JP4132664B2 - トランスコーディング - Google Patents

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、ビデオ信号を第１のフォーマットから第２のフォーマットへトランスコードする方法および装置に関する。
【０００２】
従来の技術
ビデオ信号を圧縮する多くの技術が知られている。同報通信（放送）品質のテレビジョンは、ディジタル形式で送られるとき、１００メガビット／秒を超える速さで送られることが必要であるが、これは伝送がコスト高となり、高いバンド幅のリンクが必要となる。コード化されるビデオ信号における高度の空間的または時間的、あるいはこの両者の冗長度の利点である既知の圧縮コーディング技術を使用することができる。したがって、例えばテレビ会議の応用では、ビットレートを毎秒数百キロビットまで下げることができ、一方でサウンドを含むテレビ電話品質画像は毎秒６４キロビットまで下げることができ、これは単一の電話チャンネルに相当する。
【０００３】
1つの既知の圧縮技術は予測コーディングであって、この予測コーディングはフレーム内の画素（ピクセル）が同じフレーム内の隣り合うピクセルに関係し（空間予測）、または異なるフレームに関係し（時間的予測）したがってピクセル値が伝送されるピクセルに関係する完全情報に代わって受信機において予測できるという仮定を利用している。唯一必要なことは、このような仮定から生じる予測エラーを送ることである。例えばフレームの第１のピクセルは、そのピクセルとそれに先行するピクセルとの間の差と正確に対応して各後続のピクセルを伝送できる。
【０００４】
伝送されるのに必要な情報量をさらに低減するために、動きの補償として知られている技術を使用することができ、この動きの補償技術では、画像はピクセルのブロックに分割され、現在のフレームの各ブロックは先行または後続のフレームである参照フレームの対応するブロックと比較され、このブロックが移動した位置で、最も密接に類似している参照フレームの領域が識別される。識別される領域と検討中のブロックとの位置におけるベクトル差は動きのベクトルと呼ばれ、参照フレームの識別された領域を現在のフレーム内の関係するブロックの位置へ移動するのに使用される。動きのベクトルは現在のフレームのほとんどまたは全てのブロックに対して生成され、参照フレームから予測フレームを導き出すのに使用される。現在のフレームと予測フレームとの間の差は平均して、現在のフレームと参照フレームとの間の差よりも小さく、より少ないデータを使用してコード化することができる。参照フレームを既に記憶したデコーダは、動きのベクトルおよび差の値を使用して現在のフレームを再生することができる。上述のコーディング技術の何れかを別個にまたは組み合せて使用して、信号をコード化することができる。
【０００５】
第１のコーディング方式にしたがってコード化される信号を受取り、第２の方式にしたがってコード化されるコード化されたデータ流を出力するトランスコーダを使用することが望ましいとされる環境がある。トランスコーダが第２のコーディング技術にしたがって動作するデコーダをもつときは、このようなトランスコーダは最初のエンコーダかまたは最後のデコーダを修正せずに第１のコーディング方式にしたがってコード化された信号のデコーディングができる。
【０００６】
既知のトランスコーダは概ね、第1のコーディング方式にしたがってコード化される信号を圧縮信号へデコードし、次にこの信号は第２のコーディング方式にしたがってコード化され、新しいデータ流を出力する。したがって完全なデコーディング動作を実行して、元のビデオ信号を再構成し、次にこのビデオ信号はコード化され、第２のコーディング方式にしたがって新しいコード化されたデータ流を供給する。動きの補償に関係するコーディング方法において、新しい動きのベクトルは第２のコーディング方式にしたがってコード化される信号に対して生成され、これは従来のトランスコーダの処理時間において大きい割合を占めていると考えられる。トランスコーダは概して、伝送経路内に存在しないと仮定され、すなわちＨ．２６１規格にしたがってコード化されるビデオ信号はＨ．２６１規格に適合するデコーダによって受取られると仮定される：トランスコーダを伝送経路へ採り入れると、遅延を受理できない経路へ遅延を導くことになる。
【０００７】
国際特許出願第WO95/29561号では、トランスコーダであって、動きの補償を使用する第１のコーディング方式にしたがってコード化される信号を受取り、同じく動きの補償を使用する第２のコーディング方式にしたがってコード化される信号を出力し、動きのベクトルが受取ったビデオ信号から抽出され、出力信号に転送されるトランスコーダを記載している。したがって第２のコーディング方式に対して動きのベクトルを再び計算する必要はない。しかしながらこの方式では、受取った信号が第２のコーディング方式で使用するのに適した動きのベクトルを含むことを前提条件としている。
【０００８】
発明が解決しようとする課題
本発明にしたがって、トランスコーダであって、第１のコーディング方式にしたがってコード化されている受取ったビデオ信号をデコードするデコーダ、および第２のコーディング方式にしたがって信号を再びコード化するエンコーダを含み、前記コーディング方式では、トランスコーダであって、第１のコーディング方式にしたがってコード化されている受取ったビデオ信号をデコードするデコーダ、および第２のコーディング方式にしたがって信号を再びコード化するエンコーダを含み、前記コーディング方式では、少なくともいくつかのフレームが、参照フレームに基づいて動きの補償がされたインターフレーム予測コーディングを使用してコード化され、この参照フレームは第２のコーディング方式においては第１のコーディング方式におけるものとは同じでなく；動きのベクトル処理手段を含み、それがビデオ信号の現在のフレームに対する推定の動きのベクトルを生成し、現在のフレームに対するベクトルを処理するとき、受取られる信号内ではビデオ信号の少なくとも1つのフレームを伴うベクトルを受取るように接続されていることを特徴とするトランスコーダを提供する。
【０００９】
別の態様において、本発明は受取ったビデオ信号をデコードするデコーダと、該デコーダの出力をエンコードするエンコーダとを含むトランスコーダであって、該受取った信号は動きの補償を採用する第１のコーディング方式にしたがってコード化されており、かつコード化されたデータおよび動きの補償情報を含んでいて、前記エンコーダは動きの補償を採用する第２のコーディング方式にしたがってデコーダの出力をコード化し、かつ動きの補償情報を生成する動きの推定手段（31）を含み、ここで動きの推定手段は受取った信号から得た動きの補償情報を受取り、受取った動きの補償情報が中心を置くサーチ領域内で動きの推定を行なうようにされており：使用のために少なくともいくつかのフレームが参照フレームに基づいて動きの補償がされたインターフレーム予測コーディングを使用してコード化され、この参照フレームは第２のコーディング方式においては第１のコーディング方式におけるものとは同じでなく；該トランスコーダは動きのベクトル処理手段（32）と動きの推定手段（31）とを含み、該動きのベクトル処理手段（32）はビデオ信号の現在のフレームに対する推定の動きのベクトルを生成し、現在のフレームに対するベクトルを処理するときに、受取った信号内でビデオ信号の少なくとも１つの他のフレームを伴うベクトルを受取るように接続されており、また該ベクトル処理手段は前記推定を受取るように接続されていることを特徴とするトランスコーダを提供する。
【００１０】
別の態様において、本発明は第１のコーディング方式にしたがってコード化されている受取ったビデオ信号を第２のコーディング方式にしたがう信号へトランスコードする方法であって、前記コーディング方式では、第2のコーディング方式にしたがって第１のコーディング方式のときとは異なる参照フレームに基づいて動きの補償されるインターフレーム予測コーディングを使用して少なくともいくつかのフレームをコード化して：受取った動きのベクトルを処理して、ビデオ信号の現在のフレームに対して推定の動きのベクトルを生成し、この処理段階が現在のフレームに対するベクトルを処理するとき、受取った信号内でビデオ信号の少なくとも１つの他のフレームを伴うベクトルに応答することを特徴とする方法を提供する。
【００１１】
本発明のさらに別の態様において、二次元アレイを表わす信号をトランスコードする方法であって：動きの補償を使用する第1のコーディング方式にしたがってコード化され、コード化されたデータおよび動きの補償情報を含む受取った信号をデコードすること、および動きの補償を使用する第２のコーディング方式にしたがってデコードされた出力をコード化し、受取った信号から得られた動きの補償情報に中心を置くサーチ領域内で動きの推定を行なうことによって動きの補償情報を生成することを含むものをコード化することを含み：使用の際に少なくともいくつかのフレームが、第２のコーディング方式において第１のコーディング方式のときとは異なる参照フレームに基づいて動きの補償されるインターフレーム予測コーディングを使用してコード化され；この方法はビデオ信号の現在のフレームに対して推定の動きのベクトルを生成する動きのベクトル処理手段を含み、この処理段階は、現在のフレームに対するベクトルを処理するとき、受取った信号内でビデオ信号の少なくとも1つの他のフレームを伴うベクトルに応答し、動きの推定が前記推定によって判断される位置に中心を置いたサーチ領域内で推定を実行するように働くことを特徴とする方法を提供する。
【００１２】
本発明の他の好ましい態様は従属請求項に記載した。
【００１３】
ここで例示的に添付の図面を参照して本発明を開示することにする。
【００１４】
発明の実施の形態
トランスコーダを使用して、第１のフォーマットにしたがってコード化された信号を、第２のフォーマットにしたがってコード化された信号へ変換する。図１は既知の形態のトランスコーダを示し、このトランスコーダはＨ．２６１規格に適合する特定のビットレート（例えば６４キロビット／秒）でコード化されるビデオ信号を、Ｈ．２６１規格にしたがってより低いレート（例えば、３２キロビット／秒）でコード化されるビデオ信号に変換するようにされている。明らかに実際にはトランスコーダは、他のフォーマットとの間で信号を変換するようにされている。
【００１５】
図１に示したトランスコーダのデコーダ部分はデマルチプレクサ１を含み、このデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１はＨ．２６１基準に適合する到来するコード化されたデータ流を受取り、データ流を圧縮されたビデオデータの構成部分と動きのベクトルへデマルチプレックスする。次に圧縮されたビデオデータは可変長デコーダ（ＶＬＤ）２によってデコードされ、次に逆量子化装置(inverse quantiser，Ｑ^−１)４へ送り、逆量子化装置４は離散的コサイン変換（ＤＣＴ）係数の値を出力する。ＤＣＴ係数は逆にした離散的コサイン変換（ＩＤＣＴ）ユニット６によってピクセル領域へ戻されて、ピクセル領域内のビデオ信号を生成する。次にこの信号は加算器10によってフレームメモリ（ＦＳ）８内に記憶された先行フレーム（もしあれば）に加えられ、生成された予測されたフレームはフレームメモリ８に記憶される。第１のフレームを受取ったときに、圧縮されていないフレームはフレームメモリ８内に記憶される−すなわち、加算器10への第２の入力はゼロである。後続のフレームにおいて、デコードされたデータは予測エラーを表わし、加算器10によってフレームメモリ８の内容に加えられる。しかしながらフレームメモリ出力はデマルチプレクサ１から動きのベクトルによって制御される動きの補償（ＭＣ）装置11によって動きの補償がされる。
【００１６】
次にデコーダ部によって出力されるフレームは、エンコーダ部の減算器12へ出力され、エンコーダ部の減算器12はさらにエンコーダ部のフレームメモリ14の出力を入力として受取り、コード化ループの先にコード化されたフレームをデコードしたものを記憶する。フレームメモリ14の内容が減算器12へ入力される前に、動きの補償が動きの補償（ＭＣ）ユニット15によって、フレームメモリ（ＦＳ）14の内容に関して動きの推定器（ＭＥ）24の制御のもとで行なわれ、動きの推定器24は、コード化されるフレームの各ブロックごとに、ブロック位置付近でフレームメモリ14をサーチして、ブロックに最も類似した領域を識別する：したがってブロック位置と識別される領域のフォームとの間のベクトルのオフセットは、動きの補償ユニット15を制御する動きのベクトルを形成する。
【００１７】
減算器12の出力は、離散的コサイン変換（ＤＣＴ）ユニット16によって離散的コサイン変換係数に変換され、量子化（Ｑ）装置18によって量子化され、コーダ26によって可変長にコード化（ＶＬＣ）されて送られる。動きの推定器24によって計算される動きのベクトルはマルチプレクサ27によってデータ流へ多重化される。バッファ28はマルチプレクサ27によって出力されたコード化されたデータ流をバッファし、伝送媒体によって要求されるビットレートで出力を供給する。この出力は定ビットレートであっても、または可変ビットレートであってもよい。フレームメモリ14の内容を生成するために、量子化装置18の出力は逆量子化装置20および逆ＤＣＴユニット22によってデコードされ、加算器23によってフレームメモリ14の動きの補償内容に加えられる。
【００１８】
かなりの量の処理能力を備えているトランスコーダの１つの特徴は動きの推定器24の動作である；したがって８×８のブロックにおける動きのベクトル推定は一般にブロックの周りの両方向において±８または±１６ピクセルのサーチ領域内で行われ、±８の場合でも２８９の計算に含んでいる。したがって到来信号内に既に存在する動きのベクトルをいくつかのやり方で使用することよってこれを簡単にする努力が行われた。したがってわれわれの国際特許出願第WO95/29561号は、図１に示したようなトランスコーダを開示しているが、動きの補償ユニット15およびマルチプレクサ27へ到来動きのベクトルを供給することによって、直接に、または−到来および出力ビデオ信号のピクセル解像度が異なるときは−適切な要素によって測定した後で、動きの推定ユニット24を削除することを目的としている。
【００１９】
別の解決案は米国特許第5,600,646号に提案されている。この米国特許第5,600,646号では到来する動きのベクトルをサーチ用の“種子(seed)”として使用することが提案され；デコーダから対応するベクトルによって与えられる変位においてサーチを開始することによって、はるかに小さいサーチ領域で十分であることが分かる。米国特許第5,600,646号において、±３ピクセルのサーチ範囲が提案されているが、±１ピクセルのサーチ領域でも有益な結果を得られることが分かっている。
【００２０】
Ｈ．２６１規格で使用されるインターフレームの差をコード化するやり方は直接的であり、各予測コーディングプロセスは参照フレームとして先行フレームを使用することに基づいている。しかしながら既知のコード化システムの全てがこれに当てはまるわけではなく−１例としてＭＰＥＧ基準を後でさらに記載する。本発明は、トランスコーダが２つのコード化基準間で動作する状況において到来する動きのベクトルを使用し、一方の基準において他方の基準と異なる参照フレームに基いて動きの補償がされるインターフレーム予測コーディングを使用してコード化されることを目的とする。ここに記載したトランスコーダは、1つの状況、すなわちＭＰＥＧのコード化された信号からＨ．２６１のコード化された信号へ変換するのに使用するように設計されている。
【００２１】
最初に、ＭＰＥＧ信号のフォーマットを開示する。これを開示するのに“前の(earlier)”、“後の(later)”、“先行の(preceding)”、および“次の(next)”のような表現を使用するとき、ＭＰＥＧ信号のフォーマットは（別なやり方で明白に記載されない限り）フレームがコード化されるかまたは伝送される実際の順序とは無関係に、捕捉および表示の順序（すなわち、カメラによって出力されるか、またはディスプレイモニタ上に見られる）におけるフレームの順序を意味している。ＭＰＥＧにおいて、フレームは３つの別々のやり方でコード化され、その結果３つの異なるタイプのコード化されたフレームになる。イントラフレーム、すなわちＩフレームは他のフレームを参照することによってコード化されていない（すなわち、これはインターフレームの差のコード化を全く使用しない）。予測フレーム（Ｐフレーム）は、前のフレームに対して動きの補償がされるインターフレームの差のコード化によってコード化される。この前のフレームはＩフレームまたはＰフレームの何れかでなければならず、概ね直前のフレームではない。第３のタイプのフレームは、双方向フレーム（Ｂフレーム）である。１以上のＢフレームはＩフレームまたはＰフレームと次のＩフレームまたはＰフレームとの間に現れ；実際の数は規格によって制限はしないが、実際には常に２つある。開示するために、最初と最後はＩフレームであるが、画像のグループとして中間のＩフレームを含まないフレームのシーケンス；および画像のサブグループ（この用語は公の基準で使用されるものと必ずしも同じでない）として最初と最後がＩフレームまたはＰフレームであるシーケンスを参照することになる。（伝送の最初と最後を除いて）この用語を使用して、Ｉフレームは画像の２つのグループに属し、ＩフレームまたはＰフレームは画像の２つのグループに属する。したがって１つのグループの画像は画像の１以上のサブグループを含む。実際には、４つのタイプのサブグループ：ＩＢＢＩ、ＩＢＢＰ、ＰＢＢＩ、およびＰＢＢＰがある。
【００２２】
Ｂ−フレーム内の各ブロックは次の４つのやり方の１つでコード化される：
（ａ）それ自体がＢ−フレームでない直前のフレームに基づく動きが補償されたインターフレームの差をコード化するやり方（前（正）方向の予測における動きのベクトルを送ることができる）；
（ｂ）それ自体がＢ−フレームでない直後のフレームに基づく動きが補償されたインターフレームの差をコード化するやり方（後（逆）方向の予測における動きのベクトルを送ることができる）；
（ｃ）補間によるやり方：差のコード化を行なうためのブロックの予測は、それ自体がＢ−フレームでない直前のフレームに基づく動きの補償されるインターフレーム予測と、それ自体がＢ−フレームでない直後のフレームに基づく動きが補償されるインターフレーム予測との間に補間することによって形成される（正方向予測における動きのベクトルおよび逆方向予測における動きのベクトルを送ることができる）；
（ｄ）インターフレーム予測コーディングを行なわないやり方（“イントラフレームブロック”）。
【００２３】
コーダは、最良の予測、したがって最も経済的なコード化を行なうやり方にしたがって（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の何れを使用するかを判断する。イントラフレームブロック（ｄ）は、他のオプションの何れも有益な予測を行なわないことをコーダが判断するときに使用される。これは実際にはほとんど起こらない。この判断はブックごとに行なわれるので、これらの４つの方法の1つ以上の使用を含まないことよりも、所定のＢ−フレームを使用することの方が頻繁であることも注意すべきである。
【００２４】
Ｂフレームに対して逆方向予測を使用するので、影響を受けないサブグループの順序において、捕捉および表示順序とは異なる順序でサブフレーム内のフレームをコード化（およびデコード）することが必要である。したがって、ＩＢＢＰサブグループについて、最初にＩ−フレーム、次にＰ−フレームが続き、その次にＢ−フレームがコード化される。これらはデコードの順序であるので、フレームはこの順序で送られる（これは実際には必要でないが、遅延を最小にする）。
【００２５】
図２ａは１０個のビデオ信号フレームであって、０ないし9の番号を付して捕捉および表示順序を示している。図２ｂは図２ａと同じフレームであって、Ｉ、Ｐ、またはＢの文字で使用したコード化タイプを示し、次に図２ａと同じ番号を付し、次に下付き文字でＭＰＥＧコーダまたはデコーダによってフレームが処理される順序を示している。この記述においてフレームはＩ０、Ｂ１、などとして記載し、理解を助けるときのみ下付き文字を追加する。図２ｂはさらに矢印によって模式的に動きのベクトルを示し、このとき矢じりは参照フレームを指示している。正方向動きのベクトルはＦｉ、ｊとして示され、なお第１の表示はベクトルが属しているフレームを示し、第２の表示は参照フレームを識別し：したがってＦ４，３はベクトルはフレームＢ４に属し、参照フレームはフレームＰ３に関係している。逆方向ベクトルはＲによって示され、例えばＲ４，６ではフレームはＢ４であり、参照フレームはフレームＩ６に関係している。
【００２６】
図３はＩＳＯ／ＩＥＣ規格の１１１７２−２（ＭＰＥＧ１として一般的に知られている）にしたがってコード化される信号を受取り、Ｈ．２６１にしたがってコード化される信号を出力するようにされている。
【００２７】
トランスコーダは、図１の構造に類似した構造をもち、実質的に同じ機能をもつ構成要素は同じ参照符号を使用して示されている。デコーダ部は、受取り順に―すなわち、図２ｃに示した順序で―デコードされたフレームを受取るフレーム再順序付けユニット30をアイテム１ないし１１に加えて形成され―表示および捕捉の順序で―すなわち、図２ａに示したように―出力する（これは2つのフレームメモリおよび読取り−書込み回路を含み、要求される順序でフレームを読み取って、書き込む）。これは、フレームを通常よりも長く表示する（その理由は後で記載する）ことを除いて従来のＭＰＥＧデコーダである：このために再順序付けユニット30の次に１つのフレーム遅延35が置かれている。トランスコーダへ到来するフレーム（“ＩＮ”）と再順序付けユニットからの出力（“ＯＵＴ”）とのタイミングを次の表に示す：
【表１】

【００２８】
言い換えると、画像再順序付けユニット52はフレーム０、３、１を受取り；フレーム０を出力し；次のデコードされたフレーム２を記憶し；フレーム１を出力し；でコードされたフレーム６を記憶し；フレーム２を出力し；デコードされたフレーム４を記憶し；などである。明らかにＰおよびＢフレームが各Ｉフレーム間に現れるときが画像順序付けユニット52はより多くのデータフレームを記憶するようにされることが必要とされている。
【００２９】
エンコーダ側では、アイテム12ないし28は、動きの推定ユニット24が動きの推定ユニット31によって置換されていることを除いて、図1に示したものと全く同様のＨ．２６１エンコーダを形成している。
【００３０】
図３の残りを開示する前に、エンコーダはＨ．２６１信号、すなわち図２ａに記載したシーケンスに対して、第１のフレームの後の各フレームが直前のフレームに基く予測フレームであるとき、図２ｄに示したシーケンスを生成することを要求され、直前のフレームに関係する動きのベクトルの生成を要求する。ＭＰＥＧ信号によって用意される動きのベクトルを観察すると、次に示すことが分かる：
Ｉ０_０およびＩ６_４は、参照画像であるときベクトルを含まない；
Ｐ９_７はＩ６_４に関係するベクトルのみを含むことができる；
Ｂ４_５およびＢ５_６はＰ３_１からの正方向ベクトル、およびＩ６_４からの逆方向ベクトルを含んでもよい；
Ｂ７_８およびＢ８_９は、Ｉ６_４からの正方向ベクトル、およびＰ９_７からの逆方向ベクトルを含んでもよい。
【００３１】
このようなＭＰＥＧ信号がＨ．２６１に変換されるとき、非連続の画像に関係する正方向および逆方向ベクトルの組は、１つの画像から別の画像に関係する正方向ベクトルの組に変換されなければならない。このために、図３に示した実施形態は、正方向および逆方向の動きのベクトルＭＶ_１から正方向の動きのベクトルＭＶ’_１を導き出すための動きのベクトルプロセッサを含む。
【００３２】
上述の1フレーム遅延は、エンコーダが画像フレームを処理することになるとき、実際には必要とされる全てのベクトルが受取られることを保証するように働く。動きのベクトルプロセッサ32から正方向に隣り合ってバッファ33が置かれており、バッファ33は到来信号の５つの連続するフレームにおいて全てのベクトルを収容するのに十分に大きく、プロセッサが特定のフレームに対して動きのベクトルを推定するときに、必要とされる全てのベクトルが依然として得られることを保証する。
【００３３】
プロセッサ32はプログラムが制御される処理ユニットであり、バッファ33の内容を検査して、バッファ33から各フレームの各ブロックにおいて1以上のベクトルを抽出し、必要なときに、該1以上のベクトルに対して算術演算を行なって、Ｈ．２６１規格にしたがって検討中のフレームをコード化するのに使用される少なくとも１つの推定の動きのベクトルを形成する。使用可能な４つのタイプのベクトル導出方法がある。第1のベクトル導出方法は正方向ベクトルである。フレームｊに対して予測に適した直前のフレームｊ−１の領域を識別する正方向ベクトルを得ることを目的としているので、明白な候補が得られるときは、これはＭＰＥＧフレームからの単一段階の正方向ベクトルＶＦＳである。他方でＭＰＥＧフレームがｎフレームだけ先行するフレーム（すなわち、フレームｊ−ｎ）を参照する正方向ベクトルを持っているとすると、このベクトルはｎによって除算され、フレームｎまたは実際には中間フレームｊ−１…ｊ−ｎ＋１に対して使用可能なベクトルを与えることができる。これはここでは全体的にＶＦＮとして、またはｎの特定の値に対してＶＦ２、ＶＦ３、などとして記載される。
【００３４】
第２のタイプの導出方法では、ＭＰＥＧ信号がフレームｊに対してフレームｊ−１（またはｊ−ｎ）に対して逆方向ベクトルを含むとき、この負の値（必要なときにｎによって除算される）は、所望のベクトルの公正な推定値ＶＲＳ（またはＶＲＮ）であることに注意すべきである。
【００３５】
第３のタイプの導出方法は、２つの正方向ベクトル間の差をとって、正方向の差のベクトルＶＲＤを得ることができ；第４のタイプの導出方法は２つの逆方向ベクトル（ＶＲＤ）間の差の負の値をとる。
【００３６】
例えばフレームＢ７_８＝Ｆ９，６＋Ｒ７，９において、混合ベクトルＶＭＸは有益であるが、ここには含まれない。
【００３７】
実際には図２ｂに示されたベクトルの何れも、画像の特定のサブグループ内に現れることが保証されないので、ベクトルは隣り合うフレーム（ＶＦＳ（ｊ−１）などとして記載される）に対して導き出されるベクトルを使用する可能性を含んでもよい。これは、導き出されるベクトルが使用可能である可能性が非常に低いことを意味し：しかしながらこのようなことになるとき（これは、取扱っているブロックまたは（後の）参照フレームにおける対応するブロックがイントラフレームブロックとしてコード化されたときのみ発生する）、ブロックは出力方向のＨ．２６１信号内のイントラブロックとしてコード化することができる。
【００３８】
これらの可能性のほとんどは、Ｉ６、Ｂ７、Ｂ８、およびＰ９に対して表２に記載した。
【００３９】
【表２】

【００４０】
これらのいくつかをより完全に記載することによって次のことが分かる：
Ｂ７_８では、単一の正方向ベクトルＶＦＳは単にＩ６_４からの正方向ベクトルＦ７，６である。その測定された逆方向ベクトルは、Ｐ９_７からの逆方向ベクトルＲ７，９の２分の１を減算した大きさである。正方向の差ベクトルおよび逆方向の差ベクトルはない。
【００４１】
Ｂ８_９では、測定された正方向ベクトルはＩ６_４からの正方向ベクトルの半分である。その測定された逆方向ベクトルはＰ９_７から逆方向ベクトルを減算したものである。逆方向の差ベクトルは、それ自身の逆方向ベクトルとＢ７_８のベクトルとの間の差である。その正方向の差は、それ自身の正方向ベクトルとＢ７_８’の正方向ベクトルとの間の差である。
【００４２】
Ｐ９_７では、測定された正方向ベクトルはＩ６_４からの正方向ベクトルの３分の１である。その正方向の差はＰ９_７’の正方向ベクトルとＢ８_９’の正方向ベクトルとの間の差である。測定された逆方向ベクトルと逆方向の差ベクトルはない。
【００４３】
Ｉ６_４では、ベクトルはないので：このフレームのベクトルは隣り合うフレームのベクトルから導き出さなければならない。
【００４４】
この動きのベクトルを導き出すための３つの可能な動きのモードがある（所定の形式の装置はこれらの1つのみを使用すると仮定する）：
(i)階層モード；
(ii)推定モード；
(iii)階層および推定モードの組み合せ。
【００４５】
階層方法において、プロセッサ32はベクトルタイプの好ましい順序にしたがって動作する。これらはフレームタイプに依存し、表内の参照符号によって示され、したがってＩ６では階層はＶＦＳ（ｊ＋１）、ＶＲＳ（ｊ−１）、ＶＦＤ（ｊ−１）、ＶＦ２（ｊ−１）、ＶＲＤ（ｊ−１）、ＶＦＳ（ｊ−２）、ＶＲ２（ｊ−２）、ＶＲ２（ｊ＋１）、およびＶＦ３（ｊ＋３）がある。
【００４６】
したがってＩ６において、ＶＦＳ（ｊ＋１）が使用可能とき、プロセッサはバッファからこれを読み取る。さもなければ、プロセッサはＶＲＳ（ｊ−１）を読み取る。ＶＲＳ（ｊ−１）が使用可能でないときは、プロセッサはＶＦＤ（ｊ−１）を計算するのに必要な２つのベクトルを読み取り、それらを減算して、導き出されたベクトルを形成する。以下同様である。
【００４７】
推定方法では、プロセッサは現在のブロックに対して全ての使用可能な候補ベクトルを計算し、それらを動きのベクトル推定ユニット31へ送り、動きのベクトル推定ユニット31は各ベクトルごとにこのベクトルを使用して（このオプションを使用するときは、後述のようにサーチ後に）予測ブロックを形成し、予測ブロックとコード化されるブロックとの間の測定値（例えば絶対的な差の和）を計算することによってそれらを推定する。選択されるベクトルは最も低い測定値を与えるものである。
【００４８】
組み合わせ方法は、推定方法と同じであるが、推定されるベクトル数は、おそらくはリストによって予め記載された順序において、最初の数個（おそらくは3個）の使用可能なベクトルに制限されることが異なる。
【００４９】
最適値ではないが、このやり方で直接に得られるベクトルを使用することが可能であり：事実、これを行なうとき、階層方法を使用して動きのベクトル推定ユニット31は完全接続になる。しかしながらベクトルを使用して、動きのベクトル推定ユニット31に対するオフセットを設定して、ベクトルによって設定された位置の周りの小さい領域に対してサーチを実行する方が好ましい。したがって動きのベクトル推定ユニット31はサーチ領域において動きの推定を実行し、その位置は受取られた動きのベクトルによって判断される。
【００５０】
図４はフレームメモリ14の一部を示しており、各正方形20は画素（またはピクセル）を表わしている。通常、動きのベクトルは各個々のピクセルに対してではなく、ピクセルのブロックに対して判断され；したがって図４は４×４のピクセルのブロック22を示している。例えばWO95/29561号に記載されているような、従来技術のトランスコーダでは、動きのベクトルは単に、減算器12がこの演算を実行する前に、ブロックに対して受取られる動きのベクトルＭＶ_１によって判断されるフレームメモリ内の領域である現在検討中のブロックに対する予測となる。
【００５１】
しかしながら本発明のこの形態のトランスコーダでは、別の動きの推定が行なわれる。プロセッサ32からの動きのベクトルＭＶ’_１は、現在のブロックと関係する動きのベクトルによって表わされる量だけ検討中の現在の動作ブロックからオフセットされた位置においてフレームメモリ14においてサーチを開始する。
【００５２】
例えば、現在の画像内の位置Ａにおいて現在のブロック（図４において実線で示した）に対して受取られた動きのベクトルＭＶ’_１は、位置Ａから位置Ｂへの移動を二重線で特定している。次に位置Ｂの周りのサーチ領域26（点線で示した）において実行される。
【００５３】
通常、Ｈ．２６１またはＭＰＥＧ規格にしたがって、ブロックの周りの±８または±１６ピクセルのサーチ領域に対して動きの推定が実行される。完全な動きの推定サーチを行なうことができるが、領域±１ピクセル（サーチ領域26によって示されている）における厳密に制限されたサーチは、WO95/29561号に記載された構成と比較して相当に向上した結果を与えることが分かっている。このようにサーチ領域が制限されているのは、第２のコード化方法に対して動きのベクトルを判断するのに要求される計算数を（８×８のブロックおよび±8ピクセルのサーチ領域において）２８９から9へ低減することを意味している。次に計算された動きのベクトルＭＶ_２は動きのベクトルＭＶ’_１へ加えられ、ブロックごとに新しい動きのベクトルＭＶ_３を形成する。新しい動きのベクトルＭＶ_３が計算されると、新しい動きのベクトルＭＶ_３に中心を置くフレームメモリ14のブロックは減算器12へ出力され、動きのベクトルＭＶ_３はマルチプレクサ27へ入力される。
【００５４】
記載したトランスコーダはＭＰＥＧ信号をＨ．２６１信号へトランスコードするように設計されているが、この原理は一方の基準における参照フレームが他の基準におけるものと異なる参照フレームに基づく、動きの補償がされるインターフレーム予測コーディングを使用してコード化されるといった他の状況に応用可能である。例えば図３のトランスコーダを逆変換用に構成してもよい。図２ｄに示したＨ．２６１フレームに対する動きのベクトルはＦ１，０、Ｆ２，１、Ｆ３，２、などによって示されるとき、ＭＰＥＧ信号を構成するのに必要な動きのベクトルの推定値Ｆ’ｉ，ｊは次のように構成することができる：
Ｆ’７，６＝Ｆ７，６
Ｆ’８，６＝Ｆ８，７＋Ｆ７，６
Ｆ’９，６＝Ｆ９，８＋Ｆ８，７＋Ｆ７，６
Ｒ’７，９＝−（Ｆ９，８＋Ｆ８，７）
Ｆ’８，９＝−Ｆ９，８
１以上のベクトルが到来信号に存在しないとき、非連続フレームの予測に対するベクトル推定は到来ベクトルを多重化することによって生成することができ、次に例を記載する：
Ｆ’８，６＝２×Ｆ８，７
Ｆ’８，６＝２×Ｆ７，６
Ｆ’９，６＝３×Ｆ９，８
Ｆ’９，６＝３×Ｆ８，７
Ｆ’９，６＝３×Ｆ７，６
Ｆ’７，９＝−２×Ｆ９，８
Ｆ’７，９＝−２×Ｆ８，７
【図面の簡単な説明】
【図１】 既知のトランスコーダを示す模式図。
【図２】 ＭＰＥＧおよびＨ．２６１コード化規格に適合するビデオ信号に対する捕捉、コード化、および表示順序を示す図（図2a,2b,2c,2d）
【図３】 本発明のトランスコーダの第２の実施形態を示す模式図。
【図４】 フレームメモリの一部および動きのベクトル生成を示す模式図。

Claims (6)

1. シーケンスの中からフレームをコード化して、いくつかのフレームのコード化が後方向の動きのベクトルを使用する後のフレームからの予測を含んでいて、動きの補償がされたインターフレーム予測コーディングを採用している第１のコード化方式にしたがって、コード化された受信信号をデコードするデコーダと、
   第２のコード化方式においては第１のコード化方式とは同じでない参照フレームに基いた動きの補償がされるインターフレーム予測コーディングを使用して少なくともいくつかのフレームをコード化する第２のコード化方式にしたがって信号を再びコード化する第２のエンコーダと、を含むトランスコーダであって、
   前記トランスコーダは、ビデオ信号の現在のフレームに対して推定の動きのベクトルを生成する動きのベクトル処理手段（３２）を含み、
   前記現在のフレームを基準フレームとして使用して直ぐ前のフレームが後方向予測によってコード化された場合には、前記直ぐ前のフレームを基準フレームとして使用して前方向予測によって前記現在のフレームを再エンコードするために、前記動きのベクトル処理手段は、受信信号に、ビデオ信号の前記直ぐ前のフレームを伴う前記後方動きベクトル（ＶＲＳ）を選択するように動作可能であり、前記後方向の動きのベクトルの符号を逆にして、前記推定の動きのベクトルを生成するように動作する、
   ことを特徴とするトランスコーダ。
2. 前記現在のフレームを基準フレームとして使用して前記直ぐ前のフレームより早いフレームが後方向予測によってコード化された場合には、前記動きのベクトル処理手段は、受信信号に、ビデオ信号の前記早いフレームを伴う前記後方動きベクトル（ＶＲＮ）を選択するように動作可能であり、前記後方向の動きのベクトルの符号を逆にして、前記受信された動きのベクトルが１フレーム期間より大のフレーム期間に亘る動きを意味している事実を考慮するための訂正をなして、前記推定の動きのベクトルを生成するように動作する
   ことを特徴とする請求項１に記載のトランスコーダ。
3. 前記現在のフレームより後のフレームを基準フレームとして使用して前記直ぐ前のフレームが後方向予測によってコード化された場合には、前記動きのベクトル処理手段は、受信信号に、ビデオ信号の前記直ぐ前のフレームを伴う前記後方動きベクトル（ＶＲＮ）を選択するように動作可能であり、前記後方向の動きのベクトルの符号を逆にして、前記受信された動きのベクトルが１フレーム期間より大のフレーム期間に亘る動きを意味している事実を考慮するための訂正をなして、前記推定の動きのベクトルを生成するように動作する
   ことを特徴とする請求項１に記載のトランスコーダ。
4. 前記訂正は、スケーリングファクタ（ｎ）を前記選択された動きのベクトルにかけることによりなされることを特徴とする請求項２または３に記載のトランスコーダ。
5. 前記訂正は、前記選択された動きのベクトルから他の受信された動きのベクトルを差し引くことによりなされることを特徴とする請求項２または３に記載のトランスコーダ。
6. 前記動きのベクトル処理手段は、前記推定の動きのベクトルによって決まる位置を中心とする検索領域内で動きの推定を実行して、前記再エンコードのための改善された動きのベクトルを提供するように動作する手段を含んでいることを特徴とする請求項１乃至４のいづれか１項に記載のトランスコーダ。

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