JP5289959B2 - コンテンツ情報に基づくスケーラビリティ技術 - Google Patents
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Description
本特許出願は、(a)“A VIDEO TRANSCODER FOR REAL-TIME STREAMING AND MOBILE BROADCAST APPLICATIONS”(リアルタイムストリーミング及びモバイル放送用途に関する映像トランスコーダ)という題名を有する仮特許出願番号60/721,416(出願日:2005年9月27日)、(b)“A VIDEO TRANSCODER FOR REAL-TIME STREAMING AND MOBILE BROADCAST APPLICATIONS”(リアルタイムストリーミング及びモバイル放送用途に関する映像トランスコーダ)という題名を有する仮特許出願番号60/789,377(出願日:2006年4月4日)、(c)“METHOD AND APPARATUS FOR SPATIO-TEMPORAL DEINTERLACING AIDED BY MOTION COMPENSATION FOR FIELD-BASED VIDEO”(フィールドに基づく映像に関する動き補償によって補助された空間−時間的デインターレーシングに関する方法及び装置)という題名を有する仮特許出願番号60/727,643(出願日:2005年10月17日)、(d)“METHOD AND APPARATUS FOR SHOT DETECTION IN VIDEO STREAMING”(映像ストリーミングにおけるショット検出に関する方法及び装置)という題名を有する仮特許出願番号60/727,644(出願日:2005年10月17日)、(e)“A METHOD AND APPARATUS FOR USING AN ADAPTIVE GOP STRUCTURE IN VIDEO STREAMING”(映像ストリーミングにおいて適応型GOPを用いるための方法及び装置)という題名を有する仮特許出願番号60/727,640(出願日:2005年10月17日)、(f)“INVERSE TELECINE ALGORITHM BASED ON STATE MACHINE”(ステートマシンに基づく逆テレシネアルゴリズム)という題名を有する仮特許出願番号60/730,145(2005年10月24日)、及び(g)“SPATIO-TEMPORAL DEINTERLACING AIDED BY MOTION COMPENSATION FOR FIELD-BASED MULTIMEDIA DATA”(フィールドに基づくマルチメディアデータに関する動き補償によって補助された空間−時間的デインターレーシング)という題名を有する仮特許出願番号60/789,048(出願日:2006年4月3日)に対する優先権を主張するものである。これらの7つのすべての仮特許出願は、本特許出願の譲受人に対して譲渡されておりさらに本明細書において参照されることによって明示で本明細書に組み入れられている。
本特許出願は、本特許出願の譲受人に対して譲渡されておりさらに本明細書において参照されることによって明示で本明細書に組み入れられている、“CONTENT CLASSIFICATION FOR MULTIMEDIA PROCESSING”(マルチメディア処理に関するコンテンツ分類)という題名を有する米国特許出願番号11/373,577(出願日:2006年3月10日)に関連するものである。
本出願は、リアルタイムストリーミングを目的とする映像データの映像トランスコーディングに関する装置及び方法に関するものである。本発明は、特に、モバイル放送用途におけるリアルタイムストリーミングに関する映像データのトランスコーディングに関するものである。
図2は、図1のマルチメディア放送システム100において示されるトランスコーダ200に関して用いることができるトランスコーダ例のブロック図である。トランスコーダ200は、以下においてさらに説明される構文解析器/復号器202と、プリプロセッサ226と、符号器228と、同期化層240と、を具備する。トランスコーダ200は、本明細書において説明されるように、トランスコーディングプロセスの1つ以上の側面に関するマルチメディアデータ104のコンテンツ情報を用いるように構成される。コンテンツ情報は、マルチメディアメタデータを通じてトランスコーダ200の外部のソースから入手すること、又はトランスコーダによって、例えば、プリプロセッサ226又は符号器228によって計算することができる。図2に示される構成要素は、1つ以上のトランスコーディングプロセスに関してコンテンツ情報を用いるトランスコーダ内に含めることができる構成要素を例示したものである。特定の実装においては、トランスコーダ200の構成要素のうちの1つ以上は、除外することができ又は追加の構成要素を含めることができる。さらに、本明細書においてはプロセス又はデバイスのすべての詳細を説明することができないにもかかわらず当業者が本発明を実践するのを可能にするためにトランスコーダ及びトランスコーディングプロセスの一部分が説明される。
再度図2に関して、構文解析器/復号器202は、マルチメディアデータ104を受信する。構文解析器/復号器202は、マルチメディアデータ104を受信し、該データを構文解析して映像エレメンタリストリーム(ES)206、音声ES208、表示時刻タイムスタンプ(PTS)210及びその他のデータ、例えばサブタイトル212、にするトランスポートストリーム構文解析器(“構文解析器”)205を含む。ESは、1つの型のデータ(映像又は音声)を単一の映像又は音声符号器から搬送する。例えば、映像ESは、シーケンスヘッダー及びすべての小部分を含むデータシーケンスに関する映像データを具備する。パケット化されたエレメンタリストリーム、すなわちPES、は、パケット化されている単一のESから成り、典型的には各々が追加されたパケットヘッダーで始まる、PESストリームは、1つのソースからの、例えば1つの映像又は音声符号器からの、1つの型のデータのみを含む。PESパケットは、トランスポートパケットの固定パケット長に対応しない可変長を有し、トランスポートパケットよりもはるかに長くすることができる。トランスポートパケットがPESストリームから形成されるときには、PESヘッダーは、トランスポートパケットペイロードの始めで、トランスポートパケットヘッダーの直後に配置することができる。残りのPESパケットコンテンツは、PESパケットがすべて用いられるまで後続するトランスポートパケットのペイロードを満たす。最後のトランスポートパケットは、例えばバイト、例えば、バイト=0xFF(すべて1)を詰めることによって、固定長まで満たすことができる。
図2、及びより詳細な図6は、1つ以上の前処理動作に関してコンテンツ情報を用いることができるプリプロセッサ226のサンプル側面を示す。プリプロセッサ226は、メタデータ222及び復号された“生”映像データ224を構文解析器/復号器202から受信する。プリプロセッサ226は、映像データ224及びメタデータ222に関して一定の型の処理を行い、処理されたマルチメディア(例えば、基本層基準フレーム、拡張層基準フレーム、帯域幅情報、コンテンツ情報)及び映像を符号器228に提供するように構成することができる。マルチメディアデータの該前処理は、視覚上の鮮明度、エリアシング対策、及びデータの圧縮効率を向上させることができる。一般的には、プリプロセッサ226は、構文解析器復号器202内の復号器214によって提供される映像シーケンスを受信し、該映像シーケンスを符号器228によるさらなる処理(例えば、符号化)のためにプログレッシブ映像シーケンスに変換する。幾つかの側面においては、プリプロセッサ226は、逆テレシネと、デインターレーシングと、フィルタリング(例えば、アーティファクト除去、デリンギング、デブロッキング、及び雑音除去)と、リサイジング(例えば、標準品位からクォータービデオグラフィックスアレイ(QVGA)への空間解像度ダウンサンプリング)と、GOP構造生成(例えば、複雑さマップ生成の計算、シーン変化検出、及びフェード/フラッシュ検出)と、を含む数多くの動作に関して構成することができる。
デブロッキング及びデリンギング後は、プログレッシブ映像は、GOPパーティショナ612によって処理される。GOPポジショニングは、ショット変化を検出することと、複雑さマップ(例えば、時間的、空間的帯域幅マップ)を生成することと、適応型GOPパーティショニングと、を含むことができる。これらの各々が以下において説明される。
ショット検出は、ピクチャグループ(GOP)内のフレームがシーンの変化が生じていることを示すデータを提示したときを決定することに関するものである。一般的には、GOP内においては、フレームは、2,3(又はそれ以上の)隣接フレーム内では有意な変化はしていない場合があり、又は、低速の変化又は高速の変化が生じている場合もある。当然のことであるが、これらのシーン変化分類は、必要な場合は、特定の用途に依存してより大きな変化レベルに細分することができる。
プリプロセッサ226(図6)は、マルチメディアデータを符号化するために用いることができる帯域幅マップを生成するように構成することもできる。幾つかの側面においては、符号器228(図7)内のコンテンツ分類モジュール712が代わりに帯域幅マップを生成する。
プリプロセッサ226によって行うことができる他の処理例においては、図6のGOPパーティショナ612は、いっしょにコーディングされたピクチャグループの構成を適応的に変えることができ、MPEG2を用いる例を参照しながら説明される。幾つかのこれまでの映像圧縮基準(例えば、MPEG2)は、正規の構造を課すことはできるがGOPが正規の構造を有することを要求しない。MPEG2シーケンスは、常にIフレーム、すなわち、以前のピクチャを基準にせずに符号化されているフレーム、から始まる。MPEG2 GOP形式は、通常は、Iフレームに後続するP又は予測ピクチャのGOP内のスペースを固定することによって符号器において予め手配されている。Pフレームは、一部分が以前のI又はPフレームから予測されているピクチャである。開始Iフレームと後続するPフレームとの間のフレームは、Bフレームとして符号化される。“B”フレーム(Bは双方向を表す)は、前の及び次のI又はPピクチャを基準として個々に又は同時に用いることができる。Iフレームを符号化するために必要なビット数は、平均すると、Pフレームを符号化するために必要なビット数を上回り、同様に、Pフレームを符号化するために必要なビット数は、平均すると、Bフレームに関して要求されるビット数を上回る。スキップされたフレームは、使用される場合は、表示するためのビットは必要ない。
再度図2に関して、トランスコーダ200は、処理されたメタデータ及び生映像をプリプロセッサ226から受信する符号器228を含む。メタデータは、ソース映像104において最初に受け取られた情報と、プリプロセッサ226によって計算された情報と、を含むことができる。符号器228は、第1パス符号器230と、第2パス符号器232と、再符号器234と、を含む。符号器228は、第2パス符号器232から、プリプロセッサ226と同様に第1パス符号器230、及び再符号器234に情報(例えば、メタデータ、誤り耐性情報、コンテンツ情報、符号化されたビットレート情報、基本層及び拡張層のバランス情報、及び量子化情報)を提供することができるトランスコーダ制御231からの入力を受信する。符号器228は、プリプロセッサ226から受信されたコンテンツ情報及び/又は符号器228自体によって、例えば、コンテンツ分類モジュール712(図7)によって生成されるコンテンツ情報を用いて、受信された映像を符号化する。
符号器228は、SNRスケーラブル符号器であることができ、SNRスケーラブル符号器は、プリプロセッサ226からの生映像及びメタデータを符号化し、本明細書においては基本層とも呼ばれる第1の符号化データグループ、及び本明細書においては拡張層とも呼ばれる1つ以上の追加の符号化データグループに分けることができる。符号化アルゴリズムは、基本層係数及び拡張層係数を生成し、これらの係数は、復号時に、両層が復号に関して利用可能なときに復号器において結合することができる。両層が利用可能でないときには、基本層の符号化は、基本層を単一層として復号することを可能にする。
符号化されているかを識別する情報が必要である。符号化手段、例えば図2の符号器構成要素228、は、イントラコーディング及びインターコーディングされた部分のマップ、例えば、マクロブロック(又はサブマクロブロック)がイントラコーディング又はインターコーディングされているとして識別され(さらに、例えば、順方向、逆方向又は双方向を含むいずれの型のインターコーディングであるか及びインターコーディングされた部分がいずれのフレームを基準にしているかも識別する)MBマップ、を含むことができるオーバーヘッド情報を符号化することができる。一側面例においては、MBマップ及び基本層係数は、基本層において符号化され、拡張層係数は、拡張層において符号化される。
図7は、図2の符号器228の説明例を示す。示されているブロックは、符号器228内に含めることができる様々な符号器処理を示す。この例においては、符号器228は、区分線704上方の第1パス部分706と、線704下方の第2パス部分706(図2の第2パス符号器232及び再符号器234の機能を含む)と、を含む。
コンテンツ分類モジュール712は、以下においてさらに説明される、空間的複雑さ、時間的複雑さ、コントラスト比値、標準偏差、及びフレーム差分メトリックスを含む様々なコンテンツ関連メトリックスを含む様々なコンテンツ情報をマルチメディアデータから計算するように構成することができる。
マルチメディアデータ内の各マクロブロックに関して、コンテンツ分類モジュール712は、テクスチャ値を空間的複雑さと、動き値を時間的複雑さと関連づける。テクスチャ値は、マルチメディアデータの輝度値と関連し、低いテクスチャ値は、データの近隣画素の輝度値の変化が小さいことを示し、高いテクスチャ値は、データの近隣画素の輝度値の変化が大きいことを示す。
本明細書において説明されるように、マルチメディアデータコンテンツ分類は、映像の知覚品質を一定に維持しながらビット管理を有効に向上させるために符号化アルゴリズムにおいて用いることができる。例えば、分類メトリックスは、シーン変化検出、ビットレート割り当て制御、及びフレームレートアップコンバージョン(FRUC)に関するアルゴリズムにおいて用いることができる。映像データ通信においては圧縮器/伸長器(コーデック)システム及びデジタル信号処理アルゴリズムが共通して用いられ、帯域幅を保全するように構成することができるが、品質と帯域幅保全との間には相反する関係がある。最良のコーデックは、映像の品質低下を最小にしながら最大の帯域幅保全を提供する。
動き推定モジュール720は、メタデータ及び生映像の入力をプリプロセッサ226から受信し、ブロックサイズ、動きベクトル歪みメトリックス、及び基準フレーム識別子を含むことができる出力をモード決定モジュール715に提供する。図11は、動き推定モジュール720の典型的動作を示す。示されるように、プロセス1100は、入力1102から開始する。フレームレベルにおいて、モジュール720は、基準フレームID及び動きベクトルの入力を受信する。マクロブロックレベルにおいて、入力1102は、入力画素及び基準フレーム画素を含む。プロセス1100は、ステップ1104に続き、色動き推定(ME)及び動きベクトル予測が行われる。このプロセスを実行するために、MPEG−2動きベクトル、ルマ動きベクトルMV 1106、動きベクトル平滑化1108、及び非因果動きベクトル1110を含む様々な入力が受信される。次に、プロセス1100は、ブロック1112に進み、動きベクトル探索アルゴリズム又は方法、例えばヘキサゴナル又はダイヤモンド探索方法、が実行される。ブロック1112におけるプロセスへの入力は、ブロック1114によって示されるように絶対値差分和(SAD)、二乗差分和(SSD)、及び/又はその他のメトリックスを含むことができる。動きベクトル探索が行われた時点で、プロセス1100は、終了ブロック1116に進み、終了処理が行われる。次に、プロセス100は、出力ブロック1118において終了し、ブロックサイズ、動きベクトル(MV)、歪みメトリックス、及び基準フレーム識別子の出力を生み出す。
図13は、スケーラビリティR−Dモジュール718によって実行することができるスケーラビリティプロセス1300の典型的流れ図を示す。プロセス1300は、開始ブロック1302において開始し、ブロック1304に進み、スケーラビリティR−Dモジュール718は、動き推定モジュール720から入力を受信し、動き推定を行う。動き推定は、ブロック1306によって示されるように基本層基準フレーム、拡張層基準フレーム、及びコーディング対象となる原フレームの入力に依存する。該情報は、GOPパーティショナ612によって計算し、例えばメタデータを介してスケーラビリティR−Dモジュール718に通信することができる。プロセス1300は、ブロック1308に進み、データ基本層及び拡張層データのスケーラビリティ情報を決定する。次に、ブロック1310において示されるように基本層符号化が行われ、その後にブロック1312における拡張層符号化が続く。拡張層の符号化は、ブロック1314によって示されるように、層間予測に関する基本層コーディング結果を入力して用いることができ、従って、基本層符号化後に一時的に実行される。この件は、“SCALABLE VIDEO CODING WITH TWO LAYER ENCODING AND SINGLE LAYER DECODING”(2層符号化及び単層復号を有するスケーラブルな映像コーディング)という題名を有する同時係属米国特許出願番号[Attorney docket/ref. no. 050078]においてさらに説明されている。符号化が完了後は、プロセス1300は、ブロック1316において終了する。
第1パス部分702は、スライス/マクロブロック順序設定モジュール722も含み、スライス/マクロブロック順序設定モジュール722は、第2パス部分において誤り耐性モジュール740から入力を受信し、スライスアライメント情報をモード決定モジュール715に提供する。スライスは、独立して復号可能な(エントロピー復号)コーディングされた映像データの塊である。アクセスユニット(AU)は、正確に1つの主のコーディングされたピクチャを常に含む一組のNALユニットを各々具備するコーディングされた映像フレームである。主のコーディングされたピクチャに加えて、アクセスユニットは、1つ以上の冗長なコーディングされたピクチャ又コーディングされたピクチャのスライス又はスライスデータパーティションを含まないその他のNALユニットを内蔵することもできる。アクセスユニットの復号の結果、復号されたピクチャが常に得られる。
図12は、モード決定モジュール715の幾つかの動作例を示す。示されるように、プロセス1200は、入力ブロック1202において開始する。一説明例においては、モード決定モジュール715に入力される様々な情報は、スライス型と、Intra4×4costと、Intra16×16costと、IntraUV8×8costと、IntraY 16×16 Modeと、IntraUV Modeと、動きベクトルデータ(MVD)と、量子化パラメータ(QP)と、SpPredMB4×4Yと、SpPredMB16×16Yと、SpPredMB8×8Uと、SpPredMB8×8Vと、レート歪みフラッグと、生YMB画素と、生UMB画素と、生VMB画素と、を含む。次に、プロセス1200は、ブロック1204符号化初期設定に進み、ブロック1204符号化初期設定は、ブロック1206によって示されるように符号器初期設定を指示する入力信号又はインタフェースによって開始させることができる。初期設定は、許容されたモード(スキップ、指示を含む)を設定することと、モード重みを設定することと(要求される場合であり、デフォルトは、全モードに関して等しい重みになる)、バッファを設定すること、とを含むことができる。初期設定後は、プロセス1200は、ブロック1208に進み、モード決定に関する主処理が行われ、各々の許容されたモードに関するマクロブロック(MB)モードコストの計算、重み付け係数による各MBモードコストの重み付け、及び最低MBモードコストモードを選択することを含む。これらの動作に関わる入力は、ブロック1210及び1212によって示されるように、動き推定(例えば、MVD及び予測)と、空間的予測(例えば、すべてのイントラコスト及び予測)と、を含む。モード決定モジュール715には、特に圧縮率を向上させるブロック1214のエントロピー符号化がインタフェースされている。次に、プロセス1200は、ブロック1216に進み、符号器第2パス部分706に情報を渡すようにバッファが更新される。最後に、プロセス1200は、ブロック1218に進み、“最良の”符号化モードを符号器第2パス部分706に通信することができる。
再度図7に関して、符号器228の第2パス部分706は、符号化の第2パスを行うための第2パス符号器モジュール232を含む。第2パス符号器232は、モード決定モジュール715から出力を受信する。第2パス符号器232は、MC/変換量子化モジュール726と、ジグザグ(ZZ)/エントロピー符号器728と、を含む。第2パス符号器232の結果は、スケーラビリティモジュール730及びビットストリームパッキングモジュール731に出力され、該モジュールは、符号化された基本層及び拡張層を(図2に示される)同期化層240を介してトランスコーダ200による送信のために出力する。図2に示されるように、第2パス符号器232及び再符号器234からの基本層及び拡張層が同期化層240によってアセンブルされ、基本層と、拡張層と、データPES244(例えば、CC及びその他のテキストデータ)と、音声PES246と、を含むパケット化されたPES242になることが注記される。音声符号器236は、復号された音声情報218を受信し、代わりに、情報を符号化して符号化された情報238を同期化層240に出力する。
再度図7に関して、符号器第2パス部分706は、図2の再符号器234に対応する再符号器234も含む。再符号器234は、第1パス部分702の出力も受信し、MC/変換量子化726及びZZ/エントロピーコーディング728部分を含む。さらに、スケーラビリティモジュール730は、再符号器234に出力する。再符号器234は、再符号化の結果得られた基本層及び拡張層を、シンクロナイザ(例えば、図2に示される同期化層240)への送信のためにビットストリームパッキングモジュール731に出力する。図7の符号器228例は、(例えば、圧縮効率を向上させるために)第2パス符号化を微調整するのを援助するために第2パス符号器232内のMC/変換量子化モジュール234及び再符号器234内のZZ/エントロピーモジュール736の両方にビットストリームパッキングフィードバックを提供するレート制御微調整モジュール738も含む。
図7に示される符号器228例は、第2パス部分706内の誤り耐性モジュール740も含む。誤り耐性モジュール740は、ビットストリームパッキングモジュール731及びスライス/MB順序設定モジュール722と通信する。誤り耐性モジュール740は、プリプロセッサ228からメタデータを受信し、誤り耐性方式、例えば、スライス及びアクセスユニットをフレーム境界にアライメントさせること、予測階層及び選択的イントラリフレッシュ、を選択する。誤り耐性方式の選択は、メタデータ内で受信された情報、又はビットストリームパッキングモジュール731及びスライス/MB順序設定モジュール722から誤り耐性モジュールに通信された情報に基づくことができる。誤り耐性モジュール740は、選択された誤り耐性プロセスを実装するために第1パス部分702内のスライス/マクロブロック(MB)順序設定モジュールに情報を提供する。誤りが発生しやすい環境を通じての映像送信は、より明瞭でより少ない誤りを含むデータを視聴者に提示することができる誤り耐性戦略及びアルゴリズムを採用することができる。以下の誤り耐性に関する説明は、個々の既存の又は将来の用途、トランスポート及び物理層又はその他の技術、又はその組合せに対して適用することができる。有効な誤り頑健性アルゴリズムは、OSI層間での誤りが発生しやすい性質及び誤り保護能力に関する理解を、通信システムの望ましい性質、例えば低レーテンシー及び高スループットと関連して統合したものである。誤り耐性処理は、マルチメディアデータのコンテンツ情報、例えば、マルチメディアデータのコンテンツ分類に基づくことができる。主な利点の1つは、フェーディング及びマルチパスチャネルに関する誤りからの回復力である。後述される誤り耐性手法は、符号器228内に(特に、誤り耐性モジュール740及びスライス/MB順序設定モジュール722内に)組み込むことができるプロセスに特に関連するものであり、誤りが発生しやすい環境におけるデータ通信に一般的に拡大することができる。
予測に基づくハイブリッド圧縮システムに関して、イントラコーディングされたフレームは、時間的な予測なしで独立してコーディングされる。インターコーディングされたフレームは、過去のフレーム(Pフレーム)及び将来のフレーム(Bフレーム)から時間的に予測することができる。最良の予測子(predictor)は、基準フレーム(1つ以上)内での探索プロセスを通じて識別することができ、最良のマッチを識別するためにSAD等の歪み評価基準が用いられる。現在のフレームの予測コーディングされた領域は、様々なサイズ及び形状のブロック(16×16、32×32、8×4等)又は例えばセグメンテーションを通じてオブジェクトとして識別された画素グループであることができる。
適応型イントラリフレッシュ
適応型イントラリフレッシュは、マルチメディアデータのコンテンツ情報に基づくことができる誤り耐性技術である。イントラリフレッシュプロセスにおいては、幾つかのMBは、標準的なR−D最適化がインターコーディングされたMBであることを要求するにもかかわらずイントラコーディングされる。AIRは、イントラコーディングされたMBをP又はBフレーム内に導入するために動き重み付きイントラリフレッシュを採用する。これらのイントラコーディングされたMBは、基本層内に含まれ、QPb又はQPeのいずれかによって符号化することができる。QPeが基本層に関して用いられる場合は、拡張層ではリファインメントは行われるべきではない。QPbが基本層に関して用いられる場合は、リファインメントが適しており、リファインメントが行われない場合は、拡張層において品質低下が顕著になる。インターコーディングは、コーディング効率の点でイントラコーディングよりも効率的であるため、拡張層におけるこれらのリファインメントは、インターコーディングされる。この方法により、基本層係数は拡張層に関しては用いられず、拡張層においては新たな動作を導入せずに品質が向上される。
本明細書において定義されるチャネルスイッチフレーム(CSF)は、高速チャネル取得及び放送マルチプレックス内のストリーム間での高速チャネル変更を目的として放送ストリーム内の該当位置に挿入されたランダムアクセスフレームを表す広義の用語である。チャネルスイッチフレームは、主フレームが誤りを有する状態で送信された場合に用いることができる冗長データを提供するため、誤り頑健性も向上させる。典型的には、Iフレーム又はプログレッシブIフレーム、例えば、H.264内のプログレッシブ復号器リフレッシュフレームがランダムアクセスポイントとして機能する。しかしながら、頻繁なIフレーム(又はシーン継続時間よりも短い、短いGOP)は、圧縮効率の有意な低下に至る。イントラコーディングされたブロックは誤り耐性に関して用いることができるため、ランダムアクセス及び誤り耐性を予測階層を通じて実効的に結合させることで誤り頑健性を向上させる一方でコーディング効率を向上させることができる。
幾つかの符号器側面においては、符号器によって生成されて符号化されたビットを放送用に準備するために用いられる複数のマルチメディアストリームを符号化するためにマルチプレクサを用いることができる。例えば、図2に示される符号器228の例示的側面においては、同期化層240は、マルチプレクサを具備する。マルチプレクサは、ビットレート割り当て制御を提供するために実装することができる。推定される複雑さをマルチプレクサに提供することができ、マルチプレクサは、多重化された映像チャネルの集合に関して予想される符号化の複雑さに従ってこれらの多重化された映像チャネルに関して利用可能な帯域幅を割り当てることができ、多重化された映像ストリームの集合に関する帯域幅が相対的に一定である場合でも特定のチャネルの品質を相対的に一定に維持するのを可能にする。このことは、チャネルの集合内のチャネルが、相対的に一定のビットレート及び可変の視覚品質ではなく、可変のビットレート及び相対的に一定の視覚品質を有するようにする。
Claims (39)
- マルチメディアデータを符号化する方法であって、
前記マルチメディアデータの複雑さを決定することと、
前記マルチメディアデータの複雑さに基づいて、前記マルチメディアデータのコンテンツを分類することと、
前記コンテンツ分類に基づいて、前記マルチメディアデータを第1のデータグループ及び第2のデータグループに分割することであって、前記分割は、帯域幅比にしたがって規定され、前記第1のデータグループは、係数を具備し、前記第2のデータグループは、前記第1のデータグループの係数と関連づけられた第1のディファレンシャルリファインメントを具備することと、
前記分割に基づいて、前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループにおける前記マルチメディアデータを符号化することであって、前記第2のデータグループに対する前記第1のデータグループのデータの量は、前記帯域幅比に対応することと、
を具備する、方法。 - 前記符号化することは、前記マルチメディアデータの前記コンテンツ分類に基づいてビットレートを決定することと、前記ビットレートに基づいて前記マルチメディアデータを符号化すること、とを具備する請求項1に記載の方法。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ又は空間的複雑さを具備する請求項1に記載の方法。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ及び空間的複雑さを具備する請求項1に記載の方法。
- 符号化することは、前記第1のデータグループのみの復号又は前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループの単一の結合されたデータグループへの復号を可能にするために前記マルチメディアデータを符号化することを具備する請求項1に記載の方法。
- 前記第1のディファレンシャルリファインメントは、選択された映像フレームと前記第1のデータグループの符号化の結果得られたフレームデータとの間の差分を示す請求項1に記載の方法。
- 前記第1のデータグループは、基本層であり、前記第2のデータグループは、拡張層である請求項1に記載の方法。
- 基本層の残留誤り係数又は拡張層の残留誤り係数のうちの1つから前記係数を選択することと、
前記係数及び前記拡張層の残留誤り係数に基づいて前記第1のディファレンシャルリファインメントを計算することと、をさらに具備する請求項7に記載の方法。 - 符号化することは、前記第1のデータグループ内のマクロブロックヘッダー情報及び動きベクトル情報を符号化することをさらに具備する請求項1に記載の方法。
- 符号化することは、前記第1のデータグループを第1のステップサイズで量子化することと、前記第2のデータグループを第2のステップサイズで量子化すること、とをさらに具備し、前記第1のステップサイズ及び第2のステップサイズは、スケールファクタによって関連づけられる請求項1に記載の方法。
- 符号化することは、前記第1のデータグループを符号化する際に用いるために第1の量子化ステップサイズを有する第1の量子化パラメータを決定することと、前記第2のデータグループを符号化する際に用いるために第2量子化ステップサイズを有する第2の量子化パラメータを決定すること、とをさらに具備し、前記第1及び第2の量子化パラメータは、選択されたフレームデータのコンテンツ分類に基づいて決定され、前記第1の量子化ステップサイズは、前記第2の量子化ステップサイズよりも粗い請求項1に記載の方法。
- 符号化することは、Iフレーム、及びPフレーム又はその組合せを用いて前記第1のデータグループを符号化することと、Iフレーム、Pフレーム、及びBフレーム又はその組合せを用いて前記第2のデータグループを符号化すること、とを具備する請求項1に記載の方法。
- マルチメディアデータを符号化するための装置であって、
前記マルチメディアデータの複雑さを決定するための手段と、
前記マルチメディアデータの複雑さに基づいて、前記マルチメディアデータのコンテンツを分類するための手段と、
前記コンテンツ分類に基づいて、前記マルチメディアデータを第1のデータグループ及び第2のデータグループに分割するための手段であって、前記分割は、帯域幅比にしたがって規定され、前記第1のデータグループは、係数を具備し、前記第2のデータグループは、前記第1のデータグループの係数と関連づけられた第1のディファレンシャルリファインメントを具備する手段と、
前記分割に基づいて、前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループにおける前記マルチメディアデータを符号化するための手段であって、前記第2のデータグループに対する前記第1のデータグループのデータの量は、前記帯域幅比に対応する手段と、
を具備し、
前記手段の少なくとも1つは、前記装置のハードウェアによって少なくとも部分的に実現され、前記分類するための手段、前記分割するための手段、前記符号化するための手段の少なくとも一部は、ハードウェアによって実現される装置。 - 前記符号化するための手段は、前記マルチメディアデータの前記コンテンツ分類に基づいてビットレートを決定するための手段と、前記ビットレートに基づいて前記マルチメディアデータを符号化するための手段と、を具備する請求項13に記載の装置。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ又は空間的複雑さを具備する請求項13に記載の装置。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ及び空間的複雑さを具備する請求項13に記載の装置。
- 前記符号化するための手段は、前記第1のデータグループのみの復号又は前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループの単一の結合されたデータグループへの復号を可能にするために前記マルチメディアデータを符号化するための手段を具備する請求項13に記載の装置。
- 前記第1のディファレンシャルリファインメントは、選択された映像フレームと前記第1のデータグループの符号化の結果得られたフレームデータとの間の差分を示す請求項13記載の装置。
- 前記第1のデータグループは、基本層であり、前記第2のデータグループは、拡張層である請求項13に記載の装置。
- 前記符号化するための手段は、前記第1のデータグループ内のマクロブロックヘッダー情報及び動きベクトル情報を符号化するための手段を具備する請求項13に記載の装置。
- 前記符号化するための手段は、前記第1のデータグループを第1のステップサイズで量子化するための手段と、前記第2のデータグループを第2のステップサイズで量子化するための手段と、をさらに具備し、前記第1のステップサイズ及び第2のステップサイズは、スケールファクタによって関連づけられる請求項13に記載の装置。
- 前記復号するための手段は、前記第1のデータグループを符号化する際に用いるために第1の量子化ステップサイズを有する第1の量子化パラメータを決定するための手段と、前記第2のデータグループを符号化する際に用いるために第2の量子化ステップサイズを有する第2の量子化パラメータを決定するための手段と、を具備し、前記第1及び第2の量子化パラメータは、選択されたフレームデータのコンテンツ分類に基づいて決定され、前記第1の量子化ステップサイズは、前記第2の量子化ステップサイズよりも粗い請求項13に記載の装置。
- 前記符号化するための手段は、
Iフレーム及びPフレームを用いて前記第1のデータグループを符号化するための手段と、
Iフレーム、Pフレーム、及びBフレームを用いて前記第2のデータグループを符号化するための手段と、を具備する請求項13に記載の装置。 - 前記符号化するための手段は、
基本層の残留誤り係数又は拡張層の残留誤り係数のうちの1つから前記係数を選択するための手段と、
前記係数及び前記拡張層の残留誤り係数に基づいて前記第1のディファレンシャルリファインメントを計算するための手段と、を具備する請求項21に記載の装置。 - マルチメディアデータを符号化するように構成された装置であって、
前記マルチメディアデータの複雑さを決定し、前記マルチメディアデータの複雑さに基づいて、前記マルチメディアデータのコンテンツを分類し、コンテンツ分類データを提供するように構成されたコンテンツ分類モジュールと、
前記コンテンツ分類に基づいて、前記マルチメディアデータを第1のデータグループ及び第2のデータグループに分割する分割器であって、前記分割は、帯域幅比にしたがって規定され、前記第1のデータグループは、係数を具備し、前記第2のデータグループは、前記第1のデータグループの係数と関連づけられた第1のディファレンシャルリファインメントを具備する分割器と、
前記分割に基づいて、前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループにおける前記マルチメディアデータを符号化するように構成された符号器であって、前記第2のデータグループに対する前記第1のデータグループのデータの量は、前記帯域幅比に対応する符号器と、
を具備する装置。 - 前記符号器は、前記コンテンツ分類に基づいてビット割り当てを決定するように構成されたビットレート構成要素を具備し、前記符号化構成要素は、前記ビット割り当てを用いて前記選択されたマルチメディアデータを符号化するようにさらに構成される請求項25に記載の装置。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ又は空間的複雑さを具備する請求項25に記載の装置。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ及び空間的複雑さを具備する請求項25に記載の装置。
- 符号化することは、前記第1のデータグループのみの復号又は前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループの単一の結合されたデータグループへの復号を可能にするために前記マルチメディアデータを符号化することを具備する請求項25に記載の装置。
- 前記第1のディファレンシャルリファインメントは、選択された映像フレームと前記第1のデータグループの符号化の結果得られたフレームデータとの間の差分を示す請求項25に記載の装置。
- 前記第1のデータグループは、基本層であり、前記第2のデータグループは、拡張層である請求項25に記載の装置。
- プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、
前記マルチメディアデータの複雑さを決定することと、
前記マルチメディアデータの複雑さに基づいて、前記マルチメディアデータのコンテンツを分類することと、
前記コンテンツ分類に基づいて、前記マルチメディアデータを第1のデータグループ及び第2のデータグループに分割することであって、前記分割は、帯域幅比にしたがって規定され、前記第1のデータグループは、係数を具備し、前記第2のデータグループは、前記第1のデータグループの係数と関連づけられた第1のディファレンシャルリファインメントを具備することと、
前記分割に基づいて、前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループにおける前記マルチメディアデータを符号化することであって、前記第2のデータグループに対する前記第1のデータグループのデータの量は、前記帯域幅比に対応することと、を行わせる命令を具備する、機械によって読み取り可能な記憶媒体。 - 符号化するための前記命令は、前記コンテンツ分類に基づいてビット割り当てを決定するための命令を具備し、前記符号化構成要素は、前記ビット割り当てを用いて前記選択されたマルチメディアデータを符号化するようにさらに構成される請求項32に記載の機械によって読み取り可能な媒体。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ又は空間的複雑さを具備する請求項32に記載の機械によって読み取り可能な媒体。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ及び空間的複雑さを具備する請求項32に記載の機械によって読み取り可能な媒体。
- プロセッサであって、
前記マルチメディアデータの複雑さを決定することと、
前記マルチメディアデータの複雑さに基づいて、前記マルチメディアデータのコンテンツを分類することと、
前記コンテンツ分類に基づいて、前記マルチメディアデータを第1のデータグループ及び第2のデータグループに分割することであって、前記分割は、帯域幅比にしたがって規定され、
前記第1のデータグループは、係数を具備し、前記第2のデータグループは、前記第1のデータグループの係数と関連づけられた第1のディファレンシャルリファインメントを具備することと、
前記分割に基づいて、前記第1のデータグループ及び前記第2のデータグループにおける前記マルチメディアデータを符号化することであって、前記第2のデータグループに対する前記第1のデータグループのデータの量は、前記帯域幅比に対応することと、を行うように構成されたプロセッサ。 - 前記プロセッサは、前記コンテンツ分類に基づいてビット割り当てを決定するようにさらに構成され、前記符号化構成要素は、前記ビット割り当てを用いて前記選択されたマルチメディアデータを符号化するようにさらに構成される請求項36に記載のプロセッサ。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ又は空間的複雑さを具備する請求項36に記載のプロセッサ。
- 前記複雑さは、時間的複雑さ及び空間的複雑さを具備する請求項36に記載のプロセッサ。
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