KR0159575B1

KR0159575B1 - 영역 분할 부호화 방식의 인접 영역간 불연속 처리 장치

Info

Publication number: KR0159575B1
Application number: KR1019940028261A
Authority: KR
Inventors: 이민섭
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1999-01-15
Also published as: JPH08214306A; JP3898244B2; CN1131374A; CN1053510C; US5805221A

Abstract

본 발명은 영역 분할 부호화 방식의 불연속 구간인 분할된 영역간의 경계에 대한 정보를 전송하여 영역간의 연속성을 주기 위한 인접 영역간 불연속 처리 장치에 관한 것으로, 입력 영상을 다수개의 영역으로 분할한 후, 상기 분할된 각 영역의 대표값을 검출하는 영역 분할부(21); 상기 영역 분할부(21)로부터 상기 각 영역에 대응하는 대표값을 수신한 후, 소정 영역과 상기 소정 영역에 이웃한 다수개의 영역들간의 상기 대표값의 차를 각각 연산하고, 상기 연산된 각 대표값의 차들을 기설정 임계치와 비교하여, 상기 기 설정 임계치보다 작은 대표값의 차들만을 선택적으로 출력하는 연속성 검출부(22); 상기 연속성 검출부(22)에서 출력한 소정 영역에 인접한 영역간의 대표값의 차들 중에서, 가장 큰값을 갖는 대표값 최대차를 각 영역에 대응되게 검출하여 수신측에 전송하는 대표값 최대차 검출부(23); 상기 영역 분할부(21)에서 출력하는 각 영역의 대표값과, 상기 대표값 최대차 검출부(23)에서 출력하는 상기 각 영역에 대응되는 대표값 최대차들을 수신하는 수신부(24); 상기 수신부(24)에 의해 수신된 각 영역의 대표값과, 상기 각 영역에 대응되는 대표값 최대차들을 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리(25); 상기 프레임 메모리(25)로부터 제공되는 각 영역의 대표값을 이용하여, 상기 소정 영역과 상기 소정 영역에 인접한 영역들간의 상기 대표값의 차를 연산한 후, 상기 영역간 대표값의 차들을 상기 대표값 최대차와 비교하여, 상기 영역간의 대표값차가 상기 대표값 최대차보다 작은 영역간에는 연속성이 있다고 판별하여 이에 대한 정보를 출력하는 연속 영역 검출부(26); 상기 연속 영역 검출부(26)에 의해 연속성이 있다고 판별된 영역간에는 밝기의 변화가 연속적이 되도록 처리하는 연속 처리부(27)로 구성함을 특징으로 한다.

Description

영영 분할 부호화 방식의 인접 영역간 불연속 처리장치

제1도는 일반적인 영역분할 방식도.

제2도는 본 발명의 실시예를 나타내는 상세 구성도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 영역 분할 부호화 방식도.

제4도는 본 발명의 실시예에 의한 분할 영역과 대표값간의 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 영역 분할부 22 : 연속성 검출부

23 : 대표값 최대차 검출부 24 : 수신부

25 : 프레임 메모리 26 : 연속영역 검출부

27 : 연속 처리부

본 발명은 영상 시스템의 영역 분할 부호화/복호화 장치에 있어서, 특히 불연속 구간인 분할된 영역간의 경계에 대한 정보를 전송하여 영역간의 연속성을 주기 위한 인접 영역간 불연속 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고화질 TV나 멀티미디어 등과 같이 디지털 데이터 전송을 기본으로 하는 고화질 영상 시스템에서는 처리해야 할 데이터량이 상당히 많이 발생되는 반면 데이터 전송을 위해 사용 가능한 대역폭은 한정되어 있어, 방대한 데이터를 효율적으로 전송하기 위해 데이터 압축 및 부호화를 하고 있다.

상기한 영상 부호화를 위해 종래에는 영상 신호를 일정 갯수의 블록(block)으로 분할하고 분할된 블록을 일괄적으로 일정한 과정 즉, 이산 여현 변환, 양자화기법, 가변 길이 부호화 등의 과정에 의해 부호화하였다.

그러나 상기한 블록 처리 방법은 인접한 블록간의 미세한 밝기 차이 때문에 블록간의 경계가 눈에 띄는 '블록킹(blocking) 현상'이 발생하며 상기한 블록킹 현상은 압축률이 높을수록 그 정도가 심해진다.

상기한 블록킹 현상 문제를 해결하기 위하여 제안된 것이 영역 분할(segmentation)기법을 이용한 영상 부호화로서, 제1도에 나타난 바와 같이 임의의 기준값을 설정하고 영상 신호의 기본이 되는 픽셀(pixel) 중에서 설정된 기준값에 대해 유사한 특성을 갖는 픽셀들만 모아 하나의 영역으로 분할하여 각 영역(S1, S2, S3, S4, E)의 경계를 나타내는 윤곽선(contour)과 그 영역 내부에 대한 정보인 질감(texture) 정보를 따로 부호화하는 방법이다.

이때 상기한 영역의 질감 정보는 통상 그레이 레벨(gray level)의 변화가 어느 정도 있을 경우에 다른 하나의 영역을 형성하기 때문에 영역 내의 평균 그레이 레벨(S1=200, S2=150, S3=100, S4=50, E=20)(대표값)로 대체하는 경우가 많다.

그러나 실제 분할된 각 영역간의 밝기 변화는 연속적인 경우가 많은데도 불구하고 분할된 각 영역을 평균 그레이 레벨로 나타내어 불연속적인 처리를 함으로서 인간의 시각 특성상 불합리하다는 것을 알 수 있다.

또한 분할 영역을 세분화하여 부호화를 하였을 경우에는 시각적 효과는 좋아질 수 있으나 부호화하려는 대상이 많아지므로 한정된 비트율(bit rate)에서는 한계가 분명하다.

따라서 본 발명은 각 영역의 대표값과 영역간의 표준 편차값에 따른 정보를 전송하여 영역간의 연속성을 주기 위한 인접 영역간 불연속 처리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 실시예를 나타낸 상세 구성도로서, 입력 영상 중 설정된 기준값에 대해 유사한 특성을 갖는 픽셀들끼리 모아 영역을 분할하여 윤곽선 정보와 대표값을 검출하는 영역 분할부(21), 영역 분할부(21)에 출력한 하나의 영역과 인접 영역들과의 대표값의 차를 각각 연산하여 대표값의 차가 기설정치 보다 작은 것만 검출하여 출력하는 연속성 검출부(22), 연속성 검출부(22)에서 출력한 인접 영역들과의 대표값의 차중에 가장 큰 대표값의 차(Tmax), 즉 대표값간의 최대차를 검출하여 수신측에 전송하는 대표값 최대차 전송부(23), 영역 분할부(21)의 윤곽선 정보와 각 영역의 대표값 및 대표값 최대차 전송부(23)의 대표값간의 최대차(Tmax)를 수신하는 수신부(24), 수신부(24)에 의해 수신된 윤곽선 정보와 대표값 및 대표값간의 최대차(Tmax)를 프레임(frame) 단위로 저장하는 프레임 메모리(25), 각 영역의 인접 영역들과의 차를 검출하여 인접 영역과의 차가 각 영역의 대표값간의 최대차(Tmax) 보다 작으면 분할 영역간의 밝기의 변화가 연속적인 영역이라 판정하는 연속 영역 검출부(26), 연속 영역 검출부(26)에 의해 연속 영역이 검출되면 연속 영역 간에는 밝기의 변화가 연속적이 되도록 하는 연속 처리부(27)로 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 대한 동작 설명을 제3도 및 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 영역 분할부(21)는 영상 신호를 프레임 단위로 수신한 후, 기 설정된 기준값에 대해 유사한 특성을 갖는 픽셀들끼리 모아 제3도에 나타난 바와 같이 프레임 단위의 영상을 다수개의 영역(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7)으로 분할하고, 분할된 각 영역의 윤곽선 정보와 대표값을 출력한다.

연속성 검출부(22)는 영역 분할부(21)에 출력한 각 영역(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7)의 대표값을 이용하여, 소정 영역과 소정 영역에 인접한 영역간의 연속성 여부를 검출한다.

즉, 제3도에 예시된 바와 같이, 영역 S1은 영역 S2, S3와 인접해 있고, 영역 S2는 영역 S1, S3와 인접해 있고, 영역 S3은 영역 S1, S2, S4와 인접해 있고, 영역 S4는 영역 S3, S5, S6과 인접해 있고, 영역 S5는 영역 S4, S6과 인접해 있고, 영역 S6은 영역 S4, S5, S7과 인접해 있으며, 영역 S7은 영역 S6과 인접해 있다.

이때, 영역 S1의 대표값은 A1, 영역 S2의 대표값은 A2, 영역 S3의 대표값은 A3, 영역 S4의 대표값은 A4, 영역 S5의 대표값은 A5, 영역 S6의 대표값은 A6, 영역 S7의 대표값은 A7로 부여되어 있다(제4도 참조).

따라서, 연속성 검출부(22)는 표1)에 나타난 바와 같이 영역 S1에 대해서는 인접한 영역 S2와 영역 S3와의 대표값 차(T11=|A1-A2|, T12=|A1-A3|)를 구하고, 영역 S2에 대해서는 영역 S1과 영역 S3와의 대표값 차(T21=|A2-A1|, T22=|A2-A3|)를 구하고, 영역 S3에 대해서는 영역 S1, S2, S4와이 대표값 차(T31=|A3-A1|, T32=|A3-A2|, T33=|A3-A4|)를 구하고, 영역 S4에 대해서는 영역 S3, S5, S6와의 대표값 차(T41=|A4-A3|, T42=|A4-A5|, T43=+A4,A6|)를 구하고, 영역 S5에 대해서는 영역 S4, S6와의 대표값 차(T51=|A5-A4|, T52=│A5-A6│)를 구하고, 영역 S6에 대해서는 영역 S4,S5,S7과의 대표값 차(T61=│A6-A4│, T62=|A6-A5|, T63=|A6-A7|)를 구하고, 영역 S7에 대해서는 영역 S6과의 대표값 차(T71=|A7-A6|)를 구하여 영역간 밝기의 변화량을 검출한다.

이후, 연속성 검출부(22)는 표 1)과 같이 연산된 각 영역에 대한 인접 영역간의 대표값 차(T11, T12, T21, T22, T31, T32, T33, T41, T42, T43, T51, T52, T61, T62, T63, T71)를 각각 기 설정된 임계값(D)와 비교하여, T11, T12, T21, T22, T31, T32, T33, T41, T42, T43, T51, T52, T61, T62, T63, T71 중에서, 기 설정된 임계값(D)보다 작은 것만 검출하여 출력한다.

여기에서, 연속성 검출부(22)에서 수행하는 인접 영역간의 대표값의 차는 결국 영역간의 밝기의 변화량을 나타낸다고 할 수 있다. 즉 영역간 밝기의 변화량이 크다면 영역간 연속성이 그만큼 작다는 것을 나타내고, 영역간 밝기의 변화량이 작다면 영역간 연속성이 그만큼 크다는 것을 나타낸다고 할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명에서는 영역간 밝기의 변화량을 연산한 후, 영역간 밝기의 변화량이 기설정된 임계값(D)보다 크거나 같으면 소정 영역과 인접 영역간에 연속성이 없다고 판정하고, 영역간 밝기의 변화량이 기설정된 임계값(D)보다 작으면 연속성이 있다고 판정하는 것이다.

대표값 최대차 검출부(23)는, 연속성 검출부(22)에서 출력한 인접 영역간 대표값의 차중에서, 가장 큰값을 갖는 대표값 최대차(Tmax)를 검출하여 출력한다.

예를 들어, 영역 S1에 대응하는 T11, T12가 모두 D보다 작을 경우, 연속성 검출부(22)는 T11, T12를 대표값 최대차 검출부(23)에 출력하고, 대표값 최대차 검출부(23)는 T11, T12를 서로 비교하여, T11, T12 중에서 보다 큰 것을 선택하여 수신부(24)로 제공하는 것이다. 또한 예를 들어, 영역 S3에 대응하는 T31, T32, T33 중에서 T31, T33은 D보다 작고, T32는 D와 같거나 클 경우 연속성 검출부(22)는 T31, T33만을 대표값 최대차 검출부(23)에 제공하고, 대표값 최대차 검출부(23)는 T31, T33 중에서 보다 큰 것을 선택하여 수신부(24)로 제공하는 것이다.

이때, 예를 들어 영역 S7과 같이 인접 영역이 하나밖에 없을 경우, 연속성 검출부(22)는 T71이 D보다 작으면 T71을 대표값 최대차 검출부(23)에 출력하고, 만약 T71이 D보다 크거나 같으면 이를 출력하지 않는다. 대표값 최대차 검출부(23)는 연속성 검출부(22)로부터 T71이 제공되면, 이를 다시 수신부(24)에 제공한다.

따라서, 수신부(24)는 영역 분할부(21)로부터 윤곽선 정보와, 각 영역(S1 내지 S7)의 대표값(A1 내지 A7)을 수신하고, 대표값 최대차 검출부(23)로부터 각 영역(S1 내지 S7)의 대표값 최대차(Tmax)를 수신한 후, 이를 프레임 메모리(25)에 전송하고, 프레임 메모리(25)는 이를 프레임 단위로 저장한다.

연속 영역 검출부(26)는 프레임 메모리(25)에서 출력되는 각 영역(S1 내지 S7)의 대표값(A1 내지 A7)을 이용하여 인접 영역들간의 대표값 차(T11, T12, T21, T22, T31, T32, T33, T41, T42, T43, T51, T52, T61, T62, T63, T71)를 연산하고, 이를 각 영역의 대표값 최대차(Tmax)와 비교한다. 즉, 예를 들어, 영역 S1의 대표값 최대차(Tmax)와 T11, T12를 각각 비교하여, T11이 영역 S1의 대표값 최대차(Tmax)보다 작으면, 영역 S1과 영역 S2간에는 연속성이 있다고 판단하여, 이에 대한 정보를 연속 처리부(27)에 제공하고, T12가 영역 S1의 대표값 최대차(Tmax)보다 작으면 영역 S1과 영역 S3간에는 연속성이 있다고 판단하여, 이에 대한 정보를 연속성 처리부(27)에 제공하는 것이다. 또한 연속 영역 검출부(26)는 S1 영역 이외의 다른 영역(S2 내지 S7)에 대해서도, 상술한 과정을 통해 각 영역과 이웃하는 영역간의 연속성을 검출하여, 이에 대한 정보를 연속성 처리부(27)에 제공한다.

따라서 연속 처리부(27)는 연속 영역 검출부(26)에 의해 소정 영역과 소정 영역에 이웃한 영역이 연속적이라고 판단된 경우에는 해당 영역간의 밝기의 변화가 연속적이 되도록 처리함으로서, 연속적인 그레이 레벨을 갖는 영역간에는 자연스런 영상이 되도록 한다. 예를 들어, 소정 영역과 소정 영역에 이웃한 영역간에 연속성이 있다고 판단되면, 해당 영역간의 경계 부분을 두 영역간이 대표값의 평균치로 대체해줌으로서, 영역간의 밝기의 변화가 연속적이 되도록 해 주는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 연속적인 그레이 레벨을 갖는 영역은 자연스런 영상을 구성하여 시각적 효과를 높일 수 있다.

Claims

프레임 단위의 영상에 대해 유사한 특성을 갖는 픽셀들끼리 분할하여 다수개의 영역으로 부호화하는 영역 분할 부호화 방식의 인접 영역간 불연속 처리 장치에 있어서; 상기 입력 영상을 다수개의 영역으로 분할한 후, 상기 분할된 각 영역의 대표값을 검출하는 영역 분할부(21); 상기 영역 분할부(21)로부터 상기 각 영역에 대응하는 대표값을 수신한 후, 소정 영역과 상기 소정 영역에 이웃한 다수개의 영역들간의 상기 대표값의 차를 각각 연산하고, 상기 연산된 각 대표값의 차들을 기설정 임계치와 비교하여, 상기 기 설정 임계치보다 작은 대표값의 차들만을 선택적으로 출력하는 연속성 검출부(22); 상기 연속성 검출부(22)에서 출력한 소정 영역에 인접한 영역간의 대표값의 차들 중에서, 가장 큰값을 갖는 대표값 최대차를 각 영역에 대응되게 검출하여 수신측에 전송하는 대표값 최대차 검출부(23); 상기 영역 분할부(21)에서 출력하는 각 영역의 대표값과, 상기 대표값 최대차 검출부(23)에서 출력하는 상기 각 영역에 대응되는 대표값 최대차들을 수신하는 수신부(24); 상기 수신부(24)에 의해 수신된 각 영역의 대표값과, 상기 각 영역에 대응되는 대표값 최대차들을 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리(25); 상기 프레임 메모리(25)로부터 제공되는 각 영역의 대표값을 이용하여, 상기 소정 영역과 상기 소정 영역에 인접한 영역들간의 상기 대표값의 차를 연산한 후, 상기 영역간 대표값의 차들을 상기 대표값 최대차와 비교하여, 상기 영역간의 대표값차가 상기 대표값 최대차보다 작은 영역간에는 연속성이 있다고 판별하여 이에 대한 정보를 출력하는 연속 영역 검출부(26); 상기 연속 영역 검출부(26)에 의해 연속성이 있다고 판별된 영역간에는 밝기의 변화가 연속적이 되도록 처리하는 연속 처리부(27)로 구성함을 특징으로 하는 영역 분할 부호화 방식의 인접 영역간 불연속 처리 장치.