KR100987777B1 - 에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법및 그 디코딩 장치 - Google Patents

에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법및 그 디코딩 장치 Download PDF

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Abstract

에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법 및 그 디코딩 장치가 개시된다.
본 발명에 따른 디코딩 방법은, 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 별도로 수신하고, 인코딩된 데이터를 디코딩하면서 동기화 위치에 대응하는 디코딩에 관한 정보를 구하여, 인코딩에 관한 정보와 디코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교함으로써 에러를 탐지하며, 인코딩에 관한 정보를 이용하여 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하는 것을 특징으로 한다. 또한, 복수의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 이용하여 동시에 병렬적으로 복수의 영역의 인코딩된 데이터를 디코딩하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 전송 에러가 최소한의 영역으로 한정되어 에러의 전파를 방지할 수 있으며, 병렬 처리에 따라 디코딩 시간을 줄일 수 있다.

Description

에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법 및 그 디코딩 장치{Decoding method and decoding apparatus for preventing of error propagation and parallel processing}
도 1은 산술 부호화 방식을 설명하기 위한 참고 도면,
도 2는 종래의 디코딩 방법으로서 전송 에러가 발생한 경우의 에러 처리 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 장치의 블록도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능하도록 하기 위하여 별도로 수신되는 인코딩 수집 정보의 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예로서 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하는 디코딩 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예로서 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하는 디코딩 방법을 설명하기 위한 플로우차트,
도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시예로서 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
본 발명은 데이터의 디코딩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법 및 그 디코딩 장치에 관한 것이다.
영상이나 음성과 같이 대용량 데이터를 효과적으로 전송하고 보다 적은 메모리 공간에 저장하기 위하여는 데이터의 압축이 필요하다. 특히, 영상 압축을 위하여 JPEG(Joint Photographic Experts Group), MPEG(Moving Picture Experts Group)-1, MPEG-2, MPEG-4, H.261, H.263, H.264 등의 표준이 개발된 상태이며, 그밖에 가상현실, 인증 등의 기능을 추가한 영상압축을 위한 표준화 작업이 진행중이다. 전술한 영상압축 표준에 따르면, 인코더(encoder)는 디지털 영상을 일정한 크기의 블록으로 분할하여 부호화한다.
부호화된 데이터는 디코더(decoder)로 전송되어 동일한 표준에 의해 복호화된다. 부호화/복호화 방법으로는 허프만 부호화(Huffman's coding)와 산술 부호화(arithmetic coding)가 대표적이며, 본 발명은 특히 산술 부호화에 관한 것이다.
도 1은 산술 부호화 방식을 설명하기 위한 참고 도면이다.
도 1을 참조하면, "ABBC#"이라는 메시지를 산술 부호화 방식에 따라 압축하 는 방법이 도시된다. 인코딩될 메시지에 포함된 심볼(symbol) S는 A, B, C, #을 포함하며, 각 심볼의 확률은 각각 0.4, 0.3, 0.1, 0.2인 경우를 가정한다.
메시지 "ABBC#"을 부호화하기 위하여 먼저 0 ~ 1 사이의 확률 기준선이 사용된다. 확률 기준선을 구간(Interval)이라고 약칭한다. 첫 번째 글자인 A를 부호화하기 위하여 구간 상에서 A의 확률 구간인 (0, 0.4)에 해당하는 범위가 다음의 심볼을 인코딩하는 새로운 구간이 되며, A의 인코딩 값은 구간 상에 존재하는 부동 소수점 수로 표현되는 코드워드(code word)로 인코딩된다. 같은 방법으로 구간을 표시하면, B는 (0.16, 0.28), 다음의 B는 (0.208, 0.244), C는 (0.2332, 0.2368), 마지막으로 #은 (0.23608, 0.2368)이라는 구간으로 표현된다. 결국, 전체 메시지 ABBC#은 0.23608이라는 부동 소수점 수로 인코딩된다. 이 때, 각 심볼의 가장 작은 구간에 의해서 결정되는 비트열의 길이를 가지는 부동 소수점 수로 표현된 코드워드를 옵셋(offset)이라고 약칭한다. 디코더 입장에서는 구간과 옵셋을 알면 부호화된 심볼을 디코딩할 수 있게 된다.
이와 같이 산술 부호화는 0 ~ 1 사이의 확률 기준선 구간을 이용하여, 부호화될 심볼이 그 해당 확률에 따라 확률 기준선 중 어느 위치에 포함되는지에 따라 특정 부동 소수점 수로 표현되는 코드워드로 인코딩한다. 인코딩된 코드워드는 각 심볼의 가장 작은 구간에 의해서 결정되는 비트열의 길이를 가지는 부동 소수점 수로 표현된 코드워드로 디코더에 전달된다. 이러한 코드 워드를 이하에서는 옵셋(offset)이라 약칭한다. 즉, 구간(interval)과 옵셋(offset)이 정의되면 메시지는 특정 부동소수점 수로 표현된 코드워드로 인코딩될 수 있으며, 인코딩된 코드 워드는 디코더로 전송되어 동일한 원리로 디코딩된다. 이하에서는, 인코딩 시의 (구간, 옵셋)을 인코딩 상태 정보, 또한 디코딩 시의 (구간, 옵셋)을 디코딩 상태 정보라고 약칭하기로 한다.
이 때, 부호화된 데이터의 전송 과정에서 에러가 발생한 경우의 처리가 문제된다. 도 2는 종래의 디코딩 방법으로서 전송 에러가 발생한 경우의 에러 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 산술 부호화 방식으로 인코딩된 데이터의 단위인 슬라이스(slice)의 예가 도시되어 있다. 슬라이스는 헤더와 복수의 매크로 블록(macro block)을 포함한다. 종래의 디코더는 인코딩된 슬라이스를 디코딩하는 중에, 비트 또는 패킷의 전송에러(E)에 기인하여 예외 상황(exceptional state 또는 정의되지 않은 상태라고도 함)에 빠지는 경우를 에러 상태로 탐지(D)하여 에러를 처리한다. 즉, 디코딩 중에 예외상황에 빠지는 경우에 한해 전송 에러가 발생한 것으로 판단하여, 그림과 같이 디코딩 중인 슬라이스 전체(Discarded Data)를 버린다. 여기에는 이미 전송 에러 없이 바르게 디코딩된 매크로 블록(슬라이스의 처음부분부터 E 위치까지의 영역)과 전송 에러가 발생된 매크로 블록(E에서 D사이의 영역)뿐만 아니라, 전송 에러가 발생된 것으로 탐지된(D) 매크로 블록 이후의 아직 디코딩되지 않은 매크로 블록(D에서 슬라이스 끝부분까지)도 포함된다.
즉, 종래의 디코더는 전송 에러가 발생된 정확한 위치(E)를 찾을 수 있는 방법이 없어, 비록 한 비트의 에러라도 슬라이스 전체로 에러가 전파되므로, 아직 디코딩되지 않은 에러 없는 나머지 매크로 블록을 포함하여 디코딩 중인 전체 슬라이 스를 버릴 수밖에 없는 문제점이 있었다. 특히, 재전송이 어려운 스트리밍 비디오나 스트리밍 오디오 등과 같은 응용에서 전송 에러의 전파는 중요한 문제가 될 수 있다.
한편, 종래의 디코딩 방법은 도 2에서 점선 화살표로 표시한 바와 같이 슬라이스의 시작에서 끝부분으로 순서대로 디코딩된다. 특히, 이전에 인코딩된 이웃한 데이터의 확률값을 다음 데이터의 인코딩에 이용하는 문맥 적응적 산술 부호화(context adaptive arithmetic coding)의 경우나, 인코더 및 디코더가 인코딩을 시작하는 시점에서는 동일한 확률표를 사용하지만 인코딩 또는 디코딩이 진행되면서 확률이 갱신되는 CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) 방식 등의 경우에는 슬라이스의 처음부터 끝부분으로 순서대로 디코딩된다. 이전 인코딩 데이터의 인코딩 상태 정보인 (구간, 옵셋)이 다음 인코딩된 데이터에 영향을 줌으로, 이전의 데이터가 디코딩되기 전에는 현재의 데이터를 디코딩하는 것이 불가능하다. 즉, 디코딩의 병렬 처리가 불가능하며, 이러한 제한 때문에 디코딩 속도가 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법 및 그 디코딩 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 인 코딩된 데이터를 디코딩하면서 동기화 위치에 대응하는 디코딩에 관한 정보를 구하여, 인코딩에 관한 정보와 디코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교하는 단계; 및 비교 결과, 양자가 동일하면 디코딩을 계속하고, 양자가 동일하지 않으면 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하고, 인코딩에 관한 정보를 이용하여 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법에 의해 달성된다.
동기화 위치는, 전송 에러가 발생하였는지를 판단하는 기준 시점으로 사용되며, 인코딩된 데이터 중 적어도 하나의 매크로 블록을 단위로 하여 반복되는 위치에 설정되는 것이 바람직하다.
인코딩에 관한 정보는, 부가 확장 정보인 SEI RBSP(Supplementary enhancement information Raw Byte Sequence Payload)와 같은 수단을 통해, 인코딩된 데이터와 별도로 수신되는 것이 바람직하다.
인코딩에 관한 정보 및 디코딩에 관한 정보는, 산술 부호화 방식(Arithmetic Coding)에 의한 경우, 부호화될 데이터의 확률 기준선인 구간, 부호화될 데이터의 가장 작은 구간에 의해서 결정되는 비트열의 길이를 가지는 부동 소수점 수로 표현된 코드워드인 옵셋 및 디코딩을 시작할 위치를 나타내는 비트 스트림 옵셋을 포함하는 것이 바람직하며,
인코딩에 관한 정보 및 디코딩에 관한 정보는, 문맥(context) 또는 확률(probability)에 적응적인 산술 부호화 방식에 의한 경우, 문맥 또는 확률에 대한 정보 및 기타 부가 정보를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은 인코딩된 데이터를 수신하여 디코딩하는 디코딩부; 및 디코딩된 영상 데이터 중, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에 대응하는 위치의 디코딩에 관한 정보와, 인코딩된 데이터와 별도로 수신된 동기화 위치의 인코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교하여, 양자가 동일하면 디코딩을 계속하고, 양자가 동일하지 않으면 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하고, 인코딩에 관한 정보를 이용하여 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하도록 제어하는 에러 탐지/처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치에 의해 달성된다.
한편, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 상기 목적은 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 슬라이스 데이터의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 수신된 인코딩에 관한 정보를 로딩하는 단계; 및 로딩된 인코딩에 관한 정보를 이용하여 각 동기화 위치 사이의 영역의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법에 의해 달성된다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은 인코딩된 데이터를 수신하여 디코딩하는 디코딩부; 및 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 슬라이스 데 이터의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 수신된 인코딩에 관한 정보를 이용하여, 각 동기화 위치 사이의 영역의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩하도록 제어하는 에러 탐지/처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치에 의해 달성된다.
또 한편, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 상기 목적은 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 별도로 수신하는 단계; 슬라이스 데이터의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 수신된 인코딩에 관한 정보를 이용하여, 각 동기화 위치 사이의 영역의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩하는 단계; 및 인코딩된 데이터를 디코딩하면서 동기화 위치에 대응하는 디코딩에 관한 정보를 구하여, 인코딩에 관한 정보와 디코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교하여, 동일하면 디코딩을 계속하고, 동일하지 않으면 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하고, 인코딩에 관한 정보를 이용하여 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법에 의해 달성된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능한 디코딩 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 디코더는 디코딩부(310) 및 에러 탐지/처 리부(320)를 포함한다.
디코딩부(310)는, 인코더로부터 인코딩된 데이터를 수신하여 디코딩한다.
에러 탐지/처리부(320)는, 디코딩부(310)에서 디코딩된 데이터 중, 후술하는 동기화 위치(synchronized point: 이하 sync point라 약칭함)에 대응하는 위치의 디코딩 상태 정보와, 인코더로부터 별도로 수신한 동일한 위치의 후술하는 인코딩 수집 정보(captured information)에 포함된 인코딩 상태 정보를 비교하여 전송 에러를 탐지하고 이를 처리한다. 보다 구체적으로는, 디코딩된 데이터 중, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 복수의 동기화 위치에 대응하는 위치의 디코딩 상태 정보와, 인코딩된 영상 데이터와 별도로 수신된 동기화 위치의 인코딩 수집 정보에 포함된 인코딩 상태 정보가 동일한지를 비교한다. 만약 양자가 동일하면, 전송에러가 발생하지 않았으므로 디코딩을 계속한다. 그리고 양자가 동일하지 않으면, 전송에러가 발생한 것이므로 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 전송 에러가 발생한 지점으로 한정하고, 별도로 수신된 인코딩 수집 정보 및 나머지 영역의 데이터를 디코딩부(310)로 전달하여 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하도록 제어한다.
이하에서는 본 발명에 따른 인코딩 수집 정보(captured information)의 구조를 상술한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하고 병렬 처리가 가능하도록 하기 위하여 별도로 수신되는 인코딩 수집 정보의 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 인코딩 수집 정보(captured information)는 인코딩 상태 정보, 비트 스트림 옵셋 및/또는 부가 정보를 포함한다.
인코딩 상태 정보는, S0, S1, S2, S3과 같은 후술하는 각 동기화 위치(Si)의 데이터를 산술 부호화 방식에 따라 부동소수점 수로 인코딩하기 위해 필요한 구간(interval)과 옵셋(Offset)을 나타낸다.
비트 스트림 옵셋은, 인코딩된 슬라이스의 시작부분으로부터 해당 동기화 위치(Si)의 비트 스트림의 위치를 나타낸다. 해당하는 구간과 옵셋을 포함하는 인코딩 상태 정보를 이용하면, 비트 스트림 옵셋이 가리키는 위치에서부터 새로 인코딩을 시작할 수 있다.
부가 정보는, 적응적 산술 부호화를 위한 문맥 정보(context information) 및/또는 적응적 확률 정보(adaptive probability information)와 같은 부가적인 정보를 나타낸다. 만약 디코더가 인코딩 상태 정보만으로 산술 부호화 방식에 의한 디코딩을 할 수 있다면 부가 정보는 포함되지 않을 수 있다. 즉, 문맥 적응적 또는 확률 적응적 산술 부호화 방식에 따르는 경우라면 인코딩 수집 정보에 부가 정보가 포함될 수 있으나, 부가 정보 없이도 디코딩이 가능한 산술 부호화 방식에 따르는 경우에는 포함되지 않을 수 있다. 부가 정보의 포함여부는 구체적인 산술 부호화 방식에 따라 선택적일 수 있다.
전술한 인코딩 수집 정보(captured information)는 각 산술 부호화 방식에 따라 인코딩된 슬라이스와는 별도로 디코더로 전달된다. 즉, 인코더는 데이터를 인코딩할 때, 동기화 위치의 인코딩될 데이터에 대한 인코딩 수집 정보를 별도로 인코딩하여 디코더에 전달한다. 예를 들면, H.264 표준의 경우 부가 확장 정보를 나타내는 SEI RBSP(Supplementary Enhancement Information Raw Byte Sequence Payload: 이하 SEI RBSP라 약칭함) 등의 수단을 통해 인코딩 상태 정보를 디코더에 전달할 수 있다. 디코더는 인코더로부터 인코딩 수집 정보를 인코딩된 데이터와 별도로 수신한다. 한편, 디코더는 수신된 인코딩된 데이터를 디코딩하면서, 일정한 주기마다 동기화 위치에 대응하는 데이터에 대한 구간과 옵셋으로 구성된 디코딩 상태 정보를 구하여 전술한 인코딩 상태 정보와 비교한다.
전자는 전송 전에 인코더 측에서 계산한 각 동기화 위치의 영상 데이터에 대한 구간과 옵셋이며, 후자는 전송 후 디코더 측에서 계산한 동일한 위치의 영상 데이터에 대한 구간과 옵셋이므로, 양자가 동일하다면 전송중 에러가 발생하지 않고 바르게 전송되었다는 것을 의미한다.
반면, 비교 결과 양자가 동일하지 않다면, 전송중 에러가 발생하였다는 것을 의미한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 일정한 주기마다 전술한 비교를 수행하여, 결과가 동일하지 않은 경우는 바로 이전의 동기화 위치(S(i-1))와 해당 동기화 위치(Si) 사이의 영역을 전송 에러가 발생한 지점으로 한정하고, 나머지 영역의 데이터에 대해서는 동기화 위치에 대응하는 인코딩 수집 정보에 포함된 인코딩 상태 정보 및 비트 스트림 옵셋을 이용하여, 비트 스트림 옵셋에 해당하는 위치부터 디코딩을 계속할 수 있다. 인코딩된 데이터와 별도로 수신된 인코딩 수집 정보는 전송 에러의 영향을 받지 않으므로, 인코딩 상태 정보에 포함된 구간과 옵셋을 이용하여 에러 없이 바르게 디코딩을 할 수 있으며, 비트 스트림 옵셋을 이용하여 디 코딩이 시작될 위치를 정할 수 있다.
이에 따라 전송 에러가 발생한 영역을 소정의 최소한의 영역으로 한정하여 전송 에러가 슬라이스 전체로 전파되는 것을 방지하고, 에러가 없으며 아직 디코딩 되지 않은 나머지 영역의 데이터를 버리지 않고 계속 디코딩할 수 있다.
한편, 동기화 위치(sync point: Si)는, 전송 에러가 발생하였는지를 판단하는 기준 시점으로 사용된다. 영상 데이터라면 인코딩된 데이터 중 적어도 하나의 매크로 블록(macro block)을 단위로 하여 반복되는 위치에 설정할 수 있다. 인코더 입장에서 보면, 동기화 위치는 산술 부호화 방식으로 인코딩된 슬라이스 데이터 중 인코딩 수집 정보가 SEI RBSP와 같은 수단을 통해 디코더로 전송되는 데이터의 위치를 가리킨다. 슬라이스 중 어느 지점에서 전송 에러가 발생하였는지를 판단하기 위하여 복수의 동기화 위치를 설정할 수 있다. 예를 들면, 동기화 위치는 슬라이스의 맨 처음 부분에 위치하는 매크로 블록을 제외하고 모든 매크로 블록마다 지정될 수 있다. H.264 표준을 예로 들면, P, B 나 SP 슬라이스의 경우 각 매크로 블록의 mb_skip_flag를 디코딩하는 위치를 동기화 위치로 설정할 수 있다. 다른 예로서 I 나 SI 슬라이스의 경우라면 mb_field_decoding_flag 나 mb_type을 디코딩하는 위치를 동기화 위치로 설정할 수도 있다. 또는 몇 개의 매크로 블록을 묶어서 하나의 동기화 위치의 단위로 사용할 수도 있다. 즉, 전술한 동기화 위치는 일 실시예에 불과할 뿐 고정된 주기가 아니며, 전술한 인코딩 수집 정보가 오버헤드가 되지 않으면서 의미있는 에러 탐지 주기가 될 수 있도록 적절하게 동기화 위치를 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예로서 전송 에러의 전파를 방지하는 디코딩 방법에 대해 상술한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하는 디코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코딩 중인 하나의 슬라이스의 예가 도시되어 있다. 슬라이스는 헤더와 복수의 매크로 블록들로 이루어져 있으며, 슬라이스의 시작부분부터 종료부분까지는 일정한 주기로 동기화 위치인 S0, S1, S2 및 S3이 설정되어 있다. 디코더는 점선 화살표로 표시된 방향으로 데이터를 디코딩하면서, 지정된 동기화 위치(S0, S1, S2 및 S3)에 도달하면, 그림의 윗부분에 표시된 바와 같이 해당 위치의 데이터의 디코딩 상태 정보로서 구간과 옵셋을 나타내는 (codIInterval, codIOffset)을 구하여, 도 4에 도시된 바와 같이 별도로 수신된 동일한 동기화 위치의 인코딩 상태 정보로서 구간과 옵셋을 나타내는 (Interval, Offset)과 비교한다.
만약 E 라고 표시된 위치에서 전송 에러가 포함된 경우, 그 전송 에러는 전술한 산술 부호화의 특징에 따라 슬라이스 전체로 전파되며 S1 위치에 도달할 때까지 전송 에러의 발생 사실이 탐지되지 않는다. 디코딩 중 S1 동기화 위치에 도달한 경우, S1 동기화 위치의 데이터의 디코딩 상태 정보와, 별도로 수신된 인코딩 수집 정보 중의 인코딩 상태 정보와 비교한다. 양자가 동일하면 전송 에러 없이 바르게 디코딩된 것으로 디코딩을 진행한다. 그러나, 그림과 같이 전송 에러가 포함된 경우(E)라면, 전술한 디코딩 상태 정보 (codIInterval, codIOffset)와 인코딩 상태 정보 (Interval, Offset)는 일치하지 않으므로 S1 위치에서 에러를 탐지할 수 있게 된다(D).
한편, 더 이상 에러가 전파되는 것을 방지하기 위하여, 전송 에러가 탐지된 S1 위치에 해당하는 인코딩 수집 정보를 로딩한다. S1 위치에 해당하는 인코딩 수집 정보에 포함된 비트 스트림 옵셋 위치(bitOffset)에서부터, 인코딩 상태 정보(Interval, Offset)를 이용하여 나머지 영역의 데이터(520)에 대한 디코딩을 계속할 수 있다. 또한, 에러 영역은 이전 동기화 위치(S0)와 현재 동기화 위치(S1) 사이의 영역(510)으로 한정될 수 있으며, 이 영역의 데이터만 버리면 된다.
전술한 에러의 전파를 방지하는 디코딩 방법을 정리하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로서 전송 에러가 발생한 경우에도 에러의 전파를 방지하는 디코딩 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
본 발명에 따른 디코딩 방법은, 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 인코딩된 데이터를 디코딩하면서 동기화 위치에 대응하는 디코딩에 관한 정보를 구하여, 인코딩에 관한 정보와 디코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교하는 단계와, 비교 결과, 양자가 동일하면 디코딩을 계속하고, 양자가 동일하지 않으면 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하고, 인코딩에 관한 정보를 이용하여 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하는 단계를 포함한다.
보다 구체적으로 도 6을 참조하면, 먼저 디코딩이 종료될 때까지(610 단계), 수신된 인코딩된 데이터를 매크로 블록 등의 소정의 단위로 디코딩하고(620 단계), 디코딩 중에 동기화 위치에 도달하면(630 단계), 동기화 위치에서의 디코딩 상태 정보와 별도로 수신한 인코딩 수집 정보에 포함된 인코딩 상태 정보를 비교한다(640 단계). 비교 결과(650 단계) 양자가 동일하면 전송 에러가 발생하지 않았으므로 디코딩을 계속하고(610 단계), 양자가 동일하지 않으면 에러가 발생된 것이므로 이전의 동기화 위치에서부터 현재 동기화 위치까지의 영역을 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하여 부분 삭제한다(660 단계). 또한, 현재 동기화 위치에 대응하는 인코딩 수집 정보를 이용하여 현재 동기화 위치 이후의 나머지 영역에 대한 디코딩을 계속한다(670 단계). 디코딩이 모두 종료되면(610 단계), 디코딩된 데이터를 디스플레이 장치에 출력한다(680 단계).
한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예로서 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법에 대해 상술한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 디코딩 중인 하나의 슬라이스의 예가 도시되어 있다. 슬라이스는 헤더와 복수의 매크로 블록들로 이루어져 있으며, 슬라이스의 시작부분부터 종료부분까지는 일정한 주기로 동기화 위치(Si)인 S0, S1, S2 및 S3이 설정되어 있다. 각 동기화 위치 사이의 영역은 쓰레드(thread)로 정의되어 있다. 그림에서는 S1 내지 S3까지 3개의 동기화 위치가 있으므로, Thread0 내지 Thread3까지 모두 4개의 쓰레드가 존재한다. 일반적으로 n개의 동기화 위치에 대하여 n+1개의 쓰레드가 존재한다.
첫 번째 쓰레드(Thread0)는 디코더의 초기화 과정 후에 슬라이스의 처음부분의 초기화 정보에 포함된 인코딩 정보를 이용하여 나머지 쓰레드와 함께 병렬적으로 디코딩된다. 나머지 쓰레드(Thread1, Thread2 및 Thread3)는 각각의 동기화 위치에서 전술한 별도로 수신된 인코딩 수집 정보를 로드하여 동시에 병렬적으로 디코딩을 시작한다. 디코딩이 시작되는 위치는 각각의 인코딩 수집 정보에 포함된 비트 스트림 옵셋(bitOffset1, bitOffset2, bitOffset3)에 의해 지시된다. 즉, 슬라이스의 시작 위치 및 소정의 동기화 위치 각각에 대한 인코딩 수집 정보를 로드하여 독립적으로 각 쓰레드를 동시에 병렬적으로 디코딩할 수 있다. 동기화 위치의 수는 쓰레드의 수에 의해 결정되며, 디코더가 지원할 수 있는 범위에 따라 최적의 수를 결정할 수 있다. 일반적으로 n개의 쓰레드를 지원하는 디코더의 경우 n-1개의 동기화 위치를 설정할 수 있다.
전술한 인코딩 수집 정보를 이용하여 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법을 정리하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예로서 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
본 발명에 따른 디코딩 방법은, 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 슬라이스 데이터의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 수 신된 상기 인코딩에 관한 정보를 로딩하는 단계와, 로딩된 각 인코딩에 관한 정보를 이용하여 각 동기화 위치 사이의 영역의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩하는 단계를 포함한다.
보다 구체적으로 도 8을 참조하면, 먼저 슬라이스의 디코딩을 시작하면서 산술 복호화 엔진을 초기화한다. 이후에는 슬라이스의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 별도로 수신된 인코딩 수집 정보를 이용하여, 각 동기화 위치 사이의 영역(첫번째 쓰레드부터 n번째 쓰레드까지)의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩한다(820 단계).
즉, 각 동기화 위치에서 별도로 수신된 전술한 인코딩 수집 정보에 포함되는 인코딩 상태 정보를 이용하여 산술 부호화 방식에 따른 디코딩을 동시에 병렬적으로 수행할 수 있으며, 전술한 인코딩 수집 정보에 포함된 비트 스트림 옵셋 정보를 이용하여 전체 슬라이스 중 현재 디코딩되는 위치를 지정할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 인코딩 수집 정보를 이용하여 전송 에러의 전파를 방지하는 방법과, 인코딩 수집 정보를 이용하여 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법을 살펴보았다. 전술한 두 가지 실시예는 모두 인코딩 수집 정보를 이용하는 것으로서, 두 가지 실시예를 조합하면, 에러의 전파를 방지하고 병렬처리가 가능한 디코딩 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 이에 대한 설명은 앞의 실시예로 대신한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 비트 에러가 발생한 예를 설명하였으나, 일정한 크기를 갖는 경우라면, 본 발명의 실시예를 패킷(packet)단위로 확장하여 적용 할 수 있을 것이다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 에러의 전파를 방지하며 병렬 처리가 가능한 디코딩 방법 및 장치가 제공된다.
즉, 전송 에러가 발생한 경우라도, 에러 영역이 인코딩 수집 정보를 수집(capture)한 두 지점 사이의 최소한의 영역으로 한정되며, 나머지 아직 디코딩 되지 않은 영역에 대해서는 본 발명에 따른 인코딩 수집 정보를 이용하여 디코딩을 계속할 수 있다. 따라서, 발생한 에러의 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 인코딩 수집 정보를 이용하여 복수의 영역에서 동시에 병렬적으로 디코딩함으로써, 디코딩 시간을 줄일 수 있다.
나아가, 네트웍 상의 패킷이 동일한 크기를 갖는다면, 패킷에 대하여도 동일한 디코딩 방법을 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 상기 인코딩된 데이터를 디코딩하면서 상기 동기화 위치에 대응하는 디코딩에 관한 정보를 구하여, 상기 인코딩에 관한 정보와 상기 디코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과, 양자가 동일하면 상기 디코딩을 계속하고, 양자가 동일하지 않으면 상기 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 상기 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하고, 상기 인코딩에 관한 정보를 이용하여 상기 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하는 단계를 포함하며,
    상기 동기화 위치는, 상기 전송 에러가 발생하였는지를 판단하는 기준 시점으로 사용되며, 상기 인코딩된 데이터 중 적어도 하나의 매크로 블록을 단위로 하여 반복되는 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인코딩에 관한 정보는, 부가 확장 정보인 SEI RBSP(Supplementary Enhancement Information Raw Byte Sequence Payload)와 같은 수단을 통해, 상기 인코딩된 데이터와 별도로 수신되는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인코딩에 관한 정보 및 상기 디코딩에 관한 정보는, 산술 부호화 방식(Arithmetic Coding)에 의한 경우, 부호화될 데이터의 확률 기준선인 구간(interval), 부호화될 데이터의 가장 작은 구간에 의해서 결정되는 비트열의 길이를 가지는 부동 소수점 수로 표현된 코드워드인 옵셋(offset) 및 디코딩을 시작할 위치를 나타내는 비트 스트림 옵셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 인코딩에 관한 정보 및 상기 디코딩에 관한 정보는, 문맥(context) 또는 확률(probability)에 적응적인 산술 부호화 방식에 의한 경우, 상기 문맥 또는 확률에 대한 정보를 포함하는 부가 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  6. 인코딩된 데이터를 수신하여 디코딩하는 디코딩부; 및
    상기 디코딩된 데이터 중, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에 대응하는 위치의 디코딩에 관한 정보와, 상기 인코딩된 데이터와 별도로 수신된 상기 동기화 위치의 인코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교하여, 양자가 동일하면 상기 디코딩을 계속하고, 양자가 동일하지 않으면 상기 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 상기 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하고, 상기 인코딩에 관한 정보를 이용하여 상기 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하도록 제어하는 에러 탐지/처리부를 포함하며,
    상기 동기화 위치는, 상기 전송 에러가 발생하였는지를 판단하는 기준 시점으로 사용되며, 상기 인코딩된 데이터 중 적어도 하나의 매크로 블록을 단위로 하여 반복되는 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
  7. 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 슬라이스 데이터의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 수신된 인코딩에 관한 정보를 로딩하는 단계; 및
    상기 로딩된 인코딩에 관한 정보를 이용하여 각 동기화 위치 사이의 영역의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩하는 단계를 포함하며,
    상기 동기화 위치는, 디코더가 동시에 병렬적으로 디코딩할 수 있는 단위(쓰레드)보다 하나 적은 수만큼 설정되며, 상기 인코딩된 데이터 중 적어도 하나의 매크로 블록을 단위로 하여 반복되는 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 인코딩에 관한 정보 및 상기 디코딩에 관한 정보는, 산술 부호화 방식(Arithmetic Coding)에 의한 경우, 부호화될 데이터의 확률 기준선인 구간, 부호화될 데이터의 가장 작은 구간에 의해서 결정되는 비트열의 길이를 가지는 부동 소수점 수로 표현된 코드워드인 옵셋 및 디코딩을 시작할 위치를 나타내는 비트 스트림 옵셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 인코딩에 관한 정보 및 상기 디코딩에 관한 정보는, 문맥(context) 또는 확률(probability)에 적응적인 산술 부호화 방식에 의한 경우, 상기 문맥 또는 확률에 대한 정보를 포함하는 부가 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  11. 인코딩된 데이터를 수신하여 디코딩하는 디코딩부; 및
    전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 수신하고, 슬라이스 데이터의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 수신된 인코딩에 관한 정보를 이용하여, 각 동기화 위치 사이의 영역의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩하도록 제어하는 에러 탐지/처리부를 포함하며,
    상기 동기화 위치는, 디코더가 동시에 병렬적으로 디코딩할 수 있는 단위(쓰레드)보다 하나 적은 수만큼 설정되며, 상기 인코딩된 데이터 중 적어도 하나의 매크로 블록을 단위로 하여 반복되는 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
  12. 인코딩된 데이터와, 전송 에러를 탐지하기 위하여 일정한 주기마다 설정된 적어도 하나의 동기화 위치에서의 인코딩에 관한 정보를 별도로 수신하는 단계;
    슬라이스 데이터의 시작 위치 및 각 동기화 위치에 대응하는 수신된 인코딩에 관한 정보를 이용하여, 각 동기화 위치 사이의 영역의 인코딩된 데이터를 동시에 병렬적으로 디코딩하는 단계; 및
    상기 영역의 인코딩된 데이터를 디코딩하면서 상기 동기화 위치에 대응하는 디코딩에 관한 정보를 구하여, 상기 인코딩에 관한 정보와 상기 디코딩에 관한 정보가 동일한지를 비교하여, 동일하면 상기 디코딩을 계속하고, 동일하지 않으면 상기 동기화 위치와 바로 이전의 동기화 위치 사이의 영역을 상기 전송 에러가 발생한 영역으로 한정하고, 상기 인코딩에 관한 정보를 이용하여 상기 동기화 위치 이후의 나머지 영역의 데이터에 대한 디코딩을 계속하고, 상기 동기화 위치는, 디코더가 동시에 병렬적으로 디코딩할 수 있는 단위(쓰레드)보다 하나 적은 수만큼 설정되며, 상기 인코딩된 데이터 중 적어도 하나의 매크로 블록을 단위로 하여 반복되는 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
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