JP2002520957A - ビットレート変更 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
以下の特徴を有するデータストリームのビットレートを変更する。前記データストリームは、制御ワードを具える。制御ワードは、前記データストリームに含まれるデータ部分を受信端における入力バッファから読み出さなければならないときを規定する。少なくとも1つの瞬時(Tfut)に関して、前記データストリームのビットレートをその未来の瞬時において前記入力バッファのアンダフローもオーバフローも生じないように変更することができる範囲(Rmax,Rmin)を計算する。前記ビットレートを、未来の瞬時において、この未来の瞬時に関して計算された範囲(Rmax,Rmin)内で変更する。これは、前記ビットレートの速い変更を可能にし、これは、一般的に、前記データストリームに含まれるデータの品質に寄与する。
Description
【0001】 本発明は、以下の特徴を有するデータストリームのビットレートを変更するこ
とに関する。前記データストリームは、制御ワードを具える。制御ワードは、前
記データストリームに含まれるデータ部分を、受信端における入力バッファから
読み出さなければならないときを規定する。ムービングピクチャエキスパーツグ
ループ(MPEG)の標準にしたがうビデオデータストリームは、このような特
徴を有する。
とに関する。前記データストリームは、制御ワードを具える。制御ワードは、前
記データストリームに含まれるデータ部分を、受信端における入力バッファから
読み出さなければならないときを規定する。ムービングピクチャエキスパーツグ
ループ(MPEG)の標準にしたがうビデオデータストリームは、このような特
徴を有する。
【0002】 米国特許明細書第5680483号は、切り替え可能なビットレートを有する
MPEGエンコーダを記載している。
MPEGエンコーダを記載している。
【0003】 本発明の目的は、前記データストリームに含まれるデータのよりよい品質を可
能にすることである。
能にすることである。
【0004】 本発明は、以下の態様を考慮に入れる。ある瞬時において、データストリーム
のビットレートを、あるレベルの品質を保持するために上昇させるべきであるこ
とが確認されたとする。理想的には、前記ビットレートをすぐに変更する。すな
わち、理想的には、即時の応答をビットに関する要求に対して与える。しかしな
がら、上述した特徴を有するデータストリームに関して、前記ビットレートをす
ぐに変更させることはできない。前記ビットレートがすぐに変更されると、受信
端において前記入力バッファのアンダフローまたはオーバフローをおそらく引き
起こす。この場合において、データは損失し、このことは品質に対して有害であ
る。
のビットレートを、あるレベルの品質を保持するために上昇させるべきであるこ
とが確認されたとする。理想的には、前記ビットレートをすぐに変更する。すな
わち、理想的には、即時の応答をビットに関する要求に対して与える。しかしな
がら、上述した特徴を有するデータストリームに関して、前記ビットレートをす
ぐに変更させることはできない。前記ビットレートがすぐに変更されると、受信
端において前記入力バッファのアンダフローまたはオーバフローをおそらく引き
起こす。この場合において、データは損失し、このことは品質に対して有害であ
る。
【0005】 前記背景技術は、以下の原理が適合すると思われる。前記ビットレートを、既
に規定されたすべての制御ワードが前記受信端において有効になった後にのみ変
更する。MPEG技術において、これは、前記ビットレートがエンドツーエンド
遅延に対応する遅延によって変更されることを意味する。したがって、どんなビ
ットレート変更でも、アンダフローもオーバフローも生じないことが保証される
。
に規定されたすべての制御ワードが前記受信端において有効になった後にのみ変
更する。MPEG技術において、これは、前記ビットレートがエンドツーエンド
遅延に対応する遅延によって変更されることを意味する。したがって、どんなビ
ットレート変更でも、アンダフローもオーバフローも生じないことが保証される
。
【0006】 本発明によれば、少なくとも1つの未来の瞬時に関して、前記レートを該未来
の瞬時において前記入力バッファのアンダフローもオーバフローも生じないよう
に変更することができる範囲を計算する。前記レートを未来の瞬時において、該
未来の瞬時に関して計算された範囲内で変更する。
の瞬時において前記入力バッファのアンダフローもオーバフローも生じないよう
に変更することができる範囲を計算する。前記レートを未来の瞬時において、該
未来の瞬時に関して計算された範囲内で変更する。
【0007】 したがって、本発明は、アンダフローおよびオーバフローを回避する比較的短
い遅延以内にビットレートを変更させる。前記ビットレートを、いわば、ある所
望のビットレートに比較的短い遅延以内に変更することができないことが起きる
かもしれない。しかしながら、前記ビットレートを所望のビットレートの近似に
切り替えることができ、前記近似を上述した範囲の一つとする。後者は、一般的
に、ビットに関する要求に対して、前記背景技術におけるように前記所望のビッ
トレートを用いるために比較的長い一定の遅延を待つよりもよい応答を与える。
したがって、本発明は、前記データストリームに含まれるデータのよりよい品質
を可能にする。
い遅延以内にビットレートを変更させる。前記ビットレートを、いわば、ある所
望のビットレートに比較的短い遅延以内に変更することができないことが起きる
かもしれない。しかしながら、前記ビットレートを所望のビットレートの近似に
切り替えることができ、前記近似を上述した範囲の一つとする。後者は、一般的
に、ビットに関する要求に対して、前記背景技術におけるように前記所望のビッ
トレートを用いるために比較的長い一定の遅延を待つよりもよい応答を与える。
したがって、本発明は、前記データストリームに含まれるデータのよりよい品質
を可能にする。
【0008】 本発明と、本発明を有利に実現するために任意に使用してもよい追加の特徴と
は、以下に説明する図面の参照と共に明らかになるであろう。
は、以下に説明する図面の参照と共に明らかになるであろう。
【0009】 以下の言及は、参照符に関する。同様の存在を、すべての図において同様の文
字参照符によって示す。いくつかの同様の存在が、1つの図において現れるかも
しれない。この場合において、同様の存在を区別するために、数字または接尾辞
を前記文字参照符に追加する。前記数字または接尾辞を、便利のために省略して
もよく、または、アスタリスクに置き換えてもよく、この場合において、その値
は重要ではない(値を気にかけない)。これは、説明および請求項において現れ
る。
字参照符によって示す。いくつかの同様の存在が、1つの図において現れるかも
しれない。この場合において、同様の存在を区別するために、数字または接尾辞
を前記文字参照符に追加する。前記数字または接尾辞を、便利のために省略して
もよく、または、アスタリスクに置き換えてもよく、この場合において、その値
は重要ではない(値を気にかけない)。これは、説明および請求項において現れ
る。
【0010】 図1は、以下の特徴を示す。データストリームDSは、制御ワードCWを具え
る。制御ワードCW[i]は、前記制御ワードと次の制御ワードCW[i+1]
との間に含まれるデータ部分DP[i]を受信端において入力バッファIBUF
から読み出さなければならないときを規定する。
る。制御ワードCW[i]は、前記制御ワードと次の制御ワードCW[i+1]
との間に含まれるデータ部分DP[i]を受信端において入力バッファIBUF
から読み出さなければならないときを規定する。
【0011】 図2は、以下の特徴を示す。前記入力バッファのアンダフローもオーバフロー
も起こさないようにするために、少なくとも1つの時間Tfutにおける未来の
瞬時に関して、前記データストリームのビットレートRを時間Tfutにおける
未来の瞬時において変更することができる範囲Rmax、Rminを計算する。
前記ビットレートを、時間Tfut2における未来の瞬時において、時間Tfu
t2における未来の瞬時に関して計算された範囲Rmax2、Rmin2内にお
いて変更することができる。
も起こさないようにするために、少なくとも1つの時間Tfutにおける未来の
瞬時に関して、前記データストリームのビットレートRを時間Tfutにおける
未来の瞬時において変更することができる範囲Rmax、Rminを計算する。
前記ビットレートを、時間Tfut2における未来の瞬時において、時間Tfu
t2における未来の瞬時に関して計算された範囲Rmax2、Rmin2内にお
いて変更することができる。
【0012】 図3は、本発明によるビデオエンコーダ組立て部品の一例を示す。前記ビデオ
エンコーダ組立て部品は、いくつかのビデオ番組VPを受け、それに応じて、多
重MPEGデータストリームMMDSを供給する。多重MPEGデータストリー
ムMMDSは、各々のビデオ番組VPのMPEG符号化バージョンを含む。前記
ビデオエンコーダ組立て部品は、いくつかのエンコーダENCと、マルチプレク
サMUXと、共通ビットレートコントローラJBRCとを具える。
エンコーダ組立て部品は、いくつかのビデオ番組VPを受け、それに応じて、多
重MPEGデータストリームMMDSを供給する。多重MPEGデータストリー
ムMMDSは、各々のビデオ番組VPのMPEG符号化バージョンを含む。前記
ビデオエンコーダ組立て部品は、いくつかのエンコーダENCと、マルチプレク
サMUXと、共通ビットレートコントローラJBRCとを具える。
【0013】 前記ビデオエンコーダ組立て部品は、基本的に以下のように動作する。各々の
エンコーダENCは、異なったビデオ番組を符号化し、MPEGデータストリー
ムMDSを前記マルチプレクサに供給する。前記マルチプレクサは、前記MPE
Gデータストリームを結合し、多重MPEGデータストリームMMDSを得るよ
うにする。各々のエンコーダは、さらに、符号化する前記ビデオ番組における各
ピクチャに関するビットレート制御指示子INDを供給する。前記ビットレート
制御指示子INDは、現在のピクチャおよび多数のそれに続くピクチャを符号化
するのがどのくらい困難か、または、どのくらい容易かの評価である。ピクチャ
は、所定の品質に関して、前記ピクチャの符号化が比較的多くの、または、比較
的少ないビットを発生する場合、各々、符号化するのが困難または容易である。
エンコーダENCは、異なったビデオ番組を符号化し、MPEGデータストリー
ムMDSを前記マルチプレクサに供給する。前記マルチプレクサは、前記MPE
Gデータストリームを結合し、多重MPEGデータストリームMMDSを得るよ
うにする。各々のエンコーダは、さらに、符号化する前記ビデオ番組における各
ピクチャに関するビットレート制御指示子INDを供給する。前記ビットレート
制御指示子INDは、現在のピクチャおよび多数のそれに続くピクチャを符号化
するのがどのくらい困難か、または、どのくらい容易かの評価である。ピクチャ
は、所定の品質に関して、前記ピクチャの符号化が比較的多くの、または、比較
的少ないビットを発生する場合、各々、符号化するのが困難または容易である。
【0014】 前記共通ビットレートコントローラは、合計ビットレートRtotを前記ビデ
オエンコーダ間で、受けた前記ビットレート制御指示子に基づいて分配する。す
なわち、前記共通ビットレートコントローラは、あるビットレートRを各々のエ
ンコーダに割り当て、これらのビットレートの合計が前記合計ビットレートであ
る。エンコーダは、そのMPEGデータストリームを前記マルチプレクサへ、割
り当てられた前記ビットレートにおいて供給する。前記共通ビットレートコント
ローラは、より高いビットレートを、符号化が容易な画像を受けたエンコーダよ
りも、符号化が困難な画像を受けたエンコーダに割り当てる。こうすることによ
って、前記共通ビットレートコントローラは、実際的に一定の品質比を、前記個
々のエンコーダによって供給された符号化ピクチャ間で保持する。さらに、前記
共通ビットレートコントローラは、前記個々のエンコーダを援助し、連続的な符
号化ピクチャを、実際的に一定の品質において供給する。これを、以下により詳
細に説明する。
オエンコーダ間で、受けた前記ビットレート制御指示子に基づいて分配する。す
なわち、前記共通ビットレートコントローラは、あるビットレートRを各々のエ
ンコーダに割り当て、これらのビットレートの合計が前記合計ビットレートであ
る。エンコーダは、そのMPEGデータストリームを前記マルチプレクサへ、割
り当てられた前記ビットレートにおいて供給する。前記共通ビットレートコント
ローラは、より高いビットレートを、符号化が容易な画像を受けたエンコーダよ
りも、符号化が困難な画像を受けたエンコーダに割り当てる。こうすることによ
って、前記共通ビットレートコントローラは、実際的に一定の品質比を、前記個
々のエンコーダによって供給された符号化ピクチャ間で保持する。さらに、前記
共通ビットレートコントローラは、前記個々のエンコーダを援助し、連続的な符
号化ピクチャを、実際的に一定の品質において供給する。これを、以下により詳
細に説明する。
【0015】 図4は、図3に示すビデオエンコーダ組立て部品の一部を形成するエンコーダ
ENCを示す。前記エンコーダは、符号化回路網ECと、出力バッファOBUF
と、コントローラCONとを具える。基本的に以下のように動作する。前記符号
化回路網は、連続ピクチャPを、量子化パラメータQPに応じて符号化する。前
記符号化回路網は、符号化ピクチャPを出力バッファOBUFに供給する。前記
出力バッファは、前記符号化ピクチャを、ビットレートRを有するMPEGデー
タストリームの形態において出力する。
ENCを示す。前記エンコーダは、符号化回路網ECと、出力バッファOBUF
と、コントローラCONとを具える。基本的に以下のように動作する。前記符号
化回路網は、連続ピクチャPを、量子化パラメータQPに応じて符号化する。前
記符号化回路網は、符号化ピクチャPを出力バッファOBUFに供給する。前記
出力バッファは、前記符号化ピクチャを、ビットレートRを有するMPEGデー
タストリームの形態において出力する。
【0016】 ピクチャを符号化できる3つの形式の符号化、I形式、P形式およびB形式の
符号化が存在する。I形式、P形式またはB形式符号化されたピクチャを、I、
PおよびBピクチャと各々呼ぶ。さらに、用いる符号化の形式において周期的パ
ターンが存在する。各周期は、I形式符号化で始まり、1つ以上のPおよびB形
式符号化が続く。1周期はNピクチャをカバーし、Nを整数とする。例えば、N
=6に関して、前記周期的符号化パターンを、I−B−B−P−B−Bとしても
よい。
符号化が存在する。I形式、P形式またはB形式符号化されたピクチャを、I、
PおよびBピクチャと各々呼ぶ。さらに、用いる符号化の形式において周期的パ
ターンが存在する。各周期は、I形式符号化で始まり、1つ以上のPおよびB形
式符号化が続く。1周期はNピクチャをカバーし、Nを整数とする。例えば、N
=6に関して、前記周期的符号化パターンを、I−B−B−P−B−Bとしても
よい。
【0017】 前記コントローラは、前記ビットレートを、前記共通ビットレートコントロー
ラから受けた共通ビットレート制御メッセージJBRCMに基づいて制御する。
共通ビットレート制御メッセージは、前記エンコーダに関するビットレートを規
定し、さらに、このビットレートを用いなければならないときを規定する。この
ようにして、実際には、前記共通ビットレート制御メッセージは、前記エンコー
ダに関するビットレートプロファイルを規定する。前記コントローラは、前記ビ
ットレートを前記ビットレートプロファイルにしたがって制御する。これを、符
号化ピクチャデータを前記出力バッファから読み出すレートを決定するビットレ
ート制御信号RCによって行う。
ラから受けた共通ビットレート制御メッセージJBRCMに基づいて制御する。
共通ビットレート制御メッセージは、前記エンコーダに関するビットレートを規
定し、さらに、このビットレートを用いなければならないときを規定する。この
ようにして、実際には、前記共通ビットレート制御メッセージは、前記エンコー
ダに関するビットレートプロファイルを規定する。前記コントローラは、前記ビ
ットレートを前記ビットレートプロファイルにしたがって制御する。これを、符
号化ピクチャデータを前記出力バッファから読み出すレートを決定するビットレ
ート制御信号RCによって行う。
【0018】 前記量子化パラメータは、前記符号化ピクチャの品質を実質的に決定する。ピ
クチャを符号化する間にその値をより低くすると、符号化ピクチャの品質がより
高くなるが、前記符号化ピクチャはより多くのビットを具えることになる。前記
量子化パラメータは、好適には、実際的に一定で、前記MPEGデータストリー
ムを受けるデコーダの入力バッファにおいてアンダフローまたはオーバフローを
引き起こすことがないできるだけ低い値を持つべきである。
クチャを符号化する間にその値をより低くすると、符号化ピクチャの品質がより
高くなるが、前記符号化ピクチャはより多くのビットを具えることになる。前記
量子化パラメータは、好適には、実際的に一定で、前記MPEGデータストリー
ムを受けるデコーダの入力バッファにおいてアンダフローまたはオーバフローを
引き起こすことがないできるだけ低い値を持つべきである。
【0019】 前記コントローラは、いくつかのパラメータに基づいて前記量子化パラメータ
を制御する。あるパラメータは、前記共通ビットレート制御メッセージによって
規定されるようなビットレートプロファイルである。他のパラメータは、前記出
力バッファに含まれた符号化データの量Fである。これら2つのパラメータは、
ピクチャのグループを符号化するのに利用できるビット数の見地から部屋を規定
する。量子化パラメータ制御に使用する他のパラメータは、符号化結果ERであ
る。前記符号化結果は、前記量子化パラメータが実際的に一定の値を持つように
、前記利用可能な部屋を前記ピクチャ間でどのように分配するかについての情報
を与える。ピクチャまたはその一部に関する符号化結果を、以下のように表して
もよい。前記ピクチャまたはその一部の符号化によって発生されたビット数に、
適用された前記量子化パラメータ値を掛ける。この積を、以下に、複雑さと呼ぶ
。
を制御する。あるパラメータは、前記共通ビットレート制御メッセージによって
規定されるようなビットレートプロファイルである。他のパラメータは、前記出
力バッファに含まれた符号化データの量Fである。これら2つのパラメータは、
ピクチャのグループを符号化するのに利用できるビット数の見地から部屋を規定
する。量子化パラメータ制御に使用する他のパラメータは、符号化結果ERであ
る。前記符号化結果は、前記量子化パラメータが実際的に一定の値を持つように
、前記利用可能な部屋を前記ピクチャ間でどのように分配するかについての情報
を与える。ピクチャまたはその一部に関する符号化結果を、以下のように表して
もよい。前記ピクチャまたはその一部の符号化によって発生されたビット数に、
適用された前記量子化パラメータ値を掛ける。この積を、以下に、複雑さと呼ぶ
。
【0020】 前記エンコーダは、1回通過モードまたは2回通過モードで動作することがで
きる。前記1回通過モードにおいて、前記符号化回路網は、ひとつのピクチャの
みを符号化する。すなわち、1つのピクチャは、前記符号化回路網を、いわば1
回だけ通過する。この1回通過中、前記コントローラは、前記量子化パラメータ
を、以前のピクチャに関する符号化結果のみを使用して制御する。前記2回通過
モードにおいて、前記符号化回路網は、ひとつのピクチャを2回符号化する。す
なわち、1つのピクチャは、前記符号化回路網を、いわば2回通過する。第1の
通過において、前記ピクチャは符号化され、前記コントローラは、一定の量子化
パラメータを用いる。この第1の通過は、前記ピクチャに関する符号化結果を得
るために働く。第2の通過において、前記コントローラは、前記量子化パラメー
タを、上述したように、前記第1の通過において得られた符号化結果を使用して
制御する。このようにして、前記量子化パラメータ制御は、一般的に、前記1回
通過モードにおけるよりも前記2回通過モードにおけるほうがよくなる。
きる。前記1回通過モードにおいて、前記符号化回路網は、ひとつのピクチャの
みを符号化する。すなわち、1つのピクチャは、前記符号化回路網を、いわば1
回だけ通過する。この1回通過中、前記コントローラは、前記量子化パラメータ
を、以前のピクチャに関する符号化結果のみを使用して制御する。前記2回通過
モードにおいて、前記符号化回路網は、ひとつのピクチャを2回符号化する。す
なわち、1つのピクチャは、前記符号化回路網を、いわば2回通過する。第1の
通過において、前記ピクチャは符号化され、前記コントローラは、一定の量子化
パラメータを用いる。この第1の通過は、前記ピクチャに関する符号化結果を得
るために働く。第2の通過において、前記コントローラは、前記量子化パラメー
タを、上述したように、前記第1の通過において得られた符号化結果を使用して
制御する。このようにして、前記量子化パラメータ制御は、一般的に、前記1回
通過モードにおけるよりも前記2回通過モードにおけるほうがよくなる。
【0021】 前記コントローラは、さらに、符号化すべき各々のピクチャに関するビットレ
ート制御指示子INDを確立する。前記1回通過モードにおいて、前記エンコー
ダは、前記ビットレート制御指示子を、以前のピクチャに関する符号化結果のみ
に基づいて確立する。前記2回通過モードにおいて、前記エンコーダは、前記ビ
ットレート制御指示子を、現在のピクチャの符号化結果を含む符号化結果に基づ
いて確立する。
ート制御指示子INDを確立する。前記1回通過モードにおいて、前記エンコー
ダは、前記ビットレート制御指示子を、以前のピクチャに関する符号化結果のみ
に基づいて確立する。前記2回通過モードにおいて、前記エンコーダは、前記ビ
ットレート制御指示子を、現在のピクチャの符号化結果を含む符号化結果に基づ
いて確立する。
【0022】 図5は、図3に示す前記ビデオエンコーダ組立て部品に関する共通ビットレー
ト制御の方法を示す。初期化ステップGS1において、前記共通ビットレートコ
ントローラは、目標ビットレートRtargetを各エンコーダENCに割り当
てる。目標ビットレートRtargetは、関係する前記エンコーダによって供
給される前記符号化ピクチャの平均品質を決定する。
ト制御の方法を示す。初期化ステップGS1において、前記共通ビットレートコ
ントローラは、目標ビットレートRtargetを各エンコーダENCに割り当
てる。目標ビットレートRtargetは、関係する前記エンコーダによって供
給される前記符号化ピクチャの平均品質を決定する。
【0023】 以下のステップの列を、繰り返し実行する。例えば、これらを、ピクチャ周期
毎に実行してもよい。
毎に実行してもよい。
【0024】 指示子計算ステップGS2において、各エンコーダは、ビットレート制御指示
子INDを計算し、前記ビットレート制御指示子を前記共通ビットレートコント
ローラに送る。前記ビットレート制御指示子を、以下のように計算する。前記ビ
ットレート制御指示子は、平均ピクチャ複雑さAVXに、前記エンコーダに関す
る目標ビットレートを掛け、輝度エントロピの測定値ACTで割ったたものであ
る。前記平均ピクチャ複雑さを、以下のように計算する。後に続くN−1のピク
チャに関して、各I、PおよびBピクチャは、各々最も新しく符号化されたI、
PおよびBピクチャの複雑さを有する。前記平均ピクチャ複雑さは、このとき、
現在ピクチャおよびN−1のそれに続くピクチャの平均複雑さである。前記輝度
エントロピは、前記1回通過モードでは前ピクチャであり、前記2回通過モード
では現在ピクチャである最も新しく符号化されたピクチャにおけるマクロブロッ
ク運動の平均である。マクロブロック運動は、文書ISO/IEC JTC1/
SC29/WG11/N0400、1993年4月、「テストモデル5、ドラフ
トリビジョン2」、セクション5.2.2、60ページにおいて規定されている
。
子INDを計算し、前記ビットレート制御指示子を前記共通ビットレートコント
ローラに送る。前記ビットレート制御指示子を、以下のように計算する。前記ビ
ットレート制御指示子は、平均ピクチャ複雑さAVXに、前記エンコーダに関す
る目標ビットレートを掛け、輝度エントロピの測定値ACTで割ったたものであ
る。前記平均ピクチャ複雑さを、以下のように計算する。後に続くN−1のピク
チャに関して、各I、PおよびBピクチャは、各々最も新しく符号化されたI、
PおよびBピクチャの複雑さを有する。前記平均ピクチャ複雑さは、このとき、
現在ピクチャおよびN−1のそれに続くピクチャの平均複雑さである。前記輝度
エントロピは、前記1回通過モードでは前ピクチャであり、前記2回通過モード
では現在ピクチャである最も新しく符号化されたピクチャにおけるマクロブロッ
ク運動の平均である。マクロブロック運動は、文書ISO/IEC JTC1/
SC29/WG11/N0400、1993年4月、「テストモデル5、ドラフ
トリビジョン2」、セクション5.2.2、60ページにおいて規定されている
。
【0025】 ビットレート計算ステップGS3において、前記共通ビットレートコントロー
ラは、エンコーダ毎に、前記エンコーダに理想的に割り当てるべき最適ビットレ
ートRoptを計算する。あるエンコーダに関する前記最適ビットレートは、該
エンコーダのビットレート制御指示子を、すべてのビットレート制御指示子の和
で割り、前記合計ビットレートを掛けたものである。このようにして、実際には
、前記最適ビットレートは、前記合計ビットレートの一部である。前記部分のサ
イズは、前記ビットレート制御指示子が形成するすべてのビットレート制御指示
子の和に対する寄与に対応する。
ラは、エンコーダ毎に、前記エンコーダに理想的に割り当てるべき最適ビットレ
ートRoptを計算する。あるエンコーダに関する前記最適ビットレートは、該
エンコーダのビットレート制御指示子を、すべてのビットレート制御指示子の和
で割り、前記合計ビットレートを掛けたものである。このようにして、実際には
、前記最適ビットレートは、前記合計ビットレートの一部である。前記部分のサ
イズは、前記ビットレート制御指示子が形成するすべてのビットレート制御指示
子の和に対する寄与に対応する。
【0026】 切り替え時間試験ステップGS4において、多数の異なる切り替え時間Tsw
を試験する。切り替え時間は、個々のMPEGデータストリームのビットレート
を変更してもよい瞬時である。いくつかの切り替え時間、または、すべての切り
替え時間を、現在の瞬時に一定のエンドツーエンド遅延を加えた時間より早くし
てもよい。前記一定のエンドツーエンド遅延は、符号化ピクチャがエンコーダの
出力バッファに書きこまれる瞬時と、前記符号化ピクチャが、前記エンコーダに
直接結合された仮定のデコーダの入力バッファから読み出される瞬時との間の差
である。すなわち、前記エンコーダと、前記仮定のデコーダとの間の伝送遅延は
ない。
を試験する。切り替え時間は、個々のMPEGデータストリームのビットレート
を変更してもよい瞬時である。いくつかの切り替え時間、または、すべての切り
替え時間を、現在の瞬時に一定のエンドツーエンド遅延を加えた時間より早くし
てもよい。前記一定のエンドツーエンド遅延は、符号化ピクチャがエンコーダの
出力バッファに書きこまれる瞬時と、前記符号化ピクチャが、前記エンコーダに
直接結合された仮定のデコーダの入力バッファから読み出される瞬時との間の差
である。すなわち、前記エンコーダと、前記仮定のデコーダとの間の伝送遅延は
ない。
【0027】 切り替え時間試験ステップGS4は、各々の切り替え時間に関して別々に実行
される2つのサブステップを具える。
される2つのサブステップを具える。
【0028】 ビットレートクリッピングサブステップGS4aにおいて、前記共通ビットレ
ートコントローラは、各エンコーダに関するクリップされた最適ビットレートR
optcを、以下のように確立する。前記共通ビットレートコントローラは、最
初に、前記エンコーダのMPEG−2コンプライアンスに関する最高の新たなビ
ットレートRmaxおよび最低ビットレートRminを計算する。前記エンコー
ダは、発生する前記MPEGデータストリームがデコーダ入力バッファにおいて
アンダフローもオーバフローも生じさせない場合、MPEG−2に従う。オーバ
フローは、前記新たなビットレートが前記最高の新たなビットレートを越える場
合に起こり、アンダフローは、前記新たなビットレートが前記最低の新たなビッ
トレートを越える場合に起こる。前記共通ビットレートコントローラが前記最高
の新たなビットレートおよび最低の新たなビットレートを計算する方法を以下に
より詳細に説明する。前記クリップされた最適ビットレートは、前記最適ビット
レートがアンダフローまたはオーバフローを起こさないと規定された最適ビット
レートである。この場合において、前記クリップされた最適ビットレートは、前
記最低ビットレートまたは最高ビットレートの各々である。
ートコントローラは、各エンコーダに関するクリップされた最適ビットレートR
optcを、以下のように確立する。前記共通ビットレートコントローラは、最
初に、前記エンコーダのMPEG−2コンプライアンスに関する最高の新たなビ
ットレートRmaxおよび最低ビットレートRminを計算する。前記エンコー
ダは、発生する前記MPEGデータストリームがデコーダ入力バッファにおいて
アンダフローもオーバフローも生じさせない場合、MPEG−2に従う。オーバ
フローは、前記新たなビットレートが前記最高の新たなビットレートを越える場
合に起こり、アンダフローは、前記新たなビットレートが前記最低の新たなビッ
トレートを越える場合に起こる。前記共通ビットレートコントローラが前記最高
の新たなビットレートおよび最低の新たなビットレートを計算する方法を以下に
より詳細に説明する。前記クリップされた最適ビットレートは、前記最適ビット
レートがアンダフローまたはオーバフローを起こさないと規定された最適ビット
レートである。この場合において、前記クリップされた最適ビットレートは、前
記最低ビットレートまたは最高ビットレートの各々である。
【0029】 デルタレート計算サブステップGS4bにおいて、前記共通ビットレートコン
トローラは、各エンコーダに関してデルタレートΔRを計算する。前記ビットレ
ートを、前記クリップされた最適ビットレートに、調査中の前記切り替え時間に
おいて切り替えるとする。前記共通ビットレートコントローラは、現在のピクチ
ャと、その後のN−1のピクチャとをカバーする時間間隔に渡って得られる平均
ビットレートを計算する。前記デルタレートは、前記最適ビットレートと、この
ようにして計算された平均ビットレートとの間の差である。理想的には、前記デ
ルタレートを、各エンコーダに関してゼロにすべきである。
トローラは、各エンコーダに関してデルタレートΔRを計算する。前記ビットレ
ートを、前記クリップされた最適ビットレートに、調査中の前記切り替え時間に
おいて切り替えるとする。前記共通ビットレートコントローラは、現在のピクチ
ャと、その後のN−1のピクチャとをカバーする時間間隔に渡って得られる平均
ビットレートを計算する。前記デルタレートは、前記最適ビットレートと、この
ようにして計算された平均ビットレートとの間の差である。理想的には、前記デ
ルタレートを、各エンコーダに関してゼロにすべきである。
【0030】 切り替え時間選択ステップGS5において、調査した切り替え時間の内1つを
、以下のように選択する。各切り替え時間に関して、どのデルタレートが最高値
を有するかを確定する。このデルタレートを、最高デルタレートと呼ぶ。前記デ
ルタレートがより高くなると、前記最適ビットレートからの前記ビットレートに
関する偏差がより大きくなり、したがって、前記MPEGデータストリーム間の
所望の品質比からの偏差がより大きくなる。前記最高デルタレートが最低値を有
する前記切り替え時間を選択する、すなわち、Tswsel=Tsw⇒MIN(
MAX(ΔR))。
、以下のように選択する。各切り替え時間に関して、どのデルタレートが最高値
を有するかを確定する。このデルタレートを、最高デルタレートと呼ぶ。前記デ
ルタレートがより高くなると、前記最適ビットレートからの前記ビットレートに
関する偏差がより大きくなり、したがって、前記MPEGデータストリーム間の
所望の品質比からの偏差がより大きくなる。前記最高デルタレートが最低値を有
する前記切り替え時間を選択する、すなわち、Tswsel=Tsw⇒MIN(
MAX(ΔR))。
【0031】 ビットレート制御ステップGS6において、前記共通ビットレートコントロー
ラは、共通ビットレート制御メッセージJBRCMを各エンコーダに送る。前記
共通ビットレート制御メッセージは、前記選択された切り替え時間を指定する。
前記共通ビットレート制御メッセージは、さらに、前記選択された切り替え時間
に適合する前記エンコーダに関するクリップされた最適ビットレートを指定する
。このようにして、前記共通ビットレートコントローラは、各エンコーダをプロ
グラムし、前記選択された切り替え時間に達すると、そのMPEGデータストリ
ームを前記クリップされた最適ビットレートにおいて発生する。このときまで、
前記個々のエンコーダは、これらのMPEGデータストリームを、前のビットレ
ート制御メッセージにおいて規定されたように出力する。
ラは、共通ビットレート制御メッセージJBRCMを各エンコーダに送る。前記
共通ビットレート制御メッセージは、前記選択された切り替え時間を指定する。
前記共通ビットレート制御メッセージは、さらに、前記選択された切り替え時間
に適合する前記エンコーダに関するクリップされた最適ビットレートを指定する
。このようにして、前記共通ビットレートコントローラは、各エンコーダをプロ
グラムし、前記選択された切り替え時間に達すると、そのMPEGデータストリ
ームを前記クリップされた最適ビットレートにおいて発生する。このときまで、
前記個々のエンコーダは、これらのMPEGデータストリームを、前のビットレ
ート制御メッセージにおいて規定されたように出力する。
【0032】 図6は、図3に示すビデオエンコーダ組立て部品におけるエンコーダに関して
、前記エンコーダの出力バッファと、仮定のデコーダの入力バッファとを経ての
符号化データの伝送を示す。図6は、水平軸が時間Tを表し、垂直軸が前記エン
コーダによって発生されたデータNBの量をビット数で表すグラフである。前記
垂直軸は、前記符号化データが属するピクチャPをさらに示す。前記符号化デー
タの量は、符号化された各々の連続ピクチャPと共に増大する。
、前記エンコーダの出力バッファと、仮定のデコーダの入力バッファとを経ての
符号化データの伝送を示す。図6は、水平軸が時間Tを表し、垂直軸が前記エン
コーダによって発生されたデータNBの量をビット数で表すグラフである。前記
垂直軸は、前記符号化データが属するピクチャPをさらに示す。前記符号化デー
タの量は、符号化された各々の連続ピクチャPと共に増大する。
【0033】 図6に示すグラフは、3つの曲線、A、BおよびCを具える。曲線Aは、前記
エンコーダの出力バッファに書き込まれた符号化データを表す。例えば、曲線A
は、ピクチャP[i]に属する符号化データが、前記出力バッファから、瞬時T
[i]において読み出されることを示す。各々のピクチャ周期Tppにおいて、
新たなピクチャが前記出力バッファに書き込まれる。
エンコーダの出力バッファに書き込まれた符号化データを表す。例えば、曲線A
は、ピクチャP[i]に属する符号化データが、前記出力バッファから、瞬時T
[i]において読み出されることを示す。各々のピクチャ周期Tppにおいて、
新たなピクチャが前記出力バッファに書き込まれる。
【0034】 曲線Bは、前記MPEGデータストリームを形成するために前記出力バッファ
から読み出された符号化データを表す。曲線Bの勾配は、前記MPEGデータス
トリームのビットレートによって規定される。曲線Bは、例えば、ピクチャP[
i]に属する符号化データが、前記出力バッファから、瞬時T[i]に対して遅
延ΔTob後に読み出されることを示す。前記仮定のデコーダが前記MPEGデ
ータストリームをなんの伝送遅延もなく受けるとする。結果として、曲線Bは、
このデコーダの入力バッファに書き込まれる符号化データも表す。すなわち、ピ
クチャP[i]は、前記入力バッファに、瞬時T[i]+ΔTobにおいて書き
込まれる。
から読み出された符号化データを表す。曲線Bの勾配は、前記MPEGデータス
トリームのビットレートによって規定される。曲線Bは、例えば、ピクチャP[
i]に属する符号化データが、前記出力バッファから、瞬時T[i]に対して遅
延ΔTob後に読み出されることを示す。前記仮定のデコーダが前記MPEGデ
ータストリームをなんの伝送遅延もなく受けるとする。結果として、曲線Bは、
このデコーダの入力バッファに書き込まれる符号化データも表す。すなわち、ピ
クチャP[i]は、前記入力バッファに、瞬時T[i]+ΔTobにおいて書き
込まれる。
【0035】 曲線Cは、前記仮定のデコーダの入力バッファから読み出される符号化データ
を表す。ピクチャは、前記入力バッファから瞬時に読み出されるとする。すなわ
ち、ピクチャを読み出すのに時間が掛からない。例えば、曲線Cは、ピクチャP
[i]に属する符号化データが、前記入力バッファから、瞬時T[i]+ΔTe
edにおいて瞬時に読み出されることを示す。ΔTeedは、一定のエンドツー
エンド遅延を表す。このように、この一定のエンドツーエンド遅延は、ピクチャ
が前記エンコーダの出力バッファに書き込まれる瞬時と、ピクチャが前記仮定の
デコーダの入力バッファから読み出される瞬時との差である。ΔTeed=ΔT
ob+ΔTibを保持し、ΔTibは入力バッファ遅延を表す。この入力バッフ
ァ遅延は、ピクチャをデコーダの入力バッファから読み出すべきときを規定する
。
を表す。ピクチャは、前記入力バッファから瞬時に読み出されるとする。すなわ
ち、ピクチャを読み出すのに時間が掛からない。例えば、曲線Cは、ピクチャP
[i]に属する符号化データが、前記入力バッファから、瞬時T[i]+ΔTe
edにおいて瞬時に読み出されることを示す。ΔTeedは、一定のエンドツー
エンド遅延を表す。このように、この一定のエンドツーエンド遅延は、ピクチャ
が前記エンコーダの出力バッファに書き込まれる瞬時と、ピクチャが前記仮定の
デコーダの入力バッファから読み出される瞬時との差である。ΔTeed=ΔT
ob+ΔTibを保持し、ΔTibは入力バッファ遅延を表す。この入力バッフ
ァ遅延は、ピクチャをデコーダの入力バッファから読み出すべきときを規定する
。
【0036】 どの瞬時においても、前記仮定のデコーダの入力バッファに含まれるデータ量
は、該瞬時における曲線BおよびC間で異なる。MPEGコンプライアンスに関
して、このデータ量は、上限および下限間にとどまるべきである。この場合、前
記MPEGデータストリームを受けるどのようなMPEGに従うデコーダも、ア
ンダフローもオーバフローも生じない。これに関して、エンコーダおよびデコー
ダ間のどのような伝送遅延も、役割を演じない。これは、前記MPEGデータス
トリームが、各々のピクチャに関して該ピクチャを前記入力バッファから読み出
さなければならないときを規定する制御ワードを具えるためである。これらの制
御ワードは、各々の画素に関して、ΔTibをΔTob+ΔTib=ΔTeed
となるように規定する。したがって、前記仮定のデコーダの入力バッファに含ま
れたデータ量が、遅延ΔTrans後に実際のデコーダの入力バッファにも含ま
れることが常に保たれ、ΔTransを前記伝送遅延とする。したがって、前記
仮定のデコーダの入力バッファがアンダフローもオーバフローもしなければ、前
記実際のデコーダの入力バッファもしない。
は、該瞬時における曲線BおよびC間で異なる。MPEGコンプライアンスに関
して、このデータ量は、上限および下限間にとどまるべきである。この場合、前
記MPEGデータストリームを受けるどのようなMPEGに従うデコーダも、ア
ンダフローもオーバフローも生じない。これに関して、エンコーダおよびデコー
ダ間のどのような伝送遅延も、役割を演じない。これは、前記MPEGデータス
トリームが、各々のピクチャに関して該ピクチャを前記入力バッファから読み出
さなければならないときを規定する制御ワードを具えるためである。これらの制
御ワードは、各々の画素に関して、ΔTibをΔTob+ΔTib=ΔTeed
となるように規定する。したがって、前記仮定のデコーダの入力バッファに含ま
れたデータ量が、遅延ΔTrans後に実際のデコーダの入力バッファにも含ま
れることが常に保たれ、ΔTransを前記伝送遅延とする。したがって、前記
仮定のデコーダの入力バッファがアンダフローもオーバフローもしなければ、前
記実際のデコーダの入力バッファもしない。
【0037】 現在時間を瞬時T[i]とし、ピクチャP[i]をちょうど符号化したとし、
したがって、ちょうど前記エンコーダの出力バッファに書き込まれたとする。こ
れは、T[i]より後のどのような瞬時も未来であることを意味する。前記出力
バッファに書き込まれたどのような符号化ピクチャも、遅延ΔTeed後に前記
入力バッファから読み出されることは既に述べた。したがって、曲線Cの未来を
、前記現在時間からΔTeedを越える期間内で正確に予想することができる。
アンダフローまたはオーバフローが存在するか、またはこれら2つの双方とも存
在しないかは、同じ期間内の曲線Bの未来に単独で依存する。曲線Bの未来は、
前記MPEGデータストリームに関するビットレートプロファイルによって規定
される。このビットレートプロファイルを、図5の参照と共に上述したような共
通ビットレートコントローラによって決定する。
したがって、ちょうど前記エンコーダの出力バッファに書き込まれたとする。こ
れは、T[i]より後のどのような瞬時も未来であることを意味する。前記出力
バッファに書き込まれたどのような符号化ピクチャも、遅延ΔTeed後に前記
入力バッファから読み出されることは既に述べた。したがって、曲線Cの未来を
、前記現在時間からΔTeedを越える期間内で正確に予想することができる。
アンダフローまたはオーバフローが存在するか、またはこれら2つの双方とも存
在しないかは、同じ期間内の曲線Bの未来に単独で依存する。曲線Bの未来は、
前記MPEGデータストリームに関するビットレートプロファイルによって規定
される。このビットレートプロファイルを、図5の参照と共に上述したような共
通ビットレートコントローラによって決定する。
【0038】 図7は、図3のビデオエンコーダ組立て部品におけるエンコーダに関する最低
の新たなビットレートおよび最高の新たなビットレートを計算する方法を示す。
この計算は、未来の瞬時T[i]+ΔTswにおけるビットレート切り替えに適
合し、ΔTswは0およびΔTeed間に含まれる。図7は、図6に示すグラフ
の特徴を再現するグラフである。簡単にするために、前記ビットレートをT[i
]+ΔTswまで実際的に一定とし、R1に等しいとする。それより少ないと前
記入力バッファがアンダフローするデータ量をゼロとする。それを越えると前記
入力バッファがオーバフローするデータ量をOVRとする。図7に示すグラフは
、OVRに等しい量だけ持ち上げた曲線Cである曲線C+を具える。
の新たなビットレートおよび最高の新たなビットレートを計算する方法を示す。
この計算は、未来の瞬時T[i]+ΔTswにおけるビットレート切り替えに適
合し、ΔTswは0およびΔTeed間に含まれる。図7は、図6に示すグラフ
の特徴を再現するグラフである。簡単にするために、前記ビットレートをT[i
]+ΔTswまで実際的に一定とし、R1に等しいとする。それより少ないと前
記入力バッファがアンダフローするデータ量をゼロとする。それを越えると前記
入力バッファがオーバフローするデータ量をOVRとする。図7に示すグラフは
、OVRに等しい量だけ持ち上げた曲線Cである曲線C+を具える。
【0039】 曲線Bは、2つの勾配RminおよびRmaxと共に延在する。勾配Rmin
は、それより少ないとアンダフローが生じる前記最低の新たなビットレートを示
す。勾配Rminは、曲線の1点のみに接触する。勾配Rminがあまり急でな
いと、アンダフローが生じる。勾配Rmaxは、それを越えるとオーバフローが
生じる前記最高の新たなビットレートを示す。勾配Rmaxは、曲線C+の1点
のみと接触する。勾配Rmaxがより急だと、オーバフローが生じる。
は、それより少ないとアンダフローが生じる前記最低の新たなビットレートを示
す。勾配Rminは、曲線の1点のみに接触する。勾配Rminがあまり急でな
いと、アンダフローが生じる。勾配Rmaxは、それを越えるとオーバフローが
生じる前記最高の新たなビットレートを示す。勾配Rmaxは、曲線C+の1点
のみと接触する。勾配Rmaxがより急だと、オーバフローが生じる。
【0040】 前記共通ビットレートコントローラは、各々のエンコーダに関する曲線Cおよ
びC+を、該エンコーダによって供給されたメッセージに基づいて計算すること
ができる。メッセージは、例えば、符号化ピクチャに含まれる符号化データの量
と、前記符号化ピクチャを前記仮定のデコーダの入力バッファから読み出す瞬時
とを示してもよい。前記共通ビットレートコントローラは、瞬時T[i]+ΔT
swまでの曲線Bを、前記エンコーダのビットレートプロファイルに基づいて計
算することもできる。前記ビットレートプロファイルを、前記共通ビットレート
コントローラ自身によって決定する。このようにして、曲線Bの計算に関して、
前記共通ビットレートコントローラが、前記エンコーダに最も新しく供給された
前記ビットレート制御メッセージを記憶するだけで十分である。曲線CおよびC
+をT[i]およびT[i]+ΔTeed間の期間に関して計算し、曲線BをT
[i}およびT[i]+ΔTsw間の期間に関して計算すると、前記共通ビット
レートコントローラは、切り替え時間T[i]+ΔTswにおいて用いることが
できる前記最低および最高の新たなビットレートを計算することができる。
びC+を、該エンコーダによって供給されたメッセージに基づいて計算すること
ができる。メッセージは、例えば、符号化ピクチャに含まれる符号化データの量
と、前記符号化ピクチャを前記仮定のデコーダの入力バッファから読み出す瞬時
とを示してもよい。前記共通ビットレートコントローラは、瞬時T[i]+ΔT
swまでの曲線Bを、前記エンコーダのビットレートプロファイルに基づいて計
算することもできる。前記ビットレートプロファイルを、前記共通ビットレート
コントローラ自身によって決定する。このようにして、曲線Bの計算に関して、
前記共通ビットレートコントローラが、前記エンコーダに最も新しく供給された
前記ビットレート制御メッセージを記憶するだけで十分である。曲線CおよびC
+をT[i]およびT[i]+ΔTeed間の期間に関して計算し、曲線BをT
[i}およびT[i]+ΔTsw間の期間に関して計算すると、前記共通ビット
レートコントローラは、切り替え時間T[i]+ΔTswにおいて用いることが
できる前記最低および最高の新たなビットレートを計算することができる。
【0041】 図8は、図4に示すエンコーダにおける量子化パラメータ制御の方法の一例を
示す。この方法は、各ピクチャPに関して実行される複数のステップS1−S9
を具える。前記エンコーダは、上述した1回通過モードにおいて動作するとする
。MPEGにおいて、ピクチャを符号化する3つの異なった形式、I形式、P形
式およびB形式符号化が存在することに注意すべきである。I形式、P形式また
はB形式符号化を受けるピクチャを、各々、I、PまたはB形式ピクチャと呼ぶ
。
示す。この方法は、各ピクチャPに関して実行される複数のステップS1−S9
を具える。前記エンコーダは、上述した1回通過モードにおいて動作するとする
。MPEGにおいて、ピクチャを符号化する3つの異なった形式、I形式、P形
式およびB形式符号化が存在することに注意すべきである。I形式、P形式また
はB形式符号化を受けるピクチャを、各々、I、PまたはB形式ピクチャと呼ぶ
。
【0042】 ステップS1において、ピクチャ複雑さPCXを、I、PおよびBの各々の形
式のピクチャに関して計算する。各々のピクチャ複雑さPCXは、最新の符号化
によって発生されたビット数NOBと、前記最新の符号化において使用された量
子化パラメータ値QPARとの積である。各々のピクチャ複雑さPCXは、実際
には、関連する符号化の形式に関する過去の符号化経験である。ある量子化パラ
メータ値QPARに関して、その後のピクチャを符号化すると出力ビットがいく
つ得られるかを予想するのに使用することができる。使用すべき符号化の形式に
関するピクチャ複雑さPCXを、量子化パラメータ値QPARで割ってもよい。
この割り算の結果を、前記過去の符号化経験に基づく、得られるであろう出力ビ
ット数の予測とする。
式のピクチャに関して計算する。各々のピクチャ複雑さPCXは、最新の符号化
によって発生されたビット数NOBと、前記最新の符号化において使用された量
子化パラメータ値QPARとの積である。各々のピクチャ複雑さPCXは、実際
には、関連する符号化の形式に関する過去の符号化経験である。ある量子化パラ
メータ値QPARに関して、その後のピクチャを符号化すると出力ビットがいく
つ得られるかを予想するのに使用することができる。使用すべき符号化の形式に
関するピクチャ複雑さPCXを、量子化パラメータ値QPARで割ってもよい。
この割り算の結果を、前記過去の符号化経験に基づく、得られるであろう出力ビ
ット数の予測とする。
【0043】 ステップS2において、ピクチャのグループの複雑さGCXを計算する。ピク
チャのグループの複雑さGCXは、3つの項の和である。各々の項は、異なった
ピクチャ形式に関係し、関係する形式のピクチャ複雑さPCXに、ピクチャのグ
ループ内の関係する形式のピクチャの数Mをかけ、関係する形式に関する重み付
け係数Kで割ったものである。ピクチャのグループの複雑さGCXも、実際には
、過去の符号化経験であり、ピクチャの複雑さPCXより広く、前記量子化パラ
メータQPARの値を計算するのに使用することができる。例えば、ピクチャの
グループの複雑さGCXを、Nのその後のピクチャに関して得られるべき出力ビ
ットの所望の数で割ってもよい。したがって、量子化パラメータQPARの値が
、過去の符号化体験に基づいて、前記Nのその後のピクチャの符号化が、前記所
望のビット数を発生すべきであることから得られる。しかしながら、後者はそう
である必要はない。
チャのグループの複雑さGCXは、3つの項の和である。各々の項は、異なった
ピクチャ形式に関係し、関係する形式のピクチャ複雑さPCXに、ピクチャのグ
ループ内の関係する形式のピクチャの数Mをかけ、関係する形式に関する重み付
け係数Kで割ったものである。ピクチャのグループの複雑さGCXも、実際には
、過去の符号化経験であり、ピクチャの複雑さPCXより広く、前記量子化パラ
メータQPARの値を計算するのに使用することができる。例えば、ピクチャの
グループの複雑さGCXを、Nのその後のピクチャに関して得られるべき出力ビ
ットの所望の数で割ってもよい。したがって、量子化パラメータQPARの値が
、過去の符号化体験に基づいて、前記Nのその後のピクチャの符号化が、前記所
望のビット数を発生すべきであることから得られる。しかしながら、後者はそう
である必要はない。
【0044】 ステップS3において、ピクチャ符号化評価PCEを、I、PおよびBの各々
のピクチャ形式に関して計算する。ピクチャ符号化評価PCEは、第1および第
2項の積である。前記第1項は、関連する形式のピクチャ複雑さPCXを、関連
する形式の重み付け係数Kで割ったものである。前記第2項は、グループ符号化
目標GCTに関する初期値VALintを、ステップS2において計算したピク
チャのグループの複雑さGCXで割ったものである。グループ符号化目標GCT
は、現在ピクチャとN−1のそれに続くピクチャとを符号化することによって得
られるべきビット数である。グループ符号化目標GCTに関する初期値VALi
ntは、前記現在ピクチャとN−1のそれに続くピクチャとをカバーする期間中
に前記出力バッファから出力されるビット数である。このようにして、ピクチャ
符号化評価PCEは、以下の目標、すなわち、出力バッファOBUFに入るデー
タ量が、関連する期間中に出力バッファOBUFから除去されるデータ量と等し
いべきであることに基づく。ピクチャ符号化評価PCEの第2項は、過去の符号
化経験に基づいてこの目標を達成すべき量子化パラメータQPARの値を表す。
のピクチャ形式に関して計算する。ピクチャ符号化評価PCEは、第1および第
2項の積である。前記第1項は、関連する形式のピクチャ複雑さPCXを、関連
する形式の重み付け係数Kで割ったものである。前記第2項は、グループ符号化
目標GCTに関する初期値VALintを、ステップS2において計算したピク
チャのグループの複雑さGCXで割ったものである。グループ符号化目標GCT
は、現在ピクチャとN−1のそれに続くピクチャとを符号化することによって得
られるべきビット数である。グループ符号化目標GCTに関する初期値VALi
ntは、前記現在ピクチャとN−1のそれに続くピクチャとをカバーする期間中
に前記出力バッファから出力されるビット数である。このようにして、ピクチャ
符号化評価PCEは、以下の目標、すなわち、出力バッファOBUFに入るデー
タ量が、関連する期間中に出力バッファOBUFから除去されるデータ量と等し
いべきであることに基づく。ピクチャ符号化評価PCEの第2項は、過去の符号
化経験に基づいてこの目標を達成すべき量子化パラメータQPARの値を表す。
【0045】 グループ符号化目標GCTの初期値VALintが、前記エンコーダによって
受けられた共通ビットレート制御メッセージに依存することに注意すべきである
。これらの共通ビットレート制御メッセージが、前記エンコーダに関するビット
レートプロファイルを規定することは、図3の参照と共に上述した。前記ビット
レートプロファイルは、前記現在のピクチャとN−1のそれに続くピクチャとを
カバーする期間中に出力バッファOBUFから出力されるビット数を決定する。
このビット数は、グループ符号化目標GCTであることから、ピクチャ符号化評
価PCEは、前記共通ビットレート制御メッセージに依存する。
受けられた共通ビットレート制御メッセージに依存することに注意すべきである
。これらの共通ビットレート制御メッセージが、前記エンコーダに関するビット
レートプロファイルを規定することは、図3の参照と共に上述した。前記ビット
レートプロファイルは、前記現在のピクチャとN−1のそれに続くピクチャとを
カバーする期間中に出力バッファOBUFから出力されるビット数を決定する。
このビット数は、グループ符号化目標GCTであることから、ピクチャ符号化評
価PCEは、前記共通ビットレート制御メッセージに依存する。
【0046】 ステップS4において、次のIピクチャにおいて予測されるバッファフルネス
BF[nextI]を計算する.予測されるバッファフルネスBF[nextI
]は、グループ符号化目標GCTに関する初期値VALintと、これらから得
られたピクチャ符号化評価PCEとに基づく。予測されるバッファフルネスBF
[nextI]は、前記出力バッファの現在のフルネスBF[now]に、次の
Iピクチャまでの各々のピクチャに関するピクチャ符号化評価PCEを具えるピ
クチャ符号化評価の和Σを加え、次のIピクチャまでに前記出力バッファから出
力されるビット数OUT[nextI]を引いたものである。
BF[nextI]を計算する.予測されるバッファフルネスBF[nextI
]は、グループ符号化目標GCTに関する初期値VALintと、これらから得
られたピクチャ符号化評価PCEとに基づく。予測されるバッファフルネスBF
[nextI]は、前記出力バッファの現在のフルネスBF[now]に、次の
Iピクチャまでの各々のピクチャに関するピクチャ符号化評価PCEを具えるピ
クチャ符号化評価の和Σを加え、次のIピクチャまでに前記出力バッファから出
力されるビット数OUT[nextI]を引いたものである。
【0047】 ステップS5において、バッファフルネス残余ΔBFを計算する。バッファフ
ルネス残余ΔBFは、予測されるバッファフルネスBF[next]と、次のI
ピクチャにおける所望のバッファフルネスBF[des]との差である。所望の
バッファフルネスBF[des]を、好適には、復号化端における入力バッファ
が前記Iピクチャを復号化する直前にデータでほぼ満たされていることに対応す
るように規定する。
ルネス残余ΔBFは、予測されるバッファフルネスBF[next]と、次のI
ピクチャにおける所望のバッファフルネスBF[des]との差である。所望の
バッファフルネスBF[des]を、好適には、復号化端における入力バッファ
が前記Iピクチャを復号化する直前にデータでほぼ満たされていることに対応す
るように規定する。
【0048】 ステップS6において、グループ符号化目標GCTに関する適合値VALad
pを計算する。グループ符号化目標GCTに関する適合値VALadpは、現在
ピクチャとそれに続くN−1のピクチャとをカバーする期間中に前記出力バッフ
ァから出力されるビット数であるグループ符号化目標GCTに関する初期値VA
Lintから、バッファフルネス残余ΔBFを引いたものである。
pを計算する。グループ符号化目標GCTに関する適合値VALadpは、現在
ピクチャとそれに続くN−1のピクチャとをカバーする期間中に前記出力バッフ
ァから出力されるビット数であるグループ符号化目標GCTに関する初期値VA
Lintから、バッファフルネス残余ΔBFを引いたものである。
【0049】 ステップS7において、現在ピクチャを符号化するために、ピクチャ符号化目
標PCTを計算する。ピクチャ符号化目標PCTは、ピクチャ符号化評価PCE
がグループ符号化目標GCTの初期値VALintに基づくのと同様に、グルー
プ符号化目標GCTの適合値VALadpに基づく。ピクチャ符号化目標PCT
は、第1項および第2項の積である。前記第1項は、符号化すべきピクチャの形
式I、BまたはPに属するピクチャ複雑さPCXを、該形式に使用される重み付
け係数Kで割ったものである。前記第2項は、グループ符号化目標GCTに関す
る適合値VALadpを、ピクチャのグループの複雑さGCXで割ったものであ
る。
標PCTを計算する。ピクチャ符号化目標PCTは、ピクチャ符号化評価PCE
がグループ符号化目標GCTの初期値VALintに基づくのと同様に、グルー
プ符号化目標GCTの適合値VALadpに基づく。ピクチャ符号化目標PCT
は、第1項および第2項の積である。前記第1項は、符号化すべきピクチャの形
式I、BまたはPに属するピクチャ複雑さPCXを、該形式に使用される重み付
け係数Kで割ったものである。前記第2項は、グループ符号化目標GCTに関す
る適合値VALadpを、ピクチャのグループの複雑さGCXで割ったものであ
る。
【0050】 ステップS8において、ピクチャ符号化目標PCTを、検証されたピクチャ符
号化目標PCTverを得るために検証する。このステップにおいて、アンダフ
ローまたはオーバフローが、前記現在ピクチャの符号化がピクチャ符号化目標P
CTに等しいビット数を発生する場合、復号化端において起こるか否かを検査す
る。アンダフローもオーバフローもない場合、検証されたピクチャ符号化目標P
CTverは、ピクチャ符号化目標と等しくなり、すなわち、ピクチャ符号化目
標PCTを変更しない。しかしながら、ピクチャ符号化目標PCTがアンダフロ
ーまたはオーバフローを招く場合、ピクチャ符号化目標PCTを有効にクリップ
し、アンダフローもオーバフローも生じない値に置き換える
号化目標PCTverを得るために検証する。このステップにおいて、アンダフ
ローまたはオーバフローが、前記現在ピクチャの符号化がピクチャ符号化目標P
CTに等しいビット数を発生する場合、復号化端において起こるか否かを検査す
る。アンダフローもオーバフローもない場合、検証されたピクチャ符号化目標P
CTverは、ピクチャ符号化目標と等しくなり、すなわち、ピクチャ符号化目
標PCTを変更しない。しかしながら、ピクチャ符号化目標PCTがアンダフロ
ーまたはオーバフローを招く場合、ピクチャ符号化目標PCTを有効にクリップ
し、アンダフローもオーバフローも生じない値に置き換える
【0051】 ステップS9において、量子化パラメータ値QPARを、現在ピクチャ符号化
中、以下のように制御する。量子化パラメータ値QPARは、第1項および第2
項の和である。前記第1項は、関連する形式のピクチャ複雑さPCXを、検証さ
れた符号化目標PCTverで割ったものである。前記第2項は、目標からの偏
差ΔTGTと、応答パラメータRPとの積である。目標からの偏差ΔTGTは、
ここまでは現在ピクチャを符号化することによって発生するビット数NOBPか
ら、ピクチャ符号化目標PCTを引き、現在ピクチャの符号化において経過した
時間t−t0とピクチャ周期Tpとの比を掛けたものである。応答パラメータR
Pは、512を、MPEGデータストリームDSのビットレートRで割ったもの
である。
中、以下のように制御する。量子化パラメータ値QPARは、第1項および第2
項の和である。前記第1項は、関連する形式のピクチャ複雑さPCXを、検証さ
れた符号化目標PCTverで割ったものである。前記第2項は、目標からの偏
差ΔTGTと、応答パラメータRPとの積である。目標からの偏差ΔTGTは、
ここまでは現在ピクチャを符号化することによって発生するビット数NOBPか
ら、ピクチャ符号化目標PCTを引き、現在ピクチャの符号化において経過した
時間t−t0とピクチャ周期Tpとの比を掛けたものである。応答パラメータR
Pは、512を、MPEGデータストリームDSのビットレートRで割ったもの
である。
【0052】 量子化パラメータ制御QPARに関して、以下を示す。前記第1項は、量子化
パラメータ値QPARを制御する全体的または長期の戦略である。前記ピクチャ
符号化目標をクリップしないとし、これは、検証されたピクチャ符号化目標PC
Tverがピクチャ符号化目標PCTに等しいことを意味する。この場合におい
て、前記第1項は、関連するピクチャに関する重み付け係数Kに、ピクチャのグ
ループの複雑さGCXを掛け、グループ符号化目標GCTの適合値VALadp
で割ったものに対応する。ピクチャのグループの複雑さGCXは、「最も新しく
実際に発生されたビット数」および「適用された前記量子化パラメータ」の積の
和から成る。このようにして、前記第1項は、過去の経験に基づいて、所望のビ
ット数になると期待される量子化パラメータQPARの値を実際に表す.前記第
2項は、量子化パラメータQPARを調節する局所的または短期の戦略である。
これは、前記符号化が、検証されたピクチャ符号化目標PCTverである目標
ビット数から比較的大きい程度に偏差するビット数を発生するのを防止する、一
種の安全手段である。
パラメータ値QPARを制御する全体的または長期の戦略である。前記ピクチャ
符号化目標をクリップしないとし、これは、検証されたピクチャ符号化目標PC
Tverがピクチャ符号化目標PCTに等しいことを意味する。この場合におい
て、前記第1項は、関連するピクチャに関する重み付け係数Kに、ピクチャのグ
ループの複雑さGCXを掛け、グループ符号化目標GCTの適合値VALadp
で割ったものに対応する。ピクチャのグループの複雑さGCXは、「最も新しく
実際に発生されたビット数」および「適用された前記量子化パラメータ」の積の
和から成る。このようにして、前記第1項は、過去の経験に基づいて、所望のビ
ット数になると期待される量子化パラメータQPARの値を実際に表す.前記第
2項は、量子化パラメータQPARを調節する局所的または短期の戦略である。
これは、前記符号化が、検証されたピクチャ符号化目標PCTverである目標
ビット数から比較的大きい程度に偏差するビット数を発生するのを防止する、一
種の安全手段である。
【0053】 以上の図面およびこれらの説明は、本発明を限定せず、説明する。添付した請
求項の範囲内である多数の代案が存在することは明らかであろう。これに関して
、以下の結びの注意を与える。
求項の範囲内である多数の代案が存在することは明らかであろう。これに関して
、以下の結びの注意を与える。
【0054】 機能または機能的要素を種々のユニットに物理的に分散させる多数の方法が存
在する。これに関して、前記図面はきわめて図式的であり、各々は本発明の1つ
の可能な実施形態のみを表す。このようにして、ある図が異なった機能的要素を
異なったブロックとして示すとしても、これは、いくつかの機能的要素またはす
べての機能的要素を1個の物理的ユニットとして実現することを決して否定しな
い。例えば、図3に示すエンコーダの出力バッファを、国際特許出願WO 96
/20568に記載のように、1個のメモリ回路として実現してもよい。
在する。これに関して、前記図面はきわめて図式的であり、各々は本発明の1つ
の可能な実施形態のみを表す。このようにして、ある図が異なった機能的要素を
異なったブロックとして示すとしても、これは、いくつかの機能的要素またはす
べての機能的要素を1個の物理的ユニットとして実現することを決して否定しな
い。例えば、図3に示すエンコーダの出力バッファを、国際特許出願WO 96
/20568に記載のように、1個のメモリ回路として実現してもよい。
【0055】 図8が出力ビットレートに基づく量子化パラメータ制御の方法の一例を示すと
しても、これは、量子化パラメータ制御の他の方法を決して否定しない。問題の
すべては、図8の方法において目標によって制御される圧縮の程度を、前記出力
ビットレートに基づいて計算することである。
しても、これは、量子化パラメータ制御の他の方法を決して否定しない。問題の
すべては、図8の方法において目標によって制御される圧縮の程度を、前記出力
ビットレートに基づいて計算することである。
【0056】 請求項におけるどの参照符も、該請求項を限定するものとみなすべきではない
。
。
【図1】 図1は、請求項1に請求したような本発明の基本的な特徴を説明する
概念図である。
概念図である。
【図2】 図2は、請求項1に請求したような本発明の基本的な特徴を説明する
概念図である。
概念図である。
【図3】 図3は、本発明によるビデオエンコーダ組立て部品の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図4】 図4は、図3に示すビデオエンコーダ組立て部品の一部を形成するエ
ンコーダを示すブロック図である。
ンコーダを示すブロック図である。
【図5】 図5は、図3に示すビデオエンコーダ組立て部品に関する共通ビット
レート制御の方法を示すフローチャートである。
レート制御の方法を示すフローチャートである。
【図6】 図6は、図3に示すビデオエンコーダ組立て部品におけるエンコーダ
に関する、前記エンコーダの出力バッファを経ての符号化データの伝送と、仮定
のデコーダの入力バッファを経ての符号化データの伝送とを示すグラフである。
に関する、前記エンコーダの出力バッファを経ての符号化データの伝送と、仮定
のデコーダの入力バッファを経ての符号化データの伝送とを示すグラフである。
【図7】 図7は、図3のビデオエンコーダ組立て部品におけるエンコーダに関
する最低の新たなビットレートと、最高の新たなビットレートとを計算する方法
を示すグラフである。
する最低の新たなビットレートと、最高の新たなビットレートとを計算する方法
を示すグラフである。
【図8】 図8は、図4に示すエンコーダに関する量子化パラメータ制御の方法
の一例を示すフローチャートである。
の一例を示すフローチャートである。
【手続補正書】
【提出日】平成12年4月26日(2000.4.26)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, Th e Netherlands (72)発明者 ピエール ゴーティエ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 Fターム(参考) 5C059 KK22 KK23 KK35 MA00 MA05 MA14 MA23 MC11 PP05 PP06 PP07 RB10 RC28 TA45 TA60 TB01 TB03 TB04 TC10 TC16 TC20 TC27 TC37 TC38 TD03 TD05 TD11 UA02 UA32 UA34 UA38 5K034 AA06 CC02 FF02 HH06 HH22 HH37 HH43 HH55 HH63 KK21 MM08 MM11
Claims (1)
- 【請求項1】 制御ワードを具えるデータストリームのビットレートを変更する
方法であって、前記制御ワードが前記データストリームに含まれるデータ部分を
受信端における入力バッファから読み出さなければならないときを規定する、方
法において、 少なくとも1つの未来の瞬時に関して、前記レートを該未来の瞬時において前
記入力バッファのアンダフローもオーバフローも生じないように変更することが
できる範囲を計算するステップと、 前記レートを未来の瞬時において、該未来の瞬時に関して計算された範囲内で
変更するステップとを具えることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP98401765.7 | 1998-07-10 | ||
EP98401765 | 1998-07-10 | ||
PCT/EP1999/004932 WO2000003544A1 (en) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | Bit-rate modification |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002520957A true JP2002520957A (ja) | 2002-07-09 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000559696A Abandoned JP2002520957A (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | ビットレート変更 |
JP2000559700A Expired - Lifetime JP4270754B2 (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | 複数のデータ圧縮チャネルを有するデータ圧縮アッセンブリ |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000559700A Expired - Lifetime JP4270754B2 (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | 複数のデータ圧縮チャネルを有するデータ圧縮アッセンブリ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
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EP (2) | EP1034662A1 (ja) |
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KR (2) | KR100639056B1 (ja) |
CN (2) | CN1150765C (ja) |
DE (1) | DE69933848T2 (ja) |
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KR100486524B1 (ko) * | 2002-07-04 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 비디오 코덱의 지연시간 단축 장치 |
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WO2006096612A2 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | System and method for motion estimation and mode decision for low-complexity h.264 decoder |
JP4584871B2 (ja) * | 2006-06-09 | 2010-11-24 | パナソニック株式会社 | 画像符号化記録装置および画像符号化記録方法 |
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KR101732995B1 (ko) * | 2015-02-10 | 2017-05-25 | 엔에이치엔엔터테인먼트 주식회사 | 스트리밍 레이턴시 최소화 시스템 및 이를 사용하는 방법 |
US10547856B2 (en) * | 2016-10-18 | 2020-01-28 | Netflix, Inc. | Constant-slope bitrate allocation for distributed encoding |
EP3396961A1 (en) * | 2017-04-24 | 2018-10-31 | Axis AB | Method and rate controller for controlling output bitrate of a video encoder |
EP4274225A1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-11-08 | MK Systems USA Inc. | Systems and methods for multiple channel video encoding in a shared resource environment |
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