KR100205019B1 - 엠이피지 부호화 시스템에서의 폐 영상그룹 구현 방법 - Google Patents

엠이피지 부호화 시스템에서의 폐 영상그룹 구현 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MPEG(Moving Picture Ewperts Group) 비디오 부호화 방식으로 압축된 영상을 사용자의 필요에 따라 편집할 때, 편집 성능을 높이기 위하여 인코더에서 이를 미리 고려하여 closed-GOP(closed-group of picture)형태로서 비트스트림을 구현하는 방법에 관한 것으로서, Open-GOP의 비트스트림을 편집하면, 복호기에서는 편집 위치에서 첫 번째 P 프레임이 나오기 전까지 위치한 B 프레임이 실제 복호화되어 디스플레이되지 못하고 버려지게 되어 전송된 비트가 사용되지 못하므로 그 효율이 떨어지고, 또한 B 프레임이 디스플레이될 시간 동안 앞의 프레임이 반복되므로 자연스런 움직임이 구현되지 못하는 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 부호화 모드 제어부, 움직임 추정부, 및 부호화부를 구비한 MPEG 비디오 압축 시스템에서의 영상 편집이 용이하도록 하기 위한 폐 영상그룹(closed-GOP)을 구현하기 위해 움직임 추정부으로 GOP 시작신호를 입력받으면 P(Predictional) 프레임 카운터를 초기화한 후, 첫 번째 P 프레임이 나오기 전까지 부호화하는 B(Bi-directional)프레임을 무조건 역방향 움직임으로 추정함으로써, 비트스트림을 이용한 편집시의 효율을 높일 수가 있는 것이다.

Description

MPEG 부호화 시스템에서의 폐 영상그룹(closed-GOP) 구현 방법(A closed-GOP Implementation Method on MPEG Video)
본 발명은 MPEG(Moving Picture Experts Group) 부호화 시스템에서의 폐 영상그룹(closed-Group Of Picture, 이하, closed-GOP 라 칭함) 구현방법에 관한 것으로서, 특히 비디오 압축방식을 이용한 실시간, 비실시간 디지털 비디오 서비스분야에서 MPEG -1,2 비디오 부호화 방식으로 압축된 영상을 사용자의 필요에 따라 편집할 때, 편집 성능을 높이기 위하여 부호화기에서 이를 미리 고려하여 closed-GOP형태로서 비트스트림을 구현하는 방법에 관한 것이다.
여기서, closed-GOP는, 하나의 GOP내에 속한 모든 프레임이 자신이 속한 GOP내에서 부호화/복호화될 수 있는 GOP 구조를 의미한다.
일반적으로, MPEG 비디오 부호화 방식을 이용한 비트스트림의 편집은 픽처내 부호화를 하는 I(Intra) 프레임에서 원하는 위치의 I프레임까지를 잘라 버리거나, I프레임 앞에 원하는 비트스트림을 삽입하는 등의 방식으로 이루어진다.
도1은 M=3(이것은 I프레임과 P프레임 사이에 B프레임이 두개가 있다는 것을 의미)에서 편집이 가능한 위치를 표시한 것이다.
실제 디스플레이되는 순서와 부호화되어 비트스트림으로 전송되는 순서는 다른데, I13에서 편집하는 겨우, 디스플레이 순서에서 볼때의 위치는 B11이 된다. 이때 I13앞에 위치한 B11, B12은 P10과 I13으로 부터 양방향 움직임 추정/보상이 되어 부호화되기 때문에, 기준 프레임이 되는 P10이 잘려나가면 B11, B12는 기준 프레임을 제대로 가지지 못함으로 인하여 정상적으로 움직임 보상이 되지 못한다.
또한, GOP 헤더에 이에 관련된 정보를 실어준다고 할지라도 B11, B12 프레임에 해당되는 전송된 비트스트림은 복호되지 않음으로 효율이 떨어진다고 할 수 있다.
이에 부가하여 설명하면, open-GOP의 비트스트림을 편집하면, 복호기에서는 편집위치에서 첫번째 P프레임이 나오기 전까지 위치한 B프레임이 실제 복호화되어 디스플레이 되지 못한채 버려지게 되어 결국 전송된 비트가 사용되지 못하므로 그 효율이 저하될 수 있고, 또한 B프레임이 디스플레이될 시간 동안 앞의 프레임이 반복되므로 자연스런 움직임이 구현되지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 부호화되는 비트스트림을 closed-GOP로서 쉽게 구현하여 영상편집을 보다 효율적으로 하는데 그 목적이 있다.
제1도는 MPEG 비디오 압축 방식에서 편집 가능 위치 표시도.
제2도는 본 발명에 따른 MPEG부호화 시스템의 블록 구성도.
제3도는 본 발명의 움직임 추정기의 움직임 모드 결정 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 영상 입력부 20 : 부호화 모드 제어부
30 : 움직임 추정부 40 : 부호화부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, MPEG 비디오 압축 시스템에서 영상 편집이 용이하도록 부호화 모드 제어부로 부터 전송된 GOP 시작신호를 움직임 추정부에서 입력 받은 후 P(Predictional) 프레임 카운터를 초기화하고, GOP 시작신호를 입력 받은 후 첫번째 P프레임이 나오기 전까지 부호화하는 B(Bi-directional)프레임을 무조건 역방향 움직임으로 추정함으로써, 결과적으로 비트스트림이 closed-GOP구조로 발생되게 하므로서 영상 편집의 효율을 더욱 높일 수 있는 특징이 있다.
그리고 위에서 부호화하기 위한 프레임 모드가 P프레임인지 B프레임인지를 확인하여 P프레임일 경우는 P프레임 카운터를 1증가시키고, B프레임일 경우는 P프레임 카운터의 값을 다시 확인하여 그 카운터의 값이 0이면 현재 움직임을 추정하는 B프레임의 추정모드를 역방향으로 설정하고 0이 아니면 그 추정모드를 양방향 모드로 설정하는 특징이 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 일반적인 MPEG부호화 시스템의 블럭 구성도이다.
그 구성은, 영상 입력부(10)와, 각종 제어신호 및 GOP 시작신호를 전송하는 부호화 모드 제어부(20)와, 상기 GOP시작신호를 입력 받아 움직임 벡터를 전송하는 움직임 추정부(30)와, 그리고 상기 각종 제어신호 및 움직임 벡터를 수신하여 이 수신된 신호를 부호화하여 MPEG 비디오 비트스트림을 발생하는 부호화부(40)로 구성된 것이다.
이에 따른 그 작용을 설명하면, 먼저, 움직임 추정부(30)에서 GOP 시작 신호를 받을 수 있게 하여, GOP 시작 신호가 온 후 첫번째 P프레임이 나오기 전까지 부호화하는 B프레임은 무조건 역방향 움직임 추정되도록 한다.
이렇게 부호화할 경우 해당 B 프레임이 소속된 앞쪽 GOP가 잘리거나 새로운 GOP가 삽입되더라도 closed-GOP가 구현되어 편집 후 재생되는 영상에서 이들 B프레임이 충실히 재생될 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 의거한 본 발명의 MPEG 부호화 시스템에서의 closed-GOP 구현 흐름도이다.
그 흐름을 살펴보면, 먼저 부호화 모드 제어부(20)에서 움직임 추정부(30)로 GOP 시작 신호를 전송한다. GOP 시작 신호를 수신한 움직임 추정부(30)는 움직임 추정 모드를 변경할 수 있는 동작을 수행한다.
움직임 추정부(30)는 GOP 시작 신호를 받으면, P프레임 카운터(count for P frame)를 0으로 초기화 한다(S1).
다음, 부호화하려는 프레임 모드를 확인하여(S2), P프레임이면 카운터를 1증가 시키고(S3), B프레임이면 P프레임 카운터 값을 확인한다(S4).
이 값이 0이면 현재 움직임을 추정하려는 B프레임의 추정 모드를 역방향으로 고정하고(S5), 0이 아니면 움직임 추정 모드는 양방향 모드로 설정한다(S6).
이와 같이 부호화할 경우 움직임 추정부에 GOP 시작 신호의 전송만으로 쉽게 closed-GOP가 구현되어, MPEG-1 또는 MPEG-2 비디오 부호화 방식을 이용하여 만들어진 비트스트림을 이용한 편집시의 효율을 더욱 높일 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 MPEG-1 또는 MPEG-2 부호화 방식을 이용하는 디지털 VTR, VOD, 디지털 저장 장치를 사용한 편집 시스템에서 더욱 효과적으로 사용될 수가 있다.

Claims (2)

  1. 영상 입력부, 부호화 모드 제어부, 움직임 추정부, 및 부호화부를 구비한 MPEG 비디오 압축 시스템에서 영상 편집이 용이하도록 하기 위한 폐 영상그룹(closed-GOP)을 구현하는 방법에 있어서, 상기 부호화 모드 제어부로 부터 전송된 GOP 시작신호를 상기 움직임 추정부에서 입력 받은 후 P(Predictional) 프레임 카운터를 초기화하는 제1과정과; 상기 GOP 시작신호를 입력 받은 후 첫번째 P프레임이 나오기 전까지 부호화하는 B(Bi-directional)프레임을 무조건 역방향 움직임으로 추정하는 제2과정으로 이루어져, 폐 영상그룹 구조를 가지는 비트스트림을 발생하는 것을 특징으로 하는 MPEG 부호화 시스템에서의 폐 영상그룹 구현 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2과정은 부호화하기 위한 프레임 모드가 P프레임인지 B프레임인지를 확인하는 제1단계와; 상기 확인에 의해 P프레임일 경우 상기 카운터를 일정수만큼 증가시키는 제2단계와; 상기 확인에 의해 B프레임일 경우 상기 P프레임 카운터의 값을 확인하는 제3단계와; 상기 카운터의 값이 0이면 현재 움직임을 추정하는 B프레임의 추정모드를 역방향으로 설정하는 제4단계와; 그리고 상기 카운터의 값이 0이 아니면 상기 추정모드를 양방향 모드로 설정하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 MPEG 부호화 시스템에서의 폐 영상그룹 구현방법.
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KR101953701B1 (ko) 2017-10-20 2019-03-04 국방과학연구소 다중채널 영상 처리 장치 및 방법

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