적응적 경계 정합을 이용한 효율적인 공간적 에러은닉 기법

Abstract

최근 영상의 디지털화가 빠르게 이루어지면서 기존의 아날로그 TV에서 발전하여 디지털 TV, DMB, 인터넷 TV의 이용이 급격히 증가하고 있다. 디지털 방송은 MPEG-2의 기술을 바탕으로 기존의 아날로그 방송, 라디오 방송에 비해 다채널 고화질 그리고 고음질 서비스를 제공하고 있다. 이러한 디지털 방송은 아날로그 방송과는 달리 압축된 영상 데이터 신호를 패킷화하여, 유·무선 네트워크를 통해 데이터를 전송하게 된다. 그러나 유·무선 네트워크를 통한 영상 데이터 전송시 채널상의 문제로 인해 에러가 발생하게 된다면 수신단에서 복원된 영상의 화질 열화는 매우 심각하다. 따라서 에러가 존재하는 전송 환경에서 압축된 영상의 화질을 일정하게 유지하기 위해서는 에러 내성 기술과 에러 정정 기술 등 에러 제어 기법이 필요하다. 특히 수신단에서 독립적으로 구현 할수 있는 에러 은닉 기법은 DMB 등 휴대용 단말기 같은 전송 환경이 상대적으로 취약한 무선 환경에서 매우 중요한 기법이다. 정지 영상의 경우 에러 발생시 참조 할 수 있는 이전 영상을 가지고 있지 않고, MPEP-2 비트열의 경우 I 픽처나 P 픽처에 에러가 발생하면, 움직임 보상 시 기준 픽처로 사용 되어지기 때문에 시간적 에러 전파가 생성된다. 따라서 에러 영상의 복원을 위한 공간적 에러 은닉 기술은 복호기 쪽에 매우 중요하다. 기존에 발표된 에러 은닉 방법들은 매크로블록 또는 블록 단위의 손실을 기반으로 손상된 매크로 블록 또는 블록 주위의 상, 하, 좌, 우 네 방향의 데이터를 이용하였다. 그렇지만 대부분의 심각한 에러는 슬라이스 단위로 발생하기 때문에 좌, 우의 데이터는 사용할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 이러한 슬라이스 단위의 손상이 발생하였을 때, 손상된 매크로 블록에 이웃한 상·하 블록의 데이터를 이용하여, 낮은 복잡도를 가지면서 우수한 성능을 나타내는 공간적 에러 은닉 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 방법은 손실 블럭을 외곽과 내곽으로 영역 분할하여 각각의 영역에 맞는 에지의 방향성을 적용하여 각각의 영역을 복원하는 2단계의 적응적인 공간적인 경계 정합 기법이다.; As the digitalization of image is progressing rapidly, the use of digital TV, DMB, Internet TV, and etc which are developed from an existing analogue TV, is getting increased. The digital broadcasting offers multi-channel high-definition and high-quality sound services base. This digital broadcasting system packetizes video data signal into a packet, and transmits it through wired or wireless network differently from analog broadcasting system. However, if errors occur due to the channel problems, during video data transmittion through wired or wireless network, visual quality of decoded frame will be degraded seriously. Therefore to maintain certain quality of an image when transmitting through lossy network, error control techniques such as error examination and error compensation are needed. And specially, error concealment skill is used to maintain good quality of an image independently in receiver. Since the environment for wireless transmission is poor compared to wired network, error concealment is very important skill. And also, as the cell phones and DMB phones come into wide use the importance of the skill will grow bigger. For still image, it doesn’t come with previous frame. And error in I-picture or P-picture of MPEG-2 bitstream generate the temporal error propagation because that pictures are used as reference picture for motion compensation. Therefore error concealment technique, implemented at the decoder side, is important problem. Error concealment methods mentioned above that based on block- or macroblock-loss, used data in top, bottom, right and left directions of lost macroblock or block neighbor. However, most severe errors appear on a slice basis, then right and left data are not available. This thesis proposes an error concealment algorithm which is suitable to slice-based loss. In this paper, an efficient spatial error concealment technique using adaptive edge-oriented Interpolation, which can show a low complextity while still maintaining excellent quality, is proposed. This algorithm uses data of two regions in top, bottom. The proposed algorithm is a 2-step adaptive boundary matching algorithm which conceals the image by applying the direction of the edges into classified external and internal areas.