KR930011843B1 - 화상부호화장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

화상부호화장치
제1도는 본 발명의 1실시예에 의한 화상 보호화 장치의 구성을 도시하는 블럭도.
제2도는 본 발명의 1실시예에 의한 부호화 제어부의 구성을 도시하는 블럭도.
제3도는 양자화 특성과 정규화 정보량의 관계를 도시하는 설명도.
제4도는 종래의 화상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블럭도.
제5도는 종래의 부호화 제어부의 구성을 도시하는 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 11 : 프레임간 차분 신호 생성수단 2, 5, 6 : 송신 화상 데이터 출력 수단
3, 12 : 복호 화상 신호 생성수단 4 : 프레임 메모리
7a : 부호화 제어부 71 : 속도지연 제어부
72, 74, 76 : 제1의 정규화 정보량 생성수단
73, 75, 77 : 제2의 정규화 정보량 생성 수단
78 : 제1의 양자화 특성 제어 테이블 79 : 제2의 양자화 특성 제어 테이블
80 : 셀렉터
본 발명은 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화를 목적으로 한 화상 부호화 장치에 관한 것이다.
제4도는 예를 들면 무라카미, 아사이등의 전자통신학회 기술 보고 IE 84-1(소화 59년 4월 3일) "적응형 벡터 양자화 방식 프레임간 부호화"등에 기재된 일정한 전송비에 의해 동작하는 종래의 화상 부호화 장치의 구성을 도시한 블럭도이고, 도면에서 (1)은 디지탈화된 프레임마다의 입력화상데이터(101)에 대하여 속도지연처리를 하는 속도지연처리부, (11)은 속도지연후의 입력 화상 데이터(102)와 프레임간 예측신호(107)의 감산처리를 실행하는 감산기, (2)는 감산기(11)에서 출력하는 프레임간 차분 신호(103)을 블럭화한후, 양자와 특성 제어신호(112)에 의해 지정되는 소정의 양자화 특성을 사용해서 상기 블럭(이하 양자화 블럭(QB)라 한다.)을 양자화하여 양자화 인덱스(104)를 출력하는 양자화부, (3)은 상기 양자화 인덱스(104)와 양자와 특성 제어 신호(112)에 따라서 양자화 복호를 실행하여 복소 차분 신호(105)를 출력하는 양자화 복호부, (12)는 가산기, (4)는 상기 프레임간 예측 신호(107)을 생성하는 프레임 메모리, (5)는 가변길이 부호화부, (6)은 송신 화상 데이터(113)을 출력하는 송신버퍼, (b)는 송신 버퍼(6)의 버퍼 축적량(108)에 따라서 상기 속도 지연처리부(1)에서의 속도 지연의 제어와 상기 양자화부(2)에서의 양자화 특성의 제어를 실행하는 종래의 부호화 제어부이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다. 우선 속도 지연 처리부(1)에서는 디지탈화된 프레임마다의 입력화상 데이터(101)에 대하여 속도 지연의 수를 지정하는 속도 지연 제어신호(111)에 따라 속도지연 처리를 실행한다.
상기 속도지연처리부(1)에서 출력된 속도지연후의 입력화상데이터(102)는 후단이 감산기(11)에서 프레임간 예측신호(107)이 차분도고, 그 결과 용장 성분을 제거한 프레임간 차분신호(103)이 생성된다. 양자화부(2)에서는 상기 프레임간 차분신호(103)을 양자화 블럭 QB로 분향하여 nXQB(n은 자연수)단위(소정의 수양자화 블럭 단위) 또는 프레임 단위로, 양자화 특성 제어 신호(112)에 따라 여러개의 양자화 특성중에서 지정된 소정의 양자화 특성을 사용하여 양자화 블럭 QB의 양자화를 실행한다. 종래의 부호화 제어부(7b)는 송신 버퍼(6)의 버퍼 축적량(108)에 따라서 속도 지연 제어 신호(111)과 양자호 특성(양자화 스텝 사이즈)제어 신호(112)를 출력하고 있다. 제5도에 종래의 부호화 제어부(7b)의 블럭 구성도를 도시한다. 버퍼 축적량 B(108)과 양자화 특성(양자화 스텝 사이즈)G 및 속도 지연수 M과의 관계를 다음에 기재한다.
상기 양자화 인덱스(104) 및 양자화 특성 제어 신호(112)는 가변 길이 부호화부(5)에서 부호화, 다중화되어서 송신 버퍼에 전송되어 일시 기억된 후, 송신 화상 데이터(113)으로서 전송된다. 양자화 복호부(3)에서는 상기 양자화 특성 제어신호(112)를 기본으로 상기 양자화 인덱스(104)로부터의 양자화 복호를 실행한 결과이 복호 차분 신호(105)를 가산기(12)에 출력한다.
상기 복호차분신호(105)에는 가산기(12)에 의해 상기 프레임간 예측신호(107)이 가산되어 복호화상신호(106)이 생성된다. 프레임 메모리(4)에서는 상기 복호화상신호(106)에 대해서 프레임 지연을 실시하여 프레임간 예측신호(107)로서 출력한다.
종래의 화상 부호화 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 프레임간 차분신호를 양자화 블럭QB로 분할하고, nXQB단위 또는 프레임을 단위로 버퍼 축적량에 따라서 부호화 제어를 실행하고 있었다. 따라서 nXQB를 단위로 제어를 실행한 경우에는 국소적으로 화질이 불균일하게 되는 것이 있어 주관적인 화질 저하의 요인으로 되는 한편, 프레임을 1개의 단위로서 제어를 실행한 경우에는 부호화 제어가 지연되기 때문에 보다 큰 양자화 스텝 사이즈가 선택되거나 속도지연이 빈번하게 발생하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 국소적인 화질 저하를 방지함과 동시에 부호화 제어의 지연을 작게 하도록한 화상부호화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 화상 부호화 장치는 송신화상데이터 출력 수단에 의해 현재의 버퍼 축적량을 수신하여 속도 지연 제어 신호 및 양자화 특성 신호를 출력하는 부호화 제어부의 구성으로서, 상기 버퍼 축적량을 입력해서 속도 지연 제어 신호를 출력하는 속도 지연 제어부, 상기 버퍼 측적량과 상기 버퍼 축적량에 수양자화 블럭 단위분의 지연을 부여한 상기 수양자화 블럭 단위전의 버퍼 축적량에서 수양자화 블럭 단위마다의 발생 정보량을 인출하여 상기 발생 정보량에서 제1의 정규화 정보량을 출력하는 제1의 정규화 정보량 생성수단, 상기 버퍼 축적량과 상기 버퍼 축적량에 1프레임분의 지연을 부여한 버퍼 축적량에서 1프레임마다의 발생 정보량을 인출하여 그 발생 정보량에서 제2의 정규화 정보량을 출력하는 제2의 정규화 정보량 생성수단, 상기 제1의정규화 정보량에 따라 여러개의 양자화 특성 중에서 소정의 양자화 특성을 결정하는 제1의 양자화 특정 제어 테이블, 상기 제2의 정규화 정보량에 따라 여러개의 양자화 특성중에서 소정의 양자화 특성을 결정하는 제2의 양자화 특성 제어 테이블 및 상기 제1의 양자화 특성 제어 테이블에서 출력된 제1의 양자화 특성 제어 신호와 상기 제2의 양자화 특성 제어 테이블에서 출력된 제2의 양자화 특성 제어 신호중 어느 하나를 발생 정보량에 따라 선택하여 양자화 특성 신호를 출력하는 셀렉터를 마련한 것이다.
본 발명에서의 부호화 제어부는 송신 버퍼에서 현재의 버퍼 축적량을 입력하여 제1의 정규화 정보량 생성수단에서 nXQB마다의 발생 정보량에 대해 비디오비나 프레임비와는 독립적인 제1의 정규화 정보량을 출력하는 한편, 제2의 정규화 정보량 생성수단에서 1프레임마다의 발생 정보량에 대해 제2의 정규화 정보량을 출력하고, 발생 정보량이 비교적 작은 경우에는 셀렉터에서 제2의 양자화 특성 제어 테이블을 선택하여 프레임 단위의 부호화 제어를 실행하는 것에 대해, 발생 정보량이 큰 경우에는 셀렉터에서 제1의 양자화 특성 제어 테이블을 선택해서 프레임 단위의 부호화 제어를 중지하여 nXQB단위의 제어를 실행하는 양자화 특성 제어 신호를 출력하도록 한 것이다.
이하 본 발명의 1실시예를 도면에 따라서 설명한다. 도면중 제4도와 동일한 부분은 동일한 부호로서 도시한 제1도에서, 7a는 버퍼 축적량(108)과 비디오 비(109) 및 프레임 비(110)에 따라서 속도 지연수와 양자화 특성을 결정하는 부호화 제어부이다. 또 제2도는 본 발명의 1실시예에 의한 화상 부호화 장치의 부호화 제어부(7a)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 도면에서 (71)은 속도 지연수를 결정하는 속조 지연 제어부에서 속도지연제어신호(111)을 출력한다. (72)는 xQB마다의 발생정보량(701)을 계산하는 제1의 발생정보량 산출부, (73)은 1프레임마다의 발생 정보량(702)를 산출하여 출력하는 제2의 발생 정보량 산출부, (74)는 nXQB분의 지연을 부여하는 제1의 지연회로, (75)는 1프레임분의 지연을 부여하는 제2의 지연회로, (76)은 상기 nXQB마다의 발생 정보량(701)에 대해 비디오 비(109)나 프레임 비(110)과는 독립한 정규화 정보량을 구하는 제1의 정보량 정규화부, (77)은 상기 1프레임 마다의 발생 정보량(702)에 대해 정규화 정보량을 구하는 제2의 정보량 정규화부, (78)은 상기 제1의 정보량 정규화부(76)에서 구한 제1의 정규화 정보량(705)에 따라 여러개의 양자화 특성중에서 소정의 양자화 특성을 결정하는 제1의 양자화 특성 제어 테이블, (79)는 상기 제2의 정보량 정규화부(77)에서 구한 상기 제2의 정규화 정보량(706)에 따라 여러개의 양자화 특성 중에서 소정의 양자화 특성을 결정하는 제2의 양자화 특성 제어 테이블, (80)은 상기 제1의 양자화 특정 제어 테이블(78)에서 출력된 제1의 양자화 특성 제어 신호(707)과 상기 제2의 양자화 특성 제어 테이블(79)에서 출력된 제2의 양자화 특성 제어 신호(708)중 어느 하나를 상기 제1의 정규화 정보량(705)에 따라서 선택하는 셀렉터이다. 또 (1),(11)은 프레임간 차분 신호 생성수단, (2),(5),(6)은 송신 화상 데이터 출력 수단, (3),(12)는 복호 화상 신호 생성수단, (72),(74),(76)은 제1의 정규화 정보량 생성수단, (73),(75),(77)은 제2의 정규화 정보량 생성수단이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다. 우선 제2도에서 제1의 발생 정보량 산출부(72)에서는 현재의 버퍼 축적량(108)과 nXQB분의 지연을 부여하는 제1의 지연회로(74)에서 출력된 nXQB전의 버퍼 축적량(703)을 사용하여 nXQB마다의 발생 정보량 I1(701)을 산출하는 한편, 제2의 발생 정보량 산출부(73)에서는 현재의 버퍼 축적량(108)과 1프레임의 지연을 부여하는 제2의 지연회로(75)에서 출력된 1프레임 전의 버퍼 축적량(704)를 사용하여 프레임마다의 발생 정보량 I2(702)를 산출한다.
제1의 정보량 정규화부(76)에서는 nXQB마다의 발생 정보량 I1(701)에 대하여 비디오 비 RV(109)나 프레임 비 Rf(110)과는 독립적인 정규화 정보량을 계산하여 제1의 정규화 정보량 N1(705)로서 출력한다. 1프레임당의 양자화 블럭수를 ℓ로 하면 제1의 정규화 정보량 N1(705)와 nXQB마다의 발생 정보량 I1(701), 비디오 비 Rv(109) 및 프레임 비 Rf(110)과의 관계는 다음 식에 의해 표현된다.
N1=(ℓXI1XRf)/(nXRv)
마찬가지로 제2의 정보량 정규화부(77)에서는 1프레임마다의 발생정보량 I2(702)에서 정규화 정보량을 구하여 제2의 정규화 정보량 N2(706)으로서 출력한다.
N2=(I2XRf)/RV
제1의 양자화 특성 제어 테이블(78) 및 제2의 양자화 특성 제어 테이블(79)에서는 각각 상기 제1의 정규화 정보량 N1(705), 상기 제2의 정규화 정보량 N2(706)에 따라 여러개의 양자화 특성중에서 소정의 양자화 특성을 결정한다. 양자화 특성의 결정 순서로서는 제3도에 도시한 바와 같이, ①과거의 양자화 특성과 정규화 정보량의 관계에서 양자화 특성과 정규화 정보량의 관계를 나타내는 여러개의 특성 곡선중에서 적당한 특성 곡선을 선택해서, ② 선택한 특성 곡선을 사용하여 목표 정규화 정보량 Nt(=1)에 대응하는 양자화 특성을 결정한다. 셀렉터(80)에서는 상기 제1의 양자화 특성 제어 테이블(78) 및 상기 제2의 양자화 특성 제어 테이블(79)에서 결정한 제1의 양자화 특성 제어 신호 CS1(707)가 제2의 양자화 특성 제어신호 CS2(708)의 한쪽을 제1의 정규화 정보량 N1(705)에 따라서 선택하고, 양자화 제어신호(112)로서 출력한다.
N1: 대CS1을 선택
N1: 소CS2를 선택
다른 부분은 종래와 마찬가지의 처리이다.
그리고, 상기 실시예에서는 정보 발생량의 대소에 따라서 nXQB단위의 제어와 프레임 단위의 제어를 전환하고 있었지만, nXQB단위/프레임 단위의 제어의 판정에서 정보 발생량의 대소와 함께 정보 발생량의 변동률을 판정 기준으로서 사용하면 보다 적절한 부호화 제어가 가능하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 부호화 제어단위로서 제1의 정규화 정보량 생성수단과 제1의 양자화 특성 제어 테이블에서 nXQB단위의 제어를 실행하는 제1의 양자화 특성 제어 신호를 출력하며, 또 제2의 정규화 정보량 생성수단과 제2의 특성 제어 테이블에서 프레임 단위의 제어를 실행하는 제2의 양자화 특성 제어 신호를 출력하고, 정보 발생량의 크기에 따라서 상기 양자화 특성 제어신호를 셀렉터에 의해 제어 단위로 전환하도록 했으므로, 국소적인 화질 저하의 방지와 부호하 제어의 지연을 작게 하여 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 디지탈화된 프레임마다의 입력 화상 데이터를 속도 지연 제어 신호를 기본으로 속도 지연한 후, 프레임간 예측 신호를 받아 프레임간 차분 신호를 출력하는 프레임간 차분 신호 생성 수단(1,11), 상기 프레임간 차분 신호를 양자화 특성 제어 신호를 사용하여 양자화 블럭으로 분할하고, 또한 부호화·다중화하여 송신 화상 데이터를 출력하는 송신 화상 데이터 출력 수단(2,5,6), 상기 양자화 특성 제어 신호를 기본으로 양자화 블럭의 양자화 인덱스를 복호하여 복호 차분 신호를 인출하고, 그 복호 차분 신호와 프레임간 예측신호에서 복호 화상 신호를 출력하는 복호 화상 신호 생성수단(3,12), 상기 복호 화상 신호를 입력하여 프레임 지연을 실시해서 상기 프레임간 예측 신호를 출력하는 프레임 메모리(4) 및 상기 송신 화상 데이터 출력 수단에서 현재의 버퍼 축적량을 수신하여 속도 지연 제어 신호와 양자화 특성 신호를 출력하는 부호화 제어부(7a)를 갖는 화상 부호화 장치에 있어서, 상기 버퍼 축적량을 입력해서 속도 지연 제어신호를 출력하는 속도 지연 제어부(71), 상기 버퍼 축적량과 상기 버퍼 축적량에 소정의 수양자화 블럭 단위분의 지연을 부여하고 그 양자화 블럭 단위전의 버퍼 축적량에서 소정의 수양자화 블럭 단위마다의 발생 정보량을 인출하여, 그 발생 정보량에서 제1의 정규화 정보량을 출력하는 제1의 정규화 정보량 생성수단(72,74.76), 상기 버퍼 축적량과 상기 버퍼 축적량에 1프레임분의 지연을 부여한 버퍼 축적량에서 1프레임마다의 발생정보량을 인출하여, 그 발생 정보량에서 제2의 정규화 정보량을 출력하는 제2의 정규화 정보량 생성수단(73,75,77), 상기 제1의 정규화 정보량에 따라 여러개의 양자화 특성중에서 소정의 양자화 특성을 결정하는 제1의 양자화 특성 제어 테이블(78), 상기 제2의 정규화 정보량에 따라 여러개의 양자화 특성중에서 소정의 양자화 특성을 결정하는 제2의 양자화 특성 제어 테이블(79) 및 상기 제1이 양자화 특성 제어 테이블에서 출력된 제1의 양자화 특성 제어 신호와 상기 제2의 양자화 특성 제어 테이블에서 출력된 제2의 양자화 특성 제어 신호중 어느 하나를 발생 정보량에서 따라서 선택하여 양자화 특성 신호를 출력하는 셀렉터(80)을 상기 부호화 제어부에 마련한 화상 부호화 장치.
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