KR940011609B1 - 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사방법 및 그 장치

제1도는 종래의 지그재그주사의 1예를 나타낸 도면.

제2도는 본 발명의 1실시예에 따른 주사장치를 적용한 부호화블럭의 구성도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예 따른 주사장치를 적용한 복호화블럭의 구성도.

제4도는 영상에너지의 분포에 따른 기울기를 나타낸 도면.

제5도는 제4도의 기울기에 따른 에너지분포의 분류의 1예를 나타낸 도면.

제6도 (a)-(d)는 본 발명에 따른 실제 주사의 1예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 2차원 변환부 2 : 라이트 어드레스 카운터

3 : 변환계수저장부 4 : 주사순서결정부

5,13 : 주사순서저장부 6 : 양자화부

7 : 멀티플렉서 11 : 디멀티플렉서

12 : 역양자화부 14 : 변환계수저장부

15 : 리드 어드레스 카운터 16 : 2차원 역변환부

본 발명은 영상신호의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 특히 영상신호의 대역압축시 N×N블럭(N은 양의 정수)의 변환계수의 에너지분포에 따라 주사방향을 달리하는 2차원 데이타의 에너지 분포에 따른 주사방법 및 그 장치에 관한 것이다.

영상신호의 전송효율을 향상시키기 위해서는 디지탈 영상신호의 대역압축을 실시하게 되는데, 통상적으로는 입력되는 시간영역의 영상신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 대부분의 영상에너지를 N×N(N은 정수)계수들중에 몇몇개의 변환계수로 밀집시키고 그 밀집된 계수를 고정된 주사방향을 갖는 주사방법, 예를들어 지그재그주사방법, 곡선형태의 주사방법등에 의하여 일련의 데이타 스트림(Stream)으로 바꾸게 된다. 양자화부에 의해 변환계수중 상당부분이 "0"으로 양자화되는데 이때(줄길이, 진폭)으로 부호화한 후 VLC(Variable Length Coding)를 적용하기도 한다. 즉, "0"이 아닌 변환 계수는 그 진폭의 크기와 계수와 계수사이의 "0"의 갯수를 계산하여 직렬로 전송하고, 그 블럭내의 마지막 변환계수 다음에 EOB(End of Block)마크를 부가하게 된다. 그 이후 등장하는 "0"의 행렬은 "0"을 실제 데이타로 처리하지 않고 "0"의 갯수만을 전송하게 됨으로써 어느 정도의 데이타압축이 이루어진다. 현재, 대부분은 이미 설명한 바와 같이 제1도에 도시한 지그재그 주사방법을 널리 사용하고 있으며 제1도는 N=8인 경우를 나타내었다. 그러나, 실제영상에 따라 변환계수의 밀집형태가 수평, 수직, 대각선등 다양한 방향으로 분포됨에도 불구하고 일률적으로 이와 같은 방법으로 지그재그 주사방법을 할 경우 EOB가 빨리 나오도록 한다는 차원에서 그 효율면에 한계가 있었다. 따라서, N×N블럭으로 변환된 계수들의 주사방향을 적절히 선택함으로써 가능한 EOB가 빨라 나오도록 할 필요가 있으며(즉 VLC 출력데이타량의 최소가 되도록 할 필요가 있으며)이는 대역압축효율을 증대시키는 하나의 방법임은 상술한 바와 같다.

본 발명의 목적은 영상신호의 에너지분에 따른 기울기에 대응하는 방향으로 주사방향을 달리하는 2차원 데이타의 에너지 분포에 따른 주사방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 방법을 실시하기 위한 2차원 데이타의 에너지 분포에 따른 주사장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 영상신호를 N×N블럭(N은 양의 정수)의 변환계수로 변환해서 부호화하는 과중중 주사방법에 있어서, 상기 변환계수의 에너지분포형태에 따라 적응적인 소정의 기울기정보를 추출하는 단계, 상기 기울기정보에 대응하는 주사방향을 선택해서 주사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사방법에 있다.

본 발명의 다른 특징은 영상신호를 N×N블럭(N은 양의 정수)의 변환계수로 변환해서 대역압축을 실시하기 위한 주사장치에 있어서, 상기 변환계수를 저장하기 위한 변환계수 저장부, 상기 변환계수의 에너지분포형태를 추출해서 그 에너지분포형태에 따른 기울기정보를 얻기 위한 주사순서결정부, 상기 기울기정보에 따라 메모리되어 있는 다수의 주사방향중 대응되는 주사방향을 결정하여 상기 변환계수 저장부에 저장되어 있는 변환계수를 출력시키는 어드레스신호를 발생하는 주사순서저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사장치에 있다.

이하, 본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다.

제2도는 부호화블럭에 적용한 본 발명의 1실시예에 따른 주사장치의 구성도로서, 디지탈 영상입력 또는 DPCM(Differential Pulse Code Modulation)루프를 통한 예측 오차성분으로 되는 영상입력신호를 N×N블럭(예를 들어, N=8)의 주파수 영역의 변환계수로 바꾸어주기 위한 2차원 변환부(1)와 출력변환계수를 데이타량에 따라 적응적으로 양자화시키기 위한 양자화부(6)를 구비한 인코더블럭내에 라이트 어드레스 카운터(Write Address Counter)(2)의 출력신호에 따라 2차원 변환부(1)의 출력인 변환계수를 저장하기 위한 변환계수 저장부(3), 2차원 변환부(1)의 출력인 변환계수의 에너지분포형태를 인식하여 그 기울기에 대응하는 정보를 소정켓수, 예를 들어 m개의 비트정보로 분류하기 위한 주사순서결정부(4), m개의 비트정보에 따라 저장되어 있는 2^m의 주사방향중 그에 대응하는 주사방향을 선택해서 그 주사방향 신호를 변환계수 저장부(3)의 리드 어드레스신호로 인가시키기 위한 주사순서저장부(5)로 구성된다. 주사순서저장부(5)의 출력에 따라 읽혀져 나오는 변환계수는 양자화를 거치고(줄길이, 진폭)변환을 거치면 EOB가 다른 주사순서를 선택했을 때 보다 훨씬 빨리 나오게 된다. 한편, 주사순서결정부(4)출력인 m비트정보는 복호화시에는 이에 대응되는 순서로 주사방향을 선택할 필요가 있기 때문에 양자화된 출력변환계수와 함께 멀티플렉서(7)를 거쳐 전송시키게 된다. 본 실시예에서 변환계수 저장부(3)는 램(RAM)을, 주사순서저장부(5)는 롬(ROM)을 사용하였다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 주사장치의 동작은, 우선 영상입력신호가 2차원 변환부(1)에 의해 N×N블럭의 주파수 영역의 변환계수로 바뀌어지고 이 변환계수들은 라이트 어드레스 카운터(2)에 의해 변환계수 저장부(3)에 저장되게 된다. 한편, 2차원 변환부(1)의 출력단의 다른 일측에 마련된 주사순서결정부(4)에서는 입력 변환계수들의 에너지 분포형태를 인식하고 주사순서저장부(5)에 제4도와 같은 m개의 비트로 이루어진 기울기정보를 공급한다. 이에 따라, 주사순서저장부(5)에서는 기울기정보에 따라 제5도와 같은 2^m개의 주사방향(주사 1-주사 2^m)이 저장된 롬으로부터 그 기울기정보에 해당되는 주사방향을 선택하여 이 신호를 변환계수 저장부(3)의 리드어드레스(Read Address)신호로서 인가되게 된다. 여기서 m비트는 크면 클수록 효율면에서 향상되지만 이 m비트가 부가정보로 보내져야 하므로 무한히 m을 크게 하는 것을 바람직하지 않다. 이렇게 읽혀져 나오는 변환계수들은 양자화부(6)에 의해 양자화되고(줄길이, 진폭) 변환과 VLC를 거쳐 데이타압축된 다음 멀티플렉서(7)를 통해 전송되게 된다.

이와 같이 부호화블럭에 의해 전송되는 압축데이타는 제3도에 도시한 바와 같은 복호화블럭에 인가되게 된다. 제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주사장치를 적용한 복호화블럭의 구성도로서, 제2도의 부호화블럭과 역순으로 구성된다. 여기서 주의할 점은 변환계수 저장부(14)에서 주사순서저장부(13)의 출력이 라이트 어드레스신호로 작용하여 N×N블럭의 변환계수로 재배열한 다음 리드 어드레스 카운터(15)로 읽어들이는 것이다. 미설명부호 11은 디멀티플렉서, 12는 역양자화부, 16은 2차원 역변환부를 각각 나타낸다.

인코더블럭의 주사순서결정부(4)의 영상에너지 기울기에 따라 설정되는 기준을 m개의 비트로 나타내는 것은 제4도에서 이미 설명한 바와 같으며, 이 기울기에 따라 주사방향을 여러가지 각도로 정한 경우를 제5도에 도시하였다. 이것은 주사방향의 기준이 되는 것이다. 도면에서 사선부분은 에너지분포를 나타내며 화살표는 주사방향을 나타낸다.

제4도와 제5도에 기초하여 주사순서를 완성한 예를 제6도 (a)-(d)에 도시하였으며, 6도 (a)는 주사 1, 6도 (b)는 주사 2, 6도 (c)는 주사 2^m-1, 6도 (d)는 주사 2^m의 예를 각각 나타낸다. 즉, 도시한 바와 같이 입력 영상 이미지 패턴에 따라 편중된 수평, 수직, 대각선의 정밀한 경사를 갖춘 주사방향을 정함으로써 적응적인 변화 계수의 주사방법을 실시하게 한 것이다. 종래의 지그재그주사는 제4도에 도시한 주사 2^m/2번째인 대각선 주사방법으로 된 것임을 알 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 에너지분포를 기울기 방향으로 나타낸 선형함수로 분류하여 실시하였으나 비선형형태로 분류해서 실시할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 변환계수들은 주사함에 있어서 이미지 패턴에 따라 주사방향을 달리하여 배열시키고 그 주사방향이 몇번째 방향인가에 대한 정보를 동시에 전송함으로써 EOB가 빨리 나타나도록 할 수 있으며(즉 VLC 출력데이타량을 최소화하며) 이를 통해 영상데이타를 효율적으로 압축시킬 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 주사방법은 HDTV(High Definition Television), HD-VCR(Video Cassette Recorder), 디지탈 VCR, 디지탈캠코더, 디지탈카메라, 정지화상카메라, HD-비디오 CODEC, 디지탈원격회의(Teleconference), 크로마키(Chroma Key)등의 영상신호처리에 적용할 수 있으며 전송효율 향상등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (8)

1. 영상신호를 N×N블럭(N은 양의 정수)의 변환계수로 변환해서 부호화하는 과정중 주사방법에 있어서, 상기 변환계수의 에너지분포형태에 따라 적응적인 소정의 기울기정보를 추출하는 단계, 상기 기울기정보에 대응하는 주사방향을 선택해서 주사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지 분포에 따른 주사방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기울기정보는 마지막 변환계수의 다음에 부가되는 EOB(End of Block)마크가 최단시간에 도달되거나 VLC(Variable Lenghth Coding) 출력데이타량이 최소가되는 정보임을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기울기정보는 m비트정보(m은 양의 정수)로 이루어짐을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 기울기정보에 따른 기울기 계수는 2^m개임을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 m비트정보는 1~4비트 정보로 됨을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사방법.
6. 영상신호를 N×N블럭(N은 양의 정수)의 변환계수로 변환해서 대역압축을 실시하기 위한 주사장치에 있어서, 상기 변환계수를 저장하기 위한 변환계수저장부, 상기 변환계수의 에너지분포형태를 추출해서 그 에너지분포형태에 따른 기울기정보를 얻기 위한 주사순서결정부, 상기 기울기정보에 따라 메모리되어 있는 다수의 주사방향중 대응되는 주사방향을 결정하여 상기 변환계수 저장부에 저장되어 있는 변환계수를 출력시키는 어드레스신호를 발생하는 주사순서저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 변환계수 저장부에 라이트 어드레스신호를 보내기 위한 라이트 어드레스 카운터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지분포에 따른 주사장치.
8. 제6항에 있어서, 변환계수 저장부는 램으로부터 구성되고 주사순서저장부는 롬으로 구성되어 주사순서저장부의 출력이 변환계수 저장부의 리드 어드레스 신호로 사용되는 것을 특징으로 하는 2차원 데이타의 에너지 분포에 따른 주사장치.