KR0152015B1 - 가변장 부호화/복호화방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

정보신호를 N×NN 블록단위로 디지탈부호화하는 방법 및 장치에 있어서, 매크로블록내의 서브블록들에 서로 다른 복수의 지그재그주사방법을 번갈아 이용하여 길이/크기변환을 수행함으로써, 한 매크로블록내의 데이타패턴(분포)에 따라 가변장 부호화되어 출력되는 데이타량의 변화를 안정화하며, 출력데이타를 저장하는 버퍼의 제어를 용이하게 하는 효과가 있다.

Description

가변장 부호화/복호화 방법 및 그 장치

제1도는 종래의 영상신호 디지탈부호화장치.

제2도는 2차원데이타의 지그재그주사(ZigZag Scan)방법.

제3도는 N×NN 블록에 대한 지그재그주사.

제4도는 종래의 지그재그주사방식.

제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변장 부호화장치.

제6도는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원데이타의 지그재그주사방식.

제7도는 2차원 허프만부호(2-Dim. Huffman Code)를 나타내는 테이블.

제8도는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변장 복호화장치.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,27 : 메모리 11,22 : 카운터기

12,13,23,24 : 주사번지발생기 14,25 : 절환제어기

15,26 : 절환기 16 : 길이(RuN×Nength)/크기(Leve)변환기

17 : 2차원 허프만부호화기 18 : 버퍼

20 : 2차원 허프만복호화기 21 : 길이/크기 역변환기

본 발명은 가변장 부호화/복호화 방법 및 그 장치에 관한 것으로서 특히 양자화된 2차원데이타에 서로 다른 지그재그주사방법을 번갈아 사용하여 가변장 부호화 및 복호화하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

HD-TV, HD-VTR, 디지탈 VTR, 디지탈캠코더 등의 화상과 음향을 디지탈부호화하여 전송하거나 저장한 후 다시 복호화하는 시스템에서는 영상신호에 들어있는 군더더기(ReduN×Nncy)를 없애고 데이타량을 줄이기 위하여 변환부호화, DPCM(DiffereN×Nal Pulse Code Modulation; 차분펄스부호 변조), 벡터양자화, 가변장 부호화(Variable LeN×Nh Coding;VLC))등의 여러가지 부호화방법을 사용한다.

제1도는 종래의 영상신호 디지탈부호화장치를 나타내는 블록도로서, 동보상 DPCM 방식과 가변장 부호화방식을 이용하는 디지탈부호화장치를 나타낸 것이다.

제1도에 표시된 종래의 디지탈 부호화장치는 입력영상신호를 블록단위로 변환하여 양자화하는 수단과, 양자화된 영상신호를 가변장 부호화하는 수단과, 양자화수단의 출력신호를 역양자화 및 역변환하는 수단과, 역변환된 영상신호를 입력받아 움직임벡터(Motion Vector) 신호를 발생하며 영상의 변화를 보상하는 동보상수단으로 구성된다. 영상신호(VS)가 입력단을 통하여 디지탈 부호화장치에 입력되면, 시간영역의 데이터로 표시되는 영상신호(VS)는 N×N)에서 DCT(Discrete Cosine Transform) 등의 변환방법에 의하여 주파수영역의 변환계수로 변환된다. 변환에 의하여 발생하는 변환계수형태의 영상신호는 양자화기(2)에서 대표값들로 양자화되어 출력된다. 양자화기(2)의 출력신호가 역양자화기(3) 및 N×NN 역변환기(4)를 거치면서 시간영역의 데이터로 변환하여 출력되면, 프레임메모리(5), 동추정부(6) 및 동보상부(7)로 구성되는 동보상수단에서는 영상프레임간의 움직임을 추정하여 움직임벡터(Motion Ventor)를 발생한다. 또한, 동보상수단에서는 지금까지의 동보상에 의해서 얻어진 영상신호와 입력단자로 입력되는 그 다음 프레임의 영상신호를 비교하여 영상간의 차이에 의해 발생하는 차분(Differential)의 영상신호를 움직임벡터를 이용하여 보상하며, 보상된 영상신호를 가산기 A1 및 A2로 피드백하는 과정을 반복하면서 동보상 DPCM 과정을 이룬다.

상술의 양자화기(2)의 출력신호가 가변장 부호화기(8)에 입력되면, 그 신호는 가변장 부호화기(8)의 내부에 있는 메모리에 주파수영역의 2차원데이타로 저장된다.

가변장 부호화기(8)는 영상신호가 변환계수형태로 저장된 메모리를 지그지그주사(ZigZag Scan)하여 발생하는 출력신호를 부호화하는 방식으로 영상신호를 가변장 부호화한다. 가변장 부호화되어 출력되는 영상신호는 버퍼(9)에 임시로 저장되며 버퍼(9)의 상태에 따라 발생하는 양자화스텝사이즈(Quantized Step Size)(QS)는 양자화기(2)의 양자화레벨을 조절한다.

가변장 부호화에 이용하는 지그재그주사는 시스템의 해상도에 따라 화소 또는 여러개의 화소로 구성되는 단위블록이 여러개 모여서 구성되는 블록에 대한 변환계수 데이터값을 소정의 형태로 변환하기 위한 것으로서 제2도 및 제3도를 참조하여 설명한다.

제2도는 2차원데이타의 지그재그주사(ZigZag Scan)방법을 나타낸 것이다. 제2a도는 좌측상단에서 주사를 시작하여 우측으로 단위간격만큼 이동한 후 대각선 좌측하단방향으로 이동하는 방식으로 지그재그주사를 시작하는 방법(이하, '제1주사방법'이라함)을 도시한 것이며, 제2b도는 좌측 상단에서 주사를 시작하여 아래로 단위간격만큼 이동한 후 대각선 우측상단 방향으로 이동하는 방식으로 지그재그주사를 시작하는 방법(이하, '제2주사방법'이라함)을 나타낸 것이다.

또한, 제3도는 N×NN 블록에 대한 2차원데이타의 지그재그주사를 나타낸 도식으로, 주파수영역에서 표시된 2차원데이타블록의 지그재그주사를 나타낸 것이다. 양자화된 변환계수가 좌측상단을 직류(CD) 성분으로 하여 가로축은 수평주파수성분, 세로축은 수직주파수성분으로 하는 주파수영역의 2차원데이타로 저장되면, 블록내에서 변환계수로 표시되는 영상신호는 제3도에 표시된 바와 같은 지그재그주사에 의하여 소정의 형태로 변환하여 부호화된다. 즉, 2차원데이타의 형태로 표시되는 양자화된 변환계수의 대부분이 0일때가 많은 점에 착안하여 저주파성분부터 시작하여 지그재그주사에의해 최고주파수성분까지 길이(RuN×Nength)/크기(Level)의 형태로 부호화한다. 여기서 '0'이 아닌 변환계수의 절대값은 '크기(Level)'이라고 한다.

제4도는 종래의 지그재그주사방식을 나타낸 것으로서, 하나의 매크로 블록(Macro Block)에서의 휘도신호에 의한 변환계수블록 Y₁~Y₄와 색신호에 의한 변환계수블록 C₁, C₂를 나타낸 것이다. 제4도에서 보는 바와 같이 종래의 지그재그주사에서는 매크로블록내의 블록들에 대응하는 변환계수블록전부를 동일한 주사방법, 즉, 제2a도에 도시한 바와 같은 방법으로 주사하는 방식을 이용하였다.

상기와 같은 종래의 지그재그주사방법에 의하면 각 매크로블록에 대응하는 2차원 변환계쑤 데이터에서 가변장 부호화하여 출력되는 데이터량이 매크로블록들에 속해있는 영상에 의하여 결정되므로 영상의 패턴에 의해 각 매크로블록들에 존재하는 영상신호간에 큰 차이가 있으면 매크로블록들에 대응하는 변환계수블록들에서 발생되는 부호화한 출력데이타량 역시 큰 차이가 발생한다. 따라서 가변장 부호화하여 출력되는 영상신호를 임시저장하는 버퍼의 제어가 곤란해지는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 두가지 지그재그주사방법을 번갈아 사용하여 각 변환블록들을 주사함으로써 가변장 부호화되어 출력되는 데이터량을 일정하게 하며, 용이하게 버퍼를 제어할 수 있는 가변장 부호화방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 가변장 부호화 방법 및 그 장치에 의하여 부호화된 신호를 복호화하는 복호화방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적으 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 영상신호를 N×N은 정수)의 변환계수로 변환하여 부호화하는 방법에 있어서, 변환계수 데이터를 N×NN 블록단위로 저장하는 단계와; 서로 다른 복수개의 대각선 주사방법에 의해 발생하는 주사번지를 상기 단계에서 저장되는 변환계수 데이터의 블록들에 대하여 N×NN 블록단위로 번갈아 인가하여 인가되는 번지에 대응하는 데이터를 출력하는 변환계쑤 데이터 출력단계와; 상기 단계에서 출력하는 데이터를 길이(RuN×Nength)/크기(Level) 변환하는 단계와; 길이/크기변환된 데이터를 소정의 부호를 이용하여 부호화하는 단계를 포함하는 가변장 부호화방법에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, N×N 블록단위로 부호화한 영상신호를 복호화하는 방법에 있어서, 상기 제1항의 방법에 따라 부호화된 신호를 인가받아 소정의 부호를 이용하여 복호화하는 단계와; 상기 단계에서 복호화된 데이터를 길이/크기 역변환하는 단계와; 서로 다른 복수개의 대각선 주사방법에 의해 발생하는 주사번지를 N×N 블록단위로 번갈아 출력하는 대각선주사번지 출력단계와; 상기 길이/크기 역변환단계에서 발생하는 데이터를 대각선 주사번지 출력단계의 주사번지에 맞추어 저장하는 단계를 포함하는 가변장 복호화방법에 있다.

상기의 목적을 위한 본 발명은, 영상신호를 N×N 블록의 변환계수로 변환하여 부호화하는 장치에 있어서, 변환계수 데이터를 N×N 블록단위로 저장하는 수단과; 상기 저장수단에 저장되는 변환계수 데이터에 서로 다른 복수개의 주사방법에 의한 주사번지를 N×N 블록단위로 번갈아 인가하는 주사번지 발생수단과; 주사번지 발생수단에서 발생하는 주사번지에 의하여 저장수단으로부터 출력되는 데이터를 길이/크기변환하는 수단과; 길이/크기 변환된 데이터를 부호화하는 수단을 포함하는 가변장 부호화장치에 있다.

또한, 상기의 목적을 위한 본 발명은, N×N 블록단위로 부호화한 영상신호를 복호화하는 장치에 있어서, 상기 제1항의 방법에 따라 부호화된 영상신호를 인가받아 복호화하는 수단과; 복호화수단의 출력데이타를 길이/크기 역변환하는 수단과; 서로 다른 복수개의 주사방법에 의한 주사번지를 N×N 블록단위로 번갈아 발생하는 주사번지 발생수단과; 길이/크기 역변환수단의 출력신호를 주사번지 발생수단의 주사번지에 맞추어 저장하는 저장수단을 포함하는 가변장 복호화장치에 있다.

이하 본 발명에 따른 가변장 부호화장치 및 복호화장치의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명에서는 변환계수블록을 8×8 블록이라 정하고 이하의 일실시예를 설명한다.

제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변장 부호화장치를 나타내는 블록도로서, 두 개의 대각선 지그재그주사(ZigZag Scan) 방법을 번갈아 사용함으로써 2차원데이타를 부호화하는 가변장 부호화장치를 나타낸 것이다.

본 발명의 가변장 부호화장치는, 양자화된 변환계수 데이타를 저장하는 메모리(10)와, 메모리(10)에 주사번지를 발생하는 주사번지 발생수단과, 메모리(10)와 주사번지 발생수단을 연결하는 절환수단을 포함한다.

주사번지 발생수단은 제2a도의 제1주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제1주사번지발생기(12)와 제2b도의 제2주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제2주사번지발생기(13) 및 주사번지발생기(12,13)에 카운팅 신호를 인가하는 카운터기(11)로 구성된다. 또한, 절환수단은 하나의 연결단자 a로 입력되는 제1주사번지발생기(12)의 출력신호와 다른 하나의 연결단자 b로 입력되는 제2주사번지발생기(13)의 출력신호를 절환하여 메모리(10)에 인가하는 절환기(15)와, 절환기(15)를 제어하기위한 신호를 발생하는 절환제어기(14)를 구비한다. 여기서는 절환제어기(14)를 따로 구성하였으나 시스템전체를 제어하는 제어수단에서 발생하는 제어신호를 절환기(15)로 인가하도록 실시예를 구성할 수도 있다.

상술의 메모리(10)에는 길이(RuN×Nength) 변환하는 길이/크기변환기(16)와 2차원 허프만부호화기(17) 및 버퍼(18)가 순차적으로 연결된다. 여기서 2차원 허프만부호화기(17)는 길이(RuN×Nength)의 범위 0~63, 크기(Level)의 범위 1~255인 2차원 허프만부호(2-Dim. Huffman Code)를 구현한 것이다.

제1도에 도시된 영상신호(VS)가 변환 및 양자화수단에 입력하면, 영상신호(VS)는 N×N 변환기(1)에 의하여 N×N 블록(예를 들어, 8×8 블록)에 대한 변환이 이루어진다. 즉, DCT(Discrete CosiN×NTransform) 등의 변환에 의하여 주파수를 독립변수로하는 변환계수의 형태로 변환한다. 변환에 의해 발생하는 변환계수는 양자화기(2)에서 양자화 과정을 통해 인간의 눈으로 느끼기 어려운정도까지 대표값들로 변환한다. 상술의 양자화기(2)의 출력신호는 제5도의 가변장부호화장치에 의하여 가변장 부호화된다. 가변장부호화장치의 메모리(10)에 입력하는 변환계수는 제3도에서 처럼 수직주파수성분 및 수평주파수성분을 8×8 크기의 메모리번지로하는 디지탈데이타로 저장된다.

제6도는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원데이타의 지그재그주사를 나타낸 것으로서, 하나의 매크로블록에 속하는 여러블록들에 대응하는 2차원 변환계수 데이타로 표시되는 블록들에 대한 지그재그주사를 표시한 것이다.

일반적으로 컬러화상부호에 있어서는 휘도신호 Y에 대한 데이터와 색신호 C에 대한 데이터로 나누어지는 데, 색신호는 대역폭이 작기 때문에 상하좌우로 데시매이션(Decimation)하면 정보를 그다지 잃어버리지 않으면서도 화소수를 줄일 수 있다. 따라서, 화면분할에 의한 블록 중 6개의 블록으로 하나의 매크로블록을 구성하는 경우, 휘도신호 Y에 대한 변환계수블록 Y₁~Y₄와 색신호 C에 대한 변환계수블록 C₁, C₂로 하나의 매크로블록들에 대한 변환계수형태의 영상신호데이타를 표시한다. 본 발명에서는 6개의 블록으로 하나의 매크로블록을 구성하였으나 블록갯수를 달리하여 매크로블록을 구성하는 것도 가능하다. 하나의 매크로블록에 해당하는 데이터가 수평주파수성분 및 수직주파수성분을 메모리번지로하는 2차원 변환계수 데이타 블록의 형태(Y₁~Y₄, C_1,C₂)로 메모리(10)에 저장된다. 또한, 메모리(10)에 저장되는 변환계수 데이터는 주사번지 발생수단 및 절환수단에 의하여 입력되는 주사번지에 대응하여 출력된다.

카운터기(11)에 소정의 타이머(도면에 표시되지 않음)로부터의 클럭신호(CK)가 입력되면, 업 카운트(Up Count)하도록 구성된 카운터기(11)는 카운팅신호를 동시에 제1, 2주사번지발생기(12, 13)로 출력한다. 카운터기(11)의 출력신호에 따라 제1주사번지발생기(12) 및 제2주사번지발생기(13)에서는 내장된 주사순서에 의한 메모리주사번지를 출력한다. 즉, 한 번의 카운터기(11)의 출력신호에 대하여 제1주사번지발생기(12) 및 제2주사번지발생기(13)는 각각 하나의 내장된 주사번지를 출력한다. 여기서 출력되는 주사번지의 갯수범위는 8×8 변환계수블록에 대하여 64개이다. 제1주사번지발생기(12)에 의해 제2a도의 순서로 출력되는 소정의 주사번지와 제2주사번지발생기(13)에 의해 제2b도의 순서로 출력되는 다른 소정의 주사번지는 각각 연결단자(a,b)를 통하여 절환기(15)에 인가된다. 그리고, 절환제어기(14)는 절환기(15)가 두 연결단자(a,b)를 한 번 씩 번갈아 선택하도록 하는 제어신호를 절환기(15)로 출력한다. 결국, 절환제어기(14)는 제6도에 도시된 바와 같이 데이터블록 Y₁, Y₄, C₁에는 제1주사방법이 이용되고, 데이터블록 Y₂, Y₃, C₂에는 제2주사방법이 이용되도록 절환기(15)를 제어한다. 그래서, 절환기(15)는 두 연결단자(a,b)로 입력되는 주사번지를 절환하여 메모리(10)에 절달한다. 결국, 절환제어기(14)의 제어에 따라 절환기(15)는 두개의 주사번지 발생기 중 하나를 선택하며, 선택된 주사번지 발생기에 의하여 인가되는 주사번지에 대응하는 변환계수 데이터는 메모리(10)로부터 출력된다.

주사번지에 대응하여 출력되는 데이터는 상술한 바와 같이 주파수 영역의 변환계수 데이터로서 그 대부분이 '0'일때가 많으므로 길이(RuN×Nength)/크기(Level)변환기(16)에 의하여 길이/크기 형태로 부호화된다.

예를들어, 8×8 블록의 경우, '길이'는 0~63까지의 값을 가질 수 있고, 양자화된 데이터가 -255~255 까지의 범위에 속하면 '크기'는 1~255의 범위를 가지며 부호비트(Sign Bit)는 별도로 지정한다.

길이/크기변환기(16)에서 출력되는 신호는 2차원 허프만부호화기(17)에 의하여 부호화된다.

제7도는 2차원 허프만부호(2-Dim. Huffman Code)를 나타내는 테이블로서, 0~63까지의 길이(RuN×Nength)와 1~255의 크기(Level)을 갖는 2차원 허프만부호를 임의로 정하여 나타낸 것이다. 허프만부호는 높은 확률로서 출현하는 심볼(Symbol)일수록 보다 짧은 부호어(Code Word)로 변환시키는 부호화방식으로 지그재그주사에 따라 발생하는 길이/크기신호에서 발생빈도가 통계적으로 낮은 심볼에 대하여는 에스케이프영역(Escape Region)의 부호어를 할당하고, 반면에 매우 높은 발생빈도의 심볼에는 통상적인 허프만 알고리즘에 따르는 정규영역(Regular Region)의 부호어를 할당한다. 제7도의 경우, 정규영역에서는 2, 4, 5등이 부호어의 길이이고, 에스케이프영역에서는 6비트의 에스케이프부호 ESC와 6비트의 길이 및 8비트의 크기, 그리고 1비트의 부호(SigN×N구성되는 에스케이프 시이퀀스(Escape Sequence)로 부호어의 길이를 규정한다.

상술한 메모리(10)의 출력데이타가 길이/크기변환 및 2차원 허프만부호화하는 과정의 이해를 돕기위해 제3도에 표시한 A를 예를 들어 설명한다. 제3도에 표시된 'A'를 그 위치의 크기(Level)라 하고, 나머지 위치에서는 모두 '0'의 크기를 갖는다면, 제1주사방법에 따른 주사의 경우 그 길이/크기값은 15/A이며, 제2주사방법에 따르는 주사의 경우 그 길이/크기값은 20/A가 된다. 상술의 길이/크기값들은 제7도의 2차원 허프만부호에 의하여 20/A는 에스케이프 시이퀀스로 처리되어 가변장 부호화된 데이터의 길이가 매우 길고, 15/A는 정규영역에 속하므로 가변장 부호화된 데이터의 길이가 상대적으로 매우 짧게 된다. 이것은 길이/크기변환되어 변환계수블록내의 동일한 위치에 대해서도 주사방법을 달리함으로써 가변장 부호화한 데이터의 길이가 다르게 되는 것을 보인 것이다.

이러한 방식으로 길이/크기값들은 2차원 허프만부호화기(17)에서 가변장 부호화한 데이터들로 변환하여 출력된다. 상술의 가변장 부호화과정을 거치며 2차원 허프만부호화기(17)에서 출력되는 부호들은 버퍼(18)에 저장된다. 따라서, 매크로블록내의 각 변환계수블록들에 대하여 지그재그주사를 하는 경우, 가로방향 또는 세로방향으로 서로 인접하는 각 변환 계수블록들에 대하여 서로 다른 주사방법을 번갈아 사용하면, 각 변환계수블록들의 계수분포가 상이할지라도 전체 매크로블록에 대한 변환계수블록들을 가변장 부호화한 후 출력되는 데이터량은 각 매크로블록마다 거의 일정하게 된다. 또한, 저장되는 버퍼(17)의 상태에 맞추어 변경되는 양자화스텝사이즈는 거의 일정하게 된다.

제8도는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변장 복호화장치를 나타내는 블록도로서, 두 개의 서로 다른 지그재그주사방법을 이용하여 2차원 데이터를 복호화하는 가변장 복호화장치를 나태낸 것이다.

본 발명의 가변장 복호화장치는, 상술의 가변장 부호화장치에 의하여 가변장 부호화된 데이터를 허프만부호를 이용하여 복호화하는 2차원 허프만 복호화기(20)와, 2차원 허프만복호화기(20)의 출력신호를 소정의 형태로 변환하여 메모리(27)에 인가하는 길이/크기 역변환기(21)와, 입력신호를 주파수 영역의 변환계수 데이타로 저장하는 메모리(27)를 포함한다.

또한, 가변장 복호화장치는 상술의 가변장 부호화장치와 동일한 주사번지를 발생하는 주사번지발생수단과, 매크로블록내의 각 블록들에 상술의 가변장 부호화장치에서와 동일한 주사방법을 인가하도록 메모리(27)에 인가되는 주사번지를 절환하는 수단을 구비한다. 상술의 주사번지 발생수단은 소정의 타이머(도면에 표시되지않음)로부터 인가되는 클럭신호(CK)를 업카운트하는 카운터기(22)와, 카운터기(22)의 출력신호를 입력받아 제1주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제3주사번지발생기(33) 및 제2주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제4주사번지발생기(24)로 구성된다. 주사번지 발생수단과 메모리(27)를 연결하는 절환수단은 제3주사번지발생기(23)의 출력신호가 인가되는 연결단자 c와 제4주사번지발생기(24)로부터 출력되는 신호가 인가되는 연결단자 d를 소정의 제어신호에 따라 절환하는 절환기(26) 및 상술의 가변장부호화장치에서의 절환제어기(14)와 동일한 방식으로 제어 신호를 생성하여 절환기(26)에 인가하는 절환제어기(25)를 구비한다.

상술의 가변장 부호화장치에서 부호화한 영상신호가 제8도의 2차원 허프만복호화기(20)에 입력되면, 입력되는 영상신호는 2차원 허프만복호화기(20)에서 2차원 허프만부호화기(17)와는 반대과정 즉, 소정의 크기를 갖는 부호어가 길이/크기의 형태로 변환되는 과정에 의해 변환출력된다.

한편, 카운터기(22)는 상술한 카운터기(11)와 동일하게 작용을 한다. 그래서, 미도시한 타이머로부터 카운터기(22)로 클럭신호가 입력되면, 카운터기(22)는 클럭신호를 업카운트하여 카운팅신호를 동시에 제3,4주사번지발생기(23,24)로 인가한다. 그러면, 상술한 가변장 부호화장치의 제1주사번지발생기(12)와 동일한 주사순서를 내장한 제3주사번지발생기(23) 및 제2주사번지발생기(13)와 동일한 주사순서를 내장한 제4주사번지발생기(24)는 내장된 주사번지를 출력한다. 즉, 한 번의 카운터기(22)의 출력신호에 대하여 제3주사번지발생기(23) 및 제4주사번지발생기(24)는 각각 하나의 내장된 주사번지를 절환기(26)의 연결단자 c,d로 출력한다. 그리고, 절환기(26)는 절환제어기(25)의 제어신호에 따라 연결단자 c,d를 한 번씩 번갈아 선택하여 주사번지를 메모리(27)로 출력한다. 그래서, 절환기(26)에서는 절환제어기(25)의 제어신호에 따라 상술한 가변장 부호화장치와 동일한 주사방법을 각 블록에 할당함으로써 가변장 복호화장치에 입력되는 부호화된 영상신호를 부호화기 이전의 영상신호와 실제적으로 동일한 신호로 복호화한다. 즉, 매크로블록내의 각 블록들에 대해 Y₁~Y₄, C₁, C₂의 순서로 지그재그주사가 이루어지고, Y₁, Y₄, C₁에 대하여는 제1주사방법에 의한 주사번지를 인가하며 Y₂, Y₃, C₂에서는 제2주사방법에 의한 주사번지를 인가하여 길이/크기 역변환기(21) 출력신호를 메모리(27)에 저장함으로써 부호화하는 신호와 실제적으로 동일한 신호로 복호화한다. 복호화된 영상신호는 역양자화기(도면에 표시되지 않음)에 의하여 역양자화된 이산신호들로 변형된다.

상기의 일 실시예에서는 매크로블록내의 Y₁, Y₄, C₁블록에는 제1주사방법을 이용하며, Y₂, Y₃, C₂블록에서는 제2주사방법을 사용함으로써 발생되는 데이터량을 거의 일정하게 하였다. 그리고, 휘도신호블록에서 세로방향으로 두 개의 주사방법을 번갈아 사용하는 것, 즉 Y₁, Y₂블록에는 제1주사방법을, Y₃, Y₄블록에는 제2주사방법을 사용하는 것이나, 휘도신호블록에서 가로방향으로 두 개의 주사방법을 번가아 사용하는 것, 즉 Y₁, Y₃블록에는 제1주사방법을, Y₂, Y₄에는 제2주사방법을 사용하는 것은 상술한 휘도신호블록에서 대각선방향으로 동일한 주사방법을 사용함으로써 주사방법을 번갈아 사용하는 것과 동일한 효과를 지닌다.

즉, 본 발명에서는 휘도신호블록에서 어떠한 방향으로든지 상관없이 발생되는 데이터량을 일정하게 안정시키기위하여 두개의 주사방법을 번갈아 사용한다.

또한, 상기의 일 실시예에서는 양자화된 변환계수 데이터를 메모리에 저장하며 그 메모리를 지그재그주사함으로써 길이/크기변환하는 가변장 부호화기와, 길이/크기 역변환한 데이터를 지그재그주사하여 메모리에 기록하며 그 데이터를 역양자화하는 가변장 복호화기를 구성하였으나, 지그재그주사에 의하여 메모리에서 출력되는 변환계수 데이타를 양자화한 후 길이/크기 변환하는 가변장 부호화기와, 길이/크기 역변환한 데이터를 역양자화한후 지그재그주사에 의하여 메모리에 기록하는 가변장 복호화기도 본 발명의 범주에 속한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 가변장 부호화장치 및 복호화장치에서는, 매크로블록의 각 변환계수 블록들에 서로 다른 주사방법을 번갈아 사용하여 길이/크기변환 및 길이/크기역변환을 수행함으로서, 데이터의 분포에 따라 각 매크로블록마다 발생하는 가변장부호화 및 복호화된 데이터의 출력량을 거의 일정하게 하는 효과가 있다. 또한 가변장 부호화한 데이타를 저장하는 버퍼의 제어를 용이하게 하는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 영상신호를 N×N 블록(N은 정수)의 변환계수로 변환하여 부호화하는 방법에 있어서, 변환계수 데이터를 N×N 블록단위로 저장하는 단계와; 서로 다른 복수개의 대각선 주사방법에 의해 발생하는 주사번지를 상기 단계에서 저장되는 변환계수 데이터의 블록들에 대하여 N×N 블록단위로 번갈아 인가하여 인가되는 번지에 대응하는 데이터를 출력하는 변환계수 데이터 출력단계와; 상기 단계에서 출력하는 데이터를 길이(Run Length)/크기(Level)변환하는 단계와; 길이/크기변환된 데이터를 소정의 부호를 이용하여 부호화하는 단계를 포함하는 가변장 부호화방법.
2. 제1항에 있어서, 저장단계는 두 개의 주파수성분을 번지로하는 2차원 데이타형태로 저장하는 것을 특징으로 하는 가변장 부호화방법.
3. 제1항에 있어서, 저장단계에서 저장되는 데이터는 양자화된 변환계수 데이타인 것을 특징으로 하는 가변장 부호화방법.
4. 제1항에 있어서, 변환계수 데이터 출력단계는 소정의 대각선 주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제1주사번지 발생단계와; 소정의 다른 대각선 주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제2주사번지 발생단계와; 상기 두 개의 주사번지 발생단계에서 발생하는 주사번지를 N×N 블록단위로 절환하는 단계와; 절환단계에서 출력하는 주사번지를 이용하여 상기 저장단계의 변환계수 데이터를 출력하는 주사번지 인가단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변장 부호화방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 대각선 주사방법은 하나의 대각선에서 다음의 대각선으로 바뀔 때 그 주사순서가 연속되는 지그재그주사(ZigZag Scan)인 것을 특징으로 하는 가변장 부호화방법.
6. 제1항에 있어서, 부호화단계는 2차원 허프만부호(2-Dim. Huffman Code)를 이용하는 것을 특징으로 하는 가변장 부호화방법.
7. N×N 블록단위로 부호화한 영상신호를 복호화하는 방법에 있어서, 상기 제1항의 방법에 따라 부호화된 신호를 인가받아 소정의 부호를 이용하여 복호화하는 단계와; 상기 단계에서 복호화된 데이터를 길이/크기 역변환하는 단계와; 서로 다른 복수개의 대각선 주사방법에 의해 발생하는 주사번지를 N×N 블록단위로 번갈아 출력하는 대각선주사번지 출력단계와; 상기 길이/크기 역변환단계에서 발생하는 데이터를 대각선 주사번지 출력단계의 주사번지에 맞추어 저장하는 단계를 포함하는 가변장 복호화방법.
8. 제7항에 있어서, 복호화단계는 2차원 허프만부호를 이용하여 복호화하는 것을 특징으로 하는 가변장 복호화방법.
9. 제7항에 있어서, 대각선주사번지 출력단계는 소정의 대각선 주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제3주사번지 발생단계와; 소정의 다른 대각선 주사방법에 따른 주사번지를 발생하는 제4주사번지 발생단계와; 상기 두 개의 주사번지 발생단계에서 발생하는 주사번지를 N×N 블록단위로 절환하는 단계를 포함하는 가변장 복호화방법.
10. 제7항에 있어서, 저장단계는 두 개의 주파수성분을 번지로하는 2차원 데이타형태로 저장하는 것을 특징으로 하는 가변장복호화방법.
11. 영상신호를 N×N 블록의 변환계수로 변환하여 부호화하는 장치에 있어서, 변환계수 데이터를 N×N 블록단위로 저장하는 수단과; 상기 저장수단에 저장되는 변환계수 데이터에 서로 다른 복수개의 주사방법에 의한 주사번지를 N×N 블록단위로 번갈아 인가하는 주사번지 발생수단과; 주사번지 발생수단에서 발생하는 주사번지에 의하여 저장수단으로부터 출력되는 데이터를 길이/크기변환하는 수단과; 길이/크기변환된 데이터를 부호화하는 수단을 포함하는 가변장 부호화 장치.
12. 제11항에 있어서, 저장수단은 N×N 블록의 변환계수 데이타를 저장함에 있어서 두 개의 주파수성분을 변환계수 데이터의 번지로하여 저장하는 것을 특징으로 하는 가변장 부호화장치.
13. 제11항에 있어서, 주사번지 발생수단은 입력클럭신호를 카운팅하는 제1카운터와; 상기 카운터의 출력신호를 인가받아 N×N 크기의 변환계수 데이터블록에서 최초의 주사위치로부터 가로방향으로 주사위치를 이동함으로써 주사를 시작하는 2차원 대각선 지그재그주사에 따른 주사번지를 출력하는 제1주사번지 발생부와; 상기 카운터의 출력신호를 인가받아 N×N 크기의 변환계수 데이터블록에서 최초의 주사위치로부터 세로방향으로 주사위치를 이동함으로써 주사를 시작하는 2차원대각선 지그재그주사에 따른 주사번지를 출력하는 제2주사번지 발생부와; 상기 주사번지 발생부들의 출력신호를 N×N 블록단위로 절환하여 저장수단에 인가하는 절환부를 구비함을 특징으로 하는 가변장 부호화장치.
14. N×N 블록단위로 부호화한 영상신호를 복호화하는 장치에 있어서, 상기 제1항의 방법에 따라 부호화된 영상신호를 인가받아 복호화하는 수단과; 복호화수단의 출력데이타를 길이/크기 역변환하는 수단과; 서로 다른 복수개의 주사방버에 의한 주사번지를 N×N 블록단위로 번갈아 발생하는 주사번지 발생수단과; 길이/크기 역변환수단의 출력신호를 주사번지 발생수단의 주사번지에 맞추어 저장하는 저장수단을 포함하는 가변장 복호화장치.
15. 제14항에 있어서, 주사번지 발생수단은 입력클럭신호를 카운팅하는 제2카운터와; 상기 카운터의 출력신호를 인가받아 N×N 크기의 변환계쑤 데이터블록에서 최초의 주사위치로부터 가로방향으로 주사위치를 이동함으로써 주사를 시작하는 2차원 대각선 지그재그주사에 따른 주사번지를 출력하는 제3주사번지 발생부와; 상기 카운터의 출력신호를 인가받아 N×N 크기의 변환계수 데이터블록에서 최초의 주사위치로부터 세로방향으로 주사위치를 이동함으로써 주사를 시작하는 2차원 대각선 지그재그주사에 따른 주사번지를 출력하는 제4주사번지 발생부와; 상기 주사번지 발생부들의 출력신호를 N×N 블록단위로 절환하여 저장수단에 인가하는 절환부를 구비함을 특징으로 하는 가변장 복호화장치.
16. 제9항에 있어서, 대각선 주사방법은 하나의 대각선에서 다음의 대각선으로 바뀔 때 그 주사순서가 연속되는 지그재그주사(Zig Zag Scan)인 것을 특징으로 하는 가변장 복호화방법.