(57)【要約】  複数のベースレイヤと対応するエンハンスメントレイヤとを有するビデオストリームを伝送する期間を決定する方法及び装置が開示される。本方法は、チャネル状態の指標を取得するステップと、所定の期間に各ベースレイヤを伝送するステップと、上記チャネル状態の指標と上記ベースレイヤ期間とに基づき決定される期間に対応するエンハンスメントレイヤを伝送するステップとを有する。本発明の一特徴では、ベースレイヤ期間とエンハンスメントレイヤ期間は、クリティカル期間より短い。
2008522480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのベースレイヤと少なくとも１つのエンハンスメントレイヤとによるパケットにより伝送されるビデオストリームにおける画質を実質的に最大化する方法であって、
所定の期間に前記ベースレイヤパケットを伝送するステップと、
チャネル状態と画質の指標に基づき決定される前記期間のある期間に前記エンハンスメントレイヤパケットを伝送するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記決定された期間と前記ベースレイヤ伝送期間とは、クリティカル期間より短い、請求項１記載の方法。
【請求項３】
複数のベースレイヤと対応するエンハンスメントレイヤとを有するビデオストリームを伝送する期間を決定する方法であって、
チャネル状態の指標を取得するステップと、
所定の期間に前記ベースレイヤのそれぞれを伝送するステップと、
前記チャネルの指標と前記ベースレイヤ期間とに基づき決定された期間に対応するエンハンスメントレイヤを伝送するステップと、
を有する方法。
【請求項４】
前記ベースレイヤ期間と前記エンハンスメントレイヤ期間とは、クリティカル期間より短い、請求項３記載の方法。
【請求項５】
エンハンスメントレイヤ期間は、選択されたチャネル状態の指標に基づく複数の所定値から選択される、請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記エンハンスメントレイヤ期間は、選択されたベースレイヤ期間と選択されたチャネル状態の指標に基づく複数の所定値から決定される、請求項３記載の方法。
【請求項７】
前記エンハンスメントレイヤ期間は、前記複数の所定値の２つの間の補間値として決定される、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記２つの所定値は、前記取得されたチャネル状態の指標と数学的に隣接するものとして選択される、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記２つの所定値は、前記ベースレイヤ伝送期間と数学的に隣接するものとして選択される、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記所定値は、画質に基づく、請求項５記載の方法。
【請求項１１】
前記所定値は、シミュレーションにより取得される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記所定値は、実際の計測によって取得される、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
複数のベースレイヤと対応するエンハンスメントレイヤとを有するビデオストリームを伝送する期間を決定する装置であって、
メモリと通信し、チャネル状態の指標を取得し、所定の期間に前記ベースレイヤのそれぞれを伝送し、前記ベースレイヤ期間と前記チャネル状態の指標に基づき決定される期間に対応するエンハンスメントレイヤを伝送するためのコードを実行するプロセッサを有する装置。
【請求項１４】
前記ベースレイヤ期間と前記エンハンスメントレイヤ期間は、クリティカル期間より短い、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサは、選択されたチャネル状態の指標に基づく複数の所定値から前記エンハンスメントレイヤ期間を選択するためのコードを実行する、請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサは、選択されたチャネル状態と選択されたベースレイヤ期間に基づく複数の所定値から前記エンハンスメントレイヤ期間を決定するためのコードを実行する、請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサは、前記複数の所定値の２つの間の補間値として前記エンハンスメントレイヤ期間を決定するためのコードを実行する、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記２つの所定値は、前記取得されたチャネル状態の指標に数学的に隣接するものとして選択される、請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記２つの所定値は、前記ベースレイヤ伝送期間に数学的に隣接するものとして選択される、請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
前記所定値は、画質に基づく、請求項１５記載の装置。
【請求項２１】
前記所定値は、シミュレーションにより取得される、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記所定値は、実際の計測によって取得される、請求項２０記載の装置。
【請求項２３】
前記メモリと通信する入出力装置をさらに有する、請求項１５記載の装置。
【請求項２４】
前記コードは、前記メモリに格納される、請求項１５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関し、より詳細には、無線ネットワーク上のデータフローを最適化する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線送信機は、ベースレイヤ（ＢＬ）パケットとエンハンスメントレイヤ（ＥＬ）パケットとして特定されるデータパケットを含むマルチレイヤ可変レートデジタルビデオストリームを生成するビデオエンコーダを有する。ＢＬレイヤパケットは、ビデオストリームを復号化し、ベーシック画像を閲覧するのに必要なデータを含み、エンハンスメントレイヤパケットは、受け付けたビデオストリームのクオリティを向上させるデータを含む。各ビデオフレーム（ＢＬ及びＥＬ）のパケットは、後のフレームのフレーム前に伝送される。しかしながら、伝送可能なパケット（ＢＬ又はＥＬ）数は、チャネル状態に依存する。さらに、各フレームのパケットは、ビデオフレームを復号化するのに利用可能にするため、所定の復号化時間までに受信機デコーダに到着する必要がある。この復号化時間の後にパケットが到着する場合、パケットは復号化に利用できず、復号化された画像に貢献しなくなる。
【０００３】
このため、フレーム復号化時間までにパケットがデコーダに到着しないため、以降においてまだ伝送されていないフレームのパケットが画像に付加情報を与えないクリティカルな時間がある。各ビデオパケットについて、ＢＬデータパケットはＥＬデータパケット前に伝送されるため、ＥＬパケット内のデータ要素は、クリティカル（ｃｒｉｔｉｃａｌ）なフレーム時間を超過すると、欠落する可能性が高くなる。何れのＥＬデータパケットが伝送又は欠落されないか決定するための従来の方法は、複雑かつ計算量が大きなものとなり、又は正確なチャネル状態情報などの付加情報を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、データストリーム伝送処理を最適化するため、ＥＬデータパケットを伝送又は欠落しないときを決定するためのシンプルな手段を提供する方法及びシステムが、産業界で求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
複数のベースレイヤと対応するエンハンスメントレイヤとを有するビデオストリームを伝送する期間を決定する方法及び装置が開示される。本方法は、チャネル状態の指標を取得するステップと、所定の期間に各ベースレイヤを伝送するステップと、上記チャネル状態の指標と上記ベースレイヤ期間とに基づき決定される期間に対応するエンハンスメントレイヤを伝送するステップとを有する。本発明の一特徴では、ベースレイヤ期間とエンハンスメントレイヤ期間は、クリティカル期間より短い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面は、本発明の概念を説明するためのものであって、スケーリングされていないことが理解されるべきである。必要に応じて、参照文字によりおそらく補完される参照番号が対応する部分を特定するため明細書を通じて使用されていることは理解されるであろう。
【０００７】
図１は、各フレームがＢＬ１１０とＥＬ１１５とを含む複数のビデオフレーム１０５を有する従来のビデオストリームを示す。ＢＬ１１０は、伝送される最小レベルのデータを表し、各ＥＬ１１５により伝送されるデータ量は、部分的には伝送チャネルの状態に依存する。従って、各ＥＬ１１５の全部が伝送されなくてもよい。ＥＬ１１５内に示される領域１２０は、伝送チャネル状態の変動により伝送されるかもしれないデータ量の一例を示す。このため、ＥＬパケットの個数と受信画像のクオリティは、ビデオストリームにより伝送されるデータが変動するに従って変化するかもしれない。
【０００８】
図２は、ＥＬパケットの伝送時間に関するピクチャ・ビジュアル・クオリティ（ＰＳＮＲ）の一例を示す。図示されるように、ＥＬパケットの伝送時間に関して画質が最大化される最適点２１０が存在する。このため、本発明の一特徴では、伝送されるＥＬレイヤのパケット数、すなわち、データ量は、ＢＬデータが伝送された後の所定の時間に制限されてもよい。
【０００９】
図３ａ〜３ｋは、ＥＬパケット伝送時間、ＢＬ伝送時間及びチャネル状態（すなわち、パーセンテージ・パケット・エラー確率）の関数としての画質のシミュレーション結果を示す。図３ａは、０％のパケットエラー確率と２５０ｍｓ間に伝送されるベースレイヤについて、ベースレイヤが伝送された後にＥＬパケットが４０ミリ秒（ｍｓ）より長い期間伝送される場合、画質は大きくは向上しない。同様に、図３ｂは、チャネル状態が１０％のパケットエラー確率を有し、ベースレイヤが２５０ｍｓ間伝送されるとき、ＥＬパケットが４０ｍｓより大きな期間伝送される場合には、画質は大きくは向上しないことを示す。図３ｃ〜３ｋを参照して、ＥＬパケット伝送を制限する時間の同様の決定が行われてもよい。
【００１０】
図４ａは、図３ａ〜３ｋに示される一例となる結果の図を示し、ここでは、画質は、エンハンストレイヤ伝送時間（ｔ）とベースレイヤ伝送時間の関数としてプロットされる。当業者は、各ベースレイヤ、すなわち、ＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬｎに係るエンハンストレイヤ伝送値、すなわち、ｄ１１、ｄ１２、ｄ２２、ｄ２３などを認識するため、伝送時間は図３ａ〜３ｋに示される情報に基づき選択されるか、又はシミュレーション又は実際の計測によって取得される他の結果を含むようにしてもよい。このような決定は、当業者に周知なものであって、ここでは詳細な説明は必要とされない。
【００１１】
図４ｂは、図４ａに示される図を実現するための一例となるデータ構造を示す。この図示された実施例では、各データ構造４４０、４５０、４６０などは、チャネル状態、すなわち、パケットエラー確率などを表すかもしれない。例えば、データ構造４４０は、１０％のパケットエラー確率のチャネル状態に係る情報アイテム（ＥＬレイヤ伝送時間ｄ１１、ｄ１２など）を表すかもしれない。同様に、データ構造４５０は、２０％のパケットエラー確率のチャネル状態に係る情報アイテム（ＥＬレイヤ伝送時間ｄ２１、ｄ２２など）を表すかもしれない。データ構造の各エントリは、基準ＢＬ時間に関するＥＬパケットの伝送期間に係る時間値（ｄ）を表す。例えば、ＢＬ１に係る値ｄ１１は、データ構造４４０の第１要素として示され、すなわち、１０％のパケットエラー確率である。同様に、ｄ１２は、データ構造４４０の第２要素である。
【００１２】
本発明の一特徴では、ＥＬレイヤ伝送値（ｄ）は、チャネル状態とＢＬパケット伝送期間に基づき選択されてもよい。本発明の他の特徴では、伝送値（ｄ）は、実際のＢＬパケット伝送期間がデータ構造を構成するのに使用されるＢＬ値と一致しないときには、チャネル状態と既知のＢＬパケット伝送期間の値との間の補間に基づき決定されてもよい。本発明のさらなる他の特徴では、チャネル状態間の補間及び／又は既知のＢＬパケット伝送期間の値の間の補間によって決定されてもよい。
【００１３】
図５は、本発明の原理によるフロー制御を最適化するためＥＬレイヤ伝送を制限する値（ｄ）を決定するための一例となる処理のフローチャートを示す。この一例となる処理では、ブロック５１０において、メディア（チャネル）状態が決定される。これは、例えば、既知の又は決定された基準に基づき決定されてもよい。ブロック５１５において、ＢＬ（ｔ）と参照されるベースレイヤ時間の決定が取得される。ブロック５２０において、メディア（チャネル）状態が格納されている状態の値の１つに一致するか判断される。その回答が肯定的なものである場合、ブロック５２５において、ＢＬ（ｔ）がＥＬ（ｔ）により参照されるＥＬレイヤ期間を格納するための基準値として使用されるベースレイヤ期間の値に一致するか判断される。その回答が肯定的なものである場合、ブロック５３０において、格納されているＥＬ（ｔ）の値が取得される。
【００１４】
しかしながら、その回答が否定的なものである場合、ブロック５３５において、決定されたＢＬ（ｔ）に数学的に隣接するベースレイヤ基準値に係るｄ１１、ｄ１２などの格納されているＥＬ値が取得される。ブロック５４０において、ＥＬ（ｔ）の値が、取得したＥＬ値に基づき決定される。本発明の一特徴では、ＥＬ（ｔ）の値は、取得したＥＬ値の補間に基づき決定されてもよい。本発明の他の特徴では、ＥＬ（ｔ）の値は、取得したＥＬ値の平均として決定されてもよい。本発明のさらなる他の特徴では、ＥＬ（ｔ）の値は、取得したＥＬ値の関数として決定されてもよい。
【００１５】
ブロック５２０における判定に戻って、その回答が否定的なものである場合、ブロック５４５において、数学的に隣接したメディア（チャネル）状態に関する情報アイテムが取得される。ブロック５５０において、ＢＬ（ｔ）が何れかの基準ベースレイヤ伝送値に一致するか判断される。その回答が肯定的なものである場合、ブロック５５５において、数学的に隣接したチャネル状態の一致した基準ベースレイヤ伝送値に係るＥＬ値が取得される。ブロック５６０において、上述したように、ＥＬ（ｔ）の値が取得したＥＬ値に基づき決定される。
【００１６】
しかしながら、その回答が否定的なものである場合、ブロック５６５において、ＥＬ（ｔ）値は、数学的に隣接する基準ベースレイヤ伝送値と数学的に隣接するチャネル状態に係るＥＬ値に基づき決定される。
【００１７】
図６は、本発明の原理を実現するのに利用可能なシステム６００の一実施例を示す。システム６００は、１以上の入出力装置６０２と、プロセッサ６０３と、メモリ６０４とを有するかもしれない。Ｉ／Ｏ装置６０２は、１以上のソース６０１から情報にアクセス又は受信するかもしれない。クライアント装置６０１は、コンピュータ、ノートブックコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話又はここに示される処理を実行するため情報を提供するのに適した他の装置であってもよい。装置６０１は、ワイヤレス・ワイド・エリア・ネットワーク、ワイヤレス・メトロポリタン・エリア・ネットワーク、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク、地上波放送システム（ラジオ、テレビ）、衛星ネットワーク、携帯電話、無線電話網などの１以上のネットワーク６５０と共に、入出力装置６０２に情報を提供するための上記及び他のタイプのネットワークの一部又は組み合わせにアクセスしてもよい。
【００１８】
入出力装置６０２、プロセッサ６０３及びメモリ６０４は、通信媒体６２５を介し通信してもよい。通信媒体は、例えば、バス、通信ネットワーク、１以上の回路の内部接続、回路カード又は他の装置と共に、上記及び他の通信媒体の一部及び組み合わせを表すかもしれない。クライアント装置６０１からの入力データは、メモリ６０４に格納され、プロセッサ６０３により実行される１以上のプログラムに従って処理される。プロセッサ６０３は、汎用又は特定用途計算システムなどの任意の手段であってもよく、又はラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、サーバ、携帯コンピュータ、専用ロジック回路又は集積回路などのハードウェアコンフィギュレーションであってもよい。プロセッサ６０３はまた、既知の入力に応答して既知の出力を提供するソフトウェア命令又はコードを有するよう“プログラムされた”ハードウェアであるプログラマブル・アレイ・ロジック（ＰＡＬ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などであってもよい。一特徴では、ハードウェア回路は、本発明を実現するためのソフトウェア命令の代わりに、又はそれと共に使用されてもよい。ここに示される要素はまた、符号化された論理処理を利用して、又はハードウェア実行可能コードを実行することによって示される処理を実行するよう処理可能な離散的なハードウェア要素として実現されてもよい。メモリ６０４は、プロセッサ６０３の外部のＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はＲＡＭなどの任意の半導体メモリであってもよく、又はキャッシュなどプロセッサ６０３に一体化されてもよい。メモリ６０４はまた、光記憶媒体であってもよい。
【００１９】
一特徴では、本発明の原理は、プロセッサ６０３により実行されるコンピュータ可読コードにより実現されてもよい。コードはメモリ６０４に格納されてもよく、又は記憶媒体６８３、Ｉ／Ｏ装置６８５、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ６８７などの磁気、光媒体から読み込み／ダウンロードされてもよい。
【００２０】
ここに示される機能を実行するよう処理可能な１以上のソフトウェアプログラムに従う処理の後、Ｉ／Ｏ装置６０２により受け付けられる装置６０１からの情報アイテムは、通知装置６９０、ディスプレイ６９２又は第２処理システム６９５として表される１以上の出力装置にネットワーク６８０を介し送信されてもよい。
【００２１】
当業者が理解するように、コンピュータ又はコンピュータシステムという用語は、電子的に接続され、少なくとも１つの処理ユニットと通信する周辺装置などの１以上のメモリユニットと他の装置と通信する１以上の処理ユニットを表すかもしれない。さらに、これらの装置は、回路、回路カード又は他の装置の１以上の内部接続、ＩＳＡバス、マイクロチャネルバス、ＰＣＩバス、ＰＣＭＣＩＡバスなどの内部バスと共に、インターネットやイントラネットなどの外部ネットワーク又は上記及び他の通信媒体の一部及び組み合わせと共に１以上の処理ユニットに電子的に接続されてもよい。
【００２２】
本発明の基本的な新規な特徴が、それの好適な実施例に適用されるように図示、記載及び指摘されているが、記載された装置、開示された装置の形式及び詳細並びにそれの動作に関する各種省略、置換及び変更は、本発明の趣旨から逸脱することなく当業者により可能であるということが理解されるであろう。
【００２３】
同一の結果を実現するため実質的に同一の方法により実質的に同一の機能を実行する要素のすべての組み合わせは、本発明の範囲内に属するということが明示的に意図される。記載された１つの実施例から他の実施例への要素の置換はまた、完全に意図及び想定される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、従来のデジタル化されたビデオストリームを示す。
【図２】図２は、本発明の原理によるＥＬ伝送期間に関する画質の図を示す。
【図３ａ】図３ａは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｃ】図３ｃは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｄ】図３ｄは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｅ】図３ｅは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｆ】図３ｆは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｇ】図３ｇは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｈ】図３ｈは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｉ】図３ｉは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｊ】図３ｊは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図３ｋ】図３ｋは、エンハンストレイヤ伝送期間の関数としての画質の決定を示す。
【図４ａ】図４ａは、チャネル状態とＢＬ伝送期間に関する画質対エンハンストレイヤ伝送期間の図を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａに示される情報の一実現形態を示す。
【図５】図５は、本発明の原理によるフロー制御値を決定する処理のフローチャートを示す。
【図６】図６は、ここに示される処理を実行するための装置を示す。
【図１】
2008522480.tif 000003
【図２】
2008522480.tif 000004
【図３Ａ】
2008522480.tif 000005
【図３Ｂ】
2008522480.tif 000006
【図３Ｃ】
2008522480.tif 000007
【図３Ｄ】
2008522480.tif 000008
【図３Ｅ】
2008522480.tif 000009
【図３Ｆ】
2008522480.tif 000010
【図３Ｇ】
2008522480.tif 000011
【図３Ｈ】
2008522480.tif 000012
【図３Ｉ】
2008522480.tif 000013
【図３Ｊ】
2008522480.tif 000014
【図３Ｋ】
2008522480.tif 000015
【図４Ａ】
2008522480.tif 000016
【図４Ｂ】
2008522480.tif 000017
【図５】
2008522480.tif 000018
【図６】
2008522480.tif 000019
【国際調査報告】
2008522480.tif 000020
2008522480.tif 000021