KR102114390B1 - Method to improve compression date for moving picture - Google Patents
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Abstract
유사영역의 카피 백 모드(Copy Back Mode)를 사용하여 동영상의 압축률과 동영상 압축시간을 향상시킬 수 있는 동영상 압축방법이 개시된다. 이를 위하여 프레임을 복수개의 단위영역으로 분할하는 단위영역 분할단계와, 상기 프레임을 구성하는 복수개의 단위영역을 미리 지정된 숫자를 기준으로 인접한 위치의 단위영역끼리 결합시켜 상위영역을 형성하는 상위영역 설정단계와, 상기 상위영역과, 이전 프레임에서 상기 상위영역과 동일한 위치와 동일한 크기의 상위영역을 비교하여 이전 상위영역이 정적압축의 한계오차 내에서 상위영역에 유사할 경우 메모리의 카피 플래그를 1로 하는 정적압축단계와, 정적압축을 실패한 영역에 대해 동적압축의 한계오차로 인코딩하는 동적압축단계, 및 정적압축과 동적압축을 실패한 영역에 대해 프랙탈압축의 한계오차로 인코딩하는 프랙탈압축단계를 포함하는 동영상 압축방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 정적압축과정 중 이전 프레임에서 카피할 수 있는 영역의 넓이를 확장시킬 수 있도록 하여 압축률을 획기적으로 향상시키고, 정적압축 영역의 수를 줄임으로서 동영상의 압축속도를 개선시킬 수 있다.Disclosed is a video compression method that can improve the compression rate and video compression time of a video by using a copy back mode in a similar area. To this end, a unit region division step of dividing a frame into a plurality of unit regions, and an upper region setting step of combining a plurality of unit regions constituting the frame with unit regions at adjacent positions based on a predetermined number to form an upper region. And comparing the upper region with the upper region of the same size and the same position as the upper region in the previous frame, and if the previous upper region is similar to the upper region within the marginal error of static compression, the copy flag of memory is set to 1. A video that includes a static compression step, a dynamic compression step that encodes a static error for a region in which static compression has failed, and a fractal compression step that encodes a static error for a region in which static compression and dynamic compression fail as a marginal error of fractal compression. Provide a compression method. According to the present invention, during the static compression process, the area of a region that can be copied from the previous frame can be expanded, thereby dramatically improving the compression rate and reducing the number of static compression regions, thereby improving the compression speed of the video.
Description
본 발명은 동영상 압축률을 향상시키기 위한 동영상 압축방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유사영역의 카피 백 모드(Copy Back Mode)를 사용하여 동영상의 압축률과 동영상 압축시간을 향상시킬 수 있는 동영상 압축방법에 관한 것이다. The present invention relates to a video compression method for improving the video compression rate, and more specifically, to a video compression method that can improve the compression rate and video compression time of a video by using a copy back mode of a similar area. It is about.
일반적으로 동영상 압축방법은 2가지 방법으로 구분될 수 있다.In general, the video compression method can be divided into two methods.
구체적으로, 1번째 방법은 압축하고자 하는 영상데이터를 주파수영역(frequency domain)으로 변환하여 압축처리한 후 다시 역 변환시키는 방법이고, 2번째 방법은 압축하고자 하는 영상데이타를 공간영역에서 각 화소를 변환 비율에 따라 서브 샘플링하여 처리하는 방법이다.Specifically, the first method is a method of converting image data to be compressed into a frequency domain, compressing it, and inverting it again, and the second method converts each pixel in a spatial domain to image data to be compressed. This is a method of sub-sampling according to the ratio.
종래의 프랙탈 영상 압축방법은 정적 압축과정과, 동적 압축과정, 및 프렉탈 압축과정을 포함한다.Conventional fractal image compression methods include a static compression process, a dynamic compression process, and a fractal compression process.
상기 정적 압축과정은 t번째 프레임을 서로 겹치지 않게 각 영역 Dt(a,b,l)을 분할하고, 샘플링 된 영역 Dt(a,b,l)에 대해 이전 프레임(Dt-1)에서 상기 샘플링 된 영역Dt(a,b,l)과 같은 위치에 있는 같은 크기의 영역 Dt-1(a,b,l)을 비교한다. 이때, 이전 영역Dt-1(a,b,l)이 한계오차 Tcopy 내에서 샘플링영역 Dt(a,b,l)과 유사할 경우 메모리의 copy flag를 1로 세팅한다.The static compression process divides each region D t (a, b, l) so that the t-th frame does not overlap each other, and in the previous frame (D t-1 ) for the sampled region D t (a, b, l). The sampled regions D t (a, b, l) are compared with regions D t-1 (a, b, l) of the same size at the same position. At this time, if the previous region D t-1 (a, b, l) is similar to the sampling region D t (a, b, l) within the marginal error Tcopy, the copy flag of the memory is set to 1.
상기 동작 압축과정은 이전 프레임에서 샘플링 된 영역 Dt(a,b,l)과 가장 유사한 영역 Dt-1(c,d,l)을 검색한 다음, 그 검색된 영역 Dt-1(c,d,l)을 대비값과 밝기보정으로 변환한 영역이 한계오차 Tmotton 내에서 샘플링영역 Dt(a,b,l)과 유사할 경우 메모리의 motton flag를 1로 세팅하고, 그 위치, 대비값, 밝기보정을 저장한다.The motion compression process searches the region D t-1 (c, d, l) most similar to the region D t (a, b, l) sampled in the previous frame, and then searches the region D t-1 (c, If the area converted from d, l) to the contrast value and brightness correction is similar to the sampling area D t (a, b, l) within the limit error T motton , set the motton flag in the memory to 1, and the position, contrast Save values and brightness correction.
상기 프렉탈 압축과정은 상기 정적 압축과정과 동적 압축과정을 모두 실패한 영역에 대하여 프랙탈 압축방법으로 영역 Dt(a,b,l)을 한계오차 Tfractal로 엔코딩하는 프랙탈 압축과정으로 진행된다.The fractal compression process proceeds as a fractal compression process that encodes a region D t (a, b, l) into a marginal error T fractal as a fractal compression method for a region in which both the static compression process and the dynamic compression process fail.
여기서, 상기 Dt(a,b,l)는 t번째 프레임에서 북서쪽 꼭지점의 위치가 (a,b)이고 한 변의 크기가 l인 정사각형을 나타내는 것으로 가정한 것이다. Here, it is assumed that D t (a, b, l) represents a square in which the position of the northwestern vertex in the t-th frame is (a, b) and the size of one side is l.
압축대상이 되는 영상신호 중에서 t번째 프레임을 압축하는 과정을 일 예로하여 종래기술을 설명한다.The prior art will be described as an example of a process of compressing a t-th frame among video signals to be compressed.
도 1에 도시된 바와 같이, 압축대상이 되는 t번째 프레임에서 임의 영역 Dt(a,b,l)을 샘플링하고, 이 샘플링 된 영역을 정적 압축과정, 동적 압축과정, 프랙탈 압축과정의 순서대로 실시하여 해당되는 압축과정을 이용하여 압축한다.As illustrated in FIG. 1, a random region D t (a, b, l) is sampled in a t-th frame to be compressed, and the sampled regions are sequentially in the order of static compression, dynamic compression, and fractal compression. Compression is performed using the corresponding compression process.
즉, 상기 샘플링 된 영역 Dt(a,b,l)에 대해서 먼저 정적 압축과정을 실시하고, 그 실시결과 샘플링 된 영역이 정적 압축과정의 대상이 되지 않으면 다시 동적 압축과정을 실시하며, 이 동적 압축과정의 대상에도 해당되지 않으면 최종적으로 프랙탈 압축과정에 의해 압축이 실시된다. That is, static compression is first performed on the sampled region D t (a, b, l), and as a result, if the sampled region does not become the subject of the static compression process, dynamic compression is performed again. If it does not fall under the subject of compression, compression is finally performed by fractal compression.
상기 정적 압축과정은 샘플링 된 영역Dt(a,b,l)에 대하여 그 이전 프레임 (t-1)에서 상기 영역 Dt(a,b,l)과 동일한 위치에 있는 같은 크기의 영역 Dt-1(a,b,l)이 한계오차 Tcopy 내에서 샘플링영역 Dt(a,b,l)과 유사할 경우 메모리의 copy flag를 1로 세팅한 후 다음 영역을 압축한다.The static compression process, the sampled region D t (a, b, l ) the area in the previous frame (t-1) with respect to D t (a, b, l ) the area of the same size in the same position D t If -1 (a, b, l) is similar to the sampling area D t (a, b, l) within the marginal error T copy , set the copy flag of memory to 1 and then compress the next area.
만약, 이와 같이 샘플링 된 영역에 대해 정적 압축이 실패한 경우에는 다시 해당영역에 대해서 동적 압축과정을 실시하게 되는데, 이 동적 압축과정은 이전 프레임에서 상기 영역 Dt(a,b,l)과 가장 유사한 영역 Dt-1(c,d,l)을 검색한 다음 그 검색된 영역 Dt-1(c,d,l)을 대비값과 밝기보정으로 변환한 영역이 한계오차 Tmotton 내에서 샘플링영역 Dt(a,b,l)과 유사할 경우 메모리의 motton flag를 1로 세팅하고, 그 위치, 대비값, 밝기보정을 저장하는 것이다.If the static compression fails for the sampled region, dynamic compression is performed on the region again, which is the most similar to the region D t (a, b, l) in the previous frame. Area D t-1 (c, d, l) is searched and then the area converted from the searched area D t-1 (c, d, l) to contrast and brightness correction is the sampling area D within the margin of error T motton When it is similar to t (a, b, l), the motton flag of the memory is set to 1, and the position, contrast value, and brightness correction are stored.
그리고 샘플링 된 영역 Dt(a,b,l)에 대해서 상기 정적 압축과 동적 압축이 모두 실패하였을 때 비로소 프랙탈 압축과정을 실시하게 된다. 한편, 상기와 같은 종래 프랙탈 압축방법에 의해 압축된 영상을 복원할 때, 해당 프레임에 대해 정적 압축과정으로 압축된 영역에 대해서는 이전 프레임에서 같은 위치에 있는 같은 크기의 영역을 그대로 복사하고, 동적 압축과정에 의해 압축된 영역들에 대해서는 이전 프레임에서 Dt-1(c,d,l)을 발췌한 후 대비값과 밝기보정으로 변환하여 저장하며, 나머지의 플랙탈 압축과정으로 압축된 영역에 대해서는 이미 설정된 프랙탈 복원방법으로 복원한다. Then, when both the static compression and the dynamic compression fail for the sampled region D t (a, b, l), a fractal compression process is performed. On the other hand, when restoring an image compressed by the conventional fractal compression method as described above, for an area compressed by a static compression process for a corresponding frame, an area of the same size in the previous frame is copied as it is, and dynamic compression is performed. For the areas compressed by the process, D t-1 (c, d, l) is extracted from the previous frame, converted into contrast values and brightness correction, and stored, and the areas compressed by the remaining fractal compression process It is restored using the already established fractal restoration method.
그러나, 종래의 프랙탈 영상압축방법은 정적 압축과정에서 한계오차 Tcopy가 동적 압축방법과 프랙탈 압축방법에서의 한계오차 Tmotton 및 Tfractal 보다 아주 작은 값을 주고 있다. 이는, 정적 압축은 한 개의 영역만을 고려하고, 동적 압축이나 프랙탈 압축은 여러 개의 영역 중에서 가장 가까운 영역을 선택하기 때문에 같은 한계 오차값을 주게 되면 정적 압축과정의 오차와 동적 압축과정이나 프랙탈 압축과정의 오차의 차이가 아주 큰 경우가 발생하여 재생된 화면에서 영역의 경계선이 두드러지게 눈에 띄는 블록킹 효과(Blocking effect)가 자주 나타나기 때문이다.However, in the conventional fractal image compression method, the marginal error T copy in the static compression process gives much smaller values than the marginal error T motton and T fractal in the dynamic compression method and the fractal compression method. This is because static compression considers only one region, and dynamic compression or fractal compression selects the closest region among multiple regions. Therefore, if the same marginal error value is given, errors in static compression and dynamic compression or fractal compression This is because there is a case where a difference in error is very large, and a blocking effect in which a boundary line of an area is remarkably noticeable is frequently displayed in a reproduced screen.
전술한 블록킹 효과를 제거하기 위해서는 정적 압축과정에서의 한계오차 Tcopy 값을 Tmotton 이나 Tfractal에 비해 아주 작은 값으로 설정하여 해결할 수 있으나, 일반적으로 비디오 카메라로 촬영한 이미지는 움직이지 않는 배경부분에도 주변환경이나 촬영장치에서 발생하는 잡음들이 포함되어 있어서 Tcopy 값이 아주 작은 경우 시각적으로는 카피해도 별로 문제가 없는 영역들이 동적 압축과정이나 프랙탈 압축과정에 의해 압축 처리되므로 압축률이 현저히 나빠지게 되는 문제점이 발생한다. 그리고 마지막 처리단계인 프랙탈 압축과정은 같은 프레임에서 한계오차 내에 들어오는 크기가 2배인 유사한 영역이 존재하지 않을 경우 Tfractal 내에서 압축을 하지 못하게 되어 이미지의 질을 저하시키는 문제점이 있었다.In order to remove the blocking effect described above, the limit error in the static compression process can be solved by setting the T copy value to a very small value compared to T motton or T fractal , but in general, the image taken with a video camera does not move. Even if the T copy value is very small because it contains noises from the surrounding environment or the photographing device, the compression ratio is significantly deteriorated because areas that are not problematic even when copied visually are compressed by dynamic compression or fractal compression. The problem arises. In addition, in the last processing step, the fractal compression process has a problem in that compression is not possible within the T fractal when there is no similar region of twice the size that comes within the margin of error in the same frame, thereby degrading the image quality.
따라서, 본 발명의 목적은 정적 압축과정 중에 동적 압축과정 및 프랙탈 압축과정보다 카피할 수 있는 영역을 확장시킬 수 있도록 하여 압축률을 획기적으로 향상시키고, 동적압축 영역의 수를 줄임으로서 동영상의 화질을 개선시킬 수 있는 동영상 압축방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to improve the compression rate by dramatically expanding the copyable area than the dynamic compression process and the fractal compression process during the static compression process, and improve the video quality by reducing the number of dynamic compression areas. It provides a video compression method that can be done.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 정적압축단계와, 동적압축단계, 및 프랙탈압축단계를 포함하는 동영상 압축방법에 있어서, 프레임을 복수개의 단위영역(D)으로 분할하는 단위영역 분할단계와, 상기 프레임을 구성하는 복수개의 단위영역을 미리 지정된 숫자를 기준으로 인접한 위치의 단위영역끼리 결합시켜 상위영역(HD)을 형성하는 상위영역 설정단계와, 상기 상위영역 HDt(a,b,l)과, 이전 프레임에서 상기 상위영역 HDt(a,b,l)과 동일한 위치와 동일한 크기의 상위영역 HDt-1(a,b,l)을 비교하여 이전 상위영역 HDt-1(a,b,l)이 정적압축의 한계오차 내에서 상위영역 HDt(a,b,l)에 유사할 경우 메모리의 카피 플래그를 1로 하는 정적압축단계와, 정적압축을 실패한 영역에 대하여 단위영역 Dt(a,b,l)과, 이전 프레임에서 상기 단위영역 Dt(a,b,l)과 가장 유사한 영역 Dt-1(c,d,l)을 검색한 다음, 그 검색된 영역 Dt-1(c,d,l)을 대비 값과 밝기보정 값으로 변환한 영역이 동적압축의 한계오차 내에서 단위영역 Dt(a,b,l)과 유사할 경우 메모리의 모션 플래그를 1로 하는 동적압축단계, 및 정적압축과 동적압축을 실패한 영역에 대하여 프랙탈 압축방법으로 단위영역 Dt(a,b,l)을 프랙탈압축의 한계오차로 인코딩하는 프랙탈압축단계를 포함하는 동영상 압축방법을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention described above, in an embodiment of the present invention, in a video compression method including a static compression step, a dynamic compression step, and a fractal compression step, the frame is divided into a plurality of unit regions (D). A unit region division step of dividing, and an upper region setting step of combining a plurality of unit regions constituting the frame with unit regions at adjacent positions based on a predetermined number to form an upper region (HD), and the upper region HD t (a, b, l) and the upper region HD t-1 (a, b, l) of the same size and the same position as the upper region HD t (a, b, l) in the previous frame, and compared to the previous higher If the region HD t-1 (a, b, l) is similar to the upper region HD t (a, b, l) within the marginal error of static compression, the static compression step with the copy flag of memory as 1, and the static compression Searching for the unit area D t (a, b, l) and the unit areas in the previous frame D t (a, b, l) and D t-1 is most similar regions (c, d, l) with respect to the failed zone the Then, the area where the searched area D t-1 (c, d, l) is converted into contrast value and brightness correction value will be similar to the unit area D t (a, b, l) within the marginal error of dynamic compression. In the case of a dynamic compression step with a motion flag of memory as 1, and a fractal compression method for a region in which static compression and dynamic compression fail, fractal compression that encodes the unit region D t (a, b, l) as the marginal error of fractal compression It provides a video compression method comprising a step.
본 발명에 의하면, 배경의 변화가 많지 않은 동영상 이미지에서 유사영역의 카피 백 모드(Copy Back Mode)를 사용하여 정적압축과정 중 이전 프레임에서 카피할 수 있는 영역의 넓이를 확장시킬 수 있도록 하여 압축률을 획기적으로 향상시키고, 정적압축 영역의 수를 줄임으로서 동영상의 압축속도를 개선시킬 수 있다.According to the present invention, by using a copy back mode (Copy Back Mode) of a similar area in a video image with little background change, the area of the area that can be copied in the previous frame during the static compression process can be expanded to increase the compression rate. Dramatically improving and reducing the number of static compression areas can improve the compression speed of the video.
또한, 본 발명은 프랙탈 압축방법 뿐만 아니라 DCT를 기본으로 하는 압축 방법에도 사용될 수 있다.Further, the present invention can be used not only for a fractal compression method but also for a DCT-based compression method.
도 1 및 도 2는 프랙탈 압축방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 동영상 압축방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 동영상 압축방법을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining a fractal compression method.
3 is a flowchart illustrating a video compression method according to the present invention.
4 and 5 are diagrams for explaining a video compression method according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 동영상 압축률을 향상시키기 위한 동영상 압축방법(이하, '동영상 압축방법'이라 약칭함.)을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a video compression method (hereinafter referred to as 'video compression method') for improving the video compression rate according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 동영상 압축방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a video compression method according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 압축방법은 정적압축단계와, 동적압축단계, 및 프랙탈압축단계를 포함한다.Referring to FIG. 3, the video compression method according to the present invention includes a static compression step, a dynamic compression step, and a fractal compression step.
구체적으로, 본 발명에 따른 동영상 압축방법은 프레임을 복수개의 단위영역으로 분할하는 단위영역 분할단계(S100)와, 복수개의 단위영역을 인접한 위치의 단위영역끼리 결하시켜 상위영역을 형성하는 상위영역 설정단계(S200)와, 상위영역에 대해 이전 프레임에서 동일위치와 동일크기의 영역을 비교하여 이전 영역이 동적압축의 한계오차 내에서 상위영역과 유사할 경우 메모리의 카피 플래그를 1로 하는 상위 정적압축단계(S300)와, 상위 정적압축에 실패한 영역에 대해 이전 프레임에서 유사한 영역을 검색하고, 검색된 유사영역과의 동적압축의 한계오차 이내 인지를 확인하여 모션 플래그를 1로 하는 동적압축단계(S400), 및 상위 정적압축과 동적압축에 실패한 영역을 프랙탈 압축방법으로 압축하는 프랙탈압축단계(S500)를 포함한다.Specifically, in the video compression method according to the present invention, a unit region division step (S100) of dividing a frame into a plurality of unit regions, and setting an upper region to form a higher region by dividing a plurality of unit regions between unit regions at adjacent positions. In step S200, when the previous region is similar to the upper region within a limit error of dynamic compression by comparing regions of the same position and the same size in the previous frame with respect to the upper region, upper static compression with a copy flag of memory as 1 Step S300 and the dynamic compression step (S400) in which a motion flag is set to 1 by searching for a similar area in a previous frame for an area that has failed the upper static compression, and checking whether it is within a limit error of dynamic compression with the searched similar area (S400). And a fractal compression step (S500) of compressing the regions of the upper static compression and dynamic compression failures using the fractal compression method.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명하되, 압축대상이 되는 영상신호 중에서 t번째 프레임을 압축하는 과정을 일예로 하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail for each component, the process of compressing the t-th frame among the video signals to be compressed will be described as an example.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 압축방법은 단위영역 분할단계(S100)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the video compression method according to the present invention includes a unit region division step (S100).
상기 단위영역 분할단계(S100)는 프레임을 복수개의 단위영역(D)으로 분할하는 단계로, t번째 프레임을 서로 겹치지 않는 복수개의 단위영역(D)으로 분할한다. The unit region dividing step S100 is a step of dividing a frame into a plurality of unit regions D, and dividing the t-th frame into a plurality of unit regions D that do not overlap with each other.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 압축방법은 상위영역 형성단계(S200)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the video compression method according to the present invention includes an upper region forming step (S200).
상기 상위영역 형성단계(S200)는 도 4와 같이 t번째 프레임을 구성하는 복수개의 단위영역을 미리 지정된 숫자를 기준으로 인접한 위치의 단위영역끼리 결합시켜 상위영역(HD)을 형성하는 단계로, 상위영역은 단위영역에 비해 이전 프레임에서 카피할 수 있는 영역의 넓이를 확장시킨다. 여기서, 미리 지정된 숫자란 상위영역을 형성하는 단위영역의 숫자를 의미한다. The upper region forming step (S200) is a step of forming a higher region (HD) by combining a plurality of unit regions constituting the t-th frame between unit regions at adjacent positions based on a predetermined number as shown in FIG. The area expands the area of the area that can be copied in the previous frame compared to the unit area. Here, the predetermined number means the number of unit areas forming the upper region.
이러한 상위영역은 인접한 위치의 단위영역끼리 결합시켜 정사각형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 미리 지정된 숫자는 N2으로 지정될 수 있다. 예컨대, 미리 지정된 숫자는 22(4), 32(9), 42(16), 52(25), 62(36) 등으로 지정될 수 있다.It is preferable that these upper regions are formed in a square shape by combining unit regions of adjacent positions. To this end, a predetermined number may be designated as N 2 . For example, the predetermined number may be designated as 2 2 (4), 3 2 (9), 4 2 (16), 5 2 (25), 6 2 (36), and the like.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 압축방법은 상위 정적압축단계(S300)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the video compression method according to the present invention includes an upper static compression step (S300).
상기 상위 정적압축단계(S300)는 상위영역 형성단계를 통해 생성된 상위영역 HDt(a,b,l)과, 이전 프레임(Dt-1)에서 상기 상위영역 HDt(a,b,l)과 동일한 위치와 동일한 크기의 영역 HDt-1(a,b,l)을 비교하여 이전 영역 HDt-1(a,b,l)이 정적압축의 한계오차 내에서 상위영역 HDt(a,b,l)에 유사할 경우 메모리의 카피 플래그(copy flag)를 1로 하는 단계이다. The higher static compression step (S300) is HD t (a, b, l) an upper zone is created through the top region forming step and the previous frame (Dt-1) wherein the top part HD t (a, b, l) in Compared to the area HD t-1 (a, b, l) of the same location and the same size, the previous area HD t-1 (a, b, l) is within the marginal error of static compression, and the upper area HD t (a, b, l), it is a step of making the copy flag of the
여기서, HDt(a,b,l)는 t번째 프레임에서 북서쪽 꼭지점의 위치가 (a,b)이고 한 변의 크기가 l인 정사각형을 나타내는 것으로 가정한 것이다.Here, HD t (a, b, l) is assumed to represent a square where the position of the northwestern vertex is (a, b) and the size of one side is l in the t-th frame.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 압축방법은 동적압축단계(S400)를 포함한다. 3, the video compression method according to the present invention includes a dynamic compression step (S400).
상기 동적압축단계(S400)는 상위 정적압축을 실패한 영역에 대하여 단위영역 Dt(a,b,l)과, 이전 프레임(Dt-1)에서 상기 단위영역 Dt(a,b,l)과 가장 유사한 영역 Dt-1(c,d,l)을 검색한 다음, 그 검색된 영역 Dt-1(c,d,l)을 대비 값과 밝기보정 값으로 변환한 영역이 동적압축의 한계오차 내에서 단위영역 Dt(a,b,l)과 유사할 경우 메모리의 모션 플래그(motion flag)를 1로 하는 단계로, 그 위치, 대비 값, 밝기보정 값을 저장한다. 이때, 상위 정적압축에 실패한 상위영역은 다시 단위영역으로 분할된 후 동적압축이 진행된다.The dynamic compression step (S400) is a unit region to the area fails to higher static compression D t (a, b, l) and the unit areas in the previous frame (Dt-1) D t ( a, b, l) and The area where the most similar area D t-1 (c, d, l) is searched and then the searched area D t-1 (c, d, l) is converted into a contrast value and a brightness correction value is the marginal error of dynamic compression. In the case where it is similar to the unit region D t (a, b, l), the motion flag of the memory is set to 1, and the position, contrast value, and brightness correction value are stored. At this time, the upper region that has failed upper static compression is divided into unit regions again, and then dynamic compression is performed.
본 발명에 따른 동영상 압축방법은 상위 정적압축단계(S300)와 동적압축단계(S400) 사이에 하위 정적압축단계(S350)를 더 포함할 수 있다. The video compression method according to the present invention may further include a lower static compression step (S350) between the upper static compression step (S300) and the dynamic compression step (S400).
상기 하위 정적압축단계(S350)는 상위 정적압축을 실패한 영역에 대하여 단위영역 Dt(a,b,l)과, 이전 프레임(Dt-1)에서 상기 단위영역 Dt(a,b,l)과 동일한 위치에 있는 동일한 크기의 영역 Dt-1(a,b,l)을 비교하여 이전 영역 Dt-1(a,b,l)이 동적압축의 한계오차 내에서 단위영역 Dt(a,b,l)에 유사할 경우 메모리의 카피 플래그를 1로 하는 단계이다. 이때, 상위 정적압축에 실패한 상위영역은 다시 단위영역으로 분할된 후 정적압축이 진행된다.In the lower static compression step (S350), the unit region D t (a, b, l) and the previous region (Dt-1) of the unit region D t (a, b, l) in the region where the upper static compression has failed. The area D t-1 (a, b, l) of the same size at the same position as that of the previous area D t-1 (a, b, l) is compared to the unit area D t (a When it is similar to, b, l), it is a step of making the copy flag of the
이러한 하위 정적압축단계(S350)는 단위영역 Dt(a,b,l)과 이전 프레임의 영역 Dt-1(a,b,l)이 정적압축 한계오차(Tcopy)를 넘어서더라도 그 한계오차 값을 모두 메모리에 저장하는 제1 과정(S355)을 포함할 수 있다.In the lower static compression step (S350), even if the unit area D t (a, b, l) and the previous frame area D t-1 (a, b, l) exceed the static compression limit error (T copy ), the limit A first process (S355) of storing all error values in the memory may be included.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 압축방법은 프랙탈압축단계(S500)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the video compression method according to the present invention includes a fractal compression step (S500).
상기 프랙탈압축단계(S500)는 상위 정적압축과 동적압축을 실패한 영역에 대하여 프랙탈 압축방법으로 단위영역 Dt(a,b,l)을 프랙탈압축의 한계오차로 인코딩하는 단계이다.The fractal compression step (S500) is a step of encoding a unit region D t (a, b, l) as a marginal error of fractal compression by a fractal compression method for regions in which upper static compression and dynamic compression fail.
본 발명에 따른 동영상 압축방법은 샘플링 보완단계(S600)를 더 포함할 수 있다. The video compression method according to the present invention may further include a sampling supplementary step (S600).
상기 샘플링 보완단계(S600)는 모든 압축과정이 모두 진행된 프랙탈압축단계(S500) 이후 그 압축된 영상의 압축코드를 복원하여 이미지를 복원시키는 복원과정(S610)과, 복원된 영상에서 하위 정적압축과정이 아닌 동적압축 및 프랙탈압축에 의해 압축된 영역들을 발췌하고 그 발췌된 영역과 원래의 영역을 비교하여 오차(T오차)를 연산하며, 상기 연산된 오차(T오차)와 전술한 제1 과정에서 메모리에 저장된 한계오차(Tcopy)를 비교하는 오차 비교과정(S620)과, 상기 오차 비교과정에서의 비교결과 새로 연산된 T오차가 이전의 한계오차(Tcopy)보다 클 경우 해당 영역에 대해서 이전 프레임의 같은 위치의 영역을 카피한 후 메모리의 해당 카피 플래그를 1로 리셋하는 리셋과정(S630), 및 상기 리셋과정에서 새로이 정적압축단계에 의해 압축된 영역들에 대해서는 동적압축단계 및 프랙탈압축단계에서 만들어진 압축코드를 모두 삭제하는 압축코드 삭제과정(S640)을 포함하여 구성된다.The sampling supplementary step (S600) is a restoration process (S610) of restoring an image by restoring the compressed code of the compressed image after the fractal compression step (S500) in which all compression processes have been performed, and a lower static compression process in the restored image. Instead of extracting the regions compressed by dynamic compression and fractal compression and comparing the extracted region with the original region, an error (T error ) is calculated, and the calculated error (T error ) and the first process described above The error comparison process (S620) for comparing the marginal error (T copy ) stored in the memory, and when the newly calculated T error is greater than the previous limit error (T copy ) as a result of the comparison in the error comparison process, transfers to the corresponding area A reset process (S630) of resetting a corresponding copy flag of the memory to 1 after copying an area at the same position of the frame, and dynamic compression and fractal compression for regions newly compressed by the static compression step in the reset process It comprises a compressed code deletion process (S640) to delete all of the compressed code created in.
구체적으로, 상기 프랙탈압축단계(S500) 이후, t번째 프레임에 대한 모든 압축과정이 종료되면, 압축된 t프레임을 다시 복원시켜 이미지를 생성하고, 그 생성된 이미지에서 하위 정적압축방법에 의해 압축되지 않은 영역들에 대해서 그 이전 프레임(t-1)의 동일위치 영역들과 비교하여 오차를 연산한다.Specifically, after all of the compression process for the t-th frame is completed after the fractal compression step (S500), an image is generated by restoring the compressed t-frame again, and the generated image is not compressed by the lower static compression method. For the areas that are not, the error is calculated by comparing with the co-located areas of the previous frame t-1.
상기 연산된 오차(T오차)와 메모리에 저장되어 있는 한계오차(Tcopy)를 비교하여 새로 연산된 오차(T오차)가 크면 해당 영역에 대해서 하위 정적압축단계를 실시하여 이전 프레임에 존재하는 같은 위치의 영역을 현재의 이미지에 삽입하고, 메모리의 플래그를 카피 플래그로 리셋한다. If the newly calculated error (T error ) is large by comparing the calculated error (T error ) and the marginal error (T copy ) stored in the memory, a lower static compression step is performed for the area, and the same error exists in the previous frame. The area of the position is inserted into the current image, and the flag of the memory is reset to the copy flag.
예를 들어, t번째 프레임을 모두 압축한 후 복원한 이미지를 영역으로 구분한 결과 도 4에 도시된 바와 같이 M1~M15영역이 동적압축 되었으며, F1~F21이 프랙탈 압축되었다고 가정할 때, 정적압축 되지 않은 다른 영역(M1~M15,F1~F21)들에 대해서 원상태의 이미지와의 비교결과 얻어진 오차(T오차) 값이 압축 시 메모리에 저장되어 있는 한계오차(Tcopy)보다 큰 영역들이 M2~4, M7~10, F7~F12이면, 상기 영역(M2~4,M7~10,F7~F12)들에 대해서 하위 정적압축을 실시하여 해당 영역의 위치에 이전 프레임의 동일위치 영역을 카피하여 삽입하고, 메모리의 플래그를 카피 플래그로 리셋한다. For example, as a result of dividing the reconstructed image into regions after compressing all t-th frames, as shown in FIG. 4, assuming that regions M1 to M15 are dynamically compressed and F1 to F21 are fractal compressed, static compression is performed. For the other areas (M1 to M15, F1 to F21), areas where the error (T error ) value obtained as a result of comparison with the original image is greater than the limit error (T copy ) stored in memory during compression are M2 to 4, M7 ~ 10, F7 ~ F12, lower static compression is applied to the areas (M2 ~ 4, M7 ~ 10, F7 ~ F12), and the same position area of the previous frame is copied and inserted into the area Then, the memory flag is reset to the copy flag.
도 5는 본 발명의 동영상 압축방법에 의해 t번째 프레임이 압축된 결과를 나타내는 도면으로, 기존에 프랙탈 압축과정에 의해 압축된 영역(F7~F12)과 동적압축과정에 의해 압축된 영역(M2~4,M7~10)이 다시 정적압축과정에 의해 압축(C)된 것을 알 수 있다.5 is a view showing the results of the t-th frame compressed by the video compression method of the present invention, the regions compressed by the conventional fractal compression process (F7 to F12) and the regions compressed by the dynamic compression process (M2 to 4, M7 ~ 10) can be seen that the compression (C) by the static compression process again.
전술한 바와 같이, 프랙탈압축 및 동적압축 된 영역을 정적압축으로 실시하게되면 그만큼 영상의 압축률을 향상시킬 수 있게 된다. As described above, if the fractal compressed and dynamic compressed regions are subjected to static compression, it is possible to improve the compression ratio of the image.
결과적으로, 본 발명은 고화질 또는 배경의 움직임이 비교적 적은 동영상 압축에서 압축률을 획기적으로 향상시키고 복원된 이미지의 질을 향상시키게 된다.As a result, the present invention significantly improves the compression rate and improves the quality of the reconstructed image in video compression with high definition or relatively little motion in the background.
그 이유는 화질을 높일수록 Tcopy 값을 적게 주어야 되며 Tcopy 값이 적을수록 최종과정에서 동적압축 및 프랙탈압축으로 압축되었던 영역들이 정적압축에 의한 영역으로 환원되는 수가 많아지기 때문이다.The reason for this is because the higher the image quality should reduce the T values and copy copy T value, the lower the more the number of the areas that were compressed with dynamic compression and fractal compression in the final process of being returned to the region by the static compression.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.
Claims (5)
프레임을 복수개의 단위영역(D)으로 분할하는 단위영역 분할단계;
상기 단위영역에 비해 이전 프레임에서 카피할 수 있는 영역의 넓이가 확장되도록 상기 프레임을 구성하는 복수개의 단위영역을 4, 9, 16, 25, 36 중 어느 하나로 미리 지정된 숫자를 기준으로 인접한 위치의 단위영역끼리 결합시켜 상위영역(HD)을 형성하는 상위영역 설정단계;
상기 상위영역 HDt(a,b,l)과, 이전 프레임에서 상기 상위영역 HDt(a,b,l)과 동일한 위치와 동일한 크기의 영역 HDt-1(a,b,l)을 비교하여 이전 영역 HDt-1(a,b,l)이 정적압축의 한계오차 내에서 상위영역 HDt(a,b,l)에 유사할 경우 메모리의 카피 플래그를 1로 하는 상위 정적압축단계;
상위 정적압축에 실패한 상위영역은 다시 단위영역으로 분할하며, 상위 정적압축을 실패한 영역에 대하여 단위영역 Dt(a,b,l)과, 이전 프레임에서 상기 단위영역 Dt(a,b,l)과 동일한 위치에 있는 동일한 크기의 영역 Dt-1(a,b,l)을 비교하여 이전 영역 Dt-1(a,b,l)이 동적압축의 한계오차 내에서 단위영역 Dt(a,b,l)에 유사할 경우 메모리의 카피 플래그를 1로 하는 하위 정적압축단계;
상위 정적압축을 실패한 영역에 대하여 단위영역 Dt(a,b,l)과, 이전 프레임에서 상기 단위영역 Dt(a,b,l)과 가장 유사한 영역 Dt-1(c,d,l)을 검색한 다음, 그 검색된 영역 Dt-1(c,d,l)을 대비 값과 밝기보정 값으로 변환한 영역이 동적압축의 한계오차 내에서 단위영역 Dt(a,b,l)과 유사할 경우 메모리의 모션 플래그를 1로 하는 동적압축단계; 및
상위 정적압축과 동적압축을 실패한 영역에 대하여 프랙탈 압축방법으로 단위영역 Dt(a,b,l)을 프랙탈압축의 한계오차로 인코딩하는 프랙탈압축단계를 포함하는 동영상 압축방법.In the video compression method comprising a static compression step, a dynamic compression step, and a fractal compression step,
A unit region division step of dividing the frame into a plurality of unit regions (D);
A unit of a position adjacent to a plurality of unit areas constituting the frame, based on a predetermined number of 4, 9, 16, 25, and 36, so that the area of the area that can be copied in the previous frame is expanded compared to the unit area. An upper region setting step of combining regions to form an upper region HD;
The upper region HD t (a, b, l) and, compared to the higher area HD t (a, b, l) and region HD t-1 (a, b , l) of the same size and the same position in the previous frame Thus, if the previous region HD t-1 (a, b, l) is similar to the upper region HD t (a, b, l) within the marginal error of static compression, the upper static compression step of setting the copy flag of the memory to 1;
The top part failed the parent static compression and re-divided into unit areas, the unit area D t to the area fails to higher static compression (a, b, l) and the unit areas in the previous frame D t (a, b, l ) and the previous region D t-1 (a, b , l) D is the unit within the limits error of the dynamic compression zone t by comparing the D t-1 region of the same size (a, b, l) in the same location ( If similar to a, b, l), a lower static compression step with a copy flag of memory as 1;
The area D t-1 (c, d, l) that is most similar to the unit area D t (a, b, l) in the previous static compression region and the unit area D t (a, b, l) in the previous frame. ), And then the converted area D t-1 (c, d, l) is converted into a contrast value and a brightness correction value, and the unit area D t (a, b, l) is within the limit error of dynamic compression. If similar to the dynamic compression step of setting the motion flag of the memory to 1; And
A video compression method comprising a fractal compression step of encoding a unit region D t (a, b, l) as a marginal error of fractal compression as a fractal compression method for a region that has failed upper static compression and dynamic compression.
단위영역 Dt(a,b,l)과 이전 프레임의 영역 Dt-1(a,b,l)이 정적압축 한계오차(Tcopy)를 넘어서더라도 그 한계오차 값을 모두 메모리에 저장하는 제1 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 압축방법.The method of claim 1, wherein the lower static compression step
Even if the unit area D t (a, b, l) and the previous frame area D t-1 (a, b, l) exceed the static compression limit error (T copy ), the limit error value is stored in memory. A video compression method comprising one step.
압축된 영상의 압축코드를 복원하여 이미지를 복원시키는 복원과정;
복원된 영상에서 하위 정적압축과정이 아닌 동적압축 및 프랙탈압축에 의해 압축된 영역들을 발췌하고 그 발췌된 영역과 원래의 영역을 비교하여 오차(T오차)를 연산하며, 상기 연산된 오차(T오차)와 상기 제1 과정에서 메모리에 저장된 한계오차(Tcopy)를 비교하는 오차 비교과정;
상기 오차 비교과정에서의 비교결과 새로 연산된 T오차가 이전의 한계오차(Tcopy)보다 클 경우 해당 영역에 대해서 이전 프레임의 같은 위치의 영역을 카피한 후 메모리의 해당 카피 플래그를 1로 리셋하는 리셋과정; 및
상기 리셋과정에서 새로이 정적압축단계에 의해 압축된 영역들에 대해서는 동적압축단계 및 프랙탈압축단계에서 만들어진 압축코드를 모두 삭제하는 압축코드 삭제과정을 포함하여 구성된 샘플링 보완단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 압축방법. According to claim 4, After the fractal compression step (S500)
A restoration process of restoring an image by restoring the compressed code of the compressed image;
In the reconstructed image, the regions compressed by dynamic compression and fractal compression, not the lower static compression process, are extracted, and the extracted region and the original region are compared to calculate an error (T error ), and the calculated error (T error) ) And the error comparison process of comparing the marginal error (T copy ) stored in the memory in the first process;
As a result of the comparison in the error comparison process, when the newly calculated T error is larger than the previous limit error (T copy ), after copying the area at the same position of the previous frame for the area, the corresponding copy flag in the memory is reset to 1 Reset process; And
In the reset process, for regions newly compressed by the static compression step, further comprising a sampling supplementary step comprising a compression code deletion process that deletes all the compression codes created in the dynamic compression step and the fractal compression step. Video compression method.
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