KR100997218B1

KR100997218B1 - Image dequantization method

Info

Publication number: KR100997218B1
Application number: KR1020090095209A
Authority: KR
Inventors: 조대성; 서양석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2010-11-29
Also published as: KR20090122161A

Abstract

영상 역양자화방법은 비트열로부터 하나의 슬라이스 단위 헤더에 포함된 자기영역의 양자화정보 및 부가 양자화정보를 복호화하는 단계, 복호화된 상기 자기영역의 양자화정보 및 부가 양자화정보를 사용하여 제1 영역에 포함된 매크로블록들의 제1 양자화 계수를 결정하는 단계, 복호화된 상기 자기영역의 양자화정보를 통해 제2 영역에 포함된 매크로블록들의 제2 양자화 계수를 구하는 단계, 및 상기 제1 양자화 계수를 이용하여 상기 제1 영역에 포함된 매크로블럭들의 역양자화를 수행하고, 상기 제2 양자화 계수를 사용하여 상기 제2 영역에 포함된 매크로블럭들의 역양자화를 수행하는 단계를 포함한다.The image dequantization method includes decoding quantization information and additional quantization information of a magnetic region included in one slice unit header from a bit string, and including the decoded quantization information and additional quantization information in the first region. Determining a first quantization coefficient of the extracted macroblocks, obtaining a second quantization coefficient of the macroblocks included in the second region through the decoded quantization information of the magnetic domain, and using the first quantization coefficient Performing inverse quantization of the macroblocks included in the first region, and performing inverse quantization of the macroblocks included in the second region by using the second quantization coefficient.

Description

영상 역양자화방법{Image dequantization method}Image dequantization method

본 발명은 한 영상에서 영역별로 다른 양자화 계수를 사용하여 부호화 하고 복호화 할 때에 영역간의 색상의 변화에 민감한 사람의 시각적 특성을 고려하여 휘도 성분과 색상 성분을 각각 다른 양자화 방법을 사용하여 부호화하고 복호화하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention encodes and decodes a luminance component and a color component using different quantization methods in consideration of visual characteristics of a person who is sensitive to color change between regions when encoding and decoding using different quantization coefficients for each region in one image. It is about a method.

한 장의 영상을 부호화 할 때에 일반적으로 휘도 성분과 색상 성분을 나누어서 부호화 한다. 이 것은 각각의 성분이 가지고 있는 정보량과 통계적 특성이 다르기 때문이다. 대표적인 동영상 국제 표준안인 MPEG-4 part 2 표준안 (ISO/IEC 14496-2, Information Technology - Generic Coding of Audio - Visual Objects , Part 2: Visual ( Final Draft of International Standard ), Dec. 1998)과 H.263 version2 표준안 (ITU-T Recommendation H.263, Video Coding for Low Bit Rate Communication, Jan. 1998)에서는 칼라 영상을 휘도 성분 (luminance; Y)과 색상 성분 (chroma; U, V)으로 나누어서 부호화 한다. 도 3은 MPEG-4와 H.263 표준안에서 영상 압축 시에 기본 단위로 사용되는 매크로블록의 구성을 보여 주는데 4개의 8x8 Y 블록과 각각 1개씩의 8x8 U, V 블록으로 이루어져 휘도 성분 Y와 색상 성분 U, V가 각각 따로 부호화 되는 것을 알 수 있다.In general, when encoding a single image, encoding is performed by dividing the luminance component and the color component separately. This is because the amount of information and statistical characteristics of each component are different. MPEG-4 part 2 standard, the international standard of moving picture (ISO / IEC 14496-2, Information Technology - generic Coding of Audio - Visual Objects , Part 2: Visual ( Final Draft of International Standard ) , Dec. 1998 and H.263 version 2 standard (ITU-T Recommendation H.263, Video) Coding for Low Bit Rate Communication , Jan. In 1998, color images are encoded by dividing them into luminance components (Y) and color components (chroma; U, V). Fig. 3 shows the configuration of a macroblock used as a basic unit in video compression in MPEG-4 and H.263 standards. It is composed of four 8x8 Y blocks and one 8x8 U and V block, respectively, with luminance component Y and color. It can be seen that components U and V are separately encoded.

한편, MPEG-4와 H.263 표준안에서는 한 장의 영상을 부호화할 때에 영역별로 다른 양자화 계수를 사용하여 부호화 및 복호화를 할 수 있도록 하고 있다. 이러한 경우로는 슬라이스 구조를 사용하는 경우와 각 매크로 블록별로 비트율을 조절하기 위해 difference quantization을 사용하는 경우가 있다.The MPEG-4 and H.263 standards, on the other hand, allow encoding and decoding using different quantization coefficients for different regions when encoding a single image. In this case, there is a case where a slice structure is used and difference quantization is used to control the bit rate for each macro block.

먼저 H.263에서 슬라이스 구조를 사용하는 경우를 살펴보면, 한 장의 영상을 부호화 할 때에 매크로블록의 열 단위로 GOB 층을 형성하고 각 GOB 헤더에 GOB 안에서 사용된 양자화 계수가 부호화되어 있다. 그리고, Annex K에서 슬라이스 구조 모드 (slice structured mode)를 사용하여 연속된 매크로블록의 그룹 단위로, 또는 임의의 사각형 모양 단위의 매크로블록 그룹으로 영역을 구분하여 한 장의 영상을 부호화할 수 있다. First, in the case of using a slice structure in H.263, when encoding a single image, a GOB layer is formed in units of macroblock columns, and the quantization coefficients used in the GOB are encoded in each GOB header. In Annex K, one image may be encoded by dividing a region into a group unit of consecutive macroblocks or a macroblock group of an arbitrary rectangular shape unit using a slice structured mode.

도 4a는 3개의 GOB 단위로 슬라이스를 구성한 예이고 도 4b는 사각형 단위로 슬라이스를 구성한 예이다. 각 슬라이스는 슬라이스 헤더를 가지고 독립적으로 복호화될 수 있는데 슬라이스 헤더는 시작 코드로 시작하여 시작 매크로블록의 영상 내의 위치, 슬라이스의 크기, 그리고 슬라이스 내의 매크로블록을 부호화할 때 사용하는 양자화 계수 등을 가지고 있다. 도 5a 및 도 5b는 슬라이스 헤더의 일예를 도시한다.4A illustrates an example in which slices are configured in units of three GOBs, and FIG. 4B illustrates an example in which slices are configured in units of squares. Each slice can be independently decoded with a slice header. The slice header starts with the start code and has a position in the image of the starting macroblock, the size of the slice, and a quantization coefficient used to encode the macroblock in the slice. . 5A and 5B show an example of a slice header.

이와 같이 슬라이스 구조를 사용할 때에 각 슬라이스마다 다른 양자화 계수를 사용할 수 있는데, 특히, 도 4b와 같이 사각형 모양의 슬라이스 구조를 사용할 경우 배경 영역과 관심 영역을 구분하여 관심 영역에는 작은 양자화 계수 값을 사 용하여 화질을 높이고 배경 영역은 큰 양자화 계수 값을 사용하여 압축을 많이 하여 제한된 비트율 하에서 전체적인 주관적 화질을 높일 수 있다.As such, when the slice structure is used, different quantization coefficients may be used for each slice. In particular, when the rectangular slice structure is used as shown in FIG. 4B, the background region and the ROI are distinguished, and a small quantization coefficient value is used for the ROI. The image quality is increased and the background region is compressed using a large quantization coefficient value to increase the overall subjective image quality under a limited bit rate.

그리고, MPEG-4에서는 매크로블록 단위로 비트율 제어가 가능하도록 하고 있는데 이를 위해서 각 매크로블록마다 양자화 계수에 특정한 값을 더하거나 빼서 양자화 계수를 변화시켜 각 매크로블록별로 비트율을 조정하도록 한다. 이 때 사용되는 특정한 값은 difference quantization 값이라고 하여 각 매크로블록마다 부호화한다.In MPEG-4, bit rate control can be performed in units of macroblocks. To this end, bit rates are adjusted for each macroblock by changing a quantization coefficient by adding or subtracting a specific value to the quantization coefficient for each macroblock. The specific value used at this time is called a difference quantization value and is encoded for each macroblock.

이와 같이 한 장의 영상에서 영역별로 다른 양자화 계수를 사용할 경우 영역별로 휘도와 색상의 값이 달라지게 되는데, 영역마다 다른 색상이 나타나게 되면 영상의 주관적 화질을 손상시키게 된다.As such, when different quantization coefficients are used for each region in a single image, luminance and color values are different for each region. If different colors appear in each region, the subjective image quality of the image is impaired.

본 발명에서는 한 장의 영상에서 영역별로 다른 양자화 계수를 사용하여 양자화 할 때에 양자화 계수의 변화량이 휘도 성분에서보다 색상 성분에서 더 작게 변하도록 하여 사람의 주관적 화질을 높이도록 한다.In the present invention, when the quantization is performed using different quantization coefficients for each region in a single image, the amount of change in the quantization coefficient is changed smaller in the color component than in the luminance component to enhance the subjective image quality of the person.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영상을 영역별로 나누어 부호화 할 때에 각 영역별 양자화 계수의 변화량이 휘도 성분에서보다 색상 성분에서 더 작게 변하도록 하여 사람의 주관적 화질을 높이도록 하는 것이다.An object of the present invention is to increase the subjective image quality of a person by changing the amount of change in the quantization coefficient for each region smaller than in the luminance component when encoding the image by region.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 색상 양자화 방법을 이용한 부호화 및 복호화 방법을 컴퓨터에서 실행 가능한 프로그램 코드로 기록된 기록 매체를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a recording medium recorded with a program code executable by a computer in an encoding and decoding method using the color quantization method.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 화면 단위로 입력되는 입력 영상을 일정한 크기의 영역으로 나누고 각 영역을 양자화 하여 부호화 하기 위한 양자화 계수의 초기값을 설정하는 (a)단계, (a)단계에서 설정된 각 영역을 각각 독립적인 슬라이스 구조로 분리하고 각 슬라이스 헤더에 영역의 위치 정보 및 해당 영역 또는 인접 영역에서 사용될 양자화 계수를 포함하여 부호화하는 (b)단계, (a)단계에서 설정된 각 영역을 일정 크기의 블록 단위로 부호화 하기 위해 각 블록의 양자화 계수를 휘도 성분 및 색도 성분에 대해 달리 처리하여, 영역간의 색상의 변화가 적도록 영역의 위치 혹은 비트율에 따라 각 블록의 양자화 계수를 결정하는 (c)단계, 블록별 영상 데이터를 예측/변환 부호화 후 (c)단계에서 결정된 양자화 계수에 따라 양자화하는 (d)단계, 블록 단위로 양자화된 영상 데이터의 엔트로피를 부호화하는 (e)단계 및 (e)단계에서 생성된 비트열의 비트량을 이 용하여 비트율을 제어하기 위하여 이후 블록을 부호화하는데 사용할 양자화 계수를 계산하여 (c)단계에 넘겨주는 (f)단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the image encoding method according to the present invention comprises the steps of (a) setting the initial value of the quantization coefficients for dividing the input image input by the unit of the screen into a region of a constant size and quantizing and encoding each region; Each region set in step a) is divided into independent slice structures, and encoding is performed in each slice header including location information of the region and quantization coefficients to be used in the corresponding region or the adjacent region. In order to encode each area by a unit of block of a certain size, the quantization coefficients of each block are processed differently for the luminance component and the chromaticity component, and the quantization coefficients of each block are adjusted according to the position or bit rate of the region so that the color variation between the regions is small. In step (c) of determining and predicting / transforming encoding the image data for each block, according to the quantization coefficient determined in step (c) Quantization to be used for encoding a subsequent block in order to control the bit rate by using the bit amount of the bit stream generated in (d) and (e) encoding the entropy of the quantized image data in units of blocks. Step (f) is calculated and passed to step (c).

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 화면 단위로 입력되는 입력 영상을 일정한 크기의 영역으로 나누고 각 영역을 양자화 하여 부호화 하기 위한 양자화 계수의 초기값을 설정하는 영역 모델링부, 영역 모델링부에서 설정된 각 영역을 각각 독립적인 슬라이스 구조로 분리하고 각 슬라이스 헤더에 영역의 위치 정보 및 해당 영역 또는 인접 영역에서 사용될 양자화 계수를 포함하여 부호화하는 슬라이스 헤더 부호화부, 각 영역을 일정 크기의 블록 단위로 부호화 하기 위해 각 블록의 양자화 계수를 휘도 성분 및 색도 성분에 대해 달리 처리하여, 영역간의 색상의 변화가 적도록 영역의 위치 혹은 비트율에 따라 각 블록의 양자화 계수를 결정하는 영역별 양자화 계수 모델링부, 블록별 영상 데이터를 예측/변환 부호화 후 영역별 양자화 계수 모델링부에서 결정된 양자화 계수에 따라 양자화하고 엔트로피를 부호화하는 엔트로피 부호화부 및 엔트로피 부호화부에서 생성된 비트열의 비트량을 이용하여 비트율을 제어하기 위하여 이후 블록을 부호화하는데 사용할 양자화 계수를 계산하여 영역별 양자화 계수 모델링부에 넘겨주는 비트율 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the image encoding apparatus according to the present invention divides an input image input in units of a screen into regions having a predetermined size, and includes an area modeling unit and an area modeling unit for setting initial values of quantization coefficients for quantizing and encoding each region. A slice header encoder which separates each region set by the sub-part into an independent slice structure and encodes each slice header including location information of the region and quantization coefficients to be used in the corresponding region or the adjacent region, and blocks each region by a predetermined size. The quantization coefficient modeling unit for each block determines the quantization coefficient of each block according to the position or the bit rate of the region so that the quantization coefficient of each block is processed differently for the luminance component and the chromaticity component for encoding with Region after prediction / conversion encoding In order to control the bit rate by using the bit rate of the bit stream generated by the entropy encoder and the entropy encoder, which is quantized according to the quantization coefficients determined by the quantization coefficient modeling unit, the quantization coefficient to be used for encoding the block is calculated and then And a bit rate control unit which is passed to the star quantization coefficient modeling unit.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 전송 받은 비트열로 슬라이스 헤더를 복호화하는 (g)단계, 각 슬라이스별로 전송받은 비트열을 엔트로피 복호화하는 (h)단계, (h)단계에서 복호화된 정보 중에서 슬라이스 헤더에 포함된 각 영역의 양자화 계수를 사용하여 영역간의 색상의 변화가 적도록 각 영역 의 양자화 계수를 결정하는 (i)단계, (i)단계에서 결정된 양자화 계수를 사용하여 역양자화/역변환/예측 보상을 통해 영상을 복원하는 (j)단계; 및 (j)단계에서 복원된 각 영역의 영상을 슬라이스 헤더에 포함된 각 영역의 위치 정보를 참조하여 하나의 화면으로 구성하는 (k)단계를 포함한다.In order to achieve the above object, in the image decoding method according to the present invention, in the step (g) of decoding the slice header into the received bit stream, the entropy decoding of the received bit stream for each slice (h), (h) step From the decoded information, the quantization coefficients of the respective regions are determined using the quantization coefficients of the regions included in the slice header so that the color change between the regions is small. (J) reconstructing the image through quantization / inverse transform / prediction compensation; And (k) configuring the image of each region reconstructed in step (j) into one screen by referring to the position information of each region included in the slice header.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 영상 복호화 장치는 전송 받은 비트열로 슬라이스 헤더를 복호화하는 슬라이스 헤더 복호화부, 각 슬라이스별로 전송받은 비트열을 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화부, 엔트로피 복호화부에서 복호화된 정보 중에서 슬라이스 헤더에 포함된 각 영역의 양자화 계수를 사용하여 영역간의 색상의 변화가 적도록 각 영역의 양자화 계수를 결정하는 영역별 양자화 계수 모델링부, 영역별 양자화 계수 모델링부에서 결정된 양자화 계수를 사용하여 역양자화하는 역양자화부, 역양자화부에서 역양자화된 신호를 역변환하고 예측된 신호를 보상하여 영상을 복원하는 영상 복원부, 영상 복원부에서 복원된 각 영역의 영상을 슬라이스 헤더에 포함된 각 영역의 위치 정보를 참조하여 하나의 화면으로 구성하는 영상 구성부를 포함한다.In order to achieve the above object, an image decoding apparatus according to the present invention includes a slice header decoder for decoding a slice header into a received bit string, an entropy decoder for entropy decoding a bit string received for each slice, and a decoder decoded in an entropy decoder. Using the quantization coefficient modeling unit for each region and the quantization coefficient modeling unit for determining the quantization coefficient of each region so that the color change between regions is small by using the quantization coefficients of each region included in the slice header among the information. An inverse quantizer for inverse quantization, an inverse quantizer for inversely quantizing the inverse quantized signal, and an image restoring unit for restoring an image by compensating a predicted signal; Image composed of one screen by referring to location information of area It includes a component.

본 발명에 의한 사람의 시각적 특성을 고려한 색상 양자화를 통한 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 따르면, 한 장의 영상을 영역별로 구분하여 부호화 또는 복호화할 때에 각 영역별로 사용하는 양자화 계수의 변화량이 휘도 성분에서보다 색도 성분에서 더 작도록 함으로써 영역간 색차가 적게 나도록 함으로써 복원된 영상의 주관적 화질을 높일 수 있다. 이는 각 영역을 독립된 슬라이스 구조로 나누고 각 영역에 서로 다른 양자화 계수를 사용하여 부호화 또는 복호화하거나, 한 영역 내에서 비트율을 맞추기 위해 양자화 계수를 변화시키는 경우에 적용될 수 있다.According to the method and apparatus for image encoding and decoding through color quantization in consideration of the visual characteristics of a human, according to the present invention, the amount of change in the quantization coefficient used for each region when encoding or decoding a single image by region is determined by the luminance component. The smaller the chromatic component, the smaller the color difference between regions, thereby increasing the subjective quality of the reconstructed image. This may be applied to dividing each region into independent slice structures, encoding or decoding each region using different quantization coefficients, or changing the quantization coefficients to match the bit rate within one region.

이하, 본 발명에 따른 사람의 시각적 특성을 고려한 색상 양자화를 통한 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치를 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, a method and an apparatus for encoding and decoding an image through color quantization in consideration of a visual characteristic of a person according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명에 따른 사람의 시각적 특성을 고려한 관심 영역 영상 부호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도로서, 영역 모델링부(100), 슬라이스 헤더 부호화부(101), 영역별 양자화 계수 모델링부(102), 공간/시간상 예측 부호화부(103), 변환 부호화부(104), 양자화부(105), 엔트로피 부호화부(106), 비트율 제어부(107) 및 비트열 생성부(108)를 포함하여 구성된다.1A is a block diagram schematically illustrating an embodiment of an apparatus for encoding a region of interest according to a visual characteristic of a person, according to an embodiment of the present invention. The region modeling unit 100, the slice header encoding unit 101, and the quantization coefficient modeling for each region are shown. A unit 102, a spatial / temporal predictive encoding unit 103, a transform encoding unit 104, a quantization unit 105, an entropy encoding unit 106, a bit rate control unit 107, and a bit string generator 108 It is configured by.

도 1b는 본 발명에 따른 사람의 시각적 특성을 고려한 관심 영역 영상 복호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도로서, 슬라이스 헤더 복호화부(114), 엔트로피 복호화부(109), 영역별 양자화 계수 모델링부(110), 역양자화부(111), 영상 복원부(112) 및 영상 구성부(113)를 포함하여 구성된다.FIG. 1B is a block diagram schematically illustrating an embodiment of an apparatus for decoding a region of interest according to a visual characteristic of a person according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein a slice header decoder 114, an entropy decoder 109, and quantization coefficient modeling for each region are shown. The unit 110 includes an inverse quantization unit 111, an image restoration unit 112, and an image configuration unit 113.

도 2a는 도 1a의 장치에서 수행되는 관심 영역 영상 부호화 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이고, 도 2b는 도1b의 장치에서 수행되는 관심 영역 영상 복호화 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.2A is a flowchart illustrating an embodiment of a region of interest image encoding method performed by the apparatus of FIG. 1A, and FIG. 2B is a flowchart illustrating an example of a region of interest image decoding method performed by the apparatus of FIG. 1B.

도 1a 및 도 2a를 참조하여 본 발명의 부호화 방법의 바람직한 실시예를 설 명한다. 영역 모델링부(100)는 화면 단위로 입력되는 입력 영상을 슬라이스 구조로 나누어 부호화하기 위해 관심 영역, 배경 영역, 변이 영역들과 같은 다양한 종류의 영역들을 설정한 후 각 영역별로 사용될 양자화 계수의 초기값을 설정하고 (제200단계), 슬라이스 헤더 부호화부(101)는 영역 모델링부(100)로부터 수신한 각 영역의 위치 및 양자화 계수의 값 등 각 영역에 필요한 값을 슬라이스 헤더에 부호화한다 (제201단계).A preferred embodiment of the encoding method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 2A. The region modeling unit 100 sets various types of regions such as a region of interest, a background region, and a variation region in order to divide and encode an input image input in a screen unit into a slice structure, and then initial values of quantization coefficients to be used for each region. In operation 200, the slice header encoder 101 encodes a value required for each region, such as the position of each region and the value of the quantization coefficient, received from the region modeling unit 100 in the slice header (S201). step).

영역별 양자화 계수 변환부(102)는 영역 모델링부(100)에서 설정된 영역별 양자화 계수의 초기값을 참조하여 각 영역별 양자화 계수의 값을 설정한다 (제202단계).The region quantization coefficient converter 102 sets the value of each region quantization coefficient by referring to the initial value of the region quantization coefficient set by the region modeling unit 100 (step 202).

예측 부호화부(103)는 영역 모델링부(100)로부터 수신한 각 영역의 정보에 따라서 입력된 동영상을 슬라이스별로 분할하여 공간 및 시간상에서 예측 부호화하고, 변환 부호화부(104)는 예측 부호화된 입력 영상을 DCT 등의 변환을 통해 변환한다 (제203단계). 한편, 부호화 계산을 간단히 하기 위해 예측 부호화부(103) 및 변환 부호화부(104)에서는 영역을 일정 크기의 블록 단위로 나누어서 부호화를 한다.The predictive encoding unit 103 predictively encodes the input video according to the information of each region received from the region modeling unit 100 for each slice and predicts and encodes the image in space and time, and the transform encoding unit 104 predictively encodes the input image. Is converted through a conversion such as DCT (step 203). On the other hand, in order to simplify the encoding calculation, the predictive encoding unit 103 and the transform encoding unit 104 perform encoding by dividing the area into block units having a predetermined size.

양자화부(105)는 블록별로 예측 부호화 및 변환 부호화된 영상 데이터를 입력받아, 영역별 양자화 계수 변환부(102)에서 결정된 양자화 계수에 따라 블록별 영상 데이터를 양자화한다(제204단계).The quantization unit 105 receives the prediction encoded and transform-coded image data for each block and quantizes the image data for each block according to the quantization coefficients determined by the region-based quantization coefficient converter 102 (step 204).

엔트로피 부호화부(106)는 양자화부(105)에서 양자화된 영상 데이터의 엔트로피를 부호화화여 비트열 생성부(108)로 출력한다(제205단계).The entropy encoder 106 encodes the entropy of the image data quantized by the quantizer 105 and outputs the encoded entropy to the bit string generator 108 (step 205).

비트율 제어부(107)는 엔트로피 부호화부(106)에서 출력된 비트열의 비트량을 참고하여 이후 부호화될 블록의 비트량을 조절할 수 있도록 양자화 계수의 값을 조정하고 이 정보를 영역별 양자화계수 변환부(102)에 전달한다 (제206단계).The bit rate controller 107 refers to the bit amount of the bit string output from the entropy encoder 106, adjusts the value of the quantization coefficient so as to adjust the bit amount of a block to be encoded later, and converts this information into a quantization coefficient converter for each region ( 102) (step 206).

한편, 비트열 생성부(108)는 엔트로피 부호화부(106)에서 수신된 엔트로피 부호화된 영상 데이터에 슬라이스 헤더 부호화부(101)로부터 수신한 슬라이스 헤더 데이터를 부가하여 비트열을 생성하게 된다.Meanwhile, the bit string generator 108 adds the slice header data received from the slice header encoder 101 to the entropy encoded image data received by the entropy encoder 106 to generate a bit string.

도 1b 및 도 2b를 참조하여 본 발명의 관심영역 복호화 방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 복호화 장치는 비트열을 전송 받아서 버퍼에 저장한 후 (제 207단계) 슬라이스 헤더 복호화부(108)에서는 슬라이스에 포함된 각 영역의 위치 및 양자화 계수의 값 등 각 영역에 필요한 값을 복호화 한다 (제 208단계). 각 영역의 위치 값은 영상 구성부(113)에서 화면을 구성하고 데이터를 복원하는데 이용되고 각 영역의 양자화 계수의 값은 영역별 양자화 계수 모델링부(110)에서 각 영역별 양자화 계수를 설정하는데 사용된다.A preferred embodiment of the ROI decoding method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1B and 2B. The decoding apparatus of the present invention receives a bit string and stores it in a buffer (step 207). The slice header decoder 108 decodes values required for each region, such as the position of each region included in the slice and the value of a quantization coefficient. (Step 208). The position value of each region is used to construct a screen and reconstruct data in the image forming unit 113, and the value of the quantization coefficient of each region is used to set the quantization coefficient for each region in the region-based quantization coefficient modeling unit 110. do.

엔트로피 복호화부(109)는 각 영역에 속한 데이터의 비트열을 복호화한다 (제 209단계).The entropy decoding unit 109 decodes a bit string of data belonging to each region (step 209).

영역별 양자화 계수 모델링부(110)는 슬라이스 헤더 복호화부(108)에서 복호화된 슬라이스의 형태, 각 영역의 위치 및 크기, 그리고 양자화 계수 값 등을 참고하여 해당 영역의 블록별로 양자화 계수의 값을 결정한다. 이 때 각 영역간에 양자화 계수의 값이 급격히 변하지 않도록 일정 구간에 거쳐 서서히 변하도록 설정할 수 있다.The quantization coefficient modeling unit 110 for each region determines the value of the quantization coefficient for each block of the corresponding region by referring to the shape of the slice decoded by the slice header decoder 108, the position and size of each region, and the quantization coefficient value. do. In this case, the values of the quantization coefficients may be gradually changed over a predetermined period so as not to change rapidly between the respective regions.

그리고, 영역별 양자화 계수 모델링부(110)는 엔트로피 복호화부(109)에서 복호화된 정보 중에 difference quantization 값이 있는 경우 이 정보를 반영하여 양자화 계수의 값을 결정한다.The quantization coefficient modeling unit 110 for each region determines the value of the quantization coefficient by reflecting the information when there is a difference quantization value among the information decoded by the entropy decoder 109.

영역별 양자화 계수 모델링부(110)에서 양자화 계수의 값을 설정할 때에 영역 또는 블록별로 양자화 계수의 값이 변화가 있을 경우 휘도 성분의 변화량보다 색상 성분의 변화량이 작도록 양자화 계수의 값을 설정하여 영역간의 색차를 줄여 준다. 이 것은 한 영상에서 영역별로 색상이 변화하면 주관적 화질이 떨어지기 때문이다.When the quantization coefficient modeling unit 110 sets the value of the quantization coefficient in each region, if the value of the quantization coefficient changes in each region or block, the value of the quantization coefficient is set so that the variation of the color component is smaller than the variation of the luminance component. Reduce the color difference. This is because the subjective picture quality deteriorates when the color changes for each region in an image.

역양자화부(111)는 엔트로피 복호화부(109)에서 전달받은 블록별 데이터를 영역별 양자화 계수 모델링부(110)에서 결정된 양자화 계수의 값을 사용하여 역양자화 하고 (제 210단계), 영상 복원부(112)에서는 각 블록별로 역변환을 하고 예측된 정보를 보상하여 영상을 복원하고 (제 212단계), 영상 구성부(113)에서는 각 영역별로 복원된 영상을 해당 위치에 따라 합쳐서 한 화면으로 구성한다(제213단계).The inverse quantization unit 111 dequantizes the block data received by the entropy decoding unit 109 using the values of the quantization coefficients determined by the region-based quantization coefficient modeling unit 110 (operation 210). In operation 112, an inverse transformation is performed for each block, and the image is restored by compensating the predicted information (step 212). In the image configuring unit 113, the image reconstructed for each region is combined according to a corresponding position to form a screen. (Step 213).

복호화 시에 양자화 계수가 변화될 구간을 설정하는 방법이나 양자화 계수를 변화시키는 방법은 부호화 시와 동일한 방법을 사용한다.The method of setting the section in which the quantization coefficients are to be changed or the method of changing the quantization coefficients at the time of decoding uses the same method as in encoding.

이상에서와 같이, 한 장의 영상에서 영역을 구분하여 각각의 슬라이스로 나누어 부호화 또는 복호화를 할 때에 각 영역간에 또는 각 영역 내의 블록간에 양자화 계수의 값이 변화할 때에 휘도 성분 및 색도 성분에 대한 변화를 달리하여 부호화 효율을 높이면서 영역간에 색차가 발생하는 현상을 효과적으로 제거할 수 있다.As described above, when the values of the quantization coefficients are changed between each region or between blocks in each region when encoding or decoding the regions by dividing the regions into one slice in each image, the change in the luminance component and the chromaticity component is changed. In other words, it is possible to effectively eliminate the phenomenon of color difference between regions while increasing coding efficiency.

도 3은 MPEG-4와 H.263 표준안에서 영상 압축 시에 기본 단위로 사용되는 매 크로블록의 구성을 보여 주는데 4개의 8x8 Y 블록과 각각 1개씩의 8x8 U, V 블록으로 이루어져 휘도 성분 Y와 색상 성분 U, V가 각각 따로 부호화 되는 것을 알 수 있다. 이 때 휘도 성분의 정보량이 색상 성분의 정보량보다 많으므로 휘도 성분의 양자화 계수의 값에 따라 압축률이 크게 좌우된다. 그러므로, 영역별로 양자화 계수의 값을 변화시켜 압축 효율을 높이거나 원하는 비트량에 맞추어 압축을 할 수 있다. 이러한 경우 기존의 방법에서는 색상의 양자화 계수의 값도 같이 변화하게 되는데, 한 영상의 일정 영역 내에서 색상이 변화하게 되면 서로 다른 색상에 의해 영상의 주관적 화질이 손상된다. 그러므로, 휘도에 사용되는 양자화 계수의 변화량보다 색상에 사용되는 양자화 계수의 변화량을 작게 하여 영역간에 색차가 발생하는 현상을 제거하여 영상의 주관적 화질을 향상시킬 수 있다.FIG. 3 shows the configuration of macroblocks used as basic units when compressing images in MPEG-4 and H.263 standards. It is composed of four 8x8 Y blocks and one 8x8 U and V block, respectively. It can be seen that the color components U and V are separately encoded. At this time, since the information amount of the luminance component is larger than the information amount of the color component, the compression ratio greatly depends on the value of the quantization coefficient of the luminance component. Therefore, by changing the value of the quantization coefficient for each region, the compression efficiency can be increased or the compression can be performed according to the desired bit amount. In this case, in the conventional method, the value of the quantization coefficient of the color is also changed. When the color is changed within a certain region of an image, the subjective image quality of the image is damaged by different colors. Therefore, it is possible to improve the subjective picture quality of the image by removing the phenomenon in which the color difference occurs between regions by making the change amount of the quantization coefficient used for color smaller than the change amount of the quantization coefficient used for luminance.

도 4a 및 도4b는 입력 영상을 슬라이스 구조로 나누어 부호화 하기 위해 영역을 설정한 예이다. 도 4a의 경우는 H.263에서 일반적으로 사용하는 매크로블록의 열로 이루어진 GOB (group of block) 단위로 이루어진 슬라이스 구조를 나타내는데, 400, 401, 402가 각각 하나의 슬라이스를 이룬다. 그리고, 슬라이스 헤더에 각 슬라이스에 사용될 양자화 계수를 부호화하여 슬라이스간에 서로 다른 양자화 계수를 가질 수 있도록 하고 있다. 이 경우 각 슬라이스간에 양자화 계수가 다르게 되면 양자화 계수의 차이로 인해, 부호화된 영상을 복원하였을 때 각 슬라이스간의 휘도차 및 색도차가 뚜렷하게 되어, 수평 방향의 경계가 생기게 된다. 도 5a는 이러한 슬라이스 헤더를 예시한 도이다.4A and 4B show an example in which a region is set to divide and encode an input image into a slice structure. In the case of Figure 4a shows a slice structure consisting of a group of block (GOB) unit consisting of a row of macroblocks commonly used in H.263, 400, 401, 402 each form a slice. The quantization coefficients to be used for each slice are encoded in the slice header so as to have different quantization coefficients between the slices. In this case, if the quantization coefficients are different between the slices, due to the difference in the quantization coefficients, the luminance difference and the chromaticity difference between the respective slices become clear when the encoded image is restored, thereby creating a horizontal boundary. 5A illustrates this slice header.

도 4b의 경우는 한 장의 영상 내에 사각형의 영역을 설정하여 슬라이스 구조 를 구성한 예이다. 이 경우 사람이 볼 때에 보다 관심있게 자세히 보기 원하는 부분인 관심 영역(404)을 사각형의 영역으로 설정하여, 이 영역의 화질을 높이고 그 외의 영역인 배경 영역(405)은 압축률을 높여서 전체적인 주관적 화질을 향상시킬 수 있다. 이러한 방법은 관심 영역에 작은 양자화 계수를 사용하고 배경 영역에 큰 양자화 계수를 사용하여 구현할 수 있다. 그러나, 이러한 경우 두 영역간의 급격한 화질의 변화에 의해 경계가 두드러지게 나타날 수 있으므로, 양자화 계수가 점차적으로 변화할 수 있는 구간인 변이 영역(403)을 설정할 수 있다. 이와 같이 양자화 계수가 점차적으로 변화하기 위해서는 슬라이스 헤더에 해당 슬라이스에서 사용할 양자화 계수 뿐 아니라 인접 영역의 양자화 계수도 함께 부호화 해야 한다. 도 5b는 이러한 슬라이스 헤더의 예이다.In the case of FIG. 4B, the slice structure is configured by setting a rectangular area in one image. In this case, by setting a region of interest 404, which is a part that the user wants to see in more detail, is a rectangular region, the image quality of this region is increased, and the background region 405, which is the other region, is increased in compression to increase the overall subjective image quality. Can be improved. This method can be implemented using small quantization coefficients in the region of interest and large quantization coefficients in the background region. However, in this case, since the boundary may appear prominently due to a sudden change in image quality between the two regions, the variation region 403, which is a section in which the quantization coefficient may change gradually, may be set. As described above, in order to gradually change the quantization coefficients, not only the quantization coefficients used in the slice but also the quantization coefficients of adjacent regions must be encoded together in the slice header. 5B is an example of such a slice header.

이와 같이 관심 영역과 배경 영역 간에 양자화 계수가 점차적으로 변화할 수 있는 구간인 변이 영역(403)을 설정하고 양자화 계수를 변화시킬 때에 영역간에 색차가 발생하지 않도록 색상 성분의 양자화 계수의 변화량을 작게 할 필요가 있다. 휘도 성분의 양자화 계수 변화량에 대해 색상 성분의 양자화 계수의 변화량을 결정하는 방법을 아래 설명한다.In this way, the variation region 403, which is a section in which the quantization coefficients can gradually change between the ROI and the background region, is set, and when the quantization coefficient is changed, the amount of change in the quantization coefficient of the color component is reduced so that no color difference occurs between the regions. There is a need. A method of determining the amount of change in the quantization coefficient of the color component with respect to the amount of change in the quantization coefficient of the luminance component is described below.

도 6은 헤더에 양자화 계수가 주어졌을 경우, 이 값이 휘도 성분과 색도 성분의 양자화 계수와의 관계가 어떻게 설정되는지를 나타내는 도이다. 도 6에서 보는 바와 같이 휘도 성분의 경우는 헤더의 양자화 계수와 일대일 대응되지만 색도 성분은 양자화 계수가 커짐에 따라 일반적으로 휘도 성분에 비해 그 크기를 작게 한다. 이것은 부호화 시에 색도 성분에 대한 민감도가 사람의 눈에 더 크게 작용하 므로 이를 줄여 주기 위함이다. 도 6과 같은 양자화 계수의 관계가 본 발명의 양자화 구조에도 기본적으로 적용된다.6 is a diagram showing how the relationship between the quantization coefficients of the luminance component and the chromaticity component is set when this value is given to the header. As shown in FIG. 6, the luminance component has a one-to-one correspondence with the quantization coefficient of the header. However, as the quantization coefficient increases, the chroma component generally has a smaller size than the luminance component. This is to reduce the sensitivity to chromatic components in the encoding because it affects the human eye more. The relationship between the quantization coefficients shown in FIG. 6 is basically applied to the quantization structure of the present invention.

도 7은 관심 영역 부호화 및 복호화 방식에 있어서, 관심 영역(404)과 배경 영역(405)간의 다른 양자화 계수를 사용하여 생긴 휘도 및 색상 성분의 차이를 줄여 주기 위한 방법을 나타내는 도이다. 슬라이스 헤더에서 관심 영역(404)과 배경 영역(405)의 양자화 계수를 얻고(701), 이 두 양자화 계수를 이용하여 관심 영역(404) 및 배경 영역(405)의 휘도 및 색도 성분에 대한 양자화 계수를 구한다(702). 이때 각 영역의 휘도 및 색도 성분에 대한 양자화 계수는 도 6과 같은 관계를 갖는다. 제 701 단계에서 구한 배경 영역(405)과 관심 영역(404) 사이의 양자화 계수간의 차이 d₁을 구하여 두 영역간의 시각적인 차이의 정도를 구한다(703).FIG. 7 illustrates a method for reducing the difference in luminance and color components caused by using different quantization coefficients between the ROI 404 and the background region 405 in the ROI encoding and decoding scheme. In the slice header, the quantization coefficients of the region of interest 404 and the background region 405 are obtained (701), and the quantization coefficients of the luminance and chromatic components of the region of interest 404 and the background region 405 are obtained using these two quantization coefficients. Obtain (702). At this time, the quantization coefficients for the luminance and chromaticity components of each region have a relationship as shown in FIG. 6. The difference d ₁ between the quantization coefficients between the background region 405 and the region of interest 404 obtained in operation 701 is obtained, and the degree of visual difference between the two regions is calculated (703).

제 701 단계에서 얻은 배경 영역(405)의 양자화 계수 QPb가 임계값 δ1보다 작으면 색도 양자화 계수를 조정하는 단계를 거치지 않고 바로 제 708 단계를 수행한다. 만약 QPb가 임계치 δ1보다 크면 제 705 단계를 수행한다 (704). 이와 같은 조건을 두는 이유는 색차의 발생이 고화질일수록 적고 화질이 낮을수록 심해지기 때문이다. 그러므로, δ1은 고화질과 저화질의 임계값이 되고 QPb는 현재 영상의 화질을 나타내는 척도가 된다. δ1은 양자화 방법과 다른 부호화 방법의 성능에 따라 달라질 수 있으며 실험적으로 결정할 수 있다.If the quantization coefficient QPb of the background region 405 obtained in step 701 is smaller than the threshold δ1, step 708 is performed immediately without adjusting the chromatic quantization coefficient. If QPb is greater than threshold δ1, step 705 is performed (704). The reason for such a condition is that the occurrence of color difference decreases with higher image quality and becomes worse with lower image quality. Therefore, delta 1 becomes a threshold of high quality and low quality and QPb is a measure of the quality of the current image. δ1 may vary depending on the performance of the quantization method and other coding methods, and may be determined experimentally.

만약 현재 영상의 화질이 낮은 경우, 즉 QPb가 임계치 δ1보다 큰 경우에는 d1의 절대치를 미리 정해진 임계값 δ2와 비교한다 (705). 만약 d1이 δ2보다 작은 경우에는 색차 현상이 심하지 않은 것으로 판단하여 색도 양자화 계수를 조정하는 단계를 거치지 않고 바로 제 708 단계를 수행한다. 이것은 d1이 작은 경우, 즉 영역간의 양자화 계수의 차이가 작은 경우에는 색차 현상이 적게 발생하기 때문이다. 여기서, δ2의 값은 화질과 밀접한 관련을 가지고 있는데, 저화질일수록, 즉 QPb의 값이 클수록 색차 현상이 심하게 나타나므로 이러한 경우에는 d1이 작아도 색차 현상이 쉽게 발생하게 된다. 그러므로, QPb가 클수록 d1은 작아진다. 정확한 δ2의 값은 δ1과 마찬가지로 양자화 방법과 다른 부호화 방법의 성능에 따라 달라질 수 있으며 실험적으로 결정할 수 있다.If the image quality of the current image is low, that is, QPb is larger than the threshold δ1, the absolute value of d1 is compared with the predetermined threshold δ2 (705). If d1 is smaller than δ2, it is determined that the color difference phenomenon is not severe, and step 708 is immediately performed without adjusting the chromatic quantization coefficient. This is because when the d1 is small, that is, when the difference in the quantization coefficients between regions is small, the color difference phenomenon is less likely to occur. Here, the value of δ2 is closely related to the image quality. As the quality is lower, that is, the larger the value of QPb, the color difference is more severe. In this case, the color difference is easily generated even if d1 is small. Therefore, d1 becomes smaller as QPb becomes larger. The exact value of δ 2, like δ 1, may vary depending on the performance of the quantization method and other coding methods, and may be determined experimentally.

제 704 단계 및 제 705 단계의 조건을 모두 만족하면 색차 현상이 발생한 경우이므로, 영역별로 색도 성분에 대한 양자화 계수가 변화하는 것을 제한시킬 필요가 있다. 이를 위해 색도 성분에 대한 양자화 계수를 배경 영역(405)의 색도 성분에 대한 양자화 계수에서 일정 값 d2 만큼 뺀 값으로 바꾼다 (707). 이 때 d1의 절대치보다 d2의 절대치가 더 작도록 하여 관심 영역(404)과 배경 영역(405) 사이의 색도 성분에 대한 양자화 계수 차이가 작도록 한다(706). 만약 색차 현상이 심한 경우에는 d2를 0으로 하여 색차 발생을 최대한 줄일 수 있도록 한다.If both of the steps 704 and 705 satisfy the conditions, a color difference phenomenon occurs. Therefore, it is necessary to limit the change in the quantization coefficient for the chromaticity component for each region. To this end, the quantization coefficient for the chromaticity component is changed to the value obtained by subtracting the quantization coefficient for the chromaticity component of the background region 405 by a predetermined value d2 (707). At this time, the absolute value of d2 is smaller than the absolute value of d1 so that the difference in the quantization coefficient for the chromaticity component between the region of interest 404 and the background region 405 is small (706). If the color difference is severe, set d2 to 0 to reduce the color difference as much as possible.

제 702 단계에서 구해진 관심 영역(404) 및 배경 영역(405)의 휘도 성분에 대한 양자화 계수를 이용하여, 휘도 성분에 대한 경계 효과를 줄여 주기 위해 변이 영역(403)에 속한 블록에 이 두 휘도 성분의 양자화 계수 사이의 값으로 양자화 한 계수를 이용하여 부호화 및 복호화에 사용한다 (708). 색도 성분에 대해서도 제 702 또는 제 707 단계에서 구해진 관심 영역(404) 및 배경 영역(405)의 색도 성분 에 대한 양자화 계수를 이용하여 변이 영역(403)에서의 색도 양자화 계수를 결정한다 (709).Using the quantization coefficients of the luminance components of the ROI 404 and the background region 405 obtained in operation 702, the two luminance components are included in the block belonging to the variation region 403 to reduce the boundary effect on the luminance components. The coefficient quantized by the value between the quantized coefficients is used for encoding and decoding (708). For the chromaticity component, the chromaticity quantization coefficient in the variation region 403 is determined using the quantization coefficients of the chromaticity components of the ROI 404 and the background region 405 obtained in operation 702 or 707 (operation 709).

도 8은 변이 영역(403)에서 휘도 및 색도 양자화 계수의 값을 변화시키는 방법의 몇 가지 예이다. 먼저 도 8a에서는 휘도와 색도에 대해 변이 영역(403)을 동일하게 설정하고, 관심 영역(404)에서의 색도 양자화 계수의 값을 휘도 양자화 계수의 값보다 크게 설정하여 관심 영역(404)과 배경 영역(405)간의 색도 양자화 계수의 변화량이 휘도 양자화 계수의 변화량보다 작게 한다. 여기서 배경 영역(405)의 휘도 및 색도 양자화 계수, QPbLum와 QPbChr은 QPb를 이용하여 도 6과 같이 계산하고, 관심 영역(404)의 휘도 양자화 계수 QPfLum는 QPf를 이용하여, 색도 양자화 계수 QPfChr는 QPc를 이용하여 계산한다. 이와 반대로 관심 영역(404)에서의 색도 양자화 계수의 값을 휘도 양자화 계수의 값과 동일하게 설정하고 배경 영역(405)에서의 색도 양자화 계수의 값을 휘도 양자화 계수의 값보다 작게 설정하여도 같은 효과를 얻을 수 있다.8 shows some examples of how to change the values of luminance and chroma quantization coefficients in the variation region 403. First, in FIG. 8A, the variation region 403 is set to be the same for the luminance and the chromaticity, and the value of the chromatic quantization coefficient in the ROI 404 is set to be larger than the luminance quantization coefficient. The amount of change in chroma quantization coefficient between 405 is made smaller than the amount of change in luminance quantization coefficient. Here, the luminance and chromatic quantization coefficients, QPbLum and QPbChr, of the background region 405 are calculated using QPb as shown in FIG. Calculate using On the contrary, the same effect can be achieved by setting the value of the chromatic quantization coefficient in the region of interest 404 equal to the value of the luminance quantization coefficient and setting the value of the chromaticity quantization coefficient in the background region 405 smaller than the value of the luminance quantization coefficient. Can be obtained.

그리고, 도 8b에서는 휘도 성분의 양자화 계수의 변이 영역(403)보다 색도 성분의 양자화 계수의 변이 영역(403)을 더 크게 가짐으로써 색도 성분의 양자화 계수 변화량이 휘도 성분보다 더 작게 한다. 도 8b에서 배경 영역(405)의 경계 c는 휘도 성분과 색도 성분의 경우에 동일하지만 관심 영역(404)의 경계는 휘도 성분에서 b, 그리고, 색도 성분에서는 a로 하여 변이 영역(403)이 색도 성분에서 더 크게 되어 색도 성분의 양자화 계수 변화량이 더 작게 되는 것을 알 수 있다. 이와 반대로 관심 영역(404)의 경계는 휘도 성분과 색도 성분의 경우에 동일하게 하고 배경 영역(405)의 경계를 변화시켜 변이 영역(403)이 색도 성분에서 더 크게 하여 색도 성분의 양자화 계수 변화량이 더 작게 되도록 할 수도 있다.In FIG. 8B, the variation region 403 of the chrominance component of the chroma component is larger than the variation region 403 of the quantization coefficient of the luminance component, so that the amount of change in the quantization coefficient of the chroma component is smaller than the luminance component. In FIG. 8B, the boundary c of the background region 405 is the same in the case of the luminance component and the chroma component, but the boundary of the region of interest 404 is b in the luminance component and a in the chroma component. It can be seen that the larger the component, the smaller the amount of change in the quantization coefficient of the chromatic component. On the contrary, the boundary of the region of interest 404 is the same in the case of the luminance component and the chromaticity component, and the boundary of the background region 405 is changed so that the variation region 403 becomes larger in the chromaticity component so that the quantization coefficient variation of the chromaticity component is changed. It can also be made smaller.

그리고, 도 8c와 도 8d에서는 휘도 성분의 양자화 계수만 변화시키고 색도 성분의 양자화 계수는 모든 영역에 동일한 값을 사용하는 경우이다. 도 8c에서는 색도 성분의 양자화 계수를 모든 영역에서 배경 영역(405)의 값을 사용한 경우이고 도 8d의 경우는 관심 영역(404)의 값을 사용한 경우이다.8C and 8D, only the quantization coefficients of the luminance component are changed and the quantization coefficients of the chromaticity component use the same value in all regions. In FIG. 8C, the quantization coefficient of the chromaticity component is used for the background region 405 in all regions, and in FIG. 8D, the value of the region of interest 404 is used.

도 9a 및 도 9b는 실제 영상에서 종래의 방법으로 부호화 및 복호화를 한 경우와 본 발명에 따른 양자화 방법을 적용하여 부호화 및 복호화를 수행한 결과 영상을 비교한 것이다. 도 9a 및 도 9b에서 좌측의 영상은 종래의 방법을 적용한 경우이고 우측의 영상은 본 발명에 따른 방법을 적용한 경우이다. 도 9a에서 사람의 얼굴 부분이 관심 영역으로 설정되었는데 좌측의 영상에서는 관심 영역과 배경 영역에 서로 다른 양자화 계수를 사용함으로써 사람의 머리 좌측 상단 부분에 색상이 변질되어 번진 것을 볼 수 있다. 반면에 우측의 영상에서는 도 8c와 같은 방법을 사용하여 관심 영역과 배경 영역에서 색도 양자화 계수 값을 동일한 값을 사용함으로써 이러한 색차가 생기는 현상을 제거하였다. 그리고, 도 9b의 좌측 영상에서는 화면 중앙 좌측 부분에 흰 물결 부분에 붉은 빛의 색이 번지는 것을 볼 수 있는데 우측의 영상에서는 도 8c와 같은 방법을 사용하여 이러한 색차가 생기는 현상이 제거되었음을 알 수 있다. 여기서 색차가 생기는 현상은 각 영역에 서로 다른 양자화 계수를 사용하였기 때문이고, 이 색차가 번지는 현상은 동영상을 부호화할 때에 시간상에서 예측 부호화를 하기 때문이다. 즉, 한 장에서 발생한 색차는 이 영상을 참조하여 부호화되는 이후 영상에 계속해서 번지게 된다.9A and 9B compare images obtained by encoding and decoding an actual image by a conventional method and results of encoding and decoding by applying the quantization method according to the present invention. 9A and 9B, the image on the left is a case where a conventional method is applied and the image on the right is a case where the method according to the present invention is applied. In FIG. 9A, the face part of the person is set as the ROI. In the image on the left side, the color of the human head is changed and spread by using different quantization coefficients in the ROI and the background area. On the other hand, in the image on the right side, the color difference quantization coefficient is used in the ROI and the background region using the same method as in FIG. In addition, in the left image of FIG. 9B, the color of the red light is spread on the white wavy portion in the center left portion of the screen. In the image on the right side, it is understood that such a color difference is removed using the same method as in FIG. 8C. have. Here, the phenomenon of color difference occurs because different quantization coefficients are used in each region, and the phenomenon of color difference spreading is performed by predictive encoding in time when video is encoded. That is, the color difference generated in one chapter is continuously spread on the image after being encoded with reference to the image.

이와 같이 부호화 효율을 높이기 위해 한 장의 영상을 영역별로 구분하여 부호화 할 때에 각 영역의 색도 양자화 계수 값의 변화량이 크게 변하지 않도록 하여 영역별로 색차가 적게 나도록 함으로써 주관적인 화질을 높일 수 있다. 이러한 방법은 매크로블록과 같은 일정 단위 영역별로 비트율을 제어하기 위해 양자화 계수를 변화시킬 때에도 동일하게 적용될 수 있다.As described above, in order to enhance encoding efficiency, when a single image is divided into regions and encoded, the subjective image quality can be improved by reducing the color difference for each region so that the amount of change in chromaticity quantization coefficient values of each region does not change significantly. This method is equally applicable to changing the quantization coefficient to control the bit rate for each unit area such as a macroblock.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브 (예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해 져야 할 것이다.The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification above. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1a는 본 발명에 따른 사람의 시각적 특성을 고려한 색상 양자화를 통한 영상 부호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.1A is a block diagram schematically illustrating an embodiment of an image encoding apparatus through color quantization in consideration of a visual characteristic of a person according to the present invention.

도 1b는 본 발명에 따른 사람의 시각적 특성을 고려한 색상 양자화를 통한 영상 복호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.1B is a block diagram schematically illustrating an embodiment of an image decoding apparatus through color quantization in consideration of a visual characteristic of a person according to the present invention.

도 2a는 도 1a의 장치에서 수행되는 사람의 시각적 특성을 고려한, 색상 양자화를 통한 영상 부호화 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.FIG. 2A is a flowchart illustrating an embodiment of an image encoding method through color quantization in consideration of visual characteristics of a person performed in the apparatus of FIG. 1A.

도 2b는 도 1b의 장치에서 수행되는 사람의 시각적 특성을 고려한, 색상 양자화를 통한 영상 복호화 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.FIG. 2B is a flowchart illustrating an embodiment of an image decoding method through color quantization considering a visual characteristic of a person performed in the apparatus of FIG. 1B.

도 3은 영상 압축 시에 기본 단위로 사용되는 매크로블록의 구성을 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a macroblock used as a basic unit in image compression.

도 4a 및 도 4b는 한 장의 영상을 슬라이스 구조로 나누어 부호화하기 위해 영역을 설정한 일 실시예를 나타내는 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating an exemplary embodiment in which a region is set for dividing and encoding a single image into slice structures.

도 5a 및 도 5b는 슬라이스 헤더의 일 실시예를 나타내는 도면이다.5A and 5B illustrate an embodiment of a slice header.

도 6 은 양자화 계수 QP와 휘도 양자화 계수 및 색도 양자화 계수간의 관계를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a relationship between a quantization coefficient QP, a luminance quantization coefficient, and a chromatic quantization coefficient.

도 7 은 관심 영역, 변이 영역 및 배경 영역에서 휘도 및 색도 성분에 대한 양자화 계수를 얻는 방법을 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of obtaining quantization coefficients for luminance and chromatic components in a region of interest, a transition region, and a background region.

도 8a 내지 도 8d는 관심 영역, 변이 영역 및 배경 영역에서 휘도 및 색도 성분에 대한 양자화 계수를 얻는 방법을 설명하는 도면이다.8A to 8D illustrate a method of obtaining quantization coefficients for luminance and chromatic components in a region of interest, a transition region, and a background region.

도 9a 및 도 9b는 실제 영상에서 종래의 방법과 본 발명에 따른 부호화 및 복호화 방법을 적용한 경우에 따른 영상을 비교한 도면이다. 9A and 9B are diagrams comparing images according to a conventional method and an encoding and decoding method according to the present invention in an actual image.

Claims

비트열로부터 하나의 슬라이스 단위 헤더에 포함된 자기영역의 양자화정보 및 부가 양자화정보를 복호화하는 단계;Decoding quantization information and additional quantization information of the magnetic region included in one slice unit header from the bit string;

복호화된 상기 자기영역의 양자화정보 및 부가 양자화정보를 사용하여, 제1 영역에 포함된 매크로블록들의 제1 양자화 계수를 결정하는 단계;Determining first quantization coefficients of macroblocks included in a first region by using the decoded quantization information and additional quantization information of the magnetic region;

복호화된 상기 자기영역의 양자화정보로부터 제2 영역에 포함된 매크로블록들의 제2 양자화 계수를 구하는 단계; 및Obtaining second quantization coefficients of macroblocks included in a second region from the decoded quantization information of the magnetic region; And

상기 결정된 제1 양자화 계수를 이용하여 상기 제1 영역에 포함된 매크로블럭들의 역양자화를 수행하고, 상기 제2 양자화 계수를 사용하여 상기 제2 영역에 포함된 매크로블럭들의 역양자화를 수행하는 단계를 포함하는 영상 역양자화방법.Performing inverse quantization of the macroblocks included in the first region using the determined first quantization coefficients, and performing inverse quantization of the macroblocks included in the second region using the second quantization coefficients. Image dequantization method comprising.

제1 항에 있어서, 상기 부가 양자화정보는 상기 자기영역에 인접한 영역의 양자화정보인 것을 특징으로 하는 영상 역양자화방법.The image inverse quantization method of claim 1, wherein the additional quantization information is quantization information of a region adjacent to the magnetic region.

제2 항에 있어서, 상기 자기영역에 인접한 영역은 상기 자기영역의 경계에 해당하는 영역인 것을 특징으로 하는 영상 역양자화방법.The image inverse quantization method of claim 2, wherein the region adjacent to the magnetic region is a region corresponding to a boundary of the magnetic region.