KR100229795B1 - Improved image decoding system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각 매크로 블록 단위로 소정의 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 수신된 양자화 파라메터 정보에 근거하여 원신호로 복원된 영상의 복잡도를 산출하고, 그 산출결과에 따라 원신호로 복원된 영상신호의 고주파 성분을 적응적으로 제거함으로써 양자화 오차로 인한 화질열화를 억제하는데 적합한 개선된 영상 복호화 시스템에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 현재 복원된 한 프레임에 대한 복수의 양자화 파라메터값들을 평균하여 복원된 한 프레임의 평균 양자화 파라메터값을 산출하는 평균 양자화 파라메터 산출 블록; 산출된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값과 기설정된 기준치와의 비교를 통해 상기 현재 복원된 프레임의 복잡도를 산출하고, 산출된 복잡도 정보에 근거하여 복잡도 산출에 이용된 프레임보다 시간적으로 바로 후에 존재하는 복원된 다음 프레임에 대한 필터링 제어신호를 발생하는 제어 블록; 발생된 필터링 제어 신호에 따라 결정되는 필터계수에 의거하여 복원된 다음 프레임을 필터링하여 그 통과 대역을 제한함으로써 고주파 성분을 제거한 복원된 프레임을 발생하는 대역제한 수단; 및 복원된 프레임 신호를 디지탈/아날로그 변환수단에 제공하는 적어도 두 개의 경로를 포함하며, 제어 블록으로부터 제공되는 산출된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값과 기설정된 기준치와의 비교결과에 의거하여 발생하는 절환 제어신호에 응답하여 복원된 프레임 신호를 디지탈/아날로그 변환수단에 제공하거나 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호를 디지탈/아날로그 변환수단에 제공하는 수위칭 블록을 포함함으로써, 복원된 재생영상에서 나타나는 양자화 오차로 인한 화질 열화를 효과적으로 감소시킬 수 있다.According to the present invention, the complexity of an image reconstructed into an original signal is calculated on the basis of received quantization parameter information for determining a predetermined quantization step size for each macroblock, and a high frequency The present invention relates to an improved image decoding system suitable for suppressing deterioration in image quality due to quantization error by adaptively removing a component of a current reconstructed image by averaging a plurality of quantization parameter values for a currently reconstructed frame, An average quantization parameter calculation block for calculating an average quantization parameter value of a frame; The complexity of the currently reconstructed frame is calculated by comparing the average quantization parameter value of the calculated one frame with a predetermined reference value, and based on the calculated complexity information, A control block for generating a filtering control signal for the next frame to be restored; Band limiting means for generating a reconstructed frame by removing a high-frequency component by limiting a passband of the next frame reconstructed based on a filter coefficient determined according to the generated filtering control signal; And at least two paths for providing the reconstructed frame signal to the digital / analog conversion means, wherein the at least two paths are generated based on a result of comparison between the average quantization parameter value for one frame calculated from the control block and a preset reference value And a receiving block for providing the restored frame signal to the digital / analog converting means in response to the switching control signal or providing the restored frame signal from which the high-frequency components have been removed to the digital / analog converting means, It is possible to effectively reduce image deterioration due to an error.

Description

개선된 영상 복호화 시스템Improved Image Decoding System

본 발명은 부호화된 영상신호를 복호화하는 영상 복호화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축 부호화된 영상 비트스트림을 복호화할 때, 각 매크로 블록단위로 소정의 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 수신된 양자화 파라메터 정보에 근거하여 원신호로 복원된 영상신호의 복잡도를 참조하여 복호화후에 양자화 오차로 인해 야기되는 영상의 화질열화를 보상하는 데 적합한 개선된 영상 복호화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a video decoding system for decoding an encoded video signal, and more particularly, to a video decoding system for decoding a coded video signal, To an improved image decoding system suitable for compensating image quality deterioration caused by a quantization error after decoding based on the complexity of a video signal reconstructed based on the original signal.

압축 부호화된 영상신호의 복호화에 대한 일반적인 방법으로 MPEG-1, MPEG-2(이 권고안의 공식명칭은 ITU-T Rec.H222.0 | ISO/IEC 13818)가 널리 알려져 있다. 이와 같은 권고안은 영상신호의 복호화시, 입력되는 스트림(Stream)이 MPEG에서 규정하는 포맷에 맞으므로 이 포맷대로 복호화하는 장치를 설계하면 된다.MPEG-1 and MPEG-2 (the official name of this recommendation is ITU-T Rec.H222.0 | ISO / IEC 13818) are widely known as general methods for decoding compression-encoded video signals. In such a recommendation, when a video signal is decoded, an input stream conforms to a format defined by MPEG, so that a device for decoding the video signal in this format may be designed.

그러나, 이 과정에서는 일반적으로 복호화 방법을 권고하고 있으므로 복호화시의 효율적인 복호화기의 구현방법이나 장치등은 도처에서 아직도 활발히 연구되고 있는 분야이다.However, since a general decryption method is recommended in this process, an efficient method and apparatus for decoding the decryption are still actively studied all over the place.

도1에는 이러한 전형적인 영상 복호화 시스템의 블록구성도가 도시된다. 동도면에 도시된 바와 같이, 부호화된 영상신호의 비트 스트림은 수신버퍼(101)에 입력되어 저장되고, 이와같이 수신버퍼(101)에 저장되는 비트 스트림은 복호화 타이밍에 동기되어 소정의 시간간격으로 가변길이 복호화부(102)로 제공되어 송신측 영상 부호화 시스템에서의 가변길이 부호화의 역과정인 가변길이 복호화 과정을 거치게 된다.FIG. 1 shows a block diagram of a typical image decoding system. As shown in the figure, the bit stream of the encoded video signal is inputted to and stored in the reception buffer 101, and the bit stream thus stored in the reception buffer 101 is synchronized with the decoding timing, Length decoding unit 102 and is subjected to a variable length decoding process which is an inverse process of variable length coding in the transmission side image coding system.

여기서 얻어지는 양자화된 스트림(즉, 양자화된 DCT 변환계수)과 움직임벡터들(움직임 변위)은 각각 분리되며, 분리된 양자화된 스트림(양자화된 DCT 변환계수)은 다음단의 역양자화기(103)로 제공되어 역양자화되고, 움직임벡터들은 움직임 보상을 위해 후술되는 움직임 보상부(104)로 제공된다.(Quantized DCT transform coefficients) and motion vectors (motion displacements) obtained therefrom are separated from each other, and the separated quantized streams (quantized DCT transform coefficients) are supplied to the next-stage inverse quantizer 103 And the motion vectors are provided to the motion compensation unit 104, which will be described later, for motion compensation.

그런다음, 역양자화부(103)를 통해 역양자화된 DCT 변환계수들은 역 DCT 부(105)로 제공되는데, 이러한 역 DCT 부(105)에서는, 송신측 영상 부호화 시스템내의 DCT 정의에 대한 역과정, 즉 역이산 코사인 변환을 이용하여, 역 DCT 변환되므로써, 압축 부호화 이전의 원신호(즉, 현재 프레임과 이전 프레임을 이용하는 움직임 추정/보상을 이용한 차분신호)로 변환된다. 따라서, 역 DCT 부(105)에서 출력되는 원신호로 복원된 신호는 현재 프레임과 이전 프레임간의 움직임 추정/보상을 통해 얻어진 예측 프레임과 현재 프레임간의 차분신호이다.Then, the DCT transform coefficients that are inversely quantized through the inverse quantization unit 103 are provided to the inverse DCT unit 105. The inverse DCT unit 105 performs an inverse process on the DCT definition in the transmission side image coding system, (I.e., a difference signal using motion estimation / compensation using the current frame and the previous frame) before being subjected to inverse DCT using the inverse discrete cosine transform. Therefore, the signal reconstructed from the original signal output from the inverse DCT unit 105 is a difference signal between the current frame and the predicted frame obtained through motion estimation / compensation between the current frame and the previous frame.

따라서, 영상 복호화 시스템에서는 상기한 역 DCT 부(105)로 부터의 차분신호와 후술되는 움직임 보상부(104)애서 재공되는 움직임 보상된 프레임 신호(즉, 움직임벡터들을 이용하여 프레임 메모리(107)로 부터 제공되는 복원된 이전 프레임을 재구성한 프레임)를 가산기(106)를 통해 가산함으로써 원신호로 복원된 영상 프레임을 만들어 낸다.Therefore, in the video decoding system, the differential signal from the inverse DCT unit 105 and the motion compensated frame signal (i.e., motion vectors) to be described later are supplied to the frame memory 107 The frame reconstructed from the reconstructed previous frame) provided by the reconstructed original frame is added through the adder 106 to generate a reconstructed original image frame.

다음에, 원신호로 복원된 가산기(106)로 부터의 영상 프레임 신호는 프레임 메모리(107)에 저장되며, 이 저장된 영상신호는 디스플레이를 위해 D/A 변환부(108)를 통해 아날로그 신호로 변환된 다음 도시 생략된 디스플레이측으로 전송될 것이다. 또한, 프레임 메모리(107)에 저장된 복원된 영상 프레임 신호는 시간적으로 연속하는 다음 프레임(next frame)의 움직임 보상을 위해 움직임 보상부(104)로 제공된다. 따라서, 이러한 과정을 통해 복원된 영상 프레임이 연속적으로 움직임 보상부(104)로 제공되므로써, 시간적으로 연속되는 프레임간의 움직임 보상이 수행될 수 있다.Next, the image frame signal from the adder 106 restored by the original signal is stored in the frame memory 107, and the stored image signal is converted into an analog signal through the D / A converter 108 for display And then transmitted to the display side (not shown). In addition, the reconstructed image frame signal stored in the frame memory 107 is provided to the motion compensating unit 104 for motion compensation of a temporally continuous next frame. Accordingly, the reconstructed image frame is continuously provided to the motion compensator 104 through this process, so that motion compensation between temporally successive frames can be performed.

한편, 움직임 보상부(103)는 프레임 메모리(107)에 저장된 이전 프레임과 가변길이 복호화부(102)의 움직임벡터(또는 변위)에 근거하여 이전 프레임으로 부터 현재 프레임의 움직임을 보상, 즉 프레임 메모리(107)로 부터 제공되는 복원된 이전 프레임을 움직임벡터 만큼 이동시켜 얻은 재구성된 프레임 신호를 생성하며, 이러한 재구성된 프레임 신호를 움직임 보상된 프레임 신호로써 가산기(106)로 제공한다.On the other hand, the motion compensation unit 103 compensates for the motion of the current frame from the previous frame based on the previous frame stored in the frame memory 107 and the motion vector (or displacement) of the variable length decoding unit 102, And provides the reconstructed frame signal as a motion compensated frame signal to the adder 106. The adder 106 adds the reconstructed frame signal to the reconstructed frame signal.

따라서, 가산기(106)에서는 움직임 보상부(104)로 부터의 움직임 보상된 영상 프레임 신호와 상기한 역 DCT 부(105)로 부터의 차분신호를 가산함으로써, 연속하는 복원된 프레임 신호를 발생하여 프레임 메모리(107)에 제공한다.Therefore, the adder 106 adds the motion compensated image frame signal from the motion compensating unit 104 and the difference signal from the inverse DCT unit 105 to generate a continuous reconstructed frame signal, And supplies it to the memory 107.

다른한편, 상술한 바와같은 형태의 일반적인 영상신호 복호화 시스템은 기존의 MPEG-1,MPEG-2 권고안에 잘 언급되어 있다.On the other hand, a general video signal decoding system of the above-described type is well known in the existing MPEG-1 and MPEG-2 Recommendations.

그리고, 수신채널을 통해 수신되어 수신버퍼(101)에 저장된 부호화된 비트 스트림은 복호화 시점이 되면 복호화를 시작하는 데, 이러한 복호화 시점은 송신측의 영상부호화 시스템에서 전송되는 특정한 파라메타를 추출하여 결정되고, 시점은 수신버퍼(101)의 크기와 관계되며, 수신버퍼(101)의 오동작(Overflow, Underflow)이 발생되지 않도록 결정된다.The encoded bitstream received through the reception channel and stored in the reception buffer 101 is decoded at a decoding time point. The decoded time point is determined by extracting a specific parameter transmitted from the transmission side image encoding system , The time is related to the size of the reception buffer 101 and it is determined that an overflow (Underflow) of the reception buffer 101 does not occur.

예를들어, 수신되는 영상 비트 스트림에 에러가 없고, 시간적으로 스트림이 동일한 전송율로 입력되는 이상적인 채널이라고 가정한다면, 수신버퍼(101)의 오동작은 발생되지 않을 것이다.For example, assuming that there is no error in the received video bit stream and that the stream is an ideal channel input at the same transmission rate in time, a malfunction of the receiving buffer 101 will not occur.

그러나, 송신측 영상 부호화 시스템에서의 부호화시에 발생되는 비트량은 각 프레임마다 다를 수 밖게 없다, 즉, 영상의 복잡도가 큰 영상의 경우 부호화후에 상대적으로 많은 비트량이 발생되고 단순한 영상의 경우 부호화후에 상대적으로 적은 비트량이 발생되는 데, 이러한 점을 고려하여 영상 부호화 시스템에서는 출력측 전송버퍼의 용량과 전송율 등을 고려하여 양자화 스텝 사이즈를 조절함으로써 비트발생량을 적절하게 조절하게 된다.However, the amount of bits generated at the time of encoding in the transmission side image encoding system is different for each frame. That is, in the case of an image having a large image complexity, a relatively large amount of bits are generated after encoding. In consideration of this, in the image encoding system, the bit generation amount is appropriately adjusted by adjusting the quantization step size in consideration of the capacity and the transmission rate of the output side transmission buffer.

다시말해, 송신측의 부호화 시스템에서 부호화를 위해 입력되는 영상이 비교적 복잡한 영상인 경우 부호화후의 비트발생량이 많아지게 되는데, 영상 부호화 시스템에서는 전송버퍼의 용량과 전송율 등을 고려하여 양자화 스텝 사이즈 조절을 위한 양자화 파라메터(QP)값을 작게 함으로써, 비트 발생량을 제한한다. 이와 반대로, 송신측의 부호화 시스템에서 부호화를 위해 입력되는 영상이 비교적 단순한 영상인 경우 부호화후의 비트발생량이 적어지게 되는데, 이 경우 영상 부호화 시스템에서는 양자화 파라메터(QP)값을 작게 함으로써, 비트 발생량을 조절한다.In other words, when the image to be encoded is a relatively complex image in the transmission side encoding system, the amount of bits after encoding becomes large. In the image encoding system, the size of the quantization step size By decreasing the quantization parameter (QP) value, the bit generation amount is limited. On the other hand, if the image to be encoded is a relatively simple image in the transmission-side encoding system, the amount of bits after encoding becomes small. In this case, in the image encoding system, by decreasing the quantization parameter (QP) do.

한편, 상술한 바와같이 영상의 복잡도에 기인하는 비트 발생량 및 전송율 등을 고려하여 결정되는 양자화 파라메터에 따라 양자화되는 영상신호가 큰값의 양자화 파라메터로 양자화되는 경우, 재생측의 복원화질에서 양자화 오차로 인한 화질열화, 즉 화면을 잘게 나눈 것이 눈에 띄는 블록킹 현상으로 인한 화질열화가 야기된다. 특히, 이러한 양자화 오차는 인간의 시각특성에 비교적 둔감한 고주파 성분에 주로 많이 나타나는 데, 이러한 영상을 그대로 재생한다며 필연적으로 화질열화가 심한 영상을 볼 수밖게 없을 것이다. 따라서, 이러한 고주파 성분에 주로 많이 분포하는 양자화 오차를 제거할 수만 있다면 보다 자연스러운 화질을 갖는 영상의 재현이 가능할 수 있을 것이다.On the other hand, when an image signal quantized according to a quantization parameter determined in consideration of a bit generation amount and a transmission rate due to image complexity is quantized into a quantization parameter of a large value as described above, Deterioration in image quality, that is, deterioration in image quality due to blocking phenomenon in which the screen is finely divided is conspicuous. Especially, these quantization errors appear mainly in high-frequency components relatively insensitive to human visual characteristics. As such images are reproduced as they are, there is inevitably a case where images deteriorating in quality are inevitably seen. Therefore, it is possible to reproduce an image having a more natural image quality if quantization error mainly distributed in a high frequency component can be removed.

따라서, 본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로, 각 메크로 블록 단위로 소정의 양자화 스텝 사이즈를 결정하는 수신된 양자화 파라메터 정보에 근거하여 원신호로 복원된 영상의 복잡도를 산출하고, 그 산출결과에 따라 원신호로 복원된 영상신호의 고주파 성분을 적응적으로 제거함으로써 양자화 오차로 인한 화질열화를 억제할 수 있는 개선된 영상 복호화 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to calculate the complexity of a video reconstructed into an original signal based on received quantization parameter information for determining a predetermined quantization step size for each macroblock unit, And an object of the present invention is to provide an improved image decoding system capable of suppressing image quality deterioration due to quantization error by adaptively removing high frequency components of a video signal reconstructed according to the result.

상기 목적을 달성하기 위하며 본 발명은, 부호화된 영상 비트 스트림에 가변길이 복호화, 역양자화, 역 DCT 및 움직임 보상기법을 적용하여 부호화전의 원신호로 복원하는 영상 복원수단과, 복원된 프레임 신호를 아날로그 신호로 변환하여 디스플레이측에 제공하는 디지탈/아날로그 변환수단을 구비하며, 상기 역양자화는 상기 부호화된 영상 비트 스트림과 함께 수신된 각 메크로 블록단위의 양자화 파라메터를 이용하여 수행되는 영상 복호화 시스템에 있어서: 현재 복원된 한 프레임에 대한 메크로 블록단위의 복수의 양자화 파라메터값들을 평균하여 복원된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값을 산출하는 평균 양자화 파라메터 산출 블록; 상기 산출된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값과 기설정된 기준치를 비교하여, 상기 복원된 현재 프레임의 복잡도를 산출하고, 상기 산출된 복잡도 정보에 근거하여 상기 복잡도 산출에 이용된 프레임보다 시간적으로 바로 후에 존재하는 복원된 다음 프레임에 대한 필터링 제어신호를 발생하는 제어 블록; 상기 발생된 필터링 제어 신호에 따라 결정되는 필터 계수에 의거하여상기 복원된 다음 프레임을 필터링하여 그 통과 대역을 제한함으로써 고주파 성분을 제거한 복원된 프레임을 발생하는 대역제한 수단; 및 상기 복원된 프레임 신호를 상기 아날로그 변환수단에 제공하는 적어도 두 개의 경로를 포함하며, 상기 제어 블록으로부터 제공되는 것으로 상기 산출된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값과 기설정된 기준치와의 비교결과에 의거하여 발생되는 절환 제어신호에 응답하여 상기 복원된 프레임 신호를 상기 디지탈/아날로그 변환수단에 제공하거나 상기 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호를 상기 디지탈/아날로그 변한수단에 제공하는 스위칭 블록을 더 포함하는 개선된 영상 복호화 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image decoding apparatus comprising: image reconstruction means for reconstructing an original image signal before coding by applying variable length decoding, inverse quantization, inverse DCT, and motion compensation to an encoded image bitstream; And a digital-to-analog conversion means for converting the analog video signal into an analog signal and providing the same to a display side, wherein the dequantization is performed using a quantization parameter of each macro block unit received together with the encoded video bit stream, An average quantization parameter calculation block for calculating an average quantization parameter value for one frame reconstructed by averaging a plurality of quantization parameter values in a macro block unit for a current reconstructed frame; Calculating a complexity of the reconstructed current frame by comparing an average quantization parameter value of the calculated one frame with a preset reference value, and calculating a complexity of the reconstructed current frame immediately after the frame used for the complexity calculation, A control block for generating a filtering control signal for an existing restored next frame; Band restricting means for generating a reconstructed frame by removing a high-frequency component by filtering the restored next frame based on a filter coefficient determined according to the generated filtering control signal and restricting a pass band thereof; And at least two paths for providing the reconstructed frame signal to the analog conversion means, wherein, based on a result of comparison between the average quantization parameter value for the calculated frame and the preset reference value, Further comprising a switching block for providing the reconstructed frame signal to the digital / analog conversion means in response to a switching control signal generated by the switching control signal and providing the reconstructed frame signal from which the high-frequency component has been removed to the digital / And a decoding unit for decoding the decoded image.

제1도는 종래의 전형적인 영상 복호화 시스템의 블록구성도,FIG. 1 is a block diagram of a conventional image decoding system,

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 영상 복호화 시스템의 블록구성도,FIG. 2 is a block diagram of an improved image decoding system according to a preferred embodiment of the present invention;

제3도는 본 발명에 따라 복원된 영상이 복잡도가 큰 영상일 때 일예로서 8×8 픽셀 블록에 대하여 하나의 고정된 레벨로 결정되는 고주파 성분 제한을 위한 결정 영역을 도시한 도면,FIG. 3 is a diagram showing a decision area for limiting a high frequency component, which is determined as one fixed level with respect to an 8 × 8 pixel block, as an example when the reconstructed image according to the present invention is a complex image;

제4도는 본 발명에 따라 복원된 영상이 복잡도가 큰 영상일 때 일예로서 8×8 픽셀 블록에 대하여 그 복잡정도에 의거하여 적응적으로 결정되는 고주파 성분 제한을 위한 결정 영역을 도시한 도면,FIG. 4 is a diagram illustrating a decision area for a high-frequency component restriction that is adaptively determined based on the degree of complexity of an 8 × 8 pixel block as an example when the reconstructed image is an image having a high complexity,

제5도는 본 발명에 따라 일예로서 8×8 픽셀 블록에 대한 예시도,FIG. 5 is an illustration of an 8x8 pixel block as an example according to the present invention,

제6도는 본 발명에 따른 일예로써 차수가 7인 1차원 저역 통과 필터계수를 도시한 예시도,FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating a one-dimensional low-pass filter coefficient having an order of 7 as an example according to the present invention,

제7도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일예로써 (4,4) 위치에서의 수평 방향 필터링과 (3,0) 위치에서의 수직 방향 필터링 과정을 도시한 예시도,FIG. 7 is a diagram illustrating an example of horizontal filtering in the (4,4) position and vertical filtering in the (3,0) position according to another embodiment of the present invention;

제8도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일예로써 3×3 차수의 2차원 저역 통과 필터계수를 도시한 예시도,FIG. 8 is an example of a 3 × 3-order two-dimensional low-pass filter coefficient according to another embodiment of the present invention,

제9도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일예로써 (3,3) 위치에서의 2차원 필터링 과정을 도시한 예시도,FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a two-dimensional filtering process at (3,3) position as an example according to another embodiment of the present invention;

제10도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도2에 도시된 대역제한 블록의 세부적인 블록구성도.FIG. 10 is a detailed block diagram of the bandwidth limiting block shown in FIG. 2 according to another embodiment of the present invention; FIG.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞Description of the Related Art

101 : 수신버퍼 102 : 가변길이 복호화기101: Receive buffer 102: Variable length decoder

103 : 역양자화 104 : 움직임 보상부103: Inverse quantization 104: Motion compensation unit

105 : 역DCT 106 : 가산기105: inverse DCT 106: adder

107 : 프레임 메모리 108 : D/A 변환기107: frame memory 108: D / A converter

210 : AQP 산출 블록 220 : 제어블록210: AQP calculation block 220: control block

230 : 대역제한 블록 240 : 스위칭 블록230: Band limiting block 240: Switching block

1141 : DCT 블록 1143 : 양자화 블록1141: DCT block 1143: Quantization block

1145 : 주파수 선택기 1147 : 역양자화 블록1145: Frequency selector 1147: Inverse quantization block

1149 : IDCT 블록1149: IDCT block

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 가변길이 복호화, 역양자화, 역 DCT 등을 통해 부호화 이전의 원신호로 복원된 영상신호가 복잡한 영상을 갖는 것인지 또는 단순한 영상을 갖는 것인지를 판단하여 복잡한 영상인 것으로 판단되는 경우, 복원된 영상신호에서 인간의 시각특성에 비교적 둔감한 고주파 성분을 적응적으로 제거함으로써, 양자화 오차로 인한 화질열화를 방지하고자 하는 것으로, 복원된 영상신호의 복잡도 산출은 매크로 블록단위의 양자화 파라메터를 이용한다.In the present invention, if it is determined that the video signal reconstructed by the original signal before encoding through the variable length decoding, inverse quantization, and inverse DCT is a complex video or a simple video, In order to prevent deterioration of image quality due to quantization error by adaptively removing high frequency components relatively insensitive to human visual characteristics in a video signal, the complexity of the reconstructed video signal is calculated by using a quantization parameter in units of macroblocks.

즉, 각 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터가 기설정된 기준치보다 크면 복잡한 영상으로 판단하여 복원된 영상신호에 적응적인 필터링을 적용한 다음, 적응적으로 대역이 제한된 복원 영상신호(즉, 고주파 성분이 제거된 복원 영상신호)를 디스플레이측으로 전송하고, 기준치보다 작으면 단순한 영상으로 판단하여 복원된 영상신호에 적응적인 필터링을 적용하지 않고 바로 디스플레이측으로 전송한다.In other words, if the average quantization parameter for each frame is greater than a predetermined reference value, it is determined that the image is complex, adaptive filtering is applied to the reconstructed image signal, and then adaptively restored restored image signals If it is smaller than the reference value, it is determined to be a simple image and transmitted to the display side without applying adaptive filtering to the restored video signal.

이것은, 송신측의 부호화 시스템에서 영상의 양자화시에, 부호화후의 비트 발생량이 클 것으로 판단되는 복잡한 영상에 대해 양자화 파라메터(양자화 파라메터(QP)는 1에서 31의 정수값을 가짐)를 크게하여 부호화후의 비트 발생량을 낮춘다는 점에 근거한 것이다. 따라서, 본 발명에 따라 양자화 파라메터에 근거해 복원된 영상의 복잡도를 산출한다는 것은 대단히 신뢰할 수 있을 것이다.This is because the quantization parameter (the quantization parameter (QP) has an integer value from 1 to 31) is increased for a complex image in which a bit generation amount after encoding is judged to be large at the time of image quantization in the transmission side encoding system, It is based on the fact that it reduces the amount of bits generated. Therefore, it would be highly reliable to calculate the complexity of the reconstructed image based on the quantization parameters in accordance with the present invention.

도2는 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 개선된 영상 복호화 시스템의 블록구성도를 나타낸다. 동도에 도시된 본 발명의 영상 복호화 시스템은 수신버퍼(101), 가변길이 복호화부(102),역양자화(103), 움직임 보상부(104), 역DCT(105), 가산기(106), 및 프레임 메모리(107), D/A 변환기(108), AQP 산출 블록(210), 제어불록(220), 대역제한 블록(230) 및 스위칭 블록(240)을 포함한다.2 shows a block diagram of an improved image decoding system according to a preferred embodiment of the present invention. The video decoding system of the present invention shown in the figure includes a reception buffer 101, a variable length decoding unit 102, an inverse quantization unit 103, a motion compensation unit 104, an inverse DCT 105, an adder 106, A frame memory 107, a D / A converter 108, an AQP calculation block 210, a control block 220, a band limitation block 230 and a switching block 240.

도2로부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 영상 복호화 시스템은, 도1에 도시된 종래의 영상 복호화 시스템에 AQP 산출 블록(210), 제어블록(220), 대역제한 블록(230) 및 스위칭 블록(240)을 부가하여 구성한 것에 주된 구성상의 특징을 갖는 것으로, 이러한 부가적인 구성부재들에 의해 본 발명에서 목적, 즉 복원된 영상이 복잡한 영상일 때 양자화 오차로 인해 야기되는 화질열화를 억제하고자 하는 목적이 달성될 것이다.2, the video decoding system according to the present invention includes an AQP calculation block 210, a control block 220, a band limiting block 230, (240), and it is an object of the present invention to suppress the deterioration of image quality caused by a quantization error when the reconstructed image is a complex image. The objective will be achieved.

따라서, 상기한 바와같이 종래 복호화 시스템에 부가되는 구성부재(210,220,230,240)들을 제외한 나머지 구성부재들은 실질적으로 종래 복호화 시스템에서와 동일한 기능을 수행하는 동일 구성부재를 나타내므로 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.Therefore, as described above, the remaining constituent members except for the constituent members 210, 220, 230, and 240 added to the conventional decoding system represent substantially the same constituent members performing the same functions as those in the conventional decoding system. Therefore, in order to avoid unnecessary duplicate description, A detailed description thereof will be omitted.

도2를 참조하면, 평균 양자화 파라메터(AQP) 산출 블록(210)에서는 라인 L11을 통해 전술한 역양자화부(103)에서 제공되는 매크로 블록단위의 양자화 파라메터(QP)들을 입력하여 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터(AQP)값을 산출하며, 여기에서 산출된 AQP 값은 다음단의 제어블록(220)으로 제공된다. 이때, 현제 복원된 영상신호가 비교적 복잡한 영상인 경우에는 AQP 값이 큰값을 갖게 될 것이고, 단순한 영상인 경우에는 AQP 값이 작은 값을 갖게 될 것이다. 또한, 영상신호는 그 특성상, 매 프레임마다 급격하게 변화하지 않는데, 본 발명에서는 이러한 특성을 이용하여 현제 복원된 프레임에서 산출한 AQP 값을 다음 프레임의 영상 복잡도를 산출하는 데 이용한다. 즉, 본 발명에서는 n 번째 프레임의 AQP 값을 n + 1 번째 프레임의 복잡도 산출 근거로서 이용한다.Referring to FIG. 2, the average quantization parameter (AQP) calculation block 210 receives the quantization parameters QP of the macro block unit provided from the inverse quantization unit 103 through the line L11, (AQP) value, and the calculated AQP value is provided to the control block 220 of the next stage. At this time, if the currently reconstructed image signal is a relatively complex image, the AQP value will have a large value, and in the case of a simple image, the AQP value will have a small value. In addition, the video signal does not change abruptly for every frame due to its characteristics. In the present invention, the AQP value calculated in the currently reconstructed frame is used to calculate the video complexity of the next frame using such characteristics. That is, in the present invention, the AQP value of the n-th frame is used as a basis for calculating the complexity of the (n + 1) -th frame.

즉, 한 프레임의 영상신호가 다른 가로 및 세로로 P*K의 크기를 갖고 한 매크로 블록의 크기가 L*L(예를들면, 16×16)의 크기를 갖는다고 가정하면, 한프레임 데이터를 복원하고 난후에 발생된 QP의 개수는 (R/L)*(K/L)이 된다. 일예로서, 352*288의 입력 영상에 대하여 16×16의 매크로 블록을 가정하면, 한 프레임에 대한 매크로 블록의 개수는 (352/16)*(288/16)이므로 22×18, 즉 396개가 될 것이다. 따라서, 이와같이 계산된 한 프레임에 대한 AQP 값은 다음에 복원되어지는 영상신호의 복잡도로써 이용되는 데, 여기에서 AQP의 값이 크면 복잡한 영상임을 의미하고, AQP 값이 작으면 단순한 영상임을 의미한다.That is, assuming that the video signal of one frame has a size of P * K in different horizontal and vertical directions and the size of one macroblock has a size of L * L (for example, 16 × 16), one frame data The number of QPs generated after reconstruction is (R / L) * (K / L). For example, assuming a 16 × 16 macroblock for an input image of 352 × 288, the number of macroblocks for one frame is (352/16) * (288/16), and thus 22 × 18, ie, 396 will be. Therefore, the calculated AQP value for one frame is used as the complexity of the video signal to be restored next. Here, if the AQP value is large, it means that the image is a complex image, and if the AQP value is small, it means that it is a simple image.

한편, 제어블록(220)에서는 상기한 AQP 산출 블록(210)으로부터 제공되는 AQP 값, 즉 한 프레임의 QP 값들을 평균하여 얻은 AQP 값에 의거하여 복원되어지는 다음 프레임이 복잡한 영상을 갖는 프레임인지 또는 단순한 영상을 갖는 프레임인지를 판단하며, 여기에서의 판단결과에 의거하여 라인 L13 상에 필터링 제어신호 B 를 발생함과 동시에 라인 L15 상에 하이 또는 로우레벨의 논리신호인 절환 제어신호를 발생한다.Meanwhile, the control block 220 determines whether the next frame to be restored based on the AQP value obtained by averaging the AQP values provided from the AQP calculation block 210, that is, the QP values of one frame, A filtering control signal B is generated on the line L13 based on the determination result, and at the same time, a switching control signal, which is a logical signal of a high or low level, is generated on the line L15.

즉, 제어블록(220)에서는 AQP 산출 블록(210)으로 부터의 AQP 값이 기설정된 기준치보다 크면 AQP 값 산출에 이용된 프레임의 바로 다음 프레임이 복잡한 영상을 갖는 것으로 판단하고, AQP 값이 기설정된 기준치보다 작으면 AQP 값 산출에 이용된 프레임의 바로 다음 프레임이 단순한 영상을 갖는 것으로 판단한다. 여기에서, 기준치는 예를들면 QP 값이 1에서 31 사이의 정수값을 가지므로 그 중간값인 16 정도로 설정하는 것이 바람직할 것이다.That is, if the AQP value from the AQP calculation block 210 is greater than the preset reference value, the control block 220 determines that the next frame of the frame used for the AQP value calculation has a complicated image, and if the AQP value is preset If it is smaller than the reference value, it is determined that the next frame of the frame used for calculating the AQP value has a simple image. Here, the reference value may be set to, for example, about 16, which is an intermediate value, since the QP value has an integer value between 1 and 31.

따라서, 제어블록(220)에서는 입력된 AQP 값이 기준치보다 커 복잡한 영상을 갖는 프레임인 것으로 판단되면, 라인 L13 상에 필터링 제어신호 B 를 발생하여 대역제한 블록(230)에서의 필터링 수행을 제어함과 동시에, 라인 L15 상에 절환 제어신호(하이 또는 로우레벨을 갖는 논리신호)를 발생하여 스위칭 블록(240)에서의 스위칭동작을 제어, 즉 접점이 a-c 로 연결된 상태에서 접점이 a-b 로 연결되도록 제어한다.Accordingly, if it is determined that the inputted AQP value is a frame having a complex image larger than the reference value, the control block 220 generates a filtering control signal B on the line L13 to control filtering in the band limiting block 230 (Logic signal having a high level or a low level) on the line L15 to control the switching operation in the switching block 240. That is, in the state where the contact is connected to ac, the contact is controlled to be connected to ab do.

한편, 대역제한 블록(230)에서는 라인 L13 상의 필터링 제어신호 B 에 의거하여 프레임 메모리(107)로부터 제공되는 복원된 프레임 신호에 대해 적응적인 대역제한 처리, 즉 필터링을 수행하여 기설정된 고주파 성분이 제거된 복원된 프레임신호를 라인 L17 상에 발생한다. 즉, 복원된 프레임 신호를 필터링할 때, 대역제한 블록(230)에서는, 일례로서 도3에 도시된 바와같이, Z(1,1),Z(2,6) 아하의 값을 모두 제로(0)값으로 매핑(mapping)처리하여 그 대역폭을 제한, 필터링을 수행하게 된다.On the other hand, in the band limitation block 230, based on the filtering control signal B on the line L13, adaptive band limitation processing, that is, filtering is performed on the restored frame signal provided from the frame memory 107 to remove predetermined high- Lt; RTI ID = 0.0 > L17. ≪ / RTI > That is, when the reconstructed frame signal is filtered, the band limitation block 230 sets all the values of Z (1,1) and Z (2,6) as zero as an example, as shown in FIG. ) Value to limit the bandwidth and perform filtering.

그런다음, 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호는 스위칭 블록(240)의 접점 b-a 를 경유하여 다음단의 D/A 변환부(108)로 출력된다. 따라서, D/A 변환부(108)에서는 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호를 아날로그 신호로 변환한 다음 모니터로의 디스플레이를 위해 도시 생략된 디스플레이측으로 제공하게 될 것이다.Then, the restored frame signal from which the high-frequency component has been removed is output to the D / A converter 108 at the next stage via the contact b-a of the switching block 240. Therefore, the D / A converter 108 converts the restored frame signal from which the high-frequency component has been removed into an analog signal, and then provides it to a display (not shown) for display on a monitor.

다른한편, 제어 블록(220)에서는 본 발명에 따라 대역제한 블록(230)이 프레임 메모리(107)에서 제공되는 복원된 프레임 신호를 필터링하여 고주파 제거된 복원 프레임 신호를 발생할 때, 고정된 하나의 레벨(즉, 필터계수)로 복원 프레임을 필터링하지 않고, 입력 영상의 복잡도 등을 고려하여 적응적(또는 선택적)으로 필터링할 수 있도록 필터링 제어신호 B 를 다음의 수식과 같이 계산 할 수 있다.On the other hand, in the control block 220, when the band limitation block 230 filters the reconstructed frame signal provided in the frame memory 107 and generates a high-frequency-removed reconstructed frame signal, It is possible to calculate the filtering control signal B according to the following equation so that it can be adaptively (or selectively) filtered in consideration of the complexity of the input image without filtering the reconstructed frame with the filter coefficient (i.e., the filter coefficient).

[수식 1][Equation 1]

그 결과 대역제한 블록(30)에서는 이와같은 라인 L13 상의 필터링 제어신호 B 에 의거하여 프레임 메모리(107)로부터 제공되는 복원된 프레임 신호에 대해 그에 상응 하는 적절한 대역제한 처리,즉 적응적인 필터링을 수행한다. 즉, 복원된 프레임 신호를 필터링할 때, 대역제한 블록(230)에서는, 일예로서 도4에 도시된 바와같이. 입력 영상의 복잡도에 근거하는 제어 블록(220)으로 부터의 필터링 제어신호 B 에 상응하여 그 출력값 이하(즉, 도4에서 점선 이하의 값)의 값을 제로(0)값으로 매핑처리하여 그 대역폭을 제한, 즉 필터링을 수행하게 된다. 다시말해, 본 실시예에 따르면, 복원된 프레임의 복잡정도에 따라 복원된 프레임 신호의 고주파 성분 제거레벨을 선택적(또는 적응적)으로 조절한다.As a result, the band limitation block 30 performs an appropriate band limitation process corresponding to the restored frame signal provided from the frame memory 107, that is, adaptive filtering, based on the filtering control signal B on the line L13 . That is, when filtering the recovered frame signal, in the band limitation block 230, as shown in FIG. 4 as an example. A value of a value less than or equal to the output value (i.e., a value less than a dotted line in FIG. 4) is mapped to a zero value corresponding to the filtering control signal B from the control block 220 based on the complexity of the input image, That is, filtering is performed. In other words, according to the present embodiment, the high frequency component removal level of the reconstructed frame signal is selectively (or adaptively) adjusted according to the complexity of the reconstructed frame.

그런다음, 상기한 바와같이 고주파 성분이 적응적(또는 선택적)으로 제거된 복원 프레임 신호는 스위칭 블록(240)의 b-a 경로를 경유하여 다음단의 D/A 변환부(108)로 출력된다.Then, the reconstructed frame signal in which the high-frequency component is removed adaptively (or selectively) as described above is output to the D / A converter 108 at the next stage via the b-a path of the switching block 240.

또한, 제어 블록(220)에서는 입력된 AQP 값이 기준치보다 커 복잡한 영상을 갖는 프레임인 것으로 판단되면, 라인 L15 상에 하이레벨의 절환 제어신호를 발생하여 스위칭 블록(240)의 접점이 c-a 에서 b-a 로 절환되도록 제어한다. 따라서 대역제한 블록(230)을 통해 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호가 다음단의 D/A 변환부(108)로 출력된다.If it is determined that the inputted AQP value is larger than the reference value, the control block 220 generates a high-level switching control signal on the line L15, . Accordingly, the restored frame signal from which the high-frequency components have been removed through the band limiting block 230 is output to the D / A converter 108 at the next stage.

다른한편, 본 발명에 따라 대역제한 블록(230)이 필터링을 통해 복원된 프레임 신호에서 고주파 성분을 제거할 때, 그 고주파 성분 제거를 위한 방법으로는 1차원 저역 통과 필터링 기법, 2차원 저역 통과 필터링 기법, 이산 푸리에 변환( Discrete Cosine Transform : 이하 DCT 라 약칭함)을 이용한 대역제한 기법 및 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform : 이하 DCT 라 약칭함)을 이용한 대역제한 기법 등을 들 수 있다.On the other hand, according to the present invention, when the band limitation block 230 removes a high frequency component from a frame signal reconstructed through filtering, a one-dimensional low-pass filtering technique, a two-dimensional low- Technique, a band limitation technique using Discrete Cosine Transform (DCT), and a band limitation technique using Discrete Cosine Transform (DCT).

상기한 바와같이 본 발명에 따라 인간의 시각특성에 비교적 둔감한 고주파 성분을 제거하는 기법들중 하나인 1차원 저역 통과 필터링 기법은, 입력되는 복원 프레임(영상) 신호에 저역 통과 필터링을 곱함으로써 수행된다. 즉 N×M의 한 블록(예를들면, 8×8 불록)의 영상에 대한 각 필셀의 값을 f(x,y) 라 할 때, 일예로서 도5에 도시된 바와같이 한 블록이 8×8 의 블록인 경우, 픽셀의 수평 및 수직 방향으로의 위치값 x 및 y 는 0에서 7사이의 정수값을 가지며, 각 값들은 0에서 255사이의 레벨값을 갖는다. 즉, 도5로부터 알 수 있는 바와같이, 8×8 블록의 각 픽셀의 수평 및 수직 방향의 위치값은 f(0,0)에서 f(7,7) 의 값을 갖는다.As described above, according to the present invention, the one-dimensional low-pass filtering technique, which is one of techniques for eliminating high frequency components relatively insensitive to human visual characteristics, is performed by multiplying an input restored frame (image) signal by low- do. That is, when the value of each pixel for an image of N × M blocks (for example, 8 × 8 block) is f (x, y), for example, as shown in FIG. 5, In the case of a block of 8, the position values x and y in the horizontal and vertical directions of the pixel have integer values between 0 and 7, and each value has a level value between 0 and 255. That is, as can be seen from Fig. 5, the horizontal and vertical position values of each pixel of the 8x8 block have a value of f (7,7) at f (0, 0).

한편, 본 발명에서의 1차원 저역 통과 필터로서는 ,일예로서 도6에 도시된 바와같이, 1차원 저역 통과 필터계수가 7 개의 차수를 갖는 것이라 가정하여 도시하였다. 이러한 저역 통과 필터는 입력 영상신호의 샘플링 주파수가 fs 인 경우 그 주파수 대역폭이 fs/2 이므로 이 신호를 fs/4 의 주파수 대역폭을 갖도록 대역 제한하는 저주파 통과 필터를 예로 든 것이다.On the other hand, as the one-dimensional low-pass filter in the present invention, for example, as shown in Fig. 6, it is assumed that the one-dimensional low-pass filter coefficient has seven orders. In this low-pass filter, when the sampling frequency of the input image signal is fs, the frequency bandwidth is fs / 2, and therefore, the low-pass filter is a band-pass filter that limits the frequency band to have a frequency bandwidth of fs / 4.

따라서, 대역제한 블록(230)에서 본 발명에 따라 복원된 프레임 신호를 1차원 저역 통과 필터링하는 과정은 복원된 프레임 신호가 수평 및 수직 방향으로의 2차원 신호이므로 각각의 방향에 대하여 1차원 저역 통과 필터링을 수행함으로써 구현 할 수 있다. 이러한 과정에 대해서는 (0.4) 위치에서의 수평 방향 필터링과 (3.0) 위치에서의 수직 방향 필터링 과정을 도시한 도면 7 에 상세하게 도시되어 있다. 즉, (x,y) 의 위치에서 수직 방향으로 저역 통과 필터링된 신호를 z(x,y) 라고 하면, 이것은 아래의 수식에 의해 계산된다.Accordingly, in the process of performing the one-dimensional low-pass filtering on the frame signal reconstructed according to the present invention in the band limitation block 230, since the reconstructed frame signal is a two-dimensional signal in the horizontal and vertical directions, And performing filtering. This process is illustrated in detail in FIG. 7 which shows the horizontal filtering at position (0.4) and the vertical filtering at position (3.0). That is, if a signal that is low-pass-filtered in the vertical direction at the position of (x, y) is z (x, y), this is calculated by the following equation.

[수식 2][Equation 2]

상기한 수식 2에서 T 는 필터의 차수를 의미하므로, T = 7 이다. 따라서, u 값은 -3에서 3 사이의 정수값을 갖는다. 또한, 상기한 수식 2에서 k(u) 값은 필터계수값이고, f(x,y) 값은 픽셀값이다. 만일, 상기한 수식 5에서 f(x,y-u) 의 (y,u) 값이 0 보다 작아지면 0 으로 하고, 혹은 전체 한 프레임의 영상 크기에 해당하는 M-1 값보다 커지는 경우에는 M-1 값으로 해 준다. 이것은, 그 영역, 즉 0에서 M-1 사이에서만 픽셀값이 존재하므로 이 영역을 넘는 경우에는 끝값으로 설정해 주는 방법인 것으로, 이러한 필터링 방법은 이 기술분야에 이미 공지된 기술이다.In the above equation (2), T means the degree of the filter, so T = 7. Thus, the u value has an integer value between -3 and 3. In Equation (2), k (u) is a filter coefficient value, and f (x, y) is a pixel value. If the value of (y, u) of f (x, yu) is less than 0 in Equation 5, or if it is larger than the value of M-1 corresponding to the image size of one frame, M- Value. This is a method of setting a pixel value only in the region, that is, between 0 and M-1, so that it is set as an end value in the case of exceeding this region. Such a filtering method is a technique well known in the art.

따라서, 상기한 수식 2에서와 같이 모든 픽셀의 위치에서 필터링을 수행하면, 일예로서 도7에 도시된 바와같이, 수평 및 수직 방향으로 1차원 필터링한 결과를 얻을 수 있다. 이때, 본 발명에 따라 모든 픽셀의 위치에서 이러한 필터링을 수행하는 과정에서 수평 방향 필터링을 먼저 수행하고, 수평 방향 필터링된 결과에 대해 다시 수직 방향 필터링을 수행하거나 혹은 그 순서를 바꾸어서 수행할 수도 있다.Therefore, if the filtering is performed at the positions of all the pixels as in the equation (2), one-dimensional filtering in the horizontal and vertical directions can be obtained, for example, as shown in FIG. At this time, in the process of performing such filtering at the positions of all the pixels according to the present invention, the horizontal direction filtering may be performed first, and the vertical direction filtering may be performed again on the horizontal direction filtered results or the order may be changed.

한편, 상술한 바와같은 1차원 저역 통과 필터링시에 기설정된(또는 고정된) 하나의 필터계수만을 이용하여 복원된 프레임 신호의 고주파 성분을 완전 제거 또는 부분제거하도록 구성할 수도 있으나, 복원된 프레임 신호의 복잡도를 고려하여 그 복잡도의 크기에 따라 복수의 필터계수(예를들면, 4개 등)를 사용하여 복원 영상의 고주파 성분제거를 적응적(또는 선택적)으로 제거하도록 구성할 수도 있다. 이때, 복수의 필터계수를 이용하여 복원된 프레임을 적응적으로 필터링할 경우, 기설정된 하나의 필터계수를 이용한 영상 필터링에 비해 하드웨어의 구현은 다소 복잡해질수 있으나 영상 재현의 고정밀한(촘촘한) 제어가 가능하다는 또다른 장점을 갖는다. 따라서, 이와같이 복수의 필터계수를 이용하여 적응적으로 필터링하는 경우에 대해서는 그 적용범위에 따라 선택적으로 응용할 수 있을 것이다.On the other hand, the high-frequency component of the reconstructed frame signal may be completely removed or partially removed using only one filter coefficient preset (or fixed) in the one-dimensional low-pass filtering as described above. However, Frequency components of the reconstructed image may be adaptively (or alternatively) removed using a plurality of filter coefficients (e.g., four, etc.) according to the complexity of the complexity. In this case, when the reconstructed frame is adaptively filtered using a plurality of filter coefficients, the implementation of the hardware may be somewhat complicated as compared with the image filtering using a predetermined filter coefficient, but the high-precision (fine) It has another advantage. Therefore, when adaptive filtering is performed using a plurality of filter coefficients as described above, it can be selectively applied according to the application range.

다른한편, 복원된 프레임의 고주파 성분 제거를 위한 기법들중 2차원 저역통과 필터링은, 도5에 도시된 바와같이, N×M 의 한 블록(예를들면, 8×8 블록)의 영상에 대한 각 픽셀의 값을 f(x,y) 라 하고, 일예로서 도8에 도시된 바와같이, 2차원 저역 통과 필터계수가 3 개의 차수를 갖는 9 차수를 갖는 것이라 가정하면, 하기에 기술되는 수식에서와 같이 필터계수 k 에 의해 좌우되는 데, k(0,0)의 값은 1/2 이고, 그 이외의 값은 1/16 의 값을 갖는다.On the other hand, the two-dimensional low-pass filtering among the techniques for removing the high-frequency component of the reconstructed frame is performed on an image of one N × M block (for example, 8 × 8 block) Assuming that the value of each pixel is f (x, y), and that the two-dimensional low-pass filter coefficient has a ninth order having three orders, for example, as shown in Fig. 8, , The value of k (0, 0) is 1/2, and the other values are 1/16.

따라서, 대역제한 블록(3)에서 본 발명에 따라 복원된 프레임 신호를 2차원 저역 필터링하는 과정은, 예를들면 f(3,3) 의 위치에서 필터링을 수행하는 과정을 보여주는 도9에 도시된 바와같다. 도9에 있어서, 필터계수와 겹치는 픽셀간의 곱을 모두 더하면 필터링한 결과를 얻게 된다. (x,y) 의 위치에서 2차원 저역 통과 필터링된 신호를 Z(x,y) 라고 하면, 이 값은 아래의 수식에 의해 계산 된다.Accordingly, the process of performing the two-dimensional low-pass filtering of the frame signal reconstructed according to the present invention in the band limitation block 3 is similar to that shown in FIG. 9 showing the process of performing filtering at the position of f (3, 3) Same as. In Fig. 9, when the product between the filter coefficients and the pixels overlapping each other is added, a filtered result is obtained. (x, y) is Z (x, y), this value is calculated by the following equation.

[수식 3][Equation 3]

상기한 수식 3에서 T 는 필터의 차수를 의미하므로, T = 3 이다. 따라서, u,v 값은 -1에서 1 사이의 정수값을 갖는다. 또한, 상기식 수식 3에서 k(u,v) 값은 필터계수값이고, f(x,y) 값은 픽셀값이다. 이때, 전술한 1차원 저역 통과 필터링에서와 마찬가지로, 상기한 수식에서 f(x-u,y-v)의 (x-u),(y-v) 값이 0 보다 작아지면 0 으로 하고, 혹은 전체 한 프레임의 영상 크기에 해당하는 M-1 값보다 커지는 경우에는 M-1 값으로 해준다. 따라서, 상기 수식에서와 같이 모든 픽셀의 위치에서 필터링을 수행하면, 일예로서 도9에 도시된 바와같이, 수평 및 수직 방향으로 2차원 필터링한 결과를 얻을 수 있다.In the above equation (3), T means the degree of the filter, so T = 3. Therefore, u and v have an integer value between -1 and 1. In Equation (3), k (u, v) is a filter coefficient value and f (x, y) is a pixel value. At this time, as in the one-dimensional low-pass filtering described above, if the values of (xu) and (yv) of f (xu, yv) in the above formula are smaller than 0, 1 " is larger than the value " M-1 " Therefore, if filtering is performed at the positions of all pixels as in the above equation, for example, as shown in FIG. 9, two-dimensional filtering results in horizontal and vertical directions can be obtained.

다른한편, 복원된 프레임의 고주파 성분 제거를 위한 기법들중 DFT 를 이용한 대역제한 기법을 채용하는 경우, 대역제한 블록(230)은 전술한 제어 블록(220)으로부터 제공되는 필터링 제어신호 B 에 의거하여 복원된 프레임에서 시각에 비교적 둔감한 고주파 성분을 제한하는 데, 그 과정은 실질적으로 2차원 주파수 변환과정과 주파수 선택과정으로 구분할 수 있으며, 이때 2차원 주파수 변환과정에서는 이산 푸리에 변환(DFT)을 이용하고, 주파수 선택과정에서는 제어 블록(220)으로부터 제공되는 필터링 제어신호 B 에 의거하여 DFT 변환된 영상신호의 통과 대역을 결정한다.On the other hand, when employing the band limitation technique using DFT among the techniques for removing the high-frequency component of the reconstructed frame, the band limitation block 230 generates a band- In the reconstructed frame, a high-frequency component relatively insensitive to time is limited. The process can be substantially divided into a two-dimensional frequency conversion process and a frequency selection process. In the two-dimensional frequency conversion process, a discrete Fourier transform And determines the passband of the DFT-converted image signal based on the filtering control signal B provided from the control block 220 in the frequency selection process.

다음에, 대역제한 블록(230)에서 복원된 프레임을 2차원 DFT 변환하고, 또한 필터링 제어신호 B 에 의거하여 2차원 DFT 변환된 영상신호의 주파수를 선택하는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.Next, a process of performing a two-dimensional DFT transform on the reconstructed frame in the band limitation block 230 and selecting a frequency of a two-dimensional DFT-transformed video signal based on the filtering control signal B will be described in detail.

먼저, 대역제한 블록(230)은 복원된 영상신호가 갖는 공간영역의 유사성을 이용하는 것으로, 아래의 수식에 의거하여 공간영역의 영상신호(픽셀 데이터)를 푸리에함수를 이용하여 N×N 단위, 예를들면 8×8 단위의 주파수 영역의 2차원 DFT 변환계수들로 변환한다.First, the band limitation block 230 uses the similarity of the spatial domain of the reconstructed image signal. By using the following equation, the video signal (pixel data) in the spatial domain is divided into N × N units using the Fourier function, Dimensional DFT transform coefficients in the frequency domain of 8 × 8 units.

[수식 4][Equation 4]

상기 수식 4에서 f(u,v) 는 각 픽셀의 값을, u 는 수평방향의 위치를, v 는 수직 방향으로의 픽셀의 위치를 나타낸다. 따라서, N×N 블록의 각 픽셀에 대한 값은 다음과 같은 값을 갖는다. 즉, N =8 인 경우 u 및 v 는 0 과 7 사이의 값을 갖는다. 이때, 각 값들은 0에서 255 사이의 정수값을 갖는다. 또한, 상기 수식에서 Z(k,l) 은 변환된 신호를 의미하고, k,l 은 각각 수평 및 수직 방향으로의 주파수 성분을 의미한다. 따라서, N = 8 인 경우에는 8×8 DFT 블록, 즉 공간영역의 신호가 주파수 영역의 신호로 변환된다.In Equation 4, f (u, v) represents the value of each pixel, u represents the position in the horizontal direction, and v represents the position of the pixel in the vertical direction. Therefore, the value for each pixel of the NxN block has the following values. That is, when N = 8, u and v have values between 0 and 7. At this time, each value has an integer value between 0 and 255. In the above equation, Z (k, l) denotes a converted signal, and k and l denote frequency components in the horizontal and vertical directions, respectively. Therefore, when N = 8, the 8x8 DFT block, that is, the signal in the spatial domain is converted into the signal in the frequency domain.

보다 상세하게, 대역제한 블록(230)에서는 상술한 바와같은 과정을 통해 얻어진 DFT 변환계수들에 대하여, 라인 L13 을 통해 제어블록(220)으로 부터 제공되는 필터링 제어신호 B 에 의거하여 그 통과되는 주파수 대역을 결정한다. 이때, 전술한 수식 5에서와 같이 필터링 제어신호 B 는 1 에서 4 사이의 정수값으로 설정할 수 있는 데, 이에 따라 선택되는 주파수는 다음과 같다.In more detail, in the band limitation block 230, on the basis of the filtering control signal B provided from the control block 220 through the line L13, the DFT transform coefficients obtained through the above- Band. At this time, the filtering control signal B can be set to an integer value ranging from 1 to 4 as in the above-described Equation 5, and thus the frequency selected is as follows.

즉, 대역제한 블록(230)에서는 변환된 주파수 Z(k,l) 에서 특정한 주파수를 선택한다. 여기에서, k,l 은 0 에서 N-1 사이의 정수값이다. 따라서, 대역제한 블록(230)에서 출력되는 값은 특정 주파수 성분(즉, 고주파 성분)이 제거된 신호가 된다. 예를들어, N = 8 인 경우에, 일예로서 도 4에 도시된 바와같이, 그 통과 주파수 대역이 결정될 것이다.That is, the band limitation block 230 selects a specific frequency from the converted frequency Z (k, l). Here, k and l are integers between 0 and N-1. Accordingly, the value output from the band limitation block 230 becomes a signal from which a specific frequency component (i.e., a high frequency component) is removed. For example, in the case of N = 8, the passing frequency band will be determined, as shown in Fig. 4 as an example.

따라서, 도4에 도시된 바와같이, 라인 L13 을 통해 제어 블록(220)으로 부터 대역제한 블록(230)으로 제공되는 필터링 제어신호 B 에 따라 각각 해당하는 점선 이하의 주파수는 모두 0 으로 하여 선택하지 않는다. 즉, 도4에서 B 값이 4 인 경우에는 Z(1,7), Z(2,6) 등과 같은 점선 이하의 주파수는 모두 0 으로 매핑 처리되는 것이다. 이와는 달리 하나의 기설정 필터계수를 이용하여 제어 블록(220)으로 부터의 필터링 제어신호 B에 응답하여 소정 레벨 이상의 고주파 성분을 제한(고정된 레벨 이상의 고주파 성분을 0 으로 대체 등)하도록 구성할 수도 있으며, 이 경우 적응적인(또는 선택적인) 대역제한에 비해 그 구현이 다소 용이할 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 4, according to the filtering control signal B provided from the control block 220 to the band limiting block 230 through the line L13, the frequencies below the corresponding dotted lines are all set to 0 Do not. That is, when the B value is 4 in FIG. 4, all frequencies below the dotted line such as Z (1, 7), Z (2, 6) Alternatively, one of the preset filter coefficients may be used to limit a high-frequency component of a predetermined level or higher (such as replacing a high-frequency component of a fixed level or higher with 0) in response to the filtering control signal B from the control block 220 , Which would be somewhat easier to implement than an adaptive (or optional) bandlimit.

다음에, 상술한 바와같이 영상의 복잡도에 기초하여 결정되는 필터링 제어신호 B 값에 따라 특정영역의 주파수(고주파 성분)가 제거된 DFT 변환계수들(주파수 영역의 신호)은 아래의 수식을 통해 원래의 공간영역의 신호로 역변환된다.Next, the DFT transform coefficients (frequency domain signal) from which the frequency (high frequency component) of the specific region is removed according to the filtering control signal B value determined on the basis of the complexity of the image, as described above, As shown in FIG.

[수식 5][Equation 5]

상기 수식 5에서 f(u,v) 는 각 픽셀의 값을 의미하고, u 및 v 는 수평 및 수직 방향으로의 픽셀의 위치를 의미하며, Z(k,l) 은 변환된 신호를 의미하고, k,l 은 각각 수평 및 수직 방향으로의 주파수 성분을 의미한다. 따라서, N = 8인 경우에는 주파수 영역의 8×8 DFT 블록들은 공간영역의 신호(픽셀 데이터)로 변환된다.In Equation (5), f (u, v) denotes the value of each pixel, u and v denote the positions of pixels in the horizontal and vertical directions, Z (k, k and l denote frequency components in the horizontal and vertical directions, respectively. Therefore, when N = 8, the 8x8 DFT blocks in the frequency domain are converted into signals (pixel data) in the spatial domain.

그 결과, 대역제한 블록(230)에서는 라인 L17 상에 복원 프레임이 복잡한 영상을 가질때 그 영상의 복잡정도에 따라 특정영역의 주파수가 선택적으로 제거된 영상신호, 즉 복원된 영상의 복잡도에 근거하여 산출되는 필터링 제어신호 B 에 따라 영상의 고주파 성분이 선택적(또는 적응적)으로 제거된 복원 프레임 신호(특정영역의 고주파 성분이 0 값으로 대체된 영상신호)를 발생하며, 여기에서 발생된 신호(인간의 시각 특성에 비교적 둔감한 고주파 성분이 선택적으로 제거된 복원 프레임신호)는 스위칭 블록(240)의 b-a 라인을 통해 다음단의 D/A 변환부(108)로 제공될 것이다.As a result, in the band limitation block 230, when the reconstructed frame has a complex image on the line L17, the frequency of the specific region is calculated based on the complexity of the reconstructed image, that is, (A video signal in which a high-frequency component of a specific region is replaced with a zero value) in which a high-frequency component of an image is selectively (or adaptively) removed according to a filtering control signal B, The reconstructed frame signal in which a high frequency component that is relatively insensitive to the visual characteristics of the switching block 240 is selectively removed will be provided to the D / A converter 108 of the next stage through the ba line of the switching block 240.

다른한편, 복원된 프레임의 고주파 성분 제거를 위한 기법들중 DCT 를 이용한 대역제한 기법을 채용하는 경우, 대역제한 블록(230)은 전술한 제어 블록(220)으로 부터 제공되는 필터링 제어신호 B 에 의거하여 복원된 영상에서 인간의 시각에 비교적 둔감한 고주파 성분을 제한하는 데, 그 과정은 실질적으로 2차원 주파수 변환과정과 주파수 선택과정으로 구분할 수 있으며, 이때 2차원 주파수 변환과정에서는 이산 코사인 변환(DCT)을 이용하고, 주파수 선택과정에서는 제어 블록(220)으로 부터 제공되는 필터링 제어신호 B 에 의거하여 DCT 변환된 영상신호의 통과 대역을 결정한다.On the other hand, when the DCT-based band limitation scheme is employed among the techniques for removing high-frequency components of the reconstructed frame, the band limiting block 230 performs a filtering operation on the basis of the filtering control signal B provided from the control block 220 In the reconstructed image, a high frequency component relatively insensitive to human vision is limited. The process can be substantially divided into a two-dimensional frequency conversion process and a frequency selection process. In the two-dimensional frequency conversion process, a discrete cosine transform And determines the passband of the DCT-converted video signal based on the filtering control signal B provided from the control block 220 in the frequency selection process.

다음에, 대역제한 블록(230)에서 복원된 영상을 2차원 DCT 변환하고, 또한 주파수 영역구분을 위한 필터링 제어신호 B 에 의거하여 2차원 DCT 변환된 영상신호의 주파수를 선택하는 과정에 대하여 첨부된 도10을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a process of two-dimensional DCT transforming the reconstructed image in the band limitation block 230 and selecting a frequency of a two-dimensional DCT-transformed image signal based on the filtering control signal B for frequency domain classification Will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 대역제한 블록(230)에서는 프레임 메모리(107)로 부터 제공되는 복원된 영상에 대하여 2차원 DCT 변환을 수행하는 데, 이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, DCT 변환과정은 영상신호의 공간적인 유사성을 잘 반영한다고 알려진 것으로, 이러한 DCT 변환기법은 영상신호를 부호화하는 과정에서 많이 응용되는 것이다. 따라서, 여기에서의 상세한 언급은 생략한다. 따라서, 본 실시예에서는 복원된 영상이 복잡한 영상일 때, 이러한 특성(공간적인 유사성 반영)을 갖는 DCT 변환을 영상신호의 복잡도에 다른 효과적인 주파수 선택 기법으로 이용한다. 이와같은 본 발명에서의 주파수 선택과정은 단순한 주파수 변환기법에 비해 영상신호의 특성을 보다 잘 반영하여 주파수 영역으로 반환하게 되므로, 결과적으로 입력 영상에 대한 주파수 선택시에 그 효율을 높일 수 있다.First, in the band limitation block 230, a 2D DCT transform is performed on a reconstructed image provided from the frame memory 107. As is well known in the art, the DCT transform process is a spatial transform This DCT transform technique is widely applied in the process of encoding an image signal. Therefore, detailed description here is omitted. Therefore, in the present embodiment, when the reconstructed image is a complex image, the DCT transform having such characteristics (reflecting spatial similarity) is used as an effective frequency selection technique other than the complexity of the image signal. The frequency selection process according to the present invention reflects the characteristics of a video signal better than a simple frequency conversion technique and returns to the frequency domain. As a result, the efficiency of the frequency selection for the input image can be increased.

도10은 도2에 도시된 본 발명에 따른 대역제한 블록(230)에 대한 세부적인 블록구성도를 나타낸다. 동도에 도시된 바와같이, 대역제한 블록(230)은 DCT 블록(1141), 양자화 블록(1143), 주파수 선택기(1145), 역양자화 블록(1147) 및 IDCT 블록(1149)을 포함한다.FIG. 10 shows a detailed block diagram of the band limitation block 230 according to the present invention shown in FIG. The band limitation block 230 includes a DCT block 1141, a quantization block 1143, a frequency selector 1145, an inverse quantization block 1147 and an IDCT block 1149 as shown in the diagram.

도10에 있어서, DCT 블록(1141)은 영상신호가 갖는 공간영역의 유사성을 이용하는 것으로, 아래의 수식에 의거하여 공간영역의 영상신호(픽셀 데이터)를 코사인함수를 이용하여 N×N 단위, 예를들면 8×8 단위의 주파수 영역의 2차원 DCT 변환계수들로 변환하여 다음단의 양자화 블록(1143)에 제공한다.In FIG. 10, the DCT block 1141 uses the similarity of the spatial domain of the video signal. By using the cosine function, the video signal (pixel data) in the spatial domain is multiplied by N × N, Dimensional DCT transform coefficients in the frequency domain of 8 × 8 units and provides the transform coefficients to the quantization block 1143 of the next stage.

[수식 6][Equation 6]

상기 수식 6에서 F(u,v) 는 변환된 DCT 계수를 의미하고, f(x,y) 는 입력 영상신호를 의미한다. 여기에서, x,y 는 픽셀 데이터의 가로 및 세로 방향의 위치를 의미하고, u,v 는 변환된 DCT 계수에서 가로 및 세로 방향의 주파수를 의미한다. 그런다음, 양자화 블록(1143)에서는 상기한 수식 6을 통해 2차원 변환된 DCT 계수들에 대해, 예를들면 비선형연산을 통해 유한한 개수의 값으로 양자화한다. 이때, DCT 변환계수의 양자화 과정에서 QP 값을 이용하는데, 변환된 DCT 계수를 F(u,v) 라하면, F(u,v)/(2*QP)를 수행하여 정수값을 취하는 연산이 대표적인 양자화 과정의 예라고 할 수 있다.In Equation (6), F (u, v) denotes a transformed DCT coefficient, and f (x, y) denotes an input image signal. Here, x and y denote positions in the horizontal and vertical directions of pixel data, and u and v denote frequencies in the horizontal and vertical directions in the transformed DCT coefficients. Then, the quantization block 1143 quantizes the two-dimensionally transformed DCT coefficients through the equation (6) into a finite number of values, for example, by nonlinear computation. In this case, the QP value is used in the quantization process of the DCT transform coefficients. Assuming that the transformed DCT coefficient is F (u, v), an operation of performing F (u, v) / This is an example of a typical quantization process.

한편, 주파수 선택기(1145)에서는 상술한 바와같은 과정을 통해 양자화된 DCT 변환계수들에 대하여, 라인 L13 을 통해 도2의 제어 블록(220)으로 부터 제공되는 주파수 대역폭 결정을 위한 필터링 제어신호 B 에 의거하여 그 통과되는 주파수를 결정한다. 이때, 전술한 수식 1에서와 같이 대역폭 결정을 위한 필터링 제어신호 B 는 1에서 4사이의 정수값으로 설정할 수 있는 데, 이에 따라 선택되는 주파수는 다음과 같다.On the other hand, in the frequency selector 1145, the DCT transform coefficients quantized through the process described above are input to the filtering control signal B for determining the frequency bandwidth provided from the control block 220 of FIG. 2 through the line L13 And determines the frequency to be passed therethrough. At this time, the filtering control signal B for determining the bandwidth can be set to an integer value between 1 and 4, as shown in Equation (1), and the frequencies selected are as follows.

즉, 주파수 선택기(1145)에서는 변환된 주파수 Z(k,l) 에서 특정한 주파수를 선택한다. 여기에서, k,l 은 0에서 N-1 사이의 정수값이다. 따라서, 주파수 선택기(1145)에서 출력되는 값은 특정 주파수 성분(즉, 고주파 성분)이 제거된 신호가 된다. 예를들어, N = 8 인 경우에 도4에 도시된 바와같이 그 통과 주파수가 결정될 것이다.That is, the frequency selector 1145 selects a specific frequency from the converted frequency Z (k, l). Here, k and l are integers between 0 and N-1. Therefore, the value output from the frequency selector 1145 becomes a signal from which a specific frequency component (i.e., a high frequency component) is removed. For example, if N = 8, the pass frequency will be determined as shown in FIG.

따라서, 도4에 도시된 바와같이, 라인 L13 를 통해 제어 블록(220)으로부터 주파수 선택기(1145)로 제공되는 대역폭 결정을 위한 필터링 제어신호 B 에 따라 각각에 해당하는 점선 이하의 주파수는 모두 0 으로 하여 선택하지 않는다. 즉, 도4에서 B 값이 4 인 경우에는 Z(1,7),Z(2,6) 등과 같은 점선 이하의 주파수는 모두 0 으로 매핑 처리되는 것이다. 이와는 달리 하나의 기설정 필터계수를 이용하여 제어 블록(1120)으로부터의 필터링 제어신호 B 에 응답하여 소정 레벨 이상의 고주파 성분을 제한(고정된 레벨 이상의 고주파 성분을 0 으로 대체 등)하도록 구성할 수도 있으며, 이 경우 적응적인(또는 선택적인) 대역제한에 비해 그 구현이 다소 용이할 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 4, according to the filtering control signal B for determining the bandwidth provided from the control block 220 to the frequency selector 1145 through the line L13, frequencies below the corresponding dotted lines are all set to 0 Do not select it. That is, when the B value is 4 in FIG. 4, all frequencies below the dotted line such as Z (1, 7), Z (2, 6) Alternatively, one of the preset filter coefficients may be used to limit a high-frequency component of a predetermined level or higher (substitute a high-frequency component of a fixed level or higher with 0, etc.) in response to the filtering control signal B from the control block 1120 , Which would be somewhat easier to implement than an adaptive (or optional) bandlimit.

다음에, 상술한 바와같이 프레임 메모리(107)에서 제공되는 복원된 영상이 큰 복잡도를 갖는 영상일 때, 복원된 영상의 복잡도에 기초하여 결정되는 대역폭 결정을 위한 필터링 제어신호 B 값에 따라 특정영역의 주파수(고주파 성분)가 제거된 양자화된 DCT 변환계수들은 다음단의 역양자화 블록(1147) 및 IDCT 블록(1149)을 통해 원신호(픽셀 데이터)로 복원된다. 이때, IDCT 블록(1149)에서의 역양자화된 DCT 변환계수의 역변환과정은 아래의 수식에 도시된 바와같다.Next, when the reconstructed image provided by the frame memory 107 has a large complexity as described above, the spatial resolution of the specific region is determined according to the filtering control signal B for determining the bandwidth determined based on the complexity of the reconstructed image. The quantized DCT transform coefficients from which the frequency (high frequency component) of the input image signal is removed are restored to the original signal (pixel data) through the next stage of the inverse quantization block 1147 and the IDCT block 1149. At this time, the inverse transformation process of the dequantized DCT transform coefficients in the IDCT block 1149 is as shown in the following equation.

[수식 7][Equation 7]

상기 수식 7에서 f(x,y)는 역변환된 영상신호(픽셀 데이터)를 의미하고, F(u,v)는 변환된 DCT 계수를 의미한다. 여기에서, u,v 는 변환된 DCT 계수에서 가로 및 세로 방향의 주파수를 의미하고, x,y 는 픽셀 데이터의 가로 및 세로 방향의 위치를 의미한다.In Equation (7), f (x, y) denotes an inversely transformed image signal (pixel data), and F (u, v) denotes a transformed DCT coefficient. Here, u and v mean the frequencies in the horizontal and vertical directions in the transformed DCT coefficients, and x and y indicate positions in the horizontal and vertical directions of the pixel data.

그 결과, IDCT 블록(1149)에서는 복원된 영상이 큰 복잡도를 갖는 영상일 때 그 영상의 복잡도에 따라 특정영역의 주파수가 선택적으로 제거된 영상신호, 즉 복원된 영상의 복잡도에 근거하여 산출되는 대역폭 결정을 위한 필터링 제어신호 B 에 따라 영상의 고주파 성분이 선택적(또는 적응적)으로 제거된 복원 프레임 신호(특정영역의 고주파 성분이 0 값으로 대체된 복원된 영상신호)를 발생하며, 여기에서 발생된 신호(인간의 시각특성에 비교적 둔감한 고주파 성분이 선택적으로 제거된 복원 프레임 신호)는 스위칭 블록(240)의 b-a 라인을 통해 다음단의 D/A 변환부(108)로 제공될 것이다.As a result, in the IDCT block 1149, when the reconstructed image has a large complexity, the frequency of the specific region is selectively removed according to the complexity of the image, that is, the bandwidth calculated based on the complexity of the reconstructed image (Reconstructed video signal in which a high-frequency component of a specific area is replaced with a zero value) in which a high-frequency component of an image is selectively (or adaptively) removed according to a filtering control signal B for determination, (A reconstructed frame signal in which a high frequency component relatively insensitive to human visual characteristics is selectively removed) will be provided to the D / A converter 108 at the next stage through the ba line of the switching block 240.

따라서, 도2의 D/A 변환부(108)에서는, 본 발명에 따른 고주파 성분 제거를 위한 필터링 기법(1차원 또는 2차원 저역 통과 필터링, DFT 또는 DCT 를 이용한 대역제한)을 채용할 때, 복원된 영상이 복잡한 영상이면 대역제한 블록(230)을 통해 인간의 시각특성에 비교적 둔감한 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호를 아날로그 신호로 변환하여 도시 생략된 디스플레이측으로 제공하고, 복원된 영상이 단순한 영상이면 프레임 메모리(107)에서 출력되는 고주파 성분이 제거되지 않은 복원된 프레임 신호를 디스플레이측으로 제공함으로써, 복잡도가 큰 영상이라 할지라도 시각적으로 중요한 성분인 저주파신호에 대해 양자화 오차가 적게 생기도록 하면서 재생할 수 있는 것이다.Therefore, in the D / A conversion unit 108 of FIG. 2, when employing a filtering technique (one-dimensional or two-dimensional low-pass filtering, band limitation using DFT or DCT) for eliminating high frequency components according to the present invention, If the reconstructed image is a complex image, the reconstructed frame signal in which a high frequency component relatively insensitive to human visual characteristics is removed through a band limiting block 230 is converted into an analog signal and provided to a display (not shown) The reconstructed frame signal from which the high frequency component output from the frame memory 107 has not been removed is provided to the display side so that even if the image is of a high complexity, it is possible to reproduce the low frequency signal, which is a visually important component, It is.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 복원된 프레임신호에서 매크로 블록단위의 양자화 파라메터 정보에 근거하여 복원된 프레임이 복잡한 영상인지를 판단하고, 그 판단결과 시간적으로 연속하는 다음의 복원 프레임 신호에 필터링 기법을 이용하여 인간의 시각특성에 둔감한 고주파 성분을 제거함으로써, 복원된 영상이 큰 복잡도를 갖는 영상일 경우일지라도 재생영상에서 필연적으로 나타나는 양자화 오차로 인한 화질열화를 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is determined whether the reconstructed frame is a complex image based on the quantization parameter information in units of macroblocks in the reconstructed frame signal. If the reconstructed frame signal is temporally continuous, It is possible to effectively prevent image quality deterioration due to a quantization error inevitably appearing in a reproduced image even if the reconstructed image has a large complexity by removing high frequency components insensitive to human visual characteristics.

Claims (4)

부호화된 영상 비트 스트림에 가변길이 복호화, 역양자화, 역 DCT 및 움직임 보상기법을 적용하여 부호화전의 원신호로 복원하는 영상 복원수단과, 복원된 프레임 신호를 아날로그 신호로 변환하여 디스플레이측에 제공하는 디지탈/아날로그 변환수단을 구비하며, 상기 역양자화는 상기 부호화된 영상 비트 스트림과 함께 수신된 각 매크로 블록단위의 양자화 파라메터를 이용하여 수행되는 영상 복호화 시스템에 있어서: 현재 복원된 한 프레임에 대한 매크로 블록단위의 복수의 양자화 파라메터값들을 평균하여 복원된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값을 산출하는 평균 양자화 파라메터 산출 블록; 상기 산출된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값과 기설정된 기준치를 비교하여, 상기 복원된 현재 프레임의 복잡도를 산출하고, 상기 산출된 복잡도 정보에 근거하여 상기 복잡도 산출에 이용된 프레임보다 시간적으로 바로 후에 존재하는 복원된 다음 프레임에 대한 필터링 제어신호를 발생하는 제어 블록; 상기 발생된 필터링 제어신호에 따라 결정되는 필터 계수에 의거하여 상기 복원된 다음 프레임을 필터링하여 그 통과 대역을 제한함으로써 고주파 성분을 제거한 복원된 프레임을 발생하는 대역제한 수단; 및 상기 복원된 프레임 신호를 상기 아날로그 변환수단에 제공하는 적어도 두 개의 경로를 포함하며, 상기 산출된 한 프레임에 대한 평균 양자화 파라메터값과 기설정된 기준치와의 비교결과에 의거하여 발생되는 상기 제어 블록으로 부터의 절환 제어신호에 응답하여 상기 복원된 프레임 신호를 상기 디지탈/아날로그 변환수단에 제공하거나 상기 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호를 상기 디지탈/아날로그 변환수단에 제공하는 스위칭 블록을 더 포함하는 개선된 영상 복호화 시스템.Image reconstruction means for reconstructing the original image signal before coding by applying variable length decoding, inverse quantization, inverse DCT, and motion compensation techniques to the coded image bitstream, and digital converting means for converting the reconstructed frame signal into an analog signal, / Analog conversion means, wherein the dequantization is performed using a quantization parameter of each macroblock unit received together with the encoded video bitstream, the system comprising: a macroblock unit for a currently reconstructed frame An average quantization parameter calculation block for calculating a mean quantization parameter value for a reconstructed frame by averaging a plurality of quantization parameter values of the quantization parameter; Calculating a complexity of the reconstructed current frame by comparing an average quantization parameter value of the calculated one frame with a preset reference value, and calculating a complexity of the reconstructed current frame immediately after the frame used for the complexity calculation, A control block for generating a filtering control signal for an existing restored next frame; Band restricting means for generating a reconstructed frame by removing a high-frequency component by filtering the restored next frame based on a filter coefficient determined according to the generated filtering control signal and restricting a pass band thereof; And at least two paths for providing the reconstructed frame signal to the analog conversion means, wherein the control block includes: at least two paths for providing the reconstructed frame signal to the analog conversion means, Further comprising a switching block for providing the reconstructed frame signal to the digital / analog conversion means in response to a switching control signal from the digital / analog conversion means, or for providing a reconstructed frame signal from which the high- Video decoding system. 제1항에 있어서, 상기 기설정된 기준치는, 기설정범주내의 정수단위 양자화 파라메터값들의 중간값인 것을 특징으로 하는 개선된 영상 복호화 시스템.The improved video decoding system according to claim 1, wherein the predetermined reference value is an intermediate value of integer unit quantization parameter values within a predetermined category. 제1항에 있어서, 상기 대역제한 수단은, 상기 복원된 다음 프레임에 대한 공간영역의 영상신호를 이산 푸리에 변환을 이용하여 M×N 블록 단위의 주파수 영역의 DFT 변환계수들로 변환하고, 상기 발생된 대역제한을 위한 필터링 제어신호에 의거하여 상기 변환된 DFT 변환계수 블록들에 대한 고주파 통과 대역을 결정하며, 상기 변환된 각 DFT 변환계수 블록의 고주파 통과 대역을 상기 결정된 대역폭으로 제한하고, 상기 대역폭이 제한된 각 DFT 블록들 각각에 대해 역이산 푸리에 변환을 통해 원신호로 복원함으로써 상기 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 개선된 영상 복호화 시스템.The apparatus of claim 1, wherein the band limiting unit transforms the video signal of the spatial domain for the next frame restored into DFT transform coefficients in the frequency domain of MxN block using discrete Fourier transform, Determines a high-frequency passband for the transformed DFT transform coefficient blocks based on a filtering control signal for the band limitation, limits the high-frequency passband of each transformed DFT transform coefficient block to the determined bandwidth, And reconstructs the original signal through inverse discrete Fourier transform for each of the limited DFT blocks, thereby generating a reconstructed frame signal from which the high-frequency component has been removed. 제1항에 있어서, 상기 대역제한 수단은: 상기 복원된 프레임 신호에 대한 공간영역의 영상신호를 코사인함수를 이용하여 M×N 블록 단위의 주파수 영역의 2차원 DCT 변환계수들로 변환하는 이산 코사인 변환수단; 상기 M×N 단위의 2차원 DCT 변환계수 블록들에 대해 양자화 파라메터값을 이용하여 유한한 개수의 값으로 양자화하는 양자화 수단; 상기 제어 블록으로 부터 제공되는 상기 필터링 제어신호에 의거하여 상기 양자화된 DCT 변환계수 블록들에 대한 고주파 통과 대역을 결정하며, 상기 양자화된 각 DCT 변환계수 블록의 고주파 통과 대역을 상기 결정된 대역폭으로 제한하는 주파수 선택 수단; 및 상기 대역폭이 제한된 양자화된 각 DCT 블록들 각각에 대해 역양자화 및 역이산 코사인 변환을 수행하여 부호화전의 원신호로 복원하여 대역 제한된 프레임을 발생하며, 상기 대역 제한된 프레임을 상기 고주파 성분이 제거된 복원 프레임 신호로써 스위칭 블록에 제공하는 영상 복원 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 개선된 영상 복호화 시스템.The apparatus of claim 1, wherein the band limiting means comprises: a discrete cosine transform unit for transforming the video signal of the spatial domain of the reconstructed frame signal into two-dimensional DCT transform coefficients in the frequency domain of MxN block units using a cosine function Conversion means; Quantization means for quantizing the 2-dimensional DCT transform coefficient blocks of M × N units into a finite number of values using a quantization parameter value; Frequency band for the quantized DCT transform coefficient blocks based on the filtering control signal provided from the control block and limits the high frequency passband of each quantized DCT transform coefficient block to the determined bandwidth Frequency selection means; And performing inverse quantization and inverse discrete cosine transform on each of the quantized DCT blocks with the limited bandwidth to reconstruct the original signal before coding to generate a band-limited frame, and restoring the band-limited frame by removing the high- And the image reconstruction means provides the reconstructed image as a frame signal to the switching block.
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