DE102013105461A1 - Ratensteuerverfahren für mehrschichtige Videocodierung, sowie Videocodiervorrichtung und Videosignalverarbeitungsvorrichtung, welche das Ratensteuerverfahren verwenden - Google Patents

Ratensteuerverfahren für mehrschichtige Videocodierung, sowie Videocodiervorrichtung und Videosignalverarbeitungsvorrichtung, welche das Ratensteuerverfahren verwenden Download PDF

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Abstract

Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung, eine Videokodiervorrichtung und eine Videosignalverarbeitungsvorrichtung, welche das Ratensteuerverfahren verwenden. Bei dem Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung werden statistischen Kodier-Informationen basierend auf einem Ergebnis eines Kodierens von zugeführten Videodaten auf einer ersten Schicht erzeugt. Ein zweiter Ratencontroller (40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F) erzeugt eine Mehrzahl von Quantisierungsparametern, die zu verwenden sind, wenn eine Kodierung auf einer zweiten Schicht durchgeführt wird, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen und/oder Bereich-von-Interesse-Informationen. Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Bereichen einer zweiten Schicht zuzuordnen sind, werden bestimmt basierend auf den statistischen Kodier-Informationen und/oder Bereich-von-Interesse-Informationen, und die zugeführten Videodaten werden in der zweiten Schicht basierend auf der Zielanzahl von Bits kodiert.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0059428 , welche am 1. Juni 2012 beim Koreanischen Amt für Gewerblichen Rechtsschutz (Korean Intellectual Property Office) eingereicht wurde, und welche durch Bezugnahme hierin in ihrer Gesamtheit mit einbezogen ist.
  • 1. Technisches Gebiet
  • Einer oder mehrere Aspekte des erfinderischen Konzepts beziehen sich auf eine Signalverarbeitungsvorrichtung und ein Verfahren und genauer auf ein Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung und eine Videokodiervorrichtung und ein Videosignalverarbeitungssystem, welches das Ratensteuerverfahren verwenden.
  • 2. Diskussion des Standes der Technik
  • Videokompressionstechnologien ermöglichen es, dass Videodaten basierend auf einer vorbestimmten Netzwerkbandbreite, welche in einer beschränkten Hardware-Betriebsumgebung verfügbar ist, komprimiert werden.
  • Nachdem Netzwerkumgebungen sich verändert haben, gibt es Netzwerkumgebungen, in denen die Bandbreite variieren kann. Eine mehrschichtige Video-Codec-Technologie ist eine Kompressionstechnologie, welche entwickelt wurde, um die Notwendigkeit zum Komprimieren von Videodaten für ein Netzwerk mit einer variablen Bandbreite zu erfüllen.
  • KURZFASSUNG
  • Ein Aspekt des erfinderischen Konzepts sieht eine Technologie zum Steuern von Bit-Raten vor, welches eine Verschlechterung in der Abbildungsqualität während einer mehrschichtigen Videokodierung verhindert. Ein Aspekt des erfinderischen Konzepts sieht ein Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung vor, welches durchgeführt wird, um Bit-Raten an bzw. auf einer oberen Schicht durch ein Verwenden von statistischen Kodier-Informationen und/oder Informationen über einen Bereich von Interesse (ROI Information = Region of Interest Information), welche basierend auf dem Ergebnis des Durchführens eines Kodierens auf einer niedrigeren bzw. unteren Schicht erzeugt werden, zu steuern. Ein zweiter Raten-Controller erzeugt eine Mehrzahl von zweiten Quantisierungsparametern basierend auf den statistischen Kodier-Informationen, welche zu verwenden sind, wenn ein Kodieren auf einer Mehrzahl von Bereichen an bzw. in der zweiten (oberen) Schicht durchgeführt wird.
  • Das erfinderische Konzept sieht auch einen Videokodierer zum Steuern von Bit-Raten in einer oberen Schicht durch ein Verwenden von statistischen Kodier-Informationen und/oder ROI-Informationen vor, welche basierend auf dem Ergebnis des Durchführens eines Kodierens auf einer niedrigeren Schicht erzeugt werden. Statistische Kodier-Informationen, welche in der Basisschicht erzeugt werden, können einen SAD-Wert, welcher in Einheiten von Makroblöcken berechnet ist, und einen SAD-Wert, welcher in Einheiten von Bildern berechnet ist, aufweisen.
  • Das erfinderische Konzept sieht auch ein Videosignalverarbeitungssystem zum Durchführen eines Kodierens auf einer oberen Schicht durch ein Verwenden von statistischen Kodier-Informationen und/oder ROI-Informationen vor, welche basierend auf dem Ergebnis des Durchführens eines Kodierens auf einer niedrigeren bzw. unteren Schicht erzeugt werden.
  • Das erfinderische Konzept sieht auch ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium vor, welches darauf ein Computerprogramm zum Durchführen eines Ratensteuerverfahrens für eine mehrschichtige Videokodierung aufgezeichnet hat.
  • Gemäß einem Aspekt des erfinderischen Konzepts ist ein Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung vorgesehen, wobei das Verfahren ein Erzeugen von statistischen Kodier-Informationen basierend auf einem Ergebnis eines Kodierens von eingegebenen bzw. zugeführten Videodaten auf einer ersten Schicht aufweist; ein Bestimmen von Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Bereichen einer zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen; und ein Kodieren der zugeführten Videodaten in der zweiten Schicht basierend auf der Zielanzahl von Bits.
  • Die Bereiche der zweiten Schicht können wenigstens eines aus einer Gruppe von Bildern (GOP = Group of Pictures), Frames und Makroblöcken aufweisen.
  • Die statistischen Kodier-Informationen können Informationen über Anzahlen von Bits aufweisen, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in Einheiten von Bereichen der ersten Schicht durchgeführt wird.
  • Die statistischen Kodier-Informationen können Informationen über die Summe von absoluten Differenzen (SAD = Sum of Absolute Differences) zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame aufweisen, welche in Einheiten der ersten Schicht während des Kodierens der ersten Schicht berechnet werden.
  • Die statistischen Kodier-Informationen können Informationen über Komplexitäten aufweisen, welche in Einheiten der Berieche der ersten Schicht berechnet werden.
  • Die statistischen Kodier-Informationen können wenigstens zwei ausgewählt aus Informationen über Anzahlen von Bits, welche in Einheiten der ersten Schicht während des Kodierens der ersten Schicht erzeugt werden, Informationen über die Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, berechnet in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht, und Informationen über Komplexitäten, berechnet in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht, aufweisen.
  • Wenn eine räumliche Auflösung der Videodaten, welche in der ersten Schicht kodiert werden, unterschiedlich von einer räumlichen Auflösung der Videodaten in der zweiten Schicht ist, dann kann die Zielanzahl von Bits, welche den Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf einem Ergebnis eines Hochskalierens (upscaling) oder eines Herabskalierens (downscaling) der statistischen Kodier-Informationen bestimmt werden, um zu steuern, dass die unterschiedlichen räumlichen Auflösungen dieselben sind.
  • Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, können basierend auf Anzahlen von Bits bestimmt werden, welche erzeugt werden, wenn Makroblöcke der ersten Schicht, welche Platzierungen der Makroblöcke der zweiten Schicht entsprechen, kodiert werden.
  • Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, können bestimmt werden basierend auf der Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, welche in Makroblöcken der ersten Schicht berechnet werden, welche den Makroblöcken der zweiten Schicht entsprechen bzw. mit diesen übereinstimmen.
  • Zielanzahlen von Bits, welche Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, können basierend auf Anzahlen von Bits, welche erzeugt werden, wenn Makroblöcke der ersten Schicht, welche mit den Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen, kodiert werden, und der Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten, welche in den Makroblöcken der ersten Schicht berechnet werden, welche mit den Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen, bestimmt werden.
  • Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Frames der zweiten Schicht zuzuordnen sind, können bestimmt werden, basierend auf wenigstens einem ausgewählt aus Informationen über Komplexitäten, welche in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht berechnet sind, und Frame-Bit-Besetzungsinformationen einer Gruppe von Bildern (GOP) der ersten Schicht.
  • Das Kodieren der zugeführten Videodaten in der zweiten Schicht kann ein Bestimmen von Quantisierungsparametern basierend auf Zielanzahlen von Bits aufweisen, und es führt eine Quantisierung unter Verwendung der Quantisierungsparameter während des Kodierens der zugeführten Videodaten in der zweiten Schicht durch.
  • Die Quantisierungsparameter können durch ein Anpassen von Parametern bestimmt werden, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet sind, gemäß den Differenzen zwischen den Zielanzahlen von Bits, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet sind und Anzahlen von Bits, welche während des Kodierens der zweiten Schicht erzeugt werden.
  • Das Ratensteuerverfahren kann weiterhin ein Erzeugen von Bereich-von-Interesse (ROI = Region of Interest)-Informationen über die zugeführten Videodaten aufweisen; und ein Bestimmen der Quantisierungsparameter, welche bezogen auf die zugeführten Videodaten in Einheiten der Bereiche der zweiten Schicht basierend auf den ROI-Informationen zugeordnet sind.
  • Gemäß einem anderen Aspekt des erfinderischen Konzepts ist ein Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung vorgesehen, wobei das Verfahren ein Erzeugen von Bereich-von-Interesse (ROI = Region of Interest)-Informationen über zugeführte Videodaten aufweist; und ein Bestimmen von Quantisierungsparametern, welche Bereichen einer Verbesserungs- bzw. Enhancementschicht basierend auf den ROI-Informationen zuzuordnen sind, Quantisierungsparameter basierend auf den ROI-Informationen bestimmend, welche in einem Bereich von Interesse unterschiedlich sind verglichen zu einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Die ROI-Informationen können unter Verwendung wenigstens eines ausgewählt aus einer Verteilung von erzeugte Bits, einer Abbildungskomplexität und einer Verteilung von Pixeln berechnet werden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt des erfinderischen Konzepts ist eine Video-Kodiervorrichtung vorgesehen, welche einen ersten Kodier-Prozessor zum Erzeugen von statistischen Kodier-Informationen basierend auf einem Ergebnis eines Kodierens von Videodaten in einer ersten Schicht aufweist; einen Ratencontroller zum Erzeugen eines Quantisierungsparameters, der zu verwenden ist, wenn ein Kodieren auf einer zweiten Schicht durchgeführt wird, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen; und einen zweiten Kodier-Prozessor zum Kodieren der zugeführten Videodaten in der zweiten Schicht durch eine Verwendung der Quantisierungsparameter.
  • Die statistischen Kodier-Informationen können wenigstens eines ausgewählt aus Informationen über Anzahlen von Bits, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in Einheiten von Bereichen der ersten Schicht durchgeführt wird, Informationen über die Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, berechnet in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht, und Informationen über Komplexitäten der Bereiche der ersten Schicht aufweisen.
  • Der Ratencontroller kann eine Anzahl-von-Bit-Bestimmungseinheit zum Bestimmen von Zielanzahlen von Bits, jeweils Bereichen der zweiten Schicht welche zuzuordnen sind, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen aufweisen; und eine Quantisierungsparameter-Erzeugungseinheit zum Erzeugen der Quantisierungsparameter basierend auf den Differenzen zwischen den Zielanzahlen von Bits und Anzahlen von Bits, welche durch den zweiten Kodier-Prozessor erzeugt werden.
  • Die Anzahl-von-Bit-Bestimmungseinheit kann Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, bestimmen, basierend auf Anzahlen von Bits, welche erzeugt werden, wenn Makroblocks der ersten Schicht, welche mit den Makroblocks der zweiten Schicht übereinstimmen, kodiert werden.
  • Die Anzahl-von-Bit-Bestimmungseinheit kann Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, bestimmen, basierend auf einer SAD zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, berechnet in Makroblöcken der ersten Schicht, welche mit den Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen.
  • Die Anzahl-von-Bit-Bestimmungseinheit kann Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, bestimmen, basierend auf wenigstens einem ausgewählt aus Informationen über Komplexitäten von Bereichen der ersten Schicht, berechnet bei der ersten Schicht, und Frame-Bit-Besetzungsinformationen einer Gruppe von Bildern (GOP = Group of Pictures) der ersten Schicht.
  • Die Videokodiervorrichtung kann weiterhin eine Bereich-von-Interesse (ROI)-Erfassungseinheit zum Erfassen eines Bereichs von Interesse der zugeführten Videodaten und zum Erzeugen von ROI-Informationen, welche den erfassten Bereich von Interesse anzeigen, aufweisen, und der Ratencontroller kann die Quantisierungsparameter, welche Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf den ROI-Informationen bestimmen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt des erfinderischen Konzepts ist ein Videosignalverarbeitungssystem vorgesehen, welches einen mehrschichtigen Kodierer zum Kodieren von Quell-Videodaten jeweils auf einer Basisschicht und wenigstens einer Verbesserungsschicht aufweist; und einen Transmitter für die Quell-Videodaten, welche durch den mehrschichtigen Kodierer kodiert sind, zu einer Zielvorrichtung über ein verdrahtetes oder drahtloses Netzwerk, wobei der mehrschichtige Kodierer Zielanzahlen von Bits, welche Bereichen der wenigstens einen Verbesserungsschicht zuzuordnen sind, bestimmt, basierend auf statistischen Kodier-Informationen, welche gemäß einem Ergebnis des Kodierens der Quell-Videodaten, welche in der Basisschicht kodiert werden, erzeugt werden.
  • Der mehrschichtige Kodierer kann Quantisierungsparameter, welche den Bereichen der wenigstens einen Verbesserungsschicht zuzuordnen sind, bestimmen, basierend auf Bereich-von-Interesse (ROI)-Informationen über die Quell-Videodaten.
  • Hierin nachstehend wird das erfinderische Konzept vollständiger unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, beschrieben werden. Diese Ausführungsformen sind vorgesehen, so dass diese Offenbarung sorgfältig und vollständig sein wird, und den Umfang des erfinderischen Konzepts Fachleuten vollständig vermitteln wird. Das erfinderische Konzept kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die beispielhaften Ausführungsformen, welche hierin erläutert sind, beschränkt angesehen werden. Es ist für Fachleute offensichtlich, dass die obigen beispielhaften Ausführungsformen alle Abwandlungen, Äquivalente und Alternativen, die in den Umfang des erfinderischen Konzepts fallen, umfassen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente über die Zeichnungen hinweg. In den Zeichnungen können die Längen und Größen von Schichten und Bereichen für die Klarheit übertrieben bzw. überzogen sein.
  • Die Terminologie, welche hierin verwendet wird, ist nur zum Zwecke des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und ist nicht vorgesehen, um für die Erfindung beschränkend zu sein. Wenn hierin verwendet, sind die Singularformen „einer/eine/eines” und „der/die/das” vorgesehen, um ebenso die Pluralformen zu umfassen, sofern der Kontext bzw. Zusammenhang nicht deutlich Anderes anzeigt.
  • Solange nicht anderweitig definiert, haben alle Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe), welche hierin verwendet werden, dieselbe Bedeutung wie sie allgemein durch einen Fachmann in dem Gebiet, zu welchem die Erfindung gehört, verstanden wird. Es wird weiter verstanden werden, dass Begriffe wie diejenigen, die in gemeinhin verwendeten Wörterbüchern definiert sind, als die Bedeutung habend interpretiert werden sollen, welche konsistent ist mit ihrer Bedeutung in dem Kontext des relevanten bzw. maßgeblichen Bereiches, und sie werden nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne interpretiert werden, soweit nicht ausdrücklich hierin definiert.
  • Wenn hierin verwendet, schließt der Wortlaut „und/oder” irgendeine und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Gegenstände ein. Ausdrücke wie beispielsweise „wenigstens einer/eine/eines von” modifizieren, wenn sie einer Liste von Elementen voranstehen die gesamte Liste von Elementen, und sie modifizieren nicht die individuellen Elemente der Liste.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Beispielhafte Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung, zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Videosignalverarbeitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 2 ein Blockschaltbild einer Quellvorrichtung und einer Zielvorrichtung ist, welche in 1 veranschaulicht sind;
  • 3 ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 4 ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 5 ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 6 ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 7 ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 8 ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 9 ein Blockschaltbild einer Bereich-von-Interesse (ROI)-Erfassungseinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 10 ein Blockschaltbild einer ROI-Erfassungseinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 11 ein Blockschaltbild einer ROI-Erfassungseinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 12 ein Blockschaltbild eines zweiten Ratencontrollers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist, welcher in einem Verbesserungsschicht-Kodierer enthalten ist;
  • 13 ein Blockschaltbild eines zweiten Ratencontrollers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist, welcher in einem Verbesserungsschicht-Kodierer enthalten ist;
  • 14 ein Blockschaltbild eines zweiten Ratencontrollers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist, welcher in einem Verbesserungsschicht-Kodierer enthalten ist;
  • 15 ein detailliertes Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 16 ein detailliertes Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist;
  • 17A bis 17C Konzeptdiagramme sind, welche Vorgänge des Bestimmens einer Zielanzahl von Bits für einen Makroblock einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von statistischen Kodier-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts eine räumliche Skalierbarkeit unterstützt;
  • 18A bis 18C Konzeptdiagramme sind, welche Vorgänge des Bestimmens einer Zielanzahl von Bits für einen Makroblock einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von statistischen Kodier-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts eine Qualitäts-Skalierbarkeit unterstützt;
  • 19A bis 19C Konzeptdiagramme sind, welche Vorgänge des Bestimmens einer Zielanzahl von Bits für einen Frame einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von statistischen Kodier-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts;
  • 20A bis 20D Konzeptdiagramme sind, welche Vorgänge zum Zuordnen von Quantisierungsparametern zu Makroblöcken einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von ROI-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts eine räumliche Skalierbarkeit unterstützt;
  • 21A bis 21D Konzeptdiagramme sind, welche Vorgänge zum Zuordnen von Quantisierungsparametern zu Makroblöcken einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von ROI-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts eine Qualitäts-Skalierbarkeit unterstützt;
  • 22 Quantisierungsparameter, welche einer Verbesserungsschicht durch Verwendung von ROI-Informationen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts zugeordnet werden, veranschaulicht;
  • 23 ein Flussdiagramm ist, welches ein Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts veranschaulicht;
  • 24 ein Flussdiagramm ist, welches eine Operation des Bestimmens eines Quantisierungsparameters einer zweiten Schicht veranschaulicht, welche in einem Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts enthalten ist;
  • 25 ein Flussdiagramm ist, welches eine Operation des Bestimmens eines Quantisierungsparameters einer zweiten Schicht veranschaulicht, welche in einem Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts enthalten ist;
  • 26 ein Flussdiagramm ist, welches ein Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung veranschaulicht, welches durch eine Videokodiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts durchgeführt wird;
  • 27 ein Blockschaltbild einer Video-Bereitstellungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist; und
  • 28 ein Blockschaltbild eines Video-Servicesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist ein Blockschaltbild eines Videosignalverarbeitungssystems 1000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts. Bezug nehmend auf 1 weist das Videosignalverarbeitungssystem 1000 eine Quellvorrichtung 100 und eine Zielvorrichtung 200 auf.
  • Obwohl zur Erleichterung der Erklärung 1 veranschaulicht, dass die Zielvorrichtung 200 als eine einzelne Zielvorrichtung veranschaulicht ist, kann sie eine Mehrzahl von Zielvorrichtungen sein.
  • Die Quellvorrichtung 100 erhält digitale Videoinhalte von wenigstens einer Videoquelle und kodiert den digitalen Videoinhalt, um den digitalen Videoinhalt zu der Zielvorrichtung 200 zu übertragen. Beispielsweise kann der digitale Videoinhalt in Echtzeit aufgenommen werden, oder er kann vor-aufgezeichnet sein.
  • Die Quellvorrichtung 100 kann einen Transmitter bzw. eine Sendevorrichtung aufweisen, welche eine Frequenzmodulation, ein Filtern und eine Verstärkung zum Übertragen von digitalen kodierten Videodaten über ein Kommunikationssignal unter Verwendung wenigstens einer Antenne aufweist, oder sie kann mit einem solchen Transmitter gekoppelt sein.
  • Zur Skalierbarkeit kann die Quellvorrichtung 100 eine mehrschichtige Kodierung unterstützen. Eine mehrschichtige Kodierung kann beispielsweise skalierbares Kodieren aufweisen.
  • Skalierbarkeit bedeutet die Fähigkeit eines Systems, Netzwerks oder Vorgangs, verschiedene Videosequenzen, welche verschiedene Auflösungen, Frame-Raten und Bildqualitäten haben, aus einem Strom, welcher durch ein Komprimieren einer Videosequenz erhalten wird, wiederherzustellen. Demnach bedeutet Skalierbarkeit ein Kodieren eines Stückes bzw. einer Tranche von Videodaten in unterschiedliche Bitströme und ein Übertragen der Bitströme gemäß Kanalcharakteristiken. Beispielsweise wird, wenn eine Tranche von Videodaten in drei Bitströme kodiert wird, dann nur ein erster Bitstrom, welcher das geringste Qualitätsniveau hat, übertragen, während Kanalcharakteristiken schlecht bzw. schwach sind, wobei der erste Bitstrom und ein zweiter Bitstrom, welcher ein Qualitätsniveau besser als dasjenige des ersten Bitstroms hat, übertragen werden, wenn sich die Kanalcharakteristiken verbessern, und alle des ersten und zweiten Bitstroms und eines dritten Bitstroms, welcher das höchste Qualitätsniveau hat, übertragen werden, wenn sich die Kanalcharakteristiken weiter verbessern.
  • Die Quellvorrichtung 100, welche ein mehrschichtiges Kodieren unterstützt, kann eine Basisschicht, welche ein Video aufweist, welches eine geringe Auflösung oder eine Größe hat, kodieren und kann weiterhin eine Verbesserungsschicht kodieren, welche einen Bildschirm bzw. Screen hat, welcher jeweils eine höhere Auflösung oder eine größere Größe hat als diejenige Basisschicht. Die Basisschicht ist ein Bitstrom, welcher kodiert ist, um unabhängig dekodiert zu werden (d. h. er kann ohne irgendeine andere Schicht, welche zur Verfügung steht, dekodiert werden), die Verbesserungsschicht aber ist ein Bitstrom, welcher verwendet wird, um den Bitstrom, welcher in der Basisschicht enthalten ist, zu verbessern. Beispielsweise können Daten, welche bei der Verbesserungsschicht kodiert werden, ein Ergebnis eines Fein-Kodierens des Unterschieds zwischen Werten von Quelldaten und Daten, welche bei der Basisschicht kodiert werden, sein.
  • Die Quell-Vorrichtung 100 kann eine räumliche Skalierbarkeit zum Anpassen der Auflösung von Video, eine Qualitätsskalierbarkeit zum Anpassen der Qualität von Video und eine zeitliche Skalierbarkeit zum Anpassen der Frame-Rate von Video unterstützen. Videodaten können gemäß mehrschichtigem Kodieren kodiert werden, welches verschiedene Kombinationen von räumlicher Skalierbarkeit, Qualitätsskalierbarkeit und zeitlicher Skalierbarkeit verwendet.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, kann die Quellvorrichtung 100 Quell-Videodaten in eine Basisschicht und wenigstens eine Verbesserungsschicht kodieren, um mehrschichtiges Kodieren zu unterstützen. Die Quellvorrichtung 100 modifiziert die Quell-Videodaten gemäß vorab aufgestellten Standards für die Basisschicht und die wenigstens eine Verbesserungsschicht und stellt das Ergebnis des Modifizierens der Basisschicht und der wenigstens einen Verbesserungsschicht zur Verfügung. Videodaten, welche ein Basis-Qualitätsniveau haben, werden in der Basisschicht kodiert, und Videodaten, welche ein höheres Qualitätsniveau haben (höher als dasjenige der Basisschicht) werden in der wenigstens einen Verbesserungsschicht kodiert.
  • Beispielsweise kann die Quellvorrichtung 100 Quell-Videodaten auf einer Basisschicht gemäß ITU-T H.264/MPEG-4 Part 10 AVC-Standard-basierter skalierbarer Videokodierung (SVC = Standards-Based-Scalable Video Coding) kodieren und kann die Quell-Videodaten bei der wenigstens einen Verbesserungsschicht, wie untenstehend beschrieben, kodieren.
  • Technologien, welche in dem erfinderischen Konzept vorgeschlagen werden, können angewandt werden, um eine Video-Skalierbarkeits-Erweiterung für Vorrichtungen, welche den H.264-Standards unterliegen, durchzuführen. Die Technologien, welche in dem erfinderischen Konzept vorgeschlagen werden, können auch mit den H.264-Standards angewandt werden, zusammen mit anderen Video-Kodierstandards, welche durch eine Organisation entwickelt werden oder durch eine Standardisierungs-Organisation definiert werden und/oder mit verschiedenen Video-Kompressionsstandards, welche gemäß verschiedenen Videokodierungs-Standards definiert werden, beispielsweise MPEG-1, MPEG-2, ITU-T H.263-Standards, Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE), und High-Efficiency Video Coding (HEVC) und anderen Standards.
  • Die Zielvorrichtung 200 kann ein Empfangen von kodierten Videodaten über ein verdrahtetes oder ein drahtloses Netzwerk unterstützen. Die Zielvorrichtung 200 kann irgendeine von verschiedenen Vorrichtungen sein, welche in der Lage sind, digitale Videodaten zu empfangen und zu dekodieren, beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, ein Mobiltelefon, ein drahtloses Telefon, ein drahtloses Übertragungssystem, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA = Personal Digital Assistant) ein Notebook-Computer, ein Desktop-Computer, eine Digitalkamera, eine digitale Aufzeichnungsvorrichtung, eine Videospielvorrichtung und ein digitaler Fernseher (TV).
  • Die Zielvorrichtung 200 kann gemäß einem der verschiedenen Video-Kompressionsstandards, welche obenstehend beschrieben sind, arbeiten, die Video-Kompressionsstandards, welche in der Quellvorrichtung 100 eingesetzt werden, entsprechen.
  • Die Quellvorrichtung 100 und die Zielvorrichtung 200 können als drahtlose oder verdrahtete Kommunikationsvorrichtungen implementiert sein. Ebenso können die Quellvorrichtung 100 und die Zielvorrichtung 200 als integrierte Schaltungs (IC = Integrated Circuit)-Vorrichtungen, beispielsweise ein IC-Chip oder ein Chipsatz ausgeführt sein. Beispiele von verdrahteten/drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen schließen einen digitalen Mediaplayer, einen PDA, ein mobiles Telefon, einen digitalen TV und andere Typen von Vorrichtungen, welche in der Lage sind, digitale Video-Anwendungen zu unterstützen, ein.
  • 2 ist ein Blockschaltbild der Quellvorrichtung 100 und der Zielvorrichtung 200, welche in dem Videosignalverarbeitungssystem der 1 veranschaulicht sind. Bezug nehmend auf 2 weist die Quellvorrichtung 100 eine Videoquelle 110, einen Videokodierer 120 und einen Transmitter 130 auf. Die Zielvorrichtung 200 weist einen Empfänger bzw. Receiver 210, einen Videodekodierer 220 und eine Anzeigevorrichtung 230 auf.
  • Die Videoquelle 110 kann eine Video-Aufnahmevorrichtung, beispielsweise eine Videokamera, eine Videoinhalt-Versorgungsvorrichtung, ein Kameratelefon, ein Videotelefon, ein mobiles Telefon mit einer eingebauten Kamera oder dergleichen sein.
  • Der Videokodierer 120 empfängt Videodaten von der Videoquelle 110 und kodiert die empfangenen Videodaten in einen Basisschicht-Bitstrom und wenigstens einen Verbesserungsschicht-Bitstrom. Der Videokodierer 120 unterstützt eine mehrschichtige Kodierung.
  • Bezug nehmend auf 2 weist der Videokodierer 120 einen Basisschicht-Kodierer 121, wenigstens einen Verbesserungsschicht-Kodierer 122 und einen Frame-Puffer 123 auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121 und der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 empfangen Videodaten von der Videoquelle 110.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt einen Basisschicht-Bitstrom von Video, welcher ein erstes Qualitätsniveau hat, durch ein Kodieren der Videodaten bei bzw. mit einer ersten Bit-Rate. Dann erzeugt der Basisschicht-Kodierer 121 statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens des Kodierens auf einer Basisschicht. Beispielsweise können die statistischen Kodier-Informationen wenigstens eines aufweisen von: Informationen über die Anzahl von Bits, welche erzeugt werden, um ein Kodieren in der Basisschicht in Einheiten von Referenzgrößen durchzuführen, Informationen über die Summe von absoluten Differenzen (SAD = Sum of Absolute Differences) zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, berechnet in Einheiten der Referenzgrößen während des Kodierens der Basisschicht, und Informationen über Komplexitäten der Referenzgrößen, berechnet in der Basisschicht. Hier können die „Referenzgrößen” ausgewählt werden aus Gruppen von Bildern (GOP = Groups of Pictures), Frames oder Makroblöcken.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt Bereich-von-Interesse (ROI = Regions of Interests)-Informationen durch ein Analysieren empfangener Videodaten. Die ROI-Informationen können durch eine ROI-Erfassungseinheit erzeugt werden, welche außerhalb des Basisschicht-Kodierers 121 angeordnet ist.
  • Der Frame-Puffer 123 speichert statistische Kodier-Informationen, welche basierend auf dem Ergebnis des Durchführens einer Kodierung durch den Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt werden. Der Frame-Puffer 123 kann weiterhin die ROI-Informationen speichern, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt werden. Der Frame-Puffer 123 kann weiterhin Informationen speichern, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121 gemäß den H.264-Standards erzeugt werden, und welche durch den Verbesserungsschicht-Kodierer 122 verwendet werden, um eine Kodierung durchzuführen. Beispielsweise kann der Frame-Puffer 123 Inter-Frame/Intra-Frame-Vorhersageinformationen, Bewegungsinformationen und verbleibende Informationen, welche während eines Kodier-Vorganges des Basisschicht-Kodierers 121 erzeugt werden, speichern.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 kann eine Kompressionseffizienz durch ein Durchführen einer Kodierung unter Verwendung der Inter-Frame/Intra-Frame-Vorhersageinformationen, der Bewegungsinformationen und der verbleibenden Informationen erhöhen. Ebenso führt der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 eine Ratensteuerung unter Verwendung der statistischen Kodier-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt werden, durch. Der Betrieb des Durchführens einer Ratensteuerung in einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden der statistischen Kodier-Informationen, welche in einer Basisschicht erzeugt werden, ist untenstehend im Detail beschrieben.
  • Eine räumliche Skalierbarkeit kann durch eine Abtastratenerhöhung bzw. ein Up-Sampling oder eine Abtastratenverringerung bzw. ein Down-Sampling von Eingabe-Frame-Daten realisiert werden.
  • Jeder des Basisschicht-Kodierers 121 und des Verbesserungsschicht-Kodierers 122 führt ein Intra-Kodieren oder Inter-Kodieren auf Videoblöcken jedes Frame durch.
  • Eine Intra-Kodierung wird durchgeführt, um räumliche Redundanzen in Videodaten in einem Frame oder einem Makroblock durch eine räumliche Vorhersage zu verringern oder zu entfernen. Bei einer Intra-Kodierung wird ein räumlich vorhergesagter Makroblock basierend auf wenigstens einem kodierten Makroblock, welcher in demselben Frame enthalten ist wie der gegenwärtige Makroblock, welcher zu kodieren ist, gebildet.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt einen vorhergesagten Block basierend auf wenigstens einem kodierten Makroblock, welcher in dem gegenwärtigen Frame enthalten ist, durch ein Durchführen einer Interpolation, was ein Beispiel von Intra-Kodierung ist, durch ein Verwenden von Pixelwerten wenigstens eines kodierten Makroblocks, welcher in einer Basisschicht des gegenwärtigen Frame enthalten ist.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 erzeugt einen vorhergesagten Block durch ein Durchführen einer Inter-Kodierung basierend auf wenigstens kodierten Makroblock, welcher in dem gegenwärtigen Frame enthalten ist. Beispielsweise kann der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 einen vorhergesagten Makroblock basierend auf wenigstens einem kodierten Makroblock von einer Basisschicht und einer Verbesserungsschicht in dem gegenwärtigen Frame erzeugen. Beispielsweise kann der Verbesse rungsschicht-Kodierer 122 einen vorhergesagten Makroblock durch ein Verwenden einer gewichteten Summe von Pixelwerten wenigstens eines kodierten Makroblocks von der Basisschicht und wenigstens eines kodierten Makroblocks von der Verbesserungsschicht erzeugen.
  • Intra-Kodieren wird durchgeführt, um zeitliche Redundanzen in benachbaren Frames einer Videosequenz durch eine zeitliche Vorhersage zu verringern oder zu entfernen. Bei einer Inter-Kodierung führen der Basisschicht-Kodierer 121 und der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 eine Bewegungsabschätzung durch übereinstimmende Makroblocks zwischen zweien oder mehreren benachbarten Frames als ähnlichen Makroblöcken durch. Bei einer Inter-Vorhersage erzeugen der Basisschicht-Kodierer 121 und der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 zeitlich vorhergesagte Makroblöcke basierend auf wenigstens einem kodierten Makroblock in unterschiedlichen Frames in einer kodierten Einheit.
  • Beispielsweise vergleicht der Basisschicht-Kodierer 121 den gegenwärtigen Makroblock mit Makroblöcken wenigstens eines benachbarten Video-Frame und erfasst den Makroblock, welcher am nähesten mit dem gegenwärtigen Makroblock übereinstimmt. Beispielsweise kann ein Makroblock, welcher die kleinste SAD hat, als der zeitlich vorhergesagte Makroblock unter den Makroblöcken des wenigstens einen benachbarten Video-Frame bestimmt werden.
  • Beispielsweise vergleicht der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 den gegenwärtigen Makroblock mit Makroblöcken, welche in wenigstens einem benachbarten Frame enthalten sind, welcher in einer Basisschicht und/oder einer Verbesserungsschicht enthalten ist.
  • Jeder des Basisschicht-Kodierers 121 und des Verbesserungsschicht-Kodierers 122 erzeugt einen verbleibenden Makroblock bzw. Restmakroblock durch ein Durchführen einer Intra-basierten Vorhersage oder Inter-basierten Vorhersage auf Makroblöcken, um einen vorhergesagten Block zu erhalten, und ein Subtrahieren des vorhergesagten Blocks von dem Original-Makroblock. Der „verbleibende Makroblock” repräsentiert die Referenz zwischen dem gegenwärtigen zu kodierenden Makroblock und einem vorhergesagten Makroblock.
  • Jeder des Basisschicht-Kodierers 121 und des Verbesserungsschicht-Kodierers 122 verringert die Bit-Rate eines verbleibenden Makroblocks durch ein Durchführen einer Transformation, Quantisierung und Entropie-Kodierung. Beispiele der Transformation schließen eine diskrete Kosinus-Transformation (DCT = Discrete Cosine Transformation), eine integrale Transformation, eine Wavelet-Transformation, eine Richtungs-Transformation und andere Typen von Transformationen ein. Eine Transformation wird durchgeführt, um einen Satz von Pixeldifferenzwerten in verbleibende Transformationskoeffizienten zu transformieren, welche die Energien der Pixel-Differenzwerte in einer Frequenzdomäne repräsentieren.
  • Jeder des Basisschicht-Kodierers 121 und des Verbesserungsschicht-Kodierers 122 quantisiert verbleibende Transformationskoeffizienten durch ein Verwenden eines Quantisierungsparameters QP. Die Anzahl von Bits, welche erzeugt wird, um Videodaten zu kodieren, variiert gemäß dem Quantisierungsparameter QP. Beispielsweise ist gemäß den ITU-T H.264-Standards je höher der Quantisierungsparameter ist, umso niedriger die Qualität von Videodaten, da die Videodaten mit einer geringeren Anzahl von Bits kodiert werden, und je niedriger der Quantisierungsparameter QP ist, umso höher die Qualität von Videodaten, da die Videodaten mit einer höheren Anzahl von Bits kodiert werden.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121 bestimmt den Quantisierungsparameter QP basierend auf Zielanzahlen von Bits, welche anfänglich in Einheiten von Frames oder Makroblöcken gesetzt werden, und der Anzahl von Bits, welche erzeugt wird, wenn ein Entropie-Kodieren in der Basisschicht durchgeführt wird.
  • Ebenso bestimmt der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 die Zielanzahl von Bits in Einheiten von Frames oder Makroblöcken basierend auf den statistischen Kodier-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt werden, und bestimmt dann den Quantisierungsparameter QP basierend auf der Zielanzahl von Bits und basierend auf der Anzahl von Bits, welche erzeugt wird, wenn eine Entropie-Kodierung auf einer Verbesserungsschicht durchgeführt wird.
  • Eine Qualitäts-Skalierbarkeit kann durch eine residuelle bzw. verbleibende Quantisierung realisiert werden. Beispielsweise quantisiert der Basisschicht-Kodierer 121, welcher Videodaten kodiert, so dass sie ein geringstes Qualitätsniveau haben, Koeffizienten einer Basisschicht durch ein Verwenden eines Quantisierungsparameters QP (beispielsweise QP-B), welcher größer ist als ein Quantisierungsparameter QP (beispielsweise QP-E), welcher durch den Verbesserungsschicht-Kodierer 122 verwendet wird, um Koeffizienten einer Verbesserungsschicht zu quantisieren.
  • Ebenso bestimmt der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 den Quantisierungsparameter QP (QP-E) basierend auf ROI-Informationen, welche Videodaten betreffen, welche durch oder außerhalb des Basisschicht-Kodierers 121 erzeugt werden. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass ein Quantisierungsparameter QP (QP-E) in einem Bereich von Interesse geringer ist als derjenige in einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Jeder des Basisschicht-Kodierers 121 und des Verbesserungsschicht-Kodierers 122 erzeugt eindimensionale (1D) Koeffizienten-Vektoren durch ein Scannen eines zweidimensionalen (2D) verbleibenden Makroblocks und komprimiert in hohem Maße verbleibende Koeffizienten durch ein Entropie-Kodieren der 1D-Koeffizienten-Vektoren. Beispiele von Entropie-Kodierung weisen eine Kodierung variabler Länge (VLC = Variable-Length Coding), eine arithmetische Kodierung, eine Kodierung fixierter Länge, eine Kontext-adaptive VLC (CAVLC = Context-Adaptive VLC) und eine Kontext-adaptive binäre Arithmetik-Kodierung (CABAC = Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) auf.
  • Jeder des Basisschicht-Kodierers 121 und des Verbesserungsschicht-Kodierers 122 kann Koeffizienten-Vektoren unter Verwendung eines Single-Pass-bzw. Einvorgangs-Kodiervorgangs oder eines Multi-Pass- bzw. Mehrvorgangs- Kodiervorgangs kodieren.
  • Beispielsweise kann der Basisschicht-Kodierer 121 individuell Nicht-Null-Koeffizienten in einer Single-Pass-Kodierung beginnend von einem ersten Koeffizienten-Vektor kodieren.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121 kann eine VLC-Tabelle auswählen, um Lauflängen (run-lengths) individuell zu kodieren. Der Basisschicht-Kodierer 121 kann die VLC-Tabelle auswählen, um einen gegenwärtigen Laufwert (run value) basierend auf der Summe von Symbolen von Läufen und der Summe von Läufen, welche kodiert worden sind, zu kodieren. Beispielsweise sollten, wenn ein Koeffizienten-Vektor gleich zu der Summe von acht Läufen ist und wenn ein Lauf, welcher vor dem letzten Nicht-Null-Koeffizienten kodiert ist, „6” ist, dann alle anderen Läufe „0”, „1”, oder „2” sein. Da eine zur Verfügung stehende Lauflänge kürzer wird, wenn jeder von zusätzlichen Läufen kodiert ist, kann der Basisschicht-Kodierer 121 effiziente VLC-Tabellen auswählen, um eine Anzahl von Bits, welche zu verwenden sind, um Läufe zu repräsentieren, zu verringern.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 kodierte quantisierte verbleibende Transformations-Koeffizienten einer Verbesserungsschicht. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 erzeugt quantisierte verbleibende Koeffizienten, welche unterschiedlich von den verbleibenden Koeffizienten einer Basisschicht sind. Die quantisierten verbleibenden Koeffizienten der Verbesserungsschicht werden unter Verwendung des Quantisierungsparameters QP (QP-E) quantisiert, welcher unterschiedlich ist zu einem Quantisierungsparameter QP (QP-B) der Basisschicht, und er kann demnach unterschiedlich zu den verbleibenden Koeffizienten der Basisschicht sein.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 kann die Rate durch ein Zuordnen einer Zielanzahl von Bits in Einheiten von Referenzgrößen unter Verwendung von statistischen Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens des Kodierens auf einer Basisschicht steuern. Demnach kann wenigstens einer aus quantisierten verbleibenden Koeffizienten von Koeffizienten-Vektoren während des Kodierens der Verbesserungsschicht verworfen werden.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122 kann individuell Nicht-Null-Koeffizienten durch eine Verwendung einer Single-Pass-Kodierung, beginnend von einem ersten Koeffizienten-Vektor kodieren.
  • Die Quellvorrichtung 100 überträgt Videodaten, welche durch den Videokodierer 120, wie obenstehend beschrieben, kodiert sind, über den Transmitter 130 zu der Zielvorrichtung 200.
  • Die Zielvorrichtung 200 weist den Empfänger 210, den Videodekoder 220 und die Anzeigevorrichtung 230 auf.
  • Der Empfänger 210 empfängt einen kodierten Videostrom von der Quellvorrichtung 100 über einen Kanal 300. Wie obenstehend beschrieben ist, weist der kodierte Video-Bitstrom einen Basisschicht-Bitstrom und wenigstens einen Verbesserungsschicht-Bitstrom auf. Der Kanal 300 kann ein verdrahteter oder drahtloser Kommunikationskanal sein.
  • Der Videodekoder 220 erhält Videodaten durch ein Durchführen eines Dekodierens auf einer Basisschicht und wenigstens einer Verbesserungsschicht. Der Videodekoder 220 weist einen Basisschicht-Dekodierer 221 und einen Verbesserungsschicht-Dekodierer 222 auf. Der Basisschicht-Dekodierer 221 erzeugt Videodaten, welche ein erstes Qualitätsniveau haben, durch ein Dekodieren eines Basisschicht-Bitstroms, welcher über den Kanal 300 empfangen wird. Der Verbesserungsschicht-Dekodierer 222 erzeugt weder Daten, welche ein zweites (höheres) Qualitätsniveau haben, durch ein Dekodieren wenigstens eines Verbesserungsschicht-Bitstroms.
  • Die Anzahl von Verbesserungsschichten, welche die Zielvorrichtung 200 empfangen kann, kann gemäß einem Kanalzustand variieren.
  • Der Basisschicht-Dekodierer 221 erhält Symbole, welche Vektoren von quantisierten verbleibenden Koeffizienten einer Basisschicht repräsentieren, durch ein Dekodieren eines Video-Bitstroms, welcher in der Basisschicht kodiert wird.
  • Der Verbesserungsschicht-Dekodierer 222 erhält Symbole, welche Vektoren von quantisierten verbleibenden Koeffizienten einer Verbesserungsschicht repräsentieren, durch ein Dekodieren eines Videostroms, welcher in der Verbesserungsschicht kodiert wird.
  • Der Basisschicht-Dekodierer 221 und der Verbesserungsschicht-Dekodierer 222 erzeugen wiederhergestellte Basisschicht-Videodaten und wiederhergestellte Verbesserungsschicht-Videodaten jeweils durch ein Verwenden von dekodierten quantisierten verbleibenden Koeffizienten. Demnach werden die quantisierten verbleibenden Koeffizienten invers quantisiert, invers quantisierte verbleibende Koeffizienten werden invers transformiert, und eine verbleibender Makroblock von Pixelwerten wird erzeugt. Dann können Videodaten durch ein Kombinieren des verbleibenden Makroblocks von Pixelwerten mit einem vorhergesagten Makroblock wiederhergestellt werden.
  • Die wiederhergestellten Videodaten werden auf der Anzeigevorrichtung 230 angezeigt. Die Anzeigevorrichtung 230 kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD = Liquid Crystal Display), eine Bildröhre bzw. ein Kathodenstrahlrohr (CRT = Cathode Ray Tube), eine Plasmaanzeige, eine Leuchtdioden (LED = Light-Emitting-Diode)-Anzeige, eine organische LED-Anzeige oder dergleichen sein.
  • Die 3 bis 8 sind Blockschaltbilder, welche Strukturen von mehrschichtigen Kodierern gemäß beispielhaften Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts veranschaulichen. Die mehrschichtigen Kodierer können beispielsweise als skalierbare Kodierer ausgeführt sein.
  • Als erstes wird ein mehrschichtiger Kodierer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
  • 3 ist ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers 120A gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts. Bezug nehmend auf 3 weist der mehrschichtige Kodierer 120A einen Basisschicht-Kodierer 121A, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 122A und einen Frame-Puffer 123A auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121A weist einen ersten Kodier-Prozessor 10A und einen ersten Ratencontroller 20A auf. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122A weist einen zweiten Kodier-Prozessor 30A, einen zweiten Ratencontroller 40A und eine Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 auf.
  • In der Ausführungsform der 3 ist die Abtastratenerhöhungs-Einheit in dem Verbesserungsschicht-Kodierer 122A angeordnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfinderischen Konzepts kann die Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 außerhalb des Verbesserungsschicht-Kodierers 122A angeordnet sein.
  • Wenn Videodaten, welche die Auflösung einer Original-Abbildung haben, dem mehrschichtigen Kodierer 120A zugeführt werden, kodiert der Basisschicht-Kodierer 121A direkt die Original-Videodaten und der Verbesserungsschicht-Kodierer 122a erhöht die Abtastrate der Original-Videodaten durch ein Verwenden der Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 zu Videodaten, welche eine größere Auflösung haben, und kodiert dann die Videodaten, welche die höhere Auflösung haben.
  • Beispielsweise kodiert, wenn eine Auflösung der Original-Videodaten ein Common Intermediate Format (CIF) hat, der Basisschicht-Kodierer 121A die Original-Videodaten, welche eine CIF-Auflösung haben. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122A kodiert Standard Definition (SD) oder High Definition (HD) Videodaten, deren Auflösung durch ein Erhöhen der Abtastrate erhöht ist. Alternativ kann der Verbesserungsschicht-Kodierer 122A Original-Videodaten, welche eine hohe Auflösung haben kodieren, und der Basisschicht-Kodierer 121A kann herunterskalierte Videodaten kodieren, wie unter Bezugnahme auf 4 untenstehend beschrieben werden wird.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10A des Basisschicht-Kodierers 121A erzeugt einen Basisschicht-Bitstrom, welcher eine erste Auflösung hat, durch ein Kodieren von zugeführten Frame-Daten mit bzw. bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem ersten Quantisierungsparameter QP1 bestimmt wird, der von dem ersten Ratencontroller 20A empfangen wird.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10A des Basisschicht-Kodierers 121A erzeugt statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens der Kodierung. Beispielsweise können die statistischen Kodier-Informationen wenigstens eines ausgewählt aus Informationen über Anzahlen von Bits, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in Einheiten von Bereichen einer Basisschichtdurchgeführt wird, Informationen über die SAD zwischen einem gegenwärtigen Frame und einem vorhergesagten Frame, berechnete Einheiten der Bereiche der Basisschicht während des Kodierens der Basisschicht, und Informationen über Komplexitäten der Bereiche der Basisschicht, berechnet an der Basisschicht, aufweisen. Hier können die Größen von Bereichen wenigstens eines ausgewählt aus Größen von GOPs, Frames und Makroblöcken aufweisen.
  • Die statistischen Kodier-Informationen, welche durch den ersten Kodier-Prozessor 10A erzeugt werden, werden in dem Frame-Puffer 123A gespeichert.
  • Der erste Ratencontroller 20A kann Zielanzahlen von Bits und Quantisierungsparameter, welche Bereichen einer ersten Schicht gemäß einer ersten Zielbit-Rate zugeordnet werden, bestimmen.
  • Der erste Ratencontroller 20A bestimmt einen ersten Quantisierungsparameter QP1, welcher dem ersten Kodier-Prozessor 10A zuzuordnen ist, durch ein Anpassen von Quantisierungsparametern, welche den Bereichen der ersten Schicht zugeordnet sind, gemäß den Differenzen zwischen Zielanzahlen von Bits, welche Makroblöcken gemäß der ersten Zielbit-Rate zugeordnet sind und der Anzahl von Bits Bits_INF1, welche aktuell erzeugt werden, wenn der erste Kodier-Prozessor 10A eine Entropie-Kodierung in der Basisschicht durchführt. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF1, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF1. Wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der Anzahl von Bits Bits_INF1 ist, wird der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, aufrechterhalten.
  • Die Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 des Verbesserungsschicht-Kodierers 122A erhöht die Abtastrate zugeführter Frame-Daten, so dass sie für die Auflösung einer Verbesserungsschicht angemessen sind. Die Frame-Daten mit erhöhter Abtastrate werden dem zweiten Kodier-Prozessor 30A zur Verfügung gestellt.
  • Der zweite Kodier-Prozessor 30A des Verbesserungsschicht-Kodierers 122A erzeugt einen Verbesserungsschicht-Bitstrom, welcher eine zweite Auflösung hat, durch ein Kodieren der Frame-Daten mit erhöhter Abtastrate bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem Quantisierungsparameter QP2 bestimmt wird, welcher von dem zweiten Ratencontroller 40A empfangen wird.
  • Der zweite Ratencontroller 40A bestimmt die Quantisierungsparameter, welche Bereichen einer zweiten Schicht zuzuordnen sind. Beispielsweise können die Quantisierungsparameter, welche den Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, gemäß einer zweiten Zielbit-Rate bestimmt werden. Als ein anderes Beispiel können die Quantisierungsparameter, welche den Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, gemäß ROI-Informationen bestimmt werden.
  • Der zweite Ratencontroller 40A bestimmt den Quantisierungsparameter QP2, welcher dem zweiten Kodier-Prozessor 30A zuzuordnen ist, durch ein Lesen von statistischen Kodier-Informationen einer Basisschicht, welche der Platzierung des gegenwärtigen Makroblocks entsprechen, welcher auf einer Verbesserungsschicht zu kodieren ist, aus dem Frame-Puffer 123A, eine Zielanzahl von Bits für den gegenwärtigen Makroblock und/oder den gegenwärtigen Frame basierend auf den gelesenen statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmend, und dann Quantisierungsparameter anpassend, welche den Bereichen der zweiten Schicht gemäß der Differenz zwischen der bestimmten Zielanzahl von Bits und der Anzahl von Bits Bits INF2, welche aktuell während des Entropie-Kodierens der Verbesserungsschicht erzeugt werden, zugeordnet sind,. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet wird, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2, und sie wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2. Wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der Anzahl von Bits Bits_INF2 ist, wird der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, aufrechterhalten.
  • Die 17A bis 17C sind Konzeptdiagramme, welche Vorgänge des Bestimmens einer Zielanzahl von Bits für einen Makroblock einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von statistischen Kodier-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher eine räumliche Skalierbarkeit gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts unterstützt.
  • Die 17A bis 17C veranschaulichen einen Fall, in dem die Auflösung von Videodaten, welche in der Verbesserungsschicht kodiert werden, höher ist als diejenige von Videodaten, welche in der Basisschicht kodiert werden.
  • Bezug nehmend auf die 17A und 17B werden statistische Kodier-Informationen, welche durch ein Kodieren von jedem von Frames auf der Basisschicht erhalten werden, zu der Verbesserungsschicht übertragen, so dass die statistischen Kodier-Informationen verwendet werden können, um einen Frame, welcher der Verbesserungsschicht entspricht, zu kodieren. Die statistischen Kodier-Informationen können SADs sein, welche in Einheiten von Bildern oder Makroblöcken berechnet werden, oder Anzahlen von Bits, welche aktuell in Einheiten von Bildern oder Makroblöcken erzeugt werden. 17A veranschaulicht einen Fall, in dem ein Kodieren auf einer GOP durchgeführt wird, welche aus I-Bildern und P-Bildern besteht. 17B veranschaulicht einen Fall, in dem Kodieren auf einer GOP durchgeführt wird, welche aus I-Bildern, B-Bildern und P-Bildern besteht.
  • Bezug nehmend auf 17C kann ein Zielbitwert MB_target_bit eines Makroblocks für die Verbesserungsschicht bestimmt werden basierend auf: einem Ergebnis eines Hochskalierens eines SAD-Wertes ME_MB_SAD, welcher in Einheiten von Makroblöcken berechnet wird; und eines SAD-Wertes ME_PIC_SAD, welcher in Einheiten von Bildern berechnet wird, welche statistische Kodier-Informationen sind, welche bei der Basisschicht erzeugt werden. Beispielsweise wird ein Makroblock der Basisschicht, welcher einer Platzierung eines Makroblocks entspricht, welcher in der Einhancement-Schicht zu kodieren ist, erfasst, und der Zielbitwert MB_target_bit des Makroblocks für die Verbesserungsschicht kann unter Verwendung eines SAD-Wertes ME_MB_SAD des erfassten Makroblocks der Basisschicht bestimmt werden.
  • 17C veranschaulicht einen Fall, in dem eine Anzahl von Makroblöcken, welche in einem Bild der Verbesserungsschicht enthalten sind, viermal der Anzahl von Makroblöcken ist, welche in einem Bild der Basisschicht enthalten sind. 17C veranschaulicht einen Fall, in dem ein Zielbitwert MB_target_bit jedes von vier Makroblöcken der Verbesserungsschicht durch ein Verwenden eines SAD-Werts ME_MB_SAD, welcher in einem Makroblock der Basisschicht berechnet wird, bestimmt wird.
  • Als nächstes wird ein mehrschichtiger Kodierer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden.
  • 4 ist ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers 120B, welcher eine räumliche Skalierbarkeit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unterstützt. Bezug nehmend auf 4 weist der mehrschichtige Kodierer 120B einen Basisschicht-Kodierer 121B, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 122B und einen Frame-Puffer 123B auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121B weist einen ersten Kodier-Prozessor 10B, einen Ratencontroller 20B und eine Abtastratenverringerungs-Einheit 60 auf. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122B weist einen zweiten Kodier-Prozessor 30B und einen zweiten Ratencontroller 40B auf.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der 4 ist die Abtastratenverringerungs-Einheit 60 in dem Basisschicht-Kodierer 121B angeordnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfinderischen Konzepts kann die Abtastratenverringerungs-Einheit 60 außerhalb des Basisschicht-Kodierers 121B angeordnet sein.
  • Wenn Videodaten, welche die Auflösung einer Original-Abbildung haben, dem Mehrschicht-Kodierer 120B zugeführt werden, kodiert der Verbesserungsschicht-Kodierer 122B die Original-Videodaten direkt und der Basisschicht-Kodierer 121B verringert die Abtastrate der Original-Videodaten zu Videodaten, welche eine Auflösung haben, welche geringer ist als diejenige der Original-Abbildung und kodiert dann die Videodaten mit verringerter Abtastrate.
  • Beispielsweise verringert, wenn die Original-Videodaten eine HD-Auflösung haben, dann der Basisschicht-Kodierer 121B die Abtastrate der Original-Videodaten zu Videodaten, welche eine Standard-Definition (SD)-Auflösung oder eine CIF-Auflösung haben, welche geringer ist als die HD-Auflösung und kodiert die Videodaten mit verringerter Abtastrate, und der Verbesserungsschicht-Kodierer 122B kodiert die Original-HD-Videodaten.
  • Die Abtastratenverringerungs-Einheit 60 des Basisschicht-Kodierers 121B verringert die Abtastrate zugeführter Frame-Daten, so dass sie für die Auflösung der Basisschicht angemessen sind. Die Frame-Daten mit verringerter Abtastrate werden dem ersten Kodier-Prozessor 10B zur Verfügung gestellt.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10B des Basisschicht-Kodierers 121B erzeugt einen Basisschicht-Bitstrom, welcher eine erste Auflösung hat, durch ein Kodieren der Frame-Daten mit verringerter Abtastrate bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem ersten Quantisierungsparameter QP1, welcher von dem ersten Ratencontroller 20B empfangen wird, bestimmt wird.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10B des Basisschicht-Kodierers 121B erzeugt statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens der Kodierung. Die statistischen Kodier-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121B erzeugt werden, sind dieselben wie die statistischen Kodier-Informationen, welche obenstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben sind.
  • Die statistischen Kodier-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121B erzeugt werden, werden in dem Frame-Puffer 123B gespeichert.
  • Der Betrieb des ersten Ratencontrollers 20B ist im Wesentlichen der gleiche wie derjenige des Ratencontrollers 20A der 3 und wird demnach hier nicht redundant beschrieben werden.
  • Ein Verbesserungsschicht-Bitstrom, welcher eine zweite Auflösung hat, wird durch ein Kodieren von Frame-Daten erzeugt, welche dem Verbesserungsschicht-Kodierer 122B bei einer Bit-Rate zugeführt werden, welche basierend auf einem zweiten Quantisierungsparameter QP2 bestimmt wird, der durch den zweiten Ratencontroller 40B zur Verfügung gestellt wird.
  • Der zweite Ratencontroller 40B bestimmt Quantisierungsparameter, welche Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet werden. Beispielsweise können die Quantisierungsparameter, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet werden, gemäß einer zweiten Zielbit-Rate bestimmt werden. Als ein alternatives Beispiel können Quantisierungsparameter, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet werden, gemäß ROI-Informationen bestimmt werden.
  • Der zweite Ratencontroller 40B bestimmt den zweiten Quantisierungsparameter QP2, welcher dem zweiten Kodier-Prozessor 30B zuzuweisen ist durch ein Lesen von statistischen Kodier-Informationen einer Basisschicht, welche der Platzierung eines gegenwärtigen Makroblocks entsprechen, welcher auf einer Verbesserungsschicht zu kodieren ist, aus dem Seitenpuffer 123B, eine Zielanzahl von Bits für einen Makroblock und/oder einen Frame bestimmend basierend auf den gelesenen statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht, und dann Quantisierungsparameter anpassend, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet sind, gemäß der Differenz zwischen der bestimmten Zielanzahl von Bits Bits_INF2, welche aktuell während der Entropie-Kodierung der Verbesserungsschicht erzeugt werden. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn (beispielsweise nur wenn) die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2, und er wird erhöht (beispielsweise nur wenn) die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2. Wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der Anzahl von Bits Bits_INF2 ist, wird der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, aufrechterhalten.
  • 5 ist ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers 120C, welcher eine Qualitäts-Skalierbarkeit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unterstützt. Bezug nehmend auf 5 weist der mehrschichtige Kodierer 120C einen Basisschicht-Kodierer 121C, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 122C und einen Frame-Puffer 123C auf.
  • Besonders weist der Basisschicht-Kodierer 121C einen ersten Kodier-Prozessor 10C und einen ersten Ratencontroller 20C auf, und der Verbesserungsschicht-Kodierer 122C weist einen zweiten Kodier-Prozessor 30C und einen zweiten Ratencontroller 40C auf.
  • In dem Fall eines mehrschichtigen Kodierers, welcher eine Qualitäts-Skalierbarkeit unterstützt, muss, wenn die Auflösung von Videodaten, welche auf einer Basisschicht kodiert werden, gleich zu derjenigen von Videodaten ist, welche auf einer Verbesserungsschicht kodiert werden, eine Abtastratenerhöhung/Abtastratenverringerung bei der Verbesserungsschicht nicht durchgeführt werden.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10C des Basisschicht-Kodierers 121C erzeugt einen Basisschicht-Bitstrom, welcher ein erstes Qualitätsniveau hat, durch ein Kodieren von Original-Videodaten bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem ersten Quantisierungsparameter QP1 bestimmt wird, welcher von dem ersten Ratencontroller 20C empfangen wird.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121C erzeugt statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens einer Kodierung. Die statistischen Kodier-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121C erzeugt werden, sind dieselben wie die statistischen Kodier-Informationen, welche obenstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben sind.
  • Die statistischen Kodier-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121C erzeugt werden, werden in dem Seitenpuffer 123C gespeichert.
  • Der erste Ratencontroller 20C bestimmt den ersten Quantisierungsparameter QP1, welcher dem ersten Kodier-Prozessor 10C zuzuordnen ist, durch ein Anpassen von Quantisierungsparametern, welche Bereichen der Basisschicht zugeordnet sind gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche einen Makroblock gemäß einer ersten Zielbit-Rate zugeordnet ist, und der Anzahl von Bits Bits_INF1, welche aktuell erzeugt wird, wenn der ersten Kodier-Prozessor 10A die Basisschicht Entropie-kodiert. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF1, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF1. Wenn die Zielanzahl von Bits gleich zur Anzahl von Bits Bits_INF1 ist, dann wird der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, aufrechterhalten.
  • Der zweite Kodier-Prozessor 30C des Verbesserungsschicht-Kodierers 122C erzeugt einen Verbesserungsschicht-Bitstrom, welcher ein zweites Qualitätsniveau hat durch ein Kodieren von zugeführten Frame-Daten bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem zweiten Quantisierungsparameter QP2 bestimmt wird, welcher von dem zweiten Ratencontroller 40C empfangen wird.
  • Der zweite Ratencontroller 40C bestimmt den zweiten Quantisierungsparameter QP2, welcher dem zweiten Kodier-Prozessor 30C zuzuordnen ist, durch ein Lesen von statistischen Kodier-Informationen einer Basisschicht, die der Platzierung eines Makroblocks entsprechen, welcher auf einer Verbesserungsschicht zu kodieren ist, aus dem Frame-Puffer 123C, eine Zielanzahl von Bits für einen Makroblock und/oder einen Frame bestimmend basierend auf den gelesenen statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht und dann Quantisierungsparameter anpassend, welche den Bereichen der Verbesserungsschicht zugeordnet sind gemäß der Differenz zwischen der bestimmten Zielanzahl von Bits und der Anzahl von Bits Bits_INF2, welche aktuell während der Entropie-Kodierung der Verbesserungsschicht erzeugt wird. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2. Wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der Anzahl von Bits Bits_INF2 ist, wird der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, aufrechterhalten.
  • Die 18A bis 18D sind Konzeptdiagramme, welche Vorgänge des Bestimmens einer Zielanzahl von Bits für einen Makroblock einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden statistischer Kodier-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher eine Qualitäts-Skalierbarkeit gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts unterstützt.
  • Die 18A bis 18D veranschaulichen verschiedene mehrschichtige Video-Kodiertechniken basierend auf einer mittelkörnigen Skalierbarkeit bzw. einer Medium-Grained-Scalability (MGS) oder einer grobkörnigen Skalierbarkeit bzw. einer Coarse-Grained-Scalability (CGS).
  • Bezug nehmend auf die 18A bis 18C werden statistische Kodier-Informationen, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in der Basisschicht in Einheiten von Frames durchgeführt wird, zu der Verbesserungsschicht übertragen, so dass die statistischen Kodier-Informationen verwendet werden können, um ein Frame, welches der Verbesserungsschicht entspricht, zu kodieren. Die statistischen Kodier-Informationen können SADs sein, welche in Einheiten von Bildern oder in Einheiten von Makroblöcken berechnet sind und/oder die Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt wird. Beispielsweise kann die Basisschicht einer MGS-Qualitäts-Schicht_0 (MGS quality layer_0)entsprechen und die Verbesserungsschicht kann eine Kombination aus MGS-Qualitäts-Schichten sein, welche von Koeffizienten, welche in eine Frequenzdomäne transformiert sind, getrennt sind.
  • Bezug nehmend auf 18 werden statistische Kodier-Informationen, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in der Basisschicht in Einheiten von Frames durchgeführt wird, zu der Verbesserungsschicht übertragen, so dass die statistischen Kodier-Informationen verwendet werden können, um einen Frame, welcher der Verbesserungsschicht entspricht, zu kodieren. Die statistischen Kodier-Informationen können eine SAD sein, welche berechnet ist in Einheiten von Bildern oder in Einheiten von Makroblöcken und/oder der Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt wird. Die Basisschicht entspricht einer CGS-Qualitätsschicht 1, welche mit einem Schicht-Zielbit 0 kodiert ist.
  • Bezug nehmend auf 18D werden Zielbitwerte MB_target_bit von Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf den statistischen Kodier-Informationen bestimmt, welche auf der Basisschicht erzeugt werden, d. h. SADs ME_MB_SAD, welche in Einheiten von Makroblöcken berechnet sind und/oder SADs ME_PIC_SAD, welche in Einheiten von Bildern berechnet sind.
  • 6 ist ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers 120D, welcher eine räumliche Skalierbarkeit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unterstützt. Bezug nehmend auf 6 weist der mehrschichtige Kodierer 120D einen Basisschicht-Kodierer 121D, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 122D und einen Frame-Puffer 123D auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121D weist einen ersten Kodier-Prozessor 10A, einen ersten Ratencontroller 20A und eine Bereich-von-Interesse (ROI)-Erfassungseinheit 70 auf. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122D weist einen zweiten Kodier-Prozessor 30D, einen zweiten Ratencontroller 40D und eine Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 auf.
  • In der Ausführungsform der 6 ist die Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 in dem Verbesserungsschicht-Kodierer 122D angeordnet. Gemäß alternativen Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts kann die Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 außerhalb des Verbesserungsschicht-Kodierers 122D angeordnet sein.
  • Die ROI-Erfassungseinheit 70 berechnet ROI-Informationen durch ein Analysieren von Frame-Daten basierend auf wenigstens einem ausgewählt aus Informationen über die Komplexität einer Abbildung, Informationen über den Betrag einer Bewegung der Abbildung und Informationen über die Verteilung von Pixeln der Abbildung. Beispielsweise kann ein Bereich der Abbildung, der Änderungsgrad, der Betrag der Bewegung oder die Verteilung von Pixeln, welche gleich zu oder größer ist als ein erster Grenzwert, als ein Bereich von Interesse (ROI = Region of Interest) bestimmt werden, und ein Bereich der Abbildung, der Änderungsgrad, der Betrag der Bewegung oder die Verteilung von Pixeln, welche geringer ist als ein zweiter Grenzwert, kann als ein Bereich von Nicht-Interesse bestimmt werden. Der erste Grenzwert ist gewählt, so dass er größer ist als der zweite Grenzwert. Ein Verfahren zum Berechnen der ROI-Informationen ist im Detail unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 untenstehend beschrieben.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10A und der erste Ratencontroller 20A des Basisschicht-Kodierers 121D sind jeweils dieselben wie der erste Kodier-Prozessor 10A und der erste Ratencontroller 20A des Basisschicht-Kodierers 121A der 3.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121D erzeugt statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens einer Kodierung.
  • Der Frame-Puffer 123D speichert die statistischen Kodier-Informationen und ROI-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121 erzeugt werden.
  • Die Abtastratenerhöhungs-Einheit 50 des Verbesserungsschicht-Kodierers 122D erhöht die Abtastrate zugeführter Original-Videodaten, welche für die Auflösung einer Verbesserungsschicht angemessen sind. Die Videodaten mit erhöhter Abtastrate werden dem zweiten Kodier-Prozessor 30D zur Verfügung gestellt.
  • Der zweite Kodier-Prozessor 30D des Verbesserungsschicht-Kodierers 122D erzeugt einen Verbesserungsschicht-Bitstrom, welcher eine zweite Auflösung hat, durch ein Kodieren der Videodaten mit erhöhter Abtastrate bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem zweiten Quantisierungsparameter QP2 bestimmt wird, welcher von dem zweiten Ratencontroller 40D empfangen wird.
  • Beispielsweise kann der zweite Ratencontroller 40D statistische Kodier-Informationen einer Basisschicht lesen, welche der Platzierung eines Makroblocks entsprechen, welcher in der Verbesserungsschicht zu kodieren ist, von dem Frame-Puffer 123D, und eine Zielanzahl von Bits für einen Makroblock und/oder einen Frame basierend auf den gelesenen statistischen Kodier-Informationen bestimmen.
  • Als eine Alternative bestimmt der zweite Ratencontroller 40D eine Zielanzahl von Bits für einen Makroblock gemäß einer zweiten Zielbit-Rate, welche der Auflösung der Verbesserungsschicht entspricht.
  • Ebenso bestimmt der zweite Ratencontroller 40D Quantisierungsparameter, welche Bereichen der Verbesserungsschicht zuzuordnen sind, basierend auf den ROI-Informationen, welche bei der Basisschicht durch den Basisschicht-Kodierer 121D erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Quantisierungsparameter in einem Bereich von Interesse gesetzt werden, so dass er kleiner ist als in einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Die 20A bis 20C sind Konzeptdiagramme, welche Vorgänge des Zuordnens eines Quantisierungsparameters zu einem Makroblock einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von ROI-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher eine räumliche Skalierbarkeit gemäß beispielhaften Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts unterstützt.
  • Bezug nehmend auf die 20A und 20B werden ROI-Informationen, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in der Basisschicht durchgeführt wird, in Einheiten von Frames zu der Verbesserungsschicht übertragen, so dass die ROI-Informationen verwendet werden können, um einen Quantisierungsparameter einem Frame, welcher der Verbesserungsschicht entspricht, zuzuordnen.
  • 20A veranschaulicht einen Fall, in dem ein Kodieren auf einer GOP, welche aus I-Bildern und P-Bildern besteht, durchgeführt wird. 20B veranschaulicht einen Fall, wo ein Kodieren auf einer GOP, welcheraus I-Bildern, B-Bildern und P-Bildern besteht, durchgeführt wird.
  • Bezug nehmend auf 20C können Quantisierungsparameter Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf ROI-Informationen, welche bei der Basisschicht erzeugt werden, zugeordnet werden. Beispielsweise kann ein Makroblock der Basisschicht, welcher der Platzierung eines Makroblocks, der in der Verbesserungsschicht zu kodieren ist, erfasst werden, und Quantisierungsparameter können Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf ROI-Informationen über den erfassten Makroblock der Basisschicht zugeordnet werden.
  • Beispielsweise veranschaulicht 20C einen Fall, in dem die Anzahl von Makroblöcken, welche in einem Bild der Verbesserungsschicht enthalten sind, viermal der Anzahl von Makroblöcken ist, welche in einem Bild der Basisschicht enthalten sind. Bezug nehmend auf 20C können Quantisierungsparameter Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf den ROI-Informationen, welche in einem Makroblock der Basisschicht erzeugt werden, zugeordnet werden.
  • 22 veranschaulicht Quantisierungsparameter, welche einer Verbesserungsschicht unter Verwendung von ROI-Informationen zugeordnet werden, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts. Bezug nehmend auf
  • 22 wird ein Quantisierungsparameter „29” einem Bereich von Interesse zugeordnet, und ein Quantisierungsparameter „51” wird einem Bereich von Nicht-Interesse zugeordnet. Ein Quantisierungsparameter „40” wird einem Bereich zugeordnet, welcher weder ein Bereich von Interesse, noch ein Bereich von Nicht-Interesse ist.
  • Der zweite Ratencontroller 40D der 6 bestimmt einen zweiten Quantisierungsparameter QP2, welcher dem zweiten Kodier-Prozessor 30D der 6 zuzuordnen ist durch ein Anpassen eines Quantisierungsparameters, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, und der Anzahl von Bits Bits_INF2, welche aktuell durch ein Entropie-Kodieren des gegenwärtigen Makroblocks erzeugt wird. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2. Der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet wird, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der Anzahl von Bits Bits_INF2 ist. Ein Quantisierungsparameter, welcher basierend auf den ROI-Informationen zugeordnet wird, wird verwendet, wenn ein erster Makroblock von jedem von Frames kodiert wird.
  • 7 ist ein Blockdiagramm eines mehrschichtigen Kodierers 120E, welcher eine räumliche Skalierbarkeit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unterstützt. Bezug nehmend auf 7 weist der mehrschichtige Kodierer 120E einen Basisschicht-Kodierer 121E, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 122E und einen Frame-Puffer 123E auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121E weist einen ersten Kodier-Prozessor 10B, einen ersten Ratencontroller 20B und eine ROI-Erfassungseinheit 70 auf. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122E weist einen zweiten Kodier-Prozessor 30E, eine Abtastratenverringerungs-Einheit 60 und einen zweiten Ratencontroller 40E auf.
  • In der Ausführungsform der 7 ist die Abtastratenverringerungs-Einheit 60 in dem Verbesserungsschicht-Kodierer 122E angeordnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfinderischen Konzepts kann die Abtastratenverringerungs-Einheit 60 außerhalb des Verbesserungsschicht-Kodierers 122E angeordnet sein.
  • Die ROI-Erfassungseinheit 70 berechnet ROI-Informationen durch Analysieren zugeführter Abbildungsdaten, wie obenstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben ist.
  • Die Abtastratenverringerungs-Einheit 60 des Verbesserungsschicht-Kodierers 122E verringert die Abtastrate zugeführter Original-Videodaten, so dass sie für die Auflösung einer Verbesserungsschicht angemessen sind. Die Videodaten mir verringerter Abtastrate werden dem zweiten Kodier-Prozessor 30E zugeführt.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10B und der erste Ratencontroller 20B des Basisschicht-Kodierers 121E sind jeweils die gleichen wie der erste Kodier-Prozessor 10B und der erste Ratencontroller 20B des Basisschicht-Kodierers 121B der 4. Demnach kann der Basisschicht-Kodierer 121E statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens eines Kodierens bei der Basisschicht erzeugen. Ebenso erzeugt der Basisschicht-Kodierer 121E ROI-Informationen.
  • Der Frame-Puffer 123E speichert statistische Kodier-Informationen und die ROI-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121E erzeugt werden.
  • Der zweite Kodier-Prozessor 30E des Verbesserungsschicht-Kodierers 122E erzeugt einen Verbesserungsschicht-Bitstrom, welcher eine zweite Auflösung hat, durch ein Kodieren von Videodaten mit verringerter Abtastrate bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem zweiten Quantisierungsparameter QP2 bestimmt wird, welcher von dem zweiten Ratencontroller 40E empfangen wird.
  • Beispielsweise kann der zweite Ratencontroller 40E statistische Kodier-Informationen der Basisschicht, welche der Platzierung eines gegenwärtigen Makroblocks entsprechen, welcher in einer Verbesserungsschicht zu kodieren ist, aus den Frame-Puffer 123E lesen, und er kann eine Zielanzahl von Bits für den gegenwärtigen Makroblock und/oder Frame basierend auf den statistischen Kodier-Informationen bestimmen.
  • Als ein anderes Beispiel kann der zweite Ratencontroller 40E eine Zielanzahl von Bits für den gegenwärtigen Makroblock bei einer zweiten Zielbit-Rate, welche der Auflösung der Verbesserungsschicht entspricht, bestimmen.
  • Der zweite Ratencontroller 40E bestimmt Quantisierungsparameter, welche einem Bereich der Verbesserungsschicht zuzuordnen sind, basierend auf den ROI-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121E erzeugt werden. Beispielsweise kann der Quantisierungsparameter in einem Bereich von Interesse gesetzt werden, so dass er kleiner ist als in einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Quantisierungsparameter können Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf den ROI-Informationen der Basisschicht zugeordnet werden, wie obenstehend unter Bezugnahme auf die 20A bis 20C beschrieben ist.
  • Der zweite Ratencontroller 40E passt einen Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, und der Anzahl von Bits Bits_INF2, welche aktuell durch ein Entropie-Kodieren des gegenwärtigen Makroblocks erzeugt werden, an. Beispielsweise wird der Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF2. Der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der Anzahl von Bits Bits_INF2 ist. Ein Quantisierungsparameter, welcher basierend auf den ROI-Informationen zugeordnet wird, wird verwendet, wenn ein erster Makroblock jedes Frames kodiert wird.
  • 8 ist ein Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers 120F, welcher einer Qualitäts-Skalierbarkeit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unterstützt. Bezug nehmend auf 8 weist der mehrschichtige Kodierer 120F einen Basisschicht-Kodierer 121F, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 122F und einen Frame-Puffer 123F auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 121F weist einen ersten Kodier-Prozessor 10C, einen ersten Ratencontroller 20C und eine ROI-Erfassungseinheit 70 auf. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 122E weist einen zweiten Kodier-Prozessor 30F und einen zweiten Ratencontroller 40F auf.
  • Wie obenstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben ist, berechnet die ROI-Erfassungseinheit 70 ROI-Informationen durch ein Analysieren zugeführter Abbildungsdaten.
  • Der erste Kodier-Prozessor 10C und der erste Ratencontroller 20C des Basisschicht-Kodierers 121F sind jeweils dieselben wie der erste Kodier-Prozessor 10C und der erste Ratencontroller 20C des Basisschicht-Kodierers 121C der 5. Demnach kann der Basisschicht-Kodierer 121F statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens einer Kodierung in der Basisschicht erzeugen. Der Basisschicht-Kodierer 121F kann auch ROI-Informationen erzeugen.
  • Der Frame-Puffer 123F speichert die statistischen Kodier-Informationen und die ROI-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121F erzeugt werden.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 121F erzeugt einen Verbesserungsschicht-Bitstrom, welcher die Original-Auflösung hat, durch ein Kodieren von zugeführten Original-Frame-Daten bei einer Bit-Rate, welche basierend auf einem zweiten Quantisierungsparameter QP2, welcher von dem zweiten Ratencontroller 40F empfangen wird, bestimmt wird.
  • Beispielsweise kann der zweite Ratencontroller 40F statistische Kodier-Informationen der Basisschicht, welche dem gegenwärtigen Makroblock entsprechen, welcher bei der Verbesserungsschicht zu kodieren ist, von dem Frame-Puffer 123F lesen, und eine Zielanzahl von Bits für den gegenwärtigen Makroblock und/oder einen Frame basierend auf den gelesenen statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmen.
  • Als ein alternatives Beispiel kann der zweite Ratencontroller 40F eine Zielanzahl von Bits für einen Makroblock bei einer zweiten Zielbit-Rate, welche der Auflösung der Verbesserungsschicht entspricht, bestimmen.
  • Ebenso ordnet der zweite Ratencontroller 40F Quantisierungsparameter der Verbesserungsschicht basierend auf den ROI-Informationen zu, welche durch den Basisschicht-Kodierer 121F erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Quantisierungsparameter in einem Bereich von Interesse gesetzt werden, so dass er geringer ist als derjenige in einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Die 21A bis 21D sind Konzeptdiagramme, welche Vorgänge des Zuordnens einer Quantisierungsparameters zu einem Makroblock einer Verbesserungsschicht durch ein Verwenden von ROI-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer, welcher eine Qualitäts-Skalierbarkeit gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts unterstützt.
  • Die 21A bis 21D veranschaulichen verschiedene mehrschichtige Video-Kodiertechniken basierend auf MGS oder CGS.
  • Bezug nehmend auf 21A können ROI-Informationen, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren auf einer Basisschicht MSG Quality_layer_0 in Einheiten von Frames durchgeführt wird, zu Verbesserungsschichten MSG Quality_layer_1 und MSG Quality_layer_2 übertragen werden, so dass die ROI-Informationen verwendet werden können, um Quantisierungsparameter für Frames, welche diesen Verbesserungsschichten entsprechen, zuzuordnen.
  • Bezug nehmend auf die 21B und 21C können ROI-Informationen, welche erzeugt werden, wenn eine Kodierung auf einer Basisschicht MSG Quality_layer_0 in Einheiten von Frames durchgeführt wird, zu einer Verbesserungsschicht Quality layer_1 übertragen werden, so dass die ROI-Informationen verwendet werden können, um Quantisierungsparameter zu Frames zuzuordnen, welche der Verbesserungsschicht Quality layer_1 entsprechen.
  • Bezug nehmend auf 21D können Quantisierungsparameter Makroblöcken einer Verbesserungsschicht basierend auf ROI-Informationen, welche in einer Basisschicht erzeugt werden, zugeordnet werden. Die Quantisierungsparameter können den Makroblöcken der Verbesserungsschicht durch ein Erfassen von Makroblöcken der Basisschicht, welche Platzierungen von Makroblöcken entsprechen, welche bei der Verbesserungsschicht zu kodieren sind, und unter Verwendung von ROI-Informationen der erfassten Makroblöcke der Basisschicht zugeordnet werden.
  • Der zweite Ratencontroller 40F der 8 bestimmt einen zweiten Quantisierungsparameter QP2, welcher dem zweiten Kodier-Prozessor 30F zuzuordnen ist, durch ein Anpassen eines Quantisierungsparameters, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, und der Anzahl von Bits Bits_INF1, welche aktuell erzeugt werden, wenn der gegenwärtige Makroblock Entropie-kodiert wird.
  • Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF1, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die Anzahl von Bits Bits_INF1. Der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet wird, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits gleich der Anzahl von Bits Bits_INF1 ist. Ein Quantisierungsparameter, welcher basierend auf den ROI-Informationen zugeordnet wird, wird verwendet, wenn ein erster Makroblock jedes Frames kodiert wird.
  • Wie in den 6 bis 8 veranschaulicht ist, kann die ROI-Erfassungseinheit 70 in jedem der Basisschicht-Kodierer 121D bis 121F angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfinderischen Konzepts kann die ROI-Erfassungseinheit 70 außerhalb jedes der Basisschicht-Kodierer 121D bis 121F angeordnet sein.
  • Strukturen von ROI-Erfassungseinheiten, wie sie in den 6 bis 8 veranschaulicht sind, gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts, sind in den 9 bis 11 veranschaulicht.
  • Bezug nehmend auf 9 weist eine ROI-Erfassungseinheit 70A gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts einen Abbildungs-Komplexitäts-Berechner 71A und eine Bereichs-Bestimmungseinheit 72A auf.
  • Der Abbildungs-Komplexitäts-Berechner 71A berechnet eine Abbildungs-Komplexität durch ein Zählen der Anzahl von Pixeln, welche als Schnittstellen erfasst werden, in Einheiten von Makroblöcken von zugeführten Frame-Daten. Hier bedeutet die „Abbildungs-Komplexität” ein Kriterium, welches repräsentiert, ob der Grad einer Änderung in einer Abbildung groß ist. Zu diesem Zweck kann der Abbildungs-Komplexitäts-Berechner 71A eine Abbildungs-Komplexität unter Verwendung einer Schnittstellen-Erfassungsmethode, beispielsweise einem Canny-Kantendetektor, berechnen.
  • Die Bereichs-Bestimmungseinheit 72A kann als einen Bereich von Interesse bestimmen entweder: einen Bereich der Abbildung, dessen Anzahl von Pixeln, welche als Schnittstellen in Einheiten von Makroblöcken von zugeführten Frame-Daten erfasst wird, größer ist als ein anfänglich gesetzter erster Grenzwert; oder einen Bereich der Abbildung, dessen Pixelwerte größer sind als ein anfänglich gesetzter zweiter Grenzwert unter Pixeln um die Schnittstellen.
  • Bezug nehmend auf 10 kann eine ROI-Erfassungseinheit 70B gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts einen Bewegungsbetrag-Berechner 71B und eine Bereichs-Bestimmungseinheit 72B aufweisen.
  • Der Bewegungsbetrag-Berechner 71B kann einen Bewegungsvektor in Einheiten von Makroblöcken von zugeführten Frame-Daten erfassen und den Betrag der Bewegung durch ein jeweiliges Quadrieren horizontaler Komponenten und vertikaler Komponenten der erfassten Bewegungsvektoren und ein Berechnen der Quadratwurzel der Summe des Ergebnisses des Quadrierens berechnen.
  • Die Bereichs-Bestimmungseinheit 72B kann als einen Bereich von Interesse bestimmen entweder: einen Bereich der Abbildung, dessen berechneter Bewegungsbetrag größer ist als ein anfänglich gesetzter dritter Grenzwert; oder einen Bereich der Abbildung, dessen Bewegungsbetrag gleich zu oder größer ist als ein anfänglich gesetzter dritter Grenzwert.
  • Bezug nehmend auf 11 kann eine ROI-Erfassungseinheit 70C gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts einen Pixelverteilungs-Berechner 71C und eine Bereichs-Bestimmungseinheit 72C aufweisen.
  • Der Pixelverteilungs-Berechner 71C kann eine Pixelverteilung durch ein Berechnen einer akkumulierten Anzahl jedes Pixelwertes durch ein Anwenden einer Histogramm-Intersektion auf zugeführte Frame-Daten erhalten.
  • Die Bereichs-Bestimmungseinheit 72C kann als einen Bereich von Interesse bestimmen entweder: einen Bereich der Abbildung, deren Pixelverteilung größer ist als ein anfänglich gesetzter fünfter Grenzwert; oder einen Bereich der Abbildung, dessen Pixelverteilung gleich zu oder größer als ein anfänglich gesetzter sechster Grenzwert aus Pixelverteilungen ist, welche in Einheiten von Makroblöcken der Abbildung berechnet werden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts können ROI-Informationen aus einer Kombination von wenigstens zweien ausgewählt aus der Komplexität einer zugeführten Abbildung, dem Bewegungsbetrag der zugeführten Abbildung und einer Pixelverteilung der zugeführten Abbildung erhalten werden.
  • Die 12 bis 14 sind Blockschaltbilder von zweiten Raten-Controllern, wie beispielsweise in den Verbesserungsschicht-Kodierem 122A bis 122F der 3 bis 8 gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts gezeigt.
  • Bezug nehmend auf 12 weist ein zweiter Raten-Controller gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts eine Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits und eine Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42A auf.
  • Die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits bestimmt eine Zielanzahl von Bits jedes der Bereiche einer Verbesserungsschicht basierend auf statistischen Kodier-Informationen, welche in einer Basisschicht erzeugt werden.
  • Beispielsweise kann die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits eine Zielanzahl von Bits in Einheiten von Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf Anzahlen von Bits, welche in Einheiten von Makroblöcken der Basisschicht erzeugt werden, bestimmen. Wenn eine räumliche Auflösung der Basisschicht unterschiedlich von derjenigen der Verbesserungsschicht ist, kann die Anzahl von Bits, welche in Einheiten von Makroblöcken der Basisschicht erzeugt wird, hochskaliert oder herab skaliert werden und dann kann ein Ergebnis eines Hoch- oder Herab-Skalierens der Anzahl von Bits der Verbesserungsschicht als eine Zielanzahl von Bits für die Makroblöcke der Verbesserungsschicht bestimmt werden.
  • Besonders wenn die Auflösung der Verbesserungsschicht höher ist als diejenige der Basisschicht, wird ein Ergebnis des Hoch-Skalierens der Anzahl von Bits, welche in Einheiten von Makroblöcken der Basisschicht erzeugt werden, so dass sie für die Auflösung der Verbesserungsschicht angepasst sind, als Zielanzahl von Bits der Makroblöcke der Verbesserungsschicht bestimmt. Wenn die Auflösung der Verbesserungsschicht geringer ist als diejenige der Basisschicht, wird ein Ergebnis des Herab-Skalierens der Anzahl von Bits, welche in Einheiten von Makroblöcken der Basisschicht erzeugt werden, so dass sie für die Auflösung der Verbesserungsschicht angemessen bzw. geeignet sind, als Zielanzahlen von Bits der Makroblöcke der Verbesserungsschicht bestimmt.
  • Wenn die Auflösung der Verbesserungsschicht gleich zu derjenigen der Basisschicht ist, kann die Anzahl von Bits, welche in Einheiten von Makroblöcken der Basisschicht bestimmt werden, als Zielanzahl von Bits der Makroblöcke der Verbesserungsschicht bestimmt werden.
  • Die Bestimmungseinheit 41 für eine Anzahl von Bits kann eine Zielanzahl von Bits Tmb(i), welche einem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht zugeordnet ist, unter Verwendung der folgenden Gleichung (wobei „i” eine ganze Zahl bezeichnet, welche gleich zu oder größer als „1” ist) berechnen:
  • [Gleichung 1]
    • Tmb[i] = Tpic × (MB_BITS[i]/PIC_BITS_SUM), wobei „TPic” eine Zielanzahl von Bits bezeichnet, welche einem Bild der Verbesserungsschicht zugeordnet ist, „MB_BITS[i]” eine Anzahl von Bits bezeichnet, welche in einem Makroblock der Basisschicht, welcher mit dem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht übereinstimmt, erzeugt werden, und „PIC_BITS_SUM” die Summe der Anzahlen von Bits, welche in allen Makroblöcken eines Bildes der Basisschicht erzeugt werden, bezeichnet.
  • Als ein alternatives Beispiel kann die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits Zielanzahlen von Bits der Makroblöcke der Verbesserungsschicht basierend auf einer SAD zwischen Pixeln eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, welche in den Makroblöcken der Basisschicht berechnet werden, bestimmen.
  • Besonders kann die Bestimmungseinheit 41A für die Anzahl von Bits eine Zielanzahl von Bits Tmb[i] durch ein Verwenden der folgenden Gleichung berechnen, welche dem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht zugeordnet ist (wobei „i” eine ganze Zahl bezeichnet, welche gleich zu oder größer als „1” ist):
  • [Gleichung 2]
    • Tmb[i] = Tpic × (MB_SAD[i](PIC_SAD_SUM), wobei „Tpic” eine Zielanzahl von Bits bezeichnet, welche einem Bild der Verbesserungsschicht zugeordnet ist „MB_SAD[i]” eine SAD zwischen Pixeln eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, berechnet in einem Makroblock der Basisschicht, welcher mit dem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht übereinstimmt, berechnet wird, und „PIC_ SAD_SUM” einen SAD zwischen Pixeln eines gegenwärtigen Frames und eines vorhergesagten Frame, berechnet in allen Makroblöcken eines Bildes der Basisschicht bezeichnet.
  • Als ein anderes Beispiel kann die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits eine Zielanzahl von Bits eines Makroblocks der Verbesserungsschicht basierend auf der Anzahl von Bits bestimmen, welche erzeugt werden, wenn ein Makroblock der Basisschicht, welcher mit dem Makroblock der Verbesserungsschicht übereinstimmt, kodiert wird, und ein SAD zwischen Pixeln eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frames, welche in dem übereinstimmenden Makroblock der Basisschicht berechnet werden.
  • Besonders kann die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits eine Zielanzahl von Bits Tmb(i), welche dem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht zugeordnet ist, unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmen (wobei „i” eine ganze Zahl bezeichnet, welche gleich zu oder größer als „1” ist):
  • [Gleichung 3]
    • Tmb(i) = (1 – W) × Tpic × (MB_BITS[i]/PIC_BITS_SUM) + W × Tpic × (MB_ SAD[i]/PIC_SAD_SUM) wobei „Tpic” eine Zielanzahl von Bits bezeichnet, welche einem Bild der Verbesserungsschicht zugeordnet ist, „MB_BITS[i]” eine Anzahl von Bits bezeichnet, welche in einem Makroblock einer ersten Schicht erzeugt wird, welcher dem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht übereinstimmt, „PIC_BITS_SUM” die Summe von Anzahlen von Bits bezeichnet, welche in allen Makroblöcken eines Bildes der Basisschicht erzeugt wird, „MB_SAD[i]” eine SAD zwischen Pixeln eines gegenwärtigen Frames und eines vorhergesagten Frames bezeichnet, welcher in einem Makroblock der Basisschicht berechnet wird, welcher mit dem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht übereinstimmt, „PIC_SAD_SUM” eine SAD zwischen Pixeln eines gegenwärtigen Frames und eines vorhergesagten Frames bezeichnet, welcher in allen Makroblöcken eines Bildes der Basisschicht berechnet wird, und „W” einen gewichteten Koeffizienten bezeichnet, welcher größer ist als „0” und geringer als „1”.
  • Als ein anderes Beispiel kann die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits Zielanzahlen von Bits bestimmen, welche Frames der Verbesserungsschicht zugeordnet sind, basierend auf wenigstens einem ausgewählt aus der Komplexität einer Referenzgröße, welche bei der Basisschicht berechnet wird und einem Verhältnis von Zielanzahlen von Bits, welche einem Frame zugeordnet sind, um eine Zielanzahl von Bits, welche einer Gruppe von Bildern in der Basisschicht zugeordnet ist.
  • Die 19A und 19B sind Konzeptdiagramme, welche Vorgänge des Bestimmens einer Zielanzahl von Bits für einen Frame einer Verbesserungsschicht unter Verwendung statistischer Kodier-Informationen einer Basisschicht veranschaulichen, durchgeführt durch einen mehrschichtigen Kodierer gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts.
  • 19A veranschaulicht einen Vorgang des Kodierens eines GOP, bestehend aus I-Bildern und P-Bildern. 19B veranschaulicht einen Vorgang des Kodierens eines GOP, bestehend aus I-Bildern, B-Bildern und P-Bildern.
  • Bezug nehmend auf die 19A und 19B wird eine Frame-Komplexität, welche berechnet wird, wenn die Basisschicht kodiert wird und eine Framebit-Besetzungsinformation einer Bildgruppe zu der Verbesserungsschicht übertragen, so dass sie verwendet werden können, um Zielanzahlen von Bits, welche Frames der Verbesserungsschicht zugeordnet sind, zu bestimmen.
  • Besonders kann die Bestimmungseinheit 41a für eine Anzahl von Bits der 12 eine Zielanzahl von Bits TENH_frame[i] unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnen, welche einem i-ten Frame der Verbesserungsschicht zugeordnet ist (wobei „i” eine ganze Zahl bezeichnet, welche gleich zu oder größer als „1” ist): [Gleichung 4]
    Figure 00520001
    wobei „GOP_ALLOC_BITSENH” eine Zielanzahl von Bits bezeichnet, welche einer Bildgruppe der Verbesserungsschicht zugeordnet ist, „PICTURE_TYPE” einen Bildtyp bezeichnet, „COMPLEXITYBAS[i]” die Komplexität eines i-ten Frame der Basisschicht bezeichnet, „GOP_ALLOC_BITSBASE” eine Anzahl von Bits bezeichnet, welche in einer Bildgruppe der Basisschicht erzeugt wird, und wobei „FRAME_BITSBASE[i]” eine Anzahl von Bits bezeichnet, welche in dem i-ten Frame der Basisschicht erzeugt werden.
  • Der Nenner der Gleichung 4 ist ein Wert, welcher basierend auf einem Ergebnis des Dividierens des Bildtyps, der Komplexität eines Frame der Basisschicht und der Anzahl von Bits, welche in dem i-ten Frame der Basisschicht erzeugt werden, durch die Anzahl von Bits, welche in der Bildgruppe der Basisschicht erzeugt werden, berechnet wird.
  • Beispielsweise kann in Gleichung IV eine FRAME_WEIGHT-Funktion in einer solchen Art und Weise bestimmt werden, dass der Nenner kleiner sein kann in dem Falle eines I-Bildes als in dem Falle eines P-Bildes in der Bildgruppe und je größer die Frame-Komplexität der Basisschicht ist, desto kleiner ist der Nenner.
  • Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42A der 12 bestimmt einen zweiten Quantisierungsparameter QP2 gemäß der Differenz zwischen der Zielanzahl von Bits TENH_frame[i], welche durch die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits bestimmt wird, und der Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt werden, wenn die Verbesserungsschicht Entropie-kodiert wird. Beispielsweise kann die aktuell erzeugte Anzahl von Bits erhalten werden basierend auf Informationen über Bits, welche erzeugt werden, wenn die Verbesserungsschicht Entropie-kodiert wird.
  • Ein anfänglicher Quantisierungsparameter kann in Einheiten von Makroblöcken der Verbesserungsschicht zugeordnet werden basierend auf einer Zielbit-Rate der Verbesserungsschicht. Derselbe Quantisierungsparameter kann als ein anfänglicher Quantisierungsparameter all den Makroblöcken der Verbesserungsschicht zugeordnet werden.
  • Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42A verringert einen Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, wenn eine Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, größer ist als die Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt werden, wenn die Verbesserungsschicht Entropie-kodiert wird. Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42A erhöht den Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, wenn die Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, geringer ist als die Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt werden, wenn die Verbesserungsschicht Entropie-kodiert wird. Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42A erhält den Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist aufrecht, wenn die Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, gleich zu der Anzahl von Bits ist, welche aktuell erzeugt werden, wenn die Verbesserungsschicht Entropie-kodiert wird.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, bestimmt die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42A letztendlich den zweiten Quantisierungsparameter QP2, welcher auf einen nachfolgenden Makroblock anzuwenden ist, basierend auf einem Ergebnis des Kodierens des gegenwärtigen Makroblocks der Verbesserungsschicht. Die Verbesserungsschicht kann quantisiert werden unter Verwendung des letztendlich bestimmten zweiten Quantisierungsparameters QP2.
  • Bezug nehmend auf 13 weist ein zweier Ratencontroller gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts eine Bestimmungseinheit 41B für eine Anzahl von Bits und eine Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B auf.
  • Die Bestimmungseinheit 41B für eine Anzahl von Bits bestimmt eine Zielanzahl von Bits in Einheiten eines Zielbildes basierend auf einer Zielanzahl von Bits, welche einem Bild oder einer Bildgruppe einer Verbesserungsschicht zugeordnet ist. In diesem Fall mögen statistische Kodier-Informationen, welche bei einer Basisschicht erzeugt werden, nicht verwendet werden.
  • Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B kann einen Quantisierungsparameter der Verbesserungsschicht zuordnen basierend auf ROI-Informationen, welche in einem Video-Frame, welcher bei der Basisschicht kodiert wird, erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Makroblock der Basisschicht, welcher der Platzierung eines gegenwärtigen Makroblocks, welcher bei der Verbesserungsschicht zu kodieren ist, erfasst werden, und ein Quantisierungsparameter kann der Verbesserungsschicht basierend auf ROI-Informationen des erfassten Makroblocks der Basisschicht zugeordnet werden. Beispielsweise kann, wie in 24 veranschaulicht ist, ein Quantisierungsparameter in einem Bereich von Interesse gesetzt werden, so dass er kleiner ist als derjenige in einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B kann letztendlich einen zweiten Quantisierungsparameter QP2, welcher einem nachfolgenden Makroblock zuzuordnen ist, durch ein Anpassen eines Quantisierungsparameters, welcher dem vorangehenden Makroblock zugeordnet ist, gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, und der Anzahl von Bits, welche aktuell durch ein Entropie-Kodieren des gegenwärtigen Makroblocks erzeugt werden, bestimmen. Beispielsweise wird der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die Anzahl von Bits, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die (aktuelle) Anzahl von Bits. Der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet wird, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der (aktuellen) Anzahl von Bits ist. Ein Quantisierungsparameter, welcher basierend auf den ROI-Informationen zugeordnet wird, wird verwendet, wenn ein erster Makroblock jedes Frames kodiert wird.
  • Bezug nehmend auf 14 weist ein zweiter Ratencontroller gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts eine Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits und eine Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B auf.
  • Die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits ist dieselbe wie die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits der 12 und die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B ist dieselbe wie die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B der 13.
  • Demnach bestimmt die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits eine Zielanzahl von Bits in Einheiten von Referenzgrößen einer Verbesserungsschicht basierend auf statistischen Kodierungs-Informationen, welche bei einer Basisschicht erzeugt werden. Beispielsweise kann eine Zielanzahl von Bits Tmb[i], welche einem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht zugeordnet ist, gemäß einer der Gleichungen 1 bis 3 berechnet werden.
  • Ebenso kann die Bestimmungseinheit 41A für eine Anzahl von Bits eine Zielanzahl von Bits TENH_frame[i], welche einem i-ten Frame der Verbesserungsschicht zugeordnet ist, gemäß Gleichung 1 berechnen.
  • Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B kann Quantisierungsparameter Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf ROI-Informationen, welche in einem Video-Frame-Kodierer an der Basisschicht erzeugt werden, zuweisen.
  • Die Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B passt einen Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist basierend auf den statistischen Kodie-Informationen der Basisschicht und der Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt werden, wenn der gegenwärtige Makroblock Entropie-kodiert wird, an. Operationen der Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B sind dieselben wie diejenigen der Quantisierungsparameter-Bestimmungseinheit 42B der 13 und werden demnach hier nicht nochmals beschrieben werden.
  • Die 15 und 16 sind detaillierte Blockschaltbilder mehrschichtiger Kodierer gemäß Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts.
  • Bezug nehmend auf 15 weist der mehrschichtige Kodierer einen Basisschicht-Kodierer 300, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 400A, einen Frame-Puffer 500, einen ersten Speicher 600 und einen zweiten Speicher 700 auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 300 weist eine ROI-Erfassungseinheit 301, eine erste Inter-Vorhersageeinheit 302, eine erste Intra-Vorhersageeinheit 303, einen ersten Modus-Wähler bzw. Modus-Selektor 304, einen ersten Subtrahierer 305, einen ersten Addierer 306, eine erste Transformationseinheit 307, eine erste Quantisierungseinheit 308, eine erste Entropie-Kodiereinheit 309, einen ersten Ratencontroller 310, eine erste Invers-Quantisierungseinheit 311, eine erste Invers-Transformationseinheit 312 und einen ersten Filter 113 auf.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 400A weist eine Abtastratenerhöhungs-Einheit 401, eine zweite Inter-Vorhersageeinheit 402, eine zweite Intra-Vorhersageeinheit 403, einen zweiten Modus-Selektor 404, einen zweiten Subtrahierer 405, einen zweiten Addierer 406, eine zweite Transformationseinheit 407, eine zweite Quantisierungseinheit 408, eine zweite Entropie-Kodiereinheit 409, einen zweiten Ratencontroller 410, eine zweite Invers-Quantisierungseinheit 411, eine zweite Invers-Transformationseinheit 412 und einen zweiten Filter 413 auf.
  • Der mehrschichtige Kodierer der 15 ist ein Beispiel für einen mehrschichtigen Kodierer, welcher eine räumliche Skalierbarkeit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unterstützt. In dem mehrschichtigen Kodierer kodiert der Basisschicht-Kodierer 300 Videodaten, welche eine Original-Abbildungsauflösung haben, und der Verbesserungsschicht-Kodierer 400A kodiert Videodaten, deren Auflösung höher ist als die Original-Abbildungsauflösung.
  • Beispielsweise kodiert, wenn die Auflösung der Original-Videodaten 1 CIF hat, der Basisschicht-Kodierer 300 die Original-Videodaten, welche eine CIF-Auflösung haben. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 400A kodiert SD- oder HD-Videodaten, deren Auflösung durch eine Abtastratenerhöhung erhöht ist.
  • Als erstes wird ein Kodieren, welches durch den Basisschicht-Kodierer 300 durchgeführt wird, beschrieben werden.
  • Die ROI-Erfassungseinheit 301 erhält ROI-Informationen, welche einen Bereich von Interesse repräsentieren, durch ein Erfassen eines Bereichs von Interesse von zugeführten Frame-Daten. Beispielsweise kann die ROI-Erfassungseinheit 301 als eine der ROI-Erfassungseinheiten 70A bis 70C, welche in den 9 bis 11 veranschaulicht sind, ausgeführt sein.
  • Die erste Inter-Vorhersageeinheit 302 erzeugt Bewegungsinformationen durch ein Vergleichen eines Blocks eines gegenwärtigen Frame mit einem Block wenigstens eines Frame benachbart zu dem gegenwärtigen Frame und erzeugt einen vorhergesagten Block des gegenwärtigen Blocks, welcher in dem gegenwärtigen Frame zu kodieren ist, basierend auf den erzeugten Bewegungsinformationen. Der wenigstens eine benachbarte Frame kann von dem ersten Speicher 600 vorgesehen sein, welcher Daten speichert, welche von einem vorangehend kodierten Block wiederhergestellt werden.
  • Die erste Intra-Vorhersageeinheit 303 erzeugt einen vorhergesagten Block basierend auf wenigstens einem kodierten Block einer Basisschicht in einem Frame, welcher den Block aufweist, welcher gegenwärtig kodiert wird.
  • Der erste Modus-Selektor 304 gibt den vorhergesagten Block, welcher durch die erste Intra-Vorhersageeinheit 303 erzeugt wird aus, wenn der Bildtyp des Frame, welcher den Block aufweist, welcher gegenwärtig kodiert wird, ein I-Typ ist, und gibt den vorhergesagten Block, welcher durch die erste Inter-Vorhersageeinheit 302 vorhergesagt wird aus, wenn der Bildtyp des Frame, welches den Block aufweist, welcher gegenwärtig kodiert wird, ein P- oder B-Typ ist.
  • Der erste Subtrahierer 305 erzeugt einen verbleibenden Block durch ein Subtrahieren des vorhergesagten Blocks, welcher von dem ersten Modus-Selektor 304 ausgegeben wird von dem gegenwärtigen Block des gegenwärtigen Frame. Der „verbleibende Block” bedeutet einen Satz von Differenzen zwischen Pixelwerten des gegenwärtigen Frame und des vorhergesagten Blocks. Beispielsweise kann der verbleibende Block in einem zweidimensionalen (2D) Blockformat, beispielsweise einer 2D-Matrix oder einer Anordnung bzw. einem Array von Pixelwerten ausgedrückt werden.
  • Die erste Transformationseinheit 307 erzeugt verbleibende Transformations-Koeffizienten durch ein Transformieren des verbleibenden Blocks. Die erste Transformationseinheit 307 transformiert den Satz der Unterschiede zwischen Pixelwerten in einer Zeitdomäne in verbleibende Transformations-Koeffizienten, welche Energien der Differenzen zwischen Pixelwerten in einer Frequenzdomäne repräsentieren. Zu diesem Zweck kann beispielsweise DCT, eine Integral-Transformation, eine Direktional-Transformation, eine Wavelet-Transformation oder eine Kombination davon durchgeführt werden.
  • Die erste Quantisierungseinheit 308 quantisiert die verbleibenden Transformations-Koeffizienten unter Verwendung eines ersten Quantisierungsparameters QP1, welcher durch den ersten Ratencontroller 310 bestimmt wird. Der erste Quantisierungsparameter QP1 ist ein Faktor, welcher den Basisgrad der durchzuführenden Quantisierung anzeigt. Die Rate der Kompression bzw. Kompressionsrate ist hoch, wenn der erste Quantisierungsparameter QP1 zunimmt, und die Kompressionsrate ist gering, wenn der erste Quantisierungsparameter QP1 abnimmt. Wenn der erste Quantisierungsparameter QP1 zunimmt, wird die Anzahl von Bits, erzeugt, wenn ein Kodieren in Einheiten von Blöcken durchgeführt wird.
  • Die erste Invers-Quantisierungseinheit 311 quantisiert die quantisierten verbleibenden Transformations-Koeffizienten invers, um die verbleibenden Transformations-Koeffizienten wiederherzustellen.
  • Die erste Invers-Transformationseinheit 312 transformiert die wiederhergestellten verbleibenden Transformations-Koeffizienten invers, um den verbleibenden Block wiederherzustellen.
  • Der erste Addierer 306 stellt einen Videoblock wieder her durch ein Kombinieren des wiederhergestellten verbleibenden Blocks und des vorhergesagten Blocks, welcher von dem ersten Modus-Selektor 304 empfangen wird.
  • Der wiederhergestellte Videoblock wird deblockierend durch den erste Filter 313 gefiltert und wird dann in dem ersten Speicher 600 gespeichert. Videoblöcke, welche in dem ersten Speicher 600 gespeichert werden, können als Referenz-Frame-Daten verwendet werden, um eine Inter-Vorhersage durchzuführen.
  • Die erste Entropie-Kodiereinheit 309 Entropie-kodiert die quantisierten verbleibenden Transformations-Koeffizienten in einen Bitstrom durch ein Durchführen eines Kodierens variabler Länge (VLC = Variable-Length Coding), ein artithmetisches Kodieren oder irgendeine andere von Entropie-Kodier-Techniken. Die erste Entropie-Kodiereinheit 309 gibt Bit-Erzeugungs-Informationen aus, welche erzeugt werden, wenn eine Entropie-Kodierung durchgeführt wird. Ein Beispiel der Bit-Erzeugungs-Informationen kann eine Information über eine Anzahl von Bits sein, welche in Einheiten von Bereichen der zugeführten Frame-Daten erzeugt wird.
  • Der erste Ratencontroller 310 bestimmt den ersten Quantisierungs-Paramter QP1 gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche für einen Block auf eine erste Zielbit-Rate gesetzt ist, welche der Auflösung der Basisschicht entspricht, und der (aktuellen) Anzahl von Bits, welche aktuell bei der Basisschicht durch die erste Entropie-Kodiereinheit 309 erzeugt werden. Beispielsweise wird der erste Quantisierungsparamter QP1, welcher einem nachfolgenden Block zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits. Der erste Quantisierungs-Parameter QP1, welcher dem nachfolgenden Block zugeordnet ist wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der aktuell erzeugten Anzahl von Bits ist. Ein anfänglicher gesetzter Quantisierungs-Parameter kann Blöcken der Basisschicht zugeordnet werden.
  • Der Basisschicht-Kodierer 300 erzeugt statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis von einer Durchführung eines Kodierens. Beispielsweise können die statistischen Kodier-Informationen Informationen über eine Anzahl von Bits, welche in Einheiten von Blöcken erzeugt werden, Informationen über eine Inter-SAD, welche durch eine Inter-Vorhersage erzeugt wird, Informationen über einen Inter-SAD, welcher durch eine Intra-Vorhersage erzeugt, und dergleichen aufweisen.
  • Die statistischen Kodier-Informationen, welche durch den Basisschicht-Kodierer 300 erzeugt werden, werden in dem Frame-Puffer 500 gespeichert. Intra-Bild-Informationen, Bewegungsinformationen und verbleibende Informationen, welche erzeugt werden, um eine Inter-Schicht-Vorhersage durchzuführen, wenn die zugeführten Frame-Daten in dem Basisschicht-Kodierer 300 kodiert werden, werden ebenso in dem Frame-Puffer 500 gespeichert.
  • Als nächstes wird ein Kodier-Vorgang, welcher durch den Verbesserungsschicht-Kodierer 400A durchgeführt wird, untenstehend beschrieben.
  • Für eine Inter-Schicht-Vorhersage führt der Verbesserungsschicht-Kodierer 400A ein Kodieren unter Verwendung von Referenz-Informationen, welche bei der Basisschicht erzeugt werden, beispielsweise Intra-Bild-Informationen, Bewegungsinformationen und verbleibende Informationen, durch.
  • Ebenso steuert der Verbesserungsschicht-Kodierer 400A eine Bit-Rate unter Verwendung der statistischen Kodier-Informationen, welche erzeugt werden basierend auf dem Ergebnis des Durchführens des Kodierens bei der Basisschicht und/oder ROI-Informationen.
  • Die Abtastratenerhöhungs-Einheit 401A erhöht die Abtastrate von Video-Frame-Daten, um Video-Frame-Daten herzustellen, welche eine Auflösung, welche gemäß einer Verbesserungsschicht definiert ist, haben.
  • Die zweite Inter-Vorhersageeinheit 402 erzeugt einen vorhergesagten Block eines Blocks des gegenwärtigen Frame, welcher zu kodieren ist, basierend auf einem Block eines gegenwärtigen Frame mit erhöhter Abtastrate, Blöcken von wenigstens einem benachbarten Frame der Basisschicht und der Verbesserungsschicht und Bewegungsinformationen, welche bei der Basisschicht erzeugt werden. Benachbarte Frames, welche benötigt wurden, um den vorhergesagten Block zu erzeugen, werden von dem ersten Speicher 600 vorgesehen und die Referenz-Informationen, welche an der Basisschicht erzeugt werden, werden von dem Frame-Puffer 500 vorgesehen.
  • Die zweite Intra-Vorhersageeinheit 403 erzeugt einen vorhergesagten Block basierend auf wenigstens einem kodierten Block einer Basisschicht und einer Verbesserungsschicht eines Frames, welcher einen Block aufweist, welcher gegenwärtig kodiert wird.
  • Der zweite Modus-Selektor 404 wählt und gibt den vorhergesagten Block aus, welcher durch die zweite Intra-Vorhersageeinheit 403 erzeugt wird, wenn der Frame, welcher den Block aufweist, welcher gegenwärtig kodiert wird, ein I-Typ ist, und wählt und gibt den vorbestimmten Block aus, welcher durch die zweite Inter-Vorhersageeinheit 402 erzeugt wird, wenn der Frame, welcher den Block aufweist, welcher gegenwärtig kodiert wird, ein P-Typ oder ein B-Typ ist.
  • Der zweite Subtrahierer 405 erzeugt einen verbleibenden Block durch ein Subtrahieren des vorhergesagten Blocks, welcher von dem zweite Modus-Selektor 304 empfangen wird, von einem Block eines gegenwärtigen Frame. Der „verbleibende Block” bedeutet einen Satz der Differenzen zwischen Pixelwerten (des aktuellen) Blocks des gegenwärtigen Frame und des vorhergesagten Blocks. Beispielsweise kann der Residualblock in einem 2D-Blockformat, beispielsweise einer 2D-Matrix oder einem Array von Pixelwerten ausgedrückt werden.
  • Die zweite Transformationseinheit 407 erzeugt verbleibende Transformations-Koeffizienten durch ein Transformieren der verbleibenden Blöcke. Die zweite Transformationseinheit 407 transformiert einen Satz der Unterschiede zwischen Pixelwerten in einer Zeitdomäne in verbleibende Transformations-Koeffizienten, welche Energien der Differenzen zwischen Pixelwerten in einer Frequenzdomäne repräsentieren. Zu diesem Zweck können beispielsweise DCT, eine integrale Transformation, eine Direktional-Transformation, Wavelet-Transformation oder eine Kombination davon durchgeführt werden.
  • Die zweite Quantisierungseinheit 408 kann die verbleibenden Transformations-Koeffizienten unter Verwendung eines zweiten Quantisierungs-Parameters QP2, welcher durch den zweiten Ratencontroller 410 bestimmt wird, quantisieren. Der zweite Quantisierungs-Parameter QP2 ist ein Faktor, welcher einen Basisgrad von Quantisierung, welche durchzuführen ist, anzeigt. Die Kompressionsrate ist, wenn der zweite Quantisierungs-Parameter QP2 zunimmt, hoch, und sie ist niedrig, wenn der zweite Quantisierungs-Paramter QP2 abnimmt. Wenn der zweite Quantisierungs-Parameter QP2 zunimmt, nimmt eine Anzahl von Bits, welche erzeugt wird, wenn eine Kodier-Verarbeitung in Einheiten von Blöcken durchgeführt wird, ab.
  • Die zweite Invers-Quantisierungseinheit 411 quantisiert invers die quantisierten verbleibenden Transformations-Koeffizienten, um die Residual-Transformations-Koeffizienten wiederherzustellen.
  • Die zweite Invers-Transformationseinheit 412 transformiert die wiederhergestellten verbleibenden Transformations-Koeffizienten, um den verbleibenden Block wiederherzustellen.
  • Der zweite Addierer 406 stellt einen Videoblock durch ein Kombinieren des wiederhergestellten verbleibenden Blocks und des vorhergesagten Blocks, welcher von dem zweiten Modus-Selektor 404 empfangen wird, wieder her.
  • Der wiederhergestellte Videoblock ist blockiergefiltert durch den zweiten Filter 413 und wird dann in dem zweiten Speicher 700 gespeichert. Videoblöcke, welche in dem zweiten Speicher 700 gespeichert sind, können als Referenz-Frame-Daten verwendet werden, um eine Inter-Vorhersage durchzuführen.
  • Die zweite Entropie-Kodiereinheit 409 Entropie-kodiert die quantisierten verbleibenden Transformations-Koeffizienten in einen Bitstrom durch ein Durchführen von VLC, arithmetischem Kodieren oder irgendeiner anderen Entropie-Kodier-Technik. Die zweite Entropie-Kodiereinheit 409 gibt Bit-Erzeugungs-Informationen aus, welche erzeugt werden, wenn eine Entropie-Kodierung durchgeführt wird, und stellt diese dem zweiten Ratencontroller 410 zur Verfügung.
  • Die Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt werden, wenn eine Entropie-Kodierung durchgeführt wird, wird basierend auf den Bit-Erzeugungs-Informationen, welche durch die zweite Entropie-Kodiereinheit 409 erzeugt werden, erfasst.
  • Der zweite Ratencontroller 410 bestimmt eine Zielanzahl von Bits für einen Makroblock und/oder ein Frame basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht, welche von dem Frame-Puffer 500 gelesen werden. Beispielsweise kann eine Zielanzahl von Bits Tmb[i], welche einem i-ten Makroblock der Verbesserungsschicht zuzuordnen ist, gemäß den Gleichungen 1 bis 3 bestimmt werden. Der zweite Ratencontroller 410 kann eine Zielanzahl von Bits TENH_frame[i], welche einem i-ten Frame der Verbesserungsschicht zuzuordnen ist, gemäß Gleichung 4 bestimmen.
  • Ebenso kann der zweite Ratencontroller 410 Quantisierungsparameter Makroblöcken der Verbesserungsschicht basierend auf ROI-Informationen, welche von dem Frame-Puffer 500 gelesen werden, zuordnen. Dann kann, wie in 24 veranschaulicht ist, ein Quantisierungsparameter in einem Bereich von Interesse gesetzt werden, so dass er niedriger bzw. geringer ist als in einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Ebenso passt der zweite Ratencontroller 410 einen Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock zugeordnet ist, und der (aktuell erzeugten) Anzahl von Bits an, welche aktuell erzeugt werden, wenn der gegenwärtige Makroblock Entropie-kodiert wird. Die aktuell erzeugte Anzahl von Bits kann erfasst werden basierend auf den Bit-Erzeugungs-Informationen, welche durch die Entropie-Kodiereinheit 409 erzeugt werden.
  • Beispielsweise wird der erste Quantisierungsparameter QP1, welcher einem nachfolgenden Block zugeordnet ist, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits. Der erste Quantisierungsparameter QP1, welcher dem nachfolgenden Block zugeordnet ist, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der aktuell erzeugten Anzahl von Bits ist. Ein anfänglich gesetzter Quantisierungsparameter kann Blöcken der Basisschicht zugeordnet werden.
  • Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet wird, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits größer ist als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits geringer ist als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits. Der Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet wird, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits gleich zu der aktuell erzeugten Anzahl von Bits ist. Ein Quantisierungsparameter, welcher gemäß den ROI-Informationen zugeordnet wird, wird verwendet, wenn ein erster Makroblock jedes Frame kodiert wird.
  • 16 ist ein detailliertes Blockschaltbild eines mehrschichtigen Kodierers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts. Bezug nehmend auf 16 weist der mehrschichtige Kodierer einen Basisschicht-Kodierer 300, einen Verbesserungsschicht-Kodierer 400B, einen Frame-Puffer 500, einen ersten Speicher 600 und einen zweiten Speicher 700 auf.
  • Der Basisschicht-Kodierer 300 weist eine ROI-Erfassungseinheit 301, eine erste Inter-Vorhersageeinheit 302, eine erste Intra-Vorhersageeinheit 303, einen ersten Modus-Selektor 304, einen ersten Subtrahierer 305, einen ersten Addierer 306, eine erste Transformationseinheit 307, eine erste Quantisierungseinheit 308, eine erste Entropie-Kodiereinheit 309, einen ersten Ratencontroller 310, eine erste Invers-Quantisierungseinheit 311, eine erste Invers-Transformationseinheit 312 und einen ersten Filter 313 auf.
  • Der Verbesserungsschicht-Kodierer 400B weist eine Abtastratenverringerungs-Einheit 401B, eine zweite Inter-Vorhersageeinheit 402, eine zweite Intra-Vorhersageeinheit 403, einen zweiten Modus-Selektor 404, einen zweiten Subtrahierer 405, einen zweiten Addierer 406, eine zweite Transformationseinheit 407, eine zweite Quantisierungseinheit 408, eine zweite Entropie-Kodiereinheit 409, einen zweiten Ratencontroller 410, eine zweite Invers-Quantisierungseinheit 411, eine zweite Invers-Transformationseinheit 412 und einen zweiten Filter 413 auf.
  • Der mehrschichtige Kodierer der 16 ist ein Beispiel eines mehrschichtigen Kodierers, welcher eine räumliche Skalierbarkeit unterstützt. In dem mehrschichtigen Kodierer der 16 kodiert der Basisschicht-Kodierer 300 Videodaten, welche eine Original-Abbildungsauflösung haben, und der Verbesserungsschicht-Kodierer 400A kodiert Videodaten, deren Auflösung kleiner ist als die Original-Abbildungsauflösung.
  • Beispielsweise kodiert, wenn die Auflösung der Original-Videodaten High Definition (HD) ist, der Basisschicht-Kodierer 300 die Original-Videodaten, welche eine HD-Auflösung haben. Der Verbesserungsschicht-Kodierer 400B kodiert SD- oder CIF-Videodaten, deren Auflösung durch eine Abtastratenverringerung verringert ist.
  • Der mehrschichtige Kodierer der 16 kodiert Videodaten, deren Auflösung auf einer Verbesserungsschicht geringer ist als auf einer Basisschicht, wohingegen der mehrschichtige Kodierer in 15 Videodaten kodiert, deren Auflösung auf der Verbesserungsschicht höher ist als auf der Basisschicht.
  • In dem Verbesserungsschicht-Kodierer 400A des mehrschichtigen Kodierers, welcher in 15 veranschaulicht ist, werden Abtastraten von Frame-Daten durch die Abtastratenerhöhungs-Einheit 401A erhöht, um Frame-Daten herzustellen, welche eine höhere Auflösung haben, und sie werden dann kodiert.
  • Im Gegensatz hierzu werden in dem Verbesserungsschicht-Kodierer 400B des mehrschichtigen Kodierers, welcher in 16 veranschaulicht ist, Abtastraten von Frame-Daten durch die Abtastratenverringerungs-Einheit 401B verringert, um Frame-Daten herzustellen, welche eine niedrigere Auflösung haben, und sie werden dann kodiert.
  • Demnach hat der Basisschicht-Kodierer 300 des mehrschichtigen Kodierers, welcher in 16 veranschaulicht ist, dieselbe Struktur und denselben Betrieb wie diejenigen des ersten Basisschicht-Kodierers 300 der 15. Die Struktur und der Betrieb des Verbesserungsschicht-Kodierers 400B des mehrschichtigen Kodierers, welcher in 16 veranschaulicht ist, sind dieselben wie diejenigen des Verbesserungsschicht-Kodierers 400A des mehrschichtigen Kodierers, welcher in 15 veranschaulicht ist, mit der Ausnahme, dass die Abtastratenverringerungs-Einheit 401B anstelle der Abtastratenerhöhungs-Einheit 401A der 15 beinhaltet ist. Demnach sind die Struktur und der Betrieb des Verbesserungsschicht-Kodierers 400B dieselben wie diejenigen des Verbesserungsschicht-Kodierers 400A und werden hier nicht nochmals beschrieben werden.
  • Die Blöcke, auf welche in den 15 und 16 Bezug genommen wird, können Makroblöcke sein oder sie können verschiedene Größen von denen von Makroblöcken haben. Beispielsweise können in den 15 und 16 der erste Speicher 600 und der zweite Speicher 700 jeweils in dem Basisschicht-Kodierer 300 und dem Verbesserungsschicht-Kodierer 400A oder 400B angeordnet sein.
  • Wenn die Abtastratenerhöhungs-Einheit 401A in dem Verbesserungsschicht-Kodierer 400A des mehrschichtigen Kodierers der 15 ausgelassen ist, so dass gegenwärtige Frame-Daten direkt der zweiten Inter-Vorhersageeinheit 402, der zweiten Intra-Vorhersageeinheit 403 und dem zweiten Subtrahierer 405 zur Verfügung gestellt werden, dann kann der mehrschichtige Kodierer der 15 als ein mehrschichtiger Kodierer ausgeführt werden, welcher eine Qualitäts-Skalierbarkeit unterstützt.
  • Als nächstes wird ein Ratensteuerverfahren für ein mehrschichtiges Video-Kodieren durchgeführt durch eine Video-Kodiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 23 beschrieben werden.
  • Bezug nehmend auf 23 erzeugt ein erster mehrschichtiger Kodierer statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens des Kodierens auf einer ersten Schicht (S110). Die erste Schicht kann eine Basisschicht sein, welche in den ITU-T H.264/MPEG-4 Part 10 AVC-Standards definiert ist. Andernfalls kann die erste Schicht eine von Verbesserungsschichten sein, welche in den ITU-T H.264/MPEG-4 Part 10 AVC-Standards definiert ist. Die erste Schicht ist vorzugsweise von einer geringeren Auflösung als eine zweite Schicht. Demnach kann auf die erste Schicht Bezug genommen werden als untere Schicht und auf die zweite Schicht kann Bezug genommen werden als obere Schicht.
  • Beispielsweise können die statistischen Kodier-Informationen wenigstens eines aus Informationen über die Anzahl von Bits, welche in Einheiten von Bereichen der ersten Schicht erzeugt werden, Informationen über eine SAD zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, und Informationen über die Komplexitäten der Bereiche der ersten Schicht aufweisen. Hier können die Bereiche wenigstens eines ausgewählt aus GOPs, Frames und Makroblöcken aufweisen.
  • Dann bestimmt der mehrschichtige Kodierer Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der ersten Schicht (Schritt S120). Beispielsweise kann der mehrschichtige Kodierer eine Zielanzahl von Bits für einen Makroblock und/oder einen Frame basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der ersten Schicht, welche einer Platzierung eines Makroblocks, welcher in der zweiten Schicht zu kodieren ist, entspricht, gemäß den Gleichungen 1 bis 4 bestimmen. In den Gleichungen 1 bis 4 entspricht die Basisschicht der ersten Schicht und die Verbesserungsschicht entspricht der zweiten Schicht.
  • Dann kodiert der mehrschichtige Kodierer die zweite Schicht unter Verwendung der Zielanzahlen von Bits, welche in Schritt S120 (Schritt S130) bestimmt werden. Der mehrschichtige Kodierer kodiert die zweite Schicht durch ein Anpassen einer Bit-Rate basierend auf der Zielanzahl von Bits, welche in Einheiten der Bereiche der zweiten Schicht bestimmt wird.
  • Schritt S130, welcher in dem Ratensteuerverfahren der 23 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts enthalten ist, ist vor allem in 24 veranschaulicht.
  • Bezug nehmend auf 24 bestimmt der mehrschichtige Kodierer einen Quantisierungsparameter, welcher zu verwenden ist, um die zweite Schicht zu kodieren gemäß den Differenzen zwischen der Zielanzahl von Bits, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet sind, und der Anzahl von Bits, welche jeweils erzeugt werden, wenn die Bereiche der zweiten Schicht kodiert werden (Schritt S210). Der mehrschichtige Kodierer bestimmt einen Quantisierungsparameter gemäß den Differenzen zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche für eine Makroblock und/oder einen Frame der zweiten Schicht bestimmt werden, und der Anzahl von Bits, welche aktuell erzeugt werden, wenn die zweite Schicht Entropie-kodiert wird. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem Makroblock zugeordnet ist, welcher zu verarbeiten ist, verringert, wenn eine Zielanzahl von Bits, welche basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmt wird, größer ist als eine aktuell erzeugte Anzahl von Bits, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahl von Bits, welche basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmt wird, niedriger ist als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits. Der Quantisierungsparameter, welcher dem Makroblock zugeordnet ist, welcher zu verarbeiten ist, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits, welche basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmt wird, gleich zu der aktuell erzeugten Anzahl von Bits ist.
  • Dann führt der mehrschichtige Kodierer eine Quantisierung während des Kodierens der zweiten Schicht unter Verwendung des Quantisierungsparameters, welcher in Schritt S210 (Schritt S222) bestimmt wird, durch. Der mehrschichtige Kodierer quantisiert verbleibende Transformations-Koeffizienten, welche während des Kodierens der zweiten Schicht erzeugt werden unter Verwendung der bestimmten Quantisierungsparameter.
  • 25 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb des Bestimmens eines Quantisierungsparameters einer zweiten Schicht veranschaulicht, welcher in einem Ratensteuerverfahren für mehrschichtige Video-Kodierung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts enthalten ist.
  • Bezug nehmend auf 25 erzeugt ein mehrschichtiger Kodierer ROI-Informationen über eine zugeführte Abbildung (Schritt S310). Beispielsweise kann der mehrschichtige Kodierer die ROI-Informationen unter Verwendung der ROI-Erfassungseinheit 70, welche in einer der 6 bis 8 veranschaulicht ist, erzeugen.
  • Dann ordnet der mehrschichtige Kodierer einen Quantisierungsparameter einer zweiten Schicht basierend auf den ROI-Informationen, welche in Schritt S310 (Schritt S320) erzeugt werden, zu. Der mehrschichtige Kodierer bestimmt Quantisierungsparameter, welche Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf ROI-Informationen, welche in einer ersten Schicht erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Makroblock der ersten Schicht, welcher dem gegenwärtigen Makroblock der zweiten Schicht entspricht, welcher zu kodieren ist, erfasst werden, und ein Quantisierungsparameter kann dem Makroblock der zweiten Schicht zugeordnet werden, welcher zu kodieren ist, durch ein Verwenden von ROI-Informationen über den erfassten Makroblock der ersten Schicht. Wie in 24 veranschaulicht ist, kann der Quantisierungsparameter in einem Bereich von Interesse gesetzt werden, so dass er niedriger ist als der Quantisierungsparameter in einem Bereich von Nicht-Interesse.
  • Dann führt der mehrschichtige Kodierer eine Quantisierung auf der zweiten Schicht basierend auf dem Quantisierungsparameter, welcher in Operation 320 (Schritt S330) zugeordnet wird, durch. Beispielsweise passt der mehrschichtige Kodierer den Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock zugeordnet ist, gemäß der Differenz zwischen einer Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock der zweiten Schicht zugeordnet ist, und der Anzahl von Bits, welche erzeugt wird, wenn der gegenwärtige Makroblock Entropie-kodiert wird, an, und quantisiert verbleibende Transformations-Koeffizienten, welche während des Kodierens der zweiten Schicht erzeugt werden, unter Verwendung des angepassten Quantisierungsparameters.
  • Als nächstes wird nun ein Ratensteuerverfahren für mehrschichtige Videokodierung, durchgeführt durch eine Videokodiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts, unter Bezugnahme auf 26 beschrieben werden.
  • Als erstes erzeugt ein mehrschichtiger Kodierer statistische Kodier-Informationen und ROI-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Durchführens eines Kodierens auf einer ersten Schicht (Schritt S410). Vorgänge zum Erzeugen der statistischen Kodier-Informationen und der ROI-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Kodierens der ersten Schicht sind obenstehend beschrieben.
  • Dann bestimmt der Mehrschicht-Kodierer Zielanzahlen von Bits, welche Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der ersten Schicht (S420). Beispielsweise kann der mehrschichtige Kodierer Zielanzahlen von Bits, welche Makroblöcken und/oder Frames der zweiten Schicht zuzuordnen sind basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der ersten Schicht, welche Platzierungen von Makroblöcken der zweiten Schicht, welche zu kodieren sind, entsprechen, gemäß den Gleichungen 1 bis 4 bestimmen. In den Gleichungen 1 bis 4 entspricht die Basisschicht der ersten Schicht und die Verbesserungsschicht entspricht der zweiten Schicht.
  • Dann ordnet der mehrschichtige Kodierer Quantisierungsparameter den Bereichen der zweiten Schicht basierend auf den ROI-Informationen, welche bei der ersten Schicht erzeugt werden (Schritt S430), zu. Beispielsweise kann ein Makroblock der ersten Schicht, welcher einem Makroblock der zweiten Schicht entspricht, welcher zu kodieren ist, erfasst werden, und ein Quantisierungsparameter kann dem Makroblock der zweiten Schicht, welcher zu kodieren ist, basierend auf den ROI-Informationen über den ersten Makroblock der ersten Schicht zugewiesen werden.
  • Dann führt der mehrschichtige Kodierer ein Kodieren auf der zweiten Schicht unter Verwendung der Zielanzahl von Bits und Quantisierungsparameter, welche jeweils für die Bereiche der zweiten Schicht (Schritt S440) bestimmt sind, durch. Dann passt der mehrschichtige Kodierer die Quantisierungsparameter, welche in Schritt S430 zugeordnet werden, gemäß der Zielanzahl von Bits, welche für die Makroblöcke und/oder Frames der zweiten Schicht bestimmt sind, und Anzahlen von Bits, welche aktuell erzeugt werden, wenn die zweite Schicht Entropie-kodiert wird, an. Beispielsweise wird ein Quantisierungsparameter, welcher einem nachfolgenden Makroblock, welcher zu verarbeiten ist, zugeordnet wird, verringert, wenn die Zielanzahl von Bits, welche basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmt werden, größer ist als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits, und er wird erhöht, wenn die Zielanzahlen von Bits, welche basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmt werden, weniger sind als die aktuell erzeugte Anzahl von Bits. Der Quantisierungsparameter, welcher dem nachfolgenden Makroblock zugeordnet wird, wird aufrechterhalten, wenn die Zielanzahl von Bits, welche basierend auf den statistischen Kodier-Informationen der Basisschicht bestimmt werden, gleich zu der aktuell erzeugten Anzahl von Bits ist. Wie obenstehend beschrieben ist, quantisiert der mehrschichtige Kodierer verbleibende Transformations-Koeffizienten, welche erzeugt werden, wenn die zweite Schicht kodiert wird, durch ein Anpassen der zugeordneten Quantisierungsparameter.
  • 27 ist ein Blockschaltbild einer Video-Bereitstellvorrichtung 2000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts. Bezug nehmend auf 27 weist die Video-Bereitstellvorrichtung eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU = Central Processing Unit) 810, einen mehrschichtigen Kodierer 820, ein Netzwerk-Interface bzw. eine Netzwerk-Schnittstelle (I/F) 830, ein Verwender-Interface bzw. eine Verwender-Schnittstelle (UI) 840, eine Videoquelle 850 und einen Bus 860 auf.
  • Der Bus 860 ist eine Übertragungsleitung und Systembus, über welchen Daten oder Steuersignale zwischen konstituierenden Elementen der Video-Bereitstellvorrichtung 2000 ausgetauscht werden.
  • Die Videoquelle 850 ist eine Video-Aufnahmevorrichtung, beispielsweise eine Videokamera, eine Inhalts-Bereistellvorrichtung, ein Kameratelefon, ein Videotelefon, ein Mobiltelefon mit einer eingebauten Kamera oder dergleichen.
  • Der mehrschichtige Kodierer 820 kann der Video-Kodierer 120, welcher in 2 veranschaulicht ist, sein.
  • Das Netzwerk I/F 830 kann Software und/oder Hardware zum Übertragen eines Basisschicht- und/oder Verbesserungsschicht-Bitstroms, welcher durch den mehrschichtigen Kodierer 820 kodiert wird, zu einer Zielvorrichtung über einen verdrahteten/drahtlosen Kommunikationskanal aufweisen.
  • Die Verwender-Schnittstelle UI 840 ist eine Vorrichtung, über welche ein Steuersignal zum Steuern eines Betriebs der CPU 810 oder Daten, welche durch die CPU 810 zu verabeiten sind, zugeführt wird. Die UI 840 kann als ein Touchpad, eine Maus, ein Keypad oder eine Tastatur ausgeführt sein.
  • 28 ist ein Blockschaltbild eines Video-Service-Systems 3000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Konzepts. Bezug nehmend auf 28 weist das Video-Service-System 3000 ein Netzwerk 900, eine Video-Bereitstellvorrichtung 910 und wenigstens eine Zielvorrichtung, beispielsweise Zielvorrichtungen 911 bis 917 auf, welche mit dem Netzwerk 900 verbunden sind.
  • Das Netzwerk 900 kann als ein verdrahtetes/drahtloses Kommunikationsnetzwerk ausgeführt sein.
  • Die Video-Bereitstellvorrichtung 910 kann die Video-Bereitstellvorrichtung von 28 sein.
  • Die Zielvorrichtungen 911 bis 917 können ein Fernseher (TV = Television) 911, ein Personal Computer (PC) 912, ein Persönlicher Digitaler Assistent (PDA = Personal Digital Assistant) 913, ein Mobiltelefon 914, eine Navigationsvorrichtung 915, eine Videospielvorrichtung 916 und ein Notebook-Computer 917 sein, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt und können irgendeine von anderen verschiedenen Vorrichtungen sein, welche in der Lage ist, digitale Videodaten zu empfangen und zu dekodieren.
  • Während das erfinderische Konzept vor allem unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben worden ist, wird verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail darin getätigt werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2012-0059428 [0001]

Claims (29)

  1. Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Video-Kodierung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: ein Kodieren zugeführter Videodaten in einer ersten Schicht; ein Erzeugen von statistischen Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Kodierens der zugeführten Videodaten in der ersten Schicht; ein Bestimmen von Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Bereichen einer zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen; und ein Kodieren der zugeführten Videodaten in der zweiten Schicht, basierend auf der Zielanzahl von Bits.
  2. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die Bereiche der zweiten Schicht als wenigstens eines aus einer Gruppe, welche aus Bildern (GOP), Frames oder Makroblöcken besteht, dimensioniert sind.
  3. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die statistischen Kodier-Informationen Informationen über die Anzahl von Bits aufweisen, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in Einheiten von Bereichen in der ersten Schicht durchgeführt wird.
  4. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die statistischen Kodier-Informationen Informationen über die Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten des gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame aufweisen, welche in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht während des Kodierens der ersten Schicht berechnet werden.
  5. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die statistischen Kodier-Informationen Informationen über Komplexitäten aufweisen, welche in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht berechnet werden.
  6. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die statistischen Kodier-Informationen wenigstens zwei aus den Folgenden aufweisen: Informationen über Anzahlen von Bits, welche in Einheiten der ersten Schicht während des Kodierens der ersten Schicht erzeugt werden, Informationen über die Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, berechnet in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht, und Informationen über Komplexitäten, berechnet in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht.
  7. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn die räumliche Auflösung der in der ersten Schicht zu kodierenden Videodaten unterschiedlich von der räumlichen Auflösung der in der zweiten Schicht zu kodierenden Videodaten ist, dann die Zielanzahlen von Bits, welche den Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf dem Ergebnis eines Hoch-Skalierens oder Herunter-Skalierens der statistischen Kodier-Informationen bestimmt werden, um zu steuern, dass die kodierten räumlichen Auflösungen dieselben sind.
  8. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Zielanzahl von Bits, welche dem gegenwärtigen Makroblock der zweiten Schicht zuzuordnen ist, basierend auf der Anzahl von Bits bestimmt wird, welche erzeugt werden, wenn die Makroblöcke der ersten Schicht, welche der Platzierung des gegenwärtigen Makroblocks der zweiten Schicht entsprechen, kodiert werden.
  9. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf der Summe von absoluten Differenzen (SAD) bestimmt werden, welche zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame in Makroblöcken der ersten Schicht, welche mit den Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen, berechnet werden.
  10. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei Zielanzahlen von Bits, welche Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuweisen sind, bestimmt werden, basierend auf: der Anzahl von Bits, welche erzeugt werden, wenn Makroblöcke der ersten Schicht, welche mit Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen, kodiert werden; und der Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten, welche in den Makroblöcken der ersten Schicht berechnet werden, welche mit den Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen.
  11. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Frames der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf wenigstens einem aus Informationen über Komplexitäten, berechnet in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht, und Frame-Bit-Besetzungs-Informationen einer Gruppe von Bildern (GOP) der ersten Schicht bestimmt werden.
  12. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei das Kodieren der zugeführten Videodaten bei der zweiten Schicht ein Bestimmen von Quantisierungsparametern basierend auf den Zielanzahlen von Bits aufweist, und eine Quantisierung durch eine Verwendung der Quantisierungsparameter während des Kodierens der zugeführten Videodaten bei der zweiten Schicht durchführt.
  13. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 12, wobei die Quantisierungsparameter durch ein Anpassen von Parameter bestimmt werden, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet sind, gemäß: den Differenzen zwischen den Zielanzahlen von Bits, welche den Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet sind, und der Anzahl von Bits, welche während des Kodierens der zweiten Schicht erzeugt werden.
  14. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: ein Erzeugen von Bereich-von-Interesse (ROI)-Informationen über die zugeführten Videodaten; und ein Bestimmen der Quantisierungsparameter, welche bezogen auf die zugeführten Videodaten zugeordnet werden, in Einheiten der Bereiche der zweiten Schicht, basierend auf den ROI-Informationen.
  15. Ratensteuerverfahren für eine mehrschichtige Videokodierung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: ein Erzeugen von Bereich-von-Interesse (ROI)-Informationen über zugeführte Videodaten; und ein Bestimmen einer Mehrzahl von Quantisierungsparametern, welche einer Mehrzahl von Bereichen eines Frame einer Verbesserungsschicht zuzuordnen sind, basierend auf den ROI-Informationen.
  16. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 15, wobei das Bestimmen der Mehrzahl von Quantisierungsparametern Folgendes aufweist: ein Bestimmen, basierend auf den ROI-Informationen, eines ersten Quantisierungsparameters in einem Bereich von Interesse, ein Bestimmen, basierend auf den ROI-Informationen, eines zweiten Quantisierungsparameters in einem Bereich von Nicht-Interesse, wobei der erste Quantisierungsparameter und der zweite Quantisierungsparameter unterschiedlich sind.
  17. Ratensteuerverfahren nach Anspruch 15, wobei die ROI-Informationen berechnet werden unter Verwendung wenigstens eines aus: einer Verteilung von erzeugten Bits, einer Abbildungskomplexität, und einer Verteilung von Pixeln.
  18. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F), die Folgendes aufweist: einen ersten Kodier-Prozessor (10A, 10B, 10C) zum Kodieren zugeführter Videodaten in einer ersten Schicht und konfiguriert, um statistische Kodier-Informationen zu erzeugen basierend auf dem Ergebnis eines Kodierens von zugeführten Videodaten in der ersten Schicht; einen zweiter Ratencontroller (40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F) zum Erzeugen zweiter Quantisierungsparameter, welche zu verwenden sind, wenn eine Kodierung auf einer zweiten Schicht durchgeführt wird, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen; und einen zweiten Kodier-Prozessor (30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F) zum Kodieren der zugeführten Videodaten in der zweiten Schicht durch eine Verwendung der zweiten Quantisierungsparameter.
  19. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) nach Anspruch 18, wobei die statistischen Kodier-Informationen wenigstens eines aus den Folgenden aufweist: Informationen über Anzahlen von Bits, welche erzeugt werden, wenn ein Kodieren in Einheiten von Bereichen der ersten Schicht durchgeführt wird; Informationen über die Summe von absoluten Differenzen (SAD) zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame, berechnet in Einheiten der Bereiche der ersten Schicht, und Informationen über Komplexitäten der Bereiche der ersten Schicht.
  20. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) nach Anspruch 18, wobei der zweite Ratencontroller (40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F) Folgendes aufweist: eine Bestimmungseinheit (41A, 41B) für eine Anzahl von Bits zum Bestimmen von Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Bereichen der zweiten Schicht zugeordnet sind, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen; und eine Quantisierungsparameter-Erzeugungseinheit (42A, 42B) zum Erzeugen der Quantisierungsparameter basierend auf den Differenzen zwischen den Zielanzahlen von Bits und Anzahlen von Bits, welche durch den zweiten Kodier-Prozessor erzeugt werden.
  21. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) nach Anspruch 20, wobei die Bestimmungseinheit (41A, 41B) für eine Anzahl von Bits Zielanzahlen von Bits bestimmt, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf Anzahlen von Bits, welche erzeugt werden, wenn Makroblöcke der ersten Schicht, welche mit den Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen, kodiert werden.
  22. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) nach Anspruch 20, wobei die Bestimmungseinheit (41A, 41B) für eine Anzahl von Bits Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf der SAD (Summe von absoluten Differenzen) bestimmt, welche zwischen Pixelwerten eines gegenwärtigen Frame und eines vorhergesagten Frame in Makroblöcken der ersten Schicht, welche mit Makroblöcken der zweiten Schicht übereinstimmen, berechnet werden.
  23. Video-Kodiervorrichtung, wobei die Bestimmungseinheit (41A, 41B) für eine Anzahl von Bits Zielanzahlen von Bits, welche jeweils Makroblöcken der zweiten Schicht zuzuordnen sind, berechnet, basierend auf wenigstens einem von: Informationen über Komplexitäten von Bereichen der ersten Schicht, berechnet bei einer ersten Schicht, und Frame-Bit-Besetzungs-Informationen einer Gruppe von Bildern (GOP) der ersten Schicht.
  24. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) nach Anspruch 18, weiterhin aufweisend eine Bereich-von-Interesse (ROI)-Erfassungseinheit (70, 70A, 70B, 70C, 301) zum Erfassen eines Bereichs von Interesse der zugeführten Videodaten und zum Erzeugen von ROI-Informationen, welche den erfassten Bereich von Interesse anzeigen, und wobei der Ratencontroller (40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F) die Quantisierungsparameter, welche Bereichen der zweiten Schicht zuzuordnen sind, basierend auf den ROI-Informationen bestimmt.
  25. Videosignalverarbeitungssystem (1000), das Folgendes aufweist: einen mehrschichtigen Kodierer (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) zum Kodieren von Quell-Videodaten auf einer Basisschicht und wenigstens einer Verbesserungsschicht; und einen Transmitter (130) zum Übertragen der Quell-Videodaten, welche durch den mehrschichtigen Kodierer (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) kodiert werden, zu einer Zielvorrichtung (200) über ein verdrahtetes oder drahtloses Netzwerk, wobei der mehrschichtige Kodierer (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) Zielanzahlen von Bits, welche Bereichen in einem Frame der wenigstens einen Verbesserungsschicht zuzuordnen sind, basierend auf statistischen Kodier-Informationen bestimmt, welche gemäß dem Ergebnis des Kodierens der Quell-Videodaten, welche bei der Basisschicht kodiert werden, erzeugt werden.
  26. Videosignalverarbeitungssystem nach Anspruch 25, wobei der mehrschichtige Kodierer (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) Quantisierungsparameter bestimmt, welche den Bereichen der wenigstens einen Verbesserungsschicht zuzuordnen sind, basierend auf Bereich-von-Interesse (ROI)-Informationen über die Quell-Videodaten
  27. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F), die Folgendes aufweist: einen ersten Kodier-Prozessor (10A, 10B, 10C) zum Kodieren zugeführter Videodaten in einer ersten Schicht und konfiguriert, um statistische Kodier-Informationen basierend auf dem Ergebnis des Kodierens von zugeführten Videodaten in der ersten Schicht zu erzeugen; einen Puffer (123A, 123B, 123C, 123D, 123E, 123F) zum Speichern der statistischen Kodier-Informationen; und einen zweiten Ratencontroller (40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F) zum Erzeugen eines zweiten Quantisierungsparameters für jeden gegenwärtigen Makroblock, basierend auf den statistischen Kodier-Informationen, zum Kodieren in einer zweiten Schicht.
  28. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) nach Anspruch 18, weiterhin aufweisend einen zweiten Kodier-Prozessor (30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F) zum Kodieren der zugeführten Videodaten bei der zweiten Schicht durch ein Verwenden der zweiten Quantisierungsparameter.
  29. Videokodiervorrichtung (120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F) nach Anspruch 18, weiterhin aufweisend einen ersten Ratencontroller (20A, 20B, 20C) zum Erzeugen eines ersten Quantisierungsparameters zum Kodieren in der ersten Schicht.
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