(57)【要約】ビデオプロセッサの電力消費量をスケーリングするための装置及び方法が提供される。本装置は、画像信号のストリームを入力で受信し、処理された画像ストリームを出力で生成するための複数のビデオ処理モジュールを有しており、予め設定された電力消費レベルに従って画像ストリームのそれぞれ受信された画素処理するために初期設定されるビデオプロセッサと、該ビデオプロセッサに接続され、該画像ストリームにおけるビデオ品質を示す該画素の特性に関する客観的な品質のメトリックを決定するためのエバルエータと、該エバルエータに接続され、該エバルエータにより決定された客観的な品質メトリックに従い予め決定されたテーブルから該ビデオプロセッサの新たな電力消費レベルを取得するためのパワーマネージメントモジュールとを含んでおり、該予め決定されたテーブルは、複数の電力消費レベルを生成するためのビデオ処理モジュールに関する多数の異なる構成を含んでいる。代替的に、ユーザは、該新たな電力消費レベルを手動で設定する場合もある。
2005516507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビデオ処理モジュールを有するビデオプロセッサの電力消費量をスケーリングするための方法であって、
ビデオ品質の評価のために一連のビデオ信号を受信するステップと、
該一連のビデオ信号の、ビデオ品質を示す客観的な画質のメトリックを決定するステップと、
該決定された客観的な画質のメトリックに基づいて該ビデオプロセッサの新たな電力消費レベルを予め決定されたテーブルから取得するステップと、
該新たな電力消費レベルに従って該一連のビデオ信号を処理するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
該新たな電力消費レベルは、該複数のビデオ処理モジュールの少なくとも１つを選択的にアクチベートすることで取得される、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
該予め決定されたテーブルは、複数の画質レベルを生成するための該ビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
該予め決定されたテーブルは、該ビデオプロセッサにより複数の電力消費レベルを生成するための該ビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
該新たな電力消費レベルをユーザにより手動で設定するステップと、該ユーザにより設定された該新たな電力消費レベルに従って該一連のビデオ信号を処理するステップとをさらに備える、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
該複数のビデオ処理モジュールは、カラーエンハンスメントモジュール、シャープネスインプルーブメントモジュール、デブロッカーモジュール、及び白色雑音除去モジュールを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
複数のビデオ処理モジュールを有するビデオプロセッサの電力消費量をスケーリングするための方法であって、
ビデオ信号のストリームを複数の画素に変換するステップと、
予め設定された電力消費レベルで該ビデオストリームの該画素のそれぞれを処理し、処理された画像ストリームを生成するステップと、
該画像ストリームにおけるビデオ品質を示す該画素の特性に関する客観的な品質のメトリックを決定するステップを、
予め決定された基準に従って該ビデオストリームの該画素のそれぞれを処理するために、新たな電力消費レベルを取得するステップと、
を有する方法。
【請求項８】
該新たな電力消費レベルは、該複数のビデオ処理モジュールの少なくとも１つを選択的にアクチベートすることで取得される、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
該新たな電力消費レベルを取得するステップは、該ビデオストリームの該画素のそれぞれを処理するために使用される該ビデオ処理モジュールの組み合わせを変更するステップを含む、
請求項７記載の方法。
【請求項１０】
該予め決定された基準は、複数の画質レベルを生成するための該ビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含む、
請求項７記載の方法。
【請求項１１】
該予め決定された基準は、該ビデオプロセッサにより複数の電力消費レベルを生成するための該ビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含む、
請求項７記載の方法。
【請求項１２】
該新たな電力消費レベルをユーザにより手動で設定するステップと、該ユーザにより設定された該新たな電力消費量に従い該ビデオストリームの該画素のそれぞれを処理するステップとをさらに備える、
請求項７記載の方法。
【請求項１３】
該複数のビデオ処理モジュールは、カラーエンハンスメントモジュール、シャープネスインプルーブメントモジュール、デブロッカーモジュール、及び白色雑音除去モジュールを含む、
請求項７記載の方法。
【請求項１４】
画像信号のストリームを入力で受信し、処理された画像ストリームを出力で生成するための複数のビデオ処理モジュールを有し、予め設定された電力消費レベルに従い該画像ストリームのそれぞれ受信された画素を処理するビデオプロセッサと、
該ビデオプロセッサに接続され、該画像ストリームにおけるビデオ品質を示す該画素の性質に関する客観的な品質のメトリックを決定するためのエバルエータと、
該エバルエータに接続され、該エバルエータの該決定された客観的な品質のメトリックに基づいて予め決定されたテーブルから該ビデオプロセッサの新たな電力消費レベルを取得するためのパワーマネージメントモジュールと、
を有する電力消費量をスケーリングするための装置。
【請求項１５】
アナログ信号を対応するデジタル信号に変換するコンバータをさらに有し、
該デジタル信号は、複数の画素を含む、
請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
該予め決定されたテーブルは、複数の電力消費レベルを生成するために該ビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含む、
請求項１４記載の装置。
【請求項１７】
該新たな電力消費レベルをユーザにより手動で設定するために、該ビデオプロセッサに接続されるユーザコントロールをさらに有する、
請求項１４記載の装置。
【請求項１８】
該複数のビデオ処理モジュールは、カラーエンハンスメントモジュール、シャープネスインプルーブメントモジュール、デブロッカーモジュール、及び白色雑音除去モジュールを含む、
請求項１４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオプロセッサの電力消費量を調節することでビデオ処理タスクをスケーリングするための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロプロセッサの処理速度は、過去数年にわたり劇的に増加している。結果として、マイクロプロセッサは、より複雑なアプリケーションをより短時間で処理することができる。しかし、処理速度における著しい増加により、マイクロプロセッサにより消費される電力における大幅な増加が要求され、したがって、より高性能な電力の供給が要求される。携帯用のコンピュータ装置では、利用可能な電源は制限されているが、マイクロプロセッサにより消費されるピーク電力及び平均電力は、著しく増加している。結果として、ビデオソースを制限された電力装置（すなわち、ハンドヘルド装置、携帯用装置及びセルラー電話）にストリーミングすることで、典型的に低い画質となる。これらの装置の制限された計算リソースにより低い画質がもたらされる場合があるが、主要な原因は、これらの装置で利用可能な制限された電力にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、携帯用装置のビデオプロセッサにより消費される電力を調節することで、携帯用装置におけるバッテリの電力消費の使用量を改善することが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、携帯ユニットにおけるビデオプロセッサの電力消費量を調節するための装置及び方法に関する。  
本発明の１態様によれば、複数のビデオ処理モジュールを有するタイプのビデオプロセッサの電力消費量をスケーリング（scaling）するための方法が提供される。本方法は、ビデオ品質評価のために一連のビデオ信号を受信すること、該一連のビデオ信号の、ビデオ品質を示す客観的な画質のメトリックを決定すること、該決定された客観的な画質のメトリックに基づいて該ビデオプロセッサの新たな電力消費レベルを予め決定されたテーブルから取得すること、及び該新たな電力消費レベルに従って該一連のビデオ信号を処理すること含んでおり、該新たな電力消費量は、少なくとも１つのビデオ処理モジュールを選択的にアクチベートすることで取得される。該多数の予め決定されたテーブルは、複数の画質レベルを生成するためにビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含んでいる。複数のビデオ処理モジュールは、カラーエンハンスメントモジュール、シャープネスインプルーブメントモジュール、デブロッカーモジュール、及び白色雑音除去モジュールを含んでいる。また、本方法は、該新たな電力消費量をユーザにより手動で設定するためのモードを提供する。
【０００５】
本発明の別の態様によれば、複数のビデオ処理モジュールを有するタイプのビデオプロセッサの電力消費量をスケーリングするための方法が提供される。本方法は、ビデオ信号からなるストリームを複数の画素に変換すること、予め設定された電力消費レベルで該ビデオストリームの該画素のそれぞれを処理し、処理された画像ストリームを生成すること、該画像ストリームにおけるビデオ品質を示す該画素の特性に関する客観的な品質メトリックを決定すること、及び予め決定された基準に従って該ビデオストリームの該画素のそれぞれを処理するために、新たな電力消費レベルを取得することを含んでおり、該新たな電力消費レベルは、該ビデオ処理モジュールの少なくとも１つを選択的にアクチベートすることで取得される。該新たな電力消費レベルを取得するステップは、該ビデオストリームの該画素のそれぞれを処理するために使用されるビデオ処理モジュールの組み合わせを変更するステップを有している。該予め決定された基準は、ビデオプロセッサにより複数の電力消費レベルを生成するためにビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含んでいる。
【０００６】
本発明の更なる態様によれば、ビデオプロセッサの電力消費量をスケーリングするための装置が提供される。本装置は、画像信号からなるストリームを入力で受信し、処理された画像ストリームを出力で生成するための複数のビデオ処理モジュールを有し、予め設定された電力消費レベルに従い該画像ストリームのそれぞれ受信された画素を処理するビデオプロセッサと、該ビデオプロセッサに接続され、該画像ストリームにおけるビデオ品質を示す該画素の特性に関する客観的な品質メトリックを決定するためのエバルエータと、該エバルエータに接続され、該エバルエータの該決定された客観的な品質メトリックに基づいて予め決定されたテーブルから該ビデオプロセッサの新たな電力消費レベルを取得するためのパワーマネージメントモジュールとを含んでおり、該複数のビデオ処理モジュールは、カラーエンハンスメントモジュール、シャープネスインプルーブメントモジュール、デブロッカーモジュール、及び白色雑音除去モジュールを含んでいる。本装置は、アナログ信号を複数の画素を含んでいる対応するデジタル信号に変換するためのコンバータ、及び該ビデオプロセッサに接続され、該新たな電力消費レベルをユーザにより手動で設定するためのユーザコントロールをさらに含んでいる。予め決定されたテーブルは、複数の電力消費レベルを生成するためにビデオ処理モジュールの多数の異なる組み合わせを含んでいる。  
本発明の方法及び装置の更に完全な理解は、添付図面と共に参照される以下の詳細な説明を参照することで利用可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の説明では、限定するよりはむしろ説明のため、本発明の完全な理解を提供するために、特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術等のような特定の詳細が述べられる。しかし、これら特定の詳細から逸脱する他の実施の形態で本発明が実施される場合があることは、当業者にとって明らかであろう。簡単さ及び明確さのために、不必要な詳細によって本発明に関する説明が曖昧にならないように、公知の装置、回路及び方法の詳細な説明は省略される。
【０００８】
図１は、本発明の例示的な実施の形態に係るビデオ処理システム１０の主要なコンポーネントを示している。ビデオ処理システム１０は、アナログ‐デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１２、ビデオプロセッサ１４、エバルエータ１６、及びパワーマネージメントモジュール１８を含んでいる。なお、本発明は図１のシステムブロック図を特に参照して以下に説明されるが、以下の説明の最初で、本発明に係る装置及び方法がプレーナー・ボード（Planer  Board）の他のハードウェア構成と使用される場合があることを理解されたい。
【０００９】
動作において、到来するビデオ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１２により公知のやり方でデジタル化され、デジタルビデオ信号のストリームが生成される。ビデオアプリケーションでは、ビデオ捕捉装置からの標準的なビデオ出力信号は、約８ビットの輝度チャネルのダイナミックレンジ（すなわち、２５６グレイスケール又は強度レベル）を有している。次いで、デジタルビデオストリームは、一連の画素（ピクセル）を含んでおり、ビデオプロセッサ１４に送出される。ビデオプロセッサ１４は、パワーマネージメントモジュール１８により選択された電力レベルに従い、デジタルビデオストリームにおけるそれぞれの画素を処理する。ビデオプロセッサ１４の出力は、エバルエータ１６に接続され、このエベルエータは、ビデオ品質のメトリック（video-quality  metric）を検出する役割を果たす。エバルエータ１６の出力は、パワーマネージメントモジュール１８にフィードバックされ、検出されたビデオ品質のけトリックに基づいて、ビデオプロセッサ１４により１つの予め選択された電力消費量が選択される。このため、異なる電力消費量を生成するためにビデオ処理モジュールの異なる組み合わせを示す予め決定されたルックアップテーブルが電力マネージメントモジュール１８に記憶される。すなわち、ディスプレイ装置で広い範囲の画質を生成するために、カラーエンハンスメントモジュールＡ、シャープネスインプルーブメントモジュールＢ、ＭＰＥＧ−２デブロッカーモジュールＣ、及び白色雑音除去モジュールＤを含んでいる多数のビデオ処理モジュールがビデオプロセッサ１４に設けられている。
【００１０】
図２は、図１に示されるビデオプロセッサの概念を例示する図である。ビデオプロセッサ１４は、ハイエンドのディスプレイセットのために本質的であると考えられる４つのモジュールを含んでいる。これらは、（１）輝度信号における高周波をブーストするためのシャープネスモジュール、（２）ポリフェースＦＩＲフィルタを使用して実現されるデブロッカー（de-blocker）Ｂ（伸張の場合、伸張ファクタがそれぞれの出力画素を生成するために必要とされるフィルタ位相を決定するポリフェーズフィルタ、又は入力画素から出力画素を補間するためにこのファクタを使用するフィルタのいずれかにより、アップサンプリングが実行される。圧縮の場合、入力データをダウンサンプルするために転置されたポリフェーズフィルタが使用され、圧縮ファクタが必要とされるフィルタ位相を決定する。）、（３）雑音の存在を測定することに基づいて高周波成分を低減するためのデノイザー（de-noiser）Ｃ、及び（４）ビデオ系列の色の内容を良好に表現するために、黒色及び白色の輝度値を引伸ばしするための色修正モジュールを含んでいる。
【００１１】
図３は、異なるレベルの画質を生成する一組の処理モジュールを例示している。それぞれ１つのビデオ処理のチェインは、所定のレベルの画質を達成するものであり、電力消費量のレベルは、予め定義されている。図３に示されるように、全てのビデオ処理モジュールＡ，Ｂ，Ｃ及びＤがビデオ処理モードの間にアクチベートされた場合、最大の電力消費量での最も高い画質が取得される。中程度の品質及び電力消費量について、幾つかのモジュールＣ及びＤをオフにすることができる。一組のセットの４つのビデオ処理モジュールＡ〜Ｄが存在するので、異なる組み合わせでモジュールをアクチベートするために２４通りの異なるやり方が利用可能である（４！＝２４）。例示のために図３には制限された数のモジュールが示されているが、ビデオプロセッサ１４が更に多くの数のビデオ処理モジュールをサポートできることを理解されたい。したがって、添付図面におけるモジュール数は、本発明の範囲に制限を課すべきものではない。
【００１２】
図２を参照して、本発明の鍵となる原理は、知覚される画質と電力消費量との間のトレードオフを提供することにある。実施の形態では、ビデオ品質を予測するためのエバルエータ１６からの客観的な画質のメトリクスに応答して、これらのモジュールの異なる設定（又はこれらのモジュールのサブセット）が電力消費レベルを変えるために使用される。さらに、最も適切なビデオ処理のチェインを選んだときに、残りのバッテリ寿命が考慮される。代替的な実施の形態では、オペレータは、処理モジュールの設定を選択的に変更して、ビデオディスプレイについて許容される電力量を調節する場合がある。たとえば、オペレータは、バッテリ寿命を増すために低い画質を選択する場合がある。
【００１３】
図４は、モジュールＡ〜Ｄの設定を調節するためにパワーマネージメントモジュール１８に記憶される場合がある例示的なルックアップテーブルを説明する図である。ルックアップテーブルは、ビデオプロセッサ１４の機能モジュールのそれぞれと関連される１つのテーブル状のエントリを含んでいる。本発明の実施の形態によれば、ビデオ処理ユニット１４は、所望の画質に従って、ビデオチェインに含まれるモジュール、及びそれぞれのモジュールのパラメータの値といった、２つのファクタを変えることで電力消費のレベルを変える。また、図４は、対応するモジュール設定でインデックスが付された制限された数の電力レベルを示しているが、本発明の技術に従って非常に多くの数の電力設定が実施される場合があることが当業者によって理解されるであろう。ビデオの電力レベルの設定は、エバルエータにより取得される客観的な画質のメトリックスに基づいて決定される。ビデオ品質を予測することは、当該技術分野で公知であり、様々なやり方で実行される。たとえば、同じ出願人に譲渡された2001年5月11日に出願人により提出された仮出願番号60/290,506号を参照されたい。その内容は、参照により本実施の形態に組み込まれる。
【００１４】
簡単に言えば、この仮出願は、複合的な客観的な画質のメトリックを提供する方法を開示しており、この方法は、白色雑音の測定ユニット、ブロッキング検出器、コントラスト測定ユニット及びクリッピングの評価を融合する。次いで、これらのモジュールの読みは重み要素で重み付けされ、線形結合される。重みは、予め定義されたセットのビデオ系列に関する全体の客観的な画質を測定値と主観的な評価との間の相関を最大にするために計算される。出力は、クリップ関数（clipping  function）を使用してクリップされ、これにより、知覚的に寄与する雑音のみが考慮されることが保証される。クリップ関数の閾値は、ワトソンのモデルの知覚の閾値から導出される。ブロッキングインペアメントメトリック（BIM:  Blocking  Impairment  Metric）は、デコードされた画像のブロックエッジ間の強度差の測定値に主に基づいている。測定は、水平及び垂直ブロッキングについて個別に行われる。コントラスト測定ユニットは、画像におけるブロック当たりの最大の輝度値と最小の輝度値との間の差の平均を出力する。最後に、ビデオ品質の評価を示す値に客観的なメトリックが割り当てられる。
【００１５】
先に説明されたように、エバルエータ１６は、デジタルビデオストリームの出力を分析して、ビデオ画像の客観的なメトリックに基づいてビデオ画質を自動的に評価するための客観的なメトリック値を提供し、ビデオ品質を示す制御信号をパワーマネージメントモジュール１８に供給する。ビデオ画像の品質を示す制御信号の受信に応答して、パワーマネージメントモジュール１８は、対応する新たな電力レベルを検索し、ビデオプロセッサ１４が今後新たな電力レベルで到来するデジタルビデオ信号を処理するように、該電力レベルをビデオプロセッサ１４に送出する。ビデオプロセッサ１４の画素毎の処理は、リアルタイム（すなわち、ビデオレート）で実質的に実行される。したがって、ビデオプロセッサ１４は、それぞれのモジュールの機能に関連されるテーブル上のエントリに従って、それぞれ受信された画素を処理する。
【００１６】
本発明の好適な実施の形態が例示及び説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な変形及び変更が行われ、等価な構成が本発明の構成について置き換えられる場合があることが当業者により理解されるであろう。さらに、特定の状況に適合するため、セントラルスコープから逸脱することなしに本発明の教示に適合するために、多くの変更が行われる場合がある。したがって、本発明は、本発明を実行するために意図される最良の実施の形態として開示された特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明が特許請求の範囲に含まれる全ての実施の形態を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るビデオ処理システムの簡略化されたブロック図である。
【図２】図１に示されるビデオプロセッサの概念を例示する図である。
【図３】本発明に係るビデオ処理のテーブルを示す図である。
【図４】本発明に係るパワーマネージメントテーブルを示す図である。
【図５】本発明に係る電力消費量をスケーリングする動作プロセスを説明するフローチャートである。
【図１】
2005516507.tif 000003
【図２】
2005516507.tif 000004
【図３】
2005516507.tif 000005
【図４】
2005516507.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月9日(2004.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るビデオ処理システムの簡略化されたブロック図である。
【図２】図１に示されるビデオプロセッサの概念を例示する図である。
【図３】本発明に係るビデオ処理のテーブルを示す図である。
【図４】本発明に係るパワーマネージメントテーブルを示す図である。
【国際調査報告】
2005516507.tif 000007
2005516507.tif 000008