(57)【要約】  ソースデータの無線通信のために、所定の利用可能な帯域幅に応じて符号化ビットレートを動的に変更するために用いる方法、装置及びシステムを提供する。動的ビットレート割当符号化方法は、第１の利用可能な帯域幅を検出し、第１の利用可能な帯域幅に応じて、第１の符号化ビットレートを決定し、第１の符号化ビットレートで信号を符号化し、利用可能な帯域幅の変化を検出して、第２の利用可能な帯域幅とし、第２の利用可能な帯域幅に応じて、第２の符号化ビットレートを決定し、第２の符号化ビットレートで信号を符号化する。動的ビットレート割当符号化方法は、さらに、信号の次フレームの符号化を含んでいる。動的ビットレート割当符号化方法は、さらに、第１の符号化ビットレートで符号化した信号をリアルタイムで無線送信し、第２の符号化ビットレートで符号化した信号をリアルタイムで無線送信する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビットレートを動的に割り当てて符号化する動的ビットレート割当符号化方法において、
第１の利用可能な帯域幅を検出するステップと、
上記第１の利用可能な帯域幅に応じて、第１の符号化ビットレートを決定するステップと、
上記第１の符号化ビットレートで信号を符号化するステップと、
上記利用可能な帯域幅の変化を検出して、第２の利用可能な帯域幅とするステップと、
上記第２の利用可能な帯域幅に応じて、第２の符号化ビットレートを決定するステップと、
上記第２の符号化ビットレートで信号を符号化するステップとを有する動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項２】
上記第２の符号化ビットレートで信号を符号化するステップは、該信号の次フレームの符号化を含むことを特徴とする請求項１記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項３】
上記第１の符号化ビットレートで符号化した信号をリアルタイムで無線送信するステップと、
上記第２の符号化ビットレートで符号化した信号をリアルタイムで無線送信するステップとをさらに有する請求項２記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項４】
リモートの受信装置から信号品質統計を受信するステップをさらに有し、
上記利用可能な帯域幅の変化の検出は、該変化を上記信号品質統計に基づいて検出することを特徴とする請求項３記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項５】
上記受信装置において信号品質が低下したかを判定するステップをさらに有し、
上記利用可能な帯域幅の変化の検出は、該利用可能な帯域幅の減少を検出し、
上記第２の符号化ビットレートを決定するステップは、該第２の符号化ビットレートが上記第１の符号化ビットレートよりも低くなるように符号化ビットレートを下げることを特徴とする請求項４記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項６】
上記受信装置において信号品質が向上したかを判定するステップをさらに有し、
上記利用可能な帯域幅の変化の検出は、該利用可能な帯域幅の増加を検出し、
上記第２の符号化ビットレートを決定するステップは、上記第２の符号化ビットレートが上記第１の符号化ビットレートよりも高くなるように符号化ビットレートを上げることを特徴とする請求項４記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項７】
上記第１の利用可能な帯域幅を検出するステップは、上記信号のフレーム毎に該第１の利用可能な帯域幅を検出することを特徴とする請求項３記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項８】
変調方式を変更するステップをさらに有し、
上記利用可能な帯域幅の変化の検出は、上記変更された変調方式に基づいて利用可能な帯域幅を決定することを特徴とする請求項１記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項９】
順方向誤り訂正符号化を変更するステップをさらに有し、
上記利用可能な帯域幅の変化の検出は、上記変更された順方向誤り訂正符号化に応じて決定することを特徴とする請求項１記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項１０】
ビットレートを動的に割り当てて符号化する動的ビットレート割当符号化方法において、
無線送信する信号を第１の符号化ビットレートで符号化するステップと、
通信パスの利用可能な帯域幅のエンベロープの第１の変化を検出するステップと、
上記利用可能な帯域幅のエンベロープの第１の変化が所定の閾値を上回るかを判定するステップと、
上記第１の変化後の利用可能な帯域幅のエンベロープを判定するステップと、
上記利用可能な帯域幅のエンベロープの第１の変化が上記所定の閾値を上回る場合、上記判定された利用可能な帯域幅のエンベロープに応じて、信号品質を維持する第２の符号化ビットレートを決定するステップと、
上記信号の次フレームから上記第２の符号化ビットレートでの符号化を開始するステップとを有する動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項１１】
上記判定された利用可能な帯域幅のエンベロープ内で送信することができる最大の符号化ビットレートを判定するステップをさらに有し、
上記第２の符号化ビットレートで符号化を開始するステップは、上記判定された最大の符号化ビットレートに基づいて符号化を開始することを特徴とする請求項１０記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項１２】
上記利用可能な帯域幅のエンベロープの第２の変化を検出するステップと、
上記利用可能な帯域幅のエンベロープの第２の変化に応じて、第２の利用可能な帯域幅のエンベロープを判定するステップと、
上記判定された第２の利用可能な帯域幅のエンベロープに応じて、第３の符号化ビットレートを決定するステップと、
上記信号を上記第３の符号化ビットレートで符号化し、符号化信号を無線送信するステップとをさらに有する請求項１０記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項１３】
符号化ビットレートを調整するかを１フレーム置きに判定するステップをさらに有する請求項１２記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項１４】
上記第２の符号化ビットレートを決定するステップにおいて、該第２の符号化ビットレートを上記第１の符号化ビットレートよりも低くなるように決定することを特徴とする請求項１３記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項１５】
上記利用可能な帯域幅のエンベロープが帯域幅閾値を上回るかを判定するステップと、
直前のフレームにおいて、上記利用可能な帯域幅のエンベロープが帯域幅閾値を上回っていたかを判定するステップとをさらに有し、
上記第２の符号化ビットレートを決定するステップにおいて、該第２の符号化ビットレートを上記第１の符号化ビットレートよりも高くなるように決定することを特徴とする請求項１０記載の動的ビットレート割当符号化方法。
【請求項１６】
ソースデータを受信し、該ソースデータの少なくとも一部を無線配信する中央制御装置を備え、
上記中央制御装置は、
上記ソースデータの少なくとも一部を、符号化ビットレートを動的に変化させて符号化するエンコーダと、
上記エンコーダに接続され、上記符号化されたソースデータの少なくとも一部を送信する送信機と、
上記エンコーダに接続され、受信した統計に基づいて利用可能な帯域幅を判定し、該判定された利用可能な帯域幅に応じて上記符号化ビットレートを決定する制御装置とを有し、
上記制御装置は、上記決定した符号化ビットレートで符号化する命令を上記エンコーダに送出することを特徴とする無線マルチメディアシステム。
【請求項１７】
上記制御装置は、上記利用可能な帯域幅及び上記符号化ビットレートを１フレーム置きに決定することを特徴とする請求項１６記載の無線マルチメディアシステム。
【請求項１８】
上記制御装置、エンコーダ及び送信機に接続され、上記符号化されたソースデータが供給され、該符号化されたソースデータを該送信機に供給するＦＩＦＯをさらに備え、
上記制御装置は、上記符号化ビットレートを決定する際に、上記ＦＩＦＯの充填レベルを監視することを特徴とする請求項１６記載の無線マルチメディアシステム。
【請求項１９】
上記中央制御装置に無線接続されたリモート装置をさらに備え、
上記中央制御装置は、上記決定された符号化ビットレートで符号化されたソースデータの少なくとも一部を上記リモート装置に無線配信することを特徴とする請求項１６記載の無線マルチメディアシステム。
【請求項２０】
上記中央制御装置は、さらに、上記制御装置に接続され、該制御装置から上記符号化ソースデータが供給され、上記統計の少なくとも１つを該制御装置に供給する受信機を有することを特徴とする請求項１９記載の無線マルチメディアシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、動的ビットレート割当てに関し、特に、帯域幅の時間的な変動に伴ってビットレートを動的に割り当てて符号化する動的ビットレート割当符号化に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、各ビデオフレームを、デジタル形式で記録、変換及び／又は保存するときには、多数のビットを必要とする。また、ビデオデータは、多くの場合、毎秒３０フレームのレートで配信される。デジタルデータ量が多く及びそのデジタルデータを配信する速度が速いときには、未使用の（raw）広い帯域幅が必要とされる。放送業者から顧客に完全に揃ったコンテンツ（full content）を配信することは実用的ではない。この欠点は、冗長データを削減するデータ圧縮又は他の圧縮及び符号化方法によって解決することができる。
【０００３】
多くの符号化モデル（例えば、ＭＰＥＧ）では、復号手法を定義し、標準化しているが、多くの場合、エンコーダをどのように動作させるかについては制限又は定義していない。通常、ビデオデータは、固定の帯域幅出力となるように固定ビットレート（constant bit rate：ＣＢＲ）で符号化され、あるいは大きな動き（significant motion）があるシーンに対しては多くのビット数を用い、動きが無いシーンに対しては少ないビット数を用いる可変ビットレート（variable bit rate：ＶＢＲ）で符号化される。ＶＢＲにおいても、所定のトランスポートパイプに対して定められる目標の符号化ビットレート、すなわち最大に利用可能な符号化ビットレートがある。実際の動作においては、従来のエンコーダは、ＣＢＲ値又はＶＢＲ値の何れかによって規定され、符号化を開始し、そのまま符号化出力を生成する。エンコーダは、固定された（ＣＢＲ又はＶＢＲでの）符号化を続ける。符号化ビットレートを変更するには、通常、エンコーダを停止し、パラメータを再定義し、新たなパラメータを検出して用いるようにエンコーダを再構成し、エンコーダを新たなパラメータで再起動する。
【０００４】
幾つかの用途、例えば無線接続を介したデータ伝送においては、利用可能な帯域幅は、動的に且つ突然に変わることがある。ＣＢＲ及びＶＢＲでは、エンコーダは、帯域幅容量に拘わらず、特定の符号化ビットレートで動作し続ける。帯域幅が、コンテンツデータを通信リンク上にＣＢＲ又はＶＢＲで送出するために必要とされるレベルを下回った場合、データが失われ、加入者の表示装置上で映像がフリーズし、及び不連続が生じることがある。同様に、エンコーダは、所定の符号化ビットレートで開始し、その所定の符号化ビットレート（ＣＢＲ又はＶＢＲ）のまま変わらずに動作を続けるために、符号化データが利用可能な帯域幅全体を占めていないときには、帯域が無駄になってしまうことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の及び他の課題を有利に解決するため、ソースデータの無線通信のために、所定の利用可能な帯域幅に応じて符号化ビットレートを動的に変更するために用いる方法、装置及びシステムを提供する。幾つかの実施の形態では、ビットレートを動的に調整して符号化する動的ビットレート割当符号化方法において、第１の利用可能な帯域幅を検出するステップと、第１の利用可能な帯域幅に応じて、第１の符号化ビットレートを決定するステップと、第１の符号化ビットレートで信号を符号化するステップと、利用可能な帯域幅の変化を検出して、第２の利用可能な帯域幅とするステップと、第２の利用可能な帯域幅に応じて、第２の符号化ビットレートを決定するステップと、第２の符号化ビットレートで信号を符号化するステップとを有する動的ビットレート割当符号化方法を提供する。第２の符号化ビットレートで信号を符号化するステップは、信号の次フレームの符号化を含んでいてもよい。動的ビットレート割当符号化方法は、第１の符号化ビットレートで符号化した信号をリアルタイムで無線送信するステップと、第２の符号化ビットレートで符号化した信号をリアルタイムで無線送信するステップとをさらに有していてもよい。
【０００６】
幾つかの実施の形態では、ビットレートを動的に割り当てて符号化する動的ビットレート割当符号化方法において、無線送信する信号を第１の符号化ビットレートで符号化するステップと、通信パスの利用可能な帯域幅のエンベロープの第１の変化を検出するステップと、利用可能な帯域幅のエンベロープの第１の変化が所定の閾値を上回るかを判定するステップと、第１の変化後の利用可能な帯域幅のエンベロープを判定するステップと、利用可能な帯域幅のエンベロープの第１の変化が所定の閾値を上回る場合、判定された利用可能な帯域幅のエンベロープに応じて、信号品質を維持する第２の符号化ビットレートを決定するステップと、信号の次フレームから第２の符号化ビットレートでの符号化を開始するステップとを有する動的ビットレート割当符号化方法を提供する。動的ビットレート割当符号化方法は、判定された利用可能な帯域幅のエンベロープ内で送信することができる最大の符号化ビットレートを判定するステップをさらに有していてもよい。また、第２の符号化ビットレートで符号化を開始するステップは、判定された最大の符号化ビットレートに基づいて符号化を開始してもよい。
【０００７】
本発明に係る動的ビットレート割当符号化方法は、さらに、利用可能な帯域幅のエンベロープの第２の変化を検出するステップと、利用可能な帯域幅のエンベロープの第２の変化に応じて、第２の利用可能な帯域幅のエンベロープを判定するステップと、判定された第２の利用可能な帯域幅のエンベロープに応じて、第３の符号化ビットレートを決定するステップと、信号を第３の符号化ビットレートで符号化し、符号化信号を無線送信するステップとをさらに有していてもよい。
【０００８】
他の実施の形態では、ソースデータを受信し、該ソースデータの少なくとも一部を無線配信する中央制御装置を備え、中央制御装置は、ソースデータの少なくとも一部を、符号化ビットレートを動的に変化させて符号化するエンコーダと、エンコーダに接続され、符号化されたソースデータの少なくとも一部を送信する送信機と、エンコーダに接続され、受信した統計に基づいて利用可能な帯域幅を判定し、該判定された利用可能な帯域幅に応じて符号化ビットレートを決定する制御装置とを有し、制御装置は、決定した符号化ビットレートで符号化する命令をエンコーダに送出する無線マルチメディアシステムを提供する。制御装置は、利用可能な帯域幅及び符号化ビットレートを１フレーム置きに決定してもよい。幾つかの実施の形態では、中央制御装置に無線接続されたリモート装置をさらに備え、中央制御装置は、決定された符号化ビットレートで符号化されたソースデータの少なくとも一部をリモート装置に無線配信してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の上述した及び他の側面、特徴及び効果について、図面を参照しながら詳細に説明する。上述の課題は、以下の詳細な説明に述べる、所定の利用可能な帯域幅に応じて符号化ビットレートを動的に変更するために用いる方法、装置及びシステムによって、少なくとも部分的に解決される。
【００１０】
図面を通して、対応する構成要素には、同じ参照記号を付している。図面は、簡潔且つ分かり易くするための具体例であり、必ずしも一定の倍率で描かれているわけではないことは、当業者に明らかである。例えば、本発明の様々な実施の形態の理解を深めるために、図面には、ある構成要素が比較的誇張した寸法になっていることもある。また、本発明の様々な実施の形態を複雑にしないために、商業的に実施可能な実施の形態においてよく用いられるが、よく知られている構成要素は、通常は図示していない。
【００１１】
以下の実施の形態においては、リモートのマルチメディア機器にローカルのマルチメディアデータを配信するために用いる方法、装置及びシステムについて説明する。また、以下の実施の形態では、リモートのマルチメディア機器にマルチメディア信号を無線で伝送する際に、ビットレートを動的に割り当てる。ビットレートは、帯域幅の変化に合わせて、利用可能な帯域幅を十分に利用できるように調整される。
【００１２】
さらに、以下の実施の形態では、利用可能な帯域幅を監視し、データスループットと信号品質（data throughput signal quality）をより最大限とするために、符号化ビットレートを調整する。この結果、この実施の形態では、リモートの受信装置又は機器における精度及び信号品質をより高くする。また、以下の実施の形態では、利用可能な帯域幅を最大限に用いる。この実施の形態では、利用可能な帯域幅が減少したことを検出すると、符号化ビットレートを動的に下げて、送信するビット量を減少させる。また、ある実施の形態においては、利用可能な帯域幅の増加を検出する。この実施の形態では、利用可能な帯域幅が増加すると、符号化ビットレートを上げて、より精度が高い、拡張された（enhanced）データを更に送信することができる。したがって、これらの実施の形態では、帯域幅の変動に伴って検出される利用可能な帯域幅を十分に利用するように、符号化ビットレートを動的に調整する。
【００１３】
無線のマルチメディアシステム、例えば家庭内の無線マルチメディアシステムにおいて、動作中に帯域幅が変動することはよくあることである。例えば、何か（人間、ペット又は他のもの）が送信装置と受信装置の間を通ると、データの無線通信に使用できる利用可能な帯域幅に悪い影響を及ぼすことがある。従来のシステムでは、固定の符号化ビットレートを用いているため、帯域幅の減少によって信号の伝送に悪影響を与えることがある。従来のシステムは、一定のビットレートで符号化を行っているために、符号化ビット量が利用可能な帯域幅を上回り、データが溜まり、及び／又は最終的な受信信号に悪影響を与えることがある。従来のシステムは、例えばＭＰＥＧエンコーダのような、通常、一旦設定されたパラメータで制御され、そのパラメータを維持して動作するエンコーダを用いている。従来のエンコーダには、固定ビットレートのパラメータが供給される。このパラメータが一旦設定されると、これらのエンコーダは、初期の起動時に、このビットレートのパラメータを検出して、符号化ビットレートを設定し、この１つの固定された符号化ビットレートで動作し続ける。これに代えて、本発明の実施の形態では、帯域幅の変化を検出し、利用可能な帯域幅を最大限に利用するようにビットレートを動的に調整する。
【００１４】
幾つかの従来のシステムでは、可変ビットレートを用いることを示唆しているものもある。しかしながら、これらのシステムは、検出された利用可能な帯域幅のエンベロープに従ってビットレートを動的に調節することはしていない。例えば、ホアン他の米国特許第５６１７１４５号には、規定された固定の帯域幅を使用することが記載されている。固定帯域幅で利用可能なビットレートは、２つのデータ信号（オーディオ信号とビデオ信号）間で割り当てられる。図１は、米国特許第５６１７１４５号に記載されている固定帯域幅１１２を示す概略図である。利用可能な固定帯域幅１１２は、オーディオ信号１１４とビデオ信号１１６とに分割されている。
【００１５】
米国特許第５６１７１４５号では、信号を固定の符号化ビットレートで符号化し、１つのフレームの固定帯域幅のどの程度をオーディオ信号に割り当てたかに基づいて、そのフレームの固定帯域幅の残りのどの程度を、符号化ビデオ信号に割り当てるかを決定している。例えば、音又は雑音が最小又は無いフレームでは、オーディオ信号を大幅に圧縮して、より広い未使用の帯域幅を残すことができる。そして、符号化ビデオ信号のデータ量を用いて、そのフレームの固定帯域幅を埋めるようにしている。同様に、音の多いシーンの間は、オーディオ信号のデータ量が多いので、固定帯域幅をより大きく占め、固定帯域幅における符号化ビデオ信号に利用可能な幅が減少する。米国特許第５６１７１４５号では、オーディオ信号とビデオ信号の２つの信号間で分割された固定ビットレートを採用している。
【００１６】
本発明の実施の形態は、帯域幅が環境又はその他の要因で変化する問題を解決するためのものである。これに対して、米国特許第５６１７１４５号は、規定された固定帯域幅内のデータ量を最大にすることを目的としている。図２は、本発明に基づいて、時間的に変化する帯域幅２１２のエンベロープと、符号化ビットレート２１０の動的割当てとを概略的に示す図である。符号化ビットレート２１０は、帯域幅の時間的変動によって測定された利用可能な通信帯域幅のエンベロープに応じて、動的に割り当てられる。ある期間、例えば指示番号２１４で示す期間、帯域幅は最大になる。このような場合、実施の形態では、符号化ビットレートを最大にする。同様に、利用可能な帯域幅が最小に減少すると（指示番号２１６で示す）、実施の形態では、符号化ビットレートを最低レベルに下げる。
【００１７】
帯域幅は、１つの信号に対して定めてもよく、２つ以上の信号に分割してもよい。２つ以上の信号間で割り当てる場合、帯域幅２１２は、等量に分割してもよく、及び／又は何らかの重み基準によって定まるように分割してもよい。幾つかの実施の形態において、第１の信号が、その信号に割り当てられた帯域を完全には使用しない場合、第２の信号が、第１の信号に割り当てられた帯域の未使用部分を使用することができる。また、１つ以上の信号のそれぞれの符号化は、測定された帯域幅２１２のエンベロープに応じて、動的に変化する。エンコーダを採用した幾つかのマルチメディア機器、例えばパーソナルビデオレコーダ（例えばTivo（商標）、ReplayTV（商標）、DirecTV（商標）及び同様の他のレコーダ）では、符号化ビットレートを設定することができる。しかしながら、これらの符号化ビットレートは、通常、記録毎に設定され、記録の間はその符号化ビットレートが用いられる。例えば、パーソナルビデオレコーダ機器では、例えば最小メモリから最高品質までの可能な４つの品質レベルのうちの１つで記録することができる。ユーザは、記録品質を選択すると、パーソナルビデオレコーダは、利用可能なメモリ及び／又は記録時間に基づいて、使用する帯域幅を決定することができる。一旦帯域幅を決定すると、パーソナルビデオレコーダは、固定の符号化ビットレートのパラメータを設定する。パーソナルビデオレコーダのエンコーダは、記録の直前に、この符号化ビットレートのパラメータを調べ、符号化のビットレートを１回設定する。このビットレートは、設定されると番組／記録が終了するまで変更されない。エンコーダは、一旦設定されると、外部から影響されずに動作する。
【００１８】
これに代えて、本発明の実施の形態では、利用可能な帯域幅を監視し、利用可能な帯域幅の変動に応じて、符号化ビットレートを調整する。このように、幾つかの実施の形態では、符号化ビットレートを連続的に調整し、信号の受信を最大にする。幾つかの実施の形態では、ビットレートの調整を単純化し、起こり得るビットレートの急な変更を減らすために、ビットレートは、１フレーム毎、１フレーム置き、あるいは他の類似した周期で変更することができる。さらに、幾つかの実施の形態では、ビットレートの変更を開始する前に、帯域幅の変化が、変更帯域幅閾値（changed bandwidth threshold）を超えるかを判定する。これにより、符号化ビットレートの急な変更を減らすことができ、また、帯域幅の変化が小さいために、影響が小さいときには、符号化ビットレートを変更しないようにすることができる。同様に、ヒステリシスを設け、符号化ビットレートの急な変更を減らすことができる。
【００１９】
さらに、本発明の実施の形態では、決定された符号化エンベロープ（defined encoding envelope）の変動を用いる。すなわち、符号化エンベロープは、測定された利用可能な帯域幅に基づく最大符号化ビットレート及び最小符号化ビットレートによって決定される。この決定符号化エンベロープにより、エンコーダは、決定符号化エンベロープ内で細かい調整をする余地（leeway）が得られ、信号品質をより最適化することができる。一方、従来のシステム、例えばＭＰＥＧシステムでは、符号化エンベロープを定義することができるが、これらの符号化エンベロープは、固定されたものである。符号化ビットレートは、最大符号化ビットレート及び最小符号化ビットレートが設定された限定的且つ固定のエンベロープ内において、最小限に変化する。エンコーダは、これらの固定された範囲内で動作するが、最大符号化ビットレート及び最小符号化ビットレートは変化しない。
【００２０】
これに対して、本発明の実施の形態では、符号化エンベロープを動的に調整する。最大及び／又は最小の符号化ビットレートは、検出された利用可能な帯域幅に基づいて、上下に調整することができる。エンコーダは、検出された帯域幅の変動に基づいて変化する符号化ビットレートの範囲内で符号化することができる。
【００２１】
従来のエンコーダは、複数のパスを設け、及び／又は符号化するデータを解析することができるように設計されたものもある。これにより、これらのエンコーダは、データ量がどのように変動するかがわかる。データ量がどのように変動するかを知ることにより、エンコーダは、ビットの配分を最適化し、複雑な符号化を行うことができる。しかしながら、これらのエンコーダは、リアルタイムシステムでは動作することができない。リアルタイムの符号化は、複数のパスを可能にする処理を実行する時間が十分にはないため、このような符号化方式を使用することができない。
【００２２】
本発明は、複数のパスを実行すること無く、リアルタイムビデオストリーミングにおいて採用することができる。他の実施の形態では、リアルタイムデータ信号の符号化を最適化するために、符号化ビットレートを即座に変更して、１つ以上のリモート装置に無線で送信する。
【００２３】
例えば８０２．１１のような幾つかの無線通信方式では、受信信号のエラーを検出したときに、受信装置にデータを再送信することができる。受信装置が１フレーム内にエラーを検出した場合、受信装置は、少なくとも当該フレームの再送信を要求する。リアルタイムストリーミングビデオでは、再送信可能な時間が無い。リアルタイムストリーミングビデオ及び／又はオーディオでは、エラーが検出され、再送信要求がされるまでに、マルチメディアデータは進み、再送信データは、現データではなくなり、使用できなくなってしまう。例えば、ビデオ信号では、受信装置においてエラーを検出し、再送信を要求するまでに、ビデオデータは新たなシーンに進み、再送信データを表示すると、現フレームを壊してしまう。このように、マルチメディアデータの正確な通信は、マルチメディア配信システムにおいて極めて重要である。本発明の実施の形態では、符号化ビットレートを動的に調整することにより、利用可能な帯域幅を最大限に使用し、リアルタイムデータ通信の受信装置における受信データの正確さを保証することができる。
【００２４】
図３は、一実施の形態における分散無線通信システム３１０の構成を示すブロック図である。分散無線通信システム３１０は、例えば、ローカル又はリモートのマルチメディアデータ（ケーブルテレビジョン、衛星テレビジョン、ペイパービュー方式の映画、インターネットデータ／オーディオデータ／ビデオデータ、映画ＤＶＤ、音楽ＣＤ、ソフトウェア、電子ゲーム、他の類似したマルチメディアデータ等）にアクセスする家庭内の無線マルチメディア配信システムとして用いることができ、マルチメディアデータを有線又は無線でリモート装置３１４〜３１７に配信し、１人以上のユーザがマルチメディアデータにアクセスできるようにしている。分散無線通信システム３１０は、データにアクセスし、配信する中央制御装置３１２を備える。例えば、中央制御装置３１２は、マルチメディアデータを受信し、配信するように構成されたコンピュータ、プロセッサ、サーバ、セットトップボックス、他の類似した装置、又はこれらの組合せであってもよい。
【００２５】
幾つかの実施の形態において、中央制御装置３１２は、１つ以上の外部ネットワーク３２０に接続することができ、外部ネットワーク３２０からデータを受信及び／又は検索する。外部ネットワーク３２０は、データをそこから受信及び／又は検索することができるケーブルテレビジョンネットワーク、地上波通信ネットワーク、インターネット、ＰＳＴＮネットワーク、複数のネットワークの組合せ及び／又は他の類似したネットワークであってもよい。また、幾つかの実施の形態において、中央制御装置３１２は、外部ネットワーク３２０及び／又は外部ネットワーク３２０に接続されたリモート装置とデータを送受信することができる。中央制御装置３１２は、さらに、データを受信する装置、例えばアンテナ３２２、衛星アンテナ３２４に接続することができる。また、中央制御装置３１２は、メモリ３２６を備え、メモリ３２６は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ及び他の類似したメモリであってもよい。メモリ３２６は、中央制御装置３１２によって受信されたデータコンテンツを保存し、また、中央制御装置３１２によってアクセスされるデータ（例えば、ＤＶＤに保存された映画、ＣＤに保存された音楽等）を予め保存することができる。
Ｐ１０・１４０
幾つかの実施の形態において、中央制御装置３１２は、ネットワーク、地上波通信ネットワーク又は他のソースから／にデータを受信／送信することができる他の装置、例えばセットトップボックス、エンタテインメントセンタ、コンピュータ、プロセッサ、サーバ、機器の組合せ又は他の装置の一部であってもよい。これに代えて及び／又は加えて、中央制御装置３１２は、配線によって、データを受信及び／又は配信するコンピュータに直接接続することもできる。同様に、中央制御装置３１２は、マルチメディアプレーヤ、例えばＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、電子ゲーム機器（例えば、ソニー株式会社製のPlayStation（商標））及び他の類似した装置に配線で接続することもできる。
【００２６】
分散無線通信システム３１０は、さらに、リモート装置３１４〜３１７を備える。リモート装置３１４〜３１７によって、ユーザは、他のリモート装置に保存されているデータ、中央制御装置３１２に保存又は挿入されているデータ、及び／又は中央制御装置３１２が外部ネットワーク３２０、アンテナ／衛星又は他の手段を介してアクセスできるデータにアクセスすることができる。リモート装置３１４〜３１７は、中央制御装置３１２に無線で接続され、中央制御装置３１２及び／又はそれ自体の送信及び受信能力によって制限される所定の範囲内をローミングすることができる。あるいは、リモート装置３１４〜３１７は、中央制御装置３１２に直接接続され、中央制御装置３１２とデータを送受信することができる。
【００２７】
リモート装置３１４〜３１７は、実質的に、中央制御装置３１２から／にデータを受信及び／又は送信することができる如何なる装置であってもよい。例えば、リモート装置３１４〜３１７は、中央制御装置３１２と通信することができるテレビジョン受信機、コンピュータ、電子ゲーム機器（例えば、ソニー株式会社製のPlayStation（商標））及び他の装置であってもよい。
【００２８】
図４は、分散無線通信システム３１０の中央制御装置３１２と、１つのリモート装置３１４との構成を示すブロック図であり、中央制御装置３１２は、リモート装置３１４に、オーディオ及び／又はビデオデータを送信し、リモート装置３１４は、それを表示及び／又は使用する。図３及び図４に示すように、送信側の中央制御装置３１２と受信側のリモート装置３１４との対が、家庭内のような専用の及び物理的に制約のある環境において用いられる場合、分散無線通信システム３１０が実現される。中央制御装置３１２は、１つ以上のオーディオ／ビデオ信号４４０を、１つ以上のデータソース４４２、例えば外部ネットワーク３２０、アンテナ３２２を介した地上波通信ネットワーク、衛星アンテナ３２４を介した衛星通信ネットワーク、ＤＶＤプレーヤ又は他の類似したソース等から受信する。オーディオ／ビデオ信号４４０は、エンコーダ４４４に供給される。通常、オーディオ／ビデオ信号４４０には、エンコーダ４４４に供給される前に、復調、伸長、復号、受信の確かさのチェック及び／又は従来知られているような同様の処理が施される。さらに、幾つかの実施の形態においては、１つ以上の受信オーディオ／ビデオ信号４４０は、分離及び／又は選択されて、１つ以上のエンコーダ４４４に供給される。
【００２９】
エンコーダ４４４は、オーディオ／ビデオ信号４４０を、制御装置４５０及び分散無線通信システム３１０によって決定される所定のパラメータに基づいて符号化する。また、エンコーダ４４４は、オーディオ／ビデオ信号４４０を、無線通信リンク４６０上の利用可能な通信帯域幅に応じて符号化する。データソース４４２からのオーディオ／ビデオ信号４４０は、空間的及び時間的冗長を減らすように符号化されるとともに、現在決定されているビット配分を満たす圧縮データ、例えば圧縮画像を生成する他の方法を用いて、符号化される。符号化信号は、送信機４５２に供給され、送信機４５２は、符号化信号を無線通信リンク４６０を介して送信する。幾つかの実施の形態において、送信機４５２は、さらに、受信側のリモート装置３１４が単独のビットエラー及び短いバーストエラーを訂正できるように、データに誤り訂正符号を付加して冗長のマージン（margin of redundancy）を加える。符号化され、エラー訂正符号が付加されたデータは、無線通信リンク４６０上を無線伝送される搬送波を変調するのに用いられる。実質的には、データ密度及び他の同等な基準に基づいて、如何なる変調方式を用いることができる。
【００３０】
エンコーダ４４４は、データを、決定された符号化ビットレートに基づいて符号化する。この決定された符号化ビットレート（以下、決定符号化ビットレートという。）は、制御装置４５０によって供給される。符号化ビットレートは、決定及び／又は検出された利用可能な通信帯域のエンベロープに応じて決定される。さらに、制御装置４５０は、利用可能な帯域幅のエンベロープが変化すると、決定符号化ビットレートを動的に制御及び／又は調整する。利用可能な帯域幅のエンベロープは、リモート装置３１４から供給されるデータだけではなく、中央制御装置３１２で受信される通信の信号品質に基づいて決定される。決定符号化符号化ビットレートは、制御装置４５０によって連続的に更新することができ、及び／又は制御装置４５０は、利用可能な帯域幅に応じて、所望の符号化ビットレートを周期的に決定及び供給してもよい。幾つかの実施の形態において、制御装置４５０、所望の符号化ビットレートを１フレーム置きに決定する。
【００３１】
エンコーダ４４４は、決定符号化ビットレートを用いて、符号化のレートを調整し、ソース信号を所望の符号化ビットレートで符号化する。なお、エンコーダ４４４は、符号化ビットレートを、１フレーム置きに変更してもよく、所定数のフレーム毎に１回、連続的に、又は他の類似した頻度で変更してもよい。幾つかの具体例において、帯域幅が十分である場合、制御装置４５０は、符号化精度を高めるために、更なるＩフレームを符号化するようにエンコーダ４４４に命令することができる。同様に、制御装置４５０は、データ破損の重大な影響を生じた後は、コンテンツをリフレッシュするために、Ｉフレームを生成するようにエンコーダ４４４に命令することができる。
【００３２】
ソースデータの無線転送は、リアルタイムで行われて、再送信は選択肢ではない。エンコーダ４４４、制御装置４５０及び／又は受信装置３１４は、欠落又は破損データによる表示アーチファクト及び／又はエラーを最小にするために、マスク技術を用いることができる。例えば、欠陥がある入力信号によって画像を表示せずに、１つのフレームを繰り返すように、制御装置４５０が命令し、及び／又は受信装置３１４が決定してもよい。好ましくは、ソースデータは、可能な限り最大の解像度（detail）及びフレームレートで符号化されて送信され、受信されて利用（例えば、再生）される。幾つかの実施の形態では、エラー補償を用い、例えばビデオデータに対しては、滑らかな表示を維持し、画質の劣化を、目では見えないように小さくする。これには、解像度を下げる又はリフレッシュレートの落とすことを含んでいてもよい。
【００３３】
図３及び図４に示すように、リモート装置３１４は、受信機４７０を備え、受信機４７０は、無線信号の搬送波エネルギを検出して、信号強度を測定する。幾つかの実施の形態においては、受信機４７０は、さらに、信号対雑音比（ＳＮＲ）及び／又は信号対干渉比（ＳＩＲ）を測定する。受信機４７０は、信号強度及びＳＮＲを、リモート装置３１４の制御装置４７４に供給する。受信データは、ペイロードデータ（例えば、オーディオ及びビデオデータ）を抽出するために復調される。順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号を抽出し、受信データの妥当性検証及び微調整を行うようにしてもよい。信号強度、ＳＮＲ、ＦＥＣに関する情報及び他の信号品質パラメータは、制御装置４７４に供給される。復調データストリームは、デコーダ４７２に供給される。デコーダ４７２は、圧縮ペイロードを処理して、可能な最良の表示を生成するようにする。検出されたフォーマット及び他のコンテンツエラー、他の統計（statistics）は、制御装置４７４に供給される。
【００３４】
信号強度、ＳＮＲ、ＦＥＣ、受信信号の変化、処理状態及び／又は他の信号品質パラメータに関する情報は、制御装置４７４によって監視してもよく、及び／又は、中央制御装置３１２に返送してもよい。典型的には、制御装置４７４は、受信信号の変化及び処理状態を監視する。信号品質の低下又は過度のエラーが認められると、制御装置４７４は、これらの情報を送信機４７６に供給し、中央制御装置３１２に返送する。受信信号の統計は、無線、直接接続、配線接続、ネットワーク経由、又は他の類似した通信方法で伝送してもよい。中央制御装置３１２は、信号品質の低下を用いて、利用可能な帯域幅の変化量を判定する。帯域幅の変化を認めると、中央制御装置３１２の制御装置４５０は、エンコーダ４４４の符号化ビットレートを動的に低減し、より正確な信号を受信装置３１４に送信する。
【００３５】
同様に、受信装置３１４は、帯域幅を増加させる可能性があること示す、無エラー又は最小限のエラーの高信号品質の期間を検出してもよい。この高信号品質の検出結果は、中央制御装置３１２に送信され、中央制御装置３１２は、利用可能な帯域幅が比例的に増加したと判定する。中央制御装置３１２は、増加された利用可能な帯域幅を最大限に利用するように、符号化ビットレートを動的に調整し、典型的には、中央制御装置３１２がより多くのデータを送信する余地が生じ、リモート装置３１４においてより良い表示及びオーディオを提供することができる。利用可能な帯域幅の変化は、通常一時的であり、環境雑音（例えば、作動中の掃除機又は他の機器）、パスの中断（例えば、送信機と受信機の間を歩く等）及び他の類似した状況によって起こる。
【００３６】
中央制御装置３１２の制御装置４５０は、信号品質及び統計データを用いて、無線通信リンク４６０の現在利用可能な帯域幅を決定する。制御装置４５０は、決定した利用可能な帯域幅のエンベロープに基づき、受信装置３１４のデータスループットを最適化する符号化ビットレートを決定する。そして、制御装置４５０は、エンコーダ４４４に、オーディオ／ビデオ信号４４０の符号化ビットレートを動的に調整又は維持するように指示する。動的な調整は、実質的に如何なる割合で実行してもよい。幾つかの実施の形態において、調整の割合は、受信装置３１２の信号品質及び／又は統計データを提供する能力に依存する。幾つかの実施の形態において、利用可能な帯域幅のエンベロープを最大限に利用するために、符号化ビットレートを１フレーム置きに調整する。
【００３７】
制御装置４５０は、符号化ビットレートを決定する際に、所定の信号品質を確保しようとする。通常、制御装置４５０は、あるパラメータに対して、１つ以上の閾値を設定又は維持する。例えば、制御装置４５０は、最大符号化ビットレートを用いる。制御装置４５０は、通常、送信機の許容量及び／又はデータを正確に受信及び復調する受信機の性能によって決定される最大符号化ビットレートを用いる。制御装置４５０は、他の閾値を用いて、受信装置３１４への正確なデータ伝送を維持する。
【００３８】
制御装置４５０は、さらに、送信機４５２に、ＦＥＣビットを加えるように命令してもよいが、この追加のＦＥＣビットは、ペイロードデータの使用可能な空間を減らしてしまうので、利用可能な符号化ビットレートに影響が出る。同様に、制御装置４５０は、変調方式を変更して、符号化ビットレートを最適化するように命令してもよい。例えば、変調方式を２５６ＱＡＭ変調方式から６４ＱＡＭ変調方式に、及び／又は６４ＱＡＭ変調方式から２５６ＱＡＭ変調方式に切り換えてもよい。これも、ペイロードデータの使用可能な空間の量に影響が出る。
【００３９】
さらに、制御装置４５０は、ペイロードデータの量をフレーム毎に変える際に、符号化パラメータを動的に変化させてもよい。従来の無線通信システムでは、一般的に、エンコーダが、フレーム毎のビット数の変化に関係なく、符号化のために一定数のビットを用いるように、固定の符号化ビットレートを用いていた。この実施の形態では、動的に変えられる符号化ビットレートを用いるより効率的な方法を用いている。幾つかの実施の形態において、制御装置４５０は、目標の公称ビットレートと、指定ビットレートの各変化に対する最大上限（maximum ceiling）ビットレートを特定することができる。前フレームからの変化が殆どないフレームは、少ないビット数で符号化することができるが、ビデオデータ内の新たなシーンのように大きな変化があるフレームは、通常、使用するビット数が多くなる。幾つかの実施の形態では、送信機４５２とともに、１つ以上の装置（ＦＩＦＯ）４８０を用いる。受信装置３１４にも、ＦＩＦＯ４８２を追加してもよい。ＦＩＦＯを用いることにより、伝送レートの変化をさらに滑らかにすることができる。
【００４０】
制御装置４５０は、動的ビットレート割当てを決定する際に、ＦＩＦＯ４８０を追加的な制御情報のために用いることができる。幾つかの実施の形態において、エンコーダ４４４は、ペイロード伝送のデータストリームを第１のビットレートで生成し、このデータストリームをＦＩＦＯ４８０に供給する。送信機４５２は、ＦＩＦＯ４８０からのデータを、決定された実際の伝送レートで取り出す。制御装置４５０が伝送ビットレートを圧迫する（constrict）場合（例えば、ＦＥＣビットを追加、異なる変調を実行等）、伝送ビットレートがＦＩＦＯ４８０に供給されるレートよりも遅くなり、ＦＩＦＯ４８０には、データが溜まり始める。
【００４１】
制御装置４５０とＦＩＦＯ４８０は接続されており、制御装置４５０は、ＦＩＦＯ４８０にデータが溜まり始めたことを検知する。制御装置４５０は、ＦＩＦＯ４８０にデータが溜まり始めたことを検知すると、エンコーダ４４４に使用ビット数を減らすように指示する。また、制御装置４５０は、データ転送の信頼性を高めるために、送信機４５２に伝送帯域幅を縮小する指示を出したために、ＦＩＦＯ４８０が一杯になることを予測することができる。さらに、制御装置４５０は、エンコーダ４４４に、符号化ビットレートを動的に調整するように指示してもよい。その結果、ＦＩＦＯ４８０に供給されるペイロードのデータ量は下がる。
【００４２】
符号化ビットレートを下げることによって、ＦＯ４８０は、伝送レートを高める調整の後に、空になり始める。これにより、制御装置４５０は、さらに、エンコーダ４４４に、符号化ビットレートを高めて、使用ビット数を増加させるように指示する。上述のように、幾つかの具体例において、帯域幅が十分であり、ＦＩＦＯ４８０にまだ余裕があり、又は所定の閾値以下であるときは、正確さを高める及び／又はデータ訂正のために、更なるＩフレームを生成してもよい。好ましい実施の形態において、送信側及び受信側の両方のＦＩＦＯ４８０、４８２は、それぞれ、レーテンシを最小にするために、ほぼ空の状態で動作する。ＦＩＦＯ４８０、４８２の充填レベル（fill level）を増加させることにより、起こり得るデータバーストを円滑化し、変調方式の急な変更に対して必要なバッファリングを提供することができる。
【００４３】
図５は、幾つかの実施の形態におけるエンコーダ５１０の構成を示すブロック図である。エンコーダ５１０は、エンコーダコントローラ及び／又はプロセッサ５１２と、１つ以上のソース信号を符号化する符号化器５１４と、符号化器５１４が動作するビットレートを決定するビットレート割当器５１６とを備える。幾つかの実施の形態において、エンコーダ５１０は、プログラム、処理パラメータ、所望の符号化ビットレート、及び他の類似したプログラム、データ及び／又はパラメータを保存するメモリ及び／又はレジスタ５２０を備える。
【００４４】
エンコーダ５１０は、ソース入力端子５２２と、ビットレート入力端子５２４とを備える。ソース入力端子５２２は、データソース４４２（図４参照）に接続されており、符号化するソースデータが供給される。ビットレート入力端子５２４は、制御装置４５０に接続されている（図４参照）。制御装置４５０は、所望の符号化ビットレートをビットレート入力端子５２４に供給する。ビットレート入力端子５２４は、エンコーダコントローラ５１２及び／又はビットレート割当器５１６に接続されている。エンコーダコントローラ５１２又はビットレート割当器５１６は、制御装置４５０から供給された所望の符号化ビットレートに基づいて、符号化器５１４が動作すべき符号化ビットレートを決定し、符号化ビットレートを最大にする。
【００４５】
ソース入力端子５２２は、符号化器５１４に接続されており、ソースデータを符号化器５１４に供給する。符号化器５１４は、供給されたソースデータを、ビットレート割当器５１６から供給される決定符号化ビットレートに基づいて符号化する。符号化器５１４は、符号化出力５３０を生成し、符号化出力５３０をＦＩＦＯ４８０及び／又は送信機４５２に供給する。
【００４６】
図６は、幾つかの実施の形態における動的ビットレート割当符号化の処理６１０を示すフローチャートである。ステップ６１２において、中央制御装置３１２によって、初期パラメータが設定される。初期パラメータは、符号化ビットレート、伝送ビットレート、変調方式、所望のビット配分及び他の類似したパラメータを含んでいてもよい。パラメータは、デフォルトパラメータ及び／又は前の動作によって、及び無線データ配信の状態に応じて、中央制御装置３１２によって決定されてもよい。ステップ６１４において、初期パラメータに基づいて、圧縮されていないソースデータ（例えば、７２０×４８０画素、３０ｆｐｓ、１０ビット／画素）を符号化し、伝送を開始する。符号化することにより、空間的及び時間的冗長を低減又は削減する。幾つかの実施の形態において、所望のビット配分に適合する圧縮画像を生成するために、更なる方法を用いてもよい。
【００４７】
ステップ６１６において、所定の変調方式に基づき、符号化データ信号によって搬送波信号を変調する。また、幾つかの実施の形態において、符号化ビットストリームに、冗長のマージンを加えて、すなわち、受信側によって単独のビットエラー及び短いバーストエラーを訂正できるようにする誤り訂正符号を、変調の前に挿入してもよい。このように、ステップ６１６では、誤り訂正符号化及び変調を行い、すなわち、符号化されて圧縮され、順方向誤り訂正が挿入されたデータによって、搬送波信号を所定の変調方式に基づいて変調し、無線リンク、物理リンク（例えば、ツイストペア、光ファイバ、同軸等）、他のリンク又はその組合せを介して伝送する。データ密度に従い、実質的に如何なる変調方式も用いることができる。
【００４８】
ステップ６２０において、リモート装置３１４から、リモート装置３１４において受信される信号品質に関する信号の統計が受信される。統計は、信号強度、信号対雑音比（ＳＮＲ）、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）に基づく訂正、フォーマット及び他のコンテンツエラー、及び実質的に他のあらゆる信号品質パラメータを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態において、統計は、信号品質が品質の閾値を下回った場合、過度のエラーが検出された場合、及び他の状況の場合にのみ供給される。これに代えて、受信側のリモート装置３１４は、信号品質が品質の閾値を下回った場合に、中央制御装置３１２に単に信号を送信してもよい。また、高品質又は良品質の信号が検出された場合に、中央制御装置３１２に統計を送信するようにしてもよい。例えば、エラーが最小限又は無い高品質の信号の期間に対して、より良好な表示及び／又はオーディオを提供できるようにする追加データの余地があることを示す良好な統計を送信してもよい。
【００４９】
幾つかの実施の形態では、エンコーダ４４４の後段にＦＩＦＯ４８０を備えている（図４参照）。符号化信号は、このＦＩＦＯ４８０によってバッファリングされ、バッファリングされた符号化信号がＦＩＦＯ４８０から、送信機４５２によって伝送レートに基づき取り出される。図６に示すように、ステップ６２２において、ＦＩＦＯ４５２の充填レベルの統計を調べ、所望の符号化ビットレートを決定する。
【００５０】
ステップ６２４において、統計に基づいて伝送レートを変更すべきか及び／又は変更できるか、ＦＥＣビット数を変更すべきか、及び変調方式を変更すべきか及び／又は変更できるかを判定する。伝送レートを変更すると判定した場合、更に、伝送レートをどのくらい調整するかを判定する。同様に、ＦＥＣビット数を変更すべきと判定した場合、使用されるＦＥＣビット数の変化量も判定する。例えば、ＦＥＣビットを追加して信号の確かさを高めるために、ビット数を増加するかを判定する。変調方式の変更の一具体例としては、２５６ＱＡＭから６４ＱＡＭへの変更がある。他の類似した処理を含めて、伝送及びその結果としてのデータ信号の受信をより最適化することができる。ＦＥＣビット数及び／又は変調方式（及び／又は他のパラメータ）を変更することにより、伝送中のペイロードデータのために利用可能な空間は減る。
【００５１】
ステップ６２６において、伝送パラメータが変更されたかを判定する。パラメータが変更されていない場合、処理は、ステップ６６０に進む。伝送パラメータが変更されている場合、処理はステップ６３０に進み、ペイロードの変化量を判定する。ステップ６３２において、ペイロードの変化量が、符号化ビットレートを調整する必要が出る程度かを判定する。符号化ビットレートの変更が必要である場合、処理はステップ６３４に進み、ペイロードの変化量に基づき符号化ビットレートの変更量を決定する。伝送パラメータの変更によって、符号化ビットレートの変更の必要が無い場合は、処理は、ステップ６６０に進む。
【００５２】
ステップ６３６において、統計データ、ＦＩＦＯ充填レベル、及び／又は信号品質を評価し、帯域幅が前の帯域幅の決定（例えば、前フレームにおいて決定された帯域幅）から変化しているかを判定する。帯域幅が変化していない場合、処理はステップ６６０に進む。帯域幅が変化している場合、処理はステップ６４０に進み、帯域幅の変化が所定の帯域幅の変化の閾値（ＴＨＤＢＷ）を上回るかを判定する。帯域幅の変化が閾値を上回らない場合、処理はステップ６６０に進む。帯域幅の変化が帯域幅変化の閾値を上回る場合、処理はステップ６４２に進み、伝送の変化及び／又は信号品質によってステップ６３４で決定された変更後の符号化ビットレートは、この帯域幅変化を補償するのに十分かを判定する。十分である場合、処理はステップ６５０に進む。十分でない場合、処理はステップ６４４に進み、帯域幅の変更を決定する。
【００５３】
ステップ６５０において、帯域幅が前の帯域幅以上か及び／又は帯域幅閾値以上であるかを判定する。帯域幅が前の帯域幅及び／又は帯域幅閾値以上でない場合、処理はステップ６５２に進み、帯域幅の減少が帯域幅減少閾値を超えるかを判定する。帯域幅の変化が、帯域幅減少閾値を超えない場合、処理はステップ６５４に進み、符号化ビットレートは、前に決定されたレベルで維持される。ステップ６５２において、帯域幅の減少が帯域幅減少閾値を超えると判定された場合、処理はステップ６５６に進み、決定された帯域幅に基づいて符号化ビットレートを下げることを決定する。
【００５４】
ステップ６５０において、帯域幅が前の帯域幅及び／又は帯域幅閾値以上であると判定された場合、処理はステップ６６０に進み、信号品質が信号品質の閾値を超えるかを判定する。信号品質が信号品質の閾値を超えない場合、処理はステップ６５４に戻り、符号化ビットレートを維持する。信号品質が信号品質の閾値を超えると認められた場合、処理はステップ６６２に進み、所定数の前フレームの信号品質も信号品質の閾値を超えているかを判定する。所定数のフレームの信号品質が閾値を超えている場合、処理はステップ６６４に進み、決定された帯域幅に応じて符号化ビットレートを上げる。所定数のフレームの信号品質が閾値を超えていない場合、処理はステップ６５４に戻り、符号化ビットレートを維持する。
【００５５】
ステップ６５４、６５６、６６４の後に、処理はステップ６７０に進み、決定符号化ビットレートをエンコーダ４４４に供給し、エンコーダ４４４は、決定符号化ビットレートによってソース信号の符号化を続行する。幾つかの実施の形態において、決定符号化ビットレートは、目標の公称ビットレート及び最大上限（maximum ceiling）ビットレートによる範囲によって定義される。
【００５６】
図７は、符号化ビットレートを動的に調整する処理を示すフローチャートである。ステップ７１２において、ソースデータが供給される。ステップ７１４において、現在の符号化ビットレートを判定する。ステップ７１６において、符号化ビットレートの変更が必要かを判定する。所望の符号化ビットレートは、測定された利用可能な帯域幅に基づいて上述のように決定することができる。符号化ビットレートを変更すべきではない場合、処理はステップ７２０に進む。
【００５７】
符号化ビットレートを変更すべきである場合、処理はステップ７１８に進み、変更ビットレートを取り出して、設定する。ステップ７２０において、ステップ７１６又は７１８において決定された符号化ビットレートに基づいて、利用可能なビット数を決定する。ステップ７２２において、Ｉフレームを生成する必要があるかを判定する。Ｉフレームは、所定数のフレームが生成された場合、ソースデータにおける所定の変化が検出された場合（例えば、ビデオ信号における別のシーンへの変化）等に、重大なデータの破損の影響を受けた後のコンテンツをリフレッシュするために生成される。Ｉフレームを生成する必要がある場合、処理はステップ７２６に進み、対象のフレームを、Ｉフレームとして、所望の符号化ビットレートで符号化する。符号化ビットレートは、（調整されていても、調整されていなくても）Ｉフレームを処理することができるレートである。幾つかの実施の形態では、Ｉフレームを処理できるようにするために符号化ビットレートの調整が必要かを判定する。このような具体例では、符号化ビットレートの調整を要求して、ステップ７１８に戻り、調整された符号化ビットレートを設定することができる。
【００５８】
ステップ７２２において、Ｉフレームを生成する必要がないと判定された場合、処理はステップ７２４に進み、利用可能なビットＢａがＩフレームの生成に必要な所定のビット数ＢＩを上回るかを判定する。利用可能なビットＢａがＩフレームのためのビット数ＢＩを上回る場合、処理はステップ７２６に進み、フレームは、Ｉフレームとして、所望の符号化ビットレートで符号化される。あるいは、利用可能なビットが、１フレームとして符号化するのに不十分な場合、処理はステップ７３０に進み、フレームは、ステップ７１６又は７１８で定められた所望の符号化ビットレートに基づいて符号化される。ステップ７３２において、更なるフレームを符号化するかを判定する。更なるフレームがある場合、処理はステップ７１２に戻る。更なるフレームがない場合、新たなフレームが供給されるまで処理を中断する。
【００５９】
幾つかの実施の形態においては、処理７１０は、エンコーダにおいて実行される。各フレームの始めに、所望の符号化ビットレートの変更について、エンコーダ自体がそのレジスタ及び／又はメモリをチェックしてもよい。これは変更することができ、例えば３０フレーム毎秒のデータを処理しているときは、３３ｍｓ毎にしてもよい。パラメータ指定の内部アルゴリズム（parameters specific internal algorithm）を調整して、所望の符号化ビットレートに一致するようにしてもよい。グループオブピクチャ（group of pictures：ＧＯＰ）構造内で変化が生じる状況に対応するためには、更なる考慮をしてもよい。これに代えて及び／又はこれに加えて、幾つかの実施の形態において、ＧＯＰ構造を調整することによって符号化ビットレートを変更してもよい。
【００６０】
本明細書中に開示した本発明は、特定の実施の形態及び用途によって説明したが、当業者は、特許請求の範囲に述べる本発明の範囲を逸脱することなく、数多くの変更、変形をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】固定の帯域幅を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における測定された利用可能な通信帯域幅のエンベロープに応じて決定される符号化ビットレートの動的割当ての一具体例を示す図である。
【図３】一実施の形態における分散無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】分散無線通信システムの中央制御装置及び１つのリモート装置の構成を示すブロック図である。
【図５】幾つかの実施の形態におけるエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図６】幾つかの実施の形態における動的ビットレート割当符号化の処理を示すフローチャートである。
【図７】符号化ビットレートを動的に調整する処理を示すフローチャートである。
【図１】
2007511188.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2007511188.tif 000009
2007511188.tif 000010