KR20070040635A - Ｉ-프레임 움직임 예측을 이용한 동영상 압축 장치의 적응양자화 제어기 및 적응 양자화 제어 방법 - Google Patents

Ｉ-프레임 움직임 예측을 이용한 동영상 압축 장치의 적응양자화 제어기 및 적응 양자화 제어 방법 Download PDF

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Abstract

동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은 입력 영상인 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임의 움직임 예측을 수행하고 입력 영상과 참조 영상과의 차이 값인 예측 에러를 발생하며, 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 입력 영상의 인트라 매크로블락을 이용하여 매크로블락의 시간적 및 공간적 활동도를 계산하며, 상기 활동도를 정규화한 값을 기준 양자화 파라미터에 승산하여 양자화 파라미터를 발생한다. 따라서, 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은, I-프레임에서도 움직임 예측 결과를 이용하여 활동도를 계산하므로, 최적의 적응 양자화 파라미터를 발생시킬 수 있다.

Description

Ｉ-프레임 움직임 예측을 이용한 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기 및 적응 양자화 제어 방법{Adaptive quantization controller of moving picture encoder using I-frame motion prediction and method thereof}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기(100)를 나타내는 블락 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 활동도 계산부(120)를 보다 상세히 나타내는 블락 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기(300)를 나타내는 블락 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어 방법(400)을 나타내는 흐름도(flow chart)이다.
도 5는 도 4의 활동도 계산 단계(430)를 보다 상세히 나타내는 흐름도이다.
도 6은 파리 비디오 시퀀스의 휘도 블락에 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법을 적용할 때의 PSNR 곡선과 파리 비디오 시퀀스에 종래 기술을 적용할 때의 PSNR 곡선을 도시한 도면이다.
도 7은 플랙 비디오 시퀀스의 휘도 블락에 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법을 적용할 때의 PSNR 곡선과 플랙 비디오 시퀀스에 종래 기술을 적용할 때의 PSNR 곡선을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법의 시뮬레이션 결과와 종래 기술에 따른 DCT 계수를 이용하여 활동도 계산을 하는 적응 양자화 제어 방법의 시뮬레이션 결과를 비교하는 도표(table)이다.
도 9는 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법에서 I-프레임 움직임 예측을 사용하는 경우의 시뮬레이션 결과와 I-프레임 움직임 예측을 사용하지 않은 경우의 시뮬레이션 결과를 비교하는 도표이다.
도 10은 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법에서 I-프레임의 참조 영상이 원 영상인 경우의 시뮬레이션 결과와 I-프레임의 참조 영상이 움직임 보상된 영상인 경우의 시뮬레이션 결과를 비교하는 도표이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
105: 예측 에러 발생부 110: 매크로블락 타입 결정부
120: 활동도 계산부 305: 예측 에러 발생부
310: 매크로블락 타입 결정부 320: 활동도 계산부
340: DCT 타입 결정부
본 발명은 동영상 압축 장치(moving picture encoding apparatus 또는 moving picture encoder)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, I-프레임 움직임 예측을 이용한 적응 양자화 제어기 및 적응 양자화 제어 방법에 관한 것이다.
MPEG-2, MPEG-4, 및 H.264 표준(standard)에 있어서, 입력 영상(input image 또는 input frame)은 16x16 픽셀들(pixels)인 매크로블락(macroblock)들의 휘도 블락들(luminance blocks)로 분할(division)되고 상기 매크로블락의 휘도 블락 단위로 움직임 추정(motion estimation) 및 움직임 보상(motion compensation)으로 구성되는 움직임 예측(motion prediction)이 수행된다. 그 후, 8x8 픽셀들의 블락 단위로 이산 여현 변환(Discrete Cosine Transform; DCT) 및 양자화(quantization)를 수행하고, 그 결과를 가변 길이 부호화(variable length coding)하여 영상을 압축한다.
MPEG-2, MPEG-4, 및 H.264 표준을 사용하는 동영상 압축 장치는 내부에 복원 과정(decoding process)을 포함하고, 복원된 매크로블락을 내부의 프레임 메모리(frame memory)에 저장하여 다음 영상(next image)을 압축할 때 움직임 추정을 위한 참조 영상(reference frame)으로 이용한다. 이러한 동영상 압축 장치의 일례가 일본 특허 공개 공보 제1999-136680호에 개시되어 있다.
일반적인 MPEG-2 동영상 압축 장치는, 일정한 양의 영상 데이터를 제한된 전송 채널(transmission channel)로 전송하기 위해, 동영상의 압축 장치의 양자화기(quantizer)에 제공되는 양자화 파라미터(quantization parameter)(또는 양자화 레벨(quantization level))를 동영상 압축 장치의 출력 버퍼(output buffer)의 상태 에 따라 조절하는 적응 양자화 제어 방법을 사용한다. 상기 양자화 파라미터는 영상의 특성(즉, 영상의 시간적(temporal) 또는 공간적(spatial) 상관 관계(correlation))에 따라 결정되는 활동도(activity)(또는 활성도)를 이용하여 계산되므로, 상기 출력 버퍼의 비트 사용량(bit-usage)은 최소값으로 감소될 수 있다.
MPEG-2 동영상 압축 장치는 입력 영상에 대해 3 종류의 부호화 모드들(encoding modes)을 지원(support)한다. 이러한 입력 영상의 모드에는 인트라-부호화(Intra-coded) 프레임(이하, I-프레임이라 함.), 예측-부호화(Predictive-coded) 프레임(이하, P-프레임이라 함.), 및 양방향 예측-부호화(Bidirectionally predictive-coded) 프레임(이하, B-프레임이라 함.)이 있다. I-프레임은 현재 입력 영상(current input frame)내의 정보만을 이용하여 부호화되고, P-프레임은 시간적으로 이전의(preceding) I-프레임 또는 P-프레임에 대한 움직임 예측을 이용하여 부호화되며, B-프레임은 이전의 I-프레임 또는 P-프레임 및 이후의(following) I-프레임 또는 P-프레임에 대한 움직임 예측을 이용하여 부호화된다.
일반적으로, 움직임 추정은 P-프레임 또는 B-프레임에 대해 수행되며, 움직임 추정의 결과인 움직임 벡터(motion vector)를 이용하여 움직임 보상된(motion compensated) 데이터가 부호화되지만, I-프레임의 경우 움직임 추정이 수행되지 않고 자신의 데이터가 부호화된다. 따라서, 종래의 적응 양자화 제어 방법에서, P-프레임 및 B-프레임에 대한 활동도 계산(computation)은 현재 입력 영상과 움직임 보상된 데이터의 차이 값(difference value)인 예측 에러(prediction error) 또는 상기 예측 에러에 대해 이산 여현 변환(DCT)한 계수에 대해 수행되고, I-프레임에 대 한 활동도 계산은 I-프레임 데이터 자체에 대해서만 수행된다.
요약하면, I-프레임 이전과 이후의 주변(이웃하는) 프레임인 P-프레임 또는 B-프레임에서는 움직임 추정을 이용하여 시간적 및 공간적 상관관계를 고려한 활동도가 계산되지만, I-프레임에서는 공간적 상관관계만을 고려하여 활동도가 계산된다. 따라서, I-프레임에서의 적응 양자화 제어는 주변 프레임에 비해 적응 양자화 효율이 감소되고, I-프레임에 포함된 각각의 블락들(blocks)의 양자화 계수에 대한 시간적 연속성(temporal continuity)이 단절됨에 따라 갑자기 화질(visual quality)이 저하(degradation)되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점은, 인간의 눈은 정적 영역(static region) 또는 움직임이 적은 부분에 더욱 민감하므로, 입력 영상에 움직임이 적을수록(즉, 비트 율(bit rate)이 낮을 수록) 더욱 심해진다. 또한, 주변 프레임이 I-프레임을 움직임 추정의 참조 영상(reference frame)으로 사용하므로, 주변 프레임의 화질도 저하될 수 있고 I-프레임 주기로 화질의 향상 및 저하가 반복적으로 발생될 수도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, I-프레임에서의 적응 양자화 제어에 따른 화질 저하를 방지하여 전체적인 화질을 향상시키기 위해, I-프레임에서도 움직임 예측의 결과를 이용하여 시간적 및 공간적 활동도를 계산하는 것에 의해 최적의 적응 양자화 제어를 수행하는 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기 및 적응 양자화 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기는, 참조 영상을 기준으로 하여 입력 영상인 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임의 움직임 예측을 수행하고 상기 입력 영상과 상기 참조 영상과의 차이 값인 예측 에러를 발생하는 예측 에러 발생부; 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락을 입력받고 매크로블락의 활동도를 계산하고 출력하는 활동도 계산부: 및 상기 출력된 매크로블락의 활동도를 정규화한 값을 기준 양자화 파라미터에 승산하여 양자화 파라미터를 발생하는 양자화 파라미터 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 기준 양자화 파라미터는 상기 동영상 압축 장치에 포함된 출력 버퍼의 충만도에 따라 결정되는 값이고, 상기 I-프레임의 참조 영상은 이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 원 영상이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 움직임 예측은 움직임 추정 및 움직임 보상을 포함하고, 상기 I-프레임, 상기 P-프레임, 및 상기 B-프레임에 대한 상기 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락은 16x16 픽셀들인 매크로블락이다. 기준 블락의 크기(size)는 4x4, 4x8, 8x4, 8x8, 8x16, 또는 16x8 일 수도 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 적응 양자화 제어기는, 상기 예측 에러 및 상기 입력 영상에 응답하여, 상기 매크로블락의 타입이 인터 매크로블락인 지 또는 인트라 매크로블락인 지 여부를 지시하는 매크로블락 타입 정보를 출력하는 매크로블락 타입 결정부; 및 상기 매크로블락 타입 정보에 응답하여, 상기 예측 에러 및 상기 입력 영상중 하나를 상기 활동도 계산부로 출력하는 스위치를 더 구비한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 활동도 계산부는, 상기 예측 에러의 인터 매크로블락에 포함되는 각각의 예측 에러 값들의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하거나 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 포함되는 각각의 샘플값들에서 평균 샘플값이 감산된 편차 값의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 상기 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하는 예측 에러/편차 가산부; 상기 서브-블락 값들을 비교하여 상기 서브-블락 값들 중 최소값을 출력하는 비교부; 및 상기 최소값에 1을 가산하여 상기 매크로블락의 활동도를 출력하는 가산부를 구비한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기는, 참조 영상을 기준으로 하여 입력 영상인 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임의 움직임 예측을 수행하고 상기 입력 영상과 상기 참조 영상과의 차이 값인 예측 에러를 발생하는 예측 에러 발생부; 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 대해 각각 DCT 타입 정보에 대응하는 이산 여현 변환을 수행하고 DCT 계수를 출력하는 DCT부; 상기 DCT 계수를 입력받고 매크로블락의 활동도를 계산하고 출력하는 활동도 계산부: 및 상기 출력된 매크로블락의 활동도를 정규화한 값을 기준 양자화 파라미터에 승산하여 양자화 파라미터를 발생하는 양자화 파라미터 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 기준 양자화 파라미터는 상기 동영상 압축 장치에 포함된 출력 버퍼의 충만도에 따라 결정되는 값이고, 상기 DCT 타입 정보는 상기 매크로블락을 프레임 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 또는 필드 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 여부를 지시한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어 방법은, a) 참조 영상을 기준으로 하여 입력 영상인 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임의 움직임 예측을 수행하고 상기 입력 영상과 상기 참조 영상과의 차이 값인 예측 에러를 발생하는 단계; b) 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락을 이용하여 매크로블락의 활동도를 계산하거나, 또는 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락의 DCT 타입 정보에 대응하는 DCT 계수를 이용하여 상기 매크로블락의 활동도를 계산하는 단계: 및 c) 상기 매크로블락의 활동도를 정규화한 값을 기준 양자화 파라미터에 승산하여 양자화 파라미터를 발생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 적응 양자화 제어 방법은, d) 상기 예측 에러 또는 상기 입력 영상에 대한 매크로블락 타입을 결정하는 단계; e) 상기 매크로블락의 활동도 계산에서 상기 DCT 계수를 이용할 지 여부를 판단하는 단계; f) 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락을 프레임 구조로 이산 여현 변환을 수행할지 또는 필드 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 여부인 DCT 타입을 결정하는 단계; 및 g) 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 대해 상기 f) 단계에서 결정된 DCT 타입에 대응하는 이산 여현 변환을 수행하고 상기 DCT 계수를 출력하는 단계를 더 구비 하며, 상기 e) 단계에서 상기 DCT 계수가 이용되지 않는 것으로 판단되면, 상기 c) 단계가 진행되고, 상기 e) 단계에서 상기 DCT 계수가 이용되는 것으로 판단되면, 상기 f) 단계 및 상기 g) 단계가 진행된 후 상기 c) 단계가 진행된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 c) 단계는, 상기 예측 에러의 인터 매크로블락에 포함되는 각각의 예측 에러 값들의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하거나 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 포함되는 각각의 샘플값들에서 평균 샘플값이 감산된 편차 값의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 상기 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하는 단계; 상기 서브-블락 값들을 비교하여 상기 서브-블락 값들 중 최소값을 출력하는 단계; 및 상기 최소값에 1을 가산하여 상기 매크로블락의 활동도를 출력하는 단계를 구비한다.
이러한 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은, I-프레임에서의 움직임 예측 결과를 이용하여 시간적 및 공간적 활동도를 계산하므로, 시간적 및 공간적으로 연속성을 유지하는 최적의 적응 양자화 파라미터를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은 I-프레임의 화질을 향상시킬 수 있고 I-프레임을 참조 영상으로 하는 주변 프레임의 화질을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 동영상 압축 장치로부터 출력되는 출력 비트스트림(output bitstream)의 전체 화질이 객관적으로 그리고 주관적으로 개선될 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기(100)를 나타내는 블락 다이어그램이다. 도 1을 참조하면, 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기(100)는, 예측 에러 발생부(105), 매크로블락 타입 결정부(macroblock type decision unit)(110), 스위치(switch)(115), 활동도 계산부(120), 및 양자화 파라미터 발생부(130)를 구비한다.
예측 에러 발생부(105)는 참조 영상(REF_F)을 기준으로 하여 입력 영상(IN_F)의 움직임 추정 및 움직임 보상과 같은 움직임 예측을 수행하고 입력 영상(IN_F)과 움직임 보상된 영상(즉, 참조 영상(REF_F))과의 차이 값인 예측 에러(PE)를 발생한다.
입력 영상(IN_F)은 현재의 원 영상(current original frame)으로서 동영상 압축 장치의 부호화 모드에 따른 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임을 포함한다. 참조 영상(REF_F)은 동영상 압축 장치의 프레임 메모리에 저장된다.
I-프레임의 경우 실제 코딩되는 데이터는 I-프레임 자체이므로 보다 정확하고 효과적인 활동도 계산을 위해, I-프레임의 참조 영상은 이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 원 영상인 것이 바람직하나, 이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상(또는 재생성된 영상(reconstructed frame))일 수도 있다. P-프레임의 참조 영상은 이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상이고, B-프레임 의 참조 영상은 이전의 P-프레임 또는 I-프레임 및 이후의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상이다.
예측 에러 발생부(105)는 움직임 추정기(motion estimation processor), 움직임 보상기(motion compensation processor), 및 감산기(subtracter)를 포함한다.
움직임 추정기는 입력 영상(IN_F)과 상기 프레임 메모리에 저장된 참조 영상(REF_F)을 이용하여 움직임 추정을 수행하고 움직임 벡터를 출력한다. I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임에 대한 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락(reference block)은 16x16 픽셀들인 매크로블락이 바람직하나, 4x4 블락, 4x8 블락, 8x4 블락, 8x8 블락, 8x16 블락, 또는 16x8 블락일 수도 있다.
움직임 보상기는 움직임 벡터를 이용하여 상기 프레임 메모리에 저장된 참조 영상 중에서 움직임 보상된 영상을 독출(read)한다. 감산기는 현재의 입력 영상(IN_F)에서 움직임 보상된 영상(REF_F)을 감산하여 예측 에러(PE)를 발생한다.
매크로블락 타입 결정부(110)는 입력 영상 데이터(IN_F) 및 예측 에러(PE)에 응답하여 매크로블락 타입이 인터 매크로블락(inter macroblock)(또는, 넌-인트라 매크로블락(non-intra macroblock)인 지 또는 인트라 매크로블락(intra macroblock)인 지 여부를 지시하는 매크로블락 타입 정보(MT)를 출력한다.
스위치(115)는 매크로블락 타입 정보(MT)에 응답하여 예측 에러(PE) 및 입력 영상(IN_F) 중 하나를 활동도 계산부(120)로 출력한다. 즉, 스위치(115)는 매크로블락 타입 정보(MT)가 인터 매크로블락인 경우 예측 에러(PE)를 출력하고, 매크로블락 타입 정보(MT)가 인트라 매크로블락인 경우 입력 영상(IN_F)을 매크로블락 단 위로 그대로 출력한다. 상기 출력되는 예측 에러(PE) 및 입력 영상(IN_F)은 프레임 타입이다.
활동도 계산부(120)는 예측 에러(PE)의 매크로블락 또는 입력 영상(IN_F)의 인트라 매크로블락을 입력받고 활동도 계산을 수행하고, 매크로블락j의 시간적 및 공간적 활동도(actj)를 출력한다. 활동도 계산부(120)는 도 2에 보다 상세히 도시된다.
도 2를 참조하면, 활동도 계산부(120)는 예측 에러/편차 가산부(prediction error/variance addition unit)(122), 비교부(comparison unit)(124), 및 가산부(126)를 구비한다.
예측 에러/편차 가산부(122)는 예측 에러(PE)의 인터 매크로블락에 대해 아래의[수학식 1]과 같은 연산(operation)을 수행한다. 즉, 예측 에러(PE)의 인터 매크로블락의 경우, 예측 에러(PE)의 인터 매크로블락에 포함되는 각각의 예측 에러 값들(Ek n)의 절대값이 가산되고 상기 가산된 값이 8x8 휘도 서브-블락 값(sblkn, n = 1, 2, 3, 또는 4)으로 출력된다.
Figure 112005057718579-PAT00001
[수학식 1]에서, Ek n은 제n 번째 8x8 예측 영상 블락에서의 예측 에러 값이다.
또한, 예측 에러/편차 가산부(122)는 입력 영상(IN_F)의 인트라 매크로블락에 대해 아래의 [수학식 2]와 같은 연산을 수행한다. 즉, 입력 영상(IN_F)의 인트라 매크로블락의 경우, 입력 영상(IN_F)의 인트라 매크로블락에 포함되는 각각의 샘플값들(sample values)(화소(pixel) 값들)(Pk n)에서 평균 샘플값(P_meann)이 감산된 편차(variance) 값의 절대값이 가산되고 상기 가산된 값이 8x8 휘도 서브-블락 값(sblkn, n = 1, 2, 3, 또는 4)으로 출력된다.
Figure 112005057718579-PAT00002
[수학식 2]에서
Figure 112005057718579-PAT00003
이다. 그리고, Pk n은 제n 번째 8x8 원 영상 블락에서의 샘플값이고, P_meann는 제n 번째 샘플값들의 평균값이다.
비교부(124)는 4개의 서브-블락 값들(sblk1, sblk2, sblk3, sblk4)을 비교하여 서브-블락 값들(sblk1, sblk2, sblk3, sblk4) 중 최소값을 출력하고, 가산부(126)는 상기 최소값에 1을 가산하여 활동도(actj)를 출력한다. 비교부(124) 및 가산부(126)에 의해 수행되는 연산은 아래의 [수학식 3]과 같다.
actj = 1 + min(sblk1, sblk2, sblk3, sblk4)
다시 도 1을 참조하면, 양자화 파라미터 발생부(130)는 활동도(actj)를 정규화(normalization)한 값(N_actj)을 기준 양자화 파라미터(Qj)에 승산하여 적응 양자화 값인 양자화 파라미터(MQj)를 발생한다.
상기 기준 양자화 파라미터(Qj)는 상기 동영상 압축 장치에 포함된 출력 버퍼의 충만도(fullness)에 따라 결정되는 값이다. 출력 버퍼로부터 발생되는 비트 수(bit number)가 기준 값 이상이면 기준 양자화 파라미터(Qj)의 값은 증가하고, 출력 버퍼로부터 발생되는 비트 수가 기준 값 이하이면 기준 양자화 파라미터(Qj)의 값은 감소한다. 양자화 파라미터(MQj)는 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임에 대한 최적의 양자화 파라미터로서 상기 동영상 압축 장치의 양자화기에 제공되므로, 출력 버퍼에서의 비트 사용량(특히, I-프레임에 대한 비트 사용량)이 최소한 감소될 수 있다. 상기 양자화기는 양자화 파라미터(MQj)에 응답하여 상기 동영상 압축 장치의 이산 여현 변환기(discrete cosine transformer)의 출력인 DCT 계수를 양자화하고 양자화 계수를 출력한다.
양자화 파라미터 발생부(130)는 아래의 [수학식 4] 및 [수학식 5]의 연산을 수행하여 양자화 파라미터 값(MQj)을 출력한다.
Figure 112005057718579-PAT00004
[수학식 4]에서, N_actj는 정규화(normalized) 활동도이고, mean_actj는 활동도의 평균값이다.
MQj = Qj*N_actj
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기(300)를 나타내는 블락 다이어그램이다. 도 3을 참조하면, 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기(300)는, 예측 에러 발생부(305), 매크로블락 타입 결정부(310), 스위치(315), 활동도 계산부(320), 양자화 파라미터 발생부(330), DCT 타입 결정부(340), 및 DCT부(Discrete Cosine Transform unit)(350)를 구비한다.
예측 에러 발생부(305), 매크로블락 타입 결정부(310), 스위치(315), 활동도 계산부(320), 및 양자화 파라미터 발생부(330)에 대한 설명은, 도 1의 예측 에러 발생부(105), 매크로블락 타입 결정부(110), 스위치(115), 및 양자화 파라미터 발생부(130)에 대한 설명과 동일하므로, 그들 부분에 대한 설명은 본 명세서에서 설명의 편의상 생략된다.
DCT 타입 결정부(340)는 스위치(315)를 통해 전달되는 예측 에러(PE)의 인터 매크로블락 또는 입력 영상(IN_F)의 인트라 매크로블락에 응답하여 상기 매크로블락을 프레임 구조(frame structure)로 이산 여현 변환을 수행할지 또는 필드 구조 (field structure)로 이산 여현 변환을 수행할지 여부를 지시하는 DCT 타입 정보(DT)를 출력한다.
DCT부(350)는 예측 에러(PE)의 인터 매크로블락 또는 입력 영상(IN_F)의 인트라 매크로블락에 대해 각각 8x8 블락 단위로 DCT 타입 정보(DT)에 대응하는 이산 여현 변환을 수행하고 DCT 계수를 출력한다.
활동도 계산부(320)는 입력되는 값이 상기 DCT 계수이고, 도 1의 활동도 계산부(120)의 구성 요소들(즉, 예측 에러/편차 가산부(122), 비교부(124), 및 가산부(126))과 유사한 구성 요소들을 포함한다.
활동도 계산부(320)는 상기 DCT 계수에 응답하여 상기 DCT 계수에 각각 대응하는[수학식 1]과 유사한 식 또는 [수학식 2]와 유사한 식을 사용하여 활동도(actj)를 계산하여 출력한다. 이 때,[수학식 1]과 유사한 식 또는 [수학식 2]와 유사한 식에서의 sblkn은 DCT 타입에 따른 프레임 구조 서브-블락 또는 필드 구조 서브-블락이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기(300)는 DCT 형태(type)에 따른 DCT 계수를 이용하여 활동도 계산을 수행할 수 있으므로, 활동도 계산의 복잡도(complexity)를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어 방법(400)을 나타내는 흐름도(flow chart)이다. 도 4에 도시된 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어 방법(400)은 도 1 또는 도 3의 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기에 적용될 수 있다.
예측 에러 발생 단계(405)에 따르면, 참조 영상을 기준으로 하여 입력 영상의 움직임 추정 및 움직임 보상과 같은 움직임 예측이 수행되고, 입력 영상과 참조 영상과의 차이 값인 예측 에러가 발생된다.
입력 영상은 현재의 원 영상으로서 동영상 압축 장치의 부호화 모드에 따른 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임을 포함한다. I-프레임의 참조 영상은 이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 원 영상인 것이 바람직하나, 이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상일 수도 있다. P-프레임의 참조 영상은 이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상이고, B-프레임의 참조 영상은 이전의 P-프레임 또는 I-프레임 및 이후의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상이다.
예측 에러 발생 단계(405)에서 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임에 대한 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락은 16x16 픽셀들인 매크로블락이 바람직하나, 4x4 블락, 4x8 블락, 8x4 블락, 8x8 블락, 8x16 블락, 또는 16x8 블락일 수도 있다.
제1 타입 결정 단계(410)에 따르면, 예측 에러 또는 현재 입력 영상에 대한 매크로블락 타입이 결정된다. 예측 에러 데이터인 경우 매크로블락 타입이 인터 매크로블락으로 결정되고, 입력 영상 데이터인 경우 매크로블락 타입이 인트라 매크로블락으로 결정된다. 이 때, 상기 예측 에러 및 상기 입력 영상은 프레임 타입이다.
판단 단계(415)에 따르면, 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 입력 영상의 매크로블락에 대한 이산 여현 변환(DCT)의 결과(즉, DCT 계수)가 활동도 계산에서 이용될 지 여부가 판단된다. 만약 판단 단계(415)에서 상기 DCT 계수가 활동도 계산에서 이용되지 않는 것으로 판단되면, 프로세스(process)는 계산 단계(430)로 진행된다. 만약 판단 단계(415)에서 상기 DCT 계수가 활동도 계산에서 이용되는 것으로 판단되면, 프로세스는 제2 타입 결정 단계(420)로 진행된다.
활동도 계산 단계(430)에 따르면, 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 입력 영상의 인트라 매크로블락을 이용하여 매크로블락j의 시간적 및 공간적 활동도(actj)가 계산된다. 활동도 계산 단계(430)는 도 5에 보다 상세히 도시된다.
도 5를 참조하면, 활동도 계산 단계(430)는 제1 가산 단계(4301), 비교 단계(4302), 및 제2 가산 단계(4303)를 구비한다.
제1 가산 단계(4301)에 따르면, 예측 에러의 인터 매크로블락에 대해 상기[수학식 1]과 같은 연산이 수행된다. 즉, 예측 에러의 인터 매크로블락의 경우, 예측 에러의 인터 매크로블락에 포함되는 각각의 예측 에러 값들(Ek n)의 절대값이 가산되고 상기 가산된 값이 8x8 휘도 서브-블락 값(sblkn , n = 1, 2, 3, 또는 4)으로 출력된다. [수학식 1]에서, Ek n은 제n 번째 8x8 예측 영상 블락에서의 예측 에러 값이다.
또한, 제1 가산 단계(4302)에 따르면, 입력 영상의 인트라 매크로블락에 대해 상기[수학식 2]와 같은 연산이 수행된다. 즉, 입력 영상의 인트라 매크로블락의 경우, 입력 영상의 인트라 매크로블락에 포함되는 각각의 샘플값들(화소 값들)(Pk n)에서 평균 샘플값(P_meann)이 감산된 편차 값의 절대값이 가산되고 상기 가산된 값이 8x8 휘도 서브-블락 값(sblkn , n = 1, 2, 3, 또는 4)으로 출력된다. Pk n은 제n 번째 8x8 원 영상 블락에서의 샘플값이고, P_meann는 제n 번째 샘플값들의 평균값이다.
비교 단계(4302)에 따르면, 4개의 서브-블락 값들(sblk1, sblk2, sblk3, sblk4)가 비교되고 서브-블락 값들(sblk1, sblk2, sblk3, sblk4) 중 최소값이 출력된다. 가산 단계(4303)에 따르면, 상기 최소값에 1이 가산되고 활동도(actj)가 출력된다. 비교 단계(4301) 및 제2 가산 단계(4303)에서 수행되는 연산은 상기[수학식 3]과 같다.
다시 도 4를 참조하면, 제2 타입 결정 단계(420)에 따르면, 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 입력 영상의 인트라 매크로블락을 프레임 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 또는 필드 구조로 이산 여현 변환을 수행할지 여부가 결정된다.
출력 단계(425)에 따르면, 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 입력 영상의 인트라 매크로블락에 대해 각각 8x8 블락 단위로 제2 타입 결정 단계(420)에서 결정된 DCT 타입에 대응하는 이산 여현 변환이 수행되고 DCT 계수가 출력된다.
상기 활동도 계산 단계(430)에서는, 또한, 상기 DCT 계수에 각각 대응하는[ 수학식 1]과 유사한 식 또는 [수학식 2]와 유사한 식을 사용하여 활동도(actj)가 계산된다. 이 때,[수학식 1]과 유사한 식 또는 [수학식 2]와 유사한 식에서의 sblkn은 DCT 타입에 따른 프레임 구조 서브-블락 또는 필드 구조 서브-블락이다.
발생 단계(435)에 따르면, 상기 계산된 활동도(actj)를 정규화한 값이 기준 양자화 파라미터(Qj)에 승산되고 적응 양자화 값인 양자화 파라미터(MQj)가 발생된다. 기준 양자화 파라미터(Qj)는 상기 동영상 압축 장치에 포함된 출력 버퍼의 충만도에 따라 결정되는 값이다. 출력 버퍼로부터 발생되는 비트 수가 기준 값 이상이면 기준 양자화 파라미터(Qj)의 값은 증가하고, 출력 버퍼로부터 발생되는 비트 수가 기준 값 이하이면 기준 양자화 파라미터(Qj)의 값은 감소한다. 양자화 파라미터(MQj)는 상기 동영상 압축 장치의 양자화기에 제공된다. 상기 양자화기는 양자화 파라미터(MQj)에 응답하여 상기 동영상 압축 장치의 이산 여현 변환기의 출력인 DCT 계수를 양자화하고 양자화 계수를 출력한다. 발생 단계(435)에서 수행되는 연산은 상기[수학식 4]및[수학식 5]와 같다.
도 6은 파리 비디오 시퀀스(Paris video sequence)의 휘도 블락(Y)에 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법을 적용할 때의 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio) 곡선(curve)과 파리 비디오 시퀀스에 종래 기술을 적용할 때의 PSNR 곡선을 도시한 도면이다. 상기 파리 비디오 시퀀스의 비트 율은 800(Kbps)이 고 상기 파리 비디오 시퀀스는 공통 중간 포맷(Common Intermediate Format)의 프레임(frame)으로 구성된다.
도 6에서, 참조 번호인 610으로 지시되는 PSNR 곡선은 종래 기술에 따른 PSNR 곡선이고, 참조 번호인 620으로 지시되는 PSNR 곡선은 본 발명에 따른 PSNR 곡선이다. 상기 PSNR 곡선들을 참조하면, 본 발명의 피크 신호 대 잡음 비(Peak Signal-to-Noise Ratio)가 종래 기술의 피크 신호 대 잡음 비 보다 대체로 크다. 따라서, 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은 I 프레임에서의 양자화 값의 최적의 재배치를 통해 이웃하는 P/B 프레임들에 좋은 영향을 미치고 전체적으로 주관적 화질(subjective quality)을 개선시킬 수 있다.
도 7은 플랙 비디오 시퀀스(Flag video sequence)의 휘도 블락(Y)에 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법을 적용할 때의 PSNR 곡선과 플랙 비디오 시퀀스에 종래 기술을 적용할 때의 PSNR 곡선을 도시한 도면이다. 상기 플랙 비디오 시퀀스의 비트 율은 800(Kbps)이고 상기 플랙 비디오 시퀀스는 공통 중간 포맷(Common Intermediate Format)의 프레임으로 구성된다.
도 7에서, 참조 번호인 710으로 지시되는 PSNR 곡선은 종래 기술에 따른 PSNR 곡선이고, 참조 번호인 720으로 지시되는 PSNR 곡선은 본 발명에 따른 PSNR 곡선이다. 상기 PSNR 곡선들을 참조하면, 본 발명의 피크 신호 대 잡음 비가 종래 기술의 피크 신호 대 잡음 비 보다 대체로 크다. 따라서, 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은 I 프레임에서의 양자화 값의 최적의 재배치를 통해 이웃하는 P/B 프레임들에 좋은 영향을 미치므로 전체적으로 주관적 화질을 개선시 킬 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법의 시뮬레이션 결과(simulation result)와 종래 기술에 따른 DCT 계수를 이용하여 활동도 계산을 하는 적응 양자화 제어 방법의 시뮬레이션 결과를 비교한 도표(table)이다. 상기 시뮬레이션이 수행될 때, 픽처 그룹(group of picture)에 포함된 프레임의 수는 15이고 각각의 비디오 시퀀스는 300 프레임들로 구성된다.
도 8을 참조하면, 각각의 비디오 시퀀스에서 본 발명에 따른 피크 신호 대 잡음 비와 종래 기술에 따른 피크 신호 대 잡음 비와의 차이인 ΔY_PSNR이 0(dB) 보다 큰 것을 알 수 있다. 특히, 600(Kbps)과 같은 낮은 비트 율에서 ΔY_PSNR은 최대값인 0.52(dB)이 됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은 객관적 화질(objective quality)을 개선시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법에서 I-프레임 움직임 예측을 사용하는 경우의 시뮬레이션 결과와 I-프레임 움직임 예측을 사용하지 않은 경우의 시뮬레이션 결과를 비교하는 도표이다. 상기 시뮬레이션이 수행될 때, 픽처 그룹에 포함된 프레임의 수는 15이고 각각의 비디오 시퀀스는 300 프레임들로 구성된다.
도 9를 참조하면, 각각의 비디오 시퀀스에서 I-프레임 움직임 예측을 사용할 때(IMP(I-frame Motion Prediction)_On)의 피크 신호 대 잡음 비와 I-프레임 움직임 예측을 사용하지 않을 때(IMP_Off)의 피크 신호 대 잡음 비와의 차이인 ΔY_PSNR이 0(dB) 보다 큰 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 적응 양자화 제 어기 및 그 제어 방법에서 I-프레임 움직임 예측을 사용하는 것에 의해 적응 양자화의 성능(performance)이 보다 개선될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법에서 I-프레임의 참조 영상이 원 영상인 경우의 시뮬레이션 결과와 I-프레임의 참조 영상이 움직임 보상된 영상인 경우의 시뮬레이션 결과를 비교하는 도표이다. 상기 시뮬레이션이 수행될 때, 픽처 그룹(group of picture)에 포함된 프레임의 수는 15이고 각각의 비디오 시퀀스는 300 프레임들로 구성된다.
도 10을 참조하면, 각각의 비디오 시퀀스에서 I-프레임의 참조 영상이 원 영상인 경우(IMP_org)의 피크 신호 대 잡음 비와 I-프레임의 참조 영상이 움직임 보상된 영상인 경우의 (IMP_recon)의 피크 신호 대 잡음 비와의 차이인 ΔY_PSNR이 0(dB) 보다 큰 것을 알 수 있다. 따라서, 보다 효과적인 활동도를 계산하기 위해, 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법에서는 I-프레임 움직임 예측의 참조 영상이 움직임 보상된 영상 대신에 원 영상인 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은, I-프레임에서의 움직임 예측 결과를 이용하여 시간적 및 공간적 활동도를 계산하므로, 시간적 및 공간적으로 연속성을 유지하는 최적의 적응 양자화 파라미터를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 적응 양자화 제어기 및 그 제어 방법은 I-프레임의 화질을 향상시킬 수 있고 I-프레임을 참조 영상으로 하는 주변 프레임의 화질을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 동영상 압축 장치로부터 출력되는 출력 비트스트림의 전체 화질이 객관적으로 그리고 주관적으로 개선될 수 있다.

Claims (25)

  1. 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기에 있어서,
    참조 영상을 기준으로 하여 입력 영상인 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임의 움직임 예측을 수행하고 상기 입력 영상과 상기 참조 영상과의 차이 값인 예측 에러를 발생하는 예측 에러 발생부;
    상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락을 입력받고 매크로블락의 활동도를 계산하고 출력하는 활동도 계산부: 및
    상기 출력된 매크로블락의 활동도를 정규화한 값을 기준 양자화 파라미터에 승산하여 양자화 파라미터를 발생하는 양자화 파라미터 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기준 양자화 파라미터는
    상기 동영상 압축 장치에 포함된 출력 버퍼의 충만도에 따라 결정되는 값인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 I-프레임의 참조 영상은
    이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 원 영상인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 I-프레임의 참조 영상은
    이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 예측은 움직임 추정 및 움직임 보상을 포함하고,
    상기 I-프레임, 상기 P-프레임, 및 상기 B-프레임에 대한 상기 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락은 16x16 픽셀들인 매크로블락인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 예측은 움직임 추정 및 움직임 보상을 포함하고,
    상기 I-프레임, 상기 P-프레임, 및 상기 B-프레임에 대한 상기 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락의 크기는 4x4, 4x8, 8x4, 8x8, 8x16, 또는 16x8 인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적응 양자화 제어기는
    상기 예측 에러 및 상기 입력 영상에 응답하여, 상기 매크로블락의 타입이 인터 매크로블락인 지 또는 인트라 매크로블락인 지 여부를 지시하는 매크로블락 타입 정보를 출력하는 매크로블락 타입 결정부; 및
    상기 매크로블락 타입 정보에 응답하여, 상기 예측 에러 및 상기 입력 영상중 하나를 상기 활동도 계산부로 출력하는 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 활동도 계산부는
    상기 예측 에러의 인터 매크로블락에 포함되는 각각의 예측 에러 값들의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하거나 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 포함되는 각각의 샘플값들에서 평균 샘플값이 감산된 편차 값의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 상기 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하는 예측 에러/편차 가산부;
    상기 서브-블락 값들을 비교하여 상기 서브-블락 값들 중 최소값을 출력하는 비교부; 및
    상기 최소값에 1을 가산하여 상기 매크로블락의 활동도를 출력하는 가산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  9. 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어기에 있어서,
    참조 영상을 기준으로 하여 입력 영상인 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임의 움직임 예측을 수행하고 상기 입력 영상과 상기 참조 영상과의 차이 값인 예측 에러를 발생하는 예측 에러 발생부;
    상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블 락에 대해 각각 DCT 타입 정보에 대응하는 이산 여현 변환을 수행하고 DCT 계수를 출력하는 DCT부;
    상기 DCT 계수를 입력받고 매크로블락의 활동도를 계산하고 출력하는 활동도 계산부: 및
    상기 출력된 매크로블락의 활동도를 정규화한 값을 기준 양자화 파라미터에 승산하여 양자화 파라미터를 발생하는 양자화 파라미터 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기준 양자화 파라미터는 상기 동영상 압축 장치에 포함된 출력 버퍼의 충만도에 따라 결정되는 값이고,
    상기 DCT 타입 정보는 상기 매크로블락을 프레임 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 또는 필드 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 여부를 지시하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 I-프레임의 참조 영상은
    이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 원 영상인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  12. 제9항에 있어서, 상기 I-프레임의 참조 영상은
    이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 움직임 예측은 움직임 추정 및 움직임 보상을 포함하고,
    상기 I-프레임, 상기 P-프레임, 및 상기 B-프레임에 대한 상기 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락은 16x16 픽셀들인 매크로블락인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 움직임 예측은 움직임 추정 및 움직임 보상을 포함하고,
    상기 I-프레임, 상기 P-프레임, 및 상기 B-프레임에 대한 상기 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락의 크기는 4x4, 4x8, 8x4, 8x8, 8x16, 또는 16x8 인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  15. 제9항에 있어서, 상기 적응 양자화 제어기는
    상기 예측 에러 및 상기 입력 영상에 응답하여, 상기 매크로블락의 타입이 인터 매크로블락인 지 또는 인트라 매크로블락인 지 여부를 지시하는 매크로블락 타입 정보를 출력하는 매크로블락 타입 결정부;
    상기 매크로블락 타입 정보에 응답하여, 상기 예측 에러 및 상기 입력 영상 중 하나를 출력하는 스위치; 및
    상기 스위치로부터 출력되는 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 응답하여, 상기 DCT 타입 정보를 상기 DCT부로 출력하는 DCT 타입 결정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  16. 제9항에 있어서, 상기 활동도 계산부는
    상기 예측 에러의 인터 매크로블락에 포함되고 상기 DCT 계수에 대응하는 각각의 예측 에러 값들의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하거나 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 포함되고 상기 DCT 계수에 대응하는 각각의 샘플값들에서 평균 샘플값이 감산된 편차 값의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 상기 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하는 예측 에러/편차 가산부;
    상기 서브-블락 값들을 비교하여 상기 서브-블락 값들 중 최소값을 출력하는 비교부; 및
    상기 최소값에 1을 가산하여 상기 매크로블락의 활동도를 출력하는 가산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어기.
  17. 동영상 압축 장치의 적응 양자화 제어 방법에 있어서,
    a) 참조 영상을 기준으로 하여 입력 영상인 I-프레임, P-프레임, 및 B-프레임의 움직임 예측을 수행하고 상기 입력 영상과 상기 참조 영상과의 차이 값인 예 측 에러를 발생하는 단계;
    b) 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락을 이용하여 매크로블락의 활동도를 계산하거나, 또는 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락의 DCT 타입에 대응하는 DCT 계수를 이용하여 상기 매크로블락의 활동도를 계산하는 단계: 및
    c) 상기 매크로블락의 활동도를 정규화한 값을 기준 양자화 파라미터에 승산하여 양자화 파라미터를 발생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 c) 단계에서의 기준 양자화 파라미터는 상기 동영상 압축 장치에 포함된 출력 버퍼의 충만도에 따라 결정되는 값이고,
    상기 b) 단계에서의 DCT 타입 정보는 상기 매크로블락을 프레임 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 또는 필드 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 여부를 지시하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 a) 단계에서의 I-프레임의 참조 영상은
    이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 원 영상인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 a) 단계에서의 I-프레임의 참조 영상은
    이전의 P-프레임 또는 I-프레임의 움직임 보상된 영상인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 움직임 예측은 움직임 추정 및 움직임 보상을 포함하고,
    상기 I-프레임, 상기 P-프레임, 및 상기 B-프레임에 대한 상기 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락은 16x16 픽셀들인 매크로블락인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 움직임 예측은 움직임 추정 및 움직임 보상을 포함하고,
    상기 I-프레임, 상기 P-프레임, 및 상기 B-프레임에 대한 상기 움직임 추정을 수행할 때 사용되는 기준 블락의 크기는 4x4, 4x8, 8x4, 8x8, 8x16, 또는 16x8 인 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  23. 제17항에 있어서, 상기 적응 양자화 제어 방법은
    d) 상기 예측 에러 또는 상기 입력 영상에 대한 매크로블락 타입을 결정하는 단계;
    e) 상기 매크로블락의 활동도 계산에서 상기 DCT 계수를 이용할 지 여부를 판단하는 단계;
    f) 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락을 프레임 구조로 이산 여현 변환을 수행할지 또는 필드 구조로 이산 여현 변환을 수행할 지 여부인 DCT 타입을 결정하는 단계; 및
    g) 상기 예측 에러의 인터 매크로블락 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 대해 상기 f) 단계에서 결정된 DCT 타입에 대응하는 이산 여현 변환을 수행하고 상기 DCT 계수를 출력하는 단계를 더 구비하며,
    상기 e) 단계에서 상기 DCT 계수가 이용되지 않는 것으로 판단되면, 상기 c) 단계가 진행되고, 상기 e) 단계에서 상기 DCT 계수가 이용되는 것으로 판단되면, 상기 f) 단계 및 상기 g) 단계가 진행된 후 상기 c) 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  24. 제17항에 있어서, 상기 c) 단계는
    상기 예측 에러의 인터 매크로블락에 포함되는 각각의 예측 에러 값들의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하거나 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 포함되는 각각의 샘플값들에서 평균 샘플값이 감산된 편차 값의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 상기 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하는 단계;
    상기 서브-블락 값들을 비교하여 상기 서브-블락 값들 중 최소값을 출력하는 단계; 및
    상기 최소값에 1을 가산하여 상기 매크로블락의 활동도를 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
  25. 제17항에 있어서, 상기 c) 단계는
    상기 예측 에러의 인터 매크로블락에 포함되고 상기 DCT 계수에 대응하는 각각의 예측 에러 값들의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하거나 또는 상기 입력 영상의 인트라 매크로블락에 포함되고 상기 DCT 계수에 대응하는 각각의 샘플값들에서 평균 샘플값이 감산된 편차 값의 절대값을 가산하고 상기 가산된 값을 상기 서브-블락 값들 중 하나로서 출력하는 단계;
    상기 서브-블락 값들을 비교하여 상기 서브-블락 값들 중 최소값을 출력하는 단계; 및
    상기 최소값에 1을 가산하여 상기 매크로블락의 활동도를 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 양자화 제어 방법.
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