JP2003502958A - 多重プログラマブル・プロセッサを使用する多重チャネルmpegビデオ・トランスコーダの実行アーキテクチャー - Google Patents

多重プログラマブル・プロセッサを使用する多重チャネルmpegビデオ・トランスコーダの実行アーキテクチャー

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JP2003502958A
JP2003502958A JP2001504690A JP2001504690A JP2003502958A JP 2003502958 A JP2003502958 A JP 2003502958A JP 2001504690 A JP2001504690 A JP 2001504690A JP 2001504690 A JP2001504690 A JP 2001504690A JP 2003502958 A JP2003502958 A JP 2003502958A
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チェン,キェミン
リング,ファン
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】待ち行列を作るシステムモデルを使用した,デジタル・ビデオ映像のトランスコード化の方法および装置。複数のトランスコード化プロセッサは並行に備えられている。第一のアーキテクチャーにおいて,n個のチャネルの入力ビットストリームが,スライスまたはフレームのような処理ユニットに区分化され,処理ユニットはm個のサブストリームに分離され,各サブストリームは対応するブランチで処理される。個別の待ち行列が各サブストリームに与えられる。第二のアーキテクチャーにおいて,処理ユニットは,共通の待ち行列から利用可能なプロセッサに付与される。独立した処理ユニットは,平均処理時間を最小化するために,待ち行列を作るシステムモデルにしたがって同時に処理される。特に,基準画像(I画像)ユニットおよび関連した予想画像(PまたはB画像ユニット)を同じ時間に処理することは避けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の背景 本発明は,デジタル・ビデオ映像のトランスコード化に関し,特に,並列に操
作する,多重トランスコード・プロセッサを使用するためのアーキテクチャーに
関する。
【0002】 たとえば,ケーブルテレビまたは衛星テレビネットワークのような,ブロード
バンド通信システムを介した,デジタル・ビデオ・データの伝送は非常に一般的
なものとなってきた。デジタル・デコーダ/セット・トップ・ボックスは,デジ
タル・ビデオ信号を受信するとき,テレビまたはディスプレー・ターミナルにお
いて,表示に適したフォーマットで,信号を処理するときに,使用するもので,
消費者の家庭において備えられるものである。
【0003】 一般的に,ソース・ビデオ・シーケンスは,たとえば,空間分解能,フレーム
レート,フレーム・サイズ,カラー・サンプリング・フーマット,飛び越しまた
は漸進走査フォーマット,ビットレート,分解能(たとえば,高精細度または標
準精細度),またはノイズ・フィルタリングの量およびタイプに関して,どのフ
ォーマットでもよい。また,ソース・ビデオ・シーケンスはどのレートでも符号
化でき,一定ビットレート(CBR)または可変ビットレート(VBR)で符号化でき
る。
【0004】 しかし,多くの応用例に対して,予め圧縮したビットストリームは,特定の許
容,または他の好適な,ビデオ・フォーマットおよびレートのみに対応しなけれ
ばならない。したがって,ビデオ・データのフォーマットまたは他の特性を,セ
ット・トップおよび/または他のネットワークの中間に通信する前に,変化させ
る必要がしばしば生じる。
【0005】 必要なフォーマットの変化は,トランスコーダによりなされる。一般的に,多
重チャネル・ビデオ・トランスコーダはMPEG表示に一致するもののような,予め
圧縮されたビデオ・ビットストリームのセットを,ビットストリームの他のセッ
トに変換する機器である。このような変換機器はビットレートの変化,ビットス
トリームの挿入および減少,解像度の変性,ならびにビットストリームの再多重
化などのような多くの機能を達成できる。データのチャネルは付加および減少さ
せることができる。このような機器の基本的な機能ブロックは,シングル・チャ
ネルMPEGビデオ・トランスコーダである。
【0006】 MPEGビットストリーム用のトランスコーダは,単に,カスケード式MPEGデコー
ダおよびエンコーダであってもよい。カスケード式トランスコーダはまず,再構
成されたビデオ・シーケンスを得るために,圧縮されたビットストリームを復号
化する。再構成されたビデオ・シーケンスは次に,伝送に適した,異なる圧縮さ
れたビットストリームを得るために,再度符号化される。さらに,より有効なト
ランスコーダは,動きベクトルを再度使用し,マクロブロック・モードの変化を
最小にするものとして提案された。
【0007】 しかし,トランスコーダは,特に,予測映像の動き推定の必要から,非常に複
雑である。さらに,多重チャネルの,リアルタイムでのトランスコード化が必要
である。たとえば,ケーブルテレビ・ネットワークのヘッドエンドは,衛星送り
(feed)と,リアルタイムのローカルプログラム化とを組み合わせるために,ト
ランスコーダを使用してもよい。トランスコーダの処理速度は,知覚できる遅延
なしに,所望の走査を達成できる程度に十分なものでなければならない。
【0008】 したがって,より有効なトランスコーダのアーキテクチャーを提供することが
望まれている。システムは,多重トランスコード化プロセッサを提供することに
より,処理の有効性を高めるべきである。システムは,全体の処理時間を減少さ
せ,さらに/または低速のプロセッサの使用を可能にすべきである。
【0009】 システムは,トランスコード化アルゴリズムの更新が容易に実行できるように
すべきである。
【0010】 システムは,大幅は再設計を行うことなく,新規でより早いプロセッサ(チッ
プ)の質の向上が図れなければならない。
【0011】 システムは,特定のトランスコード化ハードウエアよりも,コストの面で有効
であるべきである。
【0012】 システムは,標準精細度ビデオ・チャネルのような多重チャネル,またはHDTV
のようなシングル高ビットレート・チャネルをトランスコード化するのに適して
いなければならない。
【0013】 本発明は,上記および他の利点をもつシステムを提供する。
【0014】 本発明は,デジタル・ビデオ映像のトランスコード化に関し,特に,並行して
処理する,多重トランスコード化プロセッサを使用するアーキテクチャーに関す
る。
【0015】 第一のアーキテクチャー(アーキテクチャーA)において,n個のチャネルの入
力ビットストリームが処理ユニットに区分化され,(スライスまたはフレームの
ような)処理ユニットはサブストリームに分離され,各サブストリームは対応す
るブランチで処理される。個別の待ち行列が各サブストリームに与えられる。
【0016】 第二のアーキテクチャー(アーキテクチャーB)において,処理ユニットは利
用可能なプロセッサに割り当てられる。一つの待ち行列がすべてのプロセッサに
与えられる。
【0017】 アーキテクチャーAを強化するための一つのオプションが,m個のブランチのそ
れぞれに対して,バッファ・フルネス・フィードバック信号を与え,入ってくる
データが最も空の待ち行列(バッファ)に送られるように,ビットストリームの
分離を調節する。
【0018】 アーキテクチャーAまたはBに対する別の強化に関し,処理ユニットは,最小の
サイズが最初となる技術(shortest-size-first technique)にしたがって,待
ち行列において,再順序化され得る。
【0019】 すべての予想処理ユニットが,予想処理ユニットがその待ち行列において最初
となる前に,利用可能なその基準処理ユニットをもつことが確実になるように,
アーキテクチャーA(ビデオ・ストリームの一つまたはそれ以上が異なるサブス
トリームに分離されるとき),およびアーキテクチャーBに対する他の可能な強
化は,異なるビデオ・ビットストリームのフレームをインターリーブすることで
ある。
【0020】 アーキテクチャーA(ビデオ・ストリームの一つまたはそれ以上が異なるサブ
ストリームに分離されるとき),およびアーキテクチャーBに対する他の可能な
強化は,処理ユニットが(異なるプロセッサにおいて)同じ時に処理されないこ
とを確実にするために,予想処理ユニットおよびそれらに関連した基準処理ユニ
ットのトラックを維持する,保護プロトコルを与えることである。その保護プロ
トコルは,予想処理ユニットに対応する基準処理ユニットが処理されるまで,予
想処理ユニットの処理を遅延する。動き補償処理に対し予想処理ユニットととも
に,プロセッサへの,圧縮されていない基準処理ユニットの転送もまた,調整さ
れる。
【0021】 関連した処理ユニットが同じ時間に処理されないことを確実にすることにより
,最小平均処理遅延を達成することができる。
【0022】 さらに,上記強化は一般的に同じ時間に完了し得る。
【0023】 標準精細度ビデオ・チャネルのような多重チャネル,またはHDTVチャネルによ
うなシングル高ビットレートチャネルをトランスコード化するのに,本発明は適
している。
【0024】 デジタル・ビデオ・データのビットストリームをトランスコード化するための
特定の方法は,ビットストリームを,複数の連続した処理ユニットに区分化し,
処理ユニットの待ち行列を作り,そして,待ち行列を作るシステムモデルにした
がって待ち行列が作られた処理ユニットのそれぞれを,並行に用意された複数の
,利用可能なトランスコード化プロセッサの一つに割り当てることを含む。
【0025】 待ち行列を作るシステムモデルにしたがって,待ち行列が作られた処理ユニッ
トは,互いに独立した,待ち行列が作られた処理ユニットの特定のものが同時に
処理されるように,トランスコード化処理ユニットに割り当てられてもよい。
【0026】 特に,待ち行列を作るシステムモデルにしたがって,待ち行列が作られた処理
ユニットは,基準映像の待ち行列が作られた処理ユニットおよび予想映像からの
待ち行列が作られた処理ユニットが同時に処理されないように,トランスコード
化処理ユニットに割り当てられてもよい。
【0027】 処理ユニットは,たとえば,スライス(slice),フレーム(frame),フィールド
,ビデオ・オブジェクト・プレーン(Video Object Plane (VOP)),またはブロ
ックのグループ(Groups of Blocks(GOB))であってもよい。
【0028】 アーキテクチャーAに関し,待ち行列を作る工程において,区分化された処理
ユニットの待ち行列は,共通の待ち行列で,作られる。割り当て工程において,
待ち行列が作られた処理ユニットは,一般的な待ち行列から,トランスコード化
プロセッサに割り当てられる。最小のサイズで最初となる方法で,共通の待ち行
列で,待ち行列が作られるべき,区分化された処理ユニットに対する一つのオプ
ションがある。
【0029】 処理ユニットは,基準映像の処理ユニット,その予想映像の処理ユニットを含
んでもよい。さらに,基準映像の処理ユニットの待ち行列は,第一の待ち行列で
,作られ,予想映像の処理ユニットの待ち行列は,第二の,優先順位をもつ待ち
行列で作られる。基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニットが,処理のため
,それぞれのトランスコード化プロセッサに割り当てられた後,予想映像の,待
ち行列が作られた処理ユニットは,それぞれのトランスコード化プロセッサに付
与される時に優先順位をもつ。
【0030】 アーキテクチャーAにおいて,連続した処理ユニットは複数のサブストリーム
に分離され,処理ユニットのサブユニットの待ち行列はそれぞれの待ち行列で作
られ,待ち行列が作られた処理ユニットは,それぞれの待ち行列からトランスコ
ード化プロセッサに付与される。
【0031】 すべての場合において,区分化された処理ユニットの待ち行列は,最小のサイ
ズが最初となる方法で,作られる。または,アーキテクチャーAに関し,待ち行
列を作ることは,最も空の待ち行列が最初となってもよい。
【0032】 インターリーブ化または再順序化技術において,ビットストリームは,それぞ
れの画像順序で,それぞれの画像をもつ,少なくとも第一および第二のビデオ・
チャネルをもつ。第一のビデオ・チャネルの画像は,それぞれ第一および第二の
ビデオ・チャネルの関連した画像が,それぞれの画像順序でよりも,さらに離れ
るように,第二のビデオ・チャネルからの画像とインターリーブされる。すなわ
ち,第一のビデオ・チャネルの関連した画像はさらに離れ,第二のビデオ・チャ
ネルの関連した画像はさらに離れる。
【0033】 これは,処理され,関連した予想画像の動き補償の処理に対して利用可能にさ
れる基準信号に時間を与える。
【0034】 同様に,ビットストリームは,それぞれのグループ化順序で,画像のそれぞれ
のグループ化をもつ,少なくとも第一および第二のビデオ・チャネルをもつ。各
グループは一つの画像,または関連をもたない複数の画像をもってもよい。第一
の,ビデオ・チャネルの画像のグループは,それぞれの第一および第二のビデオ
・チャネルの,関連したグループがそれぞれのグループ順序でよりもさらに離れ
て位置するように,第二のビデオ・チャネルからの画像のグループとインターリ
ーブされる。
【0035】 基本的に,インターリーブ化は,共通グループの画像を互いに接近して,また
は好適には隣接して位置付ける一方で,異なるグループ化の画像はさらに離して
位置付ける。
【0036】 保護プロトコルにおいて,基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニット,お
よび予想画像の,待ち行列が作られた処理ユニットは,それぞれのトランスコー
ド化プロセッサに付与される。予想映像の,待ち行列が作られた処理ユニットの
処理は,基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニットが処理されるまで,その
プロセッサで遅延化される。
【0037】 この目的のために,基準映像の,付与された,待ち行列が作られた処理ユニッ
ト,付与された,待ち行列が作られた予想映像の処理ユニット,および付与され
たプロセッサの記録(たとえば,タスク・ウインドウおよびアクノレッジメント
(acknowledgment)・ウインドウ)が維持される。この記録は,基準映像の,待
ち行列が作られた処理ユニットが処理されたときに更新される。予想映像の,待
ち行列が作られた処理ユニットの処理は,基準映像の,待ち行列が作られた処理
ユニットが利用可能であることを反映するために,記録が更新されるまで,遅延
される。基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニットは次に,そのプロセッサ
を,予想映像の,待ち行列が作られた処理ユニットのためのプロセッサに与えら
れる。
【0038】 対応する装置も開示される。
【0039】 発明の詳細な説明 本発明は,デジタル・ビデオ映像のトランスコード化に関し,特に並行して処
理する多重トランスコード化プロセッサを使用するためのアーキテクチャーに関
する。
【0040】 図1は,本発明にしたがった,n個のチャネルのためのn個のトランスコーダ
をもつ,多重チャネル・ビデオ・トランスコーダのブロック図を示す。
【0041】 多重MPEG−ビデオ・トランスコーダ100が機能的に,n個の入力ビットストリー
ム(たとえば,チャネル)を受信するビットストリーム・スケジューラーまたは
スプリッタ110,それぞれのビットストリームをトランスコーダ化するための,n
個のシングルチャネル・トランスコーダ(SCT)120,122,・・・,124,および個
々のトランスコーダ化されたビットストリームを輸送ストリームに再組み立てす
るための統計多重化(Stat Mux)ブロック130を含む。
【0042】 知られているように,統計多重化は,可変のビットレートで多くの信号を符号
化し,各信号に割り当てられた帯域が柔軟で,各信号のビットレートの要求とと
もに変化するように,可変レートのビットストリームを一つの固定したレートの
輸送ストリームに結合するプロセスである。
【0043】 トランスコーダ100はトランスコード化プロセスの基本的データフローを示す
。しかし,このプロセスの実際上の実行には多数のアプローチをとることができ
る。
【0044】 多くに実際上の理由から,多重化プログラマブル・プロセッサは好適に,多重
チャネルMPEGビデオ・トランスコーダの実行のために使用される。多重プロセッ
サの実行に対して,各プロセッサは,トランスコーダ化プロセスの,或る段階に
対して応答可能である。このアプローチの利点は以下のものを含む。
【0045】 ・異なるビデオコード化アルゴリズムの使用を可能にするときの柔軟性。これは
,コード化アルゴリズムの改良および修正についてアーキテクチャーが使いやす
いことを意味する。新しいアルゴリズムが,個々のトランスコーダのそれぞれの
ソフトウエアを単に変化させ,または再構成することにより実行することができ
る。たとえば,トランスコーダ・アルゴリズムは,MPEG−2メインプロファイル
・アット・メインレベル(MP@ML)ビットストリームを,新しいレートで,他の
MP@MLビットストリームに変換することであってもよい。それは,MPEG−24:2
:2メインプロファイル・アット・メインレベル(422P@ML)ビットストリーム
を,MP@MLビットストリームに変換することであってもよい。それは,MPEG−2
メインプロファイル・アット・ハイレベル(MP@HL)をMP@MLなどに変化するこ
とであってもよい。
【0046】 ・設計リスクは低く,或る数の,選択されたチップはタスクを実施することがで
きよう。すなわち,アーキテクチャーは,多数のPCI plug-inをもつPCマザーボ
ードに似た,多数のドーターカードをもつマザーボードを使用して実行すること
ができる。各ドーターカードはプロセッサおよびローカル・メモリーを含む。さ
らにドーターカードを加えることにより,ビデオのより多くのチャネルをトラン
スコード化することができる。
【0047】 ・プロセッサ技術のおける改良 高速のロックレートをもつ新しいチップリリー
スが大きな設計変更なしに採用することができる。このアプローチおよびソフト
ウエアの開発の投資は,より高速でかつ安価なチップが,同じプロセッサの一群
内で利用可能であることから続く。
【0048】 ・MPEGトランスコード化のための特別なハードウエアよりもよりコスト効果があ
る。多重チャネルMPEGビデオ・トランスコーダの設計上の種々の課題を取り扱わ
なければならない。本発明のゴールは,多重プログラマブル・プロセッサで,多
重チャネルMPEGビデオ・トランスコーダを実行するために,待ち行列化システム
理論を使用することである。トランスコード化プロセスのための,多重化された
,nチャネル・ビットストリーム・ユニットの待ち行列のスケジュールを決定す
るための方策,方法が開発されている。
【0049】 図2は,本発明にしたがった,n個のチャネルをm個のトランスコード化プロセ
ッサに分離するためのビットストリーム・スプリッタをもつ,多重チャネル・ビ
デオ・トランスコーダ(アーキテクチャーA)のブロック図を示す。
【0050】 複数のプログラマブル・プロセッサをもつ多重チャネル・MPEGビデオ・トラン
スコーダ200に関し,重要な課題の一つは,トランスコード化プロセスがより有
効となることができるように,ビットストリーム・ユニットの待ち行列のスケジ
ュールを決定することである。
【0051】 ここで,MPEG輸送ストリーム(MTS)が,MTS入力待ち行列210に,入力として
与えられる。パーサ(parser)および処理ユニット機能220において,MTSビット
ストリームは,n個のチャネルの多重化されたビットストリームをビットストリ
ーム・スプリッタ230に与えるために,分析され,"処理ユニット"に区分化され
る。たとえば,処理ユニットはスライスまたは完全なフレームであってもよい。
スライスは,画像にわたって左から右および上部から下部へと続く任意の長さの
,連続したマイクロブロックの列である。スライスヘッダが,伝送ビット誤りの
場合,再同期化のために使用される。したがって,スライスが一つのフレームま
たはフィールドの一部である。
【0052】 他の処理ユニットは,表1と関連して下述するように,選択され得る。
【0053】 機能220は,クロック回復データおよびプログラム・クロック基準(PCR)補正
データ(既知の方法で,個別のマイクロプロセッサまたはコントローラにより取
り扱われる)のような他のデータを受信する。
【0054】 ビットストリーム・スプリッタ230が多重化したものをm個の別個のビットス
トリーム(たとえば,サブストリーム)に分離する。ここでmはチャネル数nより
も小さくても,等しくても,または大きくてもかまわない。一般的に,m<nで,
これは,各プロセッサがビデオ・データの一つのチャネルよりも多くをトランス
コード化しなければならないことを意味する。各サブストリームは,それぞれの
バッファ,たとえば,バッファ1(240),バッファ2(242),・・・バッファm(24
4)に与えられる連続した処理ユニットを含む。
【0055】 プロセッサ−スケジューラ250が,バッファ1(240),バッファ2(242),・・・
バッファm(244)から処理ユニットを受信し,それらを対応するトランスコード
化プロセッサ,たとえば,プロセッサ1(260),プロセッサ2(262),・・・,プ
ロセッサ3(264)に与える。たとえば,バッファ(242)からの処理ユニットは
プロセッサ(260)に,バッファ(242)からの処理ユニットは,プロセッサ2(2
62)にというふうに与えられる。
【0056】 プロセッサ1(260),プロセッサ2(262),・・・,プロセッサ3(264)から出
力されたトランスコード化されたデータは,出力ビットストリーム(たとえば,
輸送ストリーム)を形成するために,stat mux130に与えられる。
【0057】 ここで,m個の同じプロセッサ(またはプロセッサのm個のセット)が,nチャ
ネルMPEGビデオ・トランスコード化を実施するために選択される。各プロセッサ
(またはプロセッサの各セット)は,一度に一つの処理ユニットを処理するため
に,同じトランスコード化プログラムを遂行する。
【0058】 本発明にしたがって,実行のための二つの基本的なアーキテクチャーがある。
図2に示されているように,並行処理のm個のブランチのアーキテクチャー(ア
ーキテクチャーA)である。第二のアーキテクチャー(アーキテクチャーB)は,
図4に示されているように,多重処理に一つのブランチとなっている。
【0059】 アーキテクチャーAに対して,n個のチャネルの多重化されたビットストリーム
は,m個のサブストリームに分離される。各プロセッサ(たとえば,260,262,・
・・,264)は一つのサブストリームをトランスコード化する。したがって,nチャ
ネルMPEGビデオの全トランスコード化プロセスは並行処理のm個のブランチのア
ーキテクチャーをもつ。
【0060】 各ブランチに対して,処理ユニットが互いに独立していると,トランスコード
化処理は,M/M/1待ち行列を作るシステムとしてモデル化され得る。この表記で
,最初の"M"はポアソン・アライバル処理を指定し,ここで,各ブランチの処理
ユニットのインターアライバルの回数は,独立し識別されて分布している(iid
)潜在的なランダム変数である。二番目の"M"は,ブランチのサービス時間(す
なわち,各処理ユニットに対する処理時間)がiidランダム変数であることを指
定する。"1"はブランチのサービス(すなわち,プロセッサ)の数(この場合一
つ)を特定する。
【0061】 さらに,入力ビットストリームのレートがλビット/秒により与えられ,各ト
ランスコード化プロセッサ260,262,・・・,264のそれぞれの処理パワーはμビッ
ト/秒により与えられるとする。n個のチャネルの,多重化されたビットストリー
ムは平等にm個のサブストリームに分離され,単位処理当たりの平均遅延T1は近
似的に以下の数1で示される。
【数1】
【0062】 図3は,それぞれの待ち行列が,本発明にしたがってm個のトランスコード
化プロセッサのそれぞれに与えられる,図2のアーキテクチャーを示す。図にお
いて,同じ要素には同じ符号が付されている。
【0063】 トランスコーダ200'において,待ち行列1(240),待ち行列2(242),・・・,
待ち行列3(244)はプロセッサ1(260),プロセッサ2(262),・・・,プロセッ
サ3(264)にそれぞれ与えられる。各待ち行列は既知の方法で,先入れ,先出し
(FIFO)バッファのように実行さ得る。
【0064】 異なる処理ユニットに対する計算時間が通常異なることから,待ち行列1,2,
・・・,mのフルネスは各瞬間で異なることに注意。計算時間は,たとえば,各処理
ユニットのデータの量,ビットレート,関連した映像の複雑さ,符号化方法,動
き補償が使用されているかどうか,画像タイプ(I,PまたはB)のような要因に
基づく。
【0065】 したがって,スプリッタ230は処理ユニットを各待ち行列に平等に付与すべき
である。特に,トランスコーダ200'の性能は,入ってくる処理ユニットを最も空
の待ち行列に送ることにより,すなわち最も空の待ち行列が最初となる方法で,
強化され得る。この場合の平均遅延時間T3は関係式:T3 T1を満たすように,改
良することができる。このようなスプリッタ230を履行するために,バッファの
フルネスのフィードバック信号が,入ってくる処理ユニットがどの待ち行列に送
られるべきかを決定するために使用される。たとえば,任意のフィードバック経
路320,322,・・・,324はこの目的のために,待ち行列240,242,・・・,244に提供
することができる。
【0066】 図4は,本発明にしたがって,m個のトランスコード化プロセッサ間でn個のチ
ャネルを処理することのスケジュールを決める,プロセッサ−スケジューラーを
もつ多重チャネル・ビデオ・トランスコーダ(アーキテクチャーB)のブロック
図を示す。これが,多重処理に一つのブランチがある本発明の第二のアーキテク
チャーである。
【0067】 ここで,n個のチャネルの,多重化したビットストリームの処理ユニットは,
再順序化バッファまたは待ち行列410に与えられる。プロセッサ−スケジューラ4
20が,処理ユニットをラウンド・ロビン法(たとえば,プロセッサ260,次にプ
ロセッサ262,・・・,次のプロセッサ264)で利用可能なプロセッサに送る。
【0068】 処理ユニットが互いに独立していると,処理ユニットの待ち行列化はM/M/m待
ち行列化システムのようにモデル化することができる。"m"はサービス(すなわ
ち,プロセッサ)の数を特定するが,ここで,処理の流れは一つの全体的なブラ
ンチにある。
【0069】 λおよびμについての同じ仮定に対して,単位処理ユニット(安定状態に対し
て)当たりの平均遅延は以下の数2により見積もることができる。
【数2】 ここで,PQは,最順序化バッファ410に着く処理ユニットがすべてのプロセッサ
がビジーであることを見出し,待ち行列で待つように強いられる可能性を示す。
【0070】 図5は,待ち行列が,本発明にしたがってプロセッサ−スケジューラーに与え
られる,図4のアーキテクチャーを示す。
【0071】 ここに示されているように,待ち行列410は,多重化されたビットストリーム
の処理ユニットを,処理ユニットをスケジューラ420に進める前に,バッファ(
緩衝)する。
【0072】 両アーキテクチャーAおよびbに対して,条件λ/(m−μ)<1が,サービス
に対して必要となる最小個数mのプロセッサを粗く見積もるために使用すること
ができることに注意。いまや,T1とT2との間の平均遅延時間を比較することがで
きる。(帰納法を使用することで)PQ λ/(m−μ)を示すことができる。故に
,常にT1>T2である。1/μが無視できる場合,T1mT2となる。したがって,ア
ーキテクチャーBは,平均遅延時間に関し,アーキテクチャーAよりもよく実行す
る。
【0073】 さらに,上記の二つのアーキテクチャーで未解決なのは,処理ユニットをどの
ように決定するか,さらに,これらユニットについてどのようにスケジュールを
決定し,分離し,ユニットがお互いにそれらのプロセッサに独立であるようにす
るかであある。すなわち,各トランスコード化するプロセッサの各処理ユニット
の処理時間は独立であるべきである。
【0074】 処理ユニットに対する基本的な条件は,ユニットがビットストリームから容易
に回復することができ,シーケンスもしくは映像または一つのフレームもしくは
フィールドの基本的なビルディング・ブロックを形成することである。また,処
理ユニットは,完全で,独立したユニットとして,処理される能力をもつべきで
ある。動きが補償されたユニットに関し,処理ユニットが,現在のプロセッサま
たは他のプロセッサで,既に利用可能な基準ユニットを必要とする。いろいろな
ビデオコード化標準に対する処理ユニットの可能な候補は表1に要約されている
【0075】 可能な処理は,挙げられたビデオ標準に対し開示されてはいるが,本発明は,
基本的に,どのビデオコード化標準(挙げられたものの派生したものも含む)と
ともに使用するために,適合することができる。また処理ユニットはフレームも
しくはフィールドの一部,または全フレームもしくはフィールドを含むことがで
きる。
【表1】 GOBが,たとえば,33個のマクロブロックを含む。 VOPが一つのフレームに一つのビデオ・オブジェクトを含む。
【0076】 最小のユニット(通常は)は,空間変換係数の直流(DC)予想および動きベク
トル予想のため,図4のアーキテクチャーに対するマクロブロックのはずはない
ことに注意。一つのフレームのスライスは,各スライスのデータ量が一般的に相
関関係をもたないことから,相互にそれらのプロセッサに独立である。
【0077】 より大きな処理ユニットがより大きなバッファ(緩衝)能力を必要とする。
【0078】 また,各処理ユニットに対する情報が,トランスコード化されたビットストリ
ームが,正しく順序化され,多重化され,そして送信され得るように,記憶され
なければならない。この情報は,チャネル数,フレーム数(MPEG‐2に対する一
時的基準語"temp ref"により表される),および各チャネルの各フレームに対す
る処理ユニット数(たとえば,スライス数)を含む。
【0079】 処理ユニットの間の独立性の要件は,本発明のトランスコーダの計算上の性能
にクリティカルとなる。しかし,処理ユニット,たとえば,一つのビデオ・ビッ
トストリームにおけける,MPEG‐2のフレームまたはフィールドは,動き予想の
ため,しばしば互いに相関をもつ。
【0080】 アーキテクチャーAに関し,このような相関は,一つのビデオ・ビットストリ
ームの処理ユニットが同じプロセッサに送られるならば,いかなる問題も生じさ
せないだろう。この場合,これらのユニットは順次処理され,動き予想に対して
要求されるすべての情報は,前の処理されたユニットから得ることができる。
【0081】 しかし,アーキテクチャーBに関し,または一つのビデオ・ビットストリーム
の処理ユニットが異なるプロセッサに送られ得る時のアーキテクチャーAに関し
,"保護プロトコル"が,相関関係にある処理ユニットは同じ時間に,異なるプロ
セッサで処理されることを防止するように要求される。このようなプロトコルは
図7に関連して以下で記述する。
【0082】 アーキテクチャーBに関し,一つの予想された処理ユニットがプロセッサに付
与される一方で,その基準マクロブロックが依然として一つまたはそれ以上の他
のプロセッサで処理され,したがって依然として利用可能でない場合を避けるこ
とが望ましい。本発明にしがって,異なるビデオ・ビットストリームの,コード
化されたフレームをインターリーブすることによりこの場合を避ける方式を開示
する。
【0083】 たとえば,コード化されたMPEG‐2ビデオ・ビットストリームは次のフレーム
順序(伝送順序)をもつとする。 I1 P1 B1 B2 P2 B3 B4 P3 B5 B6 P4 B7 B8 P5 … ここで,I,PおよびBはビットストリームにおける各画像タイプの順序を表示
する。また,処理ユニットはスライスとする。そして,たとえば,I1 P1 B1 B2 P2 ,など,下線が引かれた画像の各グループ内のスライスは,同じグループ
内の他のスライスと相関関係をもたない。たとえば,いくつかのスライスをもつ
一つのフレームからなる画像グループI1 に対して,一般的に各スライスのデータ
は同じフレームにおける他のスライスのデータと相関関係をもたい。画像のグル
ープ,B1 B2 P2 ,B1,B2,およびP2は他のものと相関関係をもたない。
【0084】 しかし,ビットストリームの,隣接した画像の間のスライスは相関関係をもっ
てもよい。たとえば,予想処理ユニット(たとえば,B1におけるスライス)は,
利用できるプロセッサに付与されるべき,待ち行列内の最初のユニットであるが
,基準マクロブロック(たとえば,P1内のいくつかのマクロブロック)は依然と
して,一つまたはそれ以上の他のプロセッサにおいて処理されることを考えよう
。また,B1およびP1は異なるグループにいる。そして,この予想処理ユニットは
,基準マクロブロックが用意されるまで,処理され得ない。この遅延はいくつか
のプロセッサがアイドリング状態にすることができる。
【0085】 アイドリング時間を最小にするために,一つのアプローチは,すべての処理ユ
ニットが常に,待ち行列の最初のユニットである前に利用可能な基準マクロブロ
ックをもつこと確実にするために,ビデオ・ビットストリームを他のビデオ・ビ
ットストリームで再度インターリーブすることである。要するに,共通のグルー
プの,相関関係をもたない画像は,互いに接近するように,または好適には隣接
するように再度順序化される一方で,異なる,相関関係をもつグループは離れる
【0086】 したがって,同じグループの,相関関係をもたない画像は同じ時間で,同じま
たは異なるプロセッサにより処理され得る一方で,異なるグループ内の画像の処
理間の時間は,一つのグループの基準ユニットが他のグループの,予想画像の処
理のために,遅延なく利用できるようにするために,増加する。全体のスループ
ットは,他のチャネルからの画像が或るチャネルのグループの処理間で処理され
ることから減少する。
【0087】 たとえば,輸送ストリームに,他のビデオ・ビットストリームi1 pi b1 p2 b2 p3 があり,その輸送ストリーム内の,もともとの多重化されたビットスト
リームは次の順序をもつ。 I1 i1 p1 P1 B1 b1 p2 B2 P2 B3 b2 p3 B4 P3 B5 B6 P4 ・・・
【0088】 コード化され,再度順序付けられたバッファ410(またはバッファ240,242,・
・・,244)は,プロセッサのアイドリング時間を減少させるために,次のように
ビットストリームの順序付けを再度行う。 I1 P1 i1 p1 B1 B2 P2 b1 p2 B3 B4 P3 b2 p3 B5 B6 P4 ・・・
【0089】 このような再度のインターリーブ化処理はときどき,ビデオ・ビットストリー
ムの,実際許可された遅延により限定される。他のアプローチ(この限定により
制限されない)が適用できる。一例(以下の記述する)は図4および図5のアー
キテクチャーから修正された,二重バッファの方式である。
【0090】 再順序付けは,ここで記述したどのアーキテクチャーに対しても使用すること
ができる。
【0091】 図6は,付加的な優先順位をもつ待ち行列が本発明にしたがってプロセッサ−
スケジューラに与えられるアーキテクチャーBを示す。
【0092】 この方式では,最初の待ち行列,待ち行列1(410')が,基準映像処理ユニッ
トをバッファ(緩衝)させるために使用される。第二の待ち行列,待ち行列2(6
10)が,基準マクロブロック(すなわち,基準映像処理ユニット)が依然として
利用できない,予想処理ユニットを一時的にバッファ(緩衝)するために使用さ
れる。待ち行列2(620)内の処理ユニットは,それらの基準ユニットが利用でき
,利用可能なプロセッサがあるときに,プロセッサに与えられる,より高い優先
順位をもつ。したがって,それは優先順位の待ち行列のモデルである。
【0093】 優先順位をもつ待ち行列のモデルがまた,一つのビデオ・ストリームが同じサ
ブストリームで運ばれるときに,図2のアーキテクチャーとともに使用され得る
ことに注意。たとえば,付加的な,優先順位をもつ待ち行列が,図3の待ち行列
240,242および244のそれぞれに付加され得る。
【0094】 図7は,データが本発明にしたがって処理されたことを証明する保護プロトコ
ルを示す。相関関係をもつ処理ユニットが同じ時間に,異なるプロセッサで処理
されることが,保護プロトコルにより防止されることがここで開示される。プロ
トコルは,図2のトランスコーダのためのプロセッサ−スケジューラ250および
図4のトランスコーダのためのプロセッサ−スケジューラ420により実行される
【0095】 どの知られたシンタックスおよび通信プロトコルが,タスクおよびアクノレッ
ジメント・ウインドウの実行を含む保護プロトコルを実行するため,およびプロ
セッサ−スケジューラと,トランスコード化プロセッサとの間の情報を送受信す
るために,使用することができることに注意。
【0096】 ビデオの多重ビットストリームまたは一つのHDTVビットストリームがあるとき
,基準処理ユニットを処理するプロセッサは,予想された処理ユニットおよびそ
の(相関関係をもつ)基準処理ユニットが同じ時間に,異なるプロセッサで処理
されるように,ゆっくりとなり,そして遅れる。このことは,最適化されていな
い,最小の平均処理時間をもたらし得る。保護プロトコルはこの問題を回避する
【0097】 保護プロトコルはプロセッサにより,"仕上げ(finished)"処理ユニットを証
明するために,予め定義されたウインドウ,またはリストを使用する。図2の実
施例のバッファ240,242,・・・,244,または図4の実施例のバッファ410に関し
,プロセッサ−スケジューラはタスク・ウインドウおよびアクノレッジメント・
ウインドウの両方を有する。タスク・ウインドウは,順次,アンカー/基準画像
(MPEG‐2のためのIおよびP画像)の処理ユニットを利用可能なプロセッサに付
与する。アクノレッジメント・ウインドウは,タスク・ウインドウに対応する処
理ユニットが処理されたことを示す。ウインドウを使用することにより,プロト
コルは,タスク・ウインドウが付与し,アクノレッジメント・ウインドウが示し
た処理ユニットの一部のみのトラックを保持する必要がある。これらウインドウ
は操作され,アンカー画像からアンカー画像に新たにされる。
【0098】 ブロック705において,次の処理ユニットはプロセッサ−スケジューラにより
,バッファから得られる。ブロック710において,処理ユニットが基準画像の一
部,またはそれ自身の全基準画像(全フレームまたはフィールドのような)であ
ると,プロセッサ−スケジューラはそのタスク・ウインドウ(ブロック715)の
ユニットにマークを付ける。プロセッサ−スケジューラは,チャネル数,フレー
ム数,および処理ユニット数(たとえば,スライス数)のような処理ユニットの
識別データを,リストにするこの目的のためのメモリーを有する。
【0099】 ブロック720において,プロセッサ−スケジューラは,基準処理ユニットを処
理するために,タスクを利用可能なプロセッサに付与し,その処理ユニット・デ
ータを,そのプロセッサに進める。ブロック725において,プロセッサ−スケジ
ューラは,タスクが受信されたプロセッサから,アクノレッジメントを受信する
ために待機する。アクノレッジメントが受信されると,プロセッサ−スケジュー
ラは,そのアクノレッジメント・ウインドウ(ブロック730)に適切な記号を付
ける。
【0100】 ブロック735において,プロセッサが基準処理ユニットを処理して,遂行する
と,適切なフラッグ("end of unit = 1")がセットされ,ブロック740において
,関連した予想処理ユニットを処理するために付与されるどのプロセッサによっ
ても,基準処理ユニットが利用可能であることを示す,適切なフラッグ("refer
ence ready =1")がセットされる。
【0101】 プロトコルが一般的なプログラム・フローを与えることに注意。たとえば,B
およびP画像からのユニットに対して,プロトコルの適切な作製がなされるべき
である。たとえば,B画像からのユニットが,動き補償に対して二つの基準ユニ
ットを要求する。したがって,"reference ready"フラッグは,両基準ユニット
が用意されたときにのみ,セットされるべきである。また,P画像からのユニッ
トが,予想ユニット(ここで,I画像がアンカーユニットである)と同様に,ア
ンカーユニット(B画像ユニットに対し)であってもよい。さらに,多重プロセ
ッサが同じ時間で追跡され,基準および処理ユニットの多数のセットが,必要に
応じて,同じ時間で追跡され得る。
【0102】 たとえば,各プロセッサは,基準ユニット・データを取得するために,他のプ
ロセッサによりアクセスされ得る二つの基準ユニット(前方および後方予想)に
対し,基準バッファを含んでもよい。第三のバッファが,今のユニット,たとえ
ば,B画像に対して,各プロセッサに備えられてもよい。さらに,処理されたア
ンカー・フレーム・ユニット(IまたはP)が,それらが参照されるかどうかにか
かわらず,常に基準バッファに記憶され得る。今の後方予想基準バッファが次の
瞬間に,前方予想基準バッファであることから,二つの基準バッファの間で,フ
レーム・バッファ・ポインターが交換される。
【0103】 知られたMPEGパラメータが,処理ユニットのフレームタイプを検出するために
,使用され得る。
【0104】 処理ユニットは,それが(フレームまたはフィールドのような)全画像の(ス
ライスのような)サブセットであるとき,予想処理ユニット内の領域の動き補償
が,典型的に,唯一の基準処理ユニット内から基準データを要求することから,
直ぐに利用可能となることに注意。この"プッシュ"アプローチは処理時間を節約
するが,各プロセッサに対してより大きなバッファ,およびプロセッサの間で,
よりDMAの輸送を要求する。このことは,基準フレーム内の処理ユニットが圧縮
されていないと,他のどのプロセッサが今後,基準としてそれを使用するかが分
からないことから,正しい。したがって,それはすべてのプロセッサに同報通信
しなければならない。DMAを実行するための第二の方法は,それ自身の,コード
が解かれた基準ユニットを記憶するための各プロセッサを有し,各プロセッサが
,他のプロセッサから,要求された基準ユニットを"引き出す"ことである。これ
は,処理時間に関して,よりゆっくりであるが,DMAおよびメモリーを節約する
【0105】 もし望むならば,画像からなるいくつかの処理ユニットは,画像内のすべての
ユニットが処理されるまで,処理され記憶され,全体の画像として一緒に利用可
能となる。
【0106】 ブロック710において,処理ユニットが基準画像の一部でないとき,すなわち
予想画像であるとき,プロセッサは,関連した基準ユニットが利用可能であるか
どうかを(ブロック745)をみるために,フラッグ"reference ready"を調べる。
もしそうでないと,保持モードとなる(ブロック750)。基準ユニット(単数ま
たは複数)が用意されると,プロセッサ−スケジュールは"reference ready"フ
ラッグ(ブロック755)をリセットし,タスク・ウインドウをクリアーし,アク
ノレッジメント・ウインドウをクリアーする。このことは,ペンディング状態の
タスクがないこと,たとえば,まだ処理されなかった,現在の予想処理ユニット
に対する基準処理ユニットがないことを意味する。
【0107】 そこで,ブロック770において,予想処理ユニットはプロセッサに付与される
【0108】 当該プロセッサからの要求に基づき,要求された基準処理ユニットは,予想ユ
ニットを動き補償する際に,使用する予想ユニットのプロセッサに転送される。
このデータの転送は,バスにより,直接メモリー・アクセス(DMA)転送を使用
しなし得る。既知のコンピュータ・アーキテクチャーがこの目的のために使用す
ることができるが,ここでは詳説しない。一般的に,プロセッサ−スケジューラ
は,基準および予想ユニットが付与されたプロセッサの記録を保持し,必要な転
送を整理する。
【0109】 また,各プロセッサは,基準および予想処理ユニットを記憶するために,それ
自身のローカル・メモリーをもつ。各プロセッサはまた,トランスコード化され
た処理ユニットを,stat muxに進める前に,記憶するためのそれ自身のバッファ
をもつ。
【0110】 既知のstat mux技術は,トランスコード化されたデータを各プロセッサからst
at muxへの転送を管理する。
【0111】 基準処理ユニットが以前にトランスコード化され,stat muxに与えられる(ま
たは他のものは現在stat muxに与えられることをまっている)ことに注意。予想
ユニットの動き補償のために,予想ユニットのプロセッサにより使用される基準
処理ユニットのデータは,圧縮されない,画素領域フォーマットにあり,使用後
廃棄される。
【0112】 タスクおよびアクノレッジメント・ウインドウの両方は,処理ユニットの数の
サイズ(ユニット)が同じある。このサイズは,基準画像当たり処理ユニットの
数により決定される。
【0113】 アクノレッジメントが,プロセッサからプロセッサ−スケジューラに規則的に
戻り始める限り,ビットストリームは円滑かつ効率的に流れる。
【0114】 したがって,保護プロトコルは,基準処理ユニットをもつこと避け,その相関
関係をもつ一つ以上の予想処理ユニットが基準処理ユニットの処理後まで,予想
処理ユニットの処理を遅延させることにより,同じ時間に処理されることを避け
る。その結果,プロセッサの平均遅延は,M/M/1またはM/M/m待ち行列理論にした
がって,最小化されることが期待される。
【0115】 本発明の他の態様において,以下の処理ユニット再順序化方法は,ここで記述
した多重チャネル・トランスコーダ・アーキテクチャーに適用することができる
。各処理ユニットは,要求された計算力を通常決定する,それ自身のサイズをも
つ。サイズが大きくなればなるほど,計算力が要求される。ソフトウエアの実行
のため,処理ユニットのサイズが大きくなればなるほど,処理遅延が大きくなる
ことが,しばしば正しい。このような遅延を最小にするために,以下の再順序化
プロセスが,各チャネルに対して適用することができる。
【0116】 特に,各画像の処理ユニットは,再順序化バッファにおいて,再度順序化され
る。各再順序化バッファ(待ち行列)は,最も短い処理ユニットが最初となるル
ールにしたがって,プロセッサにチャネルの処理ユニットを付与するために,設
計される。この場合,待ち行列のモデルは,図2の並行処理アーキテクチャーの
m個のブランチに対して,M/G/1となり,図4の多重処理アーキテクチャーの一つ
のブランチに対して,M/G/mとなる。優先順位は,Ui k(t)により,時間tで,kフ
レームのi番目の処理ユニットをラベル付けし,Si k(t)により,このユニットの
サイズ(ビット)を表記することにより付与される。たとえば,MTSパーサーお
よび処理ユニット区分の後のビットストリームが次のように処理ユニットの順序
をもつとする。 U1 k(t),U2 k(t),・・・,UL k(t)
【0117】 また次のとおりとする。 S1 k(t)<SL k(t)<S2 k(t)<SL-3 k(t)<・・・<S3 k(t)
【0118】 このとき,再順序化バッファ410の出力中の処理ユニットの順番は,以下のと
おりである。 U1 k(t),UL k(t),U2 k(t),UL-3 k(t),・・・,U3 k(t)
【0119】 要するに,多重チャネルMPEGビデオ・トランスコーダを実行するためのアーキ
テクチャーの選択は,トレードオフの関係のある性能とコストに基づくなされる
。要求された全処理パワーをPとし,処理ユニット当たり平均遅延を減少させる
観点から,以下の点に注意。
【0120】 ・多重化されたnチャネル・ビットストリームのスケジュールがm個のプロセッサ
(それぞれが処理パワーP/mをもつ)に対して決められる場合において,mがより
小さいと,処理ユニット当たりの平均遅延も小さくなる。最小の平均遅延は,m
=1,たとえば,M/M/1の待ち行列を作るシステムの場合に与えられる。
【0121】 ・或る数mのプロセッサの場合において,多重化されたnチャネル・ビットストリ
ームをm個のサブストリーム(各サブストリームは,各プロセッサに送られる)
に,前もって分離するアプローチは,m個のプロセッサに対する,多重化されたn
チャネル・ビットストリームのスケジュールを決めるアプローチより,よりシス
テム遅延をもつ。
【0122】 ・処理ユニットの,予め決定されたブロックに関して,平均遅延は,より小さい
サイズをもつ処理ユニットが最初に処理されるように,ブロック内の処理ユニッ
トを再順序化することにより,減少させることができる。
【0123】 ・図2のアーキテクチャーは,以下の理由からその実施は複雑ではない。(a)
ビットストリーム・スプリッタ230の対する速度条件は,図4のアーキテクチャ
ーで,プロセッサ−スケジューラ420の場合よりも非常に低く,(b)保護プロト
コルはより単純である。
【0124】 したがって,本発明は,多重の,個別的なトランスコード化プロセッサを使用
する効果的なトランスコーダに対する方法および装置を提供することは分かるで
あろう。最初のアーキテクチャー(アーキテクチャーA)において,n個のチャネ
ルの入力ビットストリームが処理ユニットに区分化され,そのユニットは,m個
のサブストリームに分離され,各サブストリームは,対応するブランチにおいて
処理される。待ち行列は,各サブストリームに与えられる。二番目のアーキテク
チャー(アーキテクチャーB)において,処理ユニットが利用可能なプロセッサ
に付与される。一つの待ち行列が,すべてのプロセッサに与えられる。または,
優先順位をもつ待ち行列の方式において,予想画像ユニットが,それらの基準ユ
ニットが処理されたとき,プロセッサに付与される際に優先順位ともつことから
,優先順位をもつ待ち行列が予想画像ユニットを保持するために使用される。
【0125】 アーキテクチャーAを強化する一つのオプションが,m個のブランチのそれぞれ
に,バッファのフルネス・フィードバック信号を与え,入ってくるデータが,最
も空の待ち行列(バッファ)に送られるように,ビットストリームの分離を調節
することである。
【0126】 アーキテクチャーAまたはBのいずれかに対する他の強化策で,処理ユニットは
,最小のサイズのときに最初となる技術にしたがって,待ち行列において,再順
序化され得る。
【0127】 アーキテクチャーA(一つのビデオ・ストリームが異なるサブストリームに分
離されるとき),およびアーキテクチャーBに対する強化策が,予想処理ユニッ
トが待ち行列において最初である前に,すべての予想処理ユニットが利用できる
その基準処理ユニットをもつことを確実にするために,異なるビデオ・ビットス
トリームのフレームをインターリーブすることである。
【0128】 アーキテクチャーA(一つ以上のビデオ・ストリームが異なるサブストリーム
に分離されるとき),およびアーキテクチャーBに対する強化策が,予想処理ユ
ニットおよびそれらの相関関係をもつ基準処理ユニットのトラックを保持し,そ
れらが同じ時間に(異なるプロセッサにおいて)処理されないことを確実にする
保護プロトコルを提供することである。保護プロトコルは,予想処理ユニットに
対応する基準処理ユニットが処理されるまで,予想処理ユニットの処理を遅延さ
せる。動き補償処理のために,圧縮されていない基準処理ユニットの,予想ユニ
ットのプロセッサへの転送はまた,調整される。
【0129】 相関関係をもつ処理ユニットが同じ時間で処理されないことを確実にすること
により,最小の平均処理遅延が達成され,トランスコーダのスループットが強化
される。
【0130】 また,上記強化策は,一般に同じ時間に実行され得る。
【0131】 他の利点は,本発明のトランスコーダのアーキテクチャーが,データを操作プ
ロセッサにのみ発送することにより,一つ以上の故障したプロセッサを容易に受
け入れることができる点である。
【0132】 本発明は,標準精細度ビデオ・チャネルのような多重チャネル,またはHDTVチ
ャネルのようなシングル高ビットレート・チャネルをトランスコード化するのに
適している。
【0133】 本発明が種々の特定の実施例に関連して記述されたが,当業者であれば,特許
請求の範囲の本発明の思想および範囲から逸脱することなく,多くの順応例およ
び修正例をなし得ることは分かるであろう。
【0134】 たとえば,種々のシンタックス要素がここで議論される一方で,それらは例示
であり,いかなるシンタックスも使用できることに留意されたい。
【0135】 また,本発明はMPEG‐2に関連して議論されている一方で,ここで議論した観
念が現在のMPEG‐2の標準の派生物を含む,近似した通信標準と一緒に使用する
のに,順応し得ることは分かるであろう。
【0136】 さらに,本発明は,ケーブルまたは衛星テレビ・ブロードバンド通信ネットワ
ーク,ローカルエリアネットワーク(LAN),大都市エリアネットワーク(MAN)
,広域ネットワーク(WAN),インターネット,イントラネット,およびInterne
t,またはこれらの組み合わせを含む,事実上のどのタイプのネットワークとと
もに使用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は,本発明にしたがった,n個のチャネルのためのn個のトランスコーダを
もつ,多重チャネル・ビデオ・トランスコーダのブロック図を示す。
【図2】 図2は,本発明にしたがった,n個のチャネルをm個のトランスコード化プロセ
ッサに分離するためのビットストリーム・スプリッタをもつ,多重チャネル・ビ
デオ・トランスコーダ(アーキテクチャーA)のブロック図を示す。
【図3】 図3は,それぞれの待ち行列が,本発明にしたがってm個のトランスコード化
プロセッサのそれぞれに与えられる,図2のアーキテクチャーを示す。
【図4】 図4は,本発明にしたがって,m個のトランスコード化プロセッサ間でn個のチ
ャネルを処理することのスケジュールを決める,プロセッサ−スケジューラーを
もつ多重チャネル・ビデオ・トランスコーダ(アーキテクチャーB)のブロック
図を示す。
【図5】 図5は,待ち行列が,本発明にしたがってプロセッサ−スケジューラーに与え
られる,図4のアーキテクチャーを示す。
【図6】 図6は,付加的な優先順位をもつ待ち行列が,本発明にしたがってプロセッサ
−スケジューラーに与えられる,図4のアーキテクチャーを示す。
【図7】 図7は,データが本発明にしたがって処理されたことを証明する保護プロトコ
ルを示す。
【手続補正書】
【提出日】平成13年12月26日(2001.12.26)
【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
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM, HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT ,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW, MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR ,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA, ZW (72)発明者 リング,ファン アメリカ合衆国カリフォルニア州92126, サンディエゴ,カミノ・ルイズ10252,ア パートメント,ナンバー88 Fターム(参考) 5C059 KK50 RB02 RB10 RB13 RB14 RB18 SS06 UA02

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】デジタル・ビデオ・データからなるビットストリームをトラン
    スコード化する方法であって, ビットストリームを複数の連続した処理ユニットに区分化する工程と, 処理ユニットの待ち行列を作る工程と, 待ち行列を作るシステムモデルにしたがって,待ち行列が作られた処理ユニッ
    トのそれぞれを,並行に配置された,複数のトランスコード化プロセッサのそれ
    ぞれに付与する工程と, を含む方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の方法であって, 待ち行列を作るシステムモデルにしたがって,待ち行列が作られた処理ユニッ
    トは,互いに独立な,待ち行列が作られた処理ユニットの特定のものが,そこで
    同時に処理されるように,トランスコード化プロセッサに付与される,ところの
    方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の方法であって, 待ち行列が作られた処理ユニットは基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニ
    ット,およびその予想映像の,待ち行列が作られた処理ユニットを含み, 待ち行列を作るシステムモデルにしたがって,待ち行列が作られた処理ユニッ
    トは,基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニットおよび予想映像の,待ち行
    列が作られた処理ユニットが,同時に処理されないように,トランスコード化プ
    ロセッサに付与される,ところの方法。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の方法であって, 処理ユニットは,スライス,フレーム,フィールド,ビデオ・オブジェクト・
    プレーン(VOP),およびブロックのグループ(GOB)の少なくとも一つである,
    ところの方法。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の方法であって, 前記待ち行列を作る工程において,区分化された処理ユニットの待ち行列は,
    共通の待ち行列において作られ, 前記付与工程において,待ち行列が作られた処理ユニットは,共通待ち行列か
    らトランスコード化プロセッサに付与される,ところの方法。
  6. 【請求項6】請求項5に記載の方法であって, 前記待ち行列を作る工程において,区分化された処理ユニットの待ち行列は,
    最小のサイズの処理ユニットが最初となる方法のもとで,共通待ち行列において
    作られる,ところの方法。
  7. 【請求項7】請求項5に記載の方法であって, ビットストリームは一つのビデオ・チャネルのみを有する,ところの方法。
  8. 【請求項8】請求項1に記載の方法であって, 処理ユニットは基準映像の処理ユニット,およびその予想映像の処理ユニット
    を含み, 前記待ち行列を作る工程において,基準映像の処理ユニットの待ち行列は第一
    の待ち行列において作られ,予想映像の処理ユニットの待ち行列は,第二の,優
    先順位をもつ待ち行列において作られ, 前記付与工程において,基準映像の,待ち行列がつくられた処理ユニットが処
    理のために,それぞれのトランスコード化プロセッサに付与された後,予想映像
    の,待ち行列が作られた処理ユニットは,それぞれのトランスコード化プロセッ
    サに付与される際に,優先順位をもつ, ところの方法。
  9. 【請求項9】請求項8に記載の方法であって, 前記待ち行列を作る工程において,区分化された処理ユニットは,最小のサイ
    ズの処理ユニットが最初という方法の下で,第一および第二の待ち行列において
    ,その待ち行列が作られる,ところの方法。
  10. 【請求項10】請求項1に記載の方法であって, 連続した処理ユニットを複数のサブストリームに分離する工程をさらに含み, 前記待ち行列を作る工程において,処理ユニットのサブストリームの待ち行列
    は,それぞれの待ち行列において作られ, 前記付与工程において,待ち行列が作られた処理ユニットは,それぞれの待ち
    行列からトランスコード化プロセッサに付与される,ところの方法。
  11. 【請求項11】請求項10に記載の方法であって, ビットストリームは,複数のビデオ・チャネルからなる,ところの方法。
  12. 【請求項12】請求項10に記載の方法であって, 処理ユニットのサブストリームの待ち行列は,最小のサイズの処理ユニットが
    最初という方法の下で,それぞれの待ち行列において作られる,ところの方法。
  13. 【請求項13】請求項10に記載の方法であって, 処理ユニットのサブストリームの待ち行列は,最も空の待ち行列が最初という
    方法の下で,それぞれの待ち行列において作られる,ところの方法。
  14. 【請求項14】請求項1に記載の方法であって, ビットストリームは,それぞれの画像順序でそれぞれの画像をもつ,少なくと
    も第一および第二のビデオ・チャネルからなり, さらに,当該方法が, それぞれの第一および第二のビデオ・チャネルの,相関関係をもつ画像が,そ
    れぞれの画像順序でよりも離れているように,第一のビデオ・チャネルの画像を
    ,第二のビデオ・チャネルからの画像でインターリーブする工程を含む,ところ
    の方法。
  15. 【請求項15】請求項1に記載の方法であって, ビットストリームは,それぞれのグループ化順序でそれぞれの画像のグループ
    をもつ,少なくとも第一および第二のビデオ・チャネルからなり,各グループが
    一つの画像,または複数の相関関係をもつ画像からなり, さらに,当該方法が, それぞれの第一および第二のビデオ・チャネルの,相関関係をもつグループが
    ,それぞれのグループ化順序でよりも離れているように,第一のビデオ・チャネ
    ルの画像のグループを,第二のビデオ・チャネルからの画像のグループでインタ
    ーリーブする工程を含む,ところの方法。
  16. 【請求項16】請求項1に記載の方法であって, 前記付与工程において,基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニット,およ
    びその予想映像の,待ち行列が作られた処理ユニットは,トランスコード化プロ
    セッサのそれぞれのものに付与され, さらに,当該方法が, 基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニットが処理されるまで,付与された
    トランスコード化プロセッサで,予想映像の,待ち行列が作られた処理ユニット
    を処理することを遅延する工程を含む,ところの方法。
  17. 【請求項17】請求項16に記載の方法であって,さらに, 基準映像の,付与された,待ち行列が作られた処理ユニット,その予想映像の
    ,付与された,待ち行列が作られた処理ユニット,およびそれらが前記付与工程
    において,付与されたトランスコード化プロセッサの記録を保持する工程と, 基準映像の,待ち行列が作られた処理ユニットが,付与されたトランスコード
    化プロセッサにより処理されたとき,その記録を更新する工程と, を含み, 前記遅延工程が前記更新工程に応答する,ところの方法。
  18. 【請求項18】請求項16に記載の方法であって,さらに, 基準映像の,待ち行列が作られたユニットを,付与されたトランスコード化プ
    ロセッサに与え,そこでの処理後,予想映像の,待ち行列が作られた処理ユニッ
    トが付与されたトランスコード化プロセッサに与える工程を含む,ところの方法
  19. 【請求項19】デジタル・ビデオ・データからなるビットストリームをトラ
    ンスコード化する装置であって, ビットストリームを複数の連続した処理ユニットに区分化する手段と, 処理ユニットの待ち行列を作る手段と, 並行に配置された,複数のトランスコード化プロセッサと, 待ち行列を作るシステムモデルにしたがって,待ち行列が作られた処理ユニッ
    トのそれぞれを,複数のトランスコード化プロセッサのそれぞれに付与する手段
    と, を含む装置。
  20. 【請求項20】請求項19に記載の装置であって, 前記待ち行列を作る手段は,区分化された処理ユニットの待ち行列を作るため
    の共通待ち行列を含み, 前記付与手段は,待ち行列が作られた処理ユニットを,共通待ち行列からトラ
    ンスコード化プロセッサに付与する,ところの装置。
  21. 【請求項21】請求項19に記載の装置であって,さらに, 連続した処理ユニットを,複数のサブストリームに分離するスプリッタを含み
    , 前記待ち行列を作る手段は,処理ユニットのサブストリームの待ち行列を作る
    ためのそれぞれの待ち行列を含み,前記付与手段は,待ち行列が作られた処理ユ
    ニットを,それぞれの待ち行列からトランスコード化プロセッサに付与する,と
    ころの装置。
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