KR100991586B1 - 특징값 추출을 수행하는 적응적 분산 비디오 부호화 장치 및 복호화 장치 - Google Patents

특징값 추출을 수행하는 적응적 분산 비디오 부호화 장치 및 복호화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특징값 추출을 수행하는 적응적 분산 비디오 부호화 장치 및 복호화 장치에 관한 것으로, 생성된 보조 정보의 신뢰도를 측정하고, 신뢰도 값이 기준값 이하인 보조 정보의 위치를 분산 비디오 부호화 장치로 전송하는 분산 비디오 복호화 장치와 상기 신뢰도가 낮은 보조 정보의 위치를 반영하여 패리티 비트를 생성하여 복호화 장치로 전송하는 분산 비디오 부호화 장치를 제공함으로써 영상의 화질 저하와 패리티 비트를 요구하는 과정으로 인하여 발생하게 되는 시간 지연을 방지할 수 있다.
Figure R1020090014816
분산 비디오 코딩(Distributed Video Coding), 부호화 장치, 복호화 장치, 인코더, 디코더, 특징값

Description

특징값 추출을 수행하는 적응적 분산 비디오 부호화 장치 및 복호화 장치{Distributed Video Coding Encoding and Decoding Device Estimating Feature of the Side Information}
본 발명은 특징값 추출을 수행하는 적응적 분산 비디오 부호화 장치 및 복호화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부호화 방법을 적응적으로 수행하여 동영상의 화질 개선, 피드백 채널에 의한 지연 감소와 복호기의 복잡도 감소에 관한 것이다.
동영상 압축을 위한 표준화 기구인 ISO/IEC의 MPEG과 ITU-T의 VCEG의 연구에 의해서 H.261, H.263, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, 그리고 H.264와 같은 많은 표준안이 개발되어 있다. 이 표준안들은 조금씩 차이는 있으나, 대체로 움직임 추정과 보상, 변환 부호화, 그리고 엔트로피 인코딩을 포함하는 구조로 구성되어 있으며, 복호기보다는 부호기의 복잡도가 대략 15배 정도 높은 특징을 가지고 있다.
한편 현재 개인의 컨텐츠 제작이 자유롭게 이루어지면서, 접근이 용의하고 편리한 이동전화 및 노트북 PC를 이용하여 컨텐츠가 제작되고 있는 추세이다. 따라서 제한된 연산 처리 능력 및 배터리 성능을 가지는 환경에서의 개인방송을 위해 낮은 복잡도 및 낮은 전원소비가 가능한 부호기가 필요하게 되었다. 하지만, 기존의 부호기는 복잡도가 높아, 높은 배터리 소비와 긴 부호화 시간에 의하여 이동전화 같은 단말기에는 부적합하다.
분산 비디오 부호기는 초경량 부호화 기술로 압축 비디오를 생성하여, 서버에 전송하고, 이를 다양한 수신 환경에서 복호화 할 수 있는 부호화 방식으로 변환하여, 수신단말로 전송하여 소비하는 기술이다. 분산 비디오 부호기가 기존 부호기의 1/15 정도의 복잡도를 가지기 때문에 낮은 CPU 성능과 배터리로 압축이 가능하며 H.264/AVC 등 기존 부호기/복호기 채용 수신 단말이 복호화 할 수 있도록 하는 트랜스코딩이 가능하다. 또한, 통신비용이 비싸고 손실이 많은 모바일 통신 채널을 통한 전송 기능이 가능하다.
분산 비디오 부호기와 기존 부호기의 인트라 예측을 이용하여 영상을 부호화 하게 되는데, 분산 비디오 부호기는 움직임 예측을 수행하지 않음으로써 복잡도를 감소시킨다. 분산 비디오 부호기에서는 채널 부호화를 이용해 복호기로 전송하게 되면, 분산 비디오 복호기는 기존 복호기에 의하여 복호화된 영상들을 이용하여 보조정보를 만들어내고, 이렇게 만들어진 보조정보와 패리티 비트를 이용하여 복원하게 된다. 분산 비디오 복호기에서 생성된 보조정보는, 복호화된 영상들을 이용하여 예측되기 때문에 보조정보에 대한 신뢰도는 높지 않지 않다. 부호기에서 전송된 패리티 비트를 이용하여 보정한다고 하여도 복원된 영상의 화질 저하가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 분산 비디오 복호기에서는 여러 번 반복적으로 오류를 수정하는 방법과 피드백 채널을 통해 부호기와 통신하는 방법을 수행하고 있다. 이 러한 방법으로 인해, 영상 복원하는데 많은 지연이 생기며, 복호기의 복잡도가 기존 복호기에 비하여 몇 100~3000배 높아질 수 있다.
본 발명은 복원 영상의 화질 향상, 지연시간 감소와 복호기의 복잡도를 감소시키기 위하여, 분산 비디오 부호기에서 영상을 부호화하기 이전에, 추정된 보조정보의 특징값을 추출하여 전송해줌으로써 적응적으로 부호화하는 방법을 제안한다.
따라서 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상이 부호화되어 전송되기 전에 신뢰도가 낮은 보조 정보에 관한 위치 정보와 신뢰도의 정보를 피드백 채널을 통해 부호화 장치로 요청하는 분산 비디오 복호화 장치와 그 요청에 따라 적응적으로 패리티 비트의 양을 조절하여 부호화하는 분산 비디오 부호화 장치의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 분산 비디오 복호화 장치는 분산 비디오 복호화 기법을 이용하여 부호화된 키 프레임을 복호화하는 키 프레임 디코더; 상기 복호화된 키 프레임을 이용하여 보조 정보를 생성하는 보조 정보 생성부; 상기 생성된 보조 정보와 수신된 패리티 비트를 복호화하는 채널 디코더; 상기 복호화된 압축 영상을 이용하여 원래의 영상을 복원하는 역양자화/역변환부; 및 상기 생성된 보조 정보의 신뢰도를 측정하고, 신뢰도 값이 기준값 이하인 보조 정보의 위치와 신뢰도 정보를 분산 비디오 부호화 장치로 전송하는 특징값 추출부를 포함한다.
상기 특징값 추출부는, 소정의 시간 전 영상과 소정의 시간 후 영상의 차영상을 이용하여 신뢰도를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 특징값 추출부는, 아래 수학식을 이용하여 신뢰도를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112009011005099-pat00001
(여기서, N과 M은 블록의 수평 및 수직 사이즈, f(t, i, j)는 t시점에서 i,j 픽셀의 픽셀값)
상기 특징값 추출부는, 상기 신뢰도가 기준값 이상인 경우, 상기 블록을 신뢰도가 떨어지는 블록으로 판단하여, 그 위치 정보와 신뢰도 정보를 분산 비디오 부호화 장치로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 특징값 추출부는, 상기 신뢰도 값에 따라 필요한 정보량에 따른 우선 순위를 결정하고, 상기 우선 순위 순으로 필요한 블록들의 위치 정보를 분산 비디오 부호화 장치로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 역양자화/역변환부는, 상기 우선 순위에 따라 압축된 영상을 복원하기 위한 양자화 파라미터를 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 특징값 추출부는 블록의 시작 위치 또는 정보가 없는 픽셀에 해당하는 블록의 위치를 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 분산 비디오 부호화 장치는 입력되는 분산 비디 오 프레임의 영상 압축을 수행하는 변환/양자화부; 상기 영상 압축된 영상을 패리티 비트로의 부호화를 수행하는 채널 인코더; 분산 비디오 부호화 기법을 이용하여 입력되는 키 프레임을 부호화하는 키 프레임 인코더를 포함하되, 상기 채널 인코더는, 분산 비디오 복호화 장치로부터 수신되는 신뢰도가 낮은 보조 정보의 위치를 반영하여 패리티 비트를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 채널 인코더는 신뢰도가 낮은 보조 정보의 위치에 따라 패리티 비트의 양을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 변환 및 양자화부는, 상기 필요한 패리티 비트의 양에 따라 양자화 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 양자화 파라미터를 이용하여 양자화를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 채널 인코더는, 양자화된 데이터를 다수의 영역으로 구분하고, 각 부분에 대하여 엔트로피 부호화 또는 채널 부호화를 통해 부호화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 채널 인코더는, 상기 신뢰도 값에 따라 엔트로피 부호화 또는 채널 부호화를 할 영역을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 특징값 추출에 의한 적응적 분산 비디오 부호화 장치 및 복호화 장치 및 방법에 따르면, 영상의 화질 저하를 방지하는 동시에 패리티 비트를 요구하는 과정으로 인하여 발생하게 되는 영상의 복호화 시간 증가 문제점을 해결할 수 있으며, 패리티 비트를 이용하여 보조 정보를 반복적으로 수정하는 것을 해결할 수 있어 복호화 장치의 복잡도를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 특징값 추출을 수행하는 적응적 분산 비디오 부호화 장치 및 복호화 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 특징값 추출에 의한 적응적 분산 비디오 부호화와 복호화 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 분산 비디오 부호화 장치(100)는 영상 압축을 위한 변환 및 양자화부(110), 압축된 영상에서 채널 코드를 이용하여 패리티 비트를 생성하는 채널 인코더(120), 입력되는 키 프레임을 부호화하는 키 프레임 인코더(130)를 포함하여 구성된다.
분산 비디오 복호화 장치(200)는 분산 비디오 부호화 장치(100)로부터 전달되는 패리티 비트를 복호화하는 채널 디코더(210), 패리티 비트와 보조정보를 이용하여 압축 영상을 복원하는 영상 복원부(220), 압축 영상을 원래의 영상으로 역변환 및 역양자화하는 역변환 및 역양자화부(230), 변환 및 양자화부(240), 분산 비디오 복호화 기법을 이용하여 복호화된 키 프레임을 이용하여 보조정보를 생성하는 보조정보 생성부(250), 생성된 보조정보 중에서 신뢰도가 낮은 정보를 측정하기 위한 특징값 추출부(260) 및 분산 비디오 부호화 장치(100)가 부호화하여 전달한 키 프레임을 복호화하는 키 프레임 디코더(270) 등을 포함하여 구성된다.
피드백 채널(300)은 분산 비디오 복호화 장치(200)로부터 분산 비디오 부호 화 장치(100)로 패리티 비트를 요청하고, 신뢰도 값이 낮은 보조 정보의 위치 등 정보를 요청하기 위한 채널에 해당한다.
이하, 상기 구성 요소들을 포함하는 분산 비디오 부호화 장치와 복호화 장치의 구체적 동작에 대해서 살펴보기로 한다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 분산 비디오 프레임(Distributed Video Coded Frames)과 키 프레임(Key Frames)을 입력받는다. 분산 비디오 부호화 장치(100)는 입력된 분산 비디오 프레임은 패리티 비트로 부호화한다. 또한, 분산 비디오 부호화 장치(100)는 기존의 기존 비디오 인트라 예측 부호화 방법을 이용하여 키 프레임을 부호화한다.
변환 및 양자화부(110)는 입력된 분산 비디오 프레임의 영상 압축을 위해서 입력된 원 영상에 대해 도메인 변환(Domain Transform) 및 양자화(Quantization)를 수행한다. 채널 인코더(120)는 도메인 변환과 양자화를 통하여 압축된 영상에 대해 채널 코드를 이용해 패리티 비트(Parity Bit)로의 부호화를 수행한다.
한편, 키 프레임 인코더(130)는 일반적인 분산 비디오 부호화 기법 등을 이용하여 입력된 키 프레임을 부호화한다.
일반적인 분산 비디오 부호화 장치는 분산 비디오 복호화 장치에서 생성된 보조정보 신뢰도를 알 수 없기 때문에, 화질 저하의 방지를 위하여 필요한 패리티 비트의 양을 예측하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 분산 비디오 부호화 장치(100)의 채널 인코 더(120)는 채널 부호화를 수행할 때, 피드백 채널(300)을 통하여 수신된 정보를 이용하여 필요한 패리티 비트의 양을 결정한다. 이와 같이 본 발명에 따른 분산 비디오 부호화 장치(100)는 유동적으로 패리티 비트의 양을 조절하여 분산 비디오 복호화 장치(200)로 전송하여 주는 것을 그 특징으로 한다.
피드백 채널(300)은 분산 비디오 복호화 장치(200)에서 분산 비디오 부호화 장치(100)로의 통신이 가능하도록 하는 구성 요소에 해당한다.
본 발명에 따른 분산 비디오 복호화 장치(200)는 일반적인 분산 비디오 복호화 장치와 마찬가지로 분산 비디오 부호화 장치(100)로부터 전달된 키 프레임으로부터 생성하는 보조 정보와 패리티 비트를 이용하여 원본 영상을 복원하는 동작을 수행한다.
이 때 복원된 영상의 화질 저하가 클 경우, 분산 비디오 복호화 장치(200)는 피드백 채널(300)을 이용하여 더 많은 패리티 비트를 요구함으로써 화질을 향상하였다. 그러나 이 경우 영상의 복원 후 패리티 비트를 요구하는 과정으로 인하여 영상의 복호화를 수행하는데 소비되는 시간이 증가되는 문제점이 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 분산 비디오 복호화 장치(200)는 영상이 부호화되어 전송되기 이전에, 신뢰도가 낮은 보조 정보에 관한 위치 정보 등을 피드백 채널(300)을 통해 분산 비디오 부호화 장치(100)로 요청하는 것을 특징으로 한다.
상기 요청을 받은 분산 비디오 부호화 장치(100)는 신뢰도가 낮은 보조 정보에 관한 위치 정보 등을 이용하여 적응적으로 패리티 비트의 양을 조절하여 분산 비디오 복호화 장치(200)로 전송하여 준다.
이와 같은 피드백 채널(300)의 사용으로 인하여, 본 발명에 따른 분산 비디오 복호화 장치(200)는 영상의 화질 저하를 방지하는 동시에 인한 지연 시간을 감소시킬 수 있게 된다.
이하, 분산 비디오 복호화 장치(200)의 구체적인 동작에 대해서 살펴보기로 한다.
분산 비디오 복호화 장치(200)는 분산 비디오 부호화 장치(100)로부터 키 프레임과 패리티 비트를 전송받는다.
분산 비디오 복호화 장치(200)의 키 프레임 디코더(270)는 수신한 키 프레임을 복호화한다. 특히 키 프레임 디코더(270)는 인트라 예측 방법을 이용한 엔트로피 부호화 된 영상을 복원할 수 있다.
보조 정보 생성부(250)는 키 프레임 디코더(270)가 복호화한 키 프레임들을 이용하여 보조 정보를 생성하게 된다. 구체적으로 보조 정보 생성부(250)는 키 프레임 디코더(270)에 의하여 복원된 t-1, t+1 시각의 키 프레임을 이용하여 t 시각의 분산 비디오 프레임을 생성한다. 이를 보조 정보라고 정의한다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 압축한 영상의 패리티 비트를 전송한다. 분산 비디오 복호화 장치(200)에서도 보조 정보 생성부(250)가 생성한 보조 정보 역시 변환 및 양자화부(240)에 의하여 압축된 영상의 형태로 변경된다.
또한, 분산 비디오 복호화 장치(200)의 채널 디코더(210)는 보조 정보와 패리티 비트를 복호화한다.
영상 복원부(220)는 복호화된 패리티 비트와 복호화 된 키 프레임을 입력받고 생성된 보조 정보의 오류를 수정하여 이를 역양자화 및 역변환부(230)로 전달한다. 역양자화 및 역변환부(230)는 전달된 정보를 이용하여 원 영상을 복원하는 작업을 수행한다.
특징값 추출부(260)는 보조 정보 생성부(250)에서 생성한 보조 정보의 신뢰도를 측정하여, 신뢰도 값이 낮은 보조 정보의 위치 등 보조 정보 신뢰도 관련 정보를 추출하여 피드백 채널(300)로 전송한다. 이하에서, 보조 정보, 즉 분산 비디오 프레임의 특징값 추출부(260)의 신뢰도 연산 방법에 대해서 살펴본다.
t 시각의 분산 비디오 프레임을 생성하는 다양한 방법이 존재하지만, 사물의 움직임에 따른 블록 매칭 기반의 움직임 추정 방법이 주로 사용되고 있다. 블록 매칭을 움직임 추정은 단방향 혹은 양방향 움직임 추정이 존재하는데, 이러한 움직임 추정 시, t-1 시간의 프레임 혹은 t+1 시간의 프레임에만 존재하는 사물일 경우에는 움직임 추정의 신뢰도가 떨어진다.
같은 부분의 영상을 담고 있는 블록이라고 판단하는 기준은 SAD(Sum of Absolute Difference)를 이용하여 결정하게 된다. SAD의 측정치는 다음의 수학식과 같이 정의된다.
Figure 112009011005099-pat00002
여기서 N과 M은 블록의 좌우 및 상하 크기를 결정하는 값에 해당한다.
특징값 추출부(260)는 보조 정보 생성부(250)가 생성한 보조 정보 중에서 신뢰도가 떨어지는 부분을 측정하는 구성 요소이다.
특징값 추출부(260)는 블록의 SAD가 경계치보다 클 경우, 상기 블록은 t-1 시간의 프레임 혹은 t+1 시간의 프레임에만 존재하는 사물인 것으로 판단하여, 신뢰도가 떨어지는 블록으로 판단한다.
특징값 추출부(260)는 이와 같이 신뢰도가 떨어지는 블록으로 판단된 부분의 위치 정보를 피드백 채널(300)을 통해 분산 비디오 부호화 장치(100)로 전송한다.
분산 비디오 프레임의 생성 시, 많은 알고리즘들이 블록의 겹침의 허용하며 SAD가 경계치보다 작을 경우에만 보간하는 방법을 사용하기 때문에, 분산 비디오 프레임 중 정보가 생성되지 않은 부분이 발생할 수 있다. 양방향 움직임 추정을 수행하는 방법일 경우, 정보가 생성되지 않은 부분이 블록 모양으로 나타나겠지만, 단방향 움직임 추정을 수행하는 방법일 경우, 픽셀들의 부정형 모양으로 나타나게 된다.
따라서 피드백 채널(300)로 정보가 생성되지 않은 부분의 위치를 전송할 때, 양방향 움직임 추정을 이용한 방법은 블록의 시작 위치를 전송할 수 있으며, 단방향 움직임 추정을 이용한 방법은 분산 비디오 프레임의 분할된 블록 중, 정보가 없는 픽셀이 해당하는 블록의 위치를 전송할 수 있다.
또한, 경계치를 여러 개를 이용하여, 측정된 SAD의 값의 크기에 따라, 많은 정보가 필요한 블록들의 위치 정보를 우선적으로 전송하고, 약간의 블록의 정보가 필요한 블록들의 위치 정보를 다음으로 전송하여, 부호기는 피드백으로 전송받은 위치 정보의 순서에 따라 적응적으로 부호화 할 수 있다. 본 발명은, 블록 매칭을 기반으로 한 어떤 방법의 알고리즘을 이용하여도 성능 저하 없이 보조정보를 생성하는 것이 가능하도록 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산 비디오 부호화 장치가 이용하는 양자화 파라미터를 나타낸 도면이다.
도 2에서는 분산 비디오 부호화 장치 중 영상을 압축하기 위한 변환 및 영자화부(110)에서 사용되는 양자화 파라미터의 종류를 도시하였다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 7가지의 양자화 파라미터를 포함하지만, 이용한 양자화 파라미터를 분산 비디오 복호화 장치(200)로 전송해주지 않기 때문에, 정해진 하나의 양자화 파라미터를 사용한다.
분산 비디오 복호화 장치(200)가 피드백 채널(300)로 필요한 정보의 양에 따라 신뢰도 값이 낮은 보조 정보의 위치 등의 정보를 전송할 순서를 결정한다. 이 경우 분산 비디오 부호화 장치(100)는 그 순서에 따라 정보가 많이 필요한 블록은 양자화를 가장 적게 하는
Figure 112009011005099-pat00003
혹은
Figure 112009011005099-pat00004
파라미터를 이용하고, 약간의 정보가 필요한 블록은
Figure 112009011005099-pat00005
,
Figure 112009011005099-pat00006
또는
Figure 112009011005099-pat00007
파라미터를 이용하고, 정보가 필요없는 블록은
Figure 112009011005099-pat00008
혹은
Figure 112009011005099-pat00009
파라미터를 이용하여 양자화를 수행한다.
분산 비디오 복호화 장치(200)는 보조 정보의 신뢰도에 따라 분산 비디오 부 호화 장치(100)가 7개의 양자화 파라미터 중 어떤 양자화 파라미터로 수행하였는지 예측할 수 있다. 따라서 분산 비디오 부호화 장치(100)는 7개의 양자화 파라미터 중 어느 하나를 선택하여 양자화를 수행하여도, 선택된 파라미터의 정보를 분산 비디오 복호화 장치(200)로 전송하지 않아도 된다.
결론적으로 피드백 채널(300)을 통하여 정보가 전송되고 수신된 정보에 따라서 양자화 파라미터를 적응적으로 사용할 수 있도록 하여 화질을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신뢰도 정보를 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 분산 비디오 복호화 장치(200)의 특징값 추출부(260)는 필요한 정보의 양에 따라 전송 우선 순위를 결정하고, 그에 따라 필요한 정보를 요청한다.
도 3에서는 적색 > 주황색 > 노란색 > 녹색 순으로 전송 우선 순위가 결정된 것을 보여준다. 즉, 적색 셀에 포함된 보조 정보의 위치에 대해 필요한 정보의 양이 가장 많은 것이다.
특징값 추출부(260)는 적색 셀에 포함되기 위한 기준값보다 신뢰도가 작은 블록들을 추출하여 그에 따른 위치 정보를 적색 셀에 넣는다. 적색 셀에 포함되는 블록들에 대하여 위치 정보를 넣은 후 특징값 추출부(260)는 "1"과 같은 소정의 구분자를 삽입한다.
그 후 특징값 추출부(260)는 주황색 셀에 포함되기 위한 신뢰도 영역에 해당하는 블록들을 추출하여 그에 따른 위치 정보를 주황색 셀에 넣는다. 마찬가지로 주황색 셀에 포함되는 블록들에 대하여 위치 정보를 넣은 후 특징값 추출부(260)는 소정의 구분자를 삽입한다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 도 3과 같은 신뢰도 정보를 수신하고, 적색 셀에 포함된 블록에 대하여는 필요한 정보의 양이 많은
Figure 112009011005099-pat00010
혹은
Figure 112009011005099-pat00011
파라미터를 이용하여 양자화를 수행할 수 있게 된다. 마찬가지로, 주황색 셀과, 노란 색 셀에 대한 블록에 대하여는
Figure 112009011005099-pat00012
,
Figure 112009011005099-pat00013
또는
Figure 112009011005099-pat00014
파라미터 등을 이용할 수 있는 것이다.
이와 같이 구분자를 통해서 신뢰도 정보를 전송하여 주면 블록 별 신뢰도 정보를 직접 보내지 않아도 양자화 파라미터의 선택이 가능하다는 점에서 보다 바람직하다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분산 비디오 채널 부호화 방법을 나타낸 도면이다.
도 4에서는 분산 비디오 부호화 장치(100)의 채널 인코더가 압축된 영상을 채널 부호화 작업을 수행하는 일 방법을 제시한다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 양자화 된 데이터를 채널 인코더(120)를 이용하여 패리티 비트로 부호화한다. 이 경우 양자화 된 데이터를 패리티 비트로 부 호화하는 방법과 비트 평면으로 나누어서 부호화 하는 방법을 고려할 수 있다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 복잡도와 화질 성능에 따라 비트 평면을 채널 부호화하는 방법을 주로 사용한다.
본 발명에서는, 피드백 채널(300)을 통하여 정보가 전송되는 방식을 이용하므로, 양자화 된 데이터를 하나의 실시 예로써 세 부분으로 나누어서 각 부분을 다른 방식으로 부호화하여 전송할 수 있다.
이 때 복호화는 보조정보의 신뢰도에 따라 세 부분의 부호화를 엔트로피 부호화 혹은 채널 부호화를 통하여 부호화한다. 즉, 복호화는 보조 정보의 신뢰도에 따라 저주파수의 정보가 더 필요한지, 고주파수의 정보가 더 필요한지를 결정할 수 있다.
결론적으로 분산 비디오 복호화 장치는 분산 비디오 부호화 장치가 어떤 방법으로 세 부분을 부호화 하는지 예측할 수 있는 것이다. 따라서 분산 비디오 부호화 장치는 피드백 채널을 통한 정보에 따라 다른 방법으로 부호화 하더라도, 사용한 방법에 대한 정보를 분산 비디오 복호화 장치로 전송하지 않아도 무방하다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 피드백 채널로 전송되지 않은 블록들은 모두 채널 코딩을 적용할 수 있다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 피드백 채널로 전송된 정보 중 SAD가 큰 블록은 주로 고주파수의 정보가 필요하므로 methode2와 methode3을 엔트로피 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 또한, methode1에 대해서는 채널 부호화 방법을 이용할 수 있다.
분산 비디오 부호화 장치(100)는 SAD가 중간인 블록은 methode 2만 엔트로피 부호화 방법을 이용하며, methode 1과 methode 3에 대해서는 채널 부호화 방법을 이용할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 특징값 추출에 의한 적응적 분산 비디오 부호화와 복호화 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산 비디오 부호화 장치가 이용하는 양자화 파라미터를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신뢰도 정보를 전송하는 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분산 비디오 채널 부호화 방법을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 분산 비디오 부호화 장치 110 : 변환 및 양자화부
120 : 채널 인코더 130 : 키 프레임 인코더
210 : 채널 디코더 220 : 영상 복원부
230 : 역양자화 및 역변환부 240 : 변환 및 양자화부
250 : 보조 정보 생성부 260 : 특징값 추출부
270 : 키 프레임 디코더

Claims (12)

  1. 분산 비디오 복호화 장치에 있어서,
    분산 비디오 복호화 기법을 이용하여 부호화된 키 프레임을 복호화하는 키 프레임 디코더;
    상기 복호화된 키 프레임을 이용하여 보조 정보를 생성하는 보조 정보 생성부;
    상기 생성된 보조 정보와 수신된 패리티 비트를 복호화하는 채널 디코더;
    상기 복호화된 압축 영상을 이용하여 원래의 영상을 복원하는 역양자화/역변환부; 및
    상기 생성된 보조 정보의 신뢰도를 측정하고, 신뢰도 값이 기준값 이하인 보조 정보의 위치와 신뢰도 정보를 분산 비디오 부호화 장치로 전송하는 특징값 추출부를 포함하되,
    상기 특징값 추출부는,
    아래 수학식을 이용하여 신뢰도를 측정하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 복호화 장치.
    Figure 112010052671747-pat00020
    (여기서, N과 M은 블록의 수평 및 수직 사이즈, f(t, i, j)는 t시점에서 i,j 픽셀의 픽셀값)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특징값 추출부는,
    소정의 시간 전 영상과 소정의 시간 후 영상의 차영상을 이용하여 신뢰도를 측정하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 복호화 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 특징값 추출부는,
    상기 신뢰도가 기준값 이상인 경우, 상기 블록을 신뢰도가 떨어지는 블록으로 판단하여, 그 위치 정보와 신뢰도 정보를 분산 비디오 부호화 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 복호화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 특징값 추출부는,
    상기 신뢰도 값에 따라 필요한 정보량에 따른 우선 순위를 결정하고, 상기 우선 순위 순으로 필요한 블록들의 위치 정보를 분산 비디오 부호화 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 복호화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 역양자화/역변환부는,
    상기 우선 순위에 따라 압축된 영상을 복원하기 위한 양자화 파라미터를 선택하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 복호화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 특징값 추출부는 블록의 시작 위치 또는 정보가 없는 픽셀에 해당하는 블록의 위치를 전송하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 복호화 장치.
  8. 분산 비디오 부호화 장치에 있어서,
    입력되는 분산 비디오 프레임의 영상 압축을 수행하는 변환 및 양자화부;
    상기 영상 압축된 영상을 패리티 비트로의 부호화를 수행하는 채널 인코더;
    분산 비디오 부호화 기법을 이용하여 입력되는 키 프레임을 부호화하는 키 프레임 인코더를 포함하되,
    상기 채널 인코더는, 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 또는 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 분산 비디오 복호화 장치의 특징값 추출부에서 전송된 신뢰도가 낮은 보조 정보의 위치 및 신뢰도 정보를 반영하여 패리티 비트를 생성하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 부호화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 채널 인코더는 신뢰도가 낮은 보조 정보의 위치에 따라 패리티 비트의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 부호화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 변환 및 양자화부는,
    상기 필요한 패리티 비트의 양에 따라 양자화 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 양자화 파라미터를 이용하여 양자화를 수행하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 부호화 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 채널 인코더는,
    양자화된 데이터를 다수의 영역으로 구분하고, 각 부분에 대하여 엔트로피 부호화 또는 채널 부호화를 통해 부호화하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 부호화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 채널 인코더는,
    상기 신뢰도 값에 따라 엔트로피 부호화 또는 채널 부호화를 할 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 분산 비디오 부호화 장치.
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‘복호 신뢰도에 기반하여 점진적으로 보조정보를 향상시키는 변환영역 Wyner-Ziv 부호화 방법’, 고봉혁, 심혁재, 전병우, 한국방송공학회논문지, pp.892-904, 2008년*
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