KR100791545B1

KR100791545B1 - 동영상 압축방법

Info

Publication number: KR100791545B1
Application number: KR1020060137756A
Authority: KR
Inventors: 이인용
Original assignee: (주)엘비티솔루션
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-01-04
Also published as: WO2008082189A1

Abstract

본 발명은 동영상을 압축하는데 있어, 이전 프레임과 현재 프레임을 픽셀 단위가 아닌 라인 단위로 비교하는 것으로 라인별 스펙트럼을 중첩시켜 변환된 부분만 압축이 이루어지도록 하는 동영상 압축 방법에 관한 것으로, 동영상 압축 방법에 있어서, (1) 동영상 압축 시스템은, 동영상 저장 또는 전송 명령이 입력되면 압축될 동영상에 대해 기준 프레임을 읽어들이는 과정; (2) 동영상 압축 시스템은, 상기 기준 프레임과 비교될 현재 프레임을 읽어들이는 과정; (3) 동영상 압축 시스템은, 기준 프레임 및 현재 프레임에 대해 각각 라인별 스펙트럼을 생성시키는 과정; 및 (4) 동영상 압축 시스템은, (3) 단계에서 생성된 기준 프레임 및 현재 프레임에 대한 라인별 스펙트럼을 중첩시켜 변화된 부분을 검출하고, 검출된 변화 부분의 데이터를 저장부에 저장되어 있는 동영상 압축 프로그램을 사용하여 압축시켜 압축 데이터를 생성시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

동영상, 압축, 프레임, 라인단위, 라인별

Description

동영상 압축방법{COMPRESSION METHOD FOR MOVING PICTURE}

도 1은 종래 기술에 따른 동영상 압축방법을 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 동영상 압축시스템을 설명하기 위한 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 동영상 압축방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 동영상 압축 방법을 설명하기 위한 참조 도면이다.

도 5는 도 4의 컬러 패턴을 그래프화한 도면이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***

100 : 동영상 압축 시스템

110 : 저장부

120 : 라인 추출부

130 : 라인비교부

140 : 제어부

150 : 동영상 압축부

본 발명은 동영상 압축 방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 동영상을 압축하는데 있어, 이전 프레임과 현재 프레임을 픽셀 단위가 아닌 라인 단위로 비교하는 것으로 라인별 스펙트럼을 중첩시켜 변환된 부분만 압축이 이루어지도록 하는 동영상 압축 방법에 관한 것이다.

일반적으로 동영상 압축부호화는 원 영상(original picture)의 화질을 손상시키지 않으면서, 높은 압축비를 얻을 수 있도록 하여 전송률을 향상시킬 수 있도록 함을 주목적으로 하고 있는 바, 높은 압축비를 얻기 위해서는 시간상 및 공간상의 리던던시(redundancy)를 줄여야 한다.

그러므로, 시간상 및 공간상의 리던던시를 줄이기 위하여 상기에서와 같이, 각 프레임(frame)에 대하여 움직임을 추정하고, 추정된 움직임에 대하여 복원영상을 만들어, 원영상과 비교하여 움직임 벡터를 검출하여 압축하도록 하는 바, 이와 같이 동영상의 압축부호화 및 복호화에 있어, 영상의 압축 및 복원이 이루어지게 됨에 있어, 본 발명에서는 상기 움직임을 예측하기 위하여 움직임 벡터의 값을 구하는 방법에 관한 것으로, 일반적으로 MPEG2-Video(ISO/IEC 13818-2)에서의 움직임 예측방법은 블록 매칭의 방법을 이용하고 있는 바, 블록 매칭의 방법도 픽처 타입이 프레임 픽처인지 필드 픽처인지에 따라서 매칭을 수행할 블록의 구성이 틀리며, 움직임 예측의 방법에 있어서도 frame_based, field_based, dual_prime의 방법에 따라서 상세내용이 조금씩 다르다.

여기에서는 대표적으로 프레임 픽처 구조에서 frame_based 움직임 예측에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 움직임 예측시에 사용되는 블록 매칭과 움직임 벡터의 값을 구하는 방법을 나타내는 것으로, 종래에는 움직임 벡터를 1/2 픽셀 단위로 구하게 되는 바, 현재 영상 프레임(current frame)(CF)은 영상 압축을 직접 수행하는 영상이며, 기준 영상 프레임(reference frame)(RF)은 현재 영상 프레임(CF)의 움직임 벡터(MV)를 계산하기 위하여 기준으로 사용하는 영상인 바, 현재 영상 프레임(CF)에서 순차적으로 각각의 매크로 블록에 대하여 움직임 벡터 및 압축의 과정이 동반되는 데, 이때 현재 영상 프레임(CF)의 매크로 블록(CM)에 대하여 블록 매칭이 가장 잘 되는 부분을 찾게 된다.

도 1에 도시된 기준 영상 프레임(RF)에서 그려진 BM이 블록 매칭이 가장 잘 되는 부분이라고 할 경우, 현재 영상 프레임(CF)의 매크로 블록(CM)의 움직임 벡터는 도면에 도시된 바와 같이, MV가 된다.

이때, 블록 매칭은 정해진 탐색 윈도우(search window)에 대하여 full_search, n-step search, telescopic search 등의 방법이 이용된다.

그러나 상기와 같이 블록 매칭 방식을 이용하여 동영상을 압축하는 경우 변화가 심한 영상의 경우 압축할 때 효율이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 폐단을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 동영상을 압축하는데 있어, 이전 프레임과 현재 프레임을 픽셀 단위가 아닌 라인 단위로 비교하는 것으로 라인별 스펙트럼을 중첩시켜 변환된 부 분만 압축이 이루어지도록 하는 동영상 압축 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 일 실시예는, 동영상 압축 방법에 있어서, (1) 동영상 압축 시스템은, 동영상 저장 또는 전송 명령이 입력되면 압축될 동영상에 대해 기준 프레임을 읽어들이는 과정; (2) 동영상 압축 시스템은, 상기 기준 프레임과 비교될 현재 프레임을 읽어들이는 과정; (3) 동영상 압축 시스템은, 기준 프레임 및 현재 프레임에 대해 각각 라인별 스펙트럼을 생성시키는 과정; 및 (4) 동영상 압축 시스템은, (3) 단계에서 생성된 기준 프레임 및 현재 프레임에 대한 라인별 스펙트럼을 중첩시켜 변화된 부분을 검출하고, 검출된 변화 부분의 데이터를 저장부에 저장되어 있는 동영상 압축 프로그램을 사용하여 압축시켜 압축 데이터를 생성시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 (4) 과정에서 압축 데이터는, 상기 기준 프레임과 현재 프레임의 컬러 패턴을 비교하고, 상기 컬러 패턴의 차이만 추출하여 생성시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 동영상 압축 방법에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명에 의해 구현된 영상 압축 방법을 구현하기 위한 시스템(100)은 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이, 압축된 동영상을 저장하고 있으며, 동영상을 구성하고 있는 각 프레임에 대해 라인 스펙트럼을 형성시켜 변화분을 추출하여 압축하도록 하는 동영상 압축 운용프로그램( 이때, 동영상 압축 프로그램은 공지의 동영상 압축 프로그램을 사용함 )을 저장하고 있는 저장부(110)와, 후술하는 제어부(140)의 제어에 응하여 외부로부터 입력되는 동영상의 각 프레임에 대해 기준 프레임과 비교 프레임을 선택하고, 선택된 각 기준 프레임 및 비교 프레임에 대해 각 라인을 추출하는 라인 추출부(120)와, 상기 라인 추출부(120)에 의해 추출된 각 라인을 입력받아 라인 스펙트럼으로 변환시킨 후 기준 프레임의 라인 스펙트럼과 비교 프레임의 라인 스펙트럼을 중첩시켜 변화분을 검출하고, 검출된 변화분을 압축하여 상기 저장부(110)에 저장되도록 제어하는 제어부(140)와, 상기 제어부(140)의 제어에 응하여 상기 라인 비교부(130)로부터 비교된 결과를 이용하여 동영상 압축 데이터를 생성하는 동영상 압축부(150)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 동영상 압축 방법에 대해 첨부 도면 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

동영상 압축 방법은 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 사용자 또는 동영상 제작자 또는 동영상 제공자에 의해 저장 또는 전송 명령이 입력되면(S100), 제어부(140)는 상기 저장 또는 전송명령에 응하여 저장부(110)에 저장되어 있는 동영상 압축 운용 프로그램을 읽어들여 현재 모드를 동영상 압축모드로 전환한 후 동영상 압축 제어신호를 출력하여, 저장부(110), 라인 추출부(120) 및 라인 비교부(130)를 제어한다.

그리고 제어부(140)는 상기 동영상 압축 운용 프로그램에 따라 입력되는 동영상이 압축되어 저장될 수 있도록 동영상 압축 시스템 전체를 제어한다.

상기 제어부(140)의 제어를 받는 라인 추출부(120)는 외부로부터 입력되는 동영상의 각 프레임에 대해 기준 프레임과 비교 프레임을 결정한 후 기준 프레임을 읽어들이고, 비교 프레임을 읽어들인다(110).

그리고 라인 추출부(120)는 제어부(140)의 제어에 따라 읽어들인 기준 프레임 및 비교 프레임에 대해 각각 라인별 스펙트럼을 생성(S120)시킨다.

상기와 같이 형성된 라인별 스펙트럼은 라인 비교부(130)로 입력된다. 그러면 라인 비교부(130)는 각각 생성된 라인별 스펙트럼을 중첩(S130)시킨다. 그리고 제어부(140)는 라인 비교부(130)로부터 입력되는 값들을 이용하여 변화된 부분이 있는지를 체크하고(S140), 체크 결과 변화된 부분이 존재하는지를 판단한다(S150).

판단 결과 변화된 부분이 존재하는 경우 제어부(140)는 동영상 압축부(150)에서 변화된 부분의 데이터를 저장부(110)에 저장되어 있는 공지의 동영상 압축 프로그램을 사용하여 압축시켜 압축 데이터를 생성시킬 수 있도록 하고(S160), 생성된 압축 데이터를 저장부(110)에 저장되도록 한다.

한편, 상기 압축 데이터를 생성하는데 있어, 라인 스펙트럼을 중첩시키는 방식 이외에 첨부 도면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기준 프레임과 비교 프레임의 컬러 패턴을 비교하고, 상기 컬러 패턴의 차이만 추출하여 압축 데이터를 생성시킬 수 있다. 이에, 기준 영상과 다음 영상의 칼라 패턴을 저장함으로써, 각 프레임의 패턴은 많은 양을 가지고 있지만 차이값만 저장할 경우 저장되는 데이터 양은 많이 감소된다. 이에 따라 픽셀의 차이를 저장하는 기존의 영상 코덱보다 데이터의 양은 차이는 없고 원본 이미지 그대로의 영상 재생이 가능하다.

이상의 본 발명은 상기 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 다양 한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명은 동영상을 압축하는데 있어, 이전 프레임과 현재 프레임을 픽셀 단위가 아닌 라인 단위로 비교하는 것으로 라인별 스펙트럼을 중첩시켜 변환된 부분만 압축이 이루어지도록 하여, 변화가 심한 영상의 경우에도 압축 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

동영상 압축 방법에 있어서,

(1) 동영상 압축 시스템은, 동영상 저장 또는 전송 명령이 입력되면 압축될 동영상에 대해 기준 프레임을 읽어들이는 과정;

(2) 동영상 압축 시스템은, 상기 기준 프레임과 비교될 현재 프레임을 읽어들이는 과정;

(3) 동영상 압축 시스템은, 기준 프레임 및 현재 프레임에 대해 각각 라인별 스펙트럼을 생성시키는 과정; 및

(4) 동영상 압축 시스템은, (3) 단계에서 생성된 기준 프레임 및 현재 프레임에 대한 라인별 스펙트럼을 중첩시켜 변화된 부분을 검출하고, 검출된 변화 부분의 데이터를 저장부에 저장되어 있는 동영상 압축 프로그램을 사용하여 압축시켜 압축 데이터를 생성시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 압축 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (4) 과정에서 압축 데이터는,

상기 기준 프레임과 현재 프레임의 컬러 패턴을 비교하고,

상기 컬러 패턴의 차이만 추출하여 생성시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 동영상 압축 방법.