JP2000508855A

JP2000508855A - ビデオ・トランスコーダ

Info

Publication number: JP2000508855A
Application number: JP9537211A
Authority: JP
Inventors: クラウス，エドワード，エイ．; シェン，ポール．
Original assignee: イメディアコーポレイション
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 2000-07-11
Also published as: EP0893027A1; EP0893027B1; AU2453897A; DE69730419D1; CA2249606C; CA2249606A1; US20010055336A1; DE69730419T2; WO1997039584A1

Abstract

(57)【要約】ビデオ・トランスコーダ（video transcoder）に関し、具体的には、圧縮ビデオ・プログラムの圧縮比を変更するための圧縮ビデオ・デコーダ／エンコーダ（リエンコーダ）システムが開示されている。複合リエンコーダ・システム（composite reencoder system）は圧縮ビデオ・データを復号化（デコード）し、符号化（エンコード）する密結合エレメントを実装し、これらのエレメントはヘッダ転送の手法と、共有動き補償器が復号化操作と符号化操作の両方を同時にサポートしているアーキテクチャを利用する手法を実現している。このリエンコーダ・システムを統計的マルチプレクサに組み入れると、ケーブル配信システムやその他のビデオ配信システムで使用するのに適した圧縮ビデオ・データストリーム・マルプレクスを生成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】ビデオ・トランスコーダ発明の背景１．発明の分野本発明は一般的には、圧縮ビデオ・プログラムの符号化と配信に関する。さらに具体的には、本発明はディジタル符号化ビデオの圧縮比を変更することに関する。２．背景本発明は圧縮ビデオ・プログラムの符号化と配信に関する。本発明は、可変ビットレート(variable bit-rate‐VBR)符号化と呼ばれるビデオ圧縮手法で使用するのに特に適している。ＶＢＲ符号化は、イメージ（画像、映像など）品質がイメージの複雑化に伴って変化する傾向があるとする、大部分のビデオ圧縮エンコーダ（符号器）がもつ周知の問題を解消するために使用できる。代表例として、ビデオ・プログラムはさまざまなシーン（scene）を含んでいる。これらのシーンの多くは動きまたは細部がないために圧縮が容易になっているのに対し、多くの他のシーンは、特に動きが複雑であるかランダムであるときは、一般に圧縮がより困難である複雑なディテールを含んでいる。従って、利用可能なバンド幅が非常に高くなければ、圧縮が伸張され、再構築されたイメージ（image）の理解される品質は、あるシーンから次のシーンに移る時変化する傾向がある。この問題は利用可能なバンド幅が減少するとさらに重大化し、最終的には、よくあることであるが、問題のシーンがわずかあるだけでも、それが原因でビデオ品質が不満足なものになってしまう。ＶＢＲ符号化は、圧縮が困難であるシーンには多くのビットを割り当て、圧縮が容易であるシーンには少ないビットを割り当てることによってこの問題を解消している。この方法によると、圧縮が伸張され、再構築されたイメージは品質にむらがなく、均質であるように見えるため、平均圧縮レートが同じになるように調整された定ビットレート(constant bit-rate‐CBR)エンコーダから得られる再構築イメージよりも優れている。その結果、ＶＢＲ符号化手法を使用するときは、ビデオ・プログラムをより効率よく圧縮することが可能である。圧縮が効率化すると、一定容量の通信チャネル上を配送できるプログラム又はプログラムストリームの数と種類が増加するだけでなく、プログラムライブラリが維持されているヘッドエンドまたは他のサイトで必要とする記憶容量が減少することにもなる。ＶＢＲ符号化手法の欠点は、圧縮データストリームの操作または編集を困難にすることである。具体的には、可変ビットストリームはチャネル容量を越えることがある反面、利用可能なチャネル容量の一部しか利用できないこともあるために、一定容量の通信チャネルを効率よく利用することが困難になっている。この問題を軽減するために使用されている１つの公知手法は、可変ビットレートストリームを定ビットレートストリームに変換するために、通信チャネルの送信端側で圧縮ビットストリームをバッフアに入れることである。この手法によると、再構築ビデオイメージの適正タイミングを必要とする可変ビットレートストリームを回復するために、チャネルの受信端側で受信した信号をバッファに置いておく必要もある。残念ながら、ＶＢＲ符号化ストリーム用に必要なバッファリング量は法外に高価になり、配信システムに長時間の遅延が引き起こされることになる。さらに、国際標準化機構／国際電気標準会議(International Organizat ion for Standardization/International ElectrotechnicalCommission‐ISO/IE C)標準群の１つである、動画専門家グループ(MotionPictureExpertsGroup-MPEG) 標準などの既存ビデオ圧縮標準は、標準準拠のデコーダ（復号器）用に必要とされるバッファリング量に制限を設けている。従って、重要なことは、これらの制限を越えないで受信ビットストリームを復号化可能にすることである。ＭＰＥＧは、それぞれＭＰＥＧ−１標準およびＭＰＥＧ−２標準として知られている、ＩＳＯ／ＩＥＣ出版物11172および13818に記載されている。以下で「ＭＰＥＧ」というときは、ＭＰＥＧ−１またはＭＰＥＧ−２のどちらかを意味するものとする。ＶＢＲストリームを一定容量チャネル上を送信する１つの方法は、ＶＢＲストリームをＣＢＲストリームに変換することであり、この場合、ＣＢＲレートはピーク可変レートと少なくとも同じになっている。この結果、データレートの変化に応じてチャネル利用効率が低下する可能性がある。ＶＢＲ符号化（および非ＶＢＲ符号化）プログラムを一定容量チャネル上を伝送するときの非効率性を低減するために使用できる１つの手法は、複数のプログラム・ストリームを結合して単一のマルチプレクス（多重化）にすることである。もっと効率的な方法は、各単一ストリームを個別的に定データレートに変換するのではなく、複数のＶＢＲストリームを一緒に多重化した後で、そのマルチプレクスを定データレートに変換することである。プログラム・ストリームが追加されるたびに、マルチプレクスの総データレートは増加することになるが、このマルチプレクスのストリーム当りの平均データレートの変化は、プログラムに近似統計的依存関係がないとすると、プログラム・ストリームの数にほぼ比例して減少することになる。従って、チャネル・データレートが単一プログラム・ストリームの平均レートよりも大幅に大であれば、多数のプログラム・ストリームを結合できるため、チャネル利用効率は大幅に向上することになる。この手法はこの分野では統計的多重化(s tatistical multiplexing)と呼ばれている。バッファリングを使用するときバッファ・オーバフローが起こらないことを保証する１つの方法は、エンコーダ・バッファとエンコーダの間にフィードバックをかけることである。バッファが満杯状態に近づくと、バッファからのバッファ満杯信号は、バッファがオーバフローしないようにするために、圧縮比を大きくするようにエンコーダに通知する。バッファに空きスペースが残っているときは、バッファからエンコーダへ送られるフィードバック信号は、イメージ品質を最大化するために、エンコーダに圧縮比を小さくさせるようにする。このようなフィードバックの仕組みは、統計的多重化と組み合わせると特に効果的である。個々のバッファをマルチプレクサへの入力前の各エンコーダの出力側に設けるか、単一バッファをマルチプレクサの出力側に設けることも可能である。どちらの場合も、単一バッファの満杯レベルまたは個別バッファの総合計満杯レベルを示すフィードバック信号は、入力としてエンコーダの各々に送られる。複数のエンコーダから出力される総データレートの関数として圧縮比を調整することによって、圧縮比調整のサイズと頻度を減少させることが可能になる。エンコーダ・バッファリングを一定容量チャネル上の複数の符号化プログラムストリームの統計的多重化と組み合わせると、効果的であるが、常に適用可能であるとは限らない。出力バッファと個々のエンコーダとの間でフィードバックが可能でない場合がいくつかある。そのようなことが起こる１つの例は、すでに符号化されたデータストリームを多重化するときである。もう１つの例は、エンコーダがマルチプレクサから物理的に離れた場所に置かれているときである。これらのどちらも、ここではリモート符号化と呼ぶことにするが、このリモート符号化とは、多重化すべきプログラムストリームのマルチプレクサからエンコーダへのフィードバックが不可能であり、符号化と多重化が別々の時間にまたは別々の場所で行われることを意味する。符号化プログラムのデータレートをブロードキャスト・チャネルの最大データレートに整合する問題は、複数のＶＢR符号化プログラムの統計的多重化に限定されない。例えば、単一プログラムは、一定バンド幅チャネル上を配信するために、最初に第１の定データレート（ＣＢＲ）で符号化される。その後、圧縮プログラムが特定の位置で受信され、第２の一定バンド幅チャネル上を再配信しようとする場合、第２チャネルのバンド幅が第１チャネルの幅より小さければ、圧縮プログラムのデータレートを減少させる必要が生じる。これが必要になるのは、第２チャネルのバンド幅に対応する第２の定データレートを越えるのを防止するためである。発明の概要上述した説明から理解されるように、望ましいことは、符号化ビデオプログラムのデータレートを後続するブロードキャストチャネルの最大データレートに可能な限り近づくように整合するメカニズムを用意することである。本発明によれば、後続の一定バンド幅チャネルの最大データレートを越えるのを避けるために、１つまたはそれ以上のＣＢＲまたはＶＢＲデータストリームに対応するデータレートを低減させるようにしたことを発明の一部として含む方法および装置を提供する。本発明の別の例では、１つまたはそれ以上のＣＢＲまたはＶＢＲデータストリームに対応するデータレートは、一定のピクチャ（画像など）品質を送るように調整され、その品質レベルは特定のアプリケーションの要求を満たすように指定できる。本発明の上記およびその他の目的は、圧縮ビデオリエンコーダシステムにおいて、第１データレートの圧縮ビデオ・プログラムは、第２データレートでチャネルバンド幅を受け入れるようにするために、第２データレートに変換される。デジタル符号化ビデオプログラムの圧縮比を変更する第１の独立した構成メカニズムは、独立したデコーダ（復号器）およびエンコーダ（符号器）の構成を利用している。第１データレートの受信ビデオプログラムは、独立した圧縮ビデオデコーダによって処理され、そこで圧縮ビデオプログラムは復号化（デコード）される。次に、復号化されたプログラムは、所望とする出力データレートに従って調整された圧縮比を使用して、後続の独立したビデオエンコーダによって符号化される。独立したデコーダとエンコーダを利用する独立デコータ／エンコーダ・リエンコーダシステムは、効率的である反面、圧縮ビデオ・プログラムの圧縮比を変更する解決手法としては非エレガントで高価になっている。本発明のその他の例によれば、例示のリエンコーダシステムは、ＭＰＥＧ圧縮標準で使用されることを目的として記載されており、非結合構成のリエンコーダシステムに連続的な改良が加えられている。第１の改良点としては、再圧縮ビデオプログラム内のヘッダ情報および動きベクトルを、第１圧縮レートで受信されたヘッド情報および動きベクトルと同一にすることができる。この場合、ヘッダ情報および動きベクトルは、静的情報（static information）、つまり、再符号化プロセス期間に変化しない情報であると言われる。従って、ヘッダ転送通路が導入され、圧縮期間に、リエンコーダシステムのデコーダ部とエンコーダ部を結合するようにしている。これにより、システムのエンコーダ部に要求されるデータ処理が減少し、エンコーダからヘッダ計算回路が除去される。デコーダでヘッダ情報を認識し、それをエンコーダに転送するためのロジックが導入されており、また、ヘッダ情報を送出圧縮ビットストリームに再挿入するためのロジックも追加されている。本発明の重要な点としては、ＭＰＥＧ圧縮手法で使用するのに好適な、単一の共有動き補償器だけを利用する機能を備えたデコーダ／エンコーダ結合器である。独立したデコーダ／エンコーダ手法に関連するコストの大部分は、各ステージのために別々の動き補償器を必要とするメモリの部分である。改良リエンコーダシステムは、リエンコーダシステムの復号化機能と再符号化機能の両方を十分にサポートすると同時に、第２の動き補償器で必要になる費用とハードウェアを除去できるように、密結合構成とされた共有動き補償器を利用することができる。本発明の別の例示によれば、共有動き補償器を利用するリエンコーダ・システムが開示され、そこでは予測器の減算がＤＣＴ領域で行われるようになっている。本発明のこの例示のＭＰＥＧ準拠版では、逆離散コサイン変換(inversed iscr etecosine transform-IDCT）装置が複合システムから除去されているので、この場合も、リエンコーダシステムのコストおよび複雑化を低減することができる。本発明の別の例示によれば、共有動き補償器を利用する複合リエンコーダ・システムは、再圧縮されるストリームのある種の特性に従って圧縮比を変えることによって一定ピクチャ品質を保証するように実現することが可能である。これは、望ましい一定品質を指定し、符号化ビデオ・データの再圧縮で使用される量子化器に合わせてパラメータを調整することによって行われる。本発明の別の例示は、本発明の複合リエンコーダのいくつかを利用する統計的マルチプレクサで実現されている。この統計的マルチプレクサは多数の圧縮データストリームを第１データレートで受信し、これらがデータストリーム・マルチプレクスに結合されることを望むことができる。統計的マルチプレクサ・システムは、生成されたデータストリーム・マルチプレクスに関連するバッファの深さを測定することによってリエンコーダの出力の圧縮比を変えることができる。本発明の最後の例示によれば、衛星アップリンクとケーブル配信システム用のシステム・アーキテクチャが導入され、そこではケーブル・システムのヘッドエンドは本発明の複合リエンコーダ・システムと一体化された統計的多重化手法を利用している。この種のシステムによれば、衛星ダウンリンクから受信した圧縮ビデオの１つまたは２つ以上の統計的マルチプレクサの選択したコンポーネントを、ケーブル・システム経由で配信するために、異なる統計的マルチプレクスの組合わせ器に再結合させる。図面の簡単な説明本発明の目的、特徴および利点は以下で詳述する説明で明らかにする。図１は、独立のデコーダとエンコーダ・エレメントを利用する圧縮ビデオ・リエンコーダ・システムを示すブロック図である。図２は、デコーダ・コンポーネントとエンコーダ・コンポーネントとの間のヘッダおよびサブヘッダ情報転送が実現されている圧縮ビデオ・リエンコーダ・システムを示す図である。図３は、図２のリエンコーダ・システムに従ってヘッダおよびサブヘッダ情報を検出し、転送することを受け持つロジックのフローチャートを示す図である。図４は、転送されたヘッダおよびサブヘッダ情報を圧縮ビデオ出力データストリームに挿入するためのロジックのフローチャートを示す図である。図５は、圧縮ビデオ動き補償器回路の一部を示すブロック図であり、そこに内蔵されたフレーム・メモリ間のやりとりを示している。図６は、本発明の一実施例に従ってヘッダ／サブヘッダ転送と共有動き補償器アーキテクチャの両方を実装している圧縮ビデオ・プログラム・リエンコーダ・システムを示す図である。図７は、ヘッダ／サブヘッダ転送と共有動き補償器アーキテクチャを実装している別実施例のリエンコーダ・システムを示す図である。図８は、本発明のリエンコーダ・システムで使用されることを目的とし、圧縮ビデオ出力データストリームの圧縮比を制御する量子化器を示すブロック図である。図９は、本発明によるリエンコーダ・システムを実装している統計的マルチプレクサ・システムを示す図である。図１０は、本発明のリエンコーダ・システムを組み込むことが可能である衛星アップリンク・システムとケーブル配信システム・ヘッドエンドを含む、圧縮ビデオ配信システムのシステム・アーキテクチャを示す図である。図１１Ａ乃至図１１Ｄは、本発明の単一共有動き補償器を使用すると、他の構成からの複数の動き補償器がどのように置き換えることができるかを示す図である。発明の詳細な説明以下では、圧縮ビデオ配信システムにおいてディジタル符号化ビデオ・プログラムの圧縮比を変更するための方法および装置が開示されている。本発明は、ＭＰＥＧ標準に準拠して符号化されるビデオ情報の圧縮手法を中心にして説明されているが、その概念と方法は幅広いため、この中には他の手法を使用するビデオ圧縮システムも含まれている。本発明は定ビットレート（ＣＢＲ）符号化データストリームにも、可変ビットレート（ＶＢＲ）符号化データストリームにも適用可能である。以下の詳細な説明では、量子化レベル、フレーム・タイプといったように多数の具体的詳細が記載され、本発明が完全に理解されるようにしている。しかし、この分野の当業者ならば理解されるように、本発明は係る具体的詳細がなくても実施可能である。他の場合は、周知の制御構造およびエンコーダ／デコーダ回路コンポーネントは、本発明が不明確になるのを防ぐために詳しく説明していない。多くの場合、本発明内に実装されているコンポーネントはアーキテクチャに基づく機能レベルで説明されている。エレメントの多くは周知構造であり、特にＭＰＥＧ圧縮手法に関係するものと示されているものである。さらに、本発明のシステムに組み入れられるロジックについては、フローチャートを使用して、この分野の通常の知識を有する人ならば、無理に実験をしなくても、特定の方法を容易に実現できる。また、当然に理解されるように、本発明の手法は多くの技術を利用して実現することができる。例えば、システム全体をコンピュータ・システム上で実行されるソフトウェアで実現することも、特別設計のアプリケーション専用集積回路（application specific integrated circuit-ASIC）またはプログラマブル・ロジック・デバイスを通してハードウェアで実現することも可能である。この分野の当業者ならば理解されるように、本発明はどの特定実現手法にも限定されず、またこの分野の当業者は、係る構成で実行される機能を理解すれば、無理に実験をしなくても、種々の技術を使用して本発明を実現できる。まず、図１を参照して説明すると、図１は符号化ビデオ・プログラム・ストリームのデータレートを、それぞれ第１および第２圧縮比に従って第１レートから第２レートに変更する独立したデコーダ／エンコーダ方法を実装したリエンコーダシステムを示す。この場合、圧縮ビデオ・プログラムはデコーダ１１０をエンコーダ１５０と結合することにより再符号化される。つまり、複合リエンコーダ・システムは以前に符号化されたビデオ・プログラムをまず復号化し、次に、異なる圧縮比を使用してそれをもう一度符号化する。大部分の場合、その異なる圧縮比は高くなっているが、別の実施例では、低くなった圧縮比が使用される。図１のシステムでは、デコーダ１１０とエンコーダ１５０は共にＭＰＥＧ規格の標準と互換性をもっている。デコーダ１１０は最初に逆可変長コーダ（Inverse- Variabl e-Length Coder‐IVLC）１１２を使用して可変長コードワードを量子化ＤＣＴ係数に変換する。この量子化ＤＣＴ係数は、各ピクセルに対応する予測誤差を回復するために、逆量子化器（Inverse Quantizer-IQI）１１４と逆離散コサイン変換器(InverseDiscreteC osine Transformer‐IDCR)１１６によって処理される。最後のデコード化工程は、予測誤差に、動き補償器(Motion Compensa tor-MC)ユニット１１８から得られたピクセル予測を加算器１１７で加算することによってオリジナル・ピクセルに近似したものを再構築する。データストリームが復号化され、ピクセルが再構築されたあと、イメージ・シーケンスは別の圧縮比を用いてもう一度圧縮することができる。この符号化プロセスの最初の工程は、減算器１５１において第２動き補償器ユニット（ＭＣ）１５２から得られたピクセル予測を再構築ピクセルから減算し、予測誤差信号を得る。この誤差信号は離散コサイン変換ユニット（ＤＣＴ）１５４によってＤＣＴ係数のシーケンスに変換され、これらの係数は量子化ユニット(Quantizer unit ‐Q2)１５６によって量子化され、最後に可変長コードワードが可変長コーダ(Va riable Length Coder-VLC)１５８によって量子化ＤＣＴ係数に割り当てられる。逆量子化器(IQ2)１６０、逆離散コサイン変換ユニット(IDCT)１６２および動き補償器（ＭＣ）１５２からなる、追加のエンコーダ処理ユニットは復号化プロセスを重複するために必要になるもので、これにより、上記に引用したＩＳ０／ＩＥＣ出版物13818-2に記載されているように同一ピクセル予測がこのエンコーダ１５０とすべての後続デコーダによって生成されることが保証される。以上から理解されるように、このアーキテクチャが必要になるのはＭＰＥＧエンコーダとデコーダの間の同期を保つためである。図１を参照して説明した実施例では、当然に認識されるように、量子化器は量子化器とスケーラを組み合わせたものである。つまり、ＤＣＴ係数はまず量子化され、次に量子化結果は量子化ステップのサイズで除算することによって正規化される。同様に、逆量子化器は量子化され、スケールされた係数を同一量子化ステップ・サイズで乗算することによって正規化を逆にする。エンコーダ１５０の圧縮比は量子化器（Ｑ₂）１５６とＶＬＣ１５８によって定められる。ＶＬＣ１５８の効率は、量子化ＤＣＴ係数の振幅とパターンによって決まり、ＶＬＣを指定しているテーブルは一般に固定されているので、ＶＬＣは圧縮比を変更するために使用できない。その代わりに、量子化器の精度は、係数の振幅、従ってデータレートを大きくするように精度を増加させるか、あるいは係数の振幅、従ってデータレートを小さくするように精度を減少させることによって変更される。このようにすると、エンコーダ１５０の出力側のデータレートは、Ｑ₂１５６の量子化精度を調整することによってデコーダ１１０の入力側のデータレートより小さくすることができる。図１のリエンコーダ・システムの欠点はその複雑さとコストである。デコーダは高度に集積化され、相対的に安価になっているとしても、エンコーダの複雑さとコストがそのままであるのは、生産量が少量であるだけでなく、動き予測プロセスの計算の複雑さのためであり、さらに、実装の各ステージで使用される最良の符号化方法を定めるために複雑なアルゴリズムが必要になるからである。これらのステップは対応するデコーダでは要求されない。図１のリエンコーダ・システムのコストを低減する１つの方法は、オリジナル符号化プロセス期間に得られた同じ情報の一部を利用することである。動きベクトルを指定している情報およびオリジナル符号化プロセス期間に行われた決定は、圧縮データストリームから抽出することができる。例えば、同じ動きベクトルを図１の符号化プロセス期間に利用することによって、別の動き予測ステップの必要性がなくなる。オリジナル・データストリームに組み入れられたものと同じ動きベクトルは、図１のエンコーダ１５０に示す動き補償器（ＭＣ）１５２で利用することができる。さらに、イントラ符号化、順方向予測、逆方向予測、両方向予測、動き補償なし、およびフィールドまたはフレーム符号化の選択といったように、ある種の符号化の決定はリエンコーダの符号化ステージではすべて省くことができ、その代わりに、オリジナル符号化プロセス期間に選択されたモードに従って実行することができる。動きベクトルを指定している情報およびオリジナル符号化プロセス期間に行われた決定は、圧縮データストリームから抽出することができる。リエンコーダの符号化ステージは、ハイレベルのフォーマッティング・データを符号化するステップを省くことによって、単純化することもできる。例えば、ＭＰＥＧ標準はヘッダ層とヘッダ拡張層の階層を規定しており、これらの各々はユニークなスタートコードと、そのあとに続く一連の固定長および／または可変長コードワードとからなっている。これらヘッダおよびヘッダ拡張層はピクチャ（画像など）データの各フレームの前に置かれ、ピクチャ・データを正しく復号化するために必要な情報を提供している。一般的に、これらヘッダおよびヘッダ拡張層は再符号化プロセス期間に変更する必要はない。ＭＰＥＧの場合には、１つの例外は各ピクチャ・ヘッダ内のコードワードであり、これはそれぞれ対応するチャネル・バッファの正しい同期を保つためにデコーダによって使用されることがある。再符号化プロセスは各フレームを表すために使用されるビットの数を変更できるので、このコードワードは、出力ビットストリームがＭＰＥＧ標準に完全に準拠することを保つように調整しなければならない。しかし、このコードワードはＶＢＲ符号化を使用するときは必要でないので、一定のままになっており、この場合は、ヘッダおよびヘッダ拡張層の調整は不要である。ＭＰＥＧへッダの詳しい情報は、ＩＳＯ／ＩＥＣ規格13818-2のセクション6.2に記載されている。次に、図２を参照して説明すると、図２は本発明のヘッダ（静的情報）転送側面を組み込んでいるリエンコーダ・システムを示している。図２に示すリエンコーダ・システムは、ヘッダ層およびヘッダ拡張層のコピーを、デコーダ部２１０の入力側からエンコーダ部２５０の出力側に転送するためのヘッダ転送通路またはバス２３０を含んでいる。ハードウェアで実現する場合は、シリアルまたはパラレルデータ通路は、ファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＦＯ）メモリなどの、遅延装置と組み合わせて使用することができる。ＦＩＦＯは、デコーダ２１０とエンコーダ２５０の間の処理遅延を補償するために使用できる。逆可変長コーダ（inverse variable length coder‐IVLC）２１２はこれらのヘッダ層を検出し、それらを転送通路２３０上に転送する。出力側で、可変長コーダ(VLC)２５８は、事前符号化ヘッダ情報を適当な時刻に出力ストリーム内に挿入する。ＩＶＬＣ２１２に組み込まれるロジックによって実行される機能を記述しているフローチャートは、ＩＶＬＣヘッダ転送プロシージャ３００として図３に示されている。ＭＰＥＧの例では、ヘッダ層およびヘッダ拡張層の終わりと符号化画像データの始まりは、最初のスライスヘッダの検出によって通知される。本発明の一実施例によれば、すべてのデータは最初は、最初のスライスヘッダに対応するスタートコードがステップ３２０で検出されるまでヘッダ転送通路２３０に転送される。改良版ＩＶＬＣ２１２は、ユニークな「エンドマーカ」コードをステップ３４０で転送ストリーム内に挿入し、このポイントが受信側ＶＬＣユニット２５８によって容易に検出されるようにする。このユニークエンドマーカは、ＭＰＥＧ標準のどれによっても使用されていない予約開始コードの中から１つ選択できる。すべての後続データは、デコーダ部２１０によって内部で処理され、スライスヘッダの一部でない次のスタートコードの検出までヘッダ転送通路２３０上にコピーされない。このスタートコードはピクチャ・データのすべてが受信されるまで検出されない。対応するＶＬＣユニット２５８に組み込まれたロジックによって実行される機能を記述しているフローチャートは、ＶＬＣヘッダ挿入プロシージャ４００として図４に示されている。ＶＬＣ２５８はヘッダ転送通路２３０からのすべてのデータを、エンドマーカが判定ボックス４２０で検出されるまでステップ４３０で出力ストリームにコピーする。そのあと、エンドマーカは破棄され、ＶＬＣ２５８はステップ４４０でプライマリ・ストリームからデータ受信を開始する。ＶＬＣ２５８はピクチャ全体が処理されるまで従来と同じように処理を続ける。ピクチャが完成されると、ＶＬＣ２５８は別のエンドマーカが判定ボックス４２０で検出されるまで、ステップ４１０でヘッダ転送通路２３０からのデータ受け取りを再び開始する。図３および図４を参照して説明した機能は、それぞれＩＶＬＣ２１２およびＶＬＣ２５８に組み込まれた回路によって実行されるロジックとして説明されているが、この分野の当業者によって認識されるように、代替の実施の形態を実行される。例えば、機能を実行するロジックをＩＶＬＣおよびＶＬＣユニット内に組み込む代わりに、デコーダ部２１０のデータ受信ポイントでＩＶＬＣの前にヘッダ検出および転送ロジックを組み込むことが可能である。同様に、ヘッダ受信および挿入ロジックをＶＬＣユニットの外部に組み込んで、ヘッダ情報が図２の複合リエンコーダシステムのエンコーダ部２５０からの出力データストリームに挿入されるようにすることも可能である。別の代替の実施の形態では、ヘッダ受信および挿入ロジックを組み込む代わりに、遅延線をヘッダ転送通路２３０内に組み込み、リエンコーダシステムからの出力が必要になったとき転送ヘッダ情報が受信され、出力ストリームに挿入されるようにタイミングをとるようにすることも可能である。図２に示すリエンコーダ・システムのコストの大部分は、２つの動き補償器１１８および１５２の各々に関連するメモリ構成要素に起因している。各動き補償器はＢフレームがサポートされないときは少なくとも１つの記憶フレームを、Ｂフレームがサポートされるときは２つの記憶フレームを含まなければならない。図５は、Ｂフレームをサポートする動き補償器５００の単純化したブロック図を示す。下記の表Ｉは、フレームメモリ１（５０５）のライト／リード・セレクタ（ＷＲ１）、フレーム・メモリ２（５１０）のライト／リード・セレクタ（ＷＲ２）、およびマルチプレクサ・セレクタ信号(SLCT_A、SLCT_B、およびSLCT_C ）からなる制御信号の配列を示す。表Ｉ：動き補償器制御信号他のフレームを予測するために必要になるフレームは、２フレームメモリの一方にストアされなければならない。Ｂフレームは予測に使用されることがないので、これらのフレームはＩフレームとＢフレームである。従って、ＩフレームとＰフレームだけが「書込みデータ('Write Data')」ポートから２フレームメモリの一方に転送される。２フレームメモリの一方が特定のＩまたはＰフレームのストアのために選択されると、他方のフレームメモリは次のＩまたはＰフレームのストアのために選択され、この選択はその後、後続の各ＩまたはＰフレームごとにトグルを続けていく。各到着ピクセルは、選択されたフレームメモリ内で、書込みアドレス・ジェネレータ５２０によって指定された場所に書かれる。この場合、アドレス順序は一定しており、ピクセルが書込みデータ・ポートで受信されるときの順序と同期している。動き補償は、フレームメモリからデータを読み取るプロセス期間に実行される。Ｉフレームが処理されるときは、予測は不要であり、動き補償器の読取りデータポートからの出力は破棄される。Ｐフレームが受信されたときは、現フレームに先行するＩフレームまたはＰフレームを含むフレームメモリを使用して順方向予測が行われる。このフレームメモリは受信ビットストリームから復号化された動きベクトルを使用して、２つの読取りアドレス・ジェネレータ５３０の一方によってアドレスされる。これは、着信Ｐフレームが書込みアドレス・ジェネレータ５３０の制御のもとで他方のフレームメモリに書かれるのと同時に行われる。Ｂフレームが受信されたときは、両方向予測を生成するために２つのフレームが必要になる。この場合、先行ＩフレームまたはＰフレームを含むフレームメモリは第１読取りアドレス・ジェネレータ５３０によってアドレスされ、後続のＩフレームまたはＰフレームを含むフレームメモリは第２読取りアドレス・ジェネレータ５４０によってアドレスされる。書込みアドレス・ジェネレータ５２０は、Ｂフレームは予測においては使用されず、記憶しておく必要がないので、このＢフレームでは使用されない。Ｂフレーム期間に最も頻繁に行われるタイプの予測は、両方向予測である。この場合、第１読取りアドレス・ジェネレータ５３０によってアドレスされたフレーム・メモリから導き出された順方向予測は、第２読取りアドレス・ジェネレータ５４０によってアドレスされた他方のフレーム・メモリから導き出された逆方向予測と平均をとらなければならない。制御信号SLCT_AとSLCT_Bはそれぞれ順方向予測と逆方向予測を選択し、これらが出力加算器５５０によって平均がとられるようにする。図２のリエンコーダシステムは２つの独立した動き補償器ではなく、単一の共有動き補償器のみを使用して構築される。単一の動き補償器６３０だけを利用する、図６に示すリエンコーダは、図２のリエンコーダ・システムの代替用として、機能的に互換性がある。この新規で、自明でない置換可能性を裏付ける証拠は、この詳細な説明の最後に示される。図６において、単一の共有動き補償器６３０は、図２に示すリエンコーダシステムのデコーダおよびエンコーダからそれぞれ得られた個別予測の間の差分を出力する。このようにすると、オリジナル量子化とオリジナル量子化器Ｑ₂６５６によって実行された量子化との差分によるどんなエラーも、現フレーム内の情報から直接または間接に引き出されるすべてのフレームで補償されることになる。図６に示す共有動き補償器リエンコーダ・システムはさらに単純化できるが、単純化すると、実施例によっては重要な利点を犠牲にすることになり、その単純化した結果のリエンコーダは既存のデコーダ・アーキテクチャに適応したものとして実現できなくなる。この構造の最も複雑な部分は基本的デコーダと類似している。このことは、ＤＣＴ、ＩＤＣＴ、量子化器、逆量子化器、およびＶＬＣを同じＩＣデバイスまたは１つまたは２つ以上の外部デバイス内に追加すると、デコーダをこのアプリケーションに適応できることを意味する。理想的には、ヘッダ転送ストリームを直接にＶＬＣユニットに出力するようにデコーダを改良することである。また、デコーダは動き補償器への入力を外部減算器から受け取るように改良することも可能であるが、減算器はその出力を直接に動き補償器のフレームメモリに書くことができるので、そうすることは重要でない。すでに述べたように、ＩフレームまたはＰフレームだけを動き補償器でストアしておく必要があり、そのフレーム期間、２フレームメモリの一方だけが予測に使用されるので、他方のフレーム・メモリを新フレームを受け入れるために残しておくことができる。高度集積実装においても、フレームメモリは別々のＩＣパッケージに割り当てられるのが一般である。なお、動き補償器６３０に先立って減算を実行する代わりに、減算をＩＤＣＴ１６２に先立って行うことも可能である。このケースは図６に破線で示されている。代替共有動き補償器リエンコーダ・システム７００は図７に示されている。このリエンコーダシステム７００は予測減算をピクセル領域でではなく、ＤＣＴ領域で実行するようにさらに改良されている。この構造は図６のリエンコーダ実装例から派生したものである。前の実装例と同じように、ピクセル誤差は動き補償器のフレームメモリにストアされるが、このケースでは、必要になるＩＤＣＴは２つではなく、１つ（７６２）だけである。図７に示す共有動き補償器リエンコーダシステム７００に示すように、量子化器Ｑ₂７５６は再構築の後のビデオ信号の正確性を制御するために外部の品質レベル・パラメータを受け取ることができる。一実施例では、再構築されたＤＣＴ係数を再量子化するプロセスは、一定ピクチャ品質基準に基づいて行われ、このケースでは、品質レベル・パラメータは全再符号化プロセス期間の間一定のままであるか、わずかだけ変化する。しかし、同じアプリケーションでもっと重要なことは、出力データレートが一定のままになっていることである。そのようなケースでは、品質レベル・パラメータは必要時に調整して、この出力データレートが保たれるようにすることができる。図８を参照して以下で説明するように、品質レベル・パラメータは、その性質上主観的である、その結果の知覚イメージ品質に影響するが、その結果の再現精度と1対１の対応関係がない。特定レベルのピクチャ品質を出力する量子化器を実現する１つの方法が、図８に示されている。代表例として、ＭＰＥＧ量子化器は、以下では量子化スケールコード（quantizer-scale code）と呼ばれるパラメータを受け取る。この量子化器８３０は、量子化スケールコードをスケーリング因数にマッピングし、この因数は着信ＤＣＴ係数ストリームに作用するマルチプレクサへの入力として使用される。量子化器スケールコードは入力された品質レベル・パラメータから直接に求めることができるが、このことは、異なるタイプのシーンに対する視聴者の知覚感度が変化することを意味するものではない。例えば、複雑な動くシーンの間、視聴者は動きがほとんどない単純なシーンよりも量子化誤差に気づく可能性が少なくなる。従って、相対的に大きな量子化誤差はピクチャの複雑な動き領域で強要し、相対的に小さな量子化誤差は単純な静止領域で許容するようにすると好都合である。図８に示すマクロブロック・アナライザ(Macroblock Analyzer)８１０はそのような複雑な領域と単純な領域を区別し、領域の誤差マスキング品質を示す信号を出力する。代表的なＭＰＥＧ実装例では、領域は１６ｘ１６ピクセルの非オーバラップ・ブロックによって定義され、これもマクロブロックと呼ばれている。着信データストリームの複雑度およびその他の特性を分析し、標準ＭＰＥＧ量子化器に入力すべき許容量子化スケールコードを判断するためのシステムはこの分野では多数のものが知られている。従って、この種の実装例の詳細はここで詳しく議論することは省略する。量子化器への入力として受信された品質レベル・パラメータと、マクロブロック・アナライザ８１０から受信されたシーン複雑度インジケータとから求められるのが普通である理想的な量子化スケールコードは、最も最近の符号化プロセス期間に使用された量子化スケールコードに類似しているが、同一ではないことが頻繁にある。そのような場合、複数の符号化プロセスが適用されると通常起こる量子化誤差の累積が最小限になるので、最後の符号化プロセス期間に使用されたものと同じ量子化スケールコードを使用すると好都合である。同様に、オリジナル符号化プロセス期間に使用されたものと整数倍である量子化スケールコードを使用しても、量子化誤差の累積が最小限になる。以前の量子化スケールコードはデータストリーム・パーサ８４０によって入力データストリームから容易に抽出することができる。次に、ルックアップ・テーブル(Look-Up Table_LUT)８２０は、量子化器への入力として受信された品質レベル・パラメータ、マクロブロック・アナライザ８１０から受信されたシーン複雑度インジケータと、データストリーム・パーサ８４０から受信された最後の量子化スケールコードとに基づいて新しい量子化スケールコードを割り当てる。そのあと、量子化は、従来と同じように、ＬＵＴ８２０から受信された新しい量子化スケールコードを使用して量子化器８３０によって行われる。量子化スケールコードを調整してデータレートを補正する際、一実施の形態として、Ｂフレームだけを編集することから始めると好都合である。Ｂフレームは他のフレームを予測するために使用されることがないので、Ｂフレームの量子化を変更したために誤差が生じても、その誤差が他のフレームに伝わることがない。Ｂフレームだけを編集してもデータレートが十分に補正されないときは、Ｐフレームを次に編集することになるが、Ｉフレームの編集に頼るのは、それでも不十分であると分かったときだけである。統計的多重化システムは図２、図６および図７を参照して説明したような、複数のリエンコーダを使用すると実現することができる。これが特に好都合であるのは、マルチプレクサにアクセスできないリモート・ロケーションでプログラムの一部またはすべてが事前符号化または符号化されるときの場合のように、マルチプレクサとエンコーダの間でフィードバックが不可能なときである。そのような統計的多重化システム９００の例は、図９に示されている。ｘＮ個のリエンコーダ９０１−９ｘＮの各々は、リエンコーダ出力バッファの満杯状態をモニタするデバイスによって求められた品質レベル・パラメータを使用して対応するビットストリームを再生成する。この例では、このデバイスはルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）９１０であり、ｘＮ個の出力バッファの１つに置かれているデータに対応する存続時間をモニタしている。このケースでは、多重化はパケットが復号化されるときの順序に基づき、次のパケットをＮ個の出力バッファの１つから選択するアルゴリズムに基づいて行われることを想定している。そのようなアルゴリズムが使用されるとき、各バッファは同じ時間インターバルに対応するデータ量を収容する傾向があるために、ｘＮ個のバッファの１つだけをモニタする必要がある。この種の統計的マルチプレクサ・システムの例は、「チャネル利用効率向上のためにビデオ・プログラムを多重化する方法および装置（Method andApparatusfor Multiplexing VideoProgramsfor Improved Channel Utilizat ion）」の名称で１９９５年１１月２１日に出願された係属中出願（出願番号08/ 560,219、本件発明の被継承人に継承済み）に記載されている。図１０は、図９のリエンコーダ・ベースの統計的マルチプレクサが実装可能である圧縮ビデオ配信システムの全体的システム・アーキテクチャの一実施の形態を示す。このシステムでは、複数のビデオ・プログラム・ソース（図には１つのサブセットだけが示されている）は各々が所望とするビデオ圧縮標準で符号化されている。ビデオ・ソースＡ₁〜Ａ_N１００１〜１００ｎは、いくつかの異なるプログラムまたは開始時刻が異なる同一プログラムを演奏するビデオカセットまたはレーザディスク・プレーヤにすることができる。各プログラムはそれぞれビデオ・エンコーダ１０１１、１０１２〜１０１ｎによって符号化される。ビデオ・エンコーダ・システムの出力は第１マルチプクサ１０１２によって結合されて、符号化ビデオ・プログラムの第１マルチプレクス・ストリーム１０２５が生成される。符号化ビデオ・プログラムのバンドルは多数になり、各々はそれぞれ圧縮ビデオ・マルチプレクサ１０２０、１０３０〜１０Ｍ０によって多重化されて、それぞれ圧縮ビデオ・マルチプレクス１０２５、１０３５〜１０Ｍ５が生成される。圧縮ビデオ・プログラム・マルチプレクス１０２５〜１０Ｍ５はそのあと衛星トランスミッタ・システム１０４０に転送され、再配信のために衛星１０５０にアップリンクされる。配信システムの一実施の形態では、各マルチプレクス１０２５、１０３５〜１０Ｍ５は、衛星１０５０の異なるトランスポンダにアップリンクされることになる。衛星１０５０は圧縮ビデオ・マルチプレクスをヘッドエンド・システム１１００などの、複数の配信ヘッドエンド・システムのいずれかにダウンリンクする。ヘッドエンド・システム１１００などのヘッドエンド・システムは、衛星１０５０のダウンリンク範囲内に広範に分布させることができる。例示のヘッドエンド・システム１１００は、衛星１０５０の１つまたは２つ以上のトランスポンダからダウンリンク信号を受信するための衛星受信器１１１０を含んでいる。ダウンリンク信号はそのあと各種のチューナ／デモジュレータ１１２０、１１３０〜１１Ｍ０に渡される。これらのチューナ／デモジュレータは、衛星１０５０の１つまたは２つ以上のトランスポンダによって伝搬された変調信号から圧縮ビデオ・プログラムのマルチプレクスを回復し、これらのマルチプレクスをセレクタ／デマルチプレクサ１２００、１２１０〜１２Ｑ０に渡す。セレクタ／デマルチプレクサ１２００、１２１０〜１２Ｑ０は、チューナ／デモジュレータ１１２０、１１３０〜１１Ｍ０から受信した各種マルチプレクスから、任意の数または組み合わせの選択ビデオ・プログラムをデマルチプレクスする。そこでデマルチプレクスされ、以前に符号化、圧縮されていたビデオ・プログラム１〜Ｎ_iは、図９を参照して説明したような統計的マルチプレクサ９００、９１０〜９Ｑ０に渡される。統計的マルチプレクサは、望みのビデオ・プログラムを統計的多重化データストリームに結合し、種々の配信システム１３１０、１３２０〜１３Ｑ０を経由して配信する。これら各々の配信システムは、オリジナル符号化ビデオ・ソースから選択された異なる組み合わせの統計的多重化ビデオ・プログラム・ストリームを搬送することができる。その後、これらは加入者１４０１〜１４０１に選択的に配信されるが（Ｉは当然に９より大きくすることができる）、各加入者は上述したＭＰＥＧデコーダのように、データ符号化で使用される標準に従って圧縮ビデオ情報を復号化するのに適したビデオ・プログラム・デコーダをもっている。ヘッドエンド・システム１１００には、図９を参照して説明したような、統計的多重化システム９００が組み込まれている。上述したように、統計的マルチプレクサ・システム９００は、本発明の共有動き補償器システムを多数組み込んでおくと、この種の統計的多重化システムの複雑さとコストを低減できるという利点がある。従って、図２、図６および図７を参照して説明した共有動き補償器システムを、圧縮ビデオ配信システム全体に組み込んでおくと好都合である。単一共有動き補償器の実施例以下では、図１１Ａ−図１１Ｄを参照して、本発明の単一共有動き補償器アーキテクチャがいかに有効であるかを説明する。図２の一部が図１１Ａに使用され、キー・ポイントにａからｅまでのラベルを付けて示してある。ポイントｂ、ｃ、およびｄに現れる信号を次のように数学式の項で表すと便利である。 (1) b=a+MC(b) (2) c=b-d (3) d=MC(d+e) 上記において、MC()は動き補償演算子であり、これは入力信号を１フレーム間隔だけ遅延させ、そのフレームのピクセルをある組の動きベクトルに従って空間的に並べ替えることによって実現される。この場合、（１）と（３）の動き補償器は同じ組の動きベクトルを使用するので、双方のMC()は同一である。（１）と（３）を（２）に代入すると、次式が得られる。 (4)c=a+MC(b)-MC(d+e) 動きベクトルは同じであるので、動き補償器は線形関数であり、従って次式のようになる。 (5) c=a+MC(c-d-e) （２）を（５）に代入すると、次式が得られる。 (6) c=a+MC(c-e) 従って、この結果は図１１Ｂに示す構造を使用すると実現できるので、この構造は、信号がポイントＣまたはポイントＣとポイントＥの間の任意の他のポイントに現れたとき、図１１Ａに示すものと機能的に同等であると結論づけることができる。このことに基づくと、図２と図６に示す構造も、それぞれの出力で比較したとき機能的に同等であると結論づけることもできる。同じ結果は、図１１Ｃに示す構造を使用しても実現できる。これは図１１Ｂから派生したものであるからである。この場合、減算は、ピクセル領域に代わってＤＣＴ領域でも行われる。図１１Ｃをもっと単純化するために、加算器はＩＤＣＴの出力から入力に移されている。これは、別のＤＣＴを動き補償器の出力側に追加することで簡単に行うことができる。しかし、この場合、加算器の出力側の直列ＩＤＣＴとＤＣＴは相互に否定するので、図１１Ｄに示すように、両方のブロックを除くことができる。この結果の構造は図７に示すものと同じになる。単一共有動き補償器だけを使用する圧縮ビデオ・リエンコーダ・システム用に好適に実現された方法および装置について説明してきた。この種の共有動き補償器システムは圧縮ビデオ配信システムのシステム・アーキテクチャ全体に組み入れると、利点が得られる。いくつかの実施例を例示して本発明について説明してきたが、この分野の通常の知識を有するものならば、本発明の種々な変更例が可能なことが当然に理解される。従って、本発明の精神と範囲は、次に示す請求の範囲に記載されている事項に基づいて判断される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】 1. ディジタル符号化ビデオ・プログラムの圧縮比を変更するための装置であって、第１圧縮比で先に符号化された圧縮ビデオ・プログラムを受信し、復号化（デコード化）するものであって、復号化ビデオ・ストリームを生成する圧縮ビデオ・デコーダと、前記圧縮ビデオ・デコーダと通信して、前記復号化ビデオ・ストリームをデコーダから受信し、該ビデオ・プログラムを第２圧縮比で再符号化し、圧縮ビデオ出力ストリームを出力するビデオ・エンコーダと、該デコーダと前記エンコーダとの間に結合され、先に符号化された静的情報を該圧縮ビデオ・プログラムから転送して、前記圧縮ビデオ出力ストリームに挿入するための転送データ通路とを具えたことを特徴とする装置。 2. 請求項１に記載の装置において、前記圧縮ビデオ・プログラムに入っている静的情報を検出する静的情報検出ロジックと、前記静的情報検出ロジックと通信して前記静的情報を前記転送データ通路上にコピーする転送回路とをさらに具えたことを特徴とする装置。 3. 請求項２に記載の装置において、前記静的情報検出ロジックは前記静的情報の終わりを検出するロジックと、エンドマーカを前記転送データ通路上に挿入する回路とをさらに含むことを特徴とする装置。 4. 請求項２に記載の装置において、前記デコーダは、逆可変長コーダ（ＩＶＬＣ）および逆量子化器（ＩＱ）と、逆離散コサイン変換ユニット（ＩＤＣＴ）および動き補償器（ＭＣ）とを含むＭＰＥＧデコーダからなることを特徴とする装置。 5. 請求項４に記載の装置において、前記静的情報検出ロジックは、前記ＩＶＬＣに組み込まれていることを特徴とする装置。 6. 請求項１に記載の装置において、前記転送データ通路上の転送静的情報を検出する静的情報挿入ロジックと、前記静的情報を前記圧縮ビデオ出力ストリームに挿入する挿入回路とをさらに含むことを特徴とする装置。 7. 請求項６に記載の装置において、静的情報挿入ロジックは、前記転送データ通路上のエンドマーカを検出し、前記圧縮ビデオ出力ストリームへの静的情報の挿入を終了するエンドマーカ検出回路をさらに含んでいることを特徴とする装置。 8. 請求項６に記載の装置において、前記エンコーダは離散コサイン変換ユニット（ＤＣＴ）、量子化器および可変長コーダ（ＶＬＣ）を含むＭＰＥＧエンコーダからなることを特徴とする装置。 9. 請求項８に記載の装置において、前記静的情報挿入ロジックは、ＭＰＥＧヘッダ情報を前記圧縮ビデオ出力ストリームに挿入する前記ＶＬＣに組み込まれたことを特徴とする装置。 10. 圧縮ビデオ・プログラムの圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に変更する圧縮ビデオ・リエンコーダであって、再符号化プロセスで未変更のままになっているデータのコピーを転送するデータ転送通路を具えたことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 11. 請求項１０に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記圧縮ビデオ・プログラムはＭＰＥＧデータを含み、前記未変更データはヘッダとヘッダ拡張データを含む静的情報を含んでいることを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 12. 請求項１１に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記静的情報は前記圧縮ビデオ・プログラムに関連づけられた動きベクトルをさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 13. 圧縮ビデオ・プログラムを第１圧縮比から第２圧縮比の圧縮出力ストリームに再符号化する方法であって、圧縮ビデオ・プログラム内の静的情報を検出する工程と、静的情報のコピーを転送する工程と、圧縮ビデオ・プログラム・データの残余部分を前記第２圧縮比に従って再符号化する工程と、転送静的情報を再符号化残余データと結合して前記圧縮出力ストリームを得る工程とを含むことを特徴とする方法。 14. 請求項１３に記載の方法において、前記圧縮ビデオ・プログラムはＭＰＥＧ標準に従って符号化され、前記検出工程は該圧縮ビデオ・プログラムに入っている、ＭＰＥＧヘッダ情報を含む静的情報を検出する工程を含むことを特徴とする方法。 15. 請求項１４に記載の方法において、前記静的情報は前記圧縮ビデオ・プログラムに関連づけられた動きベクトルをさらに含むことを特徴とする方法。 16. 請求項１５に記載の方法において、前記転送工程は前記ヘッダ情報をヘッダ転送データ通路上にコピーする工程を含むことを特徴とする方法。 17. 請求項１６に記載の方法において、前記結合工程は前記転送ヘッダ情報を前記圧縮出力ストリーム内に挿入する工程を含むことを特徴とする方法。 18. 圧縮ビデオ・プログラムの圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に変更する圧縮ビデオ・リエンコーダであって、前記圧縮ビデオ・プログラムを受信し、復号化するデコーダ回路と、前記デコーダ回路と通信するように結合されていて、動き補償を行って該圧縮ビデオ・プログラムを復号化する共有動き補償器回路と、復号化ビデオ・データを該デコーダ回路から受信するように結合され、該ビデオ・データを前記第２圧縮比に従って符号化するものであって、前記共有動き補償器回路と通信するように結合されたエンコーダ回路とを具え、該共有動き補償器回路は、該エンコーダ回路と該デコーダ回路の両方のために動き補償を行うことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 19. 請求項１８に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記デコーダ回路と前記エンコーダ回路との間に結合されていて、先に符号化されたヘッダ情報を含む静的情報を該エンコーダ回路の出力に転送するヘッダ転送データ通路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 20. 請求項１９に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記静的情報は前記圧縮ビデオ・プログラムに関連づけられた動きベクトルをさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 21. 請求項１８に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記デコーダ回路は、前記圧縮ビデオ・プログラムを受信するように結合されていて、そこに含まれる可変長コードワードを量子化ＤＣＴ係数に変換する逆可変長コーダ（ＩＶＬＣ）ユニットと、前記量子化ＤＣＴ係数を前記ＩＶＬＣユニットから受信して処理するように結合された逆量子化器と、前記逆量子化器に結合されていて、該圧縮ビデオ・プログラムに含まれる各ピクセル情報に対応する予測誤差を回復する逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）ユニットと、前記ＩＤＣＴユニットと前記共有動き補償器とに結合されていて、予測誤差と該共有動き補償器の出力を加算する加算器とを含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 22. 請求項２１に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記エンコーダ回路は、前記加算器に結合されていて、ＤＣＴ係数を出力する離散コサイン変換（ＤＣＴ）ユニットと、前記ＤＣＴユニットに結合されていて、前記ＤＣＴ係数を量子化する量子化器と、前記量子化器に結合されていて、量子化ＤＣＴ係数を可変長コードワードに変換する可変長コーダ（ＶＬＣ）ユニットと、該量子化器に結合されていて、再量子化ＤＣＴ係数を処理する第２逆量子化器と、第２ＩＤＣＴユニットと、前記第１圧縮比に対応する予測と、前記第２圧縮比に対応する予測との差分を表す出力を発生する減算器とを含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 23. 請求項２２に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記第２ＩＤＣＴは前記第２逆量子化器に結合され、前記減算器は該第２ＩＤＣＴからと前記加算器からの入力を受信するように結合されていると共に、前記共有動き補償器に入力を渡すように結合されていることを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 24. 請求項２２に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記減算器は前記第２逆量子化器からと前記ＤＣＴからの入力を受信するように結合されていると共に、前記第２ＩＤＣＴに入力を渡すように結合されており、該第２ＩＤＣＴは前記共有動き補償器に入力を渡すように結合されていることを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 25. 請求項２２に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記量子化器は量子化パラメータ（量子化スケールコード）に応じた量子化レベルで動作することを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 26. 請求項２５に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、外部で指定された品質設定値（品質レベル・パラメータ）に応じて前記量子化パラメータを変更する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 27. 請求項２６に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、イメージの１つまたは２つ以上の領域の複雑度を数量化したものを含むビジュアル・モデルに応じて前記量子化パラメータを変更する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 28. 請求項２７に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、イメージの前記１つまたは２つ以上の領域はピクセルの非オーバラップ・ブロックであり、該非オーバラップ・ブロックは集合してビデオ・フレームを構成していることを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 29. 請求項２６に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記量子化パラメータの変更を禁止する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 30. 請求項１８に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記デコーダ回路は、前記圧縮ビデオ・プログラムを受信するように結合された逆可変長コーダ（ＩＶＬＣ）ユニットと、前記ＩＶＬＣユニットに結合された逆量子化器と、前記逆量子化器に結合された加算器とを含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 31. 請求項３０に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記エンコーダ回路は、前記加算器に結合された量子化器と、前記量子化器に結合された可変長コーダと、前記可変長コーダに結合された第２逆量子化器と、前記第２逆量子化器と前記加算器に結合された減算器と、前記減算器と前記共有動き補償器との間に結合された逆離散コサイン変換ユニットと、該共有動き補償器と該加算器との間に結合された離散コサイン変換ユニットとを含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 32. 請求項３１に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記量子化器は量子化パラメータ（量子化スケールコード）に応じた量子化レベルで動作することを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 33. 請求項３２に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、外部で指定された品質設定値（品質レベル・パラメータ）に応じて前記量子化パラメータを変更する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 34. 請求項３３に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、イメージの１つまたは２つ以上の領域の複雑度を数量化したものを含むビジュアル・モデルに応答じて前記量子化パラメータを変更する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 35. 請求項３４に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、イメージの前記１つまたは２つ以上の領域はピクセルの非オーバラップ・ブロックであり、該非オーバラップ・ブロックは集合してビデオ・フレームを構成していることを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 36．請求項３３に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記量子化パラメータの変更を禁止する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 37. 符号化ビデオ・プログラムの圧縮比を、動き補償を行う単一共有動き補償器を利用して第１圧縮比から第２圧縮比に変更し、符号化ビデオ・プログラムを復号化すると共に、第２圧縮比に従ってビデオ・プログラムを再符号化することを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 38. 統計的マルチプレクサであって、第１圧縮比の第１圧縮データストリームを受信するように結合されていて、前記第１圧縮データストリームを第２圧縮比の第１再符号化データストリームに変更する第１圧縮ビデオ・リエンコーダと、第３圧縮比の第２圧縮データストリームを受信するように結合されていて、前記第２圧縮データストリームを第４圧縮比の第２再符号化データストリームに変更する第２圧縮ビデオ・リエンコーダと、前記再符号化データストリームをデータストリーム・マルチプレクスに選択的に結合するデータストリーム多重化ロジックとを具えたことを特徴とする統計的マルチプレクサ。 39. 請求項３８に記載の統計的マルチプレクサにおいて、追加の複数の圧縮データストリームを受信して、前記データストリーム多重化ロジックに渡すべき追加の複数の再符号化データストリームを生成する追加の複数の圧縮ビデオ・リエンコーダをさらに含むことを特徴とする統計的マルチプレクサ。 40. 請求項３８に記載の統計的マルチプレクサにおいて、前記圧縮ビデオ・リエンコーダの各々は、復号化回路と、符号化回路と、復号化回路と符号化回路の両方のために動き補償を行う単一共有動き補償器とを含んでいることを特徴とする統計的マルチプレクサ。 41. 請求項３９に記載の統計的マルチプレクサにおいて、前記圧縮ビデオ・リエンコーダの各々は、復号化回路と、符号化回路と、静的情報を前記復号化回路から前記符号化回路へ転送するデータ転送通路とを含んでことを特徴とする統計的マルチプレクサ。 42. 請求項３９に記載の統計的マルチプレクサにおいて、さらに、前記リエンコーダと前記データストリーム多重化ロジックの間に結合された出力バッファと、前記出力バッファの満杯状態を測定し、品質レベル・パラメータを前記リエンコーダに渡し、前記再符号化データストリームの圧縮比を有効化する手段とを含むことを特徴とする統計的マルチプレクサ。 43. 衛星ビデオ配信システムで使用される圧縮ビデオ・ヘッドエンド配信システムであって、衛星のトランスポンダからダウンリンク信号を受信する衛星受信器と、前記衛星受信器からダウンリンク信号を受信するように結合されていて、衛星の１つまたは２つ以上のトランスポンダによって搬送された変調信号から圧縮ビデオ・プログラムのマルチプレクスを回復するための複数のチューナ／デモジュレータと、各々が前記チューナ／デモジュレータに結合されていて、選択された組み合わせのビデオ・プログラムを前記マルチプレクスから選択的にデマルチプレクスするための複数のセレクタ／デマルチプレクサと、望みのビデオ・プログラムを統計的に多重化したデータストリームに結合して配信するための統計的マルチプレクサとを具え、前記統計的マルチプレクサは第１圧縮比の受信圧縮データストリームを第２圧縮比の再符号化データストリームに変更する複数の圧縮ビデオ・リエンコーダを含んでいることを特徴とする圧縮ビデオ・ヘッドエンド配信システム。 44. 請求項４３に記載の圧縮ビデオ・ヘッドエンド配信システムにおいて、前記圧縮ビデオ・リエンコーダの各々は、復号化回路と、符号化回路と、復号化回路と符号化回路の両方のために動き補償を行う単一共有動き補償器とを含んでいることを特徴とする圧縮ビデオ・ヘッドエンド配信システム。 45. 請求項４４に記載の圧縮ビデオ・ヘッドエンド配信システムにおいて、前記圧縮ビデオ・リエンコーダの各々は、復号化回路と、符号化回路と、静的情報を前記復号化回路から前記符号化回路へ転送するデータ転送通路とを含んでことを特徴とする圧縮ビデオ・ヘッドエンド配信システム。 46. 請求項２５に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記量子化パラメータを先の量子化パラメータの整数倍に設定する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。 47. 請求項３２に記載の圧縮ビデオ・リエンコーダにおいて、前記量子化パラメータを先の量子化パラメータの整数倍に設定する回路をさらに含むことを特徴とする圧縮ビデオ・リエンコーダ。