KR20000039401A - 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치 및 그 방법 - Google Patents

동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자하는 과제
본 발명은 동영상 부호화 시스템에서 수신단으로 전송하기 위해 부호화한 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스와 영상 데이터를 저장하고, 수신단로부터 재전송 요구된 영상 데이터의 인덱스와 일치되는 영상 데이터를 수신단으로 재전송할 수 있는 영상 데이터 재전송 장치 및 그 방법을 제공함에 목적이 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스를 저장하는 인덱스 저장수단; 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하는 재전송 데이터 저장수단; 및 영상 데이터 재전송 요구에 따라, 인덱스 저장수단를 검색하여 재전송 요구 받은 인덱스를 읽어오고, 재전송 데이터 저장수단을 검색하여 재전송 요구 받은 인덱스와 일치되는 영상 데이터를 상기 수신단으로 재전송하는 재전송 제어수단을 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 동영상 부호화 시스템에 이용됨.

Description

동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치 및 그 방법
본 발명은 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 종래의 동영상 부호화 시스템의 구성 블록도로서, 입력 처리부(111)와, 움직임 추정 및 보상부(112)와, 부호화 모드 결정부(113)와, 2차원 이산 여현 변환부(114)와, 양자화부(115)와, 역양자화부(116)와, 2차원 역이산 여현 변환부(117)와, 이전영상 재생부(118)와, 이전영상 메모리(119)와, 가변길이 부호화부(120)와, 출력 버퍼(121)와, 망접속부(122)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래의 동영상 부호화 시스템의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
입력 처리부(111)가 외부로부터 영상 관련 데이터을 입력받아 움직임 추정 및 보상부(112)와 부호화 모드 결정부(113)로 전달하면, 움직임 추정 및 보상부(112)는 이전 영상 메모리(119)에 저장된 이전 영상을 이용하여 입력 처리부(111)로부터 영상 관련 데이터를 입력받아 움직임 추정과 보상하여 부호화 모드 결정부(113)로 전달한다.
이어서, 부호화 모드 결정부(113)는 입력 처리부(111)로부터 전달된 영상 데이터를 매크로 블록(MB: Macro Block) 단위로 부호화할 것인지, 움직임 추정 및 보상부(112)로부터 전달된 영상 데이터를 매크로블럭 단위로 부호화할 것인지를 결정하여 2차원 이산 여현 변환부(114)로 전달한다.
이렇게, 부호화 모드가 결정된 영상 데이터는 2차원 이산 변환부(114)와 양자화부(115)를 순차적으로 거쳐 2차원적으로 이산 여현 변환(DCT : Discrete Cosine Transform)된 다음 양자화되어, 역양자화부(116)와 가변 길이 부호화부(120)로 전달된다.
이때, 역양자화부(116)로 전달된 영상 데이터는 역양자화된 후 2차원 역이산 여현 변환부(117)를 통해 2차원적으로 역이산 여현 변환되어 이전영상 재생부(118)로 전달된다.
이어서, 이전영상 재생부(118)는 역이산 여현 변환된 영상 데이터와 움직임 추정 및 보상부(112)로부터 전달된 영상 데이터를 입력받아 이전 영상을 재생하여 이전영상 메모리(119)에 저장한다.
한편, 양자화부(120)에 의해 양자화되어 가변길이 부호화부(120)로 전달된 영상 데이터는 가변길이 부호화된 후 출력 버퍼(121)와 망접속부(122)를 통해 수신단으로 전송된다.
이와 같은 동영상 부호화 시스템에 의한 압축 부호화 방식은 IOU-T H.261, H.263 영상전화 표준이나, OSO/DEC PEG-2와 같은 TV급 혹은 HDTV급 동영상 압축부호화 표준에서 공히 사용되고 있는 방식으로서, 응용분야로는 영상전화 및 회의, 원격교육 등의 양방향 영상통신 및 디지틀 TV, 디지틀 영상 저장 매체 등의 단방향 혹은 분배형 영상전송 서비스 등에 이용된다.
이러한, 압축 방식을 이용하여 영상을 전송할 때, 전송 데이터에 오류가 생기면 복호기에서는 이를 모르고 손상된 채로 그대로 복호화하거나, 이를 검출하고 오류가난 부분은 복호하지 않고 이전영상의 해당위치의 데이터를 가져다가 메꾸어 넣으므로서 오류를 은닉하는 기법등을 사용한다.
그러나, 어찌되었든 오류가 발생하면 영상의 손상은 피할 수 없으며, 상기의 표준들과 같이 이전에 전송된 영상과 현재 부호화할 영상 사이의 물체의 이동을 추정하여 그 오차만을 부호화하는 인터프레임(interframe) 부호화 방식에서는 오류로 인해 발생된 영상의 손상이 해당 프레임에만 영향을 미치는 것이 아니라, 다음 인터프레임(intraframe) 부호화 영상을 만나기까지는 계속적으로 전파된다.
또한, 한가지 사용할 수 있는 방법으로서 데이터 통신에서 흔히 사용하는 자동응답요구(ARQ : Automatic Repeat reQuest)방식이 있다.
그러나, 이와 같은 ARQ 방식은 오류가 난 시점부터 새로운 데이터가 재전송되기 까지 시간지연이 있어 실시간 통신에서는 제한적으로 사용되어 왔다.
통상 실시간 통신에서는 부호화, 전송 및 복호화 지연이 150ms 이내에 들기를 권고하고 있다.
만일, 현재 부호화, 전송 및 복호화 지연이 100ms라면 ARQ를 위해 복호기가 기다릴 수 있는 시간은 50ms가 된다.
따라서, 50ms 내에 데이터재전송요청 및 재전송이 완료되어야 한다.
최근의 통신망은 위성 전송을 제외하고는 전송지연이 그리 크지 않고, 부호기와 복호기의 지연은 영상 1프레임(33ms) 이내로 줄일 수 있어, ARQ에 의한 오류복원이 사용 가능하다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 동영상 부호화 시스템의 경우, 전송 오류등이 발생하여 수신측의 복호기가 영상 데이터를 재전송해줄 것을 요구했을 때, 송신측의 부호기가 수신측의 재전송 요구에 대처할 수 없어 전송 에러에 의해 손상된 영상이 계속 전파되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 동영상 부호화 시스템에서 수신단으로 전송하기 위해 부호화한 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스와 영상 데이터를 저장하고, 수신단로부터 재전송 요구된 영상 데이터의 인덱스와 일치되는 재전송용 영상 데이터를 수신단으로 재전송할 수 있는 영상 데이터 재전송 장치 및 그 방법, 그리고 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 동영상 부호화 시스템의 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 영상 데이터 재전송 장치를 구비한 동영상 부호화 시스템의 일실시예 구성 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
111: 입력 처리부 112: 움직임 추정 및 보상부
113: 부호화 모드 결정부 114: 2차원 이산 여현 변환부
115: 양자화부 116: 역양자화부
117: 2차원 역이산 여현 변환부 118: 이전영상 재생부
119: 이전영상 메모리 120: 가변길이 부호화부
121: 출력 버퍼 122: 망접속부
210: 인덱스 버퍼 220: 재전송 데이터 버퍼
230: 재전송 제어부
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상 데이터를 부호화하여 수신단으로 전송하는 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치에 있어서, 상기 수신단으로 전송하기 위해 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스(index)를 저장하기 위한 인덱스 저장수단; 상기 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하는 재전송 데이터 저장수단; 및 상기 수신단으로부터의 영상 데이터 재전송 요구에 따라, 상기 인덱스 저장수단를 검색하여 재전송 요구 받은 인덱스를 읽어오고, 상기 재전송 데이터 저장수단을 검색하여 재전송 요구 받은 인덱스와 일치되는 영상 데이터를 상기 수신단으로 재전송하는 재전송 제어수단을 포함한다.
그리고, 본 발명은, 영상 데이터를 부호화하여 수신단으로 전송하는 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 방법에 있어서, 상기 수신단으로 전송하기 위해 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스(index)를 저장하는 제 1 단계; 상기 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하는 제 2 단계; 및 상기 수신단으로부터의 영상 데이터 재전송 요구에 따라, 재전송 요구 받은 영상 데이터의 인덱스에 일치되는 영상 데이터를 재전송하는 제 3 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 정보제공 시스템에, 수신단으로 전송하기 위해 부호화한 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스(index)를 저장하는 제 1 기능; 상기 부호화한 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하는 제 2 기능; 및 상기 수신단으로부터의 영상 데이터 재전송 요구에 따라, 재전송 요구 받은 영상 데이터의 인덱스에 일치되는 영상 데이터를 재전송하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 데이터 재전송 장치를 구비한 동영상 부호화 시스템의 일실시예 구성 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 영상 데이터 재전송 장치를 구비한 동영상 부호화 시스템은, 상기 도 1과 마찬가지로, 입력 처리부(111)와, 움직임 추정 및 보상부(112)와, 부호화 모드 결정부(113)와, 2차원 이산 여현 변환부(114)와, 양자화부(115)와, 역양자화부(116)와, 2차원 역이산 여현 변환부(117)와, 이전영상 재생부(118)와, 이전영상 메모리(119)와, 가변길이 부호화부(120)와, 출력 버퍼(121)와, 망접속부(122)를 구비하면서, 본 발명에 따른 수신측의 영상 데이터 재전송 요구를 받아 재전송 요구된 영상 데이터를 재전송하기 위한 재전송 장치(200)를 더 구비한다.
재전송 장치(200)는 가변길이 부호화부(120)로부터 출력된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스(index)를 저장하기 위한 인덱스 버퍼(210)와, 가변길이 부호화부(120)로부터 출력된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하기 위한 재전송 데이터 버퍼(220)와, 수신측의 재전송 요구에 따라, 재전송 데이터 버퍼(220)의 영상 데이터를 재전송하는 재전송 제어부(230)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 영상 데이터 재전송 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
수신단의 복호기로부터 망접속부(122)를 통해 영상 데이터에 대한 재전송 요구가 재전송 제어부(230)로 전달되면, 재전송 제어부(230)는 인덱스 버퍼(210)를 검색하여 재전송 요구에 해당하는 영상 데이터의 인덱스를 찾안 낸 다음, 이 인덱스에 맞는 영상 데이터를 재전송 데이터 버퍼(220)를 검색하여 찾아낸다.
이렇게, 재전송 요구를 받은 영상 데이터는 전술한 바와 같은 과정을 거쳐 망접속부(122)를 통해 다시 수신단으로 재전송된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 영상 데이터의 재전송 과정을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 이러한 ARQ를 용이하게 동작시키기 위한 방안을 제시한다.
영상을 부호화하여 발생한 데이터는 가변길이부호화가 되어 있어, 1비트의 오류가 그 가변길이부호가 끝날 때까지 계속적인 오류로 이어질 수 있다. 즉 1장의 영상에서 1비트의 오류가 1장의 영상에 해당하는 모든 데이터의 오류를 유발할 수도 있다. 이를 방지하기 위해 블록단위로 부화화하는 부호기에서는 GOB(Group Of Block) 혹은 블록들의 열인 slice 단위로 부호화하고, 각각의 GOB나 slice에는 따로 sync 코드를 부여하여, 오류의 전파가 GOB나 slice내에서만 이루어지도록 하고 있다. 따라서 GOB나 slice에 포함되는 블록의 숫자를 작게 하면, 오류의 전파를 짧은 기간으로 제한할 수 있으나 부호화효율은 떨어지게 된다.
예를 들어, 현재 384Kbit/s의 전송율로 초당 30장의 영상을 부호화하고 있다면 1프레임당 평균 데이터량은 384/30 = 12.8Kbits가 된다.
그러나, 영상 부호화에서는 영상프레임마다 발생 데이타량의 편차가 있으며, 통상 평균 데이터량의 3 내지 5 배 정도를 프레임당 최대 발생량으로 정해놓는다(단, 그 이상의 발생은 억제함.
만일, 3배로 설정하였다고 가정하면, 최악의 경우 프레임망 계속 38.4Kbits가 발생할 수도 있다.
여기에서, 부호기와 복호기사이의 시간 차이를 2프레임이라 가정하면, 76.8Kbits가 ARQ 전송에 필요한 추가 버퍼의 크기가 된다.
부호기는 이 추가 버퍼에 자신이 발생시킨 데이터를 선입선출 방식으로 저장한다.
이때, 슬라이스 헤더(slice header)나 GOB 헤더를 저장할 때에는 프레임인덱스, 슬라이스 혹은 블록의 그룹화(GOB : Group Of Block) 인덱스, 그리고 그 저장번지의 어드레스를 별도의 메모리에 저장한다.
복호기에서는 복호를 하기 이전에 오류를 검출할 수도 있으며, 복호도중 가변길이 복호를 하는 과정에서도 오류를 검출할 수도 있다. 여기서, 오류가 검출되면 오류가 검출된 슬라이스 혹은 GOB의 번호와, 프레임번호를 인코더측에 데이터채널을 통해 전달한다.
그리고, 인코더는 이를 수신한 후, 프레임번호와 슬라이스번호를 참조로 하여 재전송 버퍼에서 오류가 발생한 데이터의 위치를 찾는다.
또한, 인코더 버퍼에서 출력되는 것을 멈추고, 찾은 위치로부터 1슬라이스에 해당하는 데이터를 디코더로 송신한 후 인코더버퍼에서 계속되는 비트열을 출력한다.
한편, ARQ에 의해 재전송된 데이터와 원래 전송하던 데이터는 구별되어야 하므로, 여기에는 다른것과 구별되는 새로운 시작부호(start code)를 할당한다.
예를 들면, MPEG-2 비디오 인코더에서는 헥스(hex) 값으로 000001c0 등이 이에 해당한다.
디코더에서는 일단 입력되는 데이터를 계속 받아서 버퍼에 저장하면서 미리 지정된 ARQ재전송데이터 시작부호(start code)를 찾는다. 이 시작부호를 찾으면 여기서부터 다음 슬라이스 시작부호가 나오기 직전까지가 ARQ에 의해 재전송된 데이터이므로 이를 이용하여 오류가 발생한 슬라이스를 다시 재생한다.
이러한, ARQ에 의한 데이터 송수신에서 부호기와 복호기에서 별도로 처리해야할 사항이 있다.
그리고, 부호기에서는 재전송 데이터가 나가는 동안 본래 전송해야할 데이터가 출력되지 않으므로, 재전송 데이터도 자신이 발생시킨 데이터로 간주해야 한다.
또한, 버퍼제어 수행 모듈에 발생시킨 데이터량을 포함시켜야 한다.
복호기에서는 재전송데이터가 올 때까지 기다려야 하므로, 디스플레이할 데이터를 제시간에 제공하지 못할 수가 있다.
이와 같은 경우에는 1개의 필드(field) 혹은 프레임을 빼먹도록 하여(skip) 초당 프레임율 혹은 필드율을 맞춘다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 동영상 부호화 시스템에서 수신단으로 전송하기 위해 부호화한 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스와 영상 데이터를 저장하고, 수신단로부터 재전송 요구된 영상 데이터의 인덱스와 일치되는 재전송용 영상 데이터를 수신단으로 재전송하므로써, 전송 에러에 의해 손상된 영상이 계속 전파되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 영상 데이터를 부호화하여 수신단으로 전송하는 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치에 있어서,
    상기 수신단으로 전송하기 위해 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스(index)를 저장하기 위한 인덱스 저장수단;
    상기 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하는 재전송 데이터 저장수단; 및
    상기 수신단으로부터의 영상 데이터 재전송 요구에 따라, 상기 인덱스 저장수단를 검색하여 재전송 요구 받은 인덱스를 읽어오고, 상기 재전송 데이터 저장수단을 검색하여 재전송 요구 받은 인덱스와 일치되는 영상 데이터를 상기 수신단으로 재전송하는 재전송 제어수단
    을 포함하여 이루어진 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 장치.
  2. 영상 데이터를 부호화하여 수신단으로 전송하는 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 방법에 있어서,
    상기 수신단으로 전송하기 위해 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스(index)를 저장하는 제 1 단계;
    상기 부호화된 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하는 제 2 단계; 및
    상기 수신단으로부터의 영상 데이터 재전송 요구에 따라, 재전송 요구 받은 영상 데이터의 인덱스에 일치되는 영상 데이터를 재전송하는 제 3 단계
    를 포함하여 이루어진 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 수신단으로부터 영상 데이터 재전송 요구가 있는지를 확인하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계의 확인 결과 재전송 요구가 있으면, 재전송 요구 받은 영상 데이터의 인데스를 검색하는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계에서 검색된 영상 데이터의 인덱스와 일치되는 영상 데이터를 검색하여 전송하는 제 6 단계; 및
    상기 제 4 단계의 확인 결과 재전송 요구가 없으면, 상기 제 1 단계로 넘어가는 제 7 단계
    를 포함하여 이루어진 동영상 부호화 시스템의 영상 데이터 재전송 방법.
  4. 프로세서를 구비한 정보제공 시스템에,
    수신단으로 전송하기 위해 부호화한 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터의 인덱스(index)를 저장하는 제 1 기능;
    상기 부호화한 영상 데이터중 재전송하기 위한 영상 데이터를 저장하는 제 2 기능; 및
    상기 수신단으로부터의 영상 데이터 재전송 요구에 따라, 재전송 요구 받은 영상 데이터의 인덱스에 일치되는 영상 데이터를 재전송하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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KR20020094477A (ko) * 2001-06-12 2002-12-18 삼성전자 주식회사 교환기에서 패킷을 재 전송하는 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020094477A (ko) * 2001-06-12 2002-12-18 삼성전자 주식회사 교환기에서 패킷을 재 전송하는 장치 및 방법

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