KR20100002632A - 영상 인코딩/디코딩 방법 및 그 장치 및 영상 서비스시스템 - Google Patents

영상 인코딩/디코딩 방법 및 그 장치 및 영상 서비스시스템 Download PDF

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KR20100002632A
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주영호
문재원
김문철
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에스케이 텔레콤주식회사
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Abstract

본 발명은 영상 인코딩/디코딩 방법 및 그 장치 및 영상 서비스 시스템에 관한 것으로서, 획득된 영상데이터를 기설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 분리된 비 관심영역을 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하며, 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터 및 복수의 세부영역에 대응되는 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하고, 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고, 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하여, 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 영상 품질에 큰 영향을 끼치는 관심영역에 대한 영상 품질을 향상시키면서도, 이로 인해 발생할 수 있는 관심영역과 비 관심영역의 큰 화질 차이를 최소화하여 영상의 자연스러움을 향상시키는 효과가 있다.
관심영역, 비 관심영역, 영역별 비트율, 선회 양자화, 균일 양자화

Description

영상 인코딩/디코딩 방법 및 그 장치 및 영상 서비스 시스템{Method, Apparatus and System for Encoding and Decoding Video Data}
본 발명은 영상 인코딩/디코딩 방법 및 그 장치 및 영상 서비스 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 영상 품질에 큰 영향을 끼치는 관심영역에 대한 영상 품질을 향상시키면서도, 이로 인해 발생할 수 있는 관심영역과 비 관심영역의 큰 화질 차이를 최소화하여 영상의 자연스러움을 향상시키는 영상 인코딩/디코딩 방법 및 그 장치 및 영상 서비스 시스템에 관한 것이다.
음성 또는 영상의 신호를 디지털 신호로 변환하는 코더(Coder)와 그 반대로 변환시켜 주는 디코더(Decoder)의 기능을 함께 갖춘 기술인 코덱(Codec)은 음성데이터나 영상데이터를 컴퓨터가 처리할 수 있게 디지털로 바꿔 주고, 그 데이터를 컴퓨터 사용자가 알 수 있게 모니터에 본래대로 재생시켜 주기도 하는 소프트웨어 또는 하드웨어이다. 특히, 동영상처럼 용량이 큰 파일을 작게 묶어주고 이를 다시 본래대로 재생할 수 있게 해준다. 파일을 작게 해주는 것을 인코딩(Encoding), 본래대로 재생하는 것을 디코딩(Decoding)이라고 한다.
특히 큰 용량을 가지는 영상데이터는 유무선 통신망 또는 재생하는 장치에 큰 부하를 주게 된다. 따라서, 전술한 코덱 기술을 이용하여 소정의 비트율(Bit Rate)로 영상 데이터를 인코딩하여 비트 양을 줄여주면 유무선 통신망 또는 재생 장치의 부하를 줄여 줄 수 있다.
한편, 영상데이터에는 관심이 집중되는 영역, 영상 화면 내 움직임이 많은 영역 등의 비트 양이 갑자기 증가하는 영역이 있는데, 이러한 영역은 전체적인 영상 품질에 큰 영향을 끼칠 수 있다. 하지만, 하나의 프레임 단위로 인코딩하는 종래의 영상 코덱 기술은 하나의 프레임 내에 존재하는 영상 품질에 큰 영향을 끼치는 영역과 그렇지 않은 영역에 대한 구분 없이 일률적으로 부호화하기 때문에, 영상 데이터를 전송하는 유무선 통신망의 대역폭이 갑작스럽게 감소하거나, 부호화 영상의 출력 데이터가 갑작스럽게 증가한 상황에서는, 영상의 화질이 급격히 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 특히, 제한적이고 가변적인 대역폭을 가지는 무선 이동 환경에서는 이러한 문제점이 더욱 심각하게 발생할 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 영상 품질에 큰 영향을 끼치는 영역과 그렇지 않은 영역에 대하여 각기 다르게 부호화함으로써, 유무선 통신망의 대역폭을 낭비하지 않으면서도 관심이 집중되고 전체적인 화질을 좌우하는 영역에 대한 영상 품질을 향상시키는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 따르면, 영상 인코딩 장치에 있어서, 영상데이터를 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 영상데이터를 기설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 영상 분리부; 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 상기 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터 및 상기 복수의 세부영역에 대응되는 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하고, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 상기 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하는 영상 인코딩부; 및 상기 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 영상 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 영상 디코딩 장치에 있어서, 영상데이터를 수신하는 영상 수신부; 상기 수신된 영상데이터를 기 설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 영상 분리부; 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율을 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 상기 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복호화하는 영상 디코딩부; 상기 각각 복호화된 관심영역 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 영상 결합부; 및 상기 결합 된 영상데이터를 디스플레이하는 영상 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 영상 인코딩 방법에 있어서, (a) 관심영역 및 비 관심영역을 설정하는 단계; (b) 영상데이터를 획득하는 단계; (c) 상기 획득된 영상데이터를 상기 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역의 영상데이터로 분할하는 단계; (d) 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 상기 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터 및 상기 복수의 세부영역에 대응되는 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하는 단계; (e) 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 상기 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하는 단계; 및 (f) 상기 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 영상 디코딩 방법에 있어서, (a) 영상데이터를 수신하는 단계; (b) 상기 수신된 영상데이터를 기 설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 단계; (c) 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율을 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 상기 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복호화하는 단계; (d) 상기 각각 복호화된 관심영역 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 단계; 및 (e) 상기 결합된 영상데이터를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 영상 서비스 시스템에 있어서, 획득된 영상데이터를 기설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하며, 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하며, 상기 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하여 결합 영상데이터를 생성하고, 상기 결합 영상데이터를 송신하는 제 1 단말기; 상기 제 1 단말기로부터 수신된 상기 결합 영상데이터를 상기 관심영역 및 상기 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역은 상기 복수의 세부영역으로 분할하며, 상기 영역별 비트율을 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 상기 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하며, 상기 각각 복호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하여 디스플 레이하는 제 2 단말기; 및 상기 제 1 단말기 및 상기 제 2 단말기 간의 상기 결합 영상데이터를 전송하는 유무선 통신망을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 서비스 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 영상 품질에 큰 영향을 끼치는 영역과 그렇지 않은 영역에 대하여 각기 다르게 부호화함으로써, 유무선 통신망의 대역폭을 낭비하지 않으면서도, 관심이 집중되고 전체적인 화질을 좌우하는 영역에 대한 영상 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 영상 품질에 큰 영향을 끼치는 관심영역과 그렇지 않은 비 관심영역으로 나누고 부호화하고자 하는 영상데이터가 관심영역에서 가까울수록 세밀한 양자화를 수행하고 멀어질수록 거친 양자화를 수행함으로써, 관심영역의 화질 개선을 위해 발생하는 관심영역과 비 관심영역 간의 화질 차이를 줄여 잔차 신호 발생량을 줄이고 영상의 자연스러움을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판 단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치에 대한 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)는 인코딩할 영상데이터를 획득하는 영상 획득부(110), 획득된 영상데이터를 설정된 영역별로 분리하고 분할하는 영상 분리부(120), 분리되고 분할된 영상데이터를 각각 부호화하는 영상 인코딩부(130) 및 각각 부호화된 영상데이터를 결합하는 영상 결합부(140) 등을 포함한다.
영상 획득부(110)는 영상 획득 장치 또는 영상 저장 매체 등을 통해 인코딩할 영상데이터를 획득한다.
영상 분리부(120)는 획득된 영상데이터를 기설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 분리된 비 관심영역을 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할한다.
영상 인코딩부(130)는 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터 및 복수의 세부영역에 대응되는 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하고, 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고, 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화한다.
영상 결합부(140)는 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)는, 관심영역과 비 관심영역을 설정하고 비 관심영역을 복수의 세부영역으로 다시 분할하는 영역 설정부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 "관심영역(ROI: Region Of Interest)"은, 상대적으로 관심이 집중되는 영상 영역, 영상 화면 내 움직임이 많은 영역, 영상의 내용을 가장 많이 담고 있는 영상 영역, 사용자가 관심을 가지는 영역, 또는 영상 전체의 화질을 좌우하는 영상 영역 등으로 정의할 수 있다. 즉, 관심영역이란 영상에서 다른 영역에 비해서 상대적으로 좋은 화질로 만들고 싶은 영역이다. 예를 들어, 영상 통화 경우, 사용자의 얼굴 부분에 해당하는 영상 영역이 관심영역이 될 수 있다.
이러한 관심영역은 사용자 입력, 디폴트 값 및 물체 검출 알고리즘 중 하나에 의해 설정되고, 한 화면에서 설정된 관심영역을 제외한 나머지 영역은 비 관심영역(non-ROI: non-Region Of Interest)으로 설정된다.
비 관심영역은 복수의 세부영역으로 분할되어 설정될 수 있다. 일 실시예로서, 비 관심영역이 분할된 복수의 세부영역 각각은 관심영역 또는 다른 세부영역을 둘러싸도록 설정되고, 분할된 복수의 세부영역 중 가장 안쪽에 있는 세부영역은 관심영역을 둘러싸도록 설정된다.
전술한 영상 인코딩부(130)는 영상 서비스 타입 정보, 영상데이터 전송 상태 정보, 유무선 통신망 상태 정보, 영상 수신 장치 성능 정보 및 영상데이터 재생 상태 정보 중 하나 이상을 포함하는 서비스 품질 정보를 영상 인코딩 장치(100)에서 모니터링하여 획득하거나 통신 시스템 또는 영상 수신 장치로부터 수신하여 획득할 수 있다.
여기서, 영상데이터 전송 상태 정보는 패킷 지연, 패킷 손실 등의 정보를 포함할 수 있으며, 영상 수신 장치 성능 정보는 영상 수신 장치의 지원가능한 코딩 방식 정보, 영상 수신 장치의 프로세서 등의 사양 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 영상 서비스 타입 정보는 영상 전송 서비스 또는 영상 녹화 서비스에 대한 식별 정보이며, 유무선 통신망 상태 정보는 가용 대역폭의 정보를 포함하며, 유선망인지 무선망인지를 식별하는 정보 등을 포함할 수도 있다.
여기서 영상 전송 서비스는 영상 인코딩 장치(100)에서 인코딩된 영상데이터가 다른 장치 또는 단말기로 전송되는 영상 서비스로서, 단반향 영상 전송 서비스와 양방향 영상 전송 서비스로 나눌 수 있다. 단반향 영상 전송 서비스는 영상 통화 서비스와 같이 송신 측과 수신 측이 모두 영상 인코딩 기능과 영상 디코딩 기능을 수행할 수 있는 단말기 간에 이루어지는 서비스 형태이다. 반면에, 양방향 영상 전송 서비스는 송신측에서만 영상 인코딩 기능을 가지고 있고 수신측에서는 인코딩된 영상데이터를 수신하여 디코딩하는 서비스로서, 콘텐츠 제공 서버(Content Provider)와 단말기 간에 이루어지는 영상 제공 서비스 등이 그 예이다.
한편, 영상 녹화 서비스는 영상데이터를 전송하는 데 그 목적이 있는 것이 아니라, 재생되는 영상을 특정 코딩 방식으로 인코딩하는 영상 서비스를 의미한다.
전술한 영상 전송 서비스는 그 목적 자체가 스트리밍이나 전송을 위한 것이므로 영상데이터가 전송되는 네트워크가 유선이냐 무선이냐에 따라 서비스 품질이 크게 영향을 받게 되는 서비스 타입이다. 또한 영상 전송 서비스는 네트워크의 가 용 대역폭 증가 감소에 따라 서비스 품질이 크게 좌우되는 서비스 타입이다. 따라서, 영상 전송 서비스는 유무선 여부 및 가용 대역폭의 증감 등의 네트워크의 상태를 고려하여 전송할 영상데이터를 인코딩할 필요가 있는 것이다. 즉, 영상 인코딩부(130)는 영상 서비스 타입 정보 및 유무선 통신망 상태 정보 등의 서비스 품질 정보를 고려하여 전송할 영상데이터를 인코딩해야 한다.
그에 반해, 전술한 영상 녹화 서비스는 영상데이터의 전송을 그 목적으로 하지 않기 때문에 네트워크의 상태를 고려하여 영상데이터를 인코딩할 필요는 없다. 다만, 영상데이터 재생 상태 정보 등의 서비스 품질 정보는 고려하여 인코딩할 필요는 있다.
전술한 영상 인코딩부(130)는 서비스 품질 정보에 근거하여 관심영역에 대한 제 1 비트율 및 비 관심영역에 대한 제 2 비트율을 포함하는 영역별 비트율을 설정하되, 목표로 하는 전체 비트율에 근거하여 제 1 비트율 및 제 2 비트율을 조절하여 설정한다.
예를 들어, 영상 인코딩부(130)가 가용 대역폭의 정보가 포함된 유무선 통신망 상태를 포함하는 서비스 품질 정보를 획득하고 가용 대역폭이 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 이상(즉, 대역폭 여유가 있음)인 경우에는, 제 1 비트율을 제 2 비트율과 동일하게 하여 관심영역과 비 관심영역의 화질 차이가 없도록 부호화할 수도 있다.
또한, 영상 인코딩부(130)가 영상 녹화 서비스에 대한 식별 정보인 영상 서비스 타입 정보를 포함하는 서비스 품질 정보를 획득한 경우에는 제 1 비트율을 제 2 비트율과 동일하게 하여 관심영역과 비 관심영역의 화질 차이가 없도록 부호화할 수도 있다.
하지만, 영상 인코딩부(130)가 가용 대역폭의 정보가 포함된 유무선 통신망 상태 정보를 포함하는 서비스 품질 정보를 획득한 경우, 가용 대역폭이 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 미만이면(즉, 대역폭 여유가 없다면), 목표로 하는 전체 비트율은 일정하게 유지하지만 제 1 비트율을 제 2 비트율보다 높게 설정함으로써, 대역폭의 낭비를 줄이면서도 관심영역에 높은 화질로 부호화할 수 있다. 특히, 대역폭의 여유가 상대적으로 없는 무선 이동환경에서는 그 효과가 탁월하다.
이와 같이, "비트율 제어"를 통해 관심영역과 비 관심영역의 영상데이터를 각기 다른 비트율로 부호화함으로써, 상대적으로 사용자의 관심이 집중되는 관심영역의 화질은 향상시킬 수 있으나, 이로 인해 관심영역과 비 관심영역의 경계에서 큰 화질 차이가 발생할 수 있다.
비트율 제어로 인해 발생할 수 있는 관심영역과 비 관심영역의 경계에서 큰 화질 차이를 줄여주기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)는 영역별 비트율(제 1 비트율, 제 2 비트율)에 근거하여, 관심영역에서 멀어질수록 서서히 화질이 열화 되도록 제 1 양자화 파라미터 및 복수의 제 2 양자화 파라미터를 다르게 결정하여 양자화하여 부호화한다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)는 비 관심영역을 관심영역의 경계에서 떨어진 거리에 따라 복수의 세부영역으로 나눈다. 즉, 비 관심영역이 분할된 복수의 세부영역 각각은 관심영역 또는 다른 세부영역을 둘 러싸도록 설정되고, 분할된 복수의 세부영역 중 가장 안쪽에 있는 세부영역은 관심영역을 둘러싸도록 설정된다.
전술한 비 관심영역의 분할을 이용하여 관심영역에서 멀어질수록 서서히 화질이 열화되록 양자화하는 것을 "비균일 양자화 모드"라 한다. 이를 아래에서 서비스 품질 정보와 관련하여 상세하게 설명한다.
영상 인코딩부(130)는 관심영역에 대한 제 1 비트율을 비 관심영역에 대한 제 2 비트율보다 높게 설정한 경우 관심영역과 비 관심영역의 경계에서 발생하는 화질 차이를 고려하여, 비 관심영역이 분할된 복수의 세부영역마다 서로 균일하지 않은 양자화를 수행하여 부호화할 수 있다.
일 실시예로서, 영상 인코딩 장치(100)가 대역폭 상태가 열악한 유무선 통신 환경에서 영상 통화 서비스와 같은 영상 전송 서비스를 제공받는 경우, 영상 인코딩부(130)는 영상 전송 서비스에 대한 식별 정보가 포함된 영상 서비스 타입 정보와 함께 가용 대역폭의 정보가 포함된 유무선 통신망 상태 정보를 포함하는 서비스 품질 정보를 획득할 수 있는데, 이 경우 가용 대역폭과 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량을 비교한 결과, 가용 대역폭이 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 미만(즉, 대역폭 여유가 없음)이면, (관심영역에 대한 제 1 비트율과 비 관심영역에 대한 제 2 비트율에 근거하여) 비 관심영역에 대한 복수의 제 2 양자화 파라미터를 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터보다 큰 값으로 설정하여 양자화하고, 이 경우에는 비 관심영영에 포함된 복수의 세부영역에 복수의 제 2 양자화 파라미터 중 각기 다른 제 2 양자화 파라미터를 할당하여 양자화할 수 있다. 즉, 비 관심 영역에서 분할된 복수의 세부영역 중 관심영역과의 경계로부터 가까운 거리에 있는 세부영역일수록 더 작은 제 2 양자화 파라미터를 대응시켜 설정하여 비균일한 양자화를 수행할 수 있다.
다시 말해, 비균일 양자화 모드는 관심영역에서 멀어질수록 화질이 서서히 열화 되도록 제 1 양자화 파라미터 및 복수의 제 2 양자화 파라미터를 결정하고, 이를 통해 비 관심영역보다는 관심영역을 세밀하게 양자화하고, 비 관심영역에서도 관심영역에 가까운 세부영역일수록 세밀하게 양자화하는 것이다.
이와 같은 비균일 양자화 모드는, 비 관심영역이 분할된 복수의 세부영역의 형태가 관심영역을 중심으로하여 빙빙 둘러싸는 형태이고, 그로 인해 관심영역을 둘러싸는 복수의 세부영역을 빙빙 돌면서 양자화가 이루어진다 하여 "선회(旋回) 양자화 모드"라고도 한다.
전술한 비균일 양자화 모드인 선회 양자화 모드로 양자화를 수행하여 부호화함으로써, 관심영역과 비 관심영역 경계에서의 잔차 신호 발생량을 줄여주어 화질 차이를 줄여줄 수 있는 효과가 있다. 따라서, 사용자는 관심이 집중되는 관심영역에 대해서 높은 화질을 체감하면서도, 상대적으로 화질이 떨어지는 비 관심영역과 관심영역의 경계에서 줄어든 화질 차이로 인해 부드러운 화질을 느낄 수 있다. 또한, 선회 양자화를 통해 비트율 제어를 용이하게 할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)는, 지금까지 전술한 비균일 양자화 모드(선회 양자화 모드) 이외에도, 전체 화면의 화질을 균일하게 양자화되도록 제 1 양자화 파라미터 및 복수의 제 2 양자화 파라미터를 결정하여 양자화하는 "균일 양자화 모드"도 경우에 따라서는 양자화에 이용할 수 있다.
전술한 균일 양자화 모드가 적용되는 일 실시예로서, 영상 인코딩부(130)가 가용 대역폭의 정보가 포함된 유무선 통신망 상태 정보를 포함하는 서비스 품질 정보를 획득하고, 가용 대역폭과 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량을 비교한 결과, 가용 대역폭이 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 이상이면(즉, 대역폭이 여유가 있으면), 제 1 양자화 파라미터와 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정하여 전체 화질을 균일하게 양자화하여 부호화할 수도 있다.
또한, 영상 인코딩부(130)가 (영상 전송 서비스가 아니라) 영상 녹화 서비스에 대한 식별 정보가 포함된 영상 서비스 타입 정보를 포함하는 서비스 품질 정보를 획득한 경우에는, 영상데이터의 전송을 고려하지 않기 때문에, 전체 화질이 균일하도록 관심영역 및 비 관심영역으로 분리된 영상데이터를 균일하게 부호화할 수 있다. 따라서 영상 인코딩부(130)는 관심영역에 대한 양자화 파리미터로서 제 1 양자화 파라미터와 비 관심영역에 대한 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정하여 양자화하고 부호화한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)에 포함된 영상 인코딩부(130)는, 영상데이터를 양자화할 때 서비스 품질 정보에 근거하여 "균일 양자화 모드" 및 "비균일 양자화 모드"를 포함한 양자화 듀얼 모드 중 하나의 양자화 모드를 이용하여 양자화할 수 있는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)에 포함된 영상 결합부(140)는, 부호화된 비 관심영역의 영상데이터에 비해 부호화된 관심영역의 영상 데이터가 오류에 더 강하게 견딜 수 있도록 부호화하는 비균등 오류 강건성 부호화의 적용을 통해, 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 부호화된 비 관심영역의 영상데이터를 결합할 수 있다.
여기서, 비균등 오류 강건성 부호화는 길쌈 부호화(Convolutional Coding) 및 리드-솔로몬 부호화(Reed-Solomon Coding) 중 하나 이상을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)에 포함된 영상 인코딩부에 대한 블록구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100)에 포함된 영상 인코딩부(130)는, 관심영역 부호화부(211), 관심영역 부호화 출력부(212), 제 1 율제어부(213) 및 제 1 양자화부(214) 등을 포함하는 관심영역 영상 인코딩부와, 비 관심영역 부호화부(221), 비 관심영역 부호화 출력부(222), 제 2 율제어부(223) 및 제 2 양자화부(224) 등을 포함하는 비 관심영역 영상 인코딩부를 포함할 수 있다.
제 1 율제어부(213)는 관심영역에 대한 제 1 비트율을 조절하여 설정한다. 이때 획득된 서비스 품질 정보를 고려하여 설정할 수 있다.
제 1 양자화부(214)는 관심영역 부호화를 위한 하나 이상의 제 1 양자화 파라미터를 조절하여 설정한다. 이때, 제 1 비트율 및/또는 획득된 서비스 품질 정보를 고려하여 설정할 수 있다.
위에서 언급한 제 1 율제어부(213)에 의해 설정된 제 1 비트율에 근거하여 제 1 양자화부(214)는 제 1 양자화 파라미터를 용이하게 조절하면서 설정할 수 있 고, 또한 제 1 양자화부(214)에 의해 설정된 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 제 1 율제어부(213)는 제 1 비트율을 용이하게 조절하면서 설정할 수도 있다.
관심영역 부호화부(211)는, 영상 분리부(120)에서 영역별로 분리된 영상데이터 중 관심영역의 영상데이터를 입력받아, 제 1 율제어부(213)에서 설정된 제 1 비트율 및 제 1 양자화부(214)에서 설정된 제 1 양자화 파라미터를 이용하여 입력받은 관심영역의 영상데이터를 부호화한다.
관심영역 부호화 출력부(212)는 관심영역의 영상데이터에 대한 부호화 결과를 출력하여 영상 결합부(130)로 입력한다.
제 2 율제어부(223)는 비 관심영역에 대한 제 2 비트율을 조절하여 설정한다. 이때, 획득된 서비스 품질 정보 및 제 1 비트율에 근거하여 설정할 수 있다.
제 2 양자화부(224)는 비 관심영역 부호화를 위한 복수의 제 2 양자화 파라미터를 조절하여 설정한다. 이때, 획득된 서비스 품질정보, 제 2 비트율 및 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 설정할 수 있다.
위에서 언급한 제 2 율제어부(223)에 의해 설정된 제 2 비트율에 근거하여 제 2 양자화부(224)는 제 2 양자화 파라미터를 용이하게 조절하면서 설정할 수 있고, 또한 제 2 양자화부(224)에 의해 설정된 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 제 2 율제어부(223)는 제 2 비트율을 용이하게 조절하면서 설정할 수도 있다.
비 관심영역 부호화부(221)는, 영상 분리부(120)에서 영역별로 분리된 영상데이터 중 비 관심영역의 영상데이터를 입력받아, 제 2 율제어부(223)에서 설정된 제 2 비트율 및 제 2 양자화부(224)에서 설정된 제 2 양자화 파라미터를 이용하여 입력받은 비 관심영역의 영상데이터를 부호화한다.
비 관심영역 부호화 출력부(222)는 비 관심영역의 영상데이터에 대한 부호화 결과를 출력하여 영상 결합부(130)로 입력한다.
전술한 제 1 율제어부(213) 및 제 2 율제어부(223)는, 목표로 하는 전체 비트율에 근거하여, 제 1 비트율 및 제 2 비트율을 설정하되, 제 1 비트율을 제 2 비트율에 비해 높게 설정한다. 경우에 따라서는 동일하게 설정할 수도 있다.
전술한 제 1 양자화부(214) 및 제 2 양자화부(224)는, 제 1 양자화 파라미터 및 제 2 양자화 파라미터를 설정하되, 제 1 양자화 파라미터가 제 2 양자화 파라미터 이하게 되게 설정한다. 경우에 따라서는 동일하게 설정할 수도 있다.
또한 제 2 양자화부(224)는 비 관심영역에서 분할된 복수의 세부영역에 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하되, 관심영역에서 멀리 있는 세부영역에 대한 제 2 파라미터일수록 크게 설정하여 거친 양자화가 이루어질 수 있도록 하고, 관심영역에서 가까이 있는 세부영역에 대한 제 2 양자화 파라미터일수록 작게 설정한다. 영상 녹화 서비스에 적용된 경우 또는 대역폭이 충분히 여유가 있는 환경에서는 복수의 제 2 양자화 파라미터 중 하나 이상이 동일하게 설정될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 디코딩 장치(300)에 대한 블록구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 디코딩 장치(300)는, 영상데이터를 수신하는 영상 수신부(310); 수신된 영상데이터를 기 설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역 과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 영상 분리부(320); 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율을 토대로, 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복호화하는 영상 디코딩부(330); 각각 복호화된 관심영역 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 영상 결합부(340); 및 결합된 영상데이터를 디스플레이하는 영상 디스플레이부(350) 등을 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 방법에 대한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 방법은,(a) 관심영역 및 비 관심영역을 설정하는 단계(S400); 영상데이터를 획득하는 단계(S402); 획득된 영상데이터를 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역의 영상데이터로 분할하는 단계(S404); 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 기 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터 및 복수의 세부영역에 대응되는 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하는 단계(S406); 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하는 단계(S408); 및 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 단계(S410) 등을 포함한다.
전술한 S406 단계 이전에, 영상 서비스 타입 정보, 영상데이터 전송 상태 정 보, 유무선 통신망 상태 정보, 영상 수신 장치 성능 정보 및 영상데이터 재생 상태 정보 중 하나 이상을 포함하는 서비스 품질 정보를 영상 인코딩 장치(200)에서 모니터링하여 획득하거나 통신 시스템 또는 영상 수신 장치로부터 수신하여 획득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 영상 서비스 타입 정보는 영상 전송 서비스 또는 영상 녹화 서비스에 대한 식별 정보이고, 유무선 통신망 상태 정보는 가용 대역폭의 정보를 포함할 수 있다. 또한 영상데이터 전송 상태 정보는 패킷 지연, 패킷 손실 등의 정보를 포함할 수 있으며, 영상 수신 장치 성능 정보는 영상 수신 장치의 지원가능한 코딩 방식 정보, 영상 수신 장치의 프로세서 등의 사양 정보 등을 포함할 수 있다.
전술한 S406 단계는, 영상 녹화 서비스에 대한 식별 정보가 포함된 영상 서비스 타입 정보를 포함하는 상기 서비스 품질 정보를 획득한 경우, 제 1 양자화 파라미터와 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정할 수 있다.
전술한 S406 단계는, 영상 전송 서비스에 대한 식별 정보가 포함된 상기 영상 서비스 타입 정보; 및 가용 대역폭의 정보가 포함된 상기 유무선 통신망 상태 정보를 포함하는 상기 서비스 품질 정보를 획득한 경우, 가용 대역폭이 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 미만이면 복수의 제 2 양자화 파라미터를 상기 제 1 양자화 파라미터보다 큰 값으로 설정하고, 가용 대역폭이 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 이상이면 제 1 양자화 파라미터와 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정할 수 있다.
또한 전술한 S406 단계는, 복수의 제 2 양자화 파라미터를 상기 제 1 양자화 파라미터보다 큰 값으로 설정하는 경우, 복수의 제 2 양자화 파라미터 각각의 값을 서로 달리 설정하되, 비 관심영역에서 분할된 복수의 세부영역 중 관심영역과의 경계로부터 가까운 거리에 있는 세부영역일수록 더 작은 제 2 양자화 파라미터를 대응시켜 설정할 수 있다.
전술한 S406 단계는, 서비스 품질 정보에 근거하여 관심영역에 대한 제 1 비트율 및 상기 비 관심영역에 대한 제 2 비트율을 포함하는 상기 영역별 비트율을 설정하되, 목표로 하는 전체 비트율에 근거하여 제 1 비트율 및 제 2 비트율을 조절하여 설정한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 디코딩 방법에 대한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 디코딩 방법은, 영상데이터를 수신하는 단계(S500); 수신된 영상데이터를 기 설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 분리된 비 관심영역을 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 단계(S502); 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율을 토대로, 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복호화하는 단계(S504); 각각 복호화된 관심영역 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 단계(S506); 및 결합된 영상데이터를 디스플레이하는 단계(S508) 등을 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 서비스 시스템에 대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100) 및 영상 디코딩 장치(300)가 적용되는 영상 서비스 시스템에 대한 도면으로서, 영상 전송 서비스(단방향 영상 전송 서비스 및 양방향 영상 전송 서비스)와 영상 녹화 서비스를 포함하는 영상 서비스 중 영상 전송 서비스에 대한 시스템 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 서비스 시스템은, 획득된 영상데이터를 기설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고 분리된 비 관심영역을 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하며, 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하며, 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하여 결합 영상데이터를 생성하고, 결합 영상데이터를 송신하는 제 1 단말기(610); 제 1 단말기(610)로부터 수신된 결합 영상데이터를 관심영역 및 비 관심영역으로 분리하고, 분리된 비 관심영역은 복수의 세부영역으로 분할하며, 영역별 비트율을 토대로, 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하며, 각각 복호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하여 디스플레이하는 제 2 단말기(620); 및 제 1 단말기(610) 및 제 2 단말기(620) 간의 결합 영상데이터를 전송하는 유무선 통신망(600)을 포함한다.
도 6에서의 영상 서비스 시스템이 단방향 영상 전송 서비스를 위한 것이면, 제 1 단말기(610)는 영상 인코딩 장치(100)를 포함하고 있고 제 2 단말기(620)는 영상 디코딩 장치(300)만을 포함하고 있으면 된다. 이 경우, 제 1 단말기(610)는 영상데이터를 인코딩하여 전송해주는 영상 제공 서버일 수 있으며, 제 2 단말기(620)는 컴퓨터, 이동통신 단말기 등일 수 있다.
하지만, 도 6에서의 영상 서비스 시스템이 양방향 영상 전송 서비스를 위한 것이면, 제 1 단말기(610) 및 제 2 단말기(620)는 영상 인코딩 장치(100)와 영상 디코딩 장치(300)를 모두 포함하고 있어야 한다. 이 경우, 제 1 단말기(610) 및 제 2 단말기(620)는 영상 통화 단말기, 영상 회의 단말기, 컴퓨터 등일 수 있다.
도 7은 관심영역, 비 관심영역 및 비 관심영역의 세부영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 한 화면, 즉 한 프레임(700)은 관심영역(R1)(710)과 비 관심영역(R2)(720)으로 설정되어 "분리"될 수 있다.
또한 분리된 비 관심영역(R2)(720)은 복수의 세부영역으로 "분할"될 수 있다.
도 7에서, 관심영역(R1)(710)은 정방형으로 설정되고, 비 관심영역(R2)(720)은 3개의 세부영역(세부영역 1(R21)(721), 세부영역 2(R22)(722), 세부영역 3(R23)(723))으로 분할된 것을 가정한다. 물론, 비 관심영역(R2)(720)은 2개의 세부영역으로 분할될 수도 있고, 4개 이상의 세부영역으로 분할될 수도 있다. 또한 경 우에 따라서는 전혀 분할되지 않을 수도 있다.
비 관심영역(R2)(720)을 분할할 때, 분할된 모든 3개의 세부영역(721, 722, 723)은, 서로 겹치지 않으면서 모두 합치면 하나의 완전한 비 관심영역(R2)(720)이 되도록 분할된 것이다.
또한 비 관심영역(R2)(720)을 분할할 때, 분할된 3개의 세부영역(R21, R22, R23) 중 하나의 세부영역은 관심영역(R1) 또는 다른 세부영역을 둘러싸도록 설정된다. 즉, 세부영역 3(R23)(723)은 세부영역 2(R22)(722)를 둘러싸고, 세부영역 2(R22)(722)는 세부영역 1(R21)(721)을 둘러싼다. 또한 분할된 3개의 세부영역(R21, R22, R23) 중 가장 안쪽에 있는 세부영역 1(R21)(721)은 설정된 관심영역(R1)(710)을 둘러싸도록 설정된다.
도 8은 관심영역 및 비 관심영역으로 분리되고 각각 양자화되어 부호화된 영상이 다시 복호화되어 디스플레이된 것을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 부호화할 영상은 관심영역(R1)과 비 관심영역(R2)으로 분리된다.
또한, 비 관심영역(R2)은 복수의 세부영역으로 분할될 수 있는데, 도 8에서는 3개의 세부영역(R21, R22, R23)으로 나뉜 것을 가정한다. 도 8을 참조하면, 비 관심영역(R2)은 다시 관심영역(R1)으로부터의 거리에 따라 3개의 세부영역(R21, R22, R23)으로 나뉜다. 여기서, 3개의 세부영역(R21, R22, R23)은 서로 겹치지 않고, 3개의 세부영역(R21, R22, R23)을 모두 합치면 하나의 완전한 비 관심영역(R2)이 될 수 있다. (R2=R21∪R22∪R23)
관심영역(R1) 및 비 관심영역(R2)의 3개의 세부영역(R21, R22, R23)에 대하여 양자화 시, 균일 양자화 모드 및 비균일 양자화 모드 중 하나로 양자화될 수 있다.
먼저, 비균일 양자화 모드로 양자화되는 경우, 관심영역(R1)이 비 관심영역(R2)보다 좋은 화질이 되게 하면서도, 비 관심영역과(R2)의 화질 차이를 최소화하여 전체적인 화질의 자연스러움을 향상시키기 위해, 각 영역의 양자화 파라미터 설정을 아래와 같이 해야한다.
관심영역 부호화를 위한 제 1 양자화 파라미터(QP(R1))는 비 관심영역 부호화를 위한 제 2 양자화 파라미터(QP(R21), QP(R22), QP(R23))보다 작게 설정되어야 한다. 이를 통해, 관심영역(R1)은 비 관심영역(R2)에 비해 더욱 미세한 양자화가 수행되어 복호화 화질이 좋아지게 된다. 따라서, 제 1 양자화 파라미터와 복수의 제 2 양자화 파라미터와는 아래와 같은 관계가 성립한다.
QP(R1) < QP(R21), QP(R1) < QP(R22), QP(R1) < QP(R23)
또한, 비 관심영역 부호화를 위한 제 2 양자화 파라미터(QP(R21), QP(R22), QP(R23))는, 관심영역(R1)에서 가까운 세부영역일수록 작은 값을 가지고 관심영 역(R1)에서 먼 세부영역일수록 큰 값을 가지도록 설정되어야 한다. 따라서, 복수의 제 2 양자화 파라미터는 아래와 같은 관계가 성립한다.
QP(R21) < QP(R22) < QP(R23)
따라서, 비 관심영역(R2)의 3개의 세부영역(R21, R22, R23) 중, 관심영역에 가장 가까운 세부영역(R21)이 관심영역(R1)보다는 거칠지만 다른 세부영역들(R22, R23)에 비해서는 가장 세밀하게 양자화되고, 관심영역(R1)에서 가장 먼 세부영역(R23)이 어느 세부영역들(R21, R22)보다도 가장 거칠게 양자화된다.
이를 통해, 관심영역(R1)의 화질이 비 관심영역(R2)의 화질보다 좋아지면서도 관심영역(R1)과 비 관심영역(R2)과의 화질 차이를 최소화하여 전체적인 화질의 자연스러움을 향상시킬 수 있다.
관심영역(R1) 및 비 관심영역(R2)의 3개의 세부영역(R21, R22, R23)에 대하여 비균일 양자화를 위한 양자화 파라미터들의 설정 관계를 정리하면 다음과 같다.
QP(R1) < QP(R21) < QP(R22) < QP(R23)
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치(100) 및 영상 디코딩 장치(300)가 적용되는 영상 서비스가 영상 녹화 서비스이거나 영상 전송 서비스라 하더라도 대역폭이 충분히 여유가 있는 경우에는 전체(또는 일부) 화질을 균일하도록 부호화할 수 있다. 이때는 관심영역 부호화를 위한 제 1 양자화 파라미 터(QP(R1))와 비 관심영역 부호화를 위한 제 2 양자화 파라미터(QP(R21), QP(R22), QP(R23))를 모두(또는 일부)를 같게 설정하여 균일 양자화 모드로 양자화하여 부호화할 수도 있다.
전술한 균일 양자화 모드 및 비균일 양자화 모드(선회 양자화 모드)를 모두 반영하여, 관심영역 부호화를 위한 제 1 양자화 파라미터(QP(R1))와 비 관심영역 부호화를 위한 복수의 제 2 양자화 파라미터(QP(R21), QP(R22), QP(R23)) 간의 관계식을 만들어보면 아래와 같다.
QP(R1)≤QP(R21)≤QP(R22)≤QP(R23)
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 영상 코덱 기술에 적용되어, 영상 품질에 큰 영향을 끼치는 관심영역에 대한 영상 품질을 향상시키면서도, 이로 인해 발생할 수 있는 큰 화질 차이를 최소화하여 영상의 자연스러움을 향상시키는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 장치에 대한 블록구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 코덱 장치에 포함된 영상 인코딩부에 대한 블록구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 디코딩 장치에 대한 블록구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 인코딩 방법에 대한 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 디코딩 방법에 대한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 서비스 시스템에 대한 도면,
도 7은 관심영역, 비 관심영역 및 비 관심영역의 세부영역을 설명하기 위한 도면,
도 8은 관심영역 및 비 관심영역으로 분리되고 각각 양자화되어 부호화된 영상이 다시 복호화되어 디스플레이된 것을 예시적으로 보여주는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 영상 인코딩 장치 110: 영상 획득부
120: 영상 분리부 130: 영상 인코딩부
140: 영상 결합부 211: 관심영역 부호화부
212: 관심영역 부호화 출력부 213: 제 1 율제어부
214: 제 1 양자화부 221: 비 관심영역 부호화부
222: 비 관심영역 부호화 출력부 223: 제 2 율제어부
224: 제 2 양자화부 300: 영상 디코딩 장치

Claims (21)

  1. 영상 인코딩 장치에 있어서,
    영상데이터를 획득하는 영상 획득부;
    상기 획득된 영상데이터를 기설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 영상 분리부;
    서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 상기 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터 및 상기 복수의 세부영역에 대응되는 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하고, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 상기 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하는 영상 인코딩부; 및
    상기 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 영상 결합부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 인코딩부는,
    영상 서비스 타입 정보, 영상데이터 전송 상태 정보, 유무선 통신망 상태 정보, 영상 수신 장치 성능 정보 및 영상데이터 재생 상태 정보 중 하나 이상을 포함 하는 상기 서비스 품질 정보를 상기 영상 인코딩 장치에서 모니터링하여 획득하거나 통신 시스템 또는 영상 수신 장치로부터 수신하여 획득하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 영상 인코딩부는,
    상기 영역별 비트율에 근거하여, 상기 관심영역에서 멀어질수록 화질이 열화 되도록 상기 제 1 양자화 파라미터 및 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 다르게 결정하여 양자화하고 부호화하거나, 전체 화면의 화질이 균일하게 양자화되도록 상기 제 1 양자화 파라미터 및 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 결정하여 양자화하고 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 인코딩부는,
    상기 서비스 품질 정보에 영상 녹화 서비스에 대한 식별 정보가 포함된 경우, 상기 제 1 양자화 파라미터와 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 인코딩부는,
    상기 서비스 품질 정보에 가용 대역폭의 정보가 포함된 경우,
    상기 가용 대역폭이 상기 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 미만이면 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 상기 제 1 양자화 파라미터보다 큰 값으로 설정하고,
    상기 가용 대역폭이 상기 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 이상이면 상기 제 1 양자화 파라미터와 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 영상 인코딩부는,
    상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 상기 제 1 양자화 파라미터보다 큰 값으로 설정하는 경우, 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터 각각의 값을 서로 달리 설정하되,
    상기 비 관심영역에서 분할된 복수의 세부영역 중 상기 관심영역과의 경계로부터 가까운 거리에 있는 세부영역일수록 더 작은 제 2 양자화 파라미터를 대응시켜 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 인코딩부는,
    상기 서비스 품질 정보에 근거하여 상기 관심영역에 대한 제 1 비트율 및 상 기 비 관심영역에 대한 제 2 비트율을 포함하는 상기 영역별 비트율을 설정하되, 목표로 하는 전체 비트율에 근거하여 상기 제 1 비트율 및 상기 제 2 비트율을 조절하여 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 인코딩부는,
    상기 관심영역이 복수의 세부영역으로 분할된 경우, 상기 관심영역의 중심으로부터의 거리에 따라 상기 관심영역에 대한 분할된 복수의 세부영역에 대하여 설정된 복수의 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 관심영역은 사용자 입력, 디폴트 값 및 물체 검출 알고리즘 중 하나에 의해 설정되고, 한 화면에서 상기 설정된 관심영역을 제외한 나머지 영역은 상기 비 관심영역으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 비 관심영역은 상기 복수의 세부영역으로 분할되어 설정되되,
    상기 분할된 복수의 세부영역 각각은 상기 관심영역 또는 다른 세부영역을 둘러싸도록 설정되고, 상기 분할된 복수의 세부영역 중 가장 안쪽에 있는 세부영역 은 상기 관심영역을 둘러싸도록 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 결합부는,
    상기 부호화된 비 관심영역의 영상데이터에 비해 상기 부호화된 관심영역의 영상데이터가 오류에 더 강하게 견딜 수 있도록 부호화하는 비균등 오류 강건성 부호화의 적용을 통해, 상기 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 비균등 오류 강건성 부호화는 길쌈 부호화(Convolutional Coding) 및 리드-솔로몬 부호화(Reed-Solomon Coding) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 장치.
  13. 영상 디코딩 장치에 있어서,
    영상데이터를 수신하는 영상 수신부;
    상기 수신된 영상데이터를 기 설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 영상 분리부;
    서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율을 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 상기 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복호화하는 영상 디코딩부;
    상기 각각 복호화된 관심영역 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 영상 결합부; 및
    상기 결합된 영상데이터를 디스플레이하는 영상 디스플레이부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 장치.
  14. 영상 인코딩 방법에 있어서,
    (a) 관심영역 및 비 관심영역을 설정하는 단계;
    (b) 영상데이터를 획득하는 단계;
    (c) 상기 획득된 영상데이터를 상기 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역의 영상데이터로 분할하는 단계;
    (d) 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 상기 관심영역에 대한 제 1 양자화 파라미터 및 상기 복수의 세부영역에 대응되는 복수의 제 2 양자화 파라미터를 설정하는 단계;
    (e) 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 상기 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하는 단계; 및
    (f) 상기 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 단계 (d) 이전에,
    영상 서비스 타입 정보, 영상데이터 전송 상태 정보, 유무선 통신망 상태 정보, 영상 수신 장치 성능 정보 및 영상데이터 재생 상태 정보 중 하나 이상을 포함하는 상기 서비스 품질 정보를 상기 영상 인코딩 장치에서 모니터링하여 획득하거나 통신 시스템 또는 영상 수신 장치로부터 수신하여 획득하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 단계 (d)는,
    상기 서비스 품질 정보에 영상 녹화 서비스에 대한 식별 정보가 포함된 경우, 상기 제 1 양자화 파라미터와 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 단계 (d)는,
    상기 서비스 품질 정보에 가용 대역폭의 정보가 포함된 경우,
    상기 가용 대역폭이 상기 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 미만이면 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 상기 제 1 양자화 파라미터보다 큰 값으로 설정하고,
    상기 가용 대역폭이 상기 영상데이터의 단위 시간당 전송 비트량 이상이면 상기 제 1 양자화 파라미터와 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 단계 (d)는,
    상기 복수의 제 2 양자화 파라미터를 상기 제 1 양자화 파라미터보다 큰 값으로 설정하는 경우, 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터 각각의 값을 서로 달리 설정하되,
    상기 비 관심영역에서 분할된 복수의 세부영역 중 상기 관심영역과의 경계로부터 가까운 거리에 있는 세부영역일수록 더 작은 제 2 양자화 파라미터를 대응시켜 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 단계 (d)는,
    상기 서비스 품질 정보에 근거하여 상기 관심영역에 대한 제 1 비트율 및 상 기 비 관심영역에 대한 제 2 비트율을 포함하는 상기 영역별 비트율을 설정하되, 목표로 하는 전체 비트율에 근거하여 상기 제 1 비트율 및 상기 제 2 비트율을 조절하여 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  20. 영상 디코딩 방법에 있어서,
    (a) 영상데이터를 수신하는 단계;
    (b) 상기 수신된 영상데이터를 기 설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하는 단계;
    (c) 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율을 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 상기 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 복호화하는 단계;
    (d) 상기 각각 복호화된 관심영역 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하는 단계; 및
    (e) 상기 결합된 영상데이터를 디스플레이하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  21. 영상 서비스 시스템에 있어서,
    획득된 영상데이터를 기설정된 관심영역과 비 관심영역으로 분리하고 상기 분리된 비 관심영역을 상기 관심영역과의 경계로부터의 거리에 따라 복수의 세부영역으로 분할하며, 서비스 품질 정보에 근거하여 설정된 영역별 비트율 정보를 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하고 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 분할된 복수의 세부영역에 대응되도록 설정된 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 부호화하며, 상기 각각 부호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하여 결합 영상데이터를 생성하고, 상기 결합 영상데이터를 송신하는 제 1 단말기;
    상기 제 1 단말기로부터 수신된 상기 결합 영상데이터를 상기 관심영역 및 상기 비 관심영역으로 분리하고, 상기 분리된 비 관심영역은 상기 복수의 세부영역으로 분할하며, 상기 영역별 비트율을 토대로, 상기 분리된 관심영역의 영상데이터를 상기 제 1 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하고, 상기 분리된 비 관심영역의 영상데이터를 상기 복수의 제 2 양자화 파라미터에 근거하여 복호화하며, 상기 각각 복호화된 관심영역의 영상데이터 및 비 관심영역의 영상데이터를 결합하여 디스플레이하는 제 2 단말기; 및
    상기 제 1 단말기 및 상기 제 2 단말기 간의 상기 결합 영상데이터를 전송하는 유무선 통신망
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 서비스 시스템.
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