KR100416557B1 - Method for reproducing partial interlaced image and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
인터레이스 방식으로 방송되거나 다른 장치로부터 출력되는 짝수 이미지와 홀수 이미지를 부분적으로 합성해서 향상된 이미지를 재생하는 부분 인터레이스 동 영상 재생 방법 및 그 장치가 개시되어 있다. 본 발명은 홀수번째 이미지와 짝수번째 이미지를 비교해서 움직임 오브젝트를 검출하는 과정, 움직임 오브젝트를 검출하면 상기 움직임 오브젝트를 제외한 영역에 대해 상기 홀수 및 짝수 라인의 데이터를 합성하여 프로그레시브 이미지 영역으로 생성하고, 상기 움직임 오브젝트 영역에 대해 홀수 또는 짝수 이미지 영역을 별도로 생성하여 상기 프로그래시브 이미지 영역과 합성하는 과정을 포함한다.A partial interlaced video reproduction method and apparatus for partially synthesizing an even image and an odd image broadcast in an interlaced manner or output from another device to reproduce an enhanced image are disclosed. The present invention compares the odd-numbered image with the even-numbered image to detect a motion object, and when the motion object is detected, synthesizes data of the odd and even lines with respect to the area excluding the motion object to generate a progressive image area. And separately generating an odd or even image region with respect to the motion object region and compositing with the progressive image region.
Description
본 발명은 텔레비전과 같은 이미지 출력 장치에 관한 것이며, 특히 인터레이스 방식으로 방송되거나 다른 장치(예를 들어 DVDP 나 비디오 재생기)로부터 출력되는 짝수 이미지(even image)와 홀수 이미지(odd image)를 부분적으로 합성해서 향상된 이미지를 재생하는 부분 인터레이스 동영상 재생 방법 및 그 장치에 관한것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image output device such as a television, and in particular, to partially synthesize an even image and an odd image, which are broadcast in an interlaced manner or output from another device (for example, a DVDP or a video player). The present invention relates to a method for playing a partial interlaced video and a device for playing an improved image.
통상적으로 텔레비전 방송은 인터레이스 이미지를 송출한다. 텔레비전은 이러한 인터레이스 이미지를 인터레이스 방식으로 디스플레이한다. 인터레이스 방식은 수평 주사선을 홀수와 짝수로 나누어서 시간축을 기준으로 번갈아 화면에 스캔하는 방식이다. 즉, 인터레이스 방식은 수평 주사선을 홀수번째의 수평 주사선으로 이루어진 이미지(이하 아드 필드라 칭함)와 짝수번째의 수평 주사선으로 이루어진 이미지(이하 이븐 필드라 칭함)를 하나씩 번갈아 가면서 표시한다. 이때 하나의 아드 필드와 그 다음번의 하나의 이븐 필드를 합쳐서 하나의 프레임이라 한다.Typically, television broadcasts transmit interlaced images. Televisions display such interlaced images in an interlaced manner. The interlacing method scans the screen alternately based on the time axis by dividing the horizontal scanning line into odd and even numbers. In other words, the interlace method alternately displays horizontal scanning lines alternately with an image consisting of odd horizontal scanning lines (hereinafter referred to as 'ad field') and an image consisting of even horizontal scanning lines (hereinafter referred to as 'even field'). At this time, one ad field and the next one even field are called one frame.
도 1은 종래의 텔레비전에서 이미지 개선 방법을 보이는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a method for improving an image in a conventional television.
우선, 아드 필드 이미지(110)와 이븐 필드 이미지(120)가 존재한다. 여기서 아드 필드 이미지(110)와 이븐 필드 이미지(120)를 비교하면 각 필드에는 움직임 보상이 필요한 오브젝트들(112, 122)이 존재하기 마련이다. 이때 이미지의 품질을 향상 시키기 위해 아드 필드 이미지(110)와 이븐 필드 이미지(120)를 합쳐 움직임 보상(필드 보간)된 프레임 이미지(130)를 형성한다. 결과적으로 이 프레임 이미지(130)에는 양 필드간의 오브젝트들(112, 122)을 이용하여 움직임 보상이 이루어진 오브젝트(132)가 존재한다.First, the ad field image 110 and the even field image 120 exist. Here, when the ad field image 110 and the even field image 120 are compared, there are objects 112 and 122 that require motion compensation in each field. In this case, in order to improve the quality of the image, the ad field image 110 and the even field image 120 are combined to form a motion compensated (field interpolated) frame image 130. As a result, there is an object 132 in which the motion compensation is performed using the objects 112 and 122 between the two fields in the frame image 130.
그러나 이러한 움직임 보상 알고리듬은 많은 계산량을 필요하게 되며, 또한 움직임 보상이 제대로 이루어지지 않으면 오히려 이미지 품질이 저하된다. 따라서 종래와 같은 이미지 개선 방법은 움직임 보상의 성능을 높이기 위해 고속의 프로세서를 필요로 함으로서 제품의 코스트가 상승하고 회로가 복잡해지는 문제점이 있다.However, this motion compensation algorithm requires a large amount of computation, and image quality is deteriorated if motion compensation is not properly performed. Therefore, the conventional image enhancement method requires a high-speed processor to increase the performance of motion compensation, thereby increasing the cost of the product and increasing the complexity of the circuit.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 인터레이스 방식으로 방송되거나 다른 장치로부터 출력되는 짝수 이미지(even image)와 홀수 이미지(odd image)를 부분적으로 합성함으로써 개선된 이미지를 재생하는 부분 인터레이스 동영상 재생 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a partial interlaced video reproduction method for reproducing an improved image by partially composing an even image and an odd image, which are broadcast in an interlaced manner or output from another device. There is.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 부분 인터레이스 동영상 재생 방법을 적용하는 동영상 재생 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a video reproducing apparatus applying the partial interlaced video reproducing method.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 동 영상 재생 방법은,In order to solve the above technical problem, the video playback method of the present invention,
홀수번째 이미지와 짝수번째 이미지를 비교해서 움직임 오브젝트를 검출하는 과정;Comparing the odd and even images to detect a moving object;
상기 과정에서 움직임 오브젝트를 검출하면 상기 움직임 오브젝트를 제외한 영역에 대해 상기 홀수 및 짝수 라인의 데이터를 합성하여 프로그레시브 이미지 영역으로 생성하고, 상기 움직임 오브젝트 영역에 대해 홀수 또는 짝수 이미지 영역을 별도로 생성하여 상기 프로그래시브 이미지 영역과 합성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로한다.When the motion object is detected in the process, data of the odd and even lines are synthesized with respect to an area except the motion object to generate a progressive image area, and an odd or even image area is separately generated for the motion object area. And a process of compositing with the progressive image area.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 동 영상 재생 장치는,In order to solve the above other technical problem, the video playback apparatus of the present invention,
인터레이스로 입력되는 홀수 필드 이미지 및 짝수 필드 이미지를 저장하는 제1저장수단;First storage means for storing an odd field image and an even field image input in an interlace;
움직임 오브젝트 영역에 대한 부분적인 홀수 또는 짝수 이미지 데이터를 저장하는 제2저장수단;Second storage means for storing partial odd or even image data for the motion object region;
상기 제1저장수단에 저장된 홀수 필드 이미지와 짝수 필드 이미지를 비교하여 움직임 오브젝트를 검출하고, 상기 움직임 오브젝트을 제외한 이미지 영역에 대해 홀수 및 짝수 필드 이미지를 합성하면서 상기 움직임 오브젝트 영역에 대해 홀수 또는 짝수 이미지를 별도로 생성하여 상기 제2저장 수단에 저장하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.A motion object is detected by comparing the odd field image and the even field image stored in the first storage means, and the odd or even image is obtained for the motion object region while compositing odd and even field images for the image region excluding the motion object. And control means for generating separately and storing in the second storage means.
도 1은 종래의 텔레비전에서 이미지 개선 방법을 보이는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a method for improving an image in a conventional television.
도 2는 본 발명에 따른 부분 인터레이스 이미지 생성 방법을 보이는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a method for generating a partial interlaced image according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 동영상 재생 장치를 보이는 블록도이다.3 is a block diagram showing a video reproducing apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 부분 인터레이스 동영상 재생 방법을 보이는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of playing a partial interlaced video according to the present invention.
도 5는 도 4에서 부분 인터레이스 아드 또는 이븐 필드 이미지 생성 방법을 보이는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of generating a partial interlace ad or even field image in FIG. 4.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 부분 인터레이스 이미지 생성 방법을 보이는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a method for generating a partial interlaced image according to the present invention.
우선, 아드 필드 이미지(210)와 이븐 필드 이미지(220)가 존재한다. 여기서 아드 필드 이미지(210)와 이븐 필드 이미지(220)를 비교하면 각 필드에는 움직임 이 발생한 오브젝트들(212, 224)이 존재한다.First, the ad field image 210 and the even field image 220 exist. Here, when the ad field image 210 and the even field image 220 are compared, the objects 212 and 224 having movements are present in each field.
이어서, 아드 필드와 이븐 필드는 움직임이 발생한 오브젝트(212, 224)를 제외한 부분을 아드 필드 이미지(210)의 홀수 주사선과 이븐 필드 이미지(220)의 짝수 주사선을 합쳐 제1 및 제2프로그레시브 이미지(230, 240)로 생성된다. 또한 움직임이 발생한 오브젝트(212, 224)들은 제1 및 제2프로그레시브 이미지(230, 240)에서 홀수 주사선 또는 수직 보간된 홀수 주사선 이미지로 생성되거나 짝수 주사선또는 수직 보간된 짝수 주사선 이미지로 생성된다.Subsequently, the ad field and the even field combine the odd scan lines of the ad field image 210 and the even scan lines of the even field image 220 by excluding portions except the objects 212 and 224 where the movement occurs. 230, 240). In addition, the motion-producing objects 212 and 224 may be generated as odd scan lines or vertical interpolated odd scan lines in the first and second progressive images 230 and 240, or as even scan lines or vertical interpolated even scan lines.
도 3은 본 발명에 따른 동영상 재생 장치를 보이는 블록도이다.3 is a block diagram showing a video reproducing apparatus according to the present invention.
도 3을 참조하면, 이미지 입력부(320)는 튜너(330)에서 인터레이스 방식으로 방송되는 영상 신호나 다른 장치(예를 들면 DVD, VCR등)(도시안됨)로부터 발생되는 인터레이스 방식의 영상 신호를 입력하여 디지털 영상 신호로 변환한다. 제1메모리(340)는 일 실시예로 RAM(random access memory)를 적용하며, 이미지 입력부(320)로부터 입력된 아드 필드(342), 이븐 필드(344), 움직임 보상이 필요한 오브젝트(346)를 저장한다. 제2메모리(360)는 일실시예로 프레임 메모리(frame memory: video memory 라고도 칭함)를 적용하며, 부분 인터레이스 아드 또는 이븐 이미지 데이터를 저장한다.Referring to FIG. 3, the image input unit 320 inputs an interlaced video signal generated by an interlaced video signal from a tuner 330 or from another device (for example, a DVD or a VCR) (not shown). To convert the digital video signal. In an embodiment, the first memory 340 applies random access memory (RAM), and selects the ad field 342, the even field 344, and the object 346 requiring motion compensation from the image input unit 320. Save it. In an embodiment, the second memory 360 applies a frame memory (also referred to as a video memory) and stores partial interlace ad or even image data.
CPU(Central Processor Unit)(310)는 이미지 입력부(320)를 제어하여 영상 데이터를 아드 필드와 이븐 필드 단위로 제1메모리(340)에 저장시키고, 그 저장된 아드 필드 이미지와 이븐 필드 이미지를 비교하여 움직임 보상이 필요한 오브젝트를 검출한 후 제1메모리(340)에 저장시키고, 움직임 보상이 필요한 오브젝트를 제외한 이미지 영역에 대해 아드 및 이븐 필드 이미지를 합성하면서 움직임 보상이 필요한 오브젝트 영역에 대해 부분 인터레이스 아드 필드 이미지 또는 부분 인터레이스 이븐 이미지 데이터로 생성한 후 이미지출력제어부(350)를 통해 제2메모리(360)에 저장시킨다.The central processor unit (CPU) 310 controls the image input unit 320 to store image data in the first memory 340 in units of an ad field and an even field, and compares the stored ad field image and the even field image. After detecting an object requiring motion compensation, the object is stored in the first memory 340 and a partial interlace ad field is generated for the object area requiring motion compensation while composing the ad and even field images for the image area except for the object requiring motion compensation. The image or partial interlace even image data is generated and stored in the second memory 360 through the image output controller 350.
이미지출력제어부(350)는 제2메모리(360)에 저장된 부분 인터레이스 아드 필드 이미지 또는 부분 인터레이스 이븐 이미지 데이터를 아날로그 이미지 신호로 변환하여 CPU(310)의 제어에 의해 일정 단위의 시간에 맞춰 디스플레이부(370)로 출력시킨다.The image output controller 350 converts the partial interlace ad field image or the partial interlace even image data stored in the second memory 360 into an analog image signal and controls the display unit according to a predetermined unit of time under the control of the CPU 310. 370).
도 4는 본 발명에 따른 동영상 재생 방법을 보이는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a video reproducing method according to the present invention.
먼저, 인터레이스 방식으로 방송되거나 다른 장치로부터 생성된 영상 신호를 아드 필드 및 이븐 필드 이미지 데이터로 저장한다(410과정).First, an image signal broadcast in an interlaced manner or generated from another device is stored as ad field and even field image data (step 410).
이어서, 아드 필드 이미지와 이븐 필드 이미지를 비교해서 움직임이 있는 오브젝트, 즉, 움직임 보상이 필요한 오브젝트를 검출한다(420과정). 여기서 움직임 보상이 필요한 오브젝트를 검출하는 방법은 문헌「윤곽선 재조정을 통한 의미 있는 객체 추적 알고리듬」(전자 공학회 논문지S, 37권, 6호, pp. 1-8, 2000.11), 「개체 기반 스테레오 동영상 부호화 Object-based Stereo Sequence Coding 」(전자 공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집 1998, 06 V.21, n.1, pp.681-684), 「객체지향 부호화와 움직임 보상 보간법을 이용한 초저속 동영상 전송 」( 대한 전자 공학회 1994년도 추계종합학술대회논문집(2) 1994, 11 V.17, n.2, pt. 2, pp.1227-1230)등에 상세히 기재되어 있다.Subsequently, the ad field image and the even field image are compared to detect an object having motion, that is, an object requiring motion compensation (step 420). Here, a method for detecting an object requiring motion compensation is described in the document `` A Meaning of Object Tracking Algorithm through Rebalancing '' (Journal S, 37, 6, pp. 1-8, 2000.11), `` Object-based Stereo Video Coding ''. Object-based Stereo Sequence Coding ”(1998-06 V.21, n.1, pp. 681-684),「 Ultra-Low Rate Video Transmission Using Object-Oriented Coding and Motion Compensation Interpolation 」 The Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea 1994 Autumn Conference (2) 1994, 11 V.17, n.2, pt. 2, pp.1227-1230).
이어서, 움직임 보상이 필요한 오브젝트가 있는 필드에서 그 오브젝트를 제외한 모든 부분은 아드 이미지와 이븐 필드 이미지로 합성하고, 움직임 보상이 필요한 오브젝트는 다음과 같이 2가지 실시예에 따라 부분 인터레이스 아드 필드 이미지 또는 부분 인터레이스 이븐 필드 이미지로 생성된다(440과정). 먼저, 제1실시예로, 홀수나 짝수 라인 데이터만 남기고 나머지는 블랭크로 둔다. 물론, 홀수번째 이미지에서는 홀수 라인의 데이터를 남기고, 짝수번째 이미지에서는 짝수 라인의데이터를 남겨야한다. 또한 제2실시예로, 홀수 라인의 데이터인 경우 다음 홀수 라인 데이터와 수직으로 보간(두 데이터의 평균값을 취함)하고, 짝수 라인의 데이터인 경우 다음 짝수 라인의 데이터와 수직으로 보간한다. 그렇지 않고 움직임 보상이 필요한 오브젝트가 없는 필드에서는 홀수와 짝수 필드 이미지를 합성하여 프로그레시브 이미지를 형성한다(430과정).Subsequently, in the field with the object requiring motion compensation, all parts except the object are synthesized into the ad image and the even field image, and the object requiring the motion compensation is a partial interlaced ad field image or part according to two embodiments as follows. An interlaced even field image is generated (step 440). First, in the first embodiment, only odd or even line data is left and the rest is left blank. Of course, odd-numbered images should leave odd lines of data, and even-numbered images should leave even-numbered data. Also, in the second embodiment, the data of the odd lines is interpolated vertically (takes an average value of two data) with the next odd line data, and the data of the even lines is interpolated vertically with the data of the next even line. Otherwise, in the field without an object requiring motion compensation, an odd and even field image is synthesized to form a progressive image (step 430).
이어서, 부분 인터레이스 아드 필드 이미지 또는 부분 인터레이스 이븐 이미지 데이터가 포함된 프로그레시브 이미지를 시간에 맞춰 화면에 디스플레이한다.(450과정)Subsequently, the progressive image including the partial interlace ad field image or the partial interlace even image data is displayed on the screen in time (step 450).
도 5는 도 4에서 부분 인터레이스 아드 또는 이븐 필드 이미지 생성 방법을 보이는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of generating a partial interlace ad or even field image in FIG. 4.
먼저, 저장된 아드 또는 이븐 필드 이미지 데이터를 한 픽셀씩 읽는다(510과정).First, the stored ad or even field image data is read one pixel at a time (step 510).
이어서, 읽은 픽셀 데이터가 움직임 보상 영역의 데이터인가를 판단한다(520과정).Next, it is determined whether the read pixel data is data of the motion compensation region (step 520).
이어서, 픽셀 데이터가 움직임 보상 영역의 데이터이면, 읽은 픽셀 데이터에 대응하는 짝수 또는 홀수 라인의 픽셀 데이터를 결정한다(530과정). 이때 짝수 또는 홀수 라인의 픽셀 데이터는 블랭크로 처리하거나 다음 홀수 또는 짝수 라인의 픽셀 데이터와 선형 보간한 데이터로 결정한다. 또한 픽셀 데이터가 움직임 보상 영역에 포함되지 않으면 읽은 픽셀 데이터에 대응하는 이븐 또는 아드 라인의 픽셀 데이터를 읽는다(540과정).Subsequently, if the pixel data is data of the motion compensation region, pixel data of even or odd lines corresponding to the read pixel data is determined (step 530). In this case, the pixel data of the even or odd lines is determined as blank or linearly interpolated with the pixel data of the next odd or even line. If the pixel data is not included in the motion compensation region, the pixel data of the even or the ad line corresponding to the read pixel data is read (step 540).
이어서, 대응되는 짝수 또는 홀수 라인 데이터를 저장한다(550과정).Subsequently, corresponding even or odd line data is stored (step 550).
이어서, 홀수 또는 짝수 필드 이미지의 픽셀이 마지막으로 판별될 때 까지 상기 과정을 반복한다(560과정).Subsequently, the process is repeated until the pixels of the odd or even field image are finally determined (step 560).
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and of course, modifications may be made by those skilled in the art within the spirit of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인터레이스 방식으로 출력되는 짝수 이미지와 홀수 이미지를 부분적으로 합성함으로써 종래에 비해 움직임 보상 계산량을 절감할 수 있으며, 이로 인해 저속도의 프로세서를 사용해도 이미지를 개선할 수 있다. 또한 본 발명은 이미지 보상을 원칙적으로 수행하지 않아 왜곡 현상이 발생하지 않으면서도 선명한 화면을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the partial compensation of the even and odd images output by the interlaced method can reduce the amount of motion compensation calculations compared with the conventional art, and thus can improve the image even when using a low speed processor. . In addition, the present invention does not perform image compensation in principle, thereby providing a clear screen without distortion.
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