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KR100196838B1 - 블럭벌 상관 관계에 의한 부호화 장치 - Google Patents

블럭벌 상관 관계에 의한 부호화 장치 Download PDF

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KR100196838B1
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Abstract

본 발명은 영상 신호 처리 장치에 관한 것으로서, 블록 단위로 입력되는 영상 신호를 DCT 변환 시키는 DCT 부(1)와; 소정 개수의 영상 블록에 해당하는 상기 DCT부(1)의 DCT 계수들을 블록 단위로 저장하는 저장부(2)와; 상기 저장부(2)에 저장되어 있는 DCT 계수 블록들의 계수값들을 동일 순서의 계수값들끼리 블록 순서대로 배열된 상기 소정 개수와 동일한 재배열 블록을 형성하는 재배열 회로(3)와; 상기 재배열 회로(3)의 재배열 블록내 계수값을 서로 감산하여 재배열 블록별로 그 감산값을 출력하는 감산부(4)와; 상기 감산부(4)에서 출력되는 감산값을 가산하는 합산부(5)와; 상기 합산부(5)의 가산값이 소정 기준값 이하인가를 판단하여 기준값 이하일 때에 제1구동 신호를, 기준값 이상일 때에 제2구동 신호를 출력하는 판단부(6)와; 상기 제1구동 신호의 인가시에 상기 재 배열회로(3)의 재배열 블록내 DCT 계수들을 양자화하여 출력하며, 상기 제2구동 신호의 인가사에 상기 저장부(3)의 블록내 DCT 계수들을 양자화하여 출력하는 양자화부(7)와; 상기 양자화(7)부의 양자값을 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화부(8)를 구비한다.
즉, 본 발명은 상관성이 높은 블록들은 블록내 DCT 계수들을 동일 순서의 계수값들끼리 블록 순서대로 배열하여 양자화 및 가변길이 부호화하고 상관성이 낮은 블록들은 원래의 DCT 계수들을 양자화 및 가변 길이 부호화하므로써, 가변 길이 부호화시에 압축율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

블록별 상관 관계에 의한 부호화 장치
제1도는 이산 코사인 변환을 설명하기 위한 도면.
제2도는 본 발명에 따른 블록별 상관 관계에 의한 부호화장치의 블록도.
제3도 및 제4도는 본 발명에 따른 블록별 상관 관계에 의한 부호화 장치에 형성되는 블록의 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : DCT 부리 2 : 저장부
3 : 재배열 회로 4 : 감산부
5 : 합산부 6 : 판단부
7 : 양자화부 8 : 가변 길이 부호화부
본 발명은 블록별 처리하는 영상 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블록간의 관계에 따라 줄 길이 부호화 방식을 변경하여 행하는 블록별 상관 관계에 의한 부호화 장치에 관한 것이다.
본 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 이산화된 영상신호를 전송하면 아나로그 신호 전송시보다 좋은 화질로 영상을 복원할 수 있다. 일련의 이미지 프레임으로 구성된 영상신호가 디지털 형태로 표현될 때, 특히 고화질 텔레비젼(HDTV)의 경우 상당한 양의 데이터가 전송되어야 한다. 그러나, 종래의 전송 채널의 사용가능한 주파수 대역폭이 제한되어 있으므로, 많은 양의 디지털 데이터를 전송하기 위해서는 전송하고자 하는 데이터를 압축하여 그전송량을 줄일 필요가 있다. 또한, 압축되는 영상신호와 오디오신호는 그들 신호의 특성상 서로 다른 부호화 기법을 통해 각각 부호화되는데, 이와 같은 부호화에 있어서 오디오 신호에 비해 보다 많은 양의 디지털 데이터가 발생하는 영상신호의 압축 기법은 특히 중요한 부분을 차지한다고 볼 수 있다. 따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 그 전송되는 데이터량을 줄이기 위하여 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 이용하여 압축 부호화한 다음 전송채널을 통해 압축 부호화된 영상신호를 수신측으로 전송하게 된다.
한편, 영상신호를 부호화하는데 주로 이용되는 다양한 압축기법으로서는, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 상기한 효율적인 부호화 기법중의 하나인 변환 부호화 방법으로는 DCT 부호화 방법이 있다. 이는 영상의 자기 상관성이 높다는 것을 이용한 것으로서 영상의 자기 상관이 높다는 것은 완만하게 변화되는 부분이 많다는 것을 의미하며, 주파수적으로 보면 낮은 주파수 성분에 에너지가 집중하고 있다고 간주할 수 있는 것이다.
시(時) 계열 신호를 주파수 계열 신호로 변환시키는 것으로 푸리에 변환이 있으며, DCT도 시 계열 화소치를 행렬 연산에 따라 주파수 계열의 신호로 변환시키는 것이다.
제1도에는 DCT 의 개략 원리가 도시되어 있다. 예컨대 8×8화소를 1블럭으로 하여 DCT를 행하면 8×8의 주파수 성분에 대응하는 계수로 변환한다. 영상은 낮은 주파수 성분으로 에너지가 집중되고 있으므로 좌상에 표시된 직류 성분을 세밀하게 양자화하며, 높은 주파수 성분이 됨에 따라 성긴 양자화를 행하면 양자화에 따라 생기는 오차를 적게할 수 있다.
한편, 이러한 DCT 계수들은 지그재그 스캐닝을 행하면 높은 주파수 성분을 나타내는 계수는 0일 확율이 높기 때문에 0의 개수를 부호화하는 줄 길이 부호화가 유효하게 된다.
그러나, 영상의 성질은 블록내 영상에 대하여만 그 상관성이 높을 뿐 아니라 블록간의 영상에 대하여도 상관성이 높다는 성질을 갖는다. 그러나, 종래의 DCT 방법은 상술한 바와 같이 블록간의 상관성을 이용하지 못하여 압축 효율이 낮다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 영상 신호의 블록간 상관 관계를 이용하여 DCT 계수 블록들의 DCT 계수들을 재 배치하여 블록화한 후에 부호화하므로써 압축 효율을 높인 블록별 상관 관계에 의한 부호화 장치를 제공하는데 있다. 본 발명에 따른 블록별 상관 관계에 의한 부호화 장치는, 블록 단위로 입력되는 영상 신호를 DCT 변환 시키는 DCT 부와; 소정 개수의 영상 블록에 해당하는 상기 DCT부의 DCT 계수들을 블록 단위로 저장하는 저장부와; 상기 저장부에 저장되어 있는 DCT 계수 블록들의 계수값들을 동일 순서의 계수값들끼리 블록 순서대로 배열된 상기 소정 개수와 동일한 재배열 블록을 형성하는 재배열 회로와; 상기 재배열 회로의 재배열 블록내 계수값을 서로 감산하여 재배열 블록별로 그 감산값을 출력하는 감산부와; 상기 감산부에서 출력되는 감산값을 가산하는 합산부와; 상기 합산부의 가산값이 소정 기준값 이하인가를 판단하여 기준값 이하일 때에 제1구동 신호를, 기준값 이상일 때에 제2구동 신호를 출력하는 판단부와; 상기 제1구동 신호의 인가시에 상기 재배열 회로의 재배열 블록내 DCT 계수들을 계수들을 양자화하여 출력하며, 상기 제2구동 신호의 인가시에 상기 저장부의 블록내 DCT 계수들을 양자화하여 출력하는 양자화부와; 상기 양자화부의 양자값을 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화부를 구비한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 블록별 상관 관계에 의한 부호화 장치의 블록도로서, 부호(1)는 DCT 부를 의미한다.
DCT 부(1)는 블록 단위(본 실시예에서는 3×3의 블록으로 가정하였다)의 영상 신호를 DCT변환시켜 출력하며, 저장부(2)는 DCT 부(1)의 영상 신호를 블록별로 저장한다. 이때, 본 실시예에서 저장부(2)에 저장되는 DCT 계수 블록은 제3도에 도시된 바와 같이 9(B1-B9)개로 하였다.
저장부(2)는 9개에 해당하는 DCT 계수 블록(B1-B9)이 저장되면, 이 블록(B1-B9)들을 재배열 회로(3)에 인가한다. 재 배열 회로(3)는 저장부(2)의 DCT 계수 블록(B1-B9)들의 계수값들을 동일 순서의 계수값들끼리 블록 순서대로 배열하여 재 배열 블록(RB1-RB9) 형성한다.
즉, 재 배열 회로(3)는 제4도에 도시된 바와 같이 블록(B1-B9)의 DCT 계수들을 그 블록 순서대로 3×3의 재배열 블록(RB1-RB9)을 재성하는 것이다.
이와 같이 재배열 회로(3)의 재배열 블록(RB1-RB9)들은 감산부(4)에 인가되며, 감산부(4)는 재배열 블럭(RB1-RB9)내 계수값을 서로 감산하여 재배열 블록별(RB1-RB9)로 그 감산값을 출력한다.
감산부(4)의 재배열 블록(RB1-RB9)별 감산값들은 합산부(5)에 인가되며, 합산부(5)는 이 감산값을 가산한다. 따라서, 합산부(5)의 출력은 재배열 블록(RB1-RB9)별 가산값의 총 합계가 출력되므로 블록(B1-B9)의 상관관계를 알 수 있다. 합산부(5)의 출력값이 낮은 경우에는 블록(B1-B9)의 DCT 계수값들이 서로 차이가 없는 경우이므로 상관 관계가 높으며, 합산부(5)의 출력값이 높은 경우에는 블록(B1-B9)의 DCT 계수값들이 서로 차이가 나 상관 관계가 낮은 경우가 된다.
이러한 합산부(5)의 출력은 판단부(6)에 인가되며, 판단부(6)는 합산부(5)의 출력값이 소정 기준값(블럭(B1-B9)별 상관관계가 있다고 판단되는 값)이하인를 판단하여 기준값 이하일 때에 로우 레벨의 제1구동 신호를, 기준값 이상일 때에 하이 레벨의 제2구동신호를 출력을 양자화부(6)에 인가한다.
양자화부(6)는 제1구동 신호가 인가될 때에 재배열회로(3)의 재배열 블록(RB1-RB9)들의 계수들을 스캐닝하며 양자화한 후 가변 길이 부호화부(8)에 인가하고, 제2구동 신호가 인가될 때에 저장부(2)의 DCT 계수를 스캐닝하여 양자화하여 가변 길이 부호화부(8)에 인가한다. 이때, 판단부(6)가 제1구동 신호를 출력할 때의 재배열 블록(RB1-RB9)의 DCT 계수들은 서로 상관성이 높으므로 재배열 블럭 (RB1-RB9)은 동일한 값의 DCT 계수들로 모여져 있을 확율이 높다. 따라서, 이 DCT 계수들을 양자화 및 가변 길이 부호활 할 때에 그 압축율은 높아지게 된다.
그러나, 판단부(6)가 제2구동 신호를 출력할 때에 재배열 블록(RB1-RB9)의 DCT 계수들은 서로 상관성이 낮은 상태이다. 따라서, 재배열 블록(RB1-RB9)은 서로 상이한 DCT 계수들로 형성되어 있게 되므로, 이들을 양자화 및 가변 길이 부호화하면 그 압축률은 낮아지게 된다. 이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 판단부(6)가 제1구동 신호를 출력할 때에 양자화부(8)는 재배열 회로(3)의 재배열 블록(RB1-RB9)의 DCT 계수들을 양자화한 후 가변길이 부호화부(8)에 인가하고, 판단부(7)가 제2구동 신호를 출력할 때에 양자화부(8)는 저장부(2)의 블록(B1-B9)내 DCT 계수들을 양자화하여 가변 길이 부호화부(8)에 인가하는 것이다.
즉, 본 발명은 상관성이 높은 블록들은 블록내 DCT 계수들을 동일 순서의 계수값들끼리 블록 순서대로 배열하여 양자화 및 가변 길이 부호화하고 상관성이 낮은 블록들은 원래의 DCT 계수들을 양자화 및 가변 길이 부호화하므로써, 가변 길이 부호화시에 압축율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 영상 신호 처리 장치로서, 블록 단위로 입력되는 영상 신호를 DCT 변환 시키는 DCT 부(1)와; 소정 개수의 영상 블록에 해당하는 상기 DCT 부(1)의 DCT 계수들을 블록단위로 저장하는 저장부(2)와; 상기 저장부(2)에 저장되어 있는 DCT 계수 블록들의 계수값들을 동일 순서의 계수값들끼리 블록 순서대로 배열된 상기 소정 개수와 동일한 재배열 블록을 형성하는 재배열 회로(3)와; 상기 재배열 회로(3)의 재배열 블록내 계수값을 서로 감산하여 재배열 블록별로 그 감산값을 출력하는 감산부(4)와; 상기 감산부(4)에서 출력되는 감산값을 가산하는 합산부(5)와; 상기 합산부(5)의 가산값이 소정 기준값 이하인가를 판단하여 기준값 이하일 때에 제1구동 신호를, 기준값 이상일 때에 제2구동 신호를 출력하는 판단부(6)와; 상기 제1구동 신호의 인가시에 상기 재 배열 회로(3)의 재배열 블록내 DCT 계수들을 양자화하여 출력하며, 상기 제2구동 신호의 인가시에 상기 저장부(3)의 블록내 DCT 계수들을 양자화하여 출력하는 양자화부(7)와; 상기 양자화(7)부의 양자값을 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화부(8)를 구비하는 블록별 상관 관계에 의한 부호화 장치.
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