H.261 레포트

목차

정 의

표준안 결정과정

H.261의 요구사항

H.261 시스템 블록도

H.261 시스템 특징

H.261 영상 신호원

H.261 Encoder

H.261 Decoder

H.261 비디오 데이터 구조

종합설명

본문내용

두색 신호는 수평 수직 각각2:1로 추림을 하여 전체적으로 4:2:0 형식임). 또 이의 1/4 크기인 QCIF(Qu arter CIF)가 쓰이기도 한다.
카메라 출력은 전처리를 거쳐 CIF로 변환된 후 H.261 부호기에 인가되며, H.261복호기에 의해 재생된 CIF화면은 후처리를 거쳐 정상적 TV신호로 바뀐후 모니터에 표시된다.
화면내 압축을 위해서는 블록(8×8화소)단위의 DCT를 행하여 블록의 에너지를 저주파 성분에 집중시킨 후 양자화된다. 양자화는 시스템을 간단하게 하기 위해 균일 양자화기를 사용한다. 이때 인간의 시각 특성이 고주파 성분의 양자화 잡음을 상대적으로 덜 느끼는 점을 이용하여, DCT 계수가 고주파일수록 양자화 스텝을 크게 한다. 따라서 고주파 성분은 크기도 작은데 양자화 스텝도 커서 대부분이 0이 된다.
화면간 상관성을 이용하여 압축률을 높이기 위해서는 화면을 매크로블록(4개의 휘도블록과 두개의 색블록)단위로 나누어 각 매크로블록마다 이전 화면의 어느 위치에서 움직여 왔는지를 나타내는 움직임 벡터를 구한다. 움직임 추정방법으로는 이전화면의 각 화소 위치마다 현 매크로블록과의 에러를 구하여 이것이 최소가 되는 위치를 찾는 블록 정합 알고리즘이 널리 쓰인다. H.261에서는 화소단위로 움직임 벡터를 찾는데 비해 보다 고화질이 요구되는 MPEG에서는 반화소 단위로 찾는다. 움직임 벡터는 화면 재구성을 위해 수신 측에 전송되어야 하는데, 비트를 절약하기 위해 벡터간에 DPCM을 행하고 그 결과를 허프만 부호화하고 있다. 양자화된 DCT계수는 0이 많은데 화면내 부호화의 경우에 비해 화면간 부호화된 블록은 더욱 그러하다. 이를 효율적으로 압축하기 위해 런길이 부호화를 쓰고 있다. 즉 DC로부터 출발하여 지그재그 주사를 하면서 0이 몇개 반복되고 0이 아닌 값이 나오는지를 (런, 레벨)의 형태로 나타낸다. 이렇게 하면 연속되는 많은 0들이 "런"에 한꺼번에 수용되어 데이터 압축이 이루어진다.
이런 심벌들은 발생 빈도가 각각 다르므로 발생 빈도가 높은, 즉 런이나 레벨 값이 작은 심벌을 짧은 부호로 부호화하는 허프만 부호를 써서 더욱 압축하고 있다.
이런 과정을 거쳐 발생되는 데이터의 양은 시간에 따라 변하는데 복잡한 부분이나 화면내 부호화되는 부분에서 많다. 채널을 통한 데이터 전송 속도가 일정한 경우에는 발생되는 데이터를 써 넣었다가 일정 속도로 읽어내기 위한 버퍼가 필요하다. 수신측에는 일정 속도로 써 넣고 가변속도로 읽어 복호화 하기 위해 송신측과 같은 크기의 버퍼가 필요하다.
버퍼는 시간에 따라 충만도가 변하는 데 넘치거나 완전히 비면 비트열의 연속성이 끊겨 복호가 일시 중단된다. 이를 피하기 위해서는 버퍼의 상태를 궤환시켜 양자화 스텝을 조절함으로써 비트 발생량을 제어해야 한다.
H.261은 이렇게 당시까지의 많은 손실/무손실 데이터 압축 기법을 결합하여 높은 압축률을 얻음으로써 실시간 영상통신의 길을 열었고, 이는 후에 MPEG- 1과 2로 이어져 멀티미디어 혁명이 본격화되는 계기가 되었다.

키워드

멀티미디어응용,   멀티미디어,   H.261