KR101625910B1 - Method and device for image processing by image division - Google Patents
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Abstract
다수의 프로세서를 이용하여 영상 신호의 압축 및 복원을 수행함에 있어서 전송로에서의 에러로 인한 화질 열화를 최소화하는 동시에 압축 효율을 더욱 높일 수 있는 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법은, 영상 프레임을 일정한 픽셀 크기를 가지는 다수의 서브블록으로 구분하는 단계, 일정 개수의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하는 단계 및 상기 다수의 매크로블록을 상기 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치에 따라 구분하여 다수의 슬라이스를 구성하는 단계를 포함한다.An image processing method and apparatus using image segmentation capable of minimizing deterioration of image quality due to an error in a transmission path and increasing compression efficiency in performing compression and decompression of a video signal using a plurality of processors are provided. An image processing method using image segmentation according to an embodiment of the present invention includes dividing an image frame into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size, sampling pixels at the same position within a predetermined number of sub-blocks Constructing a plurality of macroblocks, and constructing a plurality of slices by dividing the plurality of macroblocks according to locations in subblocks of the sampled pixels.
Description
본 발명은 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 프로세서를 이용하여 고해상도의 영상을 병렬로 처리하기 위해 영상 프레임을 분할하는 기술에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
휴대폰, PMP, PDA 등 모바일 기기의 화면 해상도는 꾸준히 증가하는 추세에 있으며, 최근에는 스마트폰과 태블릿 PC의 등장으로 모바일 기기에서도 고화질의 동영상 서비스가 가능해졌다. 디지털 TV의 보급과 함께 화면 해상도는 1920 x 1080 이상, 즉 Full-HD급의 가정용 TV가 보편화되고 있고, 이에 따라 프레임률(Frame rate)도 증가하고 있다. 더 나아가, 화면의 가로를 기준으로 4K 또는 8K의 해상도(예를 들어, 7680 x 4320)를 갖는 UHDTV(Ultra HDTV)가 차세대 TV로 주목받고 있다.Screen resolutions of mobile devices such as mobile phones, PMPs, and PDAs are steadily increasing. In recent years, smart phones and tablet PCs have enabled high-quality video services on mobile devices. With the spread of digital TVs, the screen resolution is 1920 x 1080 or more, that is, full-HD household TVs are becoming popular, and the frame rate is also increasing. Furthermore, UHDTV (Ultra HDTV) having a resolution of 4K or 8K (for example, 7680 x 4320) based on the horizontal of the screen has been attracting attention as a next generation TV.
디스플레이 장치의 해상도 증가와 함께 영상의 압축 효율을 높일 수 있는 영상 압축 기술들이 개발되어 사용되고 있다. 영상의 압축 및 복원을 위한 연산량은 화면 사이즈가 커질수록, 그리고 프레임률이 증가할수록 함께 증가한다.Image compression techniques capable of increasing the compression efficiency of an image with increasing resolution of a display device have been developed and used. The amount of computation for compressing and restoring an image increases with the increase of the screen size and the frame rate.
또한, 많은 연산량을 처리하면서 전력 소모를 낮추기 위한 방안으로 하나의 칩에 다수의 CPU가 존재하는 멀티코어 프로세서(Multicore processor)가 개발되어 PC와 노트북 등에 보편적으로 사용되고 있고, 스마트폰과 태블릿 PC에도 빠르게 적용되고 있다.In order to reduce power consumption while processing a large amount of computation, a multicore processor having a plurality of CPUs on one chip has been developed and is widely used in PCs and notebooks, and is also used for smartphones and tablet PCs .
일반적인 종래의 영상 압축 방식에서는 영상 데이터를 효과적으로 압축하기 위해 원본 영상을 일정한 크기를 갖는 여러 개의 블록으로 나누어 처리하며, 하나의 블록에는 화면 상에서 인접한 픽셀들이 포함된다. 일례로 H.264/AVC 규격의 경우 매크로블록(Macroblock) 단위로 영상을 분할하여 처리하는데, 매크로블록은 하나의 16 x 16 크기의 휘도(Luminance) 샘플 블록과 두 개의 색차(Chrominance) 샘플 블록으로 이루어진다(색차 샘플 블록의 크기는 입력 영상의 포맷에 따라 달라질 수 있다). 도 1은 종래 기술에 따라 영상을 16 x 16 크기의 매크로블록으로 나누는 방법을 나타낸 도면이다. 이와 같이, 전체 화면이 균일한 크기의 매크로블록으로 분할되어 매크로블록 단위로 인코딩(encoding, 부호화) 또는 디코딩(decoding, 복호화) 과정을 수행하게 된다.In order to efficiently compress image data, a conventional image compression method divides an original image into a plurality of blocks having a predetermined size, and one block includes adjacent pixels on the screen. For example, in the H.264 / AVC standard, the image is divided into macroblocks. The macroblock is composed of one 16 × 16 Luminance sample block and two chrominance sample blocks. (The size of the color difference sample block may vary depending on the format of the input image). FIG. 1 is a diagram illustrating a method of dividing an image into 16 × 16 macroblocks according to the prior art. In this manner, the entire picture is divided into macroblocks of uniform size, and encoding / decoding or decoding is performed on a macroblock-by-macroblock basis.
또한, 종래의 영상 압축 규격은 전송로의 오류에 의해 디코딩 영상이 열화되는 것을 방지하기 위해 원본 영상을 다수의 슬라이스(Slice)로 분할하여 인코딩하는 방법을 사용하며, 이를 통해 한 슬라이스에서 발생한 오류가 다른 슬라이스로 전파되지 않도록 한다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이 MPEG-4 규격에서는 래스터 스캔(raster scan) 순서로 매크로블록을 여러개 묶어 슬라이스를 구성하는 방법을 사용한다. H.264/AVC 규격에서는, 도 2b에 도시된 바와 같이 스캔 순서와 관계 없이 임의의 순서로 슬라이스를 구성하는 방법, 도 2c에 도시된 바와 같이 연속한 매크로블록을 번갈아 가며 서로 다른 슬라이스 그룹(Slice group)에 할당하는 방법, 도 2d에 도시된 바와 같이 임의의 사각형 영역에 속하는 매크로블록을 서로 다른 슬라이스 그룹에 할당하는 방법 등 다양한 방법을 사용하여 슬라이스를 구성한다.In addition, the conventional image compression standard uses a method of dividing an original image into a plurality of slices and encoding the original image in order to prevent a decoded image from being degraded due to errors in a transmission path, Do not propagate to other slices. For example, as shown in FIG. 2A, in the MPEG-4 standard, a method of constructing slices by grouping several macroblocks in a raster scan order is used. In the H.264 / AVC standard, a slice is constructed in an arbitrary order irrespective of the scanning order as shown in FIG. 2B. As shown in FIG. 2C, successive macroblocks are alternately arranged in different slice groups Slice a method of allocating macroblocks belonging to an arbitrary square area to different slice groups as shown in FIG. 2D, and the like.
한편, 위와 같은 슬라이스 또는 슬라이스 그룹으로의 영상 분할 방법은 영상의 전송 및 디코딩시 오류의 영향을 줄이는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 영상의 인코딩 또는 디코딩 과정을 다수의 프로세서를 통해 나누어 수행할 목적으로 사용될 수도 있다. 도 3은 하나의 영상을 다수의 슬라이스로 분할하고 이를 다수의 이미지 인코딩 프로세서에서 동시에 부호화한 후 하나의 비트 스트림(Bit stream)으로 결합하는 방법을 나타낸 도면이다.Meanwhile, the method of dividing an image into a slice or a slice group as described above can be used not only to reduce the influence of errors in transmission and decoding of an image, but also to perform encoding or decoding of an image through a plurality of processors It is possible. 3 is a diagram illustrating a method of dividing one image into a plurality of slices and simultaneously encoding them in a plurality of image encoding processors and combining them into one bit stream.
그러나 위와 같은 종래의 방법을 사용할 경우, 인접한 슬라이스의 압축 정보를 이용할 수 없어 한 화면 전체를 단일 슬라이스로 인코딩할 때보다 압축 효율이 떨어지는 단점이 있고, 전송로에서 오류가 발생하면 디코딩 영상의 연속한 일정 영역에서 화질 열화가 불가피한 문제점이 있다. 또한, 도 2c의 방법처럼, 또는 그와 유사하게 연속한 매크로블록을 서로 다른 슬라이스 그룹에 할당할 경우 오류에 의한 화질 열화를 전체 화면으로 분산시킬 수는 있으나, 압축 효율이 더욱 떨어지게 되는 문제점이 있다.
However, when the conventional method as described above is used, compression information of adjacent slices can not be used, so there is a disadvantage in that the compression efficiency is lower than that when a whole screen is encoded into a single slice. If an error occurs in the transmission path, There is a problem that image quality deterioration is inevitable in a certain area. Also, when the continuous macroblocks are allocated to different slice groups as in the method of FIG. 2C or the like, it is possible to distribute image deterioration due to errors to the entire screen, but there is a problem that the compression efficiency is lowered further .
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 다수의 프로세서를 이용하여 영상 신호의 압축 및 복원을 수행함에 있어서 전송로에서의 에러로 인한 화질 열화를 최소화하는 동시에 압축 효율을 더욱 높일 수 있는 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an image compression apparatus and a compression / decompression method capable of minimizing deterioration in image quality due to errors in a transmission path, And an object thereof is to provide an image processing method and apparatus using image segmentation.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법은, 영상 프레임을 일정한 픽셀 크기를 가지는 다수의 서브블록으로 구분하는 단계, 일정 개수의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하는 단계 및 상기 다수의 매크로블록을 상기 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치에 따라 구분하여 다수의 슬라이스를 구성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing method using image segmentation, the method comprising: dividing an image frame into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size; And constructing a plurality of slices by dividing the plurality of macroblocks according to positions in the sub-blocks of the sampled pixels.
또한, 다수의 이미지 인코딩 프로세서를 이용하여 상기 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하는 단계 및 상기 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include encoding the plurality of slices in parallel using a plurality of image encoding processors, and combining the encoded data to generate a bitstream.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법은, 영상 프레임을 일정한 픽셀 크기를 가지는 다수의 서브블록으로 구분하는 단계, 상기 다수의 서브블록 각각의 픽셀들의 평균값을 계산하는 단계 및 상기 평균값을 가지는 픽셀들로 하나의 평균값 슬라이스를 구성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing method using image segmentation, comprising: dividing an image frame into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size; calculating an average value of pixels of each of the plurality of sub- And constructing an average value slice with pixels having an average value.
또한, 일정 개수의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하는 단계 및 상기 다수의 매크로블록을 상기 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치에 따라 구분하여 다수의 슬라이스를 구성하되, 상기 다수의 슬라이스 각각에 포함된 픽셀들과 상기 평균값 슬라이스에 포함된 픽셀들과의 차이값을 계산하여 상기 다수의 슬라이스를 상기 차이값들로 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method includes the steps of: constructing a plurality of macroblocks by sampling pixels located at the same position within a predetermined number of subblocks; dividing the plurality of macroblocks according to locations in subblocks of the sampled pixels, And calculating a difference value between the pixels included in each of the plurality of slices and the pixels included in the average value slice to construct the plurality of slices as the difference values.
또한, 다수의 이미지 인코딩 프로세서를 이용하여 상기 평균값 슬라이스와 상기 차이값들로 구성된 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하는 단계 및 상기 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include encoding the average value slice and a plurality of slices including the difference values in parallel using a plurality of image encoding processors, and combining the encoded data to generate a bitstream.
상기 인코딩 단계에서, 각각의 슬라이스를 구성하는 픽셀들의 서브블록 내 위치에 대한 정보를 슬라이스 헤더에 기록할 수 있다.In the encoding step, information on positions in subblocks of pixels constituting each slice may be recorded in a slice header.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 장치는, 영상 프레임을 일정한 픽셀 크기를 가지는 다수의 서브블록으로 구분하고, 일정 개수의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하고, 상기 다수의 매크로블록을 상기 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치에 따라 구분하여 다수의 슬라이스를 구성하는 영상 분할부, 상기 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하기 위한 다수의 이미지 인코딩 프로세서를 포함하는 멀티 프로세서 및 상기 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 데이터 결합부를 포함한다.An image processing apparatus using image segmentation according to an embodiment of the present invention divides an image frame into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size, samples pixels at the same positions in a predetermined number of sub-blocks, And a plurality of image encoders for encoding the plurality of slices in parallel, each of the plurality of macroblocks being divided into a plurality of sub-blocks, A multiprocessor including a processor, and a data combining unit for combining the encoded data to generate a bitstream.
상기 영상 분할부는 상기 다수의 서브블록 각각의 픽셀들의 평균값을 계산하여 상기 평균값을 가지는 픽셀들로 하나의 평균값 슬라이스를 더 구성할 수 있고, 상기 다수의 슬라이스 각각에 포함된 픽셀들과 상기 평균값 슬라이스에 포함된 픽셀들과의 차이값을 계산하여 상기 다수의 슬라이스를 상기 차이값들로 구성할 수 있다.The image divider may further comprise an average value slice with pixels having the average value by calculating an average value of the pixels of each of the plurality of subblocks. The average value slice may include pixels included in each of the plurality of slices, The difference values with the included pixels may be calculated and the plurality of slices may be configured with the difference values.
상기 다수의 이미지 인코딩 프로세서는 상기 평균값 슬라이스와 상기 차이값들로 구성된 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩할 수 있다.
The plurality of image encoding processors may encode the average value slice and a plurality of slices composed of the difference values in parallel.
본 발명에 의하면, 인접한 픽셀들이 각각 서로 다른 슬라이스에 포함되도록 영상을 분할하여 인코딩 및 디코딩 처리함으로써, 데이터 전송 과정에서 일부 슬라이스에 에러가 발생하더라도 이로 인한 화질 열화는 화면 전체로 분산되도록 하고, 에러 없이 전송된 주변 픽셀들을 통해 눈에 띄는 화질 열화를 현저히 줄일 수 있다.According to the present invention, an image is divided and encoded and decoded so that neighboring pixels are contained in different slices, so that even if an error occurs in some slices during data transmission, It is possible to remarkably reduce noticeable picture quality deterioration through the transmitted peripheral pixels.
또한, 동일한 수의 슬라이스를 종래의 기술로 분할하는 경우보다 압축 효율이 향상되는 효과가 있다.Further, there is an effect that the compression efficiency is improved as compared with the case where the same number of slices are divided by the conventional technique.
또한, 다수의 슬라이스 중 하나만을 디코딩하더라도 축소된 전체 영상을 얻을 수 있어, 공간적 확장성이 더욱 효과적으로 제공되는 효과가 있다.
Also, even if only one of a plurality of slices is decoded, a reduced whole image can be obtained, and spatial scalability can be provided more effectively.
도 1은 종래 기술에 의한 영상 분할 방법을 나타낸 도면.
도 2a 내지 도 2d는 원본 영상을 다수의 슬라이스로 분할하는 다양한 방법을 나타낸 도면.
도 3은 다수의 프로세서를 이용한 영상 인코딩 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법의 순서도.
도 5는 도 4의 실시예에 따른 영상 분할 방법을 상세히 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법의 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 장치의 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a conventional image dividing method; Fig.
2A to 2D are diagrams illustrating various methods of dividing an original image into a plurality of slices.
3 illustrates a method of encoding an image using a plurality of processors.
4 is a flowchart of an image processing method using image segmentation according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining in detail a method of dividing an image according to the embodiment of FIG.
6 is a flowchart of an image processing method using image segmentation according to another embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram of an image processing apparatus using image segmentation according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법의 순서도이고, 도 5는 도 4의 실시예에 따른 영상 분할 방법을 상세히 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a flowchart of an image processing method using image segmentation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining the image segmentation method according to the embodiment of FIG. 4 in detail.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법은, 영상 프레임을 일정한 픽셀 크기를 가지는 다수의 서브블록으로 구분하는 단계(S401), 일정 개수의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링(Sampling)하여 다수의 매크로블록을 구성하는 단계(S403) 및 다수의 매크로블록을 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치에 따라 구분하여 다수의 슬라이스를 구성하는 단계(S405)를 포함한다. 또한, 다수의 이미지 인코딩 프로세서를 이용하여 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하는 단계(S407) 및 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 단계(S409)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, an image processing method using image segmentation according to an embodiment of the present invention includes dividing an image frame into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size (S401) (S403) of sampling a plurality of macroblocks by sampling pixels at the same position in the block, and constructing a plurality of slices by dividing the plurality of macroblocks according to positions in the sub-blocks of the sampled pixels Step S405. The method may further include a step (S407) of encoding a plurality of slices in parallel using a plurality of image encoding processors, and a step (S409) of combining the encoded data to generate a bitstream.
본 실시예에서 하나의 매크로블록은 16 x 16 픽셀 크기를 가지는 것으로 가정한다. 단, 이러한 매크로블록의 크기는 영상의 포맷이나 해상도 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.In this embodiment, it is assumed that one macroblock has a size of 16 x 16 pixels. However, it is obvious that the size of such a macroblock may vary depending on the format and resolution of the image.
S401 단계에서, 원본 영상의 M x N 픽셀들이 하나의 서브블록을 구성하도록 영상을 분할한다. 본 실시예에서 M=N=2이며, 도 5와 같이 하나의 서브픽셀 내에서 인접한 네 개의 픽셀 위치를 각각 a, b, c, d로 표현하였다.In step S401, the image is divided such that M x N pixels of the original image constitute one sub-block. In this embodiment, M = N = 2, and the positions of four adjacent pixels in one sub-pixel are expressed as a, b, c, and d, respectively, as shown in FIG.
S403 단계에서, 16 x 16 개의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성한다. 즉, 가로 방향으로 M:1, 세로 방향으로 N:1 샘플링을 실시하면, M=N=2의 조건으로부터 가로, 세로 방향으로 픽셀들이 한 픽셀 건너 하나씩 선택되어, 각각의 서브블록 내의 인접한 a, b, c, d 위치에 있는 픽셀들이 각각 분리되어 서로 다른 매크로블록으로 구성된다. 이러한 방법으로 a 위치에 있는 픽셀들을 모아 매크로블록 a0, a1, … 을 구성하고, 마찬가지로 b, c, d 위치에 있는 픽셀들을 모아 매크로블록 b0, b1, …, c0, c1, …, d0, d1, … 을 구성한다.In step S403, a plurality of macroblocks are configured by sampling pixels located at the same positions in 16x16 sub-blocks. That is, when sampling is performed in the horizontal direction by M: 1 and in the vertical direction by N: 1, pixels are selected one by one in the horizontal and vertical directions from the condition of M = N = 2, The pixels at positions b, c, and d are separated into different macroblocks. In this way, the pixels at the position a are grouped together and the macroblock a0, a1, ... And the pixels at positions b, c, and d are grouped together to form macroblocks b0, b1, ... , c0, c1, ... , d0, d1, ... .
S405 단계에서, 서로 같은 위치에 있는 픽셀들로 구성된 다수의 매크로블록들로 슬라이스를 구성한다. 즉, 매크로블록 a0, a1, … 를 모아 슬라이스 A를 구성하고, 마찬가지로 슬라이스 B, C 및 D를 각각 구성한다.In step S405, a slice is composed of a plurality of macroblocks composed of pixels located at the same positions. That is, the macroblocks a0, a1, ... And the slice A is constituted, and the slices B, C and D are constituted similarly.
이어서, S407 단계에서 다수의 이미지 인코딩 프로세서를 이용하여 슬라이스 A, B, C 및 D를 병렬로 동시에 인코딩하고, S409 단계에서 인코딩된 데이터를 결합하여 하나의 비트 스트림을 생성한다. 각각의 슬라이스는 순서의 제약 없이 결합되어 전송될 수 있다.Subsequently, in step S407, the slices A, B, C, and D are simultaneously encoded in parallel using a plurality of image encoding processors, and the encoded data is combined in step S409 to generate one bit stream. Each slice can be combined and transmitted without restriction of order.
이 때, 비트 스트림의 정확한 디코딩이 가능하도록 하기 위해 인코딩 과정에서 각 슬라이스에 포함된 픽셀들이 서브블록 내 어느 위치에 해당하는 픽셀들인지에 대한 정보를 슬라이스 헤더에 기록할 수 있다. 또는, M과 N의 값을 미리 정의하고 슬라이스 전송 순서 또한 미리 정의함으로써 슬라이스 헤더에 필요한 정보를 없앨 수도 있다. 이후의 디코딩 과정에서는 위와 같이 기록된 정보 또는 미리 정의된 순서를 이용하여 각각의 슬라이스에 포함된 픽셀들이 화면 상의 올바른 위치에 디스플레이될 수 있도록 각 슬라이스의 디코딩 결과를 재조합할 수 있다.In this case, in order to enable accurate decoding of the bitstream, it is possible to record, in the slice header, information on the positions of the pixels included in each slice in the sub-block in the encoding process. Alternatively, the values required for the slice header can be eliminated by predefining the values of M and N and defining the slice transmission order in advance. In the subsequent decoding process, the decoded result of each slice can be rearranged so that the pixels included in each slice can be displayed at the correct positions on the screen using the recorded information or the predefined order.
한편, 본 발명에 의하면 하나의 비트 스트림에서 공간적 확장성(Spatial scalability)을 효과적으로 지원할 수 있다. 즉, 위의 실시예에 따르면 각각의 슬라이스가 영상에 대한 공간적 정보를 골고루 가지게 되므로, 슬라이스 A, B, C, D 중 어느 하나만을 디코딩하여도 축소된 전체 화면을 얻을 수 있게 되는 것이다.
According to the present invention, spatial scalability can be effectively supported in one bitstream. That is, according to the above embodiment, since each slice has uniform spatial information about the image, it is possible to obtain a reduced full screen even if only one of the slices A, B, C, and D is decoded.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법의 순서도이다.6 is a flowchart of an image processing method using image segmentation according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 처리 방법은, 영상 프레임을 일정한 픽셀 크기를 가지는 다수의 서브블록으로 구분하는 단계(S601), 다수의 서브블록 각각의 픽셀들의 평균값을 계산하는 단계(S603), 계산된 평균값을 가지는 픽셀들로 하나의 평균값 슬라이스를 구성하는 단계(S605), 일정 개수의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하는 단계(S607) 및 다수의 매크로블록을 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치에 따라 구분하여 다수의 슬라이스를 구성하되, 다수의 슬라이스 각각에 포함된 픽셀들과 평균값 슬라이스에 포함된 픽셀들과의 차이값을 계산하여 다수의 슬라이스를 차이값들로 구성하는 단계(S609)를 포함한다. 또한, 다수의 이미지 인코딩 프로세서를 이용하여 평균값 슬라이스와 차이값들로 구성된 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하는 단계(S611) 및 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 단계(S613)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, an image processing method according to another exemplary embodiment of the present invention includes dividing an image frame into a plurality of sub-blocks having a constant pixel size (S601), calculating an average value of pixels of each of the plurality of sub- A step S603 of constructing a plurality of macroblocks by sampling pixels at the same position within a certain number of subblocks, (S607) and a plurality of macroblocks are divided according to the positions in the sub-blocks of the sampled pixels to form a plurality of slices. The difference value between the pixels included in each of the plurality of slices and the pixels included in the average value slice is And constructing the plurality of slices into difference values (S609). In addition, the method may further include a step (S611) of encoding a plurality of slices composed of an average value slice and difference values using a plurality of image encoding processors in parallel (S611), and combining the encoded data to generate a bitstream (S613) .
본 실시예는 도 4 및 도 5의 실시예에서 공간적 확장성을 더욱 발전시켜 응용한 예로서, 도 5에 도시된 각각의 서브블록에 포함된 픽셀들의 평균값을 가지는 픽셀들로 이루어진 별도의 평균값 슬라이스를 생성하고, 나머지 슬라이스들은 인코딩 효율을 높이기 위해 평균값 슬라이스에 포함된 픽셀들과의 차이값들로 구성할 수 있다. 이 경우, 디코딩 과정에서 평균값 슬라이스만을 디코딩하여 작은 사이즈의 복원 영상을 얻을 수 있고, 나머지 슬라이스들을 추가로 디코딩하면 원본과 동일한 사이즈의 영상을 얻을 수 있게 된다.
The present embodiment is an example in which the spatial scalability is further developed in the embodiments of FIGS. 4 and 5, and is a separate average value slice consisting of pixels having an average value of pixels included in each sub- And the remaining slices may comprise difference values from the pixels included in the average value slice to improve the encoding efficiency. In this case, in the decoding process, only a mean value slice is decoded to obtain a restored image of a small size, and if the remaining slices are further decoded, an image of the same size as the original can be obtained.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 장치의 구성도이다.7 is a configuration diagram of an image processing apparatus using image segmentation according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할을 이용한 영상 처리 장치는 영상 분할부(701), 멀티 프로세서(703) 및 데이터 결합부(705)를 포함한다.Referring to FIG. 7, an image processing apparatus using image segmentation according to an exemplary embodiment of the present invention includes an
영상 분할부(701)는 영상 프레임을 일정한 픽셀 크기를 가지는 다수의 서브블록으로 구분하고, 일정 개수의 서브블록 내에서 각각 동일한 위치에 있는 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하고, 다수의 매크로블록을 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치에 따라 구분하여 다수의 슬라이스를 구성할 수 있다. The
또한, 영상 분할부(701)는 다수의 서브블록 각각의 픽셀들의 평균값을 계산하고, 계산된 평균값을 가지는 픽셀들로 하나의 평균값 슬라이스를 더 구성할 수 있으며, 이 경우 다수의 슬라이스 각각에 포함된 픽셀들과 평균값 슬라이스에 포함된 픽셀들과의 차이값을 계산하여 다수의 슬라이스를 계산된 차이값들로 구성할 수도 있다.In addition, the
멀티 프로세서(703)는 다수의 슬라이스를 동시에 병렬로 인코딩하기 위한 다수의 이미지 인코딩 프로세서(P_A, P_B, …, P_X)를 포함한다. 다수의 이미지 인코딩 프로세서(P_A, P_B, …, P_X)는 인코딩시에 각각의 슬라이스를 구성하는 픽셀들의 서브블록 내 위치에 대한 정보를 슬라이스 헤더에 기록할 수 있다. 이러한 멀티 프로세서(703)는 하나의 칩에 다수의 코어(core)가 존재하여 서로 다른 연산을 병렬로 수행하는 멀티코어 프로세서와 같은 형태로 구현될 수 있다.The
데이터 결합부(705)는 병렬로 인코딩된 데이터를 결합하여 하나의 비트 스트림을 생성한다. 병렬 데이터의 결합 순서는 영상의 규격 등에 따라 정해진 순서로, 또는 임의로 결정될 수 있다.The
각 구성들의 보다 상세한 기능 및 그에 따른 효과는 도 4 내지 도 6을 통해 설명한 바와 동일하다.
The more detailed functions and the effects of the respective configurations are the same as those described with reference to FIGS.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (14)
상기 다수의 서브블록의 각각의 서브블록 내에서 동일한 위치에 대응하는 각각의 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하는 단계; 및
상기 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치를 기초로 상기 다수의 매크로블록을 분류하여 다수의 슬라이스를 구성하는 단계;
를 포함하는 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법.
Dividing an image frame into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size;
Constructing a plurality of macroblocks by sampling each pixel corresponding to the same position in each sub-block of the plurality of sub-blocks; And
Constructing a plurality of slices by classifying the plurality of macroblocks based on positions of the sampled pixels in subblocks;
The image processing method comprising:
다수의 이미지 인코딩 프로세서를 이용하여 상기 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하는 단계; 및
상기 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 단계
를 더 포함하는 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법.
The method according to claim 1,
Encoding the plurality of slices in parallel using a plurality of image encoding processors; And
Combining the encoded data to generate a bitstream
The image processing method comprising the steps of:
상기 인코딩 단계에서, 각각의 슬라이스를 구성하는 픽셀들의 서브블록 내 위치에 대한 정보를 슬라이스 헤더에 기록하는 것을 특징으로 하는
영상 분할을 이용한 영상 처리 방법.
3. The method of claim 2,
And the encoding step records information on positions in subblocks of pixels constituting each slice in a slice header
Image Processing Method Using Image Segmentation.
상기 매크로 블록은 16 X 16 픽셀 크기를 가지는 것을 특징으로 하는
비디오 신호의 영상 분할 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the macroblock has a size of 16 x 16 pixels
An image segmentation method of a video signal.
상기 다수의 서브블록 각각의 픽셀들의 평균값을 계산하는 단계;
상기 평균값을 가지는 픽셀들로 하나의 평균값 슬라이스를 구성하는 단계;
상기 다수의 서브블록의 각각의 서브블록 내에서 동일한 위치에 대응하는 각각의 픽셀들을 샘플링하여 다수의 매크로블록을 구성하는 단계;및
상기 샘플링된 픽셀들의 서브블록 내 위치를 기초로 상기 다수의 매크로블록을 분류하여 다수의 슬라이스를 구성하되, 상기 다수의 슬라이스 각각에 포함된 픽셀들과 상기 평균값 슬라이스에 포함된 픽셀들과의 차이값을 계산하여 상기 다수의 슬라이스를 상기 차이값들로 구성하는 단계;
를 포함하는 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법.
Dividing an image frame into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size;
Calculating an average value of pixels of each of the plurality of subblocks;
Constructing an average value slice with pixels having the average value;
Forming a plurality of macroblocks by sampling respective pixels corresponding to the same position in each sub-block of the plurality of sub-blocks;
A plurality of macroblocks are classified into a plurality of slices based on positions of the sampled pixels in subblocks, and a difference value between pixels included in each of the plurality of slices and pixels included in the average value slice Calculating the plurality of slices as the difference values;
The image processing method comprising:
상기 평균값 슬라이스를 인코딩하여 비트 스트림을 생성하는 단계;
를 더 포함하는 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법.
6. The method of claim 5,
Encoding the average value slice to generate a bitstream;
The image processing method comprising the steps of:
다수의 이미지 인코딩 프로세서를 이용하여 상기 평균값 슬라이스와 상기 차이값들로 구성된 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하는 단계; 및
상기 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 단계
를 더 포함하는 영상 분할을 이용한 영상 처리 방법.
6. The method of claim 5,
Encoding a plurality of slices comprising the average value slice and the difference values in parallel using a plurality of image encoding processors; And
Combining the encoded data to generate a bitstream
The image processing method comprising the steps of:
상기 인코딩 단계에서, 각각의 슬라이스를 구성하는 픽셀들의 서브블록 내 위치에 대한 정보를 슬라이스 헤더에 기록하는 것을 특징으로 하는
영상 분할을 이용한 영상 처리 방법.
8. The method of claim 7,
And the encoding step records information on positions in subblocks of pixels constituting each slice in a slice header
Image Processing Method Using Image Segmentation.
상기 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하기 위한 다수의 이미지 인코딩 프로세서를 포함하는 멀티 프로세서; 및
상기 인코딩된 데이터를 결합하여 비트 스트림을 생성하는 데이터 결합부;
를 포함하는 영상 분할을 이용한 영상 처리 장치.
The image frame is divided into a plurality of sub-blocks having a predetermined pixel size, and pixels corresponding to the same position corresponding to the same position in each sub-block of the plurality of sub-blocks are sampled to construct a plurality of macro blocks A video divider for dividing the plurality of macroblocks into a plurality of slices based on positions of the sampled pixels in subblocks;
A multiprocessor including a plurality of image encoding processors for encoding the plurality of slices in parallel; And
A data combining unit for combining the encoded data to generate a bitstream;
The image processing apparatus comprising:
상기 영상 분할부는 상기 다수의 서브블록 각각의 픽셀들의 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 가지는 픽셀들로 하나의 평균값 슬라이스를 더 구성하는 것을 특징으로 하는
영상 분할을 이용한 영상 처리 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the image dividing unit further calculates an average value of the pixels of each of the plurality of subblocks and further configures one average value slice as the pixels having the average value
Image processing apparatus using image segmentation.
상기 영상 분할부는 상기 다수의 슬라이스 각각에 포함된 픽셀들과 상기 평균값 슬라이스에 포함된 픽셀들과의 차이값을 계산하여 상기 다수의 슬라이스를 상기 차이값들로 구성하는 것을 특징으로 하는
영상 분할을 이용한 영상 처리 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the image dividing unit calculates the difference value between the pixels included in each of the plurality of slices and the pixels included in the average value slice and configures the plurality of slices as the difference values
Image processing apparatus using image segmentation.
상기 다수의 이미지 인코딩 프로세서는 상기 평균값 슬라이스와 상기 차이값들로 구성된 다수의 슬라이스를 병렬로 인코딩하는 것을 특징으로 하는
영상 분할을 이용한 영상 처리 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the plurality of image encoding processors encode the average value slice and a plurality of slices composed of the difference values in parallel
Image processing apparatus using image segmentation.
상기 다수의 이미지 인코딩 프로세서는 인코딩시 각각의 슬라이스를 구성하는 픽셀들의 서브블록 내 위치에 대한 정보를 슬라이스 헤더에 기록하는 것을 특징으로 하는
영상 분할을 이용한 영상 처리 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of image encoding processors record information on positions in subblocks of pixels constituting each slice in a slice header during encoding
Image processing apparatus using image segmentation.
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