KR100186980B1

KR100186980B1 - 영상데이타의 물체별 정보 계층별 부호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100186980B1
Application number: KR1019940038014A
Authority: KR
Inventors: 오성준; 천승문; 문주희; 김재균
Original assignee: 김주용; 현대전자산업주식회사
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR960028542A

Abstract

본 발명은 영상데이타 물체별 정보 계층별 부호화 방법에 관한 것으로, 입력된 영상신호(1)를 움직이지 않는 배경화면과 움직이는 물체로 분리하는 움직임 영상 추출수단(2)과, 이동보상 가능, 불가능란 물체 선택수단(3)과, 이동보상 가능, 불가능한 물체 정보 분리수단(4)(5)과, 블록의 영상을 부호화 하는 블록위치 찾기수단(6)과, 해당블록 안의 화소를 이산 코사인 변환 부호화하여 지그재그 스캔(zigzag-scan), 양자화(quantization), 가변길이 부호화(runlength coding) 한 후 전송하는 이산 코사인 변환 부호화기(7)(8)(9)로 되는 송,수신단 신호 처리를 통해 블록의 크기를 계층적으로 다르게 하여 이를 이산 코사인 변화를 하고 나머지는 블록에 채워 넣어 부호화 함으로써 화질이 떨어지지 않고 데이터를 효율적으로 감축하여 영상데이터 압축을 극대화시킬 수 있도록 한 것임.

Description

영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따라 입력 영상신호를 이동보상 가능한 물체와 이동보상 불가능한 물체로 분리하여 부호화하기 위한 전체 블록도.

제2도는 입력 영상신호를 이동보상 가능한 물체와 이동보상 불가능한 물체로 분리한 경우의 예시도.

제3도는 종래 이동보상 불가능한 물체를 8×8 블록으로 세분화한 예시도.

제4도는 이동보상 불가능한 물체를 8×8 블록으로 세분화하고, 나머지 부분을 4×4 블록으로 세분화한 경우의 예시도.

제5도는 이동보상 불가능한 물체를 8×8 블록과 4×4 블록으로 세분화하고 남은 나머지 부분을 표시한 예시도.

제6도는 이동보상 불가능한 물체를 8×8 블록과 4×4 블록으로 세분화하고 남은 나머지 부분을 스캔하여 블록에 채워 넣은 것을 표시한 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 영상신호 2 : 움직임 영상 추출수단

3 : 이동보상 가능, 불가능한 물체 선택수단

4 : 이동보상 가능한 물체정보 분리수단

5 : 이동보상 불가능한 물체정보 분리수단

6 : 블록위치 찾기수단 7 : 8×8 DCT 부호화기

8 : 4×4 DCT 부호화기 9 : SCAN DCT 부호화기

본 발명은 영상 데이터 블록의 크기를 계층적으로 다르게 하여 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform ; 이하 'DCT'라 칭함) 부호화를 수행하고, 나머지 세분화되고 남은 영상 데이터를 블록에 채워 넣어 DCT 부호화를 수행할 수 있도록 한 영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 방법 및 장치는 비디오 폰이나 화상회의 등에 이용되는 MPEG-4(Moving Picture Experts Group-4)에 관련된 기술로서, 화질이 떨어지지 않고 영상 데이터를 효율적으로 감축하여 영상 데이터의 압축을 극대화할 수 있도록 하는데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 장치는 제1도에 도시한 바와 같이, 입력되는 영상신호(1)를 배경화면과 움직이는 물체로 분리하여 움직임 영상을 추출하는 움직임 영상 추출수단(2)과, 상기 움직임 영상 추출수단(2)에서 분리된 물체를 이동보상 가능한 물체(Model Compliance-object : MC-object)와 이동보상 불가능한 물체(Model Failure-object : MF-object)로 분리하는 이동보상 가능, 불가능한 물체 선택수단(3)과, 상기 이동보상, 불가능한 물체 선택수단(3)에서 분리된 이동보상 가능한 물체를 움직임 정보와 모양정보로 분리하여 전송하는 이동보상 가능한 물체 정보 분리수단(4)과, 상기 이동보상, 불가능한 물체 선택수단(3)에서 분리된 이동보상 불가능한 물체를 모양 정보와 그에 해당하는 영상 정보로 분리하는 이동 보상 불가능한 물체정보 분리수단(5)과, 상기 이동보상 불가능한 물체정보 분리수단(5)에서 분리된 영상을 80∼95% 이상의 화소가 포함되도록 8×8 블록으로 세분화하고, 이 8×8 블록으로 세분화되고 남은 나머지의 영상을 80∼95% 이상의 화소가 포함되도록 4×4 블록으로 세분화하며, 이 4×4 블록으로 세분화되고 남은 나머지에 해당하는 부분, 즉 불규칙한 외곽부분의 영상을 모두 스캔하여 8×8 블록이나 4×4 블록에 채워 넣은 블록위치 찾기수단(6)과, 상기 블록위치 찾기수단(6)에서 세분하된 8×8 블록내의 화소를 8×8 DCT 부호화하고 지그재그 스캔(zigzag-scan), 양자화(quantization), 가변길이 부호화(runlength coding)를 수행하는 8×8 DCT 부호화(7)와, 상기 블록위치 찾기수단(6)에서 세분화된 4×4 블록내의 화소를 4×4 DCT 부호화하고 지그개그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화를 수행하는 4×4 DCT 부호화기(8)와, 상기 블록위치 찾기수단(6)에서 8×8 블록과 4×4 블록으로 세분화되고 남은 나머지 스캔 블록내의 화소를 8×8 또는 4×4 DCT 부호화하고 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화를 수행하는 SCAN DCT 부호화기(9)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 부호화 장치에서의 영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 방법을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 움직임 영상 추출수단(2)에서는 영상신호(1)를 입력받아 움직이지 않는 배경화면과 움직이는 물체로 분리한다.

이때, 초기화면에서 변화하는 움직임 벡터를 이용하여 각 프레임의 움짇임 영상, 즉 변화된 지역을 분리함으로써 움직임 영상을 추출하게 된다.

이어, 이동보상 가능, 불가능한 물체 선택수단(3)에서는 상기 움직임 영상 추출수단(2)에서 분리된 움직이는 물체를 제2도에 도시된 바와 같이 이동보상이 가능한 물체와 이동보상이 불가능한 물체로 분리한다.

즉, 이동모형을 3차원 공간상의 물체에서 2차원적인 물체로 변환하여 수평 이동, 회전 이동, 선형 변형 등 일정한 원칙을 가지고 움직이는 물체를 이동 보상 가능한 물체로 규정하고, 이러한 일정한 원칙이 적용되지 않는 물체를 이동보상 불가능한 물체로 규정한다.

이때, 제2도는 상기 영상신호(1)중 움직이는 물체를 이동보상 가능한 물체와 이동보상 불가능한 물체로 분리한 경우를 예로 들어 도시하고 있다.

이후, 상기 이동보상 가능, 불가능한 물체 선택수단(3)에서 분리된 이동보상 가능한 물체는 이동보상 가능한 물체정보 분리수단 (4)을 통해 이동보상 가능한 물체의 움직임 정보와 모양 정보로 분리되어 전송되고, 상기 이동보상 가능, 불가능한물체 선택수단(3)에서 분리된 이동보상 불가능한 물체는 이동보상 불가능한 물체정보 분리수단(5)을 통해 제3도에 도시된 바와 같이 이동보상 불가능한 물체의 모양 정보와 그에 해당하는 영상 정보로 분리된다.

이때, 종래에는 제3도에 도시된 바와 같이 이동보상 불가능한 물체를 포함한 전체화면을 8×8 블록으로 세분화하고, 물체의 영상이 포함된 8×8 블록내의 화소를 DCT 부호화하였으나, 본 발명에서는 불록위치 찾기수단(6)을 통해 제4도에 도시된 바와 같이 이동보상 불가능한 물체의 영상을 기준치(약 80∼95%) 이상의 화소가 포함되도록 8×8 블록으로 세분화하고, 이 8×8 블록으로 세분화되고 남은 나머지의 영상을 80∼95% 이상의 화소가 포함되도록 4×4 블록으로 다시 세분화하며, 이 4×4 블록으로 세분화되고 남은 나머지의 영상에 해당하는 부분, 즉 불규칙한 외곽부분의 영상을 모두 스캔하여 8×8 블록이나 4×4 블록에 채워 넣은 후, 8×8, 4×4, SCAN DCT 부호화를 수행하도록 한다.

즉, 본 발명에서는 영상 데이터의 블록의 크기를 계층적으로 다르게 세분화하여 데이터를 보다 효율적으로 압축하고자 한 것이다.

이후, 상기 이동보상 불가능한 물체정보 분리수단(5)을 통해 이동보상 불가능한 물체의 영상 정보가 분리되면, 제4도에 도시된 바와 같이 먼저 블록위치 찾기수단(6)에서 이동보상 불가능한 물체의 영상을 80∼95% 이상의 화소가 포함되도록 8×8 블록으로 세분화하고, 이 세분화한 8×8 블록내의 화소를 8×8 DCT 부호화기(7)를 통해 8×8 DCT 부호화하여 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화한 후 전송한다.

그리고, 상기 8×8 블록에 해당되지 않는 나머지 부분의 영상을 80∼95% 이상의 화소가 포함되도록 4×4 블록으로 다시 세분화하고, 이 세분화된 나머지 4×4블록내의 화소를 4×4 DCT 부호화기(8)을 통해 4×4 DCT 부호화하여 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화한 후 전송한다.

또한. 제5도에서 도시된 바와 같이 상기 8×8 블록과 4×4 블록으로 세분화되고 남은 나머지의 영상에 해당하는 부분을 제6도에 도시된 바와 같이 8×8 블록이나 4×4 블록에 채워 넣은 후 SCAN DCT 부호화기(9)를 통해 8×8 또는 4×4 DCT 부호화하여 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화한 후 전송하도록 한다.

상기와 같이 부호화화된 정보는 이동보상 불가능한 물체의 영상 정보로써 수신단에 전송된다.

이에 따라, 수신단에서는 상기 이동보상 불가능한 물체의 모양 정보와 영상 정보를 수신하여 모양 정보로부터 영상 정보를 복호화하게 되는데, 송신단에서와 마찬가지로 수신된 모양정보를 가지고 송신단에서 정했던 기준치, 즉 80∼95% 이상의 화소가 블록안에 포함되도록 전체화면 8×8 블록으로 지정한 후, 가변길이 복호화(runlength decoding), 역 양자화(inverse quantization), 역 지그재그 스캔(inverse zigzag-scan)한 후에 역 DCT하여 영상을 복원한다.

그리고, 상기 8×8 블록으로 지정되고 남은 나머지 화면에서 80∼95% 이상의 이동보상 불가능한 물체의 화소가 블록안에 포함되도록 나머지 화면을 4×4 블록으로 지정한 후, 가변길이 복호화, 역 양자화, 역 지그재그 스캔한 후에 역 DCT하여 영상을 복원한다.

마지막으로, 송신단에서와 마찬가지로 상기 8×8 블록과 4×4 블록으로 지정되고 남은 나머지 화면을 8×8 블록 또는 4×4 블록으로 지정한 후, 가변길이 복호화, 역 양자화, 역 지그재그 스캔한 후에 역 DCT하여 나머지 영상을 복원한다.

상기와 같이 이동보상 불가능한 물체의 모양정보를 가지고 이동보상 불가능한 물체를 완전히 복원하도록 한다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 방명의 영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 방법은 송신단과 수신단에서 각각 이루어지므로 화질이 떨어지지 않고 데이터를 효율적으로 압축할 수 있으며, 동일한 모양 정보를 갖고 영상 정보를 복원함에 따라 오류의 발생을 막을 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

움직임 영상 추출수단(2)을 통해 입력 영상신호(1)를 배경화면과 움직이는 물체로 분리하는 경우, 이동보상 가능, 불가능한 물체 선택수단(3)을 통해 상기 분리된 움직이는 물체를 이동보상이 가능한 물체와 이동보상이 불가능한 물체로 분리하는 제1단계와, 이동보상 가능한 물체정보 분리수단(4)을 통해 상기 제1단계에서 분리된 이동보상 가능한 물체를 움직임 정보와 모양 정보로 분리하여 전송하는 제2단계와, 이동보상 불가능한 물체정보 분리수단(5)을 통해 상기 제1단계에서 분리된 이동보상 불가능한 물체를 모양 정보와 영상 정보로 분리하는 제3단계와. 블록위치 찾기수단(6)을 통해 상기 제3단계에서 분리된 이동보상 불가능한 물체의 영상을 기준치 이상의 화소가 포함되도록 8×8 블록으로 세분화하고, 이 세분화한 8×8 블록내의 화소를 8×8 DCT 부호화기(7)를 통해 8×8 DCT 부호화하여 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화한 후 전송하는 제4단계와, 상기 블록위치 찾기수단(6)을 통해 상기 제4단계에서 8×8 블록으로 세분화되고 남은 나머지의 영상을 기준치 이상의 화소가 포함되도록 4×4 블록으로 세분화하고, 이 세분화된 4×4 블록내의 화소를 4×4 DCT 부호화기(8)를 통해 4×4 DCT 부호화하여 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화한 후 전송하는 제5단계와, 상기 블록위치 찾기수단(6)을 통해 상기 제5단계에서 4×4 블록으로 세분화되고 남은 영상을 8×8 블록이나 4×4블록에 채워 넣어 SCAN DCT 부호화기(9)를 통해 8×8 또는 4×4 DCT 부호화하여 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화한 후 전송하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 방법.
입력되는 영상신호(1)를 배경화면과 움직이는 물체로 분리하여 움직임 영상을 추출하는 움직임 영상 추출수단(2)과, 상기 움직임 영상 추출수단(2)에서 분리된 물체를 이동보상 가능한 물체와 이동보상 불가능한 물체로 분리하는 이동보상 가능, 불가능한 물체 선택수단(3)과, 상기 이동보상, 불가능한 물체 선택수단(3)에서 분리된 이동보상 가능한 물체를 움직임 정보와 모양 정보로 분리하여 전송하는 이동보상 가능한 물체정보 분리수단(4)과, 상기 이동보상, 불가능한 물체 선택수단(3)에서 분리된 이동보상 불가능한 물체를 모양 정보와 영상 정보로 분리하는 이동보상 불가능한 물체정보 분리수단(5)과, 상기 이동보상 불가능한 물체정보 분리수단(5)에서 분리된 영상을 기준치 이상의 화소가 포함되도록 8×8 블록으로 세분화하고, 이 8×8 블록으로 세분화되고 남은 나머지 영상을 기준치 이상의 화소가 포함되도록 4×4 블록으로 다시 세분화하며, 이 4×4 블록으로 세분화되고 남은 나머지 영상을 모두 스캔하여 8×8 블록이나 4×4 블록에 채워 넣은 블록위치 찾기수단(6)과, 상기 블록위치 찾기수단(6)에서 세분화된 8×8 블록내의 화소를 8×8 DCT 부호화하고, 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화를 수행하는 8×8 DCT 부호화기(7)와, 상기 블록위치 찾기수단(6)에서 세분화된 4×4 블록내의 화소를 4×4 DCT 부호화하고 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화를 수행하는 4×4 DCT 부호화기(8)와, 상기 블록위치 찾기수단(6)에서 8×8 블록과 4×4 블록으로 세분화되고 남은 나머지 스캔 블록내의 화소를 8×8 또는 4×4 DCT 부호화하고 지그재그 스캔, 양자화, 가변길이 부호화를 수행하는 SCAN DCT 부호화기(9)로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 데이터의 물체별 정보 계층별 부호화 장치.