KR100535631B1

KR100535631B1 - 적응적 비월주사 모양정보 부호화/복호화 장치및 방법

Info

Publication number: KR100535631B1
Application number: KR1019980039193A
Authority: KR
Inventors: 천승문; 신동규; 문주희
Original assignee: 주식회사 팬택앤큐리텔
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2006-07-10
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: EP0924932A3; EP0924932A2; JPH11177980A; KR19990030024A; US6307976B1

Abstract

비월주사의 이진모양정보 데이터를 효과적으로 부호화하기 위하여 필드타입 모양정보 부호화와 프레임 타입 모양정보 부호화를 선택하고, 적응적(adaptive)으로 모양정보를 부호화한다. 이진모양 정보블록에 대해 움직임량을 추정하고 그 움직임량에 의해 이진모양 정보블록의 타입을 결정한다. 이진모양 정보블록이 부호화할 필요가 있는 타입인 경우, 프레임을 구성하는 각 픽셀에 대하여 이웃하는 픽셀과의 차이를 더하여 프레임에서의 오차량을 산출한다. 홀수필드와 짝수필드를 각각 구성하는 각 픽셀에 대하여 이웃하는 픽셀과의 차이를 더하여 각 필드에서의 오차량을 산출한다. 프레임에서의 오차량이 필드에서의 오차량보다 크면 필드단위로 부호화하는 필드타입 부호화가 선택되고, 필드에서의 오차량이 프레임에서의 오차량보다 크면 프레임단위로 부호화하는 프레임타입 부호화가 선택된다.

Description

적응적 비월주사 모양정보 부호화/복호화 장치 및 방법

본 발명은 비월주사를 위한 모양정보 부호화/복호화에 관한 것으로, 특히 비월주사 동영상(interlaced video)의 부호화시 모양정보의 특성에 의거 프레임 타입 또는 필드타입으로 모양정보를 부호화하여 높은 부호화 압축률을 가지는 적응적 비월주사 모양정보 부호화/복호화 장치및 방법에 관한 것이다.

차세대 영상/음향 부호화 기술 및 시스템 구성에 관한 연구 및 개발 동향을 살펴보면, 기존의 알려진 표준안 - 예를 들면 ITU-T의 H.263, H.261, ISO/IEC의 MPEG-1, MPEG-2 - 으로는 지원할 수 없는 새로운 영상/음향 응용물(application)들을 지원할 수 있도록 개발이 진행되고 있다. 이러한 새로운 기능의 대표적인 예들로는 물체 중심 대화형 기능(object-based interactive functionality) 혹은 물체 중심 조작(object-based manipulation) 등을 들 수 있다.차세대 영상 및 음향 부호화 기술 및 시스템 구성에 관한 연구및 개발 동향은 기존의 알려진 표준안으로는 지원할 수 없는 영상 및 음향 응용물들을 지원할 수 있도록 개발되고 있다.

이러한 새롭고 다양한 기능들을 제공하기 위하여 모양정보의 전송이 요구된다. 모양정보는 영상을 물체 영역과 비물체 영역(배경)으로 구분하는 정보로서, 송수신단에서 전체 영상 대신 물체 영역을 중심으로 하는 신호 처리를 가능하게 하며, 상기한 새로운 기능들을 제공할 수 있다. 일반적인 이진 모양정보는 object에 속하는 화소와 object가 아닌 화소에 서로 다른 값을 가지도록 하는 이진 마스크의 형태를 가진다. 이러한 모양정보를 이용하여 동영상 부호화하는 방식을 물체 단위 부호화(object-based video coding)라고 한다.

모양정보는 그 데이터량이 상당하기 때문에 정보의 압축 부호화 방법이 중요하며, 본 발명도 모양정보의 압축 부호화 효율의 향상을 위한 것이다.

도 1은 일반적인 물체단위 동영상 부호화기(object-based video coder)의 구성을 보이는 블록도이다.

먼저 각 영상(picture)의 신호는 모양정보와 색상정보(texture information)로 나누어져 각각 모양정보 부호화부(shape coding)(11)과 움직임정보 추정부(motion estimation)(12)에 입력된다. 모양정보 부호화부(Shape Coder)와 VOP(Video Object Planes)라는 개념이 도입되어 있다. VOP는 유저가 접근 및 편집할 수 있는 임의 모양의 내용물의 시간축상의 한 시점의 객체를 의미하며, 내용물 기반의 기능성(content-based functionality)을 지원하기 위해서는 VOP별로 부호화 되어야 한다.

모양정보 부호화부(11)에서는 해당 프레임의 모양정보를 손실 부호화(lossy coding) 또는 무손실 부호화(losseless coding)하게 되는데, 복원 모양정보(reconstructed shape information)는 움직임 보상부(motion compensation)(13), 그리고 색상정보 부호화부(texture coding)(17)의 입력이 되어 각각의 동작을 물체 단위로 수행하게 한다. 한편, 모양정보 부호화부(11)의 또 다른 출력인 모양정보 비트열(shape information bitstream)은 다중화부(multiplexer)(18)으로 입력이 된다.

움직임 추정부(12)는 현재 프레임의 입력 색상정보와 이전 복원 프레임 저장부(previous reconstructed frame memory)(14)에 저장되어 있는 이전 프레임 색상정보를 이용하여, 현재 프레임 색상정보의 움직임정보를 찾는다. 찾아진 움직임정보는 움직임 보상부(13)으로 입력되고, 한편 부호화되어 움직임정보 비트열은 다중하부(18)로 입력된다. 움직임 보상부(13)은 움직임 추정부(12)에서 구한 움직임정보와 이전복원 프레임 저장부(14)의 이전 복원 프레임을 이용하여 움직임 보상 예측을 수행한다.

텍스처 부호화부(17)는 감산기(subtractor)(15)에서 구해진 입력 색상정보와 움직임 보상부(13)에서 구해진 움직임 보상 예측 색상정보 사이의 차이, 즉 예측 오차(prediction error)를 부호화한다. 부호화되어 생성된 색상정보 비트열(texture bitstream)은 다중화부(18)로 입력되고, 복원된 색상정보의 오차 신호는 가산기(16)로 입력된다. 이전복원 프레임 저장부(14)는 움직임 보상 예측 신호와 복원된 오차 신호를 가산기(16)에서 더한 이전 복원 프레임 신호를 저장한다.

디지탈 비디오는 프레임의 구성 방법에 따라 순행 주사 비디오와 비월 주사 비디오로 나눌 수 있다. 순행 주사 비디오에서는 각각의 프레임(frame) 구성 시에 한 줄(line)씩 차례로 구성한다. 반면에, 비월 주사 비디오에서는 두 필드(field)를 한 줄씩 차례로 구성한 후, 두 필드를 한 줄씩 끼워넣는 방식으로 각각의 프레임을 구성한다. 그러므로 각 필드의 높이(줄의 갯수)는 프레임 높이의 절반이다. 이를 설명한 예가 도2에 도시된다. 도2(a)는 순행 주사 프레임을, 도2(b)는 두 개의 필드 - 상위 필드(top field)와 하위 필드(bottom field) - 와 비월 주사 프레임을 보여 준다. 상위 필드와 하위 필드는 각각 한 줄씩 차례로 구성되며(상위 필드의 경우 실선 화살표, 하위 필드의 경우 점선 화살표가 각각의 줄을 나타냄), 구성된 각 필드의 줄들을 사이사이에 끼워넣는 방식으로(실선 화살표와 점선 화살표가 섞임) 비월 주사 프레임을 구성한다.

상위 필드와 하위 필드 구성 시에, 도2(b)에서와 같이, 두 필드 사이에는 시간차가 존재한다. 도2(b)의 경우에는 상위 필드가 시간적으로 앞선다. 경우에 따라 하위 필드가 시간적으로 앞설 수도 있다. 상위 필드와 하위 필드 사이의 시간차로 인하여, 비월 주사 프레임 내의 인접한 줄 사이의 신호 특성이 다를 수 있다. 특히 움직임이 많은 영상인 경우 이러한 특성이 두드러진다. 그러므로 순행 주사 비디오 특성에 따라 개발된 영상 부호화 장치, 예를 들면 움직임 추정(motion estimation) 및 움직임 보상(motion compensation), 이산 여현 변환(discrete cosine transform; DCT) 등을 비월 주사 비디오 부호화에 사용하면 부호화 효율이 감소하게 된다. 이러한 문제점을 피하기 위하여 필드 단위 움직임 추정 및 움직임 보상, 프레임-필드 적응적 이산 여현 변환(adaptive frame/field DCT) 등이 연구되어 왔다. 그리고 이러한 기술들은 세계 표준화 기구인 ISO/IEC JTC1/SC29/WG11에서 디지탈 TV 등의 응용을 목적으로 제정한 MPEG-2 동영상 부호화 표준안 등에 포함되어 있으며, 실제 응용 제품에도 많이 이용되는 기술들이다.

도3(a)및(b)는 두 필드 사이에서의 물체의 움직임이 없거나 움직임이 적은 비월 주사 모양정보를 보인다. 이 경우에는 도3(a)에 보이는 프레임으로 구성된 모양정보에서 주사선 사이의 유사성이 각각의 필드의 경우보다 높으며, 이러한 경우에는 프레임 단위의 모양정보가 유리하다.

도4(a) 및(b)는 두 필드 사이에서의 물체의 움직임이 많은 모양정보를 보인다. 필드끼리 배치한 도4(b)에서 알 수 있듯이, 동일 필드에서 주사선 사이에서의 모양정보의 변화량은 작고, 주사선들 사이의 유사성이 크다. 그러나 도4(a)에 보이는 프레임으로 구성된 후의 모양정보는 주사선 사이에서의 모양정보는 변화량이 크고, 주사선 사이의 유사성이 작다. 그러므로 프레임으로 구성된 모양정보를 부호화하면 부호화 효율이 떨어짐을 알 수 있다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 움직임이 많은 경우의 모양정보를 필드별로 부호화하는 방법을 제안한다.

그러므로 비월주사 모양정보의 경우, 정해진 한 가지의 방법을 사용하기 보다는, 필드 타입의 부호화와 프레임 타입의 부호화의 두 가지 부호화 방식 중에서 적응적으로 선택하여 부호화하는 것이 최선임을 알 수 있다.

이에 본 발명은 비월주사시 부호화 효율을 높이기 위해서 제안된 것으로,

본 발명의 목적은 동영상의 비월주사를 위한 부호화시 모양정보의 움직임 정도를 검출하여 그 움직임량에 따라 프레임 단위 또는 필드단위로 모양정보를 부호화하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화/복호화 장치및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동영상의 비월주사를 위한 부호화시 프레임에서의 주사선들 사이의 유사성과 필드에서의 주사선들 사이의 유사성을 검출하여 그 유사성에 따라 프레임 단위 또는 필드단위로 모양정보를 부호화하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화/복호화 장치및 방법을 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 프레임 부호화방식과 필드 부호화방식을 적응적으로 선택하는 방법을 제안한다. 모양정보를 부호화를 하는 과정에서 모양정보 움직임 추정 및 움직임 보상을 비월주사 모양정보 특성에 맞추어 적용한다. 프레임과 필드에 대해 각 화소사이에 오차량을 산출하고 그 오차량이 적은 쪽으로 부호화를 수행한다. 프레임에서의 오차량이 필드에서의 오차량보다 많으면 필드단위로 부호화하고, 필드에서의 오차량이 프레임에서의 오차량보다 많으면 프레임단위로 부호화한다. 비월주사 모양정보 부호화의 효율을 높이기 위하여, 프레임 타입의 모양정보 움직임 추정 및 움직임 보상 방법과 필드 타입의 모양정보 움직임 추정 및 움직임 보상 방법을 적응적으로 적용한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이진모양정보블록에 대해서 움직임량에 따라 프레임 단위로 부호화할 것인지 또는 필드단위로 부호화할 것인지를 결정한다. 이진모양 정보블럭에 대하여 움직임량을 추정하고, 그 움직임량 추정결과를 이용하여 상기 이진모양 정보블록의 타입을 결정한다. 이진모양 정보블럭이 부호화할 필요가 없는 타입인 경우, 그 타입을 표시하는 데이터를 부호화하여 전송한다. 상기 이진모양 정보블럭이 부호화할 필요가 있는 타입인 경우, 상기 추정된 움직임량에 따라 프레임 단위로 부호화할 것인지 또는 필드단위로 부호화할 것인지를 결정한다. 홀수 주사선 픽셀값과 짝수 주사선 픽셀값의 차이를 각 픽셀에 대하여 산출하고 그 값을 누적 덧셈하여 프레임의 오차량을 산출한다. 홀수 주사선 픽셀값과 다음 홀수 주사선 픽셀값의 차이 그리고 짝수 주사선 픽셀값과 다음 짝수 주사선 픽셀값의 차이를 각 픽셀에 대하여 산출하고 그 값을 누적 덧셈하여 필드의 오차량을 산출한다. 그 오차량들을 비교하여 프레임 단위로 모양정보를 부호화할 것인지 필드단위로 모양정보를 부호화할 것인지를 결정한다. 프레임 단위로 부호화하는 경우, 상기 프레임을 매크로블럭으로 나누고 각 매크로블럭에 대해 부호화하여 전송한다. 필드 단위로 부호화하는 경우, 홀수필드와 짝수필드를 각각 매크로블럭으로 나누고, 각 매크로블럭에 대해 부호화하여 전송한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 전체 영상(picture)의 모양정보를 부호화 하는 대신에, 전체 영상을 소정의 크기를 가지는 마크로블록(macroblock)으로 나눈 다음, 각각의 마크로블록(macroblock) 단위로 부호화를 수행하게 된다. 이하에서 모양정보의 부호화 단위를 BAB(Binary Alpha Block)이라 명칭한다. 본 발명은 BAB 크기에 제한을 두지는 않지만, 일반적으로 16 pixel x 16 lines 의 크기를 가진다.

도5에 본 발명에 의한 비월주사 부호화장치의 구성을 보이는 블록도가 도시된다.

BAB 분할수단(51)은 입력되는 이진모양 정보를 소정크기의 BAB단위(예를들면, 16×16)로 분할한다. 부호화모드 결정수단(52)은 상기 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB에 대해 유사성(correlation)을 검사하여 프레임 단위로 부호화할 것인지 필드단위로 부호화할 것인지에 대한 부호화모드를 결정한다. 스위칭수단(53)은 상기 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB을 상기 부호화 모드 결정수단(52)에서 출력되는 부호화모드 신호에 따라 스위칭한다. 즉, 부호화모드신호가 프레임 타입모드이면 BAB이 프레임 타입 부호화수단(56)로 입력되도록 스위칭되고, 부호화모드신호가 필드 타입모드이면 BAB이 필드 타입 부호화수단(57)로 입력되도록 스위칭 된다. 움직임추정수단(54)은 상기 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB과 이전 모양정보 프레임에서 움직임을 추정하고 그 움직임 정보를 출력한다. 움직임 보상수단(55)은 움직임 추정수단(54)에서 입력되는 움직임 정보과 이전 모양정보 프레임을 이용하여 현재 BAB을 움직임 보상하여 출력한다. 프레임 타입부호화 수단(56)은 상기 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB과 상기 움직임 보상수단(55)에서 입력되는 움직임 보상된 BAB을 입력받아 프레임 단위로 부호화하여 출력한다. 필드타입 부호화 수단(57)은 상기 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB과 상기 움직임 보상수단(55)에서 입력되는 움직임 보상된 BAB을 입력받아 필드단위로 부호화하여 출력한다. 모양정보 복원수단(60)은 상기 프레임 타입부호화수단(56)과 상기 필드타입 부호화수단(57)에서 입력되는 부호화 데이터를 입력받아 모양정보를 복원한다(reconstruct). 이전 모양정보 저장수단(59)은 상기 모양정보 복원수단(60)에서 입력되는 복원된 모양정보를 입력받아 이전 모양정보를 형성하여 저장한다. 오버헤드 부호화수단(58)은 상기 움직임 추정수단(54)에서 입력되는 움직임 차이 벡터(MVDs)와 상기 프레임 타입 부호화수단(56)및 필드 타입부호화수단(57)에서 입력되는 부호화 데이터(예를들면, Conversion Ratio, Scan Type, BAB_Type등)를 입력받아 오버헤드 정보를 형성하여 출력한다. 멀티플렉서 수단(61)은 상기 프레임 타입 부호화수단(56)과 상기 필드 타입 부호화수단(57)에서 입력되는 부호화 데이터 및 상기 오버헤드 부호화수단(59)에서 입력되는 오버헤드 정보를 다중화하여 전송한다.

본 장치로 이진모양 정보가 입력되면, 그 이진모양 정보는 BAB 분할수단(51)에서 소정크기의 블록(예를들면, 16×16, 8×8등)으로 분할되어 부호화모드 결정수단(52)과 움직임 추정수단(54)으로 출력된다. 부호화모드 결정수단(52)은 BAB을 구성하는 상위필드(top field)와 하위필드(bottom field)에 포함된 모양정보의 유사성을 고려하여 결정한다. 두 필드에 포함된 모양정보의 유사성을 결정하는 기준으로 다음 식(1)을 이용할 수 있다.

여기에서 i는 BAB 내에서의 수직방향의 위치, j는 BAB 내에서의 수평방향의 위치를 나타내고, P(i,j)는 BAB 내에서의 (i,j) 위치의 픽셀값이다. 만일 P(i, j) = 0이면 해당 위치의 화소는 배경에 속하는 화소, 만일 P(i, j) = 1이면 물체에 속하는 화소를 나타낸다. 한편, 상기 식에서는 BAB의 크기를 16 x 16일 때에 적용되며, 만일 다른 크기의 BAB인 경우, 적절한 방법으로 변경할 수 있다.

상기 식(1)의 좌변은 짝수 주사선 픽셀값과 홀수 주사선 픽셀값의 차이를 각 픽셀에 대하여 산출하고 그 값을 누적덧셈한 값이다. 도6을 참고로하여 다시 설명하면, P

(0,0)와 P(1,0), P(1,0)와 P(2,0),...,P

(0,1)과 P(1,1), P(1,1)과 P(2,1),...,P

(14,15)와 P(15,15)의 차이를 산출하고 그값을 합산한 값이다. 우변식은 짝수 주사선 픽셀값과 다음 짝수 주사선 픽셀값의 차이 그리고 홀수 주사선 픽셀값과 다음 홀수 주사선 픽셀값의 차이를 각픽셀에 대하여 산출하고 그 값을 누적 덧셈한 값이다. 도6을 참고로하여 다시 설명하면, P

(0,0)와 P(2,0), P(2,0)와 P(4,0),..., P

(1,0)과 P(3,0), P(3,0)과 P(5,0),..., P

(13,15)와 P(15,15)의 차이를 산출하고 그 값을 합산한 값이다.

움직임이 많을 때는 홀수 주사선과 짝수 주사선은 시간적으로 차이가 생겨 그 차이가 커지기 때문에 좌변식의 값이 커짐에 반하여, 우변식의 값은 홀수주사선과 홀수주사선, 짝수주사선과 짝수주사선 끼리 그 차이를 구하는 것이므로 시간적 차이가 없어서 움직임이 있더라도 그다지 커지지 않는다.

따라서, 움직임이 많을때는 좌변식의 값이 우변식의 값보다 커지게 된다. 움직임이 적을 때는 반대로 좌변식의 값이 우변식의 값보다 작게 된다.

그 비교결과 오차가 적은 쪽의 부호화모드를 선택하는 프레임/필드 부호화 모드신호가 스위칭수단(53)으로 출력된다. 프레임 모드신호가 출력되면, 스위칭수단(53)은 BAB 분할수단(51)에서 출력되는 BAB을 프레임 타입 부호화수단(56)으로 출력한다. 반면에, 필드 모드신호가 출력되면, 스위칭수단(53)은 BAB 분할수단(51)에서 출력되는 필드단위로 BAB을 읽어들여 필드타입 부호화수단(57)으로 출력한다. BAB내의 움직임이 많은지 적은지를 결정하는 기준은 다음식(2)로도 정할 수 있다.

여기서, if(P(2i,j) ≠P(2i+1,j) ) A =1, 그이외에는(otherwise) A=0 ..(2-1)

if(P(2i+1,j) ≠P(2i+2,j)) B =1, 그이외에는(otherwise) B=0 ..(2-2)

if(P(2i,j) ≠P(2i+2,j) ) C =1, 그이외에는(otherwise) C=0 ..(2-3)

if(P(2i+1,j)≠P(2i+3,j) ) D =1, 그이외에는(otherwise) D=0 ...(2-4)

식(1)과 식(2)는 결과가 동일하다. 이러한 특성은 BAB의 각 화소가 0과 1 등의 두 가지 값만을 가지는 정보이기 때문이다.

도7은 부호화모드 결정수단의 다른 실시예의 구성을 보이는 블록도이다.

BAB저장수단(71)은 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB을 저장한다. 어드레스 발생수단(72)은 어드레스를 발생시켜 상기 BAB 저장수단(71)이 프레임 BAB(프레임을 소정크기의 블록으로 분할한 것) 단위로 제1모양정보 비교수단(73a)과 제2모양정보 비교수단(73b)로 출력하거나 필드BAB 단위로 제3모양정보 비교수단(73c)과 제4모양정보 비교수단(73d)로 출력하게 한다. 제1모양 정보비교수단(73a)는 상기 프레임 BAB에서 홀수주사선 화소와 그 주사선에 이어지는 짝수 주사선의 동일 위치의 화소와를 비교한다. 제2모양정보비교수단(73b)은 상기 프레임 BAB에서 짝수주사선 화소와 그 주사선에 이어지는 홀수 주사선의 동일 위치의 화소와를 비교한다. 제3모양정보 비교수단(73c)은 상기 블록에서 홀수주사선 화소와 다음 홀수 주사선의 동일 수평위치의 화소와를 비교한다. 제4 모양정보 비교수단(73d)은 상기 블록에서 짝수주사선 화소와 다음 짝수주사선의 동일 수평위치의 화소와를 비교한다. 제1내지 제4카운트 수단(74a-74d)는 상기 제1내지 제4화소 비교수단(73a-73d)의 출력을 각각 카운트한다. 제1합산수단(75a)는 상기 제1카운트 수단(74a)와 제2 카운트수단(74b)의 출력을 합산한다. 제2합산수단(75b)은 상기 제3카운트수단(74c)와 제4 카운트수단(74d)의 출력을 합산한다. 프레임/필드 모드 판정수단(76)은 상기 제1합산수단(75a)와 상기 제2합산수단(75b)의 출력을 비교하여 필드모드 또는 프레임모드 부호화타입을 결정하여 그 부호화 타입 신호를 출력한다.

BAB 저장수단(71)은 상기 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB을 저장하고, 어드레스 발생수단(72)에 의해 제어되어 BAB 데이터를 출력한다. 이 신호들은 4 개의 모양정보 비교수단(73a,73b,73c,73d)으로 입력된다. 각 모양정보 비교수단에서는 입력되는 두 화소가 동일하면 1, 두 화소가 다르면 0을 출력 시킨다. 이 1과 0의 신호들은 각각 해당하는 4 개의 카운터(74a,74b,74c,74d)으로 입력되어 누적된다. 그리고 이 누적된 값들은 두 합산수단(75a,75b)에서 합산되고, 부호화모드 판정및 부호화수단(76)에 입력된다. 부호화모드 판정 및 부호화수단(76)에서는 입력되는 두 값을 비교하여 부호화모드를 결정하고 그 부호화모드를 부호화한다. 부호화모드 신호는 도5의 스위치수단(53)을 제어하고, 발생된 비트열은 도5의 다중화부 (61)로 입력된다.

제1 모양정보 비교수단(73a)는 BAB저장수단(71)에 저장되어 있는 입력 BAB의 짝수 주사선(상위필드) 화소 P(2i,j)와 그 줄 밑의 홀수 주사선(하위필드)의 동일 수평위치의 화소 P(2i+1,j)를 비교한다. 이때 j는 0부터 15 사이의 정수이며, i는 0부터 6사이의 정수이다. 즉, P

(0,0)와 P(1,0), P(2,0)와 P(3,0),...,P

(14,0)와 P(15,0),...,P

(12,15)와 P(13,15)를 비교한다. 이렇게 비교하여 동일하지 않으면 1을 출력하고, 동일하면 0을 출력한다. 제2 모양정보 비교수단(73b)는 홀수 주사선 화소 P

(2i+1,j)와 그 밑의 짝수 주사선의 동일 수평위치의 화소 P(2i+2,j)를 비교한다. 이때 j는 0부터 15 사이의 정수이며, i는 0부터 6 사이의 정수이다. 즉, P

(1,0)와 P(2,0), P(3,0)와 P(4,0),...,P

(13,0)와 P(14,0),...,P

(13,15)와 P(14,15)를 비교한다. 이렇게 비교하여 동일하지 않으면 1을 출력하고, 동일하면 0을 출력한다. 제3 모양정보 비교수단(73c)는 짝수 주사선 화소 P

(2i,j)와 그 밑의 짝수 주사선의 동일 수평위치의 화소 P(2i+2,j)와를 비교한다. 이때 j는 0부터 15 사이의 정수이며, i는 0부터 6 사이의 정수이다. 즉, P

(0,0)와 P(2,0), P(2,0)와 P(4,0), ... ,P

(12,0)와 P(14,0), ...,P

(12,15)와 P(14,15)를 비교한다. 이렇게 비교하여 동일하지 않으면 1을 출력하고, 동일하면 0을 출력한다. 제4 모양정보 비교수단(73d)은 홀수 주사선의 화소와 그 밑의 홀수 주사선의 동일 수평위치의 화소와를 비교한다. 이때 j는 0부터 15 사이의 정수이며, i는 0부터 6 사이의 정수이다. 즉, P

(1,0)와 P(3,0), P(3,0)와 P(5,0), ... ,P

(13,0)와 P(15,0), ....,P

(13,15)와 P(15,15)를 비교한다. 이렇게 비교하여 동일하지 않으면 1을 출력하고, 동일하면 0을 출력한다. 위에서 설명한 i와 j의 범위는 BAB의 크기에 따라 변하며, 위의 설명에서는 BAB의 크기가 16 pixels x 16 lines일 때를 예를 들어 설명한 것이다.

4 개의 카운터(74a-74d)는 동일한 동작을 수행한다. 새로운 BAB이 입력될 때 마다 리셋(reset)되고, 입력이 1일 때는 1씩 증가한다. 위에서 언급한 i와 j의 범위에서 모든 비교가 수행된 후, 카운터의 결과는 두 개의 합산수단(75a, 75b)로 입력되어 더해진다.

제1카운트수단(74a)과 제2카운트수단(74b)의 값은 제1합산수단(75a)에서 합산되고, 제3카운트수단(74c)과 제4카운트수단(74d)의 값은 제2 합산수단(75b)에서 합산된다. 그러므로 상기 설명에서 알 수 있듯이, 제1 합산수단(75a)에서의 합산 결과는 입력 BAB에서 이웃한 주사선 사이의 화소들의 차이를 합산한 것이고, 제2 합산수단(75b)에서의 결과는 같은 필드에서 이웃한 주사선 사이의 화소들의 차이를 합산한 것이다.

다시 말해서, 이웃한 주사선 사이의 모양정보 화소 값의 유사성이 크면 제1합산수단(75a)의 결과가 작고, 같은 필드의 이웃한 주사선 사이의 모양정보 화소 값의 유사성이 크면 제2합산수단(75b)의 결과가 작다. 제1합산수단(75a)의 결과가 크다는 것은 두 필드 사이에서 모양정보 변화량이 크다는 것을 의미한다. 부호화모드 판정 및 부호화수단(76)에서는 이러한 특성을 고려하여, 유사성이 큰 쪽으로 혹은 오차가 적은 타입으로 부호화모드 신호(SCM)를 결정한다. 즉, 제1합산수단(75a)의 결과 값이 작으면 부호화모드 신호(SCM)는 프레임타입 모드로, 제1합산수단(75b)의 결과 값이 작으면 부호화모드 신호(SCM)은 필드타입 모드로 결정한다.

부호화모드 신호(SCM)는 복호화부에서 모양정보를 복호화할 때 필요한 정보이므로, 부호화하여 수신단에 전송해야 한다. 본 발명에서는 부호화모드 신호(SCM)는, 예를 들면 프레임타입 모드이면 비트 0을 필드타입 모드이면 비트 1을 출력하는 방법이 있을 수 있지만, 그 부호화 방법에 제한을 두지는 않는다.

도8에 본 발명에 의한 부호화 모드 결정수단의 또다른 실시예를 보이는 블록도가 도시된다.

BAB저장수단(81)은 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB을 저장한다. 어드레스 발생수단(82)은 어드레스를 발생시켜 상기 BAB 저장수단(81)이 프레임 BAB 단위로 제1배타적 논리합 연산수단(84)로 출력하게 하거나 필드BAB 단위로 제2배타적 논리합 연산수단(85)로 출력하게 한다. 제1배타적 논리합수단(84)는 상기 BAB 저장수단(81)에 저장된 프레임 BAB(60)에서 각 화소에 대해 수직방향 아래에 인접하는 화소와 배타적 논리합을 연산한다. 제2배타적 논리합수단(85)은 상기 BAB 저장수단(81)에 저장된 프레임 BAB(60)에서 홀수필드 BAB(61)과 짝수필드 BAB(62)을 읽어들이고, 각 필드모드 블록에서 각 화소에 대해 수직방향 아래에 인접하는 화소와 배타적 논리합을 연산한다. 제1및 제2합산수단(86,87)는 상기 제1 및 제2배타적 논리합 연산수단(84,85)의 출력을 각각 합산한다. 상기 합산수단들은 카운트수단으로 대체할수 있으며, 그 이유는 상기 제1 및 제2 배타적 논리합 연산수단(84,85)은 0또는 1의 데이터를 출력하기 때문에, 1이 출력될 때마다 상기 카운트수단의 카운트값을 증가시킬수 있기 때문이다. 프레임/필드 모드 판정수단(88)은 상기 제1합산수단(86)와 상기 제2합산수단(87)의 출력을 비교하여 필드모드 또는 프레임모드 부호화타입을 결정하여 그 부호화 타입모드 신호를 출력한다.

식(2)를 보다 간단히 나타내면 다음식(3)으로 나타낼수 있다.

where A = P(2i, j)

P(2i+1, j) ..........(3-1)

B = P(2i+1,j)

P(2i+2, j) ..........(3-2)

C = P(2i, j)

P(2i+2, j) ..........(3-3)

D = P(2i+1, j)

P(2i+3, j) ..........(3-4)

식(3-1), (3-2), (3-3), (3-4)의

는 Exclusive OR 연산자로서 다음과 같은 특성을 가진다. 조건문에서의 연산자

if(a == b) a

b=0, 그렇지않으면 a

b =10 즉, a와 b가 같으면 1, 그렇지않으면 0이다. 그러므로 식(3)과 식(2)를 모양정보에 적용하면 동일한 작용을 한다는 것을 알수 있다. 식(3)을 바탕으로 구성된 부호화모드 결정수단의 구성도가 도8에 도시된 장치이다.

이렇게 결정된 모양정보의 부호화 모드는 한 비트의 데이터 또는 그이상의 비트의 데이터로 부호화되어 모양정보와 함께 다중화되어 복호기로 전송된다. 복호기는 상기 모양정보의 부호화 모드를 표시하는 데이터를 모양정보 복호기에서 복호하여 모양정보를 표시하는 블록이 프레임단위로 부호화한 프레임모드인지 필드단위로 부호화한 필드모드인지를 검출한다..

도9(a)및(b)에 본 발명에 의한 프레임타입 부호화수단과 필드타입 부호화수단의 실시예를 보이는 블록도가 도시된다. 여기서는 CAE 부호화 방법을 사용하는 예를 보이지만 본 발명은 이 방법에 한정되지 않고 다른 부호화방법도 사용할 수 있다.

도9(a)에 도시된 프레임 타입 부호화수단(56)은 보더링수단(561)과 프레임 스캔타입 및 CAE 부호화수단(562)으로 구성된다. 보더링수단(561)은 BAB 분할수단(51)에서 출력되는 프레임 BAB을 스위칭수단(53)을 통하여 입력받아 보더링한다. 프레임 스캔타입 및 CAE부호화수단(562)은 상기 보더링수단(561)에 의해 보더링된 프레임 BAB을 가로방향 또는 세로방향으로 CAE할것인지 스캔타입을 결정하고 CAE부호화한다.

CAE(context-based arithmetic encoding)는 각 화소의 값 0 또는 1을 산술 부호화하여 전송을 하며, 도10(a)및(b)에 도시된 바와 같이 주위 화소들을 이용하여 콘텍스트를 형성하여 확률표 구성 및 참조를한다. 예를 들어, 도10(a)및(b)에 도시된 콘텍스트를 구성하는 주위 화소들이 모두 0, 즉 배경 화소이면, 현재 부호화하는 화소도 0이 될 확률이 높아지며, 주위 화소들이 모두 1, 즉 물체 화소이면, 현재 부호화하는 화소가 0일 확률 보다는 1일 확률이 상당히 크다. 반대로 주위 화소들이 모두 0, 즉 배경 화소이면, 현재 부호화하는 화소도 1이 될 확률이 아주 작아진다. 이와 같이, 현재 화소의 값을 산술 부호화할 때, 주위 화소들의 값에 따라 확률을 달리하여 적응적으로 부호화한다.

프레임 스캔타입 및 CAE부호화수단(562)은 이렇게 결정된 스캔타입으로 프레임BAB을 스캔하면서 CAE부호화한다. BAB분할수단(51)에서 출력되는 BAB은 스위칭수단(53)을 통해 보더링 수단(561)에 입력된다. 상기 스위칭수단(53)은 앞서설명한 바와 같이 부호화모드 결정수단(52)에서 출력되는 부호화모드 신호에 의해 프레임타입 부호화수단(56)또는 필드타입부호화수단(57)로 입력된다. 보더링은 CAE부호화하기 위하여 도 10(a)및(b)에 도시된 콘텍스트를 형성할 때, 부호화하려는 화소(101)(102)(103)가 BAB의 경계에 있을 때 콘텍스트를 형성하기 위하여 필요하다. 즉, 도10(a)에서 화소(101)가 좌측 경계에 있을 때 C0, C1, C5, C6, C9가 없기 때문에 그 없는 화소들을 인접 BAB에서 가져와 형성한다. 보더링 수단(561)에서 출력되는 보더링된 BAB은 프레임 스캔타입 및 CAE부호화수단(562)에 입력된다. 프레임 스캔타입 및 CAE부호화수단(562)에서는 보더링된 BAB을 가로방향으로 부호화할 것인지 세로방향으로 부호화할 것인지 부호화비트량을 비교하여 스캔타입을 결정한다. 이렇게 결정된 스캔타입은 오버헤드 부호화수단(58)에서 부호화되어 복호기로 전송된다. 또한, 프레임 스캔타입 및 CAE부호화수단(562)은 이렇게 결정된 스캔타입으로 프레임BAB을 스캔하면서 CAE부호화한다. 부호화된 데이터는 비트스트림으로 다중화부(61)에서 다중화되어 복호기로 전송되고, 재형성된 BAB은 모양정보 복원수단(60)에 입력된다.

도9(b)에 도시된 필드타입 부호화수단(57)은 BAB필드 변환수단(571), 보더링수단(572)과 필드스캔타입 및 CAE부호화 수단(573)로 구성된다. BAB필드 변환수단(571)은 BAB분할수단(51)에서 스위칭수단(53)을 통해 입력되는 프레임 BAB을 도6(b)에 도시된 바와 같이 필드BAB(66,67)으로 변환한다. 보더링수단(572)은 상기 BAB필드 변환수단(571)에서 입력되는 필드 BAB을 보더링한다. 필드 스캔타입 및 CAE부호화수단(573)은 상기 보더링수단(572)에 의해 보더링된 필드 BAB을 가로방향 또는 세로방향으로 스캔할 것인지를 결정하고 CAE부호화한다. 마찬가지로 이렇게 결정된 스캔타입은 오버헤드 부호화수단(58)에서 부호화되어 복호기로 전송되고, 부호화된 데이터는 비트스트림으로 다중화부(61)에서 다중화되어 복호기로 전송되고, 재형성된 필드 BAB은 모양정보 복원수단(60)에 입력된다.

도11에 본 발명에 의한 적응적(adaptive) 비월주사 모양정보 부호화방법을 보이는 플로우 차트가 도시된다.

모양정보는 전체 영상 단위의 부호화 대신, BAB 단위로 부호화를 수행하며, 도11은 이러한 BAB 단위로 부호화를 수행하는 방법을 보이는 플로우차트(flowchart)이다. 즉, 도11에 도시된 흐름도의 입력은 BAB이며, 한 영상에서는 BAB 개수만큼 도11을 수행하게 된다.

단계 S111에서, 이전프레임의 참조 영상(reference picture)의 모양정보를 이용하여 BAB의 움직임정보 추정(motion estimation)을 수행한다. 이때 BAB 당 한 개의 움직임정보를 추정할 수도 있고, BAB을 홀수필드(top field)와 짝수필드(bottom field)로 나누어 2 개의 움직임정보를 필드 단위로 추정할 수도 있다. 만일 한 개의 움직임정보 추정과 두 개의 움직임정보 추정을 동시에 사용할 경우, 어떤 움직임정보를 추정하였는지를 나타내는 플래그를 수신단에 전송해야 한다.

단계 S112에서, 모양정보의 부가정보(overhead)인 BAB_type을 결정한다. 상기 BAB_type은 예를 들어, All_0, All_255, MVDs=0No_update, MVDs!=0No_update, IntraCAE , MVDs=0InterCAE, MVDs!=0InterCAE의 7가지로 구분될 수 있다.

여기에서 BAB을 구성하는 모든 픽셀값(pixel value)이 배경을 나타내는 0일 경우에는 BAB_TYPE= All_0이고, 모든 픽셀 값이 물체를 나타내는 255일 경우에는 BAB_TYPE= All_255이다. MVDs=0No_update는 전송해야 할 움직임 정보(motion information)가 없고 예측 오차 정보를 전송하지 않는 경우이다. MVDs!=0No_update는 전송해야 할 움직임정보가 있고 예측오차 정보를 전송하지 않는 경우이다. Intra CAE는 이전프레임의 참조모양정보(Reference shape information)를 참조하지않고 BAB 자체 신호를 CAE 하는 것을 말한다. MVDs=0InterCAE는 전송해야 할 움직임 정보가 없고 참조 모양정보를 이용하는 CAE 부호화를 해야 하는 경우이다. MVDs!=0InterCAE는 전송해야 할 움직임정보가 있고 참조 모양정보를 이용하는 CAE 부호화를 해야 하는 경우이다.

단계 S113에서, 이진모양 정보블럭(BAB)이 부호화할 필요가 없는 BAB_type( All_0, All_255, MVDs== 0No_update)인지를 판단한다. 이 부호화할 필요가 없는세가지의 경우 단계 S114에서, BAB_type을 부호화하고 BAB에 대한 부호화과정을 종료한다.

BAB_type이 부호화할 필요가 없는 위의 세가지가 아닌 경우 단계 S115에서, 선택적인 비월주사 모양정보 부호화를 수행하기 위해 필드타입 모양정보 부호화와 프레임타입 모양정보 부호화 중 어느 것이 효과적인 압축 부호화인가를 결정한다. 즉, 부호화 모드(SCM)를 결정한다. 본 발명에서는 CAE를 사용하는 부호화기를 설명하는 경우의 부호화모드(SCM)를 CAE_type이라 한다. CAE_type의 결정은 움직임 량에 따라 결정된다. BAB내의 움직임이 많고 적고 하는 판단은 상기 수식(1)을 이용하여 결정할 수 있다.

단계 S116에서, CAE_Type이 프레임 CAE 모드로 선택되었는지를 판단한다. 프레임 CAE모드가 선택된 경우, 단계 S118에서 프레임을 매크로블럭으로 나누고 각 매크로블럭에 대해 CAE부호화 한다. 필드 CAE모드가 선택된 경우, 단계 S117에서, 홀수필드와 짝수필드를 각각 매크로블럭으로 나누고, 각 매크로블럭에 대해 CAE부호화한다.

이렇게 선택된 모드에 따라 부호화되고 그 부호화 데이터에 추가로 필드 CAE 모드인가 프레임 CAE 모드인가를 표시하는 플래그(CAE_type)가 1비트 복호기측으로 전송된다. 또한, 위와 같은 수식을 사용하지 않고, 필드 혹은 프레임 단위로CAE를 수행한 후 발생되는 비트수가 적은 쪽으로 CAE_Type을 결정할 수도 있다.

도12에 본 발명에 의한 모양정보 복호장치의 일실시예가 도시된다.

역다중화수단(91)은 전송선로를 통해 입력되는 부호화 데이터를 역다중화하여 출력한다. 오버헤드 복호수단(92)은 상기 역다중화수단(91)에서 입력되는 역다중화된 데이터에서 오버헤드 정보(BAB_Type, CR, ST등)를 복호화하여 출력한다. 부호화모드 복호수단(93)은 상기 역다중화수단(91)에서 입력되는 부호화모드 데이터를 복호화한다. 스위칭수단(94)은 상기 부호화모드 복호수단(93)에서 입력되는 부호화모드에 따라 상기 역다중화수단(91)에서 출력되는 부호화된 모양정보를 스위칭한다. 프레임 타입 복호수단(95)은 상기 스위칭수단(94)를 통해 입력되는 모양정보와 움직임 보상된 이전 모양정보를 상기 오버헤드정보(BAB_Type, CR, ST)를 이용하여 프레임 단위로 복호화한다. 필드타입 복호수단(96)은 상기 스위칭수단(94)를 통해 입력되는 모양정보와 움직임 보상된 이전모양정보를 상기 오버헤드정보(BAB_Type, CR, ST)를 이용하여 필드단위로 복호화한다. 이전 모양정보 저장수단(97)은 상기 프레임타입 복호수단(95)과 필드타입 복호수단(96)에서 입력되는 이전 모양정보를 저장한다. 움직임 보상수단(98)은 오버헤드 복호수단(92)에서 움직임 벡터 차이값(MVDs)과 이전모양정보 저장수단(97)에서 이전 모양정보를 입력받아 움직임 보상하여 상기 프레임 타입 복호수단(95)과 필드타입 복호수단(96)으로 출력한다. 모양정보 재형성수단(99)은 상기 오버헤드 복호수단(92)에서 오버헤드 정보를 입력받고, 상기 프레임 타입 복호수단(95)과 필드타입 복호수단(96)에서 입력되는 모양정보를 상기 오버헤드 정보를 이용하여 재형성한다.

전송채널을 통해 역다중화(demultiplexer)수단(91)에 입력된 비트스트림은 오버헤드 복호수단(92)에서 모양정보 복호화에 필요한 부가정보(오버헤드)들을 복호화하고 이들을 이용하여 복호화 과정을 제어한다. 부호화기가 CAE를 사용하는 경우, 부가 정보로는 BAB_type과 CR(Coversion Ratio), ST(Scan Type), 움직임정보 등이 있다. 이 때 BAB_type이 All_0나 All_255이면 재구성된 모양정보에 전달된다. 모양정보 부호화 모드(SCM)은 부호화모드 복호수단(93)에서 복호화되어 스위칭수단(94)를 제어한다. 만일 부호화모드(SCM)가 프레임 타입 모드인 경우, 역다중화에서 출력되는 비트스트림은 프레임타입 복호수단(95)에 입력되어 복호화를 수행하게 된다. 만일 부호화모드(SCM)가 필드타입 모드인 경우, 역다중화에서 나오는 비트스트림은 필드타입 복호수단(96)에 입력되어 복호화를 수행하게 된다. 움직임 보상수단(98)에서는 오버헤드 복호수단(92)에서 복호화된 움직임정보를 이용하여 이전 모양정보 저장수단(97)에 저장되어 있던 이전프레임의 참조영상을 가지고 움직임 보상(Motion Compensation) BAB을 구한다. 이 움직임 보상 BAB은 프레임타입 복호수단(95)과 필드타입 복호수단(96)에 입력된다. 프레임타입 복호수단(95)과 필드타입 복호수단(96)에서는 오버헤드 복호수단(92)의 부가 정보, 스위칭수단(94)을 통하여 입력되는 비트스트림, 움직임 보상수단(98)에서 입력되는 움직임 보상 BAB을 이용하여 복원 BAB을 복호화한다. 이 복원 BAB과 오버헤드 복호수단(92)의 부가정보를 이용하여 모양정보 복원수단(99)에서 모양정보를 재생한다. 이 복원된 모양정보는 이전모양정보 저장수단(97)에 저장되어, 다음 모양정보를 복호화할 때 사용된다.

이와같이 모양정보 복호화 장치는 부호화모드 복호수단(93)을 구비하며, 그 부호화모드 복호수단(93)에서 부호화 모드(프레임 모드와 필드모드)를 표시하는 데이터를 복호하여 프레임/필드 부호화 타입 신호를 검출하고, 그 검출결과에 따라 프레임타입 복호수단(95)또는 필드타입 복호수단(96)에서 복호화를 수행하게 된다.

도13에 본 발명에 의한 프레임타입 복호수단과 필드타입 복호수단의 상세한 구성을 보이는 블록도가 도시된다.

역다중화수단(91)에서 역다중화되어 출력되는 부호화된 모양정보는 부호화모드 복호수단(93)이 프레임타입 부호화신호를 출력하면 스위칭수단(94)을 통하여 프레임타입 복호수단(95)에 입력된다. 프레임타입 복호수단(95)은 보더링수단(951), 스캔방향 및 CAE복호수단(952)으로 구성된다. 보더링수단(951)은 앞서 설명한 바와 같이 부호화하려는 화소가 BAB의 경계에 있을 때 콘텍스트를 형성하기 위하여 BAB의 경계에 화소들을 보더링한다. 스캔방향 및 CAE복호수단(952)은 상기 오버헤드 복호수단(92)에서 입력되는 오버헤드 정보에 따라 스캔방향을 변환하여 프레임 BAB을 스캔하면서 CAE부호화 한다. CAE 복호수단(953)은 상기 스캔방향 변환수단(952)에서 출력되는 프레임 BAB을 CAE복호화 한다.

필드타입 복호수단(96)은 보더링수단(961), 스캔방향 및 CAE복호수단(962)으로 구성된다. 보더링수단(961)은 앞서 설명한 보더링수단(961)과 동일한 기능을 하지만 필드단위의 BAB을 보더링한다. 스캔방향 및 CAE복호수단(962)은 상기 오버헤드 복호수단(92)에서 입력되는 오버헤드 정보에 따라 스캔방향을 변환하여 필드 BAB을 스캔하여 CAE부호화한다. BAB 변환수단(964)은 상기 스캔방향 및 CAE 복호수단(962)에서 입력되는 홀수필드 BAB과 짝수필드 BAB을 프레임 BAB으로 변환한다.

프레임 타입 복호수단(95)와 필드 타입 복호수단(96)의 입력 정보는 CAE의 비트열, 움직임 보상(Motion Compensation) BAB, 그리고 오버헤드 복호수단(92)에서 출력되는 부가정보 등이다. 먼저 프레임 타입 모양정보 복호수단(95)를 자세히 설명하면 다음과 같다; 보더링수단(951)은 움직임 보상 BAB과 비트스트림을 입력받아 CAE 템플레이트(template)에 맞추어 BAB 주변 화소 값을 취하는 보더링을 수행한다. 그리고 입력되는 오버헤드(부가정보) 중에서 스캔 타입 정보를 이용하여 움직임 보상 BAB을 변환(transpose)한다. 그리고 역다중화부(91)에서 입력되는 비트스트림을 이용하여 CAE 복호화를 수행한다. CAE복호화 하는 과정은 오버헤드중의 BAB_type정보를 복호화 하면, Intra CAE인지 아니면 InterCAE 를 알 수 있으며, 이 두 가지 중 하나의 방법으로 CAE 복호화를 수행한다. CAE복호화 과정에서는 주변 화소를 이용하여 콘텍스트(context)를 구하고, 구한 콘텍스트(context)의 확률을 참조하여 산술 복호화를 수행한다.

필드타입 복호수단(96)은 필드단위로 수행한다는 점을 제외하고는 앞서설명한 프레임타입 복호수단(95)의 기능과 동일한 기능을 수행하며 CAE복호화된 필드BAB이 BAB변환수단(963)에 의해 프레임 BAB으로 재구성된다는 점이 다르다.

도14에 본 발명에 의한 비월주사를 위한 부호화장치의 다른 실시예의 구성을 보이는 블록도가 도시된다.

도5에 도시된 부호화장치와 움직임 추정수단(54')의 기능이 다르고 모양정보 재형성수단(59')이 추가된다는 점에서 차이가 있다. 나머지 구성요소들은 도5에 도시된 구성요소와 동일한 기능을 수행하기 때문에 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

모양정보 재형성수단(59')은 프레임타입 부호화수단(56)과 필드타입 부호화수단(57)에서 입력되는 부호화 데이터로 모양정보를 재형성하여 이전모양정보 저장수단(59)으로 출력한다. 이전 모양정보 저장수단(59)은 상기 모양정보 재형성수단(59')로부터 이전모양정보를 입력받아 저장한다. 움직임 추정수단(54')은 상기 이전 모양정보 저장수단(59)에서 입력되는 이전 모양정보와 BAB 분할수단(51)에서 입력되는 BAB을 이용하여 움직임을 추정한다. 움직임 추정수단(54')은 부호화모드 결정수단(52)에서 출력되는 필드 부호화모드 신호를 입력받으면 필드단위로 움직임을 추정하고, 프레임 부호화모드 신호를 입력받으면 프레임 단위로 움직임을 추정하여 움직임 보상수단(55)으로 출력한다. 움직임 보상수단(55)은 상기 움직임 추정수단(54')에서 입력되는 움직임 추정데이타에 의해 이전모양정보 저장수단(59)에서 입력되는 이전 모양정보를 움직임 보상하여 출력한다. 움직임 보상수단(55)에서 출력되는 움직임 보상된 BAB가 프레임 타입 부호화수단(56)과 필드타입 부호화수단(57)으로 입력된다. 프레임 부호화모드인 경우, 프레임타입 부호화수단(56)으로 BAB가 입력되므로 프레임타입 부호화가 이루어지고, 필드 부호화모드인 경우, 필드타입 부호화수단(57)으로 BAB가 입력되기 때문에 필드타입 부호화가 이루어진다.

도5의 설명에서 언급했듯이, 움직임정보 추정에 있어서 특정한 방법으로 제한되지는 않았지만, 도14에 도시된 장치에서는 부호화모드(SCM)가 프레임 타입 모드인 경우, BAB 당 한 개의 프레임 움직임 정보를 추정한다. 그리고 부호화모드(SCM)이 필드 타입 모드인 경우, BAB 당 두 개의 필드 움직임 정보를 추정한다. 다시 말해서, 도14의 구성도는 부호화모드(SCM)으로 움직임정보를 제어하는 것이 가장 중요한 특성이다.

이 방식은 모양정보의 움직임정보가 부호화모드(SCM)과 상당히 밀접한 관계가 있을 때 유리한 방식이다. 필드 사이의 유사성이 작을 때, 즉 필드 사이의 물체의 움직임이 많은 경우 프레임 단위 움직임정보 보다는 필드 단위 움직임정보가 일반적으로 유리하다. 물론, 도5에 도시된 장치에서와 같이 두 종류의 움직임정보 중에서 유리한 것을 고르는 것이 가장 부호화 효율 측면에서 유리하지만, 도14에 도시된 장치에서와 같이 부호화모드(SCM)로 제어를 하면, 복잡도 측면에서 유리하고, 움직임정보가 필드 타입인지 아니면 프레임 타입인지를 나타내는 플래그를 전송할 필요가 없다는 장점이 있다.

필드 단위 움직임정보 추정 시, 홀수(상위)필드는 참조영상의 홀수(상위)필드에서, 짝수(하위)필드는 참조영상의 짝수(하위)필드에서 추정 및 예측을 수행하도록 한정 지을 수도 있다. 이 경우 참조 영상으로부터의 방향을 나타내는 플래그를 전송할 필요가 없어서 부호화 효율을 높일 수 있다.

무손실부호화와 손실 부호화(Lossy coding)과정에서 CR(Conversion Ratio)을 1/2로 정하여 매크로블럭을 8×8블럭으로 변환하여 부호화하거나, CR을 1/4로 정하여 4×4블럭으로 변환하여 부호화한다.

대상 BAB를 구성하는 방법은 두가지가 있으며, 도6(a)와 같이 프레임 형태의 BAB을 유지하여 8×8블럭 또는 4×4블럭으로 변환하여 부호화할 수도 있고, 도6(b)와 같이 필드별로 모아 재배치하여 새로운 형태의 BAB을 구성할 수도 있다. 이하 필드별로 모아 재배치하여 구성한 BAB을 재배치 BAB (Permuted BAB)이라 칭한다.

도15는 CR을 고려하여 부호화하는 방법을 보이는 플로우 차트이다.

도11에 도시된 방법과는 달리 단계 S115라는 새로운 단계를 포함한다. 이 단계는 CR(Conversion Ratio)을 결정하고, 이를 부호화 전송하는 단계이며, BAB_type이 All_0, All_255, MVDs == 0 No_update가 아닌 경우에 수행한다. CR은 BAB의 축소 정도를 나타내는 정보이다. 예를 들어, CR이 1/4이면 BAB을 수직, 수평 방향으로 각각 1/4로 축소한다. 그러므로 BAB 크기는 1/16으로 줄어든다. 만일 원래 크기의 BAB 대신에 축소한 BAB을 부호화 전송하면 손실 부호화(lossy coding)가 되지만 발생 부호화 비트량은 감소한다.

도16에 CR을 결정하는 방법의 일실시예를 보이는 플로우차트가 도시된다.

단계 S161에서, CR을 1/4로 설정하여 BAB를 1/16로 축소 변환(down sampling)한 후, 그 1/16 크기의 BAB을 다시 원래의 크기 BAB으로 확대 변환(up sampling)하여 입력 비교한다. 그리고 두 BAB 사이의 오차 화소 수를 계산한다. 단계 S162에서는 오차 화소 수를 주어진 임계치(predetermined threshold)와 비교한다. 만일 오차 화소 수가 작으면 단계 S163에서 CR이 1/4로 결정되고 그 데이터를 복호기로 전송하고 본 과정을 종료한다. 만일 오차 화소 수가 큰 경우는 단계 S164를 수행한다. 이 단계에서는 CR을 1/2로 설정하여 BAB를 1/4로 변환한 후, 그 1/4 크기의 BAB을 다시 원래 크기의 BAB으로 변환하여 입력 BAB과 비교한다. 그리고 두 BAB 사이의 오차 화소 수를 계산한다. 단계 S 165에서는 오차 화소 수를 주어진 임계치와 비교한다. 만일 오차 화소 수가 임계치보다 작거나 같으면 단계 S166에서 CR은 1/2로 결정되고 그 데이터가 복호기로 전송되고 본과정을 종료한다. 그렇지 않으면 단계 S167에서 CR은 1로 결정하고 그 데이터를 복호기로 전송한다.

상기와 같이 CR을 결정한 후, 필드CAE모드로 결정된 경우, 홀수필드(top field)와 짝수필드(bottom field) 각각에 대하여 CR이 결정되지만 그 결정된 CR값들이 서로 다를 수 있다. 즉, 홀수필드(top field)의 CR값은 1/2이고, 짝수필드(bottom field)의 CR값은 1/4인 경우에는 큰쪽의 값 1/2로 결정하여 하나의 CR을 표시하는 데이터를 복호기로 전송한다.

도17은 CR을 결정하는 수단을 구비하는 본발명에 의한 부호화장치의 구성을 보이는 블록도이다.

도5에 도시된 장치에 비해서 변환비율 결정수단(171)이 새로이 추가되었다. 변환비율 결정수단(171)은 도15의 단계 S155를 수행하는 장치에 해당한다. 변환비율 결정수단(171)에서 CR 결정을 수행한 후, 결정된 CR에 맞게 입력 BAB과 움직임 보상 BAB을 변환한다. 그 변환된 BAB은 프레임타입 부호화수단(56)또는 필드타입 부호화기수단(57)에 입력된다.

도18은 홀수(top)필드와 짝수(Bottom) 필드 BAB에 대하여 각각 CR을 결정하고 부호화하는 방법을 보이는 플로우차트이다.

도11에 도시된 방법과는 달리 단계 S113의 판단에서, 이진모양 정보블럭(BAB)이 All_0, All_255, MVDs==0No_update가 아닌 경우에 홀수(Top) 필드 BAB와 짝수(Bottom) 필드 BAB에 대하여 각각 CR을 결정하여 그 결정된 값을 복호기로 전송하는 단계 S185와 단계 S186이 추가된다. 이 경우 결정되는 CR은 필드 BAB별로 총 2개 이다.

도15의 단계 S115를 단계 S185와 단계 S186의 두 단계로 분할한다. 도15의 단계 S115에서는 CR을 프레임 BAB에서 결정하고, BAB 당 한 개의 CR을 부호화 전송하는 반면, 도18에서는 BAB을 두 필드로 나누고, 각각의 필드에서 CR을 독립적으로 구하는 단계 S185과 단계 S186이 추가된다. 단계 S185는 홀수(상위)필드에 대해 CR을 결정하는 단계이고, 단계 S186은 짝수(하위) 필드에 대해 CR을 결정하는 단계이다. CR을 구하는 방법은 도16에 기술한 방법을 사용할 수 있다. 이러한 방법에서는 각 필드마다 CR을 부호화 전송해야 한다. 그러므로 CR을 전송하는 부가 정보가 부호화 효율을 저하시킬 수 있다.

이러한 문제점을 피하기 위하여, 두 필드의 CR을 둘 중에 큰 CR로 결정하고 BAB 당 한 개의 CR을 전송할 수 있다. 예를 들어, 홀수(하위) 필드의 CR이 1/2이고, 짝수(상위)필드의 CR이 1/4인 경우, 두 필드의 CR을 1/2로 결정하고, BAB의 CR로 1/2를 부호화 전송한다. 이 방법은 필드 별로 CR을 결정하면서도 부가 정보가 없다는 장점을 가진다.

도15와 도18에 도시된 방법이 CR을 적용하여 손실 부호화를 용이하게 할 수 있다는 장점을 가지지만, CR 결정방법 및 부호화 방법에 있어서 BAB의 특성을 고려하지 못한다는 단점이 있다. 다시 말해서, 도15는 프레임타입 BAB에서는 효율적이지만, 필드타입 BAB에는 비효율적이고, 도18은 프레임타입 BAB에서는 비효율적이지만, 필드타입 BAB에는 효율적이다. 이러한 문제점을 피하기 위한 방법을 보이는 흐름도가 도19에 도시된다.

도19은 CAE_type을 결정한 후에 CR을 결정하는 부호화 방법을 보이는 플로우차트이다.

단계 S116에서 CAE_type을 결정한 후에, CAE_type이 프레임 CAE 모드이면 단계 S199에서 BAB에 대하여 도 16의 방법을 사용하여 CR을 결정하여 그 데이터를 복호기로 전송한다. 이 경우 결정되는 CR은 1개 이다. CAE_type이 필드 CAE모드이면 단계 S197과 단계 S198에서 홀수필드BAB과 짝수필드 BAB에 대하여 도16의 방법을 사용하여 CR을 결정하고 그 데이터를 복호기로 전송한다.

도19에 도시된 방법은 도15와 도18과는 달리 CAE_TYPE이 결정된 후 CAE_TYPE에 따라 CR을 결정한다. 다시 말해서, CAE_TYPE이 프레임 CAE 모드인 경우에는 프레임 타입의 CR 결정을 수행하고(S199), CAE_TYPE이 필드 CAE 모드인 경우에는 필드 타입의 CR 결정을 수행한다(S197과 S198). 도면18의 S185, S186에서 설명한 것과 같이, S197과 S198에서도 CR을 BAB 당 한 개 부호화 전송할 수 있다.

도20은 필드CR 결정수단을 구비하는 본발명에 의한 부호화장치의 구성을 보이는 블록도이다.

도5에 도시된 장치에 비해서 프레임 변환비율 결정수단(201)과 재배치 BAB 변환비율 결정수단(202)이 새로이 추가되었다. 프레임 변환비율 결정수단(201)은 도19의 단계 S199를 수행하는 장치에 해당한다. 프레임 변환비율 결정수단(201)에서 CR 결정을 수행한 후, 결정된 CR에 맞게 입력 BAB과 움직임 보상 BAB을 변환한다. 그 변환된 BAB은 프레임타입 부호화수단(56)에 입력된다. 재배치 BAB 변환비율 결정수단(202)은 도19의 단계 S197과 단계 S198을 수행하는 장치에 해당한다. 재배치 BAB 변환비율 결정수단(201)은 CR 결정을 수행한 후, 결정된 CR에 맞게 입력 BAB과 움직임 보상 BAB을 변환한다. 그 변환된 BAB은 필드타입 부호화수단(57)에 입력된다.

도5에 도시된 장치와 비교하여 CR을 추가적으로 이용하는 도15, 도18, 도20에 대하여 설명하였다. 위에서 설명하였듯이, CR의 사용은 손실 부호화를 용이하게 하고, 적절한 CR의 선택은 부호화 효율을 증가시키는 장점을 가져온다. 한편, 이외에도 부가적으로 부호화 효율을 향상 시킬 수 있는 방법들이 있다.

첫번째로 BAB_TYPE 결정 수단(S31)에서 All_0, All_255를 결정할 때에 CR을 이용하는 방법이 있다. 손실 부호화시에 적용 가능한 것으로 도10의 흐름도를 수행하면서 축소 후 확대된 입력 BAB과 모든 화소가 0 값을 가지는 BAB과 비교하여, 오차 화소 수가 주어진 임계치 이하이면 BAB_TYPE을 All_0로 한다. 비슷한 방법으로, 축소 후 확대된 입력 BAB과 모든 화소가 1(또는 255) 값을 가지는 BAB과 비교하여, 오차 화소 수가 주어진 임계치 이하이면 BAB_TYPE을 All_255로 한다. 이 방법은 BAB_TYPE이 All_0와 All_255인 BAB의 수를 증가시키므로, 복잡도를 줄이고 전송 데이터량을 줄일 수 있다.

두 번째 방법은 첫 번째 방법을 필드 타입으로 확대한 방법이다. 첫 번째 방법을 수행한 후에 필드 타입으로 같은 일을 반복한다. 즉, 각각의 필드에 첫 번째 방법을 적용하여, 두 필드 모두 All_0이면 BAB_TYPE을 All_0로 결정한다. 한편, 각각의 필드에 첫 번째 방법을 적용하여, 두 필드 모두 All_255이면 BAB_TYPE을 All_255로 결정한다. 비월 주사 모양 정보에서는 두 번째 방식이 유리하다. 즉, 프레임 타입의 BAB_TYPE이 All_0가 아니더라도, 비월주사 모양 정보에서는 필드 단위로 All_0일 수 가 있기 때문이다.

세 번째 방법은 BAB_TYPE 결정 시에 MVDs==0No_Update와 MVDs!=0No_Update 등의 No_Update BAB의 수를 증가 시키는 방법이다. 세 번째 방법 역시 위의 두 가지 방법과 마찬가지로, 필드 타입으로 확대한 방법이다. 즉, 필드 단위로 No_Update를 판단하여, 두 필드 모드 MVDs==0No_Update로 결정되면, BAB_Type을 MVDs==0No_Update로 결정한다. 한편 필드 단위로 MVDs!=0No_Update를 결정하여, 두 필드 모두 MVDs!=0No_Update로 결정되면 BAB_Type을 MVDs!=0No_Update로 결정한다. 이 방법은 프레임 타입에서는 No_Update가 안 되지만, 필드 타입에서는 두 필드 모두 No_Update로 결정되는 경우가 존재할 수 있으며, 이 경우 부호화 이득을 가져온다.

네 번째 고려할 수 있는 방법은 두 필드의 ST를 동일한 것을 사용하고, BAB 당 ST를 한 개 전송하는 방법이다. 부가정보 전송을 줄일 수 있어서 부호화 효율을 증가시킨다.

다섯 번째 방법은 플러쉬 비트(flush bit)에 관련한 방법이다. 산술 부호화(arithmetic coding)와 산술 부호화가 아닌 방식을 동시에 사용하는 부호화기에서는, 산술 부호화를 끝내고 비산술 부호화를 시작하기 전에 플러쉬 비트라는 것을 전송해야 한다. 그러므로 프레임타입 부호화와 같은 방법으로 필드타입 부호화 방법을 사용하면, 필드타입 부호화에서는 프레임타입 부호화에 비해서 2 배의 플러쉬 비트를 전송해야 한다. 이 한계는 필드타입 부호화의 부호화 효율을 저하시키는 단점을 보여 준다. 이러한 문제점을 피하기 위하여, 필드타입 부호화에서, 산술 부호화를 상위 필드, 하위 필드 연이어서 전송하고, 비산술 부호화부만을 따로 연이어서 전송하면, 필드타입 부호화에서도 프레임타입 부호화와 마찬가지로 플러쉬 비트를 한 번만 전송하면 된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 비월주사 모양정보 부호화시, 프레임과 필드 사이에서 모양정보의 움직임 량에 따라 프레임 타입과 필드 타입의 모양정보 부호화 모드중에서 하나를 선택, 전송하고, 적응적으로 부호화함으로써 비월주사 모양정보의 부호화 효율을 높인다

도2(a)및(b)는 순행주사와 비월주사를 보이는 설명도이다.

도3(a)및(b)는 정지영상 또는 움직임이 적은 영상의 프레임과 그것을 구성하는 필드영상이다.

도4(a)및(b)는 움직임이 많은 영상의 프레임과 그것을 구성하는 필드영상이 다.

도5는 본 발명에 의한 비월주사 부호화장치의 구성을 보이는 블록도이다.

도6(a)및(b)는 16×16크기의 블록을 구성하는 프레임 모드 화소와 필드모드 화소이다.

도8은 본 발명에 의한 부호화 모드 결정수단의 또다른 실시예를 보이는 블록도이다.

도9(a)및(b)는 본 발명에 의한 프레임타입 부호화수단과 필드타입 부호화수단의 실시예를 보이는 블록도이다.

도10(a)및(b)는 CAE부호화에 사용되는 인트라 템플레이트와 인터 템플레이트이다.

도11은 본 발명에 의한 적응적(adaptive) 비월주사 모양정보 부호화방법을 보이는 플로우 차트이다.

도12는 본 발명에 의한 모양정보 복호장치의 일실시예이다.

도13은 본 발명에 의한 프레임타입 복호수단과 필드타입 복호수단의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.

도14는 본 발명에 의한 비월주사를 위한 부호화장치의 다른 실시예의 구성을 보이는 블록도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

51:BAB분할 수단 52:부호화모드 결정수단

53:스위칭수단 54:움직임 추정수단

55:움직임 보상수단 56:프레임 타입부호화수단

57:필드타입 부호화수단 58:오버헤드 부호화수단

59:이전모양정보 부호화수단 60:모양정보 복원수단

61:멀티플렉서 수단

Claims

비월주사시에 모양정보의 특성을 이용하여 적응적으로 부호화하는 모양정보 부호화 방법에 있어서,

움직임량 추정 결과를 이용하여 결정된 모양정보의 부가정보 타입에 의해 이진모양 정보블럭에 대하여 부호화할 필요가 있는지를 결정하여 부호화할 필요가 없는 경우, 상기 이진모양 정보블록의 종류를 표시하는 데이터를 부호화하는 단계와;

상기 이진모양 정보블럭이 부호화할 필요가 있는 경우, 상기 이진모양정보블록의 움직임량에 따라 프레임 단위로 부호화할 것인지 필드단위로 부호화할 것인지를 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
비월주사시에 모양정보의 특성을 이용하여 적응적으로 부호화하는 모양정보 부호화 방법에 있어서,

움직임량 추정 결과를 이용하여 결정된 모양정보의 부가정보 타입에 의해 이진모양 정보블럭에 대하여 부호화할 필요가 있는지를 결정하여 부호화할 필요가 없는 경우, 상기 이진모양 정보블록의 종류를 표시하는 데이터를 부호화하하는 단계와;

상기 이진모양 정보블럭이 부호화할 필요가 있는 경우, 상기 이진모양정보블록의 각 주사선 사이의 모양정보 화소 값의 유사성과 상기 이진 모양정보블록의 상위필드와 하위필드 각각에 대해 각 주사선 사이의 유사성을 비교하여 그 유사성에 따라 프레임 단위로 부호화할 것인지 필드단위로 부호화할 것인지를 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제2항에 있어서, 상기 이진모양정보블록의 유사성이 상기 필드들의 유사성보다 크면 프레임으로 부호화하고, 상기 이진모양정보블록의 유사성이 상기 필드들의 유사성보다 작으면 필드단위로 부호화하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
비월주사시에 모양정보의 특성을 이용하여 적응적으로 부호화하는 모양정보 부호화 방법에 있어서,

이진모양 정보블럭에 대하여 이전 프레임의 정보를 이용하여 움직임 추정을 수행하는 단계와;

상기 움직임 추정결과를 이용하여 상기 이진모양 정보블록의 타입을 결정하는 단계와;

움직임량 추정 결과를 이용하여 결정된 모양정보의 부가정보 타입에 의해 상기 이진모양 정보블럭이 부호화할 필요가 없는 타입인 경우, 그 타입을 표시하는 데이터를 부호화하는 단계와;

상기 이진모양 정보블럭이 부호화할 필요가 있는 타입인 경우, 상기 추정된 움직임량에 따라 프레임 타입으로 부호화할 것인지 또는 필드타입으로 부호화할 것인지를 결정하는 단계와;

프레임 타입으로 부호화하는 경우, 상기 이진모양정보을 프레임단위로 부호화하하는 단계와;필드 타입으로 부호화하는 경우, 상기 이진모양정보 블록을 필드단위로 부호화하하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 상기 이진모양 정보블럭이 부호화할 필요가 없는 타입은 상기 이진모양 정보블럭의 화소가 모두 배경정보인 경우, 모두 물체정보인 경우와 움직임이 없고 예측오차가 적어 수신측에 전송할 필요가 없는 경우인 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 상기 부호화 방법은 콘텍스트 기반 산술부호화(CAE:Context-based Arithmetic Encoding)인 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 상기 이진모양 정보블럭(BAB)이 부호화할 필요가 있는 타입인 경우, 상기 이진모양 정보블럭에 대해 변환비율을 결정하여 전송하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 상기 이진모양 정보블럭(BAB)이 부호화할 필요가 있는 타입인 경우, 상기 이진모양 정보블럭을 홀수필드와 짝수필드로 재배치하여 그 재배치된 이진모양 정보블럭에 대해 변환비율을 결정하여 전송하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 상기 추정된 움직임량에 따라 프레임 단위로 부호화할 것인지 또는 필드단위로 부호화할 것인지를 다음식을 이용하여 좌변이 우변보다 큰 경우 프레임 단위로 부호화를 결정하고 좌변이 우변보다 작은 경우 필드단위로 부호화를 결정하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.

if(P_(2i,j) ≠P_(2i+1,j) ) A =1, 그이외에는(otherwise) A=0 if(P_(2i+1,j) ≠P_(2i+2,j)) B =1, 그이외에는(otherwise) B=0 if(P_(2i,j) ≠P_(2i+2,j) ) C =1, 그이외에는(otherwise) C=0 if(P_(2i+1,j)≠P_(2i+3,j) ) D =1, 그이외에는(otherwise) D=0 여기에서 P_(i,j)는 이진 모양정보 데이터이다.
제4항에 있어서, 프레임의 각 픽셀에 대해 이웃하는 픽셀과의 오차를 구하여 누적덧셈한 값과 각 필드의 각 픽셀에 대해 이웃하는 픽셀과의 오차를 구하여 누적덧셈한값과를 비교하여 상기 프레임에 대한 누적덧셈값이 더 크면 필드 단위로 부호화를 결정하고, 상기 필드에 대한 누적덧셈값이 더 크면 프레임단위로 부호화를 결정하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 부호화 방법.
제4항에 있어서, 상기 이진 모양정보 블록에 대해 움직임 추정단계에서 프레임 단위로 움직임추정을 하는지 필드단위로 움직임 추정을 하는지를 표시하는 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 상기 프레임 타입으로 부호화할 것인지 또는 필드타입으로 부호화할 것인지를 결정하는 기준은 필드 혹은 프레임 단위로 부호화를 수행한 후 발생되는 비트수가 적은 쪽으로 결정하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 필드타입으로 부호화를 할 것으로 결정한 경우 상위필드의 스캔타입(ST:Scan_type)과 하위필드의 스캔타입중 한 개만 이용하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제4항에 있어서, 필드타입으로 부호화를 할 것으로 결정한 경우 각 필드 BAB별로 부호화방식을 표시하는 데이터를 생성하지 않고, 상위(Top) 필드 BAB을 부호화하고 난 후에는 부호화방식을 표시하는 데이터를 생성하지 않고 하위(Bottom) 필드 BAB을 부호화 한후에 부호화방식을 표시하는 데이터를 한 번만 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 격행주사를 위한 모양정보 부호화 방법.
제4항 또는 제6항에 있어서, 프레임 단위로 부호화하는 경우, 상기 프레임의 변환비율을 결정하는 단계를 더 구비하고, 필드 단위로 부호화하는 경우, 상기 프레임을 홀수필드와 짝수필드로 나누어 재배치하여 상기 재배치 이진모양 정보블럭에 대하여 변환비율을 결정하여 전송하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비월주사를 위한 모양정보 부호화 방법.
제7항에 있어서, 상기 변환비율을 결정하는 단계는 손실부호화(Lossy Coding)일때 원래 형태의 이진모양정보블록에 상기 결정된 변환비율을 적용하여 상기 이진모양정보블록이 모두 배경정보인지 물체정보인지를 결정하고, 상기 이진모양정보블록을 재배치하여 재배치 이진모양정보블록을 형성하고 상기 결정된 변환비율을 적용하여 상기 이진모양정보블록이 모두 배경정보인지 물체정보인지를 결정한 후, 두 경우중 하나라도 모두 배경정보또는 모두 물체정보인 경우가 있으면 상기 이진 모양정보 블록의 타입을 모두 배경정보또는 모두 물체정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제7항에 있어서, 상기 이진 모양정보 블록의 타입결정을 상기 이진모양 정보블록에 상기 결정된 변환비율을 적용하여 움직임이 없고 이전프레임과의 움직임 보상시 동일한 경우와 움직임이 있고 움직임 보상시 동일한 경우를 결정하고, 상기 이진모양정보 블록을 상위필드와 하위필드로 재배치하여 상기 결정된 변환비율을 적용하여 움직임이 없고 이전프레임과의 움직임 보상시 동일한 경우와 움직임이 있고 움직임 보상시 동일한 경우를 결정한 후, 상기 이진 모양정보 블록과 재배치 이진모양 정보 블록중 하나라도 움직임이 없고 이전프레임과의 움직임 보상시 동일한 경우또는 움직임이 있고 움직임 보상시 동일한 경우가 있으면 상기 이진모양 정보 블록을 그 타입으로 결정하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제11항에 있어서, 상기 필드단위로 움직임을 추정하는 경우 0을 전송하고 프레임 단위로 움직임을 추정하는 경우 1을 전송하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
비월주사시에 모양정보의 특성을 이용하여 적응적으로 부호화하는 모양정보 부호화 방법에 있어서,

이진모양 정보를 소정크기의 이진모양 정보블록으로 분할하는 단계와;

상기 분할된 이진모양 정보블록에 대해 프레임 단위로 부호화할 것인지 필드단위로 부호화할 것인지를 결정하는 단계와;

상기 분할된 이진모양 정보블록과 이전 모양정보 프레임에서 움직임을 추정하고, 상기 움직임 정보와 이전 모양정보 프레임을 이용하여 움직임 보상하는 단계와;

프레임 단위로 부호화하는 경우 상기 분할된 이진모양 정보블록을 상기 움직임 보상된 이진모양정보 블록을 프레임 단위로 부호화하고, 필드단위로 부호화하는 경우 상기 분할된 이진모양정보 블록을 필드단위로 부호화하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 부호화 방법.
비월주사시에 모양정보의 특성을 이용하여 적응적으로 부호화하는 모양정보 부호화 장치에 있어서,

이진모양 정보를 소정크기의 BAB단위로 분할하는 BAB 분할수단과;

상기 BAB 분할수단에서 입력되는 BAB에 대해 프레임 단위로 부호화할 것인지 필드단위로 부호화할 것인지를 결정하는 부호화모드 결정수단과;

상기 BAB 분할수단에서 입력되는 BAB을 상기 부호화 모드 결정수단에서 출력되는 부호화모드 신호에 따라 스위칭하는 스위칭수단과;

상기 BAB 분할수단에서 입력되는 BAB과 이전 모양정보 프레임에서 움직임을 추정하는 움직임추정수단과;

상기 움직임 추정수단에서 입력되는 움직임 정보과 이전BAB을 이용하여 현재 BAB을 움직임 보상하는 움직임 보상수단과;

상기 스위칭수단을 통해 입력되는 BAB과 상기 움직임 보상수단에서 입력되는 움직임 보상된 BAB을 입력받아 프레임 단위로 부호화하는 프레임 부호화 수단과;

상기 스위칭수단을 통해 입력되는 BAB과 상기 움직임 보상수단에서 입력되는 움직임 보상된 BAB을 입력받아 필드단위로 부호화하는 필드 부호화 수단과;

상기 프레임 부호화수단과 상기 필드 부호화수단에서 입력되는 부호화 데이터를 입력받아 모양정보를 복원하는 모양정보 복원수단과;

상기 모양정보 복원수단에서 복원된 모양정보를 입력받아 저장하는 이전 모양정보 저장수단과;

상기 움직임 추정수단에서 입력되는 움직임 정보와 상기 프레임 부호화수단및 필드 부호화수단에서 데이터를 입력받아 오버헤드 정보를 형성하는 오버헤드 정보수단과;상기 프레임 부호화수단과 상기 필드 부호화수단에서 입력되는 부호화 데이터 및 상기 오버헤드 정보수단에서 입력되는 오버헤드 정보를 다중화하여 전송하는 멀티플렉서 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비월주사 부호화 장치.
제20항에 있어서, 상기 이진모양 정보블록의 변환비율을 결정한 후, 그 결정된 변환비율에 맞게 상기 이진모양 정보블록 분할수단에서 입력되는 이진모양 정보블록과 상기 움직임 보상수단에서 입력되는 움직임 보상 이진모양 정보블록을 변환하여 그 변환된 이진모양 정보블록을 상기 프레임타입 부호화수단과 필드타입 부호화수단에 출력하는 변환비율 결정수단을 더구비하는 것을 특징으로 하는 비월주사 부호화 장치.
제20항에 있어서, 상기 이진모양 정보블록의 변환비율을 결정한 후, 그 결정된 변환비율에 맞게 상기 이진모양 정보블록 분할수단에서 입력되는 이진모양 정보블록과 움직임 보상수단에서 입력되는 움직임 보상 이진모양 정보블록(BAB)을 변환하여 상기 프레임 타입 부호화수단과 필드타입 부호화수단으로 출력하는 프레임 변환비율 결정수단과; 상기 이진모양 정보블록(BAB)의 변환비율을 결정한 후, 그 결정된 변환비율에 맞게 상기 BAB 분할수단에서 입력되는 이진모양 정보블록(BAB)과 상기 움직임 보상수단에서 입력되는 움직임 보상 BAB을 변환하여 상기 필드타입 부호화수단에 입력하는 재배치 BAB 변환비율 결정수단을 더구비하는 것을 특징으로 하는 비월주사 부호화 장치.
제20항에 있어서, 상기 부호화모드 결정수단은 상기 BAB 분할수단에서 입력되는 이진모양 정보블록(BAB)을 저장하는 BAB저장수단과;상기 BAB 저장수단이 프레임 BAB 단위로 출력하거나 필드BAB 단위로 출력하게 하는 어드레스 발생수단과;상기 BAB저장수단에서 프레임 BAB을 입력받아 홀수주사선 화소와 그 주사선에 이어지는 짝수 주사선의 동일 위치의 화소와를 비교하는 제1모양 정보비교수단과;상기 BAB저장수단에서 프레임 BAB을 입력받아 짝수주사선 화소와 그 주사선에 이어지는 홀수 주사선의 동일 위치의 화소와를 비교하는 제2모양정보비교수단과; 상기 BAB저장수단에서 필드 BAB을 입력받아 홀수주사선 화소와 다음 홀수 주사선의 동일 수평위치의 화소와를 비교하는 제3모양정보 비교수단과;상기 BAB저장수단에서 필드 BAB을 입력받아 짝수주사선 화소와 다음 짝수주사선의 동일 수평위치의 화소와를 비교하는 제4 모양정보 비교수단과;상기 제1내지 제4모양정보 비교수단의 출력을 각각 카운트하는 제1내지 제4카운트 수단과;상기 제1카운트 수단와 제2 카운트수단의 출력을 합산하는 제1합산수단과;상기 제3카운트수단와 제4 카운트수단의 출력을 합산하는 제2합산수단과;상기 제1합산수단와 상기 제2합산수단의 출력을 비교하여 필드모드 또는 프레임모드 부호화타입을 결정하여 그 부호화 타입 신호를 출력하는 프레임/필드 모드 판정수단을 구비하는 것을 특징으로하는 비월주사를 위한 모양정보 부호화장치.
제20항에 있어서, 상기 부호화모드 결정수단은 상기 BAB 분할수단에서 입력되는 BAB을 저장하는 BAB저장수단과;상기 BAB 저장수단이 프레임 BAB 단위로 출력하거나 필드BAB 단위로 출력하게 하는 어드레스 발생수단과;상기 BAB 저장수단에서 프레임 BAB을 입력받아 각 화소에 대해 수직방향 아래에 인접하는 화소와 배타적 논리합을 연산하는 제1배타적 논리합수단과;상기 BAB 저장수단에서 홀수필드 BAB과 짝수필드 BAB을 입력받아 각 필드 BAB에서 각 화소에 대해 수직방향 아래에 인접하는 화소와 배타적 논리합을 연산하는 제2배타적 논리합수단과;상기 제1 및 제2배타적 논리합 연산수단의 출력을 각각 합산하는 제1및 제2합산수단과;상기 제1합산수단와 상기 제2합산수단의 출력을 비교하여 필드모드 또는 프레임모드 부호화타입을 결정하는 프레임/필드 모드판정수단을 구비하는 것을 특징으로하는 비월주사 모양정보 부호화장치.
제20항에 있어서, 상기 프레임 타입 부호화 수단은 보더링 수단, 프레임 스캔타입및 부호화수단으로 구성되고, 상기 필드 타입 부호화 수단은 보더링 수단, 필드 스캔타입및 부호화수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비월주사 모양정보 부호화 장치.
비월주사시에 모양정보의 특성을 이용하여 적응적으로 복호화하는 모양정보를 복호화하는 방법에 있어서,

입력되는 부호화 데이터를 역다중화하여 역다중화된 데이터에서 오버헤드 정보와 부호화모드 데이터를 복호화하는 단계와;

상기 역다중화수단에서 입력되는 부호화된 모양정보와 움직임 보상된 이전 모양정보를 상기 오버헤드정보를 이용하여 상기 복호된 부호화모드에 따라 프레임 단위 또는 필드단위로 복호화하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 복호방법.
제26항에 있어서, 필드단위로 복호화하는 경우 프레임 BAB을 복원하여 모양정보를 재현하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 복호방법.
제26항에 있어서, 상기 복호된 부호화모드가 0일 때 프레임 단위로 복호화하고, 1일 때 필드단위로 복호화하며, 그 역으로도 되는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 복호방법.
제26항에 있어서, 상기 오버헤드정보가 이진모양 정보블럭의 화소가 모두 배경정보인 경우, 모두 물체정보인 경우와 움직임이 없고 예측오차가 적어 수신측에 전송할 필요가 없는 경우인 때 각 경우에 맞게 상기 이진모양정보 블록을 복호화하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 복호화 방법.
제26항에 있어서, 상기 복호화 방법은 콘텍스트 기반 산술복호화(Context-based Arithmetic Decoding)인 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 복호화 방법.
제26항에 있어서, 상기 오버헤드정보에 변환비율정보가 있는 경우 그 변환비율을 적용하여 상기 이진모양 정보블럭(BAB)을 복호화하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 복호화 방법.
제26항에 있어서, 상기 오버헤드정보에 상기 이진모양 정보블럭을 홀수필드와 짝수필드로 재배치하는 데이터가 있는 경우, 상기 재배치 데이터를 적용하여 복호화하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 복호화 방법.
제26항에 있어서,상기 복호된 부호화모드가 필드타입 부호화모드인 경우 상기 오버헤드 정보에 포함된 스캔타입을 상위필드와 하위필드에 동시에 적용하는 것을 특징으로 하는 적응적 비월주사 모양정보 부호화 방법.
제26항에 있어서,상기 복호된 부호화모드가 필드타입 부호화모드인 경우 상기 오버헤드정보에 포함된 부호화방식을 구분하는 데이터를 상위(Top)필드 BAB과 하위(Bottom) 필드 BAB에 동시에 적용하여 복호하는 것을 특징으로 하는 격행주사를 위한 모양정보 복호화 방법.
동영상내의 물체의 모양정보를 복호화하는 장치에 있어서,

입력되는 부호화 데이터를 역다중화하는 역다중화수단과;

상기 역다중화수단에서 입력되는 역다중화된 데이터에서 오버헤드 정보를 복호화하는 오버헤드 복호수단과;

상기 역다중화수단에서 입력되는 부호화모드 데이터를 복호화하는 부호화모드 복호수단과;

상기 부호화모드 복호수단에서 입력되는 부호화모드에 따라 상기 역다중화수단에서 출력되는 부호화된 모양정보를 스위칭하는 스위칭수단과;

상기 스위칭수단를 통해 입력되는 모양정보와 움직임 보상된 이전 모양정보를 상기 오버헤드정보를 이용하여 프레임 단위로 복호화하는 프레임 타입 복호수단과;

상기 스위칭수단를 통해 입력되는 모양정보와 움직임 보상된 이전모양정보를 상기 오버헤드정보를 이용하여 필드단위로 복호화하는 필드타입 복호수단과;

상기 프레임타입 복호수단과 필드타입 복호수단에서 입력되는 이전 모양정보를 저장하는 이전 모양정보 저장수단과;상기 오버헤드 복호수단에서 움직임 정보와 이전모양정보 저장수단에서 이전 모양정보를 입력받아 움직임 보상하여 상기 프레임 타입 복호수단과 필드타입 복호수단으로 출력하는 움직임 보상수단과;

상기 오버헤드 복호수단에서 오버헤드 정보를 입력받고, 상기 프레임 타입 복호수단과 필드타입 복호수단에서 입력되는 모양정보를 상기 오버헤드 정보를 이용하여 재형성하는 모양정보 복원수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비월주사를 위한 복호화장치.
제35항에 있어서,상기 프레임타입 복호수단은상기 역다중화수단에서 입력되는 BAB을 보더링하는 보더링수단과;상기 오버헤드 복호수단에서 입력되는 스캔타입 정보에 따라 스캔방향을 변환하여 프레임 BAB을 스캔하여 복호화하는 스캔방향 및 복호수단으로 구성되고,상기 필드타입 복호수단은 상기 역다중화수단에서 입력되는 BAB을 보더링하는 보더링수단과;상기 오버헤드 복호수단에서 입력되는 스캔타입 정보에 따라 스캔방향을 변환하여 BAB을 스캔하여 복호화하는 스캔방향 및 복호수단과;상기 스캔방향 및 복호수단에서 입력되는 홀수필드 BAB과 짝수필드 BAB을 프레임 BAB으로 변환하는 BAB 변환수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비월주사 복호장치.
제35항에 있어서,상기 복호수단들은 CAE복호수단들인 것을 특징으로 하는 비월주사 복호장치.
비월주사를 위한 모양정보 부호화 장치에 있어서,

이진모양 정보를 소정크기의 BAB단위로 분할하는 BAB 분할수단과;

상기 BAB 분할수단에서 입력되는 BAB에 대해 프레임 단위로 부호화할 것인지 필드단위로 부호화할 것인지를 결정하는 부호화모드 결정수단과;

상기 BAB 분할수단에서 입력되는 BAB을 상기 부호화 모드 결정수단에서 출력되는 부호화모드 신호에 따라 스위칭하는 스위칭수단과;

상기 BAB 분할수단에서 입력되는 BAB과 이전 BAB에서 상기 부호화모드 결정수단에서 입력되는 부호화모드에 따라 움직임을 추정하는 움직임추정수단과;

상기 움직임 추정수단에서 입력되는 움직임 정보과 이전 모양정보 프레임을 이용하여 현재 BAB을 움직임 보상하는 움직임 보상수단과;

상기 스위칭수단을 통해 입력되는 BAB과 상기 움직임 보상수단에서 입력되는 움직임 보상된 BAB을 입력받아 프레임 단위로 부호화하는 프레임 부호화 수단과;

상기 스위칭수단을 통해 입력되는 BAB과 상기 움직임 보상수단에서 입력되는 움직임 보상된 BAB을 입력받아 필드단위로 부호화하는 필드 부호화 수단과;

상기 프레임타입 부호화수단과 필드타입 부호화수단에서 입력되는 부호화 데이터로 모양정보를 복원하여 상기 이전모양정보 저장수단으로 출력하는 모양정보 복원수단과;상기 모양정보 복원수단으로부터 이전모양정보를 입력받아 저장하는 이전 모양정보 저장수단과;

상기 움직임 추정수단에서 입력되는 움직임 정보와 상기 프레임 부호화수단및 필드 부호화수단에서 데이터를 입력받아 오버헤드 정보를 형성하는 오버헤드 정보수단과;상기 프레임 부호화수단과 상기 필드 부호화수단에서 입력되는 부호화 데이터 및 상기 오버헤드 정보수단에서 입력되는 오버헤드 정보를 다중화하여 전송하는 멀티플렉서 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비월주사 부호화 장치.