KR20020064963A - 임베딩된 필터들을 갖는 트랜스코딩 방법 및 트랜스코딩장치 - Google Patents

임베딩된 필터들을 갖는 트랜스코딩 방법 및 트랜스코딩장치 Download PDF

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KR20020064963A
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 1차 인코딩된 신호(S1)를 2차 인코딩된 신호(S2)로 트랜스코딩(200)하는 방법에 관한 것이다. 상기 트랜스코딩 방법은 적어도 상기 1차 인코딩딘 신호의 현재 화상을 디코딩하는 단계로서, 상기 디코딩 단계는 제 1 변환된 신호(R1)를 생성하기 위한 디퀀타이징 부단계(12)를 포함하는, 상기 디코딩 단계와, 상기 디코딩 단계 다음에, 상기 2차 인코딩된 신호를 얻는 인코딩 단계로서, 상기 인코딩 단계는 퀀타이징 부단계(13)를 포함하는, 상기 인코딩 단계와, 상기 인코딩 단계로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 단계로서, 상기 예측 단계는 상기 인코딩 및 디코딩 단계들 사이에 위치한다. 상기 트랜스코딩 방법은 상기 디퀀타이징 부단계 및 퀀타이징 부단계 사이에 저 비트레이트 응용들을 위해 보다 나은 화상 품질을 얻는 필터링 단계(21)를 더 포함한다.

Description

임베딩된 필터들을 갖는 트랜스코딩 방법 및 트랜스코딩 장치{Method of transcoding and transcoding device with embedded filters}
비트레이트 트랜스코딩은 비트레이트 BR1로 인코딩되는 1차 비디오 스트림이 BR1보다 더 낮은 비트레이트 BR2로 인코딩되는 2차 비디오 스트림으로 변환되도록 하는 기술이며, 상기 비트레이트 환원(bitrate reduction)은 방송 동안 트랜스포트의 수단에 의해 강요되는 요구조건들을 충족시키기 위하여 수행된다. 개시부에 기술되는 바와 같이 트랜스코딩 장치는 유럽특허공보 제 EP 0690 392(PHF 94001)에 개시되고, 도 1에서 서술된다. 영상들의 시퀀스를 나타내는 인코딩된 디지털 신호들(S1)을 트랜스코딩하는 상기 장치(100)는 디코딩 채널(11,12)에 이어 인코딩 채널(13,14,15)을 포함한다. 이 두 개의 채널들 사이에 종속으로 예측 채널이 접속되고, 상기 예측 채널은 직렬로 두 개의 서브트랙터들(101,102), 역 이산 코사인 변환 회로 IDCT(16), 화상 메모리 MEM(17), 각 영상의 모션을 나타내는 치환 벡터들(V)을 고려한 모션 보상을 위한 회로 MC(18), 이산 코사인 변환 회로 DCT(19)를 포함한다.
본 발명은 화상들의 시퀀스를 포함하는 1차 인코딩된 신호를 2차 인코딩된 신호로 트랜스코딩하는 방법에 관한 것으로, 상기 트랜스코딩 방법은 적어도,
- 상기 1차 인코딩된 신호의 현재 화상을 디코딩하는 디코딩 단계로서, 상기 디코딩 단계는 제 1 변환된 신호를 생성하기 위한 디퀀타이징(dequantizing) 부단계를 포함하는, 상기 디코딩 단계, 및
- 상기 디코딩 단계 다음에, 상기 2차 인코딩된 신호를 얻는 인코딩 단계로서, 상기 인코딩 단계는 퀀타이징(quantizing) 부단계를 포함하는, 상기 인코딩 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 이러한 트랜스코딩 방법을 실행하기 위한 대응 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 MPEG 인코딩된 비디오 신호들의 트랜스코딩에 관련된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 트랜스코딩 장치에 대응하는 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 트랜스코딩 장치의 제 1 실시예에 대응하는 블록도로서, 상기 장치는 시간 필터 회로를 포함하는, 블록도.
도 3 은 본 발명에 따른 트랜스코딩 장치의 제 2 실시예에 대응하는 블록도로서, 상기 장치는 공간 필터 회로를 포함하는, 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 트랜스코딩 장치의 제 3 실시예에 대응하는 블록도로서, 상기 장치는 또한 공간 필터 회로를 포함하는, 블록도.
도 5 는 본 발명에 따른 트랜스코딩 장치의 제 4 실시예에 대응하는 블록도로서, 상기 장치는 또한 공간 필터 회로 및 시간 필터 회로를 포함하는, 블록도.
본 발명의 목적은 트랜스코딩 방법 및 저 비트레이트 응용들로 인해 보다 나은 화상들의 품질을 허용하는 대응 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은 하기의 양상들을 고려한다.
MPEG 방송들을 기록하는 가정 디지털 비디오의 출현으로, 트랜스코더들은 롱-플레이 모드들을 구현하거나 기록 시간을 보증하도록 소비자 장치들에서 이용될 수 있다. 그러나, 트랜스코딩될 입력 신호는 흔히 저 평균 비트레이트를 갖는 가변 비트레이트에서 인코딩되어 왔다. 이는 대역폭을 세이브하기 위하여 방송자들이 다수의 비디오 프로그램들을 멀티플렉서에 넣도록 하는 통계학적 멀티플레싱의 개념에 기인한다. 종래 기술의 트랜스코딩 방법을 이용하는 입력 신호의 더 코어스(coarse)한 리-퀀티제이션(re-quantization)이 퀀티제이션 인공물들을 끌어낼 것 같다. 결과로서, 이러한 트랜스코딩 방법은 저 비트레이트 응용들에 적합하지 않다.
이러한 결함을 극복하기 위하여, 본 발명에 따른 트랜스코딩 방법은 디퀀타이징 부단계 및 퀀타이징 부단계 사이에 필터링 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 트랜스코딩 방법은 필터들이 종래 기술의 트랜스코더에서 무시할만한 비용으로 구현되도록 한다. 3개의 필터들은 정적인 및 동적인 해결을 제어하도록 또한 잡음 저감(noise reduction)을 이루도록 전환될 수 있다. 같은수의 비트들에 있어서, 필터링된 변환 신호는 보다 작은 퀀티제이션 스케일(quantization scale)로 인코딩되어, 블록킹, 공명(ringing) 및 모기 잡음과 같은 눈에 보이는 인공물들을 저감시킨다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 트랜스코딩 방법은 인코딩 단계로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러로부터 변환된 모션 보상 신호를 예측하는 단계를 포함하며, 상기 예측 단계는 인코딩 및 디코딩 단계들 사이에 위치하고, 상기 필터링 단계가 변환된 모션 보상 신호 및 제 1 변환된 신호를 수신하고 필터링된 변환 신호를 퀀타이징 부단계에 전달하는 시간 필터링 단계인 것을 특징으로 한다.
이러한 시간 필터링 단계는 잡음 저감이 예컨대, 순환 필터(recursive filter)를 이용하여 행해지도록 한다. 결과로서, 비트들은 화상에 포함되는 유용한 정보에 써져야만 하고, 그리하여 화상 품질이 향상된다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 트랜스코딩 방법은 또한 예측 단계를 포함하며,상기 필터링 단계는 제 1 변환된 신호를 수신하여 필터링된 변환 신호를 생성하는 공간 필터링 단계인 것을 특징으로 하며, 상기 필터링된 변환 신호 및 변환된 모션 보상 신호는 퀀타이징 부단계로 전달된다.
이러한 공간 필터링은 화상 첨예도(sharpness)의 저감을 허용하고, 공명 및 모기 잡음의 가능 소스를 저감시킨다.
본 발명은 또한 이러한 트랜스코딩 방법을 실행하기 위한 대응 장치에 관한 것이다.
본 발명은 최종적으로 수신기로 로딩될 때, 상기 수신기로 하여금 트랜스코딩 방법을 실행하게 하는 명령들의 세트를 포함하는, 디지털 비디오 레코더 또는 셋탑 박스와 같은 수신기에 대한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명의 이러한 및 다른 양상들은 하기에 기술되는 실시예들을 참조로 명백하고 명료해질 것이다.
본 발명은 수반하는 도면들을 참조로 일예에 의해 보다 상세히 기술될 것이다.
본 발명은 트랜스코딩 비디오 인코딩된 신호들에 대한 개선된 방법 및 대응 장치에 관한 것이다. 특히, MPEG-2 인코딩된 신호들에 관한 것이지만, 상기 트랜스코딩 방법이 또한 MPEG-1, MPEG-4, H-261 또는 H-263 표준들에 의해 제공되는 블록 기반의 기술을 통해 인코딩된 비디오 신호들의 어떤 종류에 적용될 수 있음은 본 기술분야의 숙련자 자들에 있어 명백하다.
트랜스코딩 장치는 제 1 퀀티제이션 스케일로 미리 인코딩되고 화상들의 시퀀스를 포함하는 1차 인코딩된 신호(S1)가 제 2 퀀티제이션 스케일로 인코딩되는 2차 인코딩된 신호(S2)로 변경되게 한다.
이러한 트랜스코딩 장치는 적어도 다음과 같은 소자들 즉,
- 1차 인코딩된 신호의 현재 화상을 디코딩하고 제 1 변환된 신호를 전달하기 위한 가변 길이 디코더 VLD 및 제 1 디퀀타이저 IQ를 포함하는 디코딩 유닛,
- 퀀타이저 Q, 2차 인코딩된 신호를 얻기 위한 가변 길이 인코더 VLC, 및 제 2 디퀀타이저 IQ를 포함하는 인코딩 유닛,
- 상기 인코딩 유닛 및 디코딩 유닛 사이이며, 직렬로,
· 역 이산 변환 회로 IDCT (MPEG 경우에는 역 이산 코사인 변환),
· 화상 메모리 MEM,
· 각 화상의 모션을 나타내는 치환 벡터들을 고려한 모션 보상을 위한 회로 MC,
· 상기 인코딩 유닛에서 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하기 위한 이산 변환 회로 DCT,
· 상기 변환된 모션 보상 신호 및 변환 신호(R1 또는 Rf)의 합을 결정하기 위한 가산기,
· 상기 합 및 상기 인코딩 유닛에 의해 생성된 제 2 변환된 신호(R2)사이의 차로부터 상기 변환된 인코딩 에러를 결정하기 위한 서브트랙터를 포함하는, 예측 유닛,
- 필터링된 변환 신호(Rf)를 전달하기 위한 제 1 디퀀타이저 및 퀀타이저 사이에 있는 필터 회로를 포함한다.
상기 필터 회로는 정적인 및 동적인 해결을 제어하고 화상에서 잡음 저감을 행하는데 적합한 시간 또는 공간 필터 회로일 수 있다. 이러한 필터들의 서로 다른 구현들이 하기의 도 2 내지 5에서 설명된다.
가산기가 변환된 신호(R1 또는 Rf) 및 변환된 모션 보상 신호(Rmc) 사이의 차를 결정하는 데에 적합한 다른 서브트랙터로 대체되는 경우, 및 처음 언급된 서브트랙터가 제 2 변환된 신호(R2) 및 다른 서브트랙터의 출력 사이의 차로부터 변환된 인코딩 에러(Re)를 결정하는 데에 적합한 경우에 트랜스코딩 장치의 결과가 바뀌지 않음은 숙련된 자들에 있어 명백하다.
본 발명의 제 1 실시에에서, 트랜스코더는 모션 보상 시간 필터를 구현한다. 시간 필터링은 프레임으로부터 프레임까지의 서로 관련되지 않는 신호들을 쇠약하게 한다. 이는 모션 보상이 프레임으로부터 프레임까지의 영상 내용을 서로 관련시키려고 시도함에 따라, 모션 보상과 조합될 때 잡음을 매우 효과적으로 저감시킬 수 있다. 이 실시예에서, 순환 필터가 구현되는데, 이는 저비용으로 보다 나은 선택도를 제공하기 때문이다.
모션 보상된 순환 시간 필터를 갖는 단순한 트랜스코딩 체인이 통상 종속으로,
- 입력 스트림으로부터 디코딩된 화상들의 모션 보상된 블록들 D1을 생성하기 위한 디코더,
- 디코딩된 화상들의 필터링된 블록들 Df를 생성하기 위한 순환 시간 필터,
- 인코딩 후 국부적으로 디코딩된 화상들의 모션 보상된 블록들 D2 및 출력 스트림을 생성하기 위한 인코더를 포함한다.
비용들을 감소시키기 위하여, 인코더에서의 모션 보상은 순환 시간 필터에서 재사용된다. 따라서, 신호 D2는 Df 대신에 상기 필터로 피드백된다. 모션 보상된 블록 Df(n,m)의 필터링 식은,
이고,
여기서,
- n은 현재 화상의 지수이고,
- m은 상기 현재 화상의 블록 지수이고,
- v(n,m)는 화상 n의 블록 m과 관련된 모션이고,
- p(n)는 영상 n과 관련된 앵커(anchor) 화상의 지수이고,
- MC는 모션 보상 연산자이고,
- α는 필터 응답을 동조시키는 것보다 작은 양의 스칼라(positive scalar)이다.
식(1)과 유사한 식이 양지향성 모션 보상에 대하여 도출될 수 있다. 그러나, 보편성의 손실없이, 우리는 이 논증을 단향성 경우에 한정할 것이다. 인트라 인코딩된 블록들(intra-encoded blocks)이 필터링될 수 없는데, 이는 예측이 이들을 위해 이루어지지 않기 때문임을 유의해야 한다. 그럼에도 불구하고, 비인트라 화상들(non-intra pictures)에서의 인트라 인코딩된 블록들 대부분은 흔히 아무리 해도 시간적으로 필터링될 수 없는 새로이 노출된 영역들에 대응한다.
단순한 트랜스코딩 체인은 모션 보상 정보가 바뀌지 않는다는 가설을 이용하여 단순화될 수 있다. 이 때문에, 모션 보상된 블록 D1(n,m)은 다음
식과 같이 표현되고,
여기서,
- M 는 8 ×8 이산 코사인 변환 매트릭스이고,
- Mt는 대응하는 이항된 매트릭스이고,
- R1(n,m) 은 가변 길이 디코딩 VLC 및 디퀀티제이션 IQ 후 입력 비트 스트림으로부터 검색된 나머지이다.
M 은 식(3)에 의해 규정되고, MMt= I가 되게 한다.
이어서, 필터링된 블록은 동일한 모션 보상 정보를 이용하여 인코딩된다. Rf(n,m)이 대응하는 나머지가 되게 한다.
이어서, 나머지는 퀀타이징되고 국부적으로 디코딩된 화상들 D2를 계산하도록 다시 디퀀타이징된다. R2(n,m)이 나머지를 퀀타이징되게 하고 디퀀타이징되 게한다.
식(1) 및 (4)을 결합하여, Rf는 D1 및 D2로부터 직접 유도된다.
식(2)과 식(6)을 결합하면 다음 식이 주어진다.
모션 보상이 D1 및 D2로부터 동일하게 행해지기 때문에, 모션 보상 연산자 MC는 화상 차(picture difference)에서 즉, 트랜스코딩 연산으로 인해 에러 신호에서 작용할 수 있다. δD=D1-D2를 규정하면, 식(7)은 다음 식과 같이 재기록된다.
에러 신호 δD는 예측 에러들에서 유도될 수 있고, 식(5) 및 (6)을 결합하면,
식(8) 및 (9)은 도 2에 서술된 트랜스코더 구조를 규정한다. 상기 트랜스코더(200)는,
- 1차 인코딩된 신호(S1)의 현재 화상을 디코딩하고 제 1 변환된 신호(R1)를 생성하기 위한 가변 길이 디코더 VLD(11) 및 제 1 디퀀타이저 IQ(12)를 포함하는 디코딩 채널,
- 2차 인코딩된 신호(S2)를 얻기 위한 가변 길이 인코더 VLC(14) 및 제 2 변환된 신호(R2)를 전달하기 위한 제 2 디퀀타이저 IQ(15)를 포함하는 인코딩 채널,
- 직렬로,
· 음의 입력이 제 2 변환된 신호를 수신하는, 변환된 인코딩 에러(Re)를 결정하기 위한, 서브트랙터(201),
· 역 이산 코사인 변환 회로 IDCT(16),
· 화상 메모리 MEM(17),
· 모션 보상을 위한 회로 MC(18),
· 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하기 위한 이산 코사인 변환 회로 DCT(19),
· 변환된 모션 보상 신호 및 제 1 변환된 신호(R1)의 합을 서브트랙터의 양의 입력으로 전달하기 위한 가산기(202)를 포함하는 예측 채널,
- 상기 합을 받고 필터링된 변환 신호(Rf)를 퀀타이저 Q(13)에 전달하기 위한 시간 필터 회로 Wt(21)를 포함한다.
본 발명의 이로운 변환에서, 모션 보상된 순환 시간 필터의 세기는 각 변환된 계수 Rf[1] 예컨대, 각 DCT 서브 대역을 위해 개별적으로 조절된다. 등급 i의 변환된 계수는 다음과 같은 W[i]=1-α[i]로 곱해진다.
따라서, 잡음 저감은 잡음의 스펙트럼 형상으로 동조될 수 있다. 또한, 이것은 양호하지 않은 모션 보상의 경우에 가변 인공물을 회피하기 위하여 또한 잡음을 저감하기 위하여 저 주파수들을 필터링하지 않도록 결정할 수 있다.
본 발명의 제 2 및 제 3 실시예들에서, 트랜스코더는 공간 필터를 구현한다.공간 필터링은 모션 보상된 공간 필터링이 하는 만큼 잡음을 효과적으로 저감할 수 없다. 그럼에도 불구하고, 이는 저 비트레이트로 인공물들을 미리 블로킹할 수 있고, 공명 작용들을 다른 방식으로 생성할 수 있는 예리한 에지들(edge)을 매끄럽게 할 수 있다. 또한, 이는 그렇지 않으면 한 화상으로부터 다른 화상으로 무작위하게 왜곡될 수 있는 복합 패턴들을 단순화할 수 있다.
단순한 트랜스코딩 체인을 다시 고려해 보자. 픽셀 영역 필터는 디코더가 갖는 그래뉼러리티(granularity)만큼 같은 그래뉼러리티를 가질 것이다. 따라서, 우리는 블록 방향의 필터(block-wise filter)를 고려한다. 필터링된 블록 D1(n,m)은 다음과 같이 계산된다.
여기서, Fv(n) 및 Fh(n)은 블록내의 수직 및 수평 필터링을 각각 규정하는 매트릭스들이다.
식(11)과 식(2)을 조합하면, 다음 식이 구해진다.
필터가 화상들의 그룹과 같다면, 이어서 Fv(n)=Fv(p(n)) 및 Fh(n)=Fh(p(n))이 된다. 따라서, 블록 방향의 필터링이 모션 보상과 함께 대신한다는 가정에 근거하여 식(12)에 대해 다음 식과 같은 근사값이 주어질 수 있다.
이는 블록 방향의 필터가 역 이산 코사인 변환 IDCT 후에 나머지 R1(n,m)에 적용될 수 있다는 것을 이해한다. 트랜스코더에서 공간 필터를 구현하기 위하여, 나머지 R1(n,m)가 하기 식으로 치환될 필요가 있다.
매트릭스들 M·Fv(n)·Mt및 M·Fht(n)·Mt이 미리 계산될 때조차, 그 계산은 다수의 연산들을 포함하는 것 같았다. 상기 계산은 두 개의 매트랙스들이 대각선인 블록 방향의 필터들의 클래스를 위해 단순화될 수 있다. 이러한 필터들은 탭들의 짝수를 갖는 대칭 필터들(symmetric filters)이다. 본 실시예에서, 정규화된 3 탭 대칭 필터들을 고려하는데, 이 필터들이 작은 블록들에 더 적합하기 때문이다. 이러한 필터들은 a로 표시되는 단일 파라미터를 가진다. 대응하는 픽셀 영역 필터링 매트릭스 즉, (Fij)0≤i,j,<8는 다음 식으로 규정된다.
이어서,
따라서, 수평 파라미터 ah및 수직 파라미터 av를 가는 필터링을 구현하기 위하여, 나머지 R1(n,m)은 다음 식으로 규정되는 (Wsi,j)0≤i,j<8로 가중(컴포넌트 방향)될 필요가 있다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공간 프리필터링을 가진 트랜스코더를 도시한다. 상기 트랜스코더(300)는,
- 제 1 변환된 신호(R1)를 생성하기 위한 가변 길이 디코더 VLD(11) 및 제 1 디퀀타이저 IQ(12)를 포함하는 디코딩 채널,
- 상기 제 1 변환된 신호를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 생성하기 위한 공간 필터 회로 Ws(31),
- 퀀타이저 Q(13), 가변 길이 인코더 VLC(14) 및 제 2 변환된 신호(R2)를 생성하기 위한 제 2 디퀀타이저 IQ(15)를 포함하는 인코딩 채널,
- 직렬로,
· 음의 입력이 제 2 변환된 신호를 수신하는, 변환된 인코딩 에러(Re)를 결정하기 위한, 서브트랙터(201),
· 역 이산 코사인 변환 회로 IDCT(16),
· 화상 메모리 MEM(17),
· 모션 보상을 위한 회로 MC(18),
· 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하기 위한 이산 코사인 변환 회로 DCT(19),
· 상기 변환된 모션 보상 신호 및 필터링된 변환 신호(Rf)의 합을 서브트랙터의 양의 입력으로 전달하기 위한 가산기(202)를 포함하는 예측 채널을 포함한다.
도 4는 가중 팩터들이 Wsij인 공간 포스트 필터링(spatial post-filtering)을 가진 본 발명의 제 3 실시예에 따른 트랜스코더이다. 상기 트랜스코더(400)는,
- 제 1 변환된 신호(R1)를 생성하기 위한 가변 길이 디코더 VLD(11) 및 제 1 디퀀타이저 IQ(12)를 포함하는 디코딩 채널,
- 퀀타이저 Q(13), 가변 길이 인코더 VLC(14) 및 제 2 디퀀타이저 IQ(15)를 포함하고 제 2 변환된 신호(R2)를 생성하기 위한 역 필터 회로(42)를 더 포함하는 인코딩 채널,
- 직렬로,
· 음의 입력이 제 2 변환된 신호를 수신하는, 변환된 인코딩 에러(Re)를 결정하기 위한 서브트랙터(201),
· 역 이산 코사인 변환 회로 IDCT(16),
· 화상 메모리 MEM(17),
· 모션 보상을 위한 회로 MC(18),
· 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하기 위한 이산 코사인 변환 회로 DCT(19),
· 상기 변환된 모션 보상 신호 및 제 1 변환된 신호(R1)의 합을 서브트랙터의 양의 입력으로 전달하기 위한 가산기(202)를 포함하는 예측 채널,
- 상기 합을 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 인코딩 채널에 전달하기 위한 공간 필터 회로 Ws(41)를 포함한다.
프리 필터링에 비해, 공간 필터링은 트랜스코더의 인코딩부에서 수행된다.
도 5는 공간 포스트 필터링을 가진 본 발명의 제 4 실시예에 따른 트랜스코더이다. 상기 트랜스코더(500)는,
- 제 1 변환된 신호(R1)를 전달하기 위한 가변 길이 디코더 VLD(11) 및 제 1 디퀀타이저 IQ(12)를 포함하는 디코딩 채널,
- 퀀타이저 Q(13), 가변 길이 인코더 VLC(14) 및 제 2 변환된 신호(R2)를 전달하기 위한 제 2 디퀀타이저 IQ(15)를 포함하는 인코딩 채널,
- 직렬로,
· 음의 입력이 제 2 변환된 신호를 수신하는, 변환된 인코딩 에러(Re)를 결정하기 위한 서브트랙터(201),
· 역 이산 코사인 변환 회로 IDCT(16),
· 화상 메모리 MEM(17),
· 모션 보상을 위한 회로 MC(18),
· 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하기 위한 이산 코사인 변환 회로 DCT(19),
· 상기 변환된 모션 보상 신호 및 제 1 변환된 신호(R1)의 합을 서브트랙터의 양의 입력으로 전달하기 위한 가산기(202)를 포함하는 예측 채널을 포함한다.
상기 트랜스코더는 적어도 2개의 위치들을 가진 스위치(52)를 포함한다. 스위치의 제 1 위치(a)에서, 공간 필터 회로 Ws(51)는 가산기의 출력을 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 퀀타이징 회로(13)에 전달하는데 적합하다. 이 경우에서, 도 3 및 4와 반대로, 공간 필터 회로는 현재 화상에 포함되는 모든 매크로블록들에 적용되지 않지만, 상기 화상에 포함되는 인트라 인코딩 매크로블록들에만 적용된다. 스위치의 제 2 위치(b)에서, 필터링이 적용되지 않으며, 이 위치는 주로 비인트라 코딩된 매크로블록들에 대응한다.
이 제 2 위치에 대한 대안은 위치(c)일 수 있고, 이 위치는 상술된 바와 같이 시간 필터 회로 Wt(51)에 대응하고, 가산기의 출력을 수신하고 필터링된 변환 신호(rf)를 퀀타이징 회로(13)에 전달하는데 적합하다. 상기 대안의 결과로서, 시간 필터링은 여느 때처럼 비인트라 코딩된 매크로블록들에 적용되고, 공간 필터링은 인크라 코딩된 매크로블록들에 적용된다.
이러한 방법은 특히 잡음 레벨이 높을 때 화상 품질을 개선시킬 수 있다.
더구나, 인트라 코딩된 매크로블록들은 예컨대, 잡음 측정과 같은 매크로블록 기반의 측정(BM)에 의존하여, 여러 필터링 레벨들로 필터링될 수 있거나 조금도 필터링되지 않을 수 있다. 예를 들어, 현재 인트라 코딩된 매크로블록은,
- 매크로블록 기반의 측정이 제 1 문턱값보다 더 높으면, "노이지(noisy)" 매크로블록,
- 매크로블록 기반의 측정이 제 2 문턱값보다 더 크고 제 1 문턱값보다 더 낮으면, 노이지 영역의 "에지(edge)" 매크로블록,
- 매크로블록 기반의 측정이 제 2 문턱값보다 더 낮으면, "낫 노이지(notnoisy)" 매크로블록으로 불린다.
공간 필터 회로는 적당한 필터가 이 리벨("낫 노이지", "노이지" 또는 "에지" 매크로블록)의 기능에 따라 현재 인트라 코딩된 매크로블록에 적용되도록 선택하는 데에 적합하다. 예를 들어, 매크로블록이 "낫 노이지"로 불리면, 필터링이 행해지지 않고, 매크로블록이 "노이지"로 불리면, 중간 필터링이 수행(예를 들어, ah=av=8)되고, 매크로브록이 "에지"로 불리면, 소프트 필터링이 수행(예를 들어, ah=av=16)된다.
이전에 기술된 트랜스코더들(200,300,400,500)에서, 디퀀타이징된 데이터에서 필터링이 수행됨으로써 보다 정확해진다. 지금까지, 화상들의 공간 필터링 및 예측된 화상들의 시간 필터링의 조합에 대한 최선의 결과들이 얻어진다. 연속하는 필터링 블록들 Wt 또는 Ws는 또한 본 발명의 정신에서 벗어나지 않고 개개의 가중화들의 생성물들인 가중화를 갖는 단일 블록으로 합병될 수 있다.
전술된 도면 및 설명은 트랜스코딩 장치 및 트랜스코딩 방법 양쪽 모두, 상기 장치의 회로 또는 상기 방법의 단계에 대응하는 기능적 블록도 각각에 관한 것이다. 이들은 본 발명을 한정한다기 보다는 설명한다. 첨부된 청구항의 범위내에 있는 다수의 대안들이 있음은 명백하다. 이 점에 있어서, 하기의 마지막 주의들이 있다.
하드웨어 또는 소프트웨어 또는 양쪽 모두의 아이템들에 의해 기능들을 구현하는 다양한 방법들이 있다. 이 점에 있어서, 도 2 내지 5의 도면들은 매우 도식적이며, 각각은 본 발명의 한 가능 실시예만을 나타낸다. 따라서, 도면이 서로 다른 블록들로서 서로 다른 기능들을 도시하고 있지만, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어의 단일 아이템이 몇몇 기능들을 실행하는 것을 제외하는 것은 결코 아니다. 이는 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 양쪽 모두의 아이템들의 조립이 기능을 실행하는 것을 제외하는 것도 아니다. 예를 들어, 필터링 단계는 퀀티제이션 단계와 결합될 수 있고, 따라서 본 발명에 따른 트랜스코딩의 방법을 변경하지 않는 단일 단계를 형성한다.
상기 트랜스코딩 방법은 예를 들어 프로그래밍 메모리에서 유선 전자 회로에 의해 또는 대안적으로 저장된 명령들의 세트에 의해서와 같이, 여러 방식들의 디지털 비디오 레코더에서 또는 셋탑 박스에서 구현될 수 있고, 상기 명령들은 상기 회로들의 적어도 일부를 대신하고 상기 대신된 회로들에서 수행되는 것과 같은 기능들을 수행하기 위하여 디지털 프로세서의 제어 하에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 적합하게 프로그램되는 집적 회로를 이용하여 트랜스코딩 방법을 구현하는 것이 가능하다. 프로그램 메모리에 포함되는 명령들의 세트는 집적 회로로 하여금 트랜스코딩 방법의 서로 다른 단계들을 실행하게 할 수 있다. 명령들의 세트는 예컨대, 디스크와 같은 데이터 캐리어를 판독함으로써 프로그래밍 메모리에 로딩될 수 있다. 명령들의 세트는 또한 예컨대, 인터넷과 같은 통신망을 통해 서브스 제공자에 의해 이용될 수 있다.
후술되는 청구범위의 어떤 참조 부호는 청구범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 동사 "포함하다"의 이용 및 그 활용은 어떤 청구범위에 규정되는것에 비해 어떤 다른 단계들 또는 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 요소 또는 단계 앞의 단어 "a" 또는 "an"는 복수의 같은 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.

Claims (15)

  1. 화상들의 시퀀스를 포함하는 1차 인코딩된 신호(S1)를 2차 인코딩된 신호(S2)로 트랜스코딩하는 방법에 있어서,
    적어도,
    상기 1차 인코딩된 신호의 현재 화상을 디코딩하는 디코딩 단계로서, 상기 디코딩 단계는 제 1 변환된 신호(R1)를 생성하기 위한 디퀀타이징(dequantizing) 부단계(12)를 포함하는, 상기 디코딩 단계, 및
    상기 디코딩 단계 다음에, 상기 2차 인코딩된 신호를 얻는 인코딩 단계로서, 상기 인코딩 단계는 퀀타이징(quantizing) 부단계(13)를 포함하는, 상기 인코딩 단계를 포함하며,
    상기 트랜스코딩 방법은 상기 디퀀타이징 부단계 및 상기 퀀타이징 부단계 사이에 필터링 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩 단계로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 단계로서, 상기 예측 단계가 상기 인코딩 및 디코딩 단계들 사이에 위치하는, 상기 예측 단계를 포함하며,
    상기 필터링 단계는 상기 변환된 모션 보상 신호 및 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 상기 퀀타이징 부단계에 전달하는시간 필터링 단계(21)인 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시간 필터링 단계(21)는,
    Rf[i]=(1-α[i])(R1[i]+Rmc[i])과 같은 순환 필터를 이용하도록 의도되고,
    여기서, Rf[i], R[i] 및 Rmc[i]는 상기 변환된 신호들(Rf,R1,Rmc)에 포함된 변환된 계수들이고, α[i]는 0과 1 사이에 포함되는 필터 계수인, 트랜스코딩 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩 단계로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 단계로서, 상기 예측 단계가 상기 인코딩 및 디코딩 단계들 사이에 위치하는, 상기 예측 단계를 포함하며,
    상기 필터링 단계는 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 생성하는 공간 필터링 단계(31)이며, 상기 필터링된 변환 신호 및 상기 변환된 모션 보상 신호는 상기 퀀타이징 부단계(13)에 전달되는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩 단계로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 단계로서, 상기 예측 단계가 상기 인코딩 및 디코딩 단계들 사이에 위치하는, 상기 예측 단계를 포함하며,
    상기 필터링 단계는 상기 변환된 모션 보상 신호 및 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 상기 퀀타이징 부단계(13)에 전달하는 공간 필터링 단계(41)이며, 상기 인코딩 단계는 역 필터링 부단계(42)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩 단계로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 단계로서, 상기 예측 단계가 상기 인코딩 및 디코딩 단계들 사이에 위치하는, 상기 예측 단계를 포함하며,
    상기 필터링 단계는 상기 변환된 모션 보상 신호 및 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 상기 퀀타이징 부단계(13)에 전달하는 공간 필터링 단계(41)이며, 상기 공간 필터링 단계는 현재 화상에 포함더;는 인트라 코딩된 매크로블록들에만 적용되는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    현재 매크로블록에 라벨을 주는 검출 단계를 더 포함하며,
    상기 공간 필터링 단계는 필터를 상기 라벨의 기능으로서 상기 현재 매크로블록들에 적용하는 데에 적합한, 트랜스코딩 방법.
  8. 화상들의 시퀀스를 포함하는 1차 인코딩된 신호(S1)를 2차 인코딩된 신호(S2)로 트랜스코딩하는 장치에 있어서,
    적어도,
    상기 1차 인코딩된 신호의 현재 화상을 디코딩하는 디코딩 유닛으로서, 상기 디코딩 유닛은 제 1 변환된 신호(R1)를 생성하는 디퀀타이징 회로(12)를 포함하는, 상기 디코딩 유닛, 및
    상기 2차 인코딩된 신호를 얻는 인코딩 유닛으로서, 상기 인코딩 유닛은 퀀타이징 회로(12)를 포함하는, 상기 인코딩 유닛을 포함하며,
    상기 트랜스코딩 장치는 상기 디퀀타이징 회로 및 상기 퀀타이징 회로 사이에 필터 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인코딩 유닛으로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 유닛으로서, 상기 예측 유닛이 상기 인코딩 유닛 및 상기 디코딩 유닛 사이에 위치하는, 상기 예측 유닛을 포함하며,
    상기 필터 회로는 상기 변환된 모션 보상 신호 및 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 상기 퀀타이징 회로(13)에 전달하는 시간 필터 회로(21)인 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 인코딩 유닛으로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 유닛으로서, 상기 예측 유닛이 상기 인코딩 유닛 및 디코딩 유닛 사이에 위치하는, 상기 예측 유닛을 포함하며,
    상기 필터링 회로는 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 생성하는 공간 필터 회로(31)이며, 상기 필터링된 변환 신호 및 상기 변환된 모션 보상 신호는 상기 퀀타이징 회로(13)에 전달되는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 인코딩 유닛으로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된 모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 유닛으로서, 상기 예측 유닛이 상기 인코딩 유닛 및 디코딩 유닛 사이에 위치하는, 상기 예측 유닛을 포함하며,
    상기 필터링 회로는 상기 변환된 모션 보상 신호 및 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 상기 퀀타이징 회로(13)에 전달하는 공간 필터 회로(41)이며, 상기 인코딩 유닛은 역 필터 회로(42)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 인코딩 유닛으로부터 유도되는 변환된 인코딩 에러(Re)로부터 변환된모션 보상 신호(Rmc)를 예측하는 예측 유닛으로서, 상기 예측 유닛이 상기 인코딩 유닛 및 디코딩 유닛 사이에 위치하는, 상기 예측 유닛을 포함하며,
    상기 필터링 회로는 상기 변환된 모션 보상 신호 및 상기 제 1 변환된 신호(R1)를 수신하고 필터링된 변환 신호(Rf)를 상기 퀀타이징 회로(13)에 전달하는 공간 필터 회로(51)이며, 상기 공간 필터는 상기 현재 화상에 포함되는 인트라 코딩된 매크로블록들에만 적용되는 것을 특징으로 하는, 트랜스코딩 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    현재 매크로블록에 라벨을 주는 검출 회로를 더 포함하며,
    상기 공간 필터 회로는 필터를 상기 라벨의 기능으로서 상기 현재 매크로블록들에 적용하는 데에 적합한, 트랜스코딩 장치.
  14. 디지털 비디오 레코더에 로딩될 때, 상기 디지털 비디오 레코더로 하여금 청구항 1 내지 7 항에 청구되는 방법을 실행하게 하는 명령들의 세트를 포함하는, 상기 디지털 비디오 레코더를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 셋탑 박스에 로딩될 때, 상기 셋탑 박스로 하여금 청구항 1 내지 7 항에 청구되는 방법을 실행하게 하는 명령들의 세트를 포함하는, 상기 셋탑 박스를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
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