KR100926826B1 - 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환부호장치 및 방법 - Google Patents

비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환부호장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100926826B1
KR100926826B1 KR1020030043665A KR20030043665A KR100926826B1 KR 100926826 B1 KR100926826 B1 KR 100926826B1 KR 1020030043665 A KR1020030043665 A KR 1020030043665A KR 20030043665 A KR20030043665 A KR 20030043665A KR 100926826 B1 KR100926826 B1 KR 100926826B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
error rate
transmission error
network
video signal
video
Prior art date
Application number
KR1020030043665A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050002294A (ko
Inventor
장성환
김은호
Original Assignee
주식회사 케이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티 filed Critical 주식회사 케이티
Priority to KR1020030043665A priority Critical patent/KR100926826B1/ko
Publication of KR20050002294A publication Critical patent/KR20050002294A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100926826B1 publication Critical patent/KR100926826B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/85—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression
    • H04N19/89—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression involving methods or arrangements for detection of transmission errors at the decoder
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/164—Feedback from the receiver or from the transmission channel
    • H04N19/166—Feedback from the receiver or from the transmission channel concerning the amount of transmission errors, e.g. bit error rate [BER]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124—Quantisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/42—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation
    • H04N19/423—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation characterised by memory arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/625—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding using discrete cosine transform [DCT]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/93—Run-length coding

Abstract

본 발명은 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 VOD 서버에 저장되어 있는 비트열을 전송하는데 있어서, 변환 부호 장치가 채널 또는 네트워크로부터 실시간으로 제공되거나, 평균값으로 제공되는 비트에러율 또는 패킷 손실률에 따라 매크로 블록의 에러 발생 확률을 계산하고 임계값 이상의 에러 발생 확률을 가지는 경우에 헤더삽입과, 인트라 모드 갱신을 수행하여 비디오 비트열을 부호화함으로써 수신측에서 전송오류를 효과적으로 복원할 수 있도록 한다.
변환 부호 장치, 전송 오류율, 평균 오류율, 오류 복원

Description

비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호장치 및 방법{Apparatus and method of transcoding for error resilience for beforehand of video bit-stream}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 채널 또는 네트워크로부터의 오류 발생률 정보에 의한 헤더 삽입과 인트라 모드 갱신을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 움직임 벡터에 적응적인 매크로블록 인트라 갱신을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 평균 PLR로부터의 매크로 블록의 오류발생 확률을 계산하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 평균 BER로부터의 매크로 블록의 오류발생 확률을 계산하는 도면이다.
본 발명은 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 VOD(Video On Demand) 시스템에서 비디오 비트열(bit-stream) 전송시에 발생되는 전송 오류의 복원능력을 향상시키기 위한 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치 및 방법에 관한 것이다.
실시간으로 비디오 신호를 부호화하여 전송하는 쌍방향 비디오(Interactive Video)와는 달리 VOD 서비스에서는 비디오를 사전에 미리 부호화한 후 비트열을 서버에 저장하고, 저장된 비트열을 소비자의 요청에 의해 소비자에게 전송하게 된다.
이때, 비디오를 부호화할 당시에는 순간 순간에 변하는 네트워크 패킷 전송 오류율이나 무선채널의 비트 오류율, 네트워크 병목 상태 등의 정보를 전혀 알 수 없기 때문에, 전송하는 시점에서 변환 부호기를 통해서 오류복원 능력 향상을 위한 다양한 부호화 방법을 적용한다.
상기한 전송 오류 복원 능력을 강화하기 위한 부호화 방법은 계속하여 발전하고 있다.
일반적인 비디오 압축 부호화는 가변길이 부호화(VLC; Variable Length Code), 차분 부호(DPCM; Differential Pulse Coded Modulation) 및 움직임 보상 방법(MC; Motion Compensation)등을 사용하기 때문에 조금만 오류가 발생해도 공간적으로 넓은 영역의 화질 열화가 발생할 수 있으며, 이러한 화질 열화는 다음 인트라(Intra) 모드로 갱신될 때까지 시간적으로 여러 프레임동안 전파된다.
따라서, 전송 오류 복원 능력을 향상시키기 위한 방법은 전송과정에서 대역 압축된 비디오 비트열에 오류가 발생했을 경우, 오류에 의한 비디오 화질 열화의 공간적, 시간적 전파를 막음으로써 피해를 최소화하기 위한 방법을 말한다.
이러한 오류에 의한 비디오 화질 열화의 공간적 전파를 막기 위해서는 비트열의 중간에 헤더 정보를 삽입하는데, 이러한 방법은 복호기가 잃었던 복호 동기(Synchronization)를 헤더로부터 다시 찾을 수 있어 오류의 공간적 전파를 막을 수 있다.
또한, 비디오 화질 열화의 시간적 전파를 막기 위해서는 매크로 블록의 부호화 모드를 인트라 모드로 갱신하는데, 인트라 모드로 부호화하게 되면 오류가 발생했던 이전 영상에서 움직임 보상을 하지 않고 현재 영상만으로 부호화하므로 해당 인트라 매크로 블록에서 오류의 시간적 전파가 막아지게 된다.
한편 네트워크의 종류와 응용이 다양해짐으로써 서버에 저장했던 비트열을 네트워크의 특성이나 사용자의 복호기 특성에 맞도록 변환시킬 필요가 있는데, 전송하려는 네트워크의 전송대역(bandwidth)이나 사용자 복호기에서의 표준 호환성 등에 맞추기 위해서 이미 부호화되어 저장된 비트열의 전송률이나 형식을 바꾸어 다시 부호화하는 변환 부호화가 필요하다.
가장 간단한 변환 부호기는 복호기와 부호기를 서로 직렬 연결시킨 형태가 될 수 있지만, 그럴 경우 너무 계산량이 많고 복잡하여 실시간으로 변환하여 전송하는데 문제가 있다.
따라서, 변환 부호기는 입력 비트열을 모두 복호하지 않은 채 일부만을 복호하여 원하는 비트열로 다시 부호화하게 된다. 그러나, 이러한 경우는 최적의 복호/부호화가 되지 못할 수 있으며 복호기와 부호기를 직렬로 연결하여 변환 부호화한 경우에 비해 약간 화질이 저하되는 문제가 있다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 네트워크나 무선 채널로부터 전송 오류에 대한 정보가 서버쪽으로 실시간으로 제공되는 경우와 실시간은 아니지만 평균 전송 오류율이 제공되는 경우에 전송 오류율에 적응적으로 비디오 비트열의 오류 복원 능력을 향상시킬 수 있도록 하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치는,
서버에서 직접 비트열을 수신하거나 무선 채널 또는 네트워크로부터 전송되는 비디오 비트열을 수신하여 복호화하고, 다시 특정 채널 또는 네트워크로 전송하기 위해 부호화하는 변환 부호 장치에 있어서, 상기 비트열을 수신하여 비디오 신호로 복호화하는 복호화부; 와 상기 복호화부가 복호화한 비디오 신호를 수신하여 전송하고자 하는 특정 채널 또는 네트워크의 전송 오류율에 따라, 오류 복원을 위한 인트라 모드 및 헤더 추가를 수행하여 부호화하는 부호화부를 포함하고,
상기 부호화부는 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 실시간 전송 오류율을 제공받지 못한 경우 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공받은 평균 PLR(Packet Loss Rate; 패킷 손실률) 또는 평균 BER(Bit Error Rate; 비트에러율)을 이용하여 상기 전송 오류율을 예측한다.
이때, 상기 부호화부는, 상기 복호화부가 복호화한 비디오 신호를 이산여현 변환하는 이산여현 변환부; 상기 이산여현 변환부가 이산여현 변환한 비디오 신호를 양자기화하는 양자기화부; 상기 양자기화부가 양자기화한 비디오 신호에 전송 오류율에 따른 헤더를 추가하여 가변길이 부호화하는 가변길이 부호화부; 상기 양자기화부가 양자기화한 비디오 신호를 역양자기화와 역 이산여현 변환을 통해 복원 하는 역양자기부 및 역이산여현 변환부; 상기 역양자기부 및 역이산여현 변환부가 재 복호화한 비디오 신호를 저장하는 메모리; 상기 메모리에 비디오 신호를 상기 복호화부가 비트열 복호화 과정에서 추출한 움직임 벡터 정보에 의하여 움직임 보정 하는 움직임 보정부; 상기 움직임 보정을 거친 비디오 신호를 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공되는 전송 오류율에 따라 인트라 모드로 강제 갱신할지 여부를 판단하여 인트라 모드 갱신을 하도록 하는 스위칭부를 포함한다.
또한, 상기 가변길이 부호부가 헤더를 삽입하는 것은, 전송 오류율이 특정 임계값을 넘는 매크로블록에 일정 간격만큼의 시간적 여유를 두고, 헤더를 삽입하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 스위칭부에 의하여 인트라모드가 강제 갱신되는 경우, 상기 양자기부는 해당 비디오 신호의 양자기값을 변경하여 전송률 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호방법은,
서버에서 직접 비트열을 수신하거나 무선 채널 또는 네트워크로부터 전송되는 비디오 비트열을 수신하여 복호화하고, 다시 특정 채널 또는 네트워크로 전송하기 위해 부호화하는 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 변환 부호화하는 방법에 있어서, (a) 상기 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 복호화하여 비디오 신호로 생성하는 단계; (b) 상기 생성된 비디오 신호를 전송률 제어에 의하여 양자기화하고, 현재 매크로 블록의 전송 오류율을 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공되는 실시간 전송오류율 또는 평균 오류율에 따라 계산하고, 특정 임계값 이상의 오류율을 갖는지 판단하는 단계; 및 (c) 상기 판단결과, 현재 매크로블록의 전송 오류율이 특정 임계값 이상인 경우, 해당 비디오 신호의 현재 매크로 블록에 헤더를 추가하고 인트라 모드 갱신을 강제로 수행하여 부호화하는 단계를 포함하고,
상기 (b) 단계는 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 상기 실시간 전송오류율을 제공받지 못한 경우 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공받은 평균 PLR(Packet Loss Rate; 패킷 손실률) 또는 평균 BER(Bit Error Rate; 비트에러율)을 이용하여 상기 전송 오류율을 예측한다.
특히, 상기 현재 매크로블록의 전송 오류율은, 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 평균 비트에러율이 제공되는 경우, 다음 식과 같이 계산되어지는 것을 특징으로 한다.
Figure 112003023757663-pat00001
여기서, be 는 비디오 신호의 한 장면에 해당하는 슬라이스의 헤더로부터 현재 매크로블록의 끝까지의 거리를 비트 단위로 나타낸 것이다.
또한, 상기 현재 매크로 블록의 전송 오류율은, 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 평균 패킷 손실률이 제공되는 경우, 다음 식과 같이 계산되어지는 것을 특징으로 한다.
Figure 112003023757663-pat00002
여기서, n 은 슬라이스 헤더를 포함하는 패킷으로부터 현재 매크로블록까지의 패킷 수를 나타낸다.
그리고, 상기 임계값은 사용자 설정에 의하여 변경이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 기록매체에 있어서,
서버에서 직접 비트열을 수신하거나 무선 채널 또는 네트워크로부터 전송되는 비디오 비트열을 수신하여 복호화하고, 다시 특정 채널 또는 네트워크로 전송하기 위해 부호화하는 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 변환 부호화하는 기능을 포함하는 프로그램이 저장된 기록매체에 있어서, (a) 상기 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 복호화하여 비디오 신호로 생성하는 기능; (b) 상기 생성된 비디오 신호를 전송률 제어에 의하여 양자기화하고, 현재 매크로 블록의 전송 오류율을 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공되는 실시간 전송오류율 또는 평균 오류율에 따라 계산하고, 특정 임계값 이상의 오류율을 갖는지 판단하는 기능; 및 (c) 상기 판단결과, 현재 매크로 블록의 전송 오류율이 특정 임계값 이상인 경우, 해당 비디오 신호의 현재 매크로 블록에 헤더를 추가하고 인트라 모드 갱신을 강제로 수행하여 부호화하는 기능을 포함하고, 상기 (b) 기능은 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 상기 실시간 전송 오류율을 제공받지 못한 경우 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공받은 평균 PLR(Packet Loss Rate; 패킷 손실률) 또는 평균 BER(Bit Error Rate; 비트에러율)을 이용하여 상기 전송 오류율을 예측한다.
삭제
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 첨부된 도면은 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 본 발명의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한변환 부호 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전송 오류율에 적응적으로 비디오 비트열의 오류 복원 능력을 향상시키기 위한 변환 부호장치는 복호화부(110)와, 부호화부(120)를 포함한다.
특히, 복호화부(110)는 가변길이 복호화부(111), 역양자기부(112), 역이산여현 변환부(113), 메모리(115) 및 제 1 움직임 보상부(116)를 포함한다.
그리고, 부호화부(120)는 이산여현변환부(121), 양자기부(122), 가변길이 부호부(123), 제 2 역양자기부(124), 제 2 역이산여현변환부(125), 제 2 메모리, 제 2 움직임 보상부(127) 및 인트라/인터 선택부(128)를 포함한다.
복호화부(110)의 가변길이 복호화부(111)는 가변길이 부호화에 의해 비트열로 변환되어 전송되는 비트열 신호를 복호화하며, 제 1 역양자기부(112)는 가변길이 복호화부(111)가 복호화한 데이터를 역 양자기화한다.
그리고, 제 2 역이산여현 변환부(113)는 제 1 역양자기부(112)가 역양자기화를 통해 추출한 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수에 따른 역이산여현 변환을 수행한다.
상기 역이산여현 변환을 거친 비트열은 인트라 모드에서 픽셀값을 출력하고, 비디오 출력됨과 동시에 제 1 메모리(115)에 저장된다.
인트라모드가 아닌 단방향 예측(P; Predictive mode)이나 양방향 예측 모드인(B; Bidirectional predictive mode) 경우, 제 1 메모리(115)에 저장된 프레임으로부터 움직임 보상을 하여 원래 영상과의 차이값이 움직임 벡터와 함께 전송되어 진다.
그리고, 상기한 본 발명의 실시 예에 따른 복호화부(110)가 비트열을 복호화한 후에는 부호화부(120)가 전송오류율에 대하여 적응적으로 오류 복원 능력을 향상시켜 재 부호화한다.
부호화부(120)의 이산여현 변환부(121)는 비디오 신호를 이산여현 변환하고, 양자기부(122)가 양자기화를 수행하며, 가변길이 부호부(123)가 최종적으로 비디오 신호를 가변길이 부호화하여 비트열로 출력한다.
이때, 본 발명의 실시 예에 따라 양자기부(122)를 거친 신호는 다시 제 2 역양자기부(124)와, 제 2 역이산여현 변환부(125)를 거쳐 복호화된 후 제 2 메모리(126)에 저장되고, 제 2 움직임 보상부(127)에서 움직임 보상을 수행하고, 현재 매크로 블록의 전송 오류 발생 확률에 의하여 인트라 모드로 갱신할 것인지를 판단하여 스위칭부(128)에서 해당 비트열로 변환된다. 또한, 가변길이 부호부(123)는 비트열에 추가되는 헤더를 삽입하게 된다.
그리고, 상기 인트라 모드여부를 판단하는 스위칭부(128)의 동작은 실시간으로 무선 채널 또는 네트워크로부터 전송되어지는 비트에러율 또는 패킷 손실률에 의하여 현재 매크로블록의 오류 발생률을 계산하고 필요에 따라 매크로블록을 강제로 인트라모드를 갱신할 수 있도록 한다.
이 과정에서의 움직임 벡터는 복호화부(110)의 가변길이 복호화부(111)의 동작에 의해 추출된 움직임 벡터를 그대로 사용하므로, 변환부호화에 사용되는 계산량이 줄어들게 되며, 매크로 블록 모드를 인트라 모드로 바꾸는 작용과 헤더 삽입을 하는 작용은 작은 계산량으로 가능하다.
상기한 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 비트열의 전송 오류 복원 능력 향상을 위한 변환 부호 장치에서의 헤더 삽입과 인트라 모드 갱신 방법은 다음과 같이 동작한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 채널 또는 네트워크로부터의 오류 발생률 정보에 의한 헤더 삽입과 인트라 모드 갱신을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 프레임 n과 프레임 n+1에 걸쳐서 높은 패킷 손실률 또는 비트에러율을 가진다는 정보를 변환부호 장치가 받으면, 프레임 n과 프레임 n+1 영상의 일부 면적에 해당하는 비트열에서 오류가 발생하는 확률이 높다고 할 수 있다.
따라서, 부호화부(120)의 가변길이 부호부(123)는 일정한 Δ만큼의 여유를 두어 오류 발생 확률이 높은 지역에서 약간 떨어진 곳에 헤더를 삽입하여 헤더에 오류가 발생할 확률을 줄이고, 공간적인 화질 열화의 전파를 방지할 수 있게 한다.
그리고, 프레임 n+3 이 인트라 모드 영상이 아니라 하여도, 강제로 인트라 모드 영상으로 갱신하여 시간적인 화질 열화 전파를 방지하며, 이때 전체적인 비트 발생률이 높아지게 되므로 전송률 제어에 의하여 양자기값을 바꾸어 주어 전송률을 바꾸어 준다.
상기한 방식은 전송률이 비교적 높은 MPEG(Moving Picture Experts Group)-2 또는 MPEG-1 과 같은 비트열에서는 슬라이스(Slice)마다 슬라이스 헤더가 삽입되므로, 상기한 헤더 삽입에 의하여 슬라이스 헤더와 슬라이스 헤더 사이에 슬라이스 헤더가 하나 더 삽입되는 것이고, H.261 과 같은 전송률이 비교적 낮은 비트열에서 는 GOB(Group of Block)마다 헤더를 모두 붙이지 않으므로 픽쳐 중간에 GOB 헤더가 하나 삽입되는 결과가 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기한 인트라 모드 갱신을 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 움직임 벡터에 적응적인 매크로블록 인트라 갱신을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 이전의 프레임으로부터 움직임 보상을 하려는 영역이 오류가 발생했을 확률이 높은 지역에 조금이라도 걸쳐 있다면, 현재 매크로블록을 인트라 모드로 갱신하게 된다.
즉, 이전 프레임(310)에서 영역 1(311) 부분은 오류가 발생했을 확률이 높은 면적을 표시한다.
그리고, 채널이나 네트워크로부터 오류율에 대한 정보가 실시간으로 제공되지 않고 평균 오류율이 제공되면 각 화소마다 오류가 발생할 확률을 계산하게 되며, 이러한 경우 모든 비트열에 걸쳐 골고루 에러가 발생할 확률이 분포되었다고 가정하므로 헤더로부터 멀면 멀수록 오류가 발생할 확률은 높아지게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 평균 PLR로부터의 매크로 블록의 오류발생 확률을 계산하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 네트워크로부터 평균 PLR(Packet Loss Rate; 패킷 손실률)을 제공받는 경우, 매크로 블록의 오류가 발생할 확률을 계산하는 식은 수학식 1 과 같다.
Figure 112003023757663-pat00003
현재 매크로블록에서 에러가 발생할 확률
Figure 112003023757663-pat00004
은 상기 수학식 1과 같으며, 이때 n은 슬라이스 헤더로부터 n번째 떨어져 있는 패킷의 수를 말한다.
따라서, 슬라이스 헤더로부터 많이 떨어져 있을수록 오류가 발생할 확률은 높아지는 것을 알 수 있다.
상기 수학식 1과 같은 식으로 매크로블록마다 오류 발생 확률을 계산하여 특정 임계값을 넘어서면, 상기 도 2의 에서와 같이 헤더를 삽입하고, 인트라 모드로 강제로 갱신하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 평균 BER로부터의 매크로 블록의 오류발생 확률을 계산하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 무선 채널로부터 평균 BER을 제공받는 경우의 오류발생 확률을 계산하는 것으로, 수학식 2와 같이 오류 발생 확률을 구한다.
Figure 112003023757663-pat00005
상기한 수학식 2에 의하여 오류발생 확률
Figure 112003023757663-pat00006
는 be 값에 의해 정해지는 것을 볼 수 있는데, 도 5를 참조하면, bs 는 슬라이스 헤더로부터 현재 매크로블록 시작까지의 비트 단위의 거리를 말하며, be는 슬라이스 헤더로부터 현재 매크로블록 끝까지의 비트 단위 거리를 말한다.
따라서,
Figure 112003023757663-pat00007
은 현재 매크로 블록의 끝까지의 거리에 따라 달라지게 되는 것이다.
상기와 같이 매크로 블록마다 에러가 발생할 확률을 계산하고, 그 확률이 임계값을 넘으면 인트라 모드 갱신과 헤더 삽입을 하며, 임계값을 낮추면 에러 오류 방지를 강화할 수 있으며 임계값이 높아지면 오류 방지는 약해지지만 화질이 조금 더 나아지게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외에 다양한 변경이나 변형이 가능하다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치 및 방법은, 변환 부호 장치가 채널 또는 네트워크로부터 실시간으로 제공되거나, 평균값으로 제공되는 비트에러율 또는 패킷 손실률에 따라 매크로 블록의 에러 발생 확률을 계산하고 임계값 이상의 에러 발생 확률을 가지는 경우에 헤더와, 인트라 모드 갱신을 수행하여 비디오 비트열을 부호화함으로써 전송오류 복원 능력을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 서버에서 직접 비트열을 수신하거나 무선 채널 또는 네트워크로부터 전송되는 비디오 비트열을 수신하여 복호화하고, 다시 특정 채널 또는 네트워크로 전송하기 위해 부호화하는 변환 부호 장치에 있어서,
    상기 비트열을 수신하여 비디오 신호로 복호화하는 복호화부; 와
    상기 복호화부가 복호화한 비디오 신호를 수신하여 전송하고자 하는 특정 채널 또는 네트워크의 전송 오류율에 따라, 오류 복원을 위한 인트라 모드 및 헤더 추가를 수행하여 부호화하는 부호화부를 포함하고,
    상기 부호화부는 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 실시간 전송 오류율을 제공받지 못한 경우 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공받은 평균 PLR(Packet Loss Rate; 패킷 손실률) 또는 평균 BER(Bit Error Rate; 비트에러율)을 이용하여 상기 전송 오류율을 예측하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부호화부는,
    상기 복호화부가 복호화한 비디오 신호를 이산여현 변환하는 이산여현 변환부;
    상기 이산여현 변환부가 이산여현 변환한 비디오 신호를 양자기화하는 양자기화부;
    상기 양자기화부가 양자기화한 비디오 신호에 전송 오류율에 따른 헤더를 추가하여 가변길이 부호화하는 가변길이 부호화부;
    상기 양자기화부가 양자기화한 비디오 신호를 역양자기화와 역이산여현 변환 을 통해 복원하는 역양자기부 및 역이산여현 변환부;
    상기 역양자기부 및 역이산여현 변환부가 재 복호화한 비디오 신호를 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 비디오 신호를 상기 복호화부가 비트열 복호화과정에서 추출한 움직임 벡터 정보에 의하여 움직임 보정 하는 움직임 보정부;
    상기 움직임 보정을 거친 비디오 신호를 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공되는 전송 오류율에 따라 인트라 모드로 강제 갱신할지 여부를 판단하여 인트라 모드 갱신을 하도록 하는 스위칭부
    를 포함하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가변길이 부호부가 헤더를 삽입하는 것은,
    전송 오류율이 특정 임계값을 넘는 매크로블록에 일정 간격만큼의 시간적 여유를 두고, 헤더를 삽입하는 것을 특징으로 하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 스위칭부에 의하여 인트라모드가 강제 갱신되는 경우, 상기 양자기부는 해당 비디오 신호의 양자기값을 변경하여 전송률 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 장치.
  5. 서버에서 직접 비트열을 수신하거나 무선 채널 또는 네트워크로부터 전송되는 비디오 비트열을 수신하여 복호화하고, 다시 특정 채널 또는 네트워크로 전송하기 위해 부호화하는 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 변환 부호화하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 복호화하여 비디오 신호로 생성하는 단계;
    (b) 상기 생성된 비디오 신호를 전송률 제어에 의하여 양자기화하고, 현재 매크로 블록의 전송 오류율을 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공되는 실시간 전송오류율 또는 평균 오류율에 따라 계산하고, 특정 임계값 이상의 오류율을 갖는지 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 판단결과, 현재 매크로블록의 전송 오류율이 특정 임계값 이상인 경우, 해당 비디오 신호의 현재 매크로 블록에 헤더를 추가하고 인트라 모드 갱신을 강제로 수행하여 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계는 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 상기 실시간 전송오류율을 제공받지 못한 경우 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공받은 평균 PLR(Packet Loss Rate; 패킷 손실률) 또는 평균 BER(Bit Error Rate; 비트에러율)을 이용하여 상기 전송 오류율을 예측하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 현재 매크로블록의 전송 오류율은,
    상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 평균 비트에러율이 제공되는 경우, 다음 식과 같이 계산되어지는 것을 특징으로 하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비 하기 위한 변환 부호 방법.
    Figure 112003023757663-pat00008
    여기서, be 는 비디오 신호의 한 장면에 해당하는 슬라이스의 헤더로부터 현재 매크로블록의 끝까지의 거리를 비트 단위로 나타낸 것이다.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 현재 매크로블록의 전송 오류율은,
    상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 평균 패킷 손실률이 제공되는 경우, 다음 식과 같이 계산되어지는 것을 특징으로 하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 방법.
    Figure 112009060421679-pat00009
    여기서, n 은 슬라이스 헤더를 포함하는 패킷으로부터 현재 매크로블록까지의 패킷 수를 나타낸다.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 임계값은 사용자 설정에 의하여 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환 부호 방법.
  9. 서버에서 직접 비트열을 수신하거나 무선 채널 또는 네트워크로부터 전송되는 비디오 비트열을 수신하여 복호화하고, 다시 특정 채널 또는 네트워크로 전송하기 위해 부호화하는 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 변환 부호화하는 기능을 포함하는 프로그램이 저장된 기록매체에 있어서,
    (a) 상기 변환 부호 장치가 상기 비디오 비트열을 복호화하여 비디오 신호로 생성하는 기능;
    (b) 상기 생성된 비디오 신호를 전송률 제어에 의하여 양자기화하고, 현재 매크로 블록의 전송 오류율을 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공되는 실시간 전송오류율 또는 평균 오류율에 따라 계산하고, 특정 임계값 이상의 오류율을 갖는지 판단하는 기능; 및
    (c) 상기 판단결과, 현재 매크로 블록의 전송 오류율이 특정 임계값 이상인 경우, 해당 비디오 신호의 현재 매크로 블록에 헤더를 추가하고 인트라 모드 갱신을 강제로 수행하여 부호화하는 기능을 포함하고,
    상기 (b) 기능은 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 상기 실시간 전송 오류율을 제공받지 못한 경우 상기 특정 채널 또는 네트워크로부터 제공받은 평균 PLR(Packet Loss Rate; 패킷 손실률) 또는 평균 BER(Bit Error Rate; 비트에러율)을 이용하여 상기 전송 오류율을 예측하는 프로그램을 저장한 기록매체.
KR1020030043665A 2003-06-30 2003-06-30 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환부호장치 및 방법 KR100926826B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030043665A KR100926826B1 (ko) 2003-06-30 2003-06-30 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환부호장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030043665A KR100926826B1 (ko) 2003-06-30 2003-06-30 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환부호장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050002294A KR20050002294A (ko) 2005-01-07
KR100926826B1 true KR100926826B1 (ko) 2009-11-12

Family

ID=37217831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030043665A KR100926826B1 (ko) 2003-06-30 2003-06-30 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환부호장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100926826B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160146324A (ko) 2015-06-12 2016-12-21 연세대학교 산학협력단 패킷드랍을 이용한 적응적 비디오 무선 전송 장치 및 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100827108B1 (ko) * 2006-10-25 2008-05-02 삼성전자주식회사 영상 서비스 제공 시스템 및 이를 위한 방법 및 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950007530A (ko) * 1993-08-31 1995-03-21 배순훈 적응적으로 강제 인트라 모드를 선택하는 동영상 부호화 방법
KR20020073683A (ko) * 2001-03-15 2002-09-28 엘지전자 주식회사 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950007530A (ko) * 1993-08-31 1995-03-21 배순훈 적응적으로 강제 인트라 모드를 선택하는 동영상 부호화 방법
KR20020073683A (ko) * 2001-03-15 2002-09-28 엘지전자 주식회사 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160146324A (ko) 2015-06-12 2016-12-21 연세대학교 산학협력단 패킷드랍을 이용한 적응적 비디오 무선 전송 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050002294A (ko) 2005-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7058127B2 (en) Method and system for video transcoding
EP2258113B1 (en) Fast macroblock delta qp decision
EP0691054B1 (en) Efficient transcoding device and method
KR970003789B1 (ko) 비디오 부호기의 전송율을 제어하기 위한 비트 할당 방법
US7170938B1 (en) Rate control method for video transcoding
JP5128865B2 (ja) ビデオ伝送におけるビットストリーム間の切換
US7706447B2 (en) Switching between bit-streams in video transmission
US9025664B2 (en) Moving image encoding apparatus, moving image encoding method, and moving image encoding computer program
KR100484148B1 (ko) 개선된 비트율 제어 방법과 그 장치
JP5206706B2 (ja) 符号化装置および方法
US6215824B1 (en) Transcoding method for digital video networking
KR20090108026A (ko) 비디오 코딩 표준에 대한 개선된 비디오율 제어
KR100594056B1 (ko) 효율적인 비트율 제어를 위한 ｈ．263/ｍｐｅｇ 비디오인코더 및 그 제어 방법
JP3739388B2 (ja) 二重基準画像符号化方法、符号化装置および復号化器
JP3519673B2 (ja) 動画データ作成装置及び動画符号化装置
KR100712532B1 (ko) 단일표현과 다중표현 전환을 이용한 동영상 변환부호화장치 및 방법
KR100713400B1 (ko) 평균 히스토그램 오차 방식을 이용한 ｈ．263/ｍｐｅｇ비디오 인코더 및 그 제어 방법
KR101086724B1 (ko) 영상의 복잡도를 이용한 ｈ．２６４／ａｖｃ 부호화기의 양자화 파라미터 결정 방법 및 이를 구현하는 ｈ．２６４／ａｖｃ 부호화기
KR100926826B1 (ko) 비디오 비트열의 전송 오류에 대비하기 위한 변환부호장치 및 방법
KR102020953B1 (ko) 카메라 영상의 복호화 정보 기반 영상 재 부호화 방법 및 이를 이용한 영상 재부호화 시스템
KR101103974B1 (ko) 분산 비디오 부호화/복호화 방법 및 분산 비디오 부호화/복호화 장치
KR101176213B1 (ko) 화면내?프레임을 위한 부호율 제어 장치 및 그 방법
KR100626419B1 (ko) 비디오 전송에서 비트 스트림들간의 교환
KR101072626B1 (ko) 비트율 제어 방법과 장치 및 이를 이용한 분산 비디오 코딩 방법과 장치
KR101069404B1 (ko) 비디오 부호화기 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121101

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131101

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee