KR19990082456A - 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

영상 데이터의 압축부호화를 반복하는 경우에, 전회의 픽처 형태를 인코더측에 자동검출하고, GOP 위상을 맞추어서 압축 부호화한다.
이동 보상부(240) 내지 DCT부(244)는 입력 영상 데이터를 이동 보상 및 DCT 등으로 처리하여 DCT 계수를 생성한다. 백서치부(248)는 DCT계수의 각 양자화 스텝에 의한 제산 결과의 잉여의 총합에서 극소치가 있는 지의 여부를 검출하고, 극소치가 있는 픽처를 전회의 압축부호화에서의 내부 픽처로 압축부호화된 것으로 판정하고, 전회의 압축 부호화 시의 GOP의 구성[픽처 수 N 및 P 픽처의 간격(M)]을 판정한다. 픽처 형태 제어부(250)는 판정한 GOP 구성에 근거하여 픽처열 전환부(200)를 제어하고, 압축 부호화부(20)가 전회와 동일한 GOP위상으로 압축부호화를 행하는 순서로 입력 영상 데이터의 픽처의 열을 전환한다.

Description

영상 데이터 압축 장치 및 그 방법
최근, 영상 데이터 압축의 분야에 있어서는 이동 보상(MC; motion
compensation)처리와 분산 여현 변환(DCT; discrete cosine transfer) 등의 직교 변환에 의한 용장도 저감 처리의 조합에 의해 부호화 효율을 높힌, 소위 MC-DCT 방식으로서, MPEG2(moving picture experts group 2) 방식이 활발하게 이용되고 있다.
상기 MPEG2 방식은 통상, 비압축 영상 데이터를, 다른 픽처의 화소 데이터를 이용하지 않고, 신장 복호가 가능한 1장의 내부 픽처(Intra Coded Picture) 및 이전의 픽처 화소 데이터를 사용하여 신장 복호하는 P 픽처(predictive coded picture)와, 전후의 픽처의 화소 데이터를 사용하여 신장 복호하는 B 픽처(bi-directionally predictive coded picture)를 소정수씩 포함하는 GOP(group of picture)단위로 압축 부호화한다.
여기서, 예를 들면, 텔레비젼 방송국 사이에서 픽처 데이터의 전송을 행할 때, 혹은 복수의 비디오 테이프 레코더(VTR 장치)를 사용하여, 영상 데이터의 복사(더빙)를 행할 때는 이미 MPEG2 방식에 의해 압축 부호화되어 있는 영상 데이터를 신장 복호하고, 재차, 압축 부호화하기 위해서, 압축 부호화 장치(encoder)와 신장 복호 장치(decoder)를 직렬로 접속할 필요성이 생길 경우가 있다.
상기와 같은 인코더와 디코더를 직렬 접속하여 영상 데이터의 압축 부호화와 신장 복호를 반복한 경우, 영상의 품질이 저하된다. 특히, 텔레비젼 방송국 설비 등의 업무용 시스템에 있어서는 높은 영상 품질이 요구되기 때문에, 직렬 접속된 인코더 및 디코더에 의한 압축 부호화 및 신장 복호에 따른 영상 품질의 저하 방지가 엄격하게 요구된다.
직렬 접속된 인코더 및 디코더에 있어서 발생되는 영상 품질의 저하를 최소로 하기 위해서는 압축 부호화 및 신장 복호에 있어서 이용되는 양자화 스텝을 같게 할 필요가 있고, 양자화 스텝을 압축 영상 데이터와 함께 유지하지 않으면 안된다.
이동 보상 처리를 하지 않고서 압축 부호화하는 경우에는 예를 들면, 일본 특개평 5-284458호 공보(관련 US 특허번호 5389973호) 및 특개평 6-319112호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 이전의 압축 부호화로 사용된 양자화 스텝, 혹은 그 배수 관계에 있는 양자화 스텝을 사용하면, DCT 계수의 잉여 총합이 극소로 되는 성질을 이용하여, 최소의 극소치를 나타내는 양자화 스텝을 최적의 양자화 스텝으로서 구할 수 있는 백서치와 같은 우수한 방식을 사용함으로써, 압축 부호화시와 신장 복호시에 양자화 스텝을 같게 하여, 영상 품질의 저하를 막을 수 있다.
그렇지만, GOP가 내부 픽처와 B 픽처를 각각 1장씩 포함하는 2프레임 구성을 갖는 경우나, GOP가 15프레임 구성을 갖는 경우에 있어서, 직렬 접속시의 영상 품질의 저하를 억제하기 위해서, 양자화 스텝을 맞추는 것 보다도, 먼저, 매회, 같은 픽처를 같은 종류의 픽처(픽처 형태)로 압축 부호화하는 것, 요컨대, 압축 부호화 시마다 GOP의 위상을 맞추는 것이 중요하다.
GOP의 위상이 무너지면, 상술된 백서치 방식을 사용할 수 없게 됨으로, B 픽처 혹은 P 픽처로부터 신장 복호된 픽처를, 내부 픽처로 압축 부호화하도록, 같은 픽처를 다른 픽처 형태로 압축 부호화하게 되고, 압축 부호화 시마다 영상의 정보량을 크게 잃게 되어, 대폭으로 영상의 품질을 크게 저하시키게 된다.
이러한 불합리함에 대처하기 위해서는 예를 들면, 일본 특개평 6-284414호 공보(관련 US 출원번호 08/477855호)에 개시되어 있는 바와 같이, 신장 복호시에 픽처 형태와 복호된 영상 데이터를 다중화하여 출력하고, 인코더는 다중화된 픽처 형태를 참조하여 GOP의 위상을 맞추어 압축 부호화를 행하는 방법이 고려되고 있다.
그렇지만, 일본 특개평 6-284414호 공보에 개시된 방법에 의하면, 픽처 형태의 정보를, 영상 데이터의 유효 화소 이외의 부분에 다중하게 되어, 예를 들면, 텔레비젼방송국의 조작 테이블(스위처) 혹은 방식이 다른 디지털 VTR 장치 등이 직렬 접속된 인코더 및 디코더 사이에 들어 갔을 때, 픽처 형태의 정보가 귀선 소거(blanking)되는 등으로 하여 잃게 될 가능성이 있다.
이와 같이, 픽처 형태의 정보가 소실되거나, 픽처 형태의 정보가 다른 정보나 랜덤 데이터로 치환된 경우에는, 다음의 인코더가 랜덤 데이터 등을 픽처 형태의 정보인 것으로 오인하여 검출하고, 잘못된 픽처 형태로 인코드되어, 도리어 영상의 품질의 저하가 커질 가능성이 있다.
본 발명은 예를 들면, MPEG 방식 등에 의해 압축 부호화한 영상 데이터를 기록하고, 재생된 영상 데이터를 신장 복호하여 출력하는 비디오 테이프 레코더(VTR 장치)를 직렬(tandem) 접속하여 영상 데이터의 복사(더빙)를 행하는 경우에, 신장 복호된 영상 데이터의 각 픽처를 전회의 압축 부호화시와 같은 종류의 픽처로 압축 부호화하는 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인코더가 사용되는 영상 데이터 처리 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 실시예에 있어서의 본 발명에 따른 인코더의 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 인코더의 백서치부 및 픽처 형태 제어부의 처리 내용을 도시한 플로우챠트.
도 4는 제 1 실시예의 변형예인 인코더의 구성을 도시한 도면.
도 5는 제 2 실시예에 있어서의 본 발명에 따른 인코더의 구성을 도시한 도면.
도 6은 도 1에 도시된 디코더의 구성을 도시한 도면.
도 7은 도 5에 도시된 인코더의 비디오 인덱스 검출부의 동작을 도시한 플로우챠트.
본 발명은 상술한 불합리함을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 픽처 형태의 정보를 특별히 유효 화소 데이터와 다중화하지 않아도, 전회의 압축 부호화시의 픽처 형태를 인코더측에서 자동 검출하고, GOP 위상을 맞추어 압축 부호화할 수 있는 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치는 내부 픽처, 및 비내부 픽처를 조합시켜 전회 압축 처리된 압축 영상 데이터를 신장된 영상 데이터의 픽처 중, 전회의 압축 처리에 있어서 내부 픽처로 압축 부호화된 픽처를 검출하는 내부 픽처 검출 수단과, 검출된 내부 픽처의 간격에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처 각각이, 상기 압축 처리에 있어서, 내부 픽처 및 비내부 픽처 중의 어느 하나의 픽처 종별로 압축되었는가를 판정하는 픽처 종별 판정 수단과, 상기 영상 데이터의 픽처 각각을, 전회의 압축 처리에서와 같은 픽처 종별로 압축하는 영상 데이터 압축 수단을 갖는다. 적합하게는 상기 영상 데이터 압축 장치는 상기 내부 픽처 검출 수단은 상기 영상 데이터의 픽처 각각을 매크로 블록마다 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하는 직행 변환 수단과, 상기 직교 변환 수단에 의해서 생성된 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록마다의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누는 제산 수단과, 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록마다의 상기 직행 변환 데이터의 상기 제산 수단에 의해서 생성된 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여의 총합을 산출하는 잉여 총합 산출 수단과, 상기 잉여의 총합의 극소치가 있는지의 여부에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처가, 전회의 압축 처리에 있어서 내부 픽처에 압축 부호화 되었는지의 여부를 검출하는 검출 수단을 갖는다.
적합하게는 상기 영상 데이터 압축 장치의 상기 내부 픽처 검출 수단은 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록의 일부를 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하는 직행 변환 수단과, 상기 직교 변환 수단에 의해 생성된 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록의 일부의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의하여 나누는 제산 수단과, 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록의 일부의 상기 직행 변환 데이터의 상기 제산 수단에 의한 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여의 총합을 산출하는 잉여 총합 산출 수단과, 상기 잉여의 총합의 극소치가 있는지의 여부에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처가, 전회의 압축 처리에 있어서 내부 픽처로 압축 부호화되었는지의 여부를 검출하는 검출 수단을 갖는다.
적합하게 상기 영상 데이터 압축 장치의 상기 내부 픽처 검출 수단은 상기 잉여의 총합의 극소치가 최소로 되는 양자화 스텝을 선택하는 양자화 스텝 선택 수단을 갖고, 상기 영상 데이터 압축 수단은 선택된 상기 양자화 스텝을 사용하여 상기 영상 데이터를 양자화하는 양자화 수단을 갖는다.
적합하게는 상기 영상 데이터 압축 장치의 상기 내부 픽처 검출 수단은 상기 영상 데이터 압축 수단이 상기 영상 데이터를 압축하기 전에, 전회의 압축 처리에 있어서 내부 픽처로 압축 부호화된 픽처를 검출한다.
또한, 본 발명의 영상 데이터 압축 장치는 입력되는 영상 데이터가 이전에 압축 처리를 거치지 않았는지의 여부를 식별하는 압축 처리 식별 수단과, 상기 입력되는 영상 데이터가 이전에 압축 처리를 거친 것으로 식별된 경우에는 상기 압축 처리에 있어서의 양자화 스텝을 재생하여 제 1 양자화 스텝을 생성하고, 상기 입력되는 영상 데이터가 압축 처리를 거치지 않은 것으로 식별된 경우에는 소정의 제 2 양자화 스텝을 생성하는 양자화 스텝 생성 수단과, 생성된 상기 제 1 양자화 스텝 또는 상기 제 2 양자화 스텝을 사용하여, 상기 입력되는 영상 데이터를 압축하는 영상 데이터 압축 수단을 갖는다.
적합하게는 상기 영상 데이터 압축 장치의 상기 양자화 스텝 생성 수단은 상기 영상 데이터의 픽처 각각을 매크로 블록마다 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하는 직행 변환 수단과, 생성된 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록마다의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누는 제산수단과, 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록마다의 상기 직행 변환 데이터의 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여의 총합을 산출하는 잉여 총합 산출 수단과, 상기 잉여의 총합의 최소의 극소치를 나타내는 양자화 스텝을, 상기 제 1 양자화 스텝으로 결정하는 결정 수단을 갖는다.
적합하게는 상기 영상 데이터 압축 장치는 상기 입력되는 영상 데이터가, 내부 픽처, 및 비내부 픽처를 생성하는 압축 처리를 거친 경우에, 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 각각이, 상기 압축 처리에 있어서, 내부 픽처, 및 비내부 픽처 중의 어느 하나의 픽처 종별로 압축되었는가를 식별하는 픽처 종별 식별 수단을 또한 구비하며, 상기 영상 데이터 압축 수단은 상기 입력되는 영상 데이터가, 압축 후에 내부 픽처, 및 비내부 픽처를 생성하는 압축 처리를 거친 경우에, 상기 압축 처리에 있어서와 같은 픽처 종별로 상기 입력되는 압축 영상 데이터의 픽처 각각을 압축한다.
적합하게는 상기 영상 데이터 압축 장치의 상기 식별 수단은 상기 잉여의 총합과 소정의 임계치를 비교함으로써, 상기 입력되는 영상 데이터가, 압축 처리를 거쳤는지의 여부를 식별하고, 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 각각이, 상기 압축 처리에 있어서 내부 픽처, 및 비내부 픽처 중의 어느 한쪽의 픽처 종별로 압축되었는가에 따라서, 상기 임계치를 조절하는 임계치 조절 수단을 또한 갖는다.
적합하게는 상기 영상 데이터 압축 장치의 양자화 스텝 생성 수단은 전회의 압축 처리에 있어서의 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 종별의 순서가 소정의 조 건을 만족하는 경우에만, 상기 제 2 양자화 스텝을 생성한다.
제 1 실시예
이하, 본 발명의 제 1 실시예를 설명한다.
제 1 실시예의 배경
예를 들면, 텔레비젼 방송국 사이에서 복수의 VTR 장치를 사용하여, 영상 데이터의 더빙을 행할 때에는 이미 MPEG2 방식에 의해 압축 부호화되어 있는 영상 데이터를 신장 복호하고, 재차, 압축 부호화하기 위해서, 인코더와 디코더를 직렬접속할 필요가 생길 경우가 있다. 상기와 같이, 영상 데이터의 압축 부호화와 신장 복호를 되풀이한 경우, 영상의 품질이 저하된다.
영상 데이터의 압축 부호화와 신장 복호를 되풀이한 경우의 영상 품질의 저하를 최소로 하기 위해서는 상술된 백서치 등에 의해 압축 부호화 및 신장 복호에 있어서, 이용되는 양자화 스텝을 같게 하고, 또한, 압축 부호화 시마다 GOP의 위상을 맞추는 것이 중요하다.
GOP의 위상이 무너지면, 상술된 백서치 방식을 사용할 수 없게 됨으로, B 픽처 혹은 P 픽처로부터 신장 복호된 픽처를, 내부 픽처로 압축 부호화하도록, 같은 픽처를 다른 픽처 형태로 압축 부호화 하게 되고, 압축 부호화 시마다 영상의 정보량을 크게 잃게되어, 대폭으로 영상의 품질을 더욱 저하시키게 된다.
제 1 실시예에 예시된 인코더2(2a, 2b)는 상술된 불합리함을 해결하도록 이루어진 것으로, 픽처 형태의 정보를 특별히 유효 화소 데이터와 다중화하지 않아도, 전회의 압축 부호화 시의 픽처 형태를 인코더측에서 자동 검출하여, GOP 위상을 맞추어 압축 부호화할 수 있도록 구성되어 있다.
영상 데이터 처리 시스템(1)
이하, 영상 데이터용 인코더 및 디코더가 직렬 접속된 영상 데이터 처리 시스템(1)을 설명한다. 본 발명에 따른 인코더는 영상 데이터 처리 시스템(1)에 있어서 이용된다.
도 1은 본 발명에 따른 인코더(2)가 사용되는 영상 데이터 처리 시스템(1)의 구성을 도시한 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 영상 데이터 처리 시스템(1)은 VTR 장치 혹은 하드 디스크 장치 등의 기록 장치, 또는 통신 회선 혹은 전송로 등의 기록·전송 장치(brr channel)(3a 내지 3c)를 통해, 인코더(encoder1, encoder2)(2a, 2b)와 디코더(decoder1, decoder2)(4a, 4b)가 직렬로 접속된 구성을 채용한다.
또, 명확하게 영상 데이터 처리 시스템(1)의 구성을 채용하지 않은 경우에 있어서도, 예를 들면, 입력되는 비압축 영상 데이터를 MPEG2 방식 등에 의해 압축 부호화하여 VTR 테이프에 기록하고, 재생시에 신장 복합화하여 출력하는 VTR 장치를 복수, 접속하여 영상 데이터의 복사를 하는 경우에도, 영상 데이터가 지나는 경로는 실질적으로 영상 데이터 처리 시스템(1)과 같게 된다. 또한, 인코더(2)(2a, 2b)는 복수 종류의 픽처를 포함하는 GOP에 비압축 영상 데이터를 압축 부호화하는 경우에 본 발명의 특징적인 효과를 발휘한다.
영상 데이터 처리 시스템(1)에 있어서, 인코더(2a)는 예를 들면, MPEG2 방식과 같은 MC-DCT 방식에 의해, 외부에서 입력되는 비압축 영상 데이터(입력 영상 데이터)를 복수 종류의 픽처를 포함하는 GOP의 단위로 압축 부호화 압축 영상 데이터(압축 부호화된 비트 스트림)를 생성하여, 기록·전송 장치(3)(3a)를 통해 디코더(4a)에 전송한다.
디코더(4a)는 기록·전송장치(3a)를 통해 인코더(2a)에서 입력된 압축 영상 데이터를 신장 복호하여, 예를 들면, 편집 처리 등에 알맞은 D-1 디지털 VTR용 비압축(full bit)의 영상 데이터로 복귀되고, 기록·전송장치(3)(3b)를 통해 인코더(2b)에 전송한다.
인코더(2b)는 인코더(2a)와 같은 방식에 의해, 기록·전송장치(3b)를 통해 디코더(4a)로부터 입력된 풀비트의 영상 데이터를 압축 부호화, 기록·전송장치(3)(3c)를 통해 디코더(4b)에 전송한다.
디코더(4b)는 디코더(4a)와 같이, 기록·전송장치(3c)를 통해 인코더(2b)로부터 입력된 압축 영상 데이터를 신장 복호하여 출력 영상 데이터로서 출력한다.
또, 영상 데이터 처리 시스템(1)에 있어서는 직렬 접속된 인코더(2), 기록·전송장치(3) 및 디코더(4)가, 필요에 따라서 3단계 이상, 포함되는 것이 있고, 3단계째이후의 각 구성 부분은 2단계째 이전과 같이 영상 데이터의 압축 부호화, 전송 및 신장 복호을 행한다.
또한, 도 1에 있어서는 풀비트 채널(full bit channel)로 기재된 기록·전송 장치(3b)로서는 단지, 신장 복호된 풀비트의 영상 데이터를 전송 또는 기록·재생하는 장치 이외에, 예를 들면, 신장 복호된 영상 데이터를 디지털/아날로그 (D/A) 변환하여 아날로그 VTR 장치에 기록하고, 다시 아날로그/디지털 (A/D)변환하여 디지털 영상 데이터에 복귀하는 장치, 또는, 스위처나 특수 효과 장치를 통해 영상 데이터에 대하여 편집, 가공을 가하는 장치도 포함된다. 이러한 장치에 있어서도, 영상 데이터와 동시에 기록된 픽처 형태의 정보를 잃게 될 가능성이 있다.
인코더(2)(2a, 2b)
도 2는 도 1에 도시된 제 1 실시예에 있어서의 본 발명에 따른 인코더(2)(2a, 2b)의 구성을 도시한 도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인코더(2)는 압축 부호화부(20) 및 압축 제어부(24)로 구성된다.
압축 부호화부(20)는 픽처열 전환부(200), 주사 변환 블록화부(202), 이동 검출부(204), FIFO(206, 220), 감산회로(207), DCT부(208), 양자화부(210), 가변 길이 부호화부(VLC)(212), 역양자화부(214), 역 DCT(내부 DCT)부(216), 가산회로(218) 및 이동 보상부(222)로 구성된다.
압축 제어부(24)는 이동 보상부(240), 감산회로(242), DCT부(244), 예측부(246), 백서치(back search)부(248) 및 픽처 형태 제어부(250)로 구성된다.
인코더(2)는 이들의 구성 부분에 의해, 이미 MPEG2 방식 등에 의한 압축 부호화 및 신장 복호를 1회 이상 거친 입력 영상 데이터(video in)로부터, 전회의 압축 부호화에 있어서의 GOP 위상을 검출함과 동시에, 전회의 압축 부호화에 있어서의 양자화 스텝을 백서치 방식에 의해 재생하고, 전회와 같은 양자화 스텝 및 GOP 위상으로 다시 입력 영상 데이터를 압축 부호화, 인코더와 디코더를 직렬 접속하여 영상 데이터의 압축 부호화 및 신장 복호가 반복된 경우의 영상의 품질의 저하를 방지한다.
인코더(2)의 각 구성 부분
이하, 인코더(2)의 각 구성 부분을 설명한다.
압축 부호화부(20)
압축 부호화부(20)는 일반적인 MPEC2 방식의 인코더와 마찬가지로, 입력 영상 데이터에 대하여 이동 보상 처리, DCT 처리 및 가변 길이 부호화 처리를 하여 압축 부호화한다.
압축 부호화부(20)에 있어서, 픽처열 전환부(200)는 픽처 형태 제어부(250)의 제어에 따라서, 입력 영상 데이터의 픽처가 압축 부호화 후에 어느 하나의 픽처 형태로 될것인가에 따라서 압축 부호화에 알맞은 순서로 입력 영상 데이터의 픽처를 바꾸어 나열하고, 주사 변환 블록화부(202)에 대하여 출력한다.
주사 변환 블록화부(202)는 픽처열 전환부(200)로부터 입력된 영상 데이터를 필드/프레임 변환하고, 또한 매크로 블록화하여 이동 검출부(204) 및 압축 제어부(24)의 이동 보상부(240)에 대하여 출력한다.
이동 검출부(204)는 주사 변환 블록화부(202)로부터 입력되는 영상 데이터를 FIFO(206) 및 압축 제어부(24)의 감산 회로(242)에 대하여 출력함과 동시에, 주사 변환 블록화부(202)로부터 입력되는 영상 데이터를 매크로 블록 단위로 처리하여 그 이동을 검출하며, 픽처의 이동을 나타내는 이동 벡터를 생성하여 이동 보상부(240)및 FIFO(220)에 대하여 출력한다.
FIFO(206)는 이동 검출부(204)로부터 입력된 영상 데이터를 버퍼링(buffering)하여, 압축 제어부(24)의 DCT부(244), 예측부(246) 및 백서치부(248)에 있어서의 처리(예비 부호화 처리)에 요하는 시간만큼 지연되어 감산 회로(207)에 대하여 출력한다.
감산회로(207)는 FIFO(206)로부터 입력되는 영상 데이터에 포함되는 픽처 중, 압축 부호화 후에 내부 픽처로 되는 픽처의 영상 데이터를 그대로 DCT 부(208)에 대하여 출력한다.
또한, 감산회로(207)는 FIFO(206)로부터 입력되는 영상 데이터에 포함되는 픽처 중, 압축 부호화 후에 P 픽처 또는 B 픽처로 되는 픽처의 영상 데이터로부터 이동 보상부(222)의 출력 영상 데이터를 감산하고, 예측 오차 데이터를 생성하여 DCT 부(208)에 대하여 출력한다.
DCT 부(208)는 감산회로(207)로부터 입력되는 압축 부호화 후에 내부 픽처로 되는 영상 데이터 및 압축 부호화 후에 P 픽처 또는 B 픽처로 되는 영상 데이터의 예측 오차 데이터를 DCT 처리하여, DCT 처리의 결과로서 얻어진 DCT 계수를 양자화부(210)에 대하여 출력한다.
양자화부(210)는 압축 제어부(24)의 백서치부(248)로부터 입력되는 양자화 인덱스가 나타내는 양자화 스텝에서, DCT 부(208)로부터 입력된 DCT 계수를 양자화하고, 양자화 데이터로서 가변 길이 부호화부(212) 및 역양자화부(214)에 대하여 출력한다.
가변 길이 부호화부(212)는 양자화부(210)로부터 입력되는 양자화 데이터를, 예를 들면, 런 길이 부호화 방식에 의해 가변 길이 부호화, 출력 영상 데이터(stream out)으로서 출력한다.
역양자화부(214)는 입력된 양자화 데이터에 대하여, 양자화부(210)와 반대의 처리를 행하여 DCT 계수를 재생하고, 역 DCT 부(216)에 대하여 출력한다.
역 DCT 부(216)는 입력되는 DCT 계수에 대하여 DCT 부(208)와 반대의 처리를 행하여 영상 데이터를 재생하고, 가산회로(218)에 대하여 출력한다.
가산회로(218)는 역 DCT부(216)로부터 입력되는 영상 데이터와, 이동 보상부(222)로부터 입력되는 영상 데이터를 가산하여 영상 데이터를 재생하고, 이동 보상부(222)에 대하여 출력한다.
FIFO(220)는 이동 검출부(204)로부터 입력되는 이동 벡터를 버퍼링하여, FIFO(206) 내지 가산회로(218)의 처리에 요하는 시간만큼 지연되어 이동 보상부(222)에 대하여 출력한다.
이동 보상부(222)는 가산회로(218)로부터 입력된 영상 데이터에 대하여, FIF O(220)로부터 입력되는 이동 벡터를 사용한 이동 보상 처리를 하여, 감산회로(207) 및 DCT부(208)에 대하여 출력한다.
압축 제어부(24)
압축 제어부(24)는 입력 영상 데이터의 전회의 압축 부호화에 있어서의 양자화 스텝 및 GOP 위상을 검출하여, 이들이 일치하도록 압축 부호화부(20)를 제어한다. 또한, 압축 제어부(24)는 입력 영상 데이터의 그림의 복잡함 및 이동의 속력〔그림의 난이도; difficu1ty〕에 근거하여, 가변 길이 부호화부(212)로부터 출력되는 출력 영상 데이터의 총량(데이터율)이, 1 내지 수 GOP 만큼의 압축 영상 데이터를 생성하는 시간(단위 기간)마다의 출력 영상 데이터의 허용치〔예를 들면 전송로의 전송 용량 등〕이하로써, 이 허용치에 거의 같게 하는 양자화 스텝을 산출하여, 양자화 인덱스의 형식으로 양자화부(210)에 설정한다.
압축 제어부(24)에 있어서, 이동 보상부(240)는 압축 부호화부(20)의 이동 보상부(222)와 같이, 주사 변환 블록화부(202)로부터 입력되는 영상 데이터에 대하여, 이동 검출부(204)로부터 입력되는 이동 벡터를 이용하여, 이동 보상 처리를 행하고,감산회로(242)에 대하여 출력한다.
감산회로(242)는 압축 부호화부(20)의 감산회로(207)와 마찬가지로, 이동 검출부(204)로부터 입력되는 영상 데이터로부터, 이동 보상부(240)로부터 입력되는 이동 보상된 영상 데이터를 감산하여, 내부 픽처의 영상 데이터 및 P 픽처 또는 B 픽처의 예측 오차 데이터를 생성하여, DCT 부(244)에 대하여 출력한다.
DCT 부(244)는 압축 부호화부(20)의 DCT부(208)와 마찬가지로, 감산회로(242)로부터 입력된 내부 픽처의 영상 데이터 및 P 픽처 또는 B 픽처의 예측 오차 데이터를 PCT 변환하여, DCT 처리의 결과로서 얻어진 DCT 계수를 생성하여 예측부(246)에 대하여 출력한다.
예측부(246)는 DCT부(244)로부터 입력된 DCT 계수를 백서치부(248)에 대하여 출력한다.
또한, 예측부(246)는 예를 들면, 1 내지 수개의 GOP 만큼의 압축 영상 데이터를 생성하는 시간을 단위 기간으로서, 상기 단위 기간마다 고정치의 양자화 스텝(fix-q)에서 DCT부(244)로부터 입력된 DCT 계수를 양자화하여 양자화 데이터를 생성한다.
또, 예측부(246)는 영상 데이터 처리 시스템(1)(인코더(2))의 사용자 등에 의해서 외부에서 설정되어, 상기 허용치를 나타내는 목표 데이터량 및 생성된 양자화 데이터의 데이터량(발생 부호량)에 근거하여, 입력 영상 데이터의 그림의 난이도를 단위 기간마다 예측한다.
또한, 예측부(246)는 예측된 입력 영상 데이터의 그림의 난이도에 따라서, 입력 영상 데이터의 그림이 어려운 부분에 많은 데이터성(데이터율)을 할당하여, 입력 영상 데이터의 그림이 간단한 부분에 적은 데이터량(데이터율)을 할당하여 출력 영상 데이터의 품질을 전체적으로 높게 유지하고, 더구나, 출력 영상 데이터의 총량이 상기 허용치를 넘지 않도록 하기 위해서 실제로 사용되는 양자화 스텝을 나타내는 양자화 인덱스를 단위 기간마다 산출하여, 백서치부(248)에 대하여 출력한다.
또, 예측부(246)에 있어서는 상술된 고정치의 양자화 스텝에서 DCT 계수를 양자화하여 양자화 인덱스를 예측하는 방법 외에, 예를 들면, DCT 부(244)로부터 입력되는 DCT 계수를 몇 개의 가상의 양자화치를 사용하여 양자화하여 양자화 데이터를 생성하고, 생성된 양자화 데이터의 데이터량(발생 부호량)과 목표 데이터량(허용치)을 비교하여, 이들 중의 어느 하나가 많은가에 따라서 2진법 탐색에 의해 알맞은 양자화 스텝을 예측하는 방법〔2진법 탐색; binary search〕을 채용하는 것도 가능하다.
백서치부(248)의 처리의 개요
백서치부(248)는 예측부(246)로부터 입력되는 양자화 인덱스 및 DCT부(244)로부터 예측부(246)를 통해 입력되는 DCT 계수에 근거하여, 전회의 압축 부호화에 있어서 내부 부호화된 픽처를 검출하여, 검출 결과를 픽처 형태 제어부(250)에 대하여 출력한다.
또한, 백서치부(248)는 백서치에 의해 입력 영상 데이터가 1도 이상의 압축 부호화를 거쳤는지의 여부를 판단하여, 전회의 압축 부호화에 있어서 사용되는 양자화 스텝을 나타내는 양자화 인덱스를 생성하고, 압축 부호화부(20)의 양자화부(210)에 설정한다.
요컨대, 백서치부(248)는 예측부(246)가 예측한 양자화 인덱스가 나타내는 양자화 스텝 및 그 근방의 값으로, DCT 부(244)로부터 예측부(246)를 통해 입력되는 DCT 계수를 나누어서, 제산 결과의 잉여의 총합이 현저히 작은 값을 나타내는 양자화 스텝이 존재하는 경우에는 이 현저히 작은 값을 나타내는 양자화 스텝을 전회의 압축 부호화에서 사용된 양자화 스텝으로 판정하고, 상기 양자화 스텝을 나타내는 양자화 인덱스를 양자화부(210)에 대하여 출력한다.
백서치부(248)의 처리의 상세
또한, 백서치부(248)의 입력 영상 데이터의 내부 픽처의 검출 처리의 내용을 상세히 설명한다.
백서치부(248)에 있어서의 GOP 위상의 검출 처리는 입력 영상 데이터에 포함되는 내부 픽처로부터 신장 복호된 픽처(단지「입력 영상 데이터의 내부 픽처」라고도 기술한다)를, 다음의 압축 부호화에 있어서도 다시 내부 픽처로 압축 부호화(내부 부호화)한 경우에만, 백서치에 의해 요청되는 DCT 계수의 잉여 총합이 현저한 극소를 나타낸다고 하는 성질에 착안하여 행하여진다.
이 이유는 P 픽처 또는 B 픽처는 이동 보상 처리에 의해 산출된 예측 오차 데이터를 DCT 처리하고, 양자화함으로써 압축 부호화되어 있기 때문에, P 픽처 또는 B 픽처를 역 DCT 처리, 역양자화 및 이동 보상하여 신장 복호하여도, 신장 복호의 결과로서 얻어지는 영상 데이터의 값은 양자화 스텝의 정수배로는 될 수 없기 때문이다.
따라서, P 픽처 또는 B 픽처를 신장 복호하여 얻어진 픽처(단지「입력 영상 데이터의 P 픽처, B 픽처」라고도 기술한다)를 내부 부호화, 백서치 처리한 경우에는 DCT 계수의 잉여의 총합에 극소점은 존재하지 않고, 찾아 낼 수 없다.
또한, 마찬가지로, 입력 영상 데이터의 B 픽처(P 픽처)를 재차 같은 B 픽처(P 픽처)로 압축 부호화, 백서치 처리한 경우에도, 전회의 압축 부호화로 요청된 이동 벡터와, 다음번의 압축 부호화에 의해 변형된 픽처로부터 요청된 이동 벡터와는 동일하게 되지 않고, 또한, 전회의 압축 부호화 및 신장 복호에 의한 픽처의 변형을 위해, 다음번의 압축 부호화에 있어서 얻어지는 예측 오차 데이터는 전회의 압축 부호화 시에 얻어진 예측 오차 데이터와 동일하게는 되지 않는다. 따라서, 다음번, 입력 영상 데이터의 B 픽처 또는 P 픽처를 전회와 같은 픽처 형태로 압축 부호화하여도, 백서치 처리에 있어서, DCT 계수의 잉여의 총합이 현저하게 작은 값이 되는 극소점이 발견될 확률은 대단히 낮다.
이상 설명된 픽처 형태 마다 백서치 처리에 있어서의 성질을 이용하면, 입력영상 데이터의 픽처가, 전회, 내부 부호화된 것인지의 여부를, 백서치 처리에 있어서 DCT 계수의 현저한 극소치가 발생되는지의 여부에 근거하여 자동적으로 검출할 수가 있다.
백서치부(248)는 DCT 계수의 잉여의 총합에 현저한 극소치가 존재하는지의 여부, 예를 들면, 예측부(246)로부터 입력된 양자화 인덱스가 나타내는 양자화 스텝에서 DCT 계수를 제산한 경우의 잉여의 총합에 대하여, 백서치부(248)에 있어서의 백서치 처리에 의해 요청된 DCT 계수의 잉여의 총합의 비율이, 어떤 일정한 임계치이하가 되는지의 여부를 판단함으로써, 인코더(2)가 입력 영상 데이터의 내부 픽처를 내부 부호화했는지의 여부를 판단할 수가 있다.
이와 같이, 백서치부(248)는 입력 영상 데이터의 내부 픽처의 위치를 검출함으로써, 입력 영상 데이터의 내부 픽처의 간격(GOP에 포함되는 픽처의 수 N)을 판정할 수 있고, 판정 결과를 픽처 형태 제어부(250)에 통지한다.
픽처 형태 제어부(250)는 구해진 내부 픽처의 간격과, 영상 데이터 처리 시스템(1)의 인코더(2a, 2b) 및 디코더(4a, 4b)가 사용되는 GOP의 구성(GOP 내에 어느쪽의 픽처 형태가 어떠한 순번으로 포함되는가; GOP 배열)에 근거하여, GOP 내의 P 픽처의 간격(M)을 판정할 수가 있고, 또한, 입력 영상 데이터의 각 픽처가, 전회, 어느 하나의 픽처 형태로 압축 부호화되었는 가를 판정할 수가 있다.
픽처 형태 제어부(250)는 이상 설명된 바와 같이 판정된 입력 영상 데이터가 전회의 압축 부호화에 있어서 어느 하나의 픽처 형태로 압축 부호화되었는 가를 나타내는 정보에 근거하여, 입력 영상 데이터의 각 픽처가 전회와 같이 픽처 형태로 압축 부호화되고, 전회의 압축 부호화와 다음번의 압축 부호화에 있어서의 GOP 위상이 유지되도록 픽처열 전환부(200)를 제어하여, 픽처의 열 전환을 행하게 한다.
인코더(2)의 동작
이하, 도 3을 또한 참조하여 도 1 및 도 2에 도시된 인코더(2)(도 1, 도 2)의 동작을 설명한다.
압축 제어부(24)의 이동 보상부(240)는 압축 부호화부(20)의 픽처열 교환부(200) 및 주사 변환 블록화부(202)가 처리한 영상 데이터를 이동 보상한다.
감산회로(242)는 내부 픽처의 영상 데이터 및 P 픽처 또는 B 픽쳐의 예측 오차 데이터를 생성한다.
DCT 부(244)는 내부 픽처의 영상 데이터 및 P 픽처 또는 B 픽처의 예측 오차 데이터를 DCT 변환하여 DCT 계수를 생성한다.
예측부(246)는 예를 들면, 1GOP 만큼의 압축 영상 데이터를 생성하는 시간을 단위 기간으로서, 상기 단위 기간마다 고정치의 양자화 스텝(fix-q)에서 DCT 부(244)로부터 입력된 DCT 계수를 양자화하여 양자화 데이터를 생성하고, 그 발생부호량에 근거하여, 입력 영상 데이터의 난이도를 예측, 또는, 양자화 인덱스를 단위기간마다 산출한다.
백서치부(248)는 예측부(246)가 생성한 양자화 인덱스와, DCT 부(244)가 생성한 DCT 계수에 근거하여, 전회의 압축 부호화에 있어서 내부 부호화된 픽처를 검출하고, 또한, 백서치에 의해 전회의 압축 부호화에 있어서 사용된 양자화 스텝을 나타내는 양자화 인덱스를 생성한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 인코더(2)(2a, 2b)의 백서치부(248) 및 픽처 형태 제어부(250)의 처리 내용, 요컨대, 어떠한 방법으로 내부 부호화하는 입력 영상 데이터의 픽처를 지정할 것인 가를 예시하는 플로우챠트이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스텝 100(S100)에 있어서, 백서치부(248)는 변수(j)를 초기치(1)로 한다.
스텝 102(S102)에 있어서, 백서치부(248)는 압축 부호화부(20)의 이동 보상부(240), 감산회로(242) 및 DCT 부(244)가 입력 영상 데이터의 제 j 번째의 픽처를 압축 처리한 결과로서 얻어진 DCT 계수에 대하여 백서치 처리를 행하고, DCT 계수의 잉여의 총합(Rmin, j)과, 예측부(246)가 얻은 양자화 스텝(그 이전의 양자화 스텝)에 의한 DCT 계수의 잉여의 총합(Rj)을 기억한다.
스텝 104(S104)에 있어서, 백서치부(248)는 변수(j)와, 그때까지 구한 GOP의 픽처수(N)를 비교하여, 변수(j)가 픽처수(N)보다 큰 경우에는 S108의 처리로 진행하고, 변수(j)가 픽처수(N) 이하인 경우에는 S106의 처리로 진행한다.
스텝 106(S106)에 있어서, 백서치부(248)는 변수(j)에 1을 가산(증가)한다.
S100 내지 S106의 처리가 구성하는 루프 처리에 있어서, 백서치부(248)는 N 매(1 GOP 분)의 픽처에 관해서, 백서치 처리에 의해 얻어지는 DCT 계수의 잉여의 총합(Rsub, j)과, 예측부(246)가 고정치의 양자화 스텝에서 DCT 계수를 양자화함으로써, 또는 2진법 탐색에 의해 얻어진 양자화 스텝에서 양자화하였을 때의 잉여 총합(Rj)을 보존하는 처리를 한다.
스텝 108(S108)에 있어서, 백서치부(248)는 예측부(246)가 얻은 양자화 스텝에 의해 얻어지는 잉여 총합(Rj)에 대한, S100 내지 S106의 처리가 구성하는 루프 처리에 의해 얻어진 N개의 잉여 총합(Rsub, j)의 비율(Rmin, j / Rj)의 최소치〔min (Rmin, j / Rj)〕와, 소정의 임계치(Th)를 비교한다.
백서치부(248)는 최소치〔min(Rmin, j / Rj)〕가 임계치(Th) 이상인 경우에는입력 영상 데이터가 한번도 압축 부호화를 거치지 않은 오리지널의 영상 데이터라고 판단하여 S100의 처리로 진행하고, 최소치〔min(Rmin, j / Rj)〕가 임계치(Th) 미만인 경우에는 입력 영상 데이터가 이미 압축 부호화를 거친 (더빙 후의)영상 데이터라고 판단하여 S110의 처리로 진행한다.
스텝 110(S110)에 있어서, 백서치부(248)는 S108의 처리에 있어서, 최소치〔min(Rmin, j / Rj)〕를 부여하는 제 jmin 번째의 픽처를 입력 영상 데이터의 내부 픽처라고 판단하여, 픽처 형태 제어부(250)에 대하여 통지한다.
스텝 112(S112)에 있어서, 픽처 형태 제어부(250)는 제 jmin 번째의 픽처가, GOP의 제 1 번째의 픽처인지의 여부를 판단하여, 제 jmin 번째의 픽처가 GOP의 제 1 번째의 픽처인 경우에는 S100의 처리로 진행하고, 제 jmin 번째의 픽처가 GOP의 제 1번째의 픽처가 아닌 경우에는 S114의 처리로 진행한다.
S112의 처리에 있어서, 제jmin번째의 픽처가 GOP의 제 1번째의 픽처라고 하는 것은 현재의 백서치 처리의 대상으로 되어 있는 GOP의 위상(구성)이, 전회의 백서치 처리의 대상으로 되어 있는 GOP의 위상(구성)과 같은 것을 의미하기 때문에, 픽처 형태 제어부(250)는 GOP의 위상의 변경을 요하지 않는다.
반대로, S112의 처리에 있어서, 제jmin번째의 픽처가 GOP의 제 1번째의 픽처가 아니라는 것은 백서치부(248)의 현재의 처리의 대상으로 되어 있는 GOP의 위상(구성)이, 백서치부(248)의 전회의 처리의 대상으로 되어 있던 GOP의 위상(구성)과 다른 것을 의미하기 때문에, 픽처 형태 제어부(250)는 GOP의 위상의 변경을 요한다.
스텝 114(S114)에 있어서, 픽처 형태 제어부(250)는 제 N+jmin 번째의 입력 픽처·데이터의 픽처를 내부 부호화하도록, 픽처의 열 교환의 순서를 변경하도록 픽처열 전환부(200)를 제어한다.
스텝 116(S116)에 있어서, 픽처 형태 제어부(250)는 변수(j)에 수치(jmin)를 대입하여, S 102의 처리로 진행한다.
압축 부호화부(20)의 픽처열 전환부(200)는 이상 설명한 픽처 형태 제어부(250)의 제어에 따라서, 입력 영상 데이터의 픽처의 순서를 바꾸어 나열한다.
주사 변환 블록화부(202)는 영상 데이터를 필드/프레임 변환하고, 또한 매크로 블록화한다.
이동 검출부(204)는 영상 데이터를 매크로 블록 단위로 처리하여 그 이동을 검출하고, 영상의 이동을 나타내는 이동 벡터를 생성한다.
FIFO(206)는 영상 데이터를 버퍼링하고, 소정의 시간 지연을 주게 된다.
감산회로(207)는 압축 부호화 후에 P 픽처 또는 B 픽처로 이루어진 픽처의 예측 오차 데이터를 생성한다.
DCT 부(208)는 압축 부호화 이후에 내부 픽처로 되는 영상 데이터 및 P 픽처 또는 B 픽처로 되는 영상 데이터의 예측 오차 데이터를 DCT 처리하여, DCT 계수를 생성한다.
양자화부(210)는 압축 제어부(24)의 백서치부(248)가 생성된 양자화 인덱스가 나타내는 양자화 스텝에서, DCT 부(208)로부터 입력된 DCT 계수를 양자화하여, 양자화 데이터를 생성한다.
가변 길이 부호화부(212)는 양자화부(210)로부터 입력되는 양자화 데이터를 가변 길이 부호화하고, 출력 영상 데이터(stream out)로서 출력한다.
역양자화부(214)는 양자화 데이터를 역양자화 처리하여 DCT 계수를 재생한다.
역 DCT 부(216)는 재생된 DCT 계수를 역 DCT 처리하여 영상 데이터를 재생한다.
가산회로(218)는 역 DCT 부(216)로부터 입력되는 영상 데이터와, 이동 보상부(222)로부터 입력되는 영상 데이터를 가산한다.
FIFO(220)는 이동 검출부(204)로부터 입력되는 이동 벡터를 버퍼링하여, 소정의 시간 지연을 주게 된다.
이동 보상부(222)는 가산회로(218)로부터 입력되는 영상 데이터에 대하여, FIFO(220)로부터 입력되는 이동 벡터를 사용한 이동 보상 처리를 한다.
변형예
이하, 도 4를 참조하여, 제 1 실시예의 변형예를 설명한다.
인코더(2)(도 1, 도 2)는 압축 부호화부(20)의 양자화부(210)에 설정하는 양자화 인덱스를 구하는 백서치 처리를 할 때에, 전회의 압축 부호화시의 픽처 형태를 검출하여, 픽처열 전환부(200)의 픽처열 전환 처리를 제어하도록 구성되어 있기 때문에, 지연량이 많고, 더구나 픽쳐 열 전환부(200)에 있어서의 픽처열 전환의 순서를 신속히 변경할 수 없다.
그렇지만, 백서치 처리에 의해, DCT 계수의 잉여 총합의 극소점을 찾아 내기 위해서는 반드시 픽처의 모든 DCT 계수의 잉여 총합을 산출할 필요는 없고, 픽처 중의 몇개의 매크로 블록을 추출하여, 잉여 총합의 극소점이 존재하는지의 여부를 조사하면 충분하다.
이하에 설명하는 제 1 실시예에 나타낸 인코더(2)의 변형예(인코더 5)는 이러한 점에 착안하여, 인코더(2)의 처리 속도를 개선하기 위해서 이루어진 것으로, 양자화 인덱스를 생성하는 기능과, GOP의 위상을 검출하는 기능을 분리하여, 미리 GOP 위상을 검출하고 나서 입력 영상 데이터를 압축 부호화하도록 구성되어 있다.
도 4는 제 1 실시예의 변형예의 인코더(5)의 구성을 도시한 도이다. 또, 도 4에 있어서는 인코더(5)의 구성 부분 중, 인코더(2)와 동일한 것에는 도 2와 같은 부호가 부가되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 인코더(5)는 압축 부호화부(20)와 압축 제어부(26)로 구성된다.
압축 제어부(26)는 압축 제어부(24)(도 2)에 GOP 위상 제어부(28)를 부가한 구성을 채용한다.
GOP 위상 제어부(28)는 블록 추출부(280), DCT 부(282), 예측부(284) 및 백서치부(286)로 구성된다.
압축 제어부(26)의 GOP 위상 제어부(28)에 있어서, 블록 추출부(280)는 입력 영상 데이터의 각 픽처로부터 수 블록분의 영상 데이터를 추출하여, DCT 부(282)에 대하여 출력한다.
DCT 부(282)는 블록 추출부(280)로부터 입력된 수 블록분의 영상 데이터를 DCT 처리하여, DCT 처리에 의해 얻어진 DCT 계수를 예측부(284)에 대하여 출력한다.
예측부(284)는 압축 제어부(24)의 예측부(246)와 같이, 단위 기간마다 고정치의 양자화 스텝(fix-q) 또는 2진법 탐색에 의해 입력 영상 데이터의 그림의 어려움을 예측하여, 실제로 이용하기 위해 양자화 스텝을 나타내는 양자화 인덱스를 단위 기간마다 산출하여 백서치부(286)에 대하여 출력한다.
백서치부(286)는 인코더(2)에 있어서의 압축 제어부(24)의 백서치부(248)와 같이, 예측부(284)로부터 입력되는 양자화 인덱스 및 DCT 부(282)로부터 예측부(284)를 통해 입력되는 DCT 계수를 사용하여 백서치 처리를 하고, 입력 영상 데이터의 GOP 위상(내부 픽처)을 검출하여, 픽처 형태 제어부(250)에 통지한다.
픽처 형태 제어부(250)는 인코더(2)에 있어서와 같이, 백서치부(286)로부터 입력되는 내부 픽처의 위치를 나타내는 정보에 따라서, 압축 부호화부(20)의 픽처열 전환부(200)의 처리를 제어한다.
또, 인코더(2)와 달리, 인코더(5)에 있어서는 GOP 위상의 검출(내부 픽처)에 앞서서 이동 보상은 행하여지지 않기 때문에, GOP 위상 제어부(28)의 백서치부(286)는 입력 영상 데이터의 모든 픽처에 대하여 내부 부호화하여 얻어진 DCT 계수에 대하여 서치 처리를 행하게 된다. 따라서, 결과적으로, GOP 위상 제어부(28)에 의한 입력 영상 데이터가 이미 압축 부호화를 거쳤는지 여부의 판정은 대단히 간단하게 된다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 인코더(2)(2a, 2b)의 각 구성 부분은 동일의 기능 및 성능을 실현가능한 한도내에서, 소프트웨어적으로나 하드웨어적으로 구성되어도 상관없다.
또한, 인코더(2)의 각 구성 부분은 동일의 기능 및 성능을 실현 가능한 다른 장치로 치환 가능하다.
또한, 인코더(2)는 적절한 변형을 가함으로써, 영상 데이터인 것 외에, 예를 들면, 음성 데이터로 한 용장성을 갖는 다른 종류의 데이터의 압축 부호화에 응용할수 있다.
효과
이상 설명된 바와 같이, 인코더(2, 5)에 의하면, 전회의 압축 부호화와 같이 GOP 위상을 유지하여 다음번의 압축 부호화를 행할 수 있고, 도 1에 도시된 영상 데이터 처리 시스템(1)에 있어서의 영상의 품질의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 인코더(2, 5)에 있어서는 픽처 형태 정보를 잃게 된 경우, 혹은 한번도 압축 부호화를 거치지 않은, 오리지널 영상 데이터가 입력된 경우에, 압축 영상 데이터와 픽처 형태를 나타내는 정보를 다중화하여, 픽처 형태 정보에 근거하여 다음번의 압축 부호화를 행하는 종래의 방법에 있어서 발생되었던 오동작 등의 불량은 발생하지 않는다.
또한, 인코더(2, 5)에 있어서는 예를 들면, 압축 영상 데이터를 아날로그 영상신호로 복귀하고, 두 번째, 디지털 압축 영상 데이터로서 기록 등을 행하는 경우에도, 아날로그 영상 데이터로 복귀되기 전의 압축 영상 데이터와 같은 GOP 위상으로 압축 부호화를 행할 수 있고, 영상의 품질의 저하를 막을 수 있다.
또한, 인코더(5)는 픽처의 일부의 매크로 블록을 사용하여 GOP 위상을 검출하기 때문에, 인코더(2)에 비해 장치 규모가 대폭 증대되지 않는다.
또, 인코더(5)에 의하면, GOP 위상을 검출하기 위해서 요하는 처리 시간이 단축되기 때문에, 인코더(2)에 비교하여 지연 시간을 단축할 수가 있다.
제 2 실시예
이하, 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.
인코더(2, 5)의 백서치부(248)의 백서치 처리에 있어서는 DCT 계수의 잉여 총합 중에, 소정의 임계치를 넘는 비율의 현저한 극소점이 존재하는지의 여부에 근거하여, 전회의 압축 부호화에 있어서 이용된 양자화 스텝을 검출하는 방법이 채용되기 때문에, 이 임계치를 지나치게 작게 설정하면, 본래, DCT 계수의 잉여 총합의 극소점이 존재하지 않고, 한번의 압축 부호화도 거치지 않은, 오리지널 영상 데이터의 픽처의 몇개의 매크로 블록으로부터, DCT 계수의 잉여 총합의 극소점이 오검출될 가능성이 있다.
백서치부(248)가 DCT 계수의 잉여 총합을 오검출하여, 틀리게 생성된 양자화 스텝(양자화 인덱스)에 근거하여 압축 부호화부(20)의 양자화부(210)가 양자화를 하면, 적합한 양자화 스텝보다도 큰 값으로 DCT 계수를 양자화하게 되어, 결과적으로 영상의 품질이 크게 저하될 가능성이 있다.
또한 역으로, DCT 계수의 잉여 총합의 검출에 사용하는 임계치를 과도하게 크게 설정하면, 이미 압축 부호화를 거친 영상 데이터가 입력되어도, 픽처내의 몇개의 매크로 블록으로서는 DCT 계수의 잉여 총합의 극소점을 검출할 수 없을 가능성이 있다. 원래, 검출해야 할 극소점을 검출할 수 없으면, 전회의 압축 부호화에서와 다른 양자화 스텝에서, 다음번의 압축 부호화에 있어서의 양자화 처리가 행하여지고, 영상의 품질이 크게 저하된다.
이들의 관점에서, DCT 계수의 잉여 총합의 검출에 이용하는 임계치를 적절히 선택할 필요가 있지만, 이상과 같은 불합리함의 해결은 어렵고, 또한, 입력 영상 데이터의 그림에 의해서는 이상의 불합리함이 현저하게 나타날 가능성도 있다.
한편, 복수 프레임 구성의 GOP를 사용하는 MC-DCT 방식의 인코더 및 디코더에 있어서는 압축 부호화 시에 이동 보상 처리를 행하는 픽처 형태에 있어서 전회와 같은 이동 벡터를 재현하는 것은 불가능하기 때문에, 다음번의 압축 부호화에 있어서의 이동 벡터 및 예측 오차의 재현성이 낮고, 결과적으로, 전회의 압축 부호화에 있어서 B 픽처 및 P 픽처로 압축 부호화된 픽처의 DCT 계수의 잉여 총합에 현저한 극소점은 존재하지 않는다.
따라서, 백서치부(248)에 있어서 전회의 압축 부호화에 있어서 내부 부호화된 픽처를 검출하기 위한 임계치를 사용하여 백서치 처리를 행하여도, 전회의 압축 부호화에 있어서 B 픽처 및 P 픽처로 압축 부호화된 픽처로부터는 DCT 계수의 극소점을 검출할 수 없다.
제 2 실시예는 이러한 불합리함을 해결하고, 픽처 형태의 오검출을 막을 수 있는 백서치 처리를 즘을 실현하여, 예를 들면, 복수의 디지털 VTR 장치를 접속하여 영상 데이터를 복사했을 때 등의 영상의 품질 저하를 막는 것을 목적으로 하고 있다.
도 5는 제 2 실시예에 있어서의 본 발명에 따른 인코더(6)의 구성을 도시한 도이다. 또, 도 5에 있어서는 인코더(6)의 구성 부분 중, 도 2에 도시된 인코더(2) 및 도 4에 도시된 인코더(5)의 구성 부분과 동일한 것에는 동일의 부호를 붙이고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 인코더(6)는 압축 부호화부(20), 압축 제어부(80) 및 비디오 인덱스(가칭: Video index)검출부(32)로 구성되고, 압축 제어부(30)는 인코더(2, 5)(도 1, 도 2, 도 4)의 압축 제어부(24)에 스위치(sw)회로(300)를 부가한 구성을 채용한다. 또, 제 2 실시예에 있어서 나타내는 인코더(6)는 압축 부호화에 있어서 이동 보상을 행하도록 구성되어 있지만, 이동 보상 처리는 필수 항목은 아니다.
인코더(6)는 예를 들면, 영상 데이터 처리 시스템(1)(도 1)에 있어서, 인코더(2, 5) 대신에 사용되고, 인코더(2, 5)와 마찬가지로, 입력 영상 데이터에 포함되는 각 픽처가 전회, 어느 하나의 픽처 형태로 압축 부호화 되었는 가를 검출하고, 또한, 전회와 같은 양자화 스텝에서 DCT 계수를 양자화하여, 압축 부호화를 한다.
인코더(6)에 있어서의 백서치 처리
인코더(6)에 있어서의 백서치 처리는 백서치 알고리즘이 한번도 압축 부호화를 거치지 않은 오리지널 영상에 대하여는 사용하지 않는 것이 바람직하고, 같은 압축 부호화 방식을 사용하는 인코더에 의한 압축 부호화를 이미 거친 영상 데이터에 대해서만 적용하는 것이 바람직하다고 하는 성질에 착안하여 변경되어 있다.
요컨대, 제 1 실시예에 있어서 예시된 인코더(2, 5)에 있어서는 입력 영상 데이터의 모든 픽처에 대하여 백서치 처리를 행하고, 오리지널 영상 데이터에 있어서는 DCT 계수의 잉여 총합에 극소점이 발견되지 않고, 이미 압축 부호화를 거친 영상 데이터에 있어서만 잉여 총합에 극소점이 발견되어 백서치 처리가 유효가 되는 것이 기대되고 있지만, 이 기대대로 되지 않을 경우가 있다.
그래서, 제 2 실시예에 있어서 예시된 인코더(6)는 비디오 인덱스를 사용하여, 입력되는 영상 데이터의 픽처가, 이미 압축 부호화를 거친 영상 데이터가 오리지널영상 데이터인지를 식별하고, 오리지널 영상 데이터 및 전회, 다른 방식에 의해 압축 부호화된 영상 데이터라고 식별된 경우에는 백서치 처리를 실행하지 않고, 역으로, 전회, 같은 방식에 의해 압축 부호화되고, 또한, 전회의 GOP 위상이 다음의 압축 부호화에 있어서의 GOP 이동과 같은 경우에만 백서치 처리를 실행하도록 구성되어 있다.
전회의 압축 부호화 방식의 검출 방법
다음에, 전회의 압축 부호화 방식이, 다음번의 압축 부호화 방식과 같은지의 여부를 검출하는 방법을 설명한다.
현재, SMPTE에 있어서, 비디오 인덱스라고 불리는 인코드 조건을 나타내는 정보를, 디코더측에서 영상 데이터에 다중화하는 것이 표준화되어지고 있다. 영상 데이터에 옳은 비디오 인덱스가 다중화되어 있는지의 여부를 검출함으로써, 인코더(6)의 입력부분에 있어서, 입력 영상 데이터가 전회, 같은 방식에 의해 압축 부호화되었는지의 여부 및, 다음번의 압축 부호화에 있어서의 GOP의 위상(구조)와 전회의 압축 부호화에 있어서의 GOP의 위상이 일치하고 있는지의 여부를 판별할 수가 있다. 이하, 영상 데이터 처리 시스템(1)에 있어서, 디코더(4a, 4b)가 비디오 인덱스를 영상 데이터로 다중화하는 경우에 관해서 설명한다.
비디오 인덱스 검출부(32)의 동작의 개요
이하, 비디오 인덱스 검출부(32)의 동작의 개요를 설명한다.
비디오 인덱스 검출부(32)는 입력 영상 데이터에 옳은 비디오 인덱스 정보가 다중화되어 있는지의 여부를 감시하고, 입력 영상 데이터에 옳은 비디오 인덱스 정보가 다중화되어 있고, 또한, 다음번의 압축 부호화에 있어서의 GOP의 위상(구조)과 전회의 압축 부호화에 있어서의 GOP의 위상이 일치하고 있는 경우에만, 다음번의 압축 부호화에 있어서의 GOP의 위상(구조)와 전회의 압축 부호화에 있어서의 GOP의 위상이 일치하도록 픽처 형태 제어부(250)를 통해 픽처열 전환부(200)의 동작을 제어하고, 또한, 스위치 회로(300)를 제어하여 입력단자(b)를 선택시켜, 압축 제어부(24)의 백서치부(248)의 처리에 의해 결정된 양자화 스텝(양자화 인덱스)을 양자화부(210)에 대하여 출력시킨다.
또한, 비디오 인덱스 검출부(32)는 역으로, 비디오 인덱스가 입력 영상 데이터에 전혀 다중화되지 않았거나, 다중화되어 있어도 다른 압축 부호화 방식을 나타내거나 혹은 같은 압축 부호화 방식을 나타내고 있어도, 편집 작업 등에 의해 GOP 위상이 변경되거나 하도록, 전회의 압축 부호화에 있어서의 GOP 위상으로 압축 부호화를 행하지 않는 것이 바람직한 경우에, 스위치 회로(300)를 제어하여 입력단자(a)를 선택시켜, 예측부(246)에 의해 고정 양자화 스텝 혹은 2진법 탐색(binary search)에 의해 요청된 양자화 스텝(인덱스)을 양자화부(210)에 대하여 출력시킨다.
비디오 인덱스 검출부(32)의 동작의 상세
이하, 도 7을 또한 참조하여, 비디오 인덱스 검출부(32)의 상세한 동작을 설명한다.
도 7은 도 5에 도시된 인코더(6)의 비디오 인덱스 검출부(32)의 동작을 예시하는 플로우챠트이고, 비디오 인덱스 검출부(32)가 1 픽처의 영상 데이터를 수신하고나서, 양자화 인덱스를 생성할 때까지가 예시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 스텝 200(S200)에 있어서, 인코더(6)의 비디오 인덱스 검출부(32)는 다음 입력 영상 데이터를 1 픽처 만큼 수신한다.
스텝 202(S202)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 다음 입력 영상 데이터가 수신되었는지의 여부를 판단하여, 입력 영상 데이터가 수신되지 않은 경우에는 처리를 종료한다.
스텝 204(S204)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 입력 영상 데이터의 비디오 인덱스가 다중화되어야 될 위치의 데이터(예를 들면 3byte)의 모두를 분리하여, 판독 출력한다.
스텝 206(S206)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 판독 출력된 3바이트의 데이터에 대하여 CRC 체크를 행한다. CRC 체크의 결과, 3바이트의 데이터가 올바른 경우에는 S 208의 처리로 진행하고, 정확하지 않은 경우에는 S 216의 처리로 진행한다.
스텝 208(S208))에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 비디오 인덱스에 포함되는 GOP 구성, P 픽처의 간격(M) 및 양자화 방법(Q_type)을 나타내는 픽처마다의 변경이 없는 데이터에 근거하여, 다음번(현재)의 압축 부호화에 있어서의 이들의 조건과, 전회의 압축 부호화에 있어서의 이들의 조건이 일치하는지의 여부를 판단한다. 일치하는 경우에는 S 210의 처리로 진행하고, 일치하지 않는 경우에는 S 216의 처리로 진행한다.
스텝 210(S210)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 인덱스에 포함되어 있는 픽처 형태(픽처 형태) 및 프레임수(N; frame number)와, 다음번(현재)의 압축 부호화에 있어서 기대되는 픽처 형태 및 프레임수(N)를 비교하여, 이들이 일치하는지의 여부를 판단한다. 일치하는 경우에는 S 212의 처리로 진행하고, 일치하지 않는 경우에는 S 216의 처리로 진행한다.
요컨대, 비디오 인덱스 검출부(32)는 비디오 인덱스에 포함되는 픽처 형태를 나타내는 데이터 및 프레임 번호를 나타내는 데이터와, 기대되고 있는 패턴이 일치하는지의 여부를 조사한다. 예를 들면, GOP가 B 픽처 및 내부 픽처 각각 1장씩의 2프레임 구성인 경우에는 표시순으로, GOP의 1장째는 B 픽처, 2장째는 내부 픽처로 되는 것이 기대된다.
따라서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 비디오 인덱스 데이터에 포함되는 프레임 번호를 나타내는 데이터(Frame No.)가 1이고, 또한, 비디오 인덱스 데이터에 포함되는 픽처 형태를 나타내는 데이터가 B 픽처인 경우 및 비디오 인덱스 데이터에 포함되는 프레임 번호를 나타내는 데이터(Frame No.)가 2이고, 또한, 비디오 인덱스 데이터에 포함되는 픽처 형태를 나타내는 데이터가 내부 픽처인 경우의 2개의 경우에만 비디오 인덱스가 올바른 것으로 판단한다.
스텝 212(S212)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 인덱스에 포함되어 있는 GOP 위상을 나타내는 정보가, 다음번(현재)의 압축 부호화에 있어서의 GOP 위상과 일치하는지의 여부를 판단한다. 일치하는 경우에는 S 214의 처리로 진행하고, 일치하지 않는 경우에는 S 216의 처리로 진행한다.
요컨대, 비디오 인덱스 검출부(32)는 다음번(현재)의 압축 부호화에 있어서의 GOP 위상과, 비디오 인덱스에 포함되는 GOP 위상을 나타내는 데이터가 일치하고 있는 경우에만, 백서치부(248)가 생성된 양자화 인덱스를 유효로 한다.
스텝 214(S214)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 스위치 회로(300)를 제어하여 입력단자 B 측을 선택시키고, 압축 부호화부(20)의 양자화부(210)에 백서치부(248)가 생성한 양자화 인덱스를 출력시킨다.
요컨대, 비디오 인덱스 검출부(32)는 S202, S206 내지 S212의 처리에 나타낸 모든 조건이 만족된 경우에만, 백서치부(248)에 있어서의 백서치 처리를 유효화하고, S 214의 처리에 있어서 스위치 회로(300)를 제어하여, 백서치부(248)가 생성한 양자화 인덱스를 양자화부(210)에 대하여 출력시킨다.
스텝 216(S216)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)는 스위치 회로(300)에 입력단자(a) 측을 선택시켜, 양자화부(210)가, 백서치부(248)가 생성한 양자화 인덱스가 아니라, 예측부(246)가 생성한 양자화 인덱스를 사용하여 양자화를 하도록 제어한다〔free run 처리〕.
요컨대, 비디오 인덱스 검출부(32)는 S202, S206 내지 S212의 처리에 나타낸 조건 중의 어느 하나가 만족되지 않은 경우에는 백서치부(248)에 있어서의 백서치 처리를 무효화하고, S 216에 있어서 스위치 회로(300)를 제어하여, 예측부(246)가 생성한 양자화 인덱스를 양자화부(210)에 대하여 출력시킨다.
디코더(4)(4a, 4b)
도 6은 도 1에 도시된 디코더(4)(4a, 4b)의 구성을 도시한 도이다.
영상 데이터 처리 시스템(1)(도 1)에 있어서, 인코더(2, 5)의 대신에 인코더(6)를 사용하는 경우, 디코더(4a, 4b)는 도 6에 도시된 바와 같이, 신장 복호부(40)에, 비디오 인덱스 다중화부(414)를 부가한 구성을 채용한다.
신장 복호부(40)는 일반적인 영상 데이터용 디코더 장치와 같이, 버퍼 메모리(400), 가변 길이 복호부(VLD)(402), 역양자화부(404), 역 DCT 부(406), 이동 보상부(408), 스위치 회로(410), 픽처열 전환부(412) 및 픽처 형태 제어부(416)로 구성된다.
신장 복호부(40)는 인코더(2)로부터 입력되는 압축 영상 데이터를 신장 복호하여, 풀비트의 영상 데이터를 생성하여 비디오 인덱스 다중화부(414)에 대하여 출력한다.
비디오 인덱스 다중화부(414)는 픽처 형태 제어부(416)가 검출한 압축 영상 데이터의 GOP 시퀀스에 근거하여, 전회의 압축 부호화 방식 및 GOP 구성 등을 나타내는 비디오 인덱스를 생성하고, 픽처열 전환부(412)로부터 입력되는 영상 데이터에 비디오 인덱스를 부가하여, 인코더(2)에 대하여 출력한다.
제 2 실시예에 있어서의 영상 데이터 처리 시스템(1)의 동작
이하, 인코더(6)(도 5) 및 디코더(4)(도 6)를 사용한 영상 데이터 처리 시스템(1)(도 1)의 동작을 설명한다.
인코더(6)(6a)는 입력되는 영상 데이터를 압축 부호화하고, 기록·전송. 장치(3a)를 통해 디코더(4)(4a)에 대하여 전송한다.
디코더(4a)는 인코더(6a)로부터 입력된 압축 영상 데이터를 신장 복호하여 풀비트의 영상 데이터를 생성하여, 비디오 인덱스 데이터를 다중화하고, 기록·전송 장치(3b)를 통해 인코더(6)(6b)에 전송한다.
인코더(6b)에 있어서, 비디오 인덱스 검출부(32)(도 5)는 픽처 1장분의 영상 데이터가 입력될 때마다, 도 7에 도시된 처리를 하여, 입력된 영상 데이터에 다중화된 비디오 인덱스가 옳은지의 여부를 판단하고, 스위치 회로(300)를 제어하여, 압축 부호화부(20)의 양자화부(210)에, 백서치부(248)가 생성한 양자화 스텝(양자화 인덱스) 및 예측부(246)가 생성한 양자화 스텝(양자화 인덱스) 중의 어느 하나를 설정함과 동시에, 픽처 형태 제어부(250)를 통해 압축 부호화부(20)의 픽처열 전환부(200)를 제어하여, 인코더(6b)에서의 압축 부호화에 알맞은 순서로 입력 영상 데이터의 픽처를 바꾸어 배열한다.
압축 부호화부(20)의 픽처열 전환부(200) 이후의 각 구성 부분 및 압축 제어부(30)는 인코더(2, 5)와 같이 입력 영상 데이터를 압축 부호화하고, 기록·전송 장치(3c)를 통해 디코더(4b)에 전송한다.
또, 인코더(6)에 있어서와 같이, 비디오 인덱스에 근거하여 압축 부호화부(20)의 픽처열 전환부(200)를 제어하는 경우, 다음번의 압축 부호화시에 있어서도 전회의 압축 부호화시의 P 픽처 형태를 파악할 수 있기 때문에, 전회의 압축 부호화시의 픽처 형태에 근거하여, 다음번 이후의 압축 부호화에 있어 압축 제어부(30)의 백서치부(248)의 백서치 처리에 있어서 사용되는 임계치를, 픽처 형태에 따라서 최적화하는 것이 가능하다.
요컨대, 전회의 압축 부호화시에 내부 부호화된 픽처를, 다음번도 내부 부호화하는 경우에는 백서치 처리(도 3)에 있어서 DCT 계수의 잉여 총합이 현저한 극소점이 발견되기 쉽다. 따라서, 백서치 처리에 이용하는 임계치를 크게 설정함으로써, DCT 계수의 잉여 총합의 극소점의 오검출을 방지할 수 있다.
역으로, 상술과 같이, 전회의 압축 부호화에 있어서 B 픽처 및 P 픽처로 압축 부호화된 픽처를, 다음번의 압축 부호화에 있어서도 같은 픽처 형태로 압축 부호화하는 경우에는 이동 예측을 이용한 압축 부호화이기 때문에, 전회의 압축 부호화에 있어서 요청된 이동 벡터와, 다음번 이후의 변형된 영상 데이터로부터 요청된 이동 벡터와는 일치하지 않고, 비내부 픽처의 예측 오차를 DCT 처리하여 얻어진 DCT 계수의 잉여 총합을 구하여도, 극소점이 그다지 현저하게는 나타나지 않는다.
이 때문에, 전회의 압축 부호화에 있어서 B 픽처 및 P 픽처로 압축 부호화된 픽처를, 다음번의 압축 부호화에 있어서도 같은 픽처 형태로 압축 부호화하는 경우에는 백서치부(248)의 백서 처리에 있어서 이용되는 임계치를 높게 설정하면, 백서치부(248)는 옳은 양자화 스텝(양자화 인덱스)을 구할 수 없게 될 가능성이 생긴다.
따라서, 전회의 압축 부호화에 있어서 B 픽처 및 P 픽처로 압축 부호화된 픽처를, 다음번의 압축 부호화에 있어서도 같은 픽처 형태로 압축 부호화하는 경우에는 백서치부(248)의 백서치 처리에 있어서 사용하는 임계치를, 상기 내부 부호화를 하는 경우에 비해 작은 값으로 함으로써, 백서치부(248)는 옳바른 양자화 스텝(양자화 인덱스)을 구할 수 있게 된다.
변형예
또, 도 5에 도시된 인코더(6)에 있어서는 비디오 인덱스 검출부(32)가 스위치회로(300)를 제어하여 양자화 스텝(양자화 인덱스)의 변경을 하지만, 비디오 인덱스 검출부(32)의 동작을, 백서치부(248)의 동작을 직접적으로 ON/OFF 하도록 변경하고, 백서치부(248)의 동작을, 비디오 인덱스 검출부(32)에 의해 동작이 OFF로 된 경우에, 예측부(246)로부터 입력된 양자화 스텝(양자화 인덱스)을 양자화부(210)에 대하여 출력하고, 동작이 ON으로 된 경우에, 백서치부(248) 자체가 생성한 양자화 스텝(양자화 인덱스)을 양자화부(210)에 대하여 출력하도록 변경하여도 무방하다.
또한, 인코더(6)에 대하여도, 인코더(2, 5)(도 1, 도 2, 도 4)에 대하여와 같은 변경이 가능하다.
효과
이상 설명한 바와 같이, 제 2 실시예에 나타낸 인코더(6)에 의하면, 압축 부호화부(30)의 비디오 인덱스 검출부(32)가, 오리지널 영상 데이터가 입력된 경우에는 백서치부(248)의 백서치 처리를 무효화하기 때문에, 오리지널 영상 데이터를 큰 양자화 스텝을 사용하여 압축 부호화하게 한 오동작을 방지할 수 있고, 오리지널 영상 데이터를 압축 부호화하여 얻어지는 압축 영상 데이터의 영상의 품질이 향상된다.
또한, 인코더(6)에 있어서는 압축 부호화부(30)의 비디오 인덱스 검출부(32)가, 오리지널 영상 데이터가 입력된 경우에는 백서치부(248)의 백서치 처리가 무효 화되기 때문에, 이미 압축 부호화를 거친 영상 데이터가 입력된 경우에 백서치부(248)가 사용하는 임계치의 값을 작게 최소화할 수가 있어, DCT 계수의 잉여 총합의 극소점의 검출 누락을 방지할 수 있고, 백서치 처리의 제도가 향상된다. 따라서 결과적으로, 인코더(6)에 의하면, 이미 압축 부호화를 거친 영상 데이터를 압축 부호화하여 얻어지는 압축 영상 데이터의 품질도 향상한다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 압축 장치 및 그 방법에 의하면, 픽처 형태의 정보를 특별히 유효 화소 데이터로 다중화하지 않아도, 전회의 압축 부호화시의 픽처 형태를 인코더측에서 자동 검출하여, GOP 위상을 맞추어 압축 부호화할 수가 있다.

Claims (20)

  1. 내부 픽처 및 비내부 픽처를 조합시켜 전회 압축 처리된 압축 영상 데이터를 신장한 영상 데이터의 픽처 중, 전회의 압축처리에서 내부 픽처에 압축 부호화된 픽처를 검출하는 내부 픽처 검출수단과,
    검출된 내부 픽처의 간격에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처 각각이 상기 압축처리에서 내부 픽처 및 비내부 픽처 중의 어느 하나의 픽처 종별로 압축되었는 가를 판정하는 픽처 종별판정수단과,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각을 전회의 압축처리에서와 같은 픽처 종별로 압축하는 영상 데이터 압축수단을 갖는 영상 데이터 압축장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 픽처 검출수단은 상기 영상 데이터의 픽처 각각을 매크로 블록 마다 직행변환하여 직행 변환 데이터를 생성하는 직행 변환수단과,
    상기 직교 변환수단에 의해 생성된 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누는 제산수단과,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다의 상기 직행 변환 데이터의 상기 제산수단에 의해 생성된 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여 총합을 산출하는 잉여 총합 산출수단과,
    상기 잉여 총합의 극소치가 있는 지의 여부에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처가 전회 압축처리에서 내부 픽처에 압축 부호화되었는 가의 여부를 검출하는 검출수단를 갖는 영상 데이터 압축장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 픽처 검출수단은 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록의 일부를 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하는 직행 변환수단과,
    상기 직교 변환수단에 의해 생성된 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 일부의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누는 제산수단과,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 일부의 상기 직행 변환 데이터의 상기 제산 수단에 의한 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여 총합을 검출하는 잉여 총합 산출수단과,
    상기 잉여 총합의 극소치가 있는가의 여부에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처가 전회의 압축 처리에서 내부 픽처에 압축 부호화되었는 가의 여부를 검출하는 검출수단을 갖는 영상 데이터 압축장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 내부 픽처 검출수단은 상기 잉여 총합의 극소치가 최소로 되는 양자화 스텝을 선택하는 양자화 스텝 선택수단을 가지며,
    상기 영상 테이터 압축수단은 선택한 상기 양자화 스텝을 사용하여 상기 영상 데이터를 양자화하는 양자화 수단을 갖는 영상 데이터 압축장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 내부 픽처 검출수단은 상기 영상 데이터 압축수단이 상기 영상 데이터를 압축하기 전에 전회의 압축처리에서 내부 픽처에 압축 부호화된 픽처를 검출하는 영상 데이터 압축장치.
  6. 내부 픽처 및 비내부 픽처를 조합시켜 전회 압축 처리된 압축 영상 데이터를 신장한 영상 데이터의 픽처 중, 전회의 압축처리에서 내부 픽처에 압축 부호화된 픽처를 검출하고,
    검출된 내부 픽처의 간격에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처 각각이 전회의 압축처리에서 내부 픽처 및 비내부 픽처 중의 어느 하나의 픽처 종별로 압축되었는 가를 판정하고,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각을 전회의 압축처리에서와 같은 픽처 종별로 압축하는 영상 데이터 압축방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 영상 데이터의 픽처 각각을 매크로 블록 마다 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하고,
    생성한 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누고,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다 상기 직행 변환 데이터의 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여 총합을 산출하고,
    상기 잉여 총합의 극소치가 있는 지의 여부에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처가 전회의 압축 처리에서 내부 픽처에 압축 부호화되었는 가의 여부를 검출하는 영상 데이터 압축방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록의 일부를 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하고,
    생성한 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록의 일부의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누고,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록의 일부의 상기 직행 변환 데이터의 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여 총합을 산출하고,
    상기 잉여 총합의 극소치가 있는 지의 여부에 근거하여, 상기 영상 데이터의 픽처가 전회의 압축 처리에서 내부 픽처에 압축 부호화되었는 가의 여부를 검출하는 영상 데이터 압축방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 잉여 총합의 극소치가 최소로 되는 양자화 스텝을 선택하고,
    선택한 상기 양자화 스텝을 사용하여 상기 영상 데이터를 양자화하는 영상 데이터 압축방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 영상 데이터를 압축하기 전에, 전회의 압축처리에서 내부 픽처에 압축 부호화된 픽처를 검출하는 영상 데이터 압축방법.
  11. 입력되는 영상 데이터가 이전에 압축처리를 거치는 지의 여부를 식별하는 압축처리 식별수단과,
    상기 입력되는 영상 데이터가 이전에 압축처리를 거치는 것으로 식별된 경우에는 상기 압축처리에서 양자화 스텝을 재생하여 제 1 양자화 스텝을 생성하고, 상기 입력되는 영상 데이터가 압축처리를 거치지 않는 것으로 식별된 경우에는 소정의 제 2 양자화 스텝을 생성하는 양자화 스텝 생성 수단과,
    생성한 상기 제 1 양자화 스텝 또는 상기 제 2 양자화 스텝을 사용하여 상기 입력되는 영상 데이터를 압축하는 영상 데이터 압축수단을 갖는 영상 데이터 압축장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 양자화 스텝 생성수단은 상기 영상 데이터의 픽처 각각을 매크로 블록 마다에 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하는 직행 변환수단과,
    생성한 상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누는 제산 수단과,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다의 상기 직행 변환 데이터의 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여 총합을 산출하는 잉여 총합 산출수단과,
    상기 잉여의 총합의 최소 극소치를 나타내는 양자화 스텝을 상기 제 1 양자화 스텝으로 결정하는 결정수단을 갖는 영상 데이터 압축장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 입력되는 영상 데이터가 내부 픽처 및 비내부 픽처를 생성하는 압축처리를 거치고 있는 경우에, 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 각각이 상기 압축처리에서 내부 픽처 및 비내부 픽처의 어느 한 픽처 종별로 압축되었는가를 식별하는 픽처 종별 식별수단을 추가로 가지며,
    상기 영상 데이터 압축수단은 상기 입력되는 영상 데이터가 압축후에 내부 픽처 및 비내부 픽처를 생성하는 압축처리를 거치고 있는 경우에, 상기 압축처리에서와 같은 픽처 종별로 상기 입력되는 압축 영상 데이터의 픽처 각각을 압축하는 영상 데이터 압축장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 식별수단은 상기 잉여의 총합과 소정의 임계치를 비교함으로써, 상기 입력되는 영상 데이터가 압축처리를 거치고 있는 가의 여부를 식별하고,
    상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 각각이 상기 압축처리에서 내부 픽처 및 비내부 픽처의 어느 한 픽처 종별로 압축되었는가에 따라서, 상기 임계치를 조절하는 임계치 조절수단을 부가로 갖는 영상 데이터 압축장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 양자화 스텝 생성수단은 전회의 압축처리에서 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 종별의 순번이 소정의 조건을 만족하는 경우에만, 상기 제 2 양자화 스텝을 생성하는 영상 데이터 압축장치.
  16. 입력되는 영상 데이터가 이전에 압축처리를 거치고 있는 지의 여부를 식별하고,
    상기 입력되는 영상 데이터가 이전에 압축처리를 거치고 있는 것으로 식별한 경우에는 상기 압축처리에서 양자화 스텝을 재생하여 제 1 양자화 스텝을 생성하고,
    상기 입력되는 영상 데이터가 압축처리를 거치지 않는 것으로 식별한 경우에는 소정의 제 2 양자화 스텝을 생성하고,
    생성한 상기 제 1 양자화 스텝 또는 상기 제 2 양자화 스텝을 사용하여 상기 입력되는 영상 데이터를 압축하는 영상 데이터 압축방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 영상 데이터의 픽처 각각을 매크로 블록 마다에 직행 변환하여 직행 변환 데이터를 생성하고,
    생성한 상기 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다의 상기 직행 변환 데이터를 복수의 양자화 스텝 각각에 의해 나누고,
    상기 영상 데이터의 픽처 각각의 매크로 블록 마다의 상기 직행 변환 데이터의 상기 복수의 양자화 스텝에 의한 제산 결과 각각의 잉여의 총합을 산출하고,
    상기 잉여의 총합의 최소의 극소치를 나타내는 양자화 스텝을 상기 제 1 양자화 스텝으로 결정하는 영상 데이터 압축방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 입력되는 영상 데이터가 압축후에 내부 픽처 및 비내부 픽처를 생성하는 압축처리를 거치고 있는 경우에, 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 각각이 상기 압축처리에서 내부 픽처 및 비내부 픽처의 어느 한 픽처 종별로 압축되었는가를 식별하고,
    상기 입력되는 영상 데이터가 압축후에 내부 픽처 및 비내부 픽처를 생성하는 영상처리를 거치고 있는 경우에, 상기 압축처리에서와 같은 픽처 종별로 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 각각을 압축하는 영상 데이터 압축방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 잉여의 총합과 소정의 임계치를 비교함으로써, 상기 입력되는 영상 데이터가 압축처리를 거치고 있는 지의 여부를 식별하고,
    상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 각각이 상기 압축처리에서 내부 픽처 및 비내부 픽처의 어느 한 픽처 종별로 압축되었는가에 따라서 상기 임계치를 조절하는 영상 데이터 압축방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 압축처리에서 상기 입력되는 영상 데이터의 픽처 종별의 순번이 소정의 조건을 만족한 경우에만, 상기 제 7 양자화 스텝을 생성하는 영상 데이터 압축방법.
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