(57)【要約】【課題】パワースケーリング可能なデジタルビデオ復号化【解決手段】デジタルビデオデータをパワースケーリング可能な方法で復号化するための方法を提供する。この方法は、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタすることから始まる。次に、しきい値電力レベルが識別される。使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルを超えると、ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベルとビデオ表示品質とが共に変わる。ビデオ復号化システムの電力消費とビデオ品質との最適な対を判定するための方法も提供する。さらに、パワースケーリング可能なビデオ装置、ビデオ復号化システム用の集積回路チップ、及びグラフィカルユーザインタフェースも提供する。【選択図】    図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオデコーダの電力消費とビデオ品質との最適な対を判定するための方法で、
ターゲットプラットフォームを定義し、
複数のビデオ復号化プロファイルを識別し、
複数のビデオストリームに対して前記複数のビデオ復号化プロファイル各々の性能を測定し、
前記複数のビデオ復号化プロファイルの一部分を識別することからなり、前記複数のビデオ復号化プロファイルの当該一部分は各々が異なる電力レベルと関連付けられる、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数のビデオ復号化プロファイルの当該一部分をビデオデコーダに実施する、ことからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のビデオ復号化プロファイルはモジュールと関連付けられるオルタナティブを有し、前記モジュールは、フレームメモリ圧縮、色変換、フレーム表示スキップ、フレームスケーリング、クロマスキップ、逆離散コサイン変換、デブロッキング及びデリンギング、エラー隠蔽、及び拡張エラー検出からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ターゲットプラットフォームは、プロセッサと、ディスプレイ、及び前記ビデオデコーダと関連付けられるメモリによって定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記オルタナティブは、前記モジュールの各々と関連付けられる機能により異なる表示品質レベルを提供する電力関連オルタナティブであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
複数のビデオストリームに対して前記複数のビデオ復号化プロファイル各々の性能を測定する操作は、
ビデオ品質対電力消費のプロットの上側包絡線上の点を画定することを含み、当該点の各々は前記複数のビデオストリームの一つに適用される前記複数のビデオ復号化プロファイルの一つの単一性能測定に対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のビデオストリームに対して前記複数のビデオ復号化プロファイル各々の性能を測定する操作は、
前記複数のビデオ復号化プロファイル各々に応じて前記複数のビデオストリーム各々を復号化するのに消費される電力を量子化し、
前記複数のビデオ復号化プロファイル各々に応じて前記複数のビデオストリーム各々を復号化するビデオ品質を識別することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
画像データをパワースケーリング可能な方法で復号化する方法であって、
ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタし、
しきい値電力レベルを識別することからなり、
前記使用可能電力レベルが前記しきい値電力レベルの一つを超えると、
前記ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に変えることを特徴とする方法。
【請求項９】
ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタする操作は、
前記電力レベルと関連付けられるデータを有するレジスタを査定することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記しきい値電力レベルは予め定められることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に変える操作は、
使用可能な電力レベルが下降しているか上昇しているかを判定することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
使用可能な電力レベルが下降している場合には、
前記電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に低減させることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に変える操作は、
前記ビデオ復号化システムと関連付けられる命令数及びメモリアクセス数のうちの一方を調整することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
画像データをパワースケーリング可能な方法で復号化するためのプログラム命令を有するコンピュータプログラム製品であって、
しきい値電力レベルを識別するためのプログラム命令と、
ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするためのプログラム命令と、
前記ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルが前記しきい値電力レベルの一つを超えたかを判定するためのプログラム命令と、
前記ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に変えるためのプログラム命令とを有し、前記変えるためのプログラム命令は前記使用可能な電力レベルが前記しきい値電力レベルの一つを超えることでトリガーされることを特徴とする。
【請求項１５】
前記ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするためのプログラム命令は、
前記電力レベルと関連付けられるデータを有するレジスタを査定するためのプログラム命令を有することを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
前記ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に変えるプログラム命令は、
使用可能な電力レベルが下降中か上昇中かを判定するためのプログラム命令を含むことを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１７】
前記使用可能な電力レベルが下降中ならば、前記プログラム命令は、
前記電力消費レベル及び該ビデオ表示品質を低減するように構成されたビデオ復号化プロファイルを選択するためのプログラム命令を含むことを特徴とする請求項１６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
パワースケーリング可能なビデオ復号化装置であって、
画像データを復号化するための復号化状態を選択するために前記ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするように構成されたプロセッサを備え、前記プロセッサは検出された変化に基づいて前記復号化状態を前記使用可能な電力レベルに調整できるようになっており、さらに
圧縮データを保持すると共に前記圧縮された画像データと関連付けられる復号化されたフレームを保持するように構成されたメモリと、
前記復号化されたフレームを表示するように構成された表示画面と、
前記プロセッサ、前記メモリ、前記表示画面間の通信を可能にするバスとを備えることを特徴とする。
【請求項１９】
前記装置は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、ポケットパソコン、ウェブタブレット、及びラップトップコンピュータからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１８に記載のパワースケーリング可能なビデオ復号化装置。
【請求項２０】
前記プロセッサは液晶表示（ＬＣＤ）コントローラで、表示画面はＬＣＤ表示画面であることを特徴とする請求項１８に記載のパワースケーリング可能なビデオ復号化装置。
【請求項２１】
前記復号化状態はオルタナティブの組合せを含み、前記オルタナティブは各々が複数のモジュールのうちの一つと関連付けられることを特徴とする請求項１８に記載のパワースケーリング可能なビデオ復号化装置。
【請求項２２】
前記複数のモジュールは、フレームメモリ圧縮、色変換、フレーム表示スキップ、フレームスケーリング、クロマスキップ、逆離散コサイン変換、デブロッキング及びデリンギング、エラー隠蔽、及び拡張エラー検出からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２１に記載のパワースケーリング可能なビデオ復号化装置。
【請求項２３】
前記オルタナティブは各々、異なる電力消費レベルと関連付けられることを特徴とする請求項２１に記載のパワースケーリング可能なビデオ復号化装置。
【請求項２４】
前記プロセッサは、デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）及び特定用途向け集積回路のうちの一つであることを特徴とする請求項１８に記載のパワースケーリング可能なビデオ復号化装置。
【請求項２５】
ビデオ復号化システムと関連付けられる集積回路チップであって、
前記ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするための回路機構を備え、
第１品質レベルと関連付けられるビデオ復号化状態を選択するための回路機構を備え、前記ビデオ復号化状態は使用可能な電力レベルに基づき、
前記使用可能な電力レベルが変わりしきい値電力レベルを超えたかを判定して、前記ビデオ復号化状態を選択するための前記回路機構に第２品質レベルと関連付けられる修正ビデオ復号化状態を選択させるための回路機構を備え、
選択されたビデオ復号化状態に応じて画像データを復号化するための回路機構を備えることを特徴とする集積回路チップ。
【請求項２６】
前記ビデオ復号化状態は電力消費オルタナティブの組合せを含み、前記電力消費オルタナティブの各々は一つのビデオ復号化モジュールと関連付けられることを特徴とする請求項２５に記載の集積回路チップ。
【請求項２７】
前記ビデオ復号化状態と前記修正されたビデオ復号化状態とは少なくとも一つの電力消費オルタナティブが異なり、前記少なくとも一つの電力消費オルタナティブは、電力消費レベルを調整するために、前記画像データの復号化と関連付けられる命令数及びメモリアクセス数のうちの一つを修正することを特徴とする請求項２５に記載の集積回路チップ。
【請求項２８】
前記使用可能な電力レベルが低下してしきい値電力レベルを超えると、前記第２品質レベルと関連付けられる表示画像は、前記第１品質レベルと関連付けられる表示画像と比べ表示品質が劣ることを特徴とする請求項２５に記載の集積回路チップ。
【請求項２９】
コンピューティング装置によってレンダリングされるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）であって、
ビデオデコーダと関連付けられる電力消費モードを選択するためのユーザインタフェースからなり、前記ユーザインタフェースは前記電力モードの選択動作を引き起こすためのコンピュータコードを含み、前記ユーザインタフェースによりユーザは複数の復号化状態を選ぶことができることを特徴とするＧＵＩ。
【請求項３０】
前記電力消費モードは、ドロップダウンメニュによって提供される電力消費モードの範囲から選択されることを特徴とする請求項２９に記載のＧＵＩ。
【請求項３１】
前記電力消費モードの範囲からの各電力消費モードは、前記複数の復号化状態のうちの一つと関連付けられることを特徴とする請求項２９に記載のＧＵＩ。
【請求項３２】
ビデオ復号化のための画像データを保持するために方法であって、
圧縮された画像データを受け取り、
前記圧縮画像データを解凍画像データに復号化し、
１フレームの画像データに対応する輝度及びクロミナンスデータを識別し、
前記画像データフレームの前記輝度及びクロミナンスデータを連続して保持する、
ことからなることを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記画像データフレームの前記識別された輝度及びクロミナンスを再圧縮する、
ことからなることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記画像データフレームの前記識別された輝度及びクロミナンスを再圧縮する
操作は、
前記識別された輝度及びクロミナンスデータを再圧縮するために差分パルスコード変調圧縮技法を活用することを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記識別された輝度及びクロミナンスデータを再圧縮するのに無損失圧縮技法が用いられることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、デジタル画像技術に関し、より具体的には、デジタルビデオデータをパワースケーリング可能な方法で復号化するための方法並びに装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子装置は、装置の駆動に必要な電源を電池に依存している。装置を使用する消費者は、電池の充電が必要になるまでの装置の使用時間がより長くなることを望んでいる。そのために、電池の性能を上げ、よりエネルギー効率よく操作を行なうための改良が続けられている。仮に装置のアプリケーションがより洗練され、場合によっては、より多くの電力が必要になっても対応できるように。例えば、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）などは、高解像度で複雑なグラフィックスが表示可能なカラー表示画面に移行していっている。これらの装置では、ディスプレイ画像を表示するのに、電池の寿命に対してかなりの電力を必要とする。そして、グラフィックスがより精巧になると、それに伴って所要電力も増加する傾向にある。
【０００３】
電力問題に対する一つの試みは、装置を使用していない時の電力を制限することができるスリープモードを識別することである。だが、スリープモードは非使用時の電力を削減することはできるが、装置を使用している時の電力消費問題を解決することはできない。ディスプレイ画像を表示する際のビデオ復号化は、相対的に大きな電力を消費する。それゆえに、スリープモードでは、ビデオ復号化時の電力消費問題を解決することはできない。さらに、単にディスプレイを駆動しないことでかなりの電力節約にはなるが、確実な選択肢ではない。
【０００４】
【特許文献１】米国再発行特許発明第6,418,535号明細書
【特許文献２】米国再発行特許発明第6,407,732号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、ビデオデータをパワースケーリング可能な方法で復号化して携帯用電子装置の電池の長寿命化を図る方法並びに機器を提供するために先行技術の抱える問題を解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
大まかに言えば、本発明は、装置が使用できる電力に応じて、画像データをパワースケーリング可能な方法で復号化する装置を提供することで、これらの要求に応えるものである。なお、本発明を、方法として、システムとして、コンピュータ可読メディアとして、あるいはグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）としてなど、様々な方法で実施することができる。
【０００７】
本発明は、ビデオデコーダのための、電力消費とビデオ品質との最適な対を判定するための方法を提供する。この方法は、ターゲットプラットフォームを定義することから始まる。次に、複数のビデオ復号化プロファイルが識別される。そして、その複数のビデオコーディングプロファイル各々の性能が複数のビデオストリームに対して測定される。複数のビデオコーディングプロファイルの一部分が識別され、その複数のビデオコーディングプロファイルの一部分は、各々異なる電力レベルと関連付けられる。
【０００８】
別の発明においては、画像データをパワースケーリング可能な方法で復号化する方法を提供する。この方法は、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタすることから始まる。次に、しきい値電力レベルを識別する。使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルの一つを超えると、ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に変える。
【０００９】
また別の発明においては、画像データをパワースケーリング可能な方法で復号化するためのプログラム命令を有するコンピュータプログラム製品を提供する。このコンピュータプログラム製品は、しきい値電力レベルを識別するためのプログラム命令及びビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするためのプログラム命令を含む。復号化システムが使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルの一つを超えたかを判定するプログラム命令を含んでいる。ビデオ復号化システムと関連付けられる電力消費レベル及びビデオ表示品質を共に変えるためのプログラム命令も含み、このプログラム命令は、使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルの一つを超えることでトリガーされる。
【００１０】
さらに別の発明では、パワースケーリング可能なビデオ復号化装置を提供する。このパワースケーリング可能なビデオデ復号化装置は、画像データを復号化するための復号化状態を選択するために、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするように構成されたプロセッサを有し、このプロセッサは検出された変化に基づいて復号化状態を使用可能電力レベルに調整する。圧縮データを保持すると共にその圧縮データと関連付けられる復号化されたフレームを保持するように構成されたメモリを有する。復号化されたフレームを表示するように構成された表示画面を有すると共に、プロセッサ、メモリ、表示画面間の通信を可能にするバスも有する。
【００１１】
別の発明では、ビデオ復号化システムと関連付けられる集積回路チップを提供する。この集積回路チップは、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするための回路機構を含む。第１品質レベルと関連付けられるビデオ復号化状態を選択するための回路機構を含む。ビデオ復号化状態は、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルに基づく。使用可能な電力レベルが変わり、しきい値電力レベルを超える際判定するための回路機構を提供する。しきい値電力レベルを超えることにより、ビデオ復号化状態を選択するための回路機構が第２品質レベルと関連付けられる修正ビデオ復号化状態を選択する。選択されたビデオ復号化状態に応じて画像データを復号化するための回路機構も含まれる。
【００１２】
また別の発明においては、コンピュータデバイスにより提供されるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供する。このＧＵＩは、ビデオデコーダと関連付けられる電力消費モードを選択するためのユーザインタフェースを含む。ユーザインタフェースは、パワーモードの選択をトリガーするためのコンピュータコードを含んでおり、ユーザインタフェースによりユーザは複数のビデオ復号化状態間での選択が可能になる。
【００１３】
さらにまた別の発明において、ビデオ復号化用画像データを保持するための方法を提供する。この方法は、圧縮された画像データを受け取ることから始まる。次に、その圧縮画像データが復号化されて解凍された画像データになる。次に、１フレーム分の画像データに対応する輝度及びクロミナンスのデータが識別される。次に、そのフレームの画像データの輝度及びクロミナンスデータが連続して保持される。
【００１４】
添付の図面と共に、発明の原理を例を挙げて説明している以下の詳細な説明から発明の他の態様及び効果が明白になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明を、使用可能な電力レベルと関連付けられる復号化状態に応じてデジタルビデオデータを復号化するためのシステム、装置、並びに方法として説明する。しかしながら、当業者であれば、この開示に鑑みて、特定の詳細を部分的にあるいは全く知らなくても本発明を実施できることは明らかである。他の場合には、本発明を不要に曖昧なものにしないために、公知のプロセス操作については詳細に説明しない。本書で使用している「約」とは、引用している値の＋／−１０％の範囲を言う。
【００１７】
本発明は、デジタルビデオデータをパワースケーリング可能な方法で復号化するための装置、システム、並びに方法を提供するものである。本明細書で使用している「ビデオデータ」及び「画像データ」という表現は置き換えて使用可能である。パワースケーリング能力により、使用可能な電力レベルに基づいて最適なビデオ復号化状態を選択することが可能になる。従って、ビデオ復号化状態を使用可能な電力に合わせるようにする。一実施例において、使用可能な電力が減少すると、システムは所要電力が小さいビデオ復号化状態でビデオを復号化及び表示し続ける。言うまでもなく、所要電力が小さなビデオ復号化状態は品質が低下する。しかしながら、復号化状態を電力使用可能性に合わせることにより、例えば、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ポケットパソコン、ウェブタブレットなどハンドヘルドデバイスの電池の長寿命化を図って、低電力レベルでもビデオデータを表示することができる。一例として、ビデオデータのフォーマットは、ＭＰＥＧ−４標準などブロックベースの標準である。但し、本明細書で説明している実施例は任意の適切なビデオ及びオーディオ圧縮標準と共に使用可能で、本発明はＭＰＥＧ−４標準に限定されるものではない。
【００１８】
ビデオ復号化装置の電力消費は、ディスプレイを駆動するのに必要な消費電力を計算に入れなければ、次の方程式で表わすことができる。
2004242308.tif 000003
【００１９】
ここで、Ｐは電力消費を表わし、ＰIは命令数(I)と関連付けられる電力消費を表わし、ＰMはメモリアクセス数(Ｍ)と関連付けられる電力消費を表わす。一般に知られているように、ＰMはＰIよりも実質的に大きいのが普通だから、メモリアクセス数が減少すると電力消費がかなり減少する。なお、計算量が減るということは、命令数が減るということで、同時に電力を節約することになる。但し、節電レベルの規模は、メモリアクセス数を減らして節約される電力と比べた場合と同じではない。
【００２０】
本明細書で説明するパワースケーリング可能なビデオ復号化システムは、モジュールと呼ばれる複数の復号化オプションを有し、各復号化オプションは、複数の電力消費レベルの異なるオルタナティブと関連付けられる。復号化状態は各々、モジュールのオルタナティブの組合せによって定義される。復号化状態は、プラットフォーム特有の命令数及びメモリアクセス数のプロファイルと対応し、各復号化状態の品質はプロファイルによって決まる。従って、パワースケーリング可能な方法で画像データを復号化するには、使用可能な電力レベルを判定することによって、使用可能な電力レベルと関連付けられる予め定義された復号化状態を選択することができる。言うまでもなく、電力残量、電力使用量、又はその他の適切な指標で電力レベルを表現することができる。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例において、パワースケーリング可能なデジタルビデオ復号化が実施できるように構成された装置の概略図である。なお、装置１００は、デコーダ１０２と表示画面１０４を有する。装置１００は、例えば、ＰＤＡ、携帯電話、ウェブタブレット、ポケットパソコン、ラップトップコンピュータなど、どのような携帯用電子装置でもよい。デコーダ１０２は、装置１００が使用可能な電力レベルに応じてビデオストリームを復号化するように構成されている。すなわち、装置１００は電池式だから、電池を長寿命化するためにデコーダ１０２の電力消費を適応させる。一例として、パワースケーリング可能なビデオデコーダ１０２は、使用可能な電力レベルに合わせてビデオ復号化状態を定義するために組み合わせられるアルゴリズムを多数含む。より詳細に以下に説明するように、様々な使用可能な電力レベルに対応できるように、装置１００と関連付けられるビデオ復号化状態は、各々が異なる命令数及びアクセス数を有する複数の復号化プロファイルを提供する。
【００２２】
図２は、本発明の一実施例において、ビデオデコーダに内蔵された複数のモジュールを表わす概略図である。ここで、デコーダ１０２はモジュールＭ1（１０６ａ）、Ｍ2（１０６ｂ）からＭn（１０６ｎ）を有する。モジュールＭ1〜Ｍnは各々、電力レベル消費と関連付けられる。すなわち、電力レベルが低下すると、ビデオ復号化のための所要電力量が少ないモジュールが選択される。基本的に、デコーダ１０２に内蔵したのは、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルいかんにより、適切なモジュールを選択するための戦略である。
【００２３】
図３は、ビデオデコーダで図２に示した各モジュールが使用できるオルタナティブを表わした概略図である。モジュールＭ1（１０６ａ）は、オルタナティブ１（１０８ａ）、オルタナティブ２（１０８ｂ）からオルタナティブＮ（１０８ｎ）を有する。オルタナティブ１（１０８ａ）からオルタナティブＮ（１０８ｎ）は、使用可能な電力レベルに応じて、モジュールＭ1（１０６ａ）により提供される復号化のための様々なスキームを表わす。例えば、オルタナティブ１（１０８ａ）は、モジュールＭ1（１０６ａ）の復号化を行うフルパワーのオルタナティブを表わすのに対し、オルタナティブＮ（１０８ｎ）は復号化を行う低パワーのオルタナティブを表わしている。さらに、オルタナティブ１の品質レベルはオルタナティブＮ（１０８ｎ）の品質レベルよりも一般的に高い。これは、一般に高品質ディスプレイの表示にはより多くの電力が必要となるためである。別の言い方をすると、オルタナティブ１（１０８ａ）における命令数やメモリアクセス数は、オルタナティブＮ（１０８ｎ）での命令数やメモリアクセス数よりも多くなる。同様に、オルタナティブ１の電力消費は、オルタナティブＮの電力消費よりも高くなる。以下により詳細に説明するように、例えば、モジュール毎にどのオルタナティブが使用可能になるかはシステム設計段階で決められる。なお、モジュール数が増えるとオルタナティブ数が増えるので、ビデオ復号化システムに使用可能になる対応復号化状態数も増えることがわかる。従って、ビデオコーディングシステムのために実施される様々な復号化状態の最適な組み合わせがシステム設計段階で識別される。
【００２４】
本発明の一実施例において、ビデオデコーダに含めることのできるモジュールと関連付けられるオルタナティブと様々なモジュールを以下に説明する。なお、様々なオルタナティブにおけるモジュールは説明のためで、それに限定されるものではない。すなわち、様々なオルタナティブレベルだけでなく、他の適切なビデオ復号化モジュールを含んでいて構わない。
【００２５】
図４Ａは、本発明の一実施例において、フレームメモリ圧縮の概念を説明した図である。ビデオ復号化時、一般的に、動き補償が電力消費の比較的大きな部分を占める。動き補償では、現在復号化されているフレームを作成するために、過去の（そして恐らく将来の）基準フレームから更新されたマクロブロックをメモリからフェッチしなければならない。一般に知られているように、画像データの各フレームは、輝度（Ｙ）データとサブサンプリングしたクロミナンス（Ｃｂ，Ｃｒ）データとからなる。復号化されたフレームは、解凍され、後続フレームで使用するためにデコーダのメモリに保持される。というのは、後続フレームは前のフレームとの差分プラス動き情報（differential plus motion information）として復号化されるからである。例えば、フレームメモリ圧縮モジュールと関連付けられる一つのオルタナティブは復号化されたフレーム全体を保持する。デコーダにおける復号化されたフレームの最適化された記憶域は、各マクロブロックのＹ，Ｃｂ，Ｃｒデータを連続して保持することである。ブロック１１２ａはマクロブロックのＹデータを表わし、ブロック１１４ａはＣｂデータを表わし、ブロック１１６ａはＣｒデータを表わす。ブロック１１２ｂ、１１４ｂ、１１６ｂで示したように、デコーダのメモリ１１０においてこのパターンが繰り返される。フレームのＹデータを先ず全て保持し、次にＣｂデータを全て保持し、その次にＣｒデータを全て保持するというやり方ではなく、マクロブロック毎のデータを保持することによって、メモリアクセスのローカル性が向上し、キャッシュミスが減る。すなわち、マクロブロックのＹデータがメモリからフェッチされる際、キャッシュは普通は数バイトの塊に対して動作するのでＣｂデータ及びＣｒデータもフェッチされキャッシュに入れられる可能性が高い。なお、先に説明したフレームメモリ圧縮のオルタナティブは最高の電力と最高の表示データ品質を表わしていることが分かる。
【００２６】
図４Ｂは、本発明の一実施例において、フレームメモリ圧縮モジュール及び関連したオルタナティブの別の表現で示した概略図である。ここで、圧縮データ１１５は、ブロック１１７で復号化されて解凍データ１１８になる。解凍データ１１８は次にブロック１１９で圧縮しなおされて再び圧縮データ１１５として保持される。例えば、データのフレームは、可変長符号化の差を用いる差分パルスコード変調（ＤＰＣＭ）など単純な無損失圧縮技法を用いて再び圧縮される。この再圧縮データは次に保持される。なお、再圧縮データは、図４Ａで説明したように、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの値を連続して保持する。例えば、高速アクセス可能なように、各ブロックにおける各コンポーネントの始まりを指すポインタも保持される。さらに、圧縮技術は無損失性だから、データから再構築された画像は、再圧縮せずに得た画像と同じ品質を有する。このオルタナティブでは、命令数Ｉは増えるが、メモリアクセス数Ｍは減る。すなわち、複数のマクロブロックにまたがる領域をとらえる場合にはわずかな計算上のオーバーヘッドが発生するが、低レベルの電力消費を実現するにあたりキャッシュの性能向上によってこのオーバーヘッドはオフセットされて余りある。一例として、無損失圧縮により約１：０．７５の圧縮が達成されるので、図４Ａで説明したように、単純にデータを連続して保持するオルタナティブと比べ、この特定のオルタナティブにより電力が減るかどうかはその特定のターゲットプラットフォームいかんによる。フレームメモリ圧縮に要する電力をさらに小さくする別のオルタナティブは、中位の損失性圧縮で各マクロブロックのＹ、Ｃｂ、Ｃｒデータを連続して保持するオルタナティブである。この場合、命令数（Ｉ）が大きく増加するのを回避するために圧縮スキームは単純なままに保たれる。例えば、差分の一様量子化及び固定長符号化に続いてＤＰＣＭ圧縮技法が用いられる。別の例では、フレームメモリ圧縮と関連付けられる損失性バージョンのオルタナティブにより、輝度の差が一番近い５ビット値に丸められ、クロミナンスの差は一番近い３ビット値に丸められる。従って、損失性バージョンは無損失バージョンと同じ速度でランし、メモリ使用は約三分の一のサイズに減少するのに、生じる結果はほとんど見分けがつかない。フレームメモリ圧縮モジュールのまた別のオルタナティブは、フレームメモリ圧縮「損失性大」のオルタナティブである。このオルタナティブは、上述のフレームメモリ圧縮「損失性中位」のオルタナティブと基本的に同じであるが、量子化器がもっとアグレッシブで、圧縮可変長コードは恐らくもっと優れている。キャッシュミス（Ｍ）は圧縮フレームサイズに比例して線形に低減することが分かっている。同様に、キャッシュミスが低下すると電力消費は低下する。一例として、フレームメモリ圧縮損失性オルタナティブの圧縮比は上限で約１００：４０である。
【００２７】
図５Ａは、本発明の一実施例において、色変換と関連付けられるモジュールを表わした概略図である。復号化されたビデオデータは、普通Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのカラーフォーマットになっており、Ｃｂ及びＣｒの成分はサブサンプリングされる。色変換には、このフォーマットから赤、緑、青（ＲＧＢ）データを生成することが必要になる。Ｃｂ及びＣｒデータはサブサンプリングされた後、１フレームの画像データにおける画素毎にＹと線形結合されなければならない。従って、各画素に変換をかけなければならないため、色変換モジュールは使用する命令数（Ｉ）が多くなる。なお、色変換は既に復号化されているＹ、Ｃｂ、Ｃｒデータをフェッチするメモリアクセスも伴うが、これらのアクセスに対応したパワースケーリングが上述のフレームメモリ圧縮モジュールでは考慮されている。そこで、色変換に関して以下にオルタナティブをそれぞれ異なる命令数で説明する。図５Ａにおいて、Ｃｂブロック１２０及びＣｒブロック１２２は、ブロック１１８のＹ1〜Ｙ4の成分と組み合わされて、ブロック１２４に表わされる対応するＲＧＢ値を生成する。色変換フルと呼ばれる一つのオルタナティブは、色変換を決定するために標準的な方程式を用いる。例えば、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各値がＲＧＢ値の各々に寄与するように、ルックアップテーブルを用いて最適化される。第２の色変換オルタナティブでは、ＲＧＢへの寄与の対に連続Ｙ値の対を用いて損失性ルックアップテーブルを作成するのにベクトル量子化が用いられる。従って、第２の色変換オルタナティブでは、命令数を減らすために、品質を多少犠牲にして計算が結合される。
【００２８】
図５Ｂは、本発明の一実施例におけて、色変換削減（reduced）オルタナティブを表わす概略図である。ここでは、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの値をＲ、Ｂ、Ｇの値にマッピングするベクトル量子化と共に結合ルックアップテーブルが使用される。例えば、ルックアップテーブルを用いて２４ビットのＹ、Ｃｂ、ＣｒトリプレットをＲ、Ｇ、Ｂにマッピングするには、テーブルのサイズが許容されないぐらい大きなものになる。基本的に、このオルタナティブでは、２４ビット値をより小さなサイズ（１０ビット値など）に量子化した後、実用的なサイズのルックアップテーブルを使用して小さめのサイズのビットをＲ、Ｇ、Ｂ値にマッピングする。
【００２９】
本発明の一実施例によるデコーダには、フレーム表示スキップモジュールも含まれている。一般に知られているように、動き補償で基準フレームとして使用するフレーム毎の復号化が必要である。従って、複数のフレームの表示をスキップすると、色変換を回避しディスプレイメモリへの書き込みを回避することで電力の節約になる。従って、一つのオルタナティブはフレーム表示スキップ機能（frame display skipping）をディセーブルにして、全てのフレームが表示されるようにすることである。例えば、このオルタナティブを、デコーダがフルパワーモードを使用可能なことと関連付けることができる。第２のオルタナティブはフレーム表示スキップ機能をイネーブルにすることである。この場合、多数のオルタナティブを含み、Ｋ個目置きに一つのフレームが表示されないように、各オルタナティブがそれぞれ異なる範囲を表わすようにして構わない。例えば、１秒あたり１５フレームのフレームレートのビデオでは、Ｋは１０、５、３などである。なお、Ｋが表示される任意の適切な数のフレームを表わすことができる場合、任意の数のオルタナティブを使用できることが分かる。
【００３０】
フレームスケーリング機能はビデオデコーダに含めることのできるまた別のモジュールである。一例として、フレームスケーリングモジュールは、保持される各フレームのデータ量を減らす。この場合、各フレームの縮小バージョン（両方向ともに１：２）が保持される。例えば、ＤＣＴ係数に対して直接縮小を効果的に行なうことができる。表示のためと同様に、動き補償時にも、単純な画素反復（pixel replication）を用いてビデオデータを拡大することができる。これによりメモリアクセスが減るので、余分の拡大縮小の計算があるが、色変換はダウンサンプリングされたデータに対してしか行なう必要がないので、結局は命令数が減る。フレームスケーリングと関連付けられるオルタナティブは、フレームスケーリング機能オフのオルタナティブとオンのオルタナティブを含む。フレームスケーリング機能オフのオルタナティブでは、フレームスケーリングは実行されない。一例として、フレームスケーリング機能オフのオルタナティブは、ビデオ復号化システムがフルパワーを使用可能であることと関連付けられる。
【００３１】
ビデオ復号化システムとして使用可能な別のモジュールは、クロマスキップ（chroma skipping）である。クロマスキップモジュールにより、電力レベルに応じてフルカラー表示したりグレースケール表示したりすることができる。ここで、クロマスキップのオルタナティブは、クロマスキップのオフ、オンを含む。クロマスキップがオンのオルタナティブでは、クロマデータ（Ｃｂ、Ｃｒ）は構文解析されるだけで、その後放棄される。結果として生じるビデオはグレースケールで表示される。従って、動き補償はＹに対してのみ行なわれ、色変換は単純にＹを赤、緑、青（ＲＧＢ）データとして複製するだけなので、命令数及びメモリアクセス数を実質的に削減できる。なお、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒデータは全て関連し合っているから、クロマデータは構文解析される。クロマスキップがオフのオルタナティブは、ビデオデータをフルカラーで表示する。ここで、ビデオデータのフルカラーの表示は比較的高い電力レベル、つまり、ほぼフルパワーレベルに対応する。
【００３２】
逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）は、ビデオ復号化システムの別のモジュールを表わす。この例では、計算の複雑さを解消するために、逆離散コサイン変換の精度をトレードオフすることにより、命令数Ｉを実質的に低減できるオルタナティブを提供する。このモジュールのオルタナティブは、逆離散コサイン変換をフルに行なうＩＤＣＴフル（IDCT full）、逆離散コサイン変換をラフに行なうＩＤＣＴラフ（IDCT rough）、逆離散コサイン変換を非常にラフに行なうＩＤＣＴベリーラフ（IDCT very rough）を含む。逆離散コサイン変換をフルに行なうオルタナティブでは、逆離散コサイン変換に任意の適切、且つ高速だが正確な整数が用いられる。ＩＤＣＴラフのオルタナティブは、乗算を近似シフトで多少置き換えたり、高周波数係数を多少無視するなどしてＩＤＣＴの精度が中位の程度に下がる。ＩＤＣＴベリーラフのオルタナティブは、ＩＤＣＴラフのオルタナティブに関して説明したのと同じ技法を用いてＩＤＣＴの精度がかなり低下する。
【００３３】
本発明の一実施例には、デブロッキング及びデリンギングモジュールも含まれている。一般に知られているように、ネットワークハンドヘルドデバイスで使用される典型的な低ビットレートのビデオでは、後処理（デブロッキング及びデリンギング）が重要だが、後処理は多量の電力を消費する。電力消費が比較的に高くなるのは、命令数及びメモリアクセス数が共に比較的に高いことに関係する。デブロッキング及びデリンギングモジュールと関連付けられるオルタナティブは、デブロッキング−デリンギングを高度に行なうデブロッキング−デリンギングハイ（deblocking-deringing high）、デブロッキング−デリンギングを中程度に行なうデブロッキング−デリンギングミディアム(deblocking-deringing medium)、デブロッキング−デリンギングの程度が低いデブロッキング−デリンギングロー(deblocking-deringing low)、及びデブロッキング−デリンギングを行なわないデブロッキング−デリンギング無し(deblocking-deringing none)を含む。一例として、ブロッキング及びリンギングアーティファクトの一斉除去（joint removal）を実現するために画素ドメイン操作を高速圧縮ドメイン操作と組み合わせるための効率的且つ適応型アルゴリズムのセットを採用する。これらのアルゴリズムは、画素領域にフィルタリング処理を適用するかどうか判定すると共に、もしそうするならば、どのフィルタを使用するか判定する適応型しきい値を用いる。これらの適応型しきい値を変えることにより、異なるオルタナティブを実現することができる。例えば、デブロッキング及びデリンギングハイのオルタナティブは、最高品質の表示になるように最もロバストなフィルタリング処理を適用する。デブロッキング及びデリンギングミディアムのオルタナティブでは後処理の量が相応に減り、デブロッキング及びデリンギングローのオルタナティブではさらに減る。デブロッキング及びデリンギング無しのオルタナティブでは、全ての後処理がスキップされるので、全ての命令数及びメモリアクセス数の費用節約になる。従って、デブロッキング及びデリンギングハイのオルタナティブはほぼフルパワーモードと関連付けられるのに対し、デブロッキング及びデリンギング無しのオルタナティブは低パワーモードと関連付けられ、残りのオルタナティブは両者の間にある。
【００３４】
エラー隠蔽機能は、ビデオデコーダに組み込み可能なまた別のモジュールである。エラー隠蔽には、エラー検出ルーチンからエラーと判断されるIＮＴＥＲマクロブロック（ＭＢ）及びIＮＴＲＡマクロブロック（ＭＢ）の一連のプロシジャを読み出すことが必要となる。IＮＴＥＲブロック及びIＮＴＲＡブロック対応の隠蔽アルゴリズムを表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
IＮＴＥＲＭＢの動き予測は、周囲のマクロブロックの中の使用可能な動きベクトルを考慮することによって行なわれる。使用可能な動きベクトルのメジアンから動き予測が可能になる。ゼロ動き予測は、予測された動きベクトルをゼロにすることによって実現される。IＮＴＲＡマクロブロックの定数予測は、そのマクロブロックを直接取り巻く一つの画素レイヤーを考慮することによって行なわれる。輝度の場合、これは最大４×１６画素に対応し、１６画素は各々、上下左右のマクロブロックから来ている。一例として、エラー状態に関わらず、これらのブロックの一部分だけを使用可能にすることができる。クロミナンスの場合、チャネル毎に最大４×８画素が使用され、予測値を出すのに使用可能な画素の平均値が出される。よって、結果として生じる定数カラーを得るのにマクロブロックが予測される。
【００３７】
IＮＴＥＲマクロブロック又はIＮＴＲＡマクロブロックのＤＣＴ予測は、周囲のIＮＴＲＡマクロブロックのＤＣＴ係数を用いる。ここでは、周囲のマクロブロックのＤＣＴ−ＤＣの単純平均としてＤＣＴ−ＤＣ予測値を得る。当業者であれば、ＤＣ係数はＤＣＴ係数ブロックの左一番上の係数であることが分かる。ＤＣＴ−ＡＣの予測の場合、１行目のＤＣＴ−ＡＣ係数を予測するのに、上下のマクロブロックの１行目のＤＣＴ−ＡＣ係数が用いられる。同様に、１列目のＤＣＴ−ＡＣ係数を予測するのに、左右のマクロブロックの１列目のＤＣＴ−ＡＣ係数が用いられる。一例として、実際に行なうＤＣＴ−ＡＣ予測の仕方をルックアップテーブルにより変更しても構わない。第１輝度ブロック内の１行目のＤＣＴ−ＡＣ係数は、第３輝度ブロックを用いて上のマクロブロックの１行目のＤＣＴ−ＡＣ係数と第１輝度ブロックを用いて下のマクロブロックの１行目のＤＣＴ−ＡＣ係数との平均値から予測される。第１輝度ブロック内の１列目のＤＣＴ−ＡＣ係数は、第２輝度ブロックを用いて左側のマクロブロックの第１列目のＤＣＴ−ＡＣ係数と第１輝度ブロック内の右側のマクロブロックの第１列目のＤＣＴ−ＡＣ係数との平均値として予測される。なお、上述のスキームは、ＤＣＴ係数を予測しなればならないマクロブロック内の他のブロックに対して同様に拡張することができる。
【００３８】
エラー隠蔽モジュールは、エラー隠蔽がオンのオルタナティブ及びエラー隠蔽がオフのオルタナティブを含む。エラー隠蔽がオンのオルタナティブでは、エラー隠蔽を全面適用する。これには、動きベクトル予測及び離散コサイン変換係数予測が含まれる。従って、このオルタナティブは余分の計算が必要だから、高電力使用可能性モードと関連付けられる可能性が高い。エラー隠蔽がオフのオルタナティブは、ビデオでエラーになるブロックを識別し、それらのブロックを単純に定数カラーホールド（constant color holds）で置き換える。なお、エラー隠蔽計算のオーバーヘッドは中位で、電力の観点からみると、ある特定のプラットフォーム特性に対してのみエラー隠蔽がオフのオルタナティブを使用する効果があることが分かる。
【００３９】
なお、何らかの方法でエラーマクロブロックを予測したら、そのマクロブロックのエラーは適宜クリアされるので、他のマクロブロックの予測にマクロブロックを使用することができる。データ区分モードでは、動きベクトル又はＤＣＴ−ＤＣ係数に関するどんな情報も予測結果に組み込まれるか又は予測結果の代わりに使用される。例えば、IＮＴＥＲフレームの場合は、動きベクトルが使用可能であれば、動き予測の代わりに動きベクトルを使用する。同様に、IＮＴＥＲマクロブロックでは、ＤＣＴ−ＤＣ係数が使用可能であれば、動きベクトルが予測されていようが或いは区分データを介して動きベクトルが取得されていようが、これらの係数を用いて「予測エラー」のＤＣＴ−ＤＣ係数が予測される。言うまでもなく、IＮＴＲＡマクロブロックの場合は、予測ＤＣＴ−ＡＣ係数とは別に、ＤＣＴ予測ＤＣ値の代わりに使用可能なＤＣＴ−ＤＣ係数が使用される。
【００４０】
一例として、１フレーム内のエラーマクロブロックが約８０％を超える時には、現フレームの代わりにその前のフレームをコピーしてエラー隠蔽を進める。この方法に対してIＮＴＲＡフレームの場合は一つの例外がある。IＮＴＲＡフレームは前のフレームとは実質的に異なる可能性があるから、IＮＴＲＡフレームが前のフレームと（平均絶対誤差が）類似しているかどうかを確認するために、正しく受け取られたマクロブロックに対するチェックが行なわれる。IＮＴＲＡフレームが類似していなければ、前のフレームのコピー作業が中止され、通常の隠蔽操作が再開される。
【００４１】
ビデオデコーダに含めることのできる別のモジュールは拡張エラー検出機能である。構文解析中にビデオの１ブロックがエラーになっていることが分かった場合、実際のエラーはビットストリームのもっと早い時点で始まっていても、破損したビットストリームはしばらくシンタックスに準拠したままだから、気付かずに数ブロック進んでしまっているケースが多い。拡張エラー検出機能とは、後でエラーに気付いた状況を検出してその状況を補正するように工夫されたヒューリスティック手法の集合のことである。データが不自然に見える場合、最初に検出されたエラーよりも前のブロックを識別してエラーが検出される。例えば、データが多数の高周波数係数を有する、データがＰフレーム上の孤立したイントラブロックである、など。一例としては、合格と印されてはいるが恐らくエラーであるマクロブロックを検出するために、各エラーマクロブロックの前のマクロブロックのウィンドウを調べる。例えば、エラーになっている任意のビデオオブジェクト面（ＶＯＰ）又はフレームの場合、マクロブロックのフレームの幅の３倍のウィンドウを調べる。このウィンドウ内で、次の３つの状態のうちの一つを満足するマクロブロックはどれもエラーと印される。３つの状態：１）マクロブロックに１６以上の離散コサイン変換係数が入ったブロックがある、２）マクロブロックは孤立したイントラマクロブロックであると同時にインターフレームである、３）マクロブロックはイントラフレームで、このマクロブロックとその近隣とのＤＣ差（Ｙ又はＣｂ又はＣｒの）はしきい値よりも大きい。
【００４２】
拡張エラー検出モジュールのオルタナティブは、オンになっている拡張エラー検出又はオフになっている拡張エラー検出を含む。なお、拡張エラー検出がオンになっていると、命令数並びにメモリアクセス数共にかすかなオーバーヘッドがある。従って、拡張エラー検出がオンのオルタナティブは、拡張エラー検出がオフのオルタナティブよりも高いパワーモードを用いて使用される。
【００４３】
図６は、本発明の一実施例において、拡張エラー検出を表わす概略図である。ここでは、フレーム１３０のブロック１３４における構文解析中にエラーが発見される。但し、実際のエラーはブロック１３２で始まっている。従って、「オン」のオルタナティブでの拡張エラー検出は、エラー修正のために、復号化された部分とそれに対応する係数の値とを調べる。対照して、先に説明したエラー隠蔽モジュールは、ブロック１３４に入っているエラーによって発生した穴を埋めようとするが、拡張エラー検出モジュールはエラーを修復する。
【００４４】
図７は、本発明の一実施例において、ビデオ復号化モジュールからのオルタナティブの異なる組合せによって定義される様々な状態のグラフである。ここでは、図７のグラフ上の点の各々が特定の電力消費レベルとビデオ品質レベルを定義している。例えば、点１４０−２はフレームメモリ圧縮モジュールの高フレームメモリ圧縮オルタナティブ、色変換モジュールの色変換削減オルタナティブ、フレーム表示スキップモジュールのｋ＝５でのフレーム表示スキップのオルタナティブ、クロマスキップモジュールのクロマスキップ機能オフを表わすといった具合である。もしくは、点１４０−１は、フレームメモリ圧縮モジュールの高フレームメモリ圧縮オルタナティブ、色変換モジュールの色変換削減オルタナティブ、フレーム表示スキップモジュールのｋ＝１０でのフレーム表示スキップのオルタナティブ、クロマスキップモジュールのクロマスキップ機能オンを表すといった具合である。従って、点１４０−１で定義される状態と点１４０−２で定義される状態との差異は、点１４０−１でフレーム表示スキップモジュールは５フレーム置きに１フレームを表示するのではなく、１０フレーム置きに１フレームが表示されるように設定されることであり、そしてビデオはグレースケールで表示されるようにクロマスキップモジュールのクロマスキップ機能オンのオルタナティブが選択される。従って、点１４０−１と関連付けられるビデオ復号化の電力消費は点１４０−２と関連付けられる電力消費よりも小さい。同様に、点１４０−１と関連付けられるビデオ復号化のビデオ品質は点１４０−２と関連付けられるビデオ品質よりも劣る。
【００４５】
引き続き図７において、点１４０−１から１４０−６は、グラフにプロットされた点の上側包絡線を表わす。一例として、グラフの点はある特定のターゲットプラットフォームのためのシステム設計段階から生まれる。ターゲットプラットフォームは、先に説明した携帯用装置のどれにでも組み込み可能なプロセッサ、メモリ、ディスプレイの特定の選択且つコンフィギュレーションである。システム設計段階で、各ビデオ復号化状態の電力消費及びビデオ品質の測定値を得るのに適度に大きなサンプルビデオストリームの集合が用いられる。例えば、先に説明したモジュール及び関連オルタナティブについては、様々なオルタナティブの組合せから可能なビデオ復号化状態の総数は４×２×４×２×２×３×４×２×２＝６１４４である。従って、様々な点のプロットを生成するために、設計段階で、サンプルビデオストリーム毎に、様々なオルタナティブがテストされる。なお、電力消費を任意の適切な方法で測定することができ、人間による適切な主観的評価スキームを用いてビデオ品質を測定することもできる。もしくは、ビデオ品質をビジュアルモデルなどのプロシジャ的オルタナティブを用いて測定してもいい。ビデオ復号化状態を表わす点がプロットされたら、点の上側包絡線が識別される。
【００４６】
図７の上側包絡線は点１４０−１から１４０−６によって表わされる。なお、上側包絡線を判定する際、ある特定の電力消費レベルに対応して最高のビデオ品質が実現される点が選ばれることが分かる。例えば、点１４２、１４４、１４６は点１４０−５と実質的に同じような電力消費レベルと関連付けられる。但し、点１４０−５は最高のビデオ品質を有し、それと対応する電力消費レベルと関連付けられるように選択される。一例として、上側包絡線上の各点と関連付けられるビデオ復号化状態は、ターゲットプラットフォームのためのビデオ復号化システムの中に含まれる。なお、設計段階はオルタナティブの組合せを全て又は部分的に含んでいても構わない。さらに、設計段階は先に列記したモジュール及び関連付けられるオルタナティブに限定されるものではない。すなわち、ビデオ復号化と関連付けられる任意の適切なスキームを、低、中、高のオルタナティブを含めるように設計し、設計段階に含め、そしてビデオ復号化システムの中に実施してもいい。当業者であれば、図７は点１４０−１から１４０−６と関連付けられる６つの異なる復号化プロファイルを示しているが、任意の適切な数のビデオ復号化プロファイルを一つのデバイスに実施できることは明らかである。すなわち、パワースケーリング可能なデバイスは２つ以上の異なるビデオ復号化プロファイルを組み込むことができる。
【００４７】
図８は、図７の電力対ビデオ品質プロットの別のグラフ表現である。ここでは、復号化状態Ｄ0からＤ6はビデオ品質レベルＱ0からＱ6とそれぞれ関連付けられる。復号化状態Ｄ0からＤ6は、図７の点１４０−１から１４０−６と関連付けられる。図８の線１４８上の点の上側包絡線は、電力消費レベルが低下するのに伴うビデオ品質低下の関係を表わす。例えば、線１４８上の品質レベルＱ6と関連付けられる品質レベルはグレースケールとしてビデオデータを表示するしかできないのに対し、線１４８上の品質レベルＱ0と関連付けられる復号化状態で表示されるビデオ画像はフルカラーで表示される。図７で述べたように、復号化状態数は説明のためで、限定を意味するものではない。
【００４８】
図９は、本発明の一実施例において、ビデオ復号化システムの構成要素の概略図である。ビデオ復号化システム１５１の構成要素は、ディスプレイ１５０、プロセッサ１５４、メモリ１５８を含む。ディスプレイ１５０はディスプレイメモリ１５２を含む。プロセッサ１５４はキャッシュメモリ１５６を含む。メモリ１５８には、圧縮データ１６０、復号化されたフレーム１６２、補助データ１６４、命令１６６が入っている。当業者であれば、ディスプレイ１５０及びメモリ１５８はバスを介してプロセッサに接続されるが、説明上、メモリ及びディスプレイはプロセッサに直接接続された状態で描かれていることは明らかである。さらに、プロセッサ１５４がビデオ復号化用ＡＳＩＣのような専用プロセッサの場合は、メモリ１５８の命令ブロック１６６は不要かもしれない。例えば、プロセッサ１５４はディスプレイ１５０を制御するための液晶表示（ＬＣＤ）コントローラである。従って、プロセッサ１５４は、ビデオの復号化されたフレームを作成しディスプレイメモリを適宜リフレッシュするための圧縮データを解凍する。なお、動き補償があるので、解凍にはメモリ１５８の中の復号化されたフレームを確認することも必要になる。ビデオ復号化システム１５１を先に説明した携帯用ハンドヘルドデバイスのどれにでも組み込むことができる。例えば、使用可能な電力がしきい値レベルを超えるとビデオ復号化状態が変化するように、ビデオ復号化システム１５１が使用可能な電力レベルを示すレジスタをプロセッサ１５４がモニタするように構成してもいい。
【００４９】
図１０は、本発明の一実施例において、ユーザがビデオ復号化の電力消費レベルをマニュアルで選択できるようにするグラフィカルインタフェースの概略図である。グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）１７０はスライダスイッチ１７２を含む。スライダスイッチ１７２をユーザが調整してビデオ復号化の電力消費レベルを調整することができる。加えて、電力消費レベルを任意の範囲で含むようにグラフィカルユーザインタフェース１７０を構成することができ、しかもグラフィカルユーザインタフェースに表示される位置は１／４、１／２、３／４、フルだけに限定されない。もしくは、グラフィカルユーザインタフェース１７０は、特定の電力消費レベルを選択できるドロップダウンメニュ１７４を含むようにすることもできる。当業者であれば、ユーザに電力消費レベルを選ばせるグラフィカルインタフェースのコンフィギュレーションは数多くあることは明白である。従って、ＧＵＩ１７０により、ユーザは、更なる節電のために、使用可能な電力が高レベルであっても低電力消費レベルでビデオ復号化システムを実行させるように選択することができる。
【００５０】
図１１は、本発明の一実施例において、ビデオデコーダの電力消費と品質との最適な対を判定するための方法を表わしたフローチャートである。なお、以下に定義する方法は、最適なビデオ復号化プロファイルが識別される設計段階のスキームを説明する。この方法は、オペレーション１８０から始まり、そこでターゲットプラットフォームが定義される。ターゲットプラットフォームは、先に説明した装置など携帯用ハンドヘルド装置の専用プロセッサタイプ、ディスプレイタイプ、メモリタイプを含んでいて構わない。この方法は次にオペレーション１８２に進み、複数のビデオ復号化プロファイルが決められる。ここでは、複数のビデオ復号化プロファイルが先に説明したモジュールからのオルタナティブの組合せを含んでいて構わない。例えば、ビデオ復号化プロファイルは、プロファイルを定義するのに、先に説明したモジュール各々に対するオルタナティブのうちの一つを組み合わせて構わない。もしくは、モジュールの一部分に対するオルタナティブを使用することもできる。当業者であれば、本書で説明する実施例を任意のビデオ復号化スキームと共に使用できることは明らかである。この方法は次にオペレーション１８４に進み、複数のビデオ復号化プロファイル各々の性能が複数のビデオストリームに対して測定される。ここでは、ビデオ復号化プロファイル各々のビデオ品質レベルでの電力レベルの消費を測定し、図７及び８で説明したグラフと同じようなグラフにプロットしてもいい。次にオペレーション１８６に移行し、複数のビデオ復号化プロファイルの一部分が識別される。一例として、その一部分のビデオ復号化プロファイルは図７で説明した上側包絡線である。ここでは、識別されたビデオ復号化プロファイルは各々、異なる電力レベルと関連付けられる。
【００５１】
図１２は、本発明の一実施例において、画像データをパワースケーリング可能な方法で復号化するための方法を示したフローチャートである。なお、図１２で説明する方法操作は、図１１で説明した設計段階の実施態様と関係している。この方法は、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルをモニタするオペレーション１９０から始まる。一例として、使用可能な電力レベルと関連付けられるデータを有するレジスタをモニタして必要な情報を提供する。次にオペレーション１９２に進み、そこで少なくとも一つのしきい値電力レベルが識別される。本発明の一実施例によれば、このしきい値電力レベルは、使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルを超えると別のビデオ復号化プロファイルへの切り替えを引き起こす電力レベルを定義する。
【００５２】
図１２の方法は次に決定のオペレーション１９６に進み、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルを超えたかどうかを判定する。ここで、ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルは時間と共に低下して構わないし、従って、低減した電力レベルは、しきい値電力レベルを超えると、別のビデオ復号化プロファイルへの切り替えを引き起こすことができる。もしくは、ハンドヘルド装置が使用中に充電されている場合には、電力レベルは時間と共に上昇していき、そしてしきい値電力レベルを超える。ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルを超えるまでに至らなければ、この方法は、しきい値電力レベルを超えるまで、使用可能な電力レベルを周期的に、つまり、継続的にチェックし直す。ビデオ復号化システムが使用可能な電力レベルがしきい値電力レベルを超えたら、この方法はオペレーション１９８に進み、そこで電力消費レベル及びビデオ表示クォーリティが共に変わる。ここでは、ビデオ復号化プロファイルが切り替えられる。従って、使用可能な電力レベルが低下していると、ビデオ復号化プロファイルは消費電力の少ないビデオ復号化プロファイルに切り替えられる。一方、使用可能な電力レベルが上昇していれば、ビデオ復号化プロファイルは高電力消費型ビデオ復号化プロファイルに切り替わる。
【００５３】
要約すれば、上述の発明はパワースケーリング可能なビデオデコーダのためのデバイスと方法を説明している。設計段階で最適な復号化プロファイルが識別される。例えば、先に説明した上側包絡線上に画定される復号化プロファイルを最適復号化プロファイルとして使用することができる。復号化プロファイルは、先に説明したビデオ復号化モジュールと関連付けられる電力消費のオルタナティブを含んでいる。一旦最適な復号化プロファイルを識別したら、その復号化プロファイルはビデオデコーダに実施される。一例として、ユーザは、グラフィカルユーザインタフェースにより電力消費レベルを選択することができる。ここでは、電力消費レベルがある特定のビデオ復号化プロファイルと関連付けられる。パワースケーリング可能なビデオデコーダは、ビデオデコーダが使用可能な電力レベルをモニタするように構成される。従って、一旦使用可能な電力レベルが予め定められた電力レベルを超えると、ビデオデコーダは別の復号化プロファイルに切り替える。例えば、電力が減っていれば、ビデオデコーダは基本的に図７で示された復号化プロファイルの上側包絡線を下降していく。言うまでもなく、電力が増えていれば、ビデオデコーダは包絡線を上昇していく。従って、ビデオデコーダを組み入れたデバイスは、パワースケーリング可能なビデオ復号化状態により電池の長寿命化を図れる。
【００５４】
上記の実施例を念頭に置けば、本発明はコンピュータシステムに保持されるデータを伴う様々なコンピュータで実行される操作（operation）を採用することが分かる。これらの操作は物理的な数量の物理的な操作（manipulation）を含む。必ずしてもそうであるとは限らないが、普通、これらの数量は、保持、転送、結合、比較や、その他の操作が可能な電気信号又は磁気信号の形をとる。さらに、実行される操作は、生成、識別、判定、又は比較といった表現を用いて言及されることが多い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
上述の発明は、ハンドヘルド装置、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの又はプログラミング可能なコンシューマエレクトロニクス、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含めた他のコンピュータシステム構成と共に実施可能である。本発明は、通信ネットワークを介してリンクされる遠隔処理装置によってタスクが実行される分散型コンピューティング環境において実施することもできる。
【００５６】
本発明は、コンピュータ可読媒体に記録されたコンピュータ可読コードとして実施することもできる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムで後から読み取れるデータを保持できるデータ記憶装置である。コンピュータコードが実装されている電磁搬送波もコンピュータ可読媒体の一つである。コンピュータ可読媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク結合ストレージ（ＮＡＳ）、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、その他の光学式及び非光学式データ記憶装置がある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードを分散して保持及び実行できるように、ネットワーク接続コンピュータシステムで分散することもできる。
【００５７】
上記の発明をはっきり理解できるように多少詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲内において特定の変更及び修正を実施できることは明白である。よって、本願の実施例は説明のためで限定のためではないと理解されるべきであり、発明は本書で述べた詳細に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲並びに同等の範囲から逸脱しない限りにおいて修正可能である。特許請求の範囲においては、特に明記されていない限り、要素及び／又はステップは操作の特定の順番を暗に示しているものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明における、パワースケーリング可能なデジタルビデオコーディングを構成する装置の概略図。
【図２】本発明における、ビデオデコーダに内蔵された複数のモジュールを表わす概略図。
【図３】図２のモジュールが使用可能なオルタナティブを表わす概略図。
【図４Ａ】本発明における、フレームメモリ圧縮のコンセプトを示す概略図。
【図４Ｂ】本発明における、メモリフレーム圧縮モジュール及び関連付けられるオルタナティブの別の表現を示す概略図。
【図５Ａ】本発明における、色変換と関連付けられるモジュールを表わす概略図。
【図５Ｂ】本発明における、色変換簡約オルタナティブを表わす概略図。
【図６】本発明における、拡張エラー検出機能を表わす概略図。
【図７】本発明における、ビデオ復号化モジュールからのオルタナティブとの組合せにより定義された状態のグラフ。
【図８】図７における電力対ビデオ品質のプロットの異なる図形表現。
【図９】本発明における、ビデオ復号化システムの構成要素の概略図。
【図１０】本発明における、ユーザがマニュアルでビデオ復号化の電力消費レベルを選択できるようにするグラフィカルインタフェースの概略図。
【図１１】本発明における、ビデオデコーダの電力消費とビデオ品質の最適な対を判定するための方法操作を表わしたフローチャート。
【図１２】本発明における、パワースケーリング可能な方法で画像データを復号化するための方法操作を説明したフローチャート。
【符号の説明】
【００５９】
１００    装置
１０２    デコーダ
１０４    表示画面
１０６    モジュール
１０８    オルタナティブ
１１０、１５８    メモリ
１３０    フレーム
１３２、１３４    ブロック
１５０    ディスプレイ
１５１    ビデオ複合化システム
１５２    ディスプレイメモリ
１５４    プロセッサ
１５６    キャッシュメモリ
１６０    圧縮データ
１６２    復号化されたデータ
１６４    補助データ
１６６    命令
１７０    グラフィカルユーザインタフェース
１７２    スライダスイッチ
１７４    ドロップダウンメニュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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