비디오 코딩 - 향상된 패킷 손실 허용 오차

비디오 코딩 - 향상된 패킷 손실 허용 오차

현재의 H.264 비디오 스트림 (비 계층 적)은 데이터 압축면에서 매우 성숙하고, 책에서 습득 한 모든 방법은 데이터를 압축 할 때 사용됩니다. 가장 중요한 것 중 하나는 증가분을 보내는 것입니다. 정보. 이전 프레임을 기준으로 비디오 이미지 프레임이 약간만 변경되면 프레임의 이미지를 전송할 때 변경되지 않은 정보를 전송할 필요가 없습니다. 코덱은 증분 정보 만 전송하고 수신자에게 다음과 같이 알려줍니다. "이 픽셀은 다른 픽셀은 그대로 유지하면서 변경되었습니다." 이러한 방식으로, 전송 될 정보는 전체 프레임의 이미지에 의해 전송 된 정보보다 훨씬 적으므로, 압축 효과가 훨씬 향상된다.

그러나 네트워크에 패킷 손실이있는 경우이 증분 정보 전송 방법의 단점이 강조됩니다. 패킷이 손실되면 수신 측에서 비디오 이미지 프레임의 최신 변경 정보를 얻을 수 없으므로 비디오 이미지에 약간의 오류가 발생합니다. 다음 패킷에 도달하면 이미지 자체가 잘못된 정보로 작성되므로 이미지 품질이 더욱 떨어집니다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 현재 코덱은 때때로 완전한 이미지 프레임 정보를 전송하는 방법을 사용한다. 패킷 손실이 발생하면 수신기는 트리밍 프로세스의 속도를 높이기 위해 이미지의 전체 프레임을 업데이트하도록 요청할 수 있습니다. 그러나 이로 인해 전체 네트워크 지연이 발생하고 코덱의 내부 처리 시간이 길어지면 그 결과는 자명합니다.

이 문제를 해결하기 위해 FEC (forward error correction algorithm)를 사용하는 일부 공급 업체도 있습니다. FEC는 중복 정보를 생성하고 원래 패킷 스트림과 함께 중복 정보를 전송하여 정확성을 향상시키는 블록 코딩 알고리즘 유형입니다. 이러한 중복 된 정보는 정확한 정보와 중복 된 정보로 충분하다면 손실 된 패킷을 네트워크에서 재구성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 방법은 좋게 들리지만, 물론 약간의 비용이 듭니다. 코덱 또한 중복 정보를 전송해야하기 때문에 네트워크 대역폭 요구 사항도 그에 따라 증가합니다. 일부 코덱은 비디오에 할당 된 대역폭을 희생함으로써 지속적인 전송 대역폭 (비디오 + FEC 오버 헤드)을 보장합니다. 분명히 이것은 비디오 스트림의 품질에 손실을 가져올 것입니다. 또한, FEC 알고리즘에서, FEC 코드가 전송되기 전에, 데이터 패킷이 생성되어야하고 FEC 코드가 계산되어야한다. 수신 측에서는 손실 된 데이터 패킷을 재구성하기 위해 데이터 패킷 및 중복 정보를 수집해야하므로 필연적으로 지연이 증가합니다. 지연 시간이 길어지면 비디오 통신의 상호 작용이 감소하고 양방향 대화의 어려움이 증가합니다.

그렇다면 SVC는이 문제를 어떻게 해결할 수 있습니까? 우리는 SVC가 네트워크상의 다른 데이터 패킷, 기본 계층 데이터 패킷의 손실 및 비 계층 적 코딩의 결과에 미치는 영향 인 기본 계층과 하나 이상의 확장 계층을 통해 비디오 이미지를 생성한다는 것을 알고 있습니다. 일관성이 있지만 확장 레이어 패킷 손실의 영향은 훨씬 적습니다. 향상 계층은 프론트 프레임 이미지보다는 기본 계층을 기반으로하기 때문에, 향상 계층의 패킷 손실은 비디오 이미지의 기본 아키텍처에 영향을 미치지 않으면 서 일시적인 선명도 및 프레임 속도 저하를 유발합니다.

FEC 코드는 비 계층 적 코딩과 동일한 방식으로 SVC 비디오 스트림의 기본 레이어 정보를 보호 할 수 있습니다. 해상도 요구 사항이 낮은 SVC 비디오 통신에서 FEC 코드의 사용에는 저 대역폭 비 계층 코딩의 한계, 오버 헤드 및 지연 문제가 있습니다. 높은 대역폭 요구 사항에서 계층화 된 비디오 코딩 기술과 그렇지 않은 비디오 코딩 기술의 차이는 매우 분명합니다. 기본 레이어에는 오버 헤드 만 있지만 확장 레이어에는 오버 헤드가 없기 때문입니다. 예를 들어, FEC 코드가 총 20 %의 오버 헤드를 추가하고 기본 계층이 전체 비디오 통신의 대역폭의 25 % 만 차지하는 경우, 즉 계층화 된 비디오 코딩에서 FEC 코드는 전체 비디오 통신의 5 % 전체 비디오 통신. 대역폭, FEC 코드는 비 계층화 비디오 코딩에서 총 대역폭의 20 %를 차지합니다.

따라서 여기에서 계층화 된 비디오 코딩 기술의 이점은 계층화 된 비디오 스트림 아키텍처와 기본 계층 FEC 보호의 조합에 반영됩니다. 낮은 대역폭의 호출의 경우 계층화 된 비디오 코딩과 비 계층화 된 비디오 코딩으로 인한 효과는 비슷합니다. 그러나 고 대역폭 호출에서 계층화 된 비디오 코딩은 네트워크에서 패킷을 쉽게 삭제할 수있는 고품질 비디오를 제공 할 수 있으며 계층화 불가능 비디오 코딩보다 적은 보호를 필요로합니다.