KR19990087265A - 블록 바탕 비디오 코딩 시스템에서 동적 코딩 비율 제어 - Google Patents

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Abstract

블록 바탕 비디오 코딩 시스템용 동적 비율 제어기(116). 비율 제어기(116)는 장면 커팅 검출기(134)에 의해 생성된 장면 커팅 플래그에 응답한다. 일단 장면 커팅 플래그가 검출되면, 비율 제어기(116)는 코딩이 프레임상에서 시작되기전 장면 커팅에 따르는 프레임에 대한 비트 버짓을 조절한다. 부가적으로, 비율 제어기(116)는 비트 할당이 코딩 진행으로 최적화될수있도록 가상 비트 이용과 비교하여 최적의 비트 이용 프로파일을 만든다.

Description

블록 바탕 비디오 코딩 시스템에서 동적 코딩 비율 제어
블록 바탕 비디오 코딩 시스템은 일련의 이미지내에서 이미지(인트라 화상)내 및 이미지 사이(인터 화상)의 공간 및 시간적 리던던시(redundancy) 양쪽을 이용하는 코딩 기술을 통상적으로 사용한다. 상기 블록 바탕 이미지 코딩 시스템은 잘 알려진 비디오 코딩의 무빙 픽쳐 엑스퍼트 그룹(Moving Pictures Experts Group)(MPEG) 표준, 즉 ISO/IEC 국제 표준 11172-2(1994)(일반적으로 MPEG-1이라 불린다), 및 13818-2(1995년 1월 20일 드래프트)(일반적으로 MPEG-2라 불린다)를 사용하는 것을 포함한다. 입력 비디오 시퀀스의 리던던시를 이용하고 비디오 시퀀스를 전송가능한 비트스트림으로 코딩하기 위하여, 블록 바탕 코딩 기술은 입력 비디오 시퀀스내의 연속적인 화상이 실질적으로 유사한 정보를 포함한다, 즉 이미지된 장면이 하나의 화상으로부터 다른 화상으로 매우 작게 변화한다는 것을 가정한다. 화상 시퀀스에서 발생하는 장면 커팅은 효과적인 코딩을 위한 근본적인 가정을 위반한다. 결과적으로, 장면이 변화한후(장면이 커팅된후), 블록 바탕 코딩 기술은 장면 변화 다음 제 1 화상을 코딩하기 위하여 실질적인 수의 비트를 사용하여야 한다. 임의의 한 이미지를 코딩하기 위하여 이용할 수 있는 비트수가 통상적으로 제한되기 때문에, 장면 커팅은 코딩시 실질적인 에러를 유발하고 디코드된 화상의 실질적인 왜곡을 유도한다.
블록 바탕 비디오 코딩 시스템에서, 코딩 처리의 몇몇 측면을 제어하는 비율 제어 알고리듬 또는 처리가 있다. 비율 제어 처리의 일차적 임무는 전송 채널에 일정한 출력 비트 비율을 유지하는 것이다. 일정한 비트 비율은 비록 인코딩 비율이 상당히 변화할지라도, 각각의 이미지 내용 및 이미지 시퀀스에 종속하여 유지되어야 한다.
비율 제어 처리의 다른 중요한 측면은 인코더에 의해 생성된 비트 스트림이 디코더의 입력 버퍼를 오버플로(overflow) 또는 언더플로(underflow)하지 않는 것을 보장하는 것이다. 오버플로 및 언더플로 제어는 인코더내의 가상 버퍼를 유지 및 모니터링함으로써 달성된다. 이런 가상 버퍼는 비디오 버퍼링 검사 장치(VBV)라 불린다. 적당한 디코더 입력 버퍼 비트 제어를 보장하기 위하여, 인코더의 비율 제어 처리는 각각의 화상, 및 각각의 화상을 포함하는 화소의 각각의 매크로 블록, 비트 쿼터(quota)(또한 여기에서 비트 버짓:budget 이라 불림)에 대하여 이루어진다. 각각의 비트 버짓내에 있는 각각의 비트수를 사용하여 블록 및 전체 화상을 코딩함으로써, VBV는 오버플로 또는 언더플로하지 않는다. VBV가 디코더 입력 버퍼 동작을 반영하기 때문에, 만약 VBV가 언더플로 또는 오버플로하지 않는다면, 디코더 입력 버퍼도 언더플로 또는 오버플로하지 않을 것이다.
상기 버퍼 제어를 달성하기 위하여, 비율 제어기는 현재 화상이 이전 화상과 다소 유사하게 보이는 비디오 코딩의 표준 가정을 만든다. 만약 이런 가정이 진실이면, 화상의 화소 블록은 코딩 기술에 의해 보상된 움직임이고, 일단 보상되면 인코딩하기 위하여 매우 작은 비트를 요구한다. 이런 방법은 화상을 코딩하기 위하여 필요한 실질적인 비트 수가 화상에 할당된 목표 비트 수와 가까우면, 즉 실질적으로 사용된 비트 수가 화상에 대한 비트 쿼터내에 있다면, 매우 적당하다.
그러나, 이런 가정은 장면 커팅이 발생하거나 이전 이미지 및 현재 이미지 사이의 실질적인 차이가 있을 때 유용하지 않다. 움직임 보상은 두 개의 연속적인 이미지가 실질적으로 다를 때 거의 잇점을 갖지 않고, 블록은 임의의 하나의 화상 또는 화소 블록을 코딩하기 위하여 다수의 비트를 요구하는 임시 모드 코딩 기술을 사용하여 코딩된다. 상기 상황에서, 화상에 대한 비트 버짓은 일반적으로 초과된다. 결과적으로, 다음번의 약간의 화상에 대한 화상 질이 실질적으로 손상되고, VBV가 언더플로 조건에 매우 근접하게 될 수 있는 매우 우수한 기회가 존재한다. 결과적으로, VBV가 언더플로로 가려할 때, 및 비율 제어기가 화상에서 코딩될 남아있는 마지막 몇 개의 블록을 코딩할 수 있도록 할당될 비트가 더 이상 없을 때, 블록 바탕 비디오 코딩 시스템은 "패닉" 상태에 도달할 것이다. 패닉 상태를 피하기 위하여, 종래 기술은 일반적으로 매우 큰 버퍼링 시스템을 사용한다. 상기 버퍼는 전체적인 블록 바탕 비디오 코딩 시스템을 위해 비싸고 복잡성을 제공한다.
본 발명은 블록 바탕 비디오 코딩 기술, 특히 블록 바탕 비디오 코딩 시스템의 코딩 비율을 동적으로 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 동적 비율 제어기를 통합한 블록 바탕 코딩 시스템의 블록 다이어그램.
도 2는 화상의 MPEG 그룹(GOP)에서 장면 커팅 영향을 도시한 도.
도 3은 도 3A 및 도 3B의 적당한 정렬을 도시한 도.
도 3A 및 도 3B는 본 발명의 실시예의 동적 비율 제어기의 동작을 도시하는 상세한 흐름도.
그러므로, 본 발명의 목적은 장면 커팅 또는 두 개의 연속적인 이미지 사이의 다른 실질적인 장면 변화가 VBV를 패닉 상태 또는 언더플로 또는 오버플로하지 않도록 인코딩 방법을 동적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
종래 기술과 관련된 지금까지의 단점은 본 발명의 블록 바탕 비디오 코딩 시스템용 동적 비율 제어기에 의해 극복된다. 비율 제어기는 장면 커팅 검출기에 의해 생성된 장면 커팅 플래그(flag)에 응답한다. 일단 장면 커팅 플래그가 검출되면, 비율 제어기는 코딩이 프레임상에서 시작되기 전에 장면 커팅에 따른 프레임에 대한 비트 버짓을 조절한다. 부가적으로, 비율 제어기는 비트 할당이 코딩 진행시 최적화될수있도록 가상 비트 이용과 비교하여 최적의 비트 이용 프로파일을 만든다.
본 발명의 기술은 첨부 도면과 관련하여 다음 상세한 설명을 고려함으로써 쉽게 이해될 수 있다.
이해를 용이하게하기 위하여, 동일 참조 번호는 도면에 공통의 동일 엘리먼트를 나타내도록 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예를 통합한 블록 바탕 코딩 시스템(100)(특히, MPEG 인코더)의 블록 다이어그램을 도시한다. 포트(102)에서 시스템에 대한 입력 신호는 다수의 블록으로 분할된 전처리된 이미지라 가정하고, 여기서 블록은 시스템에 대한 입력으로서 연속적으로 제공된다. MPEG 표준하에서, 화소에 대한 이들 블록은 매크로블록, 예를들어, 16×16 화소 블록으로서 공지된다. 다음 공개는 MPEG 표준 용어를 사용한다; 그러나, 용어 매크로블록은 움직임 보상을 기초로하여 사용된 임의의 크기의 화소 블록을 기술하기 위하여 사용된다.
시스템은 시스템 출력 신호로부터, 일련의 예측된 매크로블록(P)을 계산한다. 각각의 예측된 매크로블록은 포트(104)에서, 전송된 출력 신호의 수신기가 수신된 신호를 디코드하는 바와같이 출력 신호를 디코딩함으로써 생성된다. 감산기(106)는 입력 매크로블록으로부터 예측된 매크로블록을 감산함으로써 경로(107)상에 나머지 신호(종래 기술에서 나머지 또는 나머지 매크로블록으로 불린다)를 생성한다.
만약 예측된 매크로블록이 입력 매크로블록과 실질적으로 유사하면, 나머지는 비교적 작으며 매우 작은 비트를 사용하여 쉽게 코딩된다. 상기 시나리오에서, 입력 매크로블록은 움직임이 보상된다. 그러나, 만약 예측된 매크로블록 및 입력 매크로블록 사이의 차가 실질적으로 있다면, 나머지는 코딩하기 어렵다. 결과적으로, 시스템은 움직임이 보상된 나머지 매크로블록을 코딩하는 대신 입력 매크로블록을 직접적으로 코딩함으로써 더욱 바람직하다. 이런 선택은 코딩 모드의 선택으로서 공지된다. 입력 매크로블록(I)을 코딩하는 것은 인트라 코딩이라 불리고, 나머지를 코딩하는 것은 인터 코딩이라 불린다. 이들 두 모드 사이의 선택은 인트라-인터-결정(IID)로서 공지된다.
IID는 코딩 모드 스위치(108)를 세팅하는 IID 회로(110)에 의해 이루어진다. IID는 나머지 매트로블록(Var R : 바 R)의 변화량 및 입력 매크로블록(Var I : 바 I)의 변화량을 우선 계산함으로써 계산된다. 코딩 결정은 이들 값을 바탕으로 한다. 이런 결정을 하기 위하여 사용될 수 있는 몇가지 함수가 있다. 예를들어, 가장 간단한 함수를 사용하여, 바 R이 바 I보다 작으면, IID는 인터 모드를 선택한다. 반대로, 만약 바 I가 바 R보다 작으면, IID는 인트라 모드를 선택한다.
선택된 블록은 이산 코사인 변환(DCT) 블록(112)에서 처리된다. DCT는 DCT로 입력 신호를 나타내는 계수를 생성한다. 양자화기(114)는 포트(104)에 출력 블록을 생성하기 위하여 계수를 양자화한다. 본 발명의 실시예의 동적 비율 제어기(116)는 계수를 양자화하기 위하여 사용된 양자화 스케일(계단 크기)을 제어한다. 선택적으로, 비율 제어기는 시스템에 의해 코딩된 DCT 계수의 수를 제어한다. 비율 제어 블록의 상세한 설명은 아래 도 3에 관련하여 기술된다.
정확한 예측 블록을 생성하고 효과적인 하프(half) 화소 움직임 벡터를 생성하기 위하여, 인코더는 디코드된 이미지에 액세스할 필요가 있다. 상기 액세스를 달성하기 위하여, 양자화기(114) 출력은 인버스 양자화기(118) 및 인버스 DCT(120) 양쪽을 통과하여 통과된다. 인버스 DCT의 출력은 DCT(112)에 입력과 이상적으로 동일하다. 인터 모드에서, 디코드된 매크로블록은 인버스 DCT의 출력 및 예측된 매크로블록을 가산함으로써 생성된다. 인트라 모드동안, 디코드된 매크로블록은 간단히 인버스 DCT의 출력이다. 디코드된 매크로블록은 프레임 저장소(124)에 저장된다. 프레임 저장소는 이미지 정보의 전체적 재구성된 프레임을 구성하는 다수의 이들 "재구성된" 매크로블록을 축적한다. 움직임 벡터 예측기(126)는 곧 다가올 입력 이미지에 대한 예측된 매크로블록을 생성하는데 사용된 움직임 벡터를 생성하기 위하여 재구성된다.
움직임 벡터를 생성하기 위하여, 움직임 벡터 예측기(126)는 3개의 구성요소를 가진다 : 풀(full) 화소 움직임 평가기(128), 하프 화소 움직임 평가기(130), 및 움직임 모드 블록(132). 풀 화소 움직임 평가기(128)는 이전 이미지의 매크로블록 및 현재 입력 매크로블록 사이의 개략적인 매칭을 위하여 검색하는 "개략" 움직임 벡터 생성기이다. 이전 이미지는 앵커(anchor) 이미지로서 불린다. MPEG 표준하에서, 앵커 이미지는 화상 그룹(GOP)으로 공지된 이미지 시퀀스내의 I 또는 P 프레임으로서 불리는 것이다. 움직임 벡터는 개략 매칭이 두 개의 매크로블록 사이에 이루어지는 경우 관련 위치를 나타내는 벡터이다. 개략 움직임 벡터 발생기는 하나의 화상 엘리먼트(화소)에 정확한 움직임 벡터를 생성한다.
정밀한 풀 화소 움직임 엘리먼트는 하프 화소 움직임 평가기로 개선된다. 하프 화소 평가기는 하프 화소 정확도로 움직임 벡터를 계산하기 위하여 풀 화소 움직임 벡터 및 프레임 저장소(124)로부터 재구성된 매크로블록을 사용한다. 하프 화소 움직임 벡터는 움직임 모드 블록(132)에 전송된다. 통상적으로, 각각의 매크로블록에 관련된 다수의 움직임 벡터가 있다. 모드 블록(132)은 각각의 입력 매크로블록에 대한 움직을 나타내기 위한 가장 좋은 움직임 벡터를 선택한다.
풀 화소 평가기는 하프 화소 평가기와 비교하여 계산적으로 집약적인 태스크이다. 이런 이유로, 몇몇 실행에서, 전용 하드웨어상에서 각각 계산된다. 종종, 모든 풀 화소 움직임 벡터는 하프 화소 처리가 시작되기 전에 계산된다.
상기된 MPEG 인코더 시스템은 Militas, California의 LSI Logic, Inc.로부터의 모델 L64120같은 한세트의 집적 회로로서 이용할 수 있는 종래 시스템이다. 중요하게, 이런 MPEG 인코더는 하프 화소 평가기가 동작을 시작하기 전에 풀 화소 움직임 벡터의 전체 프레임을 저장한다.
움직임 평가 및 움직임 보상에 대한 개념은 현재 화상이 이미 발생한 화상(앵커 이미지)와 매우 다르지 않은 기본적인 가정을 바탕으로 한다. 그러나, 실질적인 장면 변화(또한 장면 커팅)가 발생할 때, 앵커 화상은 실질적으로 현재 화상과 다르다. 그래서, 예측된 매크로블록은 매우 부정확하고 나머지는 매우 크다. 상기와 같이, 화상의 대부분의 입력 매크로블록에 대하여, IID는 나머지(인터 모드)를 코딩하는 대신 입력 매크로블록(인트라 모드)을 코딩하는 것을 선택한다. 이런 코딩 결정은 장면 변화가 없는 경우에 조차 발생하고, 일반적으로 코딩된 화상은 인트라 및 인터 코딩 매크로블록의 혼합을 포함할 수 있다는 것이 주의된다. 그러나, 제공된 화상내에서 인트라 코딩 매크로블록 퍼센트는 장면 커팅이 발생한후 매우 증가한다. 본 발명의 실시예의 장면 커팅 검출기는 화상의 모든 매크로브록을 분석하고 장면 커팅이 발생했는지를 결정한다. 이것은 인트라 코딩된 매크로블록의 수를 카운팅하고 임계 레벨까지의 카운트와 비교함으로써 달성된다. 특히, 만약 임의로 주어진 프레임에서 인트라 코딩된 매크로블록 퍼센트가 임계 레벨을 초과하면, 프레임은 장면 커팅을 했다고 간주된다.
통상적인 MPEG 인코더에서, 가상 IID 결정은 하프 화소 움직임 벡터가 생성되고 가장 좋은 벡터가 선택된후 이루어진다. 제 1 매크로블록이 인코더에 의해 코딩되기전에 풀 화소 평가기(128)가 전체 프레임에 대한 움직임 벡터를 생성하기 때문에, 이들 풀 화소를 모니터링하는 본 발명의 장면 커팅 검출기 장치(134)는 모든 매크로블록에 대한 IID 평가를 할 수 있다, 즉 IID가 나머지를 분석할 때 IID가 이루어지는 지를 평가한다. 장면 커팅 검출기는 인트라 코드 매크로블록 카운터(138)에 직렬로 접속된 IID 평가기(136)를 포함한다. 카운터(138)는 장면 커팅이 발생되었다는 것을 장면 커팅 검출기가 결정했다는 것을 가리키는 장면 커팅 결정(플래그)을 생성한다.
장면 커팅 검출기의 도시적인 형태는 1996년 2월 26일에 출원되고, 여기에서 참조된 미국특허 출원 제 08/606,613 호에 상세히 기술된다. 이런 장면 커팅 지시기 플래그에 응답하여, 본 발명의 동적 비율 제어기는 패닉 상황의 어떤 가능성이 피해지도록 양자화기의 양자화 스케일을 조절한다. 상기와 같이, 동적 비율 제어기는 장면 커팅에 따르는 프레임이 인코딩되기 전에 임박한 장면 커팅을 경고하는 코딩 플래그를 제공한다. 상기와 같이, 동적 비율 제어기는 비트 할당을 재조정하고 매우 큰 비트 사용 가능성 및 패닉 상황을 방지하기 위하여 비트 사용을 모니터한다.
동작시, 동적 비율 제어기(116)는 P 화상에 대한 비트 할당을 증가시켜서, 새로운 할당이 버퍼를 언더플로하지 않도록 보장하고, 그래서 화상 질을 유지한다. MPEG 표준하에서, P 화상의 에러가 다음에 코딩될 다른 P 및 B 화상으로 전달되고자 하기 때문에 정확하게 코딩된 P 화상을 가지는 것이 목표된다. 도 2는 화상의 MPEG 그룹(GOP)내의 장면 커팅(202 및 204)에 의해 가장 나쁜 영향을 받는 P 화상(P1및 P3)을 도시한다. VBV 언더플로를 피할 증가된 P 화상 비트 할당량은 B 화상을 둘러싸기 위하여 할당된 비트를 감소시킬 것을 요구한다. 비트 감소는 몇몇 B 화상에 걸쳐 안전하게 펼쳐질 수 있다. B 화상 에러는 화상 그룹내의 임의의 다른 화상에 전달되지 않는 것을 주의한다.
도 3은 본 발명의 실시예의 동적 비율 제어기(116) 동작을 도시하는 상세한 흐름도를 도시한다. 처리(300)는 시작 블록(302)에서 시작하고 상기 처리가 현재 화상을 코딩하기 위하여 사용하도록 공칭 비트수(T)를 계산하는 단계(304)로 진행한다. 또한 단계(304)는 증가된 비트 할당량(ΔT)을 영으로 초기화한다. 단계(306)에서, 상기 처리는 장면 커팅 플래그가 장면 커팅 검출기에 의해 발생되었는지 질문한다. 만약 질문이 음으로 대답되면, 처리는 현재 화상이 T 비트(예를들어, 공칭 비트수로 코딩되는 단계(308)로 진행한다. 역으로, 만약 장면 커팅 플래그가 검출되면, 상기 처리는 단계(306)으로부터 단계(310)으로 진행한다. 단계(310)에서, 상기 처리는 비트 할당량(T)에 대한 증가값(ΔT)을 계산한다. 비트 할당 증가는 몇몇의 인자에 따르고 상기 인자는 1) 화상 그룹의 단부로부터 코딩될 P 화상의 거리; 2) P 화상에서 I 모드 매크로블록의 수; 3) I 모드 매크로블록의 안전한 코딩; 및 4) VBV에서 현재 비트의 수를 포함한다. 이런 정보는 비율 제어기내의 여러 레지스터에 저장되고 도 3에서 블록(312, 314, 316 및 318)로서 각각 도시된다. ΔT를 계산하기 위하여 사용된 각각의 인자는 아래에 상세히 논의된다.
특히, 만약 새로운 장면에서 제 1 P 화상이 화상 그룹의 단부에 밀접하면, 비율 제어기는 P 화상에 대한 비트 할당 증가를 요구하지 않는다. 상기와 같이, P 화상에 대한 비트 할당은 새로운 그룹의 화상중 I 화상으로부터 거리에 비례한다, 즉, ΔT의 값은 P 화상이 화상 그룹의 단부에 보다 밀접할 때 보다 작을 수 있다.
예를들어, GOP의 마지막 P 화상인 도 2의 화상(P3)을 고려한다. 이런 P 화상은 임의의 P 화상을 예측하기 위하여 사용되지 않고, 장면 커팅 뒤 막 발생된 단지 두 개의 B 화상을 예측하기 위하여 사용된다. 이것은 새로운 장면에서 첫번째 두 개 또는 세개의 화상에 대해서만 나쁜 질의 이미지를 유발한다. 정신적 시각 실험은 인간 눈이 새로운 장면에 대해 빠르게 조절하는 것이 어렵고 비록 새로운 장면의 첫 번째 두 개 또는 3개의 화상이 나쁜 질을 가질지라도, 왜곡은 인간눈에 인지될수없다는 것이 도시된다. P3를 뒤따르는 B 화상은 I 화상(I2)으로부터 예측되고, 장면 커팅 때문에 많은 질적 하락에 대한 고통을 겪지 않는다. 상기와 같이, P3화상은 다른 화상의 질을 크게 떨어뜨리지 않고 빈약하게 코딩될 수 있다. 그러므로, ΔT는 GOP의 단부 근처에서 발생하는 P 화상에 대하여 비교적 작은 값으로 설정된다.
화상이 코딩되기 전에 P 화상에서 인트라 모드(I 모드) 매크로블록의 수가 공지되거나 평가되기 때문에, ΔT는 화상의 인트라 코딩 매크로블록 퍼센트에 비례하여 이루어질 수 있다. 몇몇 장면 커팅에서, 새로운 장면은 쉽게 코딩된다, 즉 코딩을 위하여 매우 작은 비트를 취하고, 사용된 가상 비트 수는 목표 비트 할당량보다 작을 수 있다. 만약 새로운 장면이 인트라 모드 매크로블록만큼 코딩하기 쉽다는 것을 미리 결정한다면, 증가값(ΔT)은 작을 수 있다. 예를들어, 이것은 코딩될 화상내의 매크로블록 변화를 분석하고 화상이 코딩되는 쉬운 방법을 결정함으로써 달성된다.
ΔT 크기의 다른 억제 방법은 VBV 비트 수이다. 버퍼는 만약 T 플러스 ΔT가 VBV에서 비트 수를 초과하면 언더플로일 것이다. 그래서, ΔT는 언더플로에 대한 가능성에 따라 형성된다. 버퍼 언더플로에 대한 이런 가능성은 VBV에서 비트의 수 및 (T + ΔT) 값 사이의 차를 취함으로써 쉽게 계산된다. 그리고나서, ΔT의 값은 음(-)의 값 차를 피하기 위하여 조절된다.
단계(308)에서, 공칭 비트 할당량(T)은 비트 할당 증가값(ΔT), 예를들어 T=T+ΔT에 의해 증가된다. 단계(320)에서, 상기 처리는 ΔT의 현재 값을 사용하여 언더플로에 대한 가능성을 계산한다. 이런 단계는 ΔT의 값만큼 증가된 T의 값에 대하여 현재 버퍼 충만도와 VBV 크기를 비교한다. 만약 기대된 버퍼 충만도가 VBV 크기를 초과하는 것에 근접하면, 단계(322)에서 질문이 긍정적으로 대답되고, 단계(324)에서 상기 처리는 가능한 언더플로 플래그(가능한 패닉 플래그로서 불린다)를 설정한다. 가능한 언더플로 플래그는 현재 화상의 코딩동안 패닉 상황을 유발할 수 있다는 것을 가리킨다. 만약 패닉 상황이 임박하지 않으면, 단계(322)에서 질문은 음으로 대답되고, 상기 처리는 NO 경로를 따라 단계(326)로 진행한다.
단계(326)에서, ΔT의 값을 바탕으로, 상기 처리는 VBV를 언더플로잉하는 최초 양자화기 스케일을 결정한다. 단계(328)에서, 상기 처리는 초기 양자화기 스케일에서 코딩될 DCT 계수의 수를 만든다. 하기될 바와같이, 코딩될 양쪽 양자화기 스케일 및 DCT 계수의 수는 VBV 언더플로가 방지될수있도록 조정할 수 있다.
단계(330)에서, 상기 처리는 목표 비트 이용 프로파일을 생성한다. 일반적으로 이런 이용 프로파일은 코딩될 화상 형태에 의존하여 미리 결정된다, 즉 상기 프로파일이 P 화상, B 화상 또는 I 화상든지 관계없이 결정된다. 통상적으로, 이용 프로파일은 전체 화상 코딩을 가로질러 선형적이다. 선택적으로, 프로파일은 약간의 비트가 다른 포인트에서보다 이미지의 몇몇 포인트에서 사용되도록 비선형적이다. 상기와 같이, 임의의 주어진 화상의 중심은 화상의 외부에 놓인 영역에 할당된 양자화 스케일보다 정밀하거나 보다 많은 비트가 할당될 수 있다. 다른 선택사항은 동일 형태의 이전 화상을 코딩하여 모아진 정보를 사용함으로써 목표 비트 이용 프로파일을 동적으로 생성한다. 예를들어, 이전의 P 화상을 코딩하기 위하여 사용된 가상 목표 비트 프로파일은 현재 P 화상에 대한 목표 비트 이용 프로파일로서 사용될 수 있다. 화상이 단계(334)에서 코딩될 때, 가상 비트 이용 프로파일은 각각의 매크로블록이 코딩된후 목표 비트 이용 프로파일과 비교된다. 단계(336)에서, 상기 처리는 가상 비트 이용 프로파일이 목표 비트 이용 프로파일과 일치하는 것을 보장하기 위하여 필요할 때 양자화기 스케일을 조절한다. 양자화기 스케일의 조절이 이루어지는 속도는 가상 비트 이용 프로파일 및 목표 비트 이용 프로파일 사이의 차에 의존하여 변화될 수 있다. 다른 말로, 응답은 두 개의 프로파일 사이의 큰 차에 대하여 빠르거나, 두 개의 프로파일 사이의 작은 차에 대하여 느리다. 응답 속도는 가능한 패닉 플래그가 설정되는지에 따른다. 예를들어, 만약 양쪽 가능한 패닉 플래그 및 장면 커팅 플래그가 설정된다면, 다음 화상을 코딩하기 위하여 사용된 비트 수는 엄격하게 제어되거나 언더플로 상황이 가능하다. 그래서, 양쪽 이들 플래그가 설정될 때, 본 발명의 실시예는 엄격하게 비트 이용 및 양자화 스케일의 응답 속도 변화를 제어한다. 양자화기 스케일을 조절하는 것외에, 코딩될 DCT 계수는 잘 변화될 수 있다. 예를들어, 만약 가상 비트 이용 프로파일이 목표 비트 이용 프로파일과 실질적으로 빗나가기 시작하면 가상 비트 이용이 VBV(즉, 가능한 패닉 플래그가 설정된다)를 초과할것이 기대된다. 보다 높은 차수의 DCT 계수는 떨어지고 코딩되지 않는다. 코딩될 DCT 계수의 수는 목표 비트 이용 프로파일이 초과될 정도에 따른다. 통상적으로, DCT 계수의 수는 양쪽 가능한 패닉 플래그가 단계(324)에서 설정되고 장면 커팅 플래그가 단계(306)에서 식별될 때만 조절된다.
단계(338)에서, 상기 처리는 현재 화상에 대한 모든 매크로블록이 코딩되는지 질문한다. 만약 질문이 음으로 대답되면, 상기 처리는 NO 경로를 따라 다음 매크로블록이 코딩될 단계(332)로 진행한다. 만약 단계(338)에서 질문이 양으로 대답되면, 상기 처리는 코딩 처리가 정지되는 단계(340)으로 진행한다.
중요하게, 다음 비율의 제어 처리는 시퀀스에서 각각의 화상의 전체 질을 등가화한다. 상기와 같이, 비율 제어 처리는 임의의 한 이미지에서 실질적인 에러 수를 가지는 것보다 다수의 이미지에 걸쳐 에러를 분산하고자한다. 게다가, 본 발명의 비율 제어기는 제공된 이미지내에서, 코딩될 때, 코딩 에러 및 변형이 이미지의 한지역에서 모두 나타나지 않도록 화상내의 여러 지역 질을 일정하게 유지한다.
비록 본 발명의 실시예의 기술에 통합된 하나의 실시예가 여기에 도시되고 상세히 기술되었지만, 당업자는 이들 기술을 통합하는 다른 다양한 실시예를 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (14)

  1. 제 1 이미지 및 제 2 이미지가 일련의 이미지에서 두 개의 연속적인 이미지인 경우 상기 제 1 이미지 및 제 2 이미지 사이의 차를 검출할 수 있는 블록 바탕 비디오 코딩 시스템에서, 상기 차에 응답하여 동적 비율 제어를 수행하기 위한 방법에 있어서,
    비트 할당 증가값을 계산하는 단계;
    상기 증가된 비트 할당량을 생성하기 위하여 비트 할당 증가값에 의해 화상에 대한 공칭 비트 할당량을 증가시키는 단계; 및
    상기 증가된 비트 할당량내에서 화상을 코딩하기 위하여 양자화기 스케일을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 목표 비트 이용 프로파일을 생성하는 단계;
    상기 화상의 다수의 매크로블록을 코딩하는 단계;
    각각의 매크로블록을 코딩하기 위하여 사용된 가상 비트 수와 비트 이용 프로파일을 비교하는 단계; 및
    매크로블록을 코딩하기 위하여 사용된 가상 비트 수가 비트 이용 프로파일에 근접하도록 양자화기 스케일을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 증가된 비트 할당량내에서 화상을 코딩하기 위하여 다수의 이산 코사인 변환 계수를 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비트 할당 증가값 계산 단계는 화상 그룹내의 제 2 이미지 위치에 종속하는 비트 할당 증가값 조절 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 비트 할당 증가값 계산 단계는 상기 제 2 이미지내에 포함된 인트라 모드 코딩 매크로블록의 평가수에 종속하는 비트 할당 증가값을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 비트 할당 증가값 계산 단계는 상기 제 2 이미지내의 인트라 모드 매크로블록의 평가된 쉬운 코딩에 종속하여 비트 할당 증가값을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 비트 할당 증가값을 계산하는 단계는 가상 버퍼 검사 장치내의 비트수에 종속하는 비트 할당 증가값을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 이미지 및 제 2 이미지가 일련의 이미지에서 두 개의 연속적인 이미지인 경우 상기 제 1 이미지 및 제 2 이미지 사이의 차를 검출하는 블록 바탕 비디오 코딩 시스템에서, 상기 차에 응답하여 동적 비율 제어를 수행하기 위한 장치에 있어서,
    비트 할당 증가값을 계산하기 위한 수단;
    상기 계산 수단에 접속되고, 증가된 비트 할당량을 생성하기 위하여 비트 할당 증가값에 의해 화상에 대한 공칭 비트 할당량을 증가시키기 위한 수단; 및
    상기 증가 수단에 접속되고, 상기 증가된 비트 할당량내에서 화상을 코딩하기 위하여 양자화기 스케일을 결정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 목표 비트 이용 프로파일을 생성하기 위한 수단;
    상기 화상의 다수의 매크로블록을 코딩하기 위한 수단;
    각각의 매크로블록을 코딩하기 위하여 사용된 가상 비트 수와 비트 이용 프로파일을 비교하기 위한 수단; 및
    매크로블록을 코딩하기 위하여 사용된 가상 비트 수가 비트 이용 프로파일에 근접하도록 양자화기 스케일을 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 증가된 비트 할당량내에서 화상을 코딩하기 위하여 다수의 이산 코사인 변환 계수를 만들기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 계산 수단은 화상 그룹내의 제 2 이미지 위치에 종속하여 비트 할당 증가값을 조절하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 계산 수단은 상기 제 2 이미지내에 포함된 인트라 모드 코딩 매크로블록의 평가수에 종속하여 비트 할당 증가값을 조절하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 계산 수단은 상기 제 2 이미지내의 인트라 모드 매크로블록의 평가된 쉬운 코딩에 종속하여 비트 할당 증가값을 조절하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 계산 수단은 가상 버퍼 검사 장치의 다수의 비트에 종속하여 비트 할당 증가값을 조절하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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