KR100678843B1 - 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인트라 프레임을 양자화할 때 고정된 인트라 프레임의 양자화레벨을 조절하기 위하여 영상의 특성과 부호화기의 특성을 이용하여 가변적인 양자화 레벨을 계산함으로써 부호화기의 효율을 향상시킬 수 있는 엠펙비디오 인코더의 인트라프레임 양자화 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 부호화기에 할당된 초당 비트율 레벨을 계산하는 단계; 입력되는 프레임 단위의 영상신호를 주파수 영역으로 변환할 때 고주파 부분의 분포도에 의한 복잡도를 계산하는 단계; 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 프레임의 레벨을 계산하는 단계; 상기 복잡도 계산부에 의해 계산된 영상의 복잡도를 이용하여 그 레벨을 계산하는 단계; 상기 비트율, 복잡도 레벨 및 프레임 레벨에 의해 계산된 인자들을 이용하여 각 인자들이 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하기 위한 가중치를 조절하는 단계; 및 상기 단계에서 조절된 가중치를 이용하여 클립핑 함수를 적용하는 것에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 일정한 범위내로 수렴시켜 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

MPEG, 부호화기, 프레임, 양자화

Description

엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템 및 방법{INTRA-PRAME QVANTOMIZING SYSTEM FOR MPEG ENCODER AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 인트라 프레임 양자화 시스템을 보인 블록회로도,

도 2는 본 발명에 따른 인트라 프레임 양자화방법을 설명하기 위한 순서도,

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11; 비트율 레벨계산부 12; 복잡도 계산부

13; 프레임 레벨계산부 14; 복잡도 레벨계산부

15; 가중치 조절부 16; 양자화 레벨수렴부

본 발명은 MPEG-4(Moving Picture Experts Group)와 같은 비디오 부호화기에 관한 것으로, 특히 인트라 프레임을 양자화할 때 고정된 인트라 프레임의 양자화레벨을 조절하기 위하여 영상의 특성과 부호화기의 특성을 이용하여 가변적인 양자화 레벨을 계산함으로써 부호화기의 효율을 향상시킬 수 있는 엠펙비디오 인코더의 인트라프레임 양자화 시스템 및 방법에 관한 것이다.

근래에는 다양하고 복합적인 정보들이 동일한 전달 미디어를 통하여 종합적 으로 저장 및 전송되어지는데 이를 멀티미디어라 정의한다. 멀티미디어의 대부분을 차지하는 것은 영상과 음향/음성이며 이들 데이터의 양은 단순한 방법에 의해 전송되기에는 전달 미디어에 큰 부담이 된다.

이러한 이유로 오랜 기간 동안 데이터를 줄이기 위한 효율적이고 실현 가능한 기술들이 개발되어 왔다. 압축을 해야 하는 정도는 주어진 채널의 주파수 넓이 혹은 저장 매체의 용량에 의존하며 비트 율 제어 방법에 의해 원하는 용량으로 조절된다. 압축 표준안들에는 부호화기를 구현하는 업체의 고유한 기술과 융통성을 위하여 비트 율 제어 방법에 관한 구체적인 명시는 하지 않는다.

다만, ISO/IEC의 MPEG과 같은 표준안은 표준안에 적용할 기술의 증명과 복호화기와의 정합을 위하여 참조 소프트웨어와 검증 모델을 제시하고 있으며 이 내용 속에 비트 율 제어에 관한 방법이 포함되어 있다.

MPEG-4의 검증 모델에서는 비트 율 제어 기술을 위하여 Q2 알고리듬을 사용한다. Q2 알고리듬의 기본 개념은 부호화기 내에 버퍼를 두고 부호화를 위해 발생한 비트가 버퍼의 50％ 수준을 계속 유지하도록 조절하는 것이다.

이를 위하여 부호화 전에 프레임에 할당할 전체 비트 수를 미리 계산하고 이전 프레임의 양자화 레벨, 버퍼의 현재 수준 등을 전체적으로 고려하여 현재 프레임을 위한 양자화 레벨을 조절하고 적용한다.

그러나 Q2 알고리듬에서는 인터(Predictive) 프레임을 위한 양자화 레벨만을 계산하며 인트라(Intra) 프레임을 위한 양자화 레벨은 미리 지정한 고정된 값을 사용한다.

일반적으로 디지털 영상시스템에서 영상의 각 프레임은 화소(pixel)단위로 표본화되는데, 영상신호는 그 정보량이 매우 방대하므로 효율적인 전송 또는 저장을 위하여 영상압축(또는 부호와) 기술이 필요하다. 이는 주로 공간 및 시간영역에서의 중복정보를 제거하는 방법을 이용한다.

공간영역에서의 중복성은 한 프레임내에서 인접한 화소간에 그 변화정도가 크지 않음에 기인하며, 시간영역에서의 중복성은 인접 프레임간에 물체의 움직임의 변화가 미세한 것에 기인한다.

MPEG은 동영상 압축 및 복원에 관한 국제표준 규격으로 시간 및 공간축상에서의 중복성을 제거하여 영상신호를 압축하게 된다.

여기서, 시간영역의 중복성은 움직임 보상(motion compensation)을 통하여 제거하게 되는데, 움직임 보상의 형식에 따라 인트라(Intra)의 성분만 부호화하는 I 프레임, 전방향 예측(forward prediction)만하는 P 프레임, 전후의 양방향 예측(forward, backward)을 하는 B 프레임으로 나누어진다.

I 프레임은 GOP(Group Of Picture) 내의 첫 번째 프레임으로써 다음 P 프레임의 참조 프레임이 되어 GOP 내의 모든 프레임이 부호화될 때까지 영향을 미친다. 그러므로 I 프레임이 얼마나 잘 부호화되었는가의 여부에 따라 GOP 내의 전체 프레임의 성능을 좌우하게 되는데, 앞서 설명한 바와 같이 Q2 알고리듬의 고정된 양자화 레벨은 다양한 영상의 특성을 반영하지 못하여 효율성이 떨어지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 PMEG 비디오 부호화기에서 인트라 프레임을 양자화랄 때 고정된 값을 이용함으로써 전체적인 효율이 떨어지는 것을 개선하기 위한 것으로, 상세하게는 영상의 특성을 이용함으로써 현재 입력되는 영상에 가장 적합한 양자화 레벨을 생성하여 양자화에 적용함으로써 화질을 개선할 수 있도록 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 부호화기의 구조를 이용함으로써 사용자의 다양한 부호화기 선택에 대응하여 적합한 양자화 레벨을 생성할 수 있는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템은 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 부호화기에 할당된 초당 비트율 레벨을 계산하는 비트율 레벨계산부; 입력되는 프레임 단위의 영상신호를 주파수 영역으로 변환할 때 고주파 부분의 분포도에 의한 복잡도를 계산하는 복잡도 계산부; 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 프레임의 레벨을 계산하는 프레임(Nr)레벨 계산부; 상기 복잡도 계산부에 의해 계산된 영상의 복잡도를 이용하여 그 레벨을 계산하는 복잡도 레벨계산부; 상기 비트율 레벨계산부, 프레임 레벨계산부 및 복잡도 레벨계산부에 의해 계산된 인자들을 이용하여 각 인자들이 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하기 위한 가중치를 조절하는 가중치 조절부; 및 상기 가중치 조절부에 의해 조정된 가중치를 이용하여 클립핑 함수를 적용하는 것에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 일정한 범위내로 수렴시켜 출력하는 양자화 레벨수렴부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법은 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 부호화기에 할당된 초당 비트율 레벨을 계산하는 단계; 입력되는 프레임 단위의 영상신호를 주파수 영역으로 변환할 때 고주파 부분의 분포도에 의한 복잡도를 계산하는 단계; 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 프레임의 레벨을 계산하는 단계; 상기 복잡도 계산부에 의해 계산된 영상의 복잡도를 이용하여 그 레벨을 계산하는 단계; 상기 비트율, 복잡도 레벨 및 프레임 레벨에 의해 계산된 인자들을 이용하여 각 인자들이 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하기 위한 가중치를 조절하는 단계; 및 상기 단계에서 조절된 가중치를 이용하여 클립핑 함수를 적용하는 것에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 일정한 범위내로 수렴시켜 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템을 보인 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 부호화기에 할당된 초당 비트율 레벨을 계산하는 비트율 레벨계산부(11), 입력되는 프레임 단위의 영상신호를 주파수 영역으로 변환할 때 고주파 부분의 분포도에 의한 복잡도를 계산하는 복잡도 계산부(12), 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 프레임의 레벨을 계산하는 프레임(Nr)레벨 계산부(13), 상기 복잡도 계산부에 의해 계산된 영상의 복잡도를 이용하여 그 레벨을 계산하는 복잡도 레벨계산부(14), 상기 비트율 레벨계산부(11), 프레임 레벨계산부(13) 및 복잡도 레벨계산부(14)에 의해 계산된 인자들을 이용하여 각 인자들이 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하기 위한 가중치를 조절하는 가중치 조절부(15) 및 상기 가중치 조절부에 의해 조정된 가중치를 이용하여 클립핑 함수를 적용하는 것에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 일정한 범위내로 수렴시켜 출력하는 양자화 레벨수렴부(16)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 시스템을 이용하여 인트라 프레임을 양자화 하는 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.

이하에 설명되는 본 발명의 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체에 저장되며, 기록매체에 저장된 프로그램을 컴퓨터상에서 운영함으로써 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 인트라 프레임 양자화 레벨을 조절할 수 있는 방법을 개시할 수 있다.

도면을 참조하면, 본 발명은 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 부호화기에 할당된 초당 비트율 레벨을 계산하는 단계(S21), 입력되는 프레임 단위의 영상신호를 주파수 영역으로 변환할 때 고주파 부분의 분포도에 의한 복잡도를 계산하는 단계(S22), 상기 복잡도 계산부에 의해 계산된 영상의 복잡도를 이용하여 그 레벨을 계산하는 단계(S23), 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 프레임의 레벨을 계산하는 단계(S24), 상기 비트율, 복잡도 레벨 및 프레임 레벨에 의해 계산된 인자들을 이용하여 각 인자들이 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하기 위한 가중치를 조절하는 단계(S25) 및 상기 단계에서 조절된 가중치를 이용하여 클립핑 함수를 적용하는 것에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 일정한 범위내로 수렴시켜 출력하는 단계(S26)를 포함한다.

단계 21은 비트 율과 양자화 레벨의 관계를 설명한 것으로, 본 발명에 따른 비트 율은 부호화기에 할당된 초당 비트 수이며 한정된 채널을 통과하기 위하여 반드시 수렴해야 하는 값이다. 일반적으로 비트 율이 높을수록 각 프레임에 할당되는 비트 수는 많아지게 되고 이로 인해 낮은 양자화 레벨이 주어져서 좋은 품질의 영상을 얻을 수 있다. 반대로, 비트 율이 낮을수록 양자화 레벨은 높아지고 품질은 저하되며 남은 프레임 수를 고려할 때 주어진 비트 율에 수렴할 수 없다면 프레임 스킵이 발생하게 된다. 이러한 점을 고려하면 비트 율과 양자화 레벨은 반비례의 관계를 갖게 되며, 본 발명에서는 이들의 관계를 정립하기 위하여 다음의 수학식 1을 사용하여 초당 비트율 레벨을 계산한다.

수학식 1에서, B는 비트 율(Kbps), α와 β는 각각 그래프의 형태 정합을 위한 파라미터이다. MPEG에서는 양자화 레벨이 1~31의 정수 값만을 가질 수 있도록 클립핑(clipping) 함수를 적용한다.

낮은 양자화 레벨은 양자화 과정에서 적은 에러를 발생시키도록 프레임에 많 은 비트를 할당하며 반대로 높은 양자화 레벨에서는 비트 율을 맞추기 위하여 최소한의 비트만을 할당하게 된다.

이러한 이유로 낮은 양자화 레벨에서의 레벨 변화는 급격한 비트의 증가 혹은 감소를 가져오며 높은 양자화 레벨에서의 변화는 비트의 변화가 상대적으로 적다. 아주 낮은 비트 율에서는 영상의 형태에 상관없이 할당되는 비트 수가 적으므로 비트 율의 변화에 둔감(데드존)해야 한다.

또한, 아주 높은 비트 율에서는 단순한 영상의 경우에는 많은 비트를 할당하더라도 다 소비하지 못하는 경우가 많으므로 역시 비트 율의 변화에 둔감해야 하며 적절한 비트 율에서의 변화에만 양자화 레벨을 변경함으로써 한정된 비트를 효과적으로 배분하여야 한다.

파라미터 α의 값이 변할 때마다 수학식 1의 그래프 곡선은 기울기의 변화 없이 x 축을 따라 우측 혹은 좌측으로 움직인다. 이는 양자화 레벨을 적용하고자 하는 비트 율 구간의 변화 없이 단지 비트 율 값만을 변화시키고자 할 때 사용한다. 이러한 비트 율 값의 변경은 양자화 레벨에서의 데드존 구간에도 영향을 미치게 된다.

β의 값이 증가함에 따라 양자화 레벨의 변화구간 폭은 줄어들고 기울기는 증가하며 데드존은 넓어진다. 반대로 낮은 값은 기울기가 낮아지며 데드존이 줄어들고 양자화 레벨이 점차 선형에 가까워진다.

결론적으로 앞서 설명된 바와 같이 α와 β의 값은 각 비트 율에서의 양자화 레벨을 적절하게 선택하기 위하여 중점적인 비트 율 구간과 그 구간에서의 기울기 그리고 데드존을 설정할 수 있다.

단계 22는 영상의 복잡도와 양자화 레벨의 관계를 설명한 것으로, 본 발명에 따른 영상의 복잡도 MAV_h는 영상을 주파수 영역으로 변환하였을 때 고주파 부분의 분포가 얼마나 넓고 큰 값을 가지는가 하는 것으로, 복잡도 MAV_h는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 2를 참조하면, 영상을 부호화하기 위하여 같은 비트가 주어졌을 때 영상내의 복잡도가 높은 경우는 비트 율을 맞추기 위하여 양자화 과정에서 고주파 영역의 계수 값을 잘라내게 되어 결과적으로는 PSNR의 감소를 가져온다. 반대로 복잡도가 낮은 경우는 고주파 영역에 계수 값이 적어서 부호화 시에 많은 비트를 필요로 하지 않으므로 원 영상에 가깝게 부호화되고 이로 인해 PSNR은 증가하게 되는 것이다.

수학식 2에서, F(u,v)는 DCT 변환 후의 계수 값이며, N은 수평 픽셀 수, M은 수직 픽셀 수를 의미한다. 수학식 2에 나타낸 MAV_h는 전체 DCT 계수 값 중 저주파에 해당하는 일부분과 DC를 제거한 값이다. MAV_h의 값은 복잡도가 높아서 고주파의 값이 클수록 커지며 양자화 레벨은 낮아진다. 이는 할당되는 비트 수가 많아짐을 의미한다. 전체적인 그래프의 곡선은 고주파가 많아지면 급격하게 양자화 레벨이 줄어들다가 어느 정도 이상인 경우에 변화가 완만하다. 파라미터 γ의 역할은 곡선의 기울기와 영향을 주는 MAV_h의 범위를 결정한다.

단계 23은 복잡도 레벨을 계산하는 단계로, 본 발명은 복잡도에 관계없이 일정한 PSNR을 유지하기 위해서는 복잡도가 높은 경우에는 많은 비트를, 복잡도가 낮은 경우에는 적은 비트를 할당하여야 한다. 따라서, 이를 위해 본 발명에서는 복잡도를 이용한 양자화 레벨의 선정을 위하여 다음의 수학식 3을 사용하여 복잡도 레벨을 계산한다.

수학식 3에서, γ는 수학식을 표현한 그래프의 형태를 보정하기 위한 파라미터이다.

단계 24는 본 발명에 따른 프레임의 거리와 양자화 레벨의 관계를 설명한 것으로, GOP(Group Of Picture)내부에는 한 개의 I 프레임과 수 개의 P 프레임(Nr)으로 구성된다. GOP 내에 P 프레임의 수가 많아서 각 프레임에 할당되는 비트 수가 적어진다면 I 프레임에 할당되는 비트 수도 줄여서 각 P 프레임의 PSNR이 급감하는 것을 막아야 한다. 이러한 관계를 위하여 다음의 수학식 4를 이용한다.

수학식 4를 참조하면, 전체적인 곡선은 GOP 내에 P 프레임의 수가 많을수록 양자화 레벨은 커지며 일정 개수 이상부터는 포화 상태에 이르게 된다. 파라미터 δ의 역할은 포화 상태에 이르게 되는 속도와 기울기를 결정한다.

단계 25는 양자화 레벨을 계산하기 위한 가중치를 조절하는 단계로서 단계 25에서는 상기 수학식 1 내지 수학식 4를 이용하여 여러 가지 인자들을 구하고, 구해진 여러 가지 인자들을 이용하여 실제 양자화 레벨을 계산하게 되는데 그러기 위한 조건으로 본 발명은 양자화 레벨을 계산하기 위해 각 인자들이 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하는 것이 필요하다.

본 발명에서는 많은 실험을 거쳐서 비트율, MAV_h 그리고 Nr의 비율을 1.5 : 0.55 : 0.3으로 설정하였다. 상기한 인자들은 실험에 의한 최적의 값을 도출한 것이지만, 이 값은 파라미터의 설정에 따라 조금씩 변동될 수 있음은 물론이다. 이를 이용하여 전체 수식을 병합하면 다음의 수학식 5로 표현할 수 있다.

여기서 Q_max 는 각 항의 최대값을 더한 후 32에서 나눈 값을 의미하며 양자화 레벨이 일정한 범위 내로 수렴하도록 만들기 위해 사용되었다. 단계 25에서 결정된 값은 단계 26에서 다시 [1,31]의 정수값을 가지도록 다음의 수학식 6과 같은 클립핑 함수를 적용함으로써 인트라 프레임의 양자화 레벨값을 결정하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 이러한 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함하는 것으로, 그 예로는, 롬(Read Only Memory), 램(Random Access Memory), CD(Compact Disk)-Rom, DVD(Digital Video Disk)-Rom, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상에서 설명한 같이 본 발명은 고정된 인트라 프레임의 양자화 레벨을 조절하기 위하여 영상의 특성과 부호화기의 특성을 이용하여 가변적인 양자화 레벨을 계산함으로써 이를 MPEG 등에 응용할 경우, GOP 내의 기준 프레임이 되는 인트라 프레임의 객관적인 화질의 개선을 얻을 수 있고, 기준 프레임의 화질 개선으로 연속된 인터 프레임의 객관적인 화질의 개선을 이루어 전체적인 영상의 화질을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 부호화기의 GOP 구조가 바뀌더라도 대응할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템 및 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발 명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (15)

1. 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 부호화기에 할당된 초당 비트율 레벨을 계산하는 비트율 레벨계산부;

   입력되는 프레임 단위의 영상신호를 주파수 영역으로 변환하여 고주파 부분의 분포도에 의한 복잡도를 계산하는 복잡도 계산부;

   입력되는 프레임 단위의 영상신호에서 GOP(Group Of Picture)를 구성하는 P 프레임 개수(Nr)에 따라 프레임 레벨을 계산하는 프레임 레벨계산부;

   상기 복잡도 계산부에 의해 계산된 영상의 복잡도를 이용하여 그 레벨을 계산하는 복잡도 레벨계산부;

   상기 비트율 레벨계산부, 프레임 레벨계산부 및 복잡도 레벨계산부에 의해 계산된 인자들을 이용하여 각 인자들이 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하기 위한 가중치를 조절하는 가중치 조절부; 및

   상기 가중치 조절부에 의해 조정된 가중치를 이용하여 클립핑 함수를 적용하는 것에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 일정한 범위내로 수렴시켜 출력하는 양자화 레벨수렴부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 비트율 레벨계산부는,

   다음의 수학식에 의해 비트율 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디 오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템.

   

   여기서, B는 비트 율(Kbps), α와 β는 각각 그래프의 형태 정합을 위한 파라미터이다.
3. 제 1항에 있어서, 상기 복잡도 계산부는,

   다음의 수학식에 의해 복잡도 MAV_h를 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템.

   

   여기서, F(u,v)는 DCT 변환 후의 계수 값이며, N은 수평 픽셀 수, M은 수직 픽셀 수이다.
4. 제 1항에 있어서, 상기 프레임 레벨계산부는,

   다음의 수학식에 의해 프레임 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템.

   

   여기서, 파라미터 δ는 포화 상태에 이르게 되는 속도와 기울기를 결정하기 위한 것이다.
5. 제 1항에 있어서, 상기 복잡도 레벨계산부는,

   다음의 수학식에 의해 복잡도 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템.

   

   여기서, γ는 수학식을 표현한 그래프의 형태를 보정하기 위한 파라미터임.
6. 제 1항에 있어서, 상기 가중치 조절부는,

   다음의 수학식에 의해 가중치를 조절하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템.

   
7. 제 1항에 있어서, 상기 양자화 레벨 수렴부는,

   다음의 수학식에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 수렴하여 출력하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 시스템.

   
8. 입력되는 프레임 단위의 영상신호로부터 부호화기에 할당된 초당 비트율 레벨을 계산하는 단계;

   입력되는 프레임 단위의 영상신호를 주파수 영역으로 변환하여 고주파 부분의 분포도에 의한 복잡도를 계산하는 단계;

   입력되는 프레임 단위의 영상신호에서 GOP(Group Of Picture)를 구성하는 P 프레임 개수(Nr)에 따라 프레임 레벨을 계산하는 단계;

   상기 계산된 영상신호의 복잡도를 이용하여 영상신호의 복잡도 레벨을 계산하는 단계;

   상기 계산된 비트율 레벨, 복잡도 레벨 및 프레임 레벨을 이용하여 양자화 레벨을 결정하는 비율을 조절하기 위한 가중치를 조절하는 단계; 및

   상기 가중치 조절에 의해 결정된 양자화 레벨을 클립핑 함수를 통해 인트라 프레임의 양자화 레벨 일정 범위 내로 수렴시켜 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 비트율 레벨계산단계는,

   다음의 수학식에 의해 비트율 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법.

   

   여기서, B는 비트 율(Kbps), α와 β는 각각 그래프의 형태 정합을 위한 파라미터임.
10. 제 8항에 있어서, 상기 복잡도 계산단계는,

    다음의 수학식에 의해 복잡도 MAV_h를 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법.

    

    여기서, F(u,v)는 DCT 변환 후의 계수 값이며, N은 수평 픽셀 수, M은 수직 픽셀 수임.
11. 제 8항에 있어서, 상기 프레임 레벨계산단계는,

    다음의 수학식에 의해 프레임 레벨을 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법.

    

    여기서, 파라미터 δ는 포화 상태에 이르게 되는 속도와 기울기를 결정하기 위한 것임.
12. 제 8항에 있어서, 상기 복잡도 레벨계산단계는,

    

    여기서, γ는 수학식을 표현한 그래프의 형태를 보정하기 위한 파라미터임.
13. 제 8항에 있어서, 상기 가중치 조절단계는,

    다음의 수학식에 의해 가중치를 조절하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법.

    
14. 제 8항에 있어서, 상기 양자화 레벨 수렴단계는,

    다음의 수학식에 의해 인트라 프레임의 양자화 레벨을 수렴하여 출력하는 것을 특징으로 하는 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법.

    
15. 제 8항 내지 제14항중 어느 한 항에 기재된 엠펙비디오 인코더의 인트라 프레임 양자화 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.

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