과학연구

공간적오유은페를 위한 효과적인 다중방향보간알고리듬

 2022.9.19.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《첨단돌파전은 현대과학기술의 명맥을 확고히 틀어쥐고 과학기술의 모든 분야에서 세계를 앞서나가기 위한 사상전, 두뇌전입니다. 첨단돌파전을 힘있게 벌려야 나라의 과학기술전반을 빨리 발전시키고 지식경제의 토대를 구축해나갈수 있습니다.》

압축된 동화상은 전송오유에 민감하며 오유발생이 쉬운 망상에서의 파케트류실은 동화상흐레임내의 손상된 령역을 초래한다. 동화상전송에서 공간적오유은페(SEC, Spatial Error Concealment)는 현재 흐레임내의 정확히 수신된 정보를 리용하여 그 동화상흐레임내의 손상된 령역을 회복하는 기술이다.

첨단기술개발원 정보기술연구소에서는 실시간동화상응용들에서 공간적오유은페의 효률성을 높이기 위하여 추정된 개개의 의의있는 변두리를 따라 얻어진 여러 근사값들의 무게붙은 평균값으로 매개 류실화소를 회복하는 한가지 다중방향보간방법을 제기하고 실험을 통하여 새로운 공간적오유은페방법의 성능을 선행방법들과 비교하여 평가하기 위한 연구사업을 진행하였다.

제안하는 방법은 크게 의의있는 변두리들의 모임결정과 류실화소에 대한 무게붙은 다중방향보간으로 나누어볼수 있다.

-의의있는 변두리들의 모임결정

우선 류실령역주위의 3개층의 화소들의 밝기값들에 Sobel연산자들을 적용하여 경계화소들의 그라디엔트의 크기 및 그의 방향들을 계산한다.

고정된 최소턱값을 적용하여 약한 변두리들을 배제함으로써 타당한 변두리들의 모임을 얻는다.

다음으로 0~180°사이를 22.5°간격으로 8개의 방향들로 분할하고 개개의 방향에 1개의 계수기를 할당하며 8개 계수기의 초기값들을 0으로 설정한다.

타당한 변두리들의 모임내의 매 성원의 그라디엔트방향을 8개의 방향수준들중의 하나에로 량자화하고 그 그라디엔트방향에 상응한 계수기는 그라디엔트크기만큼 증가시킨다. 8개 수준의 계수기들에 대하여 크기들의 묶음을 정규화하여 변두리세기들의 정규화된 모임을 형성한다.

마지막으로 린접한 령역들의 변두리관련정보에 기초한 적응적인 턱값을 계산한데 기초하여 최종적으로 류실마크로블로크에 대한 전체 의의있는 변두리들의 모임을 결정한다.

-류실화소에 대한 무게붙은 다중방향보간

k번째 의의있는 변두리에 따르는 류실화소 P의 근사값 Pk*를 두 화소 P1과 P2에 기초한 선형보간방법으로 계산한다.

여기서 P1와 P2은 류실화소를 보간하기 위하여 리용되는 경계화소들로서 k번째 의의있는 변두리의 방향을 가지면서 P를 통과하는 직선과 마크로블로크경계들의 사귐점들이다.

P1, P2를 련결하는 직선이 중심화소를 통과하도록 P1 및 P2에 린접한 7개 화소들을 각각 결정한다. 다음에 이 7개 화소들에 대하여 k번째 의의있는 변두리방향과 같은 방향수준에로 량자화되는 그라디엔트들의 크기의 합 gk1 및 gk2을 계산한다. 이에 기초하여 류실마크로블로크의 매개 화소의 근사값 P*을 계산한다.

실험결과들은 새로운 방법이 선행한 다중방향보간(MDI)방법들에 비하여 공간적오유은페의 성능과 화질을 효과적으로 높일수 있다는것을 보여준다.

우리는 새로운 다중방향보간알고리듬 및 그의 성능평가량을 가지고 2021년에 국제잡지 "ICTACT Journal on Image and Video Processing"(Vol.12, Iss.1, 2021)에 "An Efficient Multi-directional Interpolation Algorithm for Spatial Error Concealment"(https://doi.org/10.21917/ijivp.2021.0360) 의 제목으로 발표하였다.