JP5341629B2 - ピクチャ復号化方法 - Google Patents
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Description
ビデオ通信システムは会話システムと非会話システムとに分けることができる。会話システムには、テレビ会議およびビデオ電話が含まれる。このようなシステムの例には、ISDN、IP、PSTN通信網でそれぞれ動作するテレビ会議/電話システムを指定するIT−UT勧告H.320、H.323、H.324が含まれる。会話型システムは、ユーザの経験を改善するために、(オーディオ/ビデオキャプチャから遠端オーディオ/ビデオプレゼンテーションまでの)終端間遅延を最小化する意図を特徴とするものである。
JVDコーデックの1つの基本設計コンセプトとして、ヘッダ複製などのメカニズムを不要にする自給型パケットの生成がある。この自給型パケットの生成を達成した方法として、2以上のスライスに関係する情報を媒体ストリームから分離する方法がある。この上位層メタ情報は、高い信頼性で、非同期で、かつ、スライスパケットRTPを含むパケットストリームから送られることが望ましい。上記目的のために適切な帯域外トランスポートチャネルが設けられていないようなアプリケーションでは、上記メタ情報を帯域内で送ることも可能である。より高レベルのパラメータの組み合わせはパラメータセットと呼ばれる。このパラメータセットには、ピクチャサイズ、表示ウィンドウ、採用されているオプションの符号化モード、マクロブロック割当てマップ、その他の情報が含まれる。
従来のビデオ符号化規格では、ピクチャの復号化順序はBピクチャを除いて表示順序と同じである。従来方式のBピクチャ内のブロックは、2つの基準ピクチャからの双方向の時間的予測を行うことが可能であり、その場合、表示順序において、一方の基準ピクチャが時間的に先行し、他方の基準ピクチャは時間的に後続する。復号化順序で最新の基準ピクチャだけが、表示順序でBピクチャの後に続くことができる(例外:H.263でインターレースされた符号化。この場合、時間的に後続する基準フレームの双方のフィールドピクチャが復号化順にBピクチャに先行する場合がある)。従来方式のBピクチャは、時間的予測を行うための基準ピクチャとして用いることはできない。したがって従来方式のBピクチャは他のいずれのピクチャの復号化にも影響を与えることなく配置することが可能となる。
・ ピクチャの復号化順序が表示順序から分離される。frame_numシンタックス要素の値が復号化順序を示し、ピクチャ順序のカウント値が表示順序を示す。
・ Bピクチャでのブロックに対する基準ピクチャは、表示順序においてBピクチャの前または後のいずれかに存在することができる。したがってBピクチャは双方向ピクチャの代わりに双予測(bi−predictive)ピクチャを表すことになる。
・ 基準ピクチャとして使用しないピクチャは明示的にマークされる。任意のタイプ(イントラ、インタ、B、など)のピクチャを基準ピクチャか非基準用ピクチャかのいずれかのピクチャにすることができる(したがって、別のピクチャの時間的予測に対する基準ピクチャとしてBピクチャの使用が可能となる)。
・ ピクチャは、異なる符号化タイプを用いて符号化されたスライスを含むことができる。言い換えれば、符号化ピクチャは、例えば、イントラ符号化スライスとB符号化スライスとから構成したものであってもよい。
マルチメディア・ストリーミングシステムは、ストリーミングサーバおよびネットワークを介してサーバにアクセスする複数のプレイヤから構成される。ネットワークは一般にパケット指向型であり、保証されたサービス品質に対する手段をほとんどあるいはまったく提供しない。プレイヤは、予め蓄えられたマルチメディアコンテンツか、ライブのマルチメディアコンテンツかのいずれかのコンテンツをサーバからフェッチし、このコンテンツをダウンロードしながら、コンテンツをリアルタイムで再生する。通信のタイプは、ポイント・トゥー・ポイントか、マルチキャストかのいずれかであってもよい。ポイント・トゥー・ポイントストリーミングでは、サーバによって、個々のプレイヤ用の個別の接続が行われる。マルチキャストストリーミングでは、サーバは、単一のデータストリームを複数のプレイヤへ送信し、次いで必要な場合にのみネットワークエレメントはストリームの複製を行う。
主要な2つのタイプの送信エラーおよびパケットエラーが存在する。ビットエラーは、一般に、移動通信における無線アクセスネットワーク接続などのような回線交換型チャネルと関連づけられ、これらのビットエラーは、電波妨害などの物理チャネルの不完全さに起因して生じる。このような不完全さの結果、送信データの中にビット反転、ビット挿入並びにビット削除が生じる可能性がある。パケットエラーは一般にパケット交換ネットワーク内のエレメントに起因して生じるものである。例えば、パケットルータは輻輳状態になる可能性がある。すなわちパケットルータが入力としてあまりに多くのパケットを取得したため、同一レートでそれらの多くのパケットを出力できなくなる場合がある。この状況で、当該バッファがオーバーフローし、いくつかのパケットが紛失する。パケットの複製、および、送信時とは異なる順序でのパケットの配信も可能ではあるが、一般に、これらはパケット紛失ほどありふれたものではないと考えられている。パケットエラーは、使用するトランスポートプロトコルスタックの実施構成に起因して生じる場合もある。例えば、送信機で計算され、ソース符号化データと共にカプセル化されるチェックサムを使用するいくつかのプロトコルもある。データの中でビット反転エラーが生じた場合、受信機は最後に同じチェックサムの中へ入ることができなくなり、受信パケットを破棄しなければならなくなる場合がある。
JVT符号化規格には、符号化済みストリームの残りのストリームの復号化の可能性に影響を与えることなく、ピクチャのインタ予測(inter−predicted)チェーンを全体として配置できるように、非基準用ピクチャの利用と比較して時間階層符号化を改善できるサブシーケンス・コンセプトも含まれている。
主要符号化済みピクチャはピクチャの主要な符号化表現である。復号化された主要符号化済みピクチャは、ピクチャ領域全体をカバーする。すなわち、主要符号化済みピクチャには、ピクチャのすべてのスライスおよびマクロブロックが含まれる。冗長符号化済みピクチャは、主要符号化済みピクチャが脱落していたり、破損したりしていない限り、復号化用として使用されることはないピクチャまたはピクチャの一部の冗長な符号化表現である。冗長符号化済みピクチャは主要符号化済みピクチャ内のすべてのマクロブロックを含む必要はない。
ストリーミングクライアントは、一般に、比較的多量のデータを格納する能力を持つ受信バッファを備えている。最初に、ストリーミングセッションが確立されると、クライアントはストリームの再生をすぐには開始せず、数秒の間着信データのバッファを行うのが一般的である。このバッファリングは連続する再生の保持に役立つものである。というのは、時折送信遅延が長くなったり、ネットワークスループットが低下したりした場合、クライアントはバッファ済みデータを復号化し、再生できるからである。上記のような受信バッファを備えていない場合、クライアントは、初期バッファリングを行うことなく、表示をフリーズさせ、復号化を停止して、着信データを待たなければならない。バッファリングは、任意のプロトコルレベルにおける自動再送信あるいは選択再送信のいずれかの再送信を行うためにも必要である。ピクチャのいずれかの一部が紛失した場合、再送信メカニズムを用いて紛失データの再送信を行うことが可能である。再送データがそのスケジュールされた復号化時刻あるいは再生時刻前に受信されれば、紛失は完全に回復される。
1.非IDRピクチャの符号化済みスライス
2.符号化済みスライスデータ・パーティションA
3.符号化済みスライスデータ・パーティションB
4.符号化済みスライスデータ・パーティションC
5.IDRピクチャの符号化済みスライス
1. ピクチャ・デリミタNALユニット(存在する場合)
2. シーケンスパラメータセットNALユニット(存在する場合)
3. ピクチャパラメータセットNALユニット(存在する場合)
4. SEI_NALUユニット(存在する場合)
5. 符号化済みスライスおよび主要符号化済みピクチャのスライスデータ・パーティションNALユニット(存在する場合)
6. 符号化済みスライスおよび冗長符号化済みピクチャのスライスデータ・パーティションNALユニット(存在する場合)
7. フィラデータNALユニット(存在する場合)
8. シーケンスNALユニットの終端部(存在する場合)
9. ストリームNALユニットの終端部(存在する場合)
・ 単一NALユニットモード
・ 非インタリーブモード
・ インタリーブモード
・ マルチタイム・アグリゲーションパケット16(MTAP16)およびマルチタイム・アグリゲーションパケット24(MTAP24)内でのNALユニットの順序は、NALユニットの復号化順序では不要となる。
・ 2つの連続するパケット内のシングルタイム・アグリゲーションパケットB(STAP−B)、MTAPおよび断片化ユニットB(FU−B)のカプセル開放を行うことにより構成されるNALユニットの順序は、NALユニットの復号化順序では不要となる。
次に、符号化/復号化処理についてさらに詳細に考えることにしよう。ビデオソース3から得られるピクチャがエンコーダ1へ入力され、好適にはプレエンコーディング用(pre−encoding)バッファ1.1に格納される。符号化処理は必ずしも第1のピクチャがエンコーダへ入力された直後に開始されるとはかぎらず、或る一定量のピクチャが符号化用バッファ1.1で利用可能になった後に開始されることもある。次いで、エンコーダ1は、基準フレームとして利用するためにエンコーダ1はピクチャから適切な候補を発見しようと試みる。次いで、エンコーダ1は符号化済みピクチャを形成するために符号化を実行する。例えば、符号化済みピクチャは、予測ピクチャ(P)、双予測ピクチャ(B)および/またはイントラ符号化ピクチャ(I)となる可能性がある。他のいずれのピクチャも用いることなく、イントラ符号化ピクチャの復号化を行うことも可能ではあるが、別のタイプのピクチャでは、それらのピクチャの復号化が可能になる前に少なくとも1つの基準ピクチャが必要となる。上述のピクチャタイプのうちのいずれかのピクチャは基準ピクチャとして使用することができる。
第1の符号化済みピクチャの準備ができた直後に符号化済みピクチャの送信および/または格納(オプションのバーチャルな復号化)を開始することができる。このピクチャは、必ずしもデコーダ出力順序で第1のピクチャであるとはかぎらない。というのは、復号化順序および出力順序が同じではない場合もあるからである。
脱パケット化(de−packetization)処理は実施構成に依存する。したがって、以下の説明は好適な実施構成の1例であるが発明を限定するものではない。同様に別の方式を用いることも可能である。説明したアルゴリズムに関連する最適化が可能であることが予想される。
次に、受信機8の動作について説明する。受信機8はピクチャに属するすべてのパケットを収集し、これらのパケットを合理的な順序に変える。順序の厳密さは、採用するプロファイルに依存する。受信パケットは受信用バッファ9.1(プレデコーディングバッファ)の中へ好適に格納される。受信機8は使用不可のものをすべて破棄し、残りをデコーダ2へ渡す。アグリゲーションパケットは、個々のRTPパケット搬送用NALUの中へ上記アグリゲーションパケットのペイロードをアンロードすることにより処理される。当該NALUは、あたかも別々のRTPパケットで受信されたかのように、アグリゲーションパケットの中で並べられた順序で処理される。
Claims (21)
- 第1の符号化済みピクチャ及び第2の符号化済みピクチャを含む符号化済みピクチャを送信単位のシーケンスに順序付けを行う方法において、
前記第1の符号化済みピクチャに基づいて少なくとも第1の送信単位を形成し、前記第2の符号化済みピクチャに基づいて少なくとも第2の送信単位を形成し、
第1の識別子が前記第1の送信単位に対して定義され、第2の識別子が前記第2の送信単位に対して定義され、
前記第1の識別子及び前記第2の識別子が、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報のそれぞれの復号化順序を決定する方法であって、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報及び
前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、方法。 - 前記第1の識別子及び前記第2の識別子を整数として定義するステップであって、ラップアラウンドを伴うより大きな整数が後の復号化順序を示す、ステップを更に含む請求項1に記載の方法。
- 前記第1の送信単位及び第2の送信単位に対する復号順序識別子ベースを定義するステップを更に有し、
前記復号順序識別子ベースを前記第1の識別子および前記第2の識別子に加算することにより形成された整数が、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報の前記それぞれの復号化順序を示す、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の送信単位が第1のスライスを含み、前記第2の送信単位が第2のスライスを含む、請求項1に記載の方法。
- 第1の符号化済みピクチャ及び第2の符号化済みピクチャを含む符号化済みピクチャを送信単位のシーケンスに順序付けを行う装置において、
前記装置は、
前記第1の符号化済みピクチャに基づく少なくとも第1の送信単位、及び前記第2の符号化済みピクチャに基づく少なくとも第2の送信単位を形成するための構成装置を備え、
前記第1の送信単位に対して第1の識別子、及び前記第2の送信単位に対して第2の識別子を定義するための定義装置を更に有する装置であって、
前記第1の識別子及び前記第2の識別子が、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報のそれぞれの復号化順序を決定し、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、装置。 - ゲートウェイ装置、移動通信装置、又は、ストリーミングサーバである請求項5に記載の装置。
- 前記第1の識別子および前記第2の識別子は整数として定義され、
ラップアラウンドを伴うより大きな整数が後の復号化順序を示す、請求項5に記載の装置。 - 前記第1の送信単位及び第2の送信単位に対する復号順序識別子ベースを定義する定義装置を備え、
前記復号順序識別子ベースを前記第1の識別子および前記第2の識別子に加算することにより形成された整数が、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報の前記それぞれの復号化順序を示す、請求項5に記載の装置。 - 前記構成装置が、前記第1の送信単位に第1のスライスを、前記第2の送信単位に第2のスライスを含むように構成される、請求項5に記載の装置。
- 復号化済みピクチャを形成するために符号化済みピクチャを復号化するデコーダであって、
前記符号化済みピクチャが、第1の符号化済みピクチャに基づいて形成された少なくとも第1の送信単位、及び第2の符号化済みピクチャに基づいて形成された少なくとも第2の送信単位での前記第1の符号化済みピクチャ及び前記第2の符号化済みピクチャを含み、
前記デコーダは、前記第1の送信単位に対して定義された第1の識別子、及び前記第2の送信単位に対して定義された第2の識別子に基づいて、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報の復号化順序を決定するためのプロセッサを更に備え、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、デコーダ。 - ゲートウェイ装置、又は、移動通信装置である、請求項10に記載のデコーダ。
- 前記第1の識別子および前記第2の識別子は整数として定義され、
ラップアラウンドを伴うより大きな整数が後の復号化順序を示す、請求項10に記載のデコーダ。 - 前記プロセッサは、前記第1の送信単位及び前記第2の送信単位に対する復号順序識別子ベースを決定するように構成され、
前記復号順序識別子ベースを前記第1の識別子および前記第2の識別子に加算することにより形成された整数が、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報の前記それぞれの復号化順序を示す、請求項10に記載のデコーダ。 - 第1の符号化済みピクチャ及び第2の符号化済みピクチャを含む符号化済みピクチャを送信単位のシーケンスに順序付けを行う方法を実行し、前記第1の符号化済みピクチャに基づいて少なくとも第1の送信単位、及び前記第2の符号化済みピクチャに基づいて少なくとも第2の送信単位を形成する、機械で実行可能なステップを含むコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、前記第1の送信単位に対する第1の識別子、及び前記第2の送信単位に対する第2の識別子を定義するための機械実行可能なステップを含み、
前記第1の識別子及び前記第2の識別子が、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報のそれぞれの復号化順序を決定し、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、コンピュータプログラム。 - コンピュータ読み出し可能な記憶媒体と、
第1の符号化済みピクチャに基づいて形成された少なくとも第1の送信単位及び第2の符号化済みピクチャに基づいて形成された少なくとも第2の送信単位を受信する手段と、
該第1の送信単位及び該第2の送信単位を前記記憶媒体に格納する手段と、
前記第1の送信単位に対して定義された第1の識別子、及び前記第2の送信単位に対して定義された第2の識別子を受信する手段と、
該第1の識別子及び該第2の識別子を前記記憶媒体に格納する手段と、
前記第1の識別子及び前記第2の識別子を用いて、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報のそれぞれの復号化順序を決定する手段、
を備えるデバイスであって、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、デバイス。 - 送信用の符号化済みピクチャを送信単位のシーケンスに順序付けを行うモジュールであって、
前記符号化済みピクチャが、第1の符号化済みピクチャ及び第2の符号化済みピクチャを含み、
前記モジュールは、前記第1の符号化済みピクチャに基づいて少なくとも第1の送信単位、及び前記第2の符号化済みピクチャに基づいて少なくとも第2の送信単位を形成する構成装置を備え、
前記モジュールは、前記第1の送信単位に対して第1の識別子、及び前記第2の送信単位に対して第2の識別子を定義するための定義装置を更に有し、
前記第1の識別子及び前記第2の識別子が、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報のそれぞれの復号化順序を決定し、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、モジュール。 - 前記構成装置が、前記第1の送信単位に第1のスライスを、前記第2の送信単位に第2のスライスを含むように構成される、請求項16に記載のモジュール。
- 復号化のために、第1の符号化済みピクチャ及び第2の符号化済みピクチャを含む符号化済みピクチャを送信単位のシーケンスに再順序化するモジュールであって、
少なくとも第1の送信単位が前記第1の符号化済みピクチャに基づいて形成され、
少なくとも第2の送信単位が前記第2の符号化済みピクチャに基づいて形成され、
前記モジュールは、前記第1の送信単位に対して定義された第1の識別子、及び前記第2の送信単位に対して定義された第2の識別子に基づいて、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報の復号化順序を決定するプロセッサを備え、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、モジュール。 - 復号化のために、第1の符号化済みピクチャ及び第2の符号化済みピクチャを含む符号化済みピクチャの順序付けを行う方法において、
前記第1の符号化済みピクチャに基づいて形成された少なくとも第1の送信単位、及び前記第2の符号化済みピクチャに基づいて形成された少なくとも第2の送信単位を受信するステップと、
前記第1の送信単位に対して定義された第1の識別子及び、前記第2の送信単位に対して定義された第2の識別子を受信するステップと、
前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報の復号化順序を、前記第1の識別子および前記第2の識別子に基づいて決定するステップと、
を含む方法であって、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報と異なり、
前記第1の識別子および前記第2の識別子は、タイムスタンプではない、方法。 - 前記第1の識別子および前記第2の識別子は整数として定義され、
ラップアラウンドを伴うより大きな整数が後の復号化順序を示す、請求項19に記載の方法。 - 復号順序識別子ベースが、前記第1の送信単位及び前記第2の送信単位に対して決定され、
前記第1の送信単位に含まれる情報、及び前記第2の送信単位に含まれる情報のそれぞれの復号化順序が、前記復号順序識別子ベースを前記第1の識別子および前記第2の識別子に加算することにより形成された整数から決定される、請求項19に記載の方法。
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