JP2012199961A - コンテンツ情報を使用してマルチメディアトランスコーディングを調整するコンテンツ駆動トランスコーダ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マルチメディアデータを処理する方法は、マルチメディアデータを受け取ることと、マルチメディアデータのコンテンツに基づいてマルチメディアデータを第1データグループおよび第2データグループに符号化することであって、第1データグループが、第2データグループと独立に復号化可能であるように構成され、第1データグループおよび第2データグループが、異なる品質レベルで符号化される、符号化することとを含む。この方法は、マルチメディアデータのコンテンツを分類することと、コンテンツ分類に基づいてマルチメディアデータを符号化することとをも含むことができる。
【選択図】図37
Description
本願は、(a)2005年9月27日出願の米国仮出願第60/721,416号、名称「A VIDEO TRANSCODER FOR REAL−TIME STREAMING AND MOBILE BROADCAST APPLICATIONS」、(b)2006年4月4日出願の米国仮出願第60/789,377号、名称「A VIDEO TRANSCODER FOR REAL−TIME STREAMING AND MOBILE BROADCAST APPLICATIONS」、(c)2005年10月17日出願の米国仮出願第60/727,643号、名称「METHOD AND APPARATUS FOR SPATIO−TEMPORAL DEINTERLACING AIDED BY MOTION COMPENSATION FOR FIELD−BASED VIDEO」、(d)2005年10月17日出願の米国仮出願第60/727,644号、名称「METHOD AND APPARATUS FOR SHOT DETECTION IN VIDEO STREAMING」、(e)2005年10月17日出願の米国仮出願第60/727,640号、名称「A METHOD AND APPARATUS FOR USING AN ADAPTIVE GOP STRUCTURE IN VIDEO STREAMING」、(f)2005年10月24日出願の米国仮出願第60/730,145号、名称「INVERSE TELECINE ALGORITHM BASED ON STATE MACHINE」、および(g)2006年4月3日出願の米国仮出願第60/789,048号、名称「SPATIO−TEMPORAL DEINTERLACING AIDED BY MOTION COMPENSATION FOR FIELD−BASED MULTIMEDIA DATA」の優先権を主張するものである。この7つの米国仮出願のすべてが、本願の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に明示的に組み込まれている。
本願は、本願の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に明白に組み込まれている、2006年3月10日出願の米国仮出願第11/373,577号、名称「CONTENT CLASSIFICATION FOR MULTIMEDIA PROCESSING」に関連する。
図1Aは、マルチメディアデータブロードキャストシステム100のいくつかの態様のデータの流れを示すブロック図である。システム100内で、マルチメディアデータ供給器106が、符号化されたマルチメディアデータ104をトランスコーダ200に通信する。符号化されたマルチメディアデータ104は、トランスコーダ200によって受け取られ、トランスコーダ200は、ブロック110内でマルチメディアデータ104を生のマルチメディアデータへと処理する。ブロック110での処理は、符号化されたマルチメディアデータ104を復号化し、解析し、さらに、別のフォーマットに符号化するためにマルチメディアデータを準備するためにマルチメディアデータを処理する。復号化されたマルチメディアデータは、ブロック112に供給され、ここで、マルチメディアデータが、所定のマルチメディアフォーマットまたはマルチメディア標準規格に符号化される。マルチメディアデータが一旦符号化されたならば、ブロック114で、そのマルチメディアデータを、たとえば無線ブロードキャストシステム(たとえば、セルラ電話ブロードキャスト網または別の通信網を介して)を介した伝送のために準備する。いくつかの態様において、受け取られたマルチメディアデータ104は、MPEG−2標準規格に従って符号化されている。トランスコーディングされたマルチメディアデータ104が復号化された後に、トランスコーダ200は、そのマルチメディアデータをH.264標準規格に符号化する。
図2に、図1のマルチメディアブロードキャストシステム100に示されたトランスコーダ200に使用できるトランスコーダの例のブロック図を示す。トランスコーダ200は、下でさらに説明する、解析器/復号化器202、プリプロセッサ226、符号化器228、および同期化層240を備える。本明細書で説明するように、トランスコーディング処理の1つまたは複数の態様に関してマルチメディアデータ104のコンテンツ情報を使用するように、トランスコーダ200は構成される。コンテンツ情報は、トランスコーダ200の外部ソースから、マルチメディアメタデータを介して取得可能であるか、またはトランスコーダによって、たとえばプリプロセッサ226または符号化器228によって計算されることができる。図2に示された構成要素は、1つまたは複数のトランスコーディング処理にコンテンツ情報を使用する、トランスコーダに含めることができる構成要素の例示である。特定の実装において、トランスコーダ200の構成要素のうちの1つまたは複数を除外することができ、あるいは、追加の構成要素を含めることができる。さらに、トランスコーダおよびトランスコーディング処理の諸部分は、処理またはデバイスのあらゆる詳細が本明細書で説明されない場合であっても当業者が本発明を実施することを可能にするために説明される。
もう一度図2を参照すると、解析器/復号化器202は、マルチメディアデータ104を受け取る。解析器/復号化器202は、マルチメディアデータ104を受け取り、そのデータをビデオの基本のストリーム(ES)206、オーディオES 208、プレゼンテーションタイムスタンプ(PTS)210、およびサブタイトル212などの他のデータに解析するトランスポートストリーム解析器(「解析器」)205を含む。ESは、単一のビデオ符号化器またはオーディオ符号化器からの1つのタイプのデータ(ビデオまたはオーディオ)を運ぶ。たとえば、ビデオESは、シーケンスヘッダおよびそのシーケンスのすべてのサブパートを含む、データの1シーケンスに関するビデオデータを備える。パケット化された基本のストリームすなわちPESは、それぞれが典型的には追加されたパケットヘッダから始まる複数のパケットにされた単一のESからなる。PESストリームは、1つのソースから、たとえば1つのビデオ符号化器またはオーディオ符号化器からの1タイプのみのデータを含む。PESパケットは、トランスポートパケットの固定パケット長に対応しない可変長を有し、トランスポートパケットよりはるかに長くすることができる。トランスポートパケットが、PESストリームから形成される時に、PESヘッダを、トランスポートパケットペイロードの先頭でトランスポートパケットヘッダの直後に置くことができる。残りのPESパケットコンテンツは、PESパケットがすべて使用されるまで、連続するトランスポートパケットのペイロードを充てんする。最終的なトランスポートパケットは、固定長まで、たとえば、バイト、たとえばバイト=0xFF(すべて1)を詰め込むことによって、充てんすることができる。
図2およびより詳細には図6に、1つまたは複数の前処理動作にコンテンツ情報を使用できるプリプロセッサ226のサンプル態様を示す。プリプロセッサ226は、パーサ/復号化器202からメタデータ222および復号化された「生」ビデオデータ224を受け取る。プリプロセッサ226は、ビデオデータ224およびメタデータ222に対してあるタイプの処理を実行し、処理されたマルチメディア(たとえば、ベースレイヤ基準フレーム、エンハンスメントレイヤ基準フレーム、帯域幅情報、コンテンツ情報)およびビデオを符号化器228に供給するように構成される。マルチメディアデータのそのような前処理は、ビデオの明瞭さ、アンチエイリアシング、およびデータの圧縮効率を改善することができる。一般に、プリプロセッサ226は、解析器復号化器202内の復号化器214によって供給されるビデオシーケンスを受け取り、符号化器228によるさらなる処理(たとえば、符号化)のためにそのビデオシーケンスをプログレッシブビデオシーケンスに変換する。いくつかの態様で、プリプロセッサ226を、逆テレシネ、デインターレーシング、フィルタリング(たとえば、人為的な結果の除去、デリンギング、デブロッキング、および雑音除去)、サイズ変更(たとえば、標準品位からQuarter Video Graphics Array(QVGA)への空間分解能ダウンサンプリング)、およびGOP構造生成(たとえば、計算複雑度マップ生成、シーン変化検出、およびフェード/フラッシュ検出)を含む多数の動作のために構成することができる。
デブロッキングおよびデリンギングの後に、プログレッシブビデオは、GOPパーティショナ612によって処理される。GOPパーティショニングには、ショット変化の検出、複雑度マップ(たとえば、時間帯域幅マップ、空間帯域幅マップ)の生成、および適応的GOPパーティショニングを含めることができる。これらを、それぞれ下で説明する。
ショット検出は、シーン変化が発生したことを示すデータを、グループオブピクチャ(GOP)内の1フレームが何時示すかを判定することに関する。一般に、GOP内で、フレームは、2つまたは3つ(あるいはそれ以上)の隣接するフレームで大きい変化を有しない場合があり、あるいは、遅い変化または速い変化がある場合がある。もちろん、これらのシーン変化分類を、必要な、特定の応用例に依存する、より高いレベルの変化にさらに分解することができる。
プリプロセッサ226(図6)を、マルチメディアデータの符号化に使用できる帯域幅マップを生成するように構成することもできる。いくつかの態様では、符号化器228(図7)内のコンテンツ分類モジュール712が、その代わりに帯域幅マップを生成する。
プリプロセッサ226によって実行できる処理のもう1つの例示的な例において、図6のGOPパーティショナ612は、一緒に符号化されるグループオブピクチャの構成を適応的に変更することもでき、これをMPEG2を使用する例を参照して述べる。いくつかのより古いビデオ圧縮標準規格(たとえば、MPEG2)は、GOPが規則的な構造を有することを要求しない(それを強要することはできるが)。MPEG2シーケンスは、必ずIフレームすなわち前のピクチャを参照せずに符号化されたフレームから始まる。MPEG2 GOPフォーマットは、通常、Iフレームに続くPピクチャすなわち予測ピクチャのGOP内の間隔を固定することによって、符号化器で事前に配置される。Pフレームは、前のIピクチャまたはPピクチャから部分的に予測されたピクチャである。先頭のIフレームと後続のPフレームとの間のフレームは、Bフレームとして符号化される。「B」フレーム(Bは双方向を表す)は、基準として「個別に」または「同時に」のいずれかで前および次のIピクチャまたはPピクチャを使用することができる。Iフレームを符号化するのに必要なビット数は、平均して、Pフレームを符号化するのに必要なビット数を超え、同様に、Pフレームを符号化するのに必要なビット数は、平均して、Bフレームに必要なビット数を超える。スキップされたフレームが使用される場合に、スキップされたフレームは、その表現にビットを必要としないはずである。
戻って図2を参照すると、トランスコーダ200は、処理されたメタデータおよび生ビデオをプリプロセッサ226から受け取る符号化器228を含む。メタデータには、元々はソースビデオ104内で受け取られたすべての情報およびプリプロセッサ226によって計算されたすべての情報を含めることができる。符号化器228は、第1パス符号化器230、第2パス符号化器232、および再符号化器234を含む。符号化器228は、第2パス符号化器232から第1パス符号化器230、再符号化器234、ならびにプリプロセッサ226に情報(たとえば、メタデータ、誤り弾力性情報、コンテンツ情報、符号化ビットレート情報、ベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤバランス情報、および量子化情報)を供給できるトランスコーダ制御231からも入力を受け取る。符号化器228は、プリプロセッサ226から受け取ったコンテンツ情報および/または符号化器228自体によって、たとえばコンテンツ分類モジュール712(図7)によって生成されたコンテンツ情報を使用して、受け取ったビデオを符号化する。
符号化器228は、プリプロセッサ226からの生ビデオおよびメタデータを本明細書でベースレイヤとも称する符号化されたデータの第1グループおよび本明細書でエンハンスメントレイヤとも称する符号化されたデータの1つまたは複数の追加的なグループに符号化することができるSNRスケーラブル符号化器とすることができる。符号化アルゴリズムは、復号化された時に、両方のレイヤが復号化に使用可能な時に復号化器で組み合わせることができるベースレイヤ係数およびエンハンスメントレイヤ係数を生成する。両方のレイヤが使用可能ではない時には、ベースレイヤの符号化が、ベースレイヤを単一のレイヤとして復号化することを可能にする。
図7に、図2の符号化器228の例示的な例を示す。図示のブロックは、符号化器228内に含めることができるさまざまな符号化器の処理を示す。この例では、符号化器228は、境界線704の上の第1パス部分706および線704の下の第2パス部分706(図2の第2パス符号化器232および再符号化器234の機能を含む)を含む。
コンテンツ分類モジュール712を、以下でさらに説明する、空間的な複雑度、時間的な複雑度、コントラスト比値、標準偏差、およびフレーム差分メトリックを含むさまざまなコンテンツ関連メトリックを含むさまざまなコンテンツ情報をマルチメディアデータから計算するように構成することができる。
マルチメディアデータ内のマクロブロックごとに、コンテンツ分類モジュール712は、テクスチャ値を空間的な複雑度に関連付け、動き値を時間的な複雑度に関連付ける。テクスチャ値は、マルチメディアデータのルミネセンス値に関連し、低いテクスチャ値は、データの隣接する画素のルミネセンス値の小さい変化を示し、高いテクスチャ値は、データの隣接する画素のルミネセンス値の大きい変化を示す。テクスチャ値および動き値が一旦計算されたならば、コンテンツ分類モジュール712は、動き情報とテクスチャ情報との両方を考慮することによって、コンテンツ分類を決定する。コンテンツ分類モジュール712は、分類されるビデオデータのテクスチャを、相対テクスチャ値、たとえば、一般にマクロブロックの輝度値の複雑度を示す「低」テクスチャ、「中」テクスチャ、または「高」テクスチャに関連付ける。また、コンテンツ分類モジュール712は、分類されるビデオデータについて計算された動き値を、相対動き値、たとえば、一般にマクロブロックの動きの量を示す「低」動き、「中」動き、または「高」動きに関連付ける。代替の態様では、動きおよびテクスチャに関するより少数またはより多数のカテゴリを使用することができる。次に、コンテンツ分類メトリックが、関連するテクスチャ値および動き値を考慮することによって決定される。
本明細書で説明するように、マルチメディアデータのコンテンツ分類は、符号化アルゴリズム内で、ビデオの一定の知覚品質を維持しながらビット管理を効果的に改善するのに使用することができる。たとえば、分類メトリックは、アルゴリズム内で、シーン変化検出、符号化ビットレート割当制御、およびフレームレートのアップコンバージョン(FRUC)に使用することができる。コンプレッサ/デコンプレッサ(コーデック)システムおよびディジタル信号処理アルゴリズムは、ビデオデータ通信に一般に使用され、帯域幅を節約するように構成することができるが、品質と帯域幅節約との間にトレードオフがある。最良のコーデックは、ビデオ品質の最小の劣化をもたらしながら最大の帯域幅節約を実現する。
動き推定モジュール720は、プリプロセッサ226からメタデータおよび生ビデオの入力を受け取り、ブロックサイズ、動きベクトル歪みメトリックス、および基準フレーム識別子を含めることができる出力をモード判断モジュール715に供給する。図11に、動き推定モジュール720の例示的動作を示す。図に示されているように、処理1100は、入力1102から開始される。フレームレベルでは、モジュール720は、基準フレームIDおよび動きベクトルの入力を受け取る。マクロブロックレベルでは、入力1102は、入力画素および基準フレーム画素を含む。処理1100は、ステップ1104に継続し、ここで、カラー動き推定(ME)および動きベクトル予測を実行する。この処理を実行するために、MPEG−2動きベクトルおよびルマ動きベクトルMV 1106、動きベクトル平滑化1108、ならびに非因果的動きベクトル(non-causal motion vector)1110を含むさまざまな入力が、受け取られる。次に、処理1100は、ブロック1112に進み、ここで、六角形探索法または菱形探索法などの動きベクトル探索アルゴリズムまたは動きベクトル探索方法論が実行される。ブロック1112での処理への入力には、ブロック1114によって示されているように、絶対差の合計(SAD)、二乗差の合計(SSD)、および/または他のメトリックを含めることができる。動きベクトル探索が実行されたならば、処理1100は、終了ブロック1116に進み、ここで終了処理が実行される。その後、処理100は、ブロックサイズ、動きベクトル(MV)、歪みメトリックス、および基準フレーム識別子の出力をもたらす出力ブロック1118で終了する。
図13に、スケーラビリティR−Dモジュール718によって実行できるスケーラビリティ処理1300の例示的な流れ図を示す。処理1300は、開始ブロック1302で開始され、ブロック1304に進み、ここで、スケーラビリティR−Dモジュール718は、動き推定モジュール720から入力を受け取り、動き推定を実行する。動き推定は、ブロック1306によって示されているように、ベースレイヤ基準フレーム、エンハンスメントレイヤ基準フレーム、および符号化されるオリジナルフレームの入力に頼る。そのような情報は、GOPパーティショナ612によって計算し、たとえばメタデータを介してスケーラビリティR−Dモジュール718に通信することができる。処理1300は、ブロック1308に進んで、ベースレイヤデータおよびエンハンスメントレイヤデータのスケーラビリティ情報を決定する。次に、ブロック1310に示されているようにベースレイヤ符号化を実行し、これにブロック1312のエンハンスメントレイヤ符号化が続く。エンハンスメントレイヤの符号化は、ブロック1314によって示されるように入力としてレイヤ間予測のためにベースレイヤ符号化結果を使用することができ、したがって、時間的には、ベースレイヤ符号化の後に実行される。これは、同時係属の米国特許出願[弁理士整理番号第050078号]、名称「SCALABLE VIDEO CODING WITH TWO LAYER ENCODING AND SINGLE LAYER DECODING」にさらに記載されている。符号化が完了した後に、処理1300は、ブロック1316で終了する。
第1パス部分702は、第2パス部分内の誤り弾力性モジュール740から入力を受け取り、モード判断モジュール715にスライス整列情報を供給するスライス/マクロブロック順序付けモジュール722をも含む。スライスとは、独立に復号化可能な(エントロピ復号化)符号化されたビデオデータの大きい塊である。アクセス単位(AU)は、必ず正確に1つの主符号化ピクチャを含むNAL単位の組をそれぞれが含む符号化されたビデオフレームである。主符号化ピクチャに加えて、アクセス単位には、1つまたは複数の冗長な符号化ピクチャまたはスライスを含まない他のNAL単位または符号化ピクチャのスライスデータパーティションをも含めることができる。アクセス単位の復号化は、必ず、復号化されたピクチャをもたらす。
図12に、モード判断モジュール715の動作のいくつかの例を示す。図示されているように、処理1200は、入力ブロック1202で開始される。1つの例示的な例で、モード判断モジュール715に入力されるさまざまな情報には、スライスタイプ、イントラ4×4コスト、イントラ16×16コスト、イントラUV8×8コスト、イントラY16×16モード、イントラUVモード、動きベクトルデータ(MVD)、量子化パラメータ(QP)、SpPredMB4x4Y、SpPredMB16x16Y、SpPredMB8x8U、SpPredMB8x8V、レート歪みフラグ、生YMB画素、生UMB画素、および生VMB画素が含まれる。次に、処理1200は、ブロック1204符号化の初期化に進み、これは、ブロック1206によって示されるように、符号化器の初期化を指示する入力信号またはインターフェースによって開始することができる。初期化には、許容されるモード(スキップ、直接を含む)を設定すること、モードの重みを設定すること(要求される場合に、デフォルトでは全てのモードについて等しい重みになる)、およびバッファをセットすることを含む。初期化の後に、処理1200は、ブロック1208に進み、ここで、許容されるモードごとのマクロブロック(MB)モードコストの計算、重み付け係数を用いる各MBモードコストの重み付け、および最小MBモードコストモードの選択を含む、モード判断の主処理が実行される。これらの動作に用いられる入力は、ブロック1210および1212によって示されるように、動き推定(たとえば、MVDおよび予測)および空間的な予測(たとえば、すべてのイントラコストおよび予測)を含む。モード判断モジュール715にインターフェースされるのが、とりわけ圧縮率を改善する、ブロック1214のエントロピ符号化である。処理1200は、次に、ブロック1216に進み、ここで、符号化器の第2パス部分706に情報を渡すためにバッファを更新する。最後に、処理1200は、ブロック1218に進み、ここで、「最良」符号化モードを符号化器の第2パス部分706に通信することができる。
もう一度図7を参照すると、符号化器228の第2パス部分706は、符号化の第2パスを実行する第2パス符号化器モジュール232を含む。第2パス符号化器232は、モード判断モジュール715から出力を受け取る。第2パス符号化器232は、MC/変換量子化モジュール726およびジグザグ(ZZ)/エントロピ符号化器728を含む。第2パス符号化器232の結果は、スケーラビリティモジュール730およびビットストリームパッキングモジュール731に出力され、ビットストリームパッキングモジュール731は、同期化層240(図2に図示)を介するトランスコーダ200による伝送のために、符号化されたベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤを出力する。図2に示されているように、第2パス符号化器232および再符号化器234からのベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤが、同期化層240によって、ベースレイヤおよびエンハンストレイヤを含むパケット化されたPES 242、データPES 244(たとえば、CCおよび他のテキストデータ)、およびオーディオPES 246に組み立てられることに留意されたい。オーディオ符号化器236が、復号化されたオーディオ情報218を受け取り、その情報を符号化し、符号化された情報238を同期化層240に出力することに留意されたい。
もう一度図7を参照すると、符号化器の第2パス部分706は、図2の再符号化器234に対応する再符号化器234をも含む。再符号化器234は、第1パス部分702の出力をも受け取り、MC/変換量子化726部分およびZZ/エントロピ符号化728部分を含む。さらに、スケーラビリティモジュール730が、再符号化器234に出力する。再符号化器234は、シンクロナイザ(たとえば、図2に示された同期化層240)への伝送のために、再符号化からビットストリームパッキングモジュール731へ、結果のベースレイヤおよびエンハンストレイヤを出力する。図7の符号化器228の例は、第2パスの符号化を同調するのを助ける(たとえば、圧縮効率を高める)ために第2パスの符号化器232内のMC/変換量子化モジュール234と再符号化器234内のZZ/エントロピモジュール736との両方にビットストリームパッキングフィードバックを供給するレート制御微調整モジュール738をも含む。
図7に示された符号化器228の例は、第2パス部分706内に誤り弾力性モジュール740をも含む。誤り弾力性モジュール740は、ビットストリームパッキングモジュール731およびスライス/MB順序付けモジュール722と通信する。誤り弾力性モジュール740は、プリプロセッサ228からメタデータを受け取り、誤り弾力性方式、たとえばフレーム境界へのスライスおよびアクセス単位の整列、予測階層、および適応イントラリフレッシュを選択する。誤り弾力性方式の選択は、メタデータ内で受け取られる情報に基づくものとするか、ビットストリームパッキングモジュール731およびスライス/MB順序付けモジュール722から誤り弾力性モジュールに通信される情報からとすることができる。誤り弾力性モジュール740は、選択された誤り弾力性処理を実施するために、第1パス部分702内のスライス/マクロブロック(MB)順序付けモジュールに情報を供給する。エラーが起きやすい環境を介するビデオ伝送は、より明瞭でより少ない誤りを充てんされたデータを見るユーザに提示することをもたらすことができる誤り弾力性戦略および誤り弾力性アルゴリズムを使用することができる。以下の誤り弾力性の説明は、任意の個々の既存のまたは将来のアプリケーション層、トランスポート層、および物理層または他の技術あるいはその組合せに適用することができる。有効な誤り頑健性アルゴリズムは、低いレイテンシおよび高いスループットなどの通信システムの望ましい特性と共に、OSI層の中で誤り感受性特性および誤り保護機能の理解を一体化する。誤り弾力性処理は、マルチメディアデータのコンテンツ情報、たとえばマルチメディアデータのコンテンツ分類に基づくものとすることができる。主要な利益の1つが、フェージングおよびマルチパスチャネル誤りからの回復性である。以下で説明する誤り弾力性手法は、特に、符号化器228内(たとえば、特に誤り弾力性モジュール740およびスライス/MB順序付けモジュール722内)に組み込むことができ、エラーが起きやすい環境でのデータ通信に包括的に拡張できる処理に特に関する。
予測ベースのハイブリッド圧縮システムに関して、イントラ符号化されるフレームは、時間的な予測を全く用いずに独立に符号化される。インター符号化されるフレームは、過去のフレーム(Pフレーム)および将来のフレーム(Bフレーム)から時間的に予測することができる。最良の予測器は、基準フレーム(1つまたは複数)での探索処理を介して識別することができ、SADなどの歪み測定値が、最良一致を識別するのに使用される。現行フレームの予測符号化される領域は、変化するサイズおよび形状のブロック(16×16、32×32、8×4など)またはたとえばセグメント化を介してオブジェクトとして識別される画素のグループとすることができる。
適応イントラリフレッシュは、マルチメディアデータのコンテンツ情報に基づくことができる誤り弾力性技法である。イントラリフレッシュ処理では、いくつかのMBは、標準R−D最適化がそれらをインター符号化されたMBにしなければならないと命ずる場合であっても、イントラ符号化される。AIRは、PフレームまたはBフレームにイントラ符号化されたMBを導入するために、動きに重み付けされたイントラリフレッシュを使用する。ベースレイヤに含まれる、これらのイントラ符号化されたMBは、QPbまたはQPeのいずれかを用いて符号化することができる。QPeがベースレイヤに使用される場合には、改善をエンハンスメントレイヤで行う必要はない。QPbがベースレイヤに使用される場合には、改善が適当である場合があり、さもなければ、エンハンスメントレイヤで、品質の低下が顕著になる。インター符号化は、符号化効率の意味でイントラ符号化より効率的なので、エンハンスメントレイヤでのこれらの改善は、インター符号化される。この形では、ベースレイヤ係数は、エンハンスメントレイヤに使用されず、品質は、新しい動作を導入せずにエンハンスメントレイヤで改善される。
本明細書で定義されるチャネル切替フレーム(CSF)は、高速なチャネルの獲得のために、したがって、ブロードキャスト多重内のストリームの間の高速なチャネルの変更のために、ブロードキャストストリーム内の適当な位置に挿入されるランダムアクセスフレームを記述する広義の用語である。チャネル切替フレームは、主フレームが誤りを伴って伝送される場合に使用できる冗長データを提供するので、誤り頑健性をも高める。IフレームまたはH.264のプログレッシブ復号化器リフレッシュフレームなどのプログレッシブIフレームは、通常、ランダムアクセス点として働く。しかし、頻繁なIフレーム(または、シーン持続時間より短い、短いGOP)は、圧縮効率の大幅な低下をもたらす。イントラ符号化ブロックが、誤り弾力性のために必要になる可能性があるので、誤りに対する頑健性を高めながら符号化効率を改善するために、予測階層を介してランダムアクセスおよび誤り弾力性を効果的に組み合わせることができる。
いくつかの符号化器の態様で、多重化装置は、符号化器によって作られた複数のマルチメディアストリームを符号化するのに使用でき、符号化されたビットをブロードキャストのために準備するのに使用することができる。たとえば、図2に示された符号化器228の例示的態様では、同期化層240が、多重化装置を備える。多重化装置は、ビットレート割当制御をもたらすために実施することができる。推定された複雑度を、多重化装置に供給することができ、この多重化装置は、多重化されたビデオチャネルについて予想される符号化の複雑度に従ってこれらのビデオチャネルの集合の使用可能な帯域幅を割り当てることができ、次に、多重化されたビデオストリームの集合の帯域幅が比較的一定である場合であっても、特定のチャネルの品質が比較的一定のままになることを可能にする。これは、チャネルの集合内の1チャネルが、相対に一定のビットレートおよび可変の視覚的品質ではなく、可変のビットレートおよび相対的に一定の視覚的品質を有することをもたらす。
Claims (44)
- マルチメディアデータを処理する方法、該方法は下記を備える:
マルチメディアデータを受け取ること;および、
前記マルチメディアデータのコンテンツに基づいて前記マルチメディアデータを第1データグループおよび第2データグループに符号化すること、ここで、前記第1データグループが、前記第2データグループと独立に復号化可能であるように構成され、前記第1データグループおよび前記第2データグループが、異なる品質レベルで符号化される。 - 請求項1に記載の方法、ここにおいて、
前記第1データグループが、IフレームおよびPフレームを備え、前記第2データグループが、Iフレーム、Pフレーム、およびBフレームを備える。 - 請求項1に記載の方法、ここにおいて、
前記第1データグループが、ベースレイヤを備え、前記第2データグループが、エンハンスメントレイヤを備える。 - さらに下記を備える請求項1に記載の方法:
前記マルチメディアデータの前記コンテンツを分類すること、
ここにおいて、前記符号化が、前記コンテンツ分類に基づく。 - 請求項4に記載の方法、ここにおいて、
前記符号化することは下記を備える:
前記第1データグループを符号化するための前記マルチメディアデータの第1量子化パラメータを決定すること;および、
前記第2データグループを符号化するための第2量子化パラメータを決定すること、
ここにおいて、前記第1量子化パラメータおよび前記第2量子化パラメータの前記判定が、前記コンテンツ分類に基づく。 - 請求項4に記載の方法、ここにおいて、
前記符号化することは、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータの少なくとも一部のビットレートを割り当てることを備える。 - 請求項4に記載の方法、ここにおいて、
前記符号化することは、さらに下記を備える:
シーン変化を検出するのに前記コンテンツ分類を使用すること;および、
前記検出されたシーン変化に基づいて前記第1データグループおよび前記第2データグループ内にIフレームを含めるかどうかを決定すること。 - 請求項4に記載の方法、ここにおいて、
前記符号化することは、さらに、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータを符号化するフレームレートを決定することを備える。 - 請求項4に記載の方法、ここにおいて、
前記符号化することは、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータの動き推定を実行することを備える。 - さらに下記を備える請求項4に記載の方法:
前記第1データグループの符号化の第1フレームレートを決定すること;
前記第2データグループの符号化の第2フレームレートを決定すること、
ここにおいて、前記第1フレームレートが、前記第2フレームレートより低い。 - 請求項4に記載の方法、ここにおいて、
前記符号化することは、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータに対して誤り弾力性処理を実行することを備える。 - 請求項4に記載の方法、ここにおいて、
前記符号化することは下記を備える:
前記第2データグループが使用可能でない場合に表示可能なマルチメディアデータを形成するために前記第1データグループを復号化することができ、
前記第1データグループと前記第2データグループとの両方が使用可能である場合に表示可能なマルチメディアデータを形成するために前記第1データグループおよび前記第2データグループを組み合わせて復号化することができるように、前記第1データグループおよび前記第2データグループを符号化すること。 - 請求項4に記載の方法、
ここにおいて、前記第1量子化パラメータが、データを符号化するための第1ステップサイズを備え、
さらにここにおいて、前記第2量子化パラメータが、データを符号化するための第2ステップサイズを備え、前記第1ステップサイズが、前記第2ステップサイズより大きい。 - さらに下記を備える請求項1に記載の方法:
前記マルチメディアデータの前記コンテンツを分類すること、
ここにおいて、前記符号化することは、前記コンテンツ分類に基づき、
さらにここにおいて、前記符号化することは、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータ内の雑音を減らすことを備える。 - 雑音を減らすことが、人為的結果の除去を実行することを備える、請求項14に記載の方法。
- 請求項14に記載の方法、ここにおいて、
雑音を減らすことが、デリンギングフィルタを用いて前記マルチメディアデータの少なくとも一部を処理することを備え、ここにおいて、
前記デリンギングフィルタの強さが、前記マルチメディアデータのコンテンツに基づく。 - 請求項14に記載の方法、ここにおいて、
雑音を減らすことが、デブロッキングフィルタを用いて前記マルチメディアデータの少なくとも一部を処理することを備え、ここにおいて、
前記デブロッキングフィルタの強さが、前記マルチメディアデータのコンテンツに基づく。 - 雑音を減らすことが、前記マルチメディアデータの選択された周波数をフィルタリングすることを備える、請求項14に記載の方法。
- 前記デリンギングフィルタの前記強さが、前記マルチメディアデータのコンテンツ分類に基づく、請求項16に記載の方法。
- 前記デブロッキングフィルタの前記強さが、前記マルチメディアデータのコンテンツ分類に基づく、請求項17に記載の方法。
- 符号化することが、前記マルチメディアデータをダウンサンプリングすることを備える、請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法、ここにおいて、
符号化することは、前記マルチメディアデータの符号化のビットレートを決定するために、下記を備える:
前記マルチメディアデータに品質レベルを関連付けること;および、
前記マルチメディアデータの前記品質レベルおよびコンテンツ情報を使用すること。 - マルチメディアデータを処理する装置、該装置は下記を備える:
マルチメディアデータを受け取り、前記マルチメディアデータのコンテンツに基づいて前記マルチメディアデータを第1データグループおよび第2データグループに符号化するように構成された符号化器、
ここにおいて、前記第1データグループが、前記第2データグループと独立に復号化可能であるように構成され、前記第1データグループおよび前記第2データグループが、異なる品質レベルで符号化される。 - 請求項23に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化器は、前記マルチメディアデータのコンテンツ分類を決定するように構成されたコンテンツ分類モジュールを備え、
さらにここにおいて、前記符号化モジュールが、さらに、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータを符号化するように構成される。 - 請求項24に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化器が、さらに、前記第1データグループを符号化するための前記マルチメディアデータの第1量子化パラメータおよび前記第2データグループを符号化するための第2量子化パラメータを決定するように構成され、
ここで、前記第1量子化パラメータおよび前記第2量子化パラメータの前記決定が、前記マルチメディアデータの前記コンテンツ分類に基づく。 - 請求項24に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化器が、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータの動き推定を実行し、データ動き補償情報を生成するように構成された動き推定モジュールを備え、
さらにここにおいて、前記符号化モジュールが、さらに、前記マルチメディアデータを符号化するのに前記動き補償情報を使用するように構成される。 - 請求項24に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化器が、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータの量子化パラメータを決定する量子化モジュールをさらに備え、
さらにここにおいて、前記符号化器が、さらに、前記マルチメディアデータを符号化するのに前記量子化パラメータを使用するように構成される。 - 請求項24に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化器が、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータの少なくとも一部のビットレートを提供するように構成されたビット割当モジュールをさらに備える。 - 請求項24に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化器が、シーン変化を検出するように構成されたシーン変化検出モジュールをさらに備え、前記符号化モジュールが、さらに、前記検出されたシーン変化に基づいて、符号化されたマルチメディアデータにIフレームを含めるように構成される、請求項24に記載の装置。 - 請求項24に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化器が、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータのフレームレートを決定するように構成されたフレームレートモジュールをさらに備え、
ここにおいて、前記符号化モジュールが、前記フレームレートに基づいて前記マルチメディアデータを符号化する。 - 前記符号化器が、さらに、前記コンテンツ分類に基づいて第1データグループおよび前記第2データグループを符号化するように構成される、請求項24に記載の装置。
- 前記符号化器が、さらに、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータに対して誤り処理を実行するように構成される、請求項24に記載の装置。
- マルチメディアデータを処理する装置、該装置は下記を備える:
マルチメディアデータを受け取るための手段;および、
前記マルチメディアデータのコンテンツに基づいて前記マルチメディアデータを符号化された第1データグループおよび符号化された第2データグループに符号化するための手段、
ここにおいて、前記第1データグループが、前記第2データグループと独立に復号可能であるように構成され、前記第1データグループおよび前記第2データグループが、異なる品質レベルで符号化される。 - 前記受け取るための手段が、符号化器を備える、請求項33に記載の装置。
- 前記符号化するための手段が、符号化器を備える、請求項33に記載の装置。
- 請求項33に記載の装置、ここにおいて、
前記符号化するための手段が、前記マルチメディアデータのコンテンツ分類を決定するための手段を備え、
ここにおいて、前記符号化するための手段が、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータを符号化する。 - 前記符号化するための手段が、符号化器を備えるトランスコーダを備える、請求項33に記載の装置。
- 実行時に、機械に下記を行わせる命令を備える機械可読媒体:
マルチメディアデータを受け取ること;および、
前記マルチメディアデータのコンテンツに基づいて前記マルチメディアデータを符号化された第1データグループおよび符号化された第2データグループに符号化すること、
ここにおいて、前記第1データグループが、前記第2データグループと独立に復号化可能であるように構成され、前記第1データグループおよび前記第2データグループが、異なる品質レベルで符号化される。 - さらに下記を行う命令を備える請求項38に記載のコンピュータ可読媒体:
前記マルチメディアデータの前記コンテンツを示すコンテンツ分類を生成すること、
ここにおいて、前記マルチメディアデータを符号化された第1データグループおよび符号化された第2データグループに符号化する前記命令が、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータを符号化する命令を備える。 - 請求項39に記載のコンピュータ可読媒体、ここにおいて、
符号化する前記命令は下記を行う命令を備える:、
前記コンテンツ分類に基づいて、前記第1データグループを符号化するための前記マルチメディアデータの第1量子化パラメータおよび前記第2データグループを符号化するための第2量子化パラメータを決定すること。 - 請求項38に記載の方法、ここにおいて、
符号化する前記命令が、下記を行う命令を備える:
前記マルチメディアデータの前記コンテンツに基づいて前記マルチメディアデータの少なくとも一部のビットレートを割り当てること。 - 下記を行う構成を備えるプロセッサ:
マルチメディアデータを受け取ること;および、
前記マルチメディアデータのコンテンツに基づいて前記マルチメディアデータを符号化された第1データグループおよび符号化された第2データグループに符号化すること、
ここにおいて、前記第1データグループが、前記第2データグループと独立に復号化可能であるように構成され、前記第1データグループおよび前記第2データグループが、異なる品質レベルで符号化される。 - 請求項42に記載のプロセッサ、ここにおいて、
前記プロセッサが、さらに、前記マルチメディアデータの前記コンテンツを示すコンテンツ分類を生成する構成をさらに備え、
さらにここにおいて、前記符号化が、前記コンテンツ分類に基づいて前記マルチメディアデータを符号化することを備える。 - 請求項42に記載のプロセッサ、ここにおいて、
前記プロセッサが、さらに、前記第1データグループを符号化するための前記マルチメディアデータの第1量子化パラメータおよび前記第2データグループを符号化するための第2量子化パラメータを決定する構成を備え、
ここにおいて、前記第1量子化パラメータおよび前記第2量子化パラメータが、前記コンテンツ分類に基づく。
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