KR0124158B1 - Image decoder capable of post processing adaptively and post processing method thereof - Google Patents
Image decoder capable of post processing adaptively and post processing method thereofInfo
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Abstract
Description
본 발명은 압축된 형태로 입력되는 동영상신호를 복원하는 영상 복원 시스템에 있어서 적응적인 후처리가 가능한 영상 복호화 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 입력되는 영상 데이터의 분산값(Variance Value)에 따라 적응적인 후처리를 수행하는데 적합한 영상 복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image decoding apparatus and method capable of adaptive post-processing in an image reconstruction system for reconstructing a video signal input in a compressed form. In particular, the present invention relates to an image decoding apparatus according to a variation value of input image data. A video decoding apparatus and method suitable for performing post-processing.
잘 알려진 바와 같이, 디지탈 데이터는 아날로그 데이터에 비해 정확도를 높일 수 있다는 장점으로 그 응용분야가 날로 증가되고 있는 추세이다. 이에 편승하여 영상신호 처리 분야에도 디지탈 신호로 처리되는 분야가 점차 확대되고 있다. 그러나 디지탈 데이터로 신호 처리를 할 경우, 발생되는 막대한 데이터량 때문에 많은 제약을 받고 있다.As is well known, digital data is increasing in applications due to the advantage of higher accuracy than analog data. In this context, the field of processing digital signals is gradually expanding in the field of video signal processing. However, when signal processing with digital data, there are many limitations due to the huge amount of data generated.
이에 따라 여러가지 영상 압축 기법이 연구되어 왔으며, 현재에는 정지 화상에 대한 압축기법인 JPEG(Joint Photographic Experts Group) 국제표준안과, 동화상에 대한 압축기법인 MPEG(Motion Picture Experts Group) 국제표준안이 제시되고 있다. 즉, JPEG의 경우는 인가되는 영상신호를 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform; DCT)하여 공간적인 중복성을 제거하여 영상신호를 압축하는 반면, MPEG의 경우는 시간적인 중복성을 제거하기 위한 움직임 보상 차분 부호화 기법과, 공간적인 중복성을 제거하기 위한 이산 코사인 변환 기법을 결합하여 영상신호를 압축하는 것이다.Accordingly, various image compression techniques have been studied. Currently, a JPEG (Joint Photographic Experts Group) international standard, which is a compression method for still pictures, and an MPEG (Motion Picture Experts Group) international standard, which is a compression method for moving pictures, have been proposed. That is, in the case of JPEG, a discrete cosine transform (DCT) of an applied video signal is used to compress the video signal by removing spatial redundancy, whereas in the case of MPEG, motion compensation differential coding is used to remove temporal redundancy. The video signal is compressed by combining a technique and a discrete cosine transform technique to remove spatial redundancy.
이와 같은 압축 기법들을 통해 압축된 데이터는 부호화 장치의 역동작 과정으로 구성된 복호화시스템에 의해 원래의 형태로 복원된다.The data compressed through such compression techniques is restored to its original form by a decoding system configured as a reverse operation of the encoding apparatus.
제1도에는 종래의 전형적인 영상 복호화 장치가 도시된다. 도시 생략된 송신측 부호화 장치의 이산 코사인 변환, 양자화기(Quantizer), 가변길이 부호화(Variable Length Coding; VLC) 및 움직임 보상(Motion Compensation)부 등을 통해 압축된 데이터가 비트스트림(Bit Stream) 형태로 인가되면, 가변길이 복호화기(Variable Length Decoder; VLD)(10)는 부호화시와 역과정으로 허프만 복호화(Huffman Decoding)하고, 데이터 배열을 2차원으로 재배열하여 역양자화기(20)로 전달한다.1 shows a typical image decoding apparatus of the related art. Data compressed through a discrete cosine transform, a quantizer, a variable length coding (VLC), a motion compensation unit, and the like, of a transmission-side encoding apparatus (not shown) are in the form of a bit stream. When applied to Variable Length Decoder (VLD) 10 Huffman decoding in the reverse process at the time of encoding, rearranges the data array in two dimensions and transfers to the dequantizer 20 do.
이때, VLD(10)는 입력되는 데어터 중 ID(Identification)코드와 함께 부가정보로 인가되는 부호화시 사용된 양자화 파라메터(Quantization Parameter; QP)와 움직임벡터(Motion Vectorl; MV)등을 검출하여, 양자화 파라메터(QP)는 역양자화기(20)로 전달하고, 움직임벡터(MV)는 후술할 움직임 보상부(50)로 전달된다.In this case, the VLD 10 detects a quantization parameter (QP), a motion vector (MV), and the like used during encoding applied as additional information together with an ID (Identification) code among the input data and quantizes the same. The parameter QP is transmitted to the inverse quantizer 20, and the motion vector MV is transmitted to the motion compensator 50 which will be described later.
따라서, 역양자화기(20)는 VLD(10)로부터 입력되는 신호를 역시 VLD(10)에서 제공되는 양자화 파라메터에 의하여 소정 레벨로 변환되었던 DCT계수를 원래의 DCT계수로 변환하여 역이산 코사인 변환기(30)로 전달한다. 또한, 역이산 코사인 변환기(30)는 역양자화기(20)에서 출력되는 신호를 부호화의 역과정으로 원래의 8×8 블록의 공간영역으로 변환하여 출력한다.Accordingly, the inverse quantizer 20 converts the DCT coefficient, which has been converted to a predetermined level by the quantization parameter provided from the VLD 10, to the original DCT coefficient, thereby converting the signal input from the VLD 10 into an inverse discrete cosine converter ( To 30). In addition, the inverse discrete cosine transformer 30 converts the signal output from the inverse quantizer 20 into a spatial region of the original 8x8 block in the reverse process of encoding.
한편, 가산기(40)는 역이산 코사인 변환기(30)에서 출력되는 데이터가 인트라(Intra)프레임(즉, 프레임내)인 경우는 직접 출력하나, 인터(Inter)프레임(즉, 프레임간)인 경우에는 부호화시와는 역과정으로 VLD(10)에서 출력되는 움직임벡터(또는 이동벡터)에 의하여 프레임 메모리(51)에 저장되어 있던 이전 프레임 데이터 중 상관도가 가장 높은 부분을 추정하여 부호화시와 같이 예측 영상으로 출력하면, 가산기(40)에서 부호화시와는 반대로 역이산 코사인 변환기(30)에서 출력되는 신호에 더하여 복원된 영상신호로 출력한다.On the other hand, the adder 40 directly outputs when the data output from the inverse discrete cosine converter 30 is an intra frame (that is, within a frame), but is an inter frame (that is, between frames). In contrast to the encoding process, the portion having the highest correlation among the previous frame data stored in the frame memory 51 is estimated by the motion vector (or motion vector) output from the VLD 10, as in the encoding process. When the image is output as the predicted image, the adder 40 outputs the reconstructed image signal in addition to the signal output from the inverse discrete cosine converter 30 as opposed to the time of encoding.
그러나, 이와 같은 동영상 복원시 역양자화하는데 있어서, 양자화 파라메터가 큰 경우에는 양자화되기 DCT계수로 정확하게 복원되기 어렵기 때문에 디스플레이되는 화면상에 블록 효과(Blocking Effect)가 발생되는 요인이 된다. 이것은 부호화시 DCT 변환된 계수중 상대적으로 높은 주파수를 갖는 변환 계수(Transform Coefficent)에 대해서 큰 스텝사이즈(Step Size)로 양자화 했기 때문이다.However, in inverse quantization during video restoration, when the quantization parameter is large, it is difficult to accurately restore the quantized DCT coefficient, which causes a blocking effect on the displayed screen. This is because the quantization of transform coefficients having a relatively high frequency among DCT transformed coefficients at the time of encoding is performed by a large step size.
여기서, DCT 변환된 계수의 주파수가 높은 영역은 화상이 복잡한 경우이다.Here, the region where the frequency of the DCT transformed coefficient is high is a case where the image is complicated.
따라서, 본 발명의 목적은 복호화 과정을 통해 부호화전의 원신호로 복원된 입력 영상 데이터의 분산값을 산출하고, 이 산출된 분산값에 의거하여 복원된 영상 데이터의 후처리를 적응적으로 수행할 수 있는 후처리가 가능한 영상 복호화 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to calculate the variance value of the input image data reconstructed into the original signal before encoding through the decoding process, and to adaptively perform post-processing of the reconstructed image data based on the calculated variance value. There is provided an image decoding apparatus capable of post-processing.
본 발명의 다른 목적은 복호화 과정을 통해 부호화전의 원신호로 복원된 입력 영상 데이터의 분산값을 산출하고, 이 산출된 분산값에 의거하여 복원된 영상 데이터의 후처리를 적응적으로 수행할 수 있는 영상 복호화 장치에서의 후처리 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to calculate the variance of the input image data reconstructed into the original signal before encoding through a decoding process, and to perform post-processing of the reconstructed image data adaptively based on the calculated variance value. The present invention provides a post-processing method in an image decoding apparatus.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이산 코사인 변환, 움직임 추정 보상 및 가변길이 부호화를 통해 압축 부호화된 입력 영상신호를 부호화전의 원신호로 복원하는 영상 복호화 장치에 있어서, 상기 영상 복호화 장치는; 상기 압축 부호화된 영상신호가 비트스트림 형태로 입력되면 부호화시의 역과정으로 가변길이 복호화하고, 상기 입력 비트스트림에 포함된 양자화 파라메터(QP) 및 움직임벡터(MV)의 부가정보를 검출하여 출력하는 가변길이 복호화수단; 상기 가변길이 복호화수단에서 출력된 상기 양자화 파라메터(QP)에 의거하여 상기 가변길이 복호화된 N×N 블록 단위의 영상신호를 주파수 영역의 DCT 계수로 역양자화하고, 공간영역의 정보로 역이산 코사인 변환하며, 상기 가변길이 복호화수단에서 출력되는 상기 움직임 벡터에 의거하여 움직임을 보상하여 이산 코사인 변환전의 원영상신호로 복원하기 위한 주파수-공간영역 변환수단; 상기 주파수-공간 영역 변환수단에서 제공되는 복원된 N×N 블록 단위영상신호의 분산값을 산출하는 분산값 산출수단; 상기 분산값 산출수단에서 산출된 분산값과 기설정된 임계값을 비교하며, 그 비교결과에 상응하여 상기 복원된 N×N 블록 영상신호의 후처리 결정을 위한 경로 제어신호를 발생하는 비교기; 상기 비교기로부터 제공되는 상기 발생된 경로 제어신호에 의거하여, 상기 주파수-공간영역 변환수단에서 제공되는 복원된 N×N 블록 영상신호의 출력경로를 절환하는 경로 제어수단; 및 상기 경로 제어수단으로부터 제공되는 상기 복원된 N×N 블록 영상신호를 출력측에 그대로 바이패스시키는 제1경로와 상기 경로제어수단으로부터 제공되는 상기 복원된 N×N 블록 영상신호를 후처리하여 후처리된 복원 영상신호를 출력측에 제공하는 제2경로를 구비하며, 상기 비교기에서 제공되는 상기 발생된 경로 제어신호에 응답하여 상기 경로 제어수단으로부터 제공되는 상기 복원된 N×N 블록 영상신호의 후처리를 적응적으로 수행하여 출력측에 복원된 N×N 블록 영상 신호 또는 후처리된 복원 N×N 블록 영상신호를 제공하는 후처리 수단을 포함하고, 상기 후처리수단은; 상기 비교기로부터의 경로 제어신호에 의거하여, 상기 산출된 분산값이 기설정된 임계값보다 작을 때 상기 경로 제어수단을 통해 제공되는 상기 복원된 N×N 블록 영상신호를 상기 출력측으로부터 바이패스시키기 위한 신호라인; 및 상기 비교기로부터의 경로 제어신호에 의거하여, 상기 산출된 분산값이 상기 기설정된 임계값보다 클때 상기 경로 제어수단을 통해 제공되는 상기 복원된 N×N 블록의 경계 화소값들을 인접하는 N×N 주변 블록의 대응하는 경계 화소값들과의 중앙치 또는 평균값으로 대체하는 필터링을 수행하여 얻어지는 후처리된 복원 N×N 블록 영상신호를 상기 출력측으로 제공하는 후처리기를 포함하는 적응적인 후처리가 가능한 영상 복호화 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a video decoding apparatus for reconstructing an input video signal that is compression-coded through discrete cosine transform, motion estimation compensation, and variable length coding into an original signal before encoding, wherein the video decoding apparatus includes: When the compressed and coded video signal is input in the form of a bitstream, variable length decoding is performed in the reverse process during encoding, and detecting and outputting additional information of the quantization parameter QP and the motion vector MV included in the input bitstream. Variable length decoding means; Based on the quantization parameter (QP) output from the variable length decoding means, the variable length decoded video signal in units of N × N blocks is inversely quantized into DCT coefficients in a frequency domain, and an inverse discrete cosine transform is performed into information in a spatial domain. Frequency-space domain conversion means for compensating motion based on the motion vector output from the variable length decoding means and restoring the original video signal before discrete cosine conversion; Dispersion value calculation means for calculating a dispersion value of the reconstructed N × N block unit video signal provided by the frequency-space domain conversion means; A comparator for comparing the variance value calculated by the variance value calculating means with a preset threshold value and generating a path control signal for post-processing determination of the reconstructed N × N block image signal corresponding to the comparison result; Path control means for switching the output path of the restored N × N block image signal provided by the frequency-space domain conversion means based on the generated path control signal provided from the comparator; And post-processing the first path for bypassing the restored N × N block video signal provided from the path control means to an output side and the restored N × N block video signal provided from the path control means. And a second path for providing a restored reconstructed video signal to an output side, and performing post-processing of the reconstructed N × N block video signal provided from the path control means in response to the generated path control signal provided from the comparator. Post-processing means for adaptively performing to provide a reconstructed N × N block image signal or a post-processed reconstructed N × N block image signal to an output side, wherein the post-processing means comprises; A signal for bypassing the reconstructed N × N block image signal provided through the path control means from the output side when the calculated dispersion value is smaller than a predetermined threshold value based on the path control signal from the comparator; line; And based on the path control signal from the comparator, N × N adjacent boundary pixel values of the restored N × N block provided through the path control means when the calculated dispersion value is larger than the predetermined threshold value. An adaptive post-processing image including a post-processor which provides to the output side a post-processed reconstructed N × N block image signal obtained by performing filtering that replaces the median or average value with corresponding boundary pixel values of a neighboring block. Provided is a decoding device.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이산 코사인 변환, 움직임 추정 보상 및 가변길이 부호화에 의하여 압축 부호화된 입력 영상신호에 대하여 가변길이 복호화한 뒤 역양자 및 역이산 코사인 변환하고, 이 역이산 코사인 변환된 신호에 대하여 움직임을 보상함으로써, 압축 부호화된 영상신호를 부호화전의 원신호로 복원하는 영상 복호화 장치에서 복원된 영상신호를 후처리하는 방법에 있어서, 상기 역이산 코사인 변환, 역양자화 및 움직임 보상을 통해 상기 압축 부호화된 입력 영상신호를 N×N 블록 단위로 부호화전의 원신호로 복원하는 과정; 상기 복원된 N×N 블록 영상신호의 분산값을 산출하고, 이 산출된 N×N 블록의 분산값과 기설정된 임계값을 비교하며, 그 비교결과에 상응하여 상기 복원된 N×N 블록 영상신호의 후처리 결정을 위한 제어신호를 발생하는 과정; 상기 발생된 제어신호에 응답하여, 상기 산출된 N×N 블록의 분산값이 상기 기설정된 임계값보다 작을 때 상기 복원된 N×N 블록 영상신호를 바이패스시켜 출력측에 제공하는 과정; 상기 발생된 제어신호에 응답하여, 상기 산출된 N×N 블록의 분산값이 상기 기설정된 임계값보다 클때 상기 복원된 N×N 블록의 경계 화소값들과 인접하는 N×N 주변 블록의 대응하는 경계 화소값들과의 중앙치 또는 평균값을 산출하는 과정; 및 상기 복원된 N×N 블록의 경계 화소값들을 상기 산출된 중앙치 또는 평균값으로 대체하는 후처리를 통해 상기 복원된 N×N 블록을 필터링하여 상기 출력측에 제공하는 과정으로 이루어진 영상 복호화 장치에서의 후처리 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, variable length decoding on the input video signal compression-coded by discrete cosine transform, motion estimation compensation and variable length coding, inverse quantum and inverse discrete cosine transform, this inverse discrete cosine A method of post-processing a reconstructed video signal by a video decoding apparatus which restores a compressed coded video signal to an original signal before encoding by compensating for motion of the converted signal, wherein the inverse discrete cosine transform, inverse quantization, and motion compensation are used. Restoring the compression-encoded input video signal to an original signal before encoding in units of N × N blocks; The dispersion value of the reconstructed N × N block image signal is calculated, the calculated dispersion value of the N × N block is compared with a predetermined threshold value, and the reconstructed N × N block image signal is corresponding to the comparison result. Generating a control signal for determining post-processing of the signal; In response to the generated control signal, when the calculated dispersion value of the N × N block is less than the preset threshold, bypassing the restored N × N block video signal and providing the output signal to an output side; In response to the generated control signal, when the calculated variance value of the N × N block is greater than the preset threshold, the corresponding N × N neighboring block adjacent to the boundary pixel values of the restored N × N block Calculating a median value or an average value of the boundary pixel values; And filtering the restored N × N block and providing the restored N × N block to the output side through post-processing by replacing boundary pixel values of the restored N × N block with the calculated median or average value. Provide a treatment method.
제1도는 일반적인 영상 복호화 장치를 도시한 블록도.1 is a block diagram illustrating a general video decoding apparatus.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한 블록도.2 is a block diagram showing an image decoding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
제3도는 제2도에 도시된 후처리 판단부의 상세 블록도.3 is a detailed block diagram of the post-processing determination unit shown in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 가변길이 복호화기 20 : 역양자화기10 variable length decoder 20 dequantizer
30 : 역이산 코사인 변환기 40 : 가산기30: Inverse Discrete Cosine Converter 40: Adder
50 : 움직임 보상부 60 : 후처리 판단부50: motion compensation unit 60: post-processing determination unit
61 : 분산값 산출부 62 : 비교기61 variance value calculation unit 62 comparator
70 : 경로 제어수단 80 : 후처리부70: path control means 80: post-processing unit
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing an image decoding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
동도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 영상 복호화 장치는, 비트 스트림의 형태로 입력되는 압축 부호화된 영상 데이터를 부호화시와 반대의 순서로 복호화하기 위한 가변길이 복호화기(10)와, 가변길이 복호화기(10)에서 출력되는 주정보(실질적인, 영상신호)와 부가정보(예를 들어, ID정보, 양자화 파라미터 및 움직임벡터 등)에 대하여 원래의 공간영역의 데이터로 변환하여 출력하기 위한 주파수-공간 변환부(49)와, 이 주파수-공간 변환부(49)에서 제공되는 영상 데이터의 분산값을 산출하고 이 산출된 분산값과 기설정된 기준값을 비교하여 부호화전의 원신호로 복원된 영상 데이터의 후처리를 할 것인가 또는 하지 않을 것인가를 결정하는 제어신호(CS)를 발생하는 후처리 판단부(60)와 이 후처리 판단부(60)에서 제공되는 제어신호에 따라 주파수-공간 영역 변환부(49)에서 출력되는 복원된 영상신호가 선택적으로 출력되도록 경로를 제어하기 위한 경로 제어수단(70)과, 경로 제어수단(70)을 통해 인가되는 복원된 영상신호를 소정의 후처리 방식에 의하여 신호처리하기 위한 후처리부(80)로 이루어진다. 여기서, 경로 제어수단(60)은 후처리 유,무 제어용 스위치(SW74)로 이루어진다.As shown in the figure, the video decoding apparatus of the present invention includes a variable length decoder 10 for decoding compressed coded image data input in the form of a bit stream in a reverse order to that in encoding, and a variable length decoder. Frequency for converting and outputting main information (actual, video signal) and additional information (for example, ID information, quantization parameter, motion vector, etc.) output from the decoder 10 into data of the original spatial domain. Calculate a variance value of the image data provided by the spatial transform unit 49 and the frequency-spatial transform unit 49, compare the calculated variance value with a predetermined reference value, and then restore the image data restored to the original signal before encoding. The frequency-space according to the post-processing judging unit 60 for generating a control signal CS for deciding whether or not to post-process and the control signal provided from the post-processing judging unit 60. Path control means 70 for controlling the path so that the restored video signal output from the inverse converter 49 is selectively outputted, and the restored video signal applied through the path control means 70 is subjected to predetermined post-processing. It consists of a post processor 80 for signal processing by the method. Here, the path control means 60 is composed of a switch (SW74), with or without post-processing control.
특히, 주파수-공간 영역 변환부(49)는 가변길이 복호화기(10)에서 출력되는 2차원 배열의 영상 데이터를 가변길이 복호화기(10)에서 검출한 양자화 파라메터(QP)에 의하여 역양자화하기 위한 역양자화기(20)와, 역양자화기(20)에서 출력되는 신호를 공간 영역으로 변환하는 역이산 코사인 변환기(30)와, 입력되는 압축데이터가 인터 프레임 데이터인 경우에 가변길이 부호화기(10)에서 출력되는 움직임벡터(MV)에 의하여 이전 프레임 데이터와의 상관도가 높은 예측 영상(Predicted Image)신호를 추정하여 움직임을 보상하기 위한 움직임 보상부(50)와, 움직임 보상부(50)에서 출력되는 예측 영상신호와 역이산 코사인 변환기(30)에서 출력되는 신호를 더하여 출력하기 위한 가산기(40)로 구성된다.In particular, the frequency-space domain converter 49 performs inverse quantization on the two-dimensional array of image data output from the variable length decoder 10 by the quantization parameter QP detected by the variable length decoder 10. An inverse quantizer 20, an inverse discrete cosine transformer 30 for converting a signal output from the inverse quantizer 20 into a spatial domain, and a variable length encoder 10 when the input compressed data is inter frame data. The motion compensator 50 and the motion compensator 50 are configured to compensate for the motion by estimating a predicted image signal having a high correlation with previous frame data based on the motion vector MV. And an adder 40 for adding and outputting the predicted video signal and the signal output from the inverse discrete cosine converter 30.
또한, 후처리 판단부(60)는, 제3도에 도시된 바와 같이, 입력되는 영상 데이터의 분산값을 산출하는 분산값(61)과, 분산값 산출부(61)에서 얻은 분산값을 기설정된 임계값(즉, 기준값)과 비교하여 이에 대응하는 제어신호(CS), 즉 얻은 분산값이 임계값보다 큰 경우는 논리 '1'의 제어신호를 발생하며, 얻은 분산값이 임계값보다 작은 경우에는 논리 '0'의 제어신호를 발생한다. 또한, 후처리부(80)는 가산기(40)에서 출력되는 영상 데이터의 분산값이 기설정된 임계값보다 작은 경우에는 바이패스(Bypass)시키기 위한 신호라인(82)과, 기설정된 임계값보다 큰 경우에는 소정의 저역통과필터(Low Pass Filter; LPE)를 통해 처리하기 위한 후처리기(71)로 이루어진다.Further, as shown in FIG. 3, the post-processing determination unit 60 calculates the dispersion value 61 for calculating the dispersion value of the input image data and the dispersion value obtained from the dispersion value calculation unit 61. When the control signal CS corresponding to the set threshold value (that is, the reference value) and the obtained dispersion value is greater than the threshold value, a control signal of logic '1' is generated, and the obtained dispersion value is smaller than the threshold value. In this case, a control signal of logic '0' is generated. In addition, the post-processing unit 80 may include a signal line 82 for bypassing when the dispersion value of the image data output from the adder 40 is smaller than a preset threshold value and a larger value than the preset threshold value. It consists of a post processor 71 for processing through a predetermined low pass filter (LPE).
이러한 후처리기(71)에 이용되는 필터는, 예를 들면 널리 알려진 중간치 필터(Median Filter) 또는 평균값 필터(Mean Filter)를 블록의 경계선 부분에서 사용한다.As the filter used for such a post processor 71, a well-known median filter or a mean filter is used in the boundary part of a block, for example.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 영상 복호화 장치를 이용하여 부호화전의 원신호로 복원된 영상신호를 적응적으로 후처리하는 과정에 대하여 설명한다.Next, a process of adaptively post-processing the video signal reconstructed to the original signal before encoding by using the video decoding apparatus of the present invention having the above-described configuration will be described.
먼저, 가변길이 복호화기(10)는 비트스트림 형태로 입력되는 부호화된 입력신호에 대하여 부호화기(도시생략)에서와는 반대의 과정(가변길이 복호화)을 통해 가변길이 부호화전의 원신호(즉, 양자화된 DCT 변환계수)로 복원한다. 이때, 보통 실질적인 영상신호인 주정보에 해당하는 부가정보는 소정의 블록(Block)단위로 주정보에 이어 연속하여 인가된다.First, the variable length decoder 10 performs an original signal (ie, quantized DCT) before variable length encoding through a process (variable length decoding) opposite to that of an encoder (not shown) with respect to an encoded input signal input in the form of a bitstream. Restore the conversion factor. In this case, the additional information corresponding to the main information, which is usually a substantial video signal, is continuously applied after the main information in a predetermined block unit.
예를 들어, 입력 영상이 8×8 블록단위로 부호화한 경우, 8×8 블록에 해당되는 영상신호의 부가정보는, 8×8 블록에 해당되는 압축 영상신호가 모두 인가되고, 다음 8×8 블록에 해당되는 압축 영상신호가 인가되기 전에 인가된다.For example, when the input video is encoded in 8x8 block units, all of the compressed video signals corresponding to the 8x8 block are applied to the additional information of the video signal corresponding to the 8x8 block. The compressed video signal corresponding to the block is applied before being applied.
즉, 가변길이 복호화기(10)는 검출된 부가 정보 중 양자화 파라메터를 역양자화기(20)로 제공하고, 나머지 부가정보 및 주정보에 대한 신호처리는 전술한 제1도에서와 동일한 방법으로 처리한다.That is, the variable length decoder 10 provides the quantization parameter of the detected additional information to the inverse quantizer 20, and the signal processing for the remaining additional information and the main information is processed in the same manner as in FIG. do.
또한, 주파수-공간 영역 변환부(49)는 가변길이 부호화기(10)에서 출력되는 부가정보 및 주정보에 대하여 제1도에서와 같이 공간 영역의 신호로 복원하여 출력하여, 여기에서 출력되는 주정보는 후처리 판단부(60)로 전달되는데, 후처리 판단부(60)내의 분산값 산출부(61)에서는 다음의 수식 1에 의거하여 입력 영상(즉, 부호화전의 원신호로 복원된 영상 데이터)의 분산값을 산출하여 다음단의 비교기(62)로 제공한다.In addition, the frequency-space domain converter 49 reconstructs and outputs the additional information and the main information output from the variable length encoder 10 as a signal of the spatial domain as shown in FIG. Is transmitted to the post-processing judging unit 60. In the post-processing judging unit 60, the variance value calculating unit 61 inputs an input image (i.e., image data restored to the original signal before encoding) based on Equation 1 below. The dispersion value of is calculated and provided to the comparator 62 of the next stage.
상기한 수식 1에서, N은 수평 크기이고, M은 수직크기를 나타내며, x(n,m)은 (n,m)번째의 화소값을 나타낸다. 이와 같은 수식에 의해 분산값이 얻어지면 비교기(62)에서는 기설정된 임계값(Vthr)과 비교하여, 이에 대응하는 제어신호를 경로 제어수단(70)으로 제공하며, 동시에 주파수-공간 영역 변환부(49)에서 출력된 주정보(복원된 영상 데이터)는 경로 제어수단(70)의 기준접점(71)으로 인가된다. 경로 제어수단(70)은 후처리 판단부(60)에서 출력되는 제어신호, 즉 분산값이 기설정된 임계값보다 크면 주정보(복원된 영상 데이터)가 제2접점(73)으로 스위칭 되도록 제어되고, 임계값보다 작으면 제1접점(72)으로 스위칭 되도록 제어된다.In Equation 1, N is a horizontal size, M represents a vertical size, and x (n, m) represents a (n, m) th pixel value. When the variance value is obtained by the above equation, the comparator 62 compares the preset threshold value Vthr, and provides the control signal corresponding thereto to the path control means 70, and at the same time, the frequency-space domain conversion unit ( The main information (restored image data) output from 49 is applied to the reference contact 71 of the path control means 70. The path control means 70 is controlled so that the main information (the restored image data) is switched to the second contact 73 when the control signal output from the post-processing determination unit 60, that is, the dispersion value is larger than the preset threshold value. If it is less than the threshold value, it is controlled to switch to the first contact point 72.
다음에, 후처리부(80)는 경로 제어수단(70)이 제1접점(72)으로 스위칭 되면, 주파수-공간 영역 변환부(49)의 가산기(40)에서 출력되는 신호를 신호라인(82)을 통해 바이패스시키고, 경로 제어수단(70)이 제2접점(73)으로 스위칭 되면, 전술한 바와 같이 원하는 시점 또는 공간상의 점의 값을 그 이웃이 되는 값들과의 중앙치로 대치하는 중앙 필터 또는 평균값으로 대치하는 평균값 필터를 블록의 경계선을 따라 적용하는 요소로 구성된 후처리기(81)를 통해 완전하게 복원된 영상신호를 출력하게 된다.Next, the post processor 80 switches the signal output from the adder 40 of the frequency-space domain converter 49 when the path control means 70 is switched to the first contact point 72. Bypass through, and when the path control means 70 is switched to the second contact 73, a central filter for replacing the value of the desired time or space point with the median with the neighboring values as described above or The post-processor 81 composed of elements that apply the average value filter replacing the average value along the boundary line of the block outputs a completely reconstructed image signal.
따라서, 본 발명에 따른 영상 복원방법은 이산 코사인 변환 및 가변길이 부호화 과정을 통해 압축된 영상신호가 인가되면 부호화시와는 반대 순서로 가변길이 복호화를 한다. 이때, 전술한 제2도의 설명에서와 같이, 부가정보 중 양자화 파라메터(QP) 및 움직임벡터(MV) 등의 부가정보들은 검출과정을 통해 역양자화 과정 및 움직임 보상 과정을 위하여 출력되고, 역양자화 과정 및 움직임 보상 과정을 통해 얻은 영상 데이터(복원된 영상 데이터)에서 분산값을 산출하여 본 발명을 수행하기 위하여 미리 설정한 임계값과 비교하는 과정이 후처리된 판단 수단(60)에서 수행된다.Accordingly, in the image reconstruction method according to the present invention, when a compressed video signal is applied through a discrete cosine transform and a variable length encoding process, variable length decoding is performed in the reverse order of encoding. At this time, as described in FIG. 2, the additional information such as the quantization parameter (QP) and the motion vector (MV) among the additional information is output for the inverse quantization process and the motion compensation process through the detection process, and the inverse quantization process. And a process of calculating a variance value from the image data (restored image data) obtained through the motion compensation process and comparing it with a threshold set in advance for carrying out the present invention is performed by the post-processing determination means 60.
이때, 후처리 판단 과정에서 검출된 분산값의 크기가 기설정된 임계값보다 큰 경우에는 주파수-공간 영역 변환부(49)에서 역이산 코사인된 복원신호를 후처리부(80)의 후처리기(81)를 통해 중앙치 필터링, 또는 평균값 필터링하는 후처리 과정이 수행되도록 경로 제어수단(70)에 의해 제어된다. 그러나, 후처리 판단 과정에서 산출된 분산값이 기설정된 임계값보다 작은 경우에는 후처리 판단부(60)에서 출력되는 역이산 코사인 변환된 복원신호는 후처리 없이 출력측으로 바로 바이패스 되도록 제어된다. 따라서, 이러한 과정을 통해 본 발명의 영상 복호화 장치내 후처리부(80)의 출력에는 복원된 영상 또는 후처리된(필터링된) 복원영상이 선택적으로 발생된다.At this time, when the magnitude of the variance value detected in the post-processing determination process is larger than the predetermined threshold value, the post-processor 81 of the post-processing unit 80 receives the reconstructed cosine-restored signal by the frequency-space domain conversion unit 49. It is controlled by the path control means 70 to perform a post-processing process of the median filtering, or the average value filtering through. However, when the dispersion value calculated in the post-processing determination process is smaller than the predetermined threshold value, the inverse discrete cosine transformed recovery signal output from the post-processing determination unit 60 is controlled to be bypassed directly to the output side without post-processing. Therefore, through this process, a reconstructed image or a post-processed (filtered) reconstructed image is selectively generated at the output of the post-processing unit 80 in the image decoding apparatus of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 영상신호의 복호화에 있어서 부호화전의 원신호로 복원된 영상신호의 분산값의 크기에 따라 복원된 영상에 별도의 후처리(즉, 저역통과필터링)를 적응적으로 수행함으로써, 복원된 재생영상의 디스플레이시에 양자화 오차로 인해 화면상에 나타나는 블록효과를 효과적으로 억제하여 동영상 수신기의 재생 화질을 개선시킬 수 있다.As described above, the present invention adaptively performs separate post-processing (i.e., low pass filtering) on the reconstructed video according to the magnitude of the variance value of the video signal reconstructed into the original signal before encoding in decoding the video signal. As a result, the block quality appearing on the screen due to the quantization error during display of the restored playback image can be effectively suppressed to improve the playback quality of the video receiver.
Claims (4)
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1993
- 1993-11-29 KR KR1019930025679A patent/KR0124158B1/en not_active IP Right Cessation
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