KR19980075637A - 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치에 관한 것으로, 나누기 연산을 시프트만으로 대체하기 위해 양자화 매트릭스를 간략화시키고, 양자화 및 역양자화는 이산 코사인 변환 및 역이산 코사인 변환에 의해 래스터 스캔된 데이타로 연산을 하고, 가변 길이 부호부는 지그재그 스캔된 데이타로 연산을 하므로 이산 코사인 변환에 의해 래스터 스캔된 데이타를 양자화에서 연산하고, 그 결과를 지그재그된 데이타로 바꾸어 가변 길이 부호부의 입력으로 보내는 한편, 양자화부에서 온 래스터 스캔된 데이타는 그대로 역양자화부의 입력을 보내줌으로써 RAM의 개수를 최소화한 것이다.

Description

영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치

본 발명은 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치에 관한 것이고, 특히 드라이버의 연산량을 줄이면서 드라이브 연산에 게이트 수를 줄이고 양자화 매트릭스의 간략화와 시프트에 의한 연산으로 스펙을 줄일 수 있으며 램의 사용을 최소화한 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치에 관한 것이다.

현대에는 방송, 통신, 컴퓨터, 케이블 TV, 영상 음향 기기 등 영상 미디어 기술의 발달로 인하여 보다 좋은 화질의 화상을 보고자하여 디지탈 신호에 의한 화상을 이용하고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다.

디지탈 신호와 화상이나 음성을 정확히 전달할 수 있는 반면에 디지탈 신호가 0이나 1의 숫자의 조합으로 이루어져 있으므로 이들 데이타를 전송하기 위한 신호 처리의 구성이 복잡해짐은 물론, 수신측 신호 처리의 구성도 복잡해지게 되었다.

그리고 고화질 영상 및 음성의 전송에 적합한 디지탈 신호에 대해 보다 낮은 코스트로 고화질 및 고음질로 제공하기 위하여 화상 압축의 방법을 이용하게 되었고 이를 위해 고능률 부호화 기술이 개발되었다.

동화상 및 음성의 디지탈 신호를 기록하였다가 재생시키기 위한 고능률 부호화 방식의 MPEG-1의 개발이 완료되었고, 보다 정확하고 세밀한 화상 및 음성을 위한 MPEG-2의 기술로 발전한 후, 다시 MPEG-4에 대한 기술까지 발전하기 위해 연구가 수행되고 있다.

도 1은 일반적인 영상 압축 장치의 전체적인 구성을 나타낸 것으로서; 외부로부터 입력되는 NTSC의 비디오 신호의 조합에 대해 그 조합에 해당하는 신호를 출력하는 NTSC 디코더(1)와;

상기 NTSC 디코더(1)로 부터 입력되는 비디오 신호를 일정시간 동안 지연시키면서 증폭하는 지연 버퍼(2)와;

상기 지연 버퍼(2)로부터 일정시간 동안 지연된 비디오 신호에 대해 변환을 위한 계수를 코사인 함수의 값으로 용이하게 계산하여 주파수 좌표로 변환하는 이산 코사인 변환부(3)와;

상기 이산 코사인 변환부(3)로부터 전달하는 주파수 좌표로 변환된 비디오 신호에 대해 연속적인 곡선의 파형을 계단 파형으로 바꾸면서 진폭을 적당한 레벨로 하여 정수치로 치환하여 출력하는 양자화부(4)와;

상기 양자화부(4)로부터 전달되는 계단 파형의 정수치에 대해 출현 빈도의 대수 절대값에 비례하는 길이를 가진 부호를 그 값에 할당하면서 압축된 비디오 신호로 출력하는 가변 길이 부호부(5)와;

상기 양자화부(4)에서 전달되는 레벨단위의 정수치를 주파수 좌표의 비디오 신호로 환원시켜 출력하는 역양자화부(6)와;

상기 역양자화부(6)로부터 전달되는 코사인 함수의 값인 주파수 좌표의 비디오신호를 원래의 비디오 신호로 환원하는 역이산 코사인 변환부(7)와

상기 NTSC 디코더(1)로부터 입력되는 비디오 신호와 상기 역이산 코사인 변환부(7)로부터 전달되는 비디오 신호에 대해 움직임 벡터를 추정한 후 이에 대한 보상 결정을 하는 움직임 추정 및 보상부(8)와,

상기 지연 버퍼(2)로 부터 일정시간 동안 지연된 비디오 신호와 상기의 움직임 추정 및 보상부(8)로 부터의 신호를 혼합하여 이산 코사인 변환부(3)로 전달하는 감산부(9)와;

상기 움직임 추정 및 보상부(8)로 부터의 신호에 역이산 코사인 변환부(7)로 부터의 신호를 혼합하여 움직임 추정 및 보상부(8)로 전달하는 가산부(10)들로 구성하였다.

상기의 양자화부(4)는 이산 코사인 변환부(3)를 통하여 생성된 8*8 블럭의 계수들을 입력으로 하여 양자화한 후 가변 길이 부호부(5)로 양자화된 값을 지그재그(Zigzag) 스캔 변환하여 출력하고 역양자화부(6)에서는 양자화부(4)에서 양자화된 값을 래스터(Raster) 스캔의 변환으로 다시 역양자화한 후 역코사인 변환부(7)로 전달한다.

그리고 양자화부는 인트라 방식과 비인트라 방식에 의해 수행되는 바;

인트라 방식은 도 2에 도시한 것과 같이 공백 구간(dead zone)이 존재하지 않는 양자화기 사용하여 휘도와 색차 식호의 DC 성분인 경우 양자화 계수가 항상 8인 8비트의 정밀도로 정보가 전송되도록 한다.

위와 같이 DC 성분의 양자화 레벨을 8로 고정시킨 것은 사람의 눈이 넓은 영역의 휘도성분에 대해서 상당히 민감하기 때문에 DC 성분의 양자화 레벨을 변화시키면 사람의 눈이 이를 감지하게 되며, 8비트의 양자화 레벨이면 인간의 눈이 감지할 수 없는 40dB 이상의 SNR, 즉 48dB을 얻을 수 있는 것이다.

휘도와 색차의 AC 성분인 경우에는 인간의 사각 특성에 따라서 다르게 할당된 가중치 행렬, 즉 양자화 매트릭스로 나누면 더욱더 많은 AC값들이 0으로 한다.

AC 값들이 0으로 많이 가면 RLC(Run-length Coding) 시에 압축 효과가 더욱 커지게 된다.

도 3의 도표에서와 같이 양자화 매트릭스는 우측 아래로 갈수록 값이 커짐을 알 수 있다.

이산 코사인 변환을 통해 얻은 AC값은 영상의 주파수 특성을 나타내는데, 도 4의 도표에서와 같이 8*8블럭(Block)에서 우측 아래 방향이 고주파에 해당된다.

인간의 시각적 특성이 저주파의 변화에는 민감하고 고주파의 변화에는 덜 민감하기 때문에 상기의 양자화 매트릭스를 이용하여 저주파성분을 양자화 에러와 고주파 성분의 양자화 에러를 달리 해줌으로써 영상신호를 압축한다.

즉 고주파 성분의 양자화 에러가 저주파 성분의 양자화 에러보다 크지만 인간의 시각적 특성이 인식하지 못하거나 무시할 만하고, 양자화 레벨도[1,31] 사이의 값을 갖게 된다.

상기와 같은 인트라 방식의 과정을 요약하면 다음과 같다.

먼저, DC인 경우는 8로 나누어 주면 된다.

그리고 AC인 경우에는;

입력 데이타를 8배한 결과 값을 양자화 레벨과 양자화 매트릭스로 곱한 값으로 나누고;

이 결과 값을 반올림하여 양자화 결과가 [-255, 255]의 영역 안에 들도록 조정한다.

이를 식으로 표현하면 아래와 같다.

QDC=C[0,0]÷8

QAC=8×C[u,v]÷(MQuant×M[u,v])

C[u,v]:DCT 계수

MQuant:양자화레벨

M[u,v]:양자화매트릭스

한편, 비인트라 방식은 도 5와 같이 공백 구간(dead zone)이 존재하는 양자화기를 사용하는 것으로 양자화된 값이 화소값이 아닌 기준 프레임과의 차이값을 이산 코사인 변환한 것이므로 DC와 AC의 구분이 없으며 양자화 매트릭스도 동일한 16의 값을 사용한다.

즉 실제 이산 코사인 변환한 값이 영상의 공간상 특성을 나타내는 것이 아니라 기준 프레임과의 차이값에 대한 공간상의 특징이므로 AC 값 모두에게 동일한 가중치를 두도록 한다.

상기와 같은 비인트라 방식을 요약하면 다음과 같다.

첫째, AC값을 16배 한다. 즉, AC×16

둘째, 16배한 AC값을 양자화 매트릭스의 대응 위치의 값으로 나눈 후 반올림한다.

세째, 양자화 레벨(MQuant)이 우수이면 상기의 값을 0에 가까운 쪽으로 +1 또는 -1을 행해주고, 기수이면 그대로 둔다.

네째, 상기의 결과를 양자화 레벨(MQuant)를 2배한 값으로 나누어 주고 소수점 이하는 버린다.

다섯째, 양자화 결과가 [-255,255]의 영역 안에 들도록 값을 조정한다.

이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

AC'[u,v]=(16×AC[u,v]).if MQuant=ODD

(16×AC[u,v]+1),if MQuant=EVENandAC[u,v]0

(16×AC[u,v]-1), if MQuant=EVENandAC[u,v]0

QAC[u,v]=AC'[u,v]÷(2×MQuant)

한편, 역양자화부의 경우에도 인트라 방식과 비인트라 방식의 수행되는 바, 인트라 방식의 경우에는 DC값에 대한 역양자화 방법을 다음과 같이 수행한다.

IQDC=QDC×8………………(1)

그리고 AC값에 대한 역양자화 방법은 수신된 양자화값을 2배 하고(QAC×2), 그 결과에 양자화 레벨(MQuant)과 양자화 매트릭스의 대응값을 곱한 후 16으로 나눈 다음 소수점 이하는 버린다.

그리고 결과가 우수이면 1을 더하거나 빼주어 0에 가까운 쪽의 기수로 만드면서 그 결과가 (-2048, 2047)의 범위 안에 들도록 값을 조정한다.

이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

IQAC[u,v]=(2×QAC)×(MQuant×M[u,v])÷16

REC=IQAC+1, ifIQAC0andIQAC=EVEN

REC=IQAC-1, ifIQAC0andIQAC=EVEN

REC=IQAC, atherwise

여기서 양자화값을 기수로 제한한 이유는 양자화의 오차 누적을 방지하기 위해서이다.

그리고 비트인트라방식의 경우에는 수신된 양자화값을 2배하고(QAC×2), 그 결과에 양자화 레벨(MQuant)과 양자화 매트릭스의 대응값을 곱한 후 16으로 나누면서 소수점 이하는 버리며, 그 결과가 우수하면 1을 더하거나 빼서 0에 가까운 쪽의 기수로 만든 결과가 (-2048, 2047)의 범위안에 들도록 값을 조정하다.

이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

IQAC[u,v]=(2×QAC)×(MQuant×M[u,v])÷16

REC=IQAC-1, ifIQAC0andIQAC=EVEN

REC=IQAC+1, ifIQAC0andIQAC=EVEN

REC=IQAC, atherwise

그러나 상기와 같은 일반적인 양자화부 및 영양자화부에 의하여서는 양자화를 위한 (15 by 12)의 나누기(divide) 연산으로 인해 스펙(spec)을 크게 해야 하는 단점이 있음은 물론, 시간영역(time-domain)에서 행해진 이산 코사인 변환된 데이타를 양자화한 후 주파수 영역에서 행해지는 가변 길이 부호부로 보내기 위해서는 램을 이용한 영역 변환의 과정이 필요하게 되므로 램을 효율적으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 나누기의 연산량을 줄이면서 나누기 연산에 들어가는 게이트 수를 줄이고 양자화의 스펙을 줄일 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 양자화된 데이타를 램을 이용하여 영역 변환한 뒤 가변 길이 부호부로 보낼 때 램의 사용을 최소화한 영양신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나누기 연산을 시프트만으로 대체하기 위한 양자화 매트릭스를 간략화시키고, 양자화 및 역양자화는 코사인 변환 및 역이산 코사인 변환에 의해 래스터 스캔된 데이타로 연산을 하고, 가변 길이 부호부는 지그재그 스캔된 데이타로 연산을 하므로 이산 코사인 변환에 의해 래스터 스캔된 데이타를 양자화에서 연산하고, 그 결과를 지그재그된 데이타로 바꾸어 가변 길이부호부의 입력으로 보내는 한편, 양자화부에서 온 래스터 스캔된 데이타는 그대로 역양자화부의 입력으로 보내줌으로써 RAM의 개수를 최소화한 것이다.

도 1은 일반적인 영상 압축 장치의 전체적인 구성을 나타낸 블럭도.

도 2는 일반적인 공백 구간이 없는 양자화기의 상태를 나타낸 그래프.

도 3은 일반적인 표준 양자화 매트릭스의 구성을 나타낸 도표.

도 4는 일반적인 블럭 주파수를 나타낸 도표.

도 5는 일반적인 공백 구간이 있는 양자화기를 상태를 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명의 양자화부 및 역양자화부의 구성을 나타낸 블럭도.

도 7은 본 발명의 제어부와 양자화기 및 역양자화기의 상세한 구성을 나타낸 블럭도.

도 8은 본 발명의 지그재그 어드레스의 배열 순서를 나타낸 도표.

도 9는 본 발명의 비인트라의 웨이트 값을 나타낸 도표.

도 10는 본 발명의 양자화의 과정을 나타낸 플로우 차트.

도 11는 본 발명의 역양자화의 과정을 나타낸 플로우 차트.

이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 양자화 및 역양자화부의 구성을 나타낸 것으로서;

상기 이산 코사인 변환부로부터 이산 코사인 변환된 데이타를 전달받는 제어부(11)에서는 정확한 타이밍을 맞추어 연산 및 인터페이스를 할 수 있도록 양자화기(12) 및 역양자화기(13)를 제어하여 역양자화된 데이타를 역이산 코사인 변환부로 출력한다.

상기 양자화기(12)와 역양자화기(13)는 상기 제어부(11)의 제어를 받으면서 입력 데이타를 모드에 따라 각각 양자화 또는 역양자화하여 제어부(11)로 전달한다.

그리고 제어부(11)를 통하여 양자화된 데이타 또는 역양자화된 데이타를 전달받는 램(14)은 상기 양자화기(12) 및 역양자화기(13)로부터의 데이타를 지그재그변환한후 양자화된 데이타만 가변 길이 부호부로 출력한다.

도 6은 본 발명의 제어부와 양자화기 및 역양자화기의 구성을 나타낸 것으로서;

외부에서 클럭(clock) 및 동기 신호(mb_sync, block_sync)를 전달받는 동기 신호 발생부(15)에 의해 내부의 각 블럭에 각종 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 출력한다.

상기 동기 신호 발생부(15)로 부터 각종 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 전달받는 램 인터페이스(RAM interface)(16)에서는 동기신호 발생부(15)에서 받은 동기 신호(synch)에 의해 양자화기(12) 및 역양자화기(13)에 데이타를 전달하거나 연산된 데이타를 전달받아 다른 블럭에 넘겨주는 동시에 메모리(17)에 데이타를 전달받아 다른 블럭에 넘겨주는 동시에 메모리(17)에 데이타를 저장하거나 읽어서 출력하도록 하되;

양자화기(12)로는 양자화 동기 신호(QMB_synch, QBlock_synch)를 출력하면서 역양자화시(13)로는 역양자화 동기 신호(IQMB_synch, IQBlock_synch)를 출력하며;

양자화기(12) 및 역양자화기(13)중 양자화기(12)로 부터 전달받은 신호는 지그재그 어드레스 생성부(18)로부터의 어드레스 신호에 의해 지정된 번지의 메모리(17)에 저장하고;

상기의 메모리(17)에 데이타가 다 채워지게 되면 순서대로 가변길이 부호부로 출력하며;

상기 양자화기(12) 역양자화기(13)중 역양자화기(13)로부터 전달받은 신호는 역이산 코사인 변화부로 출력한다.

상기 동기 신호 발생부(15)로부터 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 전달받는 지그재그 어드레스 생성부(18)에서는 양자화기(1)2에서 출력되는 결과인 시간영역 상의 데이타를 주파수 영역의 데이타로 배열하여 가변 길이 부호부로 출력하도록 한다.

그리고 지그재그 어드레스 생성부(18)에서의 배열 순서는 도 7에 도시한 것과 같으며, 여기서 번호는 데이타의 처리 순서를 나타내고 이에 의해 도면에 도시않은 내부 롬에 데이타를 배열하여 램 인터페이스(16)로 어드레스 신호를 출력한다.

상기 램 인터페이스(16)로부터 양자화 동기 신호(QMB_synch, OBlock_synch)를 전달받는 양자화기(12)의 양자화 리더(Q-READ)(19)에서는 이산 코사인 변환부에서 전달받은 데이타의 계산을 위한 신호(dividend, divisor)로 만들어 출력한다.

이 데이타는 인트라(Intra)인 경우와 비인트라(Inter)인 경우로 나누어 양자화 매트릭스를 적용하면서 시프트 연산을 하여 나눗셈을 줄인다.

비인트라의 경우 웨이트(weight)는 01(16)이며, 인트라의 경우는 도 8에 도시한 것과 같다.

상기 양자화 리더(Q-READ)(19)로 부터 신호(dividend, divisor)를 전달받는 양자화기(12)의 양자화 제산(Q-DIV)(20)에서는 12비트의 신호(Dividend)와 5비트의 신호(Divisor)에 의해 나누기 연산을 수행하여 그 결과인 양자화된 값을 출력한다.

여기서 나누기 연산을 하는데 5사이클의 지연이 발생하며 동기를 맞추기 위해 3사이클을 지연시켜 준다.

이 양자화된 결과값은 램(14)을 통해서 가변 길이 부호부로 출력하는 동시에 다음의 역양자화기(13)의 입력으로 출력된다.

상기 양자화기(12)의 양자화 제산(Q-DIV)(20)으로 부터 9비트의 데이타를 양자화된 값으로 받는 역양자화기(13)에서는 5비트의 양자화 레벨, 2비트의 웨이트, 1비트의 인트라-비인트라를 입력으로 받아서 12비트의 역양자화된 값을 출력하는 것으로 곱하기 연산을 수행한다.

상기 양자화기(12)의 양자화 제산(Q-DIV)(20)으로 부터 양자화된 데이타를 전달받는 역양자화기(13)의 인자 생성부(21)에서는 입력 신호를 이용하여 곱셈을 하기 위한 인자(Multiplier),(Multiplicand)를 생성하여 출력하되;

입력되는 데이타가 DC인 경우에는 데이타에 8을 곱해주고 AC인 경우에는 2를 곱한 후 양자화 레벨과 양자화 매트릭스를 곱해주므로 입력 데이타에 2를 곱한 형태로 출력하게 된다.

상기의 인자 생성 과정을 인트라 모드로 수행하는 상태로 설명하면 다음과 같다. DC인 경우에는 인자(Multiplier)는 2를 곱한 데이타가 되고 인자(Multiplicand)는 4가 되고, AC인 경우에는 웨이트 값을 고려해주어야 하므로 양자화의 경우와 마찬가지로 웨이트 값에 따라 시프트를 이용하면서 곱셈을 줄일 수 있다.

여기서 데이타에 이미 2를 곱해준 상태이므로 1회씩 적게 시프트하면서 생성된 결과를 인자(Multiplier)로 새성하고 양자화 레벨값을 인자(Multiplicand)로 생성한다.

한편 비인트라 모드로 수해하는 경우에는 웨이트 값이 '01'로 모두 동일하므로 곱하지 않으면서 데이타가 '0'이 아닌 경우에만 1을 더해준 후 인자(Multiplicand)를 생성하고 양자화 레벨값은 인자(Multiplier)로 한다.

그리고 인자 생성부(21)로 부터 인자(Multiplier),(Multiplicand)를 전달받는 역양자화기(13)의 인자 생성부(21)에서는 입력된 인자(Multiplicand)와 인자(Multiplier)를 이용하여 곱셈 연산을 수행한 후 역양자화된 값으로 출력한다.

한편 본 발명의 양자화 과정을 도 9의 플로우 차트를 참고로 설명하면 다음과 같다.

역이산 코사인 변환부로부터 2의 보수(compliment)인 12비트의 데이타를 입력받으면 사인 크기로 바꾼다(단계 31).

모드가 인트라의 모드인 가를 확인하여(단계 32) 맞으면 다시 DC인가를 확인하고(단계 33), DC이면 나누기 8을 한다(단계 34).

여기서 나눈 결과값은 LSB쪽으로 3비트만큼 시프트하여 나눗셈을 한 효과를 얻도록 한다.

그리고 단계 32에서 인트라 아니고 비인트라의 모드이면(단계 35), 데이타를 나누기 2하는 대신에 LSB로 1비트씩 시프트한다(단계 36).

상기의 출력인 9비트가 -256~255의 범위인가를 확인하여(단계 37)아니면 -256보다 작은 경우에는 -256으로, 255보다 큰 경우에는 255로 바꾸는 라운딩의 과정을 수행한다(단계 38).

상기 출력값의 각 픽셀의 양자화 매트릭스만큼 시프트를 한 후(단계 39), 상기의 단계 35에 의한 결과값과 같은 양자화 제산(20)으로 인자로 출력하여 나눗셈 연산을 수행하여 양자화된 데이타를 출력하도록 한다(단계 40).

상기의 나눗셈은 MSB부터 하위 비트로 감산의 연산을 계속하면서 수행하고 피제수 인자가 LSB에 이를 때까지 제수 인자를 1비트씩 감산의 연산을 수행하면 제산의 크기를 줄일 수 있게 된다.

본 발명의 역양자화 과정을 도 10의 플로우 차트를 참고로 설명하면 다음과 같다.

상기 양자화부로 부터 양자화된 데이타를 입력받으면(단계 41), 인트라 모드인가를 확인하면서(단계 42) 다시 DC인가를 확인한다(단계 43).

인트라이고 DC이면, 3비트 만큼 데이타를 시프트시키는 한편(단계 44), DC가 아닌 AC이면 각 픽셀의 양자화 매트릭스가 요구하는 만큼 데이타를 MSB로 3비트만큼 시프트하고(단계 45) 데이타가 홀수 또는 짝수인가를 체크한다(단계 46).

그리고 상기 단계 44와 단계 46의 결과값에 의한 인자(Multiplier)와 인자(Multiplicand)들을 승산한 후(단계 47), 일정한 범위를 벗어나는 값을 라운딩(단계 48).

상기의 라운딩된 값인 사인 크기를 2의 보수로 바꾸어 역이산 코사인 변환부로 출력되도록 한다(단계 49).

따라서 본 발명의 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 및 역양자화 장치에 의하여서는, 나누기 연산을 시프트만으로 대체하기 위한 양자화 매트릭스를 간략화시키고, 양자화 및 역양자화는 이산 코사인 변환 및 역이산 코사인 변환에 의해 래스터 스캔된 데이타로 연산을 하고, 가변 길이 부호부는 지그재그 스캔된 데이타로 연산을 하므로 이산 코사인 변환에 의해 래스터 스캔된 데이타를 양자화에서 연산하고, 그 결과를 지그재그된 데이타로 바꾸어 가변 길이 부호부의 입력을 보내는 한편, 양자화부에서 온 래스터 스캔된 데이타는 그대로 역양자화부의 입력으로 보내줌으로써 RAM의 개수를 최소화한 것이다.

Claims (5)

1. 제어부(11)를 통하여 양자화된 데이타 또는 역양자화된 데이타를 전달받으면 데이타를 지그재그변환한 후 양자화된 데이타만 가변 길이 부호부로 출력하는 램(14)과;

   외부에서 클럭(clock) 및 동기 신호(mb_sync, block_sync)를 전달받으면 내부의 각 블럭에 각종 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 출력하는 제어부(11)의 동기 신호 발생부(15)와,

   상기 동기 신호 발생부(15)로부터 각종 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 전달받으면 동기 신호(synch)에 의해 양자화기(12) 및 역양자화기(13)에 데이타를 전달하거나 연산된 데이타를 전달받아 다른 블럭에 넘겨주는 동시에 메모리(17)에 데이타를 저장하거나 읽어서 출력하도록 하는 제어부(11)의 램 인터페이스(16)와;

   상기 동시 신호 발생부(15)로 부터 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 전달받으면 양자화기(12)에서 출력되는 결과인 시간 영역 상의 데이타를 주파수 영역의 데이타로 배열하여 가변 길이 부호부로 출력하는 지그재그 어드레스 생성부(18)와;

   상기 램 인터페이스(16)로부터 양자화 동기 신호(QMB_synch, QBlock_synch)를 전달받으면 이산 코사인 변환부에서 전달받은 데이타의 계산을 위한 신호(dividend, divisor)로 만들어 출력하는 양자화기(12)의 양자화 리더(19)와;

   상기 양자화 리더(Q-READ)(19)로 부터 신호(dividend, divisor)를 전달받으면 12비트의 신호(Dividend)와 15비트의 신호(Divisor)에 의해 나누기 연산을 수행하여 그 결과인 양자화된 값을 출력하는 양자화기(12)의 양자화 제산(Q-DIV)(20)들로 구성됨을 특징으로 하는 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 양자화기(12)의 양자화 제산(Q-DIV)(20)에서의 양자화 제산이 양자화 매트릭스와 시프트의 연산을 이용하여 15바이(by) 12의 연산을 나누기 2의 지수승이 되는 부분을 시프트 연산으로 처리하여 12바이 5로 줄이면서 화질을 보전시킨 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 장치.
3. 모드가 인트라의 모드이고 DC이면 나누기 8을 하는 단계와;

   그리고 나눈 결과값을 LSB쪽으로 3비트만큼 시프트하여 나눗셈을 한 효과를 얻도록 하는 단계와;

   비인트라의 모드이면, LSB로 1비트씩 시프트하는 단계와;

   상기의 출력인 9비트가 -256~255의 범위인 가를 확인하면서 -256보다 작은 경우에는 -256으로, 255보다 큰 경우에는 255로 바꾸는 라운딩의 과정을 수행하는 단계와;

   상기 출력값의 각 픽셀에 양자화 매트릭스만큼 시프트를 한 후, DC의 결과값과 같이 양자화 제산(20)으로 인자로 출력하는 단계들에 의해 수행됨을 특징으로 하는 영상신호의 압축 및 복원을 위한 양자화 장치.
4. 제어부(11)를 통하여 양자화된 데이타 또는 역양자화된 데이타를 전달받으면 데이타를 지그재그변환한 후 양자화된 데이타가 가변 길이 부호부로 출력하는 램(14)과;

   외부에서 클럭(clock) 및 동기 신호(mb_sync, block_sync)를 전달받으면 내부의 각 블럭에 각각 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 출력하는 제어부(11)의 동기 신호 발생부(15)와;

   상기 동기 신호 발생부(15)로 부터 각종 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 전달받으면 동기 신호(synch)에 의해 양자화기(12) 및 역양자화기(13)에 데이타를 전달하거나 연산된 데이타를 전달받아 다른 블럭에 넘겨주는 동시에 메모리(17)에 데이타를 저장하거나 읽어서 출력하도록 하는 제어부(11)의 램 인터페이스(16)와;

   상기 동시 신호 발생부(15)로부터 동기 신호(sync) 및 인에이블 신호(enable)를 전달받으면 양자화기(12)에서 출력되는 결과인 시간 영역 상의 데이타를 주파수 영역의 데이타로 배열하여 가변 길이 부호부로 출력하는 지그재그 어드레스 생성부(18)와;

   상기 양자화기(12)의 양자화 제산(Q-DIV)(20)으로 부터 양자화된 데이타를 전달받으면 입력 신호를 이용하여 곱셈을 하기 위한 인자(Multiplier),(Multiplicand)를 생성하여 출력하는 역양자화기(13)의 인자 생성부(21)와;

   상기 인자 생성부(21)로부터 인자(Multiplier),(Multiplicand)를 전달받으면 입력된 인자(Multiplicand)와 인자(Multiplier)를 이용하여 곱셈 연산을 수행한 후 역양자화된 값으로 출력하는 역양자화기(13)의 인자 생성부(21)들로 구성됨을 특징으로 하는 영상신호의 압축 및 복원을 위한 역양자화 장치.
5. 상기 양자화부로부터 양자화된 데이타를 입력받으면 인트라 모드이고 DC인가를 확인하여 3비트 만큼 데이타를 시프트시키는 단계와;

   AC이면 각 픽셀의 양자화 매트릭스가 요구되는 만큼 데이타를 MSB로 3비트 만큼 시프트하고, 데이타가 홀수 또는 짝수인가를 체크하는 단계와;

   상기 결과값에 의한 인자(Multiplier)와 인자(Multiplicand)들을 승산한 후, 일정한 범위를 벗어나는 값을 라운딩하는 단계와;

   상기 라운딩된 값인 사인 크기를 2의 보수로 바꾸어 역이산 코사인 변환부로 출력하는 단계들에 의해 수행됨을 특징으로 하는 영상신호의 압축 및 복원을 위한 역양자화 장치.