KR19990049347A

KR19990049347A - Adaptive Quantization Control Method.

Info

Publication number: KR19990049347A
Application number: KR1019970068275A
Authority: KR
Inventors: 이희섭; 조남익
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-07-05
Also published as: KR100595144B1

Abstract

본 발명은 영상의 부호화 방법에 있어, 특히 동영상(motion picture)을 압축하기 위하여 수행되는 양자화 스텝(quantization)을 코딩(coding)되는 블록의 복잡도에 따라 제어하고자 한 적응형 양자화 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive quantization control method for controlling a quantization step performed in order to compress a motion picture according to the complexity of a coded block.

종래에는 상기에서와 같이, 부호화하고자 하는 현재 블록의 복잡도와 영상전체 블록의 복잡도 즉, 각 영상의 그룹(GOP; Group Of Picture)에 할당되는 비트의 비트율에 따라 양자화 계수를 설정하여 양자화를 실행하도록 하므로써, 코딩할 필요없는 영역까지 코딩하게 되므로써 전송시간이 오래걸리거나, 또는 필요한 정보를 코딩하지 못하고 짤리는 경우가 발생되어 디코딩(decoding)된 화면이 선명하지 못한 경우가 발생하게 된다.Conventionally, as described above, quantization is performed by setting a quantization coefficient according to the complexity of the current block to be encoded and the complexity of the entire image block, that is, the bit rate of the bits allocated to the group of pictures (GOP) of each image. As a result, coding to an area that does not need to be coded may result in a long transmission time or a case in which necessary information is not coded and cut off, resulting in an undecoded screen.

본 발명에서는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 현재 부호화되는 블록의 복원영상에 대한 에러값을 전체 영상의 평균 에러값과 비교하여 비교치를 결정하여 양자화 스텝을 결정하도록 하므로써, 각 영상의 블록별로 적절하게 양자화 계수를 설정하도록 하므로써, 코딩효율을 향상시켜, 재생시 재생에러의 감소 및 화질을 향상시킬 수 있도록 함은 물론, 저전송률에서도 화질의 에러를 저감시키고, 전송률을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.In order to solve the conventional problem, the present invention compares an error value of a reconstructed image of a currently encoded block with an average error value of the entire image to determine a comparison value to determine a quantization step. By setting the quantization coefficients so that the coding efficiency can be improved, the playback error can be reduced, the image quality can be improved, the error of the image quality can be reduced and the transmission rate can be improved even at a low data rate.

Description

Adaptive Quantization Control Method.

일반적으로 동영상 압축부호화는 원 영상(original picture)의 화질을 손상시키지 않으면서, 높은 압축비를 얻을 수 있도록 하여 전송률을 향상시킬 수 있도록 함을 주목적으로 하고 있는 바, 높은 압축비를 얻기위해서는 시간상 및 공간상의 리던던시(redundancy)를 줄여야 한다.In general, video compression encoding is intended to improve the transmission rate by obtaining a high compression ratio without compromising the image quality of the original picture, so to obtain a high compression ratio in time and space. Redundancy should be reduced.

그러므로, 시간상의 리던던시를 줄이기 위하여 각 프레임(frame)에 대하여 움직임을 추정하고, 추정된 움직임에 대하여 복원영상을 만들어, 원영상과 비교하여 움직임 벡터(motion vector)를 검출하여 압축하도록 한다.Therefore, in order to reduce redundancy in time, motion is estimated for each frame, a reconstructed image is generated for the estimated motion, and motion vectors are detected and compressed compared with the original image.

그리고, 공간상의 리던던시를 줄이기 위하여 영상을 블록(block)단위로 각각의 블록에 대하여 DCT(Discret Cosine Transform) 및 양자화를 수행하여, 압축하고 있다.In order to reduce redundancy in space, an image is compressed by performing DCT (Discret Cosine Transform) and quantization on each block in units of blocks.

도 1은 동영상 압축부호화 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a video compression encoding apparatus.

도 1을 참조하면, 동영상 압축부호화 장치는 필드/프레임 저장부(1)에 필드/프레임단위로 저장된 입력 영상은 감산기(2)를 거쳐 DCT부(3)에서 DCT처리되어 프레임의 블록단위로 주파수별 배열된 후, 양자화부(4)에서 양자화를 실행하게 된다.Referring to FIG. 1, in the video compression encoding apparatus, an input image stored in a field / frame storage unit 1 in units of fields / frames is DCT-processed in the DCT unit 3 through a subtractor 2 to have a frequency in blocks of frames. After the stars are arranged, the quantization unit 4 performs quantization.

이와 같이 양자화부(4)를 통해 양자화된 가변길이코딩부(VLC;Variable Lenth coding)(5)에서 코딩되어 멀티플렉서(MUX)(6)를 거쳐 버퍼(buffer)(7)를 통해 출력된다.The variable length coding unit (VLC) quantized by the quantization unit 4 is coded by the variable lenth coding (VLC) 5 and output through the buffer 7 through the multiplexer (MUX) 6.

이때, 상기 양자화부(3)에서 출력되는 영상은 상기 양자화부(3)를 통해 출력되는 신호를 역양자화부(8)에서 역양자화하고, 이를 다시 역DCT부(9)에서 역DCT를 실행하여 복원영상을 만들어 메모리(10)에 저장하게 되며, 움직임 추정 및 보상부(11)에서 저장된 복원영상에 대하여 그 움직임을 추정하여 합산기(12)를 통해 다음 부호화하고자 하는 영상에 대한 움직임을 보상하게 된다.In this case, the image output from the quantization unit 3 inversely quantizes the signal outputted through the quantization unit 3 in the inverse quantization unit 8, and inversely performs inverse DCT in the inverse DCT unit 9. The reconstructed image is generated and stored in the memory 10, and the motion estimation and compensation unit 11 estimates the motion of the reconstructed image to compensate for the motion of the next image to be encoded by the summer 12. do.

이와 같이 움직임이 보상된 영상은 상기 감산기(2)로 입력되어 필드/프레임부(1)로 부터 출력되는 원영상과의 차이를 검출하여 에러(error)를 검출하게 되고, 검출된 에러에 대하여 다시 상기 DCT부(3) 및 양자화부(4)를 통해 DCT 및 양자화를 실행하여 연속적으로 영상압축을 실행할 수 있도록 한다.The motion compensated image is input to the subtractor 2 and detects an error by detecting a difference from the original image output from the field / frame unit 1, and again detects an error. The DCT unit 3 and the quantization unit 4 perform DCT and quantization to continuously execute image compression.

또한, 움직임 추정 및 움직임 보상부(11)에서는 원영상과 복원연상과의 차이값(MV; Motion Vector)을 구해 움직임 벡터 코딩부(13)를 통해 가변길이 코딩방법으로 코딩된 후, 멀티플렉서(6)에서 가변길이 코딩부(4)에서 코딩된 신호와 합성되어 버퍼(7)를 통해 출력된다.In addition, the motion estimation and motion compensation unit 11 obtains a difference value (MV; Motion Vector) between the original image and the reconstructed association, is coded by a variable length coding method through the motion vector coding unit 13, and then multiplexer 6 ) Is synthesized with the signal coded by the variable length coding unit 4 and output through the buffer 7.

상기 버퍼(7)를 통해 출력되는 움직임 벡타값은 움직임 보상에 대한 정보로서 디코더(decoder)에서 사용되어지게 된다.The motion vector value output through the buffer 7 is used in a decoder as information on motion compensation.

이와 같이 영상압축을 실행함에 있어, 상기 양자화부(4)의 양자화 스텝은 코딩제어부(15)에서 제어하게 되는 바,In performing image compression as described above, the quantization step of the quantization unit 4 is controlled by the coding control unit 15.

버퍼(7)의 비트율(bit rate)을 판단하여 연산기(14)로 부터 연산출력된 필드/프레임저장부(1)로 부터 출력되는 영상의 변화분(activity)을 입력받아 양자화부(4)의 양자화 계수값을 제어하여 주게 된다.Determining the bit rate of the buffer (7) receives the activity of the image output from the field / frame storage unit (1) computed and output from the calculator 14 to receive the input of the quantization unit 4 The quantization coefficient value is controlled.

즉, 양자화 스텝의 제어는 부호화하고자 하는 입력 영상의 현재 블록의 복잡도와 입력 영상 전체의 평균복잡도를 비교하고, 그 비교결과에 따라 제어되는 것이다.That is, the control of the quantization step compares the complexity of the current block of the input image to be encoded with the average complexity of the entire input image, and is controlled according to the comparison result.

본 발명에서는 재생화질의 절대적인 영향을 미치게 되는 양자화 제어 방법을 제공하고자 하는 것으로,In the present invention, to provide a quantization control method that has an absolute effect of the reproduction quality,

종래에는 상기에서와 같이, 부호화하고자하는 입력 영상의 현재 블록에 대한 복잡도와 영상 전체의 복잡도 즉, 각 영상의 그룹(GOP; Group Of Picture)에 할당되는 비트의 비트율에 따라 양자화 계수를 설정하여 양자화를 실행하도록 하므로써, 코딩할 필요없는 영역까지 코딩하게 되므로써 전송시간이 오래걸리거나, 또는 필요한 정보를 코딩하지 못하고 짤리는 경우가 발생되어 디코딩(decoding)된 화면이 선명하지 못한 경우가 발생하게 된다.Conventionally, as described above, the quantization coefficient is set by setting the quantization coefficient according to the complexity of the current block of the input image to be encoded and the complexity of the entire image, that is, the bit rate of a bit allocated to a group of pictures (GOP) of each image. By performing the operation, coding to an area that does not need to be coded may cause a long transmission time or a case in which necessary information is not coded and cut off, resulting in an undecoded screen.

본 발명에서는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 현재 부호화되는 블록의 복원영상에 대한 에러값을 전체 영상의 평균 에러값과 비교하여 비교치를 결정하여 양자화 스텝을 결정하도록 하므로써, 각 영상의 블록별로 적절하게 양자화 계수를 설정하도록 하므로써, 코딩효율을 향상시켜, 재생시 재생에러의 감소 및 화질을 향상시킬 수 있도록 함은 물론, 저전송률에서도 화질의 에러를 저감시키고, 전송률을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.In order to solve the conventional problem, the present invention compares an error value of a reconstructed image of a currently encoded block with an average error value of the entire image to determine a comparison value to determine a quantization step. By setting the quantization coefficients so that the coding efficiency can be improved, the playback error can be reduced, the image quality can be improved, the error of the image quality can be reduced and the transmission rate can be improved even at a low data rate.

도 1은 일반적인 동영상 압축 부호화장치의 구성을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a general video compression encoding apparatus.

도 2a는 부호화하기 위하여 연속적으로 입력되는 영상의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.FIG. 2A is a diagram schematically illustrating a structure of an image continuously input for encoding. FIG.

도 2b는 움직임 보상과정에 있어서, B 프레임의 움직임을 추정하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면.2B is a view for explaining a process for estimating a motion of a B frame in a motion compensation process;

도 3은 본 발명 적응형 양자화 제어 방법에 따른 동영상 압축 부호화장치의 구성을 나타낸 블록도.3 is a block diagram showing the configuration of a video compression encoding apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 있어, 부호화되어질 입력영상의 예를 들어 종래(TM5)와 본 발명(propose)에 대하여 비교한 것으로, 각 전송률(2.5Mbps, 4.0Mbps, 6.0Mbps)에서 부호화되어질 프레임의 수와 에러변화값의 관계 및 PSNR의 관계를 나타낸 파형도.FIG. 4 is a comparison of the conventional (TM5) and the present invention (propose), for example, of the input image to be encoded in the present invention, the number of frames to be encoded at each data rate (2.5Mbps, 4.0Mbps, 6.0Mbps) Waveform diagram showing the relationship between error change value and PSNR.

본 발명 적응형 양자화 제어 방법의 실행수순을 설명하면 다음과 같다.The execution procedure of the adaptive quantization control method of the present invention is described as follows.

부호화되는 현재 블록의 복잡도를 전체 블록의 평균복잡도와 비교하여 제 1양자화 스텝을 결정하는 제 1과정과,A first process of determining a first quantization step by comparing the complexity of the current block to be encoded with the average complexity of all blocks;

복원영상에 대하여 현재 블록의 에러값을 전체 영상의 평균 에러값과 비교하여 비교치를 결정하는 제 2과정과,A second process of comparing the error value of the current block with the average error value of the entire image with respect to the reconstructed image to determine a comparison value;

결정된 비교치를 상기 제 1과정의 양자화 스텝에 적용하여 최종적인 제 2양자화 스텝을 결정하는 제 3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.And a third process of determining the final second quantization step by applying the determined comparison value to the quantization step of the first process.

그리고, 부호화하는 영상의 특성을 판단하는 과정을 더 포함하여 이루어지도록 하여 상기 과정에서 판단되는 결과에 상기 제 1과정 및 제 3과정에서 설정되는 제 1양자화 스텝 또는 제 2양자화 스텝을 선택적으로 결정할 수 있도록 함을 특징으로 한다.The method may further include determining a characteristic of an image to be encoded, and selectively determine a first quantization step or a second quantization step set in the first and third processes based on the result determined in the process. It is characterized by.

그리고, 상기 제 2과정에서의 비교치(ratio)는 다음의 수학식 1과 같이 설정됨을 특징으로 한다.In addition, the comparison ratio in the second process may be set as in Equation 1 below.

; earray[j]는 j번째 매크로 블록의 에러 합계,; earray [j] is the sum of errors in the j-th macroblock,

j=0, j<B, B는 한프레임내의 매크로 블록의 수j = 0, j <B, B is the number of macroblocks in one frame

average는 영상 전체 블록에 대한 에러평균값average is the error average value for the entire block

; mquant는 양자화 계수값; mquant is the quantization coefficient value

이와 같은 실행수순을 갖는 본 발명 적응형 양자화 제어 방법은 움직임 보상에 따른 복원영상에 대한 블록의 에러값을 전체 영상의 평균에러값과 비교하여 비교 결과치에 따라 양자화 계수를 설정하여 부호화할 수 있도록 하는 것으로,The adaptive quantization control method of the present invention having such an execution procedure compares an error value of a block for a reconstructed image according to motion compensation with an average error value of the entire image, and sets and encodes a quantization coefficient according to a comparison result. In that,

도 3은 본 발명 적응형 양자화 제어 방법을 따른 부호화 장치의 구성블록도로서, 앞서 설명한 도 1의 부호화 장치와 하드웨어적인 변화는 없으며, 연산기(14')에서는 블록의 에러값을 연산하기 위하여 감산기(2)로 부터의 원영상과의 비교에 따른 에러값을 입력받게 되고, 이에 따라 코딩 제어부(15')에서 다음의 수순을 갖고 양자화 스텝을 제어하게 된다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a coding apparatus according to the adaptive quantization control method of the present invention. There is no hardware change between the coding apparatus of FIG. 1 and the calculator 14 'is used to calculate an error value of a block in order to calculate an error value of a block. The error value according to the comparison with the original image from 2) is received. Accordingly, the coding control unit 15 'controls the quantization step with the following procedure.

입력영상으로 부터 부호화되는 현재 블록의 복잡도를 입력영상 전체의 평균 복잡도와 비교하여 그 값에 따라 양자화 스텝을 결정하고, 이에 따라 첫번째 부호화되는 영상의 양자화를 실행하게 된다.The complexity of the current block encoded from the input image is compared with the average complexity of the entire input image, and the quantization step is determined according to the value, thereby performing quantization of the first encoded image.

이후, 상기 양자화된 영상을 복원하고, 복원된 영상에 대하여 다음 영상에 대하여 움직임을 추정하고, 추정된 움직임 벡터에 따라 다음 영상의 움직임을 보상하게 된다.Thereafter, the quantized image is reconstructed, the motion is estimated for the next image with respect to the reconstructed image, and the motion of the next image is compensated according to the estimated motion vector.

이와 같이 움직임이 보상된 복원영상은 감산기(2)로 입력되고, 감산기(2)에서는 필드/프레임 저장부(1)로 부터 입력되는 다음 부호화될 다음 영상과 복원 영상과의 차이분을 구하여 이후의 DCT 및 양자화를 실행하게 되는 바,The reconstructed image compensated for the motion is input to the subtractor 2, and the subtractor 2 obtains a difference between the next image to be encoded and the reconstructed image, which are input from the field / frame storage unit 1, and then To perform DCT and quantization,

이때의 양자화부(4)에서 실행되는 양자화 스텝은 상기에서 발생된 차이분 즉, 에러값을 연산기(14')에서 구하고, 이를 코딩 제어부(15')에서 상기에서와 같이 연산된 현재 블록의 에러값(earray)을 입력영상의 전체 블록의 평균에러값(average)과 비교하여 구한 비교값(ratio)에 따라서 결정되어진다.In this case, the quantization step executed in the quantization unit 4 obtains the difference generated in the above, that is, an error value from the calculator 14 ', and the error of the current block calculated as described above by the coding control unit 15'. The value is determined according to the comparison ratio obtained by comparing the average value with the average error value of all blocks of the input image.

수학식 1에서 볼때, 현재 블록의 에러값(earray)이 전체 블록의 평균에러값(average)보다 작을 경우에는 비교값(ratio)이 1보다 작아지므로써, 수학식 2에서 구해지는 양자화 계수 mquant는 이전 영상의 양자화 계수보다 커지게 된다.In Equation 1, when the error value of the current block is smaller than the average error value of all blocks, the comparison ratio is smaller than 1, so that the quantization coefficient mquant obtained in Equation 2 is It becomes larger than the quantization coefficient of the previous image.

그러나, 현재 블록의 에러값(earray)이 평균에러값(average)보다 클경우에는 비교값(ratio)이 1보다 커지게 되므로써, 수학식 2에서 볼때 구해지는 양자화 계수 mquant는 이전 영상의 양자화 계수보다 작아지게 된다.However, when the error value of the current block is larger than the average error value, the comparison value is larger than 1, so that the quantization coefficient mquant obtained in Equation 2 is larger than the quantization coefficient of the previous image. It becomes small.

즉, 평균에러값(average)보다 작다는 것은 부호화하고자 하는 현재 블록의 복잡도가 낮다는 것으로, 양자화 스텝 사이즈를 늘여 성글게(coarse) 양자화를 실행하게 되는 것이며, 평균에러값(average)보다 크다는 것은 부호화하고자 하는 현재 블록의 복잡도가 높다는 것으로, 이때는 양자화 스텝 사이즈를 줄여 세밀(fine)하게 양자화를 실행하게 되는 것이다.In other words, smaller than the average error value means that the current block to be encoded has a low complexity. Coarse quantization is performed by increasing the quantization step size, and larger than the average error value means encoding. The complexity of the current block is high. In this case, the quantization step size is reduced and fine quantization is performed.

여기서, 평균에러값(average)은 상기 수학식 3에서와 같이, 한 프레임에 존재하는 모든 블록에서 발생되는 에러의 평균값이다.Here, the average error value is an average value of errors occurring in all blocks existing in one frame, as shown in Equation 3 above.

그리고, 이와 같이 양자화 제어가 이루어짐에 있어, 부호화하고자 하는 영상의 특성 즉 영상의 구성정도, 부호화된 데이타의 전송선로등을 고려하여 상기의 과정에 있어, 부호화하고자 하는 블록의 에러를 평균에러값과 비교하여 양자화 스텝을 제어할 것인가, 아니면 종래와 동일하게 부호화하고자 하는 블록의 복잡도를 영상의 전체블록의 복잡도와 비교하여 양자화 스텝을 적용할 것인가를 선택적으로 실행하게 된다.In the quantization control performed as described above, the error of the block to be encoded in the above process is determined by considering the characteristics of the image to be encoded, that is, the degree of construction of the image, the transmission line of the encoded data, and the like. Whether to control the quantization step by comparison or to apply the quantization step by comparing the complexity of the block to be encoded with the complexity of all the blocks of the image in the same manner as in the prior art.

양자화 스텝 사이즈를 줄이게 되면, 그만큼 코딩 데이타가 커지게 되고, 양자화 스텝 사이즈를 늘이게 되면, 코딩 데이타가 줄어들게 된다.If the quantization step size is reduced, the coding data becomes larger by that amount, and if the quantization step size is increased, the coding data is reduced.

따라서, 저전송률을 갖는 모뎀을 사용하게 될 경우에 있어, 부호화하여 전송하고자 하는 전체 영상의 블록에 대하여 이를 감안하여 양자화 스텝 사이즈를 제어하게 되면, 화질의 손실을 최소화하면서, 전송시간을 줄일 수 있으며, 고전송률을 갖는 전용망을 이용하게 될 경우에는 굳이 상기와 같이 블록의 에러값에 따른 양자화 스텝 제어를 하지 않아도 현재 블록의 복잡도를 전체 블록의 복잡도만을 비교하여 간단히 양자화 스텝을 제어하여도 되기 때문이다.Therefore, when using a modem having a low data rate, if the quantization step size is controlled in consideration of the entire image block to be encoded and transmitted, the transmission time can be reduced while minimizing the loss of image quality. This is because, when using a dedicated network having a high data rate, the quantization step may be simply controlled by comparing the complexity of the entire block with the complexity of the entire block without controlling the quantization step according to the error value of the block as described above. .

이와 같은 양자화 제어에 있어, 첨부된 도면을 참조하여 그 실행수순의 예를 설명하면 다음과 같다.In this quantization control, an example of the execution procedure will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2a에서와 같은 입력영상 프레임이 존재할 때, 일반적으로 영상의 움직임 보상은 I 프레임을 코딩한 후, I 프레임으로 부터 움직임을 추정하여 P프레임을 코딩하고, I 또는 P 프레임으로 부터 B 프레임을 추정하여 코딩하게 되는 바,When there is an input image frame as shown in FIG. 2A, motion compensation of an image is generally coded by I frame, then by estimating motion from the I frame, coding the P frame, and estimating the B frame from the I or P frame. To code,

B프레임은 도 2b에서와 같이, 이전의 P 프레임 또는 이후의 P 프레임의 움직임 벡타값을 이용하여 그 위치를 추정할 수 있는 데, 일반적으로는 가까운 곳의 프레임을 이용게 된다.As shown in FIG. 2B, the B frame can estimate its position using a motion vector value of a previous P frame or a subsequent P frame. Generally, a B frame is used as a nearby frame.

이와 같은 움직임 벡타에 의한 움직임 추정 및 보상을 실행하여 DCT 및 양자화를 실행하게 됨에 있어, 먼저, I 프레임에 대하여 종래와 동일하게 프레임 전체의 평균복잡도를 이용하여 양자화를 실행하여 코딩을 실행한다.In performing motion estimation and compensation based on such motion vectors, DCT and quantization are performed. First, coding is performed on an I frame using quantization using the average complexity of the entire frame as in the prior art.

이와 같이 I 프레임의 코딩이 완료되면, 다음 코딩하고자 하는 P 프레임과 코딩실행된 현재 I 프레임을 복원하여 움직임 추정된 P프레임과 비교하여 각 블록의 그 차만큼의 에러를 검출하게 된다.When the coding of the I frame is completed as described above, an error corresponding to the difference of each block is detected by restoring the next P frame to be coded and the current I frame that has been coded and compared with the motion estimated P frame.

이와 같이 검출된 에러는 P 프레임의 매크로 블록 에러합계인 SAD(Sum of absolute Difference)로서, P 프레임 전체 매크로 블록의 평균 에러값(average)과, 상기 에러의 합계(earray)를 비교하게 된다.The error detected as described above is a sum of absolute difference (SAD) which is a macroblock error sum of P frames, and the average error value of all macroblocks of the P frames is compared with the sum of the errors.

상기 수학식 1에서와 같이, 그 비교치(ratio)가 1보다 크게 되면, 평균에러값(average)보다 P 프레임의 SAD가 더 크다는 것을 의미하므로써, 부호화하고자 한 현재의 블록의 양자화 스텝을 늘여 세밀하게 양자화를 실행하도록 하고, 그 비교치(ratio)가 1보다 작으면 평균에러값(average)보다 P 프레임의 SAD가 더 작다는 것을 의미하므로, 양자화 스텝을 줄여 성글게 양자화를 실행하도록 한다.As in Equation 1, when the comparison ratio is larger than 1, it means that the SAD of the P frame is larger than the average error value, thereby increasing the quantization step of the current block to be encoded. If the comparison ratio is less than 1, it means that the SAD of the P frame is smaller than the average error value, so that the quantization step is sparse to perform quantization.

이와 같이 하여 P 프레임의 코딩이 완료되면, 다음의 코딩될 B 프레임에 대하여서도 P 프레임으로 부터 추정된 B 프레임에 대하여 상기에서와 같은 과정을 반복하여 양자화를 제어하게 되는 것이다.When the coding of the P frame is completed in this way, the quantization is controlled by repeating the above process for the B frame estimated from the P frame for the next B frame to be coded.

이때, 상기에서 설명한 바와 같이, 영상의 특성을 고려하여 상기와 같은 블록의 에러값을 평균에러값과 비교하여 양자화를 제어하는 과정 또는 종래에서와 같은 과정인 코딩하고자 하는 현재 블록의 복잡도를 프레임 전체의 복잡도와 비교하여 양자화를 제어하는 과정을 선택적으로 양자화의 스텝을 결정할 수 있다.In this case, as described above, the process of controlling the quantization by comparing the error value of the block with the average error value in consideration of the characteristics of the image or the complexity of the current block to be coded, which is a process as in the prior art, is performed. The process of controlling quantization can be selectively determined by comparing the complexity of the quantization step.

도 4는 부호화되어질 입력영상의 예를 들어 종래(TM5; Test Model5)와 본 발명(propose)에 대하여 비교한 것으로, 각 전송률(2.5Mbps, 4.0Mbps, 6.0Mbps)에서 부호화되어질 프레임의 수와 에러변화값의 관계 및 PSNR의 관계를 나타낸 파형도이다.4 is an example of an input image to be encoded, which is compared with the conventional (TM5; Test Model 5) and the present invention (propose), the number and error of the frame to be encoded at each data rate (2.5Mbps, 4.0Mbps, 6.0Mbps) It is a waveform diagram which shows the relationship of a change value and a relationship of PSNR.

이상에서 설명한 바와 같이, 재생 화질에 절대적인 영향을 미치는 양자화 스텝을 부호화하고자하는 영상의 복잡도와 평균복잡도를 비교하여 양자화를 제어 또는 복원 영상에 대한 원영상과의 에러값을 부호화하고자하는 영상의 전체 평균에러값과 비교하여 그 비교결과에 따라 양자화를 제어하도록 하므로써, 저전송률을 갖는 전송선로에 있어서도, 도 4에서와 같이, 재생 화질의 에러감소 및 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)이 향상되는 효과가 있다.As described above, the overall average of the images to be encoded with error values of the original image for the control or reconstructed image by comparing the complexity and the average complexity of the image to be encoded with the quantization step that has an absolute influence on the reproduction quality. By comparing the error value and controlling the quantization according to the comparison result, even in a transmission line having a low data rate, as shown in FIG. 4, the error reduction of the playback picture quality and the peak signal-to-noise ratio (PSNR) are improved. It works.

Claims

A first process of determining a first quantization step by comparing the complexity of the current block to be encoded with the average complexity of all blocks;

A second process of comparing the error value of the current block with the average error value of the entire image with respect to the reconstructed image to determine a comparison value;

And a third process of determining a final second quantization step by applying the determined comparison value to the quantization step of the first process.

The method of claim 1, further comprising determining a characteristic of an image to be encoded, thereby performing a first quantization step or a second quantization step set in the first and third processes. Adaptive quantization control method characterized in that it can be selectively determined.

The method of claim 1, wherein the comparison ratio in the second process is

; earray [j] is the sum of errors in the j-th macroblock,

j = 0, j <B, B is the number of macroblocks in one frame

average is the error average value for the entire block

Adaptive quantization control method, characterized in that.

The method of claim 1, wherein in the third process, the application to the first quantization step,

; mquant is the quantization coefficient value

Adaptive quantization control method, characterized in that.