KR0129503B1 - 디지탈 신호를 코딩하기 위한 엔코더와 코드화된 디지털신호를 디코딩하기 위한 디코더 - Google Patents

디지탈 신호를 코딩하기 위한 엔코더와 코드화된 디지털신호를 디코딩하기 위한 디코더

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KR0129503B1
KR0129503B1 KR1019930018404A KR930018404A KR0129503B1 KR 0129503 B1 KR0129503 B1 KR 0129503B1 KR 1019930018404 A KR1019930018404 A KR 1019930018404A KR 930018404 A KR930018404 A KR 930018404A KR 0129503 B1 KR0129503 B1 KR 0129503B1
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피터 헥스트라 앤드리스
코스터 아리안
알버트 쉰켈 돌프
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요하네스 빌헬무스 마리아 바세르
코닌클리즈케 피티티 네덜란드 엔.브이.
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Abstract

기지(旣知)의 시스템은, 새로운 고해상도화상이 이전의 고해상도화상에 기초하거나 순간저해상도화상에 기초해서 시스템에 존재하는 스위칭수단을 매개하여 예측되기 때문에, 코딩효율이 불충분한 비디오 코딩 및 비디오 디코딩에 기초를 두고 있다. 본 발명에 따르면, 상기 스위칭수단을 이전의 고해상도화상을 나타내는 신호와 순간저해상도화상을 나타내는 신호의 비율의 조정을 위해 설계하고, 그후 이들 조정된 신호를 가산함으로써, 정확한 비율로 예측의 3dB의 향상을 달성할 수 있게 되어 코딩효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Description

디지탈 신호를 코딩하기 위한 엔코더와코드화된 디지털신호를 디코딩하기 위한 디코더
제1도는 본 발명에 따른 엔코더를 나타낸 도면.
제2도는 본 발명에 따른 디코더를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 입력 2 : 축소수단
3 : 엔코더 예측수단 6 : 멀티플렉서
7 : 엔코더 스위칭수단 8 : 시스템 컨트롤러
10 : 제1데이터 처리수단 11 : 변환수단
12 : 양자화수단 13 : 코딩수단
14 :역양자화수단 15 : 역변환수단
16 : 감산회로 19 : 가산회로
20 : 제1엔코더 메모리수단 21 : 에코더 거동예측수단
30 : 제2데이터 처리수단 31 :변환수단
32 : 양자화수단 33 : 코딩수단
34 : 역양자화수단 35 : 역변환수단
36 : 감산회로 39 : 가산회로
40 : 제2엔코더 메모리수단 41 : 엔코더 거동예측수단
70 : 디멀티플레서 71 : 역코딩수단
72 : 역양자화수단 73 : 역변환수단
74 : 가산회로 75 : 제2디코더 메모리수단
76 :제2디코더 거동보상 77 : 디코더 예측수단
79 : 제2데이터 재처리수단 81 : 역코딩수단
82 : 역양자화수단 83 : 역변환수단
84 : 가산회로 85 : 제1디코더 메모리수단
86 : 제 1디코더 거동보상수단 87 : 디코더 스위칭수단
89 : 제 1데이터 재처리수단
[발명의 배경]
본 발명은, 디지탈신호를 코딩하기 위한 적어도 하나의 엔코더와 코드화된 디지탈신호를 디코딩하기 위한 적어도 하나의 디코더를 갖춘 시스템에 관한 것으로, 상기 엔코더가 상기 디지탈신호를 수신하기 위한 입력과, 이 입력에 접속되어 제1코드화 디지탈신호를 발생시키기 위한 제1데이터 처리수단, 주접점이 상기 입력에 접속되고 제1스위치접점이 제1엔코더 메모리수단을 매개해서 상기 제1데이터 처리수단에 접속된 엔코더 스위칭수단을 갖추고서 상기 제1데이터 처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제1에코더 피드백수단, 상기 입력에 접속되어 수신된 디지탈신호를 축소하기위한 축소수단, 이 축소수단에 접속되어 제 2코드화 디지탈신호를 발생시키기 위한 제2데이터 처리수단 및, 제2엔코더 메모리수단을 갖추고서 엔코더예측수단을 매개해서 상기 엔코더 스위칭수단의 제2스위치접점에 접속되어 상기 제2데이터 처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제2엔코더피드백수단을 구비하여 이루어지고; 상기 디코더가 제1코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제1데이터 재처리수단과, 주접점이 상기 제1데이터 재처리수단에 접속된 디코더 스위칭수단의 제1스위치접점에 접속된 제1디코더 메모리수단, 제2코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제2데이터 재처리수단 및, 이 제2데이터 재처리수단에 접속됨과 더불어 디코더 예측수단을 매개해서 상기 디코더 스위칭수단의 제2스위치접점에 접속된 제2디코더 메모리수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이러한 시스템은(Coded representation of picture and audio information, TMI Compatibility Experiments, by I. Parke, ISO-IEC/JTC1/SC29/MPEG92/291). 특히 그 도면 제1도(엔코더) 및 제2도(디코더)에 개시되어 있다.엔코더는, 계층 코드화(layered coding)에 기초를 두고 있고, 코드화해야 할 디지탈신호 예컨대 화소(pixels 또는 pels)로 이루어진 텔레비젼신호를 수신하기 위한 입력과, 이 입력에 접속되어 제1코드화 디지탈신호를 발생시키기 위한 제1제이터 처리수단을 구비하고 있다. 더욱이, 이 엔코더는 상기 코드화를 좀더 효율적으로 실시하기 위해 상기 제1데이터처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제1엔코더 피드백수단을 구비하고 있다. 이 제1엔코더 피드백수단은, 주접점이 상기 입력에 접속되고 제1스위치접점이 제1엔코더 메모리수단을 매개해서 상기 제1데이터 처리수단에 접속된 엔코더 스위칭수단을 갖추고 있다. 상기 엔코더는 또한, 상기 입력에 접속되어 수신된 디지탈신호를 축소하기 위한 축소수단과, 이 축소수단에 접속되어 제2코드화 디지탈신호를 발생시키기 위한 제2데이터 처리 수단 및, 코드화를 좀더 효율적으로 실시하기 위해 상기 제2데이터 처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제2엔코더 피드백수단을 구비하고 있다. 이 제2엔코더 피드백수단은, 제2엔코더 메모리수단을 갖추고, 엔코더 예측수단을 매개해서 상기 엔코더 스위칭수단의 제2스위치접점에 접속되어 있다.
이러한 시스템에서는, 이를테면 2계층으로 이루어진 제1 및 제2데이터 처리수단이 제공되는데, 제1데이터 처리수단은 수신된 디지탈신호를 처리함으로써 얻어지는 가장 높은 해상도(resolution)를 갖는 제1코드화 디지탈신호를 발생시키고, 제2데이터 처리수단은 상기 축소수단에 의해 수신된 디지탈신호를 처리함으로써 얻어지는 가장 낟은 해상도를 갖는 제2코드화 디지탈신호를 발생시킨다. 그후, 이들 양신호는 멀티풀렉싱(multiplexing) 및 디멀티플렉싱(demultiplexing)수단에 의해 디코더로 전송되는데, 이 디코더는 계층 디코딩에 기초를 두고서 고해상도에 기초한 디코딩시에는 양신호를 모두 이용하고, 저해상도에 기초한 디코딩시에는 제2코드화 디지탈신호만을 이용하도록 되어 있다. 상기 디코더는, 제1코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제1데이터 재처리수단과, 주접점이 상기 제1데이터 처리수단에 접속된 디코더 스위칭수단의 제1스위치접점에 접속된 제1디코더 메모리수단, 제2코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제2데이터 재처리수단 및, 이 제2데이터 재처리수단에 접속됨과 더불어 디코더 예측수단을 매개해서 상기 디코더 스우칭수단의 제2스위치접점에 접속된 제2디코더 매모리수단을 구비하고 있다.
이러한 구성에 있어서, 엔코더 스우칭수단 및 딕더 스위칭수단은 주접점이 제1스위치접점이나 제2스위치접점의 어느 한쪽을 통해 접속되는 절환(switch-over)수단으로 설계되어 있다, 즉, 시스템 컨트롤러(system controller)에 종속하여 엔코더 스위칭수단의 주접점이 제1스위치접점에 접속되는 경우에는, 제1엔코더 메모리수단에 저장된 이전의 고해상도화상이 새로운 고해상도화상을 예측하기 위해 사용된다. 반면에, 시스템 컨트롤러에 종속하여 엔코더 스위칭수단의 주접점이 제2스위치접점에 접속되는 경우에는, 순간저해상도화상이 새로운 고해상도호화상을 예측하기 위해 사용된다. 또, 이를 위해 필요로 되는 시스템 컨트롤러로부터 생긴 정보가 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱수단을 매개해서 디코더로 전송됨으로써, 디코더 스위칭수단이 엔코더 스위칭수단과 동기상태에 있게 된다.
이러한 기지(旣知)의 시스템은, 코딩효율이 불충분하다는 단점을 지니고 있다.
[발명의 개요]
이에 본 발명은 좀더 효율적으로 코딩을 행할 수 있는 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시스템은, 엔코더 스위칭수단 및 디코더 스위칭수단이, 제1스위치접점 및 제2스위치접점에 나타나는 신호의 비율의 조정 및 이렇게 조정된 신호의 결합을 위해 각각 설계되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 엔코더 스위칭수단 및 디코더 스위칭수단이 제1스위치접점 및 제2스위치접점에 나타나는 신호의 비율을 각각 조정하고, 시스템 커트롤러에 종속하여 이들 조정된 신호를 결합하게 되면, 이론적으로 예측의 3dB의 향상을 달성할 수 있게 되어 코딩효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명은, 일반적으로 새로운 고해상도화상의 예측을 이전의 고해상도화상(제1스위치접점에 나타나는 신호) 및 순간저해상도화상(제2스위치접점에 나타나는 신호)에 기초를 두고, 상기 2개의 신호의 비율의 조정을 각각의 예측에 의해 결정하도록 함으로써, 코딩효율을 향상시킬 수 있다는 점에 기초를 두고 있다.
본 발명에 따른 시스템의 제1실시태양은, 엔코더가 제1엔코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제1엔코더 거동예측(movement prediction)수단과, 상기 제2엔코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제2엔코더 거동예측수단을 더 구비하고 있고, 디코더가 제1디코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제1디코더 거동보상(movement compensation)수단과, 상기 제2디코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제2디코더 거동보상수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 엔코더에서는 제1엔코더 거동예측수단이 제1엔코더 메모리수단과 직렬로 설치됨과 더불어 제2엔코더 거동예측수단이 제2엔코더 메모리수단과 직렬로 설치되고, 디코더에서는 제1디코더 거동보상수단이 제1스의치접점과 제1디코더 메모리수단간에 설치됨과 더불어 제2디코더 거동보상수단이 제1디코더 메모리수단과 직렬로 설치되는 바, 이 시스템은 다른 화소를 코딩 및 디코딩 할 때 화상내용의 거동을 고려하기 때문에 좀더 높은 코딩효율을 얻을 수 있게 된다. 이를 위해, 엔코더 거동예측수단은 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱수단을 매개해서 디코더로 전송되는 베터신호를 각각 발생 시키며, 이들 벡터신호중 하나 또는 양쪽의 벡터신호의 결합은 디코더 거동보상수단을 제어하는데 이용된다.
본 발명에 따른 시스템의 제2실시태양은, 엔코더 스위칭수단 및 디코더스위칭수단이, 제1스위치접점에 나타나는 신호와값 x(여기서, 0≤x≤1)의 승산 및 제2스위치접점에 나타나는 신호와 값 1-x의 승산을 위해 각각 설계되어 있는 것을 특징으로 한다.
제1스위치접접 및 제2스위치접점에 나타나는 신호는 디지탈이고 숫자의 형태로 나타내어지기 때문에, 양신호는 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 용이하게 실시할 수 있는 방법으로 X(여기서, 0≤X≤1) 및 1-x와 각각 승산된 후, 가산된다. 그 변형예로서, y(여기서, 0≤y≤1) 및 1-y와 각각 승산한 후, 가산된 신호를 100으로 나누는 것을 생각할 수 있는데, y = 100x라 하면 결국 동일한 결과를 가져오게 된다. 이와 같이, 시스템 컨트롤러에 종속하여 x의 값을 조정함으로써, 새로운 고해상도화상의 예측에 제공되는 이전의 고해상도화상 및 현재의 저해상도화상을 어떤 범위로 결정하는 것이 가능하게 된다.
더욱이, 본 발명은 본 발명에 따른 시스템에 사용되는 엔코더에 관한 것으로, 이 엔코더는 디지탈신호를 수신하기 위한 입력과, 이 입력에 접속되어 제1코드화 디지탈신호를 발생시키기 위한 제1데이터 처리수단, 주접점이 입력에 접속되고 제1스위치접점이 제1엔코더 메모리수단을 매개해서 상기 제1데이터 처리수단에 접속된 엔코더 스위칭수단을 갖추고서 상기 제1데이터 처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제1엔코더 피드백수단, 상기 입력에 접속되어 수신된 디지탈신호를 축소하기 위한 축소수단, 이 축소수단에 접속되어 제2코드화 디지탈신호를 발생시키시 위한 제2데이터 처리수단 및, 제 2엔코더 메모리수단을 갖추고서 엔코더 예측수단을 매개해서 상기 엔코더 스위칭수단의 제2스위치접점에 접속되어 상기 제2데이터 처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제2엔코더 피드백수단을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 엔코더는, 상기 엔코더 스위칭수단이 제1스위치접접 및 제2스위치접점에 나타나는 신호의 비율의 조정 및 이렇게 조정된 신호의 결합을 위해 설계되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 엔코더의 제 1실시태양은, 엔코더가 상기 제1엔코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제1엔코더 거동예측수단과,상기 제2엔코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제 2엔코더 거동예측수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 엔코더의 제2실시태양은, 상기 엔코더 스위칭수단이 제1스위치접점에 나타나는 신호와 값 x(여기서, 0≤x≤1)의 승산 및 제2스위치 접접에 나타나는 신호와 값 1-x의 승산을 위해 설계되어 있는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명은 본 발명에 따른 시스템에 사용되는 디코더에 관한 것으로, 이 디코더는 제1코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제1데이터 재처리수단과, 주접점이 제1데이터 재처리수단에 접속된 디코더 스위칭 수단의 제1스위치접점에 접속된 제1디코더 메모리수단, 제2코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제2데이터 재처리수단 및, 상기 제2데이터 재처리수단에 접속됨과 더불어 디코더 예측수단을 매개해서 상기 디코더 스위칭수단의 제2스위치접점에 접속된 제2디코더 메모리수단을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 디코더는, 상기 디코더 스위칭수단이 제1스위치접점 및 제2스위치접점에 나타나는 신호의 비율의 조정 및 이렇게 조정된 신호의 결합을 위해 설계되어 있는 것을 특징으로 한다. 본발명에 따른 디코더의 제1실시태양은, 상기 제1디코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제1디코더 거동보상수단과, 상기 제2디코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제2디코더 거동보상수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 디코더의 제2실시태양은, 상기 디코더 스위칭수단이 제1스위치접점에 나타나는 신호와 값 x(여기서,0≤x≤1)의 승산 및 제2스위치접점에 나타나는 신호와 값 1-x의 승산을 위해 설계되어 있는 것을 특징으로 한다.(실시예) 이하, 예시도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 제1도에 도시된 엔코더는 2개의 계층으로 이루어진다. 제1계층(10-21)은 가장 높은 해상도에 기초해서 신호를 코드화하고, 제2계층(30-41)은 가장 낮은 해상도에 기초해서 신호를 코드화한다.
제1계층은, 변환수단(11),양자화수단(12) 및 코딩수단(13)의 직렬접속과, 양자화수단(12)과 코딩수단(13)간에 위치한 가지점(branching point)에 접속되는 역양자화수단(14) 및 역변환수단(15)의 직렬접속으로 이루어진 제1데이터 처리수단(10)을 구비하고 있다. 변환수단(11)의 입력은 감산화로(16)의 출력에 접속되어 데이터 처리수단(10)의 입력을 형성하고,코딩수단(13)의 출력은 고해상도에 기초해서 제1코드화 디지탈신호를 발생시키는 데이터 처리수단(10)의 코딩출력을 형성하며, 이 코딩출력은 멀티플렉서(6)의 제1입력에 접속된다. 상기 역변환수단(15)의 출력은 상기 데이터 처리수단(10)의 (적어도 일부분의) 피드백을 위해 이 데이터터리수단(10)의 피드백출력을 형성하며, 이 피드백출력은 가산회로(19)의 제1(플러스)입력에 접속된다.이 가산회로 (19)의 출력은 제1엔코더 메모리수단(20)의 입력에 접속된다. 그리고 제1엔코더 메모리수단(20)의 입력은 제1벡터신호를 발생시키기 위한 벡터출력이 멀티플렉서(6)의 제2입력에 접속되는 제1엔코더 거동예측수단(21)에 쌍방향결합되고, 이 엔코더 거동예측수단(21)의 입력은 엔코더의 입력(1)에 접속되며, 더욱이 이 입력(1)은 감산회로(16)의 제1(플러스)입력에도 접속된다. 감산회로(16)의 제1(마이너스)입력은 가산회로(19)의 제2(플러스)입력 및 엔코더 스위칭수단(7)의 출력(주접점)에 접속되고, 엔코더 스위칭수단(7)의 제1입력(제1스위치접점)은 엔코더 거동예측수단(21)의 출력에 접속된다. 그리고 엔코더 스위칭수단(7)의 제어입력은 멀티플렉서(6)의 제5입력 및 시스템 컨트롤러(8)의 출력에 접속되고, 시스템 컨트롤러(8)의 입력은 상기 데이터 처리수단(10)의 코딩출력에 접속된다. 시스템 컨트롤러(8)는 x의 값을 나타내는 x신호를 엔코더 스위칭수단(7) 및 멀티플레서(6)로 전송하고, 그후 x신호는 멀티플렉싱된 형태로 디코더로 전송된다. 상기 엔코더 스위칭수단(7)은, 제1입력[제1엔코더 거동예측수단(21)으로부터 발생]에 나타나는 신호를 값 x와 승산하고, 제2입력[엔코더 예측수단(3)으로부터 발생]을 값 1-x와 승산한 후, 이렇게 얻어진 2개의 신호를 가산함으로써, 제1 및 제 2입력에 나타나는 신호의 비율을 조정하도록 설계되어 있다. 값 x에 대하여 0≤x≤1인 경우, 그 값은 후술하는 방법으로 시스템 컨트롤러(8)에 의해 결정되어 엔코더 스위칭수단(7)의 제어입력을 통하여 조정된다. 상기 제1엔코더 메모리수단(20) 및 제 1엔코더 거동예측수단(21)은 함께 제1엔코더 피드백수단을 형성한다.제2계층은, 변환수단(31), 양자화수단(32) 및 코딩수단(33)의 직렬접속과, 양자화수단(32)과 코딩수단(33)간에 위치한 가지점에 접속되는 역양자화수단(34) 및 역변환수단(35)의 직렬접속으로 이루어진 제2데이터 처리수단(30)을 구비하고 있다. 변환수단(31)의 입력은 감산회로(36)의 출력에 접속되어 데이터 처리수단(30)의 입력을 형성하고, 코딩수단(33)의 출력은 저해상도에 기초해서 제2코드화 디지탈신호를 발생시키는 데이터 처리수단(30)의 코딩출력을 형성하며, 이 코딩출력은 멀티플렉서(6)의 제3입력에 접속된다. 상기 역변환수단(35)의 출력은 상기 데이터 처리수단(30)의 (적어도 일부분의)피드백을 위해 이 데이터 처리수단(30)의 피드백출력을 형성하며, 이 피드백출력은 가산회로(39)의 제1(플러스)입력에 접속된다. 상기 가산회로(39)의 출력은 제2엔코더 메모리수단(40)의 입력에 접속되다. 그리고 제2엔코더 메모리수단(40)의 입력은 제2벡터신호를 발생시키기 위한 벡터출력이 멀티플렉서(6)의 제4입력에 접속되는 제2엔코더 거동예측수단(41)에 쌍방향결합되고, 이 엔코더 거동예측수단(41)의 입력은 수신된 신호를 축소시키는 축소수단(2)의 출력에 접속되며, 더욱이 이 축소수단(2)의 출력은 감산회로(36)의 제1(플러스)입력에도 접속된다. 감산회로(36)의 제2(마이너스)입력은 엔코더 거동예측수단(41)의 또하나의 출력에 접속되고, 더욱이 이 또 하나의 출력은 가산회로(39)의 제2(플러스)입력에도 접속된다. 그 입력이 엔코더의 입력(1)에 접속되어 있는 축소수단(2)은 필터수단과 서브샘플(subsample)수단을 갖추고 있다. 더욱이, 상기 가산회로(39)의 출력은 상기 데이터 처리수단(10)에 데이터 처리수단(30)을 접속시키는 엔코더 예측수단(3)의 입력에 접속되고, 엔코더 예측수단(3)의 출력은 상기 엔코더 스위칭수단(7)의 제2입력(제2스위치접점)에 접속된다. 상기 엔코더예측수단(3)은 보간(interpolating)수단과 업샘플(upsample)수단이 갖추고 있다. 동시에, 상기 제2엔코더 메모리수단(40) 및 제2엔코더 거동예측수단(41)은 함께 제2엔코더 피드백수단을 형성한다. 제 1도에 도시된 엔코더의 동작은 다음과 같다. 코드화해야 할 디지탈신호는,비트 스트림(bit stream), 각 경우에 화소(pixel 또는 pels)를 형성하는 소정의 비트수로서 입력(1)에 공급된다. 엔코더 스위칭수단이 x=1로 조정되어 있고, 제1엔코더 메모리수단(20)에 저장된 내용이 없다고 가정하면, 제1화소군은 감산회로(16)를 매개해서 데이터 처리수단(10)에 도달하게 된다. 변환수단(11)은 예컨대 화소군에 대해 이산코사인변환(discrete cosine transformation)을 행하여 각 주파수성분에 대한 연관계수(associated coefficient)를 결정한다. 그리고 양자화수단(12)은 얻어진 신호를 양자화한다. 그후, 양자화된 신호는, 예컨대 새로운 코드워드(codeword)가 평균적으로 도래하는 워드보다 더 짧은 길이를 가지고 발생하는 2차원 테이블에 기초해서 코딩수단(13)에 의해 코드화되고, 멀티플렉서(6)로 전송된다. 그 결과, 변환.양자화. 코드화된 제1화소군은 고해상도에 기초해서 코드화돤 신호의 제1부분을 형성하게 된다. 변환.양자화된 후에, 제1화소군은 역양자화수단(14)에 의해 역으로 양자화되고, 역변환수단(15)에 의해 역으로 변환된 다음 가산회로 (19)를 매개해서 엔코더 메모리수단(20)의 제1위치에 저장된다. 제2화소군은 제1화소군과 동일한 루트로 횡단하며 동일한 동작을 받은 후, 하나의 완전한 화상(제1화상)의 모든 화소군이 저장될 때까지 엔코더 메모리수단(20)의 제2위치 등에 저장된다. 그후 다음(제2)의 화상의 제1화소군이 입력(1)에 공급된 다음, 엔코더 메모리수단(20)에 저장된 이전(제1)의 화상에 기초해서 특별한 거동이 발생할 가능성이 있는지의 여부를 조사하기 위해 엔코더 거동예측수단(21)으로 전송된다. 특별한 거동이 발생할 가능성이 있는 경우에는, 상기 거동은 제1벡터신호의 형태로 멀티플렉서(6)에 전송된다. 동시에, 엔코더 메모리수단(20)은 이전(제1)의 화상의 제1화소군을 출력하고, 이 제1화소군은 [엔코더 스위칭수단(7)이 x=1로 조정되어 있기 때문에]엔코더 거동예측수단(21) 및 엔코더스위칭수단(7)을 매개해서 감산회로(16)에 의해 코드화되는 (제2)화상의 제1화소군으로부터 감산된다. 그후, 제2화상의 제1화소군과 제1화상의 제1화소군의 차가 데이터 처리수단(10)으로 공급되기 때문에, 코딩이 대단히 효율적으로 진행되게 된다. 엔코더 거동예측수단에 의해 후 속의 화상의 화상내용에서의 어떤 거동을 고려함으로써, 효율을 부가적인 양만큼 더 향상시킬 수 있게 된다. 벡터 대신에 물론 다른 예측방법에 기초해서 결정되는 다른 예측 파라미터를 전송할 수도 있다.상술한 것은, 엔코더 스위칭수단이 x=1로 조정되고 데이터 처리수단(10)주위에 구축되어 있는 제1계층에 관한 엔코더의 동작을 나타낸 것이다. 데이터 처리수단(30) 주위에 구축된 제2계층에 관한 동작은, 다음과 같은 점을 제외하고는 x=1로 조정된 경우와 원리적으로 동일하다. 즉 데이터 처리수단(30)은, 축소수단(2)에 의해 축소되고, 필터링 및 서브샘플링의 결과로 입력(1)에 공급되는 신호보다 낮은 해상도를 갖는 수신신호를 감산회로(36)룰 매개해서 수신한다. 따라서, 데이터 처리수단(30)에 의해 발생된 코드화신호는 더 낮은 해상도(낮은 해상도)에 기초해서 코드화되게 된다.
엔코더 스위칭수단이 x=1로 조정되어 있는 경우에는, 감산회로(16)에 의해 이전(제1)의 화상의 제1화소군이 코드화되는 (제2)화상의 제1화소군으로 부터 감산된다. 그 결과, 저장된 이전의 고해상도화상의 일부가 코드화되는 새로운 고해상도화상의 일부를 예측하는데 이용되게 된다. 저장된 이전의 고해상도화상의 일부가 코드화되는 새로운 고해상도화상의 대응하는 부분과 조금만 유사하거나, 혹은 유사하지 않으면, 예측의 기초를 새로운 고해상도화상의 일부에 두기로 한다. 이 경우, 엔코더 수위칭수단은 x=0으로 조정되어야만 한다. x=1인 경우에는 제2화상의 제1화소군과 제1화상의 제1화소군의 차가 필요한 경우에만 코드화되기 때문에 데이터 처리수단의 효율이 증가하게 되고, 또한 x=0인 경우에는 엔코더 예측수단(3)에 의해 제1계층과 제2계층이 연결됨으로써 제1계층에서의 화소중 제2계층에서 근사적으로 코드화되는 그룹이 더욱 더 정확한 방법으로 코드화돠어야만 하기 때문에 데이터 처리수단(10)의 효율이 증가하게 된다. 2개의 계층간의 해상도가 다르기 때문에, 엔코더 예측수단(3)에 의한 보간 및 업샘플링은 반드시 필요하다.
x가 0과 1 사이의 값으로 선택되면 양쪽 타입의 예측이 결합되게 되는데, 예컨대 x=1/2인 경우에는 양쪽 타입의 예측이 동등하게 신중히 고려되고, x1/2인 경우에는 순간저해상도화상에 기초한 예측이 좀더 신중히 고려되며, x1/2인 경우에는 이전의 고해상도화상에 기초한 예측이 좀더 신중히 고려된다. 만일 x값이 정확하게 선택되면, 예측에 있어서 3dB의 이득향상을 달성할 수 있음을 알았다. x의 최적치는, 예컨대 화상의 코드화된 부분을 재생시키는데 데이터 처리수단(10)의 코딩출력에 얼마나 많은 비트가 필요한지를 모든 가능한 x값에 대하여 조사하는 시스템 컨트롤러(8)에 의해 결정된다. 이 경우, 비트의 최소수를 요구하는 x값이 최적치를 형성한다. 또한, 시스템 컨트롤러(8)의 입력은 감산회로(16)의 출력에도 접속될 수가 있는데, 이 경우에는 상기 출력에 나타나는 결과신호(차신호 또는 에러신호)의 제곱이 모든 x값에 대하여 계산되어야만 한다. 이때는, 가장 작은 에러를 초래하는 x값이 최적치를 형성하게 된다. 엔코더는 최소한 2개의 계층으로 이루어져야만 하는데, 이 경우 고해상도를 갖는 코드화신호는 소위 고화질 텔레비젼화상을 재생시키는데 적합하고, 저해상도를 갖는 코드화신호는 통상의 텔레비젼화상을 재생시키는데 적합하다. 엔코더가 3개의 계층으로 이루어지는 경우에는. 신호는 소위 비디오전화의 화상 재생을 위해 세 번째 계층과 더불어 코드화되어야 하는데, 이때는 한층 더 낮은 해상도로 족하다.
제 2도에 도시된 디코더는, 상기 엔코더에서 발생하며, 가장 높은 해상도를 갖는 제1코드화 디지탈신호와 제1벡터신호, 가장 낮은 해상도를 갖는 제 2코드화 디지탈신호, 제2벡터신호 및 x신호로 이루어진 다중화 신호(multiplexed signal)를 수신하기 위한 입력을 갖춘 디멀티플렉서(70)를 구비하고 있다. 디멀티플렉서(70)의 제1출력에는 제1코드화 디지탈신호가 나타나고, 디멀티플렉서(70)의 제2출력에는 제1벡터신호가 나타나며,디멀티플렉서(70)의 제3출력에는 제2코드화 디지탈신호가 나타나고, 디멀티플레서(70)의 제4출력에는 제2벡터신호가 나타나며, 디멀티플렉서(70)의 제5출력에는 x신호가 나타난다. 디멀티플렉서(70)의 제1출력은, 역코딩수단(81)과 역양자화수단(82) 및 그 출력이 가산회로(84)의 제1입력에 접속되는 역변환수단(83)의 직렬접속으로 이루어진 제1데이터 재처리수단(89)의 입력에 접속된다. 가산회로(84)의 출력은 디코더의 제1(고해상도)출력을 형성하는 것으로 제1디코더 메모리수단(85)의 입력에 접속되고, 제1디코더 메모리수단(85)의 출력은 제1디코더 거동보상수단(86)의 입력에 접속된다. 그리고 이 제1디코더 거동보상수단(86)의 벡터입력은 (제1)벡터신호를 수신하기 위해 디멀티플렉서(70)의 제2출력에 접속되고, 출력은 그 출력이 가산회로(84)의 제2입력에 접속된 디코더 스위칭수단(87)의 제1입력(제1스위치접점)에 접속된다. 디코더 스위칭수단(87)의 제어입력은 x신호를 수신하기 위해 디멀티플렉서(70)의 제5출력에 접속된다. 디멀티플렉서(70)의 제3출력은 역코딩수단(71)과 역양자화수단(72) 및 역변환수단(73)의 직렬접속으로 이루어진 제2데이터 재처리수단(79)의입력에 접속되고, 역변환수단(73)의출력은 그 출력이 보간수단과 업샘플수단을 갖추고 있는 디코더 예측수단(77)을 매개해서 상기 디코더 스위칭수단(87)의 제2입력(제2스위치접점)에 접속된 가산회로(74)의 제1입력에 접속된다. 또한 디코더의 제2(저해상도)출력을 형성하는 가산회로(74)의출력은 제2디코더 메모리수단(75)의 입력에 접속되고, 제2디코더 메모리수단(75)의 출력은 제2디코더 거동보상수단(76)의 입력에 접속된다. 그리고, 이 제2디코더 거동보상수단(76)의 출력은 가산회로(74)의 제2입력에 접속되고, 벡터입력은 (제2)벡터신호를 수신하기 위해 디멀티플렉서(70)의 제4출력에 접속된다.
제2도에 도시된 디코더의 동작은 다음과 같다. 제 1데이터 재처리수단(89)은, 먼저 역코딩수단(81)에 의해 예컨대 테이블에 기초해서 제1코드화 디지탈신호의 역코딩을 행하고, 이어서 역양자화수단(82)에 의해 역양자화를 행한 후, 역변화수단(83)에 의해 역변환 예컨대 역이산코사인변환(inverse discrete cosine transformation)을 행한다. 그리고 제2데이터 재처리수단(79)은, 먼저 역코딩수단(71)에 의해 예컨대 테이블에 기초해서 제2코드화 디지탈신호의 역코딩을 행하고, 이어서 역양자화수단(72)에 의해 역양자화를 행한 후, 역변환수단(73)에 의해 역변환 예컨대 역이산코사인변환을 행한다. 상기 제2데이터 재처리수단(79)에 의해 발생된 신호는 저해상도를 가지며, 개개의 화상의 개개의 화소군과 그보다 이전의 화상의 개개의 화소군의 차를 형성한다. 그후, 가산회로(74), 제2디코더 메모리수단(75) 및 제2디코더 거동보상수단(76)의 도움으로 개개의 화상의 개개의 화소군이 기코더의 제2(저해상도)출력에 나타나게 된다. 이 신호는 디코더 예측수단(77)의 도움으로 보간 및 업샘플링되는데, 이것은 디코더 스위치수단(87)의 제 2입력으로 이송하기에 적합하다.
상기 제1데이터 재처리수단(89)에 의해 발생된 신호는 고해상도를 가지며, 개개의 화상의 개개의 화소군과 그보다 이전의 화상의 개개의 화소군의 차를 형성한다. 그 후, 가산회로(84), 제1디코더 메모리수단(85), 제1디코더 거동보상수단(86) 및 디코더 스위칭수단(87)의 도움으로 개개의 화상의 개개의 화소군이 디코더의 제1(고해상도)출력에 나타나게 된다. 디코더 스위칭수단(87)은 디멀티플렉서(70)의 제5출력을 매개해서 .x신호를 수신한다. 그 결과, 디코더 스위칭수단(87) 및 엔코더 스위칭수단(7)이 동일한 상태(주: 동일한 x값을 갖도록 조정되어 있음)에 있게 되는데, 물론 이것은 양호한 디코딩에 반드시 필요한 것이다. 디코더는, 디코딩이 가장 낮은 레벨에서 수행되는 경우에는 (제2)데이터재처리수단을 포함하는 최소한 하나의 계층으로 이루어지는 반면에, 디코딩이 더 높은 레벨 등에서 수행되는 경우에는 각 계층에 데이터 재처리수단을 포함하는 2개의 계층으로 이루어진다. 디코더가 엔코더와 같은 수의 계층으로 이루어진 경우에는, 가장 높은 레벨에서 디코딩을 행할 수 있게 된다. 물론, 여러 계층으로 이루어진 디코더로 가장 낮은 레벨 또는 가장 높은 레벨에서 디코드하는 것도 선택적으로 가능한데, 이것은 스위치에 의해 디코더에서의 개개의 접속을 연결 및/또는 차단시킴으로써 달성할 수 있다. 이 때, 디코더 스위칭수단(87)은 (혹 엔코더 스위칭수단(7)과 다르게 x의 값을 조정하는 방법일 수도 있는) 적절한 방법으로 조정되어야만 한다.
물론, 멀티플렉서(6) 및 디멀티플렉서(7)를 이용하는 것은 단지 하나의 실시예일 뿐이다. 따라서,예컨대 비디오 레코더에서 엔코더로부터 디코더로의 신호의 전송은 통상 개별적인 접속 및 더욱이 (변조 및 복조방법과 같은) 다른 신호를 전송할 수 있는 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱 이외의 방법을 통해 이루어진다. 더욱이, 분리된 멀티플렉서를 엔코더에서의 각 계층에 이용할 수 있고, 또 분리된 디멀티플렉서를 디코더에서의 각 계층에 이용할 수 있다.
참고문헌
Coded representation of picture and audio information.
TMI Compatibility Experiments. by I. Parke,
ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11,MPEG92/291

Claims (6)

  1. 디지탈신호를 수신하기 위한 입력과, 이 입력에 접속되어 제1코드화 디지탈신호를 발생시키기 위한 제1데이터 처리수단, 주접점이 입력에 접속되고 제1스위치접점이 제1엔코더 메모리수단을 매개해서 상기 제1데이터처리수단에 접속된 엔코더 조정수단을 갖추고서 상기 제1데이터 처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제1엔코더 피드백수단, 상기 입력에 접속되어 수신된 디지탈신호를 축소하기 위한 축소수단, 이 축소수단에 접속되어 제2레코드화 디지탈신호를 발생시키기 위한 제2데이터 처리수단 및, 제2엔코더 메모리수단을 갖추고서 엔코더 예측수단을 매개해서 상기 엔코더 조정수단의 제2스위치접점에 접속되어 상기 제2데이터 처리수단의 적어도 일부분을 피드백시키기 위한 제2엔코더 피드백수단을 구비하여 구성되고, 상기 엔코더 조정수단이, 상기 제1스위치접점에 나타나는 신호와 제1의 신호를 승산함과 더불어 제2스위치접점에 나타나는 신호와 제2의 값을 승산하는 승산수단과, 이렇게 하여 승산된 승산신호를 결합하는 결합수단을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈신호를 코딩하기 위한 엔코더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1엔코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제1엔코더 거동예측수단과, 상기 제2엔코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제2엔코더 거동예측수단을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔코더.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1의 값이 X(여기서, 0≤X≤1)이고, 상기 제2의 값이 1-X의 값이 1-X인 것을 특징으로 하는 엔코더.
  4. 제1코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제1데이터 재처리수단과, 주접점이 제1데이터 재처리수단에 접속된 디코더 조정수단의 제1스위처접점에 접속된 제1디코더 메모리수단, 제2코드화 디지탈신호를 처리하기 위한 제2데이터 재처리수단 및, 상기 제2데이터 재처리수단에 접속됨과 더불어 디코더 예측수단을 매개해서 상기 디코더 조정수단의 제2스위치접점에 접속된 제2디코더 메모리수단을 구비하여 구성되고, 상기 디코더 조정수단이, 상기 제1스위치접점에 나타나는 신호와 제1의신호를 승산함과 더불어 제2스위치접점에 나타나는 신호와 제2의 값을 승산하는 승산수단과,이렇게 하여 승산된 승산신호를 걸합하는 결합수단을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 코드화된 디지탈신호를 디코딩하기 위한 디코더.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1디코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제1디코더 거동보상수단과, 상기 제2디코더 메모리수단과 직렬로 위치하고 있는 제2디코더 거동보상수단을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 디코더.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1의 값이 X(여기서 0≤X≤1)이고, 상기 제2의 값이1-X인 것을 특징으로 하는 디코더.
KR1019930018404A 1992-09-14 1993-09-14 디지탈 신호를 코딩하기 위한 엔코더와 코드화된 디지털신호를 디코딩하기 위한 디코더 KR0129503B1 (ko)

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NL9201594A NL9201594A (nl) 1992-09-14 1992-09-14 Systeem omvattende ten minste één encoder voor het coderen van een digitaal signaal en ten minste één decoder voor het decoderen van een gecodeerd digitaal signaal, en encoder en decoder voor toepassing in het systeem.

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