KR20020073683A - 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터넷을 통한 실시간 동영상 전송 시스템에서 패킷 손실률을 고려한 인트라 부호화 기법을 도입하여 패킷 지연 및 손실로 인해 발생되는 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 것이다. 이를 위해, 패킷 손실률에 따라 리프레쉬 레이트를 적응적으로 조절하고, 상기 패킷 손실률이 일정치 이상일 때 계수가 없는 인터 블록에 대해 카운트하여 그 카운트값이 일정치에 도달될 때 그 모드를 인트라 모드로 부호화 할 수 있게 하며, 상기 패킷 손실률이 일정치 이하일 때 계수가 없는 인터 블록에 대한 카운트 동작을 생략하여 부호화 효율을 높이고 배경 부분이 인트라 업데이트에 의해 깜박거리는 현상을 방지할 수 있게 하였다.

Description

비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법{ERROR RECOVERY METHOD FOR VIDEO TRANSMISSION SYSTEM}

본 발명은 인터넷을 통한 실시간 동영상 전송 시스템에서 에러를 복구하는 기술에 관한 것으로, 특히 패킷 손실률을 고려한 인트라 부호화 기법을 도입하여 패킷 지연 및 손실로 인해 발생되는 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인터넷을 통해 실시간으로 동영상을 서비스할 때, 인터넷의 비동시성(Non-isochronous nature)으로 인하여 패킷 지연 및 손실이 발생되고, 이에 의해 수신측 화면의 영상이 깨지는 현상이 나타난다. 이러한 문제는 수신측에서의 후처리 즉, 에러 은닉(error concealment)을 통해 어느 정도 해결할 수 있지만, 근본적인 에러 복구(error recovery) 기법 없이는 고품질의 동영상 서비스를 제공하는데 어려움이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 재전송 및 FEC(Forward Error Correction) 등과 같은 에러 복구 기법들이 제안되었으나, 이러한 방법들은 많은 지연시간을 유발시켜 사실상 실시간 처리에 적당하지 못하다.

한편, 통상의 H.263 표준에서 계수가 있는 블록을 전송할 때 최소 132번째마다 강제적으로 인트라(INTRA) 모드로 부호화하는 인트라 부호화 기법이 있는데, 이 방법의 원래 목적은 IDCT 에러의 누적을 막기 위한 것이었다. 하지만, 이전 영상의 참조가 필요 없다는 특징으로 인하여 대부분의 예측 비디오 부호화를 이용하는 시스템에 적용되어 에러를 복구하거나 시간적인(temporal) 에러의 전파(propagation)를 없애기 위한 대안으로 사용되어 왔다.

그러나, 이와 같은 종래의 인트라 부호화 기법은 패킷의 손실이 없는 즉, 에러가 없는 상황만을 고려한 것이므로 이러한 기법을 그대로 적용하는 것은 효율적인 에러 복구 측면에서 적절하지 못한 문제점이 있었다. 더욱이 빠른 움직임이나 장면 전화 발생 시 해당 영상 블록이 깨지면서 배경 영역(즉, NOT CODED 블록)이 된 경우 그 부분은 인트라 업데이트(INTRA UPDATE)가 되지 않는 문제점이 발생되고, 네트워크 상황을 전혀 고려하지 않은 고정된 리프레쉬 레이트(refresh rate)를 갖게 되므로, 고화질의 비디오 전송을 위한 에러 복구 방법으로 부족함이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 패킷 손실률과 네트워크의 상황을 고려할 수 있고, 에러에 보다 강건한 비디오 전송을 보장하고, 우수한 품질의 동영상 서비스가 가능한 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법을 제공함에 있다.

도 1은 패킷 손실률을 고려한 적응적인 인트라 리프레쉬 레이트 그래프.

도 2는 본 발명에서 매크로 블록에 대한 카운트 방법의 알고리즘.

도 3은 본 발명에 의한 에러 복구 방법의 설명도.

본 발명에 의한 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법은, 패킷 손실률에 따라 리프레쉬 레이트를 적응적으로 조절하는 제1과정과; 상기 패킷 손실률이 일정치 이상일 때 계수가 없는 인터 블록에 대해 카운트하여 그 카운트값이 일정치에 도달될 때 그 모드를 인트라 모드로 부호화 할 수 있게 하는 제2과정과; 상기 패킷 손실률이 일정치 이하일 때 계수가 없는 인터 블록에 대한 카운트 동작을 생략하여 부호화 효율을 높이고, 배경 부분이 인트라 업데이트에 의해 깜박거리는 현상을 방지하는 제3과정으로 이루어지는 것으로, 이와 같은 본 발명의 작용을 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 계수가 있는 블록을 전송할 때 132번째 마다 리프레쉬하는 방법 대신에, 패킷 손실률에 따라 적응적으로 리프레쉬 레이트를 조절하도록 하였다.

도 1에서 보는 바와 같이, 패킷 손실률(PLR)이 클수록 리프레쉬 레이트(refresh rate)는 선형적으로 작아지는 것을 알 수 있다. 즉, 인트라 업데이트율이 높아진다. 예를 들어, 패킷 손실률이 0(에러가 없는 상황)이면, 리프레쉬 레이트는 132, 50%이면 66, 100%이면 0이다. 만약, 모든 패킷이 사라지는 100%의 패킷 손실률일 경우에는 모든 매크로 블록이 인트라 모드로 부호화 되는 효과가 있다.

또한, 리프레쉬를 위한 카운팅일 경우, 기존에는 인트라 모드 및 계수가 있는 인터(즉, CODED 블록)모드에 대해 카운트값을 하나씩 증가시키는 방법을 사용하지만, 본 발명에서는 실험적으로 리프레쉬 레이트가 66보가 작은 경우 즉, PLR이 50%보다 큰 경우 계수가 없는 인터(즉, NOT CODED) 블록에 대해서도 카운트하여 그 카운트값이 일정치에 도달될 때 인트라 모드로 부호화 할 수 있게 하였다. 그 이유는 패킷 손실률이 큰 경우에 배경 영역(NOT CODED 블록)에 대한 에러의 전파(에러 블록이 배경 영역이 되어 그대로 계속 남아 있는 현상)를 방지하기 위함이다. 그러나, PLR이 50%보다 작은 경우에는 배경 영역에 대하여 카운트하지 않음으로써 부호화 효율(인트라 업데이트일 경우 부호화 비트가 늘어남)이 향상되고, 배경 부분이 인트라 업데이트에 의해 깜박거리는 현상이 방지되도록 하였다.

MB 리프레쉬 패턴은 H.263 표준에서는 정하지 않았는데, 본 발명에서는 램덤 함수를 사용하여 에러 복구의 효율이 좀더 향상된다.

도 2에서 도시한 바와 같이, 초기값은 0에서 최대값 사이의 랜덤한 값을 사용함으로써, 블록이 순차적으로 업데이트되는 현상을 방지할 수 있고, 랜덤하게 업데이트 됨으로써 좀 더 나은 화질 향상을 기대할 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 에러 복구 방법에 대한 전체적인 처리과정을 도식적으로 나타낸 것이다. PLR에 따라 리프레쉬 레이트는 가변된다. 즉, PLR이 높으면 리프레쉬 레이트는 작아지고, 인트라 업데이트될 매크로 블록의 수는 증가하게 된다. 따라서, PLR 즉, 패킷 손실률에 따라 적응적으로 에러의 전파를 막는 동시에, 에러 복구를 수행함으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 패킷 네트워크 특히 인터넷을 통한 실시간 동영상 서비스 시 패킷 지연 및 손실에 의한 에러를 효율적으로 복구함으로써 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 특히 패킷 손실률을 고려한 효율적인 인트라 부호화 기법을 제공함으로써 네트워크의 상황을 고려할 수 있고, 에러에 보다 강건한 전송이 가능하고 고품질의 실시간 동영상 서비스가 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 패킷 손실률에 따라 리프레쉬 레이트를 적응적으로 조절하는 제1과정과; 상기 패킷 손실률이 일정치 이상일 때 계수가 없는 인터 블록에 대해 카운트하여 그 카운트값이 일정치에 도달될 때 그 모드를 인트라 모드로 부호화 할 수 있게 하는 제2과정과; 상기 패킷 손실률이 일정치 이하일 때 계수가 없는 인터 블록에 대한 카운트 동작을 생략하여 부호화 효율을 높이고, 배경 부분이 인트라 업데이트에 의해 깜박거리는 현상을 방지하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법.
2. 제1항에 있어서, 리프레쉬 레이트는 매크로 블록이 순차적으로 업데이트되는 현상을 방지하고, 랜덤하게 업데이트 되도록 하기 위하여, 초기값은 0에서 최대값 사이의 랜덤한 값을 사용하는 것을 특징으로 하는 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법.
3. 제1항에 있어서, 패킷 손실률의 일정치는 50%인 것을 특징으로 하는 비디오 전송 시스템의 에러 복구 방법.