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KR100322056B1 - 비디오복호기의처리능력요구량을저감하는방법 - Google Patents

비디오복호기의처리능력요구량을저감하는방법 Download PDF

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KR100322056B1
KR100322056B1 KR1019980043377A KR19980043377A KR100322056B1 KR 100322056 B1 KR100322056 B1 KR 100322056B1 KR 1019980043377 A KR1019980043377 A KR 1019980043377A KR 19980043377 A KR19980043377 A KR 19980043377A KR 100322056 B1 KR100322056 B1 KR 100322056B1
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모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 시각적 품질 열화의 정도가 각기 다른 비트스트림을 연산능력 정도가 각기 다른 비디오 복호기가 복호화하게 한다. 이것은 비트스트림 내용 및 복호기 능력 모두를 기반으로 비디오 복호기의 처리요구량을 감소함으로써 이루어진다. 한가지 이용방법은 소정의 운동보상을 턴오프(turn off)하거나 복호화시에 운동벡터의 정밀도를 제한하는 바와 같은, 운동벡터의 사용이나 값을 수정하는 방법에 의해 운동보상 처리를 감소시키는 것이다. 다른 방법은 연산요구량을 줄이기 위하여 계수처리를 제한하는 방법이다. 또 다른 방법은 색성분의 처리를 제한하는 것이고, 또 다른 방법은 복호기의 출력 비디오 픽처에서 수행된 필터링량을 줄이는 것이다.

Description

비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법{METHOD FOR REDUCING PROCESSING POWER REQUIREMENTS OF A VIDEO DECODER}
본 발명은 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법에 관한 것으로 특히, 디지털 비디오 복호기 및 이 복호기의 연산요구량을 저감하는 것에 관한 것이다.
디지털 비디오는 일반 소비자의 전자 제품 분야에 광범위하게 파급되어 오고 있다. 이러한 중요한 이유로는 MPEG1(International Organisation for Standardisation, ISO MPEG 자료, ISO-IEC/JTC1/SC2/WG11, 1994에 있는 "CD11172-Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media at up to about 1.5Mbps"을 참조)나 MPEG2(International Organisation for Standardisation, ISO MPEG자료, ISO-IEC/JTC1/SC2/WG11, 1994에 있는 "IS13818-Generic coding of Moving Pictures and Associated Audio"을 참조)나 MPEG1 및 MPEG2의 기능이나 품질을 부가한 MPEG4 등의 디지털 비디오 기준의 출현 때문이다. MPEG1 및 MPEG2 복호기에는 각 기준에 일치하도록 부합되어야 하는 복호기 연산능력에 관한 소정의 기대치가 있다. 예를 들어, MPEG2 기준에서는 Main Profile and Main Level(MP@ML)은 모든 적합한 MP@ML복호기가 부착되어야 하는 비트스트림 및 이에 대응하는 비디오의 결합 세트를 설명한다.
비트스트림을 복호화할 때, 복호기의 연산능력이 부족한 많은 경우가 있다. 일례로는 인터넷상에서 대형 컴퓨터로부터 간단한 퍼스널 컴퓨터까지 다양한 컴퓨터를 사용하여 MPEG1 비디오 비트스트림이 탐색되고 복호화되는 것이다. 연산능력이 제한되는 경우에, 복호기가 연산요구량을 저감할 수 있는 한가지 방법은 모든 복호화가 달성될 수 있을 만큼 충분한 복호기 출력 픽처 속도를 간단히 떨어뜨리는것이다. 이 방법은 퍼스널 컴퓨터상에서 운영되는 MPEG1 비디오 복호기를 기반으로한 소프트웨어에 의해서 이용되는 매우 일반적인 방법이다. 또 다른 방법으로는 어느 픽처의 복호화를 주기적으로 스킵하는 것이다. 예를 들면, 쌍방향 예측픽처(B-픽처)가 스킵될 수 있어, 픽처 드로핑(Picture-dropping)에 의해 복호기의 픽처속도를 효과적으로 낮출 수 있다. MPEG4는 신(scene)에 있어서 상이한 오브젝트를 설명하는데 이용될 수 있는 픽처 시퀸스인 비디오 오브젝트의 개념을 포함한다. 신이 많은 오브젝트를 포함하는 경우에는, 가장 중요한 오브젝트의 복호화에 필요한 연산능력을 제공하기 위해서 가장 중요하지 않은 오브젝트가 제외될 수 있다.
증가하는 다수의 디지털 비디오 비트스트림이 이용될 수 있고, 각기 관련된 증가하는 수의 연산요구량이 있다. 비디오 복호화에 이용될 수 있는 광범위한 플렛폼(platform)으로 인해, 적합 규정과 부합하는데 필요한 전체 연산능력을 필요로 함이 없이 비트스트림을 복호화할 수 있는 복호기에 대한 필요성이 있다. 픽처 표시 속도의 저감, 픽처 드로핑 또는 오브젝트 드로핑 기술과 같은 존재하는 기술은 복호화된 비디오 픽처 품질과 동기를 무릅쓰고 연산능력을 저감한다. 예를 들어, 픽처 표시 속도와 픽처 드로핑의 변경은 립싱크(lip-synch)라고 일반적으로 부르는 오디오 및 비디오의 인식된 동기에 대해 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 목적은 비디오 복호기가 픽처의 빈도에 영향을 주지 않고 비트스트림을 복호화하는 연산요구량을 줄이게 하는 것이다. 이는 립싱크를 유지하면서 영상품질을 손상시키지 않을 것이다. 이는 피처 드로핑 기술을 이용하여저키(jerky)하게 되는 신이 더욱 부드럽게 보이도록 한다. 유사하게, 신에 보다 많은 오브젝트가 존재할 수 있게 하는데, 이는 오브젝트 품질에도 불구하고 연산능력이 보다 많은 오브젝트로 할당될 수 있기 때문이다.
본 발명의 목적은 비트스트림을 복호화하는 연산능력이 부족한 비디오 복호기가 시각적 품질의 열화 정도가 다양한 비트스트림을 복호화함에 적합하게 하는 것이다. 이는, 다양한 복호기를 각기 다양한 코스트/성능 교환을 갖도록 만들 수 있게 할 것이다. 매우 높은 연산능력을 가진 고가의 복호기는 낮은 연산능력을 가진 저가의 복호기보다 양호한 품질로 비트스트림을 복호화하는데 이용될 수 있다. 본 발명을 이용함으로써, 동일한 비트스트림이 광범위한 연산능력의 복호기에 의해 복호화될 수 있어 수용할 수 있는 시각적 품질의 정도가 다양해진다.
본 발명의 목적은 비디오 복호기의 코스트를 저감하는 것이다. MPEG2 MP@ML규약에 의해 강요된 것과 같은 제약과 부합될 수 있는 비디오 복호기를 설계함으로써 극도의 연산능력 오버헤드(overhead)가 최악의(매우 복잡한) 비트스트림의 실시간 픽처 복호화를 보증하도록 복호기에 이루어질 수 있어야 한다. 다시 말해, 최악인 경우의 비트스트림이 복호화될 때 조차도 픽처가 복호화된다. 그러나, 본 발명을 이용함으로써, 복호기의 성능 규약이 부합될 때 픽처 품질을 적절히 저하시킬 수 있는 복호기가 제조될 수 있다.
위에서 설명한 문제를 해결하기 위해, 여기서 기술된 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법이 고안되었다. 상기 처리능력 요구량은 트로트링량에 의거하여 제어될 수 있다. 상기 트로트링량은, 하나 이상의 비트스트림을 복호화하는데 필요한 처리능력의 하나 이상의 척도, 상기 복호기의 처리능력에 대한 하나 이상의 척도 또는 이들 척도의 몇몇 조합에 의거하여 결정될 수 있다.
비트스트림을 복호화하는데 필요한 처리능력의 척도는, 상기 비트스트림에 있어서의 구문 엘리먼트의 표식, 상기 비트스트림에 필요한 처리타입의 표식, 상기 비트스트림에 대해 필요한 처리량의 표식, 또는 이들 표식의 몇몇 조합으로 이루어질 수 있다.
처리능력 요구량의 저감은 소정의 방법으로 상기 복호기 기능을 제한함으로써 하나 이상의 복호기 기능으로 사용되는 처리능력을 저감하여 달성된다.
이 제한은 운동 보상 참조를 검색하는데 통상 이용되는 하나 이상의 운동벡터 사용을 턴오프하는 것을 포함할 수 있다. 이는 사용이 턴오프되는 하나 이상의 운동벡터 중 통상 픽셀 영역 운동보상 참조 예측영역을 검색하는데 이용되는 운동벡터를 선택함으로써 이루어질 수 있다.
상기 운동벡터의 선택은, 일시적으로 가장 긴 거리인 운동 벡터 선택, 복호화되는 픽처영역의 주벽영역에서 이들 운동벡터와 가장 적게 상관된 운동벡터 선택, 공간적으로 가장 긴 거리인 운동벡터 선택, 모든 운동벡터 선택, 또는 이들 및 기타 선택기준의 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 복호기 기능을 제한하는 다른 방법은 가능한 한 하나 이상의 복호기 운동벡터의 범위 및/또는 정밀도를 제한함으로써 운동벡터를 수정하는 것으로 이루어진다.
상기 복호기 기능을 제한하는 또 다른 방법은 제로 등의 교대값으로 계수를선택적으로 설정함으로써 역 양자화 및 역 DCT 변환된 계수의 수를 감소하는 것으로 이루어진다.
상기 복호기 기능을 제한하는 또 다른 방법은 비디오 비트스트림의 색성분을 복호화하는데 이용되는 복호기 처리량을 저감하는 것으로 이루어진다.
상기 복호기 기능을 제한하는 또 다른 방법은 복호기의 출력 비디오 픽처에서 수행되는 처리량을 저감하는 것으로 이루어진다.
트로트링량은 상기 복호기 기능을 어떤 방식으로 어느 것을 얼마만큼 제한하는지를 제어하는 역할을 한다. 하나 이상의 비트스트림으로부터 처리능력 요구량, 그리고 복호기의 존재하는 처리능력으로부터 처리능력 요구량을 결정할 수 있고, 또한 이 정보를 이용하여 어느 것을 어느 정도 트로트링하는지, 또는 상기 비트스트림의 복호화 동안에 상기 복호기 기능을 제한하는지를 결정할 수 있다. 상기 복호기 기능을 제한함으로써 처리능력은 저감될 수 있다.
어느 기능을 제한하고 어느 방식으로 제한하는지에 대한 식별은, 상기 비트스트림에서의 구문 엘리먼트와 같은 표식, 및 상기 비트스트림에 필요한 처리의 타입 및 양을 이용하여 이루어진다. 이러한 제한은, 어떤 운동벡터가 존재하는지에 대한 비트스트림에 있어서의 표식, 또는 비트스트림 또는 복호기로부터의 어떤 다른 표식을 참조하여 이루어진 결정을 기반으로 운동 보상 참조를 검색하는데 통상 이용되는 하나 이상의 운동벡터 이용을 턴오프하는 것으로 이루어 질 수 있다.
픽처에서 어느 운동벡터가 턴오프되는지에 대한 선택은, 일시적으로 가장 긴 거리인 운동벡터의 선택, 복호화되는 픽처영역의 주변영역에 있어서의 운동벡터와가장 적게 상관된 운동벡터의 선택, 공간적으로 가장 긴 거리인 운동벡터의 선택, 모든 운동벡터의 선택, 또는 이들 및 기타 선택기준의 소정의 조합에 의해서 보다 개선될 수 있다.
이와 유사하게, 상기 제한은 하나 이상의 복호기의 운동벡터 정밀도 및/또는 범위 또는 기타 수정을 제한하는 것으로 이루어질 수 있다.
상기 복호기 기능을 제한하는 다른 방법은, 제로와 같은, 역 양자화 및 역 DCT에 용이한 교번값으로 계수를 선택적으로 설정함으로써 역 양자화 및 역 DCT 변환된 계수의 수를 저감하는 것으로 이루어진다. 이러한 복호기 기능을 제한하는 결정은 상기 비트스트림 및/또는 상기 복호기에 관한 정보를 기반으로 이루어 질 수 있다.
상기 복호기 기능을 제한하는 다른 방법은 색성분 복호화시 필요한 몇몇 또는 모든 처리를 제거하는 것으로 이루어진다.
상기 복호기 기능을 제한하는 다른 방법은 복호화된 비디오 픽처에 적용된 처리를 제한하는 것으로 이루어진다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 블록도.
도 2는 본 발명의 제2실시예의 블록도.
도 3은 운동벡터 트로트링(throttling)을 이용한 흐름도.
도 4는 픽처크기와 빈도를 이용한 흐름도.
도 5는 1/2픽셀 운동보상을 도시한 도면.
도 6은 계수값 수정을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 비디오 복호기
140 : 복호기 트로틀러(decoder throttler)
210 : 비디오 복호기
240 : 복호기 트로틀러
250 : 비트스트림 표식 추출기
본 발명의 제1실시예가 도 1에 도시되어 있다. 하나 이상의 비트스트림이 비트스트림 입력(100, 101)을 통하여 입력된다. 비디오 복호기(110)는 비트스트림을 복호화하여 복호화된 비디오(120, 121)를 출력한다. 비트스트림 처리요구량(130) 및 복호기의 처리능력(131)의 척도는 비디오 복호기(110)로부터 복호기 트로틀러(throttler)(140)로 보내어진다. 트로트링량(132)은 복호기 트로틀러(140)로부터 비디오 복호기(110)로 보내어진다.
도 1의 실시예의 작동을 설명할 것이다. 비디오 복호기(110)는 입력 비트스트림(101)으로부터 비트스트림 처리요구량의 척도를 추출하고, 이 척도(130)를 복호기 트로틀러(140)에 보낸다. 또한, 비디오 복호기(110)는 비트스트림을 복호화하는 능력을 결정하여, 이 척도(131)를 복호기 트로틀러(140)에 보낸다. 복호기 트로틀러(140)는 이들 척도(130, 131)를 이용하여 비디오 복호기(110)의 기능이 어떻게 트로트링될 수 있는지를 결정하고, 이 트로틀링량(132) 정보를 비디오 복호기(110)에 보낸다.
비트스트림(130)의 어떤 척도도 취해지지 않고 복호기 트로틀러(140)로 보내어질 수 있다. 이 경우에, 복호기 트로틀러(140)는 복호기의 처리능력(131)의 척도 나 또는 기타 어느 척도를 이용함으로써 비디오 복호기(110)를 트로트링하는 방법을 결정한다. 복호기 처리능력(131)의 어느 척도도 취해지지 않고, 복호기 트로틀러(140)로 보내어질 수 있다. 이 경우에, 복호기 트로틀러(140)는 비트스트림 처리요구량(130) 또는 기타 척도를 이용함으로써 비디오 복호기(110)를 트로트링하는 방법을 결정한다.
비트스트림(130) 또는 복호기 처리능력의 어느 척도도 취해지지 않고 복호기 트로틀러(140)로 보내어질 수 있다. 이 경우에, 복호기 트로틀러(140)는 어떤 다른 척도를 이용하거나, 소정의 방식을 이용함으로써 비디오 복호기(110)를 트로트링하는 방법을 결정한다. 예를 들어, 복호기(110)와 복호기 트로틀러(140)의 구성이 설계되었을 때 그 복호기 및 복호기 트로틀러에 대한 소정의 정보에 기인하여, 복호기 트로틀러(140)는 항상 동일 방식으로 트로트링할 수 있다. 척도의 수와 척도의 오리진(origin)은 본 발명에 의해 제한되지 않는다.
도 1에 의해 설명된 실시예의 효과는 비디오 복호기가 성능요구량을 트로트링할 수 있다는 것이다.
본 발명의 제2실시예는 도 2에 도시되어 있다. 하나 이상의 비트스트림은 비트스트림 입력(200, 201)을 통해 입력된다. 비디오 복호기(210)는 비트스트림을 복호화하여 그 복호화된 비디오(220, 221)를 출력한다. 입력 비트스트림(202)은 측정이 비트스트림과 관련하여 이루어지는 비트스트림 표식 추출기(250)로 보내어진다. 구문 엘리먼트(251), 복호화에 필요한 처리의 타입(252), 필요한 처리량(253)등의 표식이 복호기 트로틀러(240)에 보내어진다. 복호기 처리능력(231)은 비디오 복호기(210)로부터 복호기 트로틀러(240)로 보내어진다. 트로트링량(232)은 복호기 트로틀러(240)로부터 비디오 복호기(210)로 보내어진다.
이하, 도 2의 실시예의 작동을 설명한다. 비트스트림 표식 추출기(250)는 입력 비트스트림(202)으로부터 비트스트림 처리요구량의 척도를 추출한다. 이들 척도는, 스트림의 내용 및 타입과, 비트스트림을 복호화하기 위해 필요한 처리량을 특징으로 하는 표식을 결정하고, 이들 표식(251, 252, 253)을 각각 복호기 트로틀러(240)에 보낸다. 또한, 비디오 복호기(210)는 비트스트림을 복호화하는 능력을 결정하고, 이 척도(231)를 복호기 트로틀러(240)에 보낸다. 복호기 트로틀러(240)는 이들 표식(251, 252, 253)을 이용하여 비디오 복호기(210) 기능이 어떻게 트로트링될 수 있는지를 결정하여 이 트로트링량(232) 정보를 비디오 복호기(210)에 보낸다.
비트스트림 표식 추출기(250)에 의해 택해진 표식(251, 252, 253)중 몇몇 또는 모두가 복호기 트로틀러(240)에 의해 이용되지 않을 수 있다. 이 경우에, 복호기 트로틀러(240)는 복호기의 처리능력(231)의 척도 또는 기타 척도를 이용함으로써 비디오 복호기(210)를 트로트링하는 방법을 결정한다. 복호기의 처리능력(231)의 어느 척도도 택해지지 않고 복호기 트로틀러(240)로 보내어질 수 있다. 이 경우, 복호기 트로틀러(240)는 비트스트림 표식 추출기(250)에 의해 결정된 표식(251, 252, 253) 또는 기타 척도를 이용함으로써 비디오 복호기(210)를 트로트링하는 방법을 결정한다. 어떠한 비트스트림 표식(251, 252, 253) 또는 복호기의 처리능력(231)도 취해지지 않고 복호기 트로틀러(240)로 보내어질 수 있다. 이 경우, 복호기 트로틀러(240)는 기타 정보 또는 소정의 방법을 이용함으로써 비디오 복호기(210)를 트로트링하는 방법을 결정한다. 예를 들면, 복호기(210) 및 복호기 트로틀러(240)의 구성이 설계되면, 복호기 및 복호기 트로틀러에 대한 몇몇 정보가 알려지게 됨으로, 복호기 트로틀러(240)는 동일 방식으로 항상 트로트링할 수 있다. 표식 및 척도의 수와 표식 및 척도의 오리진은 본 발명에 의해 제한되지 않는다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명하는데 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 MPEG2 비디오 복호기가 이용되었다. 다음의 것이 비트스트림 표식 추출기(250)에 의해 추출된다.
. picture_coding_type(I, P, B, D)
. temporal_reference
도 3은 B-픽처에서의 운동벡터(전진, 후진)중 어느 것이 배제되었는지를 결정하는데 이용되는 흐름도를 설명한다. temporal_reference 정보는 전진 또는 후진 참조가 복호화되는 픽처로부터 일시적으로 더욱 먼거리에 있는지의 여부를 결정하는데 이용된다. 가장 긴 거리의 참조는 이용되지 않아, 이를 참조하여 운동벡터를 효과적으로 턴오프한다. 다시말해, B-픽처는 본 실시예에서 단방향 예측만을 이용한다.
도 3에서, ｜TR-TRfor｜는 복호화되는 픽처와 운동보상 전진 참조로서 이용되는 픽처의 시간차 절대값이고, ｜TR-TRback｜은 복호화되는 픽처와 운동보상 후진 참조로서 이용된 픽처의 시간차 절대값이다.
picture_coding_type 및 temporal_reference는 추출될 수 있고 비디오 복호기(210)를 트로트링하는데 이용될 수 있는 비트스트림 특징만은 아니다. 본 발명은 비디오 복호기(210)를 트로트링하는 방법을 결정하는데 이용되는 표식의 타입 또는 수를 제한하지 않는다. 본 발명은 상기 특징을 특정 구문 엘리먼트로 제한하지 않는다. 예를 들면, 이러한 특징은 특정 타입의 매크로블록 수의 표식과 같은 특정 합성 엘리먼트가 아닌 표식일 수 있다.
이러한 표식은 부호기에 의해 비트스트림에 삽입될 수 있거나, 몇몇 비트스트림 엘리먼트에 의해 대용될 수 있다. 이 표식은 보다 높은 구문 레벨, 예컨대 시스템 비트스트림 레벨에 있을 수 있다. 특정 엘리먼트에 대한 비트스트림으로부터취해진 표식은 특정 엘리먼트의 복호화를 제어하기 위해 이용될 수 없다. 예컨대, 하나의 픽처와 연결된 표식은 다른 픽처의 복호화를 조절하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 선행하는 픽처의 표식은 현재 픽처의 복호화를 제어하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명은 또한 도 3에 설명된 실시예로서 설명된 비디오 복호기(210) 트로트링 빈도로 제한되지 않는다. 예컨대, 쌍방향 예측을 이용해야 하는지에 대한 결정은 영역의 경우 픽셀 영역에 대해 이루어진다. 예를 들면, 매크로블록마다 결정이 재평가될 수 있다.
또한, 선행 실시예는 복호기 처리능력(231)의 척도 이용을 설명하지 않는다. 이들은 복호기가 매우 비지(busy)인 때를 검출하는데 이용될 수 있으며, 이 때에는 복호기가 비트스트림의 실시간 복호화를 달성할 수 없어 복호기 트로트링이 필요하다. 이와 마찬가지로, 복호기 처리능력(231)의 척도는, 복호기가 비지가 아닌 때를 나타낼 수 있고, 그 기능의 어떠한 트로트링 없이 실시간 비디오 복호화를 달성할 수 있다. 다시 말해, 어느 운동벡터와 이와 연관된 참조 보상 처리를 턴오프할 것인지의 여부 판단 방법은 본 발명에 의해 제한되지 않는다.
본 실시예의 효과는 프레임 메모리 액세싱(accessing)과 B-픽처에 대한 처리를 대폭적으로 줄이는 것이다. 참조 프레임 메모리 판독은 운동 보상 참조의 쌍방향 처리가 없기 때문에 반으로 효과적으로 감소된다. 결과적으로 복호화된 비디오의 품질이 저하될지라도, 본 발명이 픽처 품질을 저하시킴으로써 복호기의 코스트를 줄이는데 이용되기 때문에, 이는 본 발명의 수용가능한 측면의 효과로서 생각된다.
도 4는 픽처 크기와 속도가 비트스트림에 의해 필요로 하는 처리량(253)의 표식으로 이용되는 또 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에서 다음 부과적인 엘리먼트는 비트스트림으로부터 결정된다.
. horizontal_size
. vertical_size
. frame_rate_value
이들은 이후, 비트스트림 요구 복호기 출력 픽셀 레이트(rate)를 기반으로 복호기가 몇몇 트로트링 기술을 채용할 것인지의 여부를 결정하는데 이용된다. 도시된 예에서는, 도 3에 의해 도시된 운동벡터 트로트링을 허용하는 것이 사용되었으나 이에 제한되지는 않는다.
고안된 방법의 다른 실시예는 복호기의 연산요구량 및/또는 메모리 대역폭 요구량을 감소시키는 방식으로 운동벡터를 수정한다. 일실시예는 운동벡터의 정밀도를 이용한다.
도 5는 이웃하는 전체 픽셀 값을 이용하여 1/2픽셀 운동 보상 참조가 어떻게 결정되는지를 설명한다. 공간영역이 1/2픽셀 보간을 필요로 하는 경우, 더 많은 참조 프레임 메모리 픽셀 데이터가 요구된다. 예를 들면, 8×8픽셀영역이 전체 픽셀 운동벡터를 이용하는 것이 바람직한 경우, 8×8영역이 판독될 필요가 있다. 한편, 수평 및 수직 1/2픽셀 운동 보상이 요구되는 경우, 9×9영역이 판독되어야 한다. 가장 인접하는 전체 픽셀 값의 1/2픽셀 보간 후, 요망된 8×8영역이 결정된다. 따라서, 전체 픽셀 정밀도로 운동벡터의 정밀도를 제한함으로써 비디오 복호기의 처리요구량을 줄일 수 있다.
본 발명은 1/2픽셀로부터 전체 픽셀 값까지의 운동벡터 정밀도의 감소를 제한하지 않는다. 사실상, 많은 비디오 복호기가 픽셀 단위로 참조 프레임 메모리를 액세스하지 않고, 대신 픽셀을 액세스 가능한 워드로 그룹화한다. 따라서, 참조 프레임 메모리의 워드크기로 운동벡터를 제한하는 것이 수행될 수 있다.
본 실시예의 효과는 운동 보상 예측을 이용하여 픽처에 대한 프레임 메모리 의 액세싱 및 처리를 감소하는 것이다. 이에 따른 복호화된 비디오의 품질이 저하될지라도, 본 발명이 픽처 품질을 저하함으로써 복호기 코스트를 감소하는데 이용되기 때문에, 이는 본 발명의 수용가능한 측면의 효과로 생각된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 운동벡터 범위를 감소시킨다. 예를 들면, 운동벡터의 범위가 +/-64픽셀이면, 이 범위는 복호기에 있어서 +/-16으로 제한될 수 있다. 이러한 제한된 범위는 본 실시예로 특정되지는 않는다. 예를 들면, 이는 0픽셀로 제한 될 수 있다. 본 실시예의 효과는 프레임 메모리 액세싱이 픽처의 작은 영역으로 제한된다는 것이다. 이는 메모리 캐쉬를 이용하는 운동 보상 구성에서 특히 이용될 수 있다. 캐쉬로부터 액세스한 픽셀이 많을 수록 캐쉬히트(cache hit)가 적어진다. 여기서 캐쉬히트란 요망된 픽셀이 캐쉬메모리에 있지 않아서 요망된 픽셀을 유지하는 전형적으로 더 크고 더 느린 메모리로부터 패치되어야 한다는 것을 의미한다. 캐쉬히트의 전체 효과는 감소한 처리성능이다. 운동벡터 범위를 감소시키는 효과는 캐쉬히트의 수를 감소시킴으로써 처리성능을 향상시키는 것이다.
고안된 방법의 다른 실시예는 이들 계수의 다운스트림(downstream) 처리를 연산적으로 덜 심하게 하기 위해 비트스트림으로부터 복호화된 몇몇 계수의 값을 변경한다. 이와 같은 변경의 예는 도 6에 도시되어 있다. 비트스트림(600)으로부터의 원래의 계수가 변경되어 변경된 값(601)이 된다. 이 예에서, 그레이영역(grey area)(602)의 밖의 모든 값은 제로로 설정된다. 비디오 복호기가 역 DCT전에 역 양자화를 전형적으로 수행하는 MPEG2 등의 DCT을 기반으로 한 시스템의 효과는, 비트스트림으로부터 복호화된 계수 값을 쉽게 역 양자화되는 값으로 설정함으로써, 역 양자화의 처리요구량이 감소될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 계수가 제로로 설정되는 경우, 이들 계수의 역 양자화 후의 결과는 MPEG2 기준에 의해 규정되어 있는 통상의 연산 없이 제로로 설정될 수 있다.
또한, 역 DCT의 몇몇 구현은 역 DCT의 연산요구량을 감소시키도록 제로인 검출계수를 이용한다. 예를 들면, 계수의 서브세트(subset)가 변환되어야 하는 분리가능한 역 DCT에서 서브세트가 모두 제로이면 그 결과는 모두 제로가 될 것이다. 이 경우에, 역 변환을 연산하기보다는 오히려 결과를 제로로 설정함으로써 역변환이 보다 쉽게 간단히 완료될 수 있다. 본 발명은 비트스트림으로부터의 계수 값을 제로로 설정하는 것으로 제한되지 않는다. 이들은 적은 다운스트림 처리로 귀착되는 소정의 값으로 변경될 수 있다.
어느 값이 변경되는지에 대해서는 제한되지 않는다. 예를 들면, 일단 블록에 대한 제한이 도래하면, 비트스트림으로부터의 값 저장을 정지시킴으로써 블록에 있어서의 비-제로 계수를 단순하게 제한할 수 있다.
본 발명은 변환으로서 역 DCT를 사용하는 복호기로 제한되지 않는다. 다른 변환계수는 그것들의 연산요구량을 감소시키도록 변경될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 하나 또는 두 개의 색성분 처리의 감소나 제거이다. 예를 들어, 계수 값이 폐기될 수 있고, 색성분의 픽셀 값이 뉴트럴(neutral)로 설정된다. 이 경우, 복호기에 의해 요구된 색성분의 더 이상의 처리는 없다. 예컨대, 역 양자화, 역 DCT 및 운동 보상은 색성분에 대해 필요치 않다. 본 실시예의 효과는 복호기 처리요구량의 현저한 감소이다. 다른 효과는 표시된 픽처에 있어서의 색 손실이지만, 이는 감소된 복호기 연산으로 인해 수용가능한 열화일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 복호화된 비디오 픽처에서 수행된 처리의 감소이다. 예를 들어, 포스트 필터(post filter)가 부호화 및 복호화 과정에 의해 도입된 몇몇 블록키 잡음(blocky noise)을 제거하기 위해 비디오 복호기에 의해서 이용될 수 있다. 이 필터링을 감소하는 효과는 포스트 필터의 연산요구량의 감소이다. 처리의 감소는 포스트 필터에 의해 사용된 탭(tap) 수의 감소일 수 있다. 포스트 처리의 다른 형태도 포맷 변환필터와 같이 감소될 수 있다.
비디오 복호기의 처리능력 요구량을 감소시키기 위해 이용될 수 있는 고안된 방법의 많은 조합이 있다. 예컨대, 운동벡터가 수정될 수 있고, 비트스트림으로부터 추출된 계수가 수정될 수 있으며, 복호화된 픽처에서 수행된 처리는 동일 복호기내로 한정될 수 있다. 본 발명의 전체 효과는 처리요구량에 대한 제어의 대폭적인 자유도와 비디오 복호기의 출력 픽처 품질에 있다. 이 제어는 관련된 우선권을 가질 수 있는 단일 비트스트림 또는 다중 비트스트림을 복호화하는 경우에 유용하다.
본 발명의 한 가지 효과는, 비디오 복호기의 처리량이 감소될 수 있어 높은연산 처리요구량을 가진 비트스트림이 낮은 연산능력을 가진 복호기에 의해 복호화될 수 있게 한다는 것이다. 복호기 기능의 타입 및 양의 결정을 바이어싱(basing)으로써, 즉 비트스트림을 복호화하는데 필요한 처리능력의 척도에 대해서 제한함으로써 상기 복호기 처리능력의 척도 또는 이들 척도의 몇몇 조합에 의해 적절한 제한의 선택은 연산요구량 및 픽처 품질 사이의 균형을 맞출 수 있게 한다.
비트스트림에 있어서의 구문 엘리먼트의 표식을 상기 비트스트림에 있어서의 처리 타입 및 양에 대해 이용하는 효과는, 복호기의 종류 및 양의 기능 제한이 비트스트림의 내용을 고려하여 이루어질 수 있으므로, 기능제한에 대한 보다 적절한 시각적으로 양호한 선택을 허락한다.
복호기 처리능력의 척도를 이용하는 효과는 복호기 구조에 의존하는 복호기 능력을 기반으로 하여 기능 제한의 선택이 이루어질 수 있다는 것이다.
복호기에서 하나 이상의 기능에 대한 연산능력을 감소하는 효과는 복호기의 연산능력의 감소이다.
운동 보상 기준을 검색하는데 통상 이용되는 하나 이상의 운동벡터 이용을 턴오프하는 효과는 처리요구량과 참조 프레임 메모리 액세스 대역폭의 감소이다.
하나 이상의 운동벡터 이용을 선택적으로 턴오프하는 효과는, 픽처 품질에 의해 다른 것 보다 적은 악영향을 갖는 운동벡터에 대해서만 선택하여 턴오프할 수있음으로써 픽처 품질 및 연산요구량 사이의 균형을 허락한다.
일시적으로 가장 긴 거리인 몇몇 운동벡터를 제한하는 효과는, 몇몇 운동벡터를 턴오프함으로써 보다 짧은 시간 거리의 운동벡터를 제한 할 경우에 비해 시각적 품질의 저하를 적게 할 수 있다.
복호화되는 픽처영역의 주변 영역에 있어서의 운동벡터와 가장 적게 상관되는 운동벡터를 제한하는 효과는, 이 운동벡터를 가진 영역의 픽처 품질의 저하를 지각하는 능력은 보다 높게 상관된 운동벡터를 저하하는 것보다 작아질 수 있다. 또한, 보다 적게 상관된 운동벡터가 사용되지 않으면, 운동 보상 기능에 대한 캐쉬 기반 구조가 보다 적은 캐쉬히트를 가지게 하는 효과가 있다.
공간적으로 가장 긴 거리인 운동벡터를 선택하는 효과는, 운동 참조들이 함께 보다 밀접하면 참조 데이터가 매우 자주 캐쉬 외부로 가지 않기 때문에, 캐쉬 기반 구조가 보다 적은 캐쉬히트를 가지도록 할 수 있다는 것이다.
운동벡터를 수정하거나 하나 이상의 운동벡터의 정밀도 및/또는 범위를 제한하는 효과는, 메모리 액세스의 수가 운동 보상 참조를 액세싱할 때 감소될 수 있다는 것이다.
계수를 제로등의 교번 값으로 선택적으로 설정함으로써 역 양자화 및 역 DCT 변환 계수의 수를 줄이는 효과는, 역양자화 및 역 DCT의 연산요구량이 감소될 수 있다는 것이다.
색성분의 처리를 감소시키는 효과는 전체 복호기 처리의 감소이다.

Claims (14)

  1. 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법으로서,
    복호기의 기능을 어떻게 제한하는가를 정하는 트로트링량을 소정의 방법에 의해 결정하는 단계와,
    상기 트로트링량을 상기 복호기로 송신하는 단계와,
    상기 복호기는 상기 트로트링량에 따라서 기능을 제한함으로써 처리량을 저감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 트로트링량의 결정은,
    하나 이상의 비트스트림을 복호화하는데 필요한 처리능력 요구량의 하나 이상의 척도와;
    상기 복호기 처리능력의 하나 이상의 척도 중 하나 이상을 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 비트스트림을 복호화하는데 필요한 처리능력 요구량의 상기 척도는,
    상기 비트스트림에 있어서의 구문 엘리먼트 표식과;
    상기 비트스트림에 대해 필요한 처리타입 표식과;
    상기 비트스트림에 대해 필요한 처리량의 표식과;
    상기 비트스트림에 대해 필요한 처리타입과 양의 조합 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 복호기의 처리량을 저감하는 단계는
    복호기의 기능을 적어도 하나 제한하여 복호기의 처리능력을 저감하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복호기 기능을 제한하는 단계는,
    운동 보상 참조를 검색하는데 사용되는 하나 이상의 운동벡터 사용을 턴오프하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 복호기 기능을 제한하는 단계는,
    상이한 참조 픽처를 참조하는 운동벡터로부터 턴오프하기 위한 하나 이상의 운동벡터를 선택하는 단계와,
    운동 보상 참조를 검색하기 위해 사용되는 선택된 운동벡터를 턴오프하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 운동벡터를 선택하는 단계는,
    일시적으로 가장 긴 거리의 운동벡터를 선택하는 단계와;
    복호화될 픽처영역의 주변영역내의 운동벡터와 가장 적게 상관되는 운동벡터를 선택하는 단계와;
    공간적으로 가장 긴 거리의 운동벡터를 선택하는 단계와;
    모든 운동벡터를 선택하는 단계 중 적어도 한 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 복호기 기능을 제한하는 상기 단계는,
    하나 이상의 복호기 운동벡터의 값을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 값을 수정하는 단계는,
    하나 이상의 복호기 운동벡터의 정밀도를 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 값을 수정하는 단계는,
    하나 이상의 복호기 운동벡터의 범위를 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  11. 제4항에 있어서, 상기 복호기 기능을 제한하는 단계는,
    계수를 교번값으로 선택적으로 설정함으로써 역 양자화 및 역 DCT 변환 계수의 수를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 교번값은 제로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  13. 제4항에 있어서, 상기 복호기 기능을 제한하는 단계는,
    하나 이상의 색성분의 복호기 처리를 생략하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
  14. 제4항에 있어서, 상기 복호기 기능을 제한하는 단계는,
    디스플레이에 앞서 복호화된 픽처에 대해 수행되는 처리량을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호기의 처리능력 요구량을 저감하는 방법.
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