JP2013123238A - ビデオ通信システムでのエラー回復力およびランダムアクセスのためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ビデオ通信システムは、ビデオ通信システムで使用することのできる時間スケーラビリティを有する単層、スケーラブルビデオ、またはサイマルキャストビデオコーディングに基づく。ビデオ信号伝送での1組のビデオフレームまたはピクチャが、セキュアまたは高信頼性リンクを使用して、または再送信技法により、受信側への配信の信頼性を高め、またはそれを保証するように指定される。確実に配信されるビデオフレームが、エラー発生後の送信されたビデオ信号との受信側の再同期のため、およびランダムアクセスのための基準ピクチャとして使用される。
【選択図】図1
Description
0fpsで動作し、IBBPBBPBBPBBPBBのGOP構造(周期N=15フレーム)が使用されると仮定する。Bピクチャの順次除去と、その後に続くPピクチャの除去により、30fps(すべてのピクチャタイプが含まれる)、10(IおよびPのみ)、および2fps(Iのみ)の合計3つの時間解像度を導出することが可能である。PピクチャのコーディングがBピクチャに依拠せず、同様にIピクチャのコーディングが他のPピクチャまたはBピクチャに依拠しないようにMPEG-2 Main Profileコーデックが設計されるので、順次除去プロセスの結果、復号化可能ビットストリームが得られる。以下では、時間スケーラビリティ機能を有する単層コーデックが、スケーラブルビデオコーディングの特別なケースであるとみなされ、したがって明示的な指示がない限り、スケーラブルビデオコーディングという用語に含まれる。
例えばSinger,D.、「A general mechanism for RTP Header Extensions」、draft-ietf-avt-rtp-hdrext-01(進行中の研究)、2006年2月で定義された、このヘッダ拡張要素について取り決められたローカル識別子。
ヘッダバイト(IDおよびlen)をカウントしない、このヘッダ拡張要素のデータバイトの長さから1を引いたもの。これは、第2ワード(置換される範囲)が存在する場合に値6を有し、第2ワードが存在しない場合に2を有する。したがって、この値は2または6でなければならない。
このヘッダ拡張要素を含むパケットがRシーケンス番号RSEQを有する系列SER中のRパケットであることを示すビット。このビットがセットされていない場合、その代わりに、ヘッダ拡張要素が、メディアストリームの系列SER中の最新のRパケットがRシーケンス番号RSEQを有していたことを示す。このビットがセットされていない場合、置換される範囲が存在すべきではなく(すなわち、lenフィールドは2であるべきである)、存在する場合、無視されなければならない。
予約済みビット。これは送信時に0にセットされなければならず、受信時には無視される。
このヘッダ拡張要素で記述されているRパケットの系列の識別子。メディアエンコーダが単一の系列のRパケットを記述している場合、これは値0を有するべきである。例えば、図13に示されるスケーラブルビデオピクチャコーディング構造を使用して、Lパケット(ベース空間拡張層、全スレッド)は、例えば0にセットされたSERを有することになり、Sパケット(空間拡張層、全スレッド)は、1にセットされたSERを有することになる。
系列SER内のこのRパケットの番号を示す符号なしシーケンス番号。この値は、所与の系列で送られるRパケットごとに1だけ増分される(modulo 2^16)。別々のシーケンスについてのRSEQ値は独立である。
modulo 2^16で計算される、このRパケットによって置換される、包含的な、最初のRパケットのRシーケンス番号(この値は剰余演算を使用するので、置換される範囲の終わりより前のすべてのRパケットが置換されていることを示すために、SUPERSEDE_STARTについて値RSEQ+1を使用することができる)。このフィールドは任意選択であり、len=6であるときにのみ存在する。
modulo 2^16で計算される、このRパケットによって置換される、包含的な、最後のRパケットのRシーケンス番号。この値は、閉じた範囲[SUPERSEDE_START..RSEQ]modulo 2^16内になければならない。このフィールドは任意選択であり、len=6であるときにのみ存在する。
RSEQフィールドは受信側が受信していないRSEQ値を示す。
このヘッダ拡張要素によってRパケットのどのシーケンスが紛失していると記述されているかの識別子。
BLRは、RSEQによって示されるRTPパケットの直後の12個のRパケットのいずれかの紛失を報告することを可能にする。BLPの最下位ビットをビット1と表し、BLPの最上位ビットをビット12と表すと、受信側が系列SER(modulo 2^16)中のRパケット番号(RSEQ+i)を受信していない場合にビットマスクのビットiが1にセットされ、このパケットが紛失していることを示す。そうでない場合、ビットiは0にセットされる。Rパケットのビットマスクが0にセットされていたからといって、送信側は、受信側がRパケットを受信したことを仮定してはならないことに留意されたい。例えば、RSEQに対応するパケットと、シーケンス中の後に続くRパケットとが紛失した場合、BLRの最下位ビットが1にセットされる。しかし、送信側は、BLRのビット2から15が0であるというだけでの理由でパケットRSEQ+2からRSEQ+16が受信されたことを推測することはできず、すべての送信側が認識することは、受信側がこの時に紛失したと送信側に報告していないことである。
そうでない場合、すなわち現ピクチャがIDRピクチャではない場合、PrevTL0FrameIdxが、復号化順でTが0に等しい最新のピクチャのFI値に等しいとする。現ピクチャに関するFIの値は、(PrevTL0FrameIdx+1)%256に等しくなる。数字256は、FIフィールド(最大値+1)のダイナミックレンジを表し、異なるFIフィールド長では値2^(ビット単位のFI長)に調節されるべきである。
Claims (26)
- 通信ネットワークを介する送信側エンドポイントと1つまたは複数の受信側エンドポイントまたはサーバとの間のメディア通信のためのシステムであって、
送信されるメディアを、最低の時間層を含む、2つ以上の時間層を有する構造内のフレームとして符号化するエンコーダを備え、
送信されるフレームがデータ要素を含み、
前記データ要素が、
最低の時間層フレームについて、前記フレームを特定するシーケンス番号、及び、
他の時間層フレームについて、復号化順で最新の、最低の時間層フレームのシーケンス番号に対する基準を、示す、システム。 - 前記データ要素がさらに、各空間層または品質層に関連する系列番号を示し、前記受信側エンドポイントまたはサーバが、参照される系列番号およびシーケンス番号に対応するフレームが前記受信側エンドポイントまたはサーバで受信されたかどうかを判定することにより、特定の空間層または品質層の最低の時間層フレームが紛失したかどうかを検出する請求項1に記載のシステム。
- 前記データ要素が、前記パケット内の最低の時間層フレームまたはそのフラグメントの存在を示すフラグを含む請求項1に記載のシステム。
- 前記エンコーダがH.264SVCに準拠し、前記データ要素が、SVC要素に関するNALユニットヘッダ拡張で搬送される請求項1に記載のシステム。
- 前記データ要素が、SVCに関するNALヘッダ拡張内に追加のバイトを含み、SVCに関するNALヘッダ拡張内のフラグが、前記追加のバイトの存在を知らせる請求項4に記載のシステム。
- 2つ以上の時間層を提供する技法を使用してコーディングされた圧縮デジタルビデオを復号化するシステムにおいて、圧縮ビデオフレームが、1つまたは複数のパケット内に構築されるシステムであって、
少なくとも1つのデータ要素を含むパケットヘッダを受信するように構成され、
前記データ要素が、
最低の時間層フレームについて、前記フレームを特定するシーケンス番号を示し、
他の時間層フレームについて、復号化順で最新の、最低の時間層フレームのシーケンス番号に対する基準を示す、システム。 - 前記データ要素が、1組の拡張ビットと、設定されたときに、前記1組の拡張ビットの存在を示すフラグとを含む請求項6に記載のシステム。
- 前記最低の時間層フレームの紛失を検知すると、前記受信側が、前記紛失した最低の時間層フレームのシーケンス番号を示す否定的応答を生成する請求項6に記載のシステム。
- 2つ以上の時間層を提供する技法を使用してコーディングされた圧縮デジタルビデオを復号化するシステムにおいて、圧縮ビデオピクチャが1つまたは複数のパケットに構造化され、RTPを使用してIPベースのネットワークを介して受信されるシステムであって、
RTPヘッダ拡張を受信するように構成され、
前記RTPヘッダ拡張が、
各層に関連する系列番号と、
各最低の時間層ピクチャに関連するシーケンス番号と、
パケットが最低の層の時間ピクチャのピクチャまたはピクチャフラグメントを含むかどうかを示すのに使用されるフラグと、を含み、
前記シーケンス番号が、前記最低の時間層ピクチャを基準として使用する他のすべてのピクチャで参照され、それによって、参照される系列番号およびシーケンス番号に対応するピクチャが前記システムで利用可能かどうかを検査することにより、最低の時間層ピクチャの紛失を検出することが可能となるシステム。 - 最低の時間層ピクチャの紛失の検出時に、RTCPフィードバックメッセージとしてフォーマットされた否定応答メッセージを送信し、前記フィードバックメッセージが、前記紛失ピクチャのシーケンス番号と、前記紛失ピクチャが属する系列番号と、前記シーケンス番号によって示されるピクチャの後に続くピクチャも紛失したことを示すビットマスクとを示し、それによって送信側システムが正しい処置を取ることができる請求項9に記載のシステム。
- 2つ以上の時間層を提供する技法を使用してコーディングされた圧縮デジタルビデオを復号化するシステムにおいて、圧縮ビデオピクチャが、1つまたは複数のパケットに構造化され、少なくとも最低の時間層ピクチャのパケットを、エラーの場合、または復号化の初期化時に、リアルタイムよりも高速に、所期の提示時間の後に、送信側から圧縮デジタルビデオストリームで受信することができるシステムであって、
エラーの場合、または復号化の初期化時に、リアルタイムよりも高速に、受信したピクチャを復号化し、かつ所期の提示時間の後に復号化された場合、受信したピクチャを表示しないデコーダを備えるシステム。 - 通信ネットワークを介する送信側エンドポイントと1つまたは複数の受信側エンドポイントまたはブリッジとの間のメディア通信のための方法において、送信されるメディアが、最低の時間層を含む、2つ以上の時間層を有する構造内のフレームとして符号化され、
前記方法は、データ要素を提供する工程を含み、
前記データ要素が、
最低の時間層フレームについて、前記フレームを特定するシーケンス番号及び、
他の時間層フレームについて、復号化順で最新の、最低の時間層フレームのシーケンス番号に対する基準を、示すものであり、
その結果、受信側エンドポイントまたはサーバが、参照されるフレームシーケンス番号に対応するフレームが前記受信側エンドポイントで利用可能かどうかを検査することにより、最低の時間層フレームが紛失したかどうかを検出することを可能にする方法。 - 前記データ要素がさらに、各空間層または品質層に関連する系列番号を示し、
前記受信側エンドポイントまたはブリッジが、参照される系列番号およびシーケンス番号に対応するフレームが前記受信側エンドポイントまたはブリッジで受信されたかどうかを判定することにより、特定の空間層または品質層の最低の時間層フレームが紛失したかどうかを検出する請求項12に記載の方法。 - 前記符号化がH.264SVCに準拠し、前記データ要素が、SVC要素に関するNALユニットヘッダ拡張で搬送される請求項12に記載の方法。
- 前記データ要素が、SVCに関するNALヘッダ拡張内に追加のバイトを含み、SVCに関するNALヘッダ拡張内のフラグが、前記追加のバイトの存在を知らせる請求項14に記載の方法。
- 前記データ要素が、最低の品質層のピクチャで使用されない、SVCに関するNALヘッダ拡張内にFGSコーディングに関するビットを含む請求項14に記載の方法。
- 2つ以上の時間層を提供する技法を使用してコーディングされた圧縮デジタルビデオを復号化する方法において、圧縮ビデオピクチャが、1つまたは複数のパケットに構造化され、
パケットヘッダにおけるデータ要素を受信する工程を含み、
前記データ要素は、最低の時間層ピクチャについて、前記ピクチャを特定するシーケンス番号、及び、
他の時間層ピクチャについて、復号化順で最新の、最低の時間層ピクチャのシーケンス番号に対する基準を示すものであり、
その結果、受信側が、参照されるピクチャフレーム索引に対応するピクチャが前記受信側で利用可能かどうかを検査することにより、最低の時間層ピクチャの紛失を検出することを可能にする方法。 - 前記データ要素が、1組の拡張ビットと、設定されたときに、前記1組の拡張ビットの存在を示すフラグとを含む請求項17に記載の方法。
- 2つ以上の時間層を提供する技法を使用してコーディングされた圧縮デジタルビデオを復号化する方法において、圧縮ビデオピクチャが1つまたは複数のパケットに構造化され、RTPを使用してIPベースのネットワークを介して受信され、
RTPヘッダ拡張を受信する工程を含み、
前記RTPヘッダ拡張が、
各層に関連する系列番号と、
各最低の時間層ピクチャに関連するシーケンス番号と、
パケットが最低の層の時間ピクチャのピクチャまたはピクチャフラグメントを含むかどうかを示すのに使用されるフラグと、を含み、
前記シーケンス番号が、前記最低の時間層ピクチャを基準として使用する他のすべてのピクチャで参照され、
前記方法は、さらに、受信されるピクチャ内のRTPヘッダ拡張を検査して、参照される系列番号およびシーケンス番号に対応するピクチャの可用性を検証する工程であって、それによって最低の時間層ピクチャの紛失を検出することを可能にする、工程と、
を含む方法。 - 最低の時間層ピクチャの紛失の検出時に、RTCPフィードバックメッセージとしてフォーマットされた否定応答メッセージを送信し、前記フィードバックメッセージが、前記紛失ピクチャのシーケンス番号と、前記紛失ピクチャが属する系列番号と、前記シーケンス番号によって示されるピクチャの後に続くピクチャも紛失したことを示すビットマスクとを示し、それによって送信側システムが正しい処置を取ることを可能にする工程をさらに含む請求項19に記載の方法。
- 2つ以上の時間層を提供する技法を使用してコーディングされた圧縮デジタルビデオを復号化する方法において、圧縮ビデオピクチャが、1つまたは複数のパケットに構造化され、少なくとも最低の時間層ピクチャのパケットを、エラーの場合、または復号化の初期化時に、リアルタイムよりも高速に、所期の提示時間の後に、送信側から圧縮デジタルビデオストリームで受信することができ、
前記方法は、
リアルタイムよりも高速に、エンドポイントで受信したピクチャを復号化し、かつ所期の提示時間の後に復号化された場合、受信したピクチャを表示せず、それによって前記デコーダが、受信した圧縮デジタルビデオストリームと同期することを可能にする工程と、
そのような同期が達成された後、通常の復号化および提示を実施する工程と、
を含む方法。 - 通信ネットワークを介する送信側エンドポイントと1つまたは複数の受信側エンドポイントとの間のメディア通信のためのコンピュータ可読媒体であって、
送信されたメディアは、最低の時間層を含む、2つ以上の時間層を有する構造におけるフレームとして符号化され、
前記コンピュータ可読媒体は、処理システムにデータ要素を提供するように指示するための一連の命令を有し、
前記データ要素が、
前記最低の時間層のフレームについては、前記フレームを特定するシーケンス番号を示し、
他の時間層のフレームについては、デコード順において最新の最低の時間層のフレームのシーケンス番号に対する基準を示す、コンピュータ可読媒体。 - 2つ以上の時間層を提供する技術を用いて符号化された圧縮デジタルビデオをデコードするためのコンピュータ可読媒体であって、
圧縮ビデオピクチャは、1つまたは複数のパケットに構造化され、
前記コンピュータ可読媒体は、一連の命令を有し、処理システムが、送信パケットヘッダにデータ要素を受信するようにし、
前記データ要素は、
最低の時間層のピクチャについては、当該ピクチャを特定するシーケンス番号を示し、
他の時間層のピクチャについては、デコード順で最新の最低の時間層のピクチャのシーケンス番号に対する基準を示す、コンピュータ可読媒体。 - 2つ以上の時間層を提供する技術を用いて符号化された圧縮デジタルビデオをデコードするためのコンピュータ可読媒体であって、
圧縮ビデオピクチャは、1つまたは複数のパケットに構造化され、RTPを用いたIPベースのネットワークを介して受信され、
前記コンピュータ可読媒体は、一連の命令を有し、処理システムが、
各層に関連するシリーズ番号と、
各最低の時間層のピクチャと関連付けられるシーケンス番号と、
パケットが前記最低の時間層のピクチャのピクチャまたはピクチャの一部を含むか否かを示すために用いられるフラグと、
を含むRTPヘッダ拡張子を受信するようにし、
前記シーケンス番号は前記最低の時間層のピクチャを基準として用いる全ての他のピクチャによって基準とされ、
さらに、前記処理システムが受信ピクチャにおける前記RTPヘッダ拡張子を検査し、前記基準とされたシリーズ番号及びシーケンス番号に対応するピクチャの使用可能性を認証し、最低の時間層のピクチャの紛失が検出可能なようにするコンピュータ可読媒体。 - 前記一連の命令は、さらに、前記処理システムに、
最低の時間層のピクチャの紛失を検出した場合にRTCPフィードバックメッセージとしてフォーマットされた否定応答メッセージを送信させるようにし、
前記フィードバックメッセージは、送信システムが訂正動作を実行できるように、
前記紛失したピクチャのシーケンス番号と、
前記紛失したピクチャが属するシリーズ番号と、
前記シーケンス番号で示されるピクチャに続くピクチャ群のうちでどのピクチャがさらに紛失しているかを示すビットマスクと、を示す請求項24に記載のコンピュータ可読媒体。 - 2つ以上の時間層を提供する技術を用いて符号化された圧縮デジタルビデオをデコードするためのコンピュータ可読媒体であって、
圧縮ビデオピクチャは、1つまたは複数のパケットに構造化され、少なくとも最低の時間層のピクチャのパケットが実時間より早くかつ意図された表示時刻の後に送信側からの圧縮デジタルビデオストリームにおいて受信され、
エラーの場合、またはデコードを開始した場合に、処理システムに、
実時間より早くエンドポイントにおいて受信されたピクチャをデコードさせ、意図された表示時刻の後にデコードされば場合には、前記ピクチャを表示することなく、前記でコーダが受信圧縮デジタルビデオストリームと同期可能なようにさせ、
前記同期が達成された後に、通常のデコードと表示を実行させるようにする、一連の命令を有するコンピュータ可読媒体。
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