KR20080075423A - 계층적 부호화 장치 및 방법, 복호화 장치 및 방법 - Google Patents

계층적 부호화 장치 및 방법, 복호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비디오 및 오디오 신호를 부호화하고 복호화하는데 있어서, 비디오 및 오디오 신호에 대하여 계층적으로 부호화 및 복호화를 수행하게 함으로써 지상파 DMB 수신기의 성능에 따라 선택적으로 계층별 신호를 복원할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공한다.
이를 위하여 본 발명의 계층적 부호화 장치는 계층적 비디오 부호화부, 계층적 오디오 부호화부, 계층별 SL(Sync Layer) 패킷타이저부, 계층별 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷타이저부, 계층별 섹션 발생부, 그리고 계층별 TS(Transport Stream) 다중화부로 구성되고, 계층적 복호화 장치는 계층별 TS 역다중화부, 계층별 PES 디패킷타이저부, 계층별 섹션 분석부, 계층별 SL 디패킷타이저부, 계층적 비디오 복호화부, 그리고 계층적 오디오 복호화부로 구성된다.
계층적 부호화, 계층적 복호화, 지상파 DMB

Description

계층적 부호화 장치 및 방법, 복호화 장치 및 방법{Scalable coding apparatus and method, decoding apparatus and method}
도 1 은 기존의 지상파 DMB 부호화 장치의 내부 구성도
도 2 는 기존의 지상파 DMB 복호화 장치의 내부 구성도
도 3 은 본 발명의 계층적 부호화 장치의 내부 구성도
도 4 는 본 발명의 계층적 부호화 방식의 동작 흐름도
도 5 는 본 발명의 계층적 복호화 장치의 내부 구성도
도 6 은 본 발명의 계층적 복호화 방식의 동작 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
11 비디오 부호화부 12 오디오 부호화부
13 SL 패킷타이저부 14 PES 패킷타이저부
15 섹션 발생부 16 TS 다중화부
21 TS 역다중화부 22 PES 디패킷타이저부
23 섹션 분석부 24 SL 디패킷타이저부
25 비디오 복호화부 26 오디오 복호화부
31 계층적 비디오 부호화부 32 계층적 오디오 부호화부
33 계층별 SL 패킷타이저부 34 계층별 PES 패킷타이저부
35 계층별 섹션 발생부 36 계층별 TS 다중화부
51 계층별 TS 역다중화부 52 계층별 PES 디패킷타이저부
53 계층별 섹션 분석부 54 계층별 SL 디패킷타이저부
55 계층적 비디오 복호화부 56 계층적 오디오 복호화부
본 발명은 비디오 및 오디오 신호를 부호화하고 복호화하는데 있어서, 비디오 및 오디오 신호에 대하여 계층적으로 부호화 및 복호화를 수행하게 함으로써 지상파 DMB 수신기의 성능에 따라 선택적으로 계층별 신호를 복원할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 상용 서비스되고 있는 지상파 DMB의 경우 320(가로)x240(세로)의 해상도를 갖는 비디오 부호화 데이터와 CD 음질의 오디오 부호화 데이터가 방송국에서 만들어 져서 공중파를 이용하여 수신기에 전달되고 있다.
지상파 DMB에서의 비디오 및 오디오 부호화는 공지의 MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding) 베이스라인 프로파일 방식과 MPEG-4 BSAC 혹은 MPEG-4 HE-AAC 방식이 사용되고 있으며, MPEG-4 AVC 방식은 320(가로)x240(세로)의 해상도를 갖는 비디오 신호를 부호화하고 있고 MPEG-4 BSAC 혹은 MPEG-4 HE-AAC 방식은 좌우 스테레오 채널을 갖는 오디오 신호를 부호화하고 있다.
최근 DMB에서 컨텐츠의 고급화에 대한 요구가 생기면서, 비디오의 해상도를 높여서 640(가로)x480(세로)의 고해상도로 화질을 개선시키고, 오디오 채널을 서라운드 채널까지 포함시켜 입체감을 향상시킬 필요성이 크게 늘어나고 있다. 이런 요구에 대응하기 위해서는 무엇보다도 기존 지상파 DMB 부호화 방식과의 호환성을 유지하면서 비디오 해상도를 높이고 오디오 채널수를 늘리는 방법이 필요하다.
이를 만족시키기 위해서는 새로운 비디오 부호화 방식, 오디오 부호화 방식, 그리고 다중화 방식의 사용이 필요하다.
예를 들면, 비디오 부호화 방식은 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 부호화 방식이 적합한데, 이는 MPEG-4 SVC 부호화 방식이 계층적으로 부호화하는데 있어서 기본 계층으로 MPEG-4 AVC 부호화 방식을 사용하기 때문이다. 즉, MPEG-4 SVC 부호화 에 의해 기본 계층 데이터와 향상 계층 데이터가 생성 되면, 기존 지상파 DMB 수신기는 기본 계층 데이터인 MPEG-4 AVC 부호화 데이터만 이용하여 복호화 함으로써 320(가로)x240(세로)의 해상도를 갖는 비디오 신호를 복원하는 것이 가능하고, 신규 지상파 DMB 수신기는 기본 계층 데이터와 향상 계층 데이터를 모두 이용하여 복호화 함으로써 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 비디오 신호를 복원하는 것이 가능하게 된다.
또한 오디오 부호화 방식의 경우에는, MPEG-4 오디오 부호화 방식을 사용하여 계층적으로 오디오를 부호화하게 되면 기본 계층으로 기존 지상파 DMB 오디오 데이터와 호환되는 스테레오 오디오 부호화 데이터가 생성되고, 향상 계층으로 서라운드 오디오 부호화 데이터가 생성되는데, 기존 지상파 DMB 수신기는 기본 계층 데이터인 스테레오 오디오 부호화 데이터만 이용하여 복호화 함으로써 스테레오 오디오 신호를 복원하는 것이 가능하고, 신규 지상파 DMB 수신기는 기본 계층 데이터와 향상 계층 데이터를 모두 이용하여 복호화 함으로써 서라운드 오디오를 포함한 멀티 채널의 오디오 신호를 복원하는 것이 가능하게 된다.
또한 다중화 방식은 기존 지상파 DMB의 다중화 방식과 다른 방식이 필요하다. 기존 지상파 DMB의 다중화 방식은 비디오 부호화 데이터, 오디오 부호화 데이터, 기타 관련 데이터를 한 개의 TS(Transport Stream)로 다중화하여 동일한 전송 채널로 전송한다. 하지만 계층별로 생성된 비디오 부호화 데이터를 다중화할 경우에 한 개의 TS로 다중화하면 동일한 전송 채널로 전송되어야 하는데 현재 지상파 DMB 채널의 대역폭으로는 향상 계층의 데이터를 전송하는데 부족하다. 따라서 변조 방식을 변경하여 전송 대역폭을 늘리면서 기존 지상파 DMB 변조 방식과 호환되도록 전송 채널을 계층화할 필요가 있으며, 그에 따라 채널 계층별로 계층별 부호화 데이터를 전송하기 위해서 다중화 방식도 계층별로 별도의 TS를 생성하는 것이 필요하다.
따라서 계층별 TS가 채널 계층별로 송신되면, 지상파 DMB 수신기는 계층별 TS를 선택적으로 수신하여 계층별 비디오 및 오디오 신호를 복호화 함으로써 서로 다른 품질의 비디오 및 오디오 신호를 선택적으로 복원하는 것이 가능하게 된다.
따라서 본 발명은 기존 지상파 DMB에 비하여 해상도가 높은 비디오 화면과 멀티 채널 오디오를 제공하면서 동시에 지상파 DMB 수신기가 그 성능에 따라 선택적으로 계층별 비디오 및 오디오 신호를 복원할 수 있도록 하기 위하여, 기존의 지상파 DMB 부호화 장치와는 다른 새로운 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 기존 지상파 DMB에 비하여 해상도가 높은 비디오 화면과 멀티 채널 오디오를 제공하면서 지상파 DMB 수신기가 그 성능에 따라 선택적으로 계층별 비디오 및 오디오 신호를 복원할 수 있도록 하기 위하여, 비디오 및 오디오 신호에 대하여 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 부호화/복호화 방식과 MPEG-4 오디오 부호화/ 복호화 방식을 사용하여 계층적으로 부호화하고 복호화할 수 있는 장치 및 방법을 제공 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 은 기존의 지상파 DMB 부호화 장치의 내부 구성도
기존의 지상파 DMB 부호화 장치는 비디오 신호를 입력하여 MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding) 부호화 방식으로 비디오 부호화를 수행하고 비디오 ES(Elementary Stream)를 생성하는 비디오 부호화부(11), 오디오 신호를 입력하여 MPEG-4 오디오 부호화 방식으로 오디오 부호화를 수행하고 오디오 ES를 생성하는 오디오 부호화부(12), 상기 비디오 및 오디오 ES와 OD/BIFS(Object Descriptor/Binary Format for Scene) 스트림에 대하여 SL(Sync Layer) 패킷화를 수행하고 비디오 및 오디오 SL 패킷과 OD/BIFS SL 패킷을 생성하는 SL 패킷타이저부(13), 상기 비디오 및 오디오 SL 패킷과 OD/BIFS SL 패킷에 대하여 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷화를 수행하고 PES 패킷을 생성하는 PES 패킷타이저부(14), 상기 OD/BIFS SL 패킷과 IOD(Initial Object Descriptor) 데이터를 이용하여 14496 섹션 데이터와 PSI(Program Specific Information) 섹션 데이터를 생성하는 섹션 발생부(15), 그 리고 상기 PES 패킷과 14496 섹션 데이터 및 PSI 섹션 데이터를 이용하여 TS(Transport Stream)를 생성하는 TS 다중화부(16)로 구성되어 있다.
상기 비디오 부호화부(11)는 MPEG-4 AVC 비디오 부호화 방식을 이용하여 320(가로)x240(세로)의 해상도에 해당하는 비디오 부호화 데이터를 생성하며, 상기 오디오 부호화부(12)는 MPEG-4 오디오 부호화 방식을 이용하여 좌우 스테레오 신호에 해당하는 오디오 부호화 데이터를 생성한다.
상기 SL 패킷타이저부(13), 상기 PES 패킷타이저부(14), 상기 섹션 발생부(15) 및 상기 TS 다중화부(16)는 공지의 TTA 표준인 TTAS.KO_07.0026(지상파 DMB 비디오 송수신 정합 표준)에 따라 동작하며 최종적으로 한 개의 지상파 DMB용 TS를 생성하여 출력한다.
도 2 는 기존의 지상파 DMB 복호화 장치의 내부 구성도이다.
기존의 지상파 DMB 복호화 장치는 TS를 입력하여 TS 역다중화를 수행하고 PES 패킷과 14496 섹션 데이터 및 PSI 섹션 데이터를 출력하는 TS 역다중화부(21), 상기 PES 패킷을 입력하여 디패킷타이징을 수행하고 비디오 및 오디오 SL 패킷과 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 PES 디패킷타이저부(22), 상기 14496 섹션 데이터 및 PSI 섹션 데이터를 입력하여 OD/BIFS SL 패킷 관련 데이터 및 IOD 데이터를 출력하 는 섹션 분석부(23), 상기 비디오 및 오디오 SL 패킷과 OD/BIFS SL 패킷을 입력하여 디패킷타이징을 수행하고 비디오 및 오디오 ES와 OD/BIFS 스트림을 출력하는 SL 디패킷타이저부(24), 상기 비디오 ES, OD/BIFS 스트림 및 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 AVC 비디오 복호화 방식으로 비디오 복호화를 수행하고 비디오 신호를 출력하는 비디오 복호화부(25), 그리고 상기 오디오 ES, OD/BIFS 스트림 및 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식으로 오디오 복호화를 수행하고 오디오 신호를 출력하는 오디오 복호화부(26)로 구성되어 있다.
상기 TS 역다중화부(21), PES 디패킷타이저부(22), 섹션 분석부(23) 및 SL 디패킷타이저부(24)는 공지의 TTA 표준인 TTAS.KO_07.0026(지상파 DMB 비디오 송수신 정합 표준)에 따라 생성된 지상파 DMB용 TS로부터 상기 비디오 복호화부(25)와 오디오 복호화부(26)가 복호화 처리를 수행하는데 필요한 비디오 ES, 오디오 ES, OD/BIFS 스트림 그리고 IOD 데이터를 추출한다.
상기 비디오 복호화부(25)는 MPEG-4 AVC 비디오 복호화 방식을 이용하여 320(가로)x240(세로)의 해상도에 해당하는 비디오 신호를 복원하며, 상기 오디오 복호화부(26)는 MPEG-4 오디오 복호화 방식을 이용하여 좌우 스테레오 신호에 해당하는 오디오 신호를 복원한다.
도 3 은 본 발명의 계층적 부호화 장치의 내부 구성도이다.
본 발명의 계층적 부호화 장치는 서로 다른 해상도를 표현하는 계층별 비디오 부호화 데이터와 서로 다른 오디오 채널을 표현하는 계층별 오디오 데이터를 생성하고, 이들 계층별 데이터를 효율적으로 전달하기 위해 서로 다른 계층별 TS를 생성하도록 구성되어 있다.
본 발명의 계층적 부호화 장치는 비디오 신호를 입력하여 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 부호화 방식으로 계층적 비디오 부호화를 수행하고 계층별 비디오 ES를 생성하는 계층적 비디오 부호화부(31), 오디오 신호를 입력하여 MPEG-4 오디오 부호화 방식으로 계층적 오디오 부호화를 수행하고 계층별 오디오 ES를 생성하는 계층적 오디오 부호화부(32), 상기 계층별 비디오 및 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림에 대하여 SL 패킷화를 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 생성하는 계층별 SL 패킷타이저부(33), 상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하고 계층별 PES 패킷을 생성하는 계층별 PES 패킷타이저부(34), 상기 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD 데이터를 이용하여 계층별 14496 섹션 데이터와 계층별 PSI 섹션 데이터를 생성하는 계층별 섹션 발생부(35), 그리고 상기 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 이용하여 계층별 TS를 생성하는 계층별 TS 다중화부(36)로 구성된다.
본 발명의 계층적 부호화 장치는 기존의 지상파 DMB 부호화 장치와는 다르게 계층적 비디오 및 오디오 부호화를 수행하기 때문에, 그에 따라 나머지 구성부도 계층별 데이터를 처리할 수 있도록 구성되는 것이 특징이다.
계층적 비디오 부호화부(31)는 비디오 신호를 입력하여 공지의 국제 표준인 MPEG-4 SVC 부호화 방식을 이용하여 압축 부호화하고, 그 결과 데이터로 계층별 비디오 ES를 출력한다. 예를 들어 계층적 비디오 부호화부(31)는 두 종류의 비디오 ES를 생성할 수 있다. 한가지는 320(가로)x240(세로) 해상도의 화면을 표현할 수 있는 기본 계층 비디오 ES이고, 다른 한가지는 기본 계층 비디오 ES와 함께 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 화면을 표현할 수 있는 향상 계층 비디오 ES이다. 이렇게 부호화를 수행 하면, 수신기에서는 기본 계층 비디오 ES만 이용하면 320(가로)x240(세로) 해상도의 화면을 복원할 수 있고, 향상 계층 비디오 ES를 기본 계층 비디오 ES와 함께 이용하면 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 화면을 복원할 수 있게 된다. 이런 경우에 신규 지상파 DMB 수신기에서 기본 계층 비디오 ES와 향상 계층 비디오 ES를 별도로 복호화하고 서로 조합하여 고해상도 화면을 정확히 표현할 수 있도록 하기 위해, 계층적 비디오 부호화부(31)는 기본 계층 비디오 ES와 향상 계층 비디오 ES에 대하여 각 화면을 시간 기준으로 서로 구분할 수 있는 정보도 함께 생성하여야 한다.
계층적 오디오 부호화부(32)는 오디오 신호를 입력하여 공지의 국제 표준인 MPEG-4 오디오 부호화 방식을 이용하여 압축 부호화하고, 그 결과 데이터로 계층별 오디오 ES를 출력한다. 예를 들어 계층적 오디오 부호화부(32)는 스테레오 오디오 채널의 소리를 표현할 수 있는 기본 계층 오디오 ES와 서라운드 오디오 채널의 소리를 표현할 수 있는 향상 계층 오디오 ES를 생성할 수 있다. 이렇게 부호화를 수행 하면, 수신기에서는 기본 계층 오디오 ES만 이용하면 스테레오 오디오 채널의 소리를 복원할 수 있고, 향상 계층 오디오 ES를 기본 계층 오디오 ES와 함께 이용하면 서라운드 오디오를 포함한 멀티 채널의 오디오를 복원할 수 있게 된다. 이런 경우에 신규 지상파 DMB 수신기에서 기본 계층 오디오 ES와 향상 계층 오디오 ES를 별도로 복호화하고 서로 조합하여 입체 음향을 정확히 표현할 수 있도록 하기 위해, 계층적 오디오 부호화부(32)는 기본 계층 오디오 ES와 향상 계층 오디오 ES에 대하여 각 오디오 구간을 시간 기준으로 서로 구분할 수 있는 정보도 함께 생성하여야 한다.
계층별 SL 패킷타이저부(33)는 상기 계층적 비디오 부호화부(31)와 계층적 오디오 부호화부(32)에서 생성한 계층별 비디오 및 오디오 ES, 그리고 부호화 관련 정보를 포함하고 있는 OD/BIFS 스트림에 대하여 SL 패킷화를 수행하고, 그 결과로 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 생성한다. 각 계층에 대한 SL 패킷화는 기존의 지상파 DMB 부호화 장치의 SL 패킷타이저부(13)에서 사용하는 SL 패킷화 방식과 동일하게 이루어진다.
계층별 PES 패킷타이저부(34)는 상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하고, 그 결과로 계층별 PES 패킷을 생성한다. 각 계층에 대한 PES 패킷화는 기존의 지상파 DMB 부호화 장치의 PES 패킷타이저부(14)에서 사용하는 PES 패킷화 방식과 동일하게 이루어진다.
계층별 섹션 발생부(35)는 상기 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 부호화 관련 정보를 포함하고 있는 계층별 IOD 데이터를 이용하여 계층별 14496 섹션 데이터와 계층별 PSI 섹션 데이터를 생성한다. 각 계층에 대한 섹션 발생 처리는 기존의 지상파 DMB 부호화 장치의 섹션 발생부(15)에서 사용하는 섹션 발생 처리와 동일하게 이루어진다.
계층별 TS 다중화부(36)는 상기 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 이용하여 계층별 TS를 생성한다. 각 계층에 대한 TS 다중화는 기존의 지상파 DMB 부호화 장치의 TS 다중화부(16)에서 사용하는 TS 다중화 방식과 동일하게 이루어진다.
오디오 신호의 경우에 수신기의 스피커수의 제약으로 인하여 서라운드 오디오 채널까지 필요 없을 가능성도 있다. 그럴 경우에 본 발명의 계층적 오디오 부호화부(32)는 단일 계층 오디오 부호화를 수행하는 기존의 지상파 DMB 부호화 장치의 오디오 부호화부(12)로 대체될 수도 있다.
이런 경우에, 본 발명의 계층적 부호화 장치는 비디오 신호를 입력하여 MPEG-4 SVC 부호화 방식으로 계층적 비디오 부호화를 수행하고 계층별 비디오 ES를 생성하는 계층적 비디오 부호화부, 오디오 신호를 입력하여 MPEG-4 오디오 부호화 방식으로 단일 계층 오디오 부호화를 수행하고 단일 계층 오디오 ES를 생성하는 오디오 부호화부, 상기 계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림에 대하여 SL 패킷화를 수행하고 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 생성하는 계층별 SL 패킷타이저부, 상기 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하고 계층별 PES 패킷을 생성하는 계층별 PES 패킷타이저부, 상기 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD 데이터를 이용하여 계층별 14496 섹션 데이터와 계층별 PSI 섹션 데이터를 생성하는 계층별 섹션 발생부, 그리고 상기 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 이용하여 계층별 TS를 생성하는 계층별 TS 다중화부로 구성된다.
도 4 는 본 발명의 계층적 부호화 방식의 동작 흐름도
본 발명의 계층적 부호화 방식은 비디오 및 오디오 신호를 입력하여 각 신호에 대하여 계층적 비디오 및 오디오 부호화를 수행하는 단계(41), 상기 계층적 비디오 및 오디오 부호화의 결과로 생성된 계층별 비디오 및 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림에 대하여 계층별 SL 패킷화를 수행하는 단계(42), 상기 계층별 SL 패킷화의 결과로 생성된 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하는 단계(43), 상기 계층별 PES 패킷화의 결과로 생성된 계층별 PES 패킷에 대하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD 데이터로부터 구한 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 정보를 이용하여 계층별 TS 다중화를 수행하는 단계(44)로 이루어지며, 상기 과정을 부호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행한다.
계층적 오디오 부호화를 수행하지 않고, 단일 계층 오디오 부호화를 수행하는 경우에, 본 발명의 계층적 부호화 방식은 비디오 및 오디오 신호를 입력하여 각 신호에 대하여 계층적 비디오 부호화 및 단일 계층 오디오 부호화를 수행하는 단계, 상기 계층적 비디오 및 오디오 부호화의 결과로 생성된 계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림에 대하여 계층별 SL 패킷화를 수행하는 단계, 상기 계층별 SL 패킷화의 결과로 생성된 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하는 단계, 상기 계층별 PES 패킷화의 결과로 생성된 계층별 PES 패킷에 대하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD 데이터로부터 구한 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 정보를 이용하여 계층별 TS 다중화를 수행하는 단계로 이루어지며, 상기 과정을 부호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행하게 된다.
도 5 는 본 발명의 계층적 복호화 장치의 내부 구성도
본 발명의 계층적 복호화 장치는 서로 다른 계층별 TS를 선택적으로 입력하여, 서로 다른 해상도를 표현하는 계층별 비디오 신호와 서로 다른 오디오 채널을 표현하는 계층별 오디오 신호를 선택적으로 복원할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명의 계층적 복호화 장치는 계층별 TS를 입력하여 계층별 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화부(51), 상기 계층별 PES 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이저부(52), 상기 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 입력하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷 관련 데이터 및 계층별 IOD 데이터를 출력하는 계층별 섹션 분석부(53), 상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림을 출력하는 계층별 SL 디패킷타이저부(54), 상기 계층별 비디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 SVC 비디오 복호화 방식으로 계층적 비디오 복호화를 수행하고 비디오 신호를 출력하는 계층적 비디오 복호화부(55), 그리고 상기 계층별 오디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식으로 계층적 오디오 복호화를 수행하고 오디오 신호를 출력하는 계층적 오디오 복호화부(56)로 구성된다.
본 발명의 계층적 복호화 장치는 기존의 지상파 DMB 복호화 장치와는 다르게 계층적 비디오 및 오디오 복호화를 수행하기 때문에, 그에 따라 나머지 구성부도 계층별 데이터를 처리할 수 있도록 구성되는 것이 특징이다.
계층별 TS 역다중화부(51)는 계층별 TS를 입력하여 계층별 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력한다. 각 계층에 대한 TS 역다중화는 기존의 지상파 DMB 복호화 장치에서의 TS 역다중화부(21)에서 사용하는 방식과 동일하게 이루어진다. 계층별 TS 역다중화부(51)는 계층별 TS 를 선택적으로 사용한다. 즉, 기본 계층 TS에 해당하는 지상파 DMB TS가 입력되면, 기본 계층 TS만 사용하여 TS 역다중화를 수행한다.
계층별 PES 디패킷타이저부(52)는 상기 계층별 PES 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력한다. 각 계층에 대한 PES 디패킷타이징은 기존의 지상파 DMB 복호화 장치의 PES 디패킷타이저부(22)에서 사용하는 방식과 동일하게 이루어진다.
계층별 섹션 분석부(53)는 상기 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 입력하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷 관련 데이터 및 계층별 IOD 데이터를 출 력한다. 각 계층에 대한 섹션 발생 처리는 기존의 지상파 DMB 복호화 장치의 섹션 분석부(23)에서 사용하는 방식과 동일하게 이루어진다.
계층별 SL 디패킷타이저부(54)는 상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림을 출력한다. 각 계층에 대한 SL 패킷화는 기존의 지상파 DMB 복호화 장치의 SL 디패킷타이저부(24)에서 사용하는 방식과 동일하게 이루어진다.
계층적 비디오 복호화부(55)는 상기 계층별 비디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 입력하여 MPEG-4 SVC 비디오 복호화 방식으로 계층적 비디오 복호화를 수행하고, 그 결과로 비디오 신호를 출력한다. 계층적 비디오 복호화부(55)는 계층별 비디오 ES를 계층별로 선택하여 사용한다. 즉, 기본 계층 비디오 ES에 해당하는 지상파 DMB 비디오 ES가 입력되면, 기본 계층 비디오 ES만 사용하여 비디오 복호화를 수행한다.
계층적 오디오 복호화부(56)는 상기 계층별 오디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식으로 계층적 오디오 복호화를 수행하고 오디오 신호를 출력한다. 계층적 오디오 복호화부(56)는 계층별 오디오 ES를 계층별로 선택하여 사용한다. 즉, 기본 계층 오디오 ES에 해당하는 지상 파 DMB 오디오 ES가 입력되면, 기본 계층 오디오 ES만 사용하여 오디오 복호화를 수행한다.
오디오 신호의 경우에 수신기의 스피커수의 제약으로 인하여 서라운드 오디오 채널까지 필요 없을 가능성도 있다. 그럴 경우에 본 발명의 계층적 오디오 복호화부(56)는 단일 계층 오디오 복호화를 수행하는 기존의 지상파 DMB 복호화 장치에서의 오디오 복호화부(26)로 대체될 수도 있다.
이런 경우에, 본 발명의 계층적 복호화 장치는 계층별 TS를 입력하여 계층별 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화부, 상기 계층별 PES 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이저부, 상기 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 입력하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷 관련 데이터 및 계층별 IOD 데이터를 출력하는 계층별 섹션 분석부, 상기 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림을 출력하는 계층별 SL 디패킷타이저부, 상기 계층별 비디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 SVC 비디오 복호화 방식으로 계층적 비디오 복호화를 수행하고 비디오 신호를 출력하는 계층적 비디오 복호화부, 그리고 상기 단일 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 스트림 및 기본 계층 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식으로 단일 계층 오디오 복호화를 수행하고 오디오 신호를 출력하는 단일 계층 오디오 복호화부로 구성된다.
도 6 은 본 발명의 계층적 복호화 방식의 동작 흐름도이다.
본 발명의 계층적 복호화 방식은 계층별 TS에 대하여 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화 단계(61), 상기 계층별 PES 패킷에 대하여 PES 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이징 단계(62), 상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하고 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터로부터 구한 계층별 섹션 분석 정보를 이용하여 SL 디패킷타이징을 수행하는 계층별 SL 디패킷타이징 단계(63), 계층별 비디오 및 오디오 ES를 입력하고 계층별 OD/BIFS 스트림 정보 및 계층별 IOD 정보를 이용하여 계층적 비디오 및 오디오 복호화를 수행하는 계층적 비디오 및 오디오 복호화 단계(64)로 이루어지며, 상기 과정을 복호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행한다.
계층적 오디오 복호화를 수행하지 않고, 단일 계층 오디오 복호화를 수행하는 경우 에, 본 발명의 계층적 복호화 방식은 계층별 TS에 대하여 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화 단계, 상기 계층별 PES 패킷에 대하여 PES 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이징 단계, 상기 계층별 비디오 SL 패킷 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하고 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터로부터 구한 계층별 섹션 분석 정보를 이용하여 SL 디패킷타이징을 수행하는 계층별 SL 디패킷타이징 단계, 계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES를 입력하고 계층별 OD/BIFS 스트림 정보 및 계층별 IOD 정보를 이용하여 계층적 비디오 및 단일 계층 오디오 복호화를 수행하는 계층적 비디오 복호화 및 단일 계층 오디오 복호화 단계로 이루어지며, 상기 과정을 복호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행한다.
이상에서 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
본 발명을 사용하면 기존 지상파 DMB 신호와 호환성을 가지면서도 기존 지상파 DMB 신호에 비하여 해상도가 4배로 높은 비디오와 입체감이 향상된 멀티 채널 오디오를 제공할 수 있는 새로운 지상파 DMB 신호를 생성할 수 있다.
또한 본 발명을 사용하는 지상파 DMB 수신기는 그 성능에 따라 선택적으로 기존의 지상파 DMB 품질의 비디오 및 오디오 신호를 복원하거나, 새로운 지상파 DMB 품질의 고해상도 비디오 및 멀티 채널 오디오를 복원할 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (16)

  1. 비디오 신호를 입력하여 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 부호화 방식으로 계층적 비디오 부호화를 수행하고 계층별 비디오 ES(Elementary Stream)를 생성하는 계층적 비디오 부호화부,
    오디오 신호를 입력하여 MPEG-4 오디오 부호화 방식으로 계층적 오디오 부호화를 수행하고 계층별 오디오 ES를 생성하는 계층적 오디오 부호화부,
    상기 계층별 비디오 및 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS(Object Descriptor/Binary Format for Scene) 스트림에 대하여 SL(Sync Layer) 패킷화를 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 생성하는 계층별 SL 패킷타이저부,
    상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷에 대하여 계층별 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷화를 수행하고 계층별 PES 패킷을 생성하는 계층별 PES 패킷타이저부,
    상기 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD(Initial Object Descriptor) 데이터를 이용하여 계층별 14496 섹션 데이터와 계층별 PSI(Program Specific Information) 섹션 데이터를 생성하는 계층별 섹션 발생부,
    그리고 상기 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 이용하여 계층별 TS(Transport Stream)를 생성하는 계층별 TS 다중화부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 부호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계층적 비디오 부호화부는 기본 계층 비디오 ES와 향상 계층 비디오 ES에 대하여 각 화면을 시간 기준으로 서로 구분할 수 있는 정보도 함께 생성하는 것을 특징으로 하는 계층적 부호화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계층적 오디오 부호화부는 기본 계층 오디오 ES와 향상 계층 오디오 ES에 대하여 각 오디오 구간을 시간 기준으로 서로 구분할 수 있는 정보도 함께 생성 생성하는 것을 특징으로 하는 계층적 부호화 장치.
  4. 비디오 신호를 입력하여 MPEG-4 SVC 부호화 방식으로 계층적 비디오 부호화를 수행하고 계층별 비디오 ES를 생성하는 계층적 비디오 부호화부,
    오디오 신호를 입력하여 MPEG-4 오디오 부호화 방식으로 단일 계층 오디오 부호화를 수행하고 단일 계층 오디오 ES를 생성하는 오디오 부호화부,
    상기 계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림에 대하여 SL 패킷화를 수행하고 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 생성하는 계층별 SL 패킷타이저부,
    상기 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하고 계층별 PES 패킷을 생성하는 계층별 PES 패킷타이저부,
    상기 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD 데이터를 이용하여 계층별 14496 섹션 데이터와 계층별 PSI 섹션 데이터를 생성하는 계층별 섹션 발생부,
    그리고 상기 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 이용하여 계층별 TS를 생성하는 계층별 TS 다중화부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 부호화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 계층적 비디오 부호화부는 기본 계층 비디오 ES와 향상 계층 비디오 ES에 대하여 각 화면을 시간 기준으로 서로 구분할 수 있는 정보도 함께 생성하는 것을 특징으로 하는 계층적 부호화 장치.
  6. 비디오 및 오디오 신호를 입력하여 각 신호에 대하여 계층적 비디오 및 오디오 부호화를 수행하는 단계,
    상기 계층적 비디오 및 오디오 부호화의 결과로 생성된 계층별 비디오 및 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림에 대하여 계층별 SL 패킷화를 수행하는 단계,
    상기 계층별 SL 패킷화의 결과로 생성된 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하는 단계,
    상기 계층별 PES 패킷화의 결과로 생성된 계층별 PES 패킷에 대하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD 데이터로부터 구한 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 정보를 이용하여 계층별 TS 다중화를 수행하는 단계,
    로 이루어지며, 상기 과정을 부호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 계층적 부호화 방법.
  7. 비디오 및 오디오 신호를 입력하여 각 신호에 대하여 계층적 비디오 부호화 및 단일 계층 오디오 부호화를 수행하는 단계,
    상기 계층적 비디오 및 오디오 부호화의 결과로 생성된 계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림에 대하여 계층별 SL 패킷화를 수행하는 단계,
    상기 계층별 SL 패킷화의 결과로 생성된 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS 패킷에 대하여 계층별 PES 패킷화를 수행하는 단계,
    상기 계층별 PES 패킷화의 결과로 생성된 계층별 PES 패킷에 대하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷과 계층별 IOD 데이터로부터 구한 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 정보를 이용하여 계층별 TS 다중화를 수행하는 단계,
    로 이루어지며, 상기 과정을 부호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 계층적 부호화 방법.
  8. 계층별 TS를 입력하여 계층별 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화부,
    상기 계층별 PES 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이저부,
    상기 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 입력하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷 관련 데이터 및 계층별 IOD 데이터를 출력하는 계층별 섹션 분석부,
    상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림을 출력하는 계층별 SL 디패킷타이저부,
    상기 계층별 비디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 SVC 비디오 복호화 방식으로 계층적 비디오 복호화를 수행하고 비디오 신호를 출력하는 계층적 비디오 복호화부,
    그리고 상기 계층별 오디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식으로 계층적 오디오 복호화를 수행하고 오디오 신호를 출력하는 계층적 오디오 복호화부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 계층별 TS 역다중화부는 계층별 TS 를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 계층적 비디오 복호화부는 계층별 비디오 ES를 계층별로 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 계층적 오디오 복호화부는 계층별 오디오 ES를 계층별로 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치.
  12. 계층별 TS를 입력하여 계층별 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화부,
    상기 계층별 PES 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이저부,
    상기 계층별 14496 섹션 데이터 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 입력하여 계층별 OD/BIFS SL 패킷 관련 데이터 및 계층별 IOD 데이터를 출력하는 계층별 섹션 분석부,
    상기 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하여 계층별 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES와 계층별 OD/BIFS 스트림을 출력하는 계층별 SL 디패킷타이저부,
    상기 계층별 비디오 ES, 계층별 OD/BIFS 스트림 및 계층별 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 SVC 비디오 복호화 방식으로 계층적 비디오 복호화를 수행하고 비디오 신호를 출력하는 계층적 비디오 복호화부,
    그리고 상기 단일 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 스트림 및 기본 계층 IOD 데이터를 이용하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식으로 단일 계층 오디오 복호화를 수행하고 오디오 신호를 출력하는 단일 계층 오디오 복호화부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 계층별 TS 역다중화부는 계층별 TS 를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 계층적 비디오 복호화부는 계층별 비디오 ES를 계층별로 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치.
  15. 계층별 TS에 대하여 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화 단계,
    상기 계층별 PES 패킷에 대하여 PES 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이징 단계,
    상기 계층별 비디오 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하고 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터로부터 구한 계층별 섹션 분석 정보를 이용하여 SL 디패킷타이징을 수행하는 계층별 SL 디패킷타이징 단계,
    계층별 비디오 및 오디오 ES를 입력하고 계층별 OD/BIFS 스트림 정보 및 계층별 IOD 정보를 이용하여 계층적 비디오 및 오디오 복호화를 수행하는 계층적 비디오 및 오디오 복호화 단계,
    로 이루어지며, 상기 과정을 복호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 방법.
  16. 계층별 TS에 대하여 TS 역다중화를 수행하고 계층별 PES 패킷과 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터를 출력하는 계층별 TS 역다중화 단계,
    상기 계층별 PES 패킷에 대하여 PES 디패킷타이징을 수행하고 계층별 비디오 SL 패킷 및 단일 계층 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 출력하는 계층별 PES 디패킷타이징 단계,
    상기 계층별 비디오 SL 패킷 및 오디오 SL 패킷과 계층별 OD/BIFS SL 패킷을 입력하고 계층별 14496 섹션 및 계층별 PSI 섹션 데이터로부터 구한 계층별 섹션 분석 정보를 이용하여 SL 디패킷타이징을 수행하는 계층별 SL 디패킷타이징 단계,
    계층별 비디오 ES 및 단일 계층 오디오 ES를 입력하고 계층별 OD/BIFS 스트림 정보 및 계층별 IOD 정보를 이용하여 계층적 비디오 및 단일 계층 오디오 복호화를 수행하는 계층적 비디오 복호화 및 단일 계층 오디오 복호화 단계,
    로 이루어지며, 상기 과정을 복호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 방법.
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