KR950006774B1 - 움직임보상예측방법 - Google Patents

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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

움직임보상예측방법
제1도는 본 발명의 제1실시예의 설명도.
제2도는 본 발명의 제2실시예의 설명도.
제3도는 프레임을 베이스로하는 움직임보상예측에 있어서의 블록의 설명도.
제4도는 본 발명의 제3실시예의 설명도.
제5도는 본 발명의 제4실시예의 설명도.
제6도는 종래의 움직임보상예측방법의 개념도.
제7도는 종래의 프레임간 움직임보상예측방법의 문제점의 설명도.
제8도는 종래 필드간 움직임 보상예측방법의 설명도.
본 발명은, 화성전송이나 화상압축등 움직임화상(動畵傷)의 예측을 필요로하는 장치에 이용되는 움직임화상의 움직임화상의 움직임보상예측방법에 관한 것이다.
최근, 반도체기술의 진보에 따라, 화상전송이나 화상의 압축에 이용되는 움직임보상예측방법은 많은 분야에서 이용되고 있다. 종래의 움직임보상예측방법으로서, 어떤 1매의 참조화상으로부터 움직임보상을 행하는 방법이 있다.
제6도는, 종래의 화상의 움직임보상예측방법의 개념을 표시한 도면이다.
제6도에 있어서, 움직임화상신호는 시간축상, 등간격 to으로 샘플링된 화상의 집합이다. 예를 들면 NTSC신호로는 각 필드는 1/60초마다 샘플링되고, PAL신호로는 각필드는 1/50초마다 샘플링되고 있다. 여기서, 예를 들면 어떤 피사체가 움직이고 있을 경우, 제(M-1)번째의 화상에서의 피사체 A'의 공간적위치와, 제M번째의 화상에서의 피사체 A의 공간적위치는 to의 사이에서 움직인 분량만큼 어긋나게 된다. 여기서, 제M번째의 화상을 제(M-1)번째의 화상으로부터 예측하는 경우를 생각한다. 이 경우 입력화상의 참조화상의 시간차 to의 사이의 움직임을 보상하여 정밀도가 좋은 예측을 행하기 위하여, 제M번째화상을 1개 이상의 화소를 포함한 블록으로 나누고, 각 블록마다 (M-1)번째의 화상과의 사이에서 움직임을 검출하고, 이 움직임분량만큼 어긋나게한 위치의 화소치를 예측치로 하다. 이것을 제6도를 사용해서 설명하면, 제M번째화상의 화소 X의 예측치로서 제(M-1)번째화상에 있어서의 상기 화소 X와 공간적으로 동일위치의 화소인 X'로부터 블록단위로 검출한 움직임 MV만큼 어긋나게한 화소 X″를 화소 X의 예측치로하고 있다.
단, 제6도에 있어서는 블록의 사이즈를 3×3으로 하고 있다.
또한, 신호가 뜀번지부여(Interlace)신호인 경우는 상기의 화상으로서 프레임으로 하는 경우와, 필드로 하는 경우, 또 참조화상을 프레임으로 하고 입력화상을 필드로하는 경우등 몇개의 경우를 생각할 수 있으나, 기본적인 생각 방식은 제6도에 설명하였는 것이다. 이와 같은 예로서, 국제표준화 위원회인 CMTT(Commission Mixte CCIR/CCITT Pour les Transmissions Televisuelles et Sonores 3)에서 표준화를 행한 Recommendation 723, “Transmission of Component-coded digital televistion signals for contribution-Ouality at the third hierarchical level of CCITT Recommed nation G702”가 있다. 이 권고중에서는 프레임간 움직임보상예측과 필드간 예측을 적응적으로 절환하고 있다. 이와 같이 종래의 움직임 보상예측방법에 있어서도 검출된 움직임에 따라서 이 움직임을 보상해서 예측을 행하기 때문에, 움직임을 포함한 움직임화상이라도 정밀도 좋게 예측을 행할 수 있다.
그러나, 상기 종래의 움직임보상예측방법에서는, 바르게 움직임보상예측을 행할 수 없었거나, 또 바르게 행한 경우라도 참조하는 화상의 화소밀도는 참조화상의 화소밀도가되어, 더욱 정밀도가 좋은 예측을 행할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.
예를 들면 뜀번지부여 신호를 프레임으로서 취급하여 프레임으로부터 블록을 생성하여 움직임보상예측을 행할 경우는, 프레임내의 2개의 필드의 시간적인 샘플링위치의 틀림을 무시해서 프레임을 합성하여 움직임보상을 하고 있다.
이 때문에, 바른 필드의 샘플링위치에서 생각하였을 경우, 제1필드와 제1필드에 의해서 보상하고 있는 움직임이 일치하지 않는 경우가 있다. 이와 같은 예를 제7도에 표시한다. 제7도에 있어서 입력신호는 뜀번지부여 신호이며(제7a도), 이것을 프레임에 합성해서 움직임보상예측을 행한다. 지금 검출한 움직임의 수직성분이 1이였다고하면, 제7b도에 표시한 바와 같이 제M프레임의 제1필드는 제(M-1)프레임의 제2필드로부터 예측되고, 제M프레임의 제2필드는 제(M-1)프레임의 제1필드로부터 예측되는 것으로 된다. 이 동작을 바른 필드위치에서 생각한 것이 제7c도이다. 제7c도에서 명백한 바와 같이 제M프레임의 제1필드와 제2필드에서는 보상하고 있는 움직임이 일치하고 있지 않다. 이와 같이 뜀번지부여화상을 프레이으로서 취급하여 움직임보상을 행하면, 제1필드와 제2필드에서 보상하는 움직임이 달라져 버리는 경우가 있기 때문에, 이와 같은 현상이 발생하는 벡터에서는 예측의 정밀도가 열화한다고 하는 문제가 있다.
다음에, 상기와 같이 어떤 화상간의 샘플링시간차를 무시하지 않고, 바른 위치의 화상으로서 움직임보상예측을 행하는 경우을 생각한다. 이와 같은 예로서는, 뜀번지부에 신호에 대해서 필드로부터 블록을 생성하고, 움직임보상예측을 행하는 경우나, 뜀번지부에 대해서 움직임보상예측을 행하는 경우가 있다. 이 경우는 시간적으로 바른위치의 화상을 사용해서 움직임보상예측을 행하기 때문에, 상기 뜀번지부여 신호의 프레임으로부터 블록을 생성하여 움직임보상예측을 행하는 때와 같은 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 이 경우는 1매의 참조화상으로부터 예측을 행하고 있으며, 이 때문에 참조하는 화상의 화소밀도는 참조화상의 화소밀도가 되고, 보다 정밀도가 좋은 예측을 행할려고 하면 한계가 있다. 제8도에 뜀번지부에 신호의 입력에 대해서 필드로부터 블록을 생성하여 움직임보상을 행하는 경우를 표시하고 있다. 이 경우는 필드화상을 참조화상으로서 예측을 행하고 있기 때문에, 예를 들면 도시하고 있는 바와 같이, 움직임벡터가 0인때는 참조화상의 예측으로 필요한 위치에는 샘플링점이 없고, 필드내 보간(補間)에 의한 화소치 즉 예측치를 산출하지 않으면 않된다. 이것을 프레임내의 화소치로 블록을 생성하여, 움직임보상하는 경우와 비교하면, 필드에서 움직임보상을 행하는 경우는 수직방향의 화소밀도가 프레임으로 행하는 경우의 절반이기 때문에, 정미도가 좋은 움직임보상예측을 행할려고 해도 한계가 있다. 이것은 비뜀번지부여 신호를 입력으로 하는 경우라도 마찬가지이며, 다같의 참조하는 화상의 화소밀도는 참조화상의 화소밀도가 되며, 보다 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할려고하면 한계가 있다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 이와 같은 종래의 문제를 해결하는 것이며, 복수매의 참조화상을 이용하므로서 매우 정밀도가 좋은 예측을 행할 수 있는 뛰어난 움직임보상예측 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 입력화상의 움직임보상을 제1설정시간에 샘플링한 참조화상과, 이 참조화상과의 사이의 움직임벡터로부터 예측하는 방법에 있어서, 상기 입력화상의 일부이며 복수의 화소로 이루어지는 블록단위가 제2설정시간에 이동한 입력화상움직임벡터를 산출하는 수단과, 상기 참조화상의 일부이며 복수화소로 이루어지는 블로간위가 제1설정시간에 이동한 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단으로 이루어지고, 상기 입력화상움직임벡터와 상기 참조화상움직임벡터로부터의 임의의 설정기간의 상기 입력화상의 움직임보상을 산출하는 것이다.
또, 상기 입력화상의 일부이며 복수의 화소로 이루어진 블록단위가 제2설정시간에 이동한 입력화상움직임벡터를 산출하는 수단과, 상기 입력화상움직임벡터를 사용하여 제1설정시간의 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단을 이루어지고, 상기 입력화상움직임벡터와 상기 참조화상움직임벡터로부터 임의의 설정시간의 상기 입력화상의 움직임보상을 산출하는 것이다.
복수매의 입력화상의 움직임보상을 제1설정시간에 샘플링한 참조화상과, 이 참조화상과의 사이의 움직임벡터로부터 예측하는 방법에 있어서, 이들의 입력화상의 일부이며 복수의 화소로 이루어진 블록단위가 제2설정시간에 이동한 입력화상움직임벡터를 각각 산출하는 수단과, 상기 참조화상의 일부이고 복수의 화소로 이루어진 블록단위가 제1설정시간에 이동한 참조화상움직임벡터을 산출하는 수단으로 이루어지고, 이들의 입력화상움직임벡터를 동일한 것으로 하고, 상기 입력화상움직임벡터와 상기 참조화상움직임벡터로부터 임의의 설정시간의 상기 입력화상의 움직임보상을 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서 본 발명에 의하면, 1개이상의 화소를 포함한 블록단위에 어떤 시간간격으로 검출된 움직임에 따라서, 샘플링된 시간이 다른 복수매의 참조화상이 입력화상으로부터 상기 시간간격 만큼 떨어진 시간에서의 화상이 되도록 필요에 따라서 어떤 움직임벡터를 사용해서 참조화상의 시간위치의 보정을 행하기 위해서, 입력화상으로부터 상기 시간간격만큼 떨어진 위치의 복수매의 화상을 얻을 수 있다. 이 복수매의 화상을 맞추므로서 화소밀도가 높은 참조화상을 얻고, 이 화소밀도가 높은 참조화상을 사용해서 상기 검출된 움직임분량만큼 보상한 위치의 화소치를 산출하여 이것을 예측치로 하기 때문에, 매우 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면 상기의 참조화상의 시간위치의 보정을 행하는 벡터를, 어떤 시간간격으로 검출된 움직임으로부터 산출할 수 있고, 상기 시간보정용의 움직임벡터를 재차 검출할 필요가 없고, 또한 정밀도가 좋은 움직임보상을 행할 수 있다.
또, 입력신호로서 뜀번지부여 신호로하고, 참조화상을 어떤 프레임의 2개의 필드로 하므로서, 프레임화상에 대해서 상기 움직임보상예측을 적응시킬 수 있기 때문에, 프레임을 베이스로서 행하는 움직임보상예측에 대해서, 정밀도 좋게 예측을 행할 수 있다.
또, 1개이상의 화소를 포함한 블록단위로 어떤 시간간격으로 검출된 움직임으로서, 복수매의 입력화상의 블록중, 각 블록의 차지하는 공간적위치의 전부 또는 일부가 겹쳐지는 각 입력화상의 블록에 대해서 동일한 값을 사용하기 때문에, 복수의 입력화상의 몇개의 블록에 대해서 움직임검출을 복수의 행할 필요가 없고, 또한 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 제1실시예를 설명하는 도면이다. 제1도는 입력신호를 뜀번지부여 신호로하고, 필드내의 화상으로부터 블록을 생성하고 필드화상을 베이스로하는 움직임보상예측을 전제로하고 있다. 여기서, 입력화상은 제M필드이며, 참조화상은 제(M-1)필드 및 제(M-2)필드이다. 지금, 제1에 있어서, 어떤 블록의 움직임보상예측을 행하기 위한 움직임벡터(MV)는 2필드간격, 즉, 제M필드와 제(M-2)필드와의 사이에서 검출되는 것으로 한다. 설명의 형편상 검출된 움직임중 수직방향의 움직임에 대해서만 생각하기로하고, 또, 화소치를 a(x, y)로 표시하기로 한다. 여기서 x는 필드번호를 표시하고, y는 라인 번호를 표시한다. 라인번호는 아래로부터 프레임의 라인간격으로 1, 2, …와 같이 번호부여되고 있다. 각 화소의 수직방향의 위치는 항상 프레임라인을 단위로해서 표시된다.
지금, a(M, 1)의 예측치를 구하는 일을 생각한다. 검출된 MV의 수직성분을 1로하면 a(M, 1)의 움직보상예측치는 (M-2, 2)의 위치의 화소치가 된다. 다음에 제(M-1)필드는 참조화상의 위치를 제(M-2)필드의 위치이 화상이 되도록 시간위치의 보정을 행한다. 이 시간위치를 보정하는 벡터를 MVadj로 한다. MVadj를 MV로부터 산출할때, 예를 들면 제(M-2)필드와 제M필드사이의 움직임이 일정하다고 가정하면, 이하의 관계가 용이하게 도출된다.
MVadj=-MV/2
따라서 MV의 수직성분이 1이면 MVadj의 수직성분은 -0.5가 된다. 이것을 제1도에 표시한 바와 같이 제(M-1)필드는 제(M-2)필드의 위치에 위치보정을 행하면 a(M-1, 2)는 (M-2, 2.5)의 위치에 보정된다. 이상의 동작후에 a(M, 1)의 움직임보상예측치인 (M-2, 2)의 위치를 제(M-2)필드 및 시간위치 보정된 제(M-1)필드의 화소치로부터 구한다. 이때 필요한 화소치를 예를 들면 근처의 화소치로부터 거리에 반비례한 가중평균으로 구한다면, (M-2, 2)의 위치의 화소치 즉 a(M, 1)의 움직임보상예측치는 이하의 식에 의해 구할 수 있다.
a(M-2, 1)/3+2*a(M-1, 2)/3
이상은 수직성분만을 고려했을때의 설명이나, 수직, 수평의 양성분을 가진 경우도 마찬가지의 동작을 행하는 것으로 한다.
이와 같이, 상기 제1실시예에 의하면, 1개이상의 화소를 포함한 블록단위로 어떤 시간간격으로 검출된 움직임에 따라서, 샘플링된 시간이 다른 복수매의 참조화상이 입력화상으로부터 상기 시간간격만큼 떨어진 시간에서의 화상이 되도록 필요에 따라 어떤 움직임벡터를 사용해서 참조화상의 시간위치를 보정을 행하기 위해서, 입력화상으로부터 상기 시간간격만큼 떨어진 위치의 복수매의 화상을 얻을 수 있다. 이 복수매의 화상을 맞추므로서 화소밀도가 높은 참조화상을 얻고, 이 화소밀도가 높은 참조화상을 사용해서 상기 검출된 움직임분량만큼 보상한 위치의 화소치를 산출하여 이것을 예측치로하기 때문에, 매우 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
상기 제1실시예에서는, 참조화상을 2개화상으로 가정했으나 이 매수는 복수매이면 몇매라도 되고, 복수매의 참조화상의 위치를 앞(前) 화상ㆍ앞의 앞화상이라고 가정했으나 이들의 위치는 임의이며, MV로부터 MVadj를 산출할때에 움직임이 일정하다는 가정을 두고서 산출을 행하였으나, 이 가정은 어떤 법칙에 따르면 어떠한 가정이라도 되고, 필요한 위치의 화소치를 구하는데 근처의 화소치로부터 거리에 반비례한 가중평균으로 구하였으나 이 구하는 방법은 가중평균에 한하지 않고 예를 들면 저역(低域) 통과형 필터의 계수를 사용해서 구해도 되고, 또 필요한 화소치를 내삽(內揷)에 의해 구하도록 하였으나 이 방법은 내삽에 한하지 않고 예를 들면 외삽이라도 된다.
또, 상기 제1실시예에서는, 복수매의 참조화상의 위치를 보정을 행하는 벡터 MVadj로서 블록단위로 검출된 움직임벡터 MV로부터 산출했으나, 이것을 제(M-1)필드와 제(M-2)필드사이에서 MV와는 독립으로 검출할 수도 있다.
이 경우는 독립으로 검출하므로서, 보다 정확한 움직임으로 상기 시간보정을 행할 수 있기 때문에, 더욱 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
또, 상기 제1실시예에서는 입력신호를 뜀번지부여신호로하고 각 화상으로서 필드화상을 가정을 하였으나, 이것을 비뜀번지부여화상으로 하더라도 마찬가지 설명에 의해 정밀도 좋게 예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
제2실시예로서 입력신호를 뜀번지부여신호로하고, 프레임을 단위로해서 움직임보상예측을 행하는 방법을 표시한다. 제2도는 본 발명의 제2실시예를 설명하는 도면이다. 제2도에 있어서는, 참조화상을 앞프레임의 2개의 필드 즉 제(M-1), 제(M-2)필드로하고, 입력화상을 현프레임의 2개이 필드 즉 제M필드, 제(M+1)필드로 한다. 또, 제2도에 있어서 어떤 블록의 움직임보상예측을 행하기 위한 움직임벡터는 현프레임의 2개 필드마다 따로따로 입력화상과 참조프레임내에서 또한 입력화상과 동일 위상의 필드와의 사이에서 구하여지고 있는 것으로 한다. 제M필드의 움직임보상예측을 위한 움직임벡터 MV(M)으로 표시하고, 제(M+1)필드는 위한 움직임벡터를 MV(M+1)로 표시하는 것으로 한다. 또, 각 화소위치의 화소치의 표시방법에 대해서는 상기 제1실시예에 따르는 것으로 한다.
또, 제2도에 있어서는 설명의 형편상 검출된 움직임중 수직방향의 움직임에 대해서만 생각하는 것으로 한다.
제2도에 있어서 제M필드내의 화소의 예측은 제(M-1)필드와 제(M-2)필드의 화상을 사용해서 행해진다. 이때의 동작은 상기 제1실시예와 완전히 동일하다. 따라서 예를 들면 MV(M)의 수직성분이 1.5이라면, 제1실시예와 마찬가지 동작에 의해, a(M, 1)의 예측치는 (M-2, 2.5)의 위치가 화소치가 되고, 이 값은 이하의 식에 의해 구할 수 있다.
a(M-2, 1)/7+6*a(M-1, 2)/7
도, 제(M+1)필드내의 화소의 예측치는 제M필드내의 화소의 예측이 경우와 마찬가지로 참조프레임의 2개의 필드, 제(M-1) 및 (M-2)필드로부터 예측된다. 이때의 생각방식은 상기 제M필드내의 화소의 예측과 마찬가지이나, 이 경우는 제(M-2)필드는 제(M-1)필드의 위치에 보정을 행하지 않으면 않된다. 이시간 위치를 보정하는 벡터를 MVadj(M+1)로 한다. MVadj(M+1)을 MV(M+1)로부터 산출할때, 예를 들면 제(M-2)필드와 제(M+1)필드사이의 움직임이 일정하다고 가정하면, 이하의 관계가 용이하게 도출된다.
MVadj(M+1)=MV(M+1)/2
따라서 MV(M+1)의 수직성분이 1이면 MVadj(M+1)의 수직성분은 0.5가 된다. 제2도에 표시한 바와 같이 제(M-2)필드는 제(M-2)필드위치에 위치보정을 행하면 a(M-2, 3)은 (M-1, 2.5)의 위치에 보정된다. 이상의 동작후에 a(M+1, 2)의 예측치인 (M-1, 3)의 위치를 제(M-1)필드 및 시간위치보정된 제(M-2)필드의 화소치로부터 구한다. 이때 필요한 화소치를 예를 들면 근처의 화소치로부터 거리에 반비례한 가중(weighting) 평균으로 구한다면, (M-1, 3)의 위치의 화소치 결국 a(M+1, 2)의 움직임 보상예측치는 이하의 식에 의해 구할 수 있다.
a(M-1, 4)/3+2*a(M-2, 3)/3
이상은 수직성분만을 고려하였을때의 설명이나, 수직, 수평의 양성분을 가진 경우도 마찬가지의 동작을 행하는 것으로 한다.
이와 같이, 상기 제2실시예에 의하면, 입력신호로서 뜀번지부여신호로 하고, 참조화상을 어떤 프레임의 2개의 필드로하므로서, 프레임화상에 대해서 상기 움직임보상예측을 적용시킬수 있기 때문에, 프레임을 베이스로해서 행하는 움직임보상예측에 대해서, 정밀도 좋게 예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
상기 제2실시예에 있어서도 제1실시예의 경우와 마찬가지로 참조프레임의 매수, 참조프레임의 위치, MV(M) 또는 MV(M+1)로부터 MVadj(M) 또는 MVadj(M+2)을 도출할때의 가정, 필요한 위치의 화소치를 구할때의 계산방법 및 내삽이나 외삽이냐에 관해서는 임의로 선택할 수 있다. 또, 본 실시예에서는 움직임보상예측을 위한 움직임벡터는 입력화상과 참조프레임내에서 또한 입력화상과 동상(同相)의 필드와의 사이에서 구하여지고 있으나, 이것은 역상(逆相)의 필드와의 사이에서 구하여지고 있으나, 익서은 역상(逆相)의 필드와의 사이에서 구하여지고 있어도 마찬가지의 동작으로 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또, 제1실시예의 경우와 마찬가지로 위치보정벡터를 검출움직임벡터와는 독립으로 구하므로서, 더욱 정밀도가 높은 움직임보상에 축을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
제3실시예로서 뜀번지부여의 입력신호에 대해서, 프레임을 단위로 움직임보상을 행하는 다른 방법을 표시한다. 제3, 4도는 본 발명의 제3실시예를 설명하는 도면이다. 제3도에 있어서 참조화상은 제(N-1)프레임즉 제(M-2), 제(M-1)필드이며, 입력화상은 제N프레임 즉 제M, 제(M+1)필드이다.
지금, 움직임보상을 행하는 블록은 프레임으로부터 생성되고 있는 것으로 한다. 결국, 제N프레임의 화소로부터 생성되는 블록단위로 제(N+1)프레임과의 사이에 움직임벡터 MV가 구하여지고 있다고 한다. 이때의 블록의 상태를 제3도에 표시하고 있다. 이것을 필드베이스의 예측방법으로서 다시 생각하면 이하와 같이 생각할 수 있다. 참조화상은 제(N-1)프레임의 2개의 필드이며, 입력화상은 제N프레임의 2개의 필드이다. 또, MV의 검출간격은 2필드간격이다. 단, 상기 블록내에 포함되는 화소에 대해서는, 제M필드의 화소이든 제(M+1)필드의 화소이든 마찬가지의 움직임벡터 MV가 된다.
결국, 이 경우는 제2실시예에 있어서 상기의 프레임으로부터 생성된 블록내의 화소에서 사용하는 움직임벡터는, 그 화소가 제M필드에 속하든지 제(M+1)필드에 속하든지에 상관없이 동일한 값을 취한다. 다른 동작은 제2실시예와 마찬가지가 된다. 제4도에 MV의 수직성분이 1인 경우의 예를 표시하고 있다. 이상은 수직성분만을 고려했을때의 설명이나, 수직, 수평의 양성분을 가진 경우도 마찬가지의 동작을 행하는 것으로 한다.
이와 같이 제3실시예에 의하면 프레임으로부터 생성되는 블록내와 같이, 미리 결정된 공간적 영역내에 위치하는 2개의 입력필드의 화소에 대해서 동일한 움직임벡터를 사용하기 때문에, 각 필드마다 움직임검출을 행할 필요가 없으며, 또한 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행 할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
상기 제3실시예에 있어서도 제2실시예의 경우와 마찬가지로 참조프레임의 매수, 참조프레임의 위치, MV로부터 MVadj를 도출할때의 가정, 필요한 위치의 화소치를 구할때의 계산방법 및 내삽인지 외삽인지에 관해서는 임의로 선택할 수 있다. 본 실시예에 있어서는 프레임을 단위로하는 움직임보상예측을 베이스에 설명을 행했으나, 이것은 제1실시예에서 표시한 바와 같은 필드를 베이스로하든지, 또 비뜀번지부여화상을 베이스로하든지 그 효과는 변하지 않는다. 또, 복수매의 입력화상의 블록중, 움직임벡터로서 동일한 값을 사용하는 블록의 결정방법으로서, 각 블록이 차지하는 공간적위치의 전부 또는 일부가 겹쳐지는 각 입력화상의 블록으로서도 그 효과는 변하지 않는다. 또, 제2실시예의 경우와 마찬가지로 위치정보벡터를 검출움직임벡터와는 독립적으로 구하므로서 더욱 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
제5도는 본 발명의 제4실시예를 설명한 도면이다. 제4실시예는 제1실시예와 전체는 동일하며, 입력신호를 뜀번지부여신호로하고, 입력화상을 제M필드, 참조화상을 제(M-1)필드, 제(M-2)필드로 한다. 지금, 제5도에 있어서, 어떤 블록의 움직임보상예측을 행하기 위한 움직임벡터(MV)는 2필드간격, 결국 제M필드와 제(M-2)필드와의 사이에서 검출되는 것으로 한다. 설명의 형편상 검출된 움직임중 수직방향의 움직임에 대해서만 생각하기로 하고, 각 화소위치의 화소치의 표시방법은 제1도와 마찬가지이다.
지금, a(M, 1)의 예측치를 구하는 일을 생각한다. 검출된 MV의 수직성분을 3으로하면 a(M, 1)의 움직임 보상예측치는 (M-2, 4)의 위치의 화소치가 된다. 먼저, 이 화소치를 제(M-2)필드내의 화소치로부터 구한다. 예를 들면 근처의 화소치로부터 거리에 반비례한 가중평균으로 구한다면, (M-2, 4)의 위치의 화소치는 이하의 식에의해 구할 수 있다.
a(M-2, 3)/2+a(M-2, 5)/2
다음에 상기 MV로부터 입력화상(제M필드)과 제(M-1)필드와의 움직임을 산출한다. 제M필드와 제(M-1)필드사이의 시간차는 제M필드와 제(M-2)필드의 시간차의 1/2이다. 따라서 이 움직임벡터는 MV/2라고 생각할 수 있다. 지금, MV의 수직성분은 3이므로 MV/2의 수직성분은 1.5가 된다. 따라서 제(M-1)필드의 화상으로부터 a(M, 1)의 움직임보상예측치를 구하면(M-1, 2.5)의 위치의 화소치가 된다. 이 화소치를 제(M-1)필드내의 화소치로부터 구한다. 예를 들면 근처의 화소치로부터 거리에 반비례한 가중평균으로 구한다면, (M-1, 2.5)의 위치의 화소치는 이하의 식에의해 구할 수 있다.
3*a(M-1, 2)/4+(a(M-1, 4)/4
이상에서 구한 2개의 예측치로부터 예를 들면 그 평균을 취하여 a(M,1)의 예측치로 한다.
이상은 수직성분만을 고려하였을때의 설명이나, 수직, 수평의 양성분을 가진 경우도 마찬가지의 동작을 행하는 것으로 한다.
이와 같이, 상기 제4실시예에 의하면, 1개이상의 화소를 포함한 블록단위로, 어떤 시간간격으로 검출된 움직임에 따라서, 샘플링된 시간이 다른 복수매의 참조화상과 입력화상과의 사이의 움직임을 상기 검출된 움직임으로부터 산출하고, 각 참조화상으로 상기 산출된 움직임분량 만큼 보상한 위치의 화소치를 산출하기 때문에, 복수매의 참조화상으로부터 복수의 움직임보상예측치를 얻을 수 있다. 이 복수의 예측치로부터 입력화상의 예측치를 산출하기 때문에, 예측치에 노이즈를 포함하는 경우라도 이 노이즈를 제거할 수 있고, 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
상기 제4실시예에 있어서도 제1실시예의 경우와 마찬가지로 참조화상의 매수, 참조화상의 위치, 각 참조화상내에서 필요한 위치의 화소치를 구할때의 계산방법 및 내삽인지 외삽인지에 관해서는 임의로 선택할 수 있다. 각각의 참조화상내에서 구한 복수의 화소치로부터 예측치를 산출하는 방법에 대해서는, 단순평균 이외에도 어떤 가중산출방법이나 저감통과형 필터의 계수를 사용해서 산출하는 방법등을 생각할 수 있다.
본 실시예에 있어서는 뜀번지부여신호의 필드를 단위로하는 움직임보상을 베이스로 설명을 행했으나, 이것은 제2, 제3실시예에서 표시한 바와 같이 프레임을 베이스로하든, 또 비뜀번지부여화상을 베이스로하든 그 효과는 변하지 않는다.
본 발명은, 상기 실시예에서 명백한 바와 같이, 1개 이상의 화소를 포함한 블록단위로 어떤 시간간격으로 검출된 움직임에 따라서, 샘플링된 시간이 다른 복수대의 참조화상이 입력화상으로부터 상기 시간간격 만큼 떨어진 시간에서의 화상이 되도록 필요에 따라 어떤 움직벡터를 사용해서 참조화상의 시간위치의 보정을 행하기 때문에, 입력화상으로부터 상기 시간간격만큼 떨어진 위치의 복수매의 화상을 얻을 수 있다. 이 복수매의 화상을 맞추므로서 화소밀도가 높은 참조화상을 얻고, 이 화소밀도가 높은 참조화상을 사용해서 상기 검출된 움직임분량만큼 보상한 위치의 화소치를 산출하여 이것을 예측치로하기 때문에, 매우 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
또, 본 발명에 의하면 상기의 참조화상의 시간위치의 보정을 행하는 벡터를, 어떤 시간간격으로 검출된 움직임으로부터 산출할 수 있고, 상기 시간보정용의 움직임벡터를 재차 검출할 필요가 없고, 또한 정밀도가 좋은 움직임보상을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다. 또, 입력신호로서 뜀번지부여신호로 하고, 참조화상을 어떤 프레임의 2개의 필드로하므로서, 프레임화상에 대해서 상기 움직임보상예측을 적응시킬 수 있기 때문에, 프레임을 베이스로 해서 행하는 움직임보상예측에 대해서, 정밀도 좋게 예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
또, 1개이상의 화소를 포함한 블록단위로 어떤 시간간격을 검출된 움직임으로서, 복수매의 입력화상의 블록중, 각 블록이 차지하는 공간적위치의 전부 또는 일부가 겹치는 각 입력화상의 블록에 대해서 동일한 값을 사용하기 때문에, 복수의 입력화상의 몇개의 대해서 움직임검출을 복수회 행할 필요가 없고, 또한 정밀도가 좋은 움직임보상예측을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

Claims (8)

  1. 입력화상의 움직보상을 제1설정시간으로 샘플링한 참조화상과, 이 참조화상과의 사이의 움직임벡터로부터 예측하는 방법에 있어서, 상기 입력화상의 일부이며 복수의 화소로 이루어지는 블록단위가 제2설정시간에 이동한 입력화상움직임벡터를 산출하는 수단과, 상기 참조화상의 일부이며 복수화소로 이루어지는 블록단위가 제1설정시간에 이동한 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단으로 이루어지고, 상기 입력화상움직임벡터와 상기 참조화상움직임벡터로부터 임의의 설정시간의 상기 입력화상의 움직임보상을 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단이 참조화상의 샘플링시간을 적어도 2개이상으로 설정하고, 이들 샘플링시간에 의한 블록단위의 참조화상의 이동데이터에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
  3. 입력화상의 움직임보상을 제1설정시간에 샘플링한 참조화상과, 이 참조화상과의 사이의 움직임벡터로부터 예측하는 방법에 있어서, 상기 입력화상의 일부이며 복수의 화소로 이루어지는 블록단위가 제2설정시간에 이동한 입력화상움직임벡터를 산출하는 수단과, 상기 입력화상움직임벡터를 사용하여 제1설정시간의 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단으로 이루어지고, 상기 입력화상움직임벡터와 상기 참조화상움직임벡터로부터 임의의 설정시간의 상기 입력화상의 움직임보상을 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단이 참조화상이 샘플링시간을 적어도 2개이상으로 설정하고, 이들 샘플링시간에 의한 블록단위의 참조화상의 이동데이터에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
  5. 복수매의 입력화상의 움직임보상을 제1설정시간에 샘플링한 참조화상과, 이 참조화상과의 사이의 움직임벡터로부터 예측하는 방법에 있어서, 이들의 입력화상의 일부이며 복수의 화소로 이루어진 블록단위가 제2설정시간에 이동한 입력화상움직임벡터를 각각 산출하는 수단과, 상기 참조화상의 일부이고 복수의 화소로 이루어진 블록단위가 제1설정시간에 이동한 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단으로 이루어지고, 이들의 입력화상움직임벡터를 동일한 것으로 하고, 상기 입력화상움직임벡터와 상기 참조화상움직임벡터로부터 임의의 설정시간의 상기 입력화상의 움직임보상을 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단이 참조화상의 샘플링시간을 적어도 2개이상으로 설정하고, 이들 샘플링시간에 의한 블록단위의 참조화상의 이동데이터에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
  7. 복수매의 입력화상의 움직임보상을 제1설정시간에 샘플링한 참조화상과, 이 참조화상과의 사이의 움직임벡터로부터 예측하는 방법에 있어서, 이들의 입력화상의 일부이며 복수의 화소로 이루어진 블록단위가 제2설정시간에 이동한 입력화상움직임벡터를 산출하는 수단과, 상기 입력화상움직임벡터를 사용하고 제1설정시간의 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단으로 이루어지고, 이들의 입력화상움직임벡터를 동일한 것으로 하고, 상기 입력화상움직임벡터과 상기 참조화상움직임벡터로부터의 임의의 설정시간의 상기 입력화상의 움직임보상을 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 참조화상움직임벡터를 산출하는 수단이 참조화상의 샘플링시간을 적어도 2개이상으로 설정하고, 이들 샘플링시간에 의한 블록단위의 참조화상의 이동데이터에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 움직임보상예측방법.
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