KR100197366B1 - 영상 에러 복구 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 채널 전송 오류로 인하여 발생되는 에지 블럭의 영상 손실을 복구하기 위한 영상 에러 복구 장치에 관한 것으로, 에지 블럭은 손상 블럭과, 손상 블럭에 인접한 다수개의 주변 블럭을 이루어지며, 각 주변 블럭은 다수의 후보 에지 화소들로 이루어진 상기 장치에 있어서: 상기 손상 블럭에 인접한 상기 각 주변 블럭들의 상기 각 후보 에지 화소들에 대한 가로 방향과, 세로 방향의 에지 크기 및 방향을 검출하는 소벨 오퍼레이터(110); 상기 소벨 오퍼레이터(110)에 의해 검출된 상기 각 후보 에지 화소들의 방향을 기 설정된 방향으로 양자화하는 양자화부(115); 상기 기 설정된 방향으로 양자화된 각 에지 후보 화소에 대해서 동일 방향을 갖는 에지 후보 화소들끼리 에지 크기를 모두 가산한후, 각 방향에 대응되는 가산 결과치를 서로 비교하여 가장 큰 가산 결과치를 검출하는 평균 방향 검출부(120); 상기 평균 방향 결정부(120)에 의해 검출된 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값을 기 설정 기준값과 비교하는 비교부(125); 상기 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 작으면 평균값 대치 알고리즘에 의해 손상 블럭을 복구하는 평균값 보상부(130); 상기 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 크면 손상 블럭을 기준으로 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값에 대응되는 방향에 위치한 주변 블럭들의 평균치로 손상 블럭을 복구하는 손상 블럭 보상부(135)를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

영상 에러 복구 장치
제1도는 종래의 영상 에러 복구 장치를 나타낸 개략 블럭도.
제2도는 상기 제1도에 따른 영상 에러 복구를 설명하기 위한 도면.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 손상 블럭 검출부 105 : 주변 블럭 검출부
110 : 소벨 오퍼레이터 115 : 양자화부
120 : 평균 방향 결정부 125 : 비교기
130 : 평균값 보상부 135 : 손상 블럭 보상부
본 발명은 고화질 TV등에 적용되는 영상 복호화 시스템에 있어서, 특히 영상 신호의 전송시 채널 오류로 인하여 발생하는 영상 손실을 복구하기 위한 영상 에러 복구 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고선명 텔레비전 및 비디오 전화 시스템과 같은 다양한 전자/전기적 응용분야에 있어서, 영상신호는 디지탈 형태로 전송될 필요가 있다. 영상신호가 디지탈 형태로 표현될 때, 상당한 양의 디지탈 데이타가 발생된다. 그러나, 통상의 전송채널의 이용가능한 주파수 대역폭이 제한적이므로, 영상신호를 통상의 전송채널을 통해 전송하기 위해서는 전송데이타량을 압축하거나 줄여야 한다.
따라서 영상 부호화 시스템에서는 영상 부호화, 예를 들어 MC-DCT(Motion Compensation-Discrete Cosine Transform), 양자화, VLC(Variable Length Coding)등을 통하여 영상 데이타를 압축하고, 채널 부호화를 행한후 전송 채널을 통해 전송한다. 영상 복호화 시스템에서는 상술한 영상 부호화 시스템의 영상 부호화 과정에 대한 역순으로 영상 복호화를 수행하여 원래의 영상 데이타를 복원한다.
그러나 이러한 영상 복호화 과정에 의한 영상 데이타 복원에는 한계가 있다. 이는 영상을 전송할때 발생되는 채널 오류로 인한 화질 손실에 관련되며, 이는 매우 심각하다. 특히 영상 부호화 과정이 통상적으로 블럭 단위, 예를 들어 8*8 화소 단위로 이루지기 때문에 채널 오류로 인하여 한블럭에 해당하는 영상 데이타가 모두 손실되어 버리는 경우가 종종 발생한다.
제1도는 채널 전송 오류로 인하여 발생되는 블럭 단위의 영상 손실을 복구하기 위해 평균값 대치 알고리즘에 의한 종래의 영상 에러 복구 장치가 도시된다.
블럭 단위의 영상 신호는 손상 블럭 검출부(10)에 제공된다. 손상 블럭 검출부(10)는 각 블럭의 화소값들을 검출하여 손상 블럭 여부를 판별하고 해당 블럭이 손상 블럭일 경우 이를 나타내는 신호를 주변 블럭 검출부(15)에 제공한다. 주변 블럭 검출부(15)는 손상 블럭에 인접한 주변 블럭을 검출한후 손상 블럭의 수평, 수직 방향으로 인접한 주변 블럭은 블럭 메모리(20)에 제공하고, 손상 블럭의 대각선 방향으로 인접한 블럭은 블럭 메모리(25)에 제공한다. 이때 제2도에 도시된 바와 같이 각 블럭은 8개의 주변 블럭이 인접해 있다. 즉, 제2도에 도시된 바와 같이 중앙에 위치한 블럭이 손상 블럭(a)일 경우 수평 및 수직 방향으로 인접한 주변 블럭(b,c,d,e)이 4개 있으며, 대각선 방향으로 인접한 주변 블럭(f,g,h,i)이 4개 존재하는 것이다.
블럭 메모리(20)는 손상 블럭(a)의 수평 및 수직 방향으로 인접한 주변 블럭(b,c,d,e)을 평균치 검출부(30)에 제공하고, 블럭 메모리(25)는 손상 블럭(a)의 대각선 방향으로 인접한 주변 블럭(f,g,h,i)을 평균치 검출부(35)에 제공한다. 평균치 검출부(30)는 손상 블럭(a)의 수평 및 수직 방향으로 인접한 주변 블럭(b,c,d,e)의 각 화소값들의 평균치를 연산한후 연산 결과에 기 설정된 가중치를 부가하여 가산기(40)에 제공한다. 평균치 검출부(35)는 손상 블럭(a)의 대각선 방향으로 인접한 주변 블럭(f,g,h,i)의 각 화소값들의 평균치를 연산한후 연산 결과에 기 설정된 가중치를 부가하여 가산기(40)에 제공한다.
가산기(40)는 평균치 검출부(30,35)의 출력을 가산하여 블럭 보상부(45)에 제공한다. 블럭 보상부(45)에는 손상 블럭 검출부(10)로 부터 손상 블럭을 나타내는 신호가 제공된다. 블럭 보상부(45)는 해당 손상 블럭의 각 화소값들을 가산기(40)의 결과치로 보상한다.
그러나 이러한 종래의 영상 에러 복구 장치는 손상 블럭의 화소값들을 단지 주변 블럭의 평균값으로 대체하기 때문에 영상 에러 부분에 대한 손실 복구는 제대로 이루어졌다고 볼수 없다.
따라서 본 발명은 채널 전송 오류로 인하여 발생되는 에지 블럭의 영상 손실을 효과적으로 복구하기 위한 영상 에러 복구 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 채널 전송 오류로 인하여 발생되는 에지 블럭의 영상 손실을 복구하기 위한 영상 에러 복구 장치로서, 상기 에지 블럭은 손상 블럭과, 손상 블럭에 인접한 다수개의 주변 블럭을 이루며, 각 주변 블럭은 다수의 후보 에지 화소들로 이루어진 상기 장치에 있어서: 상기 손상 블럭에 인접한 상기 각 주변 블럭들의 상기 각 후보 에지 화소들에 대한 가로 방향과, 세로 방향의 에지 크기 및 방향을 검출하는 소벨 오퍼레이터; 상기 소벨 오퍼레이터(110)에 의해 검출된 상기 각 후보 에지 화소들의 방향을 기 설정된 방향으로 양자화하는 양자화부; 상기 기 설정된 방향으로 양자화된 각 에지 후보 화소에 대해서 동일 방향을 갖는 에지 후보 화소들끼리 에지 크기를 모두 가산한후, 각 방향에 대응되는 가산 결과치를 서로 비교하여 가장 큰 가산 결과치를 검출하는 평균 방향 검출부; 상기 평균 방향 결정부에 의해 검출된 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값을 기 설정 기준값과 비교하는 비교부; 상기 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 작으면 평균값 대치 알고리즘에 의해 손상 블럭을 복구하는 평균값 보상부; 상기 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 크면 손상 블럭을 기준으로 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값에 대응되는 방향에 위치한 주변 블럭들의 평균치로 손상 블럭을 복구하는 손상 블럭 보상부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제3도에는 채널 전송 오류로 인하여 발생되는 블럭 단위의 영상 손실을 복구하기 위한 본 발명의 영상 에러 복구 장치에 대한 바람직한 실시예가 도시된다.
블럭 단위의 영상 신호는 손상 블럭 검출부(100)에 제공된다. 손상 블럭 검출부(100)는 각 블럭의 화소값들을 검출하여 손상 블럭 여부를 판별하고 해당 블럭이 손상 블럭일 경우 이를 나타내는 신호를 주변 블럭 검출부(105)에 제공한다.
주변 블럭 검출부(105)는 손상 블럭에 인접한 주변 8개 블럭을 검출한후 손상 블럭과 주변 블럭을 소벨 오퍼레이터(Sobel Operator)(110)에 순차적으로 제공한다.
소벨 오퍼레이터(110)는 손상 블럭에 인접한 주변 8개 블럭들을 순차적으로 제공받아 각 주변 블럭들의 가로 방향과, 세로 방향의 에지를 순차적으로 검출하기 위해 소벨 연산자를 이용한다.
이때 가로 방향의 소벨 연산자(Gx)와 세로 방향의 소벨 연산자(Gy)는 제1식 및 제2식과 같으며, 소벨 연산은 화소 단위로 수행한다.
따라서 소벨 오퍼레이터(110)는 각 인접 블럭에 대한 에지 후보 화소들을 순차적으로 결정한후, 결정된 에지 후보 화소 및 에지 후보 화소에 인접한 화소들에 대응되게 소벨 연산자를 매칭시킨 후 소벨 연산을 수행한다. 소벨 연산은 잘알려져 있다시피 소벨 연산자의 각 계수와 소벨 연산자의 각 계수와 매칭된 각 화소값을 일대일 대응되게 곱한후 전체를 모두 더한것을 나타낸다.
즉, 소벨 오퍼레이터(110)는 가로 방향의 소벨 연산자(Gx)의 각 계수에 매칭되는 위치의 각 화소값과 소벨 연산자(Gx)의 각 계수값과 일대일 대응되게 곱한후 전체를 모두 더하고(K1), 세로 방향의 소벨 연산자(Gy)의 각 계수에 매칭되는 위치의 각 화소값과 소벨 연산자(Gy)의 각 계수값과 일대일 대응되게 곱한후 이를 모두 더한다(K2).
그런후, 각각의 더한값을 이용하여 제3식과 제4식에 의해 에지 후보 화소의 에지 크기(K) 및 에지 방향(θ)을 검출하여 방향 양자화부(115)에 제공한다.
양자화부(115)는 에지 후보 화소의 에지 방향(θ)에 대한 방향 양자화를 수행하다. 즉, 제4식에 의해 검출된 에지 후보 화소의 에지 방향(9)이 0≤θπ/8 이면 0, π/8≤θ3π/8 이면 π/4, 3π/8≤θ5π/8이면 π/2, 5π/8≤θ7π/8이면 3π/4으로 4 방향 양자화를 수행한다.
따라서 각 에지 후보 블럭들은 양자화부(115)에 의해 상술한 4개의 방향중 어느한 방향으로 모두 양자화 될것이다. 평균 방향 결정부(120)는 4개의 방향으로 모두 양자화된 각 에지 후보 화소에 대해서 동일 방향을 갖는 에지 후보 화소들끼리 에지 크기를 모두 가산한후, 각 방향에 대응되는 가산 결과치를 서로 비교하여 가장 큰 가산 결과치를 검출한다.
이때 각 방향에 대응되는 가산 결과치가 서로 별차이가 없다면 손상 블럭은 평탄부일 가능성이 매우 높은 반면, 각 방향에 대응되는 가산 결과치중 일 방향에 대한 가산 결과치가 매우 차이나게 높다면 손상 블럭은 가산 결과치가 매우 높은 방향으로 에지 부분이 존재할 가능성이 매우 높다.
따라서 비교기(125)는 평균 방향 결정부(120)에 의해 검출된 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값을 기 설정 기준값과 비교하여, 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 작으면 손상 블럭을 평탄 블럭으로 판단하고, 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 크면 손상 블럭을 에지 블럭으로 판단한다.
평균값 보상부(130)는 비교기(125)에 의해 손상 블럭이 평탄 블럭으로 판단되면 평균값 대치 알고리즘에 의해 손상 블럭을 복구한다.
손상 블럭 보상부(135)는 비교기(125)에 의해 손상 블럭이 에지 블럭으로 판단되면 손상 블럭을 기준으로 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값에 대응되는 방향에 위치한 주변 블럭들의 평균치로 손상 블럭을 복구한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 손상 블럭이 평탄 블럭인지 에지 블럭인지를 검출하여 적응적으로 손상 블럭을 복구함으로서, 에지 블럭의 영상 손실을 효과적으로 복구할수 있다.

Claims (1)

  1. 채널 전송 오류로 인하여 발생되는 에지 블럭의 영상 손실을 복구하기 위한 영상 에러 복구 장치로서, 상기 에지 블럭은 손상 블럭과, 손상 블럭에 인접한 다수개의 주변 블럭을 이루며, 각 주변 블럭은 다수의 후보 에지 화소들로 이루어진 상기 장치에 있어서: 상기 손상 블럭에 인접한 상기 각 주변 블럭들의 상기 각 후보 에지 화소들에 대한 가로 방향과, 세로 방향의 에지 크기 및 방향을 검출하는 소벨 오퍼레이터(110); 상기 소벨 오퍼레이터(110)에 의해 검출된 상기 각 후보 에지 화소들의 방향을 기 설정된 방향으로 양자화하는 양자화부(115); 상기 기 설정된 방향으로 양자화된 각 에지 후보 화소에 대해서 동일 방향을 갖는 에지 후보 화소들끼리 에지 크기를 모두 가산한후, 각 방향에 대응되는 가산 결과치를 서로 비교하여 가장 큰 가산 결과치를 검출하는 평균 방향 검출부(120); 상기 평균 방향 결정부(120)에 의해 검출된 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값을 기 설정 기준값과 비교하는 비교부(125); 상기 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 작으면 평균값 대치 알고리즘에 의해 손상 블럭을 복구하는 평균값 보상부(130); 상기 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값이 기 설정 기준값보다 크면 손상 블럭을 기준으로 에지 크기에 대한 가산 결과치가 가장 큰값에 대응되는 방향에 위치한 주변 블럭들의 평균치로 손상 블럭을 복구하는 손상 블럭 보상부(135)를 구비하여 구성하는 영상 에러 복구 장치.
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