KR0152027B1 - 차분펄스부호변조를 이용한 동벡터 부호화 및 복호화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차분펄스부호변조를 이용한 동벡터 부호화 장치는 수평 인접블록간의 동벡터차이값을 산출해내는 수단과 수직 인접블록간의 동벡터차이값을 산출해내는 수단의 차이값들의 가변장부호길이를 비교하여 가변장부호길이가 적은 방향의 동벡터 차이값을 선택하든 수단 및 선택된 동벡터를 부호화하는 가변장부호수단으로 구성된다. 이렇게 부호화된 동벡터를 복호화하기 위한 동벡터 보고화 장치는 부호화된 동벡터데이타를 입력받아 가변장복호화하는 수단과, 가변장복호화된 데이타와 소정의 궤환 데이타를 입력받아 합산하여 원래의 동벡터를 출력하는 가산수단과 상기 가산수단에서 출력된 동벡터를 입력받아 소정 시간 지연시키는 제1지연기와, 제1지연기의 출력을 다른 소정 시간 지연시키는 제2지연기 및 상기 제1지연기와 제2지연기의 출력을 입력받아 상기 가변장복호화된 데이타에 동기되는 소정 선택신호에 때라 상기 제1지연기와 제2지연기의 입력중 하나를 선택하여 상기 가산수단으로 출력하는 선택수단을 포함한다. 따라서, 데이타량이 적은 방향의 동벡터 차아값을 부호화함으로써 전송 데이타량을 줄여 데이타 압축율을 향상시킬수 있는 효과를 제공한다.

Description

차분펄스부호변조를 이용한 독벡터 부호화 및 복호화 장치

제1도는 종래의 동벡터 부호화 장치를 나타내는 블럭도,

제2도는 종래의 동벡터 복호화 장치를 나타내는 블럭도,

제3도는 본 발명의 바람직한 일 실시에 따른 차분펄스부호변조를 이용한 동벡터 부호화장리츨 나타내는 블럭도,

제4도는 본 발명의 바람직한 일 실시에 따른 차분펄스부호변조를 이용한 동벡터 복호화장치를 나타내는 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31,33,,44,45 : 지연기 32,34 : 감산기

35,36 : 부호길이 발생부 37 : 비교기

38,43 : 멀티플렉서 39 : 가변장부호화부

100,200 : 벡터차 계산수단 300 : 데이타선택수단

41 : 가변장복호화부 42 : 가산기

본 발명은 차분펄스부호변조(DPCM: Differeantial Pulse Code Modulation)를 이용한 동벡터 부호화 및 복호화 장치에 관한 것으로, 특히 수평방향과 수직방향에 인접하는 블록들의 동벡터를 이용하여 현재 블록의 동벡터를 차분펄스부호변조하는 부호화/복호화 장치에 관한 것이다.

음성신호에 비해 영상신호 데이타는 일반적으로 그 정보량이 매우 많다. 따라서, 효율적인 데이타 전송 및 기록을 위한 데이타 압축방법이 널리 이용되고 있다.

신호대역에 의한 압축효과가 큰 고능률부호화(High-Efficient Coding) 기법에는 예측부호화, 변환부호화, 벡터양자화 등이 있다.

예측부호화에 의해 얻어지는 정부중에는 인접 프레임간의 영상 움직임추정에 의해 발생하는 동벡터가 있다. 동벡터는 잘 알려진 바와 같이 현재 프레임의 소정블록이 이전 프레임의 어떤 블록과 가장 데이타 상관성이 높은가를 나타낸다.

하나의 영상프레임이 가로로 M개, 세로로 N개의 영상블록들로 분할되면, 움직임 추정에 의해 영상 프레임당 M × N개의 동벡터가 발생한다. 동벡터가 갖는 데이타의 길이를 더욱 압축시키기 위해, 소정 블록의 동벡터는 동일한 프레임에 존재하는 다른 블록의 동벡터를 이용하여 차분펄스부호변조(이하, DPCM이라 함)된다.

이후의 설명에서는 DPCM할 때 동벡터에 대응하는 현재 프레임의 블록은 현재 블록이라 정한다.

DPCM을 이용한 종래의 동벡터 부호화 및 복호화를 제1도 및 제2도를 참조하여 설명한다. 제1도는 DPCM을 이용한 종래의 동벡터 부호화 장치이고, 제2도는 제1도의 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치이다.

영상 프레임 내에서 수평방향으로 인접한 블록들 각각에 다응하는 동벡터는 감산기(13) 및 지연기(11)로 동시에 입력된다. 감산기(13)는 입력되는 현재 블록의 동벡터에서 지연기(11)에 의해 동벡터 입력 주기만큼 지연된 동벡터를 감산한다. 따라서, 감산기(13)는 현재 블록의 동벡터와 현재 블록에 수평방향으로 인접한 블록의 동벡터를 이용한 DPCM 데이타를 출력한다. 감산기(13)로부터 출력되는 벡터차이값은 가변장부호화부(15)에 의해 부호화된 데이타로 변환 출력된다.

제1도의 가변장부호화부(15)로부터의 출력 데이타가 가변장복호화부(21)로 입력되면, 가변장복호화부(21)는 입력데이타를 가변장복호화시켜 출력한다. 가산기(23)는 가변장복호화된 데이타와 지연기(25)로부터의 데이타를 가산 출력한다.

가산기(23)로부터 출력되는 데이타는 지연기(25)와 역양자화부등의 신호처리부로 인가된다.

지연기(25)는 제1도의 지연기(11)와 동일한 시간 간격으로 입력 데이타를 지연 출력한다.

결과적으로, 가산기(23)로부터 출력되는 데이타는 DPCM 되기 이전의 동벡터가 된다. 상술한 종래의 DPCM을 이용한 동벡터 부호화 장치는 현재 블록에 인접한 하나의 블록에 대응하는 동벡터만을 이용하여 핸재 블록의 동벡터를 DPCM함으로써 인접 블록들이 갖는 동벡터 차이값이 커지게되면 DPCM 및 가변장부호화되는 데이터의 량이 많아진다. 따라서, 동벡터에 대한 데이타 압축율이 떨어지는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위해 현재 블록의 동벡터를 수평 방향과 수직 방향에 인접하며 벡터차이값이 상대적으로 작은 블록의 동벡터를 사용하여 DPCM함으로써 데이타 압축 효율을 높일 수 있는 차분펄스부호변조를 이용한 동벡터 부호화 장치를 제공함에 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 움직임 추정에 의해 움직임 추정 블럭별로 발생하는 동벡터들을 이용하여 현재 블록의 동벡터를 차분펄스부호변조하기 위한 장치에 있어서, 현재 블록의 동벡터와 상기 현재 블록에 수평방향으로 인접한 블록의 동벡터를 입력받아 동벡터간의 차이인 제1벡터차이값을 계산하는 제1벡터차 계산수단, 상기 현재 블록간의 동벡터와 상기 현재 블록에 수직방향으로 인접한 블록의 동벡터를 입력받아 동벡터간의 차이인 제2벡터차이값을 계산하는 제2벡터차 계산수단, 상기 벡터차 계산수단들로부터 공급되는 동벡터차이값들에 각각 다응하는 가변장부호의 길이를 발생하고, 이 가변장부호길이들의 크기를 비교하여 그 결과에 따라 상기 벡터차 계산수단들중 하나의 출력을 선택하기 위한 선택 제어 신호를 발생하는 데이타 선택수단, 상기 제1벡터차 계산수단과 제2벡터차 계산수단으로부터 각각 입력되는 두 데이타를 상기 선택제어 신호에 따라 선택 출력하는 선택수단, 및 상기 선택수단에서 출력된 동벡터를 가변장부호화하는 수단을 포함하는 동벡터 부호화수단에 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 부호화된 동벡터를 복호화하기 위한 동벡터 복호화 장치에 있어서, 부호화된 동벡터데이타를 입력받아 가변장복호화하는 수단, 상기 가변장복호화된 데이타와 소정의 궤환 데이타를 입력받아 합산하여 원래의 동벡터를 출력하는 가산수단, 상기 가산수단에서 출력된 동벡터를 입력받아 소정 시간 지연시키는 제1지연기, 제1지연기의 출력을 다른 소정시간 지연시키는 제2지연기, 및 상기 제1지연기와 제2지연기의 출력을 입력받아 상기 가변장복호화된 데이타에 동기되는 소정 선택신호에 따라 상기 제1지연기와 제2지연기의 입력중 하나를 선택하여 상기 가산수단으로 출력하는 선택수단을 포함하는 동벡터복호화장치에 있다.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명을 구현한 동벡터 부호화 장치를 나타내는 블럭도이다. 제3도에서, 제1벡터차계산수단(100)은 수평방향으로 인접하는 블록간의 제1벡터차이값을 발생하도록 구성된다. 그리고, 제2벡터차계산수단(200)은 수직방향으로 인접하는 블록간의 제2벡터차이값을 발생하도록 구성된다. 데이타선택수단(300)은 동벡터차아값들을 인가받아 선택제어신호를 발생하기 위해 벡터차계산수단(100, 200)들의 신호 출력단에 연결된다. 멀티플렉서(38)는 벡터차계산수단들(100,200)의 신호 출력단에 그 신호 입력단이 연결된다. 멀티플렉서(38)의 출력단은 가변장부호화부(39)에 연결된다.

제1벡터차계산수단(100)은 입력되는 동벡터를 지연시키는 제1지연기(31)와 입력단(20)으로 입력되는 동벡터와 제1지연기(31)로부터 출력되는 동벡터를 공급받도록 연결된 제1감산기(32)를 구비한다. 제2벡터차계산수단(200)은 제1지연기(31)의 신호 출력단에 그 신호 입력단이 연결되는 제2지연기(33)와 입력단(20)으로부터 입력되는 동벡터와 제2지연기(33)로부터 출력되는 동벡터를 공급받도록 연결된 제2감산기(34)를 구비한다. 데이타선택수단(300)은 제1감산기(32)의 출력신호를 인가받도록 연결된 제1부호길이벌상부(35)와 제2감산기(34)의 출력신호를 인가받도록 연결된 제2부호길이발생부(36) 및 부호길이 발생부들(35, 36)의 출력신호를 비교하기 위한 비교기(37)를 구비한다. 비교기(37)의 신호출력단은멀티플렉서(38)의 선택제어신호입력단(s)에 연결된다. 상술의 부호길이발생부들(35, 36)은 입력신호에 대응하여 가변장부호화 하기위한 롬(ROM)의 형태를 갖는다. 한 프레임은 M × N개의 블럭으로 구성된다. 각 블록은 그에 대응하는 동벡터를 가지므로, 동벡터는 한 프레임에 대해 수평으로 M개 수직으로 N개 발생한다. 한 라인에 있는 M개의 블록에 대한 동벡터들이 발생하면, 그 다음 라인에 있는 M개의 블록에 대한 동벡터들이 발생한다.

T의 주기를 갖는 현재 블록의 동벡터는 입력단(20)을 통해 제1벡터차계산수단(100)으로 입력된다. 제1지연기(31)는 입력 동벡터를 T클럭만큼 지연시킨다. 제1감산기(32)는 현재 입력 동벡터에서 지연기(31)를 통해 T클럭 지연된 이전 입력 동벡터를 감산하여 수평방향으로 인접한 두 동벡터의 제1벡터차이값(VD₁)을 구한다. 제1지연기(31)로부터 출력하는 동벡터는 제2지연기(33)에 의해 (M-1)×T 클럭 지연된다. 따라서 제2지연기(33)는 현재 입력단(20)을 통해 입력되는 동벡터에 대응하는 현재 블록에 수직방향으로 인접한 이전 블록에 대응하는 동벡터를 출력한다.

제2감산기(34)는 현재 입력 동벡터에서 제2지연기(33)를 통해 M × T 만큼 지연된 동벡터를 감산하여 제2벡터차이값(VD₂)을 구한다. 벡터차이값들(VD₁, VD₂)은 멀티플렉서(38)와 부호길이발생부들(35, 36)로 입력된다. 제1부호길이발생부(35)는 제1벡터차이값(VD₁)의 가변장부호의 길이를 출력하고, 제2보호길이 발생부(36)는 제2벡터차이값(VD₂)가 변장부호의 길이를 출력한다.

비교기(37)는 제1입력단(a)으로 입력되는 데이타와 제2입력단(b)으로 입력되는 데이타의 길이를 비교한다. 데이타 길이 비교에 의해, 수평방향 벡터차이값의 가변장부호의 길이가 수직방향 벡터차이값의 가변장부호의 길이보다 짧은 경우 비교기(37)는 멀티플렉서(38)의 제1입력단(IN₁)을 선택하기 위한 제어신호를 발생한다. 반면에, 수평방향 벡터차이값의 가변장부호의 길이가 수직방향 벡터차이값의 가변장부호의 길이보다 긴 경우, 멀티플렉서(38)의 제2입력단(IN₀)을 선택하기 위한 제어신호를 발생한다. 멀티플렉서(38)는 제1벡터차계산수단(100)과 제2벡터차계산수단(200)으로부터 각각 공급되는 데이타들 중에서 데이타선택수단(300)의 선택제어신호에 의해 선택되는 데이타를 출력한다. 가변장부호화부(39)는 입력데이타를 가변장부호화시켜 출력한다.

제4도는 제3도의 부호화 장치에 의해 DPCM 및 가변장부호화된 데이타를 복호화하기 위한 장치의 블록도이다.

제4도에서, 가변장복호화부(41)는 제3도의 가변장부호화부(39)에 의해 부호화된 데이타를 복호화하기 위한 수단이다. 가변장복호화부(41)에 의해 복호화된 데이타는 가산기(42)로 공급된다. 가산기(42)는 움직임보상에 이용되는 동벡터를 출력한다. 가산기(42)의 출력신호를 인가받도록 연결된 제1지연기(44)는 입력신호를 시간 T만큼 지연시킨다. 제1지연기(44)에 연결되는 제2지연기(45)는 입력신호를 (M-1)×T 클럭만큼 지연시켜 출력한다. 제1지연기(44)의 출력단은 멀티플렉서(43)의 제1입력단(IN₁)에 연결되고, 제2지연기(45)의 출력단은 멀티플렉서(43)의 제2입력단(IN₀)에 연결된다. 그리고, 멀티플렉서(43)는 제3도의 데이타선택수단(300)에서 발생하는 선택신호를 공급받는다. 멀티플렉서(43)로 공급되는 선택신호는 DPCM된 데이타를 역 DPCM 하기위해 동기가 맞추어진다. 따라서, 가산기(42)는 멀티플렉서(43)에 의해 선택된 데이타와 가변장복호화부(41)의 출력데이타를 공급받아 DPCM되기 이전의 동벡터를 발생한다.

전술한 바와 같이 본 발명은 일반적인 수평방향 DPCM 데이타 압축방식에 비하여 동벡터를 수평, 수직 두가지 방향으로 각각 DPCM 하고, 가변장부호화되는 데이타량이 적은 방향에 대한 가변장 부호화/복호화를 실행하므로써 동벡터의 전송 데이타량을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (7)

1. 움직임추정에 의해 움직임 추정 블럭별로 발생하는 동벡터들을 이용하여 현재 블럭의 동벡터를 차분펄스부호변조하기 위한 장치에 있어서, 현재 블록의 동벡터와 상기 현재 블록에 수평방향으로 인접한 블록의 동벡터를 입력받아 동벡터간의 차이인 제1벡터차이값을 계산하는 제1벡터차 계산수단; 상기 현재 블록간의 동벡터와 상기 현재 블록에 수직방향으로 인접한 블록의 동벡터를 입력받아 동벡터간의 차이인 제2벡터차이값을 계산사는 제2벡터차 계산수단; 상기벡터차 계산수단들로부터 공급되는 동벡터차이값들에 각각 대응하는 가변장부호의 길이를 발생하고, 이 가변장부호길이들을 비교하여 그 결과에 따라 상기 벡터차 계산수단들중 하나의 출력을 선택하기 위한 선택제어신호를 발생하는 데이타 선택수단; 상기 제1벡터차 계산수단과 제2벡터차 계산수단으로부터 각각 입력되는 두 데이타를 상기 선택제어 신호에 따라 선택 출력하는 선택수단; 상기 선택수단에서 출력된 동벡터를 가변장부호화하는 수단을 포함하는 동벡터 부호화수단.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1벡터차 계산수단은 입력되는 동벡터를 소정시간 지연하는 제1지연기와 현재 입력 동벡터로부터 제1지연기에서 출력하는 동벡터를 감산하여 상기 동벡터간의 차이를 산출해내는 제1감산기로 이루어진 것을 특징으로 하는 동벡터부호화수단.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2벡터차 계산수단은 상기 제1지연기를 통해서 출력되는 동벡터를 다른 소정 시간동안 지연시키는 제2지연기와 현재 입력하는 동벡터로부터 제2지연기에서 출력된 동벡터를 감산하여 상기 동벡터간의 차이를 산출해 내는 제2감산기로 이루어진 것을 특징으로 하는 동벡터부호화수단.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2지연기는 소정블록의 동벡터를 그 동벡터에 수직방향으로 인접한 블록의 동벡터가 상기 제2감산기로 인가될때 까지 지연 출력 시키는 것을 특징으로 하는 동벡터 부호화수단.
5. 제1항에 있어서, 상기 데이타 선택수단은 상기 제1벡터차이값을 입력받아 대응 가변장 부호의 길이를 출력하는 제1부호길이 발생부와 상기 제2벡터차이값을 입력받아 대응 가변장부호의 길이를 출력하는 제2부호길이발생부 및 상기 부호길이 발생부들로부터의 가변장부호데이타를 입력받아 데이타량을 비교하는 비교기로 이루어진 것을 특징으로 하는 동벡터 부호화수단.
6. 부호화된 동벡터를 복호화하기 위한 동벡터 복호화 장치에 있어서, 부호화된 동벡터데이타를 입력받아 가변장복호화하는 수단; 상기 가변장복호화된 데이타와 소정의 궤환 데이타를 입력받아 합산하여 원래의 동벡터를 출력하는 가산수단; 상기 가산수단에서 출력된 동벡터를 입력받아 소정 시간 지연시키는 제1지연기; 제1지연기의 출력을 다른 소정 시간 지연시키는 제2지연기; 및 상기 제1지연기와 제2지연기의 출력을 입력받아 상기 가변장복호화된 데이타에 동기되는 소정 선택신호에 따라 상기 제1지연기와 제2지연기의 입력중 하나를 선택하여 상기 가산수단으로 출력하는 선택수단을 포함하는 동벡터복호화장치.
7. 제6항에 잇어서, 상기 제2지연기는 동화상 데이타 복호를 위해 1프레임당 수평, 수직으로 M × N개의 동벡터가 발생할때 상기 제1지연기에서 출력된 동벡터를 소정 시간 만큼 지연시키는 것을 특징으로 하는 동백터 복호화 장치.