(57)【要約】  ビデオ画像を伝送する方法。該方法は、高解像度映像ストリームを提供することと、該映像ストリームを、各画素が該画素の近傍に基づいて符号化される映像ドメイン圧縮方式を用いて圧縮することと、該圧縮された映像ストリームをフェーディング伝送チャネルで伝送することと、からなる。
2007507147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ画像を伝送する方法であって、
高解像度映像ストリームを提供することと、
各画素が該画素の近傍に基づいて符号化される画像ドメイン圧縮方式を使用して前記映像ストリームを圧縮することと、
フェーディング伝送チャネルによって圧縮された映像ストリームを伝送することと、
からなる方法。
【請求項２】
前記高解像度映像ストリームを提供することは、少なくとも毎秒４５フレームを含むストリームを提供すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高解像度映像ストリームを提供することは、１００メガビット毎秒を超える非圧縮データ転送速度をもつストリームを提供すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高解像度映像ストリームを提供することは、０．６ギガビット毎秒を超える非圧縮データ転送速度をもつストリームを提供すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記映像ストリームを圧縮することは、実質的なフレーム間の相互依存無しに圧縮すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記映像ストリームを圧縮することは、各画素の値が５０より多くない近傍の画素に直接的に依存するように圧縮すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記映像ストリームを圧縮することは、前記画素の少なくとも一部の値が非隣接画素値に依存するように圧縮すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記映像ストリームを圧縮することは、任意の他の画素の値とは関係なく、前記画素の少なくとも一部を圧縮すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
圧縮されたストリームを伝送することは、無線リンクで伝送することからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
圧縮されたストリームを伝送することは、ジョイント・ソース及びチャネル符号化方式を使用して伝送することからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記映像ストリームを圧縮することは、２０画素よりも小さい直径をもつ画素の近傍に基づいて各画素が符号化されるように圧縮すること、からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ビデオ画像を伝送する方法であって、
ビデオ画像を提供することと、
前記ビデオ画像を、前記画像の前記画素の所定の１組に対して、少なくとも１つの色成分についての前記提供された画像からの有界の差分をもつ粗部に圧縮することと、
前記粗部と前記ビデオ画像との差分を精細部によって表現することと、
前記粗部と前記精細部の少なくとも一部をコンスタレーションのシンボルにマップすることと、
マップされたシンボルを受信機へ送信することと、からなる方法。
【請求項１３】
前記ビデオ画像を圧縮することは、前記粗部と前記提供された画像との前記差分が、前記画像の実質的に全ての前記画素について有界となるように圧縮すること、からなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ビデオ画像を圧縮することは、前記粗部と前記提供された画像との前記差分が、多くても１０個の異なる取りうる値をもつように有界となるように圧縮すること、からなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ビデオ画像を圧縮することは、前記粗部と前記提供された画像との前記差分が、多くても５個の異なる取りうる値をもつように有界となるように圧縮すること、からなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記粗部と前記提供された画像との前記差分は、前記提供された画像の取りうる値の５％未満である最大値によって有界とされている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ビデオ画像を圧縮することは、前記粗部と前記提供された画像との前記差分が、前記画像を表現する実質的に全ての前記色成分について有界となるように圧縮すること、からなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記部分をマップすることは、前記粗部と前記精細部とを別々にシンボルへマップし、前記シンボルを互いに重畳すること、からなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記部分をマップすることは、前記粗部の前記シンボルのコンスタレーションの前記シンボルの間の距離よりも小さい両端間の距離をもつコンスタレーションのシンボルに前記精細部をマップすること、からなる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記粗部は前方誤り訂正符号によって保護される一方で、前記精細部は前方誤り訂正符号による保護なしに伝送される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記精細部は符号化されずにシンボルにマップされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記部分をマップすることは、離散的な数の取りうる値をもつコンスタレーションに前記精細部をマップすることからなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
前記マップされたシンボルを伝送することは、ＭＩＭＯ（multi-input multi-output）リンクによって伝送すること、からなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項２４】
前記粗部と前記ビデオ画像との前記差分は、それぞれ精細部より小さい側面間コンスタレーション・サイズをもつ複数の下位精細部から形成される精細部によって表現される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２５】
前記粗部と前記精細部は、軽いフィルタリングにとどめて、カラー映像の非圧縮標準表現形式で前記ビデオ画像を一緒に表現する、請求項１２に記載の方法。
【請求項２６】
ビデオ画像を伝送する方法であって、
ビデオ画像を提供することと、
前記ビデオ画像を粗部に圧縮することと、
前記粗部と前記ビデオ画像との差分を精細部による表現することと、
前記粗部と、前記精細部の少なくとも一部とを、前記精細部が非圧縮のまま、コンスタレーションのシンボルにマップすることと、
マップされたシンボルを受信機へ送信することと、からなる方法。
【請求項２７】
前記ビデオ画像を圧縮することは、前記粗部と前記提供された画像との前記差分が、前記画像の実質的に全ての前記画素について有界となるように圧縮すること、からなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記部分をマップすることは、前記粗部と前記精細部とを別々にシンボルへマップし、前記シンボルを互いに重畳すること、からなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記部分をマップすることは、前記粗部の前記シンボルのコンスタレーションの前記シンボルの間の距離よりも小さい両端間の距離をもつコンスタレーションのシンボルに前記精細部をマップすること、からなる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記マップされたシンボルを伝送することは、ＭＩＭＯ（multi-input multi-output）リンクによって伝送すること、からなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
精細部によって前記差分を表現することは、前記粗部と前記提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、前記精細部の各値は前記画像の多くても１００画素と相関している、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
精細部によって前記差分を表現することは、前記粗部と前記提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、前記精細部の各値は前記画像の多くても１０画素と相関している、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
精細部によって前記差分を表現することは、前記粗部と前記提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、前記精細部の各値は前記画像上の１点における前記粗部と前記提供された画像との差分によって表現される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
前記精細部の各値は、画素と一致する前記画像上の１点における前記粗部と前記提供された画像との差分によって表現される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記精細部の少なくとも１つの値が、２つ以上の隣接点に対して補間された前記画像上の１点における、前記粗部と前記提供された画像との差分を表現する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記部分をマップすることは、前記画像上の特定の点に対する前記粗部と前記提供された画像との前記差分の前記取りうる値の各々に対するビンをもつコンスタレーションに前記精細部をマップすることからなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３７】
前記精細部は符号化されずにマップされる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３８】
前記精細部は非画像ドメインへの変換を行うことなくマップされる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３９】
前記粗部は前方誤り訂正符号によって保護される一方で、前記精細部は前方誤り訂正符号による保護なしに伝送される、請求項２６に記載の方法。
【請求項４０】
前記部分をマップすることは、離散的な数の取りうる値をもつコンスタレーションに前記精細部をマップすることからなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項４１】
前記部分をマップすることは、その値がノイズによって正常に劣化するコンスタレーションに前記精細部をマップすることからなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項４２】
ビデオ画像を伝送する方法であって、
ビデオ画像を提供することと、
第１の１画素あたりの平均ビット数をもつ粗部に前記ビデオ画像を圧縮することと、
前記粗部と前記ビデオ画像との前記差分を、前記第１の平均ビット数よりも大きな１画素あたりのビット数を表現のために必要とする平均等価ビットレートをもつ精細部によって表現することと、
前記粗部および精細部をコンスタレーションのシンボルにマップすることと、
マップされたシンボルを受信機へ送信することと、からなる方法。
【請求項４３】
前記精細部はビット列によっては表現されない、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記精細部は各シンボルに対して所定の数の値をもつ、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記ビデオ画像を圧縮することは、前記粗部と前記提供された画像との前記差分が、多くても１０個の異なる取りうる値をもつように有界となる、ように圧縮すること、からなる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記部分をマップすることは、前記粗部と前記精細部とを別々にシンボルへマップし、前記シンボルを互いに重畳すること、からなる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
精細部によって前記差分を表現することは、前記粗部と前記提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、前記精細部の各値は前記画像の多くても１０画素と関係している、請求項４２に記載の方法。
【請求項４８】
前記粗部は前方誤り訂正符号によって保護される一方で、前記精細部は前方誤り訂正符号による保護なしに伝送される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４９】
前記精細部の前記平均等価ビットレートは、表現のために前記第１の平均ビット数の少なくとも２倍のビット数を必要とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
ビデオ画像を伝送する方法であって、
ビデオ画像を提供することと、
１５：１よりも小さい圧縮比を達成する準可逆圧縮方式を使用して、粗部に前記ビデオ画像を圧縮することと、
前記粗部と前記ビデオ画像との差分を精細部による表現することと、
前記粗部および精細部をコンスタレーションのシンボルにマップすることと、
マップされたシンボルを受信機へ送信することと、からなる方法。
【請求項５１】
前記部分をマップすることは、前記粗部と前記精細部とを別々にシンボルへマップし、前記シンボルを互いに重畳すること、からなる、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記部分をマップすることは、前記粗部の前記シンボルのコンスタレーションの前記シンボルの間の距離よりも小さい両端間の距離をもつコンスタレーションのシンボルに前記精細部をマップすること、からなる、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記ビデオ画像を圧縮することは、８：１よりも小さな圧縮比で圧縮すること、からなる、請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
前記ビデオ画像を圧縮することは、１２：１よりも小さな圧縮比で圧縮すること、からなる、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
データを送信する方法であって、
ノイズによって正常に劣化するデータを少なくとも部分的に含む複数のストリームを生成することと、
ＭＩＭＯ送信機によって複数のストリームを並列に送信することと、
ＭＩＭＯ受信機によって前記複数のストリームを受信することと、からなる方法。
【請求項５６】
前記ＭＩＭＯ受信機によって前記複数のシンボル・ストリームを復号化することからなる、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記ＭＩＭＯ受信機は前記ストリームを復号化するために空間ウィナーフィルタを使用する、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記ストリームはアナログストリームを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
前記ストリームは、連続的なアナログ範囲に従うデータの表現を少なくとも部分的に含むシンボル・ストリームを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
前記ストリームは、より近接したビンがより近接した値をもつコンスタレーションから、少なくとも部分的に選択されたシンボル・ストリームを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６１】
前記ストリームは、粗部と精細部との重複を表現するシンボル・ストリームを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６２】
データを受信する方法であって、
送信されたＭＩＭＯ信号を、単に前記信号の伝送に使用されるだけではない少なくとも１つのアンテナを含む、複数のアンテナを使用して受信することと、
前記受信アンテナの少なくとも１つの前記信号から、前記信号を受信するリンクのノイズレベルを決定することと、
ノイズレベルが許容レベルを超えたことの決定に応答して、伝送パラメータを変更するように送信機に指示することと、からなる方法。
【請求項６３】
前記受信した信号を用いて復号化することからなる、請求項６２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２００３年９月２５日に出願された米国仮出願第60/505,439号、２００３年１０月２日に出願された同第60/508,061号、及び２００４年７月２１日に出願された同第60/590,197号の35 USC 119 (e)に基づく利益を請求するものであり、これらの開示内容は参照により本願に取り込まれる。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、一般に高品質スチール写真及び／又はビデオ画像の無線伝送に関連し、特に比較的にノイズ及び／又はフェーディング環境における画像の高品質無線伝送に関連する。
【発明の背景】
【０００３】
多くの住宅では、テレビ及び／又はビデオ信号は、ケーブル又は衛星リンクを経由して、住宅内の固定点に置かれるセットトップボックスで受信される。多くの場合、セットトップボックスから２〜３メートル離れた地点に画面装置を設置する必要がある。ケーブルを介してのセットトップボックスへの画面装置の接続は、美観的な理由及び／又は据え付けの利便性から一般的に望ましくなく、セットトップボックスから画面装置への映像信号の無線伝送の方が好まれる。同様に、コンピュータ、ゲーム機、ビデオデッキ、ＤＶＤ、その他の画面装置に表示する画像を生成する映像ソースを、画面装置から離して配置することが望まれる場合もある。
【０００４】
一般に、データは圧縮されたＭＰＥＧ形式でセットトップボックスに受信され、セットトップボックスによって高画質の生映像信号に圧縮解除される。生映像信号はアナログ形式でも、例えばＤＶＩ（the digital video interface）形式やＨＤＭＩ（the high definition multimedia interface）形式などのデジタル形式でもよい。これらのデジタル形式は一般に、約１．５ギガビット毎秒（Ｇｂｐｓ）に及ぶ高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）伝送速度を有する。合衆国においてビデオ画像の短距離伝送に利用可能な１つの周波数帯は５．１５〜５．８５ＧＨｚである。
【０００５】
そのため、無線伝送のために映像は一般に再圧縮される必要がある。既知の強力な映像圧縮方式（例えば、１：３０の圧縮比を有する）は、圧縮の実行に非常に複雑なハードウェア（家庭電化製品としては実用的ではない）を必要とする。これらの圧縮方式は一般に画像を別の領域に変換し（例えば、ウェーブレット変換、ＤＣＴ（離散的コサイン変換）、又はフーリエ変換などを使用して）、そのドメイン上で圧縮を実行する。代替的に又は付加的に、強力な映像圧縮方式には比較的に大きな映像劣化があるが、これは高画質映像ディスプレイには許されない。既知の強力な映像圧縮方式はまた、例えば短いフェーディング周期のために１フレーム全体またはそれ以上が欠落するなど、過渡ノイズやフェーディングへの高い感度に影響を受ける。
【０００６】
セットトップボックスで受信され圧縮ＭＰＥＧ形式の信号を、圧縮解除や暗号化解除の前に、直接画面装置（信号はこの画面装置で圧縮解除される）へ無線で伝送することが提案されている。これが導入されない１つの理由は、コンテンツ・プロバイダーが無線伝送装置メーカーに暗号化解除鍵を提供したくないというものである。
【０００７】
他方、既知の高速かつ高画質な映像圧縮方式は、ノイズやフェーディングからの保護の満足な安全マージンを含めた利用可能な帯域幅で実際の伝送を可能にするほど十分に映像信号を圧縮しない。小さい安全マージンを使用すると、大きなバッファを備えた再伝送機構が必要となり、これも伝送装置のコストを増加させる。
【０００８】
Chaddhaらに付与された米国特許第5,768,535号（その開示内容は参照により本願に取り込まれる）は、映像が複数回繰り返しダウンスケールされ、ダウンスケールされた画像間の差分を記述する誤差画像が生成されるという映像圧縮方式を開示している。この方式は実質的に帯域幅を節約せず、むしろ利用可能なケーブル帯域への適応を許容する。加えて、この方式はノイズレベルが比較的高いときに低画質画像を見せることを許容する。しかしながら、無線環境においては、低画質画像を表示するための時間の割当は許されない。
【０００９】
Obradorらに付与された米国特許公開広報第2003/002582号（その開示内容は参照により本願に取り込まれる）は、ジョイント・ソース・チャネル符号化方式（ＪＳＣＣ： Joint Source Channel Coding）を使用して符号化された画像の無線伝送を説明している。伝送される画像は複数の異なる周波数のサブバンドに分解される。最低の解像度をもつ画像および対応する境界係数が最初に送信され、それからより高い解像度をもつ画像および対応する境界係数が送信される。例示的なＪＳＣＣは、チャネル符号化技術をソース・コード化係数（the source coded coefficients）に適用して、より重要な（すなわち、低周波数の）係数にはより厚い保護を提供し、より重要でない（すなわち、高周波数の）係数にはより薄い保護を提供する。
【００１０】
デジタル伝送方式では、信号はシンボルの形式で伝送される。各シンボルは、所定の数の取りうる値の１つをもつことができる。各シンボルの取りうる値の組はコンスタレーション（constellation）と称され、それぞれの取りうる値はビン（bin）と称される。２次元コンスタレーションにおいて、隣接するビン間の距離はシンボルのノイズ耐性に影響する。ノイズはシンボルが正確に意図されたビンで認識されない原因となる。もし、ノイズのために、シンボルが意図されたものよりも別のビンに近くなった場合、そのシンボルは誤って解釈されることがある。
【００１１】
Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｆ.  Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒによる「地上波放送用次世代テレビシステム：課題と解決案」（"Advanced Television Systems for Terrestrial Broadcasting: Some Problems and Some Proposed Solutions", proceedings of the IEEE, Vol. 83, No. 6, June 1995）と題する論文は、映像信号が低レベル画像、第２レベル画像および第３レベル画像に分割される伝送方式を提案している。第２レベル画像は原画像と低レベル画像との差分の低レベル部であり、同様に、第３レベル画像は原画像と、低レベル画像と第２レベル画像の結合との差分である。低レベル、第２レベル及び第３レベル画像の各々が変換され、その結果の係数が符号化される。低レベル画像はデジタル・コンスタレーションで伝送され、第２及び第３レベル画像の係数はデジタル符号に重畳されるアナログ信号によって表現される。受信したシンボルの復号化処理において、そのシンボルのオリジナルのビンが決定され、それからアナログ値が決定される。
【００１２】
Ｕ. ＭｉｔｔａｌとＮ. Ｐｈａｍｄｏによる「放送及びロバスト通信用デジタル−アナログ・ハイブリッド（ＨＤＡ）ジョイント・ソース・チャネル符号」（"Hybrid digital-analog (HDA) joint source-channel codes for broadcasting and robust communication"）と題する論文（その開示内容は参照により本願に取り込まれる）が２００２年５月にＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ誌上で発表されている。この論文は「ジョイント・ソース・チャネル符号化システムにおける放送、ロバスト性および二重性」（"Broadcasting, robustness and duality in a joint source-channel coding system"）と題するＵ．Ｍｉｔｔａｌの博士論文（ニューヨーク州立大学ストーニー・ブルック校，１９９９年８月）の成果をまとめたものである。この研究は、粗部と精細部との重ね合わせを送信するシステムを含む未知のチャネル又は放送チャネルによってアナログソースを伝送するための幾つかの理論的な枠組みを提案した。
【００１３】
精細部がガウス分布をもつほど小さい場合について、この論文にあるようなシステムの更なる議論が、情報理論に関する国際シンポジウム（２００２年７月，ローザンヌ）で発表された「未知のSNRをも有するチャネルによるアナログソースの伝送について」（"On the Transmission of Analog Sources over Channels with Unknown SNR"）と題するＺ．ＲｅｚｎｉｃとＲ．Ｚａｍｉｒの要約論文、及び「ガウスチャネルによるアナログソースの放送」（"Broadcasting Analog Sources over Gaussian Channels"）と題するＺ．Ｒｅｚｎｉｃの博士論文（テルアビブ大学）の中で分析されている。これらの学術論文および学位論文は、粗データ及び精細データの送信という既知の概念の分析に焦点を当てている。
【００１４】
上述の全ての学術論文および学位論文の開示内容は、参照により明示的に本願に取り込まれる。
【発明の開示】
【００１５】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、画像ドメインに圧縮された高解像度映像の送信に関連し、すなわちその圧縮は（例えば、ＤＣＴ、ウェーブレット又はフーリエ変換を使用した）別のドメインへの変換を含まない。本発明の一部の実施形態において、画像ドメインでは、画像は画素の明度によって表現される。任意選択で、与えられた画像に含まれる誤差が全く伝播せず、又は伝播するにつれて誤差が薄れるように、圧縮は画素の小さな（例えば、２０画素、又は更には１０画素以下の半径をもつ）近傍を超えた画素を直接関連づけない。本発明の一部の実施形態において、少なくとも画素の一部は他の画素との関連をもたずに符号化される。１つの画素の誤差の影響が速く薄れるように、これらの画素は他の画素の符号化の基礎として任意選択で使用される。圧縮において変換を使用しないことは、圧縮を簡素化し、圧縮をより安価にする。
【００１６】
代替的に又は付加的に、圧縮は異なるフレームの画素の間を関連づけない。画像ドメイン圧縮を用いることは、伝送のために大きな帯域幅を必要とするが、ノイズやフェーディングの影響をより受けにくいため、より有効である。
【００１７】
本発明の一部の実施形態において、時間によってノイズ状態が実質的に変化するフェーディング・チャネルで伝送が行われる。例えば、任意選択で短距離（例えば１０〜２０メートル以下）の無線リンクで伝送が行われる。
【００１８】
画像ドメイン圧縮、特に局所領域の画素を用いる画像ドメイン圧縮を使用する利点は、画像の１つ以上のレイヤーのみに適用される場合にも有効に利用できることを指摘しておきたい。例えば、画像は低画質レイヤーと１つ以上の補正レイヤーに分割される。１つ以上のレイヤーは任意選択で画像ドメインに圧縮されるが、一方で他のレイヤーは別の圧縮方式によって圧縮されるか、あるいは全く圧縮されない。
【００１９】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、伝送される映像信号を、ビデオ画像の低レベルの表現である粗部と、ビデオ画像と粗部との差分を表現する精細部とに分割することに関連する。映像信号の粗部と精細部への分割は、各画素、画像の色成分の少なくとも１つに対応する精細部が所定の値の範囲内で有界となるように行われる。精細部は粗部の符号化に重畳して伝送される。
【００２０】
各画素に対して精細部を有界にすることによって、画像の任意の画素の精細部の損失によって生じる誤差に制限を与える。一方、先行技術においては、一部の画素は通常視聴者に気付かれるような非常に大きな誤差を持ち、視聴者の視覚に不快なものとなる。
【００２１】
精細部を有界にすることはまた、精細部の伝送をより簡素なものにする。任意選択で、精細部を表現するために使用されるコンスタレーションにおけるビンの数は、精細部の境界値によって調整される。従って、画素の各所定の数に対して用いられるシンボルの数を予め決定することができる。
【００２２】
本発明の一部の実施形態において、精細部が粗部の復号化に実質的に干渉しないために、通信リンク上の粗部のノイズ安全マージンの一部のみを使用するような方法で、精細部は粗部に重畳される。ここでの安全マージンとは、粗部のデータ伝送に必要な平均信号対雑音比（ＳＮＲ）とリンクの平均実効ＳＮＲとの差分を指す。本発明の一部の実施形態において、精細部は少なくとも５〜１０ｄＢ、少なくとも１５ｄＢ、あるいは２０〜２５ｄＢの安全マージンを粗部のために残す
【００２３】
任意選択で、たとえより高い又は低いパワーレベル及び／又は信号対雑音比（ＳＮＲ）が使用されたとしても、精細部は約３〜７ｄＢの間を使用する。任意選択で、精細部はｄＢにして約２５〜４０％の間のリンクの安全マージンを使用する。代替的に、例えば安全マージンが比較的に大きい場合（例えば、３０ｄＢ以上）、４０％より大きな安全マージンが精細部に対して使用される。更に代替的に、例えば安全マージンが比較的に小さい場合には、好ましくない状況であっても粗部の正確な受信を確実にするために十分なマージンが残されるように、精細部はより小さな割合の安全マージン（例えば、約１０〜２０％の間）を使用する。
【００２４】
低いノイズレベルの場合には、精細部は受信機によって完全に復号化できるようになる。高いノイズレベルの場合には、精細部は完全には復号化可能にならないが、粗信号はほぼ常に完全に利用可能となる。
【００２５】
精細部は、任意選択で各画素に対して精細部の取りうる離散値を考慮したコンスタレーションを用いてデジタル符号化される。代替的に、精細部は連続的な（アナログの）コンスタレーションを用いて符号化される。
【００２６】
本発明の一部の実施形態において、粗部のより重要な下位部分が高い実効安全マージンをもつように、粗部は異なる保護をもつ異なる下位部分を含む。任意選択で、粗部に対して重畳符号（すなわち、ブロードキャスト符号）が使用され、より重要な下位部分により大きな安全マージンをもつコンスタレーション点を割り当てる。代替的に又は付加的に、粗部のより重要な下位部分は、より強力なＦＥＣによって保護される。
【００２７】
本発明の一部の実施形態において、粗部は映像信号の非可逆圧縮によって生成される。任意選択で、精細部は、映像信号を粗部に変換する際に失われたデータを表現する。代替的に、精細部が圧縮で失ったデータの一部を含む一方で、圧縮で失ったデータの（例えば、より重要な）一部は粗部の中に含まれる（例えば、粗部と一緒にインターリーブされるビット列に符号化される）。本発明の一部の実施形態において、粗部と精細部は一緒に（伝送前に）原ビデオ画像を損失無く表現する。代替的に又は付加的に、粗部と精細部は一緒に、カラー映像の標準的な表現形式で、色成分のサブ・サンプリング（例えば、４：２：２、４：２：０、４：１：１）などの軽いフィルタリングを加えて、ビデオ画像を表現する。更に代替的に、粗部と精細部は一緒に原画像の非可逆な変形を表現する。
【００２８】
本発明の一部の実施形態において、精細部は複数のレベルに加えられ、各レベルは前のレベルの検出に実質的に干渉しないコンスタレーションをもつ。
【００２９】
本発明の一部の実施形態において、複数の送信機と受信機を使用するＭＩＭＯ（multi-input-multi-output）変調方式によって伝送が行われる。ＭＩＭＯ変調方式の使用は、送信機の各々の信号に精細部を加えることを可能にし、このため精細部に含めることのできるデータ量を増やし、その結果として受信映像信号の品質を向上させる。
【００３０】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、伝送される映像信号を、ビデオ画像の低レベルの表現である粗部と、ビデオ画像と粗部との差分を表現する精細部とに分割することに関連する。精細部の値は非圧縮で伝送される。本発明の一部の実施形態において、精細部の値は誤り訂正符号化せずに伝送される。代替的に又は付加的に、精細部の値は、例えば画像位置（例えば、画素）に対する誤差値のような画像ドメインにおける値として、異なるドメインへ変換されることなく伝送される。
【００３１】
本発明の一部の実施形態において、精細部の値は符号化されずに（すなわち、ビット列等の符号によって表現されずに）、粗部の符号化に重畳されて伝送される。任意選択で、精細部の値は正常にノイズで劣化するように伝送される。すなわち、ノイズが原因となって精細部信号は正確さを一部失い得るが、それでもなお原伝送データの一部を搬送し得る。これは、ノイズレベルによって受信信号から完全に復号化されるか、あるいは全く復号化できないかのいずれかとなる、多くのデジタル伝送信号とは対照的である。本発明の一部の実施形態において、精細部は送信される前にビット列には変換されず、むしろ直接シンボルに変換される。
【００３２】
精細部の簡素な伝送は、より簡素な送信または受信装置を可能にする。更に、精細部の非符号化伝送は、ノイズによって歪んだ信号が画像の小さな局所に影響するに過ぎず、ノイズがビデオ画像全体に広がらないような、より堅固な伝送を提供する。精細部の非圧縮及び／又非符号化伝送の長所は、本発明の一部の実施形態において、比較的に大きな精細部を伝送することによって実現する。
【００３３】
本発明の一部の実施形態において、非符号化精細部は各画素に対する粗部と精細部との差分を含む。任意選択で、粗部は非可逆圧縮方式を用いて生成される。代替的に、粗部は各画素の最も重要なビット列を含み、精細部は各画素の最も重要でないビット列を含む。更に代替的に、粗部は画像の画素（例えば、画像のダウンサンプリングによって提供された画素）の一部の値を含む。精細部は、任意選択で、これの代替として、その他の画素の値及び／又は粗部に含まれる近隣画素の補間値の推定値の間の差分を含む。
【００３４】
任意選択で、精細部データを搬送する各伝送シンボルは、１つ以上の画素の１つ以上の対応する色成分に関する全ての精細部データを搬送する。本発明の一部の実施形態において、各伝送シンボルは１つ以上の画素のみに関連する精細データを搬送する。本発明の一部の実施形態において、各シンボルは２画素の精細データを含む。シンボルの精細データを特定の画素に関連付けることは、受信機及び／又は送信機に要求される処理用を低減する。
【００３５】
色成分と画素の各対の精細部を単一のシンボルに限定することに代替して、小さな画素群の精細部が少数のシンボルに関連付けられる。本発明の例示的な実施形態において、帯域幅を節約するために、少なくとも１つの色成分の精細部データがダウンサンプリングされる。例えば、幾つか（例えば５つ）の隣接する画素の精細部値が、任意選択で、より小さい数（例えば４つ）の点にダウンサンプリングされ、ダウンサンプリングされた値が伝送される。本発明の一部の実施形態において、シンボルと画素の相関は、異なる色成分に対しては異なったものとなる。本発明の例示的な実施形態において、各画素の精細部データはＹ、Ｃｒ、及びＣｂ色成分から形成される。Ｙ成分の値が全て伝送される一方で、Ｃｒ及びＣｂ成分の値はダウンサンプリングされる。
【００３６】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、精細部の等価ビットレート（すなわち、その内容を伝送するために必要なビット数）が粗部のビットレートより大きくなるように、伝送映像信号を粗部及び精細部に分割することに関連する。任意選択で、粗部が、任意選択で前方誤り訂正（ＦＥＣ）を使用して、符号化されて伝送される一方で、精細部は符号化されずに伝送される。本発明の一部の実施形態において、精細部は、それが重畳される粗部の復号化に干渉しないように伝送される。デコーダは任意選択で最初に粗部を復号化し、次いで受信信号及び復号化した粗部に基づいて精細部を復号化する。
【００３７】
任意選択で、精細部の等価ビットレートは粗部のビットレートの少なくとも２倍である。本発明の例示的な実施形態において、精細部は約４５０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃの等価ビットレートをもち、粗部は２００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ未満のビットレートをもつ。
【００３８】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、重畳伝送のために、原ビデオ画像の典型的な画像で１：１５より小さい圧縮比をもつ準可逆圧縮方式を使用して粗部が圧縮されるように、伝送映像信号を粗部及び精細部に分割することに関連する。本発明の一部の実施形態において、圧縮比は１：１０より小さい（例えば、約１：８）。先行技術においては、より強力な圧縮を使用して利用可能な帯域幅により多くのデータ内容を詰め込んだ方が良いと考えられていたが、本発明の一部の実施形態により、精細部を用いた準可逆圧縮が使用される。準可逆圧縮の使用はより単純な圧縮手順を可能にし、それによってより単純な圧縮ハードウェアを可能にする。更に、本発明の一部の実施形態において、粗部の伝送には効果的に利用できなかったノイズの多い帯域幅を使用して精細部が伝送される。
【００３９】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、画像の既に表現された画素から離れた画素を繰り返し選択することによって、伝送するための映像信号を圧縮することに関連する。選択された画素は符号化され、選択された画素と既に表現された画像部分との間の画素が、実画素値とその画素の補間予測値との差分として、再帰的に符号化される。直接隣接する画素ではなく、画素の近傍にわたる予測の使用は、最も伝送されるビデオ画像において、より良好な圧縮結果を達成する。
【００４０】
圧縮の実行において小さすぎる近傍を使用すると、例えば、既に符号化われた直接隣接する画素にのみ基づく補間は、結果として画像の突然の変化を見逃す予測方法をもたらす。さらに、隣接する画素の使用は、非隣接画素を使用したときよりも、圧縮の並列処理を難しくする。他方、大きすぎる近傍は、長距離にわたる画素間の相関は非常に低いため、処理を非常に複雑かつ非効率にする。本発明の例示的な実施形態において、選択された画素と既に符号化されている画素との間の距離は４〜８画素の間にある。
【００４１】
差分の符号化は、異なる画素の状況に対して異なる符号を使用して実行される。使用される符号は、任意選択で、それに対して差分が符号化される画素の位置、画素の予測値、及び／又は隣接画素の値によって決まる。本発明の一部の実施形態において、異なる符合は異なる符号ブック（例えば、異なるハフマン符号ブック、例えば適応型ハフマン符号ブック）をもつ。本発明の一部の実施形態において、２つ又は３つのパラメータ（例えば、平均値、分散及び／又は減衰率）によって決まる簡易ハフマン符号が使用される。
【００４２】
本発明の一部の実施形態において、圧縮は可逆的であり、実際の画素値と補間画素値との差分が完全に表現される。代替的に、圧縮が不可逆的となるように、差分は部分的にのみ表現される。本発明の一部の実施形態において、非可逆圧縮したものと実画像との差分は、圧縮結果からなる粗部と共に精細部として伝送される。
【００４３】
画素の少なくとも一部の予測値は、任意選択で、その画素の反対側（例えば、上と下、左と右）の画素に基づいて生成される。本発明の一部の実施形態において、画素の少なくとも一部の予測値は、その画素の３側面、更には４側面の画素に基づいて生成される。
【００４４】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、ＭＩＭＯ（multi−input multi−output）リンク上のノイズによって正常に劣化する伝送信号に関連する。正常に劣化する信号は、相当のノイズレベルの存在下で、低下した精度をもつものの、なお解読可能な信号である。この点において、正常に劣化する信号はアナログ信号のように振舞う。
【００４５】
正常に劣化する信号は、任意選択で、粗部に重畳される伝送信号の精細部に含まれる。粗部における信号は、任意選択で、ノイズレベルによって解読可能か又は全く解読不可能かの何れかであるデジタル信号である。従って、粗信号は大きな安全マージンをもって伝送される。他方、精細部の損失はそれほどクリティカルではなく、全てのデータを一緒に失うことがないように、精細部は正常に劣化し、低いパワーレベル（例えば５〜７ｄＢ）を使用する。
【００４６】
本発明の一部の実施形態において、信号の付加的なレイヤーの復号化を可能にするようにノイズを除去するために、ＭＩＭＯリンクのデコーダは空間ウィナーフィルタ（例えば、ベクトル・ウィナーフィルタなど）を使用する。
【００４７】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、アナログ符号化信号をＭＩＭＯリンク上で伝送することに関連する。任意選択で、アナログテレビ及び／又はラジオ信号は複数のサブバンド（単一の帯域中に周波数変換される）に分割される。ＭＩＭＯ伝送が原因するノイズを除去するために、受信機においてベクトル・ウィナーが任意選択で使用される。
【００４８】
本発明の一部の実施形態の１つの態様は、付加的な受信アンテナの提供するノイズ推定値に基づいて、ＭＩＭＯリンクにおける伝送周波数をいつ変更するかを決定することに関連する。伝送データにおける劣化を特定するよりも、むしろノイズレベルを決定するために付加的な受信機アンテナを使用することは、使用しているチャネル上のノイズをより速く決定することを可能にし、従って静かなチャネルにより速やかに切り替えることを可能にする。ノイズの無いチャネルへのより速やかな切り替えは、伝送信号の少なくとも一部が誤り訂正符合を使用して保護されていない場合に特に有益である。
【００４９】
任意選択で、受信機はまたダイバーシティのための付加的なアンテナも使用する。本発明の一部の実施形態において、受信機は、信号の復号化に使用される所定の数のアンテナを動的に選択する。伝送データ信号の決定のためには使用されない受信アンテナの提供する信号から、ノイズレベルが任意選択で決定される。代替的に、受信機は、オーバーコンプリートな方程式を用いて伝送信号を決定するために、全てのアンテナからの信号を使用する。本発明の一部の実施形態において、ノイズレベルを決定するための短い時間の間にアンテナの信号を使用する代わりに、受信機は定期的に（例えば、０．１〜０．５秒毎に１度）オーバーコンプリートな方程式のために、短い時間の間アンテナの１つからの信号を使用しない。
【００５０】
さらに、本発明の例示的な実施形態により、高解像度映像ストリームを提供することと、その映像ストリームを各画素が画素近傍に基づいて符号化される画像ドメイン圧縮方式を用いて圧縮することと、圧縮した映像ストリームをフェーディング伝送チャネルによって伝送することと、からなるビデオ画像の伝送方法が提供される。
【００５１】
任意選択で、高解像度映像ストリームを提供することは、少なくとも毎秒４５フレームを含むストリームを提供することからなる。任意選択で、高解像度映像ストリームを提供することは、１００メガビット毎秒、あるいは０．６ギガビット毎秒を超える非圧縮データ転送速度をもつストリームを提供することからなる。任意選択で、映像ストリームを圧縮することは、実質的なフレーム間の相互依存無しに圧縮することからなる。
【００５２】
任意選択で、映像ストリームを圧縮することは、各画素の値が５０より多くない近傍の画素に直接的に依存するように圧縮することからなる。任意選択で、映像ストリームを圧縮することは、画素の少なくとも一部の値が非隣接画素値に依存するように圧縮することからなる。任意選択で、映像ストリームを圧縮することは、任意の他の画素の値とは関係なく、前記画素の少なくとも一部を圧縮することからなる。任意選択で、圧縮されたストリームを伝送することは、無線リンクで伝送することからなる。任意選択で、圧縮されたストリームを伝送することは、ジョイント・ソース及びチャネル符号化方式を使用して伝送することからなる。任意選択で、映像ストリームを圧縮することは、２０画素よりも小さい直径をもつ画素の近傍に基づいて各画素が符号化されるように圧縮することからなる。
【００５３】
さらに本発明の例示的な実施形態により、ビデオ画像を提供することと、そのビデオ画像をその画像の画素の所定の１組に対して少なくとも１つの色成分について提供された画像からの有界の差分をもつ粗部に圧縮することと、粗部とビデオ画像との差分を精細部によって表現することと、粗部および精細部の少なくとも一部をコンスタレーションのシンボルにマップすることと、マップされたシンボルを受信機へ送信することと、からなるビデオ画像を伝送する方法が提供される。
【００５４】
任意選択で、ビデオ画像を圧縮することは、粗部と提供された画像との差分が、画像の実質的に全ての画素について有界となるように圧縮することからなる。任意選択で、ビデオ画像を圧縮することは、粗部と提供された画像との差分が、多くても１０個の異なる取りうる値又は多くても５つの異なる取りうる値をもつように有界となるように圧縮することからなる。任意選択で、粗部と提供された画像との差分は、提供された画像の取りうる値の５％未満である最大値によって有界にされている。任意選択で、ビデオ画像を圧縮することは、粗部と提供された画像との差分が、画像を表現する実質的に全ての色成分について有界となるように圧縮することからなる。任意選択で、それらの部分をマップすることは、粗部と精細部とを別々にシンボルへマップし、そのシンボルを互いに重畳することからなる。
【００５５】
任意選択で、それらの部分をマップすることは、粗部のシンボルのコンスタレーションのシンボルの間の距離よりも小さな側面間距離をもつコンスタレーションのシンボルに精細部をマップすることからなる。任意選択で、粗部は前方誤り訂正符号によって保護される一方で、精細部は前方誤り訂正符号による保護なしに伝送される。任意選択で、精細部は符号化されずにシンボルにマップされる。任意選択で、それらの部分をマップすることは、離散的な数の取りうる値をもつコンスタレーションに精細部をマップすることからなる。
【００５６】
任意選択で、マップされたシンボルを伝送することは、ＭＩＭＯ（multi-input multi-output）リンクによって伝送することからなる。任意選択で、粗部とビデオ画像との差分は、それぞれ精細部より小さい側面間コンスタレーション・サイズをもつ複数の下位精細部から形成される精細部によって表現される。任意選択で、粗部と精細部は、軽いフィルタリングにとどめて、カラー映像の非圧縮標準表現形式で、ビデオ画像を一緒に表現する。
【００５７】
さらに、本発明の例示的な実施形態により、ビデオ画像を提供することと、そのビデオ画像を粗部に圧縮することと、粗部とビデオ画像との差分を精細部によって表現することと、粗部と精細部の少なくとも一部とをコンスタレーションのシンボルにマップすることと、からなり、精細部は圧縮されずにマップされ、マップされたシンボルを受信機に伝送する、ビデオ画像を伝送する方法が提供される。
【００５８】
任意選択で、ビデオ画像を圧縮することは、粗部と提供された画像との差分が、画像の実質的に全ての画素について有界となるように圧縮することからなる。任意選択で、それらの部分をマップすることは、粗部と精細部とを別々にシンボルへマップし、そのシンボルを互いに重畳することからなる。
【００５９】
任意選択で、それらの部分をマップすることは、粗部のシンボルのコンスタレーションのシンボルの間の距離よりも小さな側面間距離をもつコンスタレーションのシンボルに精細部をマップすることからなる。任意選択で、マップされたシンボルを伝送することは、ＭＩＭＯ（multi-input multi-output）リンクによって伝送することからなる。
【００６０】
任意選択で、精細部によって差分を表現することは、粗部と提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、精細部の各値は画像の多くても１００画素と相関している、
【００６１】
任意選択で、精細部によって差分を表現することは、粗部と提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、精細部の各値は画像の多くても１０画素と相関している、
【００６２】
任意選択で、精細部によって差分を表現することは、粗部と提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、精細部の各値は画像上の１点における粗部と提供された画像との差分によって表現される。
【００６３】
任意選択で、精細部の各値は画素と一致する画像上の１点における粗部と提供された画像との差分によって表現される。
【００６４】
任意選択で、精細部の少なくとも１つの値が、２つ以上の隣接点に対して補間された画像上の１点における、粗部と提供された画像との差分を表現する。
【００６５】
任意選択で、部分をマップすることは、画像上の特定の点に対する粗部と提供された画像との差分の取りうる値の各々に対するビンをもつコンスタレーションに、精細部をマップすることからなる。
【００６６】
任意選択で、精細部は符号化されずにマップされる。任意選択で、精細部は非画像ドメインへの変換を行うことなくマップされる。任意選択で、粗部は前方誤り訂正符号によって保護される一方で、精細部は前方誤り訂正符号による保護なしに伝送される。任意選択で、それらの部分をマップすることは、離散的な数の取りうる値をもつコンスタレーションに精細部をマップすることからなる。任意選択で、それらの部分をマップすることは、その値がノイズによって正常に劣化するコンスタレーションに前記精細部をマップすることからなる。
【００６７】
さらに、本発明の例示的な実施形態により、ビデオ画像を提供することと、ビデオ画像を粗部に圧縮することと、１画素あたりの第１の平均ビット数をもつことと、粗部とビデオ画像との差分を精細部によって表現することと、第１の平均ビット数よりも多くの１画素あたりのビット数を表現のために必要とする平均等価ビットレートをもつことと、粗部と精細部とをコンスタレーションのシンボルにマップすることと、マップされたシンボルを受信機へ伝送することと、からなる、ビデオ画像を伝送する方法が提供される。
【００６８】
任意選択で、精細部はビット列によっては表現されない。任意選択で、精細部は各シンボルに対して所定数の値をもつ。任意選択で、ビデオ画像を圧縮することは、粗部と提供された画像との差分が、多くても１０個の異なる取りうる値をもつように有界となるように圧縮することからなる。任意選択で、それらの部分をマップすることは、粗部と精細部とを別々にシンボルへマップし、そのシンボルを互いに重畳することからなる。
【００６９】
任意選択で、精細部によって差分を表現することは、粗部と提供された画像との差分を各画素について決定することからなり、精細部の各値は画像の多くても１０画素と関係している。
【００７０】
任意選択で、粗部は前方誤り訂正符号によって保護される一方で、精細部は前方誤り訂正符号による保護なしに伝送される。
【００７１】
任意選択で、精細部の平均等価ビットレートは、表現のために第１の平均ビット数の少なくとも２倍のビット数を必要とする。
【００７２】
さらに本発明の例示的な実施形態により、ビデオ画像を提供することと、そのビデオ画像を粗部に圧縮することと、１５：１よりも小さい圧縮比を達成する準可逆圧縮方式を使用することと、粗部とビデオ画像との差分を精細部によって表現することと、粗部および精細部をコンスタレーションのシンボルにマップすることと、マップされたシンボルを受信機へ送信することと、からなる、ビデオ画像を伝送する方法が提供される。
【００７３】
任意選択で、その部分をマップすることは、粗部と精細部とを別々にシンボルにマップし、そのシンボルを互いに重畳することからなる。任意選択で、それらの部分をマップすることは、粗部のシンボルのコンスタレーションのシンボルの間の距離よりも小さい側面間距離をもつコンスタレーションのシンボルに精細部をマップすることからなる。
【００７４】
任意選択で、ビデオ画像を圧縮することは、８：１以下及び／又は１２：１以下の圧縮比で圧縮することからなる。
【００７５】
さらに本発明の例示的な実施形態により、ノイズによって正常に劣化するデータを少なくとも部分的に搬送する複数のストリームを生成することと、その複数のストリームをＭＩＭＯ送信機で並列に送信することと、その複数のストリームをＭＩＭＯ受信機で受信することと、からなる、データを伝送する方法が提供される。任意選択で、その方法はＭＩＭＯ受信機によって複数のシンボル・ストリームを復号化することからなる。任意選択で、ＭＩＭＯ受信機はストリームを復号化するために空間ウィナーフィルタを使用する。任意選択で、ストリームはアナログストリームを含む、任意選択で、ストリームは連続的なアナログ範囲に従うデータの表現を少なくとも部分的に含むシンボル・ストリームを含む、任意選択で、ストリームはより近接したビンがより近接した値をもつコンスタレーションから少なくとも部分的に選択されたシンボル・ストリームを含む。任意選択で、ストリームは粗部と精細部との重複を表現するシンボル・ストリームを含む。
【００７６】
さらに本発明の例示的な実施形態により、送信されたＭＩＭＯ信号を、単に前記信号の伝送に使用されるだけではない少なくとも１つのアンテナを含む、複数のアンテナを使用して受信することと、受信アンテナの少なくとも１つの信号から信号が受信されたリンクのノイズレベルを決定することと、ノイズレベルが許容レベルを超えたことの決定に応答して伝送パラメータを変更するように送信機に指示することと、からなる、データを受信する方法が提供される。任意選択で、その方法は受信信号を用いて信号を復号化することを含む。
【００７７】
さらに本発明の例示的な実施形態により、画像のブロックの近傍にある複数の画素の値を符号化することと、符号化した複数の画素の値に基づいてそのブロックにある１つ以上の付加的な画素に対する予測値を補間することと、画素の実際の値と画素の予測値との差分を符号化することと、異なる画素の状況に対して異なる符号を使用することと、からなる、画像を圧縮する方法が提供される。
【００７８】
任意選択で、差分を符号化することは、ブロックにおける画素の位置に応じて選択された符号を使用して符号化することからなる。任意選択で、差分を符号化することは、画素の予測値に応じて選択された符号を使用して符号化することからなる。任意選択で、差分を符号化することは、隣接画素の値に応じて選択された符号を使用して符号化することからなる。任意選択で、複数の画素は隣接していない。任意選択で、ブロックは４×８画素を含む。任意選択で、ブロックは正方ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
図面とともに次の実施形態の説明を参照しながら、本発明の個々の限定されない実施形態を説明する。１つ以上の図面に現れる同一の構造、要素、又は部品は、それらが現れる全ての図面において、できるだけ同じ又は類似の番号でラベルしている。
［システム概観］
図１は、本発明の例示的な実施形態による、無線伝送システム１００の略図である。システム１００は、セットトップボックス１０４、ビデオカセットレコーダ１０６、ゲーム機、ＤＶＤ及び／又は任意の他の映像信号ソースから、例えばアナログ・フロントエンド１１８を経由して、映像信号を受信する無線トランシーバ１１０を含む。映像信号は無線送信機１１０によって圧縮および符号化されて、無線リンク１１４で無線受信機１１２へ送信される。無線受信機１１２は、画面装置１０８で表示するために、圧縮解除および復号を行う。
【００８０】
セットトップボックス１０４は、映像ソースから送られるＨＤＴＶやＳＤＴＶなどの標準フォーマットの映像信号を、ケーブル１０２を通して任意選択で受信する。本発明の一部の実施形態において、ケーブル１０２を経由して受信される映像信号は、映像ソースによって暗号化及び圧縮され、セットトップボックス１０４によって圧縮解除および暗号化解除される。無線送信機１１０は一般に、無線伝送システム１００がセットトップボックス１０４の暗号化解除キー（映像ソース１０４の運営者が秘密にすることを望んでいる）を必要としないように、セットトップボックス１０４によって圧縮解除および暗号化解除された後で映像信号を受信する。ケーブル１０２を経由して映像信号を受信する代わりに、セットトップボックス１０４は衛星リンク等の任意の他のリンクを経由して映像信号を受信する。
【００８１】
本発明の一部の実施形態において、送信機１１０は画面装置１０８又は一般的なＡＶ受信機が接続されるオーディオ／ビデオ（ＡＶ）制御ボックス内に含まれる。
【００８２】
画面装置１０８は実質的に任意の種類の画面装置（例えば、液晶やプラズマ画面装置など）を含む。無線受信機１１２は、画面装置１０８に映像信号を提供するよりはむしろ、例えばプロジェクターやビデオレコーダといった他のディスプレイ及び／又は記憶装置に映像信号を提供することもできる。さらに、送信機１１０は同時表示のために信号を複数の受信機に送信することもできる。代替的に又は付加的に、システム１００は同じ又は異なる内容を異なる端末ユニットに送信する複数の送信機を含むことができる。例えば、システム１００は複数の異なる画面装置を含み、各送信機はそれぞれの画面装置に、それに表示させる映像信号を提供することができる。
【００８３】
リンク１１４は、単一のユニットによる使用が許可されている最大サイズの規制されていない周波数サブバンド（例えば、２０〜４０ＭＨｚ）を任意選択で使用する。本発明の例示的な実施形態において、サブバンドのノイズレベルによって、リンク１１４は複数の周波数サブバンドの間で変更することができる。任意選択で、送信機１１０は規制されていない送信に許されるパワーレベルで信号を送信する。リンク１１４の通信範囲は、伝送パワーレベルにより、任意選択で５〜１０メートル以下である。しかしながら、本発明の一部の態様は、一般的なニーズ及び法規に応じて、例えば、より広い又はより狭い帯域幅及び／又はより低い又はより高いパワーレベルのリンクといった、別の環境下及び／又は別の状況下で使用できることを指摘しておきたい。
【００８４】
本発明の一部の実施形態において、無線送信機１１０及び受信機１１２はＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ）方式によって動作する。本発明の例示的な実施形態において、それぞれ２０ＭＨｚを使用する、４つの並列する送信機が使用される。一般に、そのような条件下では、毎秒６０〜７０メガ・シンボルの実効伝送帯域幅が達成される。先行技術においては、各シンボルは一般的に３〜５ビットに相当するので、リンク１１４の利用可能な生データの転送速度は１８０〜３００Ｍｂｉｔｓ／ｓｅｃとなる。利用可能な圧縮方式を使用すると、この帯域は１．５Ｇｂｉｔｓ／秒の伝送速度で映像を運ぶには不十分である。
【００８５】
以下に詳しく述べるように、本発明の一部の実施形態において、リンク１１４は約１８０〜２５０（例えば、２００）Ｍｂｉｔｓ／秒の粗データと、これに相当する４００〜６００Ｍｂｉｔｓ／秒の精細データとを運ぶ。本発明の方式を使用すると、２：１から３：１の圧縮比によってリンク１１４を経由した１．５ギガビット／秒の映像データの伝送が可能になる。以下に説明するように、精細データは低い安全マージンで伝送され、従って高いデータ容量をもつ。粗部は大きな安全マージンを必要とするため、チャネル容量を単純に増大させるために精細データの帯域幅を使用しても、ほとんど効果が無い。
【００８６】
本発明の例示的な実施形態において、映像ストリームは毎秒６２２０万の画素を含む。映像ストリームは、任意選択で１画素、１色成分あたり１ビット（すなわち、１画素あたり３ビット）の粗部に圧縮される。本発明の一部の実施形態において、オーバーヘッド信号が加えられ、オーバーヘッドと音声（例えば、１〜２Ｍｂｐｓ）を合わせて、画素あたり約４ビット（例えば、２５０Ｍｂｐｓ）が、使用される圧縮された映像ストリームを表現するために任意選択で使用される。圧縮された映像ストリームの残りのデータは、任意選択で精細データとして伝送される。
【００８７】
送信機１１０は、任意選択で３つのチップによって実現され、その１つはベース・バンド・ロジックを含み、もう１つはアップコンバータ・ロジック等のＲＦコンポーネントを含み、３番目のチップは伝送アンプを含む。受信機１１２は、任意選択で２つのチップで実現され、第１はベース・バンド・チップであり、２番目はダウンコンバータなどのＲＦコンポーネントである。しかしながら、より少数の又はより多数のチップを使用して、及び／又は、非チップ実装によって、本発明の実施形態の他の任意の実装が使用され得ることを指摘しておきたい。本発明の例示的な実施形態において、同じチップが送信機と受信機の両方で使用される。任意選択で、そのようなチップは受信機用と送信機用のベース・バンド論理回路を含み、送信機１１０及び受信機１１２のそれぞれにおいて、その回路のうち１つだけが作動する。そのような二重化はチップの短期開発を可能にする。
【００８８】
［送信機］
図２Ａ及び２Ｂは、本発明の例示的な実施形態による無線送信機１１０の略ブロック図である。送信機１１０は、それを通して送信するための信号をセットトップボックス１０４から受信する映像インターフェース２０２を備える。信号は、例えば、ＤＶＩ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｉｄｅｏ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＨＤＭＩなどのデジタル形式、又はアナログ形式（例えば、コンポーネント形式（ＲＧＢ）やＹ、Ｃｒ、Ｃｂ）で受信される。画像圧縮ユニット２０４は任意選択で映像信号２０３を可逆的な又は実質的に可逆的な形式に圧縮する。本発明の一部の実施形態において、圧縮される形式は映像信号の中程度に不可逆な圧縮を含む粗部２０６と、映像信号２０３と圧縮解除した粗部２０６との差分を表す１つ以上の精細部２０８とを含む。
【００８９】
本発明の一部の実施形態において、分離音声圧縮ユニット２１０は映像信号に付随した音声信号を圧縮された音声信号２０９に圧縮する。ジョイント・ソース・チャネル符号化（ＪＳＣＣ）エンコーダ２１４（図２Ｂ）は、粗部２０６、精細部２０８及び圧縮された音声２０９を受信し、１つ以上のアンテナ２３０による送信のためにこれらを符号化する。任意選択で、ＪＳＣＣエンコーダ２１４は、各アンテナが対応するストリーム２２０を有するように、圧縮された信号２０６、２０８及び２０９をアンテナ２３０の数に対応する多数のストリーム２２０に符号化する。ストリーム２２０は、任意選択でＤ／Ａ変換器２２４に通され、その結果生じるアナログ信号はアップコンバータ２２６と電力増幅器２２８を経てアンテナ２３０へ通される。これらの要素の１つの実装の動作を以下に詳述する。本発明に従って、他の実装及び／又は伝送装置が使用され得ることを指摘しておきたい。
【００９０】
本発明の一部の実施形態において、再送バッファ２１２（画像圧縮ユニット２０４とＪＳＣＣエンコーダ２１４との間にある）は、再送信が要求されたときのために圧縮された信号を保存する。任意選択で、圧縮された信号は送信されるまで及び／又は送信後の所定時間の間保管される。代替的に、再送バッファ２１２はＪＳＣＣエンコーダ２１４とＤ／Ａ変換器２２４との間に配置される。更に代替的に、例えば強力な前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号が使用される場合には、送信バッファは使用されない。本発明の一部の実施形態において、粗部の全ての信号は同じ強度のＦＥＣによって保護される。代替的に、より重要でないデータはより弱いＦＥＣで保護される一方で、より重要なデータに対してはより強力なＦＥＣが用いられる。例えば、伝送される画像のベース・グリッド（例えば、１画素おきに含まれる）により厚い保護が適用されるが、一方でベース・グリッドに属さない残りの画素はより薄く保護される。
【００９１】
暗号化ユニット２１６は、盗聴装置によって使用されないように、任意選択で粗部２０６を暗号化する。任意選択で、精細部２０８は暗号化される粗部２０６無しには通常は使用できないため、精細部２０８は暗号化されない。代替的に、精細部２０８は更なるセキュリティのために暗号化される。本発明の一部の実施形態において、しかしながら、簡単にするために暗号化は利用されない。本発明の一部の実施形態において、暗号化ユニット２１６は粗部２０６のデータ転送速度を変更しない。代替的に、暗号化ユニット２１６は、使用する暗号化方式に要求される通りにデータ転送速度を少しばかり変更する。
【００９２】
リターンパス２４０は、任意選択で、搬送波周波数ロジック２４２、ダウンコンバータ２４４、アナログ・デジタル変換器２４６及び受信機２４８（図２Ａ）を含む。リターンパスは、任意選択で、受信機１１２（図１）から（例えば確認応答および／または再送要求などの）フィードバックを受け取る。受信機２４８の受け取ったフィードバックに従って、再送論理回路２４９は再送バッファ２１２に受信機２４８に要求された再送信号を提供するように任意選択で指示する。代替的に又は付加的に、使用する周波数チャネルの品質についてのフィードバックを受け取るために、リターンパス２４０が使用される。任意選択で、受信機１１２はノイズ及び／又は減衰レベルについて利用可能な周波数帯域を監視し、伝送に使用する周波数帯域に応じて定期的に送信機１１０に指示する。搬送波周波数論理ユニット２５９は任意選択で受信機１１２からの指示を受信し、それに応じて伝送帯域を変更する。本発明の一部の実施形態において、全くフィードバックが利用されず、リターンパス２４０が送信機１１０に含まれないことを指摘しておきたい。更に代替的に又は付加的に、リターンパスは視聴者から受け取った遠隔制御命令をセットトップボックス１０４へ送信するために使用される。
【００９３】
本発明の一部の実施形態において、映像インターフェース２０２は、ただ１つだけの形式の信号を受信するように適合している。代替的に、映像インターフェース２０２は、複数の異なる形式のうち任意の１つの信号を受信するように適合している。本発明の一部の実施形態において、映像インターフェース２０２は、必要な場合に、受信した信号を暗号化解除するように適合している。
【００９４】
［圧縮］
図３Ａは、本発明の例示的な実施形態による、画像圧縮ユニット２０４によって実行される処理のフローチャートである。受信した映像信号は適切なカラーフォーマットに変換される（３０２）。例えば、信号はＹ、Ｃｒ、Ｃｂ色表現またはＹ、Ｕ、Ｖ表現に変換される。実質的に画質に影響することなく、１つ以上の色成分の最も重要でないビットを標準で除去することを可能にするため、これらの表現は任意選択で使用される。その最も重要でないビットの除去は、成分の１つ以上のサブ・サンプリングによって（例えば、４：２：２、４：２：０又は４：１：１スキームの１つを使用して）実行される。代替的に、例えば、もし形式変換に必要な処理能力を削減するために信号がこの形式で受信されると、ＲＧＢ表現が使用さる。
【００９５】
各色成分に対して粗部色成分が生成される（３０４）が、これは一般に画像の色成分の非可逆圧縮である。同時に及び／又はその後に、その色成分に対する精細部２０８が生成される（３０６）。粗部色成分は任意選択で単一の粗部に結合される（３０８）。
【００９６】
本発明の一部の実施形態において、粗部色成分の生成（３０４）と精細色成分の生成（３０６）が単一の圧縮方式を使用して並列して実行される。任意選択で、原映像信号と圧縮解除した各画素の信号との差分が所定の最大閾値よりも小さい圧縮方式を使用して、粗部および精細部が生成される。任意選択で、差分の伝送に必要な帯域幅が限定されるように、最大閾値は取りうる値の５％、更には２％よりも低い水準になっている。
【００９７】
本発明の例示的な実施形態において、画素あたりの最大閾値は各色成分あたり２であり、すなわち差分は−２、−１、０、１、２となる。１つの画素の各色成分が８ビットで表現される場合、１画素の色成分あたりの最大差分は１％より小さく、より正確には２／２５６となる。本発明の別の実施形態において、例えば−３〜３、更には−５〜５といった、より大きな誤差値が許容される。任意選択で、許容される誤差範囲はゼロ値に対して対称である。代替的に、例えば所定のビット数によって及び／又はコンスタレーション（例えば、６×６ＱＡＭ）によっても誤差値の表現を可能にするために、許容される誤差値は非対称である。
【００９８】
本発明の一部の実施形態において、圧縮（３０２）は、精細データを失った場合の誤差が余り大きくならないようにするために、画素の１〜５％未満が許容された最大差分（例えば、２又は−２）を持つようなものとなっている。代替的に、差分が精細部２０８によって符号化できる範囲内にある限り、大きな差分に乗った小さな差分を選り好まないように圧縮は行われる。
【００９９】
圧縮が差分の最大閾値に制限されることに代替して、圧縮は最大閾値を超えることが比較的に稀（例えば画素の０．１〜１％未満）となるようなものである。
【０１００】
伝送される画像の全ての画素に関係する所定の最大閾値に代替して、一部の画像の誤差値は有界ではない。これらの画素の誤差値は、任意選択で、有界の誤差を有する（例えば、粗部の）画素の誤差値とは別々に伝送される。本発明の例示的な実施形態において、画像のフレーム画素の少なくとも一部についての誤差値は有界ではない。
【０１０１】
本発明の例示的な実施形態において、粗部の生成（３０４）という結果をもたらす非可逆圧縮は、例えばＬＯＣＯ−Ｉ（Ｔｈｅ  Ｌｏｗ  Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ  Ｌｏｓｓｌｅｓｓ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｆｏｒ  Ｉｍａｇｅｓ）による準可逆圧縮のような準可逆圧縮方式（例えば、１〜０．５％の損失率を有する）を使用して実行される。例えば、予測に対する補正値は最も重要ではないビットを含まない精度で符号化される。代替的に、図９を参照して以下に説明する方式が使用される。
【０１０２】
更に代替的に、例えば、ＡＲＩＤＰＣＭ圧縮方式、ＦＥＬＩＣＳ圧縮、ＣＡＬＩＣ（ａ ｃｏｎｔｅｘｔ  ｂａｓｅｄ  ｌｏｓｓｌｅｓｓ  ｉｎｔｅｒｂａｎｄ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）カラー・ベース圧縮スキーム、ウェーブレット圧縮、Ｓｕｎｓｅｔ  ＣＢ９圧縮、フラクタル圧縮、Ｌｅｍｐｅｌ−Ｚｉｖ（ＬＺ）圧縮、及び／又はその変形など、他の圧縮方式も使用される。本発明の一部の実施形態において、原映像信号と非可逆圧縮の結果との差分が精細部２０８によって表現されることが期待されるものよりも大きい場合、一部を除いた差分データは精細部２０８に含まれるが、差分表現の一部は粗部２０６に含まれる。例えば、粗部は、精細部２０８と差分によって符号化できるものより大きな差分をもつ画素のリストを含むことがある。受信機は圧縮画像を修正するために、精細部２０８の使用に加えて、このリストを使用する。
【０１０３】
粗部とともに精細部を提供する圧縮方式を使用することに代替して、精細部は粗部の後に生成される。その後、圧縮ユニット２０４は粗部を圧縮解除し、原映像信号と圧縮解除した粗部との差分を決定する。次いで精細部２０８（決定された差分を表現する）が生成される（３０６）。
【０１０４】
本発明によれば、圧縮画像と原画像との差分についての補正データを精細部２０８が提供するというように、圧縮方法が単純（例えば、処理の複雑さが低い）になりうることを指摘しておきたい。圧縮の簡素さは、受信機１１２により安価なプロセッサを使用すること、及び／又は、本発明のために特に考案されたものではない容易に利用できる圧縮スキームを使用することを可能にする。代替的に、精細部が必要とする帯域幅の総計及び／又は精細データの損失の総計を限定するために、複雑な圧縮方式（圧縮画像と原画像との差分を正確に制御する）が使用される。本発明の一部の実施形態において、精細部２０８は圧縮映像信号と原映像信号との差分全体を表現する。代替的に、伝送されるデータ（粗部と精細部の両方）が画像の非可逆圧縮を表現するように、精細部２０８は圧縮映像信号と原映像信号との差分の一部のみを表現する。更に代替的に又は付加的に、圧縮映像信号と原映像信号との差分の一部は、粗部２０６に含まれるデータ構造によって表現される。
【０１０５】
粗部色成分の結合（３０８）に関してより詳細には、本発明の一部の実施形態において、粗部の色成分は異なる色成分の間の相関関係に基づいて追加圧縮することなく連結される。代替的に、その結合において、別の色成分の類似の値に基づく追加圧縮が実行される。
【０１０６】
本発明の一部の実施形態において、その異なる色成分の精細部２０８は同じ誤差範囲をもつ。代替的に、異なる色成分は異なる誤差範囲をもつ。任意選択で、精細部の簡素な復号を可能にするため、異なる色成分の精細部２０８は結合されない。
【０１０７】
［粗部と精細部との間のデータ転送速度の配分］
任意選択で、圧縮損失が精細部に適合するように、粗部２０６の生成で使用される圧縮比は精細部が利用可能な帯域幅に基づいて選択される。受信される精細データが受信される粗部２０６と一致して、大きなバッファ資源を必要としないように、圧縮比とその結果得られる圧縮ビットレートは、粗部２０６と精細部２０８が実質的に同じ画素レートで進むように任意選択で調整される。
【０１０８】
図３Ｂは、本発明の例示的な実施形態による、粗部と精細部との間でのデータ転送速度の分配の決定において実行される処理のフローチャートである。例えば、システム１００を稼動する国の法規によって、利用可能な帯域幅が決定される（３５０）。一般には、２０〜４０ＭＨｚの間にある帯域幅は使用が認められている。伝送される画像における１秒あたりの画素数が決定される（３５２）。通常は、各画素に３つの色成分がある場合、毎秒６２００万画素が伝送される。
【０１０９】
ＭＩＭＯ伝送が選択されると、多数の伝送アンテナ２３０が使用される（３５４）。本発明の一部の実施形態において、アンテナの数は  伝送されるサンプルにおいて各画素色成分が対応する値をもつことを可能にする最低の数として選ばれる。例えば、もし各周波数が単一の伝送されるサンプルに対応し、各サンプルが２つの値を運ぶならば（例えば、復号サンプルを用いて）、２０×５個の復号サンプルを達成するために５つのアンテナが使用される。クロストーク及びその他の伝送制御の問題のため、より少ないサンプルが達成され得ることを指摘しておきたい。
【０１１０】
各画素についての送信されるサンプル値を達成する最低数のアンテナを使用するのに代替して、多数のアンテナ（例えば、６〜８アンテナ）がロバスト性のために使用される。更に代替的に又は付加的に、ハードウェアコスト及びＭＩＭＯ受信の処理の複雑さを低減するために、より少ない数のアンテナが使用される。任意選択で、伝送される色成分の数は、上述のサブ・サンプリング形式を使用してダウンサンプリングされる。本発明の例示的な実施形態において、毎秒７５メガ・サンプルの実効サンプリングレートを達成する４個のアンテナが使用される。
【０１１１】
選択された数のアンテナによって運ばれるサンプルの数を用いて、達成可能な粗部のビットレートが決定される（３５６）。本発明の例示的な実施形態において、４個のアンテナを利用して２００メガビット毎秒の最大ビットレートが達成される。
【０１１２】
圧縮方式は、画像が所望の粗ビットレートに適合するように調整されている（３５８）。調整は、各画素に許容される誤差閾値の設置を任意選択で含む。誤差閾値に従って、誤差値に対してコンスタレーションが任意選択で選択される（３６０）。例えば、もし誤差閾値が３であれば、２つの誤差値の各々に対して値−３、−２、−１、０、１、２、３のうちの任意の１つを表すために７×７のコンスタレーションが任意選択で使用される。
【０１１３】
本発明の一部の実施形態において、粗部は約２００Ｍｂｉｔ／秒を含み、精細データを運ぶサンプル数は約７５Ｍサンプルである。各画素色成分が５つの取りうる値を持ち、各サンプルが２つの誤差値を運ぶと仮定すると、精細データの等価ビットレートは７５Ｍ×ｌｏｇ２５×２であり、これは約３５０メガビット毎秒である。精細部を含まないことを代償に粗部の収容能力を増大することによって、そのようなデータの合計をビットとして送信することはできなかった。
【０１１４】
本発明の一部の実施形態において、粗部は画素あたり約２．４〜４ビットの圧縮データ転送速度をもち、一般に映像信号は各画素に対して８〜１０ビットの３つの色成分を含むため、これは約６：１〜１２：１の圧縮比に相当する。そのような圧縮比は、圧縮データと原映像信号との差分を補正する精細部２０８の使用によって、より容易に実現されることを指摘しておきたい。本発明の例示的な実施形態において、粗部２０６は約０．８〜１．３ビット／画素／色成分の平均圧縮データ転送速度をもつ。
【０１１５】
代替的に、より多くの精細部２０８用データを置き去りにすることによって、より強力な圧縮が粗部２０６の生成に使用される。更に代替的に、より弱い圧縮（より少ない精細部用データしか必要としない）が粗部２０６の生成に使用される。例えば、全ての画素よりはむしろ各２つの画素に対する補正値を伴い、４：１又は５：１の圧縮比が用いられる。
【０１１６】
［ＪＳＣＣ符号化］
図４は、本発明の例示的な実施形態による、ＪＳＣＣエンコーダ２１４（図２）の略ブロック図である。ＪＳＣＣエンコーダ２１４は、粗部２０６を符号化して音声２０９を圧縮するエンコーダ４００を任意選択で含む。符号化したデータは、周知のインタリーバ４０２によって任意選択でインターリーブされる。時空コーダー４０４は、任意選択でインタリーバ４０２からの符号化された信号を伝送に使用されるアンテナ２３０の数に相当する多数のストリーム４０６に分割する。任意選択で、時空コーダー４０４は符号化データを、複数の時間及び／又は空間ビン（すなわち様々なアンテナ）のみならず、複数の周波数ビンに分配する。代替的に、簡素化のため、各周波数ビンに対して異なるコードがコーダー４０４によって使用され、各周波数ビンにおけるその値は他の周波数ビンの値に影響されない。
【０１１７】
ストリーム４０６の各々は、任意選択で別々のマッパー４０８及び４０９に渡される。マッパー４０８からのマップ済みシンボル（精細部と結合するためのものではない）は、任意選択で増幅器４１０（増幅係数Ｋ１をもつ）によって増幅されて、粗シンボル・ストリーム４１４になる。マッパー４０９からのマップ済みシンボル（結合した精細部なしに送信される）は、任意選択で増幅器４１１（増幅係数Ｋ３をもつ）によって増幅されて、粗符号ストリーム４１５になる。本発明の一部の実施形態において、追加される精細部のノイズの影響に打ち勝つために、Ｋ１はＫ３よりも大きい。代替的に又は付加的に、マッパー４０９は、（精細信号がシンボル・ストリーム４１５と結合していないことが考慮された）より緻密なシンボル・マップを使用する。本発明の一部の実施形態において、しかしながら、Ｋ３はＫ１に等しく、及び／又はマッパー４０８と４０９は実質的に同一であり、また精細信号は粗信号の伝送と実質的に干渉しない低信号レベルにある。
【０１１８】
精細ストリーム２０８の各々は、それぞれのマッパー４２０及びそれぞれの増幅器４２２（増幅係数Ｋ２をもつ）に任意選択で渡され、その結果として精細シンボル・ストリーム４２６となる。加算器４２４は精細シンボル・ストリーム４２６を粗シンボル・ストリーム４１４に重ね合わせ、伝送用の結合ストリーム４２８を形成するために使用される。
【０１１９】
任意選択で、精細シンボル・ストリーム４２６が別々に伝送される粗シンボル・ストリーム４１４に重ね合わされるように、無線送信機１１０は少なくとも精細部２０８の数と同数のアンテナ２３０を含む。本発明の一部の実施形態において、少なくとも１つの粗シンボル・ストリーム４１５が重ね合わされた精細シンボル・ストリーム４２６無しに伝送されるように無線送信機１１０は精細部２０８よりも多いアンテナ２３０を含む。代替的に、アンテナの数は、映像データを所望の品質レベルで伝送するための必要最低限の数である。この代替手段によれば、各アンテナは精細データを粗部データに載せて運ぶ。
【０１２０】
各精細部２０８を単一の精細シンボル・ストリーム４２６によって搬送させることに代替して、精細部２０８が２個あるいは３個のアンテナによって搬送されるために、精細部２０８は特定のアンテナと関係付けられていない。
【０１２１】
本発明の一部の実施形態において、１つ以上の色成分（例えば、Ｃｒ及び／又はＣｂ）の誤差値は、他の色成分（例えば、Ｙ）よりも少ない取りうる値をもつ。本発明の例示的な実施形態において、単一の画素のＣｒ成分及びＣｂ成分の取りうる値は単一のシンボルに符号化される。代替的に又は付加的に、１つ以上の色成分の値はサブ・サンプリングされ、サンプルは画素よりもサブ・サンプルとより関係をもつ。
【０１２２】
粗シンボルストリーム４１５（重畳された精細シンボル・ストリームは搬送しない）のみならず、結合ストリーム４２８は任意選択で、ＯＦＤＭ伝送システムの技術分野で知られているように、パイロット挿入ユニット４３０及び逆フーリエ変換ユニット（ＩＦＦＴ）４３２を経由してＤ／Ａ変換器２２４（図２Ｂ）に渡される。代替的に、例えば時間領域変調などの、他の変調方法が使用されてもよい。
【０１２３】
エンコーダ４００及びインタリーバ４０２に関してより詳細には、エンコーダ４００及び／又はインタリーバ４０２は、圧縮された音声及び映像の符号化の技術分野における既知の方法を任意選択で使用する。本発明の例示的な実施形態において、エンコーダ４００はトレリス・エンコーダと結合したリード・ソロモン（ＲＳ）エンコーダから構成される。代替的に、その他の任意の前方誤り訂正（ＦＥＣ）エンコーダが使用される。任意選択で、エンコーダ４００は、例えば圧縮データ転送速度を約３〜３．３ビット／画素から約４〜４．５ビット／画素まで増やして、それが処理するデータのビット数を約２５〜６０％の間まで増やす。本発明の別の例示的な実施形態において、データ転送速度は１画素あたり約２．４ビットから１画素あたり約４ビットに増加する。代替的に、再送信が使用されない場合、及び／又は、より多くの帯域幅が利用可能な場合、エンコーダ４００はデータ転送速度をより大きく増加させる。更に代替的に、より短いデータ長を付加する、より弱い符号化が使用される。更に代替的に、高いＳＮ比及び／又は再送信の利用可能性によっては、エンコーダは使用されない。
【０１２４】
使用されるＦＥＣ保護、期待されるノイズレベル、及び使用されるマッパー４０８と４０９のタイプに対して、データ損失の可能性が非常に低く（例えば１０−９未満、あるいは１０−１１未満にも）なるように、増幅器４１０の増幅レベルＫ１は任意選択で十分に高い。精細シンボル・ストリーム４２６が粗シンボル・ストリーム４１４に重畳されるとき粗部２０６の決定に干渉しないように、増幅レベルＫ２は任意選択で十分に低いレベルに設定される。
【０１２５】
本発明の一部の実施形態において、増幅レベルＫ１及びＫ２は、平均ノイズレベルと粗部２０６及び精細部２０８の所望の損失率とに従って選択した規定値をもつ。代替的に、Ｋ１およびＫ２は、受信機１１２からのフィードバックに基づいて適宜設定される。例えば、復号化のために粗部２０６のＦＥＣはどの程度が必要かに従ってＫ１は調節される。もしＦＥＣがほぼ完全に必要であるか又は複合化が成功しなかった場合にはＫ１は増加されるが、一方でもしＦＥＣが不要であるか又はほとんど必要がなければＫ１は削減される。任意選択で、許容されたパワーレベルの最大限の活用のために、Ｋ２はＫ１の変化に従って調節される。
【０１２６】
［コンスタレーションについて］
図５Ａは、本発明の例示的な実施形態による、マッパー４０８によって提供されるシンボルのコンスタレーション５００の略図である。任意選択で、マッパー４０８の各々は四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）マッパーからなる。任意選択で、マッパー４０８上の各シンボルが２ビットを表現するように、コンスタレーション５００は４つの取りうる点５０２を含む。粗部２０６に関して高いロバスト性を持ち、また、マッパー４０８のシンボルに重畳されるマッパー４２０のシンボルのビンの十分な明瞭さを可能にするために、比較的に小さなコンスタレーションが任意選択で使用される。
【０１２７】
例えば、１シンボルあたり３ビット又は５ビットの効率的な符号化を可能にする円形コンスタレーションや、粗部の異なる部分の不均衡な保護を可能にする非対称コンスタレーションなど、他の粗部コンスタレーションが使用されてもよい。
【０１２８】
図５Ｂは、本発明の例示的な実施形態による、マッパー４０９によって提供されるシンボルのコンスタレーション５０４の略図である。任意選択で、より大きなコンスタレーションをもつことになるが、マッパー４２０からのシンボルはマッパー４０９からのシンボル上に重畳されないため、マッパー４０９はマッパー４０８と同じタイプのマッパー（例えば、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）マッパーなど）からなる。本発明の一部の実施形態において、マッパー４０９からの各シンボルが３ビットを表現するように、コンスタレーション５０４は８つの取りうる点５０６を含む。代替的に、ＱＡＭコンスタレーション（例えば、４ビットを表現する１６−ＱＡＭコンスタレーション）がマッパー４０９によって使用される。データ損失の非常に低い可能性を保証するために、コンスタレーション５００及び５０４における比較的に少数の点５０２、５０６が任意選択で使用される。従って、もしワイヤレスリンクがより高いＳＮ比をもっていれば、もし強力なＦＥＣが使用されれば、及び／又は、もしその他の条件が異なっていれば、本発明の実施形態によってより大きなコンスタレーションが使用されることを指摘しておきたい。代替的に又は付加的に、上述の任意のより好ましい条件が利用できる場合には、コンスタレーション５００についてコンスタレーション点間のより短い距離が使用され、これによってコンスタレーションの数を増やすことなく精細部２０８のためにより多くのスペースを割り当てることができる。
【０１２９】
代替的に又は付加的に、非対称コンスタレーションが精細部に使用されても良い。例えば、異なる色成分に対して単一のシンボル（例えばＹやＣｒなど）が使用される場合には、Ｙ成分に高い安全マージンを与える直交コンスタレーションが任意選択で使用される。代替的に又は付加的に、直交コンスタレーションはＣｒ成分によりもＹ成分により多くの取りうる値を与えることができる。例えば、Ｃｒ成分が−１〜１の間の値を許容する一方で、Ｙ成分には−３〜３の間の値が許容されてもよい。
【０１３０】
更に代替的に又は付加的に、複雑さが増すことを代償としてより良いパワー効率を実現するために、非平方（例えば、円形）コンスタレーションが使用されてもよい。本発明の例示的な実施形態において、Ｃｒ色成分よりもＹ色成分により重み付けをする、楕円コンスタレーションが使用される。図５Ｃは、本発明の例示的な実施形態による、マッパー４２０によって提供されるシンボルのコンスタレーション５０８の略図である。精細部２０８のマッパー４２０は任意選択で、各シンボルが２画素の量子化誤差を表現する（１つの画素の誤差はＩ方向によって表現され、第２の画素はＱ方向によって表現される）直交振幅変調（ＱＡＭ）マッパーを含む。コンスタレーション５０８において、中心点５１０は任意選択で、マッパー４２０に対応する特定の色成分における特定の２画素に対する粗部２０６と実画像との差分を表現する。一般性を失うことなく表現すれば、任意選択で中心点５１０の左側の点は、その２画素のうち第１の画素における第１の方向の矛盾を表現し、中心点５１０の右側の点は、第１の画素における逆方向の矛盾を表現する。同様に、中心点５１０の上下の点は、第２の画素の値における粗部２０６と実画像との間の矛盾を表現する。本発明の例示的な実施形態において、各シンボルによって表現される画素の両方に対して任意の５つの値（−２、−１、０、１、２）を表現するために、コンスタレーション５０８は５×５の点を含む。
【０１３１】
図５Ｄは、本発明の例示的な実施形態による、コンスタレーション５００上にコンスタレーション５０８を重畳した結果生じるコンスタレーション５２０の略図である。
【０１３２】
コンスタレーション５００におけるＱＰＳＫ点５０２は、任意選択で許容される伝送パワーに従って可能な最大距離だけ離れる。２つの隣接コンスタレーション点間の誤差が第１の所定の閾値（例えば、１％）よりも低い確率をもつように、コンスタレーション５０８の中の各２つの隣接コンスタレーション点間の距離（Ｄｍｉｎ／２で表される）は、予測されるノイズ比に従って任意選択で選択される。任意選択で、非隣接コンスタレーション点間の距離Ｄｍｉｎの誤差が発生する可能性は、第２の所定の閾値（例えば、０．０００１％）未満である。
【０１３３】
本発明の例示的な実施形態において、リンクは約４０ｄＢの平均実効ＳＮ比（ＳＮＲ）を有する。１６ＱＡＭコンスタレーションを用いた伝送は、安全マージンが約２６ｄＢになるように、１３．６ｄＢの平均ＳＮＲを必要とする。この例における精細部は、粗部に１８〜２１ｄＢの実質的な安全マージンを残すように、５〜８ｄＢの間を任意選択で使用する。代替的に、安全マージンのより小さな又はより大きな部分が精細部に対して使用される。
【０１３４】
本発明の一部の実施形態において、コンスタレーション５００の点の間の距離は、コンスタレーション５０８がコンスタレーション５００上に重畳されない場合に使用されるようなものと実質的に同じものである。
【０１３５】
コンスタレーション５２０は一例として提示したものであって、多くの他のコンスタレーションの組み合わせが使用できることを指摘しておきたい。例えば、１２８ＱＡＭ又はＯＦＤＭコンスタレーション（そこでは、粗部２０６のデータに対するより高度な保護を提供するために、一部のビンが空のまま残される）を使用して、例えばマッパー４０８及び４２０の代わりに単一のマッパーが使用されても良い。
【０１３６】
マッパー４２０の各々に対して同一のコンスタレーションを使用することに代替して、本発明の一部の実施形態において、色成分の重要度に従って異なる色成分に対して異なるコンスタレーションが使用される。例えば、ＹＵＶ又はＹ、Ｃｒ、Ｃｂ表現が使用されるとき、Ｕ及びＶ成分の重要度はＹ成分の重要度よりも低く、従って、それらのマッパーはより可能性の低い補正値に対応するビンを含むことがある。この代替手段は、ＹＵＶ表現への変換のために追加の処理能力を要求するため、例えば比較的ノイズの多い環境に対して使用される。
【０１３７】
本発明の例示的な実施形態において、圧縮において、色成分の１つが他の色成分よりも高い最大誤差をもつことが認められる。任意選択で、アンテナ２３０の１つにおいて、粗データはより遅いデータ転送速度（例えば、シンボル当たり１ビット）をもち、その色成分のマッパー４２０はより高い最大誤差で満足するコンスタレーションをもつ。代替的に又は付加的に、使用するコンスタレーションは、利用できるリンクの状態に従って、時間によって変化する。例えば、伝送状態がより厳しい場合、一部の又は全てのアンテナ２３０において、精細部２０８に対して９点ＱＡＭコンスタレーションが使用される。任意選択で、厳しい状態は受信機１１２によって裏チャネルで送信機１１０に報告される。
【０１３８】
上述の通り、本発明の一部の実施形態において、精細データはＦＥＣ保護をもたない。精細データは、任意選択で、マップ・コンスタレーションのビットへの誤差値から導かれる１：１スケーリング関数と共に、その符号化されていないコンスタレーションにマップされる。このため、有害なノイズは必ずしも全ての精細データに損失をもたらさない。高いノイズレベルがより高い損失をもたらす一方で、低レベルのノイズは小さな誤差（例えば、±１）をもたらすように、データは任意選択で符号化される。
【０１３９】
本発明の別の実施形態において、比較的に限定された数の画素に対して、精細データはローカルＦＥＣ保護をもつ。そのような保護は、全ての相互に保護された画素に対する精細データを一緒に失う危険を冒して、精細データが受信される可能性を高める。
【０１４０】
本発明の例示的な実施形態において、４つのアンテナ２３０全ての各シンボル伝送は、１０ビットの粗データ・ビット（例えば、各マッパー４０８による２ビットと、マッパー４０９による４ビット）及び２画素に対する精細データを運ぶ。精細データは画素あたり約７ビット（３つの色成分と５つの取りうる値があるので、画素あたり５×５×５の可能性がある）で表現できるため、各画素周辺における伝送データは、約２画素を表現する１０ビットの粗データと、これに相当する約２画素を表現する１４ビットの精細データとを含む。しかしながら、粗データのビットは精細データのシンボルよりも高い信頼性で伝送されることを指摘しておきたい。
【０１４１】
精細データは、本発明の一部の実施形態において、伝送される粗データの圧縮ビットレートよりも大きな（任意選択で少なくとも４０〜６０％大きい）等価ビットレートをもつ。
【０１４２】
図６は、本発明の例示的な実施形態による、時間に対する利用可能な帯域幅および帯域幅利用率の略グラフである。直線６０２は、瞬間的なノイズ状態によるチャネル容量を表す。粗部２０６は、実質的に常に利用可能な、又は非常に高い時間の割合（例えば、少なくとも９５％又は９８％）で利用可能なチャネルの一部で伝送される。任意選択で、粗部２０６における予測される誤りの数に従って、使用されるＦＥＣ保護が選択される。粗部２０６によって使用されない残りの帯域幅は、任意選択で精細部２０８によって使用される。点６０４のように、容量が低い点においては、精細データの一部が失われる。たとえ高い損失率を有していても利用可能な全ての帯域幅を精細部２０８のために使用することに代替して、本発明の一部の実施形態において、所定の割合（例えば１０〜２０％）よりも低い損失率をもつ帯域幅のみが精細部のために使用される。
【０１４３】
保護されていない精細部２０８に対してノイズの多い帯域幅を使用し、粗部２０６に対して安全な帯域幅を使用するよりも、本発明の一部の実施形態においては、むしろＦＥＣ保護された粗部２０６がノイズの多い帯域幅で伝送される一方で、保護されていない精細部は安全な帯域幅で伝送される。上記で提案したものよりも、例えばＫ１とＫ２に逆の値を使用して、これが実行されてもよい。任意選択で、これらの実施形態において、粗部２０６について非常に低いデータ損失率を提供する強力なＦＥＣが使用される。これらの実施形態の一部において、受信機１１２には強力なＦＥＣの復号化を処理できる強力なプロセッサが使用される。
【０１４４】
更に代替的に、粗部２０６は、複数の異なる帯域幅セクションで伝送される。例えば、粗部２０６（例えば、映像データ）を表現するデータの一部は、帯域消費の少ないＦＥＣを使って比較的に安全な帯域幅で伝送される一方で、粗部２０６（例えば、音声データ）を表現する残りのデータが非常に強力なＦＥＣを使って非常にノイズの多い帯域幅で伝送されてもよい。精細部２０８は、任意選択で、中間的な帯域幅で伝送されてもよい。これの代替として、高い損失率のためにどの特定のデータ断片に対しても役に立たない帯域幅が、高度の保護をもつＦＥＣを用いて利用される。
【０１４５】
図７は、本発明の例示的な実施形態による、受信機１１２のブロック図である。送信機１１０から送信された信号は、受信機１１２の１つ以上のアンテナ６６０によって受信される。任意選択で、より高品質な信号を提供するアンテナからのより高品質な信号の選択を許容するために、及び／又は、アンテナ６６０のうちの１つの信号に基づいてノイズレベルの決定を許容するために、受信機１１２は送信機１１０のアンテナ２３０の数よりも多い少なくとも１つのアンテナ６６０を含む。
【０１４６】
本発明の例示的な実施形態において、受信機１１２は５対のアンテナ６６０を含む。マルチプレクサ６６２は、各アンテナ対から、ただ１つのアンテナ６６０のより良い品質の信号を選択する。選択された信号は、周知の要領で、ダウンコンバータ６６４及びＤ／Ａ変換器６６６に通される。
【０１４７】
Ｄ／Ａ変換器６６６が提供するデジタル化された受信ストリームは、アンテナ６６０の信号から送信機１１０のアンテナ２３０が提供する送信ストリームの数と等しい数の受信ストリームを選択する、ＪＳＣＣデコーダ６６８に渡される（図２Ｂ）。本発明の一部の実施形態において、受信ストリームの選択は、現在最も高いノイズレベルをもつ１つ以上のストリームの信号を破棄することを含む。その後、ＪＳＣＣデコーダ６６８は、既知のＭＩＭＯ方式を使用して、選択したストリームから原送信信号ストリームを任意選択で復元する。最高の信号品質をもつ受信ストリームを選択することに代替して、ＪＳＣＣデコーダ６６８は、全ての受信ストリームを使用して、任意選択で周知の要領でオーバーコンプリートな連立方程式を解くことによって、原送信信号ストリームを復元する。
【０１４８】
本発明の一部の実施形態において、再構成された信号ストリームに基づいて、送信機１１０と受信機１１２との間のリンクにおけるノイズレベルが決定される。任意選択で、受信ストリームの１つ（例えば、送信信号ストリームの再構成に使用されないストリーム）から再構成された信号ストリームの影響を除去することによって、ノイズレベルが決定される。任意選択で、もしノイズレベルが所定の閾値を超えていれば、送信機１１０は使用する伝送周波数チャネルを変更するように指示する。
【０１４９】
ＪＳＣＣデコーダ６６８は、それらの粗部を復元するために、精細部をあたかもノイズであるかのように無視して、再構成された信号ストリームを復号化する。その後、再構成された信号は、任意選択で空間ウィナーフィルタ（例えば、ベクトル・ウィナーフィルタなど）によってノイズを除去するためにフィルタがかけられ、精細部が復元される。
【０１５０】
復号化された粗信号は、任意選択で、映像圧縮解除ユニット６７２によって圧縮解除され、音声信号は音声圧縮解除ユニット６７４によって圧縮解除される。圧縮解除された映像信号は、次いで加算器６８８において精細部信号に加算される。
【０１５１】
本発明の一部の実施形態において、バッファ６７０は復号化された信号を、それらが圧縮解除されるまで一時的に保存する。バッファ６７０と２１２（図２）は、任意選択で、欠落データの再送信を要求して受信するのに十分な所要時間に対する受信データを保存するのに十分な大きさを有する。本発明の例示的な実施形態において、バッファサイズは、１〜２画像ラインを表現するデータのサイズにシステム１００の往復遅延時間を乗じたサイズに等しく、約３０〜６０Ｋである。
【０１５２】
アップリンクパス６８０は、データの再送信を要求するために、及び／又は、例えば現在使用している周波数帯でのノイズが原因で送信する周波数帯を変更するよう送信機１００に指示するために任意選択で使用される。任意選択で、受信データに高い誤り率が検出された場合、及び／又は、送信機１１０から受信機１１２へのチャネルが別の方法でノイズが多いと判断された場合には、受信機１１２は伝送に適した帯域を見つけるために他の利用可能な帯域をスキャンする。本発明の一部の実施形態において、最もノイズレベルの低い１つ又は複数のサブバンドを見つけるために、受信機１１２は全ての利用可能な帯域をスキャンする。代替的に、所定の閾値より低いノイズレベルをもつ帯域が見つかるまで、受信機１１２は帯域を逐次スキャンする。次いで受信機１１２は、新たに選択した帯域でデータを送信するように、アップリンクパス６８０を経由して送信機１１０に指示する。
【０１５３】
本発明の一部の実施形態において、送信機１００からの送信と干渉することなく受信機が現在使用されている帯域のノイズレベルを決定できるようにするために、送信機１１０は周期的に送信に短い休止を入れる。代替的に、データが送信機１１０から送信されている間に、受信機１１２はノイズレベルを決定する。本発明の一部の実施形態において、この代替手段によれば、この瞬断から、任意選択で瞬断のパワーの増大を決定することによって、ノイズが決定される。本発明の別の実施形態においては、受信信号が伝送データから削除された後で、信号検出に使用されるアンテナの倍数に基づいてノイズが決定される。
【０１５４】
図８は、本発明の例示的な実施形態による、送信機１１０（図２）の代わりに使用できる送信機８００のブロック図である。送信機８００において、色成分の粗部が別々のアンテナを経由して送信されるように、各色成分は別々に処理される。送信機８００は、その各々が画像の色成分（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分）に対応する３つのアンテナ２３０を含む。圧縮ユニット８０２は、色成分、粗部８０４及び精細部８０６の各々に対して提供される。本発明の例示的な実施形態において、精細部８０６は、各画素に対して、−１、０、１のいずれかの補正値を含む。任意選択で、各色成分の粗部８０４は、画素あたり２．１３ビットの平均データ転送速度をもつ。粗部８０４は、任意選択で、暗号化ユニット８０８によって暗号化され、ＦＥＣユニット８１０によって符号化される。任意選択で、ＦＥＣユニット８１０は比較的に中程度の７／８レートＦＥＣを使用する。符号化された粗部８０４は、例えば３２ＱＡＭマッピングを用いて、マッパー８１２によってマップされる。残りの部分８０６は、例えば９点ＱＡＭマッピングを用いて、マッパー８１４によってマップされる。マップされた粗部および精細部は、任意選択で、図２及び図４を参照して実質的に上述したような後処理８１８に渡される。本発明の例示的な実施形態において、アンテナ２３０は３１メガ・シンボル毎秒の速度でデータを送信する。
【０１５５】
図９は、本発明の例示的な実施形態による、画像９００の画素の圧縮の順序の略図である。図１０は、本発明の例示的な実施形態による、画像圧縮において実行される処理のフローチャートである。
【０１５６】
画像は複数の同じサイズのブロック（例えば、４×８画素ブロック）に分割される（９００）。図９では、簡単にするために、ブロック９０２、９０４、９０６、９０８及び９１０のみが図示されている。左端及び／又は上端ブロック（例えば、９０２、９０４、９０６及び９０８）は任意の既知の方法で符号化される。各非末端ブロック（例えば、ブロック９１０）については、ブロック９１０の最も右下の画素（Ａ１と印す）が第１ステージで符号化される（９５２）。第２ステージでは、画素Ａ１とブロック９０４及び９０８の画素Ｒ１との間にある画素Ｂ２及びＢ３に対する補間値が、画素Ａ１及びＲ１の値に従って決定される（９５４）。画素Ｂ２とＢ３の実際の値の間の差分と補間値が符号化される（９５６）。第３ステージでは、画素Ｂ２、Ｂ３とブロック９０４及び９０８の画素Ｒ２のうちの２つ以上に基づいて、画素Ｃ４に対する予測値が計算される（９５８）。画素Ｃ４の実際の値とその予測値との差分が符号化される（９６０）。第４ステージでは、現在のブロックの既に符号化されている画素と、可能であればブロック９０４及び９０８の値とに基づいて、画素Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７およびＤ８に対する予測が生成される（９６２）。実際の値と予測値との差分が符号化される（９６４）。
【０１５７】
第４ステージでは、ブロック９１０の残りの画素に対する予測値が生成され（９６６）、実際の値と予測値との差分に基づいて画素が符号化される（９６８）。
【０１５８】
これらのステージは、任意選択で、画像の全てのブロックに対して繰り返される。任意選択で、各ブロックがその上のブロックとその左のブロックが既に符号化された後で符号化されるような順序で、ブロックは符号化される。もしブロックが違う方向に（例えば右から左へ）符号化されるならば、ブロックはそれに応じて符号化される。
【０１５９】
本発明の一部の実施形態において、符号化される画素には位置マーカーが周期的に（例えば４ラインごとに）追加される。そのため、もしノイズが原因で配列が失われても、画像の小部分だけが失われることになる。
【０１６０】
本発明の一部の実施形態において、末端ブロックは非末端ブロックに用いられるものと同じ方法を使用して符号化される。任意選択で、存在しないブロックに既定値（０や平均画像値など）が割り当てられる。
【０１６１】
画素値の間の差分やそれらの予測値の符号化は、任意選択で符号ブックを用いて実行される。本発明の一部の実施形態において、そのブロックにおける特定の画素の位置に従って、及び／又は、画像におけるブロックの位置に従って、異なるコンテキストに対して異なる符合ブックが使用される。代替的に又は付加的に、異なるコンテキストは画素の予測値に従って定義される。
【０１６２】
代替的に、変化しない差分の記載を含む、任意の他の符号化方式が使用される。
【０１６３】
図１０の方式は、複数のブロックを並列に圧縮することを可能にする。任意選択で、各画像は、別々に符号化される所定の数（例えば、８、１６、３２）の縦ストリップに分割される。本発明の一部の実施形態において、各ストリップは、ストリップの完全に独立した圧縮を可能にするために、前回のストリップの代わりに任意の値（例えば、ゼロ）を使用する。分割が画像の並列圧縮（圧縮をより高速かつより単純にする）を可能にする限り、圧縮効率における結果的な損失は無視できる。
【０１６４】
代替的に又は付加的に、予測値からの差分の符号化が完全に並列で実行される一方で、予測は部分的に並列に、かつ部分的に直列に行われる。
【０１６５】
図１０の方式は、このようにして画像ドメインにおける圧縮方式の簡単な並列実行を可能にし、約５０％の圧縮率を達成する。
【０１６６】
本発明の一部の実施形態において、実際の値と予測値との間の差分が全体として符号化される。代替的に、符号化は所定の誤差レベルまでの差分を表現する。
【０１６７】
任意選択で、粗部が全ての画素の符号化を含む一方で、精細部は、許容される誤差レベルが原因となる、符号化の結果と実画像との差分を含む。任意選択で、多くの他の画素（例えば、Ａ１、Ｂ３およびＢ３）の推定に使用された画素の一部は、誤差無く符号化される。従って、これらの画素の精細部の値は不要である。
【０１６８】
代替的に、その画素の一部の値が全体として精細部に送信される一方で、粗部はその画素の一部に対する値を含む。更に代替的に又は付加的に、粗部と精細部との間の非線形分割が用いられる。例えば、画素値の対数表示が用いられる。
【０１６９】
本発明の一部の実施形態において、圧縮画像は粗部、第１の補正部および第２の補正部の３つの部分で伝送される。任意選択で、粗部は一部の画素の符号化された値（例えば、Ａ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、及びＤ８）を含むが、一方で残りの画素の値は最大許容誤差レベルまでの精度で第１の補正部に含まれる。第２の補正部は、最大許容誤差レベル内で誤差を補正するために、残りのデータを表現する。
【０１７０】
第１の補正部は、任意選択で、粗部と同じコンスタレーションを使用して、しかし比較的に弱いＦＥＰ保護を使って、伝送される。代替的に、粗部及び２つの補正部に対して３つのコンスタレーションが定義される。第１の補正部のコンスタレーションは、粗部の復号化と干渉しない、端から端まで（側面間）の総広がりをもつ。同様に、第２の補正部のコンスタレーションは、第１の補正部の復号化と干渉しない、端から端まで（側面間）の全振幅をもつ。
【０１７１】
非隣接基底値に基づく補間予測の使用は、図１０例示的な実施形態におけるように、平均して、他の方式よりも良好な圧縮を提供する。図１０における画素符号化の順序及び／又は各ステージにおいて符号化される個々の画素は一例として示されたものであって、本発明によって多くの他の画素が使用されることもある。更に、本発明によって他のブロック・サイズのブロックが使用され得ることを指摘しておきたい。図１０の方式の様々な可能な実施が、２００４年７月２１日に出願された「補間画像圧縮（Interpolation Image Compression）」と題する米国仮特許出願第６０/５９０，１９７号に記載されている。
【０１７２】
上述の通り、本発明の一部の実施形態において、多重解像度信号を搬送するためにＭＩＭＯリンクが使用される。本発明の別の実施形態において、汎用化せずにアナログ信号を搬送するためにＭＩＭＯリンクはが使用される。例えば、アナログテレビ信号は複数（例えば、４〜５）のサブバンドに分割される。全てのサブバンドは、伝送用の単一の周波数帯域に変換される。本発明の一部の実施形態において、アナログテレビ信号の同期信号は、サブバンド間の同期損失を防ぐために、単一のサブバンドのみに含まれる。
【０１７３】
本発明の別の実施形態において、アナログ無線信号はアナログＭＩＭＯを用いて伝送される。アナログＭＩＭＯの使用は、無線伝送用に指定された周波数帯で使用できるチャネル数を増やすために用いられる。
【０１７４】
上記の説明はビデオ画像の伝送に関連するが、本発明の原理は、値の全内容に満たないものを受信する（すなわち、データ損失は許容されるが、望ましくはない）他のデータに対しても使用できる。例えば、音声ファイル及び／又はスチール写真画像を伝送するために本発明の原理が使用されてもよい。本発明の例示的な実施形態において、ワードプロセッサの文書を伝送するために本発明の原理が使用されてもよい。文書は重要データ（例えば、文書の内容）と非重要データ（例えば、ワードプロセッサ・ツールの書式、テキストの書式）の形式に整理される。任意選択で、受信機はデータが損失したことを判断し、損失データについてユーザに通知する。本発明の一部の実施形態において、ユーザは損失したデータについて通知を受けるかどうか選択できる。
【０１７５】
上記の説明はローカルな無線伝送に関連するが、クロストークをもつ多条ワイヤ及び／又はセルラー無線リンクなど、他のノイズの多い環境において本発明の原理が使用され得ることを指摘しておきたい。
【０１７６】
上記の説明においては全ての映像表現が全くデータ損失無く受信機に伝送されるが、本発明の一部の実施形態においては、精細部２０８は  粗部２０６と原データとの間の矛盾を訂正しない。例えば、最大矛盾は±３以下の値をもつことができる一方で、±２以下の矛盾だけが伝送される。本発明の別の例示的な実施形態において、±１以下の矛盾だけが伝送される。
【０１７７】
当然のことながら、上記で説明した方式及び装置は、装置について使用される的確な実施の変更を含め、多様に変形することができる。やはり当然のことながら、上記で説明した方式及び装置は、方式を実行する装置および装置を使用する方式を含むと解釈されるべきものである。
【０１７８】
一例として提供され、また本発明の範囲を制限することを意図しない、限定されない実施例の詳細な説明を用いて本発明が説明されてきた。例えば、ビデオ画像は、様々な形式の低解像度の又は高解像度のビデオ画像であってもよい。本発明の一部の実施形態において、本発明の方法（例えば、図１０の１つ以上の圧縮方式、画像ドメイン圧縮の使用と粗部および精細部への分割）が  少なくとも毎秒４５、４８、６０、更にはそれ以上のフレームを含む画像に適用される。代替的に又は付加的に、本方法は、１００、３００、５００、６００、更には９００メガビット毎秒以上の非圧縮データ転送速度をもつ映像ストリームに適用される。従来、そのような高データ転送速度・超強力圧縮方式は、高度の複雑さを要するものが一般に使用されていた。
【０１７９】
本発明の例示的な実施形態において、本発明の方式は、１．２ギガビット毎秒超、更には１．４ギガビット毎秒超の非圧縮データ転送速度をもつストリームに適用される。
【０１８０】
当然のことながら、１つの実施形態について説明される特徴及び／又は工程は他の実施形態においても使用することができ、また、必ずしも全ての本発明の実施形態が個々の図面に示され、又は実施形態の１つについて説明される特徴及び／又は工程の全てを有するものではない。例えば、図１０の方式は、実質的に任意の画像圧縮を必要とする任意の応用に使用することができる。本発明の一部の実施形態において、図１０の圧縮方式は、送信機１１０から受信機１１２への伝送に使用することができる。
【０１８１】
本発明の一部の実施形態において、結果圧縮映像表現を粗部および精細部に分割せずに、無線伝送用の画像ドメイン圧縮が使用される。画像ドメイン圧縮の使用は、過渡ノイズやフェーディングに比較的に敏感でない。
【０１８２】
当業者は説明した実施形態の変形に想到することができる。
【０１８３】
上記に説明した実施形態の一部は発明者の考える最良の形態を説明しており、従って、本発明に必要ではない構造、動作又は構造及び動作の詳細を含むことがあり、それらは例として記載されていることを指摘しておきたい。ここで説明される構造および動作は、たとえ構造又は動作が異なっていても、従来知られているような、同じ機能を果たす均等物によって交換可能である。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲で使われる要素及び限定によってのみ限定される。特許請求の範囲にて使用される表現「〜からなる（comprise）」、「〜を含む（include）」、「〜をもつ／有する（have）」及びそれらの縁語は、「〜含むが、これに限定されない（including but not limited to）」を意味する。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、無線伝送システムの略図である。
【図２Ａ】本発明の例示的な実施形態による、無線伝送装置の略ブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の例示的な実施形態による、無線伝送装置の略ブロック図である。
【図３Ａ】本発明の例示的な実施形態による、映像圧縮処理のフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明の例示的な実施形態による粗部と精細部とのデータ転送速度の配分の決定において実行される処理のフローチャートである。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、ジョイント・ソース・チャネル符号化装置の略ブロック図である。
【図５Ａ】本発明の例示的な実施形態による、精細データが重畳された粗画像データのマッパーによって提供されるシンボルのコンスタレーションの略図である。
【図５Ｂ】本発明の例示的な実施形態による、精細データが重畳されていない粗画像データのマッパーによって提供されるシンボルのコンスタレーションの略図である。
【図５Ｃ】本発明の例示的な実施形態による、精細データのマッパーによって提供されるシンボルのコンスタレーションの略図である。
【図５Ｄ】本発明の例示的な実施形態による、映像伝送に使用されるコンスタレーションの略図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態による、チャネル上のノイズ及びチャネル稼働率を考慮した、時間に関するチャネルの例示的な帯域幅容量の略グラフである。
【図７Ａ】本発明の例示的な実施形態による、無線受信機の略ブロック図である。
【図７Ｂ】本発明の例示的な実施形態による、無線受信機の略ブロック図である。
【図８】本発明の別の例示的な実施形態による、送信機の略ブロック図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態による、画像のピクセルの圧縮の順序の略図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による、画像圧縮において実行される処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８５】
１００  無線伝送システム
１０２  ケーブル
１０４  セットトップボックス
１０６  ビデオデッキ
１０８  画面装置
１１０  無線送信機
１１２  無線受信機
１１４  無線リンク
１１８  アナログ・フロントエンド
【図１】
2007507147.tif 000003
【図２Ａ】
2007507147.tif 000004
【図２Ｂ】
2007507147.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2007507147.tif 000010
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2007507147.tif 000012
【図６】
2007507147.tif 000013
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2007507147.tif 000015
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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