JP2004186840A - 非初期化バッファモデルを用いた方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単化可能な非初期化バッファを用いた方法を提供する。
【解決手段】これは、タイミングシナリオを例を用いて説明される。この例では、再び、エンコーダは、５番目のピクチャの後に、ランダムアクセスポイントを生成する。この例では、（そのようなシナリオの場合によくあることだが）、可能な範囲で最も良いピクチャ品質を達成するために、ランダムアクセスポイント後の最初のピクチャは比較的大きなピクチャでなければならない（イントラ符号化を行うためである）。この修正モデルを用いれば、このポイントでバッファを空にするという制約がないので、比較的で大きなデータ量を、５番目のピクチャの代わりに、ランダムアクセスポイント後の最初のピクチャに割り当てることができる。
【選択図】 図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ、オーディオまたはその他のデータの非初期化バッファモデルを用いた方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最も近い関連従来技術は、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＭＰＥＧ ａｎｄ ＩＴＵ−Ｔ
ＶＣＥＧ’，Ｊｏｉｎｔ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅａｍ’ｓ ｄｒａｆｔ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄａｔｅｄ ２００２−１１−１８， ａｎｄ ｃａｌｌｅｄ ＪＶＴ−Ｅ１４６ｄ３７に記載されている。（本明細書のファイル名は：ＪＶＴ−Ｅ１４６ｄ３７ｎｃｍ．ｄｏｃ）。このモデルは、デコーダバッファ、デコードタイミングの制約、並びにその他の関連する要求についての仮想参照（ｈｙｐｏｔｈｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）デコーダを含んでいる。このモデルは、図１に示すようにエンコードおよびデコードシステムを設計するエンジニアへの参考に給される。
エコードシステムの設計者は、そのモデルによって適切に処理されるストリームを生成するように、エンコードシステムの設計を試みる。
また、技術者は、このモデルを基にデコードシステムを設計し、しばしば、そのデコーダをＨＲＤの動作にできる限り近いものになるように努める。そのようなモデルは、正確に実現できない理想的な動作や動作を有する場合があり、デコーダの設計技術者は、理想的でない特性および理想的でない動作を補償する手段を負付加する必要がある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ビデオ、オーディオまたはその他のデータの非初期化バッファモデルを用いた方法に関する。
本発明は、前記バッファモデルの非ゼロ開始時間を用いた方法に関する。
本発明は、前記バッファモデル対しての非ゼロバッファフルネスを用いた方法に関する。
本発明は、デコード遅延パラメータの選択送信（伝送）方法に関する。
可変ビットレートタイミングモデルは、ビデオなどのエンコードシステムの設計者およびデコードシステムの設計者が相互運用を行うための参考となるように規定されている。このモデルは、所定の非ゼロ特性を用いて、ビットストリームの連続再生を行えるように初期化可能である。所定のタイミング情報は、隠蔽され、実行複雑さおよびビットオーバヘッドを削減している。
【０００４】
【発明の実施の形態】
また、このモデルのタイミングを記述するために式が用いられる。ＪＶＴ−Ｅ１４６ｄ３７のセクションＣ．１．１．１で引用され、あるいはそこから得られる以下の式は、このモデルの初期状態を示している。
ＨＲＤは、ランダムアクセスポイントＳＥＩメッセージによって規定される任意のランダムアクセスポイントに続く最初のピクチャで初期化可能である。そのバッファは、初期状態で空である。そのランダム・アクセスＳＥＩメッセージ後の最初のピクチャの最初のビットは、ＣＰＢに関連付けられたビットレートｂｉｔ＿ｒａｔｅ〔ｋ〕における初期到達（ａｒｒｉｖａｌ） 時間ｔａｉ（０）＝０において、バッファに入りはじめる。
【０００５】
説明：
ｔ＝０における、ｔａｉ（０）＝０と、デコーダバッファフルネス（ｄｅｃｏｄｅｒ＿ｂｕｆｆｅｒ＿ｆｕｌｌｎｅｓｓ（ｔ） と呼ぶ） は：
ｄｅｃｏｄｅｒ ＿ｂｕｆｆｅｒ＿ｆｕｌｌｎｅｓｓ（０） ビット
である。
続くピクチャの到達時間は、以下の式（１）で規定される。
【０００６】
【数１】

【０００７】
この式ｔａｉ，ｅａｒｌｉｅｓｔ（ｎ）は、以前は下記式（２）のように定義されていた。
しかしながら、それは最近、式（３）のように変更された。
【数２】

【数３】

しかしながら、後者は、恐らく、編集エラーであり、例えば、ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ遅延の現在の定義について編集エラーであり、以下の式（４）がより適切と思える。
【数４】

あるいは、ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌを、下記式（５）と等しい値を返すように定義することも可能である。しかしながら、この本明細書では、（４）が使用される。
【数５】

【０００８】
以前の規格のように、このモデルの全ての制約および限定の結合された効果は、例えば、ピクチャのサイズおよび周波数を制約すること以外に、そのビットストリーム内の所定のフィールドの値に制約をおくことである。これらの式はエンコードタイミングについて言及していないが、この制約はおそらく、このモデルに仮想エンコーダを付加することでより明確になる。すなわち、所定の制約は、エンコーダ・バッファおよび適切なタイミングを用いれば、仮想エンコーダによっても規定可能である。このモデルに応じたエンコードおよびデコードのシナリオの例は、図１に示される。前述した式との関係、並びに図は以下である。
【０００９】
エンコーダ・バッファ入力は、曲線Ａである。これは、式（４）と同じである。
前述した式（１）で定義されるように各ピクチャの初期到達時間は、デコーダ入力曲線Ｋのある点として得られる。
デコーダバッファ出力曲線Ｌは、ｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ＿ｄｅｌａｙフィールドおよびｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ＿ｄｅｌａｙで示されるタイミングに対応している。
【００１０】
なお、値”ｄｅｃｏｄｉｎｇ＿ｄｅｌａｙ”によって曲線Ｌを左に移動することによって、曲線Ａが得られる。すなわち、時間オフセットを除くと、これら２つの曲線は同じタイミングを規定する。
図４に記述された変数の幾つかは、ビットストリームに格納されて伝送され、他の変数は（ドラフト）規格内に記述されているだけである。下記表１は、これらの変数をさらに詳しく説明している。
【００１１】
【表１】

【００１２】
特性”ｋに応じた値”は、異なるバッファモデルを適用した場合に、変数の値を変えることができる場合を示している。これは、この（ドラフト）規格は、マルチバッファモデルをサポートしているためである。各バッファモデルｋは、例えば、異なるバッファ容量（Ｂ）と、異なるビットレート（Ｒ）を有することができる。この本明細書では、Ｂ（ｋ），Ｒ（ｋ），Ｆ（ｋ）について述べる代わりに、ｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ＿ｄｅｌａｙ（ｋ）等、並びにより短いバージョンＢ，Ｒ，Ｆ、ｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ＿ｄｅｌａｙが、信頼性を向上するためにしばしば用いられる。この場合、これらは、単に、例えば、バッファモデル０などの一つの所定のモデルの変数である。
【００１３】
この従来技術には、以下に示す問題がある：
このモデル自体は複雑である。
前述した表に示されるように、ビットストリーム内に比較的多数のフィールドをエンコードおよび挿入するという要求がある。これは、ビットストリームのオーバヘッドを増大させる。
これらのフィールドを演算して生成するために、例えば、図２に示すように、比較的複雑なエンコーダを実現する必要がある。その結果、図６に示すように、比較的複雑なデコーダを実現する必要がある。
【００１４】
このモデルは、ビットストリームの開始時、エンコーダがｄｅｃｏｄｅｒ＿ｄｅｌａｙを定義することを事実上要求している。このことは、図４に示される。例えば、ｔ＝０において、最初のピクチャが送信される（または、デジタル記録媒体に書き込まれる）。ピクチャが送信される直前に、メッセージが送られなければならない。このメッセージは、ｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ＿ｄｅｌａｙ＿ｏｆｆｓｅｔおよびｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ＿ｄｅｌａｙを定義している。これは、実質的に、ｄｅｃｏｄｅｒ＿ｄｅｌａｙに固定値を設定している。
しかしながら、多くのアプリケーションにおいて、１パスのエンコーダは、エンコード処理の開始で、ｄｅｃｏｄｅｒ＿ｄｅｌａｙの適切な値を設定できない。
【００１５】
このモデルには、非連続問題（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍ）がある。すなわち、ランダムアクセスポイントにおいて、バッファモデルの状態が、リセットされ、失われる。その結果、これらのポイントにおいて、続くビデオをサポートするのに不適切な状態がしばしば発生する。これは、図７に示される。この例では、５ピクチャ後に、他のＳＥＩメッセージがビデオストリーム内に挿入される。このポイントでデコーダバッファが空でなければならないという制約に従うために、前のピクチャ（例えば、５番目のピクチャ）は無駄の多い詰め込み（ｗａｓｔｅｆｕｌ ｓｔｕｆｆｉｎｇ） を必要とする。さらに、多くのシナリオにおいて、続くピクチャを、１ピクチャ期間後に、デコードして提供する必要がある。その結果、Ｒａｔｅ／Ｐｉｃｔｕｒｅ＿Ｐｅｒｉｏｄビットのみが、そのようなアクセスポイントがしばしば比較的大量のデータを要求するにも係わらず、そのようなランダムアクセスポイント後に、最初のピクチャによる利用が可能である。換言すると、そのような場合に、このモデルは、実用的でない。（そのため、これは、このモデルの範囲外である可能性がある）
【００１６】
このモデルは、以下に示す進歩ステップを用いることで簡単化される。：
タイミングイベントに関係する所定のデコーダをシフトする代わりに、時間ベース自体のシフトが、最初のピクチャの最初のビットに対してのゼロ到達時間より長い時間許容して行われる。
このことは、下記式（６）で示される。
【００１７】
【数６】

【００１８】
このことは、図８に示されるように、修正モデルに対しても適用される。なお、従来技術との差異は、従来技術がゼロ値のみを許可する点である。
続くピクチャ到達時間についての式（７）は、従来技術においてもそのまま規定されている、例えば、
【数７】

【００１９】
しかしながら、この改善された規則ｔａｉ（０）を用いて、ｔａｉ，ｅａｒｌｉｅｓｔ（ｎ）は、下記式（８）のように、さらに簡単化される。
【００２０】
【数８】

【００２１】
この発明の実施形態は、図８に示される。これは、図１０の例を用いて説明される。
【００２２】
この発明の他の観点は、ランダムなアクセスポイントにおいて、非ゼロバッファフルネスを許可することである。これは、下記式（９）でサポートされる。
【００２３】
【数９】

【００２４】
これは、図１１内のタイミングシナリオを例を用いて説明される。この例では、再び、エンコーダは、５番目のピクチャの後に、ランダムアクセスポイントを生成する。この例では、（そのようなシナリオの場合によくあることだが）、可能な範囲で最も良いピクチャ品質を達成するために、ランダムアクセスポイント後の最初のピクチャは比較的大きなピクチャでなければならない（イントラ符号化を行うためである）。この修正モデルを用いれば、このポイントでバッファを空にするという制約がないので、比較的で大きなデータ量を、５番目のピクチャの代わりに、ランダムアクセスポイント後の最初のピクチャに割り当てることができる。
【００２５】
本発明の効果（従来技術と対比して）は：
このバッファモデルは簡略化され、ｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｐｂ＿ｒｅｍｏｖａｌ＿ｄｅｌａｙ＿ｏｆｆｓｅｔが冗長になり、そのため、ビットストリームのオーバヘッドが低減され、エンコーダはこれらのフィールドを計算およびエンコードする必要がない。
また、デコーダは、これらのフィールドをデコードおよび処理しない。
このモデルは、ランダムアクセスシナリオをサポートするのに適している。
このエンコーダは、ストリームの開始時に、ｄｅｃｏｄｅｒ＿ｄｅｌａｙを決定する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、仮想参照デコーダを用いた相互運用を達成することを説明するための図である。
【図２】図２は、ＪＶＴの仮想参照デコーダモデルを説明するための図である。
【図３】図３は、従来技術のタイミングモデルの詳細を説明するための図である。
【図４】図４は、適合ビットストリームの一例を説明するため図である。
【図５】図５は、エンコーダの実現の一部に係わるＨＲＤの一例を説明するため図である。
【図６】図６は、デコーダの実現の一部に係わるＨＲＤの一例を説明するため図である。
【図７】図７は、ランダムアクセスタイムにおけるモデルの動作を説明するため図である。
【図８】図８は、本発明に係わるモデルを説明するため図である。
【図９】図９は、本発明に係わるモデルの詳細なタイミングを説明するため図である。
【図１０】図１０は、本発明に係わる適合ビットストリームの一例を説明するため図である。
【図１１】図１１は、ランダムアクセスポイントにおけるモデル動作を説明するため図である。
【図１２】図１２は、エンコーダの実現の一部に係わる簡単化されたＨＲＤの一例を説明するため図である。
【図１３】図１３は、デコーダの実現の一部に係わる簡単化されたＨＲＤの一例を説明するため図である。
【符号の説明】
１１…エンコーダ

Claims (4)

1. ビデオ、オーディオまたはその他のデータの非初期化バッファモデル（ｎｏｎ−ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅｄ ｂｕｆｆｅｒ ｍｏｄｅｌ）を用いた方法。
2. 前記バッファモデルの非ゼロ開始時間を用いた方法。
3. 前記バッファモデル対しての非ゼロバッファフルネス（ｆｕｌｌｎｅｓｓ）を用いた方法。
4. デコード遅延パラメータの選択送信（伝送）方法。

Images