KR0128862B1 - 동영상부호화장치의가변길이부호화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동영상 부호화장치에서의 데이타 압축비를 증진시켜 전송화질을 개선하기 위한 것으로, 스위칭수단을 통해 입력되는 부호화된 영상신호를 가변길이 부호화하는 동영상 부호화 장치의 가변길이 부호화장치에 있어서, 영상신호를 입력 모드에 의거하여 스위칭수단을 통해 적응적으로 가변길이 부호화하기 위해 적어도 두개의 가변길이 부호화수단을 구비한 것이다.

Description

동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치

제1도는 전형적인 동영상 부호화장치의 블럭구성도.

제2도는 본 발명에 따른 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화 장치의 블럭구성도.

제3도는 본 발명에 따른 DC 변환계수의 특성을 이용하는 가변길이부호테이블의 작성을 설명하기 위한 도면.

제4도는 종래의 동영상 부호화장치에 채용되는 가변길이 부호화장치.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : DCT 부 20 : 양자화부

30 : 역양자화부 40 : 역 DCT부

50 : 움직임 보상부 60 : 스캐닝부

70 : RLC 부 80 : 가변길이 부호화부

82 : 가변길이 부호화부(제1부호화부) 84 : 가변길이 부호화부(제2부호화부)

본 발명은 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치에 관한 것으로, 특히 영상신호의 전송화질을 개선할 수 있는 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치에 관한 것이다.

통상적으로 HDTV, 동영상 전화기 등과 같이 동영상신호를 디지탈신호로 하여 전송하고자 하는 경우, 이에 수반되는 방대한 데이타량을 저감시키기 위하여 가변길이 부호화방법 등의 고율의 데이타 압축부호화방법을 사용하게 된다.

이러한 고율의 데이타 압축부호화방법의 일예로서 가변길이 부호화방법을 이용하는 전형적인 동영상 부호화장치가 제1도에 도시되어 있다.

제1도에 도시된 바와 같이, 전형적인 동영상 부호화 장치는 입력되는 시간 영역의 영상신호를 주파수영역의 변환계수로 변환하는 DCT(Discrete Cosine Transform)부(10)와, 이 DCT부로부터 변환계수로서 입력되는 영상신호를 유한한 갯수의 값으로 근사화시켜 양자화하는 양자화부(20)와, 이산코사인 변환 및 양자화된 신호를 원래의 신호로 복원하기 위한 역양자화부(30) 및 역 DCT 부(40)와, 이 역 DCT 부로부터의 현재 프레임과 이전 프레임을 이용하여 움직임 보상을 실행하는 움직임 보상부(50)와, 상기한 양자화부(20)로 부터의 양자화된 신호(영상신호)를 주사하는 스캐닝부(60)와, 이 스캐닝부로 부터의 영상 데이타신호를 런-레벨 부호화하는 RLC(run-level coder)부(70)과, 이 런-레벨 부호화된 영상 데이타 신호에 있어서 각 부호의 발생빈도에 따라 짧거나 긴 길이의 부호로 가변길이 부호화하는 가변길이 부호화부(80)로 구성된다.

상기한 구성의 전형적인 동영상 부호화장치에 있어서, 잘 알려진 바와 같이, 동도면에 도시된 스위치(SW)가 폐쇄된 경우에는 본래의 입력영상과 움직임 보상부(50)를 통해 움직임 보상된 영상 신호의 차분신호만이 부호화되는 인터모드라 하고, 스위치(SW)가 개방된 경우에는 입력화상 자체를 부호화하는 인트라모드라 하며, 가변길이 부호화부(80)는 이들 입력모드에 따라 부호화된 영상신호의 가변길이 부호화를 실행한다. 여기에서의 본 발명은 이러한 가변 길이 부호화부의 개선에 관련된 것이다.

상기한 바와 같은 가변길이 부호화장치의 전형적인 종래 기술로는 제4도에 도시된 구성의 것이 있으며, 이러한 형태의 부호화장치는 현재 CCITT의 표준안인 H261과 ISO에서 표준화 작업중인 MPEG-Ⅱ 등의 동영상 부호화/복호화 시스템에서도 채택된 것이다.

제4도로 부터 명백한 바와 같이, 이러한 형태의 종래 가변길이 부호화장치는 스위치(SW2)를 통해 입력되는 영상신호가 인트라 AC 변환계수 또는 인터 변환 계수인 경우에는 가변길이 부호화부(82)를 통해 가변길이 부호화하여 전송하나, 이미 잘 알려진 바와 같이 대단히 큰 값의 상관도를 갖는 인트라 DC 변환계수에 대해서는 가변길이 부호화를 행하지 않고 그냥 8비트 그대로 전송한다. 많은 실험을 통해 공지된 바와 같이 인트라모드 입력영상은 각 화소간에 높은 상관성을 갖는 관계로 이산코사인 변환(DCT)을 행한 후에 양자화를 거치게 되면 실질적으로 거의 DC 값만 남게 된다. 즉, 인트라모드 부호화에서 발생하는 출력 비트스트림에서 DC 변환 계수가 차지하는 비율이 대략 전체의 80 ∼ 90%에 달하게 된다. 따라서 전체의 비트스트림에서 이렇게 많은 비율을 점유하는 DC 변환계수를 가변길이 부호화 하지 않고 그대로 전송하는 상술한 종래의 가변길이 부호화장치는 압축효율이 떨어질 뿐만 아니라 이로 인해 전송화질이 열화하게 되는 단점을 갖는다.

본 발명은 이러한 종래 장치의 문제점에 착안하여 안출한 것으로서, 동영상 부호화 장치에서의 데이타 압축비를 증진시켜 전송 화질을 개선한 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따르면, 스위칭수단을 통해 입력되는 부호화된 영상신호를 가변길이 부호화하는 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치에 있어서, 영상신호를 입력모드에 의거하여 스위칭수단을 통해 적응적으로 가변길이 부호화하기 위해 적어도 두개의 부호화수단을 구비한 것을 특징으로 하는 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화 장치가 제공된다.

더욱이, 상기한 본 발명에 따른 두개의 가변길이 부호화 수단중 하나는 인트라 AC 변환계수 또는 인터 변환계수를 가변길이 부호화하기 위한 것이고, 다른 하나는 인트라 DC 변환계수를 가변 길이 부호화하기 위한 것이며, 이들 각각의 가변길이 부호화수단은 서로 다른 각각의 가변길이 부호테이블을 구비한다.

본 발명의 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치의 블럭구성도이다. 동도면에 있어서, 참조번호 82는 입력모드에 상응하여 절환되는 스위치(SWI)를 통해 입력되는 영상신호의 인트라 AC 변환계수 또는 인터변환계수를 가변길이 부호화하는 제1 부호화부를 나타내고, 참조번호 84는 상기한 스위치(SWI)를 통해 입력되는 영상신호의 인트라DC 변환계수를 가변길이 부호화하는 제2 부호화부를 나타내며, 이들 구성부재는 본 발명에 따른 장치의 실제적인 구성을 이룬다.

상기한 구성의 본 발명에 있어서, 제1 부호화부(82)가 영상신호의 인트라 AC 변환계수 또는 인터 변환계수를 가변길이부호화하는 방법은 이 기술분야에 이미 공지되고 전술한 종래기술과 실질적으로 동일하므로 여기에서의 상세한 기술은 생략한다. 또한 동도면에 그 도시는 생략되었으나 본 실시예에 따른 제1 부호화부(82)는 인트라AC 변환계수 또는 인터 변환계수의 가변길이 부호화시에 공지된 가변길이 부호테이블을 사용한다.

다음에, 본 실시예에 따른 영상부호화장치의 가변길이부호화장치에 있어서, 제2 부호화부(84)가 그의 입력측에 접속된 스위치(SWI)를 통해 입력되는 인트라 DC 변환계수를 부호화하는 과정에 대하여 설명한다.

인트라 DC 변환계수를 가변길이 부호화하는데 있어서는, 인트라 DC 변환계수의 특성에 적절한 가변길이 부호화테이블을 사용하여 가변길이 부호화를 행하게 되며, 인트라 DC 변환계수의 특성은 다음과 같다. 즉, 제3도에 명확하게 도시된 바와 같이 인트라 DC 변환계수값은 통상적으로 0∼255 사이의 값에 분포되는데, 대략 100 정도의 값에 거의 집중되어 있게 된다. 이것은 인간이 보는 보통의 밝기의 그림들의 평균 밝기값이 대략 100 정도이기 때문이다. 다음에 인트라 DC 변환계수를 가변길이 부호화하는 제2 부호화부(84)에 사용되며, 상술한 DC 변환계수의 특성을 이용하는 가변길이 부호테이블을 작성하는 과정에 대해 설명한다.

먼저, 실제 영상들의 실혐 또는 자료를 통해 제3도에 도시된 바와 같은 인트라 DC 변화계수의 통계를 구한다. 또한, 하기의 (1)식을 사용하여 임계빈도수(T)이하의 빈도수들을 합친다.

상기 (1)식에서 f(i) 는 DC 변환계수값이 i 일때의 빈도수를 나타낸다. 상기 (1)식을 이용하여 통계를 구한 다음에 빈도수가 어느 임계값(T)보다 작은 것들을 모두 합쳐 ESC(=A+B)로 한다. 그런 다음, 잘 알려진 허프만 부호화 등이 방법을 이용하여 아래의 표에 대한 가변길이 부호 테이블을 빈도수에 근거하여 작성함으로서, 부호테이블의 작성이 완료된다.

허프만 부호화는 빈도수가 높을 수록 짧은 가변길이 부호를 할당하는 방법으로, 가변길이 부호 테이블 설계에 통상적으로 많이 사용된다. 허프만 부호화에 대한 구체적인 설명은 이미 기존하는 많은 자료들이 있으므로 여기에서는 생략한다.

상술한 DC 변환계수의 특성을 이용하는 가변길이 부호 테이블을 작성하는데 있어서, ESC 부호를 사용하는 이유는 최대 가변길이 부호의 길이를 짧게 하고, 가변길이 부호테이블의 크기를 줄이기 위해서이다. 즉, DC 변환계수가 ESC 의 범위에 해당되는 값이라면 가변길이 부호화장치의 출력은 ESC 부호 + DC 변환계수값(8비트)이 된다.

따라서, 본 발명에 따른 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치는 상관도가 커 출력 비트스트림의 점유비율이 대단히 큰 인트라 DC 변환계수를 상술한 바와같이 DC 변환계수의 특성을 이용하여 작성된 가변길이 부호테이블을 사용하느 제2 부호화부(84)를 통해 입력되는 영상신호를 가변길이 부호화하여 전송한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 상관도가 대단히 큰 인트라 DC 변환계수를, 전술한 바와 같이 DC 변환계수의 특성을 이용하여 작성된 가변길이 부호테이블을 사용하는 가변길이 부호화 수단을 통해 부호화하여 전송함으로서, 동영상 부호화장치에서의 데이타 압축비를 높여 고화질의 영상신호 전송을 가능하게 한다.

Claims (3)

1. 스위칭 수단을 통해 입력되는 부호화된 영상신호를 가변길이 부호화 하는 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치에 있어서, 상기 영상신호를 입력모드에 의거하여 상기 스위칭 수단을 통해 적응적으로 가변길이 부호화하기 위해 적어도 두개의 가변길이 부호화 수단을 구비하되, 상기 두개의 가변길이 부호화수단중 하나는 인트라 AC 변환계수 또는 인터 변환계수를 가변길이 부호화하는 수단이고, 다른 하나는 인트라 DC 변환계수를 가변길이 부호화하는 수단인 것을 특징으로 하는 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 두개의 가변길이 부호화수단은 서로 다른 각각의 가변길이부호테이블을 사용하여 상기 영상신호를 부호화하는 것을 특징으로 하는 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 각각의 가변길이 부호테이블중 하나는 인트라 DC 변환계수의 특성을 이용하여 작성된 부호테이블인 것을 특징으로 하는 동영상 부호화장치의 가변길이 부호화장치.