JP5172062B2 - ビデオを復号する再同期方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復号器により受け取られる圧縮ビデオデータ信号の再同期の方法に関する。
【０００２】
このような再同期方法は、例えば、受け取った圧縮ビデオデータ信号に伝送エラーが検出された後、復号の再同期をとるためにチャンネルを復号するＭＰＥＧ−４において用いられ得る。
【０００３】
【従来の技術】
再同期方法は、ＭＰＥＧ−４ビジュアルバージョン１と呼ばれるＭＰＥＧ−４ビジュアル規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２）から知られている。
【０００４】
このＭＰＥＧ−４規格は、ユーザがアクセスし、操作することができるシーンのエンティティであるビデオオブジェクトを使用する。ビデオオブジェクトがアクセスされ得るためには、オブジェクトの形の符号化された表現を有することが必要である。ある時間におけるビデオオブジェクトの例は、ビデオオブジェクト面（以下、ＶＯＰという。）と呼ばれている。ビデオオブジェクトレイヤは、ＶＯＰのセットであり、その形の種類は、video_object_layer_shapeと呼ばれる整数により識別される。
【０００５】
イントラ符号化ＶＯＰ（以下、Ｉ−ＶＯＰという。）は、他の画像に関係なく符号化される。このＩ−ＶＯＰは、符号化されたシーケンスに、復号が開始可能なアクセスポイントを与えるが、緩やかな圧縮でしか符号化されない。予測符号化ＶＯＰ（以下、Ｐ−ＶＯＰという。）は、過去のイントラ符号化又は予測符号化されたＶＯＰからの動き補償予測を利用して、より効率的に符号化され、一般的に更なる予測のために基準として用いられる。双方向予測符号化ＶＯＰ（以下、Ｂ−ＶＯＰという。）は、最高水準の圧縮を与えるが、動き補償のために過去及び未来の両方の基準ＶＯＰを必要とする。動きベクトルは、必要に応じて、１６サンプル×１６ラインのＶＯＰの領域（以下、マクロブロックという。）又は８サンプル×８ラインのＶＯＰの領域（以下、ブロックという。）毎に規定される。vop_fcode_forward及びvop_fcode_backwardは、動きベクトルの復号に用いられる整数である。
【０００６】
ＭＰＥＧ−４規格において述べられている再同期の方法は、圧縮ビデオデータ信号に挿入される、resync_markerで表される再同期語に基づいている。「resync_marker_disable」と呼ばれる１ビットのフラグは、当該符号化されたＶＯＰ内にresync_markerが存在しないことを示す「１」及びそのようなマーカーが存在することを示す「０」に設定される。ＭＰＥＧ−４規格により規定されている再同期語は、少なくとも１６個の０の後に１が続くバイナリ列「0 0000 0000 0000 0001」である。Ｉ−ＶＯＰ又は上記video_object_layer_shapeが値「binary_only」を有するＶＯＰの場合は、resync_markerは、後に１が続く１６個の０である。このresync_markerの長さは、Ｐ−ＶＯＰの場合にはvop_fcode_forwardの値に依存し、Ｂ−ＶＯＰの場合にはvop_fcode_forward又はvop_fcode_backwardのいずれか大きい方の値に依存する。resync_markerの長さと適切なfcodeとの関係は、16+fcodeにより与えられる。該resync_markerは、後に１が続く（15+fcode）個の０である。これは、上記resync_marker_disableのフラグが「０」に設定される場合にのみ存在する。resync_markerは、マクロブロックの直前にのみ位置するべきであると共に、バイトで整列されるべきである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、復号器によって受け取られる圧縮ビデオデータ信号の、より信頼性の高い再同期を達成することにある。本発明は、以下の観点を考慮している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
再同期語は、圧縮ビデオデータ信号に含まれる全ての考えられるビットのシーケンスと区別され得るべきである。例えば、ＭＰＥＧ−４規格では、再同期語は全ての考えられる可変長符号化（以下、ＶＬＣという。）ワード及びＶＯＰの開始を示すＶＯＰ開始符号と区別され得るべきである。
【０００９】
しかしながら、現段階のＭＰＥＧ−４規格は、圧縮ビデオデータ信号に不測の再同期語の存在を招き、その結果、間違った再同期を招くＶＬＣワードのいくかの組合せを可能にしている。Ｂ−ＶＯＰに属するマクロブロックの復号から得られ、このような望ましくない再同期を招くビットの１つの組合せは、以下の通りである。
Ｂ−ブロック用マクロブロックモード（MODV）：00
マクロブロックタイプ（MB_TYPE）：0001
Ｂ−ブロック用符号化ブロックパターン（CBPB）：1000 00
量子化情報（DBQUANT）：0
動きベクトルＶＬＣワード：0000 0000 0011 1
【００１０】
この例は、後に１が続く１６個の連続する０のセットを有するＶＬＣワードの特定の組合せである。（１６個の０のうち、）５個の０はＣＢＰＢＶＬＣワードに対応し、１個はＤＢＱＵＡＮＴＶＬＣワードに対応し、１０個は−１５．５動きベクトルに対応する。この場合には、このＶＬＣワードの特定の組合せと再同期語との間に曖昧さが存在し、これは、また、後に１が続く１６（15+fcode，この場合にはfcodeが１と等しい。）個の連続する０によっても構成される。ＶＬＣワードの特定の組合せは、予期しない再同期をエミュレートすることが可能である。その場合、ＭＰＥＧ−４ビデオ復号器は圧縮ビデオデータ信号を正しく復号することができない。
【００１１】
本発明に係る再同期の方法は、双方向予測符号化ビデオオブジェクト面に関して、後に１が続く少なくとも１７個の連続する０を有する再同期語を検出するステップを有することを特徴とするものである。
【００１２】
結果として、この再同期の方法は、先に述べた特定のＶＬＣワードの組合せと区別可能である少なくとも１７個の連続する０を含む再同期語に依存するため、ｆｃｏｄｅが１と等しい場合であっても、圧縮ビデオデータ信号のより信頼性の高い再同期を提供する。このように、上述した再同期の方法は、上記特定のＶＬＣワードを有する圧縮ビデオデータ信号の正確な復号を確実にする。
【００１３】
本発明は、また、このような再同期の方法を実現するビデオ復号器及び上記再同期の方法において説明したような再同期語を送る圧縮ビデオデータ信号に適用される。
【００１４】
本発明は、加えて、圧縮ビデオデータ信号に再同期語を挿入する方法及びそのような方法を実現するビデオ符号化器に関する。
【００１５】
本発明のこれらの観点及び他の観点は、以下に説明する実施態様から明らかであり、以下に説明する実施態様を参照して理解されるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
ここでは、添付の図面を参照し、例として本発明を説明する。
【００１７】
本発明は、復号器により受け取られた圧縮ビデオデータ信号に伝送エラーが検出された後、該圧縮ビデオデータ信号の再同期を可能にするように試みる再同期方法に該当する。一般に、上記エラーの前の同期ポイントと同期が復元される最初のポイントとの間のデータは捨てられる。この再同期方法が復号器により捨てられるデータの量を特定する（locate）場合には、これは、データを回復する及び／又はエラーの影響を隠蔽する他の種類のツールの能力を大きく高めるであろう。
【００１８】
この再同期の方法は、ＭＰＥＧ−４ビデオデータ信号の場合について述べられているが、ビデオオブジェクトを操作する他のタイプの圧縮ビデオデータ信号にも適用可能である。
【００１９】
この再同期の方法は、ビデオパケットへのＶＯＰの分割に基づいている。このような方法は、周期的な再同期語が、圧縮ビデオデータ信号全体に与えられることを可能にする。このように、ビデオパケットの長さは、マクロブロック数には基づいておらず、当該パケットに含まれるビット数に基づいており、これは再同期方法をより正確にする。
【００２０】
図１は、典型的なビデオパケットを表すものである。このビデオパケットは、新しいビデオパケットの開始を示すために使用される再同期語ＲＷと、パケットに含まれる最初のマクロブロックのマクロブロックアドレスＮＵＭ、量子化パラメータＱ及びヘッダ拡張符号ＨＥＣのような復号処理をやり直すために必要であるヘッダ情報と、マクロブロックデータＭＢＤとを有している。
【００２１】
上記再同期語は、全ての考えられるＶＬＣワード及びＶＯＰ開始符号と区別できなければならない。課題を解決するための手段において述べたように、ＶＬＣワードの特定のシーケンスは、上記従来技術の再同期語の場合には、曖昧さを引き起こす。
【００２２】
該シーケンスは、下記のＶＬＣワードを有している。
‐Ｂ−ブロック用マクロブロックモード（MODB）ＶＬＣワード
このＭＯＤＢＶＣＬワードは、Ｂ−ＶＯＰの符号化されたマクロブロックにのみ存在し、
・マクロブロックにＣＢＰＢデータ及びＭＢ＿ＴＹＰＥデータが共に存在しない場合は１
・マクロブロックにＭＢ＿ＴＹＰＥデータが存在する場合は０１
・マクロブロックにＣＢＰＢ及びＭＢ＿ＴＹＰＥデータが存在する場合は００
と等しい。
‐マクロブロックタイプ（MB_TYPE）ＶＬＣワード
このＭＢ＿ＴＹＰＥＶＬＣワードは、１つの動きベクトルが含まれるＢ−ＶＯＰの符号化されたマクロブロックにのみ存在する。このＭＢ＿ＴＹＰＥに関する符号は、１、０１、００１又は０００１であり、用いられる動きベクトルのタイプに依存する。
‐Ｂ−ブロック用符号化ブロックパターン（CBPB）ＶＬＣワード
このＣＢＰＢＶＬＣワードは、３ないし６ビットの符号であり、該符号の各ビットは符号化された又は符号化されていないブロックのステータスを表す。係数を有する非透明なブロックのそれぞれに関して、上記符号の対応するビットは「１」に設定される。
‐量子化情報（DBQUANT）ＶＬＣワード
このＤＢＱＵＡＮＴワードは、Ｂ−ＶＯＰに関する量子化の変化を指示する。このＤＢＱＵＡＮＴに関する符号は、１０、０又は１１である。
‐動きベクトルＶＬＣワード
この動きベクトルＶＬＣワードは、１ないし１３ビットの符号であり、以下の例に示したような１０個までの連続した０を含む。
【数１】

上述したＶＬＣワードの定義は、後に１が続く最大で１７個の連続した０のセットを有するビットの組合せを招く。（１７個の連続した０のうち）６個の０はＣＢＰＢＶＬＣワードに対応し、１個はＤＢＱＵＡＮＴＶＬＣワードに対応し、１０個は動きベクトルＶＬＣワードに対応する。上記ビットの組合せは、ｆｃｏｄｅが１又は２と等しいと、（１５＋ｆｃｏｄｅ）個の０を有する再同期語の場合に曖昧である可能性がある。これは、vop_fcode_forward又はvop_fcode_backwardに対応するｆｃｏｄｅの値が、１から７までの値をとる３ビットの整数であると共に、０の値が禁止されており、この値は動きベクトルの範囲に依存するため、起こり得る。
【００２３】
結果として、再同期語の長さは、増加し、少なくとも１７個の連続した０を含む必要がある。本発明に係る再同期語resync_markerは、後に１が続く少なくとも１６個の連続した０のバイナリ列「0 0000 0000 0000 0001」である。Ｉ−ＶＯＰ又はvideo_object_layer_shapeが値「binary_only」を有するＶＯＰの場合、上記resync_markerは、後に１が続く１６個の０である。このresync_markerの長さは、Ｐ−ＶＯＰの場合にはvop_fcode_forwardの長さに依存し、Ｂ−ＶＯＰの場合にはvop_fcode_forward又はvop_fcode_backwardのいずれか大きい方の値に依存する。好ましい実施態様では、resync_markerの長さと適切なｆｃｏｄｅとの関係は、Ｐ−ＶＯＰの場合には１６＋ｆｃｏｄｅにより与えられ、Ｂ−ＶＯＰの場合には１６＋ｎ＋ｆｃｏｄｅにより与えられる。resync_markerは、Ｐ−ＶＯＰの場合には後に１が続く（１５＋ｆｃｏｄｅ）個の０であり、Ｂ−ＶＯＰの場合には後に１が続く（１５＋ｎ＋ｆｃｏｄｅ）個の０である。ここで、ｎは専ら０よりも大きい整数である。これは、resync_marker_disableのフラグが「０」に設定された場合にのみ存在する。resync_markerは、マクロブロックの直前にのみ位置し、バイトで整列されるべきである。
【００２４】
図２は、本発明に係る再同期の方法を説明するフローチャートである。復号ステップＤＥＣ中、圧縮ビデオデータ信号ＣＳが受け取られ、出力信号ＯＳが供給される。上記圧縮ビデオデータ信号は、エラー解析ステップＥＲＲ中に解析される。上記圧縮ビデオデータ信号に、例えば違法なＶＬＣワード又は意味エラーのようなエラーが検出されると、検出ステップ（ＤＥＴ）が当該圧縮ビデオデータ信号の再同期語を調べる。この再同期語は、ＶＯＰのタイプに依存し、
・Ｉ−ＶＯＰの場合には、後に１が続く１６個の０
・Ｐ−ＶＯＰの場合には、後に１が続く（１５＋ｆｃｏｄｅ）個の０
・Ｂ−ＶＯＰの場合には、後に１が続く（１５＋ｎ＋ｆｃｏｄｅ）個の０（ｎは、専ら０よりも大きい整数）
を有する。最終的には、再同期語が検出されると、再同期ステップＳＹＮＣは、復号処理が再同期語に続くヘッダ情報からやり直されることを可能にする。マクロブロック数ＮＵＭが空間再同期を提供する一方で、量子化パラメータＱは差分復号処理が再同期されることを可能にする。
【００２５】
本発明の第１の実施態様では、６個の連続した０を含むＣＢＰＢＶＬＣワードは起こり得る組合せではない。それは、このＶＬＣワードが、６つの非符号化ブロックに対応し、（ＣＢＰＢデータではない）１又は０１と等しいＭＯＤＢＶＬＣワードを有するからである。この場合、最も好ましくないＣＢＰＢＶＬＣワードは「100000」であり、後に１が続く（１６＋ｆｃｏｄｅ）個の０の再同期語に対応する１と等しいｎの値は、上記再同期語と既知のＶＬＣワードとの間のいかなる曖昧さをもなくすのに十分である。
【００２６】
本発明の第２の実施態様では、６個の連続した０を含むＣＢＰＢＶＬＣワードに関連する００と等しいＭＯＤＢＶＬＣワードが考えられる。これは、このＶＬＣワードの組合せがＭＰＥＧ−４規格により認められているからである。従って、ｎの値は、後に１が続く（１７＋ｆｃｏｄｅ）個の０の再同期語に対応する２であり、これは、ＣＢＰＢＶＬＣワードに対応する６個の０、ＤＢＱＵＡＮＴＶＬＣワードに対応する１個の０及び動きベクトルＶＬＣワードに対応する１０個の０である、後に１が続く１７個の連続した０のセットを有するＶＬＣワードの組合せの場合において、いかなる曖昧さをも排除する。
【００２７】
図２において説明したような再同期の方法は、例えばビデオ復号器内に集積化された集積回路において実現される。
【００２８】
該ビデオ復号器は、圧縮された入力ビデオデータ信号を受け取るように構成されており、この圧縮入力ビデオデータ信号の上述した再同期語を検出する検出器と、再同期語の検出から当該圧縮入力ビデオデータ信号の復号の再同期をとる同期器とを有している。
【００２９】
本発明は、また、より好ましい実施態様においては、Ｂ−ＶＯＰに対応するビデオデータに関して、後に１が続く少なくとも１７個の連続する０、例えば（１５＋ｎ＋ｆｃｏｄｅ）個の０を有する再同期語を圧縮ビデオデータ信号に挿入する方法にも適用される。このような挿入方法は、例えばビデオ符号化器に集積化されるべき集積回路において実現される。
【００３０】
該対応するビデオ符号化器は、圧縮された出力ビデオデータ信号を供給すると共に、この圧縮出力ビデオデータ信号に再同期語を挿入する手段を有している。
【００３１】
更に、上述したようなビデオ符号化器から供給される又は上述したようなビデオ復号器により受け取られる信号は、Ｂ−ＶＯＰに対応するビデオデータに関して、後に１が続く少なくとも１７個の連続する０、好ましい実施態様では例えば（１５＋ｎ＋ｆｃｏｄｅ）個の０を有する再同期語を含んでいるため、認識可能である。
【００３２】
「有する（to comprise）」という動詞及びその活用は、任意の請求項において規定されたステップ又は素子以外の他のステップ又は素子の存在を排除するものではない。ステップ又は素子の前の単語「a」又は「an」は複数のこのようなステップ又は素子の存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る再同期語を有するビデオパケットを表す図である。
【図２】 本発明に係る再同期の方法を示すフローチャートである。

Claims (6)

1. 復号器により受け取られる圧縮ビデオデータ信号の再同期の方法であり、前記圧縮ビデオデータ信号の再同期語を検出するステップと、前記再同期語の検出から前記圧縮ビデオデータ信号の復号の同期をとるステップとを有する方法であって、
   前記検出ステップが、ＭＰＥＧ−４規格におけるビデオパケットに含まれる双方向予測符号化ビデオオブジェクト面に対応するビデオデータに関して、後に１が続く少なくとも１７個の連続する０を有する再同期語を検出することを特徴とする方法。
2. 圧縮ビデオデータ信号を受け取るビデオ復号器であり、前記圧縮ビデオデータ信号の再同期語を検出する検出器と、前記再同期語の検出から前記圧縮ビデオデータ信号の復号の再同期をとる同期器とを有するビデオ復号器であって、
   前記検出器が、ＭＰＥＧ−４規格におけるビデオパケットに含まれる双方向予測符号化ビデオオブジェクト面に対応するビデオデータに関して、後に１が続く少なくとも１７個の連続する０を有する再同期語を検出することを特徴とするビデオ復号器。
3. 符号化器により供給される圧縮ビデオデータ信号に再同期語を挿入する方法であって、
   ＭＰＥＧ−４規格におけるビデオパケットに含まれる双方向予測符号化ビデオオブジェクト面に対応するビデオデータに関して、後に１が続く少なくとも１７個の連続する０を有する再同期語を挿入することを特徴とする方法。
4. 圧縮ビデオデータ信号を供給すると共に、前記圧縮ビデオデータ信号に再同期語を挿入する手段を有するビデオ符号化器であって、
   前記挿入する手段が、ＭＰＥＧ−４規格におけるビデオパケットに含まれる双方向予測符号化ビデオオブジェクト面に対応するビデオデータに関して、後に１が続く少なくとも１７個の連続する０を有する再同期語を挿入することを特徴とするビデオ符号化器。
5. ビデオ復号器にロードされると、該ビデオ復号器に請求項１記載の方法を実行させる命令のセットを有するビデオ復号器のためのコンピュータプログラム。
6. ビデオ符号化器にロードされると、該ビデオ符号化器に請求項３記載の方法を実行させる命令のセットを有するビデオ符号化器のためのコンピュータプログラム。

Images