(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビットストリームにチャネル誤り保護を提供する方法であって、
対応する誤り保護レベルに関連する指定レートを有するチャネル符号を利用してビットストリームの少なくとも第１部分をチャネル符号化するステップ、及び
指定レートより高いレートを提供するために、前記ビットストリームの少なくとも第２部分に対して、前記指定レートを有するチャネル符号をパンクチャリングするステップを備え、
前記パンクチャリングするステップの開始は、（ｉ）前記チャネル符号のメモリ以上の量又は（ii）前記チャネル復号器の復号深さ以下の量のうちの少なくとも一方だけ遅延され、該遅延により、前記チャネル符号器における誤り伝搬を回避することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記チャネル符号は畳込み符号を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ビットストリームはプログレッシブソース符号化ビットストリームを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ビットストリームは分割ソース符号化ビットストリームを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プログレッシブソース符号化ビットストリームはプログレッシブソース符号化ビデオビットストリームを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記プログレッシブソース符号化ビットストリームはプログレッシブソース符号化オーディオビットストリームを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記チャネル符号は、ビットストリームの現フレーム内のすべてのビットがチャネル符号化された後にのみ終端されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記遅延の量はビットストリームの指定されたビット数を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ビットストリームのＮ個のビットクラスの少なくともサブセットのそれぞれのパンクチャリングのために、相異なる遅延量が設けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ビットストリームの最重要ビットから前記ビットストリームの最も重要性の低いビットまで連続的に、チャネル符号化ビットストリームを復号するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ビットストリームにチャネル誤り保護を提供する装置であって、
対応する誤り保護レベルに関連する指定レートを有するチャネル符号を利用してビットストリームの少なくとも第１部分をチャネル符号化する、プロセッサに基づくデバイスを含み、前記プロセッサに基づくデバイスはさらに、指定レートより高いレートを提供するために、前記ビットストリームの少なくとも第２部分に対して、前記指定レートを有するチャネル符号をパンクチャリングするよう動作するものであり、
前記パンクチャリングの開始は、（ｉ）前記チャネル符号のメモリ以上の量又は（ii）前記チャネル復号器の復号深さ以下の量のうちの少なくとも一方だけ遅延され、該遅延により、前記チャネル符号器における誤り伝搬を回避することを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記チャネル符号は畳込み符号を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ビットストリームはプログレッシブソース符号化ビットストリームを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ビットストリームは分割ソース符号化ビットストリームを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記プログレッシブソース符号化ビットストリームはプログレッシブソース符号化ビデオビットストリームを含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記プログレッシブソース符号化ビットストリームはプログレッシブソース符号化オーディオビットストリームを含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記チャネル符号は、ビットストリームの現フレーム内のすべてのビットがチャネル符号化された後にのみ終端されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
前記遅延の量は、ビットストリームの指定されたビット数を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
ビットストリームのＮ個のビットクラスの少なくともサブセットのそれぞれのパンクチャリングのために、相異なる遅延量が設けられることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２０】
チャネル符号化ビットストリームは、前記ビットストリームの最重要ビットから前記ビットストリームの最も重要性の低いビットまで連続的に復号されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
ビットストリームにチャネル誤り保護を提供する際に使用される１個以上のソフトウェアプログラムを記憶する記憶媒体であって、前記１個以上のソフトウェアプログラムは、実行されたときに、
対応する誤り保護レベルに関連する指定レートを有するチャネル符号を利用してビットストリームの少なくとも第１部分をチャネル符号化するステップ、及び
指定レートより高いレートを提供するために、前記ビットストリームの少なくとも第２部分に対して、前記指定レートを有するチャネル符号をパンクチャリングするステップを実現し、
前記パンクチャリングするステップの開始は、（ｉ）前記チャネル符号のメモリ以上の量又は（ii）前記チャネル復号器の復号深さ以下の量のうちの少なくとも一方だけ遅延され、該遅延により、前記チャネル符号器における誤り伝搬を回避することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報符号化に関し、特に、畳込み符号およびその他のタイプのチャネル符号を用いてプログレッシブビットストリームの誤り保護を提供する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プログレッシブソース符号化ビットストリームでは、ビットは一般に、重要性の降順に配列されるため、受信機で再構成可能なソース信号の品質は、受信されるビット数に依存する。このタイプの畳込みプログレッシブソース符号化技術は、例えば、
・A. Saide et al., "A New and Efficient Image Codec Based on Set Partitioning in Hierarchical Trees", IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Tech., June 1996
・B.-J. Kim et al., "Very Low Bit-Rate Embedded Coding with 3D Set Partitioning in HIerarchical Trees", IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Special Issue on Image and Video Processing for Emerging Interactive Multimedia Services, September 1998
・B.-J. Kim et al., "Low-Delay Embedded Video Coding with SPIHT", Proc. SPIE, Visual Communications and Image Processing '98, pp.955-964, Jan. 1998
に記載されている。
【０００３】
例として、｛ａ0，ａ1，ａ2，...，ａN｝という順序で配列されたＮビットプログレッシブソース符号化ビットストリームを考える。ただし、ａ0は最重要ビットを表し、ａNは最も重要性の低いビットを表す。この順序ビットのうちの与えられたサブセット｛ａ0，...，ａi｝（１≦ｉ＜Ｎ）のみが受信機で受信される場合、ソース信号の粗表現を、これらの（ｉ＋１）ビットに基づいて再構成することができる。このため、再構成される信号の品質は、正しく受信されるビット数とともに増大する。しかし、ａiが正しく受信されず、ａj（ｊ＞ｉ）が正しく受信される場合、ａjビットは一般に、復号された信号の品質を改善するためにソース復号器によって使用されることができない。そのため、通信チャネルを通じてのソース符号化ビットストリームの伝送とともに使用されるチャネル符号は、重要ビット、すなわち、ｉの値が小さいビットに最高レベルの誤り保護が提供され、ｉの値の大きいビットほど誤り保護が低くなるように設計されるのが望ましい。
【０００４】
チャネル符号により不均一誤り保護（ＵＥＰ）を提供するいくつかの技術は、米国特許第６，４０５，３３８号（米国特許出願第０９／０２２，１１４号、出願日：１９９８年２月１１日、発明者：D. Sinha and C.-E. W. Sundberg、発明の名称："Unequal Error Protection for Perceptual Audio Coders"）に記載されている。このような技術の１つでは、ソース符号化ビットストリームがいくつかのクラスのビットに分けられ、異なるレベルの誤り保護が異なるクラスのビットに提供される。例えば、ソース符号化ビットストリームはクラスＩおよびクラスＩＩのビットに分けられ、クラスＩビットは、クラスＩＩビットを保護するのに使用されるよりも低いレートのチャネル符号により保護される。
【０００５】
ハードウェアの複雑さを低減するため、これらおよびその他の技術は、ＵＥＰに要求される相異なるチャネル符号レートを実現するために、レートコンパチブルパンクチャド畳込み（ＲＣＰＣ：rate compatible punctured convolutional）符号を利用することがある。ＲＣＰＣ符号は、
・J. Hagenauer, "Rate-Compatible Punctured Convolutional Codes (RCPC Codes) and Their Applications", IEEE Transactions on Communications, Vol.36, April 1988
・J. Hagenauer et al., "The Performance of Rate-Compatible Punctured Convolutional Codes for Digital Mobile Radio", IEEE Transactions on Communications, Vol.28, July 1990
に記載されている。上記の例を参照すれば、ＲＣＰＣ符号は、クラスＩレートおよびクラスＩＩレートの両方のチャネル符号を実現するために使用可能である。
【０００６】
前掲の米国特許第６，４０５，３３８号（米国特許出願第０９／０２２，１１４号）に記載されているＵＥＰ技術のあるものでは、異なるクラスのソース符号化ビットは一般に別々に符号化され、各クラスは、チャネル復号器性能を大幅に劣化させる可能性のある誤り伝搬を避けるために、さらにブロックに分けられる。このブロックへの分割では、いわゆるテールビットを用いて、与えられた符号の各ブロックを終端することが必要となる。上記のように、プログレッシブソース符号化ビットストリームの場合、与えられたビットａiが正しく受信されない場合、後続のビットａj（ｊ＞ｉ）は一般に、復号された信号の品質を改善するために使用されることができない。そのため、次第に低くなる誤り保護をソース符号化ビットストリーム中のビットａi，ａi+1，ａi+2，...に与えて、チャネル誤り保護もまたプログレッシブに提供されなければならない。しかし、上記のマルチクラスＵＥＰ技術をプログレッシブソース符号化ビットストリームに適用すると、ソース符号化ビットストリームが多くのサブブロックに分割され、各サブブロックが次第に高くなる符号レートを有することがある。このような配列は、過剰に多くのテールビットを必要とするため、この技術の実現に伴いオーバーヘッドが大幅に増大することがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のことから明らかなように、ソース符号化ビットストリームにチャネル誤り保護を提供する改善された技術が必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プログレッシブソース符号化ビットストリームあるいはその他のタイプのソース符号化ビットストリームのためのチャネル誤り保護を実現する方法および装置を提供することにより、上記の必要性を満たす。
【０００９】
本発明によれば、チャネル符号のパンクチャリングにより、不均一チャネル誤り保護がソース符号化ビットストリームに対して提供される。ソース符号化ビットストリームは、好ましくは、プログレッシブソース符号化ビットストリームであるが、他のタイプのソース符号化ビットストリーム、例えば、分割ビットストリームでもよい。チャネル符号は、対応する誤り保護のレベルに関連する指定されたレートを有し、ソース符号化ビットストリームの第１部分を符号化するために使用される。次に、チャネル符号は、指定レートより高いレートになるように、ソース符号化ビットストリームの少なくとも第２部分に対してパンクチャリングされる。このパンクチャリングステップの開始は、チャネル符号のメモリ（記憶）に少なくとも部分的に基づいて決定される量だけ故意に遅延される。例えば、遅延量は、チャネル符号のメモリ以上であるが、チャネル符号化ビットストリームを復号するために使用されるチャネル復号器の復号深さ以下であるビット数として指定することが可能である。
【００１０】
本発明によれば、従来の不均一誤り保護（ＵＥＰ）技術におけるサブブロックの終端に必要なテールビットによる過剰オーバーヘッドの問題が回避される。本発明は、プログレッシブソース符号化ビデオビットストリームとともに使用するのに特に好適であるが、より一般的に、チャネル誤り保護を必要とする任意のタイプのプログレッシブ情報ビットストリームや、分割ソース符号化ビットストリームを含む他のタイプのビットストリームにも適用可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下の記載では、プログレッシブソース符号化ビットストリームを利用する例示的な通信システムを用いて本発明を説明する。しかし、理解されるべき点であるが、本発明は、特定のタイプの通信システムやアプリケーションとともに使用することに限定されず、より一般的に、終端テールビットの必要性を最小にする効率的な方法でソース符号化ビットストリームにチャネル誤り保護を提供することが好ましい任意の通信システムあるいはアプリケーションに適用可能である。本発明は、プログレッシブソース符号化ビデオビットストリームとともに使用するのに特に好適である。しかし、本発明による不均一誤り保護技術は、オーディオおよびその他の情報ビットストリームを含む、他のタイプのプログレッシブビットストリームにも適用可能である。さらに、本発明の技術は、Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、モーションＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２などのような従来の非プログレッシブ符号化技術を用いて生成されたソース符号化ビットストリームの分割バージョンにも適用可能である。
【００１２】
図１は、本発明が実現される例示的な通信システム１００の概略ブロック図である。システム１００は、伝送媒体１０６を通じて通信するように構成された送信機１０２および受信機１０４を有する。伝送媒体１０６は、有線または無線ネットワークの一部、このようなネットワークの相異なる部分の組合せ、あるいはその他のタイプの通信チャネルを表すことが可能である。送信機１０２は、ソース符号器１１０およびチャネル符号器１１２を有する。受信機１０４は、チャネル復号器１１４およびソース復号器１１６を有する。
【００１３】
動作時において、情報ビットストリームがソース符号器１１０に入力される。
ソース符号器１１０は、従来技術を用いてプログレッシブソース符号化ビットストリームを生成する。次に、プログレッシブソース符号化ビットストリームは、チャネル符号器１１２に入力される。チャネル符号器１１２は、本発明の技術を用いて、プログレッシブソース符号化ビットストリームに、不均一誤り保護チャネル符号化を適用する。チャネル符号器１１２で利用されるチャネル符号化技術について詳細には、図２に関連して後述する。チャネル符号器１１２の出力は、さらに、変調、多重化、アップコンバージョン、増幅、フィルタリングなどのような従来の通信システム作用を用いて処理することが可能である。これらの作用は、説明を簡明にするため図から省略している。結果として得られる信号は、伝送媒体１０６を通じて伝送され、受信機１０４で、あるいはその前で、相補的な通信システム作用を受ける。回復されたチャネル符号化ビットストリームは、チャネル復号器１１４に入力され、その結果得られるプログレッシブソース符号化ビットストリームがソース復号器１１６で復号されて、もとの情報ビットストリームの再構成バージョンが得られる。
【００１４】
ソース符号器１１０およびソース復号器１１６は、図３に関して後で詳細に説明するように、それぞれプログレッシブビデオ符号器およびビデオ復号器とすることが可能である。チャネル符号器１１２およびチャネル復号器１１４は、好ましくは、それぞれ畳込み符号器および復号器である。しかし、理解されるように、本発明は、より一般的に、他のタイプのソースおよびチャネル符号化にも適用可能である。
【００１５】
図１のシステムの要素は、説明を簡単にするために、簡略化した形で示されている。理解すべき点であるが、これらの要素は、マイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のようなプロセッサベースのデバイス、あるいは、これらおよびその他のデバイスの一部または組合せを用いて実現可能である。本発明は、全体的にまたは部分的に、このようなデバイスにより格納され実行される１つ以上のソフトウェアプログラムの形で実現可能である。さらに、前述のように、図１のシステムは、図に明示していない追加要素を含むことも可能である。
【００１６】
図２に、図１のチャネル符号器１１２が本発明の技術を利用して不均一誤り保護を提供するように動作する方法を示す。この例では、Ｎビットプログレッシブソース符号化ビットストリーム２００は、｛ａ0，ａ1，ａ2，...，ａN｝という順序で配列される。ただし、ａ0は最重要ビットを表し、ａNは最も重要性の低いビットを表す。この例では、Ｎ＋１個のビット｛ａ0，ａ1，ａ2，...，ａN｝が、プログレッシブソース符号化ビットストリーム２００の１つの完全なフレームを表すと仮定する。前述のように、この順序ビットのうちの与えられたサブセット｛ａ0，...，ａi｝（１≦ｉ＜Ｎ）のみが受信機で受信される場合、もとのソース信号の粗表現を、これらの（ｉ＋１）ビットに基づいて再構成することができる。このため、再構成される信号の品質は、正しく受信されるビット数とともに増大する。しかし、ａiが正しく受信されず、ａj（ｊ＞ｉ）が正しく受信される場合、ａjビットは一般に、復号された信号の品質を改善するためにソース復号器によって使用されることができない。そのため、チャネル符号器１１２は、連続的に誤り保護のレベルが低くなるようにしてプログレッシブソース符号化ビットストリーム２００を符号化するように設定される。
【００１７】
次第に低下するレベルの誤り保護は、以下のようにして、ストリーム２００に対して提供される。チャネル符号器１１２は、低レート畳込み符号を用いてストリーム２００を符号化し、その後、この低レート符号がパンクチャリングされて、ストリーム２００の重要でないビットに対して次第に高いレートの符号が生成される。例では、ストリーム２００の第１部分２０２は、完全な、パンクチャリングされていないレート１／３の畳込み符号により保護される。プログレッシブストリーム２００に対して、好ましい次第に低下するレベルの誤り保護を提供するため、ストリーム２００の第２部分２０４は、もとのレート１／３符号のパンクチャドバージョンを用いて符号化されることになる。パンクチャリング作用には、もとのレート１／３符号を用いて生成されるチャネル符号化ビットを選択的に除去して、より高いレートの符号（今の例ではレート１／２符号）を生成することが含まれる。このようなパンクチャリング技術は当業者に周知であるため、ここでは詳細には説明しない。しかし、前述のように、従来通りにパンクチャリング作用を開始すると、チャネル復号器における誤り伝搬を引き起こし、これによりチャネル符号器出力の信頼性を劣化させる可能性がある。
【００１８】
本発明は、パンクチャリング作用の開始を指定された量Ｌだけ故意に遅延させることにより、従来技術のこの重大な問題点を克服する。Ｌは、特定の符号化ビット数で指定することが可能である。ここで、Ｌは、符号のメモリの関数であり、好ましくは、チャネル復号器の復号深さ以下である。例えば、遅延量Ｌは、符号のメモリ以上であるが、復号器の復号深さ以下であると選択することが可能である。注意すべき点であるが、代替実施例では（例えば、結果として得られる性能劣化が許容可能なアプリケーションでは）、遅延量Ｌは、符号のメモリより小さいと選択することも可能である。
【００１９】
畳込み符号のメモリについては、以下のように説明することが可能である。畳込み符号化において、与えられたｎビットの出力符号語は、ｋ個の入力ビットと、シフトレジスタに格納されたｖビットとの関数として生成される。ｖの値は一般に符号のメモリと呼ばれ、また、符号の拘束長と呼ばれることもある。符号のレートは、ｋ／ｎで与えられる。ただし、ｎ＞ｋである。畳込み符号器は、最大２v個の可能な状態を有する有限状態機械として動作する。与えられたｋ個の入力ビットのセットにより、ｖビットにより定義される現状態から、同じくｖビットにより定義される次状態への遷移が引き起こされ、生成されるｎ個の出力符号ビットは、符号のレートにより指定される。前述のように、遅延Ｌは、好ましくは、符号のメモリ以上と選択される。
【００２０】
パンクチャリングにおける遅延の必要性は、さらに次のように説明することができる。ストリーム２００の部分２０２のプログレッシブソース符号化ビットａ0、ａ1およびａ2が、もとのレート１／３畳込み符号により保護され、部分２０４の少なくともビットａ3、ａ4、ａ5およびａ6が、レート１／３符号をパンクチャリングすることによって生成される上記のレート１／２符号により保護されると仮定する。ａmに対応するチャネル符号化ビットを、ｍ＝０、１、２の値に対してｃ3m、ｃ3m+1およびｃ3m+2で表し、ｍ＝３、４、５および６の値に対してｃ2+2m+1、ｃ2+2m+2で表す。従来のアプローチでは、レート１／３畳込み符号がａ0〜ａ6のすべてのビットを符号化するために使用される場合、ｍ＝３、４、５および６に対するｃ2+2m+1、ｃ2+2m+2に対してパンクチャリングを行い、レート１／２符号を得る。しかし、ビットは終端なしに連続的に符号化されるため、ｍ＝３、４、５および６に対するｃ2+2m+1、ｃ2+2m+2は、チャネル復号器におけるメモリにより復号ビットａ0〜ａ2の信頼性を損なうことがある。
【００２１】
チャネル復号器におけるこの誤り伝搬の可能性を避けるため、レート１／２符号を得るためのチャネル符号器における３個の符号化ビットのうちの１ビットのパンクチャリングは、符号化ビットｃ3(2)+3+L（＝ｃ9+L）から開始すべきである。ただし、前述のように、Ｌは、符号のメモリの関数であり、復号器の復号深さ以下とすべきである。このため、プログレッシブソース符号化ビットストリーム２００のビットａmを保護するためのあるレートを提供するために符号化ビットのパンクチャリングが要求される場合、実際のパンクチャリングは、Ｌ個の符号化ビットの遅延後に開始すべきである。図２を参照すると、この例における遅延Ｌは４ビットと仮定される。従って、パンクチャリング作用は、ビットａ2の後ではなく、図示のように、ビットａ6の後に開始する。パンクチャリングにおけるこの遅延により、連続的にパンクチャリングされるチャネル符号化ビットストリームにおけるチャネル誤り伝搬が回避される。
【００２２】
さらに具体的な例として、図１のシステムにおけるチャネル復号器が、H. Lou, "Viterbi Decoder Design for the IS-95 CDMA Forward Link", Proceedings of the IEEE Vehicular Technology Conference, Atlanta, GA, April 1996、に記載されているようなＩＳ−９５  ＣＤＭＡ順（フォワード）リンクに対するビタビ復号器であると仮定する。この例における順リンクに使用されるチャネル符号は、レート１／２の２５６状態畳込み符号である。この符号はメモリが８である。この文献に記載されているビタビ復号器は、好ましくは、所望の性能のレベルに依存して、少なくとも約９６の復号深さを使用する。したがって、この例のチャネル符号およびチャネル復号器を利用する本発明の実施例では、Ｌの値を、９６以下であるが、符号のメモリ８より大きいと選択することが可能である。例えば、Ｌの初期値として４８または９６が選択可能である。Ｌの値は、その初期値から、プログレッシブソース符号化ビットストリームの長さとともに減少することが可能であり、プログレッシブビットストリームの最下位端で値０にまで小さくなることが可能である。これについては、図４Ｂに関連して後でさらに詳細に説明する。Ｌのこの減少は、所望のレベルの誤り保護は、ビットの重要性とともにビットストリームの長さに従って減少するというプログレッシブビットストリームにとっては適切である。
【００２３】
このように、本発明は、ビットごとのレベルでソース符号化ビットストリームを保護するプログレッシブ前方誤り訂正技術を提供する。チャネル符号のメモリを適切に考慮に入れることにより、プログレッシブチャネル符号は、現フレーム内のすべてのソースビットがチャネル符号化されるまでチャネル符号を終端することを必要とせずに、畳込み符号を連続してパンクチャリングすることにより実現される。これにより、本発明は、チャネル復号器における誤り伝搬を回避しながら、テールビットを用いて与えられたフレームの複数のサブブロックを終端することに伴うオーバーヘッドをも回避する。
【００２４】
前述のように、Ｌの値は、チャネル符号のメモリの関数として決定され、好ましくは、チャネル復号器の復号深さ以下である。前述のように、Ｌの値は、与えられたプログレッシブビットストリームにそって追加のパンクチャリングが実行されるごとに減少することが可能である。このような構成については、図５に関連して後でさらに詳細に説明する。与えられたアプリケーションに対して、Ｌの最適値あるいはＬの値のセットを決定するために、シミュレーションを使用することも可能である。
【００２５】
図２の例に関して、２レベルの誤り保護についてだけ説明したが、当業者には明らかなように、本発明は、ソース符号化ビットストリームに対するプログレッシブ不均一チャネル誤り保護、あるいは、特定の所望のレベル数の不均一チャネル誤り保護を提供するために使用可能である。パンクチャリングのそれぞれの変形例に対して、パンクチャリングの開始は、上記と同様に遅延される。
【００２６】
次に、追加レベルの誤り保護を有する本発明の実施例について、図３、図４Ａ、図４Ｂおよび図５を参照してさらに詳細に説明する。図３に、プログレッシブソース符号化ビットストリームを示す。これは、Ｎクラスのビットｂi（ｉ＝１，２，...，Ｎ）を含む。注意すべき点であるが、図３における変数Ｎの定義は、図２に関して使用したものとは異なる。具体的には、図３におけるＮは、図２でビット数を表したのとは異なり、相異なるビットクラスの数を表すために使用されている。
【００２７】
図４Ａに、上記の遅延Ｌを導入せずに図３のビットストリーム中の相異なるクラスのビットにパンクチャリングを適用する方法を示す。このパンクチャリングは、Ｎ個のビットクラスのそれぞれに対して異なるパンクチャリングＰiを使用する。図４Ａに示すように、与えられたクラスに対するパンクチャリングが遅延されないため、チャネル復号器における上記の誤り伝搬の問題が生じる。図４Ｂに、パンクチャリング遅延Ｌの導入によりこの問題点が除去される方法を示す。具体的には、第２のビットクラスに対するパンクチャリングＰ2の開始は、図示のようにＬビットだけ遅延される。その後、最後のクラスＮ以外の後続のクラスは、図４Ａに示したものに対応する各クラスのビット数を用いてパンクチャリングされる。遅延Ｌの結果として、最後のクラスＮに残るビット数はＬだけ減る。
【００２８】
図５に、図１のチャネル符号器１１２の実施例を示す。この実施例では、図３のビットストリームのＮ個のクラスのビットｂiが、レートｋ／ｎ畳込み符号器２５０に入力される。結果として得られるＮクラスの出力ビットは、図示のように、相異なる遅延ＬiおよびパンクチャリングＰiを受ける。符号化される情報ビットの総数は
【数１】
0004638019.tif 000002
で与えられる。この例では、送信されるビットの総数は
【数２】
0004638019.tif 000003
で与えられる。ただし、すべてのｉ、ｊに対して、ｉ＜ｊに対しＰi≦Ｐjである。遅延値Ｌiは０以上であり、一般に、ｉ＜ｊ，ｉ＝２，...，Ｎ−１に対してＬi≦Ｌjであり、
【数３】
0004638019.tif 000004
である。このように、それぞれのクラスのビットに対する遅延値Ｌiは、ビットの重要性および所望の誤り保護のレベルが低下するにつれて、プログレッシブビットストリームの長さに従って減少する。
【００２９】
本発明により与えられるチャネル符号化ビットストリームは、ビットストリームの最重要ビットからビットストリームの最も重要性の低いビットへと連続的に復号可能である。他のタイプの復号も使用可能である。
【００３０】
図６に、上記のプログレッシブチャネル誤り保護を実現可能な通信システム３００のさらに具体的な例を示す。システム３００は、プログレッシブビデオ符号器３１０およびチャネル符号器３１２を有する。このシステムにおける伝送媒体１０６は、有線インターネット３２０を通じて、無線ネットワークの基地局３２２への接続を有する。トランスコーダ３２４は、基地局出力を処理し、無線チャネル３２６を通じて移動受信機１０４′へ配信する。移動受信機１０４′は、図１のチャネル復号器１１４およびソース復号器１１６と、追加の信号処理要素とを有すると仮定される。
【００３１】
動作において、プログレッシブビデオストリームが、プログレッシブビデオ符号器３１０によって生成される。チャネル符号器３１２は、図２に関して前述したようにして、プログレッシブソース符号化ビットストリームに対するプログレッシブチャネル誤り保護を提供する。その結果得られるチャネル符号化出力は、伝送媒体１０６を通じて移動受信機１０４′へ配信され、そこで処理されて、もとのビデオストリームが回復される。システム３００の動作に関してさらに詳細には、本願と関連する米国特許第６，９２０，１７９（米国特許出願第０９／６８０，７０９号、発明者：R. Anand, H.-L. Lou and C. Podilchuk、発明の名称："Method And Apparatus For Video Transmission Over a Heterogeneous Network Using Progressive Video Coding"）に記載されている。
【００３２】
本発明の上記の実施例は単なる例示である。例えば、上記では、畳込み符号をチャネル符号としてソース符号化プログレッシブビットストリームに適用しているが、本発明は、他のタイプのチャネル符号および他のタイプの情報ビットストリームを用いても実現可能である。さらに、本発明は、分割ビットストリーム、すなわち、複数のクラスのビットに分割されたビットストリームでも使用可能であり、与えられたビットフレームの各サブブロックに終端テールビットを必要とせずに、相異なるクラスのビットに対して不均一誤り保護を提供することができる。さらに、本実施例に関して説明した特定のシステム構成は単なる例示であり、さまざまな代替システム構成が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、チャネル復号器における誤り伝搬を回避しながら、従来の不均一誤り保護（ＵＥＰ）技術におけるサブブロックの終端に必要なテールビットによる過剰オーバーヘッドの問題が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実現される１つのタイプの通信システムの概略ブロック図である。
【図２】本発明によるプログレッシブソース符号化ビットストリームの遅延パンクチャリングを示す図である。
【図３】本発明による多重レベルのチャネル誤り保護を有するプログレッシブソース符号化ビットストリームの例を示す図である。
【図４】本発明の技術を使用して図３のビットストリームをパンクチャリングする方法を示す図である。
【図５】本発明によるチャネル符号器の実施例の図である。
【図６】本発明が実現される図１のシステムのさらに具体的な例を示す図である。
【符号の説明】
１００  通信システム
１０２  送信機
１０４  受信機
１０４′  移動受信機
１０６  伝送媒体
１１０  ソース符号器
１１２  チャネル符号器
１１４  チャネル復号器
１１６  ソース復号器
２００  プログレッシブソース符号化ビットストリーム
２５０  レートｋ／ｎ畳込み符号器
３００  通信システム
３１０  プログレッシブビデオ符号器
３１２  チャネル符号器
３２０  有線インターネット
３２２  基地局
３２４  トランスコーダ
３２６  無線チャネル
【図１】
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【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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