KR20040011100A - 개선된 비트율 제어 방법과 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상 부호화시 사용되는 비트율 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 비트율 제어 방법은 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과; 상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 결정하기 위한 과정과; 상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과; 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하고, 상기 측정된 화질에 기초하여 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 판단하여 부호화된 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정과; 상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부로부터의 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호에 기초하여, 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 제어하는 과정을 포함하도록 하며, 부호화된 비트 스트림의 화질을 고려하여 비트율을 제어함으로써, 일정한 비트율을 유지함과 동시에 적절한 화질이 유지되도록 하는 효과가 있다.

Description

개선된 비트율 제어 방법과 그 장치{Advanced method for rate control and apparatus thereof}
본 발명은 동영상 부호화를 위한 비트율 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 일정한 비트율을 유지함과 동시에 화질 또한 일정하게 유지하기 위한 비트율 제어 장치 및 그 방법과 상기 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체에 관한 것이다.
일반적으로 동영상을 부호화하는 경우, 화면의 특성에 따라 부호기에서 발생되는 비트량이 가변되기 때문에, 부호기(encoder)가 일정한 전송 속도를 갖는 전송 채널을 통하여 동영상 정보를 실시간으로 전송하기 위해서는 부호화되어 전송되는 영상 정보를 일정한 비트율로 맞추어 주는 작업이 필요하다. 이를 위해, 일정한 크기를 갖는 버퍼를 사용하여 부호화된 영상 정보를 저장해 두었다가 이를 일정한 전송 속도로 복호기에 전송한다. 이때, 버퍼의 모자람(underflow) 또는 넘침(overflow)이 발생하지 않도록 하기 위해 부호기를 제어하는 방법을 비트율 제어 방법이라 한다.
비트 율 제어는 일정 시간 간격으로 입력되는 영상 데이터를 프레임 단위로 제어하는 프레임 단위 비트율 제어 방법과 입력 영상을 일정한 크기의 블록, 즉 매크로블록 단위로 나누어 각 매크로 블록 단위로 제어하는 방법으로 구분될 수 있다.
도 1은 종래의 프레임 단위의 비트율 제어 방식에 따른 비트율 제어 장치를도시하는 블록도이다.
초기값 계산부(110)는 요구되는 전송 속도(bit rate)와 부호화 하려는 영상의 초당 입력 프레임 수(frame rate) 등을 입력 받아 비트율 제어에 필요한 초기값을 계산하여 목표 부호화 비트 수 계산부(120)로 전송한다. 일반적으로, 초기값 계산은 부호화 시작 단계에서 단 한번 수행된다.
목표 부호화 비트수 계산부(120)는 상기 초기값 계산부(110)에서 계산된 초기값들을 이용하여, 프레임 당 할당 가능한 비트 수를 계산하고, 계산된 프레임당 할당 가능한 비트 수와 버퍼(140)의 상태를 고려하여 넘침이나 모자람이 발생하지 않도록 현재 부호화하는 프레임의 목표 부호화 비트수를 계산한다. 이때, 프레임당 할당 가능한 비트 수는 요구되는 전송 속도를 맞추기 위한 총 비트 수에서 이미 부호화하여 사용해 버린 비트 수를 빼고 남은 비트수를 남아있는 프레임수로 나눔으로써 구할 수 있다. 또한, 버퍼의 상태는 버퍼(140)로부터 직접 입력받을 수도 있고, 전송 속도와 이전 프레임의 부호화 비트 수 및 이전 프레임에서의 버퍼 상태로부터 계산할 수 있다.
비트율 제어 및 부호화부(130)는 목표 부호화 비트수 계산부(120)에서 입력받은 목표 부호화 비트수에 근접한 부호화된 비트 스트림을 출력하도록 부호화 과정을 제어한다. 이에 대해서는, 도 2를 참조하여 후술한다.
버퍼(140)는 부호화된 비트 스트림을 입력받아 이를 저장하였다가 전송 선로를 통하여 복호기(도시되지 않음)로 전송한다.
다음 프레임 스킵 제어부(150)는 한 프레임에 대한 부호화 과정이 종료한후, 버퍼(140)로부터 현재 버퍼 점유 상태에 대한 정보를 입력받아, 현재 버퍼에 비트 스트림이 채워져 있는 상태가 일정 한도를 넘어선다고 판단되는 경우, 버퍼의 넘침으로 인한 영상 정보의 손실을 막기 위해 다음 입력 프레임을 부호화하지 않도록 프레임 스킵 제어 신호를 생성하여, 생성된 프레임 스킵 제어 신호를 제어부(160)에 한다.
제어부(160)는 전체 부호화 과정을 제어하는 역할을 하며, 특히 비트율 제어를 위해 상기 프레임 스킵 제어 신호를 입력받아 다음 입력 프레임의 부호화 여부를 결정한다.
도 2는 도 1의 비트율 제어 및 부호화부(130)의 구성을 도시하는 블록도로서, 비트율 제어 및 부호화를 나타낸다.
양자화 파라미터 계산부(quantization parameter calculation)(210)는 목표 부호화 비트수 계산부(120)로부터 목표 부호화 비트수를 입력 받고, 모델 파라미터 갱신부(model parameter update)(230)로부터 양자화 파라미터를 계산하기 위한 모델 파라미터를 입력받아 양자화 파라미터를 계산한다. 계산된 양자화 파라미터는 부호화부(220) 및 모델 파라미터 갱신부(230)에서 사용된다.
부호화부(220)는 양자화 파라미터 계산부(210)에서 계산된 양자화 파라미터를 입력받아 실제 부호화를 수행하고, 부호화된 비트 스트림을 버퍼(140)로 전송한다. 또한, 부호화부(220)는 상기 부호화된 비트 스트림의 크기를 모델 파라미터 갱신부(230)로 전송한다.
모델 파라미터 갱신부(230)는 양자화 파라미터 계산부(210)에서 계산된 양자화 파라미터 정보와 부호화부(220)에서 부호화된 비트 스트림의 크기 정보를 이용하여 모델 파라미터를 갱신한다. 즉, 모델 파라미터 갱신부(230)에서는 이미 사용된 양자화 파라미터 값과 이에 따라 부호화된 비트 스트림의 크기를 이용하여 모델 파라미터를 갱신한다. 이때, 이용되는 정보는 현재 부호화된 프레임과 시간적으로 가까이 있는 것들을 기준으로 슬라이딩 윈도우(sliding window)를 적용하여, 슬라이딩 윈도우 범위내의 프레임에 대해 사용된 양자화 파라미터 정보와 부호화된 비트 스트림의 크기 정보이다. 이와 같이, 모델 파라미터 갱신부(230)는 슬라이딩 윈도우 방식을 채택하여 현재 프레임까지 소정 수의 부호화된 프레임에 대한 정보를 반영하여 모델을 갱신한다.
이와 같이, 종래 기술에서는 전송 선로에 의한 전송율을 효율적으로 맞추기 위해 버퍼의 상태에 따라 다음으로 부호화되는 프레임의 부호화를 스킵하는 것을 특징으로 한다. 하지만, 종래 기술에서는 입력되는 영상 데이터의 특성에 대한 고려 없이 부호기의 버퍼 상태만을 고려하기 때문에, 입력되는 영상 데이터의 특성이 변하여 적용하던 모델이 잘 맞지 않게 되었을 경우, 부호화된 프레임의 화질이 나빠지거나, 또는 잘못 선택된 양자화 파라미터 값에 의해 과다한 비트 수를 사용함으로써 이후의 프레임들에 할당되는 비트 수가 줄어들어 화질이 나빠지게 되는 것을 방지하지 못하게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 기술적 과제는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여 일정 수준 이상의 화질 열화를 방지하면서 비트율을 제어할 수 있는 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 또 다른 기술적 과제는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여 부호화된 현재 프레임의 화질 측정을 통해 모델 파라미터를 갱신함으로써, 현재 프레임 이후의 프레임들에 대해 보다 정확한 RD 모델(rate distortion model)이 적용될 수 있도록 하는 개선된 비트율 제어 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 비트율 제어 장치를 도시하는 블록도
도 2는 도 1에 도시된 종래의 비트율 제어 장치의 비트율 제어 및 부호화부를 도시하는 블록도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비트율 제어 장치를 도시하는 블록도
도 4는 도 3에 도시된 비트율 제어 및 부호화부를 도시하는 블록도
도 5는 도 3에 도시된 현재 프레임 및 프레임 스킵 결정부를 도시하는 블록도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비트율 제어 방법을 도시하는 플로우차트
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비트율 제어 장치를 도시하는 블록도
도 8은 도 7에 도시된 화질 측정부 및 모델 파라미터 정보 생성부를 도시하는 블록도
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비트율 제어 방법을 도시하는 플로우차트
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 비트율 제어 장치는 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 초기값 설정 수단과; 상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 결정하기 위한 목표 비트 값 계산부와; 상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 비트율 제어 및 부호화 수단과; 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하고, 상기 측정된 화질에 기초하여 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 판단하여 부호화된 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부와; 상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부로부터의 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호에 기초하여, 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 비트율 제어 방법은비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과; 상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 결정하기 위한 과정과; 상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과; 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하고, 상기 측정된 화질에 기초하여 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 판단하여 부호화된 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정과; 상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부로부터의 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호에 기초하여, 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록 매체는 비트율 제어 장치에 있어서 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과; 상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 결정하기 위한 과정과; 상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과; 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하고, 상기 측정된 화질에 기초하여 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 판단하여 부호화된 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정과; 상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부로부터의 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호에 기초하여, 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 제어하는 과정을 실현시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 비트율 제어 장치는 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 초기값 설정 수단과; 상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 결정하기 위한 목표 비트 값 계산 수단과; 상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 비트율 제어 및 부호화 수단과; 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 화질 측정 수단과; 상기 측정된 화질이 소정의 기준 화질 범위 내인지 여부를 비교하여, 상기 측정된 화질이 상기 소정의 기준 화질 범위를 벗어나는 경우, 비트율 제어를 위한 비트율 제어 정보를 생성하여 상기 비트율 제어 및 부호화 수단으로 전송하는 비트율 제어 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 비트율 제어 방법은 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과; 상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 결정하기 위한 과정과; 상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과; 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 과정과; 상기 측정된 화질이 소정의 기준 화질 범위 내인지 여부를 비교하여, 상기 측정된 화질이 상기 소정의 기준 화질 범위를 벗어나는 경우, 비트율 제어를 위한 비트율 제어 정보를 갱신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 비트율 영상 장치에 있어서 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과; 상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 결정하기 위한 과정과; 상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과; 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 과정과; 상기 측정된 화질이 소정의 기준 화질 범위 내인지 여부를 비교하여, 상기 측정된 화질이 상기 소정의 기준 화질 범위를 벗어나는 경우, 비트율 제어를 위한 비트율 제어 정보를 갱신하는 과정을 실현 시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비트율 제어 장치를 도시하는 블록도이다.
초기값 계산부(310)는 요구되는 전송 속도와 부호화 하려는 영상의 초당 입력 프레임 수 등을 입력 받아 비트율 제어에 필요한 초기값을 계산하여 목표 부호화 비트 수 계산부(320)로 전송한다.
목표 부호화 비트수 계산부(320)는 상기 초기값 계산부(310)에서 계산된 초기값들을 이용하여, 프레임 당 할당 가능한 비트수를 계산하고, 계산된 프레임당 할당 가능한 비트 수와 버퍼(360)의 상태를 고려하여 넘침이나 모자람이 발생하지 않도록 현재 부호화하는 프레임의 목표 부호화 비트수를 계산한다. 본 실시예에서는, 프레임당 할당 가능한 비트 수는 요구되는 전송 속도를 맞추기 위한 총 비트 수에서 이미 부호화하여 사용해 버린 비트 수를 빼고 남은 비트수를 나머지 프레임개수로 나누어 구한다. 하지만, 선택적으로 상기 프레임당 할당 가능한 비트 수는 버퍼(360)로부터 버퍼 점유 상태 정보를 입력받아 계산하는 것도 가능하다.
비트율 제어 및 부호화부(330)는 목표 부호화 비트수 계산부(320)에서 입력받은 목표 부호화 비트수에 근접한 부호화된 비트 스트림을 출력하도록 부호화 과정을 제어한다. 이에 대해서는, 도 4를 참조하여 후술한다.
현재 프레임 화질 측정 및 프레임 스킵 결정부(340)는 비트율 제어 및 부호화부(330)에서 부호화된 프레임의 화질을 측정하여, 측정된 화질이 기준 화질 이하인 경우 현재 프레임 스킵 제어 신호를 생성하여, 제어부(350)로 전송한다.
즉, 현재 프레임 화질 측정 및 프레임 스킵 결정부(340)에서 측정한 부호화된 현재 프레임의 화질이 기준 화질 이하로 열화 되었다는 것은 현재 프레임에 할당된준 비트 수가 부족했다는 것을 의미하기 때문에, 이 경우 이후에 부호화되는 프레임에 할당되는 비트 수가 또 다시 부족하게될 가능성이 높게 된다. 이러한 경우, 이미 열화된 프레임 (예를 들어, I, P 프레임)에 기초하여 다음 프레임 (예를 들어, P, B 프레임)을 부호화하는 경우, 이후의 프레임들의 화질에 나쁜 영향을 미치게된다.
따라서, 본원 발명은 이러한 점을 고려하여, 부호화된 현재 프레임의 화질이 기준 화질 이하로 열화된 경우, 현재 프레임 화질 측정 및 프레임 스킵 결정부(340)는 영상의 화질이 과도하게 떨어지는 것을 방지하기 위해 부호화된 현재 프레임을 스킵하기 위한 현재 프레임 스킵 제어 신호를 생성하여 제어부(350)로 전송하고, 제어부(350)는 프레임 스킵 제어 신호에 기초하여 부호화된 현재 프레임을 스킵한다.
제어부(350)는 전체 부호화 과정을 제어하는 역할을 하며, 특히 비트율 제어를 위해 현재 프레임 화질 측정 및 프레임 스킵 결정부(340)로부터의 현재 프레임 스킵 제어 신호를 입력받아 부호화된 현재 프레임의 스킵 여부를 결정한다.
이로써, 비트율 제어 장치는 상기 부호화된 현재 프레임 스킵을 통해 확보한 만큼의 비트 수를 이후에 부호화되는 프레임들에 할당함으로써, 비트 수의 부족 현상을 완화하여 화질의 열화 방지가 가능하게 된다.
버퍼(360)는 비트율 제어 및 부호화부(330)로부터 부호화된 비트 스트림을 입력받아 이를 저장하였다가 전송 선로를 통하여 복호기(도시되지 않음)로 전송한다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 비트율 제어 장치는 다음 프레임 스킵 결정부(370)를 추가적으로 채용하여 버퍼(360)의 상태에 따라 다음 프레임의 부호화를 제어하도록 하는 것도 가능하다. 다음 프레임 스킵 결정부(370)는 현재 프레임에 대한 부호화 과정이 종료한 후, 버퍼(360)로부터 현재 버퍼 점유 상태 정보를 입력받아, 현재 버퍼에 비트 스트림이 채워져 있는 상태가 일정 한도를 넘어서는 경우, 버퍼의 넘침으로 인한 영상 정보의 손실을 막기 위해 다음에 입력되는 프레임을 부호화하지 않도록 제어부(350)에 프레임 스킵 제어 신호를 전송한다.
이때, 제어부(350)는 다음 프레임 스킵 결정부(370)로부터 다음 프레임 스킵 제어 신호에 따라 다음 프레임의 부호화 여부를 제어한다.
도 4는 도 3의 비트율 제어 및 부호화부(330)의 구성을 도시하는 블록도로서, 비트율 제어 및 부호화 과정을 보여준다.
양자화 파라미터 계산부(410)는 목표 부호화 비트수 계산부(320)에서 계산된 목표 부호화 비트수를 입력받고, 모델 파라미터 갱신부(430)로부터 양자화 파라미터를 계산하기 위한 모델 파라미터를 입력받아 양자화 파라미터를 계산한다. 계산된 양자화 파라미터는 부호화부(420) 및 모델 파라미터 갱신부(430)에서 사용된다.
부호화부(420)는 양자화 파라미터 계산부(410)에서 계산된 양자화 파라미터를 입력받아 실제 부호화를 수행하고, 부호화된 비트 스트림을 버퍼(360)로 전송하고, 상기 부호화된 비트 스트림의 크기를 모델 파라미터 갱신부(430)로 전송하는 기능을 수행한다. 아래에서는, 부호화부(420)를 간략히 설명한다.
DCT(Discrete Cosine Transform)부(421)는 8 ×8 화소 블록 단위로 입력되는 영상 비트 스트림에 대해 DCT 연산을 수행하고, 양자화부(Quantization: Q)(422)는 DCT부(421)에서 얻어진 DCT 계수에 대해 양자화 파라미터 계산부(410)에서 계산된 양자화 파라미터를 이용하여 양자화를 수행하여, 몇 개의 대표 값으로 표현함으로써, 고효율 손실 압축을 수행한다.
역양자화부(Inverse Quantization: IQ)(423)는 양자화부(422)에서 양자화된 영상 데이터를 역양자화한다. IDCT부(424)는 역양자화부(423)에서 역양자화된 영상 데이터에 대해 IDCT(Inverse Discrete Cosine Transform) 변환을 수행하고, 선택적으로 IDCT 변환된 비트 스트림을 현재 프레임 화질 측정 및 프레임 스킵 결정부(340)로 전송한다.
프레임 메모리부(425)는 IDCT부(424)에서 IDCT 변환된 영상 데이터를 프레임 단위로 저장한다. 움직임 추정부(Motion Estimation: ME)(426)는 입력되는 현재 프레임의 영상 데이터와 프레임 메모리부(425)에 저장된 이전 프레임의 영상 데이터를 이용하여 매크로 블록당 움직임 벡터(MV)를 계산한다.
가변 길이 부호화부(variable length coding: VLC)(427)는 입력된 비트 스트림에 대해 가변 길이 부호화를 수행하여 부호화된 비트 스트림을 버퍼(360)로 전송하고, 부호화된 비트 스트림의 크기 정보를 모델 파라미터 갱신부(430)로 전송한다.
도 5는 도 3의 현재 프레임 화질 측정 및 프레임 스킵 결정부(340)의 구성을 도시하는 블록도이다.
평균 제곱 오차 계산부(mean square error: MSE)(520)는 외부로부터 입력 받은 원 영상 비트 스트림과, 도 4의 부호화부(420)의 IDCT부(424)로부터 복호화된 비트 스트림을 전송 받아 아래 수학식 1에 따라 평균 제곱 오차를 계산한다.
여기에서, xi,j및 x'i,j는 각각 크기가 M ×M인 원 영상 비트 스트림의 화소와 복호화된 영상의 대응하는 화소를 나타낸다.
본 실시예에서는 복호화된 비트 스트림을 부호화부(420)의 IDCT부(424)로부터 전송 받아 사용하였지만, 선택적으로 도 5에 도시된 바와 같이 부가적인 복호화부(510)을 사용하여 복호화된 비트 스트림을 얻도록 하는 것도 가능하다.
PSNR 계산부(530)는 아래 수학식 2에 따라 현재 프레임, 즉 i 번째 프레임의 PSNR을 계산한다.
여기에서, MSEi는 i 번째 프레임의 평균 제곱 오차이며, P-P는 원 영상의 첨두치 간격(peak-to-peak)을 나타낸다. 본 실시예에서는 PSNR을 이용하여 부호화된 현재 프레임의 화질을 측정하였지만, 선택적으로 아래 수학식 3에 따른 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 사용하는 것도 가능하다.
여기에서, σx는 원 영상의 분산 값을 의미한다.
아래에서는, 상기 수학식 3에 따라 구해지는 PSNR을 이용하여 부호화된 현재 프레임의 화질을 측정하는 것을 설명한다.
PSNRW계산부(540)는 PSNRi계산부(530)로부터 입력 받은 이전에 부호화된 프레임들에 대해 슬라이딩 윈도우를 적용하여 기준 PSNR, 즉 PSNRW를 계산한다. PSNRW는 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들의 PSNR 평균 값에서 KdB 낮거나 높은 값으로 결정된다. 여기에서, 상수 K는 입력되는 영상의 특성을 고려하여 임의로 설정될 수 있는 값이다.
PSNRW계산부(540)는 매 프레임이 부호화될 때 마다 계산되는 PSNR 값을 슬라이딩 윈도우 범위내에서 누적하여 아래 수학식 4 에 따라 제1 기준 PSNR 값을 갱신한다.
여기에서, PSNRlower-threshold 는 부호화된 현재 프레임의 스킵 여부를 결정하기 위한 제1 기준 PSNR이고, WPSNR은 슬라이딩 윈도우의 크기, PSNRi는 i 번째 프레임의 PSNR이다.
PSNR 비교 및 현재 프레임 스킵 결정부(550)는 부호화된 현재 프레임의 PSNR과 제1 기준 PSNR 값을 비교하여, 현재 프레임의 PSNR이 제1 기준 PSNR 보다 작은 경우 현재 프레임 스킵 신호를 생성하여 제어부(350)로 전송한다.
제어부(350)는 PSNR 비교 및 현재 프레임 스킵 결정부(550)로부터의 현재 프레임 스킵 제어 신호를 수신 받아 비트율 제어 및 부호화부(330)에서 부호화된 현재 프레임을 스킵하고, 이에 따라 얻어진 비트를 다음 프레임의 부호화에 할당한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비트율 제어 방법을 도시하는 블록도이다.
단계 610에서는 요구되는 전송 속도와 부호화 하려는 영상의 초당 입력 프레임 수 등을 입력받아 비트율 제어에 필요한 초기값을 계산한다.
단계 620에서는 단계 610에서 계산된 초기값들을 이용하여, 프레임 당 할당 가능한 비트수를 계산하고, 계산된 프레임당 할당 가능한 비트 수와 버퍼의 상태를고려하여 넘침이나 모자람이 발생하지 않도록 현재 부호화하는 프레임의 목표 부호화 비트수를 계산한다.
단계 630에서는 단계 620에서 계산된 목표 부호화 비트수에 근접한 부호화된 비트 스트림을 출력하도록 부호화 과정을 제어한다.
단계 640에서는 부호화된 현재 비트 스트림, 예를 들어 부호화된 현재 프레임의 화질을 측정하여, 측정된 화질이 기준 화질 이하인 경우 현재 프레임 스킵을 결정한다. 본 발명에 따른 실시예에서는 화질은 PSNR을 이용하여 화질을 측정하지만, 선택적으로 SNR 또는 MSE를 이용하여 화질을 측정하는 것도 가능하다. 현재 프레임의 PSNR과 비교되는 기준 PSNR은 이전에 부호화된 프레임들에 대해 슬라이딩 윈도우를 적용하여 구한 PSNR의 평균 값에서 KdB 낮거나 높은 값으로 결정된다. 여기에서, 상수 K는 입력되는 영상의 특성을 고려하여 임의로 설정될 수 있는 값이다.
단계 650에서는 단계 640에서 결정된 현재 프레임 스킵 여부에 따라, 부호화된 현재 프레임을 스킵하고, 이에 따라 얻어진 비트를 다음 프레임의 부호화에 할당한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비트율 제어 장치를 도시하는 블록도이다. 초기값 계산부(710), 목표 부호화 비트수 계산부(720), 버퍼(750), 다음 프레임 스킵 결정부(760), 및 제어부(770)는 도 3에 도시된 비트율 제어 장치에서와 동일한 기능을 수행하므로 설명의 간단을 위해 상세한 설명은 생략한다.
양자화 파라미터 계산부(732)는 목표 부호화 비트수 계산부(720)에서 계산된목표 부호화 비트수를 입력받고, 모델 파라미터 갱신부(736)로부터 양자화 파라미터를 계산하기 위한 모델 파라미터를 입력받아 양자화 파라미터를 계산하고, 계산된 양자화 파라미터 정보는 부호화부(734) 및 모델 파라미터 갱신부(736)에서 사용된다.
부호화부(734)는 양자화 파라미터 계산부(732)에서 계산된 양자화 파라미터를 입력받아 실제 부호화를 수행하고, 부호화된 비트 스트림을 버퍼(750)로 전송하고, 상기 부호화된 비트 스트림 정보를 모델 파라미터 갱신부(736)로 전송하는 기능을 수행한다.
모델 파라미터 갱신부(736)는 양자화 파라미터 계산부(732)에서 계산된 양자화 파라미터 정보와 부호화부(734)에서 부호화된 비트 스트림의 크기 정보를 이용하여 모델 파라미터를 갱신한다. 즉, 모델 파라미터 갱신부(736)에서는 이미 사용된 양자화 파라미터 값과 이에 따라 부호화된 비트 스트림의 크기를 이용하여 모델 파라미터를 갱신한다. 이때, 이용되는 정보는 현재 부호화된 프레임과 시간적으로 가까이 있는 것들을 기준으로 슬라이딩 윈도우를 적용하여, 슬라이딩 윈도우 범위내의 프레임들에 대해 사용된 양자화 파라미터 값과 부호화된 비트 스트림의 크기 정보이다. 이와 같이, 모델 파라미터 갱신부(736)는 슬라이딩 윈도우 방식을 채택하여 현재 프레임까지 부호화한 영상을 반영하여 모델을 갱신한다.
현재 프레임 화질 측정부(740)는 부호화부(734)에서 부호화된 프레임의 화질을 측정하여 기준 화질과 비교하고, 모델 파라미터 정보 생성부(746)는 현재 프레임 화질 측정부(740)에서 측정된 화질이 기준 화질 범위를 벗어나는 경우 모델 파라미터 갱신 정보, 즉 갱신될 슬라이딩 윈도우의 크기 정보를 생성하여, 모델 파라미터 갱신부(736)로 전송한다.
현재 프레임 화질 측정부(740)에서 측정한 부호화된 현재 프레임의 화질이 기준 이하로 열화 되었거나, 또는 기준 이상으로 화질이 좋아지는 것은, 비트율 제어를 위해 현재 적용되는 RD(rate distortion) 모델이 적합하지 않다는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명은 이러한 점을 고려하여, 현재 프레임 화질 측정부(740)에서 측정된 화질이 기준 화질 범위를 벗어나는 경우, RD 모델을 갱신하여 이후에 부호화될 프레임들에서 할당되는 비트의 부족 및 과잉 현상이 발생하지 않도록 한다. 즉, 본 발명에 따른 모델 갱신 방법은 이전의 모델 갱신시 사용하던 슬라이딩 윈도우의 크기를 줄여 주고, 줄어든 데이터를 이용하여 모델을 갱신하도록 하는 것이다. 슬라이딩 윈도우의 크기를 줄여 줌으로써, 현재 부호화하는 영상의 데이터와 다른 것들은 버리고, 특성이 비슷한 것들 만을 이용하는 효과를 얻을 수 있고, 이에 따라 이후에 적용되는 프레임들은 보다 정확한 RD 모델에 근거하여 양자화 값을 연산할 수 있게 되므로, 이후의 비트율 제어의 성능 향상이 가능하다.
도 8은 도 7의 현재 프레임 화질 측정부(740) 및 모델 파라미터 정보 생성부(746)의 구성을 도시하는 블록도이다.
평균 제곱 오차 계산부(842)와 현재 프레임 PSNR 계산부(843)는 도 5의 평균 제공 오차 계산부(520) 및 현재 프레임 PSNR 계산부(530)와 동일한 기능을 수행하므로 설명의 간단을 위해 상세한 설명은 생략한다.
기준 PSNR, 즉 PSNRW계산부(844)는 PSNRi계산부(843)로부터 입력 받은 이전에 부호화된 프레임들에 대해 슬라이딩 윈도우를 적용하여 구한 PSNR의 평균 값에서 KdB 감산 또는 가산하여, 제1 기준 PSNR 및 제2 기준 PSNR을 계산한다 (단, 제1 기준 PSNR < 제2 기준 PSNR). 여기에서, 상수 K는 입력되는 영상의 특성을 고려하여 임의로 설정될 수 있는 값이다.
PSNRW계산부(844)는 매 프레임이 부호화될 때 마다 계산되는 PSNR 값을 슬라이딩 윈도우 범위내에서 누적하여 상기 수학식 4 에 따라 제1 기준 PSNR 값을 갱신한다. 여기에서, 수학식 4의 PSNRlower-threshold 는 모델 파라미터 갱신 여부를 결정하기 위한 제1 기준 PSNR값으로 사용된다.
또한, 아래 수학식 5에 따라 제2 기준 PSNR 값을 갱신한다.
여기에서, PSNRhigher-threshold 는 수학식 4에 의해 구해진 제1 기준 PSNR 값과 함께 모델 파라미터 갱신 여부를 결정하기 위한 제2 기준 임계값으로 사용된다.
PSNR 비교부(845)는 현재 프레임의 PSNR 값과 제1 기준 PSNR 및 제2 기준 PSNR을 비교하여, 현재 프레임의 PSNR 값이 최소 기준 PSNR인 제1 기준 PSNR 값보다 적거나, 최대 기준 PSNR인 제2 기준 PSNR 값보다 큰 경우, 이에 따른 모델 파라미터 갱신 여부를 결정한다.
모델 파라미터 정보 생성부(746)는 PSNR 비교부(845)에서 현재 프레임의 PSNR 값과 제1 기준 PSNR값을 비교한 결과, 현재 프레임의 PSNR 값이 제1 기준 PSNR 값보다 작은 경우, 현재 적용하던 RD 모델의 슬라이딩 윈도우 안에 있던 데이터 중 비트수가 갑자기 증가한 부분을 탐색하여, 해당 부분부터 현재까지의 범위로 슬라이딩 윈도우의 크기를 조절하고, 조절된 슬라이딩 윈도우의 크기 정보를 모델 파라미터 갱신부(736)로 전송한다.
또한, 모델 파라미터 정보 생성부(746)는 PSNR 비교부(845)에서 현재 프레임의 PSNR 값과 제2 기준 PSNR값을 비교한 결과, 현재 프레임의 PSNR 값이 제2 기준 PSNR 값보다 큰 경우에는, 현재 적용하던 RD 모델의 슬라이딩 윈도우 안에 있던 데이터 중 비트수가 갑자기 감소한 부분을 탐색하여, 해당 부분부터 현재까지의 범위로 슬라이딩 윈도우의 크기를 조절하고, 조절된 슬라이딩 윈도우의 크기 정보를 모델 파라미터 갱신부(736)로 전송한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비트율 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
단계 910에서는 요구되는 전송 속도와 부호화하려는 영상의 초당 입력 프레임 수 등을 입력받아 비트율 제어에 필요한 초기값을 계산한다.
단계 920에서는 단계 910에서 계산된 초기값들을 이용하여, 프레임 당 할당 가능한 비트수를 계산하고, 계산된 프레임당 할당 가능한 비트 수와 버퍼의 상태를 고려하여 넘침이나 모자람이 발생하지 않도록 현재 부호화하는 프레임의 목표 부호화 비트수를 계산한다.
단계 930에서는 단계 920에서 계산된 목표 부호화 비트수에 근접한 부호화된 비트 스트림을 출력하도록 부호화 과정을 제어한다.
단계 940에서는 부호화된 현재 비트 스트림, 예를 들어 부호화된 현재 프레임의 화질을 측정하여, 측정된 화질이 기준 화질 범위내 인지 여부를 결정한다. 현재 프레임의 PSNR과 비교되는 기준 PSNR 범위는 이전에 부호화된 프레임들에 대해 슬라이딩 윈도우를 적용하여 구한 PSNR의 평균 값에서 KdB 낮거나 높은 값으로 결정되는 제1 기준 PSNR 및 제2 기준 PSNR 사이이다. 이때, 제2 기준 PSNR 값은 제1 기준 PSNR 값에 비해 큰 값이다. 여기에서, 상수 K는 입력되는 영상의 특성을 고려하여 임의로 설정될 수 있는 값이다. 본 실시예에서는 화질을 측정하기 위한 수단으로 PSNR을 사용하였지만, 선택적으로 SNR 또는 MSE를 사용하는 것도 가능하다.
단계 950에서는 단계 940에서 결정된 부호화된 현재 프레임의 PNSR이 제1 기준 PSNR 보다 작은 경우에는 현재 적용하던 RD 모델의 슬라이딩 윈도우 안에 있던 데이터 중 비트수가 갑자기 증가한 부분을 탐색하여, 해당 부분부터 현재까지의 범위로 슬라이딩 윈도우의 크기를 조절하고, 조절된 슬라이딩 윈도우의 크기 정보를 포함하는 모델 파라미터 갱신 정보를 생성하여, 모델 파라미터 갱신부로 전송한다.
부호화된 현재 프레임의 PNSR이 제2 기준 PSNR 보다 큰 경우에는 현재 적용하던 RD 모델의 슬라이딩 윈도우 안에 있던 데이터 중 비트수가 갑자기 감소한 부분을 탐색하여, 해당 부분부터 현재까지의 범위로 슬라이딩 윈도우의 크기를 조절하고, 조절된 슬라이딩 윈도우의 크기 정보를 포함하는 모델 파라미터 갱신 정보를생성하여, 모델 파라미터 갱신부로 전송한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브 (예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 비트율 제어 방법은 부호화된 비트 스트림의 화질을 측정하여, 부호화된 비트 스트림이 기준 화질 이하인 경우 부호화된 비트 스트림을 스킵하여 공간 축에서의 화질 열화를 방지하고, 또한 할당 비트의 부족으로 화질 열화가 연속하여 일어나는 것을 방지하며, 또한 모델 파라미터 갱신을 통해 현재 프레임 이후의 프레임들에 대해 보다 정확한 RD 모델이 적용될 수 있도록 함으로써 보다 개선된 비트율 제어가 가능하다는 효과가 있다.

Claims (28)

  1. 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 초기값 설정 수단과;
    상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 계산하기 위한 목표 비트 값 계산부와;
    상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 비트율 제어 및 부호화 수단과;
    상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하고, 상기 측정된 화질에 기초하여 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 판단하여 부호화된 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부와;
    상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부로부터의 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호에 기초하여, 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트율 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부가 측정하는 비트 스트림의 단위는 프레임이며, 상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부는 현재 프레임의 PSNR 값과 현재 프레임 이전의 소정 수의 프레임으로 이루어진 슬라이딩 윈도우 내의 PSNR 값으로부터 계산된 기준 PSNR 값과 비교하여 현재 부호화된 프레임의 스킵 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 PSNR 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 감산된 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부는 MSE, PSNR, 및 SNR로 이루어진 그룹 중 하나를 이용하여 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과;
    상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 계산하기 위한 과정과;
    상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과;
    상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하고, 상기 측정된 화질에 기초하여 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 판단하여 부호화된 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정과;
    상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부로부터의 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호에 기초하여, 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비트율 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 측정되는 비트 스트림의 단위는 프레임이며, 상기 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정은 현재 프레임의 PSNR 값과 현재 프레임 이전의 소정 수의 프레임으로 이루어진 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들의 PSNR 값으로부터 계산된 기준 PSNR 값과 비교하여 현재 부호화된 프레임의 스킵 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준 PSNR 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 감산된 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정은 MSE, PSNR, 및 SNR로 이루어진 그룹 중 하나를 이용하여 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 비트율 제어 장치에 있어서,
    비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과;
    상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 계산하기 위한 과정과;
    상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과;
    상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하고, 상기 측정된 화질에 기초하여 상기 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 판단하여 부호화된 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정과;
    상기 화질 측정 및 스킵 제어 신호 생성부로부터의 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호에 기초하여, 부호화된 현재 비트 스트림의 스킵 여부를 제어하는 과정을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 측정되는 비트 스트림의 단위는 프레임이며, 상기 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정은 현재 프레임의 PSNR 값과 현재 프레임 이전의 소정 수의 프레임으로 이루어진 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들의 PSNR 값으로부터 계산된 기준 PSNR 값과 비교하여 현재 부호화된 프레임의 스킵 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기준 PSNR 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 감산된 값인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 현재 비트 스트림 스킵 제어 신호를 생성하는 과정은 MSE, PSNR, 및 SNR로 이루어진 그룹 중 하나를 이용하여 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  13. 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 초기값 설정 수단과;
    상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 계산하기 위한 목표 비트 값 계산 수단과;
    상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 비트율 제어 및 부호화 수단과;
    상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 화질 측정 수단과;
    상기 측정된 화질이 소정의 기준 화질 범위 내인지 여부를 비교하여, 상기 측정된 화질이 상기 소정의 기준 화질 범위를 벗어나는 경우, 비트율 제어를 위한 비트율 제어 정보를 생성하여 상기 비트율 제어 및 부호화 수단으로 전송하는 비트율 제어 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트율 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 화질 측정부가 측정하는 비트 스트림의 단위는 프레임이며, 상기 비트율 제어 정보 생성 수단은 현재 프레임의 PSNR 값과 현재 프레임 이전의 소정의 수의 프레임로 이루어진 슬라이딩 윈도우내의 프레임들의 PSNR 값으로부터 계산된제1 기준 PSNR 값 및 제1 기준 PSNR보다 큰 값을 갖는 제2 기준 PSNR과 비교하여 비트율 제어 정보의 갱신 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 비트율 제어 정보 생성부는 측정된 상기 부호화된 현재 프레임의 화질이 제1 기준 PSNR 이하인 경우에는 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들 중 비트수가 갑자기 증가한 프레임을 탐색하여, 해당 프레임부터 현재 프레임까지의 범위를 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 결정하여, 상기 결정된 최적 슬라이딩 윈도우 크기를 포함하는 비트율 제어 정보를 상기 비트율 제어 및 부호화부로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 비트율 제어 정보 생성부는 측정된 상기 부호화된 현재 프레임의 화질이 제2 기준 PSNR 이상인 경우에는 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들 중 비트수가 갑자기 감소한 프레임을 탐색하여, 해당 프레임부터 현재 프레임까지의 범위를 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 결정하여, 상기 결정된 슬라이딩 윈도우 크기를 포함하는 비트율 제어 정보를 상기 비트율 제어 및 부호화부로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기준 PSNR 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 감산된 값이며, 상기 제2 기준 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 가산된 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 화질 측정부는 MSE, PSNR, 및 SNR로 이루어진 그룹 중 하나를 이용하여 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과;
    상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 계산하기 위한 과정과;
    상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과;
    상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 과정과;
    상기 측정된 화질이 소정의 기준 화질 범위 내인지 여부를 비교하여, 상기 측정된 화질이 상기 소정의 기준 화질 범위를 벗어나는 경우, 비트율 제어를 위한 비트율 제어 정보를 갱신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 측정되는 비트 스트림의 단위는 프레임이며, 상기 비트율 제어 정보 생성 과정은 현재 프레임의 PSNR 값과 현재 프레임 이전의 소정의 수의 프레임로 이루어진 슬라이딩 윈도우내의 프레임들의 PSNR 값으로부터 계산된 제1 기준 PSNR 값 및 제1 기준 PSNR보다 큰 값을 갖는 제2 기준 PSNR과 비교하여 비트율 제어 정보의 갱신 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 비트율 제어 정보 갱신 과정은 측정된 상기 부호화된 현재 프레임의 화질이 제1 기준 PSNR 이하인 경우에는 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들 중 비트수가 갑자기 증가한 프레임을 탐색하여, 해당 프레임부터 현재 프레임까지의 범위를 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 결정하고, 상기 결정된 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 비트율 제어 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 비트율 제어 정보 생성 과정은 측정된 상기 부호화된 현재 프레임의 화질이 제2 기준 PSNR 이상인 경우에는 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들 중 비트수가 갑자기 감소한 프레임을 탐색하여, 해당 프레임부터 현재 프레임까지의 범위를 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 결정하고, 상기 결정된 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 비트율 제어 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1 기준 PSNR 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 감산된 값이며, 상기 제2 기준 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 가산된 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 비트율 제어 장치에 있어서,
    비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 과정과;
    상기 설정된 초기값에 기초하여 목표 부호화 비트 값을 계산하기 위한 과정과;
    상기 계산된 목표 부호화 비트 값에 기초하여 비트율 제어 및 부호화를 수행하기 위한 과정과;
    상기 부호화된 현재 비트 스트림의 화질을 측정하는 과정과;
    상기 측정된 화질이 소정의 기준 화질 범위 내인지 여부를 비교하여, 상기 측정된 화질이 상기 소정의 기준 화질 범위를 벗어나는 경우, 비트율 제어를 위한 비트율 제어 정보를 갱신하는 과정을 실현 시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 측정되는 비트 스트림의 단위는 프레임이며, 상기 비트율 제어 정보 갱신 과정은 현재 프레임의 PSNR 값과 현재 프레임 이전의 소정의 수의 프레임로 이루어진 슬라이딩 윈도우내의 프레임들의 PSNR 값으로부터 계산된 제1 기준 PSNR 값 및 제1 기준 PSNR보다 큰 값을 갖는 제2 기준 PSNR과 비교하여 비트율 제어 정보의 갱신 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 비트율 제어 정보 갱신 과정은 측정된 상기 부호화된 현재 프레임의 화질이 제1 기준 PSNR 이하인 경우에는 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들 중 비트수가 갑자기 증가한 프레임을 탐색하여, 해당 프레임부터 현재 프레임까지의 범위를 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 결정하고, 상기 결정된 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 비트율 제어 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 비트율 제어 정보 갱신 과정은 측정된 상기 부호화된 현재 프레임의 화질이 제2 기준 PSNR 이상인 경우에는 슬라이딩 윈도우 내의 프레임들 중 비트수가 갑자기 감소한 프레임을 탐색하여, 해당 프레임부터 현재 프레임까지의 범위를 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 결정하고, 상기 결정된 최적 슬라이딩 윈도우 크기로 비트율 제어 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 제1 기준 PSNR 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 감산된 값이며, 상기 제2 기준 값은 슬라이딩 윈도우 내의 프레임의 PSNR 값의 평균 PSNR에서 소정의 상수가 가산된 값인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
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