KR101359500B1 - 양자화/역 양자화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상부호화/복호화 장치 - Google Patents

양자화/역 양자화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상부호화/복호화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양자화/역 양자화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치에 관한 것이다.
본 발명은 양자화 장치에 있어서, 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 잔차 블록의 주파수 계수를 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화하는 것을 특징으로 하는 양자화 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 영상을 부호화하거나 복호화하는 데 있어서, 사람의 시각 특성을 반영하면서도 양자화 및 역 양자화를 위한 계산을 단순화하여 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
영상, 부호, 복호, 변환, 양자화, 역 양자화, 주파수, 계수, 위치, 테이블

Description

양자화/역 양자화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치{Quantization/Inverse Quantization Apparatus and Method and Video Encoding/Decoding Apparatus Using Same}
본 발명은 양자화/역 양자화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 영상을 부호화하거나 복호화하는 데 있어서, 사람의 시각 특성을 반영하면서도 양자화 및 역 양자화를 위한 계산을 단순화하여 부호화 및 복호화 효율을 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
MPEG(Moving Picture Experts Group)과 VCEG(Video Coding Experts Group)은 기존의 MPEG-4 Part 2와 H.263 표준안보다 우수하고 뛰어난 비디오 압축 기술을 개발하였다. 이 새로운 표준안은 H.264/AVC(Advanced Video Coding)이라 하며, MPEG-4 Part 10 AVC와 ITU-T Recommendation H.264로 공동으로 발표되었다.
이러한 H.264/AVC(이하 'H.264'라 약칭함)에서는 정수형의 이산 코사인 변환(DCT: Discrete Cosine Transform, 이하 'DCT'라 칭함), 변환 블록 크기의 움직임 추정 및 보상(Variable Block Size Motion Estimation and Compensation), 양자화(Quantization), 엔트로피 부호화(Entropy Coding) 등으로 구성되어 있다. 이 중 에서 움직임 추정 및 보상과 DCT 변환 및 역 DCT와 양자화와 역 양자화는 실제로 구현할 때, 계산량이 많고 부가적으로 요구되는 메모리의 크기가 큰 것으로 알려져 있다. 특히, MPEG-4와 비교할 때, 2배의 압축 성능을 지니는 H.264에서는 더욱 많은 계산이 필요하다.
따라서, 양자화와 역 양자화를 하는 과정에서 계산량을 감소시켜 궁극적으로는 동영상의 부호화 또는 복호화를 위한 장치의 구현을 용이하게 하고 구현 비용을 절감할 수 있으며, 동영상 부호화 또는 복호화 효율을 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 요구되는 실정이다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 영상을 부호화하거나 복호화하는 데 있어서, 사람의 시각 특성을 반영하면서도 양자화 및 역 양자화를 위한 계산을 단순화하여 부호화 및 복호화 효율을 향상시키는 데 주된 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 양자화 장치에 있어서, 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 잔차 블록의 주파수 계수를 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화하는 것을 특징으로 하는 양자화 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 양자화 방법에 있어서, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 입력받는 양자화 테이블 입력 단계; 및 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 주파수 계수를 양자화하되, 양자화 테이블을 이용하여 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호를 계산하는 양자화 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자화 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 역 양자화 장치에 있어서, 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 양자화된 잔차 블록의 주파수 계수를 역 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화하는 것을 특징으로 하는 역 양자화 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 역 양자화 방법에 있어서, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 입력받는 양자화 테이블 입력 단계; 및 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 양자화된 잔차 블록의 주파수 계수를 역 양자화하되, 양자화 테이블을 이용하여 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호를 역 양자화하여 역 양자화된 주파수 계수를 계산하는 역 양자화 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역 양자화 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 부호화하는 장치에 있어서, 영상의 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측부; 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 잔차 블록을 생성하는 감산부; 잔차 블록을 주파수 영역으로 변환 하는 변환부; 변환된 잔차 블록을 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화하는 양자화부; 및 양자화된 잔차 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 복호화하는 장치에 있어서,비트스트림을 복호화하여 잔차 블록을 추출하는 복호화부; 추출된 잔차 블록을 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 역 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화하는 역 양자화부; 역 양자화된 잔차 블록을 시간 영역으로 역 변환하는 역 변환부; 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측부; 및 예측 블록에 역 변환된 잔차 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 영상을 부호화하거나 복호화하는 데 있어서, 사람의 시각 특성을 반영하면서도 양자화 및 역 양자화를 위한 계산을 단순화하여 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 영상을 구성하는 프레임들을 나타낸 예시도이다.
영상을 부호화하는 기법은 다양한데, 대표적으로 영상을 화소 단위로 분할하여 화소 단위로 부호화할 수도 있고 영상을 블록 단위로 분할하여 블록 단위로 부호화할 수도 있다. 블록 단위로 부호화하는 경우, 영상을 구성하는 여러 프레임 중 부호화하고자 하는 하나의 프레임은 매크로블록과 매크로블록을 구성하는 서브블록 등으로 나누어질 수 있으며, 나누어진 블록 단위로 예측되고 부호화가 수행된다.
통상적으로 영상은 1초 동안에 30장의 프레임으로 구성되므로, 하나의 프레임과 이웃한 프레임 간에는 프레임 간의 영상의 차이가 작기 때문에, 인간의 눈으로 그 차이를 구분하기가 매우 어렵다. 그로 인해, 영상이 1초 동안에 30장의 프레임으로 출력되면, 인간은 각 프레임이 연속적인 것으로 인식한다.
따라서, 이전 프레임과 현재 프레임의 영상이 유사하다면, 이전 프레임을 구성하고 있는 이미 알고 있는 영상의 화소값으로부터 현재 프레임의 미지의 화소값을 예측할 수 있다. 이와 같은 예측 기법을 인터 예측(Inter Prediction)이라 한다. 이러한 인터 예측은 움직임 예측(Motion Prediction) 기술을 기반으로 이루어진다. 움직임 예측은 시간 축을 기준으로 이전 프레임을 참조하거나 이전 프레임과 미래 프레임을 모두 참조하는 방식으로 수행된다. 현재 프레임을 부호화하거나 복 호화하는데 참조되는 프레임을 참조 프레임(Reference Frame)이라고 한다.
도 1을 참조하면, 영상은 일련의 정지 영상(Still Image)으로 구성되어 있다. 이 정지 영상들은 픽쳐 그룹(GOP: Group of Picture) 단위로 구분되어 있다. 각 정지 영상을 프레임이라 한다. 하나의 픽쳐 그룹에는 I 프레임(110), P 프레임(120), B 프레임(130)이 포함되어 있다. I 프레임(110)은 참조 프레임을 사용하지 않고 자체적으로 부호화되는 프레임이며, P 프레임(120)과 B 프레임(130)은 참조 프레임을 사용하여 움직임 추정 및 보상을 수행하여 부호화되는 프레임이다. 특히, B 프레임(130)은 과거의 프레임과 미래의 프레임을 각각 순방향 및 역방향 즉, 양방향으로 예측하여 부호화되는 프레임이다.
또한, 동일한 프레임 내에서 화소들 간의 상관 관계를 이용하여 다음 화소를 예측할 수 있는데, 이를 인트라 예측(Intra Prediction)이라 한다. 인트라 예측의 경우에는 부호화하고자 하는 최적의 예측 모드에 의해 정해지는 예측 방향에 따라 현재 블록의 각 화소의 화소값을 이전에 부호화되고 현재 블록의 주변에 있는 주변 블록의 인접 화소를 이용하여 예측한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(200)는 영상을 부호화하는 장치로서, 예측부(210), 감산부(220), 변환부(230), 양자화부(240) 및 부호화부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 영상 부호화 장치(200)는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노 트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 부호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.
예측부(210)는 영상의 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성한다. 즉, 예측부(210)는 인트라 예측(Intra Prediction) 또는 인터 예측(Inter Prediction) 등을 이용하여 영상에서 부호화하고자 하는 현재 블록(Current Block)을 예측함으로써 예측 화소값(Predicted Pixel Value)을 각 화소의 화소값으로 갖는 예측 블록(Predicted Block)을 생성한다.
감산부(220)는 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 잔차 블록(Residual Block)을 생성한다. 즉, 감산부(220)는 현재 블록의 각 화소의 원 화소값(Original Pixel Value)과 예측 블록의 각 화소의 예측 화소값의 차이값을 계산하여 잔차 신호(Residual Signal)를 갖는 잔차 블록을 생성한다.
변환부(230)는 잔차 블록을 주파수 영역으로 변환한다. 즉, 변환부(130)는 감산부(220)에 의해 생성된 잔차 블록을 주파수 영역으로 변환하여 주파수 계수를 갖는 잔차 블록을 생성한다. 여기서, 변환부(330)는 하다마드 변환(Hadamard Transform), 이산 코사인 변환 기반 변환(Discrete Cosine Transform Based Transform) 등과 같은 시간축의 화상 신호를 주파수축으로 변환하는 다양한 변환 기법을 이용하여 잔차 신호를 주파수 영역으로 변환할 수 있는데, 주파수 영역으로 변환된 잔차 신호가 주파수 계수가 된다.
양자화부(240)는 변환부(230)에 의해 주파수 영역으로 변환된 잔차 신호를 갖는 잔차 블록을 양자화(Quantization)한다. 여기서, 양자화부(240)는 변환된 잔차 블록을 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization, 이하 'DZUTQ'라 칭함)를 이용하여 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수(QP: Quantization Parameter)를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화한다. 양자화부(240)가 잔차 블록을 양자화하는 과정에 대해서는 후술하는 과정에서 도 3을 통해 상세히 설명한다.
부호화부(250)는 양자화부(240)에 의해 양자화된 잔차 블록의 주파수 계수들을 부호화하여 비트스트림을 생성한다. 이러한 부호화 기술로서는 엔트로피 부호화(Entropy Encoding) 기술이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않고 다른 다양한 부호화 기술이 사용될 수도 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양자화 장치는 도 2를 통해 전술한 영상 부호화 장치(200)에서는 양자화부(240)로 구현될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 양자화 장치를 양자화부(240)라 칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양자화부(240)는 전술한 바와 같이, DZUTQ를 이 용하여 잔차 블록의 주파수 계수를 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화한다.
H.264에서는 매크로블록(Macroblock)마다 양자화 계수를 설정하여 양자화 단계(Qstep: Quantization Step)를 제어한다. H.264에서 양자화 계수는 0에서 51까지의 값을 가질 수 있으며, 각 양자화 계수에 따른 '0'이 아닌 양자화 단계는 일정한 값으로 고정된다. 예를 들어, 양자화 계수가 '0'인 경우 양자화 단계는 0.625의 값을 가지며, 양자화 계수가 6씩 증가할 때마다 양자화 단계는 2배로 증가하여, 양자화 계수가 51인 경우 양자화 단계는 224의 값을 갖는다. 이와 같이 양자화 계수를 다양하게 설정함으로써 양자화 단계를 조절하여 부호화를 위한 비트율과 화질의 최적화를 제어할 수 있다.
DZUTQ란 양자화 레벨이 '0'이 되는 데드존(Dead Zone)의 양자화 단계를 제외한 나머지 양자화 단계는 일정하게 유지하여 양자화하는 방식을 말한다. 양자화 계수는 매크로블록마다 변경하여 설정할 수 있는데, DZUTQ의 경우에는 주파수 계수의 위치에 관계없이 모두 동일한 값으로 설정되는 양자화 계수를 이용하여 주파수 계수를 양자화한다.
예를 들어, 감산부(220)에서 잔차 블록 'X'을 생성하여 변환부(230)로 전달하면, 변환부(230)는 입력된 잔차 블록 'X'의 각 잔차 신호를 수학식 1과 같이 '코어' 변환(Forward 'Core' Transform)을 이용하여 주파수 영역으로 변환하고 주파수 계수 Wi,j를 생성하여, 양자화부(240)로 전달한다.
Wi,j = CfXCf T
여기서, Cf는 정방향 정수 변환의 행렬을 나타내며, Cf T는 해당 행렬이 전치(Transposition)되었음을 의미한다.
양자화부(240)는 변환부(230)로부터 입력되는 주파수 계수 Wi,j를 포스트 스케일링(Post Scailing)하고 양자화하는데, 이러한 양자화를 통해 생성되는 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))는 수학식 2와 같이 계산된다.
|Zi,j| = ( |Wi,j| × MFi,j(QP%6) + f ) >> (15 + (QP/6) )
sign(Zi,j) = sign (Wi,j)
여기서, Wi,j는 주파수 계수 행렬 W의 각 위치 (i,j)에 따른 주파수 계수를 말하고, MFi,j(QP%6)는 증배 계수(Multiplication Factor)를 말하며, 주파수 변환에서의 포스트 스케일링 계수(Post Scaling Factor)와 양자화 단계가 결합된 고정된 값으로서, QP%6의 값에 따라 표 1과 같이 고정된다. 또한, f는 양자화 과정에서의 반올림(Round)으로 인한 오류와 데드존의 크기를 결정하는 요소로서 예측 블록이 인트라 예측으로 예측된 경우에는 2(15+(QP/6))/3이고, 인트라 예측으로 예측된 경우에 는 215+((QP/6)/6)으로 고정된다. 또한, QP%6은 양자화 계수를 6으로 나눈 나머지를 말하며, QP/6은 양자화 계수를 6으로 나눈 몫을 말하며, '>>'는 이진 우측 이동 연산(Binary Shift Right)을 의미한다.
Figure 112008054015377-pat00001
한편, DZUTQ가 아닌 양자화 가중치 매트릭스(Quantization Weighted Matrix)를 이용한 양자화 방법을 이용하여 잔차 블록의 주파수 계수를 양자화할 수 있다. 양자화 가중치 매트릭스를 이용한 양자화 방법에서는 사람의 시각적인 특성을 고려하여 고주파 성분의 주파수 계수에 대해 저주파 성분의 주파수 계수보다 상대적으로 큰 양자화 단계를 적용하여 양자화한다. 즉, 사람의 눈은 저주파 성분의 화질 열화에는 민감하지만 고주파 성분의 화질 열화에는 민감하지 않다는 특성을 이용하여 고주파 성분을 저주파 성분보다 덜 섬세하게 양자화한다.
양자화 가중치 매트릭스는 표 2와 같이 나타낼 수 있는데, 표 2를 통해 화질 열화에 민감한 저주파 성분에서는 양자화 가중치 매트릭스의 양자화 계수 값이 작고 화질 열화에 민감하지 않은 고주파 성분에서는 양자화 가중치 매트릭스의 양자화 계수 값이 크다는 것을 알 수 있다.
Figure 112008054015377-pat00002
양자화 가중치 매트릭스를 이용하여 양자화하는 과정은 후술하는 바와 같다. 예를 들어, 감산부(220)에서 잔차 블록 'X'을 생성하여 변환부(230)로 전달하면, 변환부(230)는 입력된 잔차 블록 'X'의 각 잔차 신호를 수학식 1과 같이 '코어' 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환하고 주파수 계수 Wi,j를 생성하여, 양자화부(240)로 전달한다.
양자화부(240)는 변환부(230)로부터 입력되는 주파수 계수 Wi,j를 포스트 스케일링하고 양자화하는데, 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))는 수학식 3과 같이 계산된다.
|Zi,j| = ( |Wi,j| × MFi,j(QP%6) / Pi,j + f ) >> (15 + (QP/6) )
sign(Zi,j) = sign (Wi,j)
여기서, Wi,j, MFi,j(QP%6), f, QP%6, QP/6와 '>>'는 수학식 2를 통해 전술한 바와 같고, Pi,j는 양자화 가중치(Quantization Weighted Value)를 말한다. 양자화 가중치란 양자화 가중치 매트릭스에서 기본 양자화 계수에 대한 각 양자화 계수의 비율을 말하며, 표 2에 나타낸 양자화 가중치 매트릭스에서 양자화 계수가 16인 경우 가중치는 1이고 양자화 계수가 24인 경우 가중치는 1.5가 된다.
양자화 가중치 매트릭스를 이용하면 사람의 시각적인 특성을 반영하여 주파수 계수를 양자화할 수 있지만, 수학식 3에 나타낸 바와 같이 양자화 가중치 Pi,j로 증배 계수 MFi,j(QP%6)를 나누는 연산을 추가로 수행해야 하기 때문에 양자화를 위한 계산 복잡도가 증가하고 그에 따라 하드웨어의 구현이 복잡해 질뿐만 아니라 부호화 속도를 저하한다. 이러한 양자화 가중치 매트릭스를 이용한 양자화 방법의 비효율은 후술할 역 양자화 과정에서는 더욱 두드러진다.
양자화 가중치 매트릭스를 이용한 양자화를 통해 달성할 수 있는 사람의 시각적인 특성을 반영하여 양자화하는 장점을 취하면서 DZUTQ의 계산 과정과 유사하게 양자화를 위한 계산을 신속하게 수행할 수 있도록, DZUTQ를 이용하여 주파수 계수를 양자화하되, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화는 방식을 이용할 수도 있다. 여기서, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블은 표 3과 같이 일반화하여 나타낼 수 있다.
Figure 112008054015377-pat00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 양자화 테이블에는 주파수 계수의 위치에 따라 다른 양자화 계수가 배열되는데, 사람이 화질 열화에 민감하게 반응하는 저주파 성분 쪽에는 작은 양자화 계수가 배열되고 사람이 화질 열화에 민감하지 않게 반응하는 고주파 성분 쪽에는 큰 양자화 계수가 배열된다. 표 3에서 QP는 매크로블록의 양자화 계수를 나타내고, () 안의 숫자는 지그재그 스캔((ZigZag Scan)의 순서를 나타낸다.
지그재그 스캔으로 표 3의 양자화 테이블을 스캔한 양자화 계수는 "QP(1), QP(2), QP(3), QP+1(4), QP+1(5), QP+1(6), QP+1(7), QP+1(8), QP+1(9), QP+1(10), QP+2(11), QP+2(12), QP+2(13), QP+3(14), QP+3(15), QP+3(16)"와 같은 순서로 나열된다.
이와 같은 양자화 테이블을 부호화할 때에는 DC 성분의 QP는 매크로블록의 양자화 계수로서 부호화하지 않고 QP+X의 X만을 부호화하여, "0(2), 0(3), 1(4), 1(5), 1(6), 1(7) 1(8), 1(9), 1(10), 2(11), 2(12), 2(13), 3(14), 3(15), 3(16)"와 같이 부호화할 수 있다. 또한, 차동 펄스 부호 변조(DPCM: Differential Pulse Coded Modulation) 방식으로 부호화하면, "0(2), 0(3), 1(4), 0(5), 0(6), 0(7) 0(8), 0(9), 0(10), 1(11), 0(12), 0(13), 1(14), 0(15), 0(16)"와 같이 부호화할 수 있다. 이때, ()의 순서는 부호화하지 않는다. 이러한 양자화 테이블은 시퀀스 파라미터(Sequence Parameter) 또는 픽처 파라미터(Picture Parameter) 등의 형태로 영상 부호화 장치(200)로부터 후술할 영상 복호화 장치로 전송되거나 영상 부호화 장치(200)와 영상 복호화 장치에서 고정되어 사용될 수 있다.
표 3에서 나타낸 양자화 테이블에서 QP가 25인 경우, 양자화 테이블은 표 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008054015377-pat00004
DZUTQ를 이용하여 양자화하되, 전술한 양자화 테이블을 이용하여 양자화하는 과정은 후술하는 바와 같다. 예를 들어, 감산부(220)에서 잔차 블록 'X'을 생성하여 변환부(230)로 전달하면, 변환부(230)는 입력된 잔차 블록 'X'의 각 잔차 신호를 수학식 1과 같이 '코어' 변환('Core' Transform)을 이용하여 주파수 영역으로 변환하고 주파수 계수 Wi,j를 생성하여, 양자화부(240)로 전달한다.
양자화부(240)는 변환부(230)로부터 입력되는 주파수 계수 Wi,j를 포스트 스케일링하고 양자화하는데, 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))는 수학식 4와 같이 계산된다.
|Zi,j| = ( |Wi,j| × MFi,j(QPi,j%6) + f ) >> (15 + (QPi,j/6) )
sign(Zi,j) = sign (Wi,j)
여기서, Wi,j, f와 '>>'는 수학식 2를 통해 전술한 바와 같고, MFi,j(QPi,j%6)는 양자화 테이블의 각 양자화 계수에 따라 결정되는 증배 계수로서, 표 1에서 나타낸 증배 계수 테이블을 이용하여 얻을 수 있다. QPi,j%6은 양자화 테이블에서 각 위치에 대한 양자화 계수(QP)를 6으로 나눈 나머지를 말하며, QPi,j/6은 양자화 테이블에서 각 위치에 대한 양자화 계수를 6으로 나눈 몫을 말한다.
이와 같이, DZUTQ를 이용하여 양자화하되 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화하면, 사람의 시각적인 특성을 고려하여 양자화하면서도 신속한 양자화가 가능하다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 양자화부(240)는 양자화 테이블 입력부(310) 및 양자화 연산부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
양자화 테이블 입력부(310)는 전술한 양자화 테이블을 입력받는다. 양자화 연산부(320)는 DZUTQ를 이용하여 주파수 계수를 양자화하되, 표 1과 같은 증배 계수 테이블에서 입력된 양자화 테이블의 양자화 계수에 따른 증배 계수값을 구해 수학식 4와 같이 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호를 계산한다. 즉, 양자화 연산부(320)는 주파수 계수 Wi,j를 포스트 스케일링하고 양자화하는데 DZUTQ를 이용하여 수학식 4와 같이 양자화한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자화 방법을 설명하기 위한 순서도이 다.
도 2를 통해 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(200)는 영상을 부호화하기 위해, 영상을 매크로블록 또는 서브 블록 단위로 분할하고, 인터 예측 또는 인트라 예측 등의 예측 기법을 이용하여 영상의 현재 블록을 예측하며, 현재 블록과 예측 블록의 차인 잔차 블록을 생성하여 주파수 영역으로 변환한다. 잔차 블록이 주파수 영역으로 변환되면 잔차 블록의 각 잔차 신호는 주파수 계수로서 출력되어 양자화된다.
양자화부(240)는 주파수 계수를 DZUTQ를 이용하여 양자화하는데, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화한다. 이를 위해 양자화부(240)는 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 입력받는다(S410). 이때, 매크로블록의 양자화 계수의 값 QP를 함께 입력받을 수 있다. 즉, 고정된 QP값을 사용하지 않을 경우에는 입력받을 수 있다. 이후, 변환부(230)로부터 주파수 계수 Wi,j가 입력되면 양자화부(240)는 수학식 4와 같이 주파수 계수를 양자화하여 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호를 계산한다(S420).
이 경우, DZUTQ와 같은 간단한 계산을 이용하여 신속하게 양자화하면서도, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호를 계산하기 때문에 사람의 시각적인 특성을 고려한 양자화를 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 영상 부호화 장치(200)에 의해 비트스트림으로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나 케이블, 범용 직렬 버스(USB: Universal Serial Bus) 등의 통신 인터페이스를 통해 영상 복호화 장치로 전송되어 후술하는 영상 복호화 장치에서 복호화되어 영상으로 복원되고 재생될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(500)는 영상을 복호화하는 장치로서, 복호화부(510), 역 양자화부(520), 역 변환부(530), 예측부(540) 및 가산부(550)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 영상 복호화 장치(500)는 도 2를 통해 전술한 영상 부호화 장치(200)와 같이, 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 복호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.
복호화부(510)는 비트스트림을 복호화하여 잔차 블록을 추출한다. 즉, 복호화부(510)는 영상 부호화 장치(300)에 의해 부호화된 영상인 비트스트림을 복호화 하여 영상의 현재 블록에 대한 화소 정보를 포함하고 있는 잔차 블록을 추출한다. 이때의 잔차 블록의 잔차 신호들은 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호를 갖는다.
역 양자화부(520)는 복호화부(510)에 의해 비트스트림으로부터 추출된 잔차블록을 역 양자화(De-quantization)한다. 이때, 역 양자화부(520)는 비트스트림으로부터 추출된 잔차 블록을 DZUTQ를 이용하여 역 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화한다. 역 양자화부(520)가 잔차 블록을 역 양자화하는 과정에 대해서는 후술하는 과정에서 도 6을 통해 상세히 설명한다.
역 변환부(530)는 역 양자화된 잔차 블록을 시간 영역으로 역 변환한다. 즉, 역 변환부(530)는 역 양자화부(520)에 의해 역 양자화된 잔차 블록의 주파수 계수를 하다마드 변환 또는 DCT 기반 변환 등을 이용하여 시간 영역으로 역 변환한다.
예측부(540)는 복호화하고자 하는 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성한다. 이때, 예측 기법으로서는 인터 예측 또는 인트라 예측 등이 이용될 수 있다.
가산부(550)는 예측 블록에 역 변환된 잔차 블록을 가산하여 현재 블록을 복원함으로써 궁극적으로는 원 영상이 복원된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 양자화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역 양자화 장치(600)는 도 5에서 전술한 역 양자화부(520)로 구현될 수 있다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 역 양자 화부(520)라 칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역 양자화부(520)는 DZUTQ를 이용하여 양자화된 잔차 블록의 주파수 계수를 역 양자화하되, 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화한다.
DZUTQ를 이용하여 역 양자화하는 과정은 후술하는 바와 같다. 예를 들어, 복호화부(510)에서 비트스트림으로부터 추출한 잔차 블록이 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 포함하여 역 양자화부(520)에 입력되면, 역 양자화부(520)는 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 프리 스케일링(Pre Scaling)하고 역 양자화하는데, 수학식 5와 같이 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 이용하여 양자화된 주파수 계수 Zi,j를 계산하고 양자화된 주파수 계수 Zi,j를 이용하여 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 계산한다.
Zi,j = sign(Zi,j) × |Zi,j|
Wi,j' = Zi,j × Vi,j(QP%6) << floor (QP/6)
여기서, Vi,j(QP%6)는 스케일링 계수(Scaling Factor)를 말하며, 주파수 역 변환에서 프리 스케일링 요소와 양자화 계수에 따른 양자화 단계를 결합한 고정된 값으로서, QP%6의 값에 따라 표 5과 같이 고정된다. 또한, QP%6은 양자화 계수를 6 으로 나눈 나머지를 말하고, QP/6은 양자화 계수를 6으로 나눈 몫을 말하며, '<<'는 이진 좌측 이동 연산(Binary Shift Right)을 의미하며, floor는 내림(Round Down) 연산을 의미한다.
Figure 112008054015377-pat00005
역 양자화된 주파수 계수 W'i,j가 계산되면, 역 양자화부(520)는 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 역 변환부(530)로 전달하고, 역 변환부(530)는 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 수학식 6과 같이, 역 '코어' 변환(Inverse 'Core' Transform)을 수행함으로써 시간 영역으로 변환하여 결과적으로 역 양자화되고 역 변환된 잔차 블록이 역 변환부(530)로부터 출력된다.
W = Ci TXCi
여기서, Ci는 역 방향 정수 변환의 행렬을 나타내며, Ci T는 해당 행렬이 전치되었음을 의미한다.
한편, DZUTQ가 아닌 양자화 가중치 매트릭스를 이용한 양자화 방법을 이용하여 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 역 양자화하여 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 생성할 수 있다. 이때에도 양자화의 경우와 마찬가지로 표 2에 나타낸 바와 같은 양자화 가중치 매트릭스를 이용하여 사람의 시각적인 특성을 반영하여 역 양자화할 수 있다.
양자화 가중치 매트릭스를 이용하여 역 양자화하는 과정은 후술하는 바와 같다. 예를 들어, 복호화부(510)에서 비트스트림으로부터 추출한 잔차 블록이 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 포함하여 역 양자화부(520)에 입력되면, 역 양자화부(520)는 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 프리 스케일링하고 역 양자화하는데, 수학식 7과 같이 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 이용하여 양자화된 주파수 계수 Zi,j를 계산하고 양자화된 주파수 계수 Zi,j를 이용하여 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 계산한다.
Zi,j = sign(Zi,j) × |Zi,j|
Wi,j' = Zi,j × Pi,j × Vi,j(QP%6) << (floor(QP/6) - 4) … QP/6 ≥ 4인 경우
Wi,j' = (Zi,j × Pi,j × Vi,j(QP%6) + 1 << (3 - QP/6)) >> 4 - QP/6 … QP/6 < 4인 경우
여기서, Vi,j(QP%6), QP%6, QP/6, floor, '<<'는 수학식 5에서 설명한 바와 같고, Pi,j는 표 2를 통해 전술한 양자화 가중치 매트릭스에서 각 주파수 계수의 위치에 따른 가중치를 말하며, '>>'는 이진 우측 이동 연산을 의미한다.
역 양자화된 주파수 계수 W'i,j가 계산되면, 역 양자화부(520)는 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 역 변환부(530)로 전달하고, 역 변환부(530)는 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 수학식 6과 같이, 역 '코어' 변환을 수행하여 시간 영역으로 변환함으로써 결과적으로 역 양자화되고 역 변환된 잔차 블록이 역 변환부(530)로부터 출력된다.
전술한 양자화 가중치 매트릭을 이용한 역 양자화를 위한 수학식인 수학식 7을 DZUTQ를 이용한 역 양자화의 수학식인 수학식 5와 비교하면, 양자화 가중치 매트릭을 이용한 역 양자화에서는, 역 양자화된 주파수 계수 Wi,j'를 계산하기 위해, 가중치 Pi,j를 곱하는 연산을 추가로 수행해야 할 뿐만 아니라, QP/6의 값이 4이상인지 아닌지 여부를 확인하여 그에 따라 다른 계산 과정을 수행해야 하는 계산의 복잡성이 증가한다.
이와 같이, 양자화 가중치 매트릭스를 이용하여 양자화된 주파수 계수를 역 양자화하면, 비록 사람의 시각적인 특성을 고려하여 양자화한 것을 역 양자화할 수 있지만, 수학식 7을 통해 알 수 있듯이, 역 양자화하기 위한 계산이 상당히 복잡해 져서, 궁극적으로는 부호화 또는 복호화를 위한 하드웨어의 구현의 복잡도를 증가시키고 부호화 속도를 저하하여 압축의 효율을 저하한다. 따라서, 양자화 가중치 매트릭스와 같이 사람의 시각적인 특성을 고려할 수 있으면서도 DZUTQ와 같이 계산의 복잡도를 낮출 수 있는 방안이 효율적이다. 이와 같은 방안이 후술하는 바와 같은, DZUTQ를 이용하여 양자화하되, 표 3을 통해 전술한 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화하는 것일 수 있다.
예를 들어, 복호화부(510)에서 비트스트림으로부터 추출한 잔차 블록이 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 포함하여 역 양자화부(520)에 입력되면, 역 양자화부(520)는 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 프리 스케일링하고 역 양자화하는데, 수학식 8과 같이 양자화된 주파수 레벨의 절대값(|Zi,j|)과 부호(sign(Zi,j))를 이용하여 양자화된 주파수 계수 Zi,j를 계산하고 양자화된 주파수 계수 Zi,j를 이용하여 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 계산한다.
Zi,j = sign(Zi,j) × |Zi,j|
Wi,j' = Zi,j × Vi,j(QPi,j%6) << floor(QPi,j/6)
여기서, floor, '<<'는 수학식 5에서 설명한 바와 같고, Vi,j(QPi,j%6)은 양자화 테이블의 각 양자화 계수에 따라 결정되는 스케일링 계수로서, 표 5에서 나타낸 스케일링 계수 테이블을 이용하여 얻을 수 있다. QPi,j%6은 양자화 테이블에서 각 위치에 대한 양자화 계수를 6으로 나눈 나머지를 말하며, QPi,j/6은 양자화 테이블에서 각 위치에 대한 양자화 계수를 6으로 나눈 몫을 말한다.
역 양자화된 주파수 계수 W'i,j가 계산되면, 역 양자화부(520)는 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 역 변환부(530)로 전달하고, 역 변환부(530)는 역 양자화된 주파수 계수 W'i,j를 수학식 6과 같이, 역 '코어' 변환을 수행함으로써 시간 영역으로 변환하여 결과적으로 역 양자화되고 역 변환된 잔차 블록이 역 변환부(530)로부터 출력된다.
수학식 8은 수학식 5와 비교할 때, 양자화 테이블의 양자화 계수 즉, 주파수 위치에 따른 양자화 계수를 사용한다는 점에서 차이가 있다. 따라서, DZUTQ를 이용하여 역 양자화하되 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화하는 방식은, DZUTQ를 이용한 역 양자화 방식과 비교할 때 계산의 복잡도에 거의 차이가 없다. 하지만, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하므로 사람의 시각적인 특성을 고려할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 역 양자화부(520)는 양자화 테이블 입력부(610) 및 역 양자화 연산부(620)를 포함하여 구성될 수 있다.
양자화 테이블 입력부(610)는 표 3을 통해 전술한 양자화 테이블을 입력받는다. 역 양자화 연산부(620)는 DZUTQ를 이용하여 양자화된 잔차 블록의 주파수 계수를 역 양자화하되, 양자화 테이블을 이용하여 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호를 역 양자화하여 역 양자화된 주파수 계수를 계산한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 양자화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
유무선 통신망 또는 케이블 등을 통해 영상에 대한 비트스트림을 수신하여 저장한 영상 복호화 장치(500)는 사용자의 선택 또는 실행 중인 다른 프로그램의 알고리즘에 따라 영상을 재생하기 위해, 영상을 복호화하여 복원한다.
이를 위해, 영상 복호화 장치(500)의 복호화부(510)는 비트스트림을 복호화하여 영상의 현재 블록의 화소값에 대한 정보를 나타내는 잔차 블록을 추출한다. 잔차 블록이 추출되면 역 양자화부(520)는 잔차 블록에 포함된 양자화된 주파수 계수를 DZUTQ를 이용하여 역 양자화하는데, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화한다. 이를 위해 역 양자화부(520)는 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 입력받는다(S710). 이때, 매크로블록의 양자화 계수의 값 QP를 함께 입력받을 수 있다. 즉, 고정된 QP값을 사용하지 않을 경우에는 입력받을 수 있다. 이후, 복호화부(510)로부터 양자화된 주파수 계수인 양자화된 주파수 레벨의 절대값과 부호가 입력되면 역 양자화부(520)는 수학식 8과 같이 주파수 레벨의 절대값과 부호를 역 양자화하 여 역 양자화된 주파수 계수를 계산한다(S720).
이 경우, DZUTQ와 같은 간단한 계산을 이용하여 신속하게 역 양자화하면서도, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 역 양자화된 주파수 계수를 계산하기 때문에 사람의 시각적인 특성을 고려한 역 양자화를 수행할 수 있다.
이상에서 전술한 바와 같이, DZUTQ를 이용하여 양자화하거나 역 양자화하되, 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화하거나 역 양자화하는 방식은 DZUTQ를 이용하여 양자화하거나 역 양자화하는 방식이 갖는 계산의 신속함과 양자화 가중치 매트릭스를 이용하여 양자화하거나 역 양자화하는 방식이 갖는 좋은 품질의 양자화 및 역 양자화가 가능하다는 장점을 모두 취할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 영상을 부호화하거나 복호화하는 장치 분야에 적용되어, 사람의 시각 특성을 반영하면서도 양자화 및 역 양자화를 위한 계산을 단순화하여 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 영상을 구성하는 프레임들을 나타낸 예시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 양자화 장치의 전자적인 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 양자화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
310, 610: 양자화 테이블 입력부 320: 양자화 연산부
620: 역 양자화 연산부

Claims (8)

  1. 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하는 영상 부호화 장치에 있어서,
    상기 영상의 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측부;
    상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 잔차 블록을 생성하는 감산부;
    상기 잔차 블록을 주파수 영역으로 변환하는 변환부;
    상기 잔차 블록의 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 양자화하는 양자화부; 및
    상기 양자화된 잔차 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 부호화부를 포함하되,
    상기 양자화부는,
    주파수 계수의 위치에 대응하는 양자화 계수를 상기 양자화 테이블에서 추출하고, 추출된 양자화 계수를 입력변수로 하여 상기 주파수 계수에 대응하는 증배 계수(Multiplication Factor)를 계산하며, 상기 주파수 계수 및 상기 증배 계수를 이용하여 양자화 주파수 계수를 계산하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양자화부는,
    상기 양자화 테이블을 입력받는 양자화 테이블 입력부; 및
    상기 양자화 테이블을 이용하여 하기의 수학식에 의해 양자화된 주파수 계수의 절대값과 부호를 계산하는 양자화 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
    |Zi,j| = ( |Wi,j| × MFi,j(QPi,j%6) + f ) >> (15 + (QPi,j/6) )
    sign(Zi,j) = sign (Wi,j)
    (여기서, (i, j)는 주파수 계수의 위치를 나타내기 위한 첨자, Wi,j 는 주파수 계수, QPi,j 는 Wi,j 에 대응하는 양자화 계수, "%"는 나누기 연산시 나머지를 획득하기 위한 연산자, "/"나누기 연산에서 몫을 획득하는 연산자, ">>"는 이진 우측 이동 연산자, MFi,j()는 ()안의 변수에 대응하는 증배 계수, f 는 양자화 과정에서의 반올림(Round)으로 인한 오류와 데드존의 크기를 결정하는 요소, Zi,j 는 양자화된 주파수 계수)
  3. 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용한 양자화 방법에 있어서,
    주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 입력받는 단계;
    주파수 계수의 위치에 대응하는 양자화 계수를 상기 양자화 테이블에서 추출하는 단계;
    추출된 양자화 계수를 입력변수로 하여 상기 주파수 계수에 대응하는 증배 계수(Multiplication Factor)를 계산하는 단계; 및
    상기 주파수 계수 및 상기 증배 계수를 이용하여 양자화 주파수 계수를 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자화 방법.
  4. 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)를 이용하여 영상을 복호화하는 장치에 있어서,
    비트스트림을 복호화하여 잔차 블록을 추출하는 복호화부;
    상기 잔차 블록 내 양자화된 주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 이용하여 상기 잔차 블록을 역 양자화하는 역 양자화부;
    상기 역 양자화된 잔차 블록을 시간 영역으로 역 변환하는 역 변환부;
    현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측부; 및
    상기 예측 블록에 상기 역 변환된 잔차 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 가산부를 포함하되,
    상기 역 양자화부는,
    양자화된 주파수 계수의 위치에 대응하는 양자화 계수를 상기 양자화 테이블에서 추출하고, 추출된 양자화 계수를 입력변수로 하여 상기 양자화된 주파수 계수에 대응하는 스케일링 계수(Scaling Factor)를 계산하며, 상기 양자화된 주파수 계수 및 상기 스케일링 계수를 이용하여 역 양자화된 주파수 계수를 계산하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 역 양자화부는,
    상기 양자화 테이블을 입력받는 양자화 테이블 입력부; 및
    상기 양자화 테이블을 이용하여 하기의 수학식에 의해 양자화된 주파수 계수의 절대값과 부호를 역 양자화하여 역 양자화된 주파수 계수를 계산하는 역 양자화 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
    Zi,j = sign(Zi,j) × |Zi,j|
    Wi,j = Zi,j × Vi,j(QPi,j%6) << floor(QPi,j/6)
    (여기서, (i, j)는 양자화된 주파수 계수의 위치를 나타내기 위한 첨자, Zi,j 는 양자화된 주파수 계수, Wi,j는 역 양자화된 주파수 계수, QPi,j 는 Zi,j 에 대응하는 양자화 계수, "%"는 나누기 연산시 나머지를 획득하기 위한 연산자, "/"는 나누기 연산에서 몫을 획득하는 연산자, "<<"는 이진 좌측 이동 연산자, Vi,j()는 ()안의 변수에 대응하는 스케일링 계수, floor는 내림(Round Down) 연산)
  6. 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization)에 의해 양자화된 잔차 블록의 주파수 계수를 역 양자화하는 방법에 있어서,
    주파수 계수의 위치에 따른 양자화 계수를 갖는 양자화 테이블을 입력받는 양자화 테이블 입력 단계;
    상기 잔차 블록의 양자화된 주파수 계수의 위치에 대응하는 양자화 계수를 상기 양자화 테이블에서 추출하는 단계;
    추출된 양자화 계수를 입력변수로 하여 상기 양자화된 주파수 계수에 대응하는 스케일링 계수(Scaling Factor)를 계산하는 단계; 및
    상기 양자화된 주파수 계수 및 상기 스케일링 계수를 이용하여 역 양자화된 주파수 계수를 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 역 양자화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 테이블은 상기 주파수 계수의 위치에 따라 저주파 성분에서 고주파 성분으로 갈수록 값이 증가하는 양자화 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 양자화 테이블은 상기 주파수 계수의 위치에 따라 저주파 성분에서 고주파 성분으로 갈수록 값이 증가하는 양자화 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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