KR100207418B1 - 부호화 비트발생율 제어방법 및 그 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 송신측의 부호화 시스템에서 채널의 요구에 양자화 스텝 사이즈를 적응적으로 제어함으로서 전송 비트 레이트에 강하게 부응할 수 있는 비트발생율 제어기법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 양자화 파라메터와 양자화 파라메터에 따라 생성되는 비트발생율에 의거하여 비례상수를 계산하며, 양자화 파라메터 연산수단이 이 비례상수를 참조하여 양자화 파라메터를 연산하도록 함으로서, 영상의 사이즈에 관계없이 채널에서 요구하는 목표에 상응하는 비트레이트로 비트발생율을 적응적으로 제어하여 수신측의 복호화 시스템에서 복원되는 영상의 화질열화를 방지할 수 있는 것이다.

Description

부호화 비트 발생율 제어 방법 및 그 제어 장치
제1도는 전형적인 통상의 영상 부호화 시스템에 대한 개략적인 블럭구성도.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부호화 비트 발생율 제어 장치의 개념적인 블럭구성도.
제3도는 제2도에 도시된 비례상수 계산부에 대한 세부적인 블럭구성도.
제4도는 본 발명에 따른 비트 발생율 제어 장치의 동작 설명을 위해 양자화 파라메터와 비트 발생율 함수와의 관계를 도시한 그래프.
제5도는 종래의 전형적인 부호화 비트 발생율 제어 장치에 대한 개략적인 블럭구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
82 : 비례상수 계산부 86 : 양자화 파라메터 계산부
88 : 활성도 계산부 822 : 승산기
본 발명은 영상 부호화기에 채용되어 부호화 비트의 발생율을 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 매크로 블럭의 변화량에 따라 양자화 스텝 사이즈를 효율적으로 제어하여 채널의 요구에 부응할 수 있도록 한 비트 발생율 제어 방법 및 그 제어 장치에 관한 것이다.
이 기술분야에 잘 알려진 바와같이, 이산화된 영상신호의 전송은 아날로그 신호보다 좋은 화질을 유지할 수 있다. 일련의 이미지 프레임으로 구성된 영상신호가 디지탈 형태로 표현될 때, 특히 고품질 텔레비젼(HDTV)의 경우 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. 또한, 압축되는 영상신호와 오디오신호는 그들 신호의 특성상 서로 다른 부호화 기법을 통해 각각 부호화되는데, 이와같은 부호화에 있어서 오디오신호에 비해 보다 많은 양의 디지탈 데이타가 발생하는 영상신호의 압축 기법은 특히 중요한 부분을 차지한다고 볼 수 있다.
따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 그 전송되는 데이타량을 줄이기 위하여 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 이용하여 압축 부호화한 다음 전송 채널을 통해 압축 부호화된 영상신호를 수신측에 전송하게 된다.
한편, 영상신호를 부호화하는데 주로 이용되는 다양한 압축 기법으로서는, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축 기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있으며, 여기에서 본 발명은 시간적, 공간적 압축 기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법에 관련된다.
상기한 효율적인 부호화 기법중의 하나인 대부분의 하이브리드 부호화 기법은 움직임 보상 DPCM(차분 펄스 부호 변조), 2차원 DCT(이산 코사인 변환), DCT 계수의 양자화, VLC(가변장 부호화) 등을 이용한다. 여기에서, 움직임 보상 DPCM은 현재 프레임과 이전 프레임간의 물체의 움직임을 결정하고, 물체의 움직임에 따라 현재 프레임을 예측하여 현재 프레임과 예측치간의 차이를 나타내는 차분신호를 만들어내는 방법이다. 이러한 방법은, 예를들어 Staffan Ericsson의 Fixed and Adaptive Predictors for Hybrid Predictive/Transform Coding, IEEE Transactions on Communication, COM-33, NO.12(1985년, 12월), 또는 Ninomiy와 Ohtsuka의 A motion Compensated Interframe Coding Scheme for Television Pictures, IEEE Transactions on Communication, COM-30, NO.1(1982년, 1월)에 기재되어 있다.
보다 상세하게, 움직임 보상 DPCM에서는 현재 프레임과 이전 프레임간에 추정된 물체의 움직임에 따라, 현재 프레임을 이전 프레임으로부터 예측하는 것이다. 여기에서, 추정된 움직임은 이전 프레임과 현재 프레임간의 변위를 나타내는 2차원 움직임벡터로 나타낼 수 있다.
통상적으로, 물체의 화소 변위를 추정하는 데에는 여러 가지 접근 방법이 있으며, 이들은 일반적으로 두 개의 타입으로 분류되는데 그중 하나는 블럭 단위의 움직임 추정 방법이고 다른 하나는 화소 단위의 움직임 추정 방법이며, 여기에서 본 발명에 관련되는 블럭 단위 움직임 추정에서는, 현재 프레임의 블럭을 이전 프레임의 블럭들과 비교하여 최적 정합 블럭을 결정한 다음, 이로부터, 전송되는 현재 프레임에 대해 블럭 전체에 대한 프레임간 변위 벡터(프레임간에 블럭이 이동한 정도)가 추정된다.
따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 상술한 바와같은 부호화 기법을 통해 블럭 단위 또는 화소 단위로 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 고려해 압축 부호화하여 출력측의 버퍼에 차례로 저장하게 되며, 이와같이 저장된 부호화된 영상데이타는 채널의 요구에 부응하여 소망하는 비트 레이트로 전송 채널을 통해 수신측의 복호화 시스템에 전송하게 된다.
보다 상세하게, 송신측의 부호화 시스템에서는 이산 코사인 변환(DCT) 등의 변환 부호화를 이용하여 영상신호의 공간적인 중복성을 제거하고, 또한 움직임 추정, 예측 등을 통한 차분 부호화를 이용하여 영상신호의 시간적인 중복성을 제거함으로서, 영상신호를 효율적으로 압축하게 된다.
상기한 바와 같이, 수신측으로의 압축 전송을 위해 시간적, 공간적인 상관성을 이용하여 영상신호를 압축 부호화하는 하이브리드 부호화 기법을 사용하는 전형적인 부호화 시스템의 일예로서는 제1도에 도시된 바와같은 형태의 것이 있다. 동도면에 도시된 바와같이, 전형적인 부호화 시스템은 감산기(10), DCT(20), 양자화부(30), 역양자화부(40), 국부 복호기(50), 움직임 예측 블럭(50), 가변길이 부호화부(variable length coding : 이하 VLC라 약칭함)(60), 버퍼(70) 및 비트 발생율 제어기(80)를 포함한다.
또한, 제1도에서 점선으로 표시된 바와같이, 국부 복호기(40)는 역양자화부(42), IDCT(44) 및 가산기(46)로 구성되며, 움직임 예측 블럭(50)은 프레임 메모리(52), 움직임 추정부(54) 및 움직임 보상부(56)로 구성된다.
먼저, 감산기(10)에서는 움직임 보상 차분 부호화를 위한 움직임 예측 블럭(50) 내의 움직임 보상부(56)로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호가 입력측에서 입력되는 현재 프레임신호로부터 감산되며, 그 결과 데이타, 즉, 차분 화소값을 나타내는 차분신호는 DCT부(20)와 양자화부(30)를 통해 일련의 양자화된 DCT 변환계수로 변환된다. 그런다음 이와같이 양자화된 DCT 변환계수는 VLC부(60)와 국부 복호기(40)를 이루는 역양자화부(42)로 동시에 제공된다.
보다 상세하게, DCT부(20)는, 입력되는 움직임 추정 및 예측에 의거하는 차분신호에 대한 시간 영역의 영상신호(화소 데이타)를 코사인함수를 이용하여 8×8단위의 주파수 영역의 DCT 변환계수로 변환한다. 또한, 양자화부(30)는, 상기한 DCT부(20)로부터의 DCT 변환계수에 대해 비선형 연산을 통해 유한한 갯수의 값으로 양자화하기 위한 것으로, 부호화하고자하는 프레임과 예측된 프레임간의 차분신호를 양자화한다. 이와같은 양자화시에 양자화부(30)는 출력측 버퍼(70)로부터 제공되는 데이타의 충만도에 의거하여 비트 발생율 제어기(80)에서 산출되는 양자화 파라메터(QP)에 의해 양자화 스텝 사이즈가 조절된다. 여기에서, 본 발명은 상술한 바와같은 부호화 시스템에서 실질적으로 채널의 요구, 즉 각 매크로 블럭의 변화량에 따라 양자화 스텝 사이즈를 효율적으로 제어함으로서 전송 비트 레이트에 강하게 부응할 수 있는 비트 발생율 제어 기법의 개선에 관련된다.
따라서, VLC부(60)는 상기한 바와같이 양자화부(30)를 통해 양자화된 차분 부호화된 영상데이타(양자화된 DCT 변환계수)를 지그재그 스캐닝 등을 통해 런과 계수로 부호화한다. 보다 상세하게, VLC부(60)는, 부호 테이블을 이용하여 각 부호의 발생 빈도에 따라 가변적, 즉 부호의 발생 빈도가 많은 것은 짧은 길이의 부호로, 부호의 발생 빈도가 적은 것은 긴 길이의 부호로 부호화한 다음 수신측으로의 전송을 위해 출력측 버퍼(70)에 제공한다. 여기에서, VLC부(60)를 통해 모든 부호에 서로 다른 길이를 할당하는 이유는 실질적으로 부호 길이의 평균치를 줄임으로서 부호화 효율을 높이기 위한 것이다.
한편, 상기한 바와같은 움직임 예측 차분 부호화를 수행하기 위한 수단으로서 전형적인 부호화기에 채용되어 국부 복호기(40)를 이루는 역양자화부(42)와 IDCT부(44)는 상기한 DCT부(10)와 양자화부(30)를 통해 압축 부호화된 영상신호(양자화된 DCT 변환계수)를 움직임 추정, 보상을 위해 부호화 되기 이전의 원래의 신호로 복원하여 가산기(46)에 제공하며, 그 이후에 가산기(46)가 IDCT부(44)로부터 제공되는 복원된 현재 프레임신호(차분신호)와 움직임 보상부(56)로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호를 가산하여 프레임 메모리(52)에 제공함으로서, 프레임 메모리(52)에는 복원된 현재의 프레임신호, 즉 현재 부호화를 위해 입력되는 현재 프레임신호의 바로 이전 프레임으로서 저장된다.
따라서, 이와같은 과정을 통해 프레임 메모리(52)에 저장되는 이전 프레임신호가 현재 부호화되는 입력 영상데이타 바로 이전의 영상데이타로 연속적으로 갱신된다.
다음에, 움직임 추정부(54)는 부호화하고자하는 현재의 입력 프레임에 대하여 프레임 메모리(52)에 저장된 이전 프레임에서 소정의 탐색 범위내에서 16×16 단위로 그 움직임을 추정, 즉 현재 프레임과 가장 유사한 이전 프레임의 후보 블럭간의 변위값인 움직임벡터를 결정하여 움직임 보상부(56)에 제공하며, 움직임 보상부(56)는 움직임 추정부(54)로부터의 출력정보(움직임벡터)에 의거하여 프레임 메모리(52)로부터 이전 프레임의 해당 블럭을 읽어 들여 예측 프레임을 생성한 다음 전술한 감산기(10)와 가산기(46)에 각각 제공한다. 또한, 제1도에서의 도시는 생략하였으나 움직임 추정부(54)에서 결정된 움직임벡터는 수신측 복호화 시스템으로의 전송을 위해 소정의 부호화 과정을 거쳐 부호화된 다음 전송기(도시생략)로 보내진다.
따라서, 감산기(10)에서는 입력측으로부터의 현재 프레임신호와 움직임 보상부(56)로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호와의 감산을 통해 그 차분신호(차분화소값)가 얻어지며, 이와같이 구해진 차분신호가 다음단의 DCT부(20)에 제공되므로서 전술한 바와같은 차분신호에 대한 DCT 및 양자화가 실행된다.
상술한 바와같은, 부호화 시스템에 채용되어 출력측 버퍼의 데이타 충만도에 의거하여 양자화 스텝 사이즈를 제어하는 종래의 전형적인 비트 발생율 제어기(제1도의 참조번호 80에 해당됨)는, 제5도에 도시된 바와같이, 충만도 계산부(84), 양자화 파라메터 계산부(86) 및 활성도 계산부(88)로 구성된다.
먼저, 충만도 계산부(84)에서는 도시 생략된 비트 할당 블럭에서 구해진 해당 영상에 대한 목표 비트수와 바로 이전 매크로 블럭까지 발생된 비트수에 의거하여 제1도에 도시된 출력측 버퍼(70)의 충만도 d가 다음의 식에 의해 구해진다.
여기에서, i는 매크로 블럭의 인덱스이고, Bi-1은 i번째 매크로 블럭 바로 전까지 발생한 비트량이며, do는 그 이전영상의 마지막 버퍼상태이고, T는 해당 픽쳐의 목표 비트수이며, MB는 픽쳐당 매크로 블럭의 갯수이다.
그런다음, 상기한 바와같이 충만도 계산부(84)에서 버퍼(70)의 충만도 d가 계산되면, 양자화 피라메터 계산부(86)에서는 버퍼의 충만도에 의거하여 양자화 파라메터 Q가 다음의 식에 의해 구해진다.
여기에서, r은 2·비트_레이트/픽쳐_레이트이다.
따라서, 활성도 계산부(88)에서는 상기한 바와같이 계산된 양자화 파라메터 Q에 따라 그 활성도를 고려, 즉 현재 계산 처리되는 매크로 블럭이 프레임내에서 어느 정도의 활성도를 갖는지를 계산하여 다시 스캐일된 값 mquant가 산출되며, 이와같이 스캐일된 값이 실질적으로 제1도에 도시된 양자화부(30)에서의 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 값이 된다.
결과적으로, 상술한 바와같은 종래의 비트 발생율 제어 방법에 있어서, 비트의 발생율은 그 활성도에 따라 다시 스캐일되는 값 mquant에 의존하고, mquant는 기준(reference) 양자화 파라메터 Q에 의존하게 된다. 또한, 양자화 파라메터 Q는 버퍼의 충만도 d에 의존하는데, 버퍼의 충만도 d가 실제 매크로 블럭마다의 변화량(예를들면, 화면의 단순, 복잡 등)에 민감하게 반응하지 않으므로, 결과적으로 현재의 프레임까지 버퍼의 충만도 d가 변화해 온 결과에 강하게 의존하게 된다.
또한, 종래의 비트 발생율 제어 방법에 따르면, 버퍼의 충만도 d로부터 양자화 파라메터 Q를 구하기 위한 관계식인 상기한 (2)식이 영상의 사이즈에 따라 미치는 영향이 달라지게 되어 실제로는 목표 비트 만큼의 발생량을 맞추기가 대단히 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 송신측의 부호화 시스템에서 채널의 요구에 따라 양자화 스텝 사이즈를 적응적으로 제어함으로서 전송 비트 레이트에 강하게 부응할 수 있는 비트 발생율 제어 방법 및 그 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일관점에 따른 본 발명은, 현재 처리되는 픽쳐의 목표 비트수와 현재까지 양자화 및 가변길이 부호화된 매크로 블럭의 비트 발생량에 의거하여 양자화 파라메터를 연산하고, 이 연산된 해당 매크로 블럭의 프레임 내에서의 활성도에 따라 산출되는 재스캐일된 값에 의거하여 양자화하고자 하는 매크로 블럭에 대한 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 부호화 비트 발생율 제어 방법에 있어서, 상기 양자화 및 가변길이 부호화된 현재까지 매크로 블럭의 비트 발생량에 의거하여 각 매크로 블럭의 비트 발생량에 대한 양자화 파라메터 비트 발생율 함수의 비례상수를 산출하고, 상기 양자화 파라메터와 상기 양자화 파라메터에 따라 생성되는 비트 발생율에 의거하여 최종 비례상수를 계산하며, 상기 최종 비례상수를 참조하여 상기 양자화 파라메터를 연산하고, 상기 양자화 파라메터에 대한 발생율 함수는, 다음과 같이 계산되고,
여기에서, α=(Bi-1-T'(i-1-N)/N으로 치환하면, 상기 양자화 파라메터는 다음과 같이 계산되며,
상기 발생율 함수의 비례상수는, 다음과 같이 계산되고,
상기 식에서 Bi-1는 현재까지 발생된 비트량이고, T'는 매크로 블럭의 목표 비트수이며, N은 제어 장치의 컨버젼스 속도를 조절하기 위한 상수인 부호화 비트 발생율 제어 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 현재 처리되는 픽쳐의 목표 비트수와 현재까지 양자화 및 가변길이 부호화된 매크로 블럭의 비트 발생량에 의거하여 양자화 파라메터를 연산하는 수단과, 이 연산된 해당 매크로 블럭의 프레임 내에서의 활성도에 따라 산출되는 재스캐일된 값에 의거하여 양자화하고자 하는 매크로 블럭에 대한 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 수단을 갖는 부호화 비트 발생율 제어 장치에 있어서, 상기 제어장치는, i번째 매크로 블럭의 양자화 파라메터값과 이 양자화 파라메터에 의해 발생하는 상기 i번째 매크로 블럭의 비트 발생량을 승산하여 비례상수를 생성하는 승산기를 더 포함하며, 상기 양자화 파라메터 연산 수단은, 상기 승산기를 통해 생성된 비례상수를 참조하여 상기 매크로 블럭에 대한 양자화 파라메터를 연산하는 것을 특징으로 하는 부호화 비트 발생율 제어 장치를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 비트 발생율 제어 기법을 구현하는데 있어서, 이의 실현을 위해 전술한 (1)식내의 T/MB를 T'로 치환하면 (1)식은 다음과 같이 표현된다.
상기한 (3)식에서 d는 가상 버퍼의 데이타 충만상태로서 비트 발생율의 제어 정도를 나타내는 량이다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 가상 버퍼에 의한 비트 발생률 제어를 하지 않는 부호화 시스템을 제안하기 위하여, 버퍼의 충만도 d를 제거한다. 즉, 상기한 (3)식에서 우변에 있는 do를 좌변으로 넘기면 다음과 같이 표현된다.
상기 (4)식에서 T'(i-1)은 현재까지 매크로 블럭의 목표 비트 발생량이 되고, Bi-1은 현재까지의 비트 발생량이 되므로, 결과적으로 두 값 사이의 차이는 그 제어정도를 나타낸다. 따라서, 이상적인 비트 발생율 제어라면 상기한 (4)식의 좌우변이 모두 0이 되어야 할 것이다. 상기한 (4)식에서 좌우항이 0이 된다는 것은 해당 매크로 블럭까지 목표 비트량과 실제 발생된 비트량이 같다는 것을 의미한다.
한편, 양자화 파라메터 Q에 의한 비트 발생량을 함수 F(Q)로 나타낼 때 비트 발생량 B(즉, 정보량)와 함수와의 관계는 다음과 같이 쓸 수 있다.
만약에 상기한 (4)식의 좌우변이 모두 0이 되게 하려면 다음의 식과 같이 될 것이다. 즉, 버퍼의 충만도를 양자화 파라메터 Q에 의해 발생되는 비트량에 대한 함수 F(Q)로 변환하여 표현하면 상기한 (4)식은 다음과 같이 변환된다.
여기에서, N은 제어 장치의 컨버젼스(convergence) 속도를 조절하기 위한 상수 파라메터이다.
여기에서, 상기한 (6)식을 다시 정리하면,
과 같이 된다. 따라서, α=(Bi-1-T'(i-1-N)/N이라 놓으면, 상기한 (7)식은 다음과 같이 변환된다.
또한, 상기 (8)식은 다음과 같이 변환할 수가 있다.
그 결과, 상기한 (9)식으로 부터 양자화 파라메터 Q를 쉽게 구할 수가 있다.
다른한편, 전술한 (5)식으로 되돌아가 양자화 파라메터 Q에 의한 비트 발생량을 의미하는 함수 F(Q)를 구하는 방법에 대하여 살펴본다.
먼저, 발생율 왜곡(rate_distortion) 이론에 따르면, 발생율(rate)은 가우시안(gaussian) 모델의 분포를 갖는 입력에 대하여 왜곡(distortion)에 로그(log)적인 관계를 갖는다. 또한, 양자화 파라메터 Q도 왜곡에 선형적인 관계를 갖는다. 따라서, 양자화 파라메터 Q와 발생율과의 관계는 반비례 관계로 모델링될 수 있으므로, 제4도에 도시된 바와같은 형태의 그래프가 될 것이다.
따라서, 양자화 파라메터 Q에 의한 비트 발생율을 의미하는 함수 F(Q)는 다음과 같이 모델링할 수 있다.
그러므로, 상기한 (9)식과 (10)식을 이용하면 새로운 비트 발생율 제어 시스템의 기준 양자화 파라메터 연산 장치에 대한 알고리즘을 얻을 수가 있다.
단, 상기한 (8)식에서 α가 0보다 작아지는 경우 상기 (10)식을 적용할 수 없게 된다. 따라서, 이때에는 α=(Bi-1-T'(i-1-N)/N0에서 B가 T'(i-1-N)보다 큰 경우이므로, 발생량이 지나치게 많은 경우가 되므로 알고리즘은 양자화 파라메터 Q를 최대값으로 놓게 된다.
제2도는 상술한 바와같은 새로운 제어 시스템의 구현을 위해 본 발명에 따라 제안된 부호화 비트 발생율 제어 장치에 대한 개념적인 블럭구성도를 나타낸다. 동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 비트 발생율 제어 장치는 비례상수 계산부(82), 양자화 파라메터 계산부(86) 및 활성도 계산부(88)로 구성된다.
제2도에 있어서, 양자화 파라메터 계산부(86)와 활성도 계산부(88)는 제5도에 도시된 종래 비트 발생율 제어 장치에서의 대응하는 그것들과 유사한 기능을 수행하는 것으로, 양자화 파라메터 계산부(86)가 전술한 (9)식을 이용하여 기준 양자화 파라메터 Q를 계산한다는 점을 제외하고는 실질적으로 동일한 기능을 수행하므로, 중복기재를 피하기 위하여 여기에서의 상세한 기술은 생략한다.
먼저, i번째 매크로 블럭에서 발생한 비트량을 나타내는 Bi는 양자화 파라메터 계산부(86)에 입력됨과 동시에 비례상수 계산부(82)에 입력된다. 또한, 양자화 파라메터 계산부(86)에서 계산된 양자화 파라메터 Q도 활성도 계산부(88)와 비례상수 계산부(82)에 동시에 입력된다.
한편, 비례상수 계산부(82)에서는 양자화 파라메터 계산부(86)에서 출력되는 양자화 파라메터 Q와 이 양자화 파라메터 Q에 의한 각 매크로 블럭의 비트발생량 F(Q)를 입력으로 하여 소정의 연산 과정을 통해 양자화 파라메터 Q_발생율 함수의 비례상수 K값을 계산하여 상기한 양자화 파라메터 계산부(86)에 제공한다.
다음에, 상술한 바와같이 본 발명의 비트 발생율 제어 장치에서 가장 특징적인 부분을 이루는 비례상수 계산부(82)의 연산동작 과정에 대하여 첨부된 제3도를 참조하여 상세하게 설명한다.
제3도는 상기한 바와같이 양자화 파라메터 Q_발생율 함수의 비례상수 K를 구하기 위한 비례상수 계산부(82)에 대한 블럭도를 나타내며, 동도면에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 비례상수 계산부(82)는 하나의 승산기(822)로 구성할 수 있다.
제3도에 도시된 바와같이, 승산기(822)에서는 제2도에 도시된 양자화 파라메터 계산부(86)에서 출력되는 i번째 매크로 블럭의 양자화 파라메터 Qi와 이 양자화 파라메터 Qi에 따라 i번째 매크로 블럭에서 발생한 비트량 Fi(Qi)를 곱하여 비례상수 K를 산출하며, 이와같이 산출된 비례상수 K값, 즉 최종적으로 해당되는 한 매크로 블럭의 양자화 파라메터 Q_발생율 함수의 비례상수 K값은 제2도에 도시된 양자화 파라메터 계산부(86)에 제공된다.
그러므로, 양자화 파라메터 계산부(86)에서는 전술한 (9)식과 (10)식을 이용하여 해당 매크로 블럭에 대한 양자화 파라메터 Q를 계산하여 활성도 계산부(88)에 제공하며, 활성도 계산부(88)에서는 상기한 바와같이 계산된 양자화 파라메터 Q에 따라 그 활성도를 고려, 즉 현재 부호화 처리되는 매크로 블럭이 프레임내에서 어느 정도의 활성도를 갖는지를 계산하여 다시 스캐일된 값 mquant가 산출되며, 이와같이 스캐일된 값이 실질적으로 제1도에 도시된 양자화부(30)에서의 양자화 스텝 사이즈를 결정하게 된다.
따라서, 상술한 바와같은 연산 처리 과정을 통해 부호화(양자화)하고자 하는 매크로 블럭의 양자화 스텝 사이즈를 적절하게 조절함으로서 최종 출력되는 영상데이타의 비트 발생율을 영상의 사이즈에 관계없이 채널의 요구에 부응하도록 제어할 수 있다.
이상 설명한 바와같이 본 발명의 비트 발생율 제어 방법에 따르면, 영상의 사이즈에 관계없이(영향을 받지 않음) 채널에서 요구하는 목표에 상응하는 비트 레이트로 비트 발생율을 적응적으로 제어함으로서, 수신측의 복호화 시스템에서 복원 되는 영상의 화질열화를 방지할 수가 있다.

Claims (2)

  1. 현재 처리되는 픽쳐의 목표 비트수와 현재까지 양자화 및 가변길이 부호화된 매크로 블럭의 비트 발생량에 의거하여 양자화 파라메터를 연산하고, 이 연산된 해당 매크로 블럭의 프레임 내에서의 활성도에 따라 산출되는 재스캐일된 값에 의거하여 양자화하고자 하는 매크로 블럭에 대한 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 부호화 비트 발생율 제어 방법에 있어서, 상기 양자화 및 가변길이 부호화된 현재까지 매크로 블럭의 비트 발생량에 의거하여 각 매크로 블럭의 비트 발생량에 대한 양자화 파라메터 비트 발생율 함수의 비례상수를 산출하고, 상기 양자화 파라메터와 상기 양자화 파라메터에 따라 생성되는 비트 발생율에 의거하여 최종 비례상수를 계산하며, 상기 최종 비례상수를 참조하여 상기 양자화 파라메터를 연산하고, 상기 양자화 파라메터에 대한 발생율 함수는, 다음과 같이 계산되고,
    여기에서, α=(Bi-1-T'(i-1-N)/N으로 치환하면, 상기 양자화 파라메터는 다음과 같이 계산되며,
    상기 발생율 함수의 비례상수는, 다음과 같이 계산되고,
    상기 식에서 Bi-1는 현재까지 발생된 비트량이고, T'는 매크로 블럭의 목표 비트수이며, N은 제어 장치의 컨버젼스 속도를 조절하기 위한 상수인 부호화 비트 발생율 제어 방법.
  2. 현재 처리되는 픽쳐의 목표 비트수와 현재까지 양자화 및 가변길이 부호화된 매크로 블럭의 비트 발생량에 의거하여 양자화 파라메터를 연산하는 수단과, 이 연산된 해당 매크로 블럭의 프레임 내에서의 활성도에 따라 산출되는 재스캐일된 값에 의거하여 양자화하고자 하는 매크로 블럭에 대한 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 수단을 갖는 부호화 비트 발생율 제어 장치에 있어서, 상기 제어장치는, i번째 매크로 블럭의 양자화 파라메터값과 이 양자화 파라메터에 의해 발생하는 상기 i번째 매크로 블럭의 비트 발생량을 승산하여 비례상수를 생성하는 승산기를 더 포함하며, 상기 양자화 파라메터 연산 수단은, 상기 승산기를 통해 생성된 비례상수를 참조하여 상기 매크로 블럭에 대한 양자화 파라메터를 연산하는 것을 특징으로 하는 부호화 비트 발생율 제어 장치.
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