(57)【要約】本発明は、チャネル適応型のビデオ送信システム及び方法に関する。システム１０が提供され、圧縮されたビデオ信号からヘッダコード及び離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを生成する可変長デコーディングシステム（ＶＬＤ）１４、マークされたＤＣＴ係数セグメントを定義するため、マーカーをＤＣＴランレングスコードに挿入するＤＣＴコードマーキングシステム１６、及び現在のチャネル状態に基づいて、マークされたＤＣＴ係数セグメントを保持するかを判定するビットストリーム処理システム１８を有する。
2008521270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適合させるチャネル適応型送信システムであって、
圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生する可変長デコードシステムと、
マークされたＤＣＴ係数セグメントを定義するため、前記ＤＣＴランレングスコードにマーカーを挿入するＤＣＴコードカーキングシステムと、
現在のチャネル状態に基づいて、マークされたＤＣＴ係数セグメントを保持するかを判定するビットストリーム処理システムと、
を有するチャネル適応型送信システム。
【請求項２】
送信バッファのフルネスとフルネスの閾値とを比較することで、チャネル状態を判定する送信バッファ制御ユニットを更に有する、
請求項１記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項３】
前記送信バッファ制御ユニットは、前記送信バッファのフルネスが前記フルネスの閾値を超える場合、次にマークされたＤＣＴ係数セグメントを廃棄するように前記ビットストリーム処理システムに指示する、
請求項２記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項４】
前記ビットストリーム処理システムの出力を適応されたビデオ信号にパケット化するパケット化システムと、
前記適応されたビデオ信号を出力する送信ユニットとを更に有する、
請求項１記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項５】
前記ＤＣＴコードマーキングシステムは、高周波ＤＣＴ係数セグメントを識別してマークするためのセグメント化システムを含む、
請求項１記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項６】
圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させるチャネル適応型の送信方法であって、
圧縮されたビデオ信号を受信するステップと、
圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生するステップと、
マークされたＤＣＴ係数セグメントを定義するため、ＤＣＴランレングスコードにマーカーを挿入するステップと、
現在のチャネル状態に基づいて、マークされたＤＣＴ係数セグメントを保持するかを判定するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
送信バッファのフルネスとフルネスの閾値とを比較することで、チャネル状態が判定される、
請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記送信バッファのフルネスが前記フルネスの閾値を超える場合、次にマークされたＤＣＴ係数セグメントが廃棄される、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記結果的に得られたビットストリームを適応されたビデオ信号にパケット化するステップと、
前記適応されたビデオ信号を出力するステップとを更に含む、
請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記挿入するステップは、高周波ＤＣＴ係数セグメントを識別してマークするステップを含む、
請求項６記載の方法。
【請求項１１】
圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させる記録可能な媒体に記憶されたプログラムであって、
圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生する手段と、
マークされたＤＣＴ係数セグメントを定義するため、ＤＣＴランレングスコードにマーカーを挿入する手段と、
現在のチャネル状態に基づいて、マークされたＤＣＴ係数セグメントを保持するかを判定する手段と、
を含むプログラム。
【請求項１２】
圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させるチャネル適応型送信システムであって、
圧縮されたビデオ信号からＤＣＴデータのブロックから構成される離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生する可変長デコードシステムと、
それぞれのＤＣＴブロックをパケットヘッダにより識別されるミニパケットのペアに区分するＤＣＴコード区分システムと、
現在のチャネル状態に基づいてそれぞれミニパケットを保持するかを判定するミニパケット処理システムと、
を有するチャネル適応型送信システム。
【請求項１３】
送信バッファのフルネスとフルネスの閾値とを比較することで、チャネル状態を判定する送信バッファ制御ユニットを更に有する、
請求項１２記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項１４】
前記送信バッファ制御ユニットは、前記送信バッファのフルネスが前記フルネスの閾値を超える場合、次のミニパケットを廃棄するように前記ミニパケット処理システムに指示する、
請求項１３記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項１５】
前記ミニパケット処理システムを適応されたビデオ信号にパケット化するパケット化システムと、
前記適応されたビデオ信号を出力する送信ユニットとを更に有する、
請求項１２記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項１６】
前記ＤＣＴコードマーキングシステムは、高周波ＤＣＴ係数を含むハイミニパケットを識別してマークするためのセグメント化システムを含む、
請求項１２記載のチャネル適応型送信システム。
【請求項１７】
圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させるチャネル適応型送信方法であって、
圧縮されたビデオ信号を受信するステップと、
圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生するステップと、
ＤＣＴランレングスコードのそれぞれＤＣＴブロックを第一及び第二のミニパケットに区分するステップと、それぞれミニパケットはパケットヘッダから識別可能であり、
現在のチャネル状態に基づいて、それぞれのミニパケットを保持するかを判定するステップと、
を含むチャネル適応型送信方法。
【請求項１８】
送信バッファのフルネスとフルネスの閾値とを比較することで、チャネル状態が判定される、
請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記送信バッファのフルネスが前記フルネスの閾値を超える場合、次のミニパケットが廃棄される、
請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記結果的に得られたビットストリームを適応されたビデオ信号にパケット化するステップと、
前記適応されたビデオ信号を出力するステップとを更に含む、
請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記区分するステップは、高周波ＤＣＴ係数を含むミニパケットを識別してマークするステップを含む、
請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させる記録可能な媒体に記憶されたプログラムであって、
圧縮されたビデオ信号を受信する手段と、
圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生する手段と、
ＤＣＴランレングスコードのそれぞれＤＣＴブロックを第一及び第二のミニパケットに区分する手段と、それぞれミニパケットはパケットヘッダから識別可能であり、
現在のチャネル状態に基づいて、それぞれのミニパケットを保持するかを判定する手段と、
を含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロバストなワイヤレスビデオ送信全般に関し、より詳細には、送出者側のチャネル適応型のビデオ送信を実現するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術の出現により、大量の需要がワイレスビデオストリーミングアプリケーションを供給することに向けられている。残念なことに、効率的になるため、ストリーミングビデオは、ビデオ品質を最大にするために変化するチャネル状態に知的に適応することができる必要がある。この問題を克服するために様々な挑戦が存在し、これは、制限された変動するチャネルのキャパシティ及び厳しいビットレート及びリアルタイムデジタルビデオの遅延要件により直目する困難性を含む。
【０００３】
チャネル適応型通信を提供する既存の技術は、受信機のフィードバックを通してチャネル帯域幅を測定すること、リアルタイムトランスコーディングを使用して変化する帯域幅を整合するためにデジタルビデオビットレートを調節することを含む。かかるシステムは、たとえば、商標名ＶｉＸＳTMの下で提供される。それらのアプローチによる問題は、フィードバック及び調節プロセスが時間を要するので、適応が現実のチャネル状態の後で常に遅れることである。
【０００４】
別のソリューションは、異なるサブストリーム又はレイヤにビデオデータを区分すること、それぞれのレイヤの重要性を決定すること、レイヤを異なるプライオリティで送信することを含む。チャネルが十分なスループットを有するとき、全てのレイヤは、上手く送信及び受信される。チャネルのスループットがドロップするとき、より重要なデータが通過し、重要でないデータがベストエフォートベースで通過する。この技術を使用して、チャネル適応は、トランスコードの後で行われ、これにより適応の応答時間が短縮化される。受信機からの特定のフィードバックなしにチャネル状態を感知するメカニズムが提案される。しかし、このソリューションの主要な制限は、たとえば標準的なMPEG-2，MPEG-4及び／又はH.26Lデコーダによりデコードされる前に、受信機がサブストリームをシングルストリームにアセンブルする必要があることである。これは、このソリューションの適用性を制限し、潜在的に受信機のコストを増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに応じて、送出者側のチャネル適応型のビデオ送信を提供する改善されたシステム及び方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、とりわけ、チャネル適応型の送信システム及び方法を供給することで、上述された問題に対処するものである。第一の態様では、本発明は、圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適合させるチャネル適応型送信システムを提供するものであり、圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコード（及びヘッダコード）を発生する可変長デコードシステム（ＶＬＤ）、マークされたＤＣＴ係数セグメントを定義するためにＤＣＴランレングスコードにマーカーを挿入するＤＣＴコードカーキングシステム、及び、現在のチャネル状態に基づいて、マークされたＤＣＴ係数セグメントを保持するかを判定するビットストリーム処理システムを有する。
【０００７】
第二の態様では、本発明は、圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させるチャネル適応型の送信方法を提供するものであり、圧縮されたビデオ信号を受信するステップ、圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生するステップ、マークされたＤＣＴ係数セグメントを定義するためにＤＣＴランレングスコードにマーカーを挿入するステップ、及び、現在のチャネル状態に基づいて、マークされたＤＣＴ係数セグメントを保持するかを判定するステップを含む。
【０００８】
第三の態様では、本発明は、圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させる記録可能な媒体に記憶されたプログラムプロダクトを提供するものであり、圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生する手段、マークされたＤＣＴ係数セグメントを定義するためにＤＣＴランレングスコードにマーカーを挿入する手段、及び、現在のチャネル状態に基づいて、マークされたＤＣＴ係数セグメントを保持するかを判定する手段を含む。
【０００９】
第四の態様では、本発明は、圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させるチャネル適応型送信システムを提供するものであり、圧縮されたビデオ信号からＤＣＴデータのブロックから構成される離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生する可変長デコードシステム（ＶＬＤ）、それぞれのＤＣＴブロックをパケットヘッダにより識別されるミニパケットのペアに区分するＤＣＴコード区分システム、及び、現在のチャネル状態に基づいてそれぞれミニパケットを保持するかを判定するミニパケット処理システムを有する。
【００１０】
第五の態様では、本発明は、圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させるチャネル適応型送信システムを提供するものであり、圧縮されたビデオ信号を受信するステップ、圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生するステップ、ＤＣＴランレングスコードのそれぞれＤＣＴブロックを第一及び第二のミニパケットに区分するステップを含み、それぞれミニパケットはパケットヘッダから識別可能であり、現在のチャネル状態に基づいて、それぞれのミニパケットを保持するかを判定するステップを含む。
【００１１】
第六の態様では、本発明は、圧縮されたビデオ信号をチャネル状態に適応させる記録可能な媒体に記憶されたプログラムプロダクトを提供するものであり、圧縮されたビデオ信号を受信する手段、圧縮されたビデオ信号から離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを発生する手段、ＤＣＴランレングスコードのそれぞれＤＣＴブロックを第一及び第二のミニパケットに区分する手段を含み、それぞれミニパケットはパケットヘッダから識別可能であり、現在のチャネル状態に基づいて、それぞれのミニパケットを保持するかを判定する手段を有する。
【００１２】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴は、添付図面と共に行われる本発明の様々な態様の以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、受信機のデコーディング機能からの更なる供給を必要とすることなしに、階層型のビデオ送信システムの適応型のパフォーマンスを提供する。以下に詳細に記載されるように、これは、チャネル適応の後にビデオレイヤを１つのレイヤにマージする送信システムを提供することで達成される。このようにして、受信機は、一般に配置される単一のレイヤのデコーダを利用し、多数のビデオレイヤを処理する機能を必要としない。本発明はワイヤレスシステムを参照して記載されるが、本発明は、変化するチャネル状態に適応する必要がある送信システムに適用することができることを理解されたい。
【００１４】
以下では、かかる送出者側の適応型送信システムを実現するため、２つの例示的な実施の形態が記載される。第一の実施の形態は、必要な場合に廃棄されるＤＣＴコードを識別するビットストリームマーキング技術を利用し、第二の実施の形態は、必要な場合にそれぞれ廃棄することができる、それぞれのＤＣＴブロックを２つのミニパケットに区分するミニパケット技術を利用する。
【００１５】
図１は、送出者側のチャネル適応を提供するためのビットストリームマーキングプロセスを利用する適合送信システム１０のブロック図を示す。この実施の形態では、圧縮されたビデオストリームが分析され、異なるセグメントを描写するために「マーカー」がストリームに挿入される。送信の間、送信バッファステータスは、チャネル条件をアクセスするためにモニタされる。バッファが余りにフルになった場合、ビットストリームの所定のマークされたセグメントが廃棄される。さもなければ、マーカーが除かれる。
【００１６】
図１に示されるように、ＭＰＥＧ−２ビデオ１２は、送信システム１０に入力し、ここで、可変長デコーディングシステム（ＶＬＤ）１４によりはじめに処理される。入力されたＭＰＥＧ−２ビデオ１２は、予め決定されたビットレートに既にトランスコードされており、すなわち、本発明を実現するために更なるトランスコードが必要とされない。また、本実施の形態は、ＭＰＥＧ−２信号の処理を参照して記載されているが、本発明は他のタイプの圧縮されたビデオ信号（たとえばＭＰＥＧ−４，Ｈ．２６Ｌ等）にも適用することができる。
【００１７】
ＶＬＤ１４は、ヘッダコードのストリーム、及びＭＰＥＧ−２ビデオ１２からの離散コサイン変換（ＤＣＴ）ランレングスコードを生成し、これらは、ＤＣＴコードマーキングシステム１６に供給される。ＤＣＴコードマーキングシステム１６は、ＤＣＴ係数セグメント（“segments”）を識別するため、ＤＣＴランレングスコード間に固有の識別可能なマーカー（たとえばビットストリング）を選択的に挿入する。マーカーは、オリジナルビットストリームの仕様により使用されていない、たとえば任意のコード又はビットのセットを有する。マーカーを何処に挿入すべきかに関する判定は、公知又は後に開発される技術、プロセス及び／又はアルゴリズムを使用する、セグメンテーションシステム２８により達成される。たとえば、低周波の、ＤＣデータ及びヘッダコードよりも消費可能である高周波データを識別することが好ましい。このケースでは、ランレングスＤＣＴコードのストリングにおける（すなわちそれぞれのＤＣＴブロックにおける）高周波ＤＣＴ係数は、後に容易に識別され、必要な場合に廃棄することができるようにマークされる。
【００１８】
ひとたびこのプロセスが完了すると、ビットストリーム処理システム１８は、送信バッファ制御ユニット２４かランフィードバックに基づいて、次にマークされたＤＣＴ係数セグメントを保持又は廃棄する。より詳細には、送信ユニット２２からのフィードバックを調べることで、送信バッファ制御ユニット２４は、バッファ３０において所望のフルネスを維持するため、次にマークされたセグメントが廃棄されるべきかを判定することができる。たとえば、送信バッファ制御ユニット２４は、バッファ３０の予め決定されたフルネス（fullness）の閾値３２（たとえば７５％）を超えたかを見る。超えた場合、送信バッファ制御ユニット２４は、ビットストリーム処理システム１８に合図して、次にマークされたＤＣＴ係数セグメントを廃棄する。マークされたセグメントは、フルネスの閾値３２以下にバッファのフルネスが下がるまで、必要に応じて廃棄される。
【００１９】
送信制御バッファユニット２４からの信号が次にマークされたＤＣＴ係数セグメントを廃棄する場合、ビットストリーム処理システム１８は、マーカーそれら自身を含む、（セグメントの終了をマークする）エンドマーカーへの（セグメントの開始をマークする）開始マーカーで始まるビットを廃棄する。送信制御バッファユニット２４からの制御信号が次にマークされたセグメントをそのまま保持した場合、そのマーカーのみが除かれる。
【００２０】
ビットストリーム処理システム１８がその処理を終了した後、ビットストリームは、パケット化システム２０によりパケット化され、適応されたビデオ信号が発生され、次いで、送信ユニット２２によりチャネル２６を通して送信することができる。先に記載されたチャネル状態を確認し、反応するためにバッファ３０を調べるプロセスは、例示される目的のみを提供するものであり、チャネル状態を評価し、チャネル状態に基づいてビットストリームからマークされたＤＣＴ係数セグメントを除去するか、除去を引き起こす他のプロセス、本発明の範囲に含まれることを理解されたい。
【００２１】
本発明の第二の実施の形態は、図２に記載される。この実施の形態では、たとえば、高周波のＤＣＴ係数を識別するため、固有のビットをマークセグメントに挿入する代わりに、それぞれＤＣＴブロックは、パケットヘッダにより識別された２以上の「ミニパケット」に区分される。ミニパケットは、送信バッファ制御ユニット５２からの信号に基づいて廃棄されるか、保持される。
【００２２】
したがって、先に記載された第一の実施の形態と同様に、適応型の送信システム４０は、圧縮されたビデオ信号、ＭＰＥＧ−２ビデオ１２を受信し、ＤＣＴランレングスコードを生成するＶＬＤ４２を含む。コードは、ＤＣＴコード区分システム４４により区分され、このシステムは、それぞれのＤＣＴブロックを２以上のミニパケットに分割する。一般に、２を超えるミニパケットは、後のパケットより価値がある。さらに、ブロック当たりの２を超えるミニパケットは、データ間の粒状度の高い識別について区分される。
【００２３】
ミニパケット処理システム４６は、送信バッファ制御ユニット５２からの信号に基づいて次のミニパケットを保持するか、又は廃棄する。送信バッファ制御ユニット５２は、たとえば、第一の実施の形態で先に記載された同じプロセスを使用して、次のミニパケットを保持又は廃棄するかを判定する。すなわち、バッファ５４のフルネスが予め決定されたフルネスの閾値５６を超える場合、送信バッファ制御ユニット５２は、ミニパケット処理システム４６に次のミニパケットを廃棄するように合図する。
【００２４】
ミニパケット処理システム４６による処理の後、結果的に得られるミニパケットは、パケット化システム４８によりパケット化され、適応されたビデオ信号が発生され、送信ユニット５０により送信される。先に記載されたチャネル状態を確認し、反応するためにバッファ５４を調べるプロセスは、例示目的のみで提供されていること、チャネル状態を評価し、チャネル状態に基づいてビットストリームからミニパケットを除去するか、ミニパケットの除去を引き起こすか他のプロセスが本発明の範囲に含まれることが理解される。
【００２５】
本明細書で記載されたシステム、機能、メカニズム、方法、エンジン及びモジュールは、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み合わせで実現することができることを理解されたい。これらは、本明細書で記載される方法を実行するために適合される任意のタイプのコンピュータシステム又は他の装置により実現される。ハードウェアとソフトウェアの典型的な組み合わせは、ロードされ実行されたときに、本明細書で記載された方法を実行するようにコンピュータシステムを制御するコンピュータプログラムをもつ汎用コンピュータシステムである。代替的に、本発明の機能タスクの１以上を実行する特定のコンピュータを含む特定用途のコンピュータが使用される。更なる実施の形態では、本発明の一部又は全部は、たとえばインターネットのようなネットワークを通して分散されたやり方で実現される。
【００２６】
本発明は、本明細書で記載された方法及び機能の実現を可能にする全ての特徴を有し、コンピュータシステムにロードされたとき、これらの方法及び機能を実行することができるコンピュータプログラムプロダクトで実現される。この文脈における用語「コンピュータシステム」、「シ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」、「シフトウェア」等は、情報処理機能を有するシステムに（ａ）別の言語、コード又は表記への変換、及び／又は（ｂ）異なる材料形式における再生、のいずれか又は両者を直接又は間接的に、特定の機能を実行させることが意図される命令のセットからなる、任意の言語、コード又は表記での表現を意味する。
【００２７】
本発明の上述した説明は、例示及び説明の目的で与えられた。開示された正確な構成に本発明を制限するものではないことが意図され、多くの変更及び変形が可能である。当業者にとって明らかであるかかる変更及び変形は、特許請求の範囲により定義されたように、本発明の範囲に含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る送出者側の適応を提供するビットストリームマーキングプロセスを利用した適応型の送信システムのブロック図である。
【図２】本発明に係る送出者側の適応を提供するミニパケット化プロセスを利用した適応型の送信システムのブロック図である。
【図１】
2008521270.tif 000003
【図２】
2008521270.tif 000004
【国際調査報告】
2008521270.tif 000005
2008521270.tif 000006
2008521270.tif 000007