FR2682847A1 - Dispositif pour separer un signal video entre deux canaux. - Google Patents

Abstract

Le dispositif se caractérise par des moyens (18) pour générer des valeurs Bigof (HP) et Bigof (T), sur une base de trame, et correspondant à une capacité du canal restante pour les canaux de haute et basse priorité pour des groupes respectifs de trames, et sensibles au moins à ladite valeur Bigof (HP), pour générer une autre valeur Hfrac représentant la fraction approximative des mots codes à appliquer au canal de haute priorité; et des moyens (14) sensibles à la valeur Hfrac et auxdits mots codes pour classifier lesdits mots selon une hiérarchie prédéterminée desdits types, et appliquer au canal de haute priorité, selon ladite hiérarchie, les mots codes desdits types représentant la fraction Hfrac desdites données vidéo.

Description

Cette invention se rapporte à un système de répartition de données vidéo

entre deux trains de données. Des données vidéo numériques de haute définition peuvent être transmises avec succès sur des canaux de télévision terrestres en générant des données vidéo comprimées, en partageant les données vidéo entre une information de haute priorité et une information de basse priorité10 et en modulant en amplitude en quadrature les données de haute et basse priorité sur des porteuses séparées respectivement Les porteuses modulées sont incluses dans un spectre de fréquence de 6 MHZ et ensuite le signal combiné15 est transmis pour occuper un spectre du canal de diffusion -standard Les données de haute priorité sont transmises avec une puissance relativement élevée et les données de basse priorité avec une puissance relativement faible Des données de haute priorité sont ces données vidéo qui sont suf- fisantes pour reproduire une image, quoique de qualité moindre qu'une image de haute définition. La présente invention est orientée vers un circuit de séparation de données vidéo comprimées en données vidéo de haute et de basse priorité Pour

les propos de cette description, les données vidéo

seront présumées être comprimées dans le format type MPEG (bien que tout format de données qui peut être structuré hiérarchiquement en couches soit susceptible d'utilisation) Ce qui est signifié par "type MPEG" est un format de codage semblable au formnat de codage standardisé établi par l'Organisation Internationale de Normalisation Le standard est décrit dans le document "International Organisation for Standardization", ISO-IEC JT (l/SC 2/WGI), Coding of Moving Pictured and Associated Audio, MPEG 90/176 Rev 2, 18 Déc 1990, lequel document

est incorporé ici en référence pour la description

du format de code général.

Le standard MPEG transmet 240 lignes (NTSC) par image non entrelacée, ce qui est réalisé typiquement en codant seulement les trames impaires

ou paires d'un signal vidéo à source entrelacée.

Pour transmettre des signaux HDTV le standard est modifié pour fournir, par exemple 480 lignes par trame, et à la fois les trames paires et impaires sont transmises De plus, le nombre de pixels par ligne est augmenté par exemple à 1440 Conceptuellement, ces changements affectent seulement le débit de données et n'affectent pas le principe de la compression D'intérêt particulier par rapport à ce format de codage est le fait que les trames successives sont codées selon une séquence cyclique dans laquelle des trames particulières de la séquence sont codées intra-trames (trames I), d'autres trames (trames P) sont codées inter-trames vers l'avant, et encore

d'autres trames (trames B) sont codées inter-

trames à la fois vers l'avant et vers l'arrière.

Le format des signaux codés pour les trames de

chaque type de codage est similaire mais l'im-

portance relative des types de trames codées pour la reproduction d'image est I, P, B Les images peuvent être reproduites à partir des seules trames I, cependant la reproduction d'image pour les trames P ou B requiert une information dérivée t t x 3

des trames I ou P décodées antérieures.

La quantité de bits de donnée pour

les trames codées respectives varie largement.

De plus, le pourcentage d'information considéré nomina-

len-ent pour être des données de basse priorité dans les trames respectives peut varier largement Allouer des données aux canaux de haute et basse priorité n'est pas une simple affaire de répartition d'un pourcentage K particulier des données de chaque trame vers le canal de haute priorité et le reste ( 100-K) pour cent au canal de basse priorité Le partage devient davantage compliqué si l'importance relative des types de trames codées est incluse dans le procédé d'affectation de priorité. La présente invention est orientée vers un dispositif pour déterminer le pourcentage ou la fraction de données à partir des trames codées respectives de l'information vidéo qui sera répartie entre les canaux de haute et basse priorité La fraction est déterminée indépendamment de chaque trame Pour chaque séquence de trames, la différence entre la capacité totale du canal et la capacité utilisée est enregistrée sur une base de trame par trame, et fondée sur la capacité restante, la fraction de données à attribuer au canal de haute priorité est déterminée Dans un premier mode de réalisation, les trames I, P et B sont traitées de façon égale et les fractions sont déterminées selon le rapport de la capacité restante du canal de haute priorité à la somme des capacités restantes des canaux de haute et basse priorité, les capacités restantes étant déterminées après traitement de chaque trame Dans d'autres modes de réalisation, les trames I, P et B sont traitées différemmrnent, avec les fractions déterminées de telle sorte que les données des trames I occupent la majorité de la capacité du canal de haute priorité Dans ce mode de réalisation, la fraction de canal I est en général proportionnelle à la

capacité du canal disponible.

Brève Description des Dessins

La Figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système de compression d'un signal vidéo

réalisant l'invention.

La Figure 2 est une représentation en image des couches de données fournies par le

circuit de compression de la Figure 1.

La Figure 3 est une représentation en image généralisée du format des données fourni

par le circuit de compression de la Figure 1.

La Figure 4 est un schéma fonctionnel d'un circuit exemplaire qui peut être réalisé

pour le circuit Choix de Priorité de la Figure l.

La Figure 5 est un ordinogramrnme indiquant le processus de formation des points

de séparation des données.

La Figure 6 est un ordinograrrmne du processus de détermination de la fraction des données destinée aux trames respectives à attribuer aux

canaux respectifs de haute et basse priorité.

La Figure 1 illustre sous forme de blocs un système de compression d'un signal vidéo qui peut être utilisé pour transmettre des signaux de télévision à haute définition (HDTV) Dans ce système, le signal vidéo est initialement comprimé

en conformité avec un format de type MPEG.

Après cela, les mots codes du signal de type MPEG x 5 sont partagés en deux trains de bits selon l'importance relative des types respectifs de mot

code Les deux trains de bits sont traités indé-

pendarmment pour appliquer des bits supplémentaires de correction d'erreur, et ensuite entrainés vers les porteuses respectives QAM Les porteuses modulées sont combinées pour la transmission Les trains de bits d'importance relativement plus ou moins grande sont désignés respectivement canaux -' haute priorité (HP) et basse priorité (LP) Le canal haute priorité est transmis avec une puissance approximativement double du canal basse priorité Le rapport d'informations haute priorité/basse priorité est environ un à quatre Les débits nets approximatifs des données après auto-correction des erreurs sont de 4,5 Mbps HP et de 18 Mbps LP. En Figure 1, les signaux vidéo venant d'une source 10, qui peut être, par exemple, une caméra HDTV sont appliqués au circuit de compression 12 le circuit de compression 12 comprime le signal vidéo selon des séquences de codage cycliques identifées corrme groupes de trames, GOF, voir en Figure 2 La séquence de codage d'un GOF inclut une première trame (I) qui est codée intra-trame, suivie d'une pluralité de trames B (codées inter-trame bidirectionnellement) qui sont régulièrement entremêlées de trames P (codées inter-trame vers l'avant) Les données codées pour les trames codées P comprennent les différences comprimées entre la trame vidéo en cours et une trame prédite à partir de la toute dernière trame I ou P se produisant Les données codées pour les trames B comprennent les différences comprimées entre la trame en cours et la meilleure des deux trames prédites qui sont prédites à partir des trames I et P entre lesquelles la trame B particulière est disposée Les données codées pour toutes les trames sont segmentées en tranches, qui incluent, par exemple, les données codées pour des sections horizontales des images respectives, chaque section étant haute d'un multiple de 16 pixels Les tranches sont segmentées en macroblocs Chaque macrobloc est constitué de 6 blocs, incluant quatre blocs de luminance, un

bloc U de chrominance et un bloc V de chrominance.

Un bloc représente une matrice de pixels, par exemple de 8 x 8 sur laquelle une transformée en cosinus discrets (DCT) est effectuée Les quatre blocs de luminance sont une matrice 2 x 2 de blocs de luminance contigus représentant, par exemple, une matrice de 16 x 16 pixels Les blocs de chrominance (U et V) représentent la même surface totale que les quatre blocs de luminance C'est

à dire que le signal de chrominance est sous-

échantillonné d'un facteur deux horizontalement et verticalement par rapport à la luminance, avant compression. Le signal de sortie codé fourni par le circuit compresseur 12 est généralement

dans le format en couche illustré en Figure 3.

La couche de dessus comporte des groupes de

trames (GDF) illustrés par la rangée de cases LI.

Chaque GOF (L 2) inclut un en-tête suivi des segments de données d'image L'en-tête des GOF peut inclure des données relatives aux dimensions d'image horizontale et verticale, au format d'image, au débit trame/image, au débit binaire, etc. Les données d'image (L 3) correspondant aux trames respectives incluent un en-tête suivi de données des tranches (L 4) L'en-tête d'image peut inclure un nombre de trames et un type de code image Chaque tranche (L 4) inclut un en-tête

suivi d'une pluralité de blocs de données M Bi.

L'en-tête des tranches peut inclure un nombre de

groupes et un paramètre de quantification.

Chaque bloc M Bi (L 5) représente un macrobloc et inclut un en-tête suivi des vecteurs de déplacement et des coefficients de transformée (par exemple, coefficients de Transformée en Cosinus Discrets) Les en- têtes des M Bi peuvent inclure une adresse de microbloc, un type de macrobloc et un paramètre de quantification Les coefficients de transformée sont illustrés dans la couche L 6 Les coefficients du bloc sont fournis un bloc à la fois avec le DGT, le coefficient DC arrivant en premier suivi des coefficients respectifs

AC de DCT dans l'ordre de leur importance relative.

Un code de fin de bloc EOB est ajouté à la

fin de chaque bloc de données arrivant successi-

vement. Les données issues du compresseur 12 sont appliquées à un processeur de priorité 14 qui

partage les données entre les canaux HP et LP.

Les données affectées de priorité sont couplées aux tampons de débit respectifs HP et LP 15 A et 15 B. Comme il est bien connu les données vidéo comprimées arrivent à des débits variables, et préférentiellement, les données sont transmises à une vitesse constante équivalente à la capacité du canal, pour réaliser une utilisation efficace du canal Les tampons de débit 15 A et 15 B réalisent le passage d'un débit de données va-iables à un débit constant Il est également bien connu d'ajuster la quantité de données fournie par le compresseur 12 selon le niveau d'occupation des tampons Ainsi, les tampons 15 A et 15 B incluent un circuit pour indiquer leur niveau d'occupation Ces indications sont appliquées au contrôleur 18 pour ajuster le débit de données moyen fourni par le

compresseur 12.

Les données vidéo comprimées formatées hiérarchiquement comme indiqué en Figure 3 sont couplées à un élément de sélection de priorité 14, qui partage les données codées entre un canal de haute priorité HP et un canal de basse priorité LP De façon générale, l'information de haute priorité est cette information dont la perte ou la mutilation céerait la plus grande dégradation des images reproduites Enoncé inversement, ce sont les moin'dres données nécessaires à la création d'une image, bien que moins qu'une image parfaite L'information de basse priorité est l'information restaite L'information de haute priorité inclut sensiblement toute l'information d'en-tête incluse dans les différents niveaux hiérarchiques plus les coefficients DC des blocs respectifs et une partie des coefficients AC

des blocs respectifs (niveau 6, Figure 3).

Dans le circuit 16 les signaux peuvent être couplés à un modem de transmission dans lequel les données du canal HP modulent en amplitude en quadrature une première porteuse et les données du canal LP modulent enamplitude en quadrature une seconde porteuse décalée de la première porteuse f l 9 d'environ 2,88 M Hz Les largeurs de bande de 6 d B des première et seconde porteuses modulées sont

respectivement d'environ 0,96 M Hz et 3,84 M Iz.

La première porteuse modulée est transmise avec une puissance plus grande d'environ 9 d Bque la seconde porteuse modulée Puisque l'information HP est transmise avec une plus grande puissance,

elle est beaucoup moins prédisposée à une dégra-

dation par le canal de transmission La porteuse HP est située dans la partie de spectre de fréquences d'un canal de transmission, par exemple, TV MNSC, La porteuse LP est située de telle sorte que le spectre des données LP occupe la partie d'uncanal NTSC normalement occupée par la bande latérale supérieure de l'information de luminance

d'un signal TV du standard NTSC.

Les données comprimées qui sont

transmises peuvent être codées statistiquement.

Un codage statistique peut être effectué dans le compresseur 12 ou dans ou après l'affectation de priorité aux données Sans considérer o le codage statistique est effectué, pour les propos

de cette description, il est admis que le compresseur

12 fournit non seulement les mots codes comprimés, mais également les données concernant le type de chaque mot code et la longueur de chaque mot code Dans le cas o les mots codes seront statistiquement codés après affectation de priorité la longueur correspondra à la longueur du mot i O codé codé statistiquement Il est également admis que le compresseur 12 inclut une mémoire de sortie pour enregistrer chaque trame des données comprimées et longueurs et types de mot code associés, de sorte que pour chaque nouvelle trame fournie au circuit de sélection de priorité 14, le nombre total de bits, N bits, des mots codes inclus dans une telle trame soit disponible Ce nombre peut être fourni en accumulant simplement les données correspondant aux longueurs de mot

code lorsque les mots codes respectifs sont générés.

Les données comprimées arrivent comne une pluralité de type de mot code incluant, par exemple, Données d'En-Tête, Vecteurs de Déplacement, coefficients DC et coefficients AC L'importance relative de chaque type de mot code pour la reproduction d'image est subjective et est ainsi

un choix de conception Cependant, il est générale-

ment admis que les coefficients AC représentant l'information de fréquence plus élevée sont de moindre importance Une hiérarchie exemplaire de type de mot code peut établir la classification,

mots codes d'en-tête de GOF (-4), mots codes d'en-

tête d'image et d'en-tête de tranche (-3), mots codes d'en-tête de macrobloc (-2), vecteurs de déplacement (-1), coefficients DC ( 0), coefficients AC ( 1) à ( 64), etc Pendant l'affectation de priorité, les classes à numéros les plus bas seront transmises vers le canal HP, et les classes à numéros les plus élevés dirigées vers le canal LP selon un paramètre dynamique de séparation

des données désigné par Hfrac.

La Figure 4 illustre un exemple de dispositif pour réaliser cette partie du processus de sélection de la priorité qui partage les données en deux canaux Dans la Figure 4, les données comprimées issues de 12 (c'est à dire, de la mémoire de sortie du compresseur) sont couplées aux bornes d'entrée des deux mémoires tampons 150 A et 150 B et à un analyseur de données 152 Les tampons respectifs incluent suffisamment de mémoire pour enregistrer par exemple une tranche de données Les tampons 150 A et 150 B fonctionnent en mode "ping pong" pour alternativement écrire les tranches de données et lire les tranches de données Ainsi, tandis que le tampon 150 A écrit des données à partir, par exemple, de la tranche n, le tampon

B lit des données à partir de la tranche n-I.

Lorsque les données sont écrites dans un tampon particulier, l'analyseur 152, sensible aux données du type de mot code, génère des numéros de classification des mots codes CW#i pour les mots codes respectifs et enregistre les

CWI#i en association avec le mot code correspondant.

L'analyseur calcule ainsi le point, ou le mot code, au niveau duquel les données seront réparties entre canaux HP et LP Le calcul est déterminé -pour la quantité de données enregistrées dans le tampon 150 A ( 150 B) Le nombre total de bits est compté pour tous les mots codes dans le tampon 150 A ( 150 B) Puis la classe de mot code pour laquelle la sorrmne des bits est égale au pourcentage HP est identifiée par un numéro de mot de code, CW#j Ce numéro est appliqué à un élément de cormmutation 153 A ( 153 B), et utilisé pour

commander le multiplexeur 155 A ( 155 B) Ap-rès iden-

tification du numéro de mot code CW#j, les mots codes, les données de longueur de code, les données de type de mot code et les numéros de mot code CW#i sont lus en parallèle à partir du tampon A ( 150 B) Les mots codes, longueurs de code et types de code sont appliqués à l'entrée d'un multiplexeur 155 A ( 155 B), et les numéros de mot code sont appliqués à une entrée de l'élément de commutation 153 A ( 153 B) Lorsque les données sont lues à partir du tampon, l'élément de commutation 153 A ( 153 B) compare les numéros de classification de mot de code CW#i au numéro calculé CW#j. Pour tous les numéros de classification de mot code inférieurs ou égaux à CW#j, l'élément de corrmutation fournit un signal de cormmande qui conditionne le multiplexeur 155 A ( 155 B) pour faire passer les données correspondantes vers le canal HP via un autre multiplexeur 156 Pour les numéros de classification du mot code supérieurs à CW#j, le multiplexeur 155 A ( 155 B) est conditionné pour faire passer les données correspondantes vers le canal LP via le multiplexeur 156 Le multiplexeur 156 est conditionné pour faire passer les données HP et LP fournies par le tampon 150 A ( 150 B) qui

est en cours de lecture.

L'analyseur 152 inclut un accumulateur qui, sensible aux signaux de longueur de code et de type, somme indépendaîrment le nombre de bits des mots codes de chaque type de code introduit dans le tampon 150 A ( 150 B) Ces somes sont additionnées pour fournir le nombre total de bits des mots codes contenus dans le tampon, (ou les bits des mots codes codés statistiquement correspondant aux mots codes contenus dans le tampon) La somme totale est

multipliée par Hfrac pour fournir une somme test.

Après cela, les sorrmes respectives des types de code sont séquentiellement additionnées dans l'ordre croissant du numéro de classification du mot

code CW#i pour fournir des somrmes partielles.

Chaque sormme partielle est comparée avec la somrrme test jusqu'à ce que la sormme partielle dépasse la sorrme test Le numéro de classification du mot code CW#j associé avec la sonme partielle immédiatement précédente est la dernière classe des mots codes d'un bloc à être assignée au canal HP Toutes les classes de mot code suivantes, c'est à dire, CW#j+l à CW#n, pour les blocs respectifs sont assignées au canal LP Ainsi, on peut voir que ce qui est considéré être une information de haute priorité varie en fait, entre les périodes d'analyses, si les données de haute priorité sont définies par

les données appliquées au canal HP.

La Figure 5 est un ordinograrrme du fonctionnement de l'analyseur 152 Au commencement de chaque tranche de données l'analyseur initialise l 500 l les valeurs de comptage des types respectifs des mots codes Puis lorsque les données sont écrites dans le tampon respectif, l'analyseur lit l 502 l le type de mot code, la longueur L du mot code correspondant, et assigne un numéro de classification de mot code CW#i en fonction du type de mot code L'analyseur ajoute l 504 l la longueur L du mot code à la somme des mots codes précédents

qui ont été assignés au même numéro de classi-

fication de mot code CWV#i Il teste alors l 506 l pour déterminer si toutes les données pour une tranche ont été évaluées Cela peut être effectué en examinant les types de mot code pour l'en-tête de la tranche arrivant ensuite Si la fin de la

tranche n'a pas été rencontrée, il continue l 5021.

Si elle a eu lieu, l'analyseur procède l 508 l à

la détermination du point de séparation HP/LP.

Ce processus est initié en établissant à zéro une valeur de somme partielle, et ensuite pour commencer d'accumuler l 510 l les sommes de bits des classes respectives de mots codes correspondant

J, 14

aux CW#i assignés C'est à dire que la somme de bits de CW#-4 est ajoutée à la somme de bits

de CW#-3 pour produire une première so Trne partielle.

Ensuite la somrne de bits de CW#-2 est ajoutée à la première soimne partielle pour fournir une autre somme partielle et ainsi de suite Chaque fois qu'une somme partielle est fournie une comparaison l 512 l est faite entre le rapport de la somme partielle en cours au nombre total de bits

dans la tranche et Hfrac Si le rapport est infé-

rieur, la somne de bits des mots codes corres-

pondant à la classification plus élevée suivante CW#i est ajoutée l 514, 510 l à la somnne partielle précédente Si le rapport est supérieur l'indice i = j du dernier ntuméro de classification CW#i, est sorti l 518 l, c'est à dire que CW#j est sorti. Le système applique ensuite n'importe quelle priorité demandée Par exemple, la période

d'analyse peut inclure seulement des données d'en-

tête de GOF, d'image et de tranche dont l'ensemble serait assigné au canal HP Dans ce cas, CW#j calculé doit être outrepassé puisqu'il dirigera de façon inhérente certains mots de codes vers le canal LP Des priorités sont effectuées en examinant les types de valeurs de priorité l 520 l Le test l 516 l pour j égal à 64 est inclus pour prévenir le système d'entrer dans une boucle sans fin puisque dans cet exemple CW#i ne peut pas dépasser 64. Les commandes de priorité et la valeur Hfrac peuvent être appliquées à l'analyseur 152 à partir du contrôleur du système 18 via le bus de commande CB Tous les signaux de synchronisation v 15 nécessaires et les commandes de contrôle pour l'analyseur peuvent également être fournies via

le bus de cormmande, CB Tous les signaux de synchro-

nisation nécessaires et les commandes de contrôle pour l'analyseur peuvent également être fournies

via le bus de corrînande.

Parce que la proportion de ce qui peut être nominalement considéré comme données de haute priorité varie de trame à trame, assigner une valeur constante au pourcentage de données à allouer au canal HP devient problématique, lorsque les canaux respectifs HP et LP peuvent être entraînés vers un dépassement de capacité et/ou un dépassement négatif En conséquence, il est nécessaire de déterminer les proportions de façon

dynamique selon les données traitées La détermi-

nation est effectuée trame par trame et la proportion des données de chaque trame à allouer HP est

ci-après désignée Hfrac.

La détermination de Hfrac est faite avec les données correspondant aux groupes respectifs de trames Les valeurs pour Hfrac, seront, en général, proportionnelles à la capacité du canal restant après que les données pour les trames précédentes

dans un groupe de trames ont été assignées.

Dans ce qui suit, les valeurs pour Hfrac seront déterminées pour des trames I,P, B traitées de façon égale, et pour des trames I et P données prioritaires sur les trames B. Q Définissons: Bgof (T) = capacité totale de bits pour un groupe de trames; Bgof (HP) = capacité totale de bits pour le canal HP pour un groupe de trames; Blgof(T) = capacité totale de bits laissée pour transmettre le restant du GOF; Blgof (HP) = capacité totale de bits laissée sur le canal HP pour le restant du GOF; Bf(T) = bits totaux transmis pour la trame en cours

Bf(HP = bits transmis sur le canal HP pour la trame en cours.

Considérons d'abord la situation o les trames 1, P, B sont traitées également Nominalement, la quantité de données pour chaque trame à allouer au canal HP doit correspondre au rapport de la capacité du canal HP à la capacité totale du canal, c'est à dire la fraction Bgof (HP)/

Bgof(T) Cependant, à cause des contraintes men-

tionnées ci-dessus (par exemple priorités), la quantité en cours de données dirigées vers le canal HP, pour des trames particulières peut différer de cette fraction Supposons que pour un nombre de premières trames dans un GOF il existe des données allouées au canal HP en dépassement

significatif de la fraction Bgof(HP)/Bgof(T).

Si le système continue à essayer d'attribuer des données pour les trames restantes au canal HP selon la fraction Bgof(HP)/Bgof(T) le canal HP

tendra au dépassement et le canal LP au dépas-

sement de capacité négatif Autrement, si des données sont allouées au canal HP sur la base de la capacité restante du canal HP de telles situations de dépassement de capacité/dépassement négatif peuvent être évitées Comrme telle, la fraction de données pour les trames respectives d'un groupe de trames à allouer au canal HP est déterminée à partir de la relation Blgof(HP)/Blgof(T) Ce calcul est fait suivant l'attribution de données HP

pour chaque trame.

Afin de réaliser ce calcul le processus suivant est suivi A l'initialisation du système, les valeurs Bf(T) et Bf(Hl) sont établies à zéro et les valeurs Blgof(T) et Blgof(HP) sont établies à zéro Au début de chaque GOF, les valeurs Blgof(T) et Blgof(HP) sont actualisées avec les valeurs Bgof(T) et Bgof(HP), respectivement, à savoir Blgof(T)nouveau GOF = Blgof(T)dernier +Bgof(T) Blgof(HP)nouveau GOF= Blgof(HP)dernier+Bgof(HP) et Hfrac est calculé conrme Hfrac = Blgof(HP)/ Blgof(T). La valeur de Hfrac est corrmuniquée au circuit de sélection de priorité 14 et sur la base de la valeur de Hfrac, le numéro du mot code CV#j est déterminé Un test est pratiqué pour déterminer si des données en excès sont été allouées au canal HP dans les périodes antérieures d'analyse de CW#j Ce test peut comporter de générer le rapport Bf(HP)/Bf(T), et de le comparer avec Hfrac Si le rapport dépasse Hfrac beaucoup

trop de données ont été allouées au canal HP.

Pour contrecarrer cette situation CW#j est réduit à CW#j-1 Les mots codes sont alors répartis entre les canaux HP et LP Les valeurs accumulées pour la quantité de données HP et de données totales pour la période d'analyse de CW#j en cours sont

respectivement ajoutées aux valeurs Bf(HP) et Bf(T).

Les valeurs actualisées Bf(HP) et Bf(T) sont utilisées dans la période d'analyse CW#j suivante pour tester les données en excès allouées au canal HP A la fin de chaque trame les valeurs Bf(HP) et Bf(T) sont soustraites respectivement des valeurs Blgof(HP) et Blgof(T) et ensuite les

valeurs Bf(HP) et Bf(T) sont remises à zéro.

Considérons ensuite un autre système dans lequel il est souhaité que destrames I soient données prioritaires de telle sorte que la majorité des données des trames I soit transmise sur le canal HP Cela peut être réalisé en condi- tionnant le système pour remplir sensiblement le tampon de débit HP avec les données des trames I et après cela en permettant au tampon de débit HP de se vider pendant le restant du GOF Les

données de trame I ne peuvent pas remplir complè-

tement le tampon de débit HP puisqu'un certain espace est requis pour une certaine information venant des trames P et B de chaque GOF Le pourcentage PHP de la capacité de tampon de débit HP que les données des trames I sont autorisées à occuper est un choix de conception Le PHP est rendu d'autant plus grand que la priorité donnée

aux trames I est plus grande.

En plus des variantes précédentes, définissons: bo(HP) = occupation du tampon de débit du canal HP ( 15 A); bo(LP) = occupation du tampon de débit du canal LP ( 15 B); bsize(LP)=la dimension du tampon de débit du canal LP( 15 B); bsize(HP)=la dimension du tampon de débit du canal LP( 15 A); Ns = le nombre de trames source par seconde; N = le nombre de trames dans un GOF, M = le nombre de trames B entre trames P successives plus 1, R(LP) = le débit des bits du canal LP; R(HP) = le débit des bits du canal HP; R(T) = le débit total des bits des canaux La discussion de ce procédé de calcul de Hfrac se fera avec référence à l'ordinograrrme de la figure 6 Quand le système est initialisé

Blgof(HP) et Blgof(T) sont initialisés à zéro.

Remarquez que le système traite les trames I,P et B dans une séquence corrmme débutant avec une trame I Au commencement d'une trame l 600 l, on accède à la valeur Nbits et Bf(T) et Bf(HP) sont mis à zéro On accède aux valeurs bo(HP) et bo(LP) l 610 l à partir des tampons de débit Un test l 611 l est pratiqué pour déterminer si la dernière trame était une trame I S'il en est ainsi, une variable Mbpf est calculée l 614 l pour utilisation dans la

détermination de Hfrac pour les trames P suivantes.

Cette variable est calculée selon la relation,

Mbp F = jbo(HP) R(HP)*(N-i)/Ns} /(I-N/M).

La valeur Mbp F est approximativement égale à une répartition uniforme de la capacité restante du canal HP (après affectation de priorité à la

trame I) pour les trames P du groupe de trames.

Celle-ci est la quantité minimale de données qui doit être appliquée au canal haute priorité pour chaque trame P pour prévenir un dépassement négatif

du canal haute priorité.

Le calcul de Hfrac pour les trames I procède l 612 l en actualisant d'abord les valeurs Blgof(T) et Blgof(HP) selon Blgof(T)nouveau GOF = Blgof(T)dernier+Bgof(T) Blg (HP)nouveau GOF=Blgof(HP)dernier+ Bgof(HP) Deux valeurs de Hfrac sont calculées, Hfrac et Hfrac T Hfrac est déduit selon la relation:

Hfrac =fbsize(HP)*PHP -bo(HP) + R(HP)/Ns)' /Nbits.

Les deux premiers termes du numérateur correspondent à l'espace disponible en cours du tampon de débit HP Le troisième terme est la quantité que le tampon de débit HP videra pendant un intervalle

de trame normal.

Hfrac T = t Blgof(HP)+lR(HP)/R(T)l lNbits-Blgof(T)l /Nbits La valeur de Hfrac sortie est la valeur calculée dans l'équation de Hfrac à moins que Hfrac T soit supérieure à Hfrac, en quel cas la valeur sortie pour Hfrac est égale à la valeur calculée pour Hfrac T. Un test est fait pour s'assurer que cette valeur de Hfrac ne provoque pas de dépassement négatif pour le canal LP L'occupation attendue, Eo LP, du tampon LP est calculée selon l'équation:

Eo LP = (l-Hfrac)Nbits + bo(LP)-R(LP)/Ns.

Si Eo LP est inférieur à zéro la valeur pour Hfrac est calculée à partir de: Hfrac = Il+bo(LP)-(R(LP)/Ns)5 /Nbits qui assurera en moyenne, que des données juste suffisantes seront allouées au canal LP pour prévenir un dépassement de capacité négatif La valeur de Hfrac est ensuite appliquée l 620 l pour démarrer l'analyse des valeurs CW#j de la trame I. Hfrac pour les trames P est généré l 616 l selon l'équation: Hfrac = Mbp F/Nbits Cette valeur est appliquée l 620 l pour

générer les valeurs CW#j pour les trames P respectives.

Hfrac pour les trames B est calculé l 618 l avec l'intention d'allouer une majorité de l'information des trames B au canal LP, c'est à dire toutes les données sauf celles qui sont considérées cormme essentielles Les niveaux considérés comme essentiels dans n'irrporte quelle hiérarchie de données particulière structurée en couches sont certes subjectifs et sont déterminés selon la volonté du concepteur On doit prendre soin de s'assurer que le tampon de débit HP ne présente pas un dépassement de capacité négatif ni le tampon de de débit LP un dépassement Une variable MB est

4 21

générée selon la relation

MB = -bo(HP) + R(HP)/Ns.

Si MB est plus grand que zéro le tampon HP peut subir un dépassement de capacité négatif, en quel cas Hfrac est déterminé à partir de: Hfrac = MIB/Nbits (+ une certaine marge) Si une condition de dépassement négatif HP n'existe pas un test est pratiqué pour déterminer

un dépassement de capacité possible du tampon LP.

Ceci est réalisé en générant la variable MBX donnée par: MBX =bsize(LP)bo(LP)+R(LP)/Ns MBX est environ la quantité maximale de données que le tampon LP peut maintenir dans des conditions de charge courantes Si Nbits est plus grand que MBX, le tampon LP peut présenter un dépassement de capacité, et Hfrac est généré à partir de la relation: Hfrac = IMBX/Nbits (+ marge)

Si ni l'une ni l'autre des deux conditions ci-

dessus n'existent, alors Hfrac est mis à zéro, c'est à dire que toutes les données pour la trame B sont allouées au canal LP Cependant certaines couches de données peuvent encore être dirigées vers le

canal HP en vertu des chevauchement de CW#j.

Une fois que Hfrac est déterminé le processus de sélection de priorité es-t initié l 620 l Ce processus de sélection de priorité l 622 l peut être du type décrit relativement à

la Figure 4, incluant les chevauchements de CWJ#j l 626 l.

Considérant le format du signal du type MPEG, qui inclut, dans un exemple d'ordre hiérarchique, en-têtes de trames, en-têtes de tranche, en-têtes

de macroblocs, vecteurs de déplacement, et coef-

ficients DCT, le processus de chevauchement peut

entrainer toutes les données dans l'ordre hiérar-

chique à partir des vecteurs de déplacement et au-

dessus, à être appliquées au canal haute priorité De plus, il est inclus un processus de correction de CW#j l 624 l pour prévenir que beaucoup trop de données ne soient allouées au canal HP Dans le processus de correction l 624 l, le rapport Bf(HP) / Bf(T) est comparé à la valeur de Hfrac, et si le rapport dépasse Hfrac, la valeur générée de CW#j est diminuée de une unité Suivant la correction de CW#j, les données de mot code sont allouées l 626 l entre les canaux HP et LP et toute priorité de couche est effectuée Après chaque intervalle d'analyse de CW#j, la quantité de données traitées est accumulée l 628 l avec la quantité de données traitées dans les intervalles d'analyse antérieurs pour cette trame, pour actualiser les variables Bf(HP) et Bf(T) utilisées dans le

processus de correction l 624 l.

Des expériences ont indiqué que pour le processus générateur de Hfrac cidessus, comme on peut s'y attendre, l'occupation du canal haute priorité oscille entre un état relativement plein pour les trames I et un état relativement vide pour

la dernière trame B d'un groupe de trames L'occu-

pation du tampon de débit de basse priorité apparait rester à un niveau relativement constant si on le compare à l'occupation de tampon de débit de haute priorité. Une autre alternative traite les trames B corrme indiqué irmmédiatement ci-dessus, et traite les trames I et P sur une base égale Dans ce mode d de réalisation, les valeurs de Hfrac pour les trames I et P respectives sont générées selon la relation: Hfrac =lBlgof(HP)+R(HP)*(Nbits-Blgof(T))/R(T)} /Nbits Les étapes de traitement pour générer Hfrac peuvent être programmées dans l'analyseur de données 152 de la Figure 4, ou dans le contrôleur du système 18 montré en Figure I.

Dans les revendications une fonction

décrite corrme étant proportionnelle à une variable signifie que la variable apparait dans le numérateur d'une relation définissant la fonction Une fonction décrite comme étant inversement propcrtionnelle à une variable signifie que la variable apparait dans le dénominateur d'une relation définissant

la fonction.

24 2682847

Claims (2)

REVENDICATIONS

1 Dispositif pour partager les données vidéo comprimées entre un canal de haute priorité ayant une première capacité de canal et un canal de basse priorité ayant une seconde capacité de canal, lesdites données vidéo arrivant conmne des mots codes de différents types et en groupes de trames, ledit dispositif étant caractérisé par des moyens ( 18) pour générer des valeurs Blgof(HP) et Blgof(T), sur une base de trame, et correspondant à une capacité du canal restante pour lesdits canaux de haute et basse priorité pour des groupes respectifs de trames, et sensibles au moins à ladite valeur Blgof(HP), pour générer une

autre valeur Hfrac représentant la fraction approxi-

mative desdits mots codes à appliquer audit canal de haute priorité; et des -moyens ( 14) sensibles à ladite valeur Hfrac et auxdits mots codes pour classifier ( 152) lesdits mots codes selon une hiérarchie prédéterminée desdits types, et appliquer ( 150 A, 153 A, 155 A) au canal de haute priorité, selon ladite hiérarchie, les mots codes desdits types représentant la fraction

Hfrac desdites données vidéo.

2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens pour-générer Hfrac, génèrent Hfrac selon la relation Hfrac = Blgof(HP)/Blgof(T) 3 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens pour générer Hfrac, génèrent Hfrac en proportion directe à Blgof(HP) et en proportionnalité à la quantité de

données dans les trames respectives à partager.

i t 1 A 4 Dispositif pour répartir les données vidéo comprimées entre des canaux de haute et basse priorité, lesdites données comprimées arrivant comme des groupes successifs de trames de données vidéo (N trames par groupe, N est un nombre entier) et comme des mots codes de types différents, ledit dispositif étant caractérisé par: des moyens ( 12) pour fournir lesdites données vidéo comprimées; un canal de haute priorité ( 15 A) incluant un tampon de débit HP et un canal de basse priorité ( 15 B) incluant u tampon de débit LP; des moyens de traitement ( 18) pour a) générer des valeurs Blgof(HP) et Blgof(T) correspondant aux capacités de données pour les groupes respectifs de trames du canal de haute priorité et du total des deux canaux de haute et basse priorité; b) actualiser les valeurs Blgof(HP) et Blgof(T) après que les trames respectives de données ont été partagées; et c) générer une valeur fractionnaire Hfrac correspondant à la fraction de données pour une trame respective à allouer au canal de haute priorité, ladite valeur Hfrac étant directement proportionnelle à la valeur actualisée Blgof(HP), et inversement proportionnelle à l'une de la valeur actualisée Blgof(T), et de la quantité de données représentée par lesdits mots codes dans la-trame en cours; des moyens de traitement supplémentaires ( 14)

sensibles auxdites données vidéo comprimées repré-

sentant des surfaces d'image prédéterminées des trames respectives, pour: il *"r a 26 ai) classifier ( 152) les mots codes respectifs pour ladite surface d'image selon une hiérarchie prédéterminée de classes des types de mot code; bl) déterminer ( 152) la quantité des données de mot code représentant ladite surface d'image; cl) déterminer ( 152) à partir de ladite quantité de données de mot code et de la valeur Hfrac, selon la hiérarchie des classes>les classes des mots codes à attribuer audit canal de haute priorité; et dl) répartir lesdits mots codes ( 152, 153 A, A) selon la classe, entre lesdits canaux de

haute et basse priorité.

Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite valeur Hfrac est déterminée selon le rapport de la capacité du canal haute priorité restant pour le groupe de trames en cours à la capacité totale des canaux (des deux dits canaux haute et basse priorité)

restant pour le groupe de trames en cours.