KR100230838B1 - The image encoder - Google Patents
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Abstract
본 발명의 영상부호기는 프레임 메모리(20); 감산기(22); 이산여현 변환기(DCT : 23); PTS 벡터양자화기(24); 역양자화기(IPTS VQ : 25); 역이산여현 변화기(IDCT : 26); 가산기(27); 적어도 2개 이상의 움직임 보상부(28-1,28-2,28-3); 상관도 계산부(21); 상기 상관도 계산부(21)의 출력에 따라 상기 다수개의 움직임 보상부의 출력중 하나를 선택하는 움직임 보상 선택부(29)로 구성되어 영상을 부호화한다.The image encoder of the present invention includes a frame memory 20; A subtractor 22; Discrete Cosine Converter (DCT: 23); A PTS vector quantizer 24; Inverse quantizer (IPTS VQ: 25); Inverse discrete cosine transformer (IDCT: 26); Adder 27; At least two or more motion compensators 28-1, 28-2, 28-3; A correlation calculator 21; A motion compensation selecting unit 29 selects one of the outputs of the plurality of motion compensation units according to the output of the correlation calculator 21 to encode an image.
Description
제1도는 종래의 영상 부호기를 도시한 블록도.1 is a block diagram showing a conventional video encoder.
제2도는 본 발명에 따른 영상 부호기를 도시한 블록도.2 is a block diagram showing a video encoder according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 20 : 프레임 메모리 11, 22 : 감산기10, 20: frame memory 11, 22: subtractor
12, 23 : 이산여현 변환기 13, 24 : 양자화기12, 23: discrete cosine converter 13, 24: quantizer
14 : 가변길이 부호기 15, 25 : 역양자화기14: variable length encoder 15, 25: inverse quantizer
16, 26 : 역이산여현 변환기 17, 27 : 가산기16, 26: inverse discrete cosine converter 17, 27: adder
18, 28-1∼28-3 : 움직임 보상부 21 : 상관도 계산부18, 28-1 to 28-3: motion compensation unit 21: correlation calculation unit
29 : 움직임 보상 선택부29: motion compensation selection unit
본 발명은 영상부호기에 관한 것으로 특히, 다수의 움직임 보상기를 구비한 영상부호기에 관한 것이다.The present invention relates to an image encoder, and more particularly, to an image encoder having a plurality of motion compensators.
일반적으로 영상 부호기는 제1도에 도시된 바와 같이, 영상신호를 프레임단위로 저장하고 있는 프레임 메모리(10); 상기 프레임 메모리(10)의 현재 프레임과 움직임 보상된 이전 프레임과의 차를 출력하는 감산기(11); 상기 감산기(11)의 출력을 입력받아 이산여현 변환하는 이산여현 변환기(12); 상기 이산여현 변환기(12)의 출력을 양자화하는 양자화기(13); 상기 양자화기(13)의 출력을 입력받아 허프만 테이블에 의해 가변길이로 부호화하는 가변길이 부호기(14); 상기 양자화기(13)의 출력을 역양자화하는 역양자화기(15); 상기 역양자화기의 출력을 입력받아 역이산여현 변환하는 역이산여현 변환기(16); 상기 역이산여현 변환된 이전 프레임의 데이터와 움직임 보상된 영상을 가산하는 가산기(17); 상기 가산기(17)의 출력을 입력받아 이전 프레임을 저장하고 현재 프레임의 영상과 이전 프레임의 영상을 비교하여 움직임 벡터를 추정한 후 이에 따라 움직임 보상된 영상을 출력하는 움직임 보상부(18)로 구성되어 있다.In general, an image encoder includes a frame memory 10 for storing an image signal in units of frames, as shown in FIG. A subtractor 11 for outputting a difference between a current frame of the frame memory 10 and a previous frame that is motion compensated; A discrete cosine converter (12) for receiving the output of the subtractor (11); A quantizer 13 for quantizing the output of the discrete cosine converter 12; A variable length encoder (14) receiving the output of the quantizer (13) and encoding the variable length by a Huffman table; An inverse quantizer 15 for inversely quantizing the output of the quantizer 13; An inverse discrete cosine converter for receiving the output of the inverse quantizer and inverse discrete cosine transform; An adder (17) for adding data of the inverse discrete cosine transformed image and the motion compensated image; The motion compensator 18 receives the output of the adder 17, stores the previous frame, compares the image of the current frame with the image of the previous frame, estimates a motion vector, and outputs a motion compensated image accordingly. It is.
그런데 이와 같이 구성되는 종래의 영상 부호기는 하나의 움직임 보상기(18)를 가지고 있으므로, 움직임 보상이 충분하지 못한 문제점이 있었다.However, since the conventional video encoder configured as described above has one motion compensator 18, there is a problem that the motion compensation is not sufficient.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 가중치를 달리하여 움직임 추정하는 다수개의 움직임 추정기를 이용한 영상 부호기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a video encoder using a plurality of motion estimators for estimating motion with different weights.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 영상신호를 프레임 단위로 저장하고 있는 프레임 메모리; 상기 프레임 메모리의 현재 프레임과 움직임 보상된 이전 프레임과의 차를 출력하는 감산기; 상기 감산기의 출력을 입력받아 이산여현 변환하는 이산여현 변환기; 상기 이산여현 변환기의 출력을 PTS벡터 양자화하는 PTS벡터 양자화기; 상기 PTS벡터 양자화기의 출력을 역양자화하는 역PTS 양자화기; 상기 역 PTS양자화기의 출력을 입력받아 역이산여현 변환하는 역이산여현 변환기; 상기 역이산여현 변환된 이전 프레임의 데이터와 움직임 보상된 영상을 가산하는 가산기; 상기 가산기의 출력을 입력받아 이전 프레임을 저장하고 현재 프레임의 영상과 이전 프레임의 영상을 비교하여 움직임 벡터를 추정한 후 이에 따라 움직임 보상된 영상을 출력하는 적어도 2개 이상의 움직임 보상부; 상기 프레임 메모리로부터 소정의 이전 프레임과의 상관관계를 산출하는 상관도 계산부; 상기 상관도 계산부의 출력에 따라 상기 다수개의 움직임 보상부의 출력중 하나를 선택하는 움직임보상 선택부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an apparatus of the present invention includes a frame memory for storing a video signal in units of frames; A subtractor for outputting a difference between a current frame and a motion compensated previous frame of the frame memory; A discrete cosine converter for receiving the output of the subtractor and performing discrete cosine conversion; A PTS vector quantizer for quantizing PTS vectors of the discrete cosine converter; An inverse PTS quantizer for inversely quantizing the output of the PTS vector quantizer; An inverse discrete cosine transformer for receiving the output of the inverse PTS quantizer and performing inverse discrete cosine conversion; An adder for adding the data of the inverse discrete cosine transformed image and the motion compensated image; At least two motion compensators for receiving the output of the adder, storing a previous frame, comparing the image of the current frame with the image of the previous frame, estimating a motion vector, and outputting a motion compensated image accordingly; A correlation calculator for calculating a correlation with a predetermined previous frame from the frame memory; And a motion compensation selection unit for selecting one of the outputs of the plurality of motion compensation units according to the output of the correlation calculator.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명에 따른 영상 부호기는 제2도에 도시된 바와 같이, 영상신호를 프레임단위로 저장하고 있는 프레임 메모리(20); 상기 프레임 메모리(20)의 현재 프레임과 움직임 보상된 이전 프레임과의 차영상을 출력하는 감산기(22); 상기 감산기(22)의 출력을 입력받아 이산여현 변환하는 이산여현 변화기(DCT : 23); 상기 이산여현 변화기(23)의 출력을 PTS벡터 양자화하는 PTS벡터 양자화기(PTSVQ : 24); 상기 PTS벡터 양자화기(24)의 출력을 역양자화하는 역 PTS양자화기(IPTS VQ : 25); 상기 역 PTS양자화기(25)의 출력을 입력받아 역이산여현 변환하는 역이산여현 변환기(IDCT : 26); 상기 역이산여현 변환된 이전 프레임의 데이터와 움직임 보산된 영상을 가산하는 가산기(27); 상기 가산기(27)의 출력을 입력받아 서로 다른 가중치를 주어 현재 프레임의 영상과 이전 프레임의 영상을 비교하여 움직임 벡터를 추정한 후, 이에 따라 움직임 보상된 영상을 출력하는 적어도 2개 이상의 움직임 보상부(28-1, 28-2, 28-3); 상기 프레임 메모리(20)로부터 소정의 이전 프레임과의 상관관계를 산출하는 상관도 계산부(21); 상기 상관도 계산부(21)의 출력에 따라 상기 다수개의 움직임 보상부의 출력중 하나를 선택하는 움직임보상 선택부(29)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the video encoder according to the present invention includes: a frame memory 20 storing video signals in units of frames; A subtractor 22 for outputting a difference image between a current frame of the frame memory 20 and a previous frame that is motion compensated; A discrete cosine transformer for receiving the output of the subtractor 22 and converting the discrete cosine (DCT: 23); A PTS vector quantizer (PTSVQ) 24 for quantizing the output of the discrete cosine transformer 23 to the PTS vector; An inverse PTS quantizer (IPTS VQ: 25) for inversely quantizing the output of the PTS vector quantizer 24; An inverse discrete cosine transformer for receiving the output of the inverse PTS quantizer 25 and inverse discrete cosine transform (IDCT: 26); An adder (27) for adding the data of the inverse discrete cosine transformed image and the motion-added image; At least two motion compensators for receiving the output of the adder 27 and comparing the image of the current frame with the image of the previous frame to give a different weight to estimate a motion vector, and then output the motion compensated image accordingly. (28-1, 28-2, 28-3); A correlation calculation unit (21) for calculating a correlation with a predetermined previous frame from the frame memory (20); The motion compensator selector 29 selects one of the outputs of the plurality of motion compensators according to the output of the correlation calculator 21.
또한 상기 움직임보상 선택부(29)는 바람직하게 멀티플랙서(mux)로 구현되고, 움직임 보상부(28-1∼28-3)는 가산기(27)의 출력을 입력받아 이전 프레임의 영상을 저장하고 있는 프레임 메모리, 상기 프레임 메모리의 이전 영상과 새로 입력된 현 프레임의 영상을 비교하여 움직임 벡터를 추정하는 움직임 벡터추정기; 상기 추정된 움직임 벡터에 의해 이전 영상을 움직임 보상하는 움직임 보상기로 구성된다.In addition, the motion compensation selection unit 29 is preferably implemented as a multiplexer (mux), the motion compensation unit 28-1 to 28-3 receives the output of the adder 27 and stores the image of the previous frame A motion vector estimator for estimating a motion vector by comparing an image of a current frame and a previous image of the frame memory; And a motion compensator for motion compensating a previous image by the estimated motion vector.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 자세히 설명한다.Next, the operation of the present invention configured as described above will be described in detail.
프레임 메모리(20)는 프레임 단위의 영상을 저장하고 있고, 상관도 계산부(21)는 이전 입력벡터들과 현재 입력벡터의 상관도를 계산한다. 예컨데, 상관도 계산부(21)는 이전에 입력된 99개의 샘플들과 현재의 입력벡터와의 차를 구해 상관관계를 계산한 후, 상관도가 높으면 과거에 높은 가중치를 준 움직임 보상부를 선택하도록 선택신호(MC SEL)를 출력하고, 상관도가 중간이면 중간정도의 가중치를 준 움직임 보상부를 선택하도록 선택신호(MC SEL)를 출력하고, 상관도가 낮으면 과거영상에 낮은 가중치를 준 움직임 보상부를 선택하도록 선택신호(MC SEL)를 출력한다.The frame memory 20 stores an image in a frame unit, and the correlation calculator 21 calculates a correlation between previous input vectors and a current input vector. For example, the correlation calculator 21 calculates a correlation between 99 samples previously input and a current input vector, and calculates a correlation. If the correlation is high, the correlation calculator 21 selects a motion compensation unit having a high weight in the past. Outputs the selection signal MC SEL, and outputs the selection signal MC SEL to select the motion compensation unit with a moderate weight if the correlation is medium, and compensates the motion with low weight to the past image if the correlation is low The select signal MC SEL is outputted so as to select the negative.
움직임 보상 선택부(29)는 상기 상관도 계산부(21)의 출력에 따라 제1 내지 제3움직임 추정부(28-1∼28-3)중에서 하나를 선택하여 감산기(22)와 가산기(27)로 출력하고, 감산기(22)는 프레임 메모리(20)로부터 입력되는 현재 영상에서 선택된 움직임 보상된 영상을 감산하고, 이산여현 변환기(23)는 감산기(22)의 출력을 이산여현 변환한다.The motion compensation selector 29 selects one of the first to third motion estimation units 28-1 to 28-3 according to the output of the correlation calculator 21, and the subtractor 22 and the adder 27. ), The subtractor 22 subtracts the motion compensated image selected from the current image input from the frame memory 20, and the discrete cosine converter 23 converts the output of the subtractor 22 into a discrete cosine.
PTS벡터 양자화기(24)는 이산여현 변환기(23)의 출력 PTS벡터 양자화하여 출력하고, 역 PTS벡터 양자화기(25)는 PTS벡터 양자화기(24)의 출력을 입력받아 역 PTS벡터 양자화하고, 역이산여현 변환기(26)는 역 PTS벡터 양자화기(25)의 출력을 입력받아 역이산여현 변환한다. 그리고 가산기(27)는 역이산여현 변환기(27)의 출력과 움직임 보상된 영상신호를 가산하고, 제1움직임 보상부(28-1)는 이전 프레임에 소정의 큰 가중치를 주어 움직임 보상하고, 제2움직임 보상부(28-2)는 이전 프레임에 소정의 보통 가중치를 주어 움직임 보상하고, 제2움직임 보상부(28-3)는 이전 프레임에 소정의 작은 가중치를 주어 움직임 보상한다.The PTS vector quantizer 24 quantizes and outputs the output PTS vector of the discrete cosine transformer 23, and the inverse PTS vector quantizer 25 receives the output of the PTS vector quantizer 24 to quantize the inverse PTS vector, The inverse discrete cosine transformer 26 receives the output of the inverse PTS vector quantizer 25 and performs inverse discrete cosine transform. The adder 27 adds the output of the inverse discrete cosine converter 27 and the motion compensated video signal, and the first motion compensator 28-1 gives a large weight to the previous frame to compensate for the motion. The motion compensation unit 28-2 compensates the motion by giving a predetermined normal weight to the previous frame, and the second motion compensation unit 28-3 gives motion compensation by giving a small weight to the previous frame.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 과거 영상에 서로 다른 가중치를 주어 움직임 보상하는 다수개의 움직임 보상기를 구비하고 있다가 입력벡터의 상관도에 따라 해당 움직임 보상기를 선택하여 움직임 보상함으로써 최적의 움직임 보상을 가능하게 하는 효과가 있다.As described above, the present invention includes a plurality of motion compensators for compensating for motion by giving different weights to past images. It's effective.
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| KR1019950032558A KR100230838B1 (en) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | The image encoder |
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