KR20050052757A - 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, VOL 정보를 포함하는 패킷이 손실되거나 지연될 경우, 설정된 소정의 비트 값들(예컨대, 1비트, 2비트, 3비트, 4비트 등)을 차례대로 이용하여 VOP의 시간 증가 값을 산출하여 산출된 VOP의 시간 증가 값이 0이 되는 비트 값을 이용하여 VOP의 시간 증가 값을 복호화 한다.
따라서, 본 발명은 VOL 정보를 포함하는 패킷이 손실되거나 지연되더라고 VOP의 시간 증가 값을 복호화할 수 있으므로 신뢰성 있고 품질 높은 영상을 구현할 수 있다.

Description

에러 보정을 이용한 복호화 방법{Decoding method using error correction}
본 발명은 본 발명은 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. 예를 들어, 스트리밍용 컨텐츠를 전송하게 되면, 상기 스트리밍용 컨텐츠는 상기 서버(30)에서 패킷 단위로 분할되어 전송되게 된다. 이때, 첫 번째 패킷의 MPEG-4 스트림 헤더에는 VOS(Video Object Sequence) 정보, VO(Video Object) 정보, VOL(Video Object Layer) 정보 등이 포함되게 되고, 두 번째 패킷의 MPEG-4 스트림 헤더에는 VOP(Video Object Plane) 정보가 포함되고, MPEG-4 스트림에 스트림용 컨텐츠 데이터가 실리게 된다.
여기서, 상기 VOL 정보 및 VOP 정보에는 MPEG-4 복호화시 반드시 필요한 정보를 포함하고 있으며, 그 중요한 정보는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같다.
도 4는 도 3의 MPEG-4의 VOL 정보를 나타낸 예시도이고, 도 5는 도 3의 MPEG-4의 VOP 정보를 나타낸 예시도이다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, VOL 정보의 시간 증가 해상도(time_increment_resolution) 정보는 VOP를 복호화할 때 반드시 필요한 정보이다. 즉, 상기 시간 증가 해상도 정보를 알아야, VOP를 복호화할 때 VOP의 시간 증가값(vop_time_increment)을 정확히 읽어낼 수 있다. 상기 VOL 정보의 시간 증가 해상도 값은 상기 VOP 시간 증가값을 몇 비트로 일어낼지를 결정하게 된다. 여기서, 상기 VOP 정보에서 vop_coded는 해당 프레임이 부호화 되었는지 여부를 나타내 주는 정보이고, vop_quant 는 해당 프레임의 양자화 계수를 나타내 주는 정보로서, 이들 정보는 해당 프레임을 복호화하는데 있어서 매우 중요한 정보이다.
도 6은 VOP 복호화시 시간 증가 정보를 복호화하는 과정을 설명하는 도면이다.
먼저, VOL 헤더 복호화부(40)에 의해 VOL 정보들이 복호화되게 된다. 이때, 시간 증가 해상도 값이 읽혀진다. 물론, 상기 VOL 헤더 복호화부(40)에서는 시간 증가 해상도 값뿐만 아니라 여러 가지 다른 중요한 정보들이 읽혀질 수 있다.
이와 같이 읽혀진 시간 증가 해상도 값이 VOP 헤더 복호화부(43)에서 VOP 시간 증가값을 읽어내는데 사용된다. 즉, 2^비트 값이 시간 증가 해상도 값보다 커질 때까지 비트 값을 증가시킨다. 예를 들어, 시간 증가 해상도 값이 15인 경우, 비트 값이 4일 때 시간 증가 해상도 값보다 커지게 된다. 따라서. VOP의 시간 증가값을 정확히 읽어내기 위해서는 4비트 단위로 읽혀져야 한다.
상기 VOP 헤더 복호화부(43)에서도 VOP 시간 증가값뿐만 아니라 다른 중요한 정보(예를 들면, vop_coded, vop_quant)들이 복호화되게 된다.
상기 VOP 헤더 복호화부(43)에 의해 VOP 정보가 복호화된 다음, MPEG-4 스트림 복호화부(46)에 의해 스트림 데이터가 복호화되게 된다.
따라서, 상술한 바와 같이, VOP의 시간 증가값을 정확히 복호화하기 위해서는 VOL 정보의 시간 증가 해상도 값이 반드시 필요하게 된다. 다시 말해, VOP의 시간 증가 해상도 값이 획득되어야, 이러한 시간 증가 해상도 값을 이용하여 VOP의 시간 증가값을 획득하기 위한 비트 값이 결정될 수 있다.
하지만, 상기 VOL 정보를 포함하는 첫 번째 패킷이 패킷 지연이나 손실 등으로 인해 클라이언트에 도착되지 않게 되면, 첫 번째 패킷의 VOL 정보의 시간 증가 해상도 값을 알지 못하게 되어, 두 번째 패킷이 입력된다 하더라도, 두 번째 패킷의 시간 증가값을 읽어내지 못하게 되거나 잘못 읽어내게 되어, 복호화시에 에러가 발생하게 되어 MPEG-4 복호화를 전혀 수행하지 못하게 된다. 다시 말해, 예를 들어 VOP의 시간 증가값을 4비트로 읽어야 정확한데, 첫 번째 패킷의 손실로 VOL 정보가 파악되지 않게 되면, VOP의 시간 증가값을 3비트 또는 5비트로 읽혀질 수 있고, 이에 따라, 상기 시간 증가값에 잇따르는 다른 중요한 정보들, 즉 vop_coded, vop_quant 등이 정확하게 읽혀질 수가 없으므로, 결국 VOP 정보가 복호화되지 않게 되어 최종적으로 MPEG-4가 복호화되지 않게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 시간 증가 해상도값을 갖는 VOL 정보가 손실되는 경우, VOP 헤더 특성을 이용한 보정을 통해 VOP의 시간 증가값을 읽기 위한 비트값을 결정하여 VOP의 시간 증가값을 복호화 함으로써, 시간 증가 해상도 값의 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, 상기 패킷에 VOP 정보가 존재하는지를 확인하는 단계; 상기 VOP의 시간 증가값을 읽기 위한 소정의 비트 값들을 설정하는 단계; 상기 설정된 비트 값들 중에서 상기 VOP의 시간 증가값이 소정 값으로 산출되는 비트값을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 비트값을 이용하여 상기 VOP의 시간 증가값을 복호화하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 에러 보정을 이용항 복호화 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에러 보정을 이용한 복호화 방법을 설명하는 순서도이다.
먼저, 하나의 패킷이 입력되면(S 51), 입력된 패킷으로부터 VOL 정보가 존재하는지가 확인된다(S 52).
통상적으로, VOL 정보의 존재 유무는 vol_start_code 정보를 이용하여 확인될 수 있다.
이때, 입력된 패킷에 VOL 정보가 존재하면, 해당 패킷에는 VOL 정보가 정상적으로 포함되어 있는 것으로서, VOL 복호화가 수행되게 된다(S 60). 이어서 입력되는 다음 패킷으로부터 VOP 정보를 획득하여, 획득된 VOP 정보에 대한 VOP 복호화가 수행된다(S 61).
그리고, 이어서 스트림용 컨텐츠를 구성하는 스트림 데이터가 복호화 된다(S 62).
하지만, 만일 상기 입력된 패킷에 VOL 정보가 존재하지 않게 되면 MPEG-4의 복호화가 이루어질 수 없는 문제가 발생된다. 특히, VOL 정보에 포함되는 시간 증가 해상도 값은 VOP의 시간 증가값을 복호화하기 위한 비트 값으로 제공되는 것으로서, 이러한 VOL의 시간 증가 해상도 값이 손실되게 되면, VOP의 시간 증가값을 복호화하기 위한 비트값을 알 수 없기 때문에 임의의 비트 값으로 상기 VOP의 시간 증가값을 잘못 산출하게 되면, 이어지는 VOP의 다른 정보들도 잘 못 산출되게 되어, 결국 MPEG-4의 복호화시에 심각한 에러가 발생된다.
본 발명은 이와 같이 VOL 정보가 존재하지 않아 시간 증가 해상도값을 알지 못하는 경우에 VOP의 시간 증가값을 산출하기 위한 비트값을 결정하여, 결정된 비트값을 이용하여 VOP의 시간 증가값을 복호화 함으로써, 안정적으로 MPEG-4의 복호화가 이루어져 품질 높은 영상을 구현할 수 있다.
상기 패킷에 VOL 정보가 존재하지 않는 경우, 상기 패킷에 VOP 정보가 존재하는지가 확인된다(S 53).
통상적으로 VOP 정보의 존재 여부는 vop_start_code 정보를 이용하여 확인될 수 있다.
상기 패킷에 VOP 정보가 존재하면, 상기 VOP 정보에서 예측 타입 정보가 획득되게 된다(S 54). 이때, 스트림용 컨텐츠를 구성하는 스트림 데이터는 처음에 인트라 프레임으로 압축되게 되므로, 상기 패킷의 예측 타입 정보는 인트라 프레임인 것이 바람직하다.
이와 같은 경우에 상기 VOL 정보가 존재하지 않음에 따라 시간 증가 해상도 값이 획득되지 못하게 되어 VOP의 시간 증가값을 산출하기 위한 비트 값이 결정될 수 없다.
따라서, 상기 비트값을 결정하기 위한 소정의 비트 값들이 설정된다(S 55).
이때, 상기 소정의 비트 값들은 1비트와 15비트 사이에서 설정되는 것이 바람직하다.
도 8에 나타낸 바와 같이, VOL 정보의 시간 증가 해상도 값은 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30000이 될 수 있다. 이러한 시간 증가 해상도 값으로부터 결정될 수 있는 비트 값은 1비트, 2비트, 3비트, 4비트, 15비트가 될 수 있다. 따라서, 상기 소정의 비트 값들은 1비트, 2비트, 3비트, 4비트, 15비트로 설정될 수 있다.
예를 들어, VOL 정보의 시간 증가 해상도 값이 15(7.5Hz VOP 전송률)인 경우에 VOP의 시간 증가값을 산출하기 위해서는 4비트가 필요하게 된다. 이에 따라, 4비트로 비트스트림을 읽을 때, VOP의 시간 증가값이 정확하게 산출될 수 있다.
이와 같이 소정의 비트 값들이 설정되게 되면, 설정된 소정의 비트 값들 중에서 먼저 하나의 비트값을 이용하여 VOP의 시간 증가값을 산출한다(S 56). 다시 말해, 하나의 비트 값만큼 비트스트림이 읽어들여 임시적인 VOP의 시간 증가값을 산출한다. 이때에는 비트스트림의 위치를 가리키는 버퍼 포인터는 움직이지 않는다.
본 발명에서는 소정의 비트 값들 중에서 제일 먼저 4비트를 선택하여 임시적인 VOP의 시간 증가값을 산출하였다. 이는 4비트 길이로 비트스트림을 읽어 VOP의 시간 증가값을 산출하는 경우가 가장 빈번하기 때문이다. 따라서, 4비트만큼 비트스트림을 읽어들여 VOP의 시간 증가값을 산출할 수 있다.
이때, 예측 타입 정보가 인트라 프레임이고 상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 0이 되는지가 확인된다(S 57). 이미 앞서 설명한 바와 같이, 스트림용 컨텐츠를 구성하는 스트림 데이터는 처음에 인트라 프레임으로 압축되게 되므로, 상기 패킷의 예측 타입 정보는 인트라 프레임인 것으로 S 44에 의해 파악되었으므로, 실질적으로는 상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 0인지만 확인하면 된다.
만일 상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 0이 되지 않는다면, 다시 다음 설정된 비트를 이용하여 VOP의 시간 증가값이 산출되어 상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 0이 되는지가 확인된다. 이와 같은 과정은 상기 설정된 모든 비트들을 이용하여 상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 0이 될 때까지 수행된다.
예를 들면, 상기 설정된 비트 값들 중에서 4비트, 3비트, 2비트, 1비트의 순서로 상기 산출된 VOP의 시시간 증가값이 0이 되는지가 확인될 수 있다.
만일 상기 언급된 비트 값들에 의해서도 VOP의 시간 증가값이 0이 산출되지 않는다면, 15비트를 더 이용하여 VOP의 시간 증가값이 산출될 수 있다. 현재 대부분의 복호화기에서는 통상적으로 4비트, 3비트, 2비트, 1비트를 이용하여 VOP의 시간 증가값을 산출해보면, 0의 값으로 산출되는 VOP의 시간 증가값이 존재하게 된다.
한편, 상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 0이 되는 경우, 상기 VOP의 시간 증가값이 0으로 산출되는데 이용된 비트 값이 선택된다(S 58). 예를 들어, 4비트를 이용하여 VOP의 시간 증가값을 산출한 바, 0이 산출되게 되면, 이때 이용된 4비트가 실질적으로 VOP의 시간 증가값을 복호화 하는데 사용될 수 있는 비트 값이 될 수 있다.
이에 따라, 상기 선택된 비트값을 이용하여 VOP의 시간 증가값이 복호화 된다(S 59). 이때에는 비트스트림을 가리키는 버퍼 포인터를 상기 비트스트림에 대해 상기 선택된 비트 값만큼 움직이면서 상기 비트스트림의 해당 비트 값들(4개)을 추출하여 VOP의 시간 증가값을 복호화 하게 된다. 예를 들어, 추출된 비트 값들이 0000이면 VOP의 시간 증가값은 '0'으로 복호화 된다.
이어서, S 61에 의해 상기 VOP의 시간 증가값 뒤에 이어지는 다른 정보들(예컨대, vop_coded, vop_quant)도 복호화 된다.
모든 VOP의 복호화가 이루어지면, 이어서 S 62에 의해 스트림용 컨텐츠를 구성하는 스트림 데이터가 복호화 된다.
본 발명은 VOL 정보를 포함하는 패킷이 입력되지 않는 경우에 상기 VOL 정보의 시간 증가 해상도 값이 획득되지 않아 VOP의 시간 증가값이 복호화 되지 않는 것을 소정의 설정된 비트 값들을 차례대로 적용하여 VOP의 시간 증가값을 산출하여 산출된 VOP의 시간 증가값이 0이 되는 비트값을 이용하여 VOP의 시간 증가값을 복호화 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 에러 보정을 이용한 복호화 방법에 의하면, VOL 정보를 포함하는 패킷의 손실로 인해 VOL의 시간 증가 해상도값을 획득하지 못하는 경우, 임시적인 소정의 비트 값들을 이용하여 VOP의 시간 증가값을 산출하여, 산출된 VOP의 시간 증가값이 0이 되는 비트값을 이용하여 VOP의 시간 증가값을 복호화 함으로써, VOL 정보를 포함하는 패킷이 손실되거나 지연되더라고 VOP의 시간 증가값을 복호화 할 수 있으므로 신뢰성 있고 품질 높은 영상을 구현할 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 도 3의 MPEG-4의 VOL 정보를 나타낸 예시도.
도 5는 도 3의 MPEG-4의 VOP 정보를 나타낸 예시도.
도 6은 VOP 복호화시 시간 증가 정보를 복호화 하는 과정을 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에러 보정을 이용한 복호화 방법을 설명하는 순서도.
도 8은 VOL의 시간 증가 해상도 값에 따라 설정된 비트 값들을 나타낸 예시도.

Claims (6)

  1. 입력된 패킷으로부터 VOL 정보가 존재하는지를 확인하는 단계;
    상기 패킷에 VOL 정보가 존재하지 않는 경우, 상기 패킷에 VOP 정보가 존재하는지를 확인하는 단계;
    상기 VOP의 시간 증가값을 읽기 위한 소정의 비트 값들을 설정하는 단계;
    상기 설정된 비트 값들 중에서 상기 VOP의 시간 증가값이 소정 값으로 산출되는 비트값을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 비트값을 이용하여 상기 VOP의 시간 증가값을 복호화하는 단계
    를 포함하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 VOP의 시간 증가값이 소정 값으로 산출되는 비트값을 선택하는 단계는,
    a)상기 설정된 비트 값들 중 하나의 비트 값만큼 비트스트림을 읽어 상기 VOP의 시간 증가값을 산출하는 단계;
    b)상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 소정 값인지를 확인하는 단계; 및
    c)상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 소정 값인 경우, 상기 하나의 비트값을 선택하는 단계
    를 포함하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서, d)상기 산출된 VOP의 시간 증가값이 소정 값이 아닌 경우, 상기 하나의 비트값을 제외한 나머지 값들을 이용하여 상기 a) 단계 내지 상기 c) 단계를 반복적으로 수행하는 단계
    를 포함하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 소정 값은 0인 것을 특징으로 하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 VOP 정보가 존재하는 패킷의 예측 타입은 인트라 프레임인 것을 특징으로 하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 비트 값들은 1비트와 15비트 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 에러 보정을 이용한 복호화 방법.
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