KR950005624B1 - Image compressing & encoding apparatus and method - Google Patents

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Abstract

The device increases an efficiency of a compression and eliminates noises by using a critical condition comparator. It comprises : (i) an input processor(22) which transforms analog signals of a image into digital signals; (ii) a block organizer(24) which organizes the output from the input processor(22) into block data; (iii) a frame memory(42); (iv) a critical condition comparator(44) which subtracts a previous frame block data of the frame memory(42) from the data of the block organizer(24), reduces data of a predicted error, and eliminates noises; (v) a transforming encoder(30); (vi) a quantizer(32); (vii) a reverse quantizer(36); (viii) a reverse transforming encoder(38); (ix) an adder(40).

Description

영상 압축부호화 장치 및 방법Image compression encoding apparatus and method

제1도는 종래의 영상 압축부호화 장치의 구성도.1 is a block diagram of a conventional video compression encoding apparatus.

제2도는 본 발명에 따른 영상 압축 부호화 장치의 구성도.2 is a block diagram of a video compression encoding apparatus according to the present invention.

제3도는 제2도중 임계조건 비교기(44)의 구체블럭도.3 is a concrete block diagram of the threshold condition comparator 44 in FIG.

제4도는 본발명에 따른 감산 및 임계조건 기능을 수행하기 위한 흐름도.4 is a flowchart for performing a subtraction and critical condition function according to the present invention.

제5도는 동화상의 변화되는 프레임의 형태도.5 is a shape diagram of a changing frame of a moving picture.

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

22 : 입력처리기 24 : 블록구성기22: input processor 24: block constructor

25 : 블록구성기 30 : 변환부호화기25: block configurator 30: conversion encoder

32 : 양자화기 36 : 역양자화기32: quantizer 36: inverse quantizer

38 : 역변환부호화기 40 : 가산기38: inverse transform encoder 40: adder

42 : 프레임 메모리42: frame memory

본 발명은 영상 전화기나 화상회의 시스템과 같은 영상처리 시스템의 영상 압축부호화 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 임계조건 비교기를 이용하여 영상신호를 압축하여 전송하는 압축부호화 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video compression encoding apparatus and method for an image processing system such as a video telephone or a videoconferencing system. More particularly, the present invention relates to a compression encoding apparatus and method for compressing and transmitting a video signal using a threshold condition comparator.

통상의 영상신호를 전화망을 통해 상대방에게 전송하려면, 영상신호를 디지털 변환하고 이를 적은 양의 디지털 데이터로 압축 전송하여야 한다. 상기와같이 영상신호를 디지털 변환하여 압축 전송하는 장치를 압축부호화 장치라 하며, 종래의 영상신호 압축부호화 장치를 살피면 제1도와 같다.In order to transmit a normal video signal to a counterpart through a telephone network, it is necessary to digitally convert the video signal and compress it to a small amount of digital data. A device for digitally converting and transmitting a video signal as described above is called a compression encoder, and a conventional video signal compression encoder is shown in FIG. 1.

제1도는 종래의 영상신호의 압축부호화 장치의 회로도로서, 공지의 압축부호화 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional compression encoding apparatus for a video signal, and is a circuit diagram of a known compression encoding apparatus.

상기 제1도와 같이 구성된 종래의 압축부호화 장치의 입력라인(20)에 아나로그 영상신호가 입력되면, 입력처리기(22)에 의해 상기 아나로그 영상신호는 디지털로 변환되며, 디지털로 변환된 신호는 여파되어 블록 구성기(24)에 입력된다. 상기 블록 구성기(24)에 입력되어진 디지털 영상신호는 주사순서에 따라 입력 영상 신호를 블록단위로 구성한다.When the analog image signal is input to the input line 20 of the conventional compression encoding apparatus configured as shown in FIG. 1, the analog image signal is converted into digital by the input processor 22, and the digitally converted signal is Filtered and input to the block configurator 24. The digital video signal input to the block configurator 24 configures the input video signal in units of blocks in a scanning order.

이때 프레임 메모리(42)로 부터는 전 프레임에서 공간적으로 동일한 위치에 있는 동일 크기의 한 블록의 영상신호치를 내부 메모리에서 읽어내어 감산기(28)에 입력시킨다. 상기 감산기(28)는 상기 블록구성기(24)에서 출력되는 블록단위의 영상신호와 프레임 메모리(42)의 출력데이타를 감산하여 공간적으로 동일한 위치에서의 차이를 산출하는데 이차를 예측오차치라 한다.At this time, from the frame memory 42, the video signal value of one block of the same size at the same position spatially in the previous frame is read from the internal memory and inputted to the subtractor 28. The subtractor 28 subtracts the video signal of the block unit output from the block configurator 24 and the output data of the frame memory 42 to calculate a difference at a spatially identical position.

이러한 예측오차치들을 변환부호화기(30)에서 변환부호화한 다음 양자화기(32)에서 양자화하여 라인(34)으로 전송하게 된다.These predictive error values are transform-coded by the transform encoder 30 and then quantized by the quantizer 32 and transmitted to the line 34.

한편 다음 프레임의 부호화를 위하여 역양자화기(36)와 역변환부호화기(38)에서 변환부호화기(30) 및 양자화기(32)의 역과정을 거쳐 가산기(40)에서 예측치와 예측오차치를 가산하여 프레임 메모리(42)에 저장한다.On the other hand, in order to encode the next frame, the inverse quantizer 36 and the inverse transform encoder 38 perform the inverse processes of the transform encoder 30 and the quantizer 32, and the adder 40 adds the prediction value and the prediction error value to the frame memory. Save at 42.

따라서 출력라인(34)으로는 현재의 영상블럭에서 이전에 전송된 영상블럭 데이터가 감산되어진 데이터만이 전송되며, 프레임 메모리(42)에는 이전에 전송된 영상블럭 데이터에 현재 라인(34)로 전송되는 데이터가 가산되어 새로이 기록된다. 수신측은 송신측의 역과정을 밟으면 된다.Therefore, only the data from which the image block data previously transmitted is subtracted from the current image block is transmitted to the output line 34, and the frame memory 42 is transmitted to the current line 34 from the previously transmitted image block data. The added data is added and newly recorded. The receiving side may go through the reverse process of the transmitting side.

상기 감산기(28)에서 출력된 예측오차치들은 변환부호화기(30)에서 프레임내 2차원 변환(Intraframe 2D Transform)된다. 이때의 변환으로는 이미 실용화된 DCT(Discrete Cosine Transform : 불연속 코사인 변환), DFT(Discrete Fourier Transfor : 불연속 퓨리에 급수변환)등의 방식을 사용할 수 있다.The prediction error values output from the subtractor 28 are intraframe 2D transformed by the transform encoder 30. In this case, DCT (Discrete Cosine Transform) and DFT (Discrete Fourier Transfor) can be used.

입력처리기(22)가 상기와 같은 제1도의 압축부호화 장치에서 아나로그 영상을 8비트의 디지털로 변환하여 8비트의 영상 데이터를 입력시켜 주게될 경우 가산기(40)에 의하여 재생되어 프레임 메모리(42)에 저장되는 영상 데이터는 8비트이어야 한다.When the input processor 22 converts an analog image into 8-bit digital and inputs 8-bit image data in the compression encoding apparatus as shown in FIG. 1, the input processor 22 is reproduced by the adder 40 so that the frame memory 42 ) Should be 8 bits.

이때 입력 영상신호를 8비트의 디지털 데이터로서 제한하는 이유는 CCIR 권고안 601에 권고된 영상신호 디지털 부호화의 표준으로서 휘도신호의 레벨을 0∼255(휘도신호의 샘플링을 8비트로 할당 : 28=255)의 범위로 제한하여 영상신호를 처리하는 시스템과의 호환성을 유지토록 하였기 때문이다.The reason for limiting the input video signal as a digital data of 8 bits are assigned to the 8 samples of the CCIR Recommendation 601. The video signal 0-255 (luminance signal level of the luminance signal as a standard for digital coding recommendations to the bits: 28 = 255 This is because it is limited to the range of) to maintain compatibility with the system for processing video signals.

따라서 제1도의 프레임 메모리(42)에 저장되는 데이터는 입력처리기(22)와 블록구성기(24)를 거쳐 만들어지는 한 프레임의 영상데이타는 감산기(28), 변환부호화기(30), 양자화기(30), 역양자화기(36), 역변환부호화기(38), 가산기(40)를 거쳐 복원되는 데이터인데, 최종적으로 프레임 메모리(42)에 저장되는 데이터는 8비트에 해당하는 0∼255레벨의 데이터 값이어야 함을 알수 있다.Therefore, the data stored in the frame memory 42 of FIG. 1 is inputted through the input processor 22 and the block configurator 24. The image data of one frame is subtracted by the subtractor 28, the transform encoder 30, and the quantizer ( 30), the inverse quantizer 36, the inverse transform encoder 38, and the adder 40 are data restored. Finally, the data stored in the frame memory 42 is data of 0 to 255 levels corresponding to 8 bits. It can be seen that it must be a value.

상기와 같은 종래의 압축부호화 장치는 배경이 동일한 정지화상이나 움직임이 없는 영상의 경우 감산기(28)에서 출력되는 예측오차치가 제로(zero)가 되는데 입력신호에 노이즈가 가해지거나 카메라의 미세한 흔들림에 의해 입력영상신호가 배경이 동일한 정지화상이나 움직임이 없는 영상임에도 불구하고 예측오차치가 제로(zero)가 아닌 소정의 값을 가지게 될 때에 전송하여야 할 전체의 데이터량이 증가되어 영상 압축부호화 장치의 효율이 떨어지거나 노이즈가 포함된 영상신호를 전송하여 화질이 떨어지는 문제점이 있었다.In the conventional compression encoding apparatus as described above, in the case of a still image or a motionless image having the same background, the prediction error value output from the subtractor 28 becomes zero, and noise is applied to the input signal or the camera shakes finely. Although the input video signal is a still image or a motionless image with the same background, when the prediction error value has a predetermined value other than zero, the total amount of data to be transmitted is increased, thereby reducing the efficiency of the video compression encoding apparatus. Or image quality is reduced by transmitting a video signal containing noise.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 영상부호화 압축장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a video encoding compression apparatus for solving the above problems.

본 발명의 다른 목적은 영상처리 시스템에서 임계조건 비교기를 이용하여 전송되는 데이터량을 감소시켜 영상 압축효율을 증대시키는 영상 압축 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an image compression encoding apparatus and method for increasing image compression efficiency by reducing the amount of data transmitted using a threshold condition comparator in an image processing system.

본 발명의 또 다른 목적은 영상처리 시스템에서 임계조건 비교기를 사용하여 전송되는 데이터의 노이즈를 제거하는 영상 압축부호화 장치 및방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for compressing and encoding an image to remove noise of data transmitted using a threshold condition comparator in an image processing system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아나로그 영상신호를 디지털 변환하여 출력하는 입력처리기(22)와, 상기 입력처리기(22)의 출력데이타를 주사순서에 따라 블록단위의 데이터로 구성하여 출력하는 블록구성기(24)와, 전 프레임에서 공간적으로 동일한 위치의 동일 크기의 블록 데이터를 출력하는 프레임 메모리(42)와, 상기 블록구성기(28)의 데이터부터 상기 프레임 메모리(42)에서 출력되는 이전 프레임 블록 데이터를 감산하여 출력된 예측 오차의 데이터량을 감소시키고 노이즈를 제거하여 출력하는 임계조건 비교기(44)와, 상기 임계조건 비교기(44)의 출력을 변환부호화하고 양자화 출력하는 변환부호화기(30) 및 양자화기(32)와, 상기 양자화기(32)의 출력을 역양자화 및 역변환부호화하는 역양자화기(36) 및 역변환부호화기(38)와, 상기 역변환부호화기(38)의 출력과 상기 프레임 메모리(42)의 데이터를 가산하여 재생데이타(RD)를 출력하는 가산기(40)로 구성함을 특징으로한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an input processor 22 for digitally converting and outputting an analog image signal, and a block configured to output the output data of the input processor 22 in block unit data according to a scanning order. A configurator 24, a frame memory 42 for outputting block data of the same size spatially the same position in the previous frame, and a transfer from the data of the block configurator 28 to the frame memory 42 A threshold condition comparator 44 which reduces the data amount of the prediction error output by subtracting the frame block data, removes the noise, and outputs the noise; and a transform encoder 30 which transforms and quantizes the output of the threshold condition comparator 44. And a quantizer 32, an inverse quantizer 36 and an inverse transform encoder 38 for inverse quantization and inverse transform encoding of the output of the quantizer 32, and the inverse transform encoding. It adds the output data of the frame memory 42 of 38 characterized in that consists of an adder 40 for outputting the reproduced data (RD).

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 본 발명에 따른 영상 압축부호화 장치의 구성도로서, 아나로그 영상신호를 디지털 변환하여 출력하는 입력처리기(22)와, 상기 입력처리기(22)의 출력 데이터를 주사순서에 따라 블록단위의 데이터로 구성하여 출력하는 블록구성기(24)와, 전 프레임에서 공간적으로 동일한 위치의 동일 크기의 블록 데이터를 출력하는 프레임 메모리(42)와, 상기 블록구성기(28)의 데이터부터 상기 프레임 메모리(42)에서 출력되는 이전 프레임 블록 데이터를 감산하여 출력된 예측 오차의 데이터량을 감소시키고 노이즈를 제거하여 출력하는 임계조건 비교기(44)와, 상기 임계조건 비교기(44)의 출력을 변환부호화하고 양자화 출력하는 변환부호화기(30) 및 양자화기(32)와, 상기 양자화기(32)의 출력을 역양자화 및 역변환부호화는 역양자화기(36) 및 역변환부호화기(38)와, 상기 역변환부호화기(38)의 출력과 상기 프레임 메모리(42)의 데이터를 가산하여 재생데이타(RD)를 출력하는 가산기(40)로 구성되어 있다.2 is a block diagram of an image compression encoding apparatus according to the present invention. The input processor 22 digitally converts and outputs an analog image signal, and output data of the input processor 22 in block units in a scanning order. A block configurator 24 configured to output data, a frame memory 42 for outputting block data having the same size spatially the same position in all frames, and the frame memory from the data of the block configurator 28. Converts and encodes the output of the threshold condition comparator 44 and the threshold condition comparator 44 which reduces the data amount of the prediction error output by subtracting the previous frame block data output from 42 and removes the noise. Inverse quantizer 36 and inverse transform encoder 38 for inverse quantization and inverse transform encoding of the output of the quantizer 32 and the quantizer 32 and the output of the quantizer 32 And an adder 40 which adds the output of the inverse transform encoder 38 and the data of the frame memory 42 to output reproduction data RD.

제3도는 제2도중 임계조건 비교기(44)의 구체블럭도로서, 상기 블록구성기(24)에서 블록단위로 출력된 영상신호를 일시적으로 저장하는 입력버퍼(50)와, 상기 입력버퍼(50)에 저장된 신호를 읽어들여 감산 및 임계조건 기능을 수행하여 예측오차치를 출력하는 제어부(52)와, 상기 제어부(52)에서 출력된 예측오차치를 일시적으로 저장하는 출력버퍼(54)로 구성되어 있다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the threshold condition comparator 44 of FIG. 2. The input buffer 50 temporarily stores the image signal output in units of blocks from the block configurator 24 and the input buffer 50. Control unit 52 for reading out the signal stored in the control unit and performing a subtraction and threshold condition function to output a prediction error value, and an output buffer 54 for temporarily storing the prediction error value output from the control unit 52. .

제4도는 본 발명에 따른 감산 및 임계조건 비교기능을 수행하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart for performing a subtraction and threshold condition comparison function according to the present invention.

제5도는 동화상의 변화되는 프레임 형태도이다.5 is a diagram of changing frame shapes of moving images.

상술한 본 발명의 일 실시예를 제2, 3, 4, 5도를 참조하여 상세히 설명한다.An embodiment of the present invention described above will be described in detail with reference to FIGS. 2, 3, 4, and 5.

지금 아나로그 영상신호가 라인(20)으로 입력되면, 입력처리기(22)는 상기 입력되는 아나로그 영상신호를 8비트의 디지털 데이터로 변환하고, 대역 여파하여 출력한다. 이때 블록구성기(24)는 주사순서에 따라 입력되는 영상신호를 블록단위로 구성하여 임계조건 비교기(44)로 출력한다.When the analog video signal is input to the line 20 now, the input processor 22 converts the input analog video signal into 8-bit digital data, and filters the band. At this time, the block configurator 24 configures the input image signal in block units and outputs it to the threshold condition comparator 44.

영상전화기나 화상회의 시스템과 같은 영상처리 시스템에서 사용되는 영상 압축부호화 장치는 보통 영상 신호를 실시간으로 처리하여야 하는 제약 때문에 상기 임계조건 비교기(44)는 상기 제2도의 각 블록 기능마다 한 개의 DSP 또는 CPU 로 이루어진 제어부를 할당하여 신호를 처리하여 파이프라인식으로 다음단 계의 기능블럭에 상기 제어부가 처리한 데이터를 넘겨주며 상세 동작을 제3, 4 도를 참조하여 설명하면, 상기 블록구성기(24)에서 주사순서에 따라 출력된 블록단위의 영상 신호는 제3도의 입력버퍼(50)에 저장한다.The video compression encoding apparatus used in an image processing system such as a video telephone or a video conferencing system usually requires a DSP or a DSP for each block function of FIG. By assigning a control unit consisting of a CPU to process a signal and handing over the data processed by the control unit to a functional block of a next stage in a pipelined manner, the detailed operation will be described with reference to FIGS. In 24), the image signals in block units output in the scanning order are stored in the input buffer 50 of FIG.

그리고 (4a)단계에서 제어부(52)는 상기 입력버퍼(50)에 저장된 신호를 읽어들이고 (4b)단계로 진행하여 프레임 메모리(42)로부터 전 프레임에서 공간적으로 동일 위치에 있는 동일 크기의 한 블록의 영상신호치를 읽어들인다. 그리고(4c)단계에서는 상기 블록구성기(42)의 출력, 즉, 현재 입력영상신호의 블록에서 상기 프레임 메모리(42)에서 출력된 이전 프레임의 블록 영상데이타를 감산하여 된 예측오차치인 예측 오차데이타를 검출하는데 상기 예측오차치 X(i)는 하기 식(1)과 같다.In step (4a), the controller 52 reads the signal stored in the input buffer 50, and proceeds to step (4b), where one block of the same size is located at the same position spatially in the entire frame from the frame memory 42. Read video signal value of. In step (4c), the prediction error data is a prediction error value obtained by subtracting the block image data of the previous frame output from the frame memory 42 from the output of the block configurator 42, that is, the block of the current input image signal. The prediction error value X (i) is detected by the following equation (1).

X(i)=P(i, t)- P(i, t-1) (1)X (i) = P (i, t)-P (i, t-1) (1)

Pi(i, t) : t 번째 프레임에서 해당 블록의 i번째 위치의 픽셀의 밝기Pi (i, t): the brightness of the pixel at the i th position of the block in the t th frame

P(i, t-1) : t 번째 프레임에서 해당 블록의 i번째 위치의 픽셀의 밝기P (i, t-1): brightness of the pixel at the i th position of the block in the t th frame

상기 식(1)에서 보는 바와 같이 연속하는 두 프레임에서 배경이 동일하여 정지되어 있거나 움직임이 작은 영상데이타일 경우 상기 예측오차치X(i)의 크기는 작아지게된다. 특히 배경의 정지 영상이나 움직임이 없는 부분에 해당되는 영상 데이터의 경우 상기 예측오차치 X(i)의 값은 0(zero)가 나오게 되는데 입력 영상에 노이즈가 더해지거나 카메라의 미세한 흔들림과 같은 영향에 의해서 0(zero)값이 나오지 않게 되는 경우가 생기게 된다.As shown in Equation (1), the size of the prediction error value X (i) becomes smaller when the background is the same in the two consecutive frames and is still or the image data is small in motion. In particular, in the case of image data corresponding to a still image or a part without motion in the background, the value of the predicted error value X (i) is 0 (zero), which is affected by effects such as noise added to the input image or minute shake of the camera. There is a case where 0 (zero) is not produced.

따라서 (4d)단계에서 제어부(52)는 상기 블록구성기(24)에서 배열한 해당 블록내의 모든 픽셀에 대한 예측오차치들 중에 가장 큰 값 max[|X(i)|i=1∼N]이 임의로 설정한 임계치 Tb보다 작은가 검사형 Tb 보다 크면 (4e) 단계로 진행하여 상기 (4c)단계에서 검출한 예측오차치를 출력버퍼(54)에 그대로 저장한다. 그러나 상기 (4d)단계에서 해당 블록단위의 모든 픽셀에 대한 예측오차들 중에 가장 큰 값 max[ X(i) ]이 임의로 설정한 임계치 Tb보다 작을 경우에는 (4f)단계로 진행하여 상기 블록구성기(24)에서 블록단위로 배열한 해당 블록내의 모든 예측오차치 X(i)의 절대치를 더하여 평균(Normalize)한 값이 임의로 설정한 임계치 Ta보다 작은가 검사하여 작을 경우 (4g)단계로 진행하여 이에 해당되는 블록은 정지되어 있는 배경영상이나 움직임이 없는 영상데이타로 생각하여 블록 전체의 픽셀값을 이전 프레임(frame)의 해당 블록의 픽셀(pixel)값으로 대체하여 결국 예측오차치X(i) (i=1∼N)의 값들을 모두 0(zero)로 만들어 상기 출력버퍼(54)를 통해 변환부호화기(30)로 넘겨준다. 이렇게 하여 코딩(coding)하여 전송해야 할 전체 데이터량을 더 줄일수 있을 뿐아니라 블록단위로 노이즈를 제거한다.Therefore, in step (4d), the controller 52 determines that the largest value max [| X (i) | i = 1 to N] among the prediction error values for all the pixels in the block arranged in the block configurator 24 is determined. If it is smaller than the arbitrarily set threshold Tb or larger than the check-type Tb, the process proceeds to step 4e and the predicted error value detected in step 4c is stored in the output buffer 54 as it is. However, if the largest value max [X (i)] among the prediction errors for all pixels of the corresponding block unit is smaller than the arbitrarily set threshold Tb in step (4d), the process proceeds to step (4f). If the average value is smaller than the arbitrarily set threshold value Ta by adding the absolute values of all prediction error values X (i) in the block arranged in units of blocks in step (24), proceed to step (4g). The relevant block is regarded as a stationary background image or a motionless image data, and the pixel value of the entire block is replaced with the pixel value of the corresponding block of the previous frame, resulting in a prediction error value X (i) ( The values of i = 1 to N) are all zeroed and passed to the conversion encoder 30 through the output buffer 54. In this way, the total amount of data to be coded and transmitted is further reduced, and noise is removed in units of blocks.

그러나 상기 (4f)단계에서 해당 블록내의 모든 예측오차치 X(i)의 절대치를 더하여 평균값이 임의로 설정한 임계값 Ta보다 큰 경우에는 (4e)단계로 진행하여 상기 (4c)단계에서 검출한 예측오차값을 상기 출력버퍼(54)에 저장하여 상기 변환부호화기(34)로 넘겨준다.However, if the mean value is greater than the arbitrarily set threshold value Ta by adding the absolute values of all prediction error values X (i) in the block in step (4f), the process proceeds to step (4e) and the prediction detected in step (4c). The error value is stored in the output buffer 54 and passed to the conversion encoder 34.

여기서 상기 (4d), (4f)단계에서 임계값 Ta, Tb와 비교하는 이 곱은 다음과 같다. 즉, 제5도(5A)의 t-1번째 프레임이 제5도(5B)와 같이 t번째 프레임으로 변화되어 t번째 프레임의 커런트브럭(current block)이 이전 프레임으로부터 물체의 미소한 이동이 있어 블록(block)내의 일부 픽셀값만이 달라졌을 경우 상기 식(2)와 같이 블록내 전체 픽셀(pixel)에 대하여 모든 예측오차치X(i)의 절대치 합의 평균 (Normalize)한 값이 작은 값으로 나오게 되어 임계치 Ta보다 작게 되는 경우가 생긴다.Here, the product of comparing the threshold values Ta and Tb in steps (4d) and (4f) is as follows. That is, the t-1 th frame in FIG. 5A is changed to the t th frame as in FIG. 5B, and the current block of the t th frame has a slight movement of the object from the previous frame. When only some pixel values in the block are changed, the average value of the sum of absolute values of all prediction error values X (i) is small for all the pixels in the block as shown in Equation (2). It may come out and become smaller than the threshold Ta.

이러한 경우 블록(block)내의 모든 픽셀(pixel)에 대한 예측오차치 X(i)값을 0(zero)으로 대체하여 코딩(coding)한 후 전송할 경우 수신단에서 역으로 복원하여 디스플레이해 보면 물체의 이동이 있었음에도 불구하고 해당 블록에 대해서는 움직임이 없는 이전 프레임의 배경 영상데이타로 복원되어지기 때문에 전체의 프레임을 보면 해당 블록만 이동한 물체의 모습이 아닌 배경 영상으로 보여지게 되는 블록 이펙트(block effect)현상 발생을 방지 한다.In this case, if the coding is performed after replacing the predicted error value X (i) value for all pixels in the block with 0 (zero) and transmitting it, the receiver will reverse the display and display the movement of the object. Despite this, the block is restored to the background image data of the previous frame with no movement. Therefore, if you look at the entire frame, only the block is shown as the background image instead of the moving object. Prevent the occurrence of phenomena.

그리고 상기(4b)단계에서 max[ X|(i) |i=1∼N]값이 Tb보다 크다는 것은 물체의 이동이 있어 현재 블록내의 영상데이타값이 이전 프레임(frame)의 같은 위치의 블록의 영상데이타값과 현저하게 다른 데이터로 변했다는 것을 것을 의미한다. 또한 블록 전체로 노이즈(Noise)가 깔려 있는 것에 의하여가 Ta보다 크게 되어 임계치 비교를 잘못하게 되는 오류를 범할 수 있게 하는 경우를 걸러주게 하는 역할을 하게 된다.In the step (4b), if the value of max [X | This means that the data has changed significantly from the image data value. In addition, the noise is spread throughout the block Can be used to filter out cases where the error is greater than Ta, which makes it possible to misinterpret the threshold comparison.

상기 임계치 Ta와 Tb는 실험적으로 정할 수 있는데 상기 Ta와 Tb를 임의의 값으로 설정한 후 수신측에서 복원된 화면을 보아 주관적인 평가에 의하여 노이즈(Noise)의 영향을 받지 않으며 블록 이펙트(Block effect)가 발생하지 않는 한도내에서 정하게 되는데 실험적으로 Ta=3, Tb=16으로 결정할 수 있다.The threshold values Ta and Tb can be determined experimentally. After setting the values Ta and Tb to an arbitrary value, the receiver is not affected by noise by subjective evaluation based on the restored screen. It is determined within the limit that does not occur, and it can be determined experimentally as Ta = 3 and Tb = 16.

이와같이 검출된 예측오차치들을 변환부호화기(30)에서 변환부호화한 다음 양자화기(32)에서 양자화하여 라인(34)으로 전송하게된다.The prediction error values thus detected are transform-coded by the transform encoder 30 and then quantized by the quantizer 32 and transmitted to the line 34.

한편 다음 프레임의 부호화를 위하여 역양자화기(36)와 역변환부호화기(38)에서 변환부호화기(30) 및 양자화기(32)의 역과정을 거쳐 가산기 (40)에서 예측치와 예측오차치를 가산하여 프레임 메모리(42)에 저장한다.On the other hand, in order to encode the next frame, the inverse quantizer 36 and the inverse transform encoder 38 perform a reverse process of the transform encoder 30 and the quantizer 32, and the adder 40 adds the prediction value and the prediction error value to the frame memory. Save at 42.

따라서 출력라인(34)으로는 현재의 영상블럭에서 이전에 전송된 영상블럭 데이터가 감산되어진 데이터만이 전송되며, 프레임 메모리(42)에는 이전에 전송된 영상블럭 데이터에 현재 라인(34)로 전송되는 데이터가 가산되어 새로이 기록된다. 수신측은 송신측의 역과정을 밟으면 된다.Therefore, only the data from which the image block data previously transmitted is subtracted from the current image block is transmitted to the output line 34, and the frame memory 42 is transmitted to the current line 34 from the previously transmitted image block data. The added data is added and newly recorded. The receiving side may go through the reverse process of the transmitting side.

상술한 바와 같이 영상전화기나 화상회의 시스템과 같은 영상 처리 시스템에서 영상신호를 압축하여 전송할시 현재 프레임의 예측오차치를 검출하여 배경이나 움직임이 없을 경우에 예측오차치를 제로값으로 하고 배경이 다르고 움직임이 있을 경우에 현재 프레임과 이전 프레임의 예측오차치를 그대로 사용하여 변화부호화함으로서, 전송하는 전체 데이터량을 감소시켜 압축효율을 증대할 뿐만 아니라 블록단위로 노이즈를 제거하는 이점이 있다.As described above, when the video signal is compressed and transmitted in an image processing system such as a video telephone or a video conference system, the prediction error value of the current frame is detected. When there is no background or motion, the prediction error value is zero and the background is different. If there is a change encoding by using the prediction error value of the current frame and the previous frame as it is, there is an advantage that not only increases the compression efficiency by reducing the total amount of data to be transmitted but also removes the noise in units of blocks.

Claims (3)

영상처리 시스템의 영상 압축 부호화 장치에 있어서, 아나로그 영상신호를 디지탈 변환하여 출력하는 입력처리기(22)와, 상기 입력처리기(22)의 출력데이타를 주사순서에 따라 블록단위의 데이터로 구성하여 출력하는 블록구성기(24)와, 전 프레임에서 공간적으로 동일한 위치의 동일 크기의 블록데이타를 출력하는 프레임 메모리(42)와, 상기 블록구성기(28)의 데이터부터 상기 프레임 메모리(42)에서 출력되는 이전 프레임 블록데이타를 감산하여 출력된 예측오차의 데이터량을 감소시키고 노이즈를 제거하여 출력하는 임계조건비교기(44)와, 상기 임계조건비교기(44)의 출력을 변환부호화하고 양자화 출력하는 변환부호화기(30) 및 양자화기(32)와, 상기 양자화기(32)의 출력을 역양자화 및 역변환부호화하는 역양자화기(36) 및 역변환부호화기(38)와, 상기 역변환부호화기(38)의 출력과 상기 프레임 메모리(42)의 데이터를 가산하여 재생데이타(RD)를 출력하는 가산기(40)와, 상기 감산기(28)에서 블록단위로 감산 출력된 신호를 일시적으로 저장하는 입력 버퍼(50)와, 상기 입력버퍼(50)에 저장된 신호를 읽어들여 감산 및 임계조건 기능을 수행하여 예측오차치를 출력하는 제어부(52)와, 상기 제어부(52)에서 출력된 예측오차치를 일시적으로 저장하는 출력버퍼(54)와, 상기 제어부(52)에 연결되어 현재 프레임과 이전 프레임의 두 프레임의 데이터를 저장하는 프레임 메모리(56)로 구성함을 특징으로 하는 장치.A video compression encoding apparatus of an image processing system, comprising: an input processor (22) for digitally converting an analog image signal and outputting the same; and output data of the input processor (22) according to a scanning order in block unit data A block configurator 24, a frame memory 42 for outputting block data of the same size spatially the same in all frames, and data from the block configurator 28 to the frame memory 42 A threshold condition comparator 44 for reducing the amount of data of the predicted error output by subtracting the previous frame block data, and removing the noise for output, and a transform encoder for transform-coding and quantizing the output of the threshold condition comparator 44. 30 and the quantizer 32, an inverse quantizer 36 and an inverse transform encoder 38 for inverse quantization and inverse transform encoding of the output of the quantizer 32, and the inverse An adder 40 which adds the output of the encoding encoder 38 and the data of the frame memory 42 to output the reproduction data RD, and temporarily stores the signal subtracted and output by the subtractor 28 in units of blocks. A control unit 52 which reads an input buffer 50, a signal stored in the input buffer 50, performs a subtraction and a threshold condition function, and outputs a prediction error value, and a prediction error value output from the control unit 52. And an output buffer (54) for temporarily storing, and a frame memory (56) connected to the controller (52) for storing data of two frames of a current frame and a previous frame. 제1항에 있어서, 상기 블록구성기(24)에서 블록단위로 출력된 영상신호를 일시적으로 저장하는 입력 버퍼(50)와, 상기 입력버퍼(50)에 저장된 신호를 읽어들여 감산 및 임계조건 기능을 수행하여 예측오차치를 출력하는 제어부(52)와, 상기 제어부(52)에서 출력된 예측오차치를 일시적으로 저장하는 출력버퍼(54)로 구성함을 특징으로 하는 장치.The method of claim 1, further comprising: an input buffer 50 for temporarily storing image signals output in units of blocks from the block configurator 24, and a subtraction and threshold condition function by reading signals stored in the input buffer 50; And an output buffer (54) for temporarily storing the predicted error value output from the controller (52). 영상처리 시스템의 영상 압축부호화 방법에 있어서, 블록단위로 배열된 현재 프레임의 영상신호와 이전 프레임의 영상신호를 감산하여 예측오차치를 검출하는 예측오차치 검출과정과, 상기 예측오차치 검출과정에서 검출한 예측오차치를 받아 배경이나 움직임이 없을시 예측오차치를 제로값으로 출력하고, 배경이 다르고 움직임이 있을시에 상기 검출한 예측오차치를 그대로 출력하는 예측오차치 결정과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 예측오차치 검출방법.An image compression encoding method of an image processing system, comprising: a prediction error value detection step of detecting a prediction error value by subtracting a video signal of a current frame and a previous frame arranged in block units; and detecting the prediction error value in a detection step Prediction error characterized in that it comprises a prediction error value determination process of receiving a prediction error value and outputting the prediction error value as a zero value when there is no background or motion, and outputting the detected prediction error value as it is when the background is different and there is motion. Value detection method.
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