KR100230839B1 - 동영상 복호기의 블록화 현상 제거 방법 및 그장치 - Google Patents

동영상 복호기의 블록화 현상 제거 방법 및 그장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동영상 복호기의 블록화 현상 제거 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 복호화된 영상신호를 입력받아 복호화된 영상신호중 현재 블록의 경계 화소값들과 상기 현재 블록에 인접하는 경계 화소값들의 차이값들을 구하고, 이 차이값들 중에서 소정의 임계값 이하인 차이값들의 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (

Description

동영상 복호기의 블록화 현상 제거 방법 및 그 장치(Method of and Device for eliminating blocking effect in a motion picture decoder)
제1도는 MPEG-2 영상 부호기의 블록도.
제2도는 MPEG-2 영상 복호기의 블록도.
제3a도는 양자화 과정을 설명하기 위한 그래프.
제3b도는 역양자화 과정을 설명하기 위한 그래프.
제4도는 본 발명에 따른 블록화 현상 제거 방법의 흐름도.
제5도는 본 발명에 따른 블록화 현상 제거 장치의 블록도.
제6도는 본 발명에 따른 블록화 현상 제거 방법 및 그 장치를 설명하기 위한 8×8 블록을 도시한 것이고,
제7도는 본 발명에 따른 블록화 현상 제거 장치가 구비된 동영상 복호기의 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
50 : 메모리 52 : 현재블록 경계부 추출부
54 : 이전블록 경계부 추출부 56 : 평균값 계산부
58 : 평균값 제어부 58-1 : 제1곱셈기
58-2 : 제1비교선택부 58-3 : 제2곱셈기
58-4 : 제2비교선택부 60 : 현재블록 추출부
62 : 가산기 80 : 블록화 현상 제거부
본 발명은 동영상 복호기의 블록화 현상 제거 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 동영상 부호기 양자화 과정 및 동영상복호기의 역양자화 과정에 의해 발생되는 화상의 블록화 현상을 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현대 사회를 일컬어 정보화사회하고 하는 바, 처리해야 하는 정보의 양이 나날이 늘어나는 추세이므로, 기존의 전송대역을 효과적으로 이용하기 위해서는 데이터를 압축하여야 한다.
특히, 디지털 영상신호의 경우에는 정보량이 매우 방대하기 때문에 정보의 저장과 검색, 전송등을 보다 효율적으로 하기 위해서는 영상 데이터를 압축하는 것이 필수적이다.
영상 데이터를 압축한다는 것은 영상 신호에 내재하는 중복성(redundancy)을 제거하는 것으로, 상기 영상 신호에 내재하는 중복성에는 색 성분간의 스펙트럼의 중복성(spectral redundancy), 화면과 화면간의 시간축 방향의 시간적 중복성(temporal redundancy), 그리고 화면내 공간의 이웃하는 화소간의 공간적 중복성(spatial redundancy) 및, 통계적 중복성이 있다.
MPEG-2에서는 상기 공간적 중복성을 제거하기 위해 변환부호와의 일종인 이산여현변환부호와(DCT)를 이용하고, 상기 시간적 중복성을 제거하기 위해 시간적으로 인접한 두 화면간의 움직임을 추정하여 보상함으로써 시간적인 중복성을 제거하는 움직임 추정 보상 부호화(motion estimation and compensation coding)를 이용하며, 통계적 중복성을 제거하기 위해 엔트로피 부호화(entropy conding)를 이용한다.
상기 엔트로피 부호화는 양자화된 화소의 발생빈도가 다르게 분포되어 있으며 그들의 엔트로피가 B보다 작다면 Bbpp 보다 작은 코드가 존재한다는 통계적 특성을 이용하여 비트 발생율을 최소로 감축시키기 위한 무손실 부호화 알고리즘을 말한다.
이러한 엔트로피 부호화 기법에는 허프만 부호화 기법을 이용한 가변장 부호화(Variable Lengh Coding : VLC) 기법, 줄길이 부호화(Run Length Coding : RLC) 기법 및. 비트 프레인 부호화(Bit Plane Coding : BPC)기법등 여러 가지가 있으나 가변장 부호화 및 줄길이 부호화 기법이 가장 널리 이용되고 있다.
상기 가변장 부호화는 부호화되는 심볼의 확률적 분포에 따라 자주 발생되는 심볼에는 작은 비트를 할당하고, 발생빈도가 낮은 심볼에 대해서는 많은 비트를 할당함으로써, 전체적으로 비트 발생율을 최소화하는 기법이다.
이러한 가변장 부호화에는 여러 가지 종류가 있으나 구현이 용이한 허프만 부호화가 가장 널리 사용되고 있다.
또한, 상기 줄길이 부호화는 주로 이산여현부호화(DCT)와 같은 변환 부호화의 압축 효율을 증가시키기 위해 사용되는 것으로, 변환된 DCT 계수들은 일반적으로 대부분의 에너지가 낮은 주파수에 집중되고 높은 주파수 성분들은 거의 "0"에 가까운 값을 갖게 됨에 따라 지그-재그 그 주사(z ig-zag scan)를 하여 가능한 한 긴 "0"의 1차원 데이터 열로 만든 다음 계속되는 "0"의 개수와 바로 연속되는 "0"이 아닌 계수값으로 구성된 2차원 심볼을 만드는 것이다.
제1도는 상기와 같이 영상신호에 내재하는 중복성을 제거함으로써 영상 데이터를 압축하는 동영상 부호기의 블록도로서, 풀-디지탈 고화질 텔레비젼(full-digital HDTV) 뿐만 아니라 여러 응용 분야에 널리 쓰이는 일반적인 동영상 부호기의 블록도이다.
상기 제1도에 도시된 동영상 부호기는, 차영상생성부(2)와, 이산여현변환부(4), 양자화기(6), 가변장부호기(8), 출력 버퍼(10), 역양자화기(12), 역이산여현변환부(14), 가산기(16), 프레임 메모리(18), 움직임 추정부 및, 움직임 보상부(22)로 이루어져 있다.
상기와 같은 동영상 부호화기에 있어서, 차영상생성부(2)는 현재 영상과 이전 영상의 차영상을 구하여 이산여현변환부(4)로 출력한다.
그리고, 상기 이산여현변환부(4)는 상기 차영상생성부(2)에서 입력된 차영상을 여러개의 블록으로 분할한 후 각 블록에 해당하는 픽셀의 에너지 성분을 주파수 성분으로 나타내는 것이다.
즉, 이산여현변환부(4)에서는 픽셀간의 상관성을 제거하기 위하여 프레임간 차 영상을 8×8 픽셀의 블록으로 이산여현변환(DCT : discret cosine transform)하여 이산여현변환 계수를 출력하는 것이다.
그리고, 상기 양자화기(6)는상기 이산여현변환부(4)에서 주파수영역으로 변환된 후, 실수값을 갖는 각 주파수 계수를 한정된 데이터길이로 표현하기 위해 양자화한다.
즉, 상기 양자화기(6)에서는 상기 이산여현변환부(4)에서 출력되는 프레임간 차 영상의 이산여현변환 계수를 소정의 양자화간격으로 양자화하여 출력한다. 이때, 상기 양자화기(6)에서 양자화하기 위한 양자화 스텝 사이즈는 출력 버퍼(10)와 입력 블록의 복잡성에 따라 결정되어진다.
또한, 상기 가변장 부호기(8)는 상기 양자화기(6)에서 양자화된 주파수 계수를 통계적 특성에 따라 가변장 부호를 사용하는 엔트로피 부호화를 통해 압축하는데, 이 과정은 양자화 과정과는 달리 무손실 부호화이다. 엔트로피 부호로는 허프만 코드, 산술 코드, 유니버설 코드등이 있는데, 양자화된 DCT 계수는 주로 허프만 코드를 사용하여 가변장 부호화된다. 이때, DCT 계수중 DC 계수와 AC 계수를 구분하여 다른 방법으로 부호화한다. 보통 각 블록의 DC 값은 주변 블록의 DC값과 많은 상관성이 있으므로 이전 블록의 DC값과 차이를 구하여 그 차이값을 부호화하고, 첫 번째 블록의 DC는 DC값의 가변범위의 중간값인 128과의 차이를 구하여 부호화 한다. 이렇게 구해진 DC의 차이값들은 일차원 가변장 부호화를 통하여 부호화하게 되는 것이다.
또한, AC는 DCT 영역에서 DC 계수 부근의 AC 계수값이 "0"이 아닐 확률이 높고, DC에서 멀어질수록 "0"이 발생할 확률이 높다는 점을 이용하여 보다 더 효과적인 데이터 압축을 위해 계수들을 재정렬하는데, 주로 지그-재그 주사(zig-zag scan)를 통하여 1차원으로 정렬한다. 여기서 "0"이 연속적으로 나타나는 개수(zero-run)와 "0"이 아닌 계수들의 값(level)을 (런, 레벨)의 2차원으로 표현된다.
예를 들어, 지그-재그 스캔이 되어, 30, 2, 0, 0, -8, 0, 0, 0, 9 …와 같이 정열된 DCT 계수는 줄길이 부호화를 통하여 (0, 30), (0, 2), (2, -8), (3, 9)…와 같이 표현된다.
그리고, 지그-재그 주사된 계수들이 어떤 위치 이후에 계속해서 끝까지 발생할 경우는 블록의 끝을 나타내는 EOB(end of block) 부호를 추가한다.
이와 같이, 줄길이 부호화된 데이터는 허프만 테이블에 이해 가변장 부호화되는 것이다.
그리고, 상기 가변장 부호화기(8)에서 출력된 영상 데이터는 출력 버퍼(10)를 통해 전송되는 것이다.
이때, 전송 채널의 대역폭은 고정되어 있는 반면, 영상 데이터들은 최종적으로 가변장 부호로 부호화되므로 발생되는 데이터 량이 시간에 따라 달라진다. 따라서, 주어진 전송율에 맞추어 발생하는 데이터량을 조절하는 레이트 콘트롤(rate control)이 필요하다. 레이트 콘트롤은 주로 버퍼(10)의 충만도에 따라 양자화기(6)의 스텝 사이즈를 가변함으로써 데이터의 발생량을 조절한다.
한편, 역양자화기(12)는 상기 양자화기(6)에 의해 양자화되어 출력된 DCT 계수를 역양자화하여 역이산여현변환부(14)로 출력하며, 상기 영약자화기(12)에서 역양자화된 DCT 계수는 역이산여현변환부(14)를 통해 원 영상 신호로 복원된다.
그리고, 상기 원 영상 신호는 가산기(16)에서 움직임 보상된 영상 신호와 더해져 프레임 메모리(18)로 출력되고, 상기 프레임 메모리(14)에서 프레임 단위로 딜레이되어 이전 영상신호가 출력된다.
그리고, 움직임 추정기(20)는 상기 프레임 메모리(14)에서 출력된 이전 영상 신호와 현재 영상신호의 화소값의 차이의 절대값인 추정 오차를 비교하여 움직임 벡터를 출력한다.
또한, 움직임 보상기(22)는 상기 움직임 추정기(20)에서 출력된 움직임 벡터에 따라 상기 프레임 메모리(14)에서 출력된 이전 영상을 움직임 보상하여 상기 차영상생성부(2)로 입력한다.
한편, 상기와 같은 압축과정을 통해 전송된 영상 데이터는 동영상 복호기에서 원래의 데이터로 복원되며, 이러한 동영상 복호기는 상기 동영상 부호기를 역으로 구현하면 되는 것이다.
즉, 제2도는 MPEG-2 동영상 복호기의 블록도로서, 입력버퍼(30)와, 가변장 복호기(32), 역양자화기(34), 역이산여현변환부(36), 움직임 보상부(38) 및, 프레임 메모리(40)로 이루어져 있다.
상기와 같은 영상 복호기에 있어서, 가변장 복호기(32)는 입력 버퍼(30)를 통해 입력된 압축된 영상신호로부터 가변장 부호화된 DCT 계수를 뽑아서 가변장 복호화하여 역 양자화기(34)로 출력하고, 상기 역양자화기(34)는 상기 가변장 복호기(32)에서 출력된 데이터를 실제의 DCT 계수값으로 복원하여 역이산여현변환부(36)로 출력한다.
그리고, 역이산여현변환부(36)는 상기 역양자화기(34)에서 출력된 신호를 역이산여현변환하여 움직임 보상부(38)로 출력한다.
그리고, 움직임 보상부(38)는 이전 영상 및 움직임 벡터를 이용하여 상기 역이산여현변환부(36)에서 출력된 영상신호를 움직임 보상하여 출력한다.
그리고, 프레임 메모리(40)는 상기 움직임 보상부(38)에서 출력된 영상을 달레이시켜 이전 영상으로 상기 움직임 보상부(38)에 입력한다.
상기와 같은 동영상 복호기에 의해 복호화된 영상신호를 디스플레이하게 되면 블록의 경계 부분이 눈에 보이는 블록화 현상(blocking effect)이 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 블록화 현상은 양자화 및 역양자화 과정에 의해 발생되는 DCT 계수의 양자화 잡음에 의해 발생된다.
예를 들어, 제3도에 도시된 바와 같이, (½)×스텝 사이즈≤DCT 계수값 ＜(3/2)×스텝사이즈 이면, 상기 DCT 계수값이 "1"로 양자화되고, 양자화된 값("1")을 역양자화하여 원래의 DCT 계수값으로 복원하면 "1" 양자화 스텝 사이즈가 된다.
따라서, 원래의 DCT 계수값과 상기 DCT 계수값이 양자화 및 역양자화된 후의 DCT 계수값과의 차이, 즉 양자화 잡음은 최대(½)×스텝사이즈 까지 될 수 있다.
즉, 복호화된 영상 신호의 블록화 현상을 일으키는 원인인 양자화 잡음은 0≤ 양자화 잡음≤(½)×스텝사이즈의 범위가 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 블록킹 현상을 제거하여 블록의 경계 부분이 눈에 보이지 않도록 함으로써, 화질을 향상시킬 수 있는 동영상 복호기의 블록화 현상 제거 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동영상 복호기의 블록화 현상 제거 방법은, 현재 블록의 경계 화소값들 및 이 현재 블록에 인접하는 이전 블록의 경계 화소값들을 차례대로 추출하는 제1단계와; 서로 인접하는 현재 블록의 경계 화소값과 이전 블록의 경계 화소값의 차이값을 각각 구하고, 이 차이값의 절대값이 소정의 임계값 이하 인지를 판단하는 제2단계; 상기 제2단계에서 절대값이 소정의 임계값 이하이면 상기 절대값을 누적시키는 제3단계; 제1카운트값에 "1"을 더하는 제4단계; 상기 제2단계에서 절대값이 "4" 보다 크거나 상기 제4단계에서 제1카운트값에 "1"을 더하였으면 제2카운트값에 "1"을 더하는 제5단계; 제2카운트값이 "16" 이상인가를 판단하여 제2카운트값이 "16"보다 작으면 제1단계를 반복 수행하는 제6단계; 상기 제6단계에서 제2카운트값이 "16" 이상이면 절대값들이 누적된 값을 제1카운트값으로 나누어 평균값을 계산하는 제7단계; 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈)사이값으로 제한하는 제8단계 및; 상기 제8단계에서 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈)사이값으로 제한된 평균값을 현재 블록의 각 화소값에 더하는 제9단계로 순차 동작하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 동영상 복호기의 블록화 현상 제거장치는, 복호화된 영상신호를 입력받아 저장하는 한편, 보정되어 피드백된 현재 블록의 영상신호를 저장하는 메모리와; 상기 메모리에 저장된 영상신호중 현재 블록의 경계 화소값들을 추출하여 차례대로 출력하는 현재블록 경계부 추출부; 상기 메모리에 저장된 영상신호중 현재 블록에 인접하는 이전 블록의 경계 화소값들을 추출하여 차례대로 출력하는 이전블록 경계부 추출부; 상기 현재 블록의 경계 화소값들과 이전 블록의 경계 화소값들을 차례로 각각 입력받아 서로 인접하는 현재 블록의 화소값과 이전 블럭의 경계 화소값의 차이값을 각각 구한 다음 이 차이값들의 절대값이 소정의 임계값 이하인 경우에만 이 절대값들의 평균값을 계산하여 출력하는 평균값 계산부; 상기 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이값으로 제한하여 출력하는 평균값 제한부; 상기 메모리에 저장된 영상신호중 현재 블록을 추출하여 출력하는 현재블록 추출부 및; 상기 평균값 제한부에서 출력된 평균값을 상기 현재블록 추출부에서 출력된 현재 블록의 각 화소값에 더하여 현재 블록의 각 화소값들을 보정하여 출력함과 더불어 보정된 현재 블록을 상기 메모리로 피드백시키는 가산기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제4도는 본 발명에 따른 블록킹 현상 제거방법의 흐름도로서, 현재 블록의 경계 화소값들(A0∼A7,B0∼B7) 및 이 현재 블록에 인접하는 이전 블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)을 차례대로 추출하는 제1단계(S1)와; 서로 인접하는 현재 블록의 경계 화소값과 이전 블록의 경계 화소값의 차이값을 각각 구하고, 이 차이값의 절대값이 소정의 임계값 이하인지를 판단하는 제2단계(S2); 상기 제2단계(S2)에서 절대값이 소정의 임계값 이하이면 상기 절대값을 누적시키는 제3단계(S3); 제1카운트값에 "1"을 더하는 제4단계(S4); 상기 제2단계(S2)에서 절대값이 "4"보다 크거나 상기 제4단계(S4)에서 제1카운트값에 "1"을 더하였으면 제2카운트값에 "1"을 더하는 제5단계(S5); 제2카운트값이 "16" 이상인가를 판단하여 제2카운트값이 "16"보다 작으면 제1단계(S1)를 반복 수행하는 제6단계(S6); 상기 제6단계(S6)에서 제2카운트값이 "16" 이상이면 절대값들이 누적된 값을 제1카운트값으로 나누어 평균값을 계산하는 제7단계(S7); 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이값으로 제한하는 제8단계(S8) 및; 상기 제8단계(S8)에서 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이값으로 제한된 평균값을 현재 블록의 각 화소값에 더하는 단계(S9)로 순차 동작한다.
상기 제1단계(S1)는 현재 블록의 경계 화소값들(A0∼A7,B0∼B7)을 차례대로 추출하는 단계(S1-1) 및, 상기 현재 블록에 인접하는 이전블록의 경계 화소값(C0∼C7, D0∼D7)을 차례대로 추출하는 단계(S1-2)로 이루어진다.
그리고, 상기 제2단계(S2)에서 소정의 임계값은 "4"가 바람직하며, 이는 DC 계수의 양자화스텝 사이즈인 "8"의이다.
그리고, 상기 제8단계(S8)는, 평균값이 (양자화스텝사이즈)보다 큰가를 판단하는 제8-1단계(S8-1)와; 평균값이 (양자화스텝사이즈)보다 크면 평균값을 (양자화스텝사이즈)결정하는 제8-2단계(S8-2); 제8-1단계(S8-1)에서 평균값이(양자화스텝사이즈) 이하이거나 상기 8-2단계(S8-2)에서 평균값을 (양자화스텝사이즈)로 결정하였으면 평균값이(양자화스텝사이즈) 보다 작은가를 판단하는 제8-3단계(S8-3) 및; 제8-3단계(S8-3)에서 평균값이 (양자화스텝사이즈) 보다 작으면 평균값을 (양자화스텝사이즈)로 결정하는 제8-4단계(S8-4)로 순차 동작한다.
그리고, 제5도는 상기와 같은 본 발명에 따른 블록킹 현상 제거방법을 하드웨어로 구현한 것으로, 본 발명에 따른 블록킹 현상 제거장치, 메모리(50)와, 현재블록 경계부 추출부(52), 이전블록 경계부 추출부(54), 평균값 계산부(56), 평균값 제한부(58), 현재블록 추출부(60) 및, 가산기(62)를 포함하여 구성되어 있다.
그리고, 상기 평균값 제한부(58)는, 제1곱셈기(58-1)와, 제1비교선택부(58-2), 제2곱셈기(58-3) 및, 제2비교선택부(58-4)를 포함하여 구성되어 있다.
제5도를 참조하면 알 수 있듯이, 메모리(50)는 복호화된 영상신호를 입력받아 저장하는 한편, 보정되어 피드백된 현재 블록의 영상신호를 저장하도록 되어 있다.
그리고, 현재블록 경계부 추출부(52)는 상기 메모리(50)에 저장된 영상신호중 현재 블록의 경계 화소값들을 추출하여 차례대로 출력한다.
그리고, 과거블록 경계부 추출부(54)는 상기 메모리(50)에 저장된 영상신호중 현재 블록에 인접하는 이전 블록의 경계 화소값들을 추출하여 차례대로 출력하도록 되어 있다.
이때, 제6도에 도시된 바와 같이, 현재 블록은 상기 메모리(50)에 입력된 영상신호중 마지막으로 입력된 블록이며, 상기 현재 블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)은 모두 16개가 된다.
즉, 현재 블록과 인접하는 과거 블록은 현재 블록의 상측 블록과 좌측블럭 2개 이고, 한 블록이 8×8 화소로 이루어지므로 현재블럭의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)은 16개가 되며, 이 현재 블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)에 인접하는 과거 블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7) 역시 16개가 된다.
그리고, 평균값 계산부(56)는 현재 블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)과 이전 블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)을 각각 차례로 입력받아 서로 인접하는 현재 블록의 화소값과 이전 블록의 경계 화소값의 차이값을 각각 구한 다음 이 차이값의 절대값이 소정의 임계값 이하인 경우에만 이 차이값의 평균값을 계산하여 출력하도록 되어 있다.
이때, 상기 소정의 임계값은 "4"가 바람직하며, 이는 DC 계수의 양자화스텝 사이즈인 "8"의이다.
그리고, 평균값 제한부(58)는 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이값으로 제한하여 출력하도록 되어 있다.
이때, 상기 평균값 제한부(58)는 제1곱셈기(58-1)와, 제1비교선택부(58-2), 제2곱셈기(58-3) 및, 제2비교선택부(58-4)로 이루어져 있는데, 상기 제1곱셈기(58-1)는 외부로부터 입력된 양자화 스텝사이즈와 ""을 곱하여 (양자화스텝사이즈)를 출력하도록 되어 있다.
그리고, 제1비교선택부(58-2)는 상기 평균값 계산부(56)에서 출력된 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 비교하여 평균값이 (양자화스텝사이즈)보다 크면 (양자화스텝사이즈)를 평균값으로 출력하고, 평균값이 (양자화스텝사이즈)이하이면 출력하도록 되어 있다.
그리고, 제2곱셈기(58-3)는 외부로부터 입력된 양자화 스텝 사이즈와 ""을 곱하여 (양자화스텝사이즈)를 출력하도록 되어 있다.
그리고, 제2비교선택부(58-4)는 상기 제1비교선택부(58-2)에서 출력된 평균값이 (양자화스텝사이즈) 보다 작으면 상기 (양자화스텝사이즈)를 평균값으로 출력하고, 평균값이 (양자화스텝사이즈) 이상이면 그대로 출력하도록 되어 있다.
그리고, 현재 블록 추출부(60)는 상기 메모리(50)에 저장된 영상신호 중 현재 블록을 추출하여 가산기(62)로 제공하도록 되어 있다.
그리고, 가산기(62)는 상기 평균값 제한부(58)에서 출력된 평균값을 상기 현재 블록 추출부(60)에서 출력된 현재 블록의 각 화소값에 더하여 보정된 현재 블록을 출력함과 더불어 보정된 현재 블록을 상기 메모리(50)로 피드백시켜 다음 블록을 보정하는데 이용하도록 하게 되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 블록화 현상 제거 장치의 동작을 제5도와 제6도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
복호화된 영상신호는 메모리(50)에 순차적으로 저장됨과 더불어 상기 메모리(50)에 마지막으로 입력된 현재 블록을 가산기(62)에서 보정되어 피드백된 현재 블록으로 대체하여 재 저장한다.
이와 같이 보정되어 피드백된 현재 블록을 저장하는 이유는 보정된 현재 블록을 사용하여 다음에 메모리(50)로 입력되는 블록을 보정하기 위함이다.
상기와 같이 메모리(50)에 저장된 영상신호는 현재블록 경계부 추출부(52)에 의해 현재 블록의 경계 화소값들만이 추출되어 평균값 계산부(56)에 차례대로 입력되고 과거블록 경계부 추출부(54)에 의해 상기 현재 블록에 인접하는 이전 블록의 경계 화소값들만이 추출되어 평균값 계산부(56)에 차례대로 입력된다.
즉, 현재 블록과 인접하는 과거 블록은 현재 블록의 상측 블록과 좌측블럭 2개 이고, 한 블록이 8×8 화소로 이루어지므로, 현재블럭의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)은 16개가 되며, 이 현재 블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)에 인접하는 과거 블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7) 역시 16개가 된다.
따라서, 상기 현재블록 경계부 추출부(52)는 현재 블록의 화소값들(총 64개)중에서 이전 블록과 인접한 16개의 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)를 추출하여 차례대로 출력하고, 상기 이전블록 경계부 추출부(54)는 상기 현재 블록의 각 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)과 인접하는 이전 블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)을 차례대로 출력한다.
그리고, 평균값 계산부(56)는 현재 블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)과 이 화소값들에 인접하는 이전 블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)을 각각 차례로 입력받아 서로 인접하는 현재 블록의 화소값과 이 전블럭의 경계 화소값의 차이값을 각각 구하여 다음 이 차이값의 절대값이 소정의 임계값 이하인 경우에만 이 절대값의 평균값을 계산하여 출력하도록 되어 있다.
예를 들어, 현재 블록의 경계 화소값 A0와 A0에 인접하는 과거 블록의 화소값 C0을 입력받아 그 차이값(A0∼C0)을 구하고, 이 차이값(A0∼C0)이 소정의 임계값 이하 인지를 판단하여 차이값(A0∼C0)의 절대값이 소정의 임계값 이하이면 이 절대값을 누적시킨다.
이와 같은 과정을 현재 블록의 모든 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)과 과거 블록의 모든 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)에 대해 (16)번 수행한다.
그리고, 상기와 같이 누적된 절대값의 평균값을 계산하여 평균값 제한부(58)의 제1비교선택부(58-1)로 입력한다.
이때, 상기 소정의 임계값은 "4"가 바람직하며, 이는 DC 계수의 양자화스텝 사이즈인 "8"의이다.
그리고, 평균값 제한부(58)의 제1곱셈기(58-1)는 외부로부터 입력된 양자화 스텝 사이즈와 ""을 곱하여 (양자화스텝사이즈)를 제1비교선택부(58-2)로 입력하고, 제1비교선택부(58-2)는 상기 평균값 계산부(56)에서 출력된 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 비교하여 평균값이 (양자화스텝사이즈) 보다 크면 (양자화스텝사이즈)를 평균값으로 출력하고, 평균값이 (양자화스텝사이즈) 이하이면 그대로 출력한다.
그리고, 제2곱셈기(58-3)는 외부로부터 입력된 양자화 스텝 사이즈와 ""을 곱하여양자화스텝사이즈를 제2비교선택부(58-4)로 입력하고, 제2비교선택부(58-4)는 상기 제1비교선택부(58-2)에서 출력된 평균값이 (양자화스텝사이즈) 보다 작으면 상기 (양자화스텝사이즈)를 평균값으로 출력하고, 평균값이 (양자화스텝사이즈) 이상이면 그대로 출력한다. 즉, 상기 평균값 제한부(58)에서 입력된 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이값으로 제한시키는 것이다.
이와 같이, 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이값으로 제한시키는 이유는 양자화 잡음이 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이에서 발생되며, 이 값을 벗어나지는 않기 때문이다.
상기와 같이 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈) 사이값으로 제한된 평균값은 가산기(62)로 입력되며, 현재 블록 추출부(60)에서 출력된 현재블록의 각 화소값과 가산기(62)에서 더해져 보정된 현재블록 즉 보정된 영상신호가 출력되는 것이다.
이때, 상기 보정된 현재 블록은 상기 메모리(50)로 피드백되며, 이 보정된 현재 블록을 이용하여 다음 블록을 보정하는 것이다.
한편, 제7도는 상기와 같이 동작하는 블록화 현상 제거장치를 포함하는 동영상 복호기의 블록도로서, 제2도에 도시된 MPEG-2 동영상 복호기와 동일하며, 단지 출력단에 본 발명의 블록화 현상 제거장치가 추가로 구비되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 블록화 현상 제거 장치가 구비된 동영상 복호기는, 입력버퍼(30)와, 가변장 복호기(32), 역양자화기(34), 역이산여현변환부(36), 움직임 보상부(38), 프레임 메모리(40) 및, 블록화 현상 제거부(80)로 이루어져 있다.
상기와 같은 영상 복호기에 있어서, 가변장 복호기(32)는 입력 버퍼(30)를 통해 입력된 압축된 영상신호로부터 가변장 부호화된 DCT 계수를 뽑아서 가변장 복호화하여 역 양자화기(34)로 출력하고, 상기 역양자화기(34)는 상기 가변장 복호기(32)에서 출력된 데이터를 실제의 DCT 계수값으로 복원하여 역이상여현변환부(36)로 출력한다.
그리고, 역이산여현변환부(36)는 상기 역양자화기(34)에서 출력된 신호를 역이산여현변환하여 움직임 보상부(38)로 출력한다.
그리고, 움직임 보상부(38)는 이전 영상 및 움직임 벡터를 이용하여 상기 역이산여현변환부(38)에서 출력된 영상신호를 움직임 보상하여 출력한다.
그리고, 프레임 메모리(40)는 상기 움직임 보상부(38)에서 출력된 영상을 딜레이시켜 이전 영상으로 상이 움직임 보상부(38)에 입력한다.
그리고, 블록화 현상 제거부(80)는 상기 움직임 보상부(38)에서 출력된 영상신호를 입력받아 복호화된 영상신호중 현재블록의 경계 화소값들과 상기 현재블록에 인접하는 이전블록의 경계 화소값들을 구하고, 이 차이값들 중에서 소정의 임계값 이하인 차이값들의 평균값을 (양자화스텝사이즈)와 (양자화스텝사이즈)의 사이값으로 제한시켜 현재블록의 각 화소값들에 더하여 출력하도록 되어 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 현재블록의 경계 화소값들을 현재블록과 인접하는 이전블록의 경계 화소값들에 근접하도록하여 현재블록의 각 화소값들을 보정함으로써, 블록간의 경계 부분이 눈에 보이는 블록화 현상을 제거할 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 동영상 복호기에만 국한되는 것은 아니며, 양자화 과정 및 역양자화 과정에 의해 블록킹 현상이 발생되는 모든 분야에 적용 가능한 것이다.

Claims (3)

  1. 현재블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7) 및 이 현재블록에 인접하는 이전블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)을 차례대로 추출하는 제1단계(S1)와; 서로 인접하는 현재블록의 경계 화소값과 이전블록의 경계 화소값의 차이값을 각각 구하고, 이 차이값의 절대값이 소정의 임계값 이하 인지를 판단하는 제2단계(S2); 상기 제2단계(S2)에서 절대값이 소정의 임계값 이하이면 상기 절대값응 누적하는 제3단계(S3); 제1카운트값을 1증가하는 제4단계(S4); 상기 제2단계(S2)에서 절대값인 소정의 임계값보다 크거나 상기 제4단계(S4)에서 제1카운트값을 1증가한 후, 제2카운트값을 1증가하는 제5단계(S5); 상기 제2카운트값이 소정 수 이상가를 판단하여 제2카운터값이 소정 수보다 작으면 상기 과정을 반복 수행하는제6단계(S6); 상기 제6단계(S6)에서 제2카운트값이 소정 수 이상이면, 제1카운트값 및 제2카운트값을 "0"으로 셋팅함과 더불어 절대값들이 누적된 값을 제1카운트값으로 나누어 평균값을 계산하는 제7단계(S7); 평균값을양자화스텝사이즈와양자화스텝사이즈 사이값으로 제한하는 제8단계(S8) 및; 상기 제8단계(S8)에서양자화스텝사이즈와양자화스텝사이즈의 사이값으로 제한된 평균값을 현재블록의 각 화소값에 더하는 단계(S9)를 구비하는 동영상 복호기의 블록화현상 제거방법.
  2. 복호화된 영상신호를 입력받아 저장하는 한편, 보정되어 피드백된 현재블록의 영상신호를 저장하는 메모리(50)와; 상기 프레임 메모리(50)에 저장된 영상신호중 현재블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)을 추출하여 차례대로 출력하는 현재블록 경계부 추출부(52); 상기 메모리(50)에 저장된 영상신호 중 현재블록에 인접하는 이전블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)을 추출하여 차례대로 출력하는 이전블록 경계부 추출부(54); 상기 현재블록의 경계 화소값들(A0∼A7, B0∼B7)과 이전블록의 경계 화소값들(C0∼C7, D0∼D7)을 차례로 각각 입력받아 서로 인접하는 현재블록의 화소값과 이전블록의 경계 화소값의 차이값을 각각 구한 후 소정의 임계값과 절대값을 비교하고, 이 차이값의 절대값이 상기 임계값 이하인 경우에만 이 절대값들의 평균값을 계산하여 출력하는 평균값 계산부(56); 상기 평균값을양자화스텝사이즈와양자화스텝사이즈 사이값으로 제한시켜 출력하는 평균값 제한부(58); 상기 메모리(50)에 저장된 영상신호중 현재블록을 추출하여 출력하는 현재블록 추출부(60) 및; 상기 평균값 제한부(58)에서 출력된 평균값을 상기 현재블록 추출부(60)에서 출력된 현재블록 각 화소값에 더하여 현재블록의 각 화소값들을 보정하여 출력함과 더불어 보정된 현재블록을 상기 메모리(50)로 피드백시키는 가산기(62)를 포함하여 구성된 동영상 복호기의 블록화 현상 제거장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 평균값 제한부(58)는, 외부로부터 입력된 양자화 스텝 사이즈와 ""을 곱하여양자화스텝사이즈를 출력하는 제1곱셈기(58-1)와; 상기 평균값 계산부(56)에서 출력된 평균값이양자화스텝사이즈 보다 크면양자화스텝사이즈를 평균값으로 출력하는 제1비교선택부(58-2); 외부로부터 입력된 양자화 스텝 사이즈와 ""을 곱하여양자화스텝사이즈를 출력하는 제2곱셈기(58-3) 및; 상기 제1비교선택부(58-2)에서 출력된 평균값이 상기양자화스텝사이즈 보다 작으면 상기양자화스텝사이즈를 평균값으로 출력하는 제2비교선택부(58-4)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 복호기의 블록화 현상 제거 장치.
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