JP2016505225A - データストリーム間で同期される開始記号識別子を有する少なくとも２つのデータストリームからの記号を有するソースブロックを用いる前方誤り訂正 - Google Patents

データストリーム間で同期される開始記号識別子を有する少なくとも２つのデータストリームからの記号を有するソースブロックを用いる前方誤り訂正 Download PDF

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Abstract

前方誤り訂正（ＦＥＣ）データ発生器は、前方誤り訂正データが共同で生成される少なくとも２つのデータストリームのための入力を備え、各データストリームは、複数の記号を含む。ＦＥＣデータの記号は、少なくとも２つのデータストリームの記号サブセットを含む可能性のあるＦＥＣソースブロックに基づいている。ＦＥＣデータ発生器は、少なくとも２つのデータストリーム内のどの記号が対応するソースブロックに属するかに関するＦＥＣデータ記号の信号伝達情報を、少なくとも２つのデータストリームにおける各々第１および第２のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、各々第１のデータストリームおよび第２のデータストリーム内の、対応するソースブロックに属する記号の数とを決定することによって生成するように構成されている信号伝達情報発生器をさらに備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、概して、情報および／もしくはデータの伝送、放送ならびに／または記憶に関する。より具体的には、本発明は、伝送、放送および／または記憶されるべきデータの前方誤り訂正（ＦＥＣ：forward error correction）に関する。本発明による一部の実施形態は、前方誤り訂正データ発生器に関する。本発明の一部の実施形態は、前方誤り訂正デコーダに関する。一部の実施形態は、前方誤り訂正データを生成するための方法に関する。さらなる実施形態は、前方誤り訂正を復号するための方法に関する。本発明の幾つかの態様は、同期化ＳＩ（symbol ID：記号ＩＤ）を有する前方誤り訂正ソースブロックの復元に関する。
ビデオ符号化技術は、今日でもなお、例えば空間分解能（例えば、ＵＨＤ（ultra high definition）：超高精細度）の向上を支えるために研究されている。他の研究対象は、具体的にはモバイルアプリケーションのための、伝送されるべきデータの低減、および／または符号化効率の最適化である。利用可能なビデオ符号化規格の中でも、おそらくは、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格が最も広範に、１０億個を超すデバイスによって使用されている。
２００３年におけるＨ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格の導入以降、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格は、例えばスケーラブルビデオ符号化補正（ＳＶＣ：Scalable Video Coding amendment）およびマルチビュービデオ符号化補正（ＭＶＣ：Multiview Video Coding amendment）といった幾つかのベース規格拡張の発売に成功している。
Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格のスケーラブルビデオ符号化補正（ＳＶＣ）は、単層Ｈ．２６４／ＡＶＣに比べてデコーダの複雑さが適度に増加した、ビットストリーム・レベルにおけるネットワークに優しいスケーラビリティを提供する。これは、品質スケーラブルなＳＶＣビットストリームの単層Ｈ．２６４／ＡＶＣビットストリームへの無損失な書き換え等の機能だけでなく、損失伝送環境におけるビットレート、フォーマットおよび電力適応、グレースフルデグラデーション（graceful degradation）も裏付ける。これらの機能により、伝送および記憶アプリケーションが強化される。ＳＶＣは、符号化効率の著しい向上を達成し、先行するビデオ符号化規格のスケーラブルプロファイルに比べて、裏付けられたスケーラビリティの度合いが高まっている。
Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格のマルチビュービデオ符号化補正は、ビットストリーム・レベルでのビュースケーラビリティを提供する。これは、マルチビュービデオ（例えば、ステレオディスプレイで見るのに適する２つの視野をもつビデオ）の効率的かつ後方互換的な高効率伝送を可能にする。旧来のＨ．２６４／ＡＶＣデコーダは、マルチビュービットストリームに含まれる２つの視野のうちの一方（所謂、ベース視野）のみを復号する。復元されたビデオシーケンスは、従来の二次元ディスプレイ上に表示されることが可能である。一方で、ステレオデコーダは、両方の視野を復号することができ、復号されたビデオシーケンス（一方は左目用、他方は右目用）は、三次元ディスプレイに適する。
ＳＶＣとＭＶＣは共に、各々が別の品質レベルを表す様々なメディアレイヤを有するビデオビットストリームを生成する、所謂レイヤードメディア符号化技術の例と考えることができる。レイヤ間予測に起因してこれらのメディアレイヤ間には階層が存在し、良好な復号を行うためにメディアレイヤは他のメディアレイヤに依存する。レイヤを意識した前方誤り訂正（ＬＡ−ＦＥＣ：Layer-Aware Forward Error Correction）は、層状のメディアストリーム内に存在する依存構造の知識を活用する。ＬＡ−ＦＥＣは、共同誤り訂正のために、さほど重要でないメディアレイヤの保護をより重要なメディアレイヤの保護データと共に使用できるように、ＦＥＣデータを生成する。この方法において、ＬＡ−ＦＥＣは、新しい機能を有効化し、かつより重要なメディアの保護を、データ総量を増やすことなく増大させる。
伝送チャネルの受信機側において受信データにおける誤りを、レイヤを意識した前方誤り訂正を使用することによって訂正するためには、ＦＥＣデコーダが、ペイロードデータの所定の一部分と、ペイロードデータのその部分における誤り（例えば、伝送誤り）を訂正するために使用することのできるＦＥＣパリティデータ部分との間の対応についての知識が必要である。言い替えれば、ＦＥＣデコーダは、ペイロードデータおよび／またはＦＥＣパリティデータにおける誤りを首尾良く訂正するために、ペイロードデータの一部とＦＥＣパリティデータの対応部分との間にリンクを確立することができなければならない。この側面は、ベース表現、エンハンスメント表現およびＦＥＣパリティ情報が、異なるデータフローまたはデータストリームを用いて伝送される場合に、特に重要となる。ペイロードデータとＦＥＣパリティデータとの対応が単純ではない場合もある別の可能なシナリオは、ペイロードデータおよびＦＥＣパリティデータが、各パケットが異なるルートを取りかつ異なる時間に受信機へ到達するように、パケット交換ネットワークを介して伝送される場合である。
したがって、とりわけ誤り訂正能力および／または誤り訂正効率を向上させるためには、ＦＥＣパリティデータとペイロードデータとの間の対応の効率的かつ／または強固な信号伝達が望ましい。
本発明のこの目的は、請求項１に記載の前方誤り訂正データ発生器によって、請求項９に記載の前方誤り訂正デコーダによって、請求項１２に記載の前方誤り訂正データを生成するための方法によって、請求項２０に記載の前方誤り訂正の復号方法によって、かつ請求項２３に記載のコンピュータプログラムによって解決される。
前方誤り訂正データ発生器を提供する。この前方誤り訂正データ発生器は、前方誤り訂正データが共同で生成される少なくとも２つのデータストリームのための入力を備え、各データストリームは複数の記号を含み、前方誤り訂正データの記号は、それらの少なくとも２つのデータストリームの記号サブセットを含む可能性のある前方誤り訂正（ＦＥＣ）ソースブロックに基づいている。この前方誤り訂正データ発生器は、少なくとも２つのデータストリーム内のどの記号が対応するソースブロックに属するかに関する前方誤り訂正記号の信号伝達情報（signaling information）を、それらの少なくとも２つのデータストリームにおける第１のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、それらの少なくとも２つのデータストリームにおける第２のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、第１のデータストリーム内の対応するソースブロックに属する記号の数と、第２のデータストリーム内の対応するソースブロックに属する記号の数とを決定することによって生成するように構成されている信号伝達情報発生器をさらに備えている。
実施形態は、前方誤り訂正されるべき少なくとも２つの受信されるデータストリームに関してリペア記号を含むリペアストリームを受信するように構成された入力を備えた前方誤り訂正デコーダを提供する。この前方誤り訂正デコーダは、さらに、リペア記号内の、またはリペア記号にリンクされた信号伝達情報を分析するように構成されている信号伝達情報分析器を備えている。その信号伝達情報は、少なくとも２つのデータストリームのうちの少なくとも１つのデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、第１のデータストリーム内の、対応するソースブロックに属する記号の数と、第２のデータストリーム内の、対応するソースブロックに属する記号の数とを含む。この前方誤り訂正デコーダは、さらに、少なくとも２つのデータストリーム内の、現在のソースブロックに属する記号を、信号伝達情報を用いて集めるように構成されているソースブロック・コレクタを備えている。
さらに、前方誤り訂正データを生成するための方法を提供する。本方法は、前方誤り訂正データが共同で生成される少なくとも２つのデータストリームを受信するステップを含む。各データストリームは、複数の記号を含む。前方誤り訂正データの記号は、それらの少なくとも２つのデータストリームの記号サブセットを含む可能性のある前方誤り訂正ソースブロックに基づいている。本方法は、さらに、それらの少なくとも２つのデータストリーム内のどの記号が対応するソースブロックに属するかに関して、前方誤り訂正記号の信号伝達情報を生成するステップを含む。具体的には、信号伝達情報は、それらの少なくとも２つのデータストリームのうちの第１のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、それらの少なくとも２つのデータストリームのうちの第２のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、第１のデータストリーム内の、対応するソースブロックに属する記号の数と、第２のデータストリーム内の、対応するソースブロックに属する記号の数とを決定することによって生成される。
復号の態様に関しては、前方誤り訂正復号の方法も提供する。本方法は、前方誤り訂正されるべき少なくとも２つの受信データストリームに関連してリペア記号を含む少なくとも１つのリペアストリームを受信するステップを含む。また、本方法は、リペアストリーム内の、またはリペアストリームにリンクされた信号伝達情報を分析するステップも含む。信号伝達情報は、少なくとも２つのデータストリームのうちの少なくとも１つのデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、第１のデータストリーム内の、対応するソースブロックに属する記号の数と、第２のデータストリーム内の、対応するソースブロックに属する記号の数とを含む。本方法は、さらに、少なくとも２つのデータストリーム内の、現在のソースブロックに属する記号を、信号伝達情報を用いて集めるステップも含む。
さらに、コンピュータまたは信号プロセッサ上で実行されるとき、上述の方法のうちの少なくとも１つを実行するためのコンピュータプログラムも提供する。
図１はレイヤード符号化されたメディアの構造の一例を略示している。 図２はＬＡ−ＦＥＣを用いるＦＥＣデータ生成の概念を略示している。 図３は２つのソースフローが独立した記号識別子（ＳＩ：symbol identifier）を有する第１の方法を略示している。 図４は、ＦＥＣソースブロックの同期ポイントにＦＥＣソースブロック毎の同期ＳＩが提供される第２の方法を略示している。 図５は、第１のデータストリームと第２のデータストリーム内の記号がＬＡ−ＦＥＣのためにどのようにグルーピングまたは収集され得るかを略示している。 図６は、データストリームがエンコーダ側でどのように処理され得るかを示す略ブロック図である。 図７はＦＥＣデータ発生器の一部を示す略ブロック図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。
前方誤り訂正（ＦＥＣ）またはチャネル符号化は、信頼性のない、または雑音の多い通信チャネル上でのデータ伝送における誤りを訂正するために使用されることが可能な技術である。この目的のために、チャネルの送信側では、誤り訂正符号（ＥＣＣ：error correcting code）を用いて、オリジナルメッセージに所定量の冗長性が追加される。メッセージのどこかで限られた数の誤りしか発生しない限り、受信者は追加された冗長性によって誤りを検出することができる。多くの場合、これらの誤りを、再送なしに訂正することも可能である。したがって、データ再送を要求するためのリバースチャネルは不要である。しかしながら、誤りを訂正する能力は、一定の、より高い前方チャネル帯域幅を犠牲にして得られるものである。したがって、ＦＥＣは、典型的には、一方向通信リンク等の再送が高価または不可能であるといった状況、かつ複数の受信者へマルチキャストで送信する場合に適用される。ＦＥＣの別のアプリケーションは、損なわれたデータの復元を可能にする大容量記憶デバイスに関連づけられる。
前方誤り訂正スキームを実施するための、多くの異なる誤り訂正符号が利用可能である。可能な誤り訂正符号の例は、ＢＣＨ符号、アダマール（Hadamard）符号、ハミング（Hamming）符号、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ：Low Density Parity Check）符号、ラプタ（Raptor）符号、リード−ソロモン（Reed-Solomon）誤り訂正、リード−マラー（Reed-Muller）符号、ターボ（Turbo）符号およびウォルシュ−アダマール（Walsh-Hadamard）符号である。
レイヤを意識した前方誤り訂正（ＬＡ−ＦＥＣ）は、レイヤード・メディア・データ固有のＦＥＣスキームであり、ＦＥＣスキームはＦＥＣ構造のメディア層に渡る依存関係を活用する。図１は、スケーラブルビデオ符号化（ＳＶＣ）またはマルチビュービデオ符号化（ＭＶＣ）またはＨＥＶＣのスケーラブル拡張（ＳＨＶＣ）により符号化されたコンテンツ等の符号化されたレイヤード・メディア・データへＬＡ−ＦＥＣがどのように適用されるかを示している。図示されている例には、独自に復号可能なベース表現（ＢＲ）１２（例えば、ベース分解能または左視野）と、ベース表現への依存関係を有する１つの追加的なエンハンスメント表現（ＥＲ１）１４（例えば、エンハンスメント分解能または右視野）とが存在している。表現の数および依存構造は、メディア符号化に依存し、よって与えられた例とは異なる可能性があることに留意されたい。
ベース表現１２は、ベース品質を表すベースレイヤ／ベース表現（ＢＬ／ＢＲ）と見なすことができ、ＳＶＣとＭＶＣの双方の場合で、これは、例えば７２０ｐの分解能を有するビデオストリームである。復号プロセスにおけるエンハンスメントレイヤ／エンハンスメント表現（ＥＬ／ＥＲ）の追加的統合は、ビデオ品質を向上させる。ＳＶＣの場合、品質は分解能１０８０ｐまで向上する。ＭＶＣの場合、ＥＬ（またはＥＲ）の復号によって３Ｄテレビ用の第２の視野が追加される。図１に示されているように、これらのメディアレイヤ間には依存関係が存在する。ベースレイヤ／ベース表現ＢＬ（またはＢＲ）は、他のメディアレイヤから独立して復号することができるが、エンハンスメントレイヤ／エンハンスメント表現ＥＬ（またはＥＲ）は、誤りのない復号のためにＢＬ（またはＢＲ）を必要とする。前方誤り訂正データ発生器については、ＳＶＣまたはＭＶＣ等のレイヤードメディア符号化技術に関して説明するが、提案している前方誤り訂正用信号伝達情報の概念は、異なる環境においても使用することができる。例えば、データストリームの１つはビデオトラックを含む可能性もあり、かつ別のデータストリームは対応するオーディオトラックを含む可能性もある。別の例は、５．１サラウンド・サウンド・マルチチャネル・オーディオ・システムに使用されるもの等の幾つかのオーディオ信号である可能性もある。さらに、少なくとも２つのデータストリーム（またはこれらのコンテンツ）が互いに関連せず、どちらかと言えば互いに独立している可能性さえもあり得る。可能な一例は、同一チャネルを介して（例えば、衛星を介して）放送される２つの独立したテレビ番組である可能性もある。
ＬＡ−ＦＥＣの場合、所定の表現のＦＥＣ情報ブロックは、複数のＦＥＣ情報サブブロック、即ちその表現自体につき１つ、およびこの表現の相補表現（Complimentary Representation）毎に１つのＦＥＣ情報サブブロックより成る。これらのＦＥＣ情報サブブロックは各々、１つの表現からのデータのみから生成される。図２は、このレイヤード符号化されたメディア構造例についてのＬＡ−ＦＥＣ生成を例示したものである。ベース表現（ＢＲ）は他のいずれの表現からも独立していることから、そのＦＥＣ情報ブロック３２はＢＲのＦＥＣ情報サブブロック２２のみを含むが、エンハンスメント表現（ＥＲ１）のＦＥＣ情報ブロック３４は、ＢＲの同じＦＥＣ情報サブブロック２２と、ＥＲ１のＦＥＣ情報サブブロック２４とから成る。
図２は、さらに、ベース表現のＦＥＣ情報ブロック３２を符号化するための、より具体的にはベース表現のためのＦＥＣパリティブロック５２を生成するためのＬＡ−ＦＥＣエンコーダ４２を示す。さらなるＬＡ−ＦＥＣエンコーダ４４が、エンハンスメント表現のＦＥＣ情報ブロック３４を符号化するために、より具体的にはエンハンスメント表現のためのＦＥＣパリティブロック５４を生成するために設けられている。２つのＬＡ−ＦＥＣエンコーダ５２、５４は、単一のＬＡ−ＦＥＣエンコーダとして結合されてもよい。
ＬＡ−ＦＥＣの場合、（ＥＲ１例における）依存表現のＦＥＣパリティブロックは、さらに、（ＢＲ例における）その全ての相補表現の全データを保護する。したがって、所定の表現は、共同復号プロセスにおいて、その対応するＦＥＣ情報ブロックによって生成される、即ちその対応するＦＥＣ情報ブロックに依存する表現からＦＥＣ情報ブロックによって生成されるＦＥＣパケットブロックを用いることにより、または依存表現の全てのＦＥＣパリティブロックおよびその全ての相補表現を用いることにより、回復することができる。
例えば、受信側装置がベース表現ＢＲのみを受信するのであれば、受信側装置はＦＥＣパケットブロック５２（ＢＲ）を用いることによってこの表現を復号しかつ訂正することができる。受信側装置がＢＲおよびＥＲ１を受信するのであれば、受信側装置は、共同復号プロセスにおいて、ＦＥＣパケットブロック５２（ＢＲ）、ＦＥＣパケットブロック５４（ＥＲ１）、またはＦＥＣパケットブロック５２（ＢＲ）およびＦＥＣパケットブロック５４（ＥＲ１）の双方を用いてＢＲを復号しかつ訂正することができる。これにより、ＬＡ−ＦＥＣは、レイヤード符号化されたメディアの強固さの拡大を可能にする。より具体的には、ＢＲがＦＥＣパケットブロック（ＢＲ）によって訂正できない状況において、ＬＡ−ＦＥＣを用いる受信側装置は、ＦＥＣパケットブロック（ＥＲ１）により、またはＦＥＣパケットブロック（ＢＲ）およびＦＥＣパケットブロック（ＥＲ１）の双方の共同復号によりＢＲの訂正を試行することができる。
方法１：ＦＥＣソースブロックの復元
受信された記号からのソースブロックの復元は、どのソース記号がＦＥＣソースブロックの一部であるかに関する知識を必要とする。ＬＡ−ＦＥＣの場合、さらに、ベースレイヤのＦＥＣソースブロック（ＳＢ）とエンハンスメントレイヤのＦＥＣソースブロック（ＳＢ）をリンクすることが必要とされる。というのは、エンハンスメントレイヤのＦＥＣデータは両レイヤのデータにまたがって生成されるからである。
第１の可能な信号伝達方法によれば、各ソース記号毎のインクリメンタルＩＤ、以後記号ＩＤ（ＳＩ）と称する、を有することが提案される。このような手法の場合、記号ＩＤは、図３に示されているように、各レイヤ毎に独立している。故に、図３は、２つのソースフローの独立したＳＩを略示している。
図３に略示されているようなＬＡ−ＦＥＣを信号伝達する方法は、リペア記号を異なるフローのソース記号に関連づけるためのリペア記号についての以下の信号伝達に記述されているように動作する。
Figure 2016505225
例えば、図１における方法を用いる図３におけるＦＥＣ ＳＢ２のソース記号とリペア記号（２つの記号）の例示的な信号伝達は、［ ］が１パケットの信号伝達を示すものとして、次のようになる。
Figure 2016505225
上述の例において、リペア記号の信号伝達
Figure 2016505225
は、このリペア記号がソースフロー２において記号ＩＤ７で始まるエンハンスメントレイヤ内の２つの記号に関連づけられ、かつソースフロー１において記号ＩＤ６で始まるベースレイヤ内の４つの記号にも関連づけられることを指す点に留意されたい。ソースフロー１はベース表現を含む。ソースフロー２はエンハンスメント表現を含む。上述の例において、ベース表現に関連する信号伝達情報は、太字で書かれている。
方法２：同期ＩＤを用いるＦＥＣソースブロックの復元
別の可能な信号伝達方法は、同期ＳＩ（記号ＩＤ）を用いるＦＥＣソースブロックの復元を有効化する。この信号伝達方法は、ＦＥＣソースブロック（ＦＥＣ ＳＢ）毎の同期された開始ＳＩを有するＦＥＣ ＳＢの同期ポイントを示す図４に略示されている。
図４による信号伝達方法の場合、リペア記号をソース記号に関連づけるために、以下のリペア記号の信号伝達が必要とされる。
Figure 2016505225
例えば、第２の方法を用いる図４におけるＦＥＣ ＳＢ２のソース記号とリペア記号（２つの記号）の好適な信号伝達は、［ ］が１パケットの信号伝達情報を示すものとして、次のようになる。
Figure 2016505225
図４の実施形態および関連する実施形態において、「ＦＥＣ ＳＢの開始ＳＩ」は、ベース表現（ソースフロー１）およびエンハンスメント表現（ソースフロー２）の双方に有効であることに留意されたい。
図５は、レイヤを意識したＦＥＣのために、第１のデータストリーム（本例では、エンハンスメントレイヤ関連）および第２のデータストリーム（この場合は、ベースレイヤ関連）内の記号がどのようにしてグループ化または収集され得るかを略示している。各記号は、小さい正方形によって略示されている。例えば、第１のＦＥＣソースブロック（ＦＥＣソースブロック１）は、エンハンスメントレイヤのデータストリーム（第１のデータストリーム）からの３記号と、ベースレイヤのデータストリーム（第２のデータストリームまたはこの逆）からの２記号とを考慮する。ベースレイヤは、さらに、さらなるベースレイヤ専用ＦＥＣによって保護される可能性もあることに留意されたい。このようなベースレイヤ専用ＦＥＣは、例えば、ベースレイヤを伝送するデータストリームのみが確実に受信されることが可能であるが、エンハンスメントレイヤを伝送するデータストリームは（例えば、帯域幅制限などの理由により）受信されない状況において有益であり得る。
記号カウンタは、カウンタ初期値２５（任意に選ばれるため、他の任意の数であってもよい）を有する。したがって、ＦＥＣソースブロックにおける第１のデータストリームと第２のデータストリームの開始記号は、次の数字、この場合は２６を受信する。第１のデータストリームまたは第２のデータストリーム内に、その時点で考慮されているＦＥＣソースブロックの記号がさらに存在するかどうかに依存して、次のＦＥＣソースブロックの開始記号は、この数字で、即ちＦＥＣソースブロックに寄与する１つのデータストリーム内の最大記号数だけ増分される。本事例において、ＦＥＣソースブロック１は、エンハンスメントレイヤ内に３記号、ベースレイヤ内に２記号を含む。故に、ＦＥＣソースブロック１のデータストリーム当たりの最大記号数は３である。したがって、第２のＦＥＣソースブロック（ＦＥＣソースブロック２）内の開始記号は、数字または指数「２９」で参照される。図５において、ＦＥＣソースブロック２内の開始記号は位置合わせされていない（即ち、ペイロードデータのエンコーダまたはデコーダは、これらの記号の異なる提示時間を考慮しなければならなくなる）が、これはＦＥＣスキームに影響しないことに留意されたい。というのは、ＦＥＣエンコーダまたはＦＥＣデコーダが知る必要のあるものは、データストリーム内のどの記号が所定のＦＥＣソースブロックの第１の記号（即ち、開始記号）であるか（即ち、第１のデータストリームと第２のデータストリームの双方ともに２９）、およびこの所定のＦＥＣソースブロックに関してこのデータストリームから合計幾つの記号が考慮されなければならないか（即ち、ＦＥＣソースブロック２では、第１のデータストリームにおける３記号と第２のデータストリームにおける３記号）、だけであるからである。
図６は、データストリームがエンコーダ側でどのように処理され得るかを示す略ブロック図である。具体的には、図示されている記号ＩＤシンクロナイザは、上述の図４の方法に従って、ＦＥＣに有益な、少なくとも２つのデータストリームの同期に関する情報を添付することにより、第１のデータストリームと第２のデータストリームを修正することができる。
図６に略示されているようなエンコーダ側の装置は、ペイロードデータ・エンコーダ６０２と、前方誤り訂正データ発生器６４４と、記号ＩＤシンクロナイザ６６０とを備えている。また、さらなる前方誤り訂正データ発生器６４２も設けられているが、このさらなる前方誤り訂正データ発生器６４２は、任意選択である。本発明の可能な実施形態を表すこの前方誤り訂正データ発生器６４４の機能をより詳細に記述する前に、まずは、図６に略示されているようなエンコーダ側装置の骨組みについて述べる。
エンコーダ側装置の目的は、ペイロードデータを符号化して、チャネルまたはネットワーク上で伝送するための符号化されたペイロードデータを作成することにある。この目的のために、符号化されたペイロードデータを用いて、１つのデータストリーム（またはソースフロー）または幾つかのデータストリーム（またはソースフロー）が形成される。例えば、ペイロードデータは、おそらくはオーディオトラックを含むビデオデータであってもよい。他のタイプのペイロードデータも可能であって、排除されるものではない。ペイロードデータは、例えばＨ．２６４／ＭＰＥＧ−ＡＶＣ等の損失のあるビデオ符号化方法を用いてペイロードデータを符号化できるペイロードデータ・エンコーダ６０２で受信される。さらに、ペイロードデータ・エンコーダ６０２は、符号化されたペイロードデータの２つのデータストリーム、即ち、ベースレイヤのための第１のデータストリーム（ベース表現）およびエンハンスメントレイヤのための第２のデータストリーム（エンハンスメント表現）を生成するように構成されている。別の実施例では、ペイロードデータ・エンコーダは、異なるエンハンスメントレイヤのために複数（３つ以上）のデータストリームを生成するように構成することができる。例えば、ペイロードデータ・エンコーダ６０２は、ＳＶＣ（スケーラブルビデオ符号化）エンコーダまたはＭＶＣ（マルチビュービデオ符号化）エンコーダであってもよい。
次に、両方のデータストリーム、即ち、ベースレイヤのデータストリームおよびエンハンスメントレイヤのデータストリームを受信するＦＥＣデータ発生器６４４について考察する。この目的のために、ＦＥＣデータ発生器６４４は、前方誤り訂正データが共同で生成される少なくとも２つのデータストリームのための入力を備えている。各データストリームは、複数の記号を含む。前方誤り訂正データ記号は、前方誤り訂正（ＦＥＣ）ソースブロックに基づいている。前方誤り訂正（ＦＥＣ）ソースブロックは、おそらくは、少なくとも２つのデータストリームの記号サブセットを含む（図３から図５までを参照）。ＦＥＣデータ記号は、本明細書の一部の項目および一部のクレームにおいて「リペア記号」とも称されている。それは、デコーダの観点からすると、「リペア記号」はペイロードデータストリームの１つ以上の記号において、リペア（即ち、ＦＥＣを用いる伝送誤りの訂正）のために使用可能であるからである。
ＦＥＣデータ発生器６４４は、前方誤り訂正データ記号の信号伝達情報を生成するように構成されている信号伝達情報発生器を備えている。信号伝達情報は、どの記号が、企図されたＦＥＣデータ記号に対応するＦＥＣソースブロックに属するかを示す。ＦＥＣデータ発生器６４４は、所定のＦＥＣソースブロックを形成するために、ベースレイヤのデータストリームおよびエンハンスメントレイヤのデータストリームにおけるどの（ペイロード）記号が纏めてグルーピングされるかを決定することができる。ＦＥＣデータ発生器のこの決定は、関連のある記号間の時間的関係に基づいていてもよく、その結果、例えば、所定の（例えば「プレゼンテーション・タイム・スタンプ（presentation time stamp）」により規定される）時間間隔の間に提示されるものとされるベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤのデータストリーム内の全記号は、所定のＦＥＣソースブロック内に包含される。図３から図５までに示されているように、ＦＥＣソースブロックは、典型的には、データストリーム内の記号の１つの時間的に密着した連なりを考察し、即ち、データストリーム内に２つ以上のＦＥＣソースブロックの重なりまたはインターレースは存在しない。この特性は、所定のＦＥＣデータ記号の信号伝達を比較的短くかつ単純に保つことを可能にする。というのは、考察されるソース記号の連なりの最初の記号、および記号の数（即ち、この連なりの長さ）を通知すれば足りるからである。
具体的には、信号伝達情報発生器は、幾つかの実施形態によれば、
少なくとも２つのデータストリームのうちの第１のデータストリーム内の開始記号を指すポインタを決定すること、
少なくとも２つのデータストリームのうちの第２のデータストリーム内の開始記号を指すポインタを決定すること、
第１のデータストリーム内の、対応するＦＥＣソースブロックに属する記号の数を決定すること、
第２のデータストリーム内の、対応するＦＥＣソースブロックに属する記号の数を決定すること
によって、信号伝達情報を生成するように構成することができる。
信号伝達情報は対応するＦＥＣデータ記号（リペア記号）内に含まれてもよく、または、信号伝達情報は対応するＦＥＣデータ記号（リペア記号）へリンクされて、例えば異なるデータストリームを介してデコーダへ伝送されてもよい。ＦＥＣデータ発生器６４４により生成されるＦＥＣデータ記号は、エンハンスメントレイヤおよびベースレイヤのためのリペアストリームを形成する。
図７はＦＥＣデータ発生器の一部を示す略ブロック図である。図示されている記号ＩＤカウンタは、データストリームおよびＦＥＣソースブロック当たりの最大記号数を決定する。後続のＦＥＣソースブロックへ移行する際に、現在のカウント値が、決定された数だけ増分される。
図７に略示されているＦＥＣデータ発生器は、ＦＥＣソースブロック・デフィニション７８２と、既に述べた記号ＩＤカウンタ７８４と、記号ＩＤシンクロナイザ７８６とを備えている。
ＦＥＣソースブロック・デフィニション７８２は、複数のベースレイヤ記号を含むベースレイヤのストリームを受信するように構成されている。ＦＥＣソースブロック・デフィニションは、さらに、複数のエンハンスメントレイヤ記号を含むエンハンスメントレイヤのストリームを受信するようにも構成されている。エンハンスメントレイヤのストリームは複数個の場合もある。ＦＥＣソースブロック・デフィニション７８２は、さらに、ベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤの固有の記号をグループ化することにより、ＦＥＣソースブロックを形成するようにも構成されている。言い替えれば、ＦＥＣソースブロック・デフィニション７８２は、ある特定のＦＥＣソースブロックを形成するために、ベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤのどの記号が使用されるかを決定するように構成されている。記号のこの選択は、様々な基準、例えば記号の時間的関係性、に基づくことができる。
記号ＩＤカウンタ７８４は、共通カウンタ値である現在のカウンタ値を保持するように構成されている。具体的には、共通カウンタは、各データストリーム（ベースストリームおよびエンハンスメントストリーム）が現在のＦＥＣソースブロックに寄与する記号の数を決定することによって更新される。共通カウンタの増分値は、様々なデータストリームのうちの最大記号数によって決定される。例えば、ベースレイヤのストリームが現在のＦＥＣソースブロックに６個の記号を与え、かつエンハンスメントレイヤのストリームが同じＦＥＣソースブロックに１１個の記号を与えるものとすれば、共通カウンタの増分値は１１となる。したがって、現在のＦＥＣソースブロックを開始する記号の記号ＩＤと、後続ＦＥＣソースブロックの記号の記号ＩＤとの差分は１１である。記号ＩＤシンクロナイザ７８６は、記号ＩＤカウンタ７８４から受信する情報に基づいて記号ＩＤを修正する。したがって、記号ＩＤシンクロナイザ７８６は、同期されたベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤのデータストリームを出力するが、これは、新しいＦＥＣソースブロックが各々、ＦＥＣソースブロックに寄与する全データストリームに渡って等しい共通の記号ＩＤで開始されることを意味する。単一のデータストリーム内の記号ＩＤは、もはや連続的／持続的ではなく、２つのＦＥＣソースブロックの境界においてジャンプまたはギャップを呈する場合もあることに留意されたい。典型的には、これらのジャンプまたはギャップの発生は、基本的に、具体的にはＦＥＣの機能を、一般的にはデータ伝送スキームの機能を変えるものではない。
これまでの説明において、ＦＥＣソースブロックを復元するために、リペア記号を複数のフローのソース記号に関連づけるための方法を提案した。第１の可能な方法（例えば、図３および対応する明細書本文に略示されている）は、ポインタおよび関連するソースフローまでの長さを用いる。第２の可能な方法（例えば、図４および対応する明細書本文に略示されている）は、全てのソースフローにおける開始ＳＩとして同期ポイントを用いる。第２の方法の場合、ＬＡ−ＦＥＣのためのＦＥＣソースブロックは、基礎をなすレイヤ内のソース記号数を信号伝達することによって復元することができるが、最初に述べた方法では、これに加えて、基礎をなすレイヤ内の開始ＳＩを指示する必要がある。
幾つかの態様を装置に関して説明してきたが、これらの態様が、対応する方法の説明をも表し、ブロックまたはデバイスが方法ステップまたは方法ステップの特徴に相当することは明らかである。同様に、方法ステップに関して記述されている態様は、対応する装置の対応するブロック、単位体または特徴をも表す。
本発明による分解された信号は、デジタル記憶媒体に格納することができ、または伝送媒体、例えば無線伝送媒体もしくはインターネット等の有線伝送媒体、で伝送することができる。
所定の実装要件に依存して、本発明の実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェアにおいて実装することができる。その実装は、デジタル記憶媒体、例えばフロッピーディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリを用いて実行することができ、それらは個々の方法が実行されるようにプログラマブル・コンピュータ・システムと協働する（または協働することのできる）電子的に読出し可能な制御信号をもっている。
本発明による幾つかの実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つが実行されるようにプログラマブル・コンピュータ・システムと協働することができる電子的に読取り可能な制御信号を有する非一時的データキャリアを含む。
概して、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータ・プログラム・プロダクトとして実装することができ、そのプログラムコードは、そのコンピュータ・プログラム・プロダクトがコンピュータ上で実行されると本発明の方法のうちの１つを実行するように作動する。そのプログラムコードは、例えば、機械読取り可能なキャリア上に格納することができる。
他の実施形態は、機械読取り可能なキャリア上に格納され、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。
したがって、言い替えれば、本発明による方法の一実施形態は、コンピュータ上で実行されると本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
したがって、本発明による方法のさらなる実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを記録しているデータキャリア（または、デジタル記憶媒体もしくはコンピュータ読取り可能媒体）である。
したがって、本発明による方法のさらなる実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは信号シーケンスである。そのデータストリームまたは信号シーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成することができる。
さらなる実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するように構成または適合化された処理手段、例えばコンピュータまたはプログラマブル論理デバイスを含む。
さらなる実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムをインストールしているコンピュータを含む。
実施形態によっては、本明細書に記述されている方法の機能のうちの一部または全てを実行するために、プログラマブル論理デバイス（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）を使用することができる。実施形態によっては、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するために、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイがマイクロプロセッサと協働することができる。概して、これらの方法は、好ましくは、あらゆるハードウェア装置によって実行される。
これまでに述べた実施形態は、単に、本発明の原理を例示するものである。言うまでもなく、当業者である他の者には本明細書に記述されている装置および詳細の変更および変形は明らかである。したがって、意図するところは、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきものであり、本明細書において実施形態を記述しかつ説明するために提示されている具体的な詳細によって限定されるべきではないということである。

Claims (23)

  1. 前方誤り訂正データが共同で生成される少なくとも２つのデータストリームのための入力であって、各データストリームは複数の記号を含み、前方誤り訂正データ記号は前記少なくとも２つのデータストリームの記号サブセットを含む可能性のある前方誤り訂正（ＦＥＣ）ソースブロックに基づいている入力と、
    前記少なくとも２つのデータストリーム内のどの記号が対応するソースブロックに属するかに関する前記前方誤り訂正データ記号の信号伝達情報を、前記少なくとも２つのデータストリームにおける第１のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、前記少なくとも２つのデータストリームにおける第２のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、前記第１のデータストリーム内の前記対応するソースブロックに属する記号の数と、前記第２のデータストリーム内の前記対応するソースブロックに属する記号の数とを決定することによって生成するように構成されている信号伝達情報発生器と、
    を備えている前方誤り訂正データ発生器。
  2. 前記信号伝達情報は、受信側で前方誤り訂正デコーダへ伝送されるように、前記前方誤り訂正データ記号に包含され、または前記前方誤り訂正データ記号とリンクされる請求項１に記載の前方誤り訂正データ発生器。
  3. 前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号の共通識別子を決定するように構成されているシンクロナイザをさらに備え、
    前記信号伝達情報発生器は、さらに、前記共通識別子を、前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号を指す前記ポインタとして機能させるために前記信号伝達情報に包含するように構成されている請求項１または請求項２に記載の前方誤り訂正データ発生器。
  4. 前記第１および第２のデータストリーム内の前記開始記号に関連して前記共通識別子を前記少なくとも２つのデータストリームに包含するために、前記共通識別子を前記少なくとも２つのデータストリームへ提供するための出力をさらに備えている請求項３に記載の前方誤り訂正データ発生器。
  5. 前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号に関連して前記共通識別子を前記少なくとも２つのデータストリームに挿入するように構成されているデータストリーム修正器をさらに備えている請求項３に記載の前方誤り訂正データ発生器。
  6. 前記共通識別子は、前記ＦＥＣソースブロックおよび前記少なくとも２つのデータストリームの真のサブセットに関連づけられるさらなるＦＥＣソースブロックに属する前記開始記号を識別するために前方誤り訂正デコーダの役目を果たす請求項３から５のいずれか一項に記載の前方誤り訂正データ発生器。
  7. 前記信号伝達情報は、
    前記少なくとも２つのデータストリームに有効な前記共通識別子と、
    前記第１のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する前記記号数に関する第１の長さ情報と、
    前記第２のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する前記記号数に関する第２の長さ情報とを含む請求項３から６のいずれか一項に記載の前方誤り訂正データ発生器。
  8. 各ＦＥＣソースブロックについて、前記少なくとも２つのデータストリームのうちのどのデータストリームが最大数の記号を含むかを決定し、かつ後続のＦＥＣソースブロックへ移行する際に、共通カウンタ状態を、前記決定された最大記号数だけ増分するように構成されている共通カウンタをさらに備えている請求項１から７のいずれか一項に記載の前方誤り訂正データ発生器。
  9. 前方誤り訂正デコーダであって、
    前方誤り訂正されるべき少なくとも２つの受信されるデータストリームに関連してリペア記号を含むリペアストリームを受信するように構成されている入力と、
    リペア記号内の、またはリペア記号にリンクされた信号伝達情報を分析するように構成されている信号伝達情報分析器であって、前記信号伝達情報は、前記少なくとも２つのデータストリームのうちの少なくとも１つのデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、前記第１のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する記号の数と、前記第２のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する記号の数とを含む信号伝達情報分析器と、
    前記少なくとも２つのデータストリーム内の、現在のソースブロックに属する記号を、前記信号伝達情報を用いて収集するように構成されているソースブロック・コレクタとを備えている前方誤り訂正デコーダ。
  10. 少なくとも１つのデータストリーム内の前記開始記号を指す前記ポインタは、前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号の共通識別子であり、かつ前記ソースブロック・コレクタは、さらに、前記第１のデータストリーム内の、前記共通識別子により指示される前記第１の開始記号で開始される記号の数を収集し、かつ前記第２のデータストリーム内の、前記共通識別子により等しく指示される前記第２の開始記号で開始される記号の数を収集するように構成されている請求項９に記載の前方誤り訂正デコーダ。
  11. 前記データストリームを、送信側で前方誤り訂正データ発生器により前記データストリームへ追加されている記号識別子に関連して分析し、かつ前記データストリーム内の１記号を前記信号伝達情報によって指示される前記開始記号として識別するために、前記記号識別子を前記開始記号を指す前記ポインタと比較するように構成されているデータストリーム分析器をさらに備えている請求項９または１０に記載の前方誤り訂正デコーダ。
  12. 前方誤り訂正データを生成するための方法であって、
    前方誤り訂正データが共同で生成される少なくとも２つのデータストリームを受信するステップであって、各データストリームは、複数の記号を含み、前方誤り訂正データの記号は、前記少なくとも２つのデータストリームの記号サブセットを含む可能性のある前方誤り訂正（ＦＥＣ）ソースブロックに基づいているステップと、
    前記少なくとも２つのデータストリーム内のどの記号が前記対応するソースブロックに属するかに関する前記前方誤り訂正データ記号の信号伝達情報を、前記少なくとも２つのデータストリームにおける第１のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、前記少なくとも２つのデータストリームにおける第２のデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、前記第１のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する記号の数と、前記第２のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する記号の数とを決定することによって生成するステップと、を含む方法。
  13. 前記信号伝達情報は、受信側で前方誤り訂正デコーダへ伝送されるように、前記前方誤り訂正データ記号に包含され、または前記前方誤り訂正データ記号とリンクされる請求項１２に記載の方法。
  14. 前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号の共通識別子を決定するステップをさらに含み、
    前記信号伝達情報を生成するステップは、さらに、前記共通識別子を、前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号を指す前記ポインタとして機能させるために前記信号伝達情報に包含するステップを含む請求項１２または１３に記載の方法。
  15. 前記第１および第２のデータストリーム内の前記開始記号に関連して前記共通識別子を前記少なくとも２つのデータストリームに包含するために、前記共通識別子を前記少なくとも２つのデータストリームへ提供するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。
  16. 前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号に関連して前記共通識別子を前記少なくとも２つのデータストリームに挿入するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。
  17. 前記共通識別子は、前記ＦＥＣソースブロックおよび前記少なくとも２つのデータストリームの真のサブセットに関連づけられるさらなるＦＥＣソースブロックに属する前記開始記号を識別するために前方誤り訂正デコーダの役目を果たす請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記信号伝達情報は、
    前記少なくとも２つのデータストリームに有効な前記共通識別子と、
    前記第１のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する前記記号数に関する第１の長さ情報と、
    前記第２のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する前記記号数に関する第２の長さ情報とを含む請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 複数のソースブロックまたは前方誤り訂正データの生成プロセス全体に有効な共通カウンタを提供するステップと、
    各ＦＥＣソースブロックについて、前記少なくとも２つのデータストリームのうちのどのデータストリームが最大数の記号を含むかを決定するステップと、
    後続のＦＥＣソースブロックへ移行する際に、共通カウンタの状態を、前記決定された最大記号数だけ増分するステップとをさらに含む請求項１２から１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前方誤り訂正を復号するための方法であって、
    前方誤り訂正されるべき少なくとも２つの受信されるデータストリームに関連してリペア記号を含む少なくとも１つのリペアストリームを受信するステップと、
    リペア記号内の、またはリペア記号にリンクされた信号伝達情報を分析するステップであって、前記信号伝達情報は、前記少なくとも２つのデータストリームのうちの少なくとも１つのデータストリーム内の開始記号を指すポインタと、前記第１のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する記号の数と、前記第２のデータストリーム内の、前記対応するソースブロックに属する記号の数とを含むステップと、
    前記少なくとも２つのデータストリーム内の、現在のソースブロックに属する記号を、前記信号伝達情報を用いて収集するステップと、を含む方法。
  21. 少なくとも１つのデータストリーム内の前記開始記号を指す前記ポインタは、前記少なくとも２つのデータストリーム内の前記開始記号の共通識別子であり、かつ前記記号を収集するステップは、前記第１のデータストリーム内の、前記共通識別子により指示される前記第１の開始記号で開始される記号の数を収集するステップと、前記第２のデータストリーム内の、前記共通識別子により等しく指示される前記第２の開始記号で開始される記号の数を収集するステップとをさらに含む請求項２０に記載の方法。
  22. 前記データストリームを、送信側で前方誤り訂正データ発生器により前記データストリームへ追加されている記号識別子に関連して分析するステップと、
    前記データストリーム内の１記号を前記信号伝達情報によって指示される前記開始記号として識別するために、前記記号識別子を前記開始記号を指す前記ポインタと比較するステップをさらに含む請求項２０または２１に記載の方法。
  23. コンピュータまたは信号プロセッサ上で実行されるとき、請求項１２から２２のいずれか一項に記載の方法を実施するためのコンピュータプログラム。
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