KR100925627B1 - Scalable video compression encoding/decoding apparatus based on image segmentation - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 영상 분할에 기반한 신축적인 동영상 부호화/복호화 장치에 관한 것임.The present invention relates to a flexible video encoding / decoding apparatus based on image segmentation.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은, 동영상을 화면공간을 기반으로 신축적으로 부호화하여 사용자 선호, 단말기, 통신망 등에 따라 동영상을 효율적으로 전송, 저장하고, 수신측에서 이를 복호화함으로써, 서비스의 대역폭 및 단말기에 따라 다양한 서비스가 가능하도록 하기 위한 동영상 부호화/복호화 장치를 제공하고자 함.According to the present invention, a video is elastically encoded based on a screen space to efficiently transmit and store a video according to a user's preference, a terminal, a communication network, and the like, and decode the video at a receiving side. To provide a video encoding / decoding apparatus to enable it.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 동영상 부호화 장치에 있어서, 동영상 화면의 중앙부를 기본층으로 분할하고, 상기 중앙부를 제외한 나머지 부분을 향상층으로 분할하기 위한 동영상 화면 분할수단; 상기 동영상 화면 분할수단에서 분할된 기본층 동영상을 인트라 부호화하기 위한 기본층 동영상 부호화수단; 및 상기 기본층 동영상 부호화수단에서 부호화된 프레임을 참조하여, 상기 동영상 화면 분할수단에서 분할된 향상층 동영상을 움직임 보상 부호화하기 위한 향상층 동영상 부호화수단을 포함함.According to an aspect of the present invention, there is provided a moving picture encoding apparatus comprising: moving picture splitting means for dividing a central part of a moving picture screen into a base layer and dividing the remaining part except the center part into an enhancement layer; Base layer video encoding means for intra encoding the base layer video divided by the video screen division means; And enhancement layer video encoding means for motion compensation encoding the enhancement layer video divided by the video screen division means by referring to the frame encoded by the base layer video encoding means.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 동영상 부호화/복호화 등에 이용됨.The present invention is used for video encoding / decoding.

Description

영상 분할에 기반한 신축적인 동영상 부호화/복호화 장치{Scalable video compression encoding/decoding apparatus based on image segmentation}Scalable video compression encoding / decoding apparatus based on image segmentation

도 1 은 본 발명에 이용되는 동영상 신축 부호를 위한 화면 공간 분할 예시도.1 is an exemplary diagram of screen space division for moving picture extension code used in the present invention.

도 2 는 본 발명에 따른 동영상 부호화 장치의 일실시예 전체 구성도.2 is a block diagram of an embodiment of a video encoding apparatus according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 따른 동영상 복호화 장치의 일실시예 구성도.3 is a block diagram of an embodiment of a video decoding apparatus according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 향상층 예측 부호화 과정을 나타낸 일실시예 설명도.4 is an exemplary explanatory diagram illustrating an enhancement layer prediction encoding process according to the present invention;

도 5 는 본 발명에 이용되는 향상층 화면 매크로블럭 분할 예시도.5 is an exemplary diagram of enhancement layer screen macroblock division used in the present invention;

도 6 은 본 발명에 따른 상기 도 2의 향상층 부호화기의 일실시예 상세 구성도.6 is a detailed block diagram of an embodiment of the enhancement layer encoder of FIG. 2 according to the present invention;

도 7 은 본 발명에 이용되는 향상층 비트스트림의 구조도.7 is a structural diagram of an enhancement layer bitstream used in the present invention.

도 8 은 본 발명에 따른 동영상 부호화 방법에 대한 일실시예 전체 흐름도.8 is a flowchart illustrating an embodiment of a video encoding method according to the present invention;

도 9 는 본 발명에 따른 상기 도 8의 향상층 부호화 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도. 9 is a detailed flowchart of an embodiment of the enhancement layer encoding process of FIG. 8 according to the present invention;                 

도 10 은 본 발명에 따른 동영상 복호화 방법에 대한 일실시예 흐름도.
10 is a flowchart illustrating an embodiment of a video decoding method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

21 : 동영상 화면 분할기 22 : 기본층 동영상 부호화기21: Video Splitter 22: Base Layer Video Encoder

23 : 향상층 동영상 부호화기 31 : 기본층 동영상 복호화기23: enhancement layer video encoder 31: base layer video decoder

32 : 향상층 동영상 복호화기 33 : 동영상 재생기32: Enhancement Layer Video Decoder 33: Video Player

34 : 동영상 표시기
34: video indicator

본 발명은 영상 분할에 기반한 신축적인 동영상 부호화/복호화 장치에 관한 것으로서, 특히 동영상 부호화시 영상의 공간영역을 신축적으로(다양하게) 부호화하여 사용자가 원하는 대로 영상 전체 혹은 일부분을 전송함으로써, 서비스의 대역폭 및 단말기에 따라 다양한 서비스가 가능하도록 한 것이다. The present invention relates to a flexible video encoding / decoding apparatus based on video segmentation. In particular, the present invention relates to a flexible video encoding / decoding apparatus, in which video space is flexibly (differently) encoded in a video encoding so that the user can transmit the whole or part of the video as desired. Various services are available according to the bandwidth and the terminal.

현재, 인터넷, 디지털 텔레비젼(TV), DVD(Digital Versatile Disc), IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000), 초고속 네트위크 등의 발달에 힘입어, 동영상 컨텐츠는 교육, 오락, 의료, 과학 등 많은 분야에서 제작되어, 멀티미디어 데이터베이스, 원격감시, 디지털 TV, 인터넷 방송, VOD(Video On Demand) 등의 응용 서비스 분야에서 다양하게 활용되고 있다.With the development of the Internet, digital television (TV), DVD (Digital Versatile Disc), IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000), and high-speed network, video content has many fields such as education, entertainment, medical, science, etc. It is produced in the US, and is widely used in application services such as multimedia database, remote monitoring, digital TV, Internet broadcasting, and VOD (Video On Demand).

그런데, 현재 하나의 동영상을 디지털 부호화하는데 있어서, 다양한 단말기와 통신용량에 따라 신축적으로 부호화하는 기술이 있다. However, in digitally encoding a single video, there is a technique of elastically encoding according to various terminals and communication capacities.

신축적 동영상 부호화 방식은 목표 동영상 부호를 하나의 기본층 부호 스트림과 하나 이상의 향상층 부호 스트림으로 나누어 저장하거나 전송하는 기술로서, 향상층 부호 스트림은 기본층 부호 스트림을 기반으로 효율적으로 부호화하는 기술이다. The flexible video encoding scheme is a technique for storing or transmitting a target video code into one base layer code stream and one or more enhancement layer code streams, and the enhancement layer code stream is an efficient encoding technique based on the base layer code stream. .

일예로, 엠펙-1(MPEG-1 : Motion Picture Experts Group-1), 엠펙-2(MPEG-2) 등 종래의 신축적 동영상 부호화 방식으로는 신호잡음비율 신축 부호화, 시간 신축 부호화, 공간 신축 부호화 방식이 있었다. 이러한 방식들은 입력 동영상의 화면 전체를 기본층과 향상층에서 부호화하는 기술이다. 한편, 엠펙-4(MPEG-4)에서는 화면전체를 기본층으로 부호화하고, 화면의 특정객체(영역)의 화질의 향상을 향상층에서 부호하는 방식이 있다. 이러한 종래의 신축적 동영상 부호화 방식은 모두 기본적으로 화면전체를 기본층이 화질을 열화하여 부호화하고, 향상층은 이 기본층을 기반으로 하여, 화질의 향상을 위한 정보를 부호화한다. For example, conventional flexible video coding methods such as MPEG-1 (MPEG-1) and MPEG-2 (MPEG-2) include signal noise ratio telescopic coding, temporal telescopic coding, and spatial telescopic coding. There was a way. These methods are techniques for encoding the entire screen of the input video in the base layer and the enhancement layer. On the other hand, in MPEG-4, there is a method in which the entire screen is encoded into a base layer, and an improvement layer encodes an improvement in image quality of a specific object (area) of the screen. In all of the conventional flexible video encoding methods, the base layer deteriorates the image quality of the entire screen, and the enhancement layer encodes information for improving the image quality based on the base layer.

따라서, 현재의 기술분야에서는 동영상을 화면공간을 기반으로 신축적으로 부호화하여 사용자 선호, 단말기, 통신망 등에 따라 동영상을 효율적으로 전송, 저장하고, 수신측에서 이를 복호화할 수 있는 방안이 필수적으로 요구된다.
Therefore, in the current technical field, a method for efficiently transmitting and storing a video according to user preferences, a terminal, a communication network, and the like by encoding the video flexibly based on the screen space is required. .

본 발명은, 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 동영상을 화면공간을 기반으로 신축적으로 부호화하여 사용자 선호, 단말기, 통신망 등에 따라 동영상을 효율적으로 전송, 저장하고, 수신측에서 이를 복호화함으로써, 서비스의 대역폭 및 단말기에 따라 다양한 서비스가 가능하도록 하기 위한 동영상 부호화/복호화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed in order to meet the above requirements, and the video is elastically encoded based on the screen space to efficiently transmit and store the video according to user preferences, terminals, communication networks, etc., the receiving side It is an object of the present invention to provide a video encoding / decoding apparatus for enabling various services according to a bandwidth and a terminal of a service by decoding.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동영상 부호화 장치에 있어서, 동영상 화면의 중앙부를 기본층으로 분할하고, 상기 중앙부를 제외한 나머지 부분을 향상층으로 분할하기 위한 동영상 화면 분할수단; 상기 동영상 화면 분할수단에서 분할된 기본층 동영상을 인트라 부호화하기 위한 기본층 동영상 부호화수단; 및 상기 기본층 동영상 부호화수단에서 부호화된 프레임을 참조하여, 상기 동영상 화면 분할수단에서 분할된 향상층 동영상을 움직임 보상 부호화하기 위한 향상층 동영상 부호화수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a moving picture encoding apparatus comprising: moving picture splitting means for dividing a central portion of a moving image screen into a base layer and dividing the remaining portions except the center portion into enhancement layers; Base layer video encoding means for intra encoding the base layer video divided by the video screen division means; And enhancement layer video encoding means for motion compensation encoding the enhancement layer video divided by the video screen division means by referring to the frame encoded by the base layer video encoding means.

그리고, 본 발명은 동영상 복호화 장치에 있어서, 동영상 화면의 중앙부가 인트라 부호화된 기본층 동영상을 복호화하여 기본층 동영상을 재구성하기 위한 기본층 동영상 복호화수단; 상기 기본층 동영상 복호화수단의 복호결과를 바탕으로, 상기 동영상 화면에서 중앙부를 제외한 나머지 공간의 영상정보가 움직임 보상 부호화된 향상층 동영상을 복호화하기 위한 향상층 동영상 복호화수단; 상기 기본층 동영상 복호화수단에 의해 복호화된 기본층 동영상을 재생하여 동영상 표시수단으로 전달하거나, 상기 기본층 동영상 복호화수단에 의해 복호화된 기본층 동영상과 상기 향상층 동영상 복호화수단에 의해 복호화된 향상층 동영상을 재생 및 합성하여 상기 동영상 표시수단에 전달하기 위한 동영상 재생수단; 및 상기 동영상 재생수단으로부터 전달받은 동영상을 화면 출력하기 위한 상기 동영상 표시수단을 포함한다.The present invention provides a video decoding apparatus comprising: base layer video decoding means for reconstructing a base layer video by decoding a base layer video having an intra-coded central portion of a video screen; Enhancement layer video decoding means for decoding an enhancement layer video including motion compensation encoding of image information of the remaining space excluding a central portion of the video screen based on a decoding result of the base layer video decoding means; The base layer video decoded by the base layer video decoding means is reproduced and transmitted to the video display means, or the base layer video decoded by the base layer video decoding means and the enhancement layer video decoded by the enhancement layer video decoding means. Moving picture reproducing means for reproducing and synthesizing and delivering the synthesized picture to the moving picture display means; And the video display means for screen outputting the video received from the video playback means.

또한, 본 발명은 상기 기본층 동영상 복호화수단의 복호결과를 바탕으로, 동영상 화면 중 기본층 화면을 제외한 나머지 공간의 영상정보가 부호화된 향상층 동영상을 복호화하여, 향상층 동영상을 재구성한 후 상기 동영상 재생수단으로 전달하는 향상층 동영상 복호화수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is based on the decoding result of the base layer video decoding means, by decoding the enhancement layer video coded video information of the remaining space except the base layer screen of the video screen, reconstructs the enhancement layer video It further comprises an enhancement layer video decoding means for transmitting to the playback means.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동영상 부호화 및 복호화 장치에 있어서, 입력 동영상의 전체 화면 중 소정 공간의 영상정보를 기본층으로 분할하고, 기본층을 제외한 부분을 향상층으로 분할하기 위한 동영상 화면 분할수단; 상기 동영상 화면 분할수단에 의해 분할된 기본층 동영상을 부호화하여 전송하는 기본층 동영상 부호화수단; 상기 기본층 동영상 부호화수단의 부호화된 프레임을 참조하여, 향상층 동영상을 부호화하여 전송하는 향상층 동영상 부호화수단; 상기 기본층 동영상을 복호화하여, 기본층 동영상을 재구성하기 위한 기본층 동영상 복호화수단; 상기 기본층 동영상 복호화수단의 복호결과를 바탕으로, 상기 향상층 동영상을 복호화하여, 향상층 동영상을 재구성하기 위한 향상층 동영상 복호화수단; 상기 기본층 동영상 복호화수단과 상기 향상층 동영상 복호화수단에 의해 복호화된 기본층 동영상과 향상층 동영상을 재생하기 위한 동영상 재생수단; 및 상기 동영상 재생수단에 의해 재생된 동영상을 화면 출력하기 위한 동영상 표시수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. According to the present invention for achieving the above object, in the video encoding and decoding apparatus, a video screen division for dividing the video information of a predetermined space of the entire screen of the input video into a base layer, and dividing a portion except the base layer into an enhancement layer Way; Base layer video encoding means for encoding and transmitting a base layer video divided by the video screen division means; Enhancement layer video encoding means for encoding and transmitting an enhancement layer video by referring to the encoded frame of the base layer video encoding means; Base layer video decoding means for decoding the base layer video to reconstruct the base layer video; Enhancement layer video decoding means for decoding the enhancement layer video and reconstructing the enhancement layer video based on a decoding result of the base layer video decoding means; Video reproducing means for reproducing the base layer video and the enhancement layer video decoded by the base layer video decoding means and the enhancement layer video decoding means; And video display means for screen outputting a video reproduced by the video reproducing means.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동영상 부호화 장치에 적용되는 동영상 부호화 방법에 있어서, 입력 동영상의 전체 화면 중 소정 공간의 영상정보를 기본층으로 분할하고, 기본층을 제외한 부분을 향상층으로 분할하는 제 1 단계; 분할된 기본층 동영상을 부호화하는 제 2 단계; 및 부호화된 기본층 동영상 프레임을 참조하여, 향상층 동영상을 부호화하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. According to the present invention for achieving the above object, in a video encoding method applied to a video encoding apparatus, the video information of a predetermined space of the entire screen of the input video is divided into a base layer, and the portion except the base layer is divided into enhancement layers. A first step of making; A second step of encoding the divided base layer video; And a third step of encoding the enhancement layer video by referring to the encoded base layer video frame.

그리고, 본 발명은 동영상 복호화 장치에 적용되는 동영상 복호화 방법에 있어서, 동영상 화면 중 소정 공간의 영상정보가 부호화된 기본층 동영상을 복호화하여, 기본층 동영상을 재구성하는 제 1 단계; 복호화된 기본층 동영상을 재생하는 제 2 단계; 및 재생된 동영상을 화면 출력하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention provides a video decoding method applied to a video decoding apparatus, comprising: a first step of decoding a base layer video encoded with video information of a predetermined space in a video screen and reconstructing the base layer video; A second step of playing the decoded base layer video; And a third step of screen outputting the reproduced video.

또한, 본 발명은 상기 제 1 단계 수행후에, 기본층 동영상 복호화 결과를 바탕으로, 동영상 화면 중 기본층 화면을 제외한 나머지 공간의 영상정보가 부호화된 향상층 동영상을 복호화하여, 향상층 동영상을 재구성하는 제 4 단계; 및 상기 복호화된 기본층 동영상과 상기 복호화된 향상층 동영상을 재생 및 합성하여 화면 출력하는 제 5 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. Also, after performing the first step, the present invention decodes the enhancement layer video by decoding the enhancement layer video encoded with the image information of the remaining space except the base layer screen based on the base layer video decoding result. Fourth step; And a fifth step of playing, synthesizing, and outputting the decoded base layer video and the decoded enhancement layer video.

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본 발명은 입력 동영상의 전체 화면중 일부 공간의 영상 정보를 기본층으로 부호화하고, 나머지 공간을 향상층으로 부호화하여, 사용자의 선호, 선택, 단말기 성능, 통신망 용량 등에 따라 기본적으로 기본층으로 부호화된 공간의 동영상을 전송, 저장, 재생하고, 향상층의 정보를 추가로 선택적으로 전송, 저장, 재생하여, 동영상의 화면 공간의 확장성을 달성한다.The present invention encodes the image information of a part of the entire screen of the input video to the base layer, and encodes the remaining space into the enhancement layer, and basically encoded into the base layer according to the user's preference, selection, terminal performance, network capacity, etc. Transmitting, storing, and reproducing the moving picture of the space, and selectively transmitting, storing, and reproducing the information of the enhancement layer to achieve the expandability of the screen space of the moving picture.

본 발명에 따르면, 멀티미디어 데이터베이스, 원격감시, 디지털 TV, 인터넷 방송, VOD 등의 응용 서비스 분야에서 동영상을 화면공간을 기반으로 신축적으로 부호화하여, 사용자 선호, 단말기, 통신망 등에 따라 동영상을 효율적으로 전송, 저장하는데 사용된다.According to the present invention, in the field of application services such as multimedia database, remote monitoring, digital TV, Internet broadcasting, VOD, and the like, the video is elastically encoded based on the screen space, and the video is efficiently transmitted according to the user's preference, terminal, and communication network. It is used to store it.

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.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 이용되는 동영상 신축 부호를 위한 화면 공간 분할 예시도이다. 1 is an exemplary diagram of screen space division for moving picture extension code used in the present invention.

기본층 화면(b)은 전체 화면(a)의 중앙 일부분이다. The base layer screen (b) is a central portion of the entire screen (a).

향상층 화면은 전체 화면(a)에서 기본층 화면(b)을 제외한 부분이다. The enhancement layer screen is a portion of the entire screen (a) except the base layer screen (b).

기본층 동영상을 기존의 MJPEG(Motion Joint Photographic Coding Experts Group), MPEG-1, 2, 4, JVT(Joint Video Team) 등의 동영상 부호방법을 사용하여 부호화한다. The base layer video is encoded using video coding methods such as Motion Joint Photographic Coding Experts Group (MJPEG), MPEG-1, 2, 4, and Joint Video Team (JVT).

향상층 동영상의 부호화 과정에 대해서는 하기에서 보다 상세하게 설명하기로 한다. The encoding process of the enhancement layer video will be described in more detail below.

도 2 는 본 발명에 따른 동영상 부호화 장치의 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of an embodiment of a video encoding apparatus according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동영상 부호화 장치는, 입력 동영상의 전체 화면(도 1의 a) 중 소정 공간(도 1의 b)의 영상정보를 기본층으로 하고, 기본층을 제외한 부분을 향상층으로 분할하기 위한 동영상 화면 분할기(21)와, 동영상 화면 분할기(21)에 의해 분할된 기본층 동영상을 부호화하기 위한 기본층 동영상 부호화기(22)와, 기본층 동영상 부호화기(22)의 부호화된 프레임을 참조하여, 향상층 동영상을 부호화하기 위한 향상층 동영상 부호화기(23)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the video encoding apparatus according to the present invention uses video information of a predetermined space (b of FIG. 1) in the entire screen (a of FIG. 1) of the input video as a base layer, and excludes the base layer. Of the video layer divider 21 for dividing the portion into enhancement layers, the base layer video encoder 22 for encoding the base layer video divided by the video screen divider 21, and the base layer video encoder 22. An enhancement layer video encoder 23 for encoding an enhancement layer video with reference to the encoded frame is included.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 영상 분할에 기반한 신축적인 동영상 부호화 장치의 동작을 도 8을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. The operation of the flexible video encoding apparatus based on the image segmentation according to the present invention having the above-described configuration will now be described with reference to FIG. 8.

먼저, 디지털화된 동영상의 각 프레임은 동영상 화면 분할기(21)에 입력되어(801) 기본층 동영상과 향상층 동영상으로 분할 출력된다(802). First, each frame of the digitized video is inputted to the video screen divider 21 (801) and divided and output to the base layer video and the enhancement layer video (802).

이후, 기본층 동영상 부호화기(22)는 기본층 동영상을 부호화하여(803), 부호화된 기본층 동영상 스트림을 저장 혹은 전송한다. 이때, 기본층 동영상 부호화시, MPEG-4 동영상 부호화 방법을 사용하여 부호화한다 Subsequently, the base layer video encoder 22 encodes the base layer video (803) to store or transmit the encoded base layer video stream. In this case, the base layer video encoding is performed by using the MPEG-4 video encoding method.

한편, 향상층 동영상 부호화기(23)는 향상층 동영상을 부호화하여(804), 부호환된 향상층 동영상을 저장 혹은 전송한다. 이때, 향상층 동영상 부호화시, 기본층 동영상 부호화기(22)의 부호화된 프레임을 참조한다. Meanwhile, the enhancement layer video encoder 23 encodes the enhancement layer video (804) to store or transmit the encoded enhancement layer video. At this time, when encoding the enhancement layer video, the encoded frame of the base layer video encoder 22 is referred to.

도 3 은 본 발명에 따른 동영상 복호화 장치의 일실시예 구성도이다.3 is a block diagram of an embodiment of a video decoding apparatus according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동영상 복호화 장치는, 동영상 화면(도 1의 a) 중 소정 공간(도 1의 b)의 영상정보가 부호화된 기본층 동영상을 복호화하여, 기본층 동영상을 재구성하기 위한 기본층 동영상 복호화기(31)와, 기본층 동영상 복호화기(31)에 의해 복호화된 기본층 동영상을 재생하기 위한 동영상 재생기(33)와, 동영상 재생기(33)에 의해 재생된 동영상을 화면 출력하기 위한 동영상 표시기(34)를 포함한다.
또한, 기본층 동영상 복호화기(31)의 복호결과를 바탕으로, 동영상 화면(a) 중 기본층 화면(b)을 제외한 나머지 공간의 영상정보가 부호화된 향상층 동영상을 복호화하여, 향상층 동영상을 재구성한 후 동영상 재생기(33)로 전달하는 향상층 동영상 복호화기(32)를 더 포함한다.
As shown in FIG. 3, the video decoding apparatus according to the present invention decodes a base layer video by encoding image information of a predetermined space (b of FIG. 1) of a video screen (a of FIG. 1) and encodes a base layer video. The base layer video decoder 31 for reconstructing the video, the video player 33 for playing the base layer video decoded by the base layer video decoder 31, and the video played by the video player 33. It includes a video display 34 for screen output.
Further, based on the decoding result of the base layer video decoder 31, the enhancement layer video is decoded by decoding the enhancement layer video encoded with the image information of the remaining space except the base layer screen (b) of the video screen (a). The apparatus further includes an enhancement layer video decoder 32 configured to transfer the video to the video player 33 after the reconstruction.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 영상 분할에 기반한 신축적인 동영상 복호화 장치의 동작을 도 10을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. The operation of the flexible video decoding apparatus based on the image segmentation according to the present invention having the configuration as described above will be described with reference to FIG.

먼저, 부호화된 기본층 동영상은 기본층 동영상 복호화기(31)에 입력되어(101), 복호화 과정을 거쳐 재구성된다(102). 이때, 재구성된 기본층 동영상은 동영상 재생기(33)에 입력되어 재생된 후(104), 동영상 표시기(34)에 표시된다(105). First, the encoded base layer video is input to the base layer video decoder 31 (101), and reconstructed (102) through a decoding process. At this time, the reconstructed base layer video is input to the video player 33 and played back (104), and then displayed on the video display 34 (105).

한편, 부호화된 향상층 동영상은 선택적으로 입력된다. 이 정보가 없으면, 동영상 복호화 장치는 기본층 동영상만 재생한다. Meanwhile, the encoded enhancement layer video is selectively input. Without this information, the video decoding apparatus plays only base layer video.

그러나, 부호화된 향상층 동영상은 향상층 동영상 복호화기(32)에 입력되어(101) 복호화 과정을 거쳐 재구성된다(103). 이때, 향상층 동영상 복호화기(32)는 기본층 동영상 복호화기(31)의 복호결과를 참조하여 향상층 동영상을 재구성한다. 이러한 경우에, 동영상 재생기(33)는 기본층 동영상 복호화기(31)에 의해 복호화된 기본층 동영상과 향상층 동영상 복호화기(32)에 의해 복호화된 향상층 동영상을 재생 및 합성하여(104) 동영상 표시기(34)에 표시한다(105). However, the encoded enhancement layer video is input to the enhancement layer video decoder 32 (101) and reconstructed through a decoding process (103). At this time, the enhancement layer video decoder 32 reconstructs the enhancement layer video by referring to the decoding result of the base layer video decoder 31. In this case, the video player 33 plays back and synthesizes the base layer video decoded by the base layer video decoder 31 and the enhancement layer video decoded by the enhancement layer video decoder 32 (104). Displayed on the indicator 34 (105).

도 4 는 본 발명에 따른 동영상 부호화 방법 중 향상층 예측 부호화 과정을 나타낸 일실시예 설명도이다.4 is an exemplary diagram illustrating an enhancement layer prediction encoding process among video encoding methods according to the present invention.

기본층 동영상(401)은 MPEG-4의 프레임 기반 부호화 방식으로 부호화된다. The base layer video 401 is encoded using a frame-based encoding scheme of MPEG-4.

기본층 동영상 프레임(404)은 인트라 부호화되고, 기본층 동영상 프레임(403)은 인트라 기본층 동영상 프레임(404)을 참조하여 움직임 보상 부호화된다. The base layer video frame 404 is intra encoded, and the base layer video frame 403 is motion compensated encoded with reference to the intra base layer video frame 404.

향상층 동영상 프레임(406)은 기본층 동영상 프레임(404)과 동기를 갖는 프레임으로서, 이미 부호화된 인트라 기본층 동영상 프레임(404)의 부호화 프레임을 참조하여 움직임 보상 부호화된다. The enhancement layer video frame 406 is a frame in synchronization with the base layer video frame 404 and is motion compensated encoded by referring to an encoded frame of the intra base layer video frame 404 that is already encoded.

향상층 동영상 프레임(405)은 기본층 동영상 프레임(403)과 동기를 갖는 프레임으로서, 이미 부호화된 기본층 동영상 프레임(403,404), 향상층 동영상 프레임(406)을 참조하여 움직임 보상 부호화된다. The enhancement layer video frame 405 is a frame synchronized with the base layer video frame 403 and is motion compensated encoded by referring to the base layer video frames 403 and 404 and the enhancement layer video frame 406 that are already encoded.

여기서, 향상층 동영상(402)의 프레임(405,406) 부호화는 매크로블럭(도 5의 501 참조) 단위로 참조 프레임들에서 최적의 움직임 벡터를 찾아 움직임 보상하여 부호화된다. In this case, the encoding of the frames 405 and 406 of the enhancement layer video 402 is performed by performing motion compensation on the optimal motion vectors in the reference frames in units of macroblocks (see 501 of FIG. 5).

만약, NxM 크기의 매크로블럭(501)에 영상이 채워지지 않는 경우에는, MPEG-4 객체기반 부호화 기술의 패딩 기술을 사용한다. If the image is not filled in the N × M size macroblock 501, the padding technique of the MPEG-4 object-based encoding technique is used.

도 6 은 본 발명에 따른 상기 도 2의 향상층 부호화기의 일실시예 상세 구성도로서, 도면에서 "61"은 매크로블럭 분할기, "62"는 움직임 추정기, "63"은 움직임 보상기, "64"는 움직임벡터 부호화기, 그리고 "65"는 에러신호 부호화기를 각각 나타낸다. FIG. 6 is a detailed block diagram of an embodiment of the enhancement layer encoder of FIG. 2 according to the present invention, in which “61” is a macroblock splitter, “62” is a motion estimator, “63” is a motion compensator, and “64” Denotes a motion vector encoder, and " 65 " denotes an error signal encoder.

도 6에 도시된 바와 같이, 향상층 동영상 부호화기(23)는, 상기 향상층 동영상 부호화수단은, 향상층 동영상 프레임을 매크로블럭 단위로 분할하기 위한 매크로블럭 분할기(61)와, 매크로블럭 분할기(61)에 의해 분할된 각 매크로블럭에 대해, 기본층 동영상 부호화기(22)의 부호화된 프레임을 참조하여 움직임 벡터를 추정하기 위한 움직임 추정기(62)와, 움직임 추정기(62)에서 보내진 움직임 벡터 정보를 이용하여 움직임을 보상(에러신호를 보상)하기 위한 움직임 보상기(63)와, 움직임벡터 및 매크로블럭 헤더정보를 부호화하기 위한 움직임벡터 부호화기(64)와, 에러신호를 부호화하기 위한 에러신호 부호화기(65)를 포함한다. As shown in FIG. 6, the enhancement layer video encoder 23 includes a macroblock divider 61 and a macroblock divider 61 for dividing an enhancement layer video frame into macroblock units. For each macroblock divided by), the motion estimator 62 for estimating the motion vector with reference to the encoded frame of the base layer video encoder 22 and the motion vector information sent from the motion estimator 62 are used. A motion compensator 63 for compensating motion (compensating an error signal), a motion vector encoder 64 for encoding motion vector and macroblock header information, and an error signal encoder 65 for encoding an error signal. It includes.

상기와 같은 구성을 갖는 향상층 동영상 부호화기(23)의 동작을 도 9를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. An operation of the enhancement layer video encoder 23 having the above configuration will be described with reference to FIG. 9.

먼저, 하나의 향상층 동영상 프레임은 매크로블럭 분할기(61)에 의해 도 5와 같이 매크로블럭 단위로 분할되어(901), 래스터 스캔 순서대로 매크로블럭 단위로 부호화된다.First, one enhancement layer video frame is divided by a macroblock divider 61 into macroblock units as shown in FIG. 5 (901), and encoded in macroblock units in a raster scan order.

매크로블럭의 부호화는 MPEG-4의 매크로블럭 부호방식과 유사한 방식을 취한다. The encoding of the macroblock takes a similar method to that of the MPEG-4 macroblock coding.

이후, 각 매크로블럭에 대해, 움직임 추정기(62)에 의해 참조 프레임들에서 최적의 움직임벡터를 구하고(902), 움직임 보상기(63)에 의해 에러신호를 구한다(903). Then, for each macroblock, the motion estimator 62 obtains the optimal motion vector in the reference frames (902), and the motion compensator 63 obtains an error signal (903).

다음으로, 움직임벡터 부호화기(64)에서 움직임벡터를 비롯한 매크로블럭 헤더정보를 부호화하고, 에러신호 부호화기(65)에서 에러신호를 이산여현변환(DCT : Discrete Cosine Transform), 양자화, 엔트로피 부호화 등의 과정을 거쳐 부호화하여 향상층 동영상 비트스트림을 생성한다. 이러한 향상층 동영상 비트스트림의 구조가 도 7에 도시되었다. Next, the motion vector encoder 64 encodes macroblock header information including a motion vector, and the error signal encoder 65 processes a discrete cosine transform (DCT), quantization, entropy encoding, and the like. The encoding is performed through to generate an enhancement layer video bitstream. The structure of this enhancement layer video bitstream is shown in FIG.

도 7에 도시된 바와 같이, 향상층 동영상 시퀀스(701)는 시퀀스 헤더정보(702)와 부호화된 프레임(703)들로 구성된다. As shown in FIG. 7, the enhancement layer video sequence 701 is composed of sequence header information 702 and encoded frames 703.

하나의 프레임(703,704)은 프레임 헤더정보(705)와 부호화된 매크로블럭(706)으로 구성된다. One frame 703 or 704 is composed of frame header information 705 and an encoded macroblock 706.

하나의 매크로블럭(706)은 매크로블럭 헤더정보(707)와 부호화된 매크로블럭 정보(708)로 구성된다. 각각의 헤더정보는 복호시 필요한 정보를 포함한다.One macroblock 706 is composed of macroblock header information 707 and encoded macroblock information 708. Each header information includes information necessary for decoding.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기한 바와 같은 본 발명은, 입력 동영상의 전체 화면 중 일부 공간의 영상 정보를 기본층으로 부호화하고 나머지 공간을 향상층으로 부호화하여, 사용자의 선호, 선택, 단말기 성능, 통신망 용량 등에 따라 기본적으로 기본층으로 부호화된 공간의 동영상을 전송, 저장, 재생하고, 향상층의 정보를 추가로 선택적으로 전송, 저장, 재생하여, 동영상의 화면 공간의 확장성을 달성할 수 있어 다양한 동영상 서비스가 가능한 효과가 있다.
As described above, the present invention encodes the video information of a part of the entire screen of the input video into a base layer and encodes the remaining space into an enhancement layer, and basically the user's preference, selection, terminal performance, communication network capacity, etc. It is possible to achieve the scalability of the screen space of the video by transmitting, storing, and playing the video of the layer-coded space, and selectively transmitting, storing, and playing the information of the enhancement layer, thereby enabling various video services. have.

Claims (15)

동영상 부호화 장치에 있어서,In the video encoding device, 동영상 화면의 중앙부를 기본층으로 분할하고, 상기 중앙부를 제외한 나머지 부분을 향상층으로 분할하기 위한 동영상 화면 분할수단;Moving picture screen dividing means for dividing a central part of a moving picture screen into a base layer and dividing the remaining part except the center part into an enhancement layer; 상기 동영상 화면 분할수단에서 분할된 기본층 동영상을 인트라 부호화하기 위한 기본층 동영상 부호화수단; 및Base layer video encoding means for intra encoding the base layer video divided by the video screen division means; And 상기 기본층 동영상 부호화수단에서 부호화된 프레임을 참조하여, 상기 동영상 화면 분할수단에서 분할된 향상층 동영상을 움직임 보상 부호화하기 위한 향상층 동영상 부호화수단Enhancement layer video encoding means for motion compensation encoding the enhancement layer video partitioned by the video screen partitioning means with reference to the frame encoded by the base layer video encoding means 을 포함하는 영상 분할에 기반한 신축적인 동영상 부호화 장치.Flexible video encoding apparatus based on image segmentation comprising a. 동영상 복호화 장치에 있어서,In the video decoding apparatus, 동영상 화면의 중앙부가 인트라 부호화된 기본층 동영상을 복호화하여 기본층 동영상을 재구성하기 위한 기본층 동영상 복호화수단;Base layer video decoding means for reconstructing the base layer video by decoding the base layer video having the center portion of the video screen intra-coded; 상기 기본층 동영상 복호화수단의 복호결과를 바탕으로, 상기 동영상 화면에서 중앙부를 제외한 나머지 공간의 영상정보가 움직임 보상 부호화된 향상층 동영상을 복호화하기 위한 향상층 동영상 복호화수단;Enhancement layer video decoding means for decoding an enhancement layer video including motion compensation encoding of image information of the remaining space excluding a central portion of the video screen based on a decoding result of the base layer video decoding means; 상기 기본층 동영상 복호화수단에 의해 복호화된 기본층 동영상을 재생하여 동영상 표시수단으로 전달하거나, 상기 기본층 동영상 복호화수단에 의해 복호화된 기본층 동영상과 상기 향상층 동영상 복호화수단에 의해 복호화된 향상층 동영상을 재생 및 합성하여 상기 동영상 표시수단에 전달하기 위한 동영상 재생수단; 및The base layer video decoded by the base layer video decoding means is reproduced and transmitted to the video display means, or the base layer video decoded by the base layer video decoding means and the enhancement layer video decoded by the enhancement layer video decoding means. Moving picture reproducing means for reproducing and synthesizing and delivering the synthesized picture to the moving picture display means; And 상기 동영상 재생수단으로부터 전달받은 동영상을 화면 출력하기 위한 상기 동영상 표시수단The video display means for outputting the video received from the video playback means 을 포함하는 영상 분할에 기반한 신축적인 동영상 복호화 장치.Elastic video decoding apparatus based on image segmentation comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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