JP2000244909A - 圧縮ビデオのビットストリームの検定方法および装置 - Google Patents
圧縮ビデオのビットストリームの検定方法および装置Info
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Abstract
リーム検定のための方法と装置を提案する。 【解決手段】 検定器モデルをシミュレーション計算に
より求める。検定器には、ビデオ複雑度検定器(VC
V)、ビデオメモリ検定器(VMV)、ビデオプレゼン
テーション検定器(VPV)がある。モデルは可変のV
OPサイズと速度のために復号器の挙動を規定し、また
ビットストリームが必要とする計算とメモリリソースを
測定して検定するために、新しいパラメータと抑制を規
定する。これらのモデルは、ビデオ符号器内で、あるい
は先行圧縮ビデオ配分の検定時に使用することができ
る。
Description
トストリームの検定方法および装置に関する。本発明
は、符号器によって発生されるビットストリームの適合
を確認するために仮説モデル、すなわちシミュレーショ
ン計算が使用されるマルチメディアオーディオビジュア
ル符号化と圧縮技術の分野で有用である。
が可変ビットレートのビットストリームをもたらす。こ
のビットストリームは一定のビットレートチャネルを介
して送られるのが普通である。ビットレートの瞬間的な
変化を吸収するために、符号器の出力でまた復号器の入
力でバッファ導入が一般に行われる。これらのバッファ
はビットのリザーバとして機能し、また可変ビットレー
トのビットストリームを発生する符号器との、ならびに
可変ビットレートでビットストリームを消費する復号器
との、一定ビットレートチャネルの接続を可能にする。
が、これはバッファが充填されるつつある速度と、バッ
ファが空にされつつある速度が異なるからである。しか
し、長時間では、バッファを充填するための平均速度お
よびバッファを空にする平均速度は同じであると規定す
ることができる。したがって、十分に大きなバッファを
可能にできれば、定常状態動作を達成することができ
る。正確に作動するために、バッファは空になってはな
らず(アンダフロー)、あるいは完全に一杯になっては
ならない(オーバフロー)。この制約を保証するため
に、バッファモデルがMPEG−1とMPEG−2のよ
うな文献に提出されている。ビデオバッファモデルは、
一定のビットレートチャネルに接続された可変ビットレ
ート復号器の挙動を可能にする。復号器の残部は、ビデ
オ復号化方法が一定のフレームレートで規定され、また
各フレームが一定の寸法を有するので計算する必要はな
い。したがって、復号化の一定速度とバッファの消費は
適時に良く規定され、またビデオビットストリームをそ
の配送速度関数R(t)によって点検することにより、
復号器に必要なバッファメモリが規定バッファサイズよ
りも少ないかどうかを検定するために、ビデオバッファ
リング検定器(VBV)が使用される。
おける最近の開発では、オブジェクト指向のより柔軟な
符号化方法がMPEGによって規定されている。この柔
軟な符号化の構想は、復号化の速度とメモリの消費速度
がもはや一定にならないように、ビデオ映像内のマクロ
ブロックの可変数と、異なった映像速度とを支援する。
上記速度が復号器の最大能力を侵さないように保証する
ために、長時間にわたって上記速度を測定することが必
要になる。
た能力とリソースによって発生ビットストリームを復号
化できるように保証すべく圧縮ビデオのビットストリー
ムのパラメータを測定するために、新しい検定器とアル
ゴリズムとをいかに規定すべきかである。
器モデルがシミュレーション計算により設定される。検
定器モデルには、ビデオ複雑度検定器(VCV)、ビデ
オメモリ検定器(VMV)とビデオプレゼンテーション
検定器(VPV)のモデルがある。ビットストリームが
必要とする計算とメモリリソースを測定して検定すべ
く、このモデルは、可変のVOP寸法と速度のために復
号器の挙動を特定し、また新しいパラメータと限度とを
規定する。
クの復号化の開始と終了時間を決定するために計算必要
量を設ける。VMV(140)モデルは、基準メモリの
挙動と、基準メモリの占有値とを明らかにする。VPV
(105)は、ビットストリームを点検してプレゼンテ
ーションバッファの量を検定するためのアルゴリズムを
規定する。
し、これによって復号器の物理的限界によるビットスト
リームの抑制が可能になる。また検定を実装するための
装置が本発明に設けられる。
の実施形態は本発明の一般的な動作を説明している。第
2の実施形態は本発明の技術的定義を示している。
バッファ、中央処理ユニット(CPU)またはメモリ記
憶装置のような前記復号器モジュールの作動をシミュレ
ーション計算により求める。モデルは、符号器が発生す
るビットストリームを代表的な復号器が復号化できるよ
うに保証するために、符号化ビットストリームの生成の
際に符号器内の埋め込みビデオ検定器として使用するこ
とができる。また、モデルは独立型ビデオ検定器として
使用することが可能である。独立型ビデオ検定器は、代
表的な復号器がビットストリームを復号化できるように
保証すべく、ある手段によってすでに符号化されたビッ
トストリームを点検して検定するために使用される。
たビデオ検定器を提供する。 1)ビデオバッファモデル(120) 2)ビデオ複雑度モデル(130) 3)ビデオ基準記憶モデル(140) 4)ビデオプレゼンテーションモデル(150) 各モデルは個別に図2、図4、図6、図8にそれぞれ示
されている。
02を利用した実施の形態を示す。ビデオバッファ検定
器202は、復号器で確認されたビットストリームバッ
ファをシミュレートし、ビデオ復号器が必要とするビッ
トストリームバッファのメモリ必要量を抑制するために
必要である。これによって、所定のバッファメモリサイ
ズによって復号化可能なビットストリームを形成するよ
うにビデオ符号器を抑制することができる。符号器20
1の出力に取り付けられたビデオバッファ検定器202
は、実際の復号器203にあるビットストリームバッフ
ァ204をシミュレートするために使用される。
作を示す。ビデオバッファ検定器202は次の様にして
復号器のビットストリームバッファをシミュレートし、
検定する。第1に、ビデオバッファ検定器202は、線
251で示すある最大バッファサイズと、仮想バッファ
検定器の初期占有値252とを仮定する。次に、傾斜線
253は、伝送チャネルによって決定されるバッファの
充填速度を示し、符号器によって発生されるビットスト
リームからのビットによって、仮想バッファ検定器が充
填される。仮想バッファ検定器は、ビットストリームを
送るために使用されるチャネルが支配する速度で充填さ
れる。次に、ビットストリームの中に埋められたタイミ
ング情報を解釈することによって、ビデオバッファ検定
器は、ビットストリームで符号化される入力データの個
々の映像の復号化を復号器が開始すると予想される時刻
254を算出する。復号器が入力データの個々の映像の
復号化を完了すべく時刻254に、線255で示すよう
に、現在の映像を表すビット数が仮想バッファ検定器か
ら除去される。ビットは瞬時にバッファから除去され
る。
ファ検定器からビットが除去される直前直後に点検され
る。占有仮想バッファ検定器が最大バッファサイズを超
えれば、仮想バッファ検定器はオーバフローする。除去
されるビットが仮想バッファ検定器に蓄積されたビット
よりも多ければ、仮想バッファ検定器はアンダフローす
る。通常動作のためには、バッファのオーバフローは許
されない。また、アンダフローの場合、復号器は、必要
なビットが仮想バッファ検定器に到着するまで作動しな
い。
ットストリームを、ビデオバッファ検定器202で調整
かつ点検することによって、標準仕様に従うすべての復
号器が、このように発生されるビットストリームを復号
化できることが確かである。このようにすれば、復号器
のビットストリームバッファは、オーバフローしない
し、またアンダフローもしない。
2を利用した実施の形態を示す。ビデオ複雑度検定器3
02は、復号器で確認されたプロセッサの能力をシミュ
レートし、ビデオ復号器が必要とする処理速度要求を抑
制するために必要であり、所定の復号器プロセッサ能力
によって復号化可能なビットストリームを形成するため
に、ビデオ複雑度検定器と共にビデオ符号器を抑制する
ことができる。符号器301の出力に取り付けられたビ
デオ複雑度検定器302は、実際の復号器303にある
プロセッサ305をシミュレートする。
を示す。ビデオ複雑度検定器302は次の点を仮定とし
て復号器のプロセッサをシミュレートし、検定する。映
像は、マクロブロックと呼ばれる小さな処理ユニットに
分割される。第1に、処理のためにプロセッサがバッフ
ァ内に蓄積できるのは、線351で示すマクロブロック
のある最大数である。バッファは、映像の必要な復号化
の前に許されるプロセッサの遅延量を抑制する。次にビ
デオ複雑度検定器302は、ビットストリームで符号化
された情報を点検することによって復号化時間の開始時
刻352を決定する。
ータの個々の映像の復号化を復号器が開始すると予想さ
れる時刻352に、仮想複雑度検定器302は、線35
3で示すように、マクロブロックの数に関連して(例え
ば比例して)復号化される映像の複雑度を決定する。次
にこのマクロブロックの数は、処理のためにビデオ複雑
度検定器302のキューの中に置かれる。次に斜線35
4で示すように、ビデオ検定器は、マクロブロックの単
位時間当たりの所定最大速度でマクロブロックを処理す
る。この最大速度は標準仕様に基づいている。このよう
にして、復号器により映像の復号化が完了する時刻35
5が計算される。処理速度でキューサイズを除算する簡
単な式によって、キュー内にちょうど提示された映像の
復号化完了に必要な時間が得られる。
大数のマクロブロックリミットをキューが超えないよう
に保証するために、復号化の開始時刻に点検される。こ
れは、ある特定の復号器待ち時間内にすべての映像を復
号化できるように保証するためである。
エーションでは、異なったタイプのマクロブロックに関
してビットストリームの複雑度がさらに測定される。マ
クロブロックの符号化タイプは、異なった複雑度カテゴ
リにマクロブロックを分類するために使用される。次に
複雑度は、最も単純な1つのマクロブロックの複雑度を
1単位として正規化される。残りのカテゴリには、1マ
クロブロックのw倍の複雑度のウェイトが与えられる。
この場合wは複雑度に応じてカテゴリによって変動し、
また常に1より大きな値である。次に、マクロブロック
複雑度の加重和はビデオ複雑度検定器で使用される。
ビットストリームを、ビデオ複雑度検定器302で調整
かつ点検することによって、標準仕様に従うすべての復
号器が、このように発生されるビットストリームを復号
化できることが確認できる。ビットストリームは、復号
器のプロセッサにとってあまり複雑にはならない。
2を用いた実施の形態を示す。ビデオメモリ検定器は、
復号器で確認された基準メモリをシミュレートし、ビデ
オ復号器が必要とする基準メモリ必要量を抑制するため
に必要である。これによって、所定の基準メモリサイズ
によって復号化可能なビットストリームを形成するよう
にビデオ符号器を抑制することができる。符号器401
の出力に取り付けられたビデオメモリ検定器402は、
実際の復号器403にある基準メモリ406をシミュレ
ートし、検定するために使用される。
を示す。ビデオメモリ検定器402は次の点を仮定とし
て復号器のメモリ消費をシミュレートし、検定する。第
1に、線451は、マクロブロックに関連して、利用可
能な最大の基準メモリを示す。時刻452は、ビットス
トリームにある映像データを復号器により複合化が開始
される時刻を示す。復号化が開始されれば、斜線453
で示すように、基準メモリのデータは、映像の復号化速
度によって与えられる一定速度で消費される。速度は、
単位時間当たりのマクロブロックに関することが可能で
ある。時刻454は、一つの映像の復号が終了し、表示
される時点である。線455で示すように、現在の映像
のプレゼンテーション時刻454に、以前の映像によっ
て占められるメモリは瞬時に解放される。
占められるメモリが解放されるその理由は、以前の映像
の基準メモリが現在の映像の復号化のために使用される
からである。この基準メモリは、それがもはや必要とさ
れない時のみ解放することができる。現在の映像の表示
時間は、現在の映像が復号化され、したがって以前の映
像がもはや必要とされず、また解放できることを決定す
るために使用される。双方向性の予測の場合、メモリの
解放はより複雑である。双方向予測映像は将来映像の予
測のために使用されないので、これらの映像は遅滞なく
プレゼンテーション時間にメモリから解放される。
ーション時間に点検され、最大基準メモリを超えたかど
うかを確認する。これは、復号化映像の記憶のために常
に十分な基準メモリがあることを保証するためである。
ビットストリームを、ビデオメモリ検定器402で調整
かつ点検することによって、標準仕様に従うすべての復
号器が、このように発生されるビットストリームを復号
化できることを確認できる。ビットストリームは、復号
器で利用可能であるよりも大きな基準メモリを占有しな
い。
(VPV)502を利用した実施の形態を示す。ビデオ
プレゼンテーション検定器502は、復号器の出力に接
続されたディスプレイユニットのメモリをシミュレート
し、ビデオディスプレイが必要とする表示メモリ必要量
を抑制するために必要である。所定のディスプレイメモ
リサイズによって表示可能なビットストリームを形成す
るために、ビデオディスプレイと共にビデオ符号器を抑
制することができる。符号器501の出力に取り付けら
れたビデオプレゼンテーション検定器502は、実際の
復号器503の出力に取り付けられた表示メモリ507
をシミュレートし、検定するために使用される。
502の動作を示す。ビデオプレゼンテーション検定器
502は、次の点を仮定としてディスプレイのプレゼン
テーションメモリバッファをシミュレートする。線55
1は、マクロブロックに関連して利用可能な最大プレゼ
ンテーションメモリを示す。プレゼンテーションバッフ
ァに映像が転送される時刻552の直後、プレゼンテー
ションメモリは完全な復号化映像で充填される。次にこ
のメモリは、斜線553で示すように、映像が表示され
るにつれて、メモリは一定速度で解放される。プレゼン
テーション検定器502は、バッファに蓄積されたマク
ロブロックが最大可能メモリを超えないように保証する
ために点検される。
は、完全なビデオ検定器を形成するために結合すること
ができる。図10は、符号器のすべてのモジュールを含
む完全な解決方法を示している。図10は、ビデオ検定
器モデルと、検定器のフィードバックメカニズムによっ
て制御される種々の符号器モジュールとを示している。
本発明にかかるビデオ検定器モデルは、ビデオ符号器
に、また先行符号化ビデオビットストリームの検定に使
用することができる。
場合、ビデオバッファ検定器(VBV)613はビットス
トリームレートを点検するために使用される。速度が規
定された抑制よりも大きいならば、フィードバック信号
は速度制御器610に送られ、量子化部604と可変長
符号化器(VLC)605とを制御する。ビデオ複雑度
検定器(VCV)612は、複雑度または発生ビットス
トリームの復号化コストを点検するために使用される。
複雑度が規定された抑制を越えるならば、フィードバッ
ク信号がマクロブロックタイプ制御器611に送られ、
マクロブロックタイプ決定部601を制御する。ビデオ
メモリ検定器(VMV)614とビデオプレゼンテーシ
ョン検定器(VPV)615は基準メモリ608の要求
を点検するために使用される。基準メモリがオーバフロ
ーするならば、再びフィードバック信号がマクロブロッ
クタイプ制御器611に送られ、マクロブロックタイプ
決定部601を変更する。
デオビットストリームの適合を点検するためにも使用す
ることができる。フローチャートで、ビデオビットスト
リームを1つずつVBV、VCV、VMV、VPVによ
って点検する。すべての抑制を満たすことができなけれ
ば、ビットストリームは適合せず、したがって拒絶され
る。
第2の実施形態はビデオ検定器モデルの完全仕様の実例
を説明している。第2の実施形態は次に説明する部分か
らなる。
ついて述べる。ビデオバッファ検定器(VBV)は、復
号器で必要とされるレートバッファメモリ量が規定バッ
ファサイズよりも少ないことを検定するために、ビット
ストリームと、その配送速度関数R(t)とを点検する
ためのアルゴリズムである。MPEG−2に基づき、新
しいVBVはオブジェクト指向ビデオコーディングの新
しい特徴によって規定される。ビジュアルビットストリ
ームが、1つ以上のビデオオブジェクト層(VOL)を
各々が有する多重ビデオオブジェクト(VO)から構成
されるならば、レートバッファモデルは、前記VOLに
特定のバッファサイズと速度関数とを用いて各VOLに
無関係に加えられる。
トラ、予測および双方向ビデオオブジェクト平面(I
−、P−およびB−VOP)の組合せとして符号化され
る自然のビデオに加えられる。以下の項については図1
2を参照する。符号化ビデオビットストリームを、次の
ように規定されるVBVの要求に従うように抑制する。
upancyパラメータがシステムレベル構成情報によって特
定される場合、ビットストリームを特定の値に従って抑
制する。vbv_buffer_sizeパラメータとvbv_occupancyパ
ラメータが特定されない場合(以下に述べるようなショ
ートビデオヘッダの場合を除き)、これは、vbv_buffer
_sizeとvbv_occupancyとのデフォルト値に従ってビット
ストリームを抑制すべきであることを示している。vbv_
buffer_sizeのデフォルト値は、プロフィールとレベル
内で許されるvbv_buffer_sizeの最大値である。vbv_occ
upancyのデフォルト値は170×vbv_buffer_sizeであ
り、この場合vbv_occupancyは64ビット単位であり、
またvbv_buffer_sizeは16384ビット単位である。
これはフルバッファサイズの約3分の2の初期占有値に
一致する。
ッファサイズは、16384ビット単位のVOLヘッダ
のvbv_buffer_sizeフィールドによって特定される。0
のvbv_buffer_sizeは禁止される。B=16384 vbv_
buffer_sizeを、ビットでのVBVバッファサイズであ
ると規定する。
ジェクト層チャネルビットレートは、ビット/秒でR
vol(t)によって示される。VOLヘッダの中にbit_r
ateフィールドが存在するならば、Rvol(t) ≦ 40
0bit_rateであるように、VOLはピークレートを規定
する(1秒当たり400ビット単位;0の値は禁止)。
Rvol(t)が現在のVOLについてビジュアルシンタ
クスのみをカウントする(以下のdiの定義を参照)。
チャネルが他のVOLを含むシリアルタイムマルチプレ
クス、またはR(t)の符号器によって確認される瞬間
的な合計チャネルを有するISO/IEC14496−
1に規定されているようなシリアルタイムマルチプレク
スであるならば、次のようになる。 Rvol(t)=R(t)、t∈(VOLvolからのビ
ットのチャネルビット期間)の場合 Rvol(t)=0、 上記以外の場合
v_occupancyフィールドは、初期VOPを復号化する前
に64ビット単位のVBVバッファの初期占有値を特定
する。VBVバッファの第1のビットは基本ストリーム
の第1のビットである。
のすべてのGOVヘッダのサイズであるように規定す
る。この場合、iは、復号化順位の1ごとに増分するV
OPインデックスである。VOPは、次の開始符号の前
のすべての後続スタッフィング符号語を含み、また符号
化VOP(di)のサイズは、開始符号整列のため常に
8ビットの倍数である。
た復号化時間であるとする。VOPiの全ビット
(di)は瞬時にtiにおいてVBVバッファから除去さ
れる。この瞬間的な除去特性はVBVバッファモデルを
実際のレートバッファから区別する。tiの値を決定す
る方法は以下の項目7に規定されている。
コンポジタ復号器のプレゼンテーション時間)である。
ビデオオブジェクト面について、τiは、vop_time_incr
ement(1/vop_time_increment_resolution秒の単位)
+module_time_baseにより特定される全体の累積秒数に
よって規定される。インターレースしたビデオの場合、
VOPは2つのフィールドからのラインから構成され、
またτiは第1のフィールドの合成時間である。VOP
のための合成時間と復号化時間との間の関係は以下によ
って与えられる。 ti=τi、((vop_coding_typeのVOPi==B−V
OP)‖low_delay‖scalability)の場合 ti=τi−mi、上記以外の場合 ここで、基本ストリームがB−VOPを含まなければ、
low_delayは真の「1」である。low_delayが「0」であ
り、またスケーラビリティ(scalability)も「0」で
あるならば、I−とP−VOPの合成時間は、一時的に
直前のすべてのB−VOPが合成されるまで遅延され
る。この遅延期間はmi=τf−τpであり、この場合f
は、I−またはP−VOPについてVOPそれ自体のイ
ンデックスであり、またB−VOPについて、VOPi
に関して最も近くの一時的に将来の非B−VOPのイン
デックスであり、またpはvopiに関して最も近くの
一時的に直前の非B−VOPのインデックスである。
時にモデル復号器を初期化するために、第1のVOPの
ために初期復号化時間t0を規定することが必要である
(タイミング構造がB−VOP時間にロックされ、また
第1の復号化VOPがB−VOPにならないので)。こ
の規定された復号化タイミングはt0=2t1−t2とす
る(すなわちt1−t0=t2−t1と仮定する)。
有するシーケンスについてmiが決定される方法を示し
ている。
8B9P10B11B12 プレゼンテーション順位:I0P1P2B4P3B6P5B8B
9P7B11B12P10 この実例でvop_time_increment=1とmodulo_time_base
=0と仮定する。サブインデックスiは復号化順位の中
にある。 表1 miが決定される方法を示した実例
を除去した直後のビットバッファ占有値と規定。上記の
定義を使用して、biを反復して規定することができ
る。 但し、i≧0
ファが決してオーバフローまたはアンダフローしないこ
とを必要とする。すなわち、すべてのiに関し 0<
biおよびbi+di<Bとなる。
ために、実数値を用いた算術が使用される。符号化VO
Pサイズは常にVBVバッファサイズよりも小さくなけ
ればならない。すなわちすべてのiに関しdi<Bとな
る。
ならば(すなわち short_video_header=1である場
合)、パラメータvbv_buffer_sizeは存在せず、また次
の状態がVBV動作のために必要となる。バッファは符
号器動作(すなわち、ショートヘッダを有する第1のビ
デオ面の発生時にt=0)の開始時に最初に空であり、
また引き続きその充足が1001/30000秒の各時
間間隔後にチェックされる(すなわちt=1001/3
0000、2002/30000、等々)。ショートヘ
ッダを有する完全なビデオ面が点検時間にバッファの中
にあるならば、ビデオ面が除去される。バッファ充足は
VOP,biの除去後にゼロより大きく、また(4・ R
max・1001)/30000ビットよりも少なくす
る。Rmaxは、プロフィールとレベル内で許されるビ
ット/秒の最大ビットレートである。すべての単一VO
P,diを符号化するために使用されるビット数はk・
16384ビットを超えないようにし、この場合、より
大きなkの値がプロフィールおよびレベル定義に特定さ
れていない限り、QCIFとサブQCIFについてk=
4、CIFについてk=16、4CIFについてk=3
2、16CIFについてk=64。さらに、常に合計バ
ッファ充足はB=k・16384+(4・ Rmax ・
1001)/30000の値を超えないようにする。
オーバフローまたはアンダフローしないビットストリー
ムを発生することである。これは、システムがビットス
トリームの配送のために動作するRvol.decorder(t)
の値の範囲について、符号器が正しいVBV動作を行う
ように設計しなければならないことを意味する。特定の
ビットがチャネルに入る時の時間tにR
vol.encorder(t)がRvol.decoder(t+L)に等し
ければ、チャネルは一定の遅延を有し、この場合、ビッ
トは(t+L)で受信され、またLは一定である。一定
の遅延チャネルの場合、オーバフローまたはアンダフロ
ーを防止するために、符号器はVBV占有値をシミュレ
ートしてVOP,di当たりのビット数を制御すべく、
符号器の局部的に見積もられたRvol.encoder(t)を
使用することができる。
する。これによって、Rvol.encord er(t)を用いて、
符号器は、バッファをオーバフローまたはアンダフロー
しない基本ビットストリームを発生することが可能であ
る。なお、Rvol(t)は、上述の項目2のR
vol.encorder(t)として規定される。
いて述べる。ビデオ複雑度検定器(VCV)は、復号器
に必要な処理能力の量が、I−MB/秒と等価のコスト
関数による既述の複雑度測定よりも少ないことを検定す
るために、ビットストリームを点検するためのアルゴリ
ズムである。各々が1つ以上のVOLを有する多数のV
Oからビジュアルビットストリームが構成されるなら
ば、ビデオ複雑度モデルはすべてのVOLについて一緒
に加えられる(すべてのVOLについて1つの累積vcv_
buffer_sizeを用いて)。
組合せとして符号化された自然のビデオに加えられる。
符号化ビデオビットストリームは、次のように規定され
るVCVの要求に従うように抑制する。
に含むことができる等価のI−MBの数と規定される。
これらの等価のI−MBは、コスト関数等価I−MB復
号化速度 vcv_decoder_rateで復号器によって消費され
る。vcv_decoder_latencyは、MB復号化速度によって
フルVCVバッファ(vcv_buffer_size MB)を復号
器が復号化するのに必要な処理時間(等価のI−MB/
秒)と規定される。かくして、関係式vcv_buffer_size
=vcv_decoder_latency*vcv_decoder_rateが保持され
る。VCVバッファは復号化の開始時に最初に空であ
る。
_control_parametersによって特定される場合、ビット
ストリームは特定の値に従って抑制する。vcv_decoder_
latencyパラメータが特定されない場合、ビットストリ
ームはvcv_decoder_latencyのデフォルト値に従って抑
制する。
iの複雑度コストは次の式に基づいて計算される。
ロックの新しい量である。MiはI−、P−、Bマクロ
ブロックを含むことができる。これらのマクロブロック
の「復号化コスト」はマクロブロックタイプに基づき、
またウェイトwI、wP、wB、wSI、wSPによって与え
られる。
wSI.MSIi+wSP.MSPi この場合、I、P、BはそれぞれI−、P−、B−マク
ロブロックに関し、一方SIとSPはそれぞれオブジェ
クト境界(形状)を含むI−とP−マクロブロックに関
する。
opの複雑度コストはVCVバッファに加えられる。t
iは上述の項目7で計算した復号化時間である。
てオーバフローしないことを必要とし、すなわち復号化
プロセスは復号器待ち時間時間内に完了しなければなら
ない。その場合に、モデルの唯一の厳しい要求が満たさ
れる。復号化終了時間は、上記で計算した復号化時間よ
りも以前でなければならない。この制約は、VCVバッ
ファオーバフローが生じないならば常に満たされる。
ダフローを可能にし、その場合復号器は単に動作しない
ままであり、他方VCVバッファは空である。
いて述べる。ビデオメモリ検定器(VMV)は、復号器
に必要な基準メモリの量がMBユニットの既述の最大合
計基準メモリよりも少ないことを検定するために、ビッ
トストリームを点検するためのアルゴリズムである。各
々が1つ以上のVOLを有する多数のVOからビジュア
ルビットストリームが構成されるならば、ビデオ基準メ
モリモデルはすべてのVOLについて一緒に加えられる
(このモデルは割り当てメモリ空間を仮定しているの
で)。
P−およびB−VOPの組合せとして符号化された自然
のビデオに加えられる。符号化ビデオビットストリーム
は、次のように規定するVMVの要求に従うように抑制
する。
モリは、各マクロブロックが復号化されるにつれて復号
化データで充填される。
される基準メモリの量はvop,n iのマクロブロック
の数と規定され、またvop,Tiの復号化期間中に一
定速度で消費される。i番目のvop,Tiの復号化期
間はsiとeiとの間に生じる。siとeiはi番目のvo
pの復号化開始時間および復号化終了時間であり、図1
3のVCVモデルの復号器処理スロープと復号化時間軸
との交差部から得られる。
るいは非コンポジタ復号器のプレゼンテーション時
間)、iに、復号化順位における以前のIまたはP−V
OPに割り当てられた全体のメモリが瞬時に解放され
る。
ンポジタ復号器のプレゼンテーション時間)、iに、前
記B−VOPに割り当てられた全体のメモリが瞬時に解
放される。
が決してオーバフローしないことを必要とする。ビデオ
メモリ検定器のバッファ占有値が図13に示されてい
る。次に、VBV、VCV、VMVの間の相互作用につ
いて述べる。レートバッファモデルは、ビットストリー
ムが復号化のために利用可能な時間、およびバッファか
ら除去される時間を規定する。複雑度モデルは、マクロ
ブロックが復号化される速度を規定する。基準メモリモ
デルは、消費および解放される基準メモリの量を規定す
る。明らかに、ビデオ復号器が可能な限り先行して復号
化することが好適である。しかし、これはVBVとVM
Vによって抑制される。復号器は、復号化のためにビッ
トが利用可能である場合にのみ、復号化を開始すること
ができる。復号器がビットストリームを復号化すると同
時に、復号器は基準メモリを消費するマクロブロックを
発生する。したがって、復号器が余りに速く復号化する
ならば、復号器は基準メモリをオーバフローする。
るならば、復号器は適時に復号化を完了することができ
ず、またビットストリームは、処理可能前にVBVから
除去されてしまう。同様に、現在のVOP予測に必要と
される基準メモリも、VMVから除去される可能性があ
る。
V、VCV、VMVモデルのいずれも犯さないように、
符号器はvbv_buffer_size、vbv_occupancy、vcv_decode
r_latencyパラメータを調整しなければならない。これ
らのパラメータの調整の他に、生成ビットストリームが
モデルを犯さないように、符号器はその符号化パラメー
タを適応調整することができる。
義について述べる。
V)は、復号器に必要なプレゼンテーションバッファの
量がMBユニットの所定のメモリ量よりも少ないことを
検定するために、ビットストリームを点検するためのア
ルゴリズムである。ビデオプレゼンテーション検定器
は、最大数のMB/秒に関してコンポジタの速度を抑制
するためにも使用される。VPVはVCVと同じ方法で
動作する。
VOPはプレゼンテーションバッファに置かれる。 2.プレゼンテーションバッファのデータは、最大数の
MB/秒と等価の速度でコンポジタによって消費され
る。 3.τi+compositor_latencyに、VOPは合成されな
ければならない。 4.プレゼンテーションメモリモデルは、VPVバッフ
ァが決してオーバフローしないことを必要とする
号化ビットストリームの複雑度を制御かつ調整する能力
を有する。同時に、復号器は、あまりにも複雑なストリ
ームが発生しないように保証される。本発明の効果は、
復号器の設計がもはやより悪いケースシナリオに基づく
必要がなく、標準規格によって特定される普通の複雑度
測定に基づけばよい点にある。したがって、これらの製
品のコストは過剰エンジニアリングの必要がないので低
減できる。
に、VBV、VCV、VMV、VPVの間の相互関係を
示す。
図を示し、特に、符号器の出力に接続されたビデオバッ
ファ検定器の配置を示す。
グラフを示し、特にビデオバッファ検定器モデルの動作
を示す。
を示し、特に、符号器の出力に接続されたビデオ複雑度
検定器の配置を示す。
ラフを示し、特に、ビデオ複雑度検定器モデルの動作を
示す。
に、符号器の出力に接続されたビデオメモリ検定器の配
置を示す。
ラフを示し、特に、ビデオメモリ検定器モデルの動作を
示す。
図を示し、特に、符号器の出力に接続されたビデオプレ
ゼンテーション検定器の配置を示す。
の占有値のグラフを示し、特に、ビデオプレゼンテーシ
ョン検定器モデルの動作を示す。
デルのブロック図を示し、特に、ビデオ符号器内に結合
されたビデオ検定器モデルを示す。
ートを示し、特に、独立型ビデオビットストリーム検定
器の動作を示す。
特にVCV、VMV、VPVのバッファ占有値を示す。
Claims (23)
- 【請求項1】 圧縮ビデオのビットストリーム復号器の
プロセッサと基準メモリとをシミュレートするための方
法であって、該方法が: ・前記圧縮ビットストリームに記憶された映像を復号化
するために必要な処理時間を計算する段階と; ・記憶が復号器にもはや必要とされなくなるまで前記映
像を保持するために必要な記憶容量を計算する段階と;
を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方法。 - 【請求項2】 復号器に対する圧縮ビデオのビットスト
リームのプロセッサと基準メモリ必要量とを調整するた
めの方法であって、該方法が: ・前記圧縮ビットストリームに記憶された映像を復号化
するために必要な処理時間を計算する段階と; ・記憶が復号器にもはや必要とされなくなるまで前記映
像を保持するために必要な記憶容量を計算する段階と; ・前記計算の結果が許容限度内に留まるように保証する
ために前記圧縮ビットストリームのコンテントを調整す
る段階と;を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検
定方法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法におい
て、該方法がさらに: ・記憶がプレゼンタにもはや必要とされなくなるまで前
記映像を保持するために必要な記憶容量を計算する段階
と;を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方
法。 - 【請求項4】 請求項1、2または3に記載の方法にお
いて、前記復号化時間計算段階がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する段階と; ・所定の復号化速度で前記復号化ユニットを処理する能
力を有する仮説復号器によって、前記復号化ユニットの
復号化要求にアドレスする段階と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する段階と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する段階と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方法。 - 【請求項5】 請求項1、2または3に記載の方法にお
いて、前記復号化時間計算段階がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する段階と; ・前記復号化ユニットを複数のカテゴリに分類する段階
と; ・前記カテゴリの各々に加重ファクタを関連づける段階
と; ・前記分類されたカテゴリと、コストファクタ等価ユニ
ットの前記関連した加重ファクタとに基づいて、前記復
号化ユニットの復号化要求を計算する段階と; ・所定の復号化速度で前記コストファクタ等価ユニット
を処理する能力を有する仮説復号器によって、前記復号
化要求にアドレスする段階と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する段階と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する段階と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方法。 - 【請求項6】 請求項1、2または3に記載の方法にお
いて、前記復号化時間計算段階がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する段階と; ・前記復号化ユニットの復号化要求をバッファに蓄積す
る段階と; ・所定の復号化速度で前記復号化ユニットを処理する能
力を有する仮説復号器によって、前記蓄積された復号化
要求にアドレスする段階と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する段階と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する段階と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方法。 - 【請求項7】 請求項1、2または3に記載の方法にお
いて、前記復号化時間計算段階がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する段階と; ・前記復号化ユニットを複数のカテゴリに分類する段階
と; ・前記カテゴリの各々に加重ファクタを関連づける段階
と; ・前記分類されたカテゴリと、コストファクタ等価ユニ
ットの前記関連した加重ファクタとに基づいて、前記復
号化ユニットの復号化要求を計算する段階と; ・前記計算された復号化要求をバッファに蓄積する段階
と; ・所定の復号化速度で前記コストファクタ等価ユニット
を処理する能力を有する仮説復号器によって、前記蓄積
された復号化要求にアドレスする段階と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する段階と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する段階と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方法。 - 【請求項8】 請求項4、5、6または7に記載の方法
において、前記開始時間決定段階がさらに: ・前記圧縮ビットストリームの復号器待ち時間を決定す
る段階と; ・前記映像のプレゼンテーションタイムスタンプを決定
する段階と; ・前記映像の映像並べ替え遅延を決定する段階と; ・前記プレゼンテーションタイムスタンプから前記復号
器待ち時間と前記映像並べ替え遅延とを減じることによ
って候補開始時間を計算する段階と; ・直前の映像の前記候補開始時間と前記終了時間の内の
より大きな値として、前記開始時間を選択する段階と;
を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方法。 - 【請求項9】 請求項4、5、6または7に記載の方法
において、前記終了時間決定段階がさらに: ・前記映像に属する前記復号化ユニットの前記復号化期
間を加算する段階と; ・前記復号化速度によって前記加算段階の結果を除算す
る段階と; ・前記終了時間を得るために、前記開始時間に前記除算
段階の結果を加える段階と;を備えた圧縮ビデオのビッ
トストリームの検定方法。 - 【請求項10】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
8または9に記載の方法において、前記記憶容量計算段
階がさらに: ・前記開始時間と前記終了時間との間の期間中に所定の
消費速度で前記記憶を消費する段階と; ・前記映像の前記プレゼンテーションタイムスタンプ
で、前記映像によって占められる前記記憶を解放する段
階と;を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検定方
法。 - 【請求項11】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
8または9に記載の方法において、前記記憶容量計算段
階がさらに: ・前記開始時間と前記終了時間との間の期間中に所定の
消費速度で前記記憶を消費する段階と; ・前記映像を2つのカテゴリに分類する段階と; ・前記映像の前記プレゼンテーションタイムスタンプ
で、第1のカテゴリの前記映像によって占められる前記
記憶を解放する段階と; ・前記映像と同一の前記第2のカテゴリに属する直前の
映像の前記プレゼンテーションタイムスタンプで、第2
のカテゴリの前記映像によって占められる前記記憶を解
放する段階と;を備えた圧縮ビデオのビットストリーム
の検定方法。 - 【請求項12】 請求項8に記載の方法において、前記
復号器待ち時間決定段階がさらに: ・前記圧縮ビットストリームから復号器待ち時間パラメ
ータを抽出する段階;を備えた圧縮ビデオのビットスト
リームの検定方法。 - 【請求項13】 請求項10または11に記載の方法に
おいて、前記記憶が当初空である、圧縮ビデオのビット
ストリームの検定方法。 - 【請求項14】 圧縮ビデオのビットストリーム復号化
の処理時間と記憶容量とを計算する圧縮ビデオのビット
ストリームの検定装置であって、該装置が: ・前記圧縮ビットストリームに記憶された映像を復号化
するために必要な処理時間を計算する手段と; ・記憶が復号器とプレゼンタとにもはや必要とされなく
なるまで前記映像を保持するために必要な記憶容量を計
算する手段と;を備えた圧縮ビデオのビットストリーム
の検定装置。 - 【請求項15】 復号器上に圧縮ビデオのビットストリ
ームによってプロセッサと基準メモリ必要量を調整する
圧縮ビデオのビットストリームの検定装置であって、該
装置が: ・前記圧縮ビットストリームに記憶された映像を復号化
するために必要な処理時間を計算する手段と; ・記憶が復号器にもはや必要とされなくなるまで前記映
像を保持するために必要な記憶容量を計算する手段と; ・前記計算の結果が許容限度内に留まるように保証する
ために前記圧縮ビットストリームのコンテントを調整す
る手段と;を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検
定装置。 - 【請求項16】 請求項14または15に記載の装置に
おいて、前記復号化時間計算がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する手段と; ・所定の復号化速度で前記復号化ユニットを処理する能
力を有する仮説復号器によって、前記復号化ユニットの
復号化要求にアドレスする手段と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する手段と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する手段と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定装置。 - 【請求項17】 請求項14または15に記載の装置に
おいて、前記復号化時間計算がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する手段と; ・前記復号化ユニットを複数のカテゴリに分類する手段
と; ・前記カテゴリの各々に加重ファクタを関連づける手段
と; ・前記分類されたカテゴリと、コストファクタ等価ユニ
ットの前記関連した加重ファクタとに基づいて、前記復
号化ユニットの復号化要求を計算する手段と; ・所定の復号化速度で前記コストファクタ等価ユニット
を処理する能力を有する仮説復号器によって、前記復号
化要求にアドレスする手段と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する手段と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する手段と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定装置。 - 【請求項18】 請求項14または15に記載の装置に
おいて、前記復号化時間計算がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する手段と; ・前記復号化ユニットの復号化要求をバッファに蓄積す
る手段と; ・所定の復号化速度で前記復号化ユニットを処理する能
力を有する仮説復号器によって、前記蓄積された復号化
要求にアドレスする手段と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する手段と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する手段と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定装置。 - 【請求項19】 請求項14または15に記載の方法に
おいて、前記復号化時間計算段階がさらに: ・ビットストリームの復号化を複数の復号化ユニットに
分離する手段と; ・前記復号化ユニットを複数のカテゴリに分類する手段
と; ・前記カテゴリの各々に加重ファクタを関連づける手段
と; ・前記分類されたカテゴリと、コストファクタ等価ユニ
ットの前記関連した加重ファクタとに基づいて、前記復
号化ユニットの復号化要求を計算する手段と; ・前記計算された復号化要求をバッファに蓄積する手段
と; ・所定の復号化速度で前記コストファクタ等価ユニット
を処理する能力を有する仮説復号器によって、前記蓄積
された復号化要求にアドレスする手段と; ・前記映像の復号化の開始時間を決定する手段と; ・前記映像の復号化の終了時間を決定する手段と;を備
えた圧縮ビデオのビットストリームの検定装置。 - 【請求項20】 請求項16、17、18または19に
記載の装置において、前記開始時間決定がさらに: ・前記圧縮ビットストリームの復号器待ち時間を確認
し、また前記圧縮ビットストリームから復号器待ち時間
パラメータを抽出する手段と; ・前記映像のプレゼンテーションタイムスタンプを決定
する手段と; ・前記映像の映像並べ替え遅延を決定する手段と; ・前記プレゼンテーションタイムスタンプから前記復号
器待ち時間と前記映像並べ替え遅延とを減じることによ
って候補開始時間を計算する手段と; ・直前の映像の前記候補開始時間と前記終了時間の内の
より大きな値として、前記開始時間を選択する手段と;
を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検定装置。 - 【請求項21】 請求項16、17、18または19に
記載の装置において、前記終了時間決定段階がさらに: ・前記映像に属する前記復号化ユニットの前記復号化期
間を加算する手段と; ・前記復号化速度によって前記加算段階の結果を除算す
る手段と; ・前記終了時間を得るために、前記開始時間に前記除算
段階の結果を加える手段と;を備えた圧縮ビデオのビッ
トストリームの検定装置。 - 【請求項22】 請求項14、15、16、17、1
8、19、20または21に記載の装置において、前記
記憶容量計算がさらに: ・前記開始時間と前記終了時間との間の期間中に所定の
消費速度で前記記憶を消費する手段と; ・前記映像の前記プレゼンテーションタイムスタンプ
で、前記映像によって占められる前記記憶を解放する手
段と;を備えた圧縮ビデオのビットストリームの検定装
置。 - 【請求項23】 請求項14、15、16、17、1
8、19、20または21に記載の装置において、前記
記憶容量計算がさらに: ・前記開始時間と前記終了時間との間の期間中に所定の
消費速度で前記記憶を消費する手段と; ・前記映像を2つのカテゴリに分類する手段と; ・前記映像の前記プレゼンテーションタイムスタンプ
で、第1のカテゴリの前記映像によって占められる前記
記憶を解放する手段と; ・前記映像と同一の前記第2のカテゴリに属する直前の
映像の前記プレゼンテーションタイムスタンプで、第2
のカテゴリの前記映像によって占められる前記記憶を解
放する手段と;を備えた圧縮ビデオのビットストリーム
の検定装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4140699A JP2000244909A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 圧縮ビデオのビットストリームの検定方法および装置 |
DE69930216T DE69930216T2 (de) | 1998-10-13 | 1999-10-12 | Regelung des Rechen- und Speicheraufwands zur Datenfolgekompression in einem Videodekoder |
US09/417,465 US6542549B1 (en) | 1998-10-13 | 1999-10-12 | Method and model for regulating the computational and memory requirements of a compressed bitstream in a video decoder |
EP99308021A EP0994627B1 (en) | 1998-10-13 | 1999-10-12 | Regulation of the computational and memory requirements of a compressed bitstream in a video decoder |
ES99308021T ES2259827T3 (es) | 1998-10-13 | 1999-10-12 | Regulacion de los requisitos de calculo y de memoria de un tren de bits comprimido en un decodificador de video. |
CNB991216733A CN1198464C (zh) | 1998-10-13 | 1999-10-13 | 视频解码器压缩位流的计算和存储要求的调节方法和模块 |
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JP (1) | JP2000244909A (ja) |
Cited By (4)
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