KR0159974B1 - 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환장치는 동영상 부호와 시스템에 있어서 입력 영상의 특성(이동량)에 따라 이산여현 변환을 프레임내 또는 필드내에서 적응적으로 적용함으로서 부호화 효율을 증진시키기 위한 것으로, 이를 위하여, 본 발명은, 부호화 하고자 하는 영상신호에 대하여 미리 설정된 소정 크기로 변환된 각 블럭내의 영상의 이동량을 검출하고, 이 이동량 검출결과에 의거하여 필드내 이산여현 변환과 프레임내 이산여현 변환을 선택적으로 적용 시킴으로서, 정지영상 뿐 아니라 동영상에 대해서도 그 부호화 효율을 높일 수 있고, 또한 적용에 있어서의 실시간 설계가 용이하도록 한 것이다.

Description

동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 방법 및 장치

본 발명은 동영상 부호화 시스템에 채용되는 이산여현 변환(Discrete Cosine Transform; 이하 DCT라 약칭함) 장치에 관한 것으로, 특히 입력 영상의 특성에 따라 이산여현 변환 모드신호를 적응적으로 결정할 수 있도록 한 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 방법 및 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 영상 전화기, HDTV, 디지탈 VCR 등과 같이 영상신호와 오이오신호를 디지탈신호로 처리하고자 하는 경우, 이에 수반되는 방대한 데이타량을 저감시키기 위하여 고율의 데이타 압축 방법을 이용하여 전송되는 디지탈 데이타를 압축, 즉 부호화하여 전송하게 된다. 이때, 영상신호와 오디오신호는 그들 신호의 특성상 각각 다른 부호화 장치를 통해 각각 부호화되며, 이러한 부호화에 있어서 오디오신호에 비해 보다 많은 양의 데이타가 발생하게 되는 영상신호의 부호화는 특히 중요한 부분을 차지한다고 볼 수 있다. 그리고, 영상신호를 압축하는 대표적인 부호화 기법으로는, 이 기술분야에 잘 알려진 바와같이, 움직임 보상 예측(Motion Compensated Prediction; 이하 MCP라 약함) 및 변환 부호화 방법이 있다.

다시말해, 이러한 압축 부호화에 있어서의 영상신호의 부호화에서 실질적으로 가장 중요한 것은 전송하고자 하는 데이타량을 줄이는데 있다고 볼 수 있다. 따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관선을 이용하여 부호화한 다음 전송 채널을 통해 수신측에 전송하게 된다.

보다 상세하게, 송신측의 부호화 시스템에서는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform: 이하 DCT라 약칭함) 등의 변환 부호화를 이용하여 영상신호의 공간적인 중복성을 제거하고, 또한 움직인 추정, 예측 등을 통한 차분 부호화를 이용하여 영상신호의 시간적인 중복성을 제거함으로서, 영상신호를 효율적으로 압축하게 된다.

이러한 방법들은 현재 MPEG(Moving Picture Experts Group), H.261(TV 회의/전화 부호화 표준), 그리고 미국 FCC(Federal Communication Commission)에 제안된 완전 디지탈 HDTV 시스템 등에서 많이 사용되고 있다. 이들은 대부분 MCP, CDT, 양자화, 엔트로피 부호화 등으로 구성된다.

한편, 연속되는 영상에서는 대표적으로 세가지의 중복성, 즉 상술한 바와같은 시간 중복성과 공간 중복성 이외에도 통계적인 중복성이 존재하게 된다. 따라서, 영상신호의 압축은 이들을 제거하는 과정을 통하여 이루어질 수 있다. 즉, 일예로서 움직임 보상 예측/변환 부호화에서 MCP 는 TV등의 연속 영상신호에 존재하는 프레임내 시간 중복성을 제거하기 위한 것이다.

그러나, MCP를 통하여 얻은 MCP 오차신호는 프레임내 중복성은 거의 제거되었지만 공간 중복성은 많이 남아 있으므로 MCP 오차신호의 공간 중복성을 제거하기 위해 변환 기법이 사용된다. 변환 방법으로는 공간 상관성이 큰 신호에 대해 에너지 집중 효율이 좋은 DCT가 널리 사용된다. 그리고, 변환된 DCT계수는 인간 시각 시스템의 특성을 고려하여 각 계수마다 다른 양자화 간격을 사용하여 양자화 한다.

일반적으로, 고주파 영역의 계수들에서는 양자화 간격을 크게 하고, 저주파 영역의 계수들에 대해서는 양자화 간격을 작게 하여 양자화한다. 이러한 양자화 과정에서 데이타의 양은 실질적으로 크게 압축되는데 압축되는 정도에 비례하여 도입되는 일그러짐의 양도 상대적으로 증가한다. 이와같은 과정을 통하여 얻은 양자화된 영상 데이타의 DCT 계수에서의 시간 및 공간 중복성은 제거 되었지만 각 계수마다 존재하는 통계적인 중복성은 남아 있다.

따라서, 대부분의 부호화 시스템들에서는 각 계수에 존재하는 통계적인 상관성을 제거하기 위해 DCT 계수들의 통계적인 특성을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행한다. 이 과정에서는 일그러짐이 도입되지 않으며, 대표적인 방법으로 허프만 부호화 및 산술 부호화, UVLC(Universal Variable Length Coding), MUVLC(Modified UVLC) 등이 있다.

또한, 양자화한 DCT 계수들을 표현하는데 필요한 비트율을 감소시키기 위해서는 DCT 구획을 지그재그로 주사하면서 0이 줄길이 r과 0이 아닌 계수 1을 조합한 심볼(r, 1)을 엔트로피 부호화하는 방법이 많이 사용되고 있다.

제1도는 전형적인 통상의 동영상 부호화 시스템에 채용되는 종래의 이산여현 변환 장치의 개략적인 블록구성도로서, 영상 포맷 변환부(1)와 이산여현 변환부(2)로 구성된다. 즉, 종래의 이산여현 변환 장치에 따르면, 입력 영상은 영상 포맷변환부(1)에 의해 8×8 혹은 16×16크기의 블록으로 변환된 다음 이산여현 변환부(2)로 인가되어 이산여현 변환이 수행되므로써 공간영역에 존재하는 데이타의 중복성이 제거된다.

즉, 종래의 이산여현 변환 장치에 포함하는 영상 포맷 변환부(1)에서는 프레임 단위로 블록을 형성하는데, 16×16 크기의 블록에 대해서는 제2도에 도시된 바와같은 이산여현 변환용 영상 포맷과 같이, {p,(1, j), p(3, j), …, p(15, j); 1≤j≤16}은 1번째 필드에 해당하는 화소들이고, {p(2, j), p(4, j), …, p(16, j); 1≤j≤16}은 2번째 필드에 해당하는 화소들이다. 따라서, 영상 포맷 변환부(1)는 이러한 방식으로 구성된 4개의 8×8블록에 대해 부호화를 위한 이산여현 변환을 적용하게 된다.

그러나, 상기한 바와같이 이산여현 변환을 적용하는 경우 TV 등과 같은 동영상 부호화시에는 필드내에 물체의 이동이 큰 차이가 있으므로 블록내의 인접한 라인간에 화소간의 차이가 생기게 되고, 따라서 화소간에 상관도가 감소하므로서 실제의 영상에 대해서 프레임내에서 DCT를 적용하게 되면 실제적으로 부호화의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 동영상 부호화 시스템에 있어서 입력 영상의 특성에 따라 이산여현 변환을 프레임내 또는 필드내에서 적응적으로 적용함으로서 부호화 효율을 증진시킬 수 있는 이산여현 변환 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 부호화 하고자 하는 입력 영상의 이산여현 변환을 해당 영상의 이동량에 의거하여 필드내 또는 프레임내에서 선택적으로 적용할 수 있는 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일관점에 따른 본 발명은, 부호화하고자 하는 입력 영상 프레임을 기설정된 복수의 N×N 프레임 블록으로 분할하고, 이 분할된 각 N×N 프레임 블록에 대해 블록내 각 화소간의 상관성을 고려하여 압축 부호화하는 동영상 시스템의 이산여현 변환 방법에 있어서, 현재 부호화하고자 하는 입력 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 M×N 이븐 필드 및 오드 필드 블록간의 화소 평균값차와 상기 입력 N×N 프레임 블록에서 산출한 분산값을 비교하여 상기 입력 N×N 프레임 블록에 대한 이동량 정보를 검출하는 제1과정; 상기 검출된 이동량 정보에 의거하여, 상기 입력 N×N 프레임 블록의 적응적인 변환 부호화를 위한 필드 기반 변환 부호화 모드신호 또는 프레임 기반 변환 부호화 모드신호를 발생하는 제2과정; 상기 필드 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 입력 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 블록 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 이븐 필드 및 오드 필드 블록 데이터 각각에 대해 변환 부호화를 수행함으로써, 필드 기반으로 변환 부호화된 제2영상 데이터 그룹을 발생하는 제3과정; 상기 프레임 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 입력 N×N 프레임 블록 데이터에 대해 변환 부호화를 수행함으로써, 프레임 기반으로 변환 부호화된 제2영상 데이터 그룹을 발생하는 제4과정; 및 상기 발생된 필드 기반 변환 부호화 모드신호 또는 프레임 기반 변환 부호화 모드신호와 상기 부호화된 제1영상 데이터 그룹 또는 부호화된 제2영상 데이터 그룹을 적응적으로 다중화하여 전송하는 제5과정으로 이루어진 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 부호화하고자 하는 입력 영상 프레임을 기설정된 복수의 N×N 프레임 블록으로 분할하고, 이 분할된 각 N×N 프레임 블록에 대해 블록내 각 화소간의 상관성을 고려하여 압축 부호화하는 동영상 시스템의 이산여현 변환 장치에 있어서, 부호화를 위해 입력되는 현재 영상 프레임을 기설정된 복수의 N×N 프레임 블록으로 분할하는 영상 포맷 변환수단; 분할된 현재 N×N 프레임 블록을 각각 M×N의 이븐 필드 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 M×N 이븐 필드 및 오드 필드 블록간의 화소 평균값차와 상기 입력 N×N 프레임 블록에서 산출한 분산값간의 비교를 통해 얻은 이동량에 의거하여, 상기 현재 N×N 프레임 블록의 적응적인 변환 부호화를 위한 필드 기반 변환 부호화 모드신호 또는 프레임 기반 변환 부호화 모드신호를 발생하는 이동량 검출 수단; 상기 필드 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 현재 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 블록 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 이븐 필드 및 오드 필드 블록 데이터 각각에 대해 변환 부호화를 수행하여 필드 기반 변환 부호화된 영상 데이터를 발생하는 제1이산여현 변환 수단; 및 상기 프레임 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 현재 N×N 프레임 블록 데이터에 대해 변환 부호화를 수행하여 프레임 기반 변환 부호화된 영상 데이터를 발생하는 제2이산여현 변환 수단으로 이루어진 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치를 제공한다.

제1도는 통상의 전형적인 동영상 부호화 시스템에 채용되는 종래의 이산여현 변환 장치에 대한 개략적인 블록구성도.

제2도는 이산여현 변환용 영상 포맷도.

제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치에 대한 블록구성도.

제4도는 제3도에 도시된 이동 검출부에 대한 세부적인 블록구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 영상 포맷 변환부 32 : 이동 검출부

33,36 : 스위칭부 34,35 : 이산여현 변환부

41 : 필드 분리기 42,43 : 평균값 계산기

44,47 : 감산기 45 : 절대값 계산기

46 : 분산 계산기 48 : 부호 인식기

본 발명의 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 입력 영상에 대해 필드 기반의 이산여현 변환을 수행하는 제1 변환 경로(제3도의 제1이산여현 변환부(34)측 경로)와 프레임 기반의 이산여현 변환을 수행하는 제2변환 경로(제3도의 제2이산여현 변환부(35)측 경로)로 된 두 개의 이산여현 변환 경로를 구비하며, 입력 영상내의 이동량 검출 결과에 의거하여 제1변환 경로 또는 제2변환 경로이 출력을 적응 선택, 즉 입력 영상이 큰 이동량을 갖는 경우 제1변환 경로의 출력(필드 기반의 변환 부호화 출력)을 부호화된 최종 출력으로 선택하고, 입력 영상이 작은 이동량을 갖는 경우 제2변환 경로의 출력(프레임 기반의 변환 부호화 출력으로 선택한다는 것이다.

이때, 입력 영상의 이동량 검출은 프레임을 분리한 두 필드간의 평균값차의 절대값과 프레임내 화소들의 평균과 화소간의 변환율을 나타내는 표준편차를 이용하여 산출되는 프레임내 분산값간의 차신호에 의거하여 결정되는 데, 본 발명은 평균값차의 절대값과 분산값간의 차신호의 부호, 즉 차신호의 부호값이 +인지 또는 -인지의 여부에 따라 입력 영상의 이동량이 큰지 작은지의 여부를 판단하고, 이 판단결과에 의해 결정되는 절환 제어신호에 응답하여 필드 기반의 변화 부호화(제1변환 경로) 또는 프레임 기반의 변환 부호화(제2변환 경로)를 적응적으로 선택한다.

여기에서, 평균값차의 절대값과 분산값간의 차신호가 +값을 갖는다는 것은 해당 입력 영상이 어느 정도의 이동량을 갖는 동영상임을 의미하고, 평균값차의 절대값과 분산값간의 차신호가 -값을 갖는다는 것은 해당 입력 영상이 이동량이 JR은 정지화 영상쪽에 근접한 영상임을 의미한다.

즉, 본 발명은, 정지화 영상의 경우 프레임내에서 이산여현 변환을 적용하는 것이 필드내에서 이산여현 변환을 적용하는 것보다 더 좋은 부호화 효율을 가지며, 동영상의 경우 필드내에서 이산여현 변환을 적용하는 것이 프레임내에서 이산여현 변환을 적용하는 것보다 더 좋은 부호화 효율을 가지는 영상의 부호화 특성을 고려하여, 적응 부호화를 수행하도록 함으로써 본 발명에서 목적으로 하는 이산여현 변환에서의 부호화 효율 증진을 개선할 수 있다. 다시말해, 본 발명은 입력 영상의 성질(즉, 이동량)에 따라 필드 기반 변환 부호화 또는 프레임 기반 변환 부호화를 선택적으로 적용함으로써, 정지화 영상에서부터 동영상까지 분포하는 여러 가지 특성의 영상들이 혼재하는 영상신호에 대해 높은 부호화 효율을 실현할 수 있다.

제3도는 본 발명에 다른 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치에 대한 블록구성도를 나타낸다.

동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 이산여현 변환 장치는 영상 포맷 변환부(31), 이동 검출부(32), 제1,2스위칭부(33,36) 및 제1,2이산여현 변환부(34,35)를 포함한다.

제3도를 참조하면, 영상 포맷 변환부(31)는, 전술한 종래 장치에서의 영상 포맷 변환부(1)와 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 것으로서, 후단에서의 이산여현 변환(DCT)을 위해 입력 영상을 N×N블록 크기, 예를들면 8×8 또는 16×16 크기의 블록으로 분할하며, 이 변환된 각 블록들은 이동 검출부(32) 및 제1스위칭부(33)의 입력으로 각각 제공된다.

또한, 이동 검출부(32)에서는 입력 영상의 프레임을 두 필드(즉, 이븐 필드 및 오드 피드)로 분리하여 얻은 두 필드간의 평균값차의 절대값과 프레임내 화소들의 평균과 화소간의 변화율을 나타내는 표준편차를 이용하여 산출되는 프레임내 분산 값간의 차신호의 부호에 의거하여 제1변환 경로(제1이산여현 변환부(34)측 경로) 또는 제2변환 경로(제2이산여현 변환부(35)측 경로)를 입력 영상의 부호화 경로로써 선택하기 위한 절환 제어신호를 발생하여 제1스위칭부(33) 및 제2스위칭부(36)로 각각 제공하는 데, 이러한 이동 검출부(32)를 통해 본 발명에 따라 입력 영상의 이동량을 검출하는 구체적인 동작 과정에 대해서는 그 세부적인 블록구성을 도시한 제4도를 참조하여 상세하게 설명한다.

젝4도는 제3도에 도시된 이동 검출부(32)에 대한 세부적인 블록구성도로써, 필드 분리기(41), 두개의 평균값 계산기(42,43), 두개의 감산기(44,47), 절대값 계산기(45), 분산 계산기(46) 및 부호 인식기(48)를 포함한다.

제4도를 참조하면, 필드 분리기(41)는 제3도에 도시된 영상 포맷 변환부(31)로부터 제공되는 다수의 N×N 프레임 블록으로 분할된 입력 영상을 이븐 필드와 오드 필드로 분리하며, 여기에서 분리된 M×N 필드 블록의 이븐 필드는 제1평균값 게산기(42)로 제공되고, 분리된 M×N 필드 블록의 오드 필드는 제2평균값 게산기(43)로 제공된다. 여기에서, 프레임 블록을 16×16 블록이라고 가정하면, 각 필드 블록은 8×16 블록이 될 것이다.

또한, 제1평균값 계산기(42)에서는 M×N의 이븐 필드 블록들에 대한 평균값을 산출하고, 제2평균값 계산기(43)에서는 M×N의 오드 필드 블록들에 대한 평균값을 산출하는 데, 여기에서 산출되는 이븐 필드 블록의 평균값 및 오드 필드 블록의 평균값은 제1감산기(44)의 일측 및 타측 입력으로 각각 제공된다.

다음에, 제1감산기(44)에서는 이븐 필드 블록의 평균값과 오드 필드 블록의 평균값간의 감산을 통해 그 차값, 즉 두 필드 블록간의 평균값차를 산출하여 다음단의 절대값 계산기(45)로 제공하는 데, 절대값 계산기(45)에서는 산출된 평균값차의 절대값을 취하여 제2감산기(47)의 일측 입력으로 제공한다. 즉, 제2감산기(47)의 일측 입력에는 입력 프레임 블록을 두 필드 블록으로 분리하여 얻은 각 필드 블록에서 각각 산출한 두 평균값간의 차에 대한 절대값이 제공된다.

한편, 분산 계산기(46)에서는 제3도에 도시된 영상 포맷 변환부(31)로부터 제공되는 다수의 N×N 블록으로 분할된 입력 영상 프레임의 각 프레임 블록에 대해 그 화소들의 평균과 화소간의 변환율인 표준편차를 이용하여 각 프레임 블록의 이동량에 따른 분산값을 산출하며, 여기에서 산출된 각 N×N 프레임 블록의 분산값은 제2감산기(47)의 타측 입력으로 제공된다.

따라서, 제2감산기(47)에서는 전술한 절대값 계산기(45)로부터 제공되는 평균값차의 절대값과 분산 계산기(46)로부터 제공되는 분산값간의 감산을 통해 그 출력차값을 산출하는 데, 여기에서 산출되는 출력차값은 평균값차의 절대값 또는 분산값의 크기에 따라 +부호 또는 -부호를 갖는 차값, 즉 평균값차의 절대값이 상대적으로 분산값보다 크면 출력차는 +부호를 갖는 차값이 될 것이고, 분산값이 상대적으로 평균값차의 절대값보다 크면 출력차는 -부호를 갖는 차값이 될 것이다.

여기에서, 출력차가 +값을 갖는다는 것은 현재 부호화하고자 하는 입력 영상이 어느 정도의 이동량을 갖는 동영상임을 의미하고, 출력차가 -값을 갖는다는 것은 현재 부호화하고자 하는 입력 영상이 이동량이 적은 정지화 영상쪽에 근접한 영상임을 의미한다.

한편, 영상에 대한 통상적인 변환 부호화(DCT)의 특성에 따른 부호화 효율을 고려할 때, 이동량이 작은 영상인 경우에 프레임 기반으로 변환 부호화를 적용하는 것이 부호화의 효율면에서 필드 기반 변환 부호화를 적용하는 것에 비해 보다 유리하며, 이동량이 큰 영상의 경우에 필드 기반으로 변환 부호화를 적용하는 것이 부호화의 효율면에서 프레임 기반 변환 부호화를 적용하는 것에 비해 보다 유리하다는 것은 이 기술분야에 이미 널리 알려진 사실이다.

따라서, 부호 인식기(48)에서는, 상술한 바와같은 변환 부호화의 특성을 고려하여, 제2감산기(47)로부터 제공되는 출력차의 부호가 +값인 경우 그에 상응하는 필드 기반 절환 제어신호, 예를들면, 하이 레벨의 절환 제어신호를 발생하여 제3도의 제1,2스위칭부(33,36)로 동시에 제공하며, 이와 반대로 제2감산기(47)로부터 제공되는 출력차의 부호가 -값인 경우 그에 상응하는 프레임 기반 절환 제어신호, 예를들면 로우 레벨의 절환 제어신호를 발생하여 제3도의 제1,2스위칭부(33,36)로 동시에 제공한다. 즉, 부호 인식기(48)에서는 입력 영상 블록에 대해 필드 기반 변환 부호화 모드를 수행할 것인지 혹은 프레임 기반 변환 부호화를 수행할 것인지를 결정하는 실제적인 모드 절환 제어신호를 발생한다.

또한, 제4도에서의 도시는 생략되었으나, 부호 인식기(48)에서는 해당 입력 영상 블록의 부호화 모드가 필드 기반 변환 부호화 모드인지 혹은 프레임 기반 변환 부호화 모드인지를 나타내기 위한 모드신호를 발생하여 도시 생략된 전송기로 전송하며, 전송기에서는 이러한 모드신호를 변환 부호화 모드 절환의 대상이 되는 블록 단위로 변환 부호화된 영상 데이터와 함께 다중화하여 전송 채널로 전송하게 될 것이다.

이때, 제3도에 도시된 제1,2스위칭부(33,36)는 상기한 부호 인식기(48)로부터 하이 레벨의 절환 제어신호가 제공될 때 접점 a-b 및 a'-b'를 연결(즉, 필드 기반 변환 부호화 모드)하고, 부호 인식기(48)로부터 로우 레벨의 절환 제어신호가 제공될 때 접점 a-c 및 a'-c'를 연결(즉, 프레임 기반 변환 부호화 모드)한다.

즉, 제1스위칭부(33)는, 영상 포맷 변환부(31)로부터 제공되는 입력 영상, 즉 N×N 프레임 블록들의 출력을 스위칭하는 것으로, 입력 영상 블록이 큰 이동량을 갖는 신호일 때 제4도의 부호 인식기(48)로부터 제공되는 필드 절환 제어신호(즉, 하이 레벨의 절환 제어신호)에 의거해 접점 a-b를 연결함으로써 입력 영상(즉, N×N 프레이 블록)을 제1이산여현 변환부(34)로 제공하고, 입력 영상 블록이 작은 이동량을 갖는 신호일 때 제4도의 부호 인식기(48)로부터 제공되는 프레임 절환 제어신호(즉, 로우 레벨의 절환 제어신호)에 의거해 접점 a-c를 연결함으로써 입력 영상(즉, N×N 프레임 블록)을 제2이산여현 변환부(35)로 제공한다.

한편, 제1이산여현 변환부(34)에서는, 필드 기반 변환 부호화 모드시에, 상기 한 제1스위칭부(33)를 통해 제공되는 N×N 프레임 블록을 두 개의 M×N 필드 블록(이븐 필드 블록 및 오드 필드 블록)으로 분리, 즉 프레임 블록이 16×16 블록일 때 8×16으로 된 두 개의 필드 블록으로 분리하며, 이 분리된 두 필드 블록 데이터에 각각에 대해 이 기술분야에 잘 알려진 이산여현 변환(DCT)를 수행함으로써, 부호화된 필드 기반 DCT 변환계수들(즉, 변환 부호화된 영상 데이터)을 발생하여 제2스위칭부(36)의 접점 b'로 제공한다.

따라서, 필드 기반 변환 부호화 모드시에 제2스위칭부(36)가 접점 a'-b'의 연결 상태를 유지하므로, 상기한 제1이산여현 변환부(34)를 통해 부호화된 필드기반 DCT 변환계수들이 입력 영상 블록의 변환 부호화된 영상 데이터로써 최종 출력되어 도시 생략된 전송기로 제공된다.

다른한편, 제2이산여현 변환부(35)에서는, 프레임 기반 변환 부호화 모드시에, 상기한 제1스위칭부(33)를 통해 제공되는 N×N 프레임 블록 데이터에 대해 이 기술분야에 잘 알려진 이산여현 변환(DCT)을 수행함으로써, 부호화된 프레임 기반 DCT 변환계수들(즉, 변환 부호화된 영상 데이터)을 발생하여 제2스위칭부(36)의 접점 c'로 제공한다.

따라서, 프레임 기반 변환 부호화 모드시에 제2스위칭부(36)가 접점 a'-c'의 연결 상태를 유지하므로, 상기한 제2이산여현 변환부(35)를 통해 부호화된 프레임 기반 DCT 변환계수들이 입력 영상 블록의 변환 부호화된 영상 데이터로써 최종 출력되어 도시 생략된 전송기로 제공된다.

즉, 본 발명의 이산여현 변환 기법은, 입력 영상의 이동량 검출 결과에 의거하여, 이동량이 큰 영상에 대해서는 필드 기반의 변환 부호화를 적용하고 이동량이 작은 영상에 대해서는 프레임 기반의 변환 부호화를 적용하는 적응적인 변환 부호화 기법을 채용하는 것으로, 이러한 본 발명의 이산여현 변환 기법은, 예를들면 JPEG, MPEG 등의 부호화 기법을 디지탈 VCR, 화상전화기 등에 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 통상적인 변환 부호화에서의 부호화 효율을 고려하여, 입력 영상의 특성, 즉 영상의 이동량에 의거하여 필드 기반 이산여현 변환 또는 프레임 기반 이산여현 변환을 선택적으로 적용함으로써, 정지화 영상에서부터 동영상까지 분포하는 여러 가지 특성의 영상들이 혼재하는 영상신호에 대해 높은 부호화 효율을 실현할 수 있고, 또한 적용에 있어서의 실시간 설계를 용이하게 구현할 수 있다.

Claims (9)

1. 부호화하고자 하는 입력 영상 프레임을 기설정된 복수의 N×N 프레임 블록으로 분할하고, 이 분할된 각 N×N 프레임 블록에 대해 블록내 각 화소간의 상관성을 고려하여 압축 부호화하는 동영상 시스템의 이산여현 변환 방법에 있어서, 현재 부호화하고자 하는 입력 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 M×N 이븐 필드 및 오드 필드 블록간의 화소 평균값차와 상기 입력 N×N 프레임 블록에서 산출한 분산값을 비교하여 상기 입력 N×N 프레임 블록에 대한 이동량 정보를 검출하는 제1과정; 상기 검출된 이동량 정보에 의거하여, 상기 입력 N×N 프레임 블록의 적응적인 변환 부호화를 위한 필드 기반 변환 부호화 모드신호 또는 프레임 기반 변환 부호화 모드신호를 발생하는 제2과정; 상기 필드 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 입력 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 블록 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 이븐 필드 및 오드 필드 블록 데이터 각각에 대해 변환 부호화를 수행함으로써, 필드 기반으로 변환 부호화된 제2영상 데이터 그룹을 발생하는 제3과정; 상기 프레임 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 입력 N×N 프레임 블록 데이터에 대해 변환 부호화를 수행함으로써, 프레임 기반으로 변환 부호화된 제2영상 데이터 그룹을 발생하는 제4과정; 및 상기 발생된 필드 기반 변환 부호화 모드신호 또는 프레임 기반 변환 부호화 모드신호와 상기 부호화된 제1영상 데이터 그룹 또는 부호화된 제2영상 데이터 그룹을 적응적으로 다중화하여 전송하는 제5과정으로 이루어진 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1과정은: 상기 분리된 M×N 이븐 필드 블록내의 제1화소 평균값 및 상기 분리된 M×N 오드 필드 블록내의 제2화소 평균값을 각각 산출하는 제11과정; 상기 산출된 제1 및 제2화소 평균값간의 감산을 통해 화소 평균값차를 생성하고, 이 생성된 화소 평균차의 절대값을 발생하는 제12과정; 상기 입력 N×N 프레임 블록내 화소들의 평균과 화소간의 표준편차를 각각 산출하고, 이 산출된 평균 및 표준편차를 이용하여 상기 입력 N×N 프레임 블록의 분산값을 산출하는 제13과정; 및 상기 발생된 평균차의 절대값과 상기 산출된 분산값간의 차분신호를 계산하고, 이 계산된 차분신호에 의거하여 상기 입력 N×N 프레임 블록에 대한 이동량 정보를 검출하는 제14과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력 N×N 프레임 블록은, 8×8 블록인 것을 특징으로 하는 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력 N×N 프레임 블록은, 16×16 블록인 것을 특징으로 하는 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 방법.
5. 부호화하고자 하는 입력 영상 프레임을 기설정된 복수의 N×N 프레임 블록으로 분할하고, 이 분할된 각 N×N 프레임 블록에 대해 블록내 각 화소간의 상관성을 고려하여 압축 부호화하는 동영상 시스템의 이산여현 변환 장치에 있어서, 부호화를 위해 입력되는 현재 영상 프레임을 기설정된 복수의 N×N 프레임 블록으로 분할하는 영상 포맷 변환 수단; 분할된 현재 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 M×N 이븐 필드 및 오드 필드 블록간의 화소 평균값차와 상기 입력 N×N 프레임 블록에서 산출한 분산값간의 비교를 통해 얻은 이동량에 의거하여, 상기 현재 N×N 프레임 블록의 적응적인 변환 부호화를 위한 필드 기반변환 부호화 모드신호 또는 프레임 기반 변환 부호화 모드신호를 발생하는 이동량 검출 수단; 상기 필드 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 현재 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 블록 및 오드 필드 블록으로 분리하고, 이 분리된 이븐 필드 및 오드 필드 블록 데이터 각각에 대해 변환 부호화를 수행하여 필드 기반변환 부호화된 영상 데이터를 발생하는 제1이산여현 변환 수단; 및 상기 프레임 기반 변환 부호화 모드신호가 발생할 때, 상기 현재 N×N 프레임 블록 데이터에 대해 변환 부호화를 수행하여 프레임 기반 변환 부호화된 영상데이터를 발생하는 제2이산여현 변환 수단으로 이루어진 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1이산여현 변환 수단은 상기 현재 N×N 프레임 블록내 영상의 이동량이 큰 경우 상기 현재 N×N 프레임 블록 데이터를 필드 기반으로 이산여현 변환하고, 상기 제2이산여현 변환 수단은 상기 현재 N×N 프레임 블록내 영상의 이동량이 작은 경우 상기 현재 N×N 프레임 블록 데이터를 프레임 기반으로 이산여현 변환하는 것을 특징으로 하는 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 현재 N×N 프레임 블록은, 8×8 블록인 것을 특징으로 하는 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 현재 N×N 프레임 블록은, 16×16 블록인 것을 특징으로 하는 동영상 부호화 시스템의 이산여현 변환 장치.
9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 이동량 검출 수단은: 상기 현재 입력 N×N 프레임 블록을 각 M×N의 이븐 필드 및 오드 필드 블록으로 분리하는 필드 분리 수단; 상기 분리된 M×N 이븐 필드 블록내의 제1화소 평균값과 상기 분리된 M×N 오드 필드 블록내의 제2화소 평균값을 각각 산출하는 제1 및 제2평균값 산출 수단; 상기 산출된 제1 및 제2화소 평균값간의 감산을 통해 화소 평균값차를 생성하고, 이 생성된 화소 평균차의 절대값을 산출하는 절대값 산출 수단; 상기 현재 N×N 프레임 블록내 화소들의 평균과 화소간의 표준편차를 각각 산출하고, 이 산출된 평균 및 표준편차를 이용하여 상기 현재 N×N 프레임 블록의 분산값을 산출하는 분산값 계산 수단; 상기 산출된 평균차의 절대값과 상기 산출된 분산값간의 차분신호를 계산하고, 이 계산된 차분신호에 의거하여 상기 입력 N×N 프레임 블록에 대한 상기 이동량을 검출하며, 이 검출된 이동량에 의거하여 상기 필드 기반 변환 부호화 모드신호 또는 프레임 기반 변환 부호화 모드신호를 발생하는 모드신호 발생수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 부호하 시스템의 이산여현 변환 장치.