JP2011147120A - スケーラブル映像を優先度に応じて伝送する方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スケーラブル映像の各GOPのSVC符号化後の階層化ビットストリームに対して、優先度並べ替えを行い、並べ替え後のSVC階層化ビットストリームに対して、パッケージおよびRaptor符号化を行って、伝送チャネルを介して、符号化後のスケーラブル映像のビットストリームを、スケーラブル映像の受信側に送信する方法及び装置を提供する。
【選択図】図1
Description
によって、各ノードの並べ替え因子を計算する。
は状態ノードti(gj)のPSNRを表し、
は状態ノードti(gj)のビットレートを表し、
は初期状態ノードt(g0)のPSNRを表し、
は初期状態ノードt(g0)のビットレートを表し、
は宛先状態ノードt(gK-1)のPSNRを表し、
は宛先状態ノードt(gK-1)のビットレートを表し、Oi(gj)は状態ノードti(gj)の並べ替え因子を表し、Kはステージの総数を表す。
によって、初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパス上の各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和を計算し、最大となる並べ替え因子の重み付け和を有するパスを、最適パスとする、ことを含む。ここで、Sxは初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスのうち、x番目のパス上の各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和を表し、O(gj)は該x番目のパスの第jのステージにおける状態ノードの並べ替え因子を表し、ωjは第jのステージの重み付け因子を表す(0<ωj<1、0≦j≦K-1)。
および
を採用して、第jのステージにおける各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和Sj(ti)を計算し、初期ステージから第jのステージにおける各状態ノードまでの最適パスの状態ノード集合をそれぞれ記録するステップA1と、jがK−1と等しいかどうかを判断し、等しい場合、宛先状態ノードの最適パスの状態ノード集合における各状態ノードからなるパスを、最適パスとし、等しくない場合、「j=j+1」にして、ステップA1に戻るステップA2と、を含む。
および
を採用して、第jのステージにおける各状態ノードから宛先ステージまでの並べ替え因子の重み付け和Tj(ti)を計算し、第jのステージにおける各状態ノードから宛先ステージまでの最適パスの状態ノード集合をそれぞれ記録するステップa1と、jが0と等しいかどうかを判断し、等しい場合、初期状態ノードから宛先ステージまでの最適パスの状態ノード集合における各状態ノードからなるパスを、最適パスとし、等しくない場合、「j=j―1」にして、ステップa1に戻るステップa2と、を含む。
の範囲内で次数dの値を選択する、ことを含む。ここで、θは次数分布関数のパラメータであり、次数分布関数がRobust−Soliton関数である場合、
である(定数c>0、δは許容可能な復号失敗率)。
[数式1]
[数式2]
は状態ノードti(gj)のPSNRを表し、
は状態ノードti(gj)のビットレートを表し、
は初期状態ノードt(g0)のPSNRを表し、
は初期状態ノードt(g0)のビットレートを表し、
は宛先状態ノードt(gK-1)のPSNRを表し、
は宛先状態ノードt(gK-1)のビットレートを表し、Oi(gj)は状態ノードti(gj)の並べ替え因子を表し、Kはステージの総数を表す。
[数式3]
[数式4]
[数式5]
[数式6]
[数式7]
[数式8]
[数式9]
[数式10]
[数式11]
[数式12]
、定数c>0、
、δは許容可能な復号失敗率である。
である確率は95%を超えるが、次数dが
である確率は5%未満である。従って、次数dの大きさを適応選択する際に、
の範囲だけを考慮してもよい。即ち、
の範囲内で、次数dを選択してもよい。ここで、θは、Robust−Soliton分布関数のパラメータである。
Claims (14)
- スケーラブル映像を優先度に応じて伝送する方法であって、
スケーラブル映像の各ピクチャグループ(GOP)のスケーラブル映像符号化(SVC)後の階層化ビットストリームに対して、優先度並べ替えを行い、
並べ替え後のSVC階層化ビットストリームに対して、パッケージおよびRaptor符号化を行って、伝送チャネルを介して、符号化後のスケーラブル映像のビットストリームを、スケーラブル映像の受信側に送信する、
ことを含むことを特徴とする方法。 - 前記SVC階層化ビットストリームに対して、優先度並べ替えを行うことは、
並べ替えパス上の全ての可能ノードを、一定の(s,t,q)特性(s、tおよびqはそれぞれ、空間領域、時間領域および品質領域の解像度特性を表す)に対応する各状態ノードとして定義し、
s、tおよびqの増加ステップサイズの違いにより、同じ増加ステップサイズを有する状態ノードが同じステージにあるように、全ての状態ノードを異なるステージに区分し、
各状態ノードそれぞれのビットレートおよびその対応するピーク信号対雑音比(PSNR)によって、各状態ノードの並べ替え因子を計算し、
初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスの中から、各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和が最大となる最適パスを決定し、
最適パス上の初期ステージから宛先ステージまでの各状態ノードの順に従って、SVC階層化ビットストリームを出力する、
ことを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 数式
によって、各ノードの並べ替え因子を計算し、
ここで、gjは第jのステージを表し、ti(gj)は第jのステージにおけるi番目の状態ノードを表し、t(g0)は初期ステージの初期状態ノードを表し、t(gK-1)は宛先ステージの宛先状態ノードを表し、
は状態ノードti(gj)のPSNRを表し、
は状態ノードti(gj)のビットレートを表し、
は初期状態ノードt(g0)のPSNRを表し、
は初期状態ノードt(g0)のビットレートを表し、
は宛先状態ノードt(gK-1)のPSNRを表し、
は宛先状態ノードt(gK-1)のビットレートを表し、Oi(gj)は状態ノードti(gj)の並べ替え因子を表し、Kはステージの総数を表す、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスの中から、最適パスを決定することは、
数式
によって、初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパス上の各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和を計算し、
最大となる並べ替え因子の重み付け和を有するパスを、最適パスとする、
ことを含み、
ここで、Sxは初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスのうち、x番目のパス上の各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和を表し、O(gj)は該x番目のパスの第jのステージにおける状態ノードの並べ替え因子を表し、ωjは第jのステージの重み付け因子を表す(0<ωj<1、0≦j≦K-1)、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスの中から、最適パスを決定することは、
初期ステージの初期状態ノードを開始点として選択して、ノード識別子jを1に設定し、初期ステージの並べ替え因子の重み付け和S0(t)を0に設定し、初期ノードの最適パスの状態ノード集合を初期状態ノードに初期化するステップA0と、
数式
および
を採用して、第jのステージにおける各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和Sj(ti)を計算し、初期ステージから第jのステージにおける各状態ノードまでの最適パスの状態ノード集合をそれぞれ記録するステップA1と、
jがK−1と等しいかどうかを判断し、等しい場合、宛先状態ノードの最適パスの状態ノード集合における各状態ノードからなるパスを、最適パスとし、等しくない場合、「j=j+1」にして、ステップA1に戻るステップA2と、
を含み、
ここで、Sj(ti)は第jのステージにおけるi番目の状態ノードtiの並べ替え因子の重み付け和を表し、Sj-1(tk)は第j−1のステージにおける状態ノードtiに繋がるk番目の状態ノードtkの並べ替え因子の重み付け和を表し、ωjは第jのステージの重み付け因子を表し、Oi(gj)は第jのステージにおけるi番目の状態ノードtiの並べ替え因子を表し、Mj(ti)は第jのステージにおけるi番目の状態ノードtiの最適パスの状態ノード集合を表し、Mj-1(tk)は第j−1のステージにおける状態ノードtiに繋がる各状態ノードのうち、並べ替え因子の重み付け和の最大値に対応する状態ノードの最適パスの状態ノード集合を表す、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスの中から、最適パスを決定することは、
宛先ステージの宛先状態ノードを開始点として選択し、ノード識別子jをK−2に設定し、宛先ステージの並べ替え因子の重み付け和TK-1(t)を0に設定し、宛先ノードの最適パスの状態ノード集合を宛先状態ノードに初期化するステップa0と、
数式
および
を採用して、第jのステージにおける各状態ノードから宛先ステージまでの並べ替え因子の重み付け和Tj(ti)を計算し、第jのステージにおける各状態ノードから宛先ステージまでの最適パスの状態ノード集合をそれぞれ記録するステップa1と、
jが0と等しいかどうかを判断し、等しい場合、初期状態ノードから宛先ステージまでの最適パスの状態ノード集合における各状態ノードからなるパスを、最適パスとし、等しくない場合、「j=j―1」にして、ステップa1に戻るステップa2と、
を含み、
ここで、Tj(ti)は第jのステージにおけるi番目の状態ノードtiから宛先ステージまでの並べ替え因子の重み付け和を表し、Tj+1(tk)は第j+1のステージにおける状態ノードtiに繋がるk番目の状態ノードtkの並べ替え因子の重み付け和を表し、ωjは第jのステージの重み付け因子を表し、Oi(gj)は第jのステージにおけるi番目の状態ノードtiの並べ替え因子を表し、Mj(ti)は第jのステージにおけるi番目の状態ノードtiから宛先ステージまでの最適パスの状態ノード集合を表し、Mj+1(tk)は第j+1のステージにおける状態ノードtiに繋がる各状態ノードから宛先ステージまでの並べ替え因子の重み付け和の最大値に対応する状態ノードから宛先ステージまでの最適パスの状態ノード集合を表す、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 第jのステージの重み付け因子ωjはωj+1(0<ω<1、0≦j≦K-1)である、
ことを特徴とする請求項4、5または6に記載の方法。 - 最適パスが1つより多い場合、
各ステージの重み付け因子の値を増加して、初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスの中から、最適パスを再決定する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記Raptor符号化は、
並べ替えおよびパッケージ後の各層のソース行列ブロックのそれぞれに対して、RS符号化およびインターリーブを行って、m個のデータパケットを得、
LT符号化の次数を決定し、
決定されたLT符号化の次数に従って、m個のデータパケットに対して、LT符号化を行って、n個のデータパケットを得る、
ことを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記LT符号化の次数を決定することは、
の範囲内で次数dの値を選択する、
ことを含み、
ここで、θは次数分布関数のパラメータであり、次数分布関数がRobust−Soliton関数である場合、
である(定数c>0、δは許容可能な復号失敗率)、
ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記LT符号化の次数を決定することは、
mの値の範囲と次数dの値の最適範囲との対応関係を確立し、
mの値により、次数dの値の最適範囲を決定し、
次数dの値の最適範囲内で、1つの整数をランダムに選択して、LT符号化の次数dとする、
ことを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - スケーラブル映像を優先度に応じて伝送する装置であって、
スケーラブル映像の各ピクチャグループ(GOP)に対して、スケーラブル映像符号化(SVC)を行うSVC符号化手段と、
SVC符号化後のSVC階層化ビットストリームに対して、優先度並べ替えを行う優先度並べ替え手段と、
並べ替え後のSVC階層化ビットストリームに対して、パッケージを行うパッケージ手段と、
パッケージ後のSVC階層化ビットストリームに対して、Raptor符号化を行って、伝送チャネルを介して、スケーラブル映像の受信側に送信するRaptor符号化手段と、
を含むことを特徴とする装置。 - 前記優先度並べ替え手段は、
並べ替えパス上の全ての可能ノードを、一定の(s,t,q)特性(s、tおよびqはそれぞれ、空間領域、時間領域および品質領域の解像度特性を表す)に対応する各状態ノードとして定義し、s、tおよびqの増加ステップサイズの違いにより、同じ増加ステップサイズを有する状態ノードが同じステージにあるように、全ての状態ノードを異なるステージに区分するステージ区分モジュールと、
各状態ノードそれぞれのビットレートおよびその対応するピーク信号対雑音比(PSNR)によって、各状態ノードの並べ替え因子を計算する並べ替え因子決定モジュールと、
初期ステージから宛先ステージまでの状態ノードで構成可能な全てのパスの中から、各状態ノードの並べ替え因子の重み付け和が最大となる最適パスを決定する最適パス決定モジュールと、
最適パス上の初期ステージから宛先ステージまでの各状態ノードの順に従って、SVC階層化ビットストリームを出力する並べ替え結果出力モジュールと、
を含むことを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 前記Raptor符号化手段は、
パッケージ後の各層のソース行列ブロックに対して、RS符号化を行って、m個のデータパケットを得るRS符号化モジュールと、
LT符号化の次数を決定するLT符号化次数決定モジュールと、
決定されたLT符号化の次数に従って、前記m個のデータパケットに対して、LT符号化を行って、n個のデータパケットを得るLT符号化モジュールと、
を含むことを特徴とする請求項12に記載の装置。
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