KR100689406B1 - 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법 - Google Patents

이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법에 있어서, 사용자의 동영상 전송 요청이 있으면 전송할 원본 동영상의 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하는지 검사하는 과정과, 상기 원본 동영상의 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하면 상기 원본 동영상을 소정 크기로 분할한 후 비트레이트(bps) 축소 변환하여 다수개의 편집 동영상을 생성하는 과정과, 상기 생성된 다수개의 편집 동영상을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 이동 통신 단말기의 동영상 전송 시 전송 최대 용량을 초과하는 동영상도 용이하게 전송할 수 있다. 또한 분할된 동영상을 축소하기 위한 알고리즘을 제시함으로써, 이동 통신 단말기 상에서 이를 용이하게 구현할 수 있다.
이동 통신 단말기, DCT, 동영상, 전송, 가변장부호화, 가변장복호화, 양자화

Description

이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING MOVING PICTURE IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말기의 동영상 전송 과정을 나타낸 순서도.
도 2는 도 1의 동작 과정에서 편집 동영상을 생성하는 과정을 상세히 나타낸 순서도.
도 3은 도 2의 동작 과정에서 가변장복호화를 수행하는 기능부를 도시한 도.
본 발명은 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법에 관한 것으로, 특히 이동 통신 단말기의 동영상 전송 시 전송 최대 용량을 초과하는 동영상을 전송하는 방법에 관한 것이다.
디지털 영상이 폭넓게 사용됨에 따라 이들 영상을 처리할 수 있는 효과적인 도구에 대한 필요성이 커지고 있다. 영상 크기 변환도 기본적이고 중요한 영상 처 리 도구에 속한다.
특히, 하나의 디지털 영상 데이터로 다양한 영상 매체를 지원하기 위해서는 영상의 크기 변환이 필연적으로 따르게 된다. 예를 들어 VOD(Video On Demand) 서비스를 지원해야 하는 영상 매체로는 일반적인 컴퓨터의 모니터, HDTV(High Definition Television), 일반 텔레비전 이외에도 휴대폰의 액정 표시 장치 등이 있는데, 이들 영상매체에 맞는 크기의 디지털 영상 데이터를 모두 마련하여 저장하고 있는 것은 거의 불가능하다. 따라서 하나의 디지털 영상 데이터를 생성 및 저장하여 두고 영상매체에 따라 그 크기만을 변환시키도록 해야 한다.
일반적으로 영상의 크기를 변환시키기 위해서는 샘플링 레이트(sampling rate)의 변경과 저역통과 필터링(low passfiltering)의 두 가지 동작이 필요하다. 영상의 크기를 줄이기 위해서는 영상에 대해서 저역통과 필터링을 한 다음에 다운샘플링(downsampling)을 한다(decimation). 영상의 크기를 늘리기 위해서는 영상에 대해서 업샘플링(upsampling)을 한 다음에 저역통과 필터링 한다(interpolation).
통상적으로 이러한 동작은 픽셀 영역에서 이루어지는데 대부분의 정지영상이나 동영상들은 압축된 형태로 저장되어 있다. 때문에 종래에는 압축된 영상의 크기를 변환하기 위하여 압축을 푼 다음에 크기 변환을 하고 다시 압축하여야 하였다. 즉, 영상의 크기를 줄이기 위해서 압축의 해제, 영상 크기 변환, 압축의 세 과정을 거쳐야 하기 때문에 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 압축된 영상에 대해서 직접 영상 크기 변환을 하는 방법이 많이 제시되고 있다. 압축된 영상은 주로 이산여현변환(Discrete Cosine Transform, 이하 DCT라 함) 되어 있으므로, 압축된 영상에 대해서 영상 크기 변환을 한다는 것은 DCT 영역에서 크기 변환을 한다는 것을 의미한다.
한편, IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000) 기술이 본격적으로 추진되고 있는 요즈음 동영상을 디스플레이가 가능해진 멀티미디어(multimedia) 기능을 가지는 이동 통신 단말기들이 등장하고 있다. 이와 같이 동영상 기능을 구비한 이동 통신 단말기에서는 이전보다 크기가 커지고 단색이 아닌 컬러 LCD(Liquid Crystal Display)를 채용하여 VOD(Video On Demand)가 가능할 뿐만 아니라 카메라를 장착하여 단말기 사용자들이 서로 상대방의 메일 등에 동영상을 전송할 수 있게 되었다.
상기 동영상은 어떠한 동영상 단말기 상에서도 재생 가능해야 하기 때문에 표준 코덱(CODEC: coder/decoder)을 사용하게 되는데, 주로 MPEG-1(Moving Picture Expert Group-1), MPEG-2, MPEG-4, H.261, H.263, H.26L 등과 같은 저 비트율(bit rate) 압축 비디오 코덱 등이 사용된다.
그런데, 이동 통신 단말기가 상기 동영상을 무선망을 통해 다른 단말기로 전송할 때 무제한 크기의 동영상을 전송할 수 있는 것은 아니며, 이동 통신 단말기와 무선망과의 데이터 송수신 효율 및 기술 구현의 어려움을 이유로 일정 제한이 가해지고 있다. 예를 들어, 삼성 전자 V-시리즈 단말기의 경우 384Kbyte가 넘는 동영상의 경우 동영상 전송 서비스를 제공하지 않고 있다. 384Kbyte 보다 큰 용량을 가진 동영상의 경우 단 한번의 전송을 시도할 경우 데이터 손실 및 채널 과다 사용 등의 문제가 발생하기 때문이다.
따라서 사용자가 이동 통신 단말기를 이용하여 용량이 큰 동영상을 전송하고자 하는 경우 별도의 인터넷을 거친 VOD 방식의 스트리밍 전송이 이루어져야 하는 불편이 있었다. 결국, 이동 통신 단말기가 용량이 큰 동영상을 효율적으로 무선 전송할 수 있는 새로운 방안이 요구되어 왔다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 이동 통신 단말기에서 전송 가능한 용량을 초과하는 동영상을 효율적으로 전송할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법에 있어서, 사용자의 동영상 전송 요청이 있으면 전송할 원본 동영상의 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하는지 검사하는 과정과, 상기 원본 동영상의 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하면 상기 원본 동영상을 소정 크기로 분할한 후 비트레이트(bps) 축소 변환하여 다수개의 편집 동영상을 생성하는 과정과, 상기 생성된 다수개의 편집 동영상을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 MPEG-4 압축방식을 예로 들어 설명될 것이다. 그러나 상기 압축 방식 이외에도 다양한 압축에 의해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말기의 동영상 전송 과정을 나타낸 순서도이다.
이동 통신 단말기는 사용자의 소정 동영상 전송 요청이 있는지 검사한다(S110). 상기 동영상 전송 요청은 동영상 메일 전송 요청 등이 될 수 있다.
이동 통신 단말기는 상기 동영상 전송 요청이 있으면 상기 전송할 원본 동영상의 데이터 용량이 기 설정된 전송 최대 용량(예컨대, 384Kbyte)을 초과하는지 체크한다(S120). 상기 전송 최대 용량이란, 이동 통신 단말기가 무선망을 통해 1회 전송 가능한 데이터 용량으로서, 무선망 상태, 전송 효율, 이동 통신 단말기의 전송 능력을 고려하여 각 단말기 제조사에서 정해 놓은 전송 최대 데이터 용량을 의미한다. 예를 들어, 삼성전자 V 시리즈 단말기의 경우 전송 가능한 전송 최대 용량은 현재 384Kbyte로 설정되어 있다.
이동 통신 단말기는 상기 원본 동영상의 데이터 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하지 않으면 해당 동영상을 무선망을 통해 전송한다(S130).
이동 통신 단말기는 상기 전송할 원본 동영상의 데이터 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하면 상기 원본 동영상을 편집하여 다수개의 편집 동영상을 생성한다(S140). 상기 편집 동영상은 원본 동영상이 소정 크기로 분할되어 비트레이트(bps) 축소 변환된 데이터임를 의미한다. 상기 편집 동영상의 생성 과정은 하기 도 2에서 상세히 설명하기로 한다.
이동 통신 단말기는 상기 생성된 다수개의 편집 동영상을 순차적으로 전송한다(S150).
그러면 상기 S140 과정에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 상기 도 1의 동작 과정에서 편집 동영상을 생성하는 과정을 상세히 나타낸 순서도이다. 즉, 도 1는 상기 도 1의 S140 과정을 상세히 설명한 도이다.
도 2를 참조하면, 이동 통신 단말기는 전송할 원본 동영상의 데이터 용량이 전송 최대 용량을 초과하면 편집 동영상의 생성 여부를 사용자에게 승인받기 위한 메시지를 출력한다(S210). 상기 메시지는 음성 메시지가 될 수도 있고, 문자 메시지가 될 수도 있다.
이동 통신 단말기는 상기 출력된 메시지에 대한 사용자의 승인이 있는지 체크한다(S220).
설명의 이해를 돕기 위하여 이하에서는, 384kbps 비트율로 촬영된 30Mbyte 사이즈의 동영상을 예를 들어 설명하기로 한다.
이동 통신 단말기는 상기 메시지를 확인한 사용자의 승인 있으면 전송할 원본 동영상을 기 설정된 전송 최대 용량의 K배 크기 단위로 각각 분할한다(S230). 이 때 상기 K배라는 비례치는 추후 설명될 재양자화 과정에서 동일한 비율로 적용된다. 즉, 재양자화 과정에서 재양자화 계단 크기의 기준은 기존 양자화 계단 크기보다 상기 K배 만큼 크게 하여 정해진다.
따라서 상기 30Mbyte 크기의 동영상을 분할할 경우 약 1Mbyte 형태로 (384 Kbyte의 대략 3배) 분할하게 된다. 즉, 이 때의 K 값은 3이 된다.
상기 과정(S230)에서 1Mbyte 단위로 분할하는 방법은 예컨대, MPEG-4 압축의 경우 I-frame 기준으로 헤더 Atom을 분석하여 분할할 수 있다.
상기 분할과정을 거치게 되면, 30Mbyte의 동영상의 경우 1Mbyte 단위로 분할된 총 30개의 동영상이 생성될 수 있다.
이동 통신 단말기는 상기 각각 분할된 동영상들을 DCT 계수를 이용하여 가변장복호화(VLD; Variable Length Decoding) 한다(S240). 상기 가변장복호화 하는 방법은 하기 도 3에서 상세히 설명하기로 한다.
이동 통신 단말기는 가변장복호화된 동영상들을 원본 동영상의 양자화 계산 크기보다 K배 큰 양자화 계단 크기를 기준으로 재양자(Re-Quantization)화 한다(S250). 즉, 이동 통신 단말기는 가변장복호화 된 동영상들을 기존 양자화 계산 크기의 3배로 하여 재양자화 한다.
이동 통신 단말기는 상기 재양자화 된 동영상들을 DCT 계수를 이용하여 가변장부호화(VLC; Variable Length Coding) 한다(S260).
상기와 같은 과정들을 통해 상기 1Mbyte 크기의 30개의 동영상들은 상기와 같이 양자화 계단 크기가 기존 크기보다 3배 크게 양자화될 경우 3x 양자화계단크기(QP) 형태로 재양자화 과정(S250) 및 가변장부호화과정(S260)을 거쳐, 128kbps 비트율을 갖는 384Kbyte 크기의 편집 동영상이 된다.
따라서, 상기 과정들을 통해 이동 통신 단말기는 384kbps 비트율의 30Mbyte 크기를 가진 원본 동영상을 128kbps 비트율의 384Kbyte 크기를 가진 편집 동영상 30개를 생성하고, 생성된 편집 동영상들을 30번에 걸쳐 무선망을 통해 전송한다.
한편, 상기 가변장부호화 방법은 종래의 다양한 방법을 이용할 수 있다.
즉, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.261, H.263, H.26L 등과 같은 비디오 압축 부호화에서는 공간적 도메인과 주파수 도메인 사이의 직교적(orthogonal) 관계를 이용한 이산여현변환(DCT)을 수행한 후 2차원 영상의 에너지가 저주파 항, 즉 DC(Direct Current) 계수들에 집중되는 특성, 즉 큰 값은 좌측 상단에, 작은 값은 우측 하단에 편중되게 집중되는 특성을 이용하여 공간적인 중복성을 제거하는 방법을 취한다. 큰 값은 DCT 이후에 이루어지는 양자화(quantization)에 의해 작아지고, 작은 값은 0에 수렴하여 가변장부호화(VLC)에 의해 압축을 크게 기대할 수 있게 되는 것이다.
상기 가변장부호화 방법은, n개의 8x8 DCT 블록의 평균을 취하여 1개의 8x8 DCT 블록을 생성함으로써 1/n의 다운 샘플링을 구현하는 미국특허 제5,708,732호(Fast DCT domain downsampling and inverse motion compensation), DCT 계수에 대해서 저역통과 필터의 변환 계수를 곱함으로써 저역통과 필터링 연산을 한 다음에 필터링 연산된 계수를 접어서(folding over) 빼줌으로써 4x4 DCT 블록을 생성하는 미국특허 제5,845,015호(Method and apparatus for resizing images using the discrete cosine transform)에 의해 이루어질 수 있는 등 종래 다양한 기술이 있으므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 도 2의 동작 과정에서 가변장복호화를 수행하는 기능부를 도시한 도이다. 즉, 상기 도 2의 S240과정에서 이동 통신 단말기가 상기 각각 분할된 동영상 들을 DCT 계수를 이용하여 가변장복호화 하는 과정을 도 3을 참조하여 간단히 설명한다.
도시된 압축비디오 복호기(300)는 헤더 파서(header parser)(302), 가변장 복호화기(304), 역양자화(DQ:Dequantization) 블록(306), 역이산여현변환 (IDCT: Inverse Discret Cosine Transform) 블록(308), MC 블록(310) 및 프레임 버퍼(frame buffer)(312)를 포함하며, 압축 부호화 비디오 스트림으로부터 압축 부호화 이전의 원래의 이미지를 복호화해 낸다.
상기 도 3에서 압축 비디오 복호화기(300)에 입력되는 압축 부호화 비디오 스트림(stream)은 DCT를 채용한 MPEG-4 심플 프로파일(simple profile) 형식에 의해 압축 부호화된 비디오 스트림이라 가정한다.
압축 부호화 비디오 스트림은 먼저 헤더 파서(302)에 의해 압축 부호화에 따른 각종 정보가 분석되고, 가변장 복호화기(304)에 의해 가변장 복호화된 후, DQ 블록(306)에 의해 역양자화 되어 IDCT 블록(308)에 인가된다.
IDCT 블록(308)은 역양자화 된 이미지, 즉 8x8 블록 DCT 이미지들을 역양자화 하는데, I-VOP를 복호화한 영상은 출력 이미지로서 출력됨과 아울러 프레임 버퍼(312)에 저장하며, P-VOP는 MC 블록(310)에 인가한다.
이 때 상기 I-VOP는 전체 화면을 부호화한 이미지이고 P-VOP는 이전 화면과의 차이만 나타내는 시간 중복성이 제거된 이미지인 차분 이미지이다.
압축 비디오 복호화기(300)의 MC 블록(310)에서는 이러한 P-VOP를 복호화한 후, 참조 이미지와 합하여 화면을 재생하는데, 이는 이전 화면에서 움직임 벡터 (Motion Vector)만큼 이동하여 참조 블록을 읽어 이미지를 재구성함을 의미한다.
따라서, MC블록(310)은 I-VOP와 P-VOP를 사용하여 MC 처리를 함으로써 P-VOP에 따른 이미지를 복호화하여 출력하게 된다.
상술한 본 발명의 설명에서는 휴대 단말기와 같은 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시 할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
상기 설명한 바와 같이 본 발명은 용량이 큰 동영상의 경우에도 이를 분할하여 축소시킨 후 전송할 수 있기 때문에 용량의 제한을 받지 않고 이동통신단말기 상에서 무선 전송할 수 있게 되었다. 또한, 분할된 동영상을 축소하기 위한 알고리즘을 제시함으로써, 이동통신단말기 상에서 이를 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법에 있어서,
    사용자의 동영상 전송 요청이 있으면 전송할 원본 동영상의 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하는지 검사하는 과정과,
    상기 원본 동영상의 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하면 상기 원본 동영상을 소정 크기로 분할한 후 비트레이트(bps) 축소 변환하여 다수개의 편집 동영상을 생성하는 과정과,
    상기 생성된 다수개의 편집 동영상을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 생성 과정은
    상기 원본 동영상의 용량이 기 설정된 전송 최대 용량을 초과하면 상기 편집 동영상 생성 여부를 상기 사용자에게 승인받기 위한 메시지를 출력하는 단계와,
    상기 사용자의 승인 있으면 상기 원본 동영상을 소정 크기로 분할한 후 비트레이트(bps) 축소 변환하여 다수개의 편집 동영상을 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 생성 단계는
    상기 원본 동영상을 기 설정된 전송 최대 용량의 K배 되는 크기 단위로 각각 분할하는 단계와,
    상기 분할된 동영상들을 이산여현변환(DCT) 계수를 이용하여 각각 가변장복호화(VLD; Variable Length Decoding)하는 단계와,
    상기 가변장복호화된 동영상들을 원본 동영상의 양자화 계단 크기보다 K배 크게 한 양자화 계단 크기를 기준으로 각각 재양자화(Re-Quantization) 하는 단계와,
    상기 재양자화 된 동영상들을 이산여현변환 계수를 이용하여 각각 가변장부호화(VLC; Variable Length coding)하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 K는 동일한 값임을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 전송 과정은
    상기 편집 동영상을 무선망을 통해 전송함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 동영상 전송 방법.
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