KR100244855B1 - Bit control method of region encoding - Google Patents

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KR100244855B1
KR100244855B1 KR1019970000571A KR19970000571A KR100244855B1 KR 100244855 B1 KR100244855 B1 KR 100244855B1 KR 1019970000571 A KR1019970000571 A KR 1019970000571A KR 19970000571 A KR19970000571 A KR 19970000571A KR 100244855 B1 KR100244855 B1 KR 100244855B1
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    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
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Abstract

본 발명은 관심영역과 그 이외의 영역에 대한 영상정보가 영역별 관심도에 따라 다른 비트수로 부호화되어 전송로쪽으로 정확하게 전송시킬 수 있는 차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a region-coded bit number control method for a differential encoder, in which image information on a region of interest and other regions is encoded with a different number of bits according to the region-specific interest, and thus can be accurately transmitted to a transmission path.

이를 위하여, 본 발명에 따른 차등 부호화기용 영역별 비트 수 제어방법은 영상정보를 동일한 밝기의 화소들을 포함하는 다수의 영역으로 분리하는 제1 단계와, 현재 부호화될 영역의 영상정보가 관심영역의 영상정보인지를 판단하는 제2 단계와, 전송로와 접속된 버퍼의 잔여 저장영역의 크기를 검출하는 제3 단계와, 현재 부호화될 영역의 영상정보가 관심영역인가의 여부와 버퍼의 잔여 저장영역의 크기에 따라 현재 부호화될 영역에 대한 양자화 파라메타를 가변하는 제4 단계를 포함한다.To this end, according to the present invention, a method for controlling the number of bits per region for a differential encoder according to the present invention includes separating the image information into a plurality of regions including pixels having the same brightness, and the image information of the region to be currently encoded is the image of the region of interest. A second step of determining whether the information is information; a third step of detecting the size of the remaining storage area of the buffer connected to the transmission path; whether image information of the area to be currently encoded is the region of interest and the remaining storage area of the buffer. And a fourth step of varying the quantization parameter for the region to be currently encoded according to the size.

Description

차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법Method of Controlling the Number of Coded Bits by Region for Differential Encoders

제1도는 본 발명의 실시 예에 따른 영역별 부호화 비트 수 제어방법이 적용된 차등 부호화기의 블럭도.1 is a block diagram of a differential encoder to which the method for controlling the number of encoded bits per region according to an embodiment of the present invention is applied.

제2도는 본 발명의 실시 예에 따른 차등 부호화기의 영역별 부호화 비트 수 제어방법을 설명하는 흐름도.2 is a flowchart illustrating a method for controlling the number of encoded bits for each region of a differential encoder according to an embodiment of the present invention.

제3도는 제1도에 도시된 버퍼의 상태를 나타내는 도면.3 is a diagram showing the state of the buffer shown in FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 세그멘테이션부 12, 14 : 제1 및 제2 코딩부10: segmentation unit 12, 14: first and second coding unit

16 : 버퍼 18 : 관심영역후보 추출기16: buffer 18: region of interest candidate extractor

20 : 인식부 22 : 버퍼 제어기20: recognition unit 22: buffer controller

24 : 데이타 베이스24: database

본 발명은 전송로를 통해 전송될 영상정보를 영역별로 차등 부호화하는 차등 부호화기에 관한 것으로, 특히 영상정보가 영역별로 다른 비트 수로 부호화되도록 제어하는 차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a differential encoder for differentially encoding image information to be transmitted through a transmission path for each region, and more particularly, to a method for controlling the number of encoded bits for a region for a differential encoder for controlling the image information to be encoded with a different number of bits for each region.

통상적으로, 영상정보는 고화질화 되어감에 따라 그 량이 대형화되는 실정이다. 이 대용량의 영상정보는 제한된 대역폭의 전송로를 경유하여 전송되기 곤란하여 전송되기 전에 압축된다. 영상정보를 압축하는 압축 알고리즘에는 여러가지 방식이 사용되고 있으나, 영상정보의 압축율이 가장 뛰어난 차등 부호화 방식으로 구현된 차등 부호화기가 보편적으로 사용되고 있다. 이 차등 부호화기는 영상신호를 밝기 정보가 같은 화소들을 포함하는 다수의 영역들로 구분하고 각 영역의 색(Color) 정보, 윤곽(Contour) 정보 및 움직임(Motion) 정보 등을 부호화 한다. 그리고 차등 부호화기는 부호화된 영상정보를 전송로와 접속된 버퍼를 경유하여 전송로쪽으로 전송한다.In general, the amount of image information becomes larger as the image quality becomes higher. This large amount of video information is difficult to transmit via a limited bandwidth transmission path and is compressed before being transmitted. Various methods are used for a compression algorithm for compressing image information, but a differential encoder implemented by a differential encoding method having the highest compression ratio of image information is commonly used. The differential encoder divides an image signal into a plurality of areas including pixels having the same brightness information, and encodes color information, contour information, and motion information of each area. The differential encoder transmits the encoded image information to the transmission path via a buffer connected to the transmission path.

그러나, 종래의 차등 부호화기는 영역별 색정보와 윤곽정보를 그 영역의 중요도와 무관하게 동일한 비트수로 부호화함으로 관심영역이 아닌 부분들을 관심영역과 동일한 화질로 부호화 할 수 밖에 없었다. 이로 인하여, 종래의 차등 부호화기에 의해 전송로쪽으로 전송되는 관심영역의 영상정보는 수신측에서 고화질로 복원되기는 사실상 불가능하게 된다. 그리고 차등 부호화기와 전송로를 중계하는 버퍼는 영상정보가 관심영역과 그 이외의 영역인가에 따라 다른 비트 수로 부호화될 경우 데이타량이 많은 관심영역의 영상정보를 정확하게 전송로쪽으로 전송할 수 없게 된다. 이는 많은 양의 데이타를 포함하는 관심영역의 영상정보가 버퍼에서 범람하기 때문이다.However, the conventional differential coder encodes the color information and the contour information for each region by the same number of bits irrespective of the importance of the region, thereby encoding portions other than the region of interest with the same image quality as the region of interest. As a result, the image information of the ROI transmitted to the transmission path by the conventional differential encoder is virtually impossible to be restored to the high picture quality at the reception side. In addition, the buffer that relays the differential encoder and the transmission path cannot accurately transmit the image information of the ROI having a large amount of data to the transmission path when the image information is encoded with a different number of bits depending on whether the image information is the ROI and other areas. This is because image information of a region of interest containing a large amount of data overflows from the buffer.

따라서, 본 발명의 목적은 관심영역과 그 이외의 영역에 대한 영상정보가 영역별 관심도에 따라 다른 비트수로 부호화되어 전송로쪽으로 정확하게 전송시킬 수 있는 차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of controlling the number of encoded bits per region for a differential encoder, in which image information about a region of interest and other regions is encoded with a different number of bits according to the region-specific interest, and thus can be accurately transmitted to a transmission path. Is in.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 차등 부호화기용 영역별 비트 수 제어방법은 영상정보를 동일한 밝기의 화소들을 포함하는 다수의 영역으로 분리하는 제1 단계와, 현재 부호화될 영역의 영상정보가 관심영역의 영상정보인지를 판단하는 제2 단계와, 전송로와 접속된 버퍼의 잔여 저장영역의 크기를 검출하는 제3 단계와, 현재 부호화될 영역의 영상정보가 관심영역인가의 여부와 버퍼의 잔여 저장영역의 크기에 따라 현재 부호화될 영역에 대한 양자화 파라메타를 가변하는 제4 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method of controlling the number of bits per region for a differential encoder of the present invention includes a first step of dividing image information into a plurality of regions including pixels having the same brightness, and image information of a region to be currently encoded. A second step of determining whether the area is image information, a third step of detecting a size of the remaining storage area of the buffer connected to the transmission path, whether the image information of the area to be currently encoded is a region of interest and the remaining of the buffer And a fourth step of varying the quantization parameter for the region to be currently encoded according to the size of the storage region.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부 도면을 참조한 다음의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention other than the above objects will become apparent from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 제1도 내지 제3도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

제1도에는 본 발명의 실시 예에 따른 영역별 부호화 비트 수 제어방법이 적용된 차등 부호화기가 도시되어 있다. 제1도에 있어서, 차등 부호화기는 입력라인(11)으로부터 영상신호를 입력하는 세그멘테이션(Segmentation)부(10)와, 이 세그멘테이션부(10)에 공통적으로 접속된 제1 및 제2 코딩(Coding)부(12,14)와, 이 코딩부들(12,14)로부터의 부호화된 신호를 전송로(19)쪽으로 전송하기 위한 버퍼(16)를 구비한다. 세그멘테이션부(10)는 입력라인(11)으로부터의 영상신호를 동일한 색정보를 가지는 화소들을 포함하는 다수의 영역들로 분할하여 그 영역들에 대한 윤곽정보, 색정보 및 움직임 정보 등을 발생한다. 이 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보는 제1 노드(13)를 경유하여 제1 및 제2 코딩부(12,14)에 공급된다. 제1 코딩부(12)는 제1 노드(13)로부터의 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보 중 배경에 관한 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보를 비교적 적은 비트수로 부호화한다. 한편, 제2 코딩부(14)는 제1 노드(13)로부터의 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보 중 관심영역에 관한 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보를 비교적 많은 비트수로 부호화한다. 이들 제1 및 제2 코딩부(12,14)는 제1 노드(13)로부터의 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보가 관심영역 또는 그 이외의 영역인가에 따라 선택적으로 구동된다. 즉, 제1 코딩부(12)는 제1 노드(13)로부터의 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보가 관심영역에 관한 것이 아닌 경우에 그리고 제2 코딩부(14)는 제1 노드(13)로부터의 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보가 관심영역에 관한 것인 경우에 각각 구동된다. 결국, 제2 코딩부(14)는 관심영역의 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보에 많은 비트수를 할당하여 관심영역의 영상정보가 배경영역에 비해 고화질을 유지하도록 한다. 버퍼(16)는 제1 및 제2 코딩부(12,14)로부터의 부호화된 영상정보를 일시적으로 저장한 다음 전송로(19)쪽으로 전송한다.1 is a differential encoder to which the method for controlling the number of encoded bits per region according to an exemplary embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, a differential encoder includes a segmentation unit 10 for inputting a video signal from an input line 11, and first and second codings commonly connected to the segmentation unit 10. In FIG. And a buffer 16 for transmitting the coded signals from the coding units 12 and 14 to the transmission path 19. The segmentation unit 10 divides the image signal from the input line 11 into a plurality of areas including pixels having the same color information to generate contour information, color information, motion information, and the like for the areas. This color information, motion information and contour information are supplied to the first and second coding units 12 and 14 via the first node 13. The first coding unit 12 encodes the color information, the motion information, and the contour information of the background among the color information, the motion information, and the contour information from the first node 13 with a relatively small number of bits. Meanwhile, the second coding unit 14 encodes the color information, the motion information, and the contour information of the region of interest among the color information, the motion information, and the contour information from the first node 13 with a relatively large number of bits. These first and second coding units 12 and 14 are selectively driven depending on whether the color information, motion information and contour information from the first node 13 are in the ROI or other regions. That is, when the color information, motion information, and the contour information from the first node 13 are not related to the ROI, and the second coding unit 14 determines the first node 13. The color information, the motion information and the contour information from the data are driven when they relate to the ROI. As a result, the second coding unit 14 allocates a large number of bits to the color information, the motion information, and the contour information of the ROI, so that the image information of the ROI can be maintained in a higher quality than the background region. The buffer 16 temporarily stores the encoded image information from the first and second coding units 12 and 14 and then transmits the encoded image information toward the transmission path 19.

그리고 차등 부호화기는 제1 노드(13)에 직렬 접속된 관심영역후보 추출기(18), 인식부(20) 및 버퍼 제어기(22)를 추가로 구비한다. 관심영역후보 추출기(18)는 제1 노드(13)로부터의 영역별 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보의 변화상태에 따라 관심영역으로 취급될 수 있는 관심영역후보들을 추출한다. 그리고 관심영역후보 추출기(18)는 그 관심영역후보들에 대한 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보를 인식부(20)에 공급한다. 인식부(20)는 관심영역후보들에 대한 색정보, 움직임 정보 및 윤곽정보를 기준 데이타에 따라 검색하여 현재 입력중인 영역의 영상정보가 관심영역인가를 판단한다. 관심영역의 판단에 사용되는 기준 데이타는 점선으로 표시된 데이타 베이스(24)로부터 인식부(20)에 공급되는 것으로 여러 중요도를 가지는 관심영역들이 존재하는 경우 각 영역에 대한 중요도 정보를 포함하게 된다. 그리고 인식부(20)는 현재 입력중인 영역의 영상정보가 관심영역인가에 따라 상이한 논리상태를 가지는 관심영역 판단신호를 발생한다. 이 관심영역 판단신호는 제2 노드(15)를 경유하여 제1 및 제2 코딩부(12,14)와 버퍼 제어기(22)에 공급된다. 그리고 이 관심영역 판단신호에 의해 제1 및 제2 코딩부(12,14)를 상호 보완적으로 구동시킨다. 또한, 인식부(20)는 현재 입력중인 영역의 영상정보에 대한 중요도 정보를 관심영역 판단신호와 함께 버퍼 제어기(22)에 공급한다. 버퍼 제어기(22)는 관심영역 판단신호와 중요도 정보에 의해 부호화될 영역의 목표예측 비트수를 결정한다. 그리고 버퍼 제어기(22)는 버퍼(16)의 현재상태에 따라 제1 및 제2 코딩부(12,14)에 의해 단위 영상정보가 부호화될 비트수(즉, 양자화 파라메타)를 조절한다. 이 양자화 파라메타는 버퍼 제어기(22)로부터 제3 노드(17)를 경유하여 제1 및 제2 코딩부(12,14)에 공급된다. 그러면, 제1 및 제2 코딩부(12,14)는 현재 입력중인 영역의 영상정보를 이 양자화 파라메타에 해당하는 비트수로 부호화하게 된다. 이 결과, 버퍼(16)는 버퍼 제어기(22)에 의해 최적의 상태로 제어됨과 아울러 영역별 영상정보를 관심영역인가에 따라 비트수를 다르게 할당하여 관심영역의 영상정보를 고화질의 상태로 복원될 수 있도록 부호화하게 된다.The differential encoder further includes a region of interest candidate extractor 18, a recognizer 20, and a buffer controller 22 connected in series with the first node 13. The ROI candidate extractor 18 extracts ROI candidates that can be treated as ROI according to the change state of color information, motion information, and contour information for each region from the first node 13. The ROI candidate extractor 18 supplies color information, motion information, and contour information of the ROI candidates to the recognition unit 20. The recognition unit 20 searches color information, motion information, and contour information of candidate regions of interest according to reference data to determine whether image information of a region currently being input is a region of interest. The reference data used to determine the ROI is supplied from the database 24 indicated by a dotted line to the recognition unit 20, and includes information on importance of each ROI when there are ROIs of various importance. The recognition unit 20 generates an ROI determination signal having a different logical state depending on whether image information of an area currently being input is an ROI. The ROI decision signal is supplied to the first and second coding units 12 and 14 and the buffer controller 22 via the second node 15. The first and second coding units 12 and 14 are complementarily driven by the ROI decision signal. In addition, the recognition unit 20 supplies importance information on the image information of the area currently being input to the buffer controller 22 together with the ROI determination signal. The buffer controller 22 determines the target predicted bit number of the region to be encoded by the ROI determination signal and the importance information. The buffer controller 22 adjusts the number of bits (that is, the quantization parameter) to be encoded by the first and second coding units 12 and 14 according to the current state of the buffer 16. This quantization parameter is supplied from the buffer controller 22 to the first and second coding units 12 and 14 via the third node 17. Then, the first and second coding units 12 and 14 encode the image information of the current input area into the number of bits corresponding to this quantization parameter. As a result, the buffer 16 is optimally controlled by the buffer controller 22, and the image information of the region of interest is restored to a high quality state by allocating the number of bits differently depending on whether the region-specific image information is applied to the region of interest. To be encoded.

제2도에는 제1도에 도시된 차등 부호화기에 적용된 부호화 비트 수 제어방법을 설명하는 흐름도이다. 이 흐름도를 설명하기 전에 먼저 몇가지 용어를 정의하기로 한다.2 is a flowchart illustrating a method of controlling the number of coded bits applied to the differential encoder shown in FIG. Before describing this flowchart, let's define some terms.

bpp_min(ri) : ri영역에 포함된 화소(Pixel)당 최소 부호화 비트 수b pp_min (r i ): Minimum number of encoded bits per pixel included in r i area

bpp_obi(ri) : ri영역에 포함된 화소당 목표 부호화 비트 수b pp_obi (r i ): The number of target coded bits per pixel included in the r i region

Rs : 프레임 스타트 정보, 움직임 정보, 분할정보 등의 보조정보Rs: auxiliary information such as frame start information, motion information, split information

a : 화면간 부호화 블럭(inter block ; 이전 블럭과 현재 블럭 사이에 움직임 보정을 행할 경우의 블럭)a: inter-block coding block (inter block; block in case of motion compensation between previous block and current block)

b : 화면내 부호화 블럭(intra-block ; 현재 블럭 데이타만을 부호화하여 전송하는 경우의 블럭)b: intra-block (intra-block) A block in which only current block data is encoded and transmitted.

Figure kpo00002
영역에 대한 최소 허용화질을 만족시키는데 필요한 전체 비트 수
Figure kpo00002
Total number of bits needed to meet minimum acceptable picture quality for region

Figure kpo00003
영역에 대한 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 전체 비트 수
Figure kpo00003
Total number of bits needed to meet target tolerance for region

Rγi: ri영역을 부호화하는데 사용된 비트 수R γi : Number of bits used to encode r i region

Rt= R/프레임 전송속도 : 프레임당 목표 비트 수(target bits per frame)R t = R / frame rate: target bits per frame

BF_init : 초기 버퍼 상태BF_init: Initial buffer state

Figure kpo00004
: 이전 프레임까지 부호화한 경우의 버퍼상태
Figure kpo00004
: Buffer status when encoding up to previous frame

초당 비트율을 R로 정의하면, 현재 영상에 대한 예측 프레임 비트 수인 Rcur_frame은 다음과 같이 결정된다.If the bit rate per second is defined as R, R cur_frame, which is the number of prediction frame bits for the current video, is determined as follows.

Rcur_frame= (BF_init - BF_pre) + Rt------------------(식1)R cur_frame = (BF_init-BF_pre) + R t ------------------ (Equation 1)

즉, 현재 프레임당 사용할 수 있는 예측 비트 수는 초기 버퍼 상태에서 이전 프레임까지의 버퍼의 상태를 뺀 값에 목표 프레임 전송속도를 더한 값이 된다. 따라서, 실제 현재 프레임에서 각 블럭 데이타의 DCT 계수를 부호화하는데 사용 가능한 비트 수는 아래 식과 같이 표시된다.That is, the number of prediction bits available per current frame is a value obtained by subtracting the state of the buffer from the initial buffer state to the previous frame plus the target frame rate. Therefore, the number of bits available for encoding the DCT coefficient of each block data in the actual current frame is represented by the following equation.

Rcur_frame_dct=Rt+ (BF_init - BF_pre) - Rs -----------(식2)R cur_frame_dct = R t + (BF_init-BF_pre)-Rs ----------- (Equation 2)

다음으로, 제2도에 도시된 흐름도를 제1도에 도시된 차등 부호화기와 결부시켜 설명하기로 한다. 먼저, 제30 단계에서, 버퍼 제어기(22)는 상기 (식2)에 의해 현재 프레임에서 각 영역 데이타의 DCT 계수를 부호화하는데 사용 가능한 비트 수(Rcur_frame_dct)를 결정한다. 그리고 버퍼 제어기(22)는 현재 부호화될 영역이 관심영역인지를 나타내는 관심영역 판단신호를 인식부(20)로부터 입력하고(제32 단계), 아울러 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 중요도 정보(Mr)를 인식부(20)로부터 입력한다(제34 단계). 여기서, 중요도 정보(Mr)는 Mγ1〉Mγ2〉…〉Mγi〉…〉Mγn중 Mγi의 값을 가지는 중요도 정보가 입력되었다고 한다. 또한, 버퍼 제어기(22)는 관심영역 판단신호와 중요도 정보(Mγi)를 이용하여 ri영역에 대한 목표 예측 비트 수(bppobj(ra i)_cur)를 다음 (식3)에 의해 산출한다(제36 단계).Next, the flowchart shown in FIG. 2 will be described in conjunction with the differential encoder shown in FIG. First, in a thirtieth step, the buffer controller 22 determines the number of bits (R cur_frame_dct ) that can be used to encode DCT coefficients of the area data in the current frame by the above equation (2). In addition, the buffer controller 22 inputs a region of interest determination signal indicating whether the region to be currently encoded is the region of interest from the recognizer 20 (step 32), and the importance information about the region to be currently encoded r i . M r ) is input from the recognition unit 20 (step 34). Here, the importance information M r is expressed as M γ 1 > M γ 2 . 〉 M γi 〉 It is said that importance information having a value of M γ i is input among M γ n . In addition, the buffer controller 22 calculates r i region can target prediction bits for (bpp obj (r a i) _cur) using a region of interest determination signal and the priority information (M γi) by the following equation (3) (Step 36).

Figure kpo00005
Figure kpo00005

여기서 (·)_cur는 현재 프레임의 영역(·)을 표시하고, (·)_pre는 이전 프레임의 영역(·)을 나타낸다.Here, (_) _ cur represents the area (·) of the current frame, and (·) _pre represents the area (·) of the previous frame.

그리고 버퍼 제어기(22)는 버퍼(16)에 데이타가 저장된 상태(즉, 현재 버퍼의 상태)를 파악한다 (제38 내지 제42 단계). 이를 상세히 하면, 버퍼 제어기(22)는 제3도에 도시된 바와 같이 버퍼(16)에 데이타가 저장될 수 있는 잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain)가 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수(min_sp_ri)와 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) 사이의 값 (제38 단계), 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) 보다 큰 값 (제40 단계), 또는 최소 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(min_sp_ri) 보다 작은 값 (제42 단계)을 가지는가를 판단한다. 제40 단계에서 잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain)가 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) 보다 큰 경우, 즉 잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain)가 제3도에서의 max 레벨 이상의 크기를 가지는 경우에 버퍼 제어기(22)는 현재 부호화될 영역(ri)에 대하여 목표 허용화질을 만족하도록 화소당 비트 수를 할당하고도 버퍼(16)상에 저장영역의 비트 수가 남는다고 판단한다. 이 때, 버퍼 제어기(22)는 제1 및 제2 코딩부(12,14)에 공급될 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 양자화 파라메타(QP)의 값을 낮추어 화소당 부호화 비트 수를 증가시킴으로써 현재 영역의 영상정보가 고화질을 유지하도록 한다 (제44 단계). 이 양자화 파라메타(QP)는 다음의 (식4)에 의해 산출된다.The buffer controller 22 determines the state in which data is stored in the buffer 16 (that is, the state of the current buffer) (steps 38 to 42). In detail, the buffer controller 22 determines that the number of bits Ri_remain of the remaining storage area in which data can be stored in the buffer 16 as shown in FIG. 3 satisfies the minimum allowable quality min_sp_r i. ) And a value between the number of bits needed to satisfy the target tolerance (max_sp_r i ) (step 38), a value larger than the number of bits required to satisfy the target tolerance (max_sp_r i ) (step 40), or the minimum acceptable quality. It is determined whether it has a value (step 42) smaller than the number of bits min_sp_r i required to satisfy. When the number of bits Ri_remain of the remaining storage area is greater than the number of bits max_sp_r i required to satisfy the target permissible quality in step 40, that is, the number of bits Ri_remain of the remaining storage area is greater than or equal to the max level in FIG. In the case of having a size, the buffer controller 22 determines that the number of bits of the storage area remains on the buffer 16 even after allocating the number of bits per pixel to satisfy the target permissible picture quality for the region r i to be currently encoded. At this time, the buffer controller 22 increases the number of encoded bits per pixel by lowering the value of the quantization parameter QP for the region r i to be currently encoded to be supplied to the first and second coding units 12 and 14. In this case, the image information of the current region is maintained in high quality (step 44). This quantization parameter QP is calculated by the following expression (4).

△QP

Figure kpo00006
k △x ------------------------------(식4)△ QP
Figure kpo00006
k △ x ------------------------------ (Equation 4)

(식4)에서 k는 상수, △x는 여분의 비트를 나타낸다. 그러나, 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 부호화된 정보가 버퍼(16)에 저장될 경우 언더플로우 앨터트(underflow altert) 상태가 된다고 판단되면, 즉 목표 허용화질을 만족하도록 비트를 할당한 경우 버퍼(16)의 상태가 아래 (식5)와 같이 BF_un_alert 될 경우, 즉 버퍼(16)의 잔여 저장영역의 비트 수가 제3도에서의 min 레벨 이하의 크기를 가진다고 판단된 경우에 버퍼 제어기(22)는 스튜핑 비트(stuffing bit)를 삽입하여 BF_un_alert 상태를 벗어나게 한다.In Equation 4, k is a constant and Δx represents an extra bit. However, if it is determined that the encoded information on the region (r i ) to be currently encoded is in the underflow altert state when it is stored in the buffer 16, that is, the bit is allocated to satisfy the target permissible picture quality. When the state of the buffer 16 is BF_un_alert as shown below (Equation 5), that is, when it is determined that the number of bits of the remaining storage area of the buffer 16 has a size less than or equal to the min level in FIG. ) Inserts a stuffing bit to get out of the BF_un_alert state.

Figure kpo00007
Figure kpo00007

(식5)에서 BF_un_alert는 버퍼(16)의 고갈 경고 레벨을 의미한다.In Equation 5, BF_un_alert means the depletion warning level of the buffer 16.

제42 단계에서 잔여 저장영역(Ri_remain)이 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수(min_sp_ri) 보다 작은 경우, 즉 제3도에서의 현재의 버퍼(16)의 잔여 저장영역의 비트 수가 min 레벨 이하의 크기를 가지는 경우에는 현재 부호화될 영역(ri)의 영상정보의 부호화가 생략되도록 한다.If the remaining storage area Ri_remain is smaller than the number of bits min_sp_r i that satisfies the minimum allowable quality in step 42, that is, the number of bits of the remaining storage area of the current buffer 16 in FIG. In the case of having a size, encoding of the image information of the region r i to be currently encoded is omitted.

한편, 제38 단계에서 잔여 저장영역(Ri_remain)이 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수(min_sp_ri)와 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) 사이의 크기를 가지는 경우, 버퍼 제어기(22)는 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 목표 예측 비트 수(bppobj(ra i)_cur)가 "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수(min_sp_ri) + 1"의 값과 "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) + 1"의 값 사이값, "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) + 1" 보다 큰 값, 또는 "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수(min_sp_ri) + 1" 보다 작은 값을 가지는가를 검사한다 (제46 내지 50 단계).On the other hand, when having a size in the range 38 step residual storage (Ri_remain) the number of bits to meet a minimum acceptable image quality (min_sp_r i) and to satisfy the target allows the image quality of Bits (max_sp_r i) is required, the buffer controller (22 ) is (the number of target prediction bits for the r i) (bpp obj (r a i), the current area to be encoded _cur) is "the number of bits in the remaining storage areas (Ri_remain) - number of bits to meet a minimum acceptable image quality (min_sp_r i) The value between + 1 "and the" number of bits of remaining storage (Ri_remain)-number of bits required to satisfy the target tolerance (max_sp_r i ) + 1 "," the number of bits of remaining storage (Ri_remain)-target " A value larger than the number of bits required to satisfy the allowable quality (max_sp_r i + 1 ") or a value smaller than the" number of bits in the remaining storage area (Ri_remain)-the number of bits satisfying the minimum allowable quality (min_sp_r i ) + 1 ". The eggplant is examined (steps 46 to 50).

제46 단계에서 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 목표 예측 비트 수(bppobj(ra i)_cur)가 "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수(min_sp_ri) + 1"의 값과 "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) + 1"의 값 사이값을 가지는 경우, 버퍼 제어기(22)는 요구된 화질을 만족시킬 수 있는 양자화 파라메타(QP)를 산출한다(제52 단계). 그런데 양자화 파라메타(QP)의 값은 미리 주어진 영역에 대한 정보로부터 결정되고 주어진 영역에 대한 정보를 정확하게 알 수 없을 경우에는 주어진 영역에 대한 정보만에 의해 결정되며, 그렇지 않을 경우는 중요도가 다른 여러 영역들의 집합으로부터의 데이타 베이스를 작성하여 초기값으로 사용한다. 만일 진행과정에서 주어진 영역에 대한 특성 및 그에 따른 양자화 파라메타(QP)가 파악되면, 이들 값으로 이전 양자화 파라메타(QP)를 대체하여 사용한다.In step 46, the target prediction bit number bpp obj (r a i ) _cur for the region r i to be currently encoded is “the number of bits of the remaining storage region Ri_remain—the number of bits satisfying the minimum allowable image quality min_sp_r i ) + 1 " and a value between " number of bits of remaining storage Ri_remain-number of bits required to satisfy the target permissible quality max_sp_r i + 1 &quot;, the buffer controller 22 requests A quantization parameter QP capable of satisfying the obtained image quality is calculated (step 52). However, the value of the quantization parameter (QP) is determined from the information on a given area in advance. If the information on a given area is not known accurately, only the information on the given area is determined. Create a database from this set and use it as the initial value. If the characteristics of the given area and the corresponding quantization parameter (QP) are identified in the process, the previous quantization parameter (QP) is substituted for these values.

제48 단계에서 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 목표 예측 비트 수(bppobj(ra i)_cur)가 "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수(max_sp_ri) + 1" 보다 큰 값을 가지는 경우, 버퍼 제어기(22)는 현재 부호화될 영역(ri)에 목표비트로 비트할당을 행하고도 여분의 비트가 남는다고 판단한다. 이 때, 버퍼 제어기(22)는 상기 (식5)에 의해 제1 및 제2 코딩부(12,14)에 공급될 양자화 파라메타(QP)의 값을 산출함으로써 양자화 파라메타(QP)의 값을 낮춘다(제54 단계). 이 결과, 현재 부호화될 영역(ri)의 영상정보는 화소당 많은 비트 수로 부호화되어 고화질을 유지하게 된다.In step 48, the target prediction bit number bpp obj (r a i ) _cur for the region r i to be currently encoded is “the number of bits of the remaining storage region Ri_remain—the number of bits necessary to satisfy the target allowable quality ( When the value is larger than max_sp_r i ) + 1 ", the buffer controller 22 determines that an extra bit remains even after bit allocation is performed with the target bit in the region r i to be encoded. At this time, the buffer controller 22 lowers the value of the quantization parameter QP by calculating the value of the quantization parameter QP to be supplied to the first and second coding units 12 and 14 by Equation 5 above. (Step 54). As a result, the image information of the region r i to be currently encoded is encoded with a large number of bits per pixel to maintain high quality.

제50 단계에서 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 목표 예측 비트 수(bppobj(ra i)_cur)가 "잔여 저장영역의 비트 수(Ri_remain) - 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수(min_sp_ri) + 1" 보다 작은 값을 가지는 경우, 버퍼 제어기(22)는 현재 부호화될 영역(ri)이 목표비트로 비트 할당을 행할 정도로 충분한 저장영역이 남아있지 않는 것으로 판단한다. 이 때, 버퍼 제어기(22)는 현재 부호화될 영역(ri)에 대한 양자화 파라메타(QP)의 값을 증가시켜 버퍼(16)상의 저장 가능한 잔여 비트 수와 양자화 파라메타(QP)의 관계로부터 소요 예상 비트 수를 넘지 않도록 한다 (제56 단계).In step 50, the target predicted bit number bpp obj (r a i ) _cur for the region r i to be currently encoded is “the number of bits Ri of the remaining storage region Ri_remain—the number of bits satisfying the minimum allowable image quality min_sp_r i ) If the value is less than + 1 ", the buffer controller 22 determines that there is not enough storage space left for the region r i to be currently encoded to allocate bits to the target bits. At this time, the buffer controller 22 increases the value of the quantization parameter QP for the region r i to be currently encoded, and thus estimates the required amount from the relationship between the number of remaining bits that can be stored on the buffer 16 and the quantization parameter QP. Do not exceed the number of bits (step 56).

이렇게 결정된 양자화 파라메타에 따라 제1 및 제2 코딩부(12,14)에서 부호화된 영상정보는 대부분 버퍼(16)의 범람을 야기시키지 않게 된다. 즉, 제54 단계에서 산출된 양자화 파라메타에 따라 부호화된 영상정보는 다음 (식6)을 만족시키게 된다.Most of the image information encoded by the first and second coding units 12 and 14 according to the quantization parameter thus determined does not cause flooding of the buffer 16. That is, the image information encoded according to the quantization parameter calculated in step 54 satisfies the following expression (6).

Figure kpo00008
Figure kpo00008

여기서, BF_ov_altert는 버퍼(16)의 범람 경고 레벨을 의미한다.Here, BF_ov_altert means the flood warning level of the buffer 16.

그리고, 버퍼 제어기(22)는 제44, 52, 54, 또는 56 단계에서 결정된 양자화 파라메타(QP)를 제1 및 제2 코딩부(12,14)에 공급하여 제1 또는 제2 코딩부(12,14)에 의해 부호화될 영역(ri)의 영상정보가 부호화되도록 한다(제58 단계). 이어서, 버퍼 제어기(22)는 자체내의 영역 카운트 값(i)이 임계값에 도달하였는가를 검사하여 모든 영역의 영상정보가 부호화되었는가를 판단한다(제60 단계). 제60 단계에서 아직 부호화될 영역이 남아있는 경우, 즉 영역 카운트 값(i)이 임계값에 도달하지 않은 경우에 버퍼 제어기(22)는 영역 카운트 값(i)을 "1" 만큼 가산시킨 다음 제38 단계로 되돌아 간다 (제62 단계). 한편, 제60 단계에서 영역 카운트 값(i)이 임계값에 도달한 경우에 버퍼 제어기(22)는 부호화 동작을 종료하게 된다.The buffer controller 22 supplies the first and second coding units 12 and 14 to the first and second coding units 12 and 14 by supplying the quantization parameter QP determined in steps 44, 52, 54, or 56. In operation 58, the image information of the region r i to be encoded is encoded. Subsequently, the buffer controller 22 checks whether the region count value i in the self has reached a threshold and determines whether image information of all regions has been encoded (step 60). If there is still an area to be encoded in step 60, that is, the area count value i has not reached the threshold, the buffer controller 22 adds the area count value i by "1" and then Return to step 38 (step 62). On the other hand, when the area count value i reaches the threshold in step 60, the buffer controller 22 ends the encoding operation.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차등 부호화기의 영역별 비트 수 제어방법은 영상정보를 영역별 관심도와 버퍼의 상태에 따라 영역별 영상 정보의 부호화 비트 수를 가변시킴으로써, 관심영역의 영상정보가 고화질을 유지하도록 함과 아울러 버퍼의 범람을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 차등 부호화기의 영역별 비트 수 제어방법은 관심영역의 영상정보를 고화질의 상태로 부호화하고 그 부호화된 영상정보를 전송로쪽으로 정확하게 전송할 수 있는 이점을 제공한다.As described above, in the method for controlling the number of bits for each region of the differential encoder according to the embodiment of the present invention, the image information of the region of interest is changed by varying the number of encoding bits of the image information for each region according to the interest of each region and the state of the buffer. It is possible to keep the information high quality and to prevent the overflow of the buffer. Accordingly, the method of controlling the number of bits for each region of the differential encoder according to the embodiment of the present invention provides an advantage of encoding the image information of the ROI in a high quality state and accurately transmitting the encoded image information to the transmission path.

이상과 같이, 본 발명은 제2도에 도시된 실시 예로서 설명되었으나 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment illustrated in FIG. 2, but those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (4)

영상정보를 동일한 밝기의 화소들을 포함하는 다수의 영역으로 분리하는 제1 단계와, 현재 부호화될 상기 영역의 영상정보가 관심영역의 영상정보인지를 판단하는 제2 단계와, 전송로와 접속된 버퍼의 잔여 저장영역의 크기를 검출하는 제3 단계와, 상기 현재 부호화될 영역의 영상정보가 관심영역인가의 여부와 상기 버퍼의 잔여 저장영역의 크기에 따라 상기 현재 부호화될 영역에 대한 양자화 파라메타를 가변하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법.A first step of dividing the image information into a plurality of regions including pixels of the same brightness, a second step of determining whether the image information of the region to be currently encoded is the image information of the region of interest, a buffer connected to the transmission path Detecting a size of the remaining storage area of the variable; varying the quantization parameter for the current area to be encoded according to whether image information of the current area to be encoded is a region of interest and the size of the remaining storage area of the buffer; And a fourth step of controlling the number of encoded bits per region for a differential encoder. 제1항에 있어서, 상기 제3 단계는 상기 버퍼의 잔여 저장영역의 비트 수가 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수와 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수 사이의 값, 목표 허용화질을 만족시키는데 필요한 비트 수 보다 큰 값 및 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수 보다 작은 값들 중 어느 한 값을 가지는 가를 판단하는 것을 특징으로 하는 차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법.The method of claim 1, wherein the third step includes a value between the number of bits for the remaining number of bits in the remaining storage area of the buffer and the number of bits required to satisfy a target allowable quality, and the bits necessary for satisfying a target allowable quality. And determining one of the values larger than the number and smaller than the number of bits satisfying the minimum permissible picture quality. 제2항에 있어서, 상기 버퍼의 잔여 저장영역의 비트 수가 최소 허용화질을 만족시키는 비트 수 보다 작은 경우에 현재 부호화될 영역의 영상정보의 부호화를 생략하는 제5 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법.The method of claim 2, further comprising a fifth step of omitting encoding of image information of a region to be currently encoded when the number of bits of the remaining storage region of the buffer is smaller than the number of bits satisfying a minimum allowable picture quality. A method for controlling the number of encoded bits per region for a differential encoder. 제2항에 있어서, 상기 제3 단계가 상기 현재 부호화될 영역의 영상정보가 관심영역의 영상정보인 경우 그 관심도를 이용하여 상기 현재 부호화될 영역에 대한 목표 예상 비트 수를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차등 부호화기용 영역별 부호화 비트 수 제어방법.3. The method of claim 2, further comprising determining a target expected number of bits for the region to be currently encoded using the degree of interest when the image information of the region to be currently encoded is image information of the region of interest. And a method of controlling the number of encoded bits per region for a differential encoder.
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