KR102428831B1 - Method for transmitting data and transmitter therefor - Google Patents

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Abstract

한 실시예에 따른 데이터 전송 방법은, 무선 통신 채널을 통해 수신기와 전자 통신하는 송신기에 의한 표시 패널용 비디오 데이터를 전송하는 방법으로서, 상기 송신기에 의해, 데이터 소스로부터 데이터 신호를 수신하는 단계; 상기 송신기에 의해, 상기 수신기로부터 리턴 신호를 수신하는 단계; 상기 리턴 신호에 기초하여 상기 송신기에 의해, 복수의 인코더 블록들을 이용하여 상기 데이터 신호를 인코딩하여 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 생성하는 단계, 그리고 상기 송신기에 의해, 디코딩 및 상기 표시 패널 상의 표시를 위해 상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 상기 수신기로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 인코더 블록들 중 제1인코더 블록은 상기 데이터 신호를 인코딩하고, 후속하는 인코더 블록 각각은 선행 인코더 블록의 입력 및 상기 선행 인코더 블록의 양자화기의 출력 사이의 차이를 인코딩한다.A data transmission method according to an embodiment is a method of transmitting video data for a display panel by a transmitter in electronic communication with a receiver through a wireless communication channel, the method comprising: receiving, by the transmitter, a data signal from a data source; receiving, by the transmitter, a return signal from the receiver; encoding, by the transmitter based on the return signal, the data signal using a plurality of encoder blocks to generate a layered encoded data stream, and decoding and displaying, by the transmitter, on the display panel transmitting the layered encoded data stream to the receiver for the purpose, wherein a first encoder block of the plurality of encoder blocks encodes the data signal, and each subsequent encoder block is an input of a preceding encoder block. and the output of the quantizer of the preceding encoder block.

Description

데이터 전송 방법 및 송신기{METHOD FOR TRANSMITTING DATA AND TRANSMITTER THEREFOR}METHOD FOR TRANSMITTING DATA AND TRANSMITTER THEREFOR

본 기재는 데이터 전송 방법 및 송신기에 대한 것이다.The present disclosure relates to a data transmission method and a transmitter.

무선을 통한 비디오 송신에 대한 요구는 새로운 애플리케이션 및 이용사례의 출현으로 인해 증가하고 있다. 고해상도 디스플레이 스크린의 기술적 진보 및 고품질 비디오(HD, FHD, UHD 등)의 출현은, 최근 몇 년 동안 고 쓰루풋 송신들에 대한 대역폭 요건들을 증가시켰다. 예를 들어, 비압축(uncompressed) UHD(Ultra High Definition) 비디오는 12Gbps의 대역폭을 요구한다.The demand for video transmission over the air is increasing due to the emergence of new applications and use cases. Technological advances in high-resolution display screens and the advent of high-quality video (HD, FHD, UHD, etc.) have increased bandwidth requirements for high-throughput transmissions in recent years. For example, uncompressed Ultra High Definition (UHD) video requires a bandwidth of 12 Gbps.

높은 데이터 레이트 제약들 외에도, 무선 비디오 송신은 또한 시간/지연에 민감하다. 초당 60 프레임을 제공하는 경우, 프레임 간 시간(inter-frame time)은 1/60 = 16.6 ms이다. 따라서, 16.6 ms 내에 수신되지 않은 프레임의 임의의 부분은 표시 장치가 다음 프레임의 렌더링을 시작할 수 있도록 드롭(drop)되어야 하며 데이터 재송신은 통상적으로 실행 가능한 옵션이 아니다. 높은 대역폭 및 지연(레이턴시, latency) 요건 외에도, 무선 채널들은 간섭을 받기 쉬우며, 이는 무선 채널의 품질이 시간이 지남에 따라 예측 불가능하게 변동되게 할 수 있다. 따라서, 무선 채널을 통해 고품질의 비디오 데이터를 전송하기 위해 보장된 서비스 품질(QoS)을 제공하는 것이 어려울 수 있다.In addition to high data rate constraints, wireless video transmission is also time/delay sensitive. When providing 60 frames per second, the inter-frame time is 1/60 = 16.6 ms. Thus, any portion of a frame that is not received within 16.6 ms must be dropped so that the display device can start rendering the next frame and retransmitting data is usually not a viable option. In addition to high bandwidth and latency (latency) requirements, wireless channels are susceptible to interference, which can cause the quality of wireless channels to fluctuate unpredictably over time. Therefore, it can be difficult to provide guaranteed quality of service (QoS) for transmitting high quality video data over a wireless channel.

여기서 설명된 위의 내용은 단지, 설명된 기술의 배경에 대한 이해를 높이기 위한 것일 뿐이고, 이에 따라 그것은 당업자에게 이미 알려진 종래기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수 있다.The above described herein is merely for improving the understanding of the background of the described technology, and accordingly, it may include information that does not constitute the prior art already known to those skilled in the art.

본 기재의 실시예는 데이터 전송 방법 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present description is to provide a data transmission method and a system therefor.

한 실시예에 따른 데이터 전송 방법은, 무선 통신 채널을 통해 수신기와 전자 통신하는 송신기에 의한 표시 패널용 비디오 데이터를 전송하는 방법으로서, 상기 송신기에 의해, 데이터 소스로부터 데이터 신호를 수신하는 단계; 상기 송신기에 의해, 상기 수신기로부터 리턴 신호를 수신하는 단계; 상기 리턴 신호에 기초하여 상기 송신기에 의해, 복수의 인코더 블록(encoder block)들을 이용하여 상기 데이터 신호를 인코딩하여 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 생성하는 단계, 그리고 상기 송신기에 의해, 디코딩 및 상기 표시 패널 상의 표시를 위해 상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 상기 수신기로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 인코더 블록들 중 제1인코더 블록은 상기 데이터 신호를 인코딩하고, 후속하는 인코더 블록 각각은 선행 인코더 블록의 입력 및 상기 선행 인코더 블록의 양자화기의 출력 사이의 차이를 인코딩한다.A data transmission method according to an embodiment is a method of transmitting video data for a display panel by a transmitter in electronic communication with a receiver through a wireless communication channel, the method comprising: receiving, by the transmitter, a data signal from a data source; receiving, by the transmitter, a return signal from the receiver; encoding the data signal using a plurality of encoder blocks by the transmitter based on the return signal to generate a layered encoded data stream, and decoding and the display by the transmitter sending the layered encoded data stream to the receiver for on-panel display, wherein a first encoder block of the plurality of encoder blocks encodes the data signal, and each subsequent encoder block Encodes the difference between the input of the encoder block and the output of the quantizer of the preceding encoder block.

채널 품질, 비디오 품질, 코덱 요건, 압축비 요건, 또는 데이터 레이트 요건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 송신기에 의해, 상기 데이터 신호의 후속 인코딩 및 전송을 위한 상기 복수의 인코더 블록들의 하나 이상의 파라미터를 동적으로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.dynamically changing, by the transmitter, one or more parameters of the plurality of encoder blocks for subsequent encoding and transmission of the data signal based on at least one of a channel quality, a video quality, a codec requirement, a compression ratio requirement, or a data rate requirement It may further include the step of

상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계는 상기 인코더 블록들의 수를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.Changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks may include adjusting the number of the encoder blocks.

상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계는 상기 인코더 블록의 압축비를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.Changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks may include adjusting a compression ratio of the encoder block.

상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계는, 변환 동작의 적어도 하나를 조정하는 단계, 양자화 테이블을 조정하는 단계, 또는 상기 인코더 블록들에서 이용되는 가변 길이 인코더 알고리즘을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.Changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks may include adjusting at least one of a transform operation, adjusting a quantization table, or adjusting a variable length encoder algorithm used in the encoder blocks. may include

상기 리턴 신호에 기초하여 복수의 프로파일들 중에서 하나의 프로파일을 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 프로파일들 각각은 상기 복수의 인코더 블록들에 대응하는 상이한 미리 정의된 파라미터들을 가질 수 있다.The method further includes selecting one profile from among a plurality of profiles based on the return signal, wherein each of the profiles may have different predefined parameters corresponding to the plurality of encoder blocks.

상기 상이한 미리 정의된 파라미터들은 상기 복수의 프로파일들 중 적어도 2 개에 대한 상기 인코더 블록들의 개수의 차이를 포함할 수 있다.The different predefined parameters may include a difference in the number of the encoder blocks for at least two of the plurality of profiles.

상기 리턴 신호는 상기 수신기에 의해 측정된 상기 무선 통신 채널의 품질의 지표를 포함할 수 있다.The return signal may include an indicator of the quality of the wireless communication channel as measured by the receiver.

상기 리턴 신호는 상기 수신기에 의해 측정된 시각 품질의 표시자를 포함할 수 있다.The return signal may include an indicator of the visual quality measured by the receiver.

한 실시예에 따른 송신기는, 표시 패널에 대한 데이터를 무선 통신 채널을 통해 수신기에 송신하기 위한 송신기로서, 상기 송신기는 데이터 소스로부터 데이터 신호를 수신하고; 상기 수신기로부터 리턴 신호를 수신하고; 상기 리턴 신호에 기초하여, 복수의 인코더 블록들을 이용하여 상기 데이터 신호를 딩코딩하여 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 생성하고; 상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 디코딩하기 위해 상기 수신기에 전송하고 상기 표시 패널에 표시하도록 구성되어 있고, 상기 복수의 인코더 블록들 중 제1 인코더 블록은 상기 데이터 신호를 인코딩하고, 후속하는 인코더 블록 각각은 선행 인코더 블록의 입력 및 상기 선행 인코더 블록의 양자화 부의 출력 사이의 차이를 인코딩한다.A transmitter according to an embodiment is a transmitter for transmitting data for a display panel to a receiver through a wireless communication channel, the transmitter receiving a data signal from a data source; receive a return signal from the receiver; based on the return signal, decode the data signal using a plurality of encoder blocks to generate a layered encoded data stream; and transmit to the receiver for decoding the layered encoded data stream and display on the display panel, wherein a first encoder block of the plurality of encoder blocks encodes the data signal, and a subsequent encoder block Each encodes the difference between the input of the preceding encoder block and the output of the quantization unit of the preceding encoder block.

상기 송신기는, 채널 품질, 비디오 품질, 코덱 요건, 압축비 요건, 또는 데이터 레이트 요건 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 데이터 신호의 후속 인코딩 및 전송을 위한 상기 복수의 인코더 블록들의 하나 이상의 파라미터를 동적으로 변경하도록 구성될 수 있다.The transmitter dynamically changes one or more parameters of the plurality of encoder blocks for subsequent encoding and transmission of the data signal based on at least one of a channel quality, a video quality, a codec requirement, a compression ratio requirement, or a data rate requirement. can be configured to

상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 것은 상기 인코더 블록들의 수를 조정하는 것을 포함할 수 있다.Changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks may include adjusting a number of the encoder blocks.

상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 것은 상기 인코더 블록의 압축비를 조정하는 것을 포함할 수 있다.Changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks may include adjusting a compression ratio of the encoder block.

상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 것은, 변환 동작의 적어도 하나를 조정하는 것, 양자화 테이블을 조정하는 것, 또는 상기 인코더 블록들에서 이용되는 가변 길이 인코더 알고리즘을 조정하는 것을 포함할 수 있다.Changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks may include adjusting at least one of a transform operation, adjusting a quantization table, or adjusting a variable length encoder algorithm used in the encoder blocks. can

상기 송신기는, 상기 리턴 신호에 기초하여 복수의 프로파일들 중에서 하나의 프로파일을 선택하도록 더 구성되고, 상기 프로파일들 각각은 상기 복수의 인코더 블록들에 대응하는 상이한 미리 정의된 파라미터들을 가질 수 있다.The transmitter is further configured to select one profile from among a plurality of profiles based on the return signal, each of the profiles may have different predefined parameters corresponding to the plurality of encoder blocks.

상기 상이한 미리 정의된 파라미터들은 상기 복수의 프로파일들 중 적어도 2 개에 대한 상기 인코더 블록들의 개수의 차이를 포함할 수 있다.The different predefined parameters may include a difference in the number of the encoder blocks for at least two of the plurality of profiles.

상기 리턴 신호는 상기 수신기에 의해 측정된 상기 무선 통신 채널의 품질의 지표를 포함할 수 있다.The return signal may include an indicator of the quality of the wireless communication channel as measured by the receiver.

상기 리턴 신호는 상기 수신기에 의해 측정된 시각 품질의 표시자를 포함할 수 있다.The return signal may include an indicator of the visual quality measured by the receiver.

한 실시예에 따른 수신기는, 무선 통신 채널을 통해 송신기로부터 표시 패널에 대한 데이터를 수신하는 수신기로서, 상기 무선 통신 채널을 통해 상기 송신기로부터 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 수신하고; 상기 송신기로 리턴 신호를 송신하고; 복수의 디코더 블록들을 이용하여 상기 송신기의 해당하는 인코더 블록들의 파라미터들에 따라 상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 디코딩하여 디코딩된 데이터 스트림을 생성하고; 상기 디코딩된 데이터 스트림을 표시를 위해 상기 표시 패널에 전송하도록 구성되어 있고, 상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림의 제1 레이어는 입력 데이터 스트림의 압축된 버전이고, 상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림의 각각의 후속 레이어는 선행 인코더 블록의 입력과 상기 선행 인코더 블록의 양자화기의 출력 사이의 차이의 압축된 버전이다.A receiver according to an embodiment is a receiver for receiving data for a display panel from a transmitter through a wireless communication channel, comprising: receiving a layered encoded data stream from the transmitter through the wireless communication channel; send a return signal to the transmitter; decoding the layered encoded data stream according to parameters of corresponding encoder blocks of the transmitter using a plurality of decoder blocks to generate a decoded data stream; and send the decoded data stream to the display panel for display, wherein a first layer of the layered encoded data stream is a compressed version of an input data stream, and Each subsequent layer is a compressed version of the difference between the input of the preceding encoder block and the output of the quantizer of the preceding encoder block.

본 기재의 실시예에 따르면, 낮은 지연으로 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다.According to the embodiment of the present description, data can be efficiently transmitted with low delay.

도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따라, 크로스-레이어(cross-layer) 최적화 시스템의 하이 레벨 개요 설명을 예시하는 무선 데이터 송신 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따라 이용된 예시적인 레이어-기반 압축 방식을 예시한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따라, 크로스-레이어 최적화 시스템의 예시적인 구조(architecture) 및 일부 컴포넌트의 추가 세부사항을 예시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따라, 픽셀을 상이한 타입으로 파티셔닝하는 예를 예시한다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따라 한쪽 눈의 시야의 예를 예시한다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따라 패킷 또는 레이어 구조의 재구성의 예를 예시한다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 헤더 구조를 예시한다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 데이터의 예시적인 재구성을 예시한다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 픽셀 비트 및 패킷의 예시적인 재구성을 예시한다.
도 10은 무선 통신 표준 하에서 이용 가능한 헤더 필드를 예시한다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따라, 크로스-레이어 이미지 최적화에 대한 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 12a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 동적 레이어링 압축 시스템 및 방법을 위한 송신기 구조를 도시한다.
도 12b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 동적 레이어링 압축 시스템 및 방법을 위한 수신기 구조를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라, 크기 W × H 비트의 데이터 블록이 어떻게 병렬로 처리(예를 들어, 인코딩 및 디코딩)될 수 있는지에 대한 간략한 예를 도시한다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 상이한 데이터 전송 프로파일에 대한 다양한 예시적인 구성을 도시한다.
1 is a block diagram illustrating a wireless data transmission system illustrating a high level overview description of a cross-layer optimization system, in accordance with some embodiments of the present invention.
2 illustrates an exemplary layer-based compression scheme used in accordance with some embodiments of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an exemplary architecture of a cross-layer optimization system and further details of some components, in accordance with some embodiments of the present invention.
4 illustrates an example of partitioning pixels into different types, in accordance with some embodiments of the present invention.
5 illustrates an example of a field of view of one eye in accordance with some embodiments of the present invention.
6 illustrates an example of reconstruction of a packet or layer structure in accordance with some embodiments of the present invention.
7 illustrates a header structure in accordance with some embodiments of the present invention.
8 illustrates an exemplary reconstruction of data in accordance with some embodiments of the present invention.
9 illustrates an exemplary reconstruction of pixel bits and packets in accordance with some embodiments of the present invention.
10 illustrates header fields available under the wireless communication standard.
11 is a flow diagram illustrating a process for cross-layer image optimization, in accordance with some embodiments of the present invention.
12A illustrates a transmitter architecture for a dynamic layering compression system and method in accordance with some embodiments of the present invention.
12B illustrates a receiver architecture for a dynamic layering compression system and method in accordance with some embodiments of the present invention.
13 shows a simplified example of how a block of data of size W x H bits may be processed (eg, encoded and decoded) in parallel, in accordance with an embodiment of the present invention.
14 illustrates various exemplary configurations for different data transmission profiles in accordance with some embodiments of the present invention.

첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하의 상세한 설명은, 본 발명에 따라 제공되는 멀티-기가비트 채널(multi-gigabit channel) 상의 무선 비디오 송신을 위한 크로스-레이어 이미지 최적화(cross-layer image optimization; CLIO)를 위한 시스템 및 방법의 실시예이며, 본 발명의 유일한 형태를 나타내는 것은 아니다. 설명은 예시된 실시예와 관련하여 본 발명의 특징을 기술한다. 그러나 동일하거나 등가의 기능 및 구조가, 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 또한 의도되는 상이한 실시예에 의해 달성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본원의 다른 곳에서 표시된 바와 같이, 유사한 도면 부호는 유사한 부분 또는 특징을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description sets forth embodiments of systems and methods for cross-layer image optimization (CLIO) for wireless video transmission over multi-gigabit channels provided in accordance with the present invention. and does not represent the only aspect of the present invention. The description sets forth features of the invention in connection with the illustrated embodiments. It will be understood, however, that the same or equivalent functions and structures may be achieved by different embodiments, which are also intended to be included within the spirit and scope of the present invention. As indicated elsewhere herein, like reference numbers refer to like parts or features.

디스플레이 기술의 미래는 다양한 무선 스트리밍 디바이스(휴대폰, 셋톱박스, 프로젝터 등)에 의해 제공되는 저렴한 표시 장치로 충만한 세계를 포함한다. 무선 링크를 통한 고품질 비디오 송신은 난제인 것으로 드러났다. 무선 디바이스는 비-정적인 반면에, 무선 링크는 대역폭이 부족하며 여러 종류의 노이즈에 취약하다. 지연(레이턴시) 정도가 또한 높고 가변적이며, 이는 특히 비디오에 해롭다. 비디오 송신의 엄격한 요건으로 인해, 상이한 레이어(layer)[예를 들어, 애플리케이션(APP) 레이어, 매체 액세스 제어(MAC) 레이어 및 물리(PHY) 레이어]가 독립적으로 설계되는 일반적인 설계 방법은 높은 데이터 레이트 무선 데이터 송신을 가능하게 하지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예는 하나의 레이어에서의 정보가 상이한 레이어의 파라미터를 변경하는데 이용되는 크로스-레이어 접근법을 제공한다. 이러한 유연성은 무선 링크의 빠른 변화에 대한 신속한 적응을 허용한다.The future of display technology includes a world full of inexpensive displays provided by various wireless streaming devices (cell phones, set-top boxes, projectors, etc.). Transmission of high-quality video over wireless links has proven to be a challenge. While wireless devices are non-static, wireless links lack bandwidth and are susceptible to various kinds of noise. The degree of delay (latency) is also high and variable, which is particularly detrimental to video. Due to the stringent requirements of video transmission, a common design method in which different layers (eg, an application (APP) layer, a medium access control (MAC) layer, and a physical (PHY) layer) are designed independently is a high data rate It does not enable wireless data transmission. Accordingly, embodiments of the present invention provide a cross-layer approach in which information in one layer is used to change parameters of different layers. This flexibility allows for rapid adaptation to rapid changes in radio links.

IEEE 802.11ad 표준은 비압축 FHD(full high definition) 무선 비디오에 필요한 비트레이트를 제공할 수 있다. 802.11ad는 2.16GHz의 대역폭을 갖는 채널을 사용하는 60GHz 대역에서 작동하며 단일 캐리어를 사용하여 물리 레이어(PHY)에서 최대 4.6Gbps의 대역폭을 제공하며, 이는 비압축 FHD 비디오 송신에 충분하다. 그러나 IEEE 802.11ad는 단지 특정한 전개에서만 최대 대역폭을 획득할 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.11ad는 송신기와 수신기가 서로 단거리 내에 그리고 LoS(line of sight) 내에 위치되도록 요구한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 무선 데이터 송신에 대한 향상된 접근법을 제공한다.The IEEE 802.11ad standard can provide the bitrate required for uncompressed full high definition (FHD) wireless video. 802.11ad operates in the 60 GHz band using channels with a bandwidth of 2.16 GHz and provides bandwidth up to 4.6 Gbps at the physical layer (PHY) using a single carrier, which is sufficient for uncompressed FHD video transmission. However, IEEE 802.11ad can only achieve maximum bandwidth in certain deployments. For example, IEEE 802.11ad requires that the transmitter and receiver be located within a short distance of each other and within line of sight (LoS). Accordingly, embodiments of the present invention provide an improved approach to wireless data transmission.

몇몇 실시예에 따르면, 본 발명의 다양한 특성은 물리(PHY), 매체 액세스 제어(MAC) 또는 애플리케이션(APP) 크로스-레이어 솔루션을 비롯해서, 무선 네트워크를 통한 비디오 스트리밍을 위한 QoS를 향상시키고 보장하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 하나의 레이어(예를 들어, MAC 레이어)로부터의 정보는 다른 레이어(예를 들어, APP 레이어)의 파라미터를 최적화하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 비디오 스트리밍에서, APP 레이어는 레이트 제어(네트워크 인식)에 있어 채널 품질에 관한 정보를 이용할 수 있다. 하위 레이어는 또한 비디오 트래픽 특성에 관한 정보를 이용하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 시스템은 동적 프로파일 파티셔닝, 패킷에 대한 동적 태깅, 레이어-기반 압축 기술에서의 상이한 레이어에 대한 동일하지 않은 에러 보호, 및 중요도 레벨 인식 변조/코딩 선택, 패킷화 및 비트 또는 픽셀 프루닝(pruning)을 이용한다.According to some embodiments, various features of the present invention are used to enhance and ensure QoS for video streaming over wireless networks, including physical (PHY), media access control (MAC) or application (APP) cross-layer solutions. can be used Accordingly, information from one layer (eg, MAC layer) can be used to optimize parameters of another layer (eg, APP layer). For example, in video streaming, the APP layer may use information about the channel quality for rate control (network aware). Lower layers may also be configured to use information about video traffic characteristics. According to various embodiments, the system provides dynamic profile partitioning, dynamic tagging for packets, unequal error protection for different layers in layer-based compression techniques, and importance level aware modulation/coding selection, packetization and bit or pixel Use pruning.

일 실시예에 따르면, 크로스-레이어 방법은 지연 제한된 확장 가능한 비디오 송신에서 지각 품질을 최적화하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 각각의 비디오 레이어에 대한 PHY 레이어의 패킷 손실 가시성(packet loss visibility)에 따라 불균등 에러 보호(Unequal Error Protection; UEP)가 사용될 수 있다. 또한, APP 레이어에 버퍼-인식 소스 적응(buffer-aware source adaptation)이 존재한다. 레이트 적응 방식은 IEEE 802.11 미디어 독립적 핸드오버(MIH) 프레임워크에 기초한 QoS-구동 심리스 핸드 오프 방식을 위해 사용된다. 레이트를 제어하기 위해, 양자화 파라미터(QP)는 단일 레이어 코딩(AVC/H.264)에 대해 적응되고 향상 레이어는 확장 가능 코딩(SVC/H.264)을 위해 드롭된다. 무선 비디오 송신에서 승인된 세션의 수 및 비디오 품질의 관점에서 QoS를 최적화하기 위한 승인 제어 및 자동 레이어 관리와 함께 레이트 및 트래픽 적응이 또한 포함된다. 트래픽 관리, 경로 선택 및 프레임 필터링은 셀룰러 네트워크에서 UDP/RTP를 통한 비디오 스트리밍을 위한 크로스-레이어 최적화 기술로서 포함된다. 크로스-레이어 프레임워크는 사용자의 QoS 레벨 및 표시 장치의 크기 및 에너지 제약을 고려한 무선 멀티미디어 브로드캐스트 수신기의 에너지 효율을 최적화하기 위해 비디오 코덱 최적화, 레이어 코딩 송신(layer coded transmission)을 위한 시간 슬라이싱 최적화 및 적응형 변조 및 코딩 방식(MCS)을 포함한다.According to one embodiment, a cross-layer method may be used to optimize perceptual quality in delay limited scalable video transmission. In addition, Unequal Error Protection (UEP) may be used according to packet loss visibility of the PHY layer for each video layer. In addition, there is a buffer-aware source adaptation in the APP layer. The rate adaptation scheme is used for QoS-driven seamless handoff scheme based on IEEE 802.11 Media Independent Handover (MIH) framework. To control the rate, the quantization parameter (QP) is adapted for single layer coding (AVC/H.264) and the enhancement layer is dropped for scalable coding (SVC/H.264). Rate and traffic adaptation is also included along with admission control and automatic layer management to optimize QoS in terms of video quality and number of sessions granted in wireless video transmission. Traffic management, path selection and frame filtering are included as cross-layer optimization techniques for video streaming over UDP/RTP in cellular networks. The cross-layer framework optimizes the video codec, optimizes time slicing for layer coded transmission, and optimizes the energy efficiency of the wireless multimedia broadcast receiver considering the user's QoS level and the size and energy constraints of the display device. Adaptive Modulation and Coding Scheme (MCS).

본질적으로, 압축은 소스로부터 리던던시(redundancy)을 제거하고, 이에 따라 선천적으로 송신 에러에 더 민감하다. 압축 시스템이 비디오 스트림에서 송신 에러의 영향을 완화하는데 사용할 수 있는 몇 개의 방법이 있다. 비디오 스트림이 품질, 공간적 또는 시간적 확장성이 있다면, 우리는 불균등 에러 보호(UEP)의 개념을 사용하여 보다 중요한 정보 비트에 대해 보다 높은 레벨의 보호를 제공할 수 있다. 수신기 측에서, 비디오 스트림이 에러 내성의 특성을 갖는다면, 에러 전파는 최소화되고 양호한 비율의 에러는 무시될 수 있다. 디코딩 후에, 에러 은닉(error concealment)이 디코딩된 출력에 적용될 수 있다. 시간적 에러 은닉을 사용하는 하나의 기술은 이전 프레임을 저장하고 현재 프레임이 손상된 경우 그 프레임을 재생하는 것이다. 다른 가능성은 에러가 있는 영역의 주변 픽셀을 사용하여 현재 픽셀을 예측하는 것이다. 일반적으로 에러 은닉은 다른 방법이 실패한 경우 마지막 수단으로서 사용된다.Essentially, compression removes redundancy from the source, and thus is inherently more susceptible to transmission errors. There are several methods that compression systems can use to mitigate the effects of transmission errors on video streams. If the video stream is of quality, spatial or temporal scalability, then we can use the concept of Unequal Error Protection (UEP) to provide a higher level of protection for the more important bits of information. On the receiver side, if the video stream has the characteristics of error tolerance, error propagation is minimized and a good percentage of errors can be ignored. After decoding, error concealment may be applied to the decoded output. One technique using temporal error concealment is to save the previous frame and replay the current frame if it is corrupted. Another possibility is to predict the current pixel using the surrounding pixels of the region in error. In general, error concealment is used as a last resort when other methods fail.

도 1은 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따른 무선 데이터 송신 시스템(100)을 예시하는 블록도이다. 무선 데이터 송신 시스템(100)은 송신기(102)와 수신기(106)를 포함한다. 송신기(102)는 데이터 소스(104)(예를 들어, 비디오 카드 컴퓨터 시스템과 같은 외부 데이터 소스)로부터의 데이터(예를 들어, 비압축 비디오 데이터)를 입력 단자(103)에서 수신한다. 수신기(106)는 이미지 및 비디오를 표시하는 표시 패널(110)을 갖는 사용자 디바이스 또는 전자 장치(108)(예를 들어, 전자 표시 장치, 스마트폰, 텔레비전, 태블릿 등)에 통합될 수 있다. 표시 패널(110)은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 상이한 컬러 컴포넌트들(또는 서브-픽셀)(예를 들어, 각각의 픽셀은 적색 컴포넌트, 녹색 컴포넌트 및 청색 컴포넌트를 포함할 수 있음)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating a wireless data transmission system 100 in accordance with some exemplary embodiments of the present invention. The wireless data transmission system 100 includes a transmitter 102 and a receiver 106 . The transmitter 102 receives data (eg, uncompressed video data) from the data source 104 (eg, an external data source such as a video card computer system) at the input terminal 103 . The receiver 106 may be integrated into a user device or electronic device 108 (eg, an electronic display device, smartphone, television, tablet, etc.) having a display panel 110 that displays images and video. The display panel 110 includes a plurality of pixels, each pixel including a plurality of different color components (or sub-pixels) (eg, each pixel may include a red component, a green component, and a blue component) ) may be included.

비디오의 관점에서 보면, 비디오의 각각의 프레임은 표시 패널(110) 상에 이미지로서 표시(예를 들어, 간략히 디스플레이)된다. 일부 실시예에서, 표시 패널(110)은 예를 들어, 텔레비전, 모니터, 셀룰러 폰, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 증강 현실(AR) 헤드셋 또는 가상 현실(VR) 헤드셋과 같은 일체형 표시 장치를 갖는 임의의 전자 장치(108)의 부분으로서 포함될 수 있다.From a video perspective, each frame of video is displayed (eg, briefly displayed) as an image on the display panel 110 . In some embodiments, the display panel 110 may be any device having an integrated display, such as, for example, a television, monitor, cellular phone, tablet computer, wearable device, augmented reality (AR) headset, or virtual reality (VR) headset. It may be included as part of the electronic device 108 .

또한, 송신기(102) 및 수신기(106)에는 무선 라디오(112, 114)가 통합되어 있고, 송신기(102)는 무선 라디오(112, 114)를 통해 수신기(106)와 무선 데이터 통신한다. 따라서, 송신기(102) 및 수신기(106)는 임의의 적합한 무선 데이터 스펙트럼 및 표준(예를 들어, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준)을 사용하여 서로 간에 데이터를 주고 받는다. 예를 들어, 송신기(102)는 직통(예를 들어, 데이터) 채널(130)(예를 들어, 무선 통신 채널)을 통해 수신기(106)에 크로스-레이어 이미지 최적화 방식의 파라미터 또는 특성과 함께 데이터 신호를 송신하고, 수신기(106)는 리턴 채널(132)을 통해 송신기(102)에 피드백 데이터 또는 리턴 신호(예를 들어, 채널 또는 시각 품질 데이터를 포함함)를 송신한다.In addition, the transmitter 102 and the receiver 106 have wireless radios 112 and 114 integrated therein, and the transmitter 102 is in wireless data communication with the receiver 106 via the wireless radios 112 and 114 . Accordingly, transmitter 102 and receiver 106 send and receive data to and from each other using any suitable wireless data spectrum and standard (eg, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 standard). For example, transmitter 102 may send data along with parameters or characteristics of a cross-layer image optimization scheme to receiver 106 via direct (eg, data) channel 130 (eg, a wireless communication channel). and the receiver 106 sends feedback data or a return signal (eg, including channel or visual quality data) to the transmitter 102 via a return channel 132 .

다른 엘리먼트 중, 송신기(102)는 애플리케이션(APP) 레이어(116)(예를 들어, 디스플레이 프로토콜 및 비디오 인코더 모듈을 포함함), 매체 액세스 제어(MAC) 레이어(118) 및 물리(PHY) 레이어(120)를 더 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라, 크로스-레이어 이미지 최적화의 다양한 양상이 APP 레이어(116), MAC 레이어(118) 및 물리 레이어(120)에서 수행되거나 실행된다. 이와 마찬가지로, 수신기(106)는 APP 레이어(122), MAC 레이어(124) 및 PHY 레이어(126)를 포함한다.Among other elements, the transmitter 102 includes an application (APP) layer 116 (including, for example, a display protocol and video encoder module), a media access control (MAC) layer 118 and a physical (PHY) layer ( 120) is further included. According to an embodiment of the present invention, various aspects of cross-layer image optimization are performed or implemented in the APP layer 116 , the MAC layer 118 and the physical layer 120 . Likewise, the receiver 106 includes an APP layer 122 , a MAC layer 124 and a PHY layer 126 .

무선 데이터 송신 시스템(100)은 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법을 제어하기 위해, 송신기(102)의 일부로서 또는 송신기(102)와 협력하여 동작하는 크로스-레이어 이미지 최적화(CLIO) 모듈 또는 엔진(134)을 더 포함할 수 있다. CLIO 모듈(134)은 예를 들어, 프로세서 및 프로세서에 결합된 메모리를 포함할 수 있으며, 메모리는, 프로세서에 의해 실행되는 명령을 저장하며, 이 명령은 프로세서로 하여금 본원에서 설명하는 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법의 다양한 동작을 실행하게 한다. 예를 들어, CLIO 모듈(134)은 APP 레이어(116), MAC 레이어(118) 및 PHY 레이어(120)와 전자 통신하여 데이터 및 명령을 교환함으로써 본원에서 설명되는 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법을 수행할 수 있다.The wireless data transmission system 100 includes a cross-layer image optimization (CLIO) module or engine operating as part of or in cooperation with the transmitter 102 to control the cross-layer image optimization system and method. 134) may be further included. CLIO module 134 may include, for example, a processor and a memory coupled to the processor, the memory storing instructions to be executed by the processor, which instructions cause the processor to cause the cross-layer image described herein. Implement various operations of optimization systems and methods. For example, CLIO module 134 may be in electronic communication with APP layer 116 , MAC layer 118 , and PHY layer 120 to exchange data and commands to implement the cross-layer image optimization systems and methods described herein. can be done

따라서, 도 1에 예시된 바와 같이, 무선 데이터 송신 시스템(100)은 APP 레이어(116), MAC 레이어(118), 및 PHY 레이어(126)에서 크로스-레이어 이미지 최적화를 위한 다양한 메커니즘을 구현한 후, 송신기(102)에서 데이터를 수신하고 수신기(106)에 데이터를 송신하도록 구성된다.Therefore, as illustrated in FIG. 1 , the wireless data transmission system 100 implements various mechanisms for cross-layer image optimization in the APP layer 116 , the MAC layer 118 , and the PHY layer 126 . , receive data at the transmitter 102 and transmit data to the receiver 106 .

비디오 압축/압축해제 시스템 또는 코덱은 본질적으로 6개의 상이한 방식: 압축, 품질(왜곡), 복잡도, 지연, 품질 확장성 및 에러 내성으로 평가될 수 있다.A video compression/decompression system or codec can be evaluated in essentially six different ways: compression, quality (distortion), complexity, delay, quality scalability and error tolerance.

. 한 실시예에 따르면, 비디오 또는 데이터 스트림이 다수의 품질 레이어, 해상도 레이어, 공간 위치 또는 컬러 컴포넌트로 파싱되거나 분할되는 레이어-기반 압축 구조(architecture)(JPEG2000 표준과 같거나 유사한)가 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법(예를 들어, CLIO 모듈(134)에 의해 실행됨)의 일부로서 데이터 또는 비디오 압축을 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 레이어-기반 인코더는 다음의 단계: 컴포넌트에 대한 컬러 변환, 각각의 컬러 채널 상의 웨이브릿 변환, 웨이브릿 계수의 양자화 및 최종적으로, 코드-블록(code-block)으로서 알려진 웨이브릿 계수의 직사각형 영역의 산술 코딩을 이용할 수 있다. 이러한 인코더는 컬러 컴포넌트, 해상도 레벨, 공간 블록 포지션 또는 레이어에 기초하여 이들 코드-블록의 다양한 시퀀스를 허용함으로써 인코딩된 데이터의 구조에 대한 유연성을 제공한다. 개별 코드 블록은 독립적으로 디코딩 가능할 수 있지만, 이들 코드 블록에 대한 헤더는 이전의 헤더에 의존할 수 있고 따라서 시퀀스대로 디코딩될 수 있다.. According to one embodiment, a layer-based compression architecture (same as or similar to the JPEG2000 standard) in which a video or data stream is parsed or divided into multiple quality layers, resolution layers, spatial locations or color components is a cross-layer image. It may be used for data or video compression as part of an optimization system and method (eg, executed by the CLIO module 134 ). A layer-based encoder according to an embodiment of the present invention performs the following steps: color transform for components, wavelet transform on each color channel, quantization of wavelet coefficients and finally, known as code-block. Arithmetic coding of rectangular regions of wavelet coefficients can be used. These encoders provide flexibility for the structure of the encoded data by allowing different sequences of these code-blocks based on color components, resolution levels, spatial block positions or layers. Individual code blocks may be independently decodable, but headers for these code blocks may depend on previous headers and thus be decoded in sequence.

본 발명의 실시예에 따라 이용된 레이어-기반 압축 인코딩된 데이터 스트림은 프레임헤더로 시작하고 이어서 패킷 헤더 및 데이터 비트의 시퀀스가 뒤따를 수 있다. 언급된 바와 같이, 데이터 스트림은 다수의 품질 레이어, 해상도 레벨, 공간 포지션 및 컬러 컴포넌트에서 분할될 수 있다. 도 2의 예는, 레이어에서 생성된 레이어-기반 압축 인코딩된 데이터 스트림의 예를 도시하는데, 일례로, 제 1 레이어는 8:1의 압축 레벨에 대응할 수 있고; (모든 제 1 레이어 패킷을 디코딩한) 제 2 레이어의 끝에서, 압축은 4:1로 세팅된다. 마지막으로, 제 3 레이어 패킷을 디코딩하는 것은 2:1 압축으로 스트림을 전송하는 것과 등가일 수 있다. 본 발명의 실시예는 위에서 설명한 압축비 또는 레이어의 수로 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명의 실시예는, 제 1 또는 최고 레이어가 최고 압축비를 갖고, 다음 레이어는 제 1 레이어에 추가될 때 압축비가 제 1 레이어의 압축비보다 더 낮아지게 하는 데이터를 갖는 식으로, 최저 또는 마지막 레이어가, 선행 레이어 각각에 추가될 때 시청자에게 비교적 낮은, 시각적으로 무손실, 또는 시각적으로 거의 무손실(예를 들어, 1:1, 1.5:1, 2:1)의 압축비가 되게 하는 데이터를 가질 때까지 이루어지게 되도록, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법의 설계 및 기능에 따라 임의의 적합한 압축비를 갖는 임의의 적합한 수의 레이어를 이용할 수 있다.A layer-based compression encoded data stream used in accordance with an embodiment of the present invention may begin with a frame header followed by a packet header and a sequence of data bits. As mentioned, a data stream can be partitioned in multiple quality layers, resolution levels, spatial positions, and color components. The example of FIG. 2 shows an example of a layer-based compression encoded data stream generated in a layer, in one example, the first layer may correspond to a compression level of 8:1; At the end of the second layer (which decoded all the first layer packets), the compression is set to 4:1. Finally, decoding the third layer packet may be equivalent to transmitting the stream with 2:1 compression. Embodiments of the present invention are not limited to the compression ratio or the number of layers described above. Rather, an embodiment of the present invention is such that the first or highest layer has the highest compression ratio, the next layer has data that, when added to the first layer, causes the compression ratio to be lower than the compression ratio of the first layer, and so on. The last layer will have data that, when added to each of the preceding layers, results in a relatively low, visually lossless, or visually near lossless (eg 1:1, 1.5:1, 2:1) compression ratio to the viewer. Any suitable number of layers having any suitable compression ratio may be used depending on the design and functionality of the cross-layer image optimization system and method.

일부 실시예에 따르면, VR 표시 장치의 디스플레이의 맥락에서, 스테레오스코픽 이미지(stereoscopic image)가 수신기에 송신될 때, 데이터 송신의 에러는, 그 에러가 한 측에만 있더라도 좌측 및 우측 이미지 모두에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예에서, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법(예를 들어, APP 레이어(116)의 CLIO 모듈(134) 및/또는 비디오 인코더 모듈)은 {좌측 이미지 + 우측 이미지의 차이}에 관해 압축을 수행하고, 그 후, {다양한 좌측 이미지 + 우측 이미지의 차이} 슬라이스가 멀티플렉싱된 스트림으로서 인코딩된다는 것을 보장한다. 이러한 절차는 데이터 송신의 에러가 아티펙트(artifact)의 가시성에 충격을 주는 경우의 수를 (예를 들어, 절반으로) 감소시킬 수 있다.According to some embodiments, when a stereoscopic image is transmitted to a receiver, in the context of a display of a VR display device, an error in the data transmission affects both the left and right images, even if the error is only on one side. can give Thus, in some embodiments of the present invention, a cross-layer image optimization system and method (eg, CLIO module 134 and/or video encoder module of APP layer 116) is {left image + right image difference). } to ensure that the slice is encoded as a multiplexed stream, after which {various left image + difference of right image}. This procedure can reduce (eg, in half) the number of cases where an error in data transmission impacts the visibility of an artifact.

비디오 스트리밍의 품질을 향상시키기 위한 크로스-레이어 알고리즘에서의 본 발명의 실시예는, PHY 레이어의 하나 이상의 특징, 예를 들어, PHY 레이어의 채널 품질의 표시자에 기초하여 변조 및 코딩 방식(MCS)이 변경되는 동적 적응형 변조 및 코딩(AMC)을 추가로 이용할 수 있다. 더 낮은 MCS 값은 더 낮은 비트 에러 레이트를 제공하지만, 더 낮은 쓰루풋을 또한 달성한다. 한 실시예에서, 동적 AMC와 함께 MAC 레이어는 MCS에 기초하여 압축 레이트를 조정하기 위해 MCS에 관해 APP 레이어에 통지할 수 있다.An embodiment of the present invention in a cross-layer algorithm for improving the quality of video streaming is a modulation and coding scheme (MCS) based on one or more characteristics of a PHY layer, e.g., an indicator of a channel quality of the PHY layer. This changing dynamic adaptive modulation and coding (AMC) may be further used. A lower MCS value provides a lower bit error rate, but also achieves lower throughput. In one embodiment, the MAC layer with dynamic AMC may notify the APP layer about the MCS to adjust the compression rate based on the MCS.

상이한 비트 및 패킷을 손실하는 것은 비디오 품질에 상이한 충격을 주고, 본 발명의 실시예는 비압축/압축 비디오에서 최상위 비트(MSB)에 대한 더 많은 보호, JPEG 2000의 패킷 헤더에 대한 더 많은 보호 또는 MPEG-4의 I-프레임에 대한 더 많은 보호를 비롯해서, UEP 접근법을 이용하여 비디오 수신에서 보다 중요한 비트를 보호하도록 동작한다. 보호는 보다 견고한 MCS, 재송신 또는 Reed-Solomon과 같은 추가 에러 정정 코드를 사용함으로써 달성될 수 있다.Losing different bits and packets has different impact on video quality, embodiments of the present invention provide more protection for most significant bit (MSB) in uncompressed/compressed video, more protection for packet header in JPEG 2000 or It works to protect the more important bits in video reception using the UEP approach, including more protection for I-frames in MPEG-4. Protection can be achieved by using more robust MCS, retransmission or additional error correction codes such as Reed-Solomon.

도 3은 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, APP, MAC 및 PHY 레이어에서의 제어 방식을 포함하는 데이터 송신 시스템(100)의 크로스-레이어 최적화 시스템의 예시적인 구조 및 일부 컴포넌트의 추가 세부사항을 예시하는 블록도이다. 측정 및 피드백 블록은 비트 에러 레이트, 비디오 품질 및 특정 서비스 클래스의 사용 가능한 대역폭과 같은 조건을 추정하는데 사용된다. 그 후, APP 레이어와 MAC 레이어의 모델은 최적의 비트 할당에 의해 비디오 품질의 왜곡을 최소화하여, 순방향 에러 정정에 필요한 비트 수를 감소시키고, 그의 손실의 충격에 따라 패킷의 우선순위를 결정할 수 있다.3 is an exemplary structure of a cross-layer optimization system of the data transmission system 100 including control schemes at the APP, MAC and PHY layers, and further details of some components, according to some exemplary embodiments of the present invention. It is a block diagram illustrating The measurement and feedback block is used to estimate conditions such as bit error rate, video quality, and available bandwidth of a particular class of service. Then, the models of the APP layer and the MAC layer can minimize the distortion of the video quality by optimal bit allocation, reduce the number of bits required for forward error correction, and prioritize packets according to the impact of their loss. .

일부 실시예에서, 도 3에 예시된 바와 같이, APP 레이어에서, 시스템은 수신기로부터의 피드백 및 측정에 기초하여(예를 들어, 수신기(106)로부터의 리턴 채널(132) 상에서 수신된 데이터에 기초하여) 광 압축을 인에이블/디스에이블할 수 있다. 피드백은 예를 들어, 비디오 품질에 기초할 수 있으며, 비디오 품질의 측정은 예를 들어. 수신기에 의해 보고되는 신호 대 잡음비(SNR) 또는 피크 신호 대 잡음비(PSNR)에 기초할 수 있다.In some embodiments, as illustrated in FIG. 3 , at the APP layer, the system based on feedback and measurements from the receiver (eg, based on data received on the return channel 132 from the receiver 106 ) ) to enable/disable optical compression. The feedback may be based, for example, on video quality, and a measure of video quality, for example. It may be based on the signal-to-noise ratio (SNR) or peak signal-to-noise ratio (PSNR) reported by the receiver.

도 3의 MAC 레이어는 예를 들어, 픽셀 파티셔닝, 재송신 및 다중 CRC 검사, MSB/LSB 분리와 같은 특징을 사용한 패킷화 및 상이한 우선 버퍼를 비롯한 다수의 기능, 모듈 또는 절차를 포함할 수 있다. PHY 레이어로부터 수신된 피드백 또는 APP 레이어의 파라미터에 기초하여, 시스템(예를 들어, CLIO 모듈(134))은 MAC 레이어에서 이들 함수의 파라미터를 변경하고 이들 함수, 모듈 또는 절차가 어떻게 작동해야 하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 파티셔닝이 수행되는지 여부 및 픽셀 파티셔닝이 수행되는 경우, 파티션이 패킷으로 분할되는 방법이 있다. 또한, 이 시스템은 재송신이 인에이블되는지 여부를 결정하거나 선택하도록 구성될 수 있다.The MAC layer of FIG. 3 may include a number of functions, modules or procedures including, for example, pixel partitioning, retransmission and multiple CRC checking, packetization with features such as MSB/LSB separation, and different priority buffers. Based on the feedback received from the PHY layer or parameters of the APP layer, the system (eg, CLIO module 134 ) changes the parameters of these functions at the MAC layer and determines how these functions, modules or procedures should work. can For example, whether or not pixel partitioning is performed, and when pixel partitioning is performed, there is a method in which the partition is divided into packets. Further, the system may be configured to determine or select whether retransmission is enabled.

일부 실시예에 따르면, 시스템(예를 들어, CLIO 모듈(134))은 UEP 구현에서 이들 특징을 이용할 수 있다. 예를 들어, 패킷 중 일부는 재송신과 같은 이러한 특징을 포함할 수 있거나, 또는 이들 특징은 상이한 MCS 또는 MSB/LSB 분리와 같이 상이한 패킷에 대해 상이한 파라미터를 가질 수 있다.According to some embodiments, the system (eg, CLIO module 134 ) may utilize these features in a UEP implementation. For example, some of the packets may include such characteristics as retransmissions, or these characteristics may have different parameters for different packets, such as different MCS or MSB/LSB separations.

PHY 레이어(예를 들어, 수신기 내의 대응하는 PHY 레이어(304)와 더불어, PHY 레이어(302))는 또한 도 3에 예시된 바와 같이 UEP의 구현을 위해 다수의 레이어를 포함할 수 있다. 상이한 패킷은 상이한 MCS 값을 갖는 상이한 레이어를 통해 전송될 수 있다. 상이한 레이어는 또한 상이한 우선순위를 가진 상이한 버퍼와 연관될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에 따라, 시스템(예를 들어, CLIO 모듈(134))은 비디오 품질 및 측정 피드백에 따라 상이한 패킷을 상이한 레이어 및 우선 버퍼와 연관시킬 수 있다.The PHY layer (eg, the PHY layer 302 along with the corresponding PHY layer 304 in the receiver) may also include multiple layers for implementation of UEP as illustrated in FIG. 3 . Different packets may be transmitted through different layers with different MCS values. Different layers may also be associated with different buffers with different priorities. According to some demonstrative embodiments, the system (eg, CLIO module 134 ) may associate different packets with different layers and priority buffers according to video quality and measurement feedback.

본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 비압축 또는 압축 송신을 위한 크로스-레이어 이미지 최적화의 제 1 단계는 레이어링(layering) 또는 파티셔닝이다. 본 발명의 실시예는 이하에서 더 상세하게 설명되는 복수의 미리 정의된 레이어링 및/또는 파티셔닝 프로파일들을 이용한다. 데이터 송신 세션의 일부로서, 상이한 레이어링 및/또는 파티셔닝 프로파일 중 하나는, 예를 들어, 표시 장치의 타입, 비디오 시각 품질에 대한 상이한 기준 또는 표시자(피크 신호 대 잡음비(PSNR)를 포함함), 채널 품질, 코덱 요건 또는 선택, MCS 및 데이터 레이트 요건 등을 포함하는 하나 이상의 미리 정의된 파라미터에 기초하여 선택된다. 각각의 프로파일은 예를 들어, 다른 에러 정정 기술, 압축 또는 패킷화를 비롯해서, 송신기 및 수신기에서의 상이한 세트의 절차를 지시하거나 그에 의해 정의된다.According to some exemplary embodiments of the present invention, the first step in optimizing a cross-layer image for uncompressed or compressed transmission is layering or partitioning. An embodiment of the present invention utilizes a plurality of predefined layering and/or partitioning profiles, which are described in more detail below. As part of a data transmission session, one of the different layering and/or partitioning profiles may be, for example, a type of display device, a different criterion or indicator for video visual quality (including peak signal-to-noise ratio (PSNR)); The selection is made based on one or more predefined parameters including channel quality, codec requirements or selection, MCS and data rate requirements, and the like. Each profile dictates or is defined by a different set of procedures at the transmitter and receiver, including, for example, other error correction techniques, compression or packetization.

또한, 본 발명의 실시예는 상이한 레이어의 순서화된 비트 스트림에 대한 크로스-레이어 이미지 최적화의 일부로서 불균등 에러 보호(UEP) 방법을 이용할 수 있다. 비트 스트림 또는 패킷의 순서화는 레이어드-기반 압축 비디오 또는 비-압축 비디오 상에서 수행될 수 있다. 상이한 MCS 값은 채널 품질에 따라 상이한 레이어에 대해 이용된다.In addition, embodiments of the present invention may use Unequal Error Protection (UEP) methods as part of cross-layer image optimization for ordered bit streams of different layers. The ordering of bit streams or packets can be performed on layered-based compressed video or uncompressed video. Different MCS values are used for different layers depending on the channel quality.

본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, (예를 들어, IEEE 802.11ad에서와 같이) 패킷에 대한 동적 태깅(dynamic tagging)은 본 발명의 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법의 일부로서 이용될 수 있다. 중요도 레벨 인식 절차가 송신기에 대한 MAC 패킷화기 및 수신기에서의 역패킷화기(depacketizer)에서 구현되기 때문에, 중요도 레벨 및 대응하는 정보가 수신기로 송신되거나 시그널링될 수 있다.According to some exemplary embodiments of the present invention, dynamic tagging for packets (eg, as in IEEE 802.11ad) may be used as part of the cross-layer image optimization system and method of the present invention. have. Since the importance level recognition procedure is implemented in the MAC packetizer for the transmitter and the depacketizer at the receiver, the importance level and corresponding information can be transmitted or signaled to the receiver.

위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 시스템은 본 발명의 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법의 일부로서 동적 레이어링 및 파티셔닝 프로파일을 이용할 수 있다. 송신기 및 수신기(예를 들어, 송신기(102) 및 수신기(106))는 복수의 미리 정의된 레이어링/파티셔닝 프로파일들을 활용하거나 이에 동의할 수 있다. 이러한 프로파일은 비디오 시각 품질(PSNR을 포함함), 채널 품질, 코덱 요건 또는 선택, MCS, 데이터 레이트 요건 등에 대한 상이한 기준에 기초하여 선택될 수 있다. 수신기는 그 후, 레이어링 방법을 역으로(reverse) 하고 이와 함께/또는 선택된 프로파일에 대응하는 에러 은닉 알고리즘을 사용하여 임의의 송신 에러를 추가로 정정하기 위해 실행될 대응하는 알고리즘(들)을 선택한다.As described above, in embodiments of the present invention, the system may utilize dynamic layering and partitioning profiles as part of the cross-layer image optimization system and method of the present invention. The transmitter and receiver (eg, transmitter 102 and receiver 106 ) may utilize or agree to a plurality of predefined layering/partitioning profiles. These profiles may be selected based on different criteria for video visual quality (including PSNR), channel quality, codec requirements or selection, MCS, data rate requirements, and the like. The receiver then reverses the layering method and selects the corresponding algorithm(s) to be executed to further correct any transmission errors using together/or an error concealment algorithm corresponding to the selected profile.

일 실시예에서, 시스템은 다양한 채널 조건과 함께 사용하기 위해 7개의 프로파일을 이용하지만, 프로파일의 수는 이것으로 제한되지 않고, 무선 데이터 송신 시스템의 설계 및 기능에 따라 임의의 적합한 수의 프로파일이 이용될 수 있다.In one embodiment, the system uses seven profiles for use with various channel conditions, although the number of profiles is not limited thereto, and any suitable number of profiles may be used depending on the design and functionality of the wireless data transmission system. can be

예를 들어, 프로파일 "00"은, 채널이 이상적 또는 거의 이상적 조건에서 작동할 때에 대해 정의될 수 있는 반면에, 프로파일 "06"은 채널이 매우 열등한 조건에서 동작할 때에 대해 정의될 수 있다. "00"과 "06"사이의 프로파일은 그 후 다양한 중간 조건에 대해 정의된다.For example, profile “00” may be defined for when the channel operates under ideal or near-ideal conditions, while profile “06” may be defined for when the channel operates under very poor conditions. Profiles between "00" and "06" are then defined for various intermediate conditions.

예를 들어, 하나의 프로파일(예를 들어, 프로파일 "00" 또는 이상적/거의 이상적 조건 프로파일)은 채널 품질이 높을 때에 대한 비압축 비디오 송신을 위해 정의될 수 있다. 그러한 프로파일에 대해, 픽셀 파티셔닝 기술은 서로 옆에 있는 픽셀이 매우 유사한 콘텐츠를 포함할 확률이 높다고 가정할 수 있다. 4개로 된 그룹으로부터의 임의의 픽셀이 누락된 경우, 그것은 다른 3개 캡처된 픽셀로부터 재계산될 수 있다. 프로파일 "00"은 도 4에서 예시된 바와 같이 4개의 타입의 픽셀로 이미지를 분할함으로써 선택될 수 있다. 하나의 타입에서 픽셀의 3개의 컬러는 1 패킷으로 패킹된다. 모든 4 타입 패킷이 수신기로 송신된다. 프로파일 "00"이 송신되는 것을 알고 있는 수신기는 이미지 품질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 픽셀 중 임의의 것의 픽셀 데이터(또는 픽셀 내의 임의의 컬러)가 누락된 경우, 수신기는 4 또는 8개(평균화하는 픽셀의 수는 동적일 수 있음)의 주변 픽셀의 그룹을 평균함으로써 누락된 픽셀 또는 컬러를 대체하는 평균화 방법을 실행한다. 이미지 압축 방법은 또한 서로 옆에 있는 픽셀이 상관된 값을 갖는다는 아이디어에 의존한다. 이 방법은 엔트로피-코딩 압축 알고리즘에 비해 구현하기가 더 간단하고 비트 에러에 대해 더 견고할 수 있다.For example, one profile (eg, profile “00” or ideal/nearly ideal conditional profile) may be defined for uncompressed video transmission when the channel quality is high. For such a profile, the pixel partitioning technique may assume that pixels next to each other are likely to contain very similar content. If any pixel from the group of 4 is missing, it can be recalculated from the other 3 captured pixels. Profile “00” can be selected by dividing the image into four types of pixels as illustrated in FIG. 4 . In one type, three colors of a pixel are packed into one packet. All 4 type packets are sent to the receiver. A receiver that knows that profile "00" is being transmitted can improve the image quality. For example, if the pixel data of any one of the pixels (or any color within the pixel) is missing, the receiver can do so by averaging a group of 4 or 8 surrounding pixels (the number of pixels averaging can be dynamic) Run an averaging method to replace missing pixels or colors. Image compression methods also rely on the idea that pixels next to each other have correlated values. This method is simpler to implement and can be more robust against bit errors compared to entropy-coding compression algorithms.

제 2 프로파일(예를 들면, 프로파일 "01")은 제 1 프로파일(프로파일 "00")과 유사하게, 4 타입의 픽셀로 이미지를 분할함으로써 선택될 수 있다. 그러나 송신을 위해 3개의 타입의 픽셀이 선택된다. 시스템은 하나의 타입의 픽셀을 드롭함으로써 결과적인 왜곡이 임계 값보다 낮은지를 계산한다. 이 프로파일이 수신기에 시그널링되면, 수신기는 4개의 픽셀 타입 각각 내의 3(또는 그 이상)개의 다른 픽셀의 평균으로부터 누락된 픽셀 데이터 값을 추정할 것이다. 임계치는, 예를 들어, 시각 품질(예를 들어, PSNR)을 포함하는 상이한 기준에 기초하여 선택될 수 있다. 송신되지 않은 픽셀 타입의 선택 및 임계치가 또한 시그널링될 수 있다.The second profile (eg profile “01”) may be selected by dividing the image into 4 types of pixels, similar to the first profile (profile “00”). However, three types of pixels are selected for transmission. The system calculates whether the resulting distortion is below a threshold by dropping one type of pixel. When this profile is signaled to the receiver, the receiver will estimate the missing pixel data value from the average of 3 (or more) other pixels within each of the 4 pixel types. The threshold may be selected based on different criteria including, for example, visual quality (eg, PSNR). The selection and threshold of non-transmitted pixel types may also be signaled.

제 3 프로파일(예를 들어, 프로파일 "02")은 위에서 설명된 처음 2개의 프로파일(예를 들어, 프로파일 "00" 및 "01")보다 낮은 대역폭 상에서 동작할 수 있다(예를 들어, 그로 인해 선택될 수 있음). 예를 들어, 제 3 프로파일은 하나 또는 모든 패킷에서 픽셀의 최하위 비트(LSB)를 송신하지 않을 수 있다. 그 후, 수신기에서, 평균화 알고리즘은 이 비트를 보상할 수 있다. 왜곡에 대한 다른 임계 레벨은, 비압축 비디오에 대해 위에서 설명된 제 1 또는 제 2 프로파일(예를 들어, 프로파일 "01" 또는 "00") 대신에, 제 3 프로파일(예를 들어, 프로파일 "02")을 선택하도록 고려될 수 있다.A third profile (eg, profile “02”) may operate on a lower bandwidth than the first two profiles (eg, profiles “00” and “01”) described above (eg, thereby may be selected). For example, the third profile may not transmit the least significant bit (LSB) of a pixel in one or all packets. Then, at the receiver, an averaging algorithm can compensate for this bit. Another threshold level for distortion is a third profile (eg profile “02”) instead of the first or second profile (eg profile “01” or “00”) described above for uncompressed video. ") may be considered.

채널의 품질이 낮고 PHY 레이어가 MCS에 대한 더 낮은 값을 시그널링할 때 다른 프로파일이 압축 비디오를 위해 고려될 수 있다. 예를 들어, 무선 비디오 송신을 위한 새로운 프로파일을 정의하기 위해 다중 품질-레이어링이 사용될 수 있다. 레이어드-기반 압축에서, 다중 레이어가 위에서 설명된 바와 같이 생성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 최고 레이어는 복수의 레이어들 중에서 최고 압축비를 갖는 데이터를 포함할 수 있고, 최저 레이어는 상위 레이어에 추가되는 경우, 비교적 낮은 압축 비(예를 들어, 1:1 또는 1:1.5 또는 임의의 적합한 또는 시각적 무손실 압축 비)로 이미지를 형성하는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 도 2에 예시된 바와 같이) 3 레이어 압축 방식에서, 레이어 1은 4:1의 압축비를 갖는 압축 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 레이어 2는 레이어 1에 추가된 경우, 2:1의 압축 비를 갖는 압축 이미지를 형성하는 데이터를 포함할 수 있다. 레이어 3은 레이어 1 및 레이어 2에 추가된 경우 결과적인 이미지가 1:1의 압축 비(또는 1.5:1 또는 다른 시각적으로 무손실 압축 비)를 갖는 비트스트림을 포함할 수 있다.Other profiles may be considered for compressed video when the quality of the channel is low and the PHY layer signals a lower value for MCS. For example, multiple quality-layering may be used to define a new profile for wireless video transmission. In layered-based compression, multiple layers may be created as described above. According to an embodiment of the present invention, the highest layer may include data having the highest compression ratio among a plurality of layers, and when the lowest layer is added to a higher layer, a relatively low compression ratio (eg, 1:1 or 1:1.5 or any suitable or visually lossless compression ratio). For example, in a three-layer compression scheme (eg, as illustrated in FIG. 2 ), layer 1 may include compressed image data having a compression ratio of 4:1. When layer 2 is added to layer 1, it may include data forming a compressed image having a compression ratio of 2:1. Layer 3 may contain a bitstream where when added to Layer 1 and Layer 2 the resulting image has a compression ratio of 1:1 (or 1.5:1 or other visually lossless compression ratio).

송신기는 채널 품질, 시각 품질, 코덱 요건 등에 따라 전송할 레이어를 선택한다. 우리는 레이어1, 2 및 3(또는 모든 레이어)을 송신할 때 제 4 프로파일(예를 들어, 프로파일 "03"), 레이어 1 및 2(또는 레이어의 서브-세트)를 전송할 때 제 5 프로파일(예를 들어, 프로파일 "04") 및 레이어 1 또는 최고 압축비를 갖는 레이어를 전송할 때 제 6 프로파일(예를 들어, 프로파일 "05")을 정의할 수 있다. 제 7 프로파일(예를 들어, 프로파일 "06")에 대해, 송신기는 레이어 중 하나의 부분, 예를 들어, 레이어 1 및 레이어 2 모두 및 레이어 3의 일부만을 전송할 수 있다. 수신기는 제 7 프로파일(예를 들어, 프로파일 "06")이 송신됨을 인지함으로써, 누락된 데이터 정보를 탐색하거나 추가 정정 알고리즘을 실행할 것이다. 송신기는 원래 패킷의 길이, 및 또한 패킷 헤더 내의 송신된 패킷 길이를 나타낼 수 있다. 수신기는 이에 따라, 레이어의 일부가 수신되지 않았음을 인지하고, 수신된 패킷의 올바른 크기를 추론할 수 있다. 또한, 수신기는 패킷의 일부가 수신되지 않았음을 디코더에게 경고하고 그것은 여분의 정보가 송신기에 의해 재전송되거나 재송신되도록 요청할 수 있다.The transmitter selects the layer to transmit according to channel quality, visual quality, codec requirements, etc. We have a fourth profile (eg, profile "03") when transmitting layers 1, 2 and 3 (or all layers), and a fifth profile (eg, profile "03") when transmitting layers 1 and 2 (or a sub-set of layers). For example, a sixth profile (eg, profile "05") may be defined when transmitting the profile "04") and the layer 1 or the layer with the highest compression ratio. For a seventh profile (eg, profile “06”), the transmitter may transmit a portion of one of the layers, eg, both layer 1 and layer 2 and only a portion of layer 3. By recognizing that a seventh profile (eg, profile “06”) is being transmitted, the receiver will either search for missing data information or execute an additional correction algorithm. The sender may indicate the length of the original packet, and also the transmitted packet length in the packet header. The receiver can accordingly recognize that part of the layer has not been received and infer the correct size of the received packet. In addition, the receiver alerts the decoder that part of the packet has not been received and it may request that the extra information be retransmitted or retransmitted by the transmitter.

추가 프로파일은 송신되는 데이터의 타입, 이미지가 표시될 표시 장치의 성질 또는 동일한 이미지의 다른 부분에 대한 이미지의 특정 부분의 중요도에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에 따르면, 이미지의 특정 부분 또는 영역은, 이미지의 한 부분에 대응하는 비트에 대한 데이터 송신의 에러가 이미지의 다른 부분에 대응하는 비트에 대한 데이터 송신의 에러보다 시청자에게 보다 더 지각 가능할 수 있다는 의미에서, 이미지의 다른 부분보다 더 중요할 수 있다.The additional profile may be set according to the type of data to be transmitted, the nature of the display device on which the image is to be displayed, or the importance of a particular part of the image to other parts of the same image. For example, in accordance with some embodiments, a particular portion or region of an image may indicate that errors in data transmission for bits corresponding to one part of the image are more to the viewer than errors in data transmission for bits corresponding to other parts of the image. In the sense of being more perceptible, it may be more important than other parts of the image.

일부 실시예에 따르면, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법은 예를 들어, 표시 장치(예를 들어, 표시 패널(110))가 VR 표시 장치인 VR 표시 시스템의 맥락에서 전개될 수 있다. 이러한 상황에서, 시청자의 이미지 지각의 대부분(예를 들어, 90%)은, 이미지 중앙(예를 들어, 시야의 중심 15도)에 그리고 그 주위에 초점을 맞추는데, 그 이유는 사용자가 이미지의 상이한 부분에 초점을 맞추기 위해 자신의 머리를 움직이는 경향이 있기 때문이다. 따라서, 도 5에 예시된 바와 같이, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법(예를 들어, CLIO 모듈(134))은 이미지의 제 2 영역(예를 들어, 라벨 "B"로 도 5에서 라벨링된 영역, 예를 들어, 제 1 영역과 제 1 영역 외측의 제 2 시야 사이 또는 시야의 15도와 20도 사이의 영역)보다, 이미지의 제 1 또는 중심 영역(예를 들어, 라벨 "A"로 도 5에서 라벨링된 영역, 예를 들어, 시야의 15도의 영역)에 대응하는 데이터를 우선시할 수 있다. 또한, 이미지의 제 1 및 제 2 영역 둘 다는 이미지의 제 3 영역(예를 들어, 도 5에서 "C"로 라벨링된 영역, 예를 들어, 제 1 및 제 2 영역 외부 또는 시야의 20도 외측의 영역)보다 우선시될 수 있다.According to some embodiments, the cross-layer image optimization system and method may be deployed, for example, in the context of a VR display system in which the display device (eg, the display panel 110 ) is a VR display device. In this situation, the majority (eg, 90%) of the viewer's image perception focuses on and around the center of the image (eg, the center of the field of view, 15 degrees), because the user perceives different aspects of the image. This is because they tend to move their head to focus on a part. Thus, as illustrated in FIG. 5 , the cross-layer image optimization system and method (eg, CLIO module 134 ) is a second region of the image (eg, labeled in FIG. 5 with label “B”). the first or central region of the image (e.g., labeled “A”) rather than the region, eg, the region between the first region and the second field of view outside the first region, or between 15 and 20 degrees of the field of view. Data corresponding to the area labeled at 5, for example, an area of 15 degrees of view) may be prioritized. Also, both the first and second regions of the image are outside the third region of the image (eg, the region labeled “C” in FIG. 5 , eg, outside the first and second regions, or 20 degrees outside the field of view) area) can be prioritized.

더 높은 중요도 또는 우선순위를 갖는 이미지의 영역을 식별하는 다른 방법은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허 출원 번호 제15/288,977호에서 설명된다. 예를 들어, 일부 실시예에 따르면, 더 높은 중요도를 갖는 이미지의 영역에 대응하는 데이터는 더 낮은 중요도를 갖는 이미지의 영역에 대응하는 데이터에 비해, 보다 높은 레벨의 중요도 또는 보다 높은 정도의 에러 보호를 갖도록 지정될 수 있다. 더 높은 중요도를 갖는 이미지의 영역은, 예를 들어, 도 5와 관련하여 본원에서 설명한 바와 같이, 수신기에 대응하는 표시 장치의 타입에 따라 변동될 수 있다.Another method of identifying regions of an image of higher importance or priority is described in US Patent Application Serial No. 15/288,977, which is incorporated herein by reference in its entirety. For example, according to some embodiments, data corresponding to a region of the image with a higher importance has a higher level of importance or a higher degree of error protection than data corresponding to a region of the image with a lower importance. can be specified to have The region of the image with higher importance may vary depending on the type of display device corresponding to the receiver, for example, as described herein with reference to FIG. 5 .

이미지의 상이한 영역이 상이하게 우선시될 수 있기 때문에, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법(예를 들어, CLIO 모듈(134))은, 이미지의 다른 영역의 데이터와 비교하여, 제 1 영역의 데이터가 최저 레벨의 에러를 갖고, 이미지의 제 2 영역이 2번째로 낮은 레벨의 에러를 갖는 식이 되도록, 프로파일(예를 들어, 위에서 설명한 바와 같은 레이어링/파티셔닝 프로파일) 또는 UEP 방식(아래에서 보다 상세히 설명됨)을 선택할 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따르면, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법(예를 들어, CLIO 모듈(134))은, 외부 영역 또는 영역으로부터의 에러가 이미지의 최고 우선순위(예를 들어, 중심) 영역으로 전파되지 않도록 데이터를 파티셔닝할 수 있다.Because different regions of an image may be prioritized differently, a cross-layer image optimization system and method (eg, CLIO module 134 ) determines that data in a first region, compared to data in other regions of an image, is A profile (e.g., a layering/partitioning profile as described above) or a UEP scheme (described in more detail below), such that it has the lowest level of error, the second region of the image has the second lowest level of error, and so on. ) can be selected. Further, in accordance with some embodiments, cross-layer image optimization systems and methods (eg, CLIO module 134 ) are configured such that errors from external regions or regions are the highest priority (eg, central) regions of the image. Data can be partitioned so that it does not propagate to

일부 실시예에 따르면, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템은, 예를 들어, 송신을 위해 이미지의 상이한 부분을 우선시하기 위해, 더 낮은 번호 프로파일(예를 들어, 더 낮은 에러 가능성 프로파일(lower error-prone profile))이 이미지의 더 높은 우선순위 부분에 대해 선택되고 더 높은 번호 프로파일(예를 들어, 더 높은 에러 가능성 프로파일)이 이미지의 더 낮은 우선순위 부분에 대해 선택되도록 위에서 설명한 다양한 프로파일(예를 들어, 제 1 프로파일 내지 제 7 프로파일)을 이용할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 별도의 프로파일이 표시 장치의 타입(예를 들어, 텔레비전, VR 표시 장치, AR 표시 장치, 무선 의료 표시 장치 등)에 따라 구체적으로 미리 정의될 수 있어서, 데이터는 교환되는 이미지 데이터의 부분의 우선순위 레벨에 따라, 송신(예를 들어, 압축, 인코딩, 패킷화, 비트 드롭핑(bit dropping) 또는 프루닝(pruning)) 또는 수신(예를 들어, 압축해제, 디코딩, 에러 정정, 역-패킷화, 재송신)에 있어 상이한 절차로 송신된다.According to some embodiments, the cross-layer image optimization system may use a lower number profile (eg, a lower error-prone profile, eg, to prioritize different parts of an image for transmission). . 1st to 7th profiles) may be used. According to some embodiments, a separate profile may be specifically predefined according to the type of display device (eg, television, VR display device, AR display device, wireless medical display device, etc.), so that the data is exchanged with the image Depending on the priority level of the portion of data, transmit (e.g., compress, encode, packetize, bit dropping or pruning) or receive (e.g., decompress, decode, error Correction, de-packetization, retransmission) are transmitted with different procedures.

일 실시예에서, 레이어링 또는 파티셔닝 프로파일에 대한 선택 기준은 비디오 시각 품질(예를 들어, PSNR) 및/또는 채널 품질(예를 들어, SNR)에 기초할 수 있다. 레이어링은 비압축 비디오, 일부 패킷이 드롭된 비압축 비디오 또는 상이한 압축비를 가진 압축 비디오가 전송되어야 하는지를 식별한다. 큐 우선순위, 지연 공차, 에러 보호 및/또는 신뢰성의 관점에서 상이한 레이어가 상이하게 취급될 수 있다. 그에 상응하여, 송신기 및 수신기는, 프로파일을 선택하거나 프로파일 번호를 수신함으로써, 데이터 송신(예를 들어, 압축, 인코딩, 패킷화, 비트 드롭핑 또는 프루닝) 또는 수신(예를 들어, 압축해제, 디코딩, 에러 정정, 역-패킷화)의 부분으로서 또는 그 이전에 상이한 절차를 인에이블할 수 있다.In one embodiment, selection criteria for a layering or partitioning profile may be based on video visual quality (eg, PSNR) and/or channel quality (eg, SNR). Layering identifies whether uncompressed video, uncompressed video with some packets dropped, or compressed video with different compression ratios should be transmitted. Different layers may be treated differently in terms of queue priority, delay tolerance, error protection and/or reliability. Correspondingly, the transmitter and receiver can transmit (e.g., compress, encode, packetize, bit drop or prune) or receive (e.g., decompress, decoding, error correction, de-packetization) may enable different procedures prior to or as part of it.

일부 실시예에 따르면, 프로파일의 선택은 MAC 또는 PHY 헤더 패킷의 비트 선택에 의해 수신기로 송신될 수 있다. 비트 선택에 기초하여, 수신기는 레이어링을 위해 선택된 방법을 식별할 수 있다. 프로파일 번호 이외에, 예를 들어, 압축에 있어 레이어의 수 및/또는 각각의 레이어에서 패킷/바이트 수를 비롯해서, 선택된 프로파일에 대해 요구되는 임의의 다른 정보가 수신기로 송신될 수 있다. 여분의 정보는 패킷 헤더의 비트 패턴에 의해 또는 보안 채널을 통해 전송되거나 미리 정의될 수 있다.According to some embodiments, the selection of the profile may be transmitted to the receiver by bit selection of a MAC or PHY header packet. Based on the bit selection, the receiver can identify a selected method for layering. In addition to the profile number, any other information required for the selected profile may be sent to the receiver, including, for example, the number of layers in compression and/or the number of packets/bytes in each layer. The extra information may be predefined or transmitted by a bit pattern in the packet header or over a secure channel.

따라서, 본 발명의 하나 이상의 실시예는 무선 데이터 통신 채널 상에서 송신기로부터 수신기로 데이터(예를 들어, 비압축 비디오 데이터)를 송신하기 위해 미리 정의된 레이어링 및/또는 파티셔닝 프로파일의 세트를 선택하기 위한 시스템 및 방법을 포함한다. 프로파일은 예를 들어, 채널 품질, 비디오 품질, 코덱 요건 또는 선택, MCS 및 데이터 레이트 요건, 송신되는 데이터의 성질 또는 특성, (예를 들어, 수신기에 커플링된) 수신기 단의 표시 장치의 성질 또는 특성을 포함하는 다양한 조건 또는 파라미터에 따라 선택될 수 있다. 프로파일의 선택은 예를 들어, MAC 레이어 및/또는 PHY 레이어 헤더 패킷의 비트 시퀀스에 의해 송신기로부터 수신기로 송신될 수 있다. 선택된 프로파일에 의존하여, 압축해제, 디코딩, 에러 정정 등에 대한 하나 이상의 파라미터를 나타내는 추가 정보가 또한 송신기로부터 수신기로 (예를 들어, MAC 레이어 및/또는 PHY 레이어 헤더 패킷에서) 송신될 수 있다. 송신기로부터 수신기로 송신된 정보(예를 들어, 비트 시퀀스)에 기초하여, 수신기는, 데이터 레이어링 및/또는 파티셔닝 및/또는 압축을 위해 송신기에서 이용된 방법 및/또는 프로토콜을 식별하고, 그리하여 레이어링 및/또는 파티셔닝 및/또는 압축을 리버스시키고, 선택된 프로파일에 대응하는 에러 은닉 알고리즘 또는 다른 절차를 사용하여 송신 동안의 임의의 에러를 또한 정정하기 위해 실행할 대응하는 알고리즘 또는 절차를 선택하는 것이 가능해질 수 있다.Accordingly, one or more embodiments of the present invention provide a system for selecting a set of predefined layering and/or partitioning profiles for transmitting data (eg, uncompressed video data) from a transmitter to a receiver over a wireless data communication channel. and methods. Profiles may be, for example, channel quality, video quality, codec requirements or selections, MCS and data rate requirements, nature or characteristics of transmitted data, characteristics of a display device at the receiver end (eg coupled to the receiver) or It may be selected according to various conditions or parameters including characteristics. The selection of the profile may be transmitted from the transmitter to the receiver by, for example, a bit sequence of a MAC layer and/or PHY layer header packet. Depending on the profile selected, additional information indicating one or more parameters for decompression, decoding, error correction, etc. may also be transmitted from the transmitter to the receiver (eg, in MAC layer and/or PHY layer header packets). Based on the information (eg, bit sequence) transmitted from the transmitter to the receiver, the receiver identifies a method and/or protocol used at the transmitter for data layering and/or partitioning and/or compression, and thus layering and It may become possible to select a corresponding algorithm or procedure to execute to reverse partitioning and/or compression and also correct any errors during transmission using an error concealment algorithm or other procedure corresponding to the selected profile. .

본 발명의 실시예는 추가로, 예를 들어, 비디오 디코딩을 위해 보다 중요한 비트를 보호하도록 (예를 들어, 그 비트의 적절한 송신을 용이하게 하도록) 우선순위-기반 불균등 에러 보호(UEP)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 레이어-기반 압축에서, 더 높은 압축 레이트에 대응(예를 들어, 베이스 레이어 또는 레이어 1에 대응)하거나 이와 연관되는 비트는 비디오 디코딩에서 보다 중요하며, 따라서 더 많은 보호를 필요로 한다. 또한, 패킷 헤더 또는 프레임 헤더의 비트 에러는 비디오 디코더가 후속 데이터 비트를 디코딩할 수 없게 한다. 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법의 일 실시예에서, 패킷 헤더는 도 6에서 예시된 바와 같이 각각의 프레임의 선두(beginning)로 이동된다. 또한, 패킷 헤더는 도 7에서 예시된 바와 같이 고유한 선두 및 말미(end) 값에 의해 식별될 수 있다. 헤더가 프레임의 선두로 이동되면, 식별자가 헤더를 서로 분리시키도록 또한 이동된다. 말미 식별자는 일부 예시적인 실시예에 따라 또한 제거될 수 있다. 마지막 말미 식별자는 헤더 정보의 끝과 다음 레이어의 데이터 정보 간을 구별하도록 유지될 수 있다.Embodiments of the present invention may further utilize priority-based unequal error protection (UEP) to protect more important bits (eg, to facilitate proper transmission of those bits), for example for video decoding. can For example, in layer-based compression, bits corresponding to or associated with a higher compression rate (e.g., corresponding to a base layer or layer 1) are more important in video decoding and thus require more protection . Also, bit errors in the packet header or frame header prevent the video decoder from decoding subsequent data bits. In one embodiment of a cross-layer image optimization system and method, the packet header is moved to the beginning of each frame as illustrated in FIG. 6 . Further, the packet header may be identified by unique leading and end values as illustrated in FIG. 7 . If the header is moved to the beginning of the frame, the identifier is also moved to separate the headers from each other. The trailing identifier may also be removed according to some example embodiments. The last identifier may be maintained to distinguish between the end of header information and data information of the next layer.

일부 실시예에 따르면, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법(예컨대, CLIO 모듈(134))은 이들 헤더 및 베이스 레이어에 대한 무선 매체의 손실 또는 에러에 대비하여 상이한 보호 기술을 이용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에 따르면, 상이한 MCS 값이 상이한 레이어에 이용될 수 있거나 또는 상이한 순방향 에러 정정(FEC) 알고리즘이 상이한 코딩 레이트로 이용될 수 있다. 또한, 불균등 에러 보호 오퍼레이션은 MAC 레이어에서 실행될 수 있고, 그리하여 본 발명의 실시예가 재구성 엔진을 향상시키거나 최적화하여 이를 상이한 코덱에 적용하는 것을 가능케 한다. 예를 들어, APP 레이어가 전체 데이터를 MAC 레이어에 전달하지만, MAC 레이어는 본원에서 설명되는 다양한 크로스-레이어 이미지 최적화 오퍼레이션을 수행하기 위해 보다 많은 유연성을 갖는다. 또한, MAC 레이어에서 UEP를 실행함으로써, 시스템은 상대적으로 더 동적인데, 그 이유는, 상이한 기능이 본원에서 설명된 바와 같이 특정 상황에 따라 (예를 들어 프레임 단위로 또는 한 프레임 안에서) 상이한 파라미터로 변경될 수 있기 때문이다. 또한, 본 발명의 실시예는 이에 따라 무선 채널의 상태에 기초하여 부분적인 재구성만을 수행하는 것이 가능해질 수 있다.According to some embodiments, cross-layer image optimization systems and methods (eg, CLIO module 134 ) may use different protection techniques against errors or loss of wireless medium for these header and base layers. For example, different MCS values may be used for different layers or different forward error correction (FEC) algorithms may be used with different coding rates, according to some embodiments. In addition, the inequality error protection operation can be performed at the MAC layer, thus enabling embodiments of the present invention to improve or optimize the reconstruction engine and apply it to different codecs. For example, although the APP layer passes the entire data to the MAC layer, the MAC layer has more flexibility to perform the various cross-layer image optimization operations described herein. Also, by implementing UEP at the MAC layer, the system is relatively more dynamic because different functions can be implemented with different parameters depending on the particular situation (eg frame by frame or within a frame) as described herein. Because it can be changed. In addition, the embodiment of the present invention may thus become possible to perform only partial reconstruction based on the state of the radio channel.

본 발명의 실시예에 따라 이용된 압축 기술은 도 8에서 예시된 바와 같이 상이한 데이터 컴포넌트를 제공함으로써 상이한 압축비의 레이어 외에도, 추가적인 파티셔닝 기술을 제공할 수 있다. 예를 들어, 다양한 유사한 픽셀 비트(예를 들어, 동일하거나 유사한 MCS 값을 갖는 픽셀 비트)는 함께 그룹화되도록 패킷에서 재구성될 수 있다. 상이한 우선순위를 갖는 다수의 레이어로 그의 출력을 또한 파티셔닝할 수 있는 임의의 적합한 압축 기술이 사용될 수 있다. 헤더 및 데이터 이동에 있어 동일한 접근법이 사용될 수 있다. 상이한 MCS 값 또는 상이한 코딩 레이트를 갖는 FEC가 데이터의 헤더 또는 파티션에 대해 사용될 수 있다.The compression technique used according to an embodiment of the present invention may provide additional partitioning techniques in addition to layers of different compression ratios by providing different data components as illustrated in FIG. 8 . For example, various similar pixel bits (eg, pixel bits having the same or similar MCS values) may be reconstructed in a packet to be grouped together. Any suitable compression technique that can also partition its output into multiple layers with different priorities may be used. The same approach can be used for header and data movement. FECs with different MCS values or different coding rates may be used for headers or partitions of data.

일 실시예에서, 헤더는 프레임에서 그 헤더 다음에 오는 데이터 패킷의 길이에 관한 정보를 포함한다. 일부 예에서, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법은 채널 조건, MCS 조건, 대역폭 조건 등에 따라 각각의 레이어 또는 파티션에서 데이터 비트의 일부를 송신할 수 있다. 따라서, 송신될 수 있는 데이터 스트림의 길이는 또한 헤더 정보에 첨부되어 수신기로 송신될 수 있다. 예를 들어, 고정된 또는 미리 결정된 수의 바이트(N 바이트)가 이 길이를 식별하기 위해 예약될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 데이터 스트림의 길이는 용이한 식별을 위해 각각의 헤더의 끝에 있을 수 있다.In one embodiment, the header contains information about the length of the data packet that follows the header in the frame. In some examples, cross-layer image optimization systems and methods may transmit some of the data bits in each layer or partition according to channel conditions, MCS conditions, bandwidth conditions, and the like. Accordingly, the length of the data stream that can be transmitted can also be appended to the header information to be transmitted to the receiver. For example, a fixed or predetermined number of bytes (N bytes) may be reserved for identifying this length. According to some embodiments, the length of the data stream may be at the end of each header for easy identification.

따라서, 본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템 및 방법은, 무선 데이터 통신 채널 상의 송신에 대한 우선순위, 지연 공차, 및/또는 보호 또는 신뢰성 레벨에 따라 레이어 또는 레벨 기반 압축 시스템에서 비트를 재파티셔닝 또는 재구성하도록 구성될 수 있다. 데이터 프레임은 프레임 헤더 및 패킷 헤더 비트를 포함하며, 이는 데이터 비트와 비교하여 더 높은 레벨의 보호를 필요로 한다. 프레임의 데이터 비트는 또한 상이한 우선순위, 보호 및/또는 신뢰성 레벨로 파티셔닝될 수 있다. 헤더는 미리 정의된 또는 알려진 비트 스트링에 따라 식별될 수 있고, 데이터 비트는 중요도의 순서에 따라 정렬될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 보다 높은 우선순위 또는 더 낮은 지연 공차 비트는 데이터 프레임의 선두로 이동되거나 재구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터의 프레임은 (예를 들어, 우선순위 또는 중요도의 순서로) 프레임 헤더로 시작하고, 패킷 헤더가 뒤따르고, 데이터 비트가 뒤따를 수 있다. 패킷 헤더는 미리 정의되거나 미리 결정된 비트 스트링에 의해 분리되거나 식별될 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따라, 프루닝되어 전송된 데이터 비트 스트림의 길이는 각각의 패킷 헤더에 대응하는 길이의 표시자를 패킷 헤더에, 그 앞 또는 그 뒤에 삽입함으로써 표시될 수 있다. 수신기의 디코더는 예를 들어, 패킷 헤더 및 다른 데이터 비트를 그의 원래 위치(재구성 이전)로 이동시키고 데이터 길이 비트와 같이 임의의 추가로 삽입된 데이터를 제거함으로써 프레임을 재구성하지만, 프레임을 재구성하는데 추가 데이터를 이용한다.Accordingly, systems and methods in accordance with some embodiments of the present invention may repartition bits in a layer or level based compression system according to priority, delay tolerance, and/or level of protection or reliability for transmission on a wireless data communication channel, or can be configured to reconfigure. A data frame contains a frame header and packet header bits, which require a higher level of protection compared to the data bits. The data bits of a frame may also be partitioned into different priority, protection and/or reliability levels. The header may be identified according to a predefined or known bit string, and the data bits may be ordered according to the order of importance. According to some embodiments, higher priority or lower delay tolerance bits may be moved or reconstructed at the beginning of the data frame. For example, a frame of data may begin with a frame header (eg, in order of priority or importance), followed by a packet header, followed by bits of data. A packet header may be separated or identified by a predefined or predetermined string of bits. Further, according to some embodiments, the length of the pruned and transmitted data bit stream may be indicated by inserting an indicator of the length corresponding to each packet header into, before or after the packet header. The receiver's decoder reconstructs the frame by, for example, moving the packet header and other data bits to their original location (prior to reconstruction) and removing any additional inserted data, such as data length bits, but adds to reconstructing the frame. use data.

따라서, 본 발명의 실시예는 크로스-레이어 이미지 최적화를 위한 임의의 레이어 및/또는 레벨 기반 압축 기술에 대해 불균등 에러 보호의 구현을 제공할 수 있다. 헤더, 레이어 및/또는 데이터 파티션은 중요도 또는 우선순위 레벨에 따라 재구성될 수 있으며, 그러한 재구성은 송신기의 MAC 레이어에서 실행될 수 있다. 크로스-레이어 이미지 최적화 방식에 따라, 각각의 패킷으로부터의 데이터의 일정 부분은 제거되거나 드롭될 수 있고, 이 데이터에 관한 정보는 헤더 정보에 통합될 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 실시예는 예를 들어, 상이한 중요도 레벨로 또는 상이하게 정보를 보호하기 위해 순방향 에러 정정에 대해 상이한 MCS 값을 이용함으로써 불균등 에러 보호를 이용할 수 있다. 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따른 불균등 에러 보호의 일부로서, 모든 헤더가 (예를 들어, 한 위치에서) 함께 그룹화되도록 재구성될 수 있기 때문에, 모든 헤더는 예를 들어, 프레임의 헤더 각각에 대해 여러 개의 작은 순방향 에러 정정을 개별적으로 사용하기 보단, 하나의 불균등 에러 보호 알고리즘을 겪을 수 있다.Accordingly, embodiments of the present invention may provide implementations of inequality error protection for any layer and/or level based compression technique for cross-layer image optimization. Header, layer and/or data partition may be reconfigured according to importance or priority level, and such reconfiguration may be performed at the MAC layer of the transmitter. According to the cross-layer image optimization scheme, some portion of data from each packet may be removed or dropped, and information about this data may be incorporated into header information. Additionally, embodiments of the present invention may utilize unequal error protection, for example, by using different MCS values for forward error correction to protect information at different importance levels or differently. As part of inequality error protection in accordance with some exemplary embodiments of the present invention, all headers can be reconfigured to be grouped together (eg, in one location), so that all headers are, for example, in each header of a frame. Rather than using several small forward error corrections individually for the

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상이한 패킷은 UEP 및 레이어/파티션-기반 압축을 사용하여 상이하게 보호될 수 있기 때문에, 상이한 패킷을 손실하는 것은 시각 품질에 상이하게 영향을 미친다. 예를 들어, 헤더 또는 베이스 레이어의 특정 패킷이 손실된 경우, 시스템은 수신기 측에서 비디오를 재구성할 수 없을 수 있다. 반면에, 일부 패킷 손실은 PSNR 저하를 초래할 수 있다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이, 시스템에서 이용되는 표시 장치의 타입에 의존하여, 이미지 데이터의 상이한 부분은 에러를 최소화하는 관점에서 이미지 데이터의 다른 부분보다 더 높은 우선순위를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 추가로, 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 동적 UEP 및 중요도 인식 태깅을 이용할 수 있다.Losing different packets affects visual quality differently, according to some embodiments of the invention, because different packets can be protected differently using UEP and layer/partition-based compression. For example, if a particular packet in the header or base layer is lost, the system may not be able to reconstruct the video at the receiver side. On the other hand, some packet loss may result in PSNR degradation. Also, as described above, depending on the type of display device used in the system, different portions of the image data may have a higher priority than other portions of the image data in terms of minimizing errors. Accordingly, embodiments of the present invention may further utilize dynamic UEP and importance aware tagging as described in more detail below.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법은, 패킷을 우선순위, 지연 공차, 보호 또는 신뢰성에 기초한 상이한 중요도 레벨로 파티셔닝하도록 동작한다. 각각의 중요도 레벨은 송신 및/또는 수신 시에 상이하게 취급될 수 있다.As described above, cross-layer image optimization systems and methods in accordance with embodiments of the present invention operate to partition packets into different importance levels based on priority, delay tolerance, protection or reliability. Each importance level may be treated differently when transmitting and/or receiving.

일 실시예에서, 각각의 프레임은 상이한 중요도 레벨을 갖는 다수의 비디오 패킷으로 분할된다. 시스템은 그 후 각각의 패킷을 대응하는 중요도 레벨로 태깅(tagging)하고 대응하는 비트는 어그리게이팅된 MAC 프로토콜 데이터 유닛(A-MPDU) 서브프레임 및 물리 레이어 수렴 절차(PLCP) 프로토콜 데이터 유닛(PPDU) 프레임에서 패킹된다. 일 예에서, PPDU는 중요도 레벨로 태깅될 수 있고 동일한 중요도 레벨의 패킷 및 A-MPDU 서브프레임과 동적으로 패킹될 수 있다. 재송신이 가능해지면, 재송신될 필요가 있는 A-MPDU 서브프레임은 큐잉되고 적절한 중요도 레벨을 갖는 적절한 PPDU에 배치될 필요가 있다.In one embodiment, each frame is divided into multiple video packets with different importance levels. The system then tags each packet with a corresponding importance level and the corresponding bit is an aggregated MAC protocol data unit (A-MPDU) subframe and a physical layer convergence procedure (PLCP) protocol data unit (PPDU). ) is packed in the frame. In one example, a PPDU may be tagged with an importance level and may be dynamically packed with packets and A-MPDU subframes of the same importance level. When retransmission is enabled, the A-MPDU subframes that need to be retransmitted need to be queued and placed in the appropriate PPDU with the appropriate importance level.

다른 실시예에 따르면, 각각의 A-MPDU 서브프레임은 중요도 레벨에 따라 태깅될 수 있다. 이 경우에, 모든 PPDU는 중요도 레벨 관점에서 동등하게 고려되며 이들은 상이한 중요도 레벨을 갖는 A-MPDU와 패킹된다. 재송신을 필요로 하는 지연 민감 시나리오에서, PPDU 패킷보다는 A-MPDU 서브프레임을 태깅하는 것이 유리할 수 있다. PPDU 패킷보다는 A-MPDU 서브프레임에 태깅하는 것이 태그 정보에 대해 더 많은 오버헤드를 이용할 수 있지만, 이러한 접근법은 다수의 중요도 레벨의 패킷을 관리하는데 더 용이할 수 있다.According to another embodiment, each A-MPDU subframe may be tagged according to an importance level. In this case, all PPDUs are considered equally in terms of importance level and they are packed with A-MPDUs with different importance levels. In delay sensitive scenarios requiring retransmission, it may be advantageous to tag the A-MPDU subframe rather than the PPDU packet. Although tagging A-MPDU subframes rather than PPDU packets may use more overhead for tag information, this approach may be easier to manage packets of multiple importance levels.

다양한 실시예에 따르면, 패킷을 태깅하기 위해 비트 패턴이 A-MPDU 또는 PPDU의 헤더에 추가될 수 있다. 비트 패턴은 M 비트일 수 있으며, 0...0은 최고 중요도를 나타내고, 1...1은 최저 중요도를 나타낸다. 일부 실시예에 따라, 값 M은 미리 정의될 수 있거나 M 값은 헤더 정보의 일부로서 시그널링될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 송신기 및 수신기는 2^M 중요도 레벨 및 각각의 레벨에 대해 상이한 절차를 정의할 수 있다.According to various embodiments, a bit pattern may be added to the header of an A-MPDU or PPDU to tag a packet. The bit pattern may be M bits, where 0...0 represents the highest importance, and 1...1 represents the lowest importance. According to some embodiments, the value M may be predefined or the value M may be signaled as part of the header information. According to some embodiments, the transmitter and receiver may define 2^M importance levels and different procedures for each level.

IEEE802.11ad 또는 IEEE 802.11ay를 통한 무선 비디오 송신을 위한 보장된 서비스 품질을 위해, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따른 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법은 각각의 태깅된 중요도 레벨에 대한 동적 중요도 레벨 인식 AMC를 통해 UEP를 구현할 수 있다. 상이한 중요도 레벨은 상이한 MCS 값으로 변조될 수 있거나 이들은 상이한 순방향 에러 정정(FEC) 값으로 또는 FEC 값은 동일하지만 상이한 코딩 레이트로 인코딩될 수 있다.For guaranteed quality of service for wireless video transmission via IEEE802.11ad or IEEE 802.11ay, a cross-layer image optimization system and method according to some exemplary embodiments of the present invention provides a dynamic importance level for each tagged importance level. UEP can be implemented through level-aware AMC. Different importance levels may be modulated with different MCS values or they may be encoded with different forward error correction (FEC) values or the same FEC values but with different coding rates.

관련 기술 시스템에서, PHY는 현재 채널 상황에 적절한 MCS 인덱스를 권고할 수 있다. 그러나 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법은 비트 스트림의 대부분에 대해 권고된 MCS를 적응시킬 수 있다. 예를 들어, 시스템은 보다 중요한 레이어 또는 패킷에 대해 MCS 인덱스를 감소시키고 덜 중요한 레이어 또는 패킷에 대해 MCS 인덱스를 증가시킬 수 있다. 도 9는 시스템이 픽셀에서 RGB 컬러를 나타내는 비트의 MSB/LSB 부분에 대해 상이한 MCS 값을 선택하는 비압축 비디오 송신에 대한 예를 도시한다. 4개의 MSB 비트는 MCS-1로 전송되고 다음 2 비트는 MCS로 전송되며 마지막 2개의 LSB 비트는 MCS+1로 전송된다. 그것은 또한, 동일한 MCS 인덱스를 갖는 비트가 동일한 패킷/A-MPDU 서브프레임으로 그룹화되도록 패킷/A-MPDU 서브프레임으로의 비트의 재그룹화를 포함한다.In the related art system, the PHY may recommend an MCS index appropriate for the current channel situation. However, according to some embodiments of the present invention, the cross-layer image optimization system and method can adapt the recommended MCS for most of the bit stream. For example, the system may decrement the MCS index for a more important layer or packet and increase the MCS index for a less important layer or packet. 9 shows an example for uncompressed video transmission where the system selects different MCS values for the MSB/LSB portion of the bits representing the RGB color in a pixel. 4 MSB bits are sent to MCS-1, the next 2 bits are sent to MCS and the last 2 LSB bits are sent to MCS+1. It also includes regrouping of bits into packet/A-MPDU subframes such that bits with the same MCS index are grouped into the same packet/A-MPDU subframe.

예를 들어, 압축 비디오 송신에 있어서, 도 6 및 도 8에 관하여 위에서 설명한 바와 같이, 레이어드-기반 압축이 수행되고, 비트가 송신의 중요도 레벨에 따라 재구성된 후에, 헤더 및 베이스 레이어 1은 MCS-1로 송신되고, 레이어 2는 MCS로 전송되며, 마지막으로 레이어 3은 MCS 또는 MCS+1로 전송될 수 있다. 헤더 및 레이어 1은 이에 따라 보다 더 보호되며 거의 에러 없이 송신된다. 이러한 정보 비트는 MCS-1로 전송되기 때문에, 필요한 대역폭이 MCS에 관한 채널의 지원 대역폭을 초과할 가능성이 있다. 보상을 위해, 레이어 3의 일부가 드롭되거나 및/또는 레이어 3 비트가 MCS+1로 변조될 수 있다.For example, in compressed video transmission, as described above with respect to FIGS. 6 and 8 , after layered-based compression is performed and the bits are reconstructed according to the importance level of the transmission, the header and base layer 1 are MCS- 1 may be transmitted, layer 2 may be transmitted as MCS, and finally layer 3 may be transmitted as MCS or MCS+1. The header and layer 1 are thus more protected and transmitted with little or no error. Since these information bits are transmitted in the MCS-1, there is a possibility that the required bandwidth exceeds the supported bandwidth of the channel for the MCS. For compensation, a portion of layer 3 may be dropped and/or layer 3 bits may be modulated with MCS+1.

IEEE 802.11ad에서, MCS 인덱스는 262,143 바이트의 각각의 PPDU 패킷에 대해서만 시그널링된다. 따라서, PPDU가 중요도 레벨로 태깅된다면, 본 발명의 실시예는 각각의 패킷에 대한 권고된 MCS 또는 변경된 MCS 인덱스를 사용하기 위해 IEEE 802.11ad 절차를 이용할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, IEEE 802.11ad에서의 시그널링은 MCS가 각각의 A-MPDU 서브프레임에 대해 시그널링되도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 각각의 패킷의 헤더 내의 현재 예약된 비트 또는 미사용 정보가 이용될 수 있다. IEEE 802.11ad 규격에 따라, 헤더는 도 10의 필드를 포함한다. 일 예로서, 피어 투 피어 연결에서, 본 발명의 실시예는 MCS를 시그널링하기 위해 "어드레스 4"를 사용한다. 본 발명의 실시예는 부가적으로, 각각의 A-MPDU에 대한 MCS를 시그널링하기 위해 헤더에 새로운 바이트를 추가할 수 있다.In IEEE 802.11ad, the MCS index is signaled only for each PPDU packet of 262,143 bytes. Therefore, if the PPDU is tagged with the importance level, the embodiment of the present invention may use the IEEE 802.11ad procedure to use the recommended MCS or modified MCS index for each packet. According to some embodiments, signaling in IEEE 802.11ad may be changed so that MCS is signaled for each A-MPDU subframe. For example, currently reserved bits or unused information in the header of each packet may be used. According to the IEEE 802.11ad standard, the header includes the fields of FIG. 10 . As an example, in a peer-to-peer connection, an embodiment of the present invention uses "address 4" to signal the MCS. An embodiment of the present invention may additionally add a new byte to the header to signal the MCS for each A-MPDU.

따라서, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따른 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템 및 방법은, 예를 들어, 우선순위, 지연 공차, 보호 및/또는 신뢰성에 기초하여 상이한 중요도 카테고리로 비디오 프레임의 데이터(예를 들어, 픽셀 데이터, 패킷 등)를 파티셔닝하도록 동작할 수 있다. 각각의 비디오 프레임은 다수의 중요도 레벨로 분할될 수 있고 대응하는 비트는 A-MPDU 서브프레임으로 패킹될 수 있다. 상이한 패킷(예를 들어, A-MPDU 서브프레임, PPDU 서브프레임 등)이 중요도 레벨에 따라 태깅될 수 있으며, 일부 실시예에 따라 상이한 패킷은 그의 중요도의 순서에 따라 수신기에 송신될 수 있다. 상이한 패킷(예를 들어, A-MPDU 서브프레임)은 그의 중요도 레벨에 따라 (예를 들어, PPDU 패킷으로) 그룹화될 수 있다. 중요도 레벨을 나타내는 값 또는 태그는 송신기로부터 수신기로 송신될 수 있고 패킷의 헤더에 추가될 수 있다. 수신기 단에서, 수신기는 태그 레벨을 결정하는 것이 가능해질 수 있고, 그에 따라 태깅에 따라 상이한 에러 복원 및/또는 은닉 절차를 추가로 가능케 할 수 있다. 또한, 상이한 중요도 레벨을 갖는 데이터는 각각의 패킷에 대해 상이한 변조 및 코딩 방식(MCS) 값을 선택함으로써 상이하게 보호될 수 있다. 대응하는 MCS 값은 태그 이외에도 패킷에 대한 헤더에 삽입될 수 있다.Thus, cross-layer image optimization systems and methods according to some exemplary embodiments of the present invention may provide data (e.g., for example, pixel data, packets, etc.). Each video frame may be divided into multiple importance levels and the corresponding bits may be packed into A-MPDU subframes. Different packets (eg, A-MPDU subframes, PPDU subframes, etc.) may be tagged according to their importance level, and according to some embodiments, different packets may be transmitted to the receiver according to their order of importance. Different packets (eg, A-MPDU subframes) may be grouped (eg, into PPDU packets) according to their importance level. A value or tag indicating the importance level may be transmitted from the sender to the receiver and added to the header of the packet. At the receiver end, the receiver may be enabled to determine the tag level, thus further enabling different error recovery and/or concealment procedures depending on the tagging. Also, data with different importance levels can be protected differently by selecting different modulation and coding scheme (MCS) values for each packet. The corresponding MCS value may be inserted into the header for the packet in addition to the tag.

따라서, 본 발명의 실시예는 무선 크로스-레이어 이미지 최적화를 위한 AMC를 비롯해서, 무선 데이터 송신을 위한 송신기 및 수신기에서의 패킷에 대한 동적 파티셔닝 및/또는 태깅(예를 들어, IEEE 멀티-기가비트 802.11에서) 및 중요도 인식 절차를 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 실시예는 다수의 콘텐츠 구동 태그를 이용하여 A-MPDU(데이터) 패킷 내의 각각의 작은 패킷의 태깅을 가능하게 할 수 있다. 태그는 송신되고 수신기로 시그널링될 수 있다. 상이한 절차 또는 파라미터는 본원에서 설명된 크로스-레이어 이미지 최적화 메커니즘의 다양한 양상을 통합하기 위한 태그와 연관될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 AMC(태그에 대한 MCS 적응)와 같은 불균등 에러 보호 기반 태그를 이용할 수 있다.Accordingly, embodiments of the present invention provide dynamic partitioning and/or tagging (e.g., in IEEE multi-gigabit 802.11 ) and importance recognition procedures. Embodiments of the present invention may enable tagging of each small packet within an A-MPDU (data) packet using multiple content driven tags. A tag may be transmitted and signaled to a receiver. Different procedures or parameters may be associated with tags to incorporate various aspects of the cross-layer image optimization mechanism described herein. In addition, embodiments of the present invention may use unequal error protection based tags such as AMC (MCS adaptation for tags).

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 시스템은 크로스-레이어 이미지 최적화를 위한 다양한 파라미터 및 팩터를 연속적으로 모니터링하고 상응하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 수신기로부터의 리턴 신호를 모니터링할 수 있고, 환경이 변함에 따라, 예를 들어, 후속 데이터 송신을 위해 위에서 설명한 바와 같이 상이한 프로파일, 압축 또는 에러 정정 기술 등을 선택함으로써 크로스-레이어 이미지 최적화를 상응하게 조정할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the system may continuously monitor various parameters and factors for cross-layer image optimization and adjust accordingly. For example, the system may monitor the return signal from the receiver, and as the environment changes, for example, by selecting a different profile, compression or error correction technique, etc. as described above for subsequent data transmission, cross- Layer image optimization can be adjusted accordingly.

도 11은 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 크로스-레이어 이미지 최적화를 위한 방법의 다양한 오퍼레이션을 예시하는 예시적인 흐름도이다. 그러나 도 11에서 예시된 오퍼레이션의 수 및 순서는 예시된 흐름도로 한정되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시예에 따르면, 오퍼레이션의 순서는(달리 지시되지 않는 한) 변경될 수 있거나, 또는 프로세스는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 추가 오퍼레이션 또는 더 적은 오퍼레이션을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 개시 및 대응하는 도면에서 설명된 다양한 다른 특징 및 오퍼레이션은 프로세스에 통합될 수 있거나, 또는 특정한 오퍼레이션은 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따라 생략될 수 있다.11 is an exemplary flow diagram illustrating various operations of a method for cross-layer image optimization, in accordance with some exemplary embodiments of the present invention. However, the number and order of the operations illustrated in FIG. 11 are not limited to the illustrated flowchart. For example, according to some embodiments, the order of operations may be changed (unless otherwise indicated), or processes may include both additional or fewer operations without departing from the spirit and scope of the present invention. have. For example, various other features and operations described in this disclosure and the corresponding figures may be incorporated into a process, or certain operations may be omitted in accordance with some exemplary embodiments of the present invention.

프로세스가 시작되면, 단계(1200)에서 시스템(예를 들어, 무선 데이터 송신 시스템(100) 및/또는 송신기(102))은 데이터 소스로부터 데이터(예를 들어, 예컨대, 비압축 비디오 데이터를 포함하는 비디오 데이터 신호)를 수신한다. 단계(1202)에서, 예를 들어, 채널 품질, 시각 품질 및 수신기에 연결된 표시 장치의 타입을 비롯해서, 수신기에 대한 데이터 송신에 관한 다양한 정보를 포함하는 리턴 데이터가 수신기(예를 들어, 수신기(106))에 의해 수신된다. 다음, 단계(1204)에서 시스템은 표시 장치의 타입을 식별할 수 있다. 단계(1206)에서, 레이어링 및/또는 파티셔닝 프로파일은, 예를 들어, 표시 장치의 타입, 비디오 시각 품질에 대한 상이한 기준 또는 표시자(피크 신호 대 잡음비(PSNR)을 포함함), 채널 품질, 코덱 요건 또는 선택, MCS 및 데이터 레이트 요건 등을 포함하는 하나 이상의 미리 정의된 파라미터에 기초하여 선택된 후, 송신된다.Once the process begins, in step 1200 the system (eg, the wireless data transmission system 100 and/or the transmitter 102 ) receives data (eg, including uncompressed video data) from a data source. video data signal). In step 1202, return data is sent to the receiver (e.g., receiver 106) including various information regarding data transmission to the receiver, including, for example, channel quality, visual quality, and type of indication device coupled to the receiver. )) is received by Next, at step 1204, the system may identify the type of display device. In step 1206 , the layering and/or partitioning profile is determined, for example, by type of display device, different criteria or indicators for video visual quality (including peak signal-to-noise ratio (PSNR)), channel quality, codec It is selected and then transmitted based on one or more predefined parameters including requirements or selections, MCS and data rate requirements, and the like.

단계(1208)에서, 레이어 또는 레벨-기반 압축이, 예를 들어, 선택된 레이어링/파티셔닝 프로파일에 따라 데이터 상에서 수행될 수 있다. 그 후, 단계(1210)에서, 레이어, 파티션, 패킷 또는 데이터의 비트는 위에서 설명한 바와 같이 그 중요도 레벨에 따라 그룹 또는 패킷으로 재구성된다.At step 1208 , layer or level-based compression may be performed on the data according to, for example, a selected layering/partitioning profile. Then, in step 1210, the layers, partitions, packets, or bits of data are reconstructed into groups or packets according to their importance level as described above.

단계(1212)에서, 데이터는 데이터의 패킷 및/또는 데이터의 중요도 레벨을 나타내도록 태깅될 수 있다. 그 후, 단계(1214)에서 상이한 타입의 데이터의 중요도 레벨에 기초하여, 데이터를 수신기로 송신하기 위해 불균등 에러 보호가 수행될 수 있다. 단계(1216)에서, 데이터는 예를 들어, 표시 패널 상의 표시를 위해 수신기로 송신된다.At step 1212, data may be tagged to indicate a packet of data and/or a level of importance of the data. Then, in step 1214, unequal error protection may be performed to transmit the data to the receiver based on the importance level of the different types of data. In step 1216, data is transmitted to a receiver, for example, for display on a display panel.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템은, 예컨대 송신기와 수신기 간의 채널 품질에 기초하여, 다양한 미리 결정된 데이터 전송 프로파일 또는 파라미터 (예를 들어, 프로파일 "00"부터 "07"), 압축 기술, 및/또는 데이터 송신을 위한 에러 정정 기술을 이용할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에 따르면 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템의 일부로서, 데이터 압축 및 압축해제를 위한 동적 레이어링 압축 구조를 이용할 수 있다.As described above, in accordance with some embodiments of the present invention, the cross-layer image optimization system provides various predetermined data transmission profiles or parameters (eg, profile “00”) based on, for example, the channel quality between the transmitter and the receiver. from "07"), compression techniques, and/or error correction techniques for data transmission. To this end, according to an embodiment of the present invention, as a part of a cross-layer image optimization system, a dynamic layering compression structure for data compression and decompression may be used.

종래 기술에서, 레이어-기반 압축 구조는 본질적으로 반복적일 수 있으며, 실시간 하드웨어에서 구현하기가 복잡하고 어려울 수 있으며, 특히 다수의 품질 레이어를 갖는 크로스-레이어 설계와 관련하여 그러할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일부 실시예들은 레이어-기반 압축의 실시간 구현을 위한 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. 하나 이상의 레이어를 사용하여 데이터를 인코딩 및 디코딩하는 것은 상대적으로 낮은 지연을 요구할 수 있고, 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템에서(예를 들어, 도 1에 도시된 무선 데이터 송신 시스템 (100)의 일부로서 동작하는) 상대적으로 용이하게 구현될 수 있다. 또한, 동적 레이어링 압축 시스템은, 크로스-레이어 이미지 최적화 및/또는 압축 프로파일에 따라 실시간으로 (예를 들어, 프레임 단위로) 구성 가능한 블록 압축 파라미터를 이용할 수 있다.In the prior art, layer-based compression schemes can be iterative in nature and can be complex and difficult to implement in real-time hardware, especially in the context of cross-layer designs with multiple quality layers. Accordingly, some embodiments of the present invention may provide a system and method for real-time implementation of layer-based compression. Encoding and decoding data using one or more layers may require relatively low latency and operate in a cross-layer image optimization system (eg, as part of the wireless data transmission system 100 shown in FIG. 1 ). ) can be implemented relatively easily. Further, the dynamic layering compression system may use configurable block compression parameters in real time (eg, frame by frame) according to cross-layer image optimization and/or compression profiles.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 동적 레이어링 압축 시스템 및 방법을 위한 송신기 및 수신기 구조를 각각 도시한다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 송신기(102)는 데이터 소스(104) (예를 들어, 비디오 카드 컴퓨터 시스템과 같은 외부 데이터 소스)로부터 데이터(비압축 비디오 데이터)를 수신하고, 무선 데이터 송신 시스템(100)의 하나 이상의 파라미터에 따라 데이터를 압축한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 소정의 데이터 전송 프로파일(예를 들어, 프로파일 "00" 내지 "07")의 파라미터들 및 / 또는 리턴 채널(132)에 의해 수신된 데이터에 의해 지시된 바와 같은 채널 또는 비디오 품질에 따라, 시스템이 어떻게 데이터가 전송을 위해 압축되고 압축 해제되는지를 동적으로 변경할 수 있다.12A and 12B illustrate transmitter and receiver structures, respectively, for a dynamic layering compression system and method in accordance with some embodiments of the present invention. 12A , the transmitter 102 receives data (uncompressed video data) from a data source 104 (eg, an external data source such as a video card computer system), and a wireless data transmission system ( 100) compresses the data according to one or more parameters. For example, as indicated by the parameters of a given data transmission profile (eg, profiles “00” through “07”) and/or data received by the return channel 132, as described above. Depending on the channel or video quality, the system can dynamically change how data is compressed and decompressed for transmission.

일부 실시예에 따르면, 데이터 전송 프로파일의 파라미터들에 따라 송신기(102)의 CLIO 모듈(134) 및/또는 APP 레이어(116)의 인코더는 압축된 데이터의 압축비 및 압축 레이어의 수를 조정할 수 있다(예를 들어 도 2와 관련하여 설명한 바에 따름).According to some embodiments, the CLIO module 134 of the transmitter 102 and/or the encoder of the APP layer 116 may adjust the compression ratio of the compressed data and the number of compression layers according to the parameters of the data transmission profile ( For example as described with respect to FIG. 2).

도 12a에 도시된 바와 같이, 선택된 데이터 전송 프로파일에 따라, 시스템은 M 개(M은 1보다 크거나 같은 정수)의 압축 또는 인코더 블록 또는 레이어(1220-1 내지 1220-M)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에 따르면, 선택된 데이터 전송 프로파일은 단일 압축 블록(1220-1)을 이용할 수 있다. 각각의 인코더 블록(1220-1 내지 1220-M)은 변환 모듈 또는 웨이브릿 모듈(1222-1 내지 1222-M), 양자화 모듈(1224-1 내지 1224-M) 및 가변 길이 코더(VLC) 모듈(1226-1 내지 1226-M)을 각각 포함할 수 있다. 변환 모듈들(1222-1 내지 1222-M)에서, 해당 기술 분야에 공지된 임의의 적절한 변환 알고리즘을 사용하는 변환 동작이 크기 W × H 비트의 데이터 블록 상의 입력 데이터에 대해 수행되어, 그 출력이 양자화 모듈(1224-1 내지 1224-M)로 송신된다. 양자화 모듈(1224-1 내지 1224-M)은 변환된 데이터에 대해 양자화 동작을 수행하며, 그 출력은 VLC 모듈(1226-1 내지 1226-M)에 제공되고, 이곳에서 VLC 동작이 수행된다. VLC 모듈들(1226-1 내지 1226-M)로부터의 데이터에 대해, 선택된 데이터 전송 프로파일의 파라미터에 따라 대응하는 순방향 에러 정정(forward error correction) 모듈(1227-1 내지 1227-M)에서 순방향 에러 정정이 적용되고, 대응하는 압축된 데이터 레이어들(1228-1 내지 1227-M)은 각각 압축 스트림 멀티플렉서(compressed stream multiplexer)(1230)로 전송되어 수신기로 전송될 수 있다.12A , depending on the selected data transmission profile, the system may use M (M is an integer greater than or equal to 1) compression or encoder blocks or layers 1220-1 through 1220-M. For example, according to some embodiments, the selected data transmission profile may use a single compression block 1220-1. Each encoder block 1220-1 to 1220-M includes a transform module or wavelet module 1222-1 to 1222-M, a quantization module 1224-1 to 1224-M and a variable length coder (VLC) module ( 1226-1 to 1226-M), respectively. In the transform modules 1222-1 to 1222-M, a transform operation using any suitable transform algorithm known in the art is performed on input data on a data block of size W x H bits, so that the output is sent to the quantization modules 1224-1 to 1224-M. The quantization modules 1224-1 to 1224-M perform a quantization operation on the transformed data, and an output thereof is provided to the VLC modules 1226-1 to 1226-M, where the VLC operation is performed. For data from VLC modules 1226-1 to 1226-M, forward error correction in corresponding forward error correction modules 1227-1 to 1227-M according to parameters of the selected data transmission profile is applied, and the corresponding compressed data layers 1228-1 to 1227-M may be transmitted to a compressed stream multiplexer 1230 and transmitted to a receiver, respectively.

양자화 모듈(1224-1 내지 1224-M)의 출력은 또한 역 양자화 모듈(1232-2 내지 1232-M)로 전송되고, 여기서 역 양자화 동작이 수행된다. 역 양자화 모듈(1232-2 내지 1232-M)의 출력은 역 웨이브릿 모듈(1234-2 내지 1234-M)로 전송된다.Outputs of quantization modules 1224-1 to 1224-M are also sent to inverse quantization modules 1232-2 to 1232-M, where an inverse quantization operation is performed. Outputs of inverse quantization modules 1232-2 to 1232-M are sent to inverse wavelet modules 1234-2 to 1234-M.

인코더 블록들(1220-1 내지 1220-(M-1))의 각각의 입력 데이터와 역 웨이브릿 모듈들(1234-2 내지 1234-M)의 출력 사이의 차이가 예를 들어, 차이 모듈 또는 차이 동작(1240-2 내지 1240-M)에서 계산되고, 다음 또는 후속 인코더 블록에 입력 데이터로서 제공된다. 따라서, 각 동작(1240-2 내지 1240-M)에서, 시스템은 양자화 동작 이후에 누락된 데이터를 선행 인코더 블록의 원래의 입력과 비교하여 식별하고, 그 누락된 차이 데이터를 이후의 입력 인코더 블록에 대한 입력으로서 제공할 수 있다.The difference between the input data of each of the encoder blocks 1220-1 to 1220-(M-1) and the output of the inverse wavelet modules 1234-2 to 1234-M is, for example, a difference module or difference It is computed in operations 1240-2 to 1240-M and provided as input data to the next or subsequent encoder block. Thus, in each operation 1240-2 to 1240-M, the system identifies the missing data after the quantization operation by comparing it with the original input of the preceding encoder block, and assigns the missing difference data to the subsequent input encoder block. can be provided as input to

도 12a에 도시한 바와 같이, 각 인코더 블록(1220-1 내지 1220-M)은 해당하는 압축비(예를 들어, N:1, P:1, Q:1)를 가지며, W x H 데이터의 압축된 블록에 대한 총 압축비는 압축비들의 합일 수 있다. 예를 들어, 4 개의 인코더 블록을 갖는 데이터 전송 프로파일의 경우, 제1 인코더 블록이 데이터를 1/8로 압축하고, 두 번째는 1/8로, 세 번째는 1/4로, 네 번째는 1/4로 압축하는 경우, 총 압축비는 3/4 (1/8 + 1/8 + 1/4 + 1/4)일 수 있고, 비압축된 데이터 대 압축 데이터의 압축비는 1.333:1일 수 있다.As shown in FIG. 12A , each encoder block 1220-1 to 1220-M has a corresponding compression ratio (eg, N:1, P:1, Q:1), and compresses W x H data. The total compression ratio for the block may be the sum of compression ratios. For example, for a data transmission profile with 4 encoder blocks, the first encoder block compresses the data to 1/8, the second to 1/8, the third to 1/4, and the fourth to 1 When compressed by /4, the total compression ratio may be 3/4 (1/8 + 1/8 + 1/4 + 1/4), and the compression ratio of uncompressed data to compressed data may be 1.333:1 .

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 인코더 블록(1220-1 내지 1220-M) 각각은 인코더의 하드웨어의 일부로서 독립적으로 설정되어, MAC 레이어가 수신기로 데이터를 적절하게 전송하는 데 필요한 비트레이트에 맞도록 데이터를 인코딩할 수 있다. 따라서, 시스템이 어느 기능적 인코더 블록이 비트스트림에서 이용되는지를 지정하거나 식별하는 한, 시스템은 실시간으로(예를 들어, 프레임 단위로) 인코더의 파라미터를 스위칭 할 수 있다. 예를 들어, MAC 레이어로부터의 압축비 요구들에 따라, 추가적인 인코더 레이어들이 추가되거나 제거될 수 있고, 특정 변환, 양자화 테이블 및 가변 길이 인코더가 변경될 수 있고, 그리고/또는 각 인코더 블록의 압축비 파라미터들이 MAC 레이어로부터의 압축비 요청들, 전송되는 데이터의 유형, 및/또는 선택된 데이터 전송 프로파일에 따라 변경될 수 있다.According to some embodiments of the present invention, each of the encoder blocks 1220-1 to 1220-M is independently configured as part of the hardware of the encoder, so that the MAC layer matches the bitrate required to properly transmit data to the receiver. data can be encoded. Thus, as long as the system specifies or identifies which functional encoder block is used in the bitstream, the system can switch parameters of the encoder in real time (eg, frame by frame). For example, depending on the compression ratio requirements from the MAC layer, additional encoder layers may be added or removed, a specific transform, quantization table and variable length encoder may be changed, and/or the compression ratio parameters of each encoder block may be changed. The compression ratio may be changed according to requests from the MAC layer, the type of data to be transmitted, and/or the selected data transmission profile.

도 12b에 도시한 바와 같이, 수신기(106) 및/또는 수신기(106)의 APP 레이어(122)의 디코더는, 예를 들어 압축 스트림 멀티플렉서(1244)에서 데이터 채널(130)을 통해, 송신기(102)로부터 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 수신하여 디코딩을 시작한다. 초기에, 순방향 에러 정정이 송신기에서 수행되었는지 여부에 따라, 예를 들어 대응하는 순방향 에러 정정 모듈들(1246-1 내지 1246-M)에서, 순방향 에러 정정이 각 레이어에 대해 수행될 수 있다. 이어서, 각 인코더 모듈들(1220-1 내지 1220-M)에 대해, 대응하는 디코더 모듈(1250-1 내지 1250-M)은 데이터의 각 압축된 레이어에 대해 디코딩 동작을 수행한다. 각각의 디코더 모듈(1250-1 내지 1250-M)에 대해, 압축된 데이터의 대응하는 레이어는 먼저 VLC 동작이 수행되는 VLC 모듈(1252-1 내지 1252-M)에 먼저 전송되고, 그 출력은 역 양자화 모듈(1254-1 내지 1254-M)로 각각 전송되어 역 양자화 동작이 수행된다. 역 양자화 모듈들(1254-1 내지 1254-M)의 출력은 역변환 동작이 수행되는 역변환 또는 웨이브릿 모듈들(1256-1 내지 1256-M)로 전송된다. 마지막으로, 각 디코더 블록들(1250-1 내지 1250-M)의 출력은 표시 패널(110) 상의 표시를 위해, 예를 들어 결합 모듈들 또는 동작들(1260 및 1262)에서, 데이터 스트림으로 결합된다.As shown in FIG. 12B , the receiver 106 and/or the decoder of the APP layer 122 of the receiver 106 , for example, via the data channel 130 in the compressed stream multiplexer 1244 , the transmitter 102 ) to start decoding by receiving the layered encoded data stream. Initially, forward error correction may be performed for each layer, eg, in the corresponding forward error correction modules 1246-1 to 1246-M, depending on whether forward error correction has been performed at the transmitter. Then, for each encoder module 1220-1 to 1220-M, the corresponding decoder module 1250-1 to 1250-M performs a decoding operation on each compressed layer of data. For each decoder module 1250-1 to 1250-M, the corresponding layer of compressed data is first sent to the VLC module 1252-1 to 1252-M, where the VLC operation is performed, and its output is inverse Each of the quantization modules 1254-1 to 1254-M are transmitted to perform an inverse quantization operation. Outputs of the inverse quantization modules 1254-1 to 1254-M are sent to the inverse transform or wavelet modules 1256-1 to 1256-M where an inverse transform operation is performed. Finally, the output of each of the decoder blocks 1250-1 to 1250-M is combined into a data stream for display on the display panel 110 , for example in combining modules or operations 1260 and 1262 . .

실시예들에 따르면, 수신기 측에서, 수신기에 의해 수신된 레이어화된 인코딩된 압축 데이터 스트림은 송신기 측에서 이용된 인코딩 방식에 관한 정보 및 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이어화된 인코딩된 압축 데이터 스트림은 레이어화된 인코딩된 압축 데이터를 생성하기 위해 사용되는 파라미터들(예를 들어, 압축비, 변환 알고리즘 등) 및 인코더 블록 레이어들의 수를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 인코딩 방식에 관한 이러한 정보 및 파라미터는 데이터 스트림의 헤더 파일 및/또는 선택된 데이터 전송 프로파일에 관한 정보로 전달될 수 있다. 선택된 데이터 전송 프로파일을 전송함으로써 정보가 전달되는 경우, 인코딩 방식의 파라미터들은 수신기 측의 메모리에 미리 저장될 수 있다.According to embodiments, at the receiver side, the layered encoded compressed data stream received by the receiver may include information and parameters regarding the encoding scheme used at the transmitter side. For example, the layered encoded compressed data stream may include parameters (eg, compression ratio, transform algorithm, etc.) used to generate the layered encoded compressed data and the number of encoder block layers. . According to some embodiments, such information and parameters regarding the encoding scheme may be conveyed in a header file of the data stream and/or information regarding the selected data transmission profile. When information is transmitted by transmitting the selected data transmission profile, the parameters of the encoding method may be stored in advance in the memory of the receiver side.

도 13은 크기 W × H 비트의 데이터 블록들이 어떻게 병렬로 처리(예를 들어, 인코딩 및 디코딩)될 수 있는지에 대한 간단한 예를 도시한다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 시스템이 3 개의 레이어(first layer, second layer, third layer)의 인코더 및 디코더 모듈들을 이용하는 실시예에서, 데이터 블록이 하나의 인코더/디코더 레이어에 의해 처리된 후, 후속 인코더/디코더 레이어는 대응하는 블록을 프로세싱하면서 이와 동시에 이전 인코더/디코드 레이어는 다른 데이터 블록을 처리 할 수 있다. 따라서, 다수의 데이터 블록들이 상이한 인코더/디코더 층들에 의해 병렬로 처리(processed in parallel)될 수 있고, 이에 따라 레이어화된 압축 시스템의 전체적인 지연이 매우 낮아질 수 있다.13 shows a simple example of how data blocks of size W x H bits can be processed (eg, encoded and decoded) in parallel. For example, as shown in FIG. 13 , in an embodiment where the system uses encoder and decoder modules of three layers (first layer, second layer, third layer), a data block is processed by one encoder/decoder layer After that, the subsequent encoder/decoder layer can process the corresponding block while at the same time the previous encoder/decode layer process another data block. Thus, multiple data blocks can be processed in parallel by different encoder/decoder layers, and thus the overall delay of the layered compression system can be very low.

도 14는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 상이한 데이터 전송 프로파일에 대한 다양한 예시적인 구성을 도시한다. 횡좌표 또는 x 축 방향은 프레임 시간(frame time)을 나타내고 세로 또는 y 축 방향은 데이터 레이트(data rate)(예를 들어, 픽셀 당 비트)를 나타내어, 각 직사각형의 총 면적은 레이어 당 전송되는 상대적인 전체 비트수를 나타낸다. 예를 들어, 제1구성(구성1)의 경우, 세 번째 압축 레이어(레이어3)는 첫 번째 및 두 번째 압축 레이어(레이어1, 레이어2)의 전체 비트수의 절반을 가질 수 있다. 제1구성은, 예를 들어 비교적 높은 품질의 비디오 데이터를 전송하기 위한 매우 높은 신뢰성의 무선 채널이 있는 환경에서 이용될 수 있다. 제2구성(구성2)의 경우, 첫 번째 레이어(레이어1)의 데이터의 총 비트수와 레이어1의 순방향 에러 정정(레이어1FEC)은 두 번째 레이어(레이어2) 및 세 번째 레이어(레이어3)의 데이터의 비트수와 동일할 수 있다. 제2구성(구성2)은, 예를 들어 높은 신뢰성의 무선 채널이 있지만 가끔 나쁜 채널 통계가 있고 비교적 고품질의 비디오 데이터를 전송하는 상황에서 이용될 수 있다. 제3구성(구성3)에서, 첫 번째 및 두 번째 레이어(레이어1, 레이어2)에 대해 동일한 양의 순방향 에러 정정 데이터와 함께, 두 번째 레이어(레이어2)는 첫 번째 레이어(레이어1)의 데이터의 비트수의 두 배를 가지고, 다른 데이터의 레이어는 없다. 제3구성(구성3)은, 예를 들어 중간 품질의 비디오를 전송하기 위한 낮은 신뢰도 채널이 있는 상황에서 이용될 수 있다.14 illustrates various exemplary configurations for different data transmission profiles in accordance with some embodiments of the present invention. The abscissa or x-axis direction represents frame time and the vertical or y-axis direction represents data rate (e.g. bits per pixel), so the total area of each rectangle is the relative total transmitted per layer. Indicates the number of bits. For example, in the case of the first configuration (configuration 1), the third compression layer (layer 3) may have half the total number of bits of the first and second compression layers (layer 1, layer 2). The first configuration can be used, for example, in an environment where there is a very high reliability wireless channel for transmitting video data of relatively high quality. In the case of the second configuration (configuration 2), the total number of bits of the data of the first layer (layer 1) and the forward error correction (layer 1FEC) of the layer 1 are the second layer (layer 2) and the third layer (layer 3) may be the same as the number of bits of data of The second configuration (configuration 2) can be used, for example, in a situation where there is a high-reliability radio channel, but sometimes bad channel statistics and transmitting relatively high-quality video data. In the third configuration (configuration 3), with the same amount of forward error correction data for the first and second layers (Layer 1, Layer 2), the second layer (Layer 2) is the first layer (Layer 1). It has twice the number of bits of data, and there are no layers of other data. The third configuration (configuration 3) can be used, for example, in situations where there is a low reliability channel for transmitting medium quality video.

따라서, 본 발명의 실시예들은 송신기에서의 인코더 및 수신기에서의 디코더를 포함하는, 전술한 크로스-레이어 이미지 최적화 시스템과 호환 가능한 효율적인 레이어화된 데이터 압축 시스템을 제공할 수 있다. 예를 들어, 압축된 데이터의 레이어의 인코딩은 상대적으로 낮은 지연으로 달성될 수 있으며, 또한 하드웨어에서 비교적 용이하게 구현될 수 있다. 또한, 블록 압축 파라미터는 크로스-레이어 이미지 압축 목표를 수용하기 위해 실시간으로(예를 들어, 프레임 단위로) 구성될 수 있다.Accordingly, embodiments of the present invention may provide an efficient layered data compression system compatible with the cross-layer image optimization system described above, including an encoder at the transmitter and a decoder at the receiver. For example, encoding of a layer of compressed data can be achieved with a relatively low delay, and can also be implemented relatively easily in hardware. In addition, block compression parameters can be configured in real time (eg, frame by frame) to accommodate cross-layer image compression goals.

본원에서 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 무선 데이터 송신 시스템 및/또는 임의의 다른 관련 디바이스 또는 컴포넌트는 임의의 적합한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 집적 회로), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어의 적합한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 무선 데이터 송신 시스템의 다양한 컴포넌트는 하나의 집적 회로(IC) 칩 또는 별도의 IC 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 표시 장치의 다양한 컴포넌트는 가요성 인쇄 회로 필름, 테이프 캐리어 패키지(TCP), 인쇄 회로 보드(PCB) 상에 구현되거나 표시 장치와 동일한 기판 상에 형성될 수 있다. 또한, 무선 데이터 송신 시스템의 다양한 컴포넌트는 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되고, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스에서, 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하고, 본원에서 설명되는 다양한 기능성을 수행하기 위해 다른 시스템 컴포넌트와 상호작용하는 프로세스 또는 스레드일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 표준 메모리 디바이스를 사용하여 컴퓨팅 디바이스에서 구현될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한, 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 또한, 당업자는, 본 발명의 예시적인 실시예의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 컴퓨팅 디바이스의 기능성이 단일 컴퓨팅 디바이스에 통합 또는 결합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 디바이스의 기능성이 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스에 걸쳐 분산될 수 있다는 것을 인지해야 한다.A wireless data transmission system and/or any other related device or component in accordance with an embodiment of the invention described herein may include any suitable hardware, firmware (eg, application specific integrated circuit), software, or software, firmware, hardware It can be implemented using a suitable combination of For example, the various components of a wireless data transmission system may be formed on one integrated circuit (IC) chip or on separate IC chips. In addition, various components of the display device may be implemented on a flexible printed circuit film, a tape carrier package (TCP), a printed circuit board (PCB), or formed on the same substrate as the display device. In addition, various components of the wireless data transmission system may execute on one or more processors, on one or more computing devices, processes or threads that execute computer program instructions, and interact with other system components to perform the various functionality described herein. can be The computer program instructions are stored in a memory that may be implemented in a computing device using a standard memory device, such as, for example, random access memory (RAM). The computer program instructions may also be stored in other non-transitory computer readable media, such as, for example, a CD-ROM, flash drive, and the like. Furthermore, those skilled in the art will appreciate that the functionality of various computing devices may be integrated or combined into a single computing device, or that the functionality of a particular computing device may be distributed across one or more computing devices, without departing from the scope of the exemplary embodiments of the present invention. should be aware that

본 발명이 특정 실시예에 대해 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 설명된 실시예에 대한 변동을 창안하는데 어려움이 없을 것이다. 또한, 다양한 기술 분야의 숙련자에게 있어 본원 발명 자체가 다른 애플리케이션에 대한 다른 작업 및 적응에 대한 솔루션을 제안할 수 있다. 본원의 의도는 본 발명의 모든 이러한 용도 및 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 본 개시의 목적을 위해 선택될 수 있고 본원의 발명의 실시예에 대해 이루어질 수 있는 변경 및 변형이 청구 범위에 의해 포함될 수 있다. 따라서, 본 실시예들은 모든 면에서 제한적이 아니라 예시적인 것으로서 간주되어야 하며, 본 발명의 범위는 위의 설명보다는 첨부된 청구항 및 그 등가물에 의해 표시될 것이다.While the present invention has been described with respect to specific embodiments, those skilled in the art will not encounter difficulties in devising variations to the described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Moreover, the present invention itself may suggest solutions for other tasks and adaptations for different applications to those skilled in the various technical fields. The intention of the present application is to cover all such uses of the present invention and changes and modifications that may be made to the embodiments of the present invention, which may be chosen for the purposes of the present disclosure without departing from the spirit and scope of the present invention, to be covered by the claims. can Accordingly, the present embodiments are to be regarded in all respects as illustrative rather than restrictive, and the scope of the present invention will be indicated by the appended claims and their equivalents rather than by the above description.

Claims (10)

무선 통신 채널을 통해 수신기와 전자 통신하는 송신기에 의한 표시 패널용 비디오 데이터를 전송하는 방법으로서,
상기 송신기에 의해, 데이터 소스로부터 데이터 신호를 수신하는 단계;
상기 송신기에 의해, 상기 수신기로부터 리턴 신호를 수신하는 단계;
상기 리턴 신호에 기초하여 상기 송신기에 의해, 복수의 인코더 블록들을 이용하여 상기 데이터 신호를 인코딩하여 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 생성하는 단계, 그리고
상기 송신기에 의해, 디코딩 및 상기 표시 패널 상의 표시를 위해 상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 상기 수신기로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 인코더 블록들 중 제1인코더 블록은 상기 데이터 신호를 인코딩하고, 후속하는 인코더 블록 각각은 선행 인코더 블록의 입력과 상기 선행 인코더 블록의 양자화기의 출력 사이의 차이를 인코딩하는
데이터 전송 방법.
A method of transmitting video data for a display panel by a transmitter in electronic communication with a receiver via a wireless communication channel, the method comprising:
receiving, by the transmitter, a data signal from a data source;
receiving, by the transmitter, a return signal from the receiver;
encoding, by the transmitter based on the return signal, the data signal using a plurality of encoder blocks to generate a layered encoded data stream; and
sending, by the transmitter, the layered encoded data stream to the receiver for decoding and display on the display panel;
A first encoder block of the plurality of encoder blocks encodes the data signal, and each subsequent encoder block encodes a difference between an input of a preceding encoder block and an output of a quantizer of the preceding encoder block.
data transmission method.
제1항에서,
채널 품질, 비디오 품질, 코덱 요건, 압축비 요건, 또는 데이터 레이트 요건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 송신기에 의해, 상기 데이터 신호의 후속 인코딩 및 전송을 위한 상기 복수의 인코더 블록들의 하나 이상의 파라미터를 동적으로 변경하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
In claim 1,
dynamically changing, by the transmitter, one or more parameters of the plurality of encoder blocks for subsequent encoding and transmission of the data signal based on at least one of a channel quality, video quality, codec requirement, compression ratio requirement, or data rate requirement Further comprising the step of, data transmission method.
제2항에서,
상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계는 상기 인코더 블록들의 수를 조정하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
In claim 2,
and changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks comprises adjusting a number of the encoder blocks.
제2항에서,
상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계는 상기 인코더 블록의 압축비를 조정하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
In claim 2,
and changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks comprises adjusting a compression ratio of the encoder block.
제2항에서,
상기 복수의 인코더 블록들의 상기 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계는, 변환 동작의 적어도 하나를 조정하는 단계, 양자화 테이블을 조정하는 단계, 또는 상기 인코더 블록들에서 이용되는 가변 길이 인코더 알고리즘을 조정하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
In claim 2,
Changing the one or more parameters of the plurality of encoder blocks may include adjusting at least one of a transform operation, adjusting a quantization table, or adjusting a variable length encoder algorithm used in the encoder blocks. A data transmission method comprising:
제1항에서,
상기 리턴 신호에 기초하여 복수의 프로파일들 중에서 하나의 프로파일을 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 프로파일들 각각은 상기 복수의 인코더 블록들에 대응하는 상이한 미리 정의된 파라미터들을 갖는, 데이터 전송 방법.
In claim 1,
and selecting one profile from among a plurality of profiles based on the return signal, wherein each of the profiles has different predefined parameters corresponding to the plurality of encoder blocks.
제6항에서,
상기 상이한 미리 정의된 파라미터들은 상기 복수의 프로파일들 중 적어도 2 개에 대한 상기 인코더 블록들의 개수의 차이를 포함하는, 데이터 전송 방법.
In claim 6,
and the different predefined parameters include a difference in the number of the encoder blocks for at least two of the plurality of profiles.
제6항에서,
상기 리턴 신호는 상기 수신기에 의해 측정된 상기 무선 통신 채널의 품질의 지표를 포함하는, 데이터 전송 방법.
In claim 6,
and the return signal includes an indicator of the quality of the wireless communication channel as measured by the receiver.
제2항에서,
상기 리턴 신호는 상기 수신기에 의해 측정된 시각 품질의 표시자를 포함하는, 데이터 전송 방법.
In claim 2,
and the return signal includes an indicator of the visual quality measured by the receiver.
표시 패널에 대한 데이터를 무선 통신 채널을 통해 수신기에 송신하기 위한 송신기로서, 상기 송신기는:
데이터 소스로부터 데이터 신호를 수신하고;
상기 수신기로부터 리턴 신호를 수신하고;
상기 리턴 신호에 기초하여, 복수의 인코더 블록들을 이용하여 상기 데이터 신호를 딩코딩하여 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 생성하고;
상기 레이어화된 인코딩된 데이터 스트림을 디코딩하기 위해 상기 수신기에 전송하고 상기 표시 패널에 표시하도록 구성되어 있고,
상기 복수의 인코더 블록들 중 제1 인코더 블록은 상기 데이터 신호를 인코딩하고, 후속하는 인코더 블록 각각은 선행 인코더 블록의 입력과 상기 선행 인코더 블록의 양자화 부의 출력 사이의 차이를 인코딩하는
송신기.
A transmitter for transmitting data for a display panel to a receiver via a wireless communication channel, the transmitter comprising:
receive a data signal from a data source;
receive a return signal from the receiver;
based on the return signal, decode the data signal using a plurality of encoder blocks to generate a layered encoded data stream;
send to the receiver for decoding the layered encoded data stream and display on the display panel;
a first encoder block of the plurality of encoder blocks encodes the data signal, and each subsequent encoder block encodes a difference between an input of a preceding encoder block and an output of a quantization unit of the preceding encoder block
transmitter.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021157749A1 (en) * 2020-02-03 2021-08-12 엘지전자 주식회사 Transmission apparatus and method for transmitting signal in wireless av system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100278230A1 (en) 2009-05-01 2010-11-04 Macinnis Alexander G Method And System For Scalable Video Compression And Transmission
JP2015524219A (en) * 2012-06-27 2015-08-20 インテル・コーポレーション Cross-layer / cross-channel residual prediction

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100777322B1 (en) * 2006-04-17 2007-11-20 인하대학교 산학협력단 Method for Effective Video Data Transmission using Cross-Layer Protocol in Wireless Ad hoc Networks
KR100893863B1 (en) * 2006-09-05 2009-04-20 엘지전자 주식회사 Method of transmitting link-adaptive transmission of data stream in mobile communication system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100278230A1 (en) 2009-05-01 2010-11-04 Macinnis Alexander G Method And System For Scalable Video Compression And Transmission
JP2015524219A (en) * 2012-06-27 2015-08-20 インテル・コーポレーション Cross-layer / cross-channel residual prediction

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