JP2005192193A5 - - Google Patents

Claims (32)

1. 入力ビデオ画像をエンコードして出力ビットストリームを生成するブロックベースのビデオエンコーダ用のレート制御器であって、
   前記入力ビデオ画像中の現在のピクチャに関するビットレートを受けて、前記現在のピクチャ用の第１の量子化ステップサイズを生成する可変ビットレート（ＶＢＲ）制御器と、
   前記現在のピクチャを受けて、前記現在のピクチャ用の第２の量子化ステップサイズを生成する固定ビットレート（ＣＢＲ）制御器と、
   前記現在のピクチャの変換データの量子化において前記ブロックベースのビデオエンコーダ中の量子化器によって使用されるように、前記第１の量子化ステップサイズおよび前記第２の量子化ステップサイズのうち最大の量子化ステップサイズを選択するよう構成されるセレクタと、
   を備え、前記セレクタによって選択された前記最大の量子化ステップサイズを前記量子化器に出力するレート制御器。
2. 前記ＶＢＲ制御器および前記ＣＢＲ制御器の少なくとも一つに対して動作の少なくとも一つのパラメータを定める入力を更に備える、請求項１記載のレート制御器。
3. 前記少なくとも一つのパラメータは、前記ＶＢＲ制御器に対する目標ピークビットレート、目標平均ビットレート、最大量子化スケール、最小量子化スケール、目標量子化スケール、初期量子化スケール、ＶＢＶバッファサイズ、および前記出力ビットストリームの平均ビットレートに前記目標平均ビットレートを追跡させるための比例積分制御器の応答時間に関する時定数の少なくとも一つを含む、前記請求項２記載のレート制御器。
4. 前記ＶＢＲ制御器は、前記出力ビットストリームの平均ビットレートが前記目標平均ビットレートを追跡するように前記第１の量子化ステップサイズを生成する、請求項３記載のレート制御器。
5. 前記比例積分制御器は、前記出力ビットストリームの前記平均ビットレートが前記目標平均ビットレートを追跡するように前記第１の量子化ステップサイズを調節する、請求項４記載のレート制御器。
6. 前記ＶＢＲ制御器は、前記比例積分制御器の応答時間に関するプログラム可能な時定数を含む、請求項５記載のレート制御器。
7. 前記ＣＢＲ制御器が、
   前記現在のピクチャのマクロブロックを少なくとも二つの異なるマクロブロックタイプに分類し、各マクロブロックタイプの統計的頻度を決定し、各マクロブロックタイプに対してコンプレキシティの統計的指標を計算するよう構成されるピクチャ解析モジュールと、
   前記ピクチャ解析モジュールに結合され、前記現在のピクチャ内の前記マクロブロックタイプの前記統計的頻度及び前記マクロブロックタイプに対するコンプレキシティの統計的指標に基づいて予測されるピクチャコンプレキシティ推定値を生成するよう構成されるコンプレキシティモデルモジュールと、
   前記予測されるピクチャコンプレキシティ推定値と一致するビット割り当てを生成するよう適合されるビット割り当てモジュールと、
   前記ビット割り当てと一致する量子化ステップサイズを前記現在のピクチャに対して生成するよう適合される量子化付与モジュールと、
   を備える、請求項１記載のレート制御器。
8. 前記コンプレキシティの指標がマクロブロックのアクティビティ測定値から計算されるエネルギー値を備える、請求項７記載の制御器。
9. 前記ビット割り当てモジュールが、
   ピクチャの推定コンプレキシティに基づいて理想ビット割り当てを計算するよう構成される理想ビット割り当てモジュールと、
   所望のＶＢＶバッファフルネス範囲を維持するために前記理想ビット割り当てを調節するよう構成されるビデオビットストリーム確認（ＶＢＶ）フルネス調節モジュールと、
   ＶＢＶコンプライアンスを維持するために前記理想ビット割り当てを調節するよう構成されるＶＢＶコンプライアンス調節モジュールと、
   を備える、請求項７記載の制御器。
10. 入力ビデオ画像をエンコードして出力ビットストリームを生成するビデオ圧縮エンコーダ用の固定ビットレート制御器であって、
    前記入力ビデオ画像中の現在のピクチャを受け、前記現在のピクチャ内の少なくとも二つの異なるタイプのマクロブロックそれぞれの統計的頻度を決定し、前記少なくとも二つの異なるタイプのマクロブロックそれぞれのコンプレキシティの少なくとも一つの統計的指標を生成するよう構成されるピクチャ解析モジュールと、
    前記ピクチャ解析モジュールに結合され、前記マクロブロックタイプの前記統計的頻度及び前記マクロブロックタイプに対する前記コンプレキシティの統計的指標に基づいて予測されるピクチャコンプレキシティ推定値を生成するよう構成されるコンプレキシティモデルモジュールと、
    前記予測されるピクチャコンプレキシティ推定値と一致するビット割り当てを生成するよう適合されるビット割り当てモジュールと、
    前記ビット割り当てと一致する量子化ステップサイズを前記現在のピクチャに対して生成するよう適合される量子化付与モジュールと、
    を備え、該生成された量子化ステップサイズを出力する固定ビットレート制御器。
11. 前記ビット割り当てモジュールが、
    ピクチャの推定コンプレキシティに基づいて理想ビット割り当てを計算するよう構成される理想ビット割り当てモジュールと、
    所望のＶＢＶバッファフルネス範囲を維持するために前記理想ビット割り当てを調節するよう構成されるビデオビットストリーム確認（ＶＢＶ）フルネス調節モジュールと、
    ＶＢＶコンプライアンスを維持するために前記理想ビット割り当てを調節するよう構成されるＶＢＶコンプライアンス調節モジュールと、
    を有する、請求項１０記載の固定ビットレート制御器。
12. 前記ピクチャ解析モジュールの前記少なくとも一つの統計的指標が各マクロブロックタイプに対するエネルギー値を備える、請求項１０記載の固定ビットレート制御器。
13. 各エネルギー値が、各マクロブロックタイプのマクロブロックにおける原ピクセル輝度値と該マクロブロックの平均ピクセル輝度値との間の差測定値を含む計算によって決定される、請求項１２記載の固定ビットレート制御器。
14. 前記ピクチャ解析モジュールの前記少なくとも一つの統計的指標が、少なくとも一つのマクロブロックタイプに対する時間平均化されたエネルギー推定値を含む、請求項１０記載の固定ビットレート制御器。
15. 前記コンプレキシティモデルモジュールが各タイプのマクロブロックのコンプレキシティの測定値、並びに、前記各タイプのマクロブロックのコンプレキシティの現行の推定値を生成する、請求項１０記載の固定ビットレート制御器。
16. 現在のピクチャに対してマクロブロックタイプの統計的頻度を決定するステップと、
    各タイプのマクロブロックのコンプレキシティを示す統計的指標を生成するステップと、
    前記統計的頻度および前記統計的指標の値と共に増加する重みによって重み付けされた前記コンプレキシティの推定値の合計を生成することによって、予測ピクチャコンプレキシティを形成するようピクチャコンプレキシティを予測するステップと、
    前記予測ピクチャコンプレキシティと一致するビット割り当てを生成するステップと、
    前記ビット割り当てと一致する量子化ステップサイズを付与するステップと、
    を含む、ビデオ圧縮エンコーダにおける固定ビットレート（ＣＢＲ）レート制御方法。
17. 前記統計的指標を生成するステップが、
    各マクロブロックタイプのマクロブロックにおける原ピクセル輝度値と該マクロブロックの平均ピクセル輝度値との間の差測定値を計算することを含む、請求項１６記載の方法。
18. 各マクロブロックタイプに関して、対応する差測定値を経験的因子を指数として累乗し、該累乗された差測定値を前記現在のピクチャにおける同じタイプの全てのマクロブロックにわたって平均化するステップを更に含む、請求項１７記載の方法。
19. 少なくとも一つのマクロブロックタイプに対して時間平均化されたエネルギー推定値を生成するマクロブロック用のエージングパラメータを利用するステップを更に含む、請求項１８記載の方法。
20. 各タイプのマクロブロックのコンプレキシティの測定値を生成するステップを更に含む、請求項１９記載の方法。
21. 前記各タイプのマクロブロックのコンプレキシティの現行の推定値を生成するステップを更に含む、請求項２０記載の方法。
22. 前記マクロブロックタイプのコンプレキシティの現行の推定値を生成するステップが、
    現在のピクチャに対するマクロブロックコンプレキシティを、過去のピクチャに対するマクロブロックコンプレキシティの推定値と組み合わせるステップを含む、請求項２１記載の方法。
23. 前記過去のピクチャに対する前記マクロブロックコンプレキシティの推定値が前記マクロブロック用のエージングパラメータによって重み付けされる、請求項２２記載の方法。
24. 前記ピクチャの各マクロブロックについて原ピクセルのエネルギーを合計することにより、前記現在のピクチャに対するイントラエネルギーを測定するステップを更に含む、請求項１６記載の方法。
25. 前記現在のピクチャに対して測定されたイントラエネルギーを、過去のピクチャに対するイントラエネルギーの推定値と組み合わせることにより、現在のピクチャに対するイントラエネルギーの推定値を生成するステップを更に含む、請求項２４記載の方法。
26. 前記現在のピクチャに対するイントラエネルギーの推定値を生成するステップは、前記現在のピクチャに対するエージングパラメータによって重み付けされた前記過去のピクチャに対する前記イントラエネルギーの推定値と、前記現在のピクチャに対して測定されたイントラエネルギーを組み合わせる、請求項２５記載の方法。
27. ピークビットレートおよび選択可能な平均ビットレートを有する可変ビットレート制御器を含むビデオ圧縮エンコーダにおける可変ビットレート制御方法であって、
    前記エンコーダの出力ビットストリームの平均ビットレートにおける変化を測定するステップと、
    前記平均ビットレートが目標平均ビットレートを追跡するように前記可変ビットレート制御器の前記平均ビットレートを調節するステップと、
    を含む、方法。
28. 前記調節ステップは、比例積分制御器を用いて、前記可変ビットレート制御器の前記平均ビットレートを調節する、請求項２７記載の方法。
29. 前記比例積分制御器は、時定数によって決定される応答時間を有している、請求項２８記載の方法。
30. 入力ビデオ画像をエンコードして出力ビットストリームを生成するビデオ圧縮エンコーダのビットレートを制御する方法であって、
    前記入力ビデオ画像中のピクチャを受ける固定ビットレートエンコーダを用いて第１の量子化ステップサイズを生成するステップと、
    前記ピクチャに関するビットレートを受ける可変ビットレートエンコーダを用いて第２の量子化ステップサイズを生成するステップと、
    前記第１の量子化ステップサイズおよび前記第２の量子化ステップサイズのうち最大の量子化ステップサイズを選択するステップと、
    前記選択された最大の量子化ステップサイズを使用して前記ピクチャを量子化するステップと、
    を含むレート制御方法。
31. 前記第２の量子化ステップサイズを生成するステップは、前記出力ビットストリームの平均ビットレートが前記目標平均ビットレートを追跡するように前記第２の量子化ステップサイズを調節する、請求項３０記載の方法。
32. 前記第２の量子化ステップサイズが、比例積分制御器を用いて調節される、請求項３１記載の方法。