KR100360877B1 - 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화상통신기기의 이미지 데이타를 이미지 프레임의 영역별 복잡도에 따라 다른 양자화 테이블을 적용하여 압축전송하는 방법에 관한 것이다.

종래에는 1프레임 화상에 대하여 설정된 양자화 테이블을 전체 이미지에 대해서 일괄적으로 적용하여 화상 데이타를 전송하고 있다.

본 발명에서는, 첫번째 전송 프레임의 각 영역별 복잡도를 측정하고 영역별 양자화 테이블을 설정하여 압축전송하는 단계와, 입력 프레임마다 카메라 영역별 변화율을 계산하는 단계와, 상기 계산된 영역별 변화율을 소정의 설정된 기준값과 비교하는 단계와, 상기 비교 결과 영역별 변화율이 기준값 보다 큰 경우 해당 영역의 양자화 테이블을 조정하여 압축전송하는 단계로 제어함을 특징으로 하는 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법으로서, 화상의 영역별 이미지 특성(복잡도)을 판단하고 그 영역특성에 적합하게 압축변수들(양자화 테이블값)을 가변적으로 선택하기 때문에 화질을 저하시키지 않는 범위에서 화상전송의 속도 향상을 확보할 수 있는 발명이다.

Description

화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법{METHOD OF IMAGE DATA TRANSMITTING FOR PICTUREPHONE}

본 발명은 화상통신기기에서 이미지 데이타를 압축전송하는 방법에 관한 것으로서 특히, 전송할 화상의 입력 프레임마다 화상을 복수개의 영역으로 분할하여 영역별 변화율을 계산하고, 카메라 영역별 변화율이 소정의 설정된 기준값 보다 큰 경우에는 해당 영역에 대한 양자화 테이블을 조정하여 압축전송함으로써, 화상의 압축 전송효율을 높일 수 있도록 한 화상 데이타 압축전송 제어방법에 관한 것이다.

도1은 화상통신기기의 블럭 구성도로서, 화상신호를 얻기위한 카메라부(101)와, 상기 카메라부(101)를 구동하고 또 카메라부(101)에서 촬영된 화상신호를 입력하기 위한 카메라 구동 및 신호입력부(102)와, 상기 카메라 구동 및 신호입력부(102)로부터 출력된 화상신호를 처리하기 위한 카메라 디지탈 신호처리부(103)와, 상기 카메라 디지탈 신호처리부(103)를 제어하여 화상신호를 압축 또는 복원처리하는 압축 및 복원부(104)와, 상기 카메라 디지탈 신호처리부(103)의 신호처리를 제어함과 함께 화상신호의 압축 및 복원과 전송제어를 수행하기 위한 시스템 제어부(105)와, 상기 카메라 디지탈 신호처리부(103)에서 처리된 신호를 디스플레이하고 또한 수신된 화상신호를 디스플레이 하기 위한 모니터(106)와, 상기 압축 및 복원부(104)에 연결되어 시스템 제어부(105)의 제어를 받아 화상통신의 제어와 신호 입출력을 수행하기 위한 통신제어 및 인터페이스부(107)를 포함하여 이루어진다.

카메라부(101)는 렌즈와 CCD로 이루어져서 화상을 전기적인 신호로 변환하여 출력하고, 구동 및 신호 입력부(102)는 상기 카메라부(101)의 CCD를 구동하여 화상을 전기적인 신호로 변환하게 하고 또 그 변환된 신호를 입력받아 카메라 디지탈 신호처리부(103)에 공급한다.

카메라 디지탈 신호처리부(103)는 시스템 제어부(105)의 제어를 받아 휘도신호와 칼라신호의 처리를 수행하여 압축 및 복원부(104)에 연결하고 또 모니터(106)에도 공급하여 촬영된 화상을 디스플레이하는 한편, 수신된 상대방 화상도 디스플레이해준다.

압축 및 복원부(104)는 시스템 제어부(105)의 제어를 받아 상기 촬영된 화상의 디지탈 신호를 소정의 압축 포맷으로 압축하여 통신제어 및 인터페이스부(107)를 통해서 상대방 기기로 전송하거나, 상대방 기기로부터 수신된 화상신호를 복원하여 모니터(106)에 디스플레이될 수 있도록 처리한다.

통신제어 및 인터페이스부(107)는 시스템 제어부(105)의 제어를 받아 상대방 기기와의 통신선로 접속(구축), 화상정보를 포함한 제반 제어정보 들의 송수신을 담당하게 된다.

이러한 화상통신기기를 이용한 종래의 화상데이타 전송은 촬영된 동화상정보를 디지탈 신호로 변환하여 미리 설정된 압축포맷에 따라 압축하여 전송하며, 동화상을 캡쳐하여 전송이 끝나면 다음 화면을 전송하는 구조로서 이때 카메라에서 출력된 동화상을 일정한 양자화 테이블과 샘플링 레이트를 가지고 압축하여 전송하기 때문에 같은 이미지 사이즈에 대해서도 이미지 특성에 따라 압축코드의 크기는 다양하게 나타나게 된다.

그러나, 이러한 종래의 화상 데이타 전송방법은 화상의 특성을 고려하지 않기 때문에, 화상 특성에 맞지않는 낮은 압축율을 적용하여 압축된 코드의 양을 증가시키게 되므로 전송속도를 저하시킨다.

즉, 종래의 화상통신기기에서는 카메라에서 출력된 동화상을 캡쳐(capture)하여 모든 영역에 대해 같은 양자화 테이블을 사용해서 압축전송을 수행한다.

그러나, 실제로는 1프레임 내의 화상이라고 하더라도 복잡한 영역과 단순한 영역이 병존할 수 있으며, 종래의 기술은 이러한 점을 고려하지 않고 화상의 각 영역특성을 고려하지 않은 채 일부만 복잡한 화상에 대해서도 낮은 압축율을 적용하여 압축 코드의 사이즈를 증가시키고 또 이에 따라 화상 1프레임 전송에 걸리는 시간이 증가하게 되어 결과적으로 화상의 전송속도를 저하시키게 되었다.

본 발명은 화상통신기기에서 이미지 데이타를 압축전송함에 있어서, 전송할 화상의 입력 프레임마다 화상을 복수개의 영역으로 분할하여 그 분할된 영역별 변화율을 계산하고, 그 계산된 카메라 영역별 변화율이 소정의 설정된 기준값 보다 큰 경우에는 해당 영역에 대한 양자화 테이블을 조정하여 압축전송함으로써, 화상의 압축 전송효율을 높일 수 있도록 한 화상 통신기기의 화상 데이타 전송 제어방법을 제공한다.

또한 본 발명에서 상기 카메라 영역별 변화율은 해당 프레임 이전까지 프레임중에서 카메라 영역별 명암정보의 변화로부터 구하여 양자화 테이블을 조정하는 전송제어방법으로서; 화상통신시 카메라 신호의 처리 데이타를 이용해서 화상의 1프레임내의 복수개 영역별 명암을 검출하고, 각각의 영역별 움직임량으로부터 구한 복잡도에 따라 적합한 양자화 테이블값을 선택적으로 적용함으로써 압축코드 사이즈가 가장 적은 전송방법으로 화상데이타를 전송할 수 있도록 한 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법을 제공한다.

도1은 화상 통신기기의 블럭 구성도

도2는 화상통신기기의 송신단 동화상과 전송 프레임의 관계를 나타낸 도면

도3은 본 발명에서 화상 1프레임의 영역분할의 일예를 나타낸 도면

도4는 본 발명에서 카메라 신호처리부에서 제공되는 명암과 칼라의 영역분할의 일예를 나타낸 도면

도5는 본 발명의 화상 데이타 전송제어 방법의 플로우차트

본 발명의 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법은, 첫번째 전송 프레임의 각 영역별 복잡도를 측정하고 영역별 양자화 테이블을 설정하여 압축전송하는 단계와, 입력 프레임마다 카메라 영역별 변화율을 계산하는 단계와, 상기 계산된영역별 변화율을 소정의 설정된 기준값과 비교하는 단계와, 상기 비교 결과 영역별 변화율이 기준값 보다 큰 경우 해당 영역의 양자화 테이블을 조정하여 압축전송하는 단계로 제어함을 특징으로 하는 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법이다.

본 발명에서, 상기 양자화 테이블 조정을 위한 복잡도는 화상의 명암값을 영역별로 소정의 기준값과 비교하여 판정한 결과에 따라 조정하는 것을 특징으로 하는 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법이다.

본 발명에서 상기 카메라 영역별 변화율을 계산하여 소정의 설정된 기준값과 비교한 결과에 따라 해당 영역의 양자화 테이블값을 조정하는 단계는 계층적으로 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 복수개로 분할되는 영역은 제 1 단계로 복수개의 소영역들을 포함하는 대영역에 대하여 변화율을 검출하고, 이 검출 결과 그 변화율이 미리 설정된 기준값 이상인 경우 그 대영역에 해당하는 복수개의 소영역에 대하여 제 2 단계로 세부적인 변화율을 측정 및 비교하여 양자화 테이블을 가변적으로 적용함을 특징으로 하는 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법이다.

도2는 일반적인 화상통신기기에서 실시간 프레임 전송과 전송 프레임 사이의 차이를 보여주고 있다.

실제로 실시간 영상은 자기 자신의 화면(모니터:106)을 볼 때 사용되며 NTSC포맷에서는 1초에 30프레임의 동화상을 요구하고 있다.

그러나 화상통신기기의 전송속도는 이 보다 느리며, 실시간 동화상 중에서일정한 화상(프레임)만 추출해서 상대편에 전송하는 방식으로 되어 있다.

도2에서 프레임(F₁,F₂,F₂....F_n+1)로 표시되어 있는 부분은 실시간 동화상 프레임이고, 전송프레임1(F₁), 전송프레임2(F_n)로 표시되어 있는 부분은 상대편에 압축해서 전송하는 프레임을 가리킨다.

본 발명에서는 프레임1(F₁)에서 프레임n(F_n) 까지 즉, 1프레임을 전송하고 나서 첫번째 프레임인 F_n+1프레임 사이에서 인접 프레임간의 카메라 영역별 변화율로부터 화상의 복잡도를 판정한다.

도3은 1프레임(1화면)을 16개의 영역(301∼316)으로 영역분할한 예를 보이고 있으며, 이 분할의 갯수는 도2에 의해서 제한되지는 않는다.

도3에서는 가로와 세로 등간격으로 일정하게 영역분할한 것을 보인다.

도4는 도1의 카메라 디지탈 신호처리부(103)에서 제공하는 카메라 촬영신호(화상정보)를 나타낸다.

도4에서는 A1∼A3의 3개 대영역으로 카메라 영역을 분할하였으며, 각 영역당 화상신호 정보의 변화율을 계산하기 위하여 각각의 카메라 영역별로 명암정보를 주고 있다.

혹은 도3과 같은 카메라 영역(분할)을 더 가질 수도 있으며, 이러한 경우에는 도4와 같은 카메라 영역별 변화율을 1차적으로 검색하고 그 결과로부터 2차적으로 도3과 같은 더욱 세부적인 영역 검색을 수행하는 2단계의 계층적 구조로 카메라 영역별 변화율의 계산과 그에 따른 양자화 테이블의 조정을 실행할 수도 있다.

여기서, 카메라 영역별 변화율은 카메라 영역별 명암정보로부터 구할 수 있으며, 도3 및 도4와 같은 계층적 영역분할 기법에 의하면 1차 검색결과로부터 명암의 변화가 심한 부분을 골라서 그 영역(A1∼A3 중의 하나)에 해당하는 세부영역별(301∼316 중의 적어도 하나) 명암을 검색할 수 있기 때문에, 매 화면마다 복수개로 분할된 영역에 대하여 명암의 변화율을 검색해내는 것보다 계산량 감소에 기여할 수 있는 장점이 있다.

도5는 본 발명의 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법의 수순을 나타내며, 도1에서 설명한 화상통신기기에 의해서 수행된다.

전송할 동화상은 카메라부(101)에서 촬영되어 전기적인 신호로서 구동 및 신호 입력부(102)를 통해 카메라 디지탈 신호처리부(103)에 입력되고, 여기서 처리된 디지탈 화상데이타는 압축 및 복원부(104)에서 시스템 제어부(105)의 제어를 받아 압축되어 통신제어 및 인터페이스부(107)를 통해서 전송된다.

이때 시스템 제어부(105)는 카메라 디지탈 신호처리부(103)로부터 영역별 명암값을 입력받아 인접 프레임 사이의 명암의 차이값으로부터 그 복잡도를 측정할 수 있고, 그 결과에 따라 해당 영역에 대한 복잡도(명암의 변화 즉, 움직임량)를 측정하여 압축 및 복원부(104)에 의한 압축변수들(양자화 테이블값)을 가변적으로 조정하여 선택하게 된다.

먼저, 단계(501)에서는 첫번째 전송 프레임의 각 영역별 복잡도를 측정하고 해당 영역별로 적절한 양자화 테이블값(Q-table)을 설정한다.

그 다음 단계(502)에서는 해당 프레임의 화상 데이타에 대한 압축전송을 수행하고, 이 때 입력 프레임 마다 카메라 영역별 변화율을 계산하면서(단계 503), 프레임 전송여부를 판단한다(단계 504).

해당 프레임에 대한 영역별 변화율의 계산이 완료되어 해당 프레임의 전송시에는 그 다음 단계(505)에서, 해당 프레임 이전까지 프레임 중에서 영역 변화율이 소정의 설정된 기준값 보다 큰가를 판단한다.

영역 변화율이 소정의 설정된 기준값 보다 작으면 해당 프레임의 압축전송을 수행하고, 영역 변화율이 소정의 설정된 기준값 보다 크면 그 영역에 대한 양자화 테이블값을 조정(단계 506)한 다음, 조정된 양자화 테이블을 적용하여 압축전송을 수행한다(단계 507).

그리고 화상 전송의 종료 여부를 단계(508)에서 판단하여, 종료 이전이면 영역 변화율 계산부를 초기화(Reset)하고(단계 509), 상기 입력 프레임마다 카메라 영역별 변화율을 계산하는 단계(503)부터 반복실행한다.

위와같은 수순을 실행하게 되면 1화면에서 분할된 영역에 적합한 양자화 테이블을 적은 계산량으로 찾을 수 있고 또 영역별 양자화 테이블의 적절한 적용으로 화질대 압축율을 최적화하여 높은 전송속도를 확보할 수 있다.

상기 수순에서 카메라 영역별 변화율은 명암의 변화율로부터 구할 수 있으며, 명암정보의 변화율이 소정의 설정된 기준값 보다 크면 동일한 양자화 테이블값을 이용해도 압축율이 낮아지므로 전송될 이미지 압축코드의 사이즈가 커지게 되기 때문에, 양자화 테이블값을 크게 조정하여 압축율을 높여서 이미지 압축 코드 사이즈를 줄이는 것이다.

이렇게 해도 명암 변화율이 큰 이미지는 사람의 시각적 특성상 식별이 용이하기 때문에 양자화 테이블값을 조정하여 압축율을 높여도 이미지의 질은 크게 저하되지 않는다.

본 발명의 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법에 의하면 카메라 영역별 변화율에 의해 화상의 영역별 이미지 특성(복잡도)을 판단하고 그 영역특성에 적합하게 압축변수들(양자화 테이블값)을 가변적으로 선택하기 때문에 화질을 저하시키지 않는 범위에서 화상전송의 속도 향상을 확보할 수 있다.

Claims (3)

1. 카메라로 촬영된 동화상을 전기적인 신호로 변환하고 디지탈 처리하여 압축전송하는 방법에 있어서,

   첫번째 전송 프레임의 복수개로 분할한 각 영역별 복잡도를 측정하고 그 영역별 측정결과에 따라 영역별 양자화 테이블을 설정하여 압축전송하는 단계와, 이후 입력 프레임마다 입력 프레임에 대한 복수개의 영역으로 분할한 영역별 명암값의 변화로 부터 카메라 영역별 변화율을 계산하는 단계와, 상기 계산된 영역별 변화율을 소정의 설정된 기준값과 비교하는 단계와, 상기 비교 결과 영역별 변화율이 기준값 보다 큰 경우 해당 영역의 양자화 테이블을 조정하여 압축전송하는 단계로 제어함을 특징으로 하는 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라 영역별 변화율은 계층적으로 계산하여 양자화 테이블을 조정하는 것을 특징으로 하는 화상통신기기의 화상 데이타 전송제어 방법.