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KR960012935B1 - Scene change detecting method and apparatus utilizing mean-absolute difference value between image frames - Google Patents

Scene change detecting method and apparatus utilizing mean-absolute difference value between image frames Download PDF

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Publication number
KR960012935B1
KR960012935B1 KR1019930019540A KR930019540A KR960012935B1 KR 960012935 B1 KR960012935 B1 KR 960012935B1 KR 1019930019540 A KR1019930019540 A KR 1019930019540A KR 930019540 A KR930019540 A KR 930019540A KR 960012935 B1 KR960012935 B1 KR 960012935B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scene change
absolute difference
scene
frame
difference
Prior art date
Application number
KR1019930019540A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR950010639A (en
Inventor
이현주
이상미
김용한
Original Assignee
양승택
재단법인한국전자통신연구소
조백제
한국전기통신공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 양승택, 재단법인한국전자통신연구소, 조백제, 한국전기통신공사 filed Critical 양승택
Priority to KR1019930019540A priority Critical patent/KR960012935B1/en
Publication of KR950010639A publication Critical patent/KR950010639A/en
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Publication of KR960012935B1 publication Critical patent/KR960012935B1/en

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/015High-definition television systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

The detector comprises the first absolute calculating means(32), an accumulating means(33), a production means(34), the first latch means(36), the second absolute difference means(35), the first comparing means(37), the second comparing means(38), a selecting means(39), and the second latch means(40). The method includes the steps of; investigating scene change variable, determinating scene change using average absolute difference, determinating scene change using difference of MAD and ending.

Description

영상프레임간 평균절대차의 차분치를 이용한 장면전환 검출기 및 그 검출 방법Scene change detector using difference of average absolute difference between image frames and its detection method

제1도는 종래의 장면전환 검출 흐름도.1 is a conventional scene change detection flowchart.

제2도는 본 발명을 성명하기 위하여 연속되는 영상 신호에서의 평균 절대차 및 평균 절대차의 차분치 예시도.2 is an exemplary diagram showing the difference between the mean absolute difference and the mean absolute difference in successive video signals in order to clarify the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 장면전환 검출기의 블럭구성도.3 is a block diagram of a scene change detector according to the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 장면전환 검출 방법에 대한 처리 흐름도.4 is a process flow diagram for a scene change detection method according to the present invention.

제5도는 본 발명에 따른 평균 절대차를 이용한 장면전환 판정에 대한 처리 흐름도.5 is a process flow diagram for scene change determination using the mean absolute difference according to the present invention.

제6도는 본 발명에 따른 평균 절대차의 차분치를 이용한 장면전환 판정에 대한 처리 흐름도.6 is a process flow diagram for scene change determination using the difference of the mean absolute differences according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

31 : 프레임 메모리32,35 : 절대차 계산기31: frame memory 32, 35: absolute difference calculator

33 : 누적기34 : 곱셈기33: accumulator 34: multiplier

36,40 : 래치37,38 : 비교기36,40: latch 37,38: comparator

39 : 선택기39: selector

본 발명은 영상 프레임간 평균절대차(mean absolute difference, MAD)의 차분기(difference of MAD, dMAD)를 이용한 장면전환 검출기 및 그 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scene change detector using a difference of MAD (dMAD) of a mean absolute difference (MAD) between image frames, and a detection method thereof.

일반적으로 장면전환 정보를 디지탈 영상신호의 예측부호화에 유용하게 사용되며 장면전환이 발생하면 이전프레임에 대한 현재 프레임의 예측이 무의미하게 되므로 장면전환 이후의 첫 프레임 내 부호화(intraframe coding)를 행해야 한다.In general, scene change information is useful for predictive encoding of a digital video signal. When a scene change occurs, prediction of a current frame for a previous frame becomes meaningless, and therefore, intraframe coding must be performed after the scene change.

그리고, 장면전환 정보는 특히 매크로 블럭(Macro Block) 단위로 그 특성에 따라 프레임내 부호화 모드, 혹은 프레임 간 예측 부호화(interframe predictive coding)모드를 적응적으로 적용하는 영상 부호화기의 비트율 조절(rate control) 과정에서 가장 유용하게 사용된다. 만약, 장면전환 검출과정이 없다면, 장면전환 이 후의 첫 프레임의 경우, 프레임 간 예측 부호화 모드라 하더라도 실제로는 대부분의 매크로 블럭들이 프레임내 부호화 모드로 처리된다. 이 경우, 목표 발생 비트수를 훨씬 초과하는 양의 데이터가 발생되어 비트율 조절에 균형이 깨지고 현재 프레임 이 후의 영상 화질이 과도하게 저하되는 등의 문제가 발생한다. 그러므로, 적응 예측 부호화에서는 각 프레임을 부호화하기 전에 장면전환 판정을 하여 그 프레임을 프레임 내 부호화 할 것인가 프레임간 부호화 할 것인가 를 판단하는 것이 매우 중요하다 할 수 있는데, 장면전환 판정 기준으로 평가의 용이성을 들어 프레임간 차, 프레임간 상관도, 프레임의 평균 밝기, 양자화 조절 특성 곡선등을 많이 사용한다.In particular, the scene change information is a macro block unit, and a bit rate control of an image encoder that adaptively applies an intra-frame encoding mode or an interframe predictive coding mode according to its characteristics. It is most useful in the process. If there is no scene change detection process, in the case of the first frame after the scene change, most macro blocks are actually processed in the intra frame encoding mode even in the inter frame prediction encoding mode. In this case, an amount of data far exceeding the target number of bits is generated, resulting in a problem in that the bit rate is unbalanced and the image quality after the current frame is excessively degraded. Therefore, in adaptive predictive encoding, it is very important to make a scene change determination before encoding each frame to determine whether the frame is encoded in the frame or the inter frame. For example, the differences between frames, interframe correlations, average brightness of frames, and quantization curves are often used.

제1도는 프레임간 차를 이용하여 장면전환 판정을 하는 종래 기술의 흐름도이다.1 is a flowchart of the prior art in which a scene change determination is made using the difference between frames.

이전 프레임과 현재 프레임 사이의 평균절대차를 계산하여(1) 그 값이 역치보다(2) 크면 장면이 전환된 것으로 하고(3) 역치보다 크지 않으면, 장면전환이 없는 것으로 한다(4). 상기 과정(3, 4)에서 구해진 장면전환 정보를 부호화기의 비트율 조절 등에 활용할 수 있다. 종래의 방법을 이용하여 장면전환 판정을 할 경우, 움직임이 큰 장면에 대해서는 실제로 장면전환이 없음에도 불구하고 거의 매 프레임 장면전환이 있는 것으로 오판할 가능성이 크다. 이것은 움직임이 클 경우 매 프레임의 MAD값이 주어진 역치 이상으로 크게 되어 실제 장면전환의 경우와 구분이 힘들게 되는 문제점이 있기 때문이다.The average absolute difference between the previous frame and the current frame is calculated (1) and if the value is greater than the threshold (2), the scene is switched (3). If it is not greater than the threshold, there is no scene transition (4). The scene change information obtained in the process (3, 4) can be used for bit rate adjustment of the encoder. When the scene change determination is made using the conventional method, there is a high possibility that a scene having a large movement is mistaken as almost every frame scene change even though there is no scene change. This is because when the motion is large, the MAD value of each frame becomes larger than a given threshold, making it difficult to distinguish from the actual scene change.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 영상 프레임간 평균절대차의 차분치를 이용하여, 간단하며 판정 오류 확률이 낮은 영상 장면전환 검출기 및 검출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention devised to solve the above problems is to provide a simple image transition detector and a detection method having a low probability of determination error by using a difference value of the average absolute difference between image frames.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명을 이루는 장치는, 입력신호(fa)를 저장하는 프레임 메모리, 상기 입력신호(fa)와, 상기 프레임 메모리의 출력신호(fa-1)의 절대차를 출력하는 제1절대차 계산수단, 상기 절대차를 누적하는 누적수단, 상기 누적수단 출력을 입력으로 하고 상수 팩터(FACTOR)를 곱하여 평균절대차를 구하는 곱셈수단, 상기 곱셈수단을 통한 평균 절대차를 한 프레임 시간동안 저장하는 제1래치수단, 상기 곱셈수단의 출력(MAD(n))과 상기 제1래치수단의 출력(MAD(n-1))과의 평균 절대차의 차분치(dMAD(n))를 구하는 제2절대차 계산수단, 상기 제2절대차 계산수단으로부터의 절대치와 역치(Th2)를 이용하여 장면전환을 판정하는 제1비교수단, 상기 곱셈수단으로부터의 해당 프레임의 평균 절대차만을 역치(Th1)와 비교하여 장면전환 판정을 하는 제2비교수단, 상기 제1, 제2비교수단 중에서 어느 것을 사용할지 결정하여 장면전환정보를 출력하는 선택수단, 및 저장되어 있는 이전 프레임의 장면전환정보를 상기 선택수단으로 제공하여 상기 제1, 제2비교수단을 결정하도록 하는 제2래치수단을 구비한다.Device forming the present invention, in order to achieve the above object, the absolute difference between the input signal (f a) a frame memory, the input signal (f a) and the output signal (f a-1) of the frame memory for storing A first absolute difference calculating means for outputting, an accumulation means for accumulating the absolute difference, a multiplication means for obtaining an average absolute difference by multiplying a constant factor (FACTOR) as an input, and an average absolute difference through the multiplication means The difference dMAD (n) of the average absolute difference between the first latch means for storing for one frame time, the output MAD (n) of the multiplication means and the output MAD (n-1) of the first latch means. A second absolute means for calculating)), a first comparison means for determining a scene change using an absolute value from the second absolute means and the threshold Th2, and an average absolute difference of the corresponding frame from the multiplication means A second transition scene decision made by comparing the bay with the threshold Th1 Selection means for determining which of the comparison means, the first and second comparison means to use, and outputting the scene change information; and providing the selection means with the scene change information of the previous frame stored therein. And second latch means for determining the comparison means.

그리고, 상기와 같은 구성에 적용되어 이루어지는 방법은, 입력되는 n번째 영상 프레임의 평균 절대차를 계산하여 바로 이전 프레임의 장면전환 상태(scene_change(n-1))에 따라 현재 프레임에서 사용할 장면전환 판정 변수가 '1'인가를 조사하는 제1단계, 상기 제1단계 수행 후, 장면전환 변수값이 '1'이면 현재 프레임이 새로운 장면의 두번째 프레임에 해당하므로 평균 절대차만을 이용하여 장면전환 판정을 하는 제2단계, 상기 제1단계 수행 후, 장면전환 변수값이 '1'이 아니면 평균 절대차의 차분치를 장면전환 변수로 사용하여 장면전환 판정을 하는 제3단계, 및 상기 제2단계 및 제3단계 수행 후, n번째 프레임의 장면전환 상태 및 평균 절대차를 기록해 두었다가 n +1번째 프레임을 처리할 때 이용하도록 하고 종료하는 제4단계로 이루어진다.In addition, the method applied to the above configuration may calculate the average absolute difference of the input nth image frame and determine the scene change to be used in the current frame according to the scene change state (scene_change (n-1)) of the immediately preceding frame. After performing the first step of checking whether the variable is '1' and after performing the first step, if the scene change variable value is '1', the current frame corresponds to the second frame of the new scene, and thus the scene change determination is performed using only the average absolute difference. After performing the second step, the third step of performing a scene change determination using the difference of the average absolute difference as the scene change variable, if the scene change variable value is not '1', and the second step and the second step After performing the third step, the scene change state and the average absolute difference of the n th frame are recorded and used to process the n + 1 th frame, and then the fourth step ends.

두 프레임의 밝기 신호(Y) 성분간의 평균 절대차를 다음과 같이 정의 한다.The average absolute difference between the brightness signal (Y) components of two frames is defined as follows.

fa(i, j) : n번째 프레임의 영상 신호 M : 라인당 화소수; N : 프레임당 라인수f a (i, j): video signal of the nth frame M: number of pixels per line; N: lines per frame

여기서, 팩터(FACTOR)는 평균을 구하기 위한 상수 1/(M×N)이다. MAD는 1차 미분(df/dt, 여기서 f는 프레임 단위의 영상 신호)에 해당하며 프레임 사이에서 장면전환이 있는 경우는 그 부분에서 큰 기울기를 가진다. MAD 중 기울기가 큰 곳에서 한번 더 미분, 즉, 원래신호 f에 대해 2차미분(d2f/dt2)을 하면 피크값을 가지므로 역치를 이용하여 변하는 부분을 검출하기가 쉽다. 프레임간 MAD의 차이인 프레임간 평균 절대차의 차,는 2차 미분에 해당한다. 따라서, 연속되는 프레임들에서 장면전환 검출 변수로 dMAD를 이용하여 아주 유용하다. 움직임이 큰 장면의 경우, 각 MAD값은 크더라고 dMAD값은 작다. 즉, dMAD를 사용하면 움직임이 큰 장면의 경우 장면전환 판정오류를 줄일 수 있다.Here, the factor FACTOR is a constant 1 / (M × N) for obtaining an average. MAD corresponds to the first derivative (df / dt, where f is a video signal in units of frames), and when there is a scene change between frames, it has a large slope at that portion. Differential derivatives, that is, second derivatives (d 2 f / dt 2 ) with respect to the original signal f, have a peak value once the slope of the MAD is large, and thus it is easy to detect a change part using a threshold value. Difference in average absolute difference between frames, which is the difference of MAD between frames, Is the second derivative. Therefore, it is very useful to use dMAD as a transition detection variable in successive frames. In the case of a large-motion scene, each MAD value is large and the dMAD value is small. In other words, the use of dMAD can reduce the scene change determination error in the case of a large scene.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

제2도에 본 발명을 설명하기 위한 연속되는 영상신호에서의 MAD 및 dMAD를 나타내며, 도면에서 fn은 n번째 프레임의 영상신호를 나타낸다.2 shows MAD and dMAD in successive video signals for explaining the present invention, in which f n represents the video signal of the nth frame.

도면에 도시한 바와 같이 새로운 장면의 두번째 프레임의 경우, dMAD는 의미가 없으므로 이러한 경우에는 현재 프레임의 MAD만을 이용한다. 예를 들어 n번째 프레임에서 장면전환이 있었을 경우, n +1번째 프레임의 dMAD(n +1)을 계산하기 위해 MAD(n)을 사용한다. 그런데, MAD(n)은 새로운 장면 이전의 마지막 프레임인 fn-1과 새로운 장면의 첫 프레임인 fn의 평균절대차이므로 fn+1의 장면전환 유무와는 무관하게 큰 값을 갖는다. 만약, fn+1에서 장면전환이 없다고 가정하면, MAD(n +1)은 작은 값을 가지므로 dMAD(n +1)은 큰 값이 되어 fn+1에서 장면전환이 있는 것으로 오판하게 된다. 따라서, 장면전환 이후 새로운 장면의 두번째 프레임에서 장면전환 판정을 할 때에는 dMAD를 사용할 수 없다.As shown in the figure, since the second frame of the new scene has no meaning, dMAD is used only in this case MAD of the current frame. For example, if there is a scene change in the nth frame, MAD (n) is used to calculate dMAD (n + 1) of the n + 1th frame. However, since MAD (n) is an average absolute difference between f n-1 which is the last frame before the new scene and f n which is the first frame of the new scene, MAD (n) has a large value regardless of the transition of f n + 1 . If there is no transition at f n + 1 , MAD (n +1) has a small value, so dMAD (n +1) has a large value, which is incorrect because there is a transition at f n + 1 . . Therefore, dMAD cannot be used to determine the transition in the second frame of the new scene after the transition.

제3도는 본 발명에 따른 장면전환 검출기의 블럭 구성도로서, 도면에서 31은 프레임 메모리, 32,35는 절대차 계산기, 33은 누적기, 34는 곱셈기, 36,40은 래치, 37,38은 비교기, 39는 선택기를 각각 나타낸다.3 is a block diagram of a scene change detector according to the present invention, in which 31 is a frame memory, 32 and 35 are absolute difference calculators, 33 is an accumulator, 34 is a multiplier, 36 and 40 is a latch, and 37 and 38 are Comparator, 39 represents a selector, respectively.

도면에 도시한 바와 같이 본 발명인 장면전환 검출기는, 입력신호(fn)를 저장하는 프레임 메모리(31), 상기 입력신호(fn)와 상기 프레임 메모리(31)의 출력신호(fn-1)의 절대차를 출력하는 절대차 계산기(32), 상기 절대차를 누적하는 누적기(33), 상기 누적기(33) 출력을 입력으로 하고 상수 팩터(FACTOR)를 곱하여 평균 절대차인 MAD를 구하는 곱셈기(34), (여기서 팩터는 평균값을 구하기 위해 한 프레임의 전체 화소소로 하는 것이 일반적이나 본 발명에서는 하드웨어 구현을 간단히 하기 위하여 쉬프트 레지스터(shift register)를 이용하였다. 그리고 실제 화소수와 쉬프트 레지스터를 이용한 값과의 차이는 역치(Th1, Th2)에서 고려해 주었다). 상기 곱셈기(34)를 통한 평균 절대차를 한 프레임 시간동안 저장하는 래치(36), 상기 곱셈기(34)의 출력(MAD(n))과 상기 래치(36)의 출력(MAD(n-1))과의 평균 절대차의 차분치(dMAD(n))를 구하는 절대차 계산기(35), 상기 절대차 계산기(35)로부터의 절대차의 역치(Th2)를 이용하여 장면전환을 판정하는 비교기(37), 상기 곱셈기(34)로부터의 해당 프레임의 MAD(n)만을 역치(Th1)와 비교하여 장면전환 판정을 하는 비교기(38), 상기 비교기(37, 38)중에서 어느 것을 사용할지 결정하여 장면전환 정보를 출력하는 선택기(39), 상기 선택기(39)로 저장되어 있는 이전 프레임의 장면전환 정보(scene_change(n-1))를 제공하여 상기 비교기(37, 38)를 결정하도록 하는 래치(40) (예를 들면, 장면전환정보(n-1)가 '0'dlaus n-1번째 프레임에서 장면전환이 없었으므로 상기 선택기(39)에서 비교기(37)를 채택하여 dMAD(n)을 이용하여 n번째 프레임을 처리하도록 한다)로 구성 된다.The inventors scene change detector as shown in the figure, an input signal (f n) for storing the frame memory 31, the input signal (f n) and the output signal (f n-1 of the frame memory 31 to Absolute difference calculator 32 that outputs the absolute difference of), the accumulator 33 accumulating the absolute difference, and the output of the accumulator 33 are input and multiply by a constant factor (FACTOR) to obtain the average absolute difference MAD. Multiplier 34, where the factor is generally the total pixel size of one frame to obtain an average value, but in the present invention, a shift register is used to simplify the hardware implementation. Differences from the values used were taken into account in the thresholds (Th1, Th2). A latch 36 for storing the average absolute difference through the multiplier 34 for one frame time, an output MAD (n) of the multiplier 34 and an output MAD (n-1) of the latch 36 The absolute difference calculator 35 which calculates the difference value (dMAD (n)) of the average absolute difference with (), and the comparator which determines a scene transition using the threshold value Th2 of the absolute difference from the absolute difference calculator 35 ( 37) a scene is determined by determining which of the comparator 38 and the comparators 37 and 38 to perform a scene change determination by comparing only MAD (n) of the corresponding frame from the multiplier 34 with a threshold Th1. A latch 40 for determining the comparators 37 and 38 by providing a selector 39 for outputting switching information and scene change information (scene_change (n-1)) of a previous frame stored by the selector 39. (For example, the selector 39 adopts the comparator 37 because the scene change information n-1 has no scene change in the '0' dlaus n-1th frame. It consists of more than dMAD and to process the n-th frame using a (n)).

제4도는 본 발명에 따른 장면전환 검출 방법에 대한 처리 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a scene change detection method according to the present invention.

입력되는 n번째 영상 프레임 fn의 MAD(n)을 계산하여(41) 바로 이전 프레임의 장면전환 정보(scene_change(n-1))에 따라 현재 프레임에서 사용할 장면전환 판정 변수가 달라지는 값을 구한다(42).The MAD (n) of the input nth image frame f n is calculated (41) to obtain a value that varies the scene change determination variable to be used in the current frame according to the scene change information (scene_change (n-1)) of the immediately preceding frame ( 42).

상기 과정(42)에서 장면전환 변수값이 '1'이면 이전 프레임 fn-1에서 장면전환이 있었으므로 현재 프레임이 새로운 장면의 두번째 프레임에 해당하여 MAD(n)만을 이용하여 장면전환 판정을 하고(43) 장면전환변수값이 '1'이 아니면 dMAD(n)을 장면전환 변수로 사용하여(44) 결과인 n번째 프레임의 장면전환 상태 scene_change(n) 및 MAD(n)을 기록해 두었다가 n+1번째 프레임의 처리를 위해 사용하고 종료한다(45).If the scene change variable value is '1' in the process 42, since there was a scene change in the previous frame f n-1 , the current frame corresponds to the second frame of the new scene and the scene change decision is made using only MAD (n). (43) If the transition variable value is not '1', use dMAD (n) as the transition variable (44) and record the transition state scene_change (n) and MAD (n) of the nth frame as a result, and then n + It is used for the processing of the first frame and ends (45).

제5도는 본 발명에 따른 평균절대차(MAD)를 이용한 장면전환 판정 방법에 대한 처리 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a scene change determination method using an average absolute difference (MAD) according to the present invention.

현재 프레임의 MAD(n)을 역치와 비교하여(51) 역치보다 낮으면(52) 프레임 사이의 변화가 작으므로 장면전환이 없는 것으로 판정하여 장면전환 상태(scene_change(n))를 '0'으로 한다. 그리고 MAD(n)이 역치보다 크거나 같으면(53) 프레임 사이 변화가 크므로 장면이 변화된 것으로 판정하여 장면전환 상태를 '1'로 한다.If the MAD (n) of the current frame is compared with the threshold (51) and lower than the threshold (52), the change between frames is small, so it is determined that there is no transition and the transition state (scene_change (n)) is set to '0'. do. If MAD (n) is greater than or equal to the threshold (53), since the change between frames is large, it is determined that the scene has changed, and the transition state is set to '1'.

제6도는 본 발명에 따른 평균절대차의 차분치를 이용한 장면전환 판정방법에 대한 처리 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a scene change determination method using a difference value of an average absolute difference according to the present invention.

현재 평균 절대차(MAD(n))와 이전 평균 절대차(MAD(n-1))로부터 평균 절대차의 차분치(dMAD(n))를 구한다(61), dMAD(n)이 역치보다 작은가를 조사한다(62), 상기 조사(62) 결과 역치보다 작으면 장면전환이 없는 연속된 장면으로 판정하여 장면전환 상태(scene_change(n))를 '0'으로 한다(63). 그리고, dMAD(n)이 역치보다 크거나 같으면 장면이 전환된 것으로 판정하여 장면전환 상태를 '1'로 하고 종료한다(64).The difference dMAD (n) of the mean absolute difference is obtained from the current mean absolute difference MAD (n) and the previous mean absolute difference MAD (n-1) (61). If it is less than the threshold value of the investigation 62, it is determined as a continuous scene without scene change, and the scene change state scene_change (n) is set to '0' (63). If dMAD (n) is greater than or equal to the threshold, it is determined that the scene has been switched, and the scene change state is set to '1', and the process ends (64).

상기와 같은 본 발명은, 장면전환 검출 방법으로서 움직임 추정 기법의 경우와 거의 동일한 성능을 달성하면서도 하드웨어 구현의 비용을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of greatly reducing the cost of hardware implementation while achieving almost the same performance as the motion estimation technique as the scene change detection method.

Claims (4)

입력신호(fn)를 저장하는 프레임 메로리(31), 상기 입력신호(fn)와 상기 프레임 메모리(31)의 출력신호(fn-1)의 절대차를 출력하는 제1절대차 계산수단(32), 상기 절대차를 누적하는 누적수단(33), 상기 누적수단(33) 출력을 입력으로 하고 상수 팩터(FACTOR)를 곱하여 평균절대차를 구하는 곱셈수단(34), 상기 곱셈수단(34)을 통한 평균 절대차를 한 프레임 시간동안 저장하는 제1래치수단(36), 상기 곱셈수단(34)의 출력(MAD(n))과 상기 제1래치수단(36)의 출력(MAD(n-1))과의 평균 절대차의 차분치(dMAD(n))를 구하는 제2절대차 계산수단(35), 상기 제2절대차 계산수단(35)으로부터의 절대치와 역치(Th2)를 이용하여 장면전환을 판정하는 제1비교수단(37), 상기 곱셈수단(34)으로부터의 해당 프레임의 평균 절대차만을 역치(Th1)와 비교하여 장면전환 판정을 하는 제2비교수단(38), 상기 제1, 제2비교수단(37, 38)중에서 어느 것을 사용할지 결정하여 장면전환정보를 출력하는 선택수단(39), 및 저장되어 있는 이전 프레임의 장면전환정보를 상기 선택수단(39)으로 제공하여 상기 제1, 제2비교수단(37, 38)을 결정하도록 하는 제2래치수단(40)을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상프레임간 평균절대차의 차분치를 이용한 장면전환 검출기.Input signal frame to store (f n) merori 31, wherein the input signal (f n) of the first absolute difference calculating means for outputting the absolute difference between the output signal (f n-1) of the frame memory 31 (32), multiplication means (33) for accumulating the absolute difference, multiplication means (34) for obtaining an average absolute difference by multiplying a constant factor (FACTOR) as an input and outputting the accumulation means (33), and multiplication means (34) The first latch means 36 for storing the average absolute difference through) for one frame time, the output MAD (n) of the multiplication means 34 and the output MAD (n of the first latch means 36. -2) using the second absolute value calculating means 35 for obtaining the difference value dMAD (n) of the average absolute difference with the absolute value and the threshold value Th2 from the second absolute value calculating means 35 First comparison means 37 for determining a scene change, second comparison means 38 for making a scene change determination by comparing only the average absolute difference of the corresponding frame from the multiplication means 34 with a threshold Th1, Selection means 39 for outputting the scene change information by determining which of the first and second comparison means 37 and 38 to use, and the scene change information of the previous frame stored in the selection means 39. And second latch means (40) for determining the first and second comparison means (37, 38) to provide the first and second comparison means (37, 38). 프레임 메모리(31), 제1절대차 계산수단(32), 누적수단(33), 곱셈수단(34), 제1래치수단(36), 제2절대차 계산수단(35), 제1비교수단(37), 제2비교수단(38), 선택수단(39), 및 제2래치수단(40)을 구비하는 영상프레임간 평균절대차의 차분치를 이용한 장면전환 검출기에 적용되는 장면 전환 검출 방법에 있어서, 입력되는 n번째 영상 프레임의 평균 절대차를 계산하여 바로 이전 프레임의 장면전환 상태(scene_change(n-1))에 따라 현재 프레임에서 사용할 장면전환 판정 변수가 '1'인가를 조사하는 제1단계(41, 42), 상기 제1단계(41, 42)수행 후, 장면전환 변수값이 '1'이면 현재 프레임의 새로운 장면의 두번째 프레임에 해당하므로 평균 절대차만을 이용하여 장면 전환 판정을 하는 제2단계(43), 상기 제1단계(41, 42) 수행 후, 장면전환 변수값이 '1'이 아니면 평균 절대차의 차분치를 장면전환 변수로 사용하여 장면전환 판정을 하는 제3단계(44), 및 상기 제2단계 및 제3단계 수행 후, n번째 프레임의 장면전환 상태 및 평균 절대차를 기록해 두었다가 n+1번째 프레임을 처리할 때 이용하도록 하고 종료하는 제4단계(45)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상프레임간 평균절대차의 차분치를 이용한 장면전환 검출방법.Frame memory 31, first absolute calculation means 32, accumulation means 33, multiplication means 34, first latch means 36, second absolute calculation means 35, first comparison means (37), a scene change detection method applied to a scene change detector using a difference value of the average absolute difference between image frames including the second comparison means 38, the selection means 39, and the second latch means 40. And calculating a mean absolute difference of the n-th input image frame and checking whether the scene change determination variable to be used in the current frame is '1' according to the scene change state (scene_change (n-1)) of the immediately preceding frame. After performing the steps 41 and 42 and the first steps 41 and 42, when the scene change variable value is '1', the scene change determination is performed using only the average absolute difference since it corresponds to the second frame of the new scene of the current frame. After performing the second step 43 and the first steps 41 and 42, if the scene change variable value is not '1', the difference of the average absolute difference is obtained. After performing the third step 44 which determines the transition using the scene change variable, and after performing the second and third steps, the transition state and the average absolute difference of the n th frame are recorded and the n + 1 th frame is recorded. And a fourth step (45) to be used in the processing and to end the scene change detection method using the difference value of the average absolute difference between video frames. 제2항에 있어서, 상기 제2단계(43)는; 현재 프레임의 절대차를 역치와 비교하는 제1과정(51), 상기 제1과정(51) 수행 후, 역치보다 낮으면 장면전환이 없는 것으로 판정하여 장면전환 상태(scene_change(n))를 '0'으로 하고 역치보다 크거나 같으면 장면이 변화된 것으로 판정하여 장면전환 상태를 '1'로 하는 제2과정(52, 53)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상프레임간 평균절대차의 차분치를 이용한 장면전환 검출방법.3. The method of claim 2, wherein said second step (43) comprises: After performing the first process 51 comparing the absolute difference of the current frame with the threshold value and performing the first process 51, if it is lower than the threshold value, it is determined that there is no scene change and the scene change state scene_change (n) is set to '0. And a second process 52, 53 for determining that the scene is changed and setting the scene change state to '1' if it is greater than or equal to the threshold value, and using the difference value of the average absolute difference between video frames. Way. 제2항에 있어서, 상기 제3단계(44)는; 현재 평균 절대차와 이전 평균 절대차로부터 평균 절대차의 차분치를 구하고 평균 절대차의 차분치가 역치보다 작은가를 조사하는 제1과정(61, 62), 상기 제1과정(61, 62) 수행후, 역치보다 작으면 장면전환이 없는 연속된 장면으로 판정하여 장면전환 상태(scene_change(n))을 '0'으로 하고 역치보다 크거나 같으면 장면이 전환된 것으로 판정하여 장면전환 상태를 '1'로 하고 종료하는 제2과정(63, 64)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상프레임간 평균절대차의 차분치를 이용한 장면전환 검출방법.The method of claim 2, wherein the third step (44) comprises: After performing the first steps (61, 62) and the first steps (61, 62) of obtaining the difference value of the mean absolute difference from the current mean absolute difference and the previous mean absolute difference and checking whether the difference of the mean absolute difference is smaller than the threshold value, If it is less than the threshold, it is determined as a continuous scene without a transition, and the transition state (scene_change (n)) is set to '0', and if it is greater than or equal to the threshold, it is determined that the scene is changed and the transition state is set to '1'. And a second process (63, 64) of terminating the scene change detection method using the difference value of the average absolute difference between video frames.
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