KR0142260B1 - 변환(dct)모드선택장치 - Google Patents

변환(dct)모드선택장치

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KR0142260B1 KR1019940035704A KR19940035704A KR0142260B1 KR 0142260 B1 KR0142260 B1 KR 0142260B1 KR 1019940035704 A KR1019940035704 A KR 1019940035704A KR 19940035704 A KR19940035704 A KR 19940035704A KR 0142260 B1 KR0142260 B1 KR 0142260B1
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Abstract

본 발명은 DCT변환모드선택장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 각 필드의 해당되는 화소의 차를 구하고 이 값의 절대값을 DCT변환단위의 블럭으로 누산하여 DCT변환단위의 블럭내에 전체적인 주파수성분을 검출하는 검출수단과, 8×8 및 4×8단위의 DCT모드중 고주파성분이 많을 수록 유리한 4×8단위의 DCT모드의 고주파성분의 기준값을 저장하는 기준값저장부, 및 검출수단에서 검출한 주파수성분과 기준값을 비교하여 데이타손실이 적은 쪽으로 DCT모드를 선택하는 모드선택부로 구성된다.
따라서, 본 발명은 DCT변환단위의 블럭내에 고주파성분이 포함된 정도를 예측하여 DCT변환모드를 적응적 선택함으로써 데이타손실시 화상에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

변환(DCT)모드선택장치
제1도는 본 발명에 따른 DCT모드선택장치의 일 예를 나타내는 블록도.
제2도는 본 발명에 따른 DCT모드선택장치의 다른 예를 나타내는 블록도.
제3도는 본 발명에 따른 DCT모드선택장치의 또 다른 예를 나타내는 블록도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11,21,33:지연기 12,22,34:감산기
13:절대값누산기 14,23,26,35:기준값저장부
15,27,36:모드선택부 16,28,37:8×8DCT부
17,29,38:4×8DCT부 2 4 :절대값비교기
25:카운터 31,32:누산기
본 발명은 디지탈 VCR의 DCT변환부호화장치에 관한 것으로서, 특히 DCT변환블럭내의 데이타가 고주파성분을 어느만큼 포함하는가에 따라 8×8모드 또는 4×8모드를 적응적으로 선택하여 DCT변환을 수행할 수 있도록 함으로써 재생시 보다 개선된 화질을 제공하기 위한 DCT변환모드선택장치에 관한 것이다.
일반적으로 디지탈 VCR에 있어서 영상데이타량을 압축하기 위한 기술로는 대표적으로 변환부호화방식이 있다. 이 변환부호와방식을 수행하기 위해 화면을 이루는 각 필드 또는 필드간의 합신호와 차신호에 대해 소정의 변환을 행하여 영상데이타를 주파수영역의 변환계수로 변환한다. 각 필드에 대한 데이타변환방식에는 대표적으로 DCT(Discrete Consine Transform)가 사용되고 있다. DCT변환에는 8×8모드와 4×8모드의 두모드가 있다. 8×8모드는 움직임이 적은 화상인 경우에 사용하며, 4×8모드는 움직임이 많은 화상인 경우에 사용한다. 8×8모드의 DCT변환은 입력되는 영상데이타를 주파수영역의 데이타로 변환한다. 4×8모드의 DCT변환은 입력되는 화소간의 합신호와 차신호를 각각 4(수직)×8(수평)화소단위의 블럭데이타로 DCT변환을 수행한다.
위와 같이 DCT변환된 변환계수의 에너지는 주로 저주파쪽으로 모이게 된다. 일반적으로 사용할 수 있는 비트수는 제한되어 있는 데 DCT변환을 수행하면 비트수가 증가하게 되므로 비트수를 감소시키기 위해 DCT변환을 수행한 후 가중치를 취한다. 그 다음에는 소정의 양자화과정을 통해 일정레벨의 대표값들로 바꾸어 준 후, 이 대표값들의 통계적 특성을 살려 가변 장부호화함으로써 데이타를 압축시킨다. 압축처리된 데이타는 일정한 포맷에 의해 테이프등의 기록매체에 저장하고, 이를 다시 복호화하여 재생한다. 그래서, 압축처리된 데이타의 양은 일정하게 고정되야 한다. 이러한 제한때문에 블럭(block)을 구성하는 데이타의 배열상태에 따라서는 고정된 데이타량이 충분할 수 도 있고, 모자랄 경우도 발생한다. 고정된 양보다 적은 데이타량이 발생하면 주어진 고정된 데이타의 영역이 남으므로 남는 영역을 더미데이타(dumm data)로 채우면 된다. 하지만, 주어진 영역보다 데이타량이 많이 발생하여 영역이 모자랄 경우 데이타의 손실이 따르게 된다. 데이타의 손실이 발생할 경우 주파수에 따른 인간의 공간적인 시각특성을 고려하여 지그재그스캔(Zig-Zag Scan)에 의한 고주파부분부터 데이타를 유실시킨다. 즉, 인간의 시각은 고주파보다 저주파에서 더 민감하다. DCT영역은 에너지분포상태에 따라 영상특성을 구분할 수 있는데, 맨좌측상단부분을 DC 영역, 그 다음구역을 저주파L영역, L영역 다음에 이치한 소정 구역을 에지 E 영역, 그 이외의 구역을 고주파 H영역이라 한다. 이와 같이 영역을 구분할 경우 고주파영역에 높은 계수값을 가진 경우 지그재그스캔순서에 따라 이 데이타가 유실되면 화상에 악영향을 미친다. 그래서, DCT변환시 8(수직)×8(수평)화소단위의 기준블럭이 아닌 각 필드간의 합과차를 구하여 4(수직)×8(수평)화소단위의 기준블럭으로 DCT변환을 수행함으로써 고주파영역에 존재하는 높은 계수값들을 저주파영역으로 이동시켜 데이타의 손실이 가져오는 악영향을 최소화한다.
따라서, 본 발명의 목적은 두가지 모드중 하나를 선택하는데 있어 8×8단위의 블럭내에 고주파성분이 포함된 정도에 따라 보다 나은 DCT변환모드를 적응적으로 선택함으로써 화질을 향상시키는 DCT변환모드선택장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DCT변환모드선택장치는 영상데이타의 DCT변환부호화장치에 있어서, 입력되는 인접한 두 필드단위 영상데이타의 대응하는 화소들의 차를 DCT변환단위의 블럭으로 구하여 그 블럭내의 고주파성분 포함정도를 검출하기 위한 검출수단과, 각 DCT변환모드중 고주파성분이 많을수록 유리한 DCT변환모드에 대한 고주파성분의 기준값을 저장하는 기준값저장부와, 상기 검출수단의 고주파성분포함정도를 나타내는 값을 상기 기준값저장부의 기준값과 서로 비교하여 그 비교결과에 따라 DCT변환모드를 선택하는 모드선택부, 및 상기 모드선택부에 의해 선택된 DCT변환모드로 입력되는 영상데이타를 DCT변환하는 DCT변환부를 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
제1도는 본 발명에 따른 DCT모드선택장치의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치는 하나의 프레임을 이루는 2개의 필드(field0,field1)사이의 대응되는 화소(pixel)의 차값을 구하기 위한 감산기(12)를 구비하고 있다. 감산기(12)의 전단에는 인접한 필드간 대응하는 화소들의 차를 구하도록 먼저 입력되는 필드단위의 영상데이타를 다음 필드단위의 영상데이타가 입력되는 동안 지연시키는 지연기(11)가 연결된다. 감산기(12)의 출력단에는 2 필드간의 대응되는 화소들의 차값의 절대값을 구하여 누산하는 절대값누산기(13)가 연결된다. 절대값누산기(13)는 DCT블럭단위로 리셋된다. 절대값누산기(13)의 출력단에는 하나의 DCT블럭동안 누산된 절대값을 소정의 기준값에 근거하여 DCT모드를 선택하는 모드선택부(15)가 연결된다. 모드선택부(15)에는 기준값을 저장하고 있는 기준값저장부(14)가 연결된다. 모드선택부(15)의 출력단에는 8×8모드의 DCT부(16)와 4×8모드의 DCT부(17)가 연결되도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 DCT모드선택장치에 대한 동작을 좀더 구체적으로 설명한다.
먼저, 지연기(11)는 입력단을 통해 인가되는 제1필드의 영상데이타를 지연시킨다. 제2필드의 영상데이타가 지연되는 동안 제2필드의 영상데이타가 입력되면 감산기(12)는 두 필드 사이에 대응하는 화소끼리 그 차값을 구한다. 절대값누산기(13)는 감산기(12)로 부터 인가되는 각 필드의 대응되는 화소 차값의 절대값을 구하고, 그 절대값을 DCT블럭을 단위로 누산한다. 이 누산된 절대값은 DCT블럭내의 필드간 데이타가 어느 정도 차이가 나는가를 나타내고, 차이가 많이 나면 그만큼 고주파성분이 많다는 의미이다. 모드선택부(15)는 절대값누산기(13)로 부터 인가되는 하나의 DCT블럭동안 누산된 절대값을 기준값저장부(14)로 부터 인가되는 기준값과 비교한다. 모드선택부(15)는 누산된 절대값이 기준값보다 크면 4×8의 DCT모드를 선택하고, 누산된 절대값이 기준값보다 작으면 8×8의 DCT모드를 선택한다. 여기서, 기준값은 4×8의 DCT모드로 변환하는 경우 유리할 수 있는 값으로 정한다. 이런 경우 하나의 기준값만을 사용하므로 기준을 정하기가 용이하다. 8×8모드의 DCT부(16)는모드선택부(15)에 의해 선택된 경우 입력되는 영상데이타를 8×8모드로 DCT처리를 한다. 4×8모드의 DCT부(17)는 모드선택부(15)에 의해 선택된 경우 입력되는 영상데이타에 대해 프레임간의 합과 차를 구한 다음 그 결과값을 가지고 4×8모드로 DCT처리를 한다.
제2도는 본 발명에 따른 DCT변환모드선택장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치는 제1도의 장치와 유사한 구성요소로 이루어지나, 제1도의 장치에서 절대값누산기(13)가 절대값비교기 (24)와 카운터(25)로 대체된 형태를 갖는다.
제2도에서 지연기(21)는 입력단을 통해 인가되는 제1필드의 영상데이타를 지연시킨다. 제1필드의 영상데이타가 지연되는 동안 제2필드의 영상데이타가 입력되면 감산기(22)는 두 필드 사이에 대응하는 화소끼리 그 차값을 구한다. DCT블럭내에 고주파성분이 많으면 많을 수록 차값이 크게 된다. 절대값비교기(24)는 감산기(22)로 부터 인가되는 각 필드의 대응되는 화소 차값의 절대값을 구하고, 그 절대값을 제1기준값저장부(23)로 부터 인가되는 제1기준값과 비교한다. 절대값비교기(24)는 절대값이 제 1기준값보다 크면 카운트증가신호를 출력한다. 여기서, 제1기준값은 하나의 DCT블럭에 지정되는 고주파영역에 들어가는 값으로, 절대값이 제1기준값보다 크면 고주파영역의 값으로 인식한다. 카운터(25)는 비교기(24)로 부터 카운트 증가신호가 인가될 때 마다 1씩 카운트값을 증가시킨다. 카운터(25)는 DCT블럭단위로 리셋되며 그때의 카운트값을 모드선택부(27)로 출력한다. 여기서, 카운트값은 DCT블럭의 필드간 화소사이에 제 1기준값으로 지정한 고주파성분이 포함된 갯수를 나타낸다. 그래서, 영상데이타의 DCT변환시 고주파영역의 계수를 예측할 수 있다. 모드선택부(27)는 카운터(25)로 부터 인가되는 카운트값과 제2기준값저장부(26)로 부터 인가되는 제2기준값을 비교한다. 여기서, 제2기준값은 두 DCT모드중 4×8모드에서 유리한 DCT블럭내의 고주파성분을 포함한 화소들의 갯수를 가진다. 모드선택부(27)는 카운트값이 제2기준값보다 큰 값을 갖으면 4×8모드를 선택한다. 제1도에 대해서 제2도는 정해준 주파수 이상의 성분이 어느정도 존재하는지 정확히 알수있으므로 보다 정밀한 선택을 할 수 있고 하드웨어설계시에도 비교와 카운트동작만을 하므로 복잡도가 줄어들고 고속으로 동작가능하다. 8×8모드의 DCT부(28)는 모드선택부(27)에 의해 선택된 경우 입력되는 영상데이타를 8×8모드로 DCT처리를 한다. 4×8모드의 DCT부(29)는 모드선택부(27)에 의해 선택된 경우 입력되는 영상데이타에 대해 프레임간의 합과 차를 구한 다음 그 결과값을 가지고 4×8모드로 DCT처리를 한다.
제3도는 본 발명에 따른 DCT변환모드선택장치의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치는 제1도의 장치와 유사한 구성요소로 이루어지나, 제1도의 장치에서 두필드간 대응되는 화소값의 차값을 절대값누산하는 데 반하여 두필드의 화소값을 누산한 후 그 차값을 구하기 위해 누산기(31,32)와 지연기(33) 및 감산기(34)가 차례로 연결된다.
제3도에서, 제1누산기(31)는 입력되는 제1필드 영상데이타의 화소값을 누산한다. 제2누산기(32)는 입력되는 제2필드 영상데이타의 화소값을 누산한다. 제1누산기(31)와 제2누산기(32)는 DCT블럭단위로 리셋된다. 지연기(33)는 감산기(34)에서 누산된 두 필드의 화소값의 차값을 구하도록 제1누산기(31)로 부터 인가되는 DCT블럭단위의 누산된 제1필드의 화소값을 지연한다. 감산기(34)는 지연기(33)와 제2누산기(32)로 부터 인가되는 누산된 두 필드의 화소값의 차값을 구한다. 이 차값을 통해 하나의 DCT블럭내에 전체적인 주파수성분을 알 수 있다. 모드선택부(36)는 감산기(34)로 부터 인가되는 차값과 기준값저장부(35)로 부터 인가되는 기준값을 비교한다. 모드선택부(36)는 차값이 기준값보다 크면 4×8의 DCT모드를 선택하고, 차값이 기준값보다 작으면 8×8의 DCT모드를 선택한다. 여기서, 기준값은 4×8의 DCT모드로 변환하는 경우 유리할 수 있는 값으로 정한다. 8×8모드의 DCT부(37)는 모드선택부(36)에 의해 선택된 경우 입력되는 영상데이타를 8×8모드로 DCT처리를 한다. 4×8모드의 DCT부(38)는 모드선택부(36)에 의해 선택된 경우 입력되는 영상데이타에 대해 프레임간의 합과 차를 구한 다음 그 결과값을 가지고 4×8모드로 DCT처리를 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 DCT변환모드선택장치에 관한 것으로서 DCT변환을 수행하기 전에 DCT변환블럭내의 영상데이타가 고주파성분을 포함하는 정도를 검출하여 8×8단위의 기준블럭으로 DCT변환을 수행하는 제 1DCT모드와 4×8단위의 기준블럭으로 DCT변환을 수행하는 제 2DCT모드중 하나의 모드를 적응적으로 선택함으로써 고주파영역의 데이타가 손실되어도 화상에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (7)

  1. 영상데이타의 DCT변환부호화장치에서 DCT변환모들르 선택하는 장치에 있어서, 입력되는 인접한 두 필드단위 영상데이타의 대응하는 화소들의 차를 DCT변환단위의 블럭으로 구하여 그 블럭내의 고주파성분 포함정도를 검출하기 위한 검출수단; 각 DCT변환모드중 고주파성분이 많을수록 유리한 DCT변환모드에 대한 고주파성분의 기준값을 저장하는 기준값저장부; 상기 검출수단의 고주파성분포함정도를 나타내는 값을 상기 기준값저장부의 기준값과 서로 비교하여 그 비교결과에 따라 DCT변환모드를 선택하는 모드선택부; 및 상기 모드선택부에 의해 선택된 DCT변환모드로 입력되는 영상데이타를 DCT변환하는 DCT변환부를 포함하는 DCT변환모드선택장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모드선택부는 상기 검출수단의 고주파성분포함정도를 나타내는 값이 상기 기준값저장부의 기준값보다 크면 고주파성분이 많을 수록 유리한 DCT모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 DCT변환모드선택장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출수단은 입력되는 영상데이타의 필드간 대응하는 화소들의 차를 구하기 위한 감산기 및 상기 감산기로 부터 인가되는 차값의 절대값을 구하고, 그 절대값을 DCT변환단위의 블럭동안 누산하는 절대값누산기로 이루어진 것을 특징으로 하는 DCT변환모드선택장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검출수단은 입력되는 영상데이타의 필드간 대응하는 화소들의 차를 구하기 위한 감산기; DCT변환단위의 블럭내에 설정한 고주파영역에 들어가는 값을 기준값으로 저장하고 있는 기준값저장부; 상기 감산기로 부터 인가되는 차값의 절대값을 구하고, 그 절대값을 상기 기준값저장부의 기준값과 비교하여, 그 비교결과 절대값이 기준값 이상의 값을 가지면 카운트증가신호를 발생하는 절대값비교기 ; 및 DCT변환단위의 블럭동안 상기 절대값비교기에서 발생하는 카운트증가신호를 카운트하는 카운터로 이루어진 것을 특징으로 하는 DCT변환모드선택장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 감산기 전단에는 상기 감산기에서 인접한 필드간 대응하는 화소들의 차를 구하도록 제2필드단위의 영상데이타가 입력되는 동안 제1필드단위의 영상데이타를 지연하는 지연기를 구비함을 특징으로 하는 DCT변환모드선택장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 검출수단은 제1필드의 화소데이타를 DCT변환단위의 블럭동안 누산하는 제1누산기; 제2필드의 화소데이타를 DCT변환단위의 블럭동안 누산하는 제2누산기; 및 상기 제1누산기와 제2누산기에서 누산된 화소데이타의 차값을 구하는 감산기로 이루어진 것을 특징으로 하는 DCT변환모드선택장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1누산기와 감산기 사이에는 상기 제1누산기에서 누산된 화소데이타를 상기 감산기에서 인접한 필드간 누산된 화소데이타의 차를 구하도록 상기 제2누산기에서 누산된 화소데이타가 입력되는 동안 지연하는 지연기를 구비함을 특징으로 하는 DCT변환모드선택장치.
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