KR100662350B1 - 영상 전송 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상 신호를 2 이상의 계층 신호로 부호화 하여 전송하는 영상 전송 장치에에 있어서, 입력된 영상 신호를 제 1 스트림으로 부호화 하는 제 1 부호화기와, 상기 입력된 영상 신호를 제 2 스트림으로 부호화 하는 제 2 부호화기와, 상기 제 1 부호화기로부터 출력되는 제 1 스트림과 상기 제 2 부호화기로부터 출력되는 제 2 스트림에 대하여 하나의 실시간 전송 프로토콜(RTP; Real-time Transport Protocol)헤더를 가지도록 패킷화(packetization) 하는 패킷화 수단을 포함하여 이루어지는 영상 전송 장치에 관한 것으로써, 기본계층, 향상계층 각각에 필요한 RTP/RTCP 세션을 하나로 통합할 수 있도록 하여 보다 간단한 영상 전송 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
스케일러빌리티(scalability), 기본계층, 향상계층, 계층 통합 다중화기

Description

영상 전송 장치 및 방법{Apparatus and Method for Transmission Video}
도 1 은 신호대 잡음비 스케일러빌리티의 부호기(encoder) 구조를 나타낸 구성도.
도 2 는 종래 기술에 따라, 기존의 기본계층, 향상계층에 의해 영상을 전송하기 위한 영상 전송 장치의 구조를 나타낸 구성도.
도 3 은 본 발명에 따라 기본계층 및 향상계층 통합하여 전송하기 위한 장치를 나타낸 일실시예 구성도.
본 발명은 영상 전송 장치 및 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 MPEG-4에 의한 영상을 전송함에 있어서 기본계층과 향상계층의 정보를 통합하여 하나의 패킷으로 전송하는 영상 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
MPEG 표준 문서에서 정의하는 스케일러빌리티(scalability)는 한 개의 송신 영상에 대해서, 복호기와 전송 네트워크의 상태에 따라, 여러가지 계층의 화질의 재생 영상을 얻을 수 있도록 하는 기능이다. 부호화된 영상은 기본계층(base layer)과 향상계층(enhancement layer)으로 이루어지는데, 향상계층을 재생 (reconstruction) 함에 있어서는 기본계층이 반드시 필요하다.
스케일러빌리티는 오류 발생 가능성이 크고 서로 이질적인 네트워크 환경에서 유용하게 사용된다. MPEG에서 지원되는 스케일러빌리티에는 시간적 스케일러빌리티(Temporal Scalability), 신호대 잡음비 스케이일러빌리티(SNR Scalability; Signal to Noise Ratio Scalability), 공간적 스케일러빌리티(Spatial Scalability)가 있다.
도 1 은 신호대 잡음비 스케일러빌리티의 부호기(encoder) 구조를 나타낸 구성도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 두개의 부호기가 병렬적으로 연결되어 기본계층 및 향상계층 비트 스트림을 각각 생성하고, 이를 각각 출력한다. 유무선 네트워크를 통해 스케일러빌리티를 가지는 영상을 전송하기 위해서는 기본계층과 향상계층 각각에 대해 TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol) 소켓(socket)을 열어야 하며, RTP(Real-time Transport Protocol) 및 RTCP(RTP control protocol) 세션의 개수도 각각 2가지가 필요하게 된다.
즉, 스케일러빌리티가 네트웍의 상황에 따라 신축적인 화질을 제공한다는 측면에서 장점이 있지만, 실제 네트워크를 통해 영상을 전송하는 경우, 이를 지원하기 위한 시스템 구현이 상당히 복잡해지는 문제점을 가지고 있다.
도 2 는 종래 기술에 따라, 기존의 기본계층, 향상계층에 의해 영상을 전송하기 위한 영상 전송 장치의 구조를 나타낸 구성도이다. 도 2 를 참조하면, 기본계층 부화기(21) 및 향상계층 부호화기(22)로부터 각각 기본계층 스트림 및 향상계층 스트림이 출력된다. 출력되는 기본계층 스트림과 향상계층 스트림에 대하여 각각 RTP/RTCP 세션이 필요하므로, 각각에 대하여 RTP 패킷화(Packetization)를 수행하고, 각각의 스트림에 RTP 헤더를 부가한다.
이와 같이, 각각의 스트림별로 RTP 패킷화를 수행하고, RTP 헤더를 부가하게 되면, 시스템에 복잡해지는 문제점이 있다. 한편, 각각의 스트림에 부가되는 RTP 헤더로 인하여 네트워크에 오버헤드 트래픽이 증가되고, 이에 따라, 유효 대역폭(Effective Bandwidth)이 감소하는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 영상 전송에 있어서, 하나의 RTP 헤더를 가지며, 기본계층 및 향상계층이 통합된 패킷을 생성하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 영상 신호를 2 이상의 계층 신호로 부호화하여 전송함에 있어서 두 계층 정보를 하나의 RTP 패킷에 하나의 헤더를 가지고 묶어서 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상전송장치의 구성의 특징은 입력된 영상 신호를 제 1 스트림으로 부호화 하는 제 1 부호화기와, 상기 입력된 영상 신호를 제 2 스트림으로 부호화 하는 제 2 부호화기와, 상기 제 1 부호화기로부터 출력되는 제 1 스트림과 상기 제 2 부호화기로부터 출력되는 제 2 스트림을 다중화 하는 계층 통합 다중화기 및 상기 다중화된 스트림에 대하여 하나의 실시간 전송 프로토콜(RTP; Real-time Transport Protocol)헤더를 가지도록 패킷화(packetization) 하는 패킷화 수단을 포함하여 이루어지는 점이다.
또한, 본 발명은 영상 신호를 2 이상의 계층 신호로 부호화 하여 전송하는 영상 전송 방법에 있어서, 하나의 영상 신호에 대하여 각각 다른 부호화 방법을 이용하여 2 이상의 계층을 가지는 스트림으로 부호화 하는 단계와, 상기 2 이상의 스트림을 다중화 하는 단계 및 상기 다중화 된 스트림에 대하여 하나의 실시간 전송 프로토콜(RTP; Real-time Transmission Protocol)헤더를 가지도록 패킷화(packetization) 하는 단계를 포함하는 영상 전송 방법을 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명에 따라 기본계층 및 향상계층 통합하여 전송하기 위한 장치를 나타낸 일실시예 구성도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 기본계층 계층 부호화기 및 향상계층 부호화기로부터 각각 출력되는 스트림들은 계층 통합 다중화기에서 다중화된다. 그리고, 상기 다중화된 스트림에 대하여 RTP 패킷화가 수행된다. 그리고, 다중화된 기본계층 패킷과 향상계층 패킷에는 하나의 RTP 헤더가 부가되어 전송된다.
다음 표 1 은 종래 기술에 따른 MPEG-4 신텍스(Syntex)를 타나낸 것이다.
VideoObjectPlane() { No. of bits Mnemonic
vop_start_code 32 bslbf
vop_coding_type 2 uimsbf
do {
dulo_time_base 1 bslbf
} while (modulo_time_base != ‘0’)
marker_bit 1 bslbf
vop_time_increment 1-16 uimsbf
marker_bit 1 bslbf
vop_coded 1 bslbf
if (vop_coded == ’0’) {
next_start_code()
return()
}
if (vop_coding_type == “P”)
vop_rounding_type 1 bslbf
if (!complexity_estimation_disable)
read_vop_complexity_estimation_header()
intra_dc_vlc_thr 3 uimsbf
vop_quant 3-9 uimsbf
if (vop_coding_type != “I”)
vop_fcode_forward 3 uimsbf
motion_shape_texture()
while (nextbits_bytealigned() == resync_marker) {
video_packet_header()
motion_shape_texture()
}
next_start_code()
}
본 발명을 구현하기 위해서는 표 1 에 나타낸 종래의 MPEG-4 신텍스를 확장한 새로운 신텍스가 필요하다.
다음 표 2 는 본 발명에 따른 MPEG-4 신텍스를 나타낸 것이다.
VideoObjectPlane() { No. of bits Mnemonic
vop_start_code 32 bslbf
vop_coding_type 2 uimsbf
do {
dulo_time_base 1 bslbf
} while (modulo_time_base != ‘0’)
marker_bit 1 bslbf
vop_time_increment 1-16 uimsbf
marker_bit 1 bslbf
vop_coded 1 bslbf
if (vop_coded == ’0’) {
next_start_code()
return()
}
if (vop_coding_type == “P”)
vop_rounding_type 1 bslbf
if (!complexity_estimation_disable)
read_vop_complexity_estimation_header()
intra_dc_vlc_thr 3 uimsbf
vop_quant 3-9 uimsbf
if (vop_coding_type != “I”)
vop_fcode_forward 3 uimsbf
motion_shape_texture()
while (nextbits_bytealigned() == resync_marker) {
video_packet_header()
motion_shape_texture()
}
next_start_code()
while (nextbits_bytealigned() == enhancement_data_ start_code){
enhancement_data( )
}
}
next_start_code()
}
상기 표 2 는 RTP에 실리게 되는 MPEG-4 비디오 패킷 생성과 관련된 비디오 오브젝트 플레인(video object plane)의 신텍스 구조를 나타낸다. 본 발명에서는 기본계층 비디오 패킷에 향상계층 비디오 정보를 통합하여 패킷화(packetization) 하기 위해서 향상 계층(enhancement layer) 정보의 삽입과 관련된 필드(field)를 추가한다. 즉, RTP에 실리는 MPEG-4 비디오 정보가 패킷 레벨의 정보이므로, 표 2 에 나타낸 것과 같이, 패킷 레벨에서 향상계층 정보를 삽입할 수 있는 방법이 필요하게 된다.
표 2 에 나타낸 바와 같이, "enhancement_data_start_code" 를 삽입후 "enhancement layer" 정보를 포함시키게 된다. 이때 삽입되는 "enhancement layer" 계층 정보에는 현재 기본계층에 포함되는 매크로블록들과 동일한 위치의 매크로블록들에 관한 정보를 가진다. 즉, 기본계층 패킷과 향상계층 패킷을 구성하는 매크로블록들의 위치가 모두 동일하다는 의미이다.
도 3 은 본 발명에 기술에 따라, 기존의 기본계층, 향상계층에 의해 영상을 전송하기 위한 영상 전송 장치의 구조를 나타낸 구성도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 기본계층 부호화기(31) 및 향상계층 부호화기(32)를 통해서 출력된 기본계층 스트림과 향상계층 스트림은 계층통합 다중화기(34)에서 다중화되고, 다중화된 스트림에 대하여 RTP 패킷화 과정이 수행된다. 계층통합 다중화기(34)에서는 표 2 에서 추가된 "enhancement field" 관련 신텍스가 이용된다. 상기 RTP 패킷화 과정이 수행되면, 하나의 RTP 헤더를 가지고, 기본계층 패킷과 향상계층 패킷이 통합된 하나의 RTP 패킷이 출력된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 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.
본 발명은, 기본계층, 향상계층 각각에 필요한 RTP/RTCP 세션을 하나로 통합할 수 있도록 하여 보다 간단한 영상 전송 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다. 한편, 오버헤드를 줄임으로 인해 네트워크 가용 대역폭을 증가시키고, 기본계층 및 향상계층 패킷이 하나의 RTP 패킷에 결합되어 전송되므로 동기화 문제가 발생하지 않는 다른 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 영상 신호를 2 이상의 계층 신호로 부호화 하여 전송하는 영상 전송 장치에에 있어서,
    입력된 영상 신호를 제 1 스트림으로 부호화 하는 제 1 부호화기;
    상기 입력된 영상 신호를 제 2 스트림으로 부호화 하는 제 2 부호화기; 및
    상기 제 1 부호화기로부터 출력되는 제 1 스트림과 상기 제 2 부호화기로부터 출력되는 제 2 스트림에 대하여 하나의 실시간 전송 프로토콜(RTP; Real-time Transport Protocol)헤더를 가지도록 패킷화(packetization) 하는 패킷화 수단
    을 포함하여 이루어지는 영상 전송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 스트림은 기본계층(base layer) 스트림이고, 제 2 스트림은 향상계층(second layer) 스트림인 것을 특징으로 하는 영상 전송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 패킷화 수단은, 기본계층에 포함되는 매크로블록들과 동일한 위치의 매크로블록들에 관한 정보를 가지는 향상계층 정보를 이용하여 패킷화 하는 것을 특 징으로 하는 영상 전송 장치.
  4. 영상 신호를 2 이상의 계층 신호로 부호화 하여 전송하는 영상 전송 방법에 있어서,
    하나의 영상 신호에 대하여 각각 다른 부호화 방법을 이용하여 2 이상의 계층을 가지는 스트림으로 부호화 하는 단계;
    상기 2 이상의 스트림에 대하여 하나의 실시간 전송 프로토콜(RTP; Real-time Transmission Protocol)헤더를 가지도록 패킷화(packetization) 하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 영상 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 부호화 하는 단계는, 하나의 영상신호에 대하여 기본계층(base layer) 신호와 향상계층(enhancement) 신호로 부호화 하는 것을 특징으로 하는 영상 전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 패킷화 하는 단계는, 기본계층에 포함되는 매크로블록들과 동일한 위치의 매크로블록들에 관한 정보를 가지는 향상계층 정보를 이용하여 패킷화 하는 것을 특징으로 하는 영상 전송 장치.
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