KR0176079B1

KR0176079B1 - 병렬 고화질 티브이 부호화기에서의 가변 경계 분할 방법

Info

Publication number: KR0176079B1
Application number: KR1019950053946A
Authority: KR
Inventors: 이영선; 김용한; 안치득; 윤희종
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구소
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970056984A

Abstract

본 발명은 고화질 티브이(HDTV) 영상을 분할하여 병렬 처리하는 고화질 티브이(HDTV) 부호화기에서 분할 영상간 경계 돌출을 방지하기 위하여 매 프레임마다 경계 영역을 달리하며 영상을 분할하는 가변 경계 분할 방법에 관한 것으로, 고화질 티브이의 영상을 여러개의 영상으로 분할할 경우에 움직임 영역을 일정한 양만큼 계속적으로 변화시키고, 움직임 벡터의 최대량을 제한하여 진동하는 형태로 분할하는 가변 경계 분할 방법을 제공하기 위하여, 분할 경계의 움직임을 위한 변수들을 초기화한 후에 전체 영상을 입력받아 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터(d+DIST)를 추정하여 그 값이 경계 움직임 벡터의 허용된 최대치보다 클 경우에는 인접 프레임간 경계 움직임량으로 정의된 값의 사인(sign)을 바꾸는 제1단계(21 내지 23); 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터를 계산하는 제2단계(24); 및 계산된 경계 움직임 벡터에 따라 전체 영상의 데이터의 위치를 결정하여 전송하는 과정을 모든 분할 영상에 대하여 반복 수행하는 제3단계(25 내지 27)를 포함하여 저비트율에서 주관적인 화질은 더 우수하다고 느끼게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

병렬 고화질 티브이(HDTV) 부호화기에서의 가변 경계 분할 방법

제1도는 일반적인 고화질 티브이(HDTV) 부호화기의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 흐름도.

제3도는 본 발명에서 인접 영상간 분할 영상의 형태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 비디오 신호 분배기 2 : 분할 영상 부호화기

3 : 분할 영상 코드 집합부

본 발명은 고화질 티브이(HDTV) 영상을 분할하여 병렬 처리하는 고화질 티브이(HDTV) 부호화기에서 분할 영상간 경계 돌출을 방지하기 위하여 매 프레임마다 경계 영역을 달리하며 영상을 분할하는 가변 경계 분할 방법에 관한 것이다.

고화질 티브이(HDTV) 영상은 70mhz 이상의 높은 샘플링율로 샘플링되기 때문에 전체 영상을 하나의 부호화기에 처리하는 것은 현재의 하드웨어 기술의 한계로 인하여 거의 불가능하다. 그리하여, 고화질 티브이(HDTV) 부호화기는 고화질 티브이(HDTV) 영상을 4-8개 정도의 영상으로 분할하여 병렬 처리하는 것이 일반화되어 있다.

그러나, 이러한 병렬 처리는 또다른 문제를 야기하는데, 이것은 분할 영상 경계 부분에 있어서의 화질 열화 및 인간의 시각적 경계 인식 가능성이다. 예를 들어 설명하면, 인간의 얼굴같이 예민한 영상인 경우에 이를 중간에서 분할하여 서로 다른 부호화기에서 처리할 경우, 두 부호화기의 부호화 특성이 상당히 다를 경우 복원한 인간 얼굴내에서 경계 부분이 나타나는 것이다. 이러한 분할 인식의 주 원인은 분할 영상간 경계 부분에서 움직임 추정의 불연속성 및 양자화 파라메타의 불연속성 등이다.

그 결과 고화질 티브이(HDTV) 부호화기에서 가장 대표적으로 사용되는 방식이 분할 경계 부분을 겹쳐서 처리하는 것이다. 그러나, 경계 부분을 겹쳐서 처리하는 방식은 하나의 분할 영상 부호화기에서 처리하는 데이터양을 증가시키고 움직임 추정 및 보상을 위하여 재생 영상 메모리간에 복잡한 데이터 전송 방식을 도입해야 하는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 고화질 티브이의 영상을 여러개의 영상으로 분할할 경우에 움직임 영역을 일정한 양만큼 계속적으로 변화시키고, 움직임 벡터의 최대량을 제한하여 진동하는 형태로 분할하는 가변 경계 분할 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 부호화기에 적용되는 가변 경계 분할 방법에 있어서, 분할 경계의 움직임을 위한 변수들을 초기화한 후에 전체 영상을 입력받아 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터(d+DIST)를 추정하여 그 값이 경계 움직임 벡터의 허용된 최대치보다 클 경우에는 인접 프레임간 경계 움직임량으로 정의된 값의 사인(sign)을 바꾸는 제1단계; 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터를 계산하는 제2단계; 및 계산된 경계 움직임 벡터에 따라 전체 영상의 데이터의 위치를 결정하여 전송하는 과정을 모든 분할 영상에 대하여 반복 수행하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 일반적인 고화질 티브이(HDTV) 부호화기의 구성도로서, 1은 비디오 신호 분배기, 2는 분할 영상 부호화기, 3은 분할 영상 코드 집합부를 각각 나타낸다.

먼저, 고화질 티브이(HDTV) 부호화기로 들어오는 입력 신호는 비디오 신호 분배기(1)에서 분할의 형태에 따라 분할 영상 부호화기(2)로 보낸다. 분할 영상 부호화기(2)는 전송된 분할 영상을 압축, 부호화하여 분할 영상 코드 집합부(3)로 보낸다. 이 분할 영상 코드 집합부(3)는 분할 영상들의 비트스트림을 마치 하나의 부호화기에서 부호화된 것처럼 하나의 비트스트림으로 만드는 작업을 한다. 그리고, 이 분할 영상 코드 집합부(3)에서 하나의 비트스트림으로 만들어진 고화질 티브이(HDTV) 비트스트림은 외부의 디코더로 전송된다.

제2도는 본 발명에 따른 흐름도로서, 종래의 방식과 다르게 매 프레임마다 분할되는 영역이 일정한 패턴을 두고 변화되는 것이며, 이러한 동작은 비디오 신호 분배기(1)에서 일어난다.

부호화 동작이 시작되면, 비디오 신호 분배기(1)는 먼저 분할 경계의 움직임을 위한 변수들을 초기화한다(21). 초기화되는 변수로는 경계 움직임 벡터(d), 경계 움직임 벡터의 최대값(Dmax), 인접 프레임간 경계 움직임량(DIST) 등이다. 이후, 고화질 티브이(HDTV) 전체 영상을 입력받아(22) 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터(d+DIST)를 추정해 보고 그 값이 경계 움직임 벡터의 허용된 최대치보다 클 경우에는 인접 프레임간 경계 움직임량으로 정의된 값의 사인(sign)을 바꾼다(23). 이후, 현재 프레임에 적용되는 실제 분할 경계 움직임 벡터를 계산한다(24).

다음으로, 모든 분할 영상에 대하여 처리가 완료되었는지를 판단하여(25) 완료되었으면 새로운 전체 영상을 입력받는 과정(22)부터 반복 수행하고, 모든 분할 영상에 대하여 처리가 완료되지 않았으면 계산된 경계 움직임 벡터에 따라 전체 영상에서 각 분할 영상 부호화기(2)로 들어가는 데이터의 위치를 결정하여(26) 각 분할 영상 부호화기(2)로 해당 분할 영상을 전송한 후에(27) 모든 분할 영상에 대한 처리가 완료되었는지를 판단하는 과정(25)부터 반복 수행한다.

제3도는 본 발명에서 인접 영상간 분할 영상의 형태도로서, 고화질 티브이(HDTV) 입력 영상을 세로 방향으로 4등분하여 처리한다고 가정하였을때의 분할 형태를 나타낸 것이다.

먼저, 모든 영상을 정해진 부분에서 분할하는 방식(31)이 종래의 영상 분할 방식이다. 본 발명에서는 n번째 영상에서 종래와 같은 방식으로 분할하면, 그 다음 영상에서는 32와 같은 방식으로 분할한다. 이때, 비디오 신호 분배기(1)는 이렇게 변화되는 영역 분할에 대한 정보를 가지고 있어, 입력 영상을 원하는 분할 영상 부호화기(2)로 전달한다.

상기와 같이 경계 영역을 계속적으로 변화시키면서 영상을 분할하는 본 발명은 분할 방식이 제3도에 나타낸 세로 방향의 분할 방식뿐 아니라 가로 방향 또는 십자 방향의 분할 방식에서 동일하게 사용될 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 경계 부분이 한 곳에 계속적으로 위치하지 않음으로 인하여 복원된 영상에서 전체적인 영상의 화질이 약간 열화된다 할지라도 경계 부분에 대한 인간의 시각 인식 정도는 급격하게 떨어져, 특히 저비트율에서 주관적인 화질은 더 우수하다고 느끼게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

부호화기에 적용되는 가변 경계 분할 방법에 있어서, 분할 경계의 움직임을 위한 변수들을 초기화한 후에 전체 영상을 입력받아 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터(d+DIST)를 추정하여 그 값이 경계 움직임 벡터의 허용된 최대치보다 클 경우에는 인접 프레임간 경계 움직임량으로 정의된 값의 사인(sign)을 바꾸는 제1단계(21 내지 23); 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터를 계산하는 제2단계(24); 및 계산된 경계 움직임 벡터에 따라 전체 영상의 데이터의 위치를 결정하여 전송하는 과정을 모든 분할 영상에 대하여 반복 수행하는 제3단계(25 내지 27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 경계 분할 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1단계(21 내지 23)는, 부호화 동작이 시작되면 비디오 신호 분배기(1)는 경계 움직임 벡터(d), 경계 움직임 벡터의 최대값(Dmax), 및 인접 프레임간 경계 움직임량(DIST) 등 분할 경계의 움직임을 위한 변수들을 초기화하는 제4단계(21); 고화질 티브이(HDTV) 전체 영상을 입력받는 제5단계(22); 및 현재 프레임에 적용되는 분할 경계 움직임 벡터(d+DIST)를 추정하여 그 값이 경계 움직임 벡터의 허용된 최대치보다 클 경우에는 인접 프레임간 경계 움직임량으로 정의된 값의 사인(sign)을 바꾸는 제6단계(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 경계 분할 방법.
제1항에 있어서, 상기 제3단계(25 내지 27)는, 모든 분할 영상에 대하여 처리가 완료되었는지를 판단하는 제4단계(25); 상기 제4단계(25)의 판단 결과, 모든 분할 영상에 대하여 처리가 완료되었으면 상기 제1단계(21 내지 23)의 전체 영상을 입력받는 과정(22)부터 반복 수행하는 제5단계; 및 상기 제4단계(25)의 판단 결과, 모든 분할 영상에 대하여 처리가 완료되지 않았으면 계산된 경계 움직임 벡터에 따라 전체 영상에서 각 분할 영상 부호화기(2)로 들어가는 데이터의 위치를 결정하여 상기 각 분할 영상 부호화기(2)로 해당 분할 영상을 전송한 후에 상기 제4단계(25)부터 반복 수행하는 제6단계(26,27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 경계 분할 방법.