KR101145399B1 - Apparatus and Method for High-speed Multi-pass Encoding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티-패스 인코딩 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 멀티 패스 인코딩 장치는, 입력파일에 대한 H.264 제1 인코딩을 수행하며, 상기 인코딩 과정에서 확인된 인코딩 정보를 저장하는 제1 패스 인코더; 및 상기 인코딩 정보로부터 최적 모드를 확인하며, 상기 최적 모드에서 상기 인코딩 정보를 참조하여 제2 인코딩을 수행하는 제2 패스 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a multi-pass encoding apparatus and method. In accordance with another aspect of the present invention, an apparatus for encoding multipath includes: a first pass encoder that performs H.264 first encoding on an input file and stores encoding information identified in the encoding process; And a second pass encoder for identifying an optimal mode from the encoding information and performing a second encoding with reference to the encoding information in the optimal mode.
Description
본 발명은 멀티 패스 인코더에 관한 것으로서, 구체적으로는 멀티-패스 인코딩의 속도를 개선할 수 있는 멀티-패스 인코딩 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-pass encoder, and more particularly, to a multi-pass encoding apparatus and method capable of improving the speed of multi-pass encoding.
일반적으로, 디지털 비디오는 MPEG-2, MPEG-4 및 H.264 등의 인코딩 방식을 통해 인코딩된다.In general, digital video is encoded through encoding schemes such as MPEG-2, MPEG-4, and H.264.
그중, H.264 인코딩은 Motion JPEG 포맷 및 MPEG-4 Part 2 포맷에 비하여 동일 화질에서도 각각 80% 및 50% 이상으로 파일 사이즈를 줄일 수 있어, 저장공간 및 대역폭을 적게 차지하고, 일정 비트율에서는 매우 높은 화질을 제공할 수 있는 장점을 제공한다. 때문에, 현재 가장 효율적인 코딩기술이라고 평가받고 있으며, 휴대전화기, 디지털 비디오 재생기, 온라인 비디오 저장 및 통신 서비스 제공에 널리 이용되고 있다.Among them, H.264 encoding can reduce the file size by more than 80% and 50% even in the same picture quality compared to the Motion JPEG format and MPEG-4 Part 2 format, which consumes less storage space and bandwidth, and is very high at certain bit rates. It offers the advantage of providing picture quality. Therefore, it is considered as the most efficient coding technology at present, and is widely used for providing mobile phones, digital video players, online video storage and communication services.
더욱이, 근래에는 고화질 영상 장치에 대한 요구가 늘고 있어, H.264 인코딩을 사용하면서, 복수 회에 걸쳐 인코딩을 수행하는 멀티 패스 인코딩 방식을 함께 사용하는 사례가 늘고 있다.Moreover, in recent years, there is an increasing demand for high-definition video devices, and there are increasing cases of using H.264 encoding and using a multi-pass encoding method that performs encoding multiple times.
그런데, H.264 인코딩 방식은 블록 모드의 종류가 다른 인코딩 방식에 비하여 현저하게 많아, 멀티 패스 인코딩의 복잡도와 연산량 또한 높아, 이에 대한 대책이 필요하다.However, the H.264 encoding scheme has significantly more types of block modes than other encoding schemes, and the complexity and calculation amount of the multipath encoding are also high, and a countermeasure is required.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 높은 압축률과 우수한 화질을 제공하면서도 인코딩 속도를 높일 수 있는 멀티-패스 인코딩 장치 및 방법을 제공함에 있다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a multi-pass encoding apparatus and method that can increase the encoding speed while providing a high compression ratio and excellent image quality.
본 발명의 일면에 따른 멀티 패스 인코딩 장치는, 입력파일에 대한 H.264 제1 인코딩을 수행하며, 상기 인코딩 과정에서 확인된 인코딩 정보를 저장하는 제1 패스 인코더; 및 상기 인코딩 정보로부터 최적 모드를 확인하며, 상기 최적 모드에서 상기 인코딩 정보를 참조하여 제2 인코딩을 수행하는 제2 패스 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 멀티 패스 인코딩 방법은, 입력파일에 대한 H.264 제1 인코딩을 수행하는 단계; 상기 제1 인코딩 결과에 따른 제1 코스트 값, 최적 모드 정보 및 움직임 정보 중 적어도 하나를 포함하는 인코딩 정보를 저장하는 단계; 및 상기 최적 모드에서 상기 인코딩 정보를 참조하여 제2 인코딩을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, an apparatus for encoding multipath includes: a first pass encoder that performs H.264 first encoding on an input file and stores encoding information identified in the encoding process; And a second pass encoder for identifying an optimal mode from the encoding information and performing a second encoding with reference to the encoding information in the optimal mode.
According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-pass encoding method comprising: performing an H.264 first encoding on an input file; Storing encoding information including at least one of a first cost value, optimal mode information, and motion information according to the first encoding result; And performing a second encoding with reference to the encoding information in the optimal mode.
본 발명에 따르면, 멀티 패스 H.264 인코딩에서, 반복적으로 수행되는 모드 결정 과정을 단순화할 수 있어, 인코딩 화질을 높이면서 인코딩 속도를 개선할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in the multi-pass H.264 encoding, a mode determination process that is repeatedly performed can be simplified, thereby improving the encoding speed while increasing the encoding quality.
도 1은 본 발명에 따른 멀티-패스 인코딩 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 제1 패스 인코더를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 제2 패스 인코더를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 제2 패스 인코더의 멀티-패스 인코딩 방법을 도시한 흐름도.1 is a block diagram showing a multi-pass encoding apparatus according to the present invention.
2 is a block diagram illustrating a first pass encoder according to the present invention;
3 is a block diagram illustrating a second pass encoder according to the present invention;
4 is a flow chart illustrating a multi-pass encoding method of a second pass encoder in accordance with the present invention.
H.264 인코딩은 16*16 화소를 하나의 매크로 블록으로 설정하고, 각 매크로 블록을 다양한 크기의 블록으로 나누어 처리한다.H.264 encoding sets 16 * 16 pixels into one macro block, and processes each macro block into blocks of various sizes.
즉, 각 매크로 블록 모드에 포함된 복수의 서브 모드에서 각각 인터/인트라 예측을 수행하고, 율-왜곡(Rate-Distortion) 코스트 값을 연산하여 코스트 값이 상대적으로 적은 모드를 최적 모드를 선택한 다음, 최적 모드에서 입력에 대한 변환, 양자화 및 부호화 등을 수행한다.That is, the inter / intra prediction is performed in a plurality of sub-modes included in each macro block mode, the rate-distortion cost value is calculated, and a mode having a relatively low cost value is selected as an optimal mode. Performs transform, quantization, and encoding on the input in the optimal mode.
본 발명은 멀티-패스 인코딩에서, 제1 패스 인코딩을 통해 결정된 모드 정보를 이용하여 제2 내지 제n 패스 인코딩을 수행할 수 있어, 전체 인코딩 연산량과 인코딩 시간을 줄일 수 있다.According to the present invention, in the multi-pass encoding, the second to nth pass encoding may be performed by using the mode information determined through the first pass encoding, thereby reducing the amount of encoding operations and the encoding time.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 멀티-패스 인코딩 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티-패스 인코딩 장치를 도시한 구성도이다. 이하, 멀티-패스 인코딩 장치가 제2 패스 인코딩을 수행하는 경우를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, a multi-pass encoding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 is a block diagram showing a multi-pass encoding apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a case where the multi-pass encoding apparatus performs the second pass encoding will be described as an example.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 멀티-패스 인코딩 장치(10)는 제1 패스 인코더(200), 제2 패스 인코더(300) 및 저장부(100)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
제1 패스 인코더(200)는 입력파일에 대한 제1 패스 인코딩을 수행하고, 제2 패스 인코더(300)에서 사용하기 위한 인코딩 정보를 추출하여 저장부(100)에 저장한다. 여기서, 인코딩 정보는 모드 정보, 코스트 값이나, 움직임 정보 등을 포함하며, 모드 정보는 블록 모드나, 최적 모드에 대한 정보일 수 있다.The
상세하게는, 제1 패스 인코더(200)는 입력파일의 블록모드를 결정하고, 결정된 블록모드에서 인터/인트라 예측(Prediction)을 수행하여 제1 코스트 값이 상대적으로 적은 모드를 최적 모드로 결정한다. 또한, 제1 패스 인코더(200)는 최적 모드로 제1 패스 인코딩을 수행하고, 모드 정보와 제1 코스트 값 등을 저장부(100)에 저장한다. 이때, 제1 패스 인코더(200)는 입력파일에 인터 코딩(P 프레임)을 수행할 경우, 움직임 정보도 추출하여 함께 저장한다.In detail, the
저장부(100)는 제1 패스 인코더(200)로부터 출력되는 제1 코스트 값, 모드 정보나, 움직임 정보 등을 저장한다.The
제2 패스 인코더(300)는 입력파일과 함께 인코딩 정보를 제공받아, 모드를 결정하는 과정과 움직임 정보를 산출하는 과정을 생략할 수 있으므로, 결정된 모드에서 움직임 정보를 이용하여 입력파일을 고속으로 제2 패스 인코딩하고, 그 결과 제2 패스 H.264 코딩된 파일을 출력한다.Since the
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제1 패스 인코더(200)와 제2 패스 인코더(300)의 세부 구성에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 패스 인코더(200)를 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2 패스 인코더(300)를 도시한 구성도이다.Hereinafter, detailed configurations of the
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제1 패스 인코더(200)는 모드 결정부(210), 예측부(220) 및 인코딩부(230)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
모드 결정부(210)는 입력파일에 대한 매크로 블록모드를 결정한다. 여기서, Intra 16*16, Intra 8*8, Intra 4*8, Intra 8*4, Intra 8*8, Intra 4*4나, Inter 모드 등과 같이 H.264의 블록모드일 수 있다.The
예측부(220)는 결정된 블록모드에서 각각 입력파일에 대한 예측과 제1 코스트 값을 산출하고, 제1 코스트 값이 상대적으로 적은 모드를 최적 모드로 결정한다.The
인코딩부(230)는 최적 모드에서 입력파일에 대한 인코딩(변환, 양자화 및 부호화)을 수행한다.The
이때, 제1 패스 인코더(200)는 입력파일에 인터 코딩을 수행할 경우(P프레임) 움직임 정보도 함께 추출하여 모드 정보 및 제1 코스트 값과 함께 저장한다.In this case, when performing inter coding on the input file (P frame), the
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제2 패스 인코더(300)는 예측부(320), 비교부(330), 인코딩부(340) 및 모드 결정부(310)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the
예측부(320)는 제1 코스트 값을 확인하고, 최적 모드에서 입력파일의 제2 코스트 값을 산출한다.The predictor 320 confirms the first cost value and calculates a second cost value of the input file in the optimal mode.
비교부(330)는 제1 코스트 값과 제2 코스트 값을 비교하고, 제2 코스트 값이 제1 코스트 값보다 작으면 인코딩부(340)에 알리며, 제2 코스트 값이 제1 코스트 값 이상이면, 모드 결정부(310) 및 예측부(320)에 알린다.The comparison unit 330 compares the first cost value with the second cost value, and notifies the encoding unit 340 when the second cost value is smaller than the first cost value, and when the second cost value is greater than or equal to the first cost value. The mode determiner 310 and the predictor 320 are informed.
인코딩부(340)는 양자화 계수를 조정하며 결정된 최적 모드에서 입력파일을 제2 패스 인코딩한다.The encoder 340 adjusts the quantization coefficients and encodes the input file in a second pass in the determined optimal mode.
모드 결정부(310)는 비교부(330)의 비교결과, 제2 코스트 값이 제1 코스트 값 이상이면, 모드와 움직임 벡터를 더 세밀하게 움직여 입력파일에 대한 블록모드를 재결정한다. 이때, 예측부(320)는 재결정된 블록모드에 대한 최적 모드를 재결정하며, 인코딩부(340)는 재결정된 최적 모드에서 인코딩을 수행한다.If the second cost value is equal to or greater than the first cost value, the mode determiner 310 re-determines the block mode for the input file by moving the mode and the motion vector more precisely. At this time, the prediction unit 320 re-determines the optimal mode for the re-determined block mode, and the encoding unit 340 performs encoding in the re-determined optimal mode.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 멀티-패스 인코딩 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 패스 인코더(300)의 멀티-패스 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.Hereinafter, a multi-pass encoding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a flowchart illustrating a multi-pass encoding method of the
도 4를 참조하면, 제2 패스 인코더(300)는 제1 패스 인코더(200)에 의하여 결정된 최적 모드를 확인한다(S410).Referring to FIG. 4, the
이어서, 제2 패스 인코더(300)는 최적 모드에서 입력파일의 제2 코스트 값을 산출한다(S420).Subsequently, the
그 다음으로, 제2 패스 인코더(300)는 제2 코스트 값이 제1 코스트 값보다 작은지를 확인한다(S430).Next, the
이때, 제2 패스 인코더(300)는 제2 코스트 값이 제1 코스트 값보다 작으면, 양자화 계수를 조정하여 제1 인코딩 모드에서 결정된 최적 모드에서 제2 패스 인코딩을 수행한다(S440).In this case, when the second cost value is smaller than the first cost value, the
반면, 제2 패스 인코더(300)는 제2 코스트 값이 제1 코스트 값 이상이면, 블록 모드를 재결정하고(S450), 재결정된 모드에서 인트라/인터 예측을 수행하여 최적 모드를 재결정한다(S460). 이때, 제2 패스 인코더(300)는 복수의 블록 모드에서 복수의 율-왜곡 코스트 값을 재산출하고, 재산출된 코스트 값이 가장 낮은 블록 모드를 최적 모드로 결정할 수도 있다.On the other hand, if the second cost value is greater than or equal to the first cost value, the
이후, 제2 패스 인코더(300)는 재결정된 최적 모드에서 제2 패스 인코딩을 수행한다(S440).Thereafter, the
이와 같이, 본 발명은 멀티 패스 H.264 인코딩에서, 반복적으로 수행되는 모드 결정 과정을 단순화할 수 있어, 인코딩 화질을 높이면서 인코딩 속도를 개선할 수 있다.As described above, the present invention can simplify a mode determination process that is repeatedly performed in multi-pass H.264 encoding, thereby improving encoding speed while increasing encoding quality.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.
Claims (10)
상기 최적 모드의 정보에 대응하는 상기 최적 모드에서 상기 입력파일에 대한 인터/인트라 예측하여 제2 코스트 값을 산출하고, 상기 제2 코스트 값이 상기 제1 코스트 값 미만인지를 확인하여 미만이면, 별도로 상기 최적 모드를 결정하지 않고, 양자화 계수를 조정하여 상기 최적 모드에서 상기 입력파일을 H.264 제2 인코딩하는 제2 패스 인코더
를 포함하는 멀티 패스 인코딩 장치.A first cost value is calculated by inter / intra prediction on an input file in a plurality of block modes, the block mode having the smallest first cost value is determined as an optimal mode, and the input file is selected by the H. 264 a first pass encoder for first encoding and storing the optimal mode information and the first cost value; And
In the optimal mode corresponding to the information of the optimal mode, a second cost value is calculated by inter / intra prediction for the input file, and if the second cost value is less than the first cost value, it is separately provided. A second pass encoder for H.264 second encoding the input file in the optimal mode by adjusting a quantization coefficient without determining the optimal mode
Multi-pass encoding device comprising a.
상기 입력파일에 대해 인터 코딩할 때, 상기 최적 모드의 정보, 상기 제1 코스트 값 이외에도 움직임 정보를 확인하여 저장하며, 상기 제2 패스 인코더는, 상기 제2 코스트 값이 상기 제1 코스트 값 미만이면, 상기 입력파일로부터 상기 움직임 정보를 산출하지 않고, 저장된 상기 움직임 정보를 참조하여 상기 입력파일을 상기 제2 인코딩하는 것인 멀티 패스 인코딩 장치.The method of claim 1, wherein the first pass encoder,
When inter-coding the input file, motion information is checked and stored in addition to the information of the optimum mode and the first cost value, and the second pass encoder determines that the second cost value is less than the first cost value. And the second file is encoded by referring to the stored motion information without calculating the motion information from the input file.
상기 제2 코스트 값이 상기 제1 코스트 값 이상이면, 상기 제1 패스 인코더에 의한 상기 최적 모드의 결정시보다 상기 블록 모드를 더 세밀하게 조절하여 상기 더 세밀하게 조절된 복수의 블록 모드에서 코스트 값을 재산출하고, 재산출된 상기 코스트 값 중에서 가장 작은 코스트 값에 대응하는 블록 모드를 상기 최적 모드로 재결정하는 것인 멀티 패스 인코딩 장치.The method of claim 1, wherein the second pass encoder,
When the second cost value is greater than or equal to the first cost value, the cost value is adjusted in the plurality of more finely adjusted block modes by adjusting the block mode more precisely than when determining the optimum mode by the first pass encoder. And re-determines the block mode corresponding to the smallest cost value among the recalculated cost values as the optimal mode.
상기 최적 모드를 재결정하면, 재결정된 상기 최적 모드에서 상기 입력파일을 상기 제2 인코딩하는 것인 멀티 패스 인코딩 장치.The method of claim 3, wherein the second pass encoder,
And if re-determining the optimal mode, encodes the input file in the re-determined optimal mode the second file.
상기 제1 코스트 값이 가장 적은 상기 블록 모드를 최적 모드로 결정하는 단계;
상기 최적 모드에서 상기 입력파일을 H.264 제1 인코딩하는 단계;
상기 최적 모드의 정보 및 상기 제1 코스트 값을 저장하는 단계;
상기 최적 모드의 정보에 대응하는 상기 최적 모드에서 상기 입력파일에 대한 인터/인트라 예측하여 제2 코스트 값을 산출하는 단계;
상기 제2 코스트 값이 상기 제1 코스트 값 미만인지를 확인하는 단계; 및
상기 상기 제2 코스트 값이 상기 제1 코스트 값 미만이면, 별도로 상기 최적 모드를 결정하지 않고, 양자화 계수를 조정하여 상기 최적 모드에서 상기 입력파일을 H.264 제2 인코딩하는 단계
를 포함하는 멀티 패스 인코딩 방법.Calculating a first cost value by inter / intra prediction on an input file in a plurality of block modes;
Determining the block mode having the lowest first cost value as an optimal mode;
H.264 first encoding the input file in the optimal mode;
Storing the information of the optimal mode and the first cost value;
Calculating a second cost value by inter / intra prediction of the input file in the optimal mode corresponding to the information of the optimal mode;
Confirming whether the second cost value is less than the first cost value; And
If the second cost value is less than the first cost value, H.264 second encoding the input file in the optimal mode by adjusting a quantization coefficient without determining the optimal mode separately.
Multi-pass encoding method comprising a.
상기 입력파일에 대해 인터 코딩할 때, 상기 최적 모드의 정보, 상기 제1 코스트 값 이외에도 움직임 정보를 확인하여 저장하는 단계를 더 포함할 때,
상기 제2 인코딩하는 단계는, 상기 제2 코스트 값이 상기 제1 코스트 값 미만이면, 별도로 상기 입력파일로부터 상기 움직임 정보를 산출하지 않고, 저장된 상기 움직임 정보를 참조하여 상기 입력파일을 상기 제2 인코딩하는 단계
를 더 포함하는 멀티 패스 인코딩 방법.The method of claim 5,
When inter-coding the input file, the method further includes checking and storing motion information in addition to the information of the optimum mode and the first cost value.
In the second encoding, when the second cost value is less than the first cost value, the second encoding may be performed by referring to the stored motion information without calculating the motion information separately from the input file. Steps to
Multi-pass encoding method further comprising.
Intra 16*16, Intra 8*8, Intra 4*8, Intra 8*4, Intra 8*8, Intra 4*4나, Inter 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것인 멀티 패스 인코딩 방법.The method of claim 6, wherein the plurality of block modes,
And at least one of Intra 16 * 16, Intra 8 * 8, Intra 4 * 8, Intra 8 * 4, Intra 8 * 8, Intra 4 * 4, or Inter mode.
상기 제2 코스트 값이 상기 제1 코스트 값 이상이면, 상기 복수의 블록 모드보다 블록 모드를 더 세밀하게 조절하여, 상기 더 세밀하게 조절된 복수의 블록 모드에서 상기 입력파일에 대한 코스트 값을 재산출하는 단계; 및
상기 재산출된 코스트 값이 가장 낮은 블록 모드를 상기 최적 모드로 재결정하는 단계를 더 포함할 때,
상기 제2 인코딩하는 단계는, 상기 재결정된 최적 모드에서, 상기 입력파일을 상기 제2 인코딩하는 단계를 포함하는 것인 멀티 패스 인코딩 방법.The method of claim 5,
If the second cost value is greater than or equal to the first cost value, the block mode is more finely adjusted than the plurality of block modes, thereby recalculating the cost value for the input file in the more finely adjusted block modes. The step; And
Re-determining the block mode with the lowest recalculated cost value as the optimal mode;
And wherein said second encoding comprises encoding said input file in said re-determined optimal mode.
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