KR0153675B1 - A encoder with region discriminator - Google Patents
A encoder with region discriminatorInfo
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Abstract
본 발명은 영역 판별기를 갖춘 부호기에 관한 것으로, 본 발명에 의한 부호기는 전 프레임의 화상을 영상 분할하여 전 전 프레임의 화상과 세그먼트별로 비교한 후 정지 화상 영역인지 동화상 영역인지를 판별하여 영역을 선택하는 부분을 추가시킴으로써, 영역 판별을 용이하게 할수 있다는데 그 이점이 있다.The present invention relates to an encoder having an area discriminator. The encoder according to the present invention divides an image of all frames and compares the image of every frame with each segment, and then selects an area by determining whether it is a still image area or a moving image area. There is an advantage in that the area discrimination can be made easy by adding a part of the same.
Description
제1도는 HD-MAC의 서브 샘플링 방식에 대한 도면, (a)도는 HD-MAC 휘도 신호의 모드별 서브 샘플링 도면, (b)도는 HD-MAC 휘도 신호 샘플 패턴에 따른 모드별 겹침 방지용 2 차원 필터통과 대역 표시도.1 is a diagram illustrating a sub-sampling method of HD-MAC, (a) is a sub-sampling diagram for each mode of the HD-MAC luminance signal, and (b) is a two-dimensional filter for preventing overlapping by mode according to the HD-MAC luminance signal sample pattern Passband display diagram.
제2도는 MUSE의 서브 샘플링 방식에 대한 도면, (a)도는 MUSE의 필드 옵셋 서브 샘플링 방법을 나타내는 표시도, (b)도는 MUSE의 휘도 신호 서브 샘플링 시스템 흐름도, (c)MUSE의 서브 샘플링 계통도.2 is a diagram illustrating a sub-sampling method of MUSE, (a) is a display diagram showing a field offset sub-sampling method of MUSE, (b) is a flowchart of a luminance signal subsampling system of MUSE, and (c) a subsampling schematic diagram of MUSE.
제3도의 (a)도는 원 화상의 전체 화소 신호를 나타내는 도면, (b)도는 상기 (a)도의 화상 신호에 대해서 1차 서브 샘플링한 도면, (c)도는 1차 서브 샘플링된 (b)도의 화소들에 대해서 2차 서브 샘플링한 도면, (d)도는 서브 샘플링에 이용하는 마름로꼴 특성을 갖는 필터의 통과 대역 표시도.(A) of FIG. 3 shows the entire pixel signal of the original image, (b) shows the first sub-sampling of the image signal of (a), (c) shows the first sub-sample of (b) (2) is a diagram showing a passband of a filter having a rhombic characteristic used for subsampling.
제4도는 본 발명에 따른 부호기의 부분 블럭도이다.4 is a partial block diagram of an encoder according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10... 정지화상영역 서브샘플링부 12... 화소 선택기10 ... Still image area subsampling section 12 ... Pixel selector
14... 동화상영역 서브샘플링부 16... 제1프레임 메모리14 ... moving picture area subsampling unit 16 ... first frame memory
18... 제2프레임 메모리 20... 영상 분할기18 ... second frame memory 20 ... video splitter
22... 영역 판별기 24... 영역 선택기22 ... Area discriminator 24 ... Area selector
본 발명은 영역 판별기를 갖춘 부호기에 관한 것으로, 특히 전 프레임의 화상을 영상 분할하여 전 전 프에임의 화상과 세그먼트별로 비교한 후 정지 화상 영역인지 동화상 영역인지를 판별하여 영역을 선택하는 부분을 추가시킴으로써 영역 판별을 용이하게 하기 위한 부호기에 관한 것이다.The present invention relates to an encoder equipped with an area discriminator. In particular, an image segmentation is performed on an image of the previous frame and compared with the image of the previous frame for each segment. The present invention relates to an encoder for facilitating area discrimination.
HDTV(고선명 텔레비젼)는 현행 텔레비젼보다 2배 이상의 수직, 수평 해상도를 가지며, 크로스 칼라(Cross color)등과 같은 현행 텔레비젼의 문제점을 개선할 뿐만 아니라, 16:9의 애스펙트 비를 가지며, CD 음질 수준의 디지탈 오디오 성능을 갖는 것으로, 한마디로 현행 텔레비젼보다 선명한 영상과 깨끗한 음질을 제공하는 차세대 텔레비젼을 말한다.HDTV (High Definition Television) has more than twice the vertical and horizontal resolution of current televisions and not only improves the problems of current televisions such as cross color, but also has an aspect ratio of 16: 9 and achieves CD sound quality. With digital audio performance, we say next-generation TV which provides clearer picture and clearer sound quality than current TV.
HDTV 시스템은 전송 방식을 기준으로 크게 두가지로 구분된다.HDTV systems can be classified into two types based on the transmission method.
첫째는 디지탈 신호를 그대로 아날로그 신호로 간주하여 전송하는 샘플치(Sampled value) 전송 방식으로 일본의 MUSE (Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding)와 유럽의 HD-MAC이 여기에 해당돤다. 둘째는 신호 처리에서 송신까지 디지탈화한 전디지탈 (Eull-digital) 방식으로 현재 미국을 필두로 급속히 실용화의 단계에 이르고 있다.The first is a sampled value transmission method in which a digital signal is regarded as an analog signal and transmitted, such as Japan's MUSE (Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding) and Europe's HD-MAC. The second is the digital-digital method, which is digitalized from signal processing to transmission, and is now rapidly reaching the stage of practical application, starting with the United States.
일본의 MUSE나 유럽의 HD-MAC이 서브 샘플링(Subsampling)과 시분할 멀티플렉싱(TDM: Time Division Multiplexing)에 의해 영상 신호의 대역을 압축하고 이를 아날로그 신호 형대로 전송하기 때문에 채널에서의 잡음에 의해 화질의 열화가 커지는 반면, 전디지탈 (Full-digital) 방식에 있어서는 수신측에서의 신호대 잡음비가 어떤 임계치 이상으로 유지되기만 하면 채널 애러가 발생하더라도 에러 정정을 하여 송신측의 화질이 수신측에 거의 완전하게 전달된다.Japan's MUSE and Europe's HD-MAC compress video bands by subsampling and time division multiplexing (TDM) and transmit them in the form of analog signals. On the other hand, in the full-digital scheme, as long as the signal-to-noise ratio of the receiver remains above a certain threshold, even if a channel error occurs, error correction is performed so that the quality of the transmitter is almost completely transmitted to the receiver.
HDTV 신호는 엄청난 테이터량을 갖고 있기 때문에 전송하기 위해 데이터를 압축할 필요성이 제기된다. 압축 방법으로는 여러 가지가 있으나 최근 관심의 대상이 되고 있는 대역 부호화 방법을 예를 들면, 이산 신호를 주파수 대역에서 여러개의 필터를 사용하여 복수개의 연속되는 대역으로 분할하여, 신호 계열마다 서브 샘플링(Subsampling), 부호화, 전송을 행하는 방법을 말한다.Because HDTV signals have a huge amount of data, the need arises to compress the data for transmission. Although there are various compression methods, a band coding method, which has recently been of interest, is divided into a plurality of consecutive bands by using a plurality of filters in a frequency band, and subsampling for each signal series ( Subsampling), encoding, and transmission method.
서브 샘플링 방식을 HDTV 시스템중 유럽의 HD-MAC과 일본의 MUSE를 중심으로 살펴보면 다음과 같다.The sub-sampling method is based on HD-MAC in Europe and MUSE in Japan among HDTV systems.
제1도는 HD-MAC의 서브 샘플링 방식에 대한 도면으로, HD-MAC에서는 세가지 다른 공간적 서브 샘플링 방식이 있다. 즉 각각 80ms 모드, 40ms 모드, 20ms 모드에 사용되는 서브 샘플링 방식이 있다. 정지 모드 (속도범위: 0-0.5 sample/frame)에서 리프레쉬 간격은 80ms 이고, 느린 이동 모드(0.5-12 sample/frame)에서 리프레쉬 간격은 40ms 이며, 이동 모드(12이상 sample/frame)에서 리프레쉬 간격은 20ms 이다.FIG. 1 is a diagram of a sub-sampling scheme of HD-MAC. There are three different spatial sub-sampling schemes in HD-MAC. That is, there are subsampling methods used in 80ms mode, 40ms mode, and 20ms mode, respectively. The refresh interval is 80ms in the stop mode (speed range: 0-0.5 sample / frame), the refresh interval is 40ms in the slow movement mode (0.5-12 sample / frame), and the refresh interval in the move mode (more than 12 samples / frame). Is 20ms.
제1도의 (a)는 고화질 샘플 격자에서 휘도 신호를 모드별로 서브 샘플링한 것으로, 표시되어 있는 수치화된 점들은 필드들의 샘플링된 값이다. (블럭의 크기는 16*16이나 여기서는 편의상 8*8만 도시함)(A) of FIG. 1 is a sub-sample of the luminance signal for each mode in the high-quality sample grid, and the displayed numerical values are sampled values of the fields. (The size of the block is 16 * 16, but here only 8 * 8 is shown.)
80ms 모드에서는 80ms동안 (4필드) 1, 2, 3, 4, 번호가 쓰인 위치의 샘플을 송신한다. 80ms 모드에서는 80ms 모드에서는 80ms 동안 움직임이 없음을 가정하므로 4필드(두 프레임)중 2필드(한 프레임)에서만 샘플을 취해도 된다. 그런데, D/D2-MAC에 영상 신호를 실어 송신하는 경우 한 블럭당 8*4 샘플(32 샘플)만 보낼수 있으므로, 1위치의 샘플은 첫번째 필드에 2, 3, 4 위치의 샘플들은 각각 두번째, 세번째, 네번째 필드에 실어 송신한다. 여기서 32샘플이 8*4블럭에 속해야 하므로, 라인 3, 7, 11, 15 의 샘플들은 각각 라인 1, 5, 9, 13 의 샘플들 사이에 끼우고, 라인 4, 6, 10, 14의 샘플들 사이에 끼워서 송신하여 이를 셔플링(Shuffling)이라고 한다. (여기서 첫번째 라인을 라인1호 정의한다.) 디커더에서는 4 필드동안 보내진 샘플(128 샘플)들을 모아 16*16 블럭으로 보간(Interpolation)하게 된다.In 80ms mode, samples of 1, 2, 3, 4 and numbered positions are transmitted for 80ms (4 fields). In the 80ms mode, it is assumed that there is no motion for 80ms in the 80ms mode, so samples may be taken in only two fields (one frame) out of four fields (two frames). However, when transmitting a video signal to D / D2-MAC, only 8 * 4 samples (32 samples) can be sent per block, so samples in one position are second, samples in positions 2, 3, and 4 in the first field, respectively. Send in the third and fourth fields. Here, 32 samples must belong to 8 * 4 blocks, so the samples of lines 3, 7, 11, and 15 are sandwiched between the samples of lines 1, 5, 9, and 13, and the samples of lines 4, 6, 10, and 14, respectively. The data is sandwiched between the two transmissions and called shuffling. (The first line is defined as line 1.) In the decoder, the samples collected during 4 fields (128 samples) are collected and interpolated into 16 * 16 blocks.
40ms 모드에서는 40ms 동안(2 필드) 1, 2 번호가 쓰인 위치의 샘플을 송신한다. 제1도의 (a)에서 홀수번째 라인들은 홀수 필드에 속한 라인이고 짝수 라인들은 짝수 필드에 속하므로 40ms 모드에서는 홀수 필드의 샘플만 송신하는 것을 알수 있다. 그런데, D/D2-MAC에 영상 신호를 실어 송신하는 경우, 역시 한 블럭당 8*4 샘플(32샘플)만 보낼 수 있으므로, 1위치의 샘플은 홀수 필드에 싣고 2위치의 샘플들은 짝수 필드에 실어 송신한다.In 40ms mode, samples of positions 1 and 2 are written for 40ms (2 fields). In FIG. 1A, since the odd-numbered lines belong to the odd field and the even lines belong to the even field, only the samples of the odd field are transmitted in the 40ms mode. However, when transmitting a video signal to D / D2-MAC, only 8 * 4 samples (32 samples) can be sent per block, so samples at one position are placed in the odd field and samples at the two positions are placed in the even field. Send it.
여기서는 샘플들이 8*4 구조로 샘플링되므로 셔플링(Shuffling)이 필요없다. 디코더에서는 2필드동안 보내진 샘플(64샘플)들을 모아 16*8 블럭으로 보간(Interpolation)하여 호수 필드내의 40ms 모드 블럭을 만들고, 짝수 필드의 40ms 블럭은 움직임 보상(Motion Compensation)방법을 통하여 채우게 된다.Here, the samples are sampled in an 8 * 4 structure, so there is no need for shuffling. In the decoder, samples (64 samples) sent during two fields are collected and interpolated into 16 * 8 blocks to form a 40ms mode block in the lake field, and 40ms blocks of even fields are filled by a motion compensation method.
20ms 모드에서는 20ms 동안 (1 필드) 홀수 필드에서는 1위치의 샘플을 송신하고 짝수 필드에서는 2위치의 샘플을 송신한다. 여기서는 샘플들이 4*8 구조로 샘플링되므로 형태로 셔플링(Shufflihg)이 필요하다. 다코더에서는 한 필드동안 보내진 샘플(32 샘플)들을 모아 16*8 블럭으로 보간(Interpolation)하여 홀수 필드나 짝수 필드 내의 20ms 모드 블럭을 각각 만들게된다.In the 20ms mode, one field is transmitted for 20 ms (one field), and one position is transmitted in an even field, and two positions are transmitted in an even field. In this case, the samples are sampled in a 4 * 8 structure, which requires shuffling in shape. In the decoder, samples (32 samples) sent during one field are collected and interpolated into 16 * 8 blocks to form 20ms mode blocks in odd or even fields, respectively.
각 모드의 서브 샘플링은 공간적으로 추림(Decimation)이며 이때 겹침(Aliasing)을 방지하기 위해서는 2 차원 저역 통과 필터링을 하여야 한다.The subsampling of each mode is spatial deduction, and two-dimensional low pass filtering should be performed to prevent aliasing.
제1도의 (b)도는 각 모드별 2 차원 저역 필터의 통과 대역을 도시한 것으로, 세 모드의 서브 샘플링 방식이 모두 기본적으로 대각 표본화(Quincunx Sampling)이므로 통과 대역이 마름모 꼴로 도시되나, 제1도의(b)도 에서는 마름모 꼴의 오른쪽 상변만 도시한 것이다.(B) of FIG. 1 shows the passband of the two-dimensional low-pass filter for each mode. Since all three modes of subsampling are basically sampled sampling, the passband is shown in a rhombus shape. In (b), only the upper right side of the lozenge is shown.
대각 표본(Quincunx Sampling)의 경우에도 사각형 저역 통과 필터로도 겹침(Aliasing)을 방지하는 필터를 실현할 수 있으나, 사람의 시각이 대각선 방향보다는 수직이나 수평 방향의 고주파 성분에 민감하므로 수직이나 수평방향의 고주파 성분이 강조되는 마름모 꼴 필터을 이용한다. 그런데, 마름모 꼴의 필터를 사용하면 수직과 수평 성분이 두개의 1 차원 필터링으로 분리가 되지 않으므로 2 차원 필터링을 통해야만 구현 가능하게 된다.Even in the case of diagonal sampling (Quincunx Sampling), a rectangular low pass filter can realize a filter that prevents aliasing.However, since the human eye is sensitive to vertical or horizontal high frequency components rather than diagonal, the vertical or horizontal Use a lozenge filter with high frequency emphasis. However, when the rhombic filter is used, the vertical and horizontal components are not separated into two one-dimensional filterings, and thus only two-dimensional filtering is possible.
MUSE의 서브 샘플링 방식은 동화상, 정지화상의 각 모드에 대하여 동일한 샘플링 패턴을 가지며 이러한 점은 HD-MAC에서 사용한 방법과는 다르게 화소마다의 움직임을 검출하여 처리하는 MUSE 방식에 있어서 별도의 모드 정보를 전송할 필요가 없으며 특히, 엔코더와 디코더간에 모드 정보의 오류에 의한 심각한 화질 열화를 배제할 수 있는 이점이 있다.The sub-sampling method of MUSE has the same sampling pattern for each mode of moving picture and still picture, which is different from the method used in HD-MAC. There is no need to transmit, and in particular, there is an advantage in that a serious image quality deterioration due to an error in mode information between the encoder and the decoder can be excluded.
제2도의 (a)도는 MUSE의 필드 옵셋 서브 샘플링 방법을 나타낸 도면으로서 샘플 위치를 필드마다 바꾸어 결국 4 필드 시퀀셜(Sequential)로 샘플링 화소를 취하는 필드간 오프셋 서브 샘플링을 하는 것이다. 또한 이대로는 화질이 열화하기 때문에 인접한 주사선이나 필드, 프레임간은 상관이 강해 거의 그림이나 무늬의 모양이 같으므로 상관을 이용행서 보간을 해 부족한 샘플치를 보상한다.(A) of FIG. 2 shows a field offset subsampling method of MUSE, in which the sample position is changed for each field, and the interfield offset subsampling takes a sampling pixel at 4 ms field sequential. In addition, since the image quality deteriorates, the correlation between adjacent scan lines, fields, and frames is strong, and almost the same shape of the picture or pattern, so interpolation is used to compensate for insufficient sample values.
제2도의(b)도는 MUSE의 휘도(Y) 신호 서브 샘플링 시스템 흐름도를 나타낸 것으로, 휘도(Y) 신호는 정지 화상 영역과 동화상 영역으로 신호 대역을 나누어, 정지 화상은 정세한 화상이 필요하기 때문에 대역을 넓게 취해 한개의 화소맘다 샘플치를 추출해낼 때 필드간에서 수평 방향으로 하나의 화소를 엇갈리게, 즉 인접한 두 필드간의 샘플치에 대해 필드간 오프셋 샘플링을 하고, 동화상 영역은 넓은 대역이 필요하지 않으므로 필드 내의 샘플치에 대해 전치 필터를 통해 정지 화상 영역에 가산한다. 색차신호(C)인 R-Y 와 B-Y 신호도 주사선마다 추출해내어 1 라인째는 R-Y 신호를, 2 라인째는 B-Y 신호를, 3 라인째는 또다시 R-Y 신호를 교대로 전송하는 선순차 신호로 필드간 오프셋 서브 샘플링을 한다.(B) of FIG. 2 shows a flow chart of the luminance (Y) signal subsampling system of MUSE. The luminance (Y) signal divides the signal band into a still picture area and a moving picture area, and a still picture requires a fine picture. When taking a wider band and extracting a sample value for each pixel, one pixel is staggered in the horizontal direction between fields, that is, an inter-field offset sampling is performed on sample values between two adjacent fields, and a moving image area does not need a wide band. The sample values in the field are added to the still picture region through the prefilter. The RY and BY signals, which are the color difference signals (C), are also extracted for each scan line, and the first line is the RY signal, the second line is the BY signal, and the third line is the sequential signal. Perform offset subsampling.
제2도의 (c)도 MUSE의 서브 샘플링 계통도로서, 여기서 입력부의 시간 압축은 스튜디오 규격의 샘플링 주파수 74.25MHz와 MUSE 부호기의 입력 샘플링 주파수 48.6MHz의 간단한 정수배 변환을 위한 11/12의 압축을 수행한다. 색차 신호의 최종 서브 샘플링 신호는 1/4의 시간 압축을 가하여 휘도 신호와 샘플링 속도를 같이하여 휘도 신호의 블랭킹 구간에 시간 다중 삽입을 한다.(C) of FIG. 2 is a subsampling schematic diagram of the MUSE, wherein the time compression of the input unit performs compression of 11/12 for simple integer conversion of the sampling frequency of the studio standard 74.25 MHz and the input sampling frequency of the MUSE encoder 48.6 MHz. . The final subsampling signal of the chrominance signal is subjected to time compression of 1/4 to perform time multiplexing on the blanking interval of the luminance signal by equalizing the luminance signal and the sampling rate.
본 발명에서 이용하게 될 영상 분할(Image Segmentation)에 대해서 살펴보면 다음과 같다.The image segmentation used in the present invention will now be described.
영상 분할(Image Segmentation)이란 영상을 구성 성분 또는 물체별로 나누는 작업을 말한다. 흔히 3 차원 공각에 존재하는 물리적인 대상의 경계선 또는 경계면을 파악하는 것이 영상 분할의 목적이다. 영상 분할에 있어서의 기본적인 가정은 물체의 표면이 울퉁 불퉁하지 않고 동질적이어서 그 영상의 명암도는 부드럽게 변해야 한다는 것과 경계선에서는 명암도가 급격하게 변해야 한다는 것이다. 이 가정은 대부분 성립되지만 항상 성립되는 것은 아니다. 유사한 표면들끼리 인접하여 있는 경우에 그 경계선이 뚜렷하게 나타나지 않는 경우도 있고, 표면에 여러 가지 무늬나 글자가 쓰여 있는수도 있으며, 표면 질감 즉, 결(texture)이나 잡음이 문제가 되어 경계선을 파악하기 곤란한 경우도 있다.Image segmentation refers to a process of dividing an image into components or objects. Often, the purpose of image segmentation is to identify the boundary or boundary of the physical object in the three-dimensional space. The basic assumptions in image segmentation are that the surface of an object is not bumpy and homogeneous, so the contrast of the image should change smoothly, and the contrast should change sharply at the boundary. Most of these assumptions are made, but not always. In cases where similar surfaces are adjacent to each other, the boundary line may not appear clearly, or various patterns or letters may be written on the surface, and surface texture, that is, texture or noise, may be a problem. Sometimes it is difficult.
영상 분할은 명암도의 불연속성과 명암도의 유사성이라는 두가지 주요한 착안에 의해 이루어질 수 있다. 명암도의 불연속성에 착안한다면 불연속성을 찾아내는 방법이 관건이고, 명암도의 유사성에 근거한다면 명암도가 유사한 화소들을 계속적으로 찾아서 같은 영역 안에 있는 것으로 분류하는 것이 요점이다.Image segmentation can be achieved by two main ideas: discontinuity in contrast and similarity in contrast. Focusing on the discontinuity of the contrast, the key is to find the discontinuity, and based on the similarity of the contrast, the point is to continuously find pixels with similar contrast and classify them as being in the same area.
영상 분할 방법을 살펴보면, 불연속성에 착안한 영상 분할 방법으로는 고립적 수색, 선 검색, 윤곽선 검출 등의 방법들이 있고, 명암도의 유사성에 착안한 영상 분할 방법으로는 영역 확대법(region growing), 영역 분할 및 연합(region splitting and merging), 또는 역치에 의한 차단법 (thresholding)등이 있다.Looking at the image segmentation method, there are methods such as isolated search, line search, and contour detection, which focus on discontinuity, and region segmentation and region segmentation on the image segmentation method. And region splitting and merging, or thresholding.
제3도의 (a)도는 원 화상의 전체 화소 신호를 나타내는 것이고, (b)도는 (a)에 대해서 1차 서브 샘플링한 것이며, (c)도는 1 차 서브 샘플링된 (b)에 대해서 2차 서브 샘플링 한 것이다.(A) of FIG. 3 shows the entire pixel signal of the original image, (b) is the primary sub-sampled for (a), and (c) is the secondary sub-sample for (b) primary sub-sampled. Sampled.
서브 샘플링이란 바둑판 모양으로 되어 있는 원 화상의 화소를 모두 이용하지 않고 중간 중간의 화소들을 빼내는 것이라고 말할 수 있으며 예를 들어 제3도의 (a)에서 사선 방향으로 화소를 하나씩 빼면 (b)도와 같이 되는데 이를 대각 부표본화(Quincunx Subsampling)라 한다. 대각 부표본화(Quincunx Subsampling)는 화상 처리에서 많이 쓰이는데 그 이유는 샘플링 했을때 나타나는 겹침 잡음(Alisaing Noise)이 눈에 가장 덜 띄기 때문이다. 대각표본(Quincunx Subsampling)의 경우에도 사각형 저역 통과 필터로도 겹침(Aliasing)을 방지하는 필터를 실현할수 있으나, 사람의 시각이 대각선 방향보다는 수직이나 수평 방향의 고주파 성분에 민감하므로 수직이나 수평 방향의 고주파 성분이 강조되는 마름로꼴 필터를 이용한다. 그런데, 마름모꼴의 필터를 사용하면 수직과 수평 성분이 두개의 1 차원 필터링으로 분리가 되지 않으므로 2 차원 필터링을 통해야만 구현 가능하게 된다.Subsampling can be said to take out pixels in the middle without using all the pixels of the original image in the shape of a checkerboard. For example, subtracting one pixel in a diagonal direction from (a) of FIG. This is referred to as quincunx subsampling. Quincunx Subsampling is used a lot in image processing because of the least noticeable noise that occurs when sampling. Even in the case of Quinxunx Subsampling, a rectangular low pass filter can realize a filter that prevents aliasing.However, since the human eye is sensitive to high frequency components in the vertical or horizontal direction rather than the diagonal direction, Use a rhombic filter with high frequency emphasis. However, when a rhombic filter is used, the vertical and horizontal components are not separated into two one-dimensional filterings, and thus only two-dimensional filtering can be implemented.
제3도의 (d)도는 서브 샘플링을 하기 위한 마름모꼴 같은 형태의 특성을 지니는 필터로서, (a)도와 같은 원 화상을 필터링 한 후 3화소점 위치(X표시)의 빈 공간에 1화소점 위치(O표시)의 화소를 삽입한 후 다시 (d)도와 같은 마름모꼴 필터링을 하면 된다. 1차 서브 샘플링된 (b)도와 같은 화상을 2차적으로 한번 더 서브 샘플링을 하면 제3도의 (c)와 같은 화상을 얻을 수 있다.(D) in FIG. 3 is a filter having a rhombic shape for subsampling, and after filtering the original image as shown in (a), one pixel point position ( After inserting the pixel of O mark), perform the rhombic filtering as shown in (d) again. Sub-sampling an image such as the first sub-sampled (b) secondly can obtain an image as shown in (c) of FIG. 3.
사람의 시각 구조는 피사체가 이동하는 동화상 영역에서는 피사체의 해상도를 잘 인식하지 못하고, 피사체가 정지해 있는 정지 화상 영역에서는 피사체의 해상도를 잘 인식해내기 때문에, 동화상 영역보다는 정지 화상 영역의 해상도를 높일 필요가 있다.Since the human visual structure does not recognize the resolution of the subject well in the moving image area in which the subject moves, and the resolution of the subject is well recognized in the still image area in which the subject is stationary, the resolution of the still image area is increased. There is a need.
따라서, 피사체의 정지 화상 영역에서는 해상도를 높여야 하므로 제3도의 (b)도 화상중에서는 1화소점 위치(O표시)의 화소들만 전송하고 2화소점 위치(△표시)의 화소들은 이전 프레임의 화소들을 이용하여 전송한다. 즉, 정지 화상 영역에서는 1화소점 위치(○표시)의 화소들과 2화소점 위치(△표시)의 화소들을 프레임별로 번갈아 선택하여 전송한다. 피사체의 동화상 영역에서는 제3도의 (c)와 같이 두번에 걸쳐 서브 샘플링된 1화소점 위치(O표시)의 화소들을 전송한다.Therefore, since the resolution must be increased in the still image area of the subject, only the pixels of one pixel point position (O display) are transmitted in the image of FIG. 3B, and the pixels of the two pixel point position (△ display) are the pixels of the previous frame. Send them using That is, in the still image area, pixels at the one pixel point position (○ mark) and pixels at the two pixel point position (Δ mark) are alternately selected for each frame and transmitted. In the moving image area of the subject, as shown in (c) of FIG. 3, the pixels of one pixel point position (O display) subsampled twice are transmitted.
그러나, 종래의 부호기에서는 정지 화상 영역의 화소 정보인지 동화상 영역의 화소 정보인지를 판별하는데 있어서 복잡한 방법을 이용한다는 문제점이 있었다.However, there is a problem in the conventional encoder that a complicated method is used to discriminate whether it is pixel information of a still picture area or pixel information of a moving picture area.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 전 프레임의 화상을 영상 분할하여 전 전 프레임의 화상과 세그먼트별로 비교한 후 정지 화상 영역인지 동화상 영역인지를 판별하여 영역을 선택하는 부분을 추가시킴으로써 영역 판별을 용이하게 하는데 그 목적이 있다.Accordingly, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention divides the image of the previous frame and compares the image with the segment of the previous frame for each segment. The purpose is to facilitate region discrimination by adding.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부호기는, 입력 화상 신호중 정지 화상 영역에 해당하는 화소들을 서브 샘플링하기 위한 정지 화상 영역 서브 샘플링부와; 상기 정지 화상 영역 서브 생플링부에서 서브 샘플링된 화소들을 프레임 별로 번갈아 선택하여 전송하기 위한 화소 선택기; 입력 화상 신호중 동화상 영역에 해당하는 화소들을 두번에 걸쳐 서브 샘플링 하기 위한 동화상 영역 서브 샘플링부; 전 프레임의 화상 정보를 저장하기 위한 제1프레임 메모리; 전 전 프레임의 화상 정보를 저장하기 위한 제2프레임 메모리; 상기 제1프레임 메모리에 저장된 전 프레임의 화상 경계선 또는 경계면을 파악하기 위해 화상을 분할하는 영상 분할기; 상기 제2프레임 메모리에 저장된 전 전 프레임의 화상 정보와 상기 영상 분할기에서 분할된 전 프레임의 화상 정보를 세그멘트별로 비교하여 영역을 판별하기 위한 영역 판별기; 및 상기 영역 판별기에서 판별된 영역에 따라 정지 화상 영역이나 동화상중 한 영역의 화상 정보를 선택하기 위한 영역 선택기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The encoder of the present invention for achieving the above object comprises: a still picture region subsampling section for subsampling pixels corresponding to a still picture region of an input image signal; A pixel selector for alternately selecting and transmitting the pixels subsampled by the still image area subsampling unit for each frame; A moving image region subsampling unit for subsampling pixels corresponding to the moving image region of the input image signal twice; A first frame memory for storing image information of previous frames; A second frame memory for storing image information of all previous frames; An image divider for dividing an image to determine an image boundary line or boundary surface of all frames stored in the first frame memory; An area discriminator for discriminating an area by comparing image information of all previous frames stored in the second frame memory with image information of all frames divided by the image divider for each segment; And an area selector for selecting image information of a still picture area or a moving picture according to the area determined by the area discriminator.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
제4도는 본 발면에 따른 부호기의 일부 구성을 나타낸 블럭도로서, 입력 화상 신호중 정지 화상 영역에 해당하는 화소들을 서브 샘플링하기 위한 정지 화상 영역 서브 샘플링부(10)와; 상기 정지 화상 영역 서브 샘플링부(10)에서 서브 샘플링된 화소들을 프레임별로 번갈아 선택하여 전송하기 위한 화소 선택기(12); 입력 화상 신호중 동화상 영역에 해당하는 화소들을 두번에 걸쳐 서브 샘플링 하기 위한 동화상 영역 서브 샘플링부(14); 전 프레임의 화상 정보를 저장하기 위한 제1프레임 메모리(16); 전 전 프레임의 화상 정보를 저장하기 위한 제2프레임 메모리(18); 상기 제1프레임 메모리(16)에 저장된 전 프레임의 화상 경계선 또는 경계면을 파악하기 위해 화상을 분할하는 영상 분할기(20); 상기 제2프레임 메모리(18)에 저장된 전 전 프레임의 화상 정보와 상기 영상 분할기 (20)에서 분할돤 전 프레임의 화상 정보를 세그먼트별로 비교하여 영역을 판별하기 위한 영역 판별기(22); 및 상기 영역 판별기(22)에서 판별된 영역에 따라 정지 화상 영역이나 동화상 영역중 한 영역의 화상 정보를 선택하기 위한 영역 선택기(24)를 포함하여 구성된다.4 is a block diagram showing a partial configuration of an encoder according to the present invention, comprising: a still image region subsampling section 10 for subsampling pixels corresponding to a still image region of an input image signal; A pixel selector 12 for alternately selecting and transmitting the pixels subsampled by the still image area subsampling unit per frame; A moving image area subsampling unit 14 for subsampling pixels corresponding to the moving image area of the input image signal twice; A first frame memory 16 for storing image information of previous frames; A second frame memory 18 for storing image information of all previous frames; An image divider (20) for dividing an image to grasp an image boundary line or boundary surface of all frames stored in the first frame memory (16); An area discriminator (22) for comparing the image information of all the previous frames stored in the second frame memory (18) with the image information of the previous frame divided by the image divider (20) by segment; And an area selector 24 for selecting image information of one of the still picture area and the moving picture area according to the area determined by the area discriminator 22.
제4도 및 제3도를 참보하여 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIGS. 4 and 3, the operation of the present invention is as follows.
정지 화상 영역 서브 샘플링부(10)에서는 입력 화상 신호중 정지 화상 영역에 해당하는 화소들을 서브 샘플링하는 부분으로써, 정지 화상 영역의 화소들을 서브 샘플링을 하게 되면 제3도의 (b)도와 같은 화상을 얻을수 있다.The still image area subsampling unit 10 is a part for subsampling pixels corresponding to the still image area among the input image signals. When subsampling the pixels of the still image area, an image as shown in FIG. 3B can be obtained. .
화소 선택기(12)에서는 상기 정지 화상 영역 서브 샘플링부(10)에서 서브 샘플링된 화소들을 프레임별로 번갈아 가며 전송하게 되는데, 이때 1화소점 위치(O표시)의 화소들 또는 2화소점 위치(△표시)의 화소들 중 한 화소점 위치의 화소들을 선택하여 전송하며, 또한 2화소점 위치(△표시)의 화소들은 이전 프레임의 화소들을 이용하여 전송한다.In the pixel selector 12, the pixels subsampled by the still image area subsampling unit 10 are alternately transmitted for each frame. At this time, pixels of one pixel point position (O display) or two pixel point position (△ display) are transmitted. Pixels at one pixel point position among the pixels of the second pixel are selected and transmitted, and pixels at the two pixel point position (Δ) are transmitted using the pixels of the previous frame.
동화상 영역 서브 샘플링부(14)에서는 입력 화상 신호중 동화상 영역에 해당하는 화소들을 두번에 걸쳐 서브 샘플링하여 제3도의(c)도와 같은 화소들을 전송한다.The moving image area subsampling unit 14 subsamples the pixels corresponding to the moving image area of the input image signal twice and transmits the pixels shown in FIG.
제1프레임 메모리(16)는 정지 화상 영역인지 동화상 영역인지를 판별하는데 기준이 되는 전 프레임의 화상 정보를 저장한다.The first frame memory 16 stores image information of all frames as a reference for discriminating whether it is a still picture area or a moving picture area.
제2프레임 메모리(18)는 상기 제1프레임 메모리(16)의 전 프레임 화상 정보와 비교하기 위해 전 전 프레임의 화상정보를 저장한다.The second frame memory 18 stores image information of all previous frames for comparison with previous frame image information of the first frame memory 16.
영상분할기(20)에서는 상기 제1프레임 메모리(16)에 저장된 전 프레임의 화상 경계선 또는 경계면을 파악하기 위해 화상을 세그먼트별로 분할한다.The image splitter 20 divides the image into segments in order to determine an image boundary line or boundary surface of all frames stored in the first frame memory 16.
영역 판별기(22)에서는 상기 제2프레임 메모리(18)에 저장된 전 전 프레임의 화상 정보와 상기 영상 분할기(20)에서 분할된 전 프레임의 화상 정보를 세그먼트별로 비교하여 영역을 판별하는 작용을 한다.The area discriminator 22 compares the image information of all the frames stored in the second frame memory 18 with the image information of all the frames divided by the image divider 20 for each segment to determine an area. .
영역 선택기(24)에서는 상기 영역 판별기(22)에서 판별된 영역에 따라 정지 화상 영역이나 동화상 영역중 한 영역의 화상 정보를 선택하는 작용을 한다.The area selector 24 serves to select image information of one of the still picture area and the moving picture area according to the area determined by the area discriminator 22.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발면은 전 프레임의 화상을 영상 분할하여 전 전 프레임의 화상과 세금먼트별로 비교한 후 정지 화상 영역인지 동화상 영역인지를 판별하여 영역을 선택하는 부분을 부호기에 추가시킴으로써 영역판별을 용이하게 할 수 있다는데 그 효과가 있다.As described above, the present aspect divides the image of the previous frame by image, compares it with the image of the previous frame by segment, and discriminates whether it is a still image area or a moving image area, and then adds a portion for selecting an area to the encoder. It can facilitate the effect.
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