KR100213287B1 - 영상복호기의 에러보상장치 - Google Patents

영상복호기의 에러보상장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이되는 영상의 연속성이 정확하게 구현될 수 있도록 영상복호기의 에러보상장치에 관한 것으로, 이를 해결하기 위하여 부호화되어 입력되는 영상데이타를 디코더(100)에 의해 화면 블럭단위로 복원하는 영상복호기에 있어서, 디코더(100)로부터 제공되는 현재 화면블럭(P)과 인접한 화면블럭(P1,P2,P3)간의 화소값들에 의거하여 상기 현재 화면블럭(P) 및 에러발생제어신호를 출력하는 에러검출부(200), 에러검출부(200)의 에러발생 제어신호에 의거하여 현재 화면블럭(P)을 이전 영상신호의 동일 위치화면블럭으로 대치시켜 출력하는 에러보청부(300), 에러검출부(200)로부터 출력되는 현재 화면블럭(P)을 디스플레이하거나 또는 상기 에러보정부(300)로부터 출력되는 보정화면블럭(P')을 디스플레이하는 디스플레이장치(400)를 구비함으로써, 디지탈 영상 처리과정에서 에러에 의한 손상된 부분을 복원시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

영상 복호기의 에러 보상 장치
제1도는 본 발명에 따른 영상 복호기의 에러 보상 장치를 도시한 블럭구성도.
제2a 내지 2c도는 제1도를 설명하기 위한 현재 화면 블럭과 인접 화면 블럭을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 디코더 200 : 에러 검출부
300 : 에러 보정부 400 : 디스플레이 장치
본 발명은 영상 복호화 시스템에 관한 것으로, 특히 디스플레이되는 영상의 화면 블럭들간에 연속성 판단을 정확하게 구현하는 데 적합한 영상 복호기의 에러 보상 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 일련의 이미지 프레임(frame)으로 구성된 영상신호가 디지탈 형태로 표현될 경우, 특히 고화질 텔레비젼(High Definition Television; 이하 HDTV라함)의 경우 상당한 양의 데이타가 전송되어야 한다.
그러나, 종래의 전송 채널의 사용가능한 주파수 영역이 제한되기 때문에 많은 양의 디지탈 데이타를 전송하기 위해서는 전송되는 데이타를 압축하여 그 양을 줄일 필요가 있다.
그래서 도입된 다양한 압축 기법중에서, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축 기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다.
대부분의 하이브리드 부호화 기법은 움직임 보상 DCPM(차분펄스 부호 변조), 2차원 DCT(이산 코사인 변환), DCT 계수의 양자화, 엔트로피 부호화기 등을 이용한다.
움직임 보상 DPCM은 현재 프레임과 이전 프레임간의 물체의 움직임을 결정하고, 물체의 움직임에 따라서 현재 프레임을 예측하여 현재 프레임과 예측지간의 차이를 나타내는 차분신호를 만들어내는 방법이다.
즉, 움직임 보상 DPCM은 현재 프레임과 이전 프래임간에 추정된 물체의 움직임에 따라서 현재 프레임을 이전 프레임으로부터 예측함을 의미하며, 예측된 움직임 변위는 이전 프레임과 현재 프레임간의 변위를 나타내는 2차원 움직임 벡터로 나타낼 수 있다.
예컨데, 영상 부호기의 블럭 단위 움직임 추정 기법에 의해서 현재 프레임의 화면 블럭을 이전 프레임의 화면 블럭들과 비교하여 결정된 최적의 정합 블럭 움직임 정보 등을 영상 복호기로 제공하면, 영상 복호기에서는 영상 부호기로부터 전송된 움직임 변위 정보 등을 근거로 하여 원래의 영상으로 복원하여 디스플레이 장치로 출력하게 된다.
움직임 변위 정보 등을 근거로 하여 원래의 영상으로 복원된 화면 블럭이 적당한 것인지를 판단하거나 또는, 전송 과정에서 손상된 영역을 찾아내기 위해서는 경계(블럭) 매칭 알고리즘(Boundary Matching Algorithm : BMA), 혹은 사이드 매칭 알고리즘(Side Matching Algorithm : SMA)이라 불리우는 화면 블럭의 경계값 비교 알고리듬이 많이 사용되어 왔다.
여기에서, 사이드 매칭 알고리즘에 있어서, 영상 화면 블럭의 크기를 N×N이라 하고, n번째 프레임의 복원된 화소값을 fR(x, y, n)으로 표시하며, (x, y)가 공간 좌표를 나타낼 때, 현재 화면 블럭과 그 화면 블럭의 위쪽(CA), 왼쪽(CL), 그리고 아래쪽(CB) 화면 블럭과의 경계 부분의 변화량 CA, CL, CB는 다음과 같이 정의된다.
상기에서 CA는 현재 화면 블럭과 그 현재 화면 블럭의 위쪽(CA)에 위치한 화면 블럭간의 경계 부분 화소값의 변화량을 의미, 즉 경계 부분에 위치한 현재 화면 블럭의 화소값과 현재 화면 블럭의 위쪽(CA)에 위치한 화소값을 일대일로 매칭시켜 감산한 후, 이 감산된 값을 합한 값을 의미한다.
그리고, CL은 현재 화면 블럭과 그 현재 화면 블럭의 왼쪽(CL)에 위치한 화면 블럭간의 경계 부분 화소값의 변화량을 의미, 즉 경계 부분에 위치한 현재 화면 블럭의 화소값과 현재 화면 블럭의 왼쪽(CL)에 위치한 화소값을 일대일로 매칭시켜 감산한 후, 이 감산된 값을 합한 값을 의미한다.
또한, CB는 현재 화면 블럭과 그 현재 화면 블럭의 아래쪽(CB)에 위치한 화면 블럭간의 경계 부분 화소값의 변화량을 의미, 즉 경계 부분에 위치한 현재 화면 블럭의 화소값과 현재 화면 블럭의 아래쪽(CB)에 위치한 화소값을 일대일로 매칭시켜 감산한 후, 이 감산된 값을 합한 값을 의미한다.
즉, SMA 에서는 경계 부분의 변화량 C=CA+CL+CB가 소정의 임계값(threshold)보다 클 경우에 현재 화면 블럭이 인접한 화면 블럭과 연속성이 없다고 판단하게 된다. 이와 반대로, 경계 부분의 변화량 C=CA+CL+CB가 소정의 임계값(threshold)보다 작을 경우에는 현재 화면 블럭이 인접한 화면 블럭과 연속성이 있다고 판단하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 방법에 따라 블럭의 연속성을 판단할 때, 영상이 에지 성분을 포함하는 경우, 영상의 화소값이 급격하게 변하기 때문에 현재 화면블럭과 인접한 화면 블럭간의 연속성을 정확하게 판정할 수 없었다. 즉, 인접하는 블럭간에 연속성을 갖는 데도 불구하고 에지 성분으로 인해 연속성을 갖지 않는 것으로 오판하는 경우가 흔히 발생하고 있으며, 이로 인해 재생의 영상의 화질이 열화된다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 디지탈 영상에서 인접한 화면 블럭간에 연속성을 정확하게 판단하여 손상된 영상을 원래의 영상으로 복원할 수 있는 영상 복호기의 에러 보상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 부호화되어 입력되는 영상데이타를 디코더를 통해 화면 블럭 단위로 복원하는 영상 복호기에서 블럭 단위로 에러를 보상하는 장치에 있어서, 상기 디코더로부터 제공되는 복원된 현재 화면 블럭(P)과 인접하는 N개의 인접 화면 블럭(P1, P2, P3)간의 경계 지점에 위치한 화소값들의 차분(P-P1, P-P2, P-P3)을 각각 산출하고, 산출된 각 차분값들에 대한 절대치를 취하는 제1수단; 상기 산출된 N개의 차분값중 최소값을 결정하고, 결정된 최소값과 기설정된 임계값을 비교하며, 비교 결과에 의거하여 현재 화면 블럭(P)을 출력하거나 에러 발생 제어신호를 출력하는 제2수단; 상기 제2수단으로부터의 에러 발생 제어 신호에 의거하여, 상기 현재 화면 블럭(P)에 대응하는 위치에 있는 이전 영상의 이전 화면 블럭을 대응 현재 화면 블럭으로 출력하는 에러 보정부; 및 상기 제2수단으로부터 제공되는 현재 화면 블럭들로 구성된 영상을 디스플레이하거나 또는 제2수단으로부터 제공되는 현재 화면 블럭들과 상기 에러 보정부로부터 제공되는 대응 현재 화면 블럭들을 혼합하여 구성한 보정 영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치로 이루어진 영상 복호기의 에러 보상 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 영상 복호기의 에러 보상 장치를 도시한 블럭구성도로서, 디코더(100)와, 에러 검출부(200), 에러 보정부(300) 및 디스플레이 장치(400)를 포함한다.
제1도를 참조하면, 디코더(100)는 도시 생략된 영상 부호기로부터 부호화되어 전송 채널을 통해 제공되는 비트스트림 데이타를 디코딩(복호, 복원)하여 후술하는 에러 검출부(200)로 제공하는 것으로, 이러한 디코더(100)는 가변길이 복호기(VLD), 역양자화기(IQ), 역DCT, 가산기, 움직임 보상기 및 프레임 메모리 등으로 구성될 수 있다.
다음에, 에러 검출부(200)는 디코더(100)로부터 제공되는 복원된 영상신호의 현재 화면 블럭(제2도의 P)과 이 현재 화면 블럭(P)에 인접된 인접 화면 블럭(제2도의 p1, p2, p3)간의 경계 지점 화소값들을 근거로 하여 현재 화면 블럭(P)의 에러 발생 여부를 검출하고, 검출 결과 에러가 발생되지 않은 복원된 현재 화면 블럭(P)을 그대로 후술하는 에러 보정부(300) 및 디스플레이 장치(400)로 각각 제공한다. 여기에서, 에러 보정부(300)로 제공되는 화면 블럭들은 다음 영상(또는 프레임)에 대한 화면 블럭의 에러 보정을 위해 이용된다.
또한, 에러 검출부(200)는 현재 화면 블럭이 에러가 발생한 블럭인 것으로 판단될 때, 에러가 발생된 현재 화면 블럭을 디스플레이 장치(400)로 제공하지 않고, 그에 상응하는 에러 발생 제어신호를 발생하여 에러 보정부(300)로 제공한다. 여기에서, 에러 발생 제어신호를 에러가 발생된 현재 화면 블럭의 영상 화면내 위치 정보를 나타낸다.
이를 위하여, 에러 검출부(200)는 디코더(100)로부터 제공되는 복원된 현재 화면 블럭(P)과 인접한 인접 화면 블럭(P1, P2, P3)간의 경계 지점에 위치한 화소값들의 차분(P-P1, P-P2, P-P3)을 구하고, 구해진 각 차분값들에 대한 절대치를 취하는 수단과, 차분 절대치 수단에 의해서 얻어지는 각 값들중 최소값을 구한 후, 이 최소값과 기설정된 임계값을 비교하며, 그 비교 결과에 의거하여 에러 발생 제어신호를 적응적으로 발생하는 수단을 포함한다.
보다 상세하게, 에러 검출부(200)에서는 디코더(100)로부터 제공되는 영상데이타의 현재 화면 블럭(P)과 이 현재 화면 블럭(P)에 인접하는 인접 화면 블럭들(P1, P2, P3), 일예로서 제2a도에 도시된 바와 같이 왼쪽의 세로 방향으로 인접하는 세 개의 입접 화면 블럭, 제2b도에 도시된 바와 같이 위쪽의 가로 방향으로 인접하는 세 개의 입접 화면 블럭, 제2c도에 도시된 바와 같이 아래쪽의 가로 방향으로 인접하는 세 개의 입접 화면 블럭들간의 경계 지점에 위치한 화속값들의 차분(P-P1, P-P2, P-P3)을 각각 산출한다.
그런다음, 에러 검출부(200)에서는 산출된 각 차분값들에 대한 절대치(|P-1|, |P-P2|, |P-P3|)를 각각 취한 다음, 얻어지는 값들중에서 최소값과 기설정된 임계값을 비교하며, 여기에서의 비교 결과에 의거하여 에러 발생 제어신호를 적응적으로 발생, 즉 최소값이 기설정된 임계값보다 클 때 에러 발생 제어신호를 발생하여 에러 보정부(300)로 제공한다.
즉, 에러 검출부(200)에서는 구해진 차분 절대치의 최소값이 기설정된 임계값보다 작은 경우 현재 화면 블럭과 인접하는 화면 블럭간에 연속성이 있다고 판단하여 현재 화면 블럭을 에러 보정부(300) 및 디스플레이 장치(400)로 제공하고, 구해진 차분 절대치의 최소값이 기설정된 임계값보다 큰 경우 현재 화면 블럭과 인접하는 화면 블럭간에 연속성이 없다고 판단하여 그에 상응하는 에러 발생 제어신호를 에러 보정부(300)로 제공한다.
한편, 에러 보정부(300)는, 에러 검출부(200)로부터 제공되는 화면 블럭들을 저장하여 다음 영상(또는 다음 프레임)의 이전 영상으로 제공하는 메모리 블럭을 포함하는 것으로, 상기한 에러 검출부(200)로부터 에러 발생 제어신호가 제공될 때 에러가 발생한 현재 화면 블럭에 대응하는 위치에 있는 이전 영상의 이전 화면 블럭을 메모리 블럭으로부터 인출하여 디스플레이 장치(400)로 제공한다.
따라서, 디스플레이 장치(400)에서는 에러 검출부(200)로부터 제공되는 화면 블럭들 및/또는 에러 보정부(300)로부터 제공되는 화면 블럭들(즉, 에러가 발생한 현재 화면 블럭에 대응하는 이전 영상의 대응 이전 화면 블럭)을 이용하여 현재 영상을 재구성한 보정 영상(또는 정상 영상)을 도시 생략된 모니터상에 디스플레이한다.
다른한편, 에러 보정부(300)에서는, 에러 발생 제어신호가 제공될 때 에러가 발생한 현재 화면 블럭을 이전 영상의 이전 화면 블럭으로 대체하여 제공하지 않고, 주변 화면 블럭들에 대한 보간(인터폴레이션)에 의해 얻어지는 보간 화면 블럭을 에러가 발생한 현재 화면 블럭으로 제공할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 현재 화면 블럭의 왼쪽, 위쪽 및 아래쪽에 각각 인접하는 다수의 인접 화면 블럭들간의 블럭 매칭을 통해 현재 블럭에 대한 연속성을 판단하도록 함으로써, 에지 성분에 기인하는 연속성 오판을 확실하게 방지할 수 있어, 에러 발생 블럭의 오판에 기인하는 화질 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (2)

  1. 부호화되어 입력되는 영상데이타를 디코더(100)를 통해 화면 블럭 단위로 복원하는 영상 복호기에서 블럭 단위로 에러를 보상하는 장치에 있어서, 상기 디코더(100)로부터 제공되는 복원된 현재 화면 블럭(P)과 인접하는 N개의 인접화면 블럭(P1, P2, P3)간의 경계 지점에 위치한 화소값들의 차분(P-P1, P-P2, P-P3)을 각각 산출하고, 산출된 각 차분값들에 대한 절대치를 취하는 제1수단; 상기 산출된 N개의 차분값중 최소값을 결정하고, 결정된 최소값과 기설정된 임계값을 비교하며, 비교 결과에 의거하여 현재 화면 블럭(P)을 출력하거나 에러 발생 제어신호를 출력하는 제2수단; 상기 제2수단으로부터의 에러 발생 제어신호에 의거하여, 상기 현재 화면 블럭(P)에 대응하는 위치에 있는 이전 영상의 이전 화면 블럭을 대응 현재 화면 블럭으로 출력하는 에러 보정부(300); 및 상기 제2수단으로부터 제공되는 현재 화면 블럭들로 구성된 영상을 디스플레이하거나 또는 제2수단으로부터 제공되는 현재 화면 블럭들과 상기 에러 보정부(300)로부터 제공되는 대응 현재 화면 블럭들을 혼합하여 구성한 보정 영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치(400)로 이루어진 영상 복호기의 에러 보상 장치.
  2. 제2항에 있어서, 상기 제2수단은, 상기 최소값이 기설정된 임계값보다 큰 경우 상기 현재 화면 블럭(P)과 인접 화면 블럭간에 연속성 없다고 판단하여 상기 에러 발생 제어신호를 출력하고, 상기 최소값이 기설정된 임계값보다 작은 경우 상기 현재 화면 블럭(P)과 인접 화면 블럭간에 연속성이 있다고 판단하여 상기 현재 화면 블럭(P)을 상기 디스플레이 장치(400)로 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 복호기의 에러 보상 장치.
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