(57)【要約】予想されるエラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するための見積もりコストに基づいてエンコーダ冗長化スキームを選択するシステム及び方法である。本発明は、データセットを符号化するシステムであって、このシステムは、受信器により受信されたときにデータセットがエラーを有する場合に、受信器により用いられるエラー隠蔽ストラテジを予想するシステム（１８）と、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するためのコストを見積もる解析システム（２０）と、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するための見積もりコストに基づいて、データセットを符号化するための冗長化スキームを選択するシステム（２４）を有する。更に、データパケットを復号化するデコーダシステムも提供するが、このシステムは、受信したデータパケット内にもたらされるエラーを隠蔽するための少なくとも１つのエラー隠蔽ストラテジと、エラーを隠蔽するためにデコーダシステムにより用いられるエラー隠蔽ストラテジに関するフィードバック情報を供給するフィードバックシステムを有する。
2005503708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データセットを符号化するシステムであって、
受信器により受信されたときに前記データセットがエラーを有する場合に、前記受信器により用いられるエラー隠蔽ストラテジを予想するシステムと、
前記エラー隠蔽ストラテジを用いて前記エラーを隠蔽するためのコストを見積もる解析システムと、
前記エラー隠蔽ストラテジを用いて前記エラーを隠蔽するための前記見積もりコストに基づいて、前記データセットを符号化するための冗長化スキームを選択するシステムと、
を有するシステム。
【請求項２】
前記エンコーダにより符号化される前記データセットを特徴付けるデータ解析システムを更に有し、
前記冗長化スキームは、前記データセットの特徴付けに基づいて更に選択される請求項１記載のシステム。
【請求項３】
伝送チャネルを解析するチャネル解析システムを更に有し、
前記冗長化スキームは、前記伝送チャネルの解析に基づいて更に選択される請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記エラー隠蔽ストラテジは、前記受信器からのフィードバックを用いて予想される請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記エラー隠蔽ストラテジは、前記受信器からのフィードバック無しで予想される請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記見積もりコストは、隠蔽後の残りのエラーと、前記エラーを隠蔽するための必要な計算リソース量に基づく請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記選択された冗長化スキームにより与えられる冗長量は、前記見積もりコストに比例する請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記冗長化スキームは、前方誤り訂正スキームを有する請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記冗長化スキームは、再伝送スキームを有する請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記エラー隠蔽ストラテジは、複製アルゴリズムを有する請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記エラー隠蔽ストラテジは、平均化アルゴリズムを有する請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記データセットは、ビデオデータを有する請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
実行された場合にデータセットを符号化する、記録可能媒体上に格納されるプログラムプロダクトであって、
受信器により受信されたときに前記データセットがエラーを有する場合に、前記受信器により用いられるエラー隠蔽ストラテジを予想するよう構成されるプログラムコードと、
前記エラー隠蔽ストラテジを用いて前記エラーを隠蔽するためのコストを見積もるよう構成されるプログラムコードと、
前記エラー隠蔽ストラテジを用いて前記エラーを隠蔽するための前記見積もりコストに基づいて、前記データセットを符号化するための冗長化スキームを選択するよう構成されるプログラムコードと、
を有するプログラムプロダクト。
【請求項１４】
前記エラー隠蔽ストラテジは、前記受信器からのフィードバックを用いて予想される請求項１３記載のプログラムプロダクト。
【請求項１５】
前記エラー隠蔽ストラテジは、前記受信器からのフィードバック無しで予想される請求項１３記載のプログラムプロダクト。
【請求項１６】
前記見積もりコストは、隠蔽後の残りのエラーと、前記エラーを隠蔽するための必要な計算リソース量に基づく請求項１３記載のプログラムプロダクト。
【請求項１７】
前記選択された冗長化スキームにより与えられる冗長量は、前記見積もりコストに比例する請求項１３記載のプログラムプロダクト。
【請求項１８】
データパケットを復号化するデコーダシステムであって、
受信したデータパケット内にもたらされるエラーを隠蔽するための少なくとも１つのエラー隠蔽ストラテジと、
前記エラーを隠蔽するために前記デコーダシステムにより用いられる前記エラー隠蔽ストラテジに関するフィードバック情報を供給するフィードバックシステムと、
を有するデコーダシステム。
【請求項１９】
前記フィードバック情報は更に、前記隠蔽ストラテジを実施するためのコストを有する請求項１８記載のデコーダシステム。
【請求項２０】
前記フィードバックシステムは、前記データパケットを受信するのに用いた伝送チャネルに関するフィードバックを更に供給する請求項１８記載のデコーダシステム。
【請求項２１】
データセットを符号化する方法であって、
デコーダにより受信されたときに前記データセットがエラーを有する場合に、前記デコーダにより用いられるエラー隠蔽ストラテジを予想する段階と、
前記エラー隠蔽ストラテジを用いて前記エラーを隠蔽するためのコストを見積もる段階と、
前記エラー隠蔽ストラテジを用いて前記エラーを隠蔽するための前記見積もりコストに基づいて、前記データセットを符号化するための冗長化スキームを選択する段階と、
を有する方法。
【請求項２２】
前記エラー隠蔽ストラテジを予想する段階は、前記デコーダからフィードバックを受信する段階を有し、
前記フィードバックは、前記デコーダによる前のエラーの処理に関する情報を有する請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記エラーを隠蔽するためのコストを見積もる段階は、前記デコーダからの前記フィードバックを試験する段階を有する請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般的に、エンコーダ冗長システムに関わり、より具体的には、予想されるデコーダエラー隠蔽アルゴリズムを実施するための見積もりコストに基づいてエンコーダ冗長化スキームを選択するシステム及び方法に係る。
【０００２】
冗長化ストラテジは、電子データ及び情報にもたらされたエラーを補正するために用いる。保護することのできるデータのタイプは、例えば、単純なデータファイル、マルチメディアデータ（例えば、ビデオ及びオーディオ）、又は、ウェブページが挙げられる。エラーは、主に、伝送時に発生するが、記憶装置へのデータの書き込み又は記憶装置からのデータの読出しといった他の作業によっても発生する場合がある。エラー保護スキームは、エラーを検出し且つ補正するためにデコーダ又は受信器により利用されることが可能である冗長をデータに付加することにより機能する。しかし、任意の通信システムにおいて、帯域幅が一般的に重要であり、また、冗長化スキームは帯域幅を消費するので、冗長化は、最適に実施されなければならない。
【０００３】
圧縮ビデオのようなデータパケットが、エラーの発生し易いネットワーク（例えば、インターネット又はワイヤレスネットワーク）を介して伝送されるとき、冗長は、エンコーダによって、伝送エラーに対処するよう付加されることが可能である。既知の冗長化ストラテジには、前方誤り訂正符号化スキーム、再伝送スキーム、及び／又は、誤り回復機能に優れた符号化スキームが挙げられる。現在、冗長は、一般的に、（１）符号化されるデータの特性、及び、（２）伝送チャネル状態に基づいて決められる。データ特性の場合、冗長量は、符号化されるデータの特定部分の重要度に対して比例するようにすることができる。例えば、ＭＰＥＧ−２のような圧縮ビデオシステムにおいて、Ｉフレームは、Ｐ及びＢフレームよりも重要であると考えられ、また、ベースレイヤは、エンハンスメントレイヤよりも重要であると考えられる。従って、Ｉフレーム又はベースレイヤは、一般的に、より多くの冗長が与えられる。
【０００４】
伝送エラーが発生する（即ち、データが欠落する又は損なわれる）と、デコーダは、エラーを隠すためにエラー隠蔽を行うことができる。既知のエラー隠蔽技術には、複製アルゴリズム（例えば、フレーム中の損なわれたビデオブロックを隣接するフレームにおける類似するブロックにより置換する）、平均化（例えば、ビデオフレーム中の損なわれたブロックを類似の隣接するフレーム中の幾つかのブロックの平均により置換する）、空間補間等が挙げられる。エラー隠蔽ストラテジを実施するための見積もりコストは、例えば、隠蔽後の残りのエラー、予測される計算リソース等の尺度で有り得る。しかし、デコーダの状況に依存して、エラー隠蔽を実施するための見積もりコストは異なり得る。例えば、ゆっくりと動くビデオシーケンスでは、ビデオデータは、フレーム毎にそれほど大きくは変化しないので、このことは、単純な隠蔽技術によって伝送エラーを隠蔽することを簡単にする。反対に、速く動くビデオシーケンスでは、デコーダは、より複雑な隠蔽技術を必要とし得るので、エラーを隠蔽するために有意の計算オーバヘッドを消費する。この場合、エラーが発生したときは、より多くの冗長を有することが高速に動くシーケンスでは有利である。
【０００５】
しかしながら、現在に至るまで、現行のシステムは、エンコーダによって実施される冗長化スキームを決定するときにデコーダにおけるエラー隠蔽を実施するための見積もりコストを考慮に入れることができていない。従って、エンコーダ冗長化スキームを決定するときにエラー隠蔽を実施するための見積もりコストを利用するシステムが必要である。
【０００６】
本発明は、上述した問題と、更に、他の問題を、予想されるエラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するための見積もりコストに基づいてエンコーダ冗長化スキームを選択するシステム及び方法を提供することによって対処する。第１の面では、本発明は、データセットを符号化するシステムを提供するが、このシステムは、受信器により受信されたときにデータセットがエラーを有する場合に、受信器により用いられるエラー隠蔽ストラテジを予想するシステムと、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するためのコストを見積もる解析システムと、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するための見積もりコストに基づいて、データセットを符号化するための冗長化スキームを選択するシステムを有する。
【０００７】
第２の面では、本発明は、実行された場合にデータセットを符号化する、記録可能媒体上に格納されるプログラムプロダクトを提供するが、このプログラムプロダクトは、受信器により受信されたときにデータセットがエラーを有する場合に、受信器により用いられるエラー隠蔽ストラテジを予想するよう構成されるプログラムコードと、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するためのコストを見積もるよう構成されるプログラムコードと、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するための見積もりコストに基づいて、データセットを符号化するための冗長化スキームを選択するよう構成されるプログラムコードを有する。
【０００８】
第３の面において、本発明は、データパケットを復号化するデコーダシステムを提供するが、このデコーダシステムは、受信したデータパケット内にもたらされるエラーを隠蔽するための少なくとも１つのエラー隠蔽ストラテジと、エラーを隠蔽するためにデコーダシステムにより用いられるエラー隠蔽ストラテジに関するフィードバック情報を供給するフィードバックシステムを有する。
【０００９】
第４の面において、本発明は、データセットを符号化する方法を提供するが、デコーダにより受信されたときにデータセットがエラーを有する場合に、デコーダにより用いられるエラー隠蔽ストラテジを予想する段階と、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するためのコストを見積もる段階と、エラー隠蔽ストラテジを用いてエラーを隠蔽するための前記見積もりコストに基づいて、データセットを符号化するための冗長化スキームを選択する段階を有する。
【００１０】
本発明の好適な例示的な実施例を、添付図面と共に以下に説明する。図中、同様の記号表示は、同様の構成要素を表す。
【００１１】
図１を参照するに、（１）データ２８を受信し、且つ、符号化データ３０を生成するエンコーダ１２と、（２）符号化データ３０を伝送するための伝送チャネル５０と、（３）符号化データ３０を受信し、且つ、復号化データ３２を生成するデコーダ１４とを有するエラー保護システム１０を示す。以下に詳細に説明するように、エンコーダ１２は、伝送前に、エラー保護（即ち、冗長）を、データ２８に付加する能力を有し、デコーダ１４は、データ受信後に、エラーを隠蔽する能力を有する。この好適な実施例では、データ２８はビデオデータを有するが、データ２８は、エンコーダ１２からデコーダ１４に伝送することのできる任意のタイプのデータを有し得ることを理解するものとする。
【００１２】
エンコーダ１２は、ＭＥＰＧ−２、ＭＰＥＧ−４等の技術を利用するデータ圧縮システムを含む、伝送チャネル５０を介する伝送のためにデータ２８を処理する任意のタイプのシステムを有し得る。逆に、エンコーダ１２は、単純にデータ２８を冗長情報と共にパッケージ化する送信器を有し得る。伝送チャネル５０は、例えば、インターネット、ワイヤレスシステム、ＬＡＮ、イーサネット（登録商標）ケーブル等の任意のタイプの伝送チャネルを有し得る。エンコーダ１２と同様に、デコーダ１４は、圧縮データを復号化する任意のタイプのシステムを含む、符号化データ３０を処理する任意のタイプのシステムを有し得る。更に、デコーダ１４は、単純に、符号化データ３０を受信可能な受信器を有し得る。
【００１３】
エンコーダ１２は、符号化データ３０が伝送チャネル５０を介して伝送される際にエラーが発生した場合に、デコーダ１４によって利用されることの可能な冗長をデータ２８に付加する冗長選択システム２４を有する。冗長選択システム２４は、例えば、前方誤り訂正スキーム、再伝送スキーム、誤り回復機能に優れた符号化スキーム等の任意のタイプの既知の冗長化アルゴリズム２６を有し得る。冗長選択システム２４は、各入力されたデータセットに対し冗長化スキーム（例えば、どれくらいの冗長及び／又はどのようなタイプの冗長）を決定する（又は選択する）。選択された冗長化スキームは、１つ以上の入力に基づいて決定される。入力には、データ解析システム１６からの情報と、伝送チャネル状態に関する情報４４と、隠蔽解析システム１９から決定される情報が挙げられ得る。
【００１４】
データ解析システム１６は、符号化されるデータ２８の特性に関する情報を供給する。例えば、ビデオ符号化では、Ｉフレームは、Ｐ又はＢフレームより重要であると考えられ、且つ、ベースレイヤは、エンハンスメントレイヤより重要であると考えられる。従って、Ｉフレーム及びベースレイヤデータは、伝送時に発生し得る潜在的な損失に対して保護するようより多くの冗長と共に符号化され得る。このようにして、より重要なデータが識別され、且つ、回復することが容易にされる。尚、データ２８は、任意の既知の方法で特徴付けられ得る。
【００１５】
チャネル状態４４は、例えば、エラー率といった伝送チャネル５０の質に関する情報を供給する。チャネル状態４４は、予測特性に基づいて決められる、デコーダシステム１４内のフィードバックシステム３８から得られるか、又は、任意の他の既知の方法から得ることができる。
【００１６】
隠蔽解析システム１９は、デコーダ１４により用いられる予想されるエラー隠蔽ストラテジのタイプ及びコストに関する情報を供給する。隠蔽解析システム１９により供給される情報は、デコーダ１４のフィードバックシステム３８から直接的に入手することも、間接的に、即ち、デコーダ１４からのフィードバック無しで入手することも可能である。隠蔽解析システム１９により与えられる入力は、エンコーダにより用いられる必要のある冗長量を冗長選択システム２４がより最適に決定することを可能にする。例えば、２つのデータ部（例えば、マクロブロック）の相対重要度（即ち、特性）は等しいが、デコーダにより実施される予想されるエラー隠蔽ストラテジに基づくと、第１のデータ部が第２のデータ部より回復するのが容易であるとする。隠蔽解析システム１９は、この情報を冗長選択システム２４に報告し、それにより、第１のデータ部は、比較的小さい冗長量で保護されることができる。冗長選択システム２４は、伝送エラーがある場合に、デコーダ１４が第１のデータ部をより効率的に回復できることを知っているので、帯域幅を節約するために、少ない冗長量を使用することができる。同様に、回復することがより難しい第２のデータ部は、比較的多い冗長量で保護されることが可能である。
【００１７】
隠蔽解析システム１９は、エラー隠蔽予想システム１８と隠蔽コスト解析システム２０を有する。エラー隠蔽予想システム１８は、伝送時にエラーが発生する場合にデコーダ１４により使用されるエラー隠蔽ストラテジのタイプを決定する。利用されるエラー隠蔽ストラテジ３６のタイプを予想する１つの方法は、デコーダ１４からフィードバックされる隠蔽情報４６を使用する。この場合、隠蔽情報４６は、符号化データ３０の伝送の開始前、及び／又は、伝送時に、実施されるエラー隠蔽ストラテジ３６のタイプをエンコーダに伝えるフィードバック信号を有し得る。或いは、フィードバックのない間接的な場合、エラー隠蔽予想システム１８は、予期されるストラテジによりハード符号化されるか、又は、予測ルーチンによってプログラムされて、例えば、入力されたデータ２８又は他の何らかの基準に基づいて可能性のあるエラー隠蔽ストラテジを予測し得る。
【００１８】
予想される隠蔽ストラテジが決定されると、隠蔽コスト解析システム２０は、隠蔽ストラテジを実施するための見積もりコストを決定することができる。見積もりコストは、例えば、隠蔽後の残りのエラー、及び、予想されるエラー隠蔽ストラテジ３６を実施するためにデコーダ１４により必要とされる予測される計算リソースの尺度で有り得る。エラーを隠蔽するための見積もりコストは、（１）予想される隠蔽ストラテジと、（２）実際に入力されるデータ２８、及び／又は、（３）他の何らかの基準に基づき得る。隠蔽コスト解析システム２０は、このデータ２８の見積もり隠蔽コストを、例えば、簡単な媒体又はハードとしてといった任意の方法で冗長選択システム２４に報告し得る。
【００１９】
別の実施例では、隠蔽コストは、デコーダ１４からフィードバックされる隠蔽情報４６から直接決定され得る。この場合、隠蔽コスト解析システム２０は、単純に、情報を集め、必要である場合には、フォーマット化し、そして、冗長選択システム２４に送る。
【００２０】
冗長選択システム２４が上述の入力を入手すると、データ２８を符号化するために冗長スキーム２１を実施することができ、そして、エンコーダ１２は、伝送チャネル５０を介して符号化データ３０を出力／送信することができる。符号化データ３０は、次に、デコーダ１４に入力される／デコーダ１４により受信されることが可能であり、デコーダ１４にて、符号化データ３０は、エラーが確認され復号化される。
【００２１】
デコーダシステム１４は、エラー隠蔽システム３４を有し、更には、フィードバックシステム３８（エンコーダ１２により直接的な隠蔽情報が用いられる場合）を有し得る。エラー隠蔽システム３４は、符号化データ３０内にもたらされた可能性のあるエラーを隠蔽するための１つ以上の隠蔽ストラテジ３６を有する。隣接するビデオフレームからのデータの複製、平均化、空間補間等の任意の既知のストラテジ３６を用い得る。上述したように、実施されるストラテジ３６と処理されるデータのタイプに依存して、エラー隠蔽を実施するためのコストは異なり得る（即ち、隠蔽は、比較的容易であるか又は比較的困難であるか）。
【００２２】
フィードバックシステム３８は、そのような隠蔽情報４６を集め、且つ、隠蔽解析システム１９により使用されるようエンコーダに報告する。エラーを隠蔽するためのコスト、及び／又は、エラーを隠蔽するために用いられる特定のストラテジに関する情報は、隠蔽情報収集システム４０により収集される。このような情報には、生の又は統計学的情報（例えば、データのカテゴリ、用いられた隠蔽ストラテジのタイプ、隠蔽後の残りのエラー、計算要件）を含み、これらは、符号化データ３０がエラー補正又は隠蔽を必要とするたびに保存される。フィードバックシステム３８は、更に、上述したようなやり方で用いられるチャネル状態４４をフィードバックするためのチャネル状態解析システム４２も有し得る。
【００２３】
尚、本願に記載したシステム、機能、方法、及び、モジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、又は、ハードウェアとソフトウェアの組合わせにおいて実施可能であることを理解するものとする。これらは、任意のタイプのコンピュータシステム又は本願に記載する方法を実行するよう適応される他の装置により実施し得る。ハードウェア及びソフトウェアの典型的な組合わせは、コンピュータプログラムを有する多目的コンピュータシステムで有り得、このコンピュータプログラムは、ロードされ且つ実行されると、本願に記載する方法を実行するようコンピュータシステムを制御する。或いは、本発明の１つ以上の機能タスクを実行する特殊ハードウェアを有する特殊用途向けコンピュータを用いることも可能である。本発明は、本発明の方法の実施を可能にする全ての特徴と本願に記載する機能を有し、コンピュータシステム内にロードされると、その方法及び機能を実行することのできるコンピュータプログラムプロダクトに組み込まれることも可能である。本願のコンテキストにおけるコンピュータプログラム、ソフトウェアプログラム、プログラム、プログラムプロダクト、又は、ソフトウェアは、情報処理能力を有するシステムに、（ａ）別の言語、符号、又は表記への変換、及び／又は、（ｂ）異なる材料形式での再生を直接的に、又は、どちらか一方の後に、又は、両方を有する特定の機能を実行させることを意図する命令の組の任意の言語、符号、又は、表記における任意の表現を意味する。
【００２４】
本発明の好適な実施例の上述の説明は、例示且つ説明目的のために提示したものである。これらは、開示したまさにその形式に本発明を制限するものではなく、明らかに、上述の教示内容を考慮して多くの変更及び変形が可能である。そのような変更及び変形は、当業者には明らかであり、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１つの好適な実施例による冗長選択システムを有する符号化／復号化システムを示すブロック図である。
【図１】
2005503708.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2005503708.tif 000004
2005503708.tif 000005
2005503708.tif 000006
2005503708.tif 000007
2005503708.tif 000008
2005503708.tif 000009
2005503708.tif 000010
2005503708.tif 000011
2005503708.tif 000012
2005503708.tif 000013
2005503708.tif 000014
2005503708.tif 000015
【国際調査報告】
2005503708.tif 000016
2005503708.tif 000017