KR0152025B1 - 이.오비 블럭데이타의 부호화방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이ㆍ오ㆍ비(EOB) 블럭데이타를 부호화하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 가변장부호화부와 버퍼사이에 연결되어, 가변장부호화된 데이타를 블럭단위로 읽어들여 EOB 판정을 한 후 첫 EOB 블럭이면, EOB 부호로 부호화하고 그 다음부터 입력되는 블럭에 대해서는 연속적으로 발생되는 EOB 블럭의 갯수를 카운트하여 직접 EOB 부호로 부호화하지 않고 카운트값을 부호화하도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 EOB 블럭데이타의 부호화비트수를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

Description

이ㆍ오ㆍ비(EOB) 블럭데이타의 부호화방법 및 그 장치

제1도는 일반적인 부호화 및 복호화장치를 나타내는 블록도.

제2도는 부호화되는 영상데이타의 포맷을 나타내는 개념도.

제3도는 지그재그스캔방식을 이용한 [런,레벨] 형태의 부호화과정을 설명하기 위한 개념도.

제4도는 본 발명에 의한 EOB 블럭데이타의 부호화장치를 나타내는 블럭도.

제5도는 제4도 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 가변장부호화부 43 : EOB블럭검색부

45 : 최대표현갯수검색부 47 : 카운터

49 : 버퍼

본 발명은 디지탈 영상신호의 부호화시스템에 관한 것으로, 특히 이ㆍ오ㆍ비(EOB) 블럭데이타가 연속적으로 발생되는 경우에 EOB 블럭데이타의 부호화비트수를 감소시킬 수 있는 EOB 블럭데이타의 부호화방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고화질 TV, 고화질 VTR, 디지탈 VTR 및 디지탈캠코더등 영상 및 음향신호를 디지탈처리하는 기기에서는 영상 및 음향신호를 디지탈데이타로 부호화하여 전송하거나 저장하고, 이를 다시 복호화하여 재생하는 시스템을 갖는다. 이와 같은 부호화 및 복호화시스템의 산업상 이용을 위해 국제적으로 표준화활동이 활발히 진행중이며, 각 응용분야에 적합한 표준방식을 결정하기 위해 노력중이다.

제1a도는 일반적인 부호화장치의 블록도로서, 역양자화부, 역변환부, 프레임메모리, 동추정부 및 동보상부로 이루어지는 DPCM 루프(Differential Pulse Code Mudulation Loop)를 구비하여, 인트라모드 또는 인터모드로 영상데이타를 부호화한다. 또한, 제1b도는 일반적인 복호화장치의 블록도로서, 제1a도와 같은 부호화장치에 의해 부호화된 영상데이타를 복호화하여 재생한다. 제1a도 및 제1b도의 부호화장치 및 복호화장치는 일반적으로 사용되는 시스템이므로, 시스템동작에 대한 설명은 간략히 하기로 한다.

제1a도에서, 입력되는 영상신호는 N×N 변환부(11)에서 N×N 블럭단위로 주파수영역의 신호로 변환되고, 이 변환된 변환계수의 에너지는 주로 저주파쪽으로 모이게 된다. 각 블럭에 대한 데이타변환은 DCT(Discrete Consine Transform), WHT(Walsh-Hadamard Transform), DFT(Discrete Fourier Transform) 및 DST(Discrete Sine Transform) 방식등에 의해 행해진다. 양자화부(12)는 소정의 양자화과정을 통해 전술된 변환계수들을 일정레벨의 대표값들로 바꾸어준다. 가편장부호화부(13)는 상기 대표값들의 통계적 특성을 살려 가변장부호화함으로서 데이타를 더욱 압축시킨다.

한편, 가변장부호화된 데이타가 저장되는 버퍼(14)의 상태에 따라 변화되는 양자화스텝사이즈는 양자화부(12)를 제어하여 전송비트비를 조절하고, 수신측으로 전송되어 복호화장치에서 사용된다.

또한, 일반적으로 화면과 화면간에는 유사한 부분이 많으므로 움직임이 있는 화면인 경우 그 움직임을 추정하여 동벡터를 산출하고, 이 동벡터를 이용하여 데이타를 보상하여 주면 인접한 화면간의 차신호는 매우 작으므로 전송데이타를 더욱 압축시킬 수 있다. 이러한 동보상을 수행하기 위해 제1a도에서 역양자화부(15) 및 N*N 역변환부(16)는 양자화부(12)에서 출력되는 양자화데이타를 역양자화시킨 다음 역변환시켜 공간영역의 영상신호로 변환시킨다. 역변환부(16)에서 출력되는 영상신호는 프레임메모리(17)에서 프레임단위로 저장되고, 동추정부(18)는 프레임메모리(17)에 저장된 프레임데이타에서 입력되는 N*N 블럭데이타와 가장 유사한 패턴의 블럭을 찾아 양블럭간의 움직임을 나타내는 동벡터를 산출한다. 이 동벡터는 수신측으로 전송되어 복호화장치에서 사용되고 아울러 동보상부(19)로 전송된다.

동보상부(19)는 동추정부(18)에서 동벡터를 공급받고, 프레임메모레(17)에서 출력되는 이전 프레임데이타에서 위의 동벡터에 상응하는 N×N 블럭을 독출하여 가산기(A1)로 공급한다. 그러면, 가산기(A1)는 입력되는 N×N 블럭과 동보상부(19)에서 공급되는 유사패턴의 N×N 블럭간의 차를 산출한다. 가산기(A1)의 출력데이타는 전기한 바와 같이 부호화되어 수신측으로 전송된다. 즉, 처음에는 전체의 영상신호를 전송하고 이후에는 움직임에 의한 차신호만을 전송하게 된다.

한편, 동보상부(19)에서 움직임이 보상된 데이타는 가산기(A2)에서 N×N 역변환부(16)로부터 출력되는 영상신호와 가산된 후 프레임메모리(17)에 저장된다. 리프레쉬스위치(SW)는 도시하지 않은 제어수단에 의해 수시로 오프되어, 입력영상신호가 PCM모드로 부호화되어 전송되도록 함으로써, 차신호만을 부호화하여 전송함에 따른 부호화에러의 누적을 일정시간간격으로 리프레쉬하고, 또한 채널상의 전송에러도 수신측에서 일정시간내에 벗어나도록 한다.

이와 같이 부호화된 영상데이타는 수신측으로 전송되어 제1b도와 같은 복호화장치로 입력된다. 부호화된 영상데이타는 가변장복호화부(21)에서 부호화의 역과정을 통해 복호화된다. 가변장복호화부(21)에서 출력되는 데이타는 역양자화부(22)에서 역양자화된다. 이때, 역양자화부(22)는 부호화 장치에서 공급되는 양자화스텝사이즈에 의해 출력변환계수의 크기가 조절된다. N×*N 역변환부(23)는 역양자화부(22)에서 공급되는 주파수영역변환계수를 공간영역의 영상데이타로 변환시킨다.

또한, 제1a도에 도시한 바와 같은 부호화장치에서 전송되는 동벡터는 복호화장치의 동보상부(24)로 공급되고, 동보상부(24)는 프레임메모리(25)에 저장된 프레임데이타에서 동벡터에 상응하는 N×N 블럭을 독출하여 움직임을 보상한 후 가산기(A3)로 공급한다. 그러면, 가산기(A3)는 역변환된 DPCM 데이타와 동보상부(24)에서 공급되는 N×N 블럭데이타를 가산하여 디스플레이부로 출력한다.

제2a도는 제1a도의 부호화장치에서 부호화하는 영상데이타의 한 프레임을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 하나의 프레임은 X×X 개의 화소로 이루어지고, 부호화를 위한 소정크기 단위의 매크로블럭(Macro Block; 이하 MB라 함)으로 나누어진다. 이 MB은 N×N크기를 갖는 블럭이 m×n개로 이루어진다. 각 MB은 휘도데이타블럭(Y)과 색데이타블럭(C)들로 이루어진다. 하나의 MB이 4개의 휘도데이타블럭(Y)과 2개의 색데이타블럭(C)으로 이루어지는 경우, 제2b도에 도시된 바와 같은 화살표 순서로 N×N 블럭들을 부호화한다.

제3도는 지그재그스캔방식을 이용한 영상데이타의 [런,레벨] 부호화 과정을 나타내는 개략도로서, N×N 블럭의 샘플링영상데이타는 DCT 등에 의하여 주파수영역의 변환계수(Transform Coefficients)로 변환된다. 이 변환계수를 양자화한 다음 제3도에 도시된 바와 같이 지그재그형태로 스캔하면서 [런,레벨]의 형태로 부호화한다. N×N 블럭을 스캔할 때 저주파성분부터 시작하여 고주파성분으로 스캔하면서 런(RUN) 및 레벨을 한쌍으로 하여 부호화시킨다. 여기서 런은 N×N블럭의 양자화된 계수들에 있어서 0이 아닌 계수간에 존재하는 0의 갯수이고, 레벨은 0이 아닌 계수의 절대값에 해당한다. 이와 같이 [런,레벨] 형태로 부호화된 데이타는 가변장부호화과정을 거쳐서 최종적인 부호화된 영상데이타를 얻게 된다.

이렇게 지그재그스캔을 해나가는 과정에서 레벨이 없고 런만 계속되다가 블럭의 끝까지 이르게 되는 경우를 이ㆍ오ㆍ비(End-of-block; 이하 EOB라 함)라 하는데, 이 EOB는 해당부호로 부호화된다. 즉, 모든 블럭은 EOB로 끝나게 되어 있다. 더욱이, 움직임 보상 DPCM의 인터모드인 경우에는 움직임을 보상한 이전화면에서 현재화면을 뺀 차신호를 부호화함으로써 블럭내의 계수가 모두 0으로 부호화되는 경우가 많이 발생한다. 이와 같이 블럭내의 모든 계수가 0으로 부호화되는 경우 이 블럭을 EOB로만 부호화하게 되며, 이를 EOB 블럭으로 정의한다. 실제적으로 부호화과정을 실행해 보면 위의 EOB 로만 부호화되는 블럭이 연속적으로 발생하게 된다. 그러므로, 종래에는 EOB를 부호화하는데 2비트가 필요하다면 연속된 EOB 블럭이 1개인 경우 2비트가 필요하고, 2개인 경우 4비트, 3개인 경우 6비트가 필요하게 된다. 즉, 연속된 EOB 블럭이 n개 발생하면 부호화하는데 2×n개의 비트가 필요하게 된다. 이와 같이 EOB로만 부호화되는 블럭이 연속적으로 나타나는 경우 대량의 비트가 요구되어지므로 EOB 블럭을 부호화하는데 보다 효과적으로 부호화할 필요성이 요구되어졌다.

따라서, 본 발명의 목적은 연속적으로 발생되는 EOB 블럭들을 직접 해당부호로 부호화하지 않고 발생되는 갯수를 일정한 비트수로 부호화하도록 하여 EOB블럭데이타의 부호화에 필요한 비트수를 줄일 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 EOB 블럭데이타의 부호화방법을 구현하기 위한 장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 EOB 블럭데이타 부호화 방법은 가변장부호화된 데이타들을 블럭단위로 인가받아 블럭단위의 데이타가 EOB 블럭인지를 판단하는 단계와, EOB 블럭이면 연속적으로 발생되는 EOB 블럭중 첫 EOB 블럭인지를 판단하는 단계와, 첫 EOB 블럭이면 다음 블럭데이타를 입력받아 EOB 블럭인지 판단하는 단계와, 첫 EOB 블럭이 아니면 연속적인 EOB 블럭발생갯수를 사전 설정된 최대갯수에 도달할 때까지 1씩 증가시키는 단계, 및 상기 EOB 블럭발생갯수가 사전 설정된 최대갯수에 도달하면 EOB 부호와 부호화된 EOB 블럭갯수를 버퍼로 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EOB 블럭데이타 부호화장치는 가변장부호화된 데이타들을 일정크기블럭단위로 출력하는 가변장부호화부와, 상기 가변장부호화부로부터 인가되는 블럭데이타가 EOB 블럭인지를 검색하여 EOB 블럭이면 EOB 부호를 카운터부로 인가하고, EOB 블럭이 아니면 제어신호를 카운터부로 인가함과 동시에 입력받은 블럭데이타를 버퍼로 인가하는 EOB 블럭검색부를 구비한다. 또한, EOB 블럭검색부로부터 인가되는 EOB 부호를 카운트하여 사전 설정된 최대갯수에 도달하거나 EOB 블럭검색부로부터 제어신호가 인가되면 EOB 부호화된 카운트값을 버퍼로 공급하고 카운트값을 리세트하는 카운터부, 및 상기 EOB 블럭검색부로부터 블럭데이타를 인가받아 저장하고, 상기 카운터부로부터 인가되는 EOB 부호와 부호화된 카운트값을 저정하는 버퍼를 구비하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

제4도는 본 발명에 따른 EOB 블럭데이타의 부호화장치를 나타내는 블록도이다. 본 발명의 EOB 블럭데이타부호화장치는 일반적인 부호화시스템상의 가변장부호화부(41)와 버퍼(49)사이에 연결되며, 가변장부호화된 데이타를 블럭단위로 인가받아 EOB 블럭인지를 검색하는 EOB 블럭검색부(43)를 구비하고 있다. EOB 블럭검색부(43)의 제1출력단에는 연속된 EOB 블럭의 갯수가 표현가능한 최대갯수인지를 검색하는 최대표현갯수검색부(45)와 연속되는 EOB 블럭을 카운트하는 카운터(47)가 각각 연결된다. EOB 블럭검색부(43)의 제2출력단과 카운터(47)의 출력단에는 버퍼(49)가 연결되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 EOB 블럭데이타의 부호화장치에 대한 동작을 보다 구체적으로 설명한다. 가변장부호화부(41)는 제1a도에서 전술한 바와 같이 가변장부호화된 데이타를 블럭단위로 EOB 블럭검색부(43)로 출력한다. EOB 블럭검색부(43)는 입력되는 가변장부호화데이타가 EOB 블럭데이타인지 검색한다. 검색결과에 따라 EOB 블럭검색부(43)는 달리 동작을 행한다. 만약 현 입력된 블럭데이타가 EOB 블럭이면 첫 EOB 블럭인지 또는 아닌지에 따라 동작을 또한 달리 갖는다. 첫 EOB 블럭이면 다음 블럭데이타를 가변장부호화부(41)로부터 입력받아 전술의 검색동작을 수행한다. 반면에 첫 EOB 블럭데이타가 아니면 EOB 블럭검색부(43)는 최대표현갯수검색부(45)와 카운터(47)의 계수값(CNT)을 1씩 증가시킨다. 최대표현갯수검색부(45)는 카운터(47)와 동일하게 카운트진행을 하며 연속된 EOB 블럭의 갯수 즉, 계수값(CNT)이 일정한 P비트로 표현가능한 최대갯수(2^P-1)에 도달하는지를 검색한다. 계수값(CNT)이 표현가능한 최대갯수에 도달했으면 카운터(47)에 리세트신호(RST)를 인가하여 카운터(47)의 계수값(CNT)을 클리어시킨다. 카운터(47)는 최대표현갯수검색부(47)로부터 리세트신호(RST)가 인가되면 이에 따라 EOB와 계수값에 해당하는 부호데이타를 버퍼(49)로 출력하고 클리어된다. 또한, 현 입력된 블럭데이타가 EOB 블럭이 아닌 경우에는 EOB 블럭검색부(43)는 바로 이전에 입력된 블럭데이타가 EOB 블럭인지 또는 아닌지에 따라 달리 동작을 행한다. 이전입력데이타가 EOB 블럭이면 EOB 블럭검색부(43)는 카운터(47)와 최대표현갯수검색부(45)를 제어한다. 카운터(47)는 EOB 블럭검색부(43)의 제어하에 EOB와 계수값에 해당하는 부호데이타를 버퍼(49)로 출력한다. 최대표현갯수검색부(45)는 EOB 블럭검색부(43)의 제어하에 카운터(47)를 클리어시킨다. EOB 블럭검색부(43)는 입력받은 블럭데이타(Vc)를 버퍼(49)로 출력한다. 반대로 이전에 입력된 데이타가 EOB 블럭이 아니면 현 입력된 블럭데이타(Vc)를 그대로 버퍼(49)에 공급한다.

제5도는 제4도 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 우선 연속된 EOB 블럭의 갯수를 나타내는 계수값(CNT)과 EOB 블럭의 입력유무를 나타내는 계수세팅신호(CNTSET)를 0으로 초기치설정을 한다(제510단계). 그런 다음, 가변장부호화데이타를 블럭단위로 읽어들여서(제520단계), EOB 블럭인지를 판단한다(제530단계). 판단결과 읽어들인 데이타가 EOB 블럭이면 이전까지의 연속적으로 발생된 EOB 블럭갯수(CNT)가 표현가능한 최대갯수(2^P-1;P는 표현비트수)인지 비교한다(제540단계). 비교결과 EOB블럭갯수(CNT)가 표현가능한 최대갯수보다 작으면 입력된 EOB 블럭이 연속된 블럭의 첫 EOB 블럭인지를 체크한다(제550단계). 체크결과 첫 EOB 블럭이면 계수세팅신호(CNTSET)를 1로, 계수값(CNT)을 0으로 설정하고(제560단계), 제520단계로 돌아가 단계를 반복수행한다. 반대로 입력된 EOB 블럭이 첫 EOB 블럭이 아니면 계수값(CNT)을 1씩 증가시키고(제570단계), 제520단계로 돌아가 단계를 반복수행한다. 한편, 제540단계에서, 계수값(CNT)이 표현가능한 최대갯수이면 EOB부호데이타와 계수값에 해당하는 P비트의 부호데이타를 버퍼(49)로 공급하고, 계수값(CNT)을 0으로 리세트 시킨다(제580단계). 그런 다음 다시 제520단계로 돌아가 단계를 반복수행 한다. 그리고, 제530단계에서 판단결과 입력된 블럭데이타가 EOB 블럭이 아니면 이전입력블럭이 EOB 블럭이였는지를 체크한다(제590단계). 체크결과 이전입력된 블럭데이타가 EOB 블럭이였으면 EOB 부호데이타와 계수값(CNT)에 해당하는 P비트의 부호데이타를 버퍼(49)로 공급하고, 계수값(CNT)과 계수세팅신호(CNTSET)를 0으로 리세트시킨다(제600단계). 그런 다음 현 입력받은 블럭데이타를 그대로 버퍼(49)에 공급하고(제610단계), 다시 제520단계로 돌아가 다음 블럭데이타를 인가받아 단계를 반복수행한다. 반대로, 이전입력된 블럭데이타도 EOB 블럭이 아니면 현 입력받은 블럭데이타를 그대로 버퍼(49)로 공급하고(제610단계), 제520단계로 돌아가 단계를 반복수행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 EOB 블럭데이타의 부호화방법 및 그 장치는, DPCM의 인터모드에서 N×N블럭의 변환계수들을 지그재그방식으로 스캔하면서 [런,레벨]의 형태로 부호화시 레벨은 없고, 런만 계속되는 EOB로만 부호화되는 EOB 블럭이 연속적으로 발생되는 경우 첫 EOB 블럭은 그대로 EOB 부호로 부호화되고, 그 이후의 연속된 EOB 블럭은 발생갯수를 일정 비트수로 부호화하도록 하여 부호화비트수를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. 가변장부호화된 데이타들을 일정크기 블럭단위로 출력하는 가변장부호화부를 구비한 영상신호의 부호화장치에 있어서, 상기 가변장부호화부로부터 인가되는 블럭데이타가 EOB 블럭인지를 검색하여 EOB 블럭이면 EOB 부호를 카운터부로 인가하고, EOB 블럭이 아니면 제어신호를 카운터부로 인가함과 동시에 입력받은 블럭데이타를 버퍼로 인가하는 EOB 블럭검색부; 상기 EOB 블럭검색부로부터 인가되는 EOB 부호를 카운트하여 사전 설정된 최대갯수에 도달하거나 EOB 블럭검색부로부터 제어신호가 입력되면 EOB 부호와 부호화된 카운트값을 버퍼로 공급하고 카운트값을 리세트하는 카운터부; 및 상기 EOB 블럭검색부로부터 블럭데이타를 인가받아 저장하고, 상기 카운터부로부터 인가되는 EOB 부호와 부호화된 카운트값을 저장하는 버퍼를 포함하는 EOB 블럭데이타의 부호화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 EOB 블럭검색부는 입력받은 블럭데이타가 EOB 블럭이면 연속되는 EOB 블럭의 첫 EOB 블럭인지를 검색하여 첫 EOB 블럭이면 다음 블럭데이타를 입력받고, 첫 EOB 블럭이 아니면 상기 카운터부로 EOB 부호를 인가하는 것을 특징으로 하는 EOB 블럭데이타의 부호화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 사전 설정된 최대갯수는 표현비트수가 P인 경우 2^P-1로 함을 특징으로 하는 EOB 블럭데이타의 부호화장치.
4. 가변장부호화된 데이타들을 블럭단위로 인가받아 부호화하는 방법에 있어서, 블럭단위의 데이타가 EOB 블럭인지를 판단하는 단계; EOB 블럭이면 연속적으로 발생되는 EOB 블럭중 첫 EOB 블럭인지를 판단하는 단계; 첫 EOB 블럭이면 다음 블럭데이타를 입력받아 EOB 블럭인지 판단하는 단계; 첫 EOB 블럭이 아니면 연속적인 EOB 블럭발생갯수를 사전 설정된 최대갯수에 도달할 때까지 1씩 증가시키는 단계; 및 상기 EOB 블럭발생갯수가 사전 설정된 최대갯수에 도달하면 EOB 부호와 부호화된 EOB 블럭갯수를 버퍼로 공급하는 단계를 포함하는 EOB 블럭데이타의 부호화방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 입력된 블럭단위데이타가 EOB 블럭이 아니면 이전 입력된 블럭데이타가 EOB 블럭인지를 판단하는 단계; 상기 이전 입력된 블럭데이타가 EOB 블럭이면 EOB 부호와 부호화된 EOB 블럭갯수를 버퍼로 공급하는 단계; 및 현재 입력받은 블럭데이타를 버퍼로 출력하는 단계를 더 포함하는 EOB 블럭데이타의 부호화방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 이전 입력된 블럭데이타가 EOB 블럭이 아니면 입력받은 블럭데이타를 버퍼로 출력하는 단계를 더 포함하는 EOB 블럭데이타의 부호화방법.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 부호화된 EOB 블럭갯수가 버퍼로 인가됨과 동시에 EOB 블럭갯수가 리세트되는 것을 특징으로 하는 EOB 블럭데이타의 부호화방법.
8. 제4항에 있어서, 상기 사전 설정된 최대갯수는 EOB 블럭갯수의 부호화 표현비트수가 P인 경우 2^P-1이 됨을 특징으로 하는 EOB 블럭데이타의 부호화방법.