KR100196830B1 - Circuit for preventing blocking effect in image processor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상 신호를 블록 단위로 처리하는 영상 처리장치에 관한 것으로서, 프레임 단위의 영상 신호가 저장되어 있으며, 입력되는 블록 영상 신호(B1)와 인접하여 형성되는 경계블록(B2-B5)들의 영상 신호들을 출력하는 프레임 메모리(1)와; 상기 입력 블록(B1)내 화소들의 평균값을 검출하는 제1검출부(2)와; 상기 경계 블록(B2-B5)들내 화소들의 평균값을 검출하는 제2검출부(3)와; 상기 제1검출부(2)의 평균값과 상기 제2검출부(3)의 평균값의 차값을 검출하는 제3검출부(4)와; 상기 제3검출부(4)의 차값이 소정값 이상이면 구동 신호를 출력하는 비교부(5)와; 상기 구동 신호에 따라구동하며 상기 입력 블록(B1)의 가장 자리를 형성하는 화소(Px)들과, 상기 화소(Px)들과 이웃하는 상기 경계 블록(B2-B5)의 가장 자리를 형성하는 화소(Py)들의 가중화된 평균값을 검출하여 상기 화소별로 검출된 상기 입력 블록(B1)의 가장자리를 형성하는 화소값(Pz)으로 대치하여 출력하는 필터(6)를 구비한다.The present invention relates to an image processing apparatus for processing an image signal in block units, wherein an image signal in a frame unit is stored, and images of boundary blocks (B2-B5) formed adjacent to an input block image signal (B1). A frame memory 1 for outputting signals; A first detector (2) for detecting an average value of the pixels in the input block (B1); A second detector (3) for detecting an average value of the pixels in the boundary blocks (B2-B5); A third detector (4) for detecting a difference between the average value of the first detector (2) and the average value of the second detector (3); A comparator 5 for outputting a drive signal when the difference value of the third detector 4 is equal to or greater than a predetermined value; Pixels Px driving the driving signal and forming edges of the input block B1, and pixels forming edges of the boundary blocks B2-B5 adjacent to the pixels Px. And a filter 6 which detects a weighted average value of the Py and replaces and outputs the pixel value Pz forming the edge of the input block B1 detected for each pixel.
즉, 본 발명은 블럭킹 효과가 큰 블럭에 대하여는 그 블럭의 가장자리 화소들을 이웃 화소들로서 평균하여 그 평균값으로 대치하므로써 블럭킹 효과를 방지할 수 있는 효과가 있다.That is, according to the present invention, a block having a large blocking effect can be prevented by averaging the edge pixels of the block as neighboring pixels and replacing the average with the average value.
Description
제1도는 본 발명에 따른 영상 처리 장치의 블록킹 효과 방지 회로의 블록도.1 is a block diagram of a blocking effect prevention circuit of an image processing apparatus according to the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 영상 처리 장치의 블록킹 효과 방지 회로에 형성되는 블록의 상태도.2 is a state diagram of a block formed in the blocking effect prevention circuit of the image processing apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 프레임 메모리 2,3,4 : 검출부1 frame memory 2, 3, 4 detection unit
5 : 비교부 6 : 필터5: comparison unit 6: filter
본 발명은 영상 신호를 블록별로 처리하는영상 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블록 부호화에 의한 블록킹 효과를 방지한 영상 처리 장치의 블록킹 효과 방지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing apparatus for processing an image signal block by block, and more particularly, to a blocking effect prevention circuit of an image processing apparatus which prevents a blocking effect by block encoding.
본 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 이산화된 영상신호를 전송하면 아나로그 신호 전송시보다 좋은 화질로 영상을 복원할 수 있다. 일련의 이미지 프레임으로 구성된 영상신호가 디지털 형태로 표현될 때, 특히 고화질 텔레비젼(HDTV)의 경우 상당한 양의 데이터가 전송되어야 한다. 그러나, 종래의 전송 채널의 사용가능한 주파수 대역폭이 제한되어 있으므로, 많은 양의 디지털 데이터를 전송하기 위해서는 전송하고자 하는 데이터를 압축하여 그 전송량을 줄일 필요가 있다. 또한, 압축되는 영상신호와 오디오신호는그들 신호의 특성상 서로 다른 부호화 기법을 통해 각각 부호화 되는데, 이와 같은 부호화에 있어서 오디오신호에 비해 보다 많은 양의 디지털 데이터가 발생하는 영상신호의 압축 기법은 특히 중요한 부분을 차지한다고 볼 수 있다.As is well known in the art, the transmission of a discretized video signal allows the image to be reconstructed with better image quality than analog signal transmission. When a video signal consisting of a series of image frames is represented in digital form, a considerable amount of data must be transmitted, especially for high-definition television (HDTV). However, since the usable frequency bandwidth of the conventional transmission channel is limited, in order to transmit a large amount of digital data, it is necessary to compress the data to be transmitted and reduce the amount of transmission. In addition, the compressed video signal and the audio signal are encoded through different encoding techniques due to the characteristics of the signals. In this encoding, a compression technique of a video signal generating a larger amount of digital data than an audio signal is particularly important. It can be said to take part.
따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 그 전송되는 데이터량을 줄이기 위하여 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 이용하여 압축 부호화한 다음, 전송채널을 통해 압축 부호화된 영상신호를 수신측으로 전송하게 된다.Therefore, when transmitting a video signal, the transmitting side compresses and encodes the video signal using the spatial and temporal correlations of the video signal and then transmits the compressed and encoded video signal to the receiving side.
한편, 영상신호를 부호화하는데 주로 이용되는 다양한 압축기법으로서는, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다.On the other hand, as the various compression methods mainly used for encoding the video signal, the hybrid coding method combining the stochastic coding method and the temporal and spatial compression method is known to be the most efficient.
상기한 효율적인 부호화 기법중의 하나인 대부분의 하이브리드 부호화 기법은 움직임 보상 DPCM(차분 펄스 부호 변조), 2차원 DCT(이산 코사인 변환), DCT 계수의 양자화, VLC(가변장 부호화)등을 이용한다.Most of hybrid coding schemes, which are one of the efficient coding schemes described above, use motion compensated DPCM (differential pulse code modulation), two-dimensional DCT (discrete cosine transform), quantization of DCT coefficients, VLC (variable modulation coding), and the like.
그러나, 하이브리드 부호화 기법에서는 영상 신호를 블록화하여 처리하게 되며, 이에 따라 블록킹 효과가 발생한다는 문제가 있었다. 블록킹 효과란 영상을 블록 단위로 구분하여 부호화함에 따라 각 블록의 가장자리가 서로 구분이 되어 화면을 잘게 나눈 것이 눈에 띄는 현상을 말한다. 이는 DCT계수들의 양자화시에 블록별로 양자화스텝 사이즈가 서로 상이함에 따라 더욱 뚜렷해진다.However, in the hybrid coding scheme, the video signal is blocked and processed, thereby causing a blocking effect. The blocking effect refers to a phenomenon in which the edges of each block are separated from each other and the screen is divided into pieces as the image is divided into blocks and encoded. This becomes more pronounced as the quantization step sizes differ from block to block when quantizing the DCT coefficients.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 블록킹 효과가 소정 임계값 이상으로 발생하는 블록을 검출하여 주변 화소값들로 필터링하므로써 블록킹 효과를 감소시킨 영상 처리 장치의 블록킹 효과 방지 회로를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve such a problem, and provides a blocking effect prevention circuit of an image processing apparatus which reduces the blocking effect by detecting a block having a blocking effect exceeding a predetermined threshold value and filtering the neighboring pixel values. have.
본 발명에 따른 영상 처리 장치의 블록킹 효과 방지 회로는, 영상 신호를 블록 단위로 처리하는 영상 처리 장치로서, 프레임 단위의 영상 신호가 저장되어 있으며, 입력되는 블록 영상 신호와 인접하여 형성되는 경계 블록들의 영상 신호들을 출력하는 프레임 메모리와; 상기 입력 블록내 화소들의 평균값을 검출하는 제1검출부와; 상기 경계 블록들내 화소들의 평균값을 검출하는 제2검출부와; 상기 제1검출부의 평균값과 상기 제2검출부의 평균값의 차값을 검출하는 제3검출부와; 상기 제3검출부의 차값이 소정값 이상이면 구동 신호를 출력하는 비교부와; 상기 구동 신호에 따라 구동하며 상기 입력 블록의 가장 자리를 형성하는 화소들과 상기 화소들과 이웃하는 상기 경계 블록의 가장 자리를 형성하는 화소들의 가중화된 형균값을 검출하여 상기 화소별로 검출된 상기 입력 블록의 가장 자리를 형성하는 화소 값으로 대치하여 출력하는 필터를 구비한다.The blocking effect prevention circuit of the image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that processes an image signal in units of blocks, and includes an image block in a frame unit and includes boundary blocks formed adjacent to an input block image signal. A frame memory for outputting image signals; A first detector which detects an average value of the pixels in the input block; A second detector for detecting an average value of the pixels in the boundary blocks; A third detector detecting a difference value between the average value of the first detector and the average value of the second detector; A comparator for outputting a driving signal when the difference value of the third detector is greater than or equal to a predetermined value; The weighted balance value of the pixels driving the driving signal and forming the edges of the input block and the pixels forming the edges of the boundary block neighboring the pixels is detected for each pixel; And a filter for outputting by replacing the pixel value forming the edge of the input block.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 따른 영상 처리 장치의 블록킹 효과 방지 회로의 블록도로서, 부호(1)는 프레임 메모리를 의미한다. 이때, 프레임 메모리(1)에는 입력되는 블록 영상 신호의 위치를 알리는 정보가 동시에 입력되며, 입력된 정보 따라 입력 블록 영상 신호의 주변에 형성되는 4개 블록의 영상 신호를 출력하게 구성되어 있다. 예컨대 제2도에 도시된 바와 같이 블록(B1)이 입력 영상 신호의 블록에 대응하는 블록이라면 프레임 메모리(1)는 블록(B1)주위의 블록(B2-B5)의 영상신호를 출력하는 것이다.1 is a block diagram of a blocking effect prevention circuit of an image processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, where reference numeral 1 denotes a frame memory. In this case, information indicating the position of the input block video signal is simultaneously input to the frame memory 1, and is configured to output video signals of four blocks formed around the input block video signal according to the input information. For example, as shown in FIG. 2, if the block B1 corresponds to a block of the input video signal, the frame memory 1 outputs the video signal of the blocks B2-B5 around the block B1.
한편, 입력 블록의 영상 신호는 검출부(2)에 인가되며, 검출부(2)는 블록을 형성하는 화소값들의 평균값을 검출한다. 또한, 검출부(3)는 프레임 메모리(1)로부터 인가되는 4개 블록내 화소들의 평균값을 검출하여 검출부(4)에 인가하며, 검출부(4)는 검출부(3)와 검출부(2)의 평균값의 차값을 검출한다. 즉, 검출부(4)는 입력 블록 화소값들의 평균값과 프레임 메모리(1)내 블록(B2-B5)내 화소들의 평균값의 차값을 검출하는 것이다. 이때, 그 차값이 크다면 입력 블록과 그 주변 블록과의 화소값들의 차이가 크므로 블록킹 효과가 크다는 것을 의미하며, 그 차 값이 적다는 것은 블록킹 효과가 미미하다는 것을 의미하게 된다.On the other hand, the image signal of the input block is applied to the detector 2, the detector 2 detects the average value of the pixel values forming the block. In addition, the detector 3 detects an average value of the pixels in the four blocks applied from the frame memory 1 and applies it to the detector 4, which detects the average value of the detector 3 and the detector 2. Detect the difference value. That is, the detector 4 detects the difference between the average value of the input block pixel values and the average value of the pixels in the blocks B2-B5 in the frame memory 1. In this case, if the difference is large, the difference between the pixel values of the input block and the neighboring block is large, and thus the blocking effect is large, and the smaller difference means that the blocking effect is insignificant.
검출부(4)의 차값은 비교부(5)에 인가되며, 비교부(5)는 소정의 기준값이 설정되어 있다. 이러한 기준값은 상술한 바와 같은 차값에 의하여 블록킹 효과가 발생한다고 생각되는 값으로 설정된다.The difference value of the detection part 4 is applied to the comparator 5, and the comparator 5 has a predetermined reference value set. This reference value is set to a value at which the blocking effect occurs due to the difference as described above.
비교부(5)는 검출부(4)의 차값과 기준값을 비교하여 차값이 큰 경우에 구동 신호를 필터(6)에 인가한다.The comparison unit 5 compares the difference value of the detection unit 4 with the reference value and applies a drive signal to the filter 6 when the difference value is large.
필터(6)는 프레임 메모리(1)에 연결되어 있는 한편, 입력 블록 영상 신호가 인가되며, 비교부(5)로부터 구동 신호가 인가되지 않을 때에는 입력 블록 영상 신호를 입력된 그대로 출력하나, 구동 신호가 인가될 때에는 다음과 같은 필터링을 행한다.While the filter 6 is connected to the frame memory 1, an input block image signal is applied, and when a drive signal is not applied from the comparator 5, the filter 6 outputs the input block image signal as it is, but the drive signal. When is applied, the following filtering is performed.
즉, 예컨대 제2도의 블록(B1)이 입력 블록(본 실시예에서는 4×4의 화소로 이루어 졌다고 가정하였다)이라할 때에, 필터(6)는 블록(B1)을 형성하는 화소들(P1-P16)들중 블록(B1)의 가장자리에 위치하는 화소(P1-P12)들과, 이 화소들(P1-P12)과 접촉하는 블록(B2-B9)의 화소(P21,P23,P24,P311,P32,P33,P41,P42,P43,P51,P52,P53)의 화소값들을 각각 평균하여 이 평균값들을 화소값(P1-P12)값으로 대치하여 출력하게 된다. 예컨대 화소(P1)의 화소값은 원래의 화소값과 화소(P21)의 화소값의 평균값으로 대치하여 설정되는 것이다.That is, for example, when the block B1 in FIG. 2 is an input block (assuming that the pixel is made of 4x4 pixels in the present embodiment), the filter 6 includes the pixels P1- forming the block B1. Pixels P1-P12 positioned at the edge of the block B1 among the P16 and pixels P21, P23, P24, P311, of the blocks B2-B9 contacting the pixels P1-P12, The pixel values of P32, P33, P41, P42, P43, P51, P52, and P53 are averaged, and the average values are replaced with the pixel values P1-P12 and output. For example, the pixel value of the pixel P1 is set to substitute the average value of the original pixel value and the pixel value of the pixel P21.
이때, 블록(B1)의 화소(P1)은 화소(P21 및 P54)와 동시에 접촉하므로 이들 중 어느 하나의 화소(P21 또는 P54)만을 선택하여 그 평균값을 검출하거나, 화소(P21과 P54)의 평균값을 구하고, 이 평균값과 화소(P1)의 화소값의 평균값을 구할 수도 있을 것이다. 이러한 관계는 화소(P4,P7,P10)에도 동일하게 적용됨을 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.At this time, since the pixel P1 of the block B1 is in contact with the pixels P21 and P54 simultaneously, only one of the pixels P21 or P54 is selected and the average value thereof is detected or the average value of the pixels P21 and P54 is selected. The average value of the average value and the pixel value of the pixel P1 may be obtained. It will be readily apparent to those skilled in the art that this relationship applies equally to the pixels P4, P7, and P10.
그러나, 이와 같이 단순 평균을 구하는 경우보다는 가중치를 주어 평균값을 구하는 것이 블록킹 효과의 방지에 뛰어나다는 것이 실험에 의하여 알게 되었다. 즉, 블록(B1)내 화소(P1-P12;Px라 함)의 화소값들에는 0.6를 승산하고, 블록내(B2-B5;)화소 (P21,P23,P24,P311,P32,P33,P41,P42,P43,P51,P52,P53;Py라 함)들에 대하여는 0.6을 승산하여 이들 값들을 더한 값(Pz)(즉, Pz=0.6×Px+0.4×Py)으로서 블록(B1)내 화소(P1-P12)의 화소값을 대치하는 것이(예컨데 블록내 가장자리 화소(P1-P12)를 블록킹 효과의 방지에는 효과적인 것이다.However, it has been found by experiment that obtaining the average value by weighting is superior to preventing the blocking effect rather than the simple average. That is, the pixel values of the pixels P1-P12 (called Px) in the block B1 are multiplied by 0.6, and the pixels P21, P23, P24, P311, P32, P33, and P41 in the block B2-B5; , P42, P43, P51, P52, P53; referred to as Py, multiplying 0.6 by the sum of these values Pz (i.e., Pz = 0.6 x Px + 0.4 x Py) Substituting the pixel values of (P1-P12) (for example, in the block edge pixels P1-P12) is effective for preventing the blocking effect.
즉, 본 발명은 블록킹 효과가 큰 블록에 대하여는 그 블록의 가장자리 화소들을 이웃 화소들로서 평균하여 그 평균값으로 대치하므로써 블록킹 효과를 방지할 수 있는 효과가 있다.That is, according to the present invention, a block having a large blocking effect can be prevented by averaging the edge pixels of the block as neighboring pixels and replacing the average with the average value.
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