KR20020064930A - 멀티미디어 오브젝트의 스케일 가능한 코딩 - Google Patents

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Abstract

비트 스트림을 얻기 위해 멀티미디어 오브젝트를 코딩하는 코딩이 제공되고, 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 오브젝트의 품질을 표시하는 품질 정보가 비트 스트림에 부가된다. 품질 정보를 비트 스트림에 부가함으로써, 다수의 코딩된 오브젝트들을 공동으로 저장 또는 송신하는 것은, 오브젝트의 품질이 쉽게 고려될 수 있다는 점에서 최적화될 수 있다.

Description

멀티미디어 오브젝트의 스케일 가능한 코딩{Scalable coding of multi-media objects}
스케일 가능한 압축, 예를 들어, 멀티미디어 오브젝트들과 같은 오브젝트들의 미세한 입도로된 스케일 가능한 압축(fine-granularity scalable compression)은, 인코딩된 비트 스트림이 주어진 지점에서 절단될 수도 있다는 유용한 특징을 갖는 반면에, (낮은 오브젝트 품질이지만) 나머지 스트림은 여전히 디코딩될 수 있다. 이러한 스케일 가능한 코딩의 표준(즉, MPEG-4 미세한 입도 확장성)은 현재 정의되어 있으며, 본원에서 참고 문헌으로 되는 2000년 3월, ISO/IEC 14496-2/AMD 4, 문서 ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N3315(N3315라고 함)를 참조하자. 또한, 스케일 가능한 코딩 방법은 본원에서 참고 문헌으로 되는 2000원 3월 23일, 비공개 유럽 특허 출원 00201037.9(폐사 참조번호 PHNL000153)에 개시되어 있다.
이러한 스케일 가능한 비트 스트림의 유용성은, 인코딩된 비트 스트림을 특정한 주어진 비트 레이트 또는 메모리 크기에 맞출 때 버퍼 제어 방법의 필요성을 실질적으로 제거함으로써 시스템 설계를 상당히 단순화한다. 특히, 동일한 단일 비트 스트림은 원래의 데이터를 재-인코딩(re-encode)할 필요없이 상이한 채널들을다른 용량으로 동시에 서비스한다. 그러므로, (인터넷 또는 무선 통신 채널들에 대한 애플리케이션을 갖는) 가변 채널 용량들에 대한 실시간 적응이 매우 단순화된다.
미세한 입도 확장성 이전에, 제한된 확장성의 일부 형태가 이미 존재하였다. 거기에서는, 비트 스트림은 소수의 큰 층들, 즉, 기본층 및 예를 들어, 하나 또는 2개의 인핸스먼트층들(enhancement layers)로 구성되었다. 이러한 확장성은 MPEG2 표준(SNR 확장성, 공간적 확장성, 시간적 확장성)에서 뿐만 아니라 JPEG2 표준(계층 코딩)에 한정되었다.
본 발명은 멀티미디어 오브젝트들을 코딩하는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 더 유익한 실시예들을 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 유익한 코딩 기술을 제공하는 것이다. 이를 위해서, 본 발명은 독립 청구항들에 한정된 바와 같이, 비트 스트림을 얻기 위해 멀티미디어 오브젝트를 코딩하고, 비트 스트림을 제어하고 송신 및 수신하며, 멀티플렉서 또는 네트워크 노드, 멀티미디오 오브젝트, 를 나타내는 (스케일 가능한) 비트 스트림, 저장 매체, 컴퓨터 프로그램, 및 컴퓨터 프로그램을 실행하는 신호를 제공한다. 유익한 실시예들은 종속항들에서 한정된다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, 멀티미디어 오브젝트가 비트 스트림을 얻기 위해 코딩되고, 품질 정보가 비트 스트림에 부가되며, 이 품질 정보는 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 오브젝트의 품질을 표시한다. 품질 정보를 비트 스트림에 부가함으로써, 다수의 코딩된 오브젝트들을 공동으로 저장 또는 송신하는 것은, 오브젝트의 품질을 쉽게 고려할 수 있다는점에서 최적화될 수 있다. 본 발명의 이러한 양상은 압축된 오브젝트의 레이트를 쉽게 결정할 수 있지만, 다른 중요한 파라미터인 품질 측정(예를 들어, 왜곡)은 그렇게 쉽게 결정되지 않는다는 견지를 기초로 한다. 사실상, 완전한 소스 정보가 여전히 이용 가능할 때, 왜곡은 코딩시에만 정확하게 얻어질 수 있다. 본 발명의 이러한 양상에 따르면, 비트 스트림 구문(syntax)은 품질(왜곡) 정보를 부가함으로써 강화된다. 이것은 비트 레이트에서 증가가 없거나 미소한 증가로 행해질 수 있고 여러 코딩 기술들에 대한 애플리케이션들의 범위를 확장한다. 멀티미디어 오브젝트는 오디오 및/또는 비디오 오브젝트, 또는 적절한 품질의 다른 재생 가능한 오브젝트일 수도 있다. 멀티미디어 오브젝트는 또한 프로그램과 같은 화상 또는 화상들의 시퀀스일 수도 있다.
양호하게는, 코딩은 스케일 가능한 코딩이고, 최종의 비트 스트림은 스케일 가능한 비트 스트림이다. 특히, 스케일 가능한 코딩 기술들에서 품질 정보는 이 비트 스트림들이 절단하기에 적절하기 때문에 유익하다. 많은 애플리케이션들에서, 스케일 가능한 비트 스트림이 절단되고, 절단후 발생하는 비트 스트림의 품질 표시를 갖는 것이 중요하며, 이는 스케일 가능한 비트 스트림에 포함된 품질 정보에 의해 쉽게 제공된다.
양호하게는, 품질 정보는 오브젝트 재생 품질을 나타낸다. 오브젝트 재생 품질에 관한 정보 대 비트수가 쉽게 결정된다. 품질을 측정하기 위해서, 양호하게는 신호 대 잡음비(SNR) 또는 피크 신호 대 잡음비(PSNR) 값들이 사용된다.
단일 오브젝트의 인코딩된 스트림은 이용 가능한 대역폭/저장에 바로 적합하게 함으로써 최적으로 절단될 수도 있지만, 이것은 다수의 오브젝트들을 동시 처리할 때의 경우는 아니다. 특정의 대역폭 또는 저장 공간을 다수의 오브젝트들에 동시에 최적으로 할당하기 위해서, 각각은 각 인코딩된 오브젝트에 대한 차동 레이트-왜곡 곡선을 알아고 있어야 한다. 이 곡선은 오브젝트의 인코딩동안 비교적 쉽게 얻어지지만(원래의 것이 이용 가능할 때), 이것은 인코딩된 비트 스트림의 절단된 버젼만이 이용 가능할 때에는 추후에 (추정에 의해) 얻기 위해 중요하다. 춧후에 품질을 추정하는 것은 인코딩된 비트 스트림의 적어도 일부의 디코딩뿐만 아니라 압축 방법의 상세한 지식을 필요로 한다.
실제 실시예에서, 비트 스트림이 주어진 태그와 관련된 지점에서 절단될 때, 스케일 가능한 비트 스트림에 부가된 품질 태그들은 인코딩된 오브젝트의 재생 품질을 나타낸다. 품질 정보의 부가가 주어진 오버헤드를 필요로 할 수도 있지만, 이 오버헤드는 적게 될 수 있다. 중요한 이점은 품질 정보가 다수의 오브젝트들의 비트 스트림들을 공동으로 최적으로 절단하기 쉽게 한다는 것이다. 이러한 다수의 절단 문제는, 예를 들어, 본원에서 참고 문헌으로 되는, 2000년 3월 13일에 출원된 비공개 유럽 특허 출원 제 00200890.2호(폐사의 참조번호 PHNL000110)에서 개시된 바와 같은 탄력적 메모리(elastic memory)에서 발생한다. 다른 애플리케이션은 멀티플렉서 또는 네트워크 노드이며, 여기서 송출(outgoing) 대역폭이 인입(incoming) 대역폭보다 일시적으로 낮아지고, 결과적으로 스케일 가능하게 압축된 인입 비트 스트림들이 절단될 필요가 있다.
압축을 행할 때, 입력 데이터는 보통 다수의 유닛들(예를 들어, 웨이브릿 변환된 이미지 또는 층들의 주파수 대역들의 일부분들인 DCT 블럭들의 일부분들)로 압축된다. 각 코딩된 일부분은 보통 다양한 파라미터들 또는 태그들을 갖는 몇몇 헤더들을 포함한다. 본 발명의 유익한 실시예의 이러한 헤더에서, 파라미터가 현재의 인코딩된 데이터의 일부의 바로 뒤에서만 (또는, 대안적으로는 바로 앞에서만) 절단될 때, 파라미터는 오브젝트의 품질을 나타내도록 부가된다. 품질 파라미터의 하나의 예는 재생의 평균 자승 에러(또는, PSNR 또는 SNR)에 관련된 번호를 추가하는 것이고; 이 번호는 또한 가시적으로 가중된 (P)SNR을 또한 나타낸다. 품질 표시의 형태(또는 다수의 형태들)는 표준화될 수도 있으며, 따라서, 모든 인코더들은 동일한 또는 제한된 수의 상이한 품질 표시들을 사용할 것이다. 또한, 품질은 상대적으로 될 수 있으며(예를 들어, 퍼센티지), 따라서, 인코더는 그 품질 측정을 개시할 필요가 없었다. 상대적인 품질은 각 개별적인 오브젝트에 대한 특정의 스케일의 0 내지 100%의 범위일 수도 있으며, 각 오브젝트에 대한 부가적인 스케일/가중 파라미터는 다양한 오브젝트들을 서로 다르게 가중시킬 수 있도록 한다.
품질 태그들은 인코딩된 스트림을 통해 대략 같은 거리(비트들의 수)에 위치될 수도 있거나, 또는 비트 레이트 대 품질 곡선이 빠르게 변화할 때는 더 빈번하게 사용될 수도 있다. 인코딩된 비트 스트림이 절단되야 할 때, 태그 위치에 대응하지 않는 각 절단 지점에 대한 품질은 품질 태그 값들의 보간(선형 또는 더 복잡한)에 의해 근사화될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 표준에 이미 정의되어 있는 태그를 사용하는 MPEG-4 FGS의 인코딩된 비트 스트림에 품질 정보가 부가되며, 상술된 참조 문헌 N3315를참조한다. 이러한 방법에서, 제안된 표준을 변화시키지 않고 품질 정보가 부가될 수 있으며, 이는 대단한 이점이다. 디코드된 멀티미디어 오브젝트에 대해서, 품질 정보는 스케일 가능하지 않은 압축 방법에서 적응형 후처리 또는 스케일 가능한 비디오 처리 알고리즘들 등에 사용될 수 있다. 예를 들어, MPEG-압축된 비디오의 후처리에서, 품질 정보는 필요한 후처리의 "강도" 또는 양 또는 형태(블럭킹 아티팩트/링잉 감소(blocking artifact ringing reduction))를 결정하는데 도움을 줄 수 있다. 스케일 가능한 비디오 알고리즘들에서, 품질 정보는 특정의 선택된 비디오 처리 알고리즘을 사용하여 특정의 원하는 처리 품질 레벨을 달성하기 위해 필요한 CPU 사이클들의 수를 더 양호하게 추정하는데 도움을 줄 수 있다.
품질 정보가 비트 스트림 자체에 포함된 것이 아니라 비트 스트림에 사이드 정보로서 부가될 수도 있다.
암호화된 비트 스트림들에서는 품질 정보가 암호화되지 않는 것을 장점으로 한다. 이때, 비트 스트림의 주어진 부분(예를 들어, 층)의 품질은 비트 스트림을 암호 해독하지 않고 디코더에서 결정될 수 있다.
품질 정보는 또한 소스 코딩 및 채널 코딩이 같은 시간 또는 위치에서 수행되지 않는 애플리케이션들에 대해 유익하게 적용될 수 있다. 품질 정보는, 예를 들어, 보호 레이트들을 결정하기 위해 채널 코딩에서 사용된다.
본 발명의 상술된, 및 다른 양상들은 이하에 설명된 실시예들을 참조로 설명되고, 그로부터 명백해질 것이다.
도면은 단지 본 발명을 이해하는 데 필요한 구성요소를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시스템을 도시하며, 이 시스템은 입력 유닛 또는 오브젝트 생성 유닛(110) 및 인코더(12)를 갖는 송신기(11)를 포함한다. 인코더(12)는 스케일 가능한 인코더(120) 및 품질 정보 생성 유닛(121)를 포함한다. 스케일 가능한 인코더(120)는 입력 유닛(110)으로부터 얻어진 오브젝트들을 코딩하여 하나 이상의 스케일 가능한 비트 스트림들을 제공한다. 품질 정보 생성 유닛(121)은 인코더(120)에 의해 제공된 신호들 및/또는 파라미터들뿐만 아니라 입력 유닛(110)으로부터 얻어진 신호들로부터 오브젝트 품질을 추출한다. 품질 정보 생성 유닛(121)으로부터의 품질 정보는 인코더 유닛(120)에 제공되며, 품질 정보 태그들을 생성하여 스케일 가능한 비트스트힘에 삽입한다. 시스템은 하나 이상의 스케일 가능한 비트 스트림들을 절단하는 절단기(truncator)(3) 및 절단기 제어 유닛(4)을 더 포함한다. 절단기 제어 유닛(4)은 인코더(12)에 의해 제공된 스케일 가능한 비트 스트림으로부터 품질 정보를 추출하고, 수신된 품질 정보/태그들에 따라 절단기(3)를 제어한다. 단지 하나의 스케일 가능한 비트 스트림의 경우에, 스케일 가능한 비트 스트림은 원하는 품질에 도달했을 때 절단된다. 절단기(3) 및 제어 유닛(4) 모두는 멀티플렉서, 비트-레이트 제어 유닛, 네트워크 노드 등의 일부를 구성할 수도 있고, 채널뿐만 아니라 수신기에 존재할 수도 있다. 유닛(5)은 대안적으로 재생 유닛 및/또는 디코더일 수도 있고, 예를 들어, 본 발명에 따른 수신기에서 절단기(3) 및 제어 유닛(4)과 함께 존재할 수도 있다.
도 2에서 도시된 바와 같이 더 유리한 애플리케이션들에서, 다수의 스케일 가능한 비트 스트림들이 송신기들(21, 31, 41)에 의해 제공되고, 다수의 스케일 가능한 비트 스트림들 중 적어도 일부가 그들에 포함된 품질 태그들을 갖는다. 송신기들(21, 31, 41) 및 그 구성요소들은 도 1에 도시된 송신기(11)와 유사하다. 채널 또는 저장 매체(15)의 대역폭 또는 저장 용량에 의존하여, 스케일 가능한 비트 스트림들은 스케일 가능한 비트 스트림들에 존재하는 품질 정보/태그들에 따라 대략 절단된다. 그런 다수의 절단은, 본원에서 참조 문헌으로 되는 2000년 3월 13일에 출원된, 비공개 유럽 특허 출원 00200890.2(폐사의 참조 번호 PHNL000110)에서 설명된 탄력적 메모리의 원리를 사용하여 행해질 수 있다. 멀티플렉서(16)는 송신기들로부터의 스트림들을 결합한다. 절단기(13) 및 제어 유닛(14)은 함께 멀티플렉서(예를 들어, 16), 비트-레이트 제어 유닛, 네트워크 노드 등의 일부를 구성할 수도 있고, 채널뿐만 아니라 수신기에 존재할 수도 있다. 유닛(15)은 대안적으로 재생 유닛 및/또는 디코더일 수도 있고, 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 수신기에서 절단기(13) 및 제어 유닛(14)과 함께 존재할 수도 있다.
다음에서, 품질 정보를 필요로 하는 MPEG-4 FGS의 애플리케이션들의 몇몇 예들이 주어진다. 다음은 특히 MPEG-4 FGS에 관해 설명하지만, 본 발명이 임의의 스케일 가능한 코딩 기술에 유익하게 적용할 수 있다는 것이 이 기술분야에 숙련된 사람에게는 명백할 것이다. 애플리케이션의 관점에서, 왜곡은 MPEG-4 FGS 기술에서는 중요한 파라미터이다. 왜곡 정보가 이용 가능하지 않다면, 이 정보를 필요로 하는 각종 애플리케이션들을 제공하여 이하 예시하는 바와 같이 FGS의 유용성은 제한된다. 본 발명의 실시예에 따르면, FGS 비트 스트림 구문은 품질(왜곡) 정보를 부가함으로써 향상된다. 이것은 전혀 행해질 수 없거나, 미소한 비트 레이트의 증가가 있고, FGS의 적용 범위를 확장한다.
본 발명의 제 1 애플리케이션은 일정한 품질(그에 따라 비트레이트가 가변하는) 출력에 대한 코딩이다. 이것은 가변 비트 레이트를 허용하는 저장 매체상에서, 예를 들어, 비디오 데이터를 일정한 품질로 기록하기 위해 사용될 수 있다. 품질 정보를 사용하면, 최종 비트 스트림은 초기 인코딩동안 생성될 필요는 없지만, 인코딩된 비트 스트림을 나중에 처리함으로써 얻어 질 수 있다.
상이한 품질들로 동일한 콘텐츠를 판매하는 것은 상술된 바와 같이, 하나 이상의 층들의 암호화가 이루어지는 스케일 가능한(미세한 입도 또는 계층화된) 압축 방법을 사용하여 효율적으로 실시될 수 있고, 다수의 스케일 가능한 압축 방법들의 특성은 최저의 확장가능 층(lowest scalability layer)이 이용 가능하지 않을 때, 높은 확장가능 층들은 사용할 수 없다는(즉, 품질을 증가시키는데 사용될 수 없다는) 것이다. 스케일 가능하게 압축된 콘텐츠가 암호화될 때, 그것을 탄력적 저장을 위해 사용하는 것(즉, 인핸스먼트 층(들)의 일부를 버림으로써 저장 공간량을 감소시키는 것)이 가능하다. 탄력적 저장을 위해서, 상술한 바와 같이 PHNL000110을 참고로 한다. 얼마나 많은 데이터를 제거해야 하는지를 결정하기 위해서, 관련된 품질 손실에 대한 정보가 가용해야 하는데, 이는 이 정보가 그것을 암호해독하지 않고 압축된 비트 스트림으로 더 이상 유도될 수 없기 때문이다. 본 발명의 본 실시예에서, 품질 정보는 암호화되지 않은 정보로서, 예를 들어, 사이드 정보로서 보내진다. 같은 콘텐츠를 상이한 품질 레벨로 판매하는 비지니스 모델은 탄력적 저장에 밀접하게 관련되는데, 이는 동일한 콘텐츠가 스케일 가능한 압축을 사용하여 다수의 품질 레벨들로 저장되기 때문이다. 소비자에게 판매하는 품질 레벨들은 바람직하게 탄력적 저장 시스템에서 사용된 품질 레벨들에 직접 대응한다. 이것은 탄력적 저장 장치가 특정의 콘텐츠 아이템의 품질을 낮추기를 원할 때, 암호해독할 필요없이 최고로 암호화된 품질층을 제거할 수 있다는 것을 의미한다. 탄력적 저장 장치가 임의의 데이터를 암호해독하지 않기 때문에, 보안 또는 절도의 위험이 없다. 콘텐츠 소유자 또는 서비스 제공자로부터 소비자로의 전체 체인에서 보안을 유지하기 위해서, 바람직하게 콘텐츠는 (스케일 가능한 압축 방법을 사용하여) 압축되고, 콘텐츠 소유자에 의해 원하는 품질 레벨들로 암호화된 후, 암호화된 형태로 탄력적 저장 장치에 (예를 들어, 광 디스크상의 중간 저장 장치를 통해 직접 송신되거나 다운로드되거나 또는 간접적으로) 분배된다.
탄력적 저장 애플리케이션에서, 사용자(또는 사용자의 선호도에 대해 알고 있는 것을 기초로 한 장치)는 특정의 원하는 최소 품질 레벨을 선택적으로 선택할 수 있다. 즉, 사용자에 의해 최소로 원하는 것보다 더 높은 품질 레벨로 현재 이용할 수 있는 콘텐츠는, 사용자가 허용할 수 있는 최저 품질에 도달할 때까지 더 많은 상이한 콘텐츠에 대한 공간을 만들기 위해 품질이 감소될 수도 있다. 그러나, 콘텐츠가 고 품질로 여전히 이용 가능할 때, 사용자는 여전히 더 높은 품질로 구매하기 위한 선택권을 가지고 있다. 물론, 사용자(또는 장치)는 또한 상이한 종류의 콘텐츠(스포츠, 토크쇼, 또는 영화 등)에 대해 서로 다른 원하는 최소 품질 레벨들을 미리 설정할 수도 있다.
대안적으로, 서비스 제공자로 하여금 저장 공간을 관리하고 어떤 품질 레벨들을 제거해야 하는지를 결정하도록 하는 것 또한 가능하다(이 경우에, 서비스 제공자는 품질들의 트랙(track)을 유지하고 탄력적 저장 기능들을 수행할 수도 있다). 이것은, 예를 들어, 콘텐츠가 서비스 제공자에 의해 저장 기능을 포함하는 셋 톱 박스(예를 들어, 하드 디스크) 상에 놓일 때 사용가능할 수 있었다. 초기에, 콘텐츠가 고품질로 사용자에게 제공될 수 있었다. 사용자가 특정 시간 내에 콘텐츠를 감시/판매하지 않을 때, 셋 톱 박스에 저장된 품질 레벨은 다른 콘텐츠에 대한 공간을 마련하기 위해 떨어질 수 있었다.
또한, 품질 정보는 소스 인코딩 및 채널 디코딩이 서로 다른 시간 또는 위치에서 수행될 수 있도록 한다. 이것은 인코딩시 채널 특성들이 아직 공지되어 있지 않을 수도 있기 때문에 유용하다. 또한, 동일하게 인코딩된 비트 스트림은 상이한 에러 특성들을 갖는 상이한 다른 채널들을 서비스할 수도 있다. 최종적으로, 저장 공간이 에러 정정 오버헤드를 저장하기 위해 낭비되지는 않는다. 그것은 필요시 발생될 수 있는데, 이는 품질 필드들이 (동일하지 않은 에러 보호를 사용하는) 채널 디코딩을 부가하는데 필요한 정보를 제공한다.
다수의 인코딩된 FGS 프레임들이 공동으로 처리되는 애플리케이션들이 있다. 이것은, 예를 들어, 정체된 상태의 네트워크 노드에서 발생할 수 있고, 여기서는일시적으로 적은 대역폭을 이용할 수 있다. 네트워크 노드는 품질 정보를 사용하여 비트 스트림들을 최소의 품질 손실로 최적으로 절단할 수 있다. 다수의 오브젝트들이 가능하게는 매우 상이한 레이트-왜곡 곡선들로 포함되기 때문에, 품질 정보없이 절단이 만족스럽게 행해질 수 없다.
또한, 애플리케이션들을 스트리밍(streaming)하기 위해서, 품질 정보는 양호한 도구를 서버에 제공하여 송신히 레이트 제어를 수행할 수 있고, 또한 SNR과 일시적인 인핸스먼트들 간의(FGS 대 FGST, 정의 N3315 참조) 트레이드 오프를 수행할 수 있다.
MPEG-4 FGS에서, 필요한 품질 정보는 실제로 스케일 가능한 인핸스먼트 층에 대한 레이트-왜곡 곡선이다. 레이트는 명백하기 때문에, 왜곡 정보만이 부가되어야 한다. 현재의 FGS 비트 스트림 구문을 수정하지 않거나 또는 최소로 수정한 상기 정보를 부가할 수 있도록 하는 두가지 해결책들이 제안되어 있다.
해결책 A.비트 플레인의 개시는 품질 정보/필드들을 부가하기 위한 양호한 지점인데, 이는 정보를 쉽게 검색하고 또한 충분한 샘플들을 제공하여 레이트-왜곡 곡선을 정확하게 설명할 수 있도록 하기 때문이다. "품질 코드"는 현재의 fgs_bp_start_code와 유사하고, 그 하위 5비트는 비트 플레인의 ID를 표시한다. 비트 플레인 ID를 대신해서, 품질 정보가 이 5비트에 삽입될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 비트는 fgs_bp_start_code가 비트 플레인 ID 또는 품질 정보를 포함하는지를 표시하기 위해 구문에 부가된다.
해결책 B.대안적으로, 새로운 코드가 품질 정보에 대해 한정되어fgs_bp_start_code 뒤에 삽입될 수 있다. 이 경우에, 품질 태그는 8 비트를 가질 수 있다.
품질 필드에 저장되는 것으로 제안한 정보는 품질 필드 뒤의 비트 플레인을 완전히 디코딩한 후의 왜곡이다. 이 방법에서, 스트림이 비트 플레인 내에서 절단될 때, 근사한 품질이 보간에 의해 얻어질 수도 있다. 이것은 품질 필드가 현재의 비트 플레인을 디코딩하기 전의 왜곡에 대한 정보를 포함한다면, 필요로 되는 외삽법보다 쉬워진다. 예를 들어, Q1을 비트 플레인을 디코딩하기 전의 품질이라고 하고, Q2를 디코딩한 후의 품질이라고 하자(상기 제안된 바와 같이, Q2는 비트 플레인의 개시에서 이미 디코더에 공지되어 있다). 스트림이 비트 플레인 내에서 절단되면, 진정한 품질 Q가 간격 <Q1,Q2> 내에 있다. 그러므로, 간단히 Q(Q1+Q2)/2로서 근사적으로 될 수 있다. 또한, 더 정확한 근사치는 디코딩된 DCT 블록들의 수수를 고려하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 현재의 비트 플레인에 대한 인핸스먼트 정보가 하나의 프레임에 대해 N개의 전체 블럭들 중 n개를 수신했다면, 진정한 품질은 근사적으로 QQ1+(Q2-Q1)*n/N으로될 수 있다.
해결책 A에 대한 바람직한 실시예에서, 인핸스먼트 VOP에 대한 제 1 품질 필드, 즉, 최상위(MSB) 비트 플레인에 대한 필드는 절대 품질(왜곡)을 포함하고, 부가 필드들은 이전의 품질에 대해 상대적인 품질 개선(왜곡 감소)을 포함한다. 절대 품질은 서로 다른 오브젝트들을 비교하기 위해 사용될 수 있다. 부가 필드들에 품질 개선들을 위치시킴으로써, 이러한 개선들이 절대 품질이 사용될 때 높은 정확도를 나타내도록 한다. 이것은 5비트만이 각 필드에 대해 이용 가능할 때 특히 중요하다.
품질을 측정하기 위해, 바람직하게 PSNR 값들이 사용된다. 상술된 바와 같이, 제 1 품질 필드는 절대 품질을 포함한다. 출원인은 1dB의 단계에서 18 내지 49dB 범위로 제 1(MSB) 비트 플레인을 디코딩한 후 PSNR을 제공하기 위해 5비트를 사용하는 것을 제안한다. 이 범위는 모든 실제 관련된 PSNR 값들을 커버하고: PSNR이 49dB 이상일 때, 기본층은 이미 오브젝트가 거의 손실없음을 나타내는 것을 포함한다. 18dB보다 낮은 PSNR은 기본층이 매우 낮은 (매우 선호하지 않는) 품질을 제공하는 것을 의미한다. 범위 외의 값이 발생할 때, 허용된 범위 이하 또는 이상인지에 따라 18 또는 49dB로 제한될 것이다.
이어서, 다음 품질 필드들은 이전의 비트 플레인을 디코딩한 후의 품질에 비해 후속하는 비트 플레인을 완전히 디코딩하기 위한 품질의 개선을 포함할 것이다. 바람직하게는, 5비트가 0.2dB의 단계에서 0 내지 6.2dB의 범위로 이러한 품질 개선을 제공하기 위해 사용된다. 단일 비트가 부가되기 때문에, 개선은 6.02 dB를 초과할 수 없으며, 따라서, 이 범위는 충분하다.
해결책 B에서, 품질 태그용으로 8비트가 사용될 때, 품질 값들(절대값 및 차동값)이 매우 미세한 그레인으로 표시될 수 있었다. 그러나, 해결책 B는 또한 절대(즉, 비-차동) 품질 값들만을 간단히 사용할 수 있도록 한다. 품질 범위는 1/60.167dB의 단계에서 18 내지 60.5dB(또는 0.125dB의 단계에서 18 내지 49.875dB)로 된다.
MPEG-4 FGS의 다양한 애플리케이션들은 애플리케이션이 품질 정보를 필요로 하는 것으로 상술되었다. 이 정보는 원래의 인코딩이 발생할 때에만 완전히 이용 가능하기 때문에, 추후 이용 가능할 수 있도록 비트 스트림에 부가된다. 이것은 현재의 비트 스트림 구문의 최소 변형과 함께 비트 레이트의 증가없이 또는 미소하게 증가시켜 행해질 수 있다. 2개의 상세화된 해결책들은 PSNR 품질 값들을 부가하는 것을 나타내고 있다. 절대 품질 값들을 사용하는 해결책 B가 바람직하다.
다수의 스케일 가능하게 압축된 멀티미디어 오브젝트들이 공동으로 저장 또는 송신되어야 하고, 이 오브젝트들 중 일부가 본 발명에 결합한 MPEG-4 FGS에 의해 압축되는 모든 경우에 본 발명을 적용한다. 특정 애플리케이션들은 다수의 오브젝트들/사용자들을 처리하는 송신 채널들 또는 네트워크들뿐만 아니라 탄력적 메모리 애플리케이션들이다. 메모리/채널/네트워크가 소수의 오브젝트들/사용자들에 의해 공유되어야 할 때, 고품질을 갖는다. 많은 오브젝트들/사용자들을 더 수용하도록 품질이 자동으로 감소된다. 이것은 본 발명의 실시예들에 따른 품질 태그들의 존재로 인해 (낮은 오버헤드로서) 효율적으로 행해질 수 있다.
본 발명은 또한 유익하게 소스 코딩 및 채널 코딩이 동일한 시간 또는 위치에서 수행되지 않는 애플리케이션들에 적용될 수 있다. 품질 태그들은 채널 코딩을 부가하는데 필요한 정보를 제공한다(동일하지 않은 에러 보호, 예를 들어, 높은 품질을 나타내는 비트-스트림들 중 일부분들에 대한 더 많은 보호, 또는 비트 속도에 대해 고품질을 갖는 비트 스트림의 일부들에 대한 더 많은 보호).
본 발명은 또한 유릭하게 JPEG2000과 같은 스케일 가능한 이미지 처리 기술들의 콘텐츠에 적용될 수도 있고, 본원에서 참고 문헌으로 되는 2000년 3월 16일에 출원된, 문서 ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 1N1646를 참조한다. CME(Comment and Extension Marker)가 이미 정의되어 있기 때문에(문서 N1646의 51페이지 참조), 품질 정보는 JPEG2000에 편리하게 포함할 수도 있으며, 구성되지 않은 데이터를 헤더에서 허용한다. 유익하게 품질 정보는 제공된 CME에 포함되고, 예를 들어, 이진 데이터가 포함될 수 있다(Rcme=0). 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 분리된 Rcme 형태가 품질 태그용들으로 한정된다.
상술된 실시예들은 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시하려는 것이고, 이 기술분야에 숙련된 사람은 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 다수의 대안적인 실시예들을 설계할 수 있을 것이다. 청구항들에서 괄호 안에 있는 참조 부호는 청구항을 제한하려는 것이 아니다. 단어 "포함"는 청구항에 리스트된 것 이외의 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것은 아니다. 본 발명은 몇 개의 개별적인 구성요소들을 포함하는 하드웨어, 및 적절히 프로그램된 컴퓨터에 의해 실시될 수 있다. 몇 개의 수단들을 열거하는 장치 청구항에서, 이 수단들 중 몇 개의 수단은 하나의 및 동일한 하드웨어 항목으로 구체화될 수 있다. 특정 치수가 상이한 종속항들에서 인용되는 단순한 사실은 이러한 치수들의 결합이 유리하게 하기위해 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 멀티미디어 오브젝트를 코딩하는 방법에 있어서:
    비트 스트림을 얻기 위해 상기 오브젝트를 코딩하는 단계, 및
    상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는 품질 정보를 상기 비트 스트림에 부가하는 단계를 포함하는, 멀티미디어 오브젝트 코딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코딩 단계는 스케일 가능한 비트 스트림(scalable bit stream)을 얻기 위한 스케일 가능한 코딩 단계인, 멀티미디어 오브젝트 코딩 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 품질 정보는 오브젝트 재생 품질과 관련되는, 멀티미디어 오브젝트 코딩 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 품질 정보는 신호 대 잡음비 값에 기초하는, 멀티미디어 오브젝트 코딩 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비트 스트림의 주어진 위치들에 품질 태그들이 부가되어, 상기 비트 스트림이 상기 비트 스트림 내의 상기 주어진 위치 바로 뒤에서(또는, 대안적으로는 바로 앞에서) 절단될 때 상기 오브젝트의 품질을 표시하도록 하는, 멀티미디어 오브젝트 코딩 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 품질 정보는 주어진 스케일 가능한 코딩 표준의 현존하는 필드들에 통합되는, 멀티미디어 오브텍트 코딩 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케일 가능한 비트 스트림은 몇 개의 층들을 포함하고, 각 층들은 각각 품질 정보를 포함하는, 멀티미디어 오브젝트 코딩 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 비트 스트림은 암호화되고, 상기 품질 정보는 암호화되지 않는, 멀티미디어 오브젝트 코딩 방법.
  9. 비트 스트림 품질 정보가 부가된 멀티미디어 오브젝트를 나타내는 적어도 하나의 비트 스트림을 제어하는 방법으로서, 상기 품질 정보는 상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는, 상기 비트스트림 제어 방법에 있어서:
    상기 적어도 하나의 비트 스트림을 수신하는 단계,
    상기 비트 스트림으로부터 상기 품질 정보를 추출하는 단계,
    상기 적어도 하나의 비트 스트림의 비트 레이트와 품질의 원하는 결합이 상기 적어도 하나의 수신된 비트 스트림의 비트 레이트와 품질의 현재의 결합과 다른 경우에, 상기 적어도 하나의 비트 스트림을 트랜스코딩(transcoding)하거나 절단하는 단계,
    상기 적어도 하나의 비트 스트림을 상기 비트 레이트와 품질의 원하는 결합으로 제공하는 단계를 포함하는, 비트 스트림 제어 방법.
  10. 적어도 하나의 멀티미디어 오브젝트를 송신하는 방법에 있어서:
    비트 스트림을 얻기 위해 상기 오브젝트를 코딩하는 단계,
    상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는 품질 정보를 상기 비트 스트림에 부가하는 단계, 및
    상기 품질 정보가 부가된 상기 비트 스트림을 송신하는 단계를 포함하는, 멀티미디어 오브젝트 송신 방법.
  11. 비트 스트림 품질 정보가 부가된 멀티미디어 오브젝트를 나타내는 적어도 하나의 비트 스트림을 수신하는 방법으로서, 상기 품질 정보는 상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는, 상기 비트 스트림을 수신하는 방법에 있어서:
    상기 비트 스트림으로부터 상기 품질 정보를 추출하는 단계,
    상기 적어도 하나의 비트 스트림의 비트 레이트와 품질의 원하는 결합이 상기 적어도 하나의 수신된 비트 스트림의 비트 레이트와 품질의 현재의 결합과 다른 경우에, 상기 적어도 하나의 비트 스트림을 트랜스코딩하거나 절단하는 단계,
    상기 적어도 하나의 비트 스트림을 상기 비트 레이트와 품질의 원하는 결합으로 제공하는 단계, 및
    상기 적어도 하나의 비트 스트림을 상기 비트 레이트와 품질의 원하는 결합으로 디코딩하는 단계를 포함하는, 비트 스트림 수신 방법.
  12. 비트 스트림 품질 정보가 부가된 멀티미디어 오브젝트를 나타내는 적어도 하나의 비트 스트림을 수신하는 방법으로서, 상기 품질 정보는 상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는, 상기 비트 스트림을 수신하는 방법에 있어서:
    상기 비트 스트림으로부터 상기 품질 정보를 추출하는 단계;
    디코드된 멀티미디어 오브젝트를 얻기 위해 상기 비트 스트림을 디코딩하는 단계; 및
    상기 추출된 품질에 따라 상기 멀티미디어 오브젝트를 처리하는 단계를 포함하는, 비트 스트림 수신 방법.
  13. 멀티미디어 오브젝트를 코딩하는 장치에 있어서:
    비트 스트림을 얻기 위해 상기 오브젝트를 코딩하는 수단, 및
    상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는 품질 정보를 상기 비트 스트림에 부가하는 수단을 포함하는, 멀티미디어 오브젝트 코딩 장치.
  14. 제 13 항에 청구된 장치를 포함하는 송신기.
  15. 비트 스트림 품질 정보가 부가된 멀티미디어 오브젝트를 나타내는 적어도 하나의 비트 스트림을 제어하는 제어기로서, 상기 품질 정보는 상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는, 상기 비트 스트림을 제어하는 제어기에 있어서:
    상기 적어도 하나의 비트 스트림을 수신하는 수단,
    상기 비트 스트림으로부터 상기 품질 정보를 추출하는 수단,
    상기 적어도 하나의 비트 스트림의 비트 레이트와 품질의 원하는 결합이 상기 적어도 하나의 수신된 비트 스트림의 비트 레이트와 품질의 현재의 결합과 다른 경우에, 상기 적어도 하나의 비트 스트림을 절단하는 수단,
    상기 적어도 하나의 비트 스트림을 상기 비트 레이트와 품질의 원하는 결합으로 제공하는 수단을 포함하는, 비트 스트림을 제어하는 제어기.
  16. 제 15 항에 청구된 제어기를 포함하는 수신기.
  17. 비트 스트림 품질 정보가 부가된 멀티미디어 오브젝트를 나타내는 적어도 하나의 비트 스트림을 수신하는 수신기로서, 상기 품질 정보는 상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는, 상기 비트 스트림을 수신하는 수신기에 있어서:
    상기 비트 스트림으로부터 상기 품질 정보를 추출하는 수단;
    디코딩된 멀티미디어 오브젝트를 얻기 위해 상기 비트 스트림을 디코딩하는 수단; 및
    상기 추출된 품질에 따라 상기 멀티미디어 오브젝트를 처리하는 수단을 포함하는, 비트 스트림을 수신하는 수신기.
  18. 제 15 항에 청구된 제어기를 포함하는 멀티플렉서 또는 네트워크 노드.
  19. 비트 스트림 품질 정보가 부가된 멀티미디어 오브젝트를 나타내는 비트 스트림으로서, 상기 품질 정보는 상기 비트 스트림 내의 주어진 위치(또는, 상기 비트 스트림의 주어진 부분)와 관련하여 상기 오브젝트의 품질을 표시하는, 비트 스트림.
  20. 제 19 항에 청구된 신호가 저장되어 있는 저장 매체.
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