KR101739821B1 - 스케일러블 비디오 코딩（ｓｖｃ）디코딩에서 향상 계층의 패킷 분실에 기인한 오류 은폐를 위한 방법 - Google Patents

스케일러블 비디오 코딩（ｓｖｃ）디코딩에서 향상 계층의 패킷 분실에 기인한 오류 은폐를 위한 방법 Download PDF

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Abstract

스케일러블(scalable) 비디오 코딩(SVC)의 디코딩 오류를 은폐하기 위한 방법이 서술된다. 타겟 계층에서 분실된 픽쳐는 기본 계층과 같은 더 하위 계층으로부터의 업-샘플링된(up-sampled) 픽쳐로 교체된다. 다중-루프 디코딩 응용에 대하여, 타겟 계층에서 분실된 픽쳐는 더 하위 계층으로부터 대응하는 업-샘플링된 픽쳐로 교체된다. 동일한 픽쳐 그룹(GOP)에서의 후속 타겟 계층 픽쳐는 더 하위 계층으로부터 대응하는 업-샘플링된 픽쳐로 교체되거나, 이 그룹은 참조 픽쳐로 사용되는 더 하위 계층으로부터 업-샘플링된 픽쳐로 디코딩된다. 단일-루프 디코딩에 대하여, 각 계층의 비트 스트림은 각 GOP에 대하여 버퍼링되어, 오류가 검사된다. 오류가 타겟 계층에서 검출된다면, 오류가 없는 최고 높은 계층의 픽쳐는 디코딩되고 업-샘플링되며, 현재 GOP에 대하여 출력 픽쳐로서 사용된다.

Description

스케일러블 비디오 코딩（ＳＶＣ）디코딩에서 향상 계층의 패킷 분실에 기인한 오류 은폐를 위한 방법{METHODS FOR ERROR CONCEALMENT DUE TO ENHANCEMENT LAYER PACKET LOSS IN SCALABLE VIDEO CODING (SVC) DECODING}
본 출원은 2008년 7월 22일에 출원된, 미국 가 특허 출원 일련 번호 61/082,521에 대하여 35 U.S.C§119(e)하에 권리를 주장하고, 전체 콘텐츠 및 파일 포대(file wrapper)는 본 출원으로의 모든 목적에 대하여 본 명세서에서 참조로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 비디오 데이터의 통신에 관한 것이고, 구체적으로 스케일러블(scalable) 비디오 코딩 비디오 데이터에서 오류의 처리에 관한 것이다.
스케일러블 비디오 코딩(SVC)은 종래의 차세대 비디오 코딩(AVC: Advanced Video Coding)에 대해 다수의 장점을 갖는다(예를 들어, ITU-T 권고 H.264 보정 3: "포괄적인 오디오 비디오 서비스를 위한 차세대 비디오 코딩: 스케일러블 비디오 코딩"을 참조). SVC에서의 스케일러빌리티(scalability)는 시간적, 공간적 및 품질(신호대 잡음비) 영역에 적용될 수 있다. SVC 스트림은 하나의 기본 계층 및 하나 이상의 향상 계층을 일반적으로 포함한다. 기본 계층 스트림은 독립적으로 디코딩될 수 있으나, 임의의 향상 계층은 오직 기본 계층 및 다른 종속적 향상 계층과 함께로만 디코딩될 수 있다.
SVC 인코딩의 장점은 상이한 계층이 상이한 IP 스트림으로 송신될 수 있어서, 상이한 방법을 사용하는 전송 오류에 보호될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 기본 계층은 향상 계층보다 더 중요하므로, 더 높은 보호를 받을 수 있다. 다른 한편으로, 대역폭 제한에 기인하여, 향상 계층은 일반적으로 기본 계층보다 덜 보호되므로, 기본 계층에서의 패킷 분실보다 향상 계층의 패킷 분실이 더 초래될 수 있다.
향상 계층에서 패킷 분실이 존재할 때, 그러한 향상 계층에서 그리고 타겟 계층(타겟 해상도를 제공하기 위하여 요구되는 최고 높은 계층)까지의 향상 계층에서 대응하는 픽쳐는 디코딩될 수 없다. 종래의 오류 은폐 방법은 일반적으로 이전의 프레임의 픽쳐를 복제함으로써, 또는 수개의 양호한 이웃 프레임을 보간 함으로써 분실된 픽쳐를 교체한다. 이들 방법은 일반적으로 분실된 프레임에서 장면 변화의 경우와 같이, 이웃 프레임 사이의 차가 클 때, 열악한 픽쳐 품질을 초래한다.
본 발명의 원리에 따라, 향상 계층에서 패킷 분실이 존재할 때, 스케일러블 비디오 코딩(SVC) 디코딩 오류를 은폐하는 방법이 본 명세서에 서술된다. 예시적으로, 기본 계층과 같이, 타겟 계층에서의 분실된 픽쳐를 더 하위 계층으로부터 업(up)-샘플링된 픽쳐로 교체하기 위한 몇몇의 방식이 서술된다. 예시적인 방법은 다중-루프(loop) 디코딩뿐만 아니라 단일-루프 디코딩에 대해서도 서술된다.
본 발명의 원리에 따라, 패킷 분실이 향상 계층에서 발생될 때, 디코딩된 픽쳐의 시청(viewing) 품질이 개선될 수 있다.
위의 관점에서, 그리고 상세한 서술로부터 읽혀지는 것으로부터 명백해지는 바와 같이, 다른 실시예 및 특징 또한 본 발명의 원리 내에서 가능할 수 있고, 이에 속하게 된다.
본 발명의 실시예에 따라, 장치 및/또는 방법의 일부 실시예가 첨부 도면에 관하여, 오직 예시적인 방식으로 이제부터 서술된다.
본 발명은, 향상 계층에서 패킷이 분실되었을 때, 종래 기술에 비하여 디코딩된 픽쳐의 품질을 개선하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제 1 예시적인 방법에 따라, 향상 계층의 패킷 분실의 처리를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 제 2 예시적인 방법에 따라, 향상 계층의 패킷 분실의 처리를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 제 3 예시적인 방법에 따라, 향상 계층의 패킷 분실의 처리를 도시하는 도면.
본 발명의 개념 이외에, 도면에 도시되는 요소는 잘 알려져 있기에, 상세히 서술되지는 않을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 개념 이외에, 텔레비전 방송, 수신기 및 비디오 인코딩에 대한 친숙함이 잘 알려져 있다고 간주 되기에, 본 명세서에서는 상세히 서술되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 개념 이외에, NTSC(National Television Systems Committee), PAL(Phase Alternation Lines), SECAM(SEquential Couleur Avec Memoire) 및 ATSC(Advanced Television Systems Committee)(ATSC), 중국 디지털 텔레비전 시스템(GB) 20600-2006 및 DVB-H와 같은 TV 표준에 대한 현재 및 제안된 권고에 친숙함이 간주된다. 마찬가지로, 본 발명의 개념 이외에, 8개의-레벨 잔류 측파대(8-VSB), 직교 진폭 변조(QAM), 무선 주파수(RF) 프론트-엔드(front-end)(저 잡음 블록, 동조기, 다운(down) 컨버터 등과 같은), 복조기, 상관기(correlator), 리크(leak) 적분기 및 제곱기와 같은 수신기 구성 요소와 같은 다른 송신 개념이 간주된다. 게다가, 본 발명의 개념 이외에, 인터넷 프로토콜(IP), 실-시간 송신 프로토콜(RTP), RTP 제어 프로토콜(RTCP), 사용자 데이터그램(Datagram) 프로토콜(UDP)과 같은 프로토콜은 잘 알려져 있다고 간주 되기에, 본 명세서에서 서술되지는 않는다. 마찬가지로, 본 발명의 개념 이외에, 동화상 전문가 그룹(MPEG)-2 시스템 표준(ISO/IEC 13818-1), H.264 차세대 비디오 코딩(AVC) 및 스케일러블 비디오 코딩(SVC)과 같은 포맷팅(formatting) 및 인코딩 방법은 잘 알려져 있다고 간주되기에, 본 명세서에서 상세히 서술되지 않는다. 또한, 본 발명의 개념이 가령, 본 명세서에서 서술되지 않는 종래의 프로그래밍 기술을 사용하여 구현될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 마지막으로, 도면상에서의 유사한 번호는 유사한 요소를 나타낸다.
SVC 비디오 스트림을 디코딩할 때, 임의의 주어진 시간에 다른 픽쳐의 예측에 사용되는 픽쳐인, 수개의 디코딩된 참조 픽쳐는 디코딩된 픽쳐 버퍼에 일시적으로 저장된다. 단일-루프 디코딩에서, 오직 타겟 계층의 디코딩된 참조 픽쳐만이 디코딩된 픽쳐 버퍼에 보존된다. 다중-루프 디코딩에서, 모든 계층에 대한 디코딩된 참조 픽쳐가 디코딩된 픽쳐 버퍼에 보존된다.
SVC에서, 프레임(frame) 또는 픽쳐는 그룹으로 배열되는데, 이들 각각은 픽쳐 그룹(GOP: Group of Pictures)으로 참조된다. 각 GOP는 인트라 픽쳐(I-픽쳐), 예측된 픽쳐(P-픽쳐), 및/또는 양방향 픽쳐(B-픽쳐)를 포함할 수 있다. I-픽쳐는 임의의 다른 픽쳐에 대한 참조 없이 디코딩될 수 있다. P- 및 B-픽쳐는 오직 다른 I-, P-, B-픽쳐에 대한 참조를 통해 디코딩될 수 있다. 각 GOP는 키 프레임에서 시작하고 종료한다. 키 프레임은 I-픽쳐 또는 P-픽쳐일 수 있다. GOP 내의 P- 및 B-픽쳐는 GOP의 키 프레임에 대하여, 및 선행하는 GOP의 키 프레임에 대한 참조를 통해 디코딩될 수 있다. 가령, 구체적으로, P-픽쳐인 키 프레임의 긴 스트링이 존재한다면, 키 프레임에서의 오류는 순방향으로 전파되어 다중-GOP에 영향을 미칠 수 있다.
향상 계층 패킷 또는 패킷들이 분실될 때, 대응하는 GOP에서 분실된 프레임 및 후속 프레임은 주로 분실에 의해 영향을 받게 되고, 사용자에 디스플레이될 픽쳐의 품질 저하(degradation)를 최소화하기 위하여 바람직하게 은폐되어야 한다. 다중-루프 디코딩에 대하여, 향상 계층의 패킷 분실이 발생할 때, GOP에서의 분실된 프레임과 후속 프레임을 교체하기 위한 본 발명에 따른 2개의 예시적인 방법이 이제부터 서술될 것이다.
도 1은 공간적 스케일러블 SVC 비디오 스트림의 다중-루프 디코딩에 대하여 향상 계층 패킷 분실을 처리하는 제 1 예시적인 방법을 도시한다. 각 GOP가 키 프레임으로 종료한다고 가정되는 도 1의 방법에서, 패킷 분실이 타겟 계층에서 발생할 때, 동일한 GOP 내에서 분실된 패킷과 모든 후속 프레임에 대응하는 분실된 프레임은 키 프레임을 제외하고, 패킷 분실이 없는 최고 높은 계층의 업-샘플링된 프레임으로 교체된다. 그 결과로서, 분실 패킷(들) 이후의 타겟 계층 패킷의 나머지는 GOP의 키 프레임까지 무시된다.
도 1은 하나의 향상 계층, 타겟 계층, 및 기본 계층이 존재하는 SVC 스트림에 대한 예시적인 시나리오를 도시한다. 향상 계층 패킷의 스트림(10) 및 기본 계층 패킷의 스트림(20)은 SVC 디코더에 제공된다. 디코더의 출력은 픽쳐의 스트림(30)으로 도시된다.
도 1에 도시되는 바와 같이, Bi라 표시된 블록은 기본 계층을 나타내고, Ei라 표시된 블록은 향상 계층 패킷을 나타낸다. 각 블록(Bi, Ei)은 하나의 패킷 또는 다수의 패킷을 포함하는 네트워크 추상 계층(NAL: Network Abstraction Layer) 액세스 유닛을 나타낸다. [Bi] 및 [Ei]라 표시된 블록은 각각 기본 및 향상 계층 패킷의 대응하는 블록를 디코딩함으로써 생성된 픽쳐를 나타낸다. 향상 계층 픽쳐가 오직 대응하는 기본 계층 픽쳐와 함께로만 디코딩될 수 있기에, 픽쳐([Ei])는 기본 계층 픽쳐([Bi])와 함께 향상 계층 패킷 블록([Ei])을 디코딩함으로써 생성된다는 것이 주목할만하다. 즉, [Ei]는 Ei와 대응하는 기본 계층 픽쳐([Bi])의 함수이다.
[Bi*]이라 표시된 각 블록은 업-샘플링된 [Bi] 픽쳐이다. 업-샘플링된 픽쳐([Bi*])는 대응하는 향상 계층 픽쳐([Ei])와, 동일한 해상도 및 프레임율을 갖는다. 도시된 바와 같이 공간적 스케일러블 SVC 구현에서, 기본 및 향상 계층 픽쳐의 프레임율은 동일하나, 해상도는 다르다. 가령, 기본 계층 픽쳐의 업-샘플링은 예를 들어 보간을 통하여, 이 픽쳐의 해상도를 타겟 향상 계층의 해상도로 증가시키는 것을 수반한다. 업-샘플링은 알려진 기술을 사용하여 수행될 수 있다.
도 1에 도시된 시나리오에서, 스트림(10)의 블록(E4 및 E5)에서의 향상 계층 패킷은 통과시 분실되거나 또는 디코더에서 오류상태로 수신된다. 현재 GOP에서의 이 포인트까지, 디코더는 이제까지 성공적으로 수신된 향상 계층의 패킷으로 디코딩된 출력 픽쳐([E0] 내지 [E3])를 갖는다. 하지만, E4 및 E5에서의 패킷 분실 시, 디코더는 도 1에 도시된 바와 같이, 디코더는 출력을 업-샘플링된 기본 계층 픽쳐([B4*] 내지 [B10*])로 전환한다. 가령, 현재 GOP의 키 프레임까지 픽쳐([E4] 내지 [E10])의 출력 대신에, 디코더는 [B10*]를 통하여 업-샘플링된 기본 계층 픽쳐([B4*] 내지 [B10*])를 출력한다. 예시된 시나리오에서, 향상 계층의 키 픽쳐([E11])가 업-샘플링된 기본 계층 픽쳐로 교체되지 않는다는 것이 주목된다. 향상 계층 키 픽쳐[E11]가 I-픽쳐인 경우, 이 픽쳐가 분실되거나 오류 상태로 수신되지 않는다면, [B11*] 보다 더 나은 픽쳐를 제공할 것이다. 향상 계층 키 픽쳐([E11])가 P-픽쳐라면, 이것의 정확한 디코딩은 선행하는 GOP의 키 픽쳐에 의존할 것이다. 현재 키 픽쳐([E11]) 및 선행하는 GOP의 키 픽쳐가 성공적으로 수신되고, 앞선 키 픽쳐로부터 순방향으로 전파되는 어떠한 오류도 존재하지 않는다면, 키 픽쳐([E11])는 [B11*]보다 더 나은 픽쳐를 제공할 것이고, 이 키 픽쳐가 사용된다. 만일 그렇지 않으면, 대신에 [B11*]가 사용된다. 다음의 GOP의 시작 부분에서, 디코더는 향상 계층 패킷으로 디코딩된 픽쳐의 생성을 지속한다.
위에 언급된 바와 같이, GOP의 키 픽쳐에서 오류가 발생한다면, 이 오류는 순방향으로 전파되어 후속 GOP의 픽쳐를 훼손시킬 수 있다. P-픽쳐인 키 픽쳐는 이전의 키 픽쳐에 의존하는데, 이 경우에서, 키 픽쳐의 오류가 순방향으로 전파되어, I-픽쳐인 키 픽쳐에 직면할 때까지 다중 GOP를 훼손시킬 것이다. 예시적인 실시예에서, 오류가 타켓 계층(즉, 블록(E11)에서)의 키 프레임에서 검출된다면, 오류가 없는 최고 높은 계층의 업-샘플링된 픽쳐가 I-픽쳐가 타겟 계층에서 키 프레임으로 수신될 때까지, 출력 픽쳐 스트림(30)에 대해 사용된다. 이러한 시점에서, 임의의 오류의 순방향으로 전파가 멈출 것이다. 가령 I-픽쳐 키 프레임이 타겟 계층에 수신될 때까지, 타겟 계층 데이터는 본질적으로 무시되고, 폐기될 수 있다.
대안적인 실시예에서, I-픽쳐 키 프레임이 수신될 때까지, 모든 타겟 계층 데이터를 무시하는 대신에, 다음의 GOP에서 시작하고, 참조 픽쳐로서, 현재 GOP의 기본 계층에서 업-샘플링된 키 픽쳐인 [B11*]을 갖는 다음의 GOP에서 수신되는 타겟 계층 데이터(E0, E1,...)를 사용하여, 타겟 계층 픽쳐가 생성될 수 있다.
패킷 분실은 임의의 다양하고 알맞은 방법에 의해 검출될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 잃어버린 패킷은 대응하는 SVC 스트림을 나르는 RTP 패킷의 헤더에서 RTP 시퀀스 넘버를 시험함으로써 검출될 수 있다. 수신된 패킷의 RTP 시퀀스 넘버의 간격은 하나 이상의 패킷의 분실을 나타낸다. 예를 들어, 본 명세서에서 그 전체가 참조로 통합된 U.S. 특허 출원 공보 번호 2009/0016447를 참조하라.
도 1에 도시되는 시나리오가 타겟 계층이 제 1 향상 계층인 2개의 계층 구현에 대한 것이지만, 예시적인 방법은 3개 이상의 계층으로 SVC 스트림을 처리하기 위하여 손쉽게 확장될 수 있다. 이러한 구현에 따라, 패킷 분실이 타겟 계층에서 발생할 때, 현재 GOP의 키 픽쳐까지의 분실된 픽쳐 및 후속 픽쳐는, 패킷 분실이 없는 최고 높은 계층으로부터 대응하는 업-샘플링된 픽쳐로 교체된다. 따라서, 예를 들어, 4개의 계층 응용에서, 제 2 및 제 3 향상 계층에 분실이 있지만, 제 1 향상 계층에 분실이 없다면, 현재 GOP의 키 픽쳐의 선행하는 분실된 및 후속 픽쳐는 제 1 향상 계층으로부터 대응하는 업-샘플링된 픽쳐로 교체된다. 이러한 예시에서, 제 1 향상 계층으로부터의 픽쳐는 제 3 향상 계층, 타겟 계층의 해상도로 업-샘플링된다.
도 2는 공간적 스케일러블 SVC 비디오의 다중-루프 디코딩에 대한 향상 계층 패킷 분실의 처리의 제 2 예시적인 방법을 도시한다. 각 GOP가 키 프레임에서 종료하는 도 2의 방법에서, 패킷 분실이 타겟 계층에서 발생할 때, 이와 같이 분실된 픽쳐는 패킷 분실 없이 최고 높은 계층의 대응하는 업-샘플링된 픽쳐로 교체된다. 현재 GOP의 키 픽쳐에 선행하는 후속 픽쳐는, 전술한 업-샘플링된 더 낮은 계층의 프레임을 타겟 계층의 참조 픽쳐 큐(queue)에 위치시킨 이후에, 후속 타겟 계층 픽쳐를 디코딩함으로써 생성된다.
2개의 계층 시나리오에 대해 도 2에 도시된 바와 같이, 업-샘플링된 기본 계층 프레임([B4*] 및 [B5*])은 분실된 향상 계층 픽쳐([E4] 및 [E5])를 교체하기 위하여 사용된다. [E6*] 내지 [E10*]은 블록([E6] 내지 [E10])에서의 향상 계층 패킷과, [B4*] 및 [B5*]를 포함하는 지나간 참조 픽쳐를 기초로 하는 디코딩된 픽쳐이다.
도 1에 도시되는 실시예에서와 같이, 향상 계층의 키 픽쳐([E11])는 도 2의 시나리오에서 교체되지 않는다. 향상 계층 키 픽쳐([E11])가 I-픽쳐이고, 이 픽쳐가 분실되지 않거나 또는 오류가 수신되지 않는다면, 이 픽쳐는 업-샘플링된 기본 계층의 참조 픽쳐를 기초로하는 향상 계층 픽쳐[E11*] 보다 더 나은 픽쳐를 제공할 것이다. 향상 계층 키 픽쳐([E11])가 P-픽쳐라면, 이 픽쳐의 정확한 디코딩은 선행하는 GOP의 키 픽쳐에 의존할 것이다. 현재 키 픽쳐([E11]) 및 선행하는 GOP의 키 픽쳐가 성공적으로 수신되었고, 초기 키 픽쳐로부터 순방향으로 전파되는 요류가 전혀 없다면, 키 픽쳐([E11])는 [E11*]보다 더 나은 픽쳐를 제공하므로 이 픽쳐가 사용된다. 만일 그렇지 않으면, [E11*]이 대신에 사용된다. 다음의 GOP의 시작 부분에서, 디코더는 향상 계층 패킷으로 디코딩된 픽쳐의 생성을 지속한다.
도 2에 도시된 시나리오가 타겟 계층이 제 1 향상 계층인 2개의 계층 구현을 위한 것이지만, 예시적인 방법은 3개 이상의 계층을 갖는 SVC 스트림을 처리하기 위하여 손쉽게 확장될 수 있다. 따라서, 예를 들어 4개의 계층 응용에서, 제 2 및 제 3 향상 계층에 분실이 있지만, 제 1 향상 계층에 분실이 없다면, 현재 GOP 내의 분실된 픽쳐는 제 1 향상 계층으로부터 대응하는 업-샘플링된 픽쳐와 교체되고, GOP에서의 후속 프레임은 전술한 업-샘플링된 제 1 향상 계층 프레임을 제 3 향상 계층의 참조 픽쳐 큐에 위치시킨 이후에, 제 3 향상 계층의 픽쳐에서 후속 픽쳐를 디코딩함으로써 생성된다.
단일-루프 SVC 디코딩에 대하여, 추가적인 예시 방법이 사용될 수 있다. 단일-루프 디코딩에서, 오직 타겟 계층 픽쳐만이 구성된다. 2개의-계층 방식에서, 기본 계층 픽쳐는 구성되지 않는다. 2개의-계층 응용에 대한 예시적인 방법에 따라, 전체 GOP에 대하여 기본 계층과 향상 계층 모두의 SVC 비트 스트림은 각 GOP의 시작 부분에서의 버퍼링되어, 검사된다.
버퍼링된 비트 스트림의 검사가 어떠한 분실도 나타내지 않는다면, 디코더는 통상적으로 디코딩한다. 하지만 향상 계층에서 패킷 분실이 존재한다면, 이러한 GOP에서의 전체 향상 계층은 무시된다. 디코더는 오직 기본 계층만을 디코딩하여, 이와 같이 생성된 기본 계층 픽쳐를 업-샘플링하고, 향상 계층 픽쳐를 교체하기 위하여 업-샘플링된 기본 계층 픽쳐를 사용한다. 사실상, 기본 계층은 타겟 계층이 된다. 원래의 SVC 스트림이 SVC 표준과 함께 생성된다면, 나머지 스트림은 표준에-의거한 스트림이고, 따라서 임의의 표준에-의거한 SVC 디코더는 이 스트림을 디코딩할 수 있어야 한다.
도 3은 각 GOP가 키 프레임에서 종료하는 2개의-계층 구현에 대하여 전술한 단일-루프 방법을 도시한다. 도 3에서 도시된 시나리오에서, 스트림(10)의 GOP(N)에서 블록(E4 및 E5)에서의 향상 계층 패킷은 전달시 분실되거나 또는 디코더에서 오류 상태로 수신된다. 가령, 스트림(30)에서 GOP(N)에 대하여 픽쳐([E0] 내지 [E11])를 생성하는 것 대신에, 기본 계층 픽쳐([B0] 내지 [B11])가 생성되고 GOP(N)에 대하여 스트림(30)에서 픽쳐([B0*] 내지 [B11*])를 출력하기 위하여 업-샘플링된다.
디코딩된 픽쳐 출력 스트림(30)에서 변화가 GOP 경계에서 발생한다는 것이 주목된다. 출력 픽쳐 스트림(30)을 반드시 생성할 필요는 없는 패킷은 폐기될 수 있고, 출력 픽쳐 스트림(30)을 생성하는데 사용될 패킷은 디코딩된다. 가령, 도시된 시나리오에서, 위에 서술된 것처럼 버퍼링된 GOP(N)에 대한 향상 계층 패킷(E0 내지 E11)은 이 패킷이 수신될 때, GOP(N+1)에 대한 향상 계층 패킷으로 겹쳐 쓰여 진다. GOP(N)에 대하여 버퍼링된 기본 계층 패킷(B0 내지 B11)은 디코딩되고, 출력 픽쳐 스트림(30)에 대한 픽쳐([B0*] 내지 [B11*])를 생성하기 위하여 업-샘플링된다.
도 3에 대하여 위에서 서술된 예시적인 방법이 기본 계층 및 향상 계층으로 SVC 비디오 스트림에 참조하지만, 이 방법은 다중 향상 계층을 갖는 응용에 대하여 손쉽게 확장될 수 있다. 이러한 응용에서, 타겟 계층에 분실이 있다면, 이 계층은 어떠한 분실도 없는 최고 높은 계층에 의해 타겟 계층으로 교체될 수 있다. 전체 GOP에 대하여 새로운 타겟 계층의 픽쳐가 디코딩되어 원래 타겟 계층의 해상도 및 프레임율로 업-샘플링된다. 따라서, 예를 들어, 3개의 향상 계층을 갖는 SVC 스트림에서, 제 2 및 제 3 향상 계층에 패킷 분실이 있다면, 제 1 향상 계층으로부터의 업-샘플링된 픽쳐가 대신 출력되어야 한다.
위에서 언급된 바와 같이, GOP의 키 픽쳐에서 오류가 발생한다면, 이 오류는 순방향으로 전파되어 후속 GOP에서 픽쳐를 훼손할 것이다. P-픽쳐인 키 픽쳐는 이전의 키 픽쳐에 의존할 것인데, 이러한 경우에서 키 픽쳐에서의 오류가 순방향으로 전파되어 I-픽쳐인 키 픽쳐에 직면할 때까지, 다중 GOP를 훼손할 것이다. 예시적인 실시예에서, 오류가 타겟 계층의 키 프레임에서 검출된다면(즉, 블록(E11)에서), 오류 없는 최고 높은 계층의 업-샘플링된 픽쳐는 I-픽쳐가 타겟 계층에서의 키 프레임으로 수신될 때까지, 출력 픽쳐 스트림(30)에 대하여 사용된다. 이러한 시점에서, 타겟 계층에서 임의의 오류가 순방향으로 퍼지는 것은 멈출 것이다. 가령, I-픽쳐 키 프레임이 타겟 계층에서 수신될 때까지, 타겟 계층 데이터는 본질적으로 무시되고, 폐기될 수 있다.
임의의 프레임을 디코딩하는 것 없이, GOP 경계를 식별하는 몇몇의 접근법이 존재한다. 하나의 접근법은 패킷 헤더 정보의 검사를 수반한다. 각 코딩된 비디오 패킷은 시간적, 공간적 및/또는 품질 스케일러빌리티 레벨을 나타내는 정보를 포함하는 네트워크 추상 계층(NAL) 헤더를 전형적으로 포함한다. 헤더의 제 1의 수 바이트를 파싱(parsing)함으로써, 키 픽쳐는 각각의 스케일러빌리티 레벨의 0을 갖는 픽쳐로 식별될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 새로운 GOP는 각 키 픽쳐 이후에 시작하거나, 각 픽쳐에서 종료한다.
다른 접근법은 키 프레임을 위한 상이한 전달 경로의 사용을 수반한다. 중요도의 상이한 레벨에 기인하여, 상이한 비디오 계층은 종종 상이한 연결 경로(예를 들어, 상이한 IP 주소 및/또는 포트)를 사용하여 전송된다. 키 픽쳐가 비-키 픽쳐가 아닌 별도의 경로에 전송된다면, 이 픽쳐를 식별하는 것은 간단해진다.
다른 접근법에서, 비디오 스트림이 선험적으로 디코더에 의해, 또는 다른 외부 수단에 의해(예를 들어, 대역 외 신호화(out-of-band signaling))에 의해 알려진 고정된 GOP 패턴으로 인코딩된다면, 디코더는 키 픽쳐를 식별하기 위하여 정보를 사용할 수 있다.
위의 관점에서, 전술한 것은 오로지 본 발명의 원리를 설명하기 위함이고, 당업자라면, 본 명세서에서 명시적으로 서술하지 않더라도, 본 발명의 원리를 구현하고, 본 발명의 사상 및 범주내에 있는 수많은 대안적 방식을 안출할 수 있음이 인식된다. 예를 들어, 본 발명의 개념은 저장된-프로그램으로-제어된 처리기 예를 들어 디지털 신호 처리기로 구현될 수 있으며, 이 처리기는 본 발명의 원리에 따른 방법을 수행하는 연관된 소프트웨어를 실행한다. 게다가, 본 발명의 원리는 상이한 타입의 통신 시스템, 예를 들어, 위성, 무선-충실도(Wi-Fi: Wireless Fidelity), 셀룰러 등에 적용될 수 있다. 게다가, 본 발명의 원리는 모바일 수신기뿐만이 아니라 고정 수신기에도 적용될 수 있다. 그러므로, 다수의 변형이 예시적인 실시예에서 이루어질 수 있고, 다른 배열이 본 발명의 사상 및 범주로부터의 이탈 없이도 안출될 수 있음이 이해될 것이다.
10 : 향상 계층 패킷의 스트림
20 : 기본 계층 패킷의 스트림
30 : 출력 픽쳐 스트림

Claims (17)

  1. 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법으로서,
    디지털 비디오 신호는 복수의 픽쳐 그룹(GOP)을 포함하는데, 각 픽쳐 그룹은 키 프레임에서 종료되고, 바로 앞에 선행하는 픽쳐 그룹의 키 프레임에 후속하는 적어도 하나의 프레임을 포함하며,
    방법은,
    제 1 계층과 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보를 버퍼링하는 단계와,
    제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보를 디코딩하기 전에, 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보가 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 모든 프레임에서는 아니지만 하나 이상의 프레임에서 오류를 갖는지를 검출하는 단계와,
    오류가 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보에서 검출되지 않는 경우, 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보를 디코딩함으로써, 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계와,
    오류가 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보에서 검출되는 경우, 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보를 디코딩하지 않고, 제 1 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보를 디코딩하고, 제 1 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 디코딩된 정보를 업-샘플링함으로써, 제 1 계층의 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계를
    포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 제 1 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 디코딩된 정보를 업-샘플링하는 단계는 제 2 계층에서의 프레임과 동일한 해상도를 갖도록 제 1 계층의 프레임을 변환하는 단계를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 제 1 계층은 기본 계층이고 제 2 계층은 향상 계층인, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 오류가 검출된 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 키 프레임에 오류가 없는 경우, 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계는 상기 키 프레임을 디코딩하는 단계를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 오류가 검출된 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 키 프레임이 오류를 포함하는 경우, 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계는 제 2 계층의 프레임에 대응하는 제 1 계층의 프레임을 오류가 검출된 픽쳐 그룹의 마지막 부분까지 업-샘플링하는 단계를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계는, 인트라-코딩된(intra-coded) 키 프레임이 제 2 계층에서 검출될 때까지, 제 2 계층 프레임에 대응하는 제 1 계층 프레임을 업-샘플링하는 단계를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계는 제 1 계층의 업-샘플링된 프레임을 참조 프레임으로서 사용하여 오류에 후속하는 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 정보를 디코딩하는 단계를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 오류가 검출된 제 2 계층의 제 1 픽쳐 그룹의 키 프레임에 오류가 없는 경우, 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계는 상기 키 프레임을 디코딩하는 단계를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서, 픽쳐 그룹 사이의 경계를 식별하는 단계를 더 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 경계를 식별하는 단계는 헤더 정보를 파싱(parsing)하는 단계, 별도의 경로를 통하여 키 프레임을 수신하는 단계, 및 픽쳐 패턴 정보 그룹을 수신하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 제 1 픽쳐 그룹을 출력하는 단계는, 인트라-코딩된 키 프레임이 제 2 계층에서 검출될 때까지, 제 2 계층 프레임에 대응하는 제 1 계층 프레임을 업-샘플링하는 단계를 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법은 다중-루프 디코딩 방법을 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법은 단일-루프 디코딩 방법을 포함하는, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
  17. 제 1항에 있어서, 각 키 프레임은 인트라-코딩된 프레임과 예측 프레임 중 하나인, 제 1 계층 및 제 1 계층의 비디오를 향상시키기 위한 정보를 포함하는 제 2 계층에 송신된 디지털 비디오 신호를 디코딩하는 방법.
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