KR20050061448A - 부호기 내에서 데이터를 통신하는 방법 - Google Patents

Abstract

변환 기반 부호기들은 주로 디지털 신호 처리에 사용된다. 본 발명은 변환 기반 부호기(1) 또는 복호기(10) 내의 제 1 기능 요소(3; 4; 7; 12; 14)로부터 적어도 하나의 데이터 블록을 상기 부호기 또는 복호기 내의 제 2 기능 요소(4; 5; 7; 8; 14; 15)로 통신하는 방법에 관한 것이고, 여기서 데이터의 블록은 데이터 계수들의 행렬 구조를 포함한다. 상당한 통신 작업 부하는 부호기들 및 복호기들의 개별적인 요소들 사이에서 발생한다. 본 발명은 실질적으로 제로값 계수들의 하나 이상의 행들 및/또는 열들의 소거(31)에 의해 감소된 크기의 데이터 블록을 생성하기 위해 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시킴으로써, 그리고 상기 제 1 기능 요소로부터 상기 제 2 기능 요소로 감소된 크기의 데이터 블록을 통신함(32)으로써 방식을 복호하거나 부호화하는데 있어서 다양한 기능 유닛들 사이의 블록의 카테시안 방형 경계선내의 비재료 계수들만을 통신하는 것을 시도함으로써 이러한 작업 부하를 감소시키는 것을 추구한다.

Description

부호기 내에서 데이터를 통신하는 방법{A method of communicating data within a coder}

본 발명은 데이터를 부호화 및/또는 복호화하는 방법들에 기초한 변환에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 부호기 또는 복호기 내에서 서로 다른 기능적 요소들 간에 데이터 블록들의 통신에 관한 것이다.

부호화의 방법들에 기초한 변환은 종종 디지털 신호 처리에 사용된다. 일반적인 적용은 비디오 압축 기술들 및 디바이스들에 있는데, 예를 들면 ISO 동화상 전문가 그룹(Motion Picture Experts Group, MPEG) 및 국제 통신 연합(ITU) H26 표준이다. 이들 비디오 압축 기술들을 사용할 수도 있는 일반적인 디바이스들은 디지털 비디오 기록 디바이스들 및 재생 디바이스들, 예를 들면 캠코더들이다.

부호기들에 기초한 변환은 복수의 서로 다른 기능상의 요소들을 포함하는데, 상기 요소들은 예를 들면, 변환 요소들, 양자화 요소들, 스캐닝 요소들, 역 양자화 요소들, 역 스캐닝 요소들 및 역 변환 요소들을 포함한다. 이들 요소들은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 기존 부호기들과 관련 복호기들이 가진 문제는 부호기들 및 복호기들 내에서 서로 다른 기능적인 요소들 사이에 요구되는 상당한 양의 내부 통신이다. 이 통신 요구 사항은 관련 처리 및 파워 이용 요구를 갖고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 통신 요구 사항이 축소된, 향상된 부호화 및/또는 복호화 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 변환 기반 부호화 방식의 개략적인 표현을 도시한 도면.

도 2는 변환 기반 복호화 방식의 개략적인 표현을 도시한 도면.

도 3은 데이터 블록 내의 비제로 계수들의 바운딩 박스의 예시를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 방법의 예시를 도시한 도면.

도 5는 도 1의 부호화 방식을 이용한 예시적인 시스템을 도시한 도면.

도 6은 도 2의 복호화 방식을 이용한 예시적인 시스템을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 방법들을 이용하여 이용 가능한 계산의 축소를 설명한 도면.

도 8은 부당한 비트가 포함되는 본 발명의 방법들을 이용하여 이용 가능한 계산의 축소를 설명한 도면.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 제 1 실시예는 변환 기반 부호기 또는 복호기 내의 제 1 기능 요소로부터 부호기 또는 복호기 내의 제 2 기능 요소로 적어도 하나의 데이터 블록을 통신하는 방법을 제공하고, 상기 적어도 하나의 데이터 블록은 데이터 계수들의 행렬 구조를 포함하며, 상기 방법은, 용장 데이터 계수들의 하나 이상의 행들 및/또는 열들의 소거에 의하여 감소된 크기의 데이터 블록을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 단계, 및 상기 제 1 기능 요소에서 상기 제 2 기능 요소로 상기 감소된 크기의 데이터 블록을 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 배후에 있는 기본 사상은 복호 또는 부호화 방식에서 다양한 기능 유닛들 사이의 블록의 카테시안 방형 경계선(Cartesian bounding box) 내에서 비제로 계수들만을 통신하도록 노력하는 것이다. 통신되는 데이터 블록들의 크기를 감소시킴으로써, 대역폭은 하드웨어 구현에서 다른 일들을 수행하도록 이용 가능하게 된다. 게다가, 상기 감소된 데이터 블록들은 데이터 블록들의 통신에 대한 하위 처리 요구와 부호기의 후속 요소들에서 데이터 블록들의 후속 처리를 보증한다. 통신 및 계산 작업 부하를 감소시킴으로써, 파워 요구들에 있어서의 결과적인 감소는 하드웨어 또는 소프트웨어 구현에서 이루어질 수도 있다. 이것은 특히 배터리 생명이 매우 중요한 휴대용 디바이스들, 예를 들면 비디오 카메라들을 위해 유리하다.

본 발명의 하나의 변경에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 상기 단계는 용장 데이터로서 실질적으로 제로값 계수들만을 가진 행들 및/또는 열들을 식별하는 단계를 포함할 수도 있다. 상기 감소된 크기의 데이터 블록의 치수들은 제 2 기능 요소와 통신할 수도 있다.

본 발명의 대안의 변경에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 상기 단계는 미리 결정된 경계 밖의 계수들의 상기 제거에 의하여 수행될 수도 있다.

데이터 계수들의 행렬 구조를 포함하여, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 데이터 블록을 통신하도록 적응되는, 변환 기반 부호기, 또는 복호기 요소를 제공하고, 상기 부호기 또는 복호기의 제 2 기능 요소에 관해서는, 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시켜 실질적으로 제로값 계수들의 하나 이상의 행들 및/또는 열들의 제거에 의해 감소된 크기의 데이터 블록을 생성하는 수단이고, 상기 감소된 크기의 데이터 블록을 상기 제 2 기능 요소와 통신하는 수단이다.

상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 수단은 미리 결정된 경계내의 계수들의 선택에 의해 구현될 수도 있다. 선택적으로, 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 수단은 대체로 용장 데이터로서 제로값 계수들만을 가진 행들 및/또는 열들을 식별하도록 적응될 수도 있다. 상기 부호기 또는 복호기 요소는 감소된 크기의 데이터 블록의 치수들을 제 2 요소로 통신하기 위해 적응될 수도 있다.

본 발명은 또한 비디오 이미지, 상기 얻어진 비디오 이미지를 부호화하는 부호기에 기초하여 상기 서술된 변환을 얻는 입력 디바이스를 포함하는 디지털 비디오 기록 시스템으로 확장하고, 출력 디바이스는 상기 얻어진 부호화된 이미지를 출력한다.

본 발명은 또한 코딩된 비디오를 받도록 적응되는 이미지 디바이스를 포함하는 디지털 비디오 재생 시스템으로 확장하고, 상기 설명된 코딩된 비디오를 복호하는 복호기 및, 복호화된 비디오를 출력하는 출력 복호기이다.

본 발명의 이들 및 다른 특징들은 명백할 것이고 이하 설명되는 실시예들을 참조하여 서술될 것이다.

본 발명은 지금 첨부 도면들을 참조하여 더 상세하게 서술될 것이다.

도면들의 상세한 설명

도 1에 도시된 바와 같이, 변환 기반 부호기(1)는 일반적으로 변환 요소(3), 양자화 요소(4), 스캐닝 요소(5), 역 양자화 요소(7) 및 역 스캐닝 요소(8)을 포함한다. 부호기의 개별적인 요소들은 개별적인 또는 결합된 형태에 있는 소프트웨어 및/또는 하드웨어에서 구현될 수도 있다. 이들 유형들의 부호기들은 디지털 비디오 기록 디바이스들, 예를 들면 디지털 비디오 카메라들에서 발견될 수도 있다.

변환 요소(3), 도시된 예시적인 부호기는 이산 코사인 변환(DCT)에 기초한 변환 요소이고, 공간 계수 데이터의 들어오는 블록들(2)을 주파수 계수 데이터의 대응하는 블록들로 변환, 즉 공간으로부터의 입력 데이터를 주파수 영역으로 변환한다. 공간 데이터의 들어오는 블록들은 관련된 입력 디바이스(40), 예를 들면 CCD 어레이 및 디지털 비디오 카메라의 관련 회로에 의해 도 5에 도시된 것처럼 제공될 수도 있다. 디지털 비디오가 부호기(1)에서 코딩된 후, 그것은 적당한 출력 디바이스(42), 예를 들면 자기 또는 반도체 메모리로 출력될 수도 있다. 공간에서 주파수 도메인으로 입력 데이터의 변환 후, DCT 요소(3)는 주파수 계수 데이터의 결과적인 블록들을 양자화 요소(4)로 통신한다. 각각의 개별적인 데이터의 블록은 데이터 계수들의 행렬 구조를 가진 카르테시안 블록 또는 매트릭스로서 인식 가능하다.

이미지들에서의 노이즈에 대한 인간의 지각은 한결같지 않고 그대신 공간 주파수의 함수이다. 더 많은 노이즈는 더 높은 주파수들과 관계 있다. 부호기들은 더 낮은 주파수들을 더 높은 주파수들보다 더 정확히 렌더링함으로써 이것을 이용한다. 이 렌더링은 양자화 요소(4)에 의해 우선적으로 수행되고, 그것은 다른 무게 값들을 DCT 요소(3)로부터 수신되는 데이터 블록들 내의 다른 주파수 계수들에 적용한다. 더 낮은 주파수 계수들은 더 많은 중요성으로 주어지고 따라서 더 높은 주파수 성분들보다 더 많은 무게가 있다. 무게들이 적용된 후, 낮은 값의 계수들은 제로로 반올림된다. 이후 결과적인 무게의 주파수 성분 데이터 블록들은 스캐닝 요소(5)로 통신된다.

스캐닝 요소에 의해 수신되는 결과적인 데이터 블록들은 일반적으로 상당한 개수의 제로값 계수들을 가진다. 부호기로부터의 데이터 블록들의 더 많은 효율적인 전송은 대체로 모든 비제로 계수들이 먼저 보내진다면 수행될 수 있고, 이어서 계수들의 남아있는 성분들이 모두 제로라는 코드 지시가 뒤따른다. 계수들을 크기 가능성의 감소순으로 정리함으로써, 스캐닝 요소(5)는 상기 결과를 수행하는 가능성을 증가시킨다. 따라서, 예를 들면 비인터레이싱된 시스템에서, 45도의 지그재그 스캔은 최선의 결과를 수행할 것이라 믿어진다.

양자화 요소(4)로부터 양자화된 주파수 데이터 블록들은 또한 역 양자화 요소(7)로 통신될 수도 있고, 이것은 대체로 양자화기(4)에 적용되는 무게 값들의 역인 무게 요소들을 적용한다. 그러나 결과적인 데이터 블록들은 반올림 에러들 및 양자화기(4) 내의 낮은 값 계수들의 잘라버림 때문에 양자화기(4)에 제시되는 주파수 데이터 블록들의 엄밀한 반복이지 않을 것이다. 역 양자화기(7)로부터의 결과적인 데이터 블록들은 역 변환 요소(8)로 통신되고, 도시된 예에서는 역 DCT 요소이고, 그것은 데이터 블록들을 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 되변환한다. 따라서 역 양자화기 및 역 변환 요소들은 최초 입력 데이터의 재구성된 추정을 제공한다. 이 재구성된 추정은 일시적인 코딩 목적들을 위해 사용될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 대응하는 복호기(10)는, 상기 부호기에 의해 부호화된 데이터를 복호하기 위해, 역 스캐닝 요소(12), 역 변환 요소(15) 및 역 양자화 요소(14)를 포함한다. 부호기에서 처럼, 개개의 요소들은 각각 또는 결합된 형태로 소프트웨어 및/또는 하드웨어에서 구현될 수도 있다. 복호기의 이들 유형들은, 예를 들면 디지털 비디오 카메라의 재생 부분내에서, 일반적으로 디지털 비디오 재생 디바이스들에서 찾아볼 수도 있다.

주파수 계수 데이터의 들어오는 블록들(11)은 이전에 서술된 스캐닝의 과정을 역으로 하는 역 스캐닝 요소(12)에 의해 처리된다.

역 스캐닝 요소(12)로부터의 결과적인 주파수 데이터 블록들은 역 양자화 요소(14)로 통신되고, 상기 요소(14)는 무게 요소들을 적용하고, 대체로 상기 무게값들의 역은 부호기의 양자화기(4)에 적용된다. 역 양자화기로부터의 결과적인 데이터 블록들은 역 변환 요소(15), 예를 들면 역 DCT 요소로 통신되고, 상기 요소(15)는 데이터 블록들을 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 되변환한다. 따라서 부호기는 상기 부호화된 데이터로부터 최초 이미지 데이터의 재구성된 추정을 제공한다. 이후 이 재구성된 추정은 도 6에 도시된 것처럼, 복호기(10)로부터 출력 장치(52)로 출력될 수도 있다. 예를 들면, 출력 디바이스는 LCD 디스플레이 디바이스일 수도 있다. 복호기는 적당한 입력 디바이스(50)로부터 그것의 입력을 수신하고 상기 다바이스(50)는 예를 들면, 자기 테이프 판독기와 같은 메모리 판독 디바이스일 수도 있다.

원리적으로, 상기 서술된 기능 유닛들 사이에서 데이터가 통신되는 세분성은 (예를 들면 8x8 계수들의 블록 크기를 이용하여) 블록 베이시스에 있다. 따라서 개별적인 이미지 프레임들은 이미지 프레임의 다른 영역에 대응하는 각각의 개별적인 블록들과 함께 블록들로 분리된다. 이미지 데이터가 블록들로 분리되었으면, 부호기들/부호화기들 내부 요소들 사이의 블록 형태로 전송된다.

계수 블록(즉, 주파수 도메인 데이터를 포함하는 블록)이 더 상세하게 조사될 때, 보통 블록의 일부만이 비제로 계수들로 채워짐이 나타난다. 도 3에 도시된 8x8 블록(23)내 비제로 계수들의 경계 박스(21)에 나타내어진 것처럼, 이들 비제로 계수들은 블록(예를 들면, 낮은 주파수들)의 상부 왼쪽 코너에 집중시키는 '고유 경향'을 가지고 있다. 게다가, (부호화에 관한) 양자화 후 비제로 계수들에 의해 포함되는 블록의 영역은 단지 훨씬 더 작아질 수 있다(그리고 매우 그러한 경향을 띨 수 있다) - 도 3에 화살표들로 도시되어 있다. 비제로 계수들의 경계 박스(21)의 실제적인 크기는 블록들 간에 다양할 수도 있음이 이해될 것이다.

도 3의 다수의 제로 값들(22)에 의해 논증된 것처럼, 다양한 기능 유닛들 사이의 통신은 변경 가능한 제로 계수들의 개수의 형태에서 상당한 오버헤드를 갖고 있다. 본 발명에 있어서, 데이터 블록들의 특정 영역(21)내에서 집중시키는 비제로 계수들의 고유 경향은 부호기들 및/또는 복호기들내 기능 요소들 간의 통신 작업 부하에서의 축소를 수행하도록 이용된다. 통신 작업 부하에서의 이 축소는 부호기/복호기내 다음 기능 요소로의 개개의 데이터 블록들의 통신에 앞서 감소된 크기의 데이터 블록들을 생성하기 위해 데이터의 개개 블록들의 크기를 감소시킴으로써 수행된다.

변경 가능한 블록 크기(VBS) 방법으로서 이후 언급되는, 도 4에 도시된 것과 같은, 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에서, 제 1 기능 요소에서 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 단계는 데이터 블록의 잔여 행들 및/또는 열들, 즉 실질적으로 제로값 계수들만을 가진 행들 또는 열들을 식별하는 초기 단계를 포함한다. 이후 이들 결정된 용장 데이터 (제로값) 행들 및/또는 열들은 감소된 크기의 데이터 블록을 생성하기 위해 데이터 블록에서 소거될 수도 있다. 따라서 도 3에 도시된 예시적인 8x8 블록의 경우, 아래 두 행들 및 오른쪽 네 개의 열들은 용장 데이터로서 소거될 것이고, 결과적으로 4열과 6행을 가진 감소된 크기의 데이터 블록(21)이 될 것이다.

축소된 크기의 데이터 블록이 생성된 후, 부호기내 제 2 기능 요소로 통신될 수도 있다. 전송되는 데이터의 양은 축소됨에 따라 통신 및 관련 계산 작업 부하는 축소된다. 상기 데이터 블록 축소는 부호기, 변환 요소, 양자화 요소 및/또는 역 양자화 요소내 다음의 기능 요소들 중 하나 이상에서 수행될 수도 있다.

변환 요소(3)에서 데이터 블록 축소가 수행되는, (다음의) 제 2 기능 요소는 양자화 요소(4)이다. 데이터 블록 축소가 역 양자화기(7)에 의해 수행되는 예에서, 제 2 요소는 부호기의 역 변환 요소(8)이다. 데이터 블록 축소가 양자화 요소(4)에서 수행되는 경우, 축소된 데이터 블록은 스캐닝 요소(5) 및/또는 역 양자화 요소(7)로 통신될 수도 있는데, 즉 예를 들면 이 경우에 상기 제 2 요소는 스캐닝 요소 및/또는 역 스캐닝 요소를 포함할 수도 있다.

상술된 예시적인 방법에서, 비제로 계수들(21)의 경계 박스내의 계수들만이 기능 요소들 사이에서 통신된다. 상기 경계 박스의 영역은 데이터 블록들 간에 변경될 수도 있고 그에 따라 생성된 축소된 데이터 블록들의 크기는 블록들 간에 변경될 수도 있음을 주목해야 한다.

축소된 데이터 블록에서 성공적으로 계수 데이터를 처리하기 위하여, 다음의 기능 유닛으로 축소된 데이터 블록의 치수들을 통신하는 것이 필요할 수도 있다.

상기 방법의 용장 데이터를 식별하는 비용-효과적인 구현은 모든 계수들 상에서 양방향들로 단순한 'OR' 동작을 이용하고, 두 결과들의 최유효 비트값의 후속 결정은, 2(1,2,4 또는 8) 파워 크기의 경계들을 부여해서 어느 행들/열들이 잔여인가를 식별한다. 경계 박스의 치수들, 즉 열들 및 행들의 개수는 예를 들면 룩업(look-up) 테이블을 사용하여 두 개의 2비트 값들로 부호화될 수도 있다. 이 구현은 매우 단순하지만, 제로값 계수들만을 포함하여 열 및/또는 행들의 통신으로 인도될 수도 있다.

실제적인 비제로 경계 박스를 주는, 더 정교한 구현은 비교적인 동작들을 사용하여 구현될 수도 있다. 이 경우에 (8x8 블록들에 대하여) 행들 및 열들의 개수는 두 개의 3비트 값들을 사용하여 다음의 기능 요소로 전송될 수도 있다.

비록, 상술된 VBS 방법은 변경 가능한 블록의 치수들의 형태에서 어떤 추가적인 통신 오버헤드를 도입하고 있지만, 이것은 통신 작업 부하에서의 축소와 약간 비교된다. 게다가, 통신 및 계산 작업 부하들의 축소와, 관련 파워 절약은 데이터에 의존하여 변경될 것이다. 그러나, 평균적으로 파워 감소가 수행될 것이다. 게다가, 본 명세서에 설명된 예시적인 방법은 손실이 없다. 종래 기술의 비감소된 블록 크기 방법들에서 처럼, 부호화 방식의 손실적인 부분은 대체로 개별적인 데이터 계수들이 양자화되는 양자화 스테이지에 놓여져 있다.

본 발명의 제 2 예시적인 실시예는 지금 설명되고 부호기/복호기에서의 손실을 더할 수도 있고 따라서 화질을 감소시킬 수도 있지만, 제 1 실시예와는 다르게 상기 (감소된) 통신 및 계산 작업 부하들은 예측 가능할 것이다.

제 2 예시적인 실시예에서, 감소된 데이터 블록들의 치수들은 미리 결정된다. 따라서 경계 박스에 대한 경계들의 치수들은 데이터 블록 사이에서 변하지 않는다. 이 실시예에서, 용장 데이터를 제거하기 위해 감소된 데이터 블록들은 경계 박스의 경계 밖의 계수들의 열들 및 행들의 소거에 의해 얻어진다. 이 접근의 단점은 비제로 계수들(비용장 데이터)을 버리게 된다는 것이고 따라서 제로값 계수들(용장 데이터)의 행들/열들의 손실 또는 불필요한 포함에서의 증가라는 점이다.

그러나, 이 실시예의 장점은 경계 박스의 치수들은 개개의 기능 요소들 사이에서 통신될 필요가 없지만, 일반적으로 시스템 내에서 알려질 수도 있다는 점이다. 경계 박스에 대한 경계 치수들은 예컨대, 통계적 분석들을 이용함으로써 미리 결정될 수도 있다.

상술된 방법들은 또한 복호기 내에서 구현될 수도 있다. 그러나, 이 경우에 있어서, 블록 크기의 감소 및 감소된 크기의 데이터 블록들의 통신은 상기 복호기의 역 스캐닝 요소(12) 또는 역 양자화 요소(14)에서 수행될 수도 있다. 데이터 블록의 감소가 역 스캐닝 요소(12)에서 수행되는 곳에서, (다음의) 제 2 기능 요소는 역 양자화 요소(14)이다. 데이터 블록의 축소가 역 양자화 요소(14)에서 수행되는 곳에서, (다음의) 제 2 기능 요소는 역 변환 요소(15)이다.

현재 서술된 방법들은 또한 기능 요소내의 내부 계산 부하 로드에 관하여 이익일 수도 있다. 계산 부하 로드에서의 이 감소는 비제로 계수들의 경계 박스의 치수들에 관한 정보를 이용하여 수행될 수도 있다. 특히, 선행하는 기능 유닛으로부터 수신된 감소된 데이터 블록 외의 제로값 계수들을 포함하는 계산들은 수신 기능 내에서 소거되거나 감소될 수도 있다. 특히 소프트웨어 구현에 대하여, 미리 계산된 정보의 재사용은 매우 유익하다.

계산 작업 부하를 감소시키는 하나의 가능한 예시적인 방법은 지금 설명될 것이다. 계산 작업 부하를 감소시키는 이 예시적인 방법은 역 DCT(iDCT)를 수행할 때 부호기 또는 복호기의 역 변환 요소 내에서의 사용을 위해 적합하고, 특히 2차원 iDCT 함수는 도 7에 도시된 결과들인 일차원 iDCT들을 두 번 수행함으로써 분해될 수도 있는데, 예를 들면 데이터 블록의 열들에서 1D iDCT(70)를 먼저 수행함으로써인데, 상기 데이터 블록은 열들의 차원들이 정규 데이터 블록의 전체 길이로 확장되고 이후 전체 크기의 데이터 블록(72)을 얻기 위해 각각의 열들에서 1D iDCT를 수행하는 데이터 블록(71)에 이른다. 즉, 대안은 또한 블록의 행들 상에서 제 1 1D iDCT를 수행하는 것과 이후 열들 상에서 1D iDCT를 수행하는 것을 적용한다.

본 발명의 감소된 블록 크기의 방법을 이용할 때, 1D iDCT는 (즉 열들 또는 행들을 따라) 변경 가능한 블록의 2차원의 최소와 같은 번 수로 한 방향에서 수행될 수 있고, 이어서 다른 방향에서는 8회 iDCT의 (8x8의 표준 블록 크기)이다.

(역)양자화 및 스캔과 같은 기능 유닛들내에서 상기 VBS 방법은 통신되지 않는 제로 계수들을 평가 및/또는 계산할 필요가 없는 이점을 가진다.

반면에, 비제로 계수들의 경계 박스의 치수들은 VBS 방법이 적용될 때 계산되어야 한다. 복호 방식 내에서 이것은 역 스캔 알고리즘에서 쉽게 통합될 수 있지만, 역 양자화 후 경계 박스는 같은 것으로 남아있다. 부호화 방식내에서, DCT 수행 후 경계 박스는 계산(잔여 행들/열들의 소거)될 수도 있다. 양자화 후 경계 박스는 더 작아질 수도 있고, 따라서 경계 박스의 크기는 더 조절될 수 있는데, 예컨대 다른 용장 데이터는 소거될 수도 있다.

실험 결과들은 본 발명의 방법들을 이용하여 통신 작업 부하들에서 30% 이상의 절약이 이루어 질 수 있음을 보여주었다.

실험 결과들은 또한 본 발명의 방법들을 이용하여 통신 작업 부하들에서 14% 이상의 절약이 이루어 질 수 있음을 보여주었다. 비제로 계수들의 경계 박스의 치수들은 VBS 방법이 적용될 때 계산되어야 한다. 복호 방식 내에서 이것은 역 스캔 알고리즘에서 쉽게 통합될 수 있지만, 역 양자화 후 경계 박스는 같은 것으로 남아있다. 부호화 방식내에서, DCT 수행 후 경계 박스는 계산(잔여 행들/열들의 소거)될 수도 있다.

두 개의 서로 달리 구현된 복호 스테이지들의 재구성은 그것들의 각각의 iDCT 설계들이 때때로 서로 다른 블록들을 조금이나마 재구성할 것이기 때문에 시간에서 발산하기 시작할 수도 있다. 양자화 후 경계 박스는 더 작아질 수도 있고, 따라서 경계 박스의 크기는 더 조절될 수 있는데, 예컨대 다른 용장 데이터는 소거될 수도 있으며, 상기 비트 패턴들은 통계적으로 다양한 방법들 사이의 부정합들에 가장 크게 기여한다.

부정합 제어는 여러 방식들로 구현될 수도 있다. MPEG-2 표준은 'LSB 토글링(toggling)'이라 언급되는 방법을 채택했고, 상기 방법은 복호기들 사이의 부정합의 가능성을 감소시킨다. LSB 토글링은 역 양자화 후 단지 최하위 63번째 AC DCT(F[7][7]) 계수(DCT 매트릭스에서 가장 높은 주파수)의 최하위 비트(LSB)에 영향을 끼친다. 토글링 동작은 아래처럼 수학적으로 나타내지지만, 요약하면 블록내 모든 재구성된 계수들(F'[v][u])은 합산되고 상기 모든 재구성된 계수들의 합(sum)이 짝수(even)이면 계수 F[7][7]의 LSB는 재구성된 63번째 AC DCT(F'[7][7])의 값이 짝수(even)인지 홀수(odd)인지에 의존하는 비트의 합 또는 차에 의해 토글링된다.

복호 스테이지내 부정합 제어의 결과로서, 블록내의 가장 높은 주파수 계수는 거의 항상 1과 같지만, 상기 블록의 큰 영역은 제로들로 채워진다. 디지털 비디오가 부호기(1)에서 코딩된 후, 그것은 적당한 출력 디바이스(42), 예를 들면 자기 또는 반도체 메모리로 출력될 수도 있다. 그러나, 이는 다수의 서로 다른 방법들에서 방해될 수도 있는데, 상기 방법은 예를 들면 다음과 같은 단계들을 포함한다.

1. iDCT 요소내에서 부정합 제어를 수행하는 단계. (iDCT 계산들 전, 중 또는 후) iDCT 요소내에서 부정합 제어를 수행함으로써, 공간에서 주파수 도메인으로 입력 데이터의 변환 후, DCT 요소는 블록들을 양자화 요소로 통신한다.

2. 역 양자화 요소에서 iDCT 요소로 데이터 블록에 대한 부정합 제어 비트를 통신하는 단계. 이 옵션은 상기 제 1 방법과 비교하여 계산 작업 부하를 절약하는 장점을 가진다. 각각의 개별적인 데이터의 블록은 데이터 계수들의 행렬 구조를 가진 카르테시안 블록 또는 매트릭스로서 인식 가능하다. 이미지들에서의 노이즈에 대한 인간의 지각은 한결같지 않고 그대신 공간 주파수의 함수이다.

3. 부정합 제어를 수행하지 않는 단계. 부정합 제어가 결과 데이터에 작은 가시적 영향을 미침에 따라, 상기 단계는 함께 생략되어야 함이 제안된다.

알기 위해 수행되는 실험들의 결과들은 더 많은 노이즈는 더 높은 주파수들과 관계 있다. 부호기들은 더 낮은 주파수들을 더 높은 주파수들보다 더 정확히 렌더링함으로써 이것을 이용한다. 이 렌더링은 양자화 요소에 의해 우선적으로 수행되고, 그것은 다른 무게 값들을 DCT 요소로부터 수신되는 데이터 블록들 내의 다른 주파수 계수들에 적용한다. 더 낮은 주파수 계수들은 더 많은 중요성으로 주어지고 따라서 더 높은 주파수 성분들보다 더 많은 무게가 있다. 무게들이 적용된 후, 낮은 값의 계수들은 제로로 반올림된다. 예상되는 바와 같이, 부정합 제어를 수행하지 않는 단계는 통신 작업 부하에 막대한 영향을 끼친다.

부정합 제어가 iDCT 스테이지에서 수행될 때, 계산 작업 부하로의 상기 영향은 부정합 제어를 하기 위해 선택되는 방법에 의존한다. 스캐닝 요소에 의해 수신되는 결과적인 데이터 블록들은 일반적으로 상당한 개수의 제로값 계수들을 가진다. 부호기로부터의 데이터 블록들의 더 많은 효율적인 전송은 대체로 모든 비제로 계수들이 먼저 보내진다면 수행될 수 있고, 이어서 계수들의 남아있는 성분들이 모두 제로라는 코드 지시가 뒤따른다. 계수들을 크기 가능성의 감소 순으로 정리함으로써, 스캐닝 요소(5)는 상기 결과를 수행하는 가능성을 증가시킨다. 따라서, 예를 들면 비인터레이싱된 시스템에서, 45도의 지그재그 스캔은 최선의 결과를 수행할 것이라 믿어진다.

그러나, 결과적인 값이 알려진 상수 벡터이고, 상기 벡터는 모든 여덟 성분들이 비제로임에 따라 제 8 열을 위한 수직 iDCT를 수행하는 것은 필요하지 않을 수도 있음을 알게 될 것이다. 그래서 iDCT 동작은 후속 수평 iDCT들의 (마지막) 인수들로의 상수 벡터의 추가에 의해 수행될 수도 있다.

본 명세서에 제시된 방법들은 기능상의 다이어그램이고, 구조의 어느 구현을 함축하지 않음을 주목해야 한다. 실제 하드웨어 구현에 있어서, 기능들은 하드웨어 요소들 이상(예를 들면, 코프로세서들(co-processors))으로 분할될 수 있거나 단일 하드웨어 성분들에 결합될 수 있다.

단어 "포함하다/포함하는" 및 단어 "가진/포함하는"은 본 발명을 참조하여 본 명세서에 사용될 때 상태적 특징들, 정수들, 단계들 또는 성분들이 있음을 명시하도록 사용되지만 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 성분들 또는 그것들의 그룹들의 존재 또는 추가를 부정하지 않는다.

Claims (10)

1. 변환 기반 부호기 또는 복호기 내의 제 1 기능 요소로부터 상기 부호기 또는 복호기 내의 제 2 기능 요소로 적어도 하나의 데이터 블록을 통신하는 방법으로서, 상기 적어도 하나의 데이터 블록은 데이터 계수들의 행렬 구조(row-column structure)를 포함하는 상기 방법에 있어서,

   용장 데이터 계수들의 하나 이상의 행들 및/또는 열들의 소거에 의해 감소된 크기의 데이터 블록을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 단계, 및 상기 제 1 기능 요소로부터 상기 제 2 기능 요소로 상기 감소된 크기의 데이터 블록을 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 블록을 통신하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 상기 단계는 용장 데이터로서 실질적으로 제로값 계수들만을 가진 행들 및/또는 열들을 식별하는 단계들을 포함하는, 데이터 블록을 통신하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 감소된 크기의 데이터 블록의 치수들은 상기 제 2 기능 요소에 통신되는, 데이터 블록을 통신하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 상기 단계는 미리 결정된 경계 밖의 계수들의 상기 제거에 의하여 달성되는, 데이터 블록을 통신하는 방법.
5. 데이터 계수들의 행렬 구조를 포함하는 적어도 하나의 데이터 블록을 부호기 또는 복호기의 제 2 기능 요소에 통신하도록 되어 있는 변환 기반 부호기 또는 복호기 요소에 있어서,

   실질적으로 제로값 계수들인 하나 이상의 행들 및/또는 열들의 소거에 의하여 감소된 크기의 데이터 블록을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 수단, 및 상기 감소된 크기의 데이터 블록을 상기 제 2 기능 요소에 통신하는 수단을 포함하는, 변환 기반 부호기 또는 복호기 요소.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 수단은 미리 결정된 경계내의 계수들의 선택에 의해 구현되는, 변환 기반 부호기 또는 복호기 요소.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 데이터 블록의 크기를 감소시키는 수단은 용장 데이터로서 실질적으로 제로값 계수들만을 가진 행들 및/또는 열들을 식별하도록 되어 있는, 변환 기반 부호기 또는 복호기 요소.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 요소는 상기 감소된 크기의 데이터 블록의 치수들을 상기 제 2 요소에 통신하도록 되어 있는, 변환 기반 부호기 또는 복호기 요소.
9. 비디오 이미지를 얻는 입력 디바이스를 포함하는 디지털 비디오 기록 시스템에 있어서,

   상기 얻어진 비디오 이미지를 부호화하는 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 변환 기반 부호기, 및

   상기 얻어진 부호화된 이미지를 출력하는 출력 디바이스를 포함하는, 디지털 비디오 기록 시스템.
10. 부호화된 비디오 이미지를 수용하도록 되어 있는 이미지 디바이스를 포함하는 디지털 비디오 재생 시스템에 있어서,

    상기 부호화된 비디오를 복호하는 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 복호기, 및

    상기 복호화된 비디오를 출력하는 출력 디바이스를 포함하는, 디지털 비디오 재생 시스템.