KR20160058023A - 비디오를 인코딩하기 위한 방법 및 인코더 시스템 - Google Patents

비디오를 인코딩하기 위한 방법 및 인코더 시스템 Download PDF

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Abstract

비디오를 인코딩하기 위한 방법이 개시된다. 이러한 방법은, 인코딩될 비디오의 현재의 디지털 이미지 프레임 내의 픽셀들을 나타내는 정보를 수신하는 단계(S02)와; 수신된 정보에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 그룹 값을 계산하는 단계(S03)와; 프레임들의 제 1 시퀀스 내의 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 1 축적치를 형성하는 단계(S04)와; 프레임들의 제 2 시퀀스 내의 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 2 축적치를 형성하는 단계(S05)와(여기서, 제 2 시퀀스는 제 1 시퀀스보다 더 긴 기간 동안 촬영된 프레임들을 포함함); 제 1 축적치의 축적된 그룹 값들을 제 2 축적치의 축적된 그룹 값들과 비교하는 단계(S06)와; 이러한 비교에 근거하여 전체 변화 값을 계산하는 단계(S07)와; 전체 변화 값에 근거하여 GOP 길이를 설정하는 단계(S08)와; 그리고 GOP 길이에 근거하여 인트라-프레임 혹은 인터-프레임으로서 현재의 이미지 프레임을 인코딩하는 단계(S09)를 포함한다. 비디오를 인코딩하기 위한 인코더 시스템이 또한 개시된다.

Description

비디오를 인코딩하기 위한 방법 및 인코더 시스템{METHOD AND ENCODER SYSTEM FOR ENCODING VIDEO}
본 발명은 디지털 이미지 압축(digital image compression)에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 비디오(video)를 인코딩(encoding)하기 위한 방법, 그리고 비디오를 인코딩하기 위한 인코더 시스템(encoder system)에 관한 것이다.
네트워크 카메라 모니터링 시스템들과 같은 디지털 비디오 시스템들에서, 비디오 시퀀스(video sequence)들은 다양한 비디오 인코딩 방법들을 사용하여 전송 전에 압축된다. 다수의 디지털 비디오 인코딩 시스템들에서, 비디오 프레임들의 시퀀스의 비디오 프레임들을 압축하기 위해 두 가지 주요 모드들(인트라 모드(intra mode) 및 인터 모드(inter mode))이 사용된다. 인트라 모드에서, 휘도(luminance) 및 색도(chrominance) 채널들은 예측(prediction), 변환(transform), 및 엔트로피(entropy) 코딩을 통해 단일 프레임의 소정의 채널 내의 픽셀들의 공간적 리던던시(spatial redundancy)를 이용함으로써 인코딩된다. 이러한 인코딩된 프레임들은 인트라-프레임(intra-frame)들로 불리며, I-프레임들로서 또한 지칭될 수 있다. 인터 모드는 대신, 개별 프레임들 간의 시간적 리던던시(temporal redundancy)를 이용하고, 그리고 픽셀들의 선택된 블록들에 대해 픽셀들에서의 움직임을 하나의 프레임으로부터 또 하나의 다른 프레임으로 인코딩함으로써 하나 이상의 이전의 프레임들로부터 프레임의 일부분들을 예측하는 움직임-보상 예측 기법(motion-compensation prediction technique)에 의존하고 있다. 이러한 인코딩된 프레임들은 인터-프레임(inter-frame)들로 불리며, P-프레임들(순방향-예측 프레임들(forward-predicted frames))(이것은 디코딩 순서에 있어서 이전의 프레임들을 참조할 수 있음), 혹은 B-프레임들(쌍-방향 예측 프레임들(bi-directionally predicted frames))(이것은 둘 이상의 이전에 디코딩된 프레임들을 참조할 수 있으며, 예측을 위해 사용된 프레임들의 어떤 임의의 디스플레이-순서 관계를 가질 수 있음)로서 지칭될 수 있다. 더욱이, 인코딩된 프레임들은 영상들의 그룹(Group Of Pictures)들, 혹은 GOP들로 정렬되며, 여기서 영상들의 각각의 그룹은 I-프레임으로 시작하고 후속하는 프레임들은 P-프레임들 혹은 B-프레임들이다. 영상들의 그룹 내의 프레임들의 수는 일반적으로 GOP 길이로서 지칭된다. GOP 길이는 1부터 예를 들어, 255까지 변할 수 있는바, 여기서 GOP 길이가 1인 것은 영상들의 그룹 내에 단지 인트라-프레임만이 존재하고 인터-프레임들은 존재하지 않음을 의미하고, GOP 길이가 255인 것은 영상들의 그룹 내에 1개의 인트라-프레임과 후속하는 254개의 인터-프레임들이 있음을 의미한다. 인트라-프레임들은 이미지를 표현하기 위해 일반적으로 인터-프레임들보다 더 많은 비트들을 요구하기 때문에, 더 긴 GOP 길이를 갖는 동영상 비디오는 더 짧은 GOP 길이를 갖는 동영상 비디오보다 일반적으로 더 낮은 비트 레이트(bit rate)를 발생시킬 것이다.
인코딩된 프레임들은, 인코딩된 비디오 시퀀스를 수신하는 사이트(site)에서, 디코딩된다. 네트워크 카메라 모니터링 시스템들에서의 관심사는 인코딩된 비디오의 전송을 위한 이용가능한 대역폭이다. 이것은 다수의 카메라들을 이용하는 시스템들에 있어 특히 그러하다. 더욱이, 이러한 관심사는 이용가능한 대역폭이 낮은 상황(예를 들어, 비디오 시퀀스가 모바일 디바이스(mobile device)(예컨대, 모바일 폰(mobile phone), PDA, 혹은 태블릿 컴퓨터(tablet computer))로 전송돼야하는 경우)에서 특히 중요하다. 예를 들어, 카메라 내의 온-보드 SD 카드(on-board SD card) 상에 이미지들을 저장할 때, 이러한 이미지들을 저장함에 있어 유사한 문제가 일어난다. 고품질의 비디오 이미지들을 얻고자 하는 것에 대비된 이용가능한 대역폭 혹은 저장량이 발란스(balance)를 이루도록 하는 타협이 행해져야만 한다. 카메라들로부터의 전송들의 비트 레이트를 감소시킬 목적으로 인코딩을 제어하기 위해 다수의 방법들 및 시스템들이 사용되어 왔다. 이러한 알려진 방법들 및 시스템들은 일반적으로 비트 레이트 한계치를 적용하고 있으며, 카메라로부터의 출력 비트 레이트가 언제나 이러한 비트 레이트 한계치보다 작도록 인코딩을 제어한다. 이런 방식으로, 이용가능한 대역폭이 충분하도록 보장될 수 있으며, 이에 따라 시스템 내의 모든 카메라들은 이들의 비디오 시퀀스들을 수신 사이트(예를 들어, 제어 센터)에 전송할 수 있으며, 이러한 수신 사이트에서 운용자는 해당 시스템의 카메라들로부터의 비디오를 모니터링할 수 있고, 수신 사이트에서 이러한 비디오는 차후의 사용을 위해 기록(record)될 수 있다. 그러나 모든 카메라들에 비트 레이트 한계치를 적용하는 것은 때때로 이미지 품질을 바람직하지않게 저하시킬 수 있는데, 왜냐하면 비트 레이트 한계치는, 모니터링되는 장면에서 무엇이 일어나고 있는지에 상관없이, 많은 세부사항들을 포함하고 있는 이미지들의 극심한 압축을 요구할 수 있기 때문이다. 일반적으로, 움직임을 갖는 장면의 이미지들은 정적인 장면의 이미지들보다 운용자가 더 많은 관심을 갖는 대상이다. 또한, 비트 레이트 한계치를 적용하는 경우, 움직임을 갖는 이미지들은 이러한 한계치를 초과하지 않기 위해서 고밀도로 압축될 필요가 있을 수 있으며 이에 따라 이미지 품질은 저하되게 된다. 앞서 언급된 바와 같이, 출력 비트 레이트를 감소시키는 다른 방법은 더 긴 GOP 길이를 사용하는 것이다. 그러나, 이것은 인트라-프레임들의 빈도가 감소됨을 의미하는 것이기 때문에, 인터-프레임들을 인코딩할 때 사용되는 예측들에 의해 야기되는 에러들은 더 멀리 퍼질 것이고, 이것은 디스플레이되는 이미지 내에 성가신 인코딩 아티팩트들(annoying encoding artifacts)을 발생시킨다.
본 발명의 목적은, 촬영된 장면 내에서 움직임의 고품질 비디오 이미지들을 가능하게 하면서도 출력 비트 레이트를 감소시킬 수 있는 비디오 인코딩 방법을 제공하는 것이다.
제 1 실시형태에 따르면, 이러한 목적은 다음과 같은 단계들을 포함하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법에 의해 전체적으로 혹은 적어도 부분적으로 달성되는바, 즉, 이러한 비디오를 인코딩하기 위한 방법은: 인코딩될 비디오의 현재의 디지털 이미지 프레임(current digital image frame) 내의 픽셀들을 나타내는 정보를 수신하는 단계와; 상기 현재의 디지털 이미지 프레임 내의 이웃하는 픽셀들(neighboring pixels)의 그룹들에 대해 상기 수신된 정보에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 그룹 값(group value)을 계산하는 단계와; 상기 현재의 프레임 및 제1의 개수의 선행하는 이미지 프레임(preceding image frame)들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 1 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적(accumulating)하여 축적된 그룹 값들의 제 1 축적치(accumulation)를 형성하는 단계와; 상기 현재의 디지털 이미지 프레임 및 제2의 개수의 선행하는 디지털 이미지 프레임(preceding digital image frame)들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 2 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 2 축적치를 형성하는 단계와(여기서, 상기 제 2 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들은 상기 제 1 시퀀스의 이미지 프레임들보다 더 긴 기간(period of time) 동안 촬영된 디지털 이미지 프레임들을 포함함); 상기 제 1 축적치의 축적된 그룹 값들을 상기 제 2 축적치 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 축적된 그룹 값들과 비교하는 단계와; 그룹 값들의 제 1 축적치와 그룹 값들의 제 2 축적치의 비교에 근거하여 전체 변화 값(global change value)을 계산하는 단계와; 상기 전체 변화 값에 근거하여 영상들의 그룹으로 인코딩될 프레임들의 수로서 GOP 길이를 설정하는 단계와; 그리고 상기 GOP 길이에 근거하여 인트라-프레임 혹은 인터-프레임으로서 상기 현재의 이미지 프레임을 인코딩하는 단계를 포함한다. 이러한 방식으로, 정적인 장면의 이미지들을 인코딩할 때 더 적은 빈도의 인트라-프레임들을 사용함으로써 비트 레이트를 감소시키는 것이 가능할 수 있으며, 반면 움직임을 갖는 장면의 이미지들은 더 많은 빈도의 인트라-프레임들을 갖도록 인코딩될 수 있고, 그럼으로써 인코딩 아티팩트들을 감소시킬 수 있다.
전체 변화 값을 계산하는 단계는 상기 제 1 축적치 및 상기 제 2 축적치의 대응하는 축적된 그룹 값들 간의 차이에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 변화 값(change value)을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 전체 변화 값을 계산하는 실현가능하고 신뢰가능한 방법을 제공할 수 있다.
변형예에서, 본 방법은 또한, 상기 전체 변화 값을 하이 임계 값(high threshold value)과 비교하는 단계와, 그리고 만약 상기 전체 변화 값이 상기 하이 임계 값보다 크다면, 상기 GOP 길이를 현재의 GOP 길이로부터 감소시키는 단계를 포함한다. 이러한 방식으로, 촬영된 장면 내에 움직임이 존재할 때 더 짧은 GOP 길이가 사용되도록 GOP 길이는 조정될 수 있다.
하이 임계 값은 상기 현재의 이미지 프레임에 촬영된 장면에서 관심있는 물체(object of interest)의 움직임을 나타내는 전체 변화 값에 대응할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전체 변화 값을 로우 임계 값(low threshold value)과 비교하는 단계와, 그리고 만약 상기 전체 변화 값이 상기 로우 임계 값보다 작다면, 상기 GOP 길이를 현재의 GOP 길이로부터 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 촬영된 장면이 정적일 때 더 긴 GOP 길이가 사용되도록 GOP 길이는 조정될 수 있고, 그럼으로써, 출력 비트 레이트를 감소시킬 수 있다.
로우 임계 값은 상기 현재의 이미지 프레임에 촬영된 장면에서 움직임이 실질적으로 없음을 나타내는 전체 변화 값에 대응할 수 있다.
변형예에서, 본 방법은 또한, 상기 GOP 길이를 미리결정된 GOP 범위에 한정(limiting)시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 미리결정된 GOP 범위는 최대 허용가능 GOP 길이 및 최소 허용가능 GOP 길이에 의해 정의된다. 그럼으로써, GOP 길이가 너무 길어지지 않도록 보장될 수 있으며(GOP 길이가 너무 길면 성가신 인코딩 아티팩트들이 후속하여 일어날 위험이 있음) 아울러 GOP 길이가 너무 짧아지지 않도록 보장될 수 있다(GOP 길이가 너무 짧으면 전송 비트 레이트가 허용할 수 없을 정도로 높아지게 됨).
본 방법은 또한, 상기 전체 변화 값(CG)을 전체 변화 한계치(global change limit)와 비교하는 단계와(여기서, 전체 변화 한계치는 상기 하이 임계치보다 더 큰 값을 갖는 임계치임), 그리고 만약 상기 전체 변화 값이 상기 전체 변화 한계치보다 크다면, GOP 길이와는 상관없이 인트라-프레임으로서 상기 현재의 이미지 프레임을 인코딩하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 현재의 이미지 프레임은 인트라-프레임으로서 인코딩되도록 보장될 수 있고, 반면 만약 그렇지 않다면 인터-프레임으로서 인코딩돼야 하는 것으로 되어 있는데, 하지만 다수의 매크로 블록(macro block)들은 인트라 모드에서 인코딩되게 된다.
전체 변화 한계치는 상기 현재의 이미지 프레임에 촬영된 장면에서 실질적 장면 변화를 나타내는 전체 변화 값에 대응할 수 있다. 실질적 변화는 예를 들어, 실내에서 전등을 켜거나 끔으로써, 혹은 구름이 빨리 움직임으로써, 혹은 물체가 이미지의 많은 부분을 점유하면서 그 촬영된 장면을 가로질러 움직임으로써 일어날 수 있다.
그룹 값들의 제 1 축적치를 형성하는 단계 및 그룹 값들의 제 2 축적치를 형성하는 단계는, 상기 제 1 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들 및 상기 제 2 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들 내의 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 각각 더하는 것을 포함할 수 있다.
이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹은 인코딩하는 단계에서 사용된 매크로 블록들 내의 픽셀들의 수와 동일한 수의 픽셀들로 구성될 수 있다. 이것은 전체 변화 값(global change value) 및/또는 국소 변화 값(local change value)에 근거하는 압축 값들의 설정이 특히 간편해지게 할 수 있다.
제 2 실시형태에 따르면, 앞서언급된 목적은 다음과 같은 비디오를 인코딩하기 위한 인코더 시스템에 의해 전체적으로 혹은 적어도 부분적으로 달성되는바, 즉, 이러한 비디오를 인코딩하기 위한 인코더 시스템은: 인코딩될 비디오의 현재의 디지털 이미지 프레임 내의 픽셀들을 나타내는 정보를 수신하도록 구성되는 수신 모듈(receiving module)과; 상기 현재의 디지털 이미지 프레임 내의 이웃하는 픽셀들의 그룹들에 대해 상기 수신된 정보에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 그룹 값을 계산하도록 구성되는 그룹 값 모듈(group value module)과; 축적 모듈(accumulation module)과(여기서, 축적 모듈은, 상기 현재의 이미지 프레임 및 제1의 개수의 선행하는 이미지 프레임들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 1 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 1 축적치를 형성하도록 구성되고, 아울러 상기 현재의 이미지 프레임 및 제2의 개수의 선행하는 이미지 프레임들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 2 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 2 축적치를 형성하도록 구성되고, 그리고 상기 제 2 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들은 상기 제 1 시퀀스의 이미지 프레임들보다 더 긴 기간 동안 촬영된 디지털 이미지 프레임들을 포함함); 상기 제 1 축적치의 축적된 그룹 값들을 상기 제 2 축적치의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 축적된 그룹 값들과 비교하도록 구성되는 비교 모듈(comparing module)과; 그룹 값들의 제 1 축적치와 그룹 값들의 제 2 축적치의 비교에 근거하여 전체 변화 값을 계산하도록 구성되는 전체 변화 값 모듈(global change value module)과; 상기 전체 변화 값에 근거하여 영상들의 그룹으로 인코딩될 프레임들의 수로서 GOP 길이를 설정하도록 구성되는 GOP 길이 모듈(GOP length module)과; 그리고 상기 GOP 길이에 근거하여 인트라-프레임 혹은 인터-프레임으로서 상기 현재의 이미지 프레임을 인코딩하도록 구성되는 인코딩 모듈(encoding module)을 포함한다. 이러한 인코더 시스템은 움직임이 있는 장면의 고품질 비디오 이미지들을 가능하게 하면서도 비트 레이트를 감소시킬 수 있다.
이러한 제 2 실시형태의 인코더 시스템은 일반적으로 앞서의 제 1 실시형태의 방법과 동일한 방식으로 그 수반되는 장점들도 함께 갖도록 구현될 수 있다.
제 3 실시형태에 따르면, 앞서언급된 목적은 앞서의 제 2 실시형태에 따른 인코더 시스템을 포함하는 카메라에 의해 전체적으로 혹은 적어도 부분적으로 달성된다.
제 4 실시형태에 따르면, 앞서언급된 목적은 컴퓨터 판독-가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 전체적으로 혹은 적어도 부분적으로 달성되며, 이러한 컴퓨터 판독-가능 저장 매체는 프로세서에 의해 실행될 때 앞서의 제 1 실시형태에 따른 방법을 수행하도록 되어 있는 명령들을 갖는다. 이러한 프로세서는 프로세싱 능력을 갖는 임의 타입의 디바이스일 수 있는데, 예를 들어, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 프로세싱 유닛(Graphics Processing Unit, GPU), 집적 회로로 구현되는 주문 제작형 프로세싱 디바이스(custom made processing device), ASIC, FPGA, 또는 개별 컴포넌트들을 포함하는 로직 회로(logical circuitry)일 수 있다.
본 발명의 추가 적용가능 범위는 아래에서 제시되는 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예들을 기재하고 있는 이러한 상세한 설명 및 특정 예들은 오로지 예시적으로 제공되는 것임을 이해해야 한다(왜냐하면, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함이 이러한 상세한 설명으로부터 본 발명의 기술분야에서 숙련된 자들에게는 명백하게 될 것이기 때문).
따라서, 본 발명이 본 명세서에서 설명되는 디바이스의 특정 컴포넌트 부분들 혹은 그 설명되는 방법들의 단계들로만 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다(왜냐하면 이러한 디바이스 및 방법은 여러 형태로 존재할 수 있기 때문). 본 명세서에서 사용되는 용어는 오로지 특정 실시예들을 설명할 목적만을 가지고 있는 것이며 본 발명을 한정할 의도를 갖고 있지 않음을 또한 이해해야 한다. 본 명세서 및 첨부되는 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수적 표현들은 문맥이 명확하게 달리 지시하고 있지 않다면 해당 요소들 중 하나 이상의 요소가 존재함을 의미하도록 의도된 것임을 유의해야만 한다. 따라서, 예컨대, "임의의 물체" 혹은 "상기 물체" 등과 같은 기재는 수 개의 물체들을 포함할 수 있음을 나타낸다. 더욱이, "포함한다"라는 용어는 다른 요소들 혹은 단계들을 배제하는 것이 아니다.
첨부되는 도식적 도면들을 참조하여 그리고 예시적으로 이제 본 발명이 더 세부적으로 설명될 것이다.
도 1은 모니터링되는 장면을 도시한 디지털 이미지를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서의 이미지의 주된 구조를 예시한 것이다.
도 3은 도 2에서의 이미지의 일부를 상세히 나타낸 도면이다.
도 4는 디지털 이미지의 비디오 시퀀스를 예시한다.
도 5는 도 2에 제시된 이미지의 픽셀들의 그룹을 예시한다.
도 6은 본 발명의 방법의 변형예를 보여주는 흐름도이다.
도 7은 픽셀들의 그룹들과 관련되어 정렬된 픽셀들의 그룹들의 그룹 값들을 예시한다.
도 8은 상이한 시간 척도들에서 그룹 값들의 축적치들을 예시한다.
도 9는 픽셀들의 그룹들과 관련되어 정렬된 픽셀들의 그룹들의 국소 변화 값들을 예시한다.
도 10은 본 발명의 방법의 또 하나의 다른 변형예를 보여주는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 인코더 시스템을 나타낸 것이다.
도 12는 통합된 인코더 시스템을 갖는 카메라를 보여준다.
도 13은 픽셀들의 그룹들과 관련되어 정렬된 픽셀들의 그룹들의 압축 값들을 예시한다.
도 1에서, 디지털 이미지(1)가 제시되며, 이것은 모니터링되는 장면을 나타낸다. 이미지(1)는 예컨대 도 2에서의 예시에서 표시된 바와 같이, 다수의 픽셀들(2)로 이루어져 있다. 예를 들어, 이미지(1)는 폭이 1280개의 픽셀들이고 높이가 960개의 픽셀들일 수 있다. 이러한 이미지(1)는 YCbCr 컬러 공간에서 표현되는바, 이것이 각각의 픽셀(2)이 휘도 값(luminance value) Y, 색도 청색 값(chromaticity blue value) Cb, 그리고 색도 적색 값 Cr을 가짐을 의미한다. 도 3에서, 이미지(1)의 작은 일부분(이것은 도 2에서 박스(box)(3)에 의해 도식적으로 표시된 부분임)이 예시된다. 이미지(1)의 이러한 작은 일부분은 폭이 4개의 픽셀들이고 높이가 4개의 픽셀들이다. 도 3에서의 각각의 픽셀(2)에 대해, 상부 좌측 코너에 있는 숫자는 Cb 값을 나타내고, 상부 우측 코너에 있는 숫자는 Cr 값을 나타내고, 그리고 하부에 있는 숫자는 해당 픽셀에 대한 Y 값을 나타낸다.
이미지(1)가 예를 들어, 저장되려는 경우 혹은 제어 센터(여기서 운영자(operator) 혹은 관계요원(guard)은 모니터링되는 장면들의 디스플레이되는 이미지들을 볼 수 있음)에 전송되려는 경우, 이미지(1)는 인코딩돼야만 한다. 본 예에서는, H.264 압축 포맷에 따라 작동하는 코덱(codec)이 사용된다. 이미지(1)를 인코딩하는 경우, 인코딩되는 이미지를 저장 혹은 전송하기 위해 요구되는 데이터의 양을 제어하기 위해서(즉, 출력 비트 레이트를 제어하기 위해서) GOP 길이 및 압축 값과 같은 파라미터(parameter)들이 제어될 수 있다. H.264 압축 포맷에서, 압축 값은 양자화 파라미터(Quantisation Parameter)(QP)일 것이다. 인코딩될 이미지는 독립된 블록들(이것은 매크로 블록(macro block)들 혹은 픽셀 블록(pixel block)들로 지칭됨)로 분할(partition)되며, 이들은 개별적으로 인코딩된다. 이미지 내의 모든 매크로 블록들은 일반적으로 동일한 크기를 가지며, 예를 들어, 8 x 8 픽셀들, 16 x 16 픽셀들, 또는 32 x 32 픽셀들일 수 있다. 하나의 동일 이미지 내에 있는 상이한 매크로 블록들에는 상이한 압축 값들이 할당될 수 있다. 출력 비트 레이트를 제어하기 위해서, 이미지들이 인코딩되는 프레임 레이트(frame rate)가 또한 제어될 수 있다. 전송을 위해 이용가능한 대역폭은 일반적으로, 허용가능한 비트 레이트를 한정한다. 복수의 카메라들을 사용하는 시스템들에서, 그리고 작은 대역폭을 갖는 시스템들에서, 예컨대, 사용자의 모바일 폰에 이미지들을 전송할 때, 각각의 개별 카메라로부터의 허용가능한 비트 레이트 출력은 상당히 제한될 수 있다. 앞서 배경기술 부분에서 이미 언급된 바와 같이, 비트 레이트 한계치의 적용은 극심한 압축 및/또는 긴 GOP 길이를 요구할 수 있고, 이것은 결과적으로 이미지 품질이 저하되게 하며 가능하게는 다량의 성가신 인코딩 아티팩트들도 함께 일어나게 한다.
도 4는 6개의 연속적인 이미지 프레임들(1a 내지 1f)의 비디오 시퀀스를 예시한다. 알 수 있는 바와 같이, 제 1 이미지(1a)는 하나의 집, 두 그루의 나무, 그리고 집으로 인도하는 경로가 있는 장면을 나타낸다. 제 2 이미지(1b)는 변화가 없는 동일한 장면을 보여준다. 제 3 이미지(1c)는 동일한 정적인 장면을 보여준다. 이러한 3개의 이미지들(1a 내지 1c)은 모니터링되는 장면의 디스플레이되는 이미지들을 보고 있는 운용자에게 특별한 관심의 대상이 되지 않을 확률이 가장 높을 것이다. 제 4 이미지(1d)는 동일한 장면을 보여주지만, 현재 이미지(1d)의 하부 가장자리에서 한 사람이 장면에 진입했다. 제 5 이미지(1e)에서는, 이 사람이 경로를 따라 집을 향해 움직였다는 것을 알 수 있다. 제 6 이미지(1f)는 이 사람이 집 바로 앞에 있는 것을 보여준다. 이러한 3개의 후반부 이미지들(1d 내지 1f)은 아마도 운영자에게 더 큰 관심의 대상이 될 것인데, 왜냐하면 이들 이미지들은 모니터링되는 장면에서 무엇인가가 일어나고 있음을 보여주고 있기 때문이며, 보다 정확하게는 잠재적 침입자가 집을 향해 움직이고 있음을 보여주고 있기 때문이다.
다음에 제시되는 것은 본 발명의 방법의 변형예가 도 2 내지 도 9를 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 도 4에서의 제 1 이미지로 시작하면, 이러한 이미지는 픽셀들의 그룹들로 분할된다(도 6에서의 단계(S1)). 픽셀들의 이러한 그룹들은 인코딩시 사용되는 매크로 블록들에 대응할 수 있거나, 혹은 대응하지 않을 수 있다. 본 예에서, 이미지(1a)는 16 x 16 픽셀들(즉, 256개의 픽셀들)의 그룹들로 분할된다. 하나의 이러한 그룹(10)이 도 5에서 제시된다. 그룹(10) 내의 각각의 픽셀(2)에 대해, 픽셀(2)을 나타내는 정보가 수신된다(단계(S02)). 본 예에서, 픽셀을 나타내는 이러한 표현 정보는 휘도 Y이다. 아래와 같은 수학식에 따라, 그룹(10) 내의 모든 픽셀들(2)의 휘도 값들의 합이 계산되어 그룹 값(V)이 형성되게 된다(단계(S03)).
Figure pat00001
여기서 Yn은 n번째 픽셀의 휘도 값이고, N은 그룹(10) 내의 픽셀들의 총 수이다. 따라서, 본 예에서, N = 256이다. 휘도 값들의 합은 그룹 값(V)을 계산하기 위해 사용될 수 있는 다수의 가능한 통계적 수단들 중 단지 하나일 뿐이다. 그룹 값(V)을 계산하는 다른 방법들은, 그룹의 픽셀들의 휘도 값들의 평균(mean), 중앙값(median), 사분 범위(interquartile range), 표준 편차(standard deviation), 분산(variance), 비대칭도(skewness), 또는 첨도(kurtosis)를 계산하는 것이다.
동일한 방식으로, 이미지(1a) 내의 픽셀들의 각각의 그룹에 대해 그룹 값이 계산된다. 예시적 이미지(1a)에서는, 80 x 60 그룹들, 즉 4800개의 그룹들이 존재한다.
계산된 그룹 값들(V)은 이미지 내의 픽셀들의 그룹들의 위치들에 대응하는 행렬(matrix)로 정렬될 수 있는바, 도 7에서 제시되는 바와 같은 맵(map)을 형성한다. 여기서, VR, C는 맵 내에서 가로줄(Row) R, 세로줄(Column) C 상에 있는 픽셀들의 그룹의 그룹 값을 표시한다.
그룹 값들은 다수의 연속적인 이미지들에 걸쳐 축적된다. 짧은 시간에 걸쳐 촬영된 다수의 이미지들의 그룹 값들을 더함으로써, 단 기간 축적치(short term accumulation)(AS)로서 지칭될 수 있는, 제 1 축적치가 형성된다(단계(S04)). 이것은, 다음과 같은 수학식에 따라, 무한 임펄스 응답 필터(infinite impulse response filter)의 원리를 사용하여 행해질 수 있다.
Figure pat00002
여기서, m은 비디오 시퀀스에서의 현재의 이미지 프레임의 번호이고, ASm -1은 선행하는 이미지 프레임들에 대한 축적치이고, 그리고
Figure pat00003
는 가중 계수(weighting factor)이다. 가중 계수
Figure pat00004
는 축적치에 대해 원하는 시간의 길이에 따라 선택된다. 본 예에서, 단 기간 축적치는 0.25의 가중치
Figure pat00005
를 사용하여 현재의 이미지 프레임의 그룹 값들에서 가중치를 적용함으로써 형성되고, 따라서 본질적으로 현재의 이미지 프레임과 3개의 선행하는 이미지 프레임들의 그룹 값들을 축적하게 된다. 단 기간 축적된 그룹 값들은 이미지 내의 픽셀들의 그룹들의 위치들과 관련되어, 도 8a에서 제시된 바와 같이, 행렬 혹은 맵으로 저장될 수 있다. 여기서, ASR , C는 맵 내에서 가로줄 R, 세로줄 C에 있는 픽셀들의 그룹의 단 기간 축적된 그룹 값을 의미한다.
추가적으로, 보다 더 긴 기간에 걸쳐 촬영된 다수의 이미지 프레임들의 그룹 값들을 더함으로써, 장 기간 축적치(long term accumulation)(AL)로서 지칭될 수 있는, 제 2 축적치가 형성된다(단계(S05)). 단 기간 축적치에 대해 설명된 것과 유사하게, 다음과 같은 수학식이 사용될 수 있다.
Figure pat00006
앞에서 설명된 바와 동일한 방식으로, m은 비디오 시퀀스에서의 현재의 이미지 프레임의 번호이고, ALm -1은 선행하는 이미지 프레임들에 대한 축적치이고, 그리고
Figure pat00007
는 가중 계수이다. 본 예에서, 현재의 이미지 프레임들의 그룹 값들은 0.01의 가중 계수
Figure pat00008
를 사용하여 가중치가 적용된다. 따라서, 본질적으로 현재의 이미지 프레임과 99개의 선행하는 이미지 프레임들의 그룹 값들을 더함으로써 장 기간 축적치(AL)가 형성된다. 단 기간 축적치(AS)에 대해서와 동일한 방식으로, 장 기간 축적된 그룹 값들은 이미지 내의 픽셀들의 그룹들의 위치들과 관련되어, 도 8c에서 제시된 바와 같이, 행렬 혹은 맵으로 저장될 수 있다. 이러한 맵에서, ALR , C는 가로줄 R, 세로줄 C에 있는 픽셀들의 그룹의 장 기간 축적된 그룹 값을 의미한다.
장면 내에서 상당량의 변화가 존재하는 경우, 각각의 축적치들은 재설정 혹은 재시작될 필요가 있을 수 있다. 따라서, 축적치들은 외부 트리거(external trigger)에 근거하여(예컨대, PTZ 카메라가 움직일 때, 혹은 비디오의 새로운 스트림이 인코딩돼야할 때) 재설정될 수 있다. 더욱이, 축적치들은 아래에서 논의될 전체 변화 값(CG)에 근거하여 재설정될 수 있다.
다음으로, 단 기간 축적치(AS)의 축적된 그룹 값들(ASR , C)은 대응하는 장 기간 축적치(AL)의 장 기간 축적된 그룹 값들(ALR , C)과 비교된다(단계(S06)). 이러한 비교에 근거하여, 전체 변화 값(CG)이 계산되는바, 여기서 전체 변화 값(CG)은 현재의 이미지 프레임이 그 선행하는 이미지 프레임들과 달라지는 지를 표시한다. 전체 변화 값(CG)은 모니터링되는 장면 내에서의 움직임을 표시할 수 있거나, 혹은 조명의 변화 또는 움직이는 그림자 같은 다른 변화를 표시할 수 있다.
단 기간 축적치(AS)의 단 기간 축적된 그룹 값들과 그 대응하는 장 기간 축적치(AL)의 장 기간 축적된 그룹 값들 간의 차이를 계산함으로써 전체 변화 값(CG)이 계산될 수 있다. 픽셀들의 각각의 그룹에 대해, 그 계산된 축적된 그룹 값 차이는 임계 값(TN)과 비교되는데, 여기서 임계 값(TN)은 노이즈 레벨(noise level)에 기반을 둔 값일 수 있다. 이러한 차이는 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 국소 변화 값(CL)을 형성한다. 만약 픽셀들의 그룹의 장 기간 축적된 그룹 값들과 픽셀들의 그룹의 단 기간 축적된 그룹 값들 간의 차이가 노이즈 기반의 임계 값(TN)보다 더 크다면, 픽셀들의 그룹은 변경된 것으로 고려되고, 픽셀들의 해당하는 그 그룹의 국소 변화 값(CL)은 1로 설정된다. 반대로, 그 차이가 노이즈 레벨 기반의 임계 값(TN)보다 더 작다면, 픽셀들의 그룹은 변경되지 않은 것으로 고려되고, 국소 변화 값(CL)은 0으로 설정된다. 국소 변화 값들의 더 세밀한 스케일(scale)이 또한 사용될 수 있는바, 예를 들어, 0 내지 10의 범위가 사용될 수 있다. 국소 변화 값들은 도 9에서 제시되는 바와 같이 행렬 혹은 맵으로 정렬될 수 있는바, 여기서 CLR, C는 가로줄 R, 세로줄 C에 있는 픽셀들의 그룹의 국소 변화 값을 의미한다.
그 다음에, 이미지(1a) 내의 픽셀들의 모든 그룹들의 국소 변화 값들의 평균을 계산함으로써 전체 변화 값(CG)이 계산된다(단계(S08)). 따라서, 픽셀들의 16 x 16 그룹에 대해, 최소 국소 변화 값은 0이고, 이것은 픽셀들 중 어느 것도 노이즈 레벨 기반의 임계 값(TN)보다 더 많이 변하지 않았음을 의미한다. 최대 전체 변화 값은 256이고, 이것은 모든 픽셀들이 노이즈 레벨 기반의 임계 값(TN)보다 더 많이 변했음을 의미한다.
전체 변화 값(CG)은 하이 임계 값(TH)과 비교된다. 하이 임계 값(TH)은 만약 전체 변화 값(CG)이 이러한 하이 임계 값(TH)보다 크다면 이미지에서의 변화가 그 모니터링되는 장면에서 관심있는 물체의 움직임을 나타내도록 설정되는 값이다. 따라서, 모니터링의 목적에 따라, 그리고 이에 따른 관심있는 물체의 유형에 따라, 하이 임계 값(TH)은 상이한 값들로 설정될 수 있다.
만약 전체 변화 값(CG)이 하이 임계 값(TH)보다 크지 않다면, 전체 변화 값(CG)은 로우 임계 값(TL)과 비교된다. 로우 임계 값(TL)은 만약 전체 변화 값(CG)이 이러한 로우 임계 값(TL)보다 작다면 이미지에서의 변화가 그 모니터링되는 장면에서 실질적으로 움직임 없음을 나타내도록 설정되는 값이다. 장면 그리고 모니터링의 목적에 따라, 이러한 움직임 없음은, 장면이 완전히 정적인 것(예를 들어, 움직이는 물체가 없는 실내 장면 및 일정한 조명)을 의미할 수 있거나, 혹은 단지 관심없는 물체들(예를 들어, 흔들리는 나무 혹은 깃대(flag poles) 또는 작은 물체, 예컨대, 토끼)만이 움직이고 있는 것을 의미할 수 있다.
만약 전체 변화 값(CG)이 하이 임계 값(TH)보다 크다면, 전체 변화 값(CG)은 또한 전체 변화 한계치(LC)와 비교되는데, 여기서 전체 변화 한계치(LC)는 하이 임계 값(TH)보다 더 큰 값을 갖는 임계치이다. 전체 변화 한계치(LC)는 만약 전체 변화 값(CG)이 이러한 전체 변화 한계치(LC)보다 크다면 이미지에서의 변화가 그 촬영된 장면에서 실질적 장면 변화를 나타내도록 설정되는 값이다. 이러한 실질적 변화는, 조명의 변화(예컨대, 방(room)에서 조명이 켜지거나 꺼지는 경우), 혹은 임의의 물체가 카메라 앞에서 카메라의 시계(field of view)의 대부분 혹은 전체를 막으며 지나가는 것(예를 들어, 새가 카메라에 근접하여 날면서 지나가는 경우, 또는 트럭이 그 모니터링되는 장면을 가로질러 주행하는 경우)일 수 있다. 실질적 변화는 또한, 카메라의 움직임(예를 들어, PTZ 카메라의 패닝 움직임(panning movement))에 의해 일어날 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 전체 변화 값(CG)이 전체 변화 한계치보다 크다고 결정된 경우, 그룹 값들의 축적치들은 재설정될 수 있다.
전체 변화 값(CG)은 GOP 길이(즉, 영상들의 각각의 그룹으로 인코딩되는 이미지 프레임들의 수)를 설정하기 위해 사용된다(단계(S08)). 인코딩이 시작될 때, 초기 GOP 길이가 설정된다. 이것은 디폴트 값(default value)으로서 설정될 수 있거나, 혹은 사용자 입력에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 120개의 프레임들의 초기 GOP 길이가 설정될 수 있다. 이미지(예컨대, 도 3a에서의 제 1 이미지 프레임(1a))가 인코딩돼야 할 때, 전체 변화 값(CG)이 그 이미지 프레임(1a)에 대해 계산되고 하이 임계 값(TH)과 비교된다. 만약 전체 변화 값(CG)이 하이 임계치(TH)보다 크다면, GOP 길이는 감소되고, 이에 따라 그 인코딩되는 비디오 시퀀스에서 각각의 인트라-프레임을 뒤따르는 인터-프레임들의 수는 감소되게 된다. 그럼으로써, 인터-프레임들을 인코딩할 때 예측들로부터 일어나는 에러들은 마치 더 긴 GOP 길이가 사용된 것처럼 비디오 시퀀스를 따라 멀리 퍼지지 않게 되며, 따라서, 가능한 것으로 인코딩 아티팩트들은 감소하게 된다. 이에 따른 출력 비트 레이트에서의 증가는 일반적으로 허용가능할 것인데, 왜냐하면 이것은 움직임이 있을 때 장면의 고품질 이미지들의 이익에 대비되어 발란스가 맞추어지기 때문이다.
반면, 만약 전체 변화 값(CG)이 로우 임계 값(TL)보다 작다면, GOP 길이는 증가되는바, 즉 인코딩되는 비디오 시퀀스에서 각각의 인트라-프레임을 뒤따르는 인터-프레임들의 수는 증가하게 된다. 더 긴 GOP 길이는 결과적으로 더 많은 인코딩 아티팩트들을 발생시킬 수 있지만, 이러한 위험은 움직임의 레벨이 낮은 것에 의해 어느 정도 감소하게 되며, 추가적으로 더 많아지는 아티팩트들은 정적인 장면을 나타내는 이미지들에서 전반적으로 허용가능한데, 왜냐하면 어찌 됐든 이러한 장면은 운영자에게 약간의 관심의 대상이 되기 때문이다. 이러한 방식으로, 출력 비트 레이트는 감소된다.
이러한 예에서, 만약 전체 변화 값(CG)이 하이 임계 값(TH)보다 크다면, GOP 길이는 급격히 감소된다(예를 들어, GOP 길이를 영상들의 그룹 당 60개의 프레임들로 즉시 감소시킴). 로우 임계 값(TL)보다 작은 전체 변화 값(CG)을 갖는 각각의 이미지 프레임에 대해서 GOP 길이의 증가는 더 천천히 수행될 수 있다(예를 들어, GOP 길이가 10개의 프레임들만큼씩 증가됨).
만약 전체 변화 값(CG)이 로우 임계 값(TL)과 하이 임계 값(TH) 사이 어딘가에 있다면, GOP 길이는 변경되지 않은 상태로 남아 있게 된다.
만약 전체 변화 값(CG)이 전체 변화 한계치(LC)보다 크다면, 현재의 이미지 프레임(1a)은 이전에 사용된 GOP 길이와는 상관없이 인트라-프레임으로서 인코딩된다. 전체 변화 한계치는 장면이 현저하게 변한 것을 시사하기 때문에, 이미지 프레임(1a)을 인터-프레임으로서 인코딩하는 것은 다수의 매크로 블록들이 인트라-모드에서 인코딩될 필요가 있음을 시사하는 것이다. 이러한 방식으로 인트라-프레임이 그 인코딩되는 비디오 시퀀스에 삽입되는 경우, GOP 길이는 초기 혹은 디폴트 GOP 길이(예를 들어, 120개의 프레임들)로 되돌아 간다.
전체 변화 값(CG)에 근거하여 설정된 GOP 길이는, 현재의 이미지 프레임(1a)이 인트라-프레임으로서 인코딩돼야하는지 아니면 인터-프레임으로서 인코딩돼야하는지를 결정하기 위해 사용된다. 만약 영상들의 현재의 그룹이 끝나지 않았고, 새로운 GOP 길이가 결과적으로 영상들의 새로운 그룹을 시작하게 하지 못했다면, 현재의 이미지 프레임(1a)은 인터-프레임으로서 인코딩된다. 만약 이전의 이미지 프레임이 영상들의 그룹에서 마지막 것이었다면, 혹은 만약 새로운 GOP 길이가 영상들의 새로운 그룹이 시작된 것을 의미한다면, 현재의 이미지 프레임(1a)은 인트라-프레임으로서 인코딩된다. 만약 전체 변화 값(CG)이 전체 변화 한계치보다 크다면, 영상들의 현재의 그룹이 아직 끝나지 않았을 지라도, 현재의 이미지 프레임(1a)은 인트라-프레임으로서 인코딩된다(즉, 현재의 이미지 프레임(1a)은 강제적인 인트라-프레임으로서 인코딩됨). 따라서, 인트라 모드 혹은 인터 모드 중 어떤 인코딩 모드가 사용될 것인지가 결정되었다면, 현재의 이미지 프레임(1a)은 인코딩된다(단계(S09)).
허용가능 GOP 길이의 범위가 사용되는바, 이에 따라 GOP 길이는 최소 허용가능 GOP 길이보다 작게 설정될 수 없게 되며 혹은 최대 허용가능 GOP 길이보다 크게 설정될 수 없게 된다. 따라서, 만약 현재의 GOP 길이가 최소 허용가능 GOP 길이와 같고, 현재의 이미지 프레임에 대해 계산된 전체 변화 값이 결과적으로 GOP 길이를 감소시키게 된다면, GOP 길이는 변경되지 않은 상태로 유지된다. 유사하게, 만약 현재의 GOP 길이가 최대 허용가능 GOP 길이와 같고, 현재의 이미지 프레임에 대해 계산된 전체 변화 값이 결과적으로 GOP 길이를 증가시키게 된다면, GOP 길이는 자신의 현재 값에서 유지된다. 허용가능 GOP 길이의 범위는 비디오의 프레임 레이트 및 노이즈 레벨에 기반을 두고 있을 수 있으며, 예를 들어, 60개의 프레임들 내지 600개의 프레임들로 설정될 수 있다. 허용가능 GOP 길이는 디폴트 값으로서 사전에 설정될 수 있거나, 혹은 사용자 입력에 의해 설정될 수 있다. 더욱이, 이것은 이미지들이 인코딩되는 프레임 레이트에 근거하여 제어될 수 있고, 예를 들어, 영상들의 각각의 그룹의 길이가 1초 내지 10초가 되도록(따라서, 30fps에서 30개 내지 300개의 프레임들의 GOP 길이의 범위에 대응하고 그리고 60fps에서 60개 내지 600개의 프레임들의 GOP 길이의 범위에 대응하도록) 설정될 수 있다.
그 다음에, 이러한 인코딩 방법은 후속하는 이미지 프레임들(1b 내지 1f)(도 3)에 대해 동일한 방식으로 진행된다. 앞서 언급된 바와 같이, 제 2 프레임(1b) 및 제 3 프레임(1c)은 정적인 장면을 나타낸다. 따라서, 제 2 프레임(1b) 및 제 3 프레임(1c)에 대해 계산된 전체 변화 값(CG)은 GOP 길이가 이러한 프레임들 각각에 대해 증가돼야함을 시사할 것이다. 제 1 이미지 프레임(1a)이 영상들의 그룹 내에서 마지막이 아니라고 가정하면, 이에 따라 제 2 이미지 프레임 및 제 3 이미지 프레임은 인터-프레임들로서 인코딩될 확률이 가장 높을 것이다. 그러나, 제 4 이미지 프레임(1d)에서, 장면 내에 사람이 출현했고, 그리고 만약 하이 임계 값(TH)이 움직이는 사람들에 의해 일어나는 전체 변화 값을 나타내도록 설정되었다고 하면, 제 4 이미지 프레임(1d)에 대해 계산된 전체 변화 값(CG)은 GOP 길이가 감소돼야함을 시사할 것이다. 유사하게, 제 5 이미지 프레임(1e) 및 제 6 이미지 프레임(1f)의 전체 변화 값(CG)도 또한 GOP 길이가 감소돼야함을 시사할 것이다. 영상들의 현재의 그룹이 끝났는지 혹은 그렇지 않은지에 따라, 제 4 이미지 프레임(1d), 제 5 이미지 프레임(1e) 및 제 6 이미지 프레임(1f)은 인터-프레임들 혹은 인트라-프레임들로서 인코딩될 것이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 방법의 또 하나의 다른 변형예가 이제 설명될 것이다. 이러한 변형예의 단계들 중 대부분은 앞서 설명된 것들과 동일하고, 따라서 이런 것들은 여기서 상세히 설명되지 않을 것이다. 차이가 있는 단계들이 더 상세히 설명될 것이다. 도 6과 관련하여 앞에서 설명된 바와 동일한 방식으로, 현재의 이미지 프레임(예를 들어, 도 4a에서의 제 1 이미지 프레임(1a))은 픽셀들의 그룹들로 분할된다(단계(S101)). 현재의 이미지 프레임 내의 픽셀들을 나타내는 정보가 수신된다(단계(S102)). 여기서도 또한, 픽셀들을 나타내는 이러한 표현 정보는 휘도이다. 픽셀들의 각각의 그룹에 대해, 그룹 값이 휘도 값들의 합으로서 계산된다(단계(S103)). 그룹 값들(V)이 제 1 축적치 혹은 단 기간 축적치(AS)에 축적되고(단계(S104)), 제 2 축적치 혹은 장 기간 축적치(AL)에 축적되는데(단계(S106)), 이는 도 6과 관련하여 앞에서 설명된 바와 동일한 방식으로 이루어진다. 본 발명의 이전에 설명된 변형예와는 달리, 그룹 값들이 또한 제 3 축적치 혹은 중간 기간 축적치(medium term accumulation)(AM)에 축적된다(단계(S105)). 다음과 같은 수학식이 사용된다.
Figure pat00009
단 기간 축적치 및 장 기간 축적치와 유사하게, m은 비디오 시퀀스에서의 현재의 이미지 프레임의 번호이고, AMm -1은 선행하는 이미지 프레임들에 대한 축적치이고, 그리고
Figure pat00010
는 가중 계수이다. 본 예에서는, 0.1의 가중 계수
Figure pat00011
가 사용된다. 따라서, 본질적으로 현재의 이미지 프레임과 9개의 선행하는 이미지 프레임들의 그룹 값들을 더함으로써 중간 기간 축적치(AM)가 형성된다. 단 기간 축적된 그룹 값들(ASR, C) 및 장 기간 축적된 그룹 값들(ALR , C)과 유사하게, 중간 기간 축적된 그룹 값들(AMR, C)은 도 8b에서 제시된 바와 같이, 행렬 혹은 맵으로 정렬될 수 있다.
축적치들은 비교되며(단계(S107)), 하지만 앞에서 설명된 것과는 약간 다른 방식으로 비교된다. 먼저, 장 기간 축적치(AL)의 축적된 그룹 값들은 중간 기간 축적치(AM)의 축적된 그룹 값들과 비교된다. 장 기간 축적된 그룹 값과 중간 기간 축적된 그룹 값 간의 차이가 노이즈 레벨 기반의 임계 값(TN)보다 더 큰 그러한 픽셀들의 그룹들이 (변화가 있었을) 후보들로서 고려된다. 픽셀들의 이러한 그룹들에 대해, 중간 기간 축적치(AM)의 축적된 그룹 값들과 단 기간 축적치(AS)의 축적된 그룹 값들 간의 추가 비교가 수행된다. 만약 이러한 축적된 그룹 값들 간의 차이가 노이즈 레벨 기반의 임계 값(TN)보다 더 크다면, 픽셀들의 대응하는 그룹은 변화가 있었던 것으로 고려되고, 픽셀들의 해당하는 그 그룹의 국소 변화 값에는 국소 변화 값으로 1이 할당된다. 그렇지 않으면, 국소 변화 값으로 0이 할당된다. 앞에서 논의된 바와 같이, 전체 변화 값(CG)은 현재의 이미지 프레임 내의 픽셀들의 그룹들의 국소 변화 값들(CL)을 모두 더함으로써 계산된다(단계(S108)).
단 기간 축적치(AS) 및 장 기간 축적치(AL)에 추가하여 중간 기간 축적치(AM)를 사용하는 것은, 예를 들어, 장면 내에서의 큰 변화가 있고 그 다음에 해당 장면이 정적인 상태로 되돌아 가는 때와 같은 그러한 경우에 이로울 수 있다. 중간 기간 축적치(AM)는 이러한 경우에 장 기간 축적치(AL)보다 정상 상태 값(steady state value)으로 더 빠르게 복귀할 것이다. 추가적으로, 중간 기간 축적치(AM)는 낮은 프레임 레이트들에서 본 발명이 방법이 더 신뢰가능하도록 할 수 있다.
앞에서 설명된 바와 동일한 방식으로, GOP 길이는 전체 변화 값에 근거하여 설정되는데(단계(S109)), 즉 전체 변화 값(CG)을 하이 임계 값(TH)과 비교함으로써, 그리고 로우 임계 값(TL)과 비교함으로써, 그리고 전체 변화 한계치(LC)와 비교함으로써 설정된다. 그 다음에, 이렇게 계산된 GOP 길이 그리고 영상들의 현재의 그룹에서의 위치에 따라, 현재의 이미지 프레임(1a)은 인트라-프레임 혹은 인터-프레임으로서 인코딩된다(단계(S110)). 만약 전체 변화 값(CG)이 전체 변화 한계치(LC)보다 크다면, 영상들의 현재의 그룹에서의 위치에 상관없이, 현재의 이미지 프레임은 인트라-프레임으로서 인코딩된다. 동일한 절차가 후속 이미지 프레임들(1b 내지 1f)을 인코딩하기 위해 사용된다.
본 발명의 방법의 또 하나의 다른 변형예에 따르면, 이미지 프레임들이 인코딩되는 프레임 레이트는, 축적된 그룹 값들의 비교들의 어떤 비교를 사용할지를 결정하기 위해 사용된다. 프레임 레이트는 사용자 입력에 의해 설정될 수 있거나, 혹은 예를 들어, 전체 변화 값에 근거하여 설정될 수 있다. 만약 프레임 레이트가 약 5fps 내지 60fps이면, 전체 변화 값(CG)을 결정하기 위해서 단 기간 축적치(AS)와 중간 기간 축적치(AM)의 축적된 그룹 값들이 비교될 수 있다. 만약 프레임 레이트가 낮다면, 예를 들어, 5fps보다 작다면, 전체 변화 값(CG)을 결정하기 위해서 중간 기간 축적치(AM)와 장 기간 축적치(AL)의 축적된 그룹 값들이 비교될 수 있다. 매우 낮은 프레임 레이트들에서, 예를 들어, 0.1fps보다 작은 프레임 레이트에서, 이미지 내에는 움직임이 없는 것으로 고려될 수 있고, 따라서 전체 변화 값은 로우 임계 값(TL)보다 작을 것으로 추정될 수 있으며, 이에 따라 심지어 축적된 그룹 값들 간의 어떠한 비교도 수행할 필요 없이, GOP 길이는 증가되게 된다.
이미지 프레임에 대해 계산된 국소 변화 값(CL)은, 전체 변화 값을 계산하기 위해 사용되는 것에 추가하여, 인코딩될 각각의 매크로 블록에 대한 압축 값들을 설정하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 예에서, 압축 값은 H.264 압축 포맷에서 사용되는 양자화 파라미터(QP)이다.
인코딩이 시작돼야 하는 경우, 제 1 이미지 프레임의 모든 매크로 블록들에 대해 초기 압축 값들(QP)이 설정된다. 앞에서 논의된 바와 같이, 매크로 블록들은 그룹 값들(V)을 계산하기 위해 사용되는 픽셀들의 그룹들과 동일할 수 있다. 대안적으로, 각각의 매크로 블록은 그룹 값들을 계산하기 위해 사용되는 픽셀들의 그룹의 서브그룹(subgroup)일 수 있다. 압축 값들(QP)이 변경되지 않는다면, 초기 압축 값들(QP)이 모든 후속 이미지들에 대해 사용될 것이다. 그러나, 국소 변화 값들에 근거하여 압축 값들(QP)을 수정하는 것이 이로울 수 있는데, 이에 따라 이미지 프레임의 압축은 모니터링되는 장면에서의 변화에 맞게 조정되게 된다. 따라서, 이미지 프레임의 정적인 부분들은 더 극심하게 압축될 수 있고, 반면 이미지의 움직임을 나타내는 부분들은 덜 압축될 수 있으며, 그럼으로써 그 모니터링되는 장면에서 움직임이 있는 부분들의 더 고품질의 이미지들을 제공하게 된다. 이러한 방식으로, 전체 출력 비트 레이트는 감소될 수 있고, 동시에 그 모니터링되는 장면의 관심있는 부분들의 고품질 이미지들이 또한 가능할 수 있다. 비트 레이트를 낮추는 것은 또한, 인코더 시스템의 과부하로 인해 일어날 수 있는 프레임 누락(frame drops)을 막을 수 있다.
현재의 이미지 프레임에서의 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대해, 국소 변화 값(CL)이 앞에서 설명된 바와 같이 계산된다. 각각의 매크로 블록에 대해, 압축 값(QP)이 계산된다. 만약 매크로 블록들이 픽셀들의 그룹들과 동일하다면, 픽셀들의 대응하는 그룹의 국소 변화 값이 사용된다. 만약 픽셀들의 각각의 그룹이 하나보다 많은 매크로 블록을 포함한다면, 예를 들어, 만약 픽셀들의 그룹들 각각이 32 x 32 픽셀들이고, 매크로 블록들이 16 x 16 픽셀들이라면, 각각의 매크로 블록이 포함된 픽셀들의 그룹의 국소 변화 값이 사용된다. 각각의 매크로 블록에 대해, 압축 값(QP)은 국소 변화 값(CL)의 함수로서 계산된다. 만약 국소 변화 값(CL)이 지수적 스케일(exponential scale)로 표현된다면 압축 값(QP)이 국소 변화 값(CL)의 선형 함수(linear function)로서 계산되도록, 그리고 만약 국소 변화 값(CL)이 선형 스케일(linear scale)로 표현된다면 압축 값(QP)이 국소 변화 값(CL)의 지수 함수(exponential function)로서 계산되도록, 지수적 관계(exponential relationship)가 사용될 수 있다. 압축 값들(QP)을 설정하는 대신에, 압축 값에서의 변화(ΔQP)가 설정될 수 있다. 예를 들어, 모든 매크로 블록들에 대해 초기 압축 값으로, 예컨대, QP = 28이 설정될 수 있다. 국소 변화 값들에 근거하여, 이러한 초기 혹은 디폴트 압축 값으로부터의 변화들이 앞에서 설명된 바와 동일한 원리를 사용하여 각각의 매크로 블록에 대해 설정될 수 있다. 계산된 압축 값들(QP) 혹은 변화들(ΔQP)은 도 13에서 제시되는 바와 같이 행렬 혹은 맵으로 정렬될 수 있다.
인코딩을 하기 전에, 이미지 프레임들은 변환 모듈에서 프로세싱될 수 있는데, 예를 들어, 하드웨어 가속 변환 모듈(hardware accelerated transformation module)에서 프로세싱될 수 있는바, 이러한 하드웨어 가속 변환 모듈은 때때로 스케일러(scaler)로 지칭될 수 있으며, 여기서는 회전(rotation), 크롭핑(cropping), 프라이버시 마스크(privacy mask)의 추가, 혹은 전자 이미지 안정화(electronic image stabilization)와 같은 동작이 수행될 수 있다. 올바르게 대응하는 매크로 블록들에 압축 값들(QP)을 제공하기 위해 압축 값들(QP)의 계산 이전에 동일한 스케일러 내에서 국소 변화 값들(CL)이 프로세싱될 수 있다. 대안적으로, 그 계산된 압축 값들(QP)은 동일한 결과를 달성하기 위해 스케일러 내에서 프로세싱될 수 있다.
도 11에서는, 인코더 시스템(20)의 실시예가 제시된다. 이러한 인코더 시퀀스은 앞에서 설명된 방법들에 따라 사용될 수 있다. 인코더 시스템은 인코더 모듈(21)을 구비하며, 이러한 인코더 모듈(21)은 영상들의 그룹 혹은 GOP 구조를 이용하는 압축 포맷을 사용하여 그리고 압축 값들을 사용하여 입력 이미지 프레임들을 프로세싱하도록 구성된다. 더욱이, 인코더 시스템(20)은 수신 모듈(22) 및 그룹 값 모듈(23)을 구비하며, 여기서 수신 모듈(22)은 이미지 프레임들(1a 내지 1f)과 같은 이미지들 내의 픽셀들을 나타내는 정보를 수신하도록 구성되며, 그룹 값 모듈(23)은 인코딩될 각각의 이미지 프레임에서 이웃하는 픽셀들의 그룹들에 대해 그 수신된 정보에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 그룹 값을 계산하도록 구성된다. 인코더 시스템(20)은 또한, 축적 모듈(24)을 구비하며, 이러한 축적 모듈(24)은, 단 기간을 기반으로 하여 이미지 프레임들의 제 1 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 제 1 축적치 혹은 단 기간 축적치를 형성하도록 구성됨과 아울러, 장 기간을 기반으로 하여 이미지 프레임들의 제 2 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 제 2 축적치 혹은 장 기간 축적치를 형성하도록 구성된다. 제 2 시퀀스의 이미지 프레임들은 제 1 시퀀스의 이미지 프레임들보다 더 긴 기간 동안 촬영된 이미지 프레임들을 포함한다. 더욱이, 인코더 시스템(20)은 또한, 비교 모듈(25)을 구비하고, 이러한 비교 모듈(25)은 제 1 축적치 및 제 2 축적치의 축적된 그룹 값들을 비교하도록 구성된다. 인코더 시스템(20)의 전체 변화 값 모듈(26)은 제 1 축적치 및 제 2 축적치의 축적된 그룹 값들의 비교에 근거하여 각각의 이미지 프레임에 대한 전체 변화 값을 계산하도록 구성된다. 추가적으로, 인코더 시스템(20)은 GOP 길이 모듈(27)을 구비하고, 이러한 GOP 길이 모듈(27)은 전체 변화 값에 근거하여 영상들의 그룹으로 인코딩될 프레임들의 수로서 GOP 길이를 설정하도록 구성된다.
선택에 따라서는, 인코더 시스템(20)은 국소 변화 값 모듈(28) 및 압축 값 모듈(29)을 구비할 수 있고, 여기서 국소 변화 값 모듈(28)은 제 1 축적치 및 제 2 축적치의 대응하는 축적된 그룹 값들 간의 차이에 근거하여 이미지 프레임들 내의 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 국소 변화 값을 계산하도록 구성되고, 압축 값 모듈(29)은 국소 변화 값들에 근거하여 인코딩될 이미지 프레임들에서의 매크로 블록들의 압축 값들을 설정하도록 구성된다.
인코더 시스템(20)은 소프트웨어, 펌웨어, 혹은 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
더욱이, 인코더 시스템(20)은 도 10에서 제시되는 바와 같은 카메라(30) 내에 통합될 수 있다. 대안적으로, 인코더 시스템(20)은 카메라로부터 분리될 수 있고 카메라에 동작가능하게 연결될 수 있다. 카메라(30)는 예를 들어, 디지털 모니터링 카메라일 수 있다.
본 발명의 기술분야에서 숙련된 사람은 앞에서 설명된 실시예들을 다수의 방식들로 수정할 수 있고, 아울러 앞서의 실시예들에서 제시되는 바와 같은 본 발명의 이점들을 또한 사용할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 앞서의 설명에서, 본 발명은 H.264 코덱과 연계되어 설명되었다. 하지만, 본 발명은 또한, 임의의 영상들의 그룹 구조를 사용하는 임의의 다른 블록 기반의 하이브리드 코덱(hybrid codec)(예를 들어, H.265 코덱, MPEG-4 파드 2(Part 2) 코덱, 혹은 VP9 코덱)과 함께 또한 사용될 수 있다.
앞서의 예들에서는, 그룹 값들을 계산하기 위해 픽셀들의 휘도 Y가 사용되었다. 하지만, 색도 값 Cb 및 색도 값 Cr 중 하나가 대신 사용될 수 있다.
더욱이, YCbCr 컬러 공간에서 표현되는 이미지들을 참조하여 본 발명이 설명되었지만, 다른 컬러 공간들이 대신 사용될 수 있는바, 예를 들어, RGB 또는 CMY가 대신 사용될 수 있고, 이 경우 이러한 컬러 채널들 중 하나가 그룹 값들을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 베이어 필터링(Bayer filtering) 이전에, 이미지 센서로부터 직접 획득된 이미지 데이터가 사용될 수 있음에 또한 유의해야 한다. 여기서, 이미지는 픽셀 당 하나의 그레이 레벨(grey level)로서 표현되며, 그리고 이들은 그룹 값들을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 그레이 레벨들은 또한, 광 강도 값(light intensity value)들로서 고려될 수 있다.
따라서, 픽셀 정보는 이미지 파이프라인(image pipeline) 혹은 비디오 파이프라인(video pipeline)의 임의의 스테이지(stage)로부터 수신될 수 있다는 점, 그리고 특정 타입의 정보는 이러한 정보가 파이프라인 내에서 어디로부터 도출되는지에 따라 달라질 것이라는 점을 이해해야 한다.
합(sum)으로서 그룹 값을 계산하는 대신에, 다른 공간적 통계 수단이 사용될 수 있는바, 예를 들어, 픽셀들을 나타내는 정보의 평균, 중앙값, 사분 범위, 표준 편차, 분산, 비대칭도, 또는 첨도와 같은 것이 사용될 수 있다.
축적치들에 대해 다른 시구간(time span)들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 단 기간 축적치는 1/4 내지 1의 가중 계수
Figure pat00012
를 사용하여 그룹 값들에서 가중치를 적용함으로써 형성될 수 있다. 중간 기간 축적치는 1/15 내지 1/5의 가중 계수
Figure pat00013
를 사용하여 그룹 값들에서 가중치를 적용함으로써 형성될 수 있다. 장 기간 축적치는 1/150 내지 1/50의 가중 계수
Figure pat00014
를 사용하여 그룹 값들에서 가중치를 적용함으로써 형성될 수 있다.
이러한 축적치들이 그 선택된 시구간 동안 촬영된 모든 이미지 프레임들을 반드시 포함할 필요는 없다. 예를 들어, 매초마다 촬영된 이미지 프레임이 축적치에서 사용될 수 있다.
만약 국소 변화 값들(CL)이 인코딩시에 사용되는 압축 값들을 설정하기 위해 사용되지 않을 거라면, 국소 변화 값들을 먼저 계산함이 없이 전체 변화 값(CG)이 계산될 수 있다. 이것은, 인코딩을 위해 사용되는 코덱에 의해 계산되는 전체 움직임 벡터를 사용함으로써, 혹은 시간적 필터링에 의해, 혹은 비디오 움직임 검출 알고리즘을 사용함으로써, 수행될 수 있다.
본 발명의 방법 및 인코더 시스템은 임의 타입의 카메라(예를 들어, 가시광(visual light)을 이용하는 카메라, IR 카메라, 혹은 열 카메라(thermal camera))와 연계되어 사용될 수 있다.
더욱이, 본 발명이 디지털 카메라들과 연계되어 논의되었지만, 본 발명은 아날로그 카메라들과 함께 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 아날로그 카메라로부터의 이미지들은 디지털화 유닛을 사용하여 디지털 포맷으로 변환될 수 있다.
디지털 이미지들은 또한, 가시광 센서(visual light sensor), 열 센서(thermal sensor), 비과시간 센서(time-of-flight sensor)에 의해 발생될 수 있고, 혹은 인트라-프레임 및 인터-프레임 인코딩 기술들을 사용하여 인코딩될 픽셀들을 나타내는 정보를 발생시킬 수 있는 다른 타입의 이미지 발생 센서들에 의해 발생될 수 있다.
용이한 설명을 위해, 픽셀 정보, 그룹 값들, 축적된 그룹 값들, 및 비교 값들은 행렬 형태로 설명되었다. 그러나, 이러한 데이터 모두는 다른 형태로 저장될 수 있다.
따라서, 본 발명은 제시된 실시예들로만 한정되는 것이 아니며, 첨부되는 청구항들에 의해 오로지 정의돼야만 한다.

Claims (14)

  1. 비디오(video)를 인코딩(encoding)하기 위한 방법으로서,
    인코딩될 비디오의 현재의 디지털 이미지 프레임(current digital image frame)(1; 1a-1f) 내의 픽셀(pixel)들(2)을 나타내는 정보를 수신하는 단계(S02; S102)와;
    상기 현재의 디지털 이미지 프레임 내의 이웃하는 픽셀들(neighboring pixels)의 그룹들에 대해 상기 수신된 정보에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 그룹 값(group value)(V)을 계산하는 단계와(S03; S103);
    상기 현재의 프레임 및 제1의 개수의 선행하는 이미지 프레임(preceding image frame)들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 1 시퀀스(sequence) 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적(accumulating)하여 축적된 그룹 값들의 제 1 축적치(accumulation)(AS)를 형성하는 단계(S04; S104)와;
    상기 현재의 디지털 이미지 프레임 및 제2의 개수의 선행하는 디지털 이미지 프레임(preceding digital image frame)들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 2 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 2 축적치(AL)를 형성하는 단계(S05; S106)와, 여기서 상기 제 2 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들은 상기 제 1 시퀀스의 이미지 프레임들보다 더 긴 기간(period of time) 동안 촬영된 디지털 이미지 프레임들을 포함하고;
    상기 제 1 축적치(AS)의 축적된 그룹 값들을 상기 제 2 축적치 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 축적된 그룹 값들과 비교하는 단계(S06; S106)와;
    그룹 값들의 상기 제 1 축적치(AS)와 그룹 값들의 상기 제 2 축적치(AL)의 상기 비교에 근거하여 전체 변화 값(global change value)(CG)을 계산하는 단계(S07; S108)와;
    상기 전체 변화 값(CG)에 근거하여 영상들의 그룹(group of pictures)으로 인코딩될 프레임들의 수로서 GOP(Group Of Pictures) 길이를 설정하는 단계(S08; S109)와; 그리고
    상기 GOP 길이에 근거하여 인트라-프레임(intra-frame) 혹은 인터-프레임(inter-frame)으로서 상기 현재의 이미지 프레임을 인코딩하는 단계(S09; S110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전체 변화 값(CG)을 계산하는 단계는 상기 제 1 축적치(AS) 및 상기 제 2 축적치(AL)의 대응하는 축적된 그룹 값들 간의 차이에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 변화 값(change value)(CL)을 계산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전체 변화 값(CG)을 하이 임계 값(high threshold value)(TH)과 비교하는 단계와; 그리고
    만약 상기 전체 변화 값(CG)이 상기 하이 임계 값(TH)보다 크다면, 상기 GOP 길이를 현재의 GOP 길이로부터 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하이 임계 값(TH)은 상기 현재의 이미지 프레임에 촬영된 장면에서 관심있는 물체(object of interest)의 움직임을 나타내는 전체 변화 값(CG)에 대응하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전체 변화 값(CG)을 로우 임계 값(low threshold value)(TL)과 비교하는 단계와; 그리고
    만약 상기 전체 변화 값(CG)이 상기 로우 임계 값(TL)보다 작다면, 상기 GOP 길이를 현재의 GOP 길이로부터 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로우 임계 값(TL)은 상기 현재의 이미지 프레임에 촬영된 장면에서 움직임이 실질적으로 없음을 나타내는 전체 변화 값(CG)에 대응하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 GOP 길이를 미리결정된 GOP 범위에 한정(limiting)시키는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 미리결정된 GOP 범위는 최대 허용가능 GOP 길이 및 최소 허용가능 GOP 길이에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전체 변화 값(CG)을 하이 임계 값(TH)과 비교하는 단계와;
    만약 상기 전체 변화 값(CG)이 상기 하이 임계 값(TH)보다 크다면, 상기 GOP 길이를 현재의 GOP 길이로부터 감소시키는 단계와;
    상기 전체 변화 값(CG)을 전체 변화 한계치(global change limit)(LC)와 비교하는 단계와, 여기서 상기 전체 변화 한계치(LC)는 상기 하이 임계치(TH)보다 더 큰 값을 갖는 임계치이고; 그리고
    만약 상기 전체 변화 값(CG)이 상기 전체 변화 한계치(LC)보다 크다면, 상기 GOP 길이와는 상관없이 인트라-프레임으로서 상기 현재의 이미지 프레임을 인코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전체 변화 한계치(LC)는 상기 현재의 이미지 프레임에 촬영된 장면에서 실질적 장면 변화를 나타내는 전체 변화 값(CG)에 대응하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    그룹 값들의 상기 제 1 축적치를 형성하는 단계(S04; S104) 및 그룹 값들의 상기 제 2 축적치를 형성하는 단계(S05; S106)는 상기 제 1 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들 및 상기 제 2 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들 내의 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 각각 더하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹은 상기 인코딩하는 단계(S09; S110)에서 사용된 매크로 블록(macro block)들 내의 픽셀들의 수와 동일한 수의 픽셀들(2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 방법.
  12. 비디오를 인코딩하기 위한 인코더 시스템으로서,
    인코딩될 비디오의 현재의 디지털 이미지 프레임(1; 1a-1f) 내의 픽셀들(2)을 나타내는 정보를 수신하도록 되어 있는 수신 모듈(receiving module)(22)과;
    상기 현재의 디지털 이미지 프레임 내의 이웃하는 픽셀들의 그룹들에 대해 상기 수신된 정보에 근거하여 이웃하는 픽셀들의 각각의 그룹에 대한 그룹 값(V)을 계산하도록 되어 있는 그룹 값 모듈(group value module)(23)과;
    축적 모듈(accumulation module)(24)과, 여기서 상기 축적 모듈(24)은,
    상기 현재의 이미지 프레임(1; 1a-1f) 및 제1의 개수의 선행하는 이미지 프레임들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 1 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들(V)을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 1 축적치(AS)를 형성하도록 되어 있고, 아울러
    상기 현재의 이미지 프레임(1; 1a-1f) 및 제2의 개수의 선행하는 이미지 프레임들을 포함하는 디지털 이미지 프레임들의 제 2 시퀀스 내의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 그룹 값들을 축적하여 축적된 그룹 값들의 제 2 축적치(AL)를 형성하도록 되어 있고,
    여기서 상기 제 2 시퀀스의 디지털 이미지 프레임들은 상기 제 1 시퀀스의 이미지 프레임들보다 더 긴 기간 동안 촬영된 디지털 이미지 프레임들을 포함하며;
    상기 제 1 축적치(AS)의 축적된 그룹 값들을 상기 제 2 축적치(AL)의 이웃하는 픽셀들의 대응하는 그룹들의 축적된 그룹 값들과 비교하도록 되어 있는 비교 모듈(comparing module)(25)과;
    그룹 값들의 상기 제 1 축적치(AS)와 그룹 값들의 상기 제 2 축적치(AL)의 상기 비교에 근거하여 전체 변화 값(CG)을 계산하도록 되어 있는 전체 변화 값 모듈(global change value module)(26)과;
    상기 전체 변화 값(CG)에 근거하여 영상들의 그룹으로 인코딩될 프레임들의 수로서 GOP 길이를 설정하도록 되어 있는 GOP 길이 모듈(GOP length module)(27)과; 그리고
    상기 GOP 길이에 근거하여 인트라-프레임 혹은 인터-프레임으로서 상기 현재의 이미지 프레임(1; 1a-1f)을 인코딩하도록 되어 있는 인코딩 모듈(encoding module)(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 인코딩하기 위한 인코더 시스템.
  13. 제12항에 기재된 인코더 시스템(20)을 포함하는 카메라.
  14. 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 프로세서에 의해 실행될 때 제1항에 기재된 방법을 수행하도록 되어 있는 명령들을 갖는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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