KR0128737B1 - 화상 서브-샘플링 장치 - Google Patents

화상 서브-샘플링 장치

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Abstract

양자화 계수는 역 양자화 회로에 입력된다. 계수는 양자화 테이블에서 기억된 양자화 스텝 크기와 곱해진다. 결과적인 데이타는 역 이산 코사인 변화회로에 공급된다. 양자화 스텝크기는 양자화 테이블의 고주파 부분의 각각의 값을 마스킹 수단에 의해 0으로 대체하므로서 얻어진다. 결과적으로, 그 부분과 연관된 역양자화된 데이타의 각 값은 0으로 설정된다. 변환식에 따라 역 변환된 데이타는 서브-샘플링 회로에 공급된다. n표시 신호에 근거하여, 도트가 각 n 도트마다 추출되는 식으로 데이타는 서브-샘플링되어 압축된 화상 신호를 발생한다. 본 발명에 따라, 고가의 저역 필터를 사용하지 않고도 양자화 테이블의 마스킹 덕택으로 에일리어싱 노이즈가 방지될 수 있다 게다가, 서브-샘플링 비율이선택될 수 있다.

Description

화상 서브-샘플링 장치
제1도는 종래의 화상 서브-샘플링 장치의 제1 예를 도시한 블럭도.
제2도는 종래의 화상 서브-샘플링 장치의 제2 예를 도시한 블럭도.
제3도는 종래의 화상 서브--샘플링 장치의 제3 예를 도시한 블럭도.
제4도는 본 발명에 따른 화상 서브-샘플링 장치의 실시예를 도시한 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11,21 : 역 양자화 회로, 12,22 : 양자화 테이블,
13,124 : 역 이산 코사인 변환회로, 14 : 서브-샘플링회로
본 발명은 화상 서브-샘플링(image sub-sampling) 장치에 관한 것으로, 특히 이산 코사인 변환(discrete cosine ransformation) 및 선형 양자화에 따라 인코딩된 화상을 수신히여 재생하는 처리에 사용되는 화상 서브-샘플링 장치에 관한 것이다.
관계된 기술의 설명
이제까지, 메모리 카드 혹은 자기 디스크등의 기억 매체상에 전송되거나 기억되도록 화상 신호로 나타나는 데이타는 기억 장치의 제한된 용량을 고려하여 통상적으로 감소된 데이타 용량을 갖도록 압축된다. 이 경우에, 화상 데이타 압축은 다음과 같이 실행된다.
화상은 다수의 블럭으로 세분되며 각각의 세분된 블럭을 구성하는 데이타의 픽셀은 예를들어 이산코사인 변환을 통해 변환된다. 연산의 결과적인 변환 계수들은 데이타를 인코딩하기 위해 최종적으로 양자화된다.
이렇게 인코딩된 화상 데이타는 그 수신 및 재생 단계에서, 원래 신호로 디코딩되도록 역 양자화 및역 이산 코사인 변환된다. 디코딩 단계에서, 최소화된 화상 신호를 얻기위해, 화상을 구성하는 서브-샘플 신호에 대한 연산이 이루어진다.
화상 신호를 서브-샘플링하는 통상의 방법으로서, 역 이산 코사인 변환후에 n 도트의 단위로 서브-샘플링 처리가 되는 방법, 신호가 저역 필터를 통과한 후에 n-도트 서브-샘플링 처리가 이루어지는 방법, 또는 역 이산 코사인 변환을 취하지 않고 출력신호를 발생하도록 인코팅 데이타의 직류(dc)성분만이 오직 역 양자화에 따르는 방법이 사용되어 왔다.
이제 제1도 내지 제3도를 참조하여 세가지 유형의 화상 서브-샘플링 장치에 관한 설명이 각각 주어질 것이다.
제1도는 종래의 화상 서브- 샘플링 시스템의 제1예를 도시한다.
제1도의 장치는 상기의 n-도트 서브-샘플링 동작만을 실행한다. 이 도면에서 볼 수 있듯이, 시스템은 역 양자화 회로(U), 양자화 대이블(12), 역 이산 코사인 변환회로(13), 및 서브-샘플링 회로(14)를 포함한다.
회로(11)는 계수(Sq)를 역 양자화하도록 8×8 매트릭스(element matrix)로 구성된 양자화 계수(Sq)를 입력으로서 수신한다. 연산에서, 양자화 테이블(12)에 기억된 양자화 스텝 크기(Q)는 판독되어 계수(Sq)와 승산되며, 이로써 데이타(R)을 발생한다. 얻어진 데이타(R)는 회로(13)에 입력되어 데이타 R에대한 역 이산 코사인 변환을 실행하여 출력 데이타(r)가 된다. 데이타 r은 n-도트 서브-샘플링 연산을 위해 회로(14)에 공급되어 압축된 화상 신호(S2)를 발생한다.
상기와 같이 구성된 장치에서,(8×8) 매트릭스 형태인 양자화 계수 Sq(V, U)는 먼저 회로(11)에 공급된다. 테이블(12)에 등록된 양자화 스텝 크기Q(V, U)는 역 양자화된 데이타 R(V, U)는 위해 매트릭스의 각 원소와 곱해진다. 다음에 데이타 R(V, U)는 회로(13)에 공급되어 역 변환되며, 그 결과의 데이타가 회로(14)에 입력된다. 회로(13)로 부터 발생된 데이타 r(V, U)는 회로(14)에서 n-도트 서브-샘플링 처리되어 압축된 회상 데이타(S2)로 발생된다. 예를 들어, n=4를 가정하면, 4개항 r(0,0), r(0,4), r(4,0) 및 r(4,4)이 발생한다.
제2도는 종래기술인 화상 서브--샘플링 장지의 제2예를 도시한다. 상기 시스템에서, 데이타는 저역필터에 전단되어 n-도트 서브-샘플링 처리된다. 이러한 구조는 저역 필터가 회로(13)과 (14)사이에 위치한다는 점에서 제1도와 다르다.
필터(16)는 주파수 대역의 데이타 r(V, U)의 주파수 대역의 크기절 1/n로 감소시킨다.
제2도의 시스템은 데이타 r(V,U)가 필터(16)를 통과한다는 것을 제외하고는 제1도의 장치와 동일한 방식으로 동작한다.
제3도의 종래 화상 서브-샘플링 장치의 제3예를 도시한다. 상기 도면에서 볼 수 있는 바와 같이이 시스템에서 역 변환을 하지 않고 화상 서브-샘플링 처리를 하기 위해 회로(11)로부터 발생된 역 양자화된 데이타가 dc 성분 추출회로(17)에 공급된다.
이러한 구조는 dc 추출회로(17)가 회로(11)의 출력단자에 연결되어 회로(17)가 압축된 호상 신호(S2)를 발생하는 점에서 제1도의 것과 다르다.
이러한 처리에서, 그 얻어진 데이타가 압축된 (S2)로서 전송되도록 오직 dc 성분 R(0,0)만이 계수R(V,U)로부터 추출된다.
이들 장치중에서, n-도트 서브-샘플링 연산만을 하는 제1도의 장치는 에일리어상 노이즈가 섞인다. 또한, 제2의 시스템은 에일리어성 노이즈를 방지하기 위해 저역 필터를 포함하며, 데이타가 필터(16)를 통과한후 n-도트 서브-샘플링 연산을 한다. 이것은 결과적으로 장치가 필터(16)를 채택함에 따라 경비가 많이 든다는 결점을 초래한다.
게다가, 제3도의 장치에서 오직 dc 성분만이 역 양자화된 데이타로부터 추출되어 역 변환없이 서브-샘플링 연산을 한다. 그러나 이 시스템은 서브-샘플링 비율이 고정된다는 단점을 갖는다. 더우기, 연산을 위해 소프트웨어 처리가 실시될때, 연산시간이 감소된다는 점에서 유리하다. 그러는가, 이산 코사인 변환과 역이산 코사인 변환 회로에 전용화된 회로를 포함하는 대용량 접접회로에서 연산시간이 줄어들수 없고 이로써 제3도의 구조가 채택될 때 조차도 상기 장점이 얻어진다.
발명의 요약
그러므로 본 발명의 목적은 저역 필터등의 고가의 장치 필요없이 에일리어싱 노이징을 방지할 수 있는 화상 서브-샘플링 장치를 제공한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화상 서브-샘플링 비율을 선택할 수 있는 화상 서브-샘플링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 따라, 화상 데이타를 서브-샘플링 하기 위해 이산 코사인 변환 및 선형 양자화에 의해 인코딩된 화상 데이타의 인코팅 연산으로 처리하는 화상 서브-샘플링 장치가 제공된다. 상기 장치는 양자화 테이블에 따라 양자화 계수를 선형 및 역 양자화하여 역 양자화된 데이타를 발생하는 역 양자화수단과, 상기 역 양자화 수단으로부터 발생된 데이타에 대해 역 이산 코사인 변환을 실행하는 역 이산코사인 변환 수단 및, 상기 역 이산 코사인 변환 수단으로부터 발생된 데이타를 서브-샘플링하여 데이타의 수직 및 수평 방향으로 모든 n-도트에 대해 한 도트를 얻게되며 이로써 화상 신호를 발생하는 서브-샘플링 수단을 포함하며, 이때, 상기 양자화 테이블은 선형 및 역 양자화시에 상기 역 양자화 수단에 의해 사용된다. 상기 양자화 테이블은 모든 값이 0로 설정된 고 주파수 부분을 포함한다.
바람직한 실시예의 설명
제4도는 본 발명에 따른 화상 서브-샘플링 장치의 실시예의 구성을 도식적으로 도시한다. 도면에서 볼 수 있듯이, 시스템은 역 양자화 회로(21), 역 양자화를 위한 테이블 형태의 양자화 스템 크기의 값을 포함하는 양자화 테이블(22), 테이블(22)을 마스킹히는 마스킹 수단(23), 역 이산 코사인 변환 회로(24), 및 서브-샘플링 회로(25)를 포함한다.
회로(21)는 테이블(22)의 내용을 참조하여 역 양자화된 데이타(R)를 발생하기 위해 양자화 계수(Sq)에 대해 선형 역 양자화를 실행한다.
수단(23)은 테이블(22)의 일부, 주로, 고주파수 부분의 각 값을 0으로 대체하여 마스킹 처리를 실행한다. 그 결과, 회로(21)로부터 발생된 데이타(R)중에서, 테이블(22)에 의해 마스킹된 부분에 대응하는 데이타의 각 값은 0으로 설정된다 더우기, 회로(21)에 의해 역 양자화된 데이타는 회로(24)에 공급되어 역 이산 코사인 변환되며 복원된 화상 신호(S1)는 회로(25)에서 n-도트 서브-샘플링 동작을 한다. 즉, 각각의 수직 및 수평방향으로, 데이타는 모든 n 도트가 한개 도트로 감소되도록 서브-샘플링되며, 이로써, 압축된 화상 신호(S2)를 발생한다.
연산중, (8×8)매트릭스 형태인 양자화 계수 Sq(V, U)는 회로(21)에 공급된다. 테이블(22)에 기억된 양자화 스텝 크기 A(V, U)는 매트릭스의 각 원소를 승산하여 역 양자화된 데이타 R(V, U)를 발생한다. 테이블(22)의 크기 Q(V, U)는 마스킹 수단(23)에 의해 테이블(22)의 고주파 부분의 각각의 값을0으로 대체하므로서 얻어진다. 0으로 대체된 부분에 대응하는 역 양자화 데이타의 각각의 값은0으로 된다. 얻어진 데이타 R(V, U)는 회로(24)에 입력되어 다음식(1)에 따라 역 변환되어 결과적인 데이타가 서브-샘플링 회로(25)에 공급된다.
여기서, u=0에 대해 C(u)=1√2이고 u≠0에 대해 C(v)=1, v=0일때 C(v)=1/√2, v≠0일때 C(v)=1이며, r(i,j)는 출력 픽셀을 가르키고 R(u, v)는 DCT 계수를 나타낸다.
회(25)에서, 데이타 r(V,U)는 n표시 신호에 따라 서브-샘플링 된다. 즉, 수직 및 수평방향으로 한개 도트가 모든 n개 도트에 대한 출력으로서 얻어진다. 예를 들어, n의 값이 2일때 데이타 r(V, U)로부터 V=2M과 U=2N(M, N=0,1,2,3)으로 나타난 데이타 값이 추출된다. 결과적으로, 축소된 화상 신호(S2)가 회로(25)로부터 발생된다.
이제 마스킹 수단(23)의 실시예가 설명된다. 상기 수단(23)에서, 공급된 n표시 신호에 따라, 수평 및 수직방향으로 테이블(22)의 윈래 크기의 1/n 이상의 데이타 영역의 각 값은 0으로 대체된다. 예를들어 n=2인 경우에 V≥4와 U≥4로 나타난 Q(V,U)부분의 각 값은 0으로 대체된다. 이러한 것으로, 고주파 성분을 삭제하는 처리가 서브-샘플링 비율에 따라 변경될 수 있다.
상기와 같이, 장치에서 양자화 테이블(22)의 일부는 톄이블(22)의 고주파 부분의 각 값이 0으로 설정되도록 마스킹되어 테이블(22)의 내용에 따라 역 양자화가 실행되고, 이로써 에일리어싱 노이즈의 발생을 방지한다. 결과적으로, 종래기슬에서 필요하였던 지역필터등의 고가의 장치를 사용하지 않고도 예일리어싱 노이즈의 발생이 방지될 수 있다.
더우기, 제3도의 종래 시스템에서, dc 성분은 역 변한을 하지 않고 출력되도록 역 양자화된 데이타로부터 추출된다. 결과적으로, 화상 서브-샘플링 비율은 선택될 수 없다. 그러나, 본 발명의 화상 서브-샘플링 장치에 따라 서브-샘플링 비율 1/2, 1/4, 1/8 중 하나가 n 표시신호에 따라 선택될 수 있다.
특정 실시예를 참조하여 본 발명이 기술되었지만 본 발명은 상기 실시예 및 특허청구범위에 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 정신과 범주를 벗어나지 않고 실시예를 수정하거나 변경하는 것이 당업자에게 가능하다는 것을 이해할 것이다.

Claims (2)

  1. 이산 코사인 변환 및 선형 양자화에 의해 주파수 성분 매트릭스의 형태인 인코딩된 디지탈 화상데이타를 주파수 성분 매트릭스 형태의 디코딩 화상 데이타로- 변환히고, 상기 디코딩 화상 데이타의 서브셋(subset)을 서브-샘플링하는 화상 서브-샘플링 장치에 있어서, 주파수 성분 매트릭스 형태에서의 양자화 스텝 크기를 나타내는 일군의 변수들을 나타내는 양자화 테이블과; 값 n을 나타내는 표시 신호에 따라, 상기 양자화 테이블의 일부를 마스킹하고 상기 양자화 테이블의 행 방향 및 열 방향으로 상기 양자화 테이블의 1/n 이상의 영역을 마스킹하며, 여기서, n은 정수이고, 상기 영역내의 상기 변수들의 각 값은 제로로 설정되는 마스킹 수단과, 상기 양자화 스텝 크기를 나타내는 상기 변수들과 상기 화상데이타를 승산하여 상기 화상 데이타를 선형 및 역 양자화하고, 역 양자화된 화상 데이타를 출력하는 역 양자화 수단과; 상기 역 양자화된 화상 데이타를 역 이산 코사인 변환에 의해 변환함으로써 상기 디코딩된 화상 데이타를 얻는 역 양자화 코사인 변환 수단 및, 상기 서브-샘플링 수단에 공급된 상기표시 신호로부터 결정된 서브-샘플링 비율에 따라 상기 디코딩 화상 데이타의 상기 서브셋을 서브-샘플링하며 압축된 화상 데이타를 출력하는 서브-샘플링 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상데이타 서브-샘플링 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주파수 성분 매트릭스는 제1 갯수의 행들 및 제2 갯수의 열들로 이루어지며, 상기 서브-샘플링 비율에 대응하는 상기 주파수 성분 매트릭스의 성분들이 행 방향으로 1번쩨 행에 표시되고, 열 방향으로 m변째 열에 표시되는데, 여기서, 1은 상기 제1 갯수가 상기 값 n에 의해 분할된 수와 동일하고, m은 상기 제2갯수가 상기 값 n에 의해 분할된 수와 동일하며, 상기 디코딩된 화상 데이타는 1번째 행 및 m번째 열마다 서브-샘플링되는 것을 특징으로 하는 화상 데이타 서브-샘플링 장치.
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