KR20050042301A - 에러 보정을 이용한 복호화 방법 - Google Patents

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Abstract

패킷 손실에 따른 에러를 보정하여 영상을 복호화할 수 있는 에러 보정을 이용한 복호화 방법이 개시된다.
본 발명의 에러 보정을 이용한 복호화 방법은, 입력되는 패킷으로부터 VOL 정보를 획득하지 못하는 경우에 RTSP 메시지로부터 VOL 정보를 획득하여, 획득된 VOL 정보를 이용하여 복호화를 수행한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 패킷 손실 및 지연에 따른 에러가 발생하더라도, RTSP 메시지로부터 VOL 정보를 획득할 수 있으므로, 안전하면서도 품질 높은 영상을 구현할 수 있다.

Description

에러 보정을 이용한 복호화 방법{Decoding method using error correction}
본 발명은 영상 복호화기에 관한 것으로, 특히 패킷 손실에 따른 에러를 보정하여 영상을 복호화할 수 있는 에러 보정을 이용한 복호화 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 주문형 비디오(VOD:Video On Demand) 시스템은 이용자가 요청하는 영상정보를 실시간으로 제공하는 서비스를 의미한다 말합니다.
상기 주문형 비디오 시스템은 기존 공중망 방송이나 케이블 TV에서 프로그램을 일방적으로 수신하는 것이 아니라 가입자의 요구에 따라 원하는 시간에 원하는 내용을 이용할 수 있는 쌍방향 서비스를 제공한다. 또한, 상기 주문형 비디오 시스템은 통신망을 통하여 영상정보를 주문한다는 것 이외에는 일반 비디오 기기와 마찬가지 방법으로 재생(play), 정지(stop), 멈춤(pause), 빨리 감기(fast forward), 빨리 되감기(fast rewind) 및 임의의 위치에서의 재생시키는 기능을 모두 제공한다.
도 1은 일반적인 주문형 비디오 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 2는 주문형 비디오 시스템의 프로토콜 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 클라이언트(10)가 소정의 컨텐츠를 무선 인터넷망(20)을 통해 서버(30)로 요청하면, 상기 서버(30)는 해당 컨텐츠를 상기 클라이언트(10)에게 제공한다.
도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 클라이언트(10)가 소정의 스트리밍용 컨텐츠를 서버(30)로 요청하면, 상기 서버(30)에서는 해당 스트리밍용 컨텐츠를 비디오/오디오 부호화기(31)를 이용하여 MPEG-4 인코딩한 다음 RTP(Real Time Transport Protocol) 계층(32)으로 전송한다. 상기 RTP 계층(32)에서는 상기 압축된 비트스트림을 패킷화시킨 다음, UDP(User Datagram Protocol) 계층(33) 및 IP 계층(34)을 경유하면서 UDP 헤더 및 IP 헤더가 부가되어 상기 클라이언트(10)로 전송한다.
상기 클라이언트(10)로 전송된 상기 압축된 비트스트림은 IP 계층(14), UDP 계층(13) 및 RTP 계층(12)을 경유하면서 IP 헤더, UDP 헤더 및 RTP 헤더가 제거되는 한편, 디패킷화가 수행된다. 이어서, 디패킷화된 비트스트림은 비디오/오디오 복호화기(11)에 의해 부호화가 수행되어 소정의 영상이 재생될 수 있다.
이때, 이러한 컨텐츠의 선택, 재생, 정지, 녹화와 같은 제어는 RTSP 계층(15, 35)을 이용하여 TCP 계층(16, 36) 및 IP 계층(14, 34)을 통해 클라이언트(10)와 서버(30) 사이에서 수행되게 된다.
도 3은 일반적인 MPEG-4 패킷 구조를 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, MPEG-4 패킷은 RTP 헤더, MPEG-4 스트림 헤더 및 MPEG-4 스트림으로 이루어진다.
여기서, MPEG-4 패킷이 첫번째 패킷인 경우, RTP 헤더에 컨텐츠 전송에 대한 제어 정보가 포함되게 되고, MPEG-4 스트림 헤더에 VOS(Video Object Sequence) 정보, VO(Video Object) 정보, VOL(Video Object Layer) 정보 등이 포함되며, MPEG-4 스트림에 컨텐츠를 나타내는 압축된 비트스트림이 저장되게 된다.
MPEG-4 패킷이 두번째 패킷인 경우, RTP 헤더에 첫번째 패킷의 RTP 헤더와 유사하게 컨텐츠 전송에 대한 제어 정보가 포함되게 되고, MPEG-4 스트림 헤더에는 VOP(Video Object Plane) 정보가 포함되게 된다.
특히, 상기 첫번째 패킷의 MPEG-4 스트림 헤더의 VOL 정보에는 영상 크기(예컨대, 폭(width), 높이(height)), 영상 타입, 타임 증가 해상도(time increment resolution)등이 포함되는데, 여기서 영상 크기는 MPEG-4 복호화시의 모든 메모리 할당 및 데이터 처리시에 반드시 사용되어야 하는 매우 중요한 정보이다.
하지만, 무선 인터넷망을 통한 실시간 주문형 비디오 서비스시, 서버에서 전송된 데이터가 패킷 지연 또는 패킷 손실 등으로 인해 클라이언트로 제공되지 않게 되는 경우가 종종 있었다. 이와 같이 서버에서 제공된 데이터가 클라이언트로 제공되지 않게 되는 경우. MPEG-4 복호화기에서 복호화하는 경우에 앞서 설명한 바와 같은 VOL 헤더를 획득하지 못하게 됨에 따라 메모리 할당 및 데이터 처리가 잘못 이루어지게 되고, 이로 인해 잘못된 메모리 액세스 및 데이터 처리 결과의 오류 등과 같은 치명적인 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 영상 크기 정보의 손실로 인해 발생되는 복호화 에러를 보정하여 안정된 영상 품질을 확보할 수 있는 에러 보정을 이용한 복호화 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 에러 보정을 이용한 복호화 방법은, 입력된 패킷으로부터 VOL 정보가 존재하는지를 확인하는 단계; 상기 패킷에 VOL 정보가 존재하지 않는 경우, RTSP 메시지로부터 VOL 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 VOL 정보를 바탕으로 메모리 할당 및 복호화 관련 파라미터의 설정이 이루어지는 단계; 및 상기 입력된 패킷을 복호화하는 단계를 포함한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 의해 패킷이 손실 또는 지연되더라도 안전한 복호화가 가능하여 영상 품질의 향상이 기대될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 에러 보정을 이용한 복호화 방법을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 VOD 시스템에서 에러 보정을 이용한 복호화 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 서버에서 제공된 패킷이 입력된다(S 41). 이때, 상기 패킷은 MPEG-4 표준안에 따라 생성되며, 압축된 MPEG-4 스트림과 IP 헤더, UDP 헤더, RTP 헤더 및 MPEG-4 스트림 헤더가 포함되게 된다.
상기 입력된 패킷으로부터 IP 헤더, UDP헤더 및 RTP 헤더가 제거된 다음 디패킷화가 수행된다(S 42).
이에 따라 디패킷화된 패킷에는 MPEG-4 스트림 헤더와 MPEG-4 스트림이 남게 된다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 MPEG-4 스트림 헤더에는 VOS 정보, VO 정보, VOL 정보 및 VOP 정보가 포함되는데, 특히 VOL 정보 내에 포함되는 영상 크기는 MPEG-4 복호화시의 모든 메모리 할당 및 데이터 처리시에 반드시 사용되어야 하는 매우 중요한 정보이다.
이에 따라, 상기 디패킷화된 패킷을 대상으로 MPEG-4 스트림 헤더 내에 VOL 정보가 존재하는지가 확인된다(S 43).
만일 MPEG-4 스트림 헤더 내에 VOL 정보가 존재하지 않는다면, 상기 패킷과 별도로 제공되는 RTSP 메시지를 수신 받는다(S 44). 여기서, MPEG-4 스트림 헤더 내에 VOL 정보가 존재하지 않는다는 것은 VOL 정보가 전송 중에 손실되었거나 아니면 전송 지연으로 아직 도착되지 않는 것을 의미한다. 이러한 경우에 해당 패킷을 복호화하게 되면, 메모리 할당 및 데이터 처리가 제대로 되지 않아, 결국 품질이 저하된 영상을 얻게 될 수 있다.
상기 RTSP는 TCP를 이용하여 전송되게 되는데, 상기 TCP는 상기 패킷이 제대로 전송되는지 유무에 관계없이 한번 전송되고 마는 실시간성을 강조한 UDP와는 달리, 전송 에러 체크를 하여 상기 패킷이 안전하게 전송될 때까지 지속적으로 재전송이 되도록 함으로써, 패킷의 손실을 방지할 수 있다. 따라서, TCP를 이용하여 전송되는 RTSP 메시지를 확인하게 되면, 해당 패킷의 상태를 알 수 있게 된다.
상기 RTSP메시지의 fmtp(format-specific parameter)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
a=fmtp:Video Type(MPEG4 or H.263) Required
profile-level-id=1; Required
config = MPEG4/H.263 Stream Header(VOS/VO/VOL); Optional
framesize:영상 크기(176-144) Required
상기 정의된 RTSP 메시지의 tmtp에는 타입 정보, 프로파일 레벨 식별자, config 정보, 프레임사이즈 정보 등이 포함될 수 있다. 여기서, 타입 정보에는 비디오인지 또는 오디오인지를 정의할 뿐만 아니라 비디오 타입이면 MPEG-4인지 H.263인지도 정의될 수 있다. config 정보에는 MPEG-4 스트림 헤더 정보가 정의되게 되는데, 이러한 MPEG-4 헤더 정보에는 VOL 정보, VO 정보, VOL 정보 등이 포함될 수 있다. 프레임 사이즈 정보에는 한 프레임의 크기가 정의될 수 있다.
또한, 상기 fmtp에서 타입 정보, 프로파일 레벨 식별자 및 프레임 사이즈 정보 등은 상기 RTSP 메시지에 반드시 포함되게 되지만, config 정보는 선택적인 것으로서 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다.
따라서, 상기 입력된 패킷의 MPEG-4 스트림 헤더에 VOL 정보가 존재하지 않더라고, 상기 RTSP 메시지의 fmtp를 확인함으로써, VOL 정보 또는 프레임사이즈 정보 등을 획득할 수 있다.
상기 S 44에 의해 RTSP 메시지가 수신되면, 상기 RTSP 메시지의 fmtp 내에 config 정보가 존재하는지가 확인된다(S 45).
만일 상기 RTSP 메시지의 fmtp 내에 config 정보가 존재하게 되면, 이로부터 VOL 정보가 획득된다(S 46).
상기 획득된 VOL 정보를 바탕으로 메모리가 할당되는 동시에 MPEG-4 복호화 관련 파라미터가 설정된다(S 49).
여기서, 상기 MPEG-4 복호화 관련 파라미터에는 폭(width), 높이(height) 및 매크로블록 개수(mb-number) 등이 포함될 수 있다.
이와 같이 메모리가 할당되고, MPEG-4 복호화 관련 파라미터가 설정되면, 상기 MPEG-4 스트림 데이터가 복호화된다(S50)
한편, 상기 S 45에서 상기 RTSP 메시지의 fmtp 내에 config 정보가 존재하지 않게 되면, 이를 대신하여 프레임사이즈 정보가 획득된다(S 47).
이와 같이 획득된 프레임사이즈 정보는 S 49로 이동하여 상기 획득된 프레임 사이즈에 따라 메모리 할당되고 MPEG-4 복호화 관련 파라미터가 설정된 다음 상기 스트림 데이터가 복호화되게 된다.
만일 상기 S 43에서 MPEG-4 스트림 헤더 내에 VOL 정보가 존재한다면, 상기 MPEG-4 스트림 헤더 내에 존재하는 VOL 정보가 획득된다(S 48).
그리고, 상기 획득된 VOL 정보에 정의된 영상 크기에 따라 메모리가 할당되고 MPEG-4 복호화 관련 파라미터가 설정된 다음, 해당 스트림 데이터가 복호화되게 된다.
따라서, 본 발명은 입력되는 패킷으로부터 VOL 정보를 획득하지 못하는 경우에 상기 패킷과 별도로 제공되는 RTSP 메시지로부터 VOL 정보 또는 프레임 사이즈 정보를 획득하여, 이를 이용하여 해당 스트림 데이터를 복호화할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 에러 보정을 이용한 복호화 방법에 의하면, 패킷 지연 또는 패킷 손실 등으로 인해 VOL 정보를 획득하지 못하더라도, RTSP 메시지로부터 VOL 정보를 획득할 수 있고, 이와 같이 획득된 VOL 정보를 이용하여 복호화함으로써, 손실이 발생된 패킷을 이용하여 복호화는 경우에 발생되는 에러를 보정할 수 있으므로 안정적이면서 높은 품질을 갖는 영상을 구현할 수 있다.
이상의 본 발명에서는 VOD 서비스에 한정하여 설명되고 있지만, 본 발명은 패킷 기반 VOD 영상 서비스용 단말뿐만 아니라 인터넷 응용 PC용 VOD 플레이어 등에도 적용될 수 있다.
도 1은 일반적인 주문형 비디오 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 주문형 비디오 시스템의 프로토콜 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 일반적인 MPEG-4 패킷 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 VOD 시스템에서 에러 보정을 이용한 복호화 방법을 설명하는 순서도.

Claims (6)

  1. 입력된 패킷으로부터 VOL 정보가 존재하는지를 확인하는 단계;
    상기 패킷에 VOL 정보가 존재하지 않는 경우, RTSP 메시지로부터 VOL 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 VOL 정보를 바탕으로 메모리 할당 및 복호화 관련 파라미터의 설정이 이루어지는 단계; 및
    상기 입력된 패킷을 복호화하는 단계
    를 포함하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 RTSP 메시지에 VOL 정보가 존재하지 않는 경우, 상기 RTSP 메시지 내에 존재하는 프레임 사이즈 정보를 대신 획득하는 단계
    를 더 포함하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 RTSP 메시지 내의 VOL 정보는 선택적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 RTSP 내의 프레임 사이즈 정보는 필수적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복호화 관련 파라미터에는 폭, 높이, 매크로블록 개수가 포함되는 것을 특징으로 하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 RTSP 메시지는 UDP를 통해 제공되는 상기 패킷과는 별도로 TCP를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
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