BDCT 기반 영상의 블록킹 현상 제거를 위한 분류 저역 필터링 기법

Abstract

영상 압축 기술은 영상을 저장 및 전송에 적합한 형태로 변환하는 과정으로, 영상 관련 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 영상 압축은 기대되는 적합한 영상 변환 이외에, 복원 영상의 화질에 시각적 손실을 유발할 수 있다. 대표적으로 BDCT(Block-based Discrete Cosine Transform)를 사용한 압축 영상은 압축률을 높이기 위해 비트율을 낮춘 경우, 복원된 영상에 원하지 않는 블록킹 현상을 야기시킨다. 블록킹 현상은 압축에 의한 역효과들 가운데 가장 영상의 화질에 대한 손실 정도가 크게 나타난다. 이러한 블록킹 현상을 제거하기 위한 기존의 연구는, 대상이 되는 영상에 반복적으로 저역 필터링을 적용하는 방법을 취하였다. 그러나 저역 필터링을 영상에 전역적으로 적용하는 것은 영상의 지나친 평활화 문제를 낳게 된다. 따라서 기존의 방법은 과평활화로 인한 정보의 손실이라는 측면에서 적합한 방법이라 할 수 없다. 본 논문에서는 블록킹 현상을 제거하기 위해 분류 저역 필터링 기법을 제안한다. 제안된 분류 저역 필터링 기법은 블록킹 현상을 제거하여 영상의 화질을 개선하면서, 기존의 전역적 저역 필터링으로 인한 과평활화 문제를 해결하였다. 제안된 기법은 영상을 평활 영역과 에지/텍스쳐 영역으로 분류하여 필터링을 적용하는 방법이다. 영역을 분류하기 위하여 분류 척도를 제안하였고, 분류 척도에 의해 평활 영역으로 분류된 블록들에 대해서 저역 필터링을 적용한 것이다. 평활 영역에만 저역 필터링을 적용한 이유는 블록킹 현상이 에지/텍스쳐 영역에 비하여 평활 영역에서 보다 큰 가시성을 가지기 때문이다. 본 논문의 실험은 BDCT를 사용함으로써 가시적인 블록킹 현상을 가지는 JPEG과 MPEG 영상에 대해서 수행되었다. 제안된 분류 저역 필터링 기법은 기존의 방법에 비해 시각적으로나 객관적 영상 화질 측정에서 더 좋은 성능을 보여주었다.;Block Discrete Cosine Transform (BDCT) based image compression standards are visually annoying blocking artifacts appear in decompressed images and videos, when the bit rate becomes low. Image transforms which ignore correlation between adjacent blocks bring about blocking artifacts. The more compression ratio, the more blocking artifact because bit rate decreasing processes are depend on DCT and quatization. This blocking artifacts are visually appeared in discontinuities on block boundary. The conventional postprocessing methods have some problems such as oversmoothing and that images include blurring effect. In this work, new method for its removal was proposed by using transform domain constraint set projection, region classification and lowpass spatial filtering. The proposed new method is better than the conventional method in terms of visual appearance and objective PSNR(Peak Signal to Noise Ratio) measure. Experimental image data is a lossy compressed JPEG image and relatively low bit rate MPEG-2 coded image.