KR0123077B1 - 국부 최소치를 이용한 이동량 측정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명는 국부 최소치를 이용하여 이동량을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 비교하고자 하는 영상 블록의 수평, 수직 방향으로 누적 데이타를 생성하고, 생성한 데이터를 탐색 영역에서 생성된 데이타와 비교하여 차이 값을 계산하고, 그 차이값들 중에서 값이 작은 순서대로 몇 개를 선정하여 그 위치에서 화소 단위로 정밀 탐색을 수행하여 이동량을 측정한다.

Description

국부 최소치를 이용한 이동량 측정 방법 및 장치

제1도는 종래의 3단계 탐색 알고리즘에 의하여 이동량을 측정하는 예를 도시하는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 국부 최소치를 이용한 이동량 측정 장치의 블록도.

제3도는 누적 데이타 생성의 일 예를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 누적 데이터의 차이 계산부 20 : 국부 최소값 선택부

30 : 최종 변위 선택부

본 발명은 디지틀 영상 처리장치에 관한 것으로서 특히, 국부 최소치를 이용하여 이동량을 측정하는 장치에 관한 것이다.

블록을 기본 구성요소로하는 부호화 방법에 있어서, 최적의 이동량을 측정하는 방법은 한정된 움직임 탐색 영역에 대하여 모든 위치에서의 유사성을 조사한 후 가장 유사성이 큰 위치를 찾아내는 것이다.

그러나 이러한 방법은 계산량이 상당히 많기 때문에 3단계 탐색 알고리즘, 직교 탐색 알고리즘 등을 이용하여 이동량를 추정하였다.

하지만 이런 방법은 영상이 복잡하거나 이동량이 클 경우, 계산량에 대한 제한으로 인하여 검출한 추정한 이동량이 부정확할 수가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 계산량을 적게 함과 동시에 기존의 알고리즘이 국부 최소치에 빠지는 비율을 적게 함으로써 디지탈 영상처리장치의 전체적인 성능 향상을 갖도록 하는 이동량 측정 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 국부 최소치를 이용한 이동량 측정장치는 움직임이 있는 영상 신호에서 움직임 정도를 추정하기 위하여, 비교하고자하는 영상 블록의 수평, 수직 방향을 누적 데이타를 생성하고, 생성된 데이타를 탐색 영역에서 생성된 데이타와 비교하여 차이값을 계산하는 제1수단과, 상기 차이값들에서 그 값이 작은 순서대로 소정의 갯수만큼 표본 위치를 선택하는 제2수단과, 상기 제2수단에서 선택된 다수의 표본 위치에서 다시 화소단위로 비교한 후 최대의 유사성을 갖는 위치를 선택하여 최종 이동량을 검출하는 수단을 포함한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 종래의 3단계 탐색 알고리즘에 의하여 이동량을 측정하는 방법을 도시한다.

3단계 탐색은 움직임 추정시 계산량을 줄이기 위하여, 먼저 ±3의 변위를 갖는 9개의 탐색점(X)들 중 가강 큰 상관성을 갖는 탐색점을 구하는 제1단계 탐색과, 제1단계에서 구한 탐색점으로 이동하여 ±2의 변위를 갖는 새로운 8개의 탐색점(□)들 중 가장큰 상관성을 갖는 탐색점을 구하는 제2단계 탐색과, 제2단계에서 구한 탐색점으로 이동하여 ±1의 변위를 갖는 새로운 8개의 탐색점(●)들 중 가장 큰 상관성을 갖는 탐색점을 구하는 3단계로 이루어지는 움지임 추정 방법이다.

하지만 3단계 탐색점은 영상이 복잡하거나 움직임이 클 경우 국부 최소치에 빠짐으로써 부정확한 이동량을 검출 할수도 있다.

제2도는 본 발명에 따른 국부 최소치를 이용한 이동량 측정 장치의 블록도이다. 누적 데이타의 차이 계산부(10)는 비교하고자하는 영상 블록의 수평, 수직 방향으로 누적 데이타를 생성한 후, 생성된 데이타를 탐색하려고 하는 영역에서 생성된 데이타와 비교하여 그 차이 값을 계산한다.

국부 최소값 선택부(20)는 누적 데이타의 차이 계산부(10)로부터 출력되는 차이값 중에서 그 차이가 작은 값을 순서대로 소정의 갯수만큼 선택한다.

최대의 유사성을 갖는 최종변위 선택부(30)는 국부 최소값 선택부(20)에서 선정한 위치에 대하여 호소 단위로 비교를 한 후 최대의 유사성을 갖는 위치를 최종 변위로 선택한다.

제3도는 누적 데이타의 차이 계산에서 누적 데이타 생성의 일예를 도시한다. 제3도에 도시된 바와같이, 비교하고자하는 영상블록 내의 데이타 형태가 모양(A)과 같을 때 수평,수직 방향으로 누적 데이타를 생성하면, 비교하고자 하는 블록의 수평 누적 데이타 S_H(X,Y)(ℓ,t) 및 수직 누적 데이타 S_v(X,Y)(ℓ,t)를 얻을수 있다. 여기에서, t는 현재 프레임을 나타낸다.

이와같이 생성된 데이타 S_H(X,Y)(ℓ,t), S_v(X,Y)(ℓ,t)를 검색 하려고 하는 영역에서 생성된 S_H(Xm,Ym)(ℓ,t-1)과 비교한다. m번째 좌표에서 두 신호의 차이 값 Cn은 다음과 같다.

(여기에서, L_H: 영상 브럭의 수평 길이, Lv : 영상블럭의 수직길이) 이때, S_H(Xm,Ym)(ℓ,t-1)과 S_V(Xm,Ym)(ℓ,t-1)은 단순히 수평 수직선상의 화소 값을 누적시킨 값이므로 쉽게 구할수 있다.

전체 탐색 영역에서 계산된 C_M은 누적된 데이타의 비교값이기 때문에 최소C_M값이 정확히 화소 단위에서 비교한 최소값 이라고 할 수는 없다. 따라서, C_M값들을 작은 순서대로 몇 개만 추출한다.

몇 개의 표본값이 선택되면 선택된 표본위치에서 화소단위로 비교를 한다.

그리고 유사성이 제일 큰 위치값을 최종 이동량으로 선택한다.

블록의 크기가 16×16이고 검색 영역이 13×13일 경우에 기존의 다른 방법과 16개의 표본을 추출할 경우의 본 발명에 따른 가산,감산 및 비교되는 회수를 표1에 나타낸다.

표 1에서와 같이, 본 발명에 따른 움직임 탐색은 기존의 방법에 비해서 계산량이 적으면서 동시에 국부 최소치에 빠지는 비율을 적게 할수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 움직임이 있는 영상 신호에서 움직임 정도를 추정하기 위하여, 비교하고자 하는 영상 블록의 수평,수직 방향으로 누적 데이타를 생성하고, 생성한 데이타를 탐색 영역에서 생성된 데이타와 비교하여 차이값들을 계산하는 제1수단(10)과; 상기 차이값들 중에서 그 값이 작은 순서대로 소정 갯수만큼 선택하는 제2수단(20)과; 상기 제2수단(20)에서 선택된 다수의 위치에서 화소단위로 유사성을 비교한 후, 최대의 유사성을 갖는 위치를 선택하여 이동량을 측정하는 수단(30)을 포함하는 국부 최소치를 이용한 이동량측정 장치.
2. 움직임이 있는 영상 신호에서 움직임 정도를 추정하는 방법에 있어서, 비교하고자하는 영상 블록의 수평,수직 방향으로 누적 데이타를 생성하고, 생성한 데이타를 탐색 영역에서 생성된 데이터와 비교하여 차이값들을 계산하는 제1단계와; 상기 차이값들 중에서 그 값이 작은 순서대로 소정 갯수만큼 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 선택된 다수의 위치에서 화소단위로 유사성을 비교한 후, 최대의 유사성을 갖는 위치를 선택하여 이동량을 측정하는 단계를 포함하는 국부 최소치를 이용한 이동량측정방법.