KR0172902B1 - Mpeg encoder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 MPEG II 부호기에 관한 것으로, 특히 패이드 인(fade in) 또는 패이드 아웃트(fade out)처리시에서 늘어나는 데이타링을 압축시키도록 한 MPEG II 부호기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an MPEG II coder, and more particularly, to an MPEG II coder which compresses an elongated data ring during a fade in or fade out process.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 MPEG II 부호기는 영상을 주파수 성분으로 변환시켜 주는 변환수단과, 상기 변환수단의 주파수 성분을 유한한 갯수의 값으로 디지탈화시키는 양자화수단과, 상기 양자화수단의 출력을 가변길이 부호 또는 고정길이부호로 부호화시키는 코딩수단과, 상기 코딩수단의 출력을 일시 저장하면서 출력하는 버퍼수단과, 상기 버퍼수단에 저장되는 비트스트림의 량이 많고 적음에 따라 상기 양자화수단의 스케일값을 제어하는 양자화제어수단과, 상기 양자화수단의 출력을 주파수 성분으로 복호화하는 역양자화수단과, 상기 역양지화수단의 출력을 영상으로 복호화하는 역변환수단과, 상기 역변환수단의 출력과 움직임 보상된 영상 또는 보상되지 않은 영상을 합성하여 영상신호를 복원하는 복원수단과, 상기 복원수단의 영상 출력이 I영상 또는 P영상 부호화 타입일때만 전송하는 제1스위칭수단과, 상기 제1스위칭 수단에서 전송되는 출력을 저장하는 메모리수단과, 이후 입력되는 프레임 영상화소들의 구획을 상기 매모리수단에 저장된 이전프레임과 비교 추정하여 움직임을추정하는 움직임 추정수단과, 상기 메모리수단에 저장된 이전 영상을 상기 움직임 추정수단의 움직임량만큼 보상하는 움직임보상수단과, 상기 움직임 보상수단에서 보상된 영상에 의해 입력되는 프레임 영상을 프레임 내의 부호화 또는 프레임간의 부호화로 선택 결정하는 인터 및 인트라 결정수단과, 상기 인터 및 인트라 결정수단의 결정에 따라 스위칭절환하여 상기 움직임 보상수단의 보상영상을 출력하는 제2스위칭수단과, 이후 입력되는 프레임영상과 상기 제2스위칭수단의 스위칭에 의한 움직임보상영상을 감산하여 차영상을 출력하는 동영상 제거수단과, 상기 후입력되는 프레임영상과 상기 제2스위칭에 의해 움직임 보상영상간의 DC레벨차이를 검출하여 패이드 인(fade in) 및 패이드 아웃트(fade out)분석에 따라 후입력되는 프레임영상의 부호화량을 감축하는 패이드 인 및 패이드 아웃트 처리수단을 포함하며 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the MPEG II coder of the present invention includes a conversion means for converting an image into a frequency component, quantization means for digitizing the frequency component of the conversion means to a finite number of values, and the quantization means. Coding means for encoding an output with a variable length code or a fixed length code, buffer means for outputting the output of the coding means while storing the output, and scale of the quantization means as the amount of the bitstream stored in the buffer means is large and small. Quantization control means for controlling a value, inverse quantization means for decoding the output of the quantization means into frequency components, inverse transform means for decoding the output of the inverse quantization means into an image, output and motion compensation of the inverse transform means Restoring means for restoring an image signal by synthesizing an image or an uncompensated image; The first switching means for transmitting only when the video output of the means is of the I video or P video encoding type, the memory means for storing the output transmitted from the first switching means, and the division of the frame image pixels input thereafter. A motion estimating means for estimating motion by comparison estimation with a previous frame stored in the means, motion compensation means for compensating a previous image stored in the memory means by the motion amount of the motion estimating means, and an image compensated for by the motion compensating means. Inter and intra determination means for selecting and determining the frame image input by the encoding in the frame or the encoding between the frames, and second switching for switching the switching image according to the determination of the inter and intra determination means to output the compensation image of the motion compensation means. Means, a frame image input thereafter, and switching of the second switching means. Video removal means for outputting a difference image by subtracting the motion compensated image, and detecting a DC level difference between the frame image input after the second input and the motion compensation image by the second switching to fade in and fade out. And a fade in and a fade out processing means for reducing the amount of encoding of a frame image which is subsequently input according to a fade out analysis.
Description
제1도는 종래의 일반적인 엠펙II 부호기를 나타낸 구성블럭도.1 is a block diagram showing a conventional MPEG II coder.
재2도는 본 발명의 엠펙II 부호기에 대한 제1실시 구성블럭도.2 is a block diagram showing the first embodiment of the MPEG II coder of the present invention.
제3도는 본 발명의 엠펙II 부호기에 대한 제2실시 구성블럭도.3 is a block diagram of a second embodiment of the MPEG II coder of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : DCT변환부 2 : 양자화변환부1: DCT converter 2: quantization converter
3 : 코딩부 4 : 버퍼부3: coding section 4: buffer section
5 : 양자화제어부 6 : 역양자화변환부5: quantization control unit 6: inverse quantization conversion unit
7 : 역 DCT변환부 8 : 가산부7: Inverse DCT converter 8: Adder
9 : 제1스위칭부 10 : 메모리부9: first switching unit 10: memory unit
11 : 움직임추정부 12 : 움직임보상부11: motion estimation 12: motion compensation
13 : 인터 및 인트라분석부 14 : 제2스위칭부13: inter and intra analysis unit 14: second switching unit
15, 15' : 감산부 16 : DC감산부15, 15 ': subtraction section 16: DC subtraction section
17 : DC레밸보상부 18, 15' : 패이드 인 및 아웃트 분석부17: DC level compensation unit 18, 15 ': fade in and out analysis unit
19, 19' : 제1다중화부 20, 20': 제2다중화부19, 19 ': first multiplexer 20, 20': second multiplexer
21 : DC수정부21: DC Government
본 발명은 MPEG II 부호기에 관한 것으로, 특히 패이드 인(fade in) 또는 패이드 아웃트(fade out)처리시에서 늘어나는 데이타량을 감축하도록 한 MPEG II 부호기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an MPEG II encoder, and more particularly, to an MPEG II encoder that reduces the amount of data that is increased during a fade in or fade out process.
일반적으로 영상정보는 그 정보량이 매우 방대하므로 전송 또는 저장하기 위해서는 영상 압축기술이 필요한데 이는 주로 공간 및 시간영역에서의 중복성분을 제거하는 방법을 이용한다.In general, since image information has a huge amount of information, an image compression technique is required for transmission or storage, which mainly uses a method of removing redundant components in space and time domain.
흑히, 데이타 압축기법으로 표준화가 이미 이루어진 동영상 부호화 분야는 영상 전화 및 영상화의에 이용되는 H.261, CD-I 및 CD-가라오케에 적용되는 MPEG I , 그리고 최근 DBS(Direat Broadcasting by Satel lite) , DVD(Digital Video Disk) 및 ATV(Advanced TV)등의 분야에서 광법위하개 이용되는 MPEG II 기범이 있다.The video coding field, which has already been standardized by the data compressor method, includes MPEG I applied to H.261, CD-I and CD-karaoke used for video telephony and imaging, and recently DBS (Direat Broadcasting by Satel lite), There is an MPEG II model used by optical law in the fields of DVD (Digital Video Disk) and ATV (Advanced TV).
흔히 동영상에서 빠르게 움직이는 부분은 전체 화면의 5%이내이므로 프레임간의 중복된 정보를 최소화하기 위해서는 이동량 검출이 상기와 같은 데이타 압축기법에서 매우 효과적이다.Since moving parts of moving images are often within 5% of the entire screen, moving amount detection is very effective in the data compression method as described above to minimize overlapping information between frames.
그리고 패드 인(fade in)은 화면에 화상이 디스플래이될 때, 어두움에서 점차적으로 밝아지면서 화상의 윤각이 뚜렷해지는 현상이고, 패이드 아웃트(fade out)는 상기 패이드 인과 반대로 밝음에서 점차적으로 어두어져 화상의 윤각이 사라져 버리는 현상이다.In addition, when the image is displayed on the screen, the pad in is a phenomenon in which the rim angle of the image becomes clear as the image gradually becomes bright in the dark, and the fade out is gradually dark in the light as opposed to the fade in. This is a phenomenon in which the wheel angle of the image disappears.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 일반적인 MPEG II 부호기를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional MPEG II coder will be described with reference to the accompanying drawings.
제1도는 종래의 일반적인 MPEG II 부호기를 나타낸 구성 불럭도이다.1 is a block diagram showing a conventional MPEG II coder.
종래의 일반적인 MPEG II 부호기는 제1도와 같이 입력되는 영상데이타의 공간영역의 증복성을 제거하기 위하며 영상을 주파수 성분으로 변환하는 DCT(Discrete Cosine Transform)변환부(1)와, 상기 DCT 변환부(1)의 출력신호를 유한한 갯수의 값으로 근사화하여 디지탈 값으로 출력하는 양자화변환부(Quantizer)(2)와, 상기 양자화변환부(2)의 디지탈 출력데이타를 가변길이부호화 또는 고정길이 부호화하여 최종 비트스트림을 출력하는 코딩부(3)와, 상기 코딩부의 비트 스트림을 일시 저장하여 출력하는 버퍼부(4)와, 상기 버퍼부(4)에서 저장되는 비트 스트림의 량에 따라 제어신호를 상기 양자화변환부(2)에 출력하는 양자화제어부(5)와, 상기 양자화변환부(2)의 디지탈 출력데이타를 주파수 성분으로 변환하는 역양자화변환부(7)와, 상기 역양자화변환부(6)의 출력신호를 영상신호로 복호화하는 역DCT변환부(7)와, 상기 역DCT변환부(7)의 복화된 영상과 움직임이 보상된 영상을 더하여 복원하는 가산부(8)와, 상기 가산부(8)의 영상 부호화 타입이 I영상, P영상일 경우에만 통과시키도록 하는 제1스위칭부(9)와, 상기 제1스위칭부(9)를 통과한 기준영상(I영상,, P영상)을 장하는 메모리부(10)와, 움직임 영상신호에서 후 입력되는 프레임 영상화소들의 구획이 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임영상에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 구획마추기 알고리즘(Block Matching Algorithm)으로 추정하여 움직임 벡터(Motion Vector)신호를 출력하는 움직임 추정부(motion estimation)(11)와, 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임영상을 상기 움직임 추정부(11)의 움직임 벡터 신호의 량만큼 움직임을 보상하는 움직임 보상부(motion conpensation)(12)와, 상기 움직임보상부(12)에서 움직임 보상된 프레임 영상을 이용해 현재 처리중인 프레임 영상을 움직임 보상모드(인터모드)로 날 것인지, 움직임 보상없이 자체를 부호화하는 모드(인트라모드)로 할 것인지를 결정하는 인터 및 인트라 분석부(13)와, 상기 인터 및 인트라분석부(13)의 결정에 따라 절환하여 상기 움직임 보상부(12)의 보상영상을 출력하는 제2스위칭부(14)와, 상기 제2스위칭부(14)를 거친 보상영상과 현재 프레임영상을 감산하며 차영상을 출력하는 감산부(15)로 이루어진다.A conventional MPEG II encoder has a DCT (Discrete Cosine Transform) transform unit 1 for transforming an image into a frequency component to remove the redundancy of the spatial region of the input image data as shown in FIG. 1, and the DCT transform unit. Variable length encoding or fixed length encoding is performed on the quantization conversion unit (Quantizer) 2, which approximates the output signal of (1) to a finite number of values, and outputs it as a digital value, and the digital output data of the quantization conversion unit (2). A control signal according to the amount of the bit stream stored in the buffer unit 4, the coding unit 3 for outputting the final bit stream, the buffer unit 4 for temporarily storing and outputting the bit stream, and A quantization controller 5 for outputting to the quantization converter 2, an inverse quantization converter 7 for converting the digital output data of the quantization converter 2 into frequency components, and the inverse quantization converter 6 Output signal An inverse DCT converter 7 for decoding into a video signal, an adder 8 for adding and reconstructing the complexed image of the inverse DCT converter 7, and a motion compensated image, and the adder 8 A memory for storing the first switching unit 9 for passing only when the video encoding type is I video or P video, and the reference video (I video, P video) passing through the first switching unit 9. A block matching algorithm is used to estimate how the section of the frame image pixels input after the moving image signal is moved in a direction compared to the previous frame image stored in the memory unit 10. A motion estimation unit 11 for outputting a motion vector signal and a previous frame image stored in the memory unit 10 by the amount of the motion vector signal of the motion estimation unit 11; Motion conpensation (12) By using the motion compensated frame image in the motion compensator 12, it is determined whether the currently processed frame image is to be entered in a motion compensation mode (inter mode) or a mode for encoding itself without motion compensation (intra mode). A second switching unit 14 for switching between the inter and intra analyzer 13, the second and second analyzer 14, and outputting a compensation image of the motion compensator 12 according to a decision of the inter and intra analyzer 13. It consists of a subtraction unit 15 for subtracting the compensation image and the current frame image through the two switching unit 14 and outputs the difference image.
상기와 같이 구성된 종래 MPEG II 부호기의 동작은 입력되는 영상데이타의 공간영역의 중복성을 제거하기 위해 입력영상물 DCT 변환부(1)에서 주파수 성분으로 변환하여 양자화변환부(2)에서 근사화된 유한한 갯수의 디지탈값으로 출력한다.The operation of the conventional MPEG II coder configured as described above is a finite number approximated by the quantization converter 2 by converting the input image DCT converter 1 into frequency components to remove redundancy of the spatial domain of the input image data. Output as a digital value of.
상기 디지탈값을 코딩부(3)에서 가변길이부호화 또는 고정길이부호화하여 비트스트림을 출력한 후 버퍼부(4)에 일시 저장하여 출력한다.The digital value is variable length coded or fixed length coded by the coding unit 3 to output the bitstream, and then temporarily stored in the buffer unit 4 and output.
상기 저장된 비트 스트림의 량에 따라 양자화 제어부(5)는 제어신호를 발생시킨다.The quantization control unit 5 generates a control signal according to the amount of the stored bit stream.
즉, 출력 비트스트립의 양이 많아 버퍼부(4)에 다량의 비트 스트림이 저장되면 양자화제어부(5)는 양자화 스케일 값을 높여 양자화 변환부(2)에 제어신호틀 발생시킨후, 발생되는 비트스트림량을 감소시키고, 반대로 버퍼부(4)에 적은 량의 비트스트림이 저장되면 양자화 스케일값을 낮추어 비트 스트림량을 증가시킨다.That is, when the output bit strip is large and a large amount of bit streams are stored in the buffer unit 4, the quantization control unit 5 increases the quantization scale value to generate a control signal frame in the quantization conversion unit 2, and then generates the generated bits. If the amount of streams is reduced and, on the contrary, a small amount of bitstreams are stored in the buffer section 4, the amount of bit streams is increased by lowering the quantization scale value.
이때, 상기 양자화 변환부(2)의 디지탈 출력 데이타는 역양자화변환부(6)와 역DCT변환부(T)를 거쳐 복호화된 후 가산부(8)에서 움직임보상된 영상과 더해져 기준 영상이 구성된다.In this case, the digital output data of the quantization transformer 2 is decoded through the inverse quantization transformer 6 and the inverse DCT transformer T, and then added to the motion compensated image by the adder 8 to form a reference image. do.
또한, 제1스위칭부(9)에서 부호화 타입에 따른 I영상과 P영상일때만 단자를 연결하여 상기 복원된 기준영상을 메모리부(10)에 저장한다.In addition, the first switching unit 9 stores the reconstructed reference image in the memory unit 10 by connecting terminals only when the I and P images according to the encoding type are connected.
여기서 복원된 기준영상은 이전 프레임 영상이 된다.The reconstructed reference image becomes a previous frame image.
그러면 후 입력되는 프레임영상의 화소들의 구획(Block)이 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임영상(기준영상)의 화소들의 구획(Block)에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 움직임 추정부(11)에서 구획마추기 알고리즘(Block Matching Algorithm)으로 추정하여 움직임 벡터(Motion Vector)신호를 움직임 보상부(12)에 출력한다.Then, the motion estimation unit 11 determines how the block of the pixels of the frame image input later moves in which direction compared to the block of the pixels of the previous frame image (reference image) stored in the memory unit 10. ) Estimates a block matching algorithm and outputs a motion vector signal to the motion compensator 12.
상기 움직임 보상부(12)는 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임 영상을 상기 움직임 벡터신호의 량만큼 움직임을 보상하여 후 입력되는 프레임영상을 움직임 보상모드(프레임란의 부호화모드)로 할것인지 또는 움직임 보상없이 자체를 부호화하는 모드(프레임내의 부호화모드)로 할 것인지를 인터 및 인트라 분석부(13)에서 결정한 후 제2스위칭부(14)에서 이 결정에 따른 모드를 선택한다.The motion compensator 12 compensates for the motion of the previous frame image stored in the memory unit 10 by the amount of the motion vector signal to set a frame image input after the motion compensation mode (coding mode of the frame column) or The inter and intra analyzing unit 13 determines whether to make a mode for encoding itself without motion compensation (encoding mode in a frame), and then selects the mode according to this determination in the second switching unit 14.
이때, 제2스위칭부(14)에서 선택된 모드 즉 움직임이 보상된 영상 또는 보상되지 않은 영상과 후 입력되는 프레임영상을 감산부(15)에서 감산하여 차영상을 출력하고, 이 차영상의 값이 적을수록 압축효율이 높다.In this case, the sub-image is subtracted from the mode selected by the second switching unit 14, that is, the motion compensated image or the uncompensated image and the frame image input after the subtraction unit 15 to output the difference image. The less, the higher the compression efficiency.
상기와 같은 종래의 일반적인 MPEG II 영상 부호화기는 패이드 인(fade in) 및 패이드 아웃트(fade out)와 같이 영상이 점차로 밝아지거나 어두어지는 경우 움직임 보상이 제대로 된다고 하여도 현재 프레임영상과 움직임이 보상된 이전 프레임영상간의 DC 레벨 차이에 의해 차영상 데이타량이 줄지 않으므로 인트라모드(프레임내의 부호화)로 처리하는 문재점과 이에 따라 출력 버퍼에 쌓이는 비트 스트림이 증가하게 되고 양자화 스케일이 커져서 영상의 화질이 크게 저하된 문제점이 있었다.The conventional MPEG II image coder as described above has a current frame image and a motion even if motion compensation is properly performed when the image is gradually lightened or faded, such as fade in and fade out. The difference in the amount of difference image data does not decrease due to the difference of the DC level between the compensated previous frame images, which increases the image quality due to the increase in the bit stream accumulated in the output buffer and the increase in the quantization scale. There was a degraded problem.
본 발명은 상기와 갈은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 MPEG II 부호기에 관한 것으로, 특히 패이드 인(fade in) 또는 패이드 아웃트(fade out)처리시에서 늘어나는 데이타량을 감축하도록 한 MPEG II 부호기에 관한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the present invention relates to an MPEG II encoder, and in particular, to increase the amount of data that is increased during a fade in or fade out process. The present invention relates to an MPEG II encoder that has been reduced.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 MPEG II 부호기는 영상을 주파수 성분으로 변환시켜 주는 변환수단과, 상기 변환수단의 주파수 성분을 유한한 갯수의 값으로 디지탈화시기는 양자화수단과, 상기 양자화수단의 출력을 가변길이 부호 또는 고정길이부호로 부호화시키는 코딩수단과, 상기 코딩수단의 출력을 일시 저장하면서 출력하는 버퍼수단과, 상기 버퍼수단에 저장되는 비트스트림의 량이 많고 적음에 따라 상기 양자화수단의 스케일값을 제어하는 양자화제어수단과, 상기 양자화 수단의 출력을 주파수 성분으로 복호화하는 역양자화수단과, 상기 역양자화수단의 출력을 영상으로 복호화하는 역변환수단과, 상기 역변환수단의 출력과 움직임 보상된 영상 또는 보상되지 않은 영상을 합성하여 영상신호를 복원하는 복원수단과, 상기 복원수단의 영상 출력이 I영상 또는 P영상 부호화 타입일때만 전송하는 제1스위칭수단과, 상기 재1스위칭 수단에서 전송되는 출력을 저장하는 메모리수단과, 이후 입력되는 프레임 영상화소들의 구획을 상기 메모리수단에 저장된 이전프레임과 비교 추정하여 움직임을 추정하는 움직임 추정수단과, 상기 메모리수단에 저장된 이전 프레임영상을 상기 움직임 추정수단의 움직임량만큼 보상하는 움직임보상수단과, 상기 움직임 보상수단에서 보상된 영상에 의해 입력되는 프레임 영상을 프레임 내의 부호화 또는 프레임간의 부호화로 선택 결정하는 인터 및 인트라 결정수단과, 상기 인터 및 인트라 결정수단의 결정에 따라 스위칭절환하여 상기 움직임 보상수단의 보상영상을 출력하는 제2스위칭수단과, 이후 입력되는 프레임영상과 상기 제2스위칭수단의 스위칭에 의한 움직임 보상영상을 감산하여 차영상을 출력하는 동영상 제거수단과, 상기 후 입력되는 프레임영상과 상기 제2스위칭에 의해 움직임 보상영상간의 DC 레벨차이를 검출하여 패이드 인(fade in) 및 패이드 아웃트(fade out)분석에 따라 후 입력되는 프레임영상의 부호화량을 감축하는 패이드 인 및 패이드 아웃트 처리수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the MPEG II coder of the present invention includes a conversion means for converting an image into a frequency component, a quantization means for digitizing a frequency component of the conversion means into a finite number of values, and the quantization means. Coding means for encoding the output of the variable length code or the fixed length code, buffer means for temporarily outputting the output of the coding means, and the amount of the bitstream stored in the buffer means increases and decreases the amount of the quantization means. Quantization control means for controlling a scale value, inverse quantization means for decoding the output of the quantization means into frequency components, inverse transform means for decoding the output of the inverse quantization means into an image, and output and motion compensation of the inverse transform means Restoring means for restoring an image signal by synthesizing an image or an uncompensated image; A first switching means for transmitting only when the video output of the original means is an I video or P video encoding type, a memory means for storing the output transmitted from the re-switching means, and a section of the frame image pixels to be input thereafter; Motion estimation means for estimating motion by comparison estimation with the previous frame stored in the means, motion compensation means for compensating the previous frame image stored in the memory means by the motion amount of the motion estimation means, and the image compensated by the motion compensation means. Inter and intra determination means for selecting and determining the frame image input by the encoding in the frame or the encoding between the frames, and a second switch for switching the switching image according to the determination of the inter and intra determination means to output the compensation image of the motion compensation means. Switching means, and then input of the frame image and the second switching means Video removal means for outputting a difference image by subtracting the motion compensation image by switching, and detecting a DC level difference between the frame image and the second switching input after the second frame switching to fade in and And a fade in and a fade out processing means for reducing the amount of encoding of a frame image which is subsequently input according to fade out analysis.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 MPEG II 부호기를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the MPEG II encoder of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명의 MPEG II 부호화기에 대한 제1실시 구성블럭도이고, 제3도는 본 발명의 MPEG II 부호기에 대한 제2실시 구성블럭도이다.2 is a block diagram of the first embodiment of the MPEG II encoder of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of the second embodiment of the MPEG II coder of the present invention.
본 발명의 MPEG II 부호기에 대한 제1실시예는 제2도와 같이 입력되는 영상데이타와 공간 영역의 중복성을 제거하기 위하여 영상을 주파수 성분으로 변환하는 DCT(Discrete Cosine Transform)변환부(1)와, 상기 DCT변환부(1)의 출력신호를 유한한 갯수의 값으로 근사화하여 디지탈값으로 출력하는 양자화 변환부(euantizer)(2)와, 상기 양자화 변환부(2)의 디지탈 출력테이타를 가변길이부호화 또는 고정길이 부호화하여 최종 비트 스트림을 출력하는 코딩부(3)와, 상기 코딩부의 비트 스트림을 일시 저장하여 출력하는 버퍼부(4)와, 상기 버퍼부(4)에서 저장되는 비트 스트림의 량에 따라 제어신호를 상기 양자화변환부(2)에 출력하는 양자화제어부(5)와, 상기 양자화변환부(2)의 디지탈 출력데이타를 주파수 성분으로 변환하는 역양자화변환부(6)와, 상기 역양자화변환부(6)의 출력신호를 영상신호로 복호화하는 역 DCT변환부(7)와, 상기 역 DCT변환부(7)의 복화된 영상과 움직임이 보상된 영상을 더하여 복원하는 가산부(8)와, 상기 가산부(8)의 영상 부호화 타입이 I영상 P영상일 경우에만 통과시키도록 하는 제1스위칭부(9)와, 상기 재1스위칭부(9)를 통과한 기준영상(I영상, P영상)을 저장하는 메모리부(10)와, 움직임 영상신호에서 후 입력되는 프레임 영상의 화소들의 구획이 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임 영상에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 구획마추기 알고리즘(Block Matching Algorithm)으로 추정하여 움직임 벡터(Mo-tion Vector)신호를 출력하는 움직임 추정부(Motion estimation)(11)와, 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임영상을 상기 움직임 추정부(11)의 움직임 벡터신호의 량만큼 움직임을 보상하는 움직임보상부(motion conpensation)(12)와, 상기 움직임 보상부(12)에서 움직임보상된 프레임영상을 이용해 후 입력되는 프레임영상을 움직임보상모드(인터모드)로 할것인지, 움직임 보상없이 자체를 부호화하는 모드(인트라모드)로 할 것인지을 결정하는 인터 및 인트라 분석부(13)와, 상기 인터 및 인트라분석부(13)의 결정에 따라 절환하여 상기 움직임 보상부(12)의 보상영상을 출력하는 제2스위칭부(14)와, 상기 제2스위칭부(14)를 거친 보상영상과 현재 프레임 영상후 입력되는 프레임영상)을 감산하여 차영상을 출력하는 감산부(15)와, 상기 제2스위칭부(14)를 거친 보상영상의 DC레벨과 현재 프레임영상(후 입력되는 프레임영상)의 DC레벨값을 감산하여 DC차레벨을 출력하는 DC감산부(16)와, 상기 제2스위칭부(14)를 거친 보상영상에 상기 DC감산부(16)지 DC차레벨만큼 더하여 DC보상된 영상을 출력하는 DC레벨보상부(17)와, 상기 DC레벨보상부(17)의 DC보상된 영상과 현재 프레임영상(후 입력되는 프레임영상)간의 차를 구한 후, 실험치인 임계값(Threshold)과 비교하여 '0','1'의 선택신호를 출력하는 패이드 인 및 아웃트 분석부(18)와, 상기 감산부(15)의 차영상과 상기 DC감산부(16)의 DC차레벨이 상기 패이드 인 및 아웃트 분석부(18)의 선택신호에 의해 선택되어 지도록 하는 제1다중화부(multiplexer) (19)와, 상기 제1다중화부(19)에서 선택되어진 출력과, 상기 감산부(15)의 차영상이 부호화 타입에 의해 선택되어 지도록 하여 상기 DCT변환부(1)에 출력하는 제2다중화부(20)로 이루어진다.The first embodiment of the MPEG II coder of the present invention is a DCT (Discrete Cosine Transform) transform unit 1 for converting an image into a frequency component in order to remove redundancy of the input image data and the spatial domain as shown in FIG. Variable length encoding of the digital output data of the quantization conversion unit (euantizer) 2 and the digital output value of the DCT converter 1 to approximate a finite number of values and output the digital value; Or a coding unit 3 for outputting the final bit stream by fixed length encoding, a buffer unit 4 for temporarily storing and outputting the bit stream of the coding unit, and an amount of the bit stream stored in the buffer unit 4. A quantization controller 5 for outputting a control signal to the quantization converter 2, an inverse quantization converter 6 for converting the digital output data of the quantization converter 2 into frequency components, and the inverse quantization. Of the conversion unit (6) An inverse DCT converter 7 for decoding an output signal into an image signal, an adder 8 for adding and restoring a complex image and a motion compensated image of the inverse DCT converter 7, and the adder ( The first switching unit 9 to pass only when the video encoding type of 8) is an I-picture P picture, and the reference video (I-picture, P-picture) passing through the first switching unit 9 is stored. Block Matching Algorithm in which direction the partition of the pixels of the frame image which is input later from the memory unit 10 and the moving image signal has moved compared to the previous frame image stored in the memory unit 10 A motion estimation unit 11 for estimating a motion vector signal and outputting a motion vector signal and a previous frame image stored in the memory unit 10 for the motion vector signal of the motion estimation unit 11. Motion compensator for compensating the movement by the amount (m otion conpensation) and the frame image inputted later using the motion compensated frame image in the motion compensator 12 to be a motion compensation mode (inter mode), or a mode for encoding itself without motion compensation (intra). Mode) and a second switching unit for switching according to the determination of the inter and intra analyzer 13 and outputting a compensation image of the motion compensator 12. 14), a subtractor 15 for outputting a difference image by subtracting the compensation image passed through the second switching unit 14 and the frame image input after the current frame image), and the second switching unit 14 A DC subtraction unit 16 for outputting a DC difference level by subtracting the DC level of the coarse compensation image and the DC level value of the current frame image (post-input frame image), and the compensation image undergoing the second switching unit 14. DC compensation by adding the DC subtraction unit 16 to the DC difference level After calculating the difference between the DC level compensator 17 for outputting the image and the DC compensated image of the DC level compensator 17 and the current frame image (post frame image), a threshold value is an experimental value. Compared with the fader in and out analyzer 18 for outputting a selection signal of '0', '1', the difference image of the subtractor 15 and the DC difference level of the DC subtractor 16 A first multiplexer 19 configured to be selected by the selection signal of the fade in and out analyzer 18, an output selected by the first multiplexer 19, and the subtraction; And a second multiplexing unit 20 outputting the difference image of the unit 15 to the DCT converter 1 so that the difference image is selected by the encoding type.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 먼저 입력되는 영상테이타의 공간영역의 중복성을 제거하기 위해 입력영상(이전 프레임영상)물 DCT변환부(1)에서 주파수 성분으로 변환하여 양자화 변환부(2)에서 근사화된 유한한 갯수의 디지탈간으로 출력한다.The operation of the present invention configured as described above is performed by converting the input image (previous frame image) DCT converter 1 into a frequency component to remove the redundancy of the spatial region of the input image data. Outputs an approximate finite number of digital prints.
상기 디지탈값을 코딩부(3)에서 가변길이부호화 또는 고정길이 부호화하여 비트 스트림을 출력한 후 버퍼부(4)에 일시 저장하여 출력한다.The digital value is variable length coded or fixed length coded by the coding unit 3 to output the bit stream, and then temporarily stored in the buffer unit 4 and output.
상기 저장된 비트스트림의 량에 따라 양자화제어부(5)는 제어신호를 발생시킨다.The quantization control unit 5 generates a control signal according to the stored amount of the bitstream.
즉, 출력 비트스트림의 양이 많아 버퍼부(4)에 다량의 비트 스트릴이 저장되면 양자화제어부(5)는 양자화 스케일값을 높여 양자화변환부(2)에 제어신호를 발생시킨후 발생되는 비트 스트림량을 감소시키고, 반대로 버퍼부(4)에 적은 링의 비트스트림이 저장되면 양자화 스케일간을 낮추어 비트 스트림량을 증가시킨다.That is, if the output bitstream is large and a large number of bit streams are stored in the buffer unit 4, the quantization controller 5 increases the quantization scale value to generate a control signal to the quantization converter 2, and then generates the bits. If the amount of streams is reduced and, on the contrary, a small number of bit streams are stored in the buffer section 4, the amount of bit streams is increased by lowering the quantization scale.
이때, 상기 양자화변환부(2)의 디지탈 출력데이타는 역양자화변환부(6)와 역DCT변환부(7)를 거쳐 복호화된 후 가산부(8)에서 움직임 보상된 영상과 더해져 기준영상이 구성된다.At this time, the digital output data of the quantization transformer 2 is decoded through the inverse quantization transformer 6 and the inverse DCT transformer 7 and added to the motion compensated image by the adder 8 to form a reference image. do.
또한, 제1스위칭부(9)에서 부호화 타입에 따른 I영상과 P영상일때만 단자를 연결하여 상기 복원된 기준영상을 메모리부(10)에 저장한다.In addition, the first switching unit 9 stores the reconstructed reference image in the memory unit 10 by connecting terminals only when the I and P images according to the encoding type are connected.
여기서 복원된 기준영상은 이전프레임영상이 된다.Here, the reconstructed reference picture becomes a previous frame picture.
그러면 후 입력되는 프레임영상의 화소들의 구획(B1ock)이 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임영상(기준영상)의 화소들의 구획(Block)에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 움직임 추정부(11)에서 구획 마추기 알고리즘(Block Matching Algorithm)으로 추정하여 움직임 벡터(Motion vector)신호를 움직임 보상부(12)에 출력한다.Then, the motion estimating unit 11 determines how the block B1ock of the pixels of the frame image input later moves in which direction compared to the blocks of the pixels of the previous frame image (reference image) stored in the memory unit 10. ) Estimates a block matching algorithm and outputs a motion vector signal to the motion compensator 12.
상기 움직임보상부(12)는 상기 메모리부(10)에 저장된 이전프레임영상을 상기 움직임 벡터신호의 량만큼 움직임을 보상하여 후 입력되는 프레임영상은 움직임보상모드(프레임간의 부호화 모드)로 할것인지 또는 움직임보상얼이 자체를 부호화하는 모드(프레임내의 부호화모드)로 할것인지를 인터 및 인트라 분석부(13)에시 결정한 후 제2스위칭부(14)에서 이 결정에 따라 움직임 보상영상으로 절환한다.The motion compensator 12 compensates for the motion of the previous frame image stored in the memory unit 10 by the amount of the motion vector signal, and then the frame image input after the motion compensation mode (interframe encoding mode) is used or The inter and intra analyzer 13 decides whether the motion compensation dial is to be encoded (encoding mode in a frame) or not, and then the second switching unit 14 switches to the motion compensation image according to this decision.
또한, 제2스위칭부(14)에서 선택된 절환 즉, 움직임이 보상된 영상 또는 보상되지 않은 영상과 후 입력되는 프레임영상을 감산부(15)에서 감산하여 차영상을 출력한다.In addition, the sub-image is output by subtracting the switching selected by the second switching unit 14, that is, the motion compensated image or the non-compensated image and the frame image input after the subtraction unit 15.
이때, 현재 처리중인 프레임 영상에 대해 입력영상의 DC레벨과 상기 제2스위칭부(14)에서 선택된 움직임보상된 또는 되지 않은 영상와 DC레벨에 대한 두 DC레벨의 차를 DC감산부(16)에서 구한 후 DC레벨보상부(17)를 거침으로 상기 제2스위칭부(14)에서 선택된 움직임 보상된 또는 되지 않은 영상이 상기 두 DC레벨의 차만큼 보상되어 DC보상된 영상이 출력된다.In this case, the DC subtraction unit 16 calculates a difference between the DC level of the input image and the DC level of the motion compensated or non-motion-compensated image selected by the second switching unit 14 and the DC level with respect to the DC level. Afterwards, the motion compensated or unselected image selected by the second switching unit 14 is compensated by the difference between the two DC levels through the DC level compensator 17 to output the DC compensated image.
그리고, 상기 DC보상된 영상과 상기 후 입력되는 프레임 영상을 패이드 인 및 아웃트 분석부(15)에서 받아 이 두영상간의 차를 구하여 실험치인 임계값(Threshold)과 비교한다.Then, the DC-compensated image and the frame image inputted thereafter are received by the fade in and out analyzer 15, and the difference between the two images is obtained and compared with a threshold, which is an experimental value.
즉, 상기 두영상간의 차가 상기 임계값(TH)보다 크면 선택신호 '0'을 출력하고, 임계값(TH)보다 작으면 선택신호 '1'을 출력한다.That is, if the difference between the two images is greater than the threshold value TH, the selection signal '0' is output. If the difference between the two images is smaller than the threshold value TH, the selection signal '1' is output.
여기서, 선택신호 '1'은 화면상태가 패이드 인 또는 아웃트 상태를 나타내고, 선택신호 '0'는 정상적인 화면상태를 나타낸다.Here, the selection signal '1' indicates the screen state is faded in or out, and the selection signal '0' indicates the normal screen state.
그러면 제1다중화부(19)에서 상기 감산부(15)의 차영상과 상기 DC감산부(16)에서 발생한 DC차레벨을 받아 상기 패이드 인 및 아웃트 분석부(18)의 선택신호가 '1'일 경우 상기 DC차레벨을 출력하고 선택신호가 '0'일 경우 상기 차영상을 출력한다.Then, the first multiplexer 19 receives the difference image of the subtractor 15 and the DC difference level generated by the DC subtractor 16 so that the selection signal of the fade in and out analyzer 18 is' If the value is 1 ', the DC difference level is output. If the selection signal is' 0', the difference image is output.
또한 상기 선택신호에 의해 발생된 출력과 상기 차영상을 제2다중화부(20)에서 받아 부호화타입이 I영상일때에만 차영상을 출력하고, 그외에는 상기 선택신호에 의해 발생된 출력이 그대로 나타난다.In addition, the output generated by the selection signal and the difference image are received by the second multiplexer 20, and the difference image is output only when the encoding type is I image. Otherwise, the output generated by the selection signal is displayed as it is.
그리고 패이드 인 또는 패이드 아웃트가 발생한 경우에 대해서 좀 더 상세히 설명하면 DC감산부(16)에서 후 입력되는 프레임 영상과 움직임이 보상된 영상간에 DC레벨의 차이를 계산하며 제1다중화부(19)를 통해 차영상신호대신 DC차 레벨만으로 이루어진 프레임영상을 부호화하면 DCT변환부(1)를 거치면서 8×8 블럭(Blocik)당 1개의 DC값과 63개의 '0'값으로 변환되므로 코딩부(3)를 통해 출력되는 비트 스트림량이 크게 줄어든다.In addition, when the fading in or the fading out occurs, the DC subtraction unit 16 calculates a difference between the DC level between the frame image input after the motion compensation image and the first multiplexing unit ( 19), when encoding a frame image having only a DC difference level instead of a difference image signal, it is converted into one DC value and 63 '0' values per 8 × 8 block (Blocik) while passing through the DCT converter 1. The amount of bit stream output through the section 3 is greatly reduced.
또한 부호화 타입이 I영상일때는 제2다중화부(20)를 통해 종래의 부호화기처럼 차영상 신호로 부호화되도록 한다.In addition, when the encoding type is I image, the second multiplexer 20 encodes the difference image signal like the conventional encoder.
본 발명의 MPEG II 부호기에 대한 제2실시예는 제3도와 같이 입력되는 영상데이타의 공간영역의 중복성을 제거하기 위하여 영상을 주파수 성분으로 변환하는 DCT(Disc-rete Cosine Transforn)변환부(1)와, 상기 DCT변환부(1)의 출력신호를 유한한 갯수의 값으로 근사화하여 디지탈값으로 출력하는 양자화변환부(Quantizer)(2)와, 상기 양자화변환부(2)의 디지탈 출력데이타를 가변길이부호화 또는 고정길이부호화하여 최종 비트스트림을 출력하는 코딩부(3)와, 상기 코딩부의 비트스트림을 일시 저장하여 출력하는 버퍼부(4)와, 상기 버퍼부(4)에서 저장되는 비트스트림의 량에 따라 제어신호를 상기 양자화변환부(2)에 출력하는 양자화제어부(5)와, 상기 양자화변환부(2)의 디지탈 출력데이타를 주파수 성분으로 변환하는 역양자화변환부(7)와, 상기 역양자화변환부(6)의 출력신호를 영상신호로 복호화하는 역DCT변환부(7)와, 상기 역DCT변환부(7)의 복화된 영상과 움직임이 보상된 영상을 더하여 복원하는 가산부(8)와, 상기 가산부(8)의 영상 부호화 타입이 I영상, P영상일 경우에만 통과시키도록 하는 제1스위칭부(9)와, 상기 제1스위칭부(9)를 통과한 기준영상(I영상, P영상)을 저장하는 메모리부(10)와, 움직임 영상신호에서 후 입력되는 프레임영상의 화소들과 구획이 상기 메모리부(10)애 저장된 이전프레임영상에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 구획마추기 알고리즘(Block Matching Algorithm)으로 추정하여 움직임 벡터(Motion Vector)신호를 출력하는 움직임 추정부(Motion esfimation)(11)와, 상기 메모리부(10)에 저장된 이전 프레임영상을 상기 움직임추정부(11)의 움직임 벡터신호의 량만큼 움직임을 보상하는 움직임보상부(Motion Conpensation)(12)와, 상기 움직임보상부(12)에서 움직임보상된 프레임영상을 이용해 현재 처리중인 프레임영상을 움직임 보상모드(인터모드)로 할것인지, 움직임보상없이 자체를 부호화하는 모드(인트라모드)로 할것인지를 결정하면서 입력영상(현재 프레임영상)과 움직임보상된 영상의 차 변수값과 입력영상(현재 프레임영상)자체의 변수값을 출력하는 인터 및 인트라 분석부(13')와, 상기 인터 및 인트라 분석부(13')의 결정에 따라 절한하여 상기 움직임 보상부(12)의 보상영상을 출력하는 제2스위칭부(14)와, 상기 제2스위칭부(14)를 거친 보상영상의 DC레벨과 현재 프레임 영상(입력프레임영상)의 DC레밸을 감산하여 DC차레벨을 출력하는 DC감산부(16)와, 상기 제2스위칭부(14)는 거친 보상영상에 상기 DC감산부(16)의 DC차레벨만큼 더하여 DC보상된 영상을 출력하는 DC레밸보상부(17)와, 상기 DC레벨보상부(17)의 DC보상된 영상과 현재 프레임 영상(입력프레임영상)간의 차를 구한후 임계값(Thre-shold)값이 상기 인터 및 인트라 분석부(13')의 출력신호와 비교하여 '0','1'의 선택신호를 출력하는 패이드 인 및 아웃트 분석부(18')와, 상기 제2스위칭부(14)를 거친 보상영상과 상기 DC레벨보상부(17)의 DC보상된 영상이 상기 패이드 인 및 아웃트 분석부(18')의 선택신호에 의해 선택되어지도록 하는 제1다중화부(multip-lexer)(19')와, 상기 제1다중화부(19')에서 선택된 출력영상과 현재 프레임영상(입력영상)을 감산하여 차영상을 출력하는 감산부(15')와, 상기 감산부(15')에서 출력된 차영상을 상기 DCT 변환부(1)에서 주파수 성분으로 변환되어 상기 DC감산부(16)의 DC차레벨이 더해지도록 하는 DC수정부(21)와, 상기 DC수정부(21)의 출력과 상기 차영상이 상기 DC변환부(1)에서 변환된 주파수 성분이 상기 패이드 인 및 아웃트 분석부(18')의 선택신호에 의해 선택되어지도록 하여 상기 양자화변환부(2)에 출력하는 제2다중화부(20')로 이루어진다.In the second embodiment of the MPEG II encoder of the present invention, a DCT (Disc-rete Cosine Transforn) converter 1 for converting an image into a frequency component to remove redundancy of a spatial region of the input image data as shown in FIG. And a quantization converter (Quantizer) 2 for approximating the output signal of the DCT converter 1 to a finite number of values and outputting the digital signal as a digital value, and the digital output data of the quantization converter 2 is variable. A coding unit 3 for outputting the final bitstream by length encoding or fixed length encoding, a buffer unit 4 for temporarily storing and outputting the bitstream of the coding unit, and a bitstream stored in the buffer unit 4 A quantization control unit 5 for outputting a control signal to the quantization conversion unit 2 according to the amount, an inverse quantization conversion unit 7 for converting the digital output data of the quantization conversion unit 2 into frequency components, and Outgoing Inverse Quantization Conversion Unit 6 An inverse DCT converter 7 for decoding a signal into an image signal, an adder 8 for adding and restoring a complexed image of the inverse DCT converter 7, and a motion compensated image, and the adder 8 A first switching unit 9 for passing only when the video encoding type is I video or P video, and a reference video (I video, P video) passing through the first switching unit 9 Block Matching Algorithm in which direction the pixels and sections of the frame image which are input later from the memory unit 10 and the moving image signal are moved relative to the previous frame image stored in the memory unit 10. A motion estimator 11 for outputting a motion vector signal and a previous frame image stored in the memory unit 10 of the motion vector signal of the motion estimator 11. Motion compensator that compensates for movement by volume sation) and the frame image currently processed using the motion compensation frame image to set the motion compensation mode (inter mode), or a mode for encoding itself without motion compensation (intra mode). And an inter and intra analysis unit 13 'that outputs the difference value between the input image (current frame image) and the motion compensated image and the variable value of the input image (current frame image) itself, A second switching unit 14 which outputs a compensation image of the motion compensator 12 and is adjusted according to the determination of the inter and intra analysis unit 13 ′, and the compensation image that has passed through the second switching unit 14. The DC subtractor 16 outputs the DC difference level by subtracting the DC level and the DC level of the current frame image (input frame image), and the second switching unit 14 includes the DC subtractor 16 on the coarse compensation image. DC output outputting DC-compensated video by adding DC difference level of After calculating the difference between the compensator 17 and the DC compensated image of the DC level compensator 17 and the current frame image (input frame image), a threshold value is used as the inter and intra analyzer. 13 ') and a compensation in and out analysis unit 18' for outputting a selection signal of '0' and '1' in comparison with the output signal of 13 '), the compensation image through the second switching unit 14 and the A first multiplier (19 ') which allows the DC-compensated image of the DC level compensator 17 to be selected by the selection signal of the fade in and out analyzer 18'; A subtractor 15 'for outputting a difference image by subtracting an output image selected by the first multiplexer 19' and a current frame image (input image); and a difference image output from the subtractor 15 '. A DC correction unit 21 which is converted into a frequency component by the DCT converter 1 so that the DC difference level of the DC subtracter 16 is added, and an output of the DC correction unit 21 and the difference image. A second multiplexer which outputs the frequency component converted by the DC converter 1 to the quantization converter 2 so that the frequency component is selected by the selection signal of the fade in and out analyzer 18 '( 20 ').
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 먼저 입력되는 영상데이타의 공간영역의 중복성을 제거하기 위해 입력영상(이전 프레임영상)을 DCT 변환부(1)에서 주파수 성분으로 변환하여 양자화변환부(2)에서 근사화된 유한한 갯수의 디지탈값으로 출력한다.The operation of the present invention configured as described above is performed by converting an input image (previous frame image) into a frequency component in the DCT converter 1 to remove redundancy of the spatial region of the first input image data. Output a finite number of approximated digital values.
상기 디지탈값을 코딩부(3)에서 가변길이부호화 또는 고정길이 부호화하여 비트스트림을 출력한 후 버퍼부(4)에 일시 저장하여 출력한다.The digital value is variable length coded or fixed length coded by the coding unit 3 to output the bitstream, and then temporarily stored in the buffer unit 4 and output.
상기 저장된 비트 스트림의 량에 따라 양자화 제어부(5)는 제어신호를 발생시킨다. 즉, 출력 비트스트림의 양이 많아 버퍼부(4)에 다량의 비트스트림이 저장되면 양자화제어부(5)는 양자화 스케일값을 높여 양자화변환부(2)에 제어신호를 발생시킨후, 발생되는 비트스트림량을 감소시키고, 반대로 버퍼부(4)에 적은 량의 비트스트림이 저장되면 양자화스케일값을 낮추어 비트스트림량을 증가시킨다.The quantization control unit 5 generates a control signal according to the amount of the stored bit stream. That is, when the amount of output bitstream is large and a large amount of bitstreams are stored in the buffer unit 4, the quantization control unit 5 increases the quantization scale value to generate a control signal to the quantization conversion unit 2, and then generates bits. If the amount of streams is reduced and, on the contrary, a small amount of bitstreams are stored in the buffer unit 4, the quantization scale value is lowered to increase the amount of bitstreams.
이때, 상기 양자화변환부(2)의 디지탈 출력데이타는 역양자화변환부(6)와, 역DCT변환부(7)를 거쳐 복호화된 후 가산부(8)에서 움직임보상된 영상과 더해져 기준영상이 구성된다.In this case, the digital output data of the quantization converter 2 is decoded through the inverse quantization converter 6 and the inverse DCT converter 7, and then added to the motion compensated image by the adder 8 so that the reference image is added. It is composed.
또한, 제1스위칭부(9)에서 부호화타입에 따른 I영상과 P영상일때만 단자를 연결하여 상기 복원된 기준영상을 메모리부(10)에 저장한다. 여기서 복원된 기준영상은 이전 프레임영상이 된다.In addition, the first switching unit 9 stores the reconstructed reference image in the memory unit 10 by connecting terminals only when the I and P images according to the encoding type are connected. The reconstructed reference picture becomes a previous frame picture.
그러면 후 입력되는 프레임영상의 화소들의 구획(Block)이 상기 매모리부(10)에 저장된 이전프레임영상(기준영상)의 화소들의 구획(Block)에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 움직임 추정부(11)에서 구획 마추기 알고리즘(Block Matching Algorithm)으로 추정하여 움직임 벡터(Motion vector)신호를 움직임보상부(12)에 출력한다.Then, the motion estimation unit determines how the block of the pixels of the frame image input later moves in which direction compared to the blocks of the pixels of the previous frame image (reference image) stored in the memory unit 10 ( In 11), a motion vector signal is output to the motion compensator 12 by estimating a block matching algorithm.
상기 움직임 보상부(12)는 상기 메모리부(10)에 저장된 이전프레임 영상은 상기 움직임벡터신호의 량만큼 움직임을 보상하여 후 입력되는 프레임영상을 움직임보상모드(프레임간의 부호화모드)로 할것인지 또는 움직임 보상없이 자체를 부호화없는 모드(프레임내의 부호화모드)로 할것인지를 인터 및 인트라 분석부(13')에서 결정하고, 제2스위칭부(14)에 의해 움직임 보상된 영상을 선택한다.The motion compensator 12 compensates for the motion of the previous frame image stored in the memory unit 10 by the amount of the motion vector signal to set the frame image input after the motion compensation mode (interframe encoding mode) or It is determined by the inter and intra analyzer 13 'whether the mode itself is to be coded without motion compensation (encoding mode in a frame), and the motion compensated image is selected by the second switching unit 14.
동시에, 인터 및 인트라 분석부(13')는 이전 프레임 영상자체의 변수값과, 이전 프레임영상과 움직임 보상된 영상간의 차변수값을 패이드 인 및 아웃트 분석부(18')에 출력한다.At the same time, the inter and intra analyzer 13 ′ outputs the variable value of the previous frame image itself and the difference value between the previous frame image and the motion compensated image to the fade in and out analyzer 18 ′.
이때 현재 처리중인 프레임영상에 대해 입력영상(후 입력되는 프레임 영상)의 DC레벨과 상기 제2스위칭부(14)에서 선택된 움직임보상된 영상 또는 되지 않은 영상의 DC레벨에 대한 두 DC레벨의 차를 DC감산부(16)에서 구한 후 DC레벨보상부(17)를 거침으로 상기 재2스위칭부(14)에서 선택된 움직임 보상된 영상 또은 보상되지 않은 영상이 상기 두 DC레벨의 차만큼 보상되어 DC보상영상이 출력한다.At this time, the difference between the DC level of the input image (frame image to be input) and the DC level of the motion-compensated or non-image of the motion compensation image selected by the second switching unit 14 with respect to the frame image currently being processed The motion compensated image or the uncompensated image selected by the second switching unit 14 is compensated by the difference between the two DC levels by the DC subtractor 16 and then through the DC level compensator 17. The image is output.
또한 상기 DC보상영상과 상기 후 입력되는 프레임 영상을 패이드 인 및 아웃트 분석부(18')에서 받아 이 두영상간의 차변수를 구한후 상기 인터 및 인트라분석부(13')로 부터 이전 프레임영상에 대한 입력영상과 움직임 보상된 영상간의 차변수 값과, 이전프레임영상에 대한 입력영상 자체의 변수값을 임계값(TH)으로 하여 비교하고 선택신호를 제1, 재2다중화부(19, 20')에 출력한다.Also, the DC compensation image and the frame image input after the frame are received by the fade in and out analyzer 18 ', and the difference between the two images is obtained, and then the previous frame is received from the inter and intra analyzer 13'. The difference value between the input image for the image and the motion compensated image and the variable value of the input image itself for the previous frame image are compared as the threshold value TH, and the selection signal is compared with the first and second multiplexers 19,. 20 ').
즉, 상기 DC보상영상과 후 입력되는 프레임 영상간의 차변수값이 임계값(TH)인 상기 이전프레임영상에 대한 입력영상과 움직임보상된 영상간의 차변수값과, 상기 이전프레임영상에 대한 입력영상매체의 변수값보다 크면 선택신호 '0'을 출력하고, 상기 입계값(TH)보다 작으면 선택신호 '1'을 출력한다.That is, the difference value between the input image for the previous frame image and the motion compensated image whose difference value between the DC compensated image and the frame image inputted after the threshold value (TH) is the threshold value (TH), and the input image for the previous frame image. If it is larger than the variable value of the medium, the selection signal '0' is outputted. If it is smaller than the threshold value TH, the selection signal '1' is outputted.
여기서, 선택신호 '1'은 화면상태가 패이드 인 또는 패이드 아웃트상태를 나타내고, 선택신호 '0'은 정상적인 화면상태를 나타낸다.Here, the selection signal '1' indicates the screen state is faded in or faded out state, and the selection signal '0' indicates the normal screen state.
그러면, 제1다중화부(19')에서는 상기 재2스위칭부(14)에서 선택된 움직임보상된 영상 또는 보상되지 않은 영상과 상기 DC레벨보상부(17)의 DC보상영상을 받아 상기 패이드 인 및 아웃트 분석부(18')의 선택신호가 '1'일 경우 DC보상영상을 출력하고, 선택신호가 '0'일 경우 상기 제2스위칭부(14)에서 선택된 영상을 출력한다.Then, the first multiplexer 19 ′ receives the motion compensated or uncompensated image selected by the second switching unit 14 and the DC compensated image of the DC level compensator 17. If the selection signal of the out analyzer 18 'is' 1', the DC compensation image is output. If the selection signal is' 0 ', the DC compensation image is output.
또한, 감산부(15')에서는 상기 제1다중화부(19')에서 선택된 영상과 후 입력되는 영상을 감산하여 차영상을 출력하고 이 차영상데이타의 공간영역의 중복성을 제거하기 위해 상기 DCT변환부(1)에서 주파수 성분으로 변환하여 제2다중화부(20')에 출력하면서 DC수정부(21)에서 이 DC 주파수 성분에만 상기 DC감산부(16)의 DC차레벨만큼 더하여 제2다중화부(20')에 출력한다.In addition, the subtractor 15 'subtracts the image selected by the first multiplexer 19' and a later input image to output a difference image, and to remove the redundancy of the spatial region of the secondary image data. The second multiplexer adds the DC frequency component of the DC subtracter 16 to the DC frequency component 21 by the DC correction unit 21 while converting the frequency component from the unit 1 to the second multiplexer 20 '. Output to (20 ').
상기 제2다중화부(20')는 상기 DC수정부(21)의 출력신호와 상기 DC변환부(1)에서 변환된 주파수 성분을 받아 상기 패이드 인 및 아웃트 분석부(18')의 선택신호가 '1'일 경우 DC수정부(2)의 출력신호가 출력되고, 선택신호가 '0'일 경우 상기 DCT변환부(1)에서 변환된 주파수 성분이 양자화변환부(2)에 출력된다.The second multiplexer 20 'receives the output signal of the DC correction unit 21 and the frequency component converted by the DC converter 1 to select the fade in and out analyzer 18'. When the signal is '1', the output signal of the DC correction unit 2 is output. When the selection signal is '0', the frequency component converted by the DCT converter 1 is output to the quantization converter 2. .
그리고 패이드 민 또는 패이드 아웃트가 발생한 경우에 대해서 좀 더 자세히 설명하면 우선 DC감산부(16)에서 후 입력되는 프레임 영상과 움직임이 보상된 영상간에 DC레벨차이를 구하고, DC레벨보상부(17)를 이용하여 움직임보상된 영상신호의 DC레벨을 후 입력되는 프레임 영상신호과 같게 변화시킨 DC보상영상신호를 만든다.And if more detailed description about the case of the Faemin or the fading out first, DC level difference between the frame image and the motion-compensated image which is input from the DC subtractor 16 afterwards, the DC level compensator ( 17) to generate a DC compensated video signal having the DC level of the motion compensated video signal equal to the frame video signal input later.
패이드 인 및 아웃트 분석부(18')에서 가장 적은 비트 스트림량이 발생하도록 영상신호의 변수값들을 비교하여 DC보상영상신호와 후 입력되는 프레임 영상의 차변수값의 제일 작을때만 패이드 인 및 아웃트 모드로 부호화되도록 제1, 제2다중하부(19', 21')에 선택신호를 '1'로 출력한다.Compared with the variable values of the video signal so that the least amount of bit streams are generated in the fade in and out analyzer 18 ', only the smallest difference value between the DC compensation video signal and the next frame image is input. The selection signal is output as '1' to the first and second multiple lower parts 19 'and 21' to be encoded in the out mode.
패이드 인 및 아웃트 모드가 되면 제1다중화부(19')의 출력이 DC보상된 영상 즉, 움직임보상된 영상에 상기 DC차레벨을 더한 신호가 되므로 감산부(15')로 부터 출력되는 차영상신호는 후 입력되는 프레임 영상신호에서 DC보상된 영상신호(움직임 보상된 영상에 DC차레벨을 더한 영상신호)를 감산한 신호로 되어 적은 양의 비트 스트림으로 부호화가 가능해진다.In the fade in and out modes, the output of the first multiplexer 19 'is a signal obtained by adding the DC difference level to a DC compensated image, that is, a motion compensated image, and is output from the subtractor 15'. The difference video signal is a signal obtained by subtracting a DC-compensated video signal (a video signal obtained by adding a DC difference level to a motion-compensated video) from a frame video signal input later, so that a small bit stream can be encoded.
또한 DC 수정부(21)에서 DC차레벨을 더하면 복호기에서 얻어지는 재생 차영상신호는 '차영상신호(감산기(15')의 출력)+DC차레벨'이 되어 복호기에서는 원래의 영상신호인 '차영상신호 +DC차레벨+움직임보상된 영상신호'가 복원된다.In addition, if the DC difference level is added by the DC correction unit 21, the reproduced difference video signal obtained from the decoder becomes' difference video signal (output of the subtractor 15 ') + DC difference level' and the decoder determines the difference between the original video signal and the difference. The video signal + DC difference level + motion compensated video signal 'is restored.
상기와 같은 본 발명의 MPEG II 부호기는 패이드 인 또는 패이드 아웃트가 발생하면 후 입력되는 프레임 영상신호와 움직임이 보상된 영상신호의 DC레벨 차이만 부호화함으로써 발생되는 비트스트림량을 크게 감소시키면서도 복호기에서 복원리는 영상의 화질열화도 방지할 수 있으며, 그리고 DC레벨차이를 계산하여 차영상신호를 만들때 DC차레벨만큼 더 감산하여 비트스트림량을 크게 감소시키고, DC차레벨을 DCT변환계수의 DC성분에 더하여 전송함으로써 복호기에서 추가로 회로설계없이 원래의 입력영상을 정확히 복원해내는 효과가 있다.As described above, the MPEG II encoder of the present invention greatly reduces the amount of bitstream generated by encoding only the DC level difference between a frame video signal input after a faded in or a faded out and a video signal whose motion is compensated. Restoration in the decoder can also prevent image quality deterioration, and when the difference level signal is calculated by calculating the DC level difference, the bitstream amount is greatly reduced by further subtracting the DC difference level, and the DC difference level is converted into a DCT conversion coefficient. By transmitting in addition to the DC component of, the decoder has the effect of accurately restoring the original input image without additional circuit design.
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