KR0157451B1

KR0157451B1 - 차분펄스부호변조데이타의 복원장치

Info

Publication number: KR0157451B1
Application number: KR1019920020267A
Authority: KR
Inventors: 문헌희
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR940010801A

Abstract

본 발명은 송신측에서 DPCM된 데이타를 전송받아 복호화부에서 본래의 데이타로 복원하기 위한 데이타 복원장치에 관한 것으로, 송신측에서 소정 크기의 블록단위로 인터모드 또는 인트라모드로 부호화된 데이타를 전송받아, 수신된 블록데이타에 대해 가변장복호화, 역양자화 및 역DCT를 행한 다음 DPCM된 DC값을 각 블록데이타의 모드에 따라 적절히 복원하여 영상데이타에 가산함으로써 수신된 영상데이타를 본래의 영상신호로 복원한다.

Description

차분펄스부호변조데이타의 복원장치

제1도는 종래의 부호화장치의 일예를 나타내는 블록도.

제2도는 제1도의 장치에서 처리되는 데이타의 블록을 나타내는 개념도.

제3도는 본 발명에 의한 복호화장치의 일 실시예를 나타내는 블록도.

제4도는 제3도의 장치의 일부에 대한 상세 블록도.

제5도는 제3도의 장치에 대한 동작 타이밍도.

제6도는 제3도의 장치의 다른 일부에 대한 상세블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 버퍼 32 : 가변장복호화부

33 : 역양자화부 34 : DC검출부

35 : 역DCT부 36 : 영상복원부

37 : 프레임메모리 38 : 운동보상부

42 : 선택부 44 : 래치부

61,62,63 : 지연부 64,65,67 : 블록지연부

66 : 블록DC계산부

본 발명은 부호화장치에서 차분펄스부호변조(Differential Pulse Code Modulation; 이하 DPCM이라 함)된 데이타를 복호화장치에서 본래의 데이타로 복원하는 장치에 관한 것으로, 특히 DPCM된 DC성분의 데이타를 블록데이타의 소정 모드에 따라 적절히 복원하여 복호화된 영상데이타에 가산함으로써, DPCM된 영상신호를 본래의 신호로 복원하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 영상신호의 디지탈 송·수신에는 영상데이타를 DPCM하여 송신하고, 수신된 DPCM 데이타를 복원하는 방법이 주로 사용되고 있다. DPCM방법은 영상데이타의 화면간 상관성이 매우 높은 것을 이용하여 프레임간의 차신호를 부호화함으로써 높은 데이타압축률을 얻을 수 있다. 이러한 DPCM부호화 및 복호화방법은 고화질 텔레비젼(HD-TV), 디지탈 VTR 및 원격회의 시스템(Teleconference System) 등에서 이용될 수 있다.

제1도는 종래의 영상데이타 부호화장치의 일예를 나타내는 블록도이다. 소정 크기의 블록단위로 입력되는 영상데이타(V_IN)는 DCT부(11)에서 DCT(Discrete Cosine Transform)되어 직교변환되고, DCT부(11)에서 출력되는 변환계수데이타는 영자화부(12)에서 소정의 양자화레벨에 의해 양자화된다. 양자회된 영상데이타는 가변장부호화부(13)에서 데이타분포확률에 따라 가변장부호화되고, 가변장부호화된 영상데이타는 버퍼(14)를 거치면서 일정속도의 전송데이타(V_OUT)로 출력된다. 이와 같이 입력되는 블록 영상데이타를 순차적으로 부호화하여 프레임전체를 부호화하는 모드를 인트라모드(Intra Mode)라 한다.

한편, 양자화부(12)에서 출력되는 양자화데이타는 역양자화부(15)로 공급되어 양자화 이전의 상태로 복원되고, 역양자화된 변환계수데이타는 역DCT부(16)에서 역DCT되어 DCT 이전의 상태로 복원된다. 역DCT부(16)에서 출력되는 영상데이타는 제2가산기(ADD2)를 거쳐 프레임메모리(17)에 차례로 저장된다. 운동예측부(18)는 입력되는 블록 영상데이타를 공급받아 프레임메모리(17)에 저장된 이전 화면의 데이타 중 현재 입력되는 블록 데이타에 대응되는 부분으로 부터의 운동을 예측하여 이에 따른 운동벡터를 검출한다. 이 검출된 운동벡터는 운동보상부(19)로 공급되고, 그러면 운동보상부(19)는 운동벡터를 이용하여 프레임메모리(17)에 저장된 이전 화면의 데이타 중 현재 입력되는 블록데이타와 가장 가까운 블록데이타를 추출한다. 이와 같이 운동보상부(19)에서 출력되는 블록데이타는 제1가산기(ADD1)로 공급되어, 현재 입력되는 블록데이타와의 차성분을 산출하고, 이 차성분에 해당하는 영상데이타가 부호화되어 전송된다. 이와 같이, 현재 블록데이타와 운동보상된 블록데이타간의 차신호를 부호화하는 모드를 인터모드(Inter-Mode)라고 한다.

이와 같은 부호화과정은 제2도에 도시된 바와 같이 다수의 블록데이타로 구성되는 소정 크기의 매크로블록(Macroblock)단위 또는 슬라이스(Slice)단위로 수행된다. 또한, 이러한 부호화과정에서 DC성분데이타에 대한 DPCM이 수행된다. DC-DPCM도 매크로블록 또는 슬라이스단위로 수행되는데, 부호화되는 과정이 인트라모드인 경우에만 DC-DPCM이 수행된다. 이때, 인터모드와 인트라모드는 매크로블록단위 또는 슬라이스단위로 결정된다.

본 발명의 목적은 전술한 바와 같이 인터모드 또는 인트라모드로 부호화되는 영상데이타에서 DC-DPCM된 DC데이타를 각 모드에 따라 적절히 복원하여 부호화된 영상데이타에 가산함으로써, 부호화된 영상데이타를 복원하기 위한 복원장치를 제공함에 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 DCT부, 양자화부, 가변장부호화부 및 DPCM을 위한 운동보상부를 구비한 부호화수단에서 소정 크기의 블록데이타 단위로 각 블록데이타를 인트라모드 또는 인터모드로 부호화하여 전송하는 영상신호를 수신하여, 수신된 영상데이타를 부호화되기 이전의 본래 신호로 복원하기 위한 영상데이타 복원장치에 있어서, 수신된 영상데이타를 상기 가변장부호화부에서 가변장부호화되기 이전의 상태로 복원하기 위한 가변장복호화부, 상기 가변장복호화부의 출력데이타를 공급받아 상기 양자화부에서 양자화되기 이전의 상태로 복원하기 위한 역양자화부, 상기 역양자화부의 출력데이타를 공급받아 상기 DCT부에서 DCT변환되기 이전의 상태로 복원하기 위한 역DCT부, 상기 부호화수단의 운동보상부에서 산출되는 운동벡터와 대응되도록, 복원되는 블록데이타를 운동보상하기 위한 운동보상수단, 상기 역양자화부의 출력데이타와, 상기 인트라모드 또는 인터모드를 나타내는 모드신호와, 상기 블록데이타들의 블록구간을 나타내는 블록동기신호를 공급받아 각 블록데이타의 DC값을 검출하기 위한 DC검출수단, 및 상기 역DCT부의 출력데이타와, 상기 DC검출수단에서 출려되는 DC데이타와, 상기 운동보상수단에서 출력되는 운동보상데이타와, 상기 모드신호와, 상기 블록동기신호를 공급받아, DC레벨이 복원된 본래의 영상신호를 출력하는 영상복원부를 포함하는 DPCM신호 복원장치에 의하여 달성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

제3도는 본 발명에 의한 DPCM데이타(V_IN')가 입력되는 버퍼(31)와, 버퍼(31)의 출력데이타를 공급받아 부호화부에서 가변장부호하되기 이전의 상태로 복호화하는 가변장복호화부(32)와, 가변장복호화부(32)의 출력데이타를 공급받아 부호화부에서 양자화되기 이전의 상태로 복호화하는 역양자화부(33)와, 역양자화부(33)의 출력데이타에서 DC성분을 검출하는 DC검출부(34)와, DC검출부(34)를 거친 영상데이터를 공급받아 부호화부에서 DCT되기 이전의 상태로 복호화하는 역DCT부(35)와, 역DCT부(35)의 출력데이타와 DC검출부(34)에서 검출되는 DC값을 공급받아 평균 DC레벨을 갖는 영상데이타로 복원하는 영상복원부(36)와, 영상복원부(36)에서 인터모드의 블록데이타를 처리할 때 운동보상을 수행하기 위한 프레임메모리(37) 및 운동보상부(38)로 이루어진다.

제4도는 제3도의 장치에서 DC검출부(34)에 대한 구체적인 실시예를 나타내는 블록도이다. 역양자화부에서 역양자화된 영상데이타를 선택부(42)의 제1단자(a)로 입력되고, 모드선택신호(S_M)는 선택부(42)의 선택단자(SEL)로 인가된다. 지금, 블록데이타의 크기가 8×8인 경우, 선택부(42)의 제1단자(a)로 공급되는 영상데이타는 (0,0), (0,1), …, (7,7)의 64개 샘플링데이타 단위로 제5(a)도의 클록신호(CLK)에 맞춰 연속적으로 공급된다. 여기서, DC데이타는 각 블록데이타의 최저 주파수대역에 해당하는 (0,0) 위치의 값이 된다. 선택부(42)의 선택단자(SEL)로 인가되는 모드선택신호(S_M)는 인터모드인 경우 로우레벨이 되어, 제1단자(a)로 인가되는 역양자화부의 출력데이타를 선택하여 역DCT부(35)로 공급한다. 또한, 인트라모드인 경우, 모드선택신호(S_M)는 하이레벨이 되어 제2단자(b)를 선택함으로써 역DCT부(35)로 0값이 공급된다. 한편, 래치부(44)는 데이타입력단으로 역양자화부의 출력데이타를 공급받고, 제5(b)도와 같은 블록동기신호(BSYNC)를 공급받는다. 그러면, 래치부(44)는 (0,0), (0,1), …, (7,7)의 64픽셀단위로 연속적으로 입력되는 데이타에서 (0,0)위치에 해당하는 DC값을 블록동기신호(BSYNC)에 의해 래칭하게 된다. 이와 같이 래치부(44)에서 얻어지는 각 블록데이타의 DC값은 영상복원부(36)로 공급된다.

제6도는 제3도의 장치에서 영상복원부(36)에 대한 구체적인 실시예를 나타내는 블록도이다. 제6도의 장치에서, 제1지연부(61)는 모드선택신호(S_M)를 공급받고, 제2지연부(62)는 DC검출부에서 출력되는 DC값(DC)을 공급받고, 제3지연부(63)는 운동보상부(38)에서 출력되는 운동보상데이타(D_MC)를 공급받는다. 제1, 제2 및 제3지연부(61, 62, 63)는 모드선택신호(S_M), DC데이타(DC) 및 운동보상데이타(DMC)가 역DCT부(35)의 출력데이타와 매칭(Matching)되도록 소정 시간 지연시킨다.

제6도의 장치의 동작을 설명하기 위해, 역DCT부(35)에서 공급되는 블록데이타가 현재 인트라모드이고 이전의 블록데이타가 인터모드인 경우를 가정하자. 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)는 제1지연부(61)에서 출력되는 인트라모드신호에 의해 각각 c단자와 b단자가 접속된다. 제3스위치(SW3)는 제1 블록지연부(64)의 출력신호에 의해 스위칭되는데, 이전 블록데이타가 인터모드이므로 제1블록지연부(64)에서 인터모드신호가 출력되고, 이에 따라 제3스위치(SW3)는 c단자와 a단자가 접속된다. 또한, 제4스위치(SW4)는 제5(c)도와 같은 슬라이스시작신호(SS)에 의해 스위칭되는데, 슬라이스시작신호(SS)에서 하이레벨펄스가 발생될 때 제4스위치(SW4)의 c단자와 b단자가 접속된다. 여기서, b단자로는 블록데이타의 평균레벨값(DC_ar)이 인가된다. 블록데이타의 평균레벨값(DC_ar)은 DPCM시 매 슬라이스의 첫번째 데이타에서 제하는 값으로서 8비트 데이타인 겨우 중간값인 '128'이 된다. 제4스위치(SW4)는 매 슬라이스에서 첫번째 시작데이타를 제외한 나머지 구간에서 c단자와 a단자가 접속된다. 블록DC계산부(66)은 제3지연부(63)에서 지연된 운동보상데이타(D_MC)를 공급받아 입력되는 블록데이타의 평균DC값을 계산한다. 이때, 블록DC계산부(66)는 제5(b)도와 같은 블록동기신호(BSYNC)에 의해 매 블록마다 리세트된다. 블록DC계산부(66)에서 출력되는 이전의 인터모드블록데이타의 평균DC값과 제2블록지연부(65)에서 출력되는 이전의 인터모드블록데이타의 검출DC값은 제3가산기(ADD3)에서 가산된다. 제3가산기(ADD3)에서 출력되는 인터모드 블록의 DC값은 제3스위치(SW3)와 제4스위치(SW4)를 거쳐 제4가산기(ADD4)로 공급된다. 그러면, 제4가산기(ADD4)는 현재 인트라모드 블록의 DC검출값(DC)과 제4스위치(SW4)를 통해 인가되는 이전 블록의 평균DC값을 가산한다. 제4가산기(ADD4)의 출력데이타는 제1스위치(SW1)의 b단자로 인가됨과 동시에 제3블록지연부(67)로 공급된다. 제3블록지연부(67)의 출력데이타는 제3스위치(SW3)의 b단자로 인가되는데, 제3스위치(SW3)는 제1블록지연부(64)에서 공급되는 모드선택신호(S_M)에 의해 스위칭되므로 현재와 이전의 블록데이타가 모두 인트라모드인 경우, 제3블록지연부(67)에서 지연된 DC데이타는 제3스위치(SW3)와 제4스위치(SW4)를 거쳐 제1스위치(SW1)의 b단자로 인가된다. 현재 블록이 인트라모드이므로, 제1가산기(ADD1)는 역DCT부(35)에서 공급되는 역DCT된 인트라모드의 블록데이타와 제1스위치(SW1)를 통해 공급되는 DC값을 가산하여 DC레벨이 복원된 영상데이타(V_OUT')를 출력한다.

반면에, 현재 블록데이타가 인터모드인 경우, 제1스위치(SW1)는 그라운딩되고, 제2스위치(SW2)는 c단자와 a단자가 접속된다. 역DCT부(35)에서 출력되는 블록데이타는 제1가산기(ADD1)를 거쳐 제2가산기(ADD2)로 공급되고, 운동보상부(38)에서 출력되는 운동보상데이타(D_MC)는 제2스위치(SW2)를 거쳐 제2가산기(ADD2)로 공급된다. 그러면, 제2가산기(ADD2)는 역DCT된 블록데이타와 운동보상데이타를 가산하여 복원된 영상데이타(V_OUT')를 출력한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 DPCM데이타 복원장치는 인터모드 또는 인트라모드로 DPCM된 블록데이타를 공급받아, 인터모드 블록데이타인 경우에는 역DCT된 블록데이타에 이전 프레임의 운동보상데이타(D_MC)를 가산하여 원래의 블록데이타로 복원하며, 인트라모드 블록데이타인 경우에는 역DCT된 블록데이타에 이전 블록데이타의 DC평균값을 가산하여 원래의 블록데이타로 복원한다.

Claims

DCT부, 양자화부, 가변장부호화부 및 DPCM를 위한 운동보상부를 구비한 부호화수단에서 소정 크기의 블록데이타 단위로 각 블록데이타를 인트라모드 또는 인터모드로 부호화하여 전송하는 영상신호를 수신하여, 수신된 영상데이타를 부호화되기 이전의 본래 신호로 복원하기 위한 영상데이타 복원장치에 있어서, 수신된 영상데이타를 상기 가변장부호화부에서 가변장부호화되기 이전의 상태로 복원하기 위한 가변장복호화부; 상기 가변장복호화부의 출력데이타를 공급받아 상기 양자화부에서 양자화되기 이전의 상태로 복원하기 위한 역양자화부; 상기 역양자화부의 출력데이타를 공급받아 상기 DCT부에서 DCT변환되기 이전의 상태로 복원하기 위한 역DCT부; 상기 부호화수단의 운동보상부에서 산출되는 운동벡터와 대응되도록 복원되는 블록데이타를 운동보상하기 위한 운동보상수단; 상기 역양자화부의 출력데이타와, 상기 인트라모드 또는 인터모드를 나타내는 모드신호와, 상기 블록데이타들의 블록구간을 나타내는 블록동기신호를 공급받아 각 블록데이타의 DC값을 검출하기 위한 DC검출수단; 및 상기 역DCT부의 출력데이타와, 상기 DC검출수단에서 출력되는 DC데이타와, 상기 운동보상수단에서 출력되는 운동보상데이타와, 상기 모드신호와, 상기 블록동기신호를 공급받아, DC레벨이 복원된 본래의 영상신호를 출력하는 영상복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM신호 복원장치.
제1항에 있어서, 상기 DC검출수단은 상기 모드신호에 따라 인터모드인 경우 상기 역양자화부에서 공급되는 블록데이타를 상기 역DCT부로 공급하고, 인트라모드인 경우 0값을 상기 역DCT부로 공급하기 위한 선택수단; 및 상기 블록동기신호를 공급받아 상기 역양자화부에서 출력되는 블록데이타의 DC값을 래칭하기 위한 래치수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM신호 복원장치.
제1항에 있어서, 상기 영상복원부는 상기 모드신호를 1블록구간 만큼 지연하기 위한 제1블록지연부; 상기 DC검출수단에서 출력되는 DC값을 1블록구간 만큼 지연하기 위한 제2블록지연부; 상기 운동보상수단에서 출력되는 운동보상된 블록데이타를 공급받아, 각 블록데이타의 평균 DC값을 산출하기 위한 블록DC계산부; 상기 제2블록지연부의 출력데이타와 상기 블록DC계산부의 출력데이타를 공급받아, 각 블록데이타의 복원된 DC값을 출력하는 수단; 및 상기 모드신호에 따라 상기 역DCT부의 출력데이타에 상기 운동보상부에서 출력되는 블록데이타를 가산하거나 또는 상기 복원DC값 출력수단에서 출력되는 복원DC값을 가산하여 복원된 영상신호를 출력하는 가산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항에 있어서, 상기 제1블록지연부의 입력단에 결합되어 상기 모드신호가 상기 역DCT부에서 출력되는 블록데이타와 시간적으로 매칭되도록 모드신호를 소정 시간 지연하기 위한 제1지연부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항에 있어서, 상기 제2블록지연부의 입력단에 결합되어 상기 DC검출수단에서 출력되는 DC값이 상기 역DCT부에서 출력되는 블록데이타와 시간적으로 매칭되도록 상기 DC값을 소정 시간 지연하기 위한 제2지연부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항에 있어서, 상기 제3블록지연부의 입력단에 결합되어 상기 운동보상수단에서 출력되는 블록데이타가 상기 역DCT부에서 출력되는 블록데이타와 시간적으로 매칭되도록 상기운동보상된 블록데이타를 소정 시간 지연하기 위한 제3지연부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항에 있어서, 상기 블록DC계산부는 상기 블록동기신호에 의해 매 블록마다 리세트되는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항에 있어서, 상기 복원DC값출력수단은 상기 제2블록지연부의 출력데이타와 상기 블록DC계산부의 출력데이타를 가산하기 위한 제1가산부; 상기 제1가산부에서 출력되는 DC값과 상기 제2블록지연부로 입력되는 DC값을 가산하기 위한 제2가산부; 및 상기 제1가산부와 제2가산부의 사이에 결합되어, 제1입력단자로는 상기 제1가산부의 출력데이타가 인가되고, 제2입력단자로는 제2가산부의 출력데이타가 1블록구간 지연되어 인가되고, 상기 제1블록지연부에서 공급되는 모드신호에 따라 상기 제1입력단자 또는 제2입력단자로 인가되는 데이타를 선택하여 상기 제2가산부로 공급하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제8항에 있어서, 상기 스위치는 공급되는 모드신호가 인터모드일 때 출력단자와 제1입력단자를 접속하고, 모드신호가 인트라모드일 때 출력단자와 제2입력단자를 접속하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항 또는 제8항에 있어서, 상기 복원DC값 출력수단은 상기 부호화수단에서 제거된 평균 DC레벨에 해당하는 DC값을 상기 복원되는 DC값에 소정 크기의 매크로블록 또는 슬라이스마다 가산하기 위한 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제10항에 있어서, 상기 복원DC값 출력수단에서 추가로 구비되는 가산수단은 제1입력단자는 상기 스위치의 출력단자와 결합되고, 제2입력단자로는 상기 평균DC레벨이 인가되고, 상기 매크로블록 또는 슬라이스의 첫번째 DC데이타 위치에서 펄스를 발생하는 펄스신호를 공급받아, 펄스가 발생할 때마다 상기 제2입력단자로 인가되는 평균DC값을 선택하여 상기 제2가산부로 공급하는 스위칭수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항에 있어서, 상기 가산수단은 상기 제1블록지연부로 입력되는 모드신호를 공급받아, 모드신호가 인터모드인 경우 상기 역DCT부에서 출력되는 블록데이타와 상기 운동보상부에서 출력되는 운동보상된 블록데이타를 가산하여 출력하고, 모드신호가 인트라모드인 경우 상기 역DCT부에서 출력되는 블록데이타와 상기 복원DC값 출력수단에서 출력되는 복원된 DC값을 가산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.
제3항 또는 제12항에 있어서, 상기 가산수단은 제1입력단자는 그라운딩되고, 제2입력단자로는 상기 복원DC값 출력수단에서 출력되는 DC값이 인가되어, 상기 제1블록지연부로 입력되는 모드신호에 따라 상기 제1입력단자 또는 제2입력단자로 인가되는 데이타를 선택하여 출력하는 제1스위치; 상기 역DCT부의 출력데이타와 상기 제1스위치의 출력데이타를 가산하기 위한 제1가산기; 제1입력단자로는 상기 운동보상부에서 운동보상된 블록데이타가 인가되고, 제2입력단자는 그라운딩되어, 상기 제1블록지연부로 입력되는 모드신호에 따라 상기 제1입력단자 또는 제2입력단자로 인가되는 데이타를 선택하여 출력하는 제2스위치; 및 상기 제1가산기의 출력데이타와 상기 제2스위치의 출력데이타를 가산하기 위한 제2가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 DPCM데이타의 복원장치.