JP2011528529A - 符号化効率を向上させるための高速チャネル変更のスケーラブルビデオ符号化方法 - Google Patents

Abstract

装置は、ベースレイヤビデオ符号化信号とエンハンスメントレイヤビデオ符号化信号とを有するＳＶＣ（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｄ）信号を提供するためビデオ信号を符号化し、ベースレイヤビデオ符号化信号はエンハンスメントレイヤより多くのＩＤＲ（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｒｅｆｒｅｓｈ）スライスなどのランダムアクセスポイントを有するものとして選択され、エンハンスメントレイヤがＩＤＲスライスを有するアクセスユニットにおいて、ベースレイヤは非ＩＤＲスライスを有する。

Description

本出願は、２００８年７月１６日に出願された米国仮出願第６１／０８１，０５６号の利益を主張する。

本発明は、一般に地上波放送、セルラ、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、衛星などの有線及び無線システムなどの通信システムに関する。

圧縮されたビデオビットストリームが無線ネットワークなどのエラーの可能性のある通信チャネルを介し配信されるとき、ビットストリームのある部分が損傷又は欠落するかもしれない。このような誤りのあるビットストリームが受信機に到達し、ビデオデコーダにより復号化されると、再生品質は大きな影響を受けうる。ソースエラー耐性符号化は、この問題に対処するのに用いられる技術である。

ビデオブロードキャスト／マルチキャストシステムでは、１つの圧縮ビデオビットストリームは、通常はセッションとしばしば呼ばれる指定された期間において一斉にユーザグループに配信される。ビデオ符号化の予測性質のため、ビットストリームへのランダムアクセスは、ビットストリーム内のランダムアクセスポイントにおいてのみ利用可能であり、これにより、正確な復号化はこれらのランダムアクセスポイントからのみ可能となる。ランダムアクセスポイントは一般に低い圧縮効率しか有しないため、ビットストリーム内には限られた個数のポイントしかない。この結果、ユーザが自らの受信機をチャネルにチューニングし、セッションに加わるとき、ユーザは正確な復号化を開始させるため、受信したビットストリームの次に利用可能なランダムアクセスポイントを待機する必要があり、これはビデオコンテンツの再生の遅延を生じさせる。このような遅延は、チューンイン遅延（ｔｕｎｅ−ｉｎ ｄｅｌａｙ）と呼ばれ、システムのユーザ体感に影響を与える重要なファクタである。

ビデオ配信システムでは、複数の圧縮ビデオビットストリームがしばしば、各ビデオビットストリームがプログラムチャネルに対応する共通の伝送媒体を共有するエンドユーザに配信される。前のケースと同様に、ユーザがあるチャネルから他のチャネルにスイッチするとき、ユーザは復号化を正確に開始するため、チャネルから受信したビットストリームの次に利用可能なランダムアクセスポイントを待機する必要がある。このような遅延は、チャネル変更遅延と呼ばれ、システムのユーザ体感に影響を与える他の重要なファクタとなる。

挿入されたランダムアクセスポイントの効果は、ビデオ符号化の観点から圧縮ビデオビットストリームのエラー耐性を向上させることである。例えば、ビットストリームに挿入されるランダムアクセスポイントは、定期的にデコーダをリセットし、エラーの伝搬を完全に中断させ、エラーに対するビットストリームのロウバスト性を向上させる。

例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣビデオ圧縮規格（例えば、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６４：“Ａｄｖａｎｃｅｄ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒｉｃ ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ”，ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０（２００５）：“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ａｕｄｉｏ−ｖｉｓｕａｌ ｏｂｊｅｃｔｓ Ｐａｒｔ １０：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ”などを参照されたい）を考えると、ランダムアクセスポイント（スイッチ可能ポイントととも呼ばれる）は、ＩＤＲ（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｒｅｆｒｅｓｈ）スライス、イントラ符号化マクロブロック（ＭＢ）及びＳＩ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｉ）スライスを含む符号化方法により実現可能である。

ＩＤＲスライスに関して、ＩＤＲスライスは、正確な復号化のため何れの前のスライスに依存しないイントラ符号化ＭＢのみを含む。ＩＤＲスライスはまた、以降のスライスの復号化がＩＤＲスライス前の何れのスライスからも独立なものとなるように、デコーダにおける復号化ピクチャバッファをリセットする。正確な復号化がＩＤＲスライスの後にすぐに利用可能となるため、それはまた瞬時ランダムアクセスポイントと呼ばれる。他方、段階的なランダムアクセス処理がイントラ符号化ＭＢに基づき実現可能である。いくつかの連続する予測ピクチャについて、これらのピクチャを復号化した後、以降のピクチャの各ＭＢはピクチャの１つにおいてイントラ符号化された同一位置にある対応するものを有するように、系統的に符号化される。従って、ピクチャの復号化はピクチャセットの前の他の何れのスライスにも依存しない。同様に、ＳＩスライスは、このタイプの特別に符号化されたスライスをビットストリームに埋め込むことによって、異なるビットストリームの間のスイッチを可能にする。残念なことに、Ｈ．２６４／ＡＶＣでは、ＩＤＲスライス又はＳＩスライスの共通の欠点は、それらが他のタイプの圧縮ピクチャより大きいため、符号化効率がないことである。通常、かなりの量のビットレートオーバヘッドがスイッチポイントの埋め込みに費やされる必要がある。

同様に、ランダムアクセスポイントはまた、ＳＶＣ（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）において利用される。ＳＶＣでは、依存性の表現はいくつかのレイヤ表現から構成され、アクセスユニットは、１つのフレームに対応するすべての依存性表現から構成される（例えば、Ｙ−Ｋ．Ｗａｎｇ，Ｍ．Ｈａｎｎｕｋｓｅｌａ，Ｓ．Ｐａｔｅｕｘ，Ａ．Ｅｌｅｆｔｈｅｒｉａｄｉｓ，ａｎｄ Ｓ．Ｗｅｎｇｅｒ，“Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｆ ＳＶＣ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．９，Ｓｅｐｔ ２００７，っｐ。１１４９−１１６３；ａｎｄ Ｈ．Ｓｃｈｗａｒｚ，Ｄ．Ｍａｒｐｅ ａｎｄ Ｔ．Ｗｉｅｇａｎｄ，“Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｓｃａｌａｂｌｅ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｈ．２６４／ＡＶＣ ｓｔａｎｄａｒｄ”、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．９，Ｓｅｐｔ ２００７，ｐｐ．１１０３−１１２０などを参照されたい）。

ランダムアクセスポイントを埋め込むためのＳＶＣの一般的な方法は、ＩＤＲスライスを用いてアクセスユニット全体を符号化することである。特に、上位レイヤ表現（より大きなｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有するレイヤ表現）がＩＤＲピクチャにおいて符号化されるとき、すべての下位レイヤ表現（より小さなｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有するレイヤ表現）がまたＩＤＲピクチャに符号化される。これは、下位レイヤ表現がＩＤＲピクチャに符号化されるとき、上位レイヤ表現は、それがＩＤＲピクチャ自体に符号化される際により良いレイヤ間予測を利用可能である可能性があるためである。図１において、一例が示される。図１のＳＶＣ符号化信号は、２つの依存性表現を有し、各依存性表現は１つのレイヤ表現を有する。特に、ベースレイヤはＤ＝０と関連付けされ、エンハンスレイヤはＤ＝１と関連付けされる（Ｄの値はまた“ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ”とも呼ばれる）。図１は、ＳＶＣ信号のフレームに発生する９つのアクセスユニットを示す。破線のボックスにより示されるように、アクセスユニット１は、第１レイヤ（Ｄ＝１）のＩＤＲスライスと、ベースレイヤ（Ｄ＝０）のＩＤＲスライスとを有する。次のアクセスユニットは２つの予測（Ｐ）スライスを有する。図１から、アクセスユニット１，５，９のみがＩＤＲスライスを有していることが観察できる。また、これらのアクセスユニットにおいてランダムアクセスが実行可能である。しかしながら、Ｈ．２６４／ＡＶＣのケースと同様に、ＩＤＲスライスにより符号化される各アクセスユニットは、ＩＤＲスライスが他のタイプの圧縮ピクチャより通常は大きいため、ＳＶＣ符号化の効率を減少させる。

本発明の原理によると、ビデオ信号を送信する方法は、ＳＶＣ（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｄ）信号の第１スケーラブルレイヤであって、前記ＳＶＣ信号の第２スケーラブルレイヤの関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値未満の関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有する前記第１スケーラブルレイヤをチャネル変更レイヤとして選択するステップと、前記ＳＶＣ信号の少なくとも一部について、前記第１スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと前記第２スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントとが異なるアクセスユニットにおいて出現するように、前記ＳＶＣ信号を提供するため前記ビデオ信号をスケーラブルビデオ符号化するステップと、前記ＳＶＣ信号を送信するステップとを有する。

本発明の例示的な実施例では、ＳＶＣ信号は、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとを有し、ベースレイヤはエンハンスメントレイヤより多くのＩＤＲスライスなどのランダムアクセスポイントを有するものとして選択され、エンハンスメントレイヤがＩＤＲスライスを有するアクセスユニットにおいて、ベースレイヤは非ＩＤＲスライスを有する。

本発明の他の例示的な実施例では、ＳＶＣエンコーダは、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとを有するＳＶＣ信号を提供し、ベースレイヤはエンハンスメントレイヤより多くのＩＤＲスライスなどのランダムアクセスポイントを有するものとして選択され、ＳＶＣエンコーダは、エンハンスメントレイヤがＩＤＲスライスを有するアクセスユニットにおいて、ベースレイヤが非ＩＤＲスライスを有するか符号化効率の関数として決定する。

上記及び詳細な説明を参照することから明らかなように、他の実施例及び特徴がまた可能であり、本発明の原理の範囲内に属する。

図１は、ＩＤＲスライスを有する従来のＳＶＣ信号を示す。 図２は、ＳＶＣ符号化で用いられる例示的なフローチャートを示す。 図３は、例示的なＳＶＣ信号を示す。 図４は、本発明の原理によるＳＶＣ符号化に用いられる例示的なフローチャートを示す。 図５は、本発明の原理による装置の例示的な実施例を示す。 図６は、本発明の原理による例示的なＳＶＣ信号を示す。 図７は、本発明の原理によるＳＶＣ符号化に用いられる他の例示的なフローチャートを示す。 図８は、本発明の原理による装置の他の例示的な実施例を示す。 図９は、本発明の原理による他の例示的なフローチャートを示す。

発明のコンセプト以外の図面に示される要素は周知であり、詳細には説明されない。例えば、発明のコンセプト以外では、ＤＭＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｍｕｌｔｉｔｏｎｅ）送信（ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）又はＣＯＦＤＭ（Ｃｏｄｅｄ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）とも呼ばれる）への精通が仮定され、ここでは説明されない。また、テレビ放送、受信機及びビデオ符号化への精通が仮定され、ここでは詳細には説明されない。例えば、発明のコンセプト以外では、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ）、ＳＥＣＡＭ（ＳＥｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｏｕｌｅｕｒ Ａｖｅｃ Ｍｅｍｏｉｒｅ）、ＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）、Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅ，（ＧＢ）２０６００−２００６、ＤＶＢ−Ｈなどのテレビ規格の現在及び提案された勧告への精通が仮定される。同様に、発明のコンセプト以外では、８レベル残留側波帯（８−ＶＳＢ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの他の伝送コンセプトと、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（低ノイズブロック、チューナ、ダウンコンバータなど）、復調装置、相関装置、リークインテグレータ、スクエアラなどの受信コンポーネントとが仮定される。さらに、発明のコンセプト以外では、ＦＬＵＴＥ（Ｆｉｌｅ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｖｅｒ Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）プロトコル、ＡＬＣ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｏｄｉｎｇ）プロトコル、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）及びＩＰＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｏｒ）などのプロトコルへの精通が仮定され、ここでは説明されない。同様に、発明のコンセプト以外では、トランスポートビットストリームを生成するためのフォーマット化及び符号化方法（ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）−２システム規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１）や上述したＳＶＣなど）が周知であり、ここでは説明されない。また、発明のコンセプトはここでは説明されない従来のプログラミング技術を用いて実現されてもよいことが留意されるべきである。最後に、図面の同様の番号は同様の要素を表す。

上述されるように、受信機がまずオンされるか、チャネル変更中か、又は同一チャネルなでサービスが変更される場合であっても、受信機は受信データを処理可能になるまで要求される初期化データをさらに待機しなければならないかもしれない。この結果、ユーザは、サービス又はプログラムにアクセス可能となるまでにさらなる時間を待機する必要がある。ここで説明されるように、“チャネル変更”、“チューンイン”、“サービス変更”という用語は、それらがすべて新たなプログラムへのスイッチを表しているため、等価である。

ＳＶＣでは、ＳＶＣ信号はいくつかの従属（空間）レイヤを含みうるものであり、各従属レイヤは、同一のｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有するＳＶＣ信号の１以上の時間的及び／又は品質スケーラブルレイヤから構成されるものであってもよい。ベースレイヤ（ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ＝０）は、ビデオ信号の最小レベルの解像度を表す。他のレイヤ（ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ＞０）は、ビデオ信号の増加する解像度のレイヤを表す。例えば、ＳＶＣ信号が３つのレイヤから構成される場合、ベースレイヤと、レイヤ１と、レイヤ２とが存在する。各レイヤは、異なるｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値と関連付けされる。受信機は、（ａ）ベースレイヤのみを処理する、（ｂ）ベースレイヤとレイヤ１とを処理する、又は（ｃ）ベースレイヤとレイヤ１とレイヤ２とを処理することが可能である。例えば、ＳＶＣ信号は、ベース信号の解像度のみをサポートする装置により受信することが可能であり、このタイプの装置は受信したＳＶＣ信号のその他のレイヤを単に無視することができる。他方、最大解像度をサポートする装置については、このタイプの装置は、受信したＳＶＣ信号の３つすべてのレイヤを処理可能である。

ＳＶＣでは、ＩＤＲピクチャの符号化は各レイヤについて独立して実行される。また、本発明の原理によると、ビデオ信号を送信する方法は、チャネル変更レイヤなどのスケーラブルビデオ符号化（ＳＶＣ）信号の第１スケーラブルレイヤを選択し、ＳＶＣ信号の少なくとも一部について、第１スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと第２スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントとが異なるアクセスユニットにおいて出現するようにＳＶＣ信号を提供するためにビデオ信号をスケーラブルビデオ符号化し、ＳＶＣ信号を送信することからなり、第１スケーラブルレイヤはＳＶＣ信号の第２スケーラブルレイヤの関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値未満の関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有する。この結果、ビデオエンコーダは、追加的なスイッチ可能ポイントを圧縮ビデオビットストリームに埋め込むことによって受信機におけるチューンイン遅延（ｔｕｎｅ−ｉｎ ｄｅｌａｙ）とチャネル変更遅延（ｃｈａｎｎｅｌ−ｃｈａｎｇｅ ｄｅｌａｙ）とを低減し、さらに全体的なビットレートを低減可能である。

本発明の例示的な実施例では、ＳＶＣ信号はベースレイヤとエンハンスメントレイヤとを有し、ベースレイヤは、ＩＤＲスライスなどのエンハンスメントレイヤより多くなランダムアクセスポイントを有するものとして選ばれ、エンハンスメントレイヤがＩＤＲスライスを有するアクセスユニットでは、ベースレイヤは非ＩＤＲスライスを有する。発明のコンセプトが２つのレイヤに関して説明されるが、発明のコンセプトはこれに限定されず、２より多くのスケーラブルレイヤが存在してもよい。

発明のコンセプトを説明する前に、図２において、チューンイン遅延とチャネル変更遅延を低減するためのスケーラブルビデオエンコーダで用いられるフローチャートが示される。ステップ１０５において、スケーラブルビデオエンコーダは、ビデオ信号をベースレイヤと少なくとも１つの他のレイヤと空なるＳＶＣ信号に符号化する。特に、ステップ１１０において、スケーラブルビデオエンコーダは、ＩＤＲスライスが結果として得られるＳＶＣ信号の他の何れのレイヤより高い頻度でベースレイヤに挿入されるように、ビデオ信号を符号化する。例えば、スケーラブルビデオエンコーダは、既存の符号化パターンＩＢＢＰ又はＩＰＰＰに類似する符号化パラメータに対して、当該符号化パラメータが異なる空間レイヤの異なるＩＤＲインターバルを規定するように応答する。最後に、ステップ１１５において、ＳＶＣ信号が送信される。

図３を参照して、図２のフローチャートのステップを実行するＳＶＣエンコーダにより形成される例示的なＳＶＣ信号１１１が示される。本例では、ＳＶＣ信号１１１は、ベースレイヤ（Ｄ＝０）とエンハンスメントレイヤ（Ｄ＝１）とを有する。図３から観察できるように、ベースレイヤはアクセスユニット１，４，７，９においてＩＤＲスライスを有し、エンハンスメントレイヤはアクセスユニット１，９においてしかＩＤＲスライスを有さない。また、受信機が矢印３０１により示されるように時間Ｔ_ｃにおいてＳＶＣ信号１１１を伝送するチャネルに変更（又はまず調整）すると、受信機は、ＳＶＣ信号１１１のベースレイヤの復号化を開始し、低減された解像度のビデオピクチャを提供することが可能となるまで矢印３０２により示されるように時間Ｔ_ｗを待機するだけでよい。ユーザに。従って、受信機は、ベースレイヤビデオ符号化信号を即座に復号化することによって、チューンイン遅延とチャネル変更遅延とを低減することが可能となり、より多くのランダムアクセスポイントを有することになる。図３からさらに観察できるように、受信機は、エンハンスメントレイヤを復号化し、より高い解像度のビデオピクチャをユーザに提供することが可能となるまで、矢印３０３により示される時間Ｔ_Ｄを待機する必要がある。

両方のレイヤが同一のＩＤＲ周波数を有する図１に示される例と比較すると、図２の方法は、限定的なパフォーマンスロスによるより低いビットレートであるが、同じ機能性の向上を実現する能力を提供する。これは、ベースレイヤがビットストリームのトータルビットレートの少ない部分しか占めないときに特に真となる。例えば、ベースレイヤ（Ｄ＝０）としてＣＩＦ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｏｒｍａｔ）（３７２×２８８）解像度とエンハンスメントレイヤとして標準品位（ＳＤ）（７２０×４８０）解像度とについて、ベースレイヤはトータルビットレートの小さなパーセンテージ（約２５％など）しかとらない。従って、ＣＩＦ解像度のＩＤＲの頻度を増加させることによって、ビットレートオーバヘッドはエンハンスメントレイヤのみ又は両方のレイヤにおいてＩＤＲの頻度を増加させることに比べてかなり小さくなる。残念なことに、ＩＤＲスライスにより符号化される各アクセスユニットは、ＩＤＲスライスが通常は他のタイプの圧縮ピクチャより大きくなるため、ＳＶＣ符号化効率を依然として低下させる。

従って、本発明の原理によると、ビデオ信号を送信する方法は、ＳＶＣ信号の第１スケーラブルレイヤをチャネル変更レイヤとして選択し、第２スケーラブルレイヤがランダムアクセスポイントを有するアクセスユニットのＳＶＣ信号の少なくとも一部について、アクセスユニットの第１スケーラブルレイヤがランダムアクセスポイントにより符号化されないようにＳＶＣ信号を提供するためビデオ信号をスケーラブルビデオ符号化し、ＳＶＣ信号を送信することからなり、第１スケーラブルレイヤは、ＳＶＣ信号の第２スケーラブルレイヤの関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値未満の関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有する。

図４において、本発明の原理による例示的なフローチャートが示される。本発明の原理によるビデオ信号を符号化する例示的な装置２００を示す図５が注目されるべきである。発明のコンセプトに関連する部分のみが示される。装置２００は、プロセッサベースシステムであり、図５の破線ボックスにより示されるプロセッサ２４０とメモリ２４５とにより表される１以上のプロセッサと付属のメモリとを有する。本実施例では、コンピュータプログラム又はソフトウェアは、プロセッサ２４０による実行のためメモリ２４５に格納され、例えば、ＳＶＣエンコーダ２０５を実現する。プロセッサ２４０は、１以上の格納されたプログラム制御のプロセッサを表し、これらは送信機能に専用とされる必要はなく、例えば、プロセッサ２４０はまた送信機の他の機能を制御するようにしてもよい。メモリ２４５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの何れかの記憶装置を表し、送信機の内部及び／又は外部のものであってもよく、必要に応じて揮発性及び／又は不揮発性である。

装置２００は、ＳＶＣエンコーダ２０５と変調手段２１０とを有する。ビデオ信号２０４は、ＳＶＣエンコーダ２０５に印加される。ＳＶＣエンコーダ２０５は、本発明の原理に従ってビデオ信号２０４を符号化し、ＳＶＣ信号２０６を変調手段２１０に提供する。変調手段２１０は、アップコンバータ及びアンテナ（図５に図示せず）を介した送信のため変調信号２１１を提供する。

図４を参照して、ステップ１５５において、図５のプロセッサ２４０は、ビデオ信号２０４をベースレイヤとエンハンスメントレイヤとを有するＳＶＣ信号２０６に符号化する。特に、ステップ１６０において、プロセッサ２４０は、ＩＤＲスライスがＳＶＣ信号２０６のエンハンスメントレイヤより高い頻度でベースレイヤに挿入されるように図５のＳＶＣエンコーダ２０５を制御し（例えば、図５の破線で示される信号２０３などを介し）、さらに２つのＩＤＲスライスが同一のアクセスユニットに生じるとき、ベースレイヤは非ＩＤＲスライスにより符号化される。特に、異なる空間レイヤにおける異なるＩＤＲインターバルを規定する符号化パラメータＩＢＢＰ又はＩＰＰＰを規定するのとちょうど同様に、符号化パラメータがＳＶＣエンコーダ２０５に適用される。ステップ１６５において、図５の変調手段２１０はＳＶＣ信号を送信する。

図６を参照して、図４のフローチャートのステップを実行するＳＶＣエンコーダにより生成される例示的なＳＶＣ信号２０６が示される。本例では、ＳＶＣ信号２０６は、ベースレイヤ（Ｄ＝０）とエンハンスメントレイヤ（Ｄ＝１）との２つのレイヤを有する。図６から観察できるように、ベースレイヤは、アクセスユニット４，７においてＩＤＲスライスを有し、エンハンスメントレイヤは、アクセスユニット１，９においてＩＤＲスライスを有する。本発明の原理によると、アクセスユニット１，９において、ベースレイヤは非ＩＤＲスライスにより符号化される。ＳＶＣエンコーダはエンハンスメントレイヤより多くのランダムアクセスポイントを有するベースレイヤを提供するが（例えば、エンハンスメントレイヤのアクセスユニット９にはＩＤＲスライスの出現前にベースレイヤについてアクセスユニット４，７に２つのＩＤＲスライスがあるなど）、本発明のコンセプトはこれに限定されない。例えば、チャネル変更レイヤのＩＤＲスライスがより大きなｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有するレイヤのＩＤＲスライスと異なる回数で出現するように、ＳＶＣ符号化が実行可能である。これは、実質的にベースレイヤとエンハンスメントレイヤなどにおけるＩＤＲスライスの個数を同じにする可能性がある。

図６の記載に続き、受信機が矢印４０１により示されるように時間Ｔ_ＣでＳＶＣ信号２０６を伝送するチャネルに変更（又はまず調整）すると、受信機は、ＳＶＣ信号２０６のベースレイヤを復号化可能となるまで矢印４０２により表される時間Ｔ_Ｗを待機し、ユーザに解像度が低減されたビデオピクチャを提供しさえすればよい。従って、受信機は、ベースレイヤビデオ符号化信号を即座に復号化することによって、チューンイン遅延とチャネル変更遅延とを低下させることが可能であり、より多くのランダムアクセスポイントを有することになる。図６からさらに観察できるように、矢印４０９により示される時間Ｔ_Ｆにおいてチャネル変更が実行される場合、受信機は、エンハンスメントレイヤを復号化可能となるまで矢印４０３により示される時間Ｔ_Ｇを待機し、ユーザに解像度の高いビデオピクチャを提供しさえすればよい。

図７を参照して、本発明の他の例示的な実施例が示される。図７のフローチャートは、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとを有するＳＶＣ信号を提供するＳＶＣエンコーダ（図５のＳＶＣエンコーダ２０５など）を示す。ベースレイヤは、エンハンスメントレイヤより多くのＩＤＲスライスなどのランダムアクセスポイントを有するものとして選択され、ＳＶＣエンコーダは、エンハンスメントレイヤがＩＤＲスライスを有するアクセスユニットにおいて、ベースレイヤが非ＩＤＲスライスを有するか符号化効率の関数として決定する。この結果、得られるＳＶＣ符号化信号は、下位レイヤが非ＩＤＲスライスにより符号化され、上位レイヤがＳＶＣ符号化信号の少なくとも一部においてＩＤＲスライスにより符号化されるアクセスユニットを有してもよいし、又は有さなくてもよい。ステップ５０５において、スケーラブルビデオエンコーダは、ビデオ信号をベースレイヤと少なくとも１つの他のレイヤとを有するＳＶＣ信号に符号化する。特に、ステップ５１０において、スケーラブルビデオエンコーダは、ＩＤＲスライスが結果として得られるＳＶＣ信号の他の何れかのレイヤより高い頻度によりベースレイヤに挿入されるようにビデオ信号を符号化する。例えば、スケーラブルビデオエンコーダは、当該符号化パラメータが異なる空間レイヤで異なるＩＤＲインターバルを規定することを除いて、既存の符号化パターンＩＢＢＰ又はＩＰＰＰに類似する符号化パターンに応答する。ステップ５２０において、ＳＶＣエンコーダは、例えば、ＩＤＲスライスとしてアクセスユニット全体を符号化するビットレートが非ＩＤＲスライスとしてベースレイヤとＩＤＲスライスとして上位レイヤとを符号化するものより高いかなど、結果としての符号化効率をチェックする。ビットレートがより高くない場合、ステップ５２５において、２つのＩＤＲスライスが同じアクセスユニットに現れるアクセスユニットにおいて、ＳＶＣエンコーダが、符号化効率を向上させるためベースレイヤを非ＩＤＲスライスに置換し、その後、ステップ５３０において、ＳＶＣ信号が送信される。

図２、４及び７のフローチャートは装置２００による処理の上位レイヤを表すことに留意すべきである。例えば、ビデオ信号の一部がＳＶＣ符号化されている間、ＳＶＣ符号化信号の一部が同時に送信されてもよい。また、ベースレイヤと１つのエンハンスメントレイヤとに関して説明されたが、図４及び７のフローチャートは複数の上位レイヤに容易に拡張可能である。

図８を参照して、本発明の原理によるＳＶＣ信号を受信するための例示的な装置が示される。発明のコンセプトに関連する部分のみが示される。装置３５０は、受信信号３１１により表される本発明の原理に従ってＳＶＣ信号を伝送する信号を受信する（例えば、これは、図５の装置２００により送信される信号の受信されたものなど）。装置３５０は、携帯電話、モバイルテレビ、セットトップボックス、デジタルテレビ（ＤＴＶ）などを表す。装置３５０は、受信機３５５と、プロセッサ３６０と、メモリ３６５とを有する。また、装置３５０はプロセッサベースシステムである。受信機３５５は、ＳＶＣ信号を伝送するチャネルにチューニングするための復調手段とフロントエンドとを表す。受信機３５５は、信号３１１を受信し、それから信号３５６を復元する。信号３５６はプロセッサ３６０により、すなわち、プロセッサ３６０がＳＶＣ復号化を実行する。例えば、本発明の原理に従ってチャネルスイッチ及びチャネルチューンインのための（後述される）図９に示されるフローチャートに従って、プロセッサ３６０は、復号化されたビデオをパス３６６を介しメモリ３６５に提供する。復号化されたビデオは、装置３５０の一部であるか、又は装置３５０とは別のものとすることができるディスプレイ（図示せず）への印加のため、メモリ３６５に格納される。

図９を参照して、装置３５０に用いられる本発明の原理による例示的なフローチャートが示される。本例では、受信されるＳＶＣ信号はベースレイヤとエンハンスメントレイヤとを有し、ベースレイヤのｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値はエンハンスメントレイヤのｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値未満である。チャネルをスイッチ又はチャネルにチューニングすると、プロセッサ３６０は、指定されたチャネル変更レイヤなどの当初対象とされた従属レイヤに復号化を設定する。本例では、ステップ４０５において、これは受信したＳＶＣ信号のベースレイヤにより表される。しかしながら、発明のコンセプトはこれに限定されず、他の従属レイヤが“当初対象とされたレイヤ”として指定されてもよい。ステップ４１０において、プロセッサ３６０は、アクセスユニット（受信ＳＶＣ ＮＡＬ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）ユニットとも呼ばれる）を受信し、ステップ４１５において、受信したアクセスユニットの上位レイヤがＩＤＲスライスであるかチェックする。それがＩＤＲスライスでない場合、プロセッサ３６０は、ステップ４２５において、受信したアクセスユニットのベースレイヤにＩＤＲスライスがあるかチェックする。ベースレイヤにＩＤＲがない場合、プロセッサ３６０は、次のアクセスユニットを受信するためステップ４１０に戻る。しかしながら、ステップ４１５において、上位レイヤにＩＤＲスライスがある場合、プロセッサ３６０は、それのＳＶＣ対象表示レイヤをエンハンスメントレイヤに設定し、ステップ４２０において、それが最初に通常のビデオストリームなどのエンハンスメントレイヤからＩＤＲピクチャを受信すると、復号化を開始する。

ステップ４２５に戻り、受信したベースレイヤがＩＤＲスライスである場合、プロセッサ３６０は、低減された解像度ではあるがビデオ信号を提供するため、ステップ４３０においてＳＶＣベースレイヤの復号化を開始する。その後、ステップ４３５において、プロセッサ３６０はアクセスユニットを受信し、ステップ４４０において、受信したアクセスユニットの上位レイヤがＩＤＲスライスであるかチェックする。それがＩＤＲスライスでない場合、プロセッサ３６０は、次のアクセスユニットを受信するためステップ４３５に戻る。しかしながら、受信したアクセスユニットの上位レイヤがＩＤＲスライスである場合、プロセッサ３６０は、より高い解像度によりビデオ信号を提供するため、ステップ４４５においてＳＶＣ上位レイヤの復号化を開始する。

すなわち、図９のフローチャートとの概略は以下の通りである。現在の復号化レイヤの値より大きなｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄの値を有する従属レイヤにおいてＩＤＲスライスが検出されると、受信機は、検出されたＩＤＲスライスによって当該従属レイヤの符号化されたビデオを復号化する。そうでない場合、受信機は現在の従属レイヤの復号化を継続する。上述されるように、ベースレイヤからのＩＤＲがない場合でさえ、エンハンスメントレイヤからのＩＤＲは当該エンハンスメントレイヤの復号化を開始するのに十分である。

図９のフローチャートは装置３５０により処理の上位レイヤを表すことに留意すべきである。例えば、ステップ４３０において、ベースレイヤの復号化が開始されると、プロセッサ３５０がまたステップ４３５及び４５０においてＩＤＲスライスの上位レイヤをチェックしても、これはプロセッサ３５０により継続される。最後に、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとに関して説明されたが、図９のフローチャートは複数の上位レイヤに容易に拡張可能である。

上述されるように、本発明の原理によると、ビットストリーム符号化パターンは、ＭＰＥＧ ＳＶＣ（例えば、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６４ Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ３：“Ａｄｖａｎｃｅｄ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒｉｃ ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ：Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ”などを参照されたい）が高速チャネル変更に利用されるとき、全体的なビットレートを低下させる。この結果、ＳＶＣ圧縮ビデオストリームの全体的なビットレートは高速チャネル変更のパフォーマンスに影響を与えることなく低下させることができる。発明のコンセプトは２レイヤ空間スケーラブルＳＶＣビットストリームに関して説明されたが、発明のコンセプトはこれに限定されず、複数の空間スケーラブルレイヤと共に、ＳＶＣ規格において規定される時間及び品質ＰＳＮＲ（信号対雑音比）スカーラビリティに適用可能である。

本発明の原理が上述されたが、当業者がここに明示的に示されない本発明の原理を実現し、その趣旨及び範囲内に属する他の多数の構成を考案可能であることが理解されるであろう。例えば、別々の機能的要素に関して示されたが、これらの機能的要素は１以上の集積回路（ＩＣ）により実現されてもよい。同様に、別々の要素として示されたが、これらの要素の何れか又はすべてが、図４及び８などに示されるステップの１以上に対応するソフトウェアを実行するデジタル信号プロセッサなどの格納されたプログラムにより制御されるプロセッサにより実現可能である。さらに、本発明の原理は、衛星、ＷｉＦｉ、セルラなどの他のタイプの通信システムに適用可能である。実際、発明のコンセプトはまた静止した又は可動的な受信機に適用可能である。例示した実施例に多数の改良が可能であり、添付した請求項により規定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の構成が考案可能であることが理解されるべきである。

Claims (20)

1. ビデオ信号を送信する方法であって、
   ＳＶＣ（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｄ）信号の第１スケーラブルレイヤであって、前記ＳＶＣ信号の第２スケーラブルレイヤの関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値未満の関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有する前記第１スケーラブルレイヤをチャネル変更レイヤとして選択するステップと、
   前記ＳＶＣ信号の少なくとも一部について、前記第１スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと前記第２スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントとが異なるアクセスユニットにおいて出現するように、前記ＳＶＣ信号を提供するため前記ビデオ信号をスケーラブルビデオ符号化するステップと、
   前記ＳＶＣ信号を送信するステップと、
   を有する方法。
2. 前記スケーラブルビデオ符号化するステップは、前記第１スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと前記第２スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントとが符号化効率の関数として異なるアクセスユニットにおいて出現するように、前記ビデオ信号を符号化することを決定するステップを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記スケーラブルビデオ符号化するステップは、前記第２スケーラブルレイヤより多くのランダムアクセスポイントを前記第１スケーラブルレイヤにおいて提供する、請求項１記載の方法。
4. 前記第１スケーラブルレイヤは、前記ＳＶＣ信号のベースレイヤである、請求項１記載の方法。
5. 前記ＳＶＣ信号は、２より多くのスケーラブルレイヤを有する、請求項１記載の方法。
6. ランダムアクセスポイントは、ＩＤＲ（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｒｅｆｒｅｓｈ）スライスである、請求項１記載の方法。
7. チャネル変更を実行するため装置において用いられる方法であって、
   各スケーラブルレイヤがｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値に関連付けされる複数のスケーラブルレイヤを有するＳＶＣ（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｄ）信号を受信するステップと、
   前記チャネル変更の実行に関するスケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと前記複数のスケーラブルレイヤの残りのランダムアクセスポイントとが前記受信したＳＶＣ信号の異なるアクセスユニットにおいて出現するように、前記チャネル変更の実行に関するスケーラブルレイヤに対して復号化を設定するステップと、
   ランダムアクセスポイントに対して前記受信したＳＶＣ信号のアクセスユニットをチェックするステップと、
   前記ランダムアクセスポイントと最も大きなｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値とを有するスケーラブルレイヤにおける符号化されたビデオを復号化するステップと、
   を有する方法。
8. 前記チャネル変更の実行に関するスケーラブルレイヤは、その他のスケーラブルレイヤより多くのランダムアクセスポイントを有する、請求項７記載の方法。
9. 前記チャネル変更の実行に関するスケーラブルレイヤは、前記ＳＶＣ信号のベースレイヤである、請求項７記載の方法。
10. ランダムアクセスポイントは、ＩＤＲ（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｒｅｆｒｅｓｈ）スライスである、請求項７記載の方法。
11. 第１スケーラブルレイヤと第２スケーラブルレイヤとを有するビデオ符号化信号を提供するスケーラブルビデオエンコーダと、
    前記ビデオ符号化信号を送信する変調手段と、
    を有する装置であって、
    前記第１スケーラブルレイヤは、前記第２スケーラブルレイヤの関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値未満の関連するｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値を有し、
    前記ビデオ符号化信号の少なくとも一部について、前記第１スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと前記第２スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントとは異なるアクセスユニットにおいて出現する装置。
12. 前記スケーラブルビデオエンコーダは、前記第１スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと前記第２スケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントとが符号化効率の関数として異なるアクセスユニットにおいて出現するように、前記ビデオ信号を符号化する、請求項１１記載の装置。
13. 前記スケーラブルビデオエンコーダは、前記第２スケーラブルレイヤより多くのランダムアクセスポイントを前記第１スケーラブルレイヤにおいて提供する、請求項１１記載の装置。
14. 前記第１スケーラブルレイヤは、前記ビデオ符号化信号のベースレイヤである、請求項１１記載の装置。
15. 前記ビデオ符号化信号は、２より多くのスケーラブルレイヤを有する、請求項１１記載の装置。
16. ランダムアクセスポイントは、ＩＤＲ（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｒｅｆｒｅｓｈ）スライスである、請求項１１記載の装置。
17. 各スケーラブルレイヤがｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値に関連付けされる複数のスケーラブルレイヤを有するＳＶＣ（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｄ）信号をチャネルから提供する受信機と、
    ランダムアクセスポイント最も大きなｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ＿ｉｄ値とを有する前記受信されたＳＶＣ信号の従属レイヤにおいて符号化されたビデオを復号化するプロセッサと、
    を有する装置であって、
    １つのスケーラブルレイヤがチャネル変更の実行に関連付けされ、
    前記チャネル変更の実行に関するスケーラブルレイヤのランダムアクセスポイントと前記複数のスケーラブルレイヤの残りのランダムアクセスポイントとが、前記受信したＳＶＣ信号の異なるアクセスユニットにおいて出現する装置。
18. 前記チャネル変更の実行に関するスケーラブルレイヤは、その他のスケーラブルレイヤより多くのランダムアクセスポイントを有する、請求項１７記載の装置。
19. 前記チャネル変更の実行に関するスケーラブルレイヤは、前記ＳＶＣ信号のベースレイヤである、請求項１７記載の装置。
20. ランダムアクセスポイントは、ＩＤＲ（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｒｅｆｒｅｓｈ）スライスである、請求項１７記載の装置。

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