JPH09163362A - ソフトウェア実行型端末相互スケーラブルビデオ送達システム用ソフトウェアベースエンコーダ - Google Patents

ソフトウェア実行型端末相互スケーラブルビデオ送達システム用ソフトウェアベースエンコーダ

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JPH09163362A
JPH09163362A JP8095459A JP9545996A JPH09163362A JP H09163362 A JPH09163362 A JP H09163362A JP 8095459 A JP8095459 A JP 8095459A JP 9545996 A JP9545996 A JP 9545996A JP H09163362 A JPH09163362 A JP H09163362A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 異機種ネットワークにわたり動作する端末相
互スケーラブルビデオ送達システム用ソフトウェアベー
スエンコーダを提供する。 【解決手段】 最も高い解像度の半分で第１の中間画像
を形成すべく前記第１の画像をデシメートし、第２の中
間画像を生成すべく第１の中間像をデシメートし、基本
レイヤ画像を形成すべく前記第２の中間画像を圧縮する
符号化手段とを備え、符号化手段は、更に、第３の中間
画像を形成すべく基本レイヤを伸張し、第４の中間画像
を形成すべく第３の中間画像を補間し、第５の中間画像
を形成すべく第４の中間画像を前記第１の中間画像から
減算し、第１の高位レイヤ画像を形成すべく第５の中間
画像を圧縮し、少なくとも基本レイヤ画像及び第１の高
位レイヤ画像を含む埋込型ビットストリームが生成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオ送達システムに
関し、特に、ネットワーク資源の使用を最大限にし、か
つユーザ−コンテンション・コンフリクトを最小限にす
るようにビデオをスケーラブルで引き渡すようなシステ
ムに対するエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンドユーザにビデオを供給するために
サーバ−クライアント・ネットワークを使用すること
は、この分野で知られており、ここでは、サーバが各個
々のクライアントに対して個別ビデオストリームを発行
する。ビデオ発生源のライブラリは、サーバ端末で保持
される。選ばれたビデオセレクションは、ディジタル媒
体上に記憶されたサーバエンコーダによって信号処理さ
れ、かつ遠隔視聴者にビデオと対話させるということに
基づいて、種々のネットワークにわたって送信される。
ビデオは、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭを含む媒体上に
記憶されうるし、かつ記憶された情報は、ビデオ、音
声、及び画像を含むことが可能である。そのように、発
生源ビデオ情報は、多数の空間的解像度（例えば、１６
０×１２０、３２０×２４０、６４０×４８０画素）、
及び時間的解像度（例えば、毎秒１〜３０フレーム）の
一つに記憶されうる。原始ビデオは、そのダイナミック
レンジ（動作範囲）が１０Ｋｂｐｓから１０Ｍｂｐｓま
で変化可能である帯域幅を表しうる。信号処理されたビ
デオは、一つ以上の異機種でありうる、例えば、広範囲
にわたって異なる帯域幅を有する送達ネットワークにわ
たってクライアント（またはデコーダ）へ送信される。
例えば、電話送達回線は、ほんの数十のＫｂｐｓで送信
可能であり、ＩＳＤＮネットワークは、１２８Ｋｂｐｓ
を取り扱うことが可能であり、イーサネットは、１０Ｍ
ｂｐｓ、ＡＴＭ（非同期転送モード）ネットワークは、
もっと高い情報伝達速度（送信速度）を取り扱う。
【０００３】原始ビデオは、変化する特性を有するが、
従来技術のビデオ送達システムは、静的または固定され
たシステム帯域幅で動作する。そのようなシステム帯域
幅は、固定されているが、実際には、システムに関連し
た汎用計算環境は、ダイナミックであり、かつネットワ
ークにおける変化も存在可能である。これらの変化は、
資源の完全な欠落（例えば、限定されたネットワーク帯
域幅及びプロセッササイクル）、混雑による利用可能な
資源に対するコンテンション、またはタスクに必要な資
源を割り当てることへのユーザの気乗り薄から生起可能
である。従来技術のシステムは、特に異なる解像度の画
像を復号することに関して非常に計算的に集約している
傾向がある。例えば、従来技術のエンコーダが３２０×
２４０画素解像度のビットストリームを送信するが、デ
コーダが１６０×１２０画素解像度を要求するところで
は、伸張、エントロピー符号化、量子化、離散コサイン
変換及びダウン標本化(down-sampling) を含んでいる、
多数の処理が呼び出されなければならない。一括して、
これらの段階は、実時間で達成されるにはあまりにも長
い時間を必要とする。カラー変換、例えば、ＹＵＶから
ＲＧＢへのカラー変換は、従来技術では、特に計算的に
集約している。別の情況では、エンコーダは、１６００
万色(16 million colors) を表している、２４ビットを
送信しうるが、しかし受取側のデコーダは、ほんの２５
６色が可能な、８ビットディスプレイを有しているＰＣ
（パーソナル・コンピュータ）に結合されうる。デコー
ダは、計算的に集約なタスクである、入力データをディ
ザー(dither)しなければならない。
【０００４】残念ながら、固定帯域幅の従来技術システ
ムは、そのような動作環境(dynamicenvironments)及び
システム変化の完全な使用をすることができない。結果
は、よりスローなスループット及びシステムハードウェ
ア及びソフトウェアについての所与の経費レベルに対す
る更に厳しいコンテンションである。混雑（例えば、圧
迫された帯域幅の領域）がネットワークに存在するとき
には、送信された情報のパケットが任意に落とされて、
有用な情報がクライアントによって受け取られえないと
いう結果を伴う。ビデオ情報は、非常に記憶集約であ
り、かつ記憶及び送信の間中に圧縮が必要である。特に
マルチメディアビデオ発生源を見るためには、スケーラ
ブル圧縮が有利ではあるが、既存の圧縮システムは、ス
ケーラブル圧縮に対して所望の特性を供給しない。スケ
ーラブル圧縮とは、空間的及び時間的解像度の完全ダイ
ナミックレンジが、ネットワークにわたりサーバによっ
て出力される単一埋込型(single embedded) ビデオスト
リーム上に供給されるべきであるということを意味す
る。容認できるソフトウェアベーススケーラブル技術
は、従来技術では見出されない。ＭＰＥＧ−２圧縮基準
は、限られた範囲のスケーラビリティを供給するが、帯
域幅の十分なダイナミックレンジを欠き、ソフトウェア
で実行するために経費が嵩み、かつ追加の誤り訂正支持
を必要とする可変長符号を用いる。
【０００５】更に、従来技術の圧縮基準は、符号化端
末、例えばＭＰＥＧ圧縮基準に対するＭＰＥＧボードで
専用ハードウェアを一般に必要とする。ある従来技術の
符号化技術は、ソフトウェアベースでありかつ（高速中
央処理装置以外には）専用ハードウェアなしで動作する
が、既知のソフトウェアベースアプローチは、実時間で
動作するにはあまりにも計算的に集約している。例え
ば、スパークステーション１０(SparcStation 10) ワー
クステーション上で走行しているＪＰＥＧソフトウェア
は、２〜３フレーム／秒だけを取り扱うことができる。
これは、本発明のフレーム／秒の約１％である。従来技
術においてかなりのビデオサーバ研究は、即時回答情況
に対するスケジューリング方法、許容制御、及びＲＡＩ
Ｄ発行に集中していた。従来技術のエンコーダ動作は、
一般にクライアントデコーダの特性に依存する。簡単に
説明すると、比較的少数の研究がホストデコーダが種々
の空間的及び時間的解像度を有する、異なる帯域幅能力
を有している、異機種ネットワークにわたって動作可能
なビデオサーバシステムに向けられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】纏めると、それからデ
コーダが異なる空間的解像度、時間的解像度及びデータ
速度を有しているビデオを抽出しうる単一埋込型データ
ストリームをサーバが出力するような端末相互ビデオ符
号化を供給するビデオ送達システムに対する必要性が存
在する。エンコーダは、ソフトウェアベースでありかつ
帯域幅スケーラブルであるビデオ圧縮を供給し、それゆ
えにその情報伝達速度が１０Ｋｂｐｓから１０Ｍｂｐｓ
に変化する異機種ネットワークにわたって送達できるべ
きである。そのようなシステムは、より低い帯域幅リン
クまたは混雑を収容すべきであり、かつエンコーダをデ
コーダ能力または要求事項に関係なく動作させるべきで
ある。そのようなシステムに対するデコーダは、（例え
ば、電算数ステムを越えた特別な専用ハードウェアを必
要としない）ソフトウェアベースであるか、または安価
な読取り専用メモリ（ＲＯＭ）型ハードウェアを用いて
実行されるべきであり、かつ実時間伸張を許容すべきで
ある。システムは、空間的解像度、時間的解像度、デー
タ速度における、かつ品質空間(quality space) におけ
る最適な点を選ぶために送達帯域幅のユーザ選択を許容
すべきである。また、システムは、本質的なビデオ品質
向上を供給すべきであり、かつ通信誤りを許容すべく誤
り障害許容力(error resilience)を含むべきである。
【０００７】本発明の目的は、デコーダが異なる空間的
解像度、時間的解像度及びデータ速度を有しているビデ
オを抽出しうる単一埋込型データストリームをサーバが
出力するような端末相互ビデオ符号化を供給するビデオ
送達システムに対するソフトウェアベースエンコーダを
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ビ
デオ画像の発生源を有するビデオ送達システムサーバ用
の、少なくとも二つの空間的解像度で画像データを含ん
でいる情報を含む埋込型ビットストリームを供給し、該
埋込型ビットストリームが少なくとも一つのネットワー
クにわたり少なくとも一つのデコーダへ送られるエンコ
ーダであって、メモリ装置に結合された中央処理装置
と、メモリ装置にディジタル的に記憶され、ビデオ画像
の発生源に結合されかつ第１の空間的解像度で第１の画
像を受信するように構成され、最も高い解像度の半分で
第１の中間画像を形成すべく第１の画像をデシメート
し、第２の中間画像を生成すべく第１の中間像をデシメ
ートし、その解像度が第１の画像よりも少なく基本レイ
ヤ画像を形成すべく第２の中間画像を圧縮する符号化手
段とを備え、符号化手段は、更に、第３の中間画像を形
成すべく基本レイヤ画像を伸張し、第４の中間画像を形
成すべく第３の中間画像を補間し、第５の中間画像を形
成すべく第４の中間画像を第１の中間画像から減算し、
その解像度が第１の画像よりも少ないが基本レイヤ画像
よりも大きい第１の高位レイヤ画像を形成すべく第５の
中間画像を圧縮し、埋込型ビットストリームは、少なく
とも基本レイヤ画像及び第１の高位レイヤ画像を含むエ
ンコーダによって達成される。
【０００９】本発明では、埋込型ビットストリームは、
その解像度が第１の画像の解像度に等しい付加画像と、
及び基本レイヤ画像とを含んでいる少なくとも３つの空
間的解像度を含み、符号化手段は、更に、その解像度が
第１の画像の解像度に等しい第２の高位レイヤ画像を形
成すべく圧縮される第７の中間画像を形成すべく第１の
画像から減算される第６の中間画像を形成すべく第４の
中間画像を補間し、埋込型ビットストリームは、第２の
高位レイヤ画像を更に含むように構成してもよい。本発
明では、埋込型ビットストリームは、画素ブロックで符
号化された空間的解像度データを含み、符号化手段は、
離散コサイン変換に続いて該変換の結果により木構造ベ
クトル量子化を用いて空間的解像度データを符号化する
ように構成してもよい。本発明では、第１の画像は、６
４０×４８０画素の解像度を有し、付加画像は、３２０
×２４０画素の解像度を有し、かつ基本レイヤ像は、１
６０×１２０画素の解像度を有するように構成してもよ
い。本発明では、埋込型ビットストリームは、基本レイ
ヤ画像に対して２×２ビットの大きさの、付加画像に対
して４×４ビットの大きさの、かつ第１の画像に対して
８×８ビットの大きさの画素ブロックで符号化された空
間的解像度データを含み、かつ符号化手段は、離散コサ
イン変換に続いて該変換の結果により木構造ベクトル量
子化を用いて空間的解像度データを符号化するように構
成してもよい。
【００１０】本発明では、変換係数は、
【００１１】
【数３】
【００１２】のように画定された入力−重み付け二乗誤
差を含むように構成してもよい。本発明では、木構造ベ
クトル量子化は、知覚モデルを含むように構成してもよ
い。本発明では、重み付けベクトル構成要素は、異なる
変換係数の量子化誤りに対するヒューマン視覚感度を反
映するように構成してもよい。本発明では、木構造のベ
クトル量子化は、木深さＲ及びベクトルディメンション
ｋを有し、ビットストリームビット速度Ｏ／
ｋ，．．．，Ｒ／ｋが供給されるように構成してもよ
い。本発明では、インデックスは、速度１／ｋ木構造の
ベクトル量子化基準に対する第１のインデックスを含ん
でいる第１のインデックス面；及び速度２／ｋ木構造の
ベクトル量子化基準に対する第２のインデックスを含ん
でいる第２のインデックス面；の異なるインデックス面
を有する埋込型ビットストリームで送信されるように構
成してもよい。本発明では、埋込型ビットストリーム
は、データパケットを含み、インデックスは、少なくと
もあるデータパケットの重要性の相対的優先度と関連付
けられるように構成してもよい。
【００１３】本発明では、埋込型ビットストリームは、
最も高い空間画像のデコーダ受信に対して不十分なスル
ープットを有しているネットワークにわたり送られ、デ
ータパケットと関連付けられた相対的優先度は、相対的
に重要でないパケットの選択的非送信を許容するように
構成してもよい。本発明では、各ビデオフレームに対す
るデータは、一緒に記憶され、かつ各フレームは、関連
付けられたパケットヘッダを有するインデックス面の関
連付けられた組を有するように構成してもよい。本発明
では、符号化手段は、（ａ）送信された画像に関連付け
られた動きの評価、及び（ｂ）画像の条件付き補間から
なるグループから選択された少なくとも一つのオプショ
ンを更に含むように構成してもよい。また、本発明の上
記目的は、少なくとも一つのネットワークにわたり少な
くとも一つのデコーダへ送られる埋込型ビットストリー
ムであり、少なくとも二つのに空間的解像度で画像デー
タを含んでいる情報を含む該埋込型ビットストリームを
符号化する、ビデオ画像の発生源を有するビデオ送達シ
ステムサーバ用の方法であって、（ａ）メモリ装置に結
合された中央処理装置を供給し、（ｂ）メモリ装置にデ
ィジタル的に記憶され、ビデオ画像の発生源に結合され
かつ第１の空間的解像度で第１の画像を受信するように
構成され、最も高い解像度の半分で第１の中間画像を形
成すべく第１の画像をデシメートし、第２の中間画像を
生成すべく第１の中間像をデシメートし、その解像度が
第１の画像よりも少なく基本レイヤ画像を形成すべく第
２の中間画像を圧縮する符号化手段を供給し、符号化手
段は、更に、第３の中間画像を形成すべく基本レイヤ画
像を伸張し、第４の中間画像を形成すべく第３の中間画
像を補間し、第５の中間画像を形成すべく第４の中間画
像を第１の中間画像から減算し、その解像度が第１の画
像よりも少ないが基本レイヤ画像よりも大きい第１の高
位レイヤ画像を形成すべく第５の中間画像を圧縮し、埋
込型ビットストリームは、少なくとも基本レイヤ画像及
び第１の高位レイヤ画像を含む方法によって達成され
る。
【００１４】本発明では、埋込型ビットストリームは、
その解像度が第１の画像の解像度に等しい付加画像と、
及び基本レイヤ画像とを含んでいる少なくとも３つの空
間的解像度を含み、段階（ｂ）で、符号化手段は、更
に、その解像度が第１の画像の解像度に等しい第２の高
位レイヤ画像を形成すべく圧縮される第７の中間画像を
形成すべく第１の画像から減算される第６の中間画像を
形成すべく第４の中間画像を補間し、埋込型ビットスト
リームは、第２の高位レイヤ画像を更に含むように構成
してもよい。本発明では、埋込型ビットストリームは、
画素ブロックで符号化された空間的解像度データを含
み、段階（ｂ）で、符号化手段は、離散コサイン変換に
続いて該変換の結果により木構造ベクトル量子化を用い
て空間的解像度データを符号化するように構成してもよ
い。本発明では、段階（ｂ）で、変換係数は、
【００１５】
【数４】
【００１６】のように画定された入力−重み付け二乗誤
差を含むように構成してもよい。本発明では、段階
（ｂ）は、異なる変換係数の量子化誤りに対するヒュー
マン視覚感度を反映する重み付けベクトル構成要素を供
給するように構成してもよい。本発明では、段階（ｂ）
で、木構造のベクトル量子化は、木深さＲ及びベクトル
ディメンションｋを有し、ビットストリームビット速度
Ｏ／ｋ，．．．，Ｒ／ｋが供給されるように構成しても
よい。本発明では、埋込型ビットストリームは、データ
パケットを含み、かつ段階（ｂ）で、インデックスは、
速度１／ｋ木構造のベクトル量子化基準に対する第１の
インデックスを含んでいる第１のインデックス面；及び
速度２／ｋ木構造のベクトル量子化基準に対する第２の
インデックスを含んでいる第２のインデックス面；の異
なるインデックス面を有する埋込型ビットストリームで
送信され、インデックスは、少なくともあるデータパケ
ットの重要性の相対的優先度に関連付けられているよう
に構成してもよい。
【００１７】
【作用】本発明は、サーバ−エンコーダがソフトウェア
ベースデコーダの能力及び要求事項とは独立に動作す
る、端末相互スケーラブルビデオ送達システム用ソフト
ウェアベースサーバ−エンコーダを供給する。エンコー
ダは、ラプラシアンピラミッド分解(Laplacian pyramid
decomposition) に基づくスケーラブル圧縮アルゴリズ
ムを用いる。元の６４０×４８０画素画像は、それ自体
がエンコーダ−送信される１６０×１２０画素ベース画
像をもたらすべく分割される３２０×２４０画素画像を
生成するために分割(decimate)される。次に、このベー
ス画像は、アップ標本化された３２０×２４０画素画像
を生成すべく伸張されかつアップ標本化される、１６０
×１２０画素基本レイヤを形成すべく圧縮される。続い
て、アップ標本化された３２０×２４０画素画像は、第
１の高位レイヤとして送信されるように圧縮された誤り
画像を供給すべく３２０×２４０画素画像から抽出され
る。１６０×１２０画素伸張画像も、第２の高位レイヤ
として圧縮されかつ送信される誤り画像をもたらすため
に元の６４０×２４０画素画像から抽出されるアップ標
本化された６４０×４８０画素画像を生成すべくアップ
標本化される。
【００１８】一括して、基本レイヤと第１及び第２の高
位レイヤは、電話回線から無線伝送に広がる異機種ネッ
トワークにわたってマルチキャストしうる単一埋込型ビ
ットストリームを含む。埋込型ビットストリーム内のパ
ケットは、視覚重要度の順番で構成されたビットで優先
順位付けされるのが好ましい。合成ビットストリーム
は、あまり重要でないビットを落とすことによって容易
にリスケール(rescale)され、それゆえに、数Ｋｂｐｓ
から多数のＭｂｐｓまでの帯域幅スケーラビリティダイ
ナミックレンジを供給する。更に、そのような埋込型ビ
ットストリームは、そのデコーダシステムが異なる特性
を有している複数のユーザをサーバシステムに収容させ
る。また、送信端末は、ユーザに端末相互スケーラブル
ビデオ送達サービスを供給することにおけるコンフリク
トを解決するためのマーケットベース(market-based)機
構を含む。受信端では、変化する特性のデコーダは、単
一埋込型ビットストリームから異なる空間的及び時間的
解像度で異なるストリームを抽出することができる。１
６０×１２０画素画像を復号することは、基本レイヤ１
６０×１２０画素画像を伸張することだけを含む。３２
０×２４０画素画像を復号することは、それに第１の高
位レイヤにおける誤りデータが付加されてその伸張が続
く、３２０×２４０画素画像をもたらすべく基本レイヤ
を伸張しかつアップ標本化することを含む。６４０×４
８０画素画像を得るために、デコーダは、それに第２の
高位レイヤにおける誤りデータが付加されて、その伸張
が続く、アップ標本化された３２０×２４０画素画像を
アップ標本化する。それゆえに、復号は、高速でかつテ
ーブルルックアップ及び追加だけを必要とする。圧縮さ
れた画像の本質的な品質は、知覚ひずみ測定を用いて向
上される。また、システムは、異機種ネットワークに共
同−発生源チャネル符号化機能を供給する。
【００１９】本発明の他の特徴及び利点は、添付した図
面に関して、好ましい実施例が詳細に示された以下の説
明から明らかであろう。
【００２０】
【実施例】図１は、本発明によるソフトウェアベースエ
ンコーダを含んでいる、端末相互スケーラブルビデオ送
達システムを示す。オーディオ及びビデオ情報の発生源
１０は、サーバまたはエンコーダ２０に結合されてい
る。エンコーダ信号は、デコーダが最小の中央処理装置
資源を用いる、一つ以上のターゲットクライアントまた
はソフトウェアベースデコーダシステム４０，４０’へ
均質ネットワーク３０，３０’を介して送信される単一
埋込型情報ストリームを生成するために情報を処理す
る。ネットワーク送信は、それから単一埋込型情報スト
リームがデコーダへマルチキャストされる通称ネットワ
ーク雲５０を通りうるか、またはデコーダ４０’への送
信が二地点間でありうる。ネットワークは、電話に対す
る１０Ｋｂｐｓのような低いものからＡＴＭネットワー
クに対する１００Ｍｂｐｓ以上の範囲の、広い範囲にわ
たって変化する帯域幅特性を有するような異機種ネット
ワークである。説明するように、単一埋込型情報ストリ
ームは、低帯域幅ネットワークリンクを収容するため
に、またはネットワーク混雑に適応するために、必要に
より、容易にスケールされる。
【００２１】サーバ２０は、一括した関連メモリを有す
る中央処理装置（“ＣＰＵ”）５５と、本発明による、
スケーラブルビデオエンコーダ６０と、オーディオ、ビ
デオ及び文字情報を同期する機構７０と、ビデオディス
ク９０（または他の記憶媒体）上にスケーラブルビデオ
エンコーダによって処理された情報を配列する機構８０
とを含む。信号処理されたオーディオ情報に対する記憶
装置１００も設けられている。スケーラブルビデオエン
コーダ６０を含んでいるソフトウェアは、サーバ２０内
に、例えば、ＣＰＵ装置５５に関連したメモリ内にディ
ジタル的に記憶されるのが好ましい。許容制御機構１１
０は、ビット誤りまたはパケットセル損失を取り扱う通
信誤り回復機構１２０と同様に、処理されたビデオ記憶
装置９０に結合されている。デコーダアルゴリズムは、
そのような通信誤りを許容する誤り障害許容力を供給す
る。サーバは、ネットワークインターフェイス１３０を
介して異機種ネットワークと通信する。スケーラブルビ
デオエンコーダ６０は、それが好ましくはソフトウェア
においてのみ（例えば、専用ハードウェアなし）実行さ
れるという点で従来技術とは異なり、かつ単一埋込型情
報ストリームを生成する。エンコーダ６０は、埋込型情
報ストリームを生成するためにラプラシアンピラミッド
分解に基づく新しいビデオ符号化アルゴリズムを用いて
いる。（ラプラシアンピラミッドは、当業者に知られた
圧縮の一形式であり、かつその理由により、更なる詳細
は、ここに示さない。）生成された埋込型ストリーム
は、サーバが受信デコーダの特性を知らなくとも、種々
の空間的及び時間的解像度を有しているデコーダ４０、
４０’をサーバ２０にホストさせる。
【００２２】図２を参照すると、発生源１０からの元の
６４０×４８０画素画像２００は、スケーラブルビデオ
エンコーダ６０に結合されている。処理段階２１０で、
この画像は、３２０×２４０画素（画像２２０）に分解
される（例えば、フィルタされかつサブ標本化され
る）、処理段階２３０で、画像２２０は、エンコーダ６
０により符号化するための基本レイヤ１６０×１２０画
素画像２４０を生成すべく分解される。１６０×１２０
画素基本レイヤに対して、符号化は、好ましくはＤＣＴ
により２×２ブロック（例えば、一つのライン上の二つ
の隣接画素、及びブロックを画定している次のライン上
の二つの隣接画素）上で行われ、その変換の結果の木構
造ベクトル量子化（“ＴＳＶＱ”）が続く。３２０×２
４０第１の高位レイヤに対して、符号化は、ＤＣＴによ
り４×４ブロック上で行われ、ＴＳＶＱが続き、６４０
×４８０画素高位レイヤに対して、符号化は、同様にＤ
ＣＴにより８×８ブロック上で行われ、ＴＳＶＱが続
く。段階２５０では、１６０×１２０画素基本画像２４
０は、１６０×１２０画素基本レイヤ２６０を形成すべ
く圧縮され、次に段階２７０では、伸張される。合成伸
張画像２８０は、アップ標本化された３２０×２４０画
素画像３００を生成すべく補間(interpolation) 段階２
９０でアップ標本化される。
【００２３】加算段階３１０で、アップ標本化された３
２０×２４０画素画像３００は、誤り画像３２０を与え
るべく３２０×２４０画素画像２２０から減算される。
段階３３０で、誤り画像３２０は、圧縮され次に第１の
高位６４０×４８０画素レイヤ３４０として送信され
る。また、１６０×１２０画素伸張画像２８０は、アッ
プ標本化された６４０×４８０画素画像３６０を生成す
べく段階３５０でアップ標本化される。加算段階３７０
で、アップ標本化された６４０×４８０画素画像３６０
は、誤り画像３８０をもたらすべく元の６４０×４８０
画素画像２００から減算される。段階３９０で、誤り画
像３８０は、送信される第２の高位３２０×２４０画素
レイヤ４００をもたらすべく圧縮される。一括して、層
２６０、３４０及び４００は、スケーラブルビデオエン
コーダ６０によって生成された埋込型ビットストリーム
を含む。それゆえに、本発明によるスケーラブルビデオ
エンコーダ６０は、３つの画像解像度を符号化すること
が図２から理解される。送信された基本レイヤ２６０
は、圧縮された１６０×１２０画素画像２４０に対する
圧縮されたデータを有する。第１の高位レイヤ３４０
は、圧縮された３２０×２４０画素画像２２０に対する
誤りデータを有し、第２の高位レイヤ４００は、圧縮さ
れた６４０×４８０画素画像２００に対する誤りデータ
を有する。
【００２４】本発明は、埋込型ビットストリームを有す
る帯域幅スケーラビリティを供給するために符号化を埋
め込むべく変換帯域にわたりベクトル量子化を用いる。
ベクトル量子化技術は、この分野で知られている。例え
ば、A. Gerso & R. M. Gray,“Vector Quantization an
d Signal Compression”, Kluwer Academic Press, 199
2 を参照のこと。埋込型符号化及びベクトル量子化は、
木構造ベクトル量子化方法（“ＴＳＶＱ”）によって、
例えば、ベクトル量子化の連続近似方式（“ＶＱ”）に
よってそれぞれ実行されうる。通常のＶＱでは、コード
ワードは、体系化されていないコードブックに置かれ、
かつ各入力ベクトルは、最小ひずみコードワードにマッ
プされる。それゆえに、ＶＱは、入力空間のパーティシ
ョンをヴォロノイ(Voronoi) 符号化領域の中に誘導す
る。対照的に、ＴＳＶＱを用いるときに、コードワード
は、木構造に構成され、かつ各入力ベクトルは、（根ノ
ードから）最小ひずみ子ノードへ連続的にマップされ
る。そのように、ＴＳＶＱは、木の３つの深さが増大す
ると、階層パーティション、または入力空間のリファイ
ンメント(refinement)を誘導する。この連続的リファイ
ンメントにより、葉ノードにマップする入力ベクトル
は、根から葉までの経路マップにより高精度で表わすこ
とができるか、または経路のあらゆるプレフィックス(p
refix)により低精度で表わすことができる。
【００２５】それゆえに、ＴＳＶＱは、データの埋込型
符号化を生成する。木の深さがＲでありベクトルディメ
ンションがｋであるならば、ビット速度Ｏ／
ｋ，．．．，Ｒ／ｋが全て達成できる。更なる圧縮を達
成するために、インデックス面がランレングスコード化
されて、エントロピー符号化が続く。ＴＳＶＱを設計す
るためのアルゴリズム及びその変形は、広範囲にわたり
研究されている。上記Gerso 及びGreyの論文は、そのよ
うなアルゴリズムの背景概要を供給する。従来技術で
は、平均二乗された誤りが、スカラー量子化が続いてい
る離散コサイン変換（“ＤＣＴ”）で、ひずみ測定とし
て一般に用いられている。対照的に、本発明は、データ
のブロック全体がベクトル量子化の対象になった後に、
好ましくは知覚モデル(perception model)で、ＤＣＴを
実行する。本質的に有意味なひずみ測定は、ＴＳＶＱの
設計及び動作に用いられる。この目的のために、ベクト
ル変換がＤＣＴを用いて行われる。次に、以下の入力−
重付け二乗誤り(input-weighted square error) が変換
係数に適用される：
【００２６】
【数５】
【００２７】異なって示されたように、ひずみは、最初
に変換されたベクトルの係数と対応している再生された
ベクトルの係数との間の二乗された差の重み付け合計で
ある。本発明によれば、重みは、異なる変換係数におけ
る量子化誤り、または帯域に対する人間の視覚感度を反
映する。重みは、モデル・マスキング効果に対して入力
依存性である。ベクトル量子化に対する知覚ひずみ測定
で用いるときには、重みは、各帯域に対して、有効ステ
ップサイズ、またはビット割り当てを制御する。変換係
数が重み付けされた二乗誤りひずみ測定に関してベクト
ル量子化されるときには、重みｗ1 ，．．．，ｗk によ
って演じられる役割は、スカラー量子化の場合における
ステップサイズに対応する。それゆえに、知覚モデル
は、ステップサイズまたはビット割り当てアルゴリズム
の中よりもＶＱひずみ測定の中に組み込まれる。これ
は、重みを入力ベクトルで変化させる同時に、エンコー
ダに重みについてのいかなるサイド情報を送信すること
を要求しないでデコーダを動作させる。図２に示した圧
縮エンコーダの第１ステージでは、画像は、ＤＣＴを用
いて変換される。エンコーダの第２ステージは、変換さ
れたブロックのベクトルを形成する。次に、ＤＣＴ係数
は、知覚的に有意味なひずみ測定が備わった設計になっ
ているＴＳＶＱを用いてベクトル量子化される。エンコ
ーダは、異なるインデックス面を有する埋込型ストリー
ムとしてインデックスを送る。第１のインデックス面
は、速度１／ｋ ＴＳＶＱコードブックに対するインデ
ックスを含む。第２のインデックス面は、第１のインデ
ックス面に沿って速度２／ｋ ＴＳＶＱコードブックに
対するインデックスを与える付加インデックスを含む。
残りのインデックス面は、３／ｋ，．．．，Ｒ／ｋ Ｔ
ＳＶＱコードブックに対するインデックスの部分を同様
にそれぞれ有する。
【００２８】インデックスのそのような符号化は、埋込
型の優先順位付けされたビットストリームを有利に生成
する。それゆえに、速度または帯域幅スケーラビリティ
は、埋込型ビットストリームからインデックス面を落と
すことによって容易に達成される。受信端では、デコー
ダは、対応速度のＴＳＶＱコードブックにインデックス
を付けるために残りの埋込型ストリームを用いることが
できる。フレーム速度スケーラビリティは、現在インタ
ーフレーム圧縮がエンコーダアルゴリズムの好ましい実
施例で実行されないときに、フレームを落とすことによ
って容易に達成することができる。アルゴリズムは、Ｔ
ＳＶＱの埋込まれている特性により、知覚的に優先順位
付けされたビットストリームを更に供給する。望むなら
ば、動き評価及び／又は条件補充もシステムに組み込み
うる。本発明によるスケーラブル圧縮は、画像ブロージ
ング、マルチメディアアプリケーション、異なるフォー
マットへの相互符号化、及び埋込型テレビジョン基準に
対しても重要である。埋込型ストリームを含んでいるパ
ケットを優先順位付けすることによって、汎用計算機シ
ステムの動作環境における、ネットワーク帯域幅に対す
るコンテンションによる混雑、中央処理装置（“ＣＰ
Ｕ”）サイクル等は、送信された埋込型ストリームから
あまり重要でないパケットを知的に落とすことによって
克服することができる。
【００２９】ビデオディスク記憶システム９０の情報レ
イアウト（図１参照）は、二つのストリーム、例えば基
本レイヤと第１及び第２の高位レイヤ・ストリームとし
てビデオを敷設することを含むのが好ましい。かなり良
い品質のビデオが３２０×２４０解像度画像の双線形補
間によって供給されるので、実際には、６４０×４８０
解像度に対する誤り信号を記憶することは、必要ない。
基本レイヤデータは、ディスクサブシステム９０上の高
位レイヤデータから分離ストリームとして記憶される。
これは、より少ない数のユーザが高位レイヤデータを受
信することを選ぶときにより多くの数のユーザをシステ
ムに受け入れさせる。ここで説明するように、基本レイ
ヤデータは、階層的に記憶され、各フレームに対するデ
ータは、一緒に記憶される。各フレームは、ルックアッ
プに用いる異なるビットの数に対応している一組のイン
デックス面を有する。圧縮されたストリームは、帯域幅
及び品質要求事項に依存して異なるビットの数を有する
ルックアップインデックスを含む。各フレームに対する
ルックアップインデックスは、ネットワーク送信に対す
るアプリケーションレベルヘッダで予めフォーマットさ
れたインデックス面のグループとして記憶される。ルッ
クアップインデックスの４つの上位ビットは、フレーム
ブロックの第１のセクションとして一緒に記憶されるの
が好ましい。次に、ルックアップの４つの追加１ビット
面は、４，５，６，７，８ビットをそれぞれ有するルッ
クアップインデックスを供給すべくフレームブロックの
分離セクションとして、順番に記憶される。異なるルッ
クアップインデックスは、異なる帯域幅要求事項を有す
るデータストリームを供給する。
【００３０】図１を参照すると、サーバ２０は、ディス
ク９０から基本信号フレームブロックをフェッチし、ネ
ットワーク３０、３０’に選択したセクションを送信す
る。ルックアップインデックスの中へのビット面の再パ
ッキングは、システムのクライアント端の受信アプリケ
ーションに対して残される。誤りデータは、別のデータ
ストリームと同様に配置される。ルックアップインデッ
クスは、ビットストリームの各フレームブロックに対す
る第１のセクションのルックアップインデックスの最上
位２ビットとして記憶されるのが好ましい。次に、第２
のセクションとしてルックアップインデックスの第２の
２ビットが続き、そして次に、２，４，５，６，７，８
ビットをそれぞれ有するルックアップインデックスを供
給すべく記憶されるルックアップインデックスの４つの
追加１ビットセクションが続く。しかしながら、他の符
号化ビットパターンが代わりに用いられうる。ビデオサ
ーバは、多数のドライブにわたり各々（のデータストリ
ーム）に縞（ストライプ）をつけるためにＲＡＩＤのよ
うな技術を用いるのが好ましい。ＲＡＩＤ設計技術は、
この分野で知られている；例えば、F. Tobagi, et al.,
“Streaming RAID - A disk array management system
for video files ”, Proc.. ACM Multimedia 1993を参
照のこと。ＲＡＩＤ設計は、サーバの能力を減少するこ
となくあらゆる単一ディスクの故障からの回復を許容す
る。ＲＡＩＤ設計は、多数のユーザがサーバ総計帯域幅
内に収容されうる限り、所与のビデオタイトルの多数の
アクティブユーザのあらゆる制限を取り除く。即ち、用
途は、全アクティブユーザが異なるオフセットで同じタ
イトルを受信することから全てが異なるストリームを受
信する範囲に及ぶ。
【００３１】基本及び高位レイヤデータのストリーム
は、追加ドライブ上に配置されたパリティで、ＲＡＩＤ
グループの一組のドライブにわたり固定サイズ単位で縞
（ストライプ）をつけられるのが好ましい。ストリーム
が読取られる回数に比べてデータ更新は稀なので、パリ
ティ・ドライブの選択は、固定される。好ましい縞付け
（ストライピング）方法は、一つのディスク上に一緒に
個々のフレームに対するルックアップインデックスの全
てを保持する。これは、細分化による記憶容量の損失に
おいて不利益が存在するにも係わらず、ユーザがユーザ
のディスプレイを単一ステップするかまたは高速に進め
るときに位置決めすることの容易さを許容する。ストラ
イプ・レベルでのパリティの使用は、全排他的ＯＲ回復
データセットを保持するために実質的により多くのバッ
ファ空間を使用する費用でドライブの故障の後で素早い
回復を許容する。本発明では、ビデオサーバは、ネット
ワーク層のパケットストリームに対する基礎としてプレ
ーナー・ビットストリーム・フォーマットを直接用い
る。埋込型ストリームビット・プラス・アプリケーショ
ンパケットヘッダは、ディスク９０から読取られかつま
ったく同じフォーマットでネットワークに送信される。
例えば、好ましい実施例では、基本ビデオレイヤは、一
緒に記憶されたルックアップインデックスの４つの上位
ビットを有する。それゆえに、それらのビットは、一つ
の２４４０バイトパケットとして送信され、かつ下位ビ
ットの各追加インデックスビット面は、分離６４０バイ
トパケットとして送信される。
【００３２】ヘッダは、各パケットを識別可能独立型ユ
ニットにするのに十分な、フレームシーケンス番号、基
準フレーム速度、大きさ、仮想タイムスタンプ、及びビ
ット面型規則子を含むのが好ましい。サーバは、ディス
クサブシステムから検索されたストライプがつけられた
フレームデータから各ビット面グループパケットを抽出
するために自己識別ヘッダを用いる。また、サーバは、
ネットワーク送信及びディスク読取り要求のペースを調
整するための手段としてヘッダシーケンス及び速度情報
を用いる。サーバは、ディスク読取りの処理及び送達時
間費用及び送信に対するネットワークパケットのキュー
イングを測定するために帰還ループを用いる。次に、サ
ーバは、ビデオストリームフレーム速度（例えば、次の
ビデオのフレームを送信する今後のスタートにおいてＸ
ミリ秒で）を整合(match) するために次のディスク読取
り及びパケット送信アクティビティをスケジュールすべ
くこれらの測定を用いる。サーバは、デコーダからのス
ローダウン／スピードアップ帰還に基づいて送信速度を
和らげることができる。ここで、図１を参照して本発明
の受信端を説明する。受信端では、デコーダ４０は、Ｃ
ＰＵそれ自体及びキャッシュメモリを含んでいる関連メ
モリを含む中央処理装置（“ＣＰＵ”）１４０を含む。
デコーダ４０は、入力埋込型ストリームからのオーディ
オ及びビデオ情報を同期する機構１４５、並びにオーデ
ィオ及びビデオデコーダ１５０、１６０を更に含む。こ
れらのデコーダからの出力は、サウンド発生器、例えば
スピーカ、及びビデオディスプレイ１８０に結合され
る。
【００３３】デコーダは、関連ＣＰＵによる実行に対し
て、復号処理アルゴリズムがメモリに、例えばメモリ１
４０に記憶されるのが好ましく、ソフトウェアベースで
あるのが好ましい。代替的に、全ＣＰＵ動作が要求され
ないアプリケーションでは、て、本発明によるデコーダ
は、ハードウェア、例えば、単にＣＰＵ’及び読取り専
用メモリ（“ＲＯＭ”）装置１５５で実行されうる。装
置１５５内は、数ドルで生成されうるハードウェア装置
を表わす、関連ＲＯＭと一括した、比較的簡単な中央処
理装置ＣＰＵ’である。ターゲットデコーダシステム４
０は、少なくとも１６０×１２０、３２０×２４０、６
４０×４８０画素の空間的解像度、及び少なくとも毎秒
１〜３０フレームの時間的解像度を画定することができ
るべきである。また、デコーダシステム４０は、１０ｋ
ｂｐｓから１０Ｍｂｐｓまでのビデオデータの動作範囲
を有する帯域幅スケーラビリティを収容しなければなら
ない。本発明によれば、ビデオエンコーダ６０は、デコ
ーダの容量及び要求事項により、それから異なる空間的
及び時間的解像度及び異なるデータ速度の異なるストリ
ームをデコーダ４０によって抽出することができる単一
埋込型ストリームを供給する。しかしながら、上記した
ように、エンコーダ埋込は、単一埋込型情報ストリーム
を受信するデコーダの特性と独立である。
【００３４】例えば、デコーダ４０は、ユーザが完全リ
ビューのために選択しうる、ニュースのような、関連セ
グメントに対する材料をユーザに見させる探索エンジン
を含むことができる。サーバ２０内で、ビデオ記憶装置
９０は、ディスクからＣＤＲＯＭ、テープへのそれらの
エージ及びアクセスヒストリーに基づいて全解像度、全
フレーム速度ニュースストーリーを移動して、見る動作
(browsing operation)を支持するために低い解像度バー
ジョンを後に残す。ニュースセグメントがさらに人気ま
たは重要になるならば、記憶階層９０のさらにアクセス
可能な部分でより高度解像度を検索しかつ記憶すること
ができる。デコーダは、ソフトウェアベースであり、か
つＣＰＵ装置１４０に関連したキャッシュメモリの効率
的使用を行うために設計されたコードブックからルック
アップすべく埋込型ビットストリームからのインデック
スを単に用いるだけでありうる。本発明によれば、ビデ
オストリーム復号は、簡単明瞭であり、ＣＰＵキャッシ
ュメモリの中にコードブックを装填し、かつ記憶された
コードブック表からのルックアップを実行することから
なる。実際には、コードブックは、キャッシュメモリの
約１２Ｋｂよりも少なく記憶されうる。
【００３５】ビデオデコーダ１６０は、ソフトウェアベ
ースでありかつラプラシアンピラミッド復号アルゴリズ
ムを用いうるし、かつ３つの空間的解像度、即ち、１６
０×１２０画素、３２０×２４０画素、及び６４０×４
８０画素まで支持することができるのが好ましい。更
に、デコーダ１６０は、フレームがエンコーダ６０によ
って独立に符号化されるときに、あらゆるフレーム速度
を支持することができる。図３は、復号方法を示す。１
６０×１２０画素画像を復号するために、方法段階４１
０でデコーダ１６０は、基本レイヤ１６０×１２０画素
画像２６０を伸張することだけが必要である。合成画像
４３０は、ビデオ監視装置（または他の装置）１８０に
コピーされる。ここに添付された添付資料１（図４、図
５及び図６参照）は、本発明で用いられるような伸張標
本である。３２０×２４０画素画像を得るために、デコ
ーダ１６０は、基本レイヤ２６０をまず伸張し（段階４
１０）、正しい空間的解像度、例えば、３２０×２４０
画素を有している画像４５０をもたらすべく次にステッ
プ４４０でアップ標本化する。次に、段階４６０で、第
１の高位レイヤ３４０における誤りデータが伸張され
る。次に、伸張された画像４７０は、アップ標本化され
たベース画像４５０に段階４８０で付加される。合成３
２０×２４０画素画像４９０は、適切なディスプレイ機
構１８０にデコーダ１６０によって結合される。
【００３６】６４０×４８０画素画像を得るために、ア
ップ標本化された３２０×２４０画素画像４５０は、正
しい空間的解像度、例えば、６４０×４８０画素を有し
ている画像１５０をもたらすべく段階５００でアップ標
本化される。次に、段階５２０で、第２の高位レイヤ４
００における誤りデータは、伸張される。伸張された画
像５３０は、アップ標本化された基本画像５１０に段階
５４０で付加される。合成６４０×４８０画素画像５５
０は、適切なディスプレイ機構１８０にデコーダ１６０
によって結合される。図３に示しかつ上記したように、
埋込型ビットストリームから基本レイヤを得ることは、
ルックアップだけを必要とし、高位レイヤを得ること
は、基本及び誤り画像のルックアップを実行し、追加処
理が続くことを含むということが理解される。デコーダ
は、ソフトウェアベースでありかつ全てのデコーダ動作
が予め実際に実行される、即ち予処理されることによっ
て、素早く動作するのが好ましい。ＴＳＶＱデコーダコ
ードブックは、エンコーダコードブックのコードワード
で実行された逆ＤＣＴを含む。説明したように、複雑な
ＣＰＵ１４０が存在する必要がないビデオディスプレイ
のようなアプリケーションでは、ビデオデコーダは、ハ
ードウェア、例えば、ＲＯＭ１５５で復号するために必
要な機能を記憶すること、または同等物によって実行さ
れうる。実際には、ＲＯＭ１５５は、約１２Ｋｂのよう
に小さいであろう。
【００３７】それゆえに、デコーダでは、逆ブロック変
換を実行する必要がない。また、カラー変換、例えば、
ＹＵＶからＲＧＢへは、対応カラー変換されたコードブ
ックを記憶することによって予処理段階として実行され
る。限定されたカラーパレットディスプレイ上にビデオ
を表示するために、デコーダコードブックの合成コード
ワードは、カラー量子化アルゴリズムを用いて量子化さ
れる。一つのそのようなアルゴリズムは、本発明の発明
者であるChaddha et al.により提案され、“Fast Vecto
r Quantization Algorithms for Color Palette Design
Based on Human Vision Perception ”と題して、画像
処理のＩＥＥＥトランザクションに出版されが受け入れ
られた。本発明によれば、カラー変換は、コードブック
コードワードからＲＧＢまたはＹＵＶカラーベクトルを
形成し、次にそれらは、必要なアルファベットサイズに
カラー量子化されることを含む。それゆえに、同じ埋込
型インデックスストリームは、例えば１ビットから２４
ビットカラーの、正しいアルファベットサイズで適切な
コードブックを有する異なるアルファベットデコーダ上
に画像を表示するために用いることができる。
【００３８】受信端では、ビデオデコーダ４０，４０’
は、ネットワークから受信したパケットからのルックア
ップインデックスのリアセンブリの役割を果たしてい
る。下位インデックスビット面パケットの一つがどうゆ
うわけか失われたならば、デコーダは、短いルックアッ
プ表インデックスを構築するために上位ビットを用い
る。これは、低い品質ではあるがまだ認識できる画像を
もたらす。インデックスビット面を含んでいる個別に識
別されるパケットの使用は、下位パケットを落とすこと
の副作用としてビデオを容易にスケールすることをネッ
トワークに可能にする。ＡＴＭのようなＱＯＳ修飾子を
供給しているネットワークでは、多重回路は、パケット
が落とされるべき順序（即ち、もっとも重要でないビッ
ト面パケットが最初）を示すために用いることができ
る。ＩＰルータ環境では、パケットフィルタは、下位パ
ケットを適当に切り棄てるために構築することができ
る。優先順位付けされたネットワークに対して、基本レ
イヤは、高優先度チャネルで送られ、高位レイヤは、低
優先度チャネルで送られる。誤り障害許容力を供給する
ために、付加された冗長を有する固定速度符号化方式を
用いることは、パケット損失の場合において頑強性を与
える。
【００３９】本発明によるサーバは、二つの用途の筋書
き（シナリオ）：二地点間要求（例えば、図１のネット
ワーク３０’、デコーダ４０’）またはマルチキャスト
（例えば、図１のネットワーク雲５０、ネットワーク３
０、デコーダ４０）、を支持することができるというこ
とが理解されるであろう。二地点間要求環境では、各宛
先システムデコーダは、サーバにその特定要求事項を与
える。次にサーバは、宛先にネットワークにわたって埋
込型ストリームの選択された要素を送る。宛先当たりの
分離ネットワークストリームは、プレイ／停止／巻戻し
高速先送り／高速反転のようなＶＣＲ型機能性をユー
ザに持たせる。ネットワーク上で混雑が発生したなら
ば、ルータ及びスイッチは、より少ない数のルックアッ
プビットを与えるために埋込型ストリームからパケット
を知的に落とす。マルチキャスト環境では、宛先デコー
ダについての情報を持っていない、サーバは、一組の木
としてネットワークに異なる解像度及び速度の全埋込型
ストリームを出力する。好ましい実施例では、望ましい
トラフィック制御の細分性により、１から１１の木が存
在しうる。１次トラフィック管理は、低帯域幅ネットワ
ークに下位ビットストリームを搬送する木の枝を加えな
いで、ユニキャスト木(unicast trees) の構築の間に実
行される。この場合のネットワークは、特定の木に加入
されないネットワークにパケットを進めないで帯域幅不
一致を処理する。スイッチ及びルータは、ルックアップ
のより少数のビットを送達するために埋込型ストリーム
からパケットを知的に落とすことによって一時的な混雑
に対してまだ対処することができる。
【００４０】送達システムは、ディスク１００上に記憶
されかつ分離エンティティとしてネットワークにわたっ
て送信される分離ストリームとしてオーディオトラック
を処理する。オーディオフォーマットは、８ＫＨｚ電話
通信品質（８ビットmul-law）から４８ＫＨｚステレオ
品質オーディオ（２チャネル、１６ビット線形サンプ
ル）までの多重データフォーマットを支持する。実際に
は、多くのビデオクリップは、中間−低域間帯域幅ネッ
トワークにわたる資料分散を許容すべく、８ＫＨｚの電
話音声を有しうる。サーバは、個別の高及び低品質オー
ディオトラックを記憶し、かつユーザによって選択され
たオーディオトラックを送信することができる。オーデ
ィオが分離回路上のネットワークを通過するときに、ビ
デオストリームよりも高いＱＯＳをオーディオに容易に
付与することができる。従来技術において知られている
ように、二重オーディオパケットでネットワークを更に
装填するよりも、本発明ではパケットが過度に遅延され
るかまたは失われるときにオーディオは、サイレンスに
ランプダウンされる。オーディオ及びビデオが復号シス
テムへ独立の機構を介して送達されるときには、二つの
ストリームは、ユーザへの最終表示のために機構１４５
によって同期されなければならない。デコーダでは、受
信スレッドは、その中に現行オーディオ及びビデオディ
スプレイ装置のシーケンス情報が書き込まれる共有メモ
リ領域の使用を通して通信する。
【００４１】人間の知覚システムは、ビデオドロップよ
りもオーディオドロップアウトに対してより敏感であ
り、かつオーディオは、ビデオよりも瞬間的に再処理す
ることが難しい。それゆえに、デコーダは、同期目的に
対してマスタクロックとしてオーディオ・コーダを用い
るのが好ましい。ストリームが前進すると、デコーダス
レッドは、現行データ項目のシーケンス情報を“ブラッ
クボード”またはＣＰＵ装置１４０に関連したメモリの
スクラッチパッド部分へ転記する。（ビデオデコーダの
ような）スレーブスレッドは、いつそれらのデータ素子
が表示されるべきかを決定するためにオーディオストリ
ームの転記されたシーケンス情報を用いる。次にスレー
ブスレッドは、スレーブが早すぎる（例えば、オーディ
オよりも８０ｍｓ以上先行する）ならば適切な時間まで
遅延する。スレーブデータがあまりのも遅い（例えば、
オーディオよりも２０ｍｓ以上遅れる）ならば、遅いデ
ータを処理することの継続がより適時なデータを遅延す
るという想定で切り棄てられる。ビデオデコーダは、所
望のデータ遅延速度からの偏差を随意に測定し、かつス
ピードアップ及びスローダウン表示をビデオサーバに送
り戻すことができる。この処理は、その素子が適時なフ
ァッションで到着するストリームを同期しかつ他のスト
リームの進行をスローストリームに妨げさせない。
【００４２】資源の不足の場合には、ユーザ要求のグロ
ーバルな優先順位付けが、過剰負荷崩壊に対して保護す
るために行われなければならない。実際のシステムで
は、サービス及び資源に対する支払い、各資源割当て決
定の総合値を規定するために用いられうる。これらの値
を与えて、ユーザ要求の全順序付けは、例えば許容制御
１１０によって行うことができ、かつ下位要求は、落と
すことができる。ユーザは、所与のサービスに対して何
を支払いたいかを指定する。この提案された量及び要求
された関連資源（ネットワーク及びディスク帯域幅）
は、電子マーケット、例えば、どのくらいの量の帯域幅
資源がユーザに利用可能であるかを決定するためにミク
ロ経済モデルを用いる、許容制御１１０に提出される。
そのような技術は、この分野で知られており、例えば、
M. Miller,“Extending markets inward”, Bionomics
Conference, San Francisco, California (Oct., 1994)
を参照のこと。要求された特定の帯域幅に対して、表
は、伸張されたビデオの最も良い品質を与えるために空
間的解像度、フレーム速度及びデータ速度（用いられる
ルックアップのビット数）の最も可能な組合せを見出す
ためにインデックスされる。そのような表は、N. Chadd
ha & T. H. Y. Meng, “Psycho-visual based distorti
onmeasures for image and video compression ”, Pro
c. of Asilomar Conference on Signals, Systems and
Computers, Nov., 1993に記載されたような、本質的ひ
ずみ測定(subjective distortion measure) を用いて構
築されるのが好ましい。ユーザは、直接、空間的解像
度、フレーム速度及び帯域幅を指定するオプションも有
するのが好ましい。
【００４３】説明した総合システムは、端末相互スケー
ラブルビデオ送達サービスを供給するためにソフトウェ
アベースエンコーダを符号化圧縮アルゴリズム、ディス
ク管理、ネットワーク移送、ソフトウェアベースデコー
ダ、及び同期機構と組み合わせるということが理解され
るであろう。サービスは、予備処理、媒体サーバ、及び
媒体プレーヤからなる３つの構成要素のグループに分割
されうる。処理構成要素は、オーディオ捕獲、ビデオ捕
獲、ビデオ圧縮、及びデータストライプツールを含む。
ビデオは、捕獲されかつシングルステップＶＣＲ装置を
用いてディジタル化される。次に、各フレームは、符号
化アルゴリズムを用いてオフラインで圧縮される。現
在、ビデオデータのフレームを圧縮するためにスパーク
ステーション２０ワークステーションで約１秒かかり、
シングルステップＶＣＲ装置は、毎秒１フレームの速度
でステップすることができ、捕獲及び圧縮の重複を許容
する。オーディオデータは、テープにわたり単一パスと
して捕獲するのが好ましい。オーディオ及びビデオタイ
ムスタンプ及びシーケンス番号は、ビデオが遅い媒体同
期を容易にするために記憶されるときにデータストライ
プツールによって位置合わせされる。オーディオ及びビ
デオデータは、ユーザ選択ストライプサイズでディスク
上にストライプされるのが好ましい。好ましい実施例で
は、サーバ上のビデオデータの全ては、ディスク移送毎
４８キロバイトが、媒体サーバ構成素子へのディスク帯
域幅送達データのおおよそ５０％でピーク負荷にて良好
な利用を供給するので、４８キロバイトストライプサイ
ズを用いる。
【００４４】媒体サーバ構成素子は、セッション制御エ
ージェント、オーディオ送信エージェント、及びビデオ
送信エージェントを含む。ユーザは、サーバシステム上
のセッション制御エージェントに接続しかつビデオサー
ビス及びネットワーク帯域幅に対して支払うべく構成す
る。ユーザは、支払いたい経費を指定することができか
つ適切にスケールされたストリームは、サーバによって
供給される。次に、セッション制御エージェント（例え
ば、許容制御機構１１０）は、ネットワーク送達接続を
設定しかつビデオ及びオーディオ送信エージェントをス
タートする。セッション制御エージェント１１０は、消
費者遠隔制御、ネットワーク管理システム、及び電子マ
ーケットからの制御動作に対するエントリの単一点であ
る。オーディオ及びビデオ送信エージェントは、ストラ
イプされたディスクから媒体データを読み取りかつネッ
トワーク上にデータの送信のペースを調整する。ビデオ
送信エージェントは、デコーダにて選択された解像度を
再構築するために必要なビット面だけを送信することに
よって実時間で埋込型ビットストリームをスケールす
る。例えば、毎秒１５フレームで基本の８ビット、高位
信号の４ビットを有する３２０×２４０ストリームは、
基本の各フレームに対して全５パケットを有しかつ高位
レイヤの４つの上位ビットを含んでいる二つだけのパケ
ットを有するビデオデータの交互のフレームを送信し
て、８６４Ｋｂのネットワーク利用を結果として生ず
る。サーバは、二地点間情況またはマルチキャスト情況
のいずれかに対してビデオ及びオーディオを送る。
【００４５】媒体プレーヤ構成素子は、ソフトウェアベ
ースビデオデコーダ４０、４０’、オーディオ受信機、
及びユーザインターフェイスエージェントである。デコ
ーダは、ネットワークからデータを受信し、ルックアッ
プ表を用いてそれを復号しかつ結果をフレームバッファ
上に配置する。デコーダは、極めてＣＰＵ負荷なしであ
らゆる最新マイクロプロセッサ装置上で走ることができ
る。オーディオ受信機は、ネットワークからデータを読
取ることをループしかつスピーカへの出力のためにデー
タに対してキューイングアップする。オーディオパケッ
ト損失の場合には、オーディオ受信機は、サイレンスレ
ベルへオーディオレベルをランプダウンして次に成功裏
に受け取ったオーディオパケットの基準オーディオレベ
ルをバックアップする。システムは、J. D. Northcutt
& E. M. Kuerner,“System Support for Time-Critical
application”, Proc. NOSSDAV' 91, Germany, pp. 24
2-254 に記載されているような技術を用いて、宛先でオ
ーディオ及びビデオストリームを位置合わせするために
媒体同期を実行する。端末相互帰還は、流れを制御する
ために即時回答の場合に用いられる。マルチキャストの
場合には、宛先は、帰還のないサーバからの流れにスレ
ーブされる。ユーザインターフェイスエージェントは、
媒体サーバフロー制御帰還並びにユーザの開始／停止制
御上のセッションエージェントへの制御接続として役立
つ。ユーザは、支払いたい費用を指定することができか
つ適切なストリームがシステムによって供給される。
【００４６】本発明によるプロトタイプシステムは、デ
コーダの空間的及び時間的要求事項及び利用可能なネッ
トワーク帯域幅により１９．２ｋｂｐｓから２Ｍｂｐｓ
まで変化するビデオデータ速度を用いる。ＰＳＮＲは、
３１．６３ｄＢと３７．５ｄＢの間で変化する。表１
は、スパークステーション２０上の１６０×１２０解像
度ビデオの復号に対する結果を示す。１６０×１２０解
像度で最も高い品質のストリーム（８ビットインデック
ス）を得るために必要な時間は、毎フレーム２．４５ｍ
ｓ（ルックアップ及びパッキング時間の合計）であると
いうことが表１から理解できる。これは、４００フレー
ム／秒の潜在的フレーム速度に対応する。
【００４７】
【表１】
【００４８】同様に、表２は、スパークステーション２
０上の３２０×２４０解像度ビデオの復号に対する結果
を示す。３２０×２４０解像度で最も高い品質のストリ
ーム（８ビット基本インデックス及び８ビット第１の高
位レイヤインデックス）を得るために必要な時間は、毎
フレーム７．７６ｍｓ（ルックアップ及びパッキング時
間の合計）であるということが表２から理解できる。こ
れは、１３０フレーム／秒の潜在的フレーム速度に対応
する。
【００４９】
【表２】
【００５０】表３は、スパークステーション２０上の６
４０×４８０解像度ビデオの復号に対する結果を示す。
６４０×４８０解像度で最も高い品質のストリーム（８
ビット基本及び８ビット高位レイヤ）を得るために必要
な時間は、毎フレーム２４．６２ｍｓ（ルックアップ及
びパッキング時間の合計）であるということが表３から
理解できる。これは、４０フレーム／秒の潜在的フレー
ム速度に対応する。
【００５１】
【表３】
【００５２】表４は、１６０×１２０解像度ビデオに対
する各個別ディスクの結果を示す。１６０×１２０で最
も高い品質のストリーム（８ビット基本）を得るために
は、ＣＰＵ時間の５．６０ｍｓ及びスパークステーショ
ン２０上の２％の平均ＣＰＵ負荷を必要とすることが理
解できる。フレーム毎の平均ディスクアクセス時間は、
１６ｍｓである。
【００５３】
【表４】
【００５４】同様に、表５は、３２０×２４０解像度ビ
デオに対する各個別ディスクの結果を示す。３２０×２
４０で最も高い品質のストリーム（８ビット基本及び８
ビット高位レイヤ）を得るためには、ＣＰＵ時間の１
２．７３ｍｓ及びスパークステーション２０上の７％の
平均ＣＰＵ負荷を必要とすることが理解できる。フレー
ム毎の平均ディスクアクセス時間は、１８ｍｓである。
【００５５】
【表５】
【００５６】変更及び変化は、添付した特許請求の範囲
により画定された本発明の主題及び精神から逸脱するこ
となく開示した実施例に対してなされうる。
【００５７】
【発明の効果】本発明の上記目的は、ビデオ画像の発生
源を有するビデオ送達システムサーバ用の、少なくとも
二つの空間的解像度で画像データを含んでいる情報を含
む埋込型ビットストリームを供給し、該埋込型ビットス
トリームが少なくとも一つのネットワークにわたり少な
くとも一つのデコーダへ送られるエンコーダであって、
メモリ装置に結合された中央処理装置と、メモリ装置に
ディジタル的に記憶され、ビデオ画像の発生源に結合さ
れかつ第１の空間的解像度で第１の画像を受信するよう
に構成され、最も高い解像度の半分で第１の中間画像を
形成すべく第１の画像をデシメートし、第２の中間画像
を生成すべく第１の中間像をデシメートし、その解像度
が第１の画像よりも少なく基本レイヤ画像を形成すべく
第２の中間画像を圧縮する符号化手段とを備え、符号化
手段は、更に、第３の中間画像を形成すべく基本レイヤ
画像を伸張し、第４の中間画像を形成すべく第３の中間
画像を補間し、第５の中間画像を形成すべく第４の中間
画像を第１の中間画像から減算し、その解像度が第１の
画像よりも少ないが基本レイヤ画像よりも大きい第１の
高位レイヤ画像を形成すべく第５の中間画像を圧縮し、
埋込型ビットストリームは、少なくとも基本レイヤ画像
及び第１の高位レイヤ画像を含むので、ビデオ圧縮して
情報伝達速度が変化する異機種ネットワークにわたって
送達でき、その結果、より低い帯域幅リンクまたは混雑
を収容し、かつエンコーダをデコーダ能力または要求事
項に関係なく動作させることができ、実時間伸張を許容
し、送達帯域幅のユーザ選択を許容すると共に、ビデオ
の品質を向上しかつ通信誤りを許容することができる。
【００５８】また、本発明の方法は、少なくとも一つの
ネットワークにわたり少なくとも一つのデコーダへ送ら
れる埋込型ビットストリームであり、少なくとも二つの
に空間的解像度で画像データを含んでいる情報を含む該
埋込型ビットストリームを符号化する、ビデオ画像の発
生源を有するビデオ送達システムサーバ用の、方法であ
って、（ａ）メモリ装置に結合された中央処理装置を供
給し、（ｂ）メモリ装置にディジタル的に記憶され、ビ
デオ画像の発生源に結合されかつ第１の空間的解像度で
第１の画像を受信するように構成され、最も高い解像度
の半分で第１の中間画像を形成すべく第１の画像をデシ
メートし、第２の中間画像を生成すべく第１の中間像を
デシメートし、その解像度が第１の画像よりも少なく基
本レイヤ画像を形成すべく第２の中間画像を圧縮する符
号化手段を供給し、符号化手段は、更に、第３の中間画
像を形成すべく基本レイヤ画像を伸張し、第４の中間画
像を形成すべく第３の中間画像を補間し、第５の中間画
像を形成すべく第４の中間画像を第１の中間画像から減
算し、その解像度が第１の画像よりも少ないが基本レイ
ヤ画像よりも大きい第１の高位レイヤ画像を形成すべく
第５の中間画像を圧縮し、埋込型ビットストリームは、
少なくとも基本レイヤ画像及び第１の高位レイヤ画像を
含むので、ビデオ圧縮して情報伝達速度が変化する異機
種ネットワークにわたって送達でき、その結果、より低
い帯域幅リンクまたは混雑を収容し、かつエンコーダを
デコーダ能力または要求事項に関係なく動作させること
ができ、実時間伸張を許容し、送達帯域幅のユーザ選択
を許容すると共に、ビデオの品質を向上しかつ通信誤り
を許容することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による端末相互スケーラブルビデオシス
テムのブロック図である。
【図２】本発明による、スケーラブル埋込型ビデオスト
リームを生成するソフトウェアベースエンコーダを示し
ているブロック／フロー図である。
【図３】本発明による、単一埋込型ビデオストリームか
らのスケーラブルビデオのデコーダ復元を示しているブ
ロック／フロー図である。
【図４】本発明で用いられる伸張標本の一部である。
【図５】本発明で用いられる伸張標本の他の一部であ
る。
【図６】本発明で用いられる伸張標本の更に他の一部で
ある。
【符号の説明】
１０ オーディオ及びビデオ情報の発生源 ２０ サーバまたはエンコーダ ３０，３０’ 均質ネットワーク ４０，４０’ ソフトウェアベースデコーダシステム ５０ ネットワーク雲 ５５ 中央処理装置（ＣＰＵ） ６０ スケーラブルビデオエンコーダ ７０ オーディオ、ビデオ及び文字情報同期機構 ８０ 情報配列機構 ９０ ビデオディスク １００ 記憶装置 １１０ 許容制御機構 １２０ 通信誤り回復機構 １３０ ネットワークインターフェイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイ デューエイン ノースカット アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニーヴェイル ワックスウィン グ アベニュー 1621 (72)発明者 ジェラルド エイ ウォール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95136 サン ホセ クローカス アベニ ュー 4514 (72)発明者 ジェームズ ジー ハンコ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94061 レッドウッド シティー オハイ オ アベニュー 2746

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビデオ画像の発生源を有するビデオ送達
    システムサーバ用、少なくとも二つの空間的解像度で画
    像データを含んでいる情報を含む埋込型ビットストリー
    ムを供給し、該埋込型ビットストリームが少なくとも一
    つのネットワークにわたり少なくとも一つのデコーダへ
    送られるエンコーダであって、メモリ装置に結合された
    中央処理装置と、前記メモリ装置にディジタル的に記憶
    され、前記ビデオ画像の発生源に結合されかつ第１の空
    間的解像度で第１の画像を受信するように構成され、最
    も高い解像度の半分で第１の中間画像を形成すべく前記
    第１の画像をデシメートし、第２の中間画像を生成すべ
    く前記第１の中間像をデシメートし、その解像度が前記
    第１の画像よりも少なく基本レイヤ画像を形成すべく前
    記第２の中間画像を圧縮する符号化手段とを備え、前記
    符号化手段は、更に、第３の中間画像を形成すべく前記
    基本レイヤ画像を伸張し、第４の中間画像を形成すべく
    前記第３の中間画像を補間し、第５の中間画像を形成す
    べく前記第４の中間画像を前記第１の中間画像から減算
    し、その解像度が前記第１の画像よりも少ないが前記基
    本レイヤ画像よりも大きい第１の高位レイヤ画像を形成
    すべく前記第５の中間画像を圧縮し、前記埋込型ビット
    ストリームは、少なくとも前記基本レイヤ画像及び前記
    第１の高位レイヤ画像を含むことを特徴とするエンコー
    ダ。
  2. 【請求項２】 前記埋込型ビットストリームは、その解
    像度が前記第１の画像の解像度に等しい付加画像と、及
    び前記基本レイヤ画像とを含んでいる少なくとも３つの
    空間的解像度を含み、前記符号化手段は、更に、その解
    像度が前記第１の画像の解像度に等しい第２の高位レイ
    ヤ画像を形成すべく圧縮される第７の中間画像を形成す
    べく前記第１の画像から減算される第６の中間画像を形
    成すべく前記第４の中間画像を補間し、前記埋込型ビッ
    トストリームは、前記第２の高位レイヤ画像を更に含む
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
  3. 【請求項３】 前記埋込型ビットストリームは、画素ブ
    ロックで符号化された空間的解像度データを含み、前記
    符号化手段は、離散コサイン変換に続いて該変換の結果
    により木構造ベクトル量子化を用いて前記空間的解像度
    データを符号化することを特徴とする請求項１に記載の
    エンコーダ。
  4. 【請求項４】 前記第１の画像は、６４０×４８０画素
    の解像度を有し、前記付加画像は、３２０×２４０画素
    の解像度を有し、かつ前記基本レイヤ像は、１６０×１
    ２０画素の解像度を有することを特徴とする請求項２に
    記載のエンコーダ。
  5. 【請求項５】 前記埋込型ビットストリームは、前記基
    本レイヤ画像に対して２×２ビットの大きさの、前記付
    加画像に対して４×４ビットの大きさの、かつ前記第１
    の画像に対して８×８ビットの大きさの画素ブロックで
    符号化された空間的解像度データを含み、かつ前記符号
    化手段は、離散コサイン変換に続いて該変換の結果によ
    り木構造ベクトル量子化を用いて前記空間的解像度デー
    タを符号化することを特徴とする請求項４に記載のエン
    コーダ。
  6. 【請求項６】 変換係数は、 【数１】 のように画定された入力−重み付け二乗誤差を含むこと
    を特徴とする請求項３に記載のエンコーダ。
  7. 【請求項７】 前記木構造ベクトル量子化は、知覚モデ
    ルを含むことを特徴とする請求項６に記載のエンコー
    ダ。
  8. 【請求項８】 前記重み付けベクトル構成要素は、異な
    る変換係数の量子化誤りに対するヒューマン視覚感度を
    反映することを特徴とする請求項７に記載のエンコー
    ダ。
  9. 【請求項９】 前記木構造のベクトル量子化は、木深さ
    Ｒ及びベクトルディメンションｋを有し、ビットストリ
    ームビット速度Ｏ／ｋ，．．．，Ｒ／ｋが供給されるこ
    とを特徴とする請求項７に記載のエンコーダ。
  10. 【請求項１０】 インデックスは、速度１／ｋ木構造の
    ベクトル量子化基準に対する第１のインデックスを含ん
    でいる第１のインデックス面；及び速度２／ｋ木構造の
    ベクトル量子化基準に対する第２のインデックスを含ん
    でいる第２のインデックス面；の異なるインデックス面
    を有する前記埋込型ビットストリームで送信されること
    を特徴とする請求項７に記載のエンコーダ。
  11. 【請求項１１】 前記埋込型ビットストリームは、デー
    タパケットを含み、前記インデックスは、少なくともあ
    る前記データパケットの重要性の相対的優先度と関連付
    けられることを特徴とする請求項１０に記載のエンコー
    ダ。
  12. 【請求項１２】 前記埋込型ビットストリームは、最も
    高い空間画像のデコーダ受信に対して不十分なスループ
    ットを有しているネットワークにわたり送られ、前記デ
    ータパケットと関連付けられた前記相対的優先度は、相
    対的に重要でないパケットの選択的非送信を許容するこ
    とを特徴とする請求項１１に記載のエンコーダ。
  13. 【請求項１３】 各ビデオフレームに対するデータは、
    一緒に記憶され、かつ各フレームは、関連付けられたパ
    ケットヘッダを有するインデックス面の関連付けられた
    組を有することを特徴とする請求項１１に記載のエンコ
    ーダ。
  14. 【請求項１４】 前記符号化手段は、（ａ）送信された
    画像に関連付けられた動きの評価、及び（ｂ）前記画像
    の条件付き補間からなるグループから選択された少なく
    とも一つのオプションを更に含むことを特徴とする請求
    項１に記載のエンコーダ。
  15. 【請求項１５】 少なくとも一つのネットワークにわた
    り少なくとも一つのデコーダへ送られる埋込型ビットス
    トリームであり、少なくとも二つのに空間的解像度で画
    像データを含んでいる情報を含む該埋込型ビットストリ
    ームを符号化する、ビデオ画像の発生源を有するビデオ
    送達システムサーバ用の方法であって、（ａ）メモリ装
    置に結合された中央処理装置を供給し、（ｂ）前記メモ
    リ装置にディジタル的に記憶され、前記ビデオ画像の発
    生源に結合されかつ第１の空間的解像度で第１の画像を
    受信するように構成され、最も高い解像度の半分で第１
    の中間画像を形成すべく前記第１の画像をデシメート
    し、第２の中間画像を生成すべく前記第１の中間像をデ
    シメートし、その解像度が前記第１の画像よりも少なく
    基本レイヤ画像を形成すべく前記第２の中間画像を圧縮
    する符号化手段を供給し、前記符号化手段は、更に、第
    ３の中間画像を形成すべく前記基本レイヤ画像を伸張
    し、第４の中間画像を形成すべく前記第３の中間画像を
    補間し、第５の中間画像を形成すべく前記第４の中間画
    像を前記第１の中間画像から減算し、その解像度が前記
    第１の画像よりも少ないが前記基本レイヤ画像よりも大
    きい第１の高位レイヤ画像を形成すべく前記第５の中間
    画像を圧縮し、前記埋込型ビットストリームは、少なく
    とも前記基本レイヤ画像及び前記第１の高位レイヤ画像
    を含むことを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 前記埋込型ビットストリームは、その
    解像度が前記第１の画像の解像度に等しい付加画像と、
    及び前記基本レイヤ画像とを含んでいる少なくとも３つ
    の空間的解像度を含み、前記段階（ｂ）で、前記符号化
    手段は、更に、その解像度が前記第１の画像の解像度に
    等しい第２の高位レイヤ画像を形成すべく圧縮される第
    ７の中間画像を形成すべく前記第１の画像から減算され
    る第６の中間画像を形成すべく前記第４の中間画像を補
    間し、前記埋込型ビットストリームは、前記第２の高位
    レイヤ画像を更に含むことを特徴とする請求項１５に記
    載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記埋込型ビットストリームは、画素
    ブロックで符号化された空間的解像度データを含み、前
    記段階（ｂ）で、前記符号化手段は、離散コサイン変換
    に続いて該変換の結果により木構造ベクトル量子化を用
    いて前記空間的解像度データを符号化することを特徴と
    する請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記段階（ｂ）で、変換係数は、 【数２】 のように画定された入力−重み付け二乗誤差を含むこと
    を特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記段階（ｂ）は、異なる変換係数の
    量子化誤りに対するヒューマン視覚感度を反映する前記
    重み付けベクトル構成要素を供給することを含むことを
    特徴とする請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記段階（ｂ）で、前記木構造のベク
    トル量子化は、木深さＲ及びベクトルディメンションｋ
    を有し、ビットストリームビット速度Ｏ／ｋ，．．．，
    Ｒ／ｋが供給されることを特徴とする請求項１８に記載
    の方法。
  21. 【請求項２１】 前記埋込型ビットストリームは、デー
    タパケットを含み、段階（ｂ）で、インデックスは、速
    度１／ｋ木構造のベクトル量子化基準に対する第１のイ
    ンデックスを含んでいる第１のインデックス面；及び速
    度２／ｋ木構造のベクトル量子化基準に対する第２のイ
    ンデックスを含んでいる第２のインデックス面；の異な
    るインデックス面を有する前記埋込型ビットストリーム
    で送信され、前記インデックスは、少なくともある前記
    データパケットの重要性の相対的優先度に関連付けられ
    ていることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
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