JP5774995B2 - Gopマージおよびビット割付けを用いたマルチスレッド・ビデオ符号化 - Google Patents
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Description
本願は、2008年11月13日出願の米国仮出願第61/199180号の利益を主張するものである。
(i)シーン終端部短GOPマージ。シーン終端部で短すぎるGOPを、その前のGOPとマージして、短すぎるGOPのレート制御が極めて不正確になる可能性を回避する。
(ii)ビット・バジェット丸め。GOPの事前に割り付けられたビット・バジェット、および当該GOPの最後の符号化フレームの事前に割り付けられたビット・バジェットの両方を、ビット・イグザクト(bit−exact)なビット達成のためにバイトに丸める。
(iii)ビット予約。GOPレベルおよびフレーム・レベルのビット予約により、フレーム・レベルのビット割付けおよびMBレベルのビット割付けにおいてビット不足の状況になることを防止する。
(iv)ビット・オーバシュート補償。MBレベル・レート制御において、ビット・オーバシュート効果を保証して、フレームを符号化する際のビット・オーバシュートを防止する。
(v)フィラー・ユニット付加。最終的に残りのビットを全て使い切るために、GOP中の最後の符号化フレームの後に適当な量のフィラー・ユニット・バイトを付加する。
(vi)マルチスレッド符号化情報のバッファリングおよび通信。符号化情報をバッファリングして、全ての符号化スレッドの間で共有する。バッファ・サイズ削減のための効果的な符号化GOPマージ、および2つのセマフォを備えるスレッド間待機機構などを含む。提案する方法の詳細を、図2に示す。まず、ステップ20で、入力フレームを複数のGOPに仕切り、次いで、これらのGOPをFIFO(先入れ先出し)待ち行列にバッファリングする。ステップ22で、第1の利用可能な符号化スレッドが、待ち行列の先頭から、最初の利用可能なGOPを符号化のために取り出す。なお、GOPを仕切る際には、シーン終端部短GOPマージが好ましいことに留意されたい。これは、短いGOPは総ビット・バジェットが限られているために、(iii)で述べたようにフレーム・レベルのビット割付けにおいてビット不足を防止するためにGOPレベルで予約されたビットもまた限られているからである。従って、大きなGOPの場合より、ビット・オーバシュートを防止することが困難である。従って、シーンの終端部のGOPが短すぎる(例えば5フレーム未満)場合には、当該GOPをその前のGOPとマージしてより大きなGOPを形成し、レート制御のための正確なGOPビット達成の負担を軽くする。
[付記1]
複数の入力フレーム中でシーンの終端を検出するステップと、
前記入力フレームを複数のグループ・オブ・ピクチャ(GOP)に仕切るステップと、
低フレームしきい値を設定するステップと、
前記シーン終端においてフレーム数が前記低フレームしきい値未満であるGOPをその前のGOPとマージするステップと、
前記GOPをバッファリングするステップと、
GOPの複数のスレッドを前記バッファから並列に単一パスで符号化するステップと、
を含む、ビデオを符号化する方法。
[付記2]
各GOPに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記1に記載の方法。
[付記3]
前記ビット・バジェットが、各GOPごとにバイトに丸められる、付記2に記載の方法。
[付記4]
各フレームに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記1に記載の方法。
[付記5]
各フレーム内の各マクロブロックに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記1に記載の方法。
[付記6]
各符号化GOP中のビット数が、当該GOPに割り付けられたビット・バジェットと等しい、付記2に記載の方法。
[付記7]
前記ビット・バジェットの2つのビット部分が、前記GOPの符号化の前に、それぞれ前記GOPの中間フレームのビット割付けおよび前記GOPの最後のフレームのビット割付けのために予約されて、ビット不足状況を防止する、付記2に記載の方法。
[付記8]
前記2つの部分が、それぞれ等量のバイトに丸められる、付記7に記載の方法。
[付記9]
前記GOPの中間フレームのビット割付けで、ビット不足状況が検出された場合には、該中間フレームのために予約されたGOPビット・バジェットを使用して、ビット不足を防止する、付記2に記載の方法。
[付記10]
フレームのビット割付けのビット不足状況が、フレーム・ビット・バジェットに対する予測残差符号化のための推定ビットの比率がしきい値未満であるときとして定義される、付記9に記載の方法。
[付記11]
フレームの予測残差符号化のためのビットが、該フレームの総ビット・バジェットから、ユニット・ヘッダ、ピクチャ・ヘッダ、マクロブロック・ヘッダおよび動きベクトル符号化ビットなど、残差符号化に使用されない推定オーバヘッド・ビットを引いたものとして推定される、付記10に記載の方法。
[付記12]
前記GOPの最後のフレームについて、全ての残りの予約GOPバジェット・ビットが、そのビット割付けに使用される、付記2に記載の方法。
[付記13]
GOPの最後のフレームまたはしきい値未満のGOPサイズを有するGOPの第1のIフレームについて、ビット・バジェットのビットの一部分が、該フレームの符号化前に予約されて、該フレームのビット・オーバシュートを防止する、付記4に記載の方法。
[付記14]
複数の入力フレーム中でシーンの終端を検出する検出モジュールと、
前記入力フレームを複数のグループ・オブ・ピクチャ(GOP)に仕切り、低フレームしきい値を設定し、前記シーン終端においてフレーム数が前記低フレームしきい値未満であるGOPをその前のGOPとマージするようになされたGOP割当てモジュールと、
前記GOPを記憶するバッファと、
を備える、複数のスレッドを並列に符号化する単一パス・ビデオ・エンコーダ。
[付記15]
ビット・バジェットを各GOPに対して割り付ける割付けモジュールをさらに備える、付記14に記載のエンコーダ。
[付記16]
前記ビット・バジェットを各GOPごとにバイトに丸める丸めモジュールをさらに備える、付記15に記載のエンコーダ。
[付記17]
各フレームに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記15に記載のエンコーダ。
[付記18]
各フレーム内の各マクロブロックに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記15に記載のエンコーダ。
[付記19]
各符号化GOP中のビット数が、当該GOPに割り付けられたビット・バジェットと等しい、付記16に記載のエンコーダ。
[付記20]
複数の入力フレームを複数のグループ・オブ・ピクチャ(GOP)に仕切るステップと、
低フレームしきい値を設定するステップと、
フレーム数が前記低フレームしきい値未満である最後のGOPをその前のGOPとマージするステップと、
前記GOPをバッファリングするステップと、
を含む、符号化するビデオを準備する方法。
[付記21]
各GOPに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記20に記載の方法。
[付記22]
前記ビット・バジェットが各GOPごとにバイトに丸められる、付記21に記載の方法。
[付記23]
各フレームに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記20に記載の方法。
[付記24]
各フレーム内の各マクロブロックに対してビット・バジェットが割り付けられる、付記20に記載の方法。
Claims (17)
- コンピュータによって実行されるビデオを符号化する方法であって、
複数の入力フレーム中でシーンの終端を検出するステップと、
前記入力フレームを複数のグループ・オブ・ピクチャ(GOP)に仕切るステップと、
低フレームしきい値を設定するステップと、
前記シーンの終端において前記低フレームしきい値未満のフレーム数を有するGOPをその前のGOPとマージするステップと、
前記GOPをバッファにバッファリングするステップと、
前記GOPに割り当てられた複数のスレッドによって並列に単一パスで前記バッファから選出された前記GOPを符号化するステップと、
を含み、
各GOPに対してビット・バジェットが割り付けられ、前記GOPの符号化の前に、前記ビット・バジェットからの2つのビット部分が、前記GOPの中間フレームのビット割付けおよび最後のフレームのビット割付けのために予約され、
前記GOPにおける中間フレームのビット割付けで、ビット不足状況が検出された場合には、該中間フレームのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つをそのビット割付けに使用し、前記GOPの最後のフレームのビット割付けで、ビット不足状況が検出された場合には、前記GOPの最後のフレームのビット割付けのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つと前記GOPの中間フレームのビット割付けのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つの残りの全てとをそのビット割付けに使用する、前記ビデオを符号化する方法。 - 前記ビット・バジェットが、GOPごとにバイトに丸められる、請求項1に記載の方法。
- フレームごとにビット・バジェットが割り付けられる、請求項1に記載の方法。
- 各フレーム内の各マクロブロックに対してビット・バジェットが割り付けられる、請求項1に記載の方法。
- 各符号化GOP中のビット数が、当該GOPに割り付けられたビット・バジェットと等しい、請求項1に記載の方法。
- 前記2つのビット部分が、それぞれ等量のバイトに丸められる、請求項1に記載の方法。
- フレームのビット割付けの前記ビット不足状況が、フレーム・ビット・バジェットに対する予測残差符号化のためのビットの比率がしきい値未満であるときに定義され、前記予測残差符号化のためのビットが、該フレームの総ビット・バジェットから、ユニット・ヘッダ、ピクチャ・ヘッダ、マクロブロック・ヘッダおよび動きベクトル符号化ビットを含む、残差符号化に使用されないオーバヘッド・ビットを引くようにして推定される、請求項1に記載の方法。
- GOPの最後のフレームまたは前記低フレームしきい値未満のGOPサイズを有するGOPの第1のIフレームについて、ビット・バジェットのビット部分が、該フレームの符号化前に予約される、請求項4に記載の方法。
- グループ・オブ・ピクチャ(GOP)に割り当てられた複数のスレッドによって並列に単一パスでバッファから選出された前記GOPを符号化する単一パス・ビデオ・エンコーダであって、
複数の入力フレーム中でシーンの終端を検出する検出モジュールと、
前記入力フレームを前記GOPに仕切り、低フレームしきい値を設定し、前記シーンの終端において前記低フレームしきい値未満のフレーム数を有するGOPをその前のGOPとマージするよう適合されたGOP割当てモジュールと、
前記GOPを記憶するバッファと、
ビット・バジェットを各GOPに対して割り付ける割付けモジュールと、
を備え、
前記GOPの符号化の前に、前記ビット・バジェットからの2つのビット部分が、前記GOPの中間フレームのビット割付けおよび前記GOPの最後のフレームのビット割付けのために予約され、前記GOPにおける中間フレームのビット割付けで、ビット不足状況が検出された場合には、該中間フレームのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つをそのビット割付けに使用し、前記GOPの最後のフレームのビット割付けで、ビット不足状況が検出された場合には、前記GOPの最後のフレームのビット割付けのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つと前記GOPの中間フレームのビット割付けのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つの残りの全てとをそのビット割付けに使用する、前記単一パス・ビデオ・エンコーダ。 - 前記ビット・バジェットをGOPごとにバイトに丸める丸めモジュールをさらに備える、請求項9に記載のエンコーダ。
- フレームごとにビット・バジェットが割り付けられる、請求項9に記載のエンコーダ。
- 各フレーム内の各マクロブロックに対してビット・バジェットが割り付けられる、請求項9に記載のエンコーダ。
- 各符号化GOP中のビット数が、当該GOPに割り付けられたビット・バジェットと等しい、請求項10に記載のエンコーダ。
- コンピュータによって実行される符号化するビデオを準備する方法であって、
複数の入力フレームを複数のグループ・オブ・ピクチャ(GOP)に仕切るステップと、
低フレームしきい値を設定するステップと、
フレーム数が前記低フレームしきい値未満である最後のGOPをその前のGOPとマージするステップと、
前記GOPをバッファリングするステップと、
を含み、
各GOPに対してビット・バジェットが割り付けられ、前記GOPの符号化の前に、前記ビット・バジェットからの2つのビット部分が、前記GOPの中間フレームのビット割付けおよび前記GOPの最後のフレームのビット割付けのために予約され、
前記GOPにおける中間フレームのビット割付けで、ビット不足状況が検出された場合には、該中間フレームのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つをそのビット割付けに使用し、前記GOPの最後のフレームのビット割付けで、ビット不足状況が検出された場合には、前記GOPの最後のフレームのビット割付けのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つと前記GOPの中間フレームのビット割付けのために予約された前記2つのビット部分のうちの1つの残りの全てとをそのビット割付けに使用する、前記符号化するビデオを準備する方法。 - 前記ビット・バジェットがGOPごとにバイトに丸められる、請求項14に記載の方法。
- フレームごとにビット・バジェットが割り付けられる、請求項14に記載の方法。
- 各フレーム内の各マクロブロックに対してビット・バジェットが割り付けられる、請求項14に記載の方法。
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