KR100235343B1 - 영역분할 기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정장치 - Google Patents

영역분할 기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 움직임 벡터 측정 장치는 영역분할기법을 이용한 부호화기에 있어서 동영상신호의 움직임 벡터를 효율적으로 측정할 수 있는데, 제1 및 제2프레임 메모리부(112 및 114)로 구성된 메모리부(110), 팽창부(120), 제1제어부(130), 제2제어부(140), 그리고 판단부(150)를 포함한다.

Description

영역분할 기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정장치
제1도는 본 발명에 따른 움직임 벡터 측정 장치의 동작을 도식적으로 설명하기 위한 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 영역 분할부 110 : 메모리부
112 : 제1프레임 메모리부 114 : 제2프레임 메모리부
120 : 팽창부 130 : 제1제어부
140 : 제2제어부 150 : 판단부
본 발명은 영역분할(Segmentation)기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정장치에 관한 것이다.
디지털 데이타를 기본으로 하는 영상 시스템에서는 처리해야 할 데이타량은 데이타 전송 대역폭이 허용하는 데이타량 보다 많다.
따라서 이와 같은 영상 데이타를 효율적으로 전송하기 위해서는 데이타를 압축하여 부호화(Coding)해야 한다.
데이타의 부호화, 그리고 부호화된 데이타의 복원은 영상 시스템 구성의 기본 요소로서 최근 이를 위한 연구가 활발히 진행되어 왔다.
종래의 영상신호 부호화는, 영상을 일정한 형태의 블록(Block)으로 분할하고, 분할된 블록을 일괄적으로 일정한 과정 즉, 이산코사인 변환, 양자화, 가변길이 부호화 등의 과정에 의해 부호화 하였다.
그러나, 이러한 블록처리 방법은 인접한 블록간의 미세한 밝기 차이 때문에 블록간의 경계가 눈에 띄는 ＂블럭킹 현상(Blocking Effect)＂이 발생하는데, 이 블럭킹 현상은 특히 저율부호화(low bitrate coding)에서 많이 발생한다.
다시 말해서, 압축율이 높으면 높을수록 그 정도가 심해져서 다른 어떤 잡음 보다도 눈에 거슬리게 된다.
이러한 블록킹 현상의 문제를 해결하기 위해 제안된 것이 ＂영역분할(Segmentation)＂기법을 이용한 영상신호 부호화인데, 임의의 기준값을 설정하고, 영상신호의 기본이 되는 픽셀(pixel)들 중에서 설정된 기준값에 대해 비슷한 특성을 갖는 픽셀들만을 모아서 하나의 영역으로 분할하고, 각 영역의 특성을 나타내는 질감(texture)정보와 이읏하는 다른 영역과의 경계를 나타내는 윤곽(Contour)정보를 부호화한다.
한편, 동영상신호를 효과적으로 압축하기 위해서는 이미 공지된 바와 같이 시간적으로 존재하는 영상의 상관성(Correlation)을 제거해야 한다.
이를 위해 통상적으로 사용되는 방법이 프레임간 움직임 보상 예측 부호화 방법이다.
여기서, 움직임 보상(Motion compensation)이란, 현재 프레임(Frame)의 영상이 이전 프레임에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는가를 나타내는 움직임 벡터(Motion Vector : MV)를 소정의 알고리즘으로 추정하고, 이전 프레임의 영상을 움직임 벡터 만큼 이동시켜 주는 것이다.
따라서, 프레임간 움직임 보상 예측 부호화는 움직임 벡터를 이용하여 이전 프레임에 대해 움직임 보상을 수행하고, 현재 프레임의 영상신호와 움직임 보상된 영상신호의 차분신호를 압축 부호화하는 것이다.
그런데, 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화에 있어서 움직임 벡터를 효율적으로 측정할 수 있는 자치가 뚜렷하게 제시된 바가 아직 없는 상황이다.
따라서, 본 발명의 목적은 동영상신호의 움직임 벡터를 간단히 측정할 수 있는, 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 동영상신호를 프레임(Frame)단위로 입력하여 영역분할(Segmentation)하고, 각 영역의 질감(Texture)정보 및 윤곽(Contour) 정보를 출력하는 영역분할부를 가지며, 상기 각 영역의 질감정보 및 윤곽정보를 부호화하는, 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터(Motion Vector: MV) 측정 장치는, 쓰기 어드레스(Write-Address: W)신호에 응답하여, 상기 영역분할부로 부터 제공되는 각 영역의 윤곽정보를 기록하고, 읽기 어드레스(Read-Address: R)신호에 응답하여 상기 기록된 윤곽정보를 출력하는 제1 및 제2프레임 메모리부를 갖는 메모리부와, 상기 제1 또는 제2프레임 메모리부로 부터 제공되는 윤곽정보를 상하 및 좌우방향으로 기설정된 단위로 팽창(Expansion)시켜 출력하는 팽창부와, 상기 제1 및 제2프레임 메모리부 중, 현재 데이타를 출력하고 있는 프레임 메모리부내에 기록되어 있는 영역의 총 개수(N)를 검출하고, 상기 팽창부에서의 윤곽정보 팽창 수행 횟수를 누산하고, 상기 윤곽정보 팽창 수행 횟수가 상기 영역의 총갯수(N)와 같은 값을 갖을때 논리 하이(High)신호를 출력하는 제1제어부와, 상기 제1제어부로 부터 제공되는 논리 하이신호를 누산하고, 종료신호(F)에 응답하여 상기 누산값을 기설정된 단위와 승산하여 움직임 벡터로서 출력하는 제2제어부와, 상기 팽창부로부터 제공되는 팽창된 윤곽정보의 팽창부분안에 상기 영역분할부로 부터 제공되는 윤곽정보에 의해 그려지는 윤곽선이 포함되는 정도를 검출하고, 상기 포함율이 기설정치 미만인 경우 판단신호(A)를 출력하고, 반대로 상기 포함율이 기설정치 이상인 경우 종료신호(F)를 출력하는 판단부와, 상기 영역분할부로 부터 출력되는 윤곽정보에 응답하여, 상기 제1프레임 메모리부로 쓰기 어드레스 신호(W)를 출력하고, 상기 판단부로 부터 제공되는 판단신호(A)에 응답하여, 상기 제2프레임 메모리부로 읽기 어드레스 신호(R)를 출력하되, 상기 제1 및 제2메모리부로 제공하는 읽기 및 쓰기 어드레스 신호를 프레임 단위로 바꾸어 출력하는 어드레스 발생부를 포함한다.
이제, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 하자.
도면은 본 발명에 따른 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정장치의 동작을 도식적으로 설명하기 위한 블록도로서, 영역분할부(100), 메모리부(110), 팽창부(120), 제1제어부(130), 제2제어부(140), 그리고 판단부(150)로 구성된다.
먼저, 영역분할부(100)는 동영상신호를 프레임(Frame)단위로 입력하여 영역분할(Segmentation)하고, 각 영역의 질감(Texture)정보 및 윤곽(Contour)정보를 출력한다.
메모리부(110)는 쓰기 어드레스(Write-Address : W)신호에 응답하여, 상기 영역분할부(100)로 부터 제공되는 각 영역의 윤곽정보를 기록하고, 읽기 어드레스(Read-Address : R)신호에 응답하여 상기 기록된 윤곽정보를 출력하는 제1 및 제2프레임 메모리부(112 및 114)로 구성된다.
이때 제1프레임 메모리부(112)가 현재 입력되고 있는 윤곽정보를 기록하고 있는 동안, 제2프레임 메모리부(114)는 기록하고 있던 이전 프레임의 윤곽정보를 출력한다.
결국, 제1 및 제2프레임 메모리부(112 및 114)는 프레임 단위로 윤곽정보의 기록 및 출력을 교번적으로 수행하게 된다.
한편, 어드레스 발생부(도시안됨)는, 영역분할부(100)로 부터 현재 프레임에 대한 영역의 윤곽정보 출력이 감지되면 제1프레임 메모리부(112)로 쓰기 어드레스(Write-Address: A)신호를 출력하고, 후술하는 판단부(150)로 부터 제공되는 판단신호(A)에 응답하여 제2프레임 메모리부(114)로 읽기(Read-Address: R)신호를 출력한다.
현재 프레임에 대한 윤곽정보 기록이 완료되면, 어드레스 발생부(도시안됨)는 제1프레임 메모리부(112)로는 읽기 어드레스(R)신호를 출력하고, 반면 제2프레임 메모리부(114)로는 쓰기 어드레스(W)신호를 출력한다.
결국, 프레임 단위로 제1 및 제2프레임 메모리부(112 및 114)는 윤곽정보의 기록 및 출력을 교번적으로 수행하게 된다.
팽창부(120)는, 상기한 바와 같은 과정에 의해 메모리부(110)로 부터 제공되는 윤곽정보를 상하 및 좌우 방향으로, 그리고 기설정된 단위로 팽창(Expansion)시켜 출력한다.
본 발명에서는 예시적으로 픽셀(Pixel)단위로 수행하는 것으로 한다.
상술한 바와 같은 팽창부(120)로부터의 팽창된 윤곽정보 출력에 응답하여, 제1제어부(130)는 상기 출력횟수를 누산하게 된다.
따라서, 상기 누산된 출력횟수는 팽창부(130)에서의 윤곽정보 팽창횟수를 의미하게 된다.
또한, 제1제어부(130)는 현재 윤곽정보를 출력하고 있는 프레임 메모리부 즉, 제2프레임 메모리부(114)내에 기록되어 있는 영역의 총 갯수(N)를 검출하여, 상기 누산값이 검출된 영역의 총 갯수(N)이상이 될 때 논리 ＂1＂신호를 출력한다.
이어서, 판단부(150)는 영역분할부(100)로 부터 현재 처리할 영역의 윤곽정보를, 그리고 팽창부(120)로부터 팽창된 윤곽정보를 제공받는다.
이때, 판단부(150)는 현재 처리할 영역의 윤곽정보에 의해 그려지는 윤곽선이 팽창된 윤곽정보의 팽창부분에 얼마나 포함되는가를 측정하고, 그 포함율이 기설정치 미만이 경우는 판단신호(A)를 어드레스 발생부(도시안됨)로 출력하고, 반대로 기설정치 이상인 경우 종료신호(F)를 후술하는 제2제어부(140)로 출력한다.
한편, 제2제어부(140)는 제1제어부(130)로부터 제공되는 논리 ＂1＂신호를 누산하고, 판단부(150)로 부터 제공되는 종료신호(F)에 응답하여 그 누산값을 픽셀단위와 승산하여 출력한다.
결국, 제2제어부(140)로 부터 출력되는 승산값은 이전 프레임의 영역이 상하 및 좌우 방향으로 몇 픽셀 이동해서 현재 프레임 영역의 위치에 있을 수 있는가를 나타내는 움직임 벡터가 되는 것이다.
상술한 바와 같은 과정에 의해, 본 발명에 따른 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정장치는 효율적으로 동영상신호의 움직임 벡터를 측정할 수 있다는 커다란 잇점이 있다.

Claims (2)

  1. 동영상신호를 프레임(Frame)단위로 입력하여 영역분할(Segmentation)하고, 각 영역의 질감(Texture)정보 및 윤곽(Contour) 정보를 출력하는 영역분할부(100)를 가지며, 상기 각 영역의 질감정보 및 윤곽정보를 부호화하는 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터(Motion Vector: MV) 측정 장치에 있어서, 쓰기 어드레스(Write-Address: W)신호에 응답하여, 상기 영역분할부(100)로 부터 제공되는 각 영역의 윤곽정보를 기록하고, 읽기 어드레스(Read-Address: R)신호에 응답하여 상기 기록된 윤곽정보를 출력하는 제1 및 제2프레임 메모리부(112 및 114)를 갖는 메모리부(110)와; 상기 제1 또는 제2프레임 메모리부(112 및 114)로부터 제공되는 윤곽정보를 상하 및 좌우방향으로 기설정된 단위로 팽창(Expansion)시켜 출력하는 팽창부(120)와; 상기 제1 및 제2프레임 메모리부(112 및 114) 중, 현재 데이타를 출력하고 있는 프레임 메모리부내에 기록되어 있는 영역의 총 갯수(N)를 검출하고, 상기 팽창부(120)에서의 윤곽정보 팽창 수행 횟수를 누산하고, 상기 윤곽정보 팽창 수행 횟수가 상기 영역의 총갯수(N)와 같은 값을 갖을 때 논리 하이(High)신호를 출력하는 제1제어부(130)와; 상기 제1제어부(130)로부터 제공되는 논리 하이신호를 누산하고, 종료신호(F)에 응답하여 상기 누산값을 기설정된 단위와 승산하여 움직임 벡터로서 출력하는 제2제어부(140)와; 상기 팽창부(120)로 부터 제공되는 팽창된 윤곽정보의 팽창부분안에 상기 영역분할부(100)로 부터 제공되는 윤곽정보에 의해 그려지는 윤곽선이 포함되는 정도를 검출하고, 상기 포함율이 기설정치 미만인 경우 판단신호(A)를 출력하고, 반대로 상기 포함율이 기설정치 이상인 경우 종료신호(F)를 출력하는 판단부(150)와; 상기 영역분할부(100)로 부터 출력되는 윤곽정보에 응답하여, 상기 제1프레임 메모리부(112)로 쓰기 어드레스 신호(W)를 출력하고, 상기 판단부(160)로 부터 제공되는 판단신호(A)에 응답하여, 상기 제2프레임 메모리부(114)로 읽기 어드레스 신호(R)를 출력하되, 상기 제1 및 제2메모리부(112 및 114)로 제공하는 읽기 및 쓰기 어드레스 신호를 프레임 단위로 바꾸어 출력하는 어드레스 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정 장치.
  2. 제2항에 있어서, 상기 팽창부(120) 및 상기 제2제어부(140)에서 사용되는 상기 기설정단위는 픽셀(Pixel)단위인 것을 특징으로 하는 영역분할기법을 이용한 동영상신호 부호화기의 움직임 벡터 측정 장치.
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