KR0160621B1 - 영상 압축 및 신장방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 압축 및 신장방법과 그 장치에 관한 것으로, 벡터양자화와 오차신호의 선형양자화 및 가변길이 부호화에 의해 얻어지는 고정길이인 주소데이타와 가변길이인 부호화 데이타를 테이프에 교대로 기록하거나 상기와 같이 기록된 신호를 복원하는 방법과 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명의 방법은 이산여현변환과정과, 벡터양자화과정과, 선형양자화과정과, 가변길이 부호화과정과, 데이타출력과정으로 구성되며, 본 발명의 압축 부호화장치는 이산여현변환수단과, 코드북과, 코드북에 저장된 벡터를 선택하는 벡터선택수단과, 이산여현변환계수와 선택된 상기 벡터간의 오차계수를 산출하는 오차산출수단과, 상기 오차계수를 선형양자화하는 선형양자화수단과, 가변길이 부호화수단과, 고정길이인 상기 주소 데이타와 가변길이인 상기 부호화 데이타를 교대로 선택하여 일렬로 출력하는 선택출력수단으로 구성된다. 본 발명을 정상재생시는 물론이거니와 특히 고속재생시 양질의 화질을 얻을 수 있으며, 벡터양자화에 의한 주소데이타를 일 출력값으로 하므로 제어가 간단하며, 실시에 필요한 장치 또한 보다 간단해지는 효과가 있다.

Description

영상 압축 및 신장방법과 그 장치

제1도는 본 발명에 따른 영상 압축장치의 블록도.

제2도는 입력신호의 형식을 나타낸 도면.

제3도는 엣지검출(Edge Detection) 연산자의 일예를 나타낸 도면.

제4도는 본 발명에 따른 데이타의 기록형식을 도시한 것이다.

제5도는 헤드운동궤적과 트랙간의 관계를 나타낸 도면.

제6도는 본 발명에 따른 영상 신장장치의 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 블록형성수단 15 : 이산여현변환수단

20 : 코드북 25 : 코드벡터선택수단

35 : 선형양자화수단 40 : 가변길이부호화수단

45 : 멀티플렉스 50 : 복잡도추출수단

55 : 비트율제어수단 65 : 양자화테이블

본 발명은 영상신호의 압축 및 신장에 관한 것으로서, 특히 테이프를 기록매체로 하는 경우에 있어서 영상신호의 벡터양자화화 오차신호의 선형양자화 및 가변길이 부호화에 의해 얻어지는 고정길이인 주소데이타와 가변길이인 부호화데이타를 테이프에 교대로 기록하거나 상기와 같이 기록된 신호를 복원하는 영상압축 및 신장방법과 그 장치에 관한 것이다.

영상신호 특히 칼라화상을 테이프 혹은 기타 디지탈 기록매체로 기록하는 경우에는 일반적으로 기록 효율을 높이기 위해 다양한 압축 부호화 방식을 이용한다. 부호화 방식에는 가변길이 부호화 방식(Variable Length Code:VLC)과 고정길이 부호화 방식(Fixed Length Code; FLC) 및 벡터양자화(Vector Quantizer; VQ)방식 등이 있다.

국제 표준화기관인 JPEC(Joint Photography Expert Group) 및 MPEC(Moving Picture Expert Group)에서 권고하는 압축 부호화 방식은 이산여현변환(DCT)에 의한 가변길이 부호화 방식이다. 그렇지만 가변길이 부호화 방식이 항상 효과적이지는 않다. 영상기기에 따라 기록매체의 종류, 데이타 기록형식, 데이타 억세스 방식 등을 달리하므로 그 차이에 따라 효과적인 부호화 방식도 일정하지 않다.

특히 순차접근(jSequential Access)만 가능한 자기 테이프를 기록매체로 이용하는 경우, 테이프에 데이타 기록시 기록포맷(Format)은 매우 중요하다.

가변장 부호화 방식은 원화상의 복잡성에 따라 가변적인 길이의 부호를 할당하므로 최종 출력되는 비트량이 일정하지 않은 부호화 방식이다. 따라서 적절한 기록포맷으로 기록되도록 제어하지 않으면 부호화 단위간의 상호간섭작용으로 인하여 편집 및 고속재생시 에러가 발생할 확률이 높다.

고정길이 부호화방식은 적응양자화를 통해 얻어지는 양자화계수에 일정한 길이의 부호를 할당하는 부호화 방식으로, 부호화 단위간의 영향은 없어 재생시 에러가 발생할 확률은 낮으나 다양한 화상정보를 고정길이 부호로 강제시키므로 기록되는 정보가 제한적일 수 밖에 없어 재생시 화질이 저하되는 단점이 있다.

아울러 고정길이 부호화방식은 고정길이의 단위가 긴 경우에는 일반재생시 화질은 좋으나 특수재생(예를 들어 편집이나 고속재생)시는 화질이 떨어지는 반면에, 고정길이의 단위가 짧을 경우 일반재생시 화질은 저하되나 특수재생시의 화질은 오히려 좋아지는 특징이 있다. 따라서 고정길이 부호화 방식만을 이용해서는 만족할 만한 결과를 얻기 힘드는 문제점이 있다.

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 독일의 P.Kauff 외 2인은 'ADCT Coding S초듣 랙 Digital HDTV Recording(Fourth International Workshop on HDTV and Beyond, Torino, Italy, 4th-6th september 1991, Vol. 1.11, pp43-51)'의 논문에서 가변길이 부호화방식과 고정길이 부호화방식의 병용에 의하여 가변길이와 고정길이의 부호화 데이타로 압축하여 이를 테이프에 교대로 기록하는 기술을 제시한 바 있다. 즉, 화상의 중요부분의 정보(화상을 구부한 블록내에서 직류성분 및 저주파성분을 이룸)는 적응양자화 및 고정길이 부호화를 통하여 고정길이 부호화 데이타로 압축 부호화하여 이를 테이프의 일정위치에 기록하며, 중요도가 낮은 나머지 화상의 정보(고주파성분)는 선형양자화와 가변길이 부호화를 통해 가변길이 부호화데이타로 압축 부호화하여 이를 테이프의 나머지 부분에 기록하는 방식을 제시하였다.

이 방식은 고속재생시 헤드가 고정길이 부호화데이타를 읽을 수 있도록 고정길이를 적절히 정하면 고속재생에 의하여 얻어지는 화면은 최소한 인식가능한 정도로 재현되며, 정상재생시는 가변길이 부화화데이타도 함께 이용하므로 섬세한 화면 재현이 가능하며 상술한 두 가지 부호화 방식을 별개로 각각 적용하였을 때보다 전반적으로 화질이 향상되며 고속재생시 특히 화질개선의 효과를 얻을 수 있다.

그러나 이 방식도 일반적으로 고정길이 부호화방식이 가변길이 부호화 방식에 비하여 부호화 효율이 떨어져 주요정보에 대한 화질이 저하되는 문제점을 만족할 만한 수준으로 해결하지는 못할 뿐만 아니라 2가지 서로 다른 부호화방식을 이용하므로 장치를 구성하는 회로가 복잡해지는 문제점이 있었다.

한편, 벡터양자화방식은 실험에 의해 기 획득된 변환계수들로 구성된 벡터를 이용하여 이들 벡터 중 실제 입력영상의 변환계수와 가장 근사한 벡터를 결정하여 그 벡터가 저장된 주소를 양자화의 결과로 생성시키는 방식이다. 통상 상기 고정길이 부호화 데이타에는 고주파성분이 포함되지 않는 반면에, 벡터양자화방식에서의 상기 벡터들은 전대역의 주파수성분을 모두 포함하는 값이다.

일반적으로 부호화방식과 화질의 관계를 살펴보면 다음과 같다. 가장 우수한 성능의 화질로 재현되는 부호화 방식을 분서대로 나열하면 가변길이 부호화방식이, 벡터양자화방식, 고정길이 부호화방식의 순이다. 그러므로 가변길이 부호화방식과 고정길이 부호화방식의 조합보다는 벡터양자화방식과 가변길이 부호화방식을 조합하여 부호화하는 것이 보다 나은 화질을 얻을 수 있을 것이다.

아울러 벡터양자화에 의해 얻어지는 결과는주소데이타로서 통상 고정길이 부호화데이타 보다 길이가 짧아 기록효율도 벡터양자화방식이 고정길이부호화방식 보다 좋다.

따라서 본 발명의 목적은 벡터양자화에 의해 코드북에서 선택된 벡터의 주소(이는 고정길이 데이타이다)와 이산여현변환계수와 코드북에서 선택된 벡터간의 오차를 선형양자화 및 가변길이 부호화하여 얻은 가변길이 데이타를 테이프에 교대로 기록할 수 있는 영상 압축방법과 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정길이인 벡터의 주소데이타와 가변길이인 부호화데이타를 원래의 영상신호로 복원해내는 영상 신장방법과 그 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 영상 압축방법은 소정크기의 블럭단위로 분할되어 인가되는 입력 영상의 신호를 기록매체에 소정의 형태로 기록될 수 있도록 압축부호화하여 출력하는 영상 압축방법에 있어서,

상기 입력 영상신호를 이산여현변환하여 이산여현변환계수를 생성하는 이산여현변환과정과,

소정의 변환계수의 집합인 벡터가 저장된 코드북을 검사하여 저장된 벡터들중 상기 이산여현변환계수에 가장 근접한 벡터를 결정하는 벡터양자화과정과,

상기 벡터양자화과정에서 결정된 벡터의 값과 상기 변환계수간의 오차계수를 구하고 상기 오차계수를 선형양자화하여 선형양자화계수를 생성하는 선형양자화과정과,

상기 선형양자화계수를 이용하여 발생확률에 따라 가변길이 부호화데이타를 생성하는 가변길이 부호화과정과,

상기 벡터양자화계수를 이용하여 발생활률에 따라 가변길이 부호화데이타를 생성하는 가변길이 부호화과정과,

상기 벡터양자화계수를 이용하여 발생확률에 따라 가변길이 부호화데이타를 생성하는 가변길이 부호화과정과,

상기 벡터양자화과정에서 결정된 고정길이의 상기 벡터의 주소와 상기 가변길이부호화과정에서 얻는 상기 가변길이 부호화데이타를 교대로 선택하여 일렬로 출력하는 데이타출력과정을 포함함을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 영상 압축장치는 소정 크기의 블럭단위로 분할되어 인가되는 입력영상의 신호를 기록매체에 소정의 형태로 기록될 수 있도록 압축부호화하여 출력하는 영상 압축장치에 있어서,

상기 입력 영상신호를 이산여현변환하여 이산여현변환계수를 생성시키는 이산여현변환수단과,

소정의 변환계수들로 구성된 벡터를 저장하는 코드북과,

상기 코드북에 저장된 벡터중 상기 이산여현변환계수와 가장 근접한 벡터를 선택하여 상기 벡터의 값과 저장된 주소를 별도의 전송로로 출력하는 벡터선택수단과,

상기 이산여현변환계수와 선택된 상기 벡터간의 차이를 오차계수로 산출하는 오차산출수단과,

상기 오차계수를 이용하여 선형양자화하여 양자화데이타를 생성시키는 선형양자화수단과,

상기 양자화데이타의 발생확률에 따라 가변길이의 부호화 데이타를 생성시키는 가변길이부호화수단과,

별도의 전송로로 인가되는 고정길이인 상기 주소 데이타와 가변길이인 상기 부호화데이타를 교대로 선택하여 일렬로 출력하는 선택출력수단을 포함함을 특징으로 한다.

아울러 또 다른 목적을 달성하기 본 발명의 영상 신장장치는 고정길이의 코드북 주소데이타와 압축된 가변길이 부호화데이타가 교대로 기록되어 있는 기록매체로부터 읽어들인 상기 주소데이타와 부호화데이타를 입력받아 원래의 화상신호로 복호해내는 영상 신장장치에 있어서,

일렬로 인가되는 상기 주소데이타와 부호화데이타를 별도의 전송로로 구분출력하는 구분출력수단과,

소정의 변환계수들로 구성된 벡터를 저장한 코드북과,

상기 구분출력수단에서 출력되는 상기 주소데이타와 동일 주소의 상기 코드북의 벡터를 찾아 출력하는 벡터선택수단과,

가변길이의 상기 부호화데이타를 복호화하는 가변길이 복호수단과,

상기 가변길이 복호수단에서 출력되는 복호화데이타를 역양자화테이블을 이용하여 역양자화하는 역양자화수단과,

상기 역양자화수단에서 출력되는 역양자화계수와 상기 벡터선택수단에서 출력되는 벡터의 합을 역이산여현변환하여 원신호를 복원시키는 역이산여현변환수단을 포함함을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 영상 신장방법은 고정길이의 주소데이타와 압축된 가변길이 부화화데이타가 교대로 기록되어 있는 기록매체로부터 읽어들인 상기 주소데이타와 부호화데이타를 입력받아 부호화시 이용한 양자화테이블의 역인 역양자화테이블과 코드북을 이용하여 원래의 화상신호로 복호해내는 영상신장방법에 있어서,

상기 주소데이타와 부호화데이타를 소정의 시간간격으로 선택하여 별도의 전송로로 출력될 수 있도록 하는 구분 출력과정과,

구분출력되는 상기 주소데이타와 동일한 상기 코드북의 주소에 저장된 벡터를 선택하는 벡터선택과정과,

구분출력되는 가변길이의 상기 부호화데이타를 복호화하는 가변길이 복호과정과,

상기가변길이 복호과정에서 얻어진 복호화 데이타를 역양자화테이블을 이용하여 역양자화하는 역양자화과정과,

상기 역양자화과정에서 얻어진 역양자화계수와 상기 벡터선택과정에서 선택된 벡터를 통합하는 계수통합과정과,

상기 계수통합과정에서 얻은 값을 역이산여현변환하여 원신호로 복호시키는 역이산여현변환과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

먼저 압축 부호화에 대하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 영상 압축장치의 블럭도이고 제2도는 압력신호의 형식을 나타낸 도면이다.

CCIR601 형식에 따를 경우 제2도의 (a),(b),(c)와 같이 입력되는 영상신호의 휘도성분 Y는 720×480, 색차신호인 U,V는 360×240개의 요소로 구성되도록 하며, 각 요소는 8비트로 양자화된 신호이다.

제1도에서, 블럭형성수단(10)은 상기와 같은 형식에 따른 입력 영상신호를 제2도의 (d)와 같이 8×8의 크기를 갖는 블럭데이타로 형성시킨다. 즉, 4개의 휘도신호및 2개의 색차신호로 블럭을 구성하여 출력하므로써 상기 블럭신호가 이하의 신호처리에 있어서 기초단위가 되도록 한다.

상기와 같은 형식의 신호를 입력으로 하여 먼지 이산여현변환과정을 수행한다. 이 과정은 시간영역의 데이타를 공간주파수의 성분으로 변환하는 역할을 한다. 또한 이 과정은 전방향의 이산여현변환수단(15)으로 실행한다.

이산여현변환수단(15)은 상기 블럭형성수단(10)에서 공급되는 블럭단위의 영상신호를 이산여현변환계수로 바꾼다.

다음으로 상기 이산여현변환계수를 이용하여 벡터 양자화과정을 수행한다. 이를 위한 벡터양자화수단(20)으로 코드북(Code Book; 22)과 벡터선택부(24)를 이용한다.

코드북(22)에는 변환계수의 집합으로 구성된 벡터들이 저장되어 있다. 여기서, 코드부게(22)은 테스트 영상으로부터 실험적으로 얻은 다양한 계수의 집합으로 구성된 벡터를 저장하고 있는 블럭이다. 상기 변환계수들은 다양한 영상을 이용한 실험을 통하여 미리 얻어둔 계수들이다. 상기 벡터들은 롬을 이용하여 저장한다. 따라서 롬내의 주소를 이용하여 상기 벡터에 억세스할 수 있다. 그리고 상기 주소는 일정한 길이의 데이타이다.

벡터선택수단(24)은 상기 이산여현변환수단(15)으로부터 공급되는 변환계수의 집합으로 구성된 벡터를 상기 코드북(22)에 저장되어 있는 벡터들과 비교하여 그 가운데 가장 근접한 벡터를 선택하여 그 벡터가 저장된 코드북(22)상의 주소를 출력한다.

아울러 선택된 상기 벡터의 값도 출력한다.

벡터양자화를 보다 구체적으로 설명한다. 입력벡터인 상기 이산여현변환계수와 상기 코드북(22)상의 벡터와의 왜곡상태 즉, 오차를 계산하는 함수인 d'는 아래 식(1)와 같다.

여기서 상기 이산여현변환수단에서 공급되는 변환계수의 집합벡터는 x, 코드북(22)에 저장된 벡터는 y이다.

상기 두 비교값의 근사정도는 물론 실험으로 구한 데이타의 준비정도 즉, 실험의 정확성, 실험 대상 영상의 다양성, 실험데이타의 풍부성 등에 따라 다를 수 있다. 선택된 벡터에는 적어도 화면의 주요정보(직류성분과 저주파성분)가 포함한 값이어야 할 것인바, 통상 롬에 저장되어 있는 벡터들은 전대역의 주파수성분을 고루 포함하는 값으로 비교적 원화상에 충실한 데이타로 볼 수 있다. 따라서 특수재생시 상기 벡터만을 이용하더라도 양호한 화면을 얻을 수 있다.

상기 벡터양자화과정에서 벡터가 결정되면 상기 식(1)에 의하여 결정된 벡터값과 상기 이산여현변환계수간의 오차를 구하고 그 오차를 선형양자화하는 선형양자화과정을 실행한다.

양자화는 화사의 주요정보는 강조하고 공간상에 중복되는 정보는 제거하는 과정이다. 양자화방법은 다양하지만 본 발명은 선형양자화 방식을 채용한다.

오차산출수단(30)은 상기 식(1)에 의한 오차계수를 산출하는 수단이다. 상기 선택된 벡터를 벡터선택부(24)에서 부호를 반대로 하여 출력시키면 상기 오차산출수단(30)은 가산기로 구현할 수 있다. 상기 오차계수는 화면의 부차적인 정보를 담고 있다. 이 값은 이후 가변길이 부호화의 대상이 된다.

선형양자화수단(40)은 벡터양자화를 하면서 발생하는 상기 오차계수를 선형양자화하여 양자화계수를 출력한다.

선형양자화수단(35)은 양자화테이블(44)과, 상기 양자화테이블에 저장된 양자화 테이블을 이용하여 상기 오차산출수단에서 산출된 오차를 양자화계수로 변환하는 선형양자화부(42)로 구성된다.

인간의 시각 특성은 고주파 성분 보다는 저주파 성분에 보다 민감하다. 따라서 양자화테이블은 인간의 이러한 시각 특성이 양자화시에 반영될 수 있는 행렬로서 롬을 이용하여 저장한다.

이상과 같은 선형양자화수단(40)에 인간의 시각적 특성을 반영하여 출력비트량을조절하는 비트율 제어수단(50)을 결합하여 출력량 제어과정을 부가적으로 실행하면 효과적인 부호화가 가능하다.

여기서 상기 비트율 제어수단(50)은 복잡도추출부(52)와 비트율제어부(54)로 구성한다.

상기 복잡도추출부(52)는 입력되는 영상신호의 복잡도를 추출하는 역할을 한다. 영상신호의 복잡도는 화소의 굴곡(Gradient)을 구하여 판단한다. 즉, 굴곡이 크면 복잡하고 굴곡이 작으면 복잡하지 않은 화상이라 판단한다.

굴곡은 디지탈 영상의 모든 화소에 대하여 편도함수를 취하여 얻는다. 굴곡을 추출하는 방법에는 몇 가지가 있는데 제3도의 (a)와 같이 마스크를 사용하여 계산하는 방법을 가장자리 검출(Edge Detection)연산이라 한다. 이 마스크를 모든 화소에 대하여 적용하여 굴곡을 계산한다. 예로서 제3도의 (b)가 전체 영상중 어떤 2×2 영역이라고 하고 x1이 어떤 위치(x,y)에서 그레이레벨(Grey Level)이라고 한다면, 굴곡 G_xy는 아래와 같이 정의된다.

상기 비트율 제어부(54)는 추출된 복잡도에 따라 양자화 인수를 결정, 출력하므로서 선형양자화시에 반영되도록 하여 결국 상기 가변길이 부호화수단(60)에서 출력되는 출력비트 스트림의 양을 조절하는 역할을 한다. 복잡한 화상이면 고주파성분에 의해 화상이 섬세하게 표현될 필요가 있다. 따라서 이 경우에는 양자화인수를 작게하여 고주파성분도 제거되지 않고 화상표현에 유효하게 기능할 수 있도록 한다. 반대로 복잡하지 않은 화상이면 양자화인수를 크게하여 고주파성분이 부호화과정에서 제거되도록 한다.

비트율 제어부(54)는 추출된 화상의 복잡도에 따라 가변적인 양자화인수를 출력한다. 상기 양자화인수는 후술할 가변길이 부호화수단(60)에서 출력되는 부호화된 데이타량이 일정한 범위 이내로 제한되도록 결정된다.

이상과 같은 비트율 제어수단을 부가할 경우에는 곱셈기(46)가 부가될 필요가 있다. 상기 곱셈기(46)는 상기 양자화테이블의 각 계수와 상기 비트율제어수단(50)에서 출력되는 양자화 인수를 곱하여 상기 선형양자화부(42)에 인가한다.

상기 곱셈기(46)에서 출력되는 양자화 간격 Qs를 식으로 표현하면 다음과 같다.

여기서 S는 상기 비트율 제어수단(50)에서 출력되는 양자화인수, QM(u,v)는 양자화테이블을 각각 나타낸다.

그리고 상기 선형양자화부(42)에서 양자화된 계수 C는 아래식에 의하여 구하여 진다. 여기서 F는 상기 이산여현변환계수이다.

단, F(u,v)≥0일 때

단, F(u,v)0일때

이상과 같은 오차성분에 대한 선형양자화가 완료된 다음에는 가변길이 부호화수단(60)을 이용하여 가변길이 부호화과정을 실행한다.

가변길이 부호화수단(60)은 상기 선형양자화수단(35)에서 출력되는 양자화데이타는 그 발생확률에 따라 가변길이의 부호화데이타로 바꾼다. 가변길이 부호는 하드웨어 구현성 및 효율을 고려하여 일반적으로 엔트로피 코드(Huffman Entropy Code)를 사용한다. 인접 이산여현변환 블럭의 직류성분에 대하여 차동펄스부호변조(DPCM)을 하여 부호화하며, 교류성분에 대하여는 지그재그 스캐닝후 부호화하여 압축효율을 높이는 방식을 취한다.

다음으로 상기 벡터양자화와 가변길이 부호화에서 얻은 데이타를 테이프에 기록되는 형식에 맞게 일정하게 제어하여 출력시키는 데이타 출력과정을 실행한다.

선택출력수단(65)은 별도의 전송로를 통하여 인가되는 상기 벡터선택부(24)에서 출력되는 주소 데이타와 상기 가변길이 부호화수단(60)에서 출력되는 부호화 데이타가 교대로 선택하여 일렬로 출력한다. 상기 선택출력수단(65)은 멀티플렉서로 구현할 수 있다. 상기 주소데이타는 일정한 길이를 갖는 데이타인 반면, 상기 부호화 데이타는 가변길이의 데이타이다.

제4도는 본 발명에 따른 데이타의 기록형식을 도시한 것이다.

제4도에서와 같이 테이프의 각 트랙에는 고정길이를 갖는 주소데이타가 이산여현변환 블럭번호순으로 일정한 간격을 갖고 기록되고 각 주소데이타 사이의 나머지 영역에는 가변길이의 부호화 데이타가 기록된다.

상기와 같은 형식으로 기록된 테이프를 이용하여 재생하면, 정상재생의 경우에는 헤드의 운동궤적이 제5도에서와 같이 'A'방향이 되므로 읽혀지는 데이타는 주소데이타와 부호화데이타가 되는 반면, 고속재생의 경우에는 'B'방향이 되므로 테이프로부터 읽혀지는 데이타는 헤드의 운동궤적과 트랙이 교차되는 부분에 실려 있는 데이타가 된다. 그런데 읽혀진 데이타가 모두 화면 재생에 유효한 것은 아니다. 가변길이 부호화데이타의 경우 화면의 프레임을 구성하는 모든 데이타가 순차적으로 읽혀져야만 한다. 따라서 고속재생시 화면 재생에 유효한 데이타는 읽혀진 데이타중 주소데이타가 된다.

이상과 같은 장치와 방법으로 영상신호를 압축부호화하여 테이프에 기록한 후 기록된 신호를 다시 복원하기 위해서는 제6도에 도시된 것과 같은 장치를 필요로 한다.

구분출력수단(100)은 헤드를 통해 읽혀들인 테이프에 기록된 신호로부터 주소데이타와 가변길이 부호화데이타를 별도의 전송로로 구분하여 출력한다. 디멀티플렉서로 구현이 가능하다.

압축 부호화의 경우와 마찬가지로 코드북(105)과 벡터선택수단(110)이 필요하다. 상기 벡터선택수단(110)은 구분출력되는 상기 주소데이타와 동일한 상기 코드북의 주소에 저장된 벡터 값을 역으로 찾아 출력하는데, 이 때 출력되는 값은 변환계소이다.

가변길이 부호화데이타는 가변길이 복호화수단(115)을 이용하여 복호하고 그 결과를 역양자화테이블(120)을 이용하여 역양자화수단(125)에서 역양자화시킨다.

상기 벡터선택수단(110)에서 출력되는 변환계수와 역양자화수단에서 출력되는 역양자화계수는 가산기(130)에서 합해지고 합한 결과를 역이산여현변환수단(135)을 이용하여 역방향으로 이산여현변환시켜 복호된 신호를 출력한다.

이상과 같은 본 발명을 테이프를 기록매체로 이용하는 영상기기에 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 정상재생시는 물론이거니와 특히 고속 재생시 양질의 화질을 얻을 수 있다. 정상재생시는 주소데이타에 대응하는 벡터 뿐만 아니라 오차성분인 가변길이 부호화데이타까지도 복호하므로 섬세한 영상을 재생할 수 있으며, 특히 고속재생시는 벡터양자화에 의해 얻어지는 벡터로 화면재생을 하며 재생되는 영역이 넓어 종래의 고정길이 부호화데이타에 비하여 우수한 화질을 얻을 수 있다.

둘째, 벡터양자화에 의한 주소데이타를 일 출력값으로 하므로 제어가 간단해진다. 즉, 상기 주소데이타는 일반적인 고정길이 부호화데이타보다 길이가 짧으며, 그 자체가 고정길이이므로 다른 데이타에 비하여 기록, 재생시 제어가 편리하다. 따라서 본 발명의 실시예 필요한 장치 또한 보다 간단해진다.

Claims (8)

1. 소정 크기의 블럭단위로 분할되어 인가되는 입력 영상의 신호를 기록매체에 소정의 형태로 기록될 수 있도록 압축부호화하여 출력하는 영상 압축방법에 있어서, 상기 입력 영상신호를 이산여현변환하여 이산여현변환계수를 생성하는 이산여현변환과정과, 소정의 변환계수의 집합인 벡터가 저장된 코드북을 검사하여 저장된 벡터들중 상기 이산여현변환계수에 가장 근접한 벡터를 결정하는 벡터양자화과정과, 상기 벡터양자화과정에서 결정된 벡터의 값과 상기 변환계수간의 오차계수를 구하고 상기 오차계수를 선형양자화하여 선형양자화계수를 생성하는 선형양자화과정과, 상기 선형양자화계수를 이용하여 발생확률에 따라 가변길이 부호화데이타를 생성하는 가변길이 부호화과정과, 상기 벡터양자화과정에서 결정된 고정길이의 상기 벡터의 주소와 상기 가변길이 부호화과정에서 얻는 상기 가변길이 부호화데이타를 교대로 선택하여 일렬로 출력하는 데이타출력과정을 포함함을 특징으로하는 영상 압축방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 영상 압축방법은 상기 입력영상의 복잡도를 추출하고 그 결과에 따라 양자화간격을 조절하여 상기 가변길이 부호화데이타의 출력비트량이 제어되도록 하는 출력량제어과정을 부가함을 특징으로 하는 영상 압축방법.
3. 소정 크기의 블럭단위로 분할되어 인가되는 입력영상의 신호를 기록매체에 소정의 형태로 기록될 수 있도록 압축부호화하여 출력하는 영상 압축장치에 있어서, 상기 입력 영상신호를 이산여현변환하여 이산여현변환계수를 생성시키는 이산여현변환수단과, 소정의 변환계수들로 구성된 벡터를 저장하는 코드북과, 상기 코드북에 저장된 벡터중 상기 이산여현변환계수와 가장 근접한 벡터를 선택하여 상기 벡터의 값과 저장된 주소를 별도의 전송로로 출력하는 벡터선택수단과, 상기 이산여현변환계수와 선택된 상기 벡터간의 차이를 오차계수로 산출하는 오차산출수단과, 상기 오차계수를 이용하여 선형양자화하여 양자화데이타를 생성시키는 선형양자화수단과, 상기 양자화데이타의 발생확률에 따라 가변길이의 부호화 데이타를 생성시키는 가변길이부호화수단과, 별도의 전송로로 인가되는 고정길이인 상기 주소 데이타와 가변길이인 상기 부호화데이타를 교대로 선택하여 일렬로 출력하는 선택출력수단을 포함함을 특징으로 하는 영상 압축장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 선형양자화수단은 양자화테이블을 저장하는 롬과, 상기 롬에 저장된 양자화 테이블을 이용하여 상기 오차산출수단에서 산출된 오차를 양자화계수로 변환하는 선형양자화부로 구성됨을 특징으로 하는 영상 압축장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 입력영상의 복잡도를 추출하는 복잡도추출부와, 추출된 복잡도에 따라 양자하인수를 출력하는 비트율제어부와, 상기 양자화인수와 상기 양자화테이블을 곱하는 곱셈기를 부가함을 특징으로 하는 영상 압축장치.
6. 제3항에 있어서, 선택출력수단은 멀티플렉서로 구성됨을 특징으로 하는 영상 압축장치.
7. 고정길이의 코드북 주소데이타와 압축된 가변길이 부호화데이타가 교대로 기록되어 있는 기록매체로부터 읽어들인 상기 주소데이타와 부호화데이타를 입력받아 원래의 화상신호로 복호해내는 영상 신장장치에 있어서, 일렬로 인가되는 상기 주소데이타와 부호화데이타를 별도의 전송로로 구분출력하는 구분출력수단과, 소정의 변환계수들로 구성된 벡터를 저장하는 코드북과, 상기 구분출력수단에서 출력되는 상기주소데이타와 동일주소의 상기 코드북의 벡터를 찾아 출력하는 벡터선택수단과, 가변길이의 상기 부호화데이타를 복호화하는 가변길이 복호수단과, 상기 가변길이 복호수단에서 출력되는 복호화데이타를 역양자화테이블을 이용하여 역영자화하는 역양자화수단과, 상기 역양자화수단에서 출력되는 역양자화계수와 상기 벡터선택수단에서 출력되는 벡터의 합을 역이산여현변환하여 원신호를 복원시키는 역이산여현변환수단을 포함함을 특징으로 영상 신장장치.
8. 고정길이의 주소데이타와 압축된 가변길이 부화화데이타가 교대로 기록되어 있는 기록매체로부터 읽어들인 상기 주소데이타와 부호화데이타를 입력받아 부호화시 이용한 양자화테이블의 역인 역양자화테이블과 코드북을 이용하여 원래의 화상신호로 복호해내는 영상신장방법에 있어서, 상기 주소데이타와 부호화데이타를 소정의 시간간격으로 선택하여 별도의 전송로로 출력될 수 있도록 하는 구분 출력과정과, 구분출력되는 상기 주소데이타와 동일한 상기 코드북의 주소에 저장된 벡터를 선택하는 벡터선택과정과, 구분출력되는 가변길이의 상기 부호화데이타를 복호화하는 가변길이 복호과정과, 상기가변길이 복호과정에서 얻어진 복호화 데이타를 역양자화테이블을 이용하여 역양자화하는 역양자화과정과, 상기 역양자화과정에서 얻어진 역양자화계수와 상기 벡터선택과정에서 선택된 벡터를 통합하는 계수통합과정과, 상기 계수통합과정에서 얻은 값을 역이산여현변환하여 원신호로 복호시키는 역이산여현변환과정을 포함함을 특징으로 하는 영상 신장방법.