KR19980048654A - 선택적 부호화방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 동영상부호화시스템에서 이전프레임과의 변화가 없는 매크로블록단위에 대해 부호화불필요(not coded)로 처리하여 데이타량을 크게 감소시켜 부호화효율을 향상할 수 있도록 한 선택적 부호화방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 현재프레임과 이전프레임의 매크로블록단위 동영상신호를 일정크기의 블록단위로 분할하여 대응하는 매크로블록내의 각 블록간에 상위비트부분의 차이(difference)를 구하고, 차이가 존재하는 블록의 갯수와 차이의 절대합을 계산하여 미리 설정한 문턱값(threshold)과 비교하여 해당 매크로블록의 부호화여부를 나타내는 COD를 결정하며, 그 COD에 따라 부호화불필요로 처리된 매크로블록에 대해 부호화하지 않도록 한다. 따라서, 본 발명은 부호화가 불필요한 매크로블록에 대해서 부호화하지 않아 부호화속도와 프레임레이트(frame rate)를 향상시키고, 비트레이트(bit rate)를 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

선택적 부호화방법 및 그 장치

본 발명은 동영상부호화시스템에 관한 것으로서, 특히 이전프레임과의 변화가 없는 매크로블록단위에 대해 부호화불필요(not coded)로 처리하여 데이타량을 크게 감소시켜 부호화효율을 향상할 수 있도록 한 선택적 부호화방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근 들어 영상전화 또는 화상회의시스템등에서의 응용을 목적으로 동영상을 매우 낮은 비트율로 부호화하는 동영상압축기술에 대한 국제 표준화 작업이 활발히 진행되고 있다. 특히, H.263 비디오코덱등에서는 이용가능한 데이타속도에서 최고의 비디오품질을 제공하도록 동영상의 고압축이 필수적이다. 이를 위해서, 기존에는 프레임단위의 동영상신호를 일정크기의 구획단위로 나누어 부호화하는 기법이 광범위하게 사용되었으며, 그 성능 향상을 위한 연구와 새로운 개념의 압축기법을 개발하는 연구가 병행되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이전프레임과의 변화가 없는 16×16 화소의 매크로블록단위에 대해 부호화불필요(not coded)로 처리하여 데이타량을 감소시켜 부호화효율을 향상시킬 수 있도록 한 선택적 부호화방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 선택적 부호화방법을 하드웨어적으로 구현하기 위한 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 선택적 부호화장치를 나타내는 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 일정크기구획수단 12 : 영역분할수단

13 : 감산기 14 : 계산부

15 : COD결정부 16 : 부호화부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선택적 부호화방법은 동영상부호화시스템에 있어서, (1) 입력되는 인접한 두프레임단위의 동영상신호를 각각 일정크기의 구획단위로 나누어 출력하는 단계와, (2) 상기 일정크기의 구획단위 동영상신호를 영역분할하여 출력하는 단계와, (3) 상기 분할된 인접한 두프레임의 같은 위치의 영역간에 상위비트차이를 구하는 단계와, (4) 상기 차이가 존재하는 영역의 갯수와 그 차이의 절대합을 상기 구획단위로 계산하는 단계와, (5) 상기 계산한 영역갯수와 절대합을 각각 미리 설정한 문턱값과 비교하여 인접한 두프레임간의 변화를 판단하고, 이를 나타내는 COD를 결정하는 단계, 및 (6) 상기 결정된 COD를 체크하여 입력되는 구획단위 동영상신호를 선택적으로 부호화하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선택적 부호화장치는 동영상부호화시스템에 있어서, 입력되는 이전프레임과 현재프레임의 동영상신호를 각각 매크로블록단위로 나누어 출력하는 일정크기구획수단과, 상기 매크로블록단위 동영상신호를 일정개의 블록들로 영역분할하여 출력하는 영역분할수단과, 상기 분할된 이전프레임과 현재프레임의 같은 위치의 블록들간에 상위비트차이를 구하는 감산기와, 상기 차이가 존재하는 블록의 갯수와 그 차이의 절대합을 매크로블록단위로 계산하는 계산부와, 상기 계산한 블록갯수와 절대합을 각각 미리 설정한 문턱값과 비교하여 COD를 결정하는 COD결정부, 및 상기 결정된 COD를 체크하여 해당하는 매크로블록단위의 동영상신호를 선택적으로 부호화하는 부호화부를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 선택적 부호화장치를 나타내는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치는 입력되는 프레임단위 동영상신호를 일정크기의 구획으로 나누어 출력하는 복수개의 일정크기구획부(111,112)로 된 일정크기구획수단(11)과, 일정크기구획부(111,112)에 대응하게 연결되어 입력되는 일정크기의 구획단위 동영상신호를 영역분할하여 출력하는 복수개의 영역분할부(121,122)로 된 영역분할수단(12)을 구비하고 있다. 또한, 인접한 두 프레임에 대해 분할된 각 영역간에 상위비트의 차이(difference)를 구하는 감산기(13)와, 차이가 존재하는 영역의 갯수와 그 차이의 절대합(sum of absolute; SAD)을 계산하는 계산부(14)를 구비하고 있다. 계산부(14)에는 차이가 존재하는 영역의 갯수와 절대합을 미리 설정한 문턱값(threshold)과 각각 비교하여 부호화필요여부를 나타내는 1비트의 COD(coded or not-coded)를 결정하는 COD결정부(15)가 연결된다. COD결정부(15)에는 결정된 COD를 체크하여 부호화가 불필요한 매크로블록에 대해서는 부호화하지 않고 부호화가 필요한 매크로블록에 대해서만 부호화하여 전송하는 부호화부(16)가 연결되도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 선택적 부호화장치에 대한 동작을 좀더 구체적으로 설명한다.

먼저, 일정크기구획수단(11)에서 제 1일정크기구획부(111)는 이전(N-1)프레임의 동영상신호를 입력받아 16×16 크기의 매크로블록단위로 나누어 제 1영역분할부(121)로 출력한다. 제 2일정크기구획부(112)는 현재(N)프레임의 동영상신호를 입력받아 16×16 크기의 매크로블록단위로 나누어 제 2영역분할부(122)로 출력한다. 영역분할수단(12)에서 제 1영역분할부(121)는 입력되는 이전(N-1)프레임의 16×16 크기의 매크로블록단위 동영상신호를 4×4 크기의 블록들로 영역분할한다. 제 2영역분할부(122)는 입력되는 현재(N)프레임의 16×16 크기의 매크로블록단위 동영상신호를 4×4 크기의 블록들로 영역분할한다. 감산기(13)는 현재(N)프레임의 동영상신호에 대한 4×4 크기의 블록들과 그에 대응하는 같은 위치의 이전프레임의 동영상신호에 대한 4×4 크기의 블록들간에 상위비트(MSB) 차이(difference)를 구한다. 여기서, 전체비트에 대해 차이를 구하면 차이값이 모두 존재하므로 상위비트부분에 대해서만 수행하며, 현재프레임과 이전프레임간의 차이가 한곳에 집중시 16×16 크기의 매크로블록단위로 할 경우 잘못 판단할 수 있어 차이의 분포를 고려하여 영역분할을 한다. 물론, 4×4 크기의 블록 대신에 16×16 크기의 매크로블록단위로 감산한 후 이를 4×4 크기의 블록으로 영역분할할 수도 있다. 계산부(14)는 감산기(13)로부터 블록간의 차이를 입력받아 차이가 존재하는 4×4 크기의 블록 갯수와 차이의 절대합(SAD)을 매크로블록단위로 계산한다. COD결정부(15)는 매크로블록단위로 계산한 차이가 존재하는 4×4 크기의 블록 갯수가 미리 설정한 문턱값(예를 들어, 4개) 이하이고, 그 블록의 절대합이 미리 설정한 문턱값(예를 들어, 24) 보다 작으면 그 매크로블록이 이전프레임의 같은 위치의 매크로블록과 변화가 없는 경우로 판단하여 COD를 1로 결정한다. COD결정부(15)는 그 매크로블록내의 차이가 존재하는 블록갯수가 4 이상이고, 그 차이의 절대합이 24 보다 크면 이전프레임과의 변화가 있는 경우로 판단하여 COD를 0으로 결정한다. 여기서, COD는 매크로블록헤더(Macroblock header)의 첫번째 비트에 위치한다. 부호화부(16)는 결정된 COD에 따라 선택적으로 매크로블록단위의 부호화를 수행한다. 부호화부(16)는 COD가 1이면 그 매크로블록에 대해 부호화불필요로 판단하여 COD가 1인 매크로블록들에 대해서는 부호화하지 않고, COD가 0인 매크로블록들에 대해서만 부호화하여 전송한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 선택적 부호화방법 및 그 장치에 관한 것으로 인접한 두 프레임의 동영상신호에 대해 16×16 크기의 매크로블록을 4×4 크기의 블록으로 나누어 그 차이가 존재하는 블록의 수와 차이의 절대합을 통해 이전프레임과의 변화가 없는 매크로블록을 찾아 부호화불필요로 처리하므로써 데이타량을 크게 감소시켜 부호화효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 즉, 부호화속도와 프레임레이트를 향상시킬 수 있고 비트레이트를 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (10)

1. 동영상부호화시스템에 있어서,

   (1) 입력되는 인접한 두프레임단위의 동영상신호를 각각 일정크기의 구획단위로 나누어 출력하는 단계;

   (2) 상기 일정크기의 구획단위 동영상신호를 영역분할하여 출력하는 단계;

   (3) 상기 분할된 인접한 두프레임의 같은 위치의 영역간에 상위비트차이를 구하는 단계;

   (4) 상기 차이가 존재하는 영역의 갯수와 그 차이의 절대합을 상기 구획단위로 계산하는 단계;

   (5) 상기 계산한 영역갯수와 절대합을 각각 미리 설정한 문턱값과 비교하여 인접한 두프레임간의 변화를 판단하고, 이를 나타내는 COD를 결정하는 단계; 및

   (6) 상기 결정된 COD를 체크하여 입력되는 구획단위 동영상신호를 선택적으로 부호화하는 단계를 포함하는 선택적 부호화방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 (1) 단계는 이전프레임과 현재프레임의 동영상신호를 각각 입력받아 16×16 크기의 매크로블록단위로 나누어 출력하는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 (2) 단계는 상기 16×16 크기의 매크로블록단위 동영상신호를 4×4 크기의 블록들로 나누어 출력하는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제 (5) 단계는 상기 계산한 영역갯수가 미리 설정한 제 1문턱값 이하이고, 절대합이 미리 설정한 제 2문턱값 보다 작으면 현재프레임의 매크로블록이 이전프레임의 같은 위치의 매크로블록과 변화가 없는 경우로 판단하여 부호화불필요(not coded)로 COD를 결정하는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제 (6) 단계는 상기 COD가 부호화불필요로 결정된 현재프레임의 매크로블록들에 대해서는 부호화하지 않는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화방법.
6. 동영상부호화시스템에 있어서,

   입력되는 이전프레임과 현재프레임의 동영상신호를 각각 매크로블록단위로 나누어 출력하는 일정크기구획수단;

   상기 매크로블록단위 동영상신호를 일정개의 블록들로 영역분할하여 출력하는 영역분할수단;

   상기 분할된 이전프레임과 현재프레임의 같은 위치의 블록들간에 상위비트차이를 구하는 감산기;

   상기 차이가 존재하는 블록의 갯수와 그 차이의 절대합을 매크로블록단위로 계산하는 계산부;

   상기 계산한 블록갯수와 절대합을 각각 미리 설정한 문턱값과 비교하여 COD를 결정하는 COD결정부; 및

   상기 결정된 COD를 체크하여 해당하는 매크로블록단위의 동영상신호를 선택적으로 부호화하는 부호화부를 포함하는 선택적 부호화장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 감산기는 분할된 블록들 대신에 이전프레임과 현재프레임의 같은 위치의 매크로블록들간에 차이를 구하고, 상기 영역분할수단은 그 매크로단위의 차이를 일정개의 블록들로 영역분할하는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화장치.
8. 제 6항에 있어서, 상기 COD는 매크로블록헤더의 첫번째 비트에 위치하여 매크로블록단위의 부호화필요여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화장치.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 COD결정부는 상기 계산한 블록갯수가 미리 설정한 제 1문턱값 이하이고, 절대합이 미리 설정한 제 2문턱값 보다 작으면 그 매크로블록이 이전프레임의 같은 위치의 매크로블록과 변화가 없는 경우로 부호화불필요로 COD를 결정하는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 부호화부는 부호화불필요로 결정된 COD의 매크로블록들에 대해서 부호화하지 않는 것을 특징으로 하는 선택적 부호화장치.