KR19990070031A - 동화상 처리장치 - Google Patents

Abstract

어뎁티브 디지탈 필터를 사용하여 인코딩된 내용을 그대로 복원시키고 복원에 필요한 여러 가지 절차를 간소화시키는데 적당한 동화상 처리장치에 관한 것으로서, 원 영상이 입력되면 원 영상의 상관관계를 이용하여 저주파수를 제거하고자 원 영상을 주파수 영역으로 변환하는 DCT부와, 상기 DCT부에서 주파수영역으로 변환된 영상을 양자화 벡터로 양자화하여 데이터양을 줄이기 위한 양자화부와, 상기 원 영상의 계수를 들어오는 값에 따라 원하는 값의 결과와 일치하도록 계수를 가변시키는 어셉티브 디지털 필터부와, 상기 양자화부를 거쳐나온 값과 상기 어셉티브 디지털 필터부를 거쳐나온 계수 값을 비교하여 두 값에 오차가 발생할 때 오차값을 다시 어셉티브 디지털 필터부로 보내고 두 값이 일치할 때 그 계수 값을 출력하는 비교부와, 상기 비교부에서 일치된 계수 값을 반전시키어 출력하는 인버터부와, 상기 양자화부를 통하여 2차원화된 데이터를 1차원의 스트림으로 변환하도록 지그재그 스캔하는 지그재그 스캔처리부와, 상기 지그재그 스캔처리부를 통하여 1차원화된 데이터를 가변장부호화로 압축하는 가변장부호화부와, 상기 압축된 데이터를 가변장복호화하여 1차원화된 데이터로 변환시키는 가변장복호화부와, 상기 가변장복호화된 데이터를 역지그재그 스캔처리하여 2차원화된 데이터로 변환시키는 역지그재그 스캔처리부와, 그리고 상기 역지그재그 스캔처리부를 통하여 2차원화된 데이터와 상기 인버터에 의해 반전된 계수 값을 받아 디코딩된 영상을 출력하는 어셉티브 디지털 필터부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

동화상 처리장치

본 발명은 동화상 처리장치에 대한 것으로, 특히 어뎁티브 디지탈 필터를 사용하여 인코딩된 내용을 그대로 복원시키고 복원에 필요한 여러 가지 절차를 간소화시키는데 적당한 동화상 처리장치에 관한 것이다.

먼저, 상기 어셉티브 디지탈 필터는 디지탈 가산기와 승산기 및 단위 지연 소자를 기본적 구성 요소로하여 시간축상이나 진폭축상에서도 이산적인 값을 갖는 입력신호에 대하여 어떤 연산을 하고, 마찬가지로 이산적인 출력 신호도 얻을 수 있는 필터이다.

현재 영상, 음성 그리고 데이터 등을 통합하여 얼마니 효율적으로 처리하고 재가공할 수 있는지가 멀티-미디어(Multi-media) 시대의 핵심 기술이 되고 있다.

이러한 이유로 MPEG(Moving Picture Experts Group)을 포함한 영상 압축 및 복원기술은 멀티-미디어 시대의 핵심 기술이 되고 있고, DVD 및 향후 디지탈 TV 등의 표준으로 자리잡고 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 기술의 동화상 처리장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 종래 기술의 인코더를 나타낸 구성블럭도이고, 도 1b는 종래 기술의 디코더를 나타낸 구성블럭도이다.

먼저, 압축영상을 나타내기 위한 인코더에 대하여 설명하면 다음과 같다.

종래 8×8화소에 입력된 영상을 압축화상으로 출력하기 위한 인코더는 도 1a에 도시한 바와 같이 화상이 입력되면 화상의 상관관계를 이용하여 저주파수를 제거하고자 화상을 주파수 영역으로 변환하는 DCT(Discrete Cosine Transform)부(11)와, 상기 DCT부(11)에서 주파수영역으로 변환된 화상을 양자화 백터로 양자화하여 데이터양을 줄이기 위한 양자화부(12)와, 상기 양자화부(2)를 통하여 2차원화된 데이터를 1차원의 스트림(stream)으로 변환하여 지그재그 스캔하는 지그재그 스캔 처리부(3)와, 상기 지그재그 스캔처리부(13)를 통하여 1차원화된 데이터를 가변장부호화(Variable Length Coding:VLC)로 압축하는 가변장부호화부(14)를 포함하여 구성된다.

다음에 상기 인코더에서 압축된 화상을 복원하기 위한 디코더는 도 1b에 도시한 바와 같이 압축과정의 역순으로 행하여지도록 구성되는데, 인코더에서 압축된 영상을 가변장복호화하여 1차원화된 데이터로 변환시키는 가변장복호화부(15)와, 상기 가변장복호화부(15)에서 가변장복호화된 데이터를 역지그재그 스캔처리하여 2차원화된 데이터로 변환시키는 역지그재그 스캔처리부(16)와, 상기 역지그재그 스캔처리부(16)를 통하여 2차원화된 데이터를 역양자화하는 역양자화부(17)와, 상기 역양자화부(17)의 역양자화를 통하여 역DCT(inverse DCT)하여 디코딩된 영상을 출력하는 IDCT부(18)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술의 동화상 처리장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인코더를 통한 압축은 원 영상을 받으면 원 영상의 상관관계를 이용하여 저주파수를 제거하기 위해서 화상을 주파수 영역으로 변환하기 위하여 DCT를 실시한다.

다음에 이와 같이 주파수 영역으로 변환된 것을 양자화 테이블(도면에는 도시하지 않음)을 통하여 양자화 벡터로 양자화하여 데이터양을 줄인다. 그리고 이렇게 양자화된 2차원 데이터를 지그재그 스캔으로 1차원화한 후에 가변장부호화로 압축하고, 허프만 코딩과 같이 엔트로피 코딩하여 최종으로 압축된 영상을 얻어 전송한다.

다음에 압축된 영상을 받아 복원하여 출력하는 것은 압축과정의 역순으로 행하면 되는데 먼저 압축된 데이터를 가변장복호화하고, 역 VLC하고, 이후에 역지그재그스캔하여 2차원 데이터로 만든후에 역양자화를 통하여 역DCT로 디코딩된 영상을 출력한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술의 동화상 처리장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 디코딩 부분도 인코딩 부분과 마찬가지로 모든 것을 하드 와이어(Hard wired) 방식으로 구현하기 때문에 면적이 커지고, 구현하는데 많은 시간이 필요한다. 또한, 여러 알고니즘을 사용하는 경우에는 그 모든 경우에 대해서도 다 생각하여야 하기 때문에 그 한계성이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 기존의 하드 와이로 구현된 디코딩 칩(Decoding Chip)을 어뎁티브 디지탈 필터(Adaptive Digital Filter)를 이용하여 면적의 축적으로 가져오고 다양한 알고니즘으로 구현된 인코드 비트스트림(Encoded Bitstream)에 대응시키고, 또한 기존의 인코딩되어진 내용을 그대로 복원시키고, 복원시키는데 필요한 여러 가지 절차를 간소화 시키도록 한 동화상 처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 기술의 인코더를 나타낸 구성블럭도

도 1b는 종래 기술의 디코더를 나타낸 구성블럭도

도 2a는 본 발명에 의한 인코더를 나타낸 구성블럭도

도 2b는 본 발명에 의한 디코더를 나타낸 구성블럭도

도 3은 본 발명에 의한 인코더의 DCT부와 양자화부를 상세하게 나타낸 구성블럭도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : DCT부 22 : 양자화부

23,30 : 어셉티브 디지털 필터부 24 : 비교부

25 : 인버터부 26 : 지그재그 스캔처리부

27 : 가변장부호화부 28 : 가변장복호화부

29 : 역지그재그 스캔처리부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 동화상 처리장치는 원 영상이 입력되면 원 영상의 상관관계를 이용하여 저주파수를 제거하고자 원 영상을 주파수 영역으로 변환하는 DCT부와, 상기 DCT부에서 주파수영역으로 변환된 영상을 양자화 벡터로 양자화하여 데이터양을 줄이기 위한 양자화부와, 상기 원 영상의 계수를 들어오는 값에 따라 원하는 값의 결과와 일치하도록 계수를 가변시키는 어셉티브 디지털 필터부와, 상기 양자화부를 거쳐나온 값과 상기 어셉티브 디지털 필터부를 거쳐나온 계수 값을 비교하여 두 값에 오차가 발생할 때 오차 값을 다시 어셉티브 디지털 필터부로 보내고 두 값이 일치할 때 그 계수 값을 출력하는 비교부와, 상기 비교부에서 일치된 계수 값을 반전시키어 출력하는 인버터부와, 상기 양자화부를 통하여 2차원화된 데이터를 1차원의 스트림으로 변환하도록 지그재그 스캔하는 지그재그 스캔처리부와, 상기 지그재그 스캔처리부를 통하여 1차원화된 데이터를 가변장부호화로 압축하는 가변장부호화부와, 상기 압축된 데이터를 가변장복호화하여 1차원화된 데이터로 변환시키는 가변장복호화부와, 상기 가변장복호화된 데이터를 역지그재그 스캔처리하여 2차원화된 데이터로 변환시키는 역지그재그 스캔처리부와, 그리고 상기 역지그재그 스캔처리부를 통하여 2차원화된 데이터와 상기 인버터에 의해 반전된 계수 값을 받아 디코딩된 영상을 출력하는 어셉티브 디지털 필터부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 동화상 처리장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 본 발명에 의한 인코더를 나타낸 구성블럭도이고, 도 2b는 본 발명에 의한 디코더를 나타낸 구성블럭도이며, 도 3은 본 발명에 의한 인코더의 DCT부와 양자화부를 상세하게 나타낸 구성블럭도이다.

먼저, 8×8화소를 한 블록으로 하여 입력된 영상을 압축화상으로 출력하기 위한 본 발명에 의한 인코더는 도 2a 및 도 3에 도시한 바와 같이 원 영상이 입력되면 원 영상의 상관관계를 이용하여 저주파수를 제거하고자 원 영상을 주파수 영역으로 변환하는 DCT(Discrete Cosine Transform)부(21)와, 상기 DCT부(21)에서 주파수영역으로 변환된 영상을 양자화 벡터로 양자화하여 데이터양을 줄이기 위한 양자화부(22)와, 상기 원 영상의 계수를 들어오는 값에 따라 원하는 값의 결과와 일치하도록 계수를 가변시키는 어셉티브 디지털 필터(Adaptive Digital Filter)부(23)와, 상기 양자화부(22)를 거쳐나온 값(S)과 상기 어셉티브 디지털 필터부(23)를 거쳐나온 계수 값(I)을 비교하여 두 값에 오차가 발생할 때 오차값(S-I=E)을 다시 어셉티브 디지털 필터부(23)로 보내거나 두 값이 일치할 때 그 계수값(R)을 출력하는 비교부(24)와, 상기 비교부(24)에서 일치된 계수값(R)을 반전시키어 출력하는 인버터부(25)와, 상기 양자화부(22)를 통하여 2차원화된 데이터를 1차원의 스트림(stream)으로 변환하도록 지그재그 스캔하는 지그재그 스캔처리부(26)와, 상기 지그재그 스캔처리부(26)를 통하여 1차원화된 데이터를 가변장부호화로 압축하는 가변장부호화부(27)를 포함하여 구성된다.

다음에 상기 인코더에서 압축된 압축영상을 복원하기 위한 디코더는 도 2b에 도시한 바와 같이 압축과정의 역순으로 행하여지는데, 상기 인코더에서 압축된 데이터를 가변장복호화하여 1차원화된 데이터로 변환시키는 가변장복호화부(28)와, 상기 가변장복호화된 데이터를 역지그재그 스캔처리하여 2차원화된 데이터로 변환시키는 역지그재그 스캔처리부(29)와, 상기 역지그재그 스캔처리부(29)를 통하여 2차원화된 데이터와 상기 인코더에서 인버터(25)에 의해 반전된 계수 값을 받아 디코딩된 영상을 출력하는 어셉티브 디지털 필터부(30)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 인코더 및 디코더를 이용한 동화상 처리장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 화상을 압축하기 위한 본 발명의 인코더에 의한 압축방법에 대하여 설명하면 원 영상을 받으면 원 영상의 상관관계를 이용하여 저주파수를 제거하기 위해서 화상을 주파수 영역으로 변환하는 DCT를 실시한다.

다음에 이와 같이 주파수 영역으로 변환된 것을 양자화 테이블(도면에는 도시하지 않음)을 통하여 양자화 벡터로 양자화 하여 데이터양을 줄인다.

그리고 DCT와 양자화를 거쳐나온 값(S)과 어셉티브 디지털 필터의 값(I)을 비교하고, 어셉티브 디지털 필터는 계속해서 학습하게 되고 이 학습으로 점차적으로 실제의 DCT와 양자화를 거쳐나온 값(S)과 같아지게 된다.

이때 만들어지는 억셉티브 디지털 필터의 계수값(R)을 인버터에 의해 반전된 역계수를 디코더의 억셉티브 디지털 필터로 보낸다.

따라서 기존의 디코더가 안고 있는 IDCT와 역양자화를 간단하게 구현할 수 있고, 하나의 알고니즘을 맞춰져 있는 기존의 디코더는 인코더 알고니즘이 바뀌어 지더라도 어셉티브 디지털 필터의 계수 값만 바꿈으로써 쉽게 구현된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 동화상 처리장치에 있어서 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 어셉티브 디지털 필터를 이용함으로써 기존의 디코더가 안고 있던 면적에 대해서 쉽게 축소할 수 있고 다양한 인코딩에 대해서도 쉽게 디코딩시킬 수 있다.

둘째, 기존의 인코딩 되어진 내용을 그대로 복원시킬 수 있으며, 복원시키는데 필요한 여러 가지 절차를 간소화시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 원 영상이 입력되면 원 영상의 상관관계를 이용하여 저주파수를 제거하고자 원 영상을 주파수 영역으로 변환하는 DCT부와,

   상기 DCT부에서 주파수영역으로 변환된 영상을 양자화 벡터로 양자화하여 데이터양을 줄이기 위한 양자화부와,

   상기 원 영상의 계수를 들어오는 값에 따라 원하는 값의 결과와 일치하도록 계수를 가변시키는 어셉티브 디지털 필터부와,

   상기 양자화부를 거쳐나온 값과 상기 어셉티브 디지털 필터부를 거쳐나온 계수 값을 비교하여 두 값에 오차가 발생할 때 오차 값을 다시 어셉티브 디지털 필터부로 보내고 두 값이 일치할 때 그 계수 값을 출력하는 비교부와,

   상기 비교부에서 일치된 계수 값을 반전시키어 출력하는 인버터부와,

   상기 양자화부를 통하여 2차원화된 데이터를 1차원의 스트림으로 변환하도록 지그재그 스캔하는 지그재그 스캔처리부와,

   상기 지그재그 스캔처리부를 통하여 1차원화된 데이터를 가변장부호화로 압축하는 가변장부호화부와,

   상기 압축된 데이터를 가변장복호화하여 1차원화된 데이터로 변환시키는 가변장복호화부와,

   상기 가변장복호화된 데이터를 역지그재그 스캔처리하여 2차원화된 데이터로 변환시키는 역지그재그 스캔처리부와, 그리고

   상기 역지그재그 스캔처리부를 통하여 2차원화된 데이터와 상기 인버터에 의해 반전된 계수 값을 받아 디코딩된 영상을 출력하는 어셉티브 디지털 필터부를 포함하여 구성됨을 특징으로 동화상 처리장치.