JP2002511669A - 映像データストリームの適応的符号化方法と装置 - Google Patents
映像データストリームの適応的符号化方法と装置Info
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- Signal Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 バッファ利用パラメータに悪い影響を与えることなく、情報の不連続点近辺で符号化する質を維持し、また、結果として符号化されたストリームに対するランダムアクセスを行うことができるように、受信情報ストリーム内の情報の不連続領域に合わせてＭＰＥＧ準拠のエンコーダの動作を修正する方法とそれに伴う装置。具体的には、情報の不連続領域に先行するＩフレームを備えるアンカーフレームをＰフレームとして符号化する一方、情報の不連続領域の次のアンカーフレームをＩフレームとして符号化する。
Description
【０００１】 本出願は、１９９８年に４月に出願された米国仮出願第６０／０８０５３６号
の優先権の利益を主張する。
の優先権の利益を主張する。
【０００２】 本発明は一般的な通信システムに関する。特に、本発明は情報ストリームの不
連続性の兆候に対応して情報ストリームを適応的に符号化する方法とそれに付随
する装置に関する。
連続性の兆候に対応して情報ストリームを適応的に符号化する方法とそれに付随
する装置に関する。
【０００３】
通信システムのうちの幾つかでは、利用可能帯域を効果的に使うために、転送
されるデータを圧縮する。例えば、動画エキスパートグループ（ＭＰＥＧ）は、
デジタルデータ転送システムに関する幾つかの規格を公表している。ＭＰＥＧ−
１として周知の第１の規格はＩＳＯ／ＩＥＣ規格１１１７２と呼ばれ、本件の援
用文献である。ＭＰＥＧ−２として周知の第２の規格はＩＳＯ／ＩＥＣ規格１３
８１８と呼ばれ、本件の援用文献である。先端テレビシステム委員会（ＡＴＳＣ
）のデジタルテレビ規格書Ａ／５３には圧縮されたデジタル映像システムについ
ての説明があり、本件の援用文献である。
されるデータを圧縮する。例えば、動画エキスパートグループ（ＭＰＥＧ）は、
デジタルデータ転送システムに関する幾つかの規格を公表している。ＭＰＥＧ−
１として周知の第１の規格はＩＳＯ／ＩＥＣ規格１１１７２と呼ばれ、本件の援
用文献である。ＭＰＥＧ−２として周知の第２の規格はＩＳＯ／ＩＥＣ規格１３
８１８と呼ばれ、本件の援用文献である。先端テレビシステム委員会（ＡＴＳＣ
）のデジタルテレビ規格書Ａ／５３には圧縮されたデジタル映像システムについ
ての説明があり、本件の援用文献である。
【０００４】 上で引用された規格には、固定長、もしくは、可変長のデジタル通信システム
を用いた、映像、音声、または、その他の情報の圧縮と伝送に適したデータ処理
と操作技術に関して記述されている。特に、上で引用された規格とその他の“Ｍ
ＰＥＧ準拠”の規格と技術は、内部フレーム符号化技術（ランレングス符号化、
ハフマン符号化等）と内部フレーム符号化技術（前方向と後方向の予測符号化、
動き補償等）を使って映像情報を圧縮する。特に、映像処理システムの場合、Ｍ
ＰＥＧとＭＰＥＧ準拠の映像処理システムは、フレーム内動き補償符号化やフレ
ーム間動き補償符号化を使って、もしくは、使わないで、映像フレームを予測ベ
ースの縮符号化するものとして特徴づけられる。
を用いた、映像、音声、または、その他の情報の圧縮と伝送に適したデータ処理
と操作技術に関して記述されている。特に、上で引用された規格とその他の“Ｍ
ＰＥＧ準拠”の規格と技術は、内部フレーム符号化技術（ランレングス符号化、
ハフマン符号化等）と内部フレーム符号化技術（前方向と後方向の予測符号化、
動き補償等）を使って映像情報を圧縮する。特に、映像処理システムの場合、Ｍ
ＰＥＧとＭＰＥＧ準拠の映像処理システムは、フレーム内動き補償符号化やフレ
ーム間動き補償符号化を使って、もしくは、使わないで、映像フレームを予測ベ
ースの縮符号化するものとして特徴づけられる。
【０００５】 典型的なＭＰＥＧエンコーダでは、複数の映像フレームを含む受信された映像
ストリームは、前もって定義されたピクチャ・グループ（ＧＯＰ）構成に基づい
て符号化される。即ち、受信された映像ストリームは符号化され、例えば、イン
トラ符号化フレーム（Ｉフレーム）と、それに続く一つ以上の前方向予測符号化
フレーム（Ｐフレーム）と双方向（即ち、前方向と後方向）予測フレーム（Ｂフ
レーム）を備えるＧＯＰが生成される。受信された映像ストリームの場面が変化
する場合、新たな場面の第１のフレームは前のアンカーフレームとかなり異なっ
ていてもよい。従って、エンコーダは、第１のフレーム内で非常に大きな割合を
占めるマクロブロックをイントラ符号化する必要がある。この状況では、エンコ
ーダは典型的にはそのフレームをアンカーフレームとして符号化する。これによ
り、前もって定義されたＧＯＰ構成内の後続フレームが予測される。
ストリームは、前もって定義されたピクチャ・グループ（ＧＯＰ）構成に基づい
て符号化される。即ち、受信された映像ストリームは符号化され、例えば、イン
トラ符号化フレーム（Ｉフレーム）と、それに続く一つ以上の前方向予測符号化
フレーム（Ｐフレーム）と双方向（即ち、前方向と後方向）予測フレーム（Ｂフ
レーム）を備えるＧＯＰが生成される。受信された映像ストリームの場面が変化
する場合、新たな場面の第１のフレームは前のアンカーフレームとかなり異なっ
ていてもよい。従って、エンコーダは、第１のフレーム内で非常に大きな割合を
占めるマクロブロックをイントラ符号化する必要がある。この状況では、エンコ
ーダは典型的にはそのフレームをアンカーフレームとして符号化する。これによ
り、前もって定義されたＧＯＰ構成内の後続フレームが予測される。
【０００６】 残念ながら、もし新たなアンカーフレームがＰフレームとして符号化される対
象とされたなら、そのイントラ符号化はエンコーダによって利用されるレート制
御（ＲＣ）予測に影響を与える。いかにＲＣが行われるかによって、これはＰフ
レーム自体の符号化の質と、Ｐフレームの後に符号化される幾つかのフレームの
質に影響を与えることがある。特に、前のアンカーフレームがＩフレームであっ
たときが最も影響が大きいと考えられる。
象とされたなら、そのイントラ符号化はエンコーダによって利用されるレート制
御（ＲＣ）予測に影響を与える。いかにＲＣが行われるかによって、これはＰフ
レーム自体の符号化の質と、Ｐフレームの後に符号化される幾つかのフレームの
質に影響を与えることがある。特に、前のアンカーフレームがＩフレームであっ
たときが最も影響が大きいと考えられる。
【０００７】 さらに、もし場面変化後の第１のアンカーフレームがＩフレームでなく、ほと
んど、もしくは、全体がイントラ符号化されたマクロブロックをもつＰフレーム
と断定されたなら、場面変化の始めの近辺では、ランダムアクセス（即ち、独立
した復号化の可能性）はうまくいかない。従って、ランダムアクセスを行うため
に、Ｐフレームが予定されていようとＢフレームが予定されていようとにかかわ
らず、幾つかのエンコーダで場面変化後の第１のフレームをＩフレームとして単
純に符号化する。また、このエンコーダの動作はＲＣ動作に影響を与える。
んど、もしくは、全体がイントラ符号化されたマクロブロックをもつＰフレーム
と断定されたなら、場面変化の始めの近辺では、ランダムアクセス（即ち、独立
した復号化の可能性）はうまくいかない。従って、ランダムアクセスを行うため
に、Ｐフレームが予定されていようとＢフレームが予定されていようとにかかわ
らず、幾つかのエンコーダで場面変化後の第１のフレームをＩフレームとして単
純に符号化する。また、このエンコーダの動作はＲＣ動作に影響を与える。
【０００８】 従って、符号化の質を維持し、符号化されたストリームに対するランダムアク
セスを場面変化点近辺で行うために、ＭＰＥＧ準拠のエンコーダの処理を受信さ
れた映像ストリームでの場面変化領域に適用する方法とそれに付随する装置を提
供することによって上述の問題に取り組むことが望ましいと考えられる。より一
般的には、符号化の質を維持し、符号化されたストリームに対するランダムアク
セスを情報の不連続点近辺で行うために、ＭＰＥＧ準拠のエンコーダの処理を、
受信されたいかなる種類の情報ストリーム内の情報の不連続領域に適用する方法
とそれに付随する装置を提供することが望ましいと考えられる。
セスを場面変化点近辺で行うために、ＭＰＥＧ準拠のエンコーダの処理を受信さ
れた映像ストリームでの場面変化領域に適用する方法とそれに付随する装置を提
供することによって上述の問題に取り組むことが望ましいと考えられる。より一
般的には、符号化の質を維持し、符号化されたストリームに対するランダムアク
セスを情報の不連続点近辺で行うために、ＭＰＥＧ準拠のエンコーダの処理を、
受信されたいかなる種類の情報ストリーム内の情報の不連続領域に適用する方法
とそれに付随する装置を提供することが望ましいと考えられる。
【０００９】
本発明は、バッファ利用パラメータに悪影響を与えることなく、情報の不連続
点近辺で符号化する質を維持し、また、結果として符号化されたストリームに対
するランダムアクセスを行うことができるように、受信情報ストリーム内の情報
の不連続領域に合わせてＭＰＥＧ準拠のエンコーダの動作を修正する方法とそれ
に伴う装置を備える。具体的には、情報の不連続領域に先行するＩフレームを備
えるアンカーフレームをＰフレームとして符号化する一方で、情報の不連続領域
の次のアンカーフレームをＩフレームとして符号化する。
点近辺で符号化する質を維持し、また、結果として符号化されたストリームに対
するランダムアクセスを行うことができるように、受信情報ストリーム内の情報
の不連続領域に合わせてＭＰＥＧ準拠のエンコーダの動作を修正する方法とそれ
に伴う装置を備える。具体的には、情報の不連続領域に先行するＩフレームを備
えるアンカーフレームをＰフレームとして符号化する一方で、情報の不連続領域
の次のアンカーフレームをＩフレームとして符号化する。
【００１０】 具体的には、一連の非符号化情報フレームを圧縮符号化してフレーム・グルー
プ（ＧＯＦ）情報構成に実質的に基づく一連の符号化情報フレームを生成するシ
ステム内で、各ＧＯＦは少なくとも一つのサブＧＯＦを備え、各サブＧＯＦは少
なくとも一つのアンカーフレームを備え、各アンカーフレームはイントラ符号化
フレーム（Ｉフレーム）と前方予測フレーム（Ｐフレーム）のうちの一つを備え
る。本発明の方法は、前記一連の非符号化情報フレーム内のインターフレーム情
報の不連続領域に対応して、前記情報の不連続領域の次の第１のアンカーフレー
ムはＩフレームを備え、また、前記情報の不連続領域に先行する第１のアンカー
フレームはＰフレームを備えるように前記ＧＯＦ情報構成を修正する工程を備え
る。
プ（ＧＯＦ）情報構成に実質的に基づく一連の符号化情報フレームを生成するシ
ステム内で、各ＧＯＦは少なくとも一つのサブＧＯＦを備え、各サブＧＯＦは少
なくとも一つのアンカーフレームを備え、各アンカーフレームはイントラ符号化
フレーム（Ｉフレーム）と前方予測フレーム（Ｐフレーム）のうちの一つを備え
る。本発明の方法は、前記一連の非符号化情報フレーム内のインターフレーム情
報の不連続領域に対応して、前記情報の不連続領域の次の第１のアンカーフレー
ムはＩフレームを備え、また、前記情報の不連続領域に先行する第１のアンカー
フレームはＰフレームを備えるように前記ＧＯＦ情報構成を修正する工程を備え
る。
【００１１】
添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することにより本発明の教唆を容易
に理解することができる。
に理解することができる。
【００１２】 本発明は、フレーム・グループ（ＧＯＦ）やピクチャ・グループ（ＧＯＰ）の
データ構造に名目上従う符号化出力情報ストリームＯＵＴを生成するために入力
情報ストリームを符号化するＭＰＥＧ準拠の符号化システムの枠内で説明される
。各ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造は、最大の大きさがＭ個のフレームである複数の
サブＧＯＦまたはサブＧＯＰのデータ構造で構成されたＮ個のフレームを備える
。各サブＧＯＦ／ＧＯＰは、各アンカーフレーム（例えば、Ｂフレーム、もしく
は、Ｐフレーム）と、オプションとして一つ以上の非アンカーフレーム（例えば
、Ｂフレーム）を備える。入力された情報ストリームＩＮ内のフレーム間の情報
の不連続性に対応して、本発明では、不連続な情報の後の第１のアンカーフレー
ムがＩフレームを備え、また、不連続な情報に先行する第１のアンカーフレーム
がＰフレームを備えるように符号化出力情報ストリームを修正する。
データ構造に名目上従う符号化出力情報ストリームＯＵＴを生成するために入力
情報ストリームを符号化するＭＰＥＧ準拠の符号化システムの枠内で説明される
。各ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造は、最大の大きさがＭ個のフレームである複数の
サブＧＯＦまたはサブＧＯＰのデータ構造で構成されたＮ個のフレームを備える
。各サブＧＯＦ／ＧＯＰは、各アンカーフレーム（例えば、Ｂフレーム、もしく
は、Ｐフレーム）と、オプションとして一つ以上の非アンカーフレーム（例えば
、Ｂフレーム）を備える。入力された情報ストリームＩＮ内のフレーム間の情報
の不連続性に対応して、本発明では、不連続な情報の後の第１のアンカーフレー
ムがＩフレームを備え、また、不連続な情報に先行する第１のアンカーフレーム
がＰフレームを備えるように符号化出力情報ストリームを修正する。
【００１３】 図１には、本発明に係るＭＰＥＧ準拠の符号化システム１００が示されている
。具体的には、図１は、第１の符号化モジュール１０１、第２の符号化モジュー
ル、コントローラ１０３、セレクタ１０４、出力バッファ１６０を備えるＭＰＥ
Ｇ準拠の符号化システム１００を示す。ＭＰＥＧ準拠の符号化システム１００は
、複数の非圧縮情報フレーム、例えば、映像情報ストリームを構成する一連の画
像を備える入力情報ストリームＩＮを受信して符号化し、符号化された出力情報
ストリームＯＵＴを生成する。
。具体的には、図１は、第１の符号化モジュール１０１、第２の符号化モジュー
ル、コントローラ１０３、セレクタ１０４、出力バッファ１６０を備えるＭＰＥ
Ｇ準拠の符号化システム１００を示す。ＭＰＥＧ準拠の符号化システム１００は
、複数の非圧縮情報フレーム、例えば、映像情報ストリームを構成する一連の画
像を備える入力情報ストリームＩＮを受信して符号化し、符号化された出力情報
ストリームＯＵＴを生成する。
【００１４】 第１の符号化モジュール１０１は入力情報ストリームＩＮを受信して符号化し
、フレーム・グループ（ＧＯＦ）やピクチャ・グループ（ＧＯＰ）のデータ構造
に部分的に従う第１の符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。第１の符号化
情報ストリームＳ１０１は、ＧＯＦやＧＯＰのデータ構造に部分的に従う。何故
なら、フレームがＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に基づくイントラ符号化されたフレ
ーム（Ｉフレーム）になるように予定されていたとしても、第１の符号化モジュ
ール１０１は、前方向予測符号化されたフレーム（Ｐフレーム）として各アンカ
ーフレームを符号化するからである。従って、第１の符号化情報ストリームＳ１
０１は、Ｐフレームをアンカーフレームとして備えるサブＧＯＰ、もしくは、サ
ブＧＯＦを備える。第１の符号化情報ストリームＳ１０１は、サブＧＯＦ／ＧＯ
Ｐバッファでバッファされた後、セレクタ１０４の第１の入力点に入る。
、フレーム・グループ（ＧＯＦ）やピクチャ・グループ（ＧＯＰ）のデータ構造
に部分的に従う第１の符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。第１の符号化
情報ストリームＳ１０１は、ＧＯＦやＧＯＰのデータ構造に部分的に従う。何故
なら、フレームがＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に基づくイントラ符号化されたフレ
ーム（Ｉフレーム）になるように予定されていたとしても、第１の符号化モジュ
ール１０１は、前方向予測符号化されたフレーム（Ｐフレーム）として各アンカ
ーフレームを符号化するからである。従って、第１の符号化情報ストリームＳ１
０１は、Ｐフレームをアンカーフレームとして備えるサブＧＯＰ、もしくは、サ
ブＧＯＦを備える。第１の符号化情報ストリームＳ１０１は、サブＧＯＦ／ＧＯ
Ｐバッファでバッファされた後、セレクタ１０４の第１の入力点に入る。
【００１５】 第２の符号化モジュール１０２は入力情報ストリームＩＮを受信して符号化し
、イントラ符号化されたアンカーフレームのみを備える第２の符号化情報ストリ
ームＳ１０２を生成する。具体的には、フレームが、第１の符号化モジュール１
０１によって用いられるＧＯＦ／ＧＯＰのデータ構造に基づくＰフレームとなる
予定であっても、第２の符号化モジュール１０２は、各アンカーフレームをイン
トラ符号化フレーム（Ｉフレーム）として符号化する。このフレームは双方向符
号化フレームと呼ばれる。何故なら、それはＩフレームとして第２の符号化モジ
ュール１０２によって符号化され、また、Ｐフレームとして第１の符号化モジュ
ール１０１によって符号化されるからである。従って、第２の符号化情報ストリ
ームＳ１０２はイントラ符号化されたアンカーフレームだけを備える。第２の符
号化情報ストリームＳ１０２はサブＧＯＦ／ＧＯＰバッファでバッファされた後
、セレクタ１０４の第２の入力点に入る。さらに、以下で説明するが、第２のエ
ンコーダ１０２によって符号化された各フレームは再生（即ち、復号化）され、
第１の符号化モジュール１０１の動き予測領域での使用に適する基準アンカーフ
レームを提供する。
、イントラ符号化されたアンカーフレームのみを備える第２の符号化情報ストリ
ームＳ１０２を生成する。具体的には、フレームが、第１の符号化モジュール１
０１によって用いられるＧＯＦ／ＧＯＰのデータ構造に基づくＰフレームとなる
予定であっても、第２の符号化モジュール１０２は、各アンカーフレームをイン
トラ符号化フレーム（Ｉフレーム）として符号化する。このフレームは双方向符
号化フレームと呼ばれる。何故なら、それはＩフレームとして第２の符号化モジ
ュール１０２によって符号化され、また、Ｐフレームとして第１の符号化モジュ
ール１０１によって符号化されるからである。従って、第２の符号化情報ストリ
ームＳ１０２はイントラ符号化されたアンカーフレームだけを備える。第２の符
号化情報ストリームＳ１０２はサブＧＯＦ／ＧＯＰバッファでバッファされた後
、セレクタ１０４の第２の入力点に入る。さらに、以下で説明するが、第２のエ
ンコーダ１０２によって符号化された各フレームは再生（即ち、復号化）され、
第１の符号化モジュール１０１の動き予測領域での使用に適する基準アンカーフ
レームを提供する。
【００１６】 出力バッファ１６０は、最も遠くにあるデコーダバッファのバッファ利用レベ
ルを示すレート制御信号ＲＣを生成する。レート制御信号ＲＣは第１の符号化モ
ジュール１０１と第２の符号化モジュール１０２に与えられる。符号化モジュー
ルはレート制御信号を利用してそれぞれの符号化工程の量子化パラメータを選ぶ
ことにより、出力信号Ｓ１０１、Ｓ１０２のそれぞれのビットレートを制御して
、最も遠くにあるデコーダバッファでのバッファオーバフローやアンダーフロー
を避けることができる。
ルを示すレート制御信号ＲＣを生成する。レート制御信号ＲＣは第１の符号化モ
ジュール１０１と第２の符号化モジュール１０２に与えられる。符号化モジュー
ルはレート制御信号を利用してそれぞれの符号化工程の量子化パラメータを選ぶ
ことにより、出力信号Ｓ１０１、Ｓ１０２のそれぞれのビットレートを制御して
、最も遠くにあるデコーダバッファでのバッファオーバフローやアンダーフロー
を避けることができる。
【００１７】 コントローラ１０３はセレクタ１０４の制御入力点に接続され、第１の符号化
モジュール１０１と第２の符号化モジュール１０２をそれぞれ制御するための第
１の符号化制御信号Ｃ１と第２の符号化制御信号Ｃ２を生成する。コントローラ
１０３は、通常、連続動作モードで動作する。ここで、出力バッファに供給され
た情報ストリームは定義されたＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う。例えば，供給
された情報ストリーム内のＩフレーム型の連続アンカーフレームの発生を防ぐた
めに、コントローラ１０３は、例えば、場面変化やその他の情報ストリームが不
連続となる事象があると不連続動作モードに入る。不連続動作モードでは、コン
トローラ１０３は第１の（一時的）アンカーフレームをＩフレームからＰフレー
ムに変える。これは可能である。何故ならば、上述したように、各アンカーフレ
ームはＩフレームとＰフレームとして双方向符号化されるからである。このよう
な情報の不連続な部分を検出するために、コントローラ１０３は少なくとも一つ
の入力情報ストリームＩＮと第２の符号化モジュール１０２からのモード決定指
示信号ＭＤを受信する。情報の不連続な部分の検出については以下で説明される
。簡単に言うと、イントラ符号化する（インター符号化や予測符号化ではなく）
ために、閾値より大きな数のマクロブロックが選択される。符号化される情報フ
レームは本来、アンカーフレームとは十分に異なり、これに基づく予測によって
場面の変化等の不連続な情報領域があると推定する。
モジュール１０１と第２の符号化モジュール１０２をそれぞれ制御するための第
１の符号化制御信号Ｃ１と第２の符号化制御信号Ｃ２を生成する。コントローラ
１０３は、通常、連続動作モードで動作する。ここで、出力バッファに供給され
た情報ストリームは定義されたＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う。例えば，供給
された情報ストリーム内のＩフレーム型の連続アンカーフレームの発生を防ぐた
めに、コントローラ１０３は、例えば、場面変化やその他の情報ストリームが不
連続となる事象があると不連続動作モードに入る。不連続動作モードでは、コン
トローラ１０３は第１の（一時的）アンカーフレームをＩフレームからＰフレー
ムに変える。これは可能である。何故ならば、上述したように、各アンカーフレ
ームはＩフレームとＰフレームとして双方向符号化されるからである。このよう
な情報の不連続な部分を検出するために、コントローラ１０３は少なくとも一つ
の入力情報ストリームＩＮと第２の符号化モジュール１０２からのモード決定指
示信号ＭＤを受信する。情報の不連続な部分の検出については以下で説明される
。簡単に言うと、イントラ符号化する（インター符号化や予測符号化ではなく）
ために、閾値より大きな数のマクロブロックが選択される。符号化される情報フ
レームは本来、アンカーフレームとは十分に異なり、これに基づく予測によって
場面の変化等の不連続な情報領域があると推定する。
【００１８】 第１の符号化モジュール１０１は、加算器１５５、モード決定モジュール１０
５Ｐ、離散コサイン変換（ＤＣＴ）モジュール１１０Ｐ、量子化（Ｑ）モジュー
ル、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュール１２０Ｐ、逆量子化（Ｑ-1）１２５Ｐ、
逆離散コサイン変換（ＤＣＴ-1）モジュール１３０Ｐ、減算器１５６、バッファ
１３５Ｐ、レート制御モジュール１４０Ｐ、動き補償モジュール１４５Ｐ、動き
推定モジュール１５０Ｐ、アンカーフレーム記憶モジュール１７０を備える。第
２の符号化モジュール１０２は複数のモジュールを備えるが、当業者であれば様
々なモジュールによって実行される機能を、図１に示されるような別々のモジュ
ールに分ける必要がないことがわかっている。例えば、動き補償モジュール１４
５Ｐ，逆量子化モジュール１２５Ｐ，逆ＤＣＴモジュール１３０Ｐを備えるモジ
ュール集合は、一般的に、“組み込みデコーダ”として周知のものである。
５Ｐ、離散コサイン変換（ＤＣＴ）モジュール１１０Ｐ、量子化（Ｑ）モジュー
ル、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュール１２０Ｐ、逆量子化（Ｑ-1）１２５Ｐ、
逆離散コサイン変換（ＤＣＴ-1）モジュール１３０Ｐ、減算器１５６、バッファ
１３５Ｐ、レート制御モジュール１４０Ｐ、動き補償モジュール１４５Ｐ、動き
推定モジュール１５０Ｐ、アンカーフレーム記憶モジュール１７０を備える。第
２の符号化モジュール１０２は複数のモジュールを備えるが、当業者であれば様
々なモジュールによって実行される機能を、図１に示されるような別々のモジュ
ールに分ける必要がないことがわかっている。例えば、動き補償モジュール１４
５Ｐ，逆量子化モジュール１２５Ｐ，逆ＤＣＴモジュール１３０Ｐを備えるモジ
ュール集合は、一般的に、“組み込みデコーダ”として周知のものである。
【００１９】 映像情報ストリームを備える入力情報ストリームＩＮの場合、デジタイズされ
、また、例えばＭＰＥＧ規格に基づく輝度と２つの色差信号（Ｙ，Ｃr，Ｃb）で
表される入力信号経路ＩＮ上の一連の画像が映像情報ストリームで表わされる。
さらに、これらの信号は複数のレイヤー（シーケンス、ピクチャ・グループ、ピ
クチャ、スライス、マクロブロック、ブロック）に分割されて、各ピクチャ（フ
レーム）が複数のマクロブロックによって表される。各マクロブロックは、四つ
（４）の輝度ブロック、一つのＣrブロック，一つＣbブロックを備え、ブロック
とは八個の（８）サンプルアレイによって八（８）個のものとして定義される。
ブロック単位にピクチャを分割することにより、２つの連続するピクチャ間での
変化を識別する能力を改善し、また、小振幅の変換係数を削除することによって
画像圧縮を改善する（以下で説明される）。デジタイズされた信号は、適切な窓
と解像度と入力フォーマットを選択するためのフォーマット変換等の前処理が選
択的に行われる。
、また、例えばＭＰＥＧ規格に基づく輝度と２つの色差信号（Ｙ，Ｃr，Ｃb）で
表される入力信号経路ＩＮ上の一連の画像が映像情報ストリームで表わされる。
さらに、これらの信号は複数のレイヤー（シーケンス、ピクチャ・グループ、ピ
クチャ、スライス、マクロブロック、ブロック）に分割されて、各ピクチャ（フ
レーム）が複数のマクロブロックによって表される。各マクロブロックは、四つ
（４）の輝度ブロック、一つのＣrブロック，一つＣbブロックを備え、ブロック
とは八個の（８）サンプルアレイによって八（８）個のものとして定義される。
ブロック単位にピクチャを分割することにより、２つの連続するピクチャ間での
変化を識別する能力を改善し、また、小振幅の変換係数を削除することによって
画像圧縮を改善する（以下で説明される）。デジタイズされた信号は、適切な窓
と解像度と入力フォーマットを選択するためのフォーマット変換等の前処理が選
択的に行われる。
【００２０】 減算器１５５は、信号経路ＩＮ上の入力マクロブロックから信号経路ＰＦ上の
予測マクロブロックを減算して、剰余信号（本技術分野では、単に剰余、もしく
は、剰余マクロブロックとも呼ばれる）を生成する。
予測マクロブロックを減算して、剰余信号（本技術分野では、単に剰余、もしく
は、剰余マクロブロックとも呼ばれる）を生成する。
【００２１】 モード決定モジュール１０５Ｐは、減算器１５５から剰余マクロブロック（即
ち、予測マクロブロック）を、また、信号経路ＩＮから入力マクロブロックを受
信する。もし予測マクロブロックが入力マクロブロックに実質的に類似している
なら（即ち、剰余が比較的小さく、非常に少ないビットを用いて簡単に符号化で
きる）、モード決定モジュール１０５Ｐはインター符号化のために減算器１５５
から剰余信号を選択する。即ち、マクロブロックは、動き補償されたマクロブロ
ック、即ち、動ベクトルとそれに関連する剰余として符号化される。しかしなが
ら、もし予測マクロブロックと入力マクロブロック間の差、即ち、剰余が大きけ
れば、剰余を符号化することは困難である。結論としては、動き補償剰余マクロ
ブロックを符号化するのではなく入力マクロブロックを直接符号化することによ
って、システムはより効率的に動作することができる。
ち、予測マクロブロック）を、また、信号経路ＩＮから入力マクロブロックを受
信する。もし予測マクロブロックが入力マクロブロックに実質的に類似している
なら（即ち、剰余が比較的小さく、非常に少ないビットを用いて簡単に符号化で
きる）、モード決定モジュール１０５Ｐはインター符号化のために減算器１５５
から剰余信号を選択する。即ち、マクロブロックは、動き補償されたマクロブロ
ック、即ち、動ベクトルとそれに関連する剰余として符号化される。しかしなが
ら、もし予測マクロブロックと入力マクロブロック間の差、即ち、剰余が大きけ
れば、剰余を符号化することは困難である。結論としては、動き補償剰余マクロ
ブロックを符号化するのではなく入力マクロブロックを直接符号化することによ
って、システムはより効率的に動作することができる。
【００２２】 上の選択工程は符号化モードの選択処理として知られている。入力マクロブロ
ックの符号化はイントラ符号化と呼ばれ、剰余の符号化はインター符号化と呼ば
れる。これら２つのモード間での選択は、イントラ−インター決定（ＩＩＤ）と
して知られている。典型的には、まず、剰余マクロブロックの分散（ＶａｒＲ）
と入力マクロブロック（ＶａｒＩ）の分散を計算することによってＩＩＤが計算
される。符号化の決定はこれらの値に基づいてなされる。この決定を行うために
使用できる幾つかの機能がある。例えば、最も簡単な機能を用いて、もしＶａｒ
ＲがＶａｒＩより小さいなら、ＩＩＤはインターモードを選択する。逆に、Ｖａ
ｒＩがＶａｒＲより小さければ、ＩＩＤはイントラモードを選択する。
ックの符号化はイントラ符号化と呼ばれ、剰余の符号化はインター符号化と呼ば
れる。これら２つのモード間での選択は、イントラ−インター決定（ＩＩＤ）と
して知られている。典型的には、まず、剰余マクロブロックの分散（ＶａｒＲ）
と入力マクロブロック（ＶａｒＩ）の分散を計算することによってＩＩＤが計算
される。符号化の決定はこれらの値に基づいてなされる。この決定を行うために
使用できる幾つかの機能がある。例えば、最も簡単な機能を用いて、もしＶａｒ
ＲがＶａｒＩより小さいなら、ＩＩＤはインターモードを選択する。逆に、Ｖａ
ｒＩがＶａｒＲより小さければ、ＩＩＤはイントラモードを選択する。
【００２３】 オプションとして、モード決定モジュール１０５Ｐは、情報ストリームの不連
続な領域があるかないかを示す出力信号ＭＤを供給する。例えば、本発明の一つ
の実施形態では、出力信号ＭＤは、ＩＩＤ工程によってイントラ符号化マクロブ
ロックとして選択された特定の情報フレーム内のマクロブロックの数を示す。特
定の情報フレーム内に非常に多くのイントラ符号化マクロブロックがあることは
、情報フレームが前の情報フレームと実質的に異なることを示している。この実
質的な違いは情報の不連続さ、例えば、入力映像情報ストリームの場面カットや
場面変化等によることがある。場面カットを示す一つのフレーム内の所定数のイ
ントラ符号化マクロブロックを越える逸脱を示すことができるようにコントロー
ラを調整することができる。コントローラの動作については、以下で図２と図３
を用いてより詳細に説明される。
続な領域があるかないかを示す出力信号ＭＤを供給する。例えば、本発明の一つ
の実施形態では、出力信号ＭＤは、ＩＩＤ工程によってイントラ符号化マクロブ
ロックとして選択された特定の情報フレーム内のマクロブロックの数を示す。特
定の情報フレーム内に非常に多くのイントラ符号化マクロブロックがあることは
、情報フレームが前の情報フレームと実質的に異なることを示している。この実
質的な違いは情報の不連続さ、例えば、入力映像情報ストリームの場面カットや
場面変化等によることがある。場面カットを示す一つのフレーム内の所定数のイ
ントラ符号化マクロブロックを越える逸脱を示すことができるようにコントロー
ラを調整することができる。コントローラの動作については、以下で図２と図３
を用いてより詳細に説明される。
【００２４】 次に、選択されたブロック（即ち、入力マクロブロックや剰余マクロブロック
）は離散コサイン変換（ＤＣＴ）モジュール１１０Ｐに与えられる。ＤＣＴモジ
ュール１１０Ｐは、受信されたマクロブロックの各ブロックに離散コサイン変換
を施して、例えば、八つ（８）のブロックのＤＣＴ係数によって八（８）個の集
合を生成する。ＤＣＴベースの処理、即ち、サブバンド分解により、次の量子化
工程で重要となる心理視覚的評価基準を効果的に使うことができる。八個のブロ
ックの大きさによる八がＭＰＥＧ準拠の圧縮システムで一般的に使われているが
、いかなる大きさのブロック、あるいは、マクロブロックも処理できるようにＤ
ＣＴモジュールを適応させることができることに注目すべきである。ＤＣＴモジ
ュール１１０Ｐによって生成されたＤＣＴ係数は量子化モジュール１１５Ｐに与
えられる。
）は離散コサイン変換（ＤＣＴ）モジュール１１０Ｐに与えられる。ＤＣＴモジ
ュール１１０Ｐは、受信されたマクロブロックの各ブロックに離散コサイン変換
を施して、例えば、八つ（８）のブロックのＤＣＴ係数によって八（８）個の集
合を生成する。ＤＣＴベースの処理、即ち、サブバンド分解により、次の量子化
工程で重要となる心理視覚的評価基準を効果的に使うことができる。八個のブロ
ックの大きさによる八がＭＰＥＧ準拠の圧縮システムで一般的に使われているが
、いかなる大きさのブロック、あるいは、マクロブロックも処理できるようにＤ
ＣＴモジュールを適応させることができることに注目すべきである。ＤＣＴモジ
ュール１１０Ｐによって生成されたＤＣＴ係数は量子化モジュール１１５Ｐに与
えられる。
【００２５】 量子化モジュール１１５Ｐは受信されたＤＣＴ係数を量子化して、量子化され
た出力ブロックを生成する。量子化処理では、整数値になるように適切に丸めら
れた量子化値の集合でＤＣＴ係数を割ることによって、ＤＣＴ係数を表す正確さ
を下げる。基底関数の可視度の評価基準を使って、各ＤＣＴ係数に対して個々に
量子化値を設定することができる（視覚的重み付け量子化として知られる）。即
ち、量子化値は、所定の基底関数の可視度、即ち、人間の目によって正確に検出
可能な係数振幅に対する閾値に対応する。この値を使ってＤＣＴ係数を量子化す
ることによって、ＤＣＴ係数の多くは値“ゼロ”に変換されるので、画像圧縮効
率が改良される。量子化処理は基本的な処理であり、視覚的に高い質を達成し、
エンコーダの出力を所定のビットレート（レート制御）に合わせるように制御す
るために重要な道具である。様々な量子化値を各ＤＣＴ係数に適用できるので、
“量子化マトリクス”が基準テーブル、例えば、輝度量子化テーブルやクロミナ
ンス量子化テーブルとして一般的に確立される。従って、エンコーダは、変換さ
れたブロックの各周波数係数をどのように量子化するのかを確定する量子化マト
リクスを選択する。
た出力ブロックを生成する。量子化処理では、整数値になるように適切に丸めら
れた量子化値の集合でＤＣＴ係数を割ることによって、ＤＣＴ係数を表す正確さ
を下げる。基底関数の可視度の評価基準を使って、各ＤＣＴ係数に対して個々に
量子化値を設定することができる（視覚的重み付け量子化として知られる）。即
ち、量子化値は、所定の基底関数の可視度、即ち、人間の目によって正確に検出
可能な係数振幅に対する閾値に対応する。この値を使ってＤＣＴ係数を量子化す
ることによって、ＤＣＴ係数の多くは値“ゼロ”に変換されるので、画像圧縮効
率が改良される。量子化処理は基本的な処理であり、視覚的に高い質を達成し、
エンコーダの出力を所定のビットレート（レート制御）に合わせるように制御す
るために重要な道具である。様々な量子化値を各ＤＣＴ係数に適用できるので、
“量子化マトリクス”が基準テーブル、例えば、輝度量子化テーブルやクロミナ
ンス量子化テーブルとして一般的に確立される。従って、エンコーダは、変換さ
れたブロックの各周波数係数をどのように量子化するのかを確定する量子化マト
リクスを選択する。
【００２６】 レート制御モジュール１４０Ｐは、ＤＣＴ係数を量子化するために使われる量
子化スケール（ステップサイズ）を制御したり、出力バッファ１６０によって生
成されたレート制御信号ＲＣに対応してシステムによって符号化されるＤＣＴ係
数の数を制御する。出力バッファ１６０によって生成されたレート制御信号ＲＣ
は出力バッファ１６０の使用レベルを示す。レート制御モジュール１４０Ｐの主
な処理は出力バッファ１６０の満杯度、即ち、使用レベルを管理することであり
、これにより伝送経路に一定の出力ビットレートを与えることができる。各画像
や一連の画像に依存して符号化レートは大きく変化することがあるが、一定のビ
ットレートが維持されなければならない。
子化スケール（ステップサイズ）を制御したり、出力バッファ１６０によって生
成されたレート制御信号ＲＣに対応してシステムによって符号化されるＤＣＴ係
数の数を制御する。出力バッファ１６０によって生成されたレート制御信号ＲＣ
は出力バッファ１６０の使用レベルを示す。レート制御モジュール１４０Ｐの主
な処理は出力バッファ１６０の満杯度、即ち、使用レベルを管理することであり
、これにより伝送経路に一定の出力ビットレートを与えることができる。各画像
や一連の画像に依存して符号化レートは大きく変化することがあるが、一定のビ
ットレートが維持されなければならない。
【００２７】 レート制御モジュール１４０Ｐは、符号化レートを制御しながら映像全体の質
を維持するように各フレームに対する量子化スケールを選択することによって、
第１の符号化モジュール１０１の出力ビットレートを調整する。即ち、一連のピ
クチャ全体に渡って視覚的な質を均一に保ちながらピクチャに対する目標のビッ
トレートを達成するように、各フレームに対する量子化スケールが選択される。
この方法では、出力情報ストリームＯＵＴの伝送後にデコーダ側（例えば、不図
示の受信器や目標の記憶デバイス内）でバッファオーバフローやアンダーフロー
を発生させないようにレート制御モジュール１４０Ｐが動作する。
を維持するように各フレームに対する量子化スケールを選択することによって、
第１の符号化モジュール１０１の出力ビットレートを調整する。即ち、一連のピ
クチャ全体に渡って視覚的な質を均一に保ちながらピクチャに対する目標のビッ
トレートを達成するように、各フレームに対する量子化スケールが選択される。
この方法では、出力情報ストリームＯＵＴの伝送後にデコーダ側（例えば、不図
示の受信器や目標の記憶デバイス内）でバッファオーバフローやアンダーフロー
を発生させないようにレート制御モジュール１４０Ｐが動作する。
【００２８】 オプションとして、レート制御モジュール１４０Ｐは、バッファ１３５Ｐの使
用レベルを示すレート制御信号ＲＣ１に応答することができる。前述したように
、バッファ１３５Ｐを使って、例えば、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造のアンカーフ
レーム（即ち、Ｉフレーム、もしくは、Ｐフレーム）と複数の非アンカーフレー
ム（即ち、Ｂフレーム）を備える、少なくとも一つの符号化されたサブＧＯＦ／
ＧＯＰを保持する。従って、もしバッファ１３５Ｐの容量に制限があると、レー
ト制御モジュール１４０Ｐはバッファ１３５Ｐがオーバフローしないことを保証
しなければならない。
用レベルを示すレート制御信号ＲＣ１に応答することができる。前述したように
、バッファ１３５Ｐを使って、例えば、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造のアンカーフ
レーム（即ち、Ｉフレーム、もしくは、Ｐフレーム）と複数の非アンカーフレー
ム（即ち、Ｂフレーム）を備える、少なくとも一つの符号化されたサブＧＯＦ／
ＧＯＰを保持する。従って、もしバッファ１３５Ｐの容量に制限があると、レー
ト制御モジュール１４０Ｐはバッファ１３５Ｐがオーバフローしないことを保証
しなければならない。
【００２９】 レート制御モジュール１４０Ｐのその他の重要な動作は、エンコーダで生成さ
れたビットストリームによりデコーダの入力バッファをオーバフロー、もしくは
、アンダーフローさせないことを保証することである。オーバフローとアンダー
フローの制御は、仮想的なバッファをエンコーダ内に設けて、それを監視するこ
とによって達成される。この仮想バッファは映像バッファ検証器（ＶＢＶ）とし
て知られている。デコーダの入力バッファのビット制御を適切に行うことを保証
するために、エンコーダのレート制御処理により、各ピクチャと各ピクチャを構
成する複数画素の各マクロブロックに対してビット割り当て数（ここでは、ビッ
ト集合とも呼ばれる）を決める。各ビット集合内の各複数ビットを使ってビット
ブロックとピクチャ全体を符号化することにより、ＶＢＶはオーバフローやアン
ダーフローすることがなくなる。ＶＢＶはデコーダの入力バッファの動作を反映
するものなので、もしＶＢＶがオーバフローやアンダーフローしないなら、デコ
ーダの入力バッファではアンダーフローもオーバフローも発生しない。
れたビットストリームによりデコーダの入力バッファをオーバフロー、もしくは
、アンダーフローさせないことを保証することである。オーバフローとアンダー
フローの制御は、仮想的なバッファをエンコーダ内に設けて、それを監視するこ
とによって達成される。この仮想バッファは映像バッファ検証器（ＶＢＶ）とし
て知られている。デコーダの入力バッファのビット制御を適切に行うことを保証
するために、エンコーダのレート制御処理により、各ピクチャと各ピクチャを構
成する複数画素の各マクロブロックに対してビット割り当て数（ここでは、ビッ
ト集合とも呼ばれる）を決める。各ビット集合内の各複数ビットを使ってビット
ブロックとピクチャ全体を符号化することにより、ＶＢＶはオーバフローやアン
ダーフローすることがなくなる。ＶＢＶはデコーダの入力バッファの動作を反映
するものなので、もしＶＢＶがオーバフローやアンダーフローしないなら、デコ
ーダの入力バッファではアンダーフローもオーバフローも発生しない。
【００３０】 このバッファ制御を行うために、レート制御器は映像の符号化に際して、現在
のピクチャは前のピクチャにある程度似ているという基準の仮定をおく。もしこ
の仮定が正しいなら、ピクチャの画素ブロックは符号化技術によって動き補償さ
れ、この補償後は非常に少数のビットの符号化が必要となる。ピクチャの符号化
で必要な実際のビット数がピクチャに割り当てられた目標ビット数に近い限り、
即ち、実際に使われるビット数がピクチャに対するビット割り当て数以内である
限りこの方法は非常にうまくいく。
のピクチャは前のピクチャにある程度似ているという基準の仮定をおく。もしこ
の仮定が正しいなら、ピクチャの画素ブロックは符号化技術によって動き補償さ
れ、この補償後は非常に少数のビットの符号化が必要となる。ピクチャの符号化
で必要な実際のビット数がピクチャに割り当てられた目標ビット数に近い限り、
即ち、実際に使われるビット数がピクチャに対するビット割り当て数以内である
限りこの方法は非常にうまくいく。
【００３１】 量子化モジュール１１５Ｐによって生成された量子化ＤＣＴ係数（例えば、８
ｘ８の量子化ＤＣＴ係数ブロック）は、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュールに与
えられる。ここで、量子化係数の二次元ブロックは“ジグザグ”の順序でスキャ
ンされ、一次元の量子化ＤＣＴ係数列に変換される。このジグザグスキャンの順
序は、ＤＣＴ係数が最低の空間周波数から最大の空間周波数へ概ね連続する順序
である。次に、可変長（ＶＬＣ）モジュール１２０は可変長符号化とランレング
ス符号化を使って、マクロブロックに対する量子化ＤＣＴ係数列と副次的情報の
全てを符号化する。
ｘ８の量子化ＤＣＴ係数ブロック）は、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュールに与
えられる。ここで、量子化係数の二次元ブロックは“ジグザグ”の順序でスキャ
ンされ、一次元の量子化ＤＣＴ係数列に変換される。このジグザグスキャンの順
序は、ＤＣＴ係数が最低の空間周波数から最大の空間周波数へ概ね連続する順序
である。次に、可変長（ＶＬＣ）モジュール１２０は可変長符号化とランレング
ス符号化を使って、マクロブロックに対する量子化ＤＣＴ係数列と副次的情報の
全てを符号化する。
【００３２】 動きの予測と補償を行うために、第１の符号化モジュール１０１は、符号化さ
れたアンカーフレームを基準フレームとして使うために生成する。具体的には、
量子化モジュール１１５Ｐによって生成された量子化ＤＣＴ係数（例えば、８ｘ
８の量子化係数ブロック）は、逆量子化（Ｑ-1）モジュール１２５Ｐに与えられ
る。ここで、各マクロブロックは逆量子化処理がなされる。結果としての逆量子
化ＤＣＴ係数（例えば、８ｘ８の逆量子化ＤＣＴ係数ブロック）が逆ＤＣＴ（Ｄ
ＣＴ-1）モジュール１３０Ｐに与えられる。ここで、各マクロブロックは逆ＤＣ
Ｔ処理がなされて、復号化された誤差信号が生成される。ＤＣＴ-1モジュール１
３０Ｐで生成された誤差信号は加算器１５６に入力される。
れたアンカーフレームを基準フレームとして使うために生成する。具体的には、
量子化モジュール１１５Ｐによって生成された量子化ＤＣＴ係数（例えば、８ｘ
８の量子化係数ブロック）は、逆量子化（Ｑ-1）モジュール１２５Ｐに与えられ
る。ここで、各マクロブロックは逆量子化処理がなされる。結果としての逆量子
化ＤＣＴ係数（例えば、８ｘ８の逆量子化ＤＣＴ係数ブロック）が逆ＤＣＴ（Ｄ
ＣＴ-1）モジュール１３０Ｐに与えられる。ここで、各マクロブロックは逆ＤＣ
Ｔ処理がなされて、復号化された誤差信号が生成される。ＤＣＴ-1モジュール１
３０Ｐで生成された誤差信号は加算器１５６に入力される。
【００３３】 動き推定モジュール１５０Ｐは入力情報ストリームＩＮと記憶されたアンカー
フレーム情報ストリームＡＯＵＴを受信する。この記憶されたアンカーフレーム
情報ストリームＡＯＵＴは、第２の符号化モジュール１０１から供給された入力
アンカーフレーム情報ストリームＡＩＮを格納するアンカーフレーム記憶モジュ
ール１７０から出力されるが、以下で詳細に説明される。手短に言えば、記憶さ
れたアンカーフレーム情報ストリームＡＯＵＴは、現在、第２の符号化モジュー
ル１０２（と第１の符号化モジュール１０１）によって符号化されたＧＯＦある
いはＧＯＰのイントラ符号化第１情報ストリームＡＯＵＴが復号化されたものを
表す。
フレーム情報ストリームＡＯＵＴを受信する。この記憶されたアンカーフレーム
情報ストリームＡＯＵＴは、第２の符号化モジュール１０１から供給された入力
アンカーフレーム情報ストリームＡＩＮを格納するアンカーフレーム記憶モジュ
ール１７０から出力されるが、以下で詳細に説明される。手短に言えば、記憶さ
れたアンカーフレーム情報ストリームＡＯＵＴは、現在、第２の符号化モジュー
ル１０２（と第１の符号化モジュール１０１）によって符号化されたＧＯＦある
いはＧＯＰのイントラ符号化第１情報ストリームＡＯＵＴが復号化されたものを
表す。
【００３４】 動き推定モジュール１５０Ｐは、入力情報ストリームＩＮと記憶されたアンカ
ーフレーム情報ストリームＡＯＵＴを使って動ベクトルを推定する。動ベクトル
は二次元ベクトルであり、動き補償の際に使われ、現在のピクチャ内のブロック
の座標位置から基準フレーム内の座標までのオフセット値を供給する。基準フレ
ームは、前方向予測符号化フレーム（Ｐフレーム）、もしくは、双方向（即ち、
前方向と後方向）予測フレーム（Ｂフレーム）でよい。動ベクトルを使って経路
に伝送される情報量を減らすことによって画像圧縮を大幅に改善することができ
る。何故ならば、現在のフレームと基準フレーム間の変化分だけが符号化されて
伝送されるからである。動ベクトルは動き補償モジュール１４５ＰとＶＬＣモジ
ュール１２０Ｐに与えられる。
ーフレーム情報ストリームＡＯＵＴを使って動ベクトルを推定する。動ベクトル
は二次元ベクトルであり、動き補償の際に使われ、現在のピクチャ内のブロック
の座標位置から基準フレーム内の座標までのオフセット値を供給する。基準フレ
ームは、前方向予測符号化フレーム（Ｐフレーム）、もしくは、双方向（即ち、
前方向と後方向）予測フレーム（Ｂフレーム）でよい。動ベクトルを使って経路
に伝送される情報量を減らすことによって画像圧縮を大幅に改善することができ
る。何故ならば、現在のフレームと基準フレーム間の変化分だけが符号化されて
伝送されるからである。動ベクトルは動き補償モジュール１４５ＰとＶＬＣモジ
ュール１２０Ｐに与えられる。
【００３５】 動き補償モジュール１４５Ｐは受信された動ベクトルを利用して、サンプル値
の予測効率を改善する。予測誤差を生成するために使われた、復号化された前の
サンプル値を含む過去や将来の基準フレームに対するオフセット値を与える動ベ
クトルを使った予測が動き補償には必要である。即ち、動き補償モジュール１５
０Ｐは前に復号化されたフレームと動きフレームを使って現在のフレームの推定
値を生成する。さらに、当業者であれば、動き推定モジュールと動き補償モジュ
ールによって実行された処理を複合モジュール、例えば、一つのブロック動き補
償器で実行できることがわかっている。
の予測効率を改善する。予測誤差を生成するために使われた、復号化された前の
サンプル値を含む過去や将来の基準フレームに対するオフセット値を与える動ベ
クトルを使った予測が動き補償には必要である。即ち、動き補償モジュール１５
０Ｐは前に復号化されたフレームと動きフレームを使って現在のフレームの推定
値を生成する。さらに、当業者であれば、動き推定モジュールと動き補償モジュ
ールによって実行された処理を複合モジュール、例えば、一つのブロック動き補
償器で実行できることがわかっている。
【００３６】 所定のマクロブロックに対する動き補償予測を行う前に、符号化モードを選択
する必要がある。符号化モード決定する分野では、ＭＰＥＧ規格とＭＰＥＧ準拠
の規格として複数の様々なマクロブロック符号化モードが提供されている。具体
的には、ＭＰＥＧ−２では、イントラモード、非動き補償モード（非ＭＣ）、フ
レーム／フィールド／デュアルプライム動き補償インターモード、前方向／後方
向／平均インターモード、フィールド／フレームＤＣＴモードを含むマクロブロ
ック符号化モードがある。
する必要がある。符号化モード決定する分野では、ＭＰＥＧ規格とＭＰＥＧ準拠
の規格として複数の様々なマクロブロック符号化モードが提供されている。具体
的には、ＭＰＥＧ−２では、イントラモード、非動き補償モード（非ＭＣ）、フ
レーム／フィールド／デュアルプライム動き補償インターモード、前方向／後方
向／平均インターモード、フィールド／フレームＤＣＴモードを含むマクロブロ
ック符号化モードがある。
【００３７】 符号化モードが選択されると、動き補償モジュール１４５Ｐは、過去や将来の
基準ピクチャに基づくブロック内容の経路ＰＦ上に動き補償された予測フレーム
（例えば、予測画像）を生成する。減算器１５５では、経路ＰＦ上のこの動き補
償された予測フレームを現在のマクロブロック内の入力情報フレームＩＮ（例え
ば、映像イメージ）から減算して、誤差信号、即ち、予測剰余信号を生成する。
予測剰余信号を生成することにより、映像イメージから冗長な情報を効果的に除
去することができる。上述されたように、予測剰余信号は、別の処理を行うモー
ド決定モジュール１０５Ｐに与えられる。
基準ピクチャに基づくブロック内容の経路ＰＦ上に動き補償された予測フレーム
（例えば、予測画像）を生成する。減算器１５５では、経路ＰＦ上のこの動き補
償された予測フレームを現在のマクロブロック内の入力情報フレームＩＮ（例え
ば、映像イメージ）から減算して、誤差信号、即ち、予測剰余信号を生成する。
予測剰余信号を生成することにより、映像イメージから冗長な情報を効果的に除
去することができる。上述されたように、予測剰余信号は、別の処理を行うモー
ド決定モジュール１０５Ｐに与えられる。
【００３８】 ＶＬＣエンコーダ１２０Ｐによって生成されたＶＬＣデータストリームは、例
えば、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の少なくとも一つの符号化されたサブＧＯＦ／
ＧＯＰを保持する“先入れ先出し”（ＦＩＦＯ）バッファ等のバッファ１３５Ｐ
で受信される。バッファ１３５Ｐに格納されたＶＬＣデータストリームは、セレ
クタ１０４を介して、例えば、ＦＩＦＯバッファ等の出力バッファ１６０に与え
られる。
えば、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の少なくとも一つの符号化されたサブＧＯＦ／
ＧＯＰを保持する“先入れ先出し”（ＦＩＦＯ）バッファ等のバッファ１３５Ｐ
で受信される。バッファ１３５Ｐに格納されたＶＬＣデータストリームは、セレ
クタ１０４を介して、例えば、ＦＩＦＯバッファ等の出力バッファ１６０に与え
られる。
【００３９】 様々な種類のピクチャと可変長符号化を用いた結果、出力バッファ１６０のビ
ットレートの全てが可変となる。即ち、各フレームを符号化するために使われる
ビット数は様々である。出力情報ストリームＯＵＴを、例えば、記憶媒体や遠距
離通信経路等に供給するための固定レートの経路を備えるアプリケーションでは
、出力バッファ１６０を使ってビットレートを平滑するためにエンコーダの出力
をその経路に合わせる。従って、ＦＩＦＯバッファ１６０の出力信号ＯＵＴは、
入力情報ストリームＩＮが圧縮されたものである。
ットレートの全てが可変となる。即ち、各フレームを符号化するために使われる
ビット数は様々である。出力情報ストリームＯＵＴを、例えば、記憶媒体や遠距
離通信経路等に供給するための固定レートの経路を備えるアプリケーションでは
、出力バッファ１６０を使ってビットレートを平滑するためにエンコーダの出力
をその経路に合わせる。従って、ＦＩＦＯバッファ１６０の出力信号ＯＵＴは、
入力情報ストリームＩＮが圧縮されたものである。
【００４０】 第２の符号化モジュール１０２は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）モジュール１
１０Ｉ、量子化（Ｑ）モジュール１１５Ｉ、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュール
１２０Ｉ、逆量子化（Ｑ-1）モジュール、逆離散コサイン変換（ＤＣＴ-1）モジ
ュール１３０１Ｉ、バッファ１３５Ｉ、レート制御モジュール１４０Ｉを備える
。第２の符号化モジュール内に含まれる様々なモジュールは相互に接続され、第
１の符号化モジュール１０１について上述された方法と実質的に同じように動作
する。従って、２つの符号化モジュール間の差のみについて詳細に説明する。２
つの符号化モジュール間での主な違いは、第２の符号化モジュール１０２では、
アンカーフレームとして符号化される予定のＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の入力情
報フレームだけを符号化することである。対照的に、第１の符号化モジュール１
０１はＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の入力情報フレームの全てを符号化する。
１０Ｉ、量子化（Ｑ）モジュール１１５Ｉ、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュール
１２０Ｉ、逆量子化（Ｑ-1）モジュール、逆離散コサイン変換（ＤＣＴ-1）モジ
ュール１３０１Ｉ、バッファ１３５Ｉ、レート制御モジュール１４０Ｉを備える
。第２の符号化モジュール内に含まれる様々なモジュールは相互に接続され、第
１の符号化モジュール１０１について上述された方法と実質的に同じように動作
する。従って、２つの符号化モジュール間の差のみについて詳細に説明する。２
つの符号化モジュール間での主な違いは、第２の符号化モジュール１０２では、
アンカーフレームとして符号化される予定のＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の入力情
報フレームだけを符号化することである。対照的に、第１の符号化モジュール１
０１はＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の入力情報フレームの全てを符号化する。
【００４１】 コントローラ１０３は、図１で示すＭＰＥＧ準拠のエンコーダを幾つかの動作
モード、即ち、連続動作モードと不連続動作モードのうちの一つで動作する。コ
ントローラ１０３は連続動作モードで通常動作する。ここで、出力バッファに与
えられる情報ストリームは定義されたＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う。例えば
、供給された情報ストリーム内で連続するＩフレーム型アンカーフレームを生成
させないために、例えば、場面変化やその他の情報ストリームが不連続となる等
の事象がおこるとコントローラ１０３は不連続動作モードに入る。不連続動作モ
ードでは、コントローラ１０３は第１の（一時的）アンカーフレームをＩフレー
ムからＰフレームに変える。各アンカーフレームは、上述したようにＩフレーム
とＰフレームの両方として双方向符号化されているため、このことが可能となる
。コントローラ１０３の動作は、図１と図２について以下で詳細に説明される。
モード、即ち、連続動作モードと不連続動作モードのうちの一つで動作する。コ
ントローラ１０３は連続動作モードで通常動作する。ここで、出力バッファに与
えられる情報ストリームは定義されたＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う。例えば
、供給された情報ストリーム内で連続するＩフレーム型アンカーフレームを生成
させないために、例えば、場面変化やその他の情報ストリームが不連続となる等
の事象がおこるとコントローラ１０３は不連続動作モードに入る。不連続動作モ
ードでは、コントローラ１０３は第１の（一時的）アンカーフレームをＩフレー
ムからＰフレームに変える。各アンカーフレームは、上述したようにＩフレーム
とＰフレームの両方として双方向符号化されているため、このことが可能となる
。コントローラ１０３の動作は、図１と図２について以下で詳細に説明される。
【００４２】 入力情報ストリームＩＮ内に情報の不連続領域がある、例えば、入力映像スト
リーム内に場面変化や“場面カット”があることがわかると、コントローラ１０
３は不連続動作モードに入る。連続動作モードでは、スイッチ１０４の出力点に
ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う情報ストリームを生成させるため、第１のエン
コーダ出力ストリームＳ１０１と第２のエンコーダ出力ストリームＳ１０２を選
択するように、コントローラ１０３はセレクタ１０４を制御する。具体的には、
コントローラ１０３は、形成されるＧＯＦあるいはＧＯＰの第１のフレームとし
て、ＧＯＦあるいはＧＯＰの第１のフレームに関連して形成される第２のエンコ
ーダ出力ストリームＳ１０２内のＩフレームを選択するようスイッチ１０４を制
御する。従って、Ｉフレーム型の双方向符号化フレームが選択される。次に、コ
ントローラ１０３は、形成されるＧＯＦあるいはＧＯＰの残りのフレームとして
、ＧＯＦあるいはＧＯＰの残りのフレームに関連するアンカーフレームと非アン
カーフレームを選択するようにセレクタ１０４を制御する。この処理は、コント
ローラ１０３が不連続動作モードに入るまで各ＧＯＦあるいはＧＯＰに対して繰
り返される。
リーム内に場面変化や“場面カット”があることがわかると、コントローラ１０
３は不連続動作モードに入る。連続動作モードでは、スイッチ１０４の出力点に
ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う情報ストリームを生成させるため、第１のエン
コーダ出力ストリームＳ１０１と第２のエンコーダ出力ストリームＳ１０２を選
択するように、コントローラ１０３はセレクタ１０４を制御する。具体的には、
コントローラ１０３は、形成されるＧＯＦあるいはＧＯＰの第１のフレームとし
て、ＧＯＦあるいはＧＯＰの第１のフレームに関連して形成される第２のエンコ
ーダ出力ストリームＳ１０２内のＩフレームを選択するようスイッチ１０４を制
御する。従って、Ｉフレーム型の双方向符号化フレームが選択される。次に、コ
ントローラ１０３は、形成されるＧＯＦあるいはＧＯＰの残りのフレームとして
、ＧＯＦあるいはＧＯＰの残りのフレームに関連するアンカーフレームと非アン
カーフレームを選択するようにセレクタ１０４を制御する。この処理は、コント
ローラ１０３が不連続動作モードに入るまで各ＧＯＦあるいはＧＯＰに対して繰
り返される。
【００４３】 不連続動作モードでは、コントローラ１０３は、新たなＧＯＦあるいはＧＯＰ
情報構成の先頭から一つのサブＧＯＦ／ＧＯＰ内に不連続があるかどうか調べる
。もしこれが本当ではないなら（即ち、前のアンカーフレームがＰフレームであ
るため、新たなサブＧＯＦ／ＧＯＰの第１フレームではない）、コントローラ１
０３は、情報の不連続が発生した後のＩフレームとしてアンカーフレームを符号
化することによって新たなサブＧＯＦ／ＧＯＰを開始させる。しかしながら、も
し予定されたＩフレームの一つのサブＧＯＦ／ＧＯＰに不連続が発生すると、コ
ントローラ１０３は、Ｐフレーム型の双方向符号化された前のアンカーフレーム
がそれに関連する非アンカーフレーム（即ち、サブＧＯＦ／ＧＯＰのＢフレーム
）に対応して選択されるようにセレクタ１０４を制御する。次に、コントローラ
１０３は、情報ディスクの連続領域の直後のＩフレーム型の双方向符号化アンカ
ーフレームが選択されるようにセレクタ１０４を制御する。実際は、新たなＧＯ
Ｆ／ＧＯＰの予定された第１サブＧＯＦ／ＧＯＰが、前のＧＯＦ／ＧＯＰ情報構
成の最後のサブＧＯＦ／ＧＯＰに形成され、また、新たなＧＯＦ／ＧＯＰ情報構
成では、不連続後のアンカーフレームが第１のフレームとして始まる。
情報構成の先頭から一つのサブＧＯＦ／ＧＯＰ内に不連続があるかどうか調べる
。もしこれが本当ではないなら（即ち、前のアンカーフレームがＰフレームであ
るため、新たなサブＧＯＦ／ＧＯＰの第１フレームではない）、コントローラ１
０３は、情報の不連続が発生した後のＩフレームとしてアンカーフレームを符号
化することによって新たなサブＧＯＦ／ＧＯＰを開始させる。しかしながら、も
し予定されたＩフレームの一つのサブＧＯＦ／ＧＯＰに不連続が発生すると、コ
ントローラ１０３は、Ｐフレーム型の双方向符号化された前のアンカーフレーム
がそれに関連する非アンカーフレーム（即ち、サブＧＯＦ／ＧＯＰのＢフレーム
）に対応して選択されるようにセレクタ１０４を制御する。次に、コントローラ
１０３は、情報ディスクの連続領域の直後のＩフレーム型の双方向符号化アンカ
ーフレームが選択されるようにセレクタ１０４を制御する。実際は、新たなＧＯ
Ｆ／ＧＯＰの予定された第１サブＧＯＦ／ＧＯＰが、前のＧＯＦ／ＧＯＰ情報構
成の最後のサブＧＯＦ／ＧＯＰに形成され、また、新たなＧＯＦ／ＧＯＰ情報構
成では、不連続後のアンカーフレームが第１のフレームとして始まる。
【００４４】
【表１】
【００４５】 表１は本発明を理解するのに役立つ情報を示す。表１の第１行は、本発明に提
供される複数の入力情報フレーム、例えば、映像フレームの各々と関連するフレ
ーム番号（即ち、１−１８）を結びつけるものである。表１の第２行は、第１行
の入力映像フレームの各々に関連する場面番号（即ち、１−２）を示す。１１番
目のフレーム後の場面１から場面２への場面番号の遷移に注目することは重要で
ある。
供される複数の入力情報フレーム、例えば、映像フレームの各々と関連するフレ
ーム番号（即ち、１−１８）を結びつけるものである。表１の第２行は、第１行
の入力映像フレームの各々に関連する場面番号（即ち、１−２）を示す。１１番
目のフレーム後の場面１から場面２への場面番号の遷移に注目することは重要で
ある。
【００４６】 表１の第３行は入力映像フレーム（即ち、ＩＢＢＰＢＢＰＢＢ．．．）を符号
化するために使われる所望のＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造を示す。この所望のＧＯ
Ｆ／ＧＯＰデータ構造は、出力バッファ１６０から例えば伝送経路に供給される
出力情報ストリームＯＵＴ向けの構造である。図１に示された模範的なＧＯＦ／
ＧＯＰデータ構造は例示するためだけのものであり、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造
を用いて本発明を実施することができることに注目すべきである。
化するために使われる所望のＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造を示す。この所望のＧＯ
Ｆ／ＧＯＰデータ構造は、出力バッファ１６０から例えば伝送経路に供給される
出力情報ストリームＯＵＴ向けの構造である。図１に示された模範的なＧＯＦ／
ＧＯＰデータ構造は例示するためだけのものであり、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造
を用いて本発明を実施することができることに注目すべきである。
【００４７】 第４行は、図１に示されるＭＰＥＧ準拠のエンコーダの第１の符号化モジュー
ル１０１の出力情報ストリームＳ１０１を示す。上述したように、第１の符号化
モジュール１０１は入力情報ストリームＩＮを受信し符号化して、フレーム・グ
ループ（ＧＯＦ）、もしくは、ピクチャ・グループ（ＧＯＰ）のデータ構造、例
えば、表１の第３行に示されたＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に部分的に従う第１の
符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。第１の符号化情報ストリームＳ１０
１は、ＧＯＦもしくはＧＯＰのデータ構造に部分的に従う。何故ならば、アンカ
ーフレームがＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造のＩフレームになる予定であったとして
も、第１の符号化モジュール１０１は全てのアンカーフレームをＰフレームとし
て符号化するからである。従って、第１の符号化情報ストリームＳ１０１は、Ｐ
フレームをアンカーフレームとして備えるサブＧＯＦ、もしくは、サブＧＯＰを
備える。
ル１０１の出力情報ストリームＳ１０１を示す。上述したように、第１の符号化
モジュール１０１は入力情報ストリームＩＮを受信し符号化して、フレーム・グ
ループ（ＧＯＦ）、もしくは、ピクチャ・グループ（ＧＯＰ）のデータ構造、例
えば、表１の第３行に示されたＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に部分的に従う第１の
符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。第１の符号化情報ストリームＳ１０
１は、ＧＯＦもしくはＧＯＰのデータ構造に部分的に従う。何故ならば、アンカ
ーフレームがＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造のＩフレームになる予定であったとして
も、第１の符号化モジュール１０１は全てのアンカーフレームをＰフレームとし
て符号化するからである。従って、第１の符号化情報ストリームＳ１０１は、Ｐ
フレームをアンカーフレームとして備えるサブＧＯＦ、もしくは、サブＧＯＰを
備える。
【００４８】 第５行は、図１に示されたＭＰＥＧ準拠のエンコーダの第２の符号化モジュー
ル１０２の出力情報ストリームＳ１０２を示す。上述されたように、第２の符号
化モジュール１０２は入力情報ストリームＩＮを受信し符号化して、イントラ符
号化されたアンカーフレームだけを備える第２の符号化情報ストリームＳ１０２
を生成する。具体的には、フレームが、符号化モジュール１０１で利用されるＧ
ＯＰ／ＧＯＰデータ構造に従うＰフレームになる予定であっても、第２の符号化
モジュール１０２はアンカーフレームの全てをイントラ符号化フレーム（Ｉフレ
ーム）として符号化する。従って、第２の符号化情報ストリームＳ１０２はイン
トラ符号化アンカーフレームだけを備える。
ル１０２の出力情報ストリームＳ１０２を示す。上述されたように、第２の符号
化モジュール１０２は入力情報ストリームＩＮを受信し符号化して、イントラ符
号化されたアンカーフレームだけを備える第２の符号化情報ストリームＳ１０２
を生成する。具体的には、フレームが、符号化モジュール１０１で利用されるＧ
ＯＰ／ＧＯＰデータ構造に従うＰフレームになる予定であっても、第２の符号化
モジュール１０２はアンカーフレームの全てをイントラ符号化フレーム（Ｉフレ
ーム）として符号化する。従って、第２の符号化情報ストリームＳ１０２はイン
トラ符号化アンカーフレームだけを備える。
【００４９】 第６行は、図１のＭＰＥＧ準拠のエンコーダの出力バッファ１６０から供給
された出力情報ストリームＯＵＴを示す。具体的には、第６行は、第１の場面（
フレーム１１）と第２の場面（フレーム１２）からの変化に対応してＧＯＦ／Ｇ
ＯＰデータ構造になされた修正を示す。 第３行で定義されたＧＯＦ／ＧＯＰ構造を参照すると、フレーム１３はＰフレー
ムとして符号化される予定となっている。しかしながら、新たな場面がフレーム
１２から始まるので、場面変化領域の次の第１のサブＧＯＰ／ＧＯＰの第１のア
ンカーフレームはＩフレームとして符号化される。フレーム１０（双方向符号化
アンカーフレーム）は、既にＩフレームとして予定されているので、コントロー
ラによってＰフレーム型のフレーム１０が出力用に選択され、他方、Ｉフレーム
型のフレーム１３が出力用に選択される。このように、近接する２つのＩフレー
ム（即ち、フレーム１０と１３）を出力するような好ましくない状態が回避され
る。
された出力情報ストリームＯＵＴを示す。具体的には、第６行は、第１の場面（
フレーム１１）と第２の場面（フレーム１２）からの変化に対応してＧＯＦ／Ｇ
ＯＰデータ構造になされた修正を示す。 第３行で定義されたＧＯＦ／ＧＯＰ構造を参照すると、フレーム１３はＰフレー
ムとして符号化される予定となっている。しかしながら、新たな場面がフレーム
１２から始まるので、場面変化領域の次の第１のサブＧＯＰ／ＧＯＰの第１のア
ンカーフレームはＩフレームとして符号化される。フレーム１０（双方向符号化
アンカーフレーム）は、既にＩフレームとして予定されているので、コントロー
ラによってＰフレーム型のフレーム１０が出力用に選択され、他方、Ｉフレーム
型のフレーム１３が出力用に選択される。このように、近接する２つのＩフレー
ム（即ち、フレーム１０と１３）を出力するような好ましくない状態が回避され
る。
【００５０】 第７行は、図１に示されたＭＰＥＧ準拠のエンコーダの出力バッファ１６０
から供給された別の出力情報ストリームＯＵＴを示す。具体的には、第７行は、
第１の場面（フレーム１１）と第２の場面（フレーム１２）からの変化に対応し
てＧＯＰ／ＧＯＰデータ構造に対してなされた修正を示す。ここで、新たな場面
（即ち、フレーム１２）の第１のフレームは、第６行で示される新たな場面の第
１のアンカーフレーム（即ち、フレーム１３）ではなく、Ｉフレームとして符号
化される。
から供給された別の出力情報ストリームＯＵＴを示す。具体的には、第７行は、
第１の場面（フレーム１１）と第２の場面（フレーム１２）からの変化に対応し
てＧＯＰ／ＧＯＰデータ構造に対してなされた修正を示す。ここで、新たな場面
（即ち、フレーム１２）の第１のフレームは、第６行で示される新たな場面の第
１のアンカーフレーム（即ち、フレーム１３）ではなく、Ｉフレームとして符号
化される。
【００５１】 図２は、図１に示されるＭＰＥＧ準拠のエンコーダでの使用に適する適応的フ
レーム切り替えルーチン２００のフロー図を示す。具体的には、コントローラ１
０３内の制御ルーチンとして、即ち、図１のＭＰＥＧ準拠のエンコーダ１００の
複数の協力的なモジュール間での論理処理として、図２のルーチン２００を実行
することができる。アンカーフレームをＩフレームとＰフレームの両方（即ち、
双方向符号化フレーム）に同時に符号化する符号化システムで、ルーチン２００
は適応的フレームの切り替えを行う。
レーム切り替えルーチン２００のフロー図を示す。具体的には、コントローラ１
０３内の制御ルーチンとして、即ち、図１のＭＰＥＧ準拠のエンコーダ１００の
複数の協力的なモジュール間での論理処理として、図２のルーチン２００を実行
することができる。アンカーフレームをＩフレームとＰフレームの両方（即ち、
双方向符号化フレーム）に同時に符号化する符号化システムで、ルーチン２００
は適応的フレームの切り替えを行う。
【００５２】 図２のルーチン２００は、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡを０に設定するステップ
２０５から始まる。次に、ルーチン２００はステップ２１０に進む。ここでは、
符号化される受信した入力情報フレームがＧＯＰ／ＧＯＰデータ構造のＩフレー
ムとして符号化される予定であるかどうかについて質問される。もしステップ２
１０の質問に対する答えは肯定的であれば、ルーチン２００はステップ２１５へ
進む。
２０５から始まる。次に、ルーチン２００はステップ２１０に進む。ここでは、
符号化される受信した入力情報フレームがＧＯＰ／ＧＯＰデータ構造のＩフレー
ムとして符号化される予定であるかどうかについて質問される。もしステップ２
１０の質問に対する答えは肯定的であれば、ルーチン２００はステップ２１５へ
進む。
【００５３】 ステップ２１５では、受信されたフレームをＩフレームとして符号化し、符号
化されたＩフレームを第１のバッファ（即ち、バッファ＿Ｉ）に格納する。次に
、ルーチン２００はステップ２２０へ進む。ここでは、受信されたフレームをＰ
フレームとして符号化し、符号化されたＰフレームを第２のバッファ（即ち、バ
ッファ＿Ｐ）に格納する。ルーチン２００は次にステップ２２５に進む。ここで
は、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定される。次に、ルーチン２００はステ
ップ２１０へ進む。
化されたＩフレームを第１のバッファ（即ち、バッファ＿Ｉ）に格納する。次に
、ルーチン２００はステップ２２０へ進む。ここでは、受信されたフレームをＰ
フレームとして符号化し、符号化されたＰフレームを第２のバッファ（即ち、バ
ッファ＿Ｐ）に格納する。ルーチン２００は次にステップ２２５に進む。ここで
は、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定される。次に、ルーチン２００はステ
ップ２１０へ進む。
【００５４】 もしステップ２１０での質問に対する答えが否定的であれば、ルーチン２００
はステップ２３０へ進む。ステップ２３０では、受信されたフレームがＢフレー
ムに符号化される予定になっているかどうかについて質問される。もしステップ
２３０での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン２００はステップ２３
５へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ−ＩＮＴＲＡが１であるかどうかについて質
問される。もしステップ２３５での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチ
ン２００はステップ２４０へ進む。ここでは、受信フレームがＢフレームとして
符号化され、符号化されたＢフレームが第３のバッファ（即ち、バッファ＿Ｂ）
に格納される。次に、ルーチン２００はステップ２１０へ進む。もしステップ２
３５での質問に対する答えが否定的であれば、ルーチン２００はステップ２４５
へ進む。ここでは、受信フレームをＢフレームとして符号化し、符号化されたＢ
フレームを出力バッファに送る。次に、ルーチン２００はステップ２１０へ進む
。
はステップ２３０へ進む。ステップ２３０では、受信されたフレームがＢフレー
ムに符号化される予定になっているかどうかについて質問される。もしステップ
２３０での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン２００はステップ２３
５へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ−ＩＮＴＲＡが１であるかどうかについて質
問される。もしステップ２３５での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチ
ン２００はステップ２４０へ進む。ここでは、受信フレームがＢフレームとして
符号化され、符号化されたＢフレームが第３のバッファ（即ち、バッファ＿Ｂ）
に格納される。次に、ルーチン２００はステップ２１０へ進む。もしステップ２
３５での質問に対する答えが否定的であれば、ルーチン２００はステップ２４５
へ進む。ここでは、受信フレームをＢフレームとして符号化し、符号化されたＢ
フレームを出力バッファに送る。次に、ルーチン２００はステップ２１０へ進む
。
【００５５】 第１のバッファ（即ち、バッファ＿Ｉ）、第２のバッファ（即ち、バッファ＿
Ｐ）、第３のバッファ（即ち、バッファ＿Ｂ）は、特有のメモリモジュール、も
しくは、そのメモリモジュールの一部、あるいは、例えば、コントローラ１０３
の内部メモリ、または、エンコーダ出力バッファの一部を含むその他の入手可能
なメモリを備えてもよいことに注目すべきである。本開示による教唆を受ける当
業者にとって、本発明を様々なメモリ構成に適するように修正することは簡単な
ことであり、また、様々なメモリの位置によって本発明の実施が影響を受けるこ
とはない。
Ｐ）、第３のバッファ（即ち、バッファ＿Ｂ）は、特有のメモリモジュール、も
しくは、そのメモリモジュールの一部、あるいは、例えば、コントローラ１０３
の内部メモリ、または、エンコーダ出力バッファの一部を含むその他の入手可能
なメモリを備えてもよいことに注目すべきである。本開示による教唆を受ける当
業者にとって、本発明を様々なメモリ構成に適するように修正することは簡単な
ことであり、また、様々なメモリの位置によって本発明の実施が影響を受けるこ
とはない。
【００５６】 もしステップ２３０での質問の答えが否定的であれば、ルーチン２００はステ
ップ２５０は進む。ここでは、情報の不連続領域（例えば、入力映像ストリーム
内での場面変化領域）が検出されたかどうかについて質問される。もしステップ
２５０での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン２００はステップ２７
２へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定されているかどうか
質問される。もしステップ２７２での質問に対する答えが否定的であれば、ルー
チン２００はステップ２７４へ進む。ここでは、受信フレームがＩフレームとし
て符号化され、符号化されたＩフレームは出力バッファに送られる。次に、ルー
チン２００はステップ２１０へ進む。
ップ２５０は進む。ここでは、情報の不連続領域（例えば、入力映像ストリーム
内での場面変化領域）が検出されたかどうかについて質問される。もしステップ
２５０での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン２００はステップ２７
２へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定されているかどうか
質問される。もしステップ２７２での質問に対する答えが否定的であれば、ルー
チン２００はステップ２７４へ進む。ここでは、受信フレームがＩフレームとし
て符号化され、符号化されたＩフレームは出力バッファに送られる。次に、ルー
チン２００はステップ２１０へ進む。
【００５７】 もしステップ２７２での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン２００
はステップ２７６へ進む。ここでは、第２のバッファ（即ち、バッファ＿Ｐ）の
内容が出力バッファに送られる。次に、ルーチン２００はステップ２７８に進む
。ここでは、第３のバッファ（例えば、バッファ＿Ｂ）の内容が出力バッファに
送られ、そして、ステップ２８０に進む。ここでは、受信フレームがＩフレーム
として符号化され、符号化されたＩフレームは出力バッファに送られる。次に、
ルーチン２００はステップ２８２に進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡ
が０に設定される。次に、ルーチン２００がステップ２１０に進む。
はステップ２７６へ進む。ここでは、第２のバッファ（即ち、バッファ＿Ｐ）の
内容が出力バッファに送られる。次に、ルーチン２００はステップ２７８に進む
。ここでは、第３のバッファ（例えば、バッファ＿Ｂ）の内容が出力バッファに
送られ、そして、ステップ２８０に進む。ここでは、受信フレームがＩフレーム
として符号化され、符号化されたＩフレームは出力バッファに送られる。次に、
ルーチン２００はステップ２８２に進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡ
が０に設定される。次に、ルーチン２００がステップ２１０に進む。
【００５８】 もしステップ２５０の質問に対する答えが否定的であれば、ルーチン２００は
ステップ２５５へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定されて
いるかどうかについて質問される。もしステップ２５５での質問に対する答えが
否定的であれば、ルーチン２００はステップ２６０へ進む。ここでは、受信フレ
ームがＰフレームとして符号化され、符号化されたＰフレームは出力バッファに
送られる。次に、ルーチン２００はステップ２１０に進む。
ステップ２５５へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定されて
いるかどうかについて質問される。もしステップ２５５での質問に対する答えが
否定的であれば、ルーチン２００はステップ２６０へ進む。ここでは、受信フレ
ームがＰフレームとして符号化され、符号化されたＰフレームは出力バッファに
送られる。次に、ルーチン２００はステップ２１０に進む。
【００５９】 もしステップ２５５での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン２００
はステップ２６２へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが０に設定され
る。次に、ルーチン２００はステップ２６４へ進む。ここでは、第１のバッファ
（即ち、バッファ＿Ｉ）の内容が出力バッファに送られ、そして、ステップ２６
８へ進む。ここでは、第３のバッファ（即ち、ＢＵＦＦＥＲ＿Ｂ）の内容が出力
バッファに送られる。次に、ルーチン２００はステップ２７０に進み、受信フレ
ームがＰフレームとして符号化され、符号化されたＰフレームが出力バッファに
送られる。次に、ルーチン２００はステップ２１０に進む。
はステップ２６２へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが０に設定され
る。次に、ルーチン２００はステップ２６４へ進む。ここでは、第１のバッファ
（即ち、バッファ＿Ｉ）の内容が出力バッファに送られ、そして、ステップ２６
８へ進む。ここでは、第３のバッファ（即ち、ＢＵＦＦＥＲ＿Ｂ）の内容が出力
バッファに送られる。次に、ルーチン２００はステップ２７０に進み、受信フレ
ームがＰフレームとして符号化され、符号化されたＰフレームが出力バッファに
送られる。次に、ルーチン２００はステップ２１０に進む。
【００６０】 上述のフロールーチンは、本発明に係る方法の模範的な実施形態を示す。具体
的には、上述のルーチンは、受信したアンカーフレームをＩフレームとＰフレー
ムの両方に同時に符号化する処理を示す。符号化（即ち、圧縮された）情報フレ
ームを格納するためだけに第１、第２、第３の出力バッファが使用されることに
注目することは重要である。従って、増大する処理に対する必要条件を犠牲にし
て、システムでのメモリに対する必要条件が減る。このシステムで追加された処
理（例えば、第２の符号化モジュールを追加すること）にかかるコストは、メモ
リにかかる費用の低下分の差し引き勘定以上になる可能性があることを本発明者
はわかっている。
的には、上述のルーチンは、受信したアンカーフレームをＩフレームとＰフレー
ムの両方に同時に符号化する処理を示す。符号化（即ち、圧縮された）情報フレ
ームを格納するためだけに第１、第２、第３の出力バッファが使用されることに
注目することは重要である。従って、増大する処理に対する必要条件を犠牲にし
て、システムでのメモリに対する必要条件が減る。このシステムで追加された処
理（例えば、第２の符号化モジュールを追加すること）にかかるコストは、メモ
リにかかる費用の低下分の差し引き勘定以上になる可能性があることを本発明者
はわかっている。
【００６１】 本発明の上述の実施形態では、第２の符号化モジュール１０２はアンカーフレ
ームの全てをＩフレームとして符号化する。また、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の
Ｐフレームとして符号化される予定のフレームだけをＩフレームとして符号化す
るように第２の符号化モジュール１０２を制御できることに注目すべきである。
即ち、本発明の別の実施形態では、第１の符号化モジュール１０１は、ＧＯＰ／
ＧＯＰデータ構造に基づくＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームとして入力フレ
ームを符号化する。同時に、第２の符号化モジュール１０２は、ＧＯＰ／ＧＯＰ
データ構造のＰフレームとして符号化される予定のフレームだけをＩフレームと
して符号化する。
ームの全てをＩフレームとして符号化する。また、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造の
Ｐフレームとして符号化される予定のフレームだけをＩフレームとして符号化す
るように第２の符号化モジュール１０２を制御できることに注目すべきである。
即ち、本発明の別の実施形態では、第１の符号化モジュール１０１は、ＧＯＰ／
ＧＯＰデータ構造に基づくＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームとして入力フレ
ームを符号化する。同時に、第２の符号化モジュール１０２は、ＧＯＰ／ＧＯＰ
データ構造のＰフレームとして符号化される予定のフレームだけをＩフレームと
して符号化する。
【００６２】 本発明に係るこの別の実施形態では、連続動作モードでは、コントローラ１０
３だけにより、第１の符号化モジュールの出力ストリームＳ１０１を出力バッフ
ァ１６０に供給させることができること以外は、コントローラ１０３は上述され
た方法と実質的に同様に動作する。これは、第１の符号化モジュール１０１の出
力ストリームＳ１０１がＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従って適切に符号化される
からである。不連続動作モードでは、第１の符号化モジュールの出力ストリーム
Ｓ１０ｌ内のＰフレームをＩフレームに置き換える必要があるとき、コントロー
ラ１０３によって、第２の符号化モジュール１０２の出力ストリームＳ１０２が
出力バッファ１６０に与えられる。
３だけにより、第１の符号化モジュールの出力ストリームＳ１０１を出力バッフ
ァ１６０に供給させることができること以外は、コントローラ１０３は上述され
た方法と実質的に同様に動作する。これは、第１の符号化モジュール１０１の出
力ストリームＳ１０１がＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従って適切に符号化される
からである。不連続動作モードでは、第１の符号化モジュールの出力ストリーム
Ｓ１０ｌ内のＰフレームをＩフレームに置き換える必要があるとき、コントロー
ラ１０３によって、第２の符号化モジュール１０２の出力ストリームＳ１０２が
出力バッファ１６０に与えられる。
【００６３】 図３は、本発明に係るＭＰＥＧ準拠の符号化システム３００の実施形態を示す
。具体的には、図３は、符号化モジュール１０１、コントローラ１０３、出力バ
ッファ１６０を備えるＭＰＥＧ準拠の符号化システム３００を示す。ＭＰＥＧ準
拠の符号化システム３００は、複数の非圧縮情報フレーム、例えば、映像情報ス
トリームを構成する一連の画像を備える入力情報ストリームＩＮを受信し、符号
化することで、符号化された出力情報ストリームＯＵＴを生成する。
。具体的には、図３は、符号化モジュール１０１、コントローラ１０３、出力バ
ッファ１６０を備えるＭＰＥＧ準拠の符号化システム３００を示す。ＭＰＥＧ準
拠の符号化システム３００は、複数の非圧縮情報フレーム、例えば、映像情報ス
トリームを構成する一連の画像を備える入力情報ストリームＩＮを受信し、符号
化することで、符号化された出力情報ストリームＯＵＴを生成する。
【００６４】 符号化モジュール１０１は、入力情報ストリームＩＮを受信し符号化すること
で、フレーム・グループ（ＧＯＦ）、もしくは、ピクチャ・グループ（ＧＯＰ）
のデータ構造に実質的に従う符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。第１の
符号化情報ストリームＳ１０１は、サブＧＯＦ／ＧＯＰバッファ１３５Ｐでバッ
ファされ、出力バッファに与えられる。サブＧＯＰ／ＧＯＰバッファ１３５Ｐに
格納された符号化フレームは、コントローラ１０３によって修正することができ
るが、このことは以下で説明される。符号化モジュール１０１は様々な要素を含
むが、それらは、図１について上述された第１の符号化モジュール１０１の対応
する構成要素と実質的に同じように動作する。そのため、様々な要素の中で動作
が異なるものだけを以下で説明する。具体的には、符号化モジュール１０１は、
加算器１５５、ノード決定モジュール１０５Ｐ、離散コサイン変換（ＤＣＴ）モ
ジュール１１０Ｐ、量子化（Ｑ）モジュール１１５Ｐ、可変長符号化（ＶＬＣ）
モジュール１２０Ｐ、逆量子化器（Ｑ−Ｉ）１２５Ｐ、逆離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ−Ｉ）モジュール１３０Ｐ、減算器１５６、バッファ１３５Ｐ、レート制御
モジュール１４０Ｐ、動き補償モジュール１４５Ｐ、動き推定モジュール１５０
Ｐ、アンカーフレーム記憶モジュール１７０を備える。
で、フレーム・グループ（ＧＯＦ）、もしくは、ピクチャ・グループ（ＧＯＰ）
のデータ構造に実質的に従う符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。第１の
符号化情報ストリームＳ１０１は、サブＧＯＦ／ＧＯＰバッファ１３５Ｐでバッ
ファされ、出力バッファに与えられる。サブＧＯＰ／ＧＯＰバッファ１３５Ｐに
格納された符号化フレームは、コントローラ１０３によって修正することができ
るが、このことは以下で説明される。符号化モジュール１０１は様々な要素を含
むが、それらは、図１について上述された第１の符号化モジュール１０１の対応
する構成要素と実質的に同じように動作する。そのため、様々な要素の中で動作
が異なるものだけを以下で説明する。具体的には、符号化モジュール１０１は、
加算器１５５、ノード決定モジュール１０５Ｐ、離散コサイン変換（ＤＣＴ）モ
ジュール１１０Ｐ、量子化（Ｑ）モジュール１１５Ｐ、可変長符号化（ＶＬＣ）
モジュール１２０Ｐ、逆量子化器（Ｑ−Ｉ）１２５Ｐ、逆離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ−Ｉ）モジュール１３０Ｐ、減算器１５６、バッファ１３５Ｐ、レート制御
モジュール１４０Ｐ、動き補償モジュール１４５Ｐ、動き推定モジュール１５０
Ｐ、アンカーフレーム記憶モジュール１７０を備える。
【００６５】 図３の符号化モジュール１０１と図１の第１の符号化モジュール１０１の主な
違いは、逆ＤＣＴモジュール１３０Ｐの出力（即ち、最後のアンカーフレーム）
がアンカーフレーム記憶モジュール１７０に格納され、動ベクトルを推定する動
き推定モジュール１５０Ｐに与えられることである（図１の第２の符号化モジュ
ールからの非符号化Ｉフレームではない）。さらに、ＧＯＦ／ＧＯＰ構造のＩフ
レームになる予定の符号化されていない各フレームはアンカーフレーム記憶モジ
ュール１７０に格納される。従って、アンカーフレーム記憶モジュールは、符号
化されていない最後のＩフレームと最後のＩフレームに先行する再生されたアン
カーフレームを含む。このように、Ｐフレームとして再符号化されるＩフレーム
（即ち、そのように予定された符号化Ｉフレーム）の場合、（符号化されていな
いＩフレームの他に）Ｉフレームに先行する再生されたアンカーフレームを使っ
て、符号化されたＩフレームに対するＰフレームの置換えを予測する。
違いは、逆ＤＣＴモジュール１３０Ｐの出力（即ち、最後のアンカーフレーム）
がアンカーフレーム記憶モジュール１７０に格納され、動ベクトルを推定する動
き推定モジュール１５０Ｐに与えられることである（図１の第２の符号化モジュ
ールからの非符号化Ｉフレームではない）。さらに、ＧＯＦ／ＧＯＰ構造のＩフ
レームになる予定の符号化されていない各フレームはアンカーフレーム記憶モジ
ュール１７０に格納される。従って、アンカーフレーム記憶モジュールは、符号
化されていない最後のＩフレームと最後のＩフレームに先行する再生されたアン
カーフレームを含む。このように、Ｐフレームとして再符号化されるＩフレーム
（即ち、そのように予定された符号化Ｉフレーム）の場合、（符号化されていな
いＩフレームの他に）Ｉフレームに先行する再生されたアンカーフレームを使っ
て、符号化されたＩフレームに対するＰフレームの置換えを予測する。
【００６６】 出力バッファ１６０は、図１の出力バッファ１６０と実質的に同じように動作
する。出力バッファ１６０は、最も遠くにあるデコーダバッファのバッファ利用
レベルを示すレート制御信号ＲＣを生成する。例えば、量子化パラメータを修正
するためにレート制御信号を用いる符号化モジュール１０１にレート制御信号Ｒ
Ｃを与えて出力情報ストリームＯＵＴのビットレートを制御することで、最も遠
くにあるデコーダバッファでのバッファ・オーバフローやアンダーフローを避け
ることができる。
する。出力バッファ１６０は、最も遠くにあるデコーダバッファのバッファ利用
レベルを示すレート制御信号ＲＣを生成する。例えば、量子化パラメータを修正
するためにレート制御信号を用いる符号化モジュール１０１にレート制御信号Ｒ
Ｃを与えて出力情報ストリームＯＵＴのビットレートを制御することで、最も遠
くにあるデコーダバッファでのバッファ・オーバフローやアンダーフローを避け
ることができる。
【００６７】 コントローラ１０３は符号化モジュール１０１を制御するエンコーダ制御信号
Ｃ１を生成して、入力情報ストリームＩＮと、符号化モジュール１０１からのモ
ード決定指示信号ＭＤのうちの少なくとも一つを受信する。図３のコントローラ
１０３は、図１について上述された方法で情報の不連続領域を検出する。また、
図３のコントローラ１０３が連続モードと不連続モードのうちの一方で動作して
も２つの動作モードでの最終結果は同じ（ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造を適用した
とき）であるが、これらのモードでのコントローラ１０３の動作は図１のコント
ローラ１０３の動作とはわずかに異なる。
Ｃ１を生成して、入力情報ストリームＩＮと、符号化モジュール１０１からのモ
ード決定指示信号ＭＤのうちの少なくとも一つを受信する。図３のコントローラ
１０３は、図１について上述された方法で情報の不連続領域を検出する。また、
図３のコントローラ１０３が連続モードと不連続モードのうちの一方で動作して
も２つの動作モードでの最終結果は同じ（ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造を適用した
とき）であるが、これらのモードでのコントローラ１０３の動作は図１のコント
ローラ１０３の動作とはわずかに異なる。
【００６８】 連続動作モードでは、図３の符号化モジュール１０１は入力情報ストリームＩ
Ｎを上述の方法で符号化して、符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。符号
化情報ストリームは、出力バッファに供給される前に、一時的バッファ（サブＧ
ＯＦ／ＧＯＰバッファ１３５Ｐ）に格納される。 情報の不連続領域を検出すると、コントローラ１０３は不連続動作モードに入る
。もし最後の符号化アンカーフレームをＰフレームとして再符号化する（即ち、
現在予定されているＰフレームをＩフレームとして符号化する）ことが適当と考
えられるならば、最後の符号化アンカーフレーム（Ｉフレームと推定される）の
符号化前のものがアンカー記憶モジュール１７０から検索され、次に、非符号化
Ｉフレーム（アンカー記憶モジュールにも格納される）に一時的に先行する再生
されたアンカーフレームを使ってＰフレームとして符号化される。従って、図３
のＭＰＥＧ準拠のエンコーダは、前に符号化されたＩフレームをＰフレームとし
て、"オンデマンド"で再符号化する。 図４は、図３に示すＭＰＥＧ準拠のエンコーダでの使用に適した適応的フレー
ム切り替えルーチン４００のフロー図を示す。具体的には、コントローラ１０３
内の制御ルーチンとして、即ち、図３のＭＰＥＧ準拠のエンコーダ３００の協力
的なモジュール間の論理処理として図４のルーチン４００を実施することができ
る。必要に応じてＩフレームかＰフレームのいずれか一方でアンカーフレームを
オンデマンドで符号化する符号化システム内で、ルーチン４００は適応的なフレ
ーム切り替えを行う。
Ｎを上述の方法で符号化して、符号化情報ストリームＳ１０１を生成する。符号
化情報ストリームは、出力バッファに供給される前に、一時的バッファ（サブＧ
ＯＦ／ＧＯＰバッファ１３５Ｐ）に格納される。 情報の不連続領域を検出すると、コントローラ１０３は不連続動作モードに入る
。もし最後の符号化アンカーフレームをＰフレームとして再符号化する（即ち、
現在予定されているＰフレームをＩフレームとして符号化する）ことが適当と考
えられるならば、最後の符号化アンカーフレーム（Ｉフレームと推定される）の
符号化前のものがアンカー記憶モジュール１７０から検索され、次に、非符号化
Ｉフレーム（アンカー記憶モジュールにも格納される）に一時的に先行する再生
されたアンカーフレームを使ってＰフレームとして符号化される。従って、図３
のＭＰＥＧ準拠のエンコーダは、前に符号化されたＩフレームをＰフレームとし
て、"オンデマンド"で再符号化する。 図４は、図３に示すＭＰＥＧ準拠のエンコーダでの使用に適した適応的フレー
ム切り替えルーチン４００のフロー図を示す。具体的には、コントローラ１０３
内の制御ルーチンとして、即ち、図３のＭＰＥＧ準拠のエンコーダ３００の協力
的なモジュール間の論理処理として図４のルーチン４００を実施することができ
る。必要に応じてＩフレームかＰフレームのいずれか一方でアンカーフレームを
オンデマンドで符号化する符号化システム内で、ルーチン４００は適応的なフレ
ーム切り替えを行う。
【００６９】 ルーチン４００はステップ４０２に進み、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡを０に設
定する。次に、ルーチン４００はステップ４０４へ進み、受信した情報フレーム
が（ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う）Ｉフレームとして符号化される予定であ
るかどうかについて質問される。もしステップ４０４での質問に対する答えが肯
定的であれば、ルーチン４００はステップ４０６に進む。ここでは、受信フレー
ムがＩフレームとして符号化され、符号化されたＩフレームが第１のバッファ（
即ち、バッファ＿Ｉ）に格納される。次に、ルーチン４００はステップ４０８へ
進み、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定される。次に、ルーチン４００はス
テップ４１０に進み、受信フレームと前に再生された基準フレーム（即ち、アン
カーフレーム）が非符号化バッファ（例えば、アンカー記憶モジュール１７０）
に格納される。次に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。
定する。次に、ルーチン４００はステップ４０４へ進み、受信した情報フレーム
が（ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造に従う）Ｉフレームとして符号化される予定であ
るかどうかについて質問される。もしステップ４０４での質問に対する答えが肯
定的であれば、ルーチン４００はステップ４０６に進む。ここでは、受信フレー
ムがＩフレームとして符号化され、符号化されたＩフレームが第１のバッファ（
即ち、バッファ＿Ｉ）に格納される。次に、ルーチン４００はステップ４０８へ
進み、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１に設定される。次に、ルーチン４００はス
テップ４１０に進み、受信フレームと前に再生された基準フレーム（即ち、アン
カーフレーム）が非符号化バッファ（例えば、アンカー記憶モジュール１７０）
に格納される。次に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。
【００７０】 もしステップ ４０４での質問に対する答えが否定的であれば、ルーチン４０
０はステップ ４１２に進む。ここでは、受信フレームがＢフレームとして符号
化されるよう予定されているかどうかについて質問される。もしステップ ４１
２での質問が肯定的であれば、ルーチン４００はステップ ４１４に進む。ここ
では、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＡが１であるかどうかについて質問される。もしス
テップ４１４での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン４００はステッ
プ４１６へ進む。ここでは、受信フレームがＢフレームとして符号化され、符号
化されたＢフレームは第２のバッファ（即ち、バッファ＿Ｂ）に格納される。次
に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。もしステップ４１４の質問に対す
る答えが否定的であれば、ルーチン４００はステップ４１８に進む。ここでは、
受信フレームがＢフレームとして符号化され、符号化されたＢフレームは出力バ
ッファに送られる。次に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。
０はステップ ４１２に進む。ここでは、受信フレームがＢフレームとして符号
化されるよう予定されているかどうかについて質問される。もしステップ ４１
２での質問が肯定的であれば、ルーチン４００はステップ ４１４に進む。ここ
では、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＡが１であるかどうかについて質問される。もしス
テップ４１４での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン４００はステッ
プ４１６へ進む。ここでは、受信フレームがＢフレームとして符号化され、符号
化されたＢフレームは第２のバッファ（即ち、バッファ＿Ｂ）に格納される。次
に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。もしステップ４１４の質問に対す
る答えが否定的であれば、ルーチン４００はステップ４１８に進む。ここでは、
受信フレームがＢフレームとして符号化され、符号化されたＢフレームは出力バ
ッファに送られる。次に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。
【００７１】 もしステップ４１２での質問に対する答えが否定的であれば、ルーチン４００
はステップ４２０に進む。ここでは、情報の不連続領域（例えば、場面変化の領
域）が検出されたかどうかについて質問される。
はステップ４２０に進む。ここでは、情報の不連続領域（例えば、場面変化の領
域）が検出されたかどうかについて質問される。
【００７２】 もしステップ４２０での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン４００
はステップ４２２へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１であるかど
うかについて質問される。もしステップ４２２での質問に対する答えが否定的で
あれば、ルーチン４００はステップ４２４へ進む。ここでは、受信フレームがＩ
フレームとして符号化され、符号化されたＩフレームは出力バッファに供給され
る。次に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。
はステップ４２２へ進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１であるかど
うかについて質問される。もしステップ４２２での質問に対する答えが否定的で
あれば、ルーチン４００はステップ４２４へ進む。ここでは、受信フレームがＩ
フレームとして符号化され、符号化されたＩフレームは出力バッファに供給され
る。次に、ルーチン４００はステップ４０４に進む。
【００７３】 もしステップ４２２での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン４００
はステップ４２６に進む。ここでは、前に格納された基準フレームが Ｐフレー
ムとして再符号化され、符号化された Ｐフレーム出力 バッファに供給される
。次に、ルーチン ４００はステップ４２８に進む。ここでは、第２のバッファ
（即ち、バッファ＿Ｂ）の内容が出力バッファに供給される。次に、ルーチン４
００はステップ４３０へ進み、受信フレームがＩフレームとして符号化され、符
号化されたＩフレームは出力バッファに供給される。次に、ルーチン４００はス
テップ４３２に進み、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが０に設定され、次に、ステッ
プ４０４へ進む。
はステップ４２６に進む。ここでは、前に格納された基準フレームが Ｐフレー
ムとして再符号化され、符号化された Ｐフレーム出力 バッファに供給される
。次に、ルーチン ４００はステップ４２８に進む。ここでは、第２のバッファ
（即ち、バッファ＿Ｂ）の内容が出力バッファに供給される。次に、ルーチン４
００はステップ４３０へ進み、受信フレームがＩフレームとして符号化され、符
号化されたＩフレームは出力バッファに供給される。次に、ルーチン４００はス
テップ４３２に進み、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが０に設定され、次に、ステッ
プ４０４へ進む。
【００７４】 もしステップ４２０での質問に対する答えが否定的であれば、ルーチンはステ
ップ４３４に進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１であるかどうかに
ついて質問される。もしステップ４３４での質問に対する答えが否定的であれば
、ルーチン４００はステップ４３６へ進む。ここでは、受信フレームはＰフレー
ムとして符号化され、符号化されたＰフレームは出力バッファに送られる。次に
ルーチン４００はステップ４０４へ進む。
ップ４３４に進む。ここでは、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが１であるかどうかに
ついて質問される。もしステップ４３４での質問に対する答えが否定的であれば
、ルーチン４００はステップ４３６へ進む。ここでは、受信フレームはＰフレー
ムとして符号化され、符号化されたＰフレームは出力バッファに送られる。次に
ルーチン４００はステップ４０４へ進む。
【００７５】 もしステップ４３４での質問に対する答えが肯定的であれば、ルーチン４００
はステップ４３８に進む。ここでは、第１のバッファ（バッファ＿Ｉ）の内容が
出力バッファに供給され、次にステップ４４０に進む。ここでは、第２のバッフ
ァ（バッファ＿Ｂ）の内容が出力バッファに供給される。次に、ルーチン４００
は４４４に進む。ここでは、受信フレームはＰフレームとして符号化され、符号
化されたＰフレームは出力バッファに供給される。次に、ルーチン４００はステ
ップ４４６に進み、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが０に設定され、次に、ステップ
４０４に進む。図４のルーチン４００はより多くのメモリ資源を必要とし、また
、図２のルーチン２００より少ない処理資源を必要とする傾向があること以外は
、図４の適応的フレーム切り替えルーチンは図２の適応的フレーム切り替えルー
チン２００と実質的に同じ処理を実行する。これは、図４のルーチン４００では
、ＧＯＰもしくはＧＯＰの第１のフレームとなるように予定される非符号化（即
ち、非圧縮の）情報フレームと、その前の再生されたアンカーフレームを記憶す
る必要があるからである。
はステップ４３８に進む。ここでは、第１のバッファ（バッファ＿Ｉ）の内容が
出力バッファに供給され、次にステップ４４０に進む。ここでは、第２のバッフ
ァ（バッファ＿Ｂ）の内容が出力バッファに供給される。次に、ルーチン４００
は４４４に進む。ここでは、受信フレームはＰフレームとして符号化され、符号
化されたＰフレームは出力バッファに供給される。次に、ルーチン４００はステ
ップ４４６に進み、変数ＬＡＳＴ＿ＩＮＴＲＡが０に設定され、次に、ステップ
４０４に進む。図４のルーチン４００はより多くのメモリ資源を必要とし、また
、図２のルーチン２００より少ない処理資源を必要とする傾向があること以外は
、図４の適応的フレーム切り替えルーチンは図２の適応的フレーム切り替えルー
チン２００と実質的に同じ処理を実行する。これは、図４のルーチン４００では
、ＧＯＰもしくはＧＯＰの第１のフレームとなるように予定される非符号化（即
ち、非圧縮の）情報フレームと、その前の再生されたアンカーフレームを記憶す
る必要があるからである。
【００７６】 図５は、本発明に係るＭＰＥＧ準拠の符号化システム５００の一実施形態を示
す。具体的には、図５は、フレーム遅延モジュール５１０、符号化モジュール１
０１、コントローラ１０３、出力バッファ１６０を備えるＭＰＥＧ準拠の符号化
システム５００を示す。ＭＰＥＧ準拠の符号化システム ５００は、複数の非圧
縮情報フレーム、例えば、映像情報ストリームを構成する一連の画像を備える入
力情報ストリームＩＮを受信し符号化して、符号化出力情報ストリームＯＵＴを
生成する。図５のＭＰＥＧ準拠の符号化システム５００は、図３について上述さ
れたＭＰＥＧ準拠の符号化システム３００と実質的に同様であるので、２つのシ
ステムの違いだけについて詳細に説明する。
す。具体的には、図５は、フレーム遅延モジュール５１０、符号化モジュール１
０１、コントローラ１０３、出力バッファ１６０を備えるＭＰＥＧ準拠の符号化
システム５００を示す。ＭＰＥＧ準拠の符号化システム ５００は、複数の非圧
縮情報フレーム、例えば、映像情報ストリームを構成する一連の画像を備える入
力情報ストリームＩＮを受信し符号化して、符号化出力情報ストリームＯＵＴを
生成する。図５のＭＰＥＧ準拠の符号化システム５００は、図３について上述さ
れたＭＰＥＧ準拠の符号化システム３００と実質的に同様であるので、２つのシ
ステムの違いだけについて詳細に説明する。
【００７７】 図５のＭＰＥＧ準拠の符号化システム５００では、Ｍフレーム遅延モジュール
５１０、例えば、“先入れ先出し”（ＦＩＦＯ）バッファは入力情報ストリーム
ＩＮを受信し、遅延された入力情報ストリームＩＮをエンコーダ１０１に供給す
る。上述したように、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造は、最大の大きさのＭフレーム
をもつ複数のサブＧＯＦ、もしくは、サブＧＯＰのデータ構造で構成されるＮフ
レームを備える。従って、Ｍフレーム遅延モジュール５１０は、ＧＯＦ／ＧＯＰ
データ構造に基づく少なくとも一つのサブＧＯＦ／ＧＯＰを保持することができ
る。
５１０、例えば、“先入れ先出し”（ＦＩＦＯ）バッファは入力情報ストリーム
ＩＮを受信し、遅延された入力情報ストリームＩＮをエンコーダ１０１に供給す
る。上述したように、ＧＯＦ／ＧＯＰデータ構造は、最大の大きさのＭフレーム
をもつ複数のサブＧＯＦ、もしくは、サブＧＯＰのデータ構造で構成されるＮフ
レームを備える。従って、Ｍフレーム遅延モジュール５１０は、ＧＯＦ／ＧＯＰ
データ構造に基づく少なくとも一つのサブＧＯＦ／ＧＯＰを保持することができ
る。
【００７８】 符号化モジュール１０１は、遅延された入力情報ストリームＩＮを受信し、
符号化して、フレーム・グループ（ＧＯＦ）、もしくは、ピクチャ・グループ（
ＧＯＰ）のデータ構造に実質的に従う符号化情報ストリームＳ１０１を生成する
。第１の符号化情報ストリームＳ１０１は出力バッファ１６０に供給される。符
号化モジュール１０１は、図１と図３について上述された第１の符号化モジュー
ル１０１の対応する構成要素と実質的に同様に動作する様々な要素を含む。その
ため、それらの様々な要素の動作のうち異なっている点だけを以下で詳細に説明
する。具体的には、符号化モジュール１０は、加算器１５５、モード決定モジュ
ール１０５Ｐ、離散コサイン変換（ＤＣＴ）モジュール１１０Ｐ、量子化（Ｑ）
モジュール１１５Ｐ、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュール１２０Ｐ、逆量子化器
（Ｑ-1）１２５Ｐ、逆離散コサイン変換（ＤＣＴ-1）モジュール１３０Ｐ、減算
器１５６、レート制御モジュール１４０Ｐ、動き補償モジュール１４５Ｐ、動き
推定モジュール１５０Ｐ、アンカーフレーム記憶モジュール１７０を備える。
符号化して、フレーム・グループ（ＧＯＦ）、もしくは、ピクチャ・グループ（
ＧＯＰ）のデータ構造に実質的に従う符号化情報ストリームＳ１０１を生成する
。第１の符号化情報ストリームＳ１０１は出力バッファ１６０に供給される。符
号化モジュール１０１は、図１と図３について上述された第１の符号化モジュー
ル１０１の対応する構成要素と実質的に同様に動作する様々な要素を含む。その
ため、それらの様々な要素の動作のうち異なっている点だけを以下で詳細に説明
する。具体的には、符号化モジュール１０は、加算器１５５、モード決定モジュ
ール１０５Ｐ、離散コサイン変換（ＤＣＴ）モジュール１１０Ｐ、量子化（Ｑ）
モジュール１１５Ｐ、可変長符号化（ＶＬＣ）モジュール１２０Ｐ、逆量子化器
（Ｑ-1）１２５Ｐ、逆離散コサイン変換（ＤＣＴ-1）モジュール１３０Ｐ、減算
器１５６、レート制御モジュール１４０Ｐ、動き補償モジュール１４５Ｐ、動き
推定モジュール１５０Ｐ、アンカーフレーム記憶モジュール１７０を備える。
【００７９】 図５の符号化モジュール１０１と図３の符号化モジュール１０１の主な違いは
、図５の符号化モジュール１０１が図３の符号化モジュール１０１内に示された
バッファ１３５（それに関連する選択的なレート制御信号ＲＣ１も）を含まない
ことである。さらに、図５の符号化モジュール１０１のアンカーフレーム記憶モ
ジュール１７０は、図３の符号化モジュール１０１に示されているように、ＧＯ
Ｆ／ＧＯＰ構造に基づくＧＯＦ、もしくは、ＧＯＰ（即ち、Ｉフレーム）の第１
のフレームとなる予定の非符号化情報フレームを格納しない。最後に、図５の符
号化モジュール１０１のモード決定モジュール１０５Ｐは、図３の符号化モジュ
ール １０１で示されているように、オプションとしてのモード決定信号 ＭＤ
１をコントローラに供給しない。 出力バッファ １６０は、図 ３の出力バッファ１６０と実質的に同様に動作す
る。出力バッファ１６０は、最も遠くにあるデコーダバッファのバッファ利用レ
ベルを示すレート制御信号 ＲＣを生成する。レート制御信号ＲＣは符号化モジ
ュール１０１に供給される。ここで、符号化モジュール１０１はこのレート制御
信号ＲＣを使って、例えば、量子化パラメータを修正する。これにより、出力情
報ストリームＯＵＴのビットレートが制御されて、最も遠くにあるデコーダバッ
ファでのバッファ・オーバフローやアンダーフローの発生を避けることができる
。
、図５の符号化モジュール１０１が図３の符号化モジュール１０１内に示された
バッファ１３５（それに関連する選択的なレート制御信号ＲＣ１も）を含まない
ことである。さらに、図５の符号化モジュール１０１のアンカーフレーム記憶モ
ジュール１７０は、図３の符号化モジュール１０１に示されているように、ＧＯ
Ｆ／ＧＯＰ構造に基づくＧＯＦ、もしくは、ＧＯＰ（即ち、Ｉフレーム）の第１
のフレームとなる予定の非符号化情報フレームを格納しない。最後に、図５の符
号化モジュール１０１のモード決定モジュール１０５Ｐは、図３の符号化モジュ
ール １０１で示されているように、オプションとしてのモード決定信号 ＭＤ
１をコントローラに供給しない。 出力バッファ １６０は、図 ３の出力バッファ１６０と実質的に同様に動作す
る。出力バッファ１６０は、最も遠くにあるデコーダバッファのバッファ利用レ
ベルを示すレート制御信号 ＲＣを生成する。レート制御信号ＲＣは符号化モジ
ュール１０１に供給される。ここで、符号化モジュール１０１はこのレート制御
信号ＲＣを使って、例えば、量子化パラメータを修正する。これにより、出力情
報ストリームＯＵＴのビットレートが制御されて、最も遠くにあるデコーダバッ
ファでのバッファ・オーバフローやアンダーフローの発生を避けることができる
。
【００８０】 コントローラ１０３は、符号化モジュール１０１を制御するためのエンコーダ
制御信号Ｃ１を生成する。コントローラ１０３は、入力情報ストリームＩＮを受
信して、その情報ストリーム内で情報の不連続領域を検出する。（非遅延の）入
力情報ストリームＩＮ内で情報の不連続領域が検出されると、コントローラ１０
３は、連続する２つのサブＧＯＦ／ＧＯＰの符号化フレーム・グループの両方に
Ｉフレームが含まれないように、エンコーダによって使われるＧＯＦ／ＧＯＰデ
ータ構造を動的に修正する。
制御信号Ｃ１を生成する。コントローラ１０３は、入力情報ストリームＩＮを受
信して、その情報ストリーム内で情報の不連続領域を検出する。（非遅延の）入
力情報ストリームＩＮ内で情報の不連続領域が検出されると、コントローラ１０
３は、連続する２つのサブＧＯＦ／ＧＯＰの符号化フレーム・グループの両方に
Ｉフレームが含まれないように、エンコーダによって使われるＧＯＦ／ＧＯＰデ
ータ構造を動的に修正する。
【００８１】 図５のコントローラ１０３の動作を示すために、Ｍフレーム遅延モジュール５
１０に入る入力情報ストリームＩＮのサブＧＯＦ／ＧＯＰに情報の不連続領域が
含まれる場合について考える。コントローラ１０３は入力ストリームを監視する
ことで、遅延入力情報ストリームＩＮをエンコーダ１０１が受信する前に、情報
の不連続領域を検出する。コントローラ１０３は、情報の不連続領域を含むサブ
ＧＯＦ／ＧＯＰのアンカーフレームをＰフレームとして符号化するようエンコー
ダ１０１を制御する。また、コントローラ１０３は、情報の不連続領域（例えば
、新たな場面の第１の映像フレーム）の次の第１のフレーム、もしくは、次のサ
ブＧＯＰ／ＧＯＰのアンカーフレームをＩフレームとして符号化するようエンコ
ーダ１０１を制御する。
１０に入る入力情報ストリームＩＮのサブＧＯＦ／ＧＯＰに情報の不連続領域が
含まれる場合について考える。コントローラ１０３は入力ストリームを監視する
ことで、遅延入力情報ストリームＩＮをエンコーダ１０１が受信する前に、情報
の不連続領域を検出する。コントローラ１０３は、情報の不連続領域を含むサブ
ＧＯＦ／ＧＯＰのアンカーフレームをＰフレームとして符号化するようエンコー
ダ１０１を制御する。また、コントローラ１０３は、情報の不連続領域（例えば
、新たな場面の第１の映像フレーム）の次の第１のフレーム、もしくは、次のサ
ブＧＯＰ／ＧＯＰのアンカーフレームをＩフレームとして符号化するようエンコ
ーダ１０１を制御する。
【００８２】 サブＧＯＦ／ＧＯＰがエンコーダ１０１に供給される前に、コントローラ１０
３は各サブＧＯＰ／ＧＯＰを検査するので、コントローラ１０３は検査されたサ
ブＧＯＰ／ＧＯＰを符号化するための最も適した方法を確定することができる。
即ち、コントローラは、符号化される予定の次のサブＧＯＦ／ＧＯＰに関する情
報を制御信号Ｃ１を介してレート制御モジュール１４０Ｐに与える。従って、レ
ートコントローラ１４０Ｐのバッファ利用予測が改善されるので、エンコーダ１
０１の符号化の機能が改善される（例えば、ビット集合安全マージンを減らすこ
とができるので、多くのビットを各フレームに割り付けることによって質の高い
の符号化を行うことができる）。
３は各サブＧＯＰ／ＧＯＰを検査するので、コントローラ１０３は検査されたサ
ブＧＯＰ／ＧＯＰを符号化するための最も適した方法を確定することができる。
即ち、コントローラは、符号化される予定の次のサブＧＯＦ／ＧＯＰに関する情
報を制御信号Ｃ１を介してレート制御モジュール１４０Ｐに与える。従って、レ
ートコントローラ１４０Ｐのバッファ利用予測が改善されるので、エンコーダ１
０１の符号化の機能が改善される（例えば、ビット集合安全マージンを減らすこ
とができるので、多くのビットを各フレームに割り付けることによって質の高い
の符号化を行うことができる）。
【００８３】 特定のサブＧＯＦ／ＧＯＰで発生した予期せぬ場面変化の効果をＧＯＦ、もし
くは、ＧＯＰ全体に波及させることにより、特定のサブＧＯＦ／ＧＯＰで起こっ
ていた品質の低下を最小限にすることができることに注目すべきである。さらに
、視覚的忠実度の維持については、場面の最後のサブＧＯＦ／ＧＯＰの重要性は
おそらく場面の第１のサブＧＯＦ／ＧＯＰよりも低いので、現在の場面の最後の
サブＧＯＦ／ＧＯＰに割り当てられたビットを減らすことができる。このため、
次のサブＧＯＦ／ＧＯＰに対するビット割付け量を増やすことができるので、新
たな場面のＩフレームの品質を改善することができる。
くは、ＧＯＰ全体に波及させることにより、特定のサブＧＯＦ／ＧＯＰで起こっ
ていた品質の低下を最小限にすることができることに注目すべきである。さらに
、視覚的忠実度の維持については、場面の最後のサブＧＯＦ／ＧＯＰの重要性は
おそらく場面の第１のサブＧＯＦ／ＧＯＰよりも低いので、現在の場面の最後の
サブＧＯＦ／ＧＯＰに割り当てられたビットを減らすことができる。このため、
次のサブＧＯＦ／ＧＯＰに対するビット割付け量を増やすことができるので、新
たな場面のＩフレームの品質を改善することができる。
【００８４】 図５のエンコーダ１０１が、（図１では）常に２度、もしくは、（図３では）
時々２度ではなく、一度だけ各アンカーフレームを符号化することに注目するこ
とは重要である。
時々２度ではなく、一度だけ各アンカーフレームを符号化することに注目するこ
とは重要である。
【００８５】 図６は、図１もしくは図３のいずれか一方で示されたＭＰＥＧ準拠のエンコー
ダでの使用に適したコントローラ１０３を示す。コントローラ１０３は、同時に
符号化する適応的フレーム切り替えルーチン２００や"オンデマンド"で符号化 する適応的フレーム切り替えルーチン４００を記憶するメモリ１０３−８はもと
より、マイクロプロセッサ１０３−４を備える。マイクロプロセッサ１０３−４
は、ソフトウエアルーチンの実行を支援する回路はもとより、電源、クロック回
路、キャッシュメモリ等の従来の支援回路と協調動作する。そのため、ここでは
ソフトウエア処理として説明される処理工程のうちの幾つかはハードウエア、例
えば、様々な処理を実行するマイクロプロセッサ１０３−４と協調動作する回路
で実行することが考えられる。また、コントローラ１０３は、様々な符号化モジ
ュール（１０１と１０２）とセレクタ（１０４）間のインターフェイスを構成す
る入力／出力回路１０３−２を備える。本発明に係る適応的フレーム切り替えと
それに関連する制御処理を実行するようプログラムされている汎用コンピュータ
としてコントローラ１０３が示されているが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ
）のハードウエアで本発明を実施してもよい。そのため、（例えば、図２と図４
について）ここで述べられる処理は、ソフトウエア、ハードウエア、もしくは、
その組み合わせで等価的に実行されるものとして広く解釈されるべきである。
ダでの使用に適したコントローラ１０３を示す。コントローラ１０３は、同時に
符号化する適応的フレーム切り替えルーチン２００や"オンデマンド"で符号化 する適応的フレーム切り替えルーチン４００を記憶するメモリ１０３−８はもと
より、マイクロプロセッサ１０３−４を備える。マイクロプロセッサ１０３−４
は、ソフトウエアルーチンの実行を支援する回路はもとより、電源、クロック回
路、キャッシュメモリ等の従来の支援回路と協調動作する。そのため、ここでは
ソフトウエア処理として説明される処理工程のうちの幾つかはハードウエア、例
えば、様々な処理を実行するマイクロプロセッサ１０３−４と協調動作する回路
で実行することが考えられる。また、コントローラ１０３は、様々な符号化モジ
ュール（１０１と１０２）とセレクタ（１０４）間のインターフェイスを構成す
る入力／出力回路１０３−２を備える。本発明に係る適応的フレーム切り替えと
それに関連する制御処理を実行するようプログラムされている汎用コンピュータ
としてコントローラ１０３が示されているが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ
）のハードウエアで本発明を実施してもよい。そのため、（例えば、図２と図４
について）ここで述べられる処理は、ソフトウエア、ハードウエア、もしくは、
その組み合わせで等価的に実行されるものとして広く解釈されるべきである。
【００８６】 本発明のコントローラ１０３を使って、図２と図４で述べられた制御ルーチン
を実行することができる。しかしながら、また、コントローラ１０３を使って、
図１、図３、図５のＭＰＥＧ準拠のエンコーダを全体的にソフトウエアで実施で
きることに注目すべきである。そのため、図６には、入力情報ストリームＩＮを
受信して、出力情報ストリームＯＵＴを生成するコントローラ１０３を示す。そ
のソフトウエアを使うことにより、コントローラ１０３は図１、図３、図５のＭ
ＰＥＧ準拠のエンコーダについて上述した処理を実行する。
を実行することができる。しかしながら、また、コントローラ１０３を使って、
図１、図３、図５のＭＰＥＧ準拠のエンコーダを全体的にソフトウエアで実施で
きることに注目すべきである。そのため、図６には、入力情報ストリームＩＮを
受信して、出力情報ストリームＯＵＴを生成するコントローラ１０３を示す。そ
のソフトウエアを使うことにより、コントローラ１０３は図１、図３、図５のＭ
ＰＥＧ準拠のエンコーダについて上述した処理を実行する。
【００８７】 例えば、図３のエンコーダ１０１のバッファ１３５Ｐに符号化フレームを"リ
ンクリスト"の形態で格納してもよいに注目すべきである。即ち、格納された符
号化フレームの各々を、例えば、一連の符号化フレーム内での次の符号化フレー
ムを識別するポインタ変数に関連づけることができる。この方法で、Ｐフレーム
の代わりにＩフレームを選択してエンコーダ出力ストリームＳ１０１に入れる処
理には、非選択フレームの“リンクをはずし”、選択フレームを“リンク”する
処理が含まれる。即ち、非リンクのフレームに先行する符号化フレームのポイン
タを作って、リンクされたフレームをポイントする。同様に、リンクされたフレ
ームに関するポインタを作って、非リンクのフレームの次のフレームをポイント
する。
ンクリスト"の形態で格納してもよいに注目すべきである。即ち、格納された符
号化フレームの各々を、例えば、一連の符号化フレーム内での次の符号化フレー
ムを識別するポインタ変数に関連づけることができる。この方法で、Ｐフレーム
の代わりにＩフレームを選択してエンコーダ出力ストリームＳ１０１に入れる処
理には、非選択フレームの“リンクをはずし”、選択フレームを“リンク”する
処理が含まれる。即ち、非リンクのフレームに先行する符号化フレームのポイン
タを作って、リンクされたフレームをポイントする。同様に、リンクされたフレ
ームに関するポインタを作って、非リンクのフレームの次のフレームをポイント
する。
【００８８】 本発明はＧＯＦ／ＧＯＰ構造のビット集合を有益に使うことで、情報ストリー
ムの最後のサブＧＯＰ／ＧＯＰをイントラ符号化する際にそのビット集合を無駄
にすることがなくなる。さらに、本発明は、狭い間隔のイントラ符号化情報フレ
ーム（例えば、連続する２つのＩフレーム）によって引き起こされるデコーダバ
ッファのオーバフロー状態が実質的に発生しないように動作する。さらに、双方
向符号化情報フレームの情報の質、例えば、映像情報の質は、ＩフレームとＰフ
レームの両方にとってほとんど同じであると見なせることに注目すべきである。
従って、ＧＯＰ／ＧＯＰの質の向上に加えて、ＧＯＦ／ＧＯＰの各フレームで認
識可能な情報の劣化が起こるとはない。
ムの最後のサブＧＯＰ／ＧＯＰをイントラ符号化する際にそのビット集合を無駄
にすることがなくなる。さらに、本発明は、狭い間隔のイントラ符号化情報フレ
ーム（例えば、連続する２つのＩフレーム）によって引き起こされるデコーダバ
ッファのオーバフロー状態が実質的に発生しないように動作する。さらに、双方
向符号化情報フレームの情報の質、例えば、映像情報の質は、ＩフレームとＰフ
レームの両方にとってほとんど同じであると見なせることに注目すべきである。
従って、ＧＯＰ／ＧＯＰの質の向上に加えて、ＧＯＦ／ＧＯＰの各フレームで認
識可能な情報の劣化が起こるとはない。
【００８９】 本発明は、コンピュータで実行されるプロセスと、そのプロセスを実行する装
置によって実施することができる。また、本発明は、有形の媒体、例えば、フロ
ッピーディスク媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、その他のコンピュータ読
み出し可能記憶媒体で実現されるコンピュータプログラムコードで実施すること
ができる。ここで、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ
て実行されるとき、そのコンピュータは本発明を実施する装置になる。また、本
発明は、例えば記憶媒体に格納されコンピュータにロードされて実行されるか、
または、電線や、ファイバー光学や電磁放射に基づくケーブル等の特定の伝送媒
体を介して送信されるコンピュータプログラムコードの形態で実施することがで
きる。ここで、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ実行
されるとき、そのコンピュータは本発明を実施する装置となる。汎用マイクロプ
ロセッサで実行するときは、コンピュータプログラムコードセグメントが特定の
論理回路を生成するマイクロプロセッサを構成する。
置によって実施することができる。また、本発明は、有形の媒体、例えば、フロ
ッピーディスク媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、その他のコンピュータ読
み出し可能記憶媒体で実現されるコンピュータプログラムコードで実施すること
ができる。ここで、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ
て実行されるとき、そのコンピュータは本発明を実施する装置になる。また、本
発明は、例えば記憶媒体に格納されコンピュータにロードされて実行されるか、
または、電線や、ファイバー光学や電磁放射に基づくケーブル等の特定の伝送媒
体を介して送信されるコンピュータプログラムコードの形態で実施することがで
きる。ここで、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ実行
されるとき、そのコンピュータは本発明を実施する装置となる。汎用マイクロプ
ロセッサで実行するときは、コンピュータプログラムコードセグメントが特定の
論理回路を生成するマイクロプロセッサを構成する。
【００９０】 本発明の教唆を具体化する様々な実施形態がここで詳述されたが、 当業者で
あれば、その教唆を具体化するために修正されたその他の多くの実施形態を簡単
に考案することができる。
あれば、その教唆を具体化するために修正されたその他の多くの実施形態を簡単
に考案することができる。
【図１】 図１は本発明によるＭＰＥＧ準拠の符号化システム１００を示す。
【図２】 図２は、図１で示されたＭＰＥＧ準拠のエンコーダでの使用に適した適応的フ
レーム切り替えルーチン２００のフロー図を示す。
レーム切り替えルーチン２００のフロー図を示す。
【図３】 図３は、本発明によるＭＰＥＧ準拠の符号化システム１００の実施形態を示す
。
。
【図４】 図４は、図３に示されたＭＰＥＧ準拠のエンコーダでの使用に適した適応的フ
レーム切り替えルーチン４００のフロー図を示す。
レーム切り替えルーチン４００のフロー図を示す。
【図５】 図５は、本発明に係るＭＰＥＧ準拠の符号化システム５００の実施形態を示す
。
。
【図６】 図６は、図１、図３、図５で示されたＭＰＥＧ準拠のエンコーダでの使用に適
したコントローラを示す。 理解を容易にするために、複数の図に共通の同じ要素を示すことができるとこ
ろには同じ参照番号を使っている。
したコントローラを示す。 理解を容易にするために、複数の図に共通の同じ要素を示すことができるとこ
ろには同じ参照番号を使っている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＡ，Ｉ Ｎ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ
Claims (14)
- 【請求項１】 一連の非符号化情報フレームを圧縮符号化して、フレーム・
グループ（ＧＯＦ）情報構成に実質的に基づく一連の符号化情報フレームを生成
するシステム内で、各ＧＯＦは少なくとも一つのサブＧＯＦを備え、各サブＧＯ
Ｆは少なくとも一つのアンカーフレームを備え、各アンカーフレームはイントラ
符号化フレーム（Ｉフレーム）と前方予測フレーム（Ｐフレーム）のうちの一つ
を備え、 前記一連の非符号化情報フレーム内のインターフレーム情報の不連続領域に対
応して、 前記情報の不連続領域の次の第１のアンカーフレームはＩフレームを備え、前記
情報の不連続領域に先行する第１のアンカーフレームはＰフレームを備えるよう
に前記ＧＯＦ情報構成を修正する工程を備える方法。 - 【請求項２】 前記修正する工程は、 ＧＯＦ情報構成のアンカーフレームになる予定の各非符号化情報フレームをＩ
フレームとＰフレームの両方として符号化する工程と、 前記生成された一連の符号化情報フレームに含まれる各符号化アンカーフレ
ームに対して、前記符号化されたＩフレームと、前記アンカーフレームに関連す
る前記符号化されたＰフレームのうちの一つをそれぞれ選択する工程を備え、 情報の不連続領域が存在すると、前記情報の不連続領域の次の前記第１のアン
カーフレームに関連するＩフレームが選択され、また、前記情報不連続領域に先
行する前記第１のアンカーフレームに関連するＰフレームが選択される請求項１
の方法。 - 【請求項３】 前記修正する工程は、 ＧＯＦ情報構成のＰフレームとして符号化される予定の各非符号化情報フレー
ムをＩフレームとＰフレームの両方として符号化する工程と、 前記生成された一連の符号化情報フレーム内に含まれる予定の各符号化され
たＰフレームに対して、前記符号化されたＰフレームとそれに関連して符号化さ
れたＩフレームのうちの一つをそれぞれ選択する工程とを備え、 情報の不連続領域が存在すると、前記情報の不連続領域の次の前記第１のアン
カーフレームに関連するＩフレームが選択され、また、前記情報の不連続領域に
先行する前記第１のアンカーフレームに関連するＰフレームが選択される請求項
１の方法。 - 【請求項４】 前記修正する工程は、 ＧＯＦ情報構成に基づくＩフレームになる予定の各非符号化情報フレームを格
納する工程と、 ＧＯＦ情報構成に基づくＩフレームかＰフレームのいづれか一方として各アン
カーフレームを符号化する工程と、 情報の不連続領域がない場合は、 前記生成された一連の符号化情報フレームに含ませるために、前記符号化アン
カーフレームの各々を選択する工程と、 情報の不連続領域がある場合は、 前記格納された非符号化情報フレームを用いて予測されるＰフレームとして符
号化し、前記生成された一連の符号化情報フレームに含ませるために、前記情報
の不連続領域に先行する前記第１のアンカーフレームを選択する工程と、 前記生成された一連の符号化情報フレームに含ませるために、前記情報の不連
続領域の次の前記第１のアンカーフレームをＩフレームとして符号化する工程と
を備える請求項１の方法。 - 【請求項５】 前記一連の非符号化情報フレームの各サブＧＯＦを遅延させ
る工程をさらに備え、前記修正する工程は、前記一連の非符号化情報フレームを
符号化する前に前記情報の不連続領域に対応して前記ＧＯＦ構成を再定義する工
程をさらに備える請求項１の方法。 - 【請求項６】 一連の情報フレームを圧縮符号化して、フレーム・グループ
（ＧＯＦ）情報構成に基づく一連の符号化情報フレームを生成するシステム内で
、各ＧＯＰは少なくとも一つのサブＧＯＰを備え、各サブＧＯＰはアンカーフレ
ームと一つ以上の非アンカーフレームを備え、前記非アンカーフレームは前記ア
ンカーフレームに基づく予測情報を含み、 第１の符号化モジュールを使って、前記ＧＯＰ情報構成に基づいて前記一連の
情報フレームのサブＧＯＰ部分を符号化して一連の符号化情報フレームを生成す
る工程と、ここで、前記アンカーフレームの各々は第１の種類、もしくは、第２
の種類のフレームを備え、 第２の符号化モジュールを使って、前記ＧＯＰ構成に基づいて前記一連の情報
フレームの前記サブＧＯＰ部分を符号化して一連の符号化情報フレームを生成す
る工程と、ここで、前記アンカーフレームの各々は前記第１の種類のフレームを
備え、 情報の不連続領域が前記一連の情報フレームの前記サブＧＯＦ部分内に存在す
るかどうかを確かめる工程と、 情報の不連続領域が前記一連の情報フレームの前記サブＧＯＰ部分に存在する
場合、前記第２の符号化モジュールで生成された前記一連の符号化情報フレーム
を出力する工程と、 情報の不連続領域が前記一連の情報フレームの前記サブＧＯＰ部分に存在しな
い場合、前記第１の符号化モジュールによって生成された前記一連の符号化情報
フレームを出力する工程を備える方法。 - 【請求項７】 前記第１の種類のアンカーフレームはＩフレームであり、前
記第２の種類のアンカーフレームはＰフレームであり、前記非アンカーフレーム
はＢフレームである請求項６の方法。 - 【請求項８】 一連の情報フレームを圧縮符号化して、フレーム・グループ
（ＧＯＰ）情報構成に基づく一連の符号化情報フレームを生成するシステムで使
う装置であって、各ＧＯＦは少なくとも一つのサブＧＯＰを備え、各サブＧＯＦ
はアンカーフレームと一つ以上の非アンカーフレームを備え、前記非アンカーフ
レームは前記アンカーフレームに基づく予測情報を含み、 前記ＧＯＦ情報構成に基づいて前記一連の情報フレームを符号化して、一連の
符号化情報フレームを生成する第１の符号化モジュールと、ここで、前記アンカ
ーフレームの各々は第１の種類あるいは第２の種類のフレームを備え、 前記第１の符号化モジュールによって生成されたサブＧＯＦを格納する第１の
バッファと、 前記ＧＯＰ構成に基づく前記一連の情報フレームを符号化して一連の符号化情
報フレームを生成する第２の符号化モジュールと、ここで、前記アンカーフレー
ムのそれぞれは前記第１の種類のフレームを備え、 前記第２の符号化モジュールによって生成されたサブＧＯＦを格納する第２の
バッファと、ここで、第１の動作モードでは前記第１のバッファに格納された前
記サブＧＯＦが出力点に与えられ、第２の動作モードでは前記第２のバッファに
格納された前記サブＧＯＰは前記出力点に与えられる装置。 - 【請求項９】 前記第１の種類のアンカーフレームはＩフレームであり、前
記第２の種類のアンカーフレームはＰフレームであり、前記非アンカーフレーム
はＢフレームである請求項８の装置。 - 【請求項１０】 前記一連の情報フレーム内の情報の不連続領域の示値に対
応して前記第２の動作モードに入る請求項８の装置。 - 【請求項１１】 フレーム・グループ（ＧＯＦ）情報構成に実質的に基づい
て一連の非符号化情報フレームを圧縮符号化して一連の符号化情報フレームを生
成する第１のエンコーダと、ここで、各ＧＯＦは少なくとも一つのサブＧＯＦを
備え、各サブＧＯＰは少なくとも一つのアンカーフレームを備え、各アンカーフ
レームはイントラ符号化フレーム（Ｉフレーム）と前方予測フレーム（Ｐフレー
ム）のうちの一つを備え、 前記一連の非符号化情報フレーム内のインターフレーム情報の不連続領域の示
値に対応して前記エンコーダを制御するコントローラであって、前記情報不連続
領域の次の第１のアンカーフレームはＩフレームを備え、前記情報の不連続領域
に対して先行する第１のアンカーフレームがＰフレームを備えるように前記ＧＯ
Ｆ情報構成を修正する前記コントローラとを備える装置。 - 【請求項１２】 フレーム・グループ（ＧＯＦ）情報構成に基づくＰフレー
ムとして符号化される予定のフレームをＩフレームとして符号化する第２のエン
コーダと、 前記第１のエンコーダによって生成された前記一連の符号化情報フレーム、も
しくは、前記第２のエンコーダによって生成された前記符号化されたＩフレーム
を出力点に与える前記コントローラに応答するセレクタをさらに備え、 前記コントローラは前記一連の非符号化情報フレーム内のインターフレーム情
報の不連続領域の前記示値に応答し、前記セレクタに、前記情報の不連続領域の
次の前記第１のアンカーフレームに関連するＩフレームと前記情報の不連続領域
に先行する前記第１のアンカーフレームに関連するＰフレームを出力用に選択さ
せる請求項１１の装置。 - 【請求項１３】 前記ＧＯＦ情報構成に基づくＩフレームとして符号化され
る予定の各非符号化情報フレームを格納し、前記予定のＩフレームに一時的に先
行する再生されたアンカーフレームを格納するメモリをさらに備え、 前記情報不連続領域が存在する場合、前記コントローラは前記第１のエンコー
ダに前記ＩフレームをＰフレームとして再符号化させる請求項１１の方法。 - 【請求項１４】 前記一連の非符号化情報フレームの各サブＧＯＦを遅延さ
せるバッファをさらに備え、前記コントローラは前記バッファの入力点に与えら
れた前記一連の非符号化情報フレームを検査し、もし前記検査された情報フレー
ムが情報の不連続領域を含むならば、前記コントローラは前記第１のエンコーダ
で使われた前記ＧＯＰ構成を修正する請求項１１の装置。
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