KR20020064773A - 화상 부호화 장치, 화상 전송 장치, 화상 배급 서버, 기지국 장치, 화상 부호화 방법, 기록 매체 및 중요도 결정 방법 - Google Patents

화상 부호화 장치, 화상 전송 장치, 화상 배급 서버, 기지국 장치, 화상 부호화 방법, 기록 매체 및 중요도 결정 방법 Download PDF

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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

비트 카운터(214)에서 1전송 단위에 포함되는 부호량을 계수하고, 중요도 판정부(217)에서 비트 카운터(214)에 의해 계수된 부호량을 1전송 단위에 포함되는 부호화 매크로 블록수로 나누어 1 부호화 매크로 블록당 평균 부호량을 산출하며, 임계값 비교부(220)에서 평균 부호량을 프레임 레이트와 비트 레이트에 근거하여 산출한 임계값을 비교해서, 해당 전송 단위의 중요도를 결정한다.

Description

화상 부호화 장치, 화상 전송 장치, 화상 수신 서버, 기지국 장치, 화상 부호화 방법, 기록 매체 및 중요도 결정 방법{IMAGE CODING APPARATUS AND IMAGE CODING METHOD}
종래, 동화상 신호를 부호화하는 기술로서, 예컨대, 국제 표준화 위원회(IS0/IEC : 국제 표준화 기구·국제 전기 표준 회의)에서 권고된 IS0/IEC 14496 part 2(Visual)(MPEG-4)가 있다. 이 MPEG-4 Visual은 멀티미디어 부호화 방식으로서, 여러 가지 영상 소재를 부호화할 수 있는 기술이다.
화상 부호화 기술은 「움직임 보상 예측 부호화 방식」, 「이산 코사인 변환」 및 「가변 길이 부호」의 3가지 기술로 실현되어 있다.
이하, 이 기술에 대하여 설명한다.
(1) 움직임 보상 예측 부호화 방식
우선, 입력 화상 픽처와 전(前) 부호화 픽처를 비교하고, 그 동안의 움직임을 예측하여(움직임 검출), 그 움직임량과 전 부호화 픽처로부터 입력 화상 픽처를 예측한다. 다음으로, 예측한 화상(예측 화상)과 입력 화상 픽처의 차분(예측 오차 신호)을 산출하고, 그 예측 오차 신호와 먼저 구한 움직임량을 수신 측으로 송신한다. 이와 같이 하여 움직임을 예측함으로써, 적은 데이터량으로 화상 정보를 보낼 수 있게 된다. 또, 이 움직임 보상 예측 부호화 방식과는 별도로, 전 부호화 픽처와의 차분이 아니라 화상 데이터 그 자체를 부호화하는 인트라 부호화 방식이 있다. 이 방식에서는 발생 부호량이 증가하는 반면, 예측 오차를 이용하지 않으므로, 연산 오차를 리셋하는 경우나 전송 오류에서의 화질 열화로부터 회복시키는 경우에 이용되는 경우가 많다.
(2) 이산 코사인 변환
이산 코사인 변환은 상술한 예측 오차 신호를 주파수 영역으로 변환하는 것이다. 예측 오차 신호는 주파수 영역으로 변환되면, 임의의 특정한 주파수 영역(저주파 영역)에 파워가 집중되는 특징이 있으므로, 이 특징을 살려 가변 길이 부호화 방식과 조합해서, 더 적은 데이터량으로 화상 정보를 전송할 수 있다.
(3) 가변 길이 부호화 방식
가변 길이 부호화 방식은, 부호화하는 데이터의 출현 빈도에 편차가 있는 경우, 그 편차를 이용하여 출현 빈도가 높은 사상(事象)에 대해서는 짧은 부호 길이, 출현 빈도가 낮은 사상에는 긴 부호 길이로 표현함으로써, 평균 부호 길이를 짧게 하는 방식이다. 이 방식을 이용함으로써, 적은 데이터량으로 화상 정보를 전송할수 있다.
이상 설명한 3가지 요소 기술은 화상 픽처 전체에 적용되는 것이 아니라, 픽처를 16×16 화소의 부호화 블록(매크로 블록)으로 분할한 단위마다 적용된다. 상기 움직임은 보상 예측 부호화 방식과 인트라 부호화 방식도 매크로 블록 단위로 전환할 수 있다.
그런데, 최근, 휴대 전화 등의 무선 통신 단말의 보급에 의해, 동화상 신호의 무선 전송 기술이 주목되고 있다. 무선 전송은 유선 전송과 비교하여 전송 오류율이 높기 때문에, 전송 오류 내성을 갖는 부호화 기술이 필수로 되고 있다.
전송 오류에 의한 화상 열화를 억제하는 기술 중, 비디오 패킷이라고 불리는 기술이 있다. 이것은 복수의 매크로 블록의 부호화 데이터를 하나의 전송 단위(비디오 패킷)로서 전송하는 것이다. 비디오 패킷은 비디오 패킷 헤더라고 불리는 정보와 임의 개수의 매크로 블록의 부호화 데이터로 구성된다. 비디오 패킷 헤더에는, 선두 매크로 블록의 위치 어드레스(해당 매크로 블록이 픽처의 어느 위치인지를 나타내는 어드레스)나 복호에 필요한 파라미터가 포함되어 있다.
비디오 패킷의 구성 방법의 일례로서, 매크로 블록 단위의 발생 부호량을 누적하여, 이것이 임의의 일정한 부호량에 도달했을 때 비디오 패킷을 구성하는 방법이 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제7-014514호 공보). 이 방법에 따르면, 배경 등의 움직임이 없고 부호량이 적은 부분은 많은 매크로 블록으로 비디오 패킷이 구성되고, 움직임이 크고 부호량이 많은 부분은 적은 매크로 블록으로 비디오 패킷이 구성된다. 따라서, 전송 오류에 의해 비디오 패킷에 오류가 발생한 경우에도,움직임이 큰 부분은 적은 매크로 블록으로 구성되어 있기 때문에 열화의 범위를 작게 억제할 수 있다. 즉, 배경 부분은 많은 매크로 블록을 포함하고 있지만, 움직임이 없기 때문에 열화가 눈에 띄지 않는다. 이 방법을 채용함으로써 효율적으로 비트를 배당할 수 있다.
일반적으로, 부호량이 많은 매크로 블록은, 움직임 보상 예측 부호화인 경우, 변화량이 많다. 즉, 움직임이 큰 부분이라고 생각할 수 있다. 이 매크로 블록에 전송 오류가 발생하면, 재생 화상의 화질에 주는 영향이 크다고 생각된다. 즉, 발생 부호량이 많은 매크로 블록은 중요도가 높다고 생각된다. 한편, 인트라 부호화인 경우, 예측을 이용하지 않기 때문에 발생 부호량이 많아지지만, 전송 오류에 의한 화질 열화를 회복시킬 수 있으므로, 이것도 중요도가 높다고 생각된다.
오류 내성을 향상시키기 위한 다른 기술로서, 화상의 중요도에 따라 재송신을 하는 기술(일본 특허 공개 평성 제9-214721호 공보)이 있다. 이것은 정지 화상을 주파수 영역으로 변환하고, 임의의 소정 주파수보다 높은 성분과 낮은 성분을 개별적으로 가변 길이 부호화를 실시하여 두 종류의 전송 프레임을 구성하는 것이다. 이들 프레임을 송신하고, 수신 측에서 전송 오류가 발견된 경우에는, 주파수가 낮은 성분에 대하여 재송신을 요구하고, 주파수가 높은 성분에 대해서는 재송신을 요구하지 않도록 제어하는 것이다. 이에 따라, 약간의 화질 열화는 허용하지만, 전송 효율의 향상을 도모할 수 있다.
그러나, 종래의 화상 전송 방법에서는 다음과 같은 문제가 있다.
일반적으로, 주파수 영역이나 화상의 해상도에 따라 계층 부호화를 행하면,정보를 분할하게 되어 오버헤드 정보가 필요하게 되고, 이것에 의해 분할 손실이 발생하게 된다. 즉, 부호화 데이터는, 통상, 전송 단위의 헤더 정보와 매크로 블록 부호화 데이터로 구성시키므로, 예컨대, 두 개로 분할한 경우, 전송 단위의 헤더 정보가 2배로 된다. 그 만큼이 오버헤드로 된다.
또, 계층 부호화에 따른, 각 계층마다의 복호 처리를 행하는 하드웨어 또는 소프트웨어 자원이 필요해져, 장치 구성이 복잡하게 된다.
그런데, 최근, 무선에 의한 동화상 전송 기술이 검토되고 있고, 무선 전송로의 전송 레이트는 유선망과 비교하여 낮기 때문에, 상기 분할 손실이 차지하는 비율은 무시할 수 없는 양이 되고 있다. 또한, 동화상을 수신할 수 있는 이동체 단말은 통신 시간을 될 수 있는 한 길게 하기 위해 소비 전력을 낮게 억제해야 한다. 그러나, 계층화에 따른 하드웨어 및 소프트웨어의 자원 증가는 단말의 통신 시간에도 영향을 주게 된다.
본 발명은 디지털 동화상 신호를 휴대 전화 등의 무선 통신 단말에 전송하기 위한 화상 전송 장치에 이용하는 데 바람직한 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 전송 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 전송 장치의 화상 부호화부의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 화상 전송 장치의 화상 부호화부의 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 화상 전송 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 화상 전송 장치의 중요도 판정부의 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 전송 단위의 구성을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 4에 따른 화상 전송 장치의 중요도 판정부의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 목적은 계층화를 필요로 하지 않고, 동화상 부호화 데이터의 중요도를 지극히 간단한 구성으로 결정할 수 있어, 효과적인 재송신 제어가 가능한 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 화상의 중요도에 따라 재송신 제어를 행하는 화상 전송 처리에 있어서, 부호화된 매크로 블록을 복수 포함하는 전송 단위마다 중요도 정보를 부가하여, 그 중요도 정보를 전송 단위에 포함되는 부호량에 따라 결정함으로써 달성된다.
이하, 실시예에 대하여 도면을 참조해서 상세히 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 전송 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에서, 본 실시예의 화상 전송 장치(100)는 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자를 갖고 아날로그 화상 신호를 출력하는 촬상부(101)와, 촬상부(101)로부터 출력되는 화상 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D(Analog/Digital) 변환부(102)와, A/D 변환부(102)에서 변환된 디지털 화상 신호에 대해 화상 부호화 처리를 행하여, 부호화한 매크로 블록을 출력하는 화상 부호화부(화상 부호화 장치)(103)와, 화상 부호화부(103)에서 부호화된 매크로 블록을 1전송 단위마다 패킷화하는 패킷화부(중요도 정보 부가 수단)(104)와, 패킷화부(104)에서 생성된 송신 패킷을 디지털 변조하는 변조부(105)와, 변조부(105)로부터의 변조 신호에 소정의 무선 송신 처리를 실시하는 무선 송신부(106)와, 변조 신호를 공중으로 방출하거나 변조 신호를 포착하기 위한 안테나(107)와, 안테나(107)에서 포착된 변조 신호를 수신하여, 복조 가능한 신호로 변환해서 출력하는 무선 수신부(108)와, 무선 수신부(108)에서 수신된 정보를 복조하는 복조부(109)와, 재송신용 송신 패킷을 축적하는 재송신용 버퍼(110)와, 재송신용 버퍼(110)에 대한 송신 패킷의 판독을 제어하는 버퍼 제어부(제어 수단)(111)와, 송신 패킷 생성에 있어서 매크로 블록에 대한 시간 정보를 부여하기 위한 시간을 생성하는 타이머부(112)를 구비하여 구성된다.
도 2는 화상 부호화부(103)의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에서, 화상 부호화부(103)는 래스터·매크로 블록 변환부(201)와, 차분기(202)와, 움직임 평가부(203)와, 매크로 블록 카운터(204)와, 전(前) 픽처의 부호화 재생 화상을 유지하는 프레임 메모리(205)와, 가산기(206)와, 이산 코사인 변환부(207)와, 양자화부(208)와, 가변 길이 부호화부(209)와, 다중화부(210)와, 역(逆)양자화부(211)와, 역이산 코사인 변환부(212)와, 가변 길이 부호화부(213)와, 비트 카운터(214)와, 동기 단위 분할 판정부(215)와, 동기어 발생부(216)와, 중요도 판정부(217)를 구비하여 구성된다.
래스터·매크로 블록 변환부(201)는 입력된 디지털 화상 신호를, 부호화한 매크로 블록으로 분할하여, 차분기(202)와 움직임 평가부(203)와 매크로 블록 카운터(204) 각각에 입력한다. 움직임 평가부(203)는 래스터·매크로 블록 변환부(201)로부터의 부호화 블록(현 픽처)을 기초로, 프레임 메모리(205)로부터 판독한 전 픽처와의 움직임량을 평가한다. 그리고, 평가 결과를 움직임 벡터로서 프레임 메모리(205)와 가변 길이 부호화부(213) 각각에 입력한다.
가변 길이 부호화부(213)는 움직임 평가부(203)로부터 입력된 움직임 벡터를, 가변 길이 부호화하여 다중화부(210)와 비트 카운터(214) 각각에 입력한다. 프레임 메모리(205)로부터는 움직임 벡터만큼 보정된 예측 화상이 판독되고, 예측 신호로서 차분기(202)와 가산기(206) 각각에 입력된다. 차분기(202)는 프레임 메모리(205)로부터의 예측 화상과 현시점에서의 처리 대상인 부호화된 매크로 블록의 차분을 구하고, 구해진 차분값을 이산 코사인 변환부(207)에 입력한다. 이산 코사인 변환부(207)는 차분기(202)로부터의 차분값을 주파수 영역으로 변환하여 양자화부(208)에 입력한다.
양자화부(208)는 이산 코사인 변환부(207)로부터의 차분값을 소정의 양자화 파라미터에 근거하여 양자화하고, 양자화한 이산 코사인 변환 계수를 가변 길이 부호화부(209)와 역양자화부(211) 각각에 입력한다. 가변 길이 부호화부(209)는 양자화부(208)로부터의 이산 코사인 변환 계수를 가변 길이 부호로 변환하여 다중화부(210)와 비트 카운터(214) 각각에 입력한다. 역양자화부(211)는 양자화부(208)로부터의 양자화된 이산 코사인 변환 계수를 역양자화하여 역이산 코사인 변환부(212)에 입력한다. 역이산 코사인 변환부(212)는 역양자화된 이산 코사인 변환 계수로부터 예측 오차 신호를 재생하여 가산기(206)에 입력한다. 가산기(206)는 역이산 코사인 변환기(212)로부터의 예측 오차 신호와 프레임 메모리(205)로부터의 예측 신호를 가산하여, 그 결과를 출력한다. 예측 오차 신호와 예측 신호가 가산되는 것에 의해 재생 화상이 재현된다. 이것은 다음 픽처를 부호화하기 위한 예측 화상으로서 프레임 메모리(205)에 기억된다.
매크로 블록 카운터(204)는 래스터·매크로 블록 변환부(201)로부터의 부호화된 매크로 블록을 카운팅하고, 그 카운트값을 동기 단위 분할 판정부(215)와 중요도 판정부(217) 각각에 입력한다. 동기 단위 분할 판정부(215)는, 부호화된 매크로 블록이 소정 수가 되면, 전송 단위를 구분하기 위해 동기어 발생부(216)로 동기어를 출력하도록 지시하고, 또한, 매크로 블록 카운터(204)를 리셋한다. 동기어 발생부(216)는 동기어 단위 분할 판정부(215)로부터 동기어 발생 지시가 있으면 동기어를 출력한다. 이 동기어와, 가변 길이 부호화부(209)로부터의 가변 길이 부호화된 이산 코사인 변환 계수와, 가변 길이 부호화부(213)로부터의 움직임 벡터는 다중화부(210)에 입력되어 다중화된다.
비트 카운터(214)는 가변 길이 부호화된 움직임 벡터 및 이산 코사인 변환 계수의 비트수(즉, 1전송 단위 중에 포함되는 부호량)를 카운팅하고, 그 값을 중요도 판정부(217)에 입력한다. 중요도 판정부(217)는 동기 단위 분할 판정부(215)에서 동기 단위 분할을 행한다고 판정된 경우에만 중요도 정보를 출력한다.
중요도 판정부(217)는 임계값 산출부(218)와, 평균 부호량 산출부(219)와, 임계값 비교부(220)를 갖고 구성되어 있다. 평균 부호량 산출부(219)는 비트 카운터(214)에서 카운팅된 1전송 단위에 포함되는 부호량을 1전송 단위 중의 부호화 매크로 블록수로 나눔으로써 1 부호화 매크로 블록의 평균 부호량을 산출하고 그것을 임계값 비교부(220)에 입력한다.
임계값 산출부(218)는 1전송 단위의 데이터 중요도를 판정하기 위한 임계값을 프레임 레이트와 비트 레이트로부터 산출한다. 이 경우, 프레임 레이트를 F, 비트 레이트를 B, 픽처 내의 부호화 매크로 블록 수를 N이라고 하면, 임계값 T는,
에 의해 얻어진다. 이 임계값 T는 1 부호화 매크로 블록당 평균적인 부호량이라고 생각할 수 있다.
임계값 비교부(220)는 평균 부호량 산출부(219)에서 산출된 1전송 단위의 평균 부호량과 임계값 산출부(218)에서 산출된 임계값을 비교하여, 평균 부호량이 임계값을 초과한 경우에 중요도 정보를 출력한다.
본 실시예의 화상 전송 장치(100)는 이와 같이 구성되어 있다.
다음에, 이 화상 전송 장치(100)의 동작을 설명한다.
도 1에서, 촬상부(101)로부터 출력된 화상 신호는 A/D 변환부(102)에서 디지털 화상 신호로 변환되어 화상 부호화부(103)에 입력된다. 화상 부호화부(103)에 입력된 디지털 화상 신호는 소정의 부호화 알고리즘으로 부호화되고, 부호화된 데이터와 그 부호화 데이터의 중요도 정보는 패킷화부(104)에 입력된다. 패킷화부(104)에서는, 부호화 데이터와 그 중요도 정보 및 부호화 데이터에 대한 시간 정보가 부여되어 송신 패킷이 생성되고, 생성된 송신 패킷은 변조부(105)에 입력된다.
변조부(105)에서는, 입력된 송신 패킷에 의해 반송파가 변조되어 변조 신호가 생성되고, 무선 송신부(106)에 입력된다. 무선 송신부(106)에서는, 입력된 변조 신호가 소정 레벨까지 전력 증폭되어 안테나(107)로부터 공중으로 방출된다.
재송신용 버퍼(110)에는, 패킷화부(104)에서 생성된 송신 패킷 중 중요도가 높은 것만이 저장된다. 여기서, 송신 패킷이 전송 중에 발생하는 오류에 의해 정확하게 송신될 수 없어, 수신측으로부터 재송신 요구가 출력되었다고 하면, 그 재송신 요구를 포함하는 변조 신호가 무선 수신부(108)에서 수신되어 복조부(109)에 입력된다. 이것에 의해, 전송 오류에 의한 화질 열화를 회복할 수 있게 된다. 복조부(109)에서는, 입력된 변조 신호로부터 재송신 요구가 복조되어 버퍼 제어부(111)에 입력된다. 버퍼 제어부(111)에서는, 재송신 요구가 입력되면, 재송신용 버퍼(110)에 유지되어 있는 송신 패킷 중에서 지정된 송신 패킷을 재송신하기 위해, 재송신용 버퍼(110)로부터 해당 송신 패킷이 판독되어 변조부(105)에 입력된다. 이에 따라, 재송신할 송신 패킷이 무선 송신부(106)로부터 출력되고, 안테나(107)로부터 공중으로 방출된다.
여기서, 화상 부호화된 전송 단위에 우선도를 부여하는 처리에 대하여 설명한다.
래스터·부호화 블록 변환부(201)에 입력된 디지털 회상은, 예컨대, 16×16 화소 크기의 부호화 매크로 블록으로 분할된다. 분할된 부호화 매크로 블록은 움직임 평가부(203)에 입력되고, 거기서 프레임 메모리(205)에 기억된 전 픽처와의 움직임량이 평가되어, 움직임 벡터가 출력된다. 출력된 움직임 벡터는 가변 길이 부호화부(213)에서 가변 길이 부호화되어 다중화부(210) 및 비트 카운터(214)에 입력된다.
또한, 프레임 메모리(205)로부터, 움직임 벡터만큼 보정된 예측 화상이 출력되어, 차분기(202)에서 현재의 처리 대상인 부호화 매크로 블록과의 차분이 취해지고, 그 값이 출력된다. 차분기(202)로부터 출력된 차분값은 이산 코사인 변환부(207)에서 주파수 영역으로 변환된 후, 양자화부(208)에 입력되어 양자화된다. 그리고, 양자화된 후, 가변 길이 부호화부(209)에서 가변 길이 부호로 더 변환된다. 또한, 양자화된 이산 코사인 변환 계수는 역양자화부(211)에 입력되어 역양자화된 후, 역이산 코사인 변환부(212)에서 예측 오차 신호가 재생된다. 재생된 예측 오차 신호는 가산기(206)에서 예측 신호와 가산되어 재생 화상이 재현된다.재현된 재생 화상은 다음 픽처를 부호화하기 위한 예측 화상으로서 프레임 메모리(205)에 보존된다.
한편, 래스터·매크로 블록 변환부(201)로부터 출력된 부호화 매크로 블록이 매크로 블록 카운터(204)에서 계수되고, 그 계수값이 동기 단위 분할 판정부(215)에 입력된다. 부호화 매크로 블록의 계수값이 소정 값에 도달하면, 동기 단위 분할 판정부(215)로부터 동기어 발생부(216)에 대하여 지시가 출력되어 동기어 발생부(216)로부터 동기어가 출력된다. 또한, 부호화 매크로 블록의 계수값이 소정값에 도달한 시점에서 매크로 블록 카운터(204)가 리셋된다.
동기 단위 분할 판정부(215)에서 동기 단위 분할을 행한다고 판정되고, 그 판정이 중요도 판정부(217)에 입력되면, 중요도 판정부(217)로부터 중요도 정보가 출력된다. 이 경우, 중요도 판정부(217)에서는, 평균 부호량 산출부(219)에서, 비트 카운터(214)에서 카운팅된 가변 길이 부호화된 움직임 벡터와 이산 코사인 변환 계수의 비트수로부터, 전송 단위에 포함되는 부호화 블록의 평균 부호량이 산출된다. 그리고, 산출된 평균 부호량이 임계값 산출부(218)에서 산출된 임계값과 비교되어, 그 임계값을 초과하는 경우에는 중요도가 높은 정보로서 중요도 정보가 출력된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 비트 카운터(214)에서 1전송 단위에 포함되는 부호량을 계수하고, 중요도 판정부(217)에서, 비트 카운터(214)에서 계수된 부호량을 1전송 단위에 포함되는 부호화 매크로 블록수로 나누어 1 부호화 매크로 블록당 평균 부호량을 산출하고, 임계값 비교부(220)에서 중요도 판정부(217)로부터의 평균 부호량을 프레임 레이트와 비트 레이트에 근거하여 산출한 임계값과 비교해서 해당 전송 단위의 중요도를 결정한다. 즉, 지극히 간단한 구성으로 화상 부호화 처리에서의 화상 데이터의 중요도를 결정할 수 있다.
따라서, 효율적인 재송신 제어가 가능해져, 전송 오류의 발생 빈도가 높은 무선 환경에서도 품질이 우수한 화상 정보를 제공할 수 있게 된다. 이에 따라, 예컨대, 전송 오류가 발생하기 쉬운 전송로를 이용한 화상 정보 수신 서비스(예컨대, 라이브 영상)에서도 양호한 화질을 유지할 수 있다.
(실시예 2)
다음에, 본 발명의 실시예 2에 따른 화상 전송 장치에 대하여 설명한다.
도 3은 본 실시예에 따른 화상 전송 장치의 화상 부호화부(113)의 구성을 나타내는 블록도이다. 또, 이 도면에서 상술한 도 2와 동일한 기능을 갖는 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 3에서, 래스터·매크로 블록 변환부(301)는 입력 화상 신호를 부호화 매크로 블록으로 변환하여 출력하고, 또한, 픽처의 선두인 것을 나타내는 수직 동기 타이밍을 출력한다. 중요도 판정부(302)는 동기 단위 분할 판정부(215)로부터 지시가 있었던 경우에만 중요도 정보를 출력한다. 중요도 판정부(302)는 래스터·매크로 블록 변환부(301)로부터의 수직 동기 타이밍에 맞추어, 픽처 선두의 전송 단위일 때에만 중요도가 높다고 판정하고, 중요도 정보를 출력한다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 픽처의 복호에 필요한 픽처 헤더 정보를 포함하는지 여부에 의해 전송 단위의 중요도를 결정하도록 했으므로, 실시예 1의 화상 전송 장치와 마찬가지로, 화상 부호화 처리에서의 화상 데이터의 중요도 결정을 지극히 간단한 구성으로 실행할 수 있다. 이에 따라, 효율적인 재송신 제어가 가능해져, 전송 오류가 발생하기 쉬운 전송로를 이용하는 화상 정보 수신 서비스(예컨대, 라이브 영상)에 있어서도 양호한 화질을 유지할 수 있게 된다.
(실시예 3)
다음에, 본 발명에 실시예 3에 따른 화상 전송 장치에 대하여 설명한다.
도 4는 본 실시예에 따른 화상 전송 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또, 이 도면에서 상술한 도 1과 동일한 기능을 갖는 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
한 장의 화상을 부호화한 경우, 복수의 전송 단위로 이루어지는 비트 스트림이라고 불리는 비트열이 얻어진다. 픽처 선두의 전송 단위에는, 그 픽처 전체를 복호하기 위해 필요한 정보가 포함되어 있고, 이것을 픽처 헤더라고 부르고 있다. 이 픽처 헤더에 전송 오류가 발생한 경우, 이 픽처에 포함되는 2번째 이후의 전송 단위는 정확하게 복호하는 것이 불가능해진다. 이 픽처 헤더를 포함하는 전송 단위는 대단히 중요하다. 이 이미 부호화 처리가 종료되어 있는 비트 스트림에서도, 픽처 헤더를 포함하는 전송 단위의 중요도를 결정할 수는 있다.
도 4에서, 중요도 판정부(401)는 입력된 화상 부호화된 비트 스트림으로부터 중요도를 판정한다. 도 5는 이 중요도 판정부(401)의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다. 중요도 판정부(401)는 전송 단위 분할부(501)와, 부호량 카운터(502)와, 매크로 블록 어드레스 추출부(503)와, 1전송 단위 지연부(504, 506, 509)와, 차분기(505)와, 임계값 산출부(507)와, 중요도 판정부(명칭은 동일하지만, 중요도 판정부(401)를 구성하는 일부임)(508)를 구비하여 구성된다.
외부로부터 입력되는 비트 스트림은 복수의 전송 단위로 구성되어 있다. 여기서, 각 전송 단위에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 그 선두를 인식하기 위한 동기어가 삽입되어 있다.
도 5에서, 전송 단위 분할부(501)는 입력된 비트 스트림으로부터 동기어를 검색하고, 비트 스트림을 화상의 전송 단위로 분할한다. 이 경우, 현재의 동기어로부터 다음 동기어 직전까지가 하나의 전송 단위로 된다. 분할된 전송 단위는 부호량 카운터(502)와 매크로 블록 어드레스 추출부(503)에 입력된다. 부호량 카운터(502)는 입력된 전송 단위의 비트수를 계수하고, 그 값을 출력한다. 매크로 블록 어드레스 추출부(503)는 전송 단위의 선두에 포함되는 헤더 정보 중 매크로 블록 어드레스 정보를 판독하여 출력한다. 매크로 블록 어드레스 정보는 1전송 단위 지연부(504)에 의해서 1전송 단위만큼 지연되어 차분기(505)에 의해 차분값이 계산된다. 이것은 전(前)전송 단위와 현(現)전송 단위의 매크로 블록 어드레스의 차분을 계산하는 것을 의미하고, 이것에 의해 전전송 단위에 포함되는 부호화 블록수를 파악할 수 있다.
한편, 부호량 카운터(502)에서 카운팅된 전송 단위의 비트수는 1전송 단위 지연부(506)에서 1전송 단위만큼 지연된다. 임계값 산출부(507)는 프레임 레이트,비트 레이트, 화상 포맷 정보로부터 임계값을 산출한다.
이 경우, 임계값의 결정 방법은 상술한 실시예 1의 화상 전송 장치에서 이용한 것과 동일한 방법을 여기서도 이용하고 있다. 또, 본 발명에서는, 임계값 결정 방법을 이것에 한정하는 것이 아니라, 다른 결정 방법에도 본 발명이 유효하게 작용하는 것은 용이하게 유추할 수 있다.
중요도 판정부(508)는 전송 단위의 비트수 및 부호화 매크로 블록수로부터, 이 전송 단위에 포함되는 부호화 매크로 블록당 평균 부호량을 산출하고, 임계값 산출부(507)에서 산출된 임계값과 비교한다. 이 평균 부호량이 임계값보다도 큰 경우에는 중요도가 높다고 하여 중요도 정보를 출력한다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 이미 부호화 처리가 종료되어 있는 비트 스트림 이라도, 전송 단위에 포함되는 부호화 매크로 블록수와 전송 단위당 부호량을 계수함으로써, 실시예 1의 화상 전송 장치와 마찬가지로, 화상 부호화 처리에서의 화상 데이터의 중요도 결정을 지극히 간단한 구성으로 행할 수 있다. 이에 따라, 효율적인 재송신 제어가 가능해지고, 전송 오류가 발생하기 쉬운 전송로를 이용하여, 축적된 화상 데이터를 수신하는 서비스(예컨대, 화상 데이터베이스 액세스)에서도 양호한 화질을 얻을 수 있다.
(실시예 4)
다음에, 본 발명의 실시예 4에 따른 화상 전송 장치에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 화상 전송 장치는 중요도 판정부 이외에는 상술한 도 4에나타내는 실시예 3에 따른 화상 전송 장치와 동일한 구성이다. 본 실시예에 따른 화상 전송 장치의 중요도 판정부에 대하여, 도 7을 이용하여 설명한다.
도 7에서, 중요도 판정부(510)는 전송 단위 분할부(501)와, 전송 단위 헤더 해석부(601)를 갖고 구성된다. 전송 단위 헤더 해석부(601)는 전송 단위 분할부(501)에서 전송 단위로 분할된 전송 단위의 선두 부분의 비트열을 해석한다. 전송 단위의 선두에는 동기어가 존재하지만, 픽처의 선두를 나타내는 동기어는 그 이외의 동기어와는 다른 동기어가 이용되고 있다. 따라서, 전송 단위의 선두만을 해석함으로써, 그 동기 단위가 픽처의 선두인지 여부를 용이하게 판단할 수 있고, 픽처 선두를 나타내는 동기어를 검출한 경우에는 중요도가 높다고 하여 중요도 정보를 출력한다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 이미 부호화 처리가 종료되어 있는 비트 스트림이라도, 전송 단위의 선두 부분의 비트열을 해석함으로써, 실시예 1의 화상 전송 장치와 마찬가지로, 화상 부호화 처리에서의 화상 데이터의 중요도 결정을 지극히 간단한 구성으로 행할 수 있다. 이에 따라, 효율적인 재송신 제어가 가능해져, 전송 오류가 발생하기 쉬운 전송로를 이용하여, 축적된 화상 데이터를 수신하는 서비스(예컨대, 화상 데이터베이스 액세스)에서도 양호한 화질을 얻을 수 있다.
또, 상술한 본 발명은 기능별로 회로를 구성해도 무방하고, 마이크로컴퓨터를 사용하여 소프트웨어에 의해 실현할 수도 있다. 마이크로컴퓨터를 사용하는 경우에는, ROM 등의 기록할 수 있는 기록 매체에 본 발명을 프로그램화하여 기억시켜 두고, 이 기억시킨 프로그램을 마이크로컴퓨터에 의해 처리시킨다. 이와 관련하여, 기록 매체로서는, ROM(Read Only Memory) 등의 반도체 기억 소자 외에, 자기 기록 매체, 광 기록 매체, 광 자기 기록 매체 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 화상 전송 장치 외에, 단지 화상 부호화부를 독립시킨 화상 부호화 장치로도 실현할 수 있고, 또한 화상 전송 장치 또는 화상 부호화 장치를 구비한 화상 정보 수신용 서버(화상 수신 서버)로도 실현할 수 있다. 또한, 디지털 무선 통신 시스템에서의 기지국 장치나 이동국 장치와 같은 통신 단말 장치에도 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예 3 및 4에서는, 화상 부호화된 데이터로부터 중요도를 판정하고 중요도 정보를 부여하여 전송하는 것이었지만, 송신측과 단말 사이에 위치하는 중계기에서, 중요도에 대한 정보를 갖지 않는 전송 단위로부터 중요도 정보를 갖는 전송 단위로 변환할(프로토콜 변환) 때에, 상기 방법을 이용하여 변환할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 화상 부호화 처리에 있어서, 지극히 간단한 구성으로 화상 데이터의 중요도를 결정할 수 있으므로, 재송신 제어를 행할 수 있게 되어, 전송 오류가 있는 전송로를 이용한 화상 정보 수신 서비스(예컨대, 라이브 영상)도 양호한 화질을 얻을 수 있다.
본 명세서는 2000년 7월7일 출원한 일본 특허 출원 2000-207297호에 근거하는 것이다. 이 내용을 본 명세서에 포함시켜 놓는다.
본 발명은 화상 전송 장치에 이용하는 데 바람직하다. 특히, 디지털 동화상 신호를 휴대 전화 등의 무선 통신 단말에 전송하기 위한 화상 전송 장치에 이용하는데 바람직하다.

Claims (22)

  1. 매크로 블록 단위로 화상 부호화 처리를 행하는 부호화 수단과,
    상기 부호화 수단으로 부호화된 복수의 매크로 블록이 하나의 전송 단위로 생성될 때마다, 상기 복수의 매크로 블록에 포함되는 부호량을 검출하고, 검출된 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  2. 매크로 블록 단위로 화상 부호화 처리를 행하는 부호화 수단과,
    상기 부호화 수단으로 부호화된 복수의 매크로 블록이 하나의 전송 단위로 생성될 때마다, 상기 하나의 전송 단위에 포함되는 매크로 블록수 및 부호량을 계수하고, 또한 계수 결과로부터 매크로 블록당 평균 부호량을 구하며, 구해진 평균 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  3. 디지털 화상을 매크로 블록으로 분할하여 매크로 블록 단위로 부호화 처리를행하는 부호화 수단과,
    상기 부호화 수단으로 부호화된 복수의 매크로 블록이 하나의 전송 단위로 생성될 때마다, 상기 복수의 매크로 블록에 화상 복호에 필요한 픽처 헤더 정보를 포함하는지 여부에 의해 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  4. 부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위가 입력될 때마다 상기 복수의 매크로 블록에 포함되는 부호량을 검출하고, 검출된 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
  5. 부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위가 입력될 때마다 상기 하나의 전송 단위에 포함되는 매크로 블록수 및 부호량을 계수하고, 또한 계수 결과로부터 매크로 블록당 평균 부호량을 구하며, 구해진 평균 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
  6. 부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위가 입력될 때마다 상기 복수의 매크로 블록에 화상 복호에 필요한 픽처 헤더 정보를 포함하는지 여부에 의해 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 기재된 화상 전송 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 수신 서버.
  8. 청구항 5 또는 청구항 6에 기재된 화상 전송 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  9. 디지털 화상을 매크로 블록으로 분할하여 매크로 블록 단위로 부호화 처리를 행하고, 부호화된 복수의 매크로 블록으로부터 하나의 전송 단위를 생성할 때마다 그 전송 단위에 중요도 정보를 부가하며, 그 중요도를 해당 전송 단위에 포함되는 부호량에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.
  10. 디지털 화상을 매크로 블록으로 분할하여 매크로 블록 단위로 부호화 처리를 행하고, 부호화된 복수의 매크로 블록으로부터 하나의 전송 단위를 생성할 때마다 그 전송 단위에 중요도 정보를 부가하며, 그 중요도를 해당 전송 단위에 포함되는 매크로 블록수 및 부호량의 계수 결과로부터 매크로 블록당 평균 부호량을 구하여, 그 평균 부호량에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.
  11. 디지털 화상을 매크로 블록으로 분할하여 매크로 블록 단위로 부호화 처리를 행하고, 부호화된 복수의 매크로 블록으로부터 하나의 전송 단위를 생성할 때마다 그 전송 단위에 중요도 정보를 부가하며, 그 중요도를 해당 전송 단위에 화상 복호에 필요한 픽처 헤더 정보를 포함하는지 여부에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.
  12. 화상 부호화 프로그램을 저장하고, 컴퓨터에 의해 판독할 수 있는 기록 매체로서,
    상기 화상 부호화 프로그램은,
    디지털 화상을 매크로 블록으로 분할하여 매크로 블록 단위로 부호화 처리를 행하는 부호화 순서와,
    상기 부호화 순서로 부호화된 복수의 매크로 블록으로부터 하나의 전송 단위를 생성하는 전송 단위 생성 순서와,
    상기 전송 단위 생성 순서로 하나의 전송 단위가 생성될 때마다 그 전송 단위에 포함되는 부호량에 따라 중요도를 결정하고, 결정된 중요도를 중요도 정보로서 해당 전송 단위에 부가하는 중요도 정보 부가 순서
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  13. 화상 부호화 프로그램을 저장하고, 컴퓨터에 의해 판독할 수 있는 기록 매체로서,
    상기 화상 부호화 프로그램은,
    디지털 화상을 매크로 블록으로 분할하여 매크로 블록 단위로 부호화 처리를 행하는 부호화 순서와,
    상기 부호화 순서로 부호화된 복수의 매크로 블록으로부터 하나의 전송 단위를 생성하는 전송 단위 생성 순서와,
    상기 전송 단위 생성 순서로 하나의 전송 단위가 생성될 때마다 그 전송 단위에 포함되는 매크로 블록수 및 부호량의 계수 결과로부터 매크로 블록당 평균 부호량을 구하고, 구해진 평균 부호량에 따라 중요도를 결정하며, 결정된 중요도를 중요도 정보로서 해당 전송 단위에 부가하는 중요도 정보 부가 순서
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  14. 화상 부호화 프로그램을 저장하고, 컴퓨터에 의해 판독할 수 있는 기록 매체로서,
    상기 화상 부호화 프로그램은,
    디지털 화상을 매크로 블록으로 분할하여 매크로 블록 단위로 부호화 처리를 행하는 부호화 순서와,
    상기 부호화 순서로 부호화된 복수의 매크로 블록으로부터 하나의 전송 단위를 생성하는 전송 단위 생성 순서와,
    상기 전송 단위 생성 순서로 하나의 전송 단위가 생성될 때마다 그 전송 단위에 화상 복호에 필요한 픽처 헤더 정보가 포함되는지 여부에 의해 중요도를 결정하고, 결정된 중요도를 중요도 정보로서 해당 전송 단위에 부가하는 중요도 정보 부가 순서
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 기재된 기록 매체를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  16. 부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위에 포함되는부호량을 검출하고, 검출된 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 것을 특징으로 하는 중요도 결정 방법.
  17. 부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위에 포함되는 매크로 블록수 및 부호량을 계수하고, 또한 계수 결과로부터 매크로 블록당 평균 부호량을 구하며, 그 평균 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 것을 특징으로 하는 중요도 결정 방법.
  18. 부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위에 화상 복호에 필요한 픽처 헤더 정보를 포함하는지 여부에 의해 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 것을 특징으로 하는 중요도 결정 방법.
  19. 중요도 결정 프로그램을 저장하고, 컴퓨터에 의해 판독할 수 있는 기록 매체로서,
    상기 중요도 결정 프로그램은,
    부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위에 포함되는 부호량을 검출하는 부호량 검출 순서와,
    상기 부호량 검출 순서로 검출된 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 순서
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  20. 중요도 결정 프로그램을 저장하고, 컴퓨터에 의해 판독할 수 있는 기록 매체로서,
    상기 중요도 결정 프로그램은,
    부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위에 포함되는 매크로 블록수 및 부호량을 계수하는 매크로 블록수/부호량 검출 순서와,
    상기 매크로 블록수/부호량 검출 순서에서의 계수 결과로부터 매크로 블록당 평균 부호량을 구하고, 구해진 평균 부호량에 따라 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 순서
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  21. 중요도 결정 프로그램을 저장하고, 컴퓨터에 의해 판독할 수 있는 기록 매체로서,
    상기 중요도 결정 프로그램은,
    부호화된 복수의 매크로 블록으로 이루어지는 하나의 전송 단위에 화상 복호에 필요한 픽처 헤더 정보가 포함되는지 여부에 의해 해당 전송 단위의 전송처에서의 화상 복호에서의 중요도를 결정하는 중요도 결정 순서를 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  22. 청구항 19 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 기록 매체를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
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