KR20030001625A - Method for creating and playing predicted frame in motion picture compression - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for generating and regenerating prediction frames when compressing a moving picture is provided to promptly regenerate prediction frames without accumulating errors or lowering the performance speed. CONSTITUTION: A newly generated image is read(301), and whether the read image satisfies an intra frame generating condition(302) is determined. If the read image satisfies the condition, an intra frame is generated and, a restored image or an original image is stored. Otherwise, whether the read image satisfies an X frame generating condition(304) is determined. If the image satisfies the condition, an X frame is generated through forward prediction(305) referring to the input image and current image. Otherwise, a prediction frame is generated through forward prediction referring to the previous image and current image(306).

Description

동영상 압축시 예측 프레임 생성 및 재생 방법{Method for creating and playing predicted frame in motion picture compression}{Method for creating and playing predicted frame in motion picture compression}

본 발명은 동영상 압축시 예측 프레임 생성 및 재생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동영상 압축시 예측 프레임의 크기를 최소화하여 정방향 재생은 물론 역방향 재생시 에러 누적 및 재생속도 저하없이 신속하게 재생할 수 있도록 한동영상 압축시 예측 프레임 생성 및 재생방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of generating and playing a predictive frame when compressing a video. More particularly, the present invention relates to a method for minimizing the size of a predictive frame during video compression, so that the playback can be performed quickly in the forward direction as well as without accumulating errors and slowing down the playback speed. The present invention relates to a method for generating and playing a predictive frame during image compression.

일반적으로 영화나 TV 에서 실제와 같이 움직이는 영상을 보기 위해서는 초당 30 - 50 프레임의 정보가 필요하다. 그러므로 영화의 필름이나 비디오 테이프를 보면 연속된 프레임들의 사이에 나타나는 시간적 변화는 거의 차이를 느낄 수 없을 만큼 미미하다.In general, 30 to 50 frames per second of information is required to view a moving picture in a movie or TV. Therefore, when looking at a film or video tape of a movie, the temporal change between successive frames is almost insignificant.

그래서 디지털 영상처리 분야에서는 프레임과 프레임간에 용장성(redundancy)을 줄이기는 방법으로 영상 데이터 압축을 행하게 되고, 상기 영상 데이터를 압축하는 가장 보편적인 방법으로 한 프레임을 8 x 8 화소의 블럭으로 나누고, 이산 여현 변환하는 공간적 압축과; 상기 프레임과 프레임사이에서 일어나는 움직임을 예측하여 보상하는 시간적 압축하는 방법이 있다.그리고 동영상 압축 부호화 방식은 H.263 영상전화표준이나, MPEG과 같은 TV 혹은 HDTV 동영상 압축 부호화 표준에서 같이 사용되고 있는 방식이다.Therefore, in the field of digital image processing, image data compression is performed by reducing redundancy between frames, and a frame is divided into 8 x 8 pixel blocks as the most common method of compressing the image data. Spatial compression for transforming discrete cosine; There is a temporal compression method for predicting and compensating for the motion between the frames. The video compression encoding method is used in the H.263 video telephone standard or the TV or HDTV video compression coding standard such as MPEG. .

상기 압축 부호화 방식중 H.263은 영상전화표준과 마찬가지로 시간 중복성을 제거하기 위하여 화상간의 예측기법을 사용하며 공간 중복성을 제거하기 위하여 이산 여현 변환(Discrete Cosine Transform;DCT)방식으로 부호화하며, 상기 H.263은 인트라 프레임(Intra frame) 인터 프레임(inter frame)방식을 지원한다.The H.263 of the compression coding scheme uses a prediction method between pictures to remove temporal redundancy like the video telephony standard, and codes by a discrete cosine transform (DCT) method to remove spatial redundancy. .263 supports Intra frame inter frame.

상기 인트라 프레임(I)은 입력영상이 인접된 다른 화상과는 독립적으로 단 하나의 영상을 이산여현변환(DCT)방식으로 부호화하게 되고, 상기 인터 프레임(P 프레임)은 이전의 화상으로 부터 현재영상을 예측하는 기법으로, 즉 이전 영상과 현재의 영상과의 차이만을 생성하여 연속으로 동영상 데이터를 생성한다.The intra frame (I) encodes a single image by a discrete cosine transform (DCT) method independently of another image adjacent to an input image, and the inter frame (P frame) is a current image from a previous image. In other words, the video data is continuously generated by generating only the difference between the previous video and the current video.

상기 압축 부호화 방식중 MPEG은 양방향 예측(Bidirectional prediction)을 이용하여 역시 영상간의 상관관계를 줄이는 보간 프레임(Interpolated frame)을 사용하기도 한다.Among the compression coding schemes, MPEG uses an interpolated frame that also reduces correlation between images by using bidirectional prediction.

따라서 종래에는 도 1에 도시한 바와 같이, 입력된 최초의 영상(1)을 인트라 프레임(I1)영상을 생성한다. 다음 상기 영상(1)과 현재 영상(2)간의 전방향 예측을 통해 두영상의 차이만으로 예측 프레임(P1)을 생성한다.Accordingly, as illustrated in FIG. 1, an intra frame I 1 image is generated from the first input image 1. Next, a prediction frame P 1 is generated using only the difference between the two images through omnidirectional prediction between the image 1 and the current image 2.

이어서 상기 이전 영상(2)에 대하여 현재 영상(3)간의 전방향 예측을 통해 두영상의 차이만으로 예측 프레임(P2)을 생성하게 된다.Subsequently, the prediction frame P 2 is generated only by the difference between the two images through omnidirectional prediction between the current image 3 with respect to the previous image 2.

상기와 같은 과정으로 임의의 예측 프레임(Pi)은 영상i와 영상i+1간의 전방향 예측을 통하여 생성하게 된다.Any predicted frame (P i) to the process as described above is generated by the forward prediction between the images i and i +1 image.

이와 같이 예측 프레임을 생성한 상태에서, 상기 생성된 영상을 재생하고자 할 경우, 예를 들어 예측 프레임(P5)을 재생하기 위해서는 항상 이전에 있는 인트라 프레임(I1)으로 부터 영상을 복원하여야 만 예측 프레임(P5)을 재생할 수 있다.In the state where the predictive frame is generated as described above, in order to reproduce the generated image, for example, to reproduce the predictive frame P 5 , the image must always be restored from the previous intra frame I 1 . The prediction frame P 5 can be reproduced.

그리고 상기 예측 프레임(P5)에서 역으로 예측프레임(P4)을 재생하기 위해서는 인트라 프레임(I1)으로 부터 예측 프레임(P1)(P2)(P3)(P4)에 해당하는 영상을 연속적으로 복원을 하여야 예측 프레임(P4)을 재생할 수 있게 되고, 상기 예측 프레임(P3)을 재생하고자 할 경우에는 다시 인트라 프레임(I1)으로 부터 예측 프레임(P1)(P2)(P3)을 복원하여야 예측 프레임(P3)을 재생할 수 있게 된다.In order to reproduce the prediction frame P 4 inversely from the prediction frame P 5 , the prediction frame P 1 corresponds to the prediction frame P 1 (P 2 ) (P 3 ) (P 4 ) from the intra frame I 1 . When the image is continuously restored, the prediction frame P 4 may be reproduced, and when the prediction frame P 3 is to be reproduced, the prediction frame P 1 (P 2 ) from the intra frame I 1 is again. (P 3 ) must be reconstructed so that the prediction frame P 3 can be reproduced.

이와 같이 인트라 프레임(I1)으로 부터 예측 프레임(Pn)을 복원을 하여야 역방향으로 프레임을 재생할 수 있다.As described above, the prediction frame Pn must be restored from the intra frame I 1 to reproduce the frame in the reverse direction.

그러므로 상기 역방향 재생은 정방향 재생과는 달리, 많은 계산량을 필요로 하기 때문에, 인트라 프레임(I1)이후에 연속되는 예측 프레임(Pn)의 수가 제한적이게 된다.Therefore, since the reverse play requires a large amount of computation, unlike the forward play, the number of successive prediction frames Pn after the intra frame I 1 is limited.

따라서 상기 인트라 프레임(I1)이후에 상기 예측 프레임(P)을 많이 사용하면 제한된 저장공간에 동영상을 오래 저장할 수 있는 반면에, 전방 예측에 따른 에러 누적이 커지게 되는 문제점이 있는가 하면, 상기 역방향 재생시 인트라 프레임(I1)으로 부터 많은 량의 예측 프레임(Pn)을 재생하여야 하기 때문에 재생시간이 길어져 재생속도가 느려지는 문제점을 가지게 되었다.Therefore, if the prediction frame P is used a lot after the intra frame I 1 , the video can be stored in a limited storage space for a long time, while there is a problem that an error accumulation is increased according to forward prediction. Since a large amount of prediction frames P n must be reproduced from the intra frame I 1 during the reproduction, the reproduction time becomes long and the reproduction speed becomes slow.

본 발명의 목적은 동영상 압축시, 압축되는 동영상의 크기를 최소화 하여 전방 예측에 따른 에러 누적을 줄이고, 역방향 재생시에는 재생시간이 짧게 되도록 하여 재생속도가 빠르게 이루어지도록 함으로써, 재생시간을 단축시키고자 하는데 있다.An object of the present invention is to reduce the cumulative error due to the forward prediction by minimizing the size of the video to be compressed during video compression, to shorten the playback time in the reverse playback to shorten the playback time, have.

그래서 상기 동영상의 크기를 최소화하고, 전방예측에 따른 에러 누적을 줄이며, 역방향 재생시간을 줄이기 위해서는, 상기 인트라 프레임(I), 예측프레임(P)생성 이외에, X 프레임을 생성하게 된다.Therefore, in order to minimize the size of the video, reduce error accumulation due to forward prediction, and reduce backward play time, X frames are generated in addition to the generation of the intra frame I and the prediction frame P.

여기서 예측 프레임(P)은 이전 영상과 현재 영상간의 전방향 예측을 이용한 프레임간의 상관 관계를 줄인 것이라면, 상기 X 프레임(X)은 상기 인트라 프레임의 복원 영상 혹은 인트라 프레임 생성시 사용한 입력영상과 현재 영상의 전방향 예측을 이용하여 프레임간에 상관 관계를 줄인 프레임을 의미한다.Wherein the prediction frame (P) is to reduce the correlation between the frame using the omni-directional prediction between the previous image and the current image, the X frame (X) is a reconstructed image of the intra frame or the current image and the current image used when generating the intra frame It means a frame whose correlation between frames is reduced by using omni-prediction of.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 새로운 영상을 읽고, 이 읽어드린 영상이 인트라 프레임 생성조건인가를 판단하여 생성조건이면 인트라 프레임을 생성하고 복원한 영상 또는 원영상을 보관하는 단계와; 상기 단계에서 상기 인트라 프레임 생성 조건이 아니면 X 프레임 생성조건인가를 판단하여 상기 X 프레임 생성조건이면 상기 인트라 프레임 생성시 복원한 영상 또는 원영상과 현재 영상과의 전방 예측을 통해서 X 프레임을 생성하는 단계와; 상기 단계에서 X 프레임 생성조건이 아니면, 이전영상과 현재 영상에 대하여 전방향 예측을 통해서 예측 프레임을 생성하는 단계로 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention includes reading a new image, determining whether the read image is an intra frame generation condition, and generating an intra frame and storing the reconstructed image or the original image if the generation condition is generated. In this step, if it is not the intra frame generation condition, it is determined whether it is an X frame generation condition, and if the X frame generation condition, generating an X frame through forward prediction of the reconstructed image or the original image and the current image when the intra frame is generated. Wow; If the X frame generation condition is not satisfied in the above step, a prediction frame is generated through omni-prediction for the previous image and the current image.

상기 목적을 실현하기 위한 다른 본 발명은 입력 영상에 대하여 인트라 프레임과 예측 프레임 그리고 X 프레임을 생성한 상태에서, 복원할 영상을 저장할 임시 인트라 프레임과 예측 프레임 공간을 준비하는 단계와; 상기 복원할 프레임을 읽어드리는 단계와; 상기 단계에서 복원할 프레임이 인트라 프레임인가를 판단하여 인트라 프레임이면 이 인트라 프레임을 복원하여 재생한 후 인트라 프레임공간과 예측 프레임공간에 저장하는 단계와; 상기 단계에서 복원할 프레임이 인트라 프레임이 아니면 X 프레임인가를 판단하여 X 프레임이면 상기 인트라 프레임 공간에 저장된 영상을 이용하여 X 프레임을 복원하여 재생하고 상기 복원된 영상을 예측 프레임 공간에 저장하는 단계와; 상기 단계에서 X 예측 프레임이 아니면 예측 프레임공간에 저장된 영상을 이용하여 예측 프레임을 복원한 후 재생하고 상기 복원된 영상을 예측 프레임 공간에 저장하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.Another object of the present invention is to prepare a temporary intra frame and a prediction frame space for storing an image to be reconstructed while generating an intra frame, a prediction frame, and an X frame with respect to an input image; Reading the frame to be restored; Determining whether the frame to be reconstructed is an intra frame and reconstructing and reproducing the intra frame if the frame is to be reconstructed and then storing the intra frame in an intra frame space and a prediction frame space; Determining whether the frame to be restored is an X frame if the frame to be restored is an X frame, and if the frame is X, restoring and playing the X frame using the image stored in the intra frame space, and storing the restored image in the predicted frame space; ; If the step is not the X prediction frame, characterized in that it comprises the step of reconstructing and regenerating the prediction frame using the image stored in the prediction frame space and to store the reconstructed image in the prediction frame space.

그러므로 상기 본 발명에 의하면, 영상프레임에서 예측 프레임(Pn)을 재생하고자 할 경우, 통상적으로 인트라 프레임(I1)부터 상기 재생하고자 하는 예측 프레임(Pn)까지 연속적으로 복원하여야 하나, 본 발명에서와 같이 X 프레임(X)을 사용하는 경우에는 상기 재생을 원하는 예측 프레임(Pn)에서 가장 가까이에 있는 X 프레임(Xn)을 복원한 후, 이 X 프레임(Xn)으로 부터 재생을 원하는 예측 프레임(Pn)까지 복원하면 해당 영상을 얻을 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, when a prediction frame Pn is to be reproduced in an image frame, it is generally required to reconstruct continuously from an intra frame I 1 to the prediction frame P n to be reproduced. In the case of using the X frame X as shown in FIG. 2, the X frame Xn closest to the prediction frame Pn to be played back is restored, and then the prediction frame to be played back from the X frame Xn ( If you restore to Pn), you can obtain the image.

반면에 역으로 재생하는 경우에는 예측 프레임(Pn)에서 이전 예측 프레임(Pn-1)을 재생하고자 하는 경우에 다시 인트라 프레임(I1)으로 부터 상기 이전 예측 프레임(Pn-1)까지 연속적으로 복원하여야 하나, 반면에 본 발명에 의하면 X 프레임(X)을 사용하는 경우에는 복원하고자 하는 예측 프레임(Pn-1)에서 가장 가까이에 있는 X 프레임(Xn)을 복원 후 상기 복원하고자 하는 예측 프레임(Pn-1)을 복원하면 해당 영상을 얻을 수 있다.On the contrary, in the case of reverse playback, when the previous prediction frame Pn- 1 is to be played back from the prediction frame Pn, the frames are continuously restored from the intra frame I 1 to the previous prediction frame Pn -1 . On the other hand, according to the present invention, when using the X frame (X), after restoring the X frame (Xn) closest to the prediction frame (Pn -1 ) to be restored, the prediction frame (Pn) to be restored -1 ) to restore the image.

따라서 재생하고자 하는 예측 프레임(P10)인 11 번째인 경우, 상기 인트라 프레임(I1)으로 부터 예측 프레임(P1)부터 예측 프레임(P10)까지 하나씩 복원하여야 하므로 총 11 번의 복원이 이루어지게 되나, 반면에 X 프레임(X)을 이용하는 경우, 상기 재생하고자 하는 예측 프레임(P10)인 경우, 상기 예측 프레임(P10)에서 가장 가까이에 있는 X 프레임(X3)을 복원 후, 상기 X 프레임(X3)으로 부터 예측 프레임(P10)을 복원하면 되므로 총 3 번 복원하게 되어, 상기 복원시간을 1/4 로 단축할 수 있게 되어 재생시간을 크게 단축할 수 있게 되는 것이다.Therefore, in case of the eleventh, which is the prediction frame P 10 to be reproduced, since reconstruction is performed one by one from the prediction frame P 1 to the prediction frame P 10 from the intra frame I 1 , a total of 11 reconstructions are performed. On the other hand, when using the X frame (X), in the case of the prediction frame (P 10 ) to be reproduced, after restoring the X frame (X 3 ) closest to the prediction frame (P 10 ), the X Since the prediction frame P 10 may be restored from the frame X 3 , a total of three restorations may be performed, and the restoration time may be shortened to 1/4, thereby greatly reducing the playback time.

또한, 인트라 프레임을 제외한 모든 프레임을 X 프레임으로 압축하면 복원시간이 극단적으로 단축될 수 있으며, X 프레임의 크기가 인트라 프레임에 비해서 현저히 작으므로 적절한 압축 효율도 얻을 수 있다. 실제로 인트라 프레임과 X 프레임, 예측프레임의 분배는 얼마나 압축율을 높여야 하나에 따라 결정되게 된다.In addition, if all frames except the intra frame are compressed to X frames, the restoration time can be extremely shortened, and since the size of the X frames is significantly smaller than that of the intra frames, appropriate compression efficiency can be obtained. In fact, the distribution of intra frames, X frames, and prediction frames is determined by how much the compression rate needs to be increased.

도 1 은 종래 동영상 압축시 예측 프레임 생성 순서도1 is a flow chart of predictive frame generation in conventional video compression

도 2 는 본 발명이 적용되는 동영상 압축시 예측 프레임 생성 블럭도2 is a block diagram of prediction frame generation during video compression to which the present invention is applied.

도 3 은 본 발명 동영상 압축시 예측 프레임 생성 방법에 대한 흐름도3 is a flowchart illustrating a method of generating a predictive frame when compressing a video of the present invention.

도 4 는 본 발명 동영상 압축시 예측 프레임 재생 방법에 대한 흐름도4 is a flowchart illustrating a method of reproducing a predictive frame when compressing a video of the present invention.

도 5 는 본 발명 동영상 압축시 예측 프레임 생성 및 재생 순서도5 is a flowchart of generating and playing a predictive frame when compressing a video of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

I; 인트라 프레임 P; 예측 프레임I; Intra frame P; Predictive frame

X; X 프레임 Ri; 인트라 프레임 복원 영상X; X frame Ri; Intra frame reconstruction video

Rt; 예측프레임 복원영상Rt; Predictive frame reconstruction image

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명이 적용되는 동영상 압축시 예측 프레임 생성 장치의 블럭도 로서, 영상입력부(201), 차신호부(202), 부호화 제어부(203), 이산 여현 변환부(204), 양자화부(205), 역양자화부(206), 역이산 여현 변환부(207), 가산부(208), 움직임 보상 영상메모리(209)로 구성된다.상기 영상입력부(201)는 외부로 부터 입력되는 영상 관련 데이터와 움직임 보상 영상 메모리(209)로 부터 보상된 영상 데이터를 차신호부(202)로 전달하게 되고, 상기 움직임 보상 영상 메모리(209)는 가산부(208)로 부터 가산된 영상을 이용하여 입력된 영상 관련 데이터를 움직임 보상하고 저장한 후, 상기 보상된 영상를 차신호부(202)를 거쳐 부호화 제어부(203)에 전달한다.2 is a block diagram of an apparatus for generating a predictive frame during video compression to which the present invention is applied, and includes an image input unit 201, a difference signal unit 202, an encoding control unit 203, a discrete cosine transform unit 204, and a quantization unit ( 205, an inverse quantization unit 206, an inverse discrete cosine transform unit 207, an adder 208, and a motion compensation image memory 209. The image input unit 201 is associated with an image input from an external source. Data and image data compensated from the motion compensation image memory 209 are transferred to the difference signal unit 202, and the motion compensation image memory 209 is input using an image added from the adder 208. After compensating and storing the received image related data, the compensated image is transmitted to the encoding controller 203 via the difference signal unit 202.

상기 부호화 제어부(203)에서는 영상입력부(201)로 부터 전달된 영상 데이터를 이산 여현 변환부(204)와 양자화부(205)를 순차적으로 거쳐 이산 여현 변환한 후 양자화하여 역양자화부(206)에 전달된다.The encoding control unit 203 sequentially converts the image data transmitted from the image input unit 201 through the discrete cosine transforming unit 204 and the quantization unit 205 and then quantizes the quantized image to the inverse quantization unit 206. Delivered.

상기 역양자화부(206)로 전달된 영상 데이터는 역양자화된 후 역이산 여현 변환부(207)를 통해 역이산 여현 변환되고, 이 역이산 여현 변환된 데이터는 가산부(208)를 통해서 상기 움직임 보상 영상 메모리(209)에 전달되고, 상기 움직임 보상 영상 메모리(209)는 영상입력부(201)로 부터 입력되는 영상을 역이산 여현된 에이터를 이용하여 보상한 후 저장되게 된다.The image data transferred to the inverse quantization unit 206 is inversely quantized and then inverse discrete cosine transformed by an inverse discrete cosine transforming unit 207, and the inverse discrete cosine transformed data is added to the motion through the adder 208. The motion compensation image memory 209 is transferred to the compensation image memory 209, and is compensated for using an inverse discretely cosed data to store the image input from the image input unit 201.

도 3 은 본 발명 동영상 압축시 예측 프레임 생성 방법에 대한 흐름도 로서, 입력되는 새로운 영상을 읽는 단계(301)와; 상기 단계(301)에서 읽어드린 영상이 인트라 프레임(I)생성 조건인가를 판단하는 단계(302)와; 상기 단계(302)에서 인트라 프레임(I) 생성 조건이면, 상기 새 영상에 대하여 인트라 프레임(I)을 생성하고 이 생성된 인트라 프레임(I)을 복원한 영상 또는 원형영상을 보관하는 단계(303)와; 상기 단계(302)에서 상기 인트라 프레임(I)생생 조건이 아니면, X 프레임(X) 생성조건 인가를 판단하는 단계(304)와; 상기 단계(304)에서 상기 X 프레임 생성조건이면 상기 인트라 프레임(I)으로 복원한 영상 혹은 인트라 프레임 생성시 사용한 입력영상과 현재 영상과의 전방 예측을 통해서 X 프레임(X)을 생성하는 단계(305)와; 상기 단계(304)에서 X 프레임 생성조건이 아니면, 이전영상과 현재 영상에 대하여 전방향 예측을 통해서 예측 프레임(P)을 생성하는 단계(306)로 이루어진다.3 is a flowchart illustrating a method of generating a predictive frame when compressing a video according to an embodiment of the present invention, in which a new image is input (301); Determining (302) whether the image read in step (301) is an intra frame (I) generation condition; In step 302, if the intra frame I is generated, generating the intra frame I with respect to the new image and storing the reconstructed image or the circular image of the generated intra frame I (303). Wow; Determining (304) whether an X frame (X) generation condition is applied if the intra frame (I) generation condition is not performed in the step (302); In step 304, if the X frame generation condition is generated, generating an X frame X through forward prediction between an image reconstructed into the intra frame I or an input image used to generate an intra frame and a current image (305). )Wow; If it is not the X frame generation condition in step 304, a step 306 of generating a prediction frame P through omnidirectional prediction for the previous image and the current image is performed.

도 4 는 본 발명 동영상 압축시 예측 프레임 재생 방법에 대한 흐름도 이고, 도 5 는 본 발명 동영상 압축시 예측 프레임 생성 및 재생 순서도 로서, 입력 영상에 대하여 인트라 프레임(I)과 예측 프레임(P) 그리고 X 프레임(X)을 생성한 상태에서, 복원할 영상을 저장할 임시 인트라 프레임 공간(Ri)과 예측 프레임공간(Pt)을 준비하는 단계(401)와; 상기 단계(401)에서 임시 인트라 프레임 공간(Ri)과 예측 프레임공간(Pt)을 준비 완료후 복원할 프레임을 읽어드리는 단계(402)와; 상기 단계(402)에서 복원할 프레임이 인트라 프레임(I)인가를 판단하는 단계(403)와; 상기 단계(403)에서 복원할 프레임이 인트라 프레임(I)이면 이 인트라 프레임(I)을 복원하여 재생한 후 임시 인트라 프레임공간(Ri)과 예측 프레임공간(Rt)에 저장하는 단계(404)와; 상기 단계(403)에서 복원할 프레임이 인트라 프레임(I)이 아니면 X 프레임(X)인가를 판단하는 단계(405)와; 상기 단계(405)에서 복원할 프레임이 X 프레임(X)이면 상기 인트라 프레임 공간(Ri)에 저장된 복원영상을 이용하여 X 프레임(X)을 복원하고 예측 프레임(Rt)에 저장하는 단계(406)와; 상기 단계(405)에서 복원할 X 프레임(X)이 아니면 임시 예측 프레임공간(Rt)에 저장된 영상을 이용하여 예측 프레임(P)을 복원한 후 재생하는 단계(407)와; 상기 단계(407)에서 복원된 영상을 예측 프레임 공간(Rt)에 저장하는 단계(408)로 이루어지게 된다.4 is a flowchart illustrating a method of reproducing a predictive frame when compressing a video according to the present invention, and FIG. 5 is a flowchart of generating and playing a predictive frame when compressing a video according to the present invention. Intra-frame I, a predictive frame P, and X are input to an input image. Preparing a temporary intra frame space Ri and a predicted frame space Pt for storing an image to be reconstructed in a state where a frame X is generated (401); Reading a frame to be reconstructed after the preparation of the temporary intra frame space Ri and the predicted frame space Pt in step 401; Determining (403) in step (402) whether the frame to be reconstructed is an intra frame (I); If the frame to be restored in step 403 is an intra frame (I), after restoring and reproducing the intra frame (I) and storing the temporary frame (Ri) and the predicted frame space (Rt) (404) and ; Determining (405) whether the frame to be restored in the step (403) is an X frame (X) if it is not an intra frame (I); If the frame to be restored in step 405 is an X frame X, restoring the X frame X using the reconstructed image stored in the intra frame space Ri and storing the frame X in the prediction frame Rt (406). Wow; Reconstructing and reproducing (407) the prediction frame (P) using an image stored in the temporary prediction frame space (Rt) if it is not the X frame (X) to be restored in the step (405); In operation 407, the image reconstructed is stored in the prediction frame space Rt.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 예측 프레임 생성시, 도 5 에 도시한 바와 같이, 새로운 영상이 들어오면, 이 입력되는 영상을 읽어 드리게 되고(단계301), 상기 읽어드린 영상에 대하여 인트라 프레임(I) 생성조건인가를 판단하게 된다(단계302).When generating a predictive frame of the present invention as described above, as shown in FIG. 5, when a new image is input, the input image is read (step 301), and the intra frame (I) is read for the read image. It is determined whether it is a generation condition (step 302).

이때 입력되는 영상에 대하여 처음에는 인트라 프레임(I)을 생성하게 되므로, 상기 입력되는 영상(영상1)에 대하여 인트라 프레임(I1)을 생성하고 이 생성된 인트라 프레임(I1)을 복원한 후 이 복원된 영상(Ri) 또는 원 영상을 보관해 놓고 다시 새로운 영상을 읽어 드리게 된다(단계303).In this case, since an intra frame I is first generated with respect to the input image, an intra frame I 1 is generated for the input image (image 1), and then the generated intra frame I 1 is restored. The reconstructed image Ri or the original image is stored and the new image is read again (step 303).

그러나 상기 단계(302)에서 상기 인트라 프레임(I)생생 조건이 아니면, 즉 처음 영상이 아니면, X 프레임(X) 생성조건 인가를 판단하게 되는데(단계304), 여기서 X 프레임은 인트라 프레임(I)을 복원한 영상 또는 인트라 프레임(I) 압축시 사용한 원영상과 현재 입력영상간의 전방향 예측을 이용하여 상관관계를 줄인 프레임이다.However, in step 302, if it is not the intra frame I generation condition, that is, if it is not the first image, it is determined whether the X frame X generation condition is applied (step 304), where the X frame is the intra frame I. It is a frame whose correlation is reduced by using omni-prediction between the original image used in the reconstructed image or intra frame (I) compression and the current input image.

따라서 상기 X 프레임(X)생성조건 아니면, 도 5 에 도시한 바와 같이, 이전영상(영상1)과 현재 영상(영상2)에 대해서 전방향 예측하여 예측 프레임(P1)을 생성하고 다시 새로운 영상을 읽어 드리게 된다(단계306).Accordingly, as shown in FIG. 5, the prediction frame P 1 is generated by predicting the previous image (image 1) and the current image (image 2) forward as shown in FIG. (Step 306).

그리고 상기 입력되는 영상에 대하여 인트라 프레임(I) 및 X 프레임(X)생성조건을 판단하면서 이전 영상(영상n)과 현재 영상(영상n+1)에 대하여 전방향 예측하면서 예측 프레임(Pn)을 차례로 생성하게 된다.In addition, the prediction frame P n is predicted by omnidirectionally predicting the previous image (image n) and the current image (image n + 1) while determining the conditions for generating the intra frame (I) and the X frame (X) with respect to the input image. Will generate

상기와 같이 입력되는 영상에 대하여 인트라 프레임(I)과 예측 프레임(P)을 생성하는 과정에서 상기 X 프레임(X) 생성조건이면, 도 5 에 도시한 바와같이, 상기 인트라 프레임(I)생성시 복원한 영상(Ri) 또는 인트라 프레임(I) 생성시 사용한 영상과 현재 영상(영상n)에 대하여 전방향 예측을 통해서 X 프레임(X)을 생성한후(단계305), 다시 새로운 영상을 읽어 드리면서 인트라 프레임(I), 예측 프레임(P), X 프레임(X)을 생성하게 된다.If the X frame X is generated under the process of generating the intra frame I and the prediction frame P with respect to the input image as described above, as shown in FIG. 5, the intra frame I is generated. After generating the X frame (X) through omni-prediction for the reconstructed image Ri or the intra frame I and the current image (image n), the new image is read again. In addition, the intra frame I, the prediction frame P, and the X frame X are generated.

한편 상기와 같이 입력 영상에 대하여 인트라 프레임(I)과 예측 프레임(P) 그리고 X 프레임(X)을 생성한 상태에서 생성된 영상을 재생하고자 할 경우, 복원할 영상을 임시로 저장할 수 있는 임시 인트라 프레임 공간(Ri)과 예측 프레임 공간(Rt)을 준비하게 된다(단계401).On the other hand, if you want to play back the image generated while generating the intra frame (I), prediction frame (P) and X frame (X) with respect to the input image as described above, a temporary intra that can temporarily store the image to be restored The frame space Ri and the predicted frame space Rt are prepared (step 401).

상기와 같이 복원할 영상을 저장할 임시 인트라 프레임 공간(Ri)과 예측 프레임 공간(Rt)을 준비 완료한 상태에서 복원할 프레임을 읽어드리게 되고(단계402), 이때 읽어드린 복원할 프레임이 인트라 프레임(I)인가를 판단하게 된다(단계403).As described above, the frame to be restored is read in a state where the temporary intra frame space Ri and the prediction frame space Rt to store the image to be restored are prepared (step 402), and the frame to be restored is read as an intra frame ( I) is determined (step 403).

따라서 상기 복원할 프레임이 인트라 프레임(I)인 경우, 상기 인트라 프레임(I)을 복원한 후, 도 5 에 도시한 바와 같이, 이 복원된 영상을 임시 인트라 프레임 공간(Ri)에 저장함과 아울러, 예측 프레임공간(Rt1)에 저장하고 다시 복원할 프레임을 읽어드리면서 복원하게 된다(단계404).Therefore, when the frame to be restored is an intra frame I, after restoring the intra frame I, as shown in FIG. 5, the restored image is stored in a temporary intra frame space Ri, A frame to be stored in the predicted frame space Rt 1 and then restored is read out (step 404).

상기와 같이 읽어드린 복원할 프레임이 인트라 프레임(I)이 아니면, 복원 할 프레임이 X 프레임(X)인가를 판단하게 되고(단계405), 이때 복원할 프레임이 X 프레임(X)가 아니면, 도 5 에 도시한 바와 같이 예측 프레임 공간(Rt)에 저장되어 있는 복원된 영상을 이용하여 현재 예측 프레임(P1)을 복원하고 재생한 후(단계407), 상기 복원된 현재 예측 프레임(P1)을 임시 프레임공간(Rt1)에 저장하고 다음 복원할프레임을 읽어 드리면서 다음 예측 프레임(P2)을 복원하게 된다(단계408).If the frame to be restored as described above is not the intra frame I, it is determined whether the frame to be restored is the X frame X (step 405), and if the frame to be restored is not the X frame X, As shown in FIG. 5, after reconstructing and playing the current prediction frame P 1 using the reconstructed image stored in the prediction frame space Rt (step 407), the reconstructed current prediction frame P 1 is performed. Is stored in the temporary frame space Rt 1 and the next predicted frame P 2 is restored while reading the next frame to be restored (step 408).

한편 상기 읽어드려 복원할 프레임이 X 프레임(X1)이면, 임시 인트라 프레임(Ri)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 X 프레임(X1)을 복원하고, 이 복원된 영상을 재생한 후 임시프레임 공간(Rt4)에저장한 후, 다음 복원할 프레임을 읽어 드리면서(단계406), 상기 예측 프레임(P)과 X 프레임(X)을 차례로 복원하고 재생하게 되는 것이다.On the other hand, if the frame to be read and restored is X frame (X 1 ), the X frame (X 1 ) is restored using the restored image stored in the temporary intra frame (Ri), and the temporary image is reproduced after playing the restored image. After storing in the frame space R t4 , the next frame to be reconstructed is read (step 406), and the prediction frame P and the X frame X are sequentially restored and reproduced.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 동영상 압축 및 재생시 처음 입력되는 영상은 인트라 프레임으로 생성하고, 이어서 다음 입력되는 영상은 이전 영상과의 전방향 예측을 이용하여 프레임간에 상관관계를 줄이면서 예측프레임을 생성하거나 인트라 프레임을 복원한 영상 또는 인트라 프레임 압축시 사용한 원 영상과 현재 영상간에 전방향 예측을 이용하여 프레임간에 상관관계를 줄인 X 프레임을 생성하여, 상기 생성된 인트라 프레임과 예측 프레임, X 프레임에 대하여 재생시에는 상기 프레임들을 복원한 후 이 복원된 영상을 이용하여 상기 프레임들을 복원하고 재생하도록 함으로써, 상기 예측 프레임과 X 프레임간에 데이터의 크기 차가 발생하지 않게 되어 동영상의 크기를 줄일 수 있게 되므로 재생시 보다 효과적인 재생이 가능하므로 재생속도 저하없이 신속하게 재생할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, the first input image is generated as an intra frame during video compression and playback, and then the next input image is reduced by the correlation between frames using omnidirectional prediction with the previous image. An X frame is generated by reducing the correlation between frames by using omni-prediction between the current image generated or reconstructed intra frame or the original image used for intra frame compression. By reconstructing the frames, the frames are reconstructed and reproduced by using the reconstructed image, so that the size difference of the data does not occur between the predicted frame and the X frame, thereby reducing the size of the video. Play back as more effective playback is possible It would be to provide an effect that can be quickly played without degradation.

Claims (2)

새로운 영상을 읽고, 이 읽어드린 영상이 인트라 프레임 생성조건인가를 판단하여 생성조건이면 인트라 프레임을 생성하고 복원한 영상 또는 원영상을 보관하는 단계와; 상기 단계에서 상기 인트라 프레임 생생 조건이 아니면 X 프레임 생성조건인가를 판단하여 상기 X 프레임 생성조건이면 상기 인트라 프레임 생성시 복원한 영상 또는 원영상과 현재 영상과의 전방 예측을 통해서 X 프레임을 생성하는 단계와; 상기 단계에서 X 프레임 생성조건이 아니면, 이전영상과 현재 영상에 대하여 전방향 예측을 통해서 예측 프레임을 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 동영상 압축시 예측 프레임 생성 및 재생 방법.Reading a new image, determining whether the read image is an intra frame generation condition, and generating an intra frame and storing the reconstructed image or the original image if it is a generation condition; In this step, if it is not the intra frame generation condition, it is determined whether it is an X frame generation condition, and if the X frame generation condition, generating an X frame through forward prediction between the reconstructed image or the original image and the current image when the intra frame is generated. Wow; If it is not the X frame generation condition in the above step, the prediction frame generation and playback method for video compression, characterized in that the step of generating a prediction frame through the forward prediction for the previous image and the current image. 입력 영상에 대하여 인트라 프레임과 예측 프레임 그리고 X 프레임을 생성한 상태에서, 복원할 영상을 저장할 임시 인트라 프레임과 예측 프레임 공간을 준비하는 단계와; 상기 복원할 프레임을 읽어드리는 단계와; 상기 단계에서 복원할 프레임이 인트라 프레임인가를 판단하여 인트라 프레임이면 이 인트라 프레임을 복원하여 재생한 후 인트라 프레임공간과 예측 프레임공간에 저장하는 단계와; 상기 단계에서 복원할 프레임이 인트라 프레임이 아니면 X 프레임인가를 판단하여 X 프레임이면 상기 인트라 프레임 공간에 저장된 영상을 이용하여 X 프레임을 복원하고 재생하는 단계와; 상기 단계에서 X 예측 프레임이 아니면 예측 프레임공간에 저장된 영상을 이용하여 예측 프레임을 복원한 후 재생하고 상기 복원된 영상을 예측 프레임 공간에 저장하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 동영상 압축시 예측 프레임 생성 및 재생 방법.Preparing a temporary intra frame and a prediction frame space for storing an image to be reconstructed while generating an intra frame, a prediction frame, and an X frame with respect to the input image; Reading the frame to be restored; Determining whether the frame to be reconstructed is an intra frame and reconstructing and reproducing the intra frame if the frame is to be reconstructed and then storing the intra frame in an intra frame space and a prediction frame space; Determining whether the frame to be restored is an X frame if the frame to be restored is an X frame, and if the X frame is an X frame, restoring and playing the X frame using an image stored in the intra frame space; In the step, if the prediction frame is not X predictive frame using the image stored in the predicted frame space, and reconstructed and stored in the predictive frame space, the prediction frame generation during video compression How to play.
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