KR0174443B1 - Method and apparatus for encoding still image using adaptive vector quantization - Google Patents

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KR0174443B1 KR1019950021499A KR19950021499A KR0174443B1 KR 0174443 B1 KR0174443 B1 KR 0174443B1 KR 1019950021499 A KR1019950021499 A KR 1019950021499A KR 19950021499 A KR19950021499 A KR 19950021499A KR 0174443 B1 KR0174443 B1 KR 0174443B1
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Abstract

본 발명은 원격지의 사용자 단말로 부터의 요구에 부응하여 정지영상을 이루는 한 화면의 영상신호중 특정부분의 영상신호만을 축출하여 압축 부호화할 수 있도록 한 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 기법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 영상정보 송신 요구신호에 수신되면 입력되는 정지영상 신호의 복잡도를 고려하여 결정되는 양자화 스텝 사이즈를 결정하고, 이 결정된 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 정지영상에 상응하는 DCT 변환계수들을 양자화 및 가변길이 부호화한 다음 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 전송하며, ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 영상정보 송신 요구신호, 위치정보 및 사이즈 정보에 수신되면 프레임 메모리에 저장된 전체 정지영상신호중 특정된 영상부분을 결정하여 인출하고, 이 인출된 특정 영상부분의 영상 복잡도, 영상 크기 및 기할당된 대역폭을 고려하여 새로운 양자화 스텝 사이즈를 결정하며, 이 새로운 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 특정 영상부분에 상응하는 DCT 변환계수들을 양자화 및 가변길이 부호화한 다음 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 전송한다. 따라서, 본 발명은 전체 정지영상의 부호화 전송 뿐만 아니라 할당된 대역폭을 고려하여 양자화로 인한 화질열화를 최소화 시키면서 사용자가 소망하는 특정부분들에 대한 영상들을 압축 부호화하여 전송할 수 있는 것이다.The present invention relates to a still image encoding technique using adaptive vector quantization, which enables to extract and compress only a certain portion of a video signal of one screen of a still image in response to a request from a remote user terminal. To this end, the present invention determines the quantization step size determined in consideration of the complexity of the input still image signal received from the remote user terminal via the ATM network in consideration of the complexity of the input still image signal, and the determined quantization step size Based on the quantization and variable length coding of the DCT transform coefficients corresponding to the still image, it is transmitted to the remote user terminal through the ATM network, and the image information transmission request signal, location information and size from the remote user terminal through the ATM network. Of all the still picture signals stored in the frame memory when received Determining and extracting a predetermined image portion, and determining a new quantization step size in consideration of the image complexity, image size, and pre-allocated bandwidth of the specific image portion extracted, and corresponding to the specific image portion based on this new quantization step size The DCT transform coefficients are quantized and variable length coded and then transmitted to a remote user terminal through an ATM network. Accordingly, the present invention can compress and transmit images of specific parts desired by a user while minimizing image quality deterioration due to quantization in consideration of allocated bandwidth as well as encoding transmission of all still images.

Description

적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 방법 및 장치Method and Apparatus for Still Image Coding Using Adaptive Vector Quantization

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화장치의 블럭구성도.1 is a block diagram of a still picture coding apparatus using adaptive vector quantization according to a preferred embodiment of the present invention.

제2도는 본 발명에 따라 정지영상을 압축 부호화하고, 또한 사용자의 요구에 부응하여 특정된 소정부분의 영상정보만을 압축부호화하는 과정을 도시한 플로우챠트.2 is a flowchart illustrating a process of compressing and encoding a still image according to the present invention, and compressing and encoding only a predetermined portion of image information in response to a user's request.

제3도는 본 발명에 따라 한 프레임의 정지영상 데이타를 소정 크기의 부블럭으로 세분화한 예를 도시한 도면.3 is a diagram illustrating an example of subdividing still image data of one frame into subblocks of a predetermined size according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 제어기 20 : 프레임 메모리10 controller 20 frame memory

30 : DCT 블럭 40 : 양자화 블럭30: DCT block 40: quantization block

50 : VLC 블럭50: VLC block

본 발명은 영상신호를 압축 부호화하는 기법에 관한 것으로, 특히 적응적인 벡터 양자화 기법을 이용하여 정지영상 신호를 효과적으로 압축 부호화할 수 있도록 한 정지영상 부호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for compressing and encoding an image signal, and more particularly, to a still image encoding method and apparatus for effectively compressing and encoding a still image signal using an adaptive vector quantization technique.

이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 이산화된 영상신호의 전송은 아나로그 신호보다 좋은 화질을 유지할 수 있다. 일련의 이미지 프레임으로 구성된 영상신호가 디지탈 형태로 표현될 때, 상당한 양의 데이타가 전송되어야 한다. 그러나, 종래의 전송 채널의 사용가능한 주파수 영역이 제한되어 있으므로, 많은 양의 디지탈 데이타를 전송하기 위해서는 전송하고자 하는 데이타를 압축하여 그 전송량을 줄일 필요가 있다.As is well known in the art, the transmission of discrete video signals can maintain better image quality than analog signals. When a video signal composed of a series of image frames is represented in digital form, a significant amount of data must be transmitted. However, since the usable frequency range of the conventional transmission channel is limited, in order to transmit a large amount of digital data, it is necessary to compress the data to be transmitted and reduce the amount of transmission.

한편, 영상신호의 부호화에 있어서는 동영상의 부호화와 정지영상의 부호화로 현재 대변되고 있으며, 여기에서 동영상의 부호화 표준안 결정을 주도하는 기구로는 예를 들면, MPEG(Moving Picture Experts Group)이 있고, 정지영상의 부호화 표준안 결정을 주도하는 기구로는, 예를 들면 JPEG(Joint Photographic Experts Group)이 있다. 여기에서, 본 발명은 JPEG 에서 주도하는 정지영상 부호화 알고리즘에 관련된다.On the other hand, the encoding of video signals is currently represented by encoding of moving images and encoding of still images. Here, for example, MPEG (Moving Picture Experts Group) is a mechanism that leads the decision of encoding standard of moving images. An example of a mechanism for determining the encoding standard of an image is JPEG (Joint Photographic Experts Group). Here, the present invention relates to a still picture coding algorithm driven by JPEG.

이때, 동영상의 경우에 있어서, 동영상신호를 압축 부호화하는 다양한 압축 기법중에서, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 이러한 하이브리드 부호화 기법은 MC-DCT(Motion Compansation - Discrete Cosine Transform)등을 이용하여 동영상신호를 압축 부호화한 다음 전송채널을 통해 부호화된 동영상신호를 수신측에 전송하게 된다.In this case, among the various compression techniques for compressing and encoding a video signal, a hybrid coding scheme combining a stochastic coding technique and a temporal and spatial compression technique is known to be the most efficient. The hybrid coding technique compresses and encodes a video signal using MC-DCT (Motion Compansation-Discrete Cosine Transform) and then transmits a video signal encoded through a transmission channel to a receiver.

반면에, 본 발명에 관련되는 정지영상의 경우에 있어서, 송신측에서는 정지영상 신호를 전송할 때 그 전송되는 데이타량을 줄이기 위하여, 이산 코사인 변환(discrete cosine transform : 이하 DCT 라 약칭함)과 양자화(quantization)등을 통해 영상신호가 갖는 공간적인 상관성(correlation)을 이용하여 압축 부호화한 다음 전송채널을 통해 압축 부호화된 정지영상 신호를 수신측(사용자 단말기)에 전송하게 된다.On the other hand, in the case of a still image according to the present invention, when the transmission side transmits a still image signal, a discrete cosine transform (hereinafter abbreviated as DCT) and quantization is used to reduce the amount of data transmitted. After compression coding using the spatial correlation of the video signal, and then transmitting the compression-coded still image signal to the receiving side (user terminal) through the transmission channel.

그리고, 상기한 바와같은 정지 영상 부호화 알고리즘의 응용대상으로는 컬러 팩시밀리, 정지화 전화/회의, 인쇄 및 신문용 사진전송, 의료분야 및 설계도 등의 전송등이 있다.Application of the still image coding algorithm as described above includes color facsimile, still picture telephony / conference, photo printing for printing and newspaper, transmission of medical field and design, and the like.

한편, 전송채널을 통해 수신되어 모니터를 통해 디스플레이 되는 한 화면의 정지영상에 대해 사용자가 그 용도에 따라 특정부분만을, 특히 의료분야에서의 엑스레이 사진 또는 설계도 등에서 한 화면중 필요한 부분만을 확대하여 보고자하는 경우가 발생할 수 있는데, 종래의 정지영상 부호화 시스템의 경우 이러한 점이 전혀 고려되어 있지 않아 사용자의 필요에 따른 욕구를 충족할 수가 없다는 문제가 있다.On the other hand, for a still image of a screen received through a transmission channel and displayed on a monitor, a user wants to enlarge only a specific part of a screen according to the purpose of use, especially an X-ray picture or a blueprint in a medical field. In the case of the conventional still image coding system, this may not be considered at all, and thus, there is a problem in that a desire according to a user's needs cannot be satisfied.

따라서, 본 발명은 상기한 필요욕구에 착안하여 안출한 것으로, 수신측으로 부터의 요구에 부응하여 정지영상을 이루는 한 화면의 영상신호중 특정부분의 영상신호만을 축출하여 압축 부호화할 수 있는 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described needs, and adaptive vector quantization capable of extracting and compressing only the video signal of a specific portion of a video signal of one screen that forms a still picture in response to a request from a receiver. It is an object of the present invention to provide a still image encoding method and apparatus using the same.

상기 목적을 달성하기 위한 일관점에 따른 본 발명은, ATM 망을 통해 송수신하고자 하는 프레임 단위의 정지영상 신호를 소정의 신호처리 과정을 통해 압축 부호화하는 장치에 있어서, 상기 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 수신되는 영상정보 송신 요구신호, 위치정보 및 사이즈정보에 의거하여 해당 정지영상 또는 그 특정된 영상부분을 압축 부호화하는데 필요로 하는 기록 인에이블 신호, 판독 어드레스 신호 및 해당 영상의 복잡도를 고려한 상기 정지영상의 양자화 스텝 사이즈를 결정하기 위한 양자화 파라메터를 발생하는 시스템 제어수단; 상기 시스템 제어수단으로 부터의 기록 인에이블 신호에 따라 입력측으로 부터 제공되는 한 프레임의 정지영상 신호를 저장하기 위한 프레임 메모리; 상기 시스템 제어수단으로 판독 어드레스 신호에 의거하여 상기 프레임 메모리에서 인출되는 전체 정지영상 또는 특정된 영상부분의 화소 데이타를 소정의 블럭단위로 분할하여 DCT 변환계수로 변환하기 위한 DCT 블럭; 상기 시스템 제어수단으로 부터 제공되는 해당 영상의 복잡도를 고려한 양자화 파라메터에 따라 결정되는 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 상기 DCT 블럭으로 부터 제공되는 DCT 변환계수들을 유한한 갯수의 값으로 양자화하기 위한 양자화 블럭; 및 상기 양자화된 DCT 변환계수들에 대해 부호 테이블을 이용하여 각 부호의 발생빈도에 따라 짧은 길이의 부호 또는 긴 길이의 부호를 할당함으로서 가변길이 부호화하여 전송기로 제공하는 VLC 블럭으로 이루어진 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화장치를 제공한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for compressing and encoding a still image signal of a frame unit to be transmitted / received through an ATM network through a predetermined signal processing process. On the basis of the video information transmission request signal, the location information, and the size information received from the terminal, taking into account the write enable signal, the read address signal, and the complexity of the video required for compression encoding the corresponding still picture or the specified video part System control means for generating a quantization parameter for determining a quantization step size of said still image; A frame memory for storing a still image signal of one frame provided from an input side in accordance with a write enable signal from the system control means; A DCT block for dividing, by the system control means, pixel data of all still images or specified image portions drawn out from the frame memory into predetermined block units based on a read address signal and converting the pixel data into a DCT conversion coefficient; A quantization block for quantizing the DCT transform coefficients provided from the DCT block to a finite number of values based on a quantization step size determined according to a quantization parameter considering the complexity of the corresponding image provided from the system control means; Adaptive vector quantization consisting of a VLC block provided to the transmitter by variable length coding by allocating a short length code or a long length code according to the frequency of occurrence of each code using a code table for the quantized DCT transform coefficients. Provided is a still image encoding apparatus using.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, ATM 망을 통해 송수신하고자 하는 프레임 메모리에 저장된 프레임의 단위의 정지영상신호를 DCT, 양자화 및 가변길이 부호화를 통해 압축 부호화하는 방법에 있어서, 상기 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 수신되는 영상정보 송신 요구신호에 따라 입력되는 정지영상 신호의 복잡도를 고려하여 결정되는 양자화 스텝 사이즈를 결정하고, 상기 프레임 메모리로 부터 인출되는 한 프레임의 상기 정지영상 신호에 대한 소정 블럭단위의 화소 데이타들을 소정 블럭단위의 DCT 변환계수들로 변환하는 과정; 상기 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 상기 DCT 변환계수들을 양자화 및 가변길이 부호화한 다음 상기 ATM 망을 통해 상기 원격지의 사용자 단말로 전송하는 과정; 상기 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 수신되는 영상정보 송신 요구신호, 위치정보 및 사이즈 정보에 의거하여 상기 프레임 메모리에 저장된 전체 정지영상 신호중 특정된 영상부분을 결정하여 인출하는 과정; 상기 인출된 특정 영상부분의 영상 복잡도, 영상 크기 및 기할당된 대역폭을 고려하여 새로운 양자화 스텝 사이즈를 결정하고, 이 특정 영상부분에 대한 소정 블럭단위의 화소 데이타들을 소정 블럭단위의 DCT 변환계수들로 변환하는 과정; 및 상기 새로운 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 상기 특정 영상부분에 상응하는 DCT 변환계수들을 양자화 및 가변길이 부호화한 다음 상기 ATM 망을 통해 상기 원격지의 사용자 단말로 전송하는 과정으로 이루어진 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of compression encoding a still image signal of a unit of a frame stored in a frame memory to be transmitted and received through an ATM network through DCT, quantization, and variable length encoding. The quantization step size is determined in consideration of the complexity of the still image signal input according to the video information transmission request signal received from the remote user terminal through the ATM network, and the stop of one frame drawn out from the frame memory. Converting pixel data of a predetermined block unit with respect to a video signal into DCT conversion coefficients of a predetermined block unit; Quantizing and variable length encoding the DCT transform coefficients based on the quantization step size, and then transmitting the DCT transform coefficients to the remote user terminal through the ATM network; Determining and fetching a specific video part of all still picture signals stored in the frame memory based on the video information transmission request signal, location information, and size information received from a remote user terminal through the ATM network; The new quantization step size is determined in consideration of the image complexity, image size, and pre-allocated bandwidth of the extracted specific image portion, and the pixel data of the predetermined block unit is converted into DCT conversion coefficients of the predetermined block unit. Converting process; And quantizing and variable length encoding the DCT transform coefficients corresponding to the specific video portion based on the new quantization step size, and transmitting the same to the remote user terminal through the ATM network. A video encoding method is provided.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화장치의 블럭구성도를 나타낸다. 동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 부호화장치는 제어기(10), 프레임 메모리(20), DCT 블럭(30), 양자화 블럭(40) 및 VLC(Variable Length Coding) 블럭(50)을 포함한다.1 is a block diagram of a still picture coding apparatus using adaptive vector quantization according to the present invention. As shown in the figure, the encoding apparatus of the present invention includes a controller 10, a frame memory 20, a DCT block 30, a quantization block 40, and a variable length coding (VLC) block 50. .

제1도에 있어서, 제어기(10)는 도시 생략된 ATM(Asynchronous Transfer Mode)망을 통해 원격지의 수신측 단말로 부터 입력되는 제어신호, 예를들면 송신 요구신호(REQ : Request), 한 화면의 특정부분을 표현하기 위한 위치정보(PI : Position Information) 및 그 특정된 화면 부분의 사이즈 정보(SI : Size Information)등을 입력한 다음 그 입력 제어신호에 상응하여 라인 L12 를 통해 후술되는 프레임 메모리(20)에 영상 데이타의 인출을 위한 판독 어드레스 신호를 발생하고, 또한 라인 L14 를 통해 후술되는 양자화 블럭(40)에 양자화 스텝 사이즈를 결정하기 위한 양자화 파라메터(QP)를 제공한다. 이때, 제어기(10)에서는 라인 L11 을 통해 제공되는 현재 입력영상의 복잡도 등을 고려하여 해당 프레임 데이타를 양자화하기 위한 양자화 스텝 사이즈를 결정한다.In FIG. 1, the controller 10 is a control signal input from a receiving terminal of a remote place through an Asynchronous Transfer Mode (ATM) network (not shown), for example, a transmission request signal (REQ), a screen of one screen. After inputting position information (PI: Position Information) for expressing a specific portion and size information (SI: Size Information) of the specified screen portion, the frame memory (described later through line L12) corresponding to the input control signal ( 20, a read address signal for fetching image data is generated, and a quantization parameter QP for determining the quantization step size is provided to the quantization block 40 described later through the line L14. At this time, the controller 10 determines the quantization step size for quantizing the frame data in consideration of the complexity of the current input image provided through the line L11.

또한, 프레임 메모리(20)에는 상기한 제어기(10)로 부터 라인 L16 을 통해 제공되는 기록 인에이블 신호에 의거하여 입력측으로 부터 제공되는 한 프레임의 정지영상 신호가 저장되며, 이와같이 저장된 정지영상의 프레임 신호는 다음단의 DCT 블럭(30)에 제공된다.In addition, the frame memory 20 stores a still image signal of one frame provided from the input side based on the write enable signal provided from the controller 10 through the line L16. The signal is provided to the DCT block 30 of the next stage.

한편, DCT 블럭(30)과 양자화 블럭(40)에서는 프레임 메모리(20)로 부터 제공되는 정지영상 데이타를 일련의 양자화된 DCT 변환계수로 부호화된다. 그런다음 이와같이 양자화된 변환계수는 다음단의 VLC 블럭(50)으로 출력된다.Meanwhile, in the DCT block 30 and the quantization block 40, still image data provided from the frame memory 20 is encoded by a series of quantized DCT transform coefficients. Then, the quantized transform coefficients are output to the VLC block 50 of the next stage.

보다 상세하게, DCT 블럭(30)은 입력영상을 소정 크기의 블럭, 예를들면 8×8 화소블럭으로 분할한 다음, 공간영역의 영상신호(화소 데이타)를 코사인함수를 이용하여, 예를들면 8×8 단위의 화소 데이타를 8×8 단위의 DCT 변환계수로 변환한다. 또한, 양자화 블럭(40)은 상기한 DCT 블럭(30)으로 부터의 DCT 변환계수에 대해 비선형연산을 통해 유한한 갯수의 값으로 양자화한다. 이와같은 양자화시에 양자화 블럭(40)에서의 양자화 스텝사이즈는 입력 정지영상의 복잡도에 따르는 제어기(10)로 부터의 양자화파라메타(QP)에 의해 결정된다.More specifically, the DCT block 30 divides the input image into blocks of a predetermined size, for example, 8 × 8 pixel blocks, and then uses a cosine function to divide the image signal (pixel data) in the spatial domain. Pixel data of 8x8 unit is converted into DCT conversion coefficient of 8x8 unit. In addition, the quantization block 40 quantizes the DCT conversion coefficient from the DCT block 30 to a finite number of values through nonlinear operations. In such quantization, the quantization step size in the quantization block 40 is determined by the quantization parameter QP from the controller 10 according to the complexity of the input still image.

따라서, VLC 블럭(50)은 상기한 바와같이 양자화 블럭(40)을 통해 양자화된 DCT 변환계수를, 예를들면 지그재그 스캐닝등을 통해 런과 계수로 가변길이 부호화한다. 보다 상세하게, VLC 블럭(50)은, 하나의 부호 테이블을 이용하여 각 부호의 발생빈도에 따라 가변적, 즉 부호의 발생빈도가 많은 것은 짧은 길이의 부호로, 부호의 발생빈도가 적은 것은 긴 길이의 부호로 부호화한 다음 수신측으로의 전송을 위해 도시 생략된 출력버퍼에 제공한다. 이와같이 VLC 블럭(50)을 통해 모든 부호에 서로 다른 길이를 할당하는 이유는 실질적으로 부호 길이의 평균치를 줄임으로서 부호화 효율을 높이기 위한 것이다.Therefore, the VLC block 50 variably encodes the DCT transform coefficient quantized through the quantization block 40 into run and coefficient through, for example, zigzag scanning. In more detail, the VLC block 50 is variable according to the frequency of occurrence of each code by using one code table, that is, a code having a high frequency of occurrence of a code is a short code, and a code having a low frequency of code is a long length. It is encoded by the code of and then provided to the output buffer (not shown) for transmission to the receiving side. The reason for allocating different lengths to all codes through the VLC block 50 is to increase the coding efficiency by substantially reducing the average value of the code lengths.

다음에, 상술한 바와같은 구성부재들로 이루어진 본 발명에 따른 정지영상 부호화장치의 동작과정에 대하여 그 흐름을 보여주는 제2도 및 제3도를 주로 참조하여 상세하게 설명한다.Next, the operation process of the still picture coding apparatus according to the present invention, which is composed of the above-described members, will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 showing the flow thereof.

먼저, 사용자의 영상정보 요구신호(REQ)에 의거하여 제어기(10)가 라인 L16 을 통해 프레임 메모리(20)에 기록 인에이블 신호를 제공함으로서 프레임 메모리(20)에 소망하는 정지영상에 대한 한 프레임 데이타가 저장되고, 이와같이 프레임 메모리(20)에 저장된 한 프레임 신호가 라인 L12 를 통해 제공되는 제어기(10)로 부터의 판독 어드레스 신호에 의거하여 판독되어 DCT 블럭(30), 양자화 블럭(40)및 VLC 블럭(50)를 통해 압축 부호화된 다음 도시 생략된 송신기로 보내지므로서, ATM 망을 통해 해당 사용자 단말에 제공된 상태라 가정한다.First, based on the user's video information request signal REQ, the controller 10 provides a write enable signal to the frame memory 20 via the line L16, thereby providing one frame for the desired still image in the frame memory 20. FIG. Data is stored, and thus, one frame signal stored in the frame memory 20 is read based on the read address signal from the controller 10 provided through the line L12, so that the DCT block 30, the quantization block 40, and It is assumed that the state is provided to the corresponding user terminal through the ATM network since it is compressed and coded through the VLC block 50 and then sent to a transmitter not shown.

즉, 도시 생략된 ATM 망을 통해 수신되는 사용자측 단말로 부터의 영상정보 요구신호(REQ)가 제어기(10)에 입력되면(단계100), 라인 L16 을 통해 제공되는 제어기(10)로 부터의 기록 인에이블 신호에 의거하여 입력측으로 부터 제공되는 한 프레임의 해당 정지영상은 프레임 메모리(20)에 저장된다(단계110). 이때, 제어기(10)에서는 라인 L11 을 통해 현재 입력되는 해당 정지영상의 복잡도에 의거하여 해당 프레임 데이타의 양자화를 위한 양자화 파라메터(QP)를 결정하여 양자화 블럭(40)에 제공한다(단계120).That is, when the video information request signal REQ from the user terminal received through the ATM network (not shown) is input to the controller 10 (step 100), recording from the controller 10 provided through the line L16 is performed. The corresponding still image of one frame provided from the input side based on the enable signal is stored in the frame memory 20 (step 110). In this case, the controller 10 determines the quantization parameter QP for quantization of the frame data based on the complexity of the still image currently input through the line L11 and provides it to the quantization block 40 (step 120).

따라서, DCT 블럭(30)을 통해, 예를들면 8×8 블럭단위의 DCT 변환계수로 변환된 정지영상 신호는 제어기(10)로 부터의 양자화 파라메터(QP)에 따라 결정되는 스텝 사이즈로 양자화되고, 또한 가변길이 부호화된 다음(단계130), ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말에 전송될 수 있도록 도시 생략된 전송기로 보내진다(단계140).Accordingly, the still image signal converted into a DCT conversion coefficient of, for example, 8 × 8 block units through the DCT block 30 is quantized to a step size determined according to the quantization parameter QP from the controller 10. In addition, the variable length is encoded (step 130), and then sent to a transmitter not shown so as to be transmitted to a remote user terminal through an ATM network (step 140).

따라서, 상기한 바와같이 사용자가 소망하는 임의의 정지영상이 사용자측 단말의 모니터상에 디스플레이 되고 있는 상황에서 사용자가 필요에 따라 한 프레임의 화면중에서 특정부분만을 확대하여 보고자 하여 ATM 망을 통해 이에 필요한 요구신호를 보내게되면, 즉 특정 영상 송신 요구신호(REQ), 위치정보(PI) 및 사이즈 정보(SI)가 제어기(10)에 입력되면(단계150), 제어기(10)에서는 이들 각 신호정보(REQ,PI,SI)에 의거하여 사용자에 의해 특정된 소정부분만을 프레임 메모리(20)에서 인출하기 위한 판독 어드레스 신호를 라인 L16 상에 발생한다.Therefore, as described above, in the situation where the desired still image desired by the user is displayed on the monitor of the user's terminal, the user needs to enlarge the specific part of the screen of one frame as necessary and request it through the ATM network. When a signal is sent, that is, when a specific video transmission request signal REQ, position information PI, and size information SI are input to the controller 10 (step 150), the controller 10 transmits each of these signal information ( On the line L16, a read address signal for extracting from the frame memory 20 only a predetermined portion specified by the user based on REQ, PI, and SI is generated.

이때, 본 발명에 따라 한 화면에서 사용자에 의해 영상의 일부분이 특정되는 경우, 일예로서 제3도에 도시된 바와같이, 특정된 해당 부분의 크기에 따라 연속적으로 4 등분되면서 소망하는 특정부분이 결정된다(단계160). 즉, 일예로서 제3도에 도시된 화면상에서 사용자가 #42로 표시된 부분을 특정하는 경우, 라인 L16 을 통해 제어기(10)로 부터 제공되는 판독 어드레스 신호에 의거하여 프레임 메모리(20)에서 인출되어 DCT 블럭(30)에 제공되는 영상 데이타는 #42로 표시된 부분의 영산 데이타가 될 것이다.At this time, when a part of the image is specified by the user on one screen according to the present invention, as shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. (Step 160). That is, as an example, when the user specifies the portion indicated by # 42 on the screen shown in FIG. 3, it is withdrawn from the frame memory 20 based on the read address signal provided from the controller 10 via the line L16. The image data provided to the DCT block 30 will be the production data of the portion indicated by # 42.

이때, 제어기(10)에서는 라인 L18 을 통해 입력되는 특정된 #42 로 표시된 부분의 영상의 복잡도 등을 고려하여 새로운 양자화 파라메터(QP)를 결정하게 된다. 따라서, 양자화 블럭(40)에서는 이 새롭게 결정된 양자화 파라메터(QP)에 따른 양자화 스텝 사이즈로 상기한 특정된 #42 로 표시된 부분의 영상에 대한 DCT 변환계수를 양자화하고, 또한 가변길이 부호화된 다음(단계130), ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말에 전송될 수 있도록 도시 생략된 전송기로 보내진다(단계140). 따라서, 이러한 과정을 통해 원격지의 사용자는 전체 화면중 소망하는 특정부분들에 대한 영상만을 연속적으로 볼수가 있게 된다. 또한, 제어기(10)는 전체 영상 또는 특정된 일부분의 영상을 부호화하여 전송한 다음에는 요구신호(REQ) 입력 대기상태를 유지한다(단계170).At this time, the controller 10 determines a new quantization parameter QP in consideration of the complexity of the image of the portion indicated by the specified # 42 input through the line L18. Accordingly, the quantization block 40 quantizes the DCT transform coefficients for the image of the portion indicated by the specified # 42 as described above with the quantization step size according to this newly determined quantization parameter QP, and then variable length coded (step 130, it is sent to the transmitter not shown so that it can be transmitted to the remote user terminal via the ATM network (step 140). Therefore, through this process, the remote user can continuously view only the images of the desired specific parts of the entire screen. In addition, after the controller 10 encodes and transmits the entire image or a specified portion of the image, the controller 10 maintains a standby state for request signal REQ (step 170).

한편, 제어기(10)에서는 특정된 영상부분에 대한 양자화 파라메터(QP)를 결정할 때, 특정된 일부분의 영상에 대한 부호화된 데이타량이 전체 영상을 부호화했을 때의 영상 데이타량에 비해 적어도 4 배정도 적은 양이므로, 전체 영상에 할당된 대역을 충분히 이용함과 동시에 양자화로 인한 화질열화를 최소화할 수 있도록 양자화 파라메터(QP)를 결정하게 된다. 즉, 처음의 전체 영상에 대한 양자화 파라메터(QP)가 20 이라고 가정하면, 상기한 경우에서와 같이 사용자에 의해 특정된 #42 부분의 영상만을 부호화하여 전송하는 경우 양자화 파라메터(QP)는 대략 2.5 정도가 될것이다. 즉, 전체영상을 양자화할 때에 비해 그 양자화 스텝 사이즈가 대략 1/4 정도로 줄어들게 되며, 이것은 특정된 일부분의 영상만을 전송할 때 할당된 대역을 충분히 활용함으로서 양자화로 인한 화질열화의 최소화를 가능하게 한다.On the other hand, when the controller 10 determines the quantization parameter (QP) for the specified image portion, the amount of encoded data for the specified portion of the image is at least four times smaller than the amount of image data when the entire image is encoded. Therefore, the quantization parameter (QP) is determined to fully utilize the bandwidth allocated to the entire image and to minimize image quality deterioration due to quantization. That is, assuming that the first quantization parameter (QP) of the entire image is 20, as in the above case, when only the # 42 part of the image specified by the user is encoded and transmitted, the quantization parameter (QP) is approximately 2.5. Will be. That is, the quantization step size is reduced by about 1/4 compared to when quantizing the entire image, which makes it possible to minimize the deterioration of image quality due to quantization by fully utilizing the allocated bandwidth when transmitting only a certain portion of the image.

이때, 한 화면을 이루는 전체 영상이 전체적으로 고른 복잡도 분포를 갖지만은 않는다는 점을 감안해 볼 때 반드시 양자화 스텝 사이즈가 1/N 로 줄어들지만은 않으며, 사용자에 의해 특정된 부분의 영상 복잡도에 따라 그 이상 또는 그 이하로 줄어들수도 있을 것이다.In this case, considering that the entire image of one screen does not have an even distribution of complexity, the quantization step size is not necessarily reduced to 1 / N, and more or more depending on the image complexity of the part specified by the user. It may be reduced to less than that.

따라서, 수신측(원격지의 사용자 단말)에서는 사용자가 특정한 부분만의 영상이 수신되어 부호화되기 이전의 원신호로 복원될 때, 화질열화를 최소화 하면서도 특정된 일부분의 영상이 전체 모니터에 디스플레이 될 수 있도록, 이 기술분야에 이미 잘 알려진 인터폴레이션 등의 방법을 통해 특정된 영상정보를 확장할 수가 있을 것이다.Therefore, when a user receives a specific part of the image and restores it to the original signal before the encoding is performed, the receiving side (remote terminal of the remote place) can display the specific part of the image on the entire monitor while minimizing image quality deterioration. In addition, specific image information may be extended through methods such as interpolation, which are well known in the art.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면, ATM 망을 통해 송수신되는 정지영상에 대해 전체 영상 뿐만 아니라 할당된 대역폭을 고려하여 양자화로 인한 화질열화를 최소화 시키면서 사용자가 소망하는 특정부분들에 대한 영상들을 압축 부호화하여 전송할 수가 있다.As described above, according to the present invention, in consideration of the allocated bandwidth as well as the entire image for the still image transmitted and received through the ATM network, while compressing the image for the specific parts desired by the user while minimizing image quality degradation due to quantization Can be encoded and transmitted.

Claims (5)

ATM 망을 통해 송수신하고자 하는 프레임 단위의 정지영상 신호를 소정의 신호처리 과정을 통해 압축 부호화하는 장치에 있어서, 상기 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 수신되는 영상정보 송신 요구신호, 위치정보 및 사이즈 정보에 의거하여 해당 정지영상 또는 그 특정된 영상부분을 압축 부호화하는데 필요로 하는 기록 인에이블 신호, 판독 어드레스 신호 및 해당 영상의 복잡도를 고려한 상기 정지영상의 양자화 스텝 사이즈를 결정하기 위한 양자화 파라메터를 발생하는 시스템 제어수단(10); 상기 시스템 제어수단으로 부터의 기록 인에이블 신호에 따라 입력측으로 부터 제공되는 한 프레임의 정지영상 신호를 저장하기 위한 프레임 메모리(20); 상기 시스템 제어수단으로 판독 어드레스 신호에 의거하여 상기 프레임 메모리에서 인출되는 전체 정지영상 또는 특정된 영상부분의 화소 데이타를 소정의 블럭단위로 분할하여 DCT 변환계수로 변환하기 위한 DCT 블럭(30); 상기 시스템 제어수단으로 부터 제공되는 해당 영상의 복잡도를 고려한 양자화 파라메터에 따라 결정되는 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 상기 DCT 블럭으로 부터 제공되는 DCT 변환계수들을 유한한 갯수의 값으로 양자화하기 위한 양자화 블럭(40); 및 상기 양자화된 DCT 변환계수들에 대해 부호 테이블을 이용하여 각 부호의 발생빈도에 따라 짧은 길이의 부호 또는 긴 길이의 부호를 할당함으로서 가변길이 부호화하여 전송기로 제공하는 VLC 블럭(50)으로 이루어진 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 장치.An apparatus for compressing and encoding a still image signal of a frame unit to be transmitted and received through an ATM network through a predetermined signal processing process, comprising: image information transmission request signal, location information, and the like received from a remote user terminal through the ATM network; A quantization parameter for determining the quantization step size of the still image in consideration of the write enable signal, the read address signal, and the complexity of the corresponding image required for compression encoding the corresponding still image or the specified image portion thereof based on the size information. Generating system control means (10); A frame memory 20 for storing a still image signal of one frame provided from an input side according to the write enable signal from the system control means; A DCT block (30) for dividing the pixel data of the whole still image or the specified image portion drawn out from the frame memory by a predetermined block unit by the system control means into a DCT conversion coefficient; A quantization block 40 for quantizing the DCT transform coefficients provided from the DCT block to a finite number of values based on the quantization step size determined according to the quantization parameter considering the complexity of the corresponding image provided from the system control means. ); And a VLC block 50 which is variable length coded and provided to the transmitter by allocating a short length code or a long length code according to a frequency of occurrence of each code using a code table for the quantized DCT transform coefficients. Image Coding Apparatus Using Regressive Vector Quantization. 제1항에 있어서, 상기 사이즈 정보는 상기 전체 정지영상을 기설정된 소정횟수 만큼 연속적으로 4 등분함으로서 결정되는 정수값인 것을 특징으로 하는 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 장치.The apparatus of claim 1, wherein the size information is an integer value determined by continuously dividing the entire still image by a predetermined number of predetermined times. 제1항에 있어서, 상기 시스템 제어수단은, 상기 프레임 메모리로 부터 상기 특정된 영상부분만이 인출될 때, 이 특정된 영상의 복잡도와 기할당된 대역폭을 고려하여 그에 상응하는 새로운 양자화 파라메터를 발생하는 것을 특징으로 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 장치.The method according to claim 1, wherein the system control means generates a corresponding new quantization parameter in consideration of the complexity and the allocated bandwidth of the specified image when only the specified image portion is extracted from the frame memory. Still image encoding apparatus using adaptive vector quantization. ATM 망을 통해 송수신하고자 하는 프레임 메모리에 저장된 프레임의 단위의 정지영상 신호를 DCT, 양자화 및 가변길이 부호화를 통해 압축 부호화하는 방법에 있어서, 상기 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 수신되는 영상정보 송신 요구신호에 따라 입력되는 정지영상 신호의 복잡도를 고려하여 결정되는 양자화 스텝 사이즈를 결정하고, 상기 프레임 메모리로 부터 인출되는 한 프레임의 상기 정지영상 신호에 대한 소정 블럭단위의 화소 데이타들을 소정 블럭단위의 DCT 변환계수들로 변환하는 과정; 상기 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 상기 DCT 변환계수들을 양자화 및 가변길이 부호화한 다음 상기 ATM 망을 통해 상기 원격지의 사용자 단말로 전송하는 과정; 상기 ATM 망을 통해 원격지의 사용자 단말로 부터 수신되는 영상정보 송신 요구신호, 위치정보 및 사이즈 정보에 의거하여 상기 프레임 메모리에 저장된 전체 정지영상 신호중 특정된 영상부분을 결정하여 인출하는 과정; 상기 인출된 특정 영상부분의 영상 복잡도, 영상 크기 및 기할당된 대역폭을 고려하여 새로운 양자화 스텝 사이즈를 결정하고, 이 특정 영상부분에 대한 소정 블럭단위의 화소 데이타들을 소정 블럭단위의 DCT 변환계수들로 변환하는 과정; 및 상기 새로운 양자화 스텝 사이즈에 의거하여 상기 특정 영상부분에 상응하는 DCT 변환계수들을 양자화 및 가변길이 부호화한 다음 상기 ATM 망을 통해 상기 원격지의 사용자 단말로 전송하는 과정으로 이루어진 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 방법.A method of compressing and encoding a still image signal of a unit of a frame stored in a frame memory to be transmitted and received through an ATM network through DCT, quantization, and variable length encoding, the image information received from a remote user terminal through the ATM network. A quantization step size is determined in consideration of the complexity of an input still picture signal according to a transmission request signal, and pixel data of a predetermined block unit for the still picture signal of one frame drawn out from the frame memory is determined in a predetermined block unit. Converting into DCT transform coefficients of the; Quantizing and variable length encoding the DCT transform coefficients based on the quantization step size, and then transmitting the DCT transform coefficients to the remote user terminal through the ATM network; Determining and fetching a specific video part of all still picture signals stored in the frame memory based on the video information transmission request signal, location information, and size information received from a remote user terminal through the ATM network; The new quantization step size is determined in consideration of the image complexity, image size, and pre-allocated bandwidth of the extracted specific image portion, and the pixel data of the predetermined block unit is converted into DCT conversion coefficients of the predetermined block unit. Converting process; And quantizing and variable length encoding the DCT transform coefficients corresponding to the specific video portion based on the new quantization step size, and transmitting the same to the remote user terminal through the ATM network. Image coding method. 제4항에 있어서, 상기 사이즈 정보는 상기 전체 정지영상을 기설정된 소정횟수 만큼 연속적으로 4 등분함으로서 결정되는 정수값인 것을 특징으로 하는 적응적인 벡터 양자화를 이용한 정지영상 부호화 방법.5. The method of claim 4, wherein the size information is an integer value determined by continuously dividing the entire still image by a predetermined number of predetermined times.
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