KR900004962B1

KR900004962B1 - Picture image transmiting system of telephone

Info

Publication number: KR900004962B1
Application number: KR1019860009696A
Authority: KR
Inventors: 오수환; 김덕수
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1990-07-12
Also published as: KR880006872A

Abstract

The system includes a block coder (5) for partitioning data stored in picture memory (4) into blocks so that the block composed of similar pixel data is coded in blocks and the block composed of different pixel data is calculated by a DCT calculator and stored in DCT coefficient memory unit (7), and a DCT coefficient distribution discriminator (8) for discriminating DCT coefficient distribution value so that the value is converted to run length code and transmitted to a block pattern coder and transmitting line.

Description

Image transmission system

제1도는 본 발명의 회로도.1 is a circuit diagram of the present invention.

제2도는 본 발명에 의한 DCT 계수 분포 분류 상태도.2 is a DCT coefficient distribution classification state according to the present invention.

제3도는 본 발명의 구동 플로우챠트.3 is a drive flowchart of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 중앙처리장치 2 : 비데오 카메라1: central processing unit 2: video camera

3 : 아날로그 디지털 콘버터 4 : 화상 메모리부3: analog-to-digital converter 4: image memory section

5 : 블록부호화부 6 : DCT 계산부5: block encoding unit 6: DCT calculation unit

7 : DCT 계수 메모리부 8 : DCT 계수 분포 분류부7: DCT coefficient memory unit 8: DCT coefficient distribution classification unit

9 : RLC부 10 : 전송로9: RLC unit 10: transmission path

DCT : 이산 여현 변환(Discrete Consine Transform)DCT: Discrete Consine Transform

RLC : 연속 길이 코드(Run Length Code)RLC: Run Length Code

본 발명은 화상 데이터 전송을 효율적으로 수행하여 전송 시간을 크게 단축시키고 또한 화상 부호화에 소요되는 계산 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 화상 송신 시스템에 관한 것이다. 일반적인 화상 송수신 장치는 전송하여야 할 데이터의 양이 방대하여 고속, 고가의 광대역 전용 전송로가 필요하며 화상 데이터를 전송하기위한 부호, 복호화 방식이 복잡하여 대형 시스템화가 불가피하므로 일반 대중에게 널리 보급시킬 수가 없는 것이었다. 따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이산 여현 변환(DCT) 처리 방식과 연속 길이 코드(RLC) 처리 방식을 결합시켜 사용함으로써 화상 데이터를 압축시켜 전송할 수가 있으나 DCT 계수 분포 구조를 전혀 고려하지 않고 모든 블록을 지그재그 스캔(Zig Zag Scan)에 의한 RLC를 행함으로써 많은 블록들에 대하여 비효율적으로 전송을 행하기 때문에 많은 시간이 소요되는 단점이 있는 것이었다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image transmission system capable of efficiently performing image data transmission, which greatly shortens the transmission time and also shortens the calculation time required for image encoding. In general, the image transmitting / receiving apparatus requires a high speed and expensive broadband dedicated transmission path due to the large amount of data to be transmitted, and the large systemization is inevitable due to the complicated code and decoding method for transmitting image data. Was. Therefore, in order to solve this problem, it is possible to compress and transmit image data by using a combination of discrete cosine transform (DCT) processing and continuous length code (RLC) processing, but all blocks are not considered at all without considering DCT coefficient distribution structure. By performing RLC by Zig Zag Scan, it has a disadvantage in that it takes a lot of time because it inefficiently transmits a large number of blocks.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전체 화상의 모든 화소(picture element=pixel)를 일정한 블록(16×16 pixel)으로 분할한후 블록내의 화소 데이터의 크기가 유사한 경우에는 블록 코딩을 행하여 계산량을 크게 감소시키고 블록내의 화소 데이터가 각기 다른 경우에는 DCT를 행하여 화질 손상을 방지하며 DCT를 행한 블록에 한하여 RLC를 적용시키되 블록내의 DCT 계수 분포에 따라 RLC를 다르게 적용시킴으로써 효율적으로 전송량을 감소시킬 수 있게 한 것이다. 이와 같이 화상 데이터를 전송하는데 있어서 보다 효율적으로 부호화하고 이 부호화된 데이터를 압축하여 전송함으로써 전송 화질의 손상을 방지하면서 전송 시간을 크게 단축시키고자 하는데 그 목적을 두고 있는 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하기에 앞서 DCT 처리와 RLC적용에 대하여 먼저 살펴본후 본 발명에 대하여 설명하기로 한다. 먼저 디지털 이메지 데이터의 많은 중복송(redundancy)을 줄이기 위한 데이터 감축 방법으로 DPCM(Differential Pulse Code Modulation)방식과 변환(Transform) 방식이 있으며 이중 DPCM 방식은 실제 영상 데이터의 값과 이미 부호화된 데이터로부터 예측(predict)된 값과의 차이를 전송하는 방법으로 실제 영상 신호에 대한 차(Differential)신호의 상대적인 에너지 감소로 데이터의 감축이 일어나게 되며 이와는 달리 변환(Transform)을 이용한 방식은 원 연산(Original image)에 모든 화소(picture element=pixel)에 분산된 에너지를 변환시킨후 몇 개의 변환 계수(Transform Coefficient)에 집중(compaction)시켜 낮은 에너지를 갖는 계수들을 버림으로써 데이터 감축이 일어나게 되는 것을 말하게 된다.In order to solve this problem, the present invention divides all the pixels (picture element = pixel) of the entire image into a predetermined block (16 × 16 pixels), and if the size of the pixel data in the block is similar, block coding is performed to calculate the computation amount. If the pixel data in the block is different from each other and the pixel data in the block is different, DCT is performed to prevent image quality damage.In the case of DCT, the RLC is applied only to the block in which the DCT is applied. It is. As described above, the present invention aims to greatly reduce the transmission time while preventing the loss of transmission image quality by encoding and transmitting the encoded data more efficiently in transmitting image data. Before explaining DCT processing and RLC application, the present invention will be described. First, data reduction methods for reducing a lot of redundancy of digital image data include DPCM (Differential Pulse Code Modulation) and Transform (DCM). Double DPCM is predicted from actual image data and data already encoded. As a method of transmitting the difference with the predicted value, the reduction of data occurs due to the relative energy reduction of the differential signal with respect to the actual video signal.In contrast, the method using the transform is an original image. In this case, data reduction is performed by converting energy dispersed in every pixel (picture element = pixel) and then concentrating on a few transform coefficients to discard coefficients having low energy.

이때 에너지란 각 변환 계수의 분산(Variance)을 의미한다. 따라서 화상 데이터와 같이 인접화소들 사이에 상관 관계(Correlation)가 높은 경우 변환처리를 하면 성분 부근의 몇 개의 변환 계수에 집중되는 현상이 있으며 DC성분에서 멀어질수록 계수의 값이 0에 가까워져 무시할수 있으므로 데이터 감축이 일어나게 되는 것이다. 그리고 본 발명에서 사용한 DCT는 이산 여현 변환(Discrete Cosine Transform)의 약자로 여러 가지 변환 방식에 비하여 에너지 집중 효과가 높고 구현 방식이 비교적 쉬운 것이다. 또한 RLC는 연속 길이 코드(Run Length Code)의 약자로써 같은 데이터가 연속적으로 반복되는 반복되는 경우 각각을 부호화하면 데이터량이 많아지는 것을 피하기 위해 반복되는 횟수를 부호화 함으로써 데이터 감축 효과를 얻는 것으로 본 발명에서 적용되는 RLC는 DCT 변환후 변환 계수가 상기된 바와 같이 DC성분 주위에 집중되고 나머지는 전부 0이 되는 것을 알수 있으므로 0이 아닌 변환 계수는 제2도에서와 같이 첫부분에 집중되고 나머지는 전부 0이 되어 0이라는 데이터가 반복되어지게 된다. 따라서 전체 변환 계수를 같은 방식으로 일정한 비트(n비트)를 할당하여 전송하면 전체 데이터량은 변환 계수의 총수(m)에 의해 m×n비트가 되므로 전체 계산의 정도를 높이려면 n의 값이 커지게 되어 전체 데이터량(m×n)의 값도 커지게 된다. 이 경우 뒷 부분의 0들을 비트들로 할당하지 않고 0이 반복되는 횟수만 전송하게 되면 전체 데이터량을 크게 감축시킬 수 있게 된다. 즉 0이라는 n비트 데이터와 0의 개수만 전송시키면 되는 것이다. 예를 들어 살펴보면:전체 변환 계수의 총수가 m=256이라 하고 각 계수를 8비트로 표시하면 전체 데이터량은 m×n=256×8이 된다. 그리고 변환 계수 중 0이 아닌 수를 K라고 하여 RLC적용시 데이터량을 계산하면 0이 아닌 계수 부분에 K×8 즉 K×8비트, 0인 부분은 0을 나타내는 8비트와 0의 개수를 나타내는 8비트 하여 총(K+2)×8비트가 된다. 따라서 K가 254개 이하이면 데이터의 감축이 일어나게 되며 일반적으로 DCT결과로 발생하는 K의 개수는

이하 이므로 데이터 감축 효과가 대단히 크게 됨을 알수 있는 것이다.In this case, energy refers to the variance of each conversion coefficient. Therefore, if the correlation is high between adjacent pixels, such as image data, the conversion process may concentrate on several transform coefficients near the component.The farther from the DC component, the coefficient value approaches zero and can be ignored. As a result, data reduction occurs. In addition, DCT, which is used in the present invention, stands for Discrete Cosine Transform, and has a high energy concentration effect and a relatively easy implementation method as compared to various transformation methods. In addition, RLC stands for Run Length Code. In the present invention, when the same data is repeated repeatedly, each data is encoded to obtain a data reduction effect by encoding the number of repetitions to avoid a large amount of data. Since the applied RLC shows that the transform coefficient after DCT conversion is concentrated around the DC component as described above and the rest are all zero, the non-zero transform coefficient is concentrated in the first part as shown in FIG. 0 is repeated. Therefore, if all the coefficients are transmitted by allocating constant bits (n bits) in the same way, the total data amount becomes m × n bits by the total number of transform coefficients (m). This results in a large value of the total data amount m × n. In this case, if only zero times are transmitted without allocating the trailing zeros to bits, the total amount of data can be greatly reduced. That is, only n-bit data of 0 and the number of 0s need to be transmitted. For example: If the total number of transform coefficients is m = 256 and each coefficient is represented by 8 bits, the total data amount is m × n = 256 × 8. If the non-zero number of transform coefficients is K, and the data amount is calculated during RLC application, K × 8, that is, K × 8 bits, is used for the non-zero coefficient part. 8 bits are added to the total (K + 2) x 8 bits. Therefore, if K is 254 or less, data reduction occurs. Generally, the number of K generated as a result of DCT is

Since the data reduction effect is very large.

이하 본 발명에 대한 구성 및 작용 효과를 첨부 도면에 의거 살펴본다.Hereinafter, the configuration and effect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼제 제1도는 본 발명의 회로도로써 비데오 카메라(2)에 아날로그 디지털 콘버터(3)를 연결 구성시켜 비데오 신호가 디지털로 변환된후 화상 메모리부(4)에 저장되게 구성하고 상기 화상 메모리부(4)에 저장된 데이터는 블록 부호화부(5)에서 블록 분할을 행하여 유사한 화소 데이터 값들로 구성된 블록과 각 화소의 데이터 값이 서로 상이한 블록이 나누어지게 구성하여 유사한 블록은 블록 코팅하고 상이한 블록에 대하여는 DCT 계산부(6)에서 DCT를 계산하여 그 결과를 DCT 계수 메모리부(7)에 저장되게 구성한다.FIG. 1 is a circuit diagram of the present invention, in which an analog-digital converter 3 is connected to a video camera 2 so that a video signal is converted to digital and stored in the image memory unit 4, and the image memory unit 4 In the block encoding unit 5, the block data is divided into blocks composed of similar pixel data values and blocks having different data values from each pixel. The similar blocks are block-coated and DCT is calculated for different blocks. The unit 6 calculates the DCT and stores the result in the DCT coefficient memory unit 7.

그리고 DCT 계수 분포 분류부(8)에서는 DCT 계수 메모리부(7)에 저장된 DCT 계수 분포를 3가지 경우로 판단하고 RLC부(9)에서는 블록의 성질을 나타내는 코드 2비트와 블록 코딩을 한 블록은 그 대표값만을 전송하고 DCT를 한 블록은 DCT 계수 분포를 판단한 2비트와 각 블록별로 RLC하여 전송로(10)로 전송되게 구성한 것이다. 이때 중앙처리장치(1)는 본 발명의 각 기능을 원활히 수행하도록 관장하고 각 회로에 적합한 제어신호를 발생하여 각 회로로부터 입출력되는 각종 데이터의 관리, 연산, 제어 등의 기능을 수행한다.In the DCT coefficient distribution classifying unit 8, the DCT coefficient distribution stored in the DCT coefficient memory unit 7 is determined to be three cases. The block that transmits only the representative value and performs DCT is configured to be transmitted to the transmission path 10 by RLC for each bit and each block that determines the DCT coefficient distribution. At this time, the central processing unit 1 is responsible for smoothly performing each function of the present invention and generates a control signal suitable for each circuit to perform functions such as management, operation, and control of various data input and output from each circuit.

제2도는 본 발명에 의한 DCT 계수 분포 분류 상태도로서 (Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)에서 빗금친 부분은 0이 아닌 값들로 계수가 분포된 것을 나타내며 나머지 부분은 거의 대부분이 0의 값을 가지고 있는 것을 나타내고 있다. 이와같이 구성된 본 발명을 제3도의 플로우챠트를 참고로 하여 상세히 설명한다.2 is a state diagram of DCT coefficient distribution classification according to the present invention, in which the hatched portions in (I) (II) (III) indicate that coefficients are distributed with non-zero values, and the remaining portions have almost zero values. It is shown. The present invention thus constructed will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

본 발명의 각 회로에 정상적으로 전원이 공급되고 비데오 카메라(2) 구동 신호에 의하여 비데오 카메라(2)가 동작하면 (「카메라 구동」)입력되는 아날로그 비데오 신호는 아날로그 디지털 콘버터(3)에서 디지털로 변환된후(「A/D 변환」)화상 메모리부(4)에 저장되게 되며(「화상메모리에 저장」) 이때 화상 메모리부(4)에는 1프레임의 화상 데이터가 저장되게 된다. 그리고 블록 부호화부(5)에서는 16×16화소(pixel)를 1블록으로 하여 상기 화상 메모리부(4)에 저장된 화소데이터의 블록 코딩 여부를 판단하게 된다(「블록 코딩?」) 즉, 블록내의 화소 데이터의 크기가 서로 유사한 값들을 가지는 경우에는 「블록코딩」을 행하게 되며 그렇지않고 블록내의 화소 데이터의 크기가 서로 상이한 값들을 가지는 블록에 대하여는 DCT 계산부(6)에서 이산 여현 변환(「DCT 계산」)처리시킨후 그 결과를 DCT 계수 메모리부(7)에 저장하게 된다.When power is normally supplied to each circuit of the present invention and the video camera 2 is operated by the video camera 2 driving signal (“camera drive”), the analog video signal inputted is converted from the analog digital converter 3 to digital. After that (" A / D conversion ") is stored in the image memory section 4 (" save in image memory "), image data of one frame is stored in the image memory section 4 at this time. Then, the block encoding unit 5 determines whether or not to block code the pixel data stored in the image memory unit 4 with 16 × 16 pixels as one block (" block coding? &Quot;). If the size of the pixel data has similar values, "block coding" is performed. Otherwise, the DCT calculation unit 6 performs a discrete cosine transform ("DCT calculation") on a block having values having different sizes of pixel data in the block. And the result is stored in the DCT coefficient memory section 7.

[「DCT 계수 메모리에 저장」][Save to DCT Coefficient Memory]

그리고 DCT 계수 분포 분류부(8)에서는 DCT 계수 메모리부(7)에 저장된 DCT 계수들의 분포를 제2도의 (Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)과 같이 3가지로 판단하게 되며(「DCT 계수 분류」)이때 제2도에서 빗금친 부분이 0이 아닌 값들로 분포된 부분이고 나머지 부분은 0의 값을 가진 부분이다.The DCT coefficient distribution classifying unit 8 judges the distribution of the DCT coefficients stored in the DCT coefficient memory unit 7 in three ways as shown in (I) (II) (III) of FIG. 2 ("DCT coefficient classification"). At this time, the hatched portion in FIG. 2 is a portion distributed with non-zero values, and the remaining portion is a portion having a value of zero.

한편, RLC부(9)에서는 블록부호화부(5)에서 블록 코딩된 출력이나 DCT 계수 분포 분류부(8)에서 판단된 DCT 계수 분포 결과로부터 블록 패턴 코드를 발생시키게 된다.On the other hand, the RLC unit 9 generates a block pattern code from an output coded by the block encoding unit 5 or a DCT coefficient distribution result determined by the DCT coefficient distribution classifying unit 8.

[「블록 패턴 코드 발생」]["Block pattern code generation"]

즉, 블록의 성질(코딩된 계수들)을 나타내는 코드 2비트와 블록 코딩을 한 블록은 그 대표값만을 전송하고 DCT를 한 블록은 제2도의 (Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)중 하나를 표시하는 2비트와 각 블록별로 RLC를 한후 (「RLC」) 전송로(10)를 통하여 수신측으로 전달하게 된다.(「채널전송」) 이때 RLC를 행하는 순서는 제2도에 도시된 화살표의 순서로 행하게 된다. 그리고 중앙 처리장치(1)는 상기된 각 회로들이 원활한 동작을 할수 있도록 관장하며 각 회로에 적절한 제어 신호를 발생하여 각 회로로부터 입출력되는 각종 데이터의 관리, 연산, 제어등의 기능을 수행하게 된다.That is, two bits of code indicating the property (coded coefficients) of a block and a block coded block transmit only a representative value thereof, and a block having DCT indicates one of (I) (II) (III) of FIG. After performing RLC for each bit and each block ("RLC"), it is transmitted to the receiver through the transmission path 10 ("channel transmission"). In this case, the RLC is performed in the order of the arrows shown in FIG. Will be done. In addition, the central processing unit 1 manages each of the above-described circuits to perform a smooth operation, and generates appropriate control signals for each circuit to perform functions such as management, operation, and control of various data input and output from each circuit.

이상에서와 같이 본 발명은 화상 데이터 신호 전송시 일정한 블록 단위로 분할시켜 유사한 화소가 모인 블록에 대하여는 블록 코딩을 행한후 그 대표값만 전송하게 하여 계산 처리 속도를 크게 증진시키며 상이한 화소가 모인 블록에 대하여는 DCT 처리하여 화질의 열화를 방지한후 DCT 계수 분포에 따라 각기 다른 블록 패턴을 발생시키고 RLC를 각각 상이하게 처리함으로써 전송 데이터가 크게 압축되어 전송 속도가 개선되므로 광대역의 전용 전송로를 사용하지 않아도 저속, 저가의 일반 공중 전화선으로 충분히 화상 데이터를 전송시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention divides blocks of similar pixels by transmitting them in a predetermined block unit when transmitting image data signals, and performs block coding on blocks having similar pixels, and then transmits only representative values thereof, thereby greatly improving computational processing speed. In order to prevent image quality deterioration by DCT processing, different block patterns are generated according to DCT coefficient distribution and RLC is processed differently so that the transmission data is greatly compressed and the transmission speed is improved. There is an effect that the image data can be sufficiently transmitted over a low-cost, low-cost public telephone line.

Claims

In a circuit in which the video signal of the video camera 2 is configured to be converted into digital by the analog-digital converter 3 and stored in the image memory unit 4, the data stored in the image memory unit 4 is converted into a block encoding unit. In block (5), blocks composed of similar pixel data are block coded, and blocks composed of different pixel data are configured to be DCT calculated by the DCT calculation unit 6 and stored in the DCT coefficient memory unit 7. The DCT coefficient memory The distribution of the DCT coefficients stored in the unit 7 is configured to be determined by the DCT coefficient distribution classifying unit 8, and then the RLC unit 9 calculates the DCT coefficient distribution values determined by the block coding value and the DCT coefficient distribution classifying unit 8 described above. RLC to be transmitted to the block pattern code and the transmission path (10).