KR0185583B1 - 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치 - Google Patents

디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치 Download PDF

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데쯔지로 곤도
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오오가 노리오
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Abstract

2차원 블럭 구조로 변환된 디지탈 화상 신호가 공급되고 시간적으로 연속하는 2 프레임에 각각 속하며, 공간적으로 동일한 위치의 제1 및 제2블럭 사이에 제1블럭을 항상 전송하여, 제2블럭의 전송/비전송을 적합하게 실행하는 회로를 포함하는 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치가 제공된다.
또한 상기 장치는 제1 및 제2블럭 사이에서 동일한 위치의 픽셀 데이타 값간의 차의 절대값에 따라 제2블럭의 전송/비전송을 제어하는 제어 회로와, 제1블럭 및 전송되도록 결정된 제2블럭의 픽셀 데이타가 공급되고 상기 픽셀 데이타를 블럭 단위로 압축 부호화하는 부호화 회로를 포함한다.

Description

디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치
제1도는 본 발명의 이실시예의 전체 구성을 도시하는 블럭도.
제2도는 서브-샘플링의 설명에 사용된 개략도.
제3도는 버퍼링 회로의 일예 블럭도.
제4도는 임계값 표의 일예 개략도.
제5도는 버퍼링 회로의 동작 설명에 사용된 흐름도.
제6도는 버퍼링 회로에 의해 작성된 도수분포표 및 누적 도수분포표를 도시하는 개략도.
제7도는 분 발명의 실시예 동작에 설명된 흐름도.
제8도는 그의 실시예 설명에 사용된 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
6, 12, 37, 46 : 비교 회로 10 : 절대값 형성 회로
14, 16, 17 : 지연 회로 18 : 양자화 회로
19 : 양자화 회로 31 : 메모리
41 : 어드레스 발생 회로 48 : 제어 신호 발생 회로
본 발명은 디지탈 VTR 등에 적용된 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치에 관한 것이다.
비디오 신호의 부호화 방법으로서, 전송 대역을 좁게 하도록 1픽셀당 편균 비트 길이 또는 샘플링 주파수를 줄인 여러개의 고능률 부호화 방법이 공지되어 왔다. 본 발명의 출원인은 2차원 블럭내 혹은 3차원 블럭내에 포함된 여러개의 픽셀의 최대값 및 최소값에 의해 규정된 다이나믹 레인지가 얻어지고, 그의 다이나믹 레인지에 응용된 부호화를 행하는 고능률 부호화 장치를 제안하였다(JP-A-61-144989, JP-A-62-92620 참조). JP-A-62-128621에 기재된 바와 같이, 양자화를 행한때에 생긴 최대 왜곡이 일정하게 설정되도록 다이나믹 레이지에 따라 변환하는 가변 길이 부호화 방법에 제안되어 왔다.
상기 제안된 다이나믹 레이지에 적용된 부호화 방법(ADRC로 언급됨)에 따르면 다이나믹 레인지 DR (최대값 MAX 및 최소값 MIN 간의 차)는 예로, 64픽셀 (=8 라인 × 8픽셀)을 포함하는 매 2차원 블럭마다 계산된다. 블럭내 최소 레벨은 입력 픽셀 데이타로부터 제거된다. 최소 값이 제거된 후 픽셀 데이타는 대표 레벨로 변환된다. 상기 양자화는 원래 양자화 비트 길이보다 작은 두 비트와 같은 비트 길이에 대응하는 네개의 레벨 범위에서 검출되어온 다이나믹 레이지 DR를 분할하여, 블럭내의 각 픽셀 데이타가 속하는 레벨범위를 검출하여, 그의 레벨 범위를 표시하는 코드 신호를 발생하는 처리에 관한 것이다.
압출률을 높이는 목적으로, 3차원 ADRC 및 프레임 드로핑 처리가 조합된 고능률 부호화 장치가 본 발명의 출원인에 의해 제안되었다. 상기 장치에 따르면, 3차원 블럭을 구성하는 두개의 영역간 움직임이 검출되고, 움직임이 있는 블럭에서는 3차원 ADRC가 실행되고, 정지 블럭에서는, 한쪽의 영역의 전송이 생략되고, 2개의 2차원 ADRC는 두영역의 평균 값을 포함하는 블럭에 대해 실행된다.
3차원 ADRC 및 프레임 드로핑 처리가 조합된 상기 구성에서는, 3차원 블럭을 형성하는 블럭 세그멘테이션 처리를 위해 2프레임 분의 메모리 용량이 필요하다. 버퍼링 처리가 상기 장치에 적용될 때, 2프레임의 메모리는 할당될 비트 수가 버퍼링 처리에 의해 결정될 때 까지의 시간을 위한 압력 데이타 지연이 필요하다. 2프레임분의 메모리 용량이 부호화 장치의 블럭 디세그멘테이션을 위해 필요하다. 상술된 바와 같이, 필요한 메모리 용량이 아주 큰 문제점이 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 ADRC 등의 압축 부호화와 프레임 드로핑에 의해 높은 압축률을 실현할 수 있고 메모리 용량이 줄어든 고능률 부호화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치가 제공되되는데, 2차원 블럭 구조로 변환된 디지탈 화상 신호가 공급되며, 시간적으로 연속하는 2프레임에 각각 속하며, 공간적으로 동일한 위치의 제1 및 제2블럭간에서 제1블럭은 항상 전송되며 제2블럭의 전송/비전송을 적합하게 실행시키는 회로와, 제1 및 제2블럭 사이의 동일한 위치에서의 픽셀 데이타 값 차의 절대 값에 따라 제2블럭의 전송/비전송을 제어하는 제어 회로와, 제1블럭 및 전송되도록 결정된 제2블럭의 픽셀 데이타가 공급되고 픽셀 데이타를 블럭 단위로 압축 부호화하는 부호화 회로를 포함한다.
디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치는 2차원 블럭 구조로 변환된 디지탈 화상 신호가 공급되며, 시간적으로 연속하여 매 2프레임마다 서브-샘플링위상이 반전되는 서브-샘플링 회로와, 서브-샘플링 횔의 출력이 공급되며, 시간적으로 연속하는 2프레임에 각각 속하며, 공간적으로 동일한 위치의 제1 및 제2블럭간에서 제1블럭은 항상 전송되며 제1블럭의 전송/비전송을 적합하게 실행시키는 프레임 드로핑회로와, 상기 제1 및 제2블럭간의 동일한 위치에서의 픽셀 데이타 값 차의 절대값에 따라 전송/비전송을 제어하는 제어 회로와, 제1블럭 및 전송되도록 결정된 제2블럭의 픽셀 데이타가 공급되고 픽셀 데이타를 블럭 단위로 압축 부호화하는 부호화 회로를 포함한다.
본 발명의 상기, 다른 목적 특징 및 장점은 첨부한 도면과 관련하여 판독하여 그의 이하 상세한 설명으로부터 쉽게 명확해진다.
본 발명은 이하 도면을 참조로 기술된다.
설명은 다음 항목에 따라 이루어진다.
a. 전체 구성
b. 버퍼링 회로
c. 일실시예의 동작 설명
d. 변형
[a. 전체구성]
제1도에서, 디지탈 비디오 신호는 참고 번호(1)로 도시된 입력 단자에 공급된다. 입력 디지탈 비디오 신호는 블럭 세그멘테이션 회로(2)에 공급된다. 블럭 세그멘테이션 회로(2)는 라스터 주사 순서의 비디오 신호를 블럭 순서의 신호로 변환한다. 즉, 1프레임의 화면을 예로 (4라인 × 8픽셀)의 2차원 블럭의 세분화된다. 3차원 블럭과 달리, 2차원 블럭이 형성될 때, 블럭 세그멘테이션 회로(2)의 메모리 용량은 줄어들 수 있다.
블럭 세그멘테이션 회로(2)의 출력 신호는 서브-샘플링 횔(3)에 공급된다. 서브-샘플링 회로(5)는 5의 목격자의 서브-샘플링 패턴으로 픽셀 수를 1/2로 감소시킨다.
그러므로, 한 블럭내의 픽셀 수는 16이다. 서브-샘플링 회로(3)에는 단자(4)로부터 2프레임마다 상보하는 형의 서브-샘플링 패턴을 발생시키도록 제어 신호와 공급된다. 서브-샘플링에 의해 블럭간 움직임이 1프레임의 픽셀 데이타 차로 부터 검출될 수 있다.
제2도는 서브-샘플링 패턴을 도시한다. B1, B2, B3, ... 는 시간적으로 연속하는 프레임 F1, F2, F3, ... 에 각각 속하며, 공간적으로 동일한 위치의 블럭을 표시한다.
다이어그램에 도시된 블럭과 다른 블럭의 수는 각 프레임에 포함된다. 제2도에서, ○ 및 △는 전송 픽셀을 표시하고 X는 비전송 픽셀을 표시한다. 프레임 F1 및 F2 등의 각 2프레임 기간에 대해, 서브-샘플링 패턴은 동일하다.
점선으로 구분하여 도시된 바와 같이, 2프레임의 패턴과 다음 2프레임의 패턴은 상보적인 형이다.
서브-샘플링 회로(3)의 출력 신호는 블럭 단위로 드롭하도록 프레임 드로핑 회로(5), 비교 회로(6) 및 프레임 지연 회로(7)에 공급된다. 프레임이 드롭되었는지 아닌지의 여부를 제어하게 하는 제어 신호는 프레임 드로핑 회로(5)에 스위칭 회로(8)를 통해 공급되어 블럭의 전송/비전송을 제어한다. 스위칭 회로(8)는 단자(9)로부터의 스위칭 신호에 의해 1프레임 주기로 입력 단자 a 및 b를 상호 선택하도록 제어된다.
스위칭 회로(8)의 입력 단자 a에는 1의 신호가 항상 공급된다. 1은 프레임 드로핑 회로(5)에 대해 블럭을 전송하는 것을 의미한다. 그러므로, 시간적으로 연속하는 2프레임의 전의 프레임 F1, F3, F5, ... 에 포함된 블럭 B1, B3, B5, ... 을 항상 전송된다. 2프레임 후 프레임 F2, F4, F6, ... 에서는, 스위칭 회로(8)의 입력 단자 b가 선택되어 적당하게 전송/비전송이 제어된다. 즉, 블럭의 전송/비전송은 전의 프레임과 현재 프레임 간의 프레임 차의 절대값을 토대로 제어된다.
비교 회로(6)는 전의 프레임과 현재 프레임의 픽셀값 차 (즉, 프레임 차)를 표시한다. 프레임 차는 절대값 형성 회로(10)에 의해 절대값으로 변환된다. 절대값 형성 회로(10)의 출력 신호는 집계 회로(11)에 공급된다. 접계 회로911)에 의해 2픽셀 마다의 프레임 차중 절대값을 1블럭에 대해 집계된다. 집계 회로(11)의 출력은 비교 회로912)에 공급된다. 비교 회로(12)에는 후술되는 버퍼링 회로(19)로부터 움직임에 관한 임계값 M이 공급된다. 집계된 값이 임계값 M 이하일 때, 비교 회로(12)의 출력은 0으로 세트된다.
다른 경우에서, 비교 회로(12)의 출력은 1로 세트된다.
환언하면, 집계된 값이 임계값 M 이하일 때, 블럭이 전송되지 않은 프레임 드로핑 처리는 실행된다. 블럭간의 움직임 양에 대응하는 데이타는 실시예외의 방법으로 형성될 수 있다.
블럭의 전송/비전송 제어를 위해 비교 회로(12)의 출력은 또한 전송률 W 을 검출하기 위해 검출 회로(20)에 공급된다. 검출 회로(20)는 1프레임 주기에 대한 전송률 W 을 검출한다. 매 2프레임 후 프레임 F2, F4, ... 에서 적합한 프레임 드로핑이 실행되므로, 원래 데이타로 전송될 데이타의 비율 W 은 두 프레임 후 각 프레임에서 변한다. 한 프레임내 블럭의 전체 수가 이미 공지되었으므로, 전체수로 전송될 블럭의 수의 비율은 비율 W 로서 검출된다. 검출 회로(20)의 출력 신호는 버퍼링 회로(19)에 공급된다. 검출 회로(20)의 출력 신호는 또한 수신측 상에 프레임 드롭된 블럭을 식별하는데 필요하고, 프레임 세그멘테이션 회로(22)에 프레임 드로핑 플래그로서 공급되며 후술되는 부호화 데이타와 함께 전송된다.
ADRC의 인코더는 프레임 드로핑 회로(5)에 접속된다.
버퍼링 회로(19)는 인코더와 관련하여 제공된다.
프레임 드로핑 회로(5)의 출력 신호는 검출 회로(13)와 지연 회로(14)에 공급된다. 검출 회로(13)는 다이나믹 레이지 DR 와 블럭의 최소값 MIN 을 검출한다. 지연 회로(14)는 최소값 MIN 과 다이나믹 레이지 DR 를 검출하기 위해 시간에 의해 데이타를 지연시킨다. 감산 회로(15)는 지연 회로(14)로 부터의 비디오 데이타로부터 최소값 MIN 을 감산하여, 감산 회로(15)로부터 최소값이 제거된 비디오 데이타가 얻어진다.
감산 회로(15)의 출력 데이타와 다이나믹 레인지 DR 는 각각 지연 회로(16 및 17)를 통해 양자화 회로(18)에 공급된다.
원래 비트 길이(8비트)보다 작은 n-비트 길이(n=0, 1, 2, 3, 또는 4비트)의 코드 신호 DT는 양자화 회로(18)로부터 얻어진다. 양자화 회로(18)는 다이나믹 레인지 DR 로 적용된 양자화를 실행한다. 즉, 다이나믹 레인지 DR 를 2n등분된 양자화 스텝 △으로, 최소값이 제거된 비디오 데이타가 제산된다. 지수의 분수를 생략함으로써 얻어진 정수 값은 코드 신호 DT 로서 사용된다. 양자화 회로(18)는 제산 회로 또는 ROM 으로 구성될 수 있다.
코드 신호 DT 로 할당된 비트 길이 n 는 소정기간 예로 2프레임당 발생 데이타양이 목표값 L (비트)을 초과하지 않는 방식으로 결정된다. 상기 버퍼링에 대해, 다이나믹 레인지 DR가 공급된 버퍼링 회로(19)가 제공된다. 복수개 예로 32 세트의 임계값(T1, T2, T3, T4, M)이 후술되는 바와 같이 버퍼링 회로(19)에 대해 설치된다. 임계값의 세트는 파라미터 코드 Pi (i=1, 2, 3, ..., 32)에 의해 구별된다.
파라미터 코드 Pi의 번호 i 가 증가할때 발생 데이타양이 단조롭게 감소하도록 설정되어 있다. 어쨌든, 발생 데이타양이 감소함에 따라 복원 화상의 화질은 저하한다.
버퍼링 회로(19)로부터의 레벨 방향의 임계값 T1 내지 T4 과 지연 회로(17)를 통해 전송된 다이나믹 레이지 DR 는 비트 길이 결정 회로(21)에 공급된다. 지연 회로(16 및 17)는 버퍼링 회로(19)에 의해 임계값을 결정하도록 요구된 시간만큼 데이타를 지연시키게끔 설치된다.
비트 길이 결정 회로(21)에는, 다이나믹 레인지 DR 와 임계값 T1 내지 T4 (T1T2T3T4)가 공급된다. 다이나믹 레인지 DR 와 임계값 T1 내지 T4 간의 크기 관계를 토대로 할당될 비트 길이 n 가 결정된다.
ADRC 인코더의 부호화 출력 DR, MIN, DY 와, 블럭의 전송/비전송을 표시하는 플래그와, 파라미터 코드 Pi 가 프레임 세그멘테이션 회로(22)에 공급된다. 출력 단자(23)에는 전송 데이타가 취출된다. 프레임 세그멘테이션 회로(22)는 상기 부호화 출력에 대해 동기 신호가 부가된 전송 데이타를 형성한다. 프레임 세그멘테이션 회로(22)는 또한 에레 정정 코드의 부호화를 실행한다.
도시되지는 않았지만, 재생측에서는, 프레임 디세그멘테이션 회로, ADRC의 디코더, 전의 블럭에 의해 프레임 드롭된 블럭에서 보간하는 회로, 비전송 픽셀을 보간하는 회로, 블럭 디세그메테이션 회로등이 설치된다.
ADRC 디코더는 파라미터 코드 Pi 로 지정된 임계값 T1 내지 T4와 다이나믹 레이지 DR 로부터 비트 길이 n 를 디코드하고, 비트 길이 n 및 다이나믹 레인지 DR 에 따른 양자화 스템 △과 코드 신호 DT 의 값을 사용하여 레벨의 복원을 행한다.
또, 복원된 레벨에 대해서 최소값 MIN 이 가산된다.
[b. 버퍼링 회로)
제3도는 버퍼링 회로(19)의 일예를 도시한다.
버퍼링 횔(19)에도 도수분포표와 누적 도수분포표를 작성하도록 (31)로 도시된 메모리 (RTAM)가 설치된다. 메모리(31)에 멀티플렉서(32)를 통해 어드레스가 공급된다.
멀티플렉서(32)의 한 입력으로서 입력 단자 (33)로부터 다이나믹 레인지 DR 가 공급되고, 다른 입력으로서 어드레스 발생 회로(41)가 공급된다. 가산 회로(34)의 출력 신호는 메모리(31)에 공급된다. 메모리(31)의 출력 데이타와 멀티플렉서(35)의 출력은 가산 회로(34)에 의해 가산된다.
가산 회로(34)의 출력은 레지스터(36)에 공급된다.
레지스터(36)의 출력은 멀티플렉서(35)와 비교 회로(37)에 공급된다. 레지스터(36)의 출력에 더해, 0 및 +1 이 멀티플렉서(35)에 공급된다. 발생 데이타양의 산술 연산이 수행될 때, 레지스터(36)의 출력에 ADRC 부호화에 의해 발생된 1프레임 기간의 데이타양 ℓi이 얻어진다.
비교 회로(37)는 스위칭 회로(38)로부터의 목표값과 발생 데이타양 ℓi을 비교한다. 비교 회로(37)의 출력신호는 파라미터 코드 발생 회로(39)와 제어 신호 발생 회로(48)에 공급된다. 파라미터 코드 발생 회로(39)로부터의 파라미터 코드 Pi는 스위칭 회로(40)를 통해 어드레스 발생 회로(41)와 레지스터(42)에 공급된다. 레지스터(42)로 취해진 파라미터 코드 Pi 는 상술된 바와 같은 프레임 세그멘테이션 회로(22)에 공급되며 또한 ROM(43)에 공급된다.
제4도에 도시된 임계값의 표는 ROM(43)에 저장되어 있다.
ROM(43)은 어드레스로서 입력된 라라미터 코드 Pi 와 대응하는 임계값의 세트(T1i, T2i, T3i, T4i, Mi)를 발생한다.
임계값 표는 파라미터 코드 Pi 의 번호가 증가하는 때에 발생 데이타양을 보다 엄밀히 제한하도록 구성된다. 즉, 레벨 방향에서 임계값 T1 내지 T4의 값과 프레임 드로핑 임계값은 단조롭게 증가한다. 상술된 바와 같이, 레벨 방향의 임계값은 비트 길이 결정 회로(21)에 공급되며 움직임에 관한 임계값 M은 비교 회로(21)에 공급된다.
검출 회로(20)에 의해 검출되어온 전송률 W 은 산술연산 회로(45)에 공급된다. F1 및 F2 등의 2프레임 기간의 발생 데이타양에 대한 목표 값을 L로 세트하고, 산술 연산 회로(45)은 L/(1+W)의 연산을 실행한다. 그의 산술 연산 결과가 비교 회로(46)에 공급된다. 산술 연산 회로(45)의 출력은 전의 2프레임 기간의 임계값의 세트 번호의 평균값을 현재의 프레임에 대해서 적용될 때, 현재의 프레임에 관한 목표값으로서 사용된다.
비교 회로(46)에는 레지스터(47)를 통해 전송된 발생 데이타양 ℓ'이 공급된다. 비교 회로(46)의 비교 출력은 제어 신호 발생 회로(48)에 공급된다. 발생 데이타양 ℓ'은 전의 2프레임 기간의 임계값의 세트 번호 평균 값이 현재 프레임에 적용될때, 현재의 프레임에 관해 얻어진다. 발생 데이타양 ℓ'은 또한 감산 회로(49)에 공급된다. 감산 회로(49)는 2프레임 기간의 목표값 L 로부터 ℓ'이 감산된다.
감산 회로(49)로부터의 (L-ℓ')이 스위칭 회로(38)의 입력 단자 d 에 공급된다. 스위칭 회로(38)의 다른 입력 단자 C에는 L/2의 목표값이 공급된다.
비교 회로(46)의 출력 신호는 제어 신호 발생 회로(48)에 공급된다. 제어 회로(48)는 레지스터(36, 42, 47 및 50)를 클리어하기 위한 제어 신호와, 레지스터(42)에 데이타를 취하는 것을 제어하는 신호와, 스위치 회로(38 및 40) 각각을 제어하기 위한 스위칭 신호를 발생한다. 스위칭 회로(38)는 초기 상태 및 신 체인지시에 입력 단자 C 를 통해 L/2의 목표값을 비교 회로(37)에 공급한다. 다른 경우에, 스위칭 회로(38)는 목표값으로서 비교 회로(37)에 감산 회로(49)의 출력 신호를 공급한다.
파라미터 코드 발생 회로(39)로부터의 파라미터 코드 Pi가 스위칭 회로(40)의 입력 단자 e, 레지스터(50)와 가산 회로(51)에 공급된다. 레지스터(50)의 출력은 가산 회로(51)에 공급된다. 가산 회로(51)의 출력은 1/2배 회로(52)에 공급된다. 1/2배 회로(52)로부터 연속하는 2프레임의 임계값의 번호 Ni 및 Ni+1 의 평균값의 번호가 발생된다. 평균 값은 스위칭 회로(40)의 입력 단자 f 에 공급된다. 스위칭 회로(40)는 제어 신호 발생 회로(48)로부터의 스위칭 회로로 제어된다. 스위칭 회로(40)의 단자 e 가 선택될때, 파라미터 코드 발생 회로(39)로부터의 파라미터 코드 Pi 는 어드레스 발생 회로(41)로 공급된다. 한편, 입력 단자 f 가 선택될 때, 평균화된 임계값 번호를 표시하는 파라미터 코드 Pi 가 어드레스 발생 회로(41)에 공급된다.
실시예에서, 초기 상태 또는 신 체인지가 발생된 직후에서는, 1프레임 기간에 발생된 데이타양을 L/2 이하로 제어하는 버퍼링이 실행한다. 즉, 상기 경우에서, 제3도에 도시된 바와 같이, 스위칭 회로(38)는 입력 단자 d 를 선택하며, 스위칭 횔(40)는 입력 단자 e 를 선택한다. 상기 상태의 버퍼링 회로(19)의 동작은 제5도의 흐름도를 참조하여 기술된다.
최초 스텝(61)에서, 메모리(31) 및 레지스터(36, 42, 47 및 50)는 제로로 클리어되며, 멀티플렉서(32)는 어드레스 발생 회로(41)로부터 발생된 어드레스를 선택하고 가산 회로(34)의 출력을 항상 0으로 세트된다. 어드레스는 (0, 1, 2, ..., 255)로 변환하고 메모리(31)의 어드레스 전부에 0 데이타가 수록된다.
다음 스템(62)에서, 메모리(31)에 버퍼링이 실행될때의 단위 기간에 있는 1프레임의 다이나믹 레인지 DR의 도수 분포표가 작성된다. 멀티플렉서(32)는 단자(33)로부터의 다이나믹 레인지 DR를 선택한다. 멀티플렉서(35)는 +1을 선택한다. 그러므로, 1프레임 기간이 종료된때, 다이나믹 레인지 DR와 대응하는 메모리(31)의 각 어드레스에 각 DR의 발생 도수가 기억된다. 메모리(31)의 도수 분포표에서는, 제6a도에 도시된 바와 같이 DR을 횡축으로 하고, 도수를 종축으로 나타낸다.
도수분포는 누적 도수분포표로 변환된다.(스텝(63)).
누적 도수분포표가 작성될때, 멀티플렉서(32)는 어드레스 발생 회로(41)로부터의 어드레스를 선택하며 멀티플렉서(35)는 레지스터(36)의 출력을 선택한다. 어드레스는 255로부터 0으로 순차적으로 감소된다. 메모리(31)의 판독 출력은 가산 회로(34)에 공급되며 가산 회로(34)에 의해 레지스터(36)의 내용에 가산된다. 가산 회로(34)의 출력은 메모리(31)의 판독 어드레스와 동일한 어드레스에 수록된다. 레지스터(36)의 내용은 가산 회로(34)의 출력은 갱신된다.
메모리(31)의 어드레스가 255로 세트된 초기 상태에서는, 레지스터(36)가 0 으로 클리어된다. 메모리(31)의 모든 어드레스에 대해 도수가 누적될때, 제6b도에 도시된 누적 도수 분포표가 메모리(31)에서 작성된다.
누적 도수분포표에 대해 레벨 방향의 임계값의 세트(T1i, T2i, T3i, T4i)가 적용될때 발생 데이타양 ℓi이 계산된다(스텝(64)). 발생 데이타양 ℓi이 계산될때, 멀티플렉서(32)는 어드레스 발생 회로(41)의 출력을 선택하며 멀티플렉서(35)는 레지스터(36)의 출력을 선택한다.
파라미터 코드 발생 회로(39)는 P1으로부터 P32로 순차적으로 변화하는 파라미터 코드를 발생한다. 파라미터 코드 Pi가 스위칭 회로(40)를 통해 어드레스 발생 회로(41)에 공급되며(T1i, T2i, T3i, T4i)의 임계값과 대응하는 어드레스가 순차적으로 발생된다.
임계값에 대응하는 어드레스로부터 판독되어온 값 A1, A2, A3 및 A4은 가산 회로(34)와 레지스터(36)에 의해 누산된다. 누적값(A1+A2+A3+A4)은 파라미터 코드 Pi에 의해 지정된 임계값의 세트가 적용될때 발생 데이타양ℓi에 대응한다. 즉, 제6b도에 도시된 누적 도수분포표에 있어서, 임계값 T1, T2, T3, T4와 각각 대응하는 어드레스로부터 판독된 값 A1, A2, A3 및 A4 의 합계값(A1+A2+A3+A4)에 대해서 블럭내의 픽셀수(16)를 곱한 값이 발생 데이타양(비트 길이)과 같다.
픽셀 수는 일정하므로, 제3도에 도시된 버퍼링 회로(19)에서는 픽셀 수의 승산 처리가 생략된다.
발생 데이타양ℓi은 목표값 L/2와 비교된다(스텝(65)). (AL/2)가 만족될때 발생된 비교 회로(37)의 출력은 파라미터 코드 발생 회로(39)에 공급된다. 파라미터 코드 Pi의 증가가 정지된다. 파라미터 코드 Pi는 레지스터(42)로 취해진다. 레지스터(42)로부터의 파라미터 코드 Pi 와 ROM(43)에서 발생된 임계값의 세트가 출력된다(스텝(66)).
비교 회로(37)에서 판정의 스텝(65)이 (ℓi L/2)을 만족하지 않을때, 파라미터 코드 Pi는 다음의 파라미터 코드 Pi+1로 변경되며 Pi+1에 대응하는 어드레스가 어드레스 발생 회로(41)로부터 발생된다. 상기와 유사한 방식으로, 발생 데이타양 ℓi+1이 계산되며 비교 회로(37)에 의해 목표값 L/2와 비교된다. (ℓiL/2)가 만족될때 까지 상기 동작은 반복된다.
[c. 일실시예의 동작 설명]
제7도를 참조하여 실시예의 동작이 기술된다.
제2도에 도시된 최초 프레임 F1의 화상 데이타가 입력된 초기 상태에서는, 상기 동작에 의해 프레임 F1에 대해 발생된 데이타양 ℓi 이 L/2이하로 감소시키도록 실행된다. 그때 레벨 방향의 임계값 T1 내지 T4에 의해 2차원 ADRC의 부호화가 실행된다(스텝(71)). N1은 프레임 F1에 사용된 임계값의 번호 즉, 사용된 임계값의 파라미터 코드 Pi와 일치하는 번호이다.
다음의 프레임 F2에서는, N1의 움직임에 관한 임계값 M에 의해 블럭 단위의 프레임 드로핑 처리가 실행된다(스텝(72)).
프레임 드로핑 처리후의 프레임 F2의 전송 비율 W은 검출 회로(20)에 의해 검출된다(스텝(73)). 프레임 드로핑 처리 후 프레임 F2의 데이타는 ADRC 부호화된다(스텝(74)). 그때 임계 값은 프레임 F1와 유사한 방식으로 발생 데이타양 L/2이하로 감소하도록 세트된다.
프레임 F1 및 F2에 대해, 2프렘임 기간의 목표값 L은 반분하여 1프레임 기간의 목표값 L/2가 설정된다.
어쨌든, 프레임 F2은 서브-샘플링에 의해 전송될 데이타양은 감소된다. 그리하여, 제8도에 도시된 바와 같이, 프레임 F+1의 임계값의 번호 N1은 크고 프레임 F2에 관한 임계값의 번호 N2는 상당히 적다.
다음의 프레임 F3에 대하여 누적 도수분포표가 작성된 후, 전의 2프레임 F2 및 F2의 임계값의 번호 N1 및 N2 의 평균값 N3에 의해 부호화 될때 발생 데이타양 ℓ3'이 얻어진다(스텝(75)). 발생 데이타양 ℓ3'은 레지스터(47)를 통해 비교 회로(46)에 공급된다. 비교 회로(46)는 (ℓ3'L/(1+W2))의 비교 동작을 실행한다(스텝(76)).
상기 관계가 성립할때, 번호 N3의 임계값에 의해 프레임 F3의 데이타가 부호화된다(스텝(77)). 대조적으로, 상기 광계가 성립하지 않을때는 신 체인지가 일어났는지 결정된다. 프레임 F3에 대한 발생 데이타양 ℓ3이 L/2이하고 감소되도록 버퍼링이 수행되고 프레임 F3의 데이타는 버퍼링으로 결정된 임계값에 의해 부호화된다(스텝(81)).
상기 처리는 스텝(71)의 초기 상태에서와 유사하다.
동작은 스텝(71)에서와 유사하며 다음 단계는 이하 반복된다.
스텝(76)의 관계가 성립될때, 임계값의 번호 N3에 포함된 임계값 M3에 의해 프레임 F4에 관한 프레임 드로핑 처리가 실행된다(스텝(78)). 프레임 드로핑 후의 프레임 F4의 전송 데이타의 비율 W4이 검출된다(스텝(79)).
프레임 F4에 관해서의 버퍼링에서는, 목표값으로 감산 회로(49)에 의해 형성된 (L-ℓ3')가 사용된다. 즉, 2프레임 기간의 목표값 L에 대해 전의 프레임 F3에서는, ℓ3'의 데이타가 발생되었으므로, 나머지 (L-ℓ3')의 데이타양 이하인 값으로 프레임 F4의 발생 데이타양이 억제된다.
버퍼링에 의해 결정된 임계값의 번호 N4에 의해 프레임 F4의 데이타가 부호화된다(스텝(80)). 스텝(80)의 다음 처리는 스텝(75)과 유사하며 상술된 것과 유사한 처리가 반복된다.
상기 동작이 실행된 실시예에서, 신 체인지가 발생할 때, 제8도에 도시된 바와 같이, 임계값의 번호는 프레임 F3 및 다음 프레임에 대해 파선으로 도시된 평균값으로 변경될 수 있다.
[d. 변형예]
상기 설명에서, 다이나믹 레인지 DR와 최소값 MIN은 다이나믹 레인지 정보를 전송하도록 전송된다. 어쨌든, 부가 코드로서 다이나믹 레인지 DR 대신에 최대값 MAX 또는 양자화 스텝 폭이 전송될 수 있다. 한편, 상기 실시예에서, 각 2프레임 기간후의 블럭의 픽셀 데이타 자체에 부호화 처리가 적용된다. 어쨌든, 전의 프레임의 각 픽셀 데이타와 후의 프레임의 각 픽셀 데이타와의 차 (잉여)에 대해 부호화가 수형될 수 있다. 즉, 상기 경우에서, 후의 프레임의 각 블럭내의 픽셀에 대응하는 데이타는 차 값을 갖는다.
또, 본 발명은, 상기 ADRC 이외의 DCT (불연속 코사인 변형)등의 블럭 부호화를 사용할 수 있다. DCT의 경우에서는, 상기 차 값을 픽셀 데이타 대신에 사용하는 부호화가 유효하다.
본 발명에 따르면, ADRC등의 압축 부호화는 2차원 블럭에 대해 실행되므로, 필요한 메모리 용량은 3차원 블럭에 비해 감소될 수 있다. 한편, 압축 부호화가 블럭 단위로 프레임 드로핑의 하이브리드 구조가 사용되므로, 압축 비율은 증가될 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 특정 양호한 실시예가 기술되었지만, 본 발명은 실시예에만 국한되지 않으며, 여러 변화 및 변형은 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같이 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어남이 없이 본 기술에 익숙한 자에 의해 영향을 받을 수 있다는 점을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 2차원 블럭 구조로 변환된 디지탈 화상 신호가 공급되고, 시간적으로 연속하는 2프레임에 각각 속하며, 공간적으로 동일한 위치의 제1 및 제2블럭 사이에, 상기 제1블럭을 항상 전송하여 상기 제2블럭의 전송/비전송을 적합하게 실행하는 수단과, 상기 제1 및 제2블럭 사이에서 동일한 위치의 픽셀 데이타 값간의 차의 절대값에 따라 제2블럭의 전송/비전송을 제어하는 제어 수단과, 상기 제1블럭 및 전송되도록 결정된 제2블럭의 픽셀 데이타가 공급되고 상기 픽셀 데이타를 블럭 단위로 압축 부호화하는 부호화 수단을 포함하는 디지탈 화상 신호의 고능율 부호화 장치.
  2. 상기 부호화 수단에서 발생된 2프레임 기간의 데이타양이 목표 값 이하로 되게끔 상기 압축 부호화를 제어하는 버퍼링 수단으로 포함하며, 상기 제1프레임에 대한 상기 압축 부호화는 전의 2프레임의 임계값의 평균값에 의해 제어되고, 상기 제2프레임에 대한 버퍼링 처리는 발생 데이타양을 (L-ℓ')이하의 값으로 제한하도록 수행되며, 여기서 L은 2프레임 기간에 대한 상기 목표값이며, ℓ'은 상기 제1프레임에 대한 발생 데이타양인 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 버퍼링 수단은 상기 제1프레임에 대한 발생 데이타양 ℓ'에 의한 신 체인지(scene change) 검출 수단을 포함하는 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치.
  4. 제2항에 있어서, 버퍼링 장치는 상기 신 체인지가 검출될때 또는 초기 상태에서 프레임 기간의 발생 데이타양을 L/2 이하의 값으로 제한하도록 수행되는 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 버퍼링 수단은 상기 제1 및 제2 임계값에 의해 발생 데이타양을 제어하고 제2블럭의 전송/비전송을 제어하는 제2임계값과 레벨 방향으로 규정된 제1임계값을 포함하는 임계값 표를 포함하는 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치.
  6. 2차원 블럭 구조로 변환된 디지탈 화상 신호가 공급되고, 시간적으로 연속하는 2프레임당 서브-샘플링 위상이 반전된 서브-샘플링 위상이 반전된 서브-샘플링 수단과, 상기 서브 샘플링 회로의 출력이 공급되고, 상기 시간적으로 연속하는 2프레임에 각각 속하며, 공간적으로 동일한 위치의 제1 및 제2블럭 사이에서, 상기 제1블럭을 항상 전송하고, 상기 제2블럭의 전송/비전송을 적합하게 실행하는 수단과, 상기 제1블럭 및 전송되도록 결정된 제2블럭의 픽셀 데이타가 공급되고 상기 픽셀 데이타를 블럭 단위로 압축부호화하는 부호화 수단을 포함하는 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1블럭에 속하는 픽셀 데이타와 상기 제1블럭에 속하는 픽셀 데이타 사이에서, 동일한 위치의 2개 픽셀 데이타의 차가 형서되어 상기 차의 데이타가 상기 제2블럭의 데이타로서 사용되는 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 부호화 수단은 상기 블럭 각각의 최대값 및 최소 값 사이의 차가 있는 다이나믹 레인지에 적합하도록 원래 비트 길이보다 짧은 비트 길이에 의해 양자화를 실행하는 디지탈 화상 신호의 고능률 부호화 장치.
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