KR20090071873A - System and method for controlling coding rate using quality of image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상의 품질 측정을 통한 압축률 조절 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가입자단으로부터의 에러 패킷정보를 기반으로 전송 영상의 품질을 측정하고, 상기 측정한 영상품질을 이용하여 부호화시 영상의 압축률을 조절하여 영상정보의 크기를 조절함으로써, 영상의 에러 발생을 방지하기 위한, 영상의 품질 측정을 통한 압축률 조절 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compression rate control system and method through measuring the quality of an image, and more particularly, to measure the quality of a transmission image based on error packet information from a subscriber end, and to encode using the measured image quality. The present invention relates to a compression rate control system and a method for measuring the quality of an image for preventing an error in the image by adjusting the size of the image information by adjusting the compression rate of a visual image.
최근 VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line), FTTH(Fiber-To-The Home) 등이 구현되어 가입자단 네트워크 대역폭이 커짐에 따라 많은 인터넷 가입자가 VoD(Video on Demand), IPTV(Internet Protocol TeleVision) 등의 영상 서비스에 관심을 가지고 있으며, 이에 따라 통신사업자도 다양한 영상 서비스를 제공하기 위해 전력을 집중하고 있다.Recently, VDSL (Very High-data Rate Digital Subscriber Line) and Fiber-To-The Home (FTTH) have been implemented to increase the subscriber network bandwidth, which has led many Internet subscribers to video on demand (VOD) and Internet Protocol TeleVision (IPTV). Interested in video services, etc. As a result, telecom operators are concentrating their efforts to provide various video services.
이러한 인터넷 기반의 영상 서비스는 공중파를 사용하는 영상 서비스에 비 해, 패킷의 손실(Drop)이나 지연(Delay) 등과 같은 인터넷 기반의 특성에 의해 영상이 손실되는 경우가 빈번하다.In the Internet-based video service, video is often lost due to Internet-based characteristics such as packet drop and delay, compared to video service using airwaves.
결국, 영상의 손실은 영상의 품질에 영향을 미치므로, 이를 해결하기 위한 영상의 품질 측정 방안이 요구된다.After all, since the loss of the image affects the quality of the image, a method of measuring the quality of the image is required to solve this problem.
도 1 은 종래의 영상품질 측정 방법에 대한 일실시예 설명도로서, FR(Full Reference) 방법을 나타낸다.FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional method for measuring image quality, showing a full reference (FR) method.
먼저, 영상 서비스 장치(11)는 원영상(카메라를 통해 획득한 영상 또는 기 저장하고 있는 영상)을 영상품질 측정 장치(13)와 가입자 장치(12)로 각각 전송한다.First, the image service device 11 transmits the original image (the image obtained through the camera or the image stored in advance) to the image
그러면, 가입자 장치(12)는 영상 서비스 장치(11)로부터 전송받은 영상을 영상품질 측정 장치(13)로 전송한다. 이때, 전송받은 영상은 네트워크를 통과한 영상이다.Then, the
이후, 영상품질 측정 장치(13)는 원영상과 가입자 장치(12)로부터 전송받은 영상을 비교하여 영상의 품질을 측정한다.Thereafter, the image
이러한 종래의 영상품질 측정 방법은, 영상의 품질을 가장 정확하게 측정할 수 있는 방법이긴 하나, 가입자 장치(12)가 영상 서비스 장치(11)로부터 수신한 영상을 다시 한번 영상품질 측정 장치(13)로 전송해야 하기 때문에 가입자의 한정된 대역폭을 감소시키는 문제점이 있다.The conventional image quality measuring method is a method of measuring the quality of the image most accurately, but the
도 2 는 종래의 영상품질 측정 방법에 대한 다른 실시예 설명도로서, RR(Reduced Reference) 방법을 나타낸다.FIG. 2 is an explanatory diagram of another embodiment of a conventional method for measuring image quality, and illustrates a reduced reference (RR) method.
먼저, 영상 서비스 장치(21)는 원영상(카메라를 통해 획득한 영상 또는 기 저장하고 있는 영상)을 가입자 장치(22)로 전송한다.First, the
이때, 영상 서비스 장치(21)는 원영상에서 영상의 특징정보(예를 들면, 윤곽선 등 에지 정보, 영상의 영역별 화소의 평균값 등)를 추출하여 영상품질 측정 장치(23)로 전송한다.At this time, the
이후, 가입자 장치(22)는 네트워크를 통해 수신한 영상으로부터 특징정보를 추출하여 영상품질 측정 장치(23)로 전송한다.Thereafter, the
그러면, 영상품질 측정 장치(23)는 영상 서비스 장치(21)로부터 전송받은 특징정보와 가입자 장치(22)로부터 전송받은 특징정보를 비교하여 영상의 품질을 측정한다.Then, the image
이러한 종래의 영상품질 측정 방법은, 원영상에 비해 용량이 적은 특징정보를 이용하여 영상의 품질을 측정하기 때문에 가입자 장치(22)의 한정된 대역폭을 감소시키지 않는 장점이 있지만, FR 방법에 비해 측정 결과의 정확도가 떨어지는 단점이 있다.The conventional image quality measuring method has an advantage of not limiting the limited bandwidth of the
한편, 종래의 압축률 조절 방법은 원영상과 코덱을 거쳐서 재생한 영상을 비교하여 영상의 품질을 측정한 후 이를 이용하여 코덱의 압축률을 설정하였다.Meanwhile, in the conventional compression rate adjusting method, the quality of the image is measured by comparing the original image and the image reproduced through the codec, and then, the compression rate of the codec is set by using the same.
이러한 종래의 압축률 조절 방법은 네트워크 상태를 배제한 코덱 내에서의 자체 평가에 의한 압축률 조절 방법으로, 실제 영상 서비스에 이용하기에는 어려움이 많다. 즉, 네트워크의 상태를 감안하지 않고 코덱의 성능에 따른 평가 결과를 가지고 압축률을 조절하기 때문에 가입자 장치에서 정상적으로 영상을 재생할 수 없는 경우가 빈번하다.The conventional compression rate adjustment method is a compression rate adjustment method by self-evaluation in a codec excluding a network state, and it is difficult to use in actual video service. That is, since the compression rate is adjusted based on the evaluation result according to the performance of the codec without considering the state of the network, the subscriber device cannot normally play the video.
이에, 가입자 장치의 대역폭을 감소시키지 않고 높은 정확도로 영상의 품질을 측정할 수 있는 방안과 이를 이용하여 영상의 압축률을 조절하기 위한 방안이 요구되고 있으며, 이러한 요구를 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.Therefore, there is a need for a method for measuring the quality of an image with high accuracy without reducing the bandwidth of the subscriber device and a method for adjusting the compression rate of the image using the same, and to solve such a demand, it is an object of the present invention. to be.
본 발명은 가입자단으로부터의 에러 패킷정보를 기반으로 전송 영상의 품질을 측정하고, 상기 측정한 영상품질을 이용하여 부호화시 영상의 압축률을 조절하여 영상정보의 크기를 조절함으로써, 영상의 에러 발생을 방지하기 위한, 영상의 품질 측정을 통한 압축률 조절 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention measures the quality of the transmitted video based on the error packet information from the subscriber end, and adjusts the size of the video information by adjusting the compression rate of the video at the time of encoding using the measured video quality, thereby preventing the occurrence of the error of the video. The purpose of the present invention is to provide a compression rate control system and method through measuring the quality of an image.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned above can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 영상의 품질 측정을 통한 압축률 조절 장치에 있어서, 영상품질 측정수단으로부터의 영상품질 측정 결과에 따 라 영상을 압축 및 부호화하기 위한 부호화수단; 상기 부호화수단에서 부호화한 영상을 패킷으로 구성하기 위한 패킷 구성수단; 상기 패킷 구성수단에서 구성한 패킷을 저장하기 위한 패킷 저장수단; 및 가입자 장치로부터의 에러 패킷정보를 기반으로 상기 가입자 장치에서의 수신 영상(이하, 가입자 영상)을 구성한 후 원영상과 비교하여 가입자 영상의 품질을 측정하기 위한 상기 영상품질 측정수단을 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adjusting a compression rate by measuring an image quality, the apparatus comprising: encoding means for compressing and encoding an image according to an image quality measurement result from the image quality measuring means; Packet construction means for constructing a video encoded by the encoding means into packets; Packet storing means for storing a packet constructed by said packet constructing means; And the image quality measuring means for measuring the quality of the subscriber image by comparing the original image after constructing the received image (hereinafter referred to as the subscriber image) in the subscriber device based on the error packet information from the subscriber device.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 영상의 압축률 조절을 위한 가입자 장치에 있어서, 영상의 품질에 따라 영상의 압축률을 조절하는 압축률 조절 장치로부터 전송받은 패킷을 조립시, 에러 패킷정보를 에러패킷 수집수단으로 전달하기 위한 패킷 조립수단; 상기 패킷 조립수단으로부터의 에러 패킷정보를 수집하여 상기 압축률 조절 장치로 전송하기 위한 상기 에러패킷 수집수단; 및 상기 패킷 조립수단에서 조립한 패킷을 복호화하기 위한 복호화수단을 포함한다.In addition, another apparatus of the present invention for achieving the above object, in the subscriber device for adjusting the compression rate of the image, an error packet when assembling the packet received from the compression rate control device for adjusting the compression rate of the image according to the quality of the image Packet assembly means for delivering information to the error packet collecting means; The error packet collecting means for collecting the error packet information from the packet assembling means and transmitting the collected error packet information to the compression rate adjusting apparatus; And decoding means for decoding the packet assembled by the packet assembling means.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 압축률 조절 장치에서의 압축률 조절 방법에 있어서, 영상을 압축 및 부호화하여 패킷으로 구성한 후 저장 및 가입자 장치로 전송하는 단계; 상기 가입자 장치로부터의 에러 패킷정보를 기반으로 상기 가입자 장치에서의 수신 영상(이하, 가입자 영상)을 구성하는 단계; 상기 가입자 영상과 원영상을 비교하여 상기 가입자 영상의 품질을 측정하는 영상품질 측정단계; 및 상기 영상품질 측정 결과에 따라 영상의 압축률을 조절하는 압축률 조절단계를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention for achieving the above object, the compression rate control method in the apparatus for adjusting the compression rate, comprising the steps of compressing and encoding the image to form a packet and transmitting to the storage and subscriber device; Constructing a received image (hereinafter referred to as a subscriber image) at the subscriber device based on the error packet information from the subscriber device; An image quality measuring step of measuring the quality of the subscriber image by comparing the subscriber image with the original image; And a compression ratio adjusting step of adjusting the compression ratio of the image according to the image quality measurement result.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 가입자 장치에서의 압축률 조절 방법에 있어서, 영상의 품질에 따라 영상의 압축률을 조절하는 압축률 조절 장치로부터 전송받은 패킷을 조립시 발생한 에러 패킷에 대한 정보(이하, 에러 패킷정보)를 검출하는 에러패킷 검출단계; 및 상기 검출한 에러 패킷정보를 수집하여 상기 압축률 조절 장치로 전송하는 단계를 포함한다.In addition, the method of the present invention for achieving the above object, in the method of adjusting the compression rate in the subscriber device, for the error packet generated when assembling the packet received from the compression rate control device for adjusting the compression rate of the image according to the quality of the image An error packet detecting step of detecting information (hereinafter, referred to as error packet information); And collecting the detected error packet information and transmitting it to the compression rate adjusting device.
또한, 본 발명은 영상의 품질 측정 효과가 가장 좋은 FR(Full Reference)기반의 영상 품질 측정을 위해, 가입자단에서 영상을 재구성한 후 영상 품질 측정 시스템으로 다시 전송하는 것이 아니라, RTP 패킷의 타임스탬프 정보와 시퀀스 넘버 정보를 처리 중에 지연된 패킷 또는 손실된 패킷 정보를 저장하고 있다가 이 에러 패킷에 의해 영향받는 정도를 나타내는 정보와 함께 영상 품질 측정 시스템에 전송하여, 송신측에서 영향의 정도에 따라 전송 대역폭 조정 또는 에러 정정코드 및 다른 코덱을 선택하도록 한다.In addition, in the present invention, in order to measure a full reference (FR) -based image quality having the best image quality measurement effect, the time stamp of the RTP packet is not transmitted to the image quality measurement system after reconstructing the image at the subscriber end. Information and sequence number information are stored in the packet during delay or lost, and transmitted to the video quality measurement system together with the information indicating the degree of influence affected by this error packet, and transmitted according to the degree of influence at the transmitting side. Choose bandwidth adjustment or error correction code and other codecs.
또한, 본 발명은 에러 패킷정보를 바탕으로 원영상 정보에서 지연 및 손실 패킷 정보만큼의 정보를 없애고, 영상을 재구성 한 후 원영상과 비교하여 영상의 품질을 측정하고, 이를 기반으로 부호화시 영상의 압축률을 조절한다.In addition, the present invention removes the information as much as the delay and loss packet information from the original image information on the basis of the error packet information, and after reconstructing the image to measure the quality of the image compared to the original image, based on the Adjust the compression rate.
또한, 본 발명은 수신단에서 복호화할 때 영상의 재구성시 발생하는 영상의 품질 저하 정보를 추정하고, 추정된 영상품질 저하정보를 에러 패킷과 함께 송신측에 전송하여 전송 대역폭 및 부호화시 압축 비율을 조절한다.In addition, the present invention estimates the quality deterioration information of the image generated during the reconstruction of the image when decoding at the receiving end, and transmits the estimated image deterioration information to the transmitting side along with the error packet to adjust the transmission bandwidth and the compression ratio during encoding do.
또한, 본 발명은 RTP 에러 패킷을 기반으로 에러가 발생한 영상을 재구성한 후 영상의 복원 정도에 따라 'Full Reference' 기반으로 영상의 품질을 측정한다.In addition, the present invention measures the quality of the image based on the 'Full Reference' according to the degree of reconstruction of the image after reconstructing the error image based on the RTP error packet.
또한, 본 발명은 영상 정보 전송시 가입자단에서 에러가 발생할 경우, 패킷이 영상의 재구성에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고, 그 영향의 정도에 따라 송신 측에서 영상의 일정 구간 동안만 영상을 재구성함으로써 'Full Reference' 기반으로 영상의 품질을 측정할 수 있도록 한다.In addition, the present invention analyzes how the packet affects the reconstruction of the image when an error occurs at the subscriber end when transmitting the image information, and reconstructs the image only for a certain period of the image at the transmitting side according to the degree of the effect. It is possible to measure image quality based on 'Full Reference'.
상기와 같은 본 발명은, 가입자 장치에서부터 영상 전체가 아니라 아주 적은 양의 에러에 관한 데이터만 받으면 영상품질측정에 가장 효과적인 FR(Full Reference)방법을 사용하여 영상의 품질을 측정할 수 있는 효과가 있다. The present invention as described above has the effect of measuring the quality of an image using a FR (Full Reference) method that is most effective for measuring image quality if only a small amount of data is received from the subscriber device rather than the entire image. .
또한 본 발명은 수신장치에서 실제 에러에 의해 처리되는 영상정보를 기반으로 영상의 품질을 추정하고 이를 기반으로 전송 대역폭 등을 제어하는 것으로 가입자 장치에 부가되는 큰 하드웨어 없이 약간의 소프트웨어를 설치하면 되므로 가입자 장치에 부가되는 경제적인 부담이 없이 많은 가입자를 대상으로 영상의 품질측정을 할 수 있으며 이를 통해 영상 서비스에 대한 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention estimates the quality of the image based on the image information processed by the actual error in the receiving device, and controls the transmission bandwidth based on the received information, so that a little software can be installed without any large hardware added to the subscriber device. It is possible to measure the quality of video for a large number of subscribers without the economic burden on the device, thereby increasing the quality of the video service.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features, and advantages will become more apparent from the detailed description given hereinafter with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention pertains may share the technical idea of the present invention. It will be easy to implement. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 본 발명에 이용되는 RTP 패킷의 일예시도이다.3 is an example of an RTP packet used in the present invention.
보통, IPTV나 VoD 등의 영상 서비스를 제공하기 위한 프로토콜로, 가입자단의 셋탑 박스와 영상 서비스 장치 사이에 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 MPEG2-TS(MPEG2 Transport Stream)을 사용한다.In general, as a protocol for providing a video service such as IPTV or VoD, a real-time transport protocol (RTP) or MPEG2-Transport Stream (MPEG2-TS) is used between a set-top box of a subscriber end and a video service device.
도 3에 도시된 바와 같이, 페이로드(Payload)(301)에는 영상이 저장된다.As shown in FIG. 3, an image is stored in the
타임스탬프(TimeStamp)(302)에는 페이로드(301)에 실린 영상의 재생시간 정보가 저장된다. 즉, 영상 서비스 서버는 처음 영상 전송시 타임스탬프를 초기화한 후 전송한다. 그 다음 전송하는 패킷부터는 영상이 실제 재생될 때 표시되어야 하는 시간 간격을 나타낸 정보로 채운 후 전송한다.The time stamp 302 stores reproduction time information of an image loaded on the
시퀀스 넘버(SequenceNumber)(303)에는 실제 영상 서비스 서버에서 전송한 패킷의 순서 정보가 저장된다.The
한편, 부호화된 영상은 H.264 또는 MPEG4 등의 경우 매번 화면이 바뀔 때마다 전송되는 I-프레임(Frame)과 화면에 크게 바뀌지 않는 경우에 화면 내의 변화를 나타내는 B-프레임(Frame)으로 구성되어 있다. 이때, 에러 패킷에 의해 I-프레임이 포함되어 있다면 영상에 매우 큰 영향을 미치지만, 에러 패킷의 내용이 B-프레임으로 구성되어 있을 경우 그 영향이 상대적으로 적거나 또는 에러정정 기법에 의해 영상에 미치는 영향이 미미할 수 있다. Meanwhile, in the case of H.264 or MPEG4, the encoded video is composed of an I-frame transmitted every time the screen is changed and a B-frame indicating a change in the screen when the screen is not greatly changed. have. In this case, if the I-frame is included by the error packet, the image has a great influence. However, when the content of the error packet is composed of the B-frame, the effect is relatively small or the error correction technique is applied to the image. The impact may be minimal.
따라서, 수신측에서 복호화시 그 영향을 어느 정도 추정하는 것은 크게 성능을 떨어뜨리지 않고서도 가능하다.Therefore, it is possible to estimate the effect of the decoding on the receiving side to some extent without significantly degrading the performance.
도 4 는 본 발명에 따른 영상의 품질 측정을 통한 압축률 조절 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.Figure 4 is a configuration diagram of an embodiment of a compression ratio control system by measuring the quality of the image according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상의 품질 측정을 통한 압축률 조절 시스템은, 가입자 장치(420)로부터의 에러 패킷정보를 기반으로 가입자 장치(420)에서의 수신 영상을 구성하고, 상기 가입자 장치(420)로 전송한 영상의 원영상을 구성하며, 이를 상호 비교하여 수신 영상의 품질을 측정한 후 그 결과에 따라 상기 가입자 장치(420)로 전송하는 영상의 압축률을 조절하기 위한 압축률 조절 장치(410), 및 상기 압축률 조절 장치(410)로부터 전송받은 영상 조립시 네트워크 상태에 따라 발생하는 에러 패킷정보를 수집하여 상기 압축률 조절 장치(410)로 전송하기 위한 가입자 장치(420)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the compression rate control system through measuring the quality of an image according to the present invention configures a received image at the
여기서, 압축률 조절 장치(410)는 영상 서비스를 받기 위해 가입자가 원하는 영상을 선택함에 따라 해당 영상을 부호화한 후 부호화된 영상을 RTP 또는 MPEG2-TS 등의 프로토콜에 실어 가입자 장치(420)로 전송한다.In this case, the compression
또한, 가입자 장치(420)는 부가적으로 영상품질 저하 정보를 수집하여 에러 패킷정보와 함께 압축률 조절 장치(410)로 전송할 수도 있다.In addition, the
그러면, 압축률 조절 장치(410)는 가입자 장치(420)로부터의 영상품질 저하 정보를 이용하여 전송 대역폭 및 전송속도를 조절한다.Then, the compression
이하, 압축률 조절 장치(410)와 가입자 장치(420)에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the compression
먼저, 압축률 조절 장치(410)는, 영상품질 측정부(414)로부터의 영상품질 측정 결과에 따라 영상을 압축 및 부호화하기 위한 부호화부(411), 상기 부호화부(411)에서 부호화한 영상을 패킷으로 구성하여 가입자 장치(420)로 전송하기 위한 패킷 구성부(412), 상기 패킷 구성부(412)에서 구성한 패킷을 저장하기 위한 데이터베이스(413), 및 가입자 장치(420)로부터의 에러 패킷정보를 기반으로 가입자 장치(420)에서의 수신 영상(가입자 영상)을 구성한 후 원영상과 비교하여 수신 영상의 품질을 측정하기 위한 영상품질 측정부(414)를 포함한다.First, the compression
여기서, 부호화부(411)는 하기의 [표 1]과 같이 압축률을 조절한다.Here, the
일반적으로, 가입자 장치(420)에서 정상적으로 영상정보를 수신할 때도 부호화부(411)는 기본적인 압축률을 갖는다. In general, even when the
가입자 장치(420)에서 에러 발생시, 에러의 영향을 반영한 영상의 품질을 측정하고 그 지표를 1 ~ 5까지 분할한다. 이때, 5 는 영상이 정상적으로 수신한 것을 나타내고, 1 은 수신 영상의 품질이 가장 나쁜 경우를 나타낸다. When an error occurs in the
따라서, 정상적인 경우는 압축률을 조절하지 않고 그대로 전송하고, 4에서는 20% 정도를 더 압축을 한다. 이런 식으로 진행하여 1의 경우에는 80% 까지 추가 압축을 할 수 있도록 한다.Therefore, in the normal case, the compression rate is transmitted as it is, and in 4, 20% is further compressed. Proceed like this to allow for up to 80% additional compression in case of 1.
또한, 상기 영상품질 측정부(414)는, 에러패킷 수집부(422)로부터의 에러 패킷정보를 수신하기 위한 에러정보 수신기(415), 상기 에러정보 수신기(415)에서 수신한 에러 패킷정보와 상기 데이터베이스(413)에 저장되어 있는 패킷을 이용하여 가입자 장치(420)에서의 수신 영상 및 원영상을 구성하기 위한 영상 구성기(416), 상기 영상 구성기(416)에서 구성한 수신 영상과 원영상을 복호화하기 위한 복호화기(417), 및 상기 복호화기(417)에서 복호화한 수신 영상과 원영상을 비교하여 수신 영상의 품질을 측정하기 위한 영상품질 측정기(418)를 포함한다.The image
이때, 영상품질 측정기(418)는 원영상과 에러가 반영된 영상을 비교하여 영상의 품질을 측정한다. 이때, 영상의 품질 측정은 일반적으로 가장 빠르고 쉽게 구할 수 있는 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)을 이용하는 것이 바람직하다.At this time, the image
부가적으로, 에러정보 수신기(415)는 가입자 장치(410)로부터 전송받은 영상품질 저하 정보를 기반으로, 패킷의 원활한 전송을 위해 전송 대역폭을 늘릴 것인지 에러정정 코드를 사용할 것인지를 판단하여 패킷 구성부(412)를 제어할 수도 있다.In addition, the
다음으로, 가입자 장치(420)는, 압축률 조절 장치(410)로부터 전송받은 패킷을 조립시 에러 패킷정보를 에러패킷 수집부(422)로 전달하기 위한 패킷 조립부(421), 상기 패킷 조립부(421)로부터의 에러 패킷정보를 수집하기 위한 에러패킷 수집부(422), 및 상기 패킷 조립부(421)에서 조립한 패킷을 복호화하기 위한 복호화부(423)를 포함한다.Next, the
여기서, 패킷 조립부(421)는 압축률 조절 장치(410)로부터 전송받은 패킷의 시퀀스 넘버 및 타임스탬프를 분석하여 에러 패킷을 확인한다. 즉, 수신한 RTP 패킷으로부터 시퀀스 넘버가 잘못되었거나 또는 손실되어 시퀀스 넘버를 건너뛴 패킷 정보와 타임스탬프 필드를 분석하여 정상 시간에 도달하지 못한 패킷 정보를 에러패킷 수집부(422)로 전달한다.Here, the
또한, 에러패킷 수집부(422)는 수집한 에러패킷 정보를 자신의 IP정보와 함께 영상품질 측정부(414)로 전송한다.In addition, the error packet collecting unit 422 transmits the collected error packet information to the image
부가적으로, 가입자 장치(410)는 영상품질 저하 정보를 수집하기 위한 영상품질 저하정보 수집부(424)를 더 포함한다.Additionally, the
이하, 영상품질 저하정보 수집부(424)에 대해 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the image quality degradation
복호화부(423)는 패킷 조립부(421)에서 조립한 패킷을 복호화하여 영상을 구성한다. 이때, 에러가 발생한 패킷이나 지연된 패킷을 기반으로 영상을 구성하게 되면 완벽한 영상이 구성되지 못한다.The
영상 구성시에 영상 데이터의 종류에 따라 영상의 구성 정도가 달라진다. 즉, H.264 또는 MPEG4 등으로 부호화된 영상은 화면의 내용 전체가 바뀌는 경우에 화면의 전체 정보를 I-프레임(Frame)이라는 영상으로 구성하여 전송하고, 화면의 일부가 바뀌는 경우에는 그 화면의 변경된 부분만을 B-프레임으로 구성하여 전송한다.The degree of composition of the image varies depending on the type of the image data at the time of image composition. That is, an image encoded in H.264 or MPEG4 is composed of an I-frame image and transmitted when the entire contents of the screen are changed. Only the changed part is composed of B-frames and transmitted.
이때, 가입자 장치(420)의 패킷 조립부(421)에서 수신한 패킷이 에러나 지연으로 처리되지 못한 경우, 손실된 패킷에 담겨있던 영상의 정보가 I-프레임이라면 영상의 품질에 큰 영향을 미치고, 손실된 패킷이 B-프레임이라면 영상의 에러 보상을 통해 사용자가 알아차리지 못하거나 또는 상대적으로 적은 양의 영상품질 저하를 일으킨다.In this case, when the packet received by the
따라서, 영상품질 저하정보 수집부(424)는 영상 구성시 I-프레임이 손실된 경우에는 예를 들어, 5 정도의 영상 품질 저하 수준을 지정하고, B-프레임이 손실된 경우에는 1 정도의 영상 품질 저하 수준을 지정한다.Accordingly, the image quality deterioration
그러나, I-프레임은 연속적으로 나타나지는 않지만, B-프레임은 어느 정도 연속적으로 이어지므로 패킷의 손실에 의해 영향받는 B-프레임은 더 많을 수 있다.However, although the I-frames do not appear in succession, the B-frames continue to some extent, so there may be more B-frames affected by packet loss.
따라서, 영상품질 저하정보 수집부(424)는 처음 B-프레임이 손실된 경우에는 1의 영상 품질 저하 수준을 지정하고, 연속적으로 손실된 B-프레임이 발생하면 계속 1을 더하여 영상의 품질 저하 수준을 지정한다.Therefore, the image quality deterioration
이렇게 영상의 품질저하 수준을 지정하면 영상의 처리 과정에 큰 영향을 미치지도 않고, 영상의 품질에 대한 개략적인 정보를 얻을 수 있다.By specifying the level of deterioration of the image in this way, it is possible to obtain rough information on the quality of the image without significantly affecting the processing of the image.
아울러, 송신측에서 영상의 품질을 실제로 측정한 후 대역폭 등을 제어하는 것이 아니라, 수신단에서 계산한 영상품질 저하 정보를 기반으로 대역폭 등을 제어하는 것은 'Full Reference', 'Reduced Reference', 'No Reference' 등 어느 방식을 사용하더라도 초당 15 ~ 30 프레임을 처리하는 수준으로 영상의 품질을 측정하는 것은 매우 어렵기 때문이다. In addition, instead of controlling the bandwidth after measuring the quality of the image on the transmitter side, controlling the bandwidth based on the image quality degradation information calculated by the receiver is' Full Reference ',' Reduced Reference ',' No This is because it is very difficult to measure the quality of an image at a level that processes 15 to 30 frames per second using either method.
따라서, 본 발명에서 영상의 원활한 전송을 위한 대역폭 등의 제어는 영상품질 저하 정보를 기반으로 제어하고, 에러 패킷정보는 가입자 장치(420)에서 수신한 영상을 재구성하기 위해 사용한다. Accordingly, in the present invention, the control such as bandwidth for smooth transmission of the image is controlled based on the image quality deterioration information, and the error packet information is used to reconstruct the image received by the
도 5 는 본 발명에 따른 데이터베이스의 구조를 나타내는 일예시도이다.5 is an exemplary view showing the structure of a database according to the present invention.
영상품질을 측정하기 위한 대상 가입자에 대한 정보는 가입자정보 저장소(501)에 저장된다. 가입자 정보는 가입자명, 가입자의 IP 정보, 대역폭, 주소 및 위치, 품질 측정 시간, 품질 측정 결과 등의 정보를 저장하고 있다.Information about the target subscriber for measuring the image quality is stored in the
RTP 패킷 저장소(502)는 영상품질 측정부(414)에서 수신한 지정된 가입자에 대한 RTP 패킷을 저장하고 있다. RTP 패킷은 가입자에게 영상서비스를 위해 전송한 패킷 그대로 저장한다.The
RTP 에러 패킷정보 저장소(503)는 가입자 장치(420)로부터 수신한 RTP 에러 패킷정보를 저장하고 있다. RTP 에러 패킷정보는 에러가 발생한 RTP 패킷 자체를 저장하는 것이 아니라 에러가 발생한 RTP 패킷에 대한 위치정보를 저장한다. 즉, RTP 패킷의 시퀀스 넘버와 타임스탬프 등을 저장하여 나중에 RTP 패킷 저장소에 있는 RTP 패킷 중에서 어느 패킷에서 에러가 발생했는지 알 수 있도록 한다.The RTP error
도 6 은 본 발명에 따른 압축률 조절 장치에서의 압축률 조절 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an embodiment of a compression rate adjusting method in a compression rate adjusting apparatus according to the present invention.
먼저, 영상을 압축 및 부호화하여 패킷으로 구성한 후 저장 및 가입자 장치로 전송한다(601).First, the image is compressed and encoded into a packet, and then stored and transmitted to the subscriber device (601).
이후, 상기 가입자 장치로부터의 에러 패킷정보를 기반으로 상기 가입자 장치에서의 수신 영상(이하, 가입자 영상)을 구성한다(602).Thereafter, a received image (hereinafter referred to as a subscriber image) at the subscriber device is configured based on the error packet information from the subscriber device (602).
이후, 상기 가입자 영상과 원영상을 비교하여 상기 가입자 영상의 품질을 측정한다(603).Thereafter, the quality of the subscriber image is measured by comparing the subscriber image with the original image (603).
이후, 상기 영상품질 측정 결과에 따라 영상의 압축률을 조절한다(604).Thereafter, the compression rate of the image is adjusted according to the result of measuring the image quality (604).
도 7 은 본 발명에 따른 가입자 장치에서의 압축률 조절 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of adjusting a compression ratio in a subscriber device according to the present invention.
먼저, 영상의 품질에 따라 영상의 압축률을 조절하는 압축률 조절 장치로부터 전송받은 패킷을 조립시 발생한 에러 패킷에 대한 정보(이하, 에러 패킷정보)를 검출한다(701).First, in operation 701, information about an error packet generated when assembling a packet received from a compression rate adjusting device for adjusting a compression rate of an image according to the quality of an image is detected (hereinafter, referred to as error packet information).
이후, 상기 검출한 에러 패킷정보를 수집하여 상기 압축률 조절 장치로 전송한다(702).Thereafter, the detected error packet information is collected and transmitted to the compression rate controller (702).
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
본 발명은 단대단 영상 서비스의 품질 향상 등에 이용될 수 있다.The present invention can be used to improve the quality of end-to-end video service.
도 1 은 종래의 영상품질 측정 방법에 대한 일실시예 설명도,1 is a diagram illustrating an embodiment of a conventional image quality measuring method;
도 2 는 종래의 영상품질 측정 방법에 대한 다른 실시예 설명도,2 is a diagram illustrating another embodiment of a conventional method for measuring image quality;
도 3 은 본 발명에 이용되는 RTP 패킷의 일예시도,3 is an example of an RTP packet used in the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 영상의 품질 측정을 통한 압축률 조절 시스템에 대한 일실시예 구성도,4 is a configuration diagram of an embodiment of a compression ratio control system through measuring image quality according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 따른 데이터베이스의 구조를 나타내는 일예시도,5 is an exemplary view showing the structure of a database according to the present invention;
도 6 은 본 발명에 따른 압축률 조절 장치에서의 압축률 조절 방법에 대한 일실시예 흐름도,6 is a flow chart of an embodiment of a compression rate adjusting method in the compression rate adjusting apparatus according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 따른 가입자 장치에서의 압축률 조절 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of adjusting a compression ratio in a subscriber device according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
410 : 압출률 조절 장치 411 : 부호화부410: extrusion rate control device 411: encoder
412 : 패킷 구성부 413 : 데이터베이스412: packet construction unit 413: database
414 : 영상품질 측정부 420 : 가입자 장치414: Image quality measuring unit 420: Subscriber device
421 : 패킷 조립부 422 : 에러패킷 수집부421: packet assembly unit 422: error packet collection unit
423 : 부호화부 424 : 영상품질 저하정보 수집부423: encoder 424: image quality degradation information collector
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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