KR20050084400A - 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩 - Google Patents

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Abstract

디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩은 이용 가능한 전송 속도를 결정하기 위하여 수신된 신호 세기, 비트 에러 속도, 또는 수신된 도착 통지 신호들의 속도 같은 링크 파라미터들을 측정함으로써 수행될 수 있다. 그 후, 최대 인코딩 속도는 예들 들어 오버헤드 인자에 의해 이용 가능한 전송 속도를 나눔으로써 이용 가능한 속도에 기초하여 결정될 수 있다. 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 계산된 최대 인코딩 속도를 초과하면, 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩은 계산된 최대 인코딩 속도에 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 일치시키도록 수행될 수 있다. 이런 처리는 프레임 시퀀스 내의 선택된 프레임들을 압축하고, 선택된 프레임들 내의 고주파 성분들을 제거하고, 선택된 프레임들 내의 I-프레임 성분들을 제거하거나 거시적 양자화(coarser quantization)를 가진 대응하는 값들에 선택된 프레임들 내의 값들을 맵핑하는 것을 포함할 수 있다.

Description

디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩{Adaptive encoding of digital multimedia information}
본 발명은 일반적으로 네트워크 통신 시스템들에 관한 것이고, 특히 네트워크 통신 시스템을 통하여 통신되는 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
무선 또는 다른 대역폭 제한 네트워크를 통한 오디오 또는 비디오 같은 디지털 다중매체 정보의 통신은 다중매체 소비자들의 계속 증가하는 기대치를 만족시키기 위해 극복되어야 할 고유한 문제들을 지닌다. 디지털 다중매체 정보가 통상적으로 수신 장치로 스트림되는 시간 감지 정보를 포함하기 때문에, 디지털 다중매체 정보가 인코딩되는 속도는 통신 채널의 이용 가능한 전송 속도와 엄격히 일치되어야 한다. 만약 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 이용 가능한 전송 속도를 초과하면, 사용자들은 기초가 되는 애플리케이션의 품질에서 심한 하락을 경험하거나 기초가 되는(underlying) 애플리케이션이 통신 세션을 미리 종료할 수 있다.
상기 요구조건들에 부합하도록, 비디오용 MPEG-1 또는 MPEG-4 및 오디오용 MPEG-1, 층(layer) Ⅲ 같은 많은 데이타 형성 표준들은 디지털 다중매체 정보를 압축하여, 압축된 정보에 대한 요구된 전송 속도는 미리 규정된 타켓 전송 속도와 일치한다. 그러나, 이들 데이타 형성 표준들은 통상적으로, 3개의 인자(예들 들어, 전송된 데이타중 2/3는 오버헤드 및 제어 정보를 구성할 수 있다)에 의해 통신 채널의 효과적인 전송 속도를 감소시킬 수 있는, 기반이 되는 네트워크 통신 프로토콜에 의해 부가되는 오버헤드(overhead)를 고려하지 않는다. 더욱이, 인테넷 같은 제 1 네트워크로부터 디지털 다중매체 정보를 스트림하고, 사용자의 홈 네트워크 같은 제 2 네트워크를 통하여 정보를 재전송하는 애플리케이션에 대하여, 본래 인코더는 제 2 네트워크에 의해 부가된 오버헤드를 알지못할 수 있다. 기초가 되는 통신 프로토콜의 오버헤드를 고려하지 않는 것은 기초가 되는 통신 채널이 지원할 수 있는 것보다 높은 속도로 디지털 다중매체 정보가 인코딩되게 할 수 있다.
이들 문제들은 많은 통신 네트워크들과 공동적으로 관련된 이용 가능한 전송 속도에서 동요들로 인해 추가로 악화될 수 있다. 예들 들어, 무선 통신 채널들의 이용 가능한 전송 속도가 전송 및 수신 장치들간 거리, 전송 및 수신 장치들 사이의 장애들, 환경 잡음으로 인한 무선 채널의 일시적 품질 하락들, 또는 동일한 대역폭을 공유하는 애플리케이션들 사이의 경쟁 같은 인자들로 인해 동요할 수 있다. 이들 동요들이 예측하기 어렵고 긴 통신 세션 동안 몇 번 발생할 수 있기 때문에, 이들 동요로 인해 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 이용 가능한 전송 속도를 초과할 가능성이 상당히 높다. 비록, 예를 들어, 전송 전력을 증가시킴으로써 통신 채널의 전송 속도를 간단히 증가시키는 것이 바람직하지만, 이들 방법들은 엄격한 관리 규정들로 인해 이용할 수 없다. 결과적으로, 이용 가능한 전송 속도에서 동요들을 효과적으로 보상할 수 있는 메카니즘들을 제공하는 것은 영구적인 문제인 것이 증명되었다.
도 1은 본 발명의 원리들이 바람직하게 실행되는 예시적인 시스템의 블록도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시에에 따라 사용될 수 있는 예시적인 플랫폼을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 인코더 및 통신 모듈의 블록도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩에 대한 흐름도 형태의 예시적인 방법을 도시한 도면.
그러므로, 상기 문제들로 인해, 이용 가능한 전송 속도에 인코딩 속도를 효과적으로 일치시키도록 디지털 다중매체 정보를 적응적으로 인코딩하는 시스템들 및 방법들이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩을 위한 시스템들 및 방법을 제공함으로써 많은 상기 문제들을 해결할 수 있다. 일 실시예에서, 수신된 신호 세기, 비트 에러 속도, 또는 수신된 도달 통지 신호들의 속도 같은 링크 파라미터들은 이용 가능한 전송 속도를 결정하기 위하여 측정된다. 최대 인코딩 속도는, 예를 들어 소정 오버헤드 인자에 의해 이용 가능한 전송 속도를 분할함으로써 이용 가능한 전송에 기초하여 계산될 수 있다. 만약 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 계산된 최대 인코딩 속도를 초과하면, 디지털 다중매체 정보는 계산된 최대 인코딩 속도에 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 일치시키도록 적응적으로 인코딩된다.
다른 실시예들은 이용 가능한 전송 속도에 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 효과적으로 일치시키기 위하여 사용될 수 있는 다양한 메카니즘들을 제공한다. 일 실시예에서, 예를 들어 디지털 다중매체 정보는 압축된 디지털 다중매체 정보의 요구된 전송 속도가 계산된 최대 인코딩 속도 미만이도록 디지털 다중매체 정보를 압축함으로써 적응적으로 인코딩될 수 있다. 디지털 다중매체 정보의 선택된 프레임들은 프레임 시퀀스에 대한 평균 요구된 전송 속도가 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 압축될 수 있다. 이런 실시예는 압축된 정보의 지각된 품질을 유지하기 위하여 상위(higher) 엔트로피를 가진 프레임들보다 낮은 엔트로피를 가진 프레임들에 대해 상위 압축 레벨을 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱이, 상기 실시예들은 예들 들어 선택된 프레임들내의 고주파 성분들을 삭제하고, 선택된 프레임들내의 I-프레임 성분들을 삭제하거나, 거시적 양자화를 가진 대응하는 값들에 선택된 프레임내의 값들을 맵핑함으로써 전송되어야 하는 데이타 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
디지털 다중매체 정보가 제 1 압축 비율로 압축되는 프레임들의 시퀀스를 포함하는 애플리케이션들에 대해서, 본 발명의 다른 실시예는 제 1 프레임 시퀀스에 대한 평균 요구된 전송 속도가 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 프레임 시퀀스내의 제 1세트의 프레임들을 제거함으로써 다중매체 정보를 적응적으로 인코딩할 수 있다. 이런 과정은 제 1 세트의 프레임들 내의 고주파 성분들을 제거하고, 제 1 세트의 프레임들내의 I 프레임 성분들을 제거하거나, 거시적 양자화를 가진 대응하는 값들로 제 1 세트의 프레임들내의 값들을 맵핑하는 것을 포함할 수 있다. 프레임 시퀀스내의 제 2 세트의 프레임들은 압축해제되고 제 2 압축 비율로 재압축될 수 있어, 제 2 세트의 프레임들에 대하여 요구된 전송 속도는 계산된 최대 인코딩 속도보다 작다.
디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 이용 가능한 전송 속도와 일치하는 것을 보장함으로써, 본 발명의 실시예들은 종래 접근들과 연관된 문제점들을 감소시키거나 피한다. 다른 실시예들은 상위 인코딩 속도로부터 하위(lower) 인코딩 속도로 전이에 필요한 계산 요구들을 바람직하게 감소시키는 메카니즘들을 더 제공한다. 결과적으로, 본 발명의 실시예들은 무선 또는 다른 대역폭 제한된 네트워크들을 통하여 디지털 다중매체 정보를 스트림하는 견고한(robust) 접속을 제공하고, 여기서 디지털 다중매체 정보의 품질은 이용 가능한 전송 속도와 일치하도록 조절될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 다음 상세한 설명으로부터 당업자에게 보다 명백하게 될 것이다.
본 발명의 실시예들은 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩을 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다. 다음 설명은 당업자가 본 발명을 형성하고 사용할 수 있게 제공된다. 특정 애플리케이션들의 설명들은 실시예들로서만 제공된다. 다양한 변형들, 대체들 및 바람직한 실시예들의 변화들은 당업자에게 명백할 것이고 여기에 규정된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다른 실시예들 및 애플리케이션들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명되고 도시된 실시예들로 제한되지 않고, 여기에 개시된 원리들 및 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위에 따라야 한다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 원리들이 바람직하게 실행될 수 있는 예시적인 시스템의 블록도가 일반적으로 100으로 도시된다. 도시된 바와같이, 예시적인 시스템은 컴퓨터 시스템, VCR, DVD 플레이어, CD 플레이어 또는 디지털 다중매체 정보를 저장하는 다른 장치 같은 하나 이상의 콘텐트 소스들(120)을, 컴퓨터 모니터, 텔레비젼, 스피커 시스템 또는 디지털 다중매체 정보를 플레이하거나 디스플레이하는 다른 장치 같은 하나 이상의 수신 장치들(130)과 접속시키는 매체 노드(110)를 포함한다. 각각의 콘텐트 소스(120)는 유선 접속(124), 무선 접속(125) 또는 인터넷(126) 같은 네트워크 접속을 통하여 매체 노드(110)에 접속될 수 있다. 비록 각각의 수신 장치(130)는 유사한 형태의 접속들을 사용하여 매체 노드(110)에 접속될 수 있지만, 도 1의 실시예는 매체 노드(110)와 각각의 수신 장치(130)간의 고가의 부담되는 배선을 설치하고 유지할 필요성을 제거하기 위하여 무선 접속들(135)을 사용한다. 그러나, 각각의 무선 접속(135)의 이용 가능한 전송 속도는 수신 장치(130)와 안테나(160)간 거리, 수신 장치(130)와 안테나(160)간 장애들, 환경 잡음으로 인한 무선 채널(135)의 품질의 일시적 감소, 또는 동일한 대역폭을 공유하는 애플리케이션들간의 경쟁들과 같은 인자들에 의해 폭 넓게 결정되고, 각각의 무선 접속(135)의 순간적 이용 가능한 전송 속도는 통신 세션 동안 동요를 경험할 수 있다.
디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도와 무선 접속(135)의 이용 가능한 전송 속도간 미스매칭과 연관된 문제를 해결하기 위하여, 매체 노드(110)는 일정한 소스(120)로부터 수신된 디지털 다중매체 정보를 적응적으로 인코딩하도록 구성될 수 있어서, 요구된 디지털 다중 매체 정보의 전송 속도는 수신 장치(130)의 이용 가능한 전송 속도와 일치한다. 이런 콘텍스트에서, 매체 노드(110) 내의 통신 모듈(150)은 이용 가능한 전송 속도를 결정하기 위하여 수신된 신호 세기, 비트 에러 속도, 또는 수신된 도달 통지 신호들의 속도와 같은 무선 접속(135)과 연관된 링크 파라미터들을 측정하도록 구성될 수 있다. 그 후, 인코더/디코더(140)는 기초가 되는 네트워크 통신 프로토콜과 연관된 오버헤드 인자에 의해 이용 가능한 전송 속도를 분할함으로써 최대 인코딩 속도를 계산하도록 이용 가능한 전송 속도를 사용할 수 있다. 만약 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 계산된 최대 인코딩 속도를 초과하면, 인코더/디코더(140)는 계산된 최대 인코딩 속도에 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 일치시키도록 디지털 다중매체 정보를 적응적으로 인코딩한다.
인코더/디코더(130)는 이용 가능한 전송 속도에 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 효과적으로 일치시키기 위하여 다양한 메카니즘들을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 예들 들어 디지털 다중매체 정보는 압축된 디지털 다중매체 정보의 요구된 전송 속도가 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 디지털 다중매체 정보를 압축함으로써 적응적으로 인코딩될 수 있다. 다른 실시예에서, 디지털 다중매체 정보의 선택된 프레임들은 압축되어, 프레임 시퀀스에 대해 평균 요구된 전송 속도는 계산된 최대 인코딩 속도보다 작다. 이 실시예는 압축된 정보의 지각되는 품질을 보증하기 위하여 상위 엔트로피를 가진 프레임들 하위 엔트로피를 가진 프레임들에 대하여 상위 레벨의 압축을 바람직하게 사용할 수 있다. 통신 모듈(150)은 예들 들어 선택된 프레임내에서 상위 주파수 성분들을 제거하고, 선택된 프레임들내에서 I 프레임 성분들을 제거하거나 거시적 양자화를 가진 대응하는 값들에 선택된 프레임들내의 값들을 맵핑함으로써 전송되어야 하는 데이타의 양을 감소시키도록 구성될 수 있다. 이 실시예는 인코더/디코더(130)의 계산 요구들을 감소시키거나 인코더/디코더(140)가 하위 인코딩 속도로 부드럽게 전이되게 하도록 인코더/디코더(140)에 관련하여 상기된 실시예들 단독 또는 결합함으로써 사용될 수 있다.
디지털 다중매체 정보가 제 1 압축 비율로 압축되는 프레임 시퀀스를 포함하는 애플리케이션들에서(예들 들어, 디지털 다중매체 정보는 인터넷 접속(126)을 통하여 원격 콘텐트 소스 120로부터 압축되거나 수신된 콘텐트 소스(120)로 저장된다), 통신 모듈(150)은 프레임 시퀀스내의 제 1 세트의 프레임들을 제거하도록 구성되어 제 1 프레임 시퀀에 대한 평균 요구된 전송 속도는 계산된 최대 인코딩 속도보다 작다. 이런 처리는 제 1 세트의 프레임들내에서 고주파 성분들을 제거하고, 제 1 세트의 프레임들내에서 I 프레임 성분들을 제거하거나, 거시적 양자화를 가진 대응하는 값들에 제 1 세트의 프레임들내의 값들을 맵핑하는 것을 포함할 수 있다. 프레임 시퀀스내의 제 2 세트의 프레임들은 압축해제되고 제 2 압축 비율로 인코더/디코더(140)에 의해 재압축되어, 제 2 세트의 프레임들에 대하여 요구된 전송 속도는 계산된 최대 인코딩 속도보다 작다.
디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 이용 가능한 전송 속도와 일치하는 것을 보장함으로써, 본 발명의 실시예들은 종래 접근들과 연관된 문제를 감소시키거나 방지한다. 다른 실시예들은 상위 인코딩 속도로부터 하위 인코딩 속도 전이에 필요한 계산 요구들을 바람직하게 감소시키는 추가의 메카니즘들을 제공한다. 결과적으로, 본 발명의 실시예들은 무선 또는 다른 대역폭 제한 네트워크들을 통하여 디지털 다중매체 정보를 스트림하기위한 견고한 접속을 제공할 수 있고, 여기서 디지털 다중매체 정보의 품질은 이용 가능한 전송 속도와 일치하도록 조절될 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따라 사용될 수 있는 예시적인 플랫폼은 일반적으로 200으로 도시된다. 도시된 바와같이, 에시적인 플랫폼은 콘텐트 소스들, 수신 장치들, 안테나들, 게이트웨이들 등 같은 네트워크내의 다른 노드들과 인터페이스하기 위한 네트워크 인터페이스 카드(210)를 포함한다. 네트워크 인터페이스 카드(210)는 시스템 버스(250)를 통하여 처리기에 결합될 수 있다. 처리기는 인코더/디코더(140) 및 통신 모듈(150)에 대한 코드를 저장하는 랜덤 액세스 메모리, 하드 드라이브, 플로피 드라이브, 컴팩트 디스크, 또는 다른 컴퓨터 판독 가능한 매체에 결합될 수 있다. 예시적인 플랫폼은 또한, 재컴파일될 기초가 되는 코드를 요구하지 않고 인코더/디코더(140) 또는 통신 모듈(150)에 대한 구성 파라미터들을 선택적으로 변형하기 위하여 사용될 수 있는 키보드, 입력 장치 또는 통신 포트 같은 관리 인터페이스(260)를 포함할 수 있다.
동작시, 처기기(220)는 인터럽트 할당 우선권에 따라 할당된 인터럽트 제어기(230)로부터 인트럽트들에 응답하도록 구성될 수 있다. 이들 인터럽트들은 메모리 시스템(240)내에 저장된 컴퓨터 코드를 처리기(220)가 실행하도록 할 수 있다. 예들 들어, 인터럽트들은 특정 무선 접속과 연관된 링크 파라미터들을 측정하고, 접속에 이용 가능한 전송 속도를 결정하고, 접속과 연관된 전송 전력 또는 변조 방법을 조절하고, 인코더/디코더(140)로부터 수신된 디지털 다중매체 정보를 의도된 수신 장치로 전송하거나 인코딩된 다중매체 정보의 선택된 프레임들을 제거하기 위하여 통신 모듈(150)을 처리기(220)가 주기적으로 호출하게 할 수 있다. 처리기(220)는 통신 모듈(150)에 의해 결정된 업데이트된 전송 속도를 주기적으로 검색하기 위하여 인코더/디코더(140)를 호출하고, 디지털 다중매체 정보에 대한 최대 인코딩 속도를 계산하거나 디지털 다중매체 정보를 인코딩(또는 디코딩 및 재인코딩)하여, 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도는 계산된 최대 인코딩 속도와 일치한다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 인코더 및 통신 모듈의 블록도가 일반적으로 300으로 도시된다. 도시된 바와같이, 인코더(140)는 MPEG-1, MPEG-4 또는 MPEG-1, 층 Ⅲ 같은 손실 압축 알고리듬에 따라 디지털 다중매체 정보를 인코딩(또는 압축)하기 위하여 사용될 수 있는 코사인 변환 유닛(210), 양자화기(320) 및 허프만 인코더(330)를 포함한다. 코사인 변환 유닛(320)은 다수의 프레임들로 수신된 데이타를 분할하고 각각의 프레임내의 데이타를 그 대응하는 주파수 계수들로 전환하기 위하여 사용될 수 있다. 그 후, 주파수 계수들은 최종 인코딩된 데이타가 타켓 가변 비트 속도/일정한 비트 속도 파라미터들(VBR/CBR)(360) 및 최대 인코딩 속도 파라미터(Rmax)(370)와 일치할때까지 주파수 계수들을 반복적으로 양자화하고 허프만 인코딩하는 양자화기(320) 및 허프만 인코더(330)에 적용된다. VBR/CBR 파라미터(360)는 사용자 또는 기초가 되는 다중매체 애플리케이션에 의해 초기화될 수 있다. Rmax 파라미터(370)는 인코딩 속도 상한을 설정하고 VBR/CBR 파라미터들(360)에 의해 설정된 값들을 무효로한다. 이하에서 보다 상세히 논의될 바와같이, Rmax 파라미터(370)는 통신 모듈(150)에 의해 결정된 이용 가능한 전송 속도(Tx)를 바탕으로 (예들 들어, 통신 프로토콜과 연관된 미리 결정된 오버헤드 인자에 의해 Tx를 나눔으로써) 주기적으로 업데이트될 수 있다.
동작시, 인코더(140)는 다중매체 정보의 각각의 프레임에 대한 최대 인코딩 속도를 설정하기 위하여 Rmax를 사용할 수 있다. 만약 다중매체 정보의 주어진 프레임이 Rmax의 값을 초과하면, 인코더(140)는 프레임의 인코딩 속도가 Rmax 이하일때까지 거시적 양자화를 가진 허프만 테이블을 허프만 인코더(330)가 사용하도록 하거나 상위 스케일 인자를 양자화기(320)가 사용하도록 할 수 있다. 이런 실시예는 어떤 프레임도 Rmax의 값을 초과하지 않는 것을 보장하는 장점을 제공한다. 대안의 실시예에서, 인코더(140)는 프레임 시퀀스에 대한 평균 인코딩 속도가 Rmax보다 작도록 다중매체 정보의 선택된 프레임을 인코딩할 수 있다. 예들 들어, 만약 Rmax가 2Mbits/s의 현재 값을 가지면, 인코더(140)는 1Mbits/s의 속도로 프레임 시퀀스에서 제 1 두개의 프레임들을 인코딩하고 3Mbits/s의 속도로 프레임 시퀀스에서 제 3 프레임을 인코딩한다. 이런 다른 실시예는 바람직한데, 인코더(140)에 의해 상위 인코딩 속도들(또는 보다 느린 압축 비율들)이 하위 엔트로피를 가지는 프레임들보다 상위 엔트로피를 가진 프레임들에 할당되어, 인코더(140)에 의해 인코딩된 정보의 지각 양을 최대화할 수 있기 때문이다.
일단 인코더(140)가 각각의 프레임을 인코딩하면, 프레임들은 전송을 위하여 통신 모듈(150)로 통과된다. 도 3에 도시된 바와같이, 통신 모듈(150)은 인코더(140)로부터 인코딩된 다중매체 정보를 수신하고, 적합한 헤더 정보를 각각의 프레임에 부가하고 포맷된 데이타를 물리적 인터페이스(350)로 통과시키는 통신 드라이버(340)를 포함한다. 그 후, 물리적 인터페이스(350)는 포맷화된 데이타를 변조시키고 그 데이타를 전송을 위하여 안테나로 보낸다.
물리적 층(350)은 수신된 신호 세기, 비트 에러 속도 또는 수신된 도달 통지 신호들의 속도 같은 무선 접속과 연관된 링크 파라미터들을 측정하고, 측정된 파라미터들을 통신 드라이버(340)에 다시 통과시킨다. 그 후, 통신 드라이버(340)는 무선 접속을 위한 이용 가능한 전송 속도(Tx)를 결정하기 위하여 측정된 파라미터들을 사용한다. 이 과정은 미리 규정된 임계치들에 도달하는 측정된 링크 파라미터들에 응답하는 허용 가능한 전송 속도들 사이에서 동적으로 스위칭하는 IEEE 802.11a 또는 IEEE 802.11b 같은 많은 네트워크 통신 프로토콜들에 의해 사용된 알고리듬을 바람직하게 사용할 수 있다. 만약 이용 가능한 전송 속도가 변화되면, 통신 드라이버(340)는 새로운 전송 속도(Tx)를 인코더(140)에 통신하여, 인코더(140)는 Rmax의 값을 조절할 수 있다. 통신 드라이버(340)는 또한, 새로운 전송 속도를 구현하기 위한 전송 전력 레벨들 및 연관된 변조 방법을 조절하기 위하여 물리적 층(350)에 제어 파라미터들을 통과시킬 것이다.
인코더(140)가 오래된 Rmax를 사용하는 이전에 인코딩된 프레임들을 가지며 전송 버퍼에 이들 프레임들을 저장하기 때문에, 통신 드라이버(340)는 새로운 이용 가능한 전송 속도에 삭제된 프레임들을 일치키시기 위하여 버퍼된 프레임들을 삭제하고 인코더(140)가 새로운 Rmax에 부드럽게 전이하도록 한다. 예들 들어, MPEG-1, MPEG-4 및 MPEG-1, 층 Ⅲ 같은 많은 데이타 포맷 표준들은 가장 높은 주파수로부터 가장 낮은 주파수로 각각의 프레임내의 주파수 계수들을 정렬한다. 프레임의 요구된 전송 속도가 이용 가능한 전송 속도(프레임들의 시퀀스에 대해 평균 요구된 전송 속도)보다 작을 때까지 각각의 프레임의 단부에서 고주파 코드 워드들을 제거함으로써, 통신 드라이버(340)는 계산 복잡성의 비교적 작은 증가와 함께 이용 가능한 전송 속도에 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 일치시킬 수 있다. 이 처리는 최종 데이타의 전체 품질에 보다 작은 지각 가능한 충격을 가지며 고주파 성분들을 필터링함으로써 버퍼된 프레임들에 대하여 요구된 전송속도를 필수적으로 감소시킨다.
다른 실시예는 보다 거시적인 양자화를 가진 대응하는 허프만 코드 워드들에 각각의 프레임내의 허프만 코드 워드들을 맵핑하도록 통신 드라이버(340)를 구성할 수 있다. MPEG 관련 표준들에 사용된 허프만 테이블들이 잘 공지되고 각각의 테이블에 대한 예측된 압축 속도를 제공하기 때문에, 통신 드라이버(340)는 목표된 압축 속도를 가진 허프만 테이블을 효과적으로 선택하고 미리 결정된 맵핑 관계를 사용하여 선택된 허프만 테이블과 대응하는 코드 워드들에 각각의 프레임 내의 코드 워드들을 효과적으로 맵핑한다. 더욱이, 만약 프레임의 요구된 전송 속도가 맵핑이 이루어진후 이용 가능한 전송 속도를 초과하면, 통신 드라이버(340)는 요구된 프레임 전송 속도(또는 프레임들의 시퀀스에 대한 평균 요구 전송 속도)이 이용 가능한 전송 속도보다 작을때까지 상기된 바와같이 고주파 코드 워드들을 제거할 수 있다. 이 실시예는 다른 주파수 성분들에 대해 하위 해상도의 비용으로 각각의 프레임내의 몇몇 고주파 정보를 보유하는 장점을 가질 수 있다.
다른 실시예는 MPEG 인코딩 비디오의 지각 가능한 품질의 측면에서 I 프레임 성분들이 B 프레임 성분들보다 일반적으로 상당히 덜 중요한 것을 나타낸다. 따라서, 통신 드라이버(340)는 프레임의 요구된 전송 속도(또는 프레임들의 시퀀스에 대하여 평균 요구된 전송 속도)가 이용 가능한 전송 속도보다 작을 때까지 버퍼된 프레임들내의 I 프레임 성분들을 제거하도록 구성될 수 있다.
만약 디지털 다중매체 정보가 제 1 압축 비율로 미리 압축되면(예들 들어, 압축된 형태로 정보가 콘텐트 소스에 저장되기 때문), 다른 실시예는 프레임들의 시퀀스에 대한 평균 요구된 전송 속도가 이용 가능한 전송속도보다 작을 때까지 상기된 실시예들중 하나를 사용하여 프레임 시퀀스내의 제 1 프레임 세트를 삭제하도록 통신 드라이버(340)를 구성할 수 있다. 프레임 시퀀스내의 제 2 세트의 프레임들은 상기된 바와같이 디코더를 사용하여 디코딩되고 인코더(140) 및 업데이트된 Rmax를 사용하여 다시 인코딩된다. 프레임 시퀀스내의 초기 프레임들을 위하여 전송되도록 요구된 데이타의 양을 효과적으로 감소시키기 위한 메카니즘을 제공함으로써, 이 실시예는 전체 데이타 스트림을 디코딩하고 재인코딩하는 계산 속도를 감소시킬 수 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 디지털 다중매체 정보를 적응적 인코딩하기 위한 흐름도 형태의 예시적인 방법은 400으로 일반적으로 도시된다. 도시된 바와같이. 예시적인 방법은 시험하에서 통신 링크와 연관된 수신된 신호 세기, 비트 에러 속도 또는 수신 도달 통지 신호들의 속도 같은 링크 파라미터들을 측정함으로써 단계(410)에서 시작될 수 있다. 단계(420)에서, 통신 링크의 이용 가능한 전송 속도(Tx)는 예들 들어 측정된 파라미터들이 미리 결정된 임계치들에 도달하는지를 바탕으로 허용 가능한 전송 속도들중에서 선택함으로써 측정된 링크 파라미터들을 사용하여 결정될 수 있다. 최대 인코딩 속도(Rmax)는 관련 통신 프로토콜과 연관된 오버헤드 인자(α)에 의해 이용 가능한 전송 속도를 나눔으로써 단계(430)에서 결정될 수 있다. 조절된 Rmax는 그 후, 조절된 Rmax에 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 일치시키기 위하여 디지털 다중매체 정보의 인코딩을 조절하는 단계(440)에서 사용될 수 있다. 이 조절 가능한 처리는 도 1-3의 실시예들과 관련하여 상기된 처리중 임의의 것을 사용할 수 있다. 단계(440) 후, 예시적인 방법은 이용 가능한 전송 속도(Tx)가 정상 상태로 설정되도록 하는 선택적 지연 단계(450)를 통하여 단계(410)로 다시 진행한다.
본 발명이 예시적인 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 개시되고 도시된 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 반대로 본 발명의 청구항들의 범위내에 포함된 다수의 다른 변형들, 대체들 및 변화들 및 넓은 등가 배열들을 커버하는 것을 의도한다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩 방법에 있어서,
    전송기(160)와 수신기(130)간 통신 링크(135)와 연관된 링크 파라미터들을 측정하는 단계;
    상기 측정된 링크 파라미터들에 기초하여 상기 통신 링크(135)의 이용 가능한 전송 속도를 결정하는 단계;
    상기 이용 가능한 전송 속도에 기초하여 상기 디지털 다중매체 정보의 최대 인코딩 속도를 계산하는 단계; 및
    상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도를 초과하면, 상기 계산된 최대 인코딩 속도에 상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 일치시키기 위하여 상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩을 적응시키는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 단계는 수신된 신호 세기, 비트 에러 속도 및 수신된 도달 통지 신호들의 속도 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 계산 단계는 미리 결정된 오버헤드 인자에 의해 상기 이용 가능한 전송 속도를 분할하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적응적 단계는 압축된 디지털 다중매체 정보의 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 상기 디지털 다중매체 정보를 압축하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 다중매체 정보는 프레임들의 시퀀스를 포함하고, 상기 적응적 단계는, 상기 프레임 시퀀스에 대한 평균 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 상기 프레임 시퀀스 내의 선택된 프레임들을 압축하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    하위 엔트로피(lower entropy)를 가진 상기 프레임 시퀀스 내의 프레임들은 상위 엔트로피(higher entropy)를 가진 프레임들보다 높은 압축 비율로 압축되는,적응적 인코딩 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 압축 단계는 상기 선택된 프레임들 내의 고주파 성분들을 제거하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 압축 단계는 거시적 양자화(coarser quantization)를 가진 대응하는 값들에 상기 선택된 프레임들 내의 값들을 맵핑하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 프레임 시퀀스 내의 프레임들은 I-프레임들 및 B-프레임들을 포함하고, 상기 압축 단계는 상기 선택된 프레임들 내의 I-프레임들을 제거하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 다중매체 정보는 제 1 압축 비율로 압축된 프레임들의 시퀀스를 포함하고,
    상기 적응적 단계는:
    제 1 프레임 시퀀스에 대한 평균 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 상기 프레임 시퀀스 내의 제 1 세트의 프레임들에 대한 고주파 성분들을 제거하는 단계;
    상기 프레임 시퀀스내의 제 2 세트의 프레임들을 압축해제하는 단계; 및
    재압축된 디지털 다중매체 정보의 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 제 2 압축 비율로 제 2 세트의 프레임들을 재압축하는 단계를 포함하는, 적응적 인코딩 방법.
  11. 디지털 다중매체 정보의 적응적 인코딩 시스템에 있어서,
    처리기(220); 및
    상기 처리기(220)에 동작 가능하게 결합되고, 명령들을 저장하는 메모리 유닛(240)으로서, 상기 명령들을 상기 처리기에 의해 실행될때 처리기로 하여금 전송기(160)와 수신기(130)간 통신 링크(135)와 연관된 링크 파라미터들을 측정하고; 상기 측정된 링크 파라미터들에 기초하여 통신 링크(135)의 이용 가능한 전송 속도를 결정하고; 상기 이용 가능한 전송 속도에 기초하여 상기 디지털 다중매체 정보의 최대 인코딩 속도를 계산하고; 상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도를 초과하면, 상기 계산된 최대 인코딩 속도에 상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩 속도를 일치시키도록 상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩을 적응시키는, 상기 메모리 유닛(240)을 포함하는, 적응적 엔코딩 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 측정된 링크 파라미터들은 수신된 신호 세기, 비트 에러 속도 및 수신된 도달 통지 신호들 중 적어도 하나를 포함하는, 적응적 엔코딩 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 계산된 최대 인코딩 속도는 미리 결정된 오버헤드 인자에 의해 분할된 상기 이용 가능한 전송 속도를 포함하는, 적응적 엔코딩 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩의 적응은, 압축된 디지털 다중매체 정보의 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 상기 디지털 다중매체 정보를 압축함으로써 수행되는, 적응적 엔코딩 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 디지털 다중매체 정보는 프레임들의 시퀀스를 포함하고, 상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩의 적응은, 프레임 시퀀스에 대한 평균 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 상기 프레임 시퀀스 내의 선택된 프레임들을 압축함으로써 수행되는, 적응적 엔코딩 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    하위 엔트로피를 가진 상기 프레임 시퀀스 내의 프레임들은 상위 엔트로피를 가진 프레임들보다 높은 압축 비율로 압축되는, 적응적 엔코딩 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 선택된 프레임들의 압축은 상기 선택된 프레임들내의 고주파 성분들을 제거함으로써 수행되는, 적응적 엔코딩 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 선택된 프레임들의 압축은 거시적 양자화를 가진 대응하는 값들에 상기 선택된 프레임들 내의 값들을 맵핑함으로써 수행되는, 적응적 엔코딩 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 프레임 시퀀스내의 프레임들은 I-프레임들 및 B-프레임들을 포함하고, 상기 선택된 프레임들의 압축은 선택된 프레임들내의 I-프레임들을 제거함으로써 수행되는, 적응적 엔코딩 시스템.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 디지털 다중매체 정보는 제 1 압축 비율로 압축된 프레임들의 시퀀스를 포함하고,
    상기 디지털 다중매체 정보의 인코딩 적응은, 제 1 프레임 시퀀스에 대한 평균 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 상기 프레임 시퀀스내의 제 1 세트의 프레임들에 대한 고주파 성분들을 제거하고, 상기 프레임 시퀀스내의 제 2 세트의 프레임들을 압축해제하고, 재압축된 디지털 다중매체 정보의 요구된 전송 속도가 상기 계산된 최대 인코딩 속도보다 작도록 제 2 압축 비율로 제 2 세트의 프레임들을 재압축함으로써 수행되는, 적응적 엔코딩 시스템.
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