KR100827106B1 - 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치 및방법 - Google Patents

디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디블록킹 필터에서 필터 조건 영역 판별을 위한 매크로 블록단위의 바운드리 강도(Boundary Strength) 계산 시 보다 빠른 계산을 수행할 수 있도록 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 필터 조건 영역 판별을 위한 장치에 있어서, 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블을 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 메모리부와, 입력되는 매크로 블록에 대한 필터 조건 영역에 따라 해당 바운드리 강도 계산을 수행하는 디블록킹 필터와, 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 테이블을 이용하여 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 확인하고, 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바운드리 강도, 디블록킹 필터, 매크로 블록

Description

디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISCRIMINATING FILTER CONDITION REGION IN DEBLOCKING FILTER}
도 1은 일반적인 매크로 블록에 대한 필터링 연산 동작을 설명하기 위한 예시도,
도 2는 현재 매크로 블록과 인접 매크로 블록의 타입 값에 따라 구분되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역을 도시하는 예시도,
도 3은 종래의 디블록킹 필터에서 바운드리 강도 계산을 위한 제1 방식을 보여주는 예시도,
도 4는 종래의 디블록킹 필터에서 바운드리 강도 계산을 위한 제2 방식을 보여주는 예시도,
도 5는 테스트 스트립에서의 각 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 별 차지 비중을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 디코딩 장치의 내부 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 바운드리 강도 계산을 제어 과정을 도 시하는 제어 흐름도,
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 바운드리 강도를 계산하기 위해 사용되는 조건식을 도시하는 예시도,
도 10은 본 발명의 제2 실시 에에 따른 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 영역별 상태도,
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블을 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 바운드리 강도 계산을 제어 과정을 도시하는 제어 흐름도,
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 바운드리 강도를 계산하기 위해 사용되는 조건식을 도시하는 예시도.
본 발명은 표준 비디오 코덱(Standard Video Codec)의 처리에 사용되는 디블록킹 필터(Deblocking Filter)에 관한 것으로, 더 구체적으로 본 발명은 디블록킹 필터에서 필터 조건 영역 판별을 위한 매크로 블록단위의 바운드리 강도(Boundary Strength) 계산 시 보다 빠른 계산을 수행할 수 있도록 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
대부분의 영상 처리 시스템들은 표준화된 비디오 코덱으로 압축된 영상 데이터들을 이용한다. 일반적으로 사용되는 비디오 코덱으로는 국제전기통신연합(ITU: International Telecommunication Union)에서 권고하는 H.261, H.262, H.263등과 동화상 전문가 그룹(MPEG: Motion Picture Experts Group)에서 권고하는 앰팩-1(MPEG-1), 앰팩-2(MPEG-2), 앰팩-4(MPEG-4)의 코덱 표준이 있다. 그리고, 최근에는 더 높은 압축률을 구현할 수 있는 H.264 비디오 코덱에 대한 연구 및 표준화 작업이 활발히 진행되고 있다.
이와 같이 코딩된 영상 데이터들은 영상 처리 장치에서 별도의 디코딩 과정을 통해 원래의 데이터로 복원되어 화면에 디스플레이(Display)된다. 일반적으로 비디오 디코더 시스템은 구문 분석기와 코딩된 영상 데이터들을 디코딩하기 위한 복수의 하드웨어 모듈들 및 메모리와 주변장치들(DMA 등..)로 구성된다. 그리고, 이들 각각은 버스를 통해 상호 데이터 전송을 수행한다. 디코딩을 수행하는 하드웨어 모듈에는 엔트로피 디코더(Entropy Decoder)와 역 변환기(Inverse Transformer) 그리고, 예측기(Predictor) 및 디블록킹 필터(Deblocking Filter)들이 있다. 코딩된 영상 데이터들은 각 하드웨어 모듈들에 의해 순서대로 처리되어 원래의 데이터로 복원된다. 그리고, 디코딩 과정에서 해당 하드웨어 모듈들은 외부 메모리(External Memory)나 또는 SRAM으로 구현되는 내부 메모리에 접속하여 필요한 데이터를 읽어오거나, 처리된 데이터들을 저장한다.
한편, 영상 데이터들은 매크로 블록(Macro Block) 단위로 압축되는데, 이러한 영상 데이터들을 복원하였을 때, 복원된 영상의 블록들간 경계지점에서는 영상 데이터 값 또는 경사의 불연속에 의해 블록 단위로 화면에 차이가 생기는 블록킹 현상(Blocking Effect)이 발생한다. 블록킹 현상은 블록의 경계를 따라 사각의 격자 형태로 나타나 쉽게 감지될 수 있기 때문에, 주관적 화질을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 상기와 같이 발생하는 블록킹 현상을 줄이기 위해 디블록킹 과정을 수행하는데, 이러한 디블록킹은 블록킹 현상을 줄여주기 위한 과정으로서, 이러한 역할을 수행하는 하드웨어 모듈이 디블록킹 필터(Deblocking Filter)이다.
이러한 디블록킹 필터는 먼저 필터링 연산을 수행할 에지들을 선택하고, 이에 따라 해당 에지의 픽셀 데이터를 외부 메모리 또는 내부 메모리로부터 읽어와서 디블록킹 필터내의 레지스터 어레이에 저장한다. 그리고, 실제 영상의 에지(edge)부분은 살리고 과도한 필터링이 일어나지 않도록 바운드리 필터(Boundary Filter)의 필터링 강도(Filtering Strength)를 결정한다. 다음은 임계값(Threshold value)과 비교하여 필터링 수행 유무를 최종 결정한다. 만약, 여기서 필터링을 하는 것으로 결정되면, 레지스터 어레이에 저장된 해당 에지의 픽셀 데이터를 이용하여 필터링을 수행하고, 필터링이 완료된 픽셀은 외부로 출력한다. 이와 같은 디블록킹 과정들은 H.264/AVC 표준화 문서에 상세한 알고리즘(Algorithm)이 개시되어 있다.
앞서 블록킹 현상은 영상 데이터들이 매크로 블록 단위로 압축되어 발생한 것으로 볼 수 있으므로, 디블록킹 필터에서의 에지 필터링 역시 매크로 블록 단위로 수행된다. 하나의 매크로 블록에 대한 필터링 연산 동작을 설명하기 위해 도 1을 참조하여 살펴보면, 현재 매크로 블록(MB : Macro Block)에 대한 필터링 연산을 수행할 때, 현재 매크로 블록의 상단에 위치한 B 매크로 블록과 좌측에 위치한 A 매크로 블록을 이용하여 현재 매크로 블록에 대한 필터링 연산을 수행한다. 즉, 현재 매크로 블록의 에지 필터링을 위해서는 상단의 B 매크로 블록과 좌측의 A 매크로 블록에 대한 데이터들이 필요하다.
한편, 디블럭킹 필터에서 바운드리 강도((Boundary Strength)를 결정할 시에 현재 매크로 블록에 대하여 인접한 매크로 블록의 타입에 따라 다르게 계산되는데, 이때 매크로 블록의 타입(type)은 특정한 타입 값이 하기의 <표 1>과 같이 정의되어 있다.
Figure 112006075850768-pat00001
상기의 <표 1>에서 매크로 타입을 3개로 나누면 스킵(Skip), 인터(Inter), 인트라(Intra)로 구분될 수 있다. 또한, 이와 같은 매크로 타입을 가지고 현재 매크로 타입과 인접 매크로 타입이 어떤 타입값을 가지느냐에 따라 도 2와 같은 4가지 영역 중 하나의 영역에 해당된다.
도 2를 참조하면, 현재 매크로 블록과 인접 매크로 블록 모두가 스킵인 경우에는 제1 영역에 대응되고, 현재 매크로 블록 또는 인접 매크로 블록 모두가 인터이거나 두 개 중 하나는 스킵, 하나는 인터인 경우에는 제2 영역에 대응되고, 현재 매크로 블록이 인트라인 경우에는 제3 영역, 인접 매크로 블록이 인트라이고 현재 매크로 블록은 인트라가 아닌 경우에는 제4 영역에 대응된다. 또한, 이때의 각 영역에 따라 각각 다른 바운드리 강도((Boundary Strength) 계산 방법을 가지고, 해당 계산 방법으로 바운드리 강도((Boundary Strength)를 계산한다.
이와 같이 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 따라 도 2와 같이 구성되는 영역들 중 해당 영역을 확인하고, 확인된 영역에 대응하여 설정되어 있는 바운드리 강도 계산 방법으로 바운드리 강도를 계산한다.
이때, 현재 매크로 블록에 대한 바운드리 강도 계산을 위한 영역 확인 시에는 2개의 방식이 있는데, 이때 2개의 방식은 도 3 및 도 4와 같이 도시할 수 있다.
먼저, 첫번째 방식을 이용하여 영역 확인 시 확인을 위한 조건들 및 조건 비교에 따라 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 사이클(Cycle) 수에 대하여 도 2 및 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명하도록 한다. 우선 영역 확인 시 확인을 위한 조건들은 하기와 같다.
1. 현재 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 미만인 경우 인지를 검사하여 현재 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 이하인 경우.
(1). 인접 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 이상인 경우인지를 검사하여 인접 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 이상인 경우.
(2). 인접 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 이상이 아닌 경우 현재 매크로 블록이“#define MB_SKIP”인지를 검사하고, 인접 매크로 블록이 “#define MB_SKIP”인지를 검사하여 둘 다 “#define MB_SKIP”이 아닌 경우.
(3). 현재 매크로 블록이“#define MB_SKIP”인지를 검사하고, 인접 매크로 블록이 “#define MB_SKIP”인지를 검사하여 현재 매크로 블록과 인접 매크로 블록이 “#define MB_SKIP”인 경우.
2. 현재 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 이상인 경우.
상기와 같은 첫번째 방식을 이용하여 우선 영역 확인 시 확인을 위한 조건들에서 1 -> (1)을 만족하면 제 4영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제4 영역 확인을 위해서는 2번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
또한, 조건 1-> (2)를 만족하면 제 2영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제2 영역 확인을 위해서는 5번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
또한, 조건 1-> (3)을 만족하면 제 1영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제1 영역 확인을 위해서는 8번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
또한, 조건 1 만족 여부에 따라 조건 1을 만족하지 않고, 조건 2가 만족하는 경우에는 제 3영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제3 영역 확인을 위해서는 1번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이 첫번째 방식에서 조건 비교에 따라 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 평균 사이클(Cycle) 수는 하기의 <수학식 1>과 같이 계산될 수 있다. 이때, 평균 사이클 수는 도 5에서 각 영역 별 비중에 따라 예측될 수 있다. 도 5를 참조하여 살펴보면, 도 2에서의 제1 ~ 4영역까지의 비중을 보면 제 2영역과 제1 영역이 각각 64%, 27%로 전체의 91%를 차지함을 알 수 있다.
평균 사이클(Cycle) 수 = 1.27*8+0.64*5+0.07*1+0.02*2
=2.16+3.2+0.07+0.04
= 5.47
다음으로 두 번째 방식을 이용하여 영역 확인 시 확인을 위한 조건들 및 조건 비교에 따라 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 사이클(Cycle) 수에 대하여 도 2 및 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명하도록 한다. 우선 영역 확인 시 확인을 위한 조건들은 하기와 같다.
1.현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 미만인지를 각각 검사하고, 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록 둘 다 10미만인지를 검사하고, 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값이 10 미만인 경우.
(1). 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록이 “#define MB_SKIP”의 타입 값인 1을 초과하는 지를 각각 검사하고, 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값이 둘 다 1을 초과하는지 검사하고, 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값이 각각 1을 초과하는 경우.
(2). 현재 매크로 블록과 인접 매크로 블록이 “#define MB_SKIP”인 경우.
2. 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 미만인지를 각각 검사하고, 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록 둘 다 10미만인지를 검사하고, 현재 매크로 블록의 타입 값이 10 이상인 경우.
3. 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록이 “#define MB_I_4x4”의 타입 값인 10 미만인지를 각각 검사하고, 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록 둘 다 10미만인지를 검사하고, 인접 매크로 블록의 타입값이 10 이상이고, 현재 매크로 블록의 타입 값이 10 미만인 경우.
상기와 같은 두번째 방식을 이용하여 우선 영역 확인 시 확인을 위한 조건들에서 1-> (1)을 만족하면 제2 영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제2 영역 확인을 위해서는 6번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
또한, 조건 1-> (2)를 만족하면 제 1영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제1 영역 확인을 위해서는 6번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
또한, 조건 1 만족 여부에 따라 조건 1을 만족하지 않고, 조건 2가 만족하는 경우에는 제 3영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제3 영역 확인을 위해서는 4번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
또한, 조건 1 및 2 만족 여부에 따라 조건 1 및 2를 만족하지 않고, 조건 3을 만족하는 경우에는 제 4영역에 대응됨을 인지할 수 있다. 이때, 제4 영역 확인을 위해서는 4번의 조건 비교 과정을 거침을 알 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이 두번째 방식에서 조건 비교에 따라 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 평균 사이클(Cycle) 수는 하기의 <수학식 2>와 같이 계산 될 수 있다. 이때, 평균 사이클 수는 도 5에서 각 영역 별 비중에 따라 예측될 수 있다.
평균 사이클(Cycle) 수 = 0.27*6+0.64*6+0.07*4+0.02*4
=1.62+3.84+0.28+0.08
= 5.47
상기에서 살펴본 바와 같이 각 매크로 블록 단위로 적게는 1번, 많게는 8번의 조건 비교를 통해 바운드리 강도 값을 계산하기 위해 어떤 영역에 속한지를 확인할 수 있다.
상기의 <수학식 1> 및 <수학식 2>를 참조하면, 한 개의 매크로 블록의 바운드리 강도 계산을 위해서는 약 5 사이클이 소요됨을 알 수 있다. 이는 사진 크기(picture size)가 QVGA(Quater Video Graphic Arry)인 경우 바운드리 강도 계산을 위해서는 수직(vertical),수평(horizontal) 방향으로 모두 검사하기 때문에 한 개의 프레임 디코딩(frame decoding)을 위해서 1641*2 ~ 1746*2 사이클이 소모됨을 의미한다.
상술한 바와 같이 디블럭킹 필터에서 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 평균 사이클(Cycle) 수는 상기에서 살펴본 바와 같이 각 매크로 블록 단위로 적게는 1번, 많게는 8번의 조건 비교를 통해 바운드리 강도 값을 계산하기 위해 어떤 영역에 속한지를 확인할 수 있다. 이와 같은 하나의 매크로 블록에 대해서 필터링 연산 시 소요되는 사이클 수가 많아지면 영상 처리 시 실시간 처리에 문제를 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은 디블럭킹 필터에서 하나의 매크로 블록에 대해서 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 사이클(Cycle) 수를 최대한 줄여 신속하게 실시간 영상 처리가 가능하도록 하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치에 있어서, 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블을 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 메모리부와, 입력되는 매크로 블록에 대한 필터 조건 영역에 따라 해당 바운드리 강도 계산을 수행하는 디블록킹 필터와, 상기 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 확인하고, 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치에 있어서, 현재 매크로 블록의 모든 타입 값과 인접 매크로 블록의 모든 타입 값 중 적어도 하나의 타입 값에 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블과 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 영역별 상태도를 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 메모리부와, 입력되는 매크로 블록에 대한 필터 조건 영역에 따라 해당 바운드리 강도 계산을 수행하는 디블록킹 필터와, 상기 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값에 따른 필터 조건 영역 값과 인접 매크로 블록의 타입 값을 확인하여 필터 조건 영역 값을 확인한 후,확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 방법에 있어서, 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블을 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 과정과, 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 확인하는 과정과, 상기 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 수행하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 방법에 있어서, 현재 매크로 블록의 모든 타입 값과 인접 매크로 블록의 모든 타입 값 중 적어도 하나의 타입 값에 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블과 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 영역별 상태도를 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 과정과, 상기 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값에 따른 필터 조건 영역 값과 인접 매크로 블록의 타입 값을 확인하여 필터 조건 영역 값을 확인하는 과정과, 상기 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 수행하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서는 디블럭킹 필터에서 하나의 매크로 블록에 대해서 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 사이클(Cycle) 수를 최대한 줄이기 위한 2가지 방안을 제안하도록 한다.
제1 제안 방안은 메모리 크기가 충분할 경우 현재 매크로 블록과 인접 매크로 블록의 타입 값에 따라 발생할 수 있는 모든 경우를 테이블로 구성하여 저장하고, 저장된 테이블을 사용하여 바운드리 강도 계산을 위한 해당 영역을 확인할 수 있도록 한다.
또한, 제2 제안 방안은 제1 제안 방안에서 사용하는 테이블을 저장하기에 메모리 크기가 충분하지 않은 경우 인접 매크로 블록에 대하여는 스킵 영역에 대응되 는 타입 값(0)과, 현재 매크로 블록에 대하여는 모든 영역에 대한 타입 값(1~35)에 대한 영역 정보만 메모리에 저장한다. 이후, 상기 메모리에 저장된 영역 정보와 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 상태도를 이용하여 바운드리 강도 계산을 위한 해당 영역을 확인할 수 있도록 한다.
그러면, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 바운드리 강도 계산을 위한 해당 영역을 확인을 위한 비디오 디코더 장치의 내부 구성을 살펴보도록 한다. 본 발명에 따른 비디오 디코더 장치는 디블록킹 필터를 포함하는 비디오 디코더(604), 오디오 디코더(606), 메모리부(602), 멀티플렉서(608) 및 제어부(600)를 포함하여 구성된다.
먼저, 비디오 디코더(604)는 입력 스트립 중 비디오 신호를 입력으로 하여 영상 출력을 위한 디코딩 동작을 수행하여 디코딩 된 비디오 신호를 멀티 플렉서(608)로 출력한다. 이때, 디블록킹 필터(605)는 제어부(600)의 제어 하에 각 매크로 블록마다 발생하는 블록킹 현상을 줄이기 위해 필터링 동작을 수행하고, 현재 매크로 블록에서 현재 매크로 블록과 인접 매크로 블록의 타입 값에 따라 바운드리 강도를 계산한다. 또한, 오디오 디코더(606)는 오디오 신호를 입력으로 하여 오디오 출력을 위한 디코딩 동작을 수행한다. 본 발명에서는 제어부(600)가 디블럭킹 필터(605)를 제어할 시 신속하게 디블럭킹 동작을 수행할 수 있도록 하기 위한 구성 이외 영상 출력을 위한 디코딩 동작 및 오디오 출력을 위한 디코딩 동작의 구체적인 설명에 대하여는 생략하도록 한다.
멀티플렉서(608)는 비디오 디코더(604)와 오디오 디코더(606)로부터 출력되 는 디코딩 된 비디오 및 오디오 신호가 입력되면 멀티플렉싱(multiplexing)하여 출력한다.
메모리부(602)는 외부 메모리(602-1), L2 메모리(602-2)와 L3 메모리(602-3)를 포함하는 내부 메모리를 포함하여 구성된다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라 첫번째 제안방식으로 바운드리 강도를 계산하기 위해 사용되는 도 7과 같은 테이블을 상기 메모리들 중 하나에 저장한다. 또한, 테이블 저장 시 제어부(600)와 가장 가까운 메모리에 상기의 테이블을 저장하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 메모리부(602)는 본 발명의 실시 예에 따라 두번째 제안방식으로 바운드리 강도를 계산하기 위해 사용되는 도 11과 같은 테이블을 상기 메모리들 중 하나에 저장한다. 또한, 메모리부(602)는 도 9 및 13과 같은 바운드리 강도를 계산하기 위해 사용되는 조건식을 저장한다.
제1 제안 방안에 따라 제어부(600)는 디블록킹 필터(605)로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 메모리부(602)에 도 7과 같은 테이블을 이용하여 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 확인하고, 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터(605)의 필터링 동작을 제어한다. 이러한 제1 제안 방안에 따른 제어부(600)의 구체적인 동작에 대하여는 하기의 도 8을 참조하여 살펴보도록 한다.
또한, 제2 제안 방안에 따라 제어부(600)는 디블록킹 필터(605)로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 메모리부(602)에 도 11과 같은 테이블을 이용하여 현재 매크로 블록의 타입 값에 따른 필터 조건 영역 값과 인접 매 크로 블록의 타입 값을 확인하여 필터 조건 영역 값을 확인한 후, 확인된 조건 영역 값에 따라 디블록킹 필터(605)의 필터링 동작을 제어한다. 이러한 제2 제안 방안에 따른 제어부(600)의 구체적인 동작에 대하여는 하기의 도 12를 참조하여 살펴보도록 한다.
그러면, 먼저 상기의 도 6과 같이 구성되는 비디오 디코딩 장치의 메모리 크기가 충분할 경우 현재 매크로 블록과 인접 매크로 블록의 타입 값에 따라 발생할 수 있는 모든 경우를 테이블로 구성하여 메모리부(602)에 저장하고, 저장된 테이블을 사용하여 바운드리 강도 계산을 수행하는 제1 제안방안에 대하여 살펴보도록 한다. 제1 제안 방안에 대하여는 도 6 내지 9를 참조하여 살펴보도록 한다.
우선 제1 제안방안에서는 메모리부(602)에 도 7과 같이 구성되는 테이블을 저장한다. 즉, 현재 매크로 블록 타입 값인 1~35와 인접 매크로 블록의 타입 값인 1~35 각각에 대응하여 발생할 수 있는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 미리 계산하여 테이블로 구성하고, 구성된 테이블을 메모리부(602)에 저장하는 것이다.
상기와 같이 비디오 디코딩 장치의 메모리(602)에 테이블을 저장되고, 제1 제안방안으로 바운드리 강도 계산이 되도록 설정된 경우, 제어부(600)는 도 8과 같은 과정을 통해 현재 매크로 블록에 대하여 바운드리 강도 계산을 제어한다.
도 8을 참조하면, 제어부(600)는 800단계에서 대기상태를 유지하다가 802단계에서 제어부(600)는 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값에 따른 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 2인지를 검사하고, 조건 영역 값이 2이면 810단계로 진행하고 그렇지 않으면 804단계로 진행한다. 802단계에서 810단계로 진행하면, 제어부(600)는 도 2에서의 제2 영역에 대응됨을 인지한 후 812단계로 진행하여 디블록킹 필터(605)에서 제2 영역에 대응되는 바운드리 강도 계산방식으로 계산하도록 제어한다.
이후, 802단계에서 804단계로 진행하면, 제어부(600)는 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값에 따른 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 1인지를 검사하고, 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 1이면 810단계로 진행하고 그렇지 않으면 806단계로 진행한다. 804단계에서 810단계로 진행하면, 제어부(600)는 도 2에서의 제1 영역에 대응됨을 인지한 후 812단계로 진행하여 디블록킹 필터(605)에서 제1 영역에 대응되는 바운드리 강도 계산방식으로 계산하도록 제어한다.
이후, 804단계에서 806단계로 진행하면, 제어부(600)는 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값에 따른 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 3인지를 검사하고, 필터 조건 영역 값이 3이면 810단계로 진행하고 그렇지 않으면 808단계로 진행한다. 806단계에서 810단계로 진행하면, 제어부(600)는 도 2에서의 제3 영역에 대응됨을 인지한 후 812단계로 진행하여 디블록킹 필터(605)에서 제3 영역에 대응되는 바운드리 강도 계산방식으로 계산하도록 제어한다.
이후, 806단계에서 808단계로 진행하면, 제어부(600)는 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값에 따른 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 4이고 도 2에서의 제4 영역에 대응됨을 인지한 후 812단계로 진행하여 디블록킹 필터(605)에서 제4 영역에 대응되는 바운드리 강도 계산방식으로 계산하도록 제어한다.
상기의 도 8에서 현재 매크로 블록과 이전 매크로 블록의 타입 값에 따른 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 검사할 시 도 5에서와 같이 평균적으로 많이 점유하는 영역별 비중에 따라 2->1->3->4 순으로 검사함으로써 최소 사이클이 소요되도록 한다.
또한, 상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 제1 제안방안을 사용하게 되면 도 9에서와 같이 제2 영역인지에 대한 검사 동작에서 1 사이클이 소요되고, 제2 영역이 아닌 경우 1영역인지에 대한 검사 동작에서 2사이클이 소요된다. 또한, 1, 제2 영역이 모두 아닌 경우 제3 영역인지에 대한 검사 동작에서 3사이클이 소요되고, 제 1,2,3 영역 모두 아닌 경우에는 제4 영역임을 인지하므로 제4 영역에 대한 검사 동작에서 3사이클이 소요된다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 제1 제안 방식에서 조건 비교에 따라 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 평균 사이클(Cycle) 수는 하기의 <수학식 3>과 같이 계산될 수 있다. 이때, 평균 사이클 수는 도 5에서 각 영역 별 비중에 따라 예측될 수 있다.
평균 사이클(Cycle) 수 = 0.27*2+0.64*1+0.07*3+0.02*3
= 0.54+0.64+0.27
=1.45
즉, 상기의 <수학식 3>과 같이 제1 제안방안으로 바운드리 강도 계산 시에는 한 개의 매크로 블록의 바운드리 강도 계산을 위해서는 약 1 사이클이 소요됨을 알 수 있다.
그러면, 이제 상기의 도 6과 같이 구성되는 비디오 디코딩 장치의 메모리 크기가 충분하지 않은 경우 인접 매크로 블록에 대하여는 스킵 영역에 대응되는 타입 값(0)과, 현재 매크로 블록에 대하여는 모든 영역에 대한 타입 값(1~35)에 대한 영역 정보만 메모리부(602)에 저장한 후, 저장된 영역 정보와 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 상태도를 이용하여 바운드리 강도 계산을 수행하는 제2 제안방안에 대하여 살펴보도록 한다.
우선 제2 제안방안에서는 메모리부(602)에 도 11과 같이 구성되는 테이블을 저장한다. 즉, 인접 매크로 블록에 대하여는 스킵 영역에 대응되는 타입 값(0)과, 현재 매크로 블록에 대하여는 모든 영역에 대한 타입 값(1~35)에 대응하여 발생할 수 있는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 미리 계산하여 테이블로 구성하고, 구성된 테이블을 메모리부(602)에 저장하는 것이다. 또한, 메모리부(602)에 도 10과 같은 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 영역별 상태도를 저장한다. 도 10을 참조하면, 도 2에서의 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역 값을 도시하고 있다. 예를 들어, 인접 매크로 블록 타입이 P 타입인 인터 타입이고, 현재 매크로 블록 타입이 S 타입인 스킵 타입인 경우 100과 같이 제2 영역임을 확인할 수 있다. 또 다른 예로, I, P, S, P, I, I,S, S, P 식으로 매크로 블록이 나열되어 있는 경우 4 ,2, 2, 3, 3, 4, 1, 2 영역을 거쳐 가게 된다. 즉, 현재 매크로 블록 타입이 S면 다음 매크로 블록 타입에 따라서, 1 또는 2 또는 3 영역이 된다. 또한, 현재 매크로 블록 타입이 P면 다음 매크로 블록 타입에 따라서, 2 또는 3 영역이 된다. 또한, 현재 매크로 블록 타입이 I면 다음 매크로 블록 타입에 따라서, 3 또는 4 영역으로 한정이 되는 특성을 이용하면 도 13과 같이 메모리에 저장된 36 바이트(Bytes)의 테이블을 이용하여 조건문을 만들 수 있다.
상기와 같이 비디오 디코딩 장치의 메모리(602)에 상기 테이블과 영역별 상태도가 저장되고, 제2 제안방안으로 바운드리 강도 계산이 되도록 설정된 경우, 제어부(600)는 도 12와 같은 과정을 통해 현재 매크로 블록에 대하여 바운드리 강도 계산을 제어한다.
도 12를 참조하면, 제어부(600)는 10단계에서 대기상태를 유지하다가 12단계에서 제어부(600)는 현재 매크로 블록의 필터 조건 영역 값이 1인지를 검사하고, 현재 매크로 블록 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 1이면 14단계로 진행하고, 그렇지 않으면 24단계로 진행한다. 12단계에서 14단계로 진행하면, 제어부(600)는 인접 매크로 블록의 타입 값이 0인지를 검사한 후, 만약 인접 매크로 블록의 타입 값이 0이면 18단계로 진행하여 제 1영역임을 인지한다. 한편, 14단계 검사결과 인접 매크로 블록의 타입 값이 0이 아닌 경우 제어부(600)는 16단계로 진행하여 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 미만인지를 검사한다. 만약, 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 미만이면 20단계로 진행하여 제2 영역임을 인지한다. 또한, 16단계 검사결과 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 이상이면 22단계로 진행하여 제 3영역임을 인지한다.
한편, 현재 매크로 블록의 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 1이 아닌 경우 진행한 24단계에서 제어부(600)는 현재 매크로 블록 조건 영역 값이 2인지를 검사하고, 현재 매크로 블록 필터 조건 영역 값이 2이면 26단계로 진행하고, 그렇지 않으면 28단계로 진행한다. 24단계에서 26단계로 진행하면, 제어부(600)는 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 미만인지를 검사한다. 만약, 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 미만이면 36단계로 진행하여 제2 영역임을 인지한다. 또한, 26단계 검사결과 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 이상이면 22단계로 진행하여 제 3영역임을 인지한다.
한편, 24단계 검사결과 현재 매크로 블록의 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값이 1 또는 2가 아닌 경우 진행한 28단계에서 제어부(600)는 현재 매크로 블록의 필터 조건 영역 값이 3임을 인지한 후 30단계로 진행한다. 30단계에서 제어부(600)는 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 미만 인지를 검사한 후 만약 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 미만이면 34단계로 진행하여 제3 영역임을 인지한다. 그러나 30단계 검사결과 인접 매크로 블록의 타입 값이 10 이상인 것으로 판단되면 32단계로 진행하여 제4 영역임을 인지한다.
또한, 상기의 18, 20, 22, 32, 34, 36단계 수행 후 제어부(600)는 38단계로 진행하여 각각의 단계에서 인지한 영역에 대응되는 바운드리 강도 계산 방식으로 바운드리 강도를 계산하도록 제어한다.
또한, 상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 제2 제안방안을 사용하게 되면 도 13에서와 같이 제 1영역인지에 대한 검사 동작에서 2사이클이 소요된다. 또한, 제2 영역 및 제 3 영역, 제4 영역인지에 대한 검사 동작에서 각각 3사이클이 소요되고, 제3 영역인지에 대한 검사동작에서 3사이클이 소요된다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 제2 제안 방식에서 조건 비교에 따라 바운드리 강도 계산을 위해 발생하는 평균 사이클(Cycle) 수는 하기의 <수학식 4>와 같이 계산될 수 있다. 이때, 평균 사이클 수는 도 5에서 각 영역 별 비중에 따라 예측될 수 있다.
평균 사이클(Cycle) 수 = 0.27*2+0.64*3+0.07*3+0.02*3
=0.54+1.92+0.27
=2.73
즉, 상기의 <수학식 4>와 같이 제2 제안방안으로 바운드리 강도 계산 시에는 한 개의 매크로 블록의 바운드리 강도 계산을 위해서는 2.73 사이클이 소요됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 디블록킹 필터에서 바운드리 강도 계산을 위해 본 발명의 실시 예에 따른 제1 제안 방안 및 제2 제안 방안으로 계산하는 경우 평균적으로 1.45 내지 2.73 사이클이 소요되므로, 기존에 디블록킹 필터에서 바운드리 강도 계산을 위해 소요되는 약 5사이클에 비해 소모 사이클을 줄일 수 있다. 이 로 인해 영상 처리 시 디코딩 과정을 좀더 신속하게 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치에 있어서,
    현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블을 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 메모리부와,
    입력되는 매크로 블록에 대한 필터 조건 영역에 따라 해당 바운드리 강도 계산을 수행하는 디블록킹 필터와,
    상기 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 확인하고, 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메모리부는 외부 메모리인 것을 특징으로 하는 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치.
  3. 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치에 있어서,
    현재 매크로 블록의 모든 타입 값과 인접 매크로 블록의 모든 타입 값 중 적어도 하나의 타입 값에 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블과 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 영역별 상태도를 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 메모리부와,
    입력되는 매크로 블록에 대한 필터 조건 영역에 따라 해당 바운드리 강도 계산을 수행하는 디블록킹 필터와,
    상기 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값에 따른 필터 조건 영역 값과 인접 매크로 블록의 타입 값을 확인하여 필터 조건 영역 값을 확인한 후,확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 메모리부는 내부 메모리인 것을 특징으로 하는 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 장치.
  5. 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 방법에 있어서,
    현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블을 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 과정과,
    디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 확인하는 과정과,
    상기 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 수행하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 확인 과정은,
    최소 사이클을 이용하여 조건 영역을 판별하기 위해 조건 영역 값들 중 매크로 블록이 평균적으로 많이 점유하는 조건 영역 순으로 해당 조건 영역의 값과 현재 매크로 블록의 타입 값과 인접 매크로 블록의 타입 값에 해당되는 조건 영역 값을 비교하여 확인하는 것을 특징으로 하는 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 방법.
  7. 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 방법에 있어서,
    현재 매크로 블록의 모든 타입 값과 인접 매크로 블록의 모든 타입 값 중 적어도 하나의 타입 값에 각각에 대응되는 바운드리 강도 계산을 위한 필터 조건 영역 값을 가지는 테이블과 인접 매크로 블록과 현재 매크로 블록의 타입에 따른 영역을 나타내는 영역별 상태도를 저장하고, 각 필터 조건 영역별 바운드리 강도 계산 방식을 저장하는 과정과,
    상기 디블록킹 필터로 입력되는 현재 매크로 블록에서의 바운드리 강도 계산 시 상기 테이블을 이용하여 상기 현재 매크로 블록의 타입 값에 따른 필터 조건 영역 값과 인접 매크로 블록의 타입 값을 확인하여 필터 조건 영역 값을 확인하는 과정과,
    상기 확인된 조건 영역 값에 따라 상기 디블록킹 필터의 필터링 동작을 수행하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디블록킹 필터에서의 필터 조건 영역 판별을 위한 방법.
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