JP4508503B2 - デジタルビデオ信号の符号化方法及び対応する符号化システム又はトランスコーディングシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｎ個のパラレルのビデオ符号化ブランチ内のビデオビットストリームを符号化するステップと、前記符号化されたビデオビットストリームを一定ビットレートでビデオビットストリームにマルチプレクシングするステップとを有する、ｎ個のマルチプレクスされる可変ビットレートで符号化されたビットストリームに対応する一定ビットレートのデジタルビデオビットストリームを伝送する方法、及びこれに対応するビデオ符号化システム又はトランスコーディングシステムに関する。本発明は、各チャンネルにおけるビットレートの改善された動的割当てを有することを許容する統計的マルチプレクサを具現するために、デジタルテレビ伝送の分野に有用である。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
いわば、統計的にマルチプレックスされたシステムともときどき呼ばれる、デジタルテレビ伝送システムでは、ｎ個のデジタルビデオ信号が既定の全体的に割当てられたビットレートを持つ理想的な数のチャンネルを介して伝送されるべきである。このようなタイプの符号化装置は、例えばヨーロッパ特許公報ＥＰ０６８５９７１号に開示されている。この装置は、入力ビデオ信号を可変レートで符号化するための複数のエンコーダと、前記エンコーダから入ってくる推定情報が供給され、前記情報に基づいて許容される割当てビット指示を前記エンコーダに送り戻すために設けられたビット割当て段とを有する。このような動的割当ては、より複雑なシーケンスでもってより多くのビットレートが許容でき、これは、大きな偽信号の可能性を低減したりバンド幅の効率を改善するだけでなく、各チャンネルでの知覚品質が同一になるよう保障する（ビデオ品質は、パラレルのビデオ信号それぞれに対して評価され、ビットレートは前記評価に対応して要請される）。しかしながら、しばしば起こることであるが、デジタルオーディオ信号がビデオ信号を伴うときのオーディオ情報を知覚品質は考慮されていない。
【０００３】
従って、本発明の目的は、統計的マルチプレクシングシステムにおいて新しい種類のビットレートの割当てを提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような目的から、本発明は、冒頭に述べた方法において、各ビデオビットストリームにそれぞれ関連した符号化されたオーディオビットストリームから少なくとも一つのオーディオパラメータを規定するステップと、各ビデオビットストリームに関連して生成された前記オーディオパラメータを共通制御器に伝送するステップと、各オーディオパラメータそれぞれに対応して、前記制御器により送り戻された重み付けパラメータに従って各ビデオビットストリームにそれぞれ関連するビットレート割当てを重み付けするステップとを有することを特徴とする方法に関する。
【０００５】
今までは、従来のビデオビットレートの割当てはビデオ信号にのみリンクされたパラメータに依存していたのに対し、本出願人は実際に、入力システムの端部で最終的に画像が表示されるとき、使用者がこれらの表示された画像に対し同じ知覚認識をするのではなく、各画像に伴われるオーディオ信号のタイプによって偽信号を検出する能力が同じではない、ということを見いだした。米国特許公報ＵＳ５６０６３６２号は符号化装置に関するものであり、この符号化装置に許与された全体的なビット割当ては、与えられた画像に関連したオーディオ信号に関係するパラメータ評価に依存することを述べている。しかしながら、全体的な割当てがオーディオ信号により影響されるならば、ビデオビットレートの割当て自体が変更されないことは明らかである。従って、知覚品質はオーディオ信号により変更されない一方、本発明に従って遂行される原理は、これらのオーディオ信号から生成された１個又は複数個の関連オーディオパラメータで重み付けすることによって、ビデオビットレートの割当てに影響を与える。
【０００６】
本発明の目的はまた、本発明による方法を遂行するためのシステムを提案することにある。
【０００７】
このような目的から、本発明は、ｎ個のパラレルのビデオ符号化ブランチを有する一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムであって、前記ブランチの可変ビットレートの出力信号が、マルチプレクサを介して一定ビットレートの伝送チャンネルを指向し、ビットレート割当てが、各ビデオビットストリームに関連して生成された各少なくとも一つのビデオパラメータを各符号化ブランチから受けとる共通制御器により、各符号化ブランチに対して規定される、一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムにおいて、
【０００８】
（１）各ビデオビットストリームにそれぞれ関連した符号化されたオーディオビットストリームから少なくとも一つのオーディオパラメータを生成するための手段と、
【０００９】
（２）各符号化ブランチと関連して、いわゆる重み付けパラメータを規定するために前記オーディオパラメータそれぞれを前記共通制御器内で処理するための手段と、
【００１０】
（３）前記対応重み付けパラメータそれぞれに従って各ビデオビットストリームにそれぞれ関連したビットレート割当てを重み付けするための手段と、
を有することを特徴とする一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムに関する。このようなシステムは、例えばトランスポートストリームが処理されビットレートがビットレートトランスコーディングにより再割り当てされるとき、トランスコーディング器を制御するための、他の環境にも適応されてもよい。
【００１１】
本発明の特徴及び利点は添付された図面を参照しながら、以下でより詳細に説明されるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による方法を遂行するデジタルビデオ信号符号化システムが図１に示されている。これは可変ビットレートのビデオエンコーダ１１０ａ〜１１０ｎを含むｎ個のパラレルの符号化チャンネルを有する。これらのエンコーダそれぞれは符号化されるべきそれぞれのビデオ信号を入力し、前記信号は実際に画素のブロックに事前に副分割され、ＤＣＴ変換され、量子化されたビットストリームデータである。これらｎ個の入力ビデオ信号はＥＶ（１）〜ＥＶ（ｎ）で参照され、エンコーダのｎ個出力信号はＶ（１）〜Ｖ（ｎ）で参照される。これらのｎ個の出力信号は、マルチプレクサ２０に向かう、可変ビットレートで送られる符号化されたビットストリームであり、マルチプレクサ２０の出力が固定ビットレートで単一に符号化されたビットストリームＳである。前記ビットレートでは、参照符号“１００”で参照される伝送チャンネルにより許容される、制限されたビットレートである。
【００１３】
チャンネルに関係なく知覚品質が変更されない伝送システムを有することがしばしば望まれる。そして、各エンコーダ１１０ａ〜１１０ｎから、各エンコーダによって処理された各ビデオ信号に関連した１個又は複数個の特定パラメータを入力し、これらの特定パラメータに基づいて伝送チャンネルで許容されるビットレートにしたがうという目的で、これらのエンコーダのビットレート割当てを制御するための特定信号を前記エンコーダに送り戻すために、レート制御器３０が設けられる。この評価に対応して要請されたビットレートが、各符号化チャンネルの量子化ステップサイズを制御することによって得られる。
【００１４】
本発明によると、ビデオ信号に伴って伝送されるべきオーディオ信号もまたレート制御器３０に送られ、各チャンネルにおけるビットレートの割当てに参加する。このため、各ビデオ信号に関連するベースバンドオーディオ信号（ＥＡ（１）〜ＥＡ（ｎ）で参照される）は、関連する分析回路４０ａ〜４０ｎに送られる。当該回路４０ａ〜４０ｎは対応チャンネルのビットレートの割当てに影響を与えるように考慮される特定パラメータを制御器３０に送る。この場合、パラメータは信号ＥＡ（１）〜ＥＡ（ｎ）の音響レベルである。１個又は複数個の信号ＥＡ（ｉ）の音響レベルがより高いとき、使用者はより高い音響レベルを伴う画像であって、さらにしばしば速く変化する画像（これと対照的に、低い音響レベルはより静的な画像にしばしば関連する）にあまり注意を払わないので、対応するビット割当てが減少される。
【００１５】
マルチプレクサ２０の出力に最終的に得られたビットレートは、前記分析回路が設けられないときと同じであるが、信号Ｖ（１）〜Ｖ（ｎ）によって与えられた各ビット割当ては異なり、前記割り当ての各々が１個（又は複数個）のオーディオパラメータにより重み付けされている。
【００１６】
本発明は、上述された実施例に制限されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変更が提案されてもよい。例えば、各チャンネルでオーディオパラメータとビット割当ての変更をリンクさせる原理は、使用者のタイプによって容易に変更されてもよい。オーディオパラメータ（コントラスト、低周波又は高周波の存在等）が異なってもよいことにも注意しなければならない。
【００１７】
本発明によるシステムは、符号化チャンネルがビデオエンコーダを有する場合について説明されたが、図２に示されたように、入力信号ＥＶ（１）〜ＥＶ（ｎ）がトランスコーダ２１０ａ〜２１０ｎ（エンコーダ代用）に送られて既に符号化された信号であるときのように、他のタイプの環境でも同様に具現できる。このようなトランスポートストリームが処理されるとき、各チャンネルのビットレートは、ビットレートのトランスコーディングにより再割当てされる。このとき、この再割当ては、第１実施例のように分析回路４０ａ〜４０ｎで測定されたオーディオパラメータによって影響を受ける。
【００１８】
本発明の符号化方法が、ワイヤード電子回路によって、又は代替的にコンピュータ読みとり可能媒体に記憶された命令セットにより実施できることは明らかであり、前記命令は、システム回路の少なくとも一部を取り替え、コンピュータ又はデジタルプロセッサの制御下で前記代替回路で満たされる同一の機能を遂行するために実行可能である。また、本発明は、上述した方法のステップやこれらのいくつかのステップを遂行するために、コンピュータ実行可能命令を含むソフトウェアモジュールを有するコンピュータ読みとり可能媒体にも関する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を含むテレビ伝送システムを示す。
【図２】異なるタイプの環境における同様のシステムを示す。
【符号の説明】
２０：マルチプレクサ、
３０：レート制御器、
４０ａ〜４０ｎ：分析回路、
１１０ａ〜１１０ｎ：エンコーダ、
２１０ａ〜２１０ｎ：トランスコーダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｎ個のパラレルのビデオ符号化ブランチ内のビデオビットストリームを符号化するステップと、前記符号化されたビデオビットストリームを一定ビットレートでビデオビットストリームにマルチプレクシングするステップとを有する、ｎ個のマルチプレクスされる可変ビットレートで符号化されたビットストリームに対応する一定ビットレートのデジタルビデオビットストリームを伝送する方法、及びこれに対応するビデオ符号化システム又はトランスコーディングシステムに関する。本発明は、各チャンネルにおけるビットレートの改善された動的割当てを有することを許容する統計的マルチプレクサを具現するために、デジタルテレビ伝送の分野に有用である。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
いわば、統計的にマルチプレックスされたシステムともときどき呼ばれる、デジタルテレビ伝送システムでは、ｎ個のデジタルビデオ信号が既定の全体的に割当てられたビットレートを持つ理想的な数のチャンネルを介して伝送されるべきである。このようなタイプの符号化装置は、例えばヨーロッパ特許公報ＥＰ０６８５９７１号に開示されている。この装置は、入力ビデオ信号を可変レートで符号化するための複数のエンコーダと、前記エンコーダから入ってくる推定情報が供給され、前記情報に基づいて許容される割当てビット指示を前記エンコーダに送り戻すために設けられたビット割当て段とを有する。このような動的割当ては、より複雑なシーケンスでもってより多くのビットレートが許容でき、これは、大きな偽信号の可能性を低減したりバンド幅の効率を改善するだけでなく、各チャンネルでの知覚品質が同一になるよう保障する（ビデオ品質は、パラレルのビデオ信号それぞれに対して評価され、ビットレートは前記評価に対応して要請される）。しかしながら、しばしば起こることであるが、デジタルオーディオ信号がビデオ信号を伴うときのオーディオ情報を知覚品質は考慮されていない。
【０００３】
従って、本発明の目的は、統計的マルチプレクシングシステムにおいて新しい種類のビットレートの割当てを提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような目的から、本発明は、冒頭に述べた方法において、各ビデオビットストリームにそれぞれ関連した符号化されたオーディオビットストリームから少なくとも一つのオーディオパラメータを規定するステップと、各ビデオビットストリームに関連して生成された前記オーディオパラメータを共通制御器に伝送するステップと、各オーディオパラメータそれぞれに対応して、前記制御器により送り戻された重み付けパラメータに従って各ビデオビットストリームにそれぞれ関連するビットレート割当てを重み付けするステップとを有することを特徴とする方法に関する。
【０００５】
今までは、従来のビデオビットレートの割当てはビデオ信号にのみリンクされたパラメータに依存していたのに対し、本出願人は実際に、入力システムの端部で最終的に画像が表示されるとき、使用者がこれらの表示された画像に対し同じ知覚認識をするのではなく、各画像に伴われるオーディオ信号のタイプによって偽信号を検出する能力が同じではない、ということを見いだした。米国特許公報ＵＳ５６０６３６２号は符号化装置に関するものであり、この符号化装置に許与された全体的なビット割当ては、与えられた画像に関連したオーディオ信号に関係するパラメータ評価に依存することを述べている。しかしながら、全体的な割当てがオーディオ信号により影響されるならば、ビデオビットレートの割当て自体が変更されないことは明らかである。従って、知覚品質はオーディオ信号により変更されない一方、本発明に従って遂行される原理は、これらのオーディオ信号から生成された１個又は複数個の関連オーディオパラメータで重み付けすることによって、ビデオビットレートの割当てに影響を与える。
【０００６】
本発明の目的はまた、本発明による方法を遂行するためのシステムを提案することにある。
【０００７】
このような目的から、本発明は、ｎ個のパラレルのビデオ符号化ブランチを有する一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムであって、前記ブランチの可変ビットレートの出力信号が、マルチプレクサを介して一定ビットレートの伝送チャンネルを指向し、ビットレート割当てが、各ビデオビットストリームに関連して生成された各少なくとも一つのビデオパラメータを各符号化ブランチから受けとる共通制御器により、各符号化ブランチに対して規定される、一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムにおいて、
【０００８】
（１）各ビデオビットストリームにそれぞれ関連した符号化されたオーディオビットストリームから少なくとも一つのオーディオパラメータを生成するための手段と、
【０００９】
（２）各符号化ブランチと関連して、いわゆる重み付けパラメータを規定するために前記オーディオパラメータそれぞれを前記共通制御器内で処理するための手段と、
【００１０】
（３）前記対応重み付けパラメータそれぞれに従って各ビデオビットストリームにそれぞれ関連したビットレート割当てを重み付けするための手段と、
を有することを特徴とする一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムに関する。このようなシステムは、例えばトランスポートストリームが処理されビットレートがビットレートトランスコーディングにより再割り当てされるとき、トランスコーディング器を制御するための、他の環境にも適応されてもよい。
【００１１】
本発明の特徴及び利点は添付された図面を参照しながら、以下でより詳細に説明されるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による方法を遂行するデジタルビデオ信号符号化システムが図１に示されている。これは可変ビットレートのビデオエンコーダ１１０ａ〜１１０ｎを含むｎ個のパラレルの符号化チャンネルを有する。これらのエンコーダそれぞれは符号化されるべきそれぞれのビデオ信号を入力し、前記信号は実際に画素のブロックに事前に副分割され、ＤＣＴ変換され、量子化されたビットストリームデータである。これらｎ個の入力ビデオ信号はＥＶ（１）〜ＥＶ（ｎ）で参照され、エンコーダのｎ個出力信号はＶ（１）〜Ｖ（ｎ）で参照される。これらのｎ個の出力信号は、マルチプレクサ２０に向かう、可変ビットレートで送られる符号化されたビットストリームであり、マルチプレクサ２０の出力が固定ビットレートで単一に符号化されたビットストリームＳである。前記ビットレートでは、参照符号“１００”で参照される伝送チャンネルにより許容される、制限されたビットレートである。
【００１３】
チャンネルに関係なく知覚品質が変更されない伝送システムを有することがしばしば望まれる。そして、各エンコーダ１１０ａ〜１１０ｎから、各エンコーダによって処理された各ビデオ信号に関連した１個又は複数個の特定パラメータを入力し、これらの特定パラメータに基づいて伝送チャンネルで許容されるビットレートにしたがうという目的で、これらのエンコーダのビットレート割当てを制御するための特定信号を前記エンコーダに送り戻すために、レート制御器３０が設けられる。この評価に対応して要請されたビットレートが、各符号化チャンネルの量子化ステップサイズを制御することによって得られる。
【００１４】
本発明によると、ビデオ信号に伴って伝送されるべきオーディオ信号もまたレート制御器３０に送られ、各チャンネルにおけるビットレートの割当てに参加する。このため、各ビデオ信号に関連するベースバンドオーディオ信号（ＥＡ（１）〜ＥＡ（ｎ）で参照される）は、関連する分析回路４０ａ〜４０ｎに送られる。当該回路４０ａ〜４０ｎは対応チャンネルのビットレートの割当てに影響を与えるように考慮される特定パラメータを制御器３０に送る。この場合、パラメータは信号ＥＡ（１）〜ＥＡ（ｎ）の音響レベルである。１個又は複数個の信号ＥＡ（ｉ）の音響レベルがより高いとき、使用者はより高い音響レベルを伴う画像であって、さらにしばしば速く変化する画像（これと対照的に、低い音響レベルはより静的な画像にしばしば関連する）にあまり注意を払わないので、対応するビット割当てが減少される。
【００１５】
マルチプレクサ２０の出力に最終的に得られたビットレートは、前記分析回路が設けられないときと同じであるが、信号Ｖ（１）〜Ｖ（ｎ）によって与えられた各ビット割当ては異なり、前記割り当ての各々が１個（又は複数個）のオーディオパラメータにより重み付けされている。
【００１６】
本発明は、上述された実施例に制限されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変更が提案されてもよい。例えば、各チャンネルでオーディオパラメータとビット割当ての変更をリンクさせる原理は、使用者のタイプによって容易に変更されてもよい。オーディオパラメータ（コントラスト、低周波又は高周波の存在等）が異なってもよいことにも注意しなければならない。
【００１７】
本発明によるシステムは、符号化チャンネルがビデオエンコーダを有する場合について説明されたが、図２に示されたように、入力信号ＥＶ（１）〜ＥＶ（ｎ）がトランスコーダ２１０ａ〜２１０ｎ（エンコーダ代用）に送られて既に符号化された信号であるときのように、他のタイプの環境でも同様に具現できる。このようなトランスポートストリームが処理されるとき、各チャンネルのビットレートは、ビットレートのトランスコーディングにより再割当てされる。このとき、この再割当ては、第１実施例のように分析回路４０ａ〜４０ｎで測定されたオーディオパラメータによって影響を受ける。
【００１８】
本発明の符号化方法が、ワイヤード電子回路によって、又は代替的にコンピュータ読みとり可能媒体に記憶された命令セットにより実施できることは明らかであり、前記命令は、システム回路の少なくとも一部を取り替え、コンピュータ又はデジタルプロセッサの制御下で前記代替回路で満たされる同一の機能を遂行するために実行可能である。また、本発明は、上述した方法のステップやこれらのいくつかのステップを遂行するために、コンピュータ実行可能命令を含むソフトウェアモジュールを有するコンピュータ読みとり可能媒体にも関する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を含むテレビ伝送システムを示す。
【図２】異なるタイプの環境における同様のシステムを示す。
【符号の説明】
２０：マルチプレクサ、
３０：レート制御器、
４０ａ〜４０ｎ：分析回路、
１１０ａ〜１１０ｎ：エンコーダ、
２１０ａ〜２１０ｎ：トランスコーダ
Claims (4)
- ｎ個のパラレルのビデオ符号化ブランチ内のビデオビットストリームを符号化するステップと、前記符号化されたビデオビットストリームを一定ビットレートでビデオビットストリームにマルチプレクシングするステップとを有する、ｎ個のマルチプレクスされる可変ビットレートで符号化されたビットストリームに対応する一定ビットレートのデジタルビデオビットストリームを伝送する方法において、
各ビデオビットストリームにそれぞれ関連した符号化されたオーディオビットストリームから少なくとも一つのオーディオパラメータを規定するステップと、各ビデオビットストリームに関連した符号化されたオーディオビットストリームから生成された前記オーディオパラメータを共通制御器に伝送するステップと、各オーディオパラメータそれぞれに対応して、前記制御器により送り戻された重み付けパラメータに従って各ビデオビットストリームにそれぞれ関連するビットレート割当てを重み付けするステップとを有することを特徴とする一定ビットレートでデジタルビデオビットストリームを伝送する方法。 - ｎ個のパラレルのビデオ符号化ブランチを有する一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムであって、前記ブランチの可変ビットレートの出力信号が、マルチプレクサを介して一定ビットレートの伝送チャンネルを指向し、ビットレート割当てが、各ビデオビットストリームに関連して生成された各少なくとも一つのビデオパラメータを各符号化ブランチから受けとる共通制御器により、各符号化ブランチに対して規定される、一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムにおいて、
（１）各ビデオビットストリームにそれぞれ関連した符号化されたオーディオビットストリームから少なくとも一つのオーディオパラメータを生成するための手段と、
（２）各符号化ブランチと関連して、いわゆる重み付けパラメータを規定するために前記オーディオパラメータそれぞれを前記共通制御器内で処理するための手段と、
（３）前記対応重み付けパラメータそれぞれに従って各ビデオビットストリームにそれぞれ関連したビットレート割当てを重み付けするための手段と、
を有することを特徴とする一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システム。 - ｎ個のパラレルのビデオトランスコーディングブランチを有する一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムであって、前記ブランチの可変ビットレートの出力信号は、マルチプレクサを介して一定ビットレートの伝送チャンネルを指向し、ビットレート割当てが、各ビデオビットストリームに関連して生成された各少なくとも一つのビデオパラメータを各トランスコーディングブランチから受けとる共通制御器により、各トランスコーディングブランチに対して規定される、一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システムにおいて、
（１）各ビデオビットストリームにそれぞれ関連した、符号化されたオーディオビットストリームから少なくとも一つのオーディオパラメータを生成する手段と、
（２）各トランスコーディングブランチと関連して、いわゆる重み付けパラメータを規定するために前記オーディオパラメータそれぞれを前記共通制御器内で処理する手段と、
（３）前記対応重み付けパラメータそれぞれに従って各ビデオビットストリームにそれぞれ関連したビットレート割当てを重み付けする手段と、
を有することを特徴とする一定ビットレートのデジタルビデオ伝送システム。 - コンピュータ又はプロセッサ上で実行される際に、前記コンピュータ又はプロセッサに請求項１に記載の伝送方法を実行させる命令セットからなるコンピュータプログラム。
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