KR100230277B1 - One dimension signal adaptive filter and filtering method for reducing block effect - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일차원 신호적응필터링방법 및 일차원신호적응필터에 관한 것으로서, 하나의 프레임이 소정의 크기를 갖는 블록으로 구성될 때 영상데이터의 블록화효과 감소를 위한 일차원신호적응필터링방법은 소정의 양자화스텝(Q) 함수에 의해 임계값(T)을 계산하는 단계; 블록의 경계선을 따라 기설정된 크기를 갖는 일차원 윈도우를 적용하여, 일차원윈도우를 구성하는 각 화소에 대해 소정의 경사도 연산을 수행하는 경사도연산단계; 경사도 연산된 일차원 윈도우 내의 각 화소별 결과값을 계산된 임계값(T)과 비교하여, 그 결과를 각 화소별 이진값으로 생성하는 이진에지맵생성단계; 생성된 이진에지맵정보에 대하여 기설정된 크기의 일차원 필터윈도우를 적용하여, 일차원 필터윈도우 내에 속한 이진에지맵정보에 의해 가중값들을 생성하는 가중값생성단계; 및 생성된 가중값을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하는 단계를 포함함이 바람직하다.The present invention relates to a one-dimensional signal adaptation filtering method and a one-dimensional signal adaptation filter. When one frame is composed of blocks having a predetermined size, the one-dimensional signal adaptation filtering method for reducing the blocking effect of the image data includes a predetermined quantization step ( Q) calculating a threshold value T by a function; An inclination calculation step of applying a one-dimensional window having a predetermined size along a boundary line of the block to perform a predetermined inclination operation on each pixel constituting the one-dimensional window; A binary edge map generation step of comparing the result value of each pixel in the calculated one-dimensional window with the calculated threshold value T and generating the result as a binary value for each pixel; A weighting value generation step of applying weighted values by binary edge map information belonging to a one-dimensional filter window by applying a one-dimensional filter window of a predetermined size to the generated binary edge map information; And generating a new pixel value by filtering using the generated weight value.
본 발명에 의하면, 블록에 기초한 영상으로부터 블록화노이즈를 제거하므로써, 압축복원된 영상의 품질을 개선시키는 효과를 가져온다.According to the present invention, by removing the block noise from the block-based image, the effect of improving the quality of the compressed and restored image.
Description
본 발명은 데이터의 필터링에 관한 것으로서, 특히 블록화노이즈 감소를 위한 일차원 신호적응필터 및 일차원신호적응필터링방법에 관한 것이다.The present invention relates to data filtering, and more particularly, to a one-dimensional signal adaptation filter and a one-dimensional signal adaptation filtering method for reducing block noise.
국제표준화기구(Internaltional Organization for Standardization:ISO)의 MPEG 및 ITU(International Telecommunication Union)의H.263을 포함하는 대부분의 화상(picture) 부호화표준들은 일반적으로 블록에 기초한(block-based) 움직임추정 및 블록(block) 이산여현변환(Discrete Consine Transform:DCT) 처리를 사용한다. 상기 블록에 기초한 부호화는, 특히 영상(image)이 고압축될 때, 잘 알려진 블록화효과(blocking effect)를 유발시킨다. 전형적인 블록화효과로는 인접하는 화소간에 화소값이 상대적으로 유사한 등질영역(homogeneous area)에서의 격자노이즈(grid noise)와 영상의 에지(edge)부분을 따라 영상에지가 계단모양으로 나타나는 계단노이즈(staircase noise)가 있다.Most picture coding standards, including MPEG by the International Organization for Standardization (ISO) and H.263 by the International Telecommunication Union (ITU), are generally block-based motion estimation and block (block) Use Discrete Consine Transform (DCT) processing. The block-based encoding causes a well-known blocking effect, especially when the image is compressed. Typical blocking effects include grid noise in homogeneous areas with relatively similar pixel values between adjacent pixels, and staircase in which image edges appear as steps along the edges of the image. noise).
상기 격자노이즈는 압축된 데이터가 복원되어 화면상에 디스플레이될 때, 블록에 기초하여 처리한 흔적이 블록들간의 가장자리에 나타나게 되어, 보는 사람으로 하여금 블록간의 가장자리를 알 수 있게 한다. 또한 계단노이즈는 마찬가지로 화상의 가장자리가 계단모양으로 나타나게 되어, 보는 사람으로 하여금 화상의 가장자리가 울퉁불퉁함을 느끼게 한다.When the compressed data is reconstructed and displayed on the screen, the trellis noise causes the track processed based on the block to appear at the edges between the blocks so that the viewer can know the edges between the blocks. In addition, the stair noise likewise causes the edges of the image to appear in a staircase shape, causing the viewer to feel the edges of the image uneven.
이러한 블록에 기초한 부호화시 발생하는 블록화효과를 감소하기 위해 몇가지 방법들이 제안되어 왔다. 먼저, H.261에서는 루프필터(loop filter)로서 간단한 3X3 저역통과 필터를 사용하여 상기 블록화 효과를 감소시키고 있다. 그러나 상기 3x3 저역통과필터를 사용하면 계산량이 많아지고 블록화효과를 제거하는데 한계가 있다.Several methods have been proposed to reduce the block effect that occurs when encoding based on such a block. First, in H.261, the blocking effect is reduced by using a simple 3 × 3 lowpass filter as a loop filter. However, when the 3x3 low pass filter is used, the computational amount increases and there is a limit in removing the blocking effect.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 상기 블록에 기초하여 부호화할 때 발생하는 블록화효과를 크게 줄이기 위해 일차원 필터윈도우를 사용하고 일차원 신호적응필터를 사용함으로써, 고압축부호화시스템의 블록화효과 감소를 위한 일차원 신호적응필터링방법 및 일차원 신호적응필터를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and by using a one-dimensional filter window and using a one-dimensional signal adaptation filter to greatly reduce the blocking effect generated when encoding on the basis of the block, the blocking effect of the high compression encoding system. It is an object of the present invention to provide a one-dimensional signal adaptation filtering method and a one-dimensional signal adaptation filter for reduction.
도 1는 본 발명에 의한 일차원신호적응필터의 일실시예의 구성을 블록도로 도시한 것이다.1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a one-dimensional signal adaptation filter according to the present invention.
도 2는 영상 프레임이 8x8(또는 16x16) 픽셀 크기를 갖는 블록으로 나누어질 때, 블록과 일차원윈도우를 도시하고 있다.2 illustrates a block and a one-dimensional window when an image frame is divided into blocks having an 8x8 (or 16x16) pixel size.
도 3은 본 발명의 일실시예에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것이다.3 is a flowchart illustrating the operation of one embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 픽셀 s1 및 픽셀 s2에 대해 적용되는 필터윈도우의 기본 가중값을 도시한 것이다.4A and 4B show basic weighting values of the filter window applied to the pixels s1 and s2.
도 5a 내지 도 5c는 일차원필터윈도우의 각 픽셀 정보에 따른 가중값 및 픽셀값을 도시한 것이다.5A to 5C illustrate weighting values and pixel values according to pixel information of the one-dimensional filter window.
도 6a 내지 도 6e는 일차원필터윈도우의 정수연산을 위한 픽셀 가중값 및 픽셀값을 도시한 것이다.6A to 6E illustrate pixel weights and pixel values for integer operations of the one-dimensional filter window.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 영상저장부, 110 : 임계값계산부, 120 : 경사도연산부100: image storage unit, 110: threshold calculator, 120: gradient calculator
130 : 임계값비교부, 140 : 이진에지맵생성부130: threshold comparison unit, 140: binary edge map generation unit
150 : 필터가중값생성부, 160 : 일차원가중필터150: filter weight generation unit, 160: one-dimensional weight filter
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한, 하나의 프레임이 소정의 크기를 갖는 블록으로 구성될 때 영상데이터의 블록화효과 감소를 위한 일차원신호적응필터링방법은, 소정의 양자화스텝(Q) 함수에 의해 임계값(T)을 계산하는 단계; 상기 블록의 경계선을 따라 기설정된 크기를 갖는 일차원 윈도우를 적용하여, 상기 일차원윈도우를 구성하는 각 화소에 대해 소정의 경사도 연산을 수행하는 경사도연산단계; 상기 경사도 연산된 일차원 윈도우 내의 각 화소별 결과값을 상기 계산된 임계값(T)과 비교하여, 그 결과를 각 화소별 이진값으로 생성하는 이진에지맵생성단계; 상기 생성된 이진에지맵정보에 대하여 기설정된 크기의 일차원 필터윈도우를 적용하여, 상기 일차원 필터윈도우 내에 속한 이진에지맵정보에 의해 가중값들을 생성하는 가중값생성단계; 및 상기 생성된 가중값을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하는 단계를 포함함이 바람직하다.According to the present invention for achieving the above object, the one-dimensional signal adaptive filtering method for reducing the blocking effect of the image data when one frame is composed of blocks having a predetermined size, by a predetermined quantization step (Q) function Calculating a threshold value T; An inclination calculation step of applying a one-dimensional window having a predetermined size along the boundary line of the block to perform a predetermined inclination operation on each pixel constituting the one-dimensional window; A binary edge map generation step of comparing a result value of each pixel in the gradient one-dimensional window with the calculated threshold value T and generating the result as a binary value for each pixel; A weighting value generation step of applying weighted values by binary edge map information belonging to the one-dimensional filter window by applying a one-dimensional filter window of a predetermined size to the generated binary edge map information; And generating a new pixel value by filtering using the generated weight value.
상기 경사도연산단계의 일차원 윈도우는 그 중심 픽셀들이 상기 블록의 경계선을 사이에 두고 위치하며, 1 x 4 의 크기를 갖는 일차원 수평윈도우; 및 4 x 1 의 크기를 갖는 일차원 수직윈도우로 이루어짐이 바람직하다.The one-dimensional window of the gradient operation step includes a one-dimensional horizontal window whose center pixels are positioned with the boundary line of the block interposed therebetween and having a size of 1 × 4; And a one-dimensional vertical window having a size of 4 × 1.
상기 이진에지맵생성단계에서 각 화소별 생성될 이진값이 수평 및 수직윈도우에 대해 다를 경우는 에지로 결정한다.If the binary value to be generated for each pixel in the binary edge map generation step is different for the horizontal and vertical windows, the edge is determined.
상기 양자화기의 양자화스텝(Q)이 기설정된 값(N1)보다 작으면 필터링을 하지 않고, 상기 임계값(T)계산단계는 필터링하고자 하는 프레임이 인트라프레임(intraframe)이면, 임계값(T)은 경계선과 인접한 픽셀에서는 2Q - 4, 그 외의 픽셀들에서는 Q + 2 로 설정된다. 그리고 필터링하고자 하는 프레임이 인터프레임(interframe)이고 상기 Q가 상기 N1보다 크고 기설정된 값(N2)보다 작으면, 임계값(T)은 Q로 설정되고, 필터링하고자 하는 프레임이 인터프레임이고 상기 Q가 N2 이상이면, 임계값(T)은 기설정된 값(N3)로 설정됨이 바람직하다.If the quantization step Q of the quantizer is smaller than the predetermined value N1, no filtering is performed, and if the frame to be filtered is an intraframe, the threshold value T is calculated. Is set to 2Q-4 for pixels adjacent to the boundary and Q + 2 for other pixels. If the frame to be filtered is an interframe and Q is greater than N1 and less than a predetermined value N2, a threshold value T is set to Q, and the frame to be filtered is an interframe and the Q Is greater than or equal to N2, the threshold value T is preferably set to a predetermined value N3.
상기 경사도연산단계에서 수행하는, 상기 일차원 윈도우 내에 있는 각 픽셀에 대한 경사도 연산은 상기 일차원 윈도우 내의 각 픽셀과 인접하는 픽셀의 차에 대한 절대치임을 특징으로 한다.The inclination calculation for each pixel in the one-dimensional window, which is performed in the inclination operation step, is characterized in that the absolute value of the difference between each pixel and the adjacent pixel in the one-dimensional window.
1 x 4 의 크기를 갖는 일차원 수평윈도우에 들어있는 4개의 픽셀을 좌측으로부터 p0, p1, p2, p3라 하고 상응하는 픽셀값을 a, b, c, d, 상기 픽셀 p3 오른쪽에 있는 픽셀을 p4, 상응하는 픽셀값을 e라 할 때, 상기 픽셀 p0에 대한 경사도연산값은로 계산되고, 상기 픽셀 p1에 대해서는로, 상기 픽셀 p2는로, 상기 픽셀 p3는로 계산되고, 4 x 1 의 크기를 갖는 일차원 수직윈도우에 대해서도 상기 수평윈도우와 같은 원리로 상기 수직윈도우내의 각 픽셀에 대한 연산이 계산됨을 특징으로 한다.The four pixels in the one-dimensional horizontal window having the size of 1 x 4 are called p0, p1, p2, and p3 from the left and the corresponding pixel values are a, b, c, d, and the pixel to the right of the pixel p3 is p4. When the corresponding pixel value is e, the gradient operation value for the pixel p0 is For the pixel p1 The pixel p2 is Where the pixel p3 is Computation is calculated for the one-dimensional vertical window having a size of 4 x 1, the operation for each pixel in the vertical window is calculated on the same principle as the horizontal window.
상기 가중값 생성단계의 일차원 필터윈도우는 1 x 4의 크기를 갖는 필터윈도우이며, 상기 일차원 필터윈도우에 들어있는 4개의 픽셀을 좌측으로부터 s0, s1, s2, s3 라 할 때, 상기 가중값생성단계의 일차원 필터윈도우는 상기 픽셀 s1 및 픽셀 s2에 대해서만 적용하고, 상기 픽셀 s1에 대해 적용되는 필터윈도우의 기본 가중값은 (1, 2, 1, 1)이고, 상기 픽셀 s2에 대해 적용되는 필터윈도우의 기본 가중값은 (1, 1, 2, 1)이다. 상기 픽셀 s1 에 대한 필터윈도우의 가중값은 상기 픽셀 s1 이 에지이면 가중값을 생성하지 않고, 상기 픽셀 s1 가 에지가 아니고 상기 필터윈도우 내의 다른 픽셀들(s0, s2, s3)도 에지가 아니면 상기 기본 가중값 (1, 2, 1, 1)을 설정하며, 상기 필터윈도우 내의 다른 픽셀(s0, s2, s3)이 에지이면 상기 기본 가중값에 대해 에지인 픽셀의 가중값은 0으로 설정하되, 픽셀 s2의 가중값이 0으로 설정되면 픽셀 s3의 가중값도 0으로 설정한다. 상기 픽셀 s2에 대한 필터윈도우의 가중값 생성도 상기 픽셀 s1과 같은 원리로 수행함을 특징으로 한다.The one-dimensional filter window of the weight generation step is a filter window having a size of 1 × 4. When the four pixels included in the one-dimensional filter window are s0, s1, s2, and s3 from the left side, the one-dimensional filter window of the weight generation step The filter window is applied only to the pixel s1 and the pixel s2, and the default weight of the filter window applied to the pixel s1 is (1, 2, 1, 1), and the default weight of the filter window applied to the pixel s2. Is (1, 1, 2, 1). The weighting value of the filter window for the pixel s1 does not generate a weighting value if the pixel s1 is an edge, and if the pixel s1 is not an edge and other pixels s0, s2, s3 in the filter window are not edges as well, the default weighting value (1, 2, 1, 1), and if the other pixels (s0, s2, s3) in the filter window are edges, the weight of the pixel that is an edge with respect to the basic weight is set to 0, but the weight of pixel s2 is If it is set to 0, the weight of pixel s3 is also set to 0. Weight generation of the filter window for the pixel s2 is also performed in the same principle as the pixel s1.
상기 일차원 필터윈도우에 들어있는 4개의 픽셀을 좌측으로부터 s0, s1, s2, s3 라 할 때, 상기 가중값생성단계의 일차원 필터윈도우는 상기 픽셀 s1 및 픽셀 s2에 대해서만 적용하고, 상기 가중값생성단계 및 화소값생성단계는 상기 일차원 필터윈도우의 각 픽셀당 에지정보에 따라 기설정된 가중값을 적용하여 새로운 화소값을 생성함을 특징으로 한다.When four pixels included in the one-dimensional filter window are s0, s1, s2, and s3 from the left, the one-dimensional filter window of the weighting step is applied only to the pixels s1 and s2, and the weighting step and the pixel The value generating step is characterized in that a new pixel value is generated by applying a preset weighting value according to the edge information for each pixel of the one-dimensional filter window.
상기의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한, 영상 블록화효과를 감소하기 위한 일차원신호적응필터는, 영상데이터를 일시저장하는 영상저장부; 상기 영상저장부의 소정의 양자화스텝(Q) 함수에 의해 임계값(T)을 계산하는 임계값계산부; 상기 영상저장부의 영상 프레임이 소정의 크기를 갖는 블록으로 나누어질 때, 상기 블록의 경계선을 따라 기설정된 크기를 갖는 일차원 윈도우를 적용하여 상기 일차원윈도우를 구성하는 각 화소에 대해 소정의 경사도 연산을 수행하는 경사도연산부; 상기 경사도 연산부에서 계산된 상기 일차원윈도우의 각 화소별 결과값을 상기 임계값계산부에서 계산된 임계값(T)과 비교하는 임계값비교부; 상기 임계값비교부에서 비교된 결과를 각 화소별 이진값으로 생성하는 이진에지맵생성부; 상기 이진에지맵생성부에서 생성된 이진에지맵정보에 대하여 기설정된 크기의 일차원 필터윈도우를 적용하여, 상기 일차원 필터윈도우 내에 속한 이진에지맵정보에 의해 가중값들을 생성하는 필터가중값생성부; 및 상기 필터가중값생성부에서 생성된 가중값을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하는 일차원가중필터를 포함함이 바람직하다.According to the present invention for achieving the above object, the one-dimensional signal adaptation filter for reducing the image blocking effect, the image storage unit for temporarily storing the image data; A threshold calculator which calculates a threshold value T by a predetermined quantization step function of the image storage unit; When the image frame of the image storage unit is divided into blocks having a predetermined size, a predetermined gradient operation is performed on each pixel constituting the one-dimensional window by applying a one-dimensional window having a predetermined size along the boundary line of the block. Gradient calculation unit to be; A threshold comparison unit for comparing a result value for each pixel of the one-dimensional window calculated by the gradient calculator with a threshold value T calculated by the threshold calculator; A binary edge map generation unit generating a result of the comparison in the threshold comparing unit as a binary value for each pixel; A filter weighting value generation unit generating weighted values by binary edge map information belonging to the one-dimensional filter window by applying a one-dimensional filter window of a predetermined size to the binary edge map information generated by the binary edge map generation unit; And a one-dimensional weighting filter for generating new pixel values by filtering using the weighting values generated by the filter weighting value generator.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 일실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도 1는 본 발명에 의한 일차원신호적응필터의 일실시예의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 영상저장부(100), 임계값계산부(110), 경사도연산부(120), 임계값비교부(130), 이진에지맵생성부(140), 필터가중값생성부(150) 및 일차원가중필터(160)를 포함하여 이루어진다. 도 3은 상기 본 발명의 일실시예에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a one-dimensional signal adaptation filter according to the present invention. The
상기 영상저장부(100)는 블록화효과를 포함하고 있는 영상데이터를 일시저장한다.The
상기 임계값계산부(110)는 상기 영상저장부(100)로부터 소정의 양자화스텝(Q)을 받아들여 임계값(T)을 계산한다. 본 실시예에서는 상기 양자화기의 양자화스텝(Q)이 4보다 작으면 필터링을 하지 않는다.(300단계)The
그리고 상기 임계값(T)은 필터링하고자 하는 프레임이 인트라프레임(intraframe)인지 검사한다.(305단계)The threshold value T determines whether the frame to be filtered is an intraframe (step 305).
1 x 4 의 크기를 갖는 일차원 수평윈도우(210)에 들어있는 4개의 픽셀을 좌측으로부터 p0, p1, p2, p3라 하고 상응하는 픽셀값을 a, b, c, d, 상기 픽셀 p3 오른쪽에 있는 픽셀을 p4, 상응하는 픽셀값을 e라 할 때, 만일 필터링하고자 하는 프레임이 인트라프레임이면 임계값(T)을 상기 블록경계선과 인접한 픽셀(p1)에 대한 경사도 연산에 대해서는 2Q - 4로 설정하고, 그 외의 픽셀들(p0, p2, p3)에 대해서는 Q + 2로 설정한다.(310단계)The four pixels in the one-dimensional
그리고 필터링하고자 하는 프레임이 인터프레임(interframe)이고 상기 Q가 19보다 작은지 검사하여(315단계), 19보다 작으면 임계값(T)을 Q로 설정하고(320단계), 필터링하고자 하는 프레임이 인터프레임이고 상기 Q가 19 이상이면, 임계값(T)은 19로 설정한다.(325단계)If the frame to be filtered is an interframe and the Q is less than 19 (step 315), and if it is less than 19, the threshold value T is set to Q (step 320). If Q is equal to or greater than 19, the threshold value T is set to 19 (step 325).
경사도연산부(120)는 상기 영상저장부(100)의 영상 프레임이 소정의 크기를 갖는 블록으로 나누어질 때, 상기 블록의 경계선을 따라 기설정된 크기, 바람직하게는 1 x 4의 크기를 갖는 일차원 윈도우를 적용하여 상기 일차원윈도우를 구성하는 각 화소에 대해 인접화소간의 절대치연산을 통한 경사도 연산을 수행한다.(330단계) 도 2는 영상 프레임이 8x8(또는 16x16) 픽셀 크기를 갖는 블록으로 나누어질 때, 상기 블록(200)과 일차원윈도우(210, 220)를 도시하고 있다. 그리고 상기 일차원윈도우(210, 220)는 그 중심픽셀(b,c)들이 상기 블록(200)의 경계선(230)을 사이에 두고 위치하며, 1 x 4 의 크기를 갖는 일차원 수평윈도우(210) 및 4 x 1 의 크기를 갖는 일차원 수직윈도우(220)로 이루어진다.When the image frame of the
그리고 상기 일차원윈도우 안에 들어와 있는 각 픽셀에 대한 경사도연산은 상기 픽셀과 인접하는 픽셀과의 차에 대한 절대치를 취함으로써 계산된다. 즉 상기 픽셀 p0에 대한 경사도연산값은로 계산되고, 상기 픽셀 p1에 대해서는로, 상기 픽셀 p2는로, 상기 픽셀 p3는로 계산된다. 마찬가지로 상기 4 x 1 의 크기를 갖는 일차원 수직윈도우(220)에 대해서도 상기 수평윈도우(210)와 같은 원리로 상기 수직윈도우(220)내의 각 픽셀에 대한 연산이 계산된다. 여기서, 상기 경사도연산은 상기 블록(200)의 좌측경계선(230) 및 위쪽경계선(240)에 대해서만 수행하면 된다. 상기 블록(200)의 우측경계선(250) 및 아래쪽경계선(280)은 다음 블록(270) 및 아래쪽블록(280)에서 처리된다.The gradient operation for each pixel in the one-dimensional window is calculated by taking an absolute value of the difference between the pixel and an adjacent pixel. That is, the slope calculation value for the pixel p0 is For the pixel p1 The pixel p2 is Where the pixel p3 is Is calculated. Similarly, for the one-dimensional
상기 임계값비교부(130)는 상기 경사도연산부(120)에서 계산된 상기 일차원윈도우의 각 화소별 결과값을 상기 임계값계산부(110)에서 계산된 임계값(T)과 비교하여 에지인지를 판단한다.(335단계) 그리고 이진에지맵생성부(140)는 상기 임계값비교부(130)에서 비교된 결과를 각 화소별 이진값으로 생성한다.(340단계)The
한편 상기 임계값비교부(130) 및 이진에지맵생성부(140)은 소프트웨어로 구현시는 하나의 모듈(module)로 구현가능하며, 상기 모듈을 이진에지맵정보생성부(170)로 칭해도 무방하다.Meanwhile, the
상기 임계값비교부(130) 및 이지에지맵생성부(140)의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 임계값비교부(130)에서 각 픽셀별로 계산된 경사도연산값을 상기 임계값계산부(110)에서 계산된 임계값(T)과 비교한 결과, 화소별 경사도연산 결과값이 상기 임계값(T)보다 크면, 에지(edge)로 판단하고 첫 번째 픽셀 p0의 에지정보 edge[0] = 1로 세팅한다. 만일 임계값(T)보다 작으면, 에지가 아닌 것으로 판단하고 상기 edge[0] = 0으로 세팅한다. 마찬가지로 같은 원리로 edge[1], edge[2] 및 edge[3]에 대한 이진에지맵 정보를 구한다. 이렇게 하여 블록의 경계선을 따라 일차원윈도우를 적용하여 수평과 수직방향에 대해 이진에지맵정보를 생성한다. 한편 상기 일차원윈도우를 수평 및 수직 방향으로 모두 적용하여 이진에지정보가 수평, 수직 양방향에 대해 다르게 계산되는 픽셀은 에지로 판단하여 이진에지정보는 1로 세팅된다.The operation of the
상기 필터가중값생성부(150)는 상기 이진에지맵생성부(140)에서 생성된 이진에지맵정보에 대하여 1 x 4 의 크기를 갖는 일차원 필터윈도우를 적용하여, 상기 일차원 필터윈도우 내에 속한 이진에지맵정보에 의해 가중값들을 생성한다. 상기 일차원 필터윈도우의 크기는 1 x 4로 한정되지 않고 더 확장될 수도 있으며, 이로 인해 본 발명이 한정되지 않음은 당업자에게 명백할 것이다.The filter weight
상기 일차원가중필터(160)는 상기 필터가중값생성부(150)에서 생성된 가중값을 사용하여 상기 영상저장부(100)의 데이터를 필터링하여 새로운 화소값을 생성한다. 상기 일차원 필터윈도우에 들어있는 4개의 픽셀을 좌측으로부터 s0, s1, s2, s3 라 하고 상응하는 필터계수(filter coefficient )(또는 가중값)를 w1, w2, w3, w4라 할 때, 필터링은 상기 픽셀 s1 및 픽셀 s2에 대해서만 적용한다. 즉 상기 필터가중값생성부(150)에서 생성된 가중값을 사용하여 일차원가중필터(160)를 수행함으로써, 상기 픽셀 s1 및 s2에 대한 픽셀값으로 새롭게 생성한다. 즉 픽셀 s1 및 s2의 픽셀값이 입력영상저장부(100)에서는 a2, a3라고 한다면 상기 필터가중값생성부(150) 및 일차원가중필터(160)를 통해 신호적응필터링이 된 후에는 a'2, a'3으로 바뀐다는 것이다.The one-
상기 필터가중값생성부(150) 및 일차원가중필터(160)의 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다. 먼저 상기 픽셀 s1에 대해 적용되는 필터윈도우의 기본 가중값을 도 4a에 도시된 바와 같이 (1, 2, 1, 1)으로 설정하고, 상기 픽셀 s2에 대해 적용되는 필터윈도우의 기본 가중값을 도 4b에 도시된 바와 같이 (1, 1, 2, 1)으로 설정한다.The operation of the filter weight
그리고 나서 상기 픽셀 s1에 대한 필터윈도우의 가중값을 결정하기 위해, 상기 픽셀 s1이 에지(edge)인지 검사하여(345단계), 에지이면 가중값을 생성하지 않고 일차원필터링을 수행하지 않는다.(360단계) 만일 상기 픽셀 s1이 에지가 아니면 상기 필터윈도우 내의 다른 픽셀(s0, s2, s3)들 값에 따라 적절한 가중값을 설정한다.(350단계) 보다 구체적인 예를 들면, 상기 픽셀 s1이 에지가 아니고 상기 필터윈도우 내의 다른 픽셀(s0, s2, s3)들도 에지가 아니면 도 4a에 도시된 필터 가중값으로 결정하여 필터링한다. 만일 상기 픽셀 s1이 에지가 아니고 상기 필터윈도우 내의 다른 픽셀(s0, s2, s3)에 에지가 있다면, 픽셀 s0 및 s1을 조사하여 픽셀 s0가 에지이면 도 5a에 도시된 바와 같이 상응하는 가중값(w2)을 0으로 설정하고, 만일 픽셀 s2가 에지라면 도 5b에 도시된 바와 같이 픽셀 s2 및 s3에 상응하는 가중값(w3, w4)을 0으로 설정한다. 만일 픽셀 s3가 에지라면, 도 5c에 도시된 바와 같이 픽셀 s3에 상응하는 가중값(w4)을 0으로 설정한다. 마찬가지로 픽셀 s2에 대해서도 상기 픽셀 s1과 같은 원리로 일차원 필터윈도우의 가중값을 설정한다.Then, to determine the weight value of the filter window for the pixel s1, it is checked whether the pixel s1 is an edge (step 345), and if it is an edge, one-dimensional filtering is not performed without generating a weight value (step 360). If the pixel s1 is not an edge, an appropriate weighting value is set according to the values of other pixels s0, s2, and s3 in the filter window (step 350). More specifically, for example, the pixel s1 is not an edge and the filter is set. If other pixels S0, S2, S3 in the window are not edges, they are determined by the filter weighting value shown in FIG. 4A and filtered. If the pixel s1 is not an edge and there are edges at other pixels s0, s2, and s3 in the filter window, if the pixel s0 is an edge by examining the pixels s0 and s1, the corresponding weight value w2 is shown in FIG. ) Is set to 0, and if the pixel s2 is an edge, the weight values w3 and w4 corresponding to the pixels s2 and s3 are set to 0 as shown in FIG. 5B. If pixel s3 is an edge, set the weighting value w4 corresponding to pixel s3 to zero as shown in FIG. 5C. Similarly, the weight of the one-dimensional filter window is set for the pixel s2 in the same principle as the pixel s1.
상기와 같이 가중값이 설정되면, 가중필터링을 수행한다.(355단계) 상기 설정된 가중값에 따라 가중필터링의 예를 들면 다음과 같다. 상기 일차원 필터윈도우의 원래 픽셀값이 a, b, c, d라고 할 때, 도 5a에 도시한 가중값에 대해 픽셀 s1의 픽셀값( a'2)은 (2b+c+d)/4 + 0.5를 계산하여 정수부분만 취한 값이 된다. 도 5a 내지 도 5c의 'int'는 정수값만을 취함을 의미한다. 마찬가지로 도 5b에 대한 a'2는 (a + 2b)/3 + 0.5를 계산하여 정수값을 취하고, 도 5c의 경우는 (a+2b+c)/4 + 0.5를 계산하여 정수값을 취한다. 픽셀 s2에 대해서도 상기 픽셀 s1과 같은 원리로 계산하여 필터링을 수행한다.If the weighting value is set as described above, weighting filtering is performed (step 355). An example of weighting filtering according to the set weighting value is as follows. When the original pixel values of the one-dimensional filter window are a, b, c, and d, the pixel value a'2 of pixel s1 is (2b + c + d) / 4 + 0.5 with respect to the weighting value shown in FIG. 5A. It is calculated to be the value obtained by taking only the integer part. 'Int' in FIGS. 5A to 5C means that only integer values are taken. Similarly, a'2 for FIG. 5B takes an integer value by calculating (a + 2b) / 3 + 0.5, and in FIG. 5C, takes an integer value by calculating (a + 2b + c) / 4 + 0.5. . Filtering is performed on the pixel s2 based on the same principle as the pixel s1.
한편 상기 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같은 필터링은 부동소수점연산(floating point operation)이 수행되므로 경우에 따라 처리시간이 많이 소요될 수도 있다. 따라서 이를 정수계산으로 처리할 수도 있다. 1 x 4 크기의 일차원픽셀 윈도우의 각 픽셀은 s0, s1, s2, s3라 하고 상응하는 픽셀값을 a, b, c, d라 가정한다. 도 6a는 픽셀 s0가 에지일 경우의 가중값을 나타내고 있다. 여기서 빗금친 부분은 에지임을 나타내며, 에지인 픽셀의 가중값은 0 이다. 픽셀 s1에 대한 픽셀값 a'2 = (2a+c+d)>>2 으로 계산된다. 즉 (2a+c+d)를 계산하여 왼쪽으로 2번 이동(shift)를 한다. 여기서 상기 '>>' 는 오른쪽이동연산(right shift operation)을 나타낸다. 마찬가지로 도 6b는 픽셀 s2 및 s3가 에지일 경우의 가중값을 나타내고 있으며, 픽셀 s1에 대한 픽셀값 a'2 = (6a+10b)>>4 로 계산된다. 도 6c는 에지인 픽셀이 없는 경우의 가중값을 나타내고 있으며, 픽셀 s1에 대한 픽셀값 a'2 = (a+4b+2c+d)>>3 으로 계산된다. 도 6d는 픽셀 s3가 에지일 경우의 가중값을 나타내고 있으며, 픽셀 s1에 대한 픽셀값 a'2 = (a+2b+c)>>2 로 계산된다. 도 6e는 픽셀 s0 및 s3가 에지일 경우의 가중값을 나타내고 있으며, 픽셀 s1에 대한 픽셀값 a'2 = (10b+6c)>>4 로 계산된다. 픽셀 s2에 대한 픽셀값 a'2도 픽셀 s1에 대한 픽셀값 계산과 같은 원리로 계산한다.Meanwhile, the filtering as illustrated in FIGS. 5A to 5C may take a lot of processing time in some cases because a floating point operation is performed. Therefore, it can be treated as integer calculation. Each pixel of the 1 × 4 one-dimensional pixel window is assumed to be s0, s1, s2, s3 and the corresponding pixel values are a, b, c, d. 6A shows the weighting value when the pixel s0 is an edge. Here, the hatched portion indicates an edge, and the weight of the edge pixel is zero. The pixel value a'2 = (2a + c + d) >> 2 for the pixel s1 is calculated. In other words, (2a + c + d) is calculated and shifted to the left twice. Wherein '>>' represents a right shift operation. Similarly, FIG. 6B shows weighting values when pixels s2 and s3 are edges, and is calculated as pixel value a'2 = (6a + 10b) >> 4 for pixel s1. Fig. 6C shows a weighting value when there is no pixel as an edge, and is calculated as pixel value a'2 = (a + 4b + 2c + d) >> 3 for pixel s1. FIG. 6D shows a weighting value when the pixel s3 is an edge and is calculated as pixel value a'2 = (a + 2b + c) >> 2 for the pixel s1. Fig. 6E shows weighting values when pixels s0 and s3 are edges, and is calculated as pixel value a'2 = (10b + 6c) >> 4 for pixel s1. The pixel value a'2 for the pixel s2 is also calculated on the same principle as the pixel value calculation for the pixel s1.
상술한 일실시예는 부호화장치의 루프필터로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 복호화장치에도 사용할 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한 상기 필터링을 각 8 x 8 의 크기를 갖는 블록내부에만 적용을 하여도 모스키토(Mosquito noise)를 줄일 수 있으며, 이에 대한 설명은 당업자에게 자명하므로 생략한다.It will be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiment can be used not only as a loop filter of the encoding apparatus but also as a decoding apparatus. In addition, even if the filtering is applied only to the inside of the block having a size of 8 x 8, Mosquito noise can be reduced, and a description thereof will be omitted since it will be apparent to those skilled in the art.
본 발명에 의하면, 블록에 기초한 압축복원된 영상으로부터 블록화노이즈를 제거하므로써 압축복원된 영상의 품질을 개선시키는 효과를 가져온다.According to the present invention, the effect of improving the quality of a compressed restored image is obtained by removing block noise from a block-based compressed restored image.
또한 상기 신호적응필터링을 각기 8 x 8 의 크기를 갖는 블록내부에만 적용을 하여도 모스키토(Mosquito noise)를 줄일 수 있다.In addition, it is possible to reduce mosquito noise even if the signal adaptation filtering is applied only to the inside of a block having a size of 8 × 8.
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