KR20030027011A - 다중-우선순위 스트림들을 생성하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

다중-우선순위 스트림들을 생성하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20030027011A
KR20030027011A KR10-2003-7001803A KR20037001803A KR20030027011A KR 20030027011 A KR20030027011 A KR 20030027011A KR 20037001803 A KR20037001803 A KR 20037001803A KR 20030027011 A KR20030027011 A KR 20030027011A
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Abstract

본 발명은 압축된 비디오 데이터의 다중-우선순위 스트림들을 생성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 압축된 비디오 데이터의 스트림들에 우선순위를 할당하기 위한 방법이 포함되어 있으며, 이 방법은 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 사용되는지에 기초하여 비디오 프레임내의 각 매크로블록의 상대적인 중요도를 결정하는 단계와; 이 상대적인 중요도에 기초하여 비디오 프레임내의 매크로블록들 각각을 우선순위화하는 단계를 포함한다.

Description

다중-우선순위 스트림들을 생성하기 위한 방법 및 시스템{System and method for creating multi-priority streams}
비디오 어플리케이션들의 온라인 전달(on-line delivery)에 대한 요구가 지속적으로 성장하고, 전송 대역폭이 수요가 많은 상태로 남아있게 됨에 따라, 매우 효율적인 전송 구조들(transmission schemes)을 제공하는 기능이 필수불가결해지고 있다. 한가지 이런 구조는 MPEG 코딩된 비디오 데이터를 각각 서로 다른 우선순위를 가지는 다중 스트림들로 분할하는 것을 수반한다. 본 명세서에서 "다중-우선순위 스트림들"이라 지칭되는 이 유형의 구조는 비디오 데이터의 서로 다른 부분들이 특정 부분의 중요도에 따라 서로 다른 양의 대역폭을 소모하게 한다.
다중-우선순위 스트림들이 유용한 하나의 특정 시나리오는 에러들에 민감한 전송 채널들을 사용하는 응용분야들을 포함한다. 이들 경우들에 있어서, 부가적 에러 방지 비트들로 데이터를 보호하는 것이 필요하며, 예로서, 특정량의 러던던시(redundancy)를 제공할 수 있다. 불행하게, 에러 방지 비트들을 포함시키는 것은 대역폭 소모에 관련하여 추가적인 오버헤드(overhead)를 생성한다. MPEG 데이터를 서로 다른 우선순위들의 복수의 스트림들로 분할함으로써, 개별 스트림들은 서로 다른 수준의 에러 방지를 할당받을 수 있다. 따라서, 높은 우선순위 스트림들은 보다 낮은 우선순위 스트림들 보다 많은 양의 에러 방지를 받을 수 있다. 따라서, 오버헤드는 스트림들의 대응 우선순위와 균형을 이룰 수 있다.
다중-우선순위 스트림들이 유용한 두 번째 시나리오는 다중 서비스 품질(quality of service: QoS) 옵션들을 제공하는 네트워크들을 포함한다. 이런 경우에 있어서, 전송되는 데이터를 위한 서로 다른 서비스 품질 수준들은 하위 전송(underlying transport)에 의해 가용해진다. 따라서, 이런 시스템을 효과적으로 활용하기 위해서, 비디오 데이터를 서로 다른 우선순위의 스트림들로 분할하고, 그후, 각 스트림을 적절한 QoS를 제공하는 접속을 거쳐 송신할 필요가 있다.
불행하게, MPEG 비디오를 위한 다중 우선순위 스트림들을 생성하는 현존하는 방법들은 한정되어 있다. 예로서, 한가지 접근법은 프레임의 유형에 기초하여 비트스트림을 서로 다른 우선순위들로 분할하는 것이다. 특히, 화상 품질을 위하여, I 프레임들이 일반적으로 P 프레임들 보다 중요하고, P 프레임들은 일반적으로 B 프레임들 보다 중요하기 때문에, I 프레임들은 가장 높은 우선순위를 받고, P 프레임들은 중간 우선순위를 받으며, B 프레임들은 가장 낮은 우선순위를 받는다. 그러나, 통상적인 I 또는 P 프레임의 실제 크기는 수십만개의 비트들이 될 수 있기 때문에, 이 유형의 우선순위화는 단지 세 개의 우선순위 수준들만이 구현될 수 있기 때문에 단지 지엽적인 결과들을 제공한다. 또한, 두 개의 I 프레임들 또는 두 개의P 프레임들 사이의 중요도에 관련하여 대량의 변화가 있을 수 있으며, 상기 구조에서는 이런 변화들이 고려되지 않는다. 따라서, 프레임들 사이의 보다 미세한 우선순위화를 생성하는 것에 대한 필요성이 존재한다.
MPEG 비디오를 위한 다중-우선순위 스트림들을 생성하기 위한 두 번째 접근법은 기저층과 하나 이상의 보강층들을 포함하는 스케일형 비디오(scalable video)를 생성하는 것이다. 기저층은 보강층들 보다 높은 우선순위가 할당된다. 이 접근법의 단점은 인코딩 및 디코딩에 요구되는 증가된 복잡성과, 이미 코딩된 비-스케일형(non-scable) 비트스트림을 스케일형 비트스트림으로 트랜스코딩(transcode)하는 것을 필요로 한다는 것이다.
따라서, (1) I, P 및 B 프레임 우선순위화보다 미세한 우선순위화를 제공할 수 있고, (2) 스케일형 비디오를 활용하는 시스템의 복잡성을 유발하지 않고 코딩된 비트스트림을 직접적으로 처리할 수 있는 시스템이 필요하다.
본 발명은 일반적으로, 압축된 비디오 데이터를 처리하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히, MPEG 비디오 데이터를 서로 다른 우선순위의 다중 스트림들로 분할하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 다중-우선순위 코딩 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 P 프레임 분석을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 I 프레임 분석을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 간접 분석을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 부분 기준 블록 분석을 도시하는 도면.
(발명의 요약)
본 발명은 다중-우선순위 전송 채널을 통한 전송에 적합한 압축된 비디오 데이터의 스트림들을 우선순위화하기 위한 시스템 및 방법을 제공함으로써, 상술한 문제점들 및 다른 문제점들을 극복한다. 제 1 양태에서, 본 발명은 각 매크로블록이 기준 매크로블록으로서 얼마나 빈번히 작용하는지에 기초하여 비디오 프레임내의 각 매크로블록의 상대적인 중요도를 결정하는 단계와; 상대적인 중요도에 기초하여 비디오 프레임 내의 매크로블록들 각각을 우선순위화하는 단계를 포함하는 압축된 비디오 데이터의 스트림들에 우선순위를 할당하는 방법이 제공된다.
제 2 양태에서, 본 발명은 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지에 기초하여 복수의 비디오 프레임들 내의 각 매크로블록에 대한 중요도 값을 결정하는 단계와; 매크로블록들의 세트들로 매크로블록들을 그룹화하고, 각 세트내의 매크로블록들의 중요도 값들을 조합하는 단계와; 조합된 중요도 값들에 기초하여 메크로블록들의 각 세트를 우선순위화하는 단계를 포함하는, 압축된 비디오 데이터의 스트림들에 우선순위를 할당하는 방법을 포함한다.
제 3 양태에서, 본 발명은 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지에 기초하여 비디오 프레임 내의 각 매크로블록에 대한 중요도 값을 결정하기 위한 시스템과, 각 매크로블록을 위해 결정된 중요도 값에 기초하여 비디오 프레임내의 매크로블록들 각각을 우선순위화하기 위한 시스템을 포함하는, 압축된 비디오 데이터의 스트림들을 우선순위화하기 위한 시스템을 제공한다.
제 4 양태에서, 본 발명은 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지에 기초하여 복수의 비디오 프레임들 내의 각 매크로블록들에 대한 중요도 값을 결정하기 위한 시스템과; 매크로블록들의 세트들로 매크로블록들을 그룹화하고, 각 세트 내의 매크로블록들의 중요도 값들을 조합하기 위한 시스템과; 조합된 중요도 값들에 기초하여 매크로블록들의 세트들을 우선순위화하기 위한 시스템을 포함하는 압축된 비디오 데이터의 스트림들을 우선순위화하기 위한 시스템을 제공한다.
제 5 양태에서, 본 발명은 복수의 데이터 스트림들 각각에 에러 방지구조(error protection scheme)를 상관시키는 시스템과; 에러 방지 구조에 기초하여 각 데이터 스트림을 해석하는 시스템을 포함하고, 에러 방지 구조가 매크로블록들이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지에 기초하여 각 데이터 스트림을 우선순위화하는 우선순위화 시스템에 의해 결정되는, 다중-우선순위 압축 비디오 데이터를 디코딩하기 위한 디코더 시스템을 제공한다.
제 6 양태에서, 본 발명은, 복수의 매크로블록들 각각이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지에 기초하여 비디오 프레임들내의 매크로블록 데이터에 대한 중요도 값을 결정하기 위한 수단과; 결정된 중요도 값들에 기초하여 매크로블록 데이터를 우선순위화하기 위한 수단을 포함하며, 실행될 때, 압축된 비디오 데이터의 스트림들을 우선순위화하는 기록가능 매체상에 저장된 프로그램 제품을 제공한다.
다른 양태에서, 상술한 각 우선순위화 시스템들 및 방법들은 서로 다른 우선순위의 스트림들에 서로 다른 에러 방지 구조들을 할당하기 위한 시스템을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면과 관련하여, 본 발명의 양호한 예시적 실시예를 설명하며, 도면에서, 유사 참조부호들은 유사 소자들을 나타낸다.
이제, 도 1을 참조하면, 다중-우선순위 코딩 시스템(10)이 도시되어 있다. 시스템(10)은 MPEG 데이터의 비트스트림(18)을 다중-우선순위 스트림들(16)의 세트로 변환하기 위한 인코더(12)와, 비트스트림들의 세트(16)를 해석하기 위한 디코더(14)를 포함한다. 인코더(12)는 MPEG 인코더에 직접적으로 통합되거나, 대안적으로, 이미 인코딩된 MPEG 데이터로 동작할 수 있다. 유사하게, 디코더(14)는 MPEG 디코더에 통합되거나, MPEG 디코더로부터 독립적으로 배치될 수 있다. 인코더(12)에 의해 생성된 다중-우선순위 스트림들(16) 각각은 서로 다른 에러 방지 구조로 인코딩된다. 따라서, 예로서, 데이터가 에러들에 민감한 채널(예로서, 인터넷)을 경유하여 전송되는 경우에, 보다 중요한 데이터는 보다 많은 량의 에러 방지를 허용하도록 보다 큰 양의 대역폭을 제공받을 수 있다. 수신단에서, 디코더(14)는 다중-우선순위 스트림들(16)의 세트를 디코딩하고, 디코딩된 비디오 데이터(20)를 출력한다. 본 양호한 실시예가 MPEG 데이터를 처리하는 것으로서 설명되지만, 본 발명은 예측 코딩(predictive coding)을 사용하는 소정의 데이터 압축 구조(data compression scheme)에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
인코더(12)는 매크로블록 데이터를 검사하여 각 매크로블록 또는 매크로블록들의 세트의 상대적인 중요도를 결정하는 중요도 분석 시스템(22)을 포함한다. 그후, 스트림 우선순위화 시스템(24)이 상기 분석에 기초하여 각 매크로블록 또는 매크로블록들의 그룹에 상대적인 우선순위를 할당한다. 그후, 에러 방지 시스템(25)은 전송을 위한 적절한 에러 방지 구조로 매크로블록 데이터를 복수의 다중-우선순위 스트림들(16) 중 하나로서 인코딩한다.
중요도 분석 시스템(22)은 P 프레임 분석 시스템(26); I 프레임 분석 시스템(28); 부분적인 매크로블록 분석 시스템(27); 간접 분석 시스템(29); 및 나머지 분석 시스템(19)을 포함한다. P 프레임 분석 시스템(26) 및 I 프레임 분석 시스템(28)은 P 및 I 프레임들내의 매크로블록들을 각각 검사하여 매크로블록 데이터의 상대적인 중요도를 결정한다. 특히, P 또는 I 프레임이 분석될 때, 시스템(26 또는 28)은 각 매크로블록을 조직적으로 검사하고, 각 매크로블록(즉, "현재 매크로블록")이 검사될 때, 상대적인 중요도 값이 계산된다. 중요도는 현재 매크로 블록이 얼마나 빈번하게 기준 매크로블록 또는 부분적인 기준 블록으로서 작용하는지에 기초한다(본 발명의 목적을 위해서, 용어 "기준 매크로블록(reference macroblock)"은 완전 또는 부분적인 기준 블록을 포함할 수 있다).
P 및 I 프레임들이 전진 및 후진 예측을 위해 사용되기 때문에, P 프레임 분석 시스템(26) 및 I 프레임 분석 시스템(28)은 이전 및 후속 B 프레임들의 움직임 벡터들과, 후속 P 프레임(적용가능시)을 분석하여 P 또는 I 프레임 중 어느 한쪽내에서 현재 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 판정한다. 중요도 값은 P 또는 I 프레임 중 어느 한쪽내의 현재 매크로블록을 참조하는 대상(target) 매크로블록들의 수(즉, 예측들의 수)에 기초하여 결정된다. 이 프로세스의 예들이 도 2 및 도 3을 참조로 후술된다(특정 P 프레임들에는 I 프레임들이 이어지고, 따라서, 분석 대상 후속 P 프레임을 갖지 않는다).
중요도 분석 시스템(22)이 그 상대적인 우선순위에 대하여 개별 매크로블록들 또는 매크로블록들의 세트들을 분석할 수 있다는 것을 인지하여야 한다(예로서, 전체 프레임이나, 심지어, 화상들의 그룹 같은 프레임들의 세트). 매크로블록들의 세트들이 그 중요도에 대해 분석되는 경우에, 중요도 분석 시스템(22)은 먼저, 사전결정된 구조에 기초하여 매크로블록들의 세트들을 함께 그룹화할 수 있다. 그후, 그 세트내의 각 매크로블록의 중요도 값들을 조합(예로서, 합산, 가중 등)함으로써, 이 세트의 중요도 값이 결정된다. 따라서, 예로서, 각 세트내의 매크로블록들의 누적 중요도(cumulative importance)에 기초하여 우선순위가 판정된다.
중요도 분석 시스템(22)은 기준 매크로블록들이 분석되는 현재 매크로블록과 정확히 일치하지 않을 때(즉, 현재 매크로블록이 부분적인 기준 블록으로서 작용할 때), 매크로블록 중요도를 분석하는 부분적인 매크로블록 분석 시스템(27)을 더 포함한다. 특히, 현재 매크로블록의 단지 일부만이 기준 매크로블록으로서 사용되는 경우에, 부분적인 매크로블록 분석 시스템(27)은 현재 매크로블록과 기준 매크로블록 사이의 중첩(overlap)(화소들에 관한)을 연산한다. 따라서, 예로서, 256 화소들 중 128의 중첩이 존재하는 경우에, 중요도 값은 50%로 스케일링된다. 이 예는 도 5에 관하여 후술된다.
P 프레임내의 매크로블록의 중요도 값을 산출하기 위한 예시적 알고리즘은 하기와 같다.
현재 매크로블록 판독;
중요도_값(현재 매크로블록의)을 0으로 설정;
현재 매크로블록을 참조하는 후속 P 프레임과 B 프레임들내의 대상 매크로블록들을 식별;
각 식별된 매크로블록들에 대하여;
대응하는 기준 매크로블록 검사;
기준 매크로블록이 현재 매크로블록과 정확히 일치하는 경우;
중요도_값=중요도_값+1
그 이외의 경우
화소 중첩 연산(최대값은 16 x 16 = 256);
중요도_값=중요도_값+(화소 중첩/256);
종료
대안적인 실시예로서, 중요도 분석 시스템(22)은 중요도 결정시 후속하는 간접 예측들을 검사하는 간접 분석 시스템(29)도 포함할 수 있다. 간접 분석 시스템(29)은 보다 연산적으로 소모적이기는 하지만, 보다 정확한 평가 구조를 제공한다. 예로서, MPEG 코딩에서, I 프레임들내의 매크로블록들은 P 프레임 매크로블록들을 "직접적으로" 예측하도록 사용되고, P 프레임 매크로블록들은 순차적으로 후속 P 프레임 매크로블록들 및 B 프레임 매크로 블록들을 "간접적으로" 예측하기 위해 사용되는 등등이다. 그래서, I 또는 P 프레임 매크로블록의 중요도 연산시, 중요도 분석 시스템(22)은 직접 예측들의 검사 뿐만 아니라, 후속하는 간접 예측들을 검사하기 위해서도 사용될 수 있다. 따라서, I 매크로블록이 P 프레임내의 매크로블록을 위한 움직임 예측을 위한 기준으로서 작용하고(직접 예측), 이어서, P 프레임 매크로블록이 후속하는 P 및 B 화상들내의 다른 매크로블록들을 위한 기준으로서 작용하는(간접 예측) 경우에, 간접 예측들의 중요도 값들이 추가되거나, 그렇지 않으면 직접 예측의 중요도 값들로 인자화(factor)될 수 있다. 따라서, I 및 P 프레임들 양자 모두내의 매크로블록들 사이의 상대적인 중요도가 연산되고, 이런 결과들에 기초하여 우선순위화가 이루어질 수 있다.
다른 대안적인 실시예로서, 중요도 값은 이산 여현 변환(discrete cosine transform: DCT) 나머지값들에 기초하여 산출(또는, 추가로 산출)될 수 있다. 나머지는 대상 매크로블록과 기준 매크로블록 사이의 차이다. 따라서, 나머지가 작으면 작을수록, 대상 매크로블록이 기준 매크로블록에 보다 근접하게되며, 중요도가 보다 커지게 된다. 따라서, 나머지 분석 시스템(19)은 각 식별된 대상 매크로블록의 나머지를 검사하고, 각 나머지의 함수를 연산할 수 있다(예로서, 절대 또는 가중된 계수들의 합). 그후, 현재 매크로블록의 중요도 값은 예로서, 각 대상 매크로블록으로부터의 나머지 계산 결과의 누적값에 기초하여 계산될 수 있다. 본 실시예는 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 조합되거나, 별개로 사용될 수 있다는 것을 인지하여야 한다.
중요도 값들이 획득되고 나면, 스트림 우선순위화 시스템(24)은 개별 매크로블록들 또는 매크로블록들의 그룹들에 우선순위를 할당한다. 일반적으로, 현재 매크로블록이 대상 매크로블록에 의해 참조되는 예측들의 수가 많으면 많을수록 그우선순위가 커지는데, 그 이유는, 매크로블록이 디코딩된 비디오 스트림의 시각적 품질에 대해 상대적으로 보다 높은 중요도를 갖기 때문이다.
양호한 실시예에서, B 프레임들이 예측 코딩의 기준들로서 사용되지 않기 때문에, B 프레임들내의 매크로블록들이 가장 낮은 우선순위를 할당받는다. 그후, P 프레임들내의 매크로블록들은 상술한 방식으로 개별 P 프레임 매크로블록 데이터가 우선순위화되는 식으로, 상대적으로 보다 높은 우선순위를 할당받는다. 마지막으로, I 프레임들내의 매크로블록들은 다시 매크로블록 데이터가 상술한 방법에 기초하여 추가로 우선순위화되는 식으로 가장 높은 우선순위를 할당받는다.
디코더(14)는 상관 시스템(correlation systme: 21)과 해석 시스템(23)을 포함하는 스트림 디코딩 시스템(30)을 포함한다. 상관 시스템(21)은 각 다중-우선순위 스트림들(16)을 특정 에러 방지 구조와 상관시키고, 해석 시스템(23)은 이 데이터를 해석하여 이에 따라 이를 패키징한다.
이제 도 2를 참조하면, 중요도 값이 P 프레임 매크로블록을 위해 산출되는 방식의 예가 도시되어 있다. MPEG 비디오 데이터(32)의 스트림은 프레임들의 시퀀스(P, B, B, P, B, B, P)로 구성되는 것으로 도시되어 있다. 상술한 방법에 따라서, P 프레임(33)내의 매크로블록 데이터가 그 중요도에 대하여 분석된다. 특히, 현재 매크로블록(31)은 현재 매크로블록(31)이 얼마나 빈번히 이전 및 후속 B 프레임들(70)의 대상 매크로블록들 및 후속 P 프레임(34)내의 대상 매크로블록들에 대한 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정하기 위해 검사된다(화살표로 도시된 바와 같이). 볼 수 있는 바와 같이, 현재 매크로블록(31)은 9 매크로블록들(대각선이 그려진 사각형들로서 도시됨)에 대한 기준 매크로블록으로서 작용한다. 대상 매크로블록들은 이웃 프레임들(70 및 34)내의 16 x 16 블록들(미도시) 중 소정의 하나일 수 있다. 현재 매크로블록(31)과 대응하는 기준 매크로블록 사이의 정확한 일치를 가정하면, 매크로블록은 9의 중요도 값을 할당받는다. 따라서, 매크로블록(31)은 P 프레임(33)내의 다른 매크로블록들에 비해 이 값에 기초한 상대적인 우선순위를 할당받는다. 이 경우에, 후속 P 프레임(34)은 P 프레임(33)을 따른다는 것을 주목하여야 한다. 다른 경우들(미도시)에 있어서, P 프레임(33)은 I 프레임에 이어질 수 있고, 이 경우에, 후속 I 프레임은 대상 매크로블록들에 대하여 분석되지 않는다.
이하, 도 3을 참조하면, I 프레임 매크로블록을 위해 중요도 값이 계산되는 방식의 유사한 예가 도시되어 있다. 이 경우에, 프레임들(38)의 스트림(P, B, B, I, B, B, P)이 도시되어 있으며, I 프레임(38)의 매크로블록 데이터가 분석되어 I 프레임(36)내의 각 매크로블록의 상대적인 우선순위를 결정한다. 다시, 여기서, 대상 매크로블록들은 후속 P 프레임 및 이웃 B 프레임들내의 움직임 벡터들을 검사함으로써 식별된다. 이 경우에, 현재 매크로블록에 의해 예측되는 9 대상 매크로블록들이 존재한다. 현재 매크로블록(35)과 대응하는 기준 매크로블록 사이의 정확한 일치를 가정하면, 현재 매크로블록(35)에 9의 중요도 값이 할당된다.
이제, 도 4를 참조하면, 간접 분석 시스템(29)을 사용하는 대안적인 실시예를 위해 중요도 값이 계산되는 방식의 예가 도시되어 있다. 특히, 프레임들(40)의 스트림(P, B, B, P, B, B, P)이 도시되어 있으며, P 프레임(42)내의 매크로블록 데이터가 상대적인 우선순위를 결정하기 위해 분석된다. 현재 매크로블록(41)은 B 프레임(44) 및 P 프레임(46) 양자 모두의 총 5 대상 매크로블록들에 대한 기준 블록으로서 작용한다는 것을 볼 수 있다. 부가적으로, P 프레임(46)내의 대상 매크로블록(43)은 B 프레임(48) 및 P 프레임(50)내의 총 6 간접 대상 매크로블록들에 대한 "간접" 기준으로서 추가로 작용한다. P 프레임(46)내의 어떠한 다른 대상 매크로블록들도 기준 매크로블록들로서 작용하지 않는 것을 가정하면, P 프레임(42)의 현재 매크로블록(41)의 중요도 값은 11이다. 비록 도시되지는 않았지만, 간접 계산들의 보다 복잡한 체인이 사용될 수 있다. 예로서, P 프레임(50)내의 대상 매크로블록들은 그들이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지 등을 결정하기 위해 추가로 검사될 수 있다.
이제, 도 5를 참조하면, 부분적인 매크로블록 분석 시스템(27)에 의해 부분적인 기준 블록이 고려되는 방식의 예가 도시되어 있다. 특히, 프레임(52)(예로서, I 또는 P)은 중요도에 대해 분석되는 현재 매크로블록(54)과, 현재 매크로블록(54)과 정확히 일치하지 않는 기준 매크로블록(56) 및 매크로블록(54)과 기준 매크로블록(56)이 일치하는 부분을 나타내는 중첩부(60)를 포함한다. 본 실시예에서, 현재 매크로블록(54)내의 화소들 중 단지 25%가 다른 프레임들내의 대상 매크로블록들을 위한 기준 매크로블록으로서 사용된다. 따라서, 이 특정 매크로블록의 중요도 값은 중첩을 고려하여 스케일링될 수 있다(예로서, 25%로).
본 명세서에 기술된 시스템들, 기능들, 방법들 및 모듈들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 이들은 본 명세서에 기술된 방법들을 수행하기 위해 적응된 소정 유형의 컴퓨터 시스템 또는 다른 장치에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 전형적인 조합은 로딩 및 실행시 컴퓨터 시스템이 본 명세서에 기술된 방법들을 수행하도록 컴퓨터 시스템을 제어하는 컴퓨터 프로그램을 가진 범용 컴퓨터 시스템일 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 기능적 임무들 중 하나 또는 그 이상을 수행하도록 특수화된 하드웨어를 포함하는 특정 용도 컴퓨터가 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품으로도 구현될 수 있으며, 이는 본 명세서에 기술된 방법들 및 기능들의 구현을 가능하게하는 모든 특징들을 포함하며, 이는, 컴퓨터 시스템에 로딩되었을 때, 이들 방법들 및 기능들을 수행할 수 있다. 본 명세서에서, 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 프로그램, 프로그램, 프로그램 제품 또는 소프트웨어는 직접적으로, 또는, (a) 다른 언어, 코드 또는 표기로의 변환 및/또는 (b) 상이한 자료 형태로의 재생 중 어느 한쪽 또는 양자 모두 이후에, 시스템이 특정 기능을 수행하기 위한 정보 처리 기능을 가지게하도록 의도된 지령들의 세트의 소정의 언어, 코드 또는 표기로 이루어진 소정의 표현을 의미한다.
본 발명의 양호한 실시예들의 상술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제공된 것이다. 이들은 기술된 엄밀한 형태에 본 발명을 제한하거나 완전히 기술해내는 것을 목적으로 하지 않으며, 상기 개시들을 토대로 다수의 변형들 및 변용들이 가능하다는 것은 명백하다. 본 기술 분야의 숙련자들에게 명백한 이런 변형들 및 변용들은 첨부된 청구항에 규정된 바와 같은 본 발명의 범주내에 포함된다.

Claims (33)

  1. 압축된 비디오 데이터의 스트림들(streams:16)에 우선순위를 할당하기 위한 방법에 있어서,
    각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지에 기초하여, 비디오 프레임 내의 각 매크로블록의 상대적인 중요도를 결정하는 단계; 및
    상기 상대적인 중요도에 기초하여 상기 비디오 프레임 내의 상기 매크로블록들 각각을 우선순위화(prioritizing)하는 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    현재 P 프레임(33)을 판독하는 단계; 및
    이전 및 후속 B 프레임들(70)로부터, 그리고 존재한다면 후속 P 프레임(34)으로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 P 프레임 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 상기 B 및 P 프레임들 내의 대상(target) 매크로블록들에 대한 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 결정 단계는 상기 후속 P 프레임 내의 대상 매크로블록들이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지를 결정하는 추가적인 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    현재 I 프레임(36)을 판독하는 단계; 및
    이전 및 후속 B 프레임들로부터, 그리고 후속 P 프레임들로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 I 프레임 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 상기 B 및 P 프레임들 내의 대상 매크로블록들에 대한 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 결정 단계는 상기 후속 P 프레임 내의 대상 매크로블록들이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지를 결정하는 추가적인 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    B 프레임 데이터에 가장 낮은 상대적인 우선순위를 할당하는 추가적인 단계;
    P 프레임 데이터에 B 프레임 데이터 보다 상대적으로 높은 우선순위를 할당하는 추가적인 단계; 및
    I 프레임 데이터에 P 프레임 데이터 보다 상대적으로 높은 우선순위를 할당하는 추가적인 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 현재 매크로블록이 부분적인 기준 매크로블록으로서 작용하는 경우에,
    상기 현재 매크로블록(54) 및 대응하는 기준 매크로블록(56) 사이의 화소 중첩(pixel overlap:60)의 양을 결정하는 단계; 및
    상기 화소 중첩의 양에 기초하여 상기 현재 매크로블록(54)의 상대적인 중요도를 스케일링(scaling)하는 단계를 구현하는, 우선순위 할당 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 우선순위화 단계에 기초하여 복수의 스트림들 중 하나에 각 매크로블록을 할당하는 추가적인 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 각 매크로블록의 상기 상대적인 중요도는 상기 매크로블록의 복수의 나머지 이산 여현 변환(residual discrete consine transform: DCT) 계수들의 값들에 기초하여 추가로 결정되는, 우선순위 할당 방법.
  10. 압축된 비디오 데이터의 스트림들(16)에 우선순위를 할당하기 위한 방법에 있어서,
    각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지에 기초하여 복수의 비디오 프레임들 내의 각 매크로블록에 대한 중요도 값을 결정하는 단계;
    매크로블록들의 세트들로 매크로블록들을 그룹화하고, 각 세트 내에서 상기 매크로블록들의 상기 중요도 값들을 조합하는 단계; 및
    상기 조합된 중요도 값들에 기초하여 매크로블록들의 각 세트를 우선순위화하는 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 매크로블록들의 각 세트는 비디오 데이터의 완전한 프레임을 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    현재 P 프레임(33)을 판독하는 단계; 및
    이전 및 후속 B 프레임들(70)로부터, 그리고 존재한다면 후속 P 프레임(34)으로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 P 프레임 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    현재 I 프레임(36)을 판독하는 단계; 및
    이전 및 후속 B 프레임들로부터, 그리고 후속 P 프레임으로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 I 프레임(36) 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 매크로블록들의 각 세트는 화상들의 그룹을 포함하는, 우선순위 할당 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 현재 매크로블록이 부분적인 기준 매크로블록으로서 작용하는 경우에,
    상기 현재 매크로블록(54) 및 대응하는 기준 매크로블록(56) 사이의 화소 중첩(60)의 양을 결정하는 단계; 및
    상기 화소 중첩의 양에 기초하여 상기 현재 매크로블록(54)의 상대적인 중요도를 스케일링하는 단계를 구현하는, 우선순위 할당 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 각 매크로블록의 상기 상대적인 중요도는 상기 매크로블록의 복수의 나머지 이산 여현 변환(DCT) 계수들의 값들에 기초하여 추가로 결정되는, 우선순위 할당 방법.
  17. 압축된 비디오 데이터의 스트림들을 인코딩하기 위한 시스템(12)에 있어서,
    각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지에 기초하여 비디오 프레임 내의 각 매크로블록에 대한 중요도 값을 결정하기 위한 중요도 분석 시스템(importance analysis system: 22); 및
    각 매크로블록에 대해 결정되는 상기 중요도 값에 기초하여 상기 비디오 프레임 내의 상기 매크로블록들 각각을 우선순위화하기 위한 시스템(24)을 포함하는, 인코딩 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 중요도 분석 시스템(22)은 이전 및 후속 B 프레임들로부터, 그리고 존재한다면 후속 P 프레임으로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 P 프레임 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정하는 P 프레임 분석 시스템(26)을 포함하는, 인코딩 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 중요도 분석 시스템(22)은 상기 후속 P 프레임 내의 매크로블록들이 얼마나 빈번히 다른 비디오 프레임들에 의해 참조되는지를 결정하는 간접 분석 시스템(indirect analysis system: 29)을 더 포함하는, 인코딩 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 중요도 분석 시스템(22)은 이전 및 후속 B 프레임들로부터, 그리고 후속 P 프레임으로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 I 프레임(36) 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정하는 I 프레임 분석 시스템(28)을 포함하는, 인코딩 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 중요도 분석 시스템(22)은 상기 후속 P 프레임 내의 대상 매크로블록들이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지를 결정하는 간접 분석 시스템(29)을 더 포함하는, 인코딩 시스템.
  22. 제 17 항에 있어서, 각 매크로블록에 할당되는 우선순위에 기초하여 매크로블록 데이터의 스트림에 에러 방지(error protection)를 추가하는 에러 방지 시스템(25)을 더 포함하는, 인코딩 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 매크로블록 데이터의 스트림들을 압축된 데이터의 단일 스트림으로 디코딩하는 스트림 디코딩 시스템(30)을 더 포함하는, 인코딩 시스템.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 시스템(12)은 현재 매크로블록(54)과 기준 매크로블록(56) 사이의 중첩(60)을 연산하고, 상기 중첩에 기초하여 상기 중요도 값을 스케일링하는 부분적인 매크로블록 분석 시스템(27)을 더 포함하는, 인코딩 시스템.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 매크로블록의 복수의 나머지 이산 여현 변환(DCT) 계수들의 값들에 기초하여 각 매크로블록의 상기 중요도 값을 추가로 결정하는 나머지 분석 시스템(19)을 더 포함하는, 인코딩 시스템.
  26. 압축된 비디오 데이터의 스트림들을 우선순위화하기 위한 시스템(10)에 있어서,
    각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지에 기초하여 복수의 비디오 프레임들 내의 각 매크로블록에 대한 중요도 값을 결정하기 위한 시스템(22);
    매크로블록들의 세트들로 매크로블록들을 그룹화하고, 각 세트 내의 매크로블록들에 대한 상기 중요도 값들을 조합하기 위한 시스템; 및
    상기 조합된 중요도 값들에 기초하여 매크로블록들의 세트들을 우선순위화하기 위한 시스템(24)을 포함하는, 우선순위화 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서, 매크로블록들의 각 세트는 비디오 데이터의 완전한 프레임을 포함하는, 우선순위화 시스템.
  28. 제 26 항에 있어서, 매크로블록들의 각 세트는 화상들의 그룹을 포함하는, 우선순위화 시스템.
  29. 제 26 항에 있어서, 현재 매크로블록(54)과 기준 매크로블록(56) 사이의 중첩(60)을 연산하고, 상기 중첩에 기초하여 상기 중요도 값을 스케일링하는 부분적인 매크로블록 분석 시스템(27)을 더 포함하는, 우선순위화 시스템.
  30. 제 26 항에 있어서, 상기 매크로블록의 복수의 나머지 이산 여현 변환(DCT) 계수들의 값들에 기초하여 각 매크로블록의 상기 중요도 값을 추가로 결정하는 나머지 분석 시스템(19)을 더 포함하는, 우선순위화 시스템.
  31. 다중-우선순위 압축 비디오 데이터(multi-priority compressed video data)를 디코딩하기 위한 디코더 시스템(14)에 있어서,
    복수의 데이터 스트림들 각각에 에러 방지 구조(error protection scheme)를 상관시키는 시스템(21); 및
    상기 에러 방지 구조에 기초하여 각 데이터 스트림을 해석하는 시스템(23)을 포함하고,
    상기 에러 방지 구조는 매크로블록들이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지에 기초하여 각 데이터 스트림을 우선순위화하는 우선순위화 시스템에 의해 결정되는, 디코딩 시스템.
  32. 실행될 때, 압축된 비디오 데이터의 스트림들(16)을 우선순위화하는 기록가능 매체 상에 저장된 프로그램 제품(12)에 있어서,
    복수의 매크로블록들 각각이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록들로서 작용하는지에 기초하여 비디오 프레임들내의 매크로블록 데이터를 위한 중요도 값을 결정하기 위한 수단(22); 및
    상기 결정된 중요도 값들에 기초하여 매크로블록 데이터를 우선순위화하기 위한 수단(24)을 포함하는, 프로그램 제품.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 결정 수단(22)은,
    이전 및 후속 B 프레임들(70)로부터, 그리고 존재한다면 후속 P 프레임(34)으로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 P 프레임(33) 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정함으로써 현재 P 프레임(33)을 분석하기 위한 수단(26); 및
    이전 및 후속 B 프레임들로부터, 그리고 후속 P 프레임으로부터 움직임 벡터들을 검사하여, 상기 현재 I 프레임(36) 내의 각 매크로블록이 얼마나 빈번히 기준 매크로블록으로서 작용하는지를 결정함으로써 현재 I 프레임(36)을 분석하기 위한 수단(28)을 포함하는, 프로그램 제품.
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