JP2022090106A - 復号装置 - Google Patents

復号装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022090106A
JP2022090106A JP2022071720A JP2022071720A JP2022090106A JP 2022090106 A JP2022090106 A JP 2022090106A JP 2022071720 A JP2022071720 A JP 2022071720A JP 2022071720 A JP2022071720 A JP 2022071720A JP 2022090106 A JP2022090106 A JP 2022090106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
decoding
time
mmtp
video
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022071720A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7306527B2 (ja
Inventor
芳美 守屋
Yoshimi Moriya
彰 峯澤
Akira Minesawa
一之 宮澤
Kazuyuki Miyazawa
亮史 服部
Akifumi Hattori
俊一 関口
Shunichi Sekiguchi
幸成 松田
Yukinari Matsuda
大樹 工藤
Daiki Kudo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2019152048A external-priority patent/JP6879344B2/ja
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2022071720A priority Critical patent/JP7306527B2/ja
Publication of JP2022090106A publication Critical patent/JP2022090106A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7306527B2 publication Critical patent/JP7306527B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

【課題】復号装置において各アクセスユニットの復号タイミングに基づいて時間階層符号化されたビットストリームを再構成し復号することができる復号装置を得る。【解決手段】1つのプログラムを構成する1以上のコンポーネントに関し、コンポーネント毎に異なる伝送形式によりデータの伝送が可能なMMTにおける映像信号の符号化データを復号する復号装置であって、符号化データのMMTPペイロードに含まれる記述子から、1以上のGOPにおける、提示順で先頭のアクセスユニットの提示時刻を示す提示時刻情報と、当該アクセスユニットとは異なり符号化順で先頭のアクセスユニットの復号時刻と提示時刻との時間差情報と、アクセスユニットの単位で符号化する提示時刻情報及び表示時刻情報を表す単位と、を得る制御情報復号手段と、各アクセスユニットの提示時刻および復号時刻を算出し、符号化データに含まれる映像信号を復号する復号手段とを備える。【選択図】 図1

Description

この発明は、映像信号や音声信号が符号化されたビットストリームに多重化されている
符号化データを復号する復号装置に関するものである。
日本のディジタル放送では、以下の非特許文献1に記載されているように、映像信号や音声信号の符号化データである映像ストリームと音声ストリームは、MPEG-2(Moving Picture Experts Group Phase-2)のシステム規格であるトランスポートストリーム(TS)形式で多重化されて伝送される。このとき、符号化装置は、映像ストリーム及び音声ストリームに関連するメタデータの符号化データについても、映像ストリーム及び音声ストリームと一緒に多重化して伝送する。
MPEG-2でのトランスポートストリーム(TS)の他に、MPEGで標準化が進められている新しいトランスポート方式として、MMT(MPEG Media Transport)があり、MMTは、1つのプログラムを構成する1以上の映像コンポーネント(映像ストリーム)と音声コンポーネント(音声ストリーム)を伝送する際、コンポーネント毎に、異なる伝送形態(例えば、放送、通信など)での伝送を可能にしている。
ここで、HEVC/H.265(以下、「HEVC」と称する)は、MPEG及びITU(International Telecommunication Union)で標準化された新しい映像符号化方式である。
HEVCでは、時間階層符号化(時間方向にスケーラブルな符号化)が導入されており、アクセスユニット(1ピクチャを復号するために必要な符号化データを含む単位)を構成する符号化単位のNAL(Network Abstraction Layer)ユニット毎に階層レベルを指定することができる。
図9はHEVCでの時間階層符号化例を示す説明図である。
図9において、TemporalIDは各アクセスユニット(AU)の階層レベルを示す識別情報である。
IRAPは、HEVCで規定されているIRAP(Intra random access point)ピクチャのことであり、ビットストリームの途中から復号を開始するときに、表示順でIRAPピクチャ以降のピクチャについては正常に復号されることが保証される。
GOP(Group Of Pictures)は、1以上のアクセスユニット(AU)の映像信号がフレーム間予測符号化方式で符号化された場合に、前記1以上のアクセスユニットの映像信号の全てを復号することが可能な複数のアクセスユニット(AU)の集合である。即ち、符号化順で先頭のアクセスユニット(AU)であるIRAPピクチャと、そのIRAPピクチャに続くアクセスユニット(AU)(IRAPピクチャ以外のピクチャ)との集合である。
時間階層符号化の内容は公知であるため詳細な説明を省略するが、時間階層符号化の制約として、符号化対象のアクセスユニット(AU)が有する階層レベルより大きい階層レベルを有するアクセスユニット(AU)は参照することができないというものがある。
このような制約を設けることで、例えば図11の例で階層レベル2以下(TemporalID≦2)のアクセスユニット(AU)は、復号時に階層レベル3(TemoralID=3)のアクセスユニット(AU)を参照しないため、階層レベル3のアクセスユニット(AU)を復号することなく階層レベル2以下(TemporalID≦2)のアクセスユニット(AU)を復号することが可能である。
なお、HEVCでは、最大階層が6までの参照構造による時間階層符号化が可能である。
図10は図9のピクチャ構造で符号化される各ピクチャの符号化順及び表示順を示す説明図である。
図10に示すように、階層レベル3のアクセスユニットと階層レベル2以下のアクセスユニットが表示順で交互になるように符号化されていれば、階層レベル0から階層レベル3のすべてのアクセスユニットを復号した場合の表示フレームレートが2N(Hz)であったときに、階層レベル2以下のアクセスユニットのみを復号した場合には表示フレームレートN(Hz)で再生することができる。従って、表示フレームレートがN(Hz)以下に対応している復号装置で再生する場合には階層レベル2以下のアクセスユニットのみを復号装置に渡せばよい。
例えばMMTでは、図10のように構成された映像のビットストリームを多重化して配信するときに、階層レベル2以下のアクセスユニットのみで構成されるアクセスユニットの集合と階層レベル3のアクセスユニットのみで構成されるアクセスユニットの集合に対し、それぞれ異なる値の識別子を付与して配信することができる。なおMMTでは、同一の識別子を付与したアクセスユニットの集合をアセットと呼ぶ。階層レベル2以下のアクセスユニットで構成されるアセットの識別子をA、階層レベル3のアクセスユニットで構成されるアセットの識別子をAとして、アセットごとに異なる伝送形態で伝送することも可能であり、例えばアセットAを放送で伝送し、アセットAを通信で伝送することも可能である。
MMTでは、アセット間で提示時刻の同期をとるために、GOP単位に表示順で先頭のアクセスユニットの提示時刻をNTP(Network Time Protocol)形式で記述する記述子を用意しており、GOP単位に本記述子を多重化して伝送することができる。またアセットが異なる場合にはアセットごとに先頭のアクセスユニットの提示時刻を伝送することができ、異なる伝送形態で伝送された複数のアセットを受信側で受け取った場合も提示時刻で同期をとって再生(提示)することができる。
STD-B32(ARIB(一般社団法人 電波産業会)で策定されたディジタル放送に関する標準規格)
従来の符号化装置は以上のように構成されているので、図9のように時間階層符号化された映像のビットストリームを各アクセスユニットの階層レベルに応じて異なるアセットを構成し、アセットごとに異なる伝送形態を用いて伝送した場合には、復号装置において各アクセスユニットの復号タイミングに基づき、図10に示すような符号化順と同じ順番のビットストリームを再構成する必要があるが、MMTでは各アクセスユニットの復号時刻を伝送することができないため、ビットストリームを再構成できないという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、時間階層符号化された映像のビットストリームを各アクセスユニットの階層レベルに応じて異なるアセットを構成し伝送する場合でも、復号装置において各アクセスユニットの復号タイミングに基づいて時間階層符号化されたビットストリームを再構成し復号することができる復号装置を得ることを目的とする。
この発明に係る復号装置は、1つのプログラムを構成する1以上のコンポーネントに関し、コンポーネント毎に異なる伝送形式によりデータの伝送が可能なMMTにおける映像信号の符号化データを復号する復号装置であって、符号化データのMMTPペイロードに含まれる記述子から、フレーム間予測符号化方式で符号化された複数のアクセスユニットの集合である1以上のGOPにおける、提示順で先頭のアクセスユニットの提示時刻を示す提示時刻情報と、当該アクセスユニットとは異なり符号化順で先頭のアクセスユニットの復号時刻と提示時刻との時間差情報と、アクセスユニットの単位で符号化する提示時刻情報及び表示時刻情報を表す単位と、を得る制御情報復号手段と、制御情報復号手段が取得した、提示時刻情報、時間差情報、および単位を用いて、各アクセスユニットの提示時刻および復号時刻を算出し、符号化データに含まれる映像信号を復号する復号手段とを備えたものである。
この発明によれば、時間階層符号化された映像のビットストリームを各アクセスユニットの階層レベルに応じて異なるアセットを構成し伝送する場合でも、復号装置において各アクセスユニットの復号タイミングに基づいて時間階層符号化されたビットストリームを再構成し復号することができる効果がある。
この発明の実施の形態1による符号化装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による符号化装置の処理内容(符号化方法)を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1による復号装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による復号装置の処理内容(復号方法)を示すフローチャートである。 MMTでビットストリームを伝送する場合の符号化データの概要を示す説明図である。 MPUの構成例を示す説明図である。 HEVCピクチャ構造記述子を示す説明図である。 HEVCでの時間階層符号化例を示す説明図である。 ピクチャ構造の一例を示す説明図である。 図9のピクチャ構造で符号化される各ピクチャの符号化順及び提示順を示す説明図である。 PAメッセージの構成を示す説明図である。 分離前のビットストリームと分離後のビットストリームの一例を示す説明図である。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による符号化装置を示す構成図である。
図1において、音声符号化部1はディジタルの音声信号が与えられると、音声のアクセスユニット(AU)単位に、例えば、MPEG-4オーディオなどの方式によって当該音声信号を符号化して、その音声信号の符号化データである音声ストリームを生成するとともに、その音声ストリームに関するメタデータを符号化する処理を実施する。また符号化されたアクセスユニットの提示時刻(PTS)を音声MMTPパケット生成部8へ出力する。
音声MMTPペイロード生成部2は音声符号化部1により符号化されたメタデータとアクセスユニット(AU)単位の音声信号の符号化データからなる音声MMTPペイロードを生成する処理を実施する。
HEVC符号化部3はディジタルの映像信号が与えられると、映像のアクセスユニット(AU)単位に、HEVC方式によって当該映像信号を符号化して、その映像信号の符号化データである映像ストリームを生成するとともに、その映像ストリームに関するメタデータを符号化する処理を実施する。
映像MMTPペイロード生成部4はHEVC符号化部3により符号化されたメタデータとアクセスユニット(AU)単位の映像信号の符号化データからなる映像MMTPペイロードを生成する処理を実施する。なお、HEVC符号化部3及び映像MMTPペイロード生成部4から映像符号化手段が構成されている。
制御情報符号化部5は音声符号化部1により生成された音声ストリーム及びHEVC符号化部3により生成された映像ストリームに関する制御情報として、MMTで規定されているPAメッセージと呼ばれる制御情報を符号化する処理を実施する。
図11にPAメッセージの構成を示す。PAメッセージは1個以上のテーブルから構成される。
PAメッセージに含まれる1つのテーブルには、1つのプログラム(MMTでは、パッケージと称する)を構成する1以上の映像コンポーネント(映像ストリーム)や音声コンポーネント(音声ストリーム)に関する情報が記述されている。MMTでは、映像コンポーネント及び音声コンポーネントがアセットと呼ばれる。
具体的には、アセットを識別するアセットID、アセットの種類(HEVC形式の映像ストリームやMPEG-4 オーディオ形式の音声ストリームなどの種類)を識別するアセットタイプ、各アセットの符号化データやメタデータを格納しているMMTPパケットを示すパケットIDあるいはIP配信される場合のIPアドレスなどアセットの取得先に関する情報、各アセットに関するメタ情報を記述するための各種記述子が、パッケージを構成するアセットの数分だけテーブルに含まれている。
記述子には、各アセットのMPU(Media Processing Unit)を構成しているアクセスユニット(AU)の中で、提示順(表示順)で先頭のアクセスユニット(AU)の提示時刻(表示時刻)を示すMPUタイムスタンプ記述子(提示時刻情報)などMMT規格で定義されている記述子の他に、ユーザーが独自に新たな記述子を定義することも可能であり、独自記述子としてMPU時刻情報記述子が含まれる。
なお、MPUは、1以上のアクセスユニット(AU)から構成されており、MPU単体で映像や音声の復号処理を行うことができる単位となる。また、MPUは、1以上のアクセスユニット(AU)の映像信号がフレーム間予測符号化方式で符号化される場合には、前記1以上のアクセスユニット(AU)の映像信号の全てを復号することが可能な複数のアクセスユニット(AU)の集合であるGOPと同じ単位になる。
MPU時刻情報記述子には、復号時刻(DTS)や提示時刻(PTS)などの時刻情報を記述する単位を示す情報(timescale)やMPUを構成しているアクセスユニット(AU)の中で、符号化順で先頭のアクセスユニット(AU)の復号時刻を算出するための情報(initial_presentation_time_delay)、MPUを構成している各アクセスユニットの復号時刻や提示時刻を算出するための情報が符号化されているか否かを示すフラグ(presentation_time_offset_present_flag,decoding_time_offset_present_flag)、各アクセスユニットの復号時刻や提示時刻を算出するための情報を符号化するときの符号長を示す情報(time_offset_length_minus1)などが記述されている。
制御MMTPペイロード生成部6は制御情報符号化部5により符号化された制御情報の符号化データからなる制御MMTPペイロードを生成する処理を実施する。
なお、制御情報符号化部5の一部及び制御MMTPペイロード生成部6から制御情報符号化手段が構成されている。また、制御情報符号化部5の他の一部は時刻情報符号化手段を構成している。
映像MMTPパケット生成部9は、映像MMTPペイロード生成部4により生成された映像MMTPペイロードに所定のMMTPヘッダを付与してビットストリームを構成する映像MMTPパケットを生成する。MMTPヘッダは、必須で符号化する情報を含む必須ヘッダとオプショナルで符号化する情報を含む拡張ヘッダから構成される。必須ヘッダにはMMTPペイロードに含まれる符号化データの種別に応じて割り当てられるパケットIDなどが含まれる。
拡張ヘッダは、MMTPペイロードに含まれる符号化データのアクセスユニット単位に提示時刻や復号時刻を算出するための情報(提示時刻情報や復号時刻情報)を符号化するか否かを示すフラグの値に応じて、提示時刻情報(presentation_time_offset)や復号時刻情報(decoding_time_offset)が含まれる。
音声MMTPパケット生成部8は、音声MMTPペイロード生成部2により生成された音声MMTPペイロードに所定のMMTPヘッダを付与してビットストリームを構成する音声MMTPパケットを生成する。MMTPヘッダは、必須で符号化する情報を含む必須ヘッダとオプショナルで符号化する情報を含む拡張ヘッダから構成される。拡張ヘッダの内容については、映像MMTPパケット生成部にて符号化される拡張ヘッダと同じである。
制御MMTPパケット生成部10は、制御MMTPペイロード生成部6により生成された制御MMTPペイロードに所定のMMTPヘッダを付与し、ビットストリームを構成する制御MMTPパケットを生成する。
MMTPパケット多重化部7は、音声MMTPパケット生成部により生成された音声MMTPパケットと、制御MMTPパケット生成部により生成された制御MMTPパケットと、映像MMTPパケット生成部により生成された映像MMTPパケットとを多重化してビットストリームを構成する処理を実施する。
MMTPパケット多重化部7は、アセットごとに異なるビットストリームを構成することもできる。例えば図9に示すように時間階層符号化された映像ビットストリームの階層レベル2以下のアクセスユニットを含むアセットのMMTPパケットから構成されるビットストリーム1と、階層レベル3のアクセスユニットを含むアセットのMMTPパケットから構成されるビットストリーム2として、それぞれのビットストリームを異なる伝送形態で送ることも可能である。
なお、MMTPパケット多重化部7は多重化手段を構成している。
図1の例では、符号化装置の構成要素である音声符号化部1、音声MMTPペイロード生成部2、HEVC符号化部3、映像MMTPペイロード生成部4、制御情報符号化部5、制御MMTPペイロード生成部6及び制御MMTPパケット生成部10等のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、符号化装置がコンピュータで構成されていてもよい。
符号化装置をコンピュータで構成する場合、音声符号化部1、音声MMTPペイロード生成部2、HEVC符号化部3、映像MMTPペイロード生成部4、制御情報符号化部5、制御MMTPペイロード生成部6及び制御MMTPパケット生成部10等の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図2はこの発明の実施の形態1による符号化装置の処理内容(符号化方法)を示すフローチャートである。
図3はこの発明の実施の形態1による復号装置を示す構成図である。
図3において、MMTPパケット解析部12は、符号化装置(図1の符号化装置、あるいは、図1の符号化装置に相当する符号化装置)から出力された1以上のアセットを含む1以上のビットストリームが入力する。MMTPパケット解析部12は、ビットストリームを構成しているMMTPパケットのMMTPヘッダを解析して、そのMMTPヘッダに含まれているパケットIDを取得し、そのパケットIDがMMTPペイロードに含まれている符号化データが制御情報(PAメッセージ)である旨を示していれば、そのMMTPパケットに含まれているMMTPペイロードである制御MMTPペイロードを制御MMTPペイロード処理部13に出力する。
制御MMTPペイロード処理部13はMMTPパケット解析部12から出力された制御MMTPペイロードに含まれている符号化データの復号処理を実施して、制御情報であるPAメッセージを復号する。
また、制御MMTPペイロード処理部13はPAメッセージに記述されているテーブルからパッケージを構成するアセットに関する情報、各アセットの符号化データやメタデータを格納しているMMTPパケットを示すパケットIDあるいはIP配信される場合のIPアドレスなどアセットの取得先に関する情報を復号する。パケットIDやアセットの取得先に関する情報はMMTPパケット解析部へ出力する。
また、制御MMTPペイロード処理部13はPAメッセージに記述されているテーブルからパッケージを構成するアセットに関するMPUタイムスタンプ記述子とMPU時刻情報記述子を復号する。
MMTPパケット解析部12は、MMTPヘッダに含まれているパケットIDを取得し、取得したパケットIDと制御MMTPペイロード処理部13より出力された各アセットのパケットIDとを照合し、そのパケットIDがMMTPペイロードに含まれている符号化データが音声信号または映像信号である旨を示していれば、そのMMTPパケットをアセット分離部14に出力する処理を実施する。
また、MMTPパケット解析部12は、制御MMTPペイロード処理部13により復号されたMPU時刻情報記述子に記述されているMPUを構成している各アクセスユニットの復号時刻や提示時刻を算出するための情報が符号化されているか否かを示すフラグ(presentation_time_offset_present_flag,decoding_time_offset_present_flag)の値に応じて、MMTP拡張ヘッダより提示時刻情報(presentation_time_offset)や復号時刻情報(decoding_time_offset)を復号し、MPUタイムスタンプ記述子に記述されている提示順で先頭のアクセスユニット(AU)の提示時刻とMPU時刻情報記述子に記述されている符号化順で先頭のアクセスユニット(AU)の復号時刻を算出するための情報(initial_presentation_time_delay)を復号して得られる符号化順で先頭のアクセスユニット(AU)の復号時刻とから各アクセスユニット(AU)の提示時刻および復号時刻を算出する処理を実施する。算出された提示時刻および復号時刻は、アクセスユニットに含まれる符号化データの種別に応じて、音声MMTPペイロード処理部15および映像MMTPペイロード処理部19へ出力される。
アセット分離部14は制御MMTPペイロード処理部13により復号されたPAメッセージのテーブルに記述されているアセットID、アセットタイプ及びパケットIDを参照して、MMTPパケット解析部12から出力されたMMTPパケットに含まれているMMTPペイロードが音声MMTPペイロードであるのか、映像MMTPペイロードであるのかを特定し、音声MMTPペイロードであれば、そのMMTPパケットに含まれている音声MMTPペイロードを抽出して、その音声MMTPペイロードを音声MMTPペイロード処理部15に出力し、映像MMTPペイロードであれば、そのMMTPパケットに含まれている映像MMTPペイロードを抽出して、その映像MMTPペイロードを映像MMTPペイロード処理部19に出力する処理を実施する。
音声MMTPペイロード処理部15はアセット分離部14から出力された音声MMTPペイロードから音声ストリームのMFU(Media Fragment Unit)又はMPUを再構成することで、後段の音声ストリーム復号部17で復号可能な形式の音声エレメンタリーストリーム(音声ES)を生成し、その音声ESを音声ESバッファ16に格納する処理を実施する。MFUは、MPUよりも小さな単位であり、1アクセスユニット(AU)または1NALユニットを1MFUと定義することができる。
また、音声MMTPペイロード処理部15はアセット分離部14から出力された音声MMTPペイロードに含まれている音声ストリームに関するメタデータを抽出し、そのメタデータを音声ESバッファ16に格納する処理を実施する。音声ESバッファ16は音声ES及びメタデータを一時的に格納するメモリである。
音声ストリーム復号部17は、各アクセスユニット(AU)のDTS(復号時刻)になると、音声ESバッファ16から音声ESを取り出して、当該アクセスユニット(AU)の音声信号を復号し、その復号した音声信号とPTS(提示時刻)を音声データバッファ18に格納する処理を実施する。
音声データバッファ18は音声ストリーム復号部17により復号された音声信号とPTS(提示時刻)を一時的に格納するメモリである。
映像MMTPペイロード処理部19はアセット分離部14から出力された映像MMTPペイロードから映像ストリームのMFU又はMPUを再構成することで、後段のHEVCES復号部21で復号可能な形式のHEVCエレメンタリーストリーム(HEVC ES)を生成し、そのHEVCエレメンタリーストリームをHEVCESバッファ20に格納する処理を実施する。
また、映像MMTPペイロード処理部19はアセット分離部14から出力された映像MMTPペイロードに含まれている映像ストリームに関するメタデータを抽出し、そのメタデータをHEVCESバッファ20に格納する処理を実施する。
HEVCESバッファ20はHEVCエレメンタリーストリーム及びメタデータを一時的に格納するメモリである。
HEVCES復号部21は各アクセスユニット(AU)のDTS(復号時刻)になると、HEVCESバッファ20からHEVCエレメンタリーストリームを取り出して、当該アクセスユニット(AU)の映像信号を復号し、その復号した映像信号である復号画像とPTS(提示時刻)を復号画像バッファ22に格納する処理を実施する。
復号画像バッファ22はHEVCES復号部21により復号された各アクセスユニット(AU)の復号画像とPTS(提示時刻)を一時的に格納するメモリである。
なお、映像MMTPペイロード処理部19、HEVCESバッファ20、HEVCES復号部21及び復号画像バッファ22から映像復号手段が構成されている。
図3の例では、復号装置の構成要素であるMMTPパケット解析部12、制御MMTPペイロード処理部13、アセット分離部14、音声MMTPペイロード処理部15、音声ESバッファ16、音声ストリーム復号部17、音声データバッファ18、映像MMTPペイロード処理部19、HEVCESバッファ20、HEVCES復号部21及び復号画像バッファ22のそれぞれが専用のハードウェア(バッファ以外は、例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、復号装置がコンピュータで構成されていてもよい。
復号装置をコンピュータで構成する場合、音声ESバッファ16、音声データバッファ18、HEVCESバッファ20及び復号画像バッファ22をコンピュータの内部メモリ又は外部メモリ上に構成するとともに、MMTPパケット解析部12、制御MMTPペイロード処理部13、アセット分離部14、音声MMTPペイロード処理部15、音声ストリーム復号部17、映像MMTPペイロード処理部19及びHEVCES復号部21の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図4はこの発明の実施の形態1による復号装置の処理内容(復号方法)を示すフローチャートである。
次に動作について説明する。
最初の符号化装置の処理内容を説明する。
音声符号化部1は、ディジタルの音声信号が与えられると、音声のアクセスユニット(AU)単位に、例えば、MPEG-4オーディオなどの方式によって当該音声信号を符号化して、その音声信号の符号化データである音声ストリームを生成するとともに、その音声ストリームに関するメタデータを符号化する(図2のステップST1)。
HEVC符号化部3は、ディジタルの映像信号が与えられると、映像のアクセスユニット(AU)単位に、HEVC方式によって当該映像信号を符号化して、その映像信号の符号化データである映像ストリームを生成するとともに、その映像ストリームに関するメタデータを符号化する(ステップST2)。
ここで、図5はMMTでビットストリームを伝送する場合の符号化データの概要を示す説明図である。
図5において、アクセスユニット(AU)は、映像であれば、1ピクチャを復号するために必要な符号化データを含む単位であり、音声であれば、符号化単位となる1以上のサンプルから構成されるフレームである。
NALユニットはHEVCの符号化単位であり、1アクセスユニット(AU)は、1以上のNALユニットから構成される。
MPUは、1以上のアクセスユニットから構成され、MPU単体で映像や音声の復号処理を行うことができる単位となる。また、MPUは、1以上のアクセスユニット(AU)の映像信号がフレーム間予測符号化方式で符号化される場合には、前記1以上のアクセスユニット(AU)の映像信号の全てを復号することが可能な複数のアクセスユニット(AU)の集合であるGOPと同じ単位になる。
MFUは、MPUよりも小さな単位であり、1アクセスユニット(AU)又は1NALユニットを1MFUと定義することができる。
図6はMPUの構成例を示す説明図である。
図6において、MPUメタデータは、MPUに関連するメタデータが記述されるものである。なおMPUメタデータは符号化しなくてもよい。
ムービーフラグメントメタデータ(MFメタ)は、1アクセスユニット(AU)の符号化データ(サンプルデータ)に付随するメタデータが記述されるものである。例えば、アクセスユニット(AU)の符号化データがファイル形式で格納される場合、アクセスユニット(AU)毎に、符号化データが格納されているアドレスや符号化データのデータ長、当該アクセスユニット(AU)の時間長に関する情報が含まれる。なおムービーフラグメントメタデータは符号化しなくてもよい。
MPUメタデータ、ムービーフラグメントメタデータ、MFU及びMMTの制御情報は、MMTPパケット化されて伝送される。MMTPパケットはMMTPヘッダとMMTPペイロードから構成される。
音声MMTPペイロード生成部2は、音声符号化部1からメタデータ(MPUメタデータ、MFメタなど)の符号化データと、アクセスユニット(AU)単位の音声信号の符号化データとを受けると、MPU単位のMPUメタデータの符号化データと、アクセスユニット(AU)単位のMFメタの符号化データ及び音声信号の符号化データ(サンプルデータ)からなる音声MMTPペイロードを生成する(ステップST3)。
映像MMTPペイロード生成部4は、HEVC符号化部3からメタデータ(MPUメタデータ、MFメタなど)の符号化データと、アクセスユニット(AU)単位の映像信号の符号化データとを受けると、MPU単位のMPUメタデータの符号化データと、アクセスユニット(AU)単位のMFメタの符号化データ及び映像信号の符号化データ(サンプルデータ)からなる映像MMTPペイロードを生成する(ステップST4)。
制御情報符号化部5は、音声符号化部1により生成された音声ストリーム及びHEVC符号化部3により生成された映像ストリームに関する制御情報を符号化する(ステップST5)。
音声ストリーム及び映像ストリームに関する制御情報として、例えば、MMTで規定されているPAメッセージやMPU時刻情報記述子などを符号化する。
PAメッセージには、上述したように、1つのプログラム(MMTでは、パッケージと称する)を構成する1以上の映像コンポーネント(映像ストリーム)や音声コンポーネント(音声ストリーム)に関する情報が記述されている。
即ち、PAメッセージには、音声符号化部1及びHEVC符号化部3により生成されたアセット(映像ストリーム、音声ストリーム)を識別するアセットID、アセットの種類を識別するアセットタイプ、各アセットのMPUを構成しているアクセスユニット(AU)の中で、提示順で先頭のアクセスユニット(AU)の提示時刻を示すMPUタイムスタンプ記述子、各アセットの符号化データやメタデータを格納しているMMTPパケットを示すパケットIDなどが記述されている。
図7はMPU時刻情報記述子を示す説明図である。
MPU時刻情報記述子には、図7に示すように、どのMPUに関連する情報を含むかを識別するためのシーケンス番号(mpu_sequence_number)と、符号化順でMPU先頭のアクセスユニットの復号時刻と提示順でMPU先頭のアクセスユニットの提示時刻の時間差(initial_presentation_time_delay)と、アクセスユニットの単位で符号化する提示時刻情報及び表示時刻情報を表す単位(timescale)(1/timeslcale秒)、アクセスユニットの単位で提示時刻情報を符号化するか否かを示すフラグ(presentation_time_offset_present_flag)、アクセスユニットの単位で復号時刻情報を符号化するか否かを示すフラグ(decoding_time_offset_present_flag)、アクセスユニットの単位で符号化する提示時刻情報及び表示時刻情報の符号長(time_offset_length_minus1)などが記述されている。なお、timescale、presentation_time_offset_present_flag、decoding_time_offset_present_flag、time_offset_length_minus1は常に固定値を用いるようにすれば、符号化しなくてもよい。
制御MMTPペイロード生成部6は、制御情報符号化部5から制御情報の符号化データを受けると、その制御情報の符号化データからなる制御MMTPペイロードを生成する(ステップST6)。
映像MMTPパケット生成部は、映像MMTPペイロード生成部により生成された映像MMTPペイロードに所定のMMTPヘッダを付与してビットストリームを構成する映像MMTPパケットを生成する。MMTPヘッダは、必須で符号化する情報を含む必須ヘッダとオプショナルで符号化する情報を含む拡張ヘッダから構成される。必須ヘッダにはMMTPペイロードに含まれる符号化データの種別に応じて割り当てられるパケットIDなどが含まれる。
拡張ヘッダは、MMTPペイロードに含まれる符号化データのアクセスユニット単位に提示時刻や復号時刻を算出するための情報(提示時刻情報や復号時刻情報)を符号化するか否かを示すフラグの値に応じて、提示時刻情報(presentation_time_offset)や復号時刻情報(decoding_time_offset)が含まれる。
提示時刻情報(presentation_time_offset)は、MMTPペイロードに含まれる符号化データのアクセスユニットの提示時刻と提示順でMPU先頭アクセスユニットの提示時刻の差である。
復号時刻情報(decoding_time_offset)は、MMTPペイロードに含まれる符号化データのアクセスユニットの復号時刻と符号化順でMPU先頭アクセスユニットの復号時刻の差である。
なお提示時刻情報(presentation_time_offset)は、復号時刻情報(decoding_time_offset)を復号して算出されるアクセスユニットの復号時刻からの差を符号化するようにしてもよい。
音声MMTPパケット生成部8は、音声MMTPペイロード生成部2により生成された音声MMTPペイロードに所定のMMTPヘッダを付与してビットストリームを構成する音声MMTPパケットを生成する。MMTPヘッダは、必須で符号化する情報を含む必須ヘッダとオプショナルで符号化する情報を含む拡張ヘッダから構成される。
制御MMTPパケット生成部10は、制御MMTPペイロード生成部6により生成された制御MMTPペイロードに所定のMMTPヘッダを付与し、ビットストリームを構成する制御MMTPパケットを生成する。
このMMTPパケットを生成する際、所定のMMTPヘッダを付与するが、このMMTPヘッダには、MMTPペイロードに含まれている符号化データの種別に応じて割り当てられるパケットIDが含まれる。
MMTPパケット多重化部7は、音声MMTPパケット生成部8により生成された音声MMTPパケットと、制御MMTPパケット生成部10により生成された制御MMTPパケットと、映像MMTPパケット生成部9により生成された映像MMTPパケットとを多重化してビットストリームを構成する。(ステップST7)
次に復号装置の処理内容を説明する。
MMTPパケット解析部12は、符号化装置(図1の符号化装置、あるいは、図1の符号化装置に相当する符号化装置)から出力された1以上のアセットを含む1以上のビットストリームを入力して、そのビットストリームを構成しているMMTPパケットのMMTPヘッダを解析して、そのMMTPヘッダに含まれているパケットIDを取得する。
MMTPパケット解析部12は、そのパケットIDがMMTPペイロードに含まれている符号化データが制御情報(PAメッセージ、HEVCピクチャ構造記述子)である旨を示していれば、そのMMTPパケットに含まれているMMTPペイロードである制御MMTPペイロードを制御MMTPペイロード処理部13に出力する。
一方、そのパケットIDがMMTPペイロードに含まれている符号化データが音声信号又は映像信号である旨を示していれば、そのMMTPパケットをアセット分離部14に出力する。
また、MMTPパケット解析部12は、制御MMTPペイロード処理部13により復号されたMPU時刻情報記述子に記述されているMPUを構成している各アクセスユニットの復号時刻や提示時刻を算出するための情報が符号化されているか否かを示すフラグ(presentation_time_offset_present_flag,decoding_time_offset_present_flag)の値に応じて、MMTP拡張ヘッダより提示時刻情報(presentation_time_offset)や復号時刻情報(decoding_time_offset)を復号し、MPUタイムスタンプ記述子に記述されている提示順で先頭のアクセスユニット(AU)の提示時刻とMPU時刻情報記述子に記述されている符号化順で先頭のアクセスユニット(AU)の復号時刻とから各アクセスユニット(AU)の提示時刻および復号時刻を算出する処理を実施する。算出された提示時刻および復号時刻は、アクセスユニットに含まれる符号化データの種別に応じて、音声MMTPペイロード処理部15および映像MMTPペイロード処理部19へ出力される。
制御MMTPペイロード処理部13はMMTPパケット解析部12から出力された制御MMTPペイロードに含まれている符号化データの復号処理を実施して、制御情報であるPAメッセージを復号する。
また、制御MMTPペイロード処理部13はPAメッセージに記述されているテーブルからパッケージを構成するアセットに関する情報、各アセットの符号化データやメタデータを格納しているMMTPパケットを示すパケットIDあるいはIP配信される場合のIPアドレスなどアセットの取得先に関する情報を復号する。パケットIDやアセットの取得先に関する情報はMMTPパケット解析部へ出力する。
また、制御MMTPペイロード処理部13はPAメッセージに記述されているテーブルからパッケージを構成するアセットに関するMPUタイムスタンプ記述子とMPU時刻情報記述子を復号する。
アセット分離部14は、制御MMTPペイロード処理部13がPAメッセージを復号すると、そのPAメッセージのテーブルに記述されているアセットID、アセットタイプ及びパケットIDを参照して、MMTPパケット解析部12から出力されたMMTPパケットに含まれているMMTPペイロードが音声MMTPペイロードであるのか、映像MMTPペイロードであるのかを特定する。
アセット分離部14は、MMTPパケット解析部12から出力されたMMTPパケットに含まれているMMTPペイロードが音声MMTPペイロードであれば、そのMMTPパケットに含まれている音声MMTPペイロードを抽出して、その音声MMTPペイロードを音声MMTPペイロード処理部15に出力する。
アセット分離部14は、MMTPパケット解析部12から出力されたMMTPパケットに含まれているMMTPペイロードが映像MMTPペイロードであれば、そのMMTPパケットに含まれている映像MMTPペイロードを抽出して、その映像MMTPペイロードを映像MMTPペイロード処理部19に出力する。
音声MMTPペイロード処理部15は、アセット分離部14から音声MMTPペイロードを受けると、その音声MMTPペイロードから音声ストリームのMFU又はMPUを再構成することで、後段の音声ストリーム復号部17で復号可能な形式の音声エレメンタリーストリーム(音声ES)を生成し、その音声ESを音声ESバッファ16に格納する。
音声MMTPペイロードから音声ESを生成する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
また、音声MMTPペイロード処理部15は、アセット分離部14から出力された音声MMTPペイロードに含まれている音声ストリームに関するメタデータを抽出し、そのメタデータを音声ESバッファ16に格納する。
音声ストリーム復号部17は、MMTPパケット解析部にて復号したDTSを参照して、各アクセスユニット(AU)の復号時刻を把握し、各アクセスユニット(AU)の復号時刻になると、音声ESバッファ16から音声ESを取り出して、当該アクセスユニット(AU)の音声信号を復号し、その復号した音声信号とMMTPパケット解析部にて復号したPTS(提示時刻)を音声データバッファ18に格納する。
これにより、外部の再生装置(図示せず)は、音声データバッファ18に格納されている音声信号とPTS(提示時刻)を取り出せば、その提示時刻に音声信号を再生することができる。
映像MMTPペイロード処理部19は、アセット分離部14から映像MMTPペイロードを受けると、その映像MMTPペイロードから映像ストリームのMFU又はMPUを再構成することで、後段のHEVCES復号部21で復号可能な形式のHEVCエレメンタリーストリーム(HEVC ES)を生成し、そのHEVCエレメンタリーストリームをHEVCESバッファ20に格納する。
映像MMTPペイロードからHEVCエレメンタリーストリームを生成する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
また、映像MMTPペイロード処理部19は、アセット分離部14から出力された映像MMTPペイロードに含まれている映像ストリームに関するメタデータを抽出し、そのメタデータをHEVCESバッファ20に格納する。
HEVCES復号部21は、MMTPパケット解析部にて復号したDTSを参照して、各アクセスユニット(AU)の復号時刻を把握し、各アクセスユニット(AU)の復号時刻になると、HEVCESバッファ20からHEVCエレメンタリーストリームを取り出して、当該アクセスユニット(AU)の映像信号を復号し、その復号した映像信号である復号画像とMMTPパケット解析部にて復号したPTS(提示時刻)を復号画像バッファ22に格納する。
これにより、外部の再生装置(図示せず)は、復号画像バッファ22に格納されている復号画像とPTS(提示時刻)を取り出せば、その提示時刻に復号画像を再生することができる。
TemporalIDが0からMのアクセスユニットから構成される時間階層符号化された映像ビットストリームを、TemporalIDが0から(M-1)のアクセスユニットから構成されるビットストリームとTemporalIDがMのアクセスユニットから構成されるビットストリームに分離して、それぞれのビットストリームが異なる伝送路を用いて伝送されるときの処理について説明する。
図12に分離前のビットストリームと分離後のビットストリームの一例を示す。
MMTPパケット解析部12は、入力されたビットストリームを構成しているMMTPパケットに含まれている制御MMTPペイロードを制御MMTPペイロード処理部13に出力し、そのビットストリームを構成しているMMTPパケットに含まれている音声MMTPペイロード又は映像MMTPペイロードをアセット分離部14に出力する。
制御MMTPペイロード処理部13は、MMTPパケット解析部12から制御MMTPペイロードを受けると、その制御MMTPペイロードに含まれている符号化データの復号処理を実施して、制御情報であるPAメッセージを復号する(ステップST15)。
制御MMTPペイロード処理部13は、PAメッセージに記述されているアセットに関する情報などから、映像ビットストリームが時間階層符号化されていて、時間階層レベル(TemporalID)によって2以上のアセット(例えばアセット1、アセット2)に分離されてアセットごとに異なる伝送路から取得していること、アセット間の依存関係(アセット2はアセット1と依存関係にあること)などの情報を取得する。
アセット分離部14は、MMTPパケット解析部12からMMTPパケットを受け取ると、PAメッセージに記述された映像アセットに関する情報に基づいて、パケットIDを参照して、そのMMTPパケットに含まれている映像MMTPペイロードを映像MMTPペイロード処理部19に出力する。例えば映像アセットがアセット1とアセット2から構成されている場合には、それぞれのアセットに関する映像MMTPペイロードが映像MMTPペイロード処理部へ出力される。
映像MMTPペイロード処理部19は、アセット分離部14から2以上の映像アセットに係る映像MMTPペイロードを受けるとそれぞれの映像MMTPペイロードからHEVCエレメンタリーストリームを生成して、そのHEVCエレメンタリーストリームをHEVCESバッファ20に格納するとともに、各々の映像MMTPペイロードに含まれているアクセスユニットの復号時刻と提示時刻をHEVCESバッファ20に格納する(ステップST19)。
HEVCES復号部21は、例えばアセット1とアセット2の依存関係に基づき、アセット1のアクセスユニットのDTSとアセット2のアクセスユニットのDTSを比較することによって、分離前のHEVCエレメンタリーストリームの符号化順を特定することができ、異なるビットストリームに分離して入力されたHEVCエレメンタリーストリームを正しい復号時刻でHEVCESバッファ20から取り出して、当該アクセスユニット(AU)の映像信号を復号することができる。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、1以上のアクセスユニット(AU)の映像信号が時間階層符号化された場合に、各アクセスユニットの階層レベルに応じて異なるアセットを構成する場合に、各アセットを構成するMPUの単位にMPU時刻情報記述子を符号化し、MPU時刻情報記述子に含まれるMMTPペイロードに含まれる符号化データのアクセスユニット単位に提示時刻や復号時刻を算出するための情報(提示時刻情報や復号時刻情報)を符号化するか否かを示すフラグの値に応じて、MPUを構成するアクセスユニットの単位に、提示時刻情報(presentation_time_offset)や復号時刻情報(decoding_time_offset)を符号化するように構成したので、時間階層符号化された映像のビットストリームを各アクセスユニットの階層レベルに応じて異なるアセットを構成し伝送する場合でも、復号装置において各アクセスユニットの復号タイミングに基づいて時間階層符号化されたビットストリームを再構成し復号することができる符号化装置、復号装置が得られる効果がある。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
1 音声符号化部、2 音声MMTPペイロード生成部、3 HEVC符号化部(映像符号化手段)、4 映像MMTPペイロード生成部(映像符号化手段)、5 制御情報符号化部(制御情報符号化手段、時刻情報符号化手段)、6 制御MMTPペイロード生成部(制御情報符号化手段)、7 MMTPパケット多重化部(多重化手段)、8 音声MMTPパケット生成部、9 映像MMTPパケット生成部、10 制御MMTPパケット生成部、12 MMTPパケット解析部、13 制御MMTPペイロード処理部(提示時刻算出手段)、14 アセット分離部、15 音声MMTPペイロード処理部、16 音声ESバッファ、17 音声ストリーム復号部、18 音声データバッファ、19 映像MMTPペイロード処理部(映像復号手段)、20 HEVCESバッファ(映像復号手段)、21 HEVCES復号部(映像復号手段)、22 復号画像バッファ(映像復号手段)。

Claims (1)

  1. 1つのプログラムを構成する1以上のコンポーネントに関し、前記コンポーネント毎に異なる伝送形式によりデータの伝送が可能なMMTにおける映像信号の符号化データを復号する復号装置であって、
    前記符号化データのMMTPペイロードに含まれる記述子から、フレーム間予測符号化方式で符号化された複数のアクセスユニットの集合である1以上のGOPにおける、提示順で先頭のアクセスユニットの提示時刻を示す提示時刻情報と、当該アクセスユニットとは異なり符号化順で先頭のアクセスユニットの復号時刻と前記提示時刻との時間差情報と、アクセスユニットの単位で符号化する提示時刻情報及び表示時刻情報を表す単位と、を復号する制御情報復号手段と、
    前記制御情報復号手段が取得した、前記提示時刻情報、前記時間差情報、および前記単位を用いて、各アクセスユニットの前記提示時刻および前記復号時刻を算出し、前記符号化データに含まれる前記映像信号を復号する復号手段と
    を備えた復号装置。
JP2022071720A 2019-08-22 2022-04-25 復号装置 Active JP7306527B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022071720A JP7306527B2 (ja) 2019-08-22 2022-04-25 復号装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019152048A JP6879344B2 (ja) 2019-08-22 2019-08-22 復号装置
JP2021071838A JP7067653B2 (ja) 2019-08-22 2021-04-21 復号装置
JP2022071720A JP7306527B2 (ja) 2019-08-22 2022-04-25 復号装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021071838A Division JP7067653B2 (ja) 2019-08-22 2021-04-21 復号装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022090106A true JP2022090106A (ja) 2022-06-16
JP7306527B2 JP7306527B2 (ja) 2023-07-11

Family

ID=87852708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022071720A Active JP7306527B2 (ja) 2019-08-22 2022-04-25 復号装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7306527B2 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7067653B2 (ja) * 2019-08-22 2022-05-16 三菱電機株式会社 復号装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7067653B2 (ja) * 2019-08-22 2022-05-16 三菱電機株式会社 復号装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7306527B2 (ja) 2023-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7091421B2 (ja) 送信装置、及び、受信装置
JP7067653B2 (ja) 復号装置
JP6040282B2 (ja) 拡張されたビデオストリームを復号するための方法および装置
JP5575949B2 (ja) 放送データ送信方法およびその装置
US11381867B2 (en) Multiple decoder interface for streamed media data
JP6302274B2 (ja) 送信装置及び受信装置
JP6344392B2 (ja) 符号化装置、符号化方法、送信装置、復号化装置、復号化方法および受信装置
JP6809471B2 (ja) 送信装置、送信方法、受信装置および受信方法
JP7200329B2 (ja) 送信方法、受信方法、送信装置及び受信装置
JP7306527B2 (ja) 復号装置
JP6641344B2 (ja) 符号化装置
RU2671992C2 (ru) Передающее устройство, способ передачи, приемное устройство и способ приема
JP6825075B2 (ja) 復号装置
JP7003308B2 (ja) 復号装置
JP2015226305A (ja) 符号化装置
KR101941781B1 (ko) Mmt 기반 8k 방송 수신 방법 및 장치
JP7257646B2 (ja) 送信方法、受信方法、送信装置及び受信装置
JP6257448B2 (ja) 符号化装置、復号装置、符号化方法及び復号方法
KR20140061352A (ko) 미디어 수신 방법 및 그 장치
JP2002094995A (ja) データ処理方法、データ処理装置及びデータ処理システム
KR20120058373A (ko) Svc 서버를 이용한 http 스트리밍 수신 비디오 전송 및 단말 재생 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230612

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7306527

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151