JP2002534920A - マクロブロックベース圧縮ビデオデータ中のヘッダ情報のロバストデコーディング方法および装置 - Google Patents

マクロブロックベース圧縮ビデオデータ中のヘッダ情報のロバストデコーディング方法および装置

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JP2002534920A
JP2002534920A JP2000593025A JP2000593025A JP2002534920A JP 2002534920 A JP2002534920 A JP 2002534920A JP 2000593025 A JP2000593025 A JP 2000593025A JP 2000593025 A JP2000593025 A JP 2000593025A JP 2002534920 A JP2002534920 A JP 2002534920A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エラーが起きやすいチャネル上で送信されるエンコーディングされたビデオデータを含むパケットに含まれるエンコーディングされたパラメータデータをデコーディングする方法および装置を提供することを課題とする。 【解決手段】この方法は、エンコーディングされたパラメータデータのビット長Ｌを判定することを意図している。そして、所定の歪み計量に従って、コードワードの候補シーケンスがエンコーディングされたパラメータデータと比較される。歪み計量に関連する予め定められた基準に基づいて、最適化されたシーケンスが候補シーケンスから選択される。最適化されたシーケンスは全体的に、ビット長Ｌに相当するビット数を有し、エンコーディングされたビデオデータをデコーディングする際に使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮デジタルデータの回復に関し、さらに詳しくは、エラーが起き
やすいチャネル(error-prone channels)上で送信されるマクロブロックベースの
エンコーディングされたデジタル信号内のヘッダ情報をデコーディングする装置
および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ビデオ電話通信（video telephony）、ビデオ会議および／またはマル
チメディアなどのアプリケーションにおけるフルモーションビデオに対する需要
は、コンピュータおよび関連システムでのモーションビデオに標準規格を導入す
ることを求めている。かかるアプリケーションは、たとえば、従来の通信ハード
ウエアを用いたデータ送信を容易にするために、動画や対応する音声を表すのに
必要とされるデータ量を、管理可能な長さで再生できる圧縮技術の開発を求めて
いる。
【０００３】 可変長コード化（符号化）は、損失のないデータ圧縮に用いられることが多い
コード化技術である。この技術によれば、８ｘ８ブロックの画素のビデオデータ
が、離散コサイン変換（「ＤＣＴ」）係数に変換される。そして、ＤＣＴ係数は
量子化係数（quantization factors）によって量子化される。量子化されたＤＣ
Ｔ係数はハフマンエンコーディングされて（Huffman encoded）、ハフマンコー
ドワードを形成する。ビットストリームに含まれるビデオデータの係るエンコー
ディングは、既知のデータ統計に関する最小冗長可変長コード（minimum redund
ant variable-length code）を構成するために一般的に用いられる。
【０００４】 送信または記憶のための動画ビデオ画像の圧縮に関するハフマンエンコーディ
ングを用いた一連の標準規格は、モーションピクチャエキスパーツグループ（「
ＭＰＥＧ」）という一連の標準規格として知られている。各ＭＰＥＧ規格は、モ
ーションビデオピクチャおよびオーディオの圧縮に関する国際規格である。ＭＰ
ＥＧ規格は、映画ビデオが、対応する高品質サウンドと共に圧縮されることを可
能にして、一コマ進め（single frame advance）、反転および静止フレームビデ
オなどの他の機能を提供する。
【０００５】 ＭＰＥＧビデオビットストリームのデコーディングおよび処理は、あらゆるＭ
ＰＥＧデコーディングシステムの性能に必須のものである。圧縮されたＭＰＥＧ
ビデオビットストリームは、オーディオデータおよびビデオデータの再構成に必
要とされる様々なパラメータを含む。ＭＰＥＧビットストリームは、２つのビッ
トストリームである、オーディオとビデオとに容易に分割できる。ＭＰＥＧビデ
オビットストリームは、ビデオパラメータならびに実際の圧縮ビデオデータから
なる。
【０００６】 広範に採用されているＭＰＥＧビデオ規格の２つのバージョンは、通常、ＭＰ
ＥＧ−１およびＭＰＥＧ−２として知られている。一般的に、ＭＰＥＧ−２規格
はＭＰＥＧ−１規格よりも高い解像度を有しており、４〜６Ｍｂｐｓの速度での
同報送信（broadcast transmission）を可能にしている。
【０００７】 ＭＰＥＧ−１およびＭＰＥＧ−２規格に加えて、提案中のＭＰＥＧ−４規格が
ＩＳＯ／ＩＥＣによって目下規格化されている。ＭＰＥＧ−４規格は、たとえば
、コンテンツベースの対話性や特定の無線アプリケーションを容易にすることを
意図している。
【０００８】 これらの標準規格によって特定されたビデオコードは、ブロック動き補償（bl
ock motion-compensated）ＤＣＴを利用することにより、デジタルビデオシーケ
ンスの圧縮を提供している。ＤＣＴ工程の最初のブロックマッチングステップに
おいては、アルゴリズムが２つの時間的に隣り合ったフレームの間で発生する動
きを予測して補償する。そして、これらのフレームは予測された動きについて補
償されて、異なった画像を形成するために比較される。２つの時間的に隣り合っ
たフレームの間の相違を得ることにより、全ての既存の時間的冗長（temporal r
edundancy）は排除される。そのまま残る唯一の情報は、動き予測および補償ア
ルゴリズムで補償できなかった新たな情報である。
【０００９】 第２のステップでは、この新たな情報がＤＣＴを用いて周波数ドメインに転換
される。ＤＣＴは、この新たな情報のエネルギーを数個の低周波数成分に圧縮す
る特性を有している。また、ビデオシーケンス圧縮は、エンコーディングされた
高周波数情報の量を制限することにより得られる。
【００１０】 このアプローチによってビデオエンコーディングに提供される圧縮の大半は、
動き予測および補償アルゴリズムによって達成される。すなわち、輝度(intensi
ty)や色（色差）についての情報ではなく、ビデオシーケンスに存在する動きに
関する情報を送信することがより効率的であることが分かった。動き情報は、現
在の輝度フレーム内の特定のロケーションから以前の輝度フレームにおける同じ
ロケーションを指すベクトルを用いて表される。ブロックマッチングについては
、これらのロケーションは、マクロブロック（「ＭＢ」）と呼ばれる等しい大き
さの所定の重なり合わないブロックである。ＭＢに含まれる全ての画素は、同じ
動きを行うものと仮定する。ビデオシーケンスの現在のフレーム内の特定のＭＢ
と関連づけられた動きベクトルは、ベストマッチを求めて以前の時間的に隣り合
ったフレームにおける所定のサーチ領域にわたってサーチすることにより求めら
れる。動きベクトルは、現在のフレームにおけるＭＢの中央から、以前のフレー
ムにおいてベストマッチを提供するブロックの中央を指している。
【００１１】 予測された動きベクトルを利用することにより、以前のフレームのコピーが各
ベクトルによって変更され、現在のフレームの予測を作る。この演算を動き補償
と呼ぶ。上記のように、各予測されたＭＢは現在のＭＢから控除されて、ＤＣＴ
によって空間的周波数ドメインに転換される差分ＭＢを作り出す。これらの空間
的周波数係数は量子化されてエントロピーエンコーディングされ（entropy enco
ded）、元のビデオシーケンスの補償をさらに提供する。動きベクトルは、差分
パルスコード変調（「ＤＣＰＭ」）とエントロピーエンコーディングを用いて圧
縮される。動きベクトルとＤＣＴ係数は、何れもデコーダに送信されて、そこで
逆演算が行われて、デコーディングされたビデオシーケンスが作り出される。こ
れらの標準規格によって特定されたビデオコードは、最も根本的な情報以外を除
去するには非常に効率的であるので、デコーダによって実効される再構成工程に
おけるあらゆるエラーは、誤って構成される映像の一部となる。
【００１２】 記憶媒体および送信媒体の広い範囲にわたって画像およびビデオ情報のアクセ
スを可能にするために、特にＭＰＥＧ４規格の能力におけるロバスト性を高め送
信エラーを調整するように、ＭＰＥＧ４規格を設計する努力がなされてきた。こ
の点に関して、ＭＰＥＧ４規格のエラー復元性（error resiliency）を強化する
ために、多数の異なったタイプのツールが開発されてきた。これらのツールは、
再同期化、データ復元(data recovery)およびエラー隠蔽に関連するものとして
特徴づけることができる。ＭＰＥＧ４規格の特定のエラー復元モードにおいては
、ビデオデータを送信するために、再同期化マーカーによって分離された固定長
のパケットが用いられる。各パケット内では、そのパケットのヘッダ情報が最初
のパケットセグメントに置かれて、実際のエンコーディングされたビデオデータ
が、そのパケットの残りの部分を占める。そのパケットのヘッダ部分に含まれる
情報は、そのパケットの最初のＭＢへのインデックス、量子化情報、色信号（ch
rominance）についてのマクロブロックタイプとコード化されたブロックパター
ン（「ＭＣＢＰＣ」）とに関する情報および動き情報を含む。
【００１３】 ヘッダ情報に存在するあらゆるエラーの検出、探索および補正は、デコーディ
ングされたビデオ情報が十分な品質であることを確実にするためにきわめて重要
である。これは、特にエラーが起きやすい環境で動作する無線通信システムの場
合に特に重要である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、簡略に言えば、本発明は、エンコーディングされたビデオデータ
を含むパケットに含まれているエンコーディングされたパラメータデータをデコ
ーディングする方法および装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この方法にかかる発明は、エンコーディングされたパラメータデータのビット
長Ｌを判定することを意図している。そして、コードワードの候補シーケンスは
、所定の歪み計量(distortion metric)に従って、エンコーディングされたパラ
メータデータと比較される。歪み計量に関連する予め定義された基準に基づいて
、候補シーケンスから最適化されたシーケンスが選択される。最適化されたシー
ケンスは、ビット長Ｌに相当するビット数を集合的に有しており、エンコーディ
ングされたビデオデータをデコーディングする際に使用可能である。
【００１６】 候補シーケンスの最初のものは、第１のコードワード仮説を選択して、その第
１のコードワード仮説と関連付けられたＮ−１個のコードワードの第１の条件付
きで最適なシーケンスを判定することにより生成されることが好ましい。そして
、他の候補シーケンスが、異なったコードワード仮説を選択して、それに関連づ
けられたＮ−１個のコードワードの条件付きで最適なシーケンスを判定すること
により生成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜６を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本明細書中で
説明しているように動作するビデオデコーダ１００を含むデータ送信システムの
ブロック図である。ビデオデコーダ１００は、本発明のダイナミックソフトデコ
ーディング技術（dynamic soft decoding technique）を用いて受信されたビッ
トストリーム１０４に含まれるエンコーディングされたビデオパケットのパケッ
トヘッダデータをデコーディングするように機能する。図１に示されているよう
に、オーディオ／ビデオエンコーダ１０６によって生成された多重化オーディオ
ビデオビットストリーム１０５が送信チャネル１０８を介してビデオデコーダ１
００に提供される。送信チャネル１０８の信頼できない性質のために、エラーが
ビットストリーム１０５内に導入される。それによって、受信したビットストリ
ーム１０４の特定のビットが送信されたビットストリーム１０５における対応す
るビットと相違することになる。ビデオデコーダ１００が単にハードデシジョン
ベースのデコーディングアルゴリズムを用いているのであれば、これらのエラー
は結果として得られ映像の視覚的品質に壊滅的な影響を持つことになるであろう
。かかる結果を回避するために、受信されたビットストリーム１０４の各パケッ
トのヘッダデータは、下記のようにデコーディングされる。
【００１８】 ビデオデコーダ１００は、エンコーディングされたオーディオ情報を受信され
たビットストリーム１０４に含まれるエンコーディングされたビデオ情報から分
離するデマルチプレクサ１１４を含む。エンコーディングされたオーディオビッ
トストリームは、オーディオデコーダ１１８に提供され、一方エンコーディング
されたビデオビットストリームは、ビデオビットストリームデコーダ１２０に提
供される。ビデオビットストリームデコーダ１２０でエンコーディングされたビ
デオ情報の各パケットのヘッダは、本発明に従ってデコーディングされる。ある
パケットのヘッダが一旦デコーディングされると、その結果得られるデコーディ
ングパラメータを用いて当該パケットに含まれるマクロブロック内のエンコーデ
ィングされたビデオ情報をデコーディングする。そして、デコーディングされた
ビデオデータは、従来の逆量子化器／逆ＤＣＴモジュール（inverse quantizer
and inverse DCT module）１２４に提供される。動き補償が実行されることが必
要なときには、差分ブロック（difference block）１３０で、動き補償モジュー
ル１２８によって逆ＤＣＴモジュール１２４の出力が変更されるように、コント
ローラ（図示せず）がスイッチ１２５を設定する。差分ブロック１３０によって
生成された動き補償ビデオビットストリームは、動き補償モジュール１２８に送
り返されて、標準ポストプロセッサユニット１３４に提供される。動き補償が必
要とされないときには、コントローラは、逆ＤＣＴモジュール１２４の出力がポ
ストプロセッサ１３４に直接提供されるようにスイッチ１２５を設定する。
【００１９】 図２は、ビデオデコーダ１００に提供されたビットストリーム１０４に含まれ
る典型的なエンコーディングされたビデオパケット１４０の略図化した表示を提
供する。典型的な実施態様では、エンコーダ１０６は再同期化マーカー１４２ａ
、１４２ｂをビットストリーム１０４内のほぼ均等に間隔を開けた（ビットに関
して）ロケーションに設ける。各再同期化マーカー１４２は、個々のビデオパケ
ットの開始を定める。エンコーダ１０６では、所定のビデオパケット内の連続す
るマクロブロックが当該パケットに含まれるビットの数が所定の閾値を超えるま
でエンコーディングされる。このとき、新たなビデオパケットが作成されて、次
のマクロブロックのエンコーディングの開始時に再同期化マーカーが挿入される
。
【００２０】 ビデオパケット１４０はヘッダ情報１４４を含み、ヘッダ情報１４４は、再同
期化マーカー１４２ａとデコーディング工程を再開するのに必要な他のパケット
制御情報１４６とからなる。パケット制御情報１４６は、動きマーカー１４８に
よってパケット１４０の残りの部分から分離され、この残りの部分はテクスチャ
情報１５０をエンコーディングされたマクロブロックの形式で含む。パケット制
御情報１４６は、パケット１４０内の第１のマクロブロックのロケーションへの
インデックス１５２と、絶対量子化情報１５４と、介在ＭＣＢＰＣパラメータ／
絶対動きベクトル情報(interleaved MCBPC parameter and absolute motion vec
tor information)１５６とを含む。量子化情報１５４は、インデックス１５２に
よって指定された第１のマクロブロックのロケーションで、差分デコーディング
工程が再開されることを可能にする。テクスチャ情報１５０とＭＣＢＰＣ／動き
情報１５６の分割は、何らかのテクスチャ情報１５０が失われた結果として生じ
てしまうであろうエラーを隠蔽するために、これらの情報が用いられることを可
能にする。
【００２１】 発明の背景において述べたように、特定のマクロブロックと関連付けられた動
きベクトルを表すのに、差分エンコーディングが用いられる。各再同期化マーカ
ー１４２でのデコーダ１００の再同期化時に、直前のビデオパケットと関連付け
られた動きベクトルの絶対値と他の情報（たとえば、量子化係数）の絶対値がヘ
ッダ情報１４４から抽出される。したがって、パケット１４０の直前のビデオパ
ケットが失われた場合には、パケット１４０の第１のマクロブロックに関する動
きベクトルの値と量子化係数の値は、直前のパケットに関するこれらのパラメー
タの絶対値と、第１のマクロブロックと関連づけられたこれらのパラメータに関
する差分値との合計を求めることにより得ることができる。
【００２２】 図３は、エンコーディングされたビデオパケット１４０に含まれるヘッダ情報
のダイナミックソフトデコーディング方法の好適な実施形態の概略化されたフロ
ーチャートである。最初のステップ１６０において、再同期化マーカー１４２ａ
と１４２ｂのロケーションおよび動きマーカー１４８のロケーションが識別され
る。次に、ステップ１６４において、動きマーカー１４８のロケーションと再同
期化マーカー１４２ａのロケーションとを比較することにより、ヘッダ情報１４
４の長さ「Ｌ」（ビットでの）が判定される。そして、現在のパケットおよびそ
れに続くパケットにおける最初のＭＢへのインデックスを調べることにより、テ
クスチャ情報１５０をデコーディングする際に用いられるコードワードの数「Ｎ
」が判定される。ステップ１６６では、Ｌビットを含み、パケット１４０に関す
るデコーディングされたヘッダ情報に対応する「Ｎ」個のコードワードのシーケ
ンスが下記のダイナミックソフトデコーディング技術に従って求められる。
【００２３】 本発明によれば、「Ｌ」ビットにわたる「Ｎ」個のコードワードへのヘッダ情
報１４４の最適なデコーディングは、Ｄ＊（Ｎ，Ｌ）によって表され、ここで、 D*(N,L) = D*(N-1,L-1H*(1))+H*(1) （１） H*(1) = arg mini=1, ...kD*(N-1,L-1H(1)) + Dist(MCBPC1=i) （２） であって、Ｈ＊（１）はＤ＊（Ｎ，Ｌ）によって定められたコードワードの最適
なシーケンス内の最初のコードワードであり、１Ｈ＊（１）はＨ＊（１）内に含
まれるビットの数であり、Ｋは利用されるエンコーディングシステムにおけるコ
ードワードの数である。また、Ｄｉｓｔ（ＭＣＢＰＣ１＝ｉ）は、ｉ番目のコー
ドワードがビデオパケット１４０における最初のコードワードであると仮定した
ときの、ビットストリーム１０４と最も密接に調和するコードワードの連続との
間の距離すなわち歪みの計測値である。距離すなわち歪み計量(distance metric
)Ｄｉｓｔ(.)は、ハードデシジョンベースの計量(hard decision-based metric)
（たとえば、ハミング距離）とすることができ、あるいはビットストリームデコ
ーダ１２０にビットストリーム１０４内の特定のビットの信頼性に関する何らか
の表示が設けられている場合には、ソフトデシジョンベースの計量(soft decisi
on-based metric)とすることができる。かかる表示は、たとえば、チャネル品質
情報へアクセスできるチャネルデコーダによって提供することができる。最適な
デコーディング結果であるＤ＊（Ｎ，Ｌ）は、ビットストリーム１０４と比較さ
れたときに、予め定めた距離計量(ディスタンスメトリック／"distance metric"
)を最小にするビットパターンを定める利用可能なコードワードのシーケンスで
あるということになる。
【００２４】 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、単純化された３コードワードデコーディングシス
テムのコンテキストにおいて、本発明に従ったパケットヘッダデータのダイナミ
ックソフトデコーディングの例を説明的に提供する。図４（ｄ）は、単純化され
たエンコーディングシステムの３つのコードワード、｛“Ａ”＝“０”，“Ｂ”
＝“１０”、“Ｃ”＝“１１”｝を含むコードテーブルである。図４（ａ）は、
メッセージ「ＡＣ」（Ｌ＝３，Ｎ＝２）に対応する３ビットパケット「０１１」
を含む送信されたビットストリーム１０５を想定している。このパケットは、送
信チャネル１０８によってエラーを持ち込まれ、パケット「００１」がデコーダ
１００で受信されたときに受信されるものとも想定している（図４（ｂ））。こ
の場合、従来のハードデシジョンでルックアップベースのデコーダは、「ＡＡ」
を出力し、その後パケットの終わりで１つの「１」に遭遇した時点でエラーを検
出する。図４（ｂ）によって示されているように、１つの「１」は図４（ｂ）の
コードテーブル内に含まれるコードワードではないので、かかるエラーは検出さ
れる。
【００２５】 図４（ｃ）は、上記例のコンテキストにおける本発明に係るダイナミックソフ
トデコーディング工程および対応する結果を説明的に表している。図４（ｃ）に
おいて、楕円形状の閉じた曲線１６７は、それによって囲まれた矢印付き直線で
表される演算の中で選択が行われることを示している。細い矢印付き直線１６８
は、元の最適化問題Ｄ＊（Ｎ，Ｌ）の分解可能性を示している。Ｄ＊（Ｎ，Ｌ）
を判定する工程の間に行われるより低レベルの演算によって戻される最適な結果
は、太い方の矢印付き直線１６９によって表されている。
【００２６】 図４（ｃ）によって示されているように、式（１）および式（２）をこの例に
適用すると、次のようになる。 D*(N,L) = D*(2,3) = D*(1,3-1H*(1)) + H*(1) （３） H*(1) = arg mini=1,2,3D*(1,3-1H(1)) + Dist(codeward1=i) （４）
【００２７】 式（４）の距離計量Ｄｉｓｔ(.)がハミング距離（すなわち、デコーディング
されて受信されたビットシーケンスにおける異なったビットの総数）であると仮
定すると、受信されたパケット「００１」について、式（４）は次の結果を伴う
。 Min {D*(1,2) + 0, D*(1,1) + 1, D*(1,1) + 2} （５）
【００２８】 ここで、式（５）はパケット内の最初のコードワードがそれぞれＡ、Ｂおよび
Ｃであると仮定したときに関係する最適化に対応する。式（５）における最初の
項に関しては、パケット「００１」における最初の受信されたビットは「０」で
あるので、Ｄｉｓｔ（Ａ）＝０であり、図４（ｄ）から、「Ａ」の値も「０」で
ある。Ｄｉｓｔ（Ｂ）＝１およびＤｉｓｔ（Ｃ）＝２に関する値は、同様に得る
ことができる。Ｄ＊（１，１）＋１は明らかにＤ＊（１，１）＋２未満であるの
で、式（５）は次の結果に相当する。 Min {D*(1,2) + 0, D*(1,1) + 1} （６）
【００２９】 すなわち、式（５）の式（６）への換算は、そのパケットにおける最初のコー
ドワードが２ビットのコードワードであれば、それは「Ｃ」ではなく「Ｂ」であ
るべきことを示している。ビットストリームデコーダ１２０は、式（１）および
式（２）を用いて、受信されたパケット「００１」における最後の２ビットにつ
いてＤ＊（１，２）およびＤ＊（１，１）を求めることにより、式（６）によっ
て提示された問題を分解するように動作する。受信したパケット「００１」にお
ける最後の２ビットを図４（ｄ）のコードテーブルと比較することにより、Ｄ＊ （１，２）＝１であることが明らかである（すなわち、受信されたパケット「０
０１」における最後の２ビット「０１」が２ビットコードワード「Ｃ」＝「１１
」であると仮定したときに、Ｄｉｓｔ（．）計量は縮小されて「１」に等しくな
る）。同じタイプの比較を行うと、Ｄ＊（１，１）＝１となる（すなわち、受信
したパケット「００１」における最後のビットは「１」の値を有し、図４（ｄ）
のコードテーブルにおける唯一の１ビットコードワード「Ａ」＝０から離れた「
１」の距離である）。Ｄ＊（１，２）＝１およびＤ＊（１，１）＝１を式（６）
に挿入すると、次の式が得られる。 D*(2,3) = Min {D*(1,2) + 0, D*(1,1) + 1} = Min{1,2} （７）
【００３０】 この例における最適デコーディング結果Ｄ＊（２，３）は、Ｄ＊（１，２）＋
０に相当することになり、これは式（７）を最小化して値「１」となることが示
している。Ｄ＊（１，２）＋０の項は、最初のコードワードが「Ａ」であるとの
仮定の下で式（６）および式（７）で生じ、しかも式（７）は受信したパケット
における最後のコードワードが「Ｃ」であるときに最小化されるので、この例に
おける最適なデコーディング結果は「ＡＣ」である。
【００３１】 図５は、本発明のダイナミックソフトデコーディング手順を実施するために設
けられた好適な再帰的ルーチン１７０を表すフローチャートである。図５におい
ては、図３における全ての演算が、ステップ１６６を除いて、受信されたパケッ
トヘッダ情報について行われているものと仮定している。すなわち、デコーディ
ングされたヘッダ情報に含まれるパケットヘッダ情報１４４のビット長Ｌおよび
コードワードＮの数が、一旦、上記のように判定されると、図５の手順を用いて
最適なデコーディング結果Ｄ＊（ｃｕｒｒＮ ＝ Ｎ，ｃｕｒｒＬ ＝ Ｌ）を求め
る。
【００３２】 図５を参照すると、ステップ１８０において、デコーディングされるパケット
の全体に対応する元の問題Ｄ＊（Ｎ，Ｌ）の解決に関連して、再帰的ルーチン１
７０が（減らされたｃｕｒｒＮおよびｃｕｒｒＬとともに）最初に呼び出された
ときに、Ｄ＊（ｃｕｒｒＮ ＝ Ｎ，ｃｕｒｒＬ ＝ Ｌ）が既に得られているかど
うかが判定される。得られていれば、保存された結果Ｄ＊（ｃｕｒｒＮ ＝ Ｎ，
ｃｕｒｒＬ ＝ Ｌ）が返されて（ステップ１８４）、次に受信したビデオパケッ
トのヘッダ情報のデコーディングが開始される。得られていなければ、ステップ
１８６において、無限値にパラメータBestが設定され、ステップ１８８において
、利用可能なコードワードのテーブル（たとえば、図４（ｄ）参照）からコード
ワードＣｉが選択される。
【００３３】 ステップ１９０において、適用可能な距離計量に従って、選択されたコードワ
ードＣｉのビットと、受信されたパケットのヘッダ情報における最初のｌビット
を比較することにより、差Ｄｉが計算される。このビット長ｌはステップ１９４
で記録され、選択されたコードワードＣｉのビット長に対応する。コードワード
の数Ｎが１であれば（ステップ１９８）、一時的変数ＴｍｐＤｉｓｔには差Ｄｉ が割り当てられる（ステップ２０２）。コードワードの数Ｎが１に等しくなけれ
ば、ＴｍｐＤｉｓｔにはＤｉ＋Ｄ＊（ｃｕｒｒＮ−１，ｃｕｒｒＬ−１）の値が
割り当てられる（ステップ２０４）。この場合に、図５によって意図された方法
で、Ｄ＊（ｃｕｒｒＮ−１，ｃｕｒｒＬ−１）を評価するために、再帰的ルーチ
ン１７０が再度呼び出される（ステップ２０５）。この場合の呼び出されたルー
チン１７０が、一旦、Ｄ＊（ｃｕｒｒＮ−１，ｃｕｒｒＬ−１）を評価すると、
この評価には再帰的ルーチン１７０をさらに１回または２回呼び出すことが関係
することもあるが、ＴｍｐＤｉｓｔの対応する値が返される。そして、元々呼び
出されたルーチン１７０は、ＴｍｐＤｉｓｔについて返された値がBestの現在の
値よりも小さいかどうかを判定する（ステップ２０６）。そうであれば、Ｂｅｓ
ｔの値は、ＴｍｐＤｓｔの現在の値に設定され（ステップ２０８）、Ｃｉのイン
デックス「ｉ」は、Ｃｉのビット長ｌと共に保存される（ステップ２１０）。
【００３４】 図５によって示されているように、ステップ２１４において、ルーチン１７０
が、デコーディングされたシーケンスにおいて最初のコードワードとしてＫ個の
利用可能なコードワード（Ｃ１，Ｃ２，．．．，Ｃｋ）のそれぞれを用いて、Ｄ ＊ （Ｎ，Ｌ）を評価したかどうかを判定する。そうであれば、フラッグが立てら
れて、Ｎ個のコードワードの最適シーケンスと関連づけられた歪み値としてＢｅ
ｓｔの値を返したときに、ルーチン１７０は終了する（ステップ２１６）。Ｋ個
全てのコードワードがＣｉとして用いられていないのであれば、インデックスｉ
の値は１だけ増やされる（ステップ２１８）。そして、ステップ１８８において
、次のコードワードＣｊを用いて処理を続ける。
【００３５】 図６は、本発明のダイナミックソフトデコーディング手順を実施するために設
けられた好適な非再帰的ルーチン２５０を表すフローチャートである。図５のフ
ローチャートと同様に、ルーチン２５０に入ると、ステップ１６６を除いて、図
３の全ての演算が受信されたパケットヘッダ情報について行われたものとの仮定
がなされる。Ｄ＊（Ｎ，Ｌ）の判に関する非再帰的ルーチン２５０は、複数のス
タック要素を有するメモリスタックを用いて実行される。各スタック要素は、パ
ラメータ（ｃｕｒｒＤｉｓｔ，ｃｕｒｒＮ，ｃｕｒｒＬ，ｃｕｒｒＳ）の対応す
る値を保持する３つの領域を含む。図６を参照してさらに説明するように、パラ
メータｃｕｒｒＤｉｓｔは、特定のコードワードがシーケンスにおける最初のコ
ードワードとして選択されている部分的にデコーディングされたシーケンスにつ
いての適用可能な距離計量の累積値(accumulated value of the applicable dis
tance metric)を反映する。すなわち、ｃｕｒｒＤｉｓｔの値は、新たなコード
ワードが部分的にデコーディングされたシーケンスに付加される都度、適用可能
な距離計量に従って増加される。パラメータｃｕｒｒＮは、部分的にデコーディ
ングされたシーケンスに付加されるために残っている付加的なコードワードの数
を示し、パラメータｃｕｒｒＬは、かかる付加的なｃｕｒｒＮ個のコードワード
をエンコーディングするために利用可能な残りのビット数を反映している。また
、パラメータｃｕｒｒＳは、ｃｕｒｒＮ個のコードワードがデコーディングされ
るために残った時点でデコーディングされたＮ−ｃｕｒｒＮ個のコードワード（
Ｌ−ｃｕｒｒＬビットを消費する）の集合からなる。
【００３６】 ルーチン２５０は非再帰的であるので、式Ｄ＊（Ｎ−ｎ，Ｌ−ｌ）の「中間的
」問題を解くために、（再帰的ルーチン１７０が行うようには）それ自体を呼び
出しはしない。むしろ、これらの中間的問題は、最終的な関心である式Ｄ＊（Ｎ
，Ｌ）の評価を容易にする方法で、スタックに保存される。この点に関して、ス
タックは、最終的な関心の問題、すなわち、（０，Ｎ，Ｌ，φ）（ここで、φは
空のストリングを示している）に対応する（ｃｕｒｒＤｉｓｔ，ｃｕｒｒＮ，ｃ
ｕｒｒＬ，ｃｕｒｒＳ）パラメータが、最初にスタックに押し込められて最後に
スタックから弾き出されるように、「先入れ後出し」の方法でロードされる。こ
れは、最終的な関心の問題を、小さい中間的な問題のセット（それぞれ、異なっ
たコードワードをデコーディングされたシーケンスにおける最初のコードワード
と仮定する）に分解する意図を反映している。
【００３７】 図６によって示されているように、初期化ステップ２５４において、パラメー
タ（０，Ｎ，Ｌ，φ）はスタックに押し込められて、パラメータBestには無限値
が割り当てられる。スタックが空ではないと判定されると（ステップ２５８）、
パラメータ（ｃｕｒｒＤｉｓｔ，ｃｕｒｒＮ，ｃｕｒｒＬ，ｃｕｒｒＳ）はスタ
ックから弾き出されて（ステップ２６２）、下記のように用いられる。ｃｕｒｒ
Ｎがゼロに等しくなければ（ステップ２６４）、インデックス「ｉ」の値は１に
設定され（ステップ２６８）、利用可能なコードワードのテーブルからコードワ
ードＣｉが選択されて（ステップ２７０）、潜在的に最適なデコーディングされ
たシーケンスにおける最初のコードワードになる。
【００３８】 そして、適用可能な距離計量に従って、選択されたコードワードＣｉのビット
を、受信されたパケットのヘッダ情報における最初のｌｉビットと比較すること
により（ここで、ｌｉは選択されたコードワードＣｉのビット長である）、パラ
メータＴｍｐＤｉｓｔに関する値が判定される（ステップ２７４）。このビット
長ｌｉもステップ２７４で記録される。ステップ２７５で、式ｃｕｒｒＤｉｓｔ
＋ｔｍｐＤｉｓｔの値が、ｃｕｒｒＮＥ＝ｃｕｒｒＮ−１かつｃｕｒｒＬＥ＝ｃ
ｕｒｒＬ−ｌｉであるスタック内の何れかの他の要素Ｅ＝（ｃｕｒｒＤｉｓｔＥ ，ｃｕｒｒＮＥ，ｃｕｒｒＬＥ，ｃｕｒｒＳＥ）と関連づけられたｃｕｒｒＤｉ
ｓｔＥの値よりも小さいかどうかが判定される。ＣｉをｃｕｒｒＳに付加した後
に（ステップ２７６）、パラメータ（ｃｕｒｒＤｉｓｔ＋ＴｍｐＤｉｓｔ，ｃｕ
ｒｒＮ−１，ｃｕｒｒｌ−ｌｉ）がスタックに押し込まれる（ステップ２７８）
。ステップ２８０で、Ｋ個全ての利用可能なコードワードが、潜在的に最適なデ
コーディングされたシーケンスにおいて、最初のコードワードＣｉとして使用さ
れたかどうか（すなわち、ｉがＫ未満かどうか）が判定される。使用されていな
ければ、インデックスｉは１だけ増加され（ステップ２８２）、新たなコードワ
ードＣｉが選択される（ステップ２８４）。そして、各利用可能なコードワード
Ｃｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｋ）についてステップ２７４および２７８が反復さ
れ、その時点で、ルーチン２５０はステップ２５８に戻る。
【００３９】 スタックが空ではないことが分かり（ステップ２５８）、ｃｕｒｒＮ＝０であ
れば、ｃｕｒｒＤｉｓｔがパラメータＢｅｓｔの現在値未満であるかどうかが判
定される（ステップ２９４）。そうでなければ、ルーチン２５０はステップ２５
８に戻る。そうであれば、パラメータＢｅｓｔの値はｃｕｒｒＤｉｓｔに等しく
され、ｃｕｒｒＳは現在の最適なデコーディング結果ＢｅｓｔＳとして保存され
て、処理はステップ２５８に戻る。ステップ２５８でスタックが空であることが
分かれば、最適なコードワードシーケンスＢｅｓｔＳは、適用可能な距離計量の
関連付けられた値Ｄ＊（Ｎ，Ｌ）（パラメータＢｅｓｔによって表される）と共
に返されて、ルーチン２５０は終了する（ステップ２６２）。
【００４０】 上記のアプリケーションは、主として、受信したビデオパケットに含まれるヘ
ッダ情報がデコーディングされてから、関連づけられたマクロブロックベースの
エンコーディングされたビデオ情報をデコーディングするために用いられるシス
テムのコンテキストで説明してきたが、当業者は、本発明の教示は他のパケット
形式のデコーディングに適用してもよいことを容易に理解できる。よって、出願
人は、このアプリケーションが、特許請求の範囲によって限定されることのみを
意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のダイナミックソフトデコーディング技術に従って、パケットヘッダデ
ータをデコーディングするように作用するビデオデコーダのブロック図である。
【図２】 図１のビデオデコーダに提供されたビットストリームに含まれる典型的なエン
コーディングされたビデオパケットの略図化した表示である。
【図３】 エンコーディングされたビデオパケットに含まれるヘッダ情報のダイナミック
ソフトデコーディング方法の好適な実施形態の概略的なフローチャートである。
【図４】 図４ａは、単純化されたエンコーディングシステムのコンテキストの中で、パ
ケットヘッダのダイナミックソフトデコーディングの例を説明的に示す図である
。図４ｂは、単純化されたエンコーディングシステムのコンテキストの中で、パ
ケットヘッダのダイナミックソフトデコーディングの例を説明的に示す図である
。図４ｃは、単純化されたエンコーディングシステムのコンテキストの中で、パ
ケットヘッダのダイナミックソフトデコーディングの例を説明的に示す図である
。図４ｄは、図４ａ〜図４ｃによって示された例において言及されている３つの
コードワードを含むコードテーブルである。
【図５】 本発明のダイナミックソフトデコーディング手順を実施するために設けられた
好適な再帰的ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】 本発明のダイナミックソフトデコーディング手順を実施するために設けられた
好適な非再帰的ルーチンを表すフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェン ジャンタオ アメリカ合衆国 91106 カリフォルニア 州、パサデナ、イースト デル マー ボ ーレヴァルド 1127 アパートメント 418 Ｆターム(参考） 5C059 MA23 MC11 RB02 RB09 RC02 RF28 RF30 5J064 AA01 BA09 BA16 BB08 BB09 BC14 BC16 CA02 5J065 AA01 AB02 AC02 AE08 AF02 AH07 5K014 AA01 EA04 EA08 FA10

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンコーディングされたビデオデータを含むパケットに含ま
    れるエンコーディングされたパラメータデータをデコーディングする方法であっ
    て、 前記エンコーディングされたパラメータデータのビット長Ｌを判定するステッ
    プと、 歪み計量に従って、コードワードの候補シーケンスを前記エンコーディングさ
    れたパラメータデータと比較するステップと、 前記歪み計量に関連する予め定められた基準に基づいて、前記候補シーケンス
    から最適なシーケンスを選択するステップとを含むことを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項２】 前記最適なシーケンスは、前記ビット長Ｌに相当するビット
    数を集合的に有しており、前記エンコーディングされたビデオデータをデコーデ
    ィングするのに使用可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ビット長Ｌを判定する前記ステップは、前記パケット内
    に含まれる第１のマーカーと第２のマーカーとの間におけるビット数を計算する
    ステップを含み、前記比較するステップは、第１のコードワード仮定を選択して
    、前記第１のコードワード仮定と関連づけられたＮ−１個の前記コードワードの
    第１の条件付きで最適なシーケンスを判定するステップを含むことを特徴とする
    請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記比較するステップは、第２のコードワード仮定を選択し
    て、前記第２のコードワード仮定と関連づけられた、Ｎ−１個の前記コードワー
    ドの第２の条件付きで最適なシーケンスを判定するステップを含むことを特徴と
    する請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記比較するステップは、前記第１の条件付きで最適なシー
    ケンスと関連付けられた第１のエラーと、前記第２の条件付きで最適なシーケン
    スと関連付けられた第２のエラーとを判定するステップと、前記第１のエラーと
    前記第２のエラーとを比較するステップとを含むことを特徴とする請求項４に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 エンコーディングされたビデオデータを含むパケットに含ま
    れるエンコーディングされたパラメータデータをデコーディングする装置であっ
    て、 前記エンコーディングされたパラメータデータのビット長Ｌを判定する手段と
    、 歪み計量に従って、コードワードの候補シーケンスを前記エンコーディングさ
    れたパラメータデータと比較する手段と、 前記歪み計量に関連する予め定められた基準に基づいて、前記候補シーケンス
    から最適なシーケンスを選択する手段とを含むことを特徴とする前記装置。
  7. 【請求項７】 前記最適なシーケンスは全体的に、前記ビット長Ｌに相当す
    るビット数を有し、前記エンコーディングされたビデオデータをデコーディング
    するのに使用可能であり、前記ビット長Ｌを判定する前記手段は、前記パケット
    内に含まれる第１のマーカーおよび第２のマーカーの間におけるビット数を計算
    する手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記比較する手段は、第１のコードワード仮定を選択して、
    前記第１のコードワード仮定と関連づけられた、Ｎ−１個の前記コードワードの
    第１の条件付きで最適なシーケンスを判定する手段を含むことを特徴とする請求
    項６に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記比較する手段は、第２のコードワード仮定を選択して、
    前記第２のコードワード仮定と関連づけられた、Ｎ−１個の前記コードワードの
    第２の条件付きで最適なシーケンスを判定する手段を含むことを特徴とする請求
    項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記比較する手段は、前記第１の条件付きで最適なシーケ
    ンスと関連付けられた第１のエラーと、前記第２の条件付きで最適なシーケンス
    と関連付けられた第２のエラーとを判定する手段と、前記第１のエラーと前記第
    ２のエラーとを比較する手段とを含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 エンコーディングされたビデオデータのマクロブロックを
    含むパケットをデコーディングするデコーダにおいて、前記パケットはデコーデ
    ィングされたパラメータデータを含んでいるデコーダであって、 前記デコーディングされたパラメータデータのビット長Ｌを判定する手段と、 歪み計量に従って、コードワードの候補シーケンスを前記デコーディングされ
    たパラメータデータと比較する手段と、 前記歪み計量に関連する予め定められた基準に基づいて、前記候補シーケンス
    から最適なシーケンスを選択する手段と、 前記最適なシーケンスを用いて、エンコーディングされたビデオデータの前記
    マクロブロックをデコーディングするデコーディングユニットとを含むことを特
    徴とするデコーダ。
  12. 【請求項１２】 前記最適なシーケンスは、前記ビット長Ｌに相当するビッ
    ト数を集合的に有しており、前記エンコーディングされたビデオデータの前記マ
    クロブロックをデコーディングするのに使用可能であり、前記ビット長Ｌを判定
    する前記手段は、前記パケットに含まれる第１のマーカーおよび第２のマーカー
    の間におけるビット数を計算する手段を含むことを特徴とする請求項１１に記載
    のデコーダ。
  13. 【請求項１３】 前記比較する手段は、第１のコードワード仮定を選択して
    、前記第１のコードワード仮定と関連づけられたＮ−１個の前記コードワードの
    第１の条件付きで最適なシーケンスを判定する手段を含むことを特徴とする請求
    項１１に記載のデコーダ。
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