KR0178221B1 - Improved pattern vector encoding system using average value of pixels - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하드웨어적으로 그 구현이 용이하고, 패턴 부호화를 위해 분할된 블록내 각 픽셀들의 평균값을 이용함으로써 고속의 패턴 벡터 부호화를 실현할 수 있는 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 영상신호를 패턴 부호화하기 위한 부호화 수단으로서, 차분신호에 대한 시간영역의 영상신호들을 코사인 함수를 이용하여 8×8 단위의 주파수영역의 DCT변환계수들로 변환하기 위한 DCT블록과, 변환된 DCT변환계수 블록들을 소정 크기의 복수의 부블럭으로 분할한 다음 각 부블럭들에 대한 평균픽셀값을 산출하는 평균값 추출 블록과, 이 분할된 각 부블럭의 픽셀값들을 각 부블럭들에 대한 평균값 추출 블록으로 부터의 대응 평균픽셀값으로 감산하여 얻어진 입력 패턴들에 대응하는 기준 패턴들을 구비된 코드 테이블로부터 조사하여 패턴 매칭을 수행함으로서, 기준 패턴들에 대한 인덱스 값을 발생하는 패턴 매칭 블록과, 이 패턴 매칭 블록으로부터 출력되는 입력 패턴들에 상응하는 인덱스 값들과 평균값 추출 블록으로부터 제공되는 각 평균값들에 대한 레벨값들을 다중화하여 전송을 위해 출력측으로 제공하는 멀티플렉서를 구비한다.The present invention relates to an improved pattern vector coding system that can be easily implemented in hardware and that can realize high-speed pattern vector coding by using an average value of each pixel in a divided block for pattern coding. Is a coding means for pattern coding an image signal, the DCT block for converting time-domain image signals of the differential signal into DCT transform coefficients of a frequency domain of 8x8 unit using a cosine function, and A mean value extraction block for dividing the DCT transform coefficient blocks into a plurality of subblocks of a predetermined size, and then calculating an average pixel value for each subblock; and an average value of pixel values of each divided subblock for each subblock. Code table with reference patterns corresponding to input patterns obtained by subtracting the corresponding average pixel value from the extraction block By performing pattern matching by examining from, the pattern matching block generating index values for the reference patterns, the index values corresponding to the input patterns output from the pattern matching block, and the respective average values provided from the average value extraction block. It has a multiplexer that multiplexes the level values and provides them to the output side for transmission.

또한, 본 발명은, 프레임간의 시간축상의 중복성을 제거하기 위한 수단으로서, 평균값 추출 블록으로 부터의 평균픽셀값들, 이 평균픽셀값들에 대한 각 입력 패턴들에 대응하는 기준 패턴들의 인덱스 값들 및 기준 패턴의 코드워드를 갖는 코드 테이블을 이용하여 상기 각 인덱스 값들을 패턴 부호화되기 이전의 DCT변화계수들을 갖는 DCT블록으로 복원한 다음, 현재 프레임신호와의 차분신호를 발생하는데 기초가 되는 예측 프레임신호의 생성하는 움직임 예측 및 보상 블록에 제공하는 블록 복원 블록을 포함한다.In addition, the present invention, as a means for removing the redundancy on the time axis between frames, the average pixel values from the average value extraction block, the index values of the reference patterns corresponding to the respective input patterns for these average pixel values and the reference A code table having a codeword of a pattern is used to reconstruct each of the index values into a DCT block having DCT change coefficients before pattern coding, and then to generate a differential signal from the current frame signal. And a block reconstruction block provided to the generated motion prediction and compensation block.

따라서, 본 발명은 하드웨어적으로 구현이 용이하면서도 효과적인 고속의 패턴 벡터 부호화를 실현할 수 있다.Accordingly, the present invention can realize high-speed pattern vector coding that is easy to implement in hardware and effective.

Description

픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템Improved Pattern Vector Coding System Using Average Values of Pixels

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴 벡터 부호화 시스템의 개략적인 블록구성도.1 is a schematic block diagram of a pattern vector coding system according to a preferred embodiment of the present invention.

제2도는 본 발명의 패턴 벡터 부호화 시스템에 채용되는 패턴부호화 블록과 패턴 복호화 블록의 세부적인 블록구성도.2 is a detailed block diagram of a pattern coding block and a pattern decoding block employed in the pattern vector coding system of the present invention.

제3도는 본 발명에 따라 예로서 하나의 DCT블록을 4개의 부블럭으로 분할하거나 16개의 부블럭으로 분할한 예를 보여주는 도면.3 is a diagram showing an example of dividing one DCT block into four subblocks or 16 subblocks according to the present invention.

제4도는 MC-DCT를 이용한 전형적인 통상의 영상 부호화 시스템에 대한 개략적인 블록구성도.4 is a schematic block diagram of a typical conventional video encoding system using MC-DCT.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 제1 프레임 메모리 110 : 감산기100: first frame memory 110: subtractor

120 : 패턴 부호화 블록 122 : DCT블록120: pattern coding block 122: DCT block

124 : 블록 분할 블록 126 : 평균값 추출 블록124: block division block 126: average value extraction block

128 : 패턴 매칭 블록 130 : 코드 테이블128: pattern matching block 130: code table

140 : 패턴 복호화 블록 142 : 블록 복원 블록140: pattern decoding block 142: block recovery block

144 : IDCT 블록 150 : 가산기144: IDCT block 150: the adder

160 : 제2 프레임 메모리 170 : 움직임 예측 및 보상 블록160: second frame memory 170: motion prediction and compensation block

180 : 멀티플렉서180: multiplexer

본 발명은 패턴 벡터 양자화를 이용한 영상 부호화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴 벡터 양자화와 움직임 추정 보상을 이용하여 고압축율의 영상 부호화를 구현할 수 있도록 한 패턴 벡터 부호화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an image coding system using pattern vector quantization. More particularly, the present invention relates to a pattern vector coding system enabling high-compression image coding using pattern vector quantization and motion estimation compensation.

이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 이산화된 영상신호의 전송은 아나로그 신호보다 좋은 화질을 유지할 수 있다. 일련의 이미지 프레임으로 구성된 영상신호가 디지털 형태로 표현될 때, 특히 고품질 텔레비젼(HDTV)의 경우 상당한 양의 데이타가 전송되어야 한다. 그러나, 종래의 전송 채널의 사용가능한 주파수 영역이 제한되어 있으므로, 많은 양의 디지털 데이타를 전송하기 위해서는 전송하고자 하는 데이타를 압축하여 그 전송량을 줄일 필요가 있다. 또한, 압축되는 영상신호와 오디오신호는 그들 신호의 특성상 서로 다른 부호화 기법을 통해 각각 부호화되는데, 이와같은 부호화에 있어서 오디오신호에 비해 보다 많은 양의 디지털 데이타가 발생하는 영상신호의 압축 기법은 특히 중요한 부분을 차지한다고 볼 수 있다.As is well known in the art, the transmission of discrete video signals can maintain better image quality than analog signals. When a video signal composed of a series of image frames is represented in digital form, a considerable amount of data must be transmitted, especially for high-definition television (HDTV). However, since the usable frequency range of the conventional transmission channel is limited, in order to transmit a large amount of digital data, it is necessary to compress the data to be transmitted and reduce its transmission amount. In addition, the compressed video signal and the audio signal are encoded through different encoding techniques due to the characteristics of the signals. In this encoding, a compression technique of a video signal that generates a greater amount of digital data than an audio signal is particularly important. It can be said to take part.

따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 그 전송되는 데이타량을 줄이기 위하여 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 이용하여 압축 부호화한 다음 전송채널을 통해 압축 부호화된 영상신호를 수신측에 전송하게 된다.Therefore, when transmitting a video signal, the transmitting side compresses and encodes the video signal using the spatial and temporal correlations of the video signal and then transmits the compressed and encoded video signal to the receiving side.

한편, 영상신호를 부호화하는데 주로 이용되는 다양한 압축기법으로서는, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다.On the other hand, as the various compression methods mainly used for encoding the video signal, the hybrid coding method combining the stochastic coding method and the temporal and spatial compression method is known to be the most efficient.

상기한 효율적인 부호화 기법중의 하나인 대부분의 하이브리드 부호화 기법은 움직임 보상 DPCM(차분 펄스 부호 변조), 2차원 DCT(이산 코사인 변환), DCT 계수의 양자화, DPCM(가변장 부호화)등을 이용한다. 여기에서, 움직임보상 DPCM은 현재 프레임과 이전 프레임간의 물체의 움직임을 결정하고, 물체의 움직임에 따라 현재 프레임을 예측하여 현재 프레임과 예측치간의 차이를 나타내는 차분신호를 만들어내는 방법이다. 이러한 방법은, 예를 들어 Staffan Ericsson의 Fixed and Adaptive Predictors for Hybrid Predictive/Transform Coding, IEEE Transactions on Communication, COM-33, NO.12(1985년, 12월), 또는 Ninomiy와 Ohtsuka의 A motion Compensated Interframe Coding Scheme for Television Pictures, IEEE Transactions on Communication, COM-30, NO.1(1982년, 1월)에 기재되어 있다.Most hybrid coding schemes, which are one of the efficient coding schemes described above, use motion compensated DPCM (differential pulse code modulation), two-dimensional discrete cosine transform (DCT), quantization of DCT coefficients, variable-length coding (DPCM), and the like. Here, the motion compensation DPCM determines a motion of the object between the current frame and the previous frame, and predicts the current frame according to the motion of the object to generate a differential signal representing the difference between the current frame and the prediction value. These methods are, for example, Staffan Ericsson's Fixed and Adaptive Predictors for Hybrid Predictive / Transform Coding, IEEE Transactions on Communication, COM-33, NO.12 (1985, December), or A motion Compensated Interframe from Ninomiy and Ohtsuka. Coding Scheme for Television Pictures, IEEE Transactions on Communication, COM-30, NO.1 (January, 1982).

보다 상세하게, 움직임보상 DPCM에서는 현재 프레임과 이전 프레임간에 추정된 물체의 움직임에 따라, 현재 프레임을 이전 프레임으로부터 예측하는 것이다. 여기에서, 추정된 움직임은 이전 프레임과 현재 프레임간의 변위를 나타내는 2차원 움직임벡터로 나타낼 수 있다.More specifically, the motion compensation DPCM predicts the current frame from the previous frame according to the motion of the object estimated between the current frame and the previous frame. Here, the estimated motion may be represented by a two-dimensional motion vector representing the displacement between the previous frame and the current frame.

통상적으로, 물체의 화소 변위를 추정하는 데에는 여러 가지 접근방법이 있으며, 이들은 일반적으로 두 개의 타입으로 분류되는데 그중 하나는 블록단위의 움직임 추정방법이고 다른 하나는 화소단위의 움직임 추정방법이며, 블록단위 움직임 추정에서는 현재 프레임의 블록을 이전 프레임의 블록들과 비교하여 최적 정합블록을 결정한 다음, 이로부터, 전송되는 현재 프레임에 대해 블록 전체에 대한 프레임간 변위 벡터(프레임간에 블록이 이동한 정도)가 추정된다.In general, there are various approaches to estimating the pixel displacement of an object, and they are generally classified into two types, one of which is a motion estimation method in block units and the other is a motion estimation method in pixel units. In motion estimation, the block of the current frame is compared with the blocks of the previous frame to determine an optimal matching block, and then, from this, the interframe displacement vector (how much the block has moved between frames) with respect to the entire frame is transmitted. It is estimated.

따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 상술한 바와같은 부호화 기법을 통해 블록단위 또는 화소단위로 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 고려해 압축 부호화하여 출력측의 버퍼에 차례로 저장하게 되며, 이와같이 저장된 부호화된 영상데이타는 채널의 요구에 부응하여 소망하는 비트 레이트로 전송채널을 통해 수신측의 복호화시스템에 전송하게 된다.Therefore, when transmitting a video signal, the transmitting side compresses and encodes the image signal in the buffer of the output side in order by taking into account the spatial and temporal correlation of the image signal in block units or pixel units through the above-described encoding technique. The video data is transmitted to the decoding system on the receiving side through the transmission channel at a desired bit rate in response to the channel request.

보다 상세하게, 송신측의 부호화 시스템에서는 이산 코사인변환(DCT)등의 변환부호화를 이용하여 영상신호의 공간적인 중복성을 제거하고, 또한 움직임 추정, 예측등을 통한 차분부호화를 이용하여 영상신호의 시간적인 중복성을 제거함으로서, 영상신호를 효율적으로 압축하게 된다.More specifically, the encoding system on the transmitting side removes spatial redundancy of the video signal by using transform coding such as discrete cosine transform (DCT), and further uses temporal encoding of the video signal by using differential coding through motion estimation and prediction. By eliminating redundant redundancy, the video signal can be efficiently compressed.

상기한 바와 같이, 수신측으로의 압축전송을 위해 시간적, 공간적인 상관성을 이용하여 영상신호를 압축 부호화하는 하이브리드 부호화 기법을 사용하는 종래의 전형적인 부호화 시스템의 일예로서는 제4도에 도시된 바와같은 형태의 것이 있다. 동도면에 도시된 바와같이, 전형적인 부호화 시스템은 제1 프레임 메모리(8), 감산기(10), DCT 블록(20), 양자화 블록(30), 국부 복호 블록(40), 움직임 예측 블록(50), 가변길이 부호화 블록(variable length coding: 이하 VLC라 약칭함)(60) 및 버퍼(70)를 포함한다.As described above, an example of a conventional coding system using a hybrid coding scheme that compresses and encodes a video signal by using temporal and spatial correlation for compression transmission to a receiver is shown in FIG. There is. As shown in the figure, a typical coding system includes a first frame memory 8, a subtractor 10, a DCT block 20, a quantization block 30, a local decoding block 40, a motion prediction block 50 And a variable length coding block (hereinafter referred to as VLC) 60 and a buffer 70.

또한, 제4도에서 점선으로 표시된 바와같이, 국부 복호 블록(40)은 역양자화 블록(42), IDCT 블록(44) 및 가산기(46)로 구성되며, 움직임 예측 블록(50)은 제2 프레임 메모리(52), 움직임 추정 블록(54) 및 움직임 보상 블록(56)으로 구성된다.In addition, as indicated by the dotted lines in FIG. 4, the local decoding block 40 is composed of an inverse quantization block 42, an IDCT block 44, and an adder 46, and the motion prediction block 50 includes a second frame. Memory 52, motion estimation block 54, and motion compensation block 56.

먼저, 감산기(10)에서는 움직임 보상 차분 부호화를 위한 움직임 예측 블록(50)내의 움직임 보상 블록(56)으로 부터의 예측된 이전 프레임신호가 제1 프레임 메모리(8)로부터 제공되는 현재 프레임신호로부터 감산되며, 그 결과 데이타, 즉, 차분화소값을 나타내는 차분신호는 DCT블록(20)과 양자화 블록(30)을 통해 일련의 양자화된 DCT변환계수로 변환된다. 그런다음 이와같이 양자화된 DCT변환계수는 VLC 블록(60)과 국부 복호 블록(40)을 이루는 역양자화 블록(42)으로 동시에 제공된다.First, the subtractor 10 subtracts the predicted previous frame signal from the motion compensation block 56 in the motion prediction block 50 for motion compensation differential coding from the current frame signal provided from the first frame memory 8. As a result, the data, that is, the difference signal representing the difference pixel value, is converted into a series of quantized DCT transform coefficients through the DCT block 20 and the quantization block 30. Then, the quantized DCT transform coefficients are simultaneously provided to the inverse quantization block 42 constituting the VLC block 60 and the local decoding block 40.

보다 상세하게, DCT 블록(20)은, 입력되는 움직임추정 및 예측에 의거하는 차분신호에 대한 시간영역의 영상신호(화소 데이타)를 코사인함수를 이용하여 8×8 단위의 주파수영역의 DCT변환계수로 변환한다. 또한 양자화 블록(30)은, 상기한 DCT 블록(20)으로 부터의 DCT변환계수에 대해 비선형연산을 통해 유한한 개수의 값으로 양자화하기 위한 것으로, 부호화하고자 하는 프레임과 예측된 프레임간의 차분신호를 양자화한다. 이와같은 양자화시에 양자화블록(30)은 출력측 버퍼(70)로 부터의 데이타의 충만도에 기초하는 양자화 파라메터(QP)에 의해 양자화 스텝사이즈가 조절된다.More specifically, the DCT block 20 uses a cosine function to time-domain video signals (pixel data) for differential signals based on input motion estimation and prediction. Convert to In addition, the quantization block 30 is for quantizing a DCT transform coefficient from the DCT block 20 to a finite number of values through nonlinear operations. The quantization block 30 performs a difference signal between a frame to be encoded and a predicted frame. Quantize. In such quantization, the quantization block 30 is adjusted by the quantization parameter QP based on the fullness of the data from the output side buffer 70.

따라서, VIC 블록(60)은 상기한 바와같이 양자화 블록(30)을 통해 양자화된 차분 부호화된 영상데이타(양자화된 DCT변환계수)를 지그재그 스캐닝등을 통해 런과 계수로 부호화한다. 보다 상세하게, VLC 블록(70)은, 부호 테이블을 이용하여 각 주호의 발생빈도에 따라 가변적, 즉 부호의 발생빈도가 많은 것은 짧은 길이의 부호로, 부호의 발생빈도가 적은 것은 긴 길이의 부호로 부호화한 다음 수신측으로의 전송을 위해 출력측 버퍼(70)에 제공한다. 여기에서,VLC 블록(60)을 통해 모든 부호에 서로 다른 길이를 할당하는 이유는 실질적으로 부호 길이의 평균치를 줄임으로서 부호화 효율을 높이기 위한 것이다.Accordingly, the VIC block 60 encodes the quantized differentially coded image data (quantized DCT transform coefficients) through the quantization block 30 into run and coefficient through zigzag scanning or the like as described above. In more detail, the VLC block 70 is variable according to the frequency of occurrence of each major code by using a code table, that is, a code having a large number of occurrences of a code is a short length code, and a code having a long length of a code has a small frequency of occurrence. After encoding, the signal is provided to the output side buffer 70 for transmission to the receiving side. Here, the reason for allocating different lengths to all codes through the VLC block 60 is to substantially increase the coding efficiency by reducing the average of the code lengths.

한편, 상기한 바와같은 움직임 예측 차분 부호화를 수행하기 위한 수단으로서 전형적인 부호화기에 채용되어 국부 복호 블록(40)을 이루는 역양자화 블록(42)과 IDCT 블록(44)은 상기한 DCT 블록(20)과 양자화 블록(30)을 통해 압축 부호화된 영상신호(양자화된 DCT변환계수)를 움직임 추정, 보상을 위해 부호화 되기 이전의 원래의 신호로 복원하여 가산기(46)에 제공하며, 그 이후에 가산기(46)가 IDCT 블록(44)으로부터 제공되는 복원된 현재 프레임신호(차분신호)와 움직임 보상 블록(56)으로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호를 가산하여 제 2 프레임 메모리(52)에 제공함으로서, 프레임 메모리(52)에는 복원된 현재의 프레임신호, 즉 현재 부호화를 위해 입력되는 현재 프레임신호의 바로 이전 프레임으로서 저장된다.On the other hand, the inverse quantization block 42 and IDCT block 44 employed in a typical encoder as a means for performing the motion prediction differential coding as described above to form a local decoding block 40 and the DCT block 20 described above. The quantization block 30 restores the compression-encoded video signal (quantized DCT transform coefficient) to the original signal before being encoded for motion estimation and compensation, and provides the added signal to the adder 46, and thereafter, the adder 46 ) Adds the restored current frame signal (differential signal) provided from the IDCT block 44 and the predicted previous frame signal provided from the motion compensation block 56 to the second frame memory 52, thereby providing a frame memory. In 52, it is stored as a frame immediately before the restored current frame signal, that is, the current frame signal input for current encoding.

따라서, 이와같이 과정을 통해 제 2 프레임 메모리(52)에 저장되는 이전 프레임신호가 현재 부호화되는 입력 영상데이타 바로 이전의 영상데이타로 연속적으로 갱신된다.Thus, through this process, the previous frame signal stored in the second frame memory 52 is continuously updated with the image data immediately before the currently encoded input image data.

다음에, 움직임 추정 블록(54)은 제 1 프레임 메모리(8)로 부터의 입력 프레임에 대하여 제 2 프레임 메모리(52)에 저장된 이전 프레임에서 소정의 탐색범위내에서 예를들면 16×16 단위로 그 움직임을 추정, 즉 현재 프레임과 가장 유사한 이전 프레임의 블록을 결정하여 움직임 보상부(56)에 제공하며, 움직임 보상 블록(56)은 움직임 추정블록(54)으로 부터의 출력정보(탐색정보)에 의거하여 프레임메모리(52)로부터 이전 프레임의 해당 블록을 읽어 들여 진술한 감산기(10)와 가산기 (46)에 각각 제공한다. 또한, 제 1도에서의 도시는 생략하였으나 움직임 추정 블록(54)에서 결정된 움직임벡터는 수신측복호화 시스템으로의 전송을 위해 소정의 부호화 과정을 거쳐 부호화된 다음 전송기(도시생략)로 보내진다.Next, the motion estimation block 54 is, for example, 16 × 16 units within a predetermined search range in the previous frame stored in the second frame memory 52 for the input frame from the first frame memory 8. The motion is estimated, i.e., the block of the previous frame most similar to the current frame is determined and provided to the motion compensator 56. The motion compensating block 56 outputs information from the motion estimation block 54 (search information). Based on this, the corresponding block of the previous frame is read from the frame memory 52 and provided to the subtractor 10 and the adder 46, respectively. In addition, although not shown in FIG. 1, the motion vector determined by the motion estimation block 54 is encoded through a predetermined encoding process and then sent to a transmitter (not shown) for transmission to the receiving-side decoding system.

그 결과, 감산기(10)에서는 제 1 프레임 메모리(8)로 부터의 현재 프레임신호와 움직임 보상 블록(56)으로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호와의 감산을 통해 그 차분신호(차분화소값)가 얻어지며, 이와같이 구해진 차분신호가 다음단의 DCT 블록(20)에 제공되므로서 전술한 바와같은 차분신호에 대한 DCT 및 양자화가 실행된다.As a result, the subtractor 10 subtracts the difference signal (differential pixel value) by subtracting the current frame signal from the first frame memory 8 with the predicted previous frame signal provided from the motion compensation block 56. The difference signal thus obtained is provided to the next stage DCT block 20 so that DCT and quantization for the difference signal as described above are performed.

따라서, 상술한 바와같은 DPCM/DCT 하이브리드 부호화 기법은 목표 비트레이트가 Mbps급이고, 그 응용분야가 CD-ROM, 컴퓨터, 가전제품(디지털 VCR 등), 방송(HDTV) 등이며, 세계 표준화기구에 의해 표준안이 이미 완성된, 영상내의 블록단위 움직임의 통계적 특성만을 주로 고려하는, 고전송율의 부호화에 관한 MPEG1,2 및 H.261 부호화 알고리즘에 주로 관련된다.Therefore, the DPCM / DCT hybrid coding scheme described above has a target bitrate of Mbps, and its application fields are CD-ROM, computers, home appliances (digital VCRs, etc.), broadcasting (HDTV), and the like. It is mainly concerned with MPEG-1,2 and H.261 coding algorithms for high bit rate encoding, which mainly consider only the statistical characteristics of block-by-block motion in the image, which has already been completed by the standard.

한편, 최근들어 PC의 성능 향상과 보급 확산, 디지털 전송기술의 발전, 고화질 디스플레이 장치의 실현, 메모리 디바이스의 발달 등으로 가전제품을 비롯한 각종 기기들이 방대한 데이타를 가진 영상 정보를 처리하고 제공할 수 있는 기술중심으로 재편되고 있는 실정이며, 이러한 요구를 충족시키기 위하여 비트레이트가 kbps급인 기존의 저속 전송로(PSTN, LAN, 이동 네트워크 등)를 통한 오디오-비디오 데이타의 전송과 한정된 용량의 저장장치로의 저장을 위해 고압축율을 가진 새로운 부호화 기술을 필요로 한다.On the other hand, in recent years, due to the improvement and spread of PC performance, the development of digital transmission technology, the realization of high-definition display device, the development of memory device, various devices including home appliances can process and provide image information with huge data. In order to meet this demand, the transmission of audio-video data through the existing low-speed transmission path (PSTN, LAN, mobile network, etc.) and the limited capacity storage device to meet these demands. New storage techniques with high compression rates are needed for storage.

그러나, 상술한 바와같이, MC-DCT(움직임 보상 DCT)를 이용하여 영상신호의 시간적 및 공간적인 중복성을 제거하는 종래의 전형적인 영상 부호화 시스템은 부호화의 효율면에서 볼 때, 어느 정도의 특성을 얻을 수는 있으나, 실제적인 구현에 있어서는 그 압축율의 한계성 때문에 상기한 바와같은 고압축율을 요하는 시스템에의 적용이 곤란하다는 문제가 있다.However, as described above, the conventional video coding system that removes temporal and spatial redundancy of video signals using MC-DCT (motion compensation DCT) can obtain some characteristics in terms of coding efficiency. Although it is possible, in practical implementations, there is a problem in that it is difficult to apply to a system requiring a high compression ratio as described above because of the limitation of the compression ratio.

또한, 상술한 바와같은 전형적인 MC-DCT를 이용한 하이브리드 부호화 시스템에 DCT블록을 소정크기의 부블럭으로 분할하여 벡터 양자화를 하는 패턴 부호화를 적용하는 패턴 부호화 시스템이 제안되고는 있으나, 이러한 패턴 부호화 시스템의 경우, 분할된 각 부불럭들의 평균픽셀값을 고려하지 않고 각 부블럭들에 대응하는 패턴을 찾으려 함으로서, 효과적인 패턴 검색이 곤란해 소망하는 압축율하의 실시간 처리를 위한 고속화의 저해요인이 되고 있다.In addition, although a pattern coding system has been proposed to apply a pattern coding method for dividing a DCT block into predetermined blocks and performing vector quantization in a typical hybrid coding system using a typical MC-DCT as described above, In this case, by searching for a pattern corresponding to each subblock without considering the average pixel value of each subblock, the effective pattern search is difficult, which is an obstacle to speedup for real-time processing under a desired compression ratio.

따라서, 본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로, 하드웨어적인 구현이 용이하고, 패턴 부호화를 위해 분할된 블록내 각 픽셀들의 평균값을 이용함으로써 고속의 패턴 벡터 부호화를 실현할 수 있는 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and is an improved pattern vector that can be easily implemented in hardware and can realize high-speed pattern vector coding by using an average value of each pixel in a divided block for pattern coding. The purpose is to provide an encoding system.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 부호화하고자 하는 현재 입력 프레임신호와, 이 현재 프레임신호와 바로 이전 프레임신호에 의거하는 움직임 예측 및 보상 블록을 통한 예측 프레임신호간의 차분신호를 이산 코사인 변환, 패턴 벡터 부호화함으로서 상기 입력 프레임신호를 소망하는 압축율로 부호화하는 패턴 벡터 부호화 시스템에 있어서, 상기 차분신호에 대한 시간영역의 영상신호들을 코사인 함수를 이용하여 8×8 단위의 주파수영역의 DCT변환계수들로 변환하기 위한 DCT블록(122); 상기 변환된 DCT변환계수 블록들을 소정 크기의 복수의 부블럭으로 분할한 다음 각 부블럭들에 대한 평균픽셀값을 산출하는 평균값 추출 수단(124,126); 상기 분할된 각 부블럭의 픽셀값들을 각 부블럭들에 대한 상기 평균값 추출 수단으로 부터의 대응 평균픽셀값으로 감산하여 얻어진 입력 패턴들에 대응하는 기준 패턴들을 구비된 코드 테이블로부터 조사하여 패턴 매칭을 수행함으로서, 상기 기준 패턴들에 대한 인덱스 값들을 발생하는 패턴 매칭 블록(128); 상기 평균값 추출수단으로 부터의 평균픽셀값들, 이 평균픽셀값들에 대한 각 입력 패턴들에 대응하는 상기 기준 패턴들의 인덱스 값들 및 상기 기준 패턴의 코드워드를 갖는 코드 테이블을 이용하여 상기 각 인덱스 값들을 상기 패턴 부호화되기 이전의 상기 DCT 변화계수들을 갖는 상기 DCT 블록으로 복원한 다음, 상기 예측 프레임신호의 생성을 위해 상기 움직임 예측 및 보상 블록에 제공하는 블록 복원 블록(142); 및 상기 패턴 매칭 블록으로부터 출력되는 상기 입력 패턴들에 상응하는 인덱스 값들과 상기 평균값 추출 수단으로부터 제공되는 상기 각 평균값들에 대한 레벨값들을 다중화하여 전송을 위해 출력측으로 제공하는 다중화 수단(180)으로 이루어진 픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a discrete cosine transform, a pattern of a differential signal between a current input frame signal to be encoded and a prediction frame signal through a motion prediction and compensation block based on the current frame signal and the immediately preceding frame signal. A pattern vector coding system for encoding the input frame signal at a desired compression rate by performing vector coding, wherein the time-domain image signals for the differential signal are transformed into DCT transform coefficients in a frequency domain of 8x8 units using a cosine function. A DCT block 122 for conversion; Average value extraction means (124,126) for dividing the transformed DCT transform coefficient blocks into a plurality of subblocks of a predetermined size and then calculating an average pixel value for each subblock; Pattern matching is performed by examining from the code table provided with reference patterns corresponding to the input patterns obtained by subtracting the divided pixel values of each subblock by the corresponding average pixel value from the average value extracting means for each subblock. Performing a pattern matching block 128 to generate index values for the reference patterns; The respective index values using a code table having average pixel values from the average value extracting means, index values of the reference patterns corresponding to respective input patterns for the average pixel values, and a codeword of the reference pattern A block reconstruction block (142) for reconstructing the data into the DCT block having the DCT change coefficients before the pattern coding and then providing the motion prediction and compensation block to the prediction frame signal; And multiplexing means (180) for multiplexing the index values corresponding to the input patterns output from the pattern matching block and the level values for the average values provided from the average value extracting means and providing them to the output side for transmission. An improved pattern vector coding system using an average value of pixels is provided.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시에로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에서 이용하고자 하는 패턴 벡터 부호화는 코드 테이블을 가지고 그 코드 테이블내의 기준 패턴(코드워드)들 중에서 소정크기, 예를 들면 4×4 영역의 블록으로 분할된 각 부블럭의 데이타와 가장 매칭이 잘되는, 즉 가장 유사한 데이타를 선택하여 해당 부블럭의 각 화소에 대한 부호화 비트값을 출력하는 것이 아니라 분할된 부블럭의 입력 패턴에 가장 최적한 기준 패턴의 인덱스 값과 해당 부블럭의 평균픽셀값을 출력, 즉 소정크기로 분할된 각 부블럭별로 패턴 벡터를 이용하여 부호화하는 방법을 이용하고자 하는데, 기술적인 가장 큰 특징을 갖는다. 물론, 본 발명에 따라 이와같이 부호화된 영상데이타는 송신측의 부호화 시스템과 동일한 코드 테이블을 갖는 수신츠긔 복호화 시스템을 통해 원신호로 복원될 수 있을 것이다.First, the pattern vector encoding to be used in the present invention has a code table and the data of each subblock divided into blocks of a predetermined size, for example, a 4x4 region, among the reference patterns (codewords) in the code table. Instead of outputting the coded bit values for each pixel of the corresponding subblock by selecting the most similar data, that is, the index value of the reference pattern most suitable for the input pattern of the divided subblock and the average pixel of the subblock. The method of encoding a value by using a pattern vector for each subblock divided into a predetermined size as an output, that is, has the biggest technical feature. Of course, according to the present invention, the encoded image data may be restored to the original signal through a reception signal decoding system having the same code table as that of the transmitting system.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템의 개략적인 블록구성도를 나타낸다. 동도면으로부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 따른 영상 부호화 시스템은, 점선으로 블록되어 참조부호 A로서 표시된 부분, 즉 코드 테이블을 이용하여 움직임 보상된 차분신호를 패턴 부호화하는 블록과 움직임 보상을 위해 이와같은 패턴 부호화된 영상신호를 원신호로 복원하는 블록부분(120, 130, 140)을 제외한 나머지 구성부재들(100, 110, 150, 160, 170)은 실질적으로 제4도에 도시된 대응하는 구성부재들의 동일한 기능을 수행하는 동일 소자를 나타낸다.1 is a schematic block diagram of an improved pattern vector coding system using average values of pixels according to a preferred embodiment of the present invention. As can be seen from the figure, the image coding system according to the present invention is a block for pattern-coding a motion-compensated differential signal using a portion blocked by a dotted line and denoted by reference numeral A, that is, a code table, for motion compensation. The remaining members 100, 110, 150, 160, and 170 except for the block portions 120, 130, and 140 for restoring the pattern coded image signal to the original signal are substantially corresponding to those shown in FIG. 4. The same element performing the same function of the constituent members is shown.

보다 상세하게, 본 발명에 따른 제1도의 제1 프레임 메모리(100)는 종래기술에 따른 제4도의 제1 프레임 메모리(8)에, 감산기(110)는 감산기(10)에, 가산기(150)는 가산기(46)에, 제2 프레임 메모리(160)는 제2 프레임 메모리(52)에, 움직임 예측 및 보상 블록(170)은 움직임 추정 블록(54)과 움직임 보상 블록(56)에 각각 대응한다. 따라서, 실질적으로 서로 대응하는 구성부재들의 기능들에 대하여서는 전술한 종래기술에서 이미 상세하게 설명하였으므로, 하기에서는 본 발명에서 주된 기술적인 특징을 이루는 구성부분(A)을 중심으로 하여 설명하고자 한다.More specifically, the first frame memory 100 of FIG. 1 according to the present invention is the first frame memory 8 of FIG. 4 according to the prior art, the subtractor 110 to the subtractor 10, and the adder 150. Is the adder 46, the second frame memory 160 is the second frame memory 52, and the motion prediction and compensation block 170 corresponds to the motion estimation block 54 and the motion compensation block 56, respectively. . Therefore, since the functions of the constituent members substantially corresponding to each other have already been described in detail in the above-described prior art, the following will focus on the constituent parts A constituting the main technical features of the present invention.

제1도를 참조하면, 패턴 부호화 블록(120)은 코드 테이블(130)내의 각 코드워드(또는 기준패턴)를 이용하여 라인 L21을 통해 감산기(110)로부터 입력되는 움직임 보상된 소정 블록단위의 차분신호를 패턴 부호화한다. 즉, 제2도에 도시된 바와같이, 패턴 부호화 블록(120)은 DCT블록(122), 블록 분할블럭(124), 평균값 추출 블록(126) 및 패턴 매칭 블록(128)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the pattern coding block 120 uses the respective codewords (or reference patterns) in the code table 130 to calculate the difference of the motion-compensated predetermined block unit input from the subtractor 110 through the line L21. Pattern-code the signal. That is, as shown in FIG. 2, the pattern coding block 120 includes a DCT block 122, a block division block 124, an average value extraction block 126, and a pattern matching block 128.

제2도에 있어서, 패턴 부호화 블록(120)내의 DCT블록(122)은, 종래 기술을 도시한 제4도의 DCT블록(20)과 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성부재인 것으로, 라인 L21을 통해 제1도의 감산기(110)로부터 제공되는 부호화 하고자 하는 현재 프레임과 움직임추정 및 예측에 의거하는 예측 프레임간의 차분신호에 대한 시간영역의 영상신호(화소데이타)를 코사인함수를 이용하여 8×8 단위블록의 주파수영역의 DCT변환계수로 변환한다.In FIG. 2, the DCT block 122 in the pattern coding block 120 is a component that performs substantially the same function as the DCT block 20 of FIG. A video signal (pixel data) in the time domain with respect to the difference signal between the current frame to be encoded and the prediction frame based on motion estimation and prediction provided by the subtractor 110 of FIG. Convert to DCT conversion factor in the frequency domain of.

그런다음, 이와같이 8×8 블록단위로 변환된 DCT변환계수들은 다음단의 블록 분할 블록(124)으로 제공된다. 따라서, 블록 분할 블록(124)에서는, 본 발명에 따른 패턴 벡터 부호화를 위해, 8×8 블록의 DCT변환계수들을 다시 소정 크기의 부블럭으로 분할, 예를 들면 제3도 (b)에 도시된 바와 같이, 각각 8×8 크기의 DCT변환계수 블록을 4×4 크기의 4개의 부블럭으로 분할하거나 제3도(c)에 도시된 바와 같이, 각각의 8×8 크기의 DCT변환계수 블록을 2×2 크기의 16개 부블럭으로 분할한다. 본 실시예에서는 일예로서 각 DCT블록들을 4×4의 4개의 부블럭들로 분할하는 경우라 가정한다.Then, the DCT transform coefficients transformed in 8 × 8 block units are provided to the next block division block 124. Therefore, in the block division block 124, for the pattern vector encoding according to the present invention, the DCT transform coefficients of the 8x8 block are further divided into subblocks of a predetermined size, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, each 8 × 8 DCT transform coefficient block is divided into 4 subblocks of 4 × 4 size or each 8 × 8 DCT transform coefficient block is shown in FIG. Split into 16 subblocks of size 2x2. In this embodiment, it is assumed that each DCT block is divided into four subblocks of 4x4.

한편, 평균값 추출 블록(126)에서는 상기한 블록 분할 블록(124)으로부터의 각 부블럭들의 벡터로부터 절대평균 픽셀값을 산출, 즉 제3도 (b)에 도시된 바와 같이, 4개의 부블럭으로 분할된 경우 하나의 부블럭을 이루는 16개의 픽셀값 a1 내지 a16을 모두 더한 다음 이를 16으로 나누어서 평균 픽셀값을 산출(여기에서, 제3도(c)에 도시된 바와같이, 16개의 부블럭으로 분할된 경우 하나의 부블럭을 이루는 4개의 픽셀값 a11 내지 a14을 모두 더한 다음 이를 4로 나누어서 평균 픽셀값을 산출함)하며, 이와같이 산출된 각 부블럭들에 대한 절대평균 픽셀값들은 다음단의 패턴 매칭 블록(128)에 제공됨과 동시에 라인 L22를 통해 출력측의 멀티플렉서(MUX)(180)로 그 절대평균 픽셀값들의 레벨값들을 제공된다.On the other hand, in the mean value extraction block 126, the absolute mean pixel value is calculated from the vector of the subblocks from the block division block 124 described above, i.e., as shown in FIG. When divided, all 16 pixel values a1 to a16 constituting one subblock are added together, and then divided by 16 to calculate an average pixel value (here, as shown in FIG. 3 (c), as 16 subblocks). In case of division, all four pixel values a11 to a14 constituting one subblock are added together and divided by 4 to calculate an average pixel value.The absolute average pixel values for each subblock calculated as described above are Simultaneously provided to the pattern matching block 128, the levels of the absolute average pixel values are provided to the output multiplexer (MUX) 180 via line L22.

여기에서, 라인 L22를 통해 제1도에 도시된 출력측의 멀티플렉서(180)에 각 부블럭들에 대한 절대평균 픽셀값들의 레벨값을 보내는 이유는 원격지에 있는 수신측의 복호화 시스템에서 본 발명에 따라 평균 픽셀값을 고려하여 패턴 벡터 부호화된 영상신호를 원래의 신호로 복원할 때 실제적으로 필요하기 때문이다.Here, the reason for sending the level value of the absolute average pixel values for each subblock to the multiplexer 180 on the output side shown in FIG. 1 via the line L22 is according to the present invention in the decoding system on the receiving side at the remote location. This is because it is practically necessary when restoring the pattern vector coded video signal to the original signal in consideration of the average pixel value.

다른한편, 패턴 매칭 블록(128)에서는 상기한 평균값 추출블록(126)으로부터 제공되는 절대평균 픽셀값으로 해당 부블럭(입력 패턴)의 각 픽셀값들을 나눈 차값들로 된 입력 패턴에 가장 유사한 코드워드(기준 패턴), 즉 영상의 각 부블럭에 상응하는 입력 패턴에 대해 그 오차값이 가장 적은 최적의 기준 패턴을 결정한 다음, 그 결정된 기준 패턴에 대한 인덱스(index)값을 라인 L23을 통해 제1도에 도시된 멀티플렉서(180)와 블록 복원 블록(142)로 전송한다. 따라서, 본 발명에 따라 절대 평균 픽셀값으로 각 부블럭내의 픽셀값들을 나누어 주면 실제적으로 절대 평균값 이상의 픽셀값들만 남고 나머지 픽셀값들은 제로값이 되므로 보다 확실한 패턴 대칭이 가능해진다.On the other hand, in the pattern matching block 128, the codeword most similar to the input pattern is the difference value obtained by dividing each pixel value of the corresponding subblock (input pattern) by the absolute average pixel value provided from the above average value extraction block 126. (Reference pattern), i.e., an optimal reference pattern having the lowest error value is determined for an input pattern corresponding to each subblock of the image, and then an index value for the determined reference pattern is determined through a line L23. The multiplexer 180 and the block reconstruction block 142 illustrated in FIG. Therefore, according to the present invention, dividing the pixel values in each sub-block by an absolute average pixel value leaves only pixel values above the absolute average value and the remaining pixel values become zero values, thereby enabling more reliable pattern symmetry.

즉, 본 발명에 따른 부호화 시스템에서는, 전술한 종래기술에서와 같이 MC-DCT, 양자화 및 VLC 등을 통해 영상의 공간적 및 시간적 중복성을 제거하여 영상신호를 압축 부호화하지 않고, 전체 영상에 대해 8×8의 DCT블록들을 4개의 4×4의 부블럭으로 각각 분할한 다음 그 분할된 부블럭들 각각에 대해 절대평균 픽셀값을 이용하여 패턴 벡터 부호화를 수행함으로서, 효과적인 고압축율의 영상 부호화가 가능하게 된다.That is, in the encoding system according to the present invention, as in the above-described conventional technique, 8 × for the entire image without compression and coding of the image signal by removing spatial and temporal redundancy of the image through MC-DCT, quantization, and VLC, etc. By dividing 8 DCT blocks into four 4 × 4 subblocks, and performing pattern vector encoding on each of the divided subblocks using an absolute average pixel value, an effective high compression rate image coding is possible. do.

한편, 제1도를 다시 참조하면, 패턴 복호화 블록(140)은, 프레임간의 움직임 예측 및 보상을 위해, 패턴 부호화 블록(120)을 통해 DCT 및 패턴 벡터 부호화된 영상신호를 부호화되기 이전의 원신호로 복원하는 것으로, 이러한 패턴 복호화 블록(140)은 제2도에 도시된 바와같이, 블록 복원 블록(142)과 IDCT블록(144)을 포함한다.Meanwhile, referring back to FIG. 1, the pattern decoding block 140 may use the original signal before the DCT and the pattern vector coded image signal are encoded through the pattern coding block 120 to predict motion between frames. As shown in FIG. 2, the pattern decoding block 140 includes a block reconstruction block 142 and an IDCT block 144.

제2도에 있어서, 블록 복원 블록(142)에서는 상술한 바와같이, 라인 L23을 통해 제공되는 각 DCT블록들을 4개의 4×4 부블럭으로 각각 분할하고 그 분할된 부블럭들 각각에 대해 절대평균 픽셀값을 이용하여 패턴 벡터 부호화한 기준 패턴에 대한 인덱스 값과 라인 L22를 통해 평균값 추출 블록(126)으로부터 제공되는 절대 평균 픽셀값과 코드 테이블(130)에 이용하여 패턴 벡터 부호화되기 이전의 8×8의 DCT변환계수 블록들로 복원한다. 이때, 패턴복원블럭(142)에서 사용하는 코드 테이블(130)은, 일예로서 제2도에 도시된 바와같이, 제1도의 패턴 부호화 블록(120)내의 패턴 매칭블록(128)에서 사용하는 코드 테이블을 공동으로 사용하도록 하거나 또는 입력 패턴에 대한 기준 패턴의 탐색시에 야기될 수도 있는 충돌 또는 대기(우선순위 설정) 등의 발생 가능성을 고려하여 별도의 코드 테이블로 구성해도 된다.In FIG. 2, in the block reconstruction block 142, as described above, each DCT block provided through the line L23 is divided into four 4x4 subblocks, respectively, and an absolute average for each of the divided subblocks. The index value for the reference vector pattern-coded using the pixel value and the absolute average pixel value provided from the average value extraction block 126 through the line L22 and the 8x before the pattern vector-coded using the code table 130. Restore to DCT transform coefficient blocks of 8. At this time, the code table 130 used in the pattern restoration block 142 is, as an example, as shown in FIG. 2, the code table used in the pattern matching block 128 in the pattern coding block 120 of FIG. May be used as a common code, or may be configured as a separate code table in consideration of the possibility of collision or waiting (priority setting), which may be caused when searching a reference pattern for an input pattern.

따라서, IDCT 블록(144)에서는 상기한 블록 복원 블록(142)으로부터 제공되는 복원된 영상 프레임의 각 DCT변환계수들에 대해 움직임을 추정, 보상을 위해 변환 부호화 되기 이전의 원래의 신호(화소 데이타)로 복원하여 제1도에 도시된 가산기(150)에 제공한다.Accordingly, in the IDCT block 144, the original signal (pixel data) before the transform encoding is performed to estimate and compensate for the motion of each DCT transform coefficient of the reconstructed image frame provided from the block reconstruction block 142. Restore to and provide to the adder 150 shown in FIG.

그런다음, 가산기(150)가 IDCT블록(144)으로부터 제공되는 복원된 현재 프레임신호(차분신호)와 라인 L26을 통해 움직임 예측 및 보상 블록(170)으로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호를 가산하여 제2 프레임 메모리(160)에 제공함으로서, 제2 프레임 메모리(160)에는 복원된 현재의 프레임신호, 즉 현재 부호화를 위해 입력되는 현재 프레임신호의 바로 이전 프레임으로서 저장된다.The adder 150 then adds the reconstructed current frame signal (differential signal) provided from the IDCT block 144 and the predicted previous frame signal provided from the motion prediction and compensation block 170 via line L26 to add the first. By providing the second frame memory 160, the second frame memory 160 is stored as a frame immediately before the restored current frame signal, that is, the current frame signal input for current encoding.

따라서, 이와같은 과정을 통해 제2 프레임 메모리(160)에 저장되는 이전 프레임신호가 현재 부호화되는 입력 영상데이타 바로 이전의 영상데이타로 연속적으로 갱신된다. 이와같이 갱신되는 이전 프레임신호는 움직임 예측 및 보상을 위해 라인 L25를 통해 움직임 예측 및 보상 블록(170)에 제공되며, 이러한 일련의 과정을 통해 시간적으로 연속하는 프레임간의 시간적인 중복성이 제거된다.Therefore, through this process, the previous frame signal stored in the second frame memory 160 is continuously updated with the image data immediately before the input image data currently encoded. The previous frame signal updated in this way is provided to the motion prediction and compensation block 170 through the line L25 for motion prediction and compensation, and the temporal redundancy between successive frames is removed through this series of processes.

한편, 멀티플렉서(180)에서는 라인 L22를 통해 평균값 추출블록(126)으로부터 제공되는 각 부블럭들에 대한 절대평균 픽셀값의 레벨값과 라인 L23을 통해 패턴 매칭 블록(128)으로부터 제공되는 각 부블럭들에 대한 입력 패턴에 최적합한 기준 패턴의 인덱스 값을 다중화하여 도시 생략된 전송기로 제공함으로서 압축 부호화된 영상데이타의 수신측으로의 전송이 수행된다.Meanwhile, in the multiplexer 180, the level value of the absolute average pixel value for each subblocks provided from the average value extraction block 126 through the line L22 and each subblock provided from the pattern matching block 128 through the line L23. By multiplexing the index values of the reference pattern that is optimal for the input pattern to the input pattern and providing them to the transmitter (not shown), transmission of the compression-coded image data to the receiving side is performed.

이상으로부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명에서 이용하고자 하는 패턴 벡터 부호화는 코드 테이블을 가지고 그 코드 테이블내의 기준패턴(코드워드)들 중에서 소정 크기, 예를 들면 4×4 영역의 블록으로 분할된 각 부블럭의 데이타와 가장 매칭이 잘되는, 즉 가장 유사한 데이타를 선택하여 해당 부블럭의 각 화소에 대한 부호화 비트값을 출력하는 것이 아니라 분할된 부블럭의 입력 패턴에 가장 최적의 기준 패턴의 인덱스 값과 각 부블럭의 평균픽셀값을 출력, 즉 소정크기로 분할된 각 부블럭별로 패턴 벡터를 이용하여 부호화함으로서, 고속의 패턴 벡터 부호화의 구현이 가능하게 된다. 물론, 본 발명에 따라 이와같이 부호화된 영상데이타는 송신측의 부호화 시스템과 동일한 코드 테이블을 갖는 수신측의 복호화 시스템을 통해 원신호로 복원될 수 있다.As can be seen from the above, the pattern vector coding to be used in the present invention has a code table and is divided into blocks of a predetermined size, for example, a 4x4 region, among the reference patterns (codewords) in the code table. Instead of selecting the most similar data and outputting the coded bit value for each pixel of the subblock, the index value of the most optimal reference pattern is matched to the input pattern of the subblock. By outputting an average pixel value of each subblock, that is, by using a pattern vector for each subblock divided into a predetermined size, fast pattern vector coding can be implemented. Of course, according to the present invention, the encoded image data may be restored to the original signal through a decoding system on the receiving side having the same code table as the encoding system on the transmitting side.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 패턴 벡터 부호화 시스템에 따르면, DCT블록들을 소정 크기로 분활한 각 부블럭들에 대한 평균픽셀값의 레벨값과 복수개의 기설정된 기준 패턴을 갖는 코드테이블을 이용하여 각 영상 프레임의 압축 부호화를 수행, 즉, 각각의 부블럭에 대응하는 기준 패턴에 대한 인덱스 값과 해당 부블럭에 대한 평균픽셀값의 레벨값만을 수신측에 전송함으로서, 효과적인 고속의 패턴 벡터 부호화를 실현할 수가 있다.As described above, according to the pattern vector coding system according to the present invention, a code table having a level value of an average pixel value and a plurality of predetermined reference patterns for each subblock obtained by dividing DCT blocks into a predetermined size is used. By performing compression encoding on each image frame, that is, by transmitting only the level value of the index value for the reference pattern corresponding to each subblock and the average pixel value for the subblock to the receiving side, an effective fast pattern vector encoding is performed. It can be realized.

다른한편, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 각 8×8의 DCT변환계수 블록을 4개의 부블럭으로 4등분하여 각 부블럭들의 평균픽셀값과 코드 테이블을 이용한 패턴 벡터 부호화를 수행하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 국한되는 것으로 이해되어서는 안될 것이다. 따라서, 본 발명은 각 8×8의 DCT변환계수 블록을 4개의 부블럭으로 분할하여 패턴 벡터 부호화를 수행하지 않고, 예를들면 2×2의 16개의 부블럭으로 분할하여 각 부블럭들에 대한 평균픽셀값들과 코드 테이블을 이용하여 패턴 벡터 양자화를 적용하더라도 실질적으로 거의 동일한 결과, 즉 고속의 패턴 부호화를 구현할 수 있을 것이다.On the other hand, in the above-described preferred embodiment of the present invention, each 8 × 8 DCT transform coefficient block is divided into four subblocks into four subblocks to perform pattern vector encoding using the average pixel values of each subblock and a code table. Although described, it should not be understood that the present invention is necessarily limited thereto. Therefore, the present invention does not perform the pattern vector coding by dividing each 8 × 8 DCT transform coefficient block into four subblocks, for example, by dividing it into 16 subblocks of 2 × 2 for each subblock. Even if the pattern vector quantization is applied using the average pixel values and the code table, it is possible to realize substantially the same result, that is, fast pattern coding.

Claims (5)

부호화하고자 하는 현재 입력 프레임신호와, 이 현재 프레임신호와 바로 이전 프레임신호에 의거하는 움직임 예측 및 보상 블록을 통한 예측 프레임신호간의 차분신호를 이산 코사인 변환, 패턴 벡터 부호화함으로서 상기 입력 프레임신호를 소망하는 압축율로 부호화하는 패턴 벡터 부호화 시스템에 있어서, 상기 차분신호에 대한 시간영역의 영상신호들을 코사인 함수를 이용하여 8×8 단위의 주파수영역의 DCT변환계수들로 변환하기 위한 DCT블록(122); 상기 변환된 DCT변환계수 블록들을 소정 크기의 복수의 부블럭으로 분할한 다음 각 부블럭들에 대한 평균픽셀값을 산출하는 평균값 추출수단(124, 126); 상기 분할된 각 부블럭의 픽셀값들을 각 부블럭들에 대한 상기 평균값 추출 수단으로 부터의 대응 평균픽셀값으로 감산하여 얻어진 입력 패턴들에 대응하는 기준 패턴들을 구비된 코드 테이블로부터 조사하여 패턴 매칭을 수행함으로서, 상기 기준 패턴들에 대한 인덱스 값들을 발생하는 패턴 대칭 블록(128); 상기 평균값 추출 수단으로 부터의 평균픽셀값들, 이 평균픽셀값들에 대한 각 입력 패턴들에 대응하는 상기 기준 패턴들의 인덱스 값들 및 상기 기준 패턴의 코드워드를 갖는 코드 테이블을 이용하여 상기 각 인덱스 값들을 상기 패턴 부호화되기 이전의 상기 DCT변화계수들을 갖는 상기 DCT블록으로 복원한 다음, 상기 예측 프레임신호의 생성을 위해 상기 움직임 예측 및 보상 블록에 제공하는 블록 복원 블록(142); 및 상기 패턴 매칭 블록으로부터 출력되는 상기 입력 패턴들에 상응하는 인덱스 값들과 상기 평균값 추출 수단으로부터 제공되는 상기 각 평균값들에 대한 레벨값들을 다중화하여 전송을 위해 출력측으로 제공하는 다중화 수단(180)으로 이루어진 픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템.The desired input frame signal is encoded by discrete cosine transform and pattern vector encoding of the difference signal between the current input frame signal to be encoded and the prediction frame signal through the motion prediction and compensation block based on the current frame signal and the immediately preceding frame signal. A pattern vector coding system for encoding at a compression rate, comprising: a DCT block (122) for converting video signals in a time domain with respect to the differential signal into DCT transform coefficients in a frequency domain of 8x8 units using a cosine function; Average value extracting means (124, 126) for dividing the transformed DCT transform coefficient blocks into a plurality of subblocks of a predetermined size and then calculating an average pixel value for each subblock; Pattern matching is performed by examining from the code table provided with reference patterns corresponding to the input patterns obtained by subtracting the divided pixel values of each subblock by the corresponding average pixel value from the average value extracting means for each subblock. Performing a pattern symmetry block (128) for generating index values for the reference patterns; The respective index values using a code table having average pixel values from the average value extracting means, index values of the reference patterns corresponding to respective input patterns for the average pixel values, and a codeword of the reference pattern A block reconstruction block (142) for reconstructing the signal into the DCT block having the DCT change coefficients before the pattern coding and then providing the motion prediction and compensation block to the prediction frame signal; And multiplexing means (180) for multiplexing the index values corresponding to the input patterns output from the pattern matching block and the level values for the average values provided from the average value extracting means and providing them to the output side for transmission. An improved pattern vector coding system using the mean value of pixels. 제1항에 있어서, 상기 복수의 부블럭은 상기 각 8×8 DCT블록을 4×4단위로 분할한 4개의 부블럭인 것을 특징으로 하는 픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템.The system of claim 1, wherein the plurality of subblocks are four subblocks obtained by dividing the 8 × 8 DCT blocks into 4 × 4 units. 제1항에 있어서, 상기 복수의 부블럭은 상기 각 8×8 DCT블록을 2×2단위로 분할한 16개의 부블럭인 것을 특징으로 하는 픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템.2. The improved pattern vector encoding system of claim 1, wherein the plurality of subblocks are 16 subblocks obtained by dividing each of the 8x8 DCT blocks into 2x2 units. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 패턴 매칭을 위한 코드 테이블과 상기 블록 복원을 위한 코드 테이블은 상기 복수의 기준 패턴을 갖는 하나의 코드 테이블인 것을 특징으로 하는 픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템.The pixel table of claim 1, 2 or 3, wherein the code table for pattern matching and the code table for block reconstruction are one code table having the plurality of reference patterns. Improved Pattern Vector Coding System. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 패턴 매칭을 위한 코드 테이블과 상기 블록 복원을 위한 코드 테이블은 동일한 상기 복수의 기준 패턴을 각각 갖는 다른 코드 테이블인 것을 특징으로 하는 픽셀의 평균값을 이용한 개선된 패턴 벡터 부호화 시스템.The average value of the pixel of claim 1, 2 or 3, wherein the code table for pattern matching and the code table for block restoration are different code tables each having the same plurality of reference patterns. An Improved Pattern Vector Coding System Using.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100647294B1 (en) * 2004-11-09 2006-11-23 삼성전자주식회사 Method and apparatus for encoding and decoding image data
KR100682761B1 (en) * 2004-11-30 2007-02-16 주식회사 휴맥스 Adaptive motion predictive device for illumination change and method for producing the same
US8036478B2 (en) 2003-11-26 2011-10-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Color image residue transformation and/or inverse transformation method and apparatus, and color image encoding and/or decoding method and apparatus using the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100807094B1 (en) * 2005-01-14 2008-02-26 주식회사 휴맥스 Adaptive motion estimation/compensation device for illumination change and method thereof
KR100688151B1 (en) * 2004-12-09 2007-03-02 한국생산기술연구원 Pre-treatment method and device of an image data by a logical circuit
KR100679027B1 (en) * 2005-01-19 2007-02-05 삼성전자주식회사 Method and apparatus for coding image without DC component loss
KR101318869B1 (en) * 2009-08-28 2013-10-16 에스케이텔레콤 주식회사 Motion Vector Coding Method and Apparatus for Video Coding and Video Coding Method and Apparatus Using Same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8036478B2 (en) 2003-11-26 2011-10-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Color image residue transformation and/or inverse transformation method and apparatus, and color image encoding and/or decoding method and apparatus using the same
KR100647294B1 (en) * 2004-11-09 2006-11-23 삼성전자주식회사 Method and apparatus for encoding and decoding image data
US7865027B2 (en) 2004-11-09 2011-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for encoding and decoding image data
US8326065B2 (en) 2004-11-09 2012-12-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for encoding image data including generation of bit streams
KR100682761B1 (en) * 2004-11-30 2007-02-16 주식회사 휴맥스 Adaptive motion predictive device for illumination change and method for producing the same

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