KR0144200B1 - Quantum number selecting method of the digitalized vcr - Google Patents
Quantum number selecting method of the digitalized vcrInfo
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Abstract
본 발명은 DVCR에 관한 것으로, 특히 양자화 계수(quantization Number:QNO)의 지정에 관한 알고리듬을 개선하여 양자화기의 하드웨어 구성을 단순화하는데 적당하도록 한 DVCR의 양자화 계수 선택방법에 관한 것이다.The present invention relates to DVCR, and more particularly, to a method for selecting a quantization coefficient of a DVCR, which is suitable for simplifying a hardware configuration of a quantizer by improving an algorithm for designation of a quantization coefficient (Q NO ).
상기와 같은 본 발명의 DVCR의 양자화 계수 선택방법은 복수개의 매트로 블럭으로 구성된 비디오 세그먼트를 QNO8로 양자화하여 VL코딩값(VL8(MB))을 계산하여 목적길이(Target Length)와 비교하는 제1단계와, VL8(MB)값이 목적 길이보다 크면 QNO4로 양자화하여 VL코딩값(VL4(MB))을 계산하여 목적길이와 비교하고 그이외의 값이면 QNO12로 양자화하여 VL코딩값(VL12(MB))을 계산하여 목적길이와 비교하는 제2단계와, VL12(MB)값이 목적길이보다 크면 QNO10으로 양자화하여 VL코딩값(VL10(MB))을 계산하고 그이외의 값이면 QNO14로 양자화하여 VL코딩값(VL14(MB))을 계산하거나, VL4(MB)값이 목적길이보다 크면 QNO2로 양자화하여 VL코딩값(VL2(MB))을 계산하고 그이외의 값이면 QNO6으로 양자화하여 VL코딩값(VL6(MB))을 계산하는 제3단계와, 상기 제1,2,3단계에서 양자화 스텝(QNO=2,4,…,12,14)에 따라 계산된 VLC값을 이용하여 양자화 계수 선택부에서 QNO를 결정하는 제4단계로 이루어진다.The quantization coefficient selection method of the DVCR of the present invention as described above calculates a VL coding value (VL8 (MB)) by quantizing a video segment composed of a plurality of macroblocks with Q NO 8 and comparing it with a target length. a first step 1, VL8 (MB) value to the object length than quantizing large as Q NO 4 calculates the VL encoding value (VL4 (MB)) compared to the object length and a value other than the quantized into Q NO 12 to VL The second step of calculating the coding value VL12 (MB) and comparing it with the target length, and if the value of VL12 (MB) is larger than the target length, quantize it to Q NO 10 to calculate the VL coding value (VL10 (MB)). a value other than the quantized into Q NO 14 and VL-coded values (VL14 (MB)) to calculate or, VL4 (MB) value purpose length than quantizing to a larger Q NO 2 and VL coding value calculating (VL2 (MB)) If not, the third step of quantizing to Q NO 6 to calculate the VL coding value (VL6 (MB)) and the quantization step (Q NO = 2,4, ..., in the first, second and third steps). 12 A fourth step of determining the Q NO in the quantization coefficient selector using the VLC value calculated in accordance with (14).
Description
제1도는 DCT 블럭의 구성도.1 is a configuration diagram of a DCT block.
제2도 (a)(b)는 525/60시스템에서의 휘도와 색차 DCT 블럭의 구성도.2 (a) and 2 (b) are diagrams showing the configuration of the luminance and color difference DCT blocks in the 525/60 system.
제3도 (a)(b)는 625/50시스템에서의 휘도와 색차 DCT 블럭의 구성도.Fig. 3 (a) and (b) are diagrams showing the configuration of luminance and color difference DCT blocks in a 625/50 system.
제4도 (a)(b)는 NTSC 또는 PAL 방식에 따른 매크로 블럭의 구성도.4 (a) and (b) are diagrams showing the configuration of a macroblock according to the NTSC or PAL scheme.
제5도 (a)(b)는 525/60 또는 625/50 시스템에서의 슈퍼 블럭의 구성도.5 (a) (b) is a block diagram of a super block in a 525/60 or 625/50 system.
제6도 (a)(b)는 525/50 또는 625/50 시스템에서의 프레임 구성도.6 (a) (b) is a frame diagram in a 525/50 or 625/50 system.
제7도는 일반적인 DVCR의 비트 스트림 생성과정을 나타낸 구성블럭도.7 is a block diagram showing a process of generating a bit stream of a general DVCR.
제8도 (a)(b)는 DCT 변환의 예를 나타낸 구조테이블.(A) and (b) of FIG. 8 are structure tables showing examples of DCT conversion.
제9도 (a)(b)는 Area No에 따른 DCT 변환의 예를 나타낸 구조테이블.9A and 9B are structure tables showing examples of DCT conversion according to Area No.
제10도는 양자화 스텝을 나타낸 구조테이블.10 is a structure table showing quantization steps.
제11도는 양자화된 영상의 구성도.11 is a block diagram of a quantized image.
제12도는 본 발명의 양자화 변환부의 구성블럭도.12 is a block diagram of a quantization transform unit according to the present invention.
제13도는 본 발명에 따른 양자화 계수 선택방법을 나타낸 제1플로우챠트.13 is a first flowchart illustrating a method of selecting a quantization coefficient according to the present invention.
제14도는 본 발명의 양자화 계수 변화에 따른 비트율 변화를 나타낸 그래프.14 is a graph showing the change in bit rate according to the change in the quantization coefficient of the present invention.
제15도는 본 발명에 따른 양자화 계수 선택방법을 나타낸 제2플로우챠트.15 is a second flowchart illustrating a method of selecting a quantization coefficient according to the present invention.
제16도는 본 발명에 따른 포맷팅 구성도.Figure 16 is a formatting diagram according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
120,121:지연부120,121: Delay
122,`123,124:VLC 테이블122, `123,124: VLC table
125:양자화 계수 선택부125: quantization coefficient selector
126a,126b:스위칭부126a, 126b: switching part
Q2,Q4,Q6,Q8,Q10,Q12,Q14:양자화기Q 2 , Q 4 , Q 6 , Q 8 , Q 10 , Q 12 , Q 14 : Quantifier
본 발명은 DVCR에 관한 것으로, 특히 양자화 계수(Quantization Number:QNO)의 지정에 관한 알고리듬을 개선하여 양자화기의 하드웨어 구성을 단순화하는데 적당하도록 한 DVCR의 양자화 계수 선택방법에 관한 것이다.The present invention relates to DVCR, and more particularly, to a method for selecting a quantization coefficient of a DVCR, which is suitable for simplifying a hardware configuration of a quantizer by improving an algorithm for designating a quantization coefficient (Q NO ).
일반적으로 1/4 DVCR은 포맷(Format)방법으로 분류하면 SD(Standard Definition)급, HD(High Definition)급 그리고 차세대 방송인 ATV(Advanced Television), DVB등으로 구분된다.In general, 1/4 DVCR is classified into a format method, and classified into SD (Standard Definition) level, HD (High Definition) level, and ATV (Advanced Television), DVB, and the like.
SD에 있어서는 현재의 NTSC나 PAL 방식을 디지탈 변환하여 자체 압축 알고리듬을 이용하여 압축(Compression)하여 디지탈로 기록하고 재생하게 되는 방식으로 이미 그 규격이 결정되어 테이프의 포맷, 인코딩/디코딩 방법등이 정해져 있다. 즉, 결정된 규격에 따른 구현 알고리듬은 각 메이커 자체내에서 개발하여야 한다.In SD, the standard is already determined by digitally converting the current NTSC or PAL method and compressing it using its own compression algorithm to record and play back digitally. The format of the tape and the encoding / decoding method are determined. have. That is, the implementation algorithm according to the determined standard should be developed in each maker itself.
그중에서 SD의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 양자화 계수(Quantization Number)의 결정문제는 DVCR의 구현에 있어서 중요한 문제로 대두되었다.Among them, the problem of determining the quantization coefficient (Quantization Number), which has the greatest impact on the SD performance, has emerged as an important problem in the implementation of DVCR.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 일반적인 비트 스트림 생성에 관하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a general bit stream generation will be described with reference to the accompanying drawings.
SD방식에서의 디지탈 신호처리(DSP:digital Signal Processing)는 NTSC 또는 PAL 신호를 받아 A/D 변환을 통해 4:2:2로 샘플링된 Y.U.V 복합 디지탈 신호를 만들게되는데 휘도(Luminance)신호인 Y는 13.5MHz로 샘플링하고 색도(chrominance)신호인 C는 6.75MHz로 샘플링한다.Digital signal processing (DSP) in the SD method receives NTSC or PAL signals and creates a 4: 2: 2 sampled YUV composite digital signal through A / D conversion. The luminance signal Y is Sample at 13.5MHz and chroma signal C at 6.75MHz.
이때, C는 Cr, Cb로 나뉘어지므로 각각 3.375MHz로 샘플링되는 것이다In this case, since C is divided into Cr and Cb, they are sampled at 3.375 MHz.
상기와 같이 샘플링된 영상데이타는 그대로 기록할 경우 데이타량이 너무 크므로 다시 4:1:1포맷으로 감축(Decimation)되어 4개의 8×8크기의 휘도(Luminance) DCT 블럭과 2개의 8×8크기의 색도(Chrominance) DCT블럭을 묶어 하나의 매크로블럭(Macro Block)단위로 삼게된다.If the sampled data is recorded as it is, the amount of data is too large. Therefore, the image data is reduced to 4: 1: 1 format again, so that 4 8 × 8 luminance DCT blocks and 2 8 × 8 sizes are used. Chrominance The DCT block is bundled into units of one macro block.
예를들어, 8비트 분해능(Resolution)으로 A/D 변환하였을 경우에 초당 8bit/sampel×(13.5Mhz+6.75MHz)=162Mbps가 된다.For example, A / D conversion with 8-bit resolution results in 8bit / sampel × (13.5Mhz + 6.75MHz) = 162Mbps.
상기와 같은 디지탈 영상신호에 DCT를 이용하여 압축하여 기록하는 것이다. 이때, DCT는 DCT의 구성블럭도인 제1도에서와 같이 수평방향으로 8픽셀(pixel)과 수직방향으로 8라인(Line)으로 구성된다.The digital video signal is compressed and recorded using DCT. At this time, the DCT is composed of 8 pixels in the horizontal direction and 8 lines in the vertical direction as shown in FIG. 1, which is a block diagram of the DCT.
그리고, 525/80 시스템에서의 휘도와 색차 DCT 블럭의 구성도인 제2도(a)(b)에서와 같이, NTSC(525line/60Hz 시스템)에서 휘도 DCT 블럭의 경우는 수직방향으로 60DCT 블럭과 수평방향으로 90DCT 블럭으로 구성되고, 색차 DCT 블럭의 경우에는 수직방향으로 60DCT 블럭과 수평방향으로 22.5DCT 블럭으로 구성되게 된다.In the case of the luminance DCT block in the NTSC (525line / 60Hz system), as shown in FIG. 2 (a) (b) which is a configuration diagram of the luminance and chrominance DCT block in the 525/80 system, the 60DCT block It consists of 90DCT blocks in the horizontal direction, and in the case of a chrominance DCT block, it consists of 60DCT blocks in the vertical direction and 22.5DCT blocks in the horizontal direction.
그리고 625/50 시스템에서의 휘도와 색차 DCT 블럭의 구성도인 제3도 (a)(b)에서와 같이 PAL(6251line/50Hz 시스템)에서 휘도 DCT 블럭의 경우는 수직방향으로 72DCT블럭과 수평방향으로 90DCT 블럭으로 구성되고 색차 DCT 블럭의 경우는 수직방향으로 36DCT 블럭과 수평방향으로 45DCT 블럭으로 구성된다.In the PAL (6251line / 50Hz system), the luminance DCT block is vertical in the vertical direction and the 72DCT block in the horizontal direction as shown in FIG. 3 (a) (b), which is a configuration diagram of the luminance and chrominance DCT block in the 625/50 system. In this case, the color difference DCT block is composed of 36DCT blocks in the vertical direction and 45DCT blocks in the horizontal direction.
상기와 같이 구성된 DCT 블럭으로 세분화되어 NTSC 또는 PAL 방식에 따른 매크로 블럭의 구성도인 제4도 (a)(b)에서와 같이, 휘도 DCT 블럭 4개와 색차 DCT 블럭 2개의 매크로 블럭을 이루게 된다.As shown in FIG. 4 (a) (b), which is a block diagram of a macroblock according to the NTSC or PAL scheme, the macroblock is composed of four luminance DCT blocks and two color difference DCT blocks.
상기의 매크로 블럭은 다시 인접한 27개의 MB를 묶어 525/60 시스템 또는 625/50 시스템의 슈퍼 블럭의 구성도인 제5도 (a)(b)에서와 같이 슈퍼 블럭(Super Block)을 이루게 되는데, 슈퍼 블럭으로 구성된 영상은 다시 제6도 (a)(b)에서와 같이, 비디오 세그먼트라는 5개의 MB가 모인 단위로 구성되어 비트율 감축(Bit Rate Reduction)을 수행하게 되는데, 이때 비디오 세그먼트를 구성하는 5개의 각 MB는 여러 SB에서 아래와 같은 규칙을 기준으로 하여 셔플링(shuffling)된 것으로 구성되게 된다.The macro block again combines 27 adjacent MBs to form a super block as shown in FIG. 5 (a) (b), which is a block diagram of a super block of a 525/60 system or a 625/50 system. As shown in FIG. 6 (a) (b), the video composed of the super blocks is configured in units of 5 MBs called video segments to perform bit rate reduction. Each of the five MBs is configured to be shuffled in several SBs based on the following rules.
상기와 같이 구성된 VS는 데이타 압축 과정을 통해 각 MB당 77byte씩 할당받게되어 VS 전체적으로는 385byte라는 고정된 비율로 감축(Reduction)되어야 한다.The above-mentioned VS is allocated 77 bytes per MB through the data compression process, and the overall VS should be reduced at a fixed rate of 385 bytes.
상기와 같이 압축된 데이타는 다시 기록하기에 앞서 서로 다른 VS로부터 가져온 압축된 각 MB 데이타를 다시원래의 위치로 가져가 기록하게 된다.As described above, the compressed data is recorded by bringing each compressed MB data from different VS back to its original position before rewriting.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 데이타 압축을 위한 비트율 감축(Bit Rate Reduction)위한 과정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process for bit rate reduction for data compression will be described with reference to the accompanying drawings.
제7도는 일반적인 DVCR의 비트 스트림 생성과정을 나타낸 구성블럭도이다.7 is a block diagram showing a process of generating a bit stream of a general DVCR.
먼저, 입력되는 영상을 상기에서 설명한 바와같이, 효과적으로 압축하기 위해 셔플링하여 영상을 재구성하는 셔플링부(71)와, 재구성된 영상을 효율적으로 DCT(Discret Cosine Transform)변환하기 위해 움직임 벡터(Motion Vector)를 검출해내는 움직임 추정부(72)와, 상기 움직임 추정부(72)에서의 움직임 벡터량에 의해 DCT를 수행하는 DCT부(75)로 구성되는데, 움직임 벡터량에 따라 DCT 변환의 예를 나타낸 구조 테이블인 제8도 (a)(b)에서와 같이 두가지 모드로 DCT를 수행하게 된다. 만약, 움직임이 작으면 (8×8)DCT를 수행하게 된다.First, as described above, the shuffling unit 71 is configured to shuffle and reconstruct an image to effectively compress an input image, and a motion vector to efficiently perform a discrete cosine transform (DCT) transformation of the reconstructed image. ) And a DCT unit 75 for performing DCT by the motion vector amount in the motion estimation unit 72. The structure shows an example of the DCT transformation according to the motion vector amount. As shown in Table 8 (a) and (b), the DCT is performed in two modes. If the movement is small, the (8 × 8) DCT is performed.
만약, 움직임이 크면(2×4×8) DCT를 수행하게 된다.If the movement is large (2 × 4 × 8), DCT is performed.
상기와 같이 움직임 벡터량에 따라 다른 모드의 DCT를 수행한후, 각 DCT 계수마다 가중값(Weighting)을 가한다. 가중값이 가해진 DCT 블럭내의 각 계수는 스캐닝부(76)에서 스캐닝(scanning)되게 된다. 이때 스캐닝 순서는 DCT 모드에 따라 제8도 (a)(b)에서와 같은 순서대로 전송되게 된다.After performing DCT of different modes according to the motion vector amount as described above, weighting is applied to each DCT coefficient. Each coefficient in the DCT block to which the weighted value is applied is scanned by the scanning unit 76. In this case, the scanning order is transmitted in the same order as in FIG. 8 (a) and (b) according to the DCT mode.
더불어, 각 DCT 블럭은 양자화시 양자화기 선택에 필요한 Class정보로 서로 다른 4가지 Class중 하나를 Class 결정부(73)에서 선택하게되며 이 Class는 각 DCT 블럭의 활성도(Activity)에 따라 선택된다.In addition, each DCT block selects one of four different classes as the class information necessary for quantizer selection during quantization by the class determiner 73, and this class is selected according to the activity of each DCT block.
특히, 활성도가 가장 큰 Class 3의 경우 이니셜 스케일링(Initial Scaling)이라 하여 DCT 블럭내의 모든 Ac 계수의 LSB 1비트를 제거하게 된다.In particular, in the case of Class 3 having the highest activity, it is called initial scaling, and thus, LSB 1 bits of all Ac coefficients in the DCT block are removed.
상기와 같은 과정은 스케일 계수 결정부(77)에서 수행하게 된다.The above process is performed by the scale coefficient determiner 77.
이때, 각 DCT 블럭의 활성도는 DCT 블럭내의 AC계수중 MAM(Maximum Absolute Magnitude)를 갖는 것을 비교하여 비트율/분석부(74)에서 구하게 된다.In this case, the activity of each DCT block is calculated by the bit rate / analysis unit 74 by comparing the MAM (Maximum Absolute Magnitude) of the AC coefficients in the DCT block.
상기와 같이 Class 분류된 각 DCT 블럭들은 다시 각 블럭별로 제9도 (a)(b)에서와 같이 양자화시 AC 계수(Ac Codfficient)의 중요도에 따라 서로 다른 양자화 스텝을 갖도록 DCT 블럭내에 서로 다른 4가지 Area를 갖도록 분리하게 된다.Each of the DCT blocks classified in the class as described above is different from each other in the DCT block to have different quantization steps according to the importance of AC Codfficient in quantization as shown in FIG. 9 (a) (b). It is separated to have branch area.
즉, 고주파 계수에 비해 저주파 DCT 계수가 더 충실히 코딩될 수 있도록 한 것이다.That is, the low frequency DCT coefficient can be coded more faithfully than the high frequency coefficient.
상기와 같이, MB를 구성하는 각 DCT 블럭은 각각 Class를 갖고 있으며 각 블럭은 다시 4가지 Area로 나눠지게 된다. Area No는 DCT 계수의 중요도를 나타낸 것이다.As described above, each DCT block constituting the MB has a class, and each block is divided into four areas. Area No represents the importance of the DCT coefficients.
이때 양자화기는 16가지의 양자화 스텝을 갖게되어 있으며, 다시 양자화 스텝은 Class와 Area에 따라 양자화 스텝을 나타낸 구조테이블인 제10도에서와 같이 세분되어 표시된다.In this case, the quantizer has 16 quantization steps, and the quantization steps are subdivided and displayed as shown in FIG. 10, which is a structure table showing quantization steps according to Class and Area.
이때, 다중 양자화 변환부(78)에서 양자화기는 QNO(Quantization Number)에 의해 Class와 Area에 따른 4가지 양자화 스텝으로 양자화한다.In this case, the quantizer in the multiple quantization converter 78 quantizes four quantization steps according to Class and Area by Q NO (Quantization Number).
그리고 각 매크로 블럭(Macro Block)은 양자화 계수 선택부(79)에서 선택된 하나의 QNO로 양자화 변환부(80)에서 양자화 되어 VLC부(81)에서 가변길이부호화(Variable Length Coding)되어 부호화된 영상정보가 양자화된 영상의 구성도인 제11도에서와 같이 정렬된다.Each macro block is quantized by one Q NO selected by the quantization coefficient selector 79 and quantized by the quantization transformer 80, and then encoded by variable length coding by the VLC unit 81. The information is aligned as in FIG. 11, which is a schematic diagram of the quantized image.
상기와 같이 MB를 77byte내에 정렬시킬 경우에 각 MB들이 서로 다른 QNO와 VLC를 수행하므로 서로 다른 길이(length)의 데이타를 갖게된다.As described above, when MBs are aligned within 77 bytes, each MB performs different Q NOs and VLCs, and thus has different lengths of data.
그러므로, 이러한 서로 다른 길이의 MB들은 자기영역에 먼저 기록된후, 남는 MB의 데이타를 77byte를 못채운 다른 MB영역에 기록하므로, 전체적으로는 VS마다 385byte를 만족하게 되는 것이다.Therefore, these MBs of different lengths are first recorded in their own area, and then the remaining MB data is recorded in another MB area that does not fill 77 bytes, so that 385 bytes are satisfied for each VS.
상기와 같이 압축된 VS내의 MB들은 포맷팅부(82)에서 다시 테이프에 기록하기에 앞서 원래의 셔플링(shuffling)되기 전의 위치로 바꾸게 된다. 즉, 포맷팅(Formatting)을 하게된다.The MBs in the VS compressed as described above are changed to the position before the original shuffling before the formatting unit 82 writes the data back to the tape. That is, formatting is performed.
그러나, 상기와 같은 양자화 과정에 있어서는 VS를 이루는 각 MB을 그 특성에 맞는 QNO로 압축을 하며, VS를 고정비율로 압축하기 위해 양자화를 하기에 앞서 VS를 이루는 각 MB내에 이미 결정되어 Class 분류된 각 DCT 블럭이 양자화 VLC되었을 경우, 앞에서 언급한 바와같이 VS 단위로 385byte내로 압축이 완료되어야 한다. 그러나, 이때 각 VS를 구성하는 셔플링(shuffling)된 각 MB들은 서로 상관이 없으므로 똑같이 77byte로 압축할 경우 화질이 열화되는 문제점이 발생하게 된다.However, in the quantization process as described above, each MB constituting VS is compressed to Q NO according to its characteristics, and it is already determined in each MB constituting VS before quantization to compress VS at a fixed rate. When each DCT block is quantized VLC, as described above, compression must be completed within 385 bytes in VS units. However, since the shuffled MBs constituting each VS are not related to each other, the quality deteriorates when the same size is compressed to 77 bytes.
그러므로 종래의 양자화 과정에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같이 VS를 구성하는 각 MB마다 그 복잡도에 따른 적합(Adaptive)한 비트를 할당(Allocation)하여 압축하기 위해 전체 VS내의 DC를 제외한 AC계수들의 AMS(Absolute Magnitude Sum)과 각 MB내의 DC를 제외한 AC계수들의 AMS 비율에 따른 비트를 할당하게 된다.Therefore, in the conventional quantization process, in order to solve the above problems, AC except the DC in the entire VS to allocate and compress adaptive bits according to the complexity of each MB constituting the VS as follows. A bit is allocated according to the AMS ratio of coefficients and the AMS ratio of AC coefficients excluding DC in each MB.
상기와 같이 양자화 하기에 앞서 양자화될 각 MB에 적정한 비트를 할당해주므로 더 복잡하고 정보가 많은 MB가 더욱 충실히 코딩(coding)되게하는 과정을 프리 애널라이징(Pre-analyzing)이라고 한다.Since the appropriate bit is allocated to each MB to be quantized prior to quantization as described above, a process of allowing more complex and information-rich MBs to be more faithfully coded is called pre-analyzing.
상기와 같이 종래의 양자화 방법에서 적정 비트 할당을 위한 Pre-analyzing에서는 각 MB마다 비트수에 맞게 코딩할 수 있는 QNO를 선택하기 위해서는 양자화를 미리 다 하여보는 방법밖엔 없게된다.As described above, in the pre-analyzing for proper bit allocation in the conventional quantization method, there is only a method of performing quantization in advance in order to select a Q NO that can be coded according to the number of bits for each MB.
그러나, 상기와 같은 방법에서는 양자화기를 구성하는 H/W가 비례하여 커지고, 16가지의 모든 양자화기 및 그에 따른 VLC Look-up Table이 필요하게 되는 문제점이 있었다.However, in the above method, the H / W constituting the quantizer is increased in proportion, and all 16 kinds of quantizers and corresponding VLC look-up tables are required.
본 발명은 상기와 같은 종래의 양자화 방법의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 양자화 계수 지정에 관한 알고리듬을 개선하여 양자화기의 하드웨어 구성을 단순화하고 보다 효율적으로 양자화 계수를 선택할 수 있는 DVCR의 양자화 계수 선택방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional quantization method as described above, and improves an algorithm for specifying quantization coefficients to simplify the hardware configuration of the quantizer and to select quantization coefficients more efficiently. The purpose is to provide a coefficient selection method.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 DVCR의 양자화 계수 선택방법은 복수개의 매크로 블럭으로 구성된 비디오 세그먼트를 QNO8로 양자화하여 VL 코딩값(VL8(MB))을 계산하여 목적길이(Target Length)와 비교하는 제1단계와, VL8(MB)값이 목적 길이보다 크면 QNO4로 양자화하여 VL 코딩값(VL4(MB))을 계산하여 목적길이와 비교하고 그이외의 값이면 QNO12로 양자화하여 VL 코딩값(VL12(MB))을 계산하여 목적길이와 비교하는 제2단계와, VL12(MB)값이 목적길이보다 크면 QNO10으로 양자화하여 VL 코딩값(VL10)(MB))을 계산하고 그이외의 값이면 QNO14로 양자화하여 VL코딩값(VL14(MB))을 계산하거나, VL4(MB)값이 목적길이보다 크면 QNO2로 양자화하여 VL 코딩값(VL2(MB))을 계산하고 그이외의 값이면 QNO6으로 양자화하여 VL 코딩값(VL6(MB))을 계산하는 제3단계와, 상기 제1,2,3단계에서 양자화 스텝(QNO=2,4,…,12,14)에 따라 계산된 VLC값을 이용하여 양자화 계수 선택부에서 QNO를 결정하는 제4단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the DVCR quantization coefficient selection method of the present invention, a VL coded value (VL8 (MB)) is calculated by quantizing a video segment composed of a plurality of macroblocks with Q NO 8 to obtain a target length. a first step for comparing, VL8 (MB) value by calculating the object length is greater than the quantization in Q NO 4 VL encoding value (VL4 (MB)) compared to the object length and a value other than a Q NO 12 A second step of quantizing and calculating the VL coded value VL12 (MB) and comparing it with the target length, and if the VL12 (MB) value is larger than the target length, quantizing it to Q NO 10 to VL coded value (VL10) (MB)) Calculate the VL coded value (VL14 (MB)) by quantizing to Q NO 14 if the value is anything else, or quantize it to Q NO 2 if the VL4 (MB) value is larger than the target length. )), and a third step of calculating a value other than the quantized Q NO 6 of calculating the VL encoding value (VL6 (MB)), the amount in the first step 1, 2 and 3 And a fourth step of determining the Q NO in the quantization coefficient selection unit using the VLC value calculated according to the magnetization steps (Q N O = 2, 4,..., 12, 14).
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 DVCR의 양자화 계수 선택방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of selecting a quantization coefficient of a DVCR according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제12도는 본 발명의 양자화 변환부의 구성블럭도이다.12 is a block diagram of a quantization transform unit according to the present invention.
먼저, 복수개의 매크로블럭으로 구성된 비디오 세그먼트를 QNO8로 양자화하여 VLC(Variable Length Coding)테이블에서 액세스되는 VLC 코드값을 계산하는 제1양자화기(Q8)와, 입력되는 복수개의 매크로 블럭으로 구성된 비디오 세그먼트를 일정시간지연하여 출력하는 제1지연부(120)와, 상기 제1양자화기(Q8)의 VL 코드값(VL8(MB)에 의해 VLC 테이블의 VLC값이 액세스되는 것을 스위칭하는 제1스위칭부(126a)와, 상기 제1지연부(120)에서 지연 출력되는 비디오 세그먼트를 제1스위칭부(126a)의 선택에 의해 QNO12로 양자화하는 제2양자화기(Q12), QNO4로 양자화하는 제3양자화기(Q4)와, 상기 제2,3양자화기(Q12)(Q4)의 VL코드값(VL12(MB))(VL4(MB))에 의해 VLC 테이블의 VLC값이 액세스되는 것을 스위칭하는 제2스위칭부(126b)와, 상기 제1지연부(120)에 의해 지연 출력되는 비디오 세그먼트를 다시 일정 시간 지연 출력하는 제2지연부(121)와, 상기 제2지연부(121)에서 지연 출력되는 비디오 세그먼트를 제2스위칭부(126b)의 스위칭 동작에 의해 QNO14로 양자화하는 제4양자화기(Q14), QNO10으로 양자화하는 제5양자화기(Q10), QNO6로 양자화하는 제6양자화기(Q6), QNO2로 양자화하는 제7양자화기(Q2)와, 상기 제1,2,3,4,5,5,6양자화기(Q8)(Q12)(Q4)(Q14)(Q10)(Q6)(Q2)의 VL 코드값을 입력으로 하여 QNO를 선택하는 양자화 계수 선택부(125)를 포함하여 구성된다.First, in a first quantizer (Q 8), and a plurality of macro blocks that are input to the quantized video segment consisting of a plurality of macroblocks in Q NO 8 calculates the VLC code values accessed from a VLC (Variable Length Coding) tables and the first delay unit 120, and outputting the delayed configured video segment a predetermined time, switching to be the VLC value of the VLC table accessible by the VL code value (VL8 (MB) of said first quantizer (Q 8) a first and a switching unit (126a), the first delay unit a second quantizer (Q 12) for quantizing the video segment to be delayed output at 120 to the Q NO 12 by the selection of the first switching parts (126a), VLC by the third quantizer Q 4 quantized to Q NO 4 and the VL code values VL12 (MB) (VL4 (MB)) of the second and third quantizers Q 12 and Q 4 . A second switching unit 126b for switching the VLC value of the table to be accessed, and a video segment delayed by the first delay unit 120. And a second delay 121 which outputs a bit again a predetermined time delay, the second quantizing the video segment to be delayed output from the delay unit 121, a Q NO 14 by the switching operation of the second switching unit (126b) fourth quantizer (Q 14), a fifth quantizer (Q 10), a sixth quantizer for quantizing a Q NO 6 (Q 6), a seventh quantizer for quantizing a Q NO 2 for quantizing a Q NO 10 group ( Q 2 ) and the first, second , third, fourth, fifth, fifth, sixth quantizer (Q 8 ) (Q 12 ) (Q 4 ) (Q 14 ) (Q 10 ) (Q 6 ) (Q 2 ) And a quantization coefficient selector 125 which selects Q NO by inputting a VL code value of.
상기와 같이 구성된 본 발명의 양자화 변환부에 의한 DVCR의 양자화 계수 선택 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.A method of selecting a quantization coefficient of a DVCR by the quantization converter of the present invention configured as described above is as follows.
제13도는 본 발명에 따른 양자화 계수 선택방법을 나타낸 제1플로우챠트이다.13 is a first flowchart illustrating a method of selecting a quantization coefficient according to the present invention.
먼저, 복수개의 매크로 블럭으로 구성된 비디오 세그먼트를 QNO8로 양자화하여 VL 코딩값(VL8)(MB))을 계산하여(130) 목적길이(Target Length)와 비교하여(131) VL8(MB)값이 목적길이보다 크면 QNO4로 양자화하여 VL 코딩값(VL4(MB))을 계산하여(133) 목적길이와 비교하는 단계와(135), 그 이외의 값이면 QNO12로 양자화하여 VL 코딩값(VL12(MB))을 계산하여(132) 목적길이와 비교하는 단계와(134) VL12(MB)값이 목적길이보다 크면 QNO10으로 양자화하여 VL코딩값(VL10(MB))을 계산하고(137) 그이외의 값이면 QNO14로 양자화하여 VL코딩값(VL14(MB))을 계산하거나(136) VL4(MB)값이 목적길이보다 크면 QNO2로 양자화하여 VL코딩값(VL2(MB))을 계산하고(139) 그이외의 값이면 QNO6으로 양자화하여 VL코딩값(VL6(MB))을 계산하는 단계와(138) 상기의 각 수행단계에서 구해진 VLC값을 검색하여 양자화 계수 선택부(125)에서 QNO를 결정하는 단계(140)를 포함하여 이루어진다. 즉, QNO가 15와 QNO가 0의 중간값인 QNO=8인 양자화기(Q8)로 양자화 및 VL 코드길이만을 갖고있는 VLC 테이블(Look Up Table)로 단순히 Q8일때의 MB의 비트수를 계산한다.First, a video segment composed of a plurality of macro blocks is quantized to Q NO 8 to calculate a VL coded value (VL8) (MB) (130), and compared with a target length (131) to a VL8 (MB) value. is larger than the object lengths quantized to Q NO 4 and VL encoding value (VL4 (MB)) calculate to 133 object length and the comparing step and 135, the other VL coding value is quantized into Q NO 12 of that Compute the value VL12 (MB) (132) and compare it with the target length (134) and if the VL12 (MB) value is larger than the target length, quantize it to Q NO 10 to calculate the VL coding value (VL10 (MB)). and 137, by quantizing a Q NO 14 If the value of the other VL encoding value (VL14 (MB)) to calculate or (136), VL4 (MB) to the value of object length than quantizing to a larger Q NO 2 VL-coded values ( VL2 (MB)), a calculation and 139, by quantizing the Q NO 6 a value other than the VL encoding value (VL6 (MB) Searching for VLC value determined in step with each performing step (138) for calculating a) Quantization coefficient line And determining the Q NO in the tag unit 125. That is, Q NO 15 and Q NO merely to an intermediate value of Q NO = 8 the VLC table which has quantization and VL code gilyiman a quantizer (Q 8) (Look Up Table ) of the zero of the Q 8 when MB Calculate the number of bits.
상기와 같이 Q8으로 계산된 MB의 비트수가 아래와 같은 조건에서As described above, the number of bits of MB calculated by Q 8 is as follows.
VL8(MB)≤Target LengthVL8 (MB) ≤Target Length
이를 만족할 경우 MB은 더 적합한 QNO를 갖게 되는 것이다.If this is satisfied, the MB will have a better Q NO .
그러므로 다음 단계에서는 적어도 QNO가 15와 8사이에 존재하게 되어 그 사이값인 Q12로 양자화 및 VLC 길이를 계산하게 된다. 그리고 상기의 과정에서 구한값이 아래의 조건과 같이Therefore, in the next step, at least Q NO is present between 15 and 8, and the quantization and VLC lengths are calculated with the intervening value Q 12 . The value obtained in the above process is as follows.
VL12(MB)≤Target LenghVL12 (MB) ≤Target Lengh
비교하여 만족하면 원하는 QNO값은 15와 12사이의 값이 되며 만족하지 않으면 12와 8사이에 존재하게 되는 것이다. 그러므로 마지막 단계에선 15와 12의 중간값인 Q14와 12와 8사이의 값인 Q10중에서 만족하는 QNO로 양자화 및 VLC를 계산하여 양자화 계수 선택부(125)로 전달하게 된다.If the comparison is satisfactory, the desired Q NO value is between 15 and 12, and if not satisfied, it is between 12 and 8. Therefore, in the last step, the quantization and VLC are calculated by satisfying Q NO among Q 14 , which is a middle value of 15 and 12, and Q 10 , which is a value between 12 and 8, and transferred to the quantization coefficient selector 125.
양자화 계수 선택부(125)에서는 다음과 같은 알고리듬에 의해 QNO를 선택하게 된다.The quantization coefficient selector 125 selects Q NO by the following algorithm.
제14도는 본 발명의 양자화 계수 변화에 따른 비트율 변화를 나타낸 그래프이고, 제15도는 본 발명에 따른 양자화 계수 선택방법을 나타낸 제2플로우챠트이다.FIG. 14 is a graph showing a change in bit rate according to the change in the quantization coefficient of the present invention, and FIG. 15 is a second flowchart illustrating the quantization coefficient selection method according to the present invention.
QNO의 사이값이나 바운더리(Boundary)값을 추정 계산하기 위해 VL14(MB)값을 목적비트율과 비교하여(150) VL14(MB)값이 작으면 QNO를 15로 결정하고(151) 크면 VL2(MB)값과 목적 비트율을 비교하는152) 제1스텝과, VL2(MB)값보다 목적 비트율이 크면 제1QNO(a)와 제2QNO(b)일때의 비트율을 (a+b)/2하여(154) 목적비트율과 비교하여(155) 목적비트율이 작으면 QNO를 Q+2로(157) 목적 비트율이 크면 Q+1로(158) 결정하는 제2스텝과, VL2(MB)값보다 목적 비트율이 작으면 제1QNO(a)와 제2QNO(b)일때의 비트율을 (3a-b)/2하여(153) 목적 비트율과 비교하여(156) 목적비트율이 크면 QNO를 2로 결정하고(160), 목적 비트율이 작으면 제1QNO(a)와 제2QNO(b)일때의 비트율을 2a-b하여(159) 목적비트율과 비교하여(168) 목적비트율이 크면 QNO를 0로 결정하고(167) 작으면 QNO를 1로 결정하는(169) 제3스텝을 포함하여 이루어지고 제1QNO(a)는 QNO가 Q일때의 비트율이고 제2QNO(b)는 QNO가 Q+2일때의 비트율(Q=2,4,…,12,14)이다.To calculate estimates between values or boundary (Boundary) value of Q NO VL14 (MB) by comparing the value and purpose of the bit rate (150) VL14 (MB) If the value is less determines Q NO to 15 and 151 greater VL2 152 for comparing (MB) value and the objective bit rate) first the bit rate of the step and, VL2 (MB) value is greater than the objective bit rate claim 1Q NO (a) and the 2Q NO (b) when (a + b) / A second step of determining Q NO to Q + 2 (157) if the target bit rate is small (157) compared to the target bit rate (155) and VL2 (MB). If the purpose of bit rate smaller than the value of the 1Q NO (a) and the 2Q NO (b) when the bit rate of (3a-b) / 2 to 153, as compared with object bit rate 156, the large Q NO objective bit rate of If the target bit rate is small (160), if the target bit rate is small, the bit rates of the first Q NO (a) and the second Q NO (b) are 2a-b (159) compared with the target bit rate (168) determining a NO at 0 and 167, small, determines NO in Q 1 169 included a third step Is made and the first 1Q NO (a) is a bit rate of Q when Q is NO claim 2Q NO (b) is a bit rate (Q = 2,4, ..., 12,14 ) of the Q + Q 2 when NO.
상기와 같이 양자화 계수 선택부(125)에서 QNO가 결정되면 상기의 QNO를 가지고 양자화(Quantization)를 수행하고 VLC(Variable Length Coding)을 하여 비트스트림(Bit Stream)을 발생하여 포맷팅부로 전달된다. 이때 포맷팅부로 전송되는 비트 스트림은 앞서 설명한 양자화 계수 선택부(QNOSelector)(125)에서 구하여진 것이므로 반드시 목적비트율(Target Rate)보다 작지만은 않을 수 있다.When Q NO is determined by the quantization coefficient selector 125 as described above, quantization is performed with the Q NO , VLC (Variable Length Coding) is performed, and a bit stream is generated and transmitted to the formatting unit. . In this case, the bit stream transmitted to the formatter is obtained from the Q NO selector 125 described above, and thus may not necessarily be smaller than the target bit rate.
즉, VLQ+1(MB)의 경우에 있어서는 VLQ와 VLQ+2값을 가지고 추정(Estimation)한 것이므로 포맷팅부에서는 본 발명에 따른 포맷팅 구성도인 제16도에서와 같이 코딩된 데이타 스트림을 유닛(Unit)이라는 U에 포맷팅을 하며 이때, U(i+2)mod n, 2, k는 MB(i+2)mod n, 2, k의 모든 데이타가 일부분을 포함할 수 있으며 또한 MB(i+6)mod n, 1, k, MB(i+8)mod n, 3, k, MBi mod n, 0, k, MB(i+4)mod n, 4, k의 압축 데이타를 포함할 수 있다.That is, in the case of VLQ + 1 (MB), since the estimation is performed using the VLQ and VLQ + 2 values, the formatting unit stores the coded data stream as shown in FIG. 16, which is a formatting diagram according to the present invention. Format U), where U (i + 2) mod n, 2, k is MB (i + 2) mod n, 2, k, where all of the data may contain a portion and MB (i + 6) mod n, 1, k, MB (i + 8) mod n, 3, k, MBi mod n, 0, k, MB (i + 4) mod n, 4, k may include compressed data .
그리고 U(i+6)mod n, 1, k, U(i+8)mod n, 3, k, Uimod n, 0, k, U(i+4)mod n, 4, k를 역시 위와 같은 특징을 갖으므로, VS 단위로 고정된 압축율(fixed rate)로 5개의 MB를 압축하여 기록하는 것이다. 그리고 마지막으로 각 VS의 셔플링(Shuffling)된 MB를 다시 원래의 위치로 바꾸어 기록하게 된다.And U (i + 6) mod n, 1, k, U (i + 8) mod n, 3, k, Uimod n, 0, k, U (i + 4) mod n, 4, k Because of its characteristics, 5 MB is compressed and recorded at a fixed rate in VS units. Finally, the shuffled MB of each VS is changed back to its original position and recorded.
상기와 같은 본 발명의 DVCR의 양자화 계수 선택방법은 QNO결정에 약간의 지연부(Delay)를 두고 각 스테이트(State)마다 다음 스테이트에서 필요없는 QNOset의 계산을 하지않아 양자화기의 하드웨어 구성을 단순화하고 보다 효율적으로 양자화 계수를 선택할 수 있는 효과가 있다.Quantized coefficient selection method of the DVCR according to the present invention as described above is put to a delay unit (Delay) to Q NO decision not the calculation of the Q NO set that does not require the next state for each state (State) Hardware configuration of the quantizer The effect is to simplify the selection and to select the quantization coefficient more efficiently.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950000441A KR0144200B1 (en) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Quantum number selecting method of the digitalized vcr |
| US08/568,279 US5825970A (en) | 1994-12-20 | 1995-12-06 | Quantization number selecting apparatus for DVCR and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950000441A KR0144200B1 (en) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Quantum number selecting method of the digitalized vcr |
Publications (2)
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| KR960030191A KR960030191A (en) | 1996-08-17 |
| KR0144200B1 true KR0144200B1 (en) | 1998-07-15 |
Family
ID=19406647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019950000441A KR0144200B1 (en) | 1994-12-20 | 1995-01-12 | Quantum number selecting method of the digitalized vcr |
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| Country | Link |
|---|---|
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1995
- 1995-01-12 KR KR1019950000441A patent/KR0144200B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960030191A (en) | 1996-08-17 |
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