KR100721272B1 - 디지털 비디오 신호 코딩 방법 및 대응하는 코딩 또는트랜스코딩 시스템 - Google Patents

디지털 비디오 신호 코딩 방법 및 대응하는 코딩 또는트랜스코딩 시스템 Download PDF

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Abstract

본 개시 내용은, 코딩된 오디오 비트스트림들이 병렬 비디오 비트스트림들에 연관될 때, n개의 다중화되고 가변 비트레이트 코딩된 비디오 비트스트림에 대응하는 비디오 비트스트림을 전송하기 위한 방법에 관한 것이다. 제안된 방법에 따라, 하나 또는 수 개의 오디오 파라미터들은 상기 오디오 비트스트림들로부터 규정되고, 병렬 비디오 비트스트림들과 각각 연관된 비트레이트 할당들은 상기 오디오 파라미터(들) 각각에 대응하는 가중 파라미터에 의해 각각이 가중된다.
가중 파라미터, 비트스트림, 다중화, 비트레이트

Description

디지털 비디오 신호 코딩 방법 및 대응하는 코딩 또는 트랜스코딩 시스템{Digital video signals coding method and corresponding coding or transcoding system}
본 발명은, n개의 다중화되고 가변 비트레이트 코딩된 비디오 비트스트림들(variable bitrate coded video bitstreams)에 대응하는 일정한(constant) 비트레이트 디지털 비디오 비트스트림을 전송하기 위한 방법으로서:
- n개의 병렬 비디오 코딩 브랜치들에서 상기 비디오 비트스트림들을 코딩하는 단계와;
- 상기 코딩된 비디오 비트스트림들을 상기 일정한 비트레이트 비디오 비트스트림으로 다중화하는 단계를 포함하는, 상기 일정한 비트레이트 디지털 비디오 비트스트림 전송 방법 및 대응하는 비디오 코딩 또는 트랜스코딩 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 각 채널 내에서 비트레이트의 개선된 동적 할당을 갖도록 허용하는 통계적 다중화기(statistical multiplexer)를 구현하기 위한 디지털 텔레비전 전송의 분야에 유용하다.
때때로, 통계적 다중화 시스템들이라고도 불리는 디지털 텔레비전 전송 시스템들에서, n개의 디지털 비디오 신호들은 미리 결정된 전체 할당된 비트레이트를 갖는 동일한 수의 채널을 통해 전송되어야 한다. 이러한 유형의 코딩 장치는 예를 들면 문서 제 EP 0685971호에 기술되어 있다. 이 장치는 입력 비디오 신호들을 가변 비트레이트로 코딩하기 위한 다수의 인코더 및 인코더로부터 오는 추정된 정보가 공급되고 상기 정보에 기초하여 허용된 비트의 할당 표시를 인코더로 되돌려 보내기 위해 제공되는 비트 할당 스테이지(bit allocation stage)를 포함한다. 이러한 동적 할당은, 좀더 복잡한 시퀀스 상에서 더 큰 비트레이트를 승인하는 것을 허용하고, 이것은 점차 강한 아티팩트(artifact)의 가능성을 감소시키고 대역폭 효율을 향상시킬 뿐 아니라, 각 채널 안에서 특성 인지력(quality perception)의 동일함을 보장한다(비디오의 질은 각 병렬 비디오 신호에 의해 평가되고, 비트레이트는 상기 평가에 대응하여 요구된다). 그러나, 상기 특성 인지력은, 빈번한 경우인 디지털 오디오 신호가 비디오 신호를 수반할 때, 오디오 정보를 고려하지 않는다.
그러므로 본 발명이 목적은 통계적 다중화 시스템에서 새로운 종류의 비트레이트 할당을 제안하기 위한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 명세서의 서문에 기술되고, 또한
- 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 코딩된 오디오 비트스트림으로부터 적어도 하나의 오디오 파라미터를 규정하는 단계와;
- 각 비디오 비트스트림과 연관하여 생성된 상기 오디오 파라미터를 공통 제어기에 전송하는 단계와;
- 각 오디오 파라미터에 각각 대응하여 상기 제어기에 의해 되돌려 보내진 가중 파라미터에 따라 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 비트레이트 할당을 가중하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관련된다.
출원인은 수신 시스템의 끝에서, 화상들이 최종적으로 디스플레이될 때, 사용자들은 이들 디스플레이된 화상들을 동반하는 오디오 신호들의 유형에 따른 아티팩트를 검출하는 동일한 능력 및 이들 화상들의 동일한 인지력을 가지고 있지 않음을 발견하였으며, 지금까지 종래의 비디오 비트레이트 할당은 비디오 신호들에만 링크된 파라미터에 의존하는 것으로 인식되었다. 문서 제 US 5606362호는 코딩 장치를 개시하고 있으며, 이 장치에 부여되는 전체 비트 할당은 주어진 화상에 연관된 오디오 신호에 관한 파라미터 평가에 의존한다. 그러나 전체 할당이 오디오 신호에 의해 영향을 받는다면, 비디오 비트레이트 할당 자체는 수정되지 않음이 명백해진다. 따라서, 품질 인지력은 오디오 신호에 의해 수정되지 않지만, 본 발명에 따라 수행되는 원리는, 이들 오디오 신호들로부터 생성된 하나 또는 수 개의 관련 오디오 파라미터들로 가중함으로써 비디오 비트레이트 할당에 영향을 주는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 시스템을 제안하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 n개의 병렬 비디오 코딩 브랜치들을 포함하는 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템으로서, 상기 브랜치들의 상기 가변 비트레이트 출력 신호들은 다중화기를 통해 일정한 비트레이트 전송 채널로 향하고, 각 비디오 비트스트림과 연관하여 생성된 적어도 하나의 각 비디오 파라미터를 각 코딩 브랜치로부터 수신하는 공통 제어기에 의해 각 인코딩 브랜치에 대하여 비트레이트 할당이 규정되는, 상기 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템에 있어서:
(1) 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 코딩된 오디오 비트스트림으로부터 적어도 하나의 오디오 파라미터를 발생하는 수단과;
(2) 각 코딩 브랜치과 연관하여 소위 가중 파라미터를 규정하기 위해 상기 오디오 파라미터들 각각을 상기 공통 제어기(30)에서 처리하는 수단과;
(3) 상기 대응하는 가중 파라미터들 각각에 따라 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 비트레이트 할당을 가중하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템에 관련된다. 이러한 시스템은 예를 들면, 트랜스포트 스트림이 처리되고 비트레이트 비트 트랜스코딩 가짐으로써 재할당될 때, 트랜스코더를 제어하기 위한 다른 유형의 환경에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 포함하는 텔레비전 전송 시스템을 도시한 도면,
도 2는 다른 유형의 환경 안의 유사한 시스템을 도시한 도면.
본 발명에 따른 방법을 수행하는 디지털 비디오 신호 코딩 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 이것은 가변 비트레이트의 비디오 인코더(110a부터 110n까지)를 포함하는 n개의 병렬 인코딩 채널을 포함한다. 이러한 인코더 각각은 인코딩될 비디오 신호 각각을 수신하고, 상기 신호는 픽셀의 블록으로 미리 세분되고(subdivided), DCT 전송되어 양자화된 데이터의 비트스트림이다. n개의 입력 비디오 신호는 EV(1)에서 EV(n)으로 칭해지고, 인코더의 n개의 출력 신호는 V(1)에서 V(n)로 칭해진다. 이러한 n개의 출력 신호는 가변 비트레이트와 다중화기(20)로 향하는 코딩된 비트스트림이고, 그 출력은 고정된 비트레이트를 갖는 단일 코딩된 비트스트림(S)의 신호이다. 상기 비트레이트는 100으로 표시된, 전송 채널에 의해 허용된 비트레이트를 한정한다.
흔히, 어떠한 채널이든지, 특성 인지력이 수정되지 않는 전송 시스템을 갖는 것이 바람직하다. 레이트 제어기(30)는, 각 인코더(110a에서 110n)로부터 각 인코더에 의해 처리된 각 비디오 신호에 연관된 하나 또는 수 개의 특정한 파라미터를 수신하고, 전송 채널 내에서 허용된 비트레이트에 따른 오브젝트를 가지고 이러한 특정한 파라미터들에 기초하는 이들 인코더들의 비트레이트 할당을 제어하기 위한 상기 인코더의 특정한 신호들을 되돌려 보내기 위해 제공된다. 평가에 따른 요구된 비트레이트는 각 인코딩 채널의 양자화 스텝 크기의 제어에 의해 획득된다.
본 발명에 따라, 비디오 신호들을 수반하며 또한 전송될 오디오 신호는 또한 레이트 제어기(30)에 전송되고, 각 채널 상의 비트레이트의 할당에 관여한다. 이를 위해, 각 비디오 신호와 연관된-EA(1)에서 EA(n)으로 표시된 기저 대역 오디오 신호는 연관된 분석 회로(40a 내지 40n)에 전송된다. 회로(40a에서 40n)는 대응하는 채널의 비트레이트 할당에 영향을 주기 위한 특정한 파라미터를 제어기(30)로 산출한다. 현재의 경우는, 파라미터는 신호(EA(1)에서 EA(n))의 음향 레벨 (acoustic level)이다. 하나 또는 수 개의 신호들(EA(i))의 음향 레벨이 더 높을 때, 사용자는 더 높은 음향 레벨에 의해 동반된 화상에 덜 관심을 가질 것이고, 더욱이 흔히, 화상을 빠르게 바꿀 것(이에 반하여, 낮은 음향 레벨은 흔히 정지된 화상들에 연관됨)이므로, 대응하는 비트 할당들이 감소될 수 있다.
다중화기(20)의 출력에서 마지막으로 획득된 비트레이트는, 분석 회로가 공급되지 않았을 때와 동일하지만, 신호(V(1)에서 V(n))에 의해 주어진 할당의 각각의 비트의 분배는 다르고, 상기 분배의 각각은 하나(또는 수 개의) 오디오 파라미터(들)에 의해 가중된다.
본 발명은 상술된 상세한 설명의 수단에 의해 한정되지 않음이 분명하고, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다양하게 제안될 수 있다. 예를 들면, 오디오 파라미터들에 링크되는 규칙 및 각 채널 내의 비트레이트의 할당의 수정은 사용자의 유형에 따라 쉽게 변경될 수 있다. 또한, 오디오 파라미터는 상이할 수 있음(콘트라스트, 저 주파수 또는 고 주파수의 존재, 등등)을 주목해야 한다.
본 발명에 따른 시스템은 인코딩 채널이 비디오 인코더를 포함하는 경우에 대해 설명되었지만, 본 발명은 다른 유형의 환경들, 즉 도 2에서 도시된 바와 같이, 입력 신호(EV(1) 내지 EV(n))가 트랜스코더(210a 내지 210n)(인코더 대신)로 이미 코딩되어 전송된 신호들인 경우에서도 유사하게 구현된다. 이러한 트랜스포트 스트림이 처리될 때, 각 채널에 대한 비트레이트는 비트레이트 트랜스코딩을 가짐으로써 재할당된다. 이 재할당은, 처음 설명된 구현에서와 같이, 분석 회로(40a 내지 40n)에서 측정된 오디오 파라미터들에 의해 영향을 받는다.
본 코딩 방법은, 유선 전자 회로들 또는 대안적으로 컴퓨터 판독 가능 매체 내에 저장된 명령들의 세트에 의해 구현될 수 있으며, 상기 명령들은 시스템의 회로들의 적어도 일부를 대체하고, 상기 대체된 회로들에서 수행되는 기능과 동일한 기능들을 실행하기 위해 컴퓨터 또는 디지털 처리기의 제어하에서 실행 가능하다.
또한, 본 발명은 컴퓨터 판독 가능한 매체에 관련되며, 상기 컴퓨터 판독 가능한 매체는 상술된 방법의 단계들 또는 일부 단계들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 포함하는 소프트웨어 모듈을 포함한다.

Claims (4)

  1. n개의 다중화되고 가변 비트레이트 코딩된 비디오 비트스트림들(variable bitrate coded video bitstreams)에 대응하는 일정한 비트레이트 디지털 비디오 비트스트림을 전송하는 방법으로서:
    - n개의 병렬 비디오 코딩 브랜치들에서 상기 비디오 비트스트림들을 코딩하는 단계와;
    - 상기 코딩된 비디오 비트스트림들을 상기 일정한 비트레이트 비디오 비트스트림으로 다중화하는 단계를 포함하는, 상기 일정한 비트레이트 디지털 비디오 비트스트림 전송 방법에 있어서:
    - 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 코딩된 오디오 비트스트림으로부터 적어도 하나의 오디오 파라미터를 규정하는 단계와;
    - 각 비디오 비트스트림과 연관하여 생성된 상기 오디오 파라미터를 공통 제어기에 전송하는 단계와;
    - 각 오디오 파라미터에 각각 대응하여 상기 제어기에 의해 되돌려 보내진 가중 파라미터에 따라 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 비트레이트 할당을 가중하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일정한 비트레이트 디지털 비디오 비트스트림 전송 방법.
  2. n개의 병렬 비디오 코딩 브랜치들을 포함하는 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템으로서, 상기 브랜치들의 상기 가변 비트레이트 출력 신호들은 다중화기(20)를 통해 일정한 비트레이트 전송 채널(100)로 향하고, 각 비디오 비트스트림과 연관하여 생성된 적어도 하나의 각 비디오 파라미터를 각 코딩 브랜치로부터 수신하는 공통 제어기(30)에 의해 각 인코딩 브랜치에 대하여 비트레이트 할당이 규정되는, 상기 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템에 있어서:
    (1) 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 코딩된 오디오 비트스트림으로부터 적어도 하나의 오디오 파라미터를 발생하는 수단과;
    (2) 각 코딩 브랜치와 연관하여 소위 가중 파라미터를 규정하기 위해 상기 오디오 파라미터들 각각을 상기 공통 제어기(30)에서 처리하는 수단과;
    (3) 상기 대응하는 가중 파라미터들 각각에 따라 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 비트레이트 할당을 가중하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템.
  3. n개의 병렬 비디오 트랜스코딩 브랜치들을 포함하는 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템으로서, 상기 브랜치들의 가변 비트레이트 출력 신호들은 다중화기(20)를 통해 일정한 비트레이트 전송 채널(100)로 향하고, 각 비디오 비트스트림과 연관하여 생성된 적어도 하나의 각 비디오 파라미터를 각 트랜스코딩 브랜치로부터 수신하는 공통 제어기(30)에 의해 각 트랜스코딩 브랜치에 대하여 비트레이트 할당이 규정되는, 상기 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템에 있어서:
    (1) 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 코딩된 오디오 비트스트림으로부터 적어도 하나의 오디오 파라미터를 발생하는 수단과;
    (2) 각 트랜스코딩 브랜치와 연관하여 소위 가중 파라미터를 규정하기 위해 상기 오디오 파라미터들 각각을 상기 공통 제어기(30)에서 처리하는 수단과;
    (3) 상기 대응하는 가중 파라미터들 각각에 따라 각 비디오 비트스트림에 각각 연관된 비트레이트 할당을 가중하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 일정한 비트레이트 디지털 비디오 전송 시스템.
  4. 삭제
KR1020017001102A 1999-05-26 2000-05-04 디지털 비디오 신호 코딩 방법 및 대응하는 코딩 또는트랜스코딩 시스템 KR100721272B1 (ko)

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