KR960015396B1 - 고정비트율 압축부호화방법 - Google Patents

고정비트율 압축부호화방법 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

고정비트율 압축부호화방법
제 1 도는 본 발명에 의한 압축부호화장치의 블럭도.
제 2 도는 제 1 도의 분류벡타 양자화기의 개략도.
제 3 도는 8×8 DCT블럭의 DC 및 AC계수를 설명하기 위한 도면.
제 4 도는 제 2 도의 코드북의 일실시예를 나타낸 도면.
본 발명은 압축부호화방법에 관한 것으로, 특히 DCT블럭당 부호화비트수를 일정하게 고정시키는 고정비트율 압축부호화방법에 관한 것이다.
최근 디지탈영상장치, 예컨대 디지탈 VTR, HDTV, 디지탈 비디오카메라 또는 텔레비젼 전화기등에서는 영상신호를 디지탈데이타로 처리함에 있어서 영상정보량을 압축하는 기술이 사용되고 있다. 이미 알려진 영상압축기술들은 압축된 부호화비트수가 화면복잡도에 따라 가변적이므로 고정된 압축결과를 필요로 하는 디지탈 VTR 및 HDTV등에서는 압축결과를 어떻게 고정시킬 것인가가 항상 문제점으로 제기되었다.
특히 디지탈 VTR에 있어서는 자기테이프의 유한길이를 가지는 한 트랙내에 한 화면 또는 한 세그먼트에 대응하는 영상신호를 부화화해서 기록하지 않으면 안되는데 이때 부호화 비트수가 한 트랙을 초과할 때에는 초과분을 다음 트랙에 기록하거나 또는 설정비트수에 도달하면 나머지부분의 부호화를 중지해서 버리는 방식을 채용하고 있었다.
그러나, 초과분을 다음트랙에 기록하는 방법은 고속서치 및 특수재생이 곤란하며, 부호화 중지방식은 화상정보의 일부분이 유실되므로 재생화질이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 화면복잡도에 상관없이 항상 일정비트율을 가지는 고정비트율 압축부호화 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은 2차원 정지영상 또는 2차원 통영상신호를 복수의 이산여현변환(DCT)블럭으로 분할하고, 각 DCT블럭의 변환계수를 소정 압축률로 부호화하는 압축부호화방법에 있어서, 각 DCT블럭의 DC계수를 p비트로 스칼라양자화하여 DC계수에 대응하는 부호화데이타로 제공하는 제1단계; 각 DCT블럭의 AC계수(a,b)를 접수하여 제1AC계수(a)와 제2AC계수(b)를 비교한 결과에 따라 각 DCT블럭의 엣지방향성을 분류하는 제2단계; 각 DCT블럭이 엣비방향성을 따라서 각 DCT블럭을 m개의 클래스로 분류하는 제3단계; 상기 제3단계에서 분류된 각 DCT블럭의 AC계수들을 분류벡터 코딩법에 근거하여 각 클래스마다 설정된 n개의 대표벡타로 근사시켜 각 대표벡타이 p비트 인덱스로 벡터양자화하는 제4단계; 및 각 DCT블럭당 부호화비트수(B)를 B=1+lig2m+n+p의 일정비율로 발생하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
첨부한 도면을 참조해서 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로, 동영상은 정지영상의 연속이므로 소정의 동영상을 픽쳐단위로 고정시킬 수 있다. 따라서, 소정의 동영상을 연속된 픽쳐단위로 고정시키며 소정의 정지영상을 얻을 수 있으며, 상기 픽쳐단위로 고정된 정지영상을 소정의 DCT블럭단위로 이산여현변환(DCT)하면 고정비트율로 데이타를 압축할 수 있다.
즉, 정지영상의 소정 DCT블럭이 고정비트율로 압축되면, 상기 정지영상이 고정비트율로 압축되므로 정지영상의 연속인 동영상이 고정비트율로 압축된다.
본 발명의 고정비트율 압축부호화방법은 DCT블럭의 DC계수는 스칼라양자화하고 AC계수는 분류벡양자화 한다. 분류벡타양자화는 DCT블럭의 AC계수를 지그재그 스캐닝순서에 의한 제1A계수(a)와 제2AC계수(b)의 크기를 비교하고 이 두계수의 크기 및 사인에 따라 각 DCT블럭의 엣지방향성을 검출해서 이 검출결과에 따라 각 DCT블럭을 분류한다.
각 분류된 DCT블럭에 대응하는 복수의 대표벡타의 코드북을 제공하고 각 코드북에서 대응하는 대표벡타의 pbit 인덱스들과 상기 분류코드를 AC계수에 대응하는 부호화데이타로 제공된다. 따라서 상기 스칼라 양자화된 DC계수에 대응하는 부호화데이타와 상기 벡타양자화된 AC계수에 대응하는 부호화데이타를 DCT블럭의 총 부호화데이타로 발생하므로 화면의 복잡도에 관계없이 항상 일정한 고정비트율로 압축부호화 할 수 있다. 이하 바람직한 일 실시예를 참조해서 설명한다.
제 1 도는 본 발명에 의한 화상부호화시스템의 블럭도이다. 10은 DCT블럭이고, 20은 인간시각마스크이고, 30은 벡타양자화블럭이다.
DCT블럭(10)은 잘 알려진 것으로서, 2차원 영상신호를 N×N크기의 예컨대 8×8의 블럭으로 분할해서 각 블럭마다 이산여현변환(DCT)을 수행하여 DCT계수를 발생한다.
인간시각마스크(Human Visual Mask)(20)는 잘 알려진 것으로서 인간의 시각이 민감하게 반응하지 않은 공간주파수 대열의 DCT계수를 제거 또는 처리한다.
벡타양자화블럭(30)은 분류벡타양자화기(Classified Vector Quantizer)로서 제 2 도는 CVQ의 개념도를 나타낸다.
CVQ(30)는 인코더(31), 분류기(32), 및 복수의 코드북(33)을 구비한다. 인코더(31)는 DCT계수의 DC성분을 예컨대 8bit로 스칼라 양자화하고, 분류기(32)로부터 예컨대 2bit의 분류정보를 접수하고, 코드북(33)으로부터는 AC계수에 대응하는 예컨대 6개의 9bit의 대표벡타의 인덱스를 접수해서 DCT블럭마다 일정하게 64bit의 부호화데이타를 발생한다.
분류기(32)는 제 3 도에 도시된 바와 같이 각 DCT블럭의 지그재그 스캔시 제 1 및 제 2AC계수(a,b)를 접수해서 이들 AC계수 a, b의 대소비교 및 사인에 따라 DCT블럭의 엣지방향성을 판단해서 다음과 같이 DCT블럭의 엣지방향성을 분류한다.
a>b 이면 C1(수평 )
a<b 이면 C2(수직)
a b 이면 a·b>0 이면 C3(+45°대각선)
a b 이면 a·b>0 이면 C4(-135°대각선)
따라서, 분류기(32)는 상기 엣지방향성에 따라 DCT블럭의 방향성을 4분류로 분류하는 제어신호(S1)를 발생하며 또한 각 분류에 대응하는 2bit 정보, 예컨대 C1=00, C2=01, C3=10, C4=11를 상기 인코더(31)에 공급한다.
코드북(33)은 제 4 도에 도시한 바와 같이 각 분류당 6개의 대표벡타 코드북을 구비하며 각 코드북은 9×512 사이즈를 가진다. 따라서 상기 분류기(32)의 제어신호(Sl)에 응답해서 4분류의 코드북중 한 분류의 코드북이 선택되고 선택된 분류의 6개의 코드북중에서 AC계수에 대응하는 6개의 9bit의 대표벡터인덱스가 독출되어 상기 인코더(31)에 제공된다.
따라서, 상술한 본 발명에 의한 고정비트율 압축부호화방법의 각 블럭당 부호화비트수(B)는
B=8+log24+6×9=64bit
로 일정하게 된다.
그러므로 압축비트율의 고정으로 D-VTR의 고속서치 및 트릭플레이기능을 용이하게 달성할 수 있게 하며 화질개선의 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 2차원 정지영상 또는 2차원 동영상신호를 복수의 이산여현변환(DCT)블럭으로 분할하고, 각 DCT블럭의 변환계수를 소정압축률로 부호화하는 압축부호화방법에 있어서, 각 DCT블럭의 DC계수를 1비트로 스칼라양자화 하여 DC계수에 대응하는 부호화데이타로 제공하는 제1단계: 각 DCT블럭의 AC계수(a, b)를 접속하여 제1A계수(a)와 제2AC계수(b)를 비교한 결과에 따라 각 DCT블럭의 엣지방향성을 분류하는 제2단계; 각 DCT블럭의 엣지방향성에 따라서 각 DCT블럭을 m개의 클래스로 분류하는 제3단계: 상기 제3단계에서 분류된 각 DCT블럭의 AC계수들을 분류벡터 코딩법에 근거하여 각 클레스마다 설정된 n개의 대표벡타로 근사시켜 각 대표벡타의 p비트 인덱스로 벡터양자화하는 제4단계; 및 각 DCT블럭당 부호화비트수(B)를 B=1+1og2m+n+p의 일정비율로 발생하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정비트율 압축부호화방법.
  2. 제 l 항에 있어서, 상기 제2단계는 각 DCT블럭의 지그재그 스캔시 제1및 제2AC계수의 크기비교 및 사이에 따라 엣비방향성을 분류하는 것을 특징으로 하는 고정비트율 압축부호화방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제2단계의 클래스는 4개류이며 각류는 상기 1AC계수(a)와 제12AC계수(b)의 다음 조건에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 고정비트율 압축부호화방법.
    a>b 이면 C1(수평)
    a <b 이면 C2(수직)
    a≒b 이면 a×b> 이면 C3(+45°대각선)
    a≒b 이면 a×b> 이면 C4(-l35°대각선)
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각 변수 1, m, n, p는 각각 8, 4, 6, 9로 하여 각 블럭당 총비트수를 64로 하는 것을 특징으로 하는 고정비트율 압축부호화방법.
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