KR940006737B1

KR940006737B1 - 영상 코딩 및 디코딩 처리와 화상 코딩 및 디코딩 장치

Info

Publication number: KR940006737B1
Application number: KR1019850009474A
Authority: KR
Inventors: 페르 알랭; 빌라롱 야닉
Original assignee: 똥송 그랑 퍼블리끄; 자끄 브와르
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1985-12-17
Publication date: 1994-07-27
Also published as: DE3579441D1; FR2575351A1; JPH08237659A; JPH1013834A; JP3205498B2; JPS61161578A; FR2575351B1; JP2000125297A; JP3406546B2; JP2509469B2; JP3716931B2; EP0189703A1; KR860005359A; HK45091A; US4707738A; EP0189703B1; JP2003235043A

Abstract

내용 없음.

Description

영상 코딩 및 디코딩 처리와 화상 코딩 및 디코딩 장치

제1도는 공지의 처리를 수행하는 코딩 및 디코딩 시스템의 실시에에 대한 블럭 선도.

제2도 내지 제5도는 본 발명에 따른 처리를 설명하는 그래프.

제6도는 본 발명에 따른 코딩 장치의 실시예에 대한 블럭 선도.

제7도는 본 발명에 따른 디코딩 장치의 실시예에 대한 블럭 선도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 21 : 코사인 변환 장치 2 : 임계치 감산 장치

3 : 정규화 장치 4 : 양자화 및 코딩 장치

5 : 제1비율조절 장치 6 : 제 2 비율 조절 장치

7, 53 : 디코딩 장치 8, 54 : 역 정규화 장치

9 : 임계치 가산 장치 10 : 역 코사인 변환 장치

23 : 가중장치 24 : 정규화 장치

25 : 양자화 장치 26 : 코딩 장치

27, 52 : 비율 조절장치 29 : 제어 수단

30 : 필드간 디코딩 수단 55 : 역 가중 장치

57 : 역 코사인 장치 62 : 필드간 디코딩수단

본 발명은 변환에 의해 연속 영상 또는 화상을 코딩 및 디코딩 하기 위한 적응 처리와 이러한 처리를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 처리의 목적은 비데오 화상이 디지탈화 되었을때 송신되거나 기억될 정보량을 감소시키는 것이다.

코사인, 푸리에, 하다마드(Hadamard), 하르(Haar), 또는 칼후넨-로에브(Karhunen-Loeve)형의 양방향성 변환에 의해 비데오 화상의 코딩 및 디코딩에 영향을 미치는 것으로 알리져 있다. 코딩은 각각의 화상을 사각형 블럭으로 분리하고, 블럭의 변환 계수라고 하는 값의 행열을 얻기 위해 상기 변환을 각각의 블럭에 적용하며, 이리한 계수를 코드화 형태로 송신하는 단계로 이루어진다. 디코딩은 계수를 디코딩한 다음,상기 블럭의 변환 계수의 행열에 역 변환을 적용하여 블럭의 각 점을 표시하는 디지탈 값을 복원하는 단계로 이루어진다. 화상에서 이용되는 변환은 예를들면, 푸리에, 하다마드, 하르 및 코사인 변환과 같은 신속한 알고리즘이 있는 변환이다.

1984년 3월자의 IEEE 논문 "통신에 관한 회보" 제CDM 32권, 제3호에서 더 큰 에너지를 포함하는 계수의 블럭이 작은 에너지를 포함하는 블럭보다 더 큰 양자화 레벨과 더 많은 코드 비트로 양자화 되도록 적응방식으로 변환 계수를 양자화 하는 단계로 이루어진 적응 코딩 처리에 대화상 기술한다. 영상이나 화상은16×16 블럭으로 분리된다. 각각의 블럭의 점을 나타내는 디지탈 값은 코사인 변환에 의해 변환되고, 그 다음 이와같이 얻어진 변환 계수는 임계치와 비교된다. 이 임계치보다 더 큰 계수는 송신율을 조절하기 위한 장치에 의해 공급된 변수로 이들 계수를 배율함으로써 정규화 된다.

이렇게 정규화된 계수는 버프만 코드에 의해 양자화되고 디코딩된 후, 송신율을 조절하는 버퍼 메모리에 기억된다. 이 버퍼 메모리는 가변 클럭 사이클에서 송신될 정보를 기억하는데, 상기 블럭 사이클은 화상의순간 에너지에 의존하며, 상기 버퍼 메모리는 일정한 비율로 이러한 정보를 복원한다. 이러한 버퍼 메모리의 채움 정도와 그 입력에서의 비율이 조정되고, 정규화된 변수의 값을 결정한다.

변환 후, 정보는 버퍼 메모리에 일정한 비율로 도달하고, 이 버퍼 메모리는 이들 정보를 가변 비율로 허프만 디코더에 반송한다. 이 변환은 이때 코딩용으로 이용된 것의 역인 정규화 변수에 의해 정규화되고, 상기 역 변수는 버퍼 메모리의 채움도를 조정하는 비율 조정 장치에 의해 계산된다. 변환 계수는 이때 코딩용 임계값에 가산되고, 코사인 변환의 역 변환에 의해 변환되어, 블럭의 점을 나타내는 디지탈 값을 복원한다.

복원된 화상의 질은 화상이 많이 움직이는 장면과 대응할 경우 다른 공지의 방법과 비교하여 매우 양호하다. 복원된 화상의 가시적 양은 이들 화상이 약간 움직이거나 또는 완전히 고정된 장면만을 도시할 때 그다지 좋지 않다. 후자의 경우 두 결점이 나타난다. 고주파 수와 중간의 특별 주파수의 여파를 볼 수 있으며,상기 여파는 임계치 이하의 값을 갖는 저에너지 계수의 제거와 대응한다. 눈은 일정한 구역에서 제한된 명도의 차에 대해 민감하므로 화상의 일정한 구역에서 블럭사이의 경계를 볼 수도 있다.

본 발명의 목적은 화상의 순서에 실제하는 정보의 중복성을 이용하여, 화상의 약간 움직이거나 또는 완전히 고정된 장면을 도시할때 미세부를 우수하게 복원하므로 상기의 단점에 영향을 입지는 않는 코딩 및 디코딩 처리이다.

본 발명에서는 변환에 의하여 일련의 영상을 코딩 및 디코딩하기 위한 적응 처리가 제공되고, 각각의 영상점은 디지탈 값으로 표시되는데, 상기 코딩은 각각의 화상을 점의 블럭으로 재분하고, 블럭의 변환 계수라 하는 값의 행렬을 얻기 위하여 양방향성 변환을 각각의 블럭에 적용하며, 각각의 블럭이 크케 움직이는장면을 나타내는가 또는 약간 움직이는 장면을 나타내는가를 변별하며, 제1경우에서 한 블럭의 변환 계수의 값이나 또는, 제2경우에서 선행 화상에서 상응 블럭의 상응 계수의 값에 대해 이러한 계수의 값의 차를 송신하며, 블럭이 약간 움직이는 장면인가 또는 크게 움직이는 장면인가의 여부를 각각의 블럭에 대해 나타내는 정보를 송신하는 단계를 포함하며, 디코딩은 심하게 움직이는 장면에 대해 코딩하기 위해 적용된 변환의 역인 변환을 변환 계수의 행렬에 적용하거나 또는, 선행 영상에서 상응 블럭의 상의 계수의 값에 이러한 계수 각각의 값 차를 각각 가산함으로써 약간 움직이는 장면을 나타내는 각각의 블럭에 대해 상기 블럭의계수의 값을 계산하고, 이와같이 계산된 계수에 역 변환을 적용하는 단계로 구성된다.

본 발명은 제한되지 않은 실시예와 첨부된 도면과 관련하여 앞으로 좀더 상세히 설명된다.

한 실시예에서, 본 발명에 따른 처리는 코사인 변환을 이용한다. 후자가 영상 또는 화상의 점을 표시하는 일련의 디지탈 값 f(j,k)에 적용되고 여기에서 j와 k가 0에서 N-1까지 변하고 점을 포함하는 행과 열을 지정할때 얻어진 변환 계수는

이며, 여기서 V=0,1,...N-1이고 각각 변환 계수의 행렬의 행과 열을 지정하는데, 여기서

w=0일 경우,

w=1,2.. N-1일 경우, C(w)=1이다.

역 코사인 변환은 다음식과 같이 정의된다.

U,V=0,1,..N-1일 경우,

제1도는 상기 기록에 설명된 처리를 수행하는 코딩 및 디코딩 시스템의 블럭 선도를 도시한 것이다.

처리된 영상 또는 화상은 두 비월 필드에 의해 구성된 단색도 비네오 화상이고, 각각의 필드는 독립 화상으로서 처리된다. 본 실시예는 코사인 변환 장치(1), 임계치 감산 장치(2), 정규화 장치(3), 양자화 및 코딩 장치(4), 제1비율 조절 장치(5), 제2비율 조절장치(6), 디코딩 장치(7), 역 정규학 장치(8), 임계치가산 장치(9) 및 역 코사인 변환 장치(10)를 포함한다.

코사인 변환 장치(1)는 입력 단자(13)를 이용하여 필드의 점의 명도를 표시하는 일련의 값 f(j,k)을 수신하고, 각각의 필드를 구성하는 각 점에 대한 변환 계수인 일련의 값 F(u,v)를 복원한다. 값 F(u,v)는 이값과 고정된 임계치 T 사이의 차를 산출하는 임계치 감산 장치(2)의 입력에 인가된다.

임계치 감산 장치는 값 F_T(u,v)를 복원하여,

F(u,v)≥T일 경우,

F_T(u, v) =F(u, v) -T,

F(u,v)<T열 경우,

F_T(u, v) =0 ‥‥‥……‥· ‥‥ ‥‥ …·‥…‥…(3)

으로 된다. 이와같은 임계치의 감산은 대부분의 계수를 0값으로 만드는데 영향을 미치며, 따라서 계수가 양자화 되도록 제한하고 결과적으로 정보가 송신되도록 제한한다.

값 F_T(u,v)는 다른 입력에 대한 정규화 변수라고 하는 값

을 수신하는 정규화 장치(3)의 입력에 인가된다. 정규화 장치(3)는 정규학 값

을 공급하는 출력을 구비한다. 정규화 장치(3)에 의해 이러한 방식으로 수행되는 정규화는 계수의 값의 범위를 조정할 수 있게 하여, 후속 코딩을 위해 고정된 비트의 수를 양호하게 이용할 수 있게 된다.

각각의 변환 계수의 정규화된 값은 양자화 및 코딩 장치(4)의 입력에 인가된다. 양자화는 단순히 부유점으로 표현된 값을 정수값으로 변환하는 단계로 구성된다. 따라서, 0과 1 사이의 어떤 다수의 같은 값 0으로 대체되어, 송신될 계수의 수효를 감소시킨다.

한 블럭의 변환 계수의 행렬의 제1행의 제 1계수와 대응하는 계수 F(0,0)는 특수한 방식으로 코딩되어, 블럭 사이의 명도차가 눈에 감지되지 않게 한다. 이 계수는 선형으로 양자화된 다음, 9비트 코드에 의해 디코딩된다. 다른 0이 아닌 계수는 그들 값에 대해 코딩되고, 허프만 코드에 따라서 코딩된 값을 2테이블에서 각각 판독함으로써 행렬에서 어드레스 지정한다.

이러한 코드의 코딩된 값은 가변 길이를 갖지만, 이들이 분리 정보를 필요로 하지 않고서 식별될 수 있는 방식으로 선택된다. 더우기, 최단 길이의 코딩된 값은 정보 계수의 통계적 연구가 실행될때 가장 빈번히 나타나는 계수 또는 어드레스에 기여된다.

이러한 계수의 어드레스는 블럭 행렬에서 행의 인덱스와 열의 인덱스에 의해 코딩되는 것이 아니라, 계수가 동일한 값을 갖는 곳에서 수행 길이를 어드레스로서 받아 들이게 되는 수행 길이 코팅에 의해 코딩되며, 계수의 행렬은 규정된 순서로 계산된다.

제2도는 블럭의 변환 계수의 행렬의 상단 좌측 모서리를 도시한 것이며, 계수가 그 수행 코드 길이에 대해 고려되는 곳에서 순서를 규정하는 지그재그 선로를 나타낸다. 이 순서는 코사인 변환 장치(1)의 출력에 의하여 계수 F(u,v)가 공급되는 순서이기도 하다. 이러한 경로는 송신될 정보량을 감소시킬 수 있게 만드는 0값을 오랜 기간동안 수행하는 장점을 갖는다.

제1비율 조절 장치(5)는 가변 비율을 갖는 장치(4)에 의해 코딩되는 값을 수신하고, 동일한 코딩된 값을 일정한 비율로 송신선(12)에 반송한다. 장치(5)는 버퍼로서 이용된 시프트 레지스터와, 레지스터의 채우기를 조정하고 장치(3)에 공급될 정규화 값 D를 결정하기 위한 제어 수단을 구비한다.

제2비율 조절 장치(6)의 입력은 코딩된 값을 수신하고 이들을 버퍼로 이용되는 시프트 레지스터에 저장하기 위해 송신선(12)에 연결된다. 장치(6)의 출력은 디코딩 장치(7)의 입력에 연결된다. 디코딩 장치(7)의 출력은 역 정규화 장치(8)의 입력에 연결된다. 디코딩 장치(7)는 허프만 코드에 따라서 코딩된 값의 가변길이로 인하여 불규칙한 간격으로 디코딩된 값을 공급한다. 조절 장치(5),(6)에서 버퍼 레지스터의 채우기는 일정하게 대칭적이다. 제2비율 조절 장치(6)에 합체된 제어 수단은 역 정규학 장치(8)의 입력에 공급되는 동일한 값(D)을 발생한다. 다른 입력에서, 장치(8)는 디코딩 장치(7)에 의해 공급되는 값을 수신하고,상기 값을 D로 배율하여 변환 계수의 값을 복원한다.

역 정규화 장치(8)의 한 출력은 임계값을 가산하기 위해 임계치 가산 장치(9)의 입력에 연결되고, 임계치가산 장치(9)의 출력은 역 코사인 변환 장치(10)의 입력에 연결된다. 역 코사인 변환 장치(10)의 출력은 출력 단자(11)에 연결되고, 일련의 디코딩된 명도값을 공급한다. 임계치 가산 장치(9)는 코딩시에 임계치 감산 장치(2)에 의해 값 T만큼 감산된 계수의 값에 임계치 T를 가산한다. 최종으로, 역 코사인 변환 장치(10)는 각 블럭의 각각의 점에 대한 명도를 복원하는 역 코사인 변환을 형성한다.

본 발명에 따른 처리는 크게 움직이는 장면을 나타내는 화상에 대해서는 위에서 설명된 것과 유사한 화상내 코딩을 이용하는 반면에 약간 움직이거나 또는 고정된 장면을 표시하는 화상에 대해서는 화상간 코딩을 이용하는 점에서 공지의 처리와 다르다. 화상간 코딩이나 또는 약간 움직이는 화상을 이용하면 두 연속 화상사이에 존재하는 상관 관계를 이용할 수 있다.

화상의 필수적 가시 정보는 최저의 특별 주파수와 대응하고, 후자는 행렬이 제2도에 규정된 선로에 따라 지그재그 방식으로 횡단될때 상기 화상의 변환 계수의 행렬의 제1계수와 대응한다. 따라서, 이러한 제l계수는 일반적으로 높은 에너지를 갖는 반면에, 다음의 계수는 낮은 에너지를 갖는다. 최저의 질을 갖는 디코딩된 화상을 얻기 위하여, 코딩과 디코딩은 변환 계수의 행렬의 제1계수를 우선순위 방식으로 결과적으로 송신해야 한다.

일련의 화상이 약간 움직이거나 또는 고정된 화상을 도시할 매, 제1계수의 값이 한 화상에서 다음 화상으로 약간만 변하기 때문에 각각의 화상에 대한 행렬의 제1계수의 값을 송신하는 것은 부적절한 것이다. 그러나 각각의 화상의 미세부를 재구성할 수 있게 하는 후측 계수의 값을 송신하지 않는 것은 불리하며, 이러한 미세부는 장면이 약간 움직이거나 고정될 때 눈으로 천천히 감지된다.

따라서, 본 발명에 따른 처리는 화상이 크게 움직이는 장면을 도시할 패 특별한 중간 주파수 및 고 주파수와 대응하는 계수를 약간의 가중치로 가중하면서 화상의 변환 계수의 값을 송신하거나 또는, 상기 화상이 약간 움직이거나 또는 고정된 장면을 도시할때 이전 화상에 대해 화상의 변환 계수의 변화량을 송신하는 단계로 구성되며, 이러한 방식으로 얻어진 정보량의 감소는 특별한 중간 주파수 및 고 주파수와 대응하는 계수의 값을 더 많은 비트로 송신하는데 이용된다.

화상의 순서로 표시된 장면의 움직임은 이 순서로 화상 각각의 상응 블럭에 대한 변환 계수의 값을 비교함으로서 평가된다. 본 발명에 따른 처리는 각각의 블럭의 변환 계수와 선행 화상의 상응 블럭에서의 상응치 사이의 차를 계산하고 이러한 차의 절대값을 임계치와 비교하며, 최소한 하나의 차가 고정된 임계치를 초과할때 화상간 코딩을 내부 화상 코딩으로 변경하는 단계로 이루어진다. 이러한 차를 계산하기 위해 이용된 상응 계수 값은 이론상의 식(1)에 따라 계산된 정확한 값이 아니며, 그 대신, 복원된 값이 디코딩 장치에서 효과적으로 이용할 수 있기 때문에 코딩과 디코딩에 의해 복원된 것이다

제3도 내지 제6도는 고정된 장면을 나타내는 세 연속 화상의 코딩에 적용되는 본 발명에 따른 처리에대해 설명한 것이다. 이러한 도면 각각은 세로 좌표상에 효과적으로 송신된 정보량을, 가로 좌표상에 이러한 화상 각각의 변환 행렬의 계수의 등급을 나타낸 그래프를 도시한다. 이 등급은 제2도에 도시된 지그재그 경로에 대해 결정한다. 제3도 내지 제5도는 문제의 화상의 변환 계수와 선행 화상의 변환 계수 사이의 차 계산 후와, 가중, 정규화 및 양자화 후에 효과적으로 송신된 정보량에 대해 고려한다.

제3도와 대응하는 화상은 이 화상에 선행하는 화상과는 달라서, 이 화상의 변환 계수의값이 선행 화상의 변환 계수의 값과는 매우 다르게 된다. 송신된 정보량의 분배는 화상간 코딩에 의해 송신될 정보량의 분배와 일치한다. 이는 저등급 계수에 대해 송신될 정보량이 높고 고등급 계수에 대한 정보량이 이러한 등급의 함수로서 감소하기 때문이다.

변환 계수의 차 값이 고등급 계수와 비교하여 저등급 계수에 유리하게 가중된 다음 비율 조절 장치에 의해 제어되어 정규화 되고 최종으로 양자화 되므로 매우 높은 등급의 계수에 대해 송신될 정보량이 0이다.

제4도는 선행 화상과 이론상 동일한 다음 화상과 대응한다. 이 제2화상의 변환 계수는 결과적으로 이전의 변환 계수와 이론적으로 엄밀히 일치한다 그러나, 가중, 정규화 및 양자화 작동은 코딩 에러를 일으켜, 코딩 전의 변환 계수와 코팅과 디코딩 후의 변환 사이의 0이 아닌 차를 초래한다. 따라서 제1화상에 대해 코딩되고 디코딩 된 계수와 제2화상에 대해 코딩될 계수 사이에 0이 아닌 차가 있다.

제4도는 가중, 정규화 및 양자화된 후 이러한 차에 대응하는 정보량을 도시한 것이다. 이러한 차에 의해 구성된 정보의 양은 소량이며, 조절 장치는 이때 이러한 값을 증가시키기 위해 정규화를 제어한다. 따라서,제4도는 이러한 증가로 인한 정보량을 도시한다. 정보량은 제1화상에 대한 코딩 에러가 중간 밋 고등급계수에 대해 증대하기 때문에 중간 등급 또는 고등급 계수에 대해 최대이다 제2화상에 대한 고등급 계수의 차값의 코딩은 가중 작동으로 인하여 고등급 계수가 중간 등급 계수에 비해 불리하므로 에러가 있다.

제5도는 제3화상에 대해 송신된 정보량을 도시한다. 제3화상의 계수와 제2화상의 코딩되고 디코딩된 계수사이의 차는 저등급 계수와 중간 등급 계수가 소량의 코딩 에러로 사전에 코딩되었기 때문에 작다. 저등급 및 중간 등급 계수에 대해 송신될 차값은 결과적으로 작고 거의 비트를 필요로 하지 않는다. 비율 조절 장치는 이때 정규화 변수를 변형하여, 고등급 계수와 거의 대응하는 계수의 차값을 증가시킨다.

따라서, 제3디코딩된 화상은 저등급 계수, 중간 등급 계수 밋 고등급 계수에 대응하는 정보를 가지며,즉 높은 정밀도로 제생될 것이다. 이 처리는 3 또는 4 연속 화상동안 집중한다. 본 발명에 따른 처리는 일정한 송신율의 가정으로 앞으로 설명될 것이며, 가변 송신율의 가정에도 적용될 수 있다.

제6도는 두 비월 필드에 의해 구성된 흑백 텔레비젼 화상을 처리하기 위한 본 발명에 따른 코딩 장치의일 실시예에 대한 블럭 선도를 도시한 것이다. 각각의 필드쌍은 두 연속 화상으로 간주된다. 제6도는 코사인 변환 장치(21), 디지탈 감산기(31), 두 지연 장치(32), (33), 두 입력과 한 출력을 갖춘 멀티플렉서(22), 가중 장치(23), 정규화 장치(24), 양자화 장치(25), 코딩 장치(26), 비율 조절 장치(27), 제어 수단(29) 및필드간 디코딩 수단(30)을 포함한다.

코사인 변환 장치(21)는 영상점을 표시하는 일련의 디지탈 값을 수신하기 위해 입력 단자(20)에 연결된 입력을 구비한다. 코사인 변환 장치(21)는 감산기(31)의 제1입력과 지연장치(33)의 입력에 연결된다. 필드간 디코딩수단(30)의 입력은 감산기(31)의 제2입력에 연결되고 감산기의 출력은 지연장치(32)의 입력과 제어수단(29)의 입력에 연결된다.

가중 장치(23)의 입력과 출력은 멀티플렉서(22)의 출력과 정규화 장치(24)의 입력에 연결된다. 정규화 장치(24)의 출력은 양자화 장치(25)의 입력에 연결된다. 양자화장치(25)의 출력은 코딩장치(26)의 입력과 필드간 코딩수단(30)의 제1입력에 연결된다. 코딩장치(26)의 출력은 비율 조절장치(27)의 입력에 연결된다. 장치(27)는 본 발명에 따른 코딩장치의 출력단자(28)에 연결된 제1출력과, 한편으로는 정규화장치(24)의 제어 입력에 연결되고 필드간 코딩수단(30)의 제2입력에도 연결되는 제2출력을 구비한다. 제어수단(29)의 출력은 멀티플렉서(22)의 제어입력과, 코딩장치(26)의 제어입력과, 필드간 코딩수단(30)의 제3입력에 연결된다.

제어수단(29)은 두 비교기(40),(42)와 논리회로(41)를 구비한다. 제어수단(29)의 입력은 비교기(40)의 제1입력과 비교기(42)의 제l입력에 연결된다. 이러한 비교기 각각은 임계치 +S와 임계치 -S를 각각 수신하는 제2입력을 구비한다. 비교기 각각은 논리회로(41)의 입력에 연결된 출력을 구비한다. 논리회로(41)는 블럭의 처리주파수에서 신호 F_B를 수신하는 클럭 입력과 제어수단(29)의 출력을 구성하는 출력을 구비한다.

필드간 디코딩수단(30)은 처리된 블럭의 상응 블럭의 변환 계수를 기억하기 위한 메모리(46)와, 두 입력과 한 블럭(47)을 구비한 멀티플렉서와, 가산기(48)와, 역 변환장치(49)와, 역 정규화 장치(50)를 포함한다. 디코딩 수단(30)의 제1, 제2 및 제3입력은 역 정규화 장치(50)의 제1 및 제2입력에 뿐만 아니라, 멀티플렉서(47)의 제어 입력에도 각각 연결된다. 역 정규화 장치(50)의 출력은 역 가중장치(49)의 입력에 연결된다. 역 가중 장치(49)의 출력은 멀티플렉서(47)의 제1입력과 가산기(48)의 제1입력에 연결된다.

가산기(48)의 제1입력과 한 출력은 필드간 코딩 수단(30)의 출력을 구성하는 메모리(46)의 한 출력과 멸티플렉서(47)의 제2입력에 연결된다. 멀티플렉서(47)의 출력은 메모리(46)의 데이타 입력에 연결된다. 메모리(46)는 점의 분해 주파수에서 출력신호에 의해 제어된 시프트 레지스터에 의해 구성될 수 있고, 상기주파수는 각각의 변환 계수의 처리 주파수와 대응한다. 이 레지스터의 단 수는 지연 장치(32)에 의해 제공되는 지연을 고려하여 10점 이하로서, 화상 필드당의 점의 수효와 동일하다.

코사인 변환 장치(21)는 각각의 화상을 16×16점의 블럭으로 분해 하기에 적합하며, 상기 코사인 변환에 의하여 변환 계수의 행렬을 각각의 블럭에 대해 계산한다. 각각의 블럭의 계수값은 제2도에 의해 규정된 순서로 지연 장치(33)에 연속적으로 공급되고, 선행 프레임에서 상응 블럭의 상응 계수에 대해 각각의 계수의 차를 계산하기 위해 감산기(31)의 제1입력에 공급되며, 디코딩 수단(30)은 이러한 상응 계수의 값을 감산기(31)의 제2입력에 공급한다. 감산기(31)의 출력에 의해 공급되는 차값은 지연 장치(33)에 의해 지연된 다음 멀티플렉서(22)의 제2입력에 인가된다. 멀티플렉서(22)는 블럭이 약간 움직이거나 또는 고정된 장면을 나타낼 경우 지연 장치(33)에 의해 공급된 계수의 값을 송신하지 않는다면 차값을 송신한다.

멀티플렉서(22)는 제어 수단(29)의 출력에 의해 공급된 논리 신호에 의해 제어된다. 제어 수단(29)의 입력은 감산기(31)에 의해 계산된 차를 수신하고, 이것을 비교기(40,42)를 이용하여 한편 임계치 +S와 비교하고 다른 한편 임계치 -S와 비교한다. 임계치 +S는 양의 차에 대응하고 임계치 -S는 음의 차에 대응한다. 두 상응 계수 사이의 차 값의 절대값이 임계치를 초과할때 비교기(40) 또는 비교기(42)는 논리 회로(4l)에 논리 신호를 공급하며, 논리 회로(41)는 자가 블럭의 10개의 제1계수중 최소한 하나에 대해 임계치를 초과할 경우 한 블럭의 코딩 주기를 통하여 필드내 코딩과 대응하는 논리 신호를 공급한다. 코딩 형태의 선택을 검사하면 각 블럭에 대한 10개의 제1계수를 고려할 필요가 생기는데, 이는 코사인 변환 장치(21)에 의해서와 감산기(31)에 의해 공급되는 값을 10계수와 대응하는 시간 즉, 10화상점과 대응하는 시간만큼 지연하기 위하여 지연 장치(33),(32)가 제공되기 때문이다.

지연 장치(33),(32)는 화장점 분해의 클럭 사이클을 갖는 클럭 신호에 의해 제어된 10단 시프트 레지스터에 의해 각각 구성될 수 있다. 논리 회로(41)는 전문가를 발명 활동에 몰두시키지 않고서 전문가에 의해 구성될 수 있는 순차 회로이다. 이것은 코사인 변환이 화상 코딩을 위해 넓게 이용되므로 코사인 변환 장치(21)에도 적용한다.

가중 장치(23)는 어떤 형태의 코딩이 발생하더라도 동일한 가중 방법을 적용한다. 이 가중은 입력에 인가된 값을

으로 배율하는 단계로 구성되는데, 여기서 U와 V는 각각 변환 행렬에서 코딩된 계수의 행의 인덱스와 열의 인덱스이다. 인덱스 U와 V가 증가할 때 계수에 적용된 가중치는 감소한다. 높은인덱스 즉, 특별한 고주파수와 대응하는 계수는 결과적으로 0에 가까운 값으로 배율된다. 인덱스 U와 V의값은 그 구성이 전문가의 범위내에 있는 동기화 및 제어 수단(도시 안됨)에 의해 결정된다.

정규화 장치(24)는 입력에 인가된 값을 비율 조절 장치(27)에 의해 공급된 가변 계수로 배율한다. 양자화장치(25)는 부유점을 갖는 입력에 인가된 값을 정수값으로 변환한다. 코딩 장치(26)는 그 입력에 인가된 계수차의 값과 어드레스를 두 허프만 코드로 코딩한다. 어드레스의 코딩은 수행 코딩 길이이며, 계수는 제2도에 도시된 등급으로 처리된다. 이 코딩은 다수의 높은 등급의 계수가 0값을 가지며 중대한 길이를 갖는수행에 분배된다는 점을 이용하여, 송신될 정보의 량을 상당히 감소시킬 수 있다. 코딩 장치(26)는 제어 수단(29)의 출력에 의해 공급된 논리 신호의 작용하에서 코딩 형태의 변경을 나타내는 코드 워드를 코딩된 정보의 순서로 삽입한다.

비율 조절 장치(27)는 버퍼 메모리로 이용되는 시스트 레지스터와, 상기 레지스터의 채우기를 조정하고 예를들면 판독 전용 메모리에 기억된 표를 이용하여 정규화 변수의 값을 상기 채우기 정도의 함수로서 계산하는 제어 수단을 합체한다. 디코딩 수단(30)은 1필드에 대응하는 기간동안 코딩되고 디코딩 되며 기억된일련의 변환 계수를 회복할 수 있게 한다. 코딩 수단(30)은 디코딩될 일련의 값을 샘플링 하기 위하여 양자화 장치(25)의 출력에 연결된다.

이러한 값은 비율 조절 장치(27)에 의해 공급된 정규화 계수의 값을 수신하는 역 정규학 장치(50)에 인가된다. 장치(50)는 판독 전용 메모리에 기억된 표를 이용하여, 디코딩될 값을 정규화 변수의 역으로 배율한다. 장치(50)는 각각의 값을 다음의 가중치

으로 배율하는 역 가중 장치(49)에 일련의 값을 공급한다. 발생하는 코딩이 필드내 코딩하면, 제어 수단(29)에 의해 제어되는 멀티플렉서(47)는 역 가중 장치(49)에 의해 공급되는 값을 송신한다. 코딩된 블럭이 필드간 코딩되면, 멀티플렉서(47)는 가산기(48)에 의해 공급되는 일련의 값을 송신하는데, 이 가산기는 선행 필드에서 상응 블럭의 상의 계수값을 역 가중 장치(49)에 의해 공급되는 차 값에 가산함으로써 계수의 값의 회복에 영향을 미친다.

멀티플렉서(47)의 출력에 의해 공급되는 디코딩된 계수의 값은 한 필드,10점 이하를 처리하는 것과 동일한 시간동안 메모리(46)에 기억된다. 메모리(46)에 의해 회복되는 값은 감산기(31)를 이용하여 계수차를 계산하고 가산기(48)를 이용하여 동일 계수차를 동시 디코딩하기 위하여 이용된다.

제7도는 위에서 설명된 코딩장치에 의해 공급되는 코딩된 값을 디코딩할 수 있게 하는 본 발명에 따른 디코딩 장치의 일 실시예에 대한 블럭 선도를 도시한 것이다. 이 코딩 장치는 비율 조절 장치(52), 디코딩장치(53), 역 정규화 장치(54), 역 가중 장치(55), 두 입력과 한 출력을 갖춘 멀티플렉서(56), 역 코사인변환 장치(55) 및 필드간 디코딩 장치(62)를 포함한다.

비율 조절 장치(52)의 한 입력은 디코딩된 값을 수신하는 입력 단자(51)에 연결된다. 장치(52)는 디코딩장치(53)의 한 입력에 연결된 제1출력과, 역 정규화 장치(54)의 제어 입력에 연결된 제2출력을 구비한다.디코딩 장치(53)는 장치(54)의 입력에 연결된 출력을 구비한다. 역 정규학 장치(54)의 출력은 역 가중 장치(55)의 입력에 연결된다. 이 역 가중 장치는 멀티플렉서(56)의 제1입력과 필드간 디코딩 수단(62)의 제1입력을 구비한다. 수단(62)은 멀티플렉서(56)의 제2입력에 연결된 출력을 구비한다. 멀티플렉서(56)는 수단(62)의 제2입력에 연결된 출력과 역 코사인 장치(57)의 입력에 연결된 출력을 구비한다. 장치(57)의 출력은 본 발명에 따른 디코딩장치의 출력 단자(58)에 연결된다.

필드간 디코딩 수단(62)은 디코딩된 블럭에 상응하는 선행 영상에서의 블럭의 계수를 기억하기 위한 메모리(61)를 구비한다. 수단(62)의 제1입력은 가산기(60)의 제1입력에 연결된다. 수단(62)의 제2입력은 메모리(61)의 데이타 입력에 연결된다. 메모리(61)의 출력은 가산기(60)의 제2입력에 연결된다. 가산기(60)의 출력은 수단(62)의 출력에 연결된다.

입력 단자(51)에 의하여 비율 조절 장치(52)는 일정한 클럭 사이클을 갖는 일련의 2진 값을 수신하고, 가변 클럭 사이클로 코딩된 계수값을 송신한다. 디코딩 장치(53)는 필드의 분해와 복원을 위하여 클럭 사이클과 대응하는 일정한 클럭 사이클로 계수차를 복원해야 한다. 따라서, 조절 장치(52)는 시프트 레지스터로 구성된 버퍼 메모리를 구비하는데, 여기에는 입력 단자(51)에 의해 수신된 2진수 값이 일정한 클럭 사이클로 입력된다. 이러한 2진수 값은 수행 길이 코팅에 의해 코딩된 어드레스를 다시 계산함으로써 코딩을 위해 이용된 허프만 코드의 테이블에 따라서 디코딩 장치(53)에 의해 가변 클럭 사이클로 디코딩 된다. 비율 조절 장치(52)의 버퍼 메모리의 채우기는 코딩을 위해 비율 조절 장치(27)에서 버퍼 메모리의 채우기와 엄격히 대칭적이다.

비율 조절 장치(52)는 상기 채우기를 조정하고 코딩 장치에서와 동일한 정규화 변수를 결정하는 제어 수단을 구비한다. 이 정규화 변수는 역 정규화 장치(54)에 인가되고, 역 정규화 장치(54)는 그 입력에 인가된 각각의 값을 정규화 변수의 역의 값으로 배율한다. 역 정규화 장치(54)는 역 정규화 장치(50)와 동일할 수있고, 값의 표를 기억하는 판독 전용 메모리로 구성될 수 있다. 역 가중 장치(55)는 다음식

과 동일한 가중치로 그 입력에 연속적으로 인가된 각각의 값을 배율한다. 인덱스 U와 V의 값은 동기화 및제어 수단(도시 안됨)에 의해 결정되고 이 수단의 구성은 전문가의 범위에 속한다.

멀티플렉서(56)는 제1입력에서 역 가중 장치(55)의 출력에 의해 직접 공급되는 값을 수신하고 제2출력에서 필드간 디코딩 수단(62)에 의해 디코딩된 값을 수신한다. 필드간 디코딩 수단(62)는 선행 영상 또는 화상에서 상응 블럭의 상응 계수의 값을 가산기(60)를 이용하여 부가함으로써 계수차 값을 디코딩한다. 디코딩 장치(55)는 코딩형으로의 변화를 나타내는 코딩정보의 순서로 삽입된 2진 워드를 검출하고, 제어 신호를 멀티플렉서(56)에 공급한다. 멀티플렉서(56)는 필드내 코딩이 수반될 때 역 가중 장치(55)의 출력에 의해 공급된 값을 송신하고, 필드간 코딩이 수반될 때 상기 수단(62)의 출력에 의해 공급된 값을 송신한다. 멀티플렉서(56)의 출력은 일련의 코딩된 계수 값을 역 코사인 장치(57)에 공급하고, 이 역 코사인 장치는 명도값이 분해된 등급으로 일련의 명도값을 복원한다.

특히 각각의 블럭의 움직임 정도를 검출하는 제어 수단(29)을 구성하고 변환 형태를 선택하기 위하여 본발명은 위에서 설명된 실시예에 제한되지는 않으며 여러 변형은 전문가의 범위내에 속한다.

칼라 텔레비젼 화상의 코딩과 디코딩은 명도 신호와 두 색차 신호와 대응하는 세 연속 디지탈 값의 병렬처리로 수행될 수 있다.

본 발명은 텔레비젼 화상을 저감된 비율로 송신 또는 기억시키는데 특별히 적용될 수 있다

Claims

각각의 영상점이 디지탈 값으로 표시된 일련의 영상을 변환에 의해 코딩 및 디코딩 하기 위한 적응 처리로서, 상기 코딩은 각각의 화상을 점의 블럭으로 재분하고, 블럭의 변환 계수라 칭하는 값의 행렬을 얻기위해 각각의 블럭에 양방향성 변환을 적용하며, 각각의 블럭이 크게 움직이는 장면을 나타내는가 또는 약간움직이는 장면을 나타내는가의 여부를 변별하며, 제1경우에서 한 블럭의 변환 계수의 값을 송신하거나 또는 제2의 경우에서 선행 화상의 상응 블럭의 상응 계수의 값에 대하여 이러한 계수의 값의 차를 송신하며,약간 움직이는 장면인가 또는 심하게 움직이는 장면인가의 여부를 나타내는 각각의 블럭에 대한 정보를 송신하는 단계를 포함하고, 디코딩은 약간 움직이는 장면을 표시하는 각각의 블럭에 대해 그 코딩을 위해 적용된 변환의 역인 변환을 변환 계수의 행렬에 인가하거나 또는, 선행 화상에서의 상응 블럭의 상응 계수의 값에 이러한 계수 각각의 값의 차를 부가함으로써 상기 블럭의 계수의 값을 약간 움직이는 장면을 나타내는 각각의 블럭에 대해 계산한 다음, 이와같이 계산된 계수에 역 변환을 적용하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 영상 코딩 및 디코딩 처리.
제1항에 있어서, 영상 코딩 및 디코딩 처리는 블럭이 크게 움직이는 장면을 도시하는가 또는 약간 움직이는 장면을 도시하는가의 여부를 변별하기 위하여 이 블럭에서의 각각의 변환 계수와 선행 화상에서의 상응 블럭의 상응 계수사이의 차를 계산하고, 임계치에 대한 이 차의 절대값을 비교한 다음, 특별한 저주파수에 대응하는 계수에 대한 이러한 비교 결과의 함수로서 블럭이 심하게 움직이는 장면인가 또는 약간 움직이는 장면인가의 여부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 코딩 및 디코딩 장치.
제1항에 있어서, 코딩은 특별한 고주파수와 대응하는 값과 비교하여 화상의 특별한 저주파수와 대응하는 값을 더큰 정보량으로 표시하기 위하여, 계수의 값과 이들을 송신하기 전의 차의 값에 대한 가중 처리를 적용하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 영상 코딩 및 디코딩 장치.
각각의 화상이 점의 블럭으로 재분되는 일련의 화상을 변환을 이용하여 적응 코딩하기 위한 장치로서,각각의 순서가 화상 블럭의 점을 표시하고 각각 점의 블럭과 대응하는 정보 계수의 순서를 복원하는 상황에서 디지탈 값의 순서를 수신하는 변환 장치와, 선행 화상에서 코딩된 블럭과 상응하는 블럭에 대응하는 일련의 정보를 공급하기 위한 제1수단과, 크게 움직이는 장면을 표시하는 블럭과 약간 움직이는 장면을 표시하는 블럭을 변별하기 위하여 변환 장치에 결합된 제2수단과, 각각의 블럭의 변환 계수와 선행 화상에서의 상응 블럭의 상응 변환 계수사이의 일련의 차를 계산하기 위하여 변환 장치와 제1수단에 결합된 감산기와,변환 장치에 의해 공급되는 계수 또는 제2수단에 의해 제어되는 감산기에 의해 공급된 차를 송신하고 블럭이 크게 움직이는 장면을 나타내는가 또는 약간 움직이는 장면을 나타내는가의 여부를 표시하는 정보를 송신하기 위한 제3수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 코딩 장치.
제4항에 있어서, 제3수단은 변환 장치의 출력과 감산기의 출력에 결합되고 제2수단에 의해 제어되는 멀티플렉서와, 멀티플렉서에 의해 공급되는 디지탈 값이 블럭의 변환 계수의 행렬의 행과 열에서의 상위등급의 계수차와 대응할때 멀티플렉서에 의해 공급되는 디지탈값을 감소시키기 위해 멀티플렉서의 출력에 결합된 가중 장치와, 정규화 변수의 값으로 배율시킴으로써 계수 값과 차를 증가시키거나 또는 감소시키기위한 정규화 장치와, 계수 값이나 또는 차의 소수부를 제거하기 위한 양자화 장치와, 송신하기 전에 계수밋 계수 차의 값과 어드레스를 버프만 코드로 코딩하고 블럭이 심하게 움직이는 장면을 표시하는가 또는 약간 움직이는 장면을 표시하는가의 여부를 나타내는 코드 워드를 발생시키기 위한 코딩 장치와, 정규화 변수의 값을 정규화 장치에 공급하는 송신 비율 조절 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 코딩 장치.
각각의 화상이 점의 블럭으로 재분되고 각각의 블럭이 양방향성 변환에 의해 얻어진 계수의 행렬로 표시되어 각각의 계수가 코딩된 값으로 표시되는 상황에서 일련의 화상을 변환을 이용해 적응 디코딩하기 위한 장치로서, 제어 신호를 발생시키고 코딩된 값을 기초로 계수나 계수차의 디코딩된 값을 회복하기 위하여 코딩된 값으로 이루어진 코딩된 데이타와 블럭이 약간 움직이는 장면을 표시하는가 또는 심하게 움직이는 장면을 표시하는가의 여부를 나타내는 코드 워드를 수신하기 위한 제1수단과, 제1수단에 의해 공급된 디코딩된 값을 선행 화상의 상응 블럭에서의 대응 계수의 값에 더함으로써 블럭의 각각의 계수에 대한 값을 변별하기 위한 제2수단과, 제1수단에 의해 복원된 디코딩된 값이나 또는 제2수단에 의해 결정된 값을 출력에 송신하기 위하여 제1수단에 의해 발생된 제어 신호에 의해 제어되는 멀티플렉서와, 코딩을 위해 인가된 변환의 역인 변환을 적용하고 멀티플렉서 출력에 결합되는 영상점을 표시하는 디지탈 값을 복원하는 작용을 하는 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 코딩 장치.
제6항에 있어서, 제1수단은 일정한 2진 비율로 코딩된 데이타를 수신하고 정규화 변수의 값을 결정하기 위한 비율 조절 장치와, 조절 장치에 의해 수신된 코딩된 데이타를 디코딩하고 일련의 변환 계수와 계수차를 일정한 클럭 주파수로 공급하며 상기 데이타에 대응하는 블럭이 심하게 움직이는 장면을 표시하는가 또는 약간 움직이는 장면을 표시하는가의 여부를 나타내는 코드 워드를 디코딩하며 대응하는 논리 신호를 발생시키기 위한 디코딩 장치와, 디코딩 장치에 의해 디코딩된 값을 정규화 변수의 값으로 배율하기 위하여 디코딩 장치의 출력에 결합된 정규화 장치와, 코딩 기간 동안 인가된 가중의 역인 가중을 역 정규와 장치에의해 공급된 값에 적용하기 위하여 역 정규화 장치의 출력에 결합된 역 가중 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 코딩 장치.