KR20090049108A - Bit rate control advice and method using quantization coefficient property - Google Patents

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KR20090049108A
KR20090049108A KR1020070115172A KR20070115172A KR20090049108A KR 20090049108 A KR20090049108 A KR 20090049108A KR 1020070115172 A KR1020070115172 A KR 1020070115172A KR 20070115172 A KR20070115172 A KR 20070115172A KR 20090049108 A KR20090049108 A KR 20090049108A
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김인권
채병조
김성훈
정선재
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바로비젼(주)
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Abstract

본 발명은 영상 압축 장치의 비트율 제어에 관한 것으로써 더 상세하게는 영상 서비스에 있어 영상을 최적의 화질을 얻을 수 있도록 양자화계수에 따른 비트량을 구간별로 나누어 양자화계수를 조절하는 양자화계수 특성에 따른 비트율 제어방법 및 장치에 관한 것이다.      The present invention relates to bit rate control of an image compression apparatus. More particularly, the present invention relates to a quantization coefficient characteristic for adjusting a quantization coefficient by dividing a bit amount according to a quantization coefficient in intervals so as to obtain an optimal image quality for an image service. A bit rate control method and apparatus are provided.

영상의 움직임 변화와 화면의 복잡도가 다양하게 나타남에 따라 영상 압축 부호화기에서 출력되는 비트량의 변동이 심하게 나타나게 된다.       As the motion change of the image and the complexity of the screen appear in various ways, the variation in the amount of bits output from the image compression encoder is severe.

종래 기술에서는 버퍼의 넘침 또는 부족 정도만을 고려하여 한 프레임에 할당된 비트량에 맞게 양자화 계수를 결정하여 목표 비트량에 근접해 가는 방법을 사용함에 따라, 오버플로어가 되거나 남은 프레임을 처리하는데 필요한 비트량의 부족으로 인하여 언더플로어가 발생하는 문제점이 있다.       In the prior art, a method of determining the quantization coefficient according to the bit amount allocated to one frame and approaching the target bit amount by considering only the overflow or shortage of the buffer is used, so that the bit amount required for overflow or the remaining frame is processed. There is a problem that underfloor occurs due to lack of.

본 발명에 따르면 동일한 비트량을 발생하기 위하여 비디오 부호화기의 양자화 특성에 맞추어 각 구간마다 양자화계수를 다르게 조정하여 목표 비트량을 도달하게 함으로써, 효과적으로 화질개선을 할 수 있으며 효율적인 비트율 관리를 할 수 있도록 한 것이다.     According to the present invention, in order to generate the same bit amount, the quantization coefficient is adjusted differently according to the quantization characteristics of the video encoder to reach the target bit amount, so that image quality can be effectively improved and efficient bit rate management can be achieved. will be.

양자화, 비트율 Quantization, bit rate

Description

양자화계수 특성에 따른 비트율 제어장치와 방법{Bit rate control advice and method using quantization coefficient property}Bit rate control advice and method using quantization coefficient property

본 발명은 영상 압축 장치의 비트율 제어에 관한 것으로써 더 상세하게는 영상 서비스에 있어 영상을 최적의 화질을 얻을 수 있도록 양자화계수에 따른 비트량을 구간별로 나누어 양자화계수를 조절하는 양자화계수 특성에 따른 비트율 제어방법에 관한 것이다.      The present invention relates to bit rate control of an image compression apparatus. More particularly, the present invention relates to a quantization coefficient characteristic for adjusting a quantization coefficient by dividing a bit amount according to a quantization coefficient in intervals so as to obtain an optimal image quality for an image service. The present invention relates to a bit rate control method.

영상 서비스를 제공하는 데이터 망들은 전송할 수 있는 데이터양이 제한적이다.       Data networks providing video services have a limited amount of data that can be transmitted.

이와 같이 영상 서비스는 사용망의 용량이 한정되어 있기 때문에 주어진 망의 용량 한도 내에서 효율적으로 할당하여 최적의 화질을 얻을 수 있도록 하는 비트율 제어방법이 필요하다.      As the video service is limited in the capacity of the network, a bit rate control method is required to efficiently allocate the optimal video quality within the capacity of a given network.

대부분의 영상 압축 표준에서는 시간적, 공간적으로 중복되어 있는 정보를 제거하는 방법을 이용하고 있다.      Most video compression standards use a method of removing information that is redundant in time and space.

시간적 중복제거에는 움직임 보상을 이용한 이전장면과의 차 영상만을 이용 하여 데이터를 줄이게 되고 공간적 중복 제거에는 색상 정보를 줄이거나 영상의 주파수적 특성을 이용하여 중복을 제거하는 방법이 이용되고 있다.      For temporal deduplication, data is reduced by using only the difference image from the previous scene using motion compensation, and spatial deduplication is used to reduce duplication by using color information or frequency characteristics of the image.

일반적인 영상 서비스의 데이터는 각 프레임마다 발생되는 데이터의 양이 가변적이기 때문에 주어진 망의 용량에 부합되는 고정비트율 서비스를 제공하기 위하여 비트율 제어 방법을 필요로 한다.      Since the amount of data generated in each frame has a variable amount of data of a general video service, a bit rate control method is required to provide a fixed bit rate service corresponding to a given network capacity.

본 발명은 이와 같은 비트율 제어방법에 관한 것이다.      The present invention relates to such a bit rate control method.

이와 같이 종래에는 버퍼의 넘침(Overflow) 또는 부족(Underflow)의 발생여부에 따라 양자화계수를 조정하는 비트율 제어방법을 사용하였다.      As described above, the bit rate control method of adjusting the quantization coefficient according to whether the buffer overflows or underflows is used.

도 1은 양자화계수를 이용한 비트율 제어과정을 나타낸 흐름도이다.      1 is a flowchart illustrating a bit rate control process using a quantization coefficient.

진행과정을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.       The process will be described with reference to FIG. 1 as follows.

버퍼사이즈가 계산되면 버퍼사이즈에 맞추어 현재프레임에 대한 양자화계수를 결정하게 되는 바, 현재 프레임의 양자화 계수는 이전 프레임과의 차 영상에 대한 오차(SAD) 값을 이용해서 결정하게 된다.      When the buffer size is calculated, the quantization coefficient for the current frame is determined according to the buffer size. The quantization coefficient of the current frame is determined using an error (SAD) value of the difference image from the previous frame.

이 때, 첫째 프레임(I frame)은 이전 영상 프레임이 존재하지 않기 때문에 설정된 초기 양자화 계수를 설정하여 부호화를 진행하게 된다.      In this case, since the first frame (I frame) does not exist in the previous image frame, the set initial quantization coefficient is set to perform the encoding.

이후, 부호화가 수행되고 나면 버퍼의 상태 즉, 버퍼의 넘침(Overflow) 또는 부족(Underflow)을 판단하게 되고, 이의 판단된 결과는 다음 프레임의 양자화 계수를 결정하는데 이용된다.      Then, after encoding is performed, the state of the buffer, that is, overflow or underflow of the buffer is determined, and the determined result thereof is used to determine the quantization coefficient of the next frame.

이전 프레임의 차영상에 대한 오차값(SAD)을 이용하여 오버플로어가 발생될 경우에는 고정된 값만큼 양자화 계수를 높여 데이터 비트를 줄여주고, 언더플로어 가 발생될 경우에는 고정된 값만큼 양자화 계수를 낮춰 데이터 비트를 늘여 주도록 하여 양자화계수를 결정하도록 한다.       If overflow is generated using the error value (SAD) of the difference image of the previous frame, the quantization coefficient is increased by a fixed value to reduce the data bit. When an underfloor is generated, the quantization coefficient is fixed by the fixed value. Lower the number of data bits to determine the quantization coefficient.

이와 같이 종래의 비트율 제어방법은 버퍼의 넘침 또는 부족 정도를 고려하여 한 프레임에 할당된 비트량에 맞게 양자화 계수를 결정하여 목표 비트량에 근접해 가는 방법을 사용하였다.      As described above, the conventional bit rate control method uses a method of determining the quantization coefficient according to the bit amount allocated to one frame in consideration of the overflow or lack of the buffer and approaching the target bit amount.

영상의 움직임 변화와 화면의 복잡도가 다양하게 나타남에 따라 양자화계수에 따라 영상 압축 부호화기에서 출력되는 비트량의 변동이 심하게 변화하는 것을 알 수 있는데 상기에서와 같이 종래의 버퍼의 넘침 또는 부족 정도만을 고려하는 비트율 제어방법을 따르면, 각각의 부호화된 영상들의 출력된 비트수가 목표 비트량 보다 매우 큰 경우가 많이 발생하게 되거나 남은 프레임을 처리하는데 필요한 비트량의 부족 현상이 나타난다.      As the movement of the image and the complexity of the screen vary, it can be seen that the variation in the amount of bits output from the image compression encoder varies significantly according to the quantization coefficient. Only the overflow or lack of the conventional buffer is considered as described above. According to the bit rate control method, the number of output bits of each coded image is much larger than the target bit amount, or a lack of bit amount required to process the remaining frame appears.

이에 따라 연속된 프레임의 화질이 전반적으로 점점 더 열화 되고 버퍼의 넘침 현상이 크게 되는 문제점이 발생한다.      As a result, the image quality of successive frames generally becomes more and more deteriorated, and the overflow of the buffer becomes large.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 양자화계수에 따른 데이터 비트량의 변화량에 있어서 양자화계수의 각 구간별 순간적인 기울기가 다르다는 것을 감안하여, 프레임에 할당된 목표 비트량에 최대한 근접하도록 이전 프레임의 양자화 계수 레벨과 버퍼의 넘침(overflow)정도에 따라 부호화될 프레임의 양자화 계수를 결정함에 있어서 그 결정되는 값을 양자화계수의 각 구간별로 다르게 조절하도록 하여 버퍼 넘침 현상과 화질의 열화를 방지하면서 효과적으로 비트율을 제어하는 방법을 제공하고자 한 것이다.      The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and in consideration of the fact that the instantaneous slope of each section of the quantization coefficient is different in the amount of change in the amount of data bits according to the quantization coefficient, the target bit amount allocated to the frame In determining the quantization coefficient of the frame to be encoded according to the quantization coefficient level of the previous frame and the overflow of the buffer so as to be as close as possible, the determined value is adjusted differently for each section of the quantization coefficient so that the buffer overflow phenomenon and the image quality The purpose of the present invention is to provide a method of effectively controlling the bit rate while preventing degradation of the chip.

본 발명 비트율 제어장치는,      The bit rate control device of the present invention,

비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 초기값 계산부와, 상기 초기값 계산부에서 설정된 초기값을 기초로 하여 버퍼량을 측정하는 버퍼량 측정부와, 상기 버퍼량 측정부에서 측정된 버퍼량에 따라 양자화 계수를 계산하는 양자화계수 계산부와, 측정된 버퍼량에 따라 계산된 양자화값과 버퍼측정량을 기초로 각 구간별 설정된 양자화계수 조절값에 의해 양자화계수를 결정하는 양자화계수조절부와, 상기 양자화계수조절부에서 결정된 양자화 계수를 기초로 하여 영상을 부호화하고 부호화되어 출력된 비트스트림을 기초로 버퍼 파라미터를 갱신하는 부호화부 및 파라미터갱신부로 구성된 것을 특징으로 한다.      An initial value calculator for setting an initial value for bit rate control and encoding, a buffer amount measurer for measuring a buffer amount based on the initial value set in the initial value calculator, and a buffer amount measurer Quantization coefficient calculation unit for calculating the quantization coefficient according to the buffer amount, and quantization coefficient adjustment for determining the quantization coefficient by the quantization coefficient adjustment value set for each section based on the quantization value and the buffer measurement amount calculated according to the measured buffer amount And an encoder and a parameter updater to encode an image based on the quantization coefficient determined by the quantization coefficient controller and to update a buffer parameter based on the encoded and output bitstream.

종래의 기술에서 버퍼의 넘침 또는 부족 정도만을 고려하여 한 프레임에 할당된 비트량에 맞게 양자화 계수를 결정하여 목표 비트량에 근접해 가는 방법을 사용하여 비트율을 제어하는데 반해, 본 발명에 의한 비트율 제어방식은 양자화 계수와 데이터비트의 변화량에서 순간적인 기울기가 구간별로 다르게 나타나는 것을 감안하여 이를 구간에 따라 나누어 양자화계수를 결정함으로써, 효과적으로 비트율을 제어할 수 있게 된다.       In the prior art, the bit rate is controlled by using a method of determining a quantization coefficient according to the bit amount allocated to one frame and approaching the target bit amount by considering only the overflow or lack of the buffer. Considering that the instantaneous slope is different for each section in the quantization coefficient and the amount of change in the data bits, it is possible to effectively control the bit rate by dividing the quantization coefficient according to the section.

즉, 본 발명에 따르면 동일한 비트량을 발생하기 위하여 비디오 부호화기의 양자화 특성에 맞추어 각 구간마다 양자화계수를 다르게 조정하여 목표 비트량을 도달하게 함으로써, 효과적인 화질개선을 할 수 있으며 효율적인 비트율 관리를 할 수 있도록 한 것이다.     That is, according to the present invention, in order to generate the same bit amount, the quantization coefficient is adjusted differently in each section according to the quantization characteristic of the video encoder to reach the target bit amount, so that the image quality can be effectively improved and the effective bit rate management can be achieved. It would be.

본 발명을 첨부된 도면 도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.       When the present invention is described with reference to the embodiments shown in Figures 2 to 4 as follows.

본 발명 비트율 제어장치는,      The bit rate control device of the present invention,

비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 초기값 계산부(210)와, 상기 초기값 계산부(210)에서 설정된 초기값을 기초로 하여 버퍼량을 측정하는 버퍼량 측정부(220)와, 상기 버퍼량 측정부(220)에서 측정된 버퍼량에 따라 양자화 계수를 계산하는 양자화계수 계산부(230)와, 측정된 버퍼량에 따라 계산된 양자화값과 버퍼측정량을 기초로 각 구간별 설정된 양자화계수 조절값에 의해 양자화계수를 결정하는 양자화계수 조절부(240)와, 상기 양자화계수 조절부(240)에서 결정된 양자화 계수를 기초로 하여 영상을 부호화하고 부호화되어 출력된 비트스트림을 기초로 버퍼 파라미터를 갱신하는 부호화부 및 파라미터 갱신부(250)를 포함하여 구성한다.      An initial value calculator 210 for setting an initial value for bit rate control and encoding, a buffer amount measurer 220 for measuring a buffer amount based on an initial value set by the initial value calculator 210, and The quantization coefficient calculator 230 calculates a quantization coefficient according to the buffer amount measured by the buffer amount measuring unit 220, and each section based on the quantization value and the buffer measurement amount calculated according to the measured buffer amount. A quantization coefficient adjusting unit 240 determines a quantization coefficient based on a set quantization coefficient adjusting value, and encodes an image based on the quantization coefficient determined by the quantization coefficient adjusting unit 240, and then encodes an image based on the encoded bitstream. And an encoding unit and a parameter updating unit 250 for updating the buffer parameters.

이와 같은 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 본 발명에 있어서,       In the present invention having such a configuration,

상기 초기값 계산부(210)는 요구되는 전송 속도(bit rate)와 부호화 하려는 영상의 초당 프레임수(frame rate) 등을 입력 받아 비트율 제어에 필요한 초기값을 계산하는 수단이다.       The initial value calculator 210 is a means for calculating an initial value required for bit rate control by receiving a required bit rate and a frame rate per second of an image to be encoded.

상기 버퍼량 측정부(220)는 초기값 계산부(210)에서 계산된 양자화계수 초기값을 토대로 버퍼량에 있어서 버퍼의 넘침 또는 부족 정도(overflow)를 계산하는 수단이다.      The buffer amount measuring unit 220 is a means for calculating the overflow or deficiency of the buffer in the buffer amount based on the initial value of the quantization coefficient calculated by the initial value calculating unit 210.

상기 양자화계수 계산부(230)는 양자화 계수를 계산하기 위한 파라미터들을 입력 받아 양자화 계수를 계산하는 수단이다.The quantization coefficient calculator 230 is a means for calculating quantization coefficients by receiving parameters for calculating the quantization coefficients.

상기 양자화계수 조절부(240)는 양자화계수에 따른 데이터비트의 변화량을 감안하여 각 구간별로 설정된 양자화 계수 조절값에 따라 양자화계수를 결정하기 위한 것으로, 양자화계수 계산부(230)에서 계산된 양자화계수를 입력받아 부호화에 사용될 양자화계수를 최종으로 설정하는 수단이다.      The quantization coefficient control unit 240 is for determining the quantization coefficient according to the quantization coefficient adjustment value set for each section in consideration of the amount of change of the data bits according to the quantization coefficient, the quantization coefficient calculated by the quantization coefficient calculator 230 Is a means for finally setting the quantization coefficient to be used for encoding.

이와 같은 양자화계수 조절부는(240) 양자화특성 즉, 양자화계수에 따른 데이터비트량의 변화량에 있어서 각 구간별 기울기가 다르다는 점을 감안하여 양자화계산부에서 계산된 양자화계수를 조절하기 위한 수단으로 구성 된 것이다.       The quantization coefficient control unit 240 is configured as a means for adjusting the quantization coefficient calculated by the quantization calculator in consideration of the fact that the slope of each section is different in the quantization characteristics, that is, the amount of change in the amount of data bits according to the quantization coefficient. will be.

상기 양자화 계수 조절값은 양자화계수에 따른 데이터 비트의 변화량을 감안하여 각 구간별로 설정된 값을 반복적인 부호화 과정을 거쳐 시험 데이터로 통계화된 값으로 데이터 형태로 양자화계수 조절부(240)에서 룩업 테이블(Look-up table) 형태로 설정 저장될 수 있다.      The quantization coefficient adjustment value is a value that is statistically determined as test data through an iterative encoding process by taking into account the amount of change in the data bits according to the quantization coefficient, and the lookup table in the quantization coefficient control unit 240 in the form of data. It can be set and saved in the form of (Look-up table).

도 3은 본 발명에 따른 양자화 계수에 따른 데이터 비트량을 나타내는 그래프이다.      3 is a graph showing the amount of data bits according to the quantization coefficients according to the present invention.

도 3을 참조하여 양자화계수에 따른 데이터 비트량의 변화량을 설명하면 다음과 같다.      Referring to FIG. 3, the amount of change in the amount of data bits according to the quantization coefficient is described as follows.

그래프의 모양은 구간별 변화량에 따라 반비례 커브곡선으로 나타난다.      The shape of the graph is shown in inverse curve curve according to the variation amount of each section.

이에 따르면 그래프를 보면 양자화계수가 커질수록 데이터 비트량은 급격히 줄어들어 그래프의 기울기는 급하게 시작되었다가 완만하였다가 평탄해지는 것을 볼 수 있는 것으로, 양자화 계수 값에 따른 데이터 비트량은 각 구간별로 순간적인 기울기가 다르게 나타나는 것을 알 수 있다.       According to the graph, as the quantization coefficient increases, the data bit amount decreases rapidly, and the slope of the graph starts rapidly, then gradually, and then becomes flat. The data bit amount according to the quantization coefficient value is an instantaneous slope for each section. It can be seen that appears differently.

이를 다시보면 양자화계수의 변화와 비트량의 변화가 동일한 값의 변화 관계가 아님을 뜻하는 것으로 양자화계수의 차이가 동일하더라도 구간에 따라서 발생되는 비트량이 다르게 되는 것을 알 수 있다.       Looking back, this means that the change in the quantization coefficient and the change in the bit amount are not the change of the same value.

따라서 다시 말하면 동일한 비트량을 발생시키기 위해서는 양자화 계수의 값이 작을 때와 클 때에 따라서 양자화 계수를 다르게 조절하여야 목표 비트량을 맞출 수가 있는 것을 의미한다.       In other words, in order to generate the same bit amount, it means that the target bit amount can be adjusted by adjusting the quantization coefficient differently according to when the value of the quantization coefficient is small and large.

예를 들면 일반적인 비트율 제어에서와 같이 버퍼의 넘침 또는 부족 정도가 10% 넘침 또는 부족일 때 양자화 계수를 동일한 값 즉, △QP만큼 일률적으로 높이거나 낮춘다고 한다면 도 3에서 볼 수 있듯이 양자화 계수 대역에 따라 발생하는 비트량이 다르게 나타난다.      For example, if the buffer overflow or deficiency is 10% overflow or deficiency as in general bit rate control, if the quantization coefficient is uniformly increased or decreased by the same value, that is, ΔQP, as shown in FIG. The amount of bit generated is different.

따라서 10%만큼의 버퍼의 넘침 또는 부족을 일률적인 양자화 크기로 높이거나 낮춘다고 하면 버퍼 제어가 효율적이지 못하게 된다.      Therefore, increasing or decreasing the buffer overflow or deficiency by 10% to a uniform quantization size results in inefficient buffer control.

그러므로 본 발명에서의 양자화계수 조절부(240)는 다음의 수학식1 에서와 같이 양자화 계수값에 따른 데이터 비트 변화량을 각 구간으로 나누어 계산된 양자화계수를 조절하고자 한 것이다.       Therefore, the quantization coefficient adjusting unit 240 according to the present invention intends to adjust the quantization coefficient calculated by dividing the data bit change amount according to the quantization coefficient value into each section as shown in Equation 1 below.

양자화 계수의 구간은 비디오 부호화기의 양자화 특성에 맞추어 임의로 나누어 처리 할 수 있으며 수학식1의 실시 예에서는 세 구간으로 나누어 처리 한 것이다.       The interval of the quantization coefficient may be arbitrarily divided and processed according to the quantization characteristic of the video encoder. In the embodiment of Equation 1, the interval of the quantization coefficient is divided into three intervals.

양자화 계수는 다음 수학식 1과 같이 결정된다.       The quantization coefficient is determined as in Equation 1 below.

[수학식 1]      [Equation 1]

If( QP < T1)If (QP <T 1 )

{T1 구간에서의 버퍼 상태에 대한 양자화 계수 조절}{Adjustment of Quantization Coefficient for Buffer State in T 1 Interval}

Else if (T1 < QP < T2 )Else if (T 1 <QP <T 2 )

{T1 과 T2 사이의 구간에서 버퍼 상태에 대한 양자화 계수 조절}{Adjust Quantization Coefficient for Buffer State in Interval Between T 1 and T 2 }

Else if(TM < QP )Else if (T M <QP)

{TM 구간에서 버퍼 상태에 대한 양자화 계수 조절} {Adjustment of Quantization Coefficient for Buffer State in T M Period}

계산된 양자화계수(QP)는 해당하는 구간에 따라 설정된 양자화 조절값을 나타낸다.       The calculated quantization coefficient QP represents a quantization control value set according to a corresponding section.

상기 부호화부 및 파라미터 갱신부(250)는 최종 결정된 양자화 계수를 이용하여 입력 영상을 목표 비트수에 근접하도록 부호화된 비트스트림을 출력하고 파라미터를 갱신하는 수단이다.      The encoder and the parameter updater 250 are means for outputting a coded bitstream so that the input image is close to the target number of bits using the finally determined quantization coefficient, and updating the parameter.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 따른 양자화계수에 따른 비트율 제어장치의 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.       Looking at the operation of the bit rate control apparatus according to the quantization coefficient of the present invention having such a configuration as follows.

도 4는 양자화계수에 따른 비트율 제어방법을 나타낸 흐름도이다.      4 is a flowchart illustrating a method of controlling a bit rate according to a quantization coefficient.

버퍼사이즈를 계산하기 위한 GOP버퍼 사이즈 계산과정과, 계산된 버퍼사이즈가 설정되면 첫째 프레임(I frame)의 대한 양자화계수를 계산하는 양자화계수 계산과정과, 설정된 초기 양자화계수를 영상의 목표 비트수에 근접하도록 부호화하는 과정과, 버퍼상태 (버퍼 넘침(Overflow) 또는 부족(underflow))를 판단하는 과정과, 판단된 버퍼 상태의 결과를 기초로 다음 프레임의 양자화계수를 계산하는 과정과, 계산된 양자화계수를 확인하는 과정과, 각 구간에 설정된 양자화계수 조절값에 따라 양자화계수를 조절하여 부호화에 사용된 최종 양자화계수를 결정하는 양자화계수 조절과정과, 결정된 양자화 계수를 이용하여 영상을 부호화하는 과정과, 부호화하기 위한 파라미터를 갱신하는 과정과, 상기 갱신된 파라미터에 대한 버퍼상태를 판단하고 다음 프레임의 버퍼상태를 고려하여 양자화계수를 계산하는 과정을 반복 진행 하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.      A GOP buffer size calculation process for calculating the buffer size, a quantization coefficient calculation process for calculating a quantization coefficient for the first frame (I frame) when the calculated buffer size is set, and the set initial quantization coefficient to the target bit number of the image. A process of encoding to approximate, a process of determining a buffer state (overflow or underflow), a process of calculating a quantization coefficient of the next frame based on the result of the determined buffer state, and a calculated quantization Checking the coefficients, adjusting the quantization coefficients according to the quantization coefficient adjustment values set in each section, adjusting the quantization coefficients to determine the final quantization coefficients used for encoding, encoding the image using the determined quantization coefficients, and Updating a parameter for encoding; determining a buffer state for the updated parameter; It is characterized in that it is made to repeat the process of calculating the quantization coefficient in consideration of the buffer state.

이후 본 발명의 구체적인 동작설명은 다음과 같다.      A detailed description of the operation of the present invention is as follows.

초기값 계산부(210)는 요구되는 전송 속도(bit rate)와 부호화 하려는 영상의 초당 프레임수(frame rate) 등을 입력 받아 비트율 제어에 필요한 초기값을 계산하여 버퍼량 측정부(220)로 전송한다.       The initial value calculator 210 receives the required bit rate and the frame rate of the image to be encoded, calculates an initial value necessary for bit rate control, and transmits the calculated initial value to the buffer amount measuring unit 220. do.

일반적으로 초기값 계산은 부호화 시작단계에서 단 한번 수행된다.       In general, the initial value calculation is performed only once at the start of encoding.

버퍼량 측정부(220)는 초기값 계산부(210)로부터 입력 받고, 부호화 및 파라미터 갱신부(250)로부터 버퍼량을 측정하기 위한 파라미터들을 입력 받아 버퍼량을 측정하고 양자화계수 계산부(230)로 전송한다.       The buffer amount measurer 220 receives an input from the initial value calculator 210, receives parameters for measuring the buffer amount from the encoding and parameter updater 250, measures a buffer amount, and then calculates the quantization coefficient calculator 230. To send.

버퍼량 측정은 버퍼의 넘침 또는 부족 정도(overflow/underflow)를 계산하는 과정이며, 다음 수학식 2와 같이 결정된다.       Buffer amount measurement is a process of calculating the overflow or underflow of the buffer (overflow / underflow) is determined as shown in Equation 2 below.

[수학식 2]     [Equation 2]

overflow = (RealBitSum - IdealBitSum ) / IdealBitSum       overflow = (RealBitSum-IdealBitSum) / IdealBitSum

-RealBitSum : 이전 부호화된 프레임들의 출력 비트수의 합       RealBitSum: Sum of the number of output bits of previously coded frames

-IdealBitSum : 이전 부호화된 프레임들의 목표 비트수의 합        -IdealBitSum: Sum of target bits of previously coded frames

양자화 계수 계산부(230)는 버퍼량 측정부(220)로부터 입력 받고, 부호화 및 파라미터 갱신부(250)으로 양자화계수를 계산하기 위한 파라미터들을 입력 받아 양자화계수를 결정한다.      The quantization coefficient calculator 230 receives the input from the buffer amount measuring unit 220 and receives the parameters for calculating the quantization coefficient from the encoding and parameter updating unit 250 to determine the quantization coefficient.

양자화계수 조절부(240)는 버퍼량 측정부(220)에서 결정된 버퍼의 넘침 또는 부족 정도와 양자화계수 계산부(230)로부터 결정된 양자화계수를 입력 받아, 각 구간별 설정된 양자화계수 조절값에 따라 양자화계수를 결정하는 수식인 수학식 1에서 나타낸 바와 같이 각 구간별 버퍼상태에 대한 양자화계수 조절값의 방법으로 양자화계수를 조절하고 부호화부 및 파라미터 갱신부(250)로 전송한다.      The quantization coefficient adjusting unit 240 receives the overflow or deficiency of the buffer determined by the buffer amount measuring unit 220 and the quantization coefficient determined from the quantization coefficient calculating unit 230, and quantizes the quantization coefficient according to the quantization coefficient adjustment value set for each section. As shown in Equation 1, which is a formula for determining the coefficient, the quantization coefficient is adjusted by the method of adjusting the quantization coefficient for each buffer state and transmitted to the encoder and the parameter updater 250.

부호화부 및 파라미터 갱신부(250)는 양자화계수 조절부(240)으로부터 최종 결정된 양자화계수를 이용하여 입력 영상을 목표 비트수에 근접하도록 부호화된 비트스트림을 출력하고 파라미터를 갱신한다.      The encoder and the parameter updater 250 output the encoded bitstream so that the input image approaches the target bit number using the quantization coefficient determined by the quantization coefficient adjuster 240 and update the parameter.

갱신된 파라미터에서 버퍼상태를 판단하여 다음 프레임의 버퍼 상태를 고려하고 양자화계수를 계산하여 이를 반복 진행하여 모든 프레임에 대하여 부호화를 완료하게 된다.      The buffer state is determined from the updated parameters, the buffer state of the next frame is taken into account, the quantization coefficient is calculated, and iteratively proceeds to complete encoding for all frames.

도 1은 종래의 비트율 제어장치를 나타낸 흐름도1 is a flow chart showing a conventional bit rate control apparatus

도 2는 본 발명에 의한 양자화계수 특성에 따른 비트율 제어장치를 나타낸 흐름도2 is a flowchart illustrating a bit rate control apparatus according to a quantization coefficient characteristic according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 양자화계수에 따른 데이터 비트량을 나타내는 그래프 3 is a graph showing the amount of data bits according to the quantization coefficient according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 양자화계수 특성에 따른 비트율 제어방법을 나타낸 블록구성도4 is a block diagram illustrating a method of controlling a bit rate according to characteristics of a quantization coefficient according to the present invention.

Claims (3)

비트율 제어 및 부호화를 위한 초기값을 설정하기 위한 초기값 계산부와, 상기 초기값 계산부에서 설정된 초기값을 기초로 하여 버퍼량을 측정하는 버퍼량 측정부와, 상기 버퍼량 측정부에서 측정된 버퍼량에 따라 양자화 계수를 계산하는 양자화계수 계산부와, 측정된 버퍼량에 따라 계산된 양자화값과 버퍼측정량을 기초로 각 구간별 설정된 양자화계수 조절값에 의해 양자화계수를 결정하는 양자화계수 조절부와, 상기 양자화계수 조절부에서 결정된 양자화 계수를 기초로 하여 영상을 부호화하고 부호화되어 출력된 비트스트림을 기초로 버퍼 파라미터를 갱신하는 부호화부 및 파라미터 갱신부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 양자화 계수 특성에 따른 비트율 제어장치.      An initial value calculator for setting an initial value for bit rate control and encoding, a buffer amount measurer for measuring a buffer amount based on the initial value set in the initial value calculator, and a buffer amount measurer Quantization coefficient calculation unit for calculating the quantization coefficient according to the buffer amount, and quantization coefficient adjustment for determining the quantization coefficient by the quantization coefficient adjustment value set for each section based on the quantization value and the buffer measurement amount calculated according to the measured buffer amount And a coding unit and a parameter updating unit for encoding an image based on the quantization coefficient determined by the quantization coefficient adjusting unit and updating a buffer parameter based on the encoded and output bitstream. Bit rate control device according to characteristics. 제 1항에 있어서, 상기 양자화계수 조절부는 다음의 수학식,      The method of claim 1, wherein the quantization coefficient adjusting unit is the following equation, If( QP < T1)If (QP <T 1 ) {T1 구간에서의 버퍼 상태에 대한 양자화 계수 조절}{Adjustment of Quantization Coefficient for Buffer State in T 1 Interval} Else if (T1 < QP < T2 )Else if (T 1 <QP <T 2 ) {T1 과 T2 사이의 구간에서 버퍼 상태에 대한 양자화 계수 조절}{Adjust Quantization Coefficient for Buffer State in Interval Between T 1 and T 2 } Else if(TM < QP )Else if (T M <QP) {TM 구간에서 버퍼 상태에 대한 양자화 계수 조절} {Adjustment of Quantization Coefficient for Buffer State in T M Period} 에서와 같이 양자화계수에 따른 데이터비트의 변화 값을 각 구간별로 양자화계수 계산부에서 계산된 양자화계수를 조절하는 것을 포함하여 특징으로 하는 양자화 계수 특성에 따른 비트율 제어장치.Bit rate control apparatus according to the quantization coefficient characteristics, characterized in that for adjusting the quantization coefficient calculated by the quantization coefficient calculation unit for each section of the change value of the data bit according to the quantization coefficient as in. 양자화계수에 따른 비트량을 구간별로 나누어 양자화계수를 조절하는 비트율 제어방법에 있어서,      In the bit rate control method for adjusting the quantization coefficient by dividing the bit amount according to the quantization coefficient for each section, 버퍼상태 즉, 버퍼의 넘침 또는 부족 정도(Overflow or underflow)를 판단하는 과정과, 판단된 버퍼 상태의 결과를 기초로 다음 프레임의 양자화계수를 계산하는 과정과, 계산된 양자화계수를 확인하는 과정과, 각 구간에 설정된 양자화 계수 조절값에 따라 양자화계수를 조절하여 부호화에 사용된 최종 양자화계수를 결정하는 양자화계수 조절과정과, 결정된 양자화 계수를 이용하여 영상을 부호화하는 과정과, 부호화하기 위한 파라미터를 갱신하는 과정과, 상기 갱신된 파라미터에 대한 버퍼상태를 판단하고 다음 프레임의 버퍼상태를 고려하여 양자화계수를 계산하는 과정을 반복 진행 하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 양자화계수 특성에 따른 비트율 제어방법.      Determining the buffer state, that is, overflow or underflow of the buffer, calculating the quantization coefficient of the next frame based on the result of the determined buffer state, checking the calculated quantization coefficient, and A quantization coefficient adjustment process of determining a final quantization coefficient used for encoding by adjusting the quantization coefficient according to the quantization coefficient adjustment value set in each section, encoding a video using the determined quantization coefficient, and encoding parameters And updating the data and determining the buffer state of the updated parameter and calculating the quantization coefficient in consideration of the buffer state of the next frame.
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