KR100468950B1 - How to Implement QualityScalability Using Probability Tables Used for CAE - Google Patents

How to Implement QualityScalability Using Probability Tables Used for CAE Download PDF

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본 발명은 CAE의 확률표를 이용해서 손실 부호화된 기본 계층을 이용하여 손실 정도가 기본 계층 보다 작은 고위 계층을 부호화하기 위해 기본 계층 정보와 기본 계층을 부호화할 때와 같은 방법으로 고위 계층을 부호화함으로써 양질의 신축형 부호화를 구현토록 한 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법에 관한 것이다.According to the present invention, by encoding a higher layer in the same way as encoding base layer information and a base layer to encode a higher layer having a loss degree lower than that of the base layer using a base layer that is loss-coded using a probability table of CAE. The present invention relates to a method of implementing quality scalability using a probability table used in CAE to implement high quality flexible coding.

이러한 본 발명은, CAE에 사용되는 확률표를 이용한 고위 계층을 손실 부호화하는 것을 특징으로 하며, 그 CAE 확률표에서 발생할 수 있는 두 가지 경우(물체내부일 경우와 물체 외부일 경우)의 확률에서 두 확률값의 차의 절대값이 임계값(DPT)보다 작을 경우 원래의 확률 값을 그대로 사용하여 상기 고위 계층을 부호화하는 것을 특징으로 한 것이다.The present invention is characterized by loss coding a higher layer using a probability table used for CAE, and has two possibilities in the probability of two cases (internal object and external object) that can occur in the CAE probability table. When the absolute value of the difference of the probability values is smaller than the threshold value (DPT), the higher layer is encoded using the original probability value as it is.

또한, CAE 확률표면에서 발생할 수 있는 두 가지 경우(물체 내부일 경우와 물체 외부일 경우)의 확률에서 두 확률값의 차의 절대값이 임계값(DPT)보다 클 경우 물체의 내부일 확률이 클 경우는 물체의 내부로 결정하고 물체의 외부일 확률이 클 경우는 물체의 외부로 결정하여 상기 고위 계층을 부호화하는 것을 특징으로 한 것이다.In addition, in the probability of two cases (inside the object and outside the object) that may occur on the CAE probability surface, the absolute value of the difference between the two probability values is greater than the threshold (DPT). Is determined to be the inside of an object, and if the probability of the outside of the object is large, the outside layer is determined to encode the higher layer.

Description

CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법Quality Scalability Implementation Method Using Probability Table Used for CAE

본 발명은 CAE의 확률표를 이용해서 손실 부호화된 기본 계층을 이용하여 손실 정도가 기본 계층 보다 작은 고위 계층을 부호화하기 위해 기본 계층 정보와 기본 계층을 부호화할 때와 같은 방법으로 고위 계층을 부호화함으로써 양질의 신축형 부호화를 구현토록 한 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법을 제공하고자 한 것이다.According to the present invention, by encoding a higher layer in the same way as encoding base layer information and a base layer to encode a higher layer having a loss degree lower than that of the base layer using a base layer that is loss-coded using a probability table of CAE. An attempt was made to provide a method of implementing quality scalability using a probability table used in CAE to implement high quality flexible coding.

본 발명은 신축형 부호화에 관한 것으로, 특히 현재 알고 있는 영상의 값을 이용하고 부가적인 정보를 더해줌으로써 좀 더 적은 정보량으로 오차가 적은 영상을 얻도록 하는 Quality Scalability에 관한 것이다.The present invention relates to telescopic coding, and more particularly, to quality scalability, which obtains an image with less error by using a smaller amount of information by using a value of a currently known image and adding additional information.

일반적으로, Quality Scalability는 얼마만큼의 오차를 가지고 있는(화질이 나쁜)영상을 알고 있을 경우 좀 더 오차가 적은(화질이 좋은)영상을 얻고자 할 경우, 전 영상에 대해서 오차가 적게 발생하도록 영상을 다시 부호화하는 것이 아니라 현재 알고 있는 영상의 값을 이용하여 여기서 부가적인 정보를 더해줌으로써 좀더 적은 정보량으로 오차가 적은 영상을 얻는 방법이다. 도 1에서는 보는 것과 같이 3개의 layer(기본 계층(Base layer), 고위 계층(enhancement layer)1, 고위 계층2)로 구성된 quality scalability를 수행할 경우, 기본 계층의 화질이 가장 나쁘고, 고위 계층 1, 고위 계층 2로 올라갈수록 화질이 개선된다. 그리고 고위 계층 1을 부호활 때 알고 있는 기본 계층 정보를 이용하여 부호화를 한다. 마찬가지로 고위 계층 2를 부호화 할 때도 현재 알고 있는 고위 계층 1의 정보를 이용하여 부호화한다.In general, Quality Scalability means that if you know a video with a certain amount of error (bad picture quality), and you want to get a video with less error (good picture quality) Rather than re-encoding, it adds additional information here using the values of the currently known image to obtain an image with less error with less information. As shown in FIG. 1, when performing quality scalability consisting of three layers (base layer, base layer 1, and high layer 2), the quality of the base layer is the worst, and the top layer 1, As you move to higher tier 2, the picture quality improves. The higher layer 1 is encoded using base layer information known when encoding. Similarly, when encoding the higher layer 2, the encoding is performed using the information of the higher layer 1 that is known.

그런데, 현재 MPEG-4에서는 Quality Scalability에 대한 구현 방법이 제시되어 있지 않다는 단점이 있다.However, there is a drawback that an implementation method for quality scalability is not currently provided in MPEG-4.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명은 CAE의 확률표를 이용해서 손실 부호화된 기본 계층을 이용하여 손실 정도가 기본 계층 보다 작은 고위 계층을 부호화하기 위해 기본 계층 정보와 기본 계층을 부호화할 때와 같은 방법으로 고위 계층을 부호화함으로서 양질의 신축형 부호화를 구현토록 한 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and the present invention provides a method for encoding a higher layer having a loss degree lower than that of the base layer by using a lossy coded base layer using a probability table of CAE. The purpose of the present invention is to provide a method of implementing quality scalability using a probability table used in CAE to implement high quality flexible coding by encoding high layer in the same way as encoding base layer information and base layer.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명에서는 CAE의 확률표를 이용한 손실 부호화된 기본 계층을 이용하여 손실 정도가 기본 계층보다 작은 고위 계층을 부호화하기 위해서 기본 계층을 부호화했던 방법과 같은 방법으로 고위 계층을 부호화한다.In the present invention, a higher layer is encoded using a lossy encoded base layer using a CAE probability table in the same manner as the base layer is encoded to encode a higher layer having a loss degree smaller than that of the base layer.

CAE 확률표를 이용한 손실 부호화를 하는 방법은 도 2와 같은 context template를 이용하여 부호화하고자 하는 위치의 context (C= "t-1" Ck·2k)를 구하고 구해진 context를 참조하여 주어진 context를 가지는 화소가 물체의 내부일 확률(Po)과 외부일 확률(Pt)을 알 수 있다.In the lossy coding method using the CAE probability table, a context (C = “t-1” Ck · 2k) of a location to be encoded using a context template as shown in FIG. 2 is obtained, and a pixel having a given context is referred to by the obtained context. It can be seen that the probability Po is the inside of the object Po and the probability Pt is the outside.

이 때 두 확률값의 차의 절대값을 구하고 그 차의 절대값이 임계값(DPT: Difference Probability Threshold)보다 클 경우는 부호화를 하지 않고, Po, Pt의 값을 비교했을 때 만약 Po보다 Pt보다 크다면 물체의 내부라고 결정한다. 반대로 Po가 Pt보다 작을 경우는 물체의 외부라고 결정한다. 이 경우 복호기 측에서도 같은 context를 가지므로 이 화소가 CAE를 이용하여 부호화하지 않고 Po, Pt에 의해서 예측되었다는 사실을 알기 때문에 Po와 Pt의 값을 이용하여 현재 위치의 화소값이 물체 내부인지 외부인지 복호할 수 있다. 그리고 Po와 Pt의 차의 절대값이 DPT 보다 작을 경우는 기존의 CAE 방법을 이용하여 부호화를 한다.At this time, if the absolute value of the difference between the two probability values is obtained and the absolute value of the difference is larger than the threshold value (DPT), the encoding is not performed. If the values of Po and Pt are compared, it is larger than Pt. If it is the inside of the object. Conversely, if Po is less than Pt, it is determined that it is outside of the object. In this case, since the decoder has the same context, it knows that this pixel is predicted by Po and Pt without encoding using CAE. Therefore, it is possible to decode whether the pixel value of the current position is inside or outside the object using the values of Po and Pt. can do. If the absolute value of the difference between Po and Pt is smaller than DPT, encoding is performed by using a conventional CAE method.

손실부호화시 오차의 정도는 DPT를 얼마로 설정하느냐에 따라 달라질 수 있다. 만약 DPT가 큰 값일 경우, Po, Pt의 차의 절대값이 작은 부분에서는 CAE를 이용하여 부호화하고 Po, Pt의 차의 절대값이 큰 경우에 대해서는 부호화를 하지 않고 그 값을 그 확률표에 의해서 예측하기 때문에 그 오차가 적다. 그러나 DPT가 작을 경우는 물체의 내부일 확률과 외부일 확률의 차가 크지 않은 화소들까지 예측을 함으로 그런 화소에 대해서 오차가 발생할 가능성이 크다.The degree of error in loss coding may vary depending on how much DPT is set. If the value of DPT is large, it is encoded using CAE in the part where the absolute value of the difference between Po and Pt is small. If the absolute value of the difference between Po and Pt is large, the encoding is not performed. Because it predicts, the error is small. However, when the DPT is small, errors are likely to occur for such pixels by predicting pixels that have a large difference between the probability of the object being internal and the probability of being external.

따라서 도 3과 같이, 각 VOL(Video Object Layer) 대해서 허용 오차가 정해져 있을 경우, 각 MB에 대한 DPT를 결정하는 방법으로 처음에 DPT를 최소값으로 설정하고 현재의 DPT를 적용하여 손실부호화한 영상을 다시 복원한 영상과 원 영상과의 오차가 허용 오차보다 클 경우는 DPT를 증가시키고 위의 방법을 반복한다. 반대로 발생하는 오차가 허용 오차보다 작게 될 경우 이 때의 DPT를 최종 DPT로 결정한다.위의 방법으로 기본 계층이 부호화 되었을 경우 quality scalability를 구현하는 방법을 도면 4에 나타내었다. 만약 허용 오차가 QT1인 기본 계층와 허용오차가 QT2(QT1QT2)인 고위 계층로 구성된 quality scalability가 있다고 했을 경우, CAE의 확률표를 이용한 기본 계층을 허용 오차 QT1을 만족하도록 손실 부호화를 한다.이때 QT1의 허용 오차에대한 DPT를 구하고 복호기 측에 전송한다. 그리고 QT2의 허용오차를 만족하는 고위 계층의 정보를 전송해야 하는데 이때 QT2가 QT1보다 작으므로 고위 계층에서 오차는 모두 기본 계층에서 확률표를 보고 예측한 부분에서만 발생한다. 복호기 측에서는 기본 계층이 CAE를 통해서 부호화된 화소인지, 확률값을 이용하여 예측된 화소인지는 부호기 측에서 전송한 기본 계층의 DPT와 context를 이용하여 알 수 있다. 따라서 고위 계층에 대한 오차 정보를 전송하기 위해서 고위 계층의 허용 오차 QT2를 만족하는 DPT를 위의 방법과 동일한 방법으로 구하고, 기본 계층에서 부호화하지 않고 예측에 의해서 구해진 부분에 한해서 Po와 Pt의 차의 절대값을 구하고 그 차의 절대값이 DPT보다 작을 경우는 Po와 Pt에 의해서 CAE를 수행하고 Po와 Pt의 차가 DPT보다 클 경우는 Po와 Pt에 의해서 그 화소값을예측하고 고위 계층의 DPT를 복호기 측에 전송한다. 복호기에서는 기본 계층의 DPT를 이용하여 고위 계층의 복호화할 위치를 결정하고 고위 계층의 DPT를 이용하여 고위 계층을 CAE를 이용하여 복호화할 것인지 확률값을 이용하여 복호화 할 것인지를 결정한다.Therefore, as shown in FIG. 3, when a tolerance is determined for each VOL (Video Object Layer), a loss-coded image is obtained by initially setting the DPT to the minimum value and applying the current DPT as a method of determining the DPT for each MB. If the error between the reconstructed image and the original image is larger than the allowable error, increase the DPT and repeat the above method. On the contrary, if the error occurring becomes smaller than the allowable error, the DPT at this time is determined as the final DPT. FIG. 4 shows how to implement quality scalability when the base layer is encoded by the above method. If there is a quality scalability composed of a base layer having a tolerance of QT1 and a high layer having a tolerance of QT2 (QT1QT2), loss coding is performed so that the base layer using the CAE probability table satisfies the tolerance QT1. Obtain the DPT for the tolerance and send it to the decoder. In addition, the information of the higher layer that satisfies the tolerance of QT2 should be transmitted. In this case, since QT2 is smaller than QT1, the errors in the higher layer occur only in the part predicted by the probability table in the base layer. On the decoder side, whether the base layer is a pixel coded through CAE or a pixel predicted using a probability value can be known using the DPT and context of the base layer transmitted from the encoder side. Therefore, in order to transmit the error information for the higher layer, the DPT satisfying the tolerance QT2 of the higher layer is obtained in the same way as the above method, and the difference between Po and Pt is obtained only in the part obtained by prediction without encoding in the base layer. If the absolute value of the difference is smaller than DPT, CAE is performed by Po and Pt. If the difference between Po and Pt is larger than DPT, the pixel value is predicted by Po and Pt, and DPT of higher layer is estimated. Send to the decoder side. The decoder uses the base layer's DPT to determine where to decode the higher layer, and decides whether to decode the higher layer using CAE or the probability value using the higher layer's DPT.

같은 방법으로 허용 오차가 QT3인 고위 계층2가 존재한다고 할 경우는 기본계층을 이용하여 고위 계층 1을 부호화했던 방법과 동일한 방법으로 부호화를 알 수 있다.In the same way, if there is a high layer 2 having a tolerance of QT3, encoding can be known in the same manner as the high layer 1 is encoded using the base layer.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 CAE의 확률표를 이용한 손실 부호화 하는 방법을 이용하여 MPEG-4의 기능 중 quality scalability를 구현할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of implementing quality scalability among the functions of MPEG-4 by using a lossy coding method using a probability table of CAE.

도 1은 본 발명이 적용되는 신축형 부호화를 위한 Quality Scalability 구성도,1 is a configuration of Quality Scalability for flexible coding according to the present invention,

도 2는 본 발명에서 CAE를 위한 context template 일예도,2 is an example of a context template for CAE in the present invention,

도 3은 본 발명에서 각 매크로블럭(MB)보다 DPT를 결정하는 방법을 보인 흐름도,3 is a flowchart illustrating a method of determining a DPT rather than each macroblock (MB) in the present invention;

도 4는 기본 계층(기본 계층)과 고위 계층(고위 계층)에서의 부호화 영역과 예측 영역 분할도.4 is a diagram illustrating coding region and prediction region division in a base layer (base layer) and a high layer (high layer).

Claims (8)

신축형 부호화시 기본 계층을 기반으로 고위 계층을 부호화하는 방법에 있어서,In the method of encoding the higher layer based on the base layer in the flexible encoding, CAE 확률표에서 발생할 수 있는 두 가지 경우(물체 내부일 경우와 물체 외부일 경우)의 확률에서 두 확률값의 차의 절대값이 임계값(DPT)보다 작을 경우 원래의 확률 값을 그대로 사용하여 상기 고위 계층을 부호화하는 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법.If the absolute value of the difference between the two probability values is less than the threshold value (DPT) in the probability of two cases (inside the object and outside the object) that can occur in the CAE probability table, the original probability value is used as it is. Quality Scalability implementation method using a probability table used in CAE characterized in that the layer is encoded. 신축형 부호화시 기본 계층을 기반으로 고위 계층을 부호화하는 방법에 있어서,In the method of encoding the higher layer based on the base layer in the flexible encoding, CAE 확률표에서 발생할 수 있는 두가지 경우(물체 내부일 경우와 물체 외부일 경우)의 확률에서 두 확률값의 차의 절대값이 임계값(DPT)보다 클 경우 물체의 내부일 확률이 클 경우는 물체의 내부로 결정하고 물체의 외부일 확률이 클 경우는 물체의 외부로 결정하여 상기 고위 계층을 부호화하는 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법.If the absolute value of the difference between the two probability values is greater than the threshold (DPT) in the probability of two cases (inside the object and outside the object) that can occur in the CAE probability table, the probability of the object is large. If it is determined to be internal and the probability of the outside of the object is large, Quality Scalability implementation method using a probability table used for CAE characterized in that the outer layer is determined to encode the higher layer. 신축형 부호화시 기본 계층을 기반으로 고위 계층을 부호화하는 방법에 있어서,In the method of encoding the higher layer based on the base layer in the flexible encoding, DPT를 구하기 위해서 DPT를 변화시켜 가면서 부호화 한 영상을 다시 복원한 영상과 원 영상의 차의 절대값을 구했을 때 그 차이가 허용 오차 이상이면 DPT을 증가시켜 위의 방법을 반복하고 허용 오차 보다 작으면 현재의 DPT값을 DPT로 결정하고 고위 계층을 부호화하는 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법 .If the absolute value of the difference between the reconstructed image and the original image is reestablished by changing the DPT to obtain the DPT, and the difference is more than the tolerance, increase the DPT and repeat the above method. A method of implementing quality scalability using a probability table used in CAE, which determines a current DPT value as a DPT and encodes a higher layer. 제3항에 있어서, 상기 DPT를 VOP단위로 적용한 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법.4. The method of claim 3, wherein the DPT is applied in units of VOPs. 제3항에 있어서, 상기 DPT를 MB단위로 결정하는 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법.4. The method of claim 3, wherein the DPT is determined in MB units. 신축형 부호화시 기본 계층을 기반으로 고위 계층을 부보화하는 방법에 있어서,In the method of supplementing the higher layer based on the base layer in the flexible coding, CAE 확률표를 이용한 부호화된 기본 계층의 정보를 이용하여 고위 계층을 부호화하고, 상기 고위 계층을 부호화하기 위한 DPT를 결정할 때 시작 DPT값을 기본계층에서 사용한 DPT 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법.CAE characterized in that the higher layer is encoded using information of the encoded base layer using the CAE probability table, and the start DPT value is set to the DPT value used in the base layer when the DPT for encoding the higher layer is determined. Quality Scalability Implementation Method Using Probability Table. 신축형 부호화시 기본 계층을 기반으로 고위 계층을 부호화하는 방법에 있어서,In the method of encoding the higher layer based on the base layer in the flexible encoding, 고위 계층의 DPT가 결정되었을 경우, 기본 계층에서 예측에 의해서 화소값이 결정된 부분에 한해서만 물체의 내부일 확률과 외부일 확률의 차의 절대값을 비교하여 CAE를 이용하여 부호화 할 것인지 두 확률값을 이용하여 예측을 할 것인지를 결정하는 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법.When the DPT of the higher layer is determined, the absolute value of the difference between the probability of the inside of the object and the probability of the outside of the object is compared and encoded using CAE only in the part where the pixel value is determined by the prediction in the base layer. Quality Scalability implementation method using a probability table used in CAE, characterized in that to determine whether to make a prediction. 제7항에 있어서, 상기 물체의 내부일 확률과 외부일 확률의 차의 절대값이 DPT이상이고, 물체의 내부일 확률이 외부일 확률보다 클 경우 물체의 내부로 결정하고, 외부일 확률이 내부일 확률보다 클 경우는 외부로 결정하는 것을 특징으로 하는 CAE에 사용되는 확률표를 이용한 Quality Scalability 구현방법.8. The method of claim 7, wherein the absolute value of the difference between the probability of the inside of the object and the probability of the outside of the object is greater than or equal to DPT, and if the probability of the inside of the object is greater than the probability of the outside, the inside of the object is determined, and the outside probability is inside. Quality Scalability implementation method using a probability table used in CAE, characterized in that the case is determined to be greater than one probability.
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