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KR100255634B1 - 움직임 검출장치 - Google Patents

움직임 검출장치 Download PDF

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KR100255634B1
KR100255634B1 KR1019940003971A KR19940003971A KR100255634B1 KR 100255634 B1 KR100255634 B1 KR 100255634B1 KR 1019940003971 A KR1019940003971 A KR 1019940003971A KR 19940003971 A KR19940003971 A KR 19940003971A KR 100255634 B1 KR100255634 B1 KR 100255634B1
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evaluation
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오영남
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 움직임 검출장치에 관한 것으로서, 영상 데이타의 움직임 검출장치에 있어서, 영상 데이타를 1펠단위로 움직임 평가하여 1펠 움직임 벡터를 발생하는 1펠 움직임 평가블럭; 상기 1펠단위의 움직임 평가결과에 따라 1/2펠단위의 움직임 평가 수행여부를 판단하는 판단블럭; 상기 1펠 움직임을 평가한 위치에서 그 주위의 1/2펠값들을 추출하는 인터폴레이션블럭; 상기 추출된 1/2펠값들로부터 1/2펠단위의 움직임 평가를 수행하여 1/2펠 움직임 벡터를 발생하는 1/2펠 움직임 평가블럭; 및 상기 판단블럭의 판단 결과에 따라 상기 1/2펠 움직임 평가블럭의 출력을 선택적으로 출력하는 출력수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 움직임 벡터의 정도를 1펠 또는 1/2펠로 가변하여 조절함으로써 코딩효율 및 복원후의 화질열화를 최소화하면서 하드웨어의 복잡도를 줄일 수 있다.

Description

움직임 검출장치
제1도는 일반적인 MPEG1에 의한 영상기기의 인코더장치의 블럭도.
제2도는 제1도의 움직임 검출장치의 종래의 구성을 나타낸 블럭도.
제3도는 1/2펠 움직임 평가를 설명하기 위한 도면.
제4도는 본 발명에 의한 움직임 검출장치의 블럭도.
제5도는 프레임간 움직임 평가의 개념을 설명하기 위한 도면.
제6도는 본 발명에 의한 움직임 검출장치의 일실시예의 블럭도.
본 발명은 움직임 검출장치에 관한 것으로, 특히 회로구성을 간략화할 수 있는 움직임 검출장치에 관한 것이다.
디지탈 동화상의 전송 및 기록을 위한 디지탈 영상 압축기술이 근래 세계적으로 큰 관심을 모으고 있으며 그 결과의 하나로 MPEG(Moving Picture Expert Group)활동을 통하여 세계적 표준을 통일화 시키고 있다. 이미 VHS급의 화질을 목표로 한 MPEG1은 실용단계이며 고화질의 MPEG2도 실용화가 시작되고 있다.
일반적으로 MPEG1의 알고리즘을 채용한 영상기기들은 디코더에서는 움직임 보상을 수행하고 제1도에 도시한 바와 같이 인코더에서는 움직임 평가 및 보상을 수행하고 있다. 움직임 보상은 물론이고 움직임 평가는 그 하드웨어 구현이 매우 복잡하므로 이 움직임 평가의 하드웨어를 어떻게 구현하느냐에 따라 기기의 성능 및 가격이 크게 좌우되게 된다.
종래의 움직임 평가는 제2도에 도시한 바와 같이 입력된 영상데이타로부터 1펠(pel ; 휘도 또는 색도 데이타의 8비트샘플을 말함) 움직임평가블럭(10)에서 1펠 움직임 벡터를 구하고 그런 다음 그 위치에서 주위의 1/2펠 화소들을 구하기 위해 인터폴레이션(interpolation)블럭(20)에서 인터폴레이팅시키고 이 인터폴레이팅된 데이타를 1/2펠 움직임평가블럭(30)에서 1/2펠 움직임 벡터를 구한다. 이렇게 함으로써, 서치영역내에서 가능한 움직임 벡터가 소수점 이하 한 자리까지의 정도를 갖게 된다. 즉, 제3도에 도시한 바와 같이 먼저 정수 펠단위의 움직임 평가를 한 후에 찾은 움직임 벡터에 해당하는 펠 주위의 1/2펠 값을 인터폴레이션 필터로 추출한 후 다시 2차로 소수점 이하 한자리의 움직임 벡터를 찾게 된다.
이와같이 함으로써, 소수점 이하 한자리까지의 움직임 벡터를 구함으로써 움직임 보상을 통한 예측에러를 줄이고 결과적으로 인코딩 효율을 좋게할 수 있는 장점을 갖고 있지만 움직임 평가 자체가 많은 하드웨어를 필요로 하고 더구나 1/2펠 움직임평가블럭(30)에 의해 움직임을 찾는 데는 그 구현이 용이치 못한 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 이와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 1/2펠 움직임 평가를 선택적으로 수행함으로써 화질열화를 최소화하면서 인코더의 움직임 평가의 하드웨어를 간략화시킬 수 있는 움직임 검출장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 영상데이타의 움직임 검출장치에 있어서, 영상데이타를 1펠단위로 움직임 평가하여 1펠 움직임 벡터를 발생하는 1펠 움직임 평가블럭; 상기 1펠단위의 움직임 평가결과에 따라 1/2펠단위의 움직임 평가 수행여부를 판단하는 판단블럭; 상기 1펠 움직임을 평가한 위치에서 그 주위의 1/2펠값들을 추출하는 인터폴레이션블럭; 상기 추출된 1/2펠값들로부터 1/2펠단위의 움직임 평가를 수행하여 1/2펠 움직임 벡터를 발생하는 1/2펠 움직임평가블럭; 및 상기 판단블럭의 판단결과에 따라 상기 1/2펠 움직임 평가블럭의 출력을 선택적으로 출력하는 출력수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 판단수단은 상기 1펠 움직임 평가블럭에서 구해진 변위된 블럭 차값의 최소값이 제로이면 1/2펠 움직임 평가를 수행하지 않으며 그 외는 수행하도록 한다.
또한, 상기 판단수단은 상기 1펠 움직임 평가 블럭에서 구해진 변위된 블럭 차값의 최대값과 최소값의 차가 평균값이하일 때에는 1/2펠 움직임 평가를 수행하지 않으며 그 외는 수행하도록 할 수도 있다.
또한, 상기 판단수단은 상기 1펠 움직임 평가 블럭에서 구해진 변위된 블럭 차값의 변화도가 최소값이하이면 1/2펠 움직임 평가를 수행하지 않으며 그 외는 수행하도록 할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 움직임 벡터의 정도를 1펠 또는 1/2펠로 가변하여 조절함으로써 코딩효율 및 복원 후의 화질열화를 최소화 하면서 하드웨어의 복잡도를 줄일 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 도시한 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
제4도는 본 발명에 의한 움직임 검출장치의 블럭도를 나타낸다. 움직임 검출장치는 영상 데이타를 1펠단위로 움직임 평가하여 1펠 움직임 벡터를 발생하는 1펠 움직임평가블럭(10)과, 상기 1펠단위의 움직임 평가결과에 따라 1/2펠단위의 움직임 평가가 필요 없으면 1/2펠 움직임 벡터값을 제로로 발생하고, 있으면 상기 1펠 움직임 평가블럭을 거친 데이타를 출력하는 판단블럭(40)과, 상기 판단블럭(40)을 통해 공급되는 데이타를 입력하여 상기 1펠 움직임을 평가한 위치에서 그 주위의 1/2펠값들을 추출하는 인터폴레이션블럭(20)과, 상기 추출된 1/2펠값들로부터 1/2펠단위의 움직임 평가를 수행하여 1/2펠 움직임 벡터를 발생하는 1/2펠 움직임평가블럭(30)을 포함한다.
즉, 본 발명에서는 먼저 1펠 움직임을 평가하고 주어진 조건에 따라 1/2펠 움직임 평가를 수행할 것인지 안할 것인지를 결정한다. 만약 수행해야 한다고 판단되면 종래의 방법대로 인터폴레이션과 1/2펠 움직임 평가를 수행하여 1/2펠 움직임 벡터를 구하며, 수행하지 않아도 괜찮다고 판단될 때에는 그대로 1/2펠 움직임 벡터를 제로로 하여 1펠 정도만으로 움직임 평가를 마치게 된다.
제5도를 참조하면, 프레임간 움직임 평가는 전 프레임과 현 프레임의 차만을 코딩하는 경우에는 코딩효율이 떨어지므로 차성분의 데이타를 줄이기 위하여 움직임을 추정하고 그 움직임을 보상한 예측치에 의해 차성분의 데이타를 효과적으로 줄이기 위한 것이다. 즉, 제5도에 도시한 바와 같이 현 프레임에서의 기준블럭에 대해 전 프레임의 일정 서치윈도우내의 많은 후보블럭들 중에서 변위된 블럭차(DBD ; Displaced Block Difference)가 가장 작은 후보블럭의 위치가 찾고자 하는 움직임 벡터가 된다. 이때, DBD값은 여러가지 방법으로 구할 수 있으나 통상적으로 다음 식에 의한 MAE(Mean Absolute Error)를 구한다.
상기 식은 가로, 세로가 각각 M, N인 블럭크기를 갖는 전 프레임의 데이타 Y와 현 프레임의 데이타 X의 절대차의 합을 나타낸 것이고 서치윈도우내의 각 후보 블럭에 대해 전부 구하는 방법을 풀서치라하고 몇개만을 구해서 계산량을 줄이는 방법을 로가리즘 서치라 하는 등의 여러가지 방법들이 제시되고 있다.
본 발명에서는 먼저, 1펠정도에서 구한 DBD값을 이용하여 1/2펠정도의 움직임 벡터를 구할 것인지 안할 것인지를 판단할 수 있다.
첫째 방법은 DBD최소값으로 판단하는 경우에서는 DBD값이 제로라면 움직임 평가가 정확했음을 의미하므로 최적의 상태가 이미 이루어졌음을 의미하므로 구태여 1/2펠정도의 움직임 평가를 구할 필요가 없는 것이다. 따라서, DBD의 최소값이 제로이면 1/2펠 움직임 벡터를 제로로 발생하고 1/2 움직임 평가를 하지 않으며 그 외는 종래와 마찬가지로 1/2펠 움직임 평가를 수행한다.
둘째 방법은 DBD최소값이 제로는 아니지만 DBD최소값과 DBD최대값의 차가 DBD평균값을 넘지 않을 때에는 DBD값의 분포가 어느 좁은 영역내로 분포하므로 서치윈도우내에서 유사한 블럭들이 많다는 것을 의미한다. 이러한 DBD값의 분포도의 판단에 의해 1펠 움직임 평가만으로도 화질영향과 하드웨어의 복잡도등을 감안하여 1/2펠 움직임 평가를 하지 않고 1/2펠 움직임 벡터를 제로로 발생한다. DBD평균값 이상이면 종래와 마찬가지로 1/2펠 움직임 평가를 수행한다.
셋째 방법은 DBD값의 변화도를 구하여 이 변화도가 DBD최소값 이하이면 1/2펠 움직임 평가를 수행하지 않고 1/2펠 움직임 벡터를 제로로 발생하고 그 외에는 종래와 마찬가지로 1/2펠 움직임 평가를 수행한다.
제6도는 본 발명에 의한 움직임 검출장치의 바람직한 실시예의 블럭도를 나타낸다. 움직임 검출장치의 실시예는 영상 데이타를 1펠단위로 움직임 평가하여 1펠 움직임 벡터를 발생하는 1펠 움직임평가블럭(10)과, 상기 1펠단위의 움직임 평가결과에 따라 1/2펠단위의 움직임 평가 수행여부를 판단하는 판단블럭(50)과, 상기 1펠 움직임을 평가한 위치에서 그 주위의 1/2펠값들을 추출하는 인터폴레이션블럭(20)과, 상기 추출된 1/2펠값들로부터 1/2펠단위의 움직임 평가를 수행하여 1/2펠 움직임 벡터를 발생하는 1/2펠 움직임평가블럭(30); 및 상기 판단블럭의 판단 결과에 따라 상기 1/2펠 움직임 평가블럭의 출력을 선택적으로 출력하는 출력수단(60)을 포함한다.
따라서, 본 발명은 움직임 벡터의 정도를 1펠 또는 1/2펠로 가변하여 조절함으로써 코딩효율 및 복원 후의 화질열화를 최소화 하면서 하드웨어의 복잡도를 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 영상 데이타의 움직임 검출장치에 있어서, 영상 데이타를 1펠단위로 움직임 평가하여 1펠 움직임 벡터를 발생하는 1펠 움직임 평가블럭; 상기 1펠 움직임 평가블럭에서 구해진 상기 1펠단위로 현 프레임에서의 기준블럭에 대해 전 프레임의 서치 윈도우내에서의 후보블럭들의 변위된 블럭 차값을 소정의 방법을 이용하여 움직임 평가의 정확도 또는 분포도를 판단한 후에 소정의 기준값 이상인 경우에만 1/2펠단위의 움직임 평가를 수행시키게 판단하는 판단블럭; 상기 1펠 움직임을 평가한 위치에서 그 주위의 1/2펠값들을 추출하는 인터폴레이션블럭; 상기 추출된 1/2펠값들로부터 1/2펠단위의 움직임 평가를 수행하여 1/2펠 움직임 벡터를 발생하는 1/2펠 움직임평가블럭; 및 상기 판단블럭의 판단결과에 따라 상기 1/2펠 움직임 평가블럭의 출력을 선택적으로 출력하는 출력수단을 구비한 것을 특징으로 하는 움직임 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판단블럭은 상기 1펠 움직임 평가블럭에서 구해진 변위된 블럭 차값의 최소값이 제로이면 1/2펠 움직임 평가를 수행하지 않으며 그 외는 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 판단블럭은 상기 1펠 움직임 평가블럭에서 구해진 변위된 블럭 차값의 최대값과 최소값의 차가 평균값 이하일 때에는 1/2펠 움직임 평가를 수행하지 않으며 그 외는 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 판단블럭은 상기 1펠 움직임 평가블럭에서 구해진 변위된 블럭 차값의 변화도가 최소값이하이면 1/2펠 움직임 평가를 수행하지 않으며 그 외는 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출장치.
  5. 영상 데이타의 움직임 검출장치에 있어서, 영상 데이타를 1펠단위로 움직임 평가하여 1펠 움직임 벡터를 발생하는 1펠 움직임 평가블럭; 상기 1펠 움직임 평가블럭에서 구해진 상기 1펠단위로 현 프레임에서의 기준블럭에 대해 전 프레임의 서치 윈도우내에서의 후보블럭들의 변위된 블럭 차값을 소정의 방법을 이용하여 움직임 평가의 정확도 또는 분포도를 판단한 후에 소정의 기준값 미만인 경우에는 1/2펠 움직임 벡터값을 제로로 발생하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 1펠 움직임 평가블럭을 거친 데이타를 출력하는 판단블럭; 상기 판단블럭을 통해 공급되는 데이타를 입력하여 상기 1펠 움직임을 평가한 위치에서 그 주위의 1/2펠값들을 추출하는 인터폴레이션블럭; 상기 추출된 1/2펠값들로부터 1/2펠단위의 움직임 평가를 수행하여 1/2펠 움직임 벡터를 발생하는 1/2펠 움직임 평가블럭; 및 상기 판단블럭의 판단 결과에 따라 상기 1/2펠 움직임 평가블럭의 출력을 선택적으로 출력하는 출력수단을 구비한 것을 특징으로 하는 움직임 검출장치.
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