KR100212330B1 - Quadtree decoding method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쿼드트리 복호화 방법에 관한 것으로, 쿼드트리에 의한 영상의 복원시 블럭킹 효과가 심하게 나타나는 각 영역간의 경계부분에 대해서 평균 병합필터링하여 그 경계에 이웃하는 화소들의 평균 밝기값을 구한 다음 이 값을 그 경계부위에 대체함으로써 블럭킹 효과를 제거하도록 하는 쿼드트리 복호화 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것으로, 이러한 목적은 전송된 비트 스트림으로부터 쿼드트리를 재구성하여 영역을 분할하는 제 1 과정; 전송되어진 각 영역에 대한 밝기정보를 복원하여 분할된 각 영역에 해당 밝기값을 채워넣어 영상을 복원하는 제 2 과정; 복원된 영상의 각 영역의 경계부위에 N×3 크기의 윈도우를 설정하여 그 윈도우내의 분산 검사 및 문턱치를 설정하는 제 3 과정; 설정된 문턱치가 분산보다 크다면 다른 N×3 크기의 윈도우로 이동하여 상기 제 3 과정부터 재차 수행하는 제 4 과정; 설정된 문턱치가 분산보다 작다면 N×3 윈도우내에 3×3 크기의 윈도우를 설정하는 제 5 과정; 설정된 3×3 크기의 윈도우내의 화소의 평균값을 계산하여 N×3 윈도우의 경계면 화소에 이를 대체하는 제 6 과정; 3×3 윈도우의 평균값에 의해 N×3 윈도우의 경계화소에 대한 모든 밝기값이 대체되면 상기 제 3 과정부터 재차 수행하는 제 7 과정을 포함하여 수행됨으로써 달성된다.The present invention relates to a quad-tree decoding method, in which an average brightness of neighboring pixels is obtained by performing an average merge filtering on a boundary portion between each region in which a blocking effect is severely exhibited when an image is restored by a quadtree, The present invention provides a quad-tree decoding method for removing a blocking effect by replacing a boundary region of a quad-tree with a boundary region. A second step of restoring the brightness information of each area transmitted and filling the divided brightness values into the divided areas to restore the image; A third step of setting an N × 3 size window at a boundary of each region of the reconstructed image and setting a dispersion check and a threshold value in the window; If the set threshold value is larger than the variance, moving to another window of N × 3 size and performing again from the third process; A fifth step of setting a 3x3 window in the Nx3 window if the set threshold is smaller than the variance; A sixth step of calculating an average value of the pixels in the set 3x3 window and replacing the pixels in the boundary pixel of the Nx3 window; And performing the seventh step again from the third step if all the brightness values of the boundary pixels of the Nx3 window are replaced by the average value of the 3x3 window.
Description
본 발명은 쿼드트리 복호화 방법에 관한 것으로, 특히 부호화되어 전송되어진 쿼드트리 정보와 그에대한 분할된 영역들의 밝기값에 의해 재생된 영상의 블럭킹 효과(Blocking Effect)를 제거하여 영상의 품질을 높일 수 있도록 하는 쿼드트리 복호화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quad-tree decoding method, and more particularly, to a quad-tree decoding method in which a blocking effect of an image reproduced by the encoded quadtree information and the brightness values of the divided regions is removed, To a quad-tree decoding method.
일반적으로 쿼드트리에 의한 부호화는 밝기값을 가지는 디지탈 영상을 저장하거나 전송하기 위하여 적은량의 데이타로 부호화하는 방법으로서, 입력되는 한 프레임의 화면에 대하여 전체 밝기값의 평균값 즉, 균일성 검사함수를 구한다음 이 값이 일정한 문턱치 이상이면 소정의 영역으로 화면을 분할하고, 또다시 분할된 각 영역에 대하여 균일성 검사함수를 구한다음 이 값을 고정된 문턱치와 비교하여 문턱치 이상인 영역에 대해서만 영역을 분할하게 되며, 이러한 과정을 최소의 분할영역(대개는 2×2의 크기)에 도달할 때 까지 반복적으로 영역분할함으로써 각각을 부호화하는 것이다.Generally, quad tree coding is a method of encoding a small amount of data to store or transmit a digital image having a brightness value. The average value of the brightness values of the input one frame, that is, the uniformity check function is obtained Next, if the value is equal to or greater than a predetermined threshold value, the screen is divided into a predetermined area, and a uniformity check function is obtained for each divided area. Then, the uniformity check function is obtained, and the value is compared with a fixed threshold value. , And this process is repeatedly divided into regions by the time of reaching a minimum division area (usually a size of 2x2), thereby encoding each.
이러한 과정을 수행중에 생성된 트리는 분할되는 영역 즉, 노드에 대해서는 1을 할당하고, 분할되지 않는 노드에 대해서는 0을 할당함으로써 각 영역의 트리 정보를 부호화한다.The tree generated during this process allocates 1 for the divided area, that is, for the node, and 0 for the non-divided node, thereby encoding the tree information of each area.
또한, 분할된 각 영역에 대한 밝기정보도 부호화과정을 거쳐야 하는데 이는 각 영역에 대한 밝기값의 평균을 일정한 비트로 양자화함으로써 각 영역의 인덱스와 그에대한 밝기값의 정보를 부호화하여 전송하거나 기록매체에 저장하게 되는 것이다.In addition, the brightness information for each divided area is also subjected to a coding process. That is, the average of the brightness values for each area is quantized with a constant bit, so that the information of the index and the brightness value for each area is encoded and transmitted or stored in the recording medium It will be done.
이렇게 전송되거나 기록된 정보는 복호화기에 의해서 복호화되어 원래의 영상를 복원하게 되는데, 이러한 일반적인 쿼드트리 복호화 방법은 전송되어진 비트스트림(bit stream)으로부터 쿼드트리를 재구성하여 이에따라 분할된 각 영역을 조합하게되고, 이렇게 조합된 각 영역에 전송되어진 각 영역의 밝기값을 채워넣음으로써 영상을 복원하게 된다.In this general quad tree decoding method, the quad tree is reconstructed from a bit stream to be transmitted, and the divided regions are combined. Then, The image is restored by filling in the brightness values of the respective areas transferred to the combined areas.
이의 과정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.This process is described in more detail as follows.
도 1A에 도시된 바와같이 전송되어진 비트스트림이 '100010100'이라고 가정하면, 먼저 처음 수신된 첫번째 비트 '1'을 기준으로 2번째부터 5번째까지의 4개의 비트 '0001'에 의하여 첫번째 쿼드트리 복원을 시도한다.Assuming that the transmitted bitstream is '100010100' as shown in FIG. 1A, the first quadtree restoration is performed by four bits '0001' from the second to fifth based on the first received bit '1' .
이후, 5번째의 비트가 '1'이므로 이를 기준으로 6번째부터 9번째까지의 4개의 비트 '0100'에 의하여 두번째 쿼드트리 복원을 시도하게 되며, 이의 복원된 두번째 쿼드트리중 '1'이 할당된 노드를 재차 분할하여 복원하게 되나 이후의 비트스트림의 비트가 없으므로 분할된 노드에 대해서 모두 0을 할당함으로써 입력되어진 비트스트림 즉, '100010100'에 대한 쿼드트리 복원이 종결된다.Since the fifth bit is '1', the second quad tree is attempted to be restored by four bits '0100' of the sixth to ninth based on the fifth bit, and '1' of the restored quad tree is allocated The restored node is re-divided and restored. However, since there is no bit in the bitstream thereafter, 0 is allocated to the divided nodes, thereby terminating the quadtree restoration of the input bitstream, i.e., '100010100'.
이렇게 복원된 쿼드트리에 의하여 도 1B에 도시된 바와같이 하나의 영상을 영역분할하게 되면, 전송되어진 각 영역의 밝기값을 복원하여 해당 영역에 채워넣음으로써 원래의 영상을 복원하는 것이다.As shown in FIG. 1B, when an image is divided into regions by the restored quadtrees, the original image is restored by restoring the brightness values of the transmitted regions and filling the corresponding regions.
그런데, 이와같은 종래의 부호화 및 복호화 방법은 영상의 내용과는 상관없이 밝기값에 따라 영역을 분할함으로 인해서 영상의 복원시에 각 영역간의 블럭킹 효과에 의해 화질이 떨어지는 문제점이 있다.However, in the conventional encoding and decoding method, the area is divided according to the brightness value regardless of the content of the image, so that there is a problem that the image quality is deteriorated due to the blocking effect between the areas when the image is restored.
따라서, 본 발명에서는 쿼드트리에 의한 영상의 복원시 블럭킹 효과가 심하게 나타나는 각 영역간의 경계부분에 대해서 평균 병합필터링하여 그 경계에 이웃하는 화소들의 평균 밝기값을 구한 다음 이 값을 그 경계부위에 대체함으로써 블럭킹 효과를 제거하도록 하는 쿼드트리 복호화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, in the present invention, the average brightness of the neighboring pixels at the boundary is calculated by performing an average merge filtering on the boundary between the regions where the blocking effect is severely exhibited when the image is restored by the quadtree, Thereby eliminating the blocking effect of the quad-tree decoding method.
도 1A는 일반적인 쿼드트리 재구성 과정을 나타낸 도.FIG. 1A is a diagram illustrating a general quad tree reconstruction process. FIG.
도 1B는 재구성된 쿼드트리에 의한 각 영역의 복원과정을 나타낸 도.FIG. 1B is a diagram illustrating a restoration process of each area by a reconstructed quadtree; FIG.
도 2 는 본 발명 쿼드트리 복호화 방법을 나타낸 도.2 is a diagram illustrating a quad-tree decoding method according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명에 의해 복원된 각 영역의 블럭킹 효과 제거과정을 나타낸 개략도.3 is a schematic view illustrating a process of removing a blocking effect in each area restored by the present invention.
본 발명에 따른 쿼드트리 복호화 방법은, 전송된 비트 스트림으로부터 쿼드트리를 재구성하여 영역을 분할하는 제 1 과정; 전송되어진 각 영역에 대한 밝기정보를 복원하여 상기 제 1 과정에 의해 분할된 각 영역에 해당 밝기값을 채워넣어 영상을 복원하는 제 2 과정; 복원된 영상의 각 영역의 경계부위에 N×3 크기의 윈도우를 설정하여 그 윈도우내의 분산 검사 및 문턱치를 설정하는 제 3 과정; 상기 제 3 과정에 의해 설정된 문턱치가 분산보다 크다면 다른 N×3 크기의 윈도우로 이동하여 상기 제 3 과정부터 재차 수행하는 제 4 과정; 상기 제 3 과정에 의해 설정된 문턱치가 분산보다 작다면 N×3 윈도우내에 3×3 크기의 윈도우를 설정하는 제 5 과정; 상기 제 5 과정에 의해 설정된 3×3 크기의 윈도우내의 화소의 평균값을 계산하여 N×3 윈도우의 경계면 화소에 이를 대체하는 제 6 과정; 제 6 과정의 3×3 윈도우의 평균값에 의해 N×3 윈도우의 경계화소에 대한 모든 밝기값이 대체되면 상기 제 3 과정부터 재차 수행하는 제 7 과정을 포함하여 수행됨을 특징으로 한다.A quad-tree decoding method according to the present invention includes: a first process of reconstructing a quad tree from a transmitted bit stream to divide a region; A second step of reconstructing the transmitted image by restoring the brightness information of each area and filling the brightness values of the respective areas divided by the first step; A third step of setting an N × 3 size window at a boundary of each region of the reconstructed image and setting a dispersion check and a threshold value in the window; Moving the window to another Nx3 size window if the threshold value set by the third step is larger than the variance, and performing the step again from the third step; A fifth step of setting a 3x3 window in the Nx3 window if the threshold value set by the third step is smaller than the variance; A sixth step of calculating an average value of the pixels in the 3x3 window set by the fifth step and replacing the pixels in the boundary pixels of the Nx3 window; And the seventh step is performed again from the third step if all the brightness values for the boundary pixels of the Nx3 window are replaced by the average value of the 3x3 window in the sixth step.
이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.This will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 스텝 100(ST100)에 의해 부호화기로부터 전송되어진 비트 스트림에 의해 쿼드트리 정보를 복원하게 되는데, 이는 도 1에서 기 설명된 바와같이 0이 할당된 노드에 대해서는 트리를 분할하지 않고, 1이 할당된 노드에 대해서는 분할을 행함으로써 트리정보를 복원하게 된다.First, in step 100 (ST100), the quadtree information is restored by the bit stream transmitted from the encoder. This is because, as described in FIG. 1, the node to which 0 is allocated is not divided into a tree, The tree information is restored by dividing the node.
이후, 복원된 쿼드트리에 의해 1이 할당된 노드에 대해서만 영역을 분할하고, 0이 할당된 노드에 대해서는 영역을 분할하지 않음으로써 영상의 영역을 일단 복원하게 된다.Thereafter, the region is divided only for the node to which 1 is assigned by the restored quadtree, and the region for the node to which 0 is allocated is not divided to restore the region of the image once.
이렇게 영상의 영역까지 복원되면 스텝 110(ST110)에서는 전송되어진 각 영역의 밝기값을 복원한 다음, 이미 복원된 각 영역에 해당 밝기값을 채워 넣음으로써 영상을 복원하게 된다(ST120).If the area of the image is restored, the brightness of each area transmitted is restored in step 110 (ST110), and the image is restored by filling the already restored brightness with the corresponding brightness (ST120).
여기까지의 복원과정에 의해 영상은 복원되지만 부호화시나 복호화시에 각 영역을 영상의 내용과는 무관하게 영역분할하였으므로 각 블럭간의 블럭킹 효과에 의하여 화질의 열화는 발생하기 마련이다.Although the image is reconstructed by the restoration process up to this point, since each region is divided into regions regardless of the contents of the image at the time of encoding or decoding, deterioration of image quality occurs due to the blocking effect between each block.
그러므로 이의 블럭킹 효과를 제거하기 의하여 스텝 130∼190(ST130∼190)에 도시한 바와같은 평균 병합 필터링에 의해 후처리를 행하게 되는데, 먼저 상기 스텝 120(ST120)까지에 의해 복원된 영상에 대해 도 3에 도시한 바와같이 각 영역의 경계부분에 N×3 크기의 윈도우(빗금친 부분)를 설정한다(ST130).Therefore, the post-processing is performed by the mean merge filtering as shown in steps 130 to 190 (ST130 to 190) by removing the blocking effect thereof. First, with respect to the image restored by the step 120 (ST120) An area of N × 3 size (hatched portion) is set at the boundary of each area as shown in FIG.
이때, 경계부분의 윈도우의 크기가 N×3인 이유는 경계에 위치한 화소와 그에 양쪽으로 이웃하는 화소를 포함시키기 위함이다.At this time, the reason why the size of the window at the boundary portion is N x 3 is to include the pixel located at the boundary and the pixel neighboring to both of the pixel located at the boundary.
이렇게 설정된 N×3 크기의 윈도우내의 화소에 대한 분산과 그에 대하여 적절한 문턱치를 스텝 140(ST140)에서 설정한 다음 스텝 150(ST150)에 의해 이를 비교하게 되는데, 만일 문턱치가 N×3 윈도우내의 분산값보다 크다면 그 경계면의 위치에서의 블럭킹 효과는 심하게 나타나지 않으므로 화질의 열화에 큰 영향을 미치지 못한다는 것으로 판단하여 다음 N×3의 윈도우로 이동하게 되어(ST190) 상기 스텝 140(ST140)부터 재차 수행하게 된다.The dispersion of the pixels in the thus-set N × 3 size window and an appropriate threshold value for the dispersion are set in step 140 (ST140), and then the comparison is made in step 150 (ST150). If the threshold value is a dispersion value It is judged that the blocking effect at the position of the boundary surface does not significantly affect the deterioration of the picture quality and the window is moved to the next Nx3 window (ST190), and the process is repeated from the step 140 (ST140) .
반면에 문턱치보다 분산값이 클 경우에는 블럭간의 블럭킹 효과가 심하게 나타나는 부분이므로 그 N×3 윈도우 내부에 3×3 크기의 윈도우를 설정한 다음(ST160) 도 3에 도시한 바와같이 3×3 윈도우내의 5번화소 즉, 경계면에 위치한 화소의 밝기값을 그 윈도우내의 평균 밝기값으로 대체한다.On the other hand, if the variance value is larger than the threshold value, the blocking effect between the blocks is marked. Therefore, a 3x3 window is set in the Nx3 window (ST160) The brightness value of the pixel located at the fifth pixel within the window is replaced with the average brightness value in the window.
이렇게 한 경계면의 화소에 대하여 밝기값이 대체되었다면 상기 3×3 윈도우를 한 화소 밑으로 이동하여 재차 평균밝기값을 계산하여 이 값을 또한 5번화소의 위치에 대체함으로써 이와같은 방법으로 N×3 윈도우 전체에 대하여 수행한다(ST170).If the brightness value is substituted for the pixel at the boundary, the average brightness value is calculated again after moving the 3x3 window under one pixel. By substituting this value for the position of the 5th pixel, Nx3 (ST170). ≪ / RTI >
즉, 이와같은 과정을 수행함으로써 영역간의 경계부위를 좀 더 부드럽게 하는 것이다.That is, by performing this process, the boundary between the regions is smoothed more smoothly.
스텝 180(ST180)에서는 3×3 크기의 윈도우를 사용하여 어느 한 N×3 크기의 윈도우내의 모든 경계부위에 대한 필터링이 끝났는가를 판단하여 이의 필터링이 종료되었으면 다음 경계부위의 N×3 크기의 윈도우로 이동(ST190)하여 상기 스텝 140(ST140)부터 재차 수행함으로써 모든 영역의 경계부위에 대한 평균 병합 필터링을 행하게 되는 것이다.In step 180 (ST180), it is determined whether or not the filtering of all boundary parts in an Nx3 size window is completed by using a 3x3 window. If the filtering is finished, an Nx3 size window (ST190), and performs the process from step 140 (ST140) again to perform the average merge filtering on the boundary portions of all the regions.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 쿼드트리 복호화 방법은 복원된 영상내의 각 영역간에 발생하는 블럭킹 효과를 평균 병합 필터링에 의해 제거함으로써 복원되는 영상의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above in detail, the quad-tree decoding method according to the present invention has the effect of improving the quality of the reconstructed image by removing the blocking effect occurring between the respective regions in the reconstructed image by the mean merge filtering.
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