KR19980038608A - 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈 기록 재생 장치에 있어서, 세그먼트를 형성하는 마크로블럭의 특성에 따라 이전 세그먼트 양자화 번호(Quantization Number : QNo)와의 상관성을 이용하여 현재 세그먼트 양자화 번호를 결정하여 효과적인 영상 압축을 수행할 수 있도록 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 연속되는 세그먼트간의 공간 상관성을 이용하여 이전에 결정된 세그먼트 단위의 양자화 번호에 따라 양자화 번호 설정을 위한 양자화시 후보가되는 양자화 번호를 줄이므로써 구성 요소를 약 1/5로 줄여 회로 구성을 간단하게 하는 효과가 있다.

Description

디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법 및 장치(Segment-Based Quantizing Number Decision Method and Device)

본 발명은 디지탈 기록 재생 장치에 있어서, 세그먼트를 형성하는 마크로블럭의 특성에 따라 이전 세그먼트 양자화 번호(Quantization Number : QNo)와의 상관성을 이용하여 현재 세그먼트 양자화 번호를 결정하여 효과적인 영상 압축을 수행할 수 있도록 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치 및 방법에 관한 것이다.

프레임내 부호화(Infraframe Coding) 기법을 사용하는 디지탈 VCR 표준 규격에서의 디지탈 비디오 데이터 압축은 크게 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수의 양자화와 양자화된 DCT 계수의 가변 길이 부호화(Variable Length Coding : VLC)에 의해 이루어진다.

즉, DVCR 표준안의 영상 압축 장치는 도 1에 도시한 바와 같이 입력되는 영상 신호들을 8 x 8 화소로 이루어진 DCT 블럭 단위의 DCT 계수로 변환하는 DCT부(101), 상기 DCT부(101)로부터 출력되는 DCT 계수들을 입력으로 양자화 번호를 결정하는 양자화 번호 결정부(102), 상기 양자화 번호 결정부(102)로부터 출력되는 양자화 번호에 따라 DCT부(101)로부터 출력되는 DCT 계수를 양자화하는 양자화부(103), 상기 양자화부(103)로부터 출력되는 양자화된 DCT 계수를 연속장 부호화하여 신호의 중복성을 제거하는 연속장 부호화부(104), 상기 연속장 부호화부(104)로부터 출력되는 양자화 계수를 위치 정보, 크기 정보, 및 움직임 벡터의 손실없이 가변장 부화화하여 일정한 비트율로 출력하는 가변장 부호화부(105), 및 상기 가변장 부호화부(105)로부터 출력되는 비트열을 포맷팅하여 출력하는 비트열 포맷팅부(106)로 구성된다.

8 x 8로 이루어진 DCT 블럭내의 양자화 과정은 영역 번호(Area Number), 클래스 번호(Class Nomber), 및 양자화 번호(QNo)에 의해 적응적으로 수행되는데, 이를 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

양자화부(103)에서 수행되는 양자화 과정은 다음 (식 1)과 같이 나타낼 수 있다.

F'(x,y) = F(x,y)/Q -----[식 1]

여기서, F(x,y)는 DCT부(101)로부터 출력되는 DCT 계수이고, Q는 양자화 간격(Quantizing Step Size)이고, F'(x,y)는 양자화부(103)로부터 출력되는 양자화된 DCT 계수이며, (x,y)는 '0'이상이고 '7'이하이다.

DCT 계수의 양자화는 디지탈 데이터의 압축률과 부호화 성능에 결정적인 영상을 미치는 요소로써 양자화 간격(Quantizing Step Size)을 변화시키므로써 압축된 비디오 데이터의 비트량을 조절할 수 있다.

8 x 8 화소로 이루어진 DCT 블럭내에서 양자화 간격은 도 2에 도시한 바와 같이 클래스 번호, 영역 번호, 및 양자화 번호에 의해 결정된다. 이중에서 클래스 번호는 도3에 도시한 바와 같이 DCT 블럭내에서 AC 계수의 크기, 즉 AC 계수의 절대값으로 쉽게 결정될 수 있고, 영역 번호는 도4에 도시한 바와 같이 DCT 블럭내의 위치, 즉 DCT 블럭의 계수 위치에 따라 결정된다.

또한, 양자화 번호는 6개의 DCT 블럭으로 이루어진 마크로 블럭 단위로 하나씩 설정되는데, 5개의 압축된 마크로 블럭으로 구성된 하나의 비디오 세크먼트내에서 발생하는 압축된 데이터량은 DVCR 규격에서 미리 일정한 비트량, 즉 385 바이트로 제한하도록 설정되어 있으므로 이의 규격에 맞도록 양자화 번호를 설정해야 한다.

즉, DVCR 표준안에서 세그먼트당 발생 비트량은 3080 비트로 고정되므로, 이 3080 비트를 초과하여 데이터가 발생할때에는 비트열 포맷팅부(106)에서 강제로 초과된 데이터를 삭제해 버린다.

양자화 번호는 도 2에 도시한 바와 같이 '0'에서 '15'까지의 16개의 값으로 표현되며 양자화 번호 값이 '0'으로부터 커질수록 DCT 계수를 양자화하기 위한 양자화 간격이 작아진다. 즉, 양자화 번호가 커질수록 DCT 계수를 양자화하기 위한 양자화 간격이 작아지므로 발생하는 비트량은 증가하고 양자화 번호가 작아지면 DCT 계수를 양자화하기 위한 양자화 간격이 커지므로 상대적으로 발생하는 비트량은 줄어든다.

그러므로 하나의 비디오 세그먼트의 일정한 비트량, 즉 385 바이트로 맞추기 위해서는 마크로 블럭 단위의 양자화 번호값을 적절히 조절해야 한다. 따라서 양자화 번호는 전체 영상 압축장치의 성능을 좌우하게 된다.

이와 같은 양자화 번호를 정확하게 결정하기 위해서는 일반적으로 16개의 양자화 번호(0, 1, 2, 3, 4, …, 14, 15)에 대해서 미리 양자화와 연속장 부호화와 가변장 부호화를 병렬로 수행한후 세그먼트당 발생할 비트량을 카운팅하여 매 마크로 블럭에 적당한 양자화 번호를 결정해야 한다.

즉, 일반적인 양자화 번호 결정 장치(102)는 도 5에 도시한 바와 같이 클래스 번호 결정부(250)와 초기 스케일링부(260)를 통해 클래스 번호가 결정되고 초기 스케일링된 DCT 계수를 각각의 양자화 번호(QNo)에 따라 양자화하고 연속장 부호화하고 가변장 부호화하여 세그먼트당 발생할 비트량을 카운팅하는 16개의 발생 비트 처리부(200, 210, 220)와, 상기 16개의 발생 비트 처리부(200, 210, 220)로부터 세그먼트 단위로 출력되는 카운팅된 비트량을 타겟 비트량, 즉 3080 비트와 비교하는 세그먼트 비교부(230), 상기 세그먼트 비교부(230)의 비교 결과에 따라 해당 마크로 블럭에 적당한 양자화 번호를 결정하여 출력하는 마크로블럭 양자화 번호 선택기(240)로 구성된다.

여기서, 16개의 발생 비트 처리부(200, 210, 220)는 클래스 번호가 결정되고 초기 스케일링된 DCT 계수를 '0, 1, 2, …, 14, 15'로 각각 양자화하는 양자화기(201, 211, …, 221), 상기 양자화기(201, 211, 221)로부터 출력되는 양자화된 DCT계수를 각각 연속장 부호화하여 신호의 중복성을 제거하는 연속장 부호화기(202, 212, 222), 상기 연속장 부호화기(202, 212, 222)로부터 출력되는 양자화 계수를 위치 정보, 크기 정보, 및 움직임 벡터의 손실없이 가변장 부화화하여 일정한 비트율로 출력하는 가변장 부호화기(203, 213, 223), 및 상기 가변장 부호화기(203, 213, 223)로부터 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 각각 카운팅하여 세그먼트 비교부(230)로 출력하는 비트량 카운터(204, 214, 224)로 각각 구성된다.

이와 같은 일반적인 양자화 번호 결정 장치에서는 양자화기(201, 211, 221), 연속장 부호화기(202, 212, 222), 및 가변장 부호화기(203, 213, 223)를 통해 입력되는 DCT 계수를 16개의 양자화 번호(0, 1, 2, 3, 4, …, 14, 15)에 대해서 양자화, 연속장 부호화, 및 가변장 부호화를 병렬로 수행하고, 16개의 양자화 번호에 대해서 가변장 부호화 처리되어 각각 출력되는 비트를 비트량 카운터(204, 214, 224)에서 카운팅한후, 비트량 카운터(204, 214, 224)로부터 출력되는 16개의 카운팅 값을 양자화 번호 결정기(205)에서 비교하여 해당 마크로 블럭에 적당한 양자화 번호를 결정하여 출력하게 된다.

즉, 상기 일반적인 양자화 번호 결정 장치는 미리 모든 양자화 번호, 즉 '0'으로부터 '15'까지의 16개의 양자화 번호에 대해 양자화와 가변장 부호화를 수행하므로 발생될 비트량을 정확하게 예측하여 양자화 번호를 결정할 수 있다.

그러나 상기 양자화 번호 결정 장치를 적용한 종래의 양자화 장치는 미리 모든 양자화 번호에 대해 양자화 및 가변 부호화를 수행하여 양자화 번호를 결정하여 양자화하므로 하드웨어가 복잡해지는 단점이 있다.

상기 문제점을 개선하기 위한 본 발명은 세그먼트 단위의 영상 신호의 높은 시공간 상관성을 이용하여 이미 선정된 이전 세그먼트 양자화 번호를 현재 세그먼트 양자화 번호의 설정에 이용하여 양자화 번호 설정 후보군을 최소화시켜 하드웨어의 복잡도를 줄이기 위한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 영상 압축 장치의 구성도

도2는 양자화 간격 결정을 설명하기 위한 도면

도3은 클래스 번호 결정을 설명하기 위한 도면

도4는 DCT 블럭내의 영역 번호를 설명하기 위한 도면

도5는 일반적인 양자화 번호 결정 장치의 구성도

도6은 본 발명에 의한 양자화 번호 결정 방법의 흐름도

도7은 세그먼트의 공간 상관성을 설명하기 위한 도면

도8은 본 발명에 의한 양자화 번호 결정 장치의 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

600 : 클래스 번호 결정부 610 : 초기 스케일링부

620 : 세그먼트 지연부 630, 700 : 양자화부

640 : 연속장 및 가변장 부호화기 650 : 마크로블럭 양자화 번호 선택기

701, 702, 703 : 양자화기 710 : 연속장 부호화부

711, 712, 713 : 연속장 부호화기 720 : 가변장 부호화부

721, 722, 723 : 가변장 부호화기 730 : 비트량 카운팅부

731, 732, 733 : 비트량 카운터 740 : 세그먼트 양자화 번호 선택기

750 : 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법은 DCT 연산을 수행하여 얻어진 DCT 계수로부터 클래스 번호를 결정하는 클래스 번호 결정 단계; 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호와 인접한 양자화 번호를 이용하여 다수의 양자화 간격을 결정하는 양자화 간격 결정 단계; 상기 결정된 다수의 양자화 간격에 따라 상기 DCT 계수를 각각 양자화하고 연속장 부호화 및 가변장 부호화하여 발생된 비트량을 세그먼트 단위로 각각 카운팅하는 발생 비트량 카운팅 단계; 및 상기 다수의 카운트된 비트량을 세그먼트 타겟 비트량에 따라 현재 세그먼트의 양자화 번호를 결정하여 다음 세그먼트의 양자화 번호 결정을 위해 지연시키는 현재 세그먼트 양자화 번호 결정 단계에 의해 수행됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치는 DCT 연산을 수행하여 얻어진 DCT 계수를 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호와 인접한 양자화 번호를 이용하여 결정된 다수의 양자화 간격으로 각각 양자화하는 양자화부; 상기 양자화부에서 각각 양자화된 DCT 계수를 연속장 부호화하는 연속장 부호화부; 상기 연속장 부호화부의 출력을 각각 가변장 부호화하는 가변장 부호화부; 상기 가변장 부호화부로 부터 각각 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 카운팅하는 비트량 카운팅부; 상기 비트량 카운팅부로 부터 각각 출력되는 다수의 세그먼트 단위의 비트량을 세그먼트 타겟 비트량과 비교하여 현재 세그먼트의 양자화 번호를 결정하는 세그먼트 양자화 번호 선택기; 및 상기 세그먼트 양자화 번호 선택기로 부터 출력되는 현재 세그먼트 양자화 번호를 다음 세그먼트의 양자화 번호 결정을 위해 지연시켜 상기 양자화부로 출력하는 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법은 도 6에 도시한 바와 같이 클래스 번호 결정 단계, 양자화 간격 결정 단계(510), 발생 비트량 카운팅 단계(520, 530), 및 현재 세그먼트 양자화 번호 결정 단계(540)에 의해 수행된다.

상기 클래스 번호 결정 단계에서는 DCT 연산을 수행하여 얻어진 DCT 계수로부터 클래스 번호를 결정한다.

상기 양자화 간격 결정 단계(510)에서는 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 인접한 양자화 번호(QNOp1+1)를 이용하여 다수의 양자화 간격을 결정한다.

상기 양자화 간격은 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)보다 '1' 크거나 작은 2개의 양자화 번호(QNOp1+1)로 결정되므로, 양자화 간격은 3개로 이루어진다.

상기 발생 비트량 카운팅 단계(520, 530)에서는 상기 결정된 다수의 양자화 간격에 따라 상기 DCT 계수를 각각 양자화하고 연속장 부호화 및 가변장 부호화하여 발생된 비트량을 세그먼트 단위로 각각 카운팅한다.

상기 현재 세그먼트 양자화 번호 결정 단계(540)에서는 상기 다수의 카운트된 비트량을 세그먼트 타겟 비트량에 따라 현재 세그먼트의 양자화 번호를 결정하여 다음 세그먼트의 양자화 번호 결정을 위해 지연시킨다.

여기서, 상기 세그먼트 타겟 비트량은 3080 비트이고, 상기 현재 세그먼트 양자화 번호는 상기 다수의 카운트된 비트량 중에서 상기 세그먼트 타겟 비트량에 가장 인접한 비트량에 해당하는 양자화 번호이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법을 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

양자화 번호는 마크로 블럭 단위로 설정되지만 가변장 부호화기에서 발생된 비트열은 비디오 세그먼트의 비트 배열 방법(Bit Arrangement Algorithm of a Video Segment)에 따라 세그먼트 단위로 이루어진다.

따라서 한 세그먼트의 비트 할당량인 385 바이트, 즉 3080 비트를 만족시키기면서 전체적인 화질을 균등하게 유지하기 위해서는 5개의 마크로 블럭으로 구성된 세그먼트 단위로 각 마크로 블럭의 양자화 번호를 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 각 블럭의 양자화 간격은 블럭의 액티비티(Activity)와 할당 비트량 등을 고려하여 선택되어야 하는데 선택된 클래스 번호는 각 블럭의 액티비티를 반영하기 때문에 양자화 번호는 마크로 블럭과 세그먼트의 할당 비트량을 만족시키도록 설정하는 것이 바람직하다. 이를 위해 먼저, 세그먼트 단위의 양자화 번호를 결정하여야 한다.

세그먼트 단위의 양자화 번호의 결정을 위해 먼저, 이전의 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)를 저장하여 지연시키고(500), DCT 연산을 수행하여 얻어진 DCT 계수로부터 클래스 번호를 결정하는 클래스 번호 결정 단계를 수행한다.

클래스 번호는 각 DCT 블럭의 액티비티에 따라 DCT 블럭 단위로 4클래스(0 - 3)로 나누어진다. DCT 블럭의 액티비티는 여러 가지 방법으로 측정할 수 있지만 하드웨어 구현이 용이하도록 도3에 도시한 바와 같이 DCT 계수의 AC 계수의 크기에 따라 선택하도록 한다.

이와 같이 클래스 번호를 결정한후에는 상기 양자화 간격 결정 단계(510)를 수행하여 상기 지연된 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)에 따라 양자화 간격을 결정한다.

즉, 상기 결정된 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 인접한 양자화 번호(QNOp1+1)를 이용하여 다수의 양자화 간격을 결정한다.

이때, 양자화 간격 결정을 위한 양자화 번호로 이전 세그먼트의 양자화 번호(QNOp)를 이용하는 이유는 이전 세그먼트가 현재 세그먼트와 유사성이 있기 때문이다.

즉, 도 7에 도시한 바와 같이 하나의 세그먼트는 하나의 화면을 이루는 다수의 수퍼 블럭 중에서 랜덤하게 5개의 수퍼 블럭을 선택하고 선택된 5개의 수퍼 블럭에서 동일한 위치에 있는 마크로블럭을 모아서 하나의 세그먼트를 만든다. 또한, 상기 5개의 수퍼블럭에서 상기 선택된 마크로블럭과 이웃하며 상기 5개의 수퍼블럭에서 동일한 위치에 있는 마크로블럭을 모아서 다음의 세그먼트를 만든다.

따라서 계속 입력되는 세그먼트는 마크로블럭이 인접한 상태로 이루어지므로, 공간 상관성이 높게 되어 유사한 양자화 번호를 갖을 가능성이 높게 된다.

그런데 현재 세그먼트가 한 프레임의 첫번째 세그먼트인 경우에는 이전 세그먼트 양자화 번호를 '7'로 초기화한다.

상기 양자화 간격은 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)보다 '1' 크거나 작은 2개의 양자화 번호(QNOp1+1)로 결정되므로(510) 3개의 양자화 간격으로 양자화가 이루어진다.

이와 같이 결정된 다수, 즉 3개의 양자화 간격에 따라 양자화, 연속장 부호화 및 가변장 부호화하여 발생 비트량을 카운팅하는 발생 비트량 카운팅 단계(520, 530)를 수행한다.

즉, 상기 결정된 3개의 양자화 간격에 따라 각각 상기 DCT 계수를 양자화하고 연속장 부호화하고 가변장 부호화하여 일정한 비트율로 출력하는데, 이때 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 각각 카운팅한다.

다시말해서 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)에 의해 결정된 양자화 간격에 따라 상기 DCT 계수를 양자화하고 연속장 부호화하고 가변장 부호화하고, 이때 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 카운팅한다. 또한, 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp) 보다 '1' 큰 양자화 번호(QNO+1)에 의해 결정된 양자화 간격에 따라 상기 DCT 계수를 양자화하고 연속장 부호화하고 가변장 부호화하고, 이때 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 카운팅한다. 또한, 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp) 보다 '1' 작은 양자화 번호(QNO-1)에 의해 결정된 양자화 간격에 따라 상기 DCT 계수를 양자화하고 연속장 부호화하고 가변장 부호화하고, 이때 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 카운팅한다.

이와 같이 카운팅된 다수, 즉 3개의 카운팅값을 세그먼트 타겟 비트량인 3080비트와 비교하여 상기 타겟 비트량에 가장 근접한 값에 해당하는 양자화 번호를 현재 세그먼트의 양자화 번호로 결정한다(540). 이때, 다음 세그먼트의 양자화 번호 결정을 위해 현재 세그먼트 양자화 번호를 사용할 수 있도록 상기 현재 세그먼트 양자화 번호를 지연시킨다.

이와 같이 현재 세그먼트 양자화 번호를 선택한후에는 이를 이용하여 5개의 마크로블럭에 해당하는 마크로블럭 양자화 번호를 결정하게 된다(550).

다음으로, 본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치를 설명한다.

본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치는 도8에 도시한 바와 같이 양자화부(700), 연속장 부호화부(710), 가변장 부호화부(720), 비트량 카운팅부(730), 세그먼트 양자화 번호 선택기(740), 및 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부(750)로 구성된다.

상기 양자화부(700)는 DCT 연산을 수행하여 얻어진 DCT 계수를 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 인접한 양자화 번호(QNOp1+1)를 이용하여 결정된 다수의 양자화 간격으로 각각 양자화하는 것이다.

여기서, 상기 양자화 간격은 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)보다 '1' 크거나 작은 2개의 양자화 번호(QNOp1+1)에 의해 3개로 결정되고, 상기 양자화부(700)는 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)에 인접한 양자화 번호(QNOp1+1)를 이용하여 결정된 다수, 즉 3개의 양자화 간격으로 각각 양자화하는 다수, 즉 3개의 양자화기(701, 702, 703)로 구성된다.

상기 연속장 부호화부(710)는 상기 양자화부(700)의 각 양자화기(701, 702, 703)에서 각각 양자화된 DCT 계수를 연속장 부호화하는 것으로, 상기 다수의 양자화기(701, 702, 703)에서 각각 양자화된 DCT 계수를 각각 연속장 부호화하는 다수의 연속장 부호화기(711, 712, 713)로 구성된다.

이때, 상기 연속장 부호화부(710)는 상기 양자화기(701, 702, 703)와 동일한 갯수, 즉 3개의 연속장 부호화기(711, 712, 713)로 구성된다.

상기 가변장 부호화부(720)는 상기 연속장 부호화부(710)의 각 연속장 부호화기(711, 712, 713)의 출력을 각각 가변장 부호화하는 것으로, 상기 다수의 연속장 부호화기(711, 712, 713)의 출력들을 각각 가변장 부호화하는 다수의 가변장 부호화기(721, 722, 723)로 구성된다.

이때, 상기 가변장 부호화부(720)는 상기 양자화기(701, 702, 703)와 동일한 갯수, 즉 3개의 가변장 부호화기(721, 722, 723)로 구성된다.

상기 비트량 카운팅부(730)는 상기 가변장 부호화부(720)의 각 가변장 부호화기(721, 722, 723)로 부터 각각 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 카운팅하는 것으로, 상기 다수의 가변장 부호화기(721, 722, 723)로 부터 각각 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 각각 카운팅하는 다수의 비트량 카운터(731, 732, 733)로 구성된다.

이때, 상기 비트량 카운팅부(730)는 상기 양자화기(701, 702, 703)와 동일한 갯수의 비트량 카운터(731, 732, 733)로 구성된다.

상기 세그먼트 양자화 번호 선택기(740)는 상기 비트량 카운팅부(730)의 각 비트량 카운터(731, 732, 733)로 부터 각각 출력되는 다수의 세그먼트 단위의 비트량을 세그먼트 타겟 비트량과 비교하여 현재 세그먼트의 양자화 번호를 결정한다.

이때, 상기 세그먼트 타겟 비트량은 3080 비트이고, 상기 현재 세그먼트 양자화 번호는 상기 다수의 카운트된 비트량 중에서 상기 세그먼트 타겟 비트량에 가장 인접한 비트량에 해당하는 양자화 번호이다.

상기 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부(750)는 상기 세그먼트 양자화 번호 선택기(740)로 부터 출력되는 현재 세그먼트 양자화 번호를 다음 세그먼트의 양자화 번호 결정을 위해 지연시켜 상기 양자화부(700)로 출력한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 입력되는 DCT 변환된 DCT 계수는 클래스 번호 결정부(600)에 입력되어 클래스 번호가 결정된후, 초기 스케일링된후 양자화부(700)의 각 양자화기(701, 702, 703)로 입력된다.

연속되는 세그먼트는 도 7에 도시한 바와 같이 공간 상관성을 갖으므로 이전 세그먼트에서 세그먼트 단위로 결정된 이전 세그먼트 양자화 번호는 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부(750)에서 지연된후 각 양자화기(701, 702, 703)로 입력된다.

이때, 현재 세그먼트가 프레임의 첫번째 세그먼트에 해당되는 경우에는 이전 세그먼트 양자화 번호가 없는 상태이므로 이전 세그먼트 양자화 번호지연부(750)를 초기화시켜 이전 세그먼트 양자화 번호를 '7'로 한다.

이와 같이 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부(750)로 부터 출력되는 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)는 양자화기(701, 702, 703)에 각각 입력되는데, 양자화기(701)에서는 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)로 부터 '1'을 감산한 양자화 번호(QNOp-1)로 초기 스케일링되어 초기 스케일링부(610)로 부터 출력되는 DCT 계수를 양자화한다. 또한, 양자화기(702)에서는 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)로 초기 스케일링되어 초기 스케일링부(610)로 부터 출력되는 DCT 계수를 양자화한다. 또한, 양자화기(703)에서는 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)에 '1'을 가산한 양자화 번호(QNOp+1)로 초기 스케일링되어 초기 스케일링부(610)로 부터 출력되는 DCT 계수를 양자화한다.

이때 양자화의 정확성을 위해서 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)에 1+2한 양자화 번호(QNO1+2)를 양자화 번호로 하여 양자화기를 5개로 늘릴 수 있다. 이와 같이 양자화 번호를 늘리고 양자화기의 갯수를 늘리게 되면 연속장 부호화기와 가변장 부호화기와 비트량 카운터가 상기 양자화기의 갯수와 동일하게 이루어지므로 따라서 늘어나게 된다.

즉, 2개, 3개, 4개, 또는 5개로 양자화 번호를 결정해서 양자화를 하는 경우 양자화 번호의 갯수가 작아지면 회로가 간단해지는 반면 양자화의 정확성을 기할 수 없고 양자화 번호의 갯수가 늘어나면 회로가 복잡해지는 반면 양자화의 정확성을 기할 수 있다. 이러한 여러가지 장단점을 감안할때 양자화 번호를 3개로 하는 것이 가장 유리하다.

이와 같이 양자화기(701, 702, 703)에서 각각 다른 양자화 번호로 양자화된 DCT 계수는 연속장 부호화기(711, 712, 713)와 가변장 부호화기(721, 722, 723)를 통해 각각 연속장 부호화 및 가변장 부호화된다.

가변장 부호화기(721, 722, 723)에서 각각 가변장 부호화되어 출력되는 비트는 비트량 카운터(731, 732, 733)에서 각각 카운팅된후 세그먼트 양자화 번호 선택기(740)로 입력된다.

즉, 세개의 후보 양자화 번호(QNOp, QNOp1+1)에 대한 양자화, 연속장 부호화, 및 가변장 부호화된후 발생된 비트량은 세그먼트 양자화 번호 선택기(740)에 입력되어 타겟 비트량, 즉 3080 비트와 비교된다. 비교결과 3080 비트에 가장 근접한 양자화 번호를 현재 세그먼트 양자화 번호로 결정하여 상기 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부(750)로 출력한다. 이때 지연된 이전 세그먼트 양자화 번호는 다음번의 양자화를 위해 상기 양자화기(701, 702, 703)로 입력된다.

한편, 상기 세그먼트 양자화 번호 선택기(740)에서는 상기 타겟 비트량과 가장 근접한 두개의 양자화 번호(QNO-H, QNO-L)를 결정하고 상기 마크로블럭 양자화 번호 선택기(650)에서는 선택된 두개의 양자화 번호(QNO-H, QNO-L)에 따라 마크로블럭 단위로 양자화 번호를 선택하여 5개의 마크로블럭 양자화 번호를 출력하게 된다. 마크로블럭 양자화 번호 선택기(650)에서 출력된 마크로블럭 양자화 번호는 양자화부(630)에 입력되어 초기 스케일링부(610)에서 출력되는 계수를 세그먼트 단위로 지연시키는 세그먼트 지연부(620)에서 지연된후 출력되는 DCT 계수를 마크로블럭 단위로 양자화시킨다.

양자화부(630)에서 양자화되어 출력되는 신호는 연속장 부호화 및 가변장 부호화부(640)에서 연속장 부호화 및 가변장 부호화된후 385 바이트, 즉 3080 비트로 출력된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법 및 장치는 연속되는 세그먼트간의 공간 상관성을 이용하여 이전에 결정된 세그먼트 단위의 양자화 번호에 따라 양자화 번호 설정을 위한 양자화시 후보가되는 양자화 번호를 줄이므로써 구성 요소를 약 1/5로 줄여 회로 구성을 간단하게 하는 효과가 있다.

Claims (16)

1. DCT 연산을 수행하여 얻어진 DCT 계수로부터 클래스 번호를 결정하는 클래스 번호 결정 단계 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 인접한 양자화 번호(QNOp1+1)를 이용하여 다수의 양자화 간격을 결정하는 양자화 간격 결정 단계(510) 상기 결정된 다수의 양자화 간격에 따라 상기 DCT 계수를 각각 양자화하고 연속장 부호화 및 가변장 부호화하여 발생된 비트량을 세그먼트 단위로 각각 카운팅하는 발생 비트량 카운팅 단계(520, 530) 및 상기 다수의 카운트된 비트량을 세그먼트 타겟 비트량에 따라 현재 세그먼트의 양자화 번호를 결정하여 다음 세그먼트의 양자화 번호 결정을 위해 지연시키는 현재 세그먼트 양자화 번호 결정 단계(540)에 의해 수행됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 양자화 간격은 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)보다 '1' 크거나 작은 2개의 양자화 번호(QNOp1+1)로 결정됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 세그먼트 타겟 비트량은 3080 비트임을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 현재 세그먼트 양자화 번호는 상기 다수의 카운트된 비트량 중에서 상기 세그먼트 타겟 비트량에 가장 인접한 비트량에 해당하는 양자화 번호임을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 방법.
5. DCT 연산을 수행하여 얻어진 DCT 계수를 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 인접한 양자화 번호(QNOp1+1)를 이용하여 결정된 다수의 양자화 간격으로 각각 양자화하는 양자화부(700) 상기 양자화부(700)에서 각각 양자화된 DCT 계수를 연속장 부호화하는 연속장 부호화부(710) 상기 연속장 부호화부(710)의 출력을 각각 가변장 부호화하는 가변장 부호화부(720) 상기 가변장 부호화부(720)로 부터 각각 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 카운팅하는 비트량 카운팅부(730) 상기 비트량 카운팅부(730)로 부터 각각 출력되는 다수의 세그먼트 단위의 비트량을 세그먼트 타겟 비트량과 비교하여 현재 세그먼트의 양자화 번호를 결정하는 세그먼트 양자화 번호 선택기(740) 및 상기 세그먼트 양자화 번호 선택기(740)로 부터 출력되는 현재 세그먼트 양자화 번호를 다음 세그먼트의 양자화 번호 결정을 위해 지연시켜 상기 양자화부(700)로 출력하는 이전 세그먼트 양자화 번호 지연부(750)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 양자화 간격은 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)와 상기 이전 세그먼트 양자화 번호(QNOp)보다 '1' 크거나 작은 2개의 양자화 번호(QNOp1+1)에 의해 3개로 결정됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 양자화부(700)는 상기 클래스 번호, 상기 DCT 연산이 수행되는 DCT 블럭내의 영역 위치, 및 이전 세그먼트에서 결정된 양자화 번호(QNOp)에 인접한 양자화 번호(QNOp1+1)를 이용하여 결정된 다수의 양자화 간격으로 각각 양자화하는 다수의 양자화기(701, 702, 703)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
8. 제 6 항 및 제 7 항에 있어서, 상기 양자화부(700)는 3개의 양자화기(701, 702, 703)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 연속장 부호화부(710)는 상기 다수의 양자화기(701, 702, 703)에서 각각 양자화된 DCT 계수를 각각 연속장 부호화하는 다수의 연속장 부호화기(711, 712, 713)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 연속장 부호화부(710)는 상기 양자화기(701, 702, 703)와 동일한 갯수의 연속장 부호화기(711, 712, 713)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 가변장 부호화부(720)는 상기 다수의 연속장 부호화기(711, 712, 713)의 출력들을 각각 가변장 부호화하는 다수의 가변장 부호화기(721, 722, 723)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 가변장 부호화부(720)는 상기 양자화기(701, 702, 703)와 동일한 갯수의 가변장 부호화기(721, 722, 723)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 비트량 카운팅부(730)는 상기 다수의 가변장 부호화기(721, 722, 723)로 부터 각각 출력되는 비트량을 세그먼트 단위로 각각 카운팅하는 다수의 비트량 카운터(731, 732, 733)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 비트량 카운팅부(730)는 상기 양자화기(701, 702, 703)와 동일한 갯수의 비트량 카운터(731, 732, 733)로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
15. 제 5 항에 있어서, 상기 세그먼트 타겟 비트량은 3080 비트임을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.
16. 제 5 항에 있어서, 상기 현재 세그먼트 양자화 번호는 상기 다수의 카운트된 비트량 중에서 상기 세그먼트 타겟 비트량에 가장 인접한 비트량에 해당하는 양자화 번호임을 특징으로 하는 디지탈 영상의 양자화 번호 결정 장치.