KR100700515B1 - Down converting mpeg encoded high definition sequences to lower resolution with reduced memory in decoder loop - Google Patents

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Abstract

MPEG 엔코딩 인터레이스 고화질 비디오 스트림이 기준 화상 메모리량이 감소된 MPEG 디코더에 의해 디코딩 및 저해상도로 변환된다. 수신 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록은 먼저 수신 프레임 DCT 코딩 블록을 변환 필드 DCT 코딩 블록으로의 변환을 통해 재구성된 픽셀 필드 블록으로 다운 변환된다. 이어서, 수직 IDCT 및 수평 IDCT가 수신 필드 DCT 코딩 블록과 변환 필드 DCT 코딩 블록에서 수행되어, 적절한 잉여 및 픽셀 필드 블록이 생성된다. 수직 IDCT는 N 포인트 수평 IDCT이고, 수평 IDCT는 M 포인트 수평 IDCT이며, 여기서 N은 원래의 블록 크기에 대응하고 N>M이다. 잉여 및 픽셀 필드 블록은 공간적으로 필터링되고 수직으로 다운 샘플링된다. IDCT, 필터링 및 다운 샘플링 동작이 단일 선형 오퍼레이터에 의해 효과적으로 결합된다. 다운 샘플링 필드 잉여 블록에 가산될 필드 예측을 형성하도록 서로 다른 수평 및 수직 최소 드리프트 예측 필터들이 사용된다.MPEG encoding interlaced high definition video streams are decoded and converted to low resolution by an MPEG decoder with a reduced amount of reference picture memory. The receive frame and field DCT coding block is first down-converted into a reconstructed pixel field block through conversion of the receive frame DCT coding block into a transform field DCT coding block. Vertical IDCT and horizontal IDCT are then performed in the receive field DCT coding block and the transform field DCT coding block to generate appropriate redundancy and pixel field blocks. The vertical IDCT is an N point horizontal IDCT, and the horizontal IDCT is an M point horizontal IDCT, where N corresponds to the original block size and N> M. Redundant and pixel field blocks are spatially filtered and downsampled vertically. IDCT, filtering, and downsampling operations are effectively combined by a single linear operator. Different horizontal and vertical minimum drift prediction filters are used to form the field prediction to be added to the down sampling field surplus block.

MPEG, 저해상도, 프레임, 픽셀, 예측 필터, 잉여, IDCT, 예측, 다운 샘플링MPEG, low resolution, frame, pixel, prediction filter, redundant, IDCT, prediction, down sampling

Description

디코더 루프에서 메모리 감소를 통한 MPEG 엔코딩 고화질 시퀀스의 저해상도로의 다운 변환방법 및 장치 {DOWN CONVERTING MPEG ENCODED HIGH DEFINITION SEQUENCES TO LOWER RESOLUTION WITH REDUCED MEMORY IN DECODER LOOP}DOWN CONVERTING MPEG ENCODED HIGH DEFINITION SEQUENCES TO LOWER RESOLUTION WITH REDUCED MEMORY IN DECODER LOOP}

도 1은 공지된 MPEG-2 엔코터의 개략 블록선도.1 is a schematic block diagram of a known MPEG-2 encoder.

도 2는 공지된 MPEG-2 디코터의 개략 블록선도.2 is a schematic block diagram of a known MPEG-2 decoder.

도 3은 HDTV 응용을 위한 공지된 다운변환 디코더의 블록선도.3 is a block diagram of a known downconversion decoder for HDTV applications.

도 4는 본 발명의 배경을 기술하는데 유용한 예시적인 픽셀 데이터 세트를 보인 도면.4 shows an exemplary pixel data set useful for describing the background of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 다운 변환 디코더의 블록선도.5 is a block diagram of a down conversion decoder according to the present invention;

도 6은 도 5의 IDCT 모듈의 실시예도.6 is an embodiment of the IDCT module of FIG.

도 7내지 도9는 본 발명을 기술하는데 유용한 예시적인 픽셀 데이터 세트를 보인 도면.7-9 illustrate exemplary pixel data sets useful for describing the present invention.

도 10은 도 5의 모션 보상기의 블록선도에 대한 상세도.FIG. 10 is a detailed view of a block diagram of the motion compensator of FIG. 5. FIG.

도 11내지 도12는 본 발명을 기술하는데 유용한 추가적인 픽셀 데이터 세트를 보인 도면.11-12 show additional pixel data sets useful for describing the present invention.

본 출원은 1988년 12월 18일 출원된 미국 가출원번호 60/112,795호를 우선권으로서 주장하는 것이다. This application claims priority as US Provisional Application No. 60 / 112,795, filed December 18, 1988.

본 출원은 1998년 6월 29일 출원된 미국 특허출원번호 09/106,367호의 요지와 유사한 요지에 대해 권리를 주장하는 것이다.This application claims the rights to a subject matter similar to that of US patent application Ser. No. 09 / 106,367, filed June 29, 1998.

본 발명은 저 해상도의 수상기로 고 해상도 엔코딩 비디오를 다운 변환 및 디코딩하는 다운 변환 디코더에 관한 것이다.  The present invention relates to a down conversion decoder for down converting and decoding high resolution encoded video with a low resolution receiver.

"동화상 및 관련 오디오정보: 비디오의 포괄 코드화" 및 ATSC 디지털 텔레비젼 표준의 이용 안내" 라는 표제의 국제표준 ISO/IEC 13818-2는 디지털 비디오 데이터를 엔코딩 및 디코딩하는 MPEG-2로 알려진 시스템을 기술하고 있다. 이 표준은 일반적으로 HDTV로 알려진 고해상도를 포함하는 광범위한 해상도로 비디오를 엔코딩 할 수 있게 한다. 이 표준에 따르면, 디지털 비디오 데이터는 복잡한 방식으로 일련의 코드워드로 엔코딩 되는데, 이는 예컨대 각 픽셀이 8 비트 값으로 코드화 되는 경유에 있을 수 있는 것보다 코드워드의 평균 길이가 더욱 짧게 되게 한다. 이와 같은 유형의 엔코딩은 또한 데이터 압축으로 알려져 있다. The international standard ISO / IEC 13818-2, entitled "Video and Related Audio Information: Comprehensive Encoding of Video" and Guidelines for Using the ATSC Digital Television Standard, describes a system known as MPEG-2 for encoding and decoding digital video data. The standard allows video to be encoded at a wide range of resolutions, including high resolution, commonly known as HDTV, according to which digital video data is encoded as a series of codewords in a complex way, for example, This results in a shorter average length of codewords than can be via an 8-bit valued encoding, which is also known as data compression.

상기한 시스템에서, 엔코딩 화상들은 픽셀로 구성된다. 각각의 8x8 픽셀 어레이는 블록으로, 그리고 이들 8x8 블록의 2x2 어레이는 매크로 블록으로 호칭된다. 공지된 예측기법((인코더에서는 모션산정(motion estimation), 디코더에서는 모션 보상(motion compensation)), 8x8 픽셀 블록에서 수행되는 2차원 디스크리트 코싸인 변환(DCT), DCT 계수의 양자화와 그리고 호프만 및 실행/레벨을 이용하여 압축이 이루어진다. 그러나, 예측이 모든 화상에 대하여 이용되는것은 아니다. 따라서, 비록 P 화상이 이전의 화상으로부터의 예측으로 엔코딩 되고 그리고 B 화상이 이전 또는 이후의 화상으로부터의 예측을 이용하여 엔코딩되지만은, I 화상은 예측없이 엔코딩 된다.In the above system, encoded pictures are composed of pixels. Each 8x8 pixel array is called a block, and a 2x2 array of these 8x8 blocks is called a macroblock. Known prediction techniques (motion estimation in encoder, motion compensation in decoder), two-dimensional discrete cosine transform (DCT) performed on 8x8 pixel blocks, quantization of DCT coefficients and Hoffman and execution Compression is done using / level, but prediction is not used for all pictures, so even though a P picture is encoded with a prediction from a previous picture, and a B picture does not have a prediction from a previous or subsequent picture. Although encoded using the I picture, the I picture is encoded without prediction.

도 1에 MPEG-2 엔코더가 개략적으로 도시되어있다. 픽셀의 매크로 블록을 나타내는 데이터가 감산기(12) 및 모션 산정기(14)에 입력된다. P 화상 및 B화상의 경우에서, 모션 산정기(14)는 엔코딩될 각각의 새로운 매크로 블록을 기준 화상 메모리(16)에 사전 저장된 기준 화상의 매크로 블록과 비교한다. 모션 산정기(14)는 그 저장된 기준 화상에서 새로운 매크로 블록에 가장 밀접하게 매칭되는 매크로 블록을 찾는다.An MPEG-2 encoder is schematically shown in FIG. Data representing a macroblock of pixels is input to the subtractor 12 and the motion calculator 14. In the case of P picture and B picture, motion estimator 14 compares each new macro block to be encoded with the macro block of the reference picture previously stored in the reference picture memory 16. Motion estimator 14 finds the macro block that most closely matches the new macro block in its stored reference picture.

모션 산정기(14)는 기준 화상 메모리(16)로부터 이와같은 매칭 매크로 블록(예측 매크로 블록으로 알려짐)을 판독하여 이를 감산기(12)에 전송하며, 이 감산기(12)는 픽셀 별(pixel by pixel) 방식으로 MPEG-2 엔코더(10)에 기입되는 새로운 매크로 블록으로부터 상기 매칭 매크로 블록을 감산한다. 감산기(12)의 출력은 예측된 매크로 블록과 엔코딩 되는 새로운 매크로 블록간의 차이를 나타내는 에러 즉, 잉여(또는 잔차)(residual)이다. 이 잉여는 종종 매우 적다. 이 잉여는 2차원 DCT(18)에 의해 공간 도메인으로부터 변형된다. 그 다음, 2차원 DCT(18)로부터 나오는 DCT 계수들은 각 계수를 나타내는데 필요한 비트수를 감소시키는 프로세스에서 양자화 블록(20)에 의해 양자화 된다. 보통, 많은 계수들이 제로(0)로 효과적으로 양자화된다. 양자화된 DCT 계수는 코더(22)에 의해 호프만 및 실행/레벨로 코딩되며, 이 코더(22)는 또한 계수당 평균 비트수를 감소시킨다.Motion estimator 14 reads this matching macroblock (also known as predictive macroblock) from reference picture memory 16 and sends it to subtractor 12, which subtracts 12 pixel by pixel. The matching macroblock is subtracted from the new macroblock written in the MPEG-2 encoder 10 in the " The output of subtractor 12 is an error, i.e., residual (or residual), representing the difference between the predicted macroblock and the new macroblock to be encoded. This surplus is often very small. This surplus is transformed from the spatial domain by the two-dimensional DCT 18. The DCT coefficients coming from the two-dimensional DCT 18 are then quantized by the quantization block 20 in the process of reducing the number of bits needed to represent each coefficient. Usually, many coefficients are effectively quantized to zero. The quantized DCT coefficients are coded in Hoffman and Run / Level by coder 22, which also reduces the average number of bits per coefficient.

모션 산정기(14)는 또한 엔코딩 되는 현재의 화상에 있는 새로운 매크로 블록의 위치로부터 기준 화상에 있는 예측된 매크로 블록의 수평 및 수직 변위를 나타내는 모션 벡터(mv)를 계산한다. 모션벡터들은 인접 픽셀들간의 선형 보간에 의해 얻어지는 1/2픽셀 해상도를 가질수 있음을 주목 해야한다. 코더(22)에 의해 엔코딩된 데이터는 모션 산정기(14)로부터의 모션 벡터데이터 및 (그 화상이 I, P또는 B 화상인지에 대한 표시와 같은) 다른 정보와 결합되며, 이 결합된 데이터는 MPEG-2 디코더(30) (도 2에 도시하였으며, 하기에 설명됨)를 포함하는 수신기에 전송된다.Motion estimator 14 also calculates a motion vector mv representing the horizontal and vertical displacement of the predicted macroblock in the reference picture from the position of the new macroblock in the current picture being encoded. It should be noted that motion vectors may have a half pixel resolution obtained by linear interpolation between adjacent pixels. The data encoded by the coder 22 is combined with the motion vector data from the motion estimator 14 and other information (such as an indication of whether the picture is an I, P or B picture), the combined data being Is sent to a receiver that includes an MPEG-2 decoder 30 (shown in FIG. 2 and described below).

P화상에 관하여, 양자화블록(20)으로부터의 양자화된 DCT 계수가 또한 MPEG-2 디코더(30)의 동작 부분을 나타내는 내부 디코더 루프에 공급된다. 이 내부 루프 내에서, 양자화 블록(20)으로 부터의 잉여는 역(inverse)양자화 블록(24)에 의해 역 양자화 되며, 역 디스크리트 코싸인 변환(IDCT) 블록(26)에 의해 역 DCT 변환된다. 기준 화상 메모리(16)로부터 판독되어 감산기(12)에 공급되는 예측된 매크로 블록은 또한 픽셀별 방식으로 가산기(28)에 의해 IDCT 블록(26)의 출력에 다시 가산되며, 그 결과는 후속 화상들을 예측하기 위한 기준 화상의 매크로 블록으로서 역할을 하도록 기준 화상 메모리(16)내로 다시 저장된다. 이 내부 루프의 블록은 MPEG-2 엔코더(10)의 기준 화상 메모리(16)에 있는 데이터가 MPEG-2 디코더(30)의 기준 화상 메모리에 있는 데이터와 매칭 되도록 하는 것이다. B 화상은 기준 화상으로서 저장되지 않는다.With respect to the P picture, the quantized DCT coefficients from the quantization block 20 are also supplied to an inner decoder loop representing the operating portion of the MPEG-2 decoder 30. Within this inner loop, the excess from quantization block 20 is inverse quantized by inverse quantization block 24 and inverse DCT transformed by inverse discrete cosine transform (IDCT) block 26. The predicted macro block, which is read out from the reference picture memory 16 and supplied to the subtractor 12, is also added back to the output of the IDCT block 26 by the adder 28 in a pixel-by-pixel manner, with the result that It is stored back into the reference picture memory 16 to serve as a macro block of the reference picture for prediction. The block of this inner loop is such that the data in the reference picture memory 16 of the MPEG-2 encoder 10 matches the data in the reference picture memory of the MPEG-2 decoder 30. The B picture is not stored as a reference picture.

I 화상의 경우에, 어떠한 모션 산정도 발생하지 않으며, 감산기(12)로의 네가티브(-) 입력이 제로로 되도록 강요된다. 이 경우에, 2차원 DCT(18)에 의해 제공된 양자화 된 DCT 계수는 P 및 B 화상의 경우에서와 같이 잉여값을 나타내는 것이 아니라 변환된 픽셀값을 나타낸다.In the case of an I picture, no motion calculation occurs, and the negative (-) input to the subtractor 12 is forced to zero. In this case, the quantized DCT coefficients provided by the two-dimensional DCT 18 do not represent redundant values, as in the case of P and B pictures, but represent converted pixel values.

도 2에 보인 MPEG-2 디코더(30)는 MPEG-2 디코더를 개략적으로 보인 것이다. MPEG-2에 의해 실행되는 디코딩 프로세서는 MPEG-2 엔코더(10)에 의해 실행되는 엔코딩 프로세스와 반대인 호프만 및 실행/레벨 디코더(32)에 의해 호프만 및 실행/레벨로 디코딩된다.The MPEG-2 decoder 30 shown in FIG. 2 schematically shows an MPEG-2 decoder. The decoding processor executed by MPEG-2 is decoded into Hoffman and run / level by Hoffman and Run / Level Decoder 32 as opposed to the encoding process executed by MPEG-2 Encoder 10.

모션 벡터 및 다른 정보가 호프만 및 실행/레벨 검출기(32)를 통해 흐르는 데이터 스트림으로부터 구분 분석 된다. 모션 벡터는 모션 보상기(34)로 피드된다. 호프만 및 실행/레벨 디코더(32)의 출력에서 양자화 된 DCT는 역 양자화 블록(36)으로 피드된 다음, IDCT 블록(38)으로 피드되며, IDCT 블록(38)은 역 양자화된 DCT 계수를 공간 도메인에 다시 전송한다.Motion vectors and other information are separated from the data streams flowing through Hoffman and the run / level detector 32. The motion vector is fed to a motion compensator 34. The quantized DCT at the output of Hoffman and the run / level decoder 32 is fed to the inverse quantization block 36 and then to the IDCT block 38, which in turn sends the inverse quantized DCT coefficients to the spatial domain. Send back to.

P 및 B 화상의 경우, 각 모션 벡터는 모션 보상기(34)에 의해 메모리 어드레스로 번역되어, 사전 저장된 기준 화상을 포함하고 있는 기준 화상 메모리(42)로부터 특정 매크로블록(예측 매크로블록)을 판독하게 된다. 가산기(44)가 이 예측 매크로블록을 IDCT 블록(38)에 의해 제공되는 잉여값에 가산하여 재구성된 픽셀 데이터를 형성하게 된다.For P and B pictures, each motion vector is translated to a memory address by motion compensator 34 to read a particular macroblock (predictive macroblock) from reference picture memory 42 containing a pre-stored reference picture. do. The adder 44 adds this prediction macroblock to the surplus value provided by the IDCT block 38 to form reconstructed pixel data.

I 화상의 경우, 예측이 없어 가산기(44)에 제공된 예측이 제로(0)로 된다. I 및 P 화상의 경우, 가산기(44)의 출력이 기준 화상 메모리(42)에 디시 피드되어 앞으로의 예측을 위한 기준 화상으로서 저장되게 된다. In the case of an I picture, there is no prediction, and the prediction provided to the adder 44 becomes zero (0). In the case of I and P pictures, the output of the adder 44 is then fed into the reference picture memory 42 and stored as a reference picture for future prediction.

MPEG 엔코더(10)가 점진적이거나 또는 인터레이스된 화상의 시퀀스를 엔코딩할 수 있다. 인터레이스 화상의 시퀀스에 있어, 화상은 필드화상 또는 프레임 화상으로서 엔코딩된다. 필드 화상의 경우, 한 화상이 라스터의 기수 라인(odd line)을 포함하며 다음 화상은 라스터의 우수 라인(even line)을 포함한다. 모든 엔코더 및 디코더 처리가 필드에서 행해진다. 따라서, 모두 기수 또는 모두 우수 라인을 포함하는 8x8 블록에서 DCT 변형이 수행된다. 이들 블록은 필드 DCT 코딩 블록으로서 호칭된다.The MPEG encoder 10 may encode a sequence of progressive or interlaced pictures. In a sequence of interlaced pictures, the picture is encoded as a field picture or frame picture. In the case of a field picture, one picture contains the odd line of the raster and the next picture contains the even line of the raster. All encoder and decoder processing is done in the field. Thus, DCT transformations are performed in 8x8 blocks containing all odd or all even lines. These blocks are referred to as field DCT coding blocks.

다른 한편으로, 프레임 화상의 경우, 각 화상은 라스터의 기수 및 우수 번호의 라인들을 포함한다. 프레임 화상의 매크로 블록은 엔코딩 매크로 블록이 기수 및 우수라인을 포함하는 관점에서 프레임으로서 엔코딩된다. 그러나, 프레임 화상의 각 매크로 블록 내의 4개의 블록에서 수행되는 DCT는 두 개의 서로 다른 방식으로 행해질 수 있다.On the other hand, in the case of a frame picture, each picture contains lines of odd and even numbers of the raster. The macro block of the frame image is encoded as a frame in terms of the encoding macro block including odd and even lines. However, the DCT performed on four blocks in each macro block of the frame picture may be done in two different ways.

매크로 블록에서 4개의 DCT 변환 블록 각각은 기수 및 우수라인(프레임 DCT 코딩 블록)을 포함할 수 있거나, 택일적으로 그 4개의 DCT 블록들중 2개는 매크로 블록의 기수 라인만을 그리고 다른 2개의 블록은 매크로 블록의 우수 라인(필드 DCT 코딩블록)만을 포함할 수 있다. ISO/IEL 13818-2, 섹션6. 1. 3 도면 6-13 및 6-14를 참조바람. 화상을 어떠한 방식으로 엔코딩할지의 코딩 결정이 효과적인 데이터 압축이 이루어지게 하는 방법에 근거하여 MPEG-2 엔코더(10)에 의해 적응적으로 이루 어진다.Each of the four DCT transform blocks in the macro block may include radix and even lines (frame DCT coding block), or alternatively two of the four DCT blocks only the radix line of the macro block and the other two blocks. May include only even lines (field DCT coding blocks) of the macro block. ISO / IEL 13818-2, section 6. 1.3 See Figures 6-13 and 6-14. The coding decision of how to encode the picture is made adaptively by the MPEG-2 encoder 10 based on how effective data compression is achieved.

필드 화상에서의 잉여 매크로 블록은 필드 DCT 코딩되며, 기준 필드로부터 예측된다. 프레임 화상에서의 잉여 매크로 블록은 프레임 DCT 코딩되며 기준 프레임으로부터 예측된다. 필드 DCT 코딩되는 프레임 화상에서의 매크로 블록은 하나의 기준 필드로부터 예측되는 두 개의 블록과 그리고 상기 또는 다른 기준 필드로부터 예측되는 두 개의 블록을 갖는다.The excess macro block in the field picture is field DCT coded and predicted from the reference field. The excess macro block in the frame picture is frame DCT coded and predicted from the reference frame. A macroblock in a field DCT coded frame picture has two blocks predicted from one reference field and two blocks predicted from the or other reference field.

점진적인 화상들의 시퀀스들에 대해, 모든 화상들은 프레임 DCT 코딩 및 프레임 예측을 갖는 프레임 화상이다.For sequences of progressive pictures, all pictures are frame pictures with frame DCT coding and frame prediction.

전술한 바와 같이, MPEG-2는 고해상도(HDTV)로의 비디오의 엔코딩 및 디코딩을 포함한다. 사람들이 HDTV로 전송된 프로그램을 시청하는데 있어 그들의 기존 NTSC 텔레비젼을 이용할 수 있도록 하기위해서는 고해상도의 MPEG-2 엔코딩 데이터를 기존 NTSC 텔레비젼에 디스플레이 하기위해 감소된 해상도의 비디오 데이터로 디코딩하는 디코더를 제공하는 것이 바람직하다(텔레비젼 신호들의 해상도를 감소시키는 것은 종종 다운 디코딩이라 일컬어진다). 따라서, 그러한 다운 변환 디코더는 시청자들이 값비싼 HDTV 디스 플레이 장치를 구입하지 않고도 HDTV 신호들을 시청할수 있게 해준다.As noted above, MPEG-2 includes encoding and decoding of video in high resolution (HDTV). In order to enable people to use their existing NTSC televisions to watch programs transmitted on HDTV, it is necessary to provide a decoder that decodes high resolution MPEG-2 encoded data into reduced resolution video data for display on existing NTSC televisions. Desirable (reducing the resolution of television signals is often referred to as down decoding). Thus, such a down conversion decoder allows viewers to watch HDTV signals without having to purchase an expensive HDTV display device.

회로를 적게 필요로 하며, 그러므로써 완전한 HDTV 해상도를 출력하는 디코더보다 값이 저렴한 다운변환 디코더를 제작하는 방법들이 공지되어 있다. 이들 방법중 하나가 미국 특허 제 5,262,854 호에 개시되어 있다. 이 특허에 개시된 다운 변환 기술은 도 3에 보인 다운 변환기(50)와 관계하여 설명된다. 다운 변환기(50)는 호프 만 및 실행/레벨 디코더(52)와 역 양자화 블록(54)을 포함하며, 이들은 도 2의 호프만 및 실행 /레벨 디코더(32)와 역 양자화 블록(36)과 관계하여 전술한 바와 같이 동작한다. 그러나, 다운 컨버터(50)는 도 2에 보인 8x8 IDCT 블록(38)을 이용하지 않고 다운 샘플러(56)를 사용하고 있는데, 이 다운 샘플러(56)는 8x8 블록의 48의 높은 순위의 DCT 계수를 폐기(discard)하고 DCT 계수의 나머지 4x4 IDCT를 수행한다. 이 프로세스는 일반적으로 DCT 도메인 다운 샘플링이라 호칭된다. 이 다운 샘플링의 결과는 (P 또는 B 화상에 대해)필터링 및 다운 샘플링된 4x4 블록의 잉여 샘플이 되거나 또는 I 화상에 대한 픽셀이 된다.Methods are known for making downconversion decoders that require less circuitry and are therefore less expensive than decoders that output full HDTV resolution. One of these methods is disclosed in US Pat. No. 5,262,854. The down conversion technique disclosed in this patent is described in relation to the down converter 50 shown in FIG. The down converter 50 includes the Hoffman and Run / Level Decoder 52 and the Inverse Quantization Block 54, which are related to the Hoffman and Run / Level Decoder 32 and the Inverse Quantization Block 36 of FIG. 2. It operates as described above. However, down converter 50 uses down sampler 56 instead of the 8x8 IDCT block 38 shown in FIG. 2, which down sampler 56 uses 48 high-ranking DCT coefficients of the 8x8 block. Discard and perform the remaining 4x4 IDCT of DCT coefficients. This process is commonly referred to as DCT domain down sampling. The result of this down sampling is a redundant sample of filtered and down sampled 4x4 blocks (for P or B pictures) or a pixel for an I picture.

잉여 샘플에 대해, 디코딩된 해상도가 감소된 4x4 블록의 픽셀을 생성하도록, 예측이 가산기(58)에 의해 다운 샘플러(56)로부터의 잉여 샘플에 가산된다. 이 블록은 후속 예측을 위해 기준 화상 메모리(60)에 저장된다. 따라서, 예측은 감소된 해상도 기준으로부터 만들어지는데, 엔코더 내의 디코더 루프에서 만들어진 예측은 완전 해상도의 기준 화상에서 만들어진다. 이 차이는 감소된 해상도 기준으로부터 유도된 예측은 엔코더에 의해 만들어진 대응 예측과 어느 정도 달라짐으로써 가산기(50)에 의해 제공되는 잉여 + 예측 합에 에러가 발생함을 의미한다 (이 에러는 이후부터 예측 에러로 언급한다).예측 에러는 기준이 다음 I 화상에 의해 리프레쉬 될 때까지 예측하에서 예측이 만들어 질 때 증가한다.For the surplus samples, the prediction is added by the adder 58 to the surplus samples from the down sampler 56 so as to produce 4 × 4 blocks of pixels with reduced decoded resolution. This block is stored in the reference picture memory 60 for subsequent prediction. Thus, the prediction is made from a reduced resolution reference, where the prediction made in the decoder loop in the encoder is made in the full resolution reference picture. This difference means that the prediction derived from the reduced resolution criterion is somewhat different from the corresponding prediction made by the encoder, resulting in an error in the surplus + prediction sum provided by the adder 50 (this error is then predicted afterwards). Prediction errors increase when predictions are made under predictions until the reference is refreshed by the next I picture.

모션 보상기(62)는 비록 기준 화상이 낮은 해상도에 있을지라도 완전 해상도 모션 벡터를 이용함으로써 이 예측 에러를 감소시키고자 한다. 먼저, 예측 블록을 포함하는 기준 화상 부분은 기준 화상 메모리(60)로부터 판독된다. 이 부분은 최하위 비트를 제외한 모션 벡터의 모든 비트에 기초하여 선택된다. 이 예측 블록은 2x2 예측 업 샘플링 필터(64)에 의해 완전 해상도로 다시 보간된다. 완전 해상도 모션 벡터(1/2 픽셀 해상도를 포함 할 수 있음)를 이용하여, 예측되는 완전 해상도 매크로 블록이 모션 벡터의 모든 비트에 기초하여 업 샘플링 부분으로부터 추출된다. 이어서, 다운 샘플러(66)는 추출된 완전 해상도 매크로 블록에서 2x2 다운 샘플링을 수행하여 다운 샘플러(56)의 4x4 IDCT 출력의 해상도와 매칭되도록 한다. 이러한 방식으로, 기준 화상 메모리(60)로부터의 예측은 완전 해상도의 잉여 픽셀 구조에 매칭되도록 업 샘플링됨으로써 완전 해상도의 모션 벡터를 이용할 수 있게 한다. 이어서, 완전 해상도의 기준 화상은 가산기(58)에 의한 가산에 앞서 다운 샘플링되어 다운 샘플러(56)로 부터의 다운 샘플링 된 잉여의 해상도와 매칭 되게 된다.Motion compensator 62 attempts to reduce this prediction error by using a full resolution motion vector even if the reference picture is at a lower resolution. First, the portion of the reference picture including the prediction block is read out from the reference picture memory 60. This part is selected based on all the bits of the motion vector except the least significant bit. This prediction block is interpolated back to full resolution by the 2x2 prediction upsampling filter 64. Using a full resolution motion vector (which may include 1/2 pixel resolution), the predicted full resolution macroblock is extracted from the upsampling portion based on every bit of the motion vector. The down sampler 66 then performs 2 × 2 down sampling on the extracted full resolution macro block to match the resolution of the 4 × 4 IDCT output of the down sampler 56. In this way, the prediction from the reference picture memory 60 can be upsampled to match the full resolution surplus pixel structure to make use of the full resolution motion vector. The full resolution reference image is then down sampled prior to addition by the adder 58 to match the down sampled excess resolution from the down sampler 56.

4x4 IDCT로 다운 샘플링 된 기준 화상을 업 샘플링 함으로써 야기되는 예측 에러를 최소화 하기 위한 여러 가지 양호한 예측 업 샘플링/다운 샘플링 방법이 공지되어 있다.Various good predictive upsampling / downsampling methods are known to minimize prediction errors caused by upsampling a downsampled reference picture with 4x4 IDCT.

이들 방법은 전형적으로 기준 화상에서 가장 가까운 매크로 블록 경계들과 관계하는 예측 매크로 블록에 대한 모션 벡터 값과 예측 블록 내에서 보간되는 현재 픽셀의 위치에 따라 변화하는 탭 값과 그리고 5 내지 8개의 탭을 갖는 2차원 필터를 이용하고 있다. 그러한 필터는 감소된 해상도 기준을 완전 해상도로 업 샘플링하고 이어서 단일 동작에서 다운 샘플링 할뿐만 아니라 (기수값의 모션 벡터로 인하여 요구될 때) 1/2 픽셀 보간을 포함한다. (1994년 8월 IEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology 에 게재된 Mokry 및 Anastassiou 의 논문 "Minimal Error Drift in Frequency Scalability for Motion Compensated DCT coding" 및 1993년 9월 오스트레일리아 멜버른에서 있었던 IEEE Workshop on Visual Signal Processing and Communication 에서 Johnson 및 Princen 에 의해 발표된 논문 "Drift Minimization in Frequency Scaleable Coders Using Block Based Filtering"을 참조 바란다).These methods typically contain 5 to 8 taps and a tap value that changes depending on the motion vector value for the predictive macro block relative to the closest macro block boundaries in the reference picture and the position of the current pixel being interpolated within the predictive block. The two-dimensional filter which has is used. Such a filter upsamples the reduced resolution reference to full resolution and then downsamples in a single operation, as well as including half-pixel interpolation (when required due to an odd motion vector). (The article "Minimal Error Drift in Frequency Scalability for Motion Compensated DCT coding" in Mokry and Anastassiou, published in IEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, August 1994, and IEEE Workshop on Visual Signal Processing in Melbourne, Australia, September 1993. See, "Drift Minimization in Frequency Scaleable Coders Using Block Based Filtering" published by Johnson and Princen in and Communication.

다운 샘플링 필터에 기초한 블록의 Moore-Penrose 역을 이용한 최소 드리프트 예측 필터의 보다 일반적인 유도가 1998년 8월 IEEE Transactions on consumer Electronics에 게재된 Vetro, Sun, Da Graca 및 Poon 의 논문 "Minium Drift Architectures for 3-Layer Scalable DTV Decoding" 에 기술되어 있다.A more general derivation of the minimum drift prediction filter using the Moore-Penrose inverse of blocks based on down-sampling filters is described in Vetro, Sun, Da Graca, and Poon's article in IEEE Transactions on consumer Electronics in August 1998. -Layer Scalable DTV Decoding ".

다음 예는 Mokry 및 Johnson의 논문에 기술된 예측 업 샘플링/다운 샘플링 필터를 나타낸다. 이 예는 1차원의 예이지만은 2차원으로 쉽게 확장된다. 도 4에 보인바와 같은 픽셀 y1 및 픽셀 y2가 다운 샘플링된 기준 화상에서 두 개의 인접 블록을 나타내고 그리고 원하는 예측 블록이 그 두 불록 간의 경계에 걸쳐(straddle)있는 것으로 가정해보자. 픽셀 y1은 8개의 계산된 픽셀 p1 에 대해 서로 다른 세트의 탭 값을 갖는 4탭 필터를 이용하여 픽셀 p1으로 업 샘플링 된다. 마찬가지로, 픽셀 y1는 동일한 4탭 필터를 이용하여 픽셀 p1로 업 샘플링 된다(만일 모션 벡터가 1/2 픽셀 보간을 필요로 하면, 이 보간은 픽셀 p1 과 p2에 기초하여 픽셀 값들 사이에서 계산을 행하기 위한 선형 보간을 이용하여 행해진다). 이들 16개의 픽셀 p1 및 픽셀 p2로부터, 8개의 픽셀 q 로 구성되는 업 샘플링 예측이 완전한 모션 벡터를 이용하 여 판독될 수 있다. 이어서, 픽셀 q는 필터링 되고, 4개의 픽셀 q' 각각에 대한 서로 다른 세트의 탭 값을 갖는 8탭 필터에 의해 픽셀 q'로 다운 샘플링 된다. Johnson의 논문은 기준 화상이 4포인트 IDCT에 의해 다운 샘플링되는 경우, 이들 필터에 대한 최적 값이 된다. Johnson과 Mocry 논문은 또한 업 샘플링, 선형 보간 및 다운 샘플링 필터들이 기준 화상의 가장 가까운 매크로 블록 경계와 관계하는 모션 벡터값에 의존하고 그리고 계산되는 특정 픽셀 q'에 의존하는 탭 값들을 갖는 단일의 8탭 필터로 결합될 수 있음을 보여주고 있다. 따라서, 이 단일 8탭 필터는 4개의 픽셀 q'이 8개의 픽셀 y1 및 y2로부터 직접 계산될 수 있게 한다.The following example shows the predictive upsampling / downsampling filter described in the papers of Mokry and Johnson. This example is a one-dimensional example, but is easily extended to two dimensions. Assume that pixel y 1 and pixel y 2 as shown in FIG. 4 represent two adjacent blocks in a downsampled reference picture and the desired prediction block is straddled between the two blocks. Pixel y1 is upsampled to pixel p1 using a four tap filter with a different set of tap values for eight calculated pixels p1. Likewise, pixel y1 is upsampled to pixel p1 using the same four-tap filter (if the motion vector requires 1/2 pixel interpolation, this interpolation is performed between pixel values based on pixels p1 and p2). Is performed using linear interpolation). From these 16 pixels p1 and pixel p2, an up-sampling prediction consisting of eight pixels q can be read using the complete motion vector. Pixel q is then filtered and down sampled to pixel q 'by an 8 tap filter having a different set of tap values for each of the four pixels q'. Johnson's paper is the optimal value for these filters when the reference picture is downsampled by 4-point IDCT. The Johnson and Mocry papers also show that upsampling, linear interpolation, and downsampling filters have a single 8 with tap values that depend on the motion vector value associated with the closest macroblock boundary of the reference picture and depend on the specific pixel q 'computed. It shows that it can be combined with a tap filter. Thus, this single 8-tap filter allows four pixels q 'to be calculated directly from eight pixels y1 and y2.

4 포인트 IDCT가 아닌 다운 샘플링 방법에 대해서, Vetro의 논문은 업 샘플링 필터에 대한 최적의 탭 값들을 결정하는 방법을 기술하고 있다. 이 업 샘플링은 또한 단일 예측 필터를 형성하기 위해 선형 보간 및 다운 샘플링 동작과 결합된다.For down sampling methods other than 4-point IDCT, Vetro's paper describes how to determine the optimal tap values for an up sampling filter. This upsampling is also combined with linear interpolation and downsampling operations to form a single predictive filter.

프레임 DCT 코딩 블록을 갖는 점진적인 화상에 일반적으로 충분한 다운 디코더(50)는 인터레이스 된 화상의 시퀀스를 혼합된 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록으로 다운 변환하고자 할 때 야기되는 문제들을 해결하지 못한다. 이들 문제들은 수직 다운 샘플링 및 수직 예측 필터링과 관계하여 야기된다.Down decoder 50, which is generally sufficient for progressive pictures with frame DCT coding blocks, does not solve the problems caused when attempting to down convert a sequence of interlaced pictures into a mixed frame and field DCT coding block. These problems arise with respect to vertical down sampling and vertical predictive filtering.

수평다운 샘플링이 4포인트 수평 IDCT를 이용하여 DCT 도메인에서 수행되는 것으로 가정해보자. 수직다운 샘플링은 또한 4 포인트 IDCT 또는 일부 다른 방법을 이용할 수 있다. 필드 화상의 경우에, 수직다운 샘플링 동작이 인입(incoming) 필드 코딩 블록에서 수행된다. 프레임 화상의 경우에, 수직 다운 샘플링 동작이 혼합된 필드 및 프레임 코딩블록에서 수행된다. 따라서, 기준 화상은 필드 기반, 프레임 기반 및 이들의 혼합 기반에서 다운 샘플링 될 수 있다. 전술한 바와 같이, 낮은 드리프트 예측 필터링은 다운 샘플링 필터로부터 유도된다. 만일 서로 다른 기준 화상들이 서로 다르게 다운 샘플링되면, 이들은 서로 다른 매칭 예측 필터들을 필요로 하게 된다.Assume that horizontal down sampling is performed in the DCT domain using 4-point horizontal IDCT. Vertical down sampling may also use 4 point IDCT or some other method. In the case of a field picture, a vertical down sampling operation is performed in the incoming field coding block. In the case of a frame picture, a vertical down sampling operation is performed on the mixed field and frame coding block. Thus, the reference picture can be down sampled on a field-based, frame-based, and mixed basis thereof. As mentioned above, low drift prediction filtering is derived from the down sampling filter. If different reference pictures are downsampled differently, they need different matching prediction filters.

혼합된 필드 및 프레임 다운 샘플링 블록을 포함하는 기준 화상의 경우에 더 큰 문제를 갖는다. 소정의 요구된 예측은 블록 유형들을 오버랩 할 수 있다. 이 문제는 모든 인입 블록들을 다운 샘플링에 앞서 프레임 또는 필드로 변환함으로써 해결 될 수 있다. 이 변환의 결과, 기준 화상들에 대한 일관된 수직 구조가 형성되어 동일한 예측 필터를 항상 이용할 수 있게된다.There is a larger problem in the case of a reference picture comprising a mixed field and a frame down sampling block. Certain required predictions may overlap block types. This problem can be solved by converting all incoming blocks into frames or fields prior to downsampling. As a result of this transformation, a consistent vertical structure for the reference pictures is formed so that the same predictive filter is always available.

모든 인입 화상들을 수직 다운 샘플링에 앞서 프레임으로 변환하는 것이 제안 되었다(ICIP '97에서 Vetro, Sun, Bao 및 Poon 에 의해 발표된 논문 "Frequency Domain Down Conversion of HDTV Using Adaptive Motion Compensation"을 참조바람). 수직 다운 샘플링 전에 프레임으로의 변환 결과, 필드 기반 다운 샘플링의 경우보다 양호한 수직 해상도가 얻어지게 될 것이다. 그러나, 프레임 기반 다운 샘플링은 디코더에서 추가의 메모리를 필요로 하는데, 그 이유는 제 1필드는 제 2필드가 도착할 수 있게 하여 프레임 블록을 형성하도록, 수신시 저장되어야만 하기 때문이다. 또한, 모션 시퀀스에서 심한 블록킹 결함이 발생할 수 있다(1998년 8월 Journal of Imaging Science and Technology 에서 Vetro 및 Sun에 의해 발표된 논문 "Frequency Domain Down Conversion of HDTV Using an Optical Motion Compensation Scheme"를 참조바람). It was proposed to convert all incoming pictures to frames prior to vertical down sampling (see the article "Frequency Domain Down Conversion of HDTV Using Adaptive Motion Compensation" published by Vetro, Sun, Bao and Poon in ICIP '97). As a result of the conversion to the frame before vertical down sampling, a better vertical resolution than in the case of field based down sampling will be obtained. However, frame based downsampling requires additional memory at the decoder, since the first field must be stored upon receipt to allow the second field to arrive to form a frame block. In addition, severe blocking defects may occur in motion sequences (see the article "Frequency Domain Down Conversion of HDTV Using an Optical Motion Compensation Scheme" published by Vetro and Sun in the August 1998 Journal of Imaging Science and Technology). .                         

이들 문제를 해소할 수 있고 후자의 논문에서 제안된 대안책은 모든 인입 화상들을 수직 다운 샘플링에 앞서 변환하는 것이다. 그러므로, 여기에 기술된 본 발명은 항상 프레임 코딩되는 인입 블록들이 먼저 수직 다운 샘플링에 앞서 필드로 변환되도록 하는 필드 기반 처리를 이용한다.One solution to these problems and the proposed alternative in the latter paper is to convert all incoming pictures prior to vertical down sampling. Therefore, the present invention described herein always utilizes field based processing such that incoming blocks that are frame coded are first converted into fields prior to vertical down sampling.

또한, 4 포인트 ICDT 다운 샘플링은 가시적인 결함을 야기하는 것으로 알려져 있다. 점진적인 화상들의 경우에, 그 가시성(visibility)의 정도는 일반적으로 수평 및 수직 처리에 있어 허용될 수 있다. 그러나, 필드 기반 수직 다운 샘플링을 이용하는 인터레이스 화상들의 경우, 이들 결함은 보다 더 가시적이다. 따라서, 본 발명은 그의 필드 기반 수직 다운 샘플링에 대해 4포인트 IDCT와는 다른 기법을 도입하고 있다(수평 다운 샘플링에 대해서는 여전히 4 포인트 IDCT를 이용한다).In addition, four-point ICDT downsampling is known to cause visible defects. In the case of progressive images, the degree of visibility thereof can generally be tolerated in horizontal and vertical processing. However, for interlaced pictures using field based vertical down sampling, these defects are more visible. Thus, the present invention introduces a different technique than 4-point IDCT for its field based vertical down sampling (still uses 4 point IDCT for horizontal down sampling).

본 발명의 한 양상에 따르면, 수신된 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록 각각은 NxN값들을 포함한다. 본 방법은 a)수신된 프레임 DCT코딩 블록들을 변환된 필드DCT코딩블록들로 변환하는 단계와; b) 적절한 잉여 및 픽셀 필드 블록들을 생성하기 위해, 수신된 필드 DCT 코딩 블록들과 변환된 필드 DCT 코딩 블록들에 대해 수평 M 포인트 IDCT, 수직 N 포인트 IDCT, 수직 공간 필터링 및 다운 샘플링을 수행하는 단계와, 여기서 적어도 상기 수직공간 필터링 및 다운 샘플링은 N개 이상의 포인트를 포함하고 그리고 N>M이며; 그리고 c)재구성된 픽셀 필드 블록들을 형성하기 위해, 예측 기준 픽셀들을 적절히 상기 잉여 필드 블록들에 추가하는 단계를 포함한다.According to one aspect of the present invention, each of the received frame and field DCT coding block includes N × N values. The method comprises the steps of: a) converting the received frame DCT coding blocks into transformed field DCCT coding blocks; b) performing horizontal M point IDCT, vertical N point IDCT, vertical spatial filtering and down sampling on the received field DCT coding blocks and the transformed field DCT coding blocks to produce appropriate redundancy and pixel field blocks; And wherein at least the vertical space filtering and down sampling comprises at least N points and N> M; And c) adding prediction reference pixels as appropriate to the redundant field blocks to form reconstructed pixel field blocks.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 수신된 제 1 DCT 계수 블록을 재구성된 필드 픽셀 블록으로 디코딩하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 a) 중간 잉여 또는 필셀값 들을 생성하기 위해, 수직 오퍼레이터 및 수평 오퍼레이터를 제 1 DCT 계수 블록에 인가하는 단계와, 여기서 상기 수직 오퍼레이터는 상기 제 1 DCT 계수 블록과 제 2 및 제 3 DCT 계수 블록의 계수들에 동시에 인가되고, 상기 제 2 DCT 계수블록은 상기 제 1 DCT 계수 블록 위에 있고, 상기 제 3 DCT 계수 블록은 상기 제 1 DCT 계수 블록 아래에 있고, 상기 수평 오퍼레이터는 상기 제 1 DCT 계수 블록과 그리고 비동시적으로 상기 제 2 및 제 3 DCT 계수 블록에 인가되며; 그리고 b) 재구성된 픽셀들을 형성하기 위해 예측 기준 픽셀들을 상기 중간 잉여값에 적절히 가산하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of decoding a received first DCT coefficient block into a reconstructed field pixel block, which method comprises: a) a vertical operator and a horizontal operator to generate intermediate redundant or pixel values; Applying to a first DCT coefficient block, wherein the vertical operator is simultaneously applied to the coefficients of the first DCT coefficient block and second and third DCT coefficient blocks, wherein the second DCT coefficient block is applied to the first DCT Is above a coefficient block, wherein the third DCT coefficient block is below the first DCT coefficient block, and the horizontal operator is applied to the second and third DCT coefficient blocks asynchronously with the first DCT coefficient block; And b) appropriately adding prediction reference pixels to the intermediate surplus value to form reconstructed pixels.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 프레임 DCT 코딩 블록을 갖는 수신된 제 1 DCT 계수 매크로 블록을 재 구성된 필드 픽셀 블록들로 디코딩하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 a) 중간 잉여 또는 픽셀값 들을 생성하기 위해, 수직 오퍼레이터 및 수평 오퍼레이터를 제 1DCT 계수 매크로 블록에 인가하는 단계와, 여기서 상기 수직 오퍼레이터는 상기 제 1DCT 계수 매크로 블록과 제 2 및 제 3 DCT 계수 매크로 블록의 계수들에 동시에 인가되고, 상기 제 2 DCT 계수 매크로 블록은 상기 제 1 DCT 계수 매크로 블록위에 있고, 상기 제 3 DCT 계수 매크로 블록은 상기 제 1 DCT 계수 매크로 블록 아래에 있고, 상기 수평 오퍼레이터는 상기 제 1DCT 계수 매크로 블록과 그리고 비동시적으로 상기 제 2 및 제 3 DCT 계수 매크로 블록에 인가되며; 그리고 b) 재구성된 픽셀들을 형성하기 위해, 예측 기준 픽셀들을 상기 중간 잉여값에 적절히 가산하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the invention, a method is provided for decoding a received first DCT coefficient macro block having a frame DCT coding block into reconstructed field pixel blocks, which method comprises: a) generating intermediate surplus or pixel values; To apply a vertical operator and a horizontal operator to a first DCT coefficient macro block, wherein the vertical operator is simultaneously applied to coefficients of the first DCT coefficient macro block and the second and third DCT coefficient macro blocks, A second DCT coefficient macro block is above the first DCT coefficient macro block, the third DCT coefficient macro block is below the first DCT coefficient macro block, and the horizontal operator is asynchronous with the first DCT coefficient macro block. Is applied to the second and third DCT coefficient macro blocks; And b) appropriately adding prediction reference pixels to the intermediate surplus value to form reconstructed pixels.                         

본 발명의 또다른 양상에 따르면, 타겟 DCT 계수 매크로 블록으로부터 픽셀들을 재구성하도록 배열된 장치가 제공되는데, 이 장치는 수직 오퍼레이터, 수평 오퍼레이터 및 가산기를 포함한다. 수직 오퍼레이터는 타겟 DCT 계수 매크로 블록 및 인접 DCT계수 매크로 블록에 동시에 인가되도록 충분한 사이즈를 갖는다. 수평 오퍼레이터는 수직 필터와 연계하여 중간 픽셀값들을 생성하기 위해 타겟 DCT 계수 매크로 블록을 수평으로 필터링하도록 배열된다. 재구성된 픽셀들을 형성하기위해, 가산기가 예측 기준 픽셀값들을 중간 픽셀 값들에 가산하도록 배열된다.According to another aspect of the invention, there is provided an apparatus arranged to reconstruct pixels from a target DCT coefficient macro block, the apparatus comprising a vertical operator, a horizontal operator and an adder. The vertical operator is of sufficient size to be applied simultaneously to the target DCT coefficient macro block and the adjacent DCT coefficient macro block. The horizontal operator is arranged to horizontally filter the target DCT coefficient macro block to produce intermediate pixel values in conjunction with the vertical filter. To form the reconstructed pixels, an adder is arranged to add the prediction reference pixel values to the intermediate pixel values.

본 발명의 이들 및 기타 특징 및 장점들이 도면을 참조로 한 본 발명의 상세한 설명으로부터 보다 더 명확해질 것이다. These and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention with reference to the drawings.

I. 다운변환I. Down Conversion

본 발명의 실시예에 따른 다운 변환 디코더(100)가 도 5에 나타나 있다. 수직 처리의 경우, 다운 변환 디코더(100)는 DCT 도메인 프레임-필드 변환, 필드기반 수직 8 포인트 DCT 도메인 프레임-필드 변환, 필드 기반 수직 8 포인트 IDCT, 수직공간 인터블록 필터링 및 다운 샘플링 및 상보 수직 최소 드리프트 예측 필터링을 수행한다. 수평 처리의 경우, 다운 변환 디코더(100)는 필터링 및 다운 샘플링을 위한 수평 4 포인트 IDCT 및 상보 수평 최소 드리프트 예측 필터링을 수행한다.A down conversion decoder 100 according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. For vertical processing, the down transform decoder 100 performs DCT domain frame-field transform, field-based vertical 8 point DCT domain frame-field transform, field-based vertical 8 point IDCT, vertical space interblock filtering and down sampling and complementary vertical minimum Perform drift prediction filtering. In the case of horizontal processing, the down transform decoder 100 performs horizontal 4-point IDCT and complementary horizontal minimum drift prediction filtering for filtering and down sampling.

다운 변환 디코딩(100)의 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)은 도 3의 역 양자화기로부터 그의 입력을 수신한다. 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)에 의해 수행되는 수직 처리에 대해 상세히 설명한다. 수직 필터링은 1988년 Siggraph에 게재된 Mitchell과 Netravali의 논문 "Reconstruction Filters in Computer Graphics"의 식(8)에서 B=C=1/3일 때 유도되는 큐빅 필터인 8 탭 로우 패스 시메트릭 FIR 필터로 구성된다. 따라서 이 필터의 탭 값들은 다음식으로 주어진다.The filtering and down sampling module 102 of the down transform decoding 100 receives its input from the inverse quantizer of FIG. 3. The vertical processing performed by the filtering and down sampling module 102 is described in detail. Vertical filtering is an 8-tap low-pass symmetric FIR filter, a cubic filter derived when B = C = 1/3 in Mitchell and Netravali's paper "Reconstruction Filters in Computer Graphics," published in Siggraph, 1988. It is composed. Therefore, the tap values of this filter are given by

Figure 112000026821317-pat00001
Figure 112000026821317-pat00001

이 8포인트 수직 필터는 연속적인 인터블록 필드 기반 수직 필터링 동작을 실행하는데 효과적으로 이용되는데, 필터 [f]8은 수신된 잉여 및 I 필드 픽셀 블록에서 동작한다.This 8 point vertical filter is effectively used to perform successive interblock field based vertical filtering operations, filter [f] 8 operating on the received redundant and I field pixel blocks.

필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)에 의해 수행되는 수직 필터링 및 다운 샘플링은 다음식으로 주어지며, 시간에 (540픽셀의) 한 칼럼에서 행해진 전체 필드에서 수직 공간 도메인 동작으로서 보여질 수 있다.The vertical filtering and down sampling performed by the filtering and down sampling module 102 is given by the following equation and can be seen as a vertical spatial domain operation in the entire field done in one column (at 540 pixels) in time.

Figure 112007001895969-pat00185
Figure 112007001895969-pat00185

여기서 [x]는 필터링 및 다운 샘플링될 픽셀들의 필드로부터의 픽셀들의 칼럼이고, [x']는 결과적인 수직 필터링 및 다운 샘플링 된 픽셀들의 칼럼이며, [d]는 다음의 순환 매트릭스로 주어지는 다운 샘플링 오퍼 레이터이다. Where [x] is a column of pixels from the field of pixels to be filtered and downsampled, [x '] is a column of resulting vertically filtered and downsampled pixels, and [d] is a downsampling given by the following cyclic matrix Is an operator.

Figure 112007001895969-pat00186
Figure 112007001895969-pat00186

(여기에서 사용되는 술어(nomenclature)에 따르면, 대문자는 DCT 도메인을 표시하는데 사용되고, 소문자는 공간 도메인을 표시하는데 사용된다). [d]의 각 로우는 필터의 8개 요소 [f]8의 경우를 제외하고는 모두 제로(0)을 포함한다. 또한, 로우에서의 필터의 8개 요소 [f]8은 이전의 로우에 관하여 두 장소로 우측으로 시프트된다.(According to the nomenclature used here, uppercase letters are used to indicate DCT domains, and lowercase letters are used to indicate spatial domains). Each row of [d] contains all zeros except for the eight elements of the filter [f] 8 . In addition, the eight elements [f] 8 of the filter in the row are shifted to the right by two places relative to the previous row.

디코더에서, 오퍼레이터[d]270x540가 전체 필드의 모든 칼럼에서 동작하는 것은 특별히 실용적이지 않다. 그러므로, 본 발명에 따라서 그리고 후술하는 방식으로, 필터 [f]8는 이들이 도착할 때 잉여 및 I 블록들에서 수직으로 동작한다. 이 인터블록 수직 필터링 및 다운 샘플링은 효율적인 방식으로 인터블록 수직 8 포인트 IDCT와 결합될 수 있다.At the decoder, it is not particularly practical for the operator [d] 270x540 to operate on every column of the entire field. Therefore, in accordance with the present invention and in the manner described below, filter [f] 8 operates vertically in redundant and I blocks when they arrive. This interblock vertical filtering and down sampling can be combined with an interblock vertical 8 point IDCT in an efficient manner.

IA1. 필드화상(모두 매크로블록 필드DCT코딩됨): 수직처리IA1. Field image (all macroblock fields are DCT coded): vertical

특별한 8포인트 블록 칼럼을 수직으로 필터링 하기 위해, 그 블록 칼럼 및 그 위 및 아래에 있는 블록 칼럼에 대한 DCT 계수는 수신 및 저장되어야 한다.In order to vertically filter a particular 8 point block column, the DCT coefficients for that block column and the block columns above and below it must be received and stored.

4개의 필터링 및 다운 샘플링 된 픽셀 [xb']4x1을 생성하도록, 8포인트 계수블록 칼 럼이 수직으로 필터링 및 다운 샘플링 된다고 가정해보자. 그리고 나서, [Xa]8x1 및 [Xc]8x1이 [Xb]위 및 아래의 블록 칼럼이 된다고 하자.Suppose an 8-point coefficient block column is vertically filtered and downsampled to produce 4 filtered and downsampled pixels [x b '] 4x1 . Then, let [Xa] 8x1 and [Xc] 8x1 be the block columns above and below [X b ].

매트릭스 [FT]8x8은 잉여 및 픽셀값을 DCT 계수로 변환하기 위해 도 1의 2 차원 DCT(18)에 의해 사용되는 8포인트 순방향 DCT 변형 매트릭스이다. 그러므로 [FT]8x8의 로우는 공지된 8 포인트 DCT 기반 벡터로 구성된다. [FT]8x8의 전치 매트릭스는 8 포인트 IDCT 변형 매트릭스를 제공한다. 따라서 [IT]8x8 = [FT]T 이며,The matrix [FT] 8x8 is an eight point forward DCT transformation matrix used by the two-dimensional DCT 18 of FIG. 1 to convert redundant and pixel values into DCT coefficients. Therefore, a row of [FT] 8x8 consists of a known 8 point DCT based vector. The transpose matrix of [FT] 8 × 8 provides an 8 point IDCT transformation matrix. So [IT] 8x8 = [FT] T ,

Figure 112007001895969-pat00187
Figure 112007001895969-pat00187

가 된다.Becomes

매트릭스 [IT3 mid]4x24는 상부 5개의 로우 및 하부 5개의 로우가 [IT3 ]로부터 제거되도록, [IT3]의 중간 14개의 로우로서 정의된다. 매트릭스 [IT3 mid]14x24 는 다음식에 따라 [Xb]8x1 및 블록칼럼 [Xa]8x1에 인가된다.Matrix [IT 3 mid] 4x24 is the upper five rows, and the lower five rows to be removed from the [IT 3], is defined as the middle 14 rows of the [IT 3]. Matrix [IT 3 mid ] 14x24 is applied to [X b ] 8x1 and block column [X a ] 8x1 according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00188
Figure 112007001895969-pat00188

여기서, [X]14×1은 블록 b (즉, 블록[Xb]4×1)에 의해 4개의 다운 샘플링 픽셀을 계산하기 위해 다운 샘플링 필터를 위한 입력으로서 필요로 되는 14개의 완전 해상도 픽셀이다. 만일 [d]4×14가 다음식 Here, [X] 14 × 1 is 14 full resolution pixels needed as input for the down sampling filter to calculate 4 down sampling pixels by block b (ie, block [X b ] 4 × 1 ). . If [d] 4 × 14 is

Figure 112007001895969-pat00189
Figure 112007001895969-pat00189

에 의해 주어지는 다운 샘플링 필터이면, 이 다운 샘플링 필터 [d]를 14개의 픽셀 [x]14x1에 인가함으로써 원하는 다운 샘플링 [x'b]4x1 (즉, [d][x]14x1 =[x'b]4x1)이 산출된다.If the downsampling filter given by is applied, this downsampling filter [d] is applied to 14 pixels [x] 14x1 , and the desired downsampling [x ' b ] 4x1 (that is, [d] [x] 14x1 = [x' b). 4x1 ) is calculated.

IDCT 및 다운 샘플링 동작은 다음식에 따라 블록 칼럼당 단일 단계로 결합될 수 있다. IDCT and down sampling operations can be combined in a single step per block column according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00190
Figure 112007001895969-pat00190

이 IDCT/다운 샘플링 필터 [Qdit]4x24를 3개의 블록칼럼 [Xa], [Xb ] 및 [Xc]의 24개 픽셀에 인가함으로써 다음식에 따라 원하는 다운 샘플링 픽셀 [Xb']4x1이 산출된다. By applying this IDCT / down sampling filter [Q dit ] 4x24 to 24 pixels of three block columns [X a ], [X b ] and [X c ], the desired down sampling pixel [X b '] is obtained according to the following equation. 4x1 is calculated.

Figure 112007001895969-pat00191
Figure 112007001895969-pat00191

IA2. - 필드 화상 : 2 차원 처리IA2. Field Burn: 2-D Processing

상기 설명은 전술한 바와같이 [Qdit]를 이용한 각 칼럼에서의 수직 처리와 그리고 4포인트 수평 IDCA를 이용한 각 로우에서의 수평 처리로 2차원 8x8 필드 DCT코딩 블록에 쉽게 확장될 수 있다. 따라서, Xb는 8x8 DCT 코딩 블록에 쉽게 확장 될 수 있다. 각각 8x8 DCT 계수블록 Xb 위 및 아래에서 8x8 DCT 계수 블록이 되도록 재정의 된다.The above description can be easily extended to a two-dimensional 8x8 field DCT coding block with vertical processing in each column using [Q dit ] and horizontal processing in each row using 4-point horizontal IDCA as described above. Thus, X b can be easily extended to an 8x8 DCT coding block. Each 8x8 DCT coefficient block X b is redefined so that the upper and 8x8 DCT coefficient block below.

본 발명의 다운 샘플링 필터를 2차원 8x8 필드 DCT 코딩 블록으로 확장하는데 있어서의 제1 단계로써 블록 Xa, Xb, Xc의 각각의 높은 순위의 수평 계수들이 폐기되는 바, 그럼으로써 각각은 8x8 어레이가 되고 (즉, 각 블록의 좌측 절반이 유지됨) [Za]8x4는 [Xa]8x8의 좌측 절반이 되며, [Zb]8x4 와 [Zc]8x4는 유사하게 정의되게 된다. 이들 매트릭스는 스택 (stack)되어 다음식에 따라 정의된다.As a first step in extending the down sampling filter of the present invention to a two-dimensional 8x8 field DCT coding block, the high rank horizontal coefficients of each of blocks X a , X b , and X c are discarded, whereby each is 8x8. An array (i.e. the left half of each block is retained) and [Z a ] 8x4 becomes the left half of [X a ] 8x8 , and [Z b ] 8x4 and [Z c ] 8x4 are defined similarly. These matrices are stacked and defined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00192
Figure 112007001895969-pat00192

이어서, 다음식에 따라 픽셀 [Z]24x4의 수직 필터링 및 다운 샘플링이 수행될 수 있게 된다.Subsequently, vertical filtering and down sampling of the pixel [Z] 24x4 can be performed according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00193
Figure 112007001895969-pat00193

여기서, [Qdit]4x24는 식(7)에 의해 주어지는 IDCT/다운 샘플링 필터이다. 이어서 수평 IDCT 도메인 필터링 및 다운 샘플링이 다음식에 따라 식 (10)의 결과치[Gb]4x4에 인가될 수 있다.Where [Q dit ] 4x24 is the IDCT / down sampling filter given by equation (7). Horizontal IDCT domain filtering and down sampling can then be applied to the result [G b ] 4 × 4 of equation (10) according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00194
Figure 112007001895969-pat00194

여기서, [T4]는 공지된 4 포인트 기반 벡터를 포함하는 4 포인트 DCT기반 벡터 매트릭스이다. Here, [T4] is a four point DCT based vector matrix including a known four point based vector.

IB1. - 프레임 화상 : 수직처리 : 모든 매크로 블록이 프레임 DCT 코딩되는 것으로 가정한다IB1. Frame picture: Vertical processing: Assume that all macro blocks are frame DCT coded.

모든 매크로 블록이 프레임 DCT 코딩되는 화상의 경우에, 단일의 효율적인 단계로 프레임-필드 기반 수직 8 포인트 IDCT, 필드기반 수직 인터블록 필터링 및 다운 샘플링을 행하는 것이 바람직하다.In the case of a picture where all macro blocks are frame DCT coded, it is desirable to perform frame-field based vertical 8 point IDCT, field based vertical interblock filtering and down sampling in a single efficient step.

매크로 블록 칼럼은 16x16 매크로 블록의 임의의 16 포인트 칼럼(즉 2개의 수직 블록 칼럼)이 되도록 정의될 수 있다. 만일의 인터블록 수직 오퍼레이터를 인가하기 위해, 매크로 칼럼 및 그 위 및 아래의 매크로 블록에 대한 DCT 계수들이 수신 및 저장되어야 한다. 따라서[Xb]16xl을 상부 필드에 대해 [xtopb']4xl 로 그리고 하부 필드에 대해 [xbotb']4xl로 정의되는 8개의 필드기반 픽셀을 생성하도록 필터링 및 다운 샘플링 될 16 포인트 프레임 코딩 매크로 블록 칼럼(즉, 2개의 8포인트 수직 블 록)이 되는 것으로 가정한다. 또한[Xa]16xl 과 [Xc]16xl이 [X b] 위 및 아래에서의 프레임 DCT 코딩 매크로 블록이 되는 것으로 가정한다. 프레임 DCT 코딩 매크로 블록 칼럼 [Xa],[Xb] 및 [Xc]는 다음식에 따라서 조합될 수 있다. 우수 및 기수 픽셀라인을 상부 및 하부 필드내에 재순서화 하기 위해 16 픽셀 프레임 순서화 칼럼을 미리 배율할수 있는 언셔플링 오퍼레이터는 다음식에 따라 정의 될 수 있다.The macro block column may be defined to be any 16 point column (ie two vertical block columns) of a 16 × 16 macro block. In order to authorize an interblock vertical operator, DCT coefficients for the macro column and the macro blocks above and below it must be received and stored. Therefore, [X b] 1 6xl the "in 4xl and for lower fields [xbot b [xtop b]" for the top field; 16-point frame coding to be filtered and down-sampled to produce an eight-field-based pixel defined by 4xl Assume that there is a macroblock column (ie two 8-point vertical blocks). It is also assumed that [X a ] 16xl and [X c ] 1 6xl are the frame DCT coding macro blocks above and below [X b ]. The frame DCT coding macro block columns [X a ], [X b ] and [X c ] may be combined according to the following equation. An unshuffling operator capable of prescaling a 16 pixel frame ordering column to reorder even and odd pixel lines in the upper and lower fields may be defined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00195
Figure 112007001895969-pat00195

우수 및 기수 픽셀 라인을 상부 및 하부 필드내에 재순서화 하기위해 16 픽셀 프레임 순서화 칼럼을 미리 배율할 수 있는 언셔플링 오퍼레이터는 다음식에 따라 정의될 수 있다. An unshuffling operator capable of pre-magnifying a 16 pixel frame ordering column to reorder even and odd pixel lines in the upper and lower fields can be defined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00196
Figure 112007001895969-pat00196

언셔플링 오퍼레이터[US]는 다음식에 따라 [Xb]의 역 DCT 인 픽셀의 순서화 매크로 블록 칼럼에 인가될 수 있다. The unshuffling operator [US] may be applied to an ordered macroblock column of pixels that is the inverse DCT of [X b ] according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00197
Figure 112007001895969-pat00197

여기서, [xtopb]와 [xbotb]는 각각 상부 및 하부 필드 픽셀내로 재순서화 된 픽셀[xb]이다. 만일 [FT8]이 공지된 8포인트 DCT기반 벡터인 로우를 갖는 8포인트 DCT 순방향 변형 매트릭스이면, [FT8]의 역은 [FT8]T로 주어지면 다음과 같이 된다.Where [xtop b ] and [xbot b ] are the pixels [x b ] reordered into the top and bottom field pixels, respectively. If [FT8] is an 8-point DCT forward transform matrix with rows that are known 8-point DCT-based vectors, then the inverse of [FT8] is given by [FT8] T as follows.

Figure 112007001895969-pat00198
Figure 112007001895969-pat00198

여기서, [IT82]는 2개의 수직으로 스택된 8포인트 DCT 칼럼에 대한 IDCT 오퍼레이터이다. 이어서, 오퍼레이터[US] 및 [IT82]는 다음식에 따라 단일 오퍼레이터[USIT]로 결합될 수 있다.Where [IT8 2 ] is the IDCT operator for two vertically stacked 8 point DCT columns. The operators [US] and [IT8 2 ] can then be combined into a single operator [USIT] according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00199
Figure 112007001895969-pat00199

식 (14)와 식(16)으로부터, 다음식이 산출된다.The following equation is computed from Formula (14) and Formula (16).

Figure 112007001895969-pat00200
Figure 112007001895969-pat00200

[USIT]의 상부 8개의 로우는 [USITtop]8x16으로서 정의되고, [USIT] 하부 8개의 로우 는 [USITbotp]8x16으로서 정의될 수 있다. 이들 새로 정의된 오퍼레이터들은 다음식에 따라 [Xb]에 인가된다.The upper eight rows of [USIT] may be defined as [USIT top ] 8x16 and the lower eight rows of [USIT] may be defined as [USIT botp ] 8x16 . These newly defined operators are applied to [X b ] according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00201
Figure 112007001895969-pat00201

Figure 112007001895969-pat00202
Figure 112007001895969-pat00202

오퍼레이터 [USITtop3]24x48은 다음식에 따라 정의된다.The operator [USIT top3 ] 24x48 is defined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00203
Figure 112007001895969-pat00203

오퍼레이터 [USITtop3]24x48는 다음식에 따라 블록 Xa', Xb', 및 Xc의 계수에 인가된다.The operator [USIT top3 ] 24x48 is applied to the coefficients of blocks X a ' , X b' , and X c according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00204
Figure 112007001895969-pat00204

그러나, 중간의 14개의 픽셀만이 다운 샘플링 필터로의 입력으로서 요구된다. (즉 상부 5개와 하부 5개의 픽셀이 식(21)의 우측으로부터 폐기될 수 있다. 그러므로, 오퍼레이터[MIDtop]4x48이 정의될 수 있다. 오퍼레이터 [MIDtop]14x18 는 단지 [USITtop3]의 중간 14개의 로우를 포함한다. 중간 언셔플링 오퍼레이터 [MIDtop]4x48은 다음식에 따라 블록 Xa', Xb', Xc의 계수에 인가될 수 있다.However, only the middle 14 pixels are required as input to the down sampling filter. (I.e. the top 5 and bottom 5 pixels can be discarded from the right side of equation (21). Therefore, operator [MID top ] 4x48 can be defined. The operator [MID top ] 14x18 is only in the middle of [USIT top3 ]. It contains 14 rows Intermediate unshuffling operator [MID top ] 4x48 can be applied to the coefficients of blocks X a ', X b', X c according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00205
Figure 112007001895969-pat00205

여기서 [xtop]14x1은 상부 필드 다운 샘플링 및 필터링된 픽셀 [xtopb']4xl을 계산하기 위해 상부 필드다운 샘플링 필터로의 입력으로서 필요로 되는 언셔플링 된 14개의 픽셀이다. 중간 하부 언셔플링 오퍼레이터 [MIDbot]14x48는 동일한 방식으로 유도된다. 이 중간 하부 언셔플링 오퍼레이터 [MIDbot]14x48은 다음 식에 따라 블록 Xa , Xb, Xc의 계수에 인가된다.Where [xtop] 14x1 is a top field and a down-sampling of the pixel [xtop b '] a ring unloading shuffling is needed as an input to the upper field down-sampling filter, to calculate the filter 4xl 14 pixels. The middle lower unshuffling operator [MID bot ] 14x48 is derived in the same way. This intermediate lower unshuffling operator [MID bot ] 14x48 is applied to the coefficients of blocks X a , X b , X c according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00206
Figure 112007001895969-pat00206

여기서 [xbot]14x1은 하부 필드 다운 샘플링 및 필터링 된 픽셀 [xbotb']4xl을 계산하기 위해 하부필드 다운 샘플링 필터로의 입력으로서 필요로 되는 언셔플링 된 14개의 픽셀이다.다운 샘플링 필터[d]4xl4는 다음식에 따라 IDCT, 언셔플링 및 다운 샘플링 필터 [QLtop]4x48 및 [QLbot]4x48로서 IDCA/언셔플링 오퍼레이터 [MID]와 결합 될 수 있다.Where [xbot] 14x1 is lower field down-sampled and filtered pixel [xbot b '] is a bottom field down-sampling the input 14 pixels ring unloading shuffling is needed as to the filter in order to calculate the 4xl. Downsampling filter [d ] 4xl4 can be combined with the IDCA / unshuffling operator [MID] as IDCT, unshuffling and downsampling filters [QL top ] 4x48 and [QL bot ] 4x48 according to the following equation .

Figure 112007001895969-pat00207
Figure 112007001895969-pat00207

Figure 112007001895969-pat00208
Figure 112007001895969-pat00208

언셔플링, IDCT 및 다운 샘플링 필터 [QLtop]4x48 과 [QLbot]4x48 은 8포인트 수직 IDCT, 프레임-필드 변환, 수직 인터블록 필터링 및 다운 샘플링을 단일의 단계로 수행하기 위해 블록 Xa', Xb' 및 Xc의 계수에 인가될 수 있다. Unshuffling , IDCT, and Down Sampling Filters [QL top ] 4x48 and [QL bot ] 4x48 provide block X a ' to perform 8-point vertical IDCT, frame-field conversion, vertical interblock filtering, and downsampling in a single step. , X b ' and X c can be applied to the coefficients.

Figure 112007001895969-pat00209
Figure 112007001895969-pat00209

Figure 112007001895969-pat00210
Figure 112007001895969-pat00210

언셔플링 및 다운 샘플링 필터 [QLtop]4x48와 [QLbot]4x48은 다음식에 따라 단일의 언셔플링 및 다운 샘플링 필터로서 결합될 수 있다. Unshuffling and Down Sampling Filters [QL top ] 4x48 and [QL bot ] 4x48 can be combined as a single unshuffling and down sampling filter according to the following equation .

Figure 112007001895969-pat00211
Figure 112007001895969-pat00211

따라서, 언셔플링 및 다운샘플링 필터 [QL]8x48은 다음식에 따라 단일의 단계로 블록 Xa'. Xb', 및 Xc의 계수에 인가될 수 있다. Thus, the unshuffling and downsampling filter [QL] 8x48 is a block X a ' . May be applied to the coefficients of X b ' , and X c .

Figure 112007001895969-pat00212
Figure 112007001895969-pat00212

IB2. - 프레임 화상 : 수직 처리 : 일부 매크로 블록은 프레임 DCT 코딩되고, 일부 매크로블록은 필드 DCT 코딩되는 것으로 가정한다.IB2. Frame picture: Vertical processing: Assume that some macro blocks are frame DCT coded and some macro blocks are field DCT coded.

앞에서 언급한 것과 같이, 프레임 화상은 프레임 및 필드 DCT 코딩 매크로블록의 혼합을 포함할 수 있다. 따라서, 임의의 매크로 블록 [Xa], [Xb] 또는 [Xc] 는 프레임 코딩되거나 필드 코딩된다. 예를 들어, 이 [Xa]는 필드 코딩되고 [Xb]와 [Xc ]는 프레임 코딩된다면, 필드 코딩된 매크로 블록 칼럼[Xa]은 다음의 식에 따라 수신된다.As mentioned above, the frame picture may comprise a mixture of frame and field DCT coding macroblocks. Thus, any macro block [X a ], [X b ] or [X c ] is frame coded or field coded. For example, if this [X a ] is field coded and [X b ] and [X c ] are frame coded, the field coded macroblock column [X a ] is received according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00213
Figure 112007001895969-pat00213

그러므로, 이 매크로블록 칼럼[Xa]은 매크로 블록 칼럼[Xb]와 [Xc]이 그러해야 하는 것 같이 필드 칼럼들로 분할될 필요가 없다. 따라서, 언셔플링 오퍼레이터가 필요하지 않으며, IDCT 오퍼레이터는 다음의 식에 따라 인가된다.Therefore, this macroblock column [X a ] does not need to be divided into field columns as macro block columns [X b ] and [X c ] should be. Therefore, no unshuffling operator is required, and the IDCT operator is authorized according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00214
Figure 112007001895969-pat00214

[IT82top]8x16 [Xa]16xl = [xtopa]8xl 이고 그리고 [IT82bot]8x16 [Xa]16xl = [xbota] 8xl'이 됨이 또한 주목되어야 한다. It should also be noted that [IT8 2top ] 8x16 [X a ] 16xl = [xtop a ] 8xl and [IT8 2bot ] 8x16 [X a ] 16xl = [xbot a ] 8xl ' .

결합된 언셔플링 및 IDCT 오퍼레이터는 (식(20)과 비슷한) 다음의 식으로 정의된다.The combined unshuffling and IDCT operator is defined by the following equation (similar to equation (20)).

Figure 112007001895969-pat00215
Figure 112007001895969-pat00215

여기서, 수직 매크로 블록[Xn]이 프레임 코딩되었다면 [OPtopn]=[USIT] 이고, 수직 매크로 블록[Xn]이 필드 코딩되었다면, [OP]=[IT82top]이다. 이 유연성 오퍼레이터[USIT]에 대하여 23=8개의 가능한 구성이 존재한다. 상기 예의 필드 코딩 수직 매크로 블록 칼럼[Xa]과 프레임 코딩 수직 매크로 블록 칼럼[Xb]와 [Xc] 경우에, 오퍼레이터 [USOT] 는 다음의 식으로 주어진다. Here, if the vertical macro block [X n ] is frame coded, [OP topn ] = [USIT], and if the vertical macro block [X n ] is field coded, [OP] = [IT8 2top ]. There are 2 3 = 8 possible configurations for this flexible operator [USIT]. In the case of the field coding vertical macro block column [X a ] and the frame coding vertical macro block column [X b ] and [X c ] of the above example, the operator [USOT] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00216
Figure 112007001895969-pat00216

이전과 같이, 오퍼레이터[MIDtop]4x48는 [USITtop3]24x28의 중간 14개 로우를 포함한다. 같은 방식으로, 유연성 오퍼레이터[USIT]와 [MIDbot]14x48이 유도될 수 있다. [MID] 오퍼레이터는 프레임 및 필드 DCT 코딩 매크로 블록의 임의 결합에 대해 유연성 오퍼레이터 [QLtop]와 [QLbot]을 형성하도록 (24) 및 (25)의 방법으로 다운 샘플링 필 터[d]와 결합될 수 있다. As before, operator [MID top ] 4x48 contains the middle 14 rows of [USIT top3 ] 24x28 . In the same way, the flexible operators [USIT] and [MID bot ] 14x48 can be derived. The [MID] operator may be combined with the down sampling filter [d] by the methods of (24) and (25) to form the flexible operators [QL top ] and [QLbot] for any combination of frame and field DCT coding macroblocks. Can be.

따라서, 프레임 또는 필드 DCT 코딩 매크로 블록의 임의 결합에 대하여, 8 포인트 IDCT와 필드 변환에 대한 프레임과 인터블록 필터링과 다운 샘플링을 포함하는 결합 오퍼레이터는 다음 식으로 고안될 수 있다. Thus, for any combination of frame or field DCT coding macroblocks, a combining operator including frame and interblock filtering and downsampling for 8 point IDCT and field transform can be devised in the following equation.

Figure 112007001895969-pat00217
Figure 112007001895969-pat00217

Figure 112007001895969-pat00218
Figure 112007001895969-pat00218

상부 및 하부 [QL] 오퍼레이터는 다음의 식에 따라 결합될 수 있다. The upper and lower [QL] operators can be combined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00219
Figure 112007001895969-pat00219

따라서, 언셔플링 및 다운 샘플링 필터 [QL]8x48은 다음 식에 따라 매크로블록 칼럼당 한 단계 단일 단계로 블록 Xa',Xb',Xc의 계수에 인가될 수 있다.Thus, the unshuffling and down sampling filter [QL] 8x48 can be applied to the coefficients of blocks X a ' , X b' , X c in one single step per macroblock column according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00220
Figure 112007001895969-pat00220

IB3. 프레임 화상 : 2 차원 처리IB3. Frame image: Two-dimensional processing

상기 논의는 단지 프레임 코딩되거나 필드 코딩된 프레임 화상의 수직 처리에 관한 것이지만, 앞에서 설명한 바와 같이 식(37)의 [QL]8x48을 이용하여 각 칼럼에서 수직 처리하고, 4 포인트 IDCT로 각 8x8 블록의 각 로우에서 수평 처리하여 쉽게 2차원 16x16 매크로 블록으로 확대 적용될 수 있다.The above discussion is only about vertical processing of frame coded or field coded frame pictures, but as described above, the vertical processing is performed in each column using [QL] 8x48 in Eq. (37), and the 4 point IDCT of each 8x8 block is used. By horizontally processing each row, it can be easily extended to two-dimensional 16x16 macroblocks.

따라서, Xa', Xb', Xc을 3개의 수직으로 스택된 16x16 매크로 블록이 되도록 다시 정의하면 다음과 같다.Therefore, if X a ' , X b' and X c are redefined to be three vertically stacked 16x16 macroblocks, they are as follows.

Figure 112007001895969-pat00221
Figure 112007001895969-pat00221

Figure 112007001895969-pat00222
Figure 112007001895969-pat00222

Figure 112007001895969-pat00223
Figure 112007001895969-pat00223

매크로 블록 [Xa]16x16의 좌우 절반은 다음의 식에 따라 다시 정의될 수 있다. The left and right halves of the macro block [X a ] 16x16 may be redefined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00224
Figure 112007001895969-pat00224

Figure 112007001895969-pat00225
Figure 112007001895969-pat00225

매크로 블록[XbL]16x8, [XbR]16x8, [XcL]16x8 및 [XcR]16x8도 비슷하게 정의된다.Macro blocks [X bL ] 16x8 , [X bR ] 16x8 , [X cL ] 16x8 and [X cR ] 16x8 are similarly defined.

앞에서 설명한 바와 같이 식(37)로부터 [QL]8x48을 이용하여 각 칼럼에서 수직 처리와 4 포인트 IDCT로 각 8x8 블록의 각 로우에서 수평 처리를 수행하기 위해 오퍼레이터를 전개하는데 있어서의 제 1 단계로서, 각 8x8 블록[X]의 높은 순서의 수평 계수가 폐기되어, 각 8x8 블록[X]이 8x4 블록[Z]로 된다. 따라서, [Za1]8x4는 [Xa1 ]8x8 왼쪽 절반으로 정의되고, [Za2]8x4는 [Xa2]8x8의 왼쪽 절반으로 정의되며, [Za3]8x4은 [Xa3]8x8의 왼쪽 절반으로 정의되고, [Za4]8x4는 [Xa4 ]8x8 의 왼쪽 절반으로 정의된다. 이들 8x4 블록은 다음식에 따라 결합된다. As described above, as the first step in deploying the operator to perform vertical processing in each column and horizontal processing in each row of each 8x8 block with 4 point IDCT using [QL] 8x48 from equation (37), The high order horizontal coefficients of each 8x8 block [X] are discarded, and each 8x8 block [X] becomes an 8x4 block [Z]. Thus, [Z a1 ] 8x4 is defined as the left half of [X a1 ] 8x8 , [Z a2 ] 8x4 is defined as the left half of [X a2 ] 8x8 , and [Z a3 ] 8x4 is the left of [X a3 ] 8x8 Defined as half, [Z a4 ] 8x4 is defined as the left half of [X a4 ] 8x8 . These 8x4 blocks are combined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00226
Figure 112007001895969-pat00226

Figure 112007001895969-pat00227
Figure 112007001895969-pat00227

[ZbL]16x4, [ZbR]16x4, [ZcL]16x4 및 [ZcR]16x4 가 비슷하게 정의될 수 있다. 그 다음에, [Xb]의 왼쪽 및 오른쪽 절반의 필드 기반 수직 필터링 및 다운 샘플링은 (식(32)로부터 유연성 오퍼레이터[QL]을 이용하여) 다음의 식으로 주어진다. [Z bL ] 16x4, [Z bR ] 16x4 , [Z cL ] 16x4 and [Z cR ] 16x4 can be defined similarly. Then, field based vertical filtering and down sampling of the left and right halves of [X b ] are given by the following equation (using the flexible operator [QL] from equation (32)).

Figure 112007001895969-pat00228
Figure 112007001895969-pat00228

Figure 112007001895969-pat00229
Figure 112007001895969-pat00229

그 다음에, 수평 DCT 도메인 필터링 및 다운 샘플링은 다음 식에 따라 수행된다.Then, horizontal DCT domain filtering and down sampling are performed according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00230
Figure 112007001895969-pat00230

Figure 112007001895969-pat00231
Figure 112007001895969-pat00231

여기서 [T4]는 4포인트 DCT 기반 벡터 매트릭스이다. 따라서, 두개의 2차원 다운 샘플링되고 필터링된 매크로 블록은 다음의 식으로 주어진다.Where [T4] is a 4-point DCT based vector matrix. Thus, two two-dimensional down-sampled and filtered macro blocks are given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00232
Figure 112007001895969-pat00232

IC. - IDCT 모듈 : 블록 다이어그램 (도 5, 모듈 102)IC. -IDCT module: block diagram (Figure 5, module 102)

도 5의 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)은 도 6에서 좀 더 자세히 도시되었으며, 수직 처리를 수행할 수 있도록 필드 화상에 대한 상기 유도된 오퍼레이터[Qdit] 및 프레임 화상에 대한 [QL]와 그리고 뿐만 아니라 수평 처리를 위한 4 포인트 IDCT 오퍼레이터 [T4]를 이용한다. 따라서, 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)은 (모든 필드 DCT 코딩 블록을 포함하는) 필드 화상과 그리고 단지 프레임 DCT 코딩 매크로 블록만 포함하거나 또는 필드 DCT 코딩 매크로 블록 및 프레임 DCT 코딩 매크로 블록의 혼합을 포함하는 플레임 화상 모두 처리할 수 있다. 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)의 출력은 항상 필드 기반 필터링 및 다운 샘플링된다. 모든 블록은 동일한 수평 처리(4 포인트 IDCT)되지만, 수직 처리에 있어, [QL] 오퍼레이터는 프레임 코딩에 대한 필드 코딩으로의 효과적인 변환이 필요할 때 사용되고, 그 다음에 각 필드를 별도로 필터링 및 다운 샘플링하는데 사용된다. 매트릭스 곱은 교환 법칙(즉, A*B는 일반적으로 B*A와 같지 않다)이 성립하지 않는다는 것을 주목해야 한다. 그러므로 각 매크릭스 배율기는 전(pre) 및 후(post) 입력을 갖는다. The filtering and downsampling module 102 of FIG. 5 is shown in more detail in FIG. 6, and with the QL for the derived operator [Q dit ] and frame picture for the field picture to perform vertical processing, and In addition, it uses a four-point IDCT operator [T4] for horizontal processing. Thus, the filtering and down sampling module 102 includes only field DCT coding macro blocks and field pictures (including all field DCT coding blocks) or a mixture of field DCT coding macro blocks and frame DCT coding macro blocks. All frame images can be processed. The output of the filtering and down sampling module 102 is always field based filtering and down sampling. All blocks are the same horizontal processing (4 point IDCT), but in vertical processing, the [QL] operator is used when an effective conversion from field coding to field coding is required, followed by filtering and downsampling each field separately. Used. Note that the matrix product does not hold the exchange law (ie A * B is generally not equal to B * A). Therefore, each matrix multiplier has a pre and post input.

IC1. 필드 화상IC1. Field burns

도 6의 계수 디스카더(discarder)(120)는 매 8x8 DCT 계수 블록의 각 fhdn로부터 4개의 높은 순서의 수평 계수를 폐기한다. 메모리(122)는 I 또는 잉여 계수 매크로 블록의 3개 로우를 저장한다. (매크로 블록들의 로우는 화상의 왼쪽에서 오른쪽 사이드로 가기 위해 필요한 매크로 블록의 수만큼 높은 한 매크로블록의 직사각형 픽셀로 구성된다.) 전송되지 않은 잉여 매크로 블록의 경우에, 모든 계수는 0으로 가정된다. 한번에 3개의 수직으로 스택된 블록 [Z]24x4(식(9) 참고)은 메모리(122)로부터 판독되고, DCT 코딩 유형(필드 또는 플레임)에 따라 라우터(126)에 의해 수직 매트릭스 배율기(124)로 향한다. 수직 매트릭스 배율기(124)는 식(10)에 따라 수직 내부 블록 필터링 및 다운 샘플링을 이용하여 8 포인트 수직 IDCT를 수행한다. 따라서, 수직 매트릭스 배율기(124)는 3개의 수직으로 스택된 블록 [Z]24x4를 [Qdit] 4x24로 사전에 곱셈함으로써 [Gb]4x4를 생성한다. 선택기(128)는 수직으로 처리된 블록[G]을 수평 매트릭스 배율기(130)로 향하게 한다. 수평 매트릭스 배율기(130)는 [xb']을 생성하도록 식(11)에 따라 [Gb]에 수평 4 포인트 IDCT를 수행한다.Coefficient divider 120 in FIG. 6 discards four high order horizontal coefficients from each fhdn of every 8x8 DCT coefficient block. The memory 122 stores three rows of I or redundant coefficient macro blocks. (The rows of macro blocks consist of rectangular pixels of one macroblock as high as the number of macroblocks needed to go from the left to the right side of the picture.) In the case of untransmitted redundant macroblocks, all coefficients are assumed to be zero. . Three vertically stacked blocks [Z] 24x4 at one time (see equation (9)) are read from the memory 122 and the vertical matrix multiplier 124 by the router 126 according to the DCT coding type (field or flame). Headed to. Vertical matrix multiplier 124 performs 8 point vertical IDCT using vertical internal block filtering and down sampling in accordance with equation (10). Accordingly, vertical matrix multiplier 124 generates [G b ] 4x4 by premultiplying three vertically stacked blocks [Z] 24x4 by [Q dit ] 4x24 . Selector 128 directs vertically processed block G to horizontal matrix multiplier 130. Horizontal matrix multiplier 130 performs horizontal four point IDCT on [G b ] according to equation (11) to produce [x b '].

IC2. - 프레임 화상IC2. -Frame image

계수 디스카더(120)는 이전처럼 매 8x8 계수 블록의 각 로우로 부터 4개의 높은 순서의 수평 계수를 폐기한다. 메모리(122)는 I 또는 잉여 계수 매크로 블록의 3개 로우를 저장한다. 전송되지 않은 잉여 매크로 블록에 있어서, 모든 계수는 0으로 가정한다. 3개의 수직으로 스택된 매크로 블록은 [ZL]48x4로 구성되어, 임의 시간에 [ZR]48x4 가 (식 (45) 및 (46) 참조) 메모리(122)로부터 판독되어, 라우터(126)에 의해 DCT 코딩 형식(필드 또는 프레임)에 따라 수직 매트릭스 배율기(132)로 향한다. 라우터(126)는 또한 각 매크로 블록에 대한 DCT 코딩 유형(필드 또는 프레임)을 QL 모듈(134)로 라우팅한다. [[ZL]와 [ZR]을 포함하는 3개의 수직으로 스택된 매크로 블록의 코딩 유형에 따라, QL 모듈(134)는 수직 매트릭스배율기(132)을 위한 "전" 입력에 대해 이전에 언급된 바와 같이 유연성[QL] 오퍼레이터를 생성한다. The coefficient divider 120 discards four high order horizontal coefficients from each row of every 8x8 coefficient block as before. The memory 122 stores three rows of I or redundant coefficient macro blocks. For redundant macroblocks not transmitted, all coefficients are assumed to be zero. The three vertically stacked macroblocks consist of [Z L ] 48x4 so that at any time [Z R ] 48x4 (see equations (45) and (46)) is read from the memory 122 and the router 126 To the vertical matrix multiplier 132 according to the DCT coding format (field or frame). Router 126 also routes the DCT coding type (field or frame) for each macro block to QL module 134. Depending on the coding type of the three vertically stacked macroblocks containing [[Z L ] and [Z R ], the QL module 134 previously mentioned the "before" input for the vertical matrix multiplier 132. Create a flexible [QL] operator as shown.

수직 매트릭스 배율기(132)는 8 포인트 수직 IDCT와, 프레임 코딩 매크로 블록에서 필드-프레임 변환, 식 (45)와 (46)에서와 같이 [ZL]에서 그 다음 [ZR]에서의 인터블 록 필터링을 수행한다. 수직 매트릭스 배율기(132)로부터의 출력은 먼저,Vertical matrix multiplier 132 is an 8-point vertical IDCT and field-frame transform in a frame coding macroblock, an interlock at [Z L ] and then at [Z R ] as in equations (45) and (46). Perform filtering. The output from the vertical matrix multiplier 132 is first

Figure 112007001895969-pat00233
Figure 112007001895969-pat00233

그리고, 그 다음에 And then

Figure 112007001895969-pat00234
이 된다.
Figure 112007001895969-pat00234
Becomes

이들 출력 매트릭스들은 저장 및 지연 모듈(136)에 피드되며, 이 모듈(136)은 다음의 4x4 블록을 한번에 하나씩 선택기(128)를 통해 수평 매트릭스 배율기(130)에 제공한다. These output matrices are fed to the storage and delay module 136, which provides the following 4x4 blocks to the horizontal matrix multiplier 130 through the selector 128 one at a time.

[GtopbL], [GbotbL], [GtopbR], [GbotbR][Gtop bL ], [Gbot bL ], [Gtop bR ], [Gbot bR ]

수평 매트릭스 배율기(130)는 각 4x4 입력 블록의 로우에서 수평 4 포인트 IDCT를 수행하여, 식(47)과 식(48)에 따라 다음의 대응 4x4 출력 블록을 생성한다. The horizontal matrix multiplier 130 performs horizontal 4-point IDCT on the row of each 4x4 input block to generate the next corresponding 4x4 output block according to equations (47) and (48).

[xtopbL'], [xbotbL'], [xtopbR'], [GbotbR'][xtop bL '], [xbot bL '], [xtop bR '], [Gbot bR ']

II. - 업 샘플링 및 다운 샘플링 예측II. Upsampling and Downsampling Prediction

IIA. - 수직 업 샘플링 필터 매트릭스[u]의 유도IIA. Derivation of the vertical upsampling filter matrix [u]

이제, 도 5의 모션 보상기(104)에 의해 구현된 수직 예측 필터링을 설명한다. 모션 보상기(104)에 의해 인가된 업 샘플링 필터[u]는 다음 식에 따라 식(2) 및 식(3)으로부터 다운 샘플링 오퍼레이터[d]의 공지된 Moore-Penrose 역으로 부터 결정된다. The vertical predictive filtering implemented by the motion compensator 104 of FIG. 5 will now be described. The upsampling filter [u] applied by the motion compensator 104 is determined from the known Moore-Penrose inverse of the downsampling operator [d] from equations (2) and (3) according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00235
Figure 112007001895969-pat00235

업 샘플링 필터[u]는 다음 식에 따라 메모리(106)로부터 감소된 해상도 기준 화상[x']b270xl의 칼럼에 인가된다.The up sampling filter [u] is applied to the column of the reduced resolution reference picture [x '] b270xl from the memory 106 according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00236
Figure 112007001895969-pat00236

여기서 [x']b270xl은 결과적인 픽셀의 최종 업 샘플링 칼럼이다. [u]의 구조는 (13개의 비제로 탭을 갖는) 다음의 21개 탭 필터에 근거한다.Where [x '] b270xl is the final upsampling column of the resulting pixel. The structure of [u] is based on the following 21 tap filters (with 13 non-zero taps).

[g1(-10)..g1(10)] = [0 0 0 0 0 0 0 0 .0011 .0372 1.2542 - .4051 . 1546 -.0576 .0215 -.0081 .0030 -.0011 .0004 -.0002 .0001] 및[g 1 (-10) .. g 1 (10)] = [0 0 0 0 0 0 0 0 .0011 .0372 1.2542-.4051. 1546 -.0576 .0215 -.0081 .0030 -.0011 .0004 -.0002 .0001] and

[g2(-10)..g2(10)] = [0001 -.0002 .0004 -.0011 .0030 -.0081 .0215 -.0576 .1546 -.4051 1.2542 .0372 .0011 0 0 0 0 0 0 0 0][g 2 (-10) .. g 2 (10)] = [0001 -.0002 .0004 -.0011 .0030 -.0081 .0215 -.0576 .1546 -.4051 1.2542 .0372 .0011 0 0 0 0 0 0 0 0]

필터 [g2]는 역순, 그리고 g1(0)=g2(0)=1.2542일 경우를 제외하고, 필터 [g1]와 같은 탭 값을 가진다. 업 샘플링 필터[u]는 교대되는 로우들에서 [g1] 및 [g2]의 한 단계 시프트된 버전으로 구성된 원형의 매트릭스이다. 따라서, 업 샘플링 필터[u]는 다음의 식으로 주어진다. The filter [g 2 ] has the same tap value as the filter [g 1 ] except in the reverse order and when g 1 (0) = g 2 (0) = 1.2542. The up sampling filter [u] is a circular matrix composed of one step shifted versions of [g 1 ] and [g 2 ] in alternating rows. Therefore, the up sampling filter [u] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00237
Figure 112007001895969-pat00237

단지 g1 및 g2의 8개(또는 더 작은 수)의 가장 큰 값을 가지는 비 제로 탭들만을 이용하여 충분한 예측을 달성할 수 있다. 비 제로 탭들이 더 작아 질수록, 각 매크로 블록 예측을 위해 메모리(106)로부터 판독되어야할 기준 데이터는 더 적어진다. 예를 들어, 다음의 식으로 주어진 필터를 이용하여 충분한 예측이 얻어질 수 있다. Sufficient prediction can be achieved using only the non-zero taps with the eight largest (or smaller numbers) of g 1 and g 2 . The smaller the non-zero taps, the fewer reference data to be read from the memory 106 for each macro block prediction. For example, sufficient prediction can be obtained using a filter given by the following equation.

Figure 112000026821317-pat00055
Figure 112000026821317-pat00055

Figure 112000026821317-pat00056
Figure 112000026821317-pat00056

식 (53) 및 (54)의 필터 (g1 및 g2)를 이용한 수직 업 샘플링 동작은 다음과 같이 생각될 수 있다. 다운 샘플링 기준 필드에서 특정 기준 픽셀 위의 업 샘플링 픽셀을 계산하기 위해, 필터(g1)의 중앙 값 (즉, g1(0)에서의 값)은 기준 픽셀로 조정되며, 비 제로 탭과 그 정렬된 픽셀 사이에서 그 곱의 합이 수행된다. 다운 샘플링 기준 필드[x']에서의 이 특정 기준 픽셀 아래의 업 샘플링 픽셀을 계산하기위해, 필터 g2의 중앙값 (즉, g2(0)에서의 값)은 기준 픽셀로 조정되며, 비 제로 탭과 그 조정된 픽셀사이에서 곱의 합이 수행된다. The vertical upsampling operation using the filters g 1 and g 2 of equations (53) and (54) can be considered as follows. In order to calculate the upsampling pixel above a particular reference pixel in the downsampling reference field, the median value of the filter g 1 (ie, the value at g 1 (0)) is adjusted to the reference pixel, and the non-zero tap and its The sum of the products between the aligned pixels is performed. To calculate the upsampling pixel below this particular reference pixel in the downsampling reference field [x '], the median of filter g 2 (ie, the value at g 2 (0)) is adjusted to the reference pixel and is non-zero. The sum of the products between the tap and its adjusted pixels is performed.

다운 변환 디코더(100)에서, 업 샘플링 예약이 모션 보상기(104)로 형성될때, 칼럼들 모두가 [u]로 필터링될 기준 메모리(106)로부터 판독될 필요는 없다. 대신에, 하기에 설명하는 바와같이 업 샘플러 필터[g1] 및 [g2]와 다운 샘플러[f]로부터 형성된 예측 필터의 결합된 요구를 만족시키기에 충분한 픽셀들만이 판독될 필요가 있다. In the down transform decoder 100, when the upsampling reservation is formed with the motion compensator 104, not all of the columns need to be read from the reference memory 106 to be filtered with [u]. Instead, only enough pixels need to be read to satisfy the combined requirements of the predictive filters formed from the up sampler filters [g 1 ] and [g 2 ] and the down sampler [f] as described below.

IIB. - 결합 예측 업 샘플링 및 다운 샘플링IIB. Combined prediction upsampling and downsampling

IIB1. - 필드 화상에 대한 필드 예측IIB1. Field prediction for field pictures

도 7에 보인바와 같이, 제 1 칼럼은 도 1의 엔코더(10)에 존재한는 것처럼 완전 해상도 기준 화상(16)에서 필드로부터의 픽셀[x]50xl의 부분을 나타낸다. 제 2 칼럼은 도 5의 디코더 루프의 다운 샘플링 기준(106)에서 그 필드로 부터의 픽셀[x']25xl의 칼럼의 대응부분을 나타낸다. 원하는 필드 예측을 위한 수직 완전 해상도 모션 벡터(vmv)는 제 1 칼럼에서 표시된 픽셀에 포인트된다. 이 모션 벡터는 1/2 픽셀 단위에 놓이며, 따라서, mv가 기수이면 이는 완전 해상도로 픽셀들 사이에 포인트 된다. As shown in FIG. 7, the first column represents the portion of pixels [x] 50xl from the field in the full resolution reference picture 16 as it exists in the encoder 10 of FIG. 1. The second column represents the corresponding portion of the column of pixels [x '] 25xl from that field in the down sampling criterion 106 of the decoder loop of FIG. The vertical full resolution motion vector vmv for the desired field prediction is pointed at the pixel indicated in the first column. This motion vector is in 1/2 pixel units, so if mv is an odd number it is pointed between the pixels at full resolution.

다음식으로 정의되는 vmvtype의 모듈로 값을 고려해보자. Consider a modulo value of vmvtype defined by                     

Figure 112000026821317-pat00057
Figure 112000026821317-pat00057

여기서, %는 모듈로 동작을 의미한다. vmvtype의 값은 0 또는 1이 될 것이며, 도 7은 그 모두의 경우를 예시한다. vmvtype=0 일때, 수직 벡터 vmv는 완전 해상도 기준 필드의 한쌍의 픽셀(즉, 도 7의 제 1칼럼 에서 그들 주위에 직각형 박스를 갖는 픽셀)에 또는 바로 아래에 포인트된다. 다운 샘플링된 기준 필드에서의 픽셀(즉, 도 7의 제 2칼럼에서 그 주위에 정사각형 박스를 갖는 픽셀)은 이 픽셀쌍의 픽셀들 사이에 놓인다. vmvtype=1 일때, 수직 모션 벡터는 이 픽셀쌍의 하부 픽셀에 또는 바로 아래에 포인트된다. 다시, 다운 샘플링 기준 필드에서의 픽셀은 이 픽셀쌍의 픽셀들 사이에 놓인다. 다운 샘플링 기준 필드로부터 예측을 액세스하기위해 이용되는 저 해상도 모션 벡터는 다음 식으로 주어진다. Here,% means modulo operation. The value of vmvtype will be 0 or 1, and FIG. 7 illustrates both cases. When vmvtype = 0, the vertical vector vmv is pointed at or just below a pair of pixels in the full resolution reference field (ie, pixels with a rectangular box around them in the first column of FIG. 7). Pixels in the down-sampled reference field (ie, pixels with a square box around them in the second column of FIG. 7) lie between the pixels of this pixel pair. When vmvtype = 1, the vertical motion vector is pointed at or just below the bottom pixel of this pixel pair. Again, the pixel in the down sampling reference field lies between the pixels of this pixel pair. The low resolution motion vector used to access the prediction from the down sampling reference field is given by the following equation.

Figure 112000026821317-pat00058
Figure 112000026821317-pat00058

이와같은 저해상도 모션 벡터 lvmv는 다운 샘플링 기준 필드에서의 픽셀(즉, 도 7의 제 2칼럼에서 그 주위에 정사각형 박스를 갖는 픽셀)로 포인트된다. 예측 필터로의 입력은 그 위에 8개의 픽셀과 그 아래에 16개의 픽셀을 갖는 다운 샘플링 기준 필드애 그 그 픽셀을 포함해야만 한다. 도 7의 제2 칼럼에 보인 이들 25개의 픽셀은 예측된 수직 필드 매크로블록을 생성하도록 수직 예측 필터링 프로세스로의 입력으로서 판독되어야 하는 정확한 량이다. This low resolution motion vector lvmv is pointed to a pixel in the down sampling reference field (ie, a pixel with a square box around it in the second column of FIG. 7). The input to the predictive filter must include that pixel in a down sampling reference field with eight pixels above and sixteen pixels below it. These 25 pixels shown in the second column of FIG. 7 are the exact amount that should be read as input to the vertical prediction filtering process to produce the predicted vertical field macroblocks.                     

도 7의 다음 칼럼은 식 (52)에 보인 바와같이 배열된 필터 g1 과 g2로 생성된 업 샘플링 필드 예측을 나타내는 [x^]24xl이다. 도 7의 제 2 칼럼에서 원형 픽셀은 상한과 하한을 나타나는데, 이들 사이에서 g1과 g2 필터 중앙 탭이 업 샘플링 컨벌루션 필터링 동작을 트레버스한다. 이와같은 업 샘플링 필터링 동작은 다음 식으로 주어진다.The next column of FIG. 7 is [x ^] 24xl which represents the upsampling field prediction generated with the filters g 1 and g 2 arranged as shown in equation (52). In the second column of Fig. 7, the circular pixel shows an upper limit and a lower limit, between which the g 1 and g 2 filter center taps traverse the up sampling convolution filtering operation. This upsampling filtering operation is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00238
Figure 112007001895969-pat00238

여기서, [x']25xl은 기준 화상으로 부터의 25 픽셀 칼럼을 나타내며, [x^]24xl 는 업샘플링된 픽셀을 나타내고, 업샘플링 필터 [u]는 식(53)과 (54)에 근거하며, 다음 식으로 주어진다.Where [x '] 25xl represents a 25 pixel column from a reference picture, [x ^] 24xl represents an upsampled pixel, and the upsampling filter [u] is based on equations (53) and (54) , Given by

Figure 112007001895969-pat00239
Figure 112007001895969-pat00239

업 샘플링 후, 최종 원하는 다운 샘플링 필드 예측 매크로블록 [x^]8xl 칼럼을 생성하기위해서는 후속 예측 다운 샘플링 동작이 필요로 된다. 후술하는 이와같은 다운 샘플링은 (식(56)으로 주어지는) vmvtype와 vmv가 우수 인지 아니면 기수인지 여부에 의존한다. After upsampling, subsequent predictive downsampling operations are needed to produce the final desired downsampling field prediction macroblock [x ^] 8xl column. This downsampling described later depends on whether vmvtype (given by equation (56)) and vmv are good or odd.

vmvtype = 0 이다vmvtype = 0

우수값 수직 모션의 경우에 대해, 원하는 다운 샘플링 필드 예측은 다음과 같이 [x^]24xl에서 [f]8의 컨벌루션으로 주어진다. For the case of even-value vertical motion, the desired down sampling field prediction is given by the convolution of [x ^] 24xl to [f] 8 as follows.

Figure 112007001895969-pat00240
Figure 112007001895969-pat00240

여기서, [x^]24xl는 다운 샘플링될 업 샘플링 기준 픽셀들의 칼럼이고, [x^']8xl 는 결과적인 다운 샘플링 기준 픽셀이며, 예측 다운 샘플 필터[d0]는 다음 식으로 주어진다.Here, [x ^] 24xl is a column of upsampling reference pixels to be downsampled, [x ^ '] 8xl is a resultant downsampling reference pixel, and the predicted down sample filter [d 0 ] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00241
Figure 112007001895969-pat00241

그리고 여기서, [f]8는 식 (1)로 부터 주어진다. 수직 예측 업 샘플 및 다운 샘플 필터링은 다음 식에 의해 주어지는 단일 동작으로 결합될 수 있다.And where [f] 8 is given by equation (1). Vertical prediction up-sample and down-sample filtering can be combined into a single operation given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00242
Figure 112007001895969-pat00242

여기서, [x']25xl 는 메모리(106)로 부터의 기준 픽셀 칼럼이며, [x^']8xl 는 예측 업 샘플링 및 다운 샘플링으로부터의 픽셀이며, 업 샘플링 및 다운 샘플링 필터 [PL0-ev]는 다음 식으로 주어진다.Where [x '] 25xl is the reference pixel column from memory 106, [x ^'] 8xl is the pixel from predictive upsampling and downsampling, and the upsampling and downsampling filter [PL 0-ev ] Is given by

Figure 112007001895969-pat00243
Figure 112007001895969-pat00243

vmv가 기수값인 경우, 업 샘플링 다음에는 다음식으로 주어지는 1/2 선형보간 이 수행되어야 한다. If vmv is a radix value, half linear interpolation, given by

Figure 112007001895969-pat00244
Figure 112007001895969-pat00244

여기서, [x^]25xl 는 예측 업 샘플링의 결과로 나오는 픽셀이고, [xi^]24xl 는 선형 보간의 결과로 부터 나오는 예측 업 샘플링 픽셀이며, 선형 보간 필터[LI]는 다음 식으로 주어진다Where [x ^] 25xl is the pixel resulting from the predictive upsampling, [x i ^] 24xl is the predicted upsampled pixel resulting from the linear interpolation, and the linear interpolation filter [LI] is given by

Figure 112007001895969-pat00245
Figure 112007001895969-pat00245

이어서, 다음식에 따라 다운 샘플링이 수행된다.Subsequently, down sampling is performed according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00246
Figure 112007001895969-pat00246

수직 예측 업 샘플링, 선형보간 및 예측 다운 샘플링은 다음식으로 주어지는 바와같이 단일 동작으로 결합될 수 있다. Vertical predictive upsampling, linear interpolation and predictive downsampling can be combined into a single operation as given by                     

Figure 112007001895969-pat00247
Figure 112007001895969-pat00247

여기서, 결합된 수직 예측 업 샘플링, 선형 보간 및 예측 다운 샘플링 필터 [PL0-odd]8x25이 다음 식으로 주어진다.Here, the combined vertical predictive upsampling, linear interpolation and predictive downsampling filter [PL 0-odd ] 8x25 are given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00248
Figure 112007001895969-pat00248

vmvtype = 1vmvtype = 1

우수값의 수직 모션 벡터 vmv의 경우에 대해, 원하는 다운 필드 예측은 다음과 같이 [x^]24xl에서 [f]8의 컨벌루션으로 주어진다. For the case of the even-valued vertical motion vector vmv, the desired downfield prediction is given by the convolution of [f] 8 at [x ^] 24xl as follows.

Figure 112007001895969-pat00249
Figure 112007001895969-pat00249

여기서, 예측 다운 샘플링 필터 [d1]은 다응식으로 주어진다. Here, the predictive down sampling filter [d 1 ] is given polynomial.

Figure 112007001895969-pat00250
Figure 112007001895969-pat00250

수직 예측 업샘플 및 다운 샘플 필터링은 다음 식에 따라 단일 동작으로 결합될 수 있다.Vertical prediction upsample and downsample filtering can be combined into a single operation according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00251
Figure 112007001895969-pat00251

여기서, 결합된 수직 예측 업 샘플 및 다운 샘플 필터 [PL1-ev]는 다음식으로 주어진다. Here, the combined vertical prediction up sample and down sample filter [PL 1-ev ] are given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00252
Figure 112007001895969-pat00252

기수 값이 수직 모션 벡터 vmv의 경우에 대하여, 업 샘플링 다음에는 식(63)으로 주어지는 1/2 픽셀 선형 보간이 수행되어야 한다. 이어서, 다운 샘플링이 식 (67)에 따라 수행된다. 수직 업 샘플링, 선형 보간 및 다운 샘플링은 다음 식으로 주어지는 단일 동작으로 결합될 수 있다.For the case where the odd value is the vertical motion vector vmv, the half pixel linear interpolation given by equation (63) must be performed after the upsampling. Then down sampling is performed according to equation (67). Vertical upsampling, linear interpolation and downsampling can be combined in a single operation given by

Figure 112007001895969-pat00253
Figure 112007001895969-pat00253

여기서, 결합된 수직 업 샘플링, 선형 보간 및 다운 샘플링 필터[PL1-odd]는 다음식으로 주어진다.Here, the combined vertical upsampling, linear interpolation and downsampling filter [PL 1-odd ] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00254
Figure 112007001895969-pat00254

IIB2. - 프레임 화상에 대한 필드 예측IIB2. Field prediction for frame pictures

프레임 화상에 대한 필드 예측의 경우에서, 프레임 매크로 블록에 대한 두 개의 독립적인 필드예측이 요구된다. 도 8에 보인바와 같이, 제 1 칼럼은 도 1의 엔코더(10)에 존재하는 바와 같이 완전 해상도 기준화상(16)에서의 한 필드로부터 픽셀[x]42xl 칼럼의 부분을 나타낸다. 제 2칼럼은 도 5의 디코더 루프에 있는 다운 샘플링 기준(106)에서의 그 필드로부터 픽셀[x′]21xl 칼럼의 대응부분을 나타낸다. 원하는 필드 예측에 대한 완전 해상도 수직 모션 벡터(vmv)는 제 1칼럼에서의 표시된 픽셀로 포인트 된다. 이 모션 벡터는 1/2 픽셀의 단위에 놓인다. 따라서, 만일 완전 해상도 수직 모션 벡터 vmv 가 기수 값이면 이는 완전 해상도로 픽셀 사이에서 포인트 된다.In the case of field prediction for a frame picture, two independent field predictions for the frame macro block are required. As shown in FIG. 8, the first column represents the portion of the pixel [x] 42xl column from one field in the full resolution reference image 16 as present in the encoder 10 of FIG. The second column represents the corresponding portion of the pixel [x '] 21xl column from that field in the down sampling criterion 106 in the decoder loop of FIG. The full resolution vertical motion vector vmv for the desired field prediction is pointed to the indicated pixel in the first column. This motion vector is placed in units of 1/2 pixel. Thus, if the full resolution vertical motion vector vmv is an odd value it is pointed between the pixels at full resolution.

다시 식(55)로 주어지는 vmv의 모듈로 값을 고려해보자. 표시된 바와 같이, vmvtype의 값은 0 또는 1이 될 것이다. 도 8은 두가지 경우를 예시한다. vmvtype=0 일 때, 수직 모션 벡터 vmv는 완전 해상도 기준 필드에서의 한 쌍의 픽셀 (즉, 도8의 제1 칼럼에서 그들 주위에서 직사각형 박스를 갖는 픽셀) 의 상부 픽셀에 또는 바로 아래에 포인트 된다. 다운 샘플링된 기준 필드에서의 픽셀(즉, 도8의 제2 칼럼에서 그 주위에서 정사각형 박스를 갖는 픽셀)은 이 픽셀 쌍의 픽셀들 사이에 놓인다. vmvtype=1일 때, 수직 모션 벡터 vmv는 이 픽셀쌍의 하부 픽셀에 또는 바로 아래에 포인트 된다. 다시, 다운 샘플링 된 기준필드에서의 픽셀은 이 픽셀쌍의 픽셀들 사이에 놓인다. 다운 샘플링 된 기준 필드로부터 예측을 액세스 하는데 이용되는 저 해상도 모션 벡터 lvmv는 식(56)으로 주어진다. 이 저 해상도 모션 벡터 lvmv 는 그 주위에 박스를 갖는 다운 샘플링 된 기준필드(제2칼럼)에 포인트 된다. 예측 필터로의 입력은 그 픽셀, 그 위에 8개의 픽셀 및 그 아래에 12개의 픽셀을 포함해야한다. 이들21개의 픽셀들은 예측된 수직 필드 블록을 생성하기 위해 수직 예측 필터링 프로세스로의 입력으로서 판독되어야 하는 정확한 수의 픽셀이다.Consider again the modulo value of vmv given by equation (55). As indicated, the value of vmvtype will be 0 or 1. 8 illustrates two cases. When vmvtype = 0, the vertical motion vector vmv is pointed at or just below the top pixel of the pair of pixels in the full resolution reference field (i.e. the pixel with a rectangular box around them in the first column of FIG. 8). . Pixels in the down-sampled reference field (ie, pixels with a square box around them in the second column of FIG. 8) lie between the pixels of this pixel pair. When vmvtype = 1, the vertical motion vector vmv is pointed at or just below the bottom pixel of this pixel pair. Again, the pixels in the down sampled reference field lie between the pixels of this pixel pair. The low resolution motion vector lvmv used to access the prediction from the down sampled reference field is given by equation (56). This low resolution motion vector lvmv is pointed at a downsampled reference field (second column) with a box around it. The input to the prediction filter should include that pixel, eight pixels above it, and twelve pixels below it. These 21 pixels are the exact number of pixels that must be read as input to the vertical prediction filtering process to produce the predicted vertical field block.

도 8에서의 제 3 칼럼은 [x^]16xl 이며, 이는 식(53) 및 (54)으로 주어지는 필터 g1 및 g2 로 생성되는 업 샘플링 필드 예측을 나타낸다. 제 2칼럼[x']21xl에서의 샘플링 된 픽셀들은 상한 및 하한을 나타내는바, 이 상한 및 하한 사이에서 필터 g1과 g2의 중앙 탭들은 업 샘플링 컨벌루션 동작 동안 트레버스(traverse)된다. The third column in FIG. 8 is [x ^] 16xl , which represents the upsampling field prediction produced by the filters g 1 and g 2 given by equations (53) and (54). Sampled pixels in the second column [x '] 21xl exhibit an upper limit and a lower limit such that the center taps of the filters g 1 and g 2 are traversed during the up sampling convolution operation.

업 샘플링 동작은 다음 식으로 주어진다.The upsampling operation is given by

Figure 112007001895969-pat00255
Figure 112007001895969-pat00255

여기서, [x']21xl은 메모리(106)에 저장된 기준 화상으로부터의 21개의 픽셀이며, [x^]16xl 은 결과적인 업 샘플링된 픽셀이며, 업 샘플링 필터[u]은 다음식으로 주어진다.Here, [x '] 21xl is 21 pixels from the reference picture stored in the memory 106, [x ^] 16xl is the resulting upsampled pixel, and the upsampling filter [u] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00256
Figure 112007001895969-pat00256

이어서, 최종의 원하는 다운 샘플링 된 필드 예측[x^']4xl을 생성하기 위해서는 후속 예측 다운 샘플링 동작이 필요로 된다. 하기에 설명하게될 이 다운 샘플링은 vmvtype 및 vmv가 우수 값인지 또는 기수 값 인지 여부에 좌우된다.Subsequently, subsequent prediction down sampling operations are required to produce the final desired down sampled field prediction [x ^ '] 4xl . This downsampling, which will be described below, depends on whether vmvtype and vmv are even or odd values.

vmvtype=0 이다.vmvtype = 0.

수직 모션 벡터 vmv가 우수 값 인 경우에 대해, 원하는 다운 샘플링된 예측은 다음식에 따라 [x^]16xl에서 [f]8의 컨벌루션으로 주어진다.For the case where the vertical motion vector vmv is an even value, the desired down sampled prediction is given by a convolution of [x ^] 16xl to [f] 8 according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00257
Figure 112007001895969-pat00257

여기서, [x^]16xl은 다운 샘플링 될 업 샘플링 픽셀이고, [x^]4xl은 결과적인 다운 샘플링 픽셀이며, [d0]는 다음 식으로 주어지는 다운 샘플링 필터이다.Where [x ^] 16xl is the upsampling pixel to be downsampled, [x ^] 4xl is the resulting downsampling pixel, and [d 0 ] is the downsampling filter given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00258
Figure 112007001895969-pat00258

수직 예측 업 샘플 및 다운 샘플 필터링은 다음 식으로 주어지는 단일 동작으로 결합될 수 있다.Vertical prediction up-sample and down-sample filtering can be combined into a single operation given by

Figure 112007001895969-pat00259
Figure 112007001895969-pat00259

여기서, 결합된 업 샘플링 및 다운 샘플링 필터 [PLo-ev]는 다음 식으로 주어진다. Here, the combined up sampling and down sampling filter [PL o-ev ] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00260
Figure 112007001895969-pat00260

수직 모션 벡터 vmv가 기수 값 인 경우에 대해, 업 샘플링 다음에는 다음 식으로 주어지는 1/2 픽셀 선형 보간이 수행되어야 한다.For the case where the vertical motion vector vmv is an odd value, after the upsampling, 1/2 pixel linear interpolation, which is given by the following equation, should be performed.

Figure 112007001895969-pat00261
Figure 112007001895969-pat00261

여기서,[x]16xl 은 선형적으로 보간 될 업 샘플링 픽셀이고, [x^i]16xl 은 결과적인 선형적으로 보간된 픽셀이며, 선형 보간 필터는 다음 식으로 주어진다.Where [x] 16xl is the up-sampled pixel to be linearly interpolated, [x ^ i ] 16xl is the resulting linearly interpolated pixel, and the linear interpolation filter is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00262
Figure 112007001895969-pat00262

이어서, 다음식에 따라 다운 샘플링이 수행된다.Subsequently, down sampling is performed according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00263
Figure 112007001895969-pat00263

여기서, [x^i]16xl은 다운 샘플링 될 업 샘플링 및 선형적으로 보간된 픽셀이고, [x^']4xl은 결과적인 다운 샘플링 픽셀이며, [do]는 식(76)으로 주어지는 다운 샘플링 필터이다. Where [x ^ i ] 16xl is the upsampling and linearly interpolated pixels to be downsampled, [x ^ '] 4xl is the resulting downsampling pixel, and [d o ] is the downsampling given by equation (76) Filter.

이 수직 업 샘플링, 선형 보간 및 다운 샘플링은 다음식으로 주어지는 단일 동작으로 결합한다.This vertical upsampling, linear interpolation and downsampling combine into a single operation given by

Figure 112007001895969-pat00264
Figure 112007001895969-pat00264

여기서, 결합된 수직업 샘플링, 선형보간 및 다운샘플링 필터[PLo-odd]는 다음식으로 주어진다Here, the combined vertical upsampling, linear interpolation and downsampling filter [PL o-odd ] is given by

Figure 112007001895969-pat00265
Figure 112007001895969-pat00265

vmvtype=1이다.vmvtype = 1.

수직 모션벡터 vmv가 우수값인 경우에 대해, 원하는 다운 샘플링 필드 예측이 다음식에 따라 [x^]16xl에서 [f]8의 컨벌루션으로 주어진다.For the case where the vertical motion vector vmv is an even value, the desired down sampling field prediction is given as a convolution of [x ^] 16xl to [f] 8 according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00266
Figure 112007001895969-pat00266

여기서, 다운샘플링 필터[d1]는 다음식으로 주어진다.Here, the downsampling filter [d 1 ] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00267
Figure 112007001895969-pat00267

수직 예측 업샘플 및 다운샘플 필터링은 다음식으로 주어지는 단일동작으로 결합될 수 있다.Vertical prediction upsample and downsample filtering can be combined in a single operation given by

Figure 112007001895969-pat00268
Figure 112007001895969-pat00268

여기서, 결합된 업 샘플링 및 다운샘플링 필터 [PL1-ev]는 다음식으로 주어진다.Here, the combined upsampling and downsampling filter [PL 1-ev ] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00269
Figure 112007001895969-pat00269

수직 모션벡터 vmw가 기수값인 경우에 대해, 업 샘플링 다음에는 다음식으로 주어지는 1/2픽셀 선형보간이 수행되어야 한다.For the case where the vertical motion vector vmw is an odd value, after the upsampling, 1/2 pixel linear interpolation, which is given by the following equation, should be performed.

Figure 112007001895969-pat00270
Figure 112007001895969-pat00270

여기서, 선형 보간 필터는 식(80)으로 주어진다. 이어서, 다운 샘플링은 다음식에 따라 수행될 수 있다.Here, the linear interpolation filter is given by equation (80). Subsequently, down sampling may be performed according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00271
Figure 112007001895969-pat00271

수직 업 샘플링, 선형 보간 및 다운 샘플링은 다음식으로 주어지는 단일동작으로 결합될 수 있다.Vertical upsampling, linear interpolation and downsampling can be combined in a single operation given by

Figure 112007001895969-pat00272
Figure 112007001895969-pat00272

여기서, 결합된 수직업 샘플링, 선형보간 및 다운 샘플링 필터 [PL1-odd]는 다음식으로 주어진다.Here, the combined vertical up sampling, linear interpolation and down sampling filter [PL 1-odd ] is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00273
Figure 112007001895969-pat00273

IIB3. 프레임 화상에 대한 프레임 예측IIB3. Frame Prediction for Frame Images

프레임 예측의 경우에 대해, 두 개의 필드 예측이 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)에 의해 프레임 DCT 코딩매크로블록에서 필드DCT코딩 매크로블록으로 변환된 잉여값과 매칭하도록 유도되어야 한다.For the case of frame prediction, two field predictions must be derived by the filtering and down sampling module 102 to match the surplus values converted from the frame DCT coding macroblock to the field DCT coding macroblock.

도 9에 보인바와 같이 제 1칼럼은 도 1의 엔코더(10)에서의 완전해상도 기준 프레임(16)으로부터의 픽셀의 수직 칼럼 부분을 나타낸다. 제 2칼럼은 디코더 루프의 메모리 (106)로부터의 다운 샘플링 기준에 있는 그 프레임으로부터의 픽셀[xtb']42xl 칼럼의 대응 부분을 나타낸다. 원하는 프레임 예측에 대한 완전해상도모션 벡터(vonv)는 제1칼럼에서 표시된 픽셜에 포인트된다. 이 모션 벡터는 1/2픽셜에 포인트된다. 이 모션 벡터는 1/2픽셀의 단위로 녹인다. 만일 vmw가 기수값이면, 이는 완전해상도에서 픽셀들 사이에 포인트된다.As shown in FIG. 9, the first column represents the vertical column portion of pixels from the full resolution reference frame 16 in the encoder 10 of FIG. 1. The second column represents the corresponding portion of the pixel [xtb '] 42xl column from that frame in the down sampling criteria from memory 106 of the decoder loop. The full resolution motion vector vonv for the desired frame prediction is pointed at the symbol indicated in the first column. This motion vector is pointed at a half pixel. This motion vector is melted in units of 1/2 pixel. If vmw is an odd value, it is pointed between the pixels at full resolution.

모션 보상기(104)의 예측 필터로의 입력은 제2칼럼에서 42개의 수직픽셀[xtb'] 군이다. 42개의 수직 픽셀의 군을 정확히 액세스 하기 위해, 완전 해상도 모션 벡터의 수직 성분은 다음식에 따라 변형된다. The input to the predictive filter of the motion compensator 104 is a group of 42 vertical pixels [xtb '] in the second column. In order to accurately access the group of 42 vertical pixels, the vertical component of the full resolution motion vector is transformed according to the following equation.                     

Figure 112000026821317-pat00095
Figure 112000026821317-pat00095

이와같은 저해상도 수직 모션벡터 lvmv는 다운 샘플링 기준 프레임에서 상부필드픽셀 (xtop')에 포인트될 것이다. 예측필터로의 입력은 그 위에 16개의 픽셀을 그리고 그 아래에 25개의 픽셀을 포함해야 할 것이다.This low resolution vertical motion vector lvmv will be pointed to the top field pixel (xtop ') in the down sampling reference frame. Input to the predictive filter would have to include 16 pixels above it and 25 pixels below it.

수직모션 벡터 vmv는 값 vmvtype에 근거하여 4개의 유형중 한 유형으로 분류될 수 있으며, 이들 각각은 도 9에 보인바와 같이 다운 샘플링 기준 프레임과 다른 공간적인 관계를 갖는다. 이들 분류는 다음식으로 주어진다.The vertical motion vector vmv can be classified into one of four types based on the value vmvtype, each of which has a different spatial relationship with the down sampling reference frame as shown in FIG. These classifications are given by

Figure 112000026821317-pat00096
Figure 112000026821317-pat00096

여기서 vmvtype는 식(9)에 따라 0,1,2 또는 3의 값을 가질 수 있다. 각각 심 (53)과 (54)에서 [g1]13과 [g2]13의 정의로부터, 두 개의 25 탭 필터가 다음식에 따라 정의될 수 있다.Here, vmvtype may have a value of 0, 1, 2 or 3 according to equation (9). From the definitions of [g 1 ] 13 and [g 2 ] 13 in shims 53 and 54, respectively, two 25 tap filters can be defined according to the following equation.

Figure 112000026821317-pat00097
Figure 112000026821317-pat00097

Figure 112000026821317-pat00098
Figure 112000026821317-pat00098

이어서, 업 샘플링 필터 [u]는 다음식으로 주어진다. Then, the up sampling filter [u] is given by the following equation.                     

Figure 112007001895969-pat00274
Figure 112007001895969-pat00274

도 9의 다운 샘플링 기준 프레임으로부터의 [xtb']42xl의 각 필드에대한 독립적인 업샘플링이 다음식에 따라 수행된다.Independent upsampling for each field of [xtb '] 42xl from the down sampling reference frame of FIG. 9 is performed according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00275
Figure 112007001895969-pat00275

그러므로, 업 샘플링 예측은 [x^top]16xl과 [x^bot]16xl'로 구성되며, 이들은 도 9에서 각각 3번 및 4번 칼럼이 된다.Therefore, the upsampling prediction consists of [x ^ top] 16xl and [x ^ bot] 16xl ' , which become columns 3 and 4, respectively, in FIG.

이어서, 최종의 원하는 필드예측쌍을 생성하기 위해 ( 각 업샘플링 필드에서, 후속의 예측다운 샘플링 동작이 요구된다. 후술하는 다운 샘플링은 vmvtype와 그리고 vmv가 우수값인지 아니면 기수값인지 여부에 좌우된다.Subsequently, a subsequent predictive downsampling operation is required (in each upsampling field) to generate the final desired field prediction pair. Downsampling, described below, depends on vmvtype and whether vmv is an even or odd value. .

vmvtype=0이고 vmv는 우수값으로 된다.vmvtype = 0 and vmv is an even value.

각 필드 예측에 대한 다운 샘플 필터가 다음식으로 주어진다. The down sample filter for each field prediction is given by                     

Figure 112007001895969-pat00276
Figure 112007001895969-pat00276

이어서, 다운 샘플링 필터 [do]8×32는 다음식에 따라 정의된다.Subsequently, the down sampling filter [d o ] 8x32 is defined according to the following formula.

Figure 112007001895969-pat00277
Figure 112007001895969-pat00277

각각의 업 샘플링 필드를 독립적으로 다운 샘플링 함으로써 다음식으로 주어지는 바와 같이 원하는 필드예측이 생성된다.By downsampling each upsampling field independently, the desired field prediction is generated as given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00278
Figure 112007001895969-pat00278

결합된 업-샘플 다운-샘플 필터가 다음식으로 주어진다.The combined up-sample down-sample filter is given by

Figure 112007001895969-pat00279
Figure 112007001895969-pat00279

이 결합된 업 샘플-다운 샘플 필터는 또한 다음식으로 주어지는 바와 같이 원하는 필드예측을 생성하는데 이용된다.This combined up sample-down sample filter is also used to generate the desired field prediction, as given by

Figure 112007001895969-pat00280
Figure 112007001895969-pat00280

vmvtype=0이고 vmv는 기수값으로 된다.vmvtype = 0 and vmv is an odd value.

상기한 바와 같이, 독립적인 업 샘플링 필드예측은 다음식으로 주어진다.As described above, independent upsampling field prediction is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00281
Figure 112007001895969-pat00281

개별적인 업 샘플링 필드들은 서플링 및 선형적으로 보간되어야 한다. 서플링/보간 오퍼레이터는 다음식으로 주어진다.Individual upsampling fields should be supple and linearly interpolated. The suppling / interpolation operator is given by

Figure 112007001895969-pat00282
Figure 112007001895969-pat00282

업 샘플링 필드에서 수행된 이 서플링 및 선형 보간은 다음 식으로 주어진다.This suppling and linear interpolation performed in the up sampling field is given by the following equation.

Figure 112007001895969-pat00283
Figure 112007001895969-pat00283

각각의 업 샘플링, 서플링 및 선형적으로 보간된 필드를 독립적으로 다운 샘플링 함으로써, 다음식으로 주어지는 원하는 예측 필드가 생성된다.By independently downsampling each upsampling, supplementing, and linearly interpolated field, the desired prediction field given by

Figure 112007001895969-pat00284
Figure 112007001895969-pat00284

여기서, 다운 샘플링 필터 [do]8x32는 식(?)으로 주어진다.Here, the down sampling filter [d o ] 8x32 is given by equation (?).

업 샘플링 필터[u], 서플링 및 선형 보간 필터 [SLI] 및 다운 샘플링 필터[do]는 다음 식을 결합 될 수 있다.The upsampling filter [u], the suppling and linear interpolation filter [SLI], and the downsampling filter [d o ] can be combined with the following equation.

Figure 112007001895969-pat00285
Figure 112007001895969-pat00285

그리고 원하는 필드 예측이 다음 식으로 주어진다.And the desired field prediction is given by

Figure 112007001895969-pat00286
Figure 112007001895969-pat00286

vmvtype = 1vmvtype = 1

각 필드 예측에 대한다운 샘플러는 다음 식으로 주어진다.The down sampler for each field prediction is given by

Figure 112007001895969-pat00287
Figure 112007001895969-pat00287

Figure 112007001895969-pat00288
Figure 112007001895969-pat00288

그리고 다음 식으로 주어지는 바와같이 단일 오퍼레이터로 결합될 수 있다. And can be combined into a single operator as given by                     

Figure 112007001895969-pat00289
Figure 112007001895969-pat00289

이를 이용하여, 결합된 다운 샘플링 필터[d1], 결합된 필터[PL1-ev]8x42와 [ PL1-odd]8x42가 (식(101) 및 (108)에 보인) [PLo-ev]와 [PLo-odd]의 유도와 유사한 방식으로 유도될 수 있으며, vmv가 우수 값인 경우에 대해 원하는 필드 예측을 생성하기 위해 다음 식에 따라 이용될 수 있고Using this, the combined down sampling filter [d 1 ], the combined filter [PL 1-ev ] 8x42 and [PL 1-odd ] 8x42 (shown in equations (101) and (108)) [PL o-ev ] And [PL o-odd ] can be derived in a similar manner, and can be used according to the following equation to generate the desired field prediction for the case where vmv is an excellent value

Figure 112007001895969-pat00290
Figure 112007001895969-pat00290

그리고 vmv가 기수값인 경우에는 다음식에 따라 이용될 수 있다.And if vmv is a radix value it can be used according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00291
Figure 112007001895969-pat00291

vmvtype = 2vmvtype = 2

각 필드 예측에 대한 다운 샘플링 필터는 다음 식으로 주어지며,The downsampling filter for each field prediction is given by

Figure 112007001895969-pat00292
Figure 112007001895969-pat00292

그리고 다음식에 따라 결합될 수 있다. And it can be combined according to the following equation.                     

Figure 112007001895969-pat00293
Figure 112007001895969-pat00293

vmvtype = 0 에 대한 유도와 같은 방식으로 식(116)의 다운 샘플링 필터를 이용함으로써, 결합된 필터 [PL2-ev]8x42 와 [PL2-odd]8x42가 유도되고, vmv가 우수 값 인 경우에 대해서는 다음 식By using the down sampling filter of equation (116) in the same way as the derivation for vmvtype = 0, the combined filters [PL 2-ev ] 8x42 and [PL 2-odd ] 8x42 are derived and vmv is an even value Regarding the following expression

Figure 112007001895969-pat00294
Figure 112007001895969-pat00294

을 따라 원하는 필드 예측을 생성하는데 이용될 수 있고, 그리고 vmv가 기수 값인 경우에 대해서는 다음 식Can be used to generate the desired field prediction, and for vmv is an odd value,

Figure 112007001895969-pat00295
Figure 112007001895969-pat00295

을 따라 원하는 필드 예측을 생성하는데 이용될 수 있다.Can be used to generate the desired field prediction.

vmvtype = 3vmvtype = 3

각 필드 예측에 대한다운 샘플러는 다음 식으로 주어진다.The down sampler for each field prediction is given by

Figure 112007001895969-pat00296
Figure 112007001895969-pat00296

Figure 112007001895969-pat00297
Figure 112007001895969-pat00297

이들 두 개의 다운 샘플링 필터는 다음 식에 따라 결합될 수 있다.These two down sampling filters can be combined according to the following equation.

Figure 112007001895969-pat00298
Figure 112007001895969-pat00298

vmvtype = 0, 1, 2에 대한 유도와 같은 방식으로 식(121)의 다운 샘플링 필터를 이용함으로써, 결합된 필터 [PL3-ev]8x42 및 [PL3-odd]8x42 가 유도 될 수 있으며, vmv가 우수 값인 경우에 대해서는 다음 식By using the down sampling filter of equation (121) in the same way as the derivation for vmvtype = 0, 1, 2, the combined filters [PL 3-ev ] 8x42 and [PL 3-odd ] 8x42 can be derived, If vmv is an even value,

Figure 112007001895969-pat00299
Figure 112007001895969-pat00299

을 따라 원하는 필드 예측을 생성하는데 이용될 수 있고, 그리고 vmv가 기수 값인 경우에 대해서는 다음 식Can be used to generate the desired field prediction, and for vmv is an odd value,

Figure 112007001895969-pat00300
Figure 112007001895969-pat00300

을 따라 원하는 필드 예측을 생성하는데 이용될 수 있다.Can be used to generate the desired field prediction.

ICC. - 유도된 수직 예측 필터 오퍼레이터의 개요ICC. Overview of derived vertical prediction filter operators

ICC 1. - 필드 화상에 대한 필드 예측ICC 1.-Field prediction for field pictures

식(62), (66), (70) 및 (72)로부터의 다음 오퍼레이터는 필드 화상의 필드예측에 대해 이용되며, 8x25 매트릭스 이다. The next operator from equations (62), (66), (70) and (72) is used for field prediction of the field image and is an 8x25 matrix.

Figure 112000026821317-pat00126
Figure 112000026821317-pat00126

IIC2. - 프레임 화상에 대한 필드 예측IIC2. Field prediction for frame pictures

식 (78), (87) 및 (91)으로부터의 다음 오퍼레이터들이 프레임 화상의 필드 예측에 대해 이용되고, 매크로 블록당 요구되는 두 개의 예측을 갖는 4x21 매트릭스이다. The following operators from equations (78), (87) and (91) are used for field prediction of the frame picture and are a 4x21 matrix with two predictions required per macroblock.

Figure 112000026821317-pat00127
Figure 112000026821317-pat00127

IIC3. - 프레임 화상에 대한 프레임 예측IIC3. -Frame prediction for frame pictures

식(101), (108) 및 유사한 식으로부터의 다음 오퍼레이터들이 프레임 필드 화상의 프레임 예측에 대해 이용되며, 8x42 매트릭스 이다.The following operators from equations (101), (108) and similar equations are used for frame prediction of the frame field picture, which is an 8x42 matrix.

Figure 112000026821317-pat00128
Figure 112000026821317-pat00128

IID. 모션 보상 블록 선도(도5, 모듈104)IID. Motion Compensation Block Diagram (FIG. 5, Module 104)

모션 보상기(104)가 도 10에 보다 상세히 도시되었다. 모션 벡터 번역기(150)가 수신된 완전 해상도 모션 벡터를 전술한 바와 같이 저 해상도 모션 벡터로 번역한다. 이어서, 이 저 해상도 모션 벡터는 메모리(106)에 공급을 위해 기준 화상 메모리 어드레스로 변환된다. 수직적으로, 이 번역 및 변환은 이전 토론에서 기술한 바와 같이 예측 유형(프레임 또는 필드)에 의존한다. 모션 벡터 번역기(150)로 부터의 어드레스에 의해 메모리 (106)로부터 판독된 기준 픽셀들은 수평 예측 필터(152)에 공급된다. 수평 예측 필터링이 수평 예측 필터(152)에서 발생하며, 4 포인트 IDCT 에 대한 최소 드리프트 예측과 관계하여 전술한 바와 동일하다.The motion compensator 104 is shown in more detail in FIG. 10. Motion vector translator 150 translates the received full resolution motion vector into a low resolution motion vector as described above. This low resolution motion vector is then converted to a reference picture memory address for supply to memory 106. Vertically, this translation and transformation depends on the prediction type (frame or field) as described in the previous discussion. Reference pixels read from memory 106 by address from motion vector translator 150 are supplied to horizontal prediction filter 152. Horizontal prediction filtering occurs in horizontal prediction filter 152 and is the same as described above with respect to minimum drift prediction for 4-point IDCT.

수평 예측 필터(154)에 공급된다. 수직 예측 필터링(업 샘플링 및 다운 샘플링)은 전술한 바와같이 예측 유형 및 vmv 값(기수 또는 우수)에 따라 수직 예측 필터(154)에 의해 수행된다. 따라서, 예측 유형 및 vmv 값(기수 또는 우수)에 따라서, 정확한 수직 필터 오퍼레이터 [PL]이 메모리로부터 판독되어 이들이 수평 예측 필터(152)로부터 수신될 때 픽셀의 각 칼럼으로부터 판독된다. 수평 및 수직으로 필터링된 예측은 수직 예측 필터(154)에 의해 가산기(108)(도 5)에 공급되어 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)로부터 인입 잉여 매크로블록에 가산된다. Supplied to the horizontal prediction filter 154. Vertical prediction filtering (upsampling and downsampling) is performed by the vertical prediction filter 154 according to the prediction type and vmv value (odd or even) as described above. Thus, depending on the prediction type and vmv value (odd or even), the correct vertical filter operator [PL] is read from memory and read from each column of pixels when they are received from horizontal prediction filter 152. The horizontally and vertically filtered predictions are fed to the adder 108 (FIG. 5) by the vertical prediction filter 154 and added to the incoming redundant macroblocks from the filtering and down sampling module 102.

도 5의 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)에 의해 수행되는 수직 다운 샘플링방법의 공간 효과가 고려되어야 한다. 도 11은 인터레이싱 화상의 원래의 완전 해상도 픽셀들(도 11의 제 1 칼럼으로 보인바와 같이, 상부 필드에 대해서는 픽셀 A 그리고 하부필드에 대해서는 픽셀 B)과 대응 다운 샘플링된 인터레이싱 화상의 픽셀들(도 11의 제 2 칼럼으로 보인 바와같이 상부 필드에 대해서는 픽셀 "a" 그리고 하부 필드에 대해서는 픽셀 "b") 사이의 유효한 공간 관계를 보여준다. 주목할 사항으로, "a" 픽셀들은 그 밖의 모든 쌍의 A 픽셀들 사이에서 절반이 되며 "b" 픽셀들은 그 밖의 모든 B 픽셀들 사이에서 절반으로 된다. 또한 주목할 사항으로, 원래의 완전 해상도 화상에서, B 픽셀들은 A 픽셀들 사이에서 절반이 된다. 그러나, 결과적인 다운 샘플링 화상에서, "b" 픽셀들은 "a" 픽셀들 사이에서 절반이 되지 않음을 알 수 있다. The spatial effect of the vertical down sampling method performed by the filtering and down sampling module 102 of FIG. 5 should be considered. 11 shows the original full resolution pixels of the interlaced picture (pixel A for the top field and pixel B for the bottom field, as shown in the first column of FIG. 11) and the pixels of the down-sampled interlaced picture. 11 shows the effective spatial relationship between (pixel "a" for the upper field and pixel "b" for the lower field) as shown in the second column of FIG. Note that the "a" pixels are halved between all other pairs of A pixels and the "b" pixels are halved between all other B pixels. Also note that in the original full resolution image, the B pixels are halved between the A pixels. However, in the resulting down sampled image, it can be seen that the "b" pixels are not halved between the "a" pixels.

그러므로, 도 5의 보간기(110)는 "a" 및 "b" 필드들의 수직 위치를 효과적으로 조 정하도록 수직 필터를 포함하여, "b" 픽셀들은 도 12에 보인바와 같이 "a" 픽셀들 사이에서 중간에 놓이게 된다. 한 예의 수직 필터는 "a" 픽셀들을 1/8 샘플 위치로 시프트 업하고 그리고 "b" 필드를 1/8 샘플 위치로 시프트 다운하는 간단한 선형 보간기로 구성된다. 이 선형 보간기들보다 더 복잡한 필터들이 또한 사용될 수 있다. Therefore, the interpolator 110 of FIG. 5 includes a vertical filter to effectively adjust the vertical position of the "a" and "b" fields so that the "b" pixels are between the "a" pixels as shown in FIG. In the middle. An example vertical filter consists of a simple linear interpolator that shifts up the "a" pixels to a 1/8 sample position and shifts down the "b" field to a 1/8 sample position. More complex filters than these linear interpolators can also be used.

또한, 필드들 각각에 대한 상기 1/8 샘플 시프트를 달성하도록 도 5의 필터링 및 다운 샘플링 모듈(102)을 변경함으로써, 도 5의 보간기에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 이 경우에, 식 (1)의 f8에 대한 대체로서 두 개의 서로 다른 필터들이 필요로 될 수 있는데, 하나는 A 또는 상부 필드에 해당하고, 또 하나는 B 또는 하부 필드에 해당한다. 다음 식으로 주어지는 A 필드 필터에 대한 다운샘플링 필터는 식(1) 의 그것과 유사한 방식으로 유도되지만은 1/8 샘플 시프트를 포함할 수 있다. Also, by changing the filtering and down sampling module 102 of FIG. 5 to achieve the 1/8 sample shift for each of the fields, the need for the interpolator of FIG. 5 can be eliminated. In this case, two different filters may be needed as a replacement for f 8 in equation (1), one for A or the upper field, and one for B or the lower field. The downsampling filter for the A field filter, given by the following equation, is derived in a manner similar to that of equation (1), but may include 1/8 sample shift.

Figure 112000026821317-pat00129
Figure 112000026821317-pat00129

마찬가지로, 다음식으로 주어지는 B 필드에 대한 다운샘플링 필터는 반대 방향으로 1/8 샘플 시프트를 포함한다.Likewise, the downsampling filter for the B field given by the following equation includes 1/8 sample shift in the opposite direction.

Figure 112000026821317-pat00130
Figure 112000026821317-pat00130

각각의 매칭 예측 필터들이 전술한 바와 정확한 방식으로 필드들 각각에 대해 유도되어야 한다. Each matching prediction filter must be derived for each of the fields in the exact manner as described above.

IIE. - 1/2 픽셀 해상도 모션 벡터들의 경우에 대한 드리프트 감소IIE. Drift reduction for the case of 1/2 pixel resolution motion vectors

전술한 바와같이, MPEG-2 엔코딩 비디오에 대한 모션 벡터는 1/2 픽셀 해상도를 갖는다. 이 1/2 픽셀 해상도는 수직 또는 수평 모션 벡터가 기수값으로되는 경우, 도 5의 다운 변환 디코더(100)의 경우에서와 같이 완전 해상도 기준 또는 업 샘플링된 감소된 해상도 기준으로부터 예측을 형성할 때 1/2 보간이 요구된다. MPEG-2 표준은 기수값 수평 모션 벡터 또는 우수값 수직 모션 벡터의 경우에 대한 1/2 픽셀 보간이 다음식에 따라 계산되어야 함을 명시하고 있다. As mentioned above, the motion vectors for MPEG-2 encoded video have a 1/2 pixel resolution. This half-pixel resolution is used when forming a prediction from a full resolution criterion or an upsampled reduced resolution criterion, as in the case of the down conversion decoder 100 of FIG. 1/2 interpolation is required. The MPEG-2 standard specifies that half-pixel interpolation for the odd-valued horizontal motion vector or even-valued vertical motion vector should be calculated according to the following equation.

Figure 112000026821317-pat00131
Figure 112000026821317-pat00131

여기서, x 및 y는 완전 해상도 기준 픽셀의 l값을 나타내는 정수(8비트가 되는 것으로 가정됨)이다. Here, x and y are integers (assumed to be 8 bits) indicating the l value of the full resolution reference pixel.

이 식은 계산된 보간 픽셀의 최하의 비트(LSB)를 처리하는 방법을 보여주고 있다. 만일 x + y = S 이고, S가 우수이면, S/2 = I.5가 되며, 여기서 I는 정수이고 식(126)은 효과적으로 I+1로 사사오입(round up)을 행하게 될 것이다. 이와 같은 1.5에서 I + 1로의 증대는 1/2 LSB의 증대와 균등하다. 평균에서, 시간 S의 절반이 우수이고, 시간 S의 절반이 기수인 경우, 식 (126)은 계산된 보간 예측 픽셀에서 1/4 LSB의 평균 증대를 요구한다. (도 10의 수직 예측 필터(154)에 의해 실행되는 식(66)의 단일 단계의 매트릭스 오퍼레이터 처럼) S/2의 계산을 다른 필터링 동작과 선형적으로 결합하고 그리고 나서 그 결과를 사사오입하는 디코더는 최종 사사오입 때까지 S(S 값은 원하는 값 I + 1 대신에 시간의 50%인 I.5 이다)의 우수리 부분을 효과적으로 보유할 것이다. 그러므로, 그러한 디코더는 다음 I 프레임때까 지 보다 어두운 화상쪽으로 DC 예측 드리프트를 나타낼 것이다. This equation shows how to handle the least significant bit (LSB) of the computed interpolation pixel. If x + y = S and S is good, then S / 2 = I.5, where I is an integer and Eq. (126) will effectively round up to I + 1. This increase from 1.5 to I + 1 is equivalent to the increase in 1/2 LSB. In the mean, if half of time S is excellent and half of time S is odd, equation (126) requires an average increase of 1/4 LSB in the calculated interpolation prediction pixel. A decoder that linearly combines the calculation of S / 2 with other filtering operations and then rounds the result (like the single-step matrix operator of equation (66) executed by vertical prediction filter 154 in FIG. 10). Will effectively hold the fractional part of S (S value is I.5, 50% of the time instead of the desired value I + 1) until the final round off. Therefore, such a decoder will show a DC prediction drift towards the darker picture until the next I frame.

그러므로, 모션 벡터가 우수 기수값일 때 식(65)의 요건들처럼 동작을 위한 식(126)의 요건들을 보다 면밀하게 충족시키도록 하기 위해서는 , 도 10의 수직 예측 필터(154)로부터의 예측 출력은 .25(1/4 LSB와 균등함)를 그의 출력에 가산하고 이어서 그 예측 결과를 도 5의 가산기(108)에 제공되기전에 8비트 정수로 사사오입함으로써 변경되어야만 한다.Therefore, in order to more closely meet the requirements of equation 126 for operation as the requirements of equation 65 when the motion vector is an even radix value, the prediction output from vertical prediction filter 154 of FIG. It must be changed by adding .25 (equivalent to 1/4 LSB) to its output and then rounding the prediction result to an 8-bit integer before being provided to the adder 108 of FIG.

IIE2. - 양 방향에서의 1/2 픽셀 보간IIE2. 1/2 pixel interpolation in both directions

수평 및 수직 모션 벡터가 모두 기수값일 때, 그 표준은 다음식으로 주어지는 4 방식 보간을 명시한다. When both horizontal and vertical motion vectors are odd values, the standard specifies four-way interpolation given by

Figure 112000026821317-pat00132
Figure 112000026821317-pat00132

식 (127)은 계산된 보간 픽셀의 LSB를 처리하는 방법을 나타낸다. 만일 a + b + c + d = S 이고 S 가 4로 고르게 분배가능한 경우(경우 1), 상기 동작은 정확히 S/4와 균등하다. 다른 방법으로, 다른 3개의 고려할 경우가 존재한다(%는 모듈로 동작을 표시한다). 경우 2의 경우에, (S/4) %4 =1이고 따라서 S/4 = I.25이다. 식(127)은 S/4를 0.25(-1/4 LSB)만큼 감소시킨다. 경우 3에서, (s/4)%4 =2 이고, 따라서 S/4는 I.5이다. 식(127)은 S/4를 0.5(+1/2 LSB)만큼 증대시킨다. 경우 4에서, (S/4)%4 = 3이고, 따라서 S/4는 I.75이다. 식(127)은 S/4를 0.25(+1/4 LSB)만큼 증대시킨다. Equation (127) represents a method of processing the LSB of the calculated interpolation pixel. If a + b + c + d = S and S is evenly distributed by 4 (case 1), the operation is exactly equal to S / 4. Alternatively, there are three other considerations (% indicates modulo operation). In the case of case 2, (S / 4)% 4 = 1 and therefore S / 4 = I.25. Equation (127) reduces S / 4 by 0.25 (-1/4 LSB). In case 3, (s / 4)% 4 = 2, so S / 4 is I.5. Equation (127) increases S / 4 by 0.5 (+1/2 LSB). In Case 4, (S / 4)% 4 = 3, so S / 4 is I.75. Equation (127) increases S / 4 by 0.25 (+1/4 LSB).

모든 4개의 경우가 동등하게 가능한 것으로 가정하면, 평균에서 식 (127)은 계산된 보간 예측 픽셀에서 (0 - 0.25 + 0.5 + 0.25)의 증대를 요구한다. 그러므로, 수평 및 수직 기수값의 모션 벡터의 경우에 대해, 도 10의 예측 출력은 .125(1/8 LSB와 균등함)를 수직 예측 필터(154)에 가산하고 그리고 나서 그 예측 결과를 도 5의 가산기(108)에 제공되기전 8비트의 정수로 사사오입함으로써 변경되어야만 한다. Assuming all four cases are equally possible, equation (127) in the average requires an increase of (0-0.25 + 0.5 + 0.25) in the calculated interpolation prediction pixel. Therefore, for the case of motion vectors of horizontal and vertical radix values, the prediction output of FIG. 10 adds .125 (equivalent to 1/8 LSB) to the vertical prediction filter 154 and then adds the prediction result to FIG. 5. Must be changed by rounding to an integer of 8 bits before being provided to the adder 108 of.

III. - 다른 다운 샘플링비로의 확장III. Expansion to other down sampling rates

주지할 사항으로, 전술한 섹션에서, 수평 및 수직 다운 샘플링 모두는 2의 인자로 수행되어야 한다. 그러나, 상기 방법은 그렇게 제한적이지 않아, 수월한 방식으로 다른 다운 샘플링 비로 확장될 수 있다. 예컨대, 3 포인트 IDCT의 활용을 통한 수평 다운 샘플링의 결과, 8/3 인자로 수평 다운 샘플링이 이루어지는바, 이는 본 기술분야에 공지되어 있다. 본 명세서에서 기술한 신규한 수직 다운 샘플링 방법은 예컨대 8/5 인자로의 다운 샘플링에까지 확장될 수 있다. 식 (1)의 필터와 유사한 수직 필터 f 가 이용될 수도 있다(이 필터는 아마도, 보다 높은 주파수들에서 다소 적은 감쇄를 갖는다). 다운 샘플링 처리는 5 필터에 의해 업 샘플로 분해(decompose)되며, 그 다음 8로 다운 샘플링된다. 최소 드리프트 예측 필터는 전술한 바와같이 다운 샘플링 필터 f 로부터 유도될 수 있다. Note that in the foregoing section, both horizontal and vertical down sampling should be performed with a factor of two. However, the method is not so limited, it can be extended to other down sampling ratios in an easy way. For example, as a result of horizontal downsampling through the use of three point IDCT, horizontal downsampling is performed with an 8/3 factor, which is known in the art. The novel vertical down sampling method described herein can be extended to down sampling, for example with an 8/5 factor. A vertical filter f, similar to the filter of equation (1), may be used (this filter probably has somewhat less attenuation at higher frequencies). The down sampling process is decomposed by up to five filters into up samples and then down sampled to eight. The minimum drift prediction filter may be derived from the down sampling filter f as described above.

상기에서 본 발명의 일부 변형들에 대해 설명했다. 본 발명의 기술분야의 실무자이면 다른 변형들을 꾀할 수 있을 것이다. 예컨대, 상기 설명에 따르면, 다운 변환시 수직 IDCT를 수행하는데 14개의 로우가 이용된다. 그러나, 그 대신에 어느 수의 로우도 이용될 수 있다. Some variations of the invention have been described above. Those skilled in the art will be able to make other modifications. For example, according to the above description, 14 rows are used to perform vertical IDCT during down conversion. However, any number of rows can be used instead.                     

따라서, 본 발명의 상세한 설명은 단지 예시를 위한 것이며, 당업자에게 본 발명의 수행하는 최상의 모드를 제시하고자 하는 목적으로 이루어 졌다. 본 발명은 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 다양한 변형이 가능하며, 첨부한 특허청구의 범위내에서 모든 변형에 대해 배타적 권리를 갖는다.Accordingly, the detailed description of the invention has been made by way of example only, and is intended to present to those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The invention is susceptible to many different modifications without departing from the spirit of the invention and has the exclusive right to all modifications within the scope of the appended claims.

Claims (28)

수신 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록들을 재구성된 픽셀 필드 블록으로 다운 변환하는 방법으로써, 상기 수신 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록들 각각은 N×M 값을 포함하며, 상기 방법은 A method of down converting receive frame and field DCT coding blocks into a reconstructed pixel field block, each of the receive frame and field DCT coding blocks comprises an N × M value, a) 상기 수신 프레임 DCT 코딩 블록들을 변환 필드 DCT 코딩 블록들로 변환하는 단계와;a) converting the received frame DCT coding blocks into transform field DCT coding blocks; b) 잉여 및 픽셀 필드 블록들을 생성하기 위해, 상기 수신 필드 DCT 코딩 블록들과 상기 변환 필드 DCT 코딩 블록들에 대해 수평 M 포인트 IDCT, 수직 N 포인트 IDCT, 수직 공간 필터링 및 다운 샘플링을 수행하는 단계와, 상기 수직공간 필터링 및 다운 샘플링은 적어도 N개 이상의 포인트를 포함하고, 상기 N은 N>M이고;b) performing horizontal M point IDCT, vertical N point IDCT, vertical spatial filtering and down sampling on the receive field DCT coding blocks and the transform field DCT coding blocks to produce redundant and pixel field blocks; The vertical spatial filtering and downsampling comprises at least N or more points, where N is N> M; c) 재구성된 픽셀 필드 블록들을 형성하기 위해, 예측 기준 픽셀들을 상기 잉여 필드 블록들에 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.c) adding prediction reference pixels to the redundant field blocks to form reconstructed pixel field blocks. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 b)의 다운 샘플링은 저역통과 시메트릭 FIR 필터에 근거하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.The down sampling of step b) is based on a lowpass symmetric FIR filter. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 단계 a)는 상기 수신 프레임 DCT 코딩 블록들을 대응 변환 필드 DCT 코딩 블록으로 변환하기 위해, 언셔플링 오퍼레이터를 상기 수신 프레임 DCT 코딩블록에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.And said step a) comprises applying an unshuffling operator to said receive frame DCT coding block to convert said receive frame DCT coding blocks into a corresponding transform field DCT coding block. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 언셔플링 오퍼레이터는 상기 수신 프레임 DCT 코딩 블록과 필드 DCT 코딩 블록을 변환 필드 DCT 코딩 블록으로 변환하도록 배열되는 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.And said unshuffling operator comprises an element arranged to transform said received frame DCT coding block and field DCT coding block into a transform field DCT coding block. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 언셔플링 오퍼레이터는 상기 수신된 프레임 DCT 코드 블록들과 상기 필드 DCT 코드 블록들의 믹서를 변환된 필드 DCT 코드 블록들로 변환할 수 있도록 배열되는 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.And the unshuffling operator comprises an element arranged to convert the received frame DCT code blocks and the mixer of field DCT code blocks into transformed field DCT code blocks. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 b)는 오퍼레이터 [Qdit]를 수신 필드 DCT 코딩 블록에 인가하는 단계를 포함하며, 상기 [Qdit]는 다음 식으로 주어지고,Step b) includes applying an operator [Q dit ] to the receive field DCT coding block, where [Q dit ] is given by
Figure 112000026821317-pat00133
Figure 112000026821317-pat00133
여기서, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이고,Where [d] is typically a down sampling filter having the following structure,
Figure 112000026821317-pat00134
Figure 112000026821317-pat00134
여기서, [f]는 저역 통과 시메트릭 FIR 필터이고, 여기서 [IT]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 수직 IDCT 오퍼레이터이고,Where [f] is a low pass symmetric FIR filter, where [IT] is typically a vertical IDCT operator with
Figure 112000026821317-pat00135
Figure 112000026821317-pat00135
여기서, [FT]는 N 포인트 DCT 기반 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Here, [FT] is a down conversion method comprising an N point DCT based vector.
제 6항에 있어서, The method of claim 6, 다음의 오퍼레이터를 청구항 6항에 청구에 기재한 바와 같은 동작의 결과치에 인가하는 후 처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법. And a post-processing step of applying the following operator to the result of the operation as described in claim 6.
Figure 112000026821317-pat00136
Figure 112000026821317-pat00136
제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 단계 a) 및 b)는 오퍼레이터 [QL]을 프레임 DCT 코딩 블록을 포함하는 수신 매크로 블록에 인가하는 단계를 포함하고, 여기서 [QL]은 다음식으로 주어지며,Steps a) and b) include applying an operator [Q L ] to a receive macro block containing a frame DCT coding block, where [Q L ] is given by
Figure 112000026821317-pat00137
Figure 112000026821317-pat00137
여기서, [US]는 일반적으로 다음 구조를 갖고Where [US] generally has the structure
Figure 112000026821317-pat00138
Figure 112000026821317-pat00138
여기서, [IT]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 수직 IDCT 오퍼레이터이며,Where [IT] is typically a vertical IDCT operator having the structure
Figure 112000026821317-pat00139
Figure 112000026821317-pat00139
여기서, [FT]는 N 포인트 DCT 기반 벡터를 포함하고, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이며,Here, [FT] includes an N point DCT based vector, [d] is a down sampling filter having the following structure in general,
Figure 112000026821317-pat00140
Figure 112000026821317-pat00140
여기서 [f]는 저역통과 시메트릭 FIR 필터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] is a lowpass symmetric FIR filter.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 a) 및 b)는 오퍼레이터 [QL]를 혼합된 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록을 포함하는 수신 매크로 블록에 인가하는 단계를 포함하고, 여기서, 오퍼레이터 [QL]는 다음 식으로 주어지고,Steps a) and b) include applying an operator [Q L ] to a receiving macro block comprising a mixed frame and field DCT coding block, where operator [Q L ] is given by
Figure 112000026821317-pat00141
Figure 112000026821317-pat00141
여기서, [OP]는 단지 프레임 DCT 코딩 블록만을 갖는 화상에 대해 단지 [US][IT]만 을 포함하는 매트릭스이고, 여기서 [OP]는 프레임과 필드 DCT 코딩 블록 모두를 갖는 화상에 대해 [IT] 및 [US][IT]를 포함하는 매트릭스이며, 여기서, [US]는 일반적으로 다음 구조를 갖고,Here, [OP] is a matrix containing only [US] [IT] for a picture with only a frame DCT coding block, where [OP] is [IT] for a picture with both a frame and a field DCT coding block. And [US] [IT], wherein [US] generally has the structure
Figure 112000026821317-pat00142
Figure 112000026821317-pat00142
여기서, [IT]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 수직 IDCT 필터이며,Where [IT] is typically a vertical IDCT filter with the structure
Figure 112000026821317-pat00143
Figure 112000026821317-pat00143
여기서, [FT]는 N 포인트 DCT 기반 벡터를 포함하고, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이며,Here, [FT] includes an N point DCT based vector, [d] is a down sampling filter having the following structure in general,
Figure 112000026821317-pat00144
Figure 112000026821317-pat00144
여기서, [f]는 저역 통과 시메트릭 FIR 필터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] is a low pass symmetric FIR filter.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록은 관련 모션 벡터를 가지며, 상기 단계 c)는 The frame and field DCT coding block has an associated motion vector, and step c) c1) 상기 모션 벡터를 이용하여 예측 기준 픽셀을 선택하는 단계와; 그리고c1) selecting a prediction reference pixel using the motion vector; And c2) 재 구성된 필드 블록을 형성하도록, 상기 선택된 예측 기준 픽셀을 잉여 필드 블록에 적절히 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.c2) appropriately adding the selected prediction reference pixel to the redundant field block to form a reconstructed field block. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록은 관련 완전 해상도 수직 및 수평 모션 벡터를 가지며, 상기 단계 c가The frame and field DCT coding block has associated full resolution vertical and horizontal motion vectors, and step c c1) 완전 해상도 모션 벡터에 근거하여 예측 기준 픽셀을 선택하는 단계와;c 1 ) selecting a prediction reference pixel based on the full resolution motion vector; c2) 상기 예측 기준 픽셀을 업 샘플링하는 단계와;c 2 ) upsampling the prediction reference pixel; c3) 상기 업 샘플링된 예측 기준 픽셀을 다운 샘플링하는 단계와; 그리고c 3 ) down sampling the upsampled prediction reference pixel; And c4) 재구성된 필드 블록을 형성하기 위해, 상기 업 샘플링 및 다운 샘플링된 예측 기준 픽셀을 잉여 필드 블록에 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.c 4 ) adding the up-sampled and down-sampled prediction reference pixels to a redundant field block to form a reconstructed field block. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 필드 화상에 대한 필드 예측에 대해, 상기 단계 c2)와 c3)는 다음 오퍼레이터를 예측 기준 픽셀에 인가하는 단계를 포함하고,For field prediction on a field picture, steps c2) and c3) include applying a next operator to a prediction reference pixel,
Figure 112000026821317-pat00145
Figure 112000026821317-pat00145
여기서, [d0]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이고, Where [d 0 ] is typically a down sampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00146
Figure 112000026821317-pat00146
여기서, [u]는 다음 구조를 갖는 업 샘플링 필터이며,[U] is an upsampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00147
Figure 112000026821317-pat00147
여기서, [g1] 및 [g2]는 다음식으로부터 유도되고,Wherein [g 1 ] and [g 2 ] are derived from the equation
Figure 112000026821317-pat00148
Figure 112000026821317-pat00148
여기서, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이고,Where [d] is typically a down sampling filter having the following structure,
Figure 112000026821317-pat00149
Figure 112000026821317-pat00149
여기서, [f] = f(-n+1)....f(n)= 저역 통과 시메트릭 FIR 필터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] = f (-n + 1) ... f (n) = low-pass symmetric FIR filter.
제11항에 있어서,The method of claim 11, 필드화상에 대한 필드예측에 관하여, 단계 c2) 및 c3)는 다음 오퍼레이터를 예측 기준 픽셀에 인가하는 단계를 포함하고,Regarding field prediction for the field image, steps c 2 ) and c 3 ) include applying the next operator to the prediction reference pixel,
Figure 112000026821317-pat00150
Figure 112000026821317-pat00150
여기서, [d0]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이고,Where [d 0 ] is typically a down sampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00151
Figure 112000026821317-pat00151
여기서, [u]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 업 샘플링 필터이며,Where [u] is typically an upsampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00152
Figure 112000026821317-pat00152
여기서, [g1]과 [g2]는 다음 식에 의하여 구해지고,Here, [g1] and [g2] are calculated | required by the following formula,
Figure 112000026821317-pat00153
Figure 112000026821317-pat00153
여기서, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다음 샘플링 필터이고,Where [d] is typically the next sampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00154
Figure 112000026821317-pat00154
여기서, [f] = f(-n+1) … F(n) = 저역 통과 시메트릭 FIR 필터이고, [LI]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 선형 보간기인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] = f (−n + 1)... F (n) = low pass symmetric FIR filter, where [LI] is a linear interpolator which generally has the following structure.
Figure 112000026821317-pat00155
Figure 112000026821317-pat00155
제 11항에 있어서, The method of claim 11, 프레임 화상에 대한 필드 예측에 관하여, 단계 c2) 및 c3는 다음 오퍼레이터를 예측기준 픽셀에 인가하는 단계를 포함하고,Regarding field prediction for the frame picture, steps c2) and c3 include applying the next operator to the predictive reference pixel, [d0][u][d 0 ] [u] 여기서, [d0]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이고,Where [d 0 ] is typically a down sampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00156
Figure 112000026821317-pat00156
여기서, [u]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 업샘플링 필터이고,Where [u] is typically an upsampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00157
Figure 112000026821317-pat00157
여기서, [d]는 일반적 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이고,Where [d] is a down sampling filter having the general structure
Figure 112000026821317-pat00158
Figure 112000026821317-pat00158
여기서, [f]=f(-n+1)…f(n) = 저역 통과 시메트릭 FIR 필터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] = f (−n + 1 )... f (n) = downpass metric FIR filter.
제 11항에 있어서, The method of claim 11, 프레임 화상에 대한 프레임 예측에 관하여, 상기 단계 c2) 및 c3)는 다음 오퍼레이터를 예측 기준 픽셀에 인가하는 단계를 포함하고,Regarding frame prediction for a frame picture, the steps c2) and c3) include applying a next operator to a prediction reference pixel,
Figure 112000026821317-pat00159
Figure 112000026821317-pat00159
여기서, [d0]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이며,Where [d 0 ] is typically a down sampling filter with
Figure 112000026821317-pat00160
Figure 112000026821317-pat00160
여기서, do1과 do2는 다음식으로 주어지고,Where do 1 and do 2 are given by
Figure 112000026821317-pat00161
Figure 112000026821317-pat00161
여기서, [u]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 업샘플링 필터이고,Where [u] is typically an upsampling filter having the structure
Figure 112000026821317-pat00162
Figure 112000026821317-pat00162
여기서, [gx1] 및 [gx2]는 다음 식으로 부터 유도되고,Wherein [gx 1 ] and [gx 2 ] are derived from the equation
Figure 112000026821317-pat00163
Figure 112000026821317-pat00163
여기서, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이며, Where [d] is a downsampling filter generally having the following structure,
Figure 112000026821317-pat00164
Figure 112000026821317-pat00164
여기서, [f] = f(-n+1)…f(n)=저역 통과 시메트릭 FIR 필터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] = f (−n + 1)... f (n) = downpass metric FIR filter.
수신된 제 1 DCT 계수 블록을 재구성된 필드 픽셀 블록으로 디코딩하는 방법으로써, A method of decoding a received first DCT coefficient block into a reconstructed field pixel block, the method comprising: a) 중간 잉여 또는 필셀값들을 생성하기 위해, 수직 오퍼레이터 및 수평 오퍼레이 터를 제 1 DCT 계수 블록에 인가하는 단계와, 여기서 상기 수직 오퍼레이터는 상기 제 1 DCT 계수 블록과 제 2 및 제 3 DCT 계수 블록의 계수들에 동시에 인가되고, 상기 제 2 DCT 계수 블록은 상기 제 1 DCT 계수 블록 위에 있고, 상기 제 3 DCT 계수 블록은 상기 제 1 DCT 계수 블록 아래에 있고, 상기 수평 오퍼레이터는 상기 제 1 DCT 계수 블록과 그리고 비동시적으로 상기 제 2 및 제 3 DCT 계수 블록에 인가되며; 그리고a) applying a vertical operator and a horizontal operator to a first DCT coefficient block to generate intermediate surplus or pixel values, wherein the vertical operator comprises the first DCT coefficient block and the second and third DCT coefficients; Applied simultaneously to the coefficients of the block, the second DCT coefficient block is above the first DCT coefficient block, the third DCT coefficient block is below the first DCT coefficient block, and the horizontal operator is the first DCT Applied to the second and third DCT coefficient blocks and asynchronously with a coefficient block; And b) 재구성된 픽셀들을 형성하기 위해, 예측 기준 픽셀들을 상기 중간 잉여값에 적절히 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.b) appropriately adding prediction reference pixels to the intermediate surplus value to form reconstructed pixels. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 단계 a)는 중간 픽셀값을 생성하기 위해, 수직 다운 샘플링 필터 오퍼레이터를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 다운 변환방법.And said step a) further comprises applying a vertical down sampling filter operator to produce an intermediate pixel value. 제 17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 수직 오퍼레이터 및 수직 다운 샘플링 필터 오퍼레이터가 단일 오퍼레이터로서 결합되는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.The vertical operator and the vertical down sampling filter operator are combined as a single operator. 제 18항에 있어서,The method of claim 18, 제1, 제2 및 제 3 코딩 DCT 계수 블록은 필드 DCT 코딩 블록이며, 여기서 단계 a)는 오퍼레이터 [Qdit]를 수신 필드 DCT 코딩 블록에 인가하는 단계를 포함하고, 여기 서, 오퍼레이터 [Qdit] 다음 식으로 주어지며,The first, second and third coded DCT coefficient blocks are field DCT coding blocks, wherein step a) includes applying an operator [Q dit ] to the receive field DCT coding block, where the operator [Q dit Is given by [Qdit] = [d] [IT][Qdit] = [d] [IT] 여기서, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이며,Where [d] is a downsampling filter generally having the following structure,
Figure 112000026821317-pat00165
Figure 112000026821317-pat00165
여기서, [f]는 저역 통과 시메트릭 FIR 필터이고 [IT]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 수직 IDCT 필터이며,Where [f] is a low pass symmetric FIR filter and [IT] is typically a vertical IDCT filter with
Figure 112000026821317-pat00166
Figure 112000026821317-pat00166
여기서, [FT]는 N 포인트 DCT 기반 벡터를 포함하고, [T]는 M 포인트 DCT 기반 벡터를 포함하는 수평 오퍼레이터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.[FT] is a horizontal operator including an N point DCT based vector and [T] being a horizontal operator including an M point DCT based vector.
프레임 DCT 코딩 블록을 갖는 수신된 제 1 DCT 계수 매크로 블록을 재 구성된 필드 픽셀 블록들로 디코딩하는 방법으로써,A method of decoding a received first DCT coefficient macro block having a frame DCT coding block into reconstructed field pixel blocks, the method comprising: a) 중간 잉여 또는 픽셀값들을 생성하기 위해, 수직 오퍼레이터 및 수평 오퍼레이터를 제 1 DCT 계수 매크로 블록에 인가하는 단계와, 여기서 상기 수직 오퍼레이터는 상기 제 1 DCT 계수 매크로 블록과 제 2 및 제 3 DCT 계수 매크로 블록의 계수들에 동시에 인가되고, 상기 제 2 DCT 계수 매크로 블록은 상기 제 1 DCT 계수 매크로 블록 위에 있고, 상기 제 3 DCT 계수 매크로 블록은 상기 제 1 DCT 계수 매크로 블록 아래에 있고, 상기 수평 오퍼레이터는 상기 제 1 DCT 계수 매크로 블록과 그리고 비동시적으로 상기 제 2 및 제 3 DCT 계수 매크로 블록에 인가되며; 그리고a) applying a vertical operator and a horizontal operator to a first DCT coefficient macro block to generate intermediate surplus or pixel values, wherein the vertical operator is configured to perform the first DCT coefficient macro block and the second and third DCT coefficients; Applied simultaneously to the coefficients of the macro block, the second DCT coefficient macro block is above the first DCT coefficient macro block, the third DCT coefficient macro block is below the first DCT coefficient macro block, and the horizontal operator Is applied to the second and third DCT coefficient macro blocks asynchronously with the first DCT coefficient macro block; And b) 재 구성된 픽셀들을 형성하기 위해, 예측 기준 픽셀들을 상기 중간 잉여값에 적절히 가산하는 단계를 포함한느 것을 특징으로 하느 다운 변환방법.b) appropriately adding predictive reference pixels to the intermediate surplus value to form reconstructed pixels. 제 20항에,The method of claim 20, 상기 단계 a)는 제 1 DCT 계수 매크로 블록의 프레임 DCT 코딩 블록과 제 2 및 제 3 DCT 계수 매크로 블록의 프레임 DCT 코딩 블록을 필드 DCT 코딩 블록 변환하기 위해, 언셔플링 오퍼레이터를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Step a) further includes applying an unshuffling operator to transform the field DCT coding block of the frame DCT coding block of the first DCT coefficient macro block and the frame DCT coding block of the second and third DCT coefficient macro blocks. Down conversion method comprising a. 제21항에 있어서,The method of claim 21, 상기 단계 a)가 중간 잉여 또는 픽셀 값을 생성하기 위해, 수직 다운 샘플링 필터를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.And said step a) further comprises applying a vertical down sampling filter to generate intermediate surplus or pixel values. 제 21항에 있어서,The method of claim 21, 상기 언셔플링 오퍼레이터는 복수의 요소를 가지며, 상기 언셔플링 오퍼레이터의 거의 모든 요소들이 제 1 DCT 계수 매크로 블록의 프레임 코딩 블록과 제 2 및 제 3 DCT 계수 매크로 블록의 프레임 DCT 코딩 블록을 대응 필드 DCT 코딩 블록으로 변환하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.The unshuffling operator has a plurality of elements, and almost all of the elements of the unshuffling operator correspond to the frame coding block of the first DCT coefficient macro block and the frame DCT coding block of the second and third DCT coefficient macro blocks. Down conversion method which is arranged to convert to a DCT coding block. 제 20항에 있어서,The method of claim 20, 제 1, 제 2 및 제 3 DCT 계수 매크로 블록은 프레임 DCT 코딩 블록과 필드 코딩 블록의 혼합 블록으로 구성되며, 여기서 단계 a)는 언셔플링 오퍼레이터를 인가하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 언셔플링 오퍼레이터는 복수의 요소를 가지며, 언셔플링 오퍼레이터의 거의 모든 요소들이 프레임 DCT 코딩 블록과 필드 DCT 코딩 블록의 혼합 블록을 대응 필드 DCT 코딩 블록으로 변환하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.The first, second and third DCT coefficient macro blocks are comprised of a mixed block of frame DCT coding blocks and field coding blocks, wherein step a) further comprises applying an unshuffling operator, where: And the ring operator has a plurality of elements, wherein almost all elements of the unshuffling operator are arranged to transform a mixed block of the frame DCT coding block and the field DCT coding block into a corresponding field DCT coding block. 제 20항에 있어서,The method of claim 20, 제1, 제 2 및 제 3 매크로 블록은 프레임 DCT 코딩 블록을 포함하고, 여기서 단계 a)는 오퍼레이터 [QL]를 제 1, 제 2 및 제 3 매크로 블록에 인가하는 단계를 포함하며, 여기서, 오퍼레이터 [QL]은 다음식으로 주어지고,The first, second and third macroblocks comprise a frame DCT coding block, wherein step a) comprises applying an operator [Q L ] to the first, second and third macroblocks, wherein The operator [Q L ] is given by [QL] = [US] [IT] [d][Q L ] = [US] [IT] [d] 여기서, [US]는 일반적으로 다음 구조를 가지며,Where [US] generally has the following structure,
Figure 112000026821317-pat00167
Figure 112000026821317-pat00167
여기서, [IT]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 수직 오퍼레이터이고,Here, [IT] is generally a vertical operator having the structure
Figure 112000026821317-pat00168
Figure 112000026821317-pat00168
여기서, [FT]는 N 포인트 DCT 기반 벡터를 포함하고, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플형 필터이며,Where [FT] is an N point DCT based vector, [d] is a down sampled filter with
Figure 112000026821317-pat00169
Figure 112000026821317-pat00169
여기서, [f]는 저역 통과 시메트릭 FIR 필터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] is a low pass symmetric FIR filter.
제 20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 단계 a)는 오퍼레이터 [QL]를 제 1, 제 2 및 제 3 매크로블록에 인가하는 단계를 포함하고,Said step a) comprises applying an operator [Q L ] to the first, second and third macroblocks, [QL] = [OP][d][Q L ] = [OP] [d] 여기서, [OP]는 단지 프레임 DCT 코딩 블록만을 갖는 화상에 대해 단지 [US][IT]만을 포함하는 매트릭스이고, 여기서 [OP]는 프레임 및 필드 DCT 코딩 블록 모두를 갖는 화상에 대해 [IT] 및 [US] [IT]를 포함하는 매트릭스이며, 여기서[US]는 일반적으로 다음 구조를 가지며,Here, [OP] is a matrix including only [US] [IT] for a picture having only a frame DCT coding block, where [OP] is a [IT] and for a picture having both a frame and a field DCT coding block. [US] A matrix containing [IT], where [US] generally has the following structure:
Figure 112000026821317-pat00170
Figure 112000026821317-pat00170
여기서, [IT]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 수직 IDCT 필터이며,Where [IT] is typically a vertical IDCT filter with the structure
Figure 112000026821317-pat00171
Figure 112000026821317-pat00171
여기서, [FT]는 N포인트 DCT 기반 벡터를 포함하고, [d]는 일반적으로 다음 구조를 갖는 다운 샘플링 필터이며,Here, [FT] includes an N point DCT based vector, [d] is a down sampling filter having the following structure in general,
Figure 112000026821317-pat00172
Figure 112000026821317-pat00172
여기서, [f]는 저역 통과 시메트릭 FIR 필터인 것을 특징으로 하는 다운 변환방법.Where [f] is a low pass symmetric FIR filter.
타겟 DCT 계수 매크로 블록으로부터 픽셀들을 재구성하도록 배열된 장치로써, An apparatus arranged to reconstruct pixels from a target DCT coefficient macro block, the apparatus comprising: 타겟 DCT 계수 매크로 블록 및 인접 DCT계수 매크로 블록에 동시에 인가되도록 충분한 사이즈를 갖는 수직 오퍼레이터와;A vertical operator having a size sufficient to be simultaneously applied to the target DCT coefficient macro block and the adjacent DCT coefficient macro block; 수직 IDCT 필터와 연계하여 중간 픽셀값들을 생성하기 위해, 상기 타겟 DCT 계수 매크로 블록을 수평으로 필터링하도록 배열된 수평 오퍼레이터와; 그리고A horizontal operator arranged to horizontally filter the target DCT coefficient macro block to produce intermediate pixel values in association with a vertical IDCT filter; And 재구성된 픽셀들을 형성하기위해, 예측 기준 픽셀값들을 중간 픽셀 값들에 가산하도록 배열된 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환장치.And an adder arranged to add predictive reference pixel values to intermediate pixel values to form reconstructed pixels. 제 27항에 있어서,The method of claim 27, 다운 샘플링된 중간 픽셀값을 생성하도록 배열된 수직 다운 샘플링 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다운 변환방법And further comprising a vertical down sampling filter arranged to produce down sampled intermediate pixel values.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05308631A (en) * 1992-03-03 1993-11-19 Toshiba Corp Moving image encoder
JPH06205438A (en) * 1992-12-28 1994-07-22 Sony Corp Method and device for encoding picture singal, method and device for decoding picture signal and picture signal recording medium
KR20010076690A (en) * 2000-01-27 2001-08-16 구자홍 Apparatus for receiving digital moving picture
KR20010076691A (en) * 2000-01-27 2001-08-16 구자홍 Apparatus for receiving digital moving picture

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05308631A (en) * 1992-03-03 1993-11-19 Toshiba Corp Moving image encoder
JPH06205438A (en) * 1992-12-28 1994-07-22 Sony Corp Method and device for encoding picture singal, method and device for decoding picture signal and picture signal recording medium
KR20010076690A (en) * 2000-01-27 2001-08-16 구자홍 Apparatus for receiving digital moving picture
KR20010076691A (en) * 2000-01-27 2001-08-16 구자홍 Apparatus for receiving digital moving picture

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