KR0178232B1

KR0178232B1 - 적응적인 양자화 스텝 조절장치

Info

Publication number: KR0178232B1
Application number: KR1019950026813A
Authority: KR
Inventors: 윤성욱
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970014348A

Abstract

본 발명은, 동영상 부호화 시스템에 있어서 입력되는 영상신호의 소정단위 블럭내의 움직임 정도를 참조하여 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화를 적응적으로 수행할 수 있도록 한 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 8×8의 각 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 세로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제1움직임 정보들을 생성하는 제1움직임 정보 추출 블럭, 8×8의 각 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 가로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제2움직임 정보들을 생성하는 제2움직임 정보 추출 블럭, 제1 및 제2움직임 정보 추출 블럭으로부터 제공되는 8×8의 각 DCT 블럭에 대한 제1 및 제2움직임 정보를 가산하여 각 DCT 블럭들에 대한 움직임량을 각각 산출하는 가산기, 이 가산기로부터 해당 DCT 블럭에 대한 움직임량 값이 입력되면, 구비된 롬 테이블에서 각 DCT 블럭들의 움직임량 값에 대응하는 테이블값들을 읽어 들여 각 DCT 블럭들에 대한 각각의 임의의 양자화 파라메터를 산출하는 양자화 파라메터 산출 블럭 및, 이 양자화 파라메터 산출불럭으로부터 제공되는 임의의 양자화 파라메터 값과 출력측 버퍼로부터 제공되는 데이타 충만상태 정보에 의거하여 각 영상의 양자화를 위한 새로운 양자화 파라메터를 생성하는 양자화 파라메터 발생 블럭을 포함한다.

따라서, 본 발명에 따른 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치는, 출력측 버퍼로부터의 데이타 충만상태 정보와 DCT 블럭들의 움직임 정보를 참조하여 적응적으로 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화를 수행함으로서, 영상내의 움직임량에 따라 가변적으로 발생하는 비트량으로 인해 야기될 수 있는 출력측 버퍼에서의 오버플로우를 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

Description

적응적인 양자화 스텝 조절장치

제1도는 본 발명에 따른 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치를 채용하는 전형적인 MC-DCT를 이용한 동영상 부호화 시스템에 대한 개략적인 블럭구성도.

제2도는 본 발명에 따른 적응적인 양자화 스텝 조절장치의 블럭구성도.

제3도는 본 발명에 따라 DCT 블럭에서 세로행 또는 가로행의 픽셀들간의 차값에 의거하여 해당 DCT 블럭의 움직임량을 산출하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

82,84 : 제1 및 제2움직임 정보 추출 블럭

86 : 가산기 88 : QP 산출 블럭

89 : 롬 테이블 90 : QP 발생 블럭

본 발명은 동영상 부호화 시스템에서 양자화의 스텝 사이즈를 조절하는 장치에 관한 것으로, 특히 인간의 시각특성을 고려해 양자화 스텝 사이즈를 조절함으로서, 출력측 버퍼에서의 영상 데이타 오버플로우(데이타 넘침)를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 적응적인 양자화 스텝 조절장치에 관한 것이다.

이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 이산화된 영상신호의 전송은 아나로그 신호보다 좋은 화질을 유지할 수 있다. 일련의 이미지 프레임으로 구성된 영상신호가 디지탈 형태로 표현될 때, 특히 고품질 텔레비젼(HDTV)의 경우 상당한 양의 데이타가 전송되어야 한다. 그러나, 종래의 전송 채널의 사용가능한 주파수 영역이 제한되어 있으므로, 많은 양의 디지탈 데이타를 전송하기 위해서는 전송하고자 하는 데이타를 압축하여 그 전송량을 줄일 필요가 있다. 또한, 압축되는 영상신호와 오디오신호는 그들 신호의 특성상 서로 다른 부호화 기법을 통해 각각 부호화되는데, 이와 같은 부호화에 있어서 오디오신호에 비해 보다 많은 양의 디지탈 데이타가 발생하는 영상신호의 압축 기법은 특히 중요한 부분을 차지한다고 볼 수 있다.

따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 그 전송되는 데이타량을 줄이기 위하여 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 이용하여 압축 부호화한 다음 전송채널을 통해 압축 부호화된 영상신호를 수신측에 전송하게 된다.

한편, 영상신호를 부호화하는데 주로 이용되는 다양한 압축 기법으로서는, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다.

상기한 효율적인 부호화 기법중의 하나인 대부분의 하이브리드 부호화 기법은 움직임 보상 DPCM(차분 펄스 부호 변조), 2차원 DCT(이산 코사인 변환), DCT계수의 양자화, VLC(가변장 부호화) 등을 이용한다. 여기에서, 움직임 보상 DPCM은 현재 프레임과 이전 프레임간의 물체의 움직임을 결정하고, 물체의 움직임에 따라 현재 프레임을 예측하여 현재 프레임과 예측치간의 차이를 나타내는 차분 신호를 만들어내는 방법이다. 이 방법은 예를 들어 Staffan Ericsson의 Fixed and Adaptive Predictors for Hybrid Predictive/Transform Coding, IEEE Transactions on Communi cation, COM-33, NO.12(1985년, 12월), 또는 Ninomiy와 Ohtsuka의 A motion compensated Interframe Coding Scheme for Television Pictures, IEEE Transa ctions on Communication, COM-30, NO.1(1982년, 1월)에 기재되어 있다.

보다 상세하게, 움직임보상 DPCM에서는 현재 프레임과 이전 프레임간에 추정된 물체의 움직임에 따라, 현재 프레임을 이전 프레임으로부터 예측하는 것이다. 여기에서, 추정된 움직임은 이전 프레임과 현재 프레임간의 변위를 나타내는 2차원 움직임벡터로 나타낼 수 있다.

통상적으로, 물체의 화소 변위를 추정하는 데에는 여러 가지 접근방법이 있으며, 이들은 일반적으로 두 개의 타입으로 분류되는데 그중 하나는 블럭 단위의 움직임 추정방법이고 다른 하나는 화소 단위의 움직임 추정방법이며, 블럭단위 움직임 추정에서는 현재 프레임의 블럭을 이전 프레임의 블럭들과 비교하여 최적 정합블럭을 결정한 다음, 이로부터, 전송되는 현재 프레임에 대해 블럭 전체에 대한 프레임간 변위 벡터(프레임간에 블럭이 이동한 정도)가 추정된다.

따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 상술한 바와 같은 부호화 기법을 통해 블럭단위 또는 화소단위로 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 고려해 압축 부호화하여 출력측의 버퍼에 차례로 저장하게 되며, 이와같이 저장된 부호화된 영상데이타는 채널의 요구에 부응하여 소망하는 비트 레이트로 전송채널을 통해 수신측의 복호화 시스템에 전송하게 된다.

보다 상세하게, 송신측의 부호화 시스템에서는 이산 코사인 변환(DCT)등의 변환부호화를 이용하여 영상신호의 공간적인 중복성을 제거하고, 또한 움직임 추정, 예측 등을 통한 차분부호화를 이용하여 영상신호의 시간적인 중복성을 제거함으로서, 영상신호를 효율적으로 압축하게 된다.

한편, 상술한 바와 같은 하이브리드 부호화 기법에 있어서, 이산 코사인 변환된 8×8 DCT 블럭들은 양자화 블럭을 통해 양자화, 즉 비선형연산 등을 통해 유한한 갯수의 값으로 근사화되는데, 이때, 전형적인 통상의 양자화 스텝 사이즈 조절 방법에 따라, 양자화 블럭에서는 출력측의 전송용 버퍼로부터 제공되는 버퍼의 데이타 충만상태 정보에 의거하는 양자화 파라메터(QP)에 의해 그 양자화 스텝사이즈가 결정되며, 이와같이 결정되는 양자화 스텝 사이즈에 따라 각 프레임의 8×8 DCT 블럭들에 대한 양자화가 실행된다. 즉, 통상적으로 동영상은 영상내의 각 물체의 움직임 정도에 따라 발생되는 데이타량이 가변적으로 변화하게 되는데, 종래의 양자화 스텝 사이즈 조절방법에서는 이러한 점은 전혀 고려하지 않고 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 종래의 전형적인 양자화 스텝 사이즈 조절방법은, 양자화되어 출력되는 데이타의 발생량은 고려하지 않고 단지 출력측의 전송용 버퍼에 채워지는 데이타의 충만상태 정보만을 참조하여 결정되는 양자화 스텝 사이즈를 이용하여 각 DCT 블럭들에 대해 양자화를 수행하므로서, 해당 영상이 움직임을 많이 갖는 영상인 경우 그로 인해 발생 데이타량이 증가하게 되어 출력측의 전송용 버퍼에서 데이타의 오버플로우(넘침)가 야기되는 문제점을 갖는다.

상기한 바와 같이, 송신측의 전송용 버퍼에서의 오버플로우로 인한 영상 데이타 부분손실이 발생하게 되면, 결과적으로 수신측의 부호화 시스템을 통해 원신호로 복원되어 모니터에 디스플레이되는 화상의 화질열화(예를들면, 영상 깨짐 등)가 야기될 것이다

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 동영상 부호화 시스템에 있어서 입력되는 영상신호의 소정단위 블럭내의 움직임 정도를 참조하여 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화를 적응적으로 수행함으로서, 출력측 버퍼에서의 데이타 오버플로우를 방지할 수 있는 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 부호화하고자 하는 현재 입력 프레임 신호와, 이 현재 프레임신호와 바로 이전 프레임신호에 의거하는 움직임 예측 및 보상을 통한 예측 프레임신호간의 차분신호를 이산 코사인 변환하여 얻어진 8×8의 각 DCT 변환계수 블럭들을 양자화 파라메터에 따라 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화하여 양자화된 DCT 변환계수 블럭들을 발생하며, 전송을 위해 상기 양자화된 DCT 변환계수 블럭들을 가변길이 부호화하여 출력측의 버퍼에 제공하는 동영상 부호화 시스템의 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치에 있어서, 상기 8×8의 각 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 세로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제1움직임 정보들을 생성하는 제1움직임 정보 추출 블럭; 상기 8×8의 각 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 가로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제2움직임 정보들을 생성하는 제2움직임 정보 추출 블럭; 상기 제1 및 제2움직임 정보 추출 블럭으로부터 제공되는 상기 8×8의 각 DCT 블럭에 대한 상기 제1 및 제2움직임 정보를 가산하여 각 DCT 블럭들에 대한 움직임량을 각각 산출하는 가산기; 상기 가산기로부터 해당 DCT 블럭에 대한 움직임량 값이 입력되면, 구비된 롬 테이블에서 상기 각 DCT 블럭들의 움직임량 값에 대응하는 테이블값들을 읽어 들여 각 DCT 블럭들에 대한 각각의 임의의 양자화 파라메터를 산출하는 양자화 파라메터 산출 블럭; 및 상기 양자화 파라메터 산출 블럭으로부터 제공되는 상기 임의의 양자화 파라메터 값과 상기 출력측 버퍼로부터 제공되는 데이타 충만상태 정보에 의거하여 각 영상의 양자화를 위한 새로운 상기 양자화 파라메터를 생성하는 양자화 파라메터 발생 블럭으로 이루어진 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치를 제공한다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 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.

제1도는 본 발명에 따른 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치를 채용하는 전형적인 하이브리드 부호화 기법을 사용하는 동영상 부호화 시스템에 대한 개략적인 블럭구성도를 타나낸다.

동도면에 도시된 바와 같이, 전형적인 부호화 시스템은, 제1프레임 메모리(8), 감산기(10), DCT 블럭(20), 양자화 블럭(30), 국부 복호 블럭(40), 움직임 예측 블럭(50), 가변길이 부호화 블럭(variable length coding : 이하 VLC라 약칭함)(60), 버퍼(70) 및 양자화 파라메터 생성 블럭(80)을 포함한다.

여기에서, 양자화 파라메터 생성 블럭(80)은 실질적으로 본 발명에 관련되는 구성부분으로서, 라인 L22를 통해 DCT 블럭(20)으로부터 제공되는 각 DCT 블럭들의 움직임 정보와 라인 L77을 통해 출력측 버퍼(70)로부터 제공되는 데이타 충만상태 정보에 의거하여 양자화 수행시에 적용하고자 하는 스텝 사이즈를 결정하는 양자화 파라메터(QP)를 생성하여 양자화 블럭(30)에 제공하게된다. 즉, 본 발명에서는 각 DCT 블럭들에 대해 움직임이 많고 적은가를 판단하여 많은 움직임을 갖는 블럭들에 대해서는 양자화 스텝 사이즈를 크게 적용하고, 적은 움직임을 갖는 블럭들에 대해서는 양자화 스텝 사이즈를 적게 적용한다는 것이다.

또한, 제1도에서 점선으로 표시된 바와 같이, 국부 복호 블럭(40)은 역양자화 블럭(42), IDCT 블럭(44) 및 가산기(46)로 구성되며, 움직임 예측 블럭(50)은 제2프레임 메모리(52), 움직임 추정 블럭(54) 및 움직임 보상 블럭(56)으로 구성된다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 하이브리드 기법을 이용한 동영상 부호화 시스템의 전반적인 동작과정에 대하여 설명한다.

먼저, 감산기(10)에서는 움직임 보상 차분 부호화를 위한 움직임 예측 블럭(50)내의 움직임 보상 블럭(56)으로부터의 에측된 이전 프레임 신호가 제1프레임 메모리(8)로부터 제공되는 현재 프레임 신호로부터 감산되며, 그 결과 데이타, 즉, 차분화소값을 나타내는 차분신호는 DCT 블럭(20)과 양자화 블럭(30)을 통해 일련의 양자화된 DCT 변환계수로 변환된다. 그런다음 이와같이 양자화된 DCT 변환계수는 VLC 블럭(60)과 국부 복호 블럭(40)을 이루는 역양자화 블럭(42)으로 동시에 제공된다.

보다 상세하게, DCT 블럭(20)은, 입력되는 움직임 추정 및 예측에 의거하는 차분신호에 대한 시간영역의 영상신호(화소 데이타)를 코사인함수를 이용하여 8×8 단위의 주파수영역의 DCT 변환계수로 변환하여 다음단의 양자화 블럭(30)에 제공한다.

한편, 양자화 블럭(30)은, 상기 DCT 블럭(20)으로부터의 DCT 변환계수에 대해 비선형연산을 통해 유한한 갯수의 값으로 양자화하기 위한 것으로, 이와 같이 하이브리드 부호화 기법을 채용하는 동영상 부호화 시스템의 경우, 부호화하고자 하는 프레임과 예측된 프레임간의 차분신호를 양자화한다.

또한, 이와같은 양자화시에 양자화 블럭(30)은, 라인 L22를 통해 DCT 블럭(20)에서 제공되는 각 블럭내의 움직임 정보와 라인 L77을 통해 출력측 버퍼(70)로부터 제공되는 데이타 충만상태 정보에 기초하여 양자화 파라메터(QP)를 생성하는 양자화 파라메터 생성 블럭(80)으로부터 제공되는 양자화 파라메터(QP) 정보에 따라 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화를 수행하게 된다.

여기에서, 본 발명에 따라 양자화 스텝 사이즈 결정을 위한 양자화 파라메터를 생성하여 양자화 블럭(30)에 제공하는 양자화 파라메터 생성 블럭(80)은, 제2도에 도시된 바와 같은 구성을 가지며, 이러한 양자화 파라메터 생성 블럭(80)에서의 양자화 파라메터 생성을 위한 세부적인 동작은 동도면을 참조하여 후에 상세하게 기술될 것이다.

따라서, VLC 블럭(60)은 상기한 바와 같이 양자화 블럭(30)을 통해 양자화된 차분 부호화된 영상데이타(양자화된 DCT 변환계수)를 지그재그 스캐닝 등을 통해 런과 계수로 부호화한다. 보다 상세하게 VLC 블럭(70)은, 부호 테이블을 이용하여 각 부호의 발생빈도에 따라 가변적, 즉 부호의 발생빈도가 많은 것은 짧은 길이의 부호로, 부호의 발생빈도가 적은 것은 긴 길이의 부호로 부호화한 다음 수신측으로의 전송을 위해 출력측 버퍼(70)에 제공한다. 여기에서, VLC 블럭(60)을 통해 모든 부호에 서로 다른 길이를 할당하는 이유는 실질적으로 부호 길이의 평균치를 줄임으로서 부호화 효율을 높이기 위한 것이다.

한편, 상기한 바와 같은 움직임 예측 차분 부호화를 수행하기 위한 수단으로서 전형적인 부호화기에 채용되어 국부 복호 블럭(40)을 이루는 역양자화 블럭(42)과 IDCT 블럭(44)은 상기한 DCT 블럭(20)과 양자화 블럭(30)을 통해 압축 부호화된 영상신호(양자화된 DCT 변환계수)를 움직임 추정, 보상을 위해 부호화되기 이전의 원래의 신호로 복원하여 가산기(46)에 제공하며, 그 이후에 가산기(46)가 IDCT 블럭(44)으로부터 제공되는 복원된 현재 프레임신호(차분신호)와 움직임 보상 블럭(56)으로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호를 가산하여 제2프레임 메모리(52)에 제공함으로서, 프레임 메모리(52)에는 복원된 현재의 프레임신호, 즉 현재 부호화를 위해 입력되는 현재 프레임 신호의 바로 이전 프레임으로서 저장된다.

따라서, 이와 같은 과정을 통해 제2프레임 메모리(52)에 저장되는 이전 프레임신호가 현재 부호화되는 입력 영상데이타 바로 이전의 영상데이타로 연속적으로 갱신된다.

다음에, 움직임 추정 블럭(54)은 제1프레임 메모리(8)로부터의 입력 프레임에 대하여 제2프레임 메모리(52)에 저장된 이전 프레임에서 소정의 탐색범위내에서 예를 들면 16×16 단위로 그 움직임을 추정, 즉 현재 프레임과 가장 유사한 이전 프레임의 블럭을 결정하여 움직임 보상부(56)에 제공하며, 움직임 보상 블럭(56)은 움직임 추정 블럭(54)으로부터의 출력정보(탐색정보)에 의거하여 프레임 메모리(52)로부터 이전 프레임의 해당 블럭을 읽어 들여 전술한 감산기(10)와 가산기(46)에 각각 제공한다. 또한, 제1도에서의 도시는 생략하였으나 움직임 추정 블럭(54)에서 결정된 움직임 벡터는 수신측 복호화 시스템으로의 전송을 위해 소정의 부호화 과정을 거쳐 부호화된 다음 전송기(도시생략)로 보내진다.

그 결과, 감산기(10)에서의 제1프레임 메모리(8)로부터의 현재 프레임 신호와 움직임 보상 블럭(56)으로부터 제공되는 예측된 이전 프레임신호와의 감산을 통해 그 차분신호(차분화소값)가 얻어지며, 이와같이 구해진 차분신호가 다음단의 DCT 블럭(20)에 제공되므로서 전술한 바와 같은 차분신호에 대한 DCT 및 양자화가 실행된다.

제2도는 제1도에 도시된 양자화 파라메터 생성 블럭(80)의 세부적인 블럭구성도인 것으로, 실질적으로 본 발명에 따른 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치를 나타낸다.

동도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치는 제1움직임 정보 추출 블럭(82), 제2움직임 추출 블럭(84), 가산기(86), 양자화 파라메터(QP) 산출 블럭(88), 롬 테이블(89) 및 양자화 파라메터(QP) 발생 블럭(90)을 포함한다.

제2도에 있어서, 제1움직임 정보 추출 블럭(82)에서는 라인 L22를 통해 제1도의 DCT 블럭(20)으로부터 제공되는 프레임내의 각 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 세로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제1움직임 정보들을 생성하며, 이와같이 생성된 제1움직임 정보들은 다음단의 가산기(86)로 입력된다.

보다 상세하게, 제1움직임 정보 추출 블럭(82)에서는, 일예로서 제3도(a)에 하나의 DCT 블럭이 도시된 바와 같이, 바로 이웃하는 세로행 픽셀값들(DCT 변환계수)끼리의 차값을 계산, 즉 첫 번째(1) 세로행의 각 픽셀값(8개)들에서 두 번째(2) 세로행의 픽셀값(8개)들을 뺀 차값, 두 번째(2) 세로행의 각 픽셀값들에서 세 번째(3) 세로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 계속해서 세 번째(3) 세로행의 픽셀값들에서 네 번째(4) 세로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 네 번째(4) 세로행의 픽셀값들에서 다섯 번째(5) 세로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 다섯 번째(5) 세로행의 픽셀값들에서 여섯 번째(6) 세로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 여섯 번째(6) 세로행의 픽셀값들에서 일곱 번째(7) 세로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 일곱 번째(7) 세로행의 픽셀값들에서 여덟 번째(8) 세로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 여덟 번째(8) 세로행의 픽셀값들에서 아홉번째(9) 세로행의 픽셀값들을 뺀 차값을 각각 산출하고, 이들 세로행들간의 각 차값들(7개의 차값)을 모두 합하여 각 DCT 블럭의 세로행 픽셀들에 대한 제1움직임 정보를 생성한다.

한편, 제2움직임 정보 추출 블럭(84)에서는 라인 L22를 통해 제1도의 DCT 블럭(20)으로부터 제공되는 프레임내의 각 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 가로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제2움직임 정보들을 생성하며, 이와같이 생성된 제2움직임 정보들은 상술한 제1움직임 정보들과 마찬가지로 다음단의 가산기(86)로 입력된다.

다시말해, 제2움직임 정보 추출 블럭(84)에서는, 상기한 제1움직임 정보 추출 블럭(82)에서와 유사하게, 일예로서 제3도(b)에 하나의 DCT 블럭이 도시된 바와 같이, 바로 이웃하는 가로행 픽셀값들(DCT 변환계수)끼리의 차값을 계산, 즉 첫 번째(1) 가로행의 각 픽셀값(8개)들에서 두 번째(2) 가로행의 픽셀값(8개)들을 뺀 차값, 두 번째(2) 가로행의 각 픽셀값들에서 세 번째(3) 가로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 계속해서 세 번째(3) 가로행의 픽셀값들에서 네 번째(4) 가로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 네 번째(4) 가로행의 픽셀값들에서 다섯 번째(5) 가로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 다섯 번째(5) 가로행의 픽셀값들에서 여섯 번째(6) 가로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 여섯 번째(6) 가로행의 픽셀값들에서 일곱 번째(7) 가로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 일곱 번째(7) 가로행의 픽셀값들에서 여덟 번째(8) 가로행의 픽셀값들을 뺀 차값, 여덟 번째(8) 가로행의 픽셀값들에서 아홉번째(9) 가로행의 픽셀값들을 뺀 차값을 각각 산출하고, 이들 가로행들간의 각 차값들(7개의 차값)을 모두 합하여 각 DCT 블럭의 가로행 픽셀들에 대한 제2움직임 정보를 생성한다.

따라서, 가산기(86)에서는 상기한 제1 및 제2움직임 정보 추출 블럭(82,84)들로부터 각각 제공되는 각 DCT 블럭에 대한 제1 및 제2움직임 정보, 즉 각 DCT 블럭에 대한 세로행 및 가로행 방향에서의 움직임 정보를 하기의 (1)식과 같이 가산한 다음, 그 가산된 각 DCT 블럭에 대한 움직임량 값을 다음단의 양자화 파라메터(QP) 산출 블럭(88)에 제공한다.

(ln V + ln H) * 1/2 ---------------- (1)

상기한 (1)식에서 ln은 인간의 시각특성에 따른 영상(물체)의 움직임에 대한 감각적 변화에 기초하는 로그값을, V는 각 DCT 블럭의 세로행 방향에서의 움직임 정보를, H는 각 DCT 블럭의 가로행 방향에서의 움직임 정보를 각각 나타낸다.

다른 한편, 본 발명에 따른 양자화 스텝 조절장치에는, 일예로서 기본 양자화 스텝 사이즈가 8이라 가정할 때, 아래의 (2)을 통해 얻어지는 테이블값들을 갖는 롬 테이블(89)이 구비된다.

양자화 스텝 사이즈 = 8 + (ln V + ln H) * 1/2 ------ (2)

따라서, 양자화 파라메터 산출 블럭(88)에서는 상기한 바와 같이 가산기(86)로부터 해당 DCT 블럭에 대한 움직임량 값이 입력되면, 롬 테이블(89)에서 해당 DCT 블럭의 움직임량 값에 대응하는 테이블값을 읽어 들여 다음단의 양자화 파라메터 발생 블럭(90)에 제공한다. 이때, 롬 테이블(89)에 구비된 각 테이블값들은 DCT 블럭내의 각 픽셀들의 세로 또는 가로행 방향으로의 움직임량에 기초하여 작성되는 양자화 파라메터(QP) 정보들이다.

한편, 양자화 파라메터(QP) 발생 블럭(90)에서는 상기한 양자화 파라메터 산출 블럭(88)으로부터 제공되는 양자화 파라메터값과 라인 L77을 통해 제1도의 출력측 버퍼(70)로부터 제공되는 데이타 충만상태 정보를 참조로 하여 새로운 양자화 파라메터(QP)를 생성한 다음, 제1도의 양자화 블럭(30)에 제공하게 된다.

따라서, 양자화 블럭(30)에서는 라인 L22를 통해 DCT 블럭(20)에서 제공되는 각 블럭내의 움직임 정보와 라인 L77을 통해 출력측 버퍼(70)로부터 제공되는 데이타 충만상태 정보에 기초하여 양자화 파라메터(QP)를 생성하는 양자화 파라메터 생성 블럭(80)으로부터 제공되는 새로운 양자화 파라메터(QP) 정보에 따라 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화를 수행하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 양자화 스텝 사이즈 조절장치에 따라, 양자화 블럭(30)에서는, 많은 움직임을 갖는 DCT 블럭들에 대해서는 양자화 스텝 사이즈를 크게 적용하고, 적은 움직임을 갖는 DCT 블럭들에 대해서는 양자화 스텝 사이즈를 적게 적용하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 출력측 버퍼로부터의 데이타 충만상태 정보뿐만 아니라 소정단위로 분할된 영상 DCT 블럭들의 움직임 정보를 참조하여 적응적으로 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화를 적용함으로서, 영상내의 움직임량에 따라 가변적으로 발생하는 비트량으로 인해 야기될 수 있는 출력측 버퍼에서 오버플로우를 효과적으로 차단하여 최종 복원 영상의 화질열화를 방지할 수가 있다.

Claims

부호화하고자 하는 현재 프레임신호와, 이 현재 프레임신호와 바로 이전 프레임 신호와 바로 이전 프레임신호에 의거하는 움직임 예측 및 보상을 통한 예측 프레임신호간의 차분신호를 이산 코사인 변환하여 얻어진 8×8의 각 DCT 변환계수 블럭들을 양자화 파라메터에 따라 결정되는 양자화 스텝 사이즈로 양자화하여 양자화된 DCT 변환계수 블럭들을 발생하며, 전송을 위해 상기 양자화된 DCT 변환계수 블럭들을 가변길이 부호화하여 출력측의 버퍼에 제공하는 동영상 부호화 시스템의 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치에 있어서, 상기 8×8의 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 세로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제1움직임 정보들을 생성하는 제1움직임 정보 추출 블럭; 상기 8×8의 각 DCT 블럭들에 대해 각 픽셀들의 가로행 방향에서의 움직임량을 추출하여 제2움직임 정보들을 생성하는 제2움직임 정보 추출 블럭; 상기 제1 및 제2움직임 정보 추출 블럭으로부터 제공되는 상기 8×8의 각 DCT 블럭에 대한 상기 제1 및 제2움직임 정보를 가산하여 각 DCT 블럭들에 대한 움직임량을 각각 산출하는 가산기; 상기 가산기로부터 해당 DCT 블럭에 대한 움직임량 값이 입력되면, 구비된 롬 테이블에서 상기 각 DCT 블럭들의 움직임량 값에 대응하는 테이블값들을 읽어 들여 각 DCT 블럭들에 대한 각각의 임의의 양자화 파라메터를 산출하는 양자화 파라메터 산출 블럭; 및 상기 양자화 파라메터 산출 불럭으로부터 제공되는 상기 임의의 양자화 파라메터 값과 상기 출력측 버퍼로부터 제공되는 데이타 충만상태 정보에 의거하여 각 영상의 양자화를 위한 새로운 상기 양자화 파라메터를 생성하는 양자화 파라메터 발생 블럭으로 이루어진 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치.
제1항에 있어서, 상기 제1움직임 정보 추출블럭은, 상기 각 DCT 블럭들에 대해 바로 이웃하는 세로행 픽셀값들끼리의 차값을 연속적으로 계산한 다음 이 계산된 각 차값들을 모두 합하여 상기 제1움직임 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치.
제1항에 있어서, 상기 제2움직임 정보 추출 블럭은, 상기 각 DCT 블럭들에 대해 바로 이웃하는 가로행 픽셀값들끼리의 차값을 연속적으로 계산한 다음, 이 계산된 각 차값들을 모두 합하여 상기 제2움직임 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치.
제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 임의의 양자화 파라메터 값은, 상기 제1움직임 정보와 제2움직임 정보 각각에 로그를 취한 다음 합하여 1/2로 나눈 값에 대응하는 상기 테이블값인 것을 특징으로 하는 적응적인 양자화 스텝 사이즈 조절장치.