KR0185848B1 - The compatible encoder - Google Patents

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KR0185848B1 KR1019950032556A KR19950032556A KR0185848B1 KR 0185848 B1 KR0185848 B1 KR 0185848B1 KR 1019950032556 A KR1019950032556 A KR 1019950032556A KR 19950032556 A KR19950032556 A KR 19950032556A KR 0185848 B1 KR0185848 B1 KR 0185848B1
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Abstract

본 발명은 이산여현 변환기(DCT:21); 간축부(30); 저해상도 감산기(31); 저해상도 벡터양자화기(VQ:32); 저해상도 역벡터 양자화기(IVQ:33); 저해상도 가산기(34); 움직임 보상부(MC2:35); 보간부(29); 보간부(29)의 출력을 입력받아 움직임보상된 고해상도와 저주파부분을 비교하여 차이가 없으면 움직임 보상된 고해상도의 영상 데이타로 보간된 영상신호를 출력하는 판단부(28); 제1 감산기(22); 제2 감산기(23); 고해상도 벡터양자화기(VQ:24); 고해상도 역벡터 양자화기(IVQ:25); 가산기(26); 및 고해상도 움직임 보상부(MCI:27)로 구성되어 영상신호의 압축 효율을 향상시킨다.The present invention provides a discrete cosine converter (DCT: 21); A reduction portion 30; Low resolution subtractor 31; Low resolution vector quantizer (VQ: 32); Low resolution inverse vector quantizer (IVQ: 33); Low resolution adder 34; A motion compensator MC2: 35; Interpolation unit 29; A determination unit 28 which receives the output of the interpolation unit 29 and compares the motion-compensated high resolution with the low frequency part and outputs an interpolated video signal with motion-compensated high resolution image data if there is no difference; A first subtractor 22; A second subtractor 23; High resolution vector quantizer (VQ: 24); High resolution inverse vector quantizer (IVQ: 25); Adder 26; And a high resolution motion compensator (MCI) 27 to improve the compression efficiency of the video signal.

Description

호환 부호화기Compatible encoder

제1도는 종래의 호환 부호화기를 도시한 블럭도이고,1 is a block diagram showing a conventional compatible encoder,

제2도는 본 발명에 따른 호환 부호화기를 도시한 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating a compatible encoder according to the present invention.

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

10,12 : 프레임 메모리 11 : 다운 샘플러10,12: frame memory 11: down sampler

13 : 부호화기 14 : 벡터양자화 복호기13: encoder 14: vector quantization decoder

15 : 업 샘플러 16,22,23 : 감산기15: up sampler 16,22,23: subtractor

17,21 : 이산여현 변환기 18 : 양자화기17,21: Discrete Cosine Converter 18: Quantizer

19 : 가변장 부호기 24,32 : 벡터양자화기19: variable length encoder 24, 32: vector quantizer

25,33 : 역벡터양자화기 27,35 : 움직임 보상부25,33: inverse vector quantizer 27,35: motion compensation unit

28 : 판단부 29 : 보간부28: judgment unit 29: interpolation unit

30 : 간축부30: reduction portion

본 발명은 영상신호를 고해상도의 영상신호와 저해상도의 영상신호로 분리하여 부호화하는 호환 부호화(compatible encoder)기술에 관한 것으로, 특히 움직임 보상에 의해 압축율을 증가시킨 호환 부호화기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compatible encoder technology for separating and encoding a video signal into a high resolution video signal and a low resolution video signal. More particularly, the present invention relates to a compatible encoder having increased compression ratio by motion compensation.

일반적으로 디지탈 영상부호화 기술로는 변환부호화와, 벡터양자화, 대역분할부호화, 예측부호화 및 엔트로피 부호화 등이 널리 알려져 있고 국제표준화기구에 의해 정지영상 및 동영상의 부호화를 위한 표준을 제정하면서 상기 부호기술들을 연구하여 보다 개선된 부호기술을 얻기 위한 노력이 계속되고 있다.In general, digital image encoding techniques are widely known as transform encoding, vector quantization, band division encoding, predictive encoding, and entropy encoding, and the encoding techniques have been established by international standardization standards for still image and video encoding. Efforts are being made to obtain more advanced coding techniques by researching them.

한편, 상기 부호화 기술과는 다른 이유로 호환 부호기술이 널리 연구되는 바, 호환 부호화(compatible coding)란 기존의 TV기술과 차후의 고선명(HD)TV간의 호환성을 갖기 위해 사용되는 기술이다.On the other hand, compatible coding technology is widely studied for reasons different from the above coding technology, compatible coding (compatible coding) is a technology used to have compatibility between the existing TV technology and the high-definition (HD) TV in the future.

여기서, 호환성이란 높은 해상도를 가진 영상의 압축정보를 주어진 해상도의 영상으로 복호할 수 있는 능력을 의미하며, 이러한 호환성은 다시 상방(upward) 호환성과 하방(downward) 호환성으로 구분된다. 상방(upward) 호환성은 고해상도의 수신기가 저해상도의 부호기에 의해 전송된 비트열을 복호한 후, 이를 표본 늘림(up sampling)하여 화면에 재생하거나 저해상도 신호의 크기 만큼을 화면 일부에 재생하는 것이다. 그리고 하방(downward) 호환성은 저해상도의 수신기가 고해상도의 부호기에 의해서 전송된 비트열 중 필요한 일부분을 복호하여 재생하는 것을 말한다.Here, the compatibility refers to the ability to decode the compressed information of the image having a high resolution into an image having a given resolution, and this compatibility is further divided into an upward compatibility and a downward compatibility. Upward compatibility is that a high-definition receiver decodes a bit string transmitted by a low-resolution encoder and then up-samples and reproduces it on the screen or reproduces a portion of the screen by the size of a low-resolution signal. Downward compatibility means that a low resolution receiver decodes and reproduces a required portion of a bit string transmitted by a high resolution encoder.

또한, 해상도와 화질을 기준으로 호환성을 구분하면 해상도의 호환성과 화질의 호환성으로 나눌 수 있는데, 해상도의 호환성은 고해상도의 수신기와 저해상도의 수신기가 같은 비트열을 받아서 각각의 해상도에 맞는 일부 비트열만을 복호하여 영상을 재생할 수 있는 능력을 말하며, 화질의 호환성은 같은 해상도의 수신기가 전송망의 상태가 좋을 때는 전송된 비트열을 모두 복호하여 고화질의 영상을 재생하며 전송망의 상태가 좋지 않을 때는 일부만을 복호하여 기본적인 화질의 영상을 재생할 수 있는 능력이다.In addition, if compatibility is divided based on resolution and image quality, compatibility of resolution and image quality can be divided into resolution compatibility. It is the ability to decode and play the video, and the compatibility of the picture quality is that the receiver of the same resolution decodes all the transmitted bit strings when the transmission network is in good condition, and reproduces the high-definition video. It is the ability to play back images of basic quality.

이와 같이 호환 부호화 기법에 의해 호환성을 부여함에 의해 얻는 잇점을 첫째, 낮은 가격의 수신기로도 고해상도의 신호에 해당하는 서비스를 처리할 수 있다는 점으로, 그 결과 여러가지 수신기를 동시에 지원하는 방송이 가능하여 서비스 향상의 중간단계에서 유용하다. 그 대표적인 예로서, HDTV분야에서 TV와의 호환성을 들 수 있다.As a result of providing compatibility by the compatible encoding technique, first, a service having a high resolution signal can be processed by a low-cost receiver, and as a result, a broadcast capable of simultaneously supporting various receivers is possible. Useful in the middle of service improvement. A representative example thereof is compatibility with a TV in the HDTV field.

둘째, 전체적인 비트열 중에서 일부만을 이용할 수 있다는 점으로서, cable전송망에서는 여러가지 전송율의 서비스에 연결할 수 있어 사용자가 비용에 따라 서비스를 선택할 수 있는 점을 들 수 있다.Second, only a part of the entire bit string can be used. In the cable transmission network, a user can select a service according to a cost since it can be connected to a service having various rates.

또한, 호환 부호화의 다른 잇점은 그레이스풀 디그레데이션(graceful degradation)이라고 하는 것으로서, 이것은 전송망의 상태가 나쁠 때에도 기본적인 화질의 영상 제공을 보증하는 것으로, 디지탈 방송에서 종종 볼 수 있는 영상의 손실을 그대로 방치하는 대신에 전송 데이타중 저해상도 부분에서 효율적인 오류정정부호를 하여 이에 해당하는 저해상도의 영상신호를 HDTV에서 받아 볼 수 있게 하는 것이다. 즉, ATM망에서 저해상도에 해당하는 신호를 높은 우선순위의 셀에 보내는 경우가 이에 해당한다고 볼 수 있다.In addition, another benefit of compatible encoding is called graceful degradation, which guarantees the basic image quality even when the transmission network is in a bad condition. Instead of leaving it unattended, an efficient error correction code is made in the low resolution part of the transmitted data so that the corresponding low resolution video signal can be received on the HDTV. In other words, this may be considered to be a case where a low-resolution signal is sent to a high priority cell in an ATM network.

이와 같이 영상신호의 호환부호화라 하는 것은 두가지 이상의 표준 또는 포맷의 영상신호를 동일한 채널을 통해서 전송 및 수신할 수 있는 기능을 의미하고, 이렇게 함으로써 상이한 수신기를 가진 사용자들에게 동일한 서비스를 제공할 수 있게 된다. 즉, HDTV방송을 도입할 경우에 초기에는 고가의 HDTV 수상기를 모든 사용자들이 구입할 수 없으므로, HDTV로 제공되는 서비스를 일반 디지탈 TV로도 제공받을 수 있도록 하는 기능이다.As such, video encoding of a video signal means a function of transmitting and receiving video signals of two or more standards or formats through the same channel, thereby providing the same service to users with different receivers. do. In other words, when adopting HDTV broadcasting, all users cannot purchase expensive HDTV receivers at the beginning, so that the service provided by HDTV can be provided by general digital TV.

이와 같은 호환 부호화를 구현하는 종래의 기술은 본 발명자가 특허 출원95-제7350호로 선출원한 바 있으며, 상기 선출원한 호환 부호화기는 제1도에 도시된 바와 같이 입력영상을 저장하는 제1 프레임 메모리(10)와; 상기 제1 프레임 메모리의 입력영상을 하향 샘플링(down sampling)하여 저해상도 영상신호로 만드는 다운 샘플러(11); 상기 저해상도 영상신호를 저장하는 제2 프레임 메모리(12); 상기 제2 프레임 메모리(12)의 저해상도 영상을 PTS 벡터양자화하여 저해상도 영상시퀀스를 출력하는 PTS VQ 부호기(13); 상기 PTS VQ 부호기(13)의 부호화된 시퀀스를 복호하는 PTS VQ 복호기(14); 상기 PTS VQ 복호기(14)의 출력을 상향 샘플링하여 확대하는 업 샘플러(15); 상기 제1프레임 메모리(10)의 입력영상신호로부터 상기 업 샘플러(15)의 출력을 감산하는 감산기(16); 상기 감산기(16)의 차 영상을 이산여현 변환하는 이산여현 변환기(17); 상기 이산여현변환기(17)의 출력을 양자화하는 양자화기(18); 및 상기 양자화기(18)의 출력을 가변장 부호화하는 가변장 부호기(19)로 구성되어 있다.Conventional technology for implementing such a compatible encoding has been filed by the inventor in the patent application No. 95-7350, the compatible filer is the first frame memory (1) for storing the input image as shown in FIG. 10); A down sampler 11 for down sampling the input image of the first frame memory to form a low resolution image signal; A second frame memory 12 for storing the low resolution video signal; A PTS VQ encoder (13) for outputting a low resolution image sequence by PTS vector quantization of the low resolution image of the second frame memory (12); A PTS VQ decoder (14) for decoding the encoded sequence of the PTS VQ encoder (13); An up sampler 15 for upsampling and expanding the output of the PTS VQ decoder 14; A subtractor 16 which subtracts an output of the upsampler 15 from an input video signal of the first frame memory 10; A discrete cosine transformer 17 for discrete cosine transforming the difference image of the subtractor 16; A quantizer 18 for quantizing the output of the discrete cosine transformer 17; And a variable length encoder 19 for variable length coding the output of the quantizer 18.

이와 같은 종래의 호환 부호기에서는 입력된 영상신호는 제1 프레임 메모리(10)에 일단 저장되고, 저해상도 영상시퀀스를 구하기 위하여 다운 샘플러(11)에 의해 저해상도 영상신호로 변환된 후 PTS VQ 부호기(13)에 의해 부호화된다.In the conventional compatible encoder, the input video signal is once stored in the first frame memory 10, and is converted into a low resolution video signal by the down sampler 11 to obtain a low resolution video sequence, and then the PTS VQ encoder 13 Encoded by

한편, 부호화된 저해상도 영상시퀀스는 PTS VQ복호기(14)에 의해 다시 복호된 후 업 샘플러(15)에서 보간에 의해 확대된다. 감산기(16)는 상기 확대된 영상신호를 원래의 입력영상신호에서 감산하여 차 영상신호를 구하고, 이 차 영상신호가 이산여현 변환기(DCT)(17), 양자화기(Q)(18), 가변장 부호화기(VLC)(19)를 통해 부호화되어 고해상도 영상시퀀스로서 출력된다.On the other hand, the encoded low resolution image sequence is decoded again by the PTS VQ decoder 14 and then enlarged by interpolation in the up sampler 15. The subtractor 16 subtracts the enlarged video signal from the original input video signal to obtain a difference video signal, and the second video signal is a discrete cosine converter (DCT) 17, a quantizer (Q) 18, and a variable. It is encoded by a long coder (VLC) 19 and output as a high resolution image sequence.

그런데 상기와 같은 종래의 호환 부호화기는 움직임 보상부분이 적용되지 않아 부호화 효율이 낮으며, 고해상도 영상시퀀스를 생성하는 부분에서 데이타량이 많아지는 문제점이 있었다.However, the conventional compatible encoder as described above has a problem in that coding efficiency is low because a motion compensation part is not applied, and a large amount of data is generated in a part generating a high resolution image sequence.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 움직임 보상을 구현하고, 보간된 영상과 움직임 보상된 고해상도 영상을 비교하는 판단부를 추가하여 부호화 효율을 개선시킨 호환 부호화기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a compatible encoder that improves coding efficiency by adding a determination unit that implements motion compensation and compares an interpolated video with a motion-compensated high resolution video. The purpose is.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 프레임 메모리에 저장된 영상 데이타를 입력받아 이산여현 변환하는 이산여현 변환기; 상기 이산여현 변환기의 출력을 입력받아 다운 샘플링하는 간축부; 상기 간축부의 출력을 입력받아 움직임 보상된 저해상도 영상신호와 감산하는 저해상도 감산기; 상기 감산기의 출력을 벡터 양자화하여 저해상도 영상시퀀스를 형성하는 저해상도 벡터양자화기; 상기 저해상도 벡터양자화기의 출력을 입력받아 역 벡터양자화하는 저해상도 역벡터 양자화기; 상기 저해상도 역벡터 양자화기의 출력을 움직임 보상된 출력과 가산하는 저해상도 가산기; 상기 저해상도 가산기의 출력을 입력받아 움직임 보상하는 저해상도 움직임 보상부; 상기 움직임 보상된 저해상도의 출력을 입력받아 보간하여 원영상의 크기로 재생하는 보간부; 상기 보간부의 출력을 입력받아 움직임 보상된 고해상도와 저주파 부분을 비교하여 차이가 없으면 움직임 보상된 고해상도의 영상데이타로 보간된 영상신호를 출력하는 판단부; 상기 이산여현 변환기의 출력영상과 판단부의 출력영상을 감산하는 제1 감산기; 상기 제1 감산기의 출력을 움직임 보상된 고해상도 영상신호와 감산하는 제2 감산기; 상기 제2 감산기의 출력을 벡터양자화하여 고해상도 영상시퀀스를 출력하는 고해상도 벡터양자화기; 상기 고해상도 벡터양자화기의 출력을 역벡터 양자화하는 고해상도 역벡터양자화기; 상기 고해상도 역벡터양자화기의 출력과 움직임 보상된 영상신호를 가산하는 고해상도 가산기; 및 상기 고해상도 가산기의 출력을 입력받아 움직임 보상하는 고해상도 움직임 보상부로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention comprises a discrete cosine converter for receiving the image data stored in the frame memory; An reduction unit configured to receive the output of the discrete cosine converter and downsample the output; A low resolution subtractor which receives the output of the condenser and subtracts the motion compensated low resolution video signal; A low resolution vector quantizer for vector quantizing the output of the subtractor to form a low resolution image sequence; A low resolution inverse vector quantizer for receiving the output of the low resolution vector quantizer and performing inverse vector quantization; A low resolution adder for adding the output of the low resolution inverse vector quantizer to a motion compensated output; A low resolution motion compensation unit configured to compensate for motion by receiving the output of the low resolution adder; An interpolator configured to interpolate the motion-compensated low resolution output and play back the original image in size; A determination unit which receives the output of the interpolation unit and compares the motion-compensated high resolution with the low frequency part and outputs an interpolated video signal with motion compensated high resolution image data if there is no difference; A first subtractor configured to subtract the output image of the discrete cosine converter and the output image of the determination unit; A second subtractor which subtracts the output of the first subtracter from the motion-compensated high resolution image signal; A high resolution vector quantizer for outputting a high resolution image sequence by vector quantizing the output of the second subtractor; A high resolution inverse vector quantizer for inverse vector quantizing the output of the high resolution vector quantizer; A high resolution adder for adding the output of the high resolution inverse vector quantizer and a motion compensated image signal; And a high resolution motion compensator configured to compensate for the motion by receiving the output of the high resolution adder.

즉, 본 발명은 고해상도의 영상시퀀스를 생성하기 위하여 입력영상에서 저해상도의 영상시퀀스를 감산함에 있어서, 판단부에서 저해상도의 보간된 영상데이타와 고해상도의 움직임 보상된 영상을 비교하여 보간된 영상을 보상한 후, 제1 감산기에서 입력된 영상으로부터 감산하므로써 고해상도 영상시퀀스부분에서 발생되는 데이타량을 감소시키도록 한 것이다.That is, the present invention compensates the interpolated image by comparing the low resolution interpolated image data with the high resolution motion compensated image in subtracting the low resolution image sequence from the input image to generate a high resolution image sequence. Then, the amount of data generated in the high resolution image sequence portion is reduced by subtracting from the image inputted by the first subtractor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명에 따른 호환 부호기는 제2도에 도시된 바와 같이, 프레임 메모리에 저장된 영상 데이타를 입력받아 이산여현 변환하는 이산여현 변환기(DCT:21); 상기 이산여현 변환기(21)의 출력을 입력받아 다운 샘플링하는 간축부(30); 상기 간축부(30)의 출력을 입력받아 움직임 보상된 저해상도 영상신호와 감산하는 저해상도 감산기(31); 상기 저해상도 감산기(31)의 출력을 벡터 양자화하여 저해상도 영상시퀀스를 형성하는 저해상도 벡터양자화기(VQ:32); 상기 저해상도 벡터양자화기(32)의 출력을 입력받아 역 벡터양자화하는 저해상도 역벡터 양자화기(IVQ:33); 상기 저해상도 역벡터 양자화기(33)의 출력을 움직임 보상된 출력과 가산하는 저해상도 가산기(34); 상기 저해상도 가산기(34)의 출력을 입력받아 움직임 보상하는 저해상도 움직임 보상부(MC2:35); 상기 움직임 보상된 저해상도의 출력을 입력받아 보간하여 원영상의 크기로 재생하는 보간부(29); 상기 보간부(29)의 출력을 입력받아 움직임 보상된 고해상도와 저주파부분을 비교하여 차이가 없으면 움직임 보상된 고해상도의 영상 데이타로 보간된 영상신호를 출력하는 판단부(28); 상기 이산여현 변환기(21)의 출력영상에서 상기 판단부(28)의 출력을 감산하는 제1 감산기(22); 상기 제1 감산기(22)의 출력에서 움직임 보상된 고해상도 영상신호를 감산하는 제2 감산기(23); 상기 제2 감산기(23)의 출력을 벡터양자화하여 고해상도 영상시퀀스를 출력하는 고해상도 벡터양자화기(VQ:24); 상기 고해상도 벡터양자화기(24)의 출력을 역벡터 양자화하는 고해상도 역벡터 양자화기(IVQ:25); 상기 고해상도 역벡터양자화기(25)의 출력과 움직임 보상된 영상신호를 가산하는 고해상도 가산기(26); 및 상기 고해상도 가산기(26)의 출력을 입력받아 움직임 보상하는 고해상도 움직임 보상부(MCI:27)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the compatible encoder according to the present invention includes a discrete cosine converter (DCT: 21) for receiving discrete video data from a frame memory; A reduction unit 30 which receives the output of the discrete cosine converter 21 and downsamples the output; A low resolution subtractor 31 which receives the output of the reduction unit 30 and subtracts the motion compensated low resolution video signal; A low resolution vector quantizer (VQ: 32) for vector quantizing the output of the low resolution subtractor 31 to form a low resolution image sequence; A low resolution inverse vector quantizer (IVQ: 33) for receiving the output of the low resolution vector quantizer 32 and performing inverse vector quantization; A low resolution adder (34) for adding the output of the low resolution inverse vector quantizer (33) to the motion compensated output; A low resolution motion compensator (MC2: 35) for receiving motion output of the low resolution adder 34 to compensate for the motion; An interpolation unit 29 that receives the motion-compensated low resolution output and interpolates and reproduces the original image in size; A determination unit 28 which receives the output of the interpolation unit 29 and compares the motion-compensated high resolution with the low frequency part and outputs an interpolated video signal with motion-compensated high resolution image data if there is no difference; A first subtractor 22 which subtracts an output of the determination unit 28 from an output image of the discrete cosine converter 21; A second subtractor 23 for subtracting the motion-compensated high resolution video signal from the output of the first subtractor 22; A high resolution vector quantizer (VQ: 24) for outputting a high resolution image sequence by vector quantizing the output of the second subtractor 23; A high resolution inverse vector quantizer (IVQ: 25) for inverse vector quantizing the output of the high resolution vector quantizer 24; A high resolution adder 26 for adding the output of the high resolution inverse vector quantizer 25 and a motion compensated image signal; And a high resolution motion compensator (MCI) 27 for receiving motion from the output of the high resolution adder 26 to compensate for the motion.

또한, 상기 저해상도 움직임 보상부(35)와 고해상도 움직임 보상부(27)는 가산기(34 또는 26)의 출력을 입력받아 이전 프레임의 영상을 저장하고 있는 프레임 메모리, 상기 프레임 메모리의 이전 영상과 새로 입력된 현 프레임의 영상을 비교하여 움직임 벡터를 추정하는 움직임 벡터추정기; 상기 추정된 움직임 벡터에 의해 이전 영상을 움직임 보상하는 움직임 보상기로 구성된다.In addition, the low resolution motion compensator 35 and the high resolution motion compensator 27 receive an output of the adder 34 or 26 to store a frame memory storing an image of a previous frame, a previous image of the frame memory and a new input. A motion vector estimator for estimating a motion vector by comparing the images of the current frame; And a motion compensator for motion compensating a previous image by the estimated motion vector.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치가 동작하는 것을 살펴본다.Next, the operation of the apparatus of the present invention configured as described above will be described.

이산여현 변환기(21)는 프레임 메모리로부터 8×8 블럭의 영상 데이타를 추출하여 이산여현 변환한다. 이상여현 변환된 출력은 8×8 블럭의 이산여현 변수계수값으로 블럭의 좌상단부터 블럭의 우하단까지 주파수 성분별로 배열된다.The discrete cosine converter 21 extracts 8 × 8 blocks of image data from the frame memory and performs discrete cosine conversion. The bisine-converted output is a discrete cosine variable coefficient value of 8 × 8 blocks, which are arranged for each frequency component from the top left of the block to the bottom right of the block.

간축부(30)는 이산여현변환된 원래의 영상신호에서 주요부분을 샘플링하여 데이타량이 작은 기본적인 영상데이타를 형성하고, 저해상도 감산기(31)는 간축부(30)의 현재 프레임 영상과 움직임 보상된 이전 프레임 영상의 차를 출력한다. 저해상도 벡터양자화기(32)는 저해상도 감산기(31)의 출력을 입력벡터로 구성하여 내장된 코드북의 코드벡터와 비교한 후, 비교결과 왜곡치가 가장 작은 코드벡터의 인덱스를 선택하여 부호화된 저해상도 영상시퀀스로서 출력한다. 이와 같이 벡터양자화된 저해상도 영상시퀀스는 가변길이 부호화기에 의해 더욱 압축율을 높힐 수도 있다.The reduction unit 30 samples the main portion of the original video signal which has been discrete cosine transformed to form basic image data having a small data amount, and the low resolution subtractor 31 moves the current frame image of the reduction unit 30 with the motion-compensated transfer. Output the difference of the frame images. The low-resolution vector quantizer 32 configures the output of the low-resolution subtractor 31 as an input vector, compares the code vector of the built-in codebook, and selects the index of the code vector having the smallest distortion value as a result of the comparison. Output as. The vector quantized low resolution image sequence may further increase the compression ratio by the variable length encoder.

벡터양자화된 저해상도의 영상시퀀스는 저해상도 역벡터양자화기(33)에서 다시 재생하고, 저해상도 가산기(34)에서 이전 프레임의 영상데이타와 가산되어 저해상도 움직임 보상부(35)로 입력된다. 저해상도 움직임 보상부(35)는 움직임 벡터를 추출하고 이에 따라 보상된 영상을 저해상도 감산기(31)와, 저해상도 가산기(34) 및 보간부(29)로 출력한다.The vector quantized low resolution image sequence is replayed by the low resolution inverse vector quantizer 33, and is added to the low resolution motion compensator 35 by adding the image data of the previous frame to the low resolution adder 34. The low resolution motion compensator 35 extracts a motion vector and outputs the compensated image to the low resolution subtractor 31, the low resolution adder 34, and the interpolator 29.

보간부(29)는 움직임 보상된 저해상도 영상데이타를 보간하여 원래 영상의 크기로 재생하고, 판단부(28)는 보간된 영상신호와 움직임 보상된 고해상도의 영상신호의 저주파 부분(예컨대, 8×8블럭 중 좌상단의 4×4블럭 부분)을 비교하여 소정 기준오차 범위안에서 일치하면 움직임 보상된 영상으로 보간된 영상을 보상하여 출력하고, 제1 감산기(22)는 이산여현 변환기(21)의 출력에서 판단부(28)의 출력을 감산하여 고해상도용 영상데이타를 형성한다.The interpolator 29 interpolates the motion-compensated low resolution image data to reproduce the original image size, and the determination unit 28 performs the low frequency portion (eg, 8 × 8) of the interpolated image signal and the motion-compensated high resolution image signal. 4x4 block portion of the upper left corner of the block is compared to compensate within the predetermined reference error range, and the interpolated image is compensated and output as a motion compensated image, and the first subtractor 22 is outputted at the output of the discrete cosine converter 21. The output of the determination unit 28 is subtracted to form high resolution image data.

제2 감산기(23)는 현재 프레임의 고해상도 영상 데이타에서 움직임 보상된 이전 프레임의 영상데이타를 감산하고, 고해상도 벡터양자화기(24)는 제2 감산기(23)의 출력을 입력받아 입력벡터를 구성하여 내장된 코드북의 코드벡터와 비교한 후, 비교결과 왜곡치가 가장 작은 코드벡터의 인덱스를 선택하여 부호화된 고해상도 영상시퀀스로서 출력한다. 이와 같이 벡터양자화된 고해상도 영상시퀀스는 미도시된 가변길이 부호화기에 의해 더욱 압축율을 높힐 수도 있다.The second subtractor 23 subtracts the motion compensated image data of the previous frame from the high resolution image data of the current frame, and the high resolution vector quantizer 24 receives the output of the second subtracter 23 to form an input vector. After comparing with the code vector of the embedded codebook, the index of the code vector having the smallest distortion value is selected and output as an encoded high-resolution image sequence. The vector quantized high resolution image sequence may further increase the compression rate by a variable length encoder not shown.

벡터 양자화된 고해상도의 영상시퀀스는 고해상도 역 벡터양자화기(25)에서 다시 재생되고, 고해상도 가산기(26)에서 이전 프레임의 영상 데이타와 가산되어 고해상도 움직임 보상부(27)로 입력된다. 고해상도 움직임 보상부(27)는 움직임 벡터를 추출하고 이에 따라 보상된 영상을 제2 감산기(23)와 고해상도 가산기(26) 및 판단부(28)로 출력한다.The vector quantized high resolution image sequence is reproduced by the high resolution inverse vector quantizer 25 and added to the high resolution motion compensator 27 by adding the image data of the previous frame to the high resolution adder 26. The high resolution motion compensator 27 extracts the motion vector and outputs the compensated image to the second subtractor 23, the high resolution adder 26, and the determiner 28.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 따라 호환 부호화기를 구현함에 있어서, 움직임 보상된 영상을 입력영상에 감산하여 처리하므로써 발생되는 데이타량을 감소시켜 압축효율을 향상시킬 수 있고, 특히 저해상도의 영상신호를 보간한 후 고해상도의 움직임 보상된 영상과 비교하여 이산여현 변환된 출력에서 감산하므로써 고해상도 부분에서 압축효율을 개선시킬 수 있다.As described above, in the implementation of the compatible encoder according to the present invention, it is possible to improve the compression efficiency by reducing the amount of data generated by subtracting the motion-compensated video to the input video, and in particular, to obtain a low resolution video signal. After interpolation, the compression efficiency can be improved in the high resolution part by subtracting from the discrete cosine transformed output compared with the high resolution motion compensated image.

Claims (1)

프레임 메모리에 저장된 영상 데이타를 입력받아 이산여현 변환하는 이산여현 변환기(21); 상기 이산여현 변환기(21)의 출력을 입력받아 다운 샘플링하는 간축부(30); 상기 간축부(30)의 출력을 입력받아 움직임 보상된 저해상도 영상신호와 감산하는 저해상도 감산기(31); 상기 저해상도 감산기(31)의 출력을 벡터 양자화하여 저해상도 영상시퀀스를 형성하는 저해상도 벡터양자화기(32); 상기 저해상도 벡터양자화기(32)의 출력을 입력받아 역 벡터양자화하는 저해상도 역벡터 양자화기(33); 상기 저해상도 역벡터 양자화기(33)의 출력을 움직임 보상된 출력과 가산하는 저해상도 가산기(34); 상기 저해상도 가산기(34)의 출력을 입력받아 움직임 보상하는 저해상도 움직임 보상부(35); 상기 움직임 보상된 저해상도의 출력을 입력받아 보간하여 원영상의 크기로 재생하는 보간부(29); 상기 보간부(29)의 출력을 입력받아 움직임 보상된 고해상도와 저주파부분을 비교하여 차이가 없으면 움직임 보상된 고해상도의 영상 데이타로 보간된 영상신호를 출력하는 판단부(28); 상기 이산여현 변환기(21)의 출력영상과 판단부(28)의 출력영상을 감산하는 제1 감산기(22); 상기 제1 감산기(22)의 출력을 움직임 보상된 고해상도 영상신호와 감산하는 제2 감산기(23); 상기 제2 감산기(33)의 출력을 벡터양자화하여 고해상도 영상시퀀스를 출력하는 고해상도 벡터양자화기(24); 상기 고해상도 벡터양자화기(25)의 출력을 역벡터 양자화하는 고해상도 역벡터 양자화기(25); 상기 고해상도 역벡터양자화기(25)의 출력과 움직임 보상된 영상신호를 가산하는 고해상도 가산기(26); 및 상기 고해상도 가산기(26)의 출력을 입력받아 움직임 보상하는 고해상도 움직임 보상부(27)로 구성되는 호환 부호화기.A discrete cosine converter 21 for receiving the video data stored in the frame memory and performing discrete cosine conversion; A reduction unit 30 which receives the output of the discrete cosine converter 21 and downsamples the output; A low resolution subtractor 31 which receives the output of the reduction unit 30 and subtracts the motion compensated low resolution video signal; A low resolution vector quantizer (32) for vector quantizing the output of the low resolution subtractor (31) to form a low resolution image sequence; A low resolution inverse vector quantizer (33) for receiving an output of the low resolution vector quantizer (32) and performing inverse vector quantization; A low resolution adder (34) for adding the output of the low resolution inverse vector quantizer (33) to the motion compensated output; A low resolution motion compensator (35) for receiving motion from the output of the low resolution adder (34); An interpolation unit 29 that receives the motion-compensated low resolution output and interpolates and reproduces the original image in size; A determination unit 28 which receives the output of the interpolation unit 29 and compares the motion-compensated high resolution with the low frequency part and outputs an interpolated video signal with motion-compensated high resolution image data if there is no difference; A first subtractor 22 for subtracting the output image of the discrete cosine converter 21 and the output image of the determination unit 28; A second subtractor 23 which subtracts the output of the first subtractor 22 from the motion-compensated high resolution image signal; A high resolution vector quantizer (24) for outputting a high resolution image sequence by vector quantizing the output of the second subtractor (33); A high resolution inverse vector quantizer 25 for inverse vector quantizing the output of the high resolution vector quantizer 25; A high resolution adder 26 for adding the output of the high resolution inverse vector quantizer 25 and a motion compensated image signal; And a high resolution motion compensator (27) for receiving motion from the output of the high resolution adder (26).
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