KR910009881B1

KR910009881B1 - 이동 검출회로

Info

Publication number: KR910009881B1
Application number: KR1019880012509A
Authority: KR
Inventors: 유이찌 니노미야; 요시미찌 오쯔까; 요시노리 이즈미; 세이이찌 고오시; 요시아끼 시시꾸이
Original assignee: 닛뽄 호소교까이; 이께다 요시죠오
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1991-12-03
Also published as: CN1032475A; JPH0191586A; DE3885994T2; EP0310032A2; EP0310032A3; EP0310032B1; CN1011465B; US4884136A; DE3885994D1; CA1289657C; JPH0530112B2; KR890007586A

Abstract

내용 없음.

Description

이동 검출회로

제1도는 본 발명의 일실시예를 나타낸 이동 검출회로의 블럭도.

제2도는 종래예를 나타낸 이동 검출회로의 블럭도.

제3도는 본 발명에 있어서의 수직방향 LPF(저역통과필터)의 일예의 구성을 나타낸 블럭도.

제4도는 본 발명에 있어서의 수직방향 LPF의 다른 예의 구성을 나타낸 블럭도.

제5a도와 제5b도는 이동신호의 생성을 나타낸 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 프레임메모리 2 : 감산기

3 : 수평방향 LPF 6,8,4 : 절대치회로

5 : 엣지검출회로 7 : 제산회로

9 : 혼합회로 10 : 수직방향 LPF

41,31,42 : 1H지연회로 32 : 가산기

33 : 승산기 47,34,11 : 입력단자

48,35,12 : 출력단자 43,45 : 1/4승산기

46 : 합산회로 101 : 에이리어즈 성분제거부

100 : 혼합부

본 발명은 서브나이키스트 샘플된(이하 서브샘플링이라 함)화상신호의 이동영역을 검출하는 이동 검출회로에 관한 것이다.

특히 고품위 텔레비젼 신호를 전송하는 MUSE(Multiple Sub-Nyguist Sampling Encoding)방식의 엔코더 및 디코더에 사용할 수 있도록 한 이동 검출회로에 관한 것이다.

종래의 이동 검출회로의 구성의 일예를 제2도에 나타내었다.

제2도에 있어서, 1은 프레임메모리, 2는 감산기이고, 감산기(2)는 프레임간의 차분신호를 출력한다. 3은 수평방향 LPF로서, 서브샘플링된 화상신호의 수평방향의 에이리어즈(Aliased)된 성분을 제거한다. 4는 절대치회로이며 여기서는 수평방향 LPF(3)출력신호의 절대치(전파정류치)를 추출한다. 5는 엣지검출회로, 6은 절대치회로이며, 이들의 회로에 의하여 화상의 엣지부의 신호를 검출(미분)하여 그 절대치를 추출한다. 7은 제산회로로서, 2개의 입력신호(α 및 β)의 제산을 행하고, 이동신호(α 및 β)를 출력한다.

즉, 상기한 바와 같이 종래기술에서는 프레임간의 처분신호에 대하여 수평방향 -PF(3)를 적용한 후 엣지부의 검출신호에 의해 제산하는 간이한 방법이 사용되고 있다.

다음에 이동신호의 형성방법에 관하여 설명한다.

제5a 및 5b도는 화상의 프레임간의 차로부터 이동신호를 생성하는 동작을 설명하는 파형도이다. 제5a도는 비교적 레벨이 높은 화상이 △X만큼 이동한 경우 인접한 n번째 n+1번째 프레임의 각 파형 및 프레임간의 처분에 대한 파형을 나타낸다. 제5b도는 비교적 레벨이 낮은 화상이 △X만큼 이동한 경우 인접하는 n번째 및 n+1번째 프레임의 파형 및 프레임간의 차분의 파형을 나타낸 것이다.

제5a도와 제5b도를 대비해 보면 이동량(△X)은 동일하더라도 프레임간의 차분의 양은 크기가 다르다. 이동검출에 필요한 것은 이동량(△X)이므로 이것을 정규화하기 위하여 대응하는 화상의 레벨에서 제산한다.

그리고 이것은 다음과 같이 수식으로 설명할 수가 있다. 즉, 프레임간의 차분은 -f(x, t+△t)+f(x, t)로 표시된다. 여기서 f(x, +△t)는 현재의 프레임이고, f(x, t)는 그전의 프레임이다. f(x, t)가 △t후에 △x로 이동함으로써 f(x+△x, t+△t)로 변할때, f(x, t)=f(x+△x, t+△t)의 결과가 된다.

따라서 -f(x, t+△t)+f(x, t)=-f(x, t+△t)+f(x+△t, t+△t)가 된다.

여기서, t+△t=t로 놓으면, f(x+△x, t)-f(x, t)가 된다. f(x+△x, t)를 테일러 급수로 전개하면 f(x+△x, t)=f(x, t)+

+…f(x+△x, t)-f(x, t)=△x·f′(x, t)이 된다.

따라서 이동량 △x는

이고, 여기서

이다. 즉, 이동량 △x는 프레임간의 차분을 엣지의 양으로 나눈 것으로 표시할 수 있다.

그러나 제2도에 도시된 바와 같이 종래 구성을 이용하여 이동영역을 검출하는 방법은 다음과 같은 문제점을 갖는다. 즉,

① 화이트피이크에 가까운 화상의 절대레벨이 높은 영역에 엣지가 있으면 나누어지는 엣지의 양이 화이트피이크에서의 엣지의 근방에서 충분히 크게 되지 않게 된다. 따라서 엣지양에 의한 프레임간의 차의 제산이 상대적으로 큰 이동값을 출력하게 되어, 이동영역으로 잘못판단하게 된다.

② 서브샘플링한 화상신호는 수평방향 및 수직방향으로 에이리어즈 성분을 가지고 있으며, 단지 프레임간의 차분을 들어낸 것만으로는 실제로는 정지하고 있는 영역에서도 이 에이리어즈 성분이 프레임간의 차로서 출력되므로 이동영역이라고 잘못판단하게 된다.

상기 1항은 화이트피이크에 가까운 큰 엣지가 이동하면 큰 프레임간 차분이 나오나, 이것에 대하여 엣지양으로서의 다이나믹렌지는 프레임간차분만큼 충분히 크게 취할 수 없다. 특히 검은 배경에 화이트피이크가 있는 화상에서는 충분히 큰 엣지량을 검출할 수 없다. 그러므로 예를들어 정지화상의 화이트피이크이 엣지에서는 프레임간의 차분을 엣지로 나타낸 값의 양으로 제산한 양이 충분히 작은 값으로 되지 않아 정지화상임에도 불구하고 이동화상신호라고 오판하게 되는 결점이 있었다.

본 발명의 목적은 프레임간의 차분치를 엣지검출치와 그 엣지화상 자체의 레벨치를 혼합한 것으로 제산함으로써, 항상 이동화상신호를 실수없이 생성하여 추출할 수 있는 이동 검출회로를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 이동 검출회로는 서브샘플링된 화상신호의 프레임간의 차분신호를 생성하는 수단과, 생성수단으로부터의 출력에서 수평 및 수직방향의 저역성분을 추출하는 필터수단과, 화상신호의 엣지를 검출하는 엣지검출수단과, 화상신호 레벨의 절대치와 검출수단으로부터의 출력의 절대치를 혼합하는 혼합수단과, 필터수단으로부터의 출력의 절대치를 혼합수단으로부터의 출력으로 제산하여 이동검출출력을 추출하는 제산수단을 구비한다.

본 발명에 따라 프레임간의 차분신호는 화상의 엣지에서 발생된 신호로 제산되어 화상의 레벨치와 상응한다.

또, 프레임간의 차분신호에 대해서는 서브샘플링에 의한 수직방향의 에이리어즈된 성분을 제거할 수 있으며, 이로 인해 이동검출의 잘못을 없앨 수 있다.

이로써 예를들어 빌딩의 창 프레임과 같이 비교적 화이트피이크에 가까운 세로 엣지가 있는 화상의 경우에 수직방향의 에이리어즈된 성분을 제거하여 이동검출을 실수하는 일없이 양호한 화상을 재생할 수가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 제1도는 본 발명의 특징을 가장 잘 나타낸 일실시예의 구성을 나타낸 블럭도이다. 제1도에 있어서, 1은 화상신호가 입력되는 프레임메모리, 2는 감산기이고, 감산기(2)는 프레임간의 차분신호를 출력한다. 101은 에이리어즈 성분 제거부이고, 서브샘플링된 화상신호의 수평방향 및 수직방향의 에이리어즈된 성분을 각각 제거한다. 4는 절대치회로이고, 여기서 에이리어즈 성분 제거부(101)의 출력신호의 절대치(전파 정류치)를 추출한다. 5는 엣지검출회로이고, 6은 절대치회로이며, 엣지검출회로(5)는 화상의 엣지부의 신호를 검출(미분)하고, 절대치회로(6)는 그 절대치를 추출한다. 7은 제산회로로서, 2개의 입력신호(α 및 β)의 제산을 행하고, 이동신호 α/β를 출력한다. 100은 혼합부이고, 화상의 엣지를 검출한 신호치와 그때의 화상의 레벨치를 적정한 비율로 혼합한다. 8은 절대치회로로서, 화상레벨의 절대치를 형성한다. 9은 혼합회로로서, 엣지검출회로(5) 및 절대치회로(6)에 의하여 얻어진 엣지신호(X)와 절대치회로(8)가 출력한 화상레벨신호(y)를 혼합한다. 이 절대치회로(8) 및 혼합회로(9)에 의하여 혼합부(100)가 구성된다. 상기 α는 혼합회로(9)의 출력신호이다. 에이리어즈 성분 제거부(101)는 수평방향 LPF(3)와 수직방향 LPF(10)를 종속연결하여 구성한다. 11은 입력단자, 12는 출력단자이다.

다음에 제1도에 의하여 각부의 동작을 상세하게 설명한다. 서브샘플링된 화상신호는 이동 검출회로의 입력단자(11)에서 3개의 루트로 분할된다.

[1] 프레임차의 검출

[2] 엣지검출

[3] 레벨검출

루트[1]는 서브루트(a) 및 (a′)로 되고, 서브루트(a)는 프레임 메모리(1)를 통하여 감산기(2)로, 그리고 다른쪽 서브루트(a′)는 직접 감산기(2)로 인도된다. 이 감산기(2)의 출력은 LPF프레임간의 차분신호이다. 이 신호에 수평방향 LPF(3) 및 수직방향 LPF(10)의 처리를 행한다. 수평방향 LPF(3)는 그 탭수가 원신호의 스펙트럼 특성에 따라 다르나, 예를들어 MUSE방식의 디코더에서는 3 내지 7탭 정도의 것을 3 내지 4개의 수평방향 LPF(3)를 종속연결하여 사용하고 있다. 수직방향 LPF(10)는 지연량이 크기 때문에 하드웨어의 규모가 커지기 쉽다. 수직방향 LPF(10)의 탭수는 클수록 좋으나 예를들면 후기하는 제3도 및 제4도에 나타낸 정도의 간단한 LPF에서도 큰 효과가 얻어진다.

상기의 엣지검출[2] 및 레벨 검출루트[3]는 각각 제1도에 나타낸 루트(b) 및 (c)이고 루트(b)에서 엣지검출회로(5) 및 절대치회로(6)에 의하여 형성되는 엣지를 나타낸 값의 양 X와 루트(c)에서 절대치회로(8)에 의하여 형성되는 화상레벨의 양 y을 각각 만들어내고, 혼합회로(9)에 의하여 적절한 혼합(Ax+By)을 행한다. 여기서 A, B는 각각 임의로 정해진 x, y의 계수이다. 제1도에 나타낸 실시예에서는 혼합회로(9)는 선형혼합을 행하고 있으나, 이것은 반드시 선형혼합으로 할 필요는 없으며 비선형인 혼합도 생각할 수 있다. 비선형인 혼합으로서 2차함수를 이용한

Ax²+By²+Cxy+dx+ey+f

등을 생각할 수 있다. 또, 혼합회로(9)로의 입력은 엣지신호에 대해서는 6비트 정도이며, 영상레벨에 대해서도 영상신호의 상위 6비트 정도로 충분하다.

또한, 상기의 이동 검출회로는 엔코더측 및 디코더측의 양자에 대하여 실시하도록 하면 한층 양호한 효과가 얻어진다.

제3도는 제1도에 나타낸 수직방향 LPF(10)의 일예를 나타낸 블럭도이다. 제3도에 있어서, 31은 1H(1수평라인) 지연회로, 32는 가산기, 33은 1/2승산기, 34는 입력단자, 35는 출력단자이다.

제3도에 나타낸 구성은 잘 알려진 디지탈 필터이고, 수직방향 LPF의 역할을 행할 수가 있다. 다음에 그 구성의 동작을 설명한다. 입력단자(34)에 상기한 제1도의 감산기(2)의 출력인 프레임간의 차분신호가 수평방향 LPF(3)를 경유하여 가해진다. 이 입력되는 프레임간의 차분신호는 1H지연회로(31)에 가해짐과 동시에 가산기(32)의 한쪽 단자에 가해진다. 또, 1H지연회로(31)의 출력이 가산기(32)의 다른쪽의 단자에 가해진다. 가산기(32)에서 가산된 출력은 1/2승산기(33)에서 1/2승산되어 출력단자로부터 수직방향의 변환성분이 제거된 프레임간의 차분신호로 추출된다.

제4도는 제3도와 같이 제1도에 나타낸 수직방향 LPF(10)의 다른예를 나타낸 블럭도이다. 제4도에 있어서, 41 및 42는 1H지연회로, 43 및 45는 1/4승산기, 44는 1/2승산기, 46은 합산회로, 47은 입력단자, 48은 출력단자이다.

본 예에 의한 구성에 관해서는 마찬가지로 잘 알려진 수직방향 LPF동작하는 디지탈 필터이다. 다음에 제4도에 나타낸 회로구성의 각부동작을 설명한다. 입력단자(47)에 프레임간의 차분신호가 가해진다. 이 입력신호는 1H지연회로(41)에 공급됨과 동시에 1/4승산기(43)에 공급된다. 1H지연회로(41)로부터의 출력은 1H지연회로(42)에 공급됨과 동시에 1/2승산기(44)에 공급된다. 1H지연회로(42)의 출력은 1/4승산기(45)에 공급된다. 1/2승산기(44), 1/4승산기(43), (45)의 출력은 각각 합산회로(46)에 공급된다. 합산회로(46)에서는 1/2승산기(44), 1/4승산기(43), (45)로부터의 출력의 종합을 산출하여 그 결과를 출력하고, 출력단자(48)로부터 수직방향의 에이리어즈 성분으로부터 필터되어 제거된 프레임간의 차분신호가 추출된다.

Claims

서브샘플링된 화상신호의 프레임간의 차분신호를 생성하는 수단(1, 2)과; 상기 생성수단으로부터 출력된 프레임간의 차분신호로부터 에이리어즈된 부분을 제거하는 필터수단(101)과; 화상신호의 엣지를 검출하는 엣지검출수단(5, 6)과; 상기 화상신호레벨의 절대치와 상기 검출수단에서 출력되는 신호의 절대치를 혼합하는 혼합수단(100)과; 상기 혼합수단에서 출력되는 신호로 상기 필터수단에서 출력되는 신호의 절대치를 제산하여 이동신호를 추출하는 제산신호(4, 7)으로 이루어진 이동 검출회로.
제1항에 있어서, 상기 필터수단(101)이 수평방향의 프레임간 차분신호의 에이리어즈 성분을 제거하는 필터수단(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 검출회로.
제1항에 있어서, 상기 필터수단(101)이 수평방향의 프레임간 차분신호의 에이리어즈 성분을 제거하는 필터수단(3)과, 수직방향의 프레임간 차분신호의 에이리어즈 성분을 제거하는 필터수단(10)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 검출회로.
제1항에 있어서, 상기 혼합수단(100)이 화상신호 레벨의 절대치와 검출수단(5, 6)에서 출력되는 신호의 절대치를 선형 혼합하는 것을 특징으로 하는 이동 검출회로.
제4항에 있어서, 화상신호레벨의 절대치와 검출수단(5, 6)에서 출력되는 신호의 절대치 각각에 임의의 무게계수가 제공되는 것을 특징으로 하는 이동 검출회로.
제1항에 있어서, 상기 혼합수단(100)이 화상신호레벨의 절대치와 검출수단(5, 6)에서 출력되는 신호의 절대치를 비선형 혼합하는 것을 특징으로 하는 이동 검출회로.
제1항에 있어서, 프레임간의 차분신호를 생성하는 수단이 프레임 메모리수단(1)과 감산기(2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동 검출회로.