KR0178234B1 - Apparatus for grading a picture in an image encoder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원영상과 재생영상간의 엣지점 및 그레디언트를 근거로 하여 원영상에 대한 화질 상태를 평가하는 부호기의 화질평가장치에 관한 것으로, 이를 해결하기 위하여, 카운터하여 얻어지는 왜곡된 엣지점 갯수값과 기설정된 기준값(TH1)에 의거하여 제어신호를 제공하는 제1비교부, 원영상신호의 확장된 가상 엣지점과 재생영상신호의 엣지점에 대한 각각의 그레디언트값을 구하는 그레디언트 계산부, 이 계산된 확장된 가상 엣지점의 그레디언트값과 재생영상신호의 엣지점 그레디언트값에 대한 차분값을 구하는 차분값 계산부, 차분값 계산부에 의한 차분값을 근거로 하여 확장된 가상 엣지점에 포함된 재생영상신호의 엣지점의 갯수를 카운터하는 엣지점 갯수 카운터부, 이 카운터된 엣지점 갯수값과 기설정된 기준값(TH2)에 의거하여 소정의 제어신호를 제공하는 제2비교부, 제1,2비교부로부터 제공되는 제어신호를 연산하여 원영상에 대하여 재차로 부호화할 것인지의 여부에 대한 정보신호를 제공하는 논리곱 연산부로 구성됨으로써, 복조기로 부호화된 영상신호를 전송하기 전에 원영상에 대한 화질상태를 평가함으로써 화질이 좋지 않은 영상에 대해서는 재차로 부호화할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an image quality evaluation apparatus of an encoder for evaluating the image quality state of an original image based on an edge point and a gradient between an original image and a reproduced image. In order to solve the problem, a number of distorted edge point values obtained by counter and A first comparator for providing a control signal based on a predetermined reference value TH1, a gradient calculator for calculating respective gradient values for the extended virtual edge points of the original video signal and the edge points of the reproduced video signal, and the calculated The playback image included in the extended virtual edge point based on the difference value calculation unit for obtaining a difference value between the gradient value of the extended virtual edge point and the edge point gradient value of the playback video signal, and the difference value by the difference value calculation unit. An edge point number counter unit for counting the number of edge points of the signal, the predetermined number of which is determined based on the counter value of the number of edge points and the preset reference value TH2 The demodulator comprises: a second comparison unit for providing a fish signal, and a logical product operation unit for calculating a control signal provided from the first and second comparison units and providing an information signal on whether or not to encode the original image again. By evaluating the image quality state of the original image before transmitting the image signal encoded by the C, the image having the poor image quality can be encoded again.
Description
제1도는 종래의 영상 부호기에 채용된 화질평가장치를 도시한 블럭구성도.1 is a block diagram showing an image quality evaluation apparatus employed in a conventional video encoder.
제2도는 본 발명에 따른 영상 부호기의 화질평가장치를 도시한 블럭구성도.2 is a block diagram showing an image quality evaluation apparatus of a video encoder according to the present invention.
제3도(a) 내지 (c)는 본 발명에 대한 화질평가장치의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.3A to 3C are diagrams for explaining the operation of the image quality evaluation apparatus according to the present invention.
제4도는 제2도의 본 발명에 따른 화질평가장치에서의 그래디언트를 구하는 일예를 설명한 도면.4 is a view for explaining an example of obtaining a gradient in the image quality evaluation apparatus according to the present invention of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 제1엣지 검출부 12 : 엣지 확장부10: first edge detection unit 12: edge expansion unit
14 : 제2엣지 검출부 16 : 연산부14: second edge detector 16: calculator
18 : 카운터 20 : 제1비교부18: counter 20: first comparison
22 : 그래디언트 계산부 24 : 차분값 계산부22: gradient calculator 24: difference calculator
26 : 엣지점 갯수 카운터 28 : 제2비교부26: number of edge points 28: second comparison
30 : 논리곱 연산부30: logical product operation unit
본 발명은 영상 부호기의 화질 평가장치에 관한 것으로, 특히 원영상과 재생영상간의 그래디언트(엣지)를 근거로 하여 원영상에 대한 화질상태를 평가할 수 있도록 된 영상 부호기의 화질평가장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for evaluating the image quality of an image encoder, and more particularly, to an apparatus for evaluating the image quality of an image encoder based on a gradient (edge) between an original image and a reproduced image.
일련의 영상신호가 디지탈 형태로 표현될 때, 특히 고화질 텔레비젼(HDTV)의 경우에는 방대한 양의 데이타가 전송되어야 하는데, 이때 사용되는 전송 채널의 사용가능한 주파수 영역은 제한되어 있으므로, 많은 양의 디지탈 데이타를 전송하기 위해서는 전송되는 데이타를 압축하여 그 양을 줄일 필요가 있다.When a series of video signals are represented in digital form, a large amount of data must be transmitted, especially in a high-definition television (HDTV). A large amount of digital data is available because the available frequency range of the transmission channel used is limited. In order to transmit the data, it is necessary to reduce the amount by compressing the transmitted data.
이와 동시에 원영상신호를 엣지점들을 근거로 하여 부호화한 결과와 재생영상을 엣지점을 근거로 하여 부호화한 결과에 따라 상기 원영상에 대한 화질상태를 평가하게 되는데, 이 경우 원영상이 잘못 부호화되었다고 평가되면, 이 부호화된 원영상을 재차 부호화하게 된다.At the same time, the image quality of the original image is evaluated according to the result of encoding the original image signal based on the edge points and the encoding result of the reproduced image based on the edge points. Once evaluated, the encoded original image is encoded again.
제1도는 종래의 영상 부호기에 채용된 화질평가장치를 도시한 블럭구성도이고, 제3도(a) 내지 (c)는 영상 부호화장치의 화질 평가에 따른 상태를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram showing a picture quality evaluation apparatus employed in a conventional video encoder, and FIGS. 3A to 3C are diagrams for explaining a state according to picture quality evaluation of a video encoding apparatus.
제1도 및 제3도를 참조하면, 입력되는 원영상신호의 엣지성분을 검출하는 제1엣지 검출부(10)와, 상기 제1엣지 검출부(10)에 의해서 검출된 원영상신호의 엣지성분을 중심으로 소정의 픽셀단위로 가상의 엣지성분으로 확장하는 엣지 확장부(12)와, 원래의 영상신호가 신호처리후에 재생되어 입력되는 영상신호의 엣지성분을 검출하는 제2엣지 검출부(14)와, 상기 엣지 확장부(12)의 가상의 엣지성분과 상기 제2엣지 검출부(14)에 의해 재생된 영상신호의 엣지성분을 배타적 논리합 연산하는 연산부(16)와, 상기 연산부(16)의 연산 결과에 따라 검출되는 오차 엣지점들을 카운터하는 카운터부(18), 상기 카운터(18)의 결과값과 기설정된 기준값의 비교에 의거하여 원영상에 대하여 재차로 부호화를 위한 소정의 제어신호를 출력하도록 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 3, the edge component of the original image signal detected by the first edge detector 10 and the first edge detector 10 to detect the edge component of the input original image signal are described. An edge extender 12 that extends into virtual edge components at predetermined pixel units, and a second edge detector 14 that detects an edge component of an input video signal after the original video signal is reproduced after signal processing; And an operation unit 16 for performing an exclusive OR operation on the virtual edge component of the edge extension unit 12 and the edge component of the video signal reproduced by the second edge detector 14, and the operation result of the operation unit 16. A counter unit 18 for counting the error edge points detected according to the control unit, and outputting a predetermined control signal for encoding the original image again based on a comparison of the result value of the counter 18 and a preset reference value. do.
예컨대, 영상의 윤곽을 나타내는 엣지에는 스트롱(Strong) 엣지와 위크(Weak) 가 존재하는데, 특히, 스트롱(Strong) 엣지의 경우에는 위크(Weak) 엣지보다 인간 시각에 미치는 영향이 크게 나타난다.For example, a strong edge and a weak edge exist at edges that outline the image. In particular, a strong edge has a greater effect on human vision than a weak edge.
이와 같이 종래의 화질평가장치에서는 스트롱(Strong)을 표현할 수 있는 그레디언트(밝기 또는 휘도정보) 신호를 고려하지 않고 화질을 평가함으로써 보다 정확한 영상의 화질을 평가할 수 없었다.As described above, in the conventional image quality evaluation apparatus, the image quality cannot be evaluated more accurately by evaluating the image quality without considering the gradient (brightness or luminance information) signal capable of expressing the strong.
따라서, 본 발명은 상기의 단점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 원영상과 재생영상간의 엣지 및 그레디언트를 근거로 하여 원영상에 대한 왜곡정도를 검출하여 원영상의 부호화 상태를 평가하기 위한 영상 부호기의 화질평가장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above disadvantages, and an object of the present invention is to detect the degree of distortion of the original image based on the edge and the gradient between the original image and the reproduced image to evaluate the encoding state of the original image. To provide an image quality evaluation apparatus for a video encoder.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 원영상신호에 대하여 확장된 가상 엣지점들과 재생영상신호의 엣지점들간의 왜곡된 엣지점의 갯수를 카운터하여 원영상의 화질 상태를 평가하는 영상 부호기의 화질평가장치에 있어서:According to the present invention for achieving the above object, an image for evaluating the image quality state of the original image by counting the number of distorted edge points between the extended virtual edge points and the edge points of the playback video signal with respect to the original video signal In the image quality evaluation device of the encoder:
상기 카운터하여 얻어지는 왜곡된 엣지점 갯수값과 기설정된 기준값(TH1)에 의거하여 왜곡된 엣지점에 대한 제어신호를 제공하는 제1비교부(20)와; 상기 원영상신호의 확장된 가상 엣지점과 상기 재생영상신호의 엣지점에 대한 각각의 그레디언트값을 구하는 그레디언트 계산부(22)와; 상기 그레디언트 계산부(22)에 의해서 계산된 상기 확장된 가상 엣지점의 그레디언트값과 상기 재생영상신호의 엣지점 그레디언트값에 대한 차분값을 구하는 차분값 계산부(24)와; 상기 차분값 계산부(24)에 의한 차분값을 근거로 하여 상기 확장된 가상 엣지점에 포함된 재생영상신호의 엣지점의 갯수를 카운터하는 엣지점 갯수 카운터부(26)와; 상기 엣지점 갯수 카운터부(26)에 의해 상기 카운터된 엣지점 갯수값과 기설정된 기준값(TH2)에 의거하여 소정의 제어신호를 제공하는 제2비교부(28)와; 상기 제1,2비교부(20)(28)로부터 각각 제공되는 소정의 제어신호를 논리곱 연산하여 원영상에 대하여 재차로 부호화할 것인지의 여부에 대한 정보신호를 제공하는 논리곱 연산부(30)를 포함함을 특징으로 한다.A first comparing unit 20 for providing a control signal for the distorted edge point based on the number of distorted edge points obtained by the counter and a preset reference value TH1; A gradient calculator (22) for obtaining respective gradient values for the extended virtual edge point of the original video signal and the edge point of the reproduced video signal; A difference value calculator (24) for calculating a difference value between the gradient value of the extended virtual edge point calculated by the gradient calculator (22) and the edge point gradient value of the reproduced video signal; An edge point number counter 26 for counting the number of edge points of a reproduced video signal included in the extended virtual edge point based on the difference value by the difference value calculation unit 24; A second comparing unit 28 which provides a predetermined control signal based on the number of edge points counted by the edge number counter 26 and a preset reference value TH2; An AND operation unit 30 for performing an AND operation on a predetermined control signal provided from each of the first and second comparison units 20 and 28 and providing an information signal on whether to encode the original image again. Characterized by including.
이하, 예시된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated drawings.
제2도는 본 발명에 따른 영상 부호기의 화질평가장치를 도시한 블럭구성도이다.2 is a block diagram showing an image quality evaluation apparatus of a video encoder according to the present invention.
제2도를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호기의 화질평가장치는 종래의 엣지점을 이용한 장치(제1도에 대응)와, 제1비교부(20), 그레디언트 계산부(22), 차분값 계산부(24), 엣지점 갯수 카운터부(26), 제2비교부(28) 및 논리곱 연산부(30)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the apparatus for evaluating the image quality of an image encoder according to the present invention includes a device using a conventional edge point (corresponding to FIG. 1), a first comparator 20, a gradient calculator 22, and a difference. A value calculator 24, an edge point counter 26, a second comparator 28, and an AND product 30 are provided.
제1비교부(20)는 원영상신호의 엣지점과 재생영상신호의 엣지점간에 발생된 왜곡된 엣지점의 갯수와 기설정된 기준값(TH1)에 의거하여 소정제어신호(1 또는 0)를 후술하는 논리곱 연산부(30)로 제공하도록 구성된다.The first comparison unit 20 describes a predetermined control signal (1 or 0) based on the number of distorted edge points generated between the edge point of the original video signal and the edge point of the playback video signal and the preset reference value TH1. It is configured to provide to the logical product operation unit 30.
그레디언트 계산부(22)는 원영상신호의 확장된 가장 엣지점과 재생영상신호의 엣지점에 대한 각각의 그레디언트값을 구하여 후술하는 차분값 계산부(24)로 제공되도록 구성된다.The gradient calculator 22 is configured to obtain the respective gradient values for the extended edge point of the original video signal and the edge point of the reproduced video signal and provide them to the difference value calculator 24 described later.
차분값 계산부(24)는 그레디언트 계산부(22)에 의해서 계산된 확장된 가상 엣지점의 그레디언트값과 재생영상신호의 그레디언트값에 대한 차분값을 구하여 후술하는 엣지점 갯수 카운터부(26)로 제공되도록 구성된다.The difference value calculator 24 calculates a difference value between the gradient value of the extended virtual edge point calculated by the gradient calculator 22 and the gradient value of the reproduced video signal to the number of edge points counter 26 to be described later. It is configured to be provided.
엣지점 갯수 카운터부(26)는 차분값 계산부(24)에 의한 차분값을 근거로 하여 확장된 가상 엣지점에 포함된 재생영상신호의 엣지점의 갯수를 카운터하여 후술하는 제2비교부(28)로 제공되도록 구성된다.The number of edge points counter section 26 counts the number of the edge points of the reproduced video signal included in the extended virtual edge points based on the difference values by the difference value calculation section 24 to compare the second comparison unit (described later). 28).
제2비교부(28)는 엣지점 갯수 카운터부(26)에 의해 카운터된 엣지점 갯수와 기설정된 기준값(TH2)에 의거하여 소정의 정보신호(0 또는 1)를 후술하는 논리곱 연산부(30)로 제공하도록 구성된다.The second comparison unit 28 is a logical product operation unit 30 for describing a predetermined information signal (0 or 1) on the basis of the number of edge points counted by the number of edge points counter 26 and the preset reference value TH2. Is configured to provide
논리곱 연산부(30)는 제1,2비교부(20)(28)로부터 각각 제공되는 소정의 정보신호를 논리곱 연산한 결과값을 출력하도록 구성되며, 상기 논리곱 연산부(30)는 앤드게이트(AND)로 이루어진다.The AND operation unit 30 is configured to output a result of performing an AND operation on predetermined information signals provided from the first and second comparison units 20 and 28, and the AND operation unit 30 is an AND gate. (AND).
이와같이 구성된 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다.The present invention configured as described above will be described in detail with reference to Examples.
제2도를 참조하면, 제1엣지 검출부(10)에서는 입력되는 원영상신호에 대한 엣지점 성분 등을 검출하여 엣지 확장부(12)로 제공하면, 엣지 확장부(12)에서는 제3도(a)와 같은 형태로서 연산부(16) 및 그레디언트 계산부(22)로 제공하게 된다.Referring to FIG. 2, the first edge detector 10 detects an edge point component and the like for the input original video signal and provides the edge extension 12 to the edge extension 12. As shown in a), the calculation unit 16 and the gradient calculation unit 22 are provided.
그리고, 상기 원영상신호에 대응하여 재생된 영상신호는 제2엣지 검출부(14)로 제공되면, 제2엣지 검출부(14)에서는 이 재생영상신호에 대한 엣지점을 검출하여 연산부(16) 및 그레디언트 계산부(22)로 제공하게 된다.When the video signal reproduced corresponding to the original video signal is provided to the second edge detector 14, the second edge detector 14 detects an edge point of the reproduced video signal, and calculates the operation unit 16 and the gradient. The calculation unit 22 is provided.
연산부(16)에서는 제3도(c)에 도시된 바와 같이 엣지 확장부(12)의 가상 엣지성분과 제2엣지 검출부(14)에 의해 재생된 영상신호의 엣지성분을 배타적 논리합 연산(exclusive OR)한 결과를 카운터부(18)에 의해 카운터한 다음 제1비교부(20)로 제공하게 된다.The calculation unit 16 performs an exclusive OR operation on the virtual edge components of the edge expansion unit 12 and the edge components of the video signal reproduced by the second edge detection unit 14, as shown in FIG. ) Is counted by the counter unit 18 and then provided to the first comparison unit 20.
예를 들면, 제3도(c)에 도시된 A 영역내의 정보데이타는 1로 표현되고, 그외의 영역은 0 표현된 상태가 된다. 따라서, 카운터(18)에서는 상기 1로 표현된 정보데이타 즉, 왜곡이 발생된 정보데이타를 카운터하여 제1비교기(20)로 제공하게 되는 것이다.For example, the information data in the area A shown in FIG. 3 (c) is represented by 1, and the other area is expressed by 0. As shown in FIG. Accordingly, the counter 18 counters the information data represented by 1, that is, the information data in which the distortion has occurred, and provides the counter to the first comparator 20.
제1비교기(20)에서는 기설정된 기준값(TH1)과 왜곡이 발생된 정보데이타를 카운터한 값을 비교하여 논리곱 연산부(30)의 일측단자로 제공하게 된다.The first comparator 20 compares the preset reference value TH1 with the counter value of the distortion-produced information data and provides it as one terminal of the logical product operator 30.
그리고, 엣지 확장부(12)에서는 원영상신호의 엣지성분을 중심으로 2픽셀단위로 확장하여 이루어진 가상의 엣지성분(제3도의 (a)에 대응)을 그레디언트 계산부(22)로 제공하게 된다.The edge expansion unit 12 provides the gradient calculation unit 22 with a virtual edge component (corresponding to (a) of FIG. 3) formed by extending the pixel component of the original video signal by 2 pixels. .
또한, 제2엣지 검출부(14)에서는 원래의 영상신호가 신호처리후에 재생 입력되는 영상신호에 대한 엣지성분을 그레디언트 계산부(22)로 제공하게 된다.In addition, the second edge detector 14 provides an edge component with respect to the video signal to which the original video signal is reproduced and inputted after signal processing to the gradient calculator 22.
이에 따라, 그레디언트 계산부(22)에서는 제4도에 일예로서 도시된 바와 같이 각 엣지점에 대한 그레디언트값 즉, 원영상과 재생영상의 그레디언트값을 다음 식에 의해서 구하게 된다.Accordingly, the gradient calculator 22 calculates the gradient values for the respective edge points, that is, the gradient values of the original image and the reproduced image, as shown in FIG. 4 as an example.
상기식에 의해서 최대의 G = max(G1, G2, G3, G4) 값을 구하게 된다.The maximum G = max (G1, G2, G3, G4) value is obtained by the above equation.
즉, (i, j)는 엣지점의 좌표이고; I(i-1, j), I(i+1, j), I(i, j-1), I(i, j+1)는 (i, j)점을 중심으로 상,하,좌,우 방향의 엣지점에 대한 좌표점이며; G1, G2, G3, G4는 엣지점의 좌표(i, j)와 I(i-1, j), I(i+1, j), I(i, j-1), I(i, j+1)간의 그레디언트값을 나타낸다.That is, (i, j) is the coordinate of the edge point; I (i-1, j), I (i + 1, j), I (i, j-1), I (i, j + 1) are up, down, left around (i, j) points A coordinate point with respect to the edge point in the right direction; G1, G2, G3, G4 are coordinates (i, j) and I (i-1, j), I (i + 1, j), I (i, j-1), I (i, j) +1) gradient value.
여기서, 구해지는 원영상의 그레디언트값과 재생영상의 그레디언트값들은 차분값 계산부(24)로 제공된다. 그리고, 차분값 계산부(24)는 그레디언트 계산부(22)에 의해서 계산된 확장된 가상 엣지점의 그레디언트값과 재생영상신호의 그레디언트값에 대한 차분값을 계산한 다음 엣지점 갯수 카운터부(26)로 제공하게 된다.Here, the gradient values of the original image and the gradient values of the reproduced image are provided to the difference value calculator 24. The difference calculator 24 calculates the difference between the gradient value of the extended virtual edge point calculated by the gradient calculator 22 and the gradient value of the reproduced video signal, and then calculates the edge point counter 26. ) Will be provided.
따라서, 엣지점 갯수 카운터부(26)는 차분값 계산부(24)에 의한 차분값을 근거로 하여 확장된 가상 엣지점에 포함된 재생영상신호의 엣지점의 갯수를 카운터하여 후술하는 제2비교부(28)로 제공하게 된다.Therefore, the edge point number counter 26 counts the number of the edge points of the reproduced video signal included in the extended virtual edge point based on the difference value by the difference value calculation unit 24, and the second comparison will be described later. It will be provided to the unit (28).
제2비교부(28)에서는 엣지점 갯수 카운터부(26)에 의해 카운터된 엣지점의 갯수와 기설정된 기준값(TH2)을 비교하게 된다.The second comparison unit 28 compares the number of edge points countered by the number of edge points counter 26 with a preset reference value TH2.
제2비교부(28)에 의한 비교 결과, 엣지점 갯수 카운터부(26)에 의해 카운터된 엣지점의 갯수값이 기설정된 기준값(TH2)보다 크면, 원영상에 대한 부호화를 재차 실시하기 위한 소정의 제어신호(1)를 논리곱 연산부(30)로 제공한다.As a result of the comparison by the second comparison unit 28, if the number of edge points counted by the number of edge points counter 26 is larger than the preset reference value TH2, the predetermined value for re-encoding the original image is performed. Control signal (1) is provided to the logical product operation unit (30).
이와 반대로, 제2비교부(28)에 의한 비교 결과, 엣지점 갯수 카운터부(26)에 의해 카운터된 엣지점의 갯수값이 기설정된 기준값(TH2)보다 작으면, 원영상신호에 대하여 재차 부호화를 실시하지 않는 소정의 제어신호(0)를 논리곱 연산부(30)로 제공한다.On the contrary, if the number of edge points counted by the number of edge points counter 26 is smaller than the preset reference value TH2 as a result of comparison by the second comparing unit 28, the original video signal is encoded again. The predetermined control signal 0, which does not execute, is provided to the AND product 30.
논리곱 연산부(30)에서는 제1,2비교부(20)(28)로부터 각각 제공되는 소정의 제어신호(1,1)일 경우에만 원영상에 대하여 재차로 부호화하는 제어신호를 출력하게 되는 것이다.The AND product 30 outputs a control signal for re-encoding the original image only when the predetermined control signals 1 and 1 are provided from the first and second comparators 20 and 28, respectively. .
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 원영상과 재생영상간의 엣지점들을 근거로 하여 복조기로 부호화된 영상신호를 전송하기 전에 원영상에 대한 화질상태를 평가함으로써 화질이 좋지 않은 영상에 대해서는 재차로 부호화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, before the image signal encoded by the demodulator is transmitted based on the edge points between the original image and the reproduced image, the image quality of the original image may be encoded again. It can be effective.
Claims (2)
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