JP2002536919A - 拡大縮小可能な解像度動画記録及び記憶システム - Google Patents

拡大縮小可能な解像度動画記録及び記憶システム

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JP2002536919A JP2000597943A JP2000597943A JP2002536919A JP 2002536919 A JP2002536919 A JP 2002536919A JP 2000597943 A JP2000597943 A JP 2000597943A JP 2000597943 A JP2000597943 A JP 2000597943A JP 2002536919 A JP2002536919 A JP 2002536919A
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ガーツエン、ケンビ・ディー
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クビス・インク
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 画像入力ストリームの解像度を望ましい解像度にスケーリングするためのシステムが提供される。そのシステムは、画像入力ストリームを前処理するためのプロセッサと、画像入力ストリームを受信するためのIOシステムと、画像入力ストリームを変換するための入力アナログコンバータと、画像フレームを格納するためのフレームバッファと、画像入力ストリームを非相関関係にし、1以上のプロセッサ間でそのストリームを分割するためのルータと、画像入力ストリームの時間変換を実行するための時間プロセッサと、符号化されたデータを記憶装置に引き渡すためのDMAチャネルと、処理された画像入力ストリームを格納するためのローカル記憶装置とを備える。その方法は、あらゆる数の異なる再生装置に格納され、それで再生され得る拡大縮小可能な解像度動画記録を作るために、望ましいシステム構成要素を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 関連出願 この出願の主題は、以下の共通に所有される、Kenbe Goertzenによって199
8年7月9日に出願され、「エントロピ符号化のための装置及び方法」と題され
る、出願代理人ファイル番号3486の出願番号第09/112,668号、同
じくKenbe Goertzenによって同時に出願され、「確率共鳴及びエネルギー置換を
用いる圧縮画像外観を改善するためのシステム及び方法」と題される、出願代理
人ファイル番号4753のものと、同じくKenbe Goertzenによって同時に出願さ
れ、「最適化信号定量化」と題される、出願代理人ファイル番号4755のもの
と、同じくKenbe Goertzenによって同時に出願され、「品質優先画像記憶装置と
伝達」と題される、出願代理人ファイル番号4756のものの出願の主題と関係
がある。それらの内容は、ここで完全に開示されるように、参照によって組み込
まれる。
【0002】 発明の技術分野 この発明は、デジタル信号圧縮及び定量化の分野に関係する。より詳細には、
本発明は、拡大縮小可能な解像度画像記録及び記憶を提供するシステム及び方法
に関する。
【0003】 先行技術の欠陥 電子動画記録は、伝統的に、1又はせいぜい少数の動画フォーマットだけのた
めに設計された。種々の高画質ビデオ、医学、科学及び産業形態の到来で、動画
形式の広範囲をサポートできる一つのシステムへの要求がある。動画フレームレ
ート、画像サイズ、及びピクセル解像度が増加するにつれて、サンプル領域にお
ける動画ストリームを表すために維持されなければならないデータ量の甚だしい
増加がある。これは、望ましい解像度でこれらのデータセットをサポートするた
めに、処理、記憶、及び通信コストにおいて大きな負荷となる。
【0004】 発明の概要 本発明は、すべての動画フォーマットを効率的にサポートするように構成され
得る効率的で、費用効果の高いシステムを提供する。そのシステムは、スループ
ットを増加するためにモジュール方式に拡張され得、画像ストリーム数、それら
のフレームレート、フレーム解像度、及びピクセル解像度の間のシステムスルー
プットを交換することができる。システムは、可変的画像サイズとフレームレー
ト記録をサポートするために、終始サブバンド方法を用いる。これは、より妥当
な処理レートを可能にするために、一つの画像ストリームが多数のより低いレー
トストリームに分割されることを可能にする。本発明は、また、標準化された画
像処理成分の可変的サイズ配列の適用を可能にする。
【0005】 より明確には、最適化された記憶と効率的な通信が、サンプル領域よりもむし
ろ情報領域の画像ストリームを格納することによって達成される。これは、典型
的に、記憶及び通信要求の劇的な減少を提供するが、それでも保証される記録品
質を提供する。従来のビデオテープレコーダとは異なり、このシステムは、また
、あらゆる望ましい画像解像度、フレームレート、及び品質で、同一の取り外し
可能な記憶媒体上に記録を配列することができる。
【0006】 詳細な説明 以下の記述は、本発明のシステムによって実行される本発明の方法を記述する
。しかしながら、記述される方法は、また、代わりの画像処理装置によって実行
され得る。
【0007】 以下は、システムに含まれ得る構成要素のリストを提供する。また、各構成要
素によって達成される機能も提供される。当業者によって評価されるように、こ
のリストは、網羅的でも包括的でもない。また、他のバンドリミッタ、他のバン
ドスプリッタあるいは色空間転換モジュールのような類似の機能性を供給する他
の構成要素が、追加されてもよい。
【0008】
【0009】 入力アナログコンバータは、毎秒N変換の固定レートまで作動できる。ここで
、Nは、特定の手段によって決定される。もし、Nより高い変換レートが望まれ
るならば、入力システムは、N以上で多数のチャネル変換を可能にするために、
1/2又は1/4レートで2又は4ストリーム内への入力信号のアナログバンド
スプリットを用いることができる。
【0010】 一実施の形態では、デジタルIOシステムは、これらの入力ピクセルストリー
ムをクァッド成分表象的ストリームに変換する。それぞれの場合、その成分が非
相関させられ、別々に処理され得ると想定される。しかしながら、もし、成分が
非相関させられないならば、色空間転換は、色成分を非相関するために用いられ
てもよい。これは、また、さらに成分を非相関し、利用可能なチャネル間で平等
に帯域幅を広げるために、ある色成分を分割するサブバンドを含み得る。ピクセ
ルストリームをクァッド成分表示に分割することが一実施の形態で記述されるが
、画像処理リソースは、また、それを多くの異なる成分表示に分割することによ
ってピクセルストリームを処理することができる。例えば、本システムは、二重
チャネル画像ストリームを処理するために用いられてもよい。これらの場合、第
1及び第3の成分は、第1のチャネルに割り当てられ、第2及び第4の成分は、
第2のチャネルに割り当てられる。
【0011】
【0012】 フレームバッファは、入力ストリームの1からNまでのフレームを格納するこ
とができ、1からNまでの信号プロセッサ間に1からNまでのフレームを分配す
る。これは、時間多重送信画像処理リソース、あるいはフレームバッファ又はル
ータ内の時間的処理のサポートを可能にする。Nは、個々の信号プロセッサのク
ァッドスループットによって分割される要求されるクァッドスループットによっ
て決定される。これは、また、フレームバッファ又はルータ内の時間的処理のサ
ポートのために与えられる。
【0013】 ルータは、一つの空間的あるいは時間的バンドスプリットを達成することがで
きる。これは、追加の非相関関係を達成し、計算リソース間の信号ストリームの
再分を可能にする。それは、また、画像処理モジュールによってサポートされる
物理的バッファ又は個々のスループットを越える画像解像度又はスループットを
サポートするために用いられ得る。
【0014】 このシステムは、また、時間的変換処理を実行することができる。好ましい実
施の形態では、時間的プロセッサは、処理を要求する各クァッドストリームのた
めに要求される。時間的プロセッサへの入力は、画像フレームのストリームであ
る。出力は、シャッフルされた時間的変換フレームのストリームである。例えば
、もし、一つの時間的変換が選択されるならば、低及び高時間的成分フレームの
代わりのストリームが作り出される。時間的変換は、望まれるように、ルータと
空間的変換プロセッサの間に挿入され得る。
【0015】 1からNまでの空間的信号プロセッサは、フレームのクァッドストリームを受
け取る。それらは、空間的マルチバンド変換を実行し、そのデータを指定される
記録信号品質に定量化し、エントロピがそれを符号化する。4から4NまでのD
MAチャネルは、ピーク変換ロードを処理するRAMバッファに符号化データを
引き渡す。
【0016】 データは、待ち行列のあるいはディスク、テープ、又はデジタル情報を格納で
きる他の周辺機器上の出力ファイルに転送され得る。もし、指定される周辺機器
がサポートできるものよりもデータレートが高いならば、情報は、望ましい周辺
機器がデータを受け取ることができるまでより速い記憶装置の待ち行列に入れら
れる。固定レートにおけるピーク耐用記録の場合、相遅延が指定され、バッファ
装置の階層に関する処理の階層は、そのレートを監視し、潜在的に品質レベルを
制御する。これは、その処理が可能な限りピークの耐用であることを可能にする
。バッファリングに係る各処理は、データ供給がこの処理への関心の時間尺度を
越えて越えられるか否かを決定する。もし、ローカル平均レートが設定値を超え
るならば、出力又は記憶装置によって受信される画像の品質レベルは、ローカル
平均レートがもはや設定値を超えなくなるまで減らされる。もし、その平均が設
定値以下であり、品質レベルが目標以下であるならば、画像の品質レベルは増や
される。
【0017】 例: ここにこの独特な記憶処理の一例がある。目標データレートは、12MB/S
であり、品質レベルは66dBであり得る。これは、毎秒80メガバイトと同じ
高さのピークレートが一フレーム時間のために発生し、40と同じ高さのピーク
レートがおよそ1秒までの間発生し、数秒間に毎秒20メガバイトまでのピーク
レートが発生することを可能にする。ステップアップ又はダウンは、ともにすべ
て加えられ、次の品質レベルを得るための目標になる。品質レベルは、各フレー
ムのために再計算される。
【0018】 処理 時間スケール 設定値 ピークレート dBステップ ---------------------------------------------------------------------- RAMへ 4フレーム 40 MB/S 80 MB/S 3 dB ディスクへ 4秒 20 MB/S 40 MB/S 1 dB テープ/チャネルへ 30秒 10 MB/S 12 MB/S 1/2 dB 再生処理は、より速い周辺機器が必要とされるデータ量を待ち行列に入れるため
に用いられるが、要求されるよりも遅い周辺機器からプレイすることがプレロー
ル(preroll)時間を誘発するという例外で、記録処理の逆転である。プレロー
ル時間は、より遅い周辺機器からより速い周辺機器にデータを転送するために必
要とされる時間である。例えば、もし、データがコンパクトディスクに格納され
るならば、そのデータは、適切なフレームレートと品質レベルにおける再生を提
供するために、RAMにプレロールされ得る。
【0019】 上の記述が多くの詳細な記述を含むけれども、これらの記述は、この発明の現
在の好ましい実施のいくつかの例証を提供するだけであり、本発明の範囲を制限
するように解釈されるべきではない。例えば、この方法が標準の運動及び静止画
像に関して記述されるけれども、この方法は、あらゆる信号ストリームの定量化
を最適化するために用いられ得る。したがって、本発明の範囲は、与えられた例
示によってよりもむしろ、添付の特許請求の範囲及びそれらの法的均等物によっ
て決定されるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE ,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS, JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,L R,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN ,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU, SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,T T,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像入力ストリームの解像度を拡大縮小するためのシステム
    であって、 前記画像入力ストリームを前処理するためのプロセッサと、 前記画像入力ストリームを受信するための、前記プロセッサに接続されるIO
    システムと、 前記IOシステムに接続される入力アナログコンバータと、 画像フレームを格納するための、前記入力アナログコンバータに接続されるフ
    レームバッファと、 前記画像入力ストリームを非相関させ、1以上のプロセッサ間で該ストリーム
    を分割するための、前記入力アナログコンバータに接続されるルータと、 前記画像入力ストリームの時間的変換を実行するための、前記ルータに接続さ
    れる時間的プロセッサと、 符号化データを記憶装置に引き渡すための、前記時間的プロセッサに接続され
    るDMAチャネルと、 処理された画像入力ストリームを格納するための、前記DMAチャネルに接続
    されるローカル記憶装置と、 を備えることを特徴とするシステム。
  2. 【請求項2】 前記入力アナログコンバータは、前記画像入力ストリームを
    多数のストリームに分割するためのアナログバンドスプリッタをさらに備えるこ
    とを特徴とする請求項1記載のシステム。
  3. 【請求項3】 前記IOシステムは、色成分を非相関させるための色空間コ
    ンバータをさらに備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
  4. 【請求項4】 前記システムは、4つのDMAチャネルを備えることを特徴
    とする請求項1記載のシステム。
  5. 【請求項5】 前記システムは、1以上の時間的プロセッサを備えることを
    特徴とする請求項1記載のシステム。
  6. 【請求項6】 前記ルータと空間的変換プロセッサとに接続される時間的変
    換モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
  7. 【請求項7】 画像入力ストリームを処理する方法であって、 望ましい画像入力ストリーム変換レートを受信するステップと、 前記画像入力ストリームを1以上の表象的ストリームに変換し、フレーム変換
    レートを計算するステップと、 望ましい変換レートよりも遅いフレーム変換レートに応答して、相関させられ
    る画像入力ストリーム成分に応じて、前記画像入力ストリームの前記色空間を変
    換し、該画像入力ストリームを1以上の表象的ストリームに分割するステップと
    、 前記画像ストリームを1以上の信号プロセッサに一定順路に従って発送するス
    テップと、 前記表象的ストリームで時間変換処理を実行するステップと、 表示ストリーム後時間的処理を格納するステップと、 を有することを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 前記画像入力ストリームを2つの表象的ストリームに分割す
    るステップは、該画像ストリームを4つの4チャネル方式の成分表示に分割する
    ことを含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記画像入力ストリームを2つの表象的ストリームに分割す
    るステップは、アナログバンドスプリットを前記ストリームに適用することを含
    むことを特徴とする請求項7記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記表象的ストリームで時間的変換処理を実行するステッ
    プは、各表象的ストリームを処理するために別々の時間的プロセッサを用いるこ
    とを含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記表象的ストリームで時間的変換処理を実行するステッ
    プは、前記ストリームの空間マルチバンド変換を実行することを含むことを特徴
    とする請求項7記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記表象的ストリームで時間的変換処理を実行するステッ
    プは、前記ストリーム内のデータを定量化することを含むことを特徴とする請求
    項11記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記表象的ストリームで時間的変換処理を実行するステッ
    プは、前記ストリームを符号化するエントロピを含むことを特徴とする請求項1
    2記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記ストリームを格納するステップは、 前記データを格納するために用いられる第1の記憶装置のデータ供給を計算す
    るステップと、 前記第1の記憶装置によってサポートされるものよりも高いデータ供給を必要
    とする前記ストリームに応じて、該第1の記憶装置が該ストリームを受けること
    ができるまで、第2の記憶装置へのデータを待ち行列に入れるステップと、 を含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
JP2000597943A 1999-02-04 2000-02-04 拡大縮小可能な解像度動画記録及び記憶システム Withdrawn JP2002536919A (ja)

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