JPH09510070A - 可変ビットレート圧縮システムのバッファ管理 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エンコーダバッファとデコーダバッファとの間のデジタルビデオ信号の伝送の際の圧縮方法を提供する。可同調遅延を、エンコーダバッファメモリの一部の形態で適切に、エンコーダに設け、そのデータを、所定の数のフレーム周期後受信した信号の入力ビットレートにより決定されたレートで通信チャネルに対して読み出す。可変調遅延を用いると、信号ビットレートに関係なくデコーダバッファの充填を比較的一定のレベルに維持することにより、デコーダバッファリングの効率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】 可変ビットレート圧縮システムのバッファ管理 本発明は、デジタルビデオ信号の圧縮方法及びその装置に関するものであり、 特に、信号の符号化及び復号化の際のこのような方法及び装置の使用に関するも のである。 可変ビットレート(VBR)ビデオ圧縮は、定ビットレート(CBR)ビデオ圧縮よりも 有利であることが既知である。この主な理由は、CBRシステムにおいては、最悪 の場合の品質も許容するようにビットレートを設定する必要があり、それに対し て、VBRシステムにおいては、（一定に保持された）品質を許容しうるようにビ ットレートが設定される。CBR圧縮信号のビットレートに対するVBR圧縮信号のビ ットレートの相違は、VBR圧縮に対して30%近く有利であることが確認されている 。 VBR圧縮がCBRより優れていても、それは限られた数の用途にのみ使用すること ができる。原理的には、媒体が可変ビットレート信号を搬送できるようにする必 要がある。ISO/OSEモデルに関しては、ほとんど全ての媒体が物理層で固定ビッ トレートを搬送する。ハイレベルにおいて、媒体は、（論理的に）可変ビットレ ート媒体に転換される。 VBR圧縮の特定用途のうちの一つは結合ビットレート制御であり、この場合、 複数のソースを単一チャネルに利用する。結合ビットレート制御の場合、ビデオ 信号のビットレートは、（ビットレートの最適割当てによって）個々のビットレ ートを変動可能にするが、全てのビットレートの和を一定にするように制御する 。このタイプのシステムは、例えば、ケーブルテレビジョンサービス又は衛星テ レビジョンサービスにおいて生じる。 多プログラムビデオ信号符号化の結合ビットレート制御の概念は、ISO MPEG 規格によって符号化されたビデオ信号に対して特に好適であることが確認されて いる。基本的には、結合ビットレート制御システムは、二つの問題、すなわちビ ット割当て及びバッファ管理に対する技術的な手段を必要とする。ビット割当て を取り扱うために、プログラムのビット要求が測定され、それに応じてビットが プログラム全体に亘って分布される。バッファ管理は、複数の副問題の範囲内に あり、そのうちの幾つかは、1992年12月に刊行されたIEEE Transaction on Circ uits and Systems for Video TechnologyのVol.2,No.4の361〜372頁に、Reibman 及びBarry Haskellにより“Constraints on variable bit-rate video for ATM- networks”に記載されている。Reibman及びHaskellの文献は、非同期転送モード (ATM)ネットワークの符号化及び復号化バッファリングに起因する制約、特に、 可変ビットレートチャネルがエンコーダ及びデコーダにリンクする際のデコーダ バッファのオーバーフロー又はアンダーフローを防止する必要がある追加の制約 を試験する。彼らは、各ビデオフレームに対する符号化されたビット数及び可変 ビットレートチャネルを横切って伝送されたビット数を組み合わせて選択する方 法と、エンコーダバッファ及びデコーダバッファによってそれぞれ伝送されたビ ットレートに課された相違する制約によって課された必要性を記載している。 これら全ての用途において、ビデオの伝送をMPEGフォーマットとすることがで きる。MPEGデコーダは物理バッファを含み、正確なMPEGビットストリームは、ビ デオバッファリング検査(VBV)の制約を満足する必要があり、それは、信号が仮 想デコーダバッファをオーバフロー又はアンダーフローできないことを意味する 。後に示すように、不正確なバッファ管理は、VBR圧縮システムのパフォーマン スを制限するおそれがある。バッファリングシステムの分析は、システム遅延の 概念に大幅に依存し、これにより、連続的なビデオ表示を行うために、遅延を一 定にする必要がある。この要求は、バッファリングのストラテジに影響を及ぼす 。 所定の固定デコーダバッファサイズのCBRシステムにおいては、デコーダの利 用しうるバッファリングスペースを十分使用するために、低ビットレートに対し て遅延を比較的大きくするとともに、高ビットレートに対して遅延を比較的小さ くする必要がある。ビットレートが可変である場合、バッファリングシステムの 適切な設定を用いる必要がある。この適切な設定の結果、デコーダの有効なバッ ファサイズは、低ビットレートの許容しうるパフォーマンスに対して非常に低い 。特に、二つのこと、すなわち、定エンドツーエンド遅延と、高ビットレートに 対する低バッファリング遅延及び低ビットレートに対する高バッファリング遅延 とが要求される。これら要求は、両立することができないと考えられている。 本発明の目的は、向上した復号化バッファ動作の安定性を提供することである 。 本発明の他の目的は、エンコーダバッファ管理のより優れた効率を提供するこ とである。 本発明によれば、画像フレームごとに可変数のデータビットを有する符号化デ ジタルビデオ信号の伝送の際の圧縮に当たり、 ａ）前記符号化デジタルビデオ信号のビットストリームの第１ビットレートを 検出するステップと、 ｂ）前記信号のビットストリームを前記第１ビットレートでバッファに順次書 き込むステップと、 ｃ）前記第１ビットレートの割合として第２ビットレートを獲得し、その割合 の変化が、前記第１ビットレートの変化に対して逆関係となるステップと、 ｄ）前記第２ビットレートで前記バッファからビットストリームを読み出すス テップとを具えることを特徴とする符号化デジタルビデオ信号の伝送の際の圧縮 方法を提供する。 エンコーダバッファの変動した出力ビットレート及び入力ビットレートに起因 する「可変調遅延」を設定することにより、公称デコーダバッファの成分はほぼ 一定のままとなる。入力レートと出力レートとの間の関係は、高入力信号ビット レートにて、（エンコーダ段及びデコーダによって設けられた）バッファリング システムの剰余が比較的小さい遅延を提供する場合、可変調遅延が比較的高い遅 延を提供する。低入力信号ビットレートにて、可変調遅延が、バッファリングシ ステムの剰余によって誘導された比較的高い遅延に対向するように減少される。 あり得る入力ビットレートの範囲は、獲得された第２ビットレートにより、離 散レベルに適切に分割され、この第２ビットレートは、レベルのうちの相違する 一つの範囲内の入力信号ビットレートが、その第２ビットレートが再計算される 点で検出されるまで、一定に維持される。最小入力ビットレートに対して、第２ ビットレートが、そのビットレート、換言すれば入力ビットレートに等しく適切 に設定され、遅延が零に設定される。 連続的な一つ以上の画像フレームのグループ化を明示し、前記第２ビットレー トを、前記グループ化の第１フレームのビットレートから獲得し、かつ、それに 続くグループ化の第１フレームのビットレートが検出されるまで一定に維持する 。グループ化を、既に説明したようなビットレートの範囲内の連続的なフレーム に基づいて決定することができ、又は他の基準に基づいて明記することができる 。MPEG規格に従って符号化した信号に対して、第１グループ化をＩピクチャに割 り当てるとともに、第２グループ化を画像の他のタイプに割り当てる。 本発明によれば、伝送の際にデジタルビデオ信号を符号化するように動作可能 なビデオ信号符号化装置であって、この装置が、 予め設定された符号化形態に応じて受信したビデオ信号を符号化するととも に前記信号を可変ビットレートデータストリームとして出力するように動作可能 なエンコーダ段と、 前記可変ビットレートデータストリームを前記エンコーダから受信するように 結合するとともに、伝送の際にデータ信号を出力するように配置したバッファと を具えるビデオ信号符号化装置において、 前記可変ビットレートストリームのビットレートを検出しうる手段と、前記エ ンコーダ段の出力ビットレートの割合として第２ビットレートを獲得しうる手段 とを設け、その割合変化が前記エンコーダ段の出力レートの変化に対して逆関係 を有し、前記バッファの出力データ信号のビットレートを前記第２ビットレート に制御するように作動しうる手段を更に設けたことを特徴とするビデオ信号符号 化装置を設ける。 また、本発明によれば、既に引用した方法により（伝送の際に）圧縮した符号 化ビデオ信号を設ける。画像フレームの連続に対して符号化データのビットスト リームを具える信号は、この信号の瞬時のビットレートが、ｎフレーム周期後画 像フレームのビット密度に対して反対関係を有するようにし、ｎを前記ビット密 度によって決定するようにする。理解したように、非圧縮信号のビットレートは ビット密度によって決定され、ｎフレーム周期（この場合ｎは必ずしも整数でな い。）は、可変調遅延によって誘導されたラグに対応する。 本発明の好適実施の形態を、添付図面を参照して例示して説明する。 図面中、 図１は、MPEG規格に基づいて符号化した一連の画像フレームを線形的に表す。 図２は、本発明を実施するエンコーダ装置のブロック図である。 図３は、デコーダバッファの使用に関連する図２の装置のエンコーダバッファ の使用を表す。 図４は、時間当たりのデコーダバッファの充填の増大をグラフ的に表す。 図５は、本発明を実施する図３の変形例を表す。 図６は、ビデオ及びMPEGプログラムストリームの組合せを線形的に表す。 図７は、ビットレート変化に起因するスキューを表す。 以下の記載は、MPEG符号化ビデオ信号の管理の例示に関するものであるが、本 発明がこのような符号化規格に限定されるものでないことは当業者には理解でき る。 MPEG規格は、圧縮ビデオ及びそれに関連する音声のストリームの構文及び意味 を説明する。意味は、原理的にはデコーダの機能を明記するが、規格は、デコー ダアーキテクチャに対する指示を提供しない。各デコーダは、ある種の入力バッ ファを有するが、これを実現すべき方法及びこのバッファが有する必要がある正 確な寸法を明記しない。 記憶されたビデオのランダムアクセスの重要性及び移動補償補間によって得ら れた重要なビットレート減少を認識すると、MPEG規格は、３タイプのピクチャ（ フレーム）、すなわち、一般にＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャとそれぞ れ称するイントラピクチャ、予測ピクチャ及び補間ピクチャを認識する。Ｉピク チャは、任意のピクチャのアクセス点を提供し、したがって制限された圧縮のみ を有する。Ｐピクチャは、以前の（Ｉ又はＰ）ピクチャに関して符号化され、し ばしば将来のＰピクチャに対する基準を形成する。Ｂピクチャは、最高の圧縮率 を有するが、予測に対して以前の及び将来の基準を要求する。Ｉ，Ｐ及びＢ−ピ クチャの代表的なMPEGシーケンスを図１に図示する。 MPEGエンコーダの線形表示を図２に図示する。受信したビデオ信号Ｖ_INを、符 号化の量子化粗さを変動させる制御信号Ｑと共に、エンコーダ段１０に通過させ る。（結合ビットレート符号化に対する場合でなくても、）大抵の場合、制御信 号Ｑを一定に保持して、同一平均レベルの粗さを維持する。制御信号Ｑを、入来 ビデオ信号Ｖ_INに基づいてデコーダ(DET)１２から獲得する。エンコーダ段１０ の出力を、第１ビットレートでエンコーダバッファ１４及び計算ユニット１６に 通過させる。計算ユニット１６は、第２ビットレートに対する値を獲得し、これ をヘッダ挿入段(HIN)１８に通過させる。このヘッダ挿入段は、第２ビットレー トのバッファから信号ビットストリームを読み出し、ビットストリームＣＢ_OUT を、受信機／デコーダへの伝送用の通信チャネルに配置する。適切な第２ビット レートを獲得するユニット１６によって実行される計算の基礎は、理論的なエン コーダ／デコーダバッファ配置に関して説明される。 MPEG規格は、仮定的なバッファをオーバーフロー又はアンダーフローしないよ うにビットストリームを抑制する。この仮定的なバッファを、信号エンコーダ段 又は信号デコーダ段で見られる物理バッファに関連させることができる。 バッファ管理問題の研究において、エンコーダバッファ及びデコーダバッファ の組合せの分析は、図３に図示したような二つのバッファのモデルを使用する。 このモデルは、可変ビットレートの状況で生じる問題を説明するのに用いられる 。 MPEG規格は、三つの部分、すなわちビデオ部、音声部及びシステム部に分割さ れる。ビデオ部は、VBVと称される機構を含み、システム部は、移送システムタ ーゲットデコーダ(R-STD)と称される部分を含む。MPEGデコーダは、信号（ビッ トストリーム）が所定の状態を満足する必要があるので実現可能であり、（T-ST Dに対する場合と同様に）VBVを満足させるビットストリームを満足させないと思 われる。ビットストリームがVBV状態を満足する必要があるので、満足しないビ ットストリームを復号化しうるデコーダを設計することができる。 VBVの定義は、VBVバッファから零時間に圧縮ピクチャを読み出す仮定的なデコ ーダと、バッファを継続的に充填するチャネルとに基づく。図４は、図１のMPEG フレームシーケンスの一部の時間関数としての特徴的なVBVバッファ成分を図示 する。VBVは、定ビットレート動作に対して特別に規定される。可変ビットレー ト動作の場合、MPEG規格は、VBVバッファの定義がT-STDの定義に支配されること を明記する。 ビットストリームは、シーケンスヘッダで明記されたビットレートでバッファ に書き込まれる。ビットストリームは、VBVバッファの成分についての情報を含 む。この情報を、VBV遅延と称される各ピクチャヘッダのフィールドに表す。こ の遅延は、ヘッダがVBVバッファに入力する瞬時とピクチャの復号化の瞬時との 間の時間を明記する。 MPEG規格のシステム部では、デコーダに同期する手段を設ける機構が定義され る。これら機構を、時間単位の目安となる復号化タイムスタンプ(DTS)及びプリ ゼンテーションタイムスタンプ(PTS)と称する。システムクロック基準(SCR)の機 構を、正確な時間を回復するのに使用する。完全な復号化動作を、基準ターゲッ トデコーダ(TSD)と称する仮定的なデコーダに関しても説明する。システム部は 、２タイプのシステム層、すなわち移送ストリーム及びプログラムストリームを 記載する。移送ストリームに対するSTDをT-STDと称し、プログラムストリームに 対して用語P-STDを用いる。以下、これらストリーム間の差を説明する。 原理的に、プログラムストリームは、光記録のような非常に誤差の少ない用途 に対して規定される。プログラムストリームの基本的な特徴は、一般的な使用を 限定しうるように、それが一つのプログラムのみを伝達し、ビットレートが変動 可能であることである。より優れたユーティリティは、多プログラム状況を意図 した移送ストリームである。各プログラムに対するビットレートを変動させるこ とができるが、全てのビットレートの和を一定にする必要がある。移送ストリー ムは、188バイトの固定サイズのパケットを用いる。可変ビットレートをディス クから読み出すともに、総ビットレートが一定となるようにリーダからデコーダ に情報を通過させるビットストリームに人工の空プログラムを加えることにより 、T-STDをHD-CD（VBR 光媒体）に対して用いることができる。P-STD及びT-STDの 両方の機能は同様である。利用しうるデコーダのバッファスペースがビットレー トに依存することが従来のバッファ管理の問題であることは認識されている。低 ビットレートでは、利用しうる有効デコーダバッファが非常に小さいので、ビデ オの品質が妨げられる。 図３のモデルに戻ると、バッファリングモデルは以下のパラメータを用いる。 ・（離散）時間ｎ ・現在のビットレートＲ［ｎ］ ・入出力遅延ｄ ・物理エンコーダバッファサイズＢ_E ・物理デコーダバッファサイズＢ_D ・エンコーダバッファポインタＥ［ｎ］ ・デコーダバッファポインタＤ［ｎ］ ・エンコーダバッファポインタの範囲Ｄ_min［ｎ］≦Ｄ［ｎ］＜Ｄ_max［ｎ］ ・デコーダバッファポインタの範囲Ｅ_min［ｎ］≦Ｅ［ｎ］＜Ｅ_max［ｎ］ バッファポインタの範囲は、時間に依存する個別の変数として導入され、現在 のバッファポインタＥ［ｎ］及びＤ［ｎ］はバッファ成分を表す。バッファシス テムのキー変数は、エンコーダへのピクチャの入力時とこのビデオがデコーダに よって復号化される時間との間の時間を表す入出力遅延ｄとなる。以下の誘導に おいて、ｄを、非整数値の可能性もあるがピクチャの整数値と仮定する。この変 数は、全シーケンスに亘って必ず一定である。その理由は、そうでない場合には 非連続的な表示が発生し、動作の描写に悪影響が及ぼされるからである。 バッファを次のように作動させると仮定する。 Ｅ［ｎ］＝Ｅ［ｎ−１］−Ｒ［ｎ］＋ｐ［ｎ］ （式１） Ｄ［ｎ］＝Ｄ［ｎ−１］＋Ｒ［ｎ］−ｐ［ｎ−ｄ］ このモデルにおいて、新たなピクチャごとの動作（次のｎ）を仮定する。この バッファ動作モデルから、エンコーダバッファ成分とデコーダバッファ成分との 間で以下の関係を獲得することができる。 式２から、生じるバッファ成分の境界間の関係を得ることができる。 この式は、エンコーダのアンダーフローをデコーダのオーバーフローにリンク させたこと及びその逆を示す。エンコーダバッファ及びデコーダバッファは２重 動作を有する。明らかに、エンコーダの制約とデコーダの制約との間にｄサンプ ルのラグが存在する。 （既に説明したReibman及びHaskellの文献では、）通常、次のように選択する 。 Ｄ_min［ｎ］＝Ｄ_min［ｎ−ｄ］＝０ （式４） この選択は、二つのバッファのうちのいずれかのアンダーフローが物理アンダ ーフローしたがってデータの損失であることを意味する。エンコーダのアンダー フローは、 Ｄ［ｎ］＞Ｄ_max［ｎ］ （式５） のデコーダ側の違反を意味し、これは、 を有する。 したがって、最大の利用しうるデコーダのバッファスペースは、以前のｄサン プル全体に亘る（積分された）ビットレートに依存する。これは、例えば、ビッ トレートがｄサンプルを越えて一定である場合には問題となる。このような状況 では、 Ｄ_max［ｎ］＝ｄ・Ｒ （式７） となり、したがって、低ビットレートにおいて、利用しうる小さい有効デコーダ バッファを有する。低ビットレートにおいて、比較的大きいＩピクチャを有し、 これは、高ディテールで動きが全くない場面に対して発生することができる。利 用できるバッファスペースが小さいので、従来の技術では、式５のバッファ制約 に違反しないようにＩピクチャの品質を劣化させている。 この問題に対する我々の解決では、図５に図示したように、エンコーダバッフ ァ(EB)と伝送チャネルTCのエンコーダ側のデコーダバッファ(DB)との間に小さな 可同調遅延TDを有するとともに、Ｉビデオに対して比較的高いビットレートを使 用する。小遅延を少数のピクチャ全体に亘って平均し、したがって小ビットレー トピークを容易にする。Ｉピクチャの特別な取扱いは、図１のシーケンスのよう な一連のピクチャ全体に亘って、Ｉピクチャを含む時間周期に対する比較的高い ビットレート及び他の種類のピクチャに対する低いビットレートの二つのビット レートを用いることを意味する。これは、高ピークのビットレートを発生させる 。図１のシーケンスに対して、３群のピクチャ(GOP)、すなわちＩピクチャの各 々に対する群、ＰピクチャのGODに対する群及びこれらＩピクチャとＰピクチャ との間のＢピクチャの群を有し、各GODにおいてビットレートは一定（高速又は 低速）のままである。所望の場合には、（比較的高いレベルと比較的低いレベル との間の）第３のビットレートをＰピクチャに対して明記することができ、この 場合、図１のシーケンスは、シリーズ全体に亘って高−低−中間−低−高のパタ ーンに従うビットレートを有する五つのGOPを具える。 エンコーダにおける特定のビットレート技術の使用を、ビットストリームに式 ５をテストすることによりデコーダから検出することができる。式が「オーバー フロー」を生じると、それは使用すべき技術を示す。 より大きなエンコーダバッファ及び時間に亘る適切なビットレートの選択を説 明する。式４に示した従来の選択は、存在する問題の源となる。他の選択を行う ことにより、より柔軟性がデコーダに付与されることがわかる。最大のあり得る デコーダバッファの有利な選択と考えることができる Ｄ_min＝０ （式８） Ｄ_max＝Ｂ_D を選択する。示したように、この選択は、より大きなエンコーダバッファとなる 。 のようなバッファの他の選択は、（元の問題の場合のように）Ａ＝０，Ｂ＝１で ない場合には、エンコーダバッファに対して同様な結果が生じる。 式３に式８からの選択を置換すると、 及び が生じる。 これらの式は、エンコーダバッファ成分の下限が零でないことを示し、これは 、エンコーダバッファを従来より大きくする必要があることを意味する。実際に は、エンコーゴバッファの物理サイズはデコーダバッファにある程度のマージン を加えたものに等しい。このマージンは、後に示すようなチャネルの最大及び最 小ビットレートから計算される。 我々の分析に対して式10を考察すると、Ｅ_minの外部値の分析は、重要なシス テム特性の洞察を生じる。Ｅ_min＝０の際にスケールの一端に到達する。この状 況は、最小ビットレートでｄ符号より長く伝送する場合に生じる。式10にこれら 仮定を置換すると、 Ｂ_D＝ｄ・Ｒ_min （式12） が生じる。 したがって、最小ビットレートを用いて、要求される遅延を選択する。この遅 延は、一般に従来の状況に比べて長いが、実際の値が、特に記録用途の場合に受 け入れうることがわかる。 スケールの他端において、エンコーダバッファサイズを Ｂ_E＝Ｂ_D＋margin （式13） と記述することができると考察することにより要求される追加のバッファサイズ を見つける。この場合、marginをＥ_minの最大値に等しくする。ビットレートが ｄサンプル（ピクチャ）より長い間その最大値となる場合、最大値に到達する。 この場合、 となる。 時間に依存するビットレートＲ［ｎ］の計算に戻ると、デコーダバッファ成分 は、GOPの開始及び終了で同一であることが要求される。図４は、デコーダバッ ファの充填を用いるこの状況を図示する。 式１から、この状況は、 を意味し、 を有するＮピクチャの長さのGOP全体に亘ってビットレートＲ［ｉ］＝Ｒ一定を 保持する。 式15から、ソースビットレートが変化した後チャネルビットレートはｄサンプ ル変化する必要があり、かつ、時々生じうるピクチャのヘッダよりはむしろ一般 にピクチャ内でビットレートを変化させる必要があることがわかる。ビットレー ト変化を図６のMPEG構文に関して図示し、この場合、参照番号は以下のことを示 す。 １０１：システム構文のパック層 １０２：システム構文のPES層 １０３：ビデオ層（システム構文のペイロード） １０４：ビデオ層のピクチャヘッダ １０５：DTS及びPTSを含むシステムビットストリームのPESヘッダ １０６：ESCR及びES＿RATEを含むシステムビットストリームのパックヘッダ MPEG移送ストリームを、多プログラム環境に対して意図し、プログラムストリ ームを、光記録のように一つのプログラム環境に対して意図する。図６は、ビデ オビットストリームをプログラムストリームに重ねうる方法を示す。プログラム ストリーム中に、MPEG概念のPACKヘッダ及びPESヘッダ（PESパケット化ストリー ム）を有する。PACKヘッダは、基本ストリームレート(=ES-RATE)の情報を含む。 PACKヘッダがピクチャーヘッダすなわちPES-ヘッダに先行するように制約する必 要がないので、任意の瞬時にビットレートを変化させることができる。 式15及び式16の結果を、ピクチャの群のバッファへの入力の瞬時とビットレー トの変化の瞬時との間のスキューを示す図７に図示する。実線は、GOPの圧縮に 起因するビットをバッファに書き込む時間間隔を表し、破線は、GOPに対して計 算された出力ビットレートが適用される時間間隔を表す。 既に説明したように、小さい追加の遅延のみで圧縮の品質を制約しない向上し たバッファ管理ストラテジを示す。 本開示から、当業者には他の変形が明らかである。このような変形は、デジタ ルビデオ信号符号化及び復号化システム、その装置及びそれらの構成パーツの設 計、製造及び使用において既に既知の他の特徴と、既にここに記載した特徴の代 わり又は特徴に加えることができる他の特徴を含むことができる。請求の範囲を 本願の特定の特徴の組合せで表したとしても、本願の開示の範囲は、任意の請求 の範囲で請求した同一発明に関するものであるか否かに関係なく、また、本発明 と同一技術の問題のうちの任意のもの又は全てを軽減するか否かに関係なく、顕 在的に又は潜在的にここに開示した任意の新規な特徴若しくは任意の新奇な特徴 の組合せ又はそれらの任意の普遍かも含むことを理解すべきである。本出願人は これにより、本出願又はそれから得られる任意の他の出願の遂行中、新たな請求 の範囲がこのような特徴及び／又はこのような特徴の組合せを表せることを知ら せる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．画像フレームごとに可変数のデータビットを有する符号化デジタルビデオ信 号の伝送の際の圧縮に当たり、 ａ）前記符号化デジタルビデオ信号のビットストリームの第１ビットレート を検出するステップと、 ｂ）前記信号のビットストリームを前記第１ビットレートでバッファに順次 書き込むステップと、 ｃ）前記第１ビットレートの割合として第２ビットレートを獲得し、その割 合の変化が、前記第１ビットレートの変化に対して逆関係となるステップと、 ｄ）前記第２ビットレートで前記バッファからビットストリームを読み出す ステップとを具えることを特徴とする符号化デジタルビデオ信号の伝送の際の圧 縮方法。 ２．前記第１ビットレートの明示範囲に対して、前記第２ビットレートは、最小 第１ビットレート値で前記第１ビットレートに等しいことを特徴とする請求の範 囲１記載の符号化デジタルビデオ信号の伝送の際の圧縮方法。 ３．連続的な一つ以上の画像フレームのグループ化を明示し、前記第２ビットレ ートを、前記グループ化の第１フレームのビットレートから獲得し、かつ、それ に続くグループ化の第１フレームのビットレートが検出されるまで一定に維持す ることを特徴とする請求の範囲１又は２記載の符号化デジタルビデオ信号の伝送 の際の圧縮方法。 ４．MPEG規格に従って符号化した信号に対して、第１グループ化をＩピクチャに 割り当てるとともに、第２グループ化を画像の他のタイプに割り当てることを特 徴とする請求の範囲３記載の符号化デジタルビデオ信号の伝送の際の圧縮方法。 ５．伝送の際にデジタルビデオ信号を符号化するように動作可能なビデオ信号符 号化装置であって、この装置が、 予め設定された符号化形態に応じて受信したビデオ信号を符号化するととも に前記信号を可変ビットレートデータストリームとして出力するように動作可能 なエンコーダ段と、 前記可変ビットレートデータストリームを前記エンコーダから受信するよう に結合するとともに、伝送の際にデータ信号を出力するように配置したバッファ とを具えるビデオ信号符号化装置において、 前記可変ビットレートストリームのビットレートを検出しうる手段と、前記 エンコーダ段の出力ビットレートの割合として第２ビットレートを獲得しうる手 段とを設け、その割合変化が前記エンコーダ段の出力レートの変化に対して逆関 係を有し、前記バッファの出力データ信号のビットレートを前記第２ビットレー トに制御するように作動しうる手段を更に設けたことを特徴とするビデオ信号符 号化装置。 ６．前記エンコーダ段を、MPEG規格に応じて、前記受信したビデオ信号を符号化 するように構成したことを特徴とする請求の範囲５記載のビデオ信号符号化装置 。 ７．前記エンコーダ段の出力ビットレートを検出しうる手段は、エンコーダ段の 出力ビットレートを検出して、複数のビットレート値の連続的な範囲を明示し、 これら範囲のうちの最初の範囲を有するエンコーダ出力ビットレート値を最初に 検出すると、獲得した第２ビットレートを前記範囲の他の範囲のビットレートが 検出されるまでほぼ一定に維持するように構成したことを特徴とする請求の範囲 ５記載のビデオ信号符号化装置。 ８．ビデオ画像フレームのシーケンスに対する符号化データのビットストリーム を具える請求の範囲１記載の方法によって圧縮された符号化デジタルビデオ信号 において、この信号の瞬時のビットレートが、ｎフレーム周期後画像フレームの ビット密度に対して反対関係を有するようにし、ｎを前記ビット密度によって決 定するようにしたことを特徴とする符号化デジタルビデオ信号。