JP2002118854A - ネットワークビデオ方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正しいフレームの再構築の確率を最大化し、
正しいフレーム再構築の確率が予測符号化フレームの反
復送信速度を含むビデオの動き補償方法及びコントロー
ラを得る。 【解決手段】 パケット送信損失のマルコフ・モデルに
従って正しいフレーム再構築の確率を最大化することに
よって、パケット化ネットワークを介した送信用のリア
ル・タイム・ビデオの動きの補正を制御する。この制御
は、イントラ符号化フレーム速度と反復予測符号化フレ
ーム速度とのトレードオフを決定する。
正しいフレーム再構築の確率が予測符号化フレームの反
復送信速度を含むビデオの動き補償方法及びコントロー
ラを得る。 【解決手段】 パケット送信損失のマルコフ・モデルに
従って正しいフレーム再構築の確率を最大化することに
よって、パケット化ネットワークを介した送信用のリア
ル・タイム・ビデオの動きの補正を制御する。この制御
は、イントラ符号化フレーム速度と反復予測符号化フレ
ーム速度とのトレードオフを決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置に関し、
特に、ビデオ符号化，送信及び復号化／合成方法及び回
路に関する。
特に、ビデオ符号化，送信及び復号化／合成方法及び回
路に関する。
【０００２】移動テレビ会議のようなネットワーク送信
を使用するリアル・タイム・ディジタル・ビデオ・シス
テムの性能は、現在の予測可能なディジタル通信により
ますます重要になってきた。専用チャネル送信とネット
ワークを介したパケット化送信とはビデオ信号の圧縮に
よる恩恵である。Ｈ．２６３及びＭＰＥＧのビデオにお
いて広く利用されている動き補償圧縮は、別々に符号化
される複数のＩフレーム（イントラ・フレーム）と、
［前のフレームのマクロブロックに対する動きベクト
ル］＋［動きベクトル・予測マクロブロックと実際との
間の残差］として符号化される複数のＰフレーム（予測
フレーム）とを使用する。
を使用するリアル・タイム・ディジタル・ビデオ・シス
テムの性能は、現在の予測可能なディジタル通信により
ますます重要になってきた。専用チャネル送信とネット
ワークを介したパケット化送信とはビデオ信号の圧縮に
よる恩恵である。Ｈ．２６３及びＭＰＥＧのビデオにお
いて広く利用されている動き補償圧縮は、別々に符号化
される複数のＩフレーム（イントラ・フレーム）と、
［前のフレームのマクロブロックに対する動きベクト
ル］＋［動きベクトル・予測マクロブロックと実際との
間の残差］として符号化される複数のＰフレーム（予測
フレーム）とを使用する。
【０００３】インターネットを介したリアル・タイム・
ビデオ送信は、通常、リアル・タイム転送プロトコル
（ＲＴＰ）を使用して行われる。ＲＴＰはユーザ・デー
タグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の先頭に置かれる。Ｕ
ＤＰは、全送信パケットの伝達を保証しない非信頼性プ
ロトコルである。パケット紛失は、受信機で再構築され
たビデオの品質に好ましくない影響をもたらす。したが
って、誤り修復技術は、パケット紛失の影響を軽減する
ために採用する必要がある。使用される一般的なヒュー
リスティック技術は、Ｐフレームの伝搬を阻止するため
に、Ｉフレームの頻繁な周期的送信である。すなわち、
動き補償は、Ｉフレームの数を増加しＰフレームの数を
減少するように調整される。
ビデオ送信は、通常、リアル・タイム転送プロトコル
（ＲＴＰ）を使用して行われる。ＲＴＰはユーザ・デー
タグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の先頭に置かれる。Ｕ
ＤＰは、全送信パケットの伝達を保証しない非信頼性プ
ロトコルである。パケット紛失は、受信機で再構築され
たビデオの品質に好ましくない影響をもたらす。したが
って、誤り修復技術は、パケット紛失の影響を軽減する
ために採用する必要がある。使用される一般的なヒュー
リスティック技術は、Ｐフレームの伝搬を阻止するため
に、Ｉフレームの頻繁な周期的送信である。すなわち、
動き補償は、Ｉフレームの数を増加しＰフレームの数を
減少するように調整される。
【０００４】しかしながら、Ｉフレーム符号化はＰフレ
ーム符号化よりも遙かに多くのビットを必要とするの
で、これは送信速度を低下させる。
ーム符号化よりも遙かに多くのビットを必要とするの
で、これは送信速度を低下させる。
【０００５】本発明は、Ｐフレームの反復送信とＩフレ
ーム速度とをトレードオフするパケット化ネットワーク
を介した送信用の動き補償ビデオ方法を提供する。
ーム速度とをトレードオフするパケット化ネットワーク
を介した送信用の動き補償ビデオ方法を提供する。
【０００６】これは、改善された性能を含む効果があ
る。
る。
【０００７】
【実施例】１．概要 パケット化ネットワークを介した動き補償されたビデオ
送信用の好ましい実施例の複数のエンコーダ及び方法
が、図２に機能ブロック形式で概要的に示されている。
これらの好ましい実施例は、Ｉフレームの速度を決定す
ることによって動き補償圧縮を制御するために、（図１
に示す）マルコフ・チェーン・モデルを適用する。すな
わち、低いＩフレーム速度は、フォワード誤り訂正（Ｆ
ＥＣ）方法としてＰフレームの反復送信を可能にする。
これは、Ｉフレーム速度を増加させかつＰフレームを反
復させないアプローチと対照的である。特に、好ましい
実施例は、Ｉフレーム送信速度の関数として誤りのない
フレーム再構築の確率を最大化する。すなわち、低いＩ
フレーム送信速度は、Ｐフレームの反復送信を可能に
し、したがって、Ｐフレームの誤りのない受信の確率を
増加させる。
送信用の好ましい実施例の複数のエンコーダ及び方法
が、図２に機能ブロック形式で概要的に示されている。
これらの好ましい実施例は、Ｉフレームの速度を決定す
ることによって動き補償圧縮を制御するために、（図１
に示す）マルコフ・チェーン・モデルを適用する。すな
わち、低いＩフレーム速度は、フォワード誤り訂正（Ｆ
ＥＣ）方法としてＰフレームの反復送信を可能にする。
これは、Ｉフレーム速度を増加させかつＰフレームを反
復させないアプローチと対照的である。特に、好ましい
実施例は、Ｉフレーム送信速度の関数として誤りのない
フレーム再構築の確率を最大化する。すなわち、低いＩ
フレーム送信速度は、Ｐフレームの反復送信を可能に
し、したがって、Ｐフレームの誤りのない受信の確率を
増加させる。
【０００８】２．第１の好ましい実施例 図１は、第１の好ましい実施例のシステム用のマルコフ
・モデルを示す。このシステムは、現在のビデオ・フレ
ーム再構築が誤りを有しないときのＳ0状態と、現在の
ビデオ・フレーム再構築が少なくとも１つの誤りを有す
るときのＳ1状態との２状態を有する。これらの確率は
次のとおりである。ｑ0は、送信されたフレームがＩフ
レームである確率であり、ｑ1＝１−ｑ0は、送信された
フレームがＰフレームである確率であり、Ｂフレームは
この解析では無視される。送信されたＩフレームが紛失
する確率はＰe0であり、送信されたＰフレームが紛失す
る確率はＰe1である。したがって、図１は、確率ｑ
0（１−Ｐe0）＋ｑ1（１−Ｐe1）で状態Ｓ0に留まるこ
とを示し、これは、単純に、［Ｉフレームが送信されて
紛失しない確率］＋［Ｐフレームが送信されて紛失しな
い確率］である。同様に、このシステムは確率１−ｑ0
（１−Ｐe0）で状態Ｓ1に留まり、これは、誤りがＰフ
レームに伝搬するので、誤再構築フレームに続くフレー
ムについての再構築誤りを避けるための唯一の方法が送
信Ｉフレームを（紛失なしに）受信することであること
を単純に表している。したがって、ｑ0（１−Ｐe0）は
また、状態Ｓ1から状態Ｓ0へ遷移する確率である。逆
に、状態Ｓ1から状態Ｓ0に遷移する確率は、単純にｑ0
Ｐe0＋ｑ1Ｐe1である次のフレームを紛失する確率その
ものである。すなわち、１−［状態Ｓ0に留まる確率］
である。したがって、状態Ｓ0にある全確率はｑ0（１−
Ｐe0）／（ｑ0＋ｑ1Ｐe0）であり、それはＳ1からＳ0へ
の遷移の確率を状態遷移の確率の和で割ったものであ
る。ｑ0はＩフレーム間の（フレーム単位の）期間の逆
数に等しいことに留意すべきである。すなわち、各ｎ番
目のフレームがＩフレームであれば、送信されたＩフレ
ームの確率は１／ｎである。
・モデルを示す。このシステムは、現在のビデオ・フレ
ーム再構築が誤りを有しないときのＳ0状態と、現在の
ビデオ・フレーム再構築が少なくとも１つの誤りを有す
るときのＳ1状態との２状態を有する。これらの確率は
次のとおりである。ｑ0は、送信されたフレームがＩフ
レームである確率であり、ｑ1＝１−ｑ0は、送信された
フレームがＰフレームである確率であり、Ｂフレームは
この解析では無視される。送信されたＩフレームが紛失
する確率はＰe0であり、送信されたＰフレームが紛失す
る確率はＰe1である。したがって、図１は、確率ｑ
0（１−Ｐe0）＋ｑ1（１−Ｐe1）で状態Ｓ0に留まるこ
とを示し、これは、単純に、［Ｉフレームが送信されて
紛失しない確率］＋［Ｐフレームが送信されて紛失しな
い確率］である。同様に、このシステムは確率１−ｑ0
（１−Ｐe0）で状態Ｓ1に留まり、これは、誤りがＰフ
レームに伝搬するので、誤再構築フレームに続くフレー
ムについての再構築誤りを避けるための唯一の方法が送
信Ｉフレームを（紛失なしに）受信することであること
を単純に表している。したがって、ｑ0（１−Ｐe0）は
また、状態Ｓ1から状態Ｓ0へ遷移する確率である。逆
に、状態Ｓ1から状態Ｓ0に遷移する確率は、単純にｑ0
Ｐe0＋ｑ1Ｐe1である次のフレームを紛失する確率その
ものである。すなわち、１−［状態Ｓ0に留まる確率］
である。したがって、状態Ｓ0にある全確率はｑ0（１−
Ｐe0）／（ｑ0＋ｑ1Ｐe0）であり、それはＳ1からＳ0へ
の遷移の確率を状態遷移の確率の和で割ったものであ
る。ｑ0はＩフレーム間の（フレーム単位の）期間の逆
数に等しいことに留意すべきである。すなわち、各ｎ番
目のフレームがＩフレームであれば、送信されたＩフレ
ームの確率は１／ｎである。
【０００９】インターネットを介する各送信パケット
は、圧縮ビデオ・データとＲＴＰヘッダとＵＤＰ／ＩＰ
ヘッダとからなる。ｖはパケット・ヘッダのビット数を
表すものとする。ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰに基づくシステ
ムについては、ｖ＝３２０である。この大きなパケット
・オーバーヘッドのために、単一パケット内で可能な限
り多くのソース・ビットを送信するのがよい。パケット
の全サイズはパケット・ネットワークの最大送信ユニッ
ト（ＭＴＵ）によって制限される。イサーネットについ
ては、ＭＴＵは約１５００バイトである。現在のインタ
ーネット・ビデオ・アプリケーションは比較的低ビット
速度を使用し、また、低ビット速度で多数のＰフレーム
を単一パケットに適合することができる。単一パケット
の紛失は多数のＰフレームの紛失に至るので、単一パケ
ット内で多数のＰフレームを送信することに伴う問題
は、パケット紛失の影響が深刻になることにある。した
がって、１パケットではたった１つのＰフレームが送信
されるだけである。しかしながら、１５００バイトのＭ
ＴＵでは、Ｉフレームは単一パケットに適応せず多数パ
ケットに分割される必要がある。説明を容易にするため
に、下記のように設定する。Ｉ0は、複数ビットで表現
されたＩフレームの平均サイズを表す。Ｉ1は、ビット
単位のＰフレームの平均サイズを表す。ｎ1は、単一Ｉ
フレームに必要なパケットの数を表す。ｋ0は、Ｉフレ
ームを送信するのに使用される総ビット数（圧縮ビット
・ストリーム＋ヘッダ・ビット）を表し、したがって、
ｋ0＝Ｉ0＋ｎ1ｖである。ただし、ｖはビットでのパケ
ット・ヘッダ・サイズである。ｋ1は、Ｐフレームを送
信するのに使用される総ビット数を表す。ＲTは、許容
される最大送信ビット速度を表す。ｑf1は、各Ｐフレー
ムが再送信される回数を表す。
は、圧縮ビデオ・データとＲＴＰヘッダとＵＤＰ／ＩＰ
ヘッダとからなる。ｖはパケット・ヘッダのビット数を
表すものとする。ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰに基づくシステ
ムについては、ｖ＝３２０である。この大きなパケット
・オーバーヘッドのために、単一パケット内で可能な限
り多くのソース・ビットを送信するのがよい。パケット
の全サイズはパケット・ネットワークの最大送信ユニッ
ト（ＭＴＵ）によって制限される。イサーネットについ
ては、ＭＴＵは約１５００バイトである。現在のインタ
ーネット・ビデオ・アプリケーションは比較的低ビット
速度を使用し、また、低ビット速度で多数のＰフレーム
を単一パケットに適合することができる。単一パケット
の紛失は多数のＰフレームの紛失に至るので、単一パケ
ット内で多数のＰフレームを送信することに伴う問題
は、パケット紛失の影響が深刻になることにある。した
がって、１パケットではたった１つのＰフレームが送信
されるだけである。しかしながら、１５００バイトのＭ
ＴＵでは、Ｉフレームは単一パケットに適応せず多数パ
ケットに分割される必要がある。説明を容易にするため
に、下記のように設定する。Ｉ0は、複数ビットで表現
されたＩフレームの平均サイズを表す。Ｉ1は、ビット
単位のＰフレームの平均サイズを表す。ｎ1は、単一Ｉ
フレームに必要なパケットの数を表す。ｋ0は、Ｉフレ
ームを送信するのに使用される総ビット数（圧縮ビット
・ストリーム＋ヘッダ・ビット）を表し、したがって、
ｋ0＝Ｉ0＋ｎ1ｖである。ただし、ｖはビットでのパケ
ット・ヘッダ・サイズである。ｋ1は、Ｐフレームを送
信するのに使用される総ビット数を表す。ＲTは、許容
される最大送信ビット速度を表す。ｑf1は、各Ｐフレー
ムが再送信される回数を表す。
【００１０】ｆフレーム／秒の一定フレーム速度を想定
する。送信源のビット速度ＲSはＲS＝ｑ0ｆｋ0＋ｑ1ｆ
ｋ1と表すことができ、また、各Ｐフレームのｑf1再送
信を加えたフォワード誤り訂正ビット速度ＲFはＲF＝ｑ
1ｑf1ｆｋ1（ｑf1は非負）である。したがって、全送信
速度Ｒは、Ｒ＝ＲS＋ＲF＝ｑ0ｆｋ0＋ｑ1ｆｋ1＋ｑ1ｑf
1ｆｋ1である。
する。送信源のビット速度ＲSはＲS＝ｑ0ｆｋ0＋ｑ1ｆ
ｋ1と表すことができ、また、各Ｐフレームのｑf1再送
信を加えたフォワード誤り訂正ビット速度ＲFはＲF＝ｑ
1ｑf1ｆｋ1（ｑf1は非負）である。したがって、全送信
速度Ｒは、Ｒ＝ＲS＋ＲF＝ｑ0ｆｋ0＋ｑ1ｆｋ1＋ｑ1ｑf
1ｆｋ1である。
【００１１】Ｐeは、インターネット上で発生されたパ
ケット紛失率（ランダムであると仮定する）であるとす
る。Ｐフレームのみが再送信されるので、Ｉフレームを
紛失する確率は次式で与えられる。
ケット紛失率（ランダムであると仮定する）であるとす
る。Ｐフレームのみが再送信されるので、Ｉフレームを
紛失する確率は次式で与えられる。
【００１２】
【数１】
【００１３】これは、Ｉフレームの一部を含むｎ1パケ
ットのいずかが紛失したときはＩフレーム全体が紛失す
ることをまさに意味している。同じように、Ｐフレーム
の紛失の確率は次式で与えられる。
ットのいずかが紛失したときはＩフレーム全体が紛失す
ることをまさに意味している。同じように、Ｐフレーム
の紛失の確率は次式で与えられる。
【００１４】
【数２】
【００１５】ここで、
【外１】 はｑf1よりも大きくない最も大きい整数であり、
【外２】 はｑf1よりも小さくない最も小さい整数であり、ｍ1は
ｑf1の小数点以下の部分、すなわち、 である。ｑf1が整数であれば、Ｐフレームを含む１＋ｑ
f1パケットの全てを紛失する確率はＰフレームを紛失す
る確率となるので、ｐe1＝ｐe 1+qfである。整数でない
ｑf1については、ｐe1に対する上記の式は、ｑf1を括弧
で囲む整数値間の線形補間そのものである。
ｑf1の小数点以下の部分、すなわち、 である。ｑf1が整数であれば、Ｐフレームを含む１＋ｑ
f1パケットの全てを紛失する確率はＰフレームを紛失す
る確率となるので、ｐe1＝ｐe 1+qfである。整数でない
ｑf1については、ｐe1に対する上記の式は、ｑf1を括弧
で囲む整数値間の線形補間そのものである。
【００１６】したがって、好ましい実施例のＦＥＣ法
は、Ｉフレーム送信と制約条件Ｒ≦Ｒ Tを仮定すると状
態Ｓ0（＝ｑ0（１−ｐe0）／（ｑ0＋ｑ1ｐe1））にある
確率を最大化する反復Ｐフレーム送信との速度を決定す
る。ｆ，ｋ0及びｋ1はシステム及びｑ1＝１−ｑ0の固定
パラメータであるので、Ｉフレーム送信の与えられた確
率ｑ0に対しては、ｑf1の値は最大送信速度ＲTに等しい
送信速度Ｒ＝ｑ0ｆｋ0＋ｑ1ｆｋ1＋ｑ1ｑf1ｆｋ1 を取
ることに直ちに従うことに留意すべきである。また、Ｉ
フレームの周期的な送信はｑ0が１／ｎ形式となること
を意味することに留意すべきである。ここで、ｎは、２
つのＩフレーム間のフレーム単位の期間であり、整数で
ある。したがって、ｎのすべての合理的な値に対する状
態Ｓ0にある制約条件付き確率を評価し、また、確率を
最大化するｑ0を選択する。
は、Ｉフレーム送信と制約条件Ｒ≦Ｒ Tを仮定すると状
態Ｓ0（＝ｑ0（１−ｐe0）／（ｑ0＋ｑ1ｐe1））にある
確率を最大化する反復Ｐフレーム送信との速度を決定す
る。ｆ，ｋ0及びｋ1はシステム及びｑ1＝１−ｑ0の固定
パラメータであるので、Ｉフレーム送信の与えられた確
率ｑ0に対しては、ｑf1の値は最大送信速度ＲTに等しい
送信速度Ｒ＝ｑ0ｆｋ0＋ｑ1ｆｋ1＋ｑ1ｑf1ｆｋ1 を取
ることに直ちに従うことに留意すべきである。また、Ｉ
フレームの周期的な送信はｑ0が１／ｎ形式となること
を意味することに留意すべきである。ここで、ｎは、２
つのＩフレーム間のフレーム単位の期間であり、整数で
ある。したがって、ｎのすべての合理的な値に対する状
態Ｓ0にある制約条件付き確率を評価し、また、確率を
最大化するｑ0を選択する。
【００１７】３．実験結果 ２つの一般的なビデオ・シーケンス（“Akiyo”及び“M
other and Daughter”）が、マルコフ・モデルを使用し
て上記の好ましい実施例の方法を評価するのに使用され
た。チャネル・パケット紛失率はｐe＝１０％であると
仮定する。フレーム又はフレームの一部（Ｉフレームの
場合には）が受信機で受信されないときはいつでも、評
価は、単純に、前のフレームからの対応画像データをコ
ピーした。各パケット紛失により大きなデータ量を紛失
しているので、多くの更に複雑な誤り修復技術は性能を
改善しないことに留意すべきである。２つのメトリック
を用いた。すなわち（ｉ）平均ピーク信号対雑音比（Ｐ
ＳＮＲ）と、（ｉｉ）しきい値よりも小さいＰＳＮＲ歪
みを有する受信機で再構築されたフレームの一部とであ
る。ＰＳＮＲは、シミュレートされたパケット紛失チャ
ネルを介したビデオ・ビットストリームの送信の１００
ランにわたるＰＳＮＲの平均を求めることによって得ら
れ、また、歪みしきい値に対して再構築された複数のフ
レームの小数点以下の部分をｄtと表す。
other and Daughter”）が、マルコフ・モデルを使用し
て上記の好ましい実施例の方法を評価するのに使用され
た。チャネル・パケット紛失率はｐe＝１０％であると
仮定する。フレーム又はフレームの一部（Ｉフレームの
場合には）が受信機で受信されないときはいつでも、評
価は、単純に、前のフレームからの対応画像データをコ
ピーした。各パケット紛失により大きなデータ量を紛失
しているので、多くの更に複雑な誤り修復技術は性能を
改善しないことに留意すべきである。２つのメトリック
を用いた。すなわち（ｉ）平均ピーク信号対雑音比（Ｐ
ＳＮＲ）と、（ｉｉ）しきい値よりも小さいＰＳＮＲ歪
みを有する受信機で再構築されたフレームの一部とであ
る。ＰＳＮＲは、シミュレートされたパケット紛失チャ
ネルを介したビデオ・ビットストリームの送信の１００
ランにわたるＰＳＮＲの平均を求めることによって得ら
れ、また、歪みしきい値に対して再構築された複数のフ
レームの小数点以下の部分をｄtと表す。
【００１８】最大総ビット速度ＲTは約５０ｋｂ／ｓで
あるとし、かつ、量子化パラメータはビデオ・シーケン
スを圧縮するために“８”であるとした。両ビデオ・シ
ーケンスについて、ｑ0＝１／６は、ｆ＝１０フレーム
／ｓで約５０〜５５ｋｂ／ｓのビット速度をもたらし
た。したがって、使用されたｑ0の集合は、ｑ0＝１／
６，１／８，…，１／２０であった。ｑ0が減少するに
従ってソース・ビット速度が減少することに留意すべき
である。範囲ｑ0＝１／６〜１／２０では、ｑ0＝１／６
はＩフレームの最大送信速度の場合に対応することに留
意すべきである。各ビデオ・シーケンスに対して、８ビ
ットストリーム（ｑ0の各値について１つ）が発生され
た。マルコフ・チェーン解析のために使用されたフレー
ム長Ｉ0，Ｉ1は、圧縮されたビットストリームのＩフレ
ーム長及びＰフレーム長を平均化することによってそれ
ぞれ得られた。また、Ｉフレーム・サイズ及びＭＴＵ考
察に基づいてｎ1＝３が使用された。
あるとし、かつ、量子化パラメータはビデオ・シーケン
スを圧縮するために“８”であるとした。両ビデオ・シ
ーケンスについて、ｑ0＝１／６は、ｆ＝１０フレーム
／ｓで約５０〜５５ｋｂ／ｓのビット速度をもたらし
た。したがって、使用されたｑ0の集合は、ｑ0＝１／
６，１／８，…，１／２０であった。ｑ0が減少するに
従ってソース・ビット速度が減少することに留意すべき
である。範囲ｑ0＝１／６〜１／２０では、ｑ0＝１／６
はＩフレームの最大送信速度の場合に対応することに留
意すべきである。各ビデオ・シーケンスに対して、８ビ
ットストリーム（ｑ0の各値について１つ）が発生され
た。マルコフ・チェーン解析のために使用されたフレー
ム長Ｉ0，Ｉ1は、圧縮されたビットストリームのＩフレ
ーム長及びＰフレーム長を平均化することによってそれ
ぞれ得られた。また、Ｉフレーム・サイズ及びＭＴＵ考
察に基づいてｎ1＝３が使用された。
【００１９】“Akiyo”については、下記のリストがマ
ルコフ・チェーン・モデルのために使用されたパラメー
タを要約している。 Ｐe＝０．１ ｆ＝１０フレーム／ｓ Ｉフレームの平均サイズ，Ｉ0＝２０，４７５ビット Ｐフレームの平均サイズ，Ｉ1＝１，７１１ビット ＲT＝５２．８９ｋｂ／ｂ ｎ1＝３ 集合１／６，１／８，…，１／２０内のｑ0
ルコフ・チェーン・モデルのために使用されたパラメー
タを要約している。 Ｐe＝０．１ ｆ＝１０フレーム／ｓ Ｉフレームの平均サイズ，Ｉ0＝２０，４７５ビット Ｐフレームの平均サイズ，Ｉ1＝１，７１１ビット ＲT＝５２．８９ｋｂ／ｂ ｎ1＝３ 集合１／６，１／８，…，１／２０内のｑ0
【００２０】図３（ａ）は状態Ｓ0にある確率である結
果のＰｒ(Ｓ0)を示し、図３（ｂ）はｑ0の種々の値に対
する平均ＰＳＮＲを示し、図３（ｃ）はしきい値よりも
小さな歪みを有する再構築フレームの小数点以下の部分
ｄtを示す。図３（ｂ）及び図３（ｃ）を得るために、
総合ビット速度（ソース速度＋ＦＥＣ速度）がｑ0＝１
／６に対するソース・ビット速度（総合ビット速度）に
非常に近くなるように、マルコフ・チェーン解析から得
られたＰフレーム再送信速度ｑf1は手動で処理された。
これは、結果の公正な比較を得るために行われた。図３
（ｄ）は、得られた総合ビット速度を示す。図３（ｄ）
において、Ｒsはソース速度を表し、ＲFはＦＥＣによっ
て使用された速度を表し、ＲTは総合ビット速度を表
す。
果のＰｒ(Ｓ0)を示し、図３（ｂ）はｑ0の種々の値に対
する平均ＰＳＮＲを示し、図３（ｃ）はしきい値よりも
小さな歪みを有する再構築フレームの小数点以下の部分
ｄtを示す。図３（ｂ）及び図３（ｃ）を得るために、
総合ビット速度（ソース速度＋ＦＥＣ速度）がｑ0＝１
／６に対するソース・ビット速度（総合ビット速度）に
非常に近くなるように、マルコフ・チェーン解析から得
られたＰフレーム再送信速度ｑf1は手動で処理された。
これは、結果の公正な比較を得るために行われた。図３
（ｄ）は、得られた総合ビット速度を示す。図３（ｄ）
において、Ｒsはソース速度を表し、ＲFはＦＥＣによっ
て使用された速度を表し、ＲTは総合ビット速度を表
す。
【００２１】図３（ａ）から明らかなように、マルコフ
・チェーン・モデルは、改善された性能を得るために、
Ｉフレームの頻度を（ｑ0＝１／６からｑ0＝１／１４,
…,１／２０へ）減少させるとともに、代わって、Ｐフ
レームの再送信を使用することを認識させることを予測
している。０．４ｄＢ〜０．５５ｄＢの範囲で平均ＰＳ
ＮＲに改善があり、また、ｔ（ｔ＝０．５，１．０，
１．５ｄＢ）よりも小さい再構築誤りを有する再構築フ
レームの小数点以下の部分が約０．１５〜０．２だけ増
加する。図３（ｃ）のｄt曲線は、Ｉフレーム送信の頻
度を増加する代わりにＰフレームの再送信が使用される
ときは、約２０〜２５％のもっと「良好な」フレームが
あることを意味する。
・チェーン・モデルは、改善された性能を得るために、
Ｉフレームの頻度を（ｑ0＝１／６からｑ0＝１／１４,
…,１／２０へ）減少させるとともに、代わって、Ｐフ
レームの再送信を使用することを認識させることを予測
している。０．４ｄＢ〜０．５５ｄＢの範囲で平均ＰＳ
ＮＲに改善があり、また、ｔ（ｔ＝０．５，１．０，
１．５ｄＢ）よりも小さい再構築誤りを有する再構築フ
レームの小数点以下の部分が約０．１５〜０．２だけ増
加する。図３（ｃ）のｄt曲線は、Ｉフレーム送信の頻
度を増加する代わりにＰフレームの再送信が使用される
ときは、約２０〜２５％のもっと「良好な」フレームが
あることを意味する。
【００２２】“Mother and Daughter”については、下
記のリストはマルコフ・チェーン・モデルのために使用
されたパラメータを要約している。 Ｐe＝０．１ ｆ＝１０フレーム／ｓ Ｉフレームの平均サイズ，Ｉ0＝１８，０１０ビット Ｐフレームの平均サイズ，Ｉ1＝２，４６７ビット ＲT＝５４．８４ｋｂ／ｓ ｎ1＝３ 集合１／６，１／８，…，１／２０内のｑ0
記のリストはマルコフ・チェーン・モデルのために使用
されたパラメータを要約している。 Ｐe＝０．１ ｆ＝１０フレーム／ｓ Ｉフレームの平均サイズ，Ｉ0＝１８，０１０ビット Ｐフレームの平均サイズ，Ｉ1＝２，４６７ビット ＲT＝５４．８４ｋｂ／ｓ ｎ1＝３ 集合１／６，１／８，…，１／２０内のｑ0
【００２３】図４（ａ）は結果のＰｒ(Ｓ0)を示し、図
４（ｂ）はｑ0の種々の値に対する平均ＰＳＮＲを示
し、図４（ｃ）はその結果ｄ1を示す。図４（ｂ）及び
図４（ｃ）を得るために、総合ビット速度がｑ0＝１／
６に対するソース・ビット速度（総合ビット速度）に非
常に近づくように、再びマルコフ・チェーン解析から得
たＰフレーム再送信速度ｑf1が手動で処理された。これ
は、結果の公正な比較を得るために行われた。図４
（ｄ）は得られた総合ビット速度を示す。図４（ｄ）に
おいて、ＲSはソース速度を表し、ＲFはＦＥＣにより使
用された速度を表し、Ｒ Tは総合ビット速度を表す。
４（ｂ）はｑ0の種々の値に対する平均ＰＳＮＲを示
し、図４（ｃ）はその結果ｄ1を示す。図４（ｂ）及び
図４（ｃ）を得るために、総合ビット速度がｑ0＝１／
６に対するソース・ビット速度（総合ビット速度）に非
常に近づくように、再びマルコフ・チェーン解析から得
たＰフレーム再送信速度ｑf1が手動で処理された。これ
は、結果の公正な比較を得るために行われた。図４
（ｄ）は得られた総合ビット速度を示す。図４（ｄ）に
おいて、ＲSはソース速度を表し、ＲFはＦＥＣにより使
用された速度を表し、Ｒ Tは総合ビット速度を表す。
【００２４】この場合のマルコフ・チェーン解析は、Ｉ
フレームの頻度を減少することによって性能の向上を達
成することができる（図４（ａ）を参照）。図４（ｂ）
及び図４（ｃ）のＰＳＮＲ及びｄt曲線はこの要求を支
持する。ＰＳＮＲ及びｄt曲線は多かれ少なかれ平坦の
ままである。ＰＳＮＲ及びｄt曲線は図４（ａ）のＰｒ
(Ｓ0)曲線のように下方に移動していないことに留意す
べきである。これは、マルコフ・チェーン・モデルが非
常に簡単化されたモデルでありかつＰＳＮＲメトリック
に基づいていないという事実によるものと考えられる。
ＰＳＮＲ性能をモデル化するためにもっと複雑なモデル
を考えることもできるが、それらはデコーダでの動き補
償の使用のために複雑となる。
フレームの頻度を減少することによって性能の向上を達
成することができる（図４（ａ）を参照）。図４（ｂ）
及び図４（ｃ）のＰＳＮＲ及びｄt曲線はこの要求を支
持する。ＰＳＮＲ及びｄt曲線は多かれ少なかれ平坦の
ままである。ＰＳＮＲ及びｄt曲線は図４（ａ）のＰｒ
(Ｓ0)曲線のように下方に移動していないことに留意す
べきである。これは、マルコフ・チェーン・モデルが非
常に簡単化されたモデルでありかつＰＳＮＲメトリック
に基づいていないという事実によるものと考えられる。
ＰＳＮＲ性能をモデル化するためにもっと複雑なモデル
を考えることもできるが、それらはデコーダでの動き補
償の使用のために複雑となる。
【００２５】４．システムの好ましい実施例 図５は、好ましい実施例の動き補償されたビデオ送信方
法を使用する好ましい実施例システムの一部を形成する
機能ブロックを示す。そのようなシステムは、複数エン
ドでのインターネットを介した無線リンクとのテレビ電
話通信と、ところどころにビデオ・パケットが挿入され
た音声パケットとを含む。二方向通信バージョンは両方
向について図５の構造を有する。好ましい実施例では、
通信システム・ユーザ（トランシーバ及び／又は受信
機）ハードウェアは、１つ以上のディジタル信号プロセ
ッサ（ＤＳＰ）、及び／又は、好ましい実施例の方法の
信号処理の実行用の格納されたプログラムを有するＲＩ
ＳＣプロセッサのような他のプログラムラマブル装置を
備えてもよい。代わりに、（部分的に）ハードウェア化
された方法の好ましい実施例の方法により特殊回路（Ａ
ＳＩＣ）を使用してもよい。ユーザは、通信チャネルへ
の入力又は通信チャネルからの出力の増幅又はフィルタ
用の、及び、アナログとディジタルとの間での変換用の
アナログ及び／又は混合信号集積回路を備えてもよい。
そのようなアナログ及びディジタル回路は一つのダイに
集積されてもよい。複数のコードブックを含めて格納さ
れたプログラムは、例えば、プロセッサと集積されてい
る又はプロセッサの外部にあるＲＯＭ又はフラッシュＥ
ＥＰＲＯＭ又はＦｅＲＡＭに存在してもよい。複数のア
ンテナが、インターネットのようなネットワークに対す
るエア・インターフェース用の多数フィンガＲＡＫＥ検
出器を有する複数の受信機のパーツであってもよい。Ｄ
ＳＰコアの例は、テキサス・インスツルメンツ社のＴＭ
Ｓ３２０Ｃ６ｘｘｘファミリ及びＴＭＳ３２０Ｃ５ｘｘ
ｘファミリにあってもよい。
法を使用する好ましい実施例システムの一部を形成する
機能ブロックを示す。そのようなシステムは、複数エン
ドでのインターネットを介した無線リンクとのテレビ電
話通信と、ところどころにビデオ・パケットが挿入され
た音声パケットとを含む。二方向通信バージョンは両方
向について図５の構造を有する。好ましい実施例では、
通信システム・ユーザ（トランシーバ及び／又は受信
機）ハードウェアは、１つ以上のディジタル信号プロセ
ッサ（ＤＳＰ）、及び／又は、好ましい実施例の方法の
信号処理の実行用の格納されたプログラムを有するＲＩ
ＳＣプロセッサのような他のプログラムラマブル装置を
備えてもよい。代わりに、（部分的に）ハードウェア化
された方法の好ましい実施例の方法により特殊回路（Ａ
ＳＩＣ）を使用してもよい。ユーザは、通信チャネルへ
の入力又は通信チャネルからの出力の増幅又はフィルタ
用の、及び、アナログとディジタルとの間での変換用の
アナログ及び／又は混合信号集積回路を備えてもよい。
そのようなアナログ及びディジタル回路は一つのダイに
集積されてもよい。複数のコードブックを含めて格納さ
れたプログラムは、例えば、プロセッサと集積されてい
る又はプロセッサの外部にあるＲＯＭ又はフラッシュＥ
ＥＰＲＯＭ又はＦｅＲＡＭに存在してもよい。複数のア
ンテナが、インターネットのようなネットワークに対す
るエア・インターフェース用の多数フィンガＲＡＫＥ検
出器を有する複数の受信機のパーツであってもよい。Ｄ
ＳＰコアの例は、テキサス・インスツルメンツ社のＴＭ
Ｓ３２０Ｃ６ｘｘｘファミリ及びＴＭＳ３２０Ｃ５ｘｘ
ｘファミリにあってもよい。
【００２６】５．変形 これらの好ましい実施例は、反復Ｐフレーム送信可能性
の観点から、Ｉフレーム速度の最適化の１つ以上の特徴
を維持しながら、種々の方法で変更されてもよい。
の観点から、Ｉフレーム速度の最適化の１つ以上の特徴
を維持しながら、種々の方法で変更されてもよい。
【００２７】例えば、予測符号化フレームはＢフレーム
を含むことができる。フレーム・レイアウトは、大きな
バッファ及び遅延を含んで、複数のＩフレーム・パケッ
トに対する何らかの自動反復要求からいくつかの反復Ｐ
フレーム・パケットを取り換えることを可能にする。ネ
ットワーク・プロトコルは異なることができる。
を含むことができる。フレーム・レイアウトは、大きな
バッファ及び遅延を含んで、複数のＩフレーム・パケッ
トに対する何らかの自動反復要求からいくつかの反復Ｐ
フレーム・パケットを取り換えることを可能にする。ネ
ットワーク・プロトコルは異なることができる。
【００２８】実際に、多数のサーバを使用して同じビデ
オ受信顧客にサービスする概念を導入することができ
る。例えば、２つのビデオ・サーバの使用を仮定して同
じ顧客にサービスする。この状況は、ビデオ顧客に２つ
のネットワーク・チャネル供給させる。一方のチャネル
を使用してＩフレーム及びＰフレームを（反復なしに）
送信したのち、他方のチャネルを使用してＦＥＣ Ｐフ
レームを送信する。顧客において受信されるビデオの速
度は一つのサーバが使用されているときと同じであるこ
とに留意すべきである。２つのチャネルの使用は、同じ
時間で劣化する両チャネルの確率が減少するので、性能
を改善する。
オ受信顧客にサービスする概念を導入することができ
る。例えば、２つのビデオ・サーバの使用を仮定して同
じ顧客にサービスする。この状況は、ビデオ顧客に２つ
のネットワーク・チャネル供給させる。一方のチャネル
を使用してＩフレーム及びＰフレームを（反復なしに）
送信したのち、他方のチャネルを使用してＦＥＣ Ｐフ
レームを送信する。顧客において受信されるビデオの速
度は一つのサーバが使用されているときと同じであるこ
とに留意すべきである。２つのチャネルの使用は、同じ
時間で劣化する両チャネルの確率が減少するので、性能
を改善する。
【００２９】（関連する出願の相互参照）本出願は、２
０００年６月３０日に出願された米国特許仮出願第６０
／２１４，４５７号により優先権を主張する。
０００年６月３０日に出願された米国特許仮出願第６０
／２１４，４５７号により優先権を主張する。
【図１】好ましい実施例のマルコフ・チェーン・モデル
を示す図である。
を示す図である。
【図２】好ましい実施例のエンコーダの機能ブロック図
である。
である。
【図３】実験結果を示す図である。
【図４】実験結果を示す図である。
【図５】システムを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 動き補償ビデオ方法であって、（ａ）パ
ケット化された送信チャネルのパラメータを評価するス
テップと、（ｂ）入力ビデオ用のイントラ符号化フレー
ム及び予測符号化フレームのサイズを評価するステップ
と、（ｃ）ステップ（ａ）及びステップ（ｂ）の結果を
使用して正しいフレーム再構築の確率を最大化すること
によってイントラ符号化フレームの速度及び予測符号化
フレームの速度を設定するステップと、 を備え、 前記正しいフレーム再構築の確率が、予測符号化フレー
ムの反復送信の速度を含む、 動き補償ビデオ方法。 - 【請求項２】（ａ）前記送信チャネルはインターネット
であり、（ｂ）前記予測符号化フレームはＰフレームで
ある、 請求項１記載の動き補償ビデオ方法。 - 【請求項３】（ａ）前記ステップ（ａ）のパラメータ
は、前記送信チャネルを介したパケット紛失率を含む、
請求項１記載の動き補償ビデオ方法。 - 【請求項４】（ａ）前記確率は、ｑ0（１−Ｐe0）／
（ｑ0＋ｑ1Ｐe１）であり、ここで、ｑ0はイントラ符号
化フレームの確率であり、ｑ1は予測符号化フレームの
確率であり、Ｐe0は紛失した送信イントラ符号化フレー
ムの確率であり、Ｐe1は紛失した送信予測符号化フレー
ムの確率である、請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 ビデオに対する動き補償コントローラで
あって、 （ａ）パケット化送信チャネルのチャネル・パラメータ
用の第１の入力と、（ｂ）ビデオ・パラメータ用の第２
の入力と、（ｃ）前記第１及び第２の入力に結合され、
かつ、前記チャネルを介するイントラ符号化フレーム送
信速度と前記チャネルを介する前記予測符号化フレーム
送信速度と前記チャネルを介する前記予測符号化フレー
ムの反復送信速度との出力を有する確率最大化器と、 を備え、 前記確率最大化器が、前記第１及び第２の入力を使用し
て正しいフレーム再構築の確率を最大化し、 前記正しいフレーム再構築の確率が、予測符号化フレー
ムの反復送信速度を含む、 動き補償コントローラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US215457 | 1994-03-21 | ||
| US21545700P | 2000-06-30 | 2000-06-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002118854A true JP2002118854A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=22803055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001238451A Abandoned JP2002118854A (ja) | 2000-06-30 | 2001-07-02 | ネットワークビデオ方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1182876B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002118854A (ja) |
| DE (1) | DE60129083T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014132779A (ja) * | 2006-08-29 | 2014-07-17 | Echostar Technologies Llc | 記憶前のインデキシング無しに、マルチメディアプログラミングを受信、記憶、および表示するための方法と装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101674482B (zh) * | 2009-09-25 | 2011-05-11 | 上海大学 | 部分可观测马尔可夫决策过程中可伸缩视频流的优化调度方法 |
| CN113015020A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-22 | 深圳市安赛通科技有限公司 | 一种网络传输协议快速纠错的算法 |
-
2001
- 2001-07-02 JP JP2001238451A patent/JP2002118854A/ja not_active Abandoned
- 2001-07-02 DE DE2001629083 patent/DE60129083T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-02 EP EP01000262A patent/EP1182876B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014132779A (ja) * | 2006-08-29 | 2014-07-17 | Echostar Technologies Llc | 記憶前のインデキシング無しに、マルチメディアプログラミングを受信、記憶、および表示するための方法と装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1182876A3 (en) | 2004-02-18 |
| DE60129083D1 (de) | 2007-08-09 |
| EP1182876A2 (en) | 2002-02-27 |
| DE60129083T2 (de) | 2008-02-28 |
| EP1182876B1 (en) | 2007-06-27 |
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|---|---|---|---|
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