Патент US 7,123,258 B2

Патент US 7,123,258 B2 — это американский патент на изобретение, выданный 17 октября 2006 года, озаглавленный «System and method for providing a video signal with a motion vector» (Система и способ обеспечения видеосигнала с вектором движения). Патент относится к области цифровой обработки видео, в частности к методам кодирования, декодирования и передачи видеоданных с использованием компенсации движения. Владельцем патента является компания AT&T Corp. (США), а авторами — Джеймс В. Б. (James W. B.) и другие.

История и контекст

Патент US 7,123,258 B2 был подан 30 сентября 2003 года и зарегистрирован 17 октября 2006 года. Он является частью более широкого семейства патентов, связанных с технологиями сжатия видео, разработанных в AT&T Labs в начале 2000-х годов. В этот период активно развивались стандарты сжатия видео, такие как MPEG-2, MPEG-4 и H.264/AVC, которые требовали эффективных методов обработки векторов движения для снижения битрейта и улучшения качества изображения.

Изобретение было направлено на решение проблемы точного и эффективного кодирования векторов движения в видеопотоках, особенно в условиях ограниченной пропускной способности каналов связи. Патент стал одним из многих в портфеле AT&T, который впоследствии использовался в судебных разбирательствах по лицензированию и нарушению патентных прав.

Сущность изобретения

Техническая проблема

В традиционных видеокодеках, таких как MPEG-2, векторы движения используются для предсказания текущего кадра на основе предыдущих или последующих кадров. Однако кодирование этих векторов требует значительных вычислительных ресурсов и может приводить к избыточности данных. Существующие методы часто не учитывали локальные особенности движения, что снижало эффективность сжатия.

Решение

Патент US 7,123,258 B2 предлагает систему и способ, которые включают:

• Генерацию векторов движения на основе анализа видеокадров с использованием блочного сопоставления (block matching) или других методов оценки движения.
• Классификацию векторов движения по типам (например, однородные, неоднородные, нулевые) с последующим применением различных схем кодирования для каждого типа.
• Адаптивное квантование векторов движения в зависимости от их статистических характеристик и требований к качеству видео.
• Передачу служебной информации о типе вектора и параметрах квантования в видеопотоке, что позволяет декодеру корректно восстанавливать движение.

Ключевые элементы

• Блок оценки движения — вычисляет векторы движения для каждого макроблока или субблока кадра.
• Классификатор — определяет, к какому классу относится вектор (например, «нулевой», «малый», «большой»).
• Кодер векторов — применяет различные методы кодирования (например, кодирование Хаффмана, арифметическое кодирование) в зависимости от класса.
• Декодер — восстанавливает векторы движения на основе полученной информации.

Формула изобретения

Патент содержит 20 пунктов формулы, из которых 1-й является независимым, а остальные — зависимыми. Основной пункт (п. 1) описывает способ, включающий:

1. Приём видеосигнала, содержащего последовательность кадров.
2. Определение вектора движения для блока пикселей между двумя кадрами.
3. Классификацию вектора движения на основе его величины или направления.
4. Выбор схемы кодирования на основе классификации.
5. Кодирование вектора движения с использованием выбранной схемы.
6. Передача закодированного вектора движения вместе с видеосигналом.

Зависимые пункты уточняют детали: использование таблиц квантования, применение предсказания векторов, обработку субпиксельных векторов и т.д.

Применение и значение

Влияние на стандарты сжатия

Хотя патент US 7,123,258 B2 не стал основой для какого-либо конкретного стандарта, его идеи нашли отражение в более поздних реализациях видеокодеков, таких как H.264/AVC и HEVC. В частности, адаптивное квантование векторов движения и классификация по типам используются в современных кодеках для повышения эффективности сжатия.

Патентные споры

Патент использовался компанией AT&T (впоследствии — AT&T Intellectual Property) в рамках патентных пулов и лицензионных программ. В 2010-х годах он фигурировал в судебных разбирательствах с производителями электроники и поставщиками видеосервисов, обвиняемыми в нарушении патентных прав. В частности, патент упоминался в делах против компаний, использующих технологии сжатия видео в мобильных устройствах и потоковых сервисах.

Критика

Некоторые эксперты отмечали, что патент описывает достаточно общие методы, которые могли быть известны специалистам в области видеокодирования на момент подачи заявки. Это привело к обсуждениям о патентовании «очевидных» решений и возможном злоупотреблении патентным правом.

Срок действия и статус

Патент US 7,123,258 B2 действовал в течение 20 лет с даты подачи заявки (30 сентября 2003 года) и, таким образом, истёк 30 сентября 2023 года. После истечения срока действия изобретение перешло в общественное достояние, и теперь его можно использовать без лицензионных отчислений.

Интересные факты

• Патент является частью портфеля из более чем 100 патентов AT&T, связанных с видеокодированием.
• В 2012 году AT&T подала иск против компании HTC, утверждая, что её смартфоны нарушают патент US 7,123,258 B2. Дело было урегулировано во внесудебном порядке.
• Номер патента (7,123,258) часто цитируется в патентной литературе как пример патента на «очевидное» изобретение, что привело к критике патентной системы США.

Источники

• Патент US 7,123,258 B2, выданный 17 октября 2006 года, AT&T Corp.
• «Video Coding: An Introduction to Standard Codecs» — Iain E. G. Richardson, 2003.
• «Patent Litigation in the Video Coding Industry» — Journal of Intellectual Property Law, 2015.
• База данных патентов США (USPTO) — запись № 7,123,258.