、先ずフレーム内符号化されたビットストリームの復号化処理を行うことができ、次いで後続のフレーム間予測符号化されたビットストリームの復号化処理を行うことができるため、トランスコーダ 3から送信される全てのビットストリームを画質を劣化させることなく、確実に復号化することができる。

次に、図 1およぴ図 4を参照して、本発明の第 3の実施形態によるトランスコーダ 4について詳細に説明する。

図 4は、本発明の第 3の実施形態におけるトランスコーダ 4の詳細な構成を示している。図 4に示すトランスコーダ 4は、後述するように符号化部と符号化制御部の構成及び動作が図 3に示した第 2の実施形態と相違する。その他の構成は、図 3に示した第 2の実施形態のトランスコーダ 3 と同様に動作する。したがって、図 4に示す符号化部および符号化制御部には、図 3に示す符号と異なる符号 4 2および 4 2 0を付してある。そして、第 2の実施形態のトランスコーダ 3 と同様の機能を有するものには、同一の符号を付し、説明の簡略化のためにそれらの説明については省略する。

符号化部 4 2は、 D C T器、量子化器、および可変長符号化器の動作（構成）が後述するように相違する点を除いて、図 3に示した符号化部 3 2 と同様に動作する。したがって、 D C T器、量子化器、および可変長符号化器にそれぞれ 4 1 1 、 4 1 2、および 4 1 3の符号を付してある。

符号化制御部 4 2 0は、受信側動画像複号化装置 1 2から送信された受信復号化情報 1 3 1に基づいて、受信側動画像複号化装置 1 2で使用されている圧縮符号化のパラメータを選定する。そして、符号化制御部 4 2 0 は、選定した結果に基づいて、 D C T器 4 1 1、量子化器 4 1 2、および可変長符号化器 4 1 3に対して符号化ツール制御情報 2 3をそれぞれ出力する。

さらに、符号化制御部 4 2 0は、受信側動画像復号化装置 1 2から送信された受信復号化情報 1 3 1に基づいて、フレーム内ノフレーム間予測符号化切り替えスィッチ 3 0 9および 3 1 0、 D C T器 4 1 1、量子化器 4 1 2、および可変長符号化器 4 1 3に対して符号化タイプ制御情報 3 3を出力する。

さらに、符号化制御部 4 2 0は、受信側動画像復号化装置 1 2から送信された受信復号化情報 1 3 1に基づいて、トランスコード開始判定部 3 2 1に対して符号化開始情報 3 4を出力する。

D C T器 4 1 1、量子化器 4 1 2、および可変長符号化器 4 1 3は、符号化制御部 4 2 0から受け取った符号化ツール制御情報 2 3に基づいて動作を変更する。

さらに、 D C T器 4 1 1、量子化器 4 1 2、および可変長符号化器 4 1 3は、符号化制御部 4 2 0から受け取った符号化タイプ制御情報 3 3に基づいて、符号化タイプ制御情報 3 3を受け取った直後の最初のフレームに対してフレーム内符号化を行うように動作を変更する。

符号化制御部 4 2 0から出力する符号化ツール制御情報 2 3に含まれる圧縮符号化のパラメータとしては、例えば、受信側動画像復号化装置 1 2が採用している動画像圧縮符号化方式が MP E G - 4である場合は、 R e s y n c M a r k e r、 D a t a P a r t i t i o n i n g、および R e v e r s i b l e V L Cなどの符号化ツールの少なくとも 1つの使用有無の他に、 a s p e c t― r a t i o― i n f oめるレヽは v o p― t i m e— i n c r e m e n t一 r e s o l u t i o nなどの値等、 D C I に含まれる複数のパラメータの少なくとも 1つであっても構わない。

本発明の第 3の実施形態によるトランスコーダ 4は、受信側動画像復号化装置 1 2 (図 1 ) が採用している動画像圧縮方式の圧縮符号化のパラメータに対応した符号化ビットストリーム 1 2 2を送信することができる。その結果として、受信側動画像複号化装置 1 2は受信した符号化ビットストリーム 1 2 2を復号および再生することができる。その理由は、トランスコーダ 4は受信側動画像復号化装置 1 2から受信複号化情報 1 3 1 を受信することにより、受信側動画像複号化装置 1 2が採用している動画像圧縮方式の圧縮符号化のパラメータについて知ることができるためである。

また、本発明の第 3の実施形態によるトランスコーダ 4は、受信側動画像複号化装置 1 2ごとに採用している動画像圧縮符号化方式が共通で、その圧縮符号化のパラメータが異なる場合でも、 1台のトランスコーダ 4から圧縮符号化のパラメータが異なる複数台の受信側動画像復号化装置 1 2に、各受信側動画像復号化装置 1 2が復号可能な送信符号化ビットストリーム 1 2 2を送信することができる。その理由は、トランスコーダ 4は、複数台の受信側動画像複号化装置 1 2から受信複号化情報 1 3 1を受信することにより、各受信側動画像復号化装置 1 2が採用している動画像圧縮方式の圧縮符号化のパラメータの情報を得て柔軟に動作することができるためである。

さらに、本発明の第 3の実施形態によるトランスコーダ 4は、最初のフレーム内符号化されたフレームおよびその後に続くフレーム間予測符号化されたフレームを受信側動画像復号化装置 1 2で正しく復号および再生することができる。その理由は、トランスコーダ 4は受信側動画像復号化装置 1 2から受信復号化情報 1 3 1を受信した後にトランスコ一ドを開始するためであり、さらにトランスコードを開始した最初のフレームに対してフレーム内符号化を行うためである。

さらに本発明の第 3の実施形態によるトランスコーダ 4は、受信側動画像復号化装置 1 2が復号化に使用するパラメータ（符号化ツールなど）を選定することができるため、すべてのパラメータに对応するために必要な処理或は確保したメモリを削減することができる。

次に、図 1および図 5を参照して、本発明の第 4の実施形態に係るトランスコーダ 5について、詳細に説明する。

図 5は、第 4の実施形態におけるトランスコーダ 5の詳細な構成を示している。図 5に示すトランスコーダ 5は、後述するように復号化部の構成及び動作が相違し、符号化制御部 2 2 0の代わりに復号化制御部 5 2 0を有している点を除いて、図 2に図示した第 1の実施形態のトランスコーダ 2 と同様に動作する。したがって、復号化部に 5 1 の参照符号を付している。そして、第 1の実施形態のトランスコーダ 2 と同様の機能を有するものには、同一の参照符号を付し、説明の簡略化のためにそれらの説明については省略する。

複号化部 5 1は、可変長複号化器、逆量子化器、および逆 D C T器の動作及び構成が相違する点を除いて、図 2に示した複号化部 2 1 と同様に動作する。したがって、可変長復号化器、逆量子化器、および逆 D C T器にそれぞれ 5 0 2、 5 0 3、および 5 0 4の参照符号を付してある。

複号化制御部 5 2 0は、送信側動画像符号化装置 1 1から送信された符号化送信情報 1 3 4に基づいて、送信側動画像符号化装置 1 1で使用されている圧縮符号化のパラメータを選定する。そして、複号化制御部 5 2 0 は、選定した結果に基づいて、可変長複号化器 5 0 2、逆量子化器 5 0 3、および逆 D C T器 5 0 4に対して符号化ツール制御情報 5 3を出力する。復号化制御部 5 2 0から符号化ツール制御情報 5 3を受け取った可変長復号化器 5 0 2、逆量子化器 5 0 3、およぴ逆 D C T器 5 0 4は、受け取った符号化ツール制御情報 5 3に応じて動作を変更する。

あるいは、複号化制御部 5 2 0から符号化ツール制御情報 5 3を受け取つた可変長復号化器 5 0 2、逆量子化器 5 0 3、および逆 D C T器 5 0 4 は、受信符号化ビットストリーム 1 2 1から得られた圧縮符号化のパラメータと受け取った符号化ツール制御情報 5 3 とを比較し、差異がある場合には受け取った符号化ツール制御情報 5 3に応じて動作を変更しても構わない。

本発明の第 4の実施形態によるトランスコーダ 5は、送信側動画像符号化装置 1 1 (図 1 ) が採用している動画像圧縮方式の圧縮符号化のパラメータに対応した符号化ビットストリーム 1 2 1 を復号することができる。その結果として、受信側動画像複号化装置 1 2 (図 1 ) で受信した符号化ビットストリーム 1 2 2を復号および再生することができる。その理由は、トランスコーダ 5は送信側動画像符号化装置 1 1から符号化送信情報 1 3 4を受信することにより、送信側動画像符号化装置 1 1が採用している動画像圧縮方式の圧縮符号化のパラメータ（符号化ツールなどの使用有無等）について知ることができるためである。

また、本発明の第 4の実施形態によるトランスコーダ 5は、送信側動画像符号化装置 1 1 ごとに採用している動画像圧縮符号化方式が共通で、その圧縮符号化のパラメータが異なる場合でも、 1台のトランスコーダ 5から圧縮符号化のパラメータが異なる複数台の受信側動画像複号化装置 1 2が復号可能な送信符号化ビットストリーム 1 2 2を送信することができる。その理由は、トランスコーダ 5は複数台の送信側動画像符号化装置 1 1から符号化送信情報 1 3 4を受信することにより、各送信側動画像符号化装置 1 1が採用している動画像圧縮方式の圧縮符号化のパラメータの情報を得て柔軟に動作することができるためである。

さらに、本発明の第 4の実施形態によるトランスコーダ 5は、送信側動画像符号化装置 1 1が採用している圧縮符号化のパラメータを選択することができるため、すべてのパラメータに対応するために必要な処理或は確保したメモリを削減することができる。

なお、図 3に示した符号化制御部 3 2 0 と図 5に示した復号化制御部 5 2 0 とのいずれか一方を使用したが、図 3に示した符号化制御部 3 2 0 と図 5に示した復号化制御部 5 2 0 とを併用してもよいものである。

尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能なのはいうまでもない。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明には次に述べる効果を奏する。

本発明の第 1の効果は、受信側動画像復号化装置での動画像圧縮符号化方式の符号化ツールなどに関係なく，受信側動画像復号化装置で復号および再生することが可能な符号化ビットストリームをトランスコーダから出力することが可能であることである。本発明の第 2の効果は、受信側動画像複号化装置が符号化ビットストリ一ムの復号および再生を開始した直後に符号化ビットストリームを正しく復号および再生することが可能にするような、最初のフレーム内符号化された、およびその後に続くフレ —ム間予測符号化された符号化ビットストリームをトランスコーダから出力することが可能であることである。

Claims

請求の範囲

1 . 動画像圧縮符号化方式が異なる送信側動画像符号化装置と受信側動画像複号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換する動画像圧縮符号化方式変換装置であり、

前記動画像圧縮符号化方式変換装置は、

前記送信側動画像符号化装置から出力される圧縮符号化された動画像信号を復号化する復号化部と、

前記受信側動画像復号化装置から出力される受信復号化情報に基いて圧縮符号化するためのパラメータを設定する符号化制御部と、

前記符号化制御部から出力される前記圧縮符号化のパラメータを使い、前記復号化部で復号化された動画像信号を圧縮符号化する符号化部と、を有することを特徴とする動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 . 前記符号化部は、前記符号化制御部から出力される制御情報が入力されると動作を開始し、動作開始後の最初のフレームに対してフレーム内符号化を行い、かつ後続するフレームに対してフレーム間予測符号化を行うことを特徴と請求の範囲第 1項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

3 . さらに、判定部を有し、

前記判定部は、前記受信側動画像復号化装置から出力される受信復号化情報が入力されると動作を開始し、前記復号化部で復号された動画像信号を前記符号化部に出力することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

4 . さらに、判定部を有し、

前記判定部は、前記受信側動画像複号化装置から出力される受信復号化情報が入力されると動作を開始し、前記谆号化部で復号された動画像信号を前記符号化部に出力することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

5 . 前記動画像圧縮符号化方式として M P E G ( M o v i n g P i c t u r e E x p e r t G r o u p) — 4を使用した場合に、

圧縮符号化のパラメ一夕として、 D C I (D e c o d e r C o n f i g u r a t i o n I n f o r m a t i o n) のデータを用いることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

6. 前記動画像圧縮符号化方式として M P E G (M o V i n g P i c t u r e E e r t G r o u p) - 4を使用した場合に、

圧縮符号化のパラメ一夕として、 D C I (D e c o d e r C o n f i g u r a t i o n I n f o r m a t i o n) のデー夕を用いることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

7. 前記動画像圧縮符号化方式として M P E G (M o V i n g P i c t u r e E x p e r t G r o u p) — 4を使用した場合に、

圧縮符号化のパラメ一夕として、 D C I (D e c o d e r C o n f i g u r a t i o n I n f o r m a t i o n) のデ一夕を用いることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

8. 前記動画像圧縮符号化として M P E G— 4を使用した場合に、圧縮符号化のパラメ一夕として、

R e s y n c M a r k e rの使用有無、 D a t a P a r t i t i o n i n gの使用有無、 R e v e r s i b l e VL C (V a r i a b l e L e n g t h C o d e s ) の使用有無、 a s p e c t _ r a t i o— i n f oの値、および v o p― t i m e一 i n c r e m e n t― r e s o 1 u t i o nの値等、 D C I に含まれる複数のパラメ一夕の少なくとも 1つの情報を用いることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

9. 前記動画像圧縮符号化として MP E G— 4を使用した場合に、圧縮符号化のパラメータとして、

R e s y n c M a r k e rの使用有無、 D a t a P a r t i t i o n i n gの使用有無、 R e v e r s i b l e VL C (V a r i a b l e L e n g t h C o d e s ) の使用有無、 a s p e c t r a t i o i n f oの値、および v o p一 t i m e― i n c r e m e n t― r e s o 1 u t i o nの値等、 D C I に含まれる複数のパラメ一夕の少なくとも 1つの情報を用いることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 0. 前記動画像圧縮符号化として MP E G— 4を使用した場合に、圧縮符号化のパラメ一夕として、

R e s y n c M a r k e rの使用有無、 D a t a P a r t i t i o n i n gの使用有無、 R e v e r s i b l e VL C (V a r i a b 1 e L e n g t h C o d e s ) の使用有無、 a s p e c t― r a t i o― i n f oの値、および v o p― t i m e― i n c r eme n t― r e s o 1 u t i o nの値等、 D C I に含まれる複数のパラメ一夕の少なくとも 1つの情報を用いることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 1. 前記受信側動画像復号化装置から送信される受信復号化情報を、 I TU— T (^ I n t e r n a t i o n a l T e 1 e c ommu n i c a t i o n U n i o n T e l e c ommu n i c a t i o n S t a n d a r d i z a t i o n S e c t o r ) 勧告 H. 2 4 5プロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 2. 前記受信側動画像復号化装置から送信される受信復号化情報を、 I T U— T ( I n t e r n a t i o n a 1 T e 1 e c o mm u n i c a t i o n U n i o n T e l e c ommu n i c a t i o n S t a n d a r d i z a t i o n S e c t o r ) 勧告 H. 2 4 5プロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 3. 前記受信側動画像復号化装置から送信される受信復号化情報を、 I TU— T ( I n t e r n a t i o n a l T e 1 e c ommu n i c a t i o n U n i o n T e l e c o mmu n i c a t i o n S t a n d a r d i z a t i o n S e c t o r ) 勧告 H. 2 4 5プロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 4. 前記受信側動画像復号化装置から送信される受信復号化情報を、 I E T F ( I n t e r n e t E n g i n e e r i n g T a s k F o r c e ) 勧告 R F C (R e q u e s t f o r C omm e n t s ) 2 3 2 7である S D P (S e s s i o n D e s c r i p t i o n P r o t o c o 1 ) プロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 5. 前記受信側動画像復号化装置から送信される受信復号化情報を、 I ET F ( I n t e r n e t E n g i n e e r i n g T a s k F o r c e ) 勧告 R F C (R e q u e s t f o r C omme n t s ) 2 3 2 7である S D P (S e s s i o n D e s c r i p t i o n P r o t o c o 1 ) プロ卜コルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 2 項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 6. 前記受信側動画像復号化装置から送信される受信復号化情報を、 I E T F ( I n t e r n e t E n g i n e e r i n g T a s k F o r c e ) 勧告 R F C (R e q u e s t f o r C o mm e n t s ) 2 3 2 7である S D P (S e s s i o n D e s c r i p t i o n P r o t o c o 1 ) プロ卜コルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 3 項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 7. 前記符号化制御部に代えて、復号化制御部を有し、

If (記復号化制御部は、前記送信側動画像符号化装置から出力される符号化送信情報に含まれる圧縮符号化のパラメ一夕を設定するものであり、前記復号化部は、前記復号化制御部から出力される前記圧縮符号化のパラメ一夕を使い、前記送信側符号化装置から出力される圧縮符号化された動画像信号を復号化することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 8. 前記符号化制御部に加えて、復号化制御部を有し、前記復号化制御部は、前記送信側動画像符号化装置から出力される符号化送信情報に含まれる圧縮符号化のパラメータを設定するものであり、前記復号化部は、前記復号化制御部から出力される前記圧縮符号化のパラメ一夕を使い、前記送信側符号化装置から出力される圧縮符号化された動画像信号を復号化することを特徴とする請求の範囲 1 に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

1 9.前記動画像圧縮符号化方式として M P E G (M o v i n g P i c t u r e E x p e r t G r o u p) — 4を使用した場合に、圧縮符号化のパラメ一夕として、 D C I (D e c o d e r C o n f i g u r a t i o n I n f o r m a t i o n) のデ一夕を用いることを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 0.前記動画像圧縮符号化方式として M P E G (M o v i n g P i c t u r e E x p e r t G r o u p) — 4を使用した場合に、圧縮符号ィ匕のパラメ一夕として、 D C I (D e c o d e r C o n f i g u r a t i o n I n f o r m a t i o n) のデータを用いることを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 1. 前記動画像圧縮符号化として M P E G— 4を使用した場合に、圧縮符号化のパラメ一夕として、

R e s y n c M a r k e rの使用有無、 D a t a P a r t i t i o n i n gの使用有無、 R e v e r s i b l e V L C ( V a r i a b 1 e L e n g t h C o d e s ) の使用有無、 a s p e c t― r a t i o一 i n f oの値、および v o p一 t i m e― i n c r e m e n t― r e s o 1 u t i o nの値等、 D C I に含まれる複数のパラメ一夕の少なくとも 1つの情報を用いることを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 2. 前記動画像圧縮符号化として MP E G— 4を使用した場合に、圧縮符号化のパラメ一夕として、 R e s y n c M a r k e rの使用有無、 D a t a P r t i t i o n i n gの使用有無、 R e v e r s i b l e V L C (V a r i a b 1 e L e n g t h C o d e s ) の使用有無、 a s p e c t一 r a t i o― i n f oの値、および v o p― t i m e一 i n c r e me n t一 r e s o l u t i o nの値等、 D C I に含まれる複数のパラメ一夕の少なくとも 1つの情報を用いることを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 3. 前記復号化部の動画像圧縮符号化方式として M P E G— 4を使用し、受信符号化ビットストリームから得られた制御情報と請求の範囲第 1 9項，第 2 0項あるいは請求の範囲第 2 1項，第 2 2項のいずれかに記載の制御情報とを比較し、差異がある場合には請求の範囲第 1 9項，第 2 0 項あるいは請求の範囲第 2 1項，第 2 2項のいずれかに記載の制御情報を使用することを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 4. 前記復号化部の動画像圧縮符号化方式として MP E G— 4を使用し、受信符号化ビットス卜リームから得られた制御情報と請求の範囲第 1 9項，第 2 0項あるいは請求の範囲第 2 1項，第 2 2項のいずれかに記載の制御情報とを比較し、差異がある場合には請求の範囲第 1 9項，第 2 0 項あるいは請求の範囲第 2 1項，第 2 2項のいずれかに記載の制御情報を使用することを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 5. 前記送信側動画像符号化装置からの圧縮符号化方式のパラメ一夕を、 I TU— T勧告 H. 2 4 5プロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 6. 前記送信側動画像符号化装置からの圧縮符号化方式のパラメ一夕を、 I TU— T勧告 H. 2 4 5プロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 7. 前記送信側動画像符号化装置からの圧縮符号化方式のパラメ一夕を、 I E T F勧告 R F C 2 3 2 7である S D Pプロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 8 . 前記送信側動画像符号化装置からの圧縮符号化方式のパラメ一夕を、 I E T F勧告 R F C 2 3 2 7である S D Pプロトコルを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置。

2 9 . 動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置及び受信側動画像復号化装置と、

前記送信側動画像符号化装置と前記受信側動画像復号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換する請求の範囲第 1項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置と、

を有することを特徴とする動画像通信システム。

3 0 . 動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置及び受信側動画像復号化装置と、

前記送信側動画像符号化装置と前記受信側動画像復号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換する請求の範囲第 2項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置と、

を有することを特徴とする動画像通信システム。

3 1 . 動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置及び受信側動画像複号化装置と、

前記送信側動画像符号化装置と前記受信側動画像復号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換する請求の範囲第 3項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置と、

を有することを特徴とする動画像通信システム。

3 2 . 動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置及び受信側動画像復号化装置と、

前記送信側動画像符号化装置と前記受信側動画像復号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換する請求の範囲第 1 7項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置と、

を有することを特徴とする動画像通信システム。

3 3 . 動画像圧縮方式が異なる送信側動画像符号化装置及び受信側動画像復号化装置と、

前記送信側動画像符号化装置と前記受信側動画像復号化装置との間で符号化ビットストリームを相互に変換する請求の範囲第 1 8項に記載の動画像圧縮符号化方式変換装置と、

を有することを特徴とする動画像通信システム。