KR20050084311A - 비디오 이미지 개선 방법 및 이를 이용한 비디오 디코더,셋탑 박스, 텔레비전 - Google Patents

비디오 이미지 개선 방법 및 이를 이용한 비디오 디코더,셋탑 박스, 텔레비전 Download PDF

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KR20050084311A
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리차드 치-테 센
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 제 1 프레임 및 제 2 프레임을 포함하는 인코딩된 프레임 기반 비디오 정보(encoded frame based video information)를 포함하는 비디오 스트림 처리 방법에 관한 것이다. 상기 제 2 프레임의 인코딩은 상기 제 1 프레임의 인코딩에 의존한다. 상기 제 2 프레임의 인코딩은 상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 위치 차이를 표시하는 움직임 벡터(motion vectors)를 포함한다. 상기 움직임 벡터는 상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 대응도(correspondence)를 규정한다. 상기 제 1 프레임을 디코딩하고 상기 디코딩된 제 1 프레임의 비디오 개선을 위한 리맵핑 전략(a re-mapping strategy)을 영역 기반형 분석(a region-based analysis)을 사용하여 결정한다. 상기 제 1 프레임에 대해 결정된 상기 비디오 개선 리맵핑 전략에 따라서 상기 디코딩된 제 1 프레임의 영역을 리맵핑하여 상기 제 1 프레임을 개선한다. 상기 비디오 스트림으로부터 상기 제 2 프레임에 대한 움직임 벡터를 복구하여 상기 제 2 프레임을 디코딩한다.

Description

비디오 이미지 개선 방법 및 이를 이용한 비디오 디코더, 셋탑 박스, 텔레비전{ENHANCING VIDEO IMAGES DEPENDING ON PRIOR IMAGE ENHANCEMENTS}
본 발명은 비디오 이미지 처리 분야에 관한 것이며, 특히 후속하는 비디오 스트림의 이미지를 개선하는 방법에 관한 것이며, 이 방법에서는 프레임들이 예측 및 움직임 추정(motion estimation)을 사용하여 이전의 프레임을 기반으로 하여 인코딩된다.
본 기술 분야의 당업자는 비디오 이미지 개선 방법을 개시한 US6259472 및 US5862254를 참조한다. 상기 인용 문헌은 그 전체가 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
발명의 개요
본 발명에서, 인코딩된 프레임 기반 비디오 정보를 포함하는 비디오 스트림이 수신된다. 이 비디오 스트림은 인코딩된 제 1 프레임 및 인코딩된 제 2 프레임을 포함한다. 이 제 2 프레임의 인코딩은 제 1 프레임의 인코딩을 의존한다. 보다 구체적으로, 제 2 프레임의 인코딩은 제 2 프레임 영역과 이에 대응하는 제 1 프레임의 간의 위치 차이를 표시하는 움직임 벡터(motion vectors)를 포함하는데, 이 움직임 벡터는 제 2 프레임 영역과 제 1 프레임 영역 간의 대응도(correspondence)를 규정한다.
이 제 1 프레임이 디코딩되고 이 디코딩된 제 1 프레임의 비디오 개선을 위한 리맵핑 전략(a re-mapping strategy)이 영역 기반 분석 방법(a region-based analysis)을 사용하여 결정된다. 이 코딩된 제 1 프레임의 영역은 이 제 1 프레임을 개선하기 위해서 결정된 상기 비디오 개선 리맵핑 전략에 따라서 리맵핑된다.
제 2 프레임에 대한 움직임 벡터는 상기 비디오 스트림으로부터 복구되며 제 2 프레임이 디코딩된다. 이어서, 제 1 프레임의 영역에 대응하는 제 2 프레임의 영역이 상기 제 1 프레임의 영역을 위한 비디오 개선의 영역 기반형 리맵핑 전략에 따라서 리맵핑되고 이로써 제 2 프레임이 개선된다.
따라서, 후속 프레임을 위해 선행하는 프레임의 비디오 개선의 리맵핑 전략을 재사용함으로써, 비디오 개선을 위해 요구되는 제반 처리 사항을 크게 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 제 2 프레임의 하나 이상의 영역이 이 제 2 프레임 영역과 이에 대응하는 제 1 프레임 영역 간의 그 유사 정도(a similarity criteria)가 만족되는 여부에 따라서 선택된다. 이어서, 상기 제 1 프레임을 위한 비디오 개선의 영역 기반형 리맵핑 전략을 사용하여 이 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는 것은 오직 상기 선택된 제 2 프레임 영역에 대해서만 수행된다.
따라서, 선행하는 프레임의 비디오 개선의 리맵핑 전략을 오직 이 선행하는 프레임에 충분하게 유사하는 후속 프레임에 대해서만 재사용함으로써 이 후속 프레임이 개선될 확률이 증가된다.
본 발명의 디코더를 사용하는 셋탑 박스는 최소의 추가 하드웨어 비용으로 개선된 비디오 화상을 제공할 수 있다. 비디오 디스크 재생기에 있어서 본 발명의 디코더를 사용함으로써, 동일한 인식 품질을 가지면서 비디오 디스크 상에 화상 그룹을 보다 고도로 압축할 수 있다. 본 발명의 디코더를 사용하는 텔레비전은 보다 높은 품질의 비디오 화상을 디스플레이할 수 있으며 보다 덜 압축된 신호로 동일한 품질을 제공하면서 보다 높게 압축된 비디오 신호를 사용할 수 있다.
본 발명의 추가적인 측면 및 장점은 다음의 첨부 도면을 참조하여 설명되는 발명의 상세한 설명 부분으로부터 본 기술 분야의 당업자에게는 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 후속 비디오 이미지에 대한 영역 기반형 개선을 위한 본 발명의 예시적인 방법을 도시한 도면,
도 2는 영역 기반형 개선 방법으로 개선된 후속하는 비디오 이미지를 제공하는 본 발명의 예시적인 디코더의 일부의 도면,
도 3은 도 2의 디코더를 사용하는 예시적인 셋탑 박스의 일부의 도면,
도 4는 도 2의 디코더를 사용하는 예시적인 DVD 재생기의 일부의 도면,
도 5는 도 3의 디코더를 사용하는 예시적인 텔레비전의 일부의 도면.
도면을 설명하는 다음의 부분에서, 여러 상이한 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 디바이스를 지칭한다. 편리성을 위해서, 이러한 디바이스들은 이들이 제일 처음 나타나는 도면에서만 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 방법의 특정 실시예(100)를 도시한다. 단계(102)에서, 비디오 스트림이 수신된다. 이 스트림은 화상 그룹(GOP)에 대해 인코딩된 정보를 포함하는데, 이 화상 그룹 내의 제 1 화상은 I-프레임(an intra-coded frame)이며 이 GOP 내의 후속 화상은 비 I-프레임(non-I-frame)이다. 이 후속하는 비 I-프레임의 디코딩은 I 프레임의 인코딩에 의존한다. 가령, 비디오 스트림은 MPEG Ⅱ 패킷 스트림이며, 이 경우에 비 I-프레임은 가령 P-프레임(predicted frame) 및/또는 B-프레임(bi-directional frame)이다. 그러나, GOP를 기반으로 하는 비디오 스트림은 어떤 다른 타입이라도 이전의 프레임을 기반으로 하여 인코딩되는 후속 프레임을 포함하기만 하면 사용될 수 있다. 단계(104)에서, I-프레임이 디코딩된다. 이 I-프레임의 디코딩은 본 기술 분야에 잘 알려져 있다.
단계(106)에서, 콘트라스트를 조절하기 위해 강도 값을 리맵핑하는 방법이 결정되어 디코딩된 I-프레임을 개선한다. 이 리맵핑 전략은 영역 기반형 강도 분석법을 사용한다. 이러한 분석법을 사용하여 디코딩된 프레임 영역에 대한 리맵핑 전략을 결정하는 것은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있으며, 이를 위해서, 본 기술의 당업자는 이러한 강도 값 리맵핑을 기술하는 US6259472 및 US5862254를 참조하면 된다. 단계(108)에서, 디코딩된 I-프레임의 강도 값이 결정된 리맵핑 전략에 의해서 리맵핑된다.
단계(108)에서, 후속 비 I-프레임의 움직임 벡터가 비디오 스트림으로부터 복구되는데 이도 역시 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 일반적으로, 움직임 벡터는 I-프레임 내의 영역과 이 I-프레임에 의존하여 코딩된 비 I-프레임 내의 대응하는 영역 간의 위치 차이이다. 이들 영역은 유사한 강도를 갖는 영역이거나 유사한 텍스처(texture)를 갖는 영역일 수 있거나 프레임 간의 임의의 다른 사전규정된 유사성이 사용되어 이 영역을 규정할 수 있다.
단계(110)에서, 후속 비 I-프레임에 대한 DC 계수가 비디오 스트림으로부터 복구되는데 이도 역시 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 일반적으로, DC 계수는 I-프레임의 이미지 블록의 값과 움직임 추정 후의 비 I-프레임의 대응하는 이미지 블록의 예측된 값 간의 차이이다. 일반적으로, 움직임 추정은 디코딩 동안 움직임 벡터에 의존하는 영역의 리맵핑이다.
단계(112)에서, 비 I-프레임의 영역 내의 강도 값은 I 프레임의 대응하는 영역의 리맵핑 전략에 따라서 리맵핑되고 이로써 비 I-프레임을 개선하기 위해 콘트라스트를 조절한다. 이 영역들 간의 대응도는 움직임 벡터에 의해 결정된다.
후속 비 I-프레임 영역이 (이 비 I-프레임의 디코딩이 의존하는) I-프레임의 대응하는 영역에 충분하게 유사하면, 비 I-프레임 영역에 대한 강도 값을 리맵핑하기 위해서, 대응하는 I-프레임 영역의 강도 값을 리맵핑하기 위해 개발된 리맵핑 전략을 사용하여, 상기 비 I-프레임을 개선시킬 확률이 매우 높아진다. 한편, 후속 비 I-프레임 영역이 I-프레임의 대응하는 영역과 실질적으로 상이하면, 비 I-프레임 영역에 대한 강도 값을 리맵핑하기 위해서, 대응하는 I-프레임 영역의 강도 값을 리맵핑하기 위해 개발된 리맵핑 전략을 사용하여, 상기 비 I-프레임을 개선시킬 가능성이 희박해지는데 실제로는 비 I-프레임의 품질을 저하시킬수도 있다.
따라서, 후속 프레임을 리맵핑하기 위해 개선된 콘트라스트에 대해 I-프레임을 리맵핑하는 방법을 사용함으로써, 콘트라스트 개선을 위해 필요한 오버헤드를 크게 감소시킬 수 있다. 일반적으로, I-프레임의 품질을 개선하기 위한 임의의 영역 기반형 비디오 처리 방법이 대응하는 후속 비 I-프레임 영역에 유사하게 적용될 수 있다.
또한, 비 I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는 것은 이 비 I-프레임의 디코딩이 의존하는 비 I-프레임의 영역들의 블록의 DC 계수에 의존한다. 일반적으로, 소정의 영역에 대해 DC 계수가 작으면, 이 영역이 움직임 보상 후에 I-프레임 내의 대응하는 영역과 유사할 가능성이 커진다. 따라서, DC 계수가 상대적으로 크다고 결정되면, I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는 방법은 비 I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는데 사용될 수 없다. 이는 그 DC 계수를 위한 임계치(각 영역에 대해 계산되는 가변 값 또는 사전결정된 상수 값)를 사용하여 결정될 수 있다. 여기서, 이 DC 계수의 값이 이 임계치보다 작을 경우에만 그 영역에 대한 강도 값을 리맵핑하기 위해서 I-프레임 리맵핑 전략을 사용할 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 소정의 프레임 내의 영역들에 대한 표준 사전결정된 DC 계수 임계치 또는 프레임 내의 각 영역에 대한 DC 계수 임계치를 계산하여 이 프레임들을 개선하는데 사용될 수 있는 방법을 쉽게 결정할 수 있다. 가령, 유용한 DC 계수 임계치는 서로 다른 임계치 또는 임계치 계산 방법이 사용되는 프레임을 비교하는 간단한 시도 및 에러 프로세스에 의해서 결정될 수 있다.
추가적으로, 비 I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는 것은 움직임 벡터의 특성에 의존할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 움직임 벡터는 움직임 보상으로 지칭되는 프로세스에서 I-프레임의 영역에 대응하는 후속 비 I-프레임 영역을 식별하는 데 사용된다. 그러나, 움직임 보상 시에 이를 사용하는 것 이외에도, 움직임 벡터의 특성은 비 I-프레임 영역이 대응하는 I-프레임 영역과 유사할 확률을 결정하는 데 사용될 수 있다.
각 움직임 벡터는 값과 방향을 갖는다. 이웃하는 영역들의 움직임 벡터들의 관계는 값의 차이 및 직교성으로 지칭되는 방향에서의 차이를 포함한다. 일반적으로, 비 I-프레임에 대해, 소정의 영역에 대한 움직임 벡터 값이 작으며, 소정의 영역의 움직임 벡터 값과 그에 이웃하는 영역의 벡터 값의 차이가 작고, 소정의 영역의 움직임 벡터 방향과 그에 이웃하는 영역의 벡터 방향의 차이가 작으면, 이 소정의 영역은 대응하는 I-프레임 영역과 유사할 확률이 커진다.
일반적으로, 비 I-프레임의 영역에 대한 움직임 벡터 값이 작으면, 이 영역은 그의 코딩이 의존하는 I-프레임 내의 대응하는 영역과 유사할 가능성이 크다. 움직임 벡터 값이 상대적으로 크다고 결정될 경우에, I-프레임의 강도 값에 대한 리맵핑 전략은 비 I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는 데 사용될 수 없다. 이는 그 움직임 벡터 값을 위한 임계치(각 영역에 대해 계산되는 가변 값 또는 사전결정된 상수 값)를 사용하여 결정될 수 있다. 이어서, 이들 영역에 대한 각각의 움직임 벡터의 값이 이 임계치보다 작을 경우에만 그 영역에 대한 강도 값을 리맵핑하는데 있어서 I-프레임 리맵핑 전략을 사용할 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 비 I-프레임 내의 영역들에 대한 표준 사전결정된 움직임 벡터 값 임계치 또는 상기 비 I-프레임 내의 영역들에 대한 움직임 벡터 값 임계치를 계산하여 이 프레임들을 개선하는데 사용될 수 있는 방법을 쉽게 결정할 수 있다. 가령, 유용한 움직임 벡터 값 임계치는 서로 다른 임계치 또는 임계치 계산 방법이 사용되는 비 I-프레임을 비교하는 간단한 시도 및 에러 프로세스에 의해서 결정될 수 있다.
또한, 비 I-프레임 영역의 움직임 벡터 값과 이 비 I-프레임 내의 그의 이웃하는 영역의 움직임 벡터 값이 일치하면, 이 영역은 이 비 I-프레임의 디코딩이 의존하는 I-프레임 내의 대응하는 영역과 유사할 확률이 높다. 이웃하는 영역의 움직임 벡터 값이 그 영역의 움직임 벡터 값과 실질적으로 다르다고 결정되면, 그 I-프레임의 강도 값에 대한 리맵핑 전략은 비 I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는 데 사용될 수 없다. 가령, 이러한 결정은 그 영역의 움직임 벡터의 값과 이웃하는 영역의 움직임 벡터의 값 간의 평균 차이를 결정하고 이어서 이 평균 차이를 값 일치 정도 임계치(a value consistency threshold)와 비교함으로써 실현된다. 여기서, 이 값이 일치하는 정도의 임계치는 각 영역에 대해 계산된 가변 값 또는 사전결정된 상수 값일 수 있다. 이어서, 움직임 벡터 값들에서의 평균 차이가 이 임계치보다 작을 경우에만 I-프레임 리맵핑 전략이 그 영역에 대한 강도 값을 리맵핑하는 데 사용된다. 이와 마찬가지로, 값 차이의 제곱 또는 값 차이의 다른 결합 또는 다른 잘 알려진 통계학적 방법이 값 일치 정도를 결정하는 데 사용될 수 있다. 다시 한번 말하지만, 본 기술 분야의 당업자는 프레임 내의 영역들에 대한 표준 사전결정된 값 일치 정도 임계치 또는 상기 비 I-프레임 내의 영역들에 대한 값 일치 정도 임계치를 계산하여 이 프레임들을 개선하는데 사용될 수 있는 방법을 쉽게 결정할 수 있다. 가령, 유용한 값 일치 정도 임계치는 서로 다른 임계치 또는 임계치 계산 방법이 사용되는 비 I-프레임을 비교하는 간단한 시도 및 에러 프로세스에 의해서 결정될 수 있다.
또한, 비 I-프레임 영역의 움직임 벡터 방향과 이 비 I-프레임 내의 그의 이웃하는 영역의 움직임 벡터 방향이 일치하면, 이 영역은 이 비 I-프레임의 디코딩이 의존하는 I-프레임 내의 대응하는 영역과 유사할 확률이 높다. 이웃하는 영역의 움직임 벡터 방향이 그 영역의 움직임 벡터 방향과 실질적으로 다르다고 결정되면, 그 I-프레임의 강도 값에 대한 리맵핑 전략은 비 I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는 데 사용될 수 없다. 가령, 이러한 결정은 그 영역의 움직임 벡터의 방향과 이웃하는 영역의 움직임 벡터의 방향 간의 평균 차이를 결정하고 이어서 이 평균 차이를 방향 일치 정도 임계치(a direction consistency threshold)와 비교함으로써 실현된다. 여기서, 이 방향이 일치하는 정도의 임계치는 각 영역에 대해 계산된 가변 값 또는 사전결정된 상수 값일 수 있다. 이어서, 움직임 벡터 방향들에서의 평균 차이가 이 임계치보다 작을 경우에만 I-프레임 리맵핑 전략이 그 영역에 대한 강도 값을 리맵핑하는 데 사용된다. 이와 마찬가지로, 방향 차이의 제곱 또는 방향 차이의 다른 결합 또는 다른 잘 알려진 통계학적 방법이 방향 일치 정도를 결정하는 데 사용될 수 있다. 다시 한번 말하지만, 본 기술 분야의 당업자는 프레임 내의 영역들에 대한 표준 사전결정된 방향 일치 정도 임계치 또는 상기 비 I-프레임 내의 영역들에 대한 방향 일치 정도 임계치를 계산하여 이 프레임들을 개선하는데 사용될 수 있는 방법을 쉽게 결정할 수 있다. 가령, 유용한 방향 일치 정도 임계치는 서로 다른 임계치 또는 임계치 계산 방법이 사용되는 비 I-프레임을 비교하는 간단한 시도 및 에러 프로세스에 의해서 결정될 수 있다.
I-프레임의 리맵핑 전략을 디코딩이 이 I-프레임에 의존하는 후속 비 I-프레임에 적용될 수 있는 지의 여부를 결정하는 데 있어서 다수의 유사 정도 표시 요소가 사용될 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 I-프레임의 리맵핑 전략을 디코딩이 이 I-프레임에 의존하는 후속 비 I-프레임에 적용될 수 있는 지의 여부를 결정하는 다수의 유사 정도 표시 요소를 결합하는 함수를 개발하는 방법을 잘 알고 있다. 가령, 모든 유사 정도 표시 요소가 각각의 임계치 요구 조건을 만족시킬 경우에만 I-프레임 콘트라스트 리맵핑 전략을 사용할 수 있다. 이와 달리 또는 추가적으로, 이 유사 정도 표시 요소와 이들의 각각의 임계치 간의 차이 또는 상대적 차이를 결정하고 이 차이 또는 상대적 차이(또는 이 차이의 제곱 또는 상대적 차이의 제곱)의 총합이 다른 임계치보다 작을 경우에만 상기 I-프레임 콘트라스트 리맵핑 기술을 사용할 수 있다.
본 기술 분야의 당업자는 후속하는 비 I-프레임의 디코딩이 선행하는 비 I-프레임에 의존하되, 상기 선행하는 비 I-프레임의 디코딩은 다시 I-프레임에 의존하는 경우와 같은 보다 복잡한 의존도를 갖는 경우에 상기의 프로세스를 어떻게 적용시킬지 알 것이다. 가령, I-프레임의 콘트라스트 개선 리맵핑 전략을 후속하는 비 I-프레임에 적용시킬 수 있다. 이와 달리 또는 추가적으로, 선행하는 비 I-프레임을 위한 제 2 콘트라스트 개선 리맵핑 전략을 개발하여 이를 후속하는 비 I-프레임에 적용할 수 있다.
비 I-프레임의 디코딩은 다수의 다른 프레임에 의존한다. 본 기술 분야의 당업자는 이 다수의 프레임을 위한 콘트라스트 개선 리맵핑 전략을 비 I-프레임에 적용하는 함수를 개발하는 방식을 이해하고 있다.
도 2는 본 발명의 비디오 디코더(120)의 기본적인 구성 요소를 도시한다.
화상 그룹(GOP)을 포함하는 비디오 스트림 패킷이 입력부(122)에서 수신되는데, 여기서 화상 그룹 내의 제 1 화상은 I-프레임이며 후속하는 프레임은 비 I-프레임이다. 이 비디오 스트림은 상술한 바와 같이 MPEG 스트림일 수 있다.
디코딩 유닛(124)은 GOP의 프레임을 디코딩한다. 이 디코딩 유닛은 이 디코딩된 I-프레임을 버퍼(126) 및 이어서 프로세싱 유닛(128)에 제공한다.
프로세서(128)는 영역 기반형 강도 분석을 사용하여 I-프레임 이미지를 개선하기 위해 콘트라스트를 변경시키도록 강도 값을 리맵핑하는 방법을 결정하여 버퍼(126) 내의 I-프레임의 강도 값을 상기 리맵핑 전략을 사용하여 리맵핑한다. 이어서, 버퍼는 콘트라스트 개선된 I-프레임을 출력부(132)로 합산 유닛(130)을 통해 제공한다.
디코딩 유닛은 GOP의 후속하는 비 I-프레임에 대한 DC 계수 및 움직임 벡터를 복구하여 이들을 버퍼(126) 및 프로세서(128)에 제공한다. 프로세서(128)는 최초의 I-프레임 및 콘트라스트 개선된 I-프레임을 움직임 벡터에 따라서 리맵핑한다.
디코닝 유닛은 I-프레임과 후속하는 비 I-프레임 간의 디코딩된 차이를 합산 유닛(130)에 제공한다. 선택 기준에 따라서, 각 영역에 대해, 버퍼(126)는 움직임 벡터 리맵핑된 I-프레임 또는 움직임 벡터 리맵핑된 콘트라스트 개선된 I-프레임을 합산 유닛(130)에 제공한다. 합산 유닛(130)은 상기 디코딩된 차이 및 리맵핑된 개선된 I-프레임을 결합하여 디코딩된 후속 비 I-프레임을 생성한다.
소정의 영역에 대한 이러한 특정한 실례의 선택 기준은 다음과 같다.
여기서, DC는 그 영역에 대한 DC 계수 값이며, MVV는 그 영역에 대한 움직임 벡터 값이고, MVS는 이 영역에 대한 움직임 벡터 값과 이 영역의 상, 하, 좌, 우의 영역들의 움직임 벡터의 값 간의 평균 차이이며, MVO는 그 영역에 대한 움직임 벡터와 이 영역에 이웃하는 영역들의 움직임 벡터의 직교성이며, T1-T5는 사전결정된 임계치이고, a1-a4는 상수이다. 이 상수 및 임계치는 관측자가 결과를 비교하여 최종 생성된 이미지가 가장 일관적으로 개선되도록 통계적으로 선택된다.
도 3은 본 발명의 셋톱 박스(140)를 도시한다. 동조기(142)는 입력부(144)에 제공된 몇 개의 상이한 비디오 프로그램을 위한 다수의 스트림 중으로부터 비디오 프로그램용 비디오 스트림을 선택한다. 도 2의 비디오 디코더(120)는 비디오 프로그램을 디코딩하여 출력부(146)에 이 디코딩된 프로그램을 제공하는데 이 출력부는 가령 텔레비전 세트와 같은 비디오 디스플레이와 연결된다.
도 4는 본 발명의 DVD 재생기(150)를 도시한다. 비디오 재생기는 비디오 디스크(154)를 회전시키는 모터(152)를 갖는다. 레이저(156)는 방사 빔(158)을 생성한다. 서보(160)는 광학 시스템(162)의 위치를 제어하여 방사 빔의 초점으로 비디오 디스크의 정보 층을 스캐닝한다. 이 정보 층은 빔과 반응하여 이후에 이 빔을 검출하는 방사 검출기(164)로 반사 또는 투과한다. 프로세서(166)는 서보 및 모터를 제어하고 검출 결과에 따라서 화상 그룹을 위해 인코딩된 정보를 포함하는 비디오 스트림을 생성한다. 비디오 디코더는 비디오 스트림을 디코딩하여 이 디코딩된 비디오 스트림을 디스플레이에 접속된 출력부(168)에 제공한다.
프로세서(166)는 도 2의 디코더에서 도시된 바와 동일한 프로세서(128)일 수 있거나, 다른 프로세서가 도시된 바와 같이 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 텔레비전(200)을 도시한다. 동조기(142)는 입력부(144)에 제공된 각각의 비디오 프로그램을 위한 다수의 비디오 스트림으로부터 재생될 비디오 프로그램의 비디오 스트림을 선택한다. 도 2의 디코더(120)는 이 선택된 비디오 프로그램을 디코딩하여 이를 디스플레이(206)에 제공한다. 텔레비전은 DVD 구성 요소를 사용하여 저장된 비디오 프로그램을 재생(또는 기록)하는 도 4의 DVD 재생기의 구성 요소를 가질 수 있다.
본 발명은 특정한 예시적인 실시예를 참조하여 상술되었다. 본 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범위 내에서 이러한 예시적인 실시예를 수정하는 방식을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 오직 다음의 청구 범위에서 의해서만 한정된다.

Claims (21)

  1. 인코딩된 제 1 프레임 및 인코딩된 제 2 프레임을 포함하는 인코딩된 프레임 기반 비디오 정보(encoded frame based video information)를 포함하는 비디오 스트림을 수신하는 단계-상기 제 2 프레임의 인코딩은 상기 제 1 프레임의 인코딩에 의존하며, 상기 제 2 프레임의 인코딩은 상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 위치 차이를 표시하는 움직임 벡터(motion vectors)를 포함하고, 상기 움직임 벡터는 상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 대응도(correspondence)를 규정함-와,
    상기 제 1 프레임을 디코딩하는 단계와,
    상기 디코딩된 제 1 프레임의 비디오 개선을 위한 리맵핑 전략(a re-mapping strategy)을 영역 기반형 분석(a region-based analysis)을 사용하여 결정하는 단계와,
    상기 제 1 프레임에 대해 결정된 상기 비디오 개선 리맵핑 전략에 따라서 상기 디코딩된 제 1 프레임의 영역을 리맵핑하여 상기 제 1 프레임을 개선하는 단계와,
    상기 비디오 스트림으로부터 상기 제 2 프레임에 대한 움직임 벡터를 복구하는 단계와,
    상기 제 2 프레임을 디코딩하는 단계와,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 방법을 사용하여 상기 제 1 프레임의 영역에 대응하는 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하여 상기 제 2 프레임을 개선하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임은 I-프레임(an intra-frame)이고,
    상기 제 2 프레임은 후속하는 비 I-프레임(a subsequent non-I-frame)인
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비디오 스트림은 패킷들의 MPEG 스트림이며,
    상기 비 I-프레임은 P-프레임(predicted frame) 또는 B-프레임(bi-directional frame)인
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략은 상기 제 1 프레임을 개선하기 위해 콘트라스트를 조절하도록 강도 값을 리맵핑하는 전략을 포함하는
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임을 디코딩하는 단계는 재구성 루프(a reconstruction loop)를 사용하여 수행되며,
    상기 제 2 프레임의 상기 비디오 개선 리맵핑은 움직임 벡터가 저장될 필요가 없도록 상기 재구성 루프 내에서 수행되는
    방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 유사 정도가 유사 정도의 기준(a similarity criteria)을 만족하는 여부에 따라서 상기 제 2 프레임의 하나 이상의 영역을 선택하는 단계-상기 유사 정도의 기준은 상기 제 1 프레임의 영역과 상기 제 2 프레임의 영역 간의 대응 정도 뿐만 아니라 유사 정도의 척도(measures)를 포함함-를 더 포함하되,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략을 기반으로 하여 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는 단계는 상기 제 2 프레임의 상기 선택된 영역에 대해서만 수행되는
    방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    디코딩 동안 움직임 벡터에 의존하는 영역의 리맵핑인 움직임 보상(motion compensation) 후에 이미지 블록의 예측된 값 내의 상기 제 2 프레임을 위한 DC 계수 값-상기 DC 계수 값은 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임의 차이임-을 상기 비디오 스트림으로부터 복구하는 단계와,
    해당 영역에 대한 상기 DC 계수 값이 유사 정도 기준을 만족하는지의 여부에 따라서 상기 제 2 프레임의 상기 해당 영역을 선택하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략을 기반으로 하여 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는 단계는 상기 제 2 프레임의 상기 선택된 영역에 대해서만 수행되는
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략을 기반으로 하여 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는 단계는 상기 제 2 프레임의 영역의 블록에 대한 상기 DC 계수 값과 사전결정된 또는 계산된 DC 계수 임계치 간의 관계를 의존하는
    방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    해당 영역에 대한 움직임 벡터의 각각의 값에 따라서 상기 제 2 프레임의 해당 영역을 선택하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략을 기반으로 하여 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는 단계는 상기 제 2 프레임의 상기 선택된 영역에 대해서만 수행되는
    방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    해당 영역에 대해서 상기 해당 영역에 대한 움직임 벡터의 특성과 상기 해당 영역의 이웃하는 영역에 대한 움직임 벡터의 특성 간의 유사 정도가 유사 정도 기준을 만족시키는지의 여부에 따라서 상기 제 2 프레임의 해당 영역을 선택하는 단계와,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략을 기반으로 하여 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는 단계는 상기 제 2 프레임의 상기 선택된 영역에 대해서만 수행되는
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유사 정도 기준을 만족시키는 움직임 벡터의 특성은 소정의 영역에 대한 움직임 벡터의 값과 상기 소정의 영역에 이웃하는 영역에 대한 움직임 벡터의 값 간의 유사 정도를 포함하는
    방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유사 정도 기준을 만족시키는 움직임 벡터의 특성은 소정의 영역에 대한 움직임 벡터의 방향과 상기 소정의 영역에 이웃하는 영역에 대한 움직임 벡터의 방향 간의 직교성(orthogonality)을 포함하는
    방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임은 I-프레임이고,
    상기 제 2 프레임은 후속하는 비 I-프레임이며,
    상기 비디오 스트림은 패킷들의 MPEG 스트림이고,
    상기 비 I-프레임은 P-프레임 또는 B-프레임이며,
    상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략은 상기 제 1 프레임을 개선하기 위해 콘트라스트를 조절하도록 강도 값을 리맵핑하는 전략을 포함하고,
    상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 유사 정도가 유사 정도의 기준을 만족하는 여부에 따라서 상기 제 2 프레임의 하나 이상의 영역을 선택하되 상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략을 기반으로 하여 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는 단계는 상기 제 2 프레임의 상기 선택된 영역에 대해서만 수행되는 단계와,
    디코딩 동안 움직임 벡터에 의존하는 영역의 리맵핑인 움직임 보상 후에 이미지 블록의 예측된 값 내의 상기 제 2 프레임을 위한 DC 계수 값-상기 DC 계수 값은 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임의 차이임-을 상기 비디오 스트림으로부터 복구하는 단계를 더 포함하되,
    상기 유사 정도 기준을 만족시키는 여부는 상기 DC 계수의 값에 의존하며,
    상기 유사 정도 기준을 만족시키는 여부는 해당 영역의 움직임 벡터의 특성과 상기 해당 영역에 이웃하는 영역의 움직임 벡터의 특성을 비교한 결과에 의존하고,
    상기 유사 정도 기준을 만족시키는 움직임 벡터의 특성은 소정의 영역에 대한 움직임 벡터의 값과 상기 소정의 영역에 이웃하는 영역에 대한 움직임 벡터의 값 간의 유사 정도를 포함하며,
    상기 유사 정도 기준을 만족시키는 움직임 벡터의 특성은 소정의 영역에 대한 움직임 벡터의 방향과 상기 소정의 영역에 이웃하는 영역에 대한 움직임 벡터의 방향 간의 직교성을 포함하는
    방법.
  14. 비디오 디코더에 있어서,
    인코딩된 제 1 프레임 및 인코딩된 제 2 프레임을 포함하는 인코딩된 프레임 기반 비디오 정보를 포함하는 비디오 스트림을 수신하는 입력부-상기 제 2 프레임의 인코딩은 상기 제 1 프레임의 인코딩에 의존하며, 상기 제 2 프레임의 인코딩은 상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 위치 차이를 표시하는 움직임 벡터를 포함하고, 상기 움직임 벡터는 상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 대응도를 규정함-와,
    상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임을 디코딩하고 상기 제 2 프레임으로부터 상기 움직임 벡터를 복구하는 디코딩 유닛과,
    상기 디코딩된 제 1 프레임의 비디오 개선을 위한 리맵핑 전략을 영역 기반형 분석을 사용하여 결정하고 상기 리맵핑 전략에 따라서 상기 디코딩된 제 1 프레임의 영역을 리맵핑하고 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역에 대한 상기 리맵핑 전략에 따라서 상기 제 2 프레임의 하나 이상의 영역을 리맵핑하는 프로세싱 유닛을 포함하는
    비디오 디코더.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 디코더는 버퍼를 더 포함하며,
    상기 디코딩 유닛은 상기 제 1 프레임을 디코딩하여 상기 디코딩된 제 1 프레임을 상기 버퍼 내에 저장하고,
    상기 프로세싱 유닛은 상기 비디오 개선 리맵핑 전략에 따라서 상기 저장된 제 1 프레임을 리맵핑하여 상기 개선된 제 1 프레임을 전송하며,
    상기 디코더는 결합기를 더 포함하고,
    상기 디코딩 유닛은 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임 간의 차이를 결정하기 위해 상기 제 2 프레임을 디코딩하여 상기 차이를 상기 결합기로 전송하며,
    상기 프로세싱 유닛은 상기 제 2 프레임의 움직임 벡터에 따라서 상기 제 1 프레임의 강도 값을 다시 리맵핑하여 상기 리맵핑된 제 1 프레임을 상기 결합기로 전송하고,
    상기 결합기는 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임 간의 차이와 상기 다시 리맵핑된 제 1 프레임을 결합하여 개선된 디코딩된 제 2 프레임을 생성하는
    비디오 디코더.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 처리 수단은 상기 제 2 프레임의 영역과 상기 제 1 프레임의 대응하는 영역 간의 유사 정도가 유사 정도의 기준을 만족하는 여부에 따라서 상기 제 2 프레임의 하나 이상의 영역을 선택하고,
    상기 처리 수단은 상기 제 2 프레임의 상기 선택된 영역에 대해서만 상기 제 1 프레임을 위한 상기 비디오 개선 리맵핑 전략을 기반으로 하여 상기 제 2 프레임의 영역을 리맵핑하는
    비디오 디코더.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 상기 디코딩 유닛을 동작시키는
    비디오 디코더.
  18. 셋탑 박스에 있어서,
    다수의 비디오 프로그램을 위한 다수의 비디오 스트림으로부터 재생될 비디오 프로그램의 비디오 스트림을 선택하는 동조기와,
    상기 선택된 비디오 스트림을 디코딩하는 상기 제 14 항에 따른 비디오 디코더와,
    상기 디코딩된 프로그램을 비디오 디스플레이로 제공하는 출력부를 포함하는
    셋탑 박스.
  19. 비디오 디스플레이 재생기에 있어서,
    디스크를 회전시키는 모터와,
    방사 빔을 생성하는 레이저와,
    상기 방사 빔으로 상기 비디오 디스크의 정보 층을 스캐닝하는 광학 시스템-상기 정보 층은 상기 빔을 반응시킴-과,
    상기 광학 시스템의 위치를 조정하는 서보(a servo)와,
    상기 빔이 상기 정보 층에 의해 반응되면 상기 빔을 검출하는 방사 검출기와,
    상기 서보 및 모터를 제어하고 상기 검출 결과에 따라서 화상 그룹(GOP)을 위해 인코딩된 정보를 포함하는 비디오 스트림을 생성하는 프로세서 수단과,
    제 14 항의 비디오 디코더를 포함하는
    비디오 디스플레이 재생기.
  20. 텔레비전에 있어서,
    다수의 비디오 프로그램을 위한 다수의 비디오 스트림으로부터 재생될 비디오 프로그램의 비디오 스트림을 선택하는 동조기와,
    상기 선택된 비디오 스트림을 디코딩하는 상기 제 14 항에 따른 비디오 디코더와,
    상기 선택된 비디오 프로그램의 디코딩된 프레임을 디스플레이하는 비디오 디스플레이를 포함하는
    텔레비전.
  21. 방법에 있어서,
    화상 그룹(GOP)-상기 화상 그룹 내의 제 1 화상은 I-프레임이며 후속 화상은 비 I-프레임임-을 위해 인코딩된 정보를 포함하는 비디오 스트림을 수신하는 단계와,
    상기 I-프레임을 디코딩하는 단계와,
    상기 디코딩된 I-프레임을 개선하기 위해 콘트라스트를 조절하도록 강도 값을 리맵핑하는 리맵핑 전략을 영역 기반형 분석을 사용하여 결정하는 단계와,
    상기 결정된 리맵핑 전략에 따라서 상기 디코딩된 I-프레임의 강도 값을 리맵핑하는 단계와,
    상기 비디오 스트림으로부터 상기 후속하는 비 I-프레임에 대한 움직임 벡터-상기 움직임 벡터는 상기 I-프레임의 영역과 상기 비 I-프레임 내의 대응하는 영역 간의 위치 차이임-를 복구하는 단계와,
    상기 후속하는 비 I-프레임을 디코딩하는 단계와,
    대응하는 영역들 간의 유사 정도가 소정의 기준을 만족하는지의 여부를 결정하는 단계와,
    상기 비 I-프레임의 영역과 상기 I-프레임 내의 대응하는 영역 간의 유사 정도가 해당 기준을 만족시키는지의 여부에 따라서 상기 비 I-프레임의 하나 이상의 영역을 선택하는 단계와,
    상기 I-프레임의 대응하는 영역의 리맵핑 전략에 따라서 상기 비 I-프레임의 상기 선택된 영역의 강도 값을 리맵핑하여 콘트라스트를 조절하여 상기 비 I-프레임을 개선하는 단계를 포함하는
    방법.
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