KR0165497B1 - 블럭화현상 제거를 위한 후처리장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블럭변환에 의해 압축된 화상의 재생시 나타나는 블럭화 현상을 제거하기 위한 후처리장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 소정의 변환(DCT)을 선택하고 양자화 / 역양자화시 손실된 변환계수를 추정하되, 주변 블럭과의 연속성이 최고가 되도록 추정하여 이 변환계수들을 역변환함으로써 얻어지는 보정치를 역변환된 원래의 영상신호에 더해주어 블럭간의 경계에서 보여지는 블럭화 현상을 최소화한다.

Description

블럭화 현상 제거를 위한 후처리 장치 및 그 방법
제1도는 일반적인 영상 데이타의 부호화 장치를 나타내는 블럭도이다.
제2도는 일반적인 영상 데이타의 복호화 장치와 후처리 장치를 나타내는 블럭도이다.
제3도는 종래의 후처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제4도는 현재 블럭과 그 이웃 블럭들을 나타내는 도면이다.
제5도는 VAC와 HAC조정에 의해 영향을 받는 이웃 블럭들을 나타내는 도면이다.
제6도는 블럭 경계 명도의 단면과 갭을 나타내는 도면이다.
제7도는 VAC 조정후의 단면을 나타내는 도면이다.
제8도는 본 발명에 의한 블럭화 현상 제거를 위한 후처리 장치의 블럭도이다.
제9a도 및 제9b도는 제8도에 도시된 보정계수 계산부에서 사용되는 기호정의를 나타내는 도면이다.
제10도는 보정후의 블럭경계 단면을 나타내는 도면이다.
제11도는 제8도에 도시된 보정제어부에서 에지를 판별하기 위하여 블럭경계간의 화소차이를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제12도는 소벨연산기(Sobel Operator)를 이용한 제8도에 도시된 보정제어부의 상세블럭도이다.
본 발명은 블럭화 현상 제거를 위한 후처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 블럭변환에 의해 압축된 영상 데이타를 복원하는 장치에 있어서 인접 블럭들 사이에서 불연속성이 나타나는 블럭화 현상을 최소화하는 후처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 영상 및 음성신호를 송/수신하는 장치에서 영상신호 및 음성신호를 디지탈신호로 부호화하여 전송하거나 저장부에 저장하고, 이를 다시 복호화하여 재생하는 방식이 보편화되고 있다.
그러나, 영상신호를 디지탈 데이타로 부호화하는 경우, 데이타량이 방대하므로 디지탈 영상신호에 포함되어 있는 용장성 데이타(Redundancy Data)를 제거하여 전체 데이타량을 감소시키기 위해, 변환부호화, DPCM(Differential Pulse Coded Modulation), 양자화 및 가변장 부호화(variable Length Coding)등이 수행된다.
제1도는 일반적인 영상 데이타의 부호화 장치를 개략적으로 나타낸 블럭도로서, 크게, 입력되는 영상 신호를 N×N 블럭단위(블럭의 크기는 일반적으로 N1×N2이지만 편의상 N1=N2=N이라고 가정한다)로 주파수 영역의 신호로 변환한 후 변환계수를 양자화시키는 수단(11, 12)과, 양자화된 데이타를 가변장 부호화하여 데이타량을 더욱 압축시키는 수단(13, 14)과, 양자화된 데이타를 역양자화 및 역변환하여 동보상을 수행하는 수단(15, 16, 17, 18, 19, A1, A2, SW1, SW2)을 구비하여, 인트라모드 또는 인터모드로 영상 데이타를 부호화한다.
또한, 제2도는 일반적인 영상 데이타의 복호화 장치와 후처리 장치를 개략적으로 나타내는 블럭도로서, 제1도와 같은 부호화 장치에 의해 부호화된 영상 데이타를 복호화하여 재생한다. 제2도에 도시된 복호화 장치와 후처리 장치를 중심으로 그 동작을 간략히 설명하기로 한다.
제2도에 의하면, 부호화된 영상 데이타(QF(u,v))는 가변장 복호화부(21)에서 부호화의 역과정을 통해 복호화된다. 가변장 복호화부(21)에서 출력되는 데이타는 역양자화부(22)에서 역양자화된다. 이 때, 역양자화부(22)는 부호화 장치에서 공급되는 양자화 스텝 사이즈(Qss)에 의해 출력변환계수의 크기가 조절된다.
N×N역변환부(23)는 역양자화부(22)에서 공급되는 주파수영역의 변환계수를 공간영역의 영상데이타로 변환시킨다.
부가적으로, 제1도에 도시된 N×N 변환부(11)에서 행해지는 각 블럭에 대한 데이타 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform), WHT(Walsh-Hadamard Transform), DFT(Discrete Fourier Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform) 방식등에 의해 행해진다.
예를 들어, 데이타 변환을 널리 알려진 DCT로 하는 경우 N×N 변환부(11)와 N×N 역변환부(23)에서 화소 fyx(여기서, y,x = 0, 1, 2, ..., 7)에 대해 행해지는 2차원 포워드 DCT 및 인버스 DCT는 N=8인 경우 다음과 같이 정의한다.
및
여기서,
또한, 제1도에 도시된 바와 같은 부호화 장치에서 전송되는 동벡터(MV)는 복호화 장치의 동보상부(24)로 공급되고, 동보상부(24)는 프레임 메모리(25)에 저장된 이전 프9레임 데이타에서 동벡터(MV)에 상응하는 N×N 블럭을 독출하여 움직임을 보상한 후 가산기(A3)로 공급한다. 그러면, 가산기(A3)는 역변환된 DCT 데이타와 동보상부(24)에서 공급되는 N×N 블럭 데이타를 가산하여 후처리 장치(26)로 출력한다.
후처리 장치(26)는 수신된 왜곡 화상으로부터 원화상을 복원하기 위한 것이다. 즉, 수신되는 영상신호가 블럭변환에 의해 압축된 영상 데이타인 경우 인접 블럭들 사이에서 불연속성이 나타나는 블럭화 현상(blocking artifact)이 생긴다.
따라서, 종래에는 블럭변환과 양자화되어 압축된 영상의 복원시 발생하는 블럭화 현상을 줄이기 위해 공간영역에서 블럭 경계선에 위치한 화소들에 대해 저역필터링을 가하였다.
한편, 후처리 과정을 공간영역에서보다는 변환영역에서 행하는 것이 복호화 장치의 구조를 더욱 간소화시킬 수 있게 되었다.
따라서, 1993 PROCEEDINGS of the SPIE, Vol.2094, pp. 1627-1638 Transform-domain Postprocessing of DCT-coded Images, by Chung-Nan Tien ; Hsueh-Ming Hang에 개시되어 있는 것처럼 DCT 계수를 보정하여 후처리하고 있다. DCT 변환계수를 보정하여 후처리하는 방법을 제3도 내지 제7도를 결부시켜 설명하기로 한다.
제3도는 상술한 문헌에 개시된 후처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제3도에 있어서, 수신된 양자화된 블럭들을 역양자화시키고(S1 단계), 제4도에 도시된 바와 같이 현재 블럭과 8개의 이웃 블럭으로 구성된 처리 세그먼트(processed segment)가 평탄한 세그먼트인지 또는 에지 세그먼트인지를 분류한다(S2 단계).
블럭화 현상은 평탄영역에서 발생하기 때문에 처리 세그먼트가 평탄한 세그먼트이면 후처리 고정(S3-S5 단계)을 수행하고, 처리 세그먼트가 에지 세그먼트이면 그대로 역변환하여 복원된 영상 블럭을 출력한다(S6 단계).
후처리 과정(S3-S5 단계)에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
분류된 세그먼트가 평탄한 세그먼트이면 먼저 DC값을 조정한다(S3 단계).
DC값은 영상 블럭의 평균명도를 나타내기 때문에 전체영상 블럭명도레벨은 DC값을 조정하여 변화시킬 수 있다.
즉, 이웃 블럭들 사이의 불연속성을 줄이기 위해서 제4도에 도시된 바와 같이 이웃 블럭들로부터의 정보를 기초로 하여 현재 블럭의 DC값을 조정하기 위한 가중된 평균방법을 사용한다. DCi,j는 Blocki,j의 DC값이다. Blocki,j와 그 이웃 블럭들 사이에 평탄한 천이를 만들기 위하여 DCi,j를 위한 보정 DC값(DCadjust i,j)으로 대치한다. 여기서, DCadjust i,j는 다음과 같이 계산될 수 있다.
아래 식(4)와 같은 가중마스크(WM)는 경험으로부터 선택된다.
DC값 보정에 의해 평균영상 명도레벨은 변하지만 블럭 형태는 변하지 않는다.
따라서, DC값 보정에 의해 비록 인접 블럭들 중에서 DC값의 불연속성은 낮아질지라도 여전히 불연속성은 남아 있고 블럭화 현상은 완전히 제거하지 못한다. 따라서, 두개의 부가적인 변환계수들을 더 조정한 다음 역변환하여 출력한다. 즉, (0, 1)과 (1, 0)DCT 계수인 VAC와 HAC를 조정한다(S4, S5 단계).
HAC 동작은 VAC와 비슷하기 때문에 VAC 동작에 대해서만 기술한다.
v=0, u=1을 갖는 식(1)의 forward DCT에서
VAC = F(0, 1)
여기서, F(0, 1)을 VAC(vertical AC 계수)라고 부른다. VAC에 의해 영향을 받는 공간영역에서 픽셀값들의 양은 식(2)의 역 DCT에 의해 계산된다.
위 (6)식에서 알 수 있는 바와 같이 VAC는 코사인 함수에 의해 변조된 수평방향에서 크기변동에만 관련있다. 따라서 수평경계상에서 블럭화 현상을 제거하고 수평방향에서 연속성을 재정립하기 위해서 VAC를 조정한다. VAC조정에 영향을 받는 인접 블럭들은 제5도에 도시된 바와 같이 Blocki,j-1, Blocki,j, Blocki,j+1이다 따라서, DC조정후에 잔존하는 블럭화 현상을 제거하기 위해서 VAC조정을 이용한다. 그러므로, 두개의 인접 블럭들 사이에 경계에서 갭을 측정하는 것이 필요하다. (6)식은 다음의 과정에 의해 갭을 예측하는데 이용된다.
fi,j(left)는 Blocki,,j의 왼쪽 경계의 명도이다. 그때,
fi,j(right)는 Blocki,j의 오른쪽 경계의 명도이다. 그때,
Blocki,j-1그 오른쪽 경계는
Blocki,j+1그 왼쪽 경계는
이웃 블럭 경계들 사이의 갭은 다음과 같이 계산된다.
경계명도의 단면과 갭은 제6도에 도시된 바와 같다.
현재 블럭경계와 그 이웃 블럭들 사이에 평균갭(gapaverage i, j)은
현재 블럭과 인접 블럭들이 수평방향을 따라 연속적인 픽셀값들을 갖는다면, gapaverage는 0이다. 한편, 큰 gapaverage는 불연속성량이 크다는 것을 의미한다. 따라서, gapaverage의 값을 줄이는 것에 의해 불연속성을 낮게 한다. 갭조정은 gapaverage의 반이다. 즉, gapadjust= gapaverage/2이다.
Blocki,j의 경계의 갭을 완만히 하기 위해서
VAC 조정후의 단면은 제7도에 도시되어 있다. 수직방향 불연속성을 줄이기 위해서 HAC 조정은 상술한 비슷한 방법으로 수행한다. 그러나, 제3도 내지 제7도를 결부시켜 상술한 후처리 방법은 DC값 보정시 단순히 주변 블럭들의 DC값에 대한 가중 평균치를 이용하고, 수평, 수직방향 AC(HAC, VAC)보정값 계산시에 수평, 수직방향 보정을 서로 독립적으로 수행하기 때문에 여전히 블럭화 현상을 제거하는 데에는 효과적이지 못한 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명의 목적은 블럭변환에 의해 압축된 영상 데이타를 복원하는 장치에 있어서, 양자화시 발생하는 정보손실분에 대한 변환계수(보정치)를 블럭 경계간의 화소차이를 최소화하도록 추정하고 추정된 신호를 역변환해서 역변환된 원래의 영상신호에 가산하여 블럭화 현상을 최소로 하는 후처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 후처리 장치에 의해 수행되는 후처리 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 블럭화 현상 제거를 위한 후처리 장치는 수신되는 소정의 블럭변환과 양자화된 변환계수를 역양자화 및 역변환한 후 인접 블럭들 사이의 불연속성(블럭화 현상)을 제거하여 원래의 영상으로 복원하기 위한 장치에 있어서 : 역변환된 원래의 블럭 영상신호를 입력하는 입력단자 ; 상기 입력단자를 통해 입력되는 영상신호의 현재 블럭과 그 이웃하는 블럭과의 경계간의 화소차의 합을 최소화하는 상기 소정의 블럭 변환영역에서의 소정개의 보정계수를 계산하는 보정계수 계산수단 ; 상기 보정계수 계산수단에서 계산된 보정계수들을 이용하여 양자화/역양자화시 손실된 변환계수를 추정하여 이 추정된 변환계수를 역변환하여 보정치를 계산하는 보정치 계산수단 ; 상기 역변환된 블럭 영상신호가 에지영역 또는 평탄영역인지를 판별하여 보정여부를 결정하는 보정제어신호를 출력하는 보정 제어수단 ; 및 상기 보정 제어신호에 따라 상기 보정치 계산수단에서 계산된 보정치를 상기 역변환된 원래의 블럭 영상신호에 가산하는 보정수단을 포함함을 특징으로 하고 있다.
다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 블럭화 현상 제거를 위한 후처리 방법은 수신되는 소정의 블럭 변환과 양자화된 변환계수를 역양자화 및 역변환한 후 블럭화 현상을 제거하여 원래의 영상으로 복원하기 위한 후처리 방법에 있어서 : 역변환된 원래의 블럭 영상신호를 입력하는 단계 ; 상기 소정의 변환영역에서 직류성분, 수평성분 및 수직성분을 나타내는 소정개의 보정계수를 선택하는 단계 ; 상기 선택된 보정계수에 따라 상기 역변환된 현재 블럭과 이웃하는 블럭 경계간의 화소차의 합을 최소화하는 보정계수를 계산하는 단계 ; 상기 계산된 보정계수를 이용하여 양자화시 손실된 변환계수를 추정하여 추정된 변환계수를 역변환하여 보정치를 계산하는 단계 ; 상기 역변환된 원래의 블럭 영상신호가 에지영역인지 또는 평탄영역인지에 따라 보정여부를 결정하는 보정 제어신호를 발생하는 단계 ; 및 상기 보정 제어신호에 따라 상기 역변환된 원래의 영상신호에 상기 계산된 보정치를 가산하여 보정하는 단계를 포함함을 특징으로 하고 있다.
이어서, 본 발명에 의한 블럭화 현상 제거를 위한 후처리 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
우선, 블럭화 현상이 나타나는 원인을 제2도를 결부시켜 설명한다.
제2도에 도시된 역양자화부(22)의 입력신호는 양자화된 변환계수들(QF(u,v))이며, 양자화/역양자화 과정중에 발생하는 정보손실분(ΔF(u,v) : 이하 보정치라고 함)이 없을 때의 변환계수를 F(u,v)라고 하면,
가 되며, ΔF(u,v)가 수신측에는 존재하지 않는다. Fq(u,v)는 역양자화부(22)에서 역양자화된 계수들이다. 본 발명에서는 블럭 경계간의 화소차이를 최소화하는 보정치(ΔF(u,v))를 추정하여 이를 역변환한 후, 역변환된 보정치를 Fq(u,v)를 역변환한 fq(x,y)신호에 더해줌으로써 블럭화 현상을 효과적으로 감소시키고 있다.
제8도는 본 발명에 의한 블럭화 현상 제거를 위한 후처리 장치의 일 실시예에 따른 블럭도이다.
제8도에 의하면, 참조부호 31은 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))와 보정계수 선택신호를 입력하여 보정계수를 계산하는 보정계수 계산부이고, 32는 보정계수 선택신호, 보정계수 계산부(31)에서 계산된 보정계수 및 보정충실계수를 입력하여 블럭 경계간의 화소차이를 최소로 하는 보정치를 계산하는 보정치 계산부이고, 33은 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))와 보정 경계값을 입력하여 보정 제어신호를 보정계수 계산부(31) 및 보정치 계산부(32)에 출력하는 보정제어부이고, 34는 보정 제어신호에 따라 보정치 계산부(32)에서 계산된 보정치를 선택적으로 출력하는 선택부이고, 35는 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))와 선택부(34)의 출력신호를 가산하여 후처리된 영상신호(f'(x,y))를 출력하는 가산부이다. 여기서, 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))는 제2도에 도시된 가산기(A3)를 통해 입력되고, 보정계수 선택신호, 보정충실계수, 경계값들은 도면에는 도시되지 않은 통상의 시스템 콘트롤러부터 입력된다.
제8도에 도시된 장치의 동작을 설명하기로 한다.
보정계수 계산부(31)에서는 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))와 보정계수 선택신호를 입력하여 선택된 계수들의 값을 계산한다.
일반적으로 블럭의 사이즈가 N×N 일때 일반적으로 추정하여야 할 ΔF(u,v)의 계수들의 수는 N2이며, 이중 블럭화 현상을 제거하는 데 유용한 계수들만을 선택하여 소정수(여기서는 3개 : a0, a1, a2)의 보정계수 선택신호로 보정계수 계산부(31)에 입력시킨다. 따라서, 보정계수 선택신호의 수는 1에서 N2까지 설정할 수 있다.
보정계수 선택신호에 의해 선택된 보정계수를 계산하기 위한 과정을 설명하기 위한 여러가지 기호정의가 제9a도 및 제9b도에 도시되어 있다.
제9a도에 도시된 바와 같이, 현재 처리하고자 하는 블럭의 화소를 f(x,y)로 표시하며, 이 블럭 주위의 블럭들을 각각 Z1, Z2, Z3, Z4로 표시하자. 제9b도는 N×N 크기를 갖는 현재 블럭의 각 화소를 개략적으로 나타내고 있다. 여기서, 보정시에 사용할 변환은 임의의 것을 사용할 수 있으며, 여기에서는 영상부호화기 및 복호화기에서 가장 널리 이용되는 2차원 DCT를 사용하여 영상신호를 수평 및 수직방향의 주파수 성분으로 변환하는 경우를 들어 설명한다.
따라서, 보정계수 선택신호를 DCT의 DC 계수, 1차 코사인 값들(수직, 수평 1차성분)로 가정하면, 보정치Δf(x,y))는 다음과 같이 표시된다.
여기서, 미지수 a0, a1, a2는 보정계수가 되며, 이들은 보정계수 계산부(31)에서 계산되는데, 그 보정계수를 계산하는 방법은 블럭 경계에서의 불연속도(D)를 최소화하는 값을 계산한다.
위 식(17)에서 알 수 있는 바와 같이 불연속도(D)는 Δf에 대한 미지수(a0, a1, a2)를 갖는 방정식이 된다.
(17)식을 각각 a0, a1, a2로 편미분한 후 제로로 놓고 연립방정식을 계산하면 보정계수값()를 얻을 수 있으며, 이렇게 해서 얻어진 계수를
이용해 보정치 계산부(32)에서는 식(16)에서 미지수 대신에 계산된 보정계수값을 대치하여 즉,
식(18)를 계산하여 이 보정치는 선택부(34)를 통해 가산부(35)에서 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))에 더해질 수 있도록 한다.
이때, 각 블럭별로 독립적으로 보정이 행해짐으로써 제10도에 도시된 바와 같이 현재 블럭과 첫번째 오른쪽 블럭의 경계에서와 같이 인공적인 아티펙트가 발생하는 데 이것을 위해 보정충실계수(λ0, λ1, λ2)를 정의하여 보정치 계산부(32)에서의 실제 보정치 계산시에는 아래 식(19)와 같이 한다.
일반적으로, 보정충실계수값들은 각 보정계수마다 독립적으로 정의될 수도 있고, λ0=λ1=λ2=λ처럼 모든 보정계수에 공통으로 정의할 수도 있다. 이 보정충실계수값은 실험과 경험을 통해 적절한 값으로 선택된다.
한편, 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))에 에지가 존재할 때 이에 해당하는 블럭에 블럭화 현상을 제거하기 위하여 보정치 계산부(32)에서 계산된 보정치를 적용하면 오히려 에지성분이 열화되어 화질저하를 가져올 수 있으므로 보정제어부(33)에서는 에지의 존재여부에 따라 현재 블럭이 에지영역이면 보정을 행하지 않고 평탄영역이면 보정을 행하도록 보정 제어신호를 발생한다.
보정제어부(33)는 일반적으로 각 화소들끼리의 차값으로 에지를 판별하는 에지판별부를 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 다음 두가지의 방법을 제안한다.
첫째, 블럭 경계간 화소들의 차의 합을 검사하는 방법이다.
이 방법은 블럭 경계간의 화소차의 합이 소정 경계값보다 큰 경우, 이는 블럭화 현상에 의한 것이 아닌, 영상에 내재한 에지에 의한 것이라고 판별하는 것으로서 수평방향과 수직방향으로 분리되어 실행한다.
제11도에 도시된 바와 같이 각 방향의 불연속도 D1, D2, D3, D4는 다음식(20) 내지 식(23)과 같이 계산된다.
수평방향(x축)의 보정여부는 현재 블럭의 경계화소와 우측 블럭(Z2)의 경계화소차를 합한 불연속도(D2)와 현재 블럭의 경계화소와 좌측 블럭(Z4)의 경계화소차를 합한 불연속도(D4)값의 비교에 의해 결정된다. 즉,
위 (24)식, (25)식에서 알 수 있는 바와 같이, 인접 블럭들간의 수평방향의 차이()가 경계값(THD1)보다 크다는 것은 에지임을 뜻하므로 보정을 실시하지 않고,의 값이 경계값(THD1)보다 작다는 것은 평탄함을 뜻하므로 보정을 실시한다.
같은 방법으로 수직방향(y축)에 대해서도 다음과 같이 결정된다
위 식(26), 식(27)에서 알 수 있는 바와 같이, 인접 블럭들간의 수직방향의 차이()가 경계값(THD2)보다 크다는 것은 에지임을 뜻하므로 보정을 실시하지 않고,의 값이 경계값(THD1)보다 작다는 것은 평탄함을 뜻하므로 보정을 실시한다.
보정제어부(33)에서 발생하는 보정 제어신호는 수직방향, 수평방향 또는 수직 및 수평방향의 보정을 실시하라는 제어신호가 출력될 수 있다.
이 보정 제어신호는 보정계수 계산부(31) 및 보정치 계산부(32)에 인가된다. 예를 들어,의 값이 THD1보다 작고, ()의 값이 THD2보다 크다면 수평방향 보정 제어신호만이 보정계수 계산부(31) 및 보정치 계산부(32)에 인가되어 수평방향으로만 보정을 실시하며, 보정계수 계산부(31)에서는 a0, a1의 값만을 계산하고, 보정치 계산부(32)에서는 식(19)에서 수직방향의 주파수 성분은 보정하지 않는다. 즉,
위 식(28)를 계산해서 계산된 보정치는 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))에 가산하여 후처리된 영상신호를 출력한다.
둘째는 Sobel-Operator를 이용하는 방법이다.
둘째 방법을 실행하는 보정제어부(33)의 상세블럭도는 제12도에 도시된 바와 같다.
소벨연산기(Sobel-Operator)(41)에서는 역변환된 원래의 영상신호(fq(x,y))와 소벨연산허용도(THD3)를 입력하여 미리 정해진 소정크기의 윈도우내에서 현재 화소와 이웃하는 화소와의 차의 합이 소벨연산허용도(THD3)와 비교하여 소벨연산허용도(THD3)보다 크면 화소가 에지성분인지를 판별하여 에지 제어신호를 에지 화소계수부(42)에 출력한다.
여기서, 소벨의 에지 검출방법은 Lim, Jae S. Two-Dimensional Signal and Image Processing Englewood Cliffs, NJ : Prentice-Hall, 1990 pp.478-483에 개시되어 있다.
에지화소 계수기(42)에서는 소벨연산기(41)로부터 출력되는 에지신호에 따라 주어진 블럭의 N2개의 화소중 에지로서 판명된 화소수를 계산한다.
각 블럭내의 에지수는 에지수허용도(THD4)와 비교하여
블럭에지수 에지수허용도(THD4) : 보정실시 안함 ...(29)
블럭에지수 에지수허용도(THD4) : 보정실시 ...(30)
위(29), (30)식의 관계에 의해 판별기(43)에서는 보정 실시여부를 결정하여 보정 제어신호를 출력한다. 판별기(43)에서 발생하는 보정 제어신호에 따라 식(19)에 도시된 보정치는 DC보정, 수직 및 수평보정을 동시에 수행한다.
한편, 본 발명의 후처리 방법은 블럭화 현상의 보다 효율적인 제거를 위해 후처리 장치(26)의 후단에 상술한 후처리 방법을 수행하는 복수의 후처리 장치를 두어 반복적으로 실시될 수 있으며, 이때 복수의 후처리 장치에서 사용되는 보정충실계수는 각각 다르게 설정하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 대부분의 영상압축이 블럭 변환에 의해 행해지므로, 고해상도 텔레비젼(HDTV), 디지탈 텔레비젼, MPEG-1 응용제품, MPEG-2 응용제품, 멀티미디어 등 매우 광범위한 분야에 활용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 양자화시 손실된 변환계수를 추정하고, 추정된 신호를 역변환하여 역변환된 원래의 영상신호에 가산함으로써 실제화상간의 경계화소에서의 격차를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블럭 경계간의 차이에 대하여 수평, 수직방향으로 동시에 보정함으로써 한층 효율적으로 블럭화 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 수신되는 소정의 블럭 변환과 양자화된 변환계수를 역양자화 및 역변환한 후 인접 블럭들 사이의 불연속성(블럭화 현상)을 제거하여 원래의 영상으로 복원하기 위한 장치에 있어서 ; 역변환된 원래의 블럭 영상신호를 입력하는 입력단자 ; 상기 입력단자를 통해 입력되는 영상신호의 현재 블럭과 그 이웃하는 블럭과의 경계간의 화소차의 합을 최소화하는 상기 소정의 블럭 변환 영역에서의 소정개의 보정계수를 계산하는 보정계수 계산수단 ; 상기 보정계수 계산수단에서 계산된 보정계수들을 이용하여 양자화 / 역양자화시 손실된 변환계수를 추정하여 이 추정된 변환계수를 역변환하여 보정치를 계산하는 보정치계산수단 ; 상기 역변환된 블럭 영상신호가 에지영역 또는 평탄영역인지를 판별하여 보정여부를 결정하는 보정 제어신호를 출력하는 보정 제어수단 ; 및 상기 보정 제어신호에 따라 상기 보정치 계산수단에서 계산된 보정치를 상기 역변환된 원래의 블럭 영상신호에 가산하는 보정수단을 포함함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 블럭 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform)임을 특징으로 하는 후처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보정계수 계산수단에서는 적어도 하나에서 변환 블럭의 크기에 대응하는 수에 해당하는 보정계수중 소정개를 선택함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보정계수 계산수단의 보정계수는 DCT 블럭의 직류성분, 1차 수평 코사인성분, 1차 수직 코사인성분임을 특징으로 하는 후처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소정의 블럭 변환은 WHT(Walsh-Hadamard Transform)임을 특징으로 하는 후처리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 보정치 계산수단에서는 실험과 경험에 의해 계산된 보정충실계수를 이용해 보정정도를 조절함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보정충실계수는 상기 보정계수의 수에 대응하여 각각 다른 값으로 설정함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 보정충실계수는 상기 보정계수의 수에 상관없이 동일한 값으로 설정함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 보정 제어수단에서는 수직, 수평방향의 현재 블럭과 이웃하는 블럭간의 경계화소의 합을 이용해 수직, 수평방향으로 독립적으로 보정을 제어하는 보정 제어신호를 발생함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 보정 제어수단에서는 수평방향의 보정여부를 결정하는 보정 제어신호는 현재 블럭의 경계화소와 이웃하는 우측 블럭의 경계화소차를 합한 불연속도와 현재 블럭의 경계화소와 이웃하는 좌측 블럭의 경계화소차를 합한 불연속도값의 비교에 의해 발생함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보정 제어수단에서는 수평방향의 보정여부를 결정하는 수직방향의 제어신호는 현재 블럭의 경계화소와 이웃하는 상측 블럭의 경계화소차를 합한 불연속도와 현재 블럭의 경계화소와 이웃하는 하측 블럭의 경계화소차를 합한 불연속도값의 비교에 의해 발생함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보정 제어수단에서는 수직방향, 수평방향 및 수직 및 수평방향에 대한 보정 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 보정 제어수단에서는 상기 역변환된 원래의 블럭 영상신호를 입력하여 에지성분인지를 판별하여 에지 제어신호를 출력하는 소벨연산기 ; 상기 에지 제어신호에 따라 블럭내의 화소들의 에지수를 계산하는 에지화소계수기 ; 및 상기 에지화소계수기에서 계산된 에지화소수를 미리 정해진 블럭내의 에지화소수 허용도와 비교하여 보정 제어신호를 출력하는 판별기를 포함함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보정 제어신호는 수직 및 수평방향을 동시에 보정하는 신호임을 특징으로 하는 후처리 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 1항의 구성을 갖는 후처리 장치가 복수개로 구성됨을 특징으로 하는 후처리 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복수개의 후처리 장치의 각 보정치 계산수단에서는 동일한 보정충실계수를 사용하여 보정정도를 조절함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 복수개의 후처리 장치의 각 보정치 계산수단에서는 서로 다른 보정충실계수를 사용하여 보정정도를 조절함을 특징으로 하는 후처리 장치.
  18. 수신되는 소정의 블럭 변환과 양자화된 변환계수를 역양자화 및 역변환한 후 블럭화 현상을 제거하여 원래의 영상으로 복원하기 위한 후처리 방법에 있어서 ; 역변환된 원래의 블럭 영상신호를 입력하는 단계 ; 상기 계산된 보정계수를 이용하여 양자화시 손실된 변환계수를 추정하여 추정된 변환계수를 역변환하여 보정치를 계산하는 단계 ; 상기 소정의 변환영역에서 직류성분, 수평성분 및 수직성분을 나타내는 소정개의 보정계수를 선택하는 단계 ; 상기 선택된 보정계수에 따라 상기 역변환된 현재 블럭과 이웃하는 블럭 경계간의 화소차의 합을 최소화하는 보정계수를 계산하는 단계 ; 상기 역변환된 원래의 블럭 영상신호가 에지영역인지 또는 평탄영역인지에 따라 보정여부를 결정하는 보정 제어신호를 발생하는 단계 ; 및 상기 보정 제어신호에 따라 상기 역변환된 원래의 영상신호에 상기 계산된 보정치를 가산하여 보정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 후처리 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 보정단계에서 보정된 신호를 상기 보정계수 선택단계로 피드백하여 보정계수 계산단계, 보정치 계산단계, 보정 제어신호 발생단계, 보정단계를 반복함을 특징으로 하는 후처리 방법.
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