KR20000033758A - 영상시스템에서의 압축동영상 변환 장치 및 그 방법 - Google Patents

영상시스템에서의 압축동영상 변환 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 영상시스템에서의 압축동영상 변환 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 영상시스템의 완전 압축영역인 가변장부호에서 이종 압축동영상간에 공통되는 압축 알고리즘에 따라 생성된 정보를 최대한 활용하고, 그외의 두 부호간의 변환에 장애가 되는 구문구조, 기타 처리에 필요한 파라메터를 변환하여 H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 직접 변환하기 위한 압축동영상 변환 장치 및 그 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 제1 스트림의 압축동영상이 입력되면, 제2 스트림의 시퀀스 계층 및 영상군 계층을 생성하고, 상기 제2 스트림의 영상유형을 설정하는 제 1 단계; 및 상기 제1 스트림의 나머지 영상들에 대해, 계층정보를 생성하고, 각 계층에 필요한 특정 파라메터값을 변경하여 완전 압축영역인 가변장부호에서 상기 제1 스트림의 압축동영상을 상기 제2 스트림의 압축동영상으로 변환하는 제 2 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 영상시스템에서의 압축영상 변환 등에 이용됨.

Description

영상시스템에서의 압축동영상 변환 장치 및 그 방법
본 발명은 영상시스템의 완전 압축영역인 가변장부호에서 H.261 표준 동영상 압축부호를 엠펙-1(MPEG-1 : Moving Picture Expert Group-1)의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 변환하므로써, 이종 압축동영상간에 쉽게 변환이 가능하도록 한 압축동영상 변환 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현재, 정보 통신기술은 초고속 정보통신망의 실현과 함께 다양한 멀티미디어 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계로 발전하고 있다. 이러한 서비스를 가능하게 하는 핵심기술들 가운데 하나는 넓은 주파수 대역을 차지하는 대용량의 영상 미디어 정보를 비교적 손실이 적은상태로 압축하여 제한된 주파수 대역을 통해 전송하는 기술이다. 즉, 동영상 미디어 압축기술이 가장 핵심적 요소들 가운데 하나라고 말할 수 있다.
동영상 압축을 위한 기술은 여러 형태로 개발되어 표준화되었고, 현재도 여러가지가 개발되어 표준화되고 있으나, 그 중 "ITU-T"에서 표준화한 H.261, H.263과 "ISO/IEC"에서 표준화한 MPEG-1, MPEG-2가 현재 가장 널리 이용되고 있다.
이처럼 다양한 형식의 영상 압축 표준은 멀티미디어 통신을 하기 위한 멀티미디어 통신 단말의 표준에도 영향을 미쳐 H.310, H.320, H.321, H.322, H.323, H.324/M 등과 같이 다양한 형태의 멀티미디어 통신 단말 표준을 만들어 냈다. 이에 따라 접속되는 통신 단말들이 서로 다른 미디어 압축 표준을 사용할 경우에, 원활한 통신을 위해 상대편 단말이 사용하는 미디어 압축 표준으로 변환하여야 하는 필요성이 부각되고 있다.
그런데, 각각 다른 표준을 따르는 멀티미디어 통신 단말들이 서로 효과적으로 연동되기 위해서는 이종 미디어 포맷이 각 멀티미디어 통신 단말에서 수용할 수 있는 형태로 제공되어야 한다. 이를 위해서는 멀티미디어 통신 서비스를 이용하는 사람이 불편을 느끼지 않는 시간내에 서로 다른 미디어 처리 능력을 가진 환경과 각 환경내에서 규정되어진 제한된 미디어 포맷을 지원할 수 있도록 미디어 변환을 수행해야 한다.
영상 트랜스코딩은 이종 영상 간 변환으로 한 영상 표준이 다른 영상 표준으로 바뀔 수 있게 하는 기능을 의미한다. 이종 영상을 네트워크내에서 실시간으로 처리하기 위해 연구된 영상 트랜스코더 방식은 그리 많지 않으며, 동종의 영상 비트율의 축소에 관한 연구가 대다수이다.
도 1 은 종래의 화소영역에서의 압축동영상 변환 장치의 구성도로서, 도면에서 "11"은 H.261 동영상 복호기, "12"는 MPEG-1 동영상 복호기를 각각 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, H.261 압축동영상을 MPEG-1 압축동영상 규격으로 변환하는 종래의 압축동영상 변환장치는, H.261 복호기(11)를 사용하여 화소영역의 디지털 신호를 만들고, 이를 다시 MPEG-1 동영상 부호기(12)를 사용하여 압축하는 방법이 가장 일반적이다.
그러나, 이러한 화소영역에서의 이종 압축동영상을 변환하는 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 화소영역의 디지털 신호를 만들기 위해, H.261 복호기(11)의 가변장 부호 복호화장치(111), 역양자화장치(112), 역 이산여현변환(DCT : Discrete Cosine Transform) 처리장치(113), 움직임 보상장치(114)를 사용하고, 이를 다시 압축하기 위해 MPEG-1 동영상 부호기(12)내의 움직임 추정장치(121), DCT 처리장치(122), 양자화장치(123), 가변장부호 부호화장치(124)를 사용하는 복잡한 절차 및 장치가 필요하다. 이러한 복잡성은 가격과 직결되어 이와 같은 장치를 구현할 경우에, 사용자에게 많은 경제적 부담을 줄 수 있다.
비록, 이러한 화소영역의 방법이 일반적으로 공지된 보편적인 방법으로 복잡도와 관계없이 기존에 존재하는 기술로 구현이 가능한 점은 있으나, 전술한 복잡도는 여전히 이종 영상 변환의 장애가 되며, 해결되어야 한다.
화소영역의 방법 이외에 압축영역에서 처리하는 일부 방법이 있으나, 이것 역시 화소영역의 처리에 사용되는 각 장치를 단순화하는 수준으로 근본적인 해결책을 제시하고 있지 못하다.
이러한 종래의 방법은 여전히 구현이 복잡하여 사용자에게 경제적 부담이 되며, 복호기와 부호기를 연결하여 동영상을 변환함에 따라 화질이 열화되고, 많은 처리 시간이 소요된다.
따라서, 이와 같은 방법을 사용할 경우에, 영상전화, 영상회의 등과 같은 멀티미디어 통신에는 적용할 수 없어, 이를 위한 효율적이고 실시간 처리가 가능한 새로운 이종 동영상 변환 방안이 시급한 실정이다.
이와 같이, 이종 동영상을 변화하는 기존의 방법은 H.261 복호기(11), MPEG-1 부호기(12)를 연결하는 화소영역의 처리방법이 대부분으로서, 이러한 방법은 부호기와 복호기가 쌍으로 사용되어 구현이 복잡하고, 화질의 열화가 발생하며, 특히 처리에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
그리고, 복잡한 장치와 화질의 열화 그리고 많은 처리지연이 소요되는 종래의 H.261에서 MPEG-1으로 압축동영상을 변화하는 방법은, 사용자에게 경제적인 부담을 주며, 특히 영상전화, 영상회의 등과 같은 실시간 대화형 멀티미디어 통신에는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 영상시스템의 완전 압축영역인 가변장부호에서 이종 압축동영상간에 공통되는 압축 알고리즘에 따라 생성된 정보를 최대한 활용하고, 그외의 두 부호간의 변환에 장애가 되는 구문구조, 기타 처리에 필요한 파라메터를 변환하여 H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 직접 변환하기 위한 압축동영상 변환 장치 및 그 방법과, 그를 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래의 화소영역에서의 압축동영상 변환 장치의 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 압축동영상 변환 장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 압축동영상 변환 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 이용되는 H.261 스트림과 MPEG-1 스트림의 차이를 나타낸 설명도.
도 5 는 본 발명에 이용되는 H.261 스트림과 MPEG-1 스트림의 계층별 변환 관계를 나타낸 설명도.
도 6 은 본 발명에 이용되는 H.261 스트림의 GOB 계층을 MPEG-1 스트림의 슬라이스 계층으로 변환하는 과정을 나타낸 설명도.
도 7 은 본 발명에 이용되는 H.261 스트림의 매크로블럭 계층을 MPEG-1 스트림의 매크로블럭 계층으로 변환하는 과정을 나타낸 설명도.
도 8 은 본 발명에 이용되는 H.261 스트림의 매크로블럭과 MPEG-1 스트림의 매크로블럭의 유형 정합을 나타낸 설명도.
도 9 는 본 발명에 이용되는 H.261 스트림의 블럭 계층을 MPEG-1 스트림의 블럭 계층으로 변환하는 과정을 나타낸 설명도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21 : 가변장부호 복호화장치 22 : H.261 압축영상 해석장치
23 : H.261→MPEG-1 계층별 정합장치 24 : 가변장부호 부호화장치
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상시스템에서 이종의 압축동영상을 변환하기 위한 압축동영상 변환 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 제1 스트림의 압축동영상으로부터 가변장부호를 복호화하기 위한 가변장부호 복호화 수단; 상기 가변장부호 복호화 수단에서 복호화된 상기 제1 스트림의 가변장부호로부터 상기 제1 스트림의 압축영상의 형태를 분석하기 위한 압축영상 분석 수단; 상기 압축영상 분석 수단에서 분석된 상기 제1 스트림의 압축동영상의 형태에 따라, 상기 제1 스트림의 각 계층을 제2 스트림의 해당 계층으로 정합하기 위한 계층별 정합 수단; 및 상기 계층별 정합 수단에서 계층별로 정합된 상기 제2 스트림을 가변장부호로 부호화하여 제2 스트림의 압축동영상을 출력하는 가변장부호 부호화 수단을 포함한다.
그리고, 본 발명은, 영상시스템에서 이종의 압축동영상을 변환하기 위한 장치에 적용되는 압축동영상 변환 방법에 있어서, 제1 스트림의 압축동영상이 입력되면, 제2 스트림의 시퀀스 계층 및 영상군(GOP) 계층을 생성하고, 상기 제2 스트림의 영상유형을 설정하는 제 1 단계; 및 상기 제1 스트림의 나머지 영상들에 대해, 계층정보를 생성하고, 각 계층에 필요한 특정 파라메터값을 변경하여 완전 압축영역인 가변장부호에서 상기 제1 스트림의 압축동영상을 상기 제2 스트림의 압축동영상으로 변환하는 제 2 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 압축동영상 변환 장치에, 제1 스트림의 압축동영상이 입력되면, 제2 스트림의 시퀀스 계층 및 영상군(GOP) 계층을 생성하고, 상기 제2 스트림의 영상유형을 설정하는 기능; 및 상기 제1 스트림의 나머지 영상들에 대해, 계층정보를 생성하고, 각 계층에 필요한 특정 파라메터값을 변경하여 완전 압축영역인 가변장부호에서 상기 제1 스트림의 압축동영상을 상기 제2 스트림의 압축동영상으로 변환하는 기능을 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 압축동영상 변환 장치의 일실시예 구성도이다.
H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 변환하기 위한 압축동영상 변환 장치는, 기존의 화소영역의 압축동영상 변환장치(도 1 참조)와는 달리, 압축동영상의 변환을 압축상태에서 직접 변환한다. 즉, 기존의 화소영역에서 사용된 역양자화장치(112), 움직임 보상장치(114), 역 DCT 처리장치(113), 움직임 추정장치(121), DCT 처리장치(122), 양자화장치(123)를 사용하지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 변환하는 이종의 압축동영상을 변환하기 위한 압축동영상 변환 장치는, 외부로부터 입력되는 H.261 스트림의 압축동영상으로부터 가변장부호를 복호화하기 위한 가변장부호 복호화장치(21)와, 가변장부호 복호화장치(21)에서 복호화된 H.261 스트림의 가변장부호로부터 H.261 스트림의 압축영상의 형태를 분석하기 위한 H.261 압축영상 분석장치(22)와, H.261 압축영상 분석장치(22)에서 분석된 H.261 스트림의 압축동영상의 형태에 따라, H.261 스트림의 각 계층을 MPEG-1 스트림의 해당 계층으로 정합하기 위한 H.261→MPEG-1 계층별 정합장치(23)와, H.261→MPEG-1 계층별 정합장치(23)에서 계층별로 정합된 MPEG-1 스트림을 가변장부호로 부호화하여 MPEG-1 스트림의 압축동영상을 출력하는 가변장부호 부호화장치(24)를 포함한다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 변환하는 이종의 압축동영상을 변환하기 위한 압축동영상 변환 장치는, 가변장부호 복호화장치(21)에서 H.261 가변장부호를 복호하고, H.261 압축영상 해석장치(22)에서 H.261 압축영상의 형태를 해석하며, H.261→MPEG-1 계층별 정합장치(23)에서 각 계층별로 간단하게 H.261 스트림을 MPEG-1 스트림으로 정합하고, 가변장부호 부호화장치(24)에서 각 계층별로 정합된 MPEG-1 스트림을 가변장 부호화하는 극히 단순한 방법으로 이종 영상이 변환된다.
이와 같이, 본 발명은 완전 압축영역에서 영상이 변환되므로 기존 방식에 비해 훨씬 저렴하게 변환장치를 구현할 수 있고, 화질의 열화도 전혀 발생하지 않으며, 특히 실시간 처리가 가능하여 이동 동영상이 사용되는 멀티미디어 통신에 상호 접속을 보장하는 장치 등을 포함한 다양한 응용분야에 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은 완전한 디코딩/인코딩에 필요한 DCT나 움직임 벡터 추출과 같은 복잡한 연산부하를 줄이므로써, 트랜스코딩에 소요되는 지연을 최소화하여 네트워크상에서 이종 미디어 압축 표준을 사용하는 멀티미디어 단말간 실시간 통신을 가능하게 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 압축동영상 변환 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 변환하는 절차를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 변환하는 압축동영상 변환 방법은, 먼저 H.261 압축동영상이 입력되면, MPEG-1 스트림내의 시퀀스 계층의 헤더를 생성하여 MPEG-1 스트림의 구문체계에 맞게 고친다(301). 그리고, MPEG-1 스트림내의 영상군(GOP : Group Of Picture) 계층의 헤더를 생성하여 H.261 스트림의 구문체계에 없는 부분을 새로 생성한다(302).
이후, MPEG-1 스트림에 허용되는 영상의 해상도 그리고 종류를 설정하고, 인트라, 인터 영상으로만 구성된 H.261 스트림의 영상을 인트라는 MPEG-1 스트림의 I 영상으로 정합하고, 인터는 MPEG-1 스트림의 P 영상으로 정합한다(303).
다음으로, H.261 스트림의 나머지 영상들에 대해(308), H.261 스트림의 픽쳐 계층을 해석하여 MPEG-1 스트림의 픽쳐 계층을 생성하고(304), H.261 스트림의 블럭군(GOB : Group Of Block)과 매크로블럭 주소(MBA : MacroBlock Address)를 해석하여 이에 따라 GOB 계층을 MPEG-1 스트림의 슬라이스 계층으로 맞추어준다(305).
이후에, H.261 스트림의 매크로블럭의 유형을 분석한 후에, 유형에 따라 해당되는 MPEG-1 스트림의 매크로블럭으로 정합한다(306).
마지막으로, H.261 스트림의 블럭 계층의 정보를 분석하여 차분치(Differential Value)로 표현되는 MPEG-1 스트림내의 블럭 계층의 정보 유형으로 변환한다(306).
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축영역에서 H.261 압축동영상을 MPEG-1 압축동영상으로 변환하는 압축동영상 변환 방법은, 완전 압축영역에서 H.261 압축동영상을 MPEG-1 압축동영상으로 간단하게 변환하여, 화질의 열화가 전혀 발생하지 않으며, 특히 실시간 처리가 가능하여 이종의 동영상이 사용되는 멀티미디어 통신에 상호 접속을 보장하는 장치 등을 포함한 다양한 응용 분야에 적용할 수 있다. 이러한 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같은 H.261 스트림과 MPEG-1 스트림의 차이점을 참조하여 이러한 차이점을 압축영역에서 해결하는 방법이다.
도 5 는 본 발명에 이용되는 H.261 스트림과 MPEG-1 스트림의 계층별 변환 관계를 나타낸 설명도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, H.261 스트림(5a)과는 MPEG-1 스트림(5b)은 영상조작과 오류정보의 내성을 위해 시퀀스 계층(511), GOP 계층(512)과 같은 계층 구조를 갖는다. 따라서, 압축부호를 변환하기 위해서는 H.261 스트림(5a)에 존재하지 않는 일부 헤더 정보 및 프레임 구조를 생성하여야 한다. 즉, H.261 스트림(5a)을 변환하기 전에 MPEG-1 스트림(5b)의 시퀀스 계층(511)의 헤더부터 GOP 계층(512)의 헤더까지의 출력부로 해상도의 설정과 양자화 행렬 재구성을 위해 MPEG-1 스트림(5b)의 시퀀스 계층(511)과 GOP 계층(512)의 생성이 필요하다.
H.261 스트림(5a)과 MPEG-1 스트림(5b)의 해상도 차이는 CIF(Common Information Format)의 수직 해상도가 MPEG-1 스트림(5b)보다 48라인만큼 크다는 점에 비쳐볼 때, 이의 해소를 위해 H.261 스트림(5a)의 영상 포맷을 일반적으로 사용되는 북미규격(NTSC; National Television System Committee) 영상포맷에 준하여 10개의 GOB를 가진 화면으로 구성하는 것이 가장 타당하며, 그렇지 않다면 하단 또는 상단의 한 행에 해당하는 두 GOB, 즉 3열의 매크로블럭(16 매크로블럭×3=48라인)을 제거하는 것이 적절한 방안이 될 수 있다. 또한, MPEG-1 스트림(5b)은 시퀀스 계층(511)에 양자화 행렬이 있으나, H.261 스트림(5a)에서는 적용되지 않아 처리방식이 다르다.
따라서, MPEG-1 스트림(5b)의 시퀀스 계층(511)의 헤더부는 인트라 양자화 행렬과 비 인트라 양자화 행렬의 두 규정치를 가지고 있는데, 후자는 H.261 스트림(5a)의 양자화 방식의 변환에 무리가 없으므로 이 중 인트라 양자화 행렬만을 각각 16으로 수정하여야 한다.
픽쳐 계층(513,517)의 처리부(502)는 영상 단위의 작업이 이루어지는데, 영상 순서에 따라 영상 타입을 결정하고 이를 MPEG-1 스트림(5b)의 픽쳐 계층(513)의 헤더값에 적절히 적용하는 부분이 필요하다. 이 부분은 MPEG-1 압축동영상의 I와 P 영상 결정부, 개시부호 검출부, 전 화소/반 화소 선택부와 f-코드 범위 설정부로 구성된다. 본 실시예에서는 호환성을 위해 반화소 설정을 기본으로 하고, f-코드 범위를 H.261 스트림(5a)의 움직임 벡터를 수용할 수 있는 수준으로 확장한다.
H.261 스트림(5a)의 GOB 계층(518)에서 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514)으로의 GOB-슬라이스 계층 변환부(503)는, H.261 스트림(5a)의 GOB 계층(518)의 헤더내의 GOB 시작코드(GBSC : GOB Start Code)부터 GOB 계층 여분정보(GSPARE : GOB Layer Spare Information)까지 해석하여 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514)에 해당하는 헤더 정보들로 변환하는 부분이다. 이러한 H.261 스트림(5a)의 GOB 계층(518)을 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514)으로 변환하는 과정이 도 6에 도시되었다.
도 6을 참조하면, H.261 스트림(5a)의 GOB 계층(518)을 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514)으로 변환하는 과정에는, 우선 H.261 스트림(5a)의 영상포맷이 가지고 있는 최대 GOB의 수를 파악하기 위해 12번째 GOB까지 읽고 난 후에 그룹시작코드(GSC : Group Start Code) 정보를 통해 H.261 스트림(5a)의 영상 포맷이 가지고 있는 최대 GOB 수를 판별하는 과정과, 매크로블럭 계층(515)의 끝을 파악하기 위해 H.261 스트림(5a)의 매크로블럭 처리부에서 MBA를 검출하면서 영상시작코드(PSC : Picture Start Code)와 GBSC 정보를 확인하는 과정이 포함된다.
그런데, H.261 스트림(5a)의 GOB 계층(518) 구조와 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514) 구조는 그 구성 형태가 다르기 때문에, H.261 스트림(5a)의 GOB 계층(518)과 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514)간에는 다음과 같은 매핑 변환 처리가 요구된다.
H.261 스트림(5a)의 각 GOB 계층(518)은 33개의 매크로블럭들이 3개 행에 걸치도록 구성되어 있는데 반하여, MPEG-1의 슬라이스 계층(514)은 한행 단위로 구성되는 구조를 갖는다.
따라서, H.261 스트림(5a)의 GOB 계층(518)을 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514)으로 변환하는 방법에는 슬라이스가 절차는 행을 기준으로 모든 GOB를 11개의 매크로블럭 묶음 단위로 자른 후에 각 매크로블럭 묶음에 슬라이스 헤더를 붙이고 두번째 행과 세번째 행에 해당하는 매크로블럭층 헤더의 매크로블럭 주소 증가(MBAI : Macroblock Address Increment)값들을 조절하여 각 매크로블럭 묶음 단위로 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514) 구조에 상응하게 만드는 방법과, GOB 계층(518)을 11개의 매크로블럭(MB) 묶음 단위로 분할한 후에 한 슬라이스 행에 매핑되는 홀수번째 GOB의 매크로블럭 묶음과 짝수번째 GOB의 매크로블럭 묶음을 하나의 슬라이스 행으로 만드는 방법이 있다.
그런데, 전자의 경우에는 신속한 변환이 가능하나, 두 배로 늘어난 슬라이스 헤더에 대한 데이터가 오버로드로 작용하며, 후자의 경우에는 슬라이스 헤더에 대한 오버로드 데이터량이 줄어드는 대신에, 변환과정이 보다 복잡해지는 문제점이 있다.
본 실시예에 따르는 변환방법의 구현에는 두가지 경우가 모두 가능하나, 변환 과정의 용이한 전자의 경우를 따른다. 즉, 변환 과정에서 홀수번째 GOB의 두번째 및 세번째 행에 속하는 매크로블럭 정보들은 별도의 버퍼에 잠시 보관하였다가 짝수번째 GOB가 홀수번째 GOB에서 처리된 행과 같은 행에 속하는 매크로블럭 정보들을 처리하고 난 뒤 그 버퍼로부터 다음 행에 해당하는 매크로블럭 정보들을 다시 가져와 변환하게 된다.
도 7 은 본 발명에 이용되는 H.261 스트림의 매크로블럭 계층을 MPEG-1 스트림의 매크로블럭 계층으로 변환하는 과정을 나타낸 설명도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, H.261 스트림(5a)의 매크로블럭 계층(519)을 MPEG-1 스트림(5b)의 매크로블럭 계층(515)으로 변환하는 매크로블럭 계층 변환부(504)는 MBA 변환을 위해 짝수번째 GOB에 해당하는 슬라이스의 첫번째 MBAI를 변환하여 매크로블럭의 위치를 재지정한다.
한편, 양자화 특성치를 H.261 스트림(5a)에서는 GOB 계층(518)에서 GOB 계층 양자화 정보(GQUANT : GOB Layer Quantizer Information)로 지정하는데 반하여, MPEG-1 스트림(5b)에서는 이를 매 슬라이스 계층(514)마다 양자화 크기(QS : Quantizer Scale)로 지정하며, 다시 각 MB마다 QS를 옵션으로 적용할 수 있게 하고 있다.
따라서, 이러한 차이를 해결하기 위해, 본 실시예에서는 한 GOB내의 11번째, 22번째 MB에서 디코딩된 양자화값을 해당 MPEG-1 스트림(5b)의 슬라이스 계층(514)의 QS에 적용하도록 한다.
MPEG-1 스트림(5b)의 매크로블럭 타입 선택부로서 H.261 스트림(5a)의 첫번째 영상은 I 영상으로 가정하고 나머지는 P 영상으로 가정한 후에 H.261 스트림(5a)의 매크로블럭의 유형을 도 8에 도시된 바와 같이 매핑한다.
도 8을 참조하면, 움직임 벡터 처리시에, H.261 스트림(5a)은 그 특성상 -32~31의 범위내에서 한 데이터에 두가지 값을 가지고 있는데, 이와 관련한 벡터 검출부와 MPEG-1 벡터 변환부로 구성된다.
그리고, MPEG-1 스트림(5b)의 움직임 벡터는 픽쳐 계층(513)에서 정의한 f-코드의 범위를 확장된 범위내의 움직임 벡터 값을 가지도록 구현된 벡터 확장부를 통해 H.261 스트림(5a)의 움직임 벡터값이 매핑되도록 한다. 또한, 픽쳐 계층(513)에 반화소 사용을 전제로 움직임 벡터의 2배를 취하고, 이와 함께 f-코드를 조절하여 전화소를 적용한 H.261 스트림(5a)을 MPEG-1 스트림(5b)의 반화소로 적용시킬 수 있다.
한편, CBP 검출부는 H.261 스트림(5a)의 CBP를 검출하여, 이를 통해 휘도와 색도 블럭의 존재 여부를 포함한 전체 블럭 갯수를 파악한다. 이 값은 MPEG-1 스트림(5b)과 공통이므로 MPEG-1 스트림(5b)의 매크로블럭 계층(519)에 그대로 대응시킨다.
도 9 는 본 발명에 이용되는 H.261 스트림의 블럭 계층을 MPEG-1 스트림의 블럭 계층으로 변환하는 과정을 나타낸 설명도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, H.261 스트림(5a)의 블럭 계층(520)을 MPEG-1 스트림(5b)의 블럭 계층(516)으로 변환하는 블럭 계층 변환부(505)는, 크게 H.261 스트림(5a)의 인트라 디씨(DC : Direct Current)값을 MPEG-1 스트림(5b)의 인트라 DC 변환부와 비 인트라 DC와 에이씨(AC : Alternative Current) 계수 변환부로 나눌 수 있다. 특히, 인트라 DC의 변환은 두 영상 포맷이 상이하여 직접 변환이 어려우므로, 이를 DC 인트라 변환부에서 H.261 인트라 DC의 8비트의 고정길이코드(FLC) 값을 MPEG-1 스트림(5b)의 인트라 DC의 가변길이코드로 변환하여 처리한다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 가변장부호 복호기와 압축구문 해석 및 계층별 정합처리부 그리고 가변장 부호부만으로 이종 동영상을 변환할 수 있으므로, 과거 방법에 비해 80% ~ 90% 이상의 구현의 장점을 갖으며, 특히 완전 압축신호를 바로 변환하므로써 화질에 열화가 발생하지 않고, 특히 처리지연이 없다. 따라서, 본 발명은 극히 간단한 방법으로 H.261에서 MPEG-1으로 압축동영상을 변환하는데 직접 응용이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기한 바와 같은 본 발명은, H.261 표준 동영상 압축부호를 MPEG-1의 형태에 맞는 표준 동영상 압축부호로 변환하는데 있어서, 기존에 사용되었던 방법에 비해 비교할 수 없을 정도로 간단하게 동일한 기능을 구현할 수 있고, 화질의 열화도 전혀 발생하지 않으며, 특히 실시간 처리가 가능하여 이동 동영상이 사용되는 멀티미디어 통신에 상호 접속을 보장하는 장치 등을 포함한 다양한 응용분야에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 완전한 디코딩/인코딩에 필요한 이산여현변환(DCT)이나 움직임 벡터 추출과 같은 복잡한 연산부하를 줄이므로써, 트랜스코딩에 소요되는 지연을 최소화하여 네트워크상에서 이종 미디어 압축 표준을 사용하는 멀티미디어 단말간 실시간 통신을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 영상시스템에서 이종의 압축동영상을 변환하기 위한 압축동영상 변환 장치에 있어서,
    외부로부터 입력되는 제1 스트림의 압축동영상으로부터 가변장부호를 복호화하기 위한 가변장부호 복호화 수단;
    상기 가변장부호 복호화 수단에서 복호화된 상기 제1 스트림의 가변장부호로부터 상기 제1 스트림의 압축영상의 형태를 분석하기 위한 압축영상 분석 수단;
    상기 압축영상 분석 수단에서 분석된 상기 제1 스트림의 압축동영상의 형태에 따라, 상기 제1 스트림의 각 계층을 제2 스트림의 해당 계층으로 정합하기 위한 계층별 정합 수단; 및
    상기 계층별 정합 수단에서 계층별로 정합된 상기 제2 스트림을 가변장부호로 부호화하여 제2 스트림의 압축동영상을 출력하는 가변장부호 부호화 수단
    을 포함하여 이루어진 압축동영상 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스트림은,
    H.261 스트림인 것을 특징으로 하는 압축동영상 변환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 스트림은,
    엠펙-1(MPEG-1 : Moving Picture Expert Group-1)인 것을 특징으로 하는 압축동영상 변환 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계층별 정합 수단의 상기 제1 스트림의 각 계층을 제2 스트림의 해당 계층으로 정합하는 과정은,
    H.261 스트림의 압축동영상이 입력되면, 엠펙-2(MPEG-2) 스트림의 시퀀스 계층 및 영상군(GOP) 계층을 생성하고, 상기 엠펙-2 스트림의 영상유형을 설정하는 제 1 과정; 및
    상기 H.261 스트림의 나머지 영상들에 대해, 계층정보를 생성하고, 각 계층에 필요한 특정 파라메터값을 변경하여 완전 압축영역인 가변장부호에서 상기 H.261 스트림의 압축동영상을 상기 엠펙-2 스트림의 압축동영상으로 변환하는 제 2 과정
    을 포함하여 이루어진 압축동영상 변환 장치.
  5. 영상시스템에서 이종의 압축동영상을 변환하기 위한 장치에 적용되는 압축동영상 변환 방법에 있어서,
    제1 스트림의 압축동영상이 입력되면, 제2 스트림의 시퀀스 계층 및 영상군(GOP) 계층을 생성하고, 상기 제2 스트림의 영상유형을 설정하는 제 1 단계; 및
    상기 제1 스트림의 나머지 영상들에 대해, 계층정보를 생성하고, 각 계층에 필요한 특정 파라메터값을 변경하여 완전 압축영역인 가변장부호에서 상기 제1 스트림의 압축동영상을 상기 제2 스트림의 압축동영상으로 변환하는 제 2 단계
    를 포함하여 이루어진 압축동영상 변환 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 스트림은,
    H.261 스트림인 것을 특징으로 하는 압축동영상 변환 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 스트림은,
    엠펙-1(MPEG-1 : Moving Picture Expert Group-1)인 것을 특징으로 하는 압축동영상 변환 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 H.261 스트림의 압축동영상이 입력되면, 상기 엠펙-1 스트림내의 시퀀스 계층의 헤더를 생성하여 상기 엠펙-1 스트림의 구문체계에 맞게 수정하는 제 3 단계;
    상기 엠펙-1 스트림내의 영상군(GOP) 계층의 헤더를 생성하여 상기 H.261 스트림의 구문체계에 없는 부분을 새로 생성하는 제 4 단계; 및
    상기 엠펙-1 스트림에 허용되는 영상의 해상도 그리고 종류를 설정하고, 인트라, 인터 영상으로만 구성된 상기 H.261 스트림의 영상을 인트라는 상기 엠펙-1 스트림의 인트라(I) 영상으로 정합하고, 인터는 픽쳐(P) 영상으로 정합하는 제 5 단계
    를 포함하여 이루어진 압축동영상 변환 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 H.261 스트림의 나머지 영상들에 대해, 상기 H.261 스트림의 픽쳐 계층을 해석하여 상기 엠펙-1 스트림의 픽쳐 계층을 생성하는 제 6 단계;
    상기 H.261 스트림의 블럭군(GOB)과 매크로블럭 주소(MBA)를 해석하여 블럭군(GOB) 계층을 상기 엠펙-1 스트림의 슬라이스 계층으로 매핑하는 제 7 단계;
    상기 H.261 스트림의 매크로블럭의 유형을 분석하여 유형에 따라 해당되는 상기 엠펙-1 스트림의 매크로블럭으로 정합하는 제 8 단계; 및
    상기 H.261 스트림의 블럭 계층의 정보를 분석하여 차분치(Differential Value)로 표현되는 상기 엠펙-1 스트림내의 블럭 계층의 정보 유형으로 변환하는 제 9 단계
    를 포함하여 이루어진 압축동영상 변환 방법.
  10. 프로세서를 구비한 압축동영상 변환 장치에,
    제1 스트림의 압축동영상이 입력되면, 제2 스트림의 시퀀스 계층 및 영상군(GOP) 계층을 생성하고, 상기 제2 스트림의 영상유형을 설정하는 기능; 및
    상기 제1 스트림의 나머지 영상들에 대해, 계층정보를 생성하고, 각 계층에 필요한 특정 파라메터값을 변경하여 완전 압축영역인 가변장부호에서 상기 제1 스트림의 압축동영상을 상기 제2 스트림의 압축동영상으로 변환하는 기능
    을 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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