KR100941640B1 - Mac based video coder and method of coding a video in the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부호화 및 복호화시 에러가 발생되지 않도록 복원된 변이 맵을 반영하여 변이를 보상하고 변이 맵을 고려하여 움직임 벡터를 산출하는 MAC 기반 영상 부호화 장치에 관한 것이다. 상기 MAC 기반 영상 부호화 장치는 변이 추정부, MAC 부호화기 및 변이 보상부를 포함한다. 상기 변이 추정부는 제 1 영상과 제 2 영상을 이용하여 변이를 추정하여 변이 맵을 출력한다. 상기 MAC 부호화기는 상기 변이 추정부로부터 출력된 변이 맵을 부호화하고, 상기 부호화된 변이 맵을 복원하여 출력한다. 상기 변이 보상부는 상기 출력된 복원된 변이 맵을 기준으로 변이를 보상하고, 상기 보상된 변이에 대한 정보를 가지는 레지듀얼 영상을 상기 MAC 부호화기로 전송한다. 여기서, 상기 MAC 기반 영상 부호화 장치가 MAC 부호화기에 의해 복원된 변이 맵을 이용하여 변이를 보상하므로, 부호화시 변이 맵에 발생될 수 있는 에러가 레지듀얼 영상에 반영되며, 그래서 복호 후 영상 복원시 원하는 영상이 복원될 수 있다.The present invention relates to a MAC-based image encoding apparatus for compensating for a variation by reflecting a disparity map reconstructed so that an error does not occur in encoding and decoding, and calculating a motion vector in consideration of the disparity map. The MAC-based image encoding apparatus includes a disparity estimator, a MAC encoder, and a disparity compensator. The disparity estimator estimates the disparity using the first image and the second image and outputs a disparity map. The MAC encoder encodes the disparity map output from the disparity estimator, and restores and outputs the encoded disparity map. The disparity compensator compensates for the disparity based on the outputted reconstructed disparity map, and transmits a residual image having information about the compensated disparity to the MAC encoder. In this case, since the MAC-based image encoding apparatus compensates for the variation by using the disparity map reconstructed by the MAC encoder, an error that may occur in the disparity map during encoding is reflected in the residual image. The image may be reconstructed.
변이 맵, 영상, 추정, 부호화, 레지듀얼 영상 Disparity Map, Image, Estimation, Coding, Residual Image
Description
본 발명은 MAC 기반 영상 부호화 장치 및 이에 있어서 영상 부호화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부호화 및 복호화시 에러가 발생되지 않도록 복원된 변이 맵을 반영하여 변이를 보상하고 변이 맵을 고려하여 움직임 벡터를 산출하는 MAC 기반 영상 부호화 장치 및 이에 있어서 영상 부호화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a MAC-based video encoding apparatus and an image encoding method. More particularly, the present invention relates to a MAC-based video encoding apparatus, and more particularly, to compensate for a variation by reflecting a reconstructed variation map so that no error occurs during encoding and decoding, and to calculate a motion vector in consideration of the variation map. The present invention relates to a MAC-based video encoding apparatus and a video encoding method.
MAC 기반 영상 부호화 장치는 카메라에 의해 촬영된 2D 영상을 부호화하는 장치이다.The MAC-based image encoding apparatus is an apparatus for encoding a 2D image photographed by a camera.
도 1은 종래의 MAC 기반 영상 부호화 장치를 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a conventional MAC-based video encoding apparatus.
도 1을 참조하면, 종래의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 변이 추정부(100), 부호화기(102), MAC 부호화기(104) 및 변이 보상부(106)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a conventional MAC-based image encoding apparatus includes a
변이 추정부(100)는 카메라에 의해 촬영된 좌영상과 우영상을 이용하여 변이를 추정하고, 추정 결과를 가지는 변이 맵을 생성시킨다. The
부호화기(102)는 좌영상을 부호화하고, 참조 영상과 좌영상을 이용하여 움직임 벡터를 산출한다. The
MAC 부호화기(104)는 부호화기(102)로부터 출력된 움직임 벡터를 이용하여 상기 변이 맵을 부호화하며, 변이 보상부(106)로부터 출력되는 레지듀얼 영상을 부호화한다. The
변이 보상부(106)는 변이 추정부(100)로부터 제공된 변이 맵을 이용하여 변이를 보상하고, 보상 결과를 가지는 상기 레지듀얼 영상을 출력시킨다. The
이러한 종래의 MAC 기반 영상 부호화 장치에서, 상기 변이 맵을 부호화하는 과정에서 에러가 자주 발생되었다. 이 경우, 이러한 부호화 과정상에서 발생되는 에러가 변이 보상 과정에서 반영되지 않으므로, 상기 레지듀얼 영상에는 상기 부호화 에러가 반영되지 않는다. 결과적으로, 변이 맵과 레지듀얼 영상을 이용하여 우영상을 복원시킬 때 원하는 우영상이 복원되지 않는 문제점이 있었다. In the conventional MAC-based video encoding apparatus, an error frequently occurs during the encoding of the disparity map. In this case, since the error generated in the encoding process is not reflected in the disparity compensation process, the encoding error is not reflected in the residual image. As a result, there is a problem that the desired right image is not restored when the right image is reconstructed using the disparity map and the residual image.
또한, 이상적으로는 좌영상의 움직임 벡터가 변이 맵의 움직임 벡터와 일치하여야 하나, 실제적으로는 다른 경우가 많았다. 이런 상황에서 상기 움직임 벡터가 상기 좌영상만을 고려하여 산출되므로, 상기 변이 맵을 부호화하기 위한 DCT 및 양자화 과정에서 에러가 발생될 수 있었다. Ideally, the motion vector of the left image should match the motion vector of the disparity map. In this situation, since the motion vector is calculated considering only the left image, an error may occur in the DCT and quantization process for encoding the disparity map.
게다가, 종래의 MAC 기반 영상 부호화 장치가 전체 영상에 대하여 동일한 윈도우(window)를 적용하여 변이를 추정하므로, 경계 영역에 번짐 현상이 발생될 수 있었다. In addition, since the conventional MAC-based image encoding apparatus estimates the variation by applying the same window to the entire image, blurring may occur in the boundary region.
본 발명의 목적은 변이를 정확하게 추정하고 부호화 및 복호화시 에러가 발생되는 것을 방지하는 MAC 기반 영상 부호화 장치 및 이에 있어서 영상 부호화 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a MAC-based video encoding apparatus and an image encoding method in which a variation is accurately estimated and an error is prevented from occurring when encoding and decoding.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치는 변이 추정부, MAC 부호화기 및 변이 보상부를 포함한다. 상기 변이 추정부는 제 1 영상과 제 2 영상을 이용하여 변이를 추정하여 변이 맵을 출력한다. 상기 MAC 부호화기는 상기 변이 추정부로부터 출력된 변이 맵을 부호화하고, 상기 부호화된 변이 맵을 복원하여 출력한다. 상기 변이 보상부는 상기 출력된 복원된 변이 맵을 기준으로 변이를 보상하고, 상기 보상된 변이에 대한 정보를 가지는 레지듀얼 영상을 상기 MAC 부호화기로 전송한다.In order to achieve the above object, the MAC-based video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a disparity estimator, a MAC encoder and a disparity compensator. The disparity estimator estimates the disparity using the first image and the second image and outputs a disparity map. The MAC encoder encodes the disparity map output from the disparity estimator, and restores and outputs the encoded disparity map. The disparity compensator compensates for the disparity based on the outputted reconstructed disparity map, and transmits a residual image having information about the compensated disparity to the MAC encoder.
본 발명의 다른 실시예에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치는 변이 추정부, 부호화기 및 MAC 부호화기를 포함한다. 상기 변이 추정부는 제 1 영상과 제 2 영상을 비교하여 변이를 추정하여 변이 맵을 출력한다. 상기 부호화기는 상기 영상들 중 하나를 기준 영상으로서 수신하고, 상기 변이 맵을 수신하며, 상기 수신된 기준 영상과 상기 변이 맵을 기초로 하여 움직임 벡터를 산출하고, 상기 산출된 움직임 벡터를 출력한다. 상기 MAC 부호화기는 상기 출력된 움직임 벡터를 기초로 상기 출력된 변이 맵을 부호화하여 출력한다. The MAC-based image encoding apparatus according to another embodiment of the present invention includes a variation estimator, an encoder, and a MAC encoder. The disparity estimator compares the first image and the second image, estimates the disparity, and outputs a disparity map. The encoder receives one of the images as a reference image, receives the disparity map, calculates a motion vector based on the received reference image and the disparity map, and outputs the calculated motion vector. The MAC encoder encodes and outputs the output disparity map based on the output motion vector.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은 제 1 영상과 제 2 영상을 이용하여 변이를 추정하여 변이 맵을 출력하는 단계; 상기 변이 맵을 부호화하고, 상기 부호화된 변이 맵을 복원시키는 단계; 및 상기 복원된 변이 맵을 기초로 변이를 보상하여 레지듀얼 영상을 출력하는 단계를 포함한다.An image encoding method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of outputting a disparity map by estimating the disparity using a first image and a second image; Encoding the disparity map and restoring the encoded disparity map; And compensating for the variation based on the reconstructed disparity map to output a residual image.
본 발명에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치 및 이에 있어서 영상 부호화 방법은 MAC 부호화기에 의해 복원된 변이 맵을 이용하여 변이를 보상하므로, 부호화시 변이 맵에 발생될 수 있는 에러가 레지듀얼 영상에 반영되며, 그래서 복호 후 영상 복원시 원하는 영상이 복원될 수 있는 장점이 있다. Since the MAC-based image encoding apparatus and the image encoding method according to the present invention compensate for the variation by using the disparity map restored by the MAC encoder, an error that may occur in the disparity map during encoding is reflected in the residual image. Therefore, there is an advantage that the desired image can be restored when the image is restored after decoding.
또한, 본 발명에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치 및 이에 있어서 영상 부호화 방법은 변이 맵을 고려하여 움직임 벡터를 산출하므로, MAC 부호화기가 움직임 벡터를 이용하여 변이 맵을 부호화할 때 에러가 발생되지 않을 수 있는 장점이 있다. In addition, since the MAC-based image encoding apparatus and the image encoding method according to the present invention calculate a motion vector in consideration of the disparity map, an error may not occur when the MAC encoder encodes the disparity map using the motion vector. There is an advantage.
게다가, 본 발명에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치 및 이에 있어서 영상 부호화 방법은 변이 추정시 변이를 평활화시키므로, 변이 맵을 부호화할 때 DCT 및 양자화 과정에서 에러가 발생되지 않을 수 있는 장점이 있다. In addition, since the MAC-based image encoding apparatus and the image encoding method according to the present invention smooth the variation in the estimation of the variation, an error may not occur in the DCT and the quantization process when encoding the variation map.
더욱이, 본 발명에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치 및 이에 있어서 영상 부호화 방법은 경계 영역에 있는 블록을 서브 블록들로 분할한 후 변이를 추정하므로, 경계 영역의 변이값이 정밀하게 표현될 수 있어서 변이 추정시 대상의 윤곽이 정확하게 표현되어질 수 있는 장점이 있다. Furthermore, since the MAC-based image encoding apparatus and the image encoding method according to the present invention estimate the variation after dividing a block in the boundary region into sub-blocks, the variation value of the boundary region can be accurately expressed, and thus the variation estimation is performed. There is an advantage that the contour of the subject can be accurately represented.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 실시예에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치를 도시한 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a MAC-based video encoding apparatus according to a first embodiment according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 변이 추정부(200), 부호화기(202), MAC 부호화기(204) 및 변이 보상부(206)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the MAC-based image encoding apparatus of the present embodiment includes a
변이 추정부(200)는 예를 들어 스테레오 카메라를 이용함에 의해 생성된 좌영상과 우영상을 수신하고, 상기 수신된 좌영상과 상기 우영상을 이용하여 변이를 추정하고, 그 결과로 생성되는 변이 맵(Disparity map)을 출력시킨다. 또한, 변이 추정부(200)는 후술하는 바와 같이 상기 변이 맵을 평활화(regularization)시키고, 경계 블록을 분할하여 변이 추정을 실시한다. 여기서, 상기 좌영상과 우영상 중 하나가 기준 영상으로서 선택된다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 상기 좌영상을 기준 영상으로 가정하겠다. 또한, 변이는 두 시점 영상들 사이에 동일한 화소가 떨어져 있는 거리를 화소 단위로 표시한 것을 의미한다. The
부호화기(encoder, 202)는 상기 좌영상과 상기 변이 맵을 수신하고, 상기 좌영상과 상기 변이 맵을 기초로 후술하는 바와 같이 움직임 벡터를 생성시킨다. 또한, 부호화기(202)는 상기 좌영상을 부호화시키고, 상기 부호화된 좌영상에 대한 정보를 가지는 부호화 신호(S1)를 출력시킨다. An
MAC 부호화기(204)는 MAC 기반으로 구동하는 부호화기로서, 부호화기(202)로부터 제공되는 움직임 벡터를 이용하여 변이 추정부(200)로부터 출력된 변이 맵을 부호화하고, 상기 부호화된 변이 맵을 복원하여 출력시킨다. The
변이 보상부(206)는 MAC 부호화기(204)로부터 출력된 복원된 변이 맵을 기초로 변이를 보상하며, 상기 보상 결과를 가지는 레지듀얼(Residual) 영상을 MAC 부호화기(204)로 제공한다. The
MAC 부호화기(204)는 변이 추정부(200)로부터 출력된 변이 맵과 변이 보상부(206)로부터 제공된 레지듀얼 영상을 부호화하고, 상기 부호화된 변이 맵과 레지듀얼 영상에 대한 정보를 가지는 부호화 신호(S2)를 출력시킨다. The
도 2에 도시하지는 않았지만, 부호화 신호(S2)는 복호화기(미도시)에 의해 복호화되고, 부호화 신호(S1)에 포함된 좌영상, 상기 복호화에 의해 생성된 변이 맵과 상기 레지듀얼 영상을 이용함에 의해 우영상이 복원된다. 그런 후, 상기 좌영상과 상기 우영상이 조합되어 3차원 영상이 구현된다. Although not shown in FIG. 2, the coded signal S2 is decoded by a decoder (not shown), and uses the left image included in the coded signal S1, the disparity map generated by the decoding, and the residual image. The right image is restored by. Then, the left image and the right image are combined to implement a 3D image.
위에서 자세히 상술하지는 않았지만, 본 발명은 종래의 부호화 장치에 비하여 4가지 다른 특징을 가진다. Although not described in detail above, the present invention has four different features compared to the conventional encoding apparatus.
이하, 이러한 4가지 특징을 차례로 살펴보겠다. Below, we will look at these four features in turn.
첫째로, 본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 MAC 부호화기(204)에 의해 복원된 변이 맵을 이용하여 변이를 보상한다. 이러한 보상 방법의 이유를 본 발명과 종래의 방법을 비교하면서 상술하겠다. First, the MAC-based video encoding apparatus of the present embodiment compensates for the variation by using the disparity map restored by the
종래의 부호화 장치에서는, 변이 맵이 MAC 부호화기를 거치지 않고 직접적으로 변이 보상부에 제공되었다. 그런 후, 변이 보상부에 의해 출력된 레지듀얼 영상과 변이 맵이 상기 MAC 부호화기에 의해 부호화된 후 출력되었다. 다만, 상기 변이 맵을 부호화하는 과정에서 상기 변이 맵에 에러(error)가 발생되어 상기 변이 맵에 포함된 소정 변이가 잘못된 값을 가질 수 있었다. 결과적으로, 부호화 전의 변이 맵을 이용함에 의해 생성된 레지듀얼 영상에는 상기 부호화 과정에서 발생되는 에러가 반영될 수 없었다. 따라서, 상기 부호화된 변이 맵과 상기 레지듀얼 영상이 복호화된 후 상기 복호화된 변이 맵과 레지듀얼 영상을 이용함에 의해 우영상이 복원될 때 상기 우영상이 정확하게 복원되지 못할 수 있었다. 즉, 원하는 우영상이 복원되지 않았다. In the conventional encoding apparatus, the disparity map is provided directly to the disparity compensator without passing through the MAC encoder. Then, the residual image and the disparity map outputted by the disparity compensator were encoded after being encoded by the MAC encoder. However, in the process of encoding the disparity map, an error is generated in the disparity map, so that a predetermined variation included in the disparity map may have an incorrect value. As a result, an error generated in the encoding process cannot be reflected in the residual image generated by using the disparity map before encoding. Thus, after the encoded disparity map and the residual image are decoded, the right image may not be correctly reconstructed when the right image is reconstructed by using the decoded disparity map and the residual image. That is, the desired right image was not restored.
본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치에서는, MAC 부호화기(204)에 의해 부호화된 후 복원된 변이 맵이 변이 보상부(206)로 제공된다. 즉, 변이 보상부(206)로 제공되는 변이 맵에는 부호화에 의해 발생될 수 있는 에러가 반영되어 있다. 따라서, 이러한 에러가 반영된 변이 맵을 기초로 변이를 보상함에 의해 생성되는 레지듀얼 영상에도 상기 부호화로 인한 에러가 반영된다. 결과적으로, 복호된 변이 맵과 레지듀얼 영상을 이용하여 우영상을 복원하는 경우 상기 변이 맵과 상기 레지듀얼 영상에 상기 부호화에 의해 발생된 에러가 모두 반영되어 있으므로, 우영상이 정확하게 복원될 수 있다. In the MAC-based image encoding apparatus of the present embodiment, the disparity map encoded by the
즉, 변이 맵을 부호화할 때 에러가 발생될 수 있으므로, 본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 원하는 우영상이 복원되도록 복원된 변이 맵을 기초로 변이를 보상하여 레지듀얼 영상을 생성시킨다. That is, since an error may occur when encoding the disparity map, the MAC-based image encoding apparatus of the present embodiment generates the residual image by compensating for the disparity based on the disparity map reconstructed so that the desired right image is reconstructed.
둘째로, 본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 좌영상과 변이 맵을 함께 사용하여 움직임 벡터를 생성시킨다. 이러한 움직임 벡터 생성 방법을 이하 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다. Second, the MAC-based image encoding apparatus of the present embodiment generates a motion vector by using a left image and a disparity map together. This motion vector generation method will now be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 생성 과정을 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터를 위한 픽셀합을 구하는 과정을 도시한 도면이다. 3 is a flowchart illustrating a motion vector generation process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a process of obtaining a pixel sum for a motion vector according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 부호화기(202)는 참조 시점의 제 1 좌영상, 현재 시점의 제 2 좌영상, 참조 시점의 제 1 변이 맵 및 현재 시점이 제 2 변이 맵을 획득한다(S300). 여기서, 상기 참조 시점은 현재 시점의 직전 시점일 수도 있고 과거의 타시점일 수도 있다. Referring to FIG. 3, the
이어서, 부호화기(202)는 좌영상에 대한 제 1 픽셀합과 변이 맵에 대한 제 2 픽셀합을 구한다(S302). 상세하게는, 제 1 좌영상의 특정 블록의 영상과 동일한 영상을 제 2 좌영상에서 찾고자 할 경우, 부호화기(202)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 제 2 좌영상 중 특정 블록에 해당하는 윈도우(W1) 위치로부터 윈도우를 이동시키면서 상기 특정 블록에 상응하는 블록을 탐색한다. 예를 들어, 윈도우(W1)가 윈도우(W2)의 위치로 이동되었다고 하자. 이 경우, 부호화기(202)는 상기 제 1 좌영상 중 윈도우(W1)에 포함된 픽셀들(도 4의 (b)에서 P11 내지 P91)과 상기 제 2 좌영상 중 윈도우(W2)에 포함된 픽셀들(도 4의 (b)에서 P12 내지 P92)의 화소 차이를 각각 더하여 상기 제 1 픽셀합을 구한다. 즉, 상기 제 1 픽셀합은 (P11-P12)+(P21-P22)+(P31-P32)+(P41-P42)+(P51-P52)+(P61-P62)+(P71-P72)+(P81-P82)+(P91-P92)이다. 여기서, P는 해당 픽셀의 화소값을 의미한다. 이어서, 부호화기(202)는 상기 제 1 픽셀합을 구하는 위치와 동기된 위치에서 상기 변이 맵에 대 하여 동일한 과정을 수행시켜 제 2 픽셀합을 구한다. 이 과정은 상기 제 1 픽셀합을 구하는 과정과 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. Subsequently, the
계속하여, 부호화기(202)는 상기 제 1 픽셀합과 상기 제 2 픽셀합을 합하여 제 3 픽셀합을 계산한다(S304). 여기서, 윈도우(W1)가 이동하면서 제 3 픽셀합을 계속적으로 구하므로, 상기 탐색 과정에서 다수의 제 3 픽셀합들이 생성된다. Subsequently, the
그런 후, 부호화기(202)는 상기 제 3 픽셀합들의 크기를 비교하다(S306).Then, the
이어서, 부호화기(202)는 상기 제 3 픽셀합들 중 가장 작은 값의 제 3 픽셀합을 검출하고, 상기 검출된 제 3 픽셀합에 해당하는 윈도우 이동 변이를 움직임 벡터로서 선택한다(S308).Subsequently, the
요컨대, 제 1 픽셀합들 중 제일 작은 값을 가지는 제 1 픽셀합에 상응하는 윈도우 이동 변이를 움직임 벡터로서 선택하였던 종래의 부호화 장치와 달리, 본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 좌영상에 해당하는 제 1 픽셀합과 변이 맵에 해당하는 제 2 픽셀합의 총합들 중 가장 작은 값에 상응하는 윈도우 이동 변이를 움직임 벡터로서 선택한다. 이러한 움직임 벡터 추정시 변이 맵을 고려한 비용 함수는 아래의 수학식 1과 같다.In other words, unlike the conventional encoding apparatus in which the window movement shift corresponding to the first pixel sum having the smallest value among the first pixel sums is selected as the motion vector, the MAC-based image encoding apparatus of the present embodiment corresponds to the left image. A window movement variation corresponding to the smallest value among the sum of the first pixel sum and the second pixel sum corresponding to the disparity map is selected as the motion vector. The cost function considering the disparity map in estimating the motion vector is shown in Equation 1 below.
위 수학식 1에서 알 수 있듯이, 본 실시예의 MAE 기반 영상 부호화 장치는 비용 함수를 구할 때 좌영상과 변이 크기를 함께 고려하여 구하며, 최소값의 비용 함수를 가질 때 변이 움직임을 움직임 벡터로서 선택한다. As can be seen from Equation 1, the MAE-based image encoding apparatus of the present embodiment obtains the cost function by considering the left image and the disparity size, and selects the displaced motion as the motion vector when the cost function of the minimum value is obtained.
이상적인 부호화 장치인 경우에는 제 1 픽셀합과 제 2 픽셀합이 서로 동일하여야 하지만, 실제적으로는 제 1 픽셀합과 제 2 픽셀합이 서로 다른 경우가 대다수이다. 그럼에도 불구하고, 종래의 부호화 장치는 제 1 픽셀합만을 이용하여 움직임 벡터를 구하고 상기 구해진 움직임 벡터를 이용하여 변이 맵을 부호화하였다. 즉, 종래의 부호화 장치의 움직임 벡터에는 변이 맵의 움직임이 반영되지 않았으며, 그래서 상기 움직임 벡터를 이용하여 상기 변이 맵을 부호화할 경우 에러가 발생될 수 있었다. In the ideal encoding apparatus, the first pixel sum and the second pixel sum should be equal to each other, but in practice, the first pixel sum and the second pixel sum are different from each other. Nevertheless, the conventional encoding apparatus obtains a motion vector using only the first pixel sum and encodes a disparity map using the obtained motion vector. That is, the motion vector of the conventional encoding apparatus does not reflect the motion of the disparity map. Therefore, an error may occur when the disparity map is encoded using the motion vector.
반면에, 본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 움직임 벡터를 구할 때 좌영상의 움직임뿐만 아니라 변이 맵의 움직임을 반영하였다. 따라서, 상기 MAC 기반 영상 부호화 장치가 상기 움직임 벡터를 이용하여 상기 변이 맵을 부호화할 때 에러가 발생되지 않을 수 있다. On the other hand, the MAC-based image encoding apparatus of the present embodiment reflects the movement of the disparity map as well as the movement of the left image when obtaining a motion vector. Therefore, an error may not occur when the MAC-based image encoding apparatus encodes the disparity map using the motion vector.
세번째로, 변이 추정시 변이 평활화(Regulation) 과정을 살펴보겠다. 이러한 평활화 과정은 종래의 부호화 장치에서는 없었던 과정이다. Third, we will look at the process of smoothing variation in estimating variation. This smoothing process is a process that did not exist in the conventional encoding apparatus.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변이 평활화 과정을 도시한 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변이 평활화를 위한 블록 이동 및 블록 추정 과정을 도시한 도면이다. 다만, 도 6에서 사람(600)을 제외한 부분은 커튼으로 가 정한다. 5 is a flowchart illustrating a variation smoothing process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a block movement and block estimation process for variation smoothing according to an embodiment of the present invention. However, in FIG. 6, the part except for the person 600 is assumed to be a curtain.
도 5를 참조하면, 변이 추정부(200)는 변이 추정을 완료한 후 도 6에 도시된 바와 같이 특정 블록(602)과 특정 블록(602)에 인접한 블록들을 포함하는 윈도우(W1)를 선택한다(S500). 여기서, 변이 추정이 블록 단위로 수행되었으므로, 각 블록에 포함된 픽셀들은 동일한 변이값을 가진다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 윈도우(W1)는 다른 범위로서 선택될 수 있으며, 즉 윈도우 선택 방법에는 특별한 제한이 없다. Referring to FIG. 5, the
이어서, 변이 추정부(200)는 변이값(Mk)을 선택한다(S502). 상세하게는, 변이 추정부(200)는 아래의 표 1과 같이 변이값들을 배열시키고, 그 중 일 변이값을 선택한다. Next, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 변이 추정부(200)는 메디안(median) 필터링을 사용하여 표 1에 배열된 변이값들 중 중간에 위치한 값을 최초 변이값으로서 선택한다. 즉, 변이 추정부(200)는 M4(2)를 최초 변이값으로 선택한다. According to an embodiment of the present invention, the
계속하여, 변이 추정부(200)는 초기 에러 및 median 에러를 구한다(S504). 상세하게는, 변이 추정부(200)는 도 6 (a)의 우영상에서 원래의 변이값(5)을 고려한 특정 블록(602)의 화소값을 구하고, 좌영상에서 특정 블록(602)의 화소값을 구하며, 그런 후 픽셀별 화소값들의 차이를 합하여 초기 에러를 구한다. 또한, 변이 추정부(200)는 도 6 (b)의 우영상에서 상기 선택된 변이값(2)을 고려한 특정 블록(602)의 화소값을 구하고, 좌영상에서 특정 블록(602)의 화소값과의 픽셀별 화소값 차이를 구하며, 그런 후 픽셀별 화소값 차이를 합하여 메디안 에러를 구한다. 일반적으로, 변이 추정시 원래의 변이값(5)에 해당하는 에러값이 가장 작은 값이었으므로, 상기 메디안 에러가 상기 초기 에러보다는 큰 값을 가질 것이다. Subsequently, the
이어서, 변이 추정부(200)는 메디안 에러값과 초기 에러값과의 차이가 기설정된 범위, 예를 들어 5% 범위에 있는 지의 여부를 판단한다(S506). Subsequently, the
메디안 에러값과 초기 에러값과의 차이가 5% 범위에 있는 경우, 변이 추정부(200)는 특정 블록(602)의 변이값(5)을 상기 선택된 변이값(2)으로 변화시킨다(S508). If the difference between the median error value and the initial error value is within the 5% range, the
반면에, 메디안 에러값과 초기 에러값과의 차이가 5% 범위를 벗어나는 경우, 변이 추정부(200)는 상기 선택된 변이값이 마지막 변이값인 지의 여부를 판단한다(S510).On the other hand, if the difference between the median error value and the initial error value is out of the 5% range, the
상기 선택된 변이값이 마지막 변이값이 아닌 경우, 다른 변이값이 선택된다(S502). 예를 들어, M4가 선택된 후에는 아직도 많은 변이값들이 존재하므로, M4 다음으로 M3 또는 M5의 변이값이 선택된다. 그런 후, 단계 S502부터 단계 S510이 다시 수행된다. 즉, 변이 추정부(200)는 메디안 에러값과 초기 에러값과의 차이가 5% 이내가 될 때까지 변이값을 계속적으로 변화시킨다. If the selected variation value is not the last variation value, another variation value is selected (S502). For example, since there are still many variations after M4 is selected, the variation of M3 or M5 is selected after M4. Then, step S510 is performed again from step S502. That is, the
그러나, 모든 변이값들(M1 내지 M8)에 대하여 메디안 에러값과 초기 에러값과의 차이를 구했음에도 메디안 에러값과 초기 에러값과의 차이가 5%를 벗어나는 경우에는, 변이 추정부(200)는 초기 변이값(5)을 그대로 유지시킨다(S512).However, when the difference between the median error value and the initial error value is 5% or more even after the difference between the median error value and the initial error value is obtained for all the variation values M1 to M8, the
요컨대, 본 실시예의 변이 추정부(200)는 메디안 에러값과 초기 에러값의 차이를 이용하여 특정 블록의 변이값을 변화시키며, 즉 변이를 평활화시킨다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 윈도우(W)가 동일한 커튼에 대하여 선택된 경우에는, 특정 블록(602)의 변이값은 주변 변이값과 큰 차이를 가지지 않아야 한다. 그럼에도 불구하고, 변이 추정시 에러로 인하여 특정 블록(602)이 주변 변이값보다 상당히 큰 변이값을 가지게 되었다. 결과적으로, 변이 맵에 고주파 성분이 많이 포함되게 되었으며, 그래서 변이 맵을 부호화하기 위한 DCT 및 양자화 과정에서 에러가 발생될 수 있었다. 따라서, 이러한 잘못된 블록(602)을 검출하여 보정할 필요가 있었으며, 그래서 본 발명은 메디안 에러값과 초기 에러값의 차이를 이용하여 이러한 블록(602)의 변이를 평활화시킨다. In short, the
네번째로, 변이 추정시 블록 분할 과정을 살펴보겠다. 이러한 분할 과정은 종래의 부호화 장치에서는 없었던 과정이다. Fourth, we will look at the process of partitioning blocks in estimating variation. This division process is a process that has not been possible in the conventional encoding apparatus.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 과정을 도시한 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할의 실제 구현예를 도시한 도면이다.7 is a flowchart illustrating a block partitioning process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating an actual implementation of block partitioning according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 예를 들어 특정 블록(800)이 경계 영역의 블록인지의 여부가 판단된다(S700).Referring to FIG. 7, for example, it is determined whether the
특정 블록(800)이 경계 영역의 블록이 아닌 경우, 특정 블록(800)의 변이가 원래대로 유지된다(S702).If the
반면에, 특정 블록(800)이 경계 영역의 블록인 경우, 예를 들어 8×8 블록이었던 특정 블록(800)이 4×4 블록들로 분할된다(S704). 이 것은 경계 영역에서 좀 더 정밀한 변이값을 부여하기 위한 것이다. On the other hand, if the
이어서, 4×4 블록 에러값이 8×8 블록 에러값의 특정 비율, 예를 들어 90%보다 큰 지의 여부가 판단된다(S708). 상세하게는, 변이 추정부(200)는 평활화 과정이 완료된 후 특정 블록(800)을 도 8에 도시된 바와 같이 4×4 블록들로 분할한다. 그런 후 변이 추정부(200)는 4×4 블록들을 기존 변이값(5) 대신에 주변에 있는 변이값들을 적용하여 에러값들을 추정하며, 즉 내부 픽셀들의 화소값들 차이를 구한다. 다음으로, 이렇게 추정된 에러값들이 8×8 블록값들의 90% 비율보다 큰 지의 여부가 판단된다. Subsequently, it is determined whether or not the 4x4 block error value is greater than a specific ratio of the 8x8 block error value, for example, 90% (S708). In detail, the
4×4 블록 에러값이 8×8 블록 에러값의 90%보다 크지 않다면, 변이 추정부(200)는 특정 블록(800)을 4×4 블록들로 분할시키고, 각 4×4 블록들에 다른 변이값을 부여한다(S710). 그런 후, 변이 추정부(200)는 8×8 블록 단위로 변이값이 설정된 다른 블록과 달리 특정 블록(800)에 대하여는 4×4 블록들로 분할하고 이를 반영하는 변이 맵을 출력시킨다. If the 4x4 block error value is not greater than 90% of the 8x8 block error value, the
반면에, 4×4 블록 에러값이 8×8 블록 에러값의 90%보다 큰 경우에는, 변이 추정부(200)는 4×4 블록들을 다시 2×2 블록들로 분할시킨다(S712).On the other hand, when the 4x4 block error value is greater than 90% of the 8x8 block error value, the
계속하여, 변이 추정부(200)는 2×2 블록들에 대하여 변이 추정을 실시하고(S714), 특정 블록(800)을 2×2 블록들로 분할시켜 각기 다른 변이값을 부여한다(S716).Subsequently, the
요컨대, 본 실시예의 MAC 기반 영상 부호화 장치는 경계 영역에 있는 블록들에 대하여는 다른 블록들과 달리 블록을 서브 블록들로 분할시킨 후 분할된 서브 블록들에 각기 변이값을 부여한다. 결과적으로, 경계 영역의 블록들의 변이값이 정밀하게 표현되어질 수 있으며, 따라서 변이 추정시 대상의 윤곽이 정확하게 표현되어질 수 있다. In other words, unlike the other blocks, the MAC-based video encoding apparatus of the present embodiment divides a block into sub-blocks and assigns a disparity value to the divided sub-blocks, unlike other blocks. As a result, the variation value of the blocks of the boundary region can be represented precisely, and thus the outline of the object can be accurately represented during the variation estimation.
위에서는, 8×8 블록부터 블록 분할을 실시하였으나, 다른 사이즈의 블록으로부터 블록 분할이 실시될 수도 있다. In the above, block division is performed from 8x8 blocks, but block division may be performed from blocks of different sizes.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be considered to be within the scope of the following claims.
도 1은 종래의 MAC 기반 영상 부호화 장치를 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a conventional MAC-based video encoding apparatus.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 기반 영상 부호화 장치를 도시한 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for encoding a MAC based image according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 생성 과정을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a motion vector generation process according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터를 위한 픽셀합을 구하는 과정을 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a process of obtaining a pixel sum for a motion vector according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변이 평활화 과정을 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a smoothing process of variation according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변이 평활화를 위한 블록 이동 및 블록 추정 과정을 도시한 도면이다. 6 is a diagram illustrating a block movement and block estimation process for smoothing the variation according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 과정을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a block division process according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할의 실제 구현예를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an actual implementation of block partitioning according to an embodiment of the present invention.
Claims (20)
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Applications Claiming Priority (1)
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Citations (2)
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KR20030083285A (en) * | 2002-04-20 | 2003-10-30 | 전자부품연구원 | Apparatus for encoding of multi view moving picture |
KR20040058497A (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-05 | 한국전자통신연구원 | A Method of Coding and Decoding Stereoscopic Video and A Apparatus for Coding and Decoding the Same |
-
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Patent Citations (2)
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