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실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법

  • 기술번호 : KST2014014491
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 실시간 H.264/AVC를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법에 관한 것으로서, 전술한 실시간 H.264/AVC를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법은, 실시간 H.264/AVC를 위한 유닛-레벨 비트율 제어방법에 있어서, (a) 부호화 이후의 프레임에 대한 복잡도 갱신이 이루어진 정보들을 이용하여 현재 부호화 하고자 하는 프레임에 대한 복잡도 가중치, 가상버퍼 점유율 및 목표 버퍼레벨을 산출하고, 산출된 복잡도 가중치, 가상버퍼 점유율 및 목표 버퍼레벨을 이용하여 목표 비트량을 예측하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 예측된 목표 비트량과 적어도 하나 이상의 영상에 대한 각 양자화 계수(Quntization Parameter, QP)에 따른 P 프레임들의 평균 비트량을 포함하는 통계정보를 이용하여 현재 프레임에 대한 양자화 계수 값을 결정하는 단계; (c) 프레임을 적어도 하나 이상의 유닛으로 구분하고, 각 유닛별 영상의 복잡도 가중치를 산출한 후 산출된 복잡도 가중치에 따라 각 유닛의 양자화 계수를 결정하여 부호화하는 단계; 및 (d) 다음에 부호화할 P 프레임의 목표 비트량을 예측하기 위하여 이전에 부호화된 P 프레임들의 발생된 비트량과 현재 프레임의 발생 비트량을 이용하여 P 프레임의 복잡도 가중치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 H.264/AVC를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법이다. 본 발명에 따르면, 인접한 프레임들의 각 유닛별 통계적 특성을 이용하여, 예측된 영상의 복잡도에 따라 QP값에 의한 발생 비트량의 변화를 구하여 부호화하고자 하는 프레임 내 각 유닛의 예측 비트량에 적용하고 이전 프레임들의 통계 정보인 QP와 발생 비트량과의 가중치를 이용하여 현재 프레임 내의 각 유닛별 복잡도를 예측함으로써, 동일 비트율에서 PSNR 성능 저하없이 기존 방식 대비 99%이상 계산량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
Int. CL H04N 19/14 (2014.01.01) H04N 19/124 (2014.01.01) H04N 19/152 (2014.01.01) H04N 19/172 (2014.01.01)
CPC H04N 19/14(2013.01) H04N 19/14(2013.01) H04N 19/14(2013.01) H04N 19/14(2013.01)
출원번호/일자 1020100074716 (2010.08.02)
출원인 서울대학교산학협력단, 숭실대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1168007-0000 (2012.07.17)
공개번호/일자 10-2012-0012634 (2012.02.10) 문서열기
공고번호/일자 (20120726) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2010.08.02)
심사청구항수 9

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 서울대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 관악구
2 숭실대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 동작구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김명진 대한민국 서울특별시 동작구
2 홍민철 대한민국 서울특별시 동작구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 윤의섭 대한민국 서울특별시 강남구 언주로 ***, **층 유니스특허법률사무소 (역삼동, 윤익빌딩)
2 김수진 대한민국 서울특별시 강남구 언주로 *** **층 (역삼동, 윤익빌딩)(유니스특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 서울대학교산학협력단 서울특별시 관악구
2 숭실대학교산학협력단 서울특별시 동작구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2010.08.02 수리 (Accepted) 1-1-2010-0499179-59
2 보정요구서
Request for Amendment		 2010.08.06 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2010-0070865-61
3 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2010.08.09 수리 (Accepted) 1-1-2010-0511161-11
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.08.16 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.09.09 수리 (Accepted) 9-1-2011-0071974-13
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.09.27 수리 (Accepted) 4-1-2011-5195109-43
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.12.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0758705-11
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2012.02.20 수리 (Accepted) 1-1-2012-0135539-25
9 등록결정서
Decision to grant		 2012.04.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0249849-16
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.01.14 수리 (Accepted) 4-1-2013-5007213-54
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.17 수리 (Accepted) 4-1-2015-5033829-92
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2015-5062924-01
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.08.04 수리 (Accepted) 4-1-2016-5110636-51
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2019-5093546-10
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.23 수리 (Accepted) 4-1-2019-5101798-31
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.02 수리 (Accepted) 4-1-2019-5154561-59
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
실시간 비디오 부호화를 위한 유닛-레벨 비트율 제어방법에 있어서, (a) 부호화 이후의 프레임에 대한 복잡도 갱신이 이루어진 정보들을 이용하여 현재 부호화 하고자 하는 프레임에 대한 복잡도 가중치, 가상버퍼 점유율 및 목표 버퍼레벨을 산출하고, 산출된 복잡도 가중치, 가상버퍼 점유율 및 목표 버퍼레벨을 이용하여 목표 비트량을 예측하는 단계;(b) 상기 (a) 단계에서 예측된 목표 비트량과 적어도 하나 이상의 영상에 대한 각 양자화 계수(Quntization Parameter, QP)에 따른 P 프레임들의 평균 비트량을 포함하는 통계정보를 이용하여 현재 프레임에 대한 양자화 계수 값을 결정하는 단계;(c) 프레임을 적어도 하나 이상의 유닛으로 구분하고, 각 유닛별 영상의 복잡도 가중치를 산출한 후 산출된 복잡도 가중치에 따라 각 유닛의 양자화 계수를 결정하여 부호화하는 단계; 및(d) 다음에 부호화할 P 프레임의 목표 비트량을 예측하기 위하여 이전에 부호화된 P 프레임들의 발생된 비트량과 현재 프레임의 발생 비트량을 이용하여 P 프레임의 복잡도 가중치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 이전 프레임에 대한 부호화된 비트량을 이용하여 현재 프레임에 대한 가상버퍼 점유량(Bc(n))을 산출하는 단계;(a2) 이전 프레임에 대한 목표 버퍼레벨(TBL(n-1))과 상기 (a1) 단계에서 산출된 가상버퍼 점유량(Bc(n))을 이용하여 현재 프레임에 대한 목표 버퍼레벨(TBL(n))을 산출하는 단계;(a3) 상기 가상버퍼 점유량(Bc(n))과 목표 버퍼레벨(TBL(n))을 이용하여 최종적인 버퍼량(Tbuf(n))을 산출하는 단계; (a4) 상기 가상버퍼 점유량(Bc(n)), 목표 버퍼레벨(TBL(n)), 전 단계에서 예측된 현재 P 프레임의 복잡도 가중치(Wp) 및 현재 남아 있는 비트량(R)을 이용하여, P 프레임에 대한 복잡도 가중치를 이용한 프레임당 부호화 할 수 있는 비트량(Tr1)과 가상버퍼 점유량(Bc(n))과 목표 버퍼레벨(TBL(n))을 고려한 프레임당 부호화 할 수 있는 비트량(Tr2)을 산출하는 단계; 및(a5) 상기 (a3) 단계에서 산출된 최종적인 버퍼량(Tbuf(n))과 상기 (a4) 단계에서 산출된 부호화 할 수 있는 비트량(Tr1, Tr2)과 가상버퍼 점유량(Bc(n))과 목표 버퍼레벨(TBL(n))에 대한 의존도 값을 이용해 최종 목표 비트량(T(n))을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
3 3
제2항에 있어서, 상기 (a1) 단계에서 가상버퍼 점유량(Bc(n))은 하기의 수학식 10,[수학식 10](여기서, A(n-1)은 (n-1)번째 프레임에 대한 부화된 비트량, Fr은 초당 부호화된 프레임율, u는 채널 대역폭으로 압축된 영상 시퀀스를 일정하게 전송하는 비트율)에 의해 산출되고,상기 (a2) 단계에서 현재 프레임에 대한 목표 버퍼레벨(TBL(n))은 하기의 수학식 11,[수학식 11](여기서, Np는 하나의 GOP(Group Of Picture) 내에 있는 P 프레임의 개수, Pe는 GOP 구간에서의 부호화된 P 프레임의 개수)에 의해 산출되며,상기 (a3) 단계에서 최종적인 버퍼량(Tbuf(n))은 하기의 수학식 12, [수학식 12]에 의해 산출되고,상기 (a4) 단계에서 프레임당 부호화 할 수 있는 비트량(Tr1, Tr2)은 하기의 수학식 13, [수학식 13]에 의해 산출되며,상기 (a5) 단계에서 목표 비트량(T(n))은 하기의 수학식 14,[수학식 14](여기서, β는 가상버퍼 점유량(Bc(n))과 목표 버퍼레벨(TBL(n))에 대한 의존도)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
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제3항에 있어서, 상기 (a3) 단계에서 최종적인 버퍼량(Tbuf(n))은 하기의 수학식 5,[수학식 5]에 따라 버퍼의 상한(U)과 하한(L) 범위까지 고려되어 산출되는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
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제1항에 있어서, 상기 통계정보는 빠르고 세밀한 영상, 느리고 평탄한 영상, 보통의 빠르기와 평탄함 및 세밀함을 갖춘 영상 각각에 대한 각 양자화 계수에 따른 P 프레임들의 평균 비트량 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
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제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 양자화 계수와 발생 비트량과의 선형관계는 하기의 수학식 15,[수학식 15](n은 QP값 인덱스, QPbits,n는 QP값 인덱스 n에 대한 예측된 발생 비트량, α와 β는 다양한 영상의 통계 특성에 의해 결정된 상수 값)에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
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제6항에 있어서, 상기 수학식 15의 QPbits,n은 하기의 수학식 16,[수학식 16]를 이용하여 재계산되며,상기와 같은 QP 인덱스에 대한 예측된 발생 비트량 QPbits,(0~51)은 초기화 단계에서 한 번만 계산되며 1차원 테이블에 값을 저장되어 사용되고, 초기화 단계 이후에 현재 프레임에 대한 QPc는 하기의 수학식 17,[수학식 17](frameQP()는 QP 인덱스에 의한 예측 비트량 QPbits,(0~51)구간에서 해당 목표 비트량 T를 찾는 함수),를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
8 8
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 각 유닛에 대한 목표 비트량(Tunit,i)은 하기의 수학식 18,[수학식 18](width는 영상의 가로폭, MBn는 영상내의 총 MB 개수(MB는 프레임 내에서 처리되는 유닛의 기본 단위), i는 유닛 번호, uc는 프레임 내 유닛 개수, βi는 해당 유닛의 가중치로서 예측된 목표 비트량 대비 이전 프레임들내의 각 유닛별 평균 비트량에 의해 정해짐)을 이용하여 산출되고, 각 유닛에 대한 양자화 계수 값(QPunit,i)은 하기의 수학식 19,[수학식 19](unitQP()는 QP 인덱스에 의한 예측 비트량 QPunit,n(1~51) 구간에서 해당 목표 비트량 를 찾는 함수)를 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
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제1항에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 가상 버퍼의 점유량 Bc 및 버퍼의 넘침과 고갈을 예방하기 위한 버퍼의 상한 U(n) 및 하한 L(n)값은 하기의 수학식 20,[수학식 20]을 이용해 산출되며,다음에 부호화 할 P 프레임의 목표 비트량을 예측하기 위한 P 프레임의 복잡도 가중치 Wp는 하기의 수학식 21,[수학식 21](Sbits는 이전 P 프레임의 발생 비트량 구간에서 QPp와 동일한 값을 갖는 P 프레임들의 평균 비트량, λ는 목표 비트량과 실제 발생된 비트량과의 오차를 줄이기 위한 A(n-1)와 Sbits의 가중치) 를 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 부호화를 위한 적응적인 유닛-레벨 비트율 제어방법
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