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KR0185911B1 - 에러 은폐에 동화상의 움직임 방향을 고려하는 복호화장치 - Google Patents

에러 은폐에 동화상의 움직임 방향을 고려하는 복호화장치 Download PDF

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KR0185911B1
KR0185911B1 KR1019940032218A KR19940032218A KR0185911B1 KR 0185911 B1 KR0185911 B1 KR 0185911B1 KR 1019940032218 A KR1019940032218 A KR 1019940032218A KR 19940032218 A KR19940032218 A KR 19940032218A KR 0185911 B1 KR0185911 B1 KR 0185911B1
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김광호
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Abstract

동보상 복호화 장치는, 입력 데이타를 복호화하며 복호화되는 화상데이타에 에러가 발생하면 제1데이타영역마다에 대응하는 에러표시신호를 발생하는 복호화부, 에러표시신호가 인가되면 제1데이타영역과 동일한 그림(picture)속의 윗 라인에 위치한 제2데이타영역에 대응하는 동벡터의 제1성분 및 제1데이타영역과 동일한 그림속의 앞 열(column)에 위치한 제3데이타영역에 대응하는 동벡터의 제2성분을 선택적으로 발생하는 백터성분발생부, 벡터성분발생부로부터 인가되는 제1성분 및 제2성분에 따라 제1데이타영역의 화상데이타를 동보상하는 동보상부, 에러표시신호가 없는 제1데이타영역에 대하여 복호화부로부터의 복호화된 화상데이타를, 에러표시신호가 있는 제1데이타영역에 대하여 널(null)데이타를 선택적으로 출력하는 선택출력부, 및 선택출력부로부터의 데이타와 동보상부로부터의 동보상된 화상데이타를 가산하며, 가산된 데이타를 동보상부로 궤환(feedback)시키는 가산기를 포함하므로서, 에러가 발생한 제1데이타영역에 대한 에러은폐 효과를 높일 수 있다.

Description

에러은폐에 동화상의 움직임방향을 고려하는 복호화 장치
제1도는 일반적인 화상데이타의 복호화시스템을 나타내는 블록도.
제2도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 동화상 복호화 장치를 나타낸 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 가변장복호화기 22 : 역양자화기
23 : 역이산여현변환기(IDCT) 24 : 백터성분분리기
25,26 : 지연기 27 : 동보상기
28 : 프레임메모리 29,30,31 : 멀티플렉서
32 : 가산기
본 발명은 화상데이타의 복호화 장치에 관한 것으로서, 특히 동화상의 움직임방향을 고려하여 에러가 발생한 화상데이타를 재생되는 화면에서 은폐할 수 있는 복호화 장치에 관한 것이다.
동화상데이타의 부호화에 대한 국제표준방식인 MPEG(Moving Picture Experts Group)는 M(수평)×N(수직) 크기의 블록으로 나누어진 화상들에 대하여, 이산여현변환(Discrete Cosine Transform; DCT), 양자화, 가변장부호화(variable-length-coding), 동추정 및 동보상부호화, 및 DPCM(Differential Pulse Code Modulation) 등을 수행하여 화상데이타를 부호화하는 장치를 제시한다.
이러한 장치에 의해 부호화된 화상데이타를 복호화하기 위한 장치가 제1도에서 보여졌다. 제1도의 장치는 전술한 부호화장치로부터 전송되는 부호화된 화상데이타, 양자화스텝사이즈, 및 동벡터를 사용하여 복원된 화상데이타를 출력한다. 가변장복호화기(11)는 부호화된 화상데이타를 가변장복호화하며, 역양자화기(12)는 양자화스텝사이즈에 따라 가변장복호화된 화상데이타를 역양자화한다. 역이산여현변환기(inverse discrete cosine transformer; 13)는 입력 데이타를 공간영역(spatial domain)의 화상데이타로 변환시킨다. 한편, 프레임메모리(15)는 가산기(16)로부터 출력되는 한 프레임분의 화상데이타를 저장한다. 동보상기(14)는 프레임메모리(15)에 저장된 화상데이타중에서 동벡터에 의해 지정되는 화상데이타를 가산기(16)로 출력한다. 가산기(16)는 동보상기(14)로부터의 동보상된 화상데이타와 역이산여현변환기(13)로부터 출력되는 화상데이타를 가산한다. 가산기(16)로 부터 출력되는 화상데이타는 N×N사이즈의 화소블록으로 분할된 형태의 복원된 화상데이타로서, 동보상복호화를 위해 프레임메모리(15)에 저장된다.
전술한 동보상기(14)는 대체로 매크로블록(MacroBlock)단위로 움직임 보상을 수행한다. 이것은 MPEG(Moving Picture Experts Group)에 의해 제시된 색도체계(chroma format)에 따른 것으로, 이 색도체계는 4개의 블록들로 구성된 하나의 매크로블록을, 휘도(luminance)성분을 표현하기 위한 휘도블록(Y)과 색차(chrominance)성분을 표현하기 위한 색차블록들(Cb, Cr)로 구분한다. 예를 들어, 4:4:0 매크로블록구조(structure)는 각 매크로블록을 4Y, 1Cb, 1Cr로 구성한다. 이러한 색도체계 때문에, 에러은폐 역시 일반적으로 매크로 블록단위로 수행된다. 가장 간단한 에러은폐방법은 에러가 발생한 메크로블록의 데이타를 복원된 바로전 프레임 또는 필드의 같은 위치의 메크로블록의 데이타로 대체하는 것이다. 그러나, 움직임보상이 필요한 매크로블록에서 에러가 발생하는 경우, 단순히 매크로블록을 대체하는 전술의 방법은 움직임보상이 충분히 반영되지 못하므로, 에러은폐의 효과가 낮아지게 되는 문제점이 있었다.
이런 문제를 해결하기 위한 다른 에러은폐방법은 에러가 발생한 매크로블록을 그 매크로블록의 바로 윗 라인의 매크로블록의 동벡터를 이용하여 움직임보상된 매크로블록으로 대체한다.
하지만, 이 방법은 바로 윗 라인의 매크로블록과 에러가 발생한 매크로블록의 움직임 간에 유사성이 적은 경우, 에러은폐의 효과가 낮아지는 문제는 여전히 남게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 에러가 발생한 기설정된 사이즈(size)의 데이타영역의 에러은폐를 위하여 동일한 그림(picture)속의 바로 윗 라인의 데이타영역이 갖는 화상정보와 함께 동일한 라인의 바로 앞에 위치한 데이타영역이 갖는 화상정보를 이용하므로서, 에러가 발생한 데이타영역의 움직임방향에 관계없이 보다 효과적으로 에러를 은폐할 수 있는 동화상 복호화 장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동화상복호화장치는, 기설정된 사이즈(size)의 데이타영역마다 그에 대응하는 동벡터를 갖도록 부호화된 화상데이타를 복호화하기 위하여, 부호화된 화상데이타를 복호화하며, 복호화되는 화상데이타에 에러가 발생하면 제1데이타영역마다에 대응하는 에러표시신호를 발생하는 복호화수단, 상기 에러표시신호가 인가되지 않으면 제1데이타영역의 동벡터의 제1성분 및 제2성분을, 상기 에러표시신호가 인가되면 상기 제1데이타영역과 동일한 그림(picture)속의 윗 라인에 위치한 제2데이타영역에 대응하는 동벡터의 제1성분 및 상기 제1데이타영영과 동일한 그림 속의 앞 열(column)에 위치한 제3데이타영역에 대응하는 동벡터의 제2성분을 선택적으로 방생하는 벡터성분발생수단; 상기 벡터성분발생수단으로부터 인가되는 제1성분 및 제2성분에 따라 상기 제1데이타영역의 화상데이타를 동보상하는 수단, 상기 에러표시신호가 없는 제1데이타영역에 대하여 상기 복호화수단으로부터의 복호화된 화상데이타를, 상기 에러표시신호가 있는 제1데이타영역에 대하여 널(null)데이타를 출력하는 선택출력부, 및 상기 선택출력부로부터의 데이타와 상기 동보상수단으로 부터의 동보상된 화상데이타를 가산하며, 가산된 데이타를 상기 동보상수단으로 궤환(feedback)시키는 가산기를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
제2도에 보인 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에러은페에 동화상의 움직임방향을 고려하는 복호화장치는, 제1도의 장치와 마찬가지로, 부호화 장치로부터 전송되는 부호화된 화상데이타, 양자화스텝사이즈, 및 동벡터를 사용하여 복원된 화상데이타를 생성한다. 그에 더하여, 제2도의 장치는 에러가 발생한 기설정된 사이즈의 제1데이타영역을 대체하기 위한 화상데이타의 결정에, 제1데이타영역과 동일한 사이즈를 가지면서 제1데이타영역에 인접하는 데이타영역들에 대응하는 동벡터를 사용한다. 제2도 장치가 MPEG규격에 따른 데이카구조를 사용하는 경우, 동벡터는 매크로블록(macroblock)단위마다 얻어진다. 그러므로, 이후로는 제2도 장치가 MPEG규격의 데이타구조에 따라 매크로블록단위로 에러은폐를 수행하는 경우의 일 실시예를 설명한다.
제2도에서, 가변장복호기(21)는 부호화된 동화상데이타를 입력받아 가변장복호화된 화상데이타 및 에러표시신호를 발생한다. 가변장복호기(21)로 부터 출력되는 화상데이타는 제1도의 경우와 동일하게 동작하는 역양자화기(22) 및 역이산여현변환기(23)를 거쳐 제1멀티플렉서(29)로 공급된다. 그리고, 에러표시신호는 멀티플렉서들(29,30,31)의 선택신호입력단들(S)로 인가된다. 제1멀티플렉서(29)는 널(null)데이타와 역이산여현변환기(23)를 거쳐 제1멀티플렉서(29)로 공급된다. 그리고, 에러표시신호는 멀티플렉서들(29,30,31)의 선택신호입력단들(S)로 인가된다. 제1멀티플렉서(29)는 널(null)데이타와 역이산여현변환기(23)로부터 공급되는 화상데이타를 가변장복호기(21)로부터의 에러표시신호에 따라 선택적으로 출력한다. 벡터성분분리기(24)는 입력하는 동백터를 수평성분 및 수직성분으로 분리하여 출력한다. 벡터성분분리기(24)로부터 출력되는 동벡터의 수평성분은 제1지연기(25) 및 제2멀티플렉서(30)의 제1입력단(I0)으로 인가된다. 그리고, 벡터성분분리기(24)로부터 출력되는 동벡터의 수직성분은 제2지연기(26) 및 제3멀티플렉서(31)의 제1입력단(I0)으로 인가된다.
제1지연기(25)는 입력하는 동벡터의 수평성분을 지연시켜 출력한다. 이러한 제1지연기(25)에 의해 벡터성분분리기(24)로부터 출력되는 한 매크로블록의 동벡터의 수평성분과 그 매크로블록과 동일한 그림(picture)속의 바로 이전 라인의 동일한 열에 위치한 매크로블록의 동벡터의 수평성분이 동기된다.
제1지연기(25)의 출력데이타는 제2멀티플렉서(30)의 제2입력단(I1)으로 입력된다. 제2멀티플렉서(30)는 제1입력단(I0)으로 입력되는 동벡터의 수평성분과 제2입력단(I1)으로 입력되는 동벡터의 수평성분을 가변장복호기(21)로부터 인가되는 에러표시신호에 따라 선택적으로 출력한다. 제2지연기(26)는 벡너성분분리기(24)로부터 인가되는 동벡터의 수직성분을 지연시켜 출력한다. 제2지연기(26)에 의해 벡터성분분리기(24)로부터 출력되는 한 매크로블록의 동벡터의 수직성분과 그 매크로블록과 동일한 그림속의 동일한 라인의 바로 앞 열(column)에 위치한 매크로블록의 동벡터의 수직성분이 동기된다. 제2지연기(26)의 출력데이타는 제3멀티플렉서(31)의 제2입력단(I1)으로 입력된다. 제3멀티플렉서(31)는 제1입력단(I0)으로 입력되는 동벡터의 수직성분과 제2입력단(I1)으로 입력되는 동벡터의 수직성분을 가변장복호기(21)로부터 인가되는 에러표시신호에 따라 선택적으로 출력한다. 동보상기(27)는 제2 및 제3멀티플렉서(30 및 31)로부터 출력되는 수평성분 및 수직성분을 갖는 동벡터에 의해 지정되는 데이타영역에 속한 화상데이타를 프레임메모리(28)로부터 읽어내어 가산기(32)로 출력한다. 가산기(32)는 제1멀티플렉서(29)로부터의 화상데이타와 동보상기(27)로부터의 화상데이타를 가산한다. 가산기(32)로부터의 화상데이타는 프레임메모리(28)로 궤환되어 저장되며, 또한 제2도 장치의 뒷단에 위치한 시스템(미도시)으로 인가된다.
이러한 제2도의 장치로 인가되는 데이타중에서, 벡터성분분리기(24)로 인가되는 동벡터는 가변장복호기(21)에 의해 복호화되는 각 매크로블록에 대응한다. 부호화된 화상데이타를 복호화하는 가변장복호기(21)는, 복호화되는 화상데이타의 제1매크로블록에 에러가 발생하는 경우, 이진값 1를 갖는 에러표시신호를 발생한다. 반면에, 제1매크로블록에 에러가 발생하지 않는 경우, 가변장복호기(21)는 이진값 0를 갖는 에러표시신호를 발생한다. 이러한 에러표시신호는 멀티플렉서들(29,30,31)로 공급된다. 그리고, 가변장복호기(21)로부터 출력되는 화상데이타는 양자화스텝사이즈에 따라 역양자화를 조절하는 역양자화기(22) 및 역이산여현변환기(23)에 의해 역양자화 및 역이산여현변환된 다음, 제1멀티플렉서(29)의 제1입력단(I0)으로 인가된다.
한편, 벡터성분분리기기(24)는 가변장복호기(21)에 의해 복호화되는 제1메크로블록에 대응하는 제1동벡터를 인가받아, 제1동벡터를 수평성분 및 수직성분으로 분리한다. 벡터성분분리(24)로부터 제1동벡터의 수평성분이 제2멀티플렉서(30)로 인가되는 시점에 제1지연기(25)는 제1매크로블록과 동일한 그림 속의 바로 윗라인의 동일한 열에 위치한 제2매크로블록의 제2동벡터의 수평성분을 출력한다. 이와 마찬가지로 제2지연기(26)는 제1매크로블록과 동일한 그림 속의 동일한 라인의 바로 앞 열에 위치한 제3매크로블록의 제3동벡터의 수직성분을 백터성분분리기(24)로부터 출력되는 제1동백터의 수직성분과 동기되게 출력한다.
제1내지 제3멀티플렉서들(29,30,31)은 가변장복호기(21)로부터 선택신호입력단(S)으로 인가되는 에러표시신호가 이진값 0을 가지면, 제1입력단(I0)을 통해 입력되는 데이타를 선택하여 출력한다. 그 반면에, 에러표시신호가 이진값 1을 가지면, 제1 내지 제3멀티플렉서들(29,30,31)은 제2입력단(I1)을 통해 입력되는 데이타를 선택하여 출력한다. 제1멀티플렉서(29)의 출력데이타는 가산기(32)로 인가되며, 제2 및 제3멀티플렉서들(30,31)의 출력데이타는 동보상기(27)로 인가된다. 따라서, 제1매크로블록에 대응하는 에러표시신호가 이진값 0을 갖는 경우, 동보상기(27)는 제1매크로블록에 대응하는 제1동벡터에 근거하여 동보상을 수행한다. 그 반면에, 제1매크로블록에 대응하는 에러표시신호가 이진값 1을 갖는 경우, 동보상기(27)는 제2매크로블록의 제2동백터의 수평성분과 제3매크로블록의 제3동벡터의 수직성분을 갖는 동벡터에 근거하여 동보상을 수행한다.
최종적으로 결정된 동벡터가 제1매크로블록에 대응하는 제1동벡터인 경우, 동보상기(27)는 프레임메모리(28)에 저장된 화상데이타중에서 제1동벡터에 의해 지정되는 매크로블록의 화상데이타를 읽어내어 가산기(32)로 공급한다. 그리고, 이 경우, 가산기(32)는 역이산여현변환기(23)로부터의 화상데이타와 동보상기(27)로부터의 화상데이타를 가산한다. 그 반면에, 최종적으로 결정된 동벡터가 제2매크로블록의 수평성분 및 제3매크로블록의 수직성분을 갖는 경우, 동보상기(27)는 그러한 성분들을 갖는 새로운 동벡터에 의해 지정되는 매크로블록의 화상데이타를 프레임메모리(28)로부터 읽어내어 가산기(32)로 공급한다. 그리고, 가산기(32)는 동보상기(27)로부터의 동보상된 화상데이타와 멀티플렉서를 통해 인가되는 널데이타를 가산한다. 가산기(32)로부터 출력되는 화상데이타는 동보상부호화를 위해 프레임메모리(28)에 저장되며, 또한 제2도 장치의 뒷단에 연결된 시스템(미도시)으로 공급된다.
전술한 일 실시예와는 달리, 에러가 발생한 메크로블록의 바로 윗라인에 위치한 매크로블록의 동벡터의 수직성분과, 에러가 발생한 매크로블록의 바로 앞 열에 위치한 매크로블록의 동벡터의 수평성분을 에러은폐를 위한 동보상에 사용하는 변형실시예도 본 발명의 기술범주내에서 자명하다. 이러한 변형 실시예는 제2도의 장치에서 입력하는 벡터의 성분들을 지연시키는 지연기들(25, 26)을 변형함으로써 간단하게 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 에러가 발생한 데이타영역에 인접하는 주변 매크로블록들이 갖는 동벡터의 성분들을 사용하여 에러가 발생한 데이타 영역에 대한 동보상을 수행함으로써, 에러가 발생한 데이타영역에 대한 에러은폐의 효과를 높일 수 있다.

Claims (9)

  1. 기설정된 사이즈(size)의 데이타영역마다 그에 대응하는 동백터를 갖도록 부호화된 화상데이타를 복호화하는 장치에 있어서, 부호화된 화상데이타를 복호화하며, 복호화되는 화상데이타에 에러가 발생하면 제1데이타영역마다에 대응하는 에러표시신호를 발생하는 복호화수단; 상기 에러표시신호가 인가되지 않으면 제1데이타 영역의 동백터의 제1성분 및 제2성분을, 상기 에러표시신호가 인가되면 상기 제1데이타영역과 동일한 그림(picture)속의 윗 라인에 위치한 제2데이타영역에 대응하는 동벡터의 제1성분 및 상기 제1데이타영역과 동일한 그림 속의 앞 열(column)에 위치한 제3데이타영역에 대응하는 동벡터의 제2성분을 선택적으로 발생하는 백터성분발생수단; 상기 벡터성분발생수단으로부터 인가되는 제1성분 및 제2성분에 따라 상기 제1데이타영역의 화상데이타를 동보상하는 수단; 상기 에러표시신호가 없는 제1데이타영역에 대하여 상기 복호화수단으로부터의 복호화된 화상데이타를, 상기 에러표시신호가 있는 제1데이타 영역에 대하여 널(null)데이타를 출력하는 선택출력부; 및 상기 선택출력부로부터의 데이타와 상기 동보상수단으로부터의 동보상된 화상데이타를 가산하며, 가산된 데이타를 상기 동보상수단으로 궤환(feedback)시키는 가산기를 포함하는 동화상 복호화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이타영역들 각각은 MEPG의 데이타구조가 이용되는 경우 매크로블록인 것을 특징으로 하는 동화상 복호화장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1성분은 동벡터의 수평성분이며, 상기 제2성분은 동벡터의 수직성분인 것을 특징으로 하는 동화상 복호화장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1성분은 동벡터의 수직성분이며, 상기 제2성분은 동벡터의 수평성분인 것을 특징으로 하는 동화상 복호화 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복호화수단은 부호화된 화상데이타를 가변장 복호화하며, 가변장 복호화되는 화상데이타의 상기 제1데이타영역에 대응하는 에러표시신호를 발생하는 가변장복호기를 포함하는 동화상 복호화 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2데이타영역은 상기 제1데이타영역의 바로 윗라인의 동일한 열에 위치한 것을 특징으로 하는 동화상 복호화장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제3데이타영역은 상기 제1데이타영역과 동일한 라인의 바로 앞 열에 위치한 것을 특징으로 하는 동화상 복호화 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 백터성분발생수단은 인가되는 동벡터를 제1성분과 제2성분으로 분리하는 성분분리부; 상기 성분분리부로부터 인가되는 제2데이타영역의 동벡터의 제1성분을 상기 제1데이타영역의 동벡터의 제1성분과 동기되도록 지연시키는 제1지연기; 서로 동기되는 상기 성분분리부로부터의 제1데이타영역의 동벡터의 제1성분과 상기 제1지연기로부터의 제2데이타영역의 동벡터의 제1성분중의 하나를 상기 에러표시신호에 따라 상기 동보상수단으로 선택적으로 공급하는 제1멀티플렉서; 상기 성분분리부로부터 인가되는 상기 제3데이타영역의 동벡터의 제2성분을 상기 제1데이타영역의 동벡터의 제2성분과 동기되도록 지연시키는 제2지연기; 및 서로 동기되는 상기 성분분리부로부터의 제1데이타영역의 동벡터의 제2성분과 상기 제2지연기로부터의 제3데이타영역의 동벡터의 제2성분중의 하나를 상기 에러표시신호에 따라 상기 동보상수단으로 선택적으로 공급하는 제2멀티플렉서를 포함하는 동화상 복호화 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 동보상수단은 상기 가산기로부터 궤환되는 복호화된 화상데이타를 저장하는 프레임 메모리; 및 상기 프레임메모리에 저장된 화상데이타중에서 상기 벡터성분발생수단으로부터 인가되는 제1성분 및 제2성분으로 이루어진 동벡터에 대응하는 데이타영역의 데이타를 상기 가산기로 출력하는 동보상기를 포함하는 동화상 복호화 장치.
KR1019940032218A 1994-11-30 1994-11-30 에러 은폐에 동화상의 움직임 방향을 고려하는 복호화장치 KR0185911B1 (ko)

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