KR100705323B1 - 압축 아티팩트 검출장치 및 그 압축 아티팩트 검출방법 - Google Patents

Abstract

압축 아티팩트 검출장치 및 그 압축 아티팩트 검출방법이 개시된다. 본 압축 아티팩트 검출장치는 영상의 픽셀별 분산 값을 산출하는 분산 산출부, 및 영상을 소정 블록 단위로 나누고, 소정 블록을 이루는 픽셀의 분산 값 중 최대 분산 값에서 최소 분산 값을 감산하여 산출한 감산값이 제1 문턱값보다 크고 최소 분산 값이 제2 문턱값보다 크면 모스키토 노이즈 검출 신호를 출력하는 모스키토 노이즈 검출부를 구비한다. 이에 의해, 간단한 연산에 의해 연산량이 감소할 뿐만 아니라 영상의 열화가 없다.

압축 아티팩트, 분산, 모스키토 노이즈, 링잉 노이즈

Description

압축 아티팩트 검출장치 및 그 압축 아티팩트 검출방법{Compression artifact detecting apparatus and the compression artifact detecting method thereof}

도 1은 종래의 압축 아티팩트 검출장치의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출방법을 설명하기 위해 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치의 블럭도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치의 압축 아티팩트 검출방법을 설명하기 위해 도시한 도면,

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치에 구비된 모스키토 노이즈 검출부의 모스키토 노이즈 검출방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치에 구비된 링잉 노이즈 검출부의 링잉 노이즈 검출방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

210 : 디코더 220 : 분산 산출부

230 : 모스키토 노이즈 검출부 240 : 링잉 노이즈 검출부

본 발명은 압축 아티팩트 검출장치 및 그 압축 아티팩트 검출장치의 압축 아티팩트 검출방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 블록 기반의 DCT(Discrete Cosine Transform) 기법에 의해 압축된 영상의 압축 잡음을 검출하는 압축 아티팩트 검출장치 및 그 압축 아티팩트 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 비디오 시스템들은 영상의 전송시 압축 기술을 이용하여 압축된 영상을 전송하고, 수신된 압축 영상을 압축 해제하여 디스플레이한다. 이 때, 블록 기반의 DCT 기법을 이용하는 영상 압축 기술은 압축시 양자화에 의한 압축 아티팩트(compression artifact)로 인하여 좋은 화질을 제공하지 못한다.

압축 아티팩트는 압축에 의해 발생하는 인공물로, 예로는 블록킹 노이즈(blockingg noise), 링잉 노이즈(ringing noise), 및 모스키토 노이즈(mosquito noise) 등이 있다. 블록킹 노이즈는 인접 블록 사이에 발생하는 아티팩트이고, 링잉 노이즈는 영상의 에지에 따라 파장형으로 발생하는 아티팩트, 모스키토 노이즈는 영상 주변에 모기가 날아다니는 것처럼 발생하는 아티팩트이다. 이러한 압축 아티팩트들은 압축 해제시 영상의 질을 저하하는 요인으로 검출하여 제거할 필요성이 있다.

도 1은 종래의 압축 아티팩트 검출장치의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 압축 아티팩트 검출장치는 디블록킹(deblocking) 방식으로 8*8 혹은 4*4 블록들로 구성되어 있는 블록의 경계면에 발생하는 블록킹 노이즈를 검출하였다. 이때, 압축 아티팩트 검출장치는 디블록킹 방식을 수행하는 경우 에지의 영상이 손실되기 때문에 에지도 검출하였다.

구체적으로, 압축 아티팩트 검출장치는 수평방향으로 픽셀 1,2,3,4 간의 픽셀값 차를 산출하여 각 픽셀값 차가 소정 문턱값보다 작으면 에지 영역이 아니며, 블록킹 노이즈가 발생한 것으로 검출한다. 이때, 블록의 경계에 인접한 픽셀 1,2와 옆 블록의 픽셀인 C, D 간의 픽셀값 차도 산출하여 에지 영역 유무, 블록킹 노이즈 발생 유무를 검출한다.

마찬가지로 픽셀 5,6,7,8 에 대해서도 수평방향으로 상기 과정을 반복하며, 수평방향이 완료되면 수직방향으로도 상기 과정을 반복 수행한다.

따라서, 수평방향, 수직방향에 대해서 한 블록 내의 픽셀 간 픽셀값을 비교해야 하며, 인접 블록간의 픽셀값도 비교해야 하므로 연산량이 많아져 복잡해진다. 또한, 복잡한 연산에 따른 오류 발생에 의해 본래 영상의 화질이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 간단한 연산에 의한 영상의 특성 값을 이용하여 압축 아티팩트의 검출이 가능한 압축 아티팩트 검출장치 및 그 압축 아티팩트 검출방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압축 아티팩트 검출장치는, 영상 의 픽셀별 분산 값을 산출하는 분산 산출부, 및 상기 영상을 소정 블록 단위로 나누고, 상기 소정 블록을 이루는 픽셀의 분산 값 중 최대 분산 값에서 최소 분산 값을 감산하여 산출한 감산값이 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산 값이 제2 문턱값보다 크면 모스키토 노이즈 검출 신호를 출력하는 모스키토 노이즈 검출부를 포함한다.

또한, 상기 감산값이 상기 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산 값이 상기 제2 문턱값보다 크며, 상기 최대 분산 값을 고주파 필터링한 필터링 값이 제3 문턱값보다 크면 링잉 노이즈 검출 신호를 출력하는 링잉 노이즈 검출부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 문턱값은 상기 소정 블록에 에지 영역이 포함되어 있는지를 판단하기 위한 값이고, 상기 제2 문턱값은 상기 소정 블록에 모스키토 노이즈 및 링잉 노이즈 중 적어도 어느 하나가 발생하였는지 여부를 판단하기 위한 값이고, 상기 제3 문턱값은 상기 링잉 노이즈를 검출하기 위한 값인 것이 바람직하다.

또한, 상기 모스키토 노이즈 검출부 및 링잉 노이즈 검출부는, 상기 감산값이 상기 제1 문턱값보다 크면 상기 소정 블록에 에지 영역이 포함되어 있는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 압축 아티팩트 검출장치의 압축 아티팩트 검출방법은, 영상의 픽셀별 분산 값을 산출하는 단계, 상기 영상을 소정 블록 단위로 나누고, 상기 소정 블록을 이루는 픽셀의 분산 값 중 최대 분산 값에서 최소 분산 값을 감산하여 산출한 감산값이 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산 값이 제2 문턱값보다 크면 모스키토 노이즈 검출 신호를 출력하는 단계, 및 상기 감산값이 상기 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산 값이 상기 제2 문턱값보다 크며, 상기 최대 분산 값을 고주파 필터링한 필터링 값이 제3 문턱값보다 크면 링잉 노이즈 검출 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치의 블럭도이다.

본 압축 아티팩트 검출장치는 영상을 이루는 각 픽셀의 분산값을 이용하여 압축 아티팩트를 검출한다. 구체적으로, 본 압축 아티팩트 검출장치는 소정 블록에 있어서 최대 분산값과 최소 분산값을 이용하여 압축 아티팩트의 일 예인 모스키토 노이즈를 검출한다. 그리고, 본 압축 아티팩트 검출장치는 최대 분산값과 최소 분산값 및 에지 방향을 이용하여 압축 아티팩트의 일 예인 링잉 노이즈를 검출한다.

도 2를 참조하면, 본 압축 아티팩트 검출장치는 디코더(210), 분산 산출부(220), 모스키토 노이즈 검출부(230), 및 링잉 노이즈 검출부(240)를 포함한다.

디코더(210)는 압축된 영상을 압축해제한다. 압축해제된 영상은 압축 아티팩트를 가진 영상이다.

분산 산출부(220)는 디코더(210)에 의해 압축해제된 영상을 소정 블록 단위로 나누어 소정 블록을 이루는 각 픽셀의 분산값(variance)을 산출한다. 구체적으로, 분산 산출부(220)는 분산값을 구하고자하는 한 픽셀을 중심으로 3*3 윈도우를 이용하여 각 픽셀의 분산값을 산출한다.

이때, 분산값을 이용하는 이유는 에지 근처에서 에지 근처의 정보를 더 넓게 가질 수 있고, 고주파 영역에서도 적응력이 크기 때문이다.

모스키토 노이즈 검출부(230)는 분산 산출부(220)에 의해 산출된 분산값을 이용해 모스키토 노이즈를 검출한다. 모스키토 노이즈는 큰 에지 근처에서 소정 블록이 에지에 걸치거나 근처에 있을 때 발생한다.

수학식 1은 소정 블록의 산출된 분산값 중에서 최대 분산값과 최소 분산값을 구하는 식이다.

var_max = Max{var0, var1, var2, ..., varN}

var_min = Min{var0, var1, var2, ..., varN}

구체적으로, 모스키토 노이즈 검출부(230)는 수학식 1을 이용하여 소정 블록의 분산값 중에서 가장 큰 분산값과 가장 작은 분산값을 검출한다. 영상이 존재하지 않는 픽셀의 분산값은 0에 가깝다.

모스키토 노이즈 검출부(230)는 검출된 최대 분산값에서 최소 분산값을 감산하여 구해진 감산값과 제1 문턱값을 비교한다. 제1 문턱값은 소정 블록에 에지 영역이 포함되어 있는지를 판단하기 위한 값이다.

그리고, 모스키토 노이즈 검출부(230)는 최소 분산값과 제2 문턱값을 비교한다. 제2 문턱값은 소정 블록에 모스키토 노이즈가 발생하였는지 여부를 판단하기 위한 값이다.

비교결과, 모스키토 노이즈 검출부(230)는 감산값이 제1 문턱값보다 크면 소 정 블록이 에지에 걸치거나 에지 근처에 있다고 판단하고, 최소 분산값이 제2 문턱값보다 크면 에지 근처에 모스키토 노이즈가 발생한 것으로 판단한다.

모스키토 노이즈 검출부(230)는 모스키토 노이즈가 발생한 것으로 판단되면 모스키토 노이즈 검출 신호를 출력한다.

링잉 노이즈 검출부(240)는 분산 산출부(220)에 의해 산출된 분산값을 이용해 링잉 노이즈를 검출한다. 링잉 노이즈는 모스키토 노이즈와 같이 큰 에지 근처에서 발생하며, 에지와 비슷한 방향으로 발생한다.

구체적으로, 링잉 노이즈 검출부(240)는 모스키토 노이즈 검출부(230)와 마찬가지로 최대 분산값에서 최소 분산값을 감산하여 산출된 감산값이 제1 문턱값보다 크면 소정 블록이 큰 에지 근처에 있다고 판단한다. 그리고, 링잉 노이즈 검출부(240)는 최소 분산값이 제2 문턱값보다 크면 에지 근처에 노이즈가 발생한 것으로 판단한다.

링잉 노이즈 검출부(240)는 발생한 노이즈가 링잉 노이즈인지를 판단하기 위한 에지 방향을 구하기 위해 최대 분산값을 고주파 통과 필터링한다.

링잉 노이즈 검출부(240)는 필터링하여 구한 에지 방향이 큰 에지 방향과 비슷하며, 필터링 값이 제3 문턱값보다 크면 링잉 노이즈가 발생한 것으로 판단한다. 제3 문턱값은 링잉 노이즈를 검출하기 위한 값이다.

링잉 노이즈 검출부(240)는 링잉 노이즈가 발생한 것으로 판단되면 링잉 노이즈 검출 신호를 출력한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치의 압축 아티팩 트 검출방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 분산 산출부(220)는 빗금친 5*3 블록을 이루는 각 픽셀의 분산값을 산출한다. 이때, 분산 산출부(220)는 픽셀 8의 분산을 산출하기 위해 픽셀 0,1,2,7,8,9,14,15,16으로 이루어진 3*3 블록의 윈도우를 이용한다. 따라서, 5*3 블록을 이루는 각 픽셀의 분산값을 산출하기 위해서는 7*5 블록이 이용된다.

빗금친 5*3 블록은 에지 검출 영역이 되며, X 표시된 픽셀은 5*3 블록의 중앙이다. 모스키토 노이즈 산출부(230)와 링잉 노이즈 산출부(240)는 빗금친 5*3 블록에서 최대 분산값과 최소 분산값을 이용하여 빗금친 5*3 블록이 에지 근처에 있는지 여부 및 노이즈가 발생하였는지 여부를 판단한다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치에 구비된 모스키토 노이즈 검출부의 모스키토 노이즈 검출방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

도 4a를 참조하면, 디코더(210)는 입력 영상의 압축을 해제한다(S400).

분산 산출부(220)는 압축 해제된 영상의 픽셀별 분산을 산출한다(S405).

모스키토 노이즈 검출부(230)는 소정 블록의 최대 분산값에서 최소 분산값을 감산한다(S410).

그리고, 모스키토 노이즈 검출부(230)는 감산값이 제1 문턱값보다 큰지 여부 및 최소 분산값이 제2 문턱값보다 큰지 여부를 판단한다(S415).

감산값이 제1 문턱값보다 크고, 최소 분산값이 제2 문턱값보다 큰 것으로 판단되면, 모스키토 노이즈 검출부(230)는 모스키토 노이즈 검출 신호를 출력한다(S420).

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 아티팩트 검출장치에 구비된 링잉 노이즈 검출부의 링잉 노이즈 검출방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

도 4b를 참조하면, S450단계에서 S455단계는 도 4a의 S400단계에서 S405단계와 동일하므로 생략하기로 한다.

링잉 노이즈 검출부(240)는 소정 블록의 최대 분산값에서 최소 분산값을 감산한다(S460).

그리고, 링잉 노이즈 검출부(240)는 감산값이 제1 문턱값보다 큰지 여부 및 최소 분산값이 제2 문턱값보다 큰지 여부를 판단한다(S465).

감산값이 제1 문턱값보다 크고, 최소 분산값이 제2 문턱값보다 큰 것으로 판단되면, 링잉 노이즈 검출부(240)는 최대 분산값을 고주파 통과 필터링한다(S470).

링잉 노이즈 검출부(240)는 필터링 값이 제3 문턱값보다 큰지 여부를 판단한다(S480).

필터링 값이 제3 문턱값보다 큰 것으로 판단되면, 링잉 노이즈 검출부(240)는 링잉 노이즈 검출 신호를 출력한다(S490).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 간단한 연산에 의해 연산량이 감소할 뿐만 아니라 영상의 열화가 없다. 또한, 텍스처(texture)와 같이 구별이 어려운 영역에 대해서도 압축 아티팩트의 검출이 용이하다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 이해되어져서는 안 될 것이다.

Claims (5)

1. 영상의 픽셀별 분산값을 산출하는 분산 산출부; 및

   상기 영상을 소정 블록 단위로 나누고, 상기 소정 블록을 이루는 픽셀의 분산 값 중 최대 분산값에서 최소 분산값을 감산하여 산출한 감산값이 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산값이 제2 문턱값보다 크면 모스키토 노이즈 검출 신호를 출력하는 모스키토 노이즈 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 아티팩트 검출장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 감산값이 상기 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산 값이 상기 제2 문턱값보다 크며, 상기 최대 분산 값을 고주파 필터링한 필터링 값이 제3 문턱값보다 크면 링잉 노이즈 검출 신호를 출력하는 링잉 노이즈 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 아티팩트 검출장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제1 문턱값은,

   상기 소정 블록에 에지 영역이 포함되어 있는지를 판단하기 위한 값이고,

   상기 제2 문턱값은,

   상기 소정 블록에 모스키토 노이즈 및 링잉 노이즈 중 적어도 어느 하나가 발생하였는지 여부를 판단하기 위한 값이고,

   상기 제3 문턱값은,

   상기 링잉 노이즈를 검출하기 위한 값인 것을 특징으로 하는 압축 아티팩트 검출장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 모스키토 노이즈 검출부 및 링잉 노이즈 검출부는,

   상기 감산값이 상기 제1 문턱값보다 크면 상기 소정 블록에 에지 영역이 포함되어 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압축 아티팩트 검출장치.
5. 영상의 픽셀별 분산 값을 산출하는 단계;

   상기 영상을 소정 블록 단위로 나누고, 상기 소정 블록을 이루는 픽셀의 분산 값 중 최대 분산 값에서 최소 분산 값을 감산하여 산출한 감산값이 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산 값이 제2 문턱값보다 크면 모스키토 노이즈 검출 신호를 출력하는 단계; 및

   상기 감산값이 상기 제1 문턱값보다 크고 상기 최소 분산 값이 상기 제2 문턱값보다 크며, 상기 최대 분산 값을 고주파 필터링한 필터링 값이 제3 문턱값보다 크면 링잉 노이즈 검출 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 아티팩트 검출장치의 압축 아티팩트 검출방법.

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