KR20040062733A - Bit rate control system based on object - Google Patents

Bit rate control system based on object Download PDF

Info

Publication number
KR20040062733A
KR20040062733A KR1020030000233A KR20030000233A KR20040062733A KR 20040062733 A KR20040062733 A KR 20040062733A KR 1020030000233 A KR1020030000233 A KR 1020030000233A KR 20030000233 A KR20030000233 A KR 20030000233A KR 20040062733 A KR20040062733 A KR 20040062733A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
quantization parameter
pquant
roi
new
bit rate
Prior art date
Application number
KR1020030000233A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100543608B1 (en
Inventor
박기수
이진수
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020030000233A priority Critical patent/KR100543608B1/en
Publication of KR20040062733A publication Critical patent/KR20040062733A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100543608B1 publication Critical patent/KR100543608B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/20Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using video object coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124Quantisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/167Position within a video image, e.g. region of interest [ROI]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method and an apparatus for controlling an object-based bit rate are provided to assign macro block quantization parameters to an object region and a background region on the basis of a frame and control the bit rate. CONSTITUTION: A picture quantization parameter setup unit(303) receives a target bit quantity and an object segmentation result from a target bit setup unit(302), and sets a picture quantization parameter. A macro block quantization parameter setup unit(304) suitably assigns a quantization parameter according as a macro block to be quantized belongs in an object region or a background region. A quantizer(305) quantizes an input image according to the quantization parameter of the corresponding macro block. An output buffer(306) outputs the quantized image signal as a bit stream.

Description

오브젝트 기반 비트율 제어방법 및 장치{BIT RATE CONTROL SYSTEM BASED ON OBJECT}BIT RATE CONTROL SYSTEM BASED ON OBJECT}

본 발명은 멀티미디어 영상이 네트워크로 전송될 때, 매크로 블록 양자화 파라미터를 적은 계산량으로 프레임을 기준으로 오브젝트 영역과 배경영역으로 할당하여 비트율을 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a bit rate by allocating macroblock quantization parameters to an object region and a background region based on a frame with a small amount of computation when a multimedia image is transmitted to a network.

대역폭이 제한된 채널을 통해 많은 양의 정보를 포함하는 영상 데이터를 전송할 때 네트워크의 상황에 따라 비트율을 제어한다. 영상 데이터 전송을 위한 비트율 제어는 일반적으로 부호화 파라미터를 정하는 제어 기법에 의하여 이루어진다. 비트율 제어 기법에는 입력 영상의 특성을 고려하여 비트율을 할당하는 방식인 포워드(forward) 제어 기법과, 버퍼의 상태 전송율 등과 같이 소스 인코더(source encoder)의 후단 부의 특성을 고려하여 부호화기의 파라미터를 결정하는 백워드(backward)제어 기법이 있다.When transmitting video data including a large amount of information through a bandwidth-limited channel, the bit rate is controlled according to network conditions. Bit rate control for image data transmission is generally performed by a control technique for determining encoding parameters. In the bit rate control technique, a forward control technique that allocates a bit rate in consideration of characteristics of an input image and a parameter of an encoder are determined in consideration of characteristics of a rear end of a source encoder such as a buffer state transmission rate. There is a backward control technique.

화상통신이나 비디오 폰과 같은 저속 전송 매체용 영상 인코더는 압축 효율 면에서 우수한 성능을 가져야 하며 인코더의 복잡도도 낮아야 한다. 그래서 대부분의 저속 전송 매체용 영상 부호화기를 위한 비트율 제어 기법은 버퍼의 상태를 고려한 양자화 파라미터(QP)를 조정하여 비트율을 제어하는 백워드 기법을 주로 사용하고 있다.Video encoders for low speed transmission media such as video communications and video phones should have excellent performance in terms of compression efficiency and low complexity of the encoder. Therefore, most of the bit rate control schemes for the video encoder for a low-speed transmission medium mainly use a backward technique for controlling the bit rate by adjusting the quantization parameter (QP) considering the state of the buffer.

도1은 일반적인 비트율 제어기법을 설명하기 위한 계통도로서, 입력 영상을 받아 들여 특성을 분석하는 특성 분석기(101)와, 부호화기(102), 상기 부호화된 신호를 비트열로 출력하는 버퍼(103), 입력 영상 신호와 비트열 출력 버퍼의 상태에 기초하여 목표 비트(target bits)를 설정하는 목표 비트 할당 설정기(104) 및 할당된 목표 비트로 부호화율을 조정하는 비트율 조정기(105)를 포함한다.1 is a schematic diagram illustrating a general bit rate control method, comprising: a characteristic analyzer 101 for receiving an input image and analyzing a characteristic; an encoder 102; a buffer 103 for outputting the encoded signal as a bit string; A target bit allocation setter 104 for setting target bits based on the state of the input video signal and the bit string output buffer, and a bit rate adjuster 105 for adjusting the coding rate with the assigned target bits.

특성 분석기(101)는 입력된 영상 데이터의 특성을 분석하여 목표 비트 할당 설정기(104)에 제공하고, 목표 비트 할당 설정기(104)는 입력 영상의 특성과 출력 버퍼(103)의 상태 정보를 입력받아 목표 비트를 설정한다. 비트율 조정기(105)는목표 비트 할당 설정기(104)에서 설정된 목표 비트에 따라 비트율 부호화기(102)의 부호화 비트율을 조정해 주며, 부호화기(102)는 특성 분석기(101)를 거친 영상 데이터를 조정된 비트율에 맞춰서 부호화하여 출력 버퍼(103)에 저장한다. 출력 버퍼는 가변 비트열을 제한된 대역폭을 갖는 채널을 통해 전송하기 위해서 출력 비트열을 일정한 속도로 내보낼 수 있도록 조절하게 되며, 또한 비트열 복원 중에 발생할 수 있는 버퍼 넘침이나 버퍼 결핍을 방지하는 기능을 수행한다.The characteristic analyzer 101 analyzes the characteristic of the input image data and provides the characteristic to the target bit allocation setter 104, and the target bit allocation setter 104 provides the characteristic of the input image and the state information of the output buffer 103. It takes input and sets target bit. The bit rate adjuster 105 adjusts the encoding bit rate of the bit rate encoder 102 according to the target bit set in the target bit allocation setter 104, and the encoder 102 adjusts the image data that has passed through the characteristic analyzer 101. The data is encoded in accordance with the bit rate and stored in the output buffer 103. The output buffer regulates the output bit stream at a constant speed to transmit the variable bit stream through a channel having a limited bandwidth, and also prevents buffer overflow or buffer deficiency that may occur during bit stream recovery. do.

일반적으로 비트율의 조정은 양자화 파라미터(QP)와 같은 부호화 파라미터를 사용하여 조정할 수 있는데, 예를 들어 양자화 파라미터 값을 크게 설정할 경우 비트율은 낮아지는 반면 화질은 저하되고, 반대로 양자화 파라미터 값을 작게 설정할 경우 비트율은 높아지는 반면 화질은 좋아진다. 이와 같이 화질과 비트율은 서로 상반관계에 있으므로 비트율이 떨어지면 화질 저하가 발생한다.In general, the adjustment of the bit rate can be adjusted by using a coding parameter such as a quantization parameter (QP). For example, when the quantization parameter value is set large, the bit rate is lowered but the image quality is lowered. The higher the bit rate, the better the picture quality. As described above, since the image quality and the bit rate are in mutual relation with each other, the image quality deteriorates when the bit rate drops.

양자화 파라미터를 이용한 비트율 조정 방법으로 가장 많이 알려진 방법은 바로 H.263을 제정한 표준 그룹에서 테스트 모델로 사용한 TMN에서 사용하고 있는 비트율 조정 방법이다.The most well-known method of bit rate adjustment using quantization parameters is the bit rate adjustment method used in the TMN used as a test model in the standard group that established H.263.

TMN은 테스트 모델의 버전에 따라 TMN뒤에 숫자가 따라오는데, 그 중 TMN10은 H.263+에서 사용하고 있는 비트율 조절 방법으로 인코더로부터 생성되는 여러 가지 정보를 이용한다. 도2는 TMN10 비트율 조절 방법의 계통도이다.The TMN is followed by a number after the TMN, depending on the version of the test model, of which TMN10 uses a variety of information generated from the encoder as a bit rate control method used in H.263 +. 2 is a schematic diagram of a TMN10 bit rate adjustment method.

인코딩 초기화 단계(S201)는 버퍼 사이즈와 버퍼 레벨을 초기화하고 비트율 조절 모델에 사용되는 파라미터들을 초기화한다. 프레임 계층 비트율 조절 단계(S202)에서는 버퍼 상태를 체크하여 버퍼의 오버플로우를 방지하고 딜레이를방지하기 위해 프레임을 기준 비트율 보다 작을 때까지 건너뛰게 된다. 참고적으로 TMN10 비트율 조절 방법은 실시간 전송을 목적으로 하고 있기 때문에 작은 버퍼를 사용하고 있다.The encoding initialization step S201 initializes the buffer size and the buffer level and initializes the parameters used in the bit rate adjustment model. In the frame layer bit rate adjustment step (S202), the frame is skipped until the frame is smaller than the reference bit rate in order to check the buffer state to prevent the buffer overflow and delay. For reference, the TMN10 bit rate control method uses a small buffer because it is intended for real-time transmission.

MB(매크로블록) 계층 비트율 조절 단계(S203,S205)에서는 비트율 조절 모델을 기반으로 인코딩될 프레임 비트수를 예측하고, MB 단위로 QP를 조절하여 비트율 조절을 수행하면서 인코딩을 한다. 그리고 마지막으로 비트율 조절 모델로 사용된 파라미터들을 갱신하게 된다(S204).In the MB (macroblock) layer bit rate adjustment steps (S203 and S205), the number of frame bits to be encoded is predicted based on the bit rate adjustment model, and the encoding is performed while performing the bit rate adjustment by adjusting the QP in MB units. Finally, the parameters used as the bit rate adjustment model are updated (S204).

하지만 TMN10 비트율 조절 방법은 비트율 조절 모델을 사용하는데 있어서 이번 프레임과 현재 프레임과의 분산 등 계산량이 많이 요구되는 파라미터를 이용하게 되므로 계산량에 의존적인 시스템에서는 한계를 나타내게 된다. 게다가 MB 단위로 양자화 파라미터를 조절하게 되므로 경우에 따라서는 한 프레임 내에서 같은 객체 영역임에도 불구하고 일부분은 화질이 좋으나 다른 일부분은 화질이 떨어지는 화질의 이질감으로 인해 어색하게 느끼는 사용자도 발생할 수 있다.However, the TMN10 bit rate adjustment method uses a parameter that requires a large amount of computation, such as the variance between this frame and the current frame, in using the bit rate adjustment model. In addition, since the quantization parameter is adjusted in MB units, a user may feel awkward due to the heterogeneity of the image quality of a part having good image quality while the other part has a poor image quality even though the same object area is in one frame.

그러나 상기와 같은 비트율 제어 방법은 모든 영상에 대하여 하나의 수학적 모델(선형 모델, 비선형 모델, 리플라시안 모델, 지수형 모델, 가우시안 모델 등)을 제시하고 이를 따라 비트를 할당하기 때문에 입력 영상의 특성이나 입력 영상내의 중요 부분에 대해 최적의 부호화 파라미터를 결정할 수 없는 단점이 있다. 즉 중요한 영역이라도 네트워크 환경이 나빠짐으로 인해 비트율을 낮추면 화질이 저하되고, 중요하지 않은 영역이라도 네트워크 환경 변화에 따라 중요한 영역에 비해 높은 화질로 나타날 수도 있게 된다.However, the bit rate control method as described above presents one mathematical model (linear model, nonlinear model, replicalin model, exponential model, Gaussian model, etc.) for all images and assigns bits accordingly. However, there is a disadvantage in that an optimal coding parameter cannot be determined for an important part of the input image. In other words, if the bit rate is lowered due to the deterioration of the network environment even in an important area, the image quality may be deteriorated, and even in an unimportant area, the image quality may be higher than that of the important area.

이와 같은 비트율과 화질의 상관성은 화상 통신이나 비디오 폰 통신에서 고려의 대상이 된다. 즉, 사용자가 중요 영역 혹은 관심 영역의 화질 저하에 대해서는 그렇지 않은 영역의 화질 저하보다 민감하게 반응한다. 다시 말하면, 화면 전체에 대한 화질보다는 중요 영역 혹은 관심 영역의 화질이 사용자가 느끼는 화질을 크게 좌우하게 되는 것이다. 그렇지만 일반적인 비트율 제어 방식에서는 출력 버퍼의 넘침이나 출력 버퍼의 결핍에 따라 양자화 파라미터를 조정하기 때문에 네트워크 상황에 따라 화질의 차이가 크고 화질 열화가 자주 일어나 사용자에게 충분한 화질을 제공하지 못한다.Such correlation between bit rate and image quality is considered in video communication and video phone communication. That is, the user reacts more sensitively to the deterioration of the image quality of the important area or the region of interest than the deterioration of the image quality of the non-region. In other words, the image quality of the important area or the region of interest is greatly influenced by the user's image quality rather than the image quality of the entire screen. However, in the general bit rate control method, the quantization parameter is adjusted according to the overflow of the output buffer or the lack of the output buffer. Therefore, the image quality is large and the quality deterioration occurs frequently according to the network conditions, so that the user cannot provide sufficient image quality.

본 발명의 목적은 상기 기술한 TMN10에서 제공하는 비트율 제어 방법이 갖는 높은 계산량, 그리고 화질의 이질감을 없앨 수 있는 비트율 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a bit rate control method and apparatus capable of eliminating the heterogeneity of high quality and high quality of the bit rate control method provided by the above-described TMN10.

특히 본 발명에서는 상기 기술한 기존의 비트율 제어방식의 단점을 해결하여, 적은 계산량으로 변화하는 네트워크 환경에 적응적으로 비트율을 제어함과 동시에, 중요한 영역과 중요하지 않은 영역의 양자화 파라미터를 차별적으로 적절하게 할당함으로써, 중요하지 않은 영역에서의 화질을 우선적으로 떨어뜨리는 방법으로 같은 비트율인 경우 일반적인 방법보다 주관적인 화질을 향상시킬 수 있는 비트율 제어방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In particular, the present invention solves the disadvantages of the conventional bit rate control scheme described above, and adaptively controls the bit rate in a network environment that changes with a small amount of computation, while appropriately discriminating quantization parameters of important and non-critical areas. It is an object of the present invention to provide a bit rate control method and apparatus for improving subjective picture quality over a general method in the case of the same bit rate by first assigning the picture quality in a non-critical area.

도1은 일반적인 비트율 제어방법의 계통도1 is a schematic diagram of a general method of controlling a bit rate

도2는 TMN10 비트율 조절 방법의 계통도Figure 2 is a schematic diagram of the TMN10 bit rate adjustment method

도3은 본 발명에 따른 비트율 제어장치의 계통도3 is a schematic diagram of a bit rate control apparatus according to the present invention;

도4는 본 발명에 따른 비트율 제어방법의 플로우차트4 is a flowchart of a bit rate control method according to the present invention;

도5는 본 발명에서 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 생성하는 방법의 플로우차트5 is a flowchart of a method for generating a picture quantization parameter PQUANT in the present invention.

도6은 본 발명에서 각각의 영역에 양자화 파라미터를 할당하는 방법의 플로우차트6 is a flowchart of a method for assigning quantization parameters to respective regions in the present invention.

도7은 오브젝트 세그멘테이션의 예를 나타낸 도면7 illustrates an example of object segmentation;

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오브젝트 기반 비트율 제어방법은, 네트워크를 통해 전송할 영상신호의 타겟 비트를 설정하는 단계, 상기 설정된 타겟 비트를 이용해서 픽쳐 단위의 양자화 파라미터(PQUANT)를 설정하는 단계, 상기 설정된 픽쳐 단위의 양자화 파라미터(PQUANT)를 적용하여 해당 매크로 블록을 양자화하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the object-based bit rate control method of the present invention comprises: setting a target bit of a video signal to be transmitted through a network, setting a quantization parameter (PQUANT) in units of pictures using the set target bit, Quantizing the macro block by applying the quantization parameter PQUANT of the set picture unit; Characterized in that it comprises a.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오브젝트 기반 비트율 제어장치는, 네트워크 환경에 따라서 전송할 비트율 산정 및 제어를 위하여 목표 비트수를 설정하는 수단, 입력 영상을 오브젝트 영역과 배경 영역으로 분리하는 수단, 상기 설정된 목표 비트수를 고려하여 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 갱신하는 수단, 상기 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 기준으로 오브젝트 영역의 양자화 파라미터 값(ROI_QP) 및 배경 영역의 양자화 파라미터 값(BG_QP)을 할당하는 수단, 상기 할당된 각각의 영역에 해당하는 매크로 블록마다 해당 양자화 파라미터 값을 적용하여 입력 영상을 양자화하는 수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the object-based bit rate control apparatus of the present invention for achieving the above object, the means for setting the target number of bits for bit rate calculation and control according to the network environment, means for separating the input image into the object area and the background area, Means for updating a picture quantization parameter PQUANT in consideration of the set target number of bits, and assigning a quantization parameter value ROI_QP of an object region and a quantization parameter value BG_QP of a background region based on the picture quantization parameter PQUANT. Means for quantizing an input image by applying a corresponding quantization parameter value for each macroblock corresponding to each of the allocated regions; Characterized in that comprises a.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 비트율 제어기법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The bit rate control method of the present invention made as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

화상 통신이나 비디오 폰 등의 네트워크 통신에서 일반적인 비트율 조절 알고리즘은 계산량이 많기 때문에 무선 단말에 사용할 경우에는 적합하지 않다. 그러므로 IMT2000과 같은 무선 단말에 응용할 경우에는 계산량을 고려하여 계산량이 적은 알고리즘이 필요하게 된다. 따라서 본 발명에서는 계산량이 적은 비트율 조절 알고리즘을 사용하여 픽쳐 양자화 파라미터를 생성한다. 그리고 입력 영상을 세그멘테이션(segmentation)하여 오브젝트 영역(ROI) 정보를 생성하고 이것을 이용하여픽쳐 양자화 파라미터를 기반으로 매크로 블록 양자화 파라미터를(QP)를 'AnnexT Modified Quantization 모드'를 사용하여 오브젝트 양자화 파라미터(ROI_QP), 배경 양자화 파라미터(BG_QP)로 각각 적절하게 할당한다.The bit rate adjustment algorithm, which is common in network communication such as video communication and video phone, is not suitable for use in a wireless terminal because of its large amount of computation. Therefore, when the application to a wireless terminal such as IMT2000, considering the amount of calculation, a small amount of algorithm is required. Accordingly, in the present invention, a picture quantization parameter is generated using a bit rate adjustment algorithm having a small amount of computation. The input image is segmented to generate object region (ROI) information, and the macroblock quantization parameter (QP) is based on the picture quantization parameter, and the object quantization parameter (ROI_QP) is used by using 'AnnexT Modified Quantization Mode'. ) And background quantization parameters (BG_QP).

상기 기술하였듯이 기존의 TMN10에서의 비트율 제어 방법에서는 먼저 네트워크 환경과 현재 버퍼의 상황을 고려하여 프레임 레벨의 QP와 매크로 블록 레벨의 QP를 결정함으로써 비트율을 제어한다. 본 발명에서는 간단한 계산량을 위해 프레임 레벨의 QP만을 결정한 후, 결정된 프레임 QP를 기준으로 ROI영역 여부에 따라 매크로 블록 레벨의 QP를 결정한다. 즉, 한 프레임 내에서 ROI영역에 해당하는 매크로 블록에 할당된 QP는 모두 일정하고, ROI가 아닌 영역에 해당하는 매크로 블록에 할당된 QP 역시 일정하게 된다.As described above, in the conventional bit rate control method in the TMN10, the bit rate is controlled by first determining the frame level QP and the macro block level QP in consideration of the network environment and the current buffer situation. In the present invention, only the QP of the frame level is determined for a simple calculation amount, and then the QP of the macroblock level is determined based on the ROI region based on the determined frame QP. That is, the QPs allocated to the macroblocks corresponding to the ROI region in one frame are all constant, and the QPs allocated to the macroblocks corresponding to the region other than the ROI are also constant.

도3은 본 발명의 오브젝트 기반으로 양자화 파라미터 값을 조절하여 비트율을 제어하는 기법의 계통도를 보여준다. 타겟 비트 설정기(302)는 오브젝트 세그멘테이션(Object Segmentation)을 수행한 결과(301) 및 출력버퍼(306)의 상태를 체크한 결과로부터 목표 비트량을 설정한다. 픽쳐 양자화 파라미터 설정기(303)는 상기 타겟 비트 설정기(302)로부터 설정된 목표 비트량과 오브젝트 세그멘테이션 결과를 입력으로 하여 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 설정한다. 매크로 블록 양자화 파라미터 설정기(304)는 양자화할 매크로 블록이 상기 오브젝트 영역에 속하는지 혹은 상기 배경 영역의 경계에 속하는지에 따라 각각 양자화 파라미터(MB_QP)를 적절하게 할당한다. 여기서는 앞서 설명하였듯이 프레임 레벨의 양자화 파라미터 즉, 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 기준으로 오브젝트 영역(ROI)에 해당하는 매크로블록에 할당되는 양자화 파라미터는 모두 일정하게 할당하고, ROI가 아닌 영역(배경 영역: BG)에 해당하는 매크로 블록에 할당되는 양자화 파라미터 역시 일정하게 할당한다.3 shows a schematic diagram of a technique for controlling a bit rate by adjusting a quantization parameter value based on an object of the present invention. The target bit setter 302 sets the target bit amount from the result 301 of performing object segmentation and the result of checking the state of the output buffer 306. The picture quantization parameter setter 303 sets the picture quantization parameter PQUANT by inputting the target bit amount and the object segmentation result set by the target bit setter 302. The macroblock quantization parameter setter 304 appropriately allocates the quantization parameter MB_QP according to whether the macroblock to be quantized belongs to the object region or the boundary of the background region. As described above, the quantization parameter assigned to the macroblock corresponding to the object region ROI based on the quantization parameter of the frame level, that is, the picture quantization parameter PQUANT, is uniformly allocated, and the non-ROI region (background region: The quantization parameter allocated to the macroblock corresponding to BG) is also constantly assigned.

양자화기(305)는 상기 배경영역, 오브젝트 영역 등에 따라 설정된 해당 매크로 블록의 양자화 파라미터(MB_QP)에 따라 입력 영상에 대한 양자화를 수행하고, 출력 버퍼(306)는 양자화된 영상신호를 비트 스트림으로 출력하게 된다.The quantizer 305 quantizes the input image according to the quantization parameter MB_QP of the corresponding macroblock set according to the background region, the object region, etc., and the output buffer 306 outputs the quantized image signal as a bit stream. Done.

도3의 양자화 파라미터를 이용한 비트율 제어기법은 네트워크를 통해서 멀티미디어 통신을 수행할 때, 출력 버퍼에서 들어온 결과를 바탕으로 목표 비트를 설정하고 프레임 기준으로 양자화 파라미터를 설정한 후, 오브젝트 세그멘테이션 결과를 바탕으로 영상에서 중요한 영역과 그렇지 않은 영역에 따라 매크로 블록 단위로 서로 다른 양자화 파라미터를 지정하는 기법으로서, 다음의 기술에 근거한다.In the bit rate control method using the quantization parameter of FIG. 3, when performing multimedia communication through a network, a target bit is set based on a result from an output buffer, a quantization parameter is set based on a frame, and then based on an object segmentation result. As a technique of specifying different quantization parameters in macroblock units according to an important region and an unregional region of an image, it is based on the following technique.

H.263이나 MPEG1/2와 같은 동영상 표준에 의하면 주어진 영상의 각 프레임은 16 ×16 크기의 부분 영역인 매크로 블록 단위로 부호화된다. 각 매크로 블록의 밝기 성분과 색상 성분은 DCT(Discrete Cosine Transform)을 거친 후 계수 값들을 양자화하여 각각 N개의 비트로 표현하게 된다. 양자화된 값은 다시 VLC(Variable Length Coding)에 의해 부호화된다. 이 때 양자화를 수행하는 방법을 결정하는 것이 양자화 파라미터로서 양자화 파라미터보다 작은 수의 계수 값은 '0'이 된다. 따라서 양자화 파라미터 값이 크면 '0'으로 변환되는 계수가 증가하여 VLC에 의해 부호화된 결과 비트 수가 작아지는 대신 양자화로 인한 정보의 손실은 커짐으로써 화질 저하가 발생하게 되고, 반대로 양자화 파라미터 값이 작으면 양자화로 인한 정보의 손실은 작아지고 화질은 향상되지만 제한된 대역폭의 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 부담은 증가한다.According to a moving picture standard such as H.263 or MPEG1 / 2, each frame of a given picture is encoded in macroblock units, which are 16 × 16 sub-regions. The brightness component and the color component of each macro block go through a discrete cosine transform (DCT) and quantize coefficient values to represent N bits. The quantized value is again encoded by Variable Length Coding (VLC). At this time, determining the method of performing the quantization is a quantization parameter, the number of coefficients smaller than the quantization parameter is '0'. Therefore, if the value of the quantization parameter is large, the coefficient converted to '0' is increased, resulting in a loss of information due to quantization instead of a small number of bits as a result of encoding by the VLC. Information loss due to quantization is reduced and image quality is improved, but the burden of data transmitted over a limited bandwidth network is increased.

따라서, 본 발명에서는 전송할 영상에서 프레임 레벨의 양자화 파라미터 값을 결정하고, 이를 기준으로 하여 관심 있거나 중요한 영역에 대해서는 상대적으로 양자화 파라미터 값을 작게 설정하여 화질을 높이는 한편, 관심 없거나 중요하지 않은 영역에 대해서는 상대적으로 양자화 파라미터 값을 크게 설정하여 데이터 전송의 부담을 줄여주는 기법을 제안하는 것이다.Accordingly, in the present invention, the quantization parameter value of the frame level is determined in the image to be transmitted, and the image quality is increased by setting the quantization parameter value relatively small for the region of interest or importance, and the region for the region of interest or non-importance is determined. It is proposed a technique to reduce the burden of data transmission by setting a relatively large quantization parameter value.

입력 영상에 대한 세그멘테이션 결과(301)는 입력 영상에서 중요한 영역과 그렇지 않은 영역에 대한 정보를 제공한다. 오브젝트 세그멘테이션은 영상 입력 영상에서 오브젝트를 분리하는 기술로서, 사용자와 배경 혹은 여러 개의 오브젝트가 있을 때 각 오브젝트를 분리하는 기술이다. 이와 같은 기술이 제공되었을 경우 오브젝트를 분리하는 부분에서 분리된 오브젝트와 배경영역은 서로 다른 중요도를 가지게 된다. 통상 사람이 느끼는 주관적 화질은 배경보다는 오브젝트 의존적이고 특히 영상 통신 시스템에서는 사용자(오브젝트) 영상이 그 배경 영상보다 인지에 더 큰 기여를 하게 되므로 동일한 비트량의 전송일 때 오브젝트에 더 많은 비트를 할당하고 배경에는 상대적으로 더 적은 비트를 할당하면 주관적 화질을 향상시킬 수 있다.The segmentation result 301 for the input image provides information on important and non-important regions of the input image. Object segmentation is a technique of separating an object from an image input image, and is a technique of separating each object when there is a user and a background or several objects. When such a technique is provided, the separated object and the background area have different importance in separating the objects. Subjective picture quality, which is usually felt by a person, is object dependent rather than background, and especially in a video communication system, the user (object) image contributes more to recognition than the background image. Allocating relatively fewer bits to the background can improve subjective picture quality.

따라서 오브젝트 영역과 배경 영역마다 중요도가 부과된 정보를 기반으로 픽쳐 레벨의 양자화 파라미터 설정기(303) 및 매크로 블록 레벨의 양자화 파라미터 설정기(304)가 각각의 영역(매크로 블록)마다 다른 양자화 파라미터 값을 적절하게설정해 주고, 이 것을 기반으로 하여 양자화기(305)가 양자화를 수행함으로써, 사용자에게 중요하고 관심있는 영역의 화질은 높이고 그렇지 않은 영역의 화질은 상대적으로 낮춤으로써 전체적인 주관적 화질을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, based on the information imparted with importance in the object region and the background region, the quantization parameter setter 303 at the picture level and the quantization parameter setter 304 at the macroblock level have different quantization parameter values for each region (macro block). By properly setting the quantizer 305, the quantizer 305 performs quantization based on this, thereby improving the overall subjective image quality by increasing the image quality of the region that is important to the user and lowering the image quality of the region that is not of interest. Will be.

도4는 양자화 파라미터 값을 프레임 레벨에서 결정한 후 오브젝트 세그멘테이션 결과를 기반으로 하여 중요한 영역(이 경우는 오브젝트 영역의 매크로 블록)과 중요하지 않은 영역(이 경우는 배경 영역의 매크로 블록)으로 분류하여 각각 양자화 파라미터를 상기 프레임 레벨의 양자화 파라미터를 기준으로 할당하는 방법을 보여준다.Fig. 4 determines the quantization parameter value at the frame level and classifies it into an important region (in this case, a macro block of the object region) and an insignificant region (in this case, a macro block of the background region) based on the object segmentation result. A method of allocating a quantization parameter based on the quantization parameter of the frame level is shown.

단계(S401)에서는 오브젝트 세그멘테이션 정보(ROI 정보)를 입력받는 단계이다. 다음 단계(S402)는 프레임 레벨의 양자화 파라미터 값을 결정하는 단계이다.In step S401, object segmentation information (ROI information) is input. The next step S402 is to determine the quantization parameter value of the frame level.

다음 단계(S403)는 상기 오브젝트 세그멘테이션 결과를 바탕으로 하여 ROI 영역 여부를 판별하는 단계이다. 상기 판별 결과 ROI 영역이면 단계(S404a)로 이행하여 ROI 영역에 해당하는 매크로 블록에 모두 일정한 양자화 파라미터를 할당하고, ROI 영역이 아닌 경우에는 단계(S404b)로 이행하여 BG 영역에 해당하는 매크로 블록에 모두 일정한 양자화 파라미터를 할당한다. 다음 단계(S405)는 상기 프레임 양자화 파라미터 기준의 각 영역별로 매크로 블록에 대해서 할당된 양자화 파라미터를 기반으로 하여 해당 매크로 블록을 양자화하는 단계이다.The next step (S403) is a step of determining whether the ROI region based on the object segmentation result. If the result of the determination is a ROI region, the process proceeds to step S404a and all constant quantization parameters are assigned to the macroblocks corresponding to the ROI region, and if not, the process proceeds to step S404b to the macroblock corresponding to the BG region. All assign a constant quantization parameter. The next step S405 is to quantize the macro block based on the quantization parameter assigned to the macro block for each region of the frame quantization parameter reference.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에서는 프레임 기준의 양자화 파라미터 값을 할당하고 이 것을 기준으로 해서 오브젝트/배경 영역의 중요도 기반 양자화 파라미터 값 조절을 통한 비트율 제어를 실행한다.As described above, in the present invention, the quantization parameter value of the frame reference is assigned and the bit rate control is performed by adjusting the importance-based quantization parameter value of the object / background region based on the reference.

화상 통신 환경에서 일반적으로 중요 영역은 사람 영역, 또는 얼굴 영역이나, 눈, 입 영역이 될 수 있고, 이들의 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성될 수도 있다. 또한 오브젝트의 중요도를 지정함에 있어서 배경 영역에 비하여 사람 영역이나 얼굴 영역, 눈이나 입 영역의 중요도를 더 높게 지정할 수 있다.In a video communication environment, an important area generally may be a human area or a face area or an eye or mouth area, and may be composed of one or two or more thereof. In addition, in designating the importance of the object, the importance of the human area, the face area, and the eye or mouth area may be set higher than that of the background area.

오브젝트 분리는 사람과 배경 영역, 또는 얼굴과 배경 영역으로 분리하는 과정이다. 실제로 얼굴 영역이 높은 화질로 나타날 경우 다른 주변 영역이 양자화 파라미터에 의해 화질이 저하되더라도 사용자가 화질 저하를 잘 느끼지 못하게 된다. 그것은 사용자의 시선이 주로 영상에서 얼굴 부분에 집중되므로 화질의 민감도도 얼굴 부분에 집중되기 때문이다.Object separation is a process of separating a human and a background area or a face and a background area. In fact, when the face region appears in high quality, the user may not feel the quality deterioration even if the other peripheral region is degraded by the quantization parameter. This is because the user's eyes are mainly focused on the face part of the image, so the sensitivity of the image quality is also focused on the face part.

따라서 양자화 파라미터를 중요한 영역과 그렇지 않은 영역으로 분류하여 각각 할당함으로써 주관적 화질을 높일 수 있게 되는 것이다.Therefore, the subjective picture quality can be increased by classifying the quantization parameters into important and non-important areas.

즉, 도4에 나타낸 비트율 조절방법의 기본 개념은 프레임 기준의 양자화 파라미터 값을 할당하여 비트율을 제어하는 것이며, 출력 버퍼로부터의 상태 정보 즉, 네트워크의 비트율이 낮아지면 중요도가 높은 부분은 양자화 파라미터를 작게 하고, 중요도가 낮은 부분은 양자화 파라미터를 크게 하여 중요한 오브젝트는 비트율이 낮아지더라도 상대적으로 많은 비트 수를 할당하고 중요하지 않은 오브젝트는 비트율을 최대한 낮춰 낮춤으로써, 목표 비트 수를 유지하면서도 중요한 부분과 그렇지 않은 부분을 구분하여 부호화한다는 것이다. 이렇게 함으로써 사용자가 화질의 저하를 덜 느끼게 할 수 있다. 즉, 부호화기가 오브젝트 세그멘테이션 결과로부터 중요한 영역과 그렇지 않은 영역을 매크로 블록 단위로 구분하여 상기 오브젝트중요도 기반 양자화 파라미터 값에 따라 부호화를 수행함으로써, 목표 비트 수를 유지하면서도 화질의 저하를 덜 느끼는 것과 제한된 네트워크 대역폭의 부담 문제를 모두 해결할 수 있게 되는 것이다.In other words, the basic concept of the bit rate adjustment method shown in FIG. 4 is to control the bit rate by allocating frame-based quantization parameter values. The smaller and less important parts are larger quantization parameters, so that important objects can be assigned a larger number of bits even if the bit rate is lower, while non-critical objects can be lowered as much as possible. The other part is coded separately. This makes the user feel less deterioration in image quality. That is, the encoder separates the important areas from the object segmentation results into macroblock units and performs encoding according to the object importance-based quantization parameter value, thereby reducing the image quality while maintaining the target number of bits, and limited network. The bandwidth burden can be solved.

상기 본 발명의 비트율 제어방법에서 프레임 레벨의 양자화 파라미터 값(QP)을 결정하는 방법과 결정된 QP를 기반으로 ROI영역과 나머지 영역의 QP를 수정하는 자세한 방법을 살펴본다.The method of determining the quantization parameter value (QP) of the frame level in the bit rate control method of the present invention and a detailed method of correcting the QP of the ROI region and the remaining region based on the determined QP will be described.

먼저, 픽쳐 양자화 파라미터를 생성하는 방법에 대해서 설명한다.First, a method of generating picture quantization parameters will be described.

H.263이나 MPEG1/2와 같은 동영상 표준에 의하면 주어진 영상의 양자화 파라미터는 코딩 구조에 따라서 가장 상위 계층인 픽쳐 전체의 양자화 파라미터를 결정하는 PQUANT 그리고 GOB 혹은 슬라이스(slice) 구조가 있다면 각각의 구조에 해당되는 GQUANT, SQUANT가 존재한다. 그리고 마지막으로 매크로 블록의 양자화 파라미터를 결정하는 DQUANT가 있다.According to a video standard such as H.263 or MPEG1 / 2, the quantization parameter of a given picture has a PQUANT and GOB or slice structure that determines the quantization parameter of the entire picture, which is the highest layer according to the coding structure. There is a corresponding GQUANT, SQUANT. And finally there is DQUANT which determines the quantization parameter of the macro block.

각각의 양자화 파라미터 상위 계층에서 생성된 양자화 파라미터를 이용하여 양자화가 이루어지는데 각각의 하위구조에서 다른 양자화 파라미터로 양자화를 해야 하는 경우는 해당되는 QOUNT를 이용하여 양자화 파라미터를 바꿀 수가 있다.Quantization is performed using the quantization parameter generated in each layer of the quantization parameter. When quantization is performed in each substructure with a different quantization parameter, the quantization parameter can be changed using the corresponding QOUNT.

도5는 본 발명에서 제안한 픽쳐 계층에서 양자화 파라미터를 생성하는 계통도이다. 먼저 버퍼상태를 체크하여 오버플로우를 방지하고 딜레이를 방지하기 위해 스킵하는 방법은 TMN10 비트율 조절 방법에서 사용하는 방식을 이용했다.5 is a schematic diagram of generating a quantization parameter in a picture layer proposed in the present invention. First, the buffer state is checked by using the method used in the TMN10 bit rate adjustment method to prevent overflow and to prevent delay.

즉, 첫 단계(S501)는 현재 비트 수(Curr_bits)를 1프레임 엔코딩 비트 수(1 frame encoded bits)로, 타겟 비트 수(target_bits)를 비트율(bit_rate)/타겟 프레임율(target_frame_rate)로 계산하고, 현재 버퍼 상태(CommBuffer)를 CommBuffer = CommBuffer + Curr_bits - target_bits로 계산한다. 그리고 다음 단계(S502)에서 현재 버퍼 상태(CommBuffer)를 타겟 비트(target_bits)와 비교하여 타겟 비트보다 큰 경우에는 단계(S503)로 이행하여 타겟 비트 수만큼 버퍼를 비우고 해당 프레임 스킵을 수행한다.That is, the first step (S501) calculates the current number of bits (Curr_bits) as one frame encoded bits, the target number of bits (target_bits) as bit rate (bit_rate) / target frame rate (target_frame_rate), Compute the current buffer status (CommBuffer) as CommBuffer = CommBuffer + Curr_bits-target_bits. In operation S502, when the current buffer state CommBuffer is larger than the target bits by comparing with the target bits target_bits, the process proceeds to step S503 to empty the buffer by the number of target bits and skip the frame.

프레임 스킵 과정을 수행한 후에는 PQUNT를 갱신하게 된다(S504, S505). 기본적인 개념은 현재 인코딩된 비트량(Curr_bits)과 타겟 비트량(target_bits)을 비교하여 인코딩된 비트량이 많으면 양자화 파라미터를 증가시키고 적으면 감소시키는 것이다. 인코딩된 비트량에 따라 양자화 파라미터 증가폭을 나타내는 임계값은 실험적인 값이며 적용할 시스템에 따라서 바뀔 수도 있다.After performing the frame skip process, the PQUNT is updated (S504 and S505). The basic concept is to compare the current encoded bit amount (Curr_bits) with the target bit amount (target_bits) and increase or decrease the quantization parameter if the encoded bit amount is large. Depending on the amount of bits encoded, the threshold representing the quantization parameter increment is an experimental value and may vary depending on the system to be applied.

프레임 스킵 과정 수행 후의 상기 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 생성하는 과정을 보다 더 상세히 살펴보자. 현재 인코딩된 비트량(Curr_bits)과 타겟 비트량(target_bits)을 비교한다.The process of generating the picture quantization parameter PQUANT after performing a frame skip process will be described in more detail. The current encoded bit amount Curr_bits is compared with the target bit amount target_bits.

상기 비교 결과 Curr_bits > target_bits * 3 이면 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale) = 9, Curr_bits > target_bits * 2 이면 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale) = 6, Curr_bits > target_bits * 1.5 이면 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale) = 4, Curr_bits > target_bits 이면 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale) = 2, Curr_bits > target_bits * 0.9 이면 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale) = 0, Curr_bits > target_bits * 0.7이면 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale) = -2, Curr_bits > target_bits * 0.5 이면 양자화 파라미터 스케일값(QP_scale) = -3, Curr_bits < target_bits * 0.5 이면 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale) = -3으로 각각 설정한다.If Curr_bits> target_bits * 3 indicates that the quantization parameter scale value (QP_scale) = 9 and Curr_bits> target_bits * 2 indicates that the quantization parameter scale value (QP_scale) = 6 and Curr_bits> target_bits * 1.5, the quantization parameter scale value (QP_scale) = 4 If Curr_bits> target_bits, then quantization parameter scale value (QP_scale) = 2, Curr_bits> target_bits * 0.9, if quantization parameter scale value (QP_scale) = 0, Curr_bits> target_bits * 0.7, quantization parameter scale value (QP_scale) = -2, Curr_bits> If target_bits * 0.5, the quantization parameter scale value (QP_scale) = -3, and Curr_bits <target_bits * 0.5, the quantization parameter scale value (QP_scale) = -3, respectively.

즉, 단계(S504)의 의미는 현재 인코딩된 비트량(Curr_bits)과 타겟 비트량(target_bits)을 비교하여, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 3배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 9만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 2배보다 크고 3배보다는 작으면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 6만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 1.5배보다 크고 2배보다는 작으면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 4만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량보다 크고 1.5배보다는 작으면 이전 프레임의 양자화 파라미터보다 2만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량보다 작고 0.9배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터를 유지시키고, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 0.9배보다 작고 0.7배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 2만큼 그 값(PQUANT)을 감소시키고, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 0.7배보다 작고 0.5배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 3만큼 그 값(PQUANT)을 감소시키고, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 0.5배보다 작으면 이번 프레임의 양자화 파라미터 보다 5만큼 그 값(PQUANT)을 감소시키는 것을 의미한다.That is, the meaning of step S504 is that the current encoded bit amount Curr_bits and the target bit amount target_bits are compared, and if the encoded bit amount is greater than three times the target bit amount, the value is 9 by the quantization parameter of the previous frame. (PQUANT) is increased, and if the encoded bit amount is greater than 2 times and less than 3 times the target bit amount, the value PQUANT is increased by 6 than the quantization parameter of the previous frame, and the encoded bit amount is 1.5 times the target bit amount. If it is greater than 2 times and less than 2 times, the value (PQUANT) is increased by 4 than the quantization parameter of the previous frame.If the encoded bit amount is larger than the target bit amount and less than 1.5 times, the value (PQUANT) is increased by 2 than the quantization parameter of the previous frame. PQUANT), and if the encoded bit amount is smaller than the target bit amount and larger than 0.9 times, the quantization parameter of the previous frame is maintained, and the encoded bit amount is the target bit. Is less than 0.9 times and greater than 0.7 times, then decreases its value (PQUANT) by 2 than the quantization parameter of the previous frame, and if the encoded bit amount is less than 0.7 times and greater than 0.5 times the target bit amount, If the value PQUANT is decreased, and the encoded bit amount is less than 0.5 times the target bit amount, it means that the value PQUANT is decreased by 5 than the quantization parameter of this frame.

이를 위하여 다음 단계(S505)에서는 상기 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale)과 이전 픽쳐 양자화 파라미터 값 prev_PQUANT을 고려하여 현재 픽쳐 양자화 파라미터 값 Curr_PQUANT를 갱신한다. 다음 단계(S506)에서는 상기 갱신된현재 픽쳐 양자화 파라미터 값 Curr_PQUANT를 이용해서 ROI_QP 및 BG_QP를 할당하는 것이다.To this end, in the next step S505, the current picture quantization parameter value Curr_PQUANT is updated in consideration of the quantization parameter scale value QP_scale and the previous picture quantization parameter value prev_PQUANT. In a next step S506, ROI_QP and BG_QP are allocated using the updated current picture quantization parameter value Curr_PQUANT.

상기 양자화 파라미터 스케일 값(QP_scale)은 앞서 설명한 바와 같이, 인코딩된 비트량에 따른 양자화 파라미터 증가폭을 나타내는 값이며 그 임계치는 실험적인 값으로 설정하였다.As described above, the quantization parameter scale value QP_scale is a value representing a quantization parameter increase width according to the encoded bit amount, and the threshold is set to an experimental value.

또한 응용 분야에 따라서 공간적 화질과 시간적 화질의 타협점을 바꿀 수도 있다. 여기서 공간적 화질이란 동영상의 한 프레임을 볼 때 느끼는 화질을 의미하고, 시간적 화질이란 동영상을 플레이했을 때 시간적으로 자연스럽게 영상의 움직임이 느껴지는 정도를 의미한다. 예를 들어 초당 디스플레이되는 프레임 수가 적으면 움직임이 자연스럽지 않아 시간적 화질이 저하된다. 따라서 공간적 화질을 중요하게 여길 경우 프레임 스킵이 일어나더라도 한 프레임을 높은 화질로 부호화하고, 시간적 화질을 중요하게 여길 경우 한 프레임의 화질이 다소 떨어지더라도 프레임 스킵이 최대한 일어나지 않도록 부호화한다.In addition, depending on the application, the compromise between spatial and temporal image quality may be changed. In this case, the spatial image quality refers to the image quality that is felt when viewing a frame of the video, and the temporal image quality refers to the extent to which the motion of the image is naturally felt when the video is played. For example, if the number of frames displayed per second is small, the movement is not natural and thus the temporal image quality deteriorates. Therefore, if spatial quality is important, even if frame skipping occurs, one frame is encoded with high quality. If temporal image quality is important, even if the quality of one frame is somewhat reduced, the frame skipping is encoded as much as possible.

다음에는 상기 Curr_PQUANT를 이용해서 ROI_QP와 BG_QP를 할당하는 방법 즉, 양자화 파라미터를 각각의 영역에 할당하는 방법에 대해서 살펴본다.Next, a method of allocating ROI_QP and BG_QP using Curr_PQUANT, that is, a method of allocating quantization parameters to respective regions will be described.

양자화 파라미터를 중요한 영역과 중요하지 않은 영역으로 분류하여 각각 할당하는 방법을 도식화하여 도6으로 표현하였다. 먼저 픽쳐 양자화 파라미터값을 이용하여 중요한 영역 양자화 파라미터(ROI_QP) 값과 중요하지 않은 영역 양자화 파라미터(BG_QP) 값을 할당하게 된다. 픽쳐 양자화 파라미터 값은 크기에 따라 몇 가지 영역으로 나누어지며 양자화 파라미터 값의 범위에 따라서 ROI_QP, BG_QP 값이결정되어진다.A method of classifying quantization parameters into important and non-important areas and assigning them to each other is schematically illustrated in FIG. 6. First, an important region quantization parameter (ROI_QP) value and an insignificant region quantization parameter (BG_QP) value are allocated using the picture quantization parameter value. The picture quantization parameter value is divided into several regions according to the size, and ROI_QP and BG_QP values are determined according to the range of the quantization parameter value.

이 과정을 보다 더 상세하게 설명한다.This process is described in more detail.

먼저 오브젝트 세그멘테이션 결과로부터 ROI 분리정보를 입력받고(S601), 이어서 TMN10 비트율 조절 알고리즘으로 양자화 파라미터 값(QP_new)을 계산한다(S602). 다음 단계(S603)에서는 상기 TMN10 비트율 조절 알고리즘으로 계산된 양자화 파라미터 값(QP_new)을 기준으로 중요한 영역(오브젝트 영역)의 양자화 파라미터(ROI_QP) 값과 중요하지 않은 영역(배경 영역)의 양자화 파라미터(BG_QP) 값을 할당하게 된다.First, ROI separation information is input from the object segmentation result (S601), and then the quantization parameter value QP_new is calculated using the TMN10 bit rate adjustment algorithm (S602). In a next step S603, the quantization parameter ROI_QP of an important region (object region) and the quantization parameter BG_QP of an insignificant region (background region) based on the quantization parameter value QP_new calculated by the TMN10 bit rate control algorithm. ) Will be assigned.

여기서는 TMN10 비트율 조절 알고리즘으로 계산된 양자화 파라미터 값(QP_new)의 크기에 따라 몇 가지 영역으로 나누었다. 즉, QP_new > 25인 경우, 20 < QP_new < 25인 경우, 10 < QP_new < 20인 경우, QP_new < 10인 경우이다.Here, it is divided into several areas according to the size of the quantization parameter value (QP_new) calculated by the TMN10 bit rate adjustment algorithm. That is, when QP_new> 25, 20 <QP_new <25, 10 <QP_new <20, QP_new <10.

이와 같이 TMN10으로 계산된 양자화 파라미터 값(QP_new)의 범위에 따라서 ROI_QP, BG_QP 값이 다음 단계(S604)에서 결정되어진다. ROI_QP와 BG_QP를 할당하는 방법에 있어서 중요도에 따라서 가중치를 설정하여 할당하는데, 보통 ROI_QP는 QP_new의 반정도로 설정하고 BG_QP는 1,5배 설정한다. 하지만 QP_new가 25가 넘어가는 경우 ROI_QP를 보통의 경우와 같이 낮추는 경우 갑작스런 데이터량 증가로 인하여 프레임 스킵이 많이 일어나게 되므로 시간적 화질이 떨어지게 된다. 그러므로 이러한 경우 ROI_QP는 상대적으로 높은 양자화 파라미터를 할당함으로써 프레임 스킵이 일어나는 것을 방지한다. 또한 QP_new가 10보다 작은 경우에는 양자화 파라미터를 더욱 낮추더라도 사람이 인식할 수 있는 화질의 계선 정도가 매우 작기 때문에 이러한 경우에는 중요하지 않은 영역의 화질도 높여 줌으로써 전체적인 화질을 유지 할 수 있도록 하였다.The ROI_QP and BG_QP values are determined in the next step S604 according to the range of the quantization parameter value QP_new calculated as TMN10. In the method of allocating ROI_QP and BG_QP, weights are set according to importance, and usually ROI_QP is set at about half of QP_new and BG_QP is set at 1,5 times. However, if QP_new exceeds 25, lowering ROI_QP as usual would result in a lot of frame skipping due to a sudden increase in data, resulting in poor temporal image quality. Therefore, in this case ROI_QP prevents frame skipping by assigning a relatively high quantization parameter. In addition, when QP_new is less than 10, even if the quantization parameter is further lowered, the degree of image recognition that humans can recognize is very small, so in this case, the overall image quality can be maintained by increasing the quality of non-essential areas.

즉, QP_new > 25 인 경우 ROI_QP = QP_new * 0.8(가중치), BG_QP = 31로 할당하였고, 20 < QP_new < 25 인 경우 ROI_QP = QP_new * 0.5(가중치), BG_QP = 31로 할당하였고, 10 < QP_new < 20 인 경우 ROI_QP = QP_new * 0.5(가중치), BG_QP = QP_new * 1.5(가중치)로 할당하였고, QP_new < 10 인 경우 ROI_QP = QP_new, BG_QP = QP_new로 할당하였다.That is, if QP_new> 25, ROI_QP = QP_new * 0.8 (weighted), BG_QP = 31, and if 20 <QP_new <25, ROI_QP = QP_new * 0.5 (weighted), BG_QP = 31, and 10 <QP_new < In case of 20, ROI_QP = QP_new * 0.5 (weighted) and BG_QP = QP_new * 1.5 (weighted), and when QP_new <10, ROI_QP = QP_new and BG_QP = QP_new.

다음 단계(S605)는 양자화 파라미터 값을 조절하는 단계이다. 즉, 매크로 블록의 양자화 파라미터(dquant)를 dquant = prev_QP - (ROI_QP or BG_QP)로 조절한다. 여기서 prev_QP는 이전 양자화 파라미터 값이고, ROI_QP는 상기 설정된 오브젝트 양자화 파라미터 값이며, BG_QP는 상기 설정된 배경 양자화 파라미터 값이다.The next step S605 is adjusting the quantization parameter value. That is, the quantization parameter dquant of the macro block is adjusted by dquant = prev_QP-(ROI_QP or BG_QP). Where prev_QP is the previous quantization parameter value, ROI_QP is the set object quantization parameter value, and BG_QP is the set background quantization parameter value.

다음 단계(S606a, S606b)는 매크로 블록 타입에 따라 상기 dquant 값을 조절하는 단계이며, Pre_MBType은 이전 매크로 블록 양자화 타입, Cur_MBType은 현재 매크로 블록 양자화 타입을 각각 표현한다. 다음 단계(S607a)는 dquant가 ±3 범위안에 있을 때 이전 양자화 파라미터 값(prev_QP)을 ROI_QP 또는 BG_QP로 사용하는 단계이고, 단계(S607b)는 dquant > 3 또는 dquant < 3인 경우 현재 ROI_QP 또는 BG_QP를 사용함을 의미한다.Next steps S606a and S606b are steps of adjusting the dquant value according to the macroblock type, Pre_MBType represents the previous macroblock quantization type, and Cur_MBType represents the current macroblock quantization type. The next step (S607a) is to use the previous quantization parameter value (prev_QP) as ROI_QP or BG_QP when dquant is in the range ± 3, and step S607b refers to the current ROI_QP or BG_QP when dquant> 3 or dquant <3 It means to use.

다음 단계(S608)는 지금까지 설명한 바와 같이 설정된 양자화 파라미터를 이용해서 최종적인 양자화(Quantization)를 수행하는 단계이다.The next step S608 is to perform final quantization using the quantization parameter set as described above.

본 발명에서는 상기 ROI_QP와 BG_QP의 양자화 파라미터를 크게 변화시키기위해 H.263+ AnnexT(Modified Quantization Parameter)를 사용하였다. 기존 H.263에서는 매크로 블록 단위로 양자화 파라미터를 이전 매크로블록의 양자화 파라미터 값의 +2에서부터 2까지 조절할 수 있다. 즉 비트율을 변화시키기 위한 양자화 파라미터의 변화 정도가 이전 매크로 블록에서의 양자화 파라미터 값의 ±2 이내에서만 가능하다. 그렇기 때문에 갑작스러운 네트워크 환경에 적응하기 어려울 뿐 아니라 주요영역과 주요하지 않은 영역 사이에 확연한 변화를 주기 어렵다. 하지만 Annex T에서는 'small-step QUANT alteration 모드'에서는 2비트를 이용하여 표1처럼 지정된 QUANT의 차이를 이용하여 양자화 파라미터를 조절하거나, 'arbitrary QUANT selection 모드'에서는 6비트를 이용하여 이전 양자화 파라미터 값에 관계없이 양자화 파라미터 값을 1부터 31까지 조절할 수 있는 기능으로 확장되었다.In the present invention, H.263 + AnnexT (Modified Quantization Parameter) is used to greatly change the quantization parameters of ROI_QP and BG_QP. In the existing H.263, the quantization parameter can be adjusted from +2 to 2 of the quantization parameter value of the previous macroblock in macroblock units. That is, the degree of change of the quantization parameter for changing the bit rate is possible only within ± 2 of the value of the quantization parameter in the previous macro block. As a result, it is difficult to adapt to sudden network environments, and it is difficult to make a significant change between major and non-primary domains. However, in Annex T, the quantization parameter is adjusted using two bits in 'small-step QUANT alteration mode' using the difference of the specified QUANT as shown in Table 1, or 6 bits in 'arbitrary QUANT selection mode'. Regardless of whether the quantization parameter value is adjusted from 1 to 31, it has been extended.

이 기능을 이용하여 네트워크의 비트율이 낮아지면 중요하지 않은 영역으로판단된 매크로 블록의 DCT 계수값은 큰 값으로 양자화하여 데이터량을 줄이고 중요한 영역으로 판단된 매크로 블록의 DCT 계수값은 작은 값으로 양자화하여 비트율이 낮을 때에도 관심 영역에 대해 비교적 좋은 화질을 유지할 수 있다.Using this function, if the network's bit rate is lowered, the DCT coefficients of macro blocks determined to be insignificant areas are quantized to a large value to reduce the amount of data, and the DCT coefficients of macro blocks determined to be important areas are quantized to small values. Thus, even when the bit rate is low, relatively good image quality can be maintained for the region of interest.

사용자가 오브젝트 기반으로 영상을 분리한 후 중요도를 판단하여 서로 다르게 양자화하려고 할 경우 쉽고 빠르게 비트율을 조절하는 방법은 'arbitrary QUNAT selection 모드'를 이용하는 것이다. 도7은 오브젝트 세그멘테이션의 예를 나타내며, 오브젝트 영역과 배경영역으로 분리될 수 있음을 보여준다. 도7에서처럼 화상통신에서 오브젝트 세그멘테이션이 되어 배경 영역과 사용자 영역이 분리되었을 경우, 두 부분을 구분하여 서로 다른 양자화 파라미터를 이용하여 부호화할 수 있다.When the user separates an image based on an object and tries to quantize differently by determining the importance, an easy and fast way to adjust the bit rate is to use the 'arbitrary QUNAT selection mode'. 7 shows an example of object segmentation and shows that it can be divided into an object region and a background region. As shown in FIG. 7, when the object segmentation is performed in the image communication and the background region and the user region are separated, the two portions may be separated and encoded using different quantization parameters.

'Arbitrary QUANT selection모드'를 사용할 경우에는 이전 매크로블록의 양자화 파라미터 값에 관계없이 매크로 블록마다 1에서 31까지 사용자가 원하는 임의의 양자화 파라미터를 선택할 수 있기 때문에 사용자가 오브젝트 기반으로 영상을 분리한 후 중요도를 판단하여 오브젝트 영역과 배경 영역에 대해 서로 다르게 양자화 하면서 비트율을 조절 할 수 있다. 만일 영상이 도7에서와 같이 오브젝트와 배경 영역으로 분리되었을 경우, 이 정보를 이용해 비트율을 제어할 때 사용자 영역(오브젝트 영역)은 작은 양자화 파라미터를 이용해 양자화 하여 DCT 계수 정보를 많이 남기고, 배경 영역은 상대적으로 큰 양자화 파라미터를 이용해 양자화 하여 DCT 계수 정보를 버려서 비트율을 제어한다. 이러한 방법으로 관심이 있거나 중요한 영역은 상대적으로 좋은 화질로 표현하고 관심이 없거나 상대적으로 중요하지 않은 영역은 비트 수를 많이 낮출 수 있다.In case of using 'Arbitrary QUANT selection mode', users can select any quantization parameter from 1 to 31 for each macroblock regardless of the quantization parameter value of previous macroblock. The bit rate can be adjusted while quantizing the object region and the background region differently. If the image is divided into an object and a background region as shown in FIG. 7, the user region (object region) is quantized using a small quantization parameter to leave much DCT coefficient information when the bit rate is controlled using this information. The bit rate is controlled by quantizing using a relatively large quantization parameter to discard DCT coefficient information. In this way, areas of interest or interest can be represented with relatively good image quality, while areas of interest or relative interest are notably low.

그렇지만 두 영역 모두 Annex T의 'arbitrary QUANT selection모드'를 사용할 경우에는 추가되는 헤더(header) 비트 수가 많아져서 비트율 제어에 오히려 부담이 될 수 있다. 즉, 일반적 방법으로 양자화 파라미터를 이용할 때는 매크로 블록 당 2비트의 헤더가 필요하던 것이 Annex T의 'arbitrary QUANT selection모드'를 이용할 경우에는 6비트의 헤더가 필요하다. 이러한 추가 비트는 매크로 블록마다 추가되기 때문에 오버헤드(overhead)가 클 수 있다.However, when both areas use the 'arbitrary QUANT selection mode' of Annex T, the number of header bits added increases, which may be a burden on the bit rate control. In other words, when using a quantization parameter in a general manner, a 2-bit header is required per macroblock. When using an 'arbitrary QUANT selection mode' of Annex T, a 6-bit header is required. Since this additional bit is added for each macro block, the overhead may be large.

그렇지만 영상이 오브젝트 기반으로 분리되어 입력되었을 때 배경 영역과 오브젝트 영역의 경계영역(경계 매크로 블록)에서만 양자화 파라미터의 차이가 크고 각 영역 내에서는 양자화 파라미터의 차이가 작기 때문에 각 영역의 경계에서만 양자화 파라미터가 크게 달라지게 된다. 이 특성을 이용하여 영상에서 오브젝트와 배경이 분리되었을 경우, 오브젝트의 경계 영역의 매크로블록에 대해서만 'arbitrary QUANT selection 모드'를 사용하여 사용자가 원하는 임의의 양자화 파라미터를 결정하고, 같은 영역에서는 이전 양자화 파라미터 값의 차이가 ±3 범위 안에서는 같은 양자화 파라미터를 사용함으로써 경계 영역에 대해서만 6비트의 헤더가 사용되고 나머지 부분은 2비트의 헤더가 사용되어 전체 프레임에 대해 6비트의 헤더가 사용되는 것 보다 헤더 비트 수가 많이 줄어들면서 오브젝트 단위로 비트율 조절을 할 수 있다.However, when the image is separated and input based on the object, the difference between the quantization parameter is large only in the boundary region (boundary macroblock) of the background region and the object region, and the difference in the quantization parameter is small within each region. It will be very different. When the object and the background are separated from the image using this property, the arbitrary quantization parameter desired by the user is determined using the 'arbitrary QUANT selection mode' only for the macroblock of the object's boundary region, and in the same region, the previous quantization parameter is determined. If the difference in value is within the range of ± 3, the same quantization parameter is used so that 6-bit headers are used only for the border region and 2 bits are used for the rest, so that the header bits are more than 6-bit headers for the entire frame. You can adjust the bit rate on a per-object basis with much reduction.

상기한 바와 같이 비트율 제어에서 매크로 블록 단위로 부과된 중요도 정보를 기반으로 양자화 할 때 현재 매크로 블록이 오브젝트의 경계 매크로 블록이면 'arbitrary QUANT selection모드'를 이용하여 양자화 파라미터를 큰 폭으로 조정하고 현재 매크로 블록이 오브젝트 내의 매크로 블록이면 'small-step QUANT alteration모드'를 이용하여 양자화 파라미터를 적은 폭으로 조정함으로써, 오브젝트 단위로 비트 수를 조절할 수 있기 때문에 사용자가 화질의 차이를 느끼는 중요 영역에 대해서는 상대적으로 많은 비트 수를 부과하여 낮은 비트율 전송에서도 비트율을 조절하면서 화질의 열화를 막을 수 있다.As described above, if the current macroblock is the boundary macroblock of an object when quantizing based on the importance information imposed on the macroblock basis in the bit rate control, the quantization parameter is greatly adjusted using the 'arbitrary QUANT selection mode' and the current macro If the block is a macro block within an object, the quantization parameter can be adjusted to a small width using the 'small-step QUANT alteration mode', so that the number of bits can be adjusted in units of objects. By imposing a large number of bits, even in low bit rate transmissions, the image quality can be prevented while adjusting the bit rate.

도7에서 arbitrary QUANT selection 모드를 사용하는 경계 영역은 도트(dot)로 표기된 부분으로서, 매크로 블록 코딩 순서 상으로 보았을 때 중요하지 않은 영역에서 중요 영역으로 넘어가는 매크로 블록, 또는 중요 영역에서 중요하지 않은 영역으로 넘어가는 매크로 블록이 된다. 한 프레임의 매크로 블록의 코딩 순서는 좌측상단에서부터 라인 단위로 우측 하단까지 이루어지게 된다.In FIG. 7, the boundary area using the arbitrary QUANT selection mode is a portion denoted by a dot, and the macroblock or the important area in the macroblock coding sequence that passes from the non-essential area to the important area when viewed in the macroblock coding order is not important. It becomes a macro block that goes into an area. The coding order of a macroblock of one frame is made from the upper left to the lower right in line units.

본 발명은 공간적 화질과 시간적 화질도 조절할 수 있는데 그 방법은 중요한 영역에 얼마나 더 많은 비트를 할당하는가에 달려 있다. 즉 ROI_QP를 상대적으로 더욱 작게 해주면 관심있는 영역에서의 공간적 화질은 높아지지만 상대적으로 프레임 스킵이 일어날 확률은 높아지게 되므로 시간적 화질은 떨어지게 된다. 그러므로 공간적 화질과 시간적 화질을 가장 적절하게 만족시킬 수 있는 양자화 파라미터 값을 제시하고자 한다. 이를 위한 QP_new의 범위에 따른 각각의 양자화 파라미터 값을 표2에 나타내었다.The present invention can also control spatial and temporal image quality, which depends on how many bits are allocated to the critical area. In other words, if ROI_QP is made smaller, the spatial quality of the region of interest is increased, but the probability of frame skipping is relatively increased. Therefore, we propose a quantization parameter value that best satisfies the spatial and temporal image quality. Table 2 shows each quantization parameter value according to the range of QP_new for this purpose.

QP_new>25QP_new> 25 20<QP_New<2520 <QP_New <25 15<QP_new<2015 <QP_new <20 10<QP_new<1510 <QP_new <15 QP_new<10QP_new <10 ROI_QPROI_QP 2525 1515 1313 1010 88 BG_QPBG_QP 3131 3131 2525 2525 2020

표2에 나타낸 바와 같이 본 발명에서는 TMN10 비트율 조절 알고리즘에 따라계산된 양자화 파라미터 값 QP_new을 5개의 영역(범위)으로 구분하고 각각에 대하여 오브젝트 영역 양자화 파라미터(ROI_QP) 및 배경 영역 양자화 파라미터(BG_QP)를 할당하였다. 표2를 참조하면 QP_new > 25인 경우 ROI_QP = 25, GB_QP = 31로 할당하였고, 20 < QP_New < 25인 경우 ROI_QP = 15, BG_QP = 31로 할당하였으며, 15 < QP_New < 20인 경우 ROI+_QP = 13, BG_QP = 25로 할당하였고, 10 < QP_New < 15인 경우 ROI_QP = 10, BG_QP = 25로 할당하였으며, QP_new < 10인 경우에는 ROI_QP = 8, BG_QP = 20으로 할당하였다.As shown in Table 2, in the present invention, the quantization parameter value QP_new calculated according to the TMN10 bit rate adjustment algorithm is divided into five regions (ranges), and the object region quantization parameter ROI_QP and the background region quantization parameter BG_QP are respectively determined. Assigned. Referring to Table 2, ROI_QP = 25 and GB_QP = 31 for QP_new> 25, and ROI_QP = 15 and BG_QP = 31 for 20 <QP_New <25, and ROI + _QP = for 15 <QP_New <20. 13, BG_QP = 25, ROI_QP = 10, BG_QP = 25 when 10 <QP_New <15, ROI_QP = 8, BG_QP = 20 when QP_new <10.

지금까지 본 발명은 실시간 통신 환경에서 효과적인 비트율 제어를 하기 위해 프레임 단위로 양자화 파라미터(QP)를 조절하여 중요한 영역과 중요하지 않은 영역에 양자화 파라미터를 적응적으로 할당하는 방법에 대하여 기술하였다.Until now, the present invention has described a method for adaptively allocating quantization parameters to important and non-critical areas by adjusting quantization parameters (QP) on a frame basis in order to effectively control bit rate in a real-time communication environment.

본 발명은 이동 단말기와 같이 제한된 자원(resource)을 갖는 장치에서 적은 계산량으로 비트율을 제어할 수 있는 ROI기반 비트율 제어 방법을 제시하고 있다.The present invention proposes a ROI-based bit rate control method capable of controlling the bit rate with a small amount of computation in a device having limited resources such as a mobile terminal.

본 발명은 오브젝트 단위로 세크멘테이션 된 영상을 중요한 영역과 중요하지 않은 영역에 대한 정보를 기반으로 각각의 영역에 적응적으로 양자화 파라미터를 할당하는 알고리즘으로 매크로 블록의 중요도에 따라 비트량을 다르게 할당함으로써 같은 비트율에서 사람이 느끼는 화질을 향상시킬 수 있다.The present invention is an algorithm for adaptively assigning quantization parameters to each region based on information about an important region and an insignificant region of an image segmented in units of objects. As a result, the image quality that a person feels at the same bit rate can be improved.

또한 본 발명은 한 프레임에서 같은 ROI영역 내부간의 화질 차이가 발생하지 않아 시각적으로 좀 더 깨끗한 느낌을 주며, 프레임 단위의 비트율을 제어함에도 불구하고 기존의 복잡한 계산으로 매크로 블록 단위로 비트율을 제어하는 방법에비해 네트워크의 활용성 및 프레임 율이 저하되지 않는 방법을 제시하고 있다.In addition, the present invention provides a visually cleaner feeling because the image quality difference does not occur in the same ROI region in one frame, and despite the control of the bit rate of the frame unit, a method of controlling the bit rate by the macro block unit by the conventional complex calculation Compared to this, the network utilization and frame rate are not reduced.

본 발명은 화상 통신이나 비디오 폰 전송 등에서 비디오가 오브젝트 기반으로 세크멘테이션 되어 있을 때 사용자가 특정 오브젝트에 대해 중요도를 크게 설정 할 수 있어 화상 통신 등에서 사용자가 직관적으로 느끼기에 비디오의 화질을 개선시킬 수 있다.According to the present invention, when a video is segmented based on an object in a video communication or video phone transmission, the user can greatly set the importance of a specific object, thereby improving the image quality of the video because the user intuitively feels in the video communication. have.

저비트율 통신에서는 네트워크의 대역폭에 따라 전송되는 비디오의 화질이 일정하지 않고 화질 열화가 자주 발생하는데 이것은 비트율을 제어할 때 출력 버퍼의 넘침을 제어하기 위해 프레임 스킵이 일어나거나 비디오 내의 오브젝트보다는 순간적인 비트율에 따라 양자화 파라미터를 결정하기 때문이다. 하지만 화상 통신이나 비디오 폰 통신을 할 때 사용자는 관심 영역에 대한 화질에 민감하게 반응하므로 비트율을 제어할 때 관심 영역의 정보는 많이 보내고 비 관심 영역의 정보를 적게 보내면 비트율을 제어하는데 있어서도 유용할 뿐만 아니라 사용자에게 만족할 만한 화질을 제공할 수 있다. 그리고 본 발명은 기본의 비트율 조절 알고리즘을 무선 단말과 같은 어플리케이션이 응용할 경우 계산량 때문에 생기는 문제점을 해결하기 위하여 단순한 알고리즘을 적용하여 많은 계산량 감소를 가지고 왔으며 또한 비트율 조절 성능은 유지하였다.In low bit rate communication, the quality of the transmitted video is not constant and the quality deterioration occurs frequently depending on the bandwidth of the network. This is because when the bit rate is controlled, frame skipping occurs to control the overflow of the output buffer, or the instantaneous bit rate is higher than the object in the video. This is because the quantization parameter is determined accordingly. However, in video communication or video phone communication, the user is sensitive to the image quality of the region of interest. Therefore, when controlling the bit rate, sending more information of the region of interest and less information of the region of interest is useful for controlling the bit rate. But it can provide a satisfactory picture quality to the user. In order to solve the problem caused by the calculation amount when the basic bit rate adjustment algorithm is applied to an application such as a wireless terminal, the present invention brings a large amount of calculation reduction and maintains the bit rate adjustment performance.

본 발명은 특히 IMT 2000과 같이 무선 이동 통신에서 유용하게 사용될 수 있다. 무선 이동 통신의 경우 유선 이동 통신에 비해 낮은 네트워크 환경을 사용하므로 낮은 비트율로 높은 화질을 얻는 것이 매우 중요하다. 또한 계산량 감소로 전력 소비를 감소시켜 단말의 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention can be particularly useful in wireless mobile communication, such as IMT 2000. Since wireless mobile communication uses a lower network environment than wired mobile communication, it is very important to obtain high image quality at a low bit rate. In addition, it is possible to improve the performance of the terminal by reducing the power consumption by reducing the amount of computation.

Claims (13)

네트워크를 통해 전송할 영상신호의 타겟 비트를 설정하는 단계, 상기 설정된 타겟 비트를 이용해서 픽쳐 단위의 양자화 파라미터(PQUANT)를 설정하는 단계, 상기 설정된 픽쳐 단위의 양자화 파라미터(PQUANT)를 적용하여 해당 매크로 블록을 양자화하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.Setting a target bit of a video signal to be transmitted through a network, setting a quantization parameter PQUANT in picture units using the set target bit, and applying a corresponding quantization parameter PQUANT in the picture unit Quantizing; Object-based bit rate control method comprising a. 제 1 항에 있어서, 현재 인코딩된 비트량, 타겟 비트량 그리고 채널 용량을 이용하여 버퍼 오버플로우와 딜레이를 방지하기 위해 프레임 스킵을 수행함을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.2. The method of claim 1, wherein frame skipping is performed to prevent buffer overflow and delay by using a currently encoded bit amount, a target bit amount, and a channel capacity. 제 1 항에 있어서, 현재 인코딩된 비트량과 타겟 비트량을 비교하고 비트량을 비교하여 구한 인코딩 비트량과 타겟 비트량의 차이에 따라서 상기 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 갱신하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.The object of claim 1, wherein the picture quantization parameter PQUANT is updated according to a difference between an encoded bit amount and a target bit amount obtained by comparing a current encoded bit amount with a target bit amount and comparing the bit amounts. Based bit rate control method. 제 1 항에 있어서, 현재 인코딩된 비트량과 타겟 비트량을 비교하여,The method of claim 1, further comprising comparing the currently encoded bit amount with the target bit amount, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 3배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 9만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고,If the encoded bit amount is larger than three times the target bit amount, the value PQUANT is increased by 9 than the quantization parameter of the previous frame. 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 2배보다 크고 3배보다는 작으면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 6만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고,If the encoded bit amount is greater than 2 times and less than 3 times the target bit amount, increase the value PQUANT by 6 than the quantization parameter of the previous frame, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 1.5배보다 크고 2배보다는 작으면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 4만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고,If the encoded bit amount is greater than 1.5 times and less than 2 times the target bit amount, increase the value PQUANT by 4 than the quantization parameter of the previous frame, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량보다 크고 1.5배보다는 작으면 이전 프레임의 양자화 파라미터보다 2만큼 그 값(PQUANT)을 증가시키고,If the encoded bit amount is larger than the target bit amount and less than 1.5 times, increase the value PQUANT by 2 than the quantization parameter of the previous frame, 인코딩된 비트량이 타겟 비트량보다 작고 0.9배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터를 유지시키고,If the encoded bit amount is smaller than the target bit amount and larger than 0.9 times, the quantization parameter of the previous frame is maintained. 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 0.9배보다 작고 0.7배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 2만큼 그 값(PQUANT)을 감소시키고,If the encoded bit amount is smaller than 0.9 times the target bit amount and larger than 0.7 times, the value PQUANT is decreased by 2 than the quantization parameter of the previous frame. 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 0.7배보다 작고 0.5배보다 크면 이전 프레임의 양자화 파라미터 보다 3만큼 그 값(PQUANT)을 감소시키고If the encoded bit amount is less than 0.7 times the target bit amount and larger than 0.5 times, the value PQUANT is decreased by 3 than the quantization parameter of the previous frame. 인코딩된 비트량이 타겟 비트량의 0.5배보다 작으면 이번 프레임의 양자화 파라미터 보다 5만큼 그 값(PQUANT)을 감소시키는 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.And if the encoded bit amount is less than 0.5 times the target bit amount, the value PQUANT is reduced by 5 than the quantization parameter of this frame. 네트워크를 통해 전송할 영상 신호의 비트율 조절을 위하여 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 설정하는 단계와, 상기 설정된 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 기반으로 ROI 분리 정보를 이용하여 중요한 영역(ROI)과 중요하지 않은 영역(BG)을 매크로 블록 단위로 지정하여 중요도에 따라서 매크로 블록 양자화 파라미터(ROI_QP, BG_QP)를 다르게 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는오브젝트 기반 비트율 제어방법.Setting a picture quantization parameter (PQUANT) to adjust the bit rate of an image signal to be transmitted through a network, and using the ROI separation information based on the set picture quantization parameter (PQUANT), an important region (ROI) and an insignificant region Specifying (BG) in units of macroblocks and setting macroblock quantization parameters (ROI_QP, BG_QP) differently according to importance. 제 5 항에 있어서, 상기 양자화 파라미터를 매크로 블록의 중요도에 따라서 다르게 설정함으로써 오브젝트 중요도에 따라 중요하지 않은 영역보다 중요한 영역에 많은 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.6. The method according to claim 5, wherein the bits are allocated to areas that are more important than areas that are not important according to object importance by setting the quantization parameter differently according to the importance of the macroblock. 제 5 항에 있어서, 상기 ROI 정보에 따라 중요한 영역과 중요하지 않은 영역의 매크로 블록의 비트 할당을 위여 양자화 파라미터를 설정하는 방법은 H.263+의 AnnexT(Modified Quantization)를 사용하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.[6] The method of claim 5, wherein the method for setting the quantization parameter for bit allocation of the macroblocks of the critical and non-critical regions according to the ROI information uses AnnexT (Modified Quantization) of H.263 +. Object based bit rate control method. 제 5 항에 있어서, 상기 매크로 블록의 양자화 파라미터 값을 설정할 때, 현재 매크로 블록이 배경과 오브젝트의 경계 영역이면 H.263의 AnnexT 모드에서 'arbitrary QUANT selection모드'를 이용하여 양자화 파라미터 값을 변화시키고, 현재 매크로 블록이 같은 영역이면 같은 양자화 파라미터 값을 사용하여 양자화를 수행하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.The method of claim 5, wherein when setting the quantization parameter value of the macroblock, if the current macroblock is a boundary area between the background and the object, the quantization parameter value is changed using the 'arbitrary QUANT selection mode' in the AnnexT mode of H.263. And performing quantization using the same quantization parameter value if the current macroblock is the same region. 제 5 항에 있어서, 상기 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 갱신한 다음에 TMN10 비트율 제어방법으로 양자화 파라미터 값(QP_new)을 계산하고, QP_new > 25 인 경우 상기 ROI_QP = QP_new ×0.8, 상기 BG_QP = 31로 설정하고, 20 < QP_new <25 인 경우 상기 ROI_QP = QP_new ×0.5, 상기 BG_QP = 31로 설정하고, 10 < QP_new < 20 인 경우 상기 ROI_QP = QP_new ×0.5, 상기 BG_QP = QP_new ×1.5로 설정하고, QP_new < 10 인 경우 상기 ROI_QP = QP_new, BG_QP = QP_new로 설정함을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.The method according to claim 5, wherein after the picture quantization parameter PQUANT is updated, a quantization parameter value QP_new is calculated using a TMN10 bit rate control method. If set to 20 <QP_new <25, set ROI_QP = QP_new x 0.5, and BG_QP = 31, and if 10 <QP_new <20, set ROI_QP = QP_new x 0.5, and BG_QP = QP_new x 1.5, and QP_new <10, wherein ROI_QP = QP_new and BG_QP = QP_new. 제 5 항에 있어서, 상기 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 갱신한 다음에 TMN10 비트율 제어방법으로 양자화 파라미터 값(QP_new)을 계산하고, QP_new > 25 인 경우 상기 ROI_QP = 25, 상기 BG_QP = 31로 설정하고, 20 < QP_new < 25 인 경우 상기 ROI_QP = 15, 상기 BG_QP = 31로 설정하고, 15 < QP_new < 20 인 경우 상기 ROI_QP = 13, 상기 BG_QP = 25로 설정하고, 10 < QP_new < 15 인 경우 상기 ROI_QP = 10, BG_QP = 25로 설정하고, QP_new < 10 인 경우 상기 ROI_QP = 8, BG_QP = 20으로 설정함을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어방법.The method according to claim 5, wherein after updating the picture quantization parameter PQUANT, a quantization parameter value QP_new is calculated using a TMN10 bit rate control method, and when QP_new> 25, ROI_QP = 25 and BG_QP = 31. When ROI_QP = 15 and BG_QP = 31 when 20 <QP_new <25, set ROI_QP = 13 and BG_QP = 25 when 15 <QP_new <20 and ROI_QP when 10 <QP_new <15 = 10, BG_QP = 25, and when QP_new <10, the ROI_QP = 8 and BG_QP = 20. 네트워크 환경에 따라서 전송할 비트율 산정 및 제어를 위하여 목표 비트수를 설정하는 수단, 입력 영상을 오브젝트 영역과 배경 영역으로 분리하는 수단, 상기 설정된 목표 비트수를 고려하여 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 갱신하는 수단, 상기 픽쳐 양자화 파라미터(PQUANT)를 기준으로 오브젝트 영역의 양자화 파라미터 값(ROI_QP) 및 배경 영역의 양자화 파라미터 값(BG_QP)을 할당하는 수단, 상기 할당된 각각의 영역에 해당하는 매크로 블록마다 해당 양자화 파라미터 값을 적용하여 입력 영상을 양자화하는 수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는오브젝트 기반 비트율 제어장치.Means for setting a target bit number for calculating and controlling a bit rate to be transmitted according to a network environment, means for separating an input image into an object region and a background region, and means for updating a picture quantization parameter PQUANT in consideration of the set target bit number Means for allocating a quantization parameter value (ROI_QP) of an object region and a quantization parameter value (BG_QP) of a background region based on the picture quantization parameter (PQUANT), a corresponding quantization parameter for each macroblock corresponding to each of the allocated regions. Means for quantizing an input image by applying a value; Object-based bit rate control device comprising a. 제 11 항에 있어서, 상기 오브젝트 영역 및 배경 영역의 분리 정보를 기반으로 하여 현재 매크로 블록이 영역 경계인지를 판별하고 그 판별 결과에 따라 영역 경계인 매크로 블록과 그렇지 않은 매크로 블록에 대하여 상기 할당된 양자화 파라미터 값에 따른 양자화 모드를 선택적으로 다르게 적용하는 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어장치.12. The method of claim 11, wherein whether the current macroblock is an area boundary is determined based on the separation information of the object area and the background area, and the allocated quantization parameter is assigned to macroblocks that are area boundaries and macroblocks that are not. And means for selectively differently applying a quantization mode according to a value. 제 11 항에 있어서, 상기 영역 경계인 매크로 블록에 적용되는 양자화 모드는 H.263+의 AnnexT에서 arbitrary QUANT selection 모드인 것을 특징으로 하는 오브젝트 기반 비트율 제어장치.12. The apparatus of claim 11, wherein the quantization mode applied to the macroblock that is the region boundary is an arbitrary QUANT selection mode in AnnexT of H.263 +.
KR1020030000233A 2003-01-03 2003-01-03 Bit rate control system based on object KR100543608B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030000233A KR100543608B1 (en) 2003-01-03 2003-01-03 Bit rate control system based on object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030000233A KR100543608B1 (en) 2003-01-03 2003-01-03 Bit rate control system based on object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040062733A true KR20040062733A (en) 2004-07-09
KR100543608B1 KR100543608B1 (en) 2006-01-20

Family

ID=37353891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030000233A KR100543608B1 (en) 2003-01-03 2003-01-03 Bit rate control system based on object

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100543608B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006080655A1 (en) * 2004-10-18 2006-08-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for adjusting bitrate of coded scalable bitsteam based on multi-layer
KR100764345B1 (en) * 2006-01-18 2007-10-08 주식회사 어니언텍 Method of enhancing video quality of movie file in mobile communication network and apparatus implementing the same
US7881387B2 (en) 2004-10-18 2011-02-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for adjusting bitrate of coded scalable bitsteam based on multi-layer
WO2016048507A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 Intel Corporation Video coding rate control including target bitrate and quality control
KR20160061613A (en) * 2014-11-24 2016-06-01 삼성전자주식회사 CODEC, SYSTEM ON CHIP(SoC) INCLUDING THE SAME, AND DATA PROCESSING SYSTEM INCLUDING THE SoC
CN105763877A (en) * 2016-02-22 2016-07-13 青岛海信电器股份有限公司 Video frame pixel block compression method and device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006080655A1 (en) * 2004-10-18 2006-08-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for adjusting bitrate of coded scalable bitsteam based on multi-layer
US7881387B2 (en) 2004-10-18 2011-02-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for adjusting bitrate of coded scalable bitsteam based on multi-layer
KR100764345B1 (en) * 2006-01-18 2007-10-08 주식회사 어니언텍 Method of enhancing video quality of movie file in mobile communication network and apparatus implementing the same
WO2016048507A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 Intel Corporation Video coding rate control including target bitrate and quality control
CN106664412A (en) * 2014-09-22 2017-05-10 英特尔公司 Video coding rate control including target bitrate and quality control
CN106664412B (en) * 2014-09-22 2020-11-10 英特尔公司 Video encoding rate control and quality control including target bit rate
KR20160061613A (en) * 2014-11-24 2016-06-01 삼성전자주식회사 CODEC, SYSTEM ON CHIP(SoC) INCLUDING THE SAME, AND DATA PROCESSING SYSTEM INCLUDING THE SoC
CN105763877A (en) * 2016-02-22 2016-07-13 青岛海信电器股份有限公司 Video frame pixel block compression method and device
CN105763877B (en) * 2016-02-22 2019-01-01 青岛海信电器股份有限公司 A kind of compression method and device of video frame pixel block

Also Published As

Publication number Publication date
KR100543608B1 (en) 2006-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100643453B1 (en) Bit rate control based on object
KR100643454B1 (en) Method for video data transmission control
Lee et al. Scalable rate control for MPEG-4 video
WO2021244341A1 (en) Picture coding method and apparatus, electronic device and computer readable storage medium
KR100297830B1 (en) Device and method for controlling bit generation amount per object
KR100970315B1 (en) Transcoder and coded image conversion method
KR100484148B1 (en) Advanced method for rate control and apparatus thereof
KR100307618B1 (en) Device and method for encoding image
US20050169370A1 (en) Scalable MPEG video/macro block rate control
Sun et al. Region-based rate control and bit allocation for wireless video transmission
CN108012163B (en) Code rate control method and device for video coding
KR100557618B1 (en) Bit rate control system based on object
US9955160B1 (en) Video encoding using adaptive pre-filtering
EP4333433A1 (en) Video coding method and apparatus, and electronic device
KR100543608B1 (en) Bit rate control system based on object
KR20050090841A (en) Method for controling bit-rate
CN110971900A (en) Code rate control method suitable for 4K and 8K ultrahigh-definition motion flat video
JP4341078B2 (en) Encoding device for moving picture information
CN108737826B (en) Video coding method and device
CN101527846B (en) H.264 variable bit rate control method based on Matthew effect
CN112866696A (en) 4K, 8K and 16K ultra-high-definition video coding optimization control method and device
JP4508029B2 (en) Encoding device for moving picture information
KR101371507B1 (en) System and method for low-delay video telecommunication
KR20010104058A (en) Adaptive quantizer according to DCT mode in MPEG2 encoder
CN117641045A (en) Video data processing method and device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee