KR19980036116A - Variable Block Motion Estimation and Compensation Method Using Tree Erase Algorithm and Its Apparatus - Google Patents

Variable Block Motion Estimation and Compensation Method Using Tree Erase Algorithm and Its Apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR19980036116A
KR19980036116A KR1019960054606A KR19960054606A KR19980036116A KR 19980036116 A KR19980036116 A KR 19980036116A KR 1019960054606 A KR1019960054606 A KR 1019960054606A KR 19960054606 A KR19960054606 A KR 19960054606A KR 19980036116 A KR19980036116 A KR 19980036116A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
block
tree
node
motion
unit
Prior art date
Application number
KR1019960054606A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100203286B1 (en
Inventor
천강욱
Original Assignee
김광호
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김광호, 삼성전자 주식회사 filed Critical 김광호
Priority to KR1019960054606A priority Critical patent/KR100203286B1/en
Publication of KR19980036116A publication Critical patent/KR19980036116A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100203286B1 publication Critical patent/KR100203286B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/57Motion estimation characterised by a search window with variable size or shape
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/96Tree coding, e.g. quad-tree coding

Abstract

본 발명은 가변 블록의 운동 보상 및 부호화를 위한 방법과 그 장치에 관한 것으로서, 영상의 전체적인 특성뿐만 아니라, 국부적인 특성을 효과적으로 반영할 수 있는 새로운 방식의 가변블럭 운동 추정 및 보상 방법과 그 장치를 제공하기 위하여 부호화 및 운동 보상을 위한 영상 블록의 적절한 크기를 설정하는데 영상의 국부적인 특성을 반영하도록 하기 위하여 영상 블록을 쿼드 트리 방식으로 분할하여 형성된 쿼드 트리와 상기 쿼드 트리에서 열화비가 최소인 노드들을 제거해 나가는 트리 소거 알고리듬을 이용한 가변 블록의 운동 추정 및 보상 방법과 그 장치를 제공한다.The present invention relates to a method and apparatus for motion compensation and encoding of a variable block, and a novel method and apparatus for estimation and compensation of variable block motion that can effectively reflect not only the overall characteristics of an image but also local characteristics. In order to provide an appropriate size of an image block for encoding and motion compensation, a quad tree formed by dividing an image block in a quad tree scheme to reflect local characteristics of the image and nodes having a minimum degradation ratio in the quad tree are provided. The present invention provides a method and apparatus for motion estimation and compensation of a variable block using an eliminating tree cancellation algorithm.

Description

트리 소거 알고리즘을 이용한 가변블럭 운동 추정 및 보상 방법과 그 장치Variable Block Motion Estimation and Compensation Method Using Tree Erase Algorithm and Its Apparatus

본 발명은 가변블럭의 운동 추정 및 부호화 방법과 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for motion estimation and encoding of a variable block.

최근 들어 동화상을 효율적으로 전송 또는 저장하기 위한 여러 가지 동화상 부호화 기법들이 제안되고 있으며, MPEG 등과 같은 표준 알고리즘이 채택되었다. 이러한 동화상 부호화 기법들은 대부분 움직임 보상 기법과 변환 부호화 기법을 접목한 하이브리드 형태로 구성되어 있다. 즉, 움직임 보상을 통하여 동화상의 시간축으로의 중복성을 제거하고, 움직임 보상된 차신호에 대해서 변환 부호화를 적용함으로써 공간 영역에서의 상관 관계를 제거한다. 이러한 하이브리드 형태의 동화상 부호화 기법에서 부호기의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소는 동화상의 시간축으로의 중복성을 제거하는 운동 보상 장치이다. 일반적인 동화상 부호화기는 고정된 크기의 블록 단위로 블록 정합과 같은 운동 추정 기법을 통해 운동을 추정 및 보상한다. 즉, 영상을 K×K 크기의 블록들로 분할하고 K×K 크기의 블록에 대하여 블록 정합과 같은 운동 예측 기법을 이용하여 각 블록의 운동을 추정 및 보상한다. 그러나, 일반적으로 동화상에서의 물체의 움직임은 물체마다 각각 독립적이며, 매우 복잡한 운동 특성을 나타낸다. 따라서 고정된 크기의 블록들로 영상을 분할하면 블록내에는 여러 가지 복잡한 운동을 가지는 물체들이 포함될 가능성이 있으며, 이로 인하여 각 블록에 대한 운동 추정 및 보상 성능이 매우 저하되는 단점이 있다.Recently, various moving picture coding techniques have been proposed for efficiently transmitting or storing moving pictures, and standard algorithms such as MPEG have been adopted. Most of these moving picture coding methods are composed of a hybrid form in which a motion compensation method and a transform coding method are combined. That is, the motion compensation eliminates the redundancy of the moving image in the time axis, and the transform coding is applied to the motion compensated difference signal to remove the correlation in the spatial domain. The most important factor that determines the performance of an encoder in such a hybrid video encoding technique is a motion compensation device that removes redundancy in the time axis of the video. A typical moving picture coder estimates and compensates motion by using a motion estimation technique such as block matching in units of fixed size blocks. That is, the image is divided into blocks of size K × K, and motion of each block is estimated and compensated using a motion prediction technique such as block matching for blocks of size K × K. In general, however, the motion of an object in a moving picture is independent of each object, and exhibits very complex motion characteristics. Therefore, if the image is divided into fixed sized blocks, there is a possibility that objects having various complex motions are included in the block, which causes the motion estimation and compensation performance of each block to be very degraded.

상기한 고정블럭 운동 추정 및 보상 기법의 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 블록의 크기를 운동의 복잡성에 따라서 가변적으로 분할하여 운동 추정 및 보상을 수행하는 가변블럭 운동보상 기법들이 제안되었다.As a method for solving the problems of the fixed block motion estimation and compensation method, variable block motion compensation techniques have been proposed to perform motion estimation and compensation by variably dividing the block size according to the complexity of the motion.

도1은 일반적인 가변 블록 운동 추정 방법의 흐름도이다. 먼저, 영상이 N×N 크기의 블록으로 분할되어 입력된다. 입력된 N×N 블록에 대해서 블록 정합을 이용하여 운동을 추정하고 운동 보상 오차를 계산한다(단계 100). 운동 보상 오차가 정해진 한계오차값(E)보다 큰 가를 판단한다(단계 110). 상기 단계에서 운동 보상 오차가 정해진 한계오차값보다 큰 경우 이 블록을 4개의 N/2×N/2 블록으로 분할한다(단계 120). 상기 단계에서 운동 보상 오차가 정해진 한계오차값보다 작은 경우 운동 추정을 종료한다. 단계 120에서 블록이 분할되었다면 분할된 블록의 크기가 정해진 한계블럭크기값(B)보다 큰 가를 판단한다(단계 130). 상기 단계에서 분할된 블록의 크기가 정해진 한계블럭크기값(B)보다 크면, 운동을 추정하고 운도 보상 오차를 계산하는 단계(단계 100) 및 운동 보상 오차가 정해진 한계오차값(E)보다 큰가를 판단하여(단계 110) 큰 경우, 블록을 더 세분하여 분할하는 단계(단계 120)를 반복한다. 상기 과정은 단계 130에 의하여 분할된 블록의 크기가 정해진 한계블럭크기값(B)보다 작을 때까지 반복된다. 즉, 종래 방법은 N×N 크기의 블록을 쿼드트리 형태로 계속적으로 분할해가면서 가변 블록 운동 추정 및 보상이 수행된다. 이러한 쿼드트리 형태의 가변 블록 운동 추정 방법에서 가장 중요한 것은 각 블록에 대하여 더 이상의 분할을 할 것인가를 결정하는 것이다. 즉, 각 블록의 운동 보상 오차의 한계오차값(E)을 정하는 것이다. 종래의 가변블럭 운동 보상 방법에서는 여러 가지 영상에 대한 실험을 바탕으로 한 경험적인 방법으로 이러한 한계오차값(E)을 정한다. 그러나, 이러한 경험적인 방법으로는 영상의 전체적인 특성 및 국부적인 운동 특성을 효과적으로 반영할 수 없으며, 따라서 운동 보상 성능에 한계를 갖는다. 최근에는 보다 효과적인 가변블럭 운동 추정을 위하여 운동 추정 오차 뿐만 아니라, 동벡터에 소요되는 비트량을 고려한 방식들이 제안되었다. 이 방식에서는 Lagrange 계수를 이용하여 운동 오차와 비트량을 동시에 고려한 새로운 비교 함수를 정의하고, 각 블록의 분할에 따른 비교 함수의 변화비를 이용하여 각 블록의 분할 여부를 결정한다. 그러나, 이러한 방식 역시 실험적인 방식에 의하여 Lagrange 계수를 결정하므로 최적의 운동 추정 성능을 기대할 수 없는 단점이 있다.1 is a flowchart of a general variable block motion estimation method. First, an image is divided into N × N sized blocks and inputted. The motion is estimated using the block matching for the input N × N block and the motion compensation error is calculated (step 100). It is determined whether the exercise compensation error is larger than the predetermined limit error value E (step 110). If the motion compensation error is larger than the predetermined threshold error value in the step, the block is divided into four N / 2 × N / 2 blocks (step 120). In this step, if the motion compensation error is smaller than the predetermined threshold error value, the motion estimation is terminated. If the block is divided in step 120, it is determined whether the size of the divided block is larger than the predetermined limit block size value B (step 130). If the size of the block divided in the above step is larger than the predetermined limit block size value (B), the step of estimating the motion and calculating the compensation compensation error (step 100) and whether the motion compensation error is larger than the predetermined limit error value (E) If it is determined (step 110) and large, the step of dividing and dividing the block further (step 120) is repeated. The process is repeated until the size of the block divided by step 130 is smaller than the predetermined limit block size value (B). That is, in the conventional method, variable block motion estimation and compensation are performed while continuously dividing an N × N block into a quadtree. The most important thing in the quadtree type variable block motion estimation method is to determine whether to perform further partitioning for each block. That is, the limit error value E of the motion compensation error of each block is determined. In the conventional variable block motion compensation method, the limit error value E is determined by an empirical method based on experiments on various images. However, this empirical method cannot effectively reflect the overall characteristics and the local motion characteristics of the image, and thus has a limitation in the performance of motion compensation. Recently, in order to more effectively estimate the variable block motion, methods that consider not only the motion estimation error but also the amount of bits required for the motion vector have been proposed. In this method, the Lagrange coefficient is used to define a new comparison function that considers the motion error and the bit amount at the same time, and determines whether to partition each block using the change ratio of the comparison function according to the partitioning of each block. However, since this method also determines the Lagrange coefficient by experimental method, there is a drawback that the optimal motion estimation performance cannot be expected.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 단점을 보완하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 운동 보상 및 변환부호화 방식이 접목된 하이브리드 형태의 동화상의 부호화/복호화 알고리즘에서 운동 보상 성능을 향상시키기 위하여, 영상의 전체적인 특성 뿐만 아니라, 국부적인 특성을 효과적으로 반영할 수 있는 새로운 방식의 가변블럭 운동 추정 및 보상 방법과 그 장치를 제공하는데 있다.The present invention is to compensate for the shortcomings of the prior art as described above, and an object of the present invention is to improve the motion compensation performance in the coding / decoding algorithm of a moving picture of a hybrid type in which a motion compensation and a transform encoding scheme are combined. The present invention provides a novel method and apparatus for estimating and compensating for variable block motion that can effectively reflect local characteristics as well as local characteristics.

본 발명의 또 다른 목적은 부호화 및 운동 보상을 위한 영상 블록의 적절한 크기를 설정하는데 영상의 국부적인 특성을 반영하도록 하기 위하여 영상 블록을 쿼드 트리 방식으로 분할하여 형성된 쿼드 트리와 상기 쿼드 트리에서 열화비가 최소인 노드들을 제거해 나가는 트리 소거 알고리듬을 이용한 가변 블록의 운동 추정 및 보상 방법과 그 장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to set a proper size of an image block for encoding and motion compensation in order to reflect local characteristics of the image. The present invention provides a method and apparatus for estimating and compensating motion of a variable block using a tree erasing algorithm for removing minimum nodes.

도1은 일반적인 가변 블록 운동 추정 방법의 흐름도,1 is a flow chart of a general variable block motion estimation method;

도2는 입력 영상에 대한 영상 분할을 설명하는 도면,2 is a diagram illustrating image segmentation for an input image;

도3은 도2에서 도시된 영상 분할에 상응하는 쿼드 트리 생성을 설명하는 도면,3 is a diagram illustrating quad tree generation corresponding to the image segmentation shown in FIG. 2;

도4는 전체 영상이 N/16×N/16크기까지의 블록들로 분할된 대칭 쿼드 트리를 N×N 크기의 레벨부터 보여주는 도면,4 is a diagram showing a symmetric quad tree whose entire image is divided into blocks of size N / 16 × N / 16 starting from an N × N level;

도5는 도4에서 표시된 열화비가 최소인 중간 노드를 제거하여 생성된 비대칭 쿼드 트리를 보여주는 도면,FIG. 5 is a view illustrating an asymmetric quad tree generated by removing an intermediate node having a minimum degradation ratio shown in FIG. 4; FIG.

도6은 최종적으로 생성된 비대칭 쿼드 트리를 보여주는 도면,6 shows a finally generated asymmetric quad tree;

도7은 도6의 비대칭 쿼드 트리의 각 터미널 노드에 해당하는 영상 블록을 보여주는 도면,FIG. 7 is a diagram illustrating an image block corresponding to each terminal node of the asymmetric quad tree of FIG. 6;

도8은 본 발명에 의한 트리 소거 알고리즘을 이용한 가변블럭 운동 추정 및 보상 장치의 블록 구성도,8 is a block diagram of a variable block motion estimation and compensation device using a tree cancellation algorithm according to the present invention;

도9는 도8의 트리소거부의 상세 구성도.9 is a detailed configuration diagram of the tree eraser of FIG. 8;

* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

80 : 영상분할부81 : 블록분할부80: image segmentation unit 81: block division unit

82 : 쿼드트리 구성부83 : 블록정합부82: quadtree configuration unit 83: block matching unit

84 : 트리소거부85 : 부호화부84: tree eraser 85: encoder

86 : 운동 보상부90 : 노드선택부86: motion compensation unit 90: node selection unit

91 : 서브트리 제거부92 : 열화비 갱신부91: subtree removing unit 92: deterioration ratio updating unit

93 : 반복제어부93: repeat control unit

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가변 블록의 운동 추정 및 부호화 방법에 있어서, 입력 영상을 N×N 화소 크기로 분할 한 후, 각 N×N 블록을 기 설정된 최소 크기의 블록까지 쿼드 트리 형식으로 분할하여 대칭 쿼드 트리를 생성하는 제 1단계; 상기 제 1단계에서 생성된 쿼드 트리에서 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하는 제 2단계; 상기 제 2단계에서 선택된 중간 노드를 루트 노드로 하는 서브트리를 쿼드 트리로부터 제거하는 제 3단계; 상기 제 3단계에서 제거된 중간 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하는 제 4단계; 상기 제 3단계에서 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비를 합하여 기설정된 기준값보다 작은 지를 판단하여 작은 경우, 트리 소거를 중단하고, 그렇지 않은 경우 상기 제 2단계, 제 3단계, 제 4단계의 과정을 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기설정된 기준값보다 작을 때까지 반복하는 제 5단계; 및 상기 제 5단계에 의하여 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기설정된 기준값보다 작으면 생성된 비대칭 쿼드 트리의 터미널 노드들에 해당하는 크기로 영상 분할하여 부호화 및 운동 보상하는 제 6단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 추정 및 부호화 방법을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention in the motion estimation and encoding method of a variable block, after dividing the input image into N × N pixel size, each N × N block is a predetermined minimum size A first step of generating a symmetric quad tree by dividing into blocks of a quad tree format; A second step of selecting an intermediate node having a minimum degradation ratio in the quad tree generated in the first step; A third step of removing from the quad tree the subtree having the intermediate node selected in the second step as a root node; A fourth step of updating the deterioration ratios of upper nodes of the intermediate node removed in the third step; The sum of the degradation ratios of all the terminal nodes of the asymmetric quad tree generated in the third step is determined to be smaller than a predetermined reference value, and when it is small, the tree erasing is stopped. Otherwise, the second, third and fourth steps are canceled. A fifth step of repeating the process of step until the sum of degradation ratios of all terminal nodes of the generated asymmetric quad tree is less than a predetermined reference value; And if the sum of deterioration ratios of all terminal nodes of the asymmetric quad tree generated by the fifth step is less than a predetermined reference value, image segmentation is performed to encode and compensate for the image by the size corresponding to the terminal nodes of the generated asymmetric quad tree. A motion estimation and encoding method of a variable block using a tri erasure algorithm, characterized in that it comprises a sixth step.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가변블럭의 운동 추정 및 부호화 장치에 있어서, 입력 영상을 N×N 크기의 블록들로 분할하는 영상분할부; 상기 영상분할부에 의하여 생성된 N×N 크기의 블록을 기 설정된 최소 크기의 블록까지 쿼드트리방식으로 분할하는 블록분할부; 상기 블록분할부에 의하여 분할된 블록들의 데이터 구조로서 쿼드트리를 구성하는 쿼드트리 구성부; 상기 쿼드트리의 모든 노드들에 대하여 운동 추정 오차를 계산하는 블록 정합부; 상기 블록 정합부에 의하여 계산된 운동 추정 오차를 이용하여 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하여 제거하고, 제거된 중간 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하며 이를 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기준값보다 작은 쿼드 트리를 생성할 때까지 반복하는 트리소거부; 상기 트리소거부에 의하여 생성된 비대칭 쿼드트리의 터미널 노드에 해당하는 크기의 블록들로 영상을 분할하여 부호화하는 부호화부; 및 상기 트리소거부에 의하여 생성된 비대칭 쿼드트리의 터미널 노드에 해당하는 크기의 블록들로 영상을 분할하여 운동 보상하는 운동보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 보상 및 부호화 장치를 제공한다.In addition, to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for motion estimation and encoding of a variable block, comprising: an image splitter for dividing an input image into blocks of size N × N; A block dividing unit dividing the N × N size block generated by the image dividing unit into a quadtree method up to a predetermined minimum size block; A quadtree configuration unit constituting a quadtree as a data structure of blocks divided by the block division unit; A block matching unit for calculating a motion estimation error for all nodes of the quadtree; By using the motion estimation error calculated by the block matching unit, the intermediate node having the minimum degradation ratio is selected and removed, the degradation ratio of the upper nodes of the removed intermediate node is updated, and the sum of the degradation ratios of all terminal nodes is a reference value. A tree eraser which repeats until a smaller quad tree is generated; An encoder for dividing and encoding an image into blocks having sizes corresponding to terminal nodes of the asymmetric quadtree generated by the tree eraser; And a motion compensation unit for compensating for motion by dividing an image into blocks having a size corresponding to a terminal node of an asymmetric quadtree generated by the tree erasing unit. Provided is an encoding device.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭 운동 추정 및 보상 방법과 그 장치의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail a variable block motion estimation and compensation method and a preferred embodiment of the apparatus using a tri- erasing algorithm according to the present invention.

먼저, 본 발명에 의한 방법의 제 1단계로서 입력 영상을 쿼드 트리 형태로 분할하는 것을 설명한다.First, a first step of the method according to the present invention will be described in which the input image is divided into quad tree shapes.

도2는 입력 영상에 대한 영상 분할을 설명하는 도면이고, 도3은 도2에서 도시된 영상 분할에 상응하는 쿼드 트리 생성을 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating image segmentation for an input image, and FIG. 3 is a diagram illustrating quad tree generation corresponding to the image segmentation illustrated in FIG. 2.

먼저 도2를 참조하면 입력 영상을 N×N 크기의 블록으로 분할 한 후, 분할된 N×N크기의 블록을 쿼드트리 분할한다. 즉, N×N 크기의 블록을 N/2×N/2 크기 4개의 블록으로 분할한다. 각 N/2×N/2 크기의 블록을 쿼드트리 분할하고, 쿼드 트리 분할은 블록의 크기가 기설정된 최소 크기(M×M)가 될 때까지 반복된다. 입력 영상의 쿼드 트리 분할에 상응하는 쿼드 트리는 도3에 도시된 바와 같다. 생성된 쿼드 트리의 가장 상위 노드인 루트 노드는 입력 영상 전체를 나타내는 것이고, 루트 노드에 연결된 노드들은 N×N 크기의 블록들에 해당된다. N×N 크기의 블록에 해당되는 노드에는 4개의 노드들이 연결되어 있고, 이는 N×N 크기의 블록을 쿼드 트리 분할함에 의하여 발생된 4개의 N/2×N/2 크기의 블록들을 나타낸다. 마찬가지로, N/2×N/2 크기의 블록의 노드에는 N/4×N/4 크기의 블록을 나타내는 4개의 노드들이 연결되어 있다. 쿼드 트리의 마지막에 있는 노드들은 기설정된 최소 크기인 M×M 크기의 블록을 나타낸다. 트리 구조의 가장 낮은 레벨이 있는 노드들을 터미널 노드라고 부르고, 루트 노드와 터미널 노드 사이에 있는 노드들은 중간 노드라고 부른다.First, referring to FIG. 2, the input image is divided into N × N size blocks, and the divided N × N size blocks are quadtree-divided. That is, a block of size N × N is divided into four blocks of size N / 2 × N / 2. Each N / 2 × N / 2 size block is quadtree-divided, and the quadtree division is repeated until the block size becomes a predetermined minimum size (M × M). The quad tree corresponding to the quad tree division of the input image is shown in FIG. 3. The root node, which is the highest node of the generated quad tree, represents the entire input image, and the nodes connected to the root node correspond to blocks of size N × N. Four nodes are connected to a node corresponding to an N × N size block, which represents four N / 2 × N / 2 size blocks generated by quadtree dividing the N × N size block. Similarly, four nodes representing a block of size N / 4 × N / 4 are connected to a node of a block of size N / 2 × N / 2. The nodes at the end of the quad tree represent blocks of size M × M, which is a predetermined minimum size. The nodes with the lowest level of the tree structure are called terminal nodes, and the nodes between the root node and the terminal nodes are called intermediate nodes.

도3에 도시된 바와 같이, 입력 영상을 쿼드트리 분할하여 최초로 생성된 쿼드 트리는 대칭이다.As shown in FIG. 3, the quad tree first generated by quadtree dividing the input image is symmetrical.

본 발명에 의한 방법의 제 2단계는 트리 소거 알고리즘에 의하여 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하는 단계이다.The second step of the method according to the invention is the step of selecting an intermediate node having a minimum degradation ratio by a tree cancellation algorithm.

상기 제 1단계에서 생성된 쿼드 트리의 모든 중간 노드들에 대하여 다음의 수학식 1과 같이, 정의되는 열화비가 최소인 중간 노드를 선택한다.For all intermediate nodes of the quad tree generated in the first step, as shown in Equation 1 below, an intermediate node having a minimum deterioration ratio is selected.

[수학식 1][Equation 1]

상기 수학식 1에서 En은 노드 n에 해당되는 블록의 운동 보상 오차, Rn은 이 때의 운동 벡터에 대한 비트량을 나타내고,은 노드 n에 연결되어 있는 서브트리 형태로 이 블록을 분할하여 운동 보상을 했을 때의 운동 보상 오차,은 이때의 운동 벡터들의 대한 비트량을 나타낸다. 즉은 노드 n을 루트 노드로 하는 서브트리의 터미널 노드에서의 운동 보상 오차의 합이고,은 이때의 운동 벡터들의 합으로 정의된다. 도2를 참조하여 설명하면, 예를 들어 특정한 N/2×N/2 크기의 블록을 나타내는 중간 노드에 대하여 열화비를 계산한다면, En은 N/2×N/2 크기의 블록으로 운동 보상하였을 때의 운동 보상 오차를 나타내는 것이고,는 상기 특정한 N/2×N/2 크기의 블록을 나타내는 중간 노드를 루트 노드로 하는 서브트리의 터미널 노드들에 대하여 M×M 크기의 블록으로 운동 보상하였을 때의 운동 보상 오차의 합을 나타내는 것이다, 즉 특정한 N/2×N/2 크기의 블록을 여러 개의 M×M 크기의 블록들로 분할하여 운동 보상하였을 때의 분할된 각 블록의 운동 보상 오차의 합을 나타낸다. 도4는 대칭 쿼드 트리를 N×N 크기의 레벨부터 보여주고 있으며, 전체 영상이 N/16×N/16크기까지의 블록들로 분할된 경우에 생성된 쿼드 트리에서 열화비가 최소인 중간 노드를 표시하고 있다.In Equation 1, E n represents a motion compensation error of a block corresponding to node n, and R n represents a bit amount of a motion vector at this time. Is the motion compensation error when the motion compensation is obtained by dividing this block into a subtree connected to node n, Denotes the bit amount for the motion vectors at this time. In other words Is the sum of the motion compensation errors at the terminal nodes of the subtree with node n as the root node, Is defined as the sum of the motion vectors at this time. Referring to Fig. 2, for example, if the degradation ratio is calculated for an intermediate node representing a specific N / 2 × N / 2 size block, E n is a motion compensation of N / 2 × N / 2 block. Exercise compensation error when Denotes the sum of the motion compensation errors when the motion compensation is performed with M × M blocks with respect to the terminal nodes of the subtree whose root node is the intermediate node representing the specific N / 2 × N / 2 size blocks. That is, it represents the sum of the motion compensation errors of each divided block when the motion compensation is performed by dividing a specific N / 2 × N / 2 size block into several M × M size blocks. Fig. 4 shows a symmetric quad tree starting from an N × N level, and shows an intermediate node having a minimum degradation ratio in a quad tree generated when the entire image is divided into blocks of size N / 16 × N / 16. It is displaying.

본 발명에 의한 방법의 제 3단계는 상기 제 2단계에서 선택된 열화비가 최소인 중간 노드를 쿼드 트리로부터 제거하여 비대칭 쿼드 트리를 생성하는 단계이다. 도5는 도4에서 표시된 열화비가 최소인 중간 노드를 제거한 것을 보여준다. 도5에 도시된 바와 같이, 열화비가 최소인 중간 노드를 제거한다는 것은 열화비가 최소인 중간 노드를 루트 노드로 하는 서브 트리를 제거한다는 것을 의미한다.The third step of the method according to the present invention is to generate an asymmetric quad tree by removing the intermediate node having the minimum degradation ratio selected in the second step from the quad tree. FIG. 5 shows that the intermediate node with the degradation ratio indicated in FIG. 4 is removed. As shown in Fig. 5, removing an intermediate node having a minimum degradation ratio means removing a subtree whose root node is an intermediate node having a minimum degradation ratio.

본 발명의 제 4단계는 상기 제 3단계에서 중간 노드가 제거된 비대칭 쿼드 트리에서 상기 중간 노드를 터미널 노드로 하고 있는 모든 상위 노드들에 대하여 열화비를 갱신하는 단계이다. 도5에 도시된 비대칭 쿼드 트리에서 열화비가 갱신되는 중간 노드들을 표시하고 있다.The fourth step of the present invention is the step of updating the degradation ratio for all upper nodes having the intermediate node as the terminal node in the asymmetric quad tree from which the intermediate node is removed in the third step. In the asymmetric quad tree shown in FIG. 5, intermediate nodes whose degradation ratios are updated are indicated.

본 발명의 제 5단계는 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비를 합하여 기 설정된 기준값과 비교한다. 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기 설정된 기준값보다 작으면, 비대칭 쿼드 트리의 각 터미널 노드에 해당하는 크기의 블록들로 운동 보상을 수행하고, 반대로 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기 설정된 기준값보다 크면, 제 4단계에 의하여 열화비를 갱신한 후, 나머지 중간 노드들에 대하여 상기 제 2단계인 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하고, 상기 제 3단계인 열화비가 최소인 선택된 중간 노드를 제거하여 비대칭 쿼드 트리를 생성하고, 제 4단계인 제거된 중간 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하는 과정 및 제 5단계인 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합을 기 설정된 기준값과 비교하는 과정을 제 5단계의 판단에 의하여 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기 설정된 기준값보다 작게 될 때까지 반복한다.In the fifth step of the present invention, the deterioration ratios of all terminal nodes of the generated asymmetric quad tree are summed and compared with a preset reference value. If the sum of deterioration ratios of all terminal nodes of the asymmetric quad tree is smaller than the preset reference value, the motion compensation is performed with blocks of the size corresponding to each terminal node of the asymmetric quad tree, and conversely, If the sum of the deterioration ratios is greater than the preset reference value, after the deterioration ratio is updated by the fourth step, the intermediate node having the minimum deterioration ratio, which is the second stage, is selected for the remaining intermediate nodes, and the third stage is deterioration. A process of updating the degradation rate of the upper nodes of the removed intermediate node, the fourth step, and the degradation rate of all terminal nodes of the asymmetric quad tree, the fifth step Comparing the sum with a preset reference value, all terminal nodes of the asymmetric quad tree generated by the determination of the fifth step The sum of the group hwabi repeated until less than a predetermined threshold.

본 발명의 제 6단계는 상기 제 5단계에서의 판단 결과 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기 설정된 값보다 작다고 판단되면, 생성된 비대칭 쿼드 트리의 각 터미널 노드에 해당하는 영상 블록들에 대하여 운동 보상을 수행한다. 도6은 최종 비대칭 쿼드 트리를 보여주고 있고, 도7은 도6의 비대칭 쿼드 트리의 각 터미널 노드에 해당하는 영상 블록을 보여준다. 도6에 도시된 바와 같이, 최종적인 터미널 노드들이 1개의 N/2×N/2 크기의 블록, 2개의 N/4×N/4 크기의 블록 및 40개의 N/16×N/16 크기의 블록에 해당되는 노드일 때, 입력 영상의 분할된 N×N 블록은 도7에 도시된 바와 같은 블록으로 분할되어 운동 보상된다.In the sixth step of the present invention, if it is determined that the sum of degradation ratios of all terminal nodes of the asymmetric quad tree generated as a result of the determination in the fifth step is smaller than a preset value, the sixth step corresponds to each terminal node of the generated asymmetric quad tree. The motion compensation is performed on the image blocks. FIG. 6 shows a final asymmetric quad tree, and FIG. 7 shows an image block corresponding to each terminal node of the asymmetric quad tree of FIG. As shown in Fig. 6, the final terminal nodes are composed of one N / 2 × N / 2 sized block, two N / 4 × N / 4 sized blocks and 40 N / 16 × N / 16 sized blocks. When the node corresponds to the block, the divided N × N block of the input image is divided into blocks as shown in FIG. 7 and motion compensated.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 방법을 구현하는 장치를 설명한다.An apparatus for implementing the method according to the present invention as described above is described.

도8은 본 발명에 의한 트리 소거 알고리즘을 이용한 가변블럭 운동 추정 및 보상 장치의 블록 구성도이다.8 is a block diagram of a variable block motion estimation and compensation device using a tree cancellation algorithm according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 장치는 입력 영상을 N×N 크기의 블록들로 분할하는 영상분할부(80), 상기 영상분할부에 의하여 생성된 N×N 크기의 블록을 기 설정된 최소 크기의 블록까지 쿼드트리방식으로 분할하는 블록분할부(81), 상기 블록분할부에 의하여 분할된 블록들의 데이터 구조로서 쿼드트리를 구성하는 쿼드트리 구성부(82), 상기 쿼드트리의 모든 노드들에 대하여 운동 추정 오차를 계산하는 블록 정합부(83), 상기 블록 정합부에 의하여 계산된 운동 추정 오차를 이용하여 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하여 제거하고, 제거된 중간 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하며 이를 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기준값보다 작은 쿼드 트리를 생성할 때까지 반복하는 트리소거부(84), 상기 트리소거부에 의하여 생성된 비대칭 쿼드트리의 터미널 노드에 해당하는 크기의 블록들로 영상을 분할하여 부호화하는 부호화부(85) 및 상기 트리소거부(84)에 의하여 생성된 비대칭 쿼드트리의 터미널 노드에 해당하는 크기의 블록들로 영상을 분할하여 운동 보상하는 운동보상부(86)를 포함한다.As shown in the drawing, the apparatus according to the present invention divides an input image into blocks having an N × N size, and a predetermined minimum size of an N × N size block generated by the image splitter. A block splitting unit 81 for dividing a block into quadtrees, a quadtree configuring unit 82 constituting a quadtree as a data structure of blocks divided by the block splitting unit, and all the nodes of the quadtree. A block matching unit 83 that calculates a motion estimation error with respect to the block, and selects and removes a middle node having a minimum degradation ratio by using the motion estimation error calculated by the block matching unit, and deteriorates the upper nodes of the removed intermediate nodes. Is a tree eraser 84 which repeats and repeats this until a sum of degradation ratios of all terminal nodes is smaller than a reference value, the asymmetric quad generated by the tree eraser. The image is divided into blocks of the size corresponding to the terminal node of the asymmetric quadtree generated by the encoder 85 and the tree eraser 84. It comprises a motion compensation unit 86 to divide and compensate for the exercise.

도9는 도8의 트리소거부의 상세 구성도이다.9 is a detailed configuration diagram of the tree eraser of FIG. 8.

또한, 상기 트리소거부(84)는 상기 블록 정합부(82)에 의하여 계산된 운동 추정 오차를 이용하여 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하는 노드선택부(90), 상기 노드선택부에 의하여 선택된 노드를 루트노드로 하는 서브트리를 제거하여 비대칭 트리를 생성하는 서브트리 제거부(91), 상기 노드선택부(90)에 의하여 선택된 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하는 열화비 갱신부(92), 및 상기 열화비 갱신부에 의하여 열화비가 갱신된 비대칭 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비를 합하여 그 결과, 기준값보다 작으면 트리소거를 중단하고 상기 서브트리 제거부에 의하여 생성된 비대칭 트리를 출력하게 하고, 그렇지 않으면 상기 노드 선택부로 하여금 열화비가 갱신된 비대칭트리에서 열화비가 최소인 중간노드를 선택하는 것을 반복하도록 하는 반복제어부(93)로 구성된다.In addition, the tree eraser 84 selects an intermediate node having a minimum degradation ratio using the motion estimation error calculated by the block matching unit 82, and the node selector selected by the node selector. Subtree removal unit 91 for generating an asymmetric tree by removing a subtree as a node as a root node, and a degradation ratio updating unit 92 for updating the degradation ratio of upper nodes of nodes selected by the node selection unit 90. ) And the deterioration ratios of all terminal nodes of the asymmetric tree whose deterioration ratios are updated by the deterioration ratio updating unit, and as a result, stops the tree erasing if it is smaller than the reference value and outputs the asymmetric tree generated by the subtree removing unit. Otherwise, the node selector causes the node selector to repeat selecting the intermediate node having the lowest degradation ratio in the asymmetric tree whose degradation ratio is updated. It consists of 93.

이하에서 상기한 본 발명에 의한 트리 소거 알고리즘을 이용한 가변 블록 운동 추정 및 부호화 장치의 각 부의 동작을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of each unit of the variable block motion estimation and encoding apparatus using the tree cancellation algorithm according to the present invention will be described in more detail.

영상분할부(80)는 동화상에서 현재 부호화하고자 하는 입력 영상을 N×N 크기의 블록들로 분할한다. 블록분할부(81)는 영상분할부로부터 입력되는 N×N 크기의 블록을 기 설정된 최소 크기까지 쿼드트리 형태로 분할한다. 즉, N×N 크기의 블록을 4개의 N/2×N/2 크기의 블록들로, 또 각각의 N/2×N/2 크기의 블록을 4개의 N/4×N/4 크기의 블록들로 분할하는 과정을 기설정된 최소 크기인 M×M 화소 크기의 블록까지 실시한다. 쿼드 트리 구성부(82)는 상기 블록분할부(81)에 의하여 분할된 블록들의 데이터 구조로서 대칭 쿼드 트리를 구성한다. N×N 블록을 N/16×N/16 크기 블록까지 쿼드 트리 방식으로 분할하여 생성된 대칭 쿼드 트리의 예가 도4에 도시되어 있다. 블록정합부(82)는 상기 쿼드 트리 구성부(82)에 의하여 구성된 쿼드 트리의 모든 노드들에 대하여 운동 추정 오차를 계산한다. 즉, 각 노드에 대하여 각 노드에 연결되어 있는 서브 트리의 형태로 블록을 분할하여 운동 보상 하였을 때의 운동 보상 오차를 계산한다. 다시 말해서, N/2×N/2 크기에 해당되는 노드에 대하여는 N/2×N/2 크기의 영상 블록으로 운동 보상 하였을 때의 운동 보상 오차를 계산한다. 트리소거부(84)의 노드 선택부(90)는 상기 블록 정합부(82)에 의하여 계산된 운동 추정 오차를 이용하여 열화비가 최소인 중간 노드를 선택한다. 각 노드의 열화비는 상기 수학식 1에서 정의된 바와 같다. 트리소거부(84)의 서브트리 제거부(91)는 상기 노드 선택부(90)에 의하여 선택된 노드를 루트 노드로 하는 서브 트리를 제거하여 비대칭 트리를 생성한다. 서브트리 제거부(91)에 의한 비대칭 트리의 출력은 반복 제어부(93)에 의하여 제어된다. 트리소거부(84)의 열화비 갱신부(92)는 상기 노드선택부(90)에 의하여 선택된 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신한다. 상기 노드선택부(90)에 의하여 선택된 노드는 상기 서브트리 제거부(91)에서 하위 레벨의 노드들이 제거되었으므로 열화비 값을 갱신하여야 한다. 트리소거부(84)의 반복 제어부(93)는 상기 열화비 갱신부(92)에 의하여 열화비가 갱신된 비대칭 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비를 합하여 그 결과, 기준값보다 작으면 트리소거를 중단하고 상기 서브트리 제거부(91)에 의하여 생성된 비대칭 트리를 출력하게 하고, 그렇지 않으면 상기 노드 선택부(90)로 하여금 열화비가 갱신된 비대칭트리에서 열화비가 최소인 중간노드를 선택하는 것을 반복하도록 하는 반복제어부(93)로 구성된다.The image splitter 80 divides the input image to be currently encoded in a moving picture into blocks of size N × N. The block dividing unit 81 divides an N × N size block input from the image dividing unit into a quadtree shape up to a predetermined minimum size. That is, an N × N block is divided into four N / 2 × N / 2 blocks, and each N / 2 × N / 2 block is divided into four N / 4 × N / 4 blocks. The process of dividing the image into blocks is performed up to a block having a predetermined size of M × M pixels. The quad tree construction unit 82 constitutes a symmetric quad tree as a data structure of blocks divided by the block division unit 81. An example of a symmetric quad tree generated by dividing an N × N block into N / 16 × N / 16 size blocks in a quad tree manner is shown in FIG. The block matching unit 82 calculates a motion estimation error for all nodes of the quad tree configured by the quad tree construction unit 82. That is, the motion compensation error is calculated when the motion compensation is performed by dividing the block in the form of a subtree connected to each node for each node. In other words, for the node corresponding to the size of N / 2 × N / 2, the motion compensation error when the motion compensation is performed with the image block of size N / 2 × N / 2 is calculated. The node selector 90 of the tree eraser 84 selects an intermediate node having a minimum degradation ratio by using the motion estimation error calculated by the block matcher 82. The degradation ratio of each node is as defined in Equation 1 above. The subtree remover 91 of the tree eraser 84 removes a subtree whose root node is the node selected by the node selector 90 to generate an asymmetric tree. The output of the asymmetric tree by the subtree removing unit 91 is controlled by the repeating control unit 93. The degradation ratio updating unit 92 of the tree eraser 84 updates the degradation ratios of the upper nodes of the nodes selected by the node selector 90. The node selected by the node selector 90 needs to update the deterioration ratio value because the nodes of the lower level have been removed by the subtree remover 91. The iteration control unit 93 of the tree erasing unit 84 sums the deterioration ratios of all terminal nodes of the asymmetric tree whose deterioration ratio is updated by the deterioration ratio updating unit 92, and as a result, stops the tree erasing if it is smaller than the reference value. Outputting the asymmetric tree generated by the subtree removing unit 91; otherwise, causing the node selecting unit 90 to repeat selecting the intermediate node having the minimum deterioration ratio in the asymmetric tree whose deterioration ratio is updated. It consists of a repeating control unit 93.

상술한 바와 같이, 본 발명인 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 추정 및 부호화 방법과 그 장치에 의하면, 동 영상 신호의 운동 추정 및 부호화를 위한 블록의 크기를 결정하는데 있어서 영상의 열화비를 국부적으로 고려하여 열화비에 따라서 가변 블록의 크기를 결정하므로 동 영상을 부호화하고 운동 추정함에 있어서, 보다 효과적인 방식을 제공한다.As described above, the motion estimation and encoding method of a variable block using the present invention's tree erasing algorithm, and the apparatus according to the present invention, locally determine the degradation ratio of an image in determining the size of a block for motion estimation and encoding of a video signal. Since the size of the variable block is determined according to the deterioration ratio, it provides a more effective method in encoding and motion estimation of a moving image.

Claims (5)

가변 블록의 운동 추정 및 부호화 방법에 있어서,In the motion estimation and encoding method of a variable block, 입력 영상을 N×N 화소 크기로 분할 한 후, 각 N×N 블록을 기 설정된 최소 크기의 블록까지 쿼드 트리 형식으로 분할하여 대칭 쿼드 트리를 생성하는 제 1단계;A first step of dividing the input image into N × N pixel sizes and dividing each N × N block into a quad tree format to a predetermined minimum size block to generate a symmetric quad tree; 상기 제 1단계에서 생성된 쿼드 트리에서 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하는 제 2단계;A second step of selecting an intermediate node having a minimum degradation ratio in the quad tree generated in the first step; 상기 제 2단계에서 선택된 중간 노드를 루트 노드로 하는 서브트리를 쿼드 트리로부터 제거하는 제 3단계;A third step of removing from the quad tree the subtree having the intermediate node selected in the second step as a root node; 상기 제 3단계에서 제거된 중간 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하는 제 4단계;A fourth step of updating the deterioration ratios of upper nodes of the intermediate node removed in the third step; 상기 제 3단계에서 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비를 합하여 기설정된 기준값보다 작은 지를 판단하여 작은 경우, 트리 소거를 중단하고, 그렇지 않은 경우 상기 제 2단계, 제 3단계, 제 4단계의 과정을 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기설정된 기준값보다 작을 때까지 반복하는 제 5단계; 및The sum of the degradation ratios of all the terminal nodes of the asymmetric quad tree generated in the third step is determined to be smaller than a predetermined reference value, and when it is small, the tree erasing is stopped. Otherwise, the second, third and fourth steps are canceled. A fifth step of repeating the process of step until the sum of degradation ratios of all terminal nodes of the generated asymmetric quad tree is less than a predetermined reference value; And 상기 제 5단계에 의하여 생성된 비대칭 쿼드 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기설정된 기준값보다 작으면 생성된 비대칭 쿼드 트리의 터미널 노드들에 해당하는 크기로 영상 분할하여 부호화 및 운동 보상하는 제 6단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 추정 및 부호화 방법.If the sum of deterioration ratios of all terminal nodes of the asymmetric quadtree generated by the fifth step is less than a predetermined reference value, the image splitting is performed to encode and motion-compensate the size corresponding to the terminal nodes of the generated asymmetric quadtree. Motion estimation and encoding method of a variable block using a tree erase algorithm, characterized in that it comprises a six steps. 제 1항에 있어서, 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하는 상기 제 2단계에서 열화비는 다음의 식으로 정의되는 것임을 특징으로 하는 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 추정 및 부호화 방법:The method of claim 1, wherein the degradation ratio is defined by the following equation in the second step of selecting an intermediate node having a minimum degradation ratio: 여기서, En은 노드 n에 해당되는 블록의 운동 보상 오차, Rn은 이 때의 운동 벡터에 대한 비트량을 나타내고,은 노드 n에 연결되어 있는 서브트리 형태로 이 블록을 분할하여 운동 보상을 했을 때의 운동 보상 오차,은 이때의 운동 벡터들의 대한 비트량을 나타낸다.Here, E n represents the motion compensation error of the block corresponding to the node n, R n represents the bit amount for the motion vector at this time, Is the motion compensation error when the motion compensation is obtained by dividing this block into a subtree connected to node n, Denotes the bit amount for the motion vectors at this time. 가변블럭의 운동 추정 및 부호화 장치에 있어서,In the motion estimation and encoding apparatus of a variable block, 입력 영상을 N×N 크기의 블록들로 분할하는 영상분할부;An image splitter dividing the input image into blocks of size N × N; 상기 영상분할부에 의하여 생성된 N×N 크기의 블록을 기 설정된 최소 크기의 블록까지 쿼드트리방식으로 분할하는 블록분할부;A block dividing unit dividing the N × N size block generated by the image dividing unit into a quadtree method up to a predetermined minimum size block; 상기 블록분할부에 의하여 분할된 블록들의 데이터 구조로서 쿼드트리를 구성하는 쿼드트리 구성부;A quadtree configuration unit constituting a quadtree as a data structure of blocks divided by the block division unit; 상기 쿼드트리의 모든 노드들에 대하여 운동 추정 오차를 계산하는 블록 정합부;A block matching unit for calculating a motion estimation error for all nodes of the quadtree; 상기 블록 정합부에 의하여 계산된 운동 추정 오차를 이용하여 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하여 제거하고, 제거된 중간 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하며 이를 모든 터미널 노드들의 열화비의 합이 기준값보다 작은 쿼드 트리를 생성할 때까지 반복하는 트리소거부;By using the motion estimation error calculated by the block matching unit, the intermediate node having the minimum degradation ratio is selected and removed, the degradation ratio of the upper nodes of the removed intermediate node is updated, and the sum of the degradation ratios of all terminal nodes is a reference value. A tree eraser which repeats until a smaller quad tree is generated; 상기 트리소거부에 의하여 생성된 비대칭 쿼드트리의 터미널 노드에 해당하는 크기의 블록들로 영상을 분할하여 부호화하는 부호화부; 및An encoder for dividing and encoding an image into blocks having sizes corresponding to terminal nodes of the asymmetric quadtree generated by the tree eraser; And 상기 트리소거부에 의하여 생성된 비대칭 쿼드트리의 터미널 노드에 해당하는 크기의 블록들로 영상을 분할하여 운동 보상하는 운동보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 보상 및 부호화 장치.Motion compensation and coding of a variable block using a tree erase algorithm, characterized in that it comprises a motion compensation unit for compensating the motion by dividing the image into blocks of the size corresponding to the terminal node of the asymmetric quadtree generated by the tree eraser Device. 제 3항에 있어서, 상기 트리소거부는The method of claim 3, wherein the tree eraser 상기 블록 정합부에 의하여 계산된 운동 추정 오차를 이용하여 열화비가 최소인 중간 노드를 선택하는 노드선택부;A node selecting unit which selects an intermediate node having a minimum degradation ratio using the motion estimation error calculated by the block matching unit; 상기 노드선택부에 의하여 선택된 노드를 루트노드로 하는 서브트리를 제거하여 비대칭 트리를 생성하는 서브트리 제거부;A subtree removing unit generating an asymmetric tree by removing the subtree having the node selected by the node selecting unit as the root node; 상기 노드선택부에 의하여 선택된 노드의 상위 노드들의 열화비를 갱신하는 열화비 갱신부; 및A deterioration ratio updating unit for updating deterioration ratios of upper nodes of the node selected by the node selecting unit; And 상기 열화비 갱신부에 의하여 열화비가 갱신된 비대칭 트리의 모든 터미널 노드들의 열화비를 합하여 그 결과, 기준값보다 작으면 트리소거를 중단하고 상기 서브트리 제거부에 의하여 생성된 비대칭 트리를 출력하게 하고, 그렇지 않으면 상기 노드 선택부로 하여금 열화비가 갱신된 비대칭트리에서 열화비가 최소인 중간노드를 선택하는 것을 반복하도록 하는 반복제어부로 구성되는 것임을 특징으로 하는 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 보상 및 부호화 장치.The deterioration ratio of all terminal nodes of the asymmetric tree whose deterioration ratio has been updated by the deterioration ratio updating unit is summed, and as a result, when it is less than the reference value, the tree is stopped and the asymmetric tree generated by the subtree removing unit is output. Otherwise, the node selector comprises an iterative control unit for repeating the selection of the intermediate node having the minimum degradation ratio in the asymmetric tree whose degradation ratio has been updated. 제 4항에 있어서, 상기 노드 선택부는 다음의 식과 같이 정의되는 열화비가 최소인 노드를 선택하는 것임을 특징으로 하는 트리소거 알고리즘을 이용한 가변블럭의 운동 보상 및 부호화 장치:5. The apparatus of claim 4, wherein the node selector selects a node having a minimum deterioration ratio defined by the following equation: 여기서, En은 노드 n에 해당되는 블록의 운동 보상 오차, Rn은 이 때의 운동 벡터에 대한 비트량을 나타내고,은 노드 n에 연결되어 있는 서브트리 형태로 이 블록을 분할하여 운동 보상을 했을 때의 운동 보상 오차,은 이때의 운동 벡터들의 대한 비트량을 나타낸다.Here, E n represents the motion compensation error of the block corresponding to the node n, R n represents the bit amount for the motion vector at this time, Is the motion compensation error when the motion compensation is obtained by dividing this block into a subtree connected to node n, Denotes the bit amount for the motion vectors at this time.
KR1019960054606A 1996-11-15 1996-11-15 Variable block motion estimation and compensation method and apparatus using tree elimination algorithm KR100203286B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960054606A KR100203286B1 (en) 1996-11-15 1996-11-15 Variable block motion estimation and compensation method and apparatus using tree elimination algorithm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960054606A KR100203286B1 (en) 1996-11-15 1996-11-15 Variable block motion estimation and compensation method and apparatus using tree elimination algorithm

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980036116A true KR19980036116A (en) 1998-08-05
KR100203286B1 KR100203286B1 (en) 1999-06-15

Family

ID=19482134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960054606A KR100203286B1 (en) 1996-11-15 1996-11-15 Variable block motion estimation and compensation method and apparatus using tree elimination algorithm

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100203286B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR100203286B1 (en) 1999-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6014181A (en) Adaptive step-size motion estimation based on statistical sum of absolute differences
US4816914A (en) Method and apparatus for efficiently encoding and decoding image sequences
JP3929492B2 (en) Segmented image encoding method and system, and decoding method and system thereof
US5608458A (en) Method and apparatus for a region-based approach to coding a sequence of video images
US6157745A (en) Method and system for coding and decoding a sequence of segmented images
JP5203379B2 (en) Spatial convention guidance time prediction for video compression
JPH08214316A (en) Method and apparatus for predicting moving picture face
EP1523196A2 (en) Encoding system of motion image containing arbitrary object
JPH09507347A (en) Quad-tree WALSH conversion video / image coding
WO1988010047A1 (en) Hierarchical encoding method and apparatus for efficiently communicating image sequences
JPH08242458A (en) Movement vector detecting method
CN113784136B (en) Decoding method, apparatus and storage medium
JP4804342B2 (en) Overcomplete basis transform based motion residual frame encoding method and video compression apparatus
US8059719B2 (en) Adaptive area of influence filter
JPH1093975A (en) Motion compensation inter-frame predicting method in moving image encoder
US6909746B2 (en) Fast robust data compression method and system
EP0813168A2 (en) Compression of image data
US6826230B1 (en) Method and system for coding an image sequence corresponding coded signal and storage medium and method and system for decoding such a coded signal
KR19980036116A (en) Variable Block Motion Estimation and Compensation Method Using Tree Erase Algorithm and Its Apparatus
KR100362969B1 (en) Apparatus for variable block size motion compensation using template pattern coding in an image compressing system
JP3957123B2 (en) Shape information encoding method
KR100296097B1 (en) Method of and apparatus for acquiring motion vectors of control points in control grid interpolation
JPH11215504A (en) Dynamic image coder
JP2004260282A (en) Method for creating code book in vector quantization processing
KR20000067502A (en) Apparatus for interpolating pixel motion vectors according to block patterns classified by vector quantization in control grid interpolation decoder

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080228

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee