KR100213089B1

KR100213089B1 - 루프필터링 방법 및 루프필터

Info

Publication number: KR100213089B1
Application number: KR1019970002666A
Authority: KR
Inventors: 이영렬; 박현욱
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1999-08-02
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: CN1189652A; IT1293597B1; DE19730360A1; US5974197A; GB2321816A; GB2321816B; GB9714745D0; ITMI971663A1; ID19819A; DE19730360B4; KR19980066891A; CN1094291C

Abstract

본 발명은 루프필터링 방법 및 루프필터에 관한 것으로서, 루프필터링방법은 영상의 각 화소에 대하여 소정의 일차원 경사도 연산자를 사용하여 연산된 결과값을 기설정된 임계값과 비교하여 그 결과를 이진값으로 생성하는 이진에지맵정보 생성단계; 생성된 이진에지맵정보에 대하여 기설정된 크기의 필터윈도우를 적용하여 필터윈도우 내에 속한 이진에지맵정보가 에지정보를 포함하고 있는지를 판단하는 단계; 판단단계에서 에지정보를 포함하고 있지 않다고 판단되면, 화소별로 해당 필터윈도우에 속하는 화소값에 대해 기설정된 제1가중값들을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하는 제1생성단계; 및 판단단계에서 에지정보를 포함하고 있다고 판단되면, 화소별로 해당 필터윈도우에 속하는 화소값에 대해 기설정된 제2가중값들을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하되, 필터윈도우의 중심에 위치한 화소가 에지정보일 경우는 필터링을 하지 않는 제2생성단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 블록에 기초한 압축복원된 영상으로부터 블록화노이즈 및 링잉노이즈를 제거하므로써, 압축복원된 영상의 품질을 개선시키는 효과를 가져온다.

Description

루프필터링 방법 및 루프필터

본 발명은 데이터의 필터링에 관한 것으로서, 특히 블록화노이즈 및 링잉노이즈 감소를 위한 루프필터 및 루프필터링방법에 관한 것이다.

일반적으로 국제표준화기구(Internaltional Organization for Standardization:ISO)의 MPEG 및 ITU(International Telecommunication Union)의H.263을 포함하는 대부분의 화상(picture) 부호화표준들은 블록에 기초한(block-based) 움직임추정 및 블록(block) 이산여현변환(Discrete Consine Transform:DCT) 처리를 사용한다. 상기 블록에 기초한 부호화는, 특히 영상(image)이 고압축될 때, 잘 알려진 블록화효과(blocking effect) 및 링잉노이즈(ringing noise)를 유발시킨다. 전형적인 블록화효과로는 인접하는 화소간에 화소값이 상대적으로 유사한 등질영역(homogeneous area)에서의 격자노이즈(grid noise)와 영상의 에지(edge)부분을 따라 영상에지가 계단모양으로 나타나는 계단노이즈(staircase noise)가 있다. 그리고 상기 링잉노이즈(ringing noise)는 영상을 고압축하기 위해 상기 이산여현변환(DCT)의 계수를 양자화(quantization)에 의한truncation 으로 인해 발생되는 전형적인 깁스(Gibb's) 현상이다.

상기 격자노이즈는 압축된 데이터가 복원되어 화면상에 디스플레이될 때, 블록에 기초하여 처리한 흔적이 블록들간의 가장자리에 나타나게 되어, 보는 사람으로 하여금 블록간의 가장자리를 알 수 있게 한다. 또한 계단노이즈는 마찬가지로 화상의 가장자리가 계단모양으로 나타나게 되어, 보는 사람으로 하여금 화상의 가장자리가 울퉁불퉁함을 느끼게 한다. 그리고 링잉노이즈로 인해 화상이 약간의 간격을 두고 여러개 겹쳐서 나타나는 것같이 느끼게 된다는 문제를 유발한다.

이러한 블록에 기초한 부호화시 발생하는 블록화효과 및 링잉노이즈를 감소하기 위해 몇가지 방법들이 제안되어 왔다. 먼저, H.261에서는 루프필터(loop filter)로서 간단한 3X3 저역통과 필터를 사용하여 상기 블록화 효과를 감소시키고 있다. 또한 블록화효과 및 모스키토(mosquito) 노이즈를 감소하기 위한 것으로 간단한 에지루프필터가 제안되기도 하였다. 상기 에지루프필터는 블록경계에 있는 두 픽셀 값을 선형화하여 상기 선형화된 값으로 두 픽셀값을 바꾸는 방법을 사용한다. 그러나 이렇게 하여도 상기 에지루프필터는 블록화효과는 감소시킬 수 있지만 링잉노이즈는 감소시키지 못하는 단점이 있다. 그리고 링잉노이즈를 감소시키기 위한 것으로 이진 인덱스(binary index)를 사용한 비선형필터가 제안되기도 하였지만 이 역시 블록화효과를 고려하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 상기 블록에 기초하여 부호화할 때 발생하는 블록화효과 및 링잉노이즈를 동시에 크게 줄이기 위해 간단한 저역통과 필터링을 하는, 고압축부호화시스템의 블록화효과 및 링잉노이즈 감소를 위한 루프필터 및 루프필터링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 루프필터가 바람직한 일실시예로서 적용될 수 있는 부호화기의 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 루프필터의 구성을 블록도를 도시한 것이다.

도 3은 이진에지맵정보 생성부에서 생성된 이진에지맵과 신호적응필터부에서 사용되는 저역통과 필터를 도시하고 있다.

도 4a는 이차원 3 x 3필터를 위한 필터윈도우를 도시하고 있다.

도 4b 및 도 4c는 이차원 3 x 3 평균필터를 위한 가중값들을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 동작을 흐름도로 도시한 것이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 영상저장부, 210 : 이진에지정보맵생성부, 212 : 경사도연산부

214 : 영역판단부,216 : 경계영역이진에지정보 발생부,

218 : 포괄영역이진에지정보 발생부, 220 : 논리합연산부,

250 : 신호적응필터부,252 : 필터결정부, 254 : 평균필터,

256 : 가중필터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한, 영상데이터의 블록화효과 및 링잉노이즈 감소를 위한 루프필터링방법은, 영상의 각 화소에 대하여 소정의 일차원 경사도 연산자를 사용하여 연산된 결과값을 기설정된 임계값과 비교하여 그 결과를 이진값으로 생성하는 이진에지맵정보 생성단계; 상기 생성된 이진에지맵정보에 대하여 기설정된 크기의 필터윈도우를 적용하여 상기 필터윈도우 내에 속한 이진에지맵정보가 에지정보를 포함하고 있는지를 판단하는 단계; 상기 판단단계에서 에지정보를 포함하고 있지 않다고 판단되면, 화소별로 해당 필터윈도우에 속하는 화소값에 대해 기설정된 제1가중값들을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하는 제1생성단계; 및 상기 판단단계에서 에지정보를 포함하고 있다고 판단되면, 화소별로 해당 필터윈도우에 속하는 화소값에 대해 기설정된 제2가중값들을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하되, 상기 필터윈도우의 중심에 위치한 화소가 에지정보일 경우는 필터링을 하지 않는 제2생성단계를 포함함이 바람직하다.

상기 이진에지맵정보 생성단계의 경사도 연산자는 1x2의 크기를 가지며, 그 가중값이 (1, -1)인 수평 경사도연산자; 및 2x1의 크기를 가지며, 그 가중값이 (1, -1)인 수직 경사도연산자임을 특징으로 한다.

그리고 상기 이진에지맵정보 생성단계는 영상에 대해 소정의 블록크기 단위로 데이터를 받아들이는 단계; 상기 입력된 영상블록의 각 화소에 대하여 일차원 경사도연산자를 사용하여 경사도연산하는 단계; 및 상기 경사도연산된 화소가 블록경계선 주변의 소정 영역에 속하면 기설정된 제1임계값과 비교하여 그 결과를 이진값으로 생성하고, 상기 경사도연산된 화소가 블록경계선 주변의 소정 영역에 속하지 않으면 기설정된 제2임계값과 비교하여 그 결과를 이진값으로 생성하는 이진에지생성단계로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 루프필터는, 영상데이터를 일시저장하는 영상저장부; 상기 영상저장부로부터 소저의 크기를 갖는 블록단위로 영상데이터를 받아들여, 에지화소들을 찾아내기 위해 일차원 경사도연산자를 사용하여 수평 및 수직 방향으로 일차원 경사도연산을 수행하는 경사도연산부; 상기 수평 또는 수직 일차원 연산을 수행한 화소들이 경계영역에 속하는지 상기 경계영역인 아닌 포괄영역에 속하는지를 판단하는 영역판단부; 상기 수평 또는 수직 일차원 경사도 연산자에 의해 연산된 영상데이터가 상기 영역판단부에서 경계영역으로 판단되었을 때, 소정의 임계값보다 크면 에지정보로 발생되게 하고, 상기 소정의 임계값 이하이면 에지가 아닌 비에지정보로 발생되게 하는 경계영역 이진에지정보 발생부; 상기 수평 또는 수직 일차원 경사도 연산자에 의해 연산된 영상데이터가 상기 영역판단부에서 포괄영역으로 판단되었을 때, 소정의 임계값보다 크면 에지정보로 발생되게 하고, 상기 소정의 임계값 이하이면 에지가 아닌 비에지정보로 발생되게 하는 상기 포괄영역 이진에지정보 발생부; 하나의 화소에 대해 수직 경사도 연산자에 의해 연산된 값과 수평 경사도 연산자에 의해 연산된 값이 상기 영역판단부 및 상기 경계영역 이진에지정보 발생부또는 포괄영역이진에지정보 발생부를 통해 발생되는 정보를 논리합하여 에지정보로 발생되게 하는 논리합연산부; 상기 논리합연산부로부터 공급되는 이진에지맵정보를 저장하고, 입력영상데이터를 이진에지맵에 의하여 적어도 하나의 에지정보를 포함하는 에지영역 및 에지정보를 포함하고 있지 않은 등질영역 중 하나로 분류하는 필터결정부; 상기 필터결정부에서 등질영역으로 판단된 필터윈도우 화소를 소정의 평균 필터링하는 평균필터; 및 상기 필터결정부에서 에지영역으로 판단된 필터윈도우 화소를 소정의 가중 필터링하는 가중필터를 포함함이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 일실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 의한 루프필터가 바람직한 일실시예로서 적용될 수 있는 부호화기의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, H.263에 관련된 부호화기를 도시하고 있다. 도 1의 부호화기에서, 본 발명에 의해 제시된 루프필터(140)를 제외한 블록들은 움직임보상-예측부호화기를 포함하는 고압축부호화시스템에 관련된 당업자에게 잘 알려진 것이므로, 그러한 블록들에 대해서는 그 동작을 간단히 설명하기로 한다.

도 1에서, 입력비디오신호는 감산기(100), 제1스위치(105) 및 예측부호화기(145)로 입력된다. 상기 감산기(100)는 상기 입력비디오신호와 예측부호화기(145)에서 출력되는 움직임추정된 에러신호를 감산하며, 감산기(100)의 출력신호는 제1스위치(105)로 인가된다. 제1스위치(105)는 부호화제어기(120)의 제어에 따라 입력 비디오신호 및 감산기(105)의 출력신호 중의 하나를 선택하며, 선택된 신호는 직교변환기(110)로 인가된다. 부호화제어기(120)는 제1스위치(100)를 제어하며, 인트라(intra) 부호화 모드인 경우에는 입력비디오신호가 직교변환기(110)로 인가되도록 하고, 인터(inter) 부호화 모드인 경우에는 감산기(100)의 출력신호가 직교변환기(110)로 인가되게 한다. 직교변환기(110) 및 양자화기(115)를 통과한 신호는 역양자화기(115) 및 비디오다중화부호기(video multiplex encoder:미도시)로 인가된다. 상기 역양자화기(115)는 인가된 신호를 역양자화시키며, 역양자화된 신호는 역직교변환기(130)에 인가된다. 상기 역직교변환기(130)에서 역직교변환된 신호와 예측부호화기(145)에서 예측부호화된 신호는 루프필터(140)로 인가된다. 상기 루프필터(140)에 의해 블록화효과 및 링잉노이즈가 제거된다. 상기 예측부호화기(145)는 상기 루프필터(140)에 의해 필터링된 신호와 상기 입력비디오신호를 받아 움직임추정을 하여 움직임 추정된 에러신호를 출력한다. 예측부호화기(145)는 또한 움직임 보상 예측부호화에 의해 얻어진 움직임 벡터(motion vector:v)를 비디오 다중화부호기로 출력한다.

상기 예측부호화기(145)의 출력신호는 감산기(100) 및 제2스위치(150)로 공급된다. 제2스위치(150)는 부호화제어기(120)에 의해 제어되는 것으로, 인트라부호화모드인 경우 상기 예측부호화기(145)에서 처리된 신호가 가산기(135)로 공급되는 것을 차단시키며, 인터부호화모드인 경우 입력신호가 가산기(135)로 공급되게 한다. 부호화제어기(120)는 도 1의 장치의 전술한 동작을 제어하는 것으로, 프레임내 부호화를 할 것인지 프레임간 부호화를 할 것인지를 나타내는 인트라(intra)/인터(inter)모드 정보 플래그(p), 양자화특성 지정정보를 나타내는 신호(qz), 전송/비전송의 식별을 가능하게 하는 플래그(t) 및 변환계수의 레벨을 나타내는 신호(q)를 발생시킨다.

도 2는 도 1의 루프필터(310)를 설명하기 위한 블록도를 도시한 것이다. 도 2의 루프필터는 영상저장부(200), 이진에지맵정보생성부(210) 및 신호적응필터부(250)를 포함하여 이루어진다.

상기 영상저장부(200)는 도 1의 역직교변환기(130)로부터 인가되는 블록화효과 및 링잉노이즈를 포함하고 있는 영상데이터와 상기 예측부호화기(145)에서 출력되는 신호를 일시저장한다. 상기 이진에지맵정보생성부(210)는 상기 영상저장부(200)로부터 16 x 16개의 화소들로 이루어진 16 x 16 크기(size)의 매크로블록단위로 받아들여 8 x 8 크기의 블록단위로 일차원 경사도 연산자(one dimensional gradient operator)를 사용하여 이진에지맵(binary edge map)정보를 생성하며, 경사도연산부(212), 영역판단부(214), 경계영역 이진에지정보 발생부(216), 포괄영역 이진에지정보 발생부(218) 및 논리합연산부(220)로 이루어진다. 상기 신호적응필터부(250)는 상기 이진에지맵정보생성부(210)에서 생성된 16 x 16 크기의 이진에지맵정보를 필터링하는 블록으로서, 필터결정부(232), 평균필터(254) 및 가중필터(256)으로 이루어진다. 여기서 상기 매크로블록 및 블록의 크기는 본 발명의 일실시에에 대한 값으로서, 이러한 크기에 의해 본 발명이 한정되지 않음은 당업자에게 명백할 것이다.

상기 경사도연산부(212)는 상기 영상저장부(200)로부터 16 x 16개의 화소들로 이루어진 16 x 16 크기(size)의 매크로블록단위로 영상데이터를 받아들여, 에지화소들(edge pixels)을 찾아내기 위해 일차원 경사도연산자(one dimensional gradient operator)를 사용하여 수평 및 수직 방향으로 일차원 경사도연산을 수행한다. 여기서 사용되는 상기 일차원경사도연산자는 그 가중값으로 (1, -1)의 값을 가지며, 수평방향으로 경사도연산을 할 때 사용되는 1 x 2의 크기를 갖는 수평(horizontal) 일차원 경사도 연산자 및 수직방향으로 경사도연산을 할 때 사용되는 2 x 1의 크기를 갖는 수직(vertical) 일차원 경사도 연산자이다.

상기 영역판단부(214)는 상기 수평 또는 수직 일차원 연산을 수행한 화소들이 경계(boundary) 영역에 속하는지 상기 경계영역인 아닌 포괄(global)영역에 속하는지를 판단한다. 이렇게 경계영역 및 포괄영역을 구분하는 것은 이진 에지 정보를 생성할 때 영역에 따라 임계값(threshold value)을 달리하여 블록화효과를 제거하기 위함이다.

상기 경계영역 이진에지정보 발생부(216)는 상기 수평 또는 수직 일차원 경사도 연산자에 의해 연산된 영상데이터가 상기 영역판단부(214)에서 경계영역으로 판단되었을 때, 소정의 임계값보다 크면 에지정보로 발생되게 하고, 상기 소정의 임계값 이하이면 에지가 아닌 비에지정보로 발생되게 한다. 여기서 상기 소정의 임게값은 200으로 설정됨이 바람직하다.

상기 포괄영역 이진에지정보 발생부(218)는 상기 수평 또는 수직 일차원 경사도 연산자에 의해 연산된 영상데이터가 상기 영역판단부(214)에서 포괄(global)영역으로 판단되었을 때, 소정의 임계값보다 크면 에지정보로 발생되게 하고, 상기 소정의 임계값 이하이면 에지가 아닌 비에지정보로 발생되게 한다. 여기서 상기 소정의 임게값은 10으로 설정됨이 바람직하다.

상기 논리합연산부(220)는 하나의 화소에 대해 수직 경사도 연산자에 의해 연산된 값과 수평 경사도 연산자에 의해 연산된 값이 상기 영역판단부(214) 및 상기 경계영역 이진에지정보 발생부(216)(또는 포괄영역이진에지정보 발생부(218))를 통해 다른 정보로 발생될 경우는 논리합하여 에지정보로 발생되게 한다.

도 3은 상기 이진에지맵정보 생성부(210)에서 생성된 이진에지맵과 신호적응필터부(250)에서 사용되는 저역통과 필터를 도시하고 있다.

필터결정부(252)는 논리합연산기(220)로부터 공급되는 이진에지맵정보를 저장한다. 입력영상데이터는 이진에지맵에 의하여 에지영역(edge area) 및 등질영역(homogeneous area)의 두 영역으로 분류된다. 이러한 분류를 위하여 본 발명은 필터결정부(252)를 사용한다. 본 발명의 실시에에 따른 평균필터(254) 및 가중필터(256)는 3 x 3 크기의 필터윈도우(filter window)를 사용한다. 그러므로 필터결정부(252)에서 사용되는 필터윈도우 역시 3 x 3의 크기를 갖는다. 필터결정부(252)는 기설정된 크기, 즉 3 x 3 크기의 필터윈도우내에 들어있는 에지값들에 근거하여, 필터윈도우가 위치한 이진 에지맵 상의 지역이 에지영역인지 등질영역인지를 판단한다. 등질영역으로 판단되면, 필터결정부(252)는 판단에 사용된 필터윈도우내의 중심지점에 대한 위치데이터를 평균필터(254)로 출력한다. 에지영역으로 판단되는 경우, 필터결정부(252)는 판단에 사용된 필터윈도우내의 이진에지맵정보 및 중심지점에 대한 위치데이터를 가중필터(256)로 출력한다. 여기서, 중심지점은 그 지점에 위치한 화소의 값이 필터링에 의해 새로운 값으로 대체되는 지점을 의미한다.

도 4a 내지 도 4c는 이차원 3 x 3 필터에 관련된 것으로, 도 4a는 3 x 3필터를 위한 필터윈도우를 도시하고 있다. 도 4b는 3 x 3 평균필터를 위한 가중값들을, 그리고 도 4c는 3 x 3 가중필터를 위한 가중값들을 각각 보여준다. 도 4a의 필터윈도우에서 필터가중치 인덱스값이 '5'인 지점이 그 필터윈도우의 중심지점이다.

평균필터(254) 및 가중필터(256)는 2차원 저역통과 필터의 일종으로 이 필터들(254, 256)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 중심지점에 대한 위치데이터가 입력되면, 평균필터(254)는 중심지점의 필터링된 화소값의 계산에 필요한 화소값들을 영상저장부(200)로 부터 읽어들인다. 그런다음, 평균필터(254)는 읽어들인 화소값들 및 도 4b에 도시된 가중값들을 사용하여 필터링된 화소값을 계산한다. 계산되어진 필터링된 화소값은 중심지점에 대하여 변경된 화소값으로 사용된다. 가중필터(256)는 필터결정부(252)로부터 공급되는 이진에지맵정보 및 중심지점에 대한 위치데이터에 근거하여 필터링동작을 수행한다. 가중필터(256)의 동작을 보다 잘 이해할 수 있도록 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 중심지점 '5'가 에지지점이라면 가중필터(256)는 그 중심지점에 대한 필터링동작을 수행하지 않는다. 에지지점(또는 에지지점들)이 중심지점을 제외한 3 x 3 필터윈도우내의 위치를 갖는다면 가중필터(256)는 도 4c에 도시된 가중값들을 사용하여 필터링동작을 수행한다. 임의의 에지지점들이 도 4a의 2 및 6, 6 및 8, 4 및 8, 또는 2 및 4에 위치한다면, 그 에지지점들 및 그 바깥쪽 이웃지점의 가중값들은 모두 '0'이 된다. 평균필터(254) 및 가중필터(256)로부터 신호적응필터링된 영상데이터가 출력된다.

한편 상술한 구성에 의거하여 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 동작을 흐름도로 도시한 것이다. 먼저 인터라모드에서는 상기 영상저장부(200)로부터 도 1의 역직교변환기(130)로부터 인가되는 블록화효과 및 링잉노이즈를 포함하고 있는 영상데이터를 16 x 16개의 화소들로 이루어진 16 x 16 크기(size)의 매크로블록단위로 받아들여, 8 x 8 크기의 블록단위로 수평 또는 수직 일차원 경사도 연산자를 사용하여 일차원 경사도 연산을 수행한다.(500단계) 여기서 보다 엄밀히 설명하면, 상기 입력되는 영상데이터는 18 x 18개의 화소로 이루어진 18 x 18 크기의 매크로블록단위로 받아들인다. 이렇게 하는 이유는 목표로 하는 처리단위는 16 x 16 크기의 매크로블록이지만, 경계선에 있는 화소들을 처리하기 위해서는 인접 매크로블록의 화소가 필요하기 때문이다.

그런 다음 상기 영역판단부(214)를 통해 상기 경사도 연산된 화소가 경계영역에 속하는지 포괄영역에 속하는지를 판단한다.(505단계) 만일 경계영역에 속하면, 경계영역 이진에지정보 발생부(216)를 통해 기설정된 수평 또는 수직 경계영역 임계값(Tbh, Tbv)과 비교하여(510단계), 수평경사도연산자를 사용하였으면 상기 Tbh보다 크면 에지를 나타내는 정보('1')로 생성되고, 그렇지 않으면 에지가 아닌 정보('0')로 생성된다. 마찬가지로 수직경사도 연산자를 사용하였으면, 상기 Tbv 보다 크면 에지를 나타내는 정보('1')로 생성되고, 그렇지 않으면 에지가 아닌 정보('0')로 생성된다.(515단계) 여기서 Tbv, Tbh = 200으로, Tgv,Tgh = 10으로 설정된다.

한편 경계영역에 속하지 않으면, 포괄영역 이진에지정보 발생부(218)를 통해 기설정된 수평 또는 수직 경계영역 임계값(Tgh, Tgv)과 비교하여(520단계), 수평경사도연산자를 사용한 경우, 상기 Tgh보다 크면 에지를 나타내는 정보('1')로 생성되고, 그렇지 않으면 에지가 아닌 정보('0')로 생성된다. 마찬가지로 수직경사도 연산자를 사용하였으면, 상기 Tgv 보다 크면 에지를 나타내는 정보('1')로 생성되고, 그렇지 않으면 에지가 아닌 정보('0')로 생성된다.(525단계)

상기와 같이 수평 및 수직 경사도연산자를 사용하여 생성된 이진에지 정보가 서로 다를 경우는 상기 논리합연산부(220)를 통해 논리합하여(530단계), 에지정보('1')로 생성된다. 이렇게 각 화소별로 상술한 과정을 수행하여 16 x 16 크기를 갖는 매크로블록단위로 이진에지맵 정보를 생성한다.(535단계)

상기 생성된 이진에지맵정보는 3 x 3 크기를 갖는 필터를 통해 필터링된다. 상기 필터링되는 과정을 좀 더 상세히 설명하면, 먼저 8 x 8 크기의 영상데이터를 각 화소별로 3 x 3 의 필터크기로 필터링 영역을 설정하여 상기 필터링 영역내의 화소 중 에지정보를 나타내는 화소가 있는지 상기 필터결정부(252)에서 검사한다.(540단계) 만일 에지정보가 있으면, 상기 필터의 중심지점 화소가 에지정보를 나타내는지 검사한다.(545단계) 만일 에지정보를 나타내면 필터링을 하지 않고 원래의 입력영상데이터의 해당 화소값을 그대로 사용하고(550단계), 만일 중심지점화소가 에지정보가 아니면, 상기 가중필터(256)를 사용하여 가중필터링을 한다.(555단계) 한편 상기 540단계에서 상기 필터링 영역내에 에지정보를 나타내는 화소가 없으면, 상기 평균필터(254)를 사용하여 평균필터링을 수행한다.(560단계) 이렇게 하여 필터링된 영상데이터는 16 x 16 크기의 매크로블럭단위의 루프필터링된 영상데이터를 형성하고, 이를 반복하여 프레임영상에 대해 루프필터링을 하게 된다.(565단계)

상술한 일실시예는 부호화장치에 관련하여 설명되었으나 본 발명에 의해 제시된 루프필터(140)를 복호화장치에도 사용할 수 있음은 당업자에게 자명하다. 그리고 전술한 실시예는 H.263에 관련하여 설명되었으나 MPEG-4의 VM(Verification Model) 3.1의 경우에도 동일하게 사용할 수 있다.

Claims

영상데이터의 블록화효과 및 링잉노이즈 감소를 위한 루프필터링방법에 있어서,

영상의 각 화소에 대하여 소정의 일차원 경사도 연산자를 사용하여 연산된 결과값을 기설정된 임계값과 비교하여 그 결과를 이진값으로 생성하는 이진에지맵정보 생성단계;

상기 생성된 이진에지맵정보에 대하여 기설정된 크기의 필터윈도우를 적용하여 상기 필터윈도우 내에 속한 이진에지맵정보가 에지정보를 포함하고 있는지를 판단하는 단계;

상기 판단단계에서 에지정보를 포함하고 있지 않다고 판단되면, 화소별로 해당 필터윈도우에 속하는 화소값에 대해 기설정된 제1가중값들을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하는 제1생성단계; 및

상기 판단단계에서 에지정보를 포함하고 있다고 판단되면, 화소별로 해당 필터윈도우에 속하는 화소값에 대해 기설정된 제2가중값들을 사용하여 필터링하여 새로운 화소값을 생성하되, 상기 필터윈도우의 중심에 위치한 화소가 에지정보일 경우는 필터링을 하지 않는 제2생성단계를 포함함을 특징으로 하는 루프필터링방법.
제1항에 있어서, 상기 필터윈도우는

3 x 3 크기를 갖는 필터윈도움임을 특징으로 하는 루프필터링방법.
제1항에 있어서, 상기 이진에지맵정보 생성단계의 경사도 연산자는

1x2의 크기를 가지며, 그 가중값이 (1, -1)인 수평 경사도연산자; 및

2x1의 크기를 가지며, 그 가중값이 (1, -1)인 수직 경사도연산자임을 특징으로 하는 루프필터링방법.
제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이진에지맵정보 생성단계는

영상에 대해 소정의 블록크기 단위로 데이터를 받아들이는 단계;

상기 입력된 영상블록의 각 화소에 대하여 일차원 경사도연산자를 사용하여 경사도연산하는 단계; 및

상기 경사도연산된 화소가 블록경계선 주변의 소정 영역에 속하면 기설정된 제1임계값과 비교하여 그 결과를 이진값으로 생성하고, 상기 경사도연산된 화소가 블록경계선 주변의 소정 영역에 속하지 않으면 기설정된 제2임계값과 비교하여 그 결과를 이진값으로 생성하는 이진에지생성단계로 이루어짐을 특징으로 하는 루프필터링방법.
제4항에 있어서, 상기 이진에지생성단계는

상기 제1임계값이 상기 제2임계값 보다 더 큼을 특징으로 하는 루프필터링방법.
제4항에 있어서, 상기 경사도연산단계는

영상블록의 각 화소에 대해 일차원 수평경사도연산 및 일차원 수직경사도연산을 각각 수행하고,

상기 이진에지생성단계는

상기 일차원 수평경사도연산 및 일차원 수직경사도연산 각각에 대해 이진값을 생성하여 논리합한 결과값으로 이진에지정보를 생성함을 특징으로 하는 루프필터링방법.
제4항에 있어서, 상기 블록은

16x16의 크기를 가지며,

루프필터링은

8x8의 크기를 갖는 블록단위로 수행됨을 특징으로 하는 루프필터링방법.
영상데이터를 일시저장하는 영상저장부;

상기 영상저장부로부터 소정의 크기를 갖는 블록단위로 영상데이터를 받아들여, 에지화소들을 찾아내기 위해 일차원 경사도연산자를 사용하여 수평 및 수직 방향으로 일차원 경사도연산을 수행하는 경사도연산부;

상기 수평 또는 수직 일차원 연산을 수행한 화소들이 경계영역에 속하는지 상기 경계영역인 아닌 포괄영역에 속하는지를 판단하는 영역판단부;

상기 수평 또는 수직 일차원 경사도 연산자에 의해 연산된 영상데이터가 상기 영역판단부에서 경계영역으로 판단되었을 때, 소정의 임계값보다 크면 에지정보로 발생되게 하고, 상기 소정의 임계값 이하이면 에지가 아닌 비에지정보로 발생되게 하는 경계영역 이진에지정보 발생부;

상기 수평 또는 수직 일차원 경사도 연산자에 의해 연산된 영상데이터가 상기 영역판단부에서 포괄영역으로 판단되었을 때, 소정의 임계값보다 크면 에지정보로 발생되게 하고, 상기 소정의 임계값 이하이면 에지가 아닌 비에지정보로 발생되게 하는 상기 포괄영역 이진에지정보 발생부;

하나의 화소에 대해 수직 경사도 연산자에 의해 연산된 값과 수평 경사도 연산자에 의해 연산된 값이 상기 영역판단부 및 상기 경계영역 이진에지정보 발생부또는 포괄영역이진에지정보 발생부를 통해 발생되는 정보를 논리합하여 에지정보로 발생되게 하는 논리합연산부;

상기 논리합연산부로부터 공급되는 이진에지맵정보를 저장하고, 입력영상데이터를 이진에지맵에 의하여 적어도 하나의 에지정보를 포함하는 에지영역 및 에지정보를 포함하고 있지 않은 등질영역 중 하나로 분류하는 필터결정부;

상기 필터결정부에서 등질영역으로 판단된 필터윈도우 화소를 소정의 평균 필터링하는 평균필터; 및

상기 필터결정부에서 에지영역으로 판단된 필터윈도우 화소를 소정의 가중 필터링하는 가중필터를 포함함을 특징으로 하는 루프필터.