KR100438572B1 - Adaptive decision method for a range of motion vector - Google Patents

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Abstract

본 발명은 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법에 관한 것으로 특히, 움직임 벡터를 예측할 블록의 움직임 벡터 최대 영역을 인접 블록의 움직임 벡터로부터 추정하도록 함을 목적으로 한다. 이러한 목적의 본 발명은 현재 처리하고자 하는 매크로 블록(E)의 인접 블록(A,B,C)에 대하여 최대 움직임 벡터 값(,,)을 결정하는 제1 과정과, 상기 인접 블록(A,B,C)의 최대 움직임 벡터값으로부터 현재 처리하려는 블록(E)의 최대 움직임 벡터값()을 결정하는 제2 과정과, 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값()을 정의하는 제3 과정과, 상기에서 정의된 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값과 상기에서 결정된 현재 처리하려는 블록의 최대 움직임 벡터값중 최대값을 움직임 벡터 최대 영역값()으로 결정하는 제4 과정과, 상기에서 결정된 움직임 벡터 영역값과 움직임 벡터가 가질 수 있는 최대 영역값중 최소값을 현재 처리하려는 매크로 블록(E)의 움직임 벡터 최대 영역값()으로 최종 결정하는 제5 과정을 수행하도록 구성한다.The present invention relates to a method for adaptively determining a motion vector region, and more particularly, to estimate a motion vector maximum region of a block to predict a motion vector from a motion vector of an adjacent block. According to the present invention for this purpose, the maximum motion vector value (for neighboring blocks A, B, and C of the macro block E to be processed) , , And a maximum motion vector value of the block E to be processed currently from the maximum motion vector values of the adjacent blocks A, B, and C. And a second process of determining the minimum value of the motion vector And a maximum value of the minimum motion value of the motion vector defined above and the maximum motion vector value of the block to be currently processed. A fourth process of determining the maximum value and the motion vector maximum region value of the macroblock (E) to be currently processed to the minimum value of the motion vector region value determined above and the maximum region value that the motion vector can have ) To perform a fifth process of final decision.

Description

움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법{ADAPTIVE DECISION METHOD FOR A RANGE OF MOTION VECTOR}ADAPTIVE DECISION METHOD FOR A RANGE OF MOTION VECTOR

본 발명은 비디오 코더에 관한 것으로 특히, 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to video coders, and more particularly, to a method for adaptive determination of a motion vector region.

1997년 이후 차세대 동영상 압축 방식으로 개발되어 온 H.26L 방식은 기존의 H.263 및 MPEG4 방식보다 성능면에서 우월성이 입증되었다.The H.26L method, which has been developed as the next generation video compression method since 1997, has proved superior in performance over the existing H.263 and MPEG4 methods.

차세대 동영상 압축 방식인 H.26L 방식은 4*4블록 기반의 변환 및 부호화를 사용하고 변환 블록 크기의 움직임 추정 및 보상을 실시하며 그리고 한 개의 가변장 부호기(VLC ; Variable Length Code)를 사용한다는 점이 기존의 H.263 및 MPEG4와의 주요 차이점이다.H.26L, the next generation video compression method, uses 4 * 4 block-based transform and encoding, performs motion estimation and compensation of transform block size, and uses one variable length coder (VLC). This is a major difference from the existing H.263 and MPEG4.

그러나, 현재 제시된 H.26L 방식은 성능 면에서 기존에 제시된 H.263 또는 MPEG4와 같은 동영상 표준화 방식보다 우월하지만, 부호화부에서 가변 블록에 대한 움직임 벡터 결정시 많은 계산량으로 인한 문제점이 대두되고 있다.However, the present H.26L method is superior to the conventional video standardization method such as H.263 or MPEG4 in terms of performance, but the encoder has a problem due to a large amount of computation when determining the motion vector for the variable block.

따라서, 실시간 처리를 위한 동영상 서비스를 위해서는 움직임 벡터 추정을 위한 계산량을 절감시키는 기법이 필요로 하게 된다.Therefore, a technique for reducing the amount of computation for motion vector estimation is required for a video service for real time processing.

본 발명은 상기의 필요성을 충족시키기 위하여 예측 움직임 벡터가 가질 수 있는 영역을 인접 블록의 움직임 벡터로부터 추정하도록 창안한 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법을 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for adaptively determining a motion vector region, which is designed to estimate a region that a predictive motion vector may have from a motion vector of an adjacent block in order to satisfy the above needs.

즉, 본 발명의 목적은 움직임 벡터를 예측할 블록의 인접 블록으로부터 현재 처리하고자 하는 블록의 움직임 벡터 영역을 추정함으로써 현재 H.26L 방식에서 문제점으로 대두되고 있는 부호화부의 많은 계산량을 해결하고자 하는데 특징이 있다.That is, an object of the present invention is to solve a large amount of computation part of a coding unit, which is a problem in the H.26L method, by estimating a motion vector region of a block to be currently processed from an adjacent block of a block to predict a motion vector. .

도1은 본 발명의 실시예에서 움직임 벡터 영역 결정을 위한 인접 블록을 보인 예시도.1 is an exemplary view showing an adjacent block for motion vector region determination in an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 실시예에서 움직임 벡터 영역 결정을 위한 동작 순서도.2 is an operation flowchart for determining a motion vector region in an embodiment of the present invention.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 현재 처리하고자 하는 블록의 인접 블록에 대하여 최대 움직임 벡터 값을 결정하는 과정과, 상기 인접 블록의 최대 움직임 벡터값으로부터 현재 처리하려는 블록의 최대 움직임 벡터 값을 결정하는 과정과, 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값을 정의하는 과정과, 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값과 상기에서 결정된 현재 처리하려는 블록의 최대 움직임 벡터값중 최대값을 움직임 벡터 영역값으로 결정하는 과정과, 상기에서 결정된 움직임 벡터 영역값과 움직임 벡터가 가질 수 있는 최대값중 최소값을 움직임 벡터 최대 영역값으로 최종 결정하는 과정을 수행하여 적응적으로 움직임 벡터 영역을 결정하도록 함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process of determining a maximum motion vector value for an adjacent block of a block to be currently processed, and determining a maximum motion vector value of a block to be currently processed from the maximum motion vector value of the adjacent block. A process of defining a minimum value of the motion vector, a process of determining a maximum value of the minimum value of the motion vector and a maximum motion vector value of the block to be processed as the current motion vector region value; In this case, the motion vector region may be adaptively determined by performing a process of finally determining the motion vector region value and the minimum value of the motion vector region as the motion vector maximum region value.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에서는 H.26L 동영상 압축 기법의 경우에 대한 실시예를 설명하기로 한다.In the present invention, an embodiment of the case of the H.26L video compression technique will be described.

TML8(Test Model Long Term Number 8) 동영상 압축 방식은 부호화 부에서 공간적, 시간적 과잉 정보를 제거하는 기법을 사용하여 시,공간적으로 압축된 정보와 복호화에 필요한 부가 정보를 전송한다.The TML8 video compression method transmits temporal and spatially compressed information and additional information necessary for decoding by using a technique of removing spatial and temporal excess information from an encoder.

복호화부는 부호화부의 동작에 대해 역순으로 실행하도록 구성된다.The decoder is configured to execute in reverse order with respect to the operation of the encoder.

본 발명은 움직임 벡터 영역을 인접 블록의 정보로부터 적응적으로 추정하여 부호화부의 계산량을 절감할 수 있는 방식에 대하여 제안하는 것이다.The present invention proposes a method that can reduce the computational amount of the coding unit by adaptively estimating the motion vector region from the information of the adjacent block.

특히, 본 발명은 현재 처리하려는 매크로 블록내의 블록들의 움직임 벡터는 이미 부호화된 인접 블록의 움직임 벡터와 유사성이 크다는 특성을 이용하여 현재 처리하려는 블록의 최대 움직임 벡터 영역을 효과적으로 결정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In particular, the present invention can effectively determine the maximum motion vector region of the block to be processed currently by using the property that the motion vectors of the blocks in the macroblock to be processed are largely similar to the motion vectors of the neighboring blocks already encoded. do.

이러한 본 발명은 도2의 동작 순서도에 도시한 바와 같이, 현재 처리하고자 하는 매크로 블록(E)의 인접 블록(A,B,C)에 대하여 최대 움직임 벡터 값(,,)을 결정하는 제1 과정과, 상기 인접 블록(A,B,C)의 최대 움직임 벡터값으로부터 현재 처리하려는 블록(E)의 최대 움직임 벡터값()을 결정하는 제2 과정과, 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값()을 정의하는 제3 과정과, 상기에서 정의된 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값과 상기에서 결정된 현재 처리하려는 블록의 최대 움직임 벡터값중 최대값을 움직임 벡터 최대 영역값()으로 결정하는 제4 과정과, 상기에서 결정된 움직임 벡터 영역값과 움직임 벡터가 가질 수 있는 최대 영역값중 최소값을 현재 처리하려는 매크로 블록(E)의 움직임 벡터 최대 영역값()으로 최종 결정하는 제5 과정을 수행하도록 구성한다.As shown in the operation flowchart of FIG. 2, the present invention provides the maximum motion vector value (for adjacent blocks A, B, and C) of the macro block E to be processed. , , And a maximum motion vector value of the block E to be processed currently from the maximum motion vector values of the adjacent blocks A, B, and C. And a second process of determining the minimum value of the motion vector And a maximum value of the minimum motion value of the motion vector defined above and the maximum motion vector value of the block to be currently processed. A fourth process of determining the maximum value and the motion vector maximum region value of the macroblock (E) to be currently processed to the minimum value of the motion vector region value determined above and the maximum region value that the motion vector can have ) To perform a fifth process of final decision.

여기서, 움직임 벡터 최대 영역값은 수평 및 수직 방향에 대하여 동일한 과정으로 결정한다.Here, the maximum motion vector region value is determined by the same process for the horizontal and vertical directions.

이와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작을 도1의 예시도를 참조하여 각 과정별로 설명하기로 한다.Operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described for each process with reference to the exemplary diagram of FIG. 1.

우선, 도1에서 'E'는 현재 처리하고자 하는 16*16 매크로 블록, 'A', 'B','C'는 매크로 블록(E)에 인접한 각각의 16*16 매크로 블록 내의 4*4 매크로 블록이라고 가정하고 상기 인접 블록(A)(B)(C)의 움직임 벡터를 각각 (,), (,) 및 (,)라 가정한다.First, in FIG. 1, 'E' is a 16 * 16 macroblock to be processed currently, and 'A', 'B', and 'C' are 4 * 4 macros in each 16 * 16 macroblock adjacent to the macroblock E. Assuming that the block is a motion vector of the adjacent blocks (A) (B) (C), , ), ( , ) And ( , Assume that

여기서, (x,y)는 수평 및 수직 방향으로의 움직임 벡터를 의미한다.Here, (x, y) means motion vectors in the horizontal and vertical directions.

먼저, 각각의 매크로 블록(A)(B)(C)의 최대 움직임 벡터값은 아래의 [수학식 1]과 같이 수평(x) 및 수직(y) 방향의 움직임 벡터의 절대값중 최대값으로 결정된다.First, the maximum motion vector value of each macro block (A) (B) (C) is the maximum value of the absolute values of the motion vectors in the horizontal (x) and vertical (y) directions as shown in Equation 1 below. Is determined.

상기 [수학식 1]에서 max(u,v)는 u 및 v의 최대 값을 의미하며, abs(.)는 절대값 함수를 의미한다.In Equation 1, max (u, v) denotes a maximum value of u and v, and abs (.) Denotes an absolute value function.

이에 따라, 상기[수학식 1]로부터 매크로 블록(E)의 최대 움직임 벡터값은 아래의 [수학식 2]와 같이 각 블록(A)(B)(C)의 최대 움직임 벡터값중 최대값을 구하고 그 최대값에 상수(예로, 2)를 곱하여 결정하게 된다.Accordingly, the maximum motion vector value of the macro block (E) from [Equation 1] is the maximum value of the maximum motion vector value of each block (A) (B) (C) as shown in [Equation 2] below. It is determined by multiplying the maximum value by a constant (for example, 2).

그런데, H.26L 동영상 표준화 방식은 현재 처리하려는 매크로 블록의 움직임 벡터를 인접 블록의 움직임 벡터의 메디안(median) 벡터 값과의 차이 값을 부호화 해서 전송하게 된다.However, the H.26L video standardization method transmits a motion vector of a macroblock to be processed by encoding a difference value from a median vector value of a motion vector of an adjacent block.

따라서, 현재 처리하려는 매크로 블록의 움직임 벡터 값이 정확히 결정되지 않은 경우 다음에 처리할 매크로 블록에 영향을 주게 된다.Therefore, if the motion vector value of the macroblock to be processed is not determined correctly, the macroblock to be processed next is affected.

예를 들어, 도1에서 매크로 블록(A)(B) 및 (C)의 움직임 벡터가 작은 값을 가지며 (0에 가까운 경우) 매크로 블록(E)이 큰 움직임 벡터를 갖게 되는 경우 매크로 블록(E)에 대하여 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의해 결정된 움직임 벡터 최대값은 실제 움직임 벡터와는 큰 오차를 갖게 된다.For example, in FIG. 1, when the motion vectors of the macro blocks A, B, and C have a small value (close to 0) and the macro block E has a large motion vector, the macro block E ), The maximum value of the motion vector determined by Equations 1 and 2 has a large error from the actual motion vector.

이러한 현상은 다음에 처리할 매크로 블록의 최대 영역 값을 결정하는데 부정적인 영향을 미친다.This phenomenon negatively affects the determination of the maximum area value of the macro block to be processed next.

따라서, H.26L 방식은 움직임 벡터의 최대 값을 사용자에게 정의하도록 규정하고 있다.Therefore, the H.26L method defines to define the maximum value of the motion vector to the user.

사용자가 정의한 움직임 벡터 최대 값이 ''라고 가정하면 움직임 벡터 오류를 방지하기 위한 움직임 벡터 최대 영역은 아래의 [수학식 3]과 같이 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값()과 매크로 블록(E)의 움직임 벡터 최대값()중 최대값으로 결정된다.The user defined maximum motion vector is' ', The maximum motion vector region to prevent the motion vector error is the minimum value that the motion vector can have, as shown in Equation 3 below. ) And the maximum motion vector of the macro block (E) ) Is determined by the maximum value.

상기 [수학식 3]과 같은 움직임 영역 결정 방법은 수평 및 수직 방향에 대해 동일하게 적용된다.The motion area determination method as shown in [Equation 3] is equally applied to the horizontal and vertical directions.

그런데, [수학식 3]에 의해 움직임 벡터 영역이 결정되는 경우 인접 블록(A)(B)(C)의 움직임 벡터 크기가 사용자가 정의한 영역보다 크게 설정될 수 있다.However, when the motion vector region is determined by Equation 3, the size of the motion vector of the adjacent blocks A, B, and C may be set larger than that defined by the user.

따라서, 상기와 같은 오류를 방지하기 위해 아래의 [수학식 4]와 같이 움직임 벡터가 가질 수 있는 최대값과 상기 [수학식 3]에 의해 결정된 움직임 벡터 영역을 비교하여 최소값을 매크로 블록(E)이 갖을 수 있는 움직임 벡터 최대 영역을 결정한다.Therefore, in order to prevent the above error, the minimum value is obtained by comparing the maximum value that the motion vector can have with the motion vector region determined by Equation 3 as shown in Equation 4 below. Determine the maximum motion vector region that can have.

상기 [수학식 4]와 같은 움직임 벡터 최대 영역의 결정 방법도 수평 및 수직 방향으로 동일하게 적용된다.The method of determining the motion vector maximum region as shown in [Equation 4] is equally applied in the horizontal and vertical directions.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 H.26L 동영상 압축 기법이 사용되는 디지털 영상기기에서 고속 부호화가 가능하도록 함으로써 기기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has the effect of improving the performance of the device by enabling high-speed encoding in a digital video device using the H.26L video compression technique.

특히, 본 발명은 저비트율 또는 고속처리가 요망되는 압축 부호화에 적용하여 현저한 효과를 발휘할 수 있다.In particular, the present invention can exert a remarkable effect by applying to compression coding where low bit rate or high speed processing is desired.

한편, 상기에서 움직임 벡터 최대 영역을 결정하는 방법을 H.26L 동영상 압축 기법에 적용하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 방법은 MPEG4, H.263 규격에 동일하게 적용하여 동일한 작용 및 효과를 발휘할 수 있다.Meanwhile, the case where the method of determining the maximum motion vector region is applied to the H.26L video compression technique has been described. However, the method of the present invention is equally applicable to the MPEG4 and H.263 standards to achieve the same effect. Can be.

Claims (6)

비디오 코더의 움직임 벡터 예측 방법에 있어서,In the motion vector prediction method of a video coder, 현재 처리하고자 하는 블록의 인접 블록에 대하여 최대 움직임 벡터 값을 결정하는 제1 과정과,A first process of determining a maximum motion vector value with respect to an adjacent block of a block to be currently processed; 상기 인접 블록의 최대 움직임 벡터값으로부터 현재 처리하려는 블록의 최대 움직임 벡터 값을 결정하는 제2 과정과,A second process of determining a maximum motion vector value of a block to be currently processed from the maximum motion vector value of the adjacent block; 움직임 벡터가 가질 수 있는 최대값 및 최소값을 정의하는 제3 과정과,A third process of defining a maximum value and a minimum value of the motion vector; 상기 제2 과정에서 결정된 최대 움직임 벡터값을 움직임 벡터가 가질 수 있는 최대값과 최소값과 비교하여 그 최대값과 최소값 내에서 움직임 벡터 최대 영역값으로 결정하는 제4 과정을 수행함을 특징으로 하는 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법.Performing a fourth process of comparing the maximum motion vector value determined in the second process with a maximum value and a minimum value of the motion vector and determining the maximum motion vector maximum region value within the maximum value and the minimum value; Adaptive Determination of Regions. 제1항에 있어서, 현재 처리하려는 블록에 인접하는 블록의 최대 움직임 벡터값은 아래의 수학식과 같이 수평(x) 및 수직(y) 방향의 움직임 벡터의 절대값중 최대값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법.The maximum motion vector value of the block adjacent to the block to be processed currently is determined as the maximum value of the absolute values of the motion vectors in the horizontal (x) and vertical (y) directions as in the following equation. Adaptive Decision Method of Motion Vector Region. 여기서, max(u,v)는 u 및 v의 최대 값을 의미하며, abs(.)는 절대값 함수를 의미한다.Here, max (u, v) means the maximum value of u and v, and abs (.) Means the absolute value function. 제1항에 있어서, 현재 처리하려는 블록의 최대 움직임 벡터값은 아래의 수학식과 같이 인접 블록의 최대 움직임 벡터값중 최대값에 임의의 상수를 곱하여 결정하는것을 특징으로 하는 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법.2. The adaptive determination of a motion vector region according to claim 1, wherein the maximum motion vector value of the block to be processed currently is determined by multiplying a maximum value of a maximum motion vector value of an adjacent block by an arbitrary constant as shown in the following equation. Way. 제3항에 있어서, 상수는 '2'임을 특징으로 하는 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법.4. The method of claim 3, wherein the constant is '2'. 제1항에 있어서, 제4 과정은 상기 제2 과정에서 결정된 최대 움직임 벡터값을 움직임 벡터가 가질 수 있는 최소값과 비교하여 최대값을 움직임 벡터 영역값()으로 결정하는 제1 단계와, 상기에서 결정된 움직임 벡터 영역값과 움직임 벡터가 가질 수 있는 최대값을 비교하여 최소값을 움직임 벡터 최대 영역값()으로 최종 결정하는 제2 단계를 아래의 수학식과 같은 과정으로 순차 수행함을 특징으로 하는 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법.The method of claim 1, wherein the fourth process compares the maximum motion vector value determined in the second process with a minimum value that the motion vector can have and compares the maximum value with the motion vector region value ( And a minimum value is compared with the determined motion vector region value and the maximum value that the motion vector can have. The method of adaptive determination of the motion vector region, characterized in that the second step of the final decision to the final step) to sequentially perform in accordance with the following equation. 제1항의 방법이 적용되는 비디오 코더는 H.263, H.26L 및 MPEG4의 동영상 압축 기법을 기반으로 함을 특징으로 하는 움직임 벡터 영역의 적응적 결정 방법.The video coder to which the method of claim 1 is applied is based on video compression techniques of H.263, H.26L and MPEG4.
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