KR950002674B1 - 비디오 신호 코딩 시스템 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

비디오 신호 코딩 시스템
제1도는 본 발명의 인터프레임(interframe)-코드된(coded) 출력 데이타양 제어 시스템의 코딩(coding)장치의 일실시예를 도시한 블럭 다이어그램도.
제2도는 코딩 순서의 설명도.
제3도는 일시적인 양자화 단계에 대한 세팅 처리의 흐름도.
제4도는 양자화 단계 제어 특성의 설명도.
제5도는 제어 처리 타이밍의 설명도.
제6도는 모션(motion)에 기인한 데이타양 분할의 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 영상 신호 입력 10 : 예보기
13 : 가변 길이 인코더 19 : 작용 검출기
24 : 양자화 단계 제어기
본 발명은 디지탈 신호의 처리를 수행하는 기록, 전송 및 표시 장치에서 효율적으로 신호를 코드(code)시키기 위해 소량의 코딩(coding)을 사용하는 고-효율 코딩 시스템에 관한 것이다. 특히, 그것은 코드되고 출력된 데이타양을 일정하게 만드는 코드된 출력 데이타양 제어 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 공지된 하나의 고-효율 코딩 시스템은 샘플링(sampling)당 데이타양이 더 적게 되도록 하는 가변 길이 코딩을 사용한다. 상기 고-효율 코딩 시스템에서, 직각 변환에 의해 얻어진 예보적인(predictive) 코딩 또는 직각 변환계수 신호에 의해 얻어진 예보(prediction) 에러 신호는 상기 신호의 레벨분배에서 불일치(discrepancy)의 충분한 양을 갖는다.
코딩이 신호 레벨의 발생 주파수에 따라 다른 길이(후프만(Huffman) 코드(codes)와 같은 가변 길이 코드)를 갖는 코드를 사용해서 수행될 때, 코딩 길이에 대한 평균값은 고정된 길이 코드가 사용된 경우와 비교할 때 더 짧아지게 된다.
가변 길이 코드가 사용될 때, 데이타의 발생 주파수에서 더 크게 불일치한 데이타양을 크게 감소시키는 것이 가능하다. 부가적으로, 고정된 길이 코드가 사용된 경우와 비교할 때, 가변 길이 코드에 의한 평균 데이타양은 재생된 신호에 대해 동질을 유지하는 동안 더 작게 만들어질 수 있다.
그러나, 가변 길이 코드에 의한 데이타양은 일정하기 않고 각각의 설정된 특정의 분할에 대한 데이타양은 일정한 것이 바람직할 때, 그것을 일정하게 하기 위해 발생된 데이타양을 제어하는 것이 필요하다.
데이타양 제어의 하나의 일반적인 시스템은 데이타 출력 버퍼에 의한 피드백 제어이다. 코드된 데이타양이 증가하고 버퍼에 저장된 데이타양이 커질 때 그것은 양자화 단계수를 감소시키고 데이타양을 적게만든다. 그것과 같은 제어 시스템은 연속적인 신호 처리를 수행하는 텔레비젼 회의 등등에, 대한 시스템에서 사용된다.
그러나, 기록 디스크 또는 기록 테이프 등등과 같은 저장과 기록 매체에 및 저장과 기록 매체로부터 비디오 신호의 기록 및 재생의 경우에, 정상적인 재생 모드에 부가한 특별한 재생 모드(느린 모션 재생, 고속재생 등등과 같은)에서 재생기능을 갖는 것이 필요하다. 상기 경우에, 물체를 만들게 되는 영상 데이타는 각각의 하나의 프레임 사이클과 같은 단일 유니트의 분할로 바람직하게 분할되어야 하고, 데이타양이 일정하다. 코드된 영상 데이타의 교정이 있을 때, 교체하는 영상 데이타는 데이타 길이가 각각의 필드 사이클단위로 다수의 프레임 사이클에 고정되는 것이 요구된다.
상기와 같은 경우에, 피드백 제어의 상기 형태는 일정값에서의 데이타양에 대한 평균값을 유지하고 그럼으로써 데이타양은 바람직한 단위의 일정값내에 정확히 저장될 수 없다.
본 발명과 동일한 발명자는 데이타양 제어 시스템이 일정값내에 데이타양을 만드는 일본 특허출원번호 62887-1990이고 1990. 3. 14일자로 출원한데서 이미 목적으로 하고 있다.
상기 일본 특허출원에서 공개된 시스템으로써, 들어오는 신호의 직각 변환에 의해 얻어진 직각 변환계수의 작용은 우선 얻어진다. 상기 작용은 영상 변화의 정도를 표시하는 양이고(그리고 동일한 영상의 적은 부분이 존재할 때는 적고, 복잡한 영상의 큰 부분이 존재할 때는 크다), 직각 변환에 의해 얻어진 하나의 블럭(하나의 블럭은 원래 영상의 설정된 수의 픽셀 그룹이다)내부에서 픽셀의 루미넌스(luminance)의 공간주파수 성분을 표시하는 변경율의 평균 제공에 의해 결정된다.
상기 작용은 하나의 프레임내의 데이타양이 일정하게 되도록 일시적인 양자화 단계를 결정하는데 기초로서 사용된다. 그것은 피드 포워드(forward)제어이다.
더우기, 상기 작용은 각각의 블럭에 대해 예보적인 데이타양을 결정하는 기초로써 사용된다. 예보적인 데이타양은 직교 변환계수의 양자화에 의해 얻어진 각각의 실제의 블럭에 대해 데이타양으로부터 감산됨으로써 가변 길이 코딩이 양자화되고, 그런후 상기 결과는 축적된다. 축적된 결과는 양자화 단계를 변화시키기 위한 기초로써 사용된다. 상기 변화된 양자화 단계 및 일시적인 양자화 단계를 가산함으로써, 최종 양자화단계는 직교 변환계수의 양자화에 사용되어 얻어진다. 그것은 피드백 제어이다. 더우기, 상기 시스템으로서, 직각 변환계수는 피드포워드 제어에 의한 지연 보상을 목적으로 하는 계수 메모리에서 한번 저장되고, 상기 저장된 직각 변환 계수는 양자화된다.
피드 포워드 제어때문에, 데이타양을 일정값으로 만드는 단위인 하나 내지 다수의 프레임 부분의 프레임 메모리 또는 계수에 대한 메모리를 갖는 것이 필요하다.
상기 설명된 피드백 제어 및 피드 포워드가 일정한 간격으로 인디펜던스 프레임을 갖는 인터프레임 코딩에 대해 사용될 때, 본 발명의 동일한 발명자에 의해 1991. 1. 15일자로 발표된 미국 특허출원번호 4,985,768에서 공개된 바와같이, 인디펜던스 프레임 간격의 출력 데이타양은 바람직하게 일정하다. 4 내지 6프레임에 대한 메모리는 피드 포워드 제어로 기인한 지연의 보상이 요구된다. 출력 데이타양이 제어되는 그런 코딩에서, 각각의 프레임이 이상적인 데이타양은 영상 모션의 정도에 따라 크게 변화하고 하나의 프레임에 대한 데이타양이 고정되면 이미지 품질이 떨어진다.
상기 문제를 비추어볼때, 본 발명은 인디펜던트 프레임의 간격에서 데이타양을 고정시킬 수 있는 코드된 출력 데이타양 제어 시스템의 제공을 목적으로 하고, 한편 동시에 높은 코딩 효율을 유지하는 것이다.
본 발명에 따라서, 비디오 신호 코딩을 위한 코딩 시스템은 인디펜던트 프레임에서 설정된 수의 픽셀로 이루어진 블럭 각각의 영상 변환 정도를 표현하는 작용으로 피드백 제어와 피드 포워드 제어에 의해 프레임의 그룹의 데이타양을 제어하고, 인터프레임 및 인트라프레임(intraframe) 코딩에 의해 프레임의 그룹의 코드된 데이타를 얻도록 디펜던스 프레임을 수반하는 설정된 수의 연속 디펜던트 프레임과 인디펜던트 프레임을 포함하는 프레임의 그룹을 갖고, 그 시스템은 피드백 제어에 대한 디펜던트 프레임의 데이타양과 프레임의 그룹의 전체 데이타양의 레이트(rate)를 토대로 디펜던스 프레임에 대한 다수의 양자화 단계를 변화시키는 제1처리 수단과, 피드 포워드 제어에 대한 인디펜던트 프레임의 일시적인 수의 양자화 단계를 결정하는 제2처리 수단과, 작용 및 일시적인 수의 양자화 단계에 의해 인디펜던트 프레임내 블럭 각각에 대한 데이타양 예보 값을 결정하는 블럭 데이타 예보 수단과, 블럭 각각에 대한 감산 결과를 출력시키고 전체 데이타양으로부터 데이타양 예보값을 감하는 감산 수단과, 감산 결과가 정의 양이면 정의 양자화 단계 보상 양을 출력시키고 부의 양이면 부의 양자화 단계 보상 양을 출력시키고 블럭에 대한 감산 결과를 누적하는 양자화 단계 제어 수단과, 인디펜던트 프레임에 대한 다수의 양자화 단계를 얻도록 일시적인 수의 양자화 단계로 보상 양을 가산하는 가산 수단을 포함하며, 프레임의 그룹의 데이타양은 각각 디펜던트 인디펜던트 프레임의 양자화 단계수에 의해 디펜던트 및 인디펜던트 프레임을 양자화 함으로써 제어된다.
제2처리 수단은 작용 검출을 위한 작용 검출 수단을 포함하며, 프레임의 그룹의 설정된 전체 데이타양으로부터 디펜던스 프레임의 데이타양을 감함으로써 인디펜던트 프레임의 목적 데이타양을 얻고, 목적양과 인디펜던트 프레임의 데이타양을 비교하여, m은 정의 정수인 m번째 파워수로 설정된 그의 양자화 단계의 중간 수와 작용에 의해 인디펜던스 프레임의 제1데이타양을 얻고, 제1수의 양자화 단계를 결정하도록, 전자가 후자보다 크면 설정된 수의 절반 이하로 중간수를 이동하고, 전자가 후자보다 적으면, 중간수를 설정된 수의 절반 이상으로 이동하며, 목적양과 제2데이타양을 비교하여, 제1수의 양자화 단계와 작용에 의해 인디펜던트 프레임의 제2데이타양을 얻고, 전자가 후자보다 크면, 제1수의 양자화 단계를 설정된 수의 절반이하로 이동하고, 전자가 후자보다 적으면, 제1수의 양자화 단계를 설정된 수의 절반 이상으로 이동하며, 일시적인 수의 양자화 단계로서, 목적양에 인디펜던트 프레임의 데이타양이 가장 가깝게 됨으로써 다수의 양자화 단계를 결정하도록 비교 처리를 기껏해야 m번 반복된다.
시스템은 부가적으로 디펜던트 프레임의 코딩이 완성될 때까지 작용을 저장하기 위한 작용 메모리를 포함한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 청구된 항과 결합되어 이어지는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
제1도는 본 발명의 인터프레임-코드된 출력 데이타양 제어 시스템의 코딩 장치의 일실시예를 도시한 블럭다이어그램이다.
제1도에서, 이미지 입력 단자(1)로부터 들어오는 영상신호는 스위치(2) 및 동기 신호 분리기(3)에 공급된다. 동기 신호 분리기(3)는 입력 영상 신호로부터 수직(프레임) 동기 신호를 분리하고 프레임 카운터(4)에 수직 동기 신호를 공급한다.
입력 영상 신호의 인디펜던트 프레임 간격이 N이면, 프레임 카운터(4)는 N수의 수직 동기 신호를 카운트하고 프레임수를 얻고, 인디펜던트 및 디펜던트 프레임의 스위칭을 제어하기 위해, 스위치(2, 5 및 6)에 프레임수를 공급한다. 스위치(2, 5 및 6)는 디펜던트 프레임에 대해 B면으로 움직이고 인디펜던트 프레임에 대해 I면으로 움직인다.
인디펜던트 프레임에 대해, 이미지 입력 단자(1)로부터 들어오는 영상 신호는 스위치(2)로부터 프레임 메모리(7)로 공급되고 저장된다. 그 시간이 돼서야 프레임 메모리(7)에 저장되었던 비디오 신호는 다른 프레임 메모리(8)로 이동되고 저장된다.
디펜던트 프레임에 대해, 이미지 입력단자(1)로부터 들어오는 영상 신호는 스위치(2)로부터 프레임 지연(9)으로 공급되고 N 프레임 부분에 의해 지연되고, 예보기(predictor)(10)에 공급된다. 예보기(10)에서, 프레임 메모리(7 및 8)로부터 각각 공급된 인디펜던트 프레임의 영상 신호는 예보적인 에러 신호를 얻기 위해 입력 영상 신호의 예보를 수행하기 위해 사용된다. 예보적인 에러 신호는 인트러프레임(intraframe)코딩에 대해 스위칭(5)을 경유해 직각 변환기(11)에 공급된다.
하나의 인디펜던트 프레임의 인트러프레임 코딩의 타이밍은 다음 인디펜던트 프레임이 입력될 때이다. 프레임 메모리(7)의 출력은 인디펜던트 프레임의 인트러프레임 코딩에 사용된다.
직각 변환기(11)는 각각의 블럭 8×8 픽셀에 대해 입력 영상 신호를 직각 변환 계수로 변환한다. 직각 변환 방법은 불연속 코사인 변환(DCT)등과 같은 공지된 방법이다. 하나의 직각 변환 계수는 DC 계수(평균)이고 모든 다른 직각 변환 계수는 AC 계수(변경)이다. 직각 변환기(11)의 출력 신호인 계수는 양자화기(12)에 공급된다.
양자화기(12)는 나중에 설명되는 방법에 의해 세트되는 양자화 단계에 의해 직각 변환R(11)의 출력 신호로 양자화한다. 양자화기(12)의 출력 신호는 가변 길이 인코더(13)에 공급된다. 가변길이 인코더(13)에서, 각각의 계수는 이미 세트되었던 후프만 코드 등등으로 전환된다. 가변길이 인코더(13)의 출력 신호는 버퍼(14)에 공급된다. 가변 길이 인코더(13)는 역시 나중에 설명되는 실제적인 데이타양(Dn)을 출력한다.
버퍼(14)는 FIFO(선입선출) 메모리이고 그것에 의해 입력 데이타 레이트는 가변 길이 인코더(13)로부터 출력된 데이타양과 함께 변화하고 버퍼(13)에서 한번 저장되었던 데이타의 출력 레이트 일정한 레이트로 전환된다. 효과적으로 코드된 이미지 데이타는 데이타 출력 단자(15)를 경유해 출력된다. 버퍼(14)는 역시 F. B.(피드백) 제어기(16) 및 F. F. (포워드 피드) 제어기(17)에 인디펜던트 프레임의 데이타양(DB)를 공급한다. F. B. 제어기(16)는 나중에 설명된 디펜던트 프레임에 관한한 피드백 제어를 수행하고, 스위치(6)에 공급되고, 디펜던트 프레임에 대해 양자화 단계(SB)를 얻는다. 스위치(6)는 디펜던스 프레임에 대해 양자화 단계(SB) 및 나중에 설명된 인디펜던트 프레임에 대해 양자화 단계(S1)을 스위치한다. 어느 하나의 단계는 양자화기(12) 및 F.B. 제어기(16)에 공급되고, 역시 출력 단자(18)를 경유해 출력된다.
인디펜던트 프레임은 역시 스위치(2)를 경유해 작용 검출기(19)에 공급되고 작용은 각각의 블럭에 대해 결정된다. 디펜던트 프레임의 코딩이 끝나서야 작용은 작용 메모리(20)에 공급되고 거기에 저장된다. 그런 후 작용은 F. F.제어기(17)에 공급된다.
F. F. 제어기(17)는 작용을 기초해서 일시적인 양자화 단계(S1)를 결정한다. 작용 메모리(20)에 저장된 작용은 역시 일시적인 양자화 단계(S1)와 더불어, 블럭 데이타양 예보기(21)에 공급되고, 거기고 각각의 블럭에 대해 데이타양 예보값(Dn1)은 결정된다.
감산기(23)에서, 데이타양 예보값(Dn1)은 가변 길이 양자화기(13)에 의해 공급된 실제적인 데이타양(Dn)으로부터 감산되고, 차이(Dn-Dn1)는 양자화 단계 제어기(24)에 공급된다.
양자화 단계 제어기(24)는 차이(Dn-Dn1)를 저장하고 차이(Dn-Dn1)의 크기에 따라 보상량(△S)를 결정하고 가산기(22)에 양(△S)를 공급한다.
F. F. 제어기(17)에 의해 결정된 일시적인 양자화 단계(S1)는 역시 가산기(22)에 공급되고 양자화 단계(S1) 및 보상량(△S)은 인디펜던트 프레임의 최종 양자화 단계(SF)를 결정하기 위해 서로에게 가산된다. 최종 양자화 단계(SF)는 스위치(6)에 공급된다.
다음은 디펜던트 프레임의 데이타양의 피드백 제어의 설명이고, 그것이 본 발명의 특징이다. 디펜던트 프레임에 관한 피드백 제어는 제1도에 도시된 F. B. 제어기(16)에 의해 수행된다.
디펜던트 프레임 이미지 품질 및 인디펜던트 프레임 이미지 품질의 균형을 유지하기 위해, 각각의 양자화단계의 래티오가 일정한 양으로 디펜던트 프레임의 데이타양을 경제적으로 고정시킴이 없이 일정한 래티오가 되도록 상기 제어는 수행된다.
그것이 행해질 때, 데이타양은 이미지 모션의 정도에 따라 크게 변화한다. 본 발명의 저후 인디펜던트 프레임을 사용한 디펜던트 프레임의 예보에서, 예보 효율은 높고 예보 에러는 경미하다. 부가적으로, 예보가비-반복(non-recursive) 예보이기 때문에 양자화 단계가 불량할지라도 이미지 품질저하가 발생하기 어렵다. 상대적으로 다량의 모션을 갖는 이미지가 존재할지라도 코드된 데이타양은 충분히 적고, 정상적으로 인디펜던트 프레임의 1/10의 그것으로 만들 수 있다.
따라서, 인디펜던트 프레임의 간격 N가 약 4라면, 디펜던트 프레임의 데이타양은 모든 데이타양의 약 3/10의 그것이다. 디펜던트 프레임의 데이타양이 1.5배로 증가한다고 가정할지라도, 인디펜던트 프레임에 할당될 수 있는 데이타양은 악 80%로 감소된다. 특히 디펜던트 프레임의 데이타양은 적고 그것이 변화할지라도 모든 데이타양에 영향을 거의 미치지 않는다.
제2도는 본 발명에서 코딩 순서의 설명도이다. 제2도에서, F1는 인디펜던트 프레임이고 FB는 디펜던트 프레임이고, 인디펜던트 프레임의 간격(N)은 4이다. 제2도에서 두꺼운 선에 의해 경계된 각각의 N프레임은 각각의 데이타양이 일정하게 되는 단위이다. 각각의 프레임은 N 프레임에 의해 지연되고 코드된다. 본 발명과 더불어, 디펜던트 프레임이 각각의 N 프레임에서 코드된 후 데이타양은 인디펜던트 프레임의 코딩에 의해 일정한 양으로 고정됨으로써 코드된 인디펜던트 프레임의 종단점은 경계기호가 된다. 상기 단위는 GOF(프레임 그룹)로 불리운다.
디펜던트 프레임 제어는 인디펜던트 프레임 및 디펜던트 프레임간의 일정한 양자화 군형을 유지함으로써 수행되고 다음은 이것의 특정한 설명이다.
막 코드되려고 하는 GOF에 즉시 앞서 이미 코드되었던 GOF의 데이타양에서, 디펜던트 프레임의 데이타양은 DB가 되고 인디펜던트 프레임의 데이타양은 D1가 되고, GOF의 전체 데이타양은 DT가 된다. 역시, 디펜던트 프레임 양자화 단계는 SB가 되고, 인디펜던트 프레임 양자화 단계는 S1가 되고, 식(1)은 SB및 S1간의 이상적인 균형 관계를 표시한다. 상수 K는 정상절으로 약 2이다.
여기서, 데이타양에서 증가가 존재한다면 그리고 데이타양이 양자화 단계에 영비레의 관계를 갖는다면 양자화 단계수를 감소시키는 제어는 수행되고, α및 β가 역비례 상수라면, 관계는 아래(4)를 통해 식(2)에서 도시된 바와같이 된다.
여기서, SB및 S1는 관계 SB=KS1을 갖는 것이 반드시 필요치 않고 그래서 (4)를 통해 식(1)은 인디펜던트 프레임 양자화 단계와의 그 관계를 갖기 위해 다음 GOF의 디펜던트 프레임 양자화 단계(SB1)의 순서에 따라 사용된다.
그리고 식(5)으로부터,
그리고 식(2) 및 (3)으로부터 얻어진 α 및 β를 치환한 식(6)은
로 주어지고 이전의 GOF의 DB, D1, SB및 S1로부터 SB1을 결정한다.
식(7)이 아래 식(8)의 형태로 변화할 때,
그런후 SB의 수정이 있는 형태에서 SB1을 표시하는 것이 가능하다. SB=KS1일때, 괄호내부의 식부분은 제로가 되고, SB는 그대로 사용될 수 있다.
여기서, 간략성을 위해 데이터양과 양자화 단계 사이의 관계가 역으로 비례하지만 보다 현실 기능이 사용된다면, 보다 적합한 제어가 가능하다는 것이 가정된다. SB1에 대한 상기 세팅은 다음 GOF 처리 시작까지 이전 GOF 처리 끝으로부터 수직(프레임) 동기 기간에 대해 수행하는데 필요하다. 어쨌든, 식(8)과 같은 간단한 식이 만족되면, 마이크로프로세서에 의해 계산되는 것이 가능하다. 상기 처리는 제1도내 F. B. 제어기(16)에 의해 수행된다.
더우기, 디펜던트 프레임 양자화 단계 SB는 GOF 내측에 대해 기본적으로 일정하지만 디펜던트 프레임의 데이타양 DB이 아주 클 가능성이 있고 인디펜던트 프레임의 데이타양이 아주 작을 가능성이 있을 때, 피드백 제어는 프레임 유니트 또는 파이너(finer) 유니트내 sb 상에서 수행될 수 있다. 이것을 수헹하는 방법은 일반적인 피드백 제어와 유사하다.
상기와 같은 경우에서, 디펜던트 프레임에 대한 양자화 단계 sb는 일정하지 않아서, 후술될 인디펜던트 프레임에 대한 양자화 단계 S1는 피드백 제어에 의해 정교하게 변화할 수 있다. 특히, 상술된 SB의 세팅에 필요한 이전 GOF의 SB및 S1은 그들의 초기화 값을 사용하여 쉽게 얻어질 수 있지만 그들의 평균값에 의해 보다 정확히 결정될 수 있다. 상기 평균값의 계산은 식(8)에 대한 프로세서에 의해 수행된다.
다음은 본 발명의 또 다른 특징인 인디펜던트 프레임의 데이타양 제어에 대한 설명이다.
디펜던트 프레임 양자화 단계 SB는 상술된 디펜던트 프레임 제어에 의해 세트되며, 디펜던트 프레임 코딩이 끝날 때, GOF의 디펜던트 프레임 데이타양 DB은 정확하다. 고정될 데이타양에 GOF의 전체 데이타양 DT이 F. F. 제어기(17)에서 세트되며, 여기서 인디펜던트 프레임의 데이타양 D1은 (DT-DB)에 의해 결정된 목적치이다. 피드 포워드 제어는 (DT-DB)에 대해 수행되지면 이것을 행하는 순서이며, 나중 피드백제어에 대한 유니트를 형성하는 각 블럭(8×8 내지 16×16픽셀)에 대한 작용 결정이 필요하다.
전술된 바와같이, 작용은 영상 변화 정도를 표현하는 양이어서, 데이타의 어떠한 양 변화에 대응하는 양의 종류가 이용가능하다. 작용의 많은 예가 공지되어 있다. 본 발명의 동일 발명자에 의한 미합중국 특허 제 5,016,010호는 DC 계수에 의한 AC 계수의 최대 및 최소값 사이의 차를 정상화함으로써 얻어진 작용으로서 정상화 정보 D를 기재한다.
직각 변환전에, AC 계수가 BPF(대역 통과 필터) 또는 유사한 것에 의해 취해지면 인트라프레임 코딩 이전에 작용을 결정할 수 있다. 인디펜던트 프레임은 N 프레임에 의해 지연되어 작용 검출이 그 기간 동안 수행되면 추가 메모리를 가질 필요가 없다. 게다가, 인트라프레임 코딩에 대해 변환기(11)외에 작용 검출을 위한 또다른 직각 변환기가 제공되면, 직각 변환후 작용 검출에 대한 것과 같은 특성이다.
작용은 각 블럭 유니트에서의 값이며 메모리의 용량은 프레임 메모리의 용량과 비교할 때 아주 작다.
여기서 목적치인 인디펜던트 프레임의 데이타양 D1이 세트된후, 인디펜던트 프레임에 대한 일시적인 양자화 단계 S1가 인디펜던트 프레임에 대한 코딩 시작전에 수직(프레임)동기 동안 F. F. 제어기(17)에서 결정될 필요가 있다.
가정은 32(=25) 종류의 양자화 단계로 이루어진다. 이것은 시간당 6%의 인덱스 변화를 이용하는 6배(1.06의 31번째 파워=6.09)의 단계 폭이 있게 하고, 충분한 수의 단계 종류가 있는 것이다. 각 종류의 양자화 단계는 정교함을 표시하는 "번호 1"로서, 그들에 첨부된 수 1 내지 32를 갖는다. 먼저, 단계 번호 16에서, 인디펜던트 프레임 데이타양 D1을 작용에 의해 계산되고 양자화 단계는 반만큼 이동되는데, 즉 그 양이 목적 값 (데이타양 즉 목적치) D보다 적으면 8만큼 단계 번호 8에, 그것이 보다크면 단계 번호 24에 이동된다.
이동 양 A은 다섯개의 양자화 단계에 대한 데이타양 계산에서 8→4→2→1이 되며, 양자화 단계 번호 S1는 목적값 D에 가장 가깝고 보다 적은 데이타양에 대해 얻어진다. 특히, 단계 종류의 수는 2의 m번째 파워(m은 정극성 적분 수)이면 양자화 단계 번호 S1는 데이타양 계산의 m수에 의해 결정될 수 있다.
제3도는 일시적인 양자화 단계(단계수) 세팅을 위한 처리의 흐름도이다. A는 이동양이고, Dnl(S)은 번호 S의 양자화 단계에 대한 n번째 블럭의 예보 코드 데이타 양이며, ∑Dnl(S)은 Dnl(S)에 대한 프레임 전체이다.
제3도에서, 시작할 때, 먼저 p=m(단계 1)이다. 그리고나서, 양자화 단계 번호 S와 이동양 A은 그의(n-1)번째 파워와 같게 이루어진다. 그리고나서, p는 p-1(단계 3)을 이루고 이동양 A은 절반(단계 4)으로 된다. ∑Dnl(S)은 양자화 단계 번호 S가 데이타양 D1(단계 5)을 이루는데서 n번째 예보 데이타 양의 프레임 전체이다. 그리고나서, 데이타 양 D1이 목적값(목적 데이타양 즉 목적치) D보다 큰지의 여부에 대한 판단이 있고 그것이 크다면, 이동 양 A은 양자화 단계 번호 S(단계 7)에 첨가되며, 그것이 적으면, 이동양 A은 새로운 양자화 단계 번호를 S를 얻도록 양자화 단계 번호 S(단계 8)로부터 감한다. 그리고나서, p가 0인지 (단계 9)의 여부에 대한 판단이 있고 그것이 0이 아니면, 처리는 단계 3로 귀환한다. p가 0이면, 0.5는 새로운 양자화 단계 S에 첨가되며, 0.5는 양자화 에러를 고려한 보상 양이며, 상기 추가 결과는 일시적인 양자화 단계 번호 S1(단계 10)로서 세트되고 처리는 끝난다.
F. F. 제어기(17)는 블럭 데이타 양 예보기(21)와 가산기(22)와 같은 방식으로 결정된 일시적인 양자화 단계 번호 S1를 공급한다. 블럭 데이타 양 예보기(21)는 일시적인 양자화 단계 번호 S1에 의한 각 블럭에 대한 데이타 양 예보값 Dnl(S1)을 계산하며, 각 블럭에 대한 작용은 작용 메모리(20)로부터 공급되며 감산기(23)에 예보값 Dn1(S1)을 공급한다. 작용에 의한 데이타 양의 예보는 실제로 검출된 작용 및 데이타 양 사이의 평균 상대 관계에 근거하여 이루어진다. 상기 관계는 ROM의 테이블에 저장될 수 있고, 미합중국 특허 제 5,016,010호에 기재된 바와같이 예보가 만들어질때 언급된다. 감산기(23)는 가변 길이 양자화기(13)에 의해 공급된 실제 데이타 양 Dn으로부터 데이타 양 예보값 Dn1(S1)을 감하며 차(Dn-Dn1(S1))를 양자화단계 제어기(24)에 공급한다. 양자화 단계 제어기(24)는 각 블럭에 대해 차(Dn-Dnl(S1))를 저장하며 매블럭에 대해 차를 누적한다. 누적된 차가 정의 값이 되면, 데이타 양이 너무커서 양자화 단계를 열등하게하는 정의 양자화 단계 보상 양 △S이 발생되고, 부의 값이라면 부의 보상양 △S이 발생되고, 보상양 △S은 가산기(22)에 공급된다. 가산기(22)에서, 보상 양 DnS은 각 블럭에 대한 피드백 제어에 의해 일시적인 양자화 단계 S1에 가산되며, 인디펜던트 프레임에 대한 양자화 단계 SF가 마지막으로 결정된다. 최종 양자화단계 SF는 스위칭 스위치(6)에 공급된다.
제4도는 양자화 단계 제어 특성을 도시한다. 수평 축은 ∑(Dn-Nn1)을 도시하며 수직 축은 보상양 △S을 도시한다. 제4 도에서, ±Kmax는 피드백 제어 공차이며, 제어가 이루어져서 ∑(Dn-Dn1)은 ±Kmax을 초과하지 않는다. 제어가 적합하게 수행되면, 프레임의 최종 양자화 에러는 ±Kmax 이하여서 피드백 제어는 실제로 제한된 데이타 양에 대해 ±Kmax의 공차를 갖도록 세트된다. Kmax는 1 내지 2블럭 부분의 데이타 양을 갖고, 거기에는 아주 작은 손실이 있다.
다음은 상술된 것에 대한 타이밍 설명이다. 제5도는 제어 처리 타이밍을 도시한다. 제2도와 같은 방식에서, 제5도는 인디펜던트 프레임을 표현하는 F1와 디펜던트 프레임을 표현하는 FB을 갖는다. F1및 FB, FB및 FB사이의 공간은 수직(프레임) 동기 부분이며, NTSC 신호등과 같은 경우에서는, 단일 프레임 사이클(수직 동기 사이클+우수 필드 주사 사이클+수직 동기 사이클+기수 필드 주사 사이클)의 약 8%에 대한 시간이다. 우수 및 기수 필드중 하나가 낮은 데이타 레이트 코딩에 대한 프레임을 이룰때, 단일 프레임사이클의 절반 이상에 대한 시간을 상기 공간과 동일하다.
제어 처리의 시리즈는 인디펜던트 프레임의 끝점에서 한계를 정한다. 먼저, 디펜던트 프레임의 피드백 제어는 GOF 유니트내 제1동기 부분에서 수행되고, 이것은 디펜던트 프레임의 코딩에 의해 수반된다. 디펜던트 프레임의 코딩의 끝단에서는 인디펜던트 프레임에 대한 피드 포워드 제어의 시작이 있고 이것은 동기부분내에서 끝난다. 최종적으로, 인디펜던트 프레임에 대한 코딩 처리는 피드 포워드 제어에서의 불일치가양자화 단계 보상 양 S에 의한 피드백에 의해 흡수되고, 불일치가 코딩의 끝에서 약간의 에러내에 포함되는 동안 수행된다. 인디펜던트 프레임 코딩의 끝에서, GOF의 데이타 양은 일정한 데이타 양에 고정된다.
인디펜던트 프레임의 피드백 제어에 대한 각 블럭 필요성의 작용에 대해, 새로운 작용 값은 호출되기 전 GOF의 인디펜던트 프레임의 피드백 제어에 대한 새로운 작용값으로부터 메모리(20)에 수록될 수 있다.
제6도는 이동으로 인한 데이타양의 비율을 도시한다. 제6도에서, 디펜던트 프레임과 인디펜던트 프레임의 비율만은 이동 정도에 따라 변한다. 디펜던트 프레임에 대한 데이타 양은 영상의 이동에 따라 크게 변하며 이동의 강도가 크면 더 커진다.
상기와 같은 경우에서, 영상에서 얼룩 이동이 쉽게 일어나며, 인트라프레임 코딩에 의해 코드된 인디펜던트 프레임의 데이타가 보다 적게 만들어지는 많은 경우가 있다.
게다가, 제1도에 도시된 실시예에서, 디펜던트 프레임에 대한 F. B. 제어기(16)와 인디펜던트 프레임에 대한 F. F. 제어기(17)가 별도로 제공된다. 제어기의 처리 또한 마이크로프로세서 또는 디지탈 신호 처리기에 의해 수행된다. 덧붙이면, 피드 포워드 제어와 피드백 제어에 대한 처리 타이밍이 다르므로, 또한 들에 대해 하나의 제어기를 사용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 시스템은 피드 포워드 제어와 피드백 제어의 조합을 이용하여 일정한 양으로 인디펜던트 프레임의 데이타 양을 교정한다. 어쨌든, 데이타 양 고정을 위한 피드백 제어가 절대 필요한 것은 아니며, 또한 Dn은 실제 데이타 양 Dn이 각 블럭에 대한 데이타 양 예보 값보다 클때 블럭의 데이타를 부분적으로 자름으로써 Dn1이하로 만들 수 있는 방법이 있다. 상기 경우에서, 나머지 데이타는 다음 Dn1에 가산되므로 더이상의 손실은 만들지 않는다. 데이타 잘림은 직각 변환계수의 코딩이 있을 때 지그재그 주사를 스톱시킴으로써 실현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 피드백 제어는 미리 코드된 프레임의 데이타를 토대로 디펜던트 프레임상에서 수행된다. 반면에, 피드 포워드 제어는 프레임 그룹의 실제 데이타 양으로부터 디펜던트 프레임의 데이타 양을 감함으로써 주어진 양으로 인디펜던트 프레임의 데이타 양을 고정시키게끔 디펜던트 프레임을 수반하는 인디펜던트 프레임상에서 수행된다. 프레임 그룹의 전체 데이타 양은 일정한 양으로 고정될 수 있다.
피드 포워드 제어를 위한 추가의 프레임 메모리를 가질 필요는 없다. 제1 도에서, 인디펜던트 프레임은 디펜던트 프레임이 인터프레임 코딩이 완료될 때까지 프레임 메모리(7)에 저장되고 인디펜던트 프레임이 코드된다. 그리하여, 인터프레임 코딩에 대한 프레임 메모리(7)는 또한 피드 포워드 제어를 위해 사용될 수 있다.
게다가,프레임 그룹의 데이타 양은 인디펜던트 프레임의 기간에서의 일정한 양으로 고정될 수 있는 반면, 같은 시간에 높은 코딩 능률을 유지시킨다. 그리하여, 본 발명은 저장 매체등에 용유될 수 있다.

Claims (3)

  1. 인디펜던트 프레임에서 설정된 수의 픽셀로 이루어진 블럭 각각의 영상 변화 정도를 표현하는 작용으로 피드백 제어와 피드 포워드 제어에 의해 프레임의 그룹의 데이타 양을 제어하고, 인터프레임 및 인트라프레임 코딩에 의해 프레임의 그룹의 코드된 데이타를 얻도록 디펜던트 프레임을 수반하는 설정된 수의 연속 디펜던트 프레임과 인디펜던트 프레임을 포함하는 프레임의 그룹을 갖는 비디오 신호 코딩을 위한 코딩시스템에 있어서, 피드백 제어에 대한 디펜던트 프레임의 데이타 양과 프레임의 그룹의 전체 데이타 양의 레이트를 토대로 디펜던트 프레임에 대한 다수의 양자화 단계를 변화시키는 제1처리 수단과, 피드 포워드제어에 대한 인디펜던트 프레임의 일시적인 수의 양자화 단계를 결정하는 제2처리 수단과, 작용 및 일시적인 수의 양자화 단계에 의해 인디펜던트 프레임내 블럭 각각에 대한 데이타양 예보 값을 결정하는 블럭 데이타 예보 수단과, 블럭 각각에 대한 감산 결과를 출력시키고 전체 데이타 양으로부터 데이타 양 예보 값을 감하는 감산 수단과, 감산 결과가 정의 양이면 정의 양자화 단계 보상 양을 출력시키고 부의 양이면 부의 양자화 단계 보상 양을 출력시키고 블럭 각각에 대한 감산 결과를 누적하는 양자화 단계 제어 수단과, 인디펜던트 프레임에 대한 다수의 양자화 단계를 얻도록 일시적인 수의 양자화 단계로 보상 양을 가산하는 가산수단을 포함하며, 프레임의 그룹의 데이타 양은 각각 디펜던트 인디펜던트 프레임의 양자화 단계 수에 의해 디펜던트 및 인디펜던트 프레임을 양자화 함으로써 제어되는 비디오 신호 코딩 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제2 처리 수단은 작용 검출을 위한 작용 검출 수단을 포함하며, 프레임의 그룹의 설정된 전체 데이타 양으로부터 디펜던트 프레임의 데이타 양을 감함으로써 디펜던트 프레임의 목적 데이타 양을 얻고, 목적 양과, 인디펜던트 프레임의 데이타 양을 비교하여, m은 정의 정수인 m번째 파워 수로 설정된 그의 양자화 단계의 중간 수와 작용에 의해 인디펜던트 프레임의 제1 데이타양을 얻고, 제1수의 양자화 단계를 결정하도록 전자가 후자보다 크면 설정된 수의 절반 이하로 중간수를 이동하고, 전자가 후자보다 적으면, 중간수를 이동하고, 전자가 후자보다 적으면, 중간수를 설정된 수의 절반 이상으로 이동하면, 목적양과 제 2데이타 양을 비교하여, 제 1수의 양자화 단계와 작용에 의해 인디펜던트 프레임의 제 2 데이타 양을 얻고, 전자가 후자보다 크면 제1수의 양자화 단계를 설정된 수의 절반 이하로 이동괴고, 전자가 후자보다 적으면, 제1수의 양자화 단계를 설정된 수의 절반 이상으로 이동하며, 일시적인 수의 양자화 단계로서, 목적 양에 인디펜던트 프레임의 데이타 양이 가장 가깝게 됨으로써 다수의 양자화 단계를 결정하도록 비교 처리는 기껏해야 m번 반복되는 비디오 신호 코딩 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 디펜던트 프레임의 코딩이 완료될 때까지 작용을 저장하는 작용 메모리를 포함하는 비디오 신호 코딩 시스템.
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