KR100215563B1 - 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 줄기리 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법에 관한 것으로, 줄길이 복호기에서 (런, 레벨) 데이타 이외에 처리해야하는 각종데이타를 추출하기 용이하도록 상기 (런, 레벨) 데이타 및 그외의 데이타를 간결한 구조의 포맷으로 형성하여, 줄길이 복호기에서 (런, 레벨) 데이타 이외에 처리해야하는 각종 데이타를 용이하게 추출할 수 있는 것이다.

Description

줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법(A method of formatting input data of run 1ength decoder)

제 1 도는 일반적인 영상 부호기의 개략적인 블럭도,

제 2 도는 일반적인 영상 복호기의 개략적인 블럭도,

제 3 도는 본 발명에 따른 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법에 의해 형식화된 데이타의 구조를 도시한 것으로,

(a)는 (런, 레벨) 데이타의 포맷을 도시한 것이고,

(b)는 인트라 DC 계수(intra DC coefficient) 데이타의 포맷을 도시한 것이며,

(c)는 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭(skipped macrob1ock) 데이타의 포맷을 도시한 것이고,

(d)는 코딩되지 않은 블럭(not coded block) 및, 블럭종료(end of block) 데이타의 포맷을 도시한 것이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 이산여현 변환부 2 : 양자화기

3 : 줄길이 부호기 4 : 가변장 부호기

5 : 가변장 복호기 6 : 줄길이 복호기

7 : 역스캐닝부 8: 역양자화기

9 : 역이산여현변환부

본 발명은 줄길이 복호기로 입력되는 데이타를 형식화(formatting)하는 방법에 관한 것으로, 특히 줄길이 복호기에서 (런,레벨) 데이타 이외에 처리해야하는 각종 데이타를 추출하기 용이하도록 상기 (런, 레벨) 데이타 및 그외의 데이타를 간결한 구조의 포맷으로 형성하는 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 헌대 사회를 일컬어 정보화사회라고 하는 바, 처리해야 하는 정보의 양이 나날이 늘어나는 추세이므로, 기존의 전송대역을 효과적으로 이용하기 위해서는 데이타를 압축하여야 한다. 특히, 디지탈 영상신호의 경우에는 정보량이 매우 방대하기 때문에 정보의 저장과검색, 전송등을 보다 효율적으로 하기 위해서는 영상 데이타를 압축하는 것이 필수적이다.

제 1 도는 일반적인 영상 부호화기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도로서, H.261, MPEG-1, MPEG-2 등의 많은 표준화된 부호기에서 사용되는 것이다.

제 1 도를 참조하면, 이산여현변환부(1)에서는 픽셀간의 상관성을 제거하기 위하여 프레임간 차 영상을 예를 들면, 8×8 픽셀의 블럭으로 이산여헌변환하여 이산여현변환 계수를 출력하고, 양자화기(2)에서는 상기 이산여헌변환부(1)에서 출력되는 프레임간 차 영상의 이산여현변환 계수를 소정의 양자화간격으로 양자화하여 출력한다.

상기 양자화기(2)에서 양자화된 이산여헌변환(DCT) 계수는 지그-재그 스캐닝 과정을 거쳐 1차원 데이타 열로 변환되어 줄길이 부호기(3)로 입력되고, 상기 줄길이 부호기(3)는 지그-재그 스캐닝 과정을 통해 출력된 데이타 열을 계속되는 0의 갯수와 바로 연속되는 0이 아닌 계수값으로 구성된 (런, 레벨)의 2차원으로 만든다.

그리고, 상기 줄길이 부호기(3)에서 줄길이 부호화된 데이타는 가변장 부호기(4)에서 허프만 테이블에 의해 가변장 부호화 된 다음 비디오 버퍼(도시하지 암음)로 출력되는 것이다.

이때, DCT 계수중 DC 계수와 AC 계수를 구분하여 다른 방법으로 부호화한다. 보통 각 블럭의 DC 값은 주변 블록의 DC값과 많은 상관성이 있으므로 이전 블록의 DC값과 차이를 구하여 그 차이값을 부호화하고, 첫번째 블록의 DC는 DC값의 가변범위의 중간값인 128과의 차이를 구하여 부호화 한다. 이렇게 구해진 DC의 차이값들은 일차원 가변장 부호화를 통하여 부호화하게 되는 것이다.

즉, 상기 DC계수는 DC 크기(dct-dc-size)와 DC 차이(dct-dc-differential)로 나누어져 가변장 부호화되는데, DC 크기(dct-dc-size)가 0이면 그냥 DC 크기(dct- dc-size)의 코드만 전송되고, 0이 아니면 그 뒤에 DC 크기(dct-dc-size)의 비트 수 만큼 DC차이(dct-dc-differentia1)값을 전송하는 것이다.

또한, AC는 DCT 영역에서 DC 계수 부근의 AC 계수값이 0이 아닐 확률이 높고, DC에서 멀어질수록 0이 발생할 확률이 높다는 점을 이용하여 보다 더 효과적인 데이타 압축을 위해 계수들을 재정렬하는데, 주로 지그-재그 주사를 통하여 1차원으로 정렬한다. 여기서 0이 연속적으로 나타나는 갯수(zero-run)와 0이 아닌 계수들의 값(leve1)을 (런, 레벨)의 2차원으로 표현한다.

예를 들어, 지그-재그 스캔이 되어,30,2,0,0,-8.0,0,0,9와 같이 정열된 DCT 계수는 줄길이 부호기(6)를 통하여 (0,30), (0,2),(2,-8),(3,9)…와 같이 표현된다.

그리고, 지그-재그 주사된 계수들이 어떤 위치 이후에 계속해서 끝까지 발생할 경우는 블록의 끝을 나타내는 EOB(end of b1ock) 부호를 추가한다.

이와 같이, 줄길이 부호화된 데이타는 허프만 테이블에 의해 가변장 부호화되는 것이다.

또한, 인터 코딩(inter)에서 전송해야할 계수가 없는 경우 이를skipped macrob1ock 이라 하는데 이러한 skipped macroblock 블럭이 몇개나 계속되는지를 나타내는 정보 데이타와, 각 매크로블럭에 속해 있는 블럭들이 코딩이 됐는가를 나타내는 정보 데이타들도 상기 비디오버퍼(도시하지 암음)를 통해 복호기로 전송되는 것이다.

한편, 상기와 같은 압축과정을 통해 전송된 영상 데이타는 영상 복호기에서 원래의 데이타로 복원되며, 이러한 영상 복호기는 상기 영상부호기를 역으로 구현하면 되는 것이다.

즉, 제 2 도는 일반적인 영상 복호기의 개략적인 블럭도로서, 부호화된 데이타상 데이타에 대해 가변 길이 복호화를 수행하여 출력하는 가변장 복호기(5)와; 상기 가변장 복호기(5)에서 출력된 영상 데이타에 대해 줄길이 복호화를 수행하는 줄길이 복호기(6); 상기 줄길이 복호기(6)에서 출력된 데이타를 역으로 스캔하여 8×8 주파수 계수 블럭을 출력하는 역스캐닝부(7); 상기 역스캐닝부(7)에서 출력된 8×8 주파수계수 블럭에 대해 역 양자화를 수행하여 출력하는 역 양자화기(8); 상기 역 양자화기(8)에서 출력된 8×8 주파수 계수 블럭에 대해 DCT를 역으로 수랭하여 8×8 화소 블럭을 출력하는 역이산여헌변환부(9)를 포함하여 구성되어 있다.

상기와 같은 영상 복호기에 있어서, 가변장 복호기(5)는 부호화된 비트 스트림으로부터 가변장 부호화된 디 계수를 뽑아서 가변장 부호화를 역으로 수행하는 줄길이 복호기(6)로 출력하고, 상기 줄길이 복호기(6)는 상기 가변장 복호기(5)에서 출력된 데이타에 대해 줄길이 복호화를 수행하여 역스캐닝부(7)로 출력하는 것이다.

그리고, 역스캐닝부(7)는 상기 줄길이 복호기(6)에서 출력된 일차원 DCT 계수를 스캐닝 방법에 따라 다시 2차원으로 바꿔주는 작업을 하는 것이다.

상기와 같이 2차원으로 출력된 DCT 계수는 역 양자화기(8)에서 역양자화되어 실제의 DCT 계수값으로 복원된 다음, 역 이산여현변환부(9)에서 역 이산여헌 변환되어 8×8 화소 블럭으로 출력되는 것이다.

이때, 상기 줄길이 복호기(6)로 입력되는 데이타는 기본적으로 런(run)과 레벨(level)을 갖게 되며, 런(run)은 0의 길이를 나타내고 레벨(level)은 런 길이 만큼의 0 후에 이어지는 값이다.

그러나, 줄길이 복호기는 상기와 같은 (런, 레벨) 심벌 데이타를 처리할 뿐만 아니라 (런, 레벨) 심벌 데이타 이외의 데이타 처리도 수행해야 함에 따라 상기와 같은 (런, 레벨) 심벌 데이타의 구조로는 예외의 데이타를 처리할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한것으로, 줄길이 복호기에서 (런, 레벨) 심벌 데이타 이외에 처리해야하는 각종 데이타를 추출하기 용이하도록 상기 (런, 레벨) 심벌 데이타 및 그외의 데이타를 간결한 구조의 포맷으로 형성하는 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 줄길여 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법은, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 (런, 레벨) 데이타이면, 레벨(leve1) 데이타를 최하위 1번째 비트부터 12번째 비트까지 할당하고, 런(run) 데이타를 13번째 비트부더 18번째 비트까지 할당하며, 지시자를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 인트라 DC 계수(intra DC coefficient) 데이타이면, DC 차이(dct-dc-differential)값을 최하위 1번째 비트부터 1O번째 비트까지 할당하고, 인트라 DC 정밀도(intra-dc-precision)를 11번째 비트와 12 번째 비트에 할당하며, 식별자(lD)를 13번째 비트와 14번재 비트에 할당하고, DC 크기(dct-dc-size)를 15번째 비트부터 18번째 비트 까지 할당하며, 지시자를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭(skipped macroblock) 데이타이면, 전송해야할 계수가 없는 블럭의 수(skipped macrob1ock number)를 최하위 1번째 비트부터 7번째 비트까지 할당하고, 식별자를 13번재 비트와 14번째 비트에 할당하며, 지시자를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 코딩되지 않은 블럭(nocoded b1ock) 또는 블럭 종료(end of b1ock) 데이타이면, 코딩되지 않은 블럭의 수(not coded block number)를 최하위 1번째 비트부터 3번째 비트까지 할당하고, 식별자를 13번째 비트와 14번재 비트에 할당하며, 지시자를 죄상위 비트인 19번째 비트에 할당하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실실예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에서는 예외로 처리하는 경우를 다음 4가지로 하였다.

(1) 인트라 DC 계수(intra DC cofficient)

(2) 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭(skipped macroblock)

(3) 코딩되지 않은 블럭(not coded block)

(4) 블럭 종료(end of block)

상기 (1)의 경우에는 인트라 DC 계수를 처리하기 위해서는 DC 사이즈(dct-dc-size)와 DC 차이값(dct-dc-differentia1)이 필요함에 따라(런, 레벨) 데이타로 표현할 수 없다.

그리고, 상기 (2)의 경우에는 전송해야할 계수가 없는 블럭(skipped macroblock)은 매크로 블럭 단위로 발생하므로 최대 1 블럭의 크기에 한정되어 있는 런(run)으로는 표현할 수 없다.

또한, 상기 (3)의 경우도 마찬가지로, 코딩되지 않은 블럭(notcoded block)은 1블럭 이상이 될 수 있으므로 런(run)으로 표현할 수 없다.

그리고, 상기 (4)의 경우에 블럭 종료(EOB)는 블럭 내에서 더 이상계수가 없다는 것을 의미하며 블럭의 나머지를 0으로 설정하라는 것이므로 (런, 레벨) 데이타로 표현 가능하나 그 특성상 예외로 처리하였다.

상기와 같이 예외를 처리하기 위해서는 (런, 레벨) 데이타의 포맷을 규정하여야 한다.

따라서, 본 발명에 따른 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법은, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 (런, 레벨) 데이타이면, 레벨(leve1) 데이타를 최하위 1번째 비트부더 12번째 비트까지 할당하고, 런(run) 데이타를 13번째 비트부터 18번째 비트까지 할당하며, 지시자(IND)를 최상위 비트인 19번재 비트에 할당한다.

상기와 같은 방법에 의해 형성된 (런, 레벨) 데이타의 포맷은 제 3 도 (a)에 도시된 바와 같이,1번재 비트부터 12번째 비트까지의 12 비트는 레벨(leve1) 데이타가 실리고, 13번째 부터 18번재 까지의 6 비트는 런(run) 데이타가 실리며,19먼깨 비트는 0의 지시자(IND)가 실려있는 구조로 되어 있다.

이때, 상기 지시자(lND)가 0이면 (런, 레벨) 데이타를 일반적인 줄길이 복호화 과정을 수행하여 처리하고, 상기 지시자(IND)가 1이면 (런, 레벨) 데이타를 예외 처리를 하라는 것을 의미한다.

한편, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 인트라 DC 계수(intra DC coefficient) 데이타이면, DC 차이(dct-dc-differential)값을 최하위 1번째 비트부터 10번째 비트까지 할당하고, 인트라 DC 정밀도(intra-dc-precision:PREC)를 11번째 비트와 12 번째 비트에 할당하며, 식별자(ID)를 13번째 비트와 14번재 비트에 할당하고, DC 크기(dct-dc-size)를 15번째 비트부터 l8변재 비트까지 할당하며, 지시자(IND)를 최상위 비트인 19번재 비트에 할당한다.

상기와 같은 방법에 의해 형성된 인트라 DC 계수 데이타의 포맷은 제 3 도 (b)에 도시된 바와 같이, 1번째 비트부터 10번째 비트까지의 1O 비트에는 DC 차이(dct-dc-differential) 데이타가 실리고, 11번째비트 및 12 번째 비트의 2비트에는 DC 장밀도(intra-dc-precision:PREC)가 실리며, 13번째 비트 빛 14번째 비트의 2비트에는 식별자(ID)가 실리고,15번째 비트부터 18번째 비트 까지의 4비트에는 DC 크기(dct-dc-size) 데이타가 실리며, 19번째 비트에는 1의 지시자(IND)가 실려있는 구조로 되어 있다.

이때, 상기 식별자(lD)는 OO 또는 11값을 갖게 되어 현재 입력값이 DC 계수임을 알려준다.

또한, 상기 식별자(ID)가 11 일때는 OO 일때와 마찬가지로 현재 입력값이 DC 계수임을 알려줌과 더불어 슬라이스(slice)의 첫번째 DC 계수임을 알려 주는 것이다. 이때, 상기 식별자(ID) 11에 의해 슬라이스가 시작됐다는 것을 알려주는 것이나 인트라 DC 정밀도(intra-dc-precision:PREC)를 창조할 수 있는 능력은 별도의 외부 신호에 의해 주어지는 것이 아니고, 레벨(1eve1)의 포맷에 맞춘 것이므로 간결한 구조로 이루어진다.

그리고, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭(skipped macroblock) 데이타이면, 전송해야할 계수가 없는 블럭의 수(skipped macroblock number)를 최하위 1번째 비트부터 7번째 비트까지 할당하고, 식별자(ID)를 13번째 비트와 14번째비트에 할당하며, 지시자(lND)를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당한다. 이때, 8 내지 12 번째 비트와 15 내지 18번째 비트는 유예(Reserved)비트로 남겨둔다.

상기와 같은 방법에 의해 형성된 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭 데이타의 포맷은 제 3 도 (c)에 도시된 바와 같이, 1번째 비트부터 7번째 비트까지의 7 비트에는 전송해야할 계수가 없는 블럭의 수(skipped macrob1ock number: SKN)가 실리고,8 내지 12비트는 유예(Reserved)비트로서 사용하지 않고, 13번째 비트 및 14번째 비트의 2비트에는 식별자(lD)가 실리며,15 내지 18번재 비트는 유예비트로서 사용하지 않고, 19번째 비트에는 1의 지시자(IND)가 실려있는 구조로되어 있다.

이때, 상기 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭의 수(SKN)는 매크로 블럭 단위로 발생하며 최대 1 슬라이스까지 고려하여야 함에 따라 전송해야할 계수가 없는 최대 매크로블럭의 수는 120이다. 따라서, 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭의 수에 ㅂ;트를 할당한다.

그리고, 상기 식별자(lD)는 1을 갖게 되어 헌재 입력이 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭의 데이타임을 알려주는 것이다. 이때, SKN=0이면 다음 매크로블럭으로 도약(skip)하고, SKN=1 이면 2개의 매크로 블럭을 도약(skip)하게 되는 것이다.

한편, 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타가 코딩되지 않은 블럭(not coded b1ock) 또는 블럭 종료(EOB: end of b1ock) 데이타이면, 코딩되지 않은 블럭의 수(not coded b1ock number)를 최하위 1번째 비트부터 3번째 비트까지 할당하고, 비트 4 내지 비트 12는 유예(Reserved)비트로서 사용하지 압고, 식별자(ID)를 13번째 비트와 14번째 비트에 할당하며, 비트 15 내지 비트 18도 유예(Reserved)비트로서 사용하지 않고, 지시자(lND)를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당한다.

상기와 같은 방법에 의해 형성된 코딩되지 않은 블럭 및 블럭 종료데이타의 포맷은 제 3 도 (d)에 도시된 바와 같이, 1번째 비트부터 3번째 비트까지의 3 비트에는 코딩되지 않은 블럭의 수(not coded b1ocknumber:NCB)가 실리고, 13번째 비트 및 14번째 비트의 2비트에는 식별자(ID)가 실리며, 19번째 비트에는 1의 지시자(lND)가 실려있는 구조로 되어 있다. 이때 비트 4 내지 비트 12와 비트 15 내지 비트 18은 유예(Reserved)비트로서 사용하지 않는다.

이때, 상기 코딩되지 않은 블럭의 수(NCB)는 블럭 단위로 발생하며 최대 1 매크로블럭(4개의 휘도블럭과 2개의 색차신호 블럭)까지 고려하여야 함에 따라 코딩되지 않은 블럭의 수는 최대 6이다. 따라서, 코딩되지 않은 블럭의 수에 3비트를 할당하였다.

그리고, 상기 식별자(lD)는 10을 갖게 되어 현재 입력이 코딩되지 않은 블럭 데이타임을 알려주는 것이다.

또한, 블럭 종료(EOB) 데이타일 경우에는 상기 코딩되지 않은 블럭 데이타와 동일하게 처리되며, 단지 상기 코딩되지 않은 블럭의 수(NCB)가 OOO의 값을 갖게 된다.

따라서, 상기 코딩되지 않은 블럭의 수(NCB)가 0이면 다음 블럭으로 도약(skip)하게 되고, 코딩되지 않은 블럭의 수(NCB)가 1 이면 2개의 블럭으로 도약하는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 따른 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법은 가변장 길이 복호기에서 수행할 수 있으며, 별도의 포맷팅부를 형성시켜 포맷팅을 수행할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 줄길이 복호기에서 (런, 레벨) 데이타 이외에 처리해야하는 각종 데이타를 추출하기 용이할 뿐만 아니라, 인트라 DC 정밀도(intra-dc-precision)와 슬라이스 시작(slicestart)을 입력 data에 포함시킴으로써 위의 두신호에 대해 별도의 외부신호를 필요로 하지 않게 되는 것이다.

그리고, 현재의 매크로블럭이 인트라(intra) 인지 혹은 논 인트라(non intra) 인지를 알고 있을 필요가 있는데, 이 정보를 식별자(ID)로 얻들 수 있다. 즉, 식별자(ID)가 OO,11 이면 현재의 입력 데이타는 인트라 DC 계수 이므로 현재의 매크로블럭이 인트라임을 알 수 있게 되는 것이다.

또한, 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭의 수(SKN)와 코딩되지 않은 블럭의 수(NCB)를 동일한 카운터에 저장할 수 있어, 상기 전송해야 할 계수가 없는 매크로블럭의 수(SKN)와 코딩되지 않은 블럭의 수(NCB) 각각을 위한 카운터가 필요하지 않게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 줄길이 복호기로 입력되는 입력 데이타를 그 내용에 따라 19비트 데이타로 포맷팅하는 방법에 있어서, 상기 입력 데이타가 (런, 레벨) 데이타이면, 레벨(leve1) 데이타를 최하위 1번째 비트부터 12번째 비트까지 할당하고, 런(run)데이타를 13번째 비트부터 18번째 비트까지 할당하며, 지시자를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당하고, 상기 입력 데이타가 인트라 DC 계수(intra DC coefficient) 데이타이면, DC 차이(dct-dc-differentia1)값을 최하위 1번째 비트부터 10번째 비트까지 할당하고, 인트라 DC 정밀도(intra-dc-precision)를 11번째 비트와 12 번째 비트에 할당하며,식별자(lD)를 13번째 비트와 14번째 비트에 할당하고, DC 크기(dct-dc-size)를 15번째 비트부터 18번째 비트 까지 할당하며, 지시자를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당하는 것을 특징으로 하는 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지시자가 0이면 정상적인 (런,레벨) 데이타 포맷을 나타내고, 1이면 예외처리를 위한 데이타 포맷을 나타내는 것을 특징으로 하는 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 입력 데이타 포맷팅 방법은 상기 입력 데이타가 전송해야할 계수가 없는 매크로블럭(skipped macrob1ock) 데이타이면, 전송해야할 계수가 없는 블럭의수(skipped macrob1ock number)를 최하위 1번째 비트부터 7번째 비트까지 할당하고, 식별자를 13번째 비트와 14번째 비트에 할당하며, 지시자를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당하고, 상기 입력 데이타가 코딩되지 않은 블럭(not coded block) 또는 블럭 종료(end of b1ock) 데이타이면, 코딩되지 않은 블럭의 수(not coded block number)를 최하위 1번째 비트부터 3번째 비트까지 할당하고, 식별자를 13번째 비트와 14번째 비트에 할당하며, 지시자를 최상위 비트인 19번째 비트에 할당하는 것을 특징하는 줄길이 복호기의 입력 데이타 포맷팅 방법.