KR100268057B1 - 표준블록을 이용한 영상데이터 압축방법 - Google Patents

Abstract

가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

영상 처리에 있어서 영상데이터를 압축하는 방법에 관한 것이다.

나.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

영상 처리에 있어서 압축효율을 높일 수 있는 영상데이터 압축방법을 제공한다.

다.발명의 해결방법의 요지

이전블록과의 현저한 차이로 인해 프레임내 예측 부호화로 압축되어야 하는 블록화된 현재블록의 영상데이터에 대해서는 미리 설정된 표준블록을 정의하여 상기 표준블록과의 차를 압축효율이 높은 프레임간 순방향 예측 부호화하여 압축함을 특징으로 한다.

라.발명의 중요한 용도

높은 압축효율로 영상을 압축하는 이용한다.

Description

표준블록을 이용한 영상데이터 압축방법

본 발명은 영상을 압축/복원하는 방법에 관한 것으로, 특히 영상을 프레임내 예측 부호화(Intra) 및 프레임간 순방향 예측 부호화(Inter)로 압축하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 예측 부호화란 어떤 화소의 신호치를 다른 시간의 영상신호치와의 차분으로 나타내는 것으로, 엠펙-1(MPEC-1)에서는 프레임내 예측 부호화나 순방향 프레임간 예측 부호화 등이 있다. 상기 프레임내 예측 부호화에 따른 영상은 I 픽쳐라하며 상기 I 픽쳐는 해당 화면 정보만으로 부호화되는 화면을 말한다. 또한 상기 프레임간 순방향 예측 부호화에 따른 영상은 P 픽쳐라하며 상기 P 픽쳐는 상기 I 픽쳐 또는 P 픽쳐로부터의 예측을 수행함에 따라 생기는 화면을 말한다.

상기에서 프레임간 순방향 예측 부호화가 프레임내 예측 부호화보다 압축효율이 좋다. 이는 프레임내 예측 부호화가 현재블록을 그대로 압축하는 반면에 프레임간 순방향 예측 부호화는 현재블록과 이전블록의 영상신호치의 차를 구하고 상기 구해진 차에 대해서만 압축을 수행하기 때문이다. 따라서 영상을 압축할 때 주로 사용되는 압축방식은 프레임간 순방향 예측 부호화가 사용된다.

그런데 영상을 압축할 때 현재블록과 이전블록과의 차가 너무 커서 프레임내 예측 부호화로 압축해야 하는 경우가 발생하는데 이와 같이 프레임내 예측 부호화로 압축된 블록이 많을수록 전체적인 압축효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래에는 영상을 압축할 때 현재블록과 이전블록의 영상신호치의 차가 많이 나는 경우 프레임내 예측 부호화로 압축해야 하는 경우가 발생하는데 이와 같이 프레임내 예측 부호화로 압축된 블록이 많을수록 전체적인 압축효율은 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 압축효율을 높일 수 있는 영상데이터 압축방법을 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 영상 부호화 장치의 블록구성도,

도 2는 통상적인 블록화된 화면의 예시도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표준블록을 이용하여 영상데이터를 압축하는 처리 흐름도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 표준블록을 이전블록과의 현저한 차이로 인해 프레임내 예측 부호화로 압축되어야 하는 블록화된 현재블록의 영상데이터에 대해서는 미리 설정된 표준블록을 정의하여 상기 표준블록과의 차를 압축효율이 높은 프레임간 순방향 예측 부호화하여 압축함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 통상적인 영상 부호화 장치의 개략적인 블록 구성도를 도시한 것이다. 상기 도 1을 참조하면 블록 분해부(102)와 DCT부(104)와 양자화부(106)와 엔트로피 부호화부(108)로 구성되는 부호화 장치(100)는 입력 영상을 압축 부호화한다. 먼저 부호화할 원화면의 영상데이터를 입력하는 블록 분해부(102)는 입력 영상데이터들을 프레임 단위로 연속적인 정방형의 블록들로 분해한다. 이와 같이 화면을 분해하는 예를 도 2로서 보였다. 상기 도 2에서 도 2(a)는 부호화할 원화면을 보인 것이고, 도 2(b)는 연속적인 블록 Sb들로 분해한 블록화 화면을 보인 것이다. 그리고 블록 Sb의 크기 n×n는 통상적으로 8×8, 즉 64개의 화소로 선택된다. 이와 같이 분해된 블록 Sb는 DCT부(104)에 인가된다. 상기 DCT부(104)는 각각의 블록 Sb에 대해 공간영역에서 주파수영역으로 변환하는 알고리듬인 DCT를 적용한다. 이러한 DCT에 의해 생성되는 DCT 계수들은 양자화부(106)에서 양자화되고 엔트로피 부호화부(108)에서 엔트로피 부호화됨으로써 압축된 부호화 데이터가 얻어진다. 이와 같이 압축된 부호화 데이터는 전송되거나 기록매체에 저장된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표준블록을 이용하여 영상데이터를 프레임간 순방향 예측 부호화로 압축하는 처리 흐름도를 도시한 것이다. 이제 본 발명의 실시 예를 상기 도 1 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 (300)단계에서 한 블록의 영상데이터가 영상 부호화 장치(100)로 입력되면 상기 입력된 영상데이터는 프레임 단위로 블록화되어 (302)단계에서 상기 블록화된 현재블록 화면과 이전블록 화면과의 영상신호치의 차가 구해진다. 이어 (304)단계에서 상기 현재블록의 영상신호치와 이전블록의 영상신호치의 차가 미리 설정된 기준치를 초과하는지 여부가 검사된다. 상기 기준치라 함은 상기 현재블록의 영상데이터를 그대로 프레임내 예측 부호화로 압축할 것인지 상기 이전블록과의 차만을 프레임간 순방향 예측 부호화로 압축할 것인지 여부를 결정하는 기준이되는 두 블록간의 차에 따른 압축효율을 고려해 미리 설정된 값을 의미한다. 이때 만일 현재블록과 이전블록의 차가 기준치를 초과하지 않는 경우 (306)단계에서 상기 현재블록은 이전블록과의 차만큼만 프레임간 순방향 예측 부호화로 압축된다.

이와 달리 상기 (304)단계에서 현재블록과 이전블록의 차가 기준치를 초과하는 경우 (308)단계에서 상기 현재 압축하고자 하는 블록의 평균값을 이용하여 표준블록의 집합으로부터 상기 현재블록의 평균값과 가장 유사한 값을 갖는 표준블록이 선택된다. 상기 표준블록의 집합에 포함되는 표준블록들은 사용되는 움직임벡터가 8×8에 대한 것일 경우는 8×8의 크기를 갖으며, 움직임벡터가 16×16에 대한 것일 경우는 16×16의 크기를 갖는다. 또한 각각의 표준블록은 픽셀이 갖을 수 있는 1∼255의 값에 대해서 8의 차이가 나도록 구성된다. 즉, 하나의 표준블록은 동일한 값으로 구성되며, 표준블록 집합에는 32개의 표준블록이 존재하게 된다. 따라서 상기와 같이 구성되는 표준블록 집합중에서 압축하고자 하는 블록의 평균값과 가장 유사한 값을 갖는 표준블록이 선택되게 된다. 이어 (310)단계에서 현재블록과 상기 (308)단계에서 선택된 표준블록과의 차가 구해지고, (312)단계에서 현재블록과 표준블록과의 차가 상기 기준치를 초과 하는지 여부가 검사된다. 상기 기준치라 함은 상기 현재블록의 영상데이터를 그대로 프레임내 예측 부호화로 압축할 것인지 상기 표준블록과의 차만을 프레임간 순방향 예측 부호화로 압축할 것인지 여부를 결정하는 기준이되는 값을 의미한다. 이때 만일 두 블록의 차가 기준치를 초과하는 경우 (316)단계에서 상기 현재블록은 프레임내 예측 부호화로 압축된다.

이와 달리 상기 (312)단계에서 두 블록의 차가 기준치를 초과하지 않는 경우 (316)단계에서 상기 현재블록은 상기 표준블록과의 차만큼만 프레임간 순방향 예측 부호화로 압축되어 전송되거나 기록매체에 저장된다.

따라서 입력되는 현재블록의 영상신호치와 이전블록의 영상신호치의 차가 미리 설정된 기준치를 초과하여 상기 현재블록의 영상데이터를 프레임내 예측 부호화로 압축할 수밖에 없는 경우 상기 현재블록의 평균값과 가장 유사한 값을 갖는 표준블록을 설정하여 상기 현재블록을 상기 표준블록과의 차만큼만 프레임간 순방향 예측 부호화로 압축함으로써 압축효율을 높일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 입력되는 현재블록의 영상신호치와 이전블록의 영상신호치의 차가 기준치를 초과하여 프레임내 예측 부호화로 압축할 수밖에 없는 경우 상기 현재블록의 평균값과 가장 유사한 값을 갖는 표준블록을 설정하여 상기 현재블록을 상기 표준블록과의 차만큼만 프레임간 순방향 예측 부호화로 압축함으로써 압축효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 영상 데이터를 표준블록을 이용하여 프레임간 순방향 예측 부호화하여 압축하는 방법에 있어서,

   입력되는 상기 영상데이터를 한 프레임 단위로 블록화하여 이전블록과의 차를 구하는 과정과,

   상기 블록화된 영상데이터의 현재블록과 이전블록과의 차가 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우 상기 현재블록의 평균값과 가장 유사한 값을 갖는 표준블록을 설정하여 상기 현재블록과 상기 표준블록과의 차를 구하는 과정과,

   상기 현재블록과 표준블록과의 차가 상기 기준치를 초과하지 않는 경우 상기 현재블록을 상기 프레임간 순방향 예측 부호화하여 압축하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 표준블록을 이용한 영상데이터 압축방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 현재블록과 이전블록과의 차가 상기 기준치를 초과하지 않는 경우 상기 현재블록과 이전블록의 차만을 상기 프레임간 순방향 예측 부호화하여 압축하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 표준블록을 이용한 영상데이터 압축방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 현재블록과 표준블록과의 차가 상기 기준치를 초과하는 경우 상기 현재블록을 프레임내 예측 부호화하여 압축하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 표준블록을 이용한 영상데이터 압축방법.

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