KR0156191B1

KR0156191B1 - 디브이씨알의 디시티블럭의 클래스 판별장치

Info

Publication number: KR0156191B1
Application number: KR1019950015712A
Authority: KR
Inventors: 박용철
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1998-12-15
Also published as: US5748791A; KR970003099A

Abstract

본 발명은 DVCR의 DCT블럭 클래스 판별장치에 관한 것으로, 종래 DCT블럭의 클래스 판정시 고정된 문턱치값을 사용하므로 특성이 상이한 입력영상에 대해 적절한 클래스 분류를 하지 못하여 양자화 효율이 떨어짐에 따라 화질이 나빠지게 되던 점을 감안하여 각 DCT블럭의 계수중 AC계수를 스캔하는 스캔부, 상기 스캔부의 출력에 절대치를 취하는 절대치화부, 상기 절대치화부의 출력으로부터 각 DCT블럭의 최대치를 구하는 최대치 검출부, 상기 최대치 검출부의 출력을 버퍼링하는 버퍼, 상기 최대치 검출부에 의해 구해진 각 DCT블럭의 최대치중 최소값을 구하는 최소값 검출부, 상기 최소값 검출부의 출력을 문턱치로하여 상기 버퍼를 통하여 출력되는 상기 최대값 검출부의 출력을 각각 비교하여 DCT블럭에 대한 클래스 판정을 행하는 판별부를 구비하여 매크로 블럭 내에서의 각 DCT블럭간의 상대적인 특성 및 양자화 스텝의 크기를 고려하여 DCT블럭의 클래스 판정에 사용되는 문턱치를 구함으로써 입력영상에 대해 적응적으로 DCT블럭의 클래스를 분류할 수 있게 됨에 따라 양자화 효율을 증대시킬 수 있게 되어 화질을 개선시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

디브이씨알의 디시티블럭의 클래스 판별장치

제1도는 일반적인 DVCR에서의 압축 및 부호화장치의 블럭 구성도.

제2도는 제1도의 클래스 판정부의 상세 블럭 구성도.

제3도는 (a),(b)는 제2도에 사용되는 AC계수들을 나타낸 도면.

제4도는 일반적인 DCT블럭의 영역분할정보를 나타낸 도면.

제5도는 제1도의 데이터양 예측부의 동작설명을 위한 양자화 스텝의 크기를 나타낸 도면.

제6도는 본 발명에 따른 DVCR의 DCT블럭의 클래스 판별장치의 블럭 구성도.

제7도는 제6도의 최대값 검출부의 구성도.

제8도는 제6도 판별부의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스캔부 20 : 절대치화부

30 : 최대값 검출부 40 : 버퍼

50 : 최소값 검출부 60 : 판별부

본 발명은 DVCR의 압축 및 부호화장치에 관한 것으로, 특히 압축 및 부호화 과정중의 하나인 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform : 이하, DCT라 칭함)과정에서 DCT블럭의 클래스를 적응적으로 분류하도록 한 DVCR의 DCT블럭 클래스 판별장치에 관한 것이다.

제1도는 일반적인 DVCR의 입력영상신호 기록을 위한 압축 및 부호화장치의 블럭 구성도를 도시한 것으로, 블럭화부(1)에서는 입력영상신호를(8×8)크기의 휘도신호 블럭 4개와 같은 공간상에 위치하는 (8×8)크기의 색차신호인 Cr, Cb신호를 묶어 매크로 블럭을 만든다.

그리고 서플링(Suffling)부(2)는 정보량의 균일화를 위해 상기 블럭화부(1)의 출력으로부터 임의의 순서대로 5개의 매크로 블럭을 가져와서 이를 묶어 세그먼트를 만든다. 상기 서플링부(2)의 출력은 DCT부(3)에 입력되어 DCT가 행해진다. 이때, (8×8)블럭은 2개의 필드신호로 구성되어 있으므로 각 필드간의 움직임 정도를 검출하여 움직임이 적은 경우에는 (8×8)DCT를 행하고, 움직임이 큰 경우에는 필드신호간의 합계(Sum)와 차(Difference)를 구하여 (2×4×8)DCT를 수행하며, 상기 움직임 정도 검출은 움직임 검출부(5)에서 행한다.

그리고 상기 움직임 검출부(5)는 움직임 검출정보 즉, DCT부(3)가 움직임이 적은 경우에는 (8×8)DCT를, 움직임이 많은 경우에는 (2×4×8)DCT를 행하는 정보인 모드선택정보(M1)를 멀티플렉서(MUX1)로 출력한다.

그리고 상기 DCT부(3)의 출력은 클래스 판정부(4)를 통해 4개의 클래스로 분류되며 클래스 분류정보(CNO)를 멀티플렉서(MUX1)로 출력한다.

이때, 상기 클레스 판정부(4)의 클래스 판정동작을 제2도에 도시한 일본국 공개특허공보 특개평6-78286호를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 DCT부(3)에서 (8×8)DCT가 수행되었을 경우 스캔부(4a)에서는 (8×8)DCT계수중 제3도 (a)와 같이 AC계수들만을 선택하고 이를 절대치화부(4b)를 통해 절대치를 취해 비교기(4c)로 입력하며, 이 값이 문턱치값(TH1) 보다 크면 카운터(4d)를 증가시킨다.

그리고 절대치화부(4e)에서는 제3도 (b)와 같이 DC계수를 제외한 AC계수들을 스캔하여 절대치를 취해 비교기(4f)로 입력하며, 이 값이 문턱치값(TH2)보다 크면 플립플롭(4g)에 래치한다. 여기서, 상기 문턱치(TH2)는 255이다.

이때, 상기 카운터(4d) 및 래치(4g)의 값에 의해 (8×8)의 각 DCT블럭은 비교기(4h-4j) 및 오아 게이트(4k) 및 로직부(4l)를 통해 클래스가 분류되는데, 상기 플립플롭(4g)의 출력이 1이거나 카운터(4d)의 값이 문턱치(TH5)보다 크면 클래스 3으로, 카운터(4d)의 값이 문턱치(TH4)보다 크고 문턱치(TH5)보다 작으면 클래스 2로, 문턱치(TH3)와 문턱치(TH4) 사이에 있으면 클래스 1로, 문턱치(TH3) 보다 작으면 클래스 0으로 분류된다.

그리고 데이터양 예측부(6)에서는 상기 클래스 판정부(4)로 부터의 (8×8) 각 DCT블럭의 클래스 정보와 제4도와 같은 영역분할정보 및 제5도와 같은 양자화 스텝크기를 사용하여 양자화한 후, 가변장 부호화기로 부호화하여 부호화 코드길이를 저장한 후, 미리 정해놓은 코드길이에 가장 근접하는 양자화기를 선택한다. 즉, 입력신호에 대응되는 최적의 양자화기를 선택하여 선택된 양자화기의 번호(QNO)를 양자화부(8) 및 멀티플렉서(MUX1)로 보내준다.

이에 따라 양자화부(8)의 선택된 양자화기에서 상기 DCT부(3)의 버퍼(7) 출력을 양자화한 후, 가변장부호화부(9)를 통해 가변장 부호화한다.

그리고 멀티플렉서(MUX1)는 상기 클래스 판정부(4)로 부터의 클래스 판정정보와 움직임 검출부(5)로 부터의 모드선택정보(M1) 및 데이터양 예측부(6)로 부터의 선택된 양자화기의 번호(QNO) 등을 선택신호로하여 최종 부호화출력을 행한다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술에서의 DCT블럭의 클래스 판정시 고정된 문턱치값을 사용하므로 특성이 상이한 입력영상에 대해 적절한 클래스 분류를 하지 못함으로 양자화 효율이 떨어져 화질이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 매크로 블럭을 구성하는 DCT블럭간의 특성을 고려하여 적응적으로 문턱치값을 조절하여 클래스 판정을 함으로써 양자화 효율을 증대시켜 화질을 개선하도록 한 DVCR의 DCT블럭의 클래스판별장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 각 DCT블럭의 계수중 AC계수를 스캔하는 스캔부와, 상기 스캔부의 출력에 절대치를 취하는 절대치화부와, 상기 절대치화부의 출력으로부터 각 DCT블럭의 최대치를 구하는 최대치 검출부와, 상기 최대치 검출부의 출력을 버퍼링하는 버퍼와, 상기 최대치 검출부에 의해 구해진 각 DCT블럭의 최대치중 최소값을 구하는 최소값 검출부와, 상기 최소값 검출부의 출력을 문턱치로하여 상기 버퍼를 통하여 출력되는 상기 최대값검출부의 출력을 각각 비교하여 적응적으로 문턱치값을 조절하여 각 DCT블럭에 대한 클래스 판정을 행하는 판별부로 구성되는 DVCR의 DCT블럭의 클래스 판별장치에 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명한다.

제6도는 본 발명에 따른 클레스 판별장치의 블럭 구성도를 도시한 것으로, N(=6)개의 (8×8)DCT블럭이 입력되며 입력되는 (8×8) 각 DCT블럭의 계수중 DC계수를 제외한 AC계수를 스캔하는 스캔부(10)와, 상기 스캔부(10)의 출력에 절대치를 취하는 절대치화부(20)와, 상기 절대치화부(20)의 출력으로부터 각 DCT블럭의 최대치(ACmax)를 구하는 최대치 검출부(30)와, 상기 최대치 검출부(30)의 출력을 버퍼링하는 버퍼(40)와, 상기 버퍼(40)의 출력으로부터 N개의 각 DCT블럭의 최대치(ACmax)중 최소값(ACmin)을 구하는 최소값 검출부(50)와, 상기 최소값 검출부(50)의 출력을 문턱치(TH)로하여 상기 버퍼(40)의 출력과 비교하여 DCT블럭에 대한 클래스 판정을 행하는 판별부(60)로 구성된다.

그리고 상기 최대값 검출부(30)는 제7도에 도시한 바와 같이 절대치화부(20)의 절대치된 N개의 AC계수를 순차적으로 받아들여 비교함으로써 그중 제일 큰값을 출력하는 비교기(31)와, 상기 비교기(31)의 출력이 일시 저장되는 플립플롭(32)으로 구성된다.

그리고 상기 최소값 검출부(40)도 상기 최대값 검출부(30)와 동일하게 구성된다.

또한, 상기 판별부(60)는 제8도에 도시한 바와 같이 상기 최소값 검출부(50)의 출력을 각각 일정 증폭상수(A-C)만큼 증대시키는 증폭기(61-63)와, 상기 증폭기(61-63)의 출력을 문턱치(THA-THC)로하여 상기 버퍼(40)를 통하여 출력되는 최대값 검출부(30)의 각 DCT블럭의 최대치(ACmax)와 비교하는 비교기(64-66)와, 상기 비교기(66)에 접속되며 각 DCT블럭의 최대치(ACmax)가 일정값의 문턱치(THa=255)보다 클 경우의 클래스 판정을 위한 오아 게이트(67)와, 상기 비교기(64-66) 및 오아 게이트(67)의 출력을 이용하여 DCT블럭의 클래스를 판정하는 판별기(68)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 매크로 블럭을 구성하는 N(=6)개의 (8×8)DCT블럭이 스캔부(10)에 입력되어 AC계수가 스캔된 후, 절대치화부(20)를 통하여 절대치가 취해진다.

그리고 상기 절대치화부(20)의 출력은 최대값 검출부(30)로 입력되어 각 DCT블럭의 최대치(ACmax)가 구해지며, 최대치(ACmax)는 다음과 같이 구해진다.

즉, (8×8)DCT블럭에서의 AC계수의 수인 63개의 절대치화된 AC계수들이 비교기(31)에 입력되어 순차적으로 입력되는 AC계수와 계속 비교되어 이중 가장 큰값을 최대값(ACmax)으로 출력하게 된다.

이때, 플립플롭(32)에는 AC계수들이 비교됨에 따라 얻어지는 비교되는 두 개의 AC값중 큰 값이 저장되며, 비교결과에 따라 계속 가장 큰 AC계수값이 저장되며, 상기 플립플롭(32)에 래치된 최대값(ACmax)은 DCT블럭 단위로 버퍼(40)에 저장된다.

한편, 상기 비교기(31)의 비교값(ref1)은 DCT블럭 단위로 리셋된다.

그리고 상기 최소값 검출부(50)는 상기 버퍼(40)에 저장된 N개의 최대값(ACmax)중 최소값(ACmin)을 상기 최대값(ACmax) 검출과 마찬가지 방법으로 구하여 판별부(60)로 전송한다.

이때, 상기 판별부(60)는 상기 최소값 검출부(50)의 최소값(ACmin)을 문턱치(TH)로하여 각 DCT블럭에 대한 클래스 판정을 수행한다.

즉, 증폭기(61-63)에서 최소값 검출부(50)의 출력인 최소값(ACmin)을 일정증폭상수(A-C)만큼을 증폭하여 비교기(64-66)의 문턱치(THA-THC)로 입력한다.

여기서, 상기 일정증폭상수(A-C)는 후단의 양자화과정을 고려하여 선택한다. 예로 제5도와 같은 양자화 스텝 크기를 사용하는 경우 각 클레스 마다 양자화기 크기가 2ⁿ으로 커지므로 이 경우에 증폭상수(A-C) 값은 각각 2, 4, 8로 정한다.

그리고 상기 비교기(64-66)는 버퍼(40)를 통하여 입력되는 최대값 검출부(30)의 최대값(ACmax)과 상기 문턱치(THA-THC)를 비교하며, 비교기(66)의 출력은 오아 게이트(67)에 입력되어 최대값(ACmax)이 일정값의 문턱치값(THa=255)이상일 경우와 동일 클래스로 분류되게 된다.

즉, 상기 비교기(64-66) 및 오아 게이트(67)의 출력은 판별기(68)에 입력되어 최종적으로 클래스 판별이 이루어지며, 상기 비교기(64-66)는 단지 문턱치(THA-THC)와 최대값(ACmax)을 비교하여 크다작다만을 판별할 뿐이다.

이때, 클래스의 판정은 다음과 같다.

최대값(ACmax) ＜ THA이면 클래스 0으로, THA ⊆ 최대값(ACmax) ＜ THB이면 클래스 1로, THB ⊆ 최대값(ACmax) ＜ THC이면 클래스 2로, THC ⊆ 최대값(ACmax)이면 클래스 3으로, 최대값(ACmax) ＞ THa(=255)이면 클래스 3으로 판정된다.

그리고 여기서 알 수 있듯이 상기 오아게이트(67)는 예외 규정으로써 최대값(ACmax)이 THa(=255)보다 큰 경우의 판정을 위한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 매크로 블럭 내에서의 각 DCT블럭간의 상대적인 특성 및 양자화 스텝의 크기를 고려하여 DCT블럭의 클래스 판정에 사용되는 문턱치를 구함으로써 입력영상에 대해 적응적으로 DCT블럭의 클래스를 분류할 수 있게 되므로 양자화 효율을 증대시킬 수 있게 되어 화질을 개선시킬 수 있게 된다.

Claims

각 DCT블럭의 계수중 AC계수를 스캔하는 스캔부와, 상기 스캔부의 출력에 절대치를 취하는 절대치화부와, 상기 절대치화부의 출력으로부터 각 DCT블럭의 최대치를 구하는 최대치 검출부와, 상기 최대치 검출부의 출력을 버퍼링하는 버퍼와, 상기 최대치 검출부에 의해 구해진 각 DCT블럭의 최대치중 최소값을 구하는 최소값 검출부와, 상기 최소값 검출부의 출력을 문턱치로하여 상기 버퍼를 통하여 출력되는 상기 최대값 검출부의 출력을 각각 비교하여 적응적으로 문턱치값을 조절하여 각 DCT블럭에 대한 클래스 판정을 행하는 판별부로 구성됨을 특징으로 하는 DVCR의 DCT블럭의 클래스 판별장치.
제1항에 있어서, 상기 판별부는 상기 최소값 검출부의 출력을 각각 일정증폭상수만큼 증대시키는 제1-제3증폭기와, 상기 제1-제3증폭기의 출력을 제1-제3 문턱치로하여 최대값 검출부의 각 DCT블럭의 최대치와 비교하는 제1-제3비교기와, 상기 제3비교기에 접속되며 각 DCT블럭의 최대치가 일정값의 문턱치 보다 클 경우의 클래스 판정을 위한 오아 게이트와, 상기 제1-제3 비교기 및 오아 게이트의 출력을 이용하여 클래스를 판정하는 판별기로 구성됨을 특징으로 하는 DVCR의 DCT블럭의 클래스 판별장치.
제1항에 있어서, 상기 판별부는 DCT블럭의 클래스를 4종류로 판정함을 특징으로 하는 DVCR의 DCT블럭의 클래스 판별장치.
제3항에 있어서, 상기 판별부는 상기 최대값이 제1문턱치보다 작으면 클래스 0으로, 최대값이 제1문턱치와 같거나 크고 제2문턱치보다 작으면 클래스 1로, 최대값이 제2문턱치와 같거나 크고 제3문턱치보다 작으면 클래스 2로, 최대값이 제3문턱치보다 크거나 같으면 클래스 3으로, 최대값이 일정값의 문턱치보다 크면 클래스 3으로 판정함을 특징으로 하는 DVCR의 DCT블럭의 클래스 판별장치.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 일정값의 문턱치는 255임을 특징으로 하는 DVCR의 DCT블럭의 클래스 판별장치.