KR0166724B1

KR0166724B1 - 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR0166724B1
Application number: KR1019930007917A
Authority: KR
Inventors: 유필호
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1993-05-08
Filing date: 1993-05-08
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR940027577A; US5493344A

Abstract

본 발명은 반화소의 정확도로 영상의 움직임을 추정하는 시스템에 관한 것이다. 제1동검출부는 현재영상블럭의 테이터와 검색영역의 테이터를 입력받아 영상블록간의 데이터차이에 의한 제1동벡터신호를 검출하고, 검출된 제1동벡터신호에 대응하는 이전영상블록과 이전영상블록을 수직·수평·대각선방향으로 각각 한 화소만큼씩 이동시킨 주변영상블록들 각각을 제1영상블록과 데이터비교하여, 블록간의 영상데이터차이에 의한 각각의 오차신호들을 발생한다. 벡터성분검출부는 제1동검출부로부터 상기 오차신호들을 발생한다.

벡터성분검출부는 제1동검출부로부터 상기 오차신호들을 입력받아 수직·수평·대각선방향 각각에 대하여 반화소정확도를 갖는 제2동벡터의 수직성분 및 수평성분이 있는지를 나타내는 성분검출신호들을 발생한다. 제2동검출부는 벡터성분검출부로부터 인가되는 성분검출신호들에 응답하여 제2동벡터신호를 검출한다. 동벡터발생부는 제1동벡터신호와 제2동벡터신호를 인가받아 벡터합하여 출력한다.

Description

반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 이한 반화소정확도의 동벡터추정장치를 나타내는 블록도,

제2도는 화소단위와 반화소단위의 동벡터를 설명하기 위한 도면,

제3도는 제1도 장치에서 수직성분검출부를 나타내는 블록도,

제4(a) 내지 4(c)도는 반화소동벡터신호들의 벡터합성을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : N1×N2 블록형성부 200 : M₁×M₂검색영역형성부

300 : 제1동검출부 400 : 벡터성분검출부

410 : 수직성분검출기 420 : 수평성분검출기

430,440 : 대각선성분검출기 500 : 제2동검출부

600 : 동벡터발생부 630 : 벡터성분가산기

본 발명은 동화상데이터의 압축을 위한 동추정시스템에 관한 것으로서, 특히 디지털영상신호를 부호화하는 DPCM(Differential Pulse Code Modulation)방식에서 화소의 정확도로 추정된 동벡터(Motion Vector)에 대응하는 영상블록의 주변블록들을 이용하여 반화소의 정확도를 갖는 동벡터를 추정할 수 있는 반화소동벡터추정방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고선명텔레비젼(High Definition Television; HDTV)과 디지털 비디오카세트레코더(Digital VCR) 및 멀티-미디어(Multi-media)시스템등과 같은 연속적인 디지털영상신호를 이용하는 영상처리기술분야에서는, 각 프레임간의 차신호를 부호화하므로서 보다 효과적으로 전송데이터를 압축하는 여러 가지 부호화방식이 제시되었는데, 그중의 하나가 DPCM 부호화방식이다.

이 DPCM방식은, 텔레비전신호의 각 프레임간의 영상신호차이를 부호화하는 경우, 프레임(Frame)간의 차신호가 작을수록 테이터를 더 많이 압축시킬 수 있다. 프레임간의 움직임이 없는 정지화상인 경우에는 프레임간의 차신호가 0이 되어 데이터압축효율이 최대가 된다. 하지만, 프레임간의 움직임이 커질수록 프레임간의 차신호도 커져 데이터압축효율이 낮아지게 된다.

이러한 단점을 해결하기 위해 한 프레임을 소정 크기의 다수블록들로 나누어, 각 블록마다 움직임을 추정하고, 움직임추정에 의해 서로 대응하는 서로다른 프레임에 속한 영상블록들간의 차신호를 전송하므로서 전송데이터의 압축효율을 높이게 된다. 움직임추정은 수직·수평방향의 1화소씩의 이동에 의해 생성되는 이전프레임내의 영상블록들과 현재프레임의 영상블록을 비교하여 차신호가 가장 작은 영상블록을 찾으므로서 이루어진다.

현재 프레임의 각각의 블록을 이전 프레임 전체블록들과 비교하는 것은 실제적인 시스템 구현이 어렵기 때문에, 각 블록에 해당되는 일정 크기의 검색영역을 이전 프레임에서 설정해 놓고 그 영역안에서만 동벡터를 찾는다. 블록의 크기가 작을수록 보다 정확한 움직임을 찾아내지만 동벡터량이 많아지게 된다. 그리고, 검색영역의 크기가 클수록 보다 큰 움직임을 찾아낼 수 있지만 이것 역시 동벡터량이 늘어나게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 선행기술로는 삼성전자주식회사에서 출원한 공개된 출원서(출원공개번호 WO 93/16556 A1)이 있다. 이 출원서는 N₁×N₂화소크기를 갖는 현재프레임내의 영상블록과 M₁×M₂화소크기의 이전프레임내의 영상블록으로 된 이전프레임내의 검색영역을 이용하는 반화소의 정확도를 갖는 동벡터추정방법을 개시하였다. 그리고, 이 출원서에서는 움직임추정에 사용되는 오차값들을 이용하여 반화소의 정확도를 갖는 움직임벡터를 추정한다.

반화소정확도의 동벡터추정방법을 개시한 다른 선행기술로는 1991년 3월 4일자로 공개된 특허출원서(출원공개번호 GB2,263,449 A)가 있다. 이 출원서는 상관함수(correlation function)를 이용한 움직임벡터의 반정수화소(sun-integer-pixel)추정방법을 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 적정한 크기의 검색영역에서 추정된 화소정확도의 동벡터를 이용하여 수직·수평·대각선 방향의 반화소의 정확도로 동벡터를 추정하므로서 데이터압축효율을 높일수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전술한 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법을 구현한 장치를 제공함에 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 현재영상블록 및 현재영상블록과 동일한 크기를 갖는 영상블록들로 이루어진 검색영역을 이용하여 영상의 움직임을 추정하는 방법에 있어서, 현재영상블록의 데이터와 검색영역의 데이터를 입력받아 개별 영상블록간의 데이터차이에 의한 제1동벡터를 검출하는 단계; 검출된 제1동벡터에 대응하는 이전영상블록을 결정하고, 이전영상블록을 수직·수평·대각선방향으로 각각 한 화소만큼씩 이동시켜 주변영상블록들을 형성하는 단계; 이전영상블록과 주변영상블록들 각각을 제1영상블록과 데이터비교하여 블록간의 영상데이터차이에 의한 오차신호들을 각각의 블록비교에 대응시켜 발생하는 단계; 오차신호들에 응답하여 수직·수평·대각선방향 각각에 대하여 반화소정확도를 갖는 제2동벡터의 수직성분 및 수평성분이 있는지를 검사하는 단계; 검사결과에 따라 제2동벡터를 발생하는 단계; 및 제1동벡터와 제2동벡터를 벡터합하여 최종 동벡터를 발생하는 단계를 포함하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 다른 목적은, 현재영상블록과 현재영상블록과 동일한 크기를 갖는 영상블록들로 이루어진 검색영역을 이용하여 영상의 움직임을 추정하는 장치에 있어서, 현재영상블록의 데이터와 검색영역의 데이터를 입력받아 영상블록간의 데이터차이에 의한 제1동벡터신호를 검출하고, 검출된 제1동벡터신호에 대응하는 이전영상블록과 이전영상블록을 수직·수평·대각선방향으로 각각 한 화소만큼씩 이동시킨 주변영상블록들 각각을 제1영상블록과 데이터비교하여, 블록간의 영상데이터차이에 의한 각각의 오차신호들을 발생하여 출력하는 제1동검출부; 제1동검출부로부터 오차신호들을 입력받아 수직·수평·대각선방향 각각에 대하여 반화소정확도를 갖는 제2동백터의 수직성분 및 수평성분이 있는지를 나타내는 성분검출신호들을 출력하는 벡터성분검출수단; 벡터성분검출수단으로부터 인가되는 성분검출신호들에 응답하여 제2동벡터신호를 검출하는 제2동검출부; 제1동검출부로부터의 제1동벡터신호와 제2동검출부의 제2동벡터신호를 인가받아 벡터합하여 출력하는 동벡터발생수단을 포함하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정장치에 의하여 달성된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 반화소정확도를 갖는 동벡터추정장치를 나타내는 블록도이다. 제1도의 장치는 현재 프헤임의 영상신호를 입력받아 N₁×N₂화소로 구성된 영상블록을 형성하는 N₁×N₂블록형성부(100)와, 이전 프레임의 영상신호를 입력받아 M₁×M₂화소롤 구성된 영상블록을 형성하는 M₁×M₂검색영역형성부(200)를 구비한다. N₁×N₂블록형성부(100) 및 M₁×M₂검색영역형성부(200)의 출력단에는 화소단위의 제1동벡터(MV1_m, MV1_n)를 검출하는 제1동검출부(300)가 연결된다.

제1동검출부(300)는 검출된 제1동벡터에 대응하는 이전 프레임내의 기준화소를 중심으로 N₁×N₂화소크기를 갖는 이전영상블록을 수직수평대각선으로 한 화소만큼씩 이동시켜 생성된 주변영상블록과 현재 프레임내의 영상블록간의 데이터차이에 의한 오차값들 각각을 출력한다. 제1동벡터는 수평성분 (MV1_m과 수직성분 MV1_n)로 이루어진다.

제1동검출부(300)의 출력단에는 오차값들을 입력받아 기준화소를 기준하여 수직,수평, 및 두 대각선방향으로 변화소크기의 벡터성분검출부(400)의 출력단에는 벡터성분검출부(400)에 의해 검출되는 벡터성분을 벡터합시켜 제2동벡터를 발생하는 제2동검출부(500)가 연결된다. 제2동검출부(500)는 발생가능한 반화소동벡터들의 벡터합성결과들을 저장하고 있는 롬(ROM)으로 이루어진다. 제1동검출부(300) 및 제2동검출부(500)의 출력단에는 제1동벡터(MV1_m, MV1_n)와 제2동벡터를 가산하기 위한 동벡터발생부(600)가 연결된다.

좀더 구체적으로 설명하면, 벡터성분검출부(400)는 제2동벡터의 수직성분을 검출하는 수직성분검출기(410)와, 제2동벡터의 수평성분을 검출하는 수평성분검출기(420), 및 제2동벡터의 두 대각선성분을 각각 검출하는 제1 및 제2대각선성분검출기(430,440)를 구비한다.

동벡터발생부(600)는 제1동검출부(300)로부터 인가되는 제1동벡터의 수평성분(MV1_m)에서 제2동벡터의 수평성분값을 감산 출력하는 제1감산기(610)와, 제1동검출부(300)로부터 인가되는 제1동벡터의 수직성분(MV1_m)에서 제2동벡터의 수직성분값을 감산 출력하는 제2감산기(620), 및 감산기를 (610,620)의 출력신호들과 제2동검출부(500)의 출력신호들을 가산출력하는 벡터성분가산기(630)을 구비한다.

제1도에서, 시간적으로 인접한 두 프레임의 영상신호중에서 현재 프레임의 영상신호가 N₁×N₂블록형성부(100)에 입력되면, N₁×N₂블록형성부(100)는 입력되는 현재 프레임의 영상신호를 N₁×N₂화소크리로 저장한다.현재 프레임의 영상신호가 N₁×N₂블록형성부(100)에 입력됨과 동시에 이전 프레임의 영상신호가 M₁×M₂검색영역형성부(200)로 입력되므로, M₁×M₂검색영역형성부(200)는 입력되는 이전 프레임의 영상신호를 N₁×N₂블록보다 큰 M₁×M₂블록크기로 저장한다.

저장된 완료된 M₁×M₂블록크기의 검색영역의 영상신호와 N₁×N₂블록의 영상신호는 각각 M₁×M₂검색영역형숩(200)와 N₁×N₂블록형성부(100)로부터 출력되어 제1동검출부(300)로 인가된다. 제1동검출부(300)는 현재 프레임의 영상블록을, 이전 프레임의 검색영역내의 존재하며 동일한 크기를 갖는 다수의 영상블록을, 이전 프레임의 검색영역내의 존재하며 동일한 크기를 갖는 다수의 영상블록과 화소단위로 데이터 크기 비교하여 움직임추정에러를 계산한다.

이러한 움직임추정에러값들은 공지된 다양한 방식등을 이용해 계산할 수 있으므로 성명은 생략하기로 한다. 움직임추정에러의 계산이 완료되면, 제1동검출부(300)는 움직임추정에러가 최소가 되는 블록의 위치를 정수화소단위의 제1동벡터로 결정하여 각 벡터성분(MV1_m, MV1_n)별로 동벡터발생부(600)로 출력한다.

제2도는 화소단위와 반화소단위를 설명하기 위한 개념도로서, ○는 화소단위간력을 나타낸 것이고, ●는 반화소단위간격을 표시한 것이다, 제1동검출부(300)는 제1동베거에 대응하는 이전영상블록을 상·하·좌·우 및 서로다른 방향의 두 대각선으로 한 화소만큼씩 이동시켜 주변영상블록들을 형성한다. 제1동벡터에 대응하는 움직임추정에러를 D(m,n)이라 하면, 주변영상블록들에 대응하는 움직임추정에러는 각각 제2도에 도시된 바와같이 D(m, n-1), D(m, n+1), D(m-1, n), D(m+1, n), D(m-1, n-1), D(m+1, n+1), D(m+1, n-1), D(mm-1, n+1)이 된다. 이러한 움직임추정에러들은 제1동검출부(300)로부터 출력되어 벡터성분검출부(400)의 각 성분검출기로 인가된다.

벡터성분검출부(400)는 각 방향에 대한 제2동벡터의 성분이 있는지를 검출하여 제2동검출부(500)로 출력시킨다. 본 발명의 실시예에서는 반화소단위인 제2동벡터의 수직성분과 수평성분 및 두 대각선성분을 동시에 독립적으로 결정한다. 그러나, 수직성분검출기(410)와, 수평성분검출기(420) 및 제1,2,대각선성분검출기(430,440)는 모두 동일한 방식을 이용하므로, 반화소단위 동벡터의 수직성분을 결정하는 수직성분검출기(410)의 동작만을 설명한다.

제3도는 제1도장치에서 수직성분검출기(410)를 나타내는 블록도이다. 제3도의 수직성분검출기(410)는 제1동검출부(300)의 움직임추정에러출력단들에 대응하는 세 개의 입력단(411,412,413), 제2입력단(412)의 입력신호인 D(m, n-1)에 제1입력단(411)의 입력신호인 D(m, n)을 감산 출력하는 제3감산기(414)와, 제3입력단(413)의 입력신호인 D(m, n+1)에 제1입력단(411)의 입력신호인 D(m, n)을 감산출력하는 제4감산기(415)를 구비하고 있다.

제3감산기(414)의 출력단에는 출력신호에 소정 계수를 곱하는 제2곱셈기(417)가 연결된다. 제4감산기(415)의 출력단에는 출력신호에 소정 계수를 곱하는 제1곱셈기(416)가 연결된다. 제3감산기(414)의 출력단에는 또한 감산기(414)의 출력신호와 제1곱셈기(416)의 출력신호를 비교하는 제1비교기(418)가 연결된다. 제4감산기(415)의 출력단에는 또한 감산기(415)의 출력신호와 제2곱셈기(417)의 출력신호를 비교하는 제2비교기(419)가 연결된다.

벡터성분검출부(400)의 수직성분검출기(410)는 제1동검출부(300)의 대응되는 출력단으로부터 인가되는 수직방향의 움직임추정에러들 즉, D(m, n), D(m, n-1), 및 D(m, n+1)를 대응하는 입력단(411,412,413)으로 각각 입력받는다. 제3감산기(414)는 제2입력단(412)을 통해 입력된 움직임추정에러 D(m, n)를 감산하여 출력한다.

제4감산기(415)는 제3입력단(413)을 통해 입력된 움직임추정에러 D(m, n+1)에서 제1입력단(411)을 통해 입력된 움직임추정에러 D(m, n)를 감산하여 출력한다. 제1곱셈기(416)는 제4감산기(415)로부터 인가되는 신호에 소정 계수 즉, 2를 곱하여 출력한다. 제2곱셈기(417)는 제1가산기(414)로부터 인가되는 신호에 2를 곱하여 출력한다. 제1비교기(418)는 제3감산기(414)와 제1곱셈기(416)로부터 인가되는 신호를 비교하여 이진형태의 신호를출력한다.

제2비교기(419)는 제4감산기(415)와 제2곱셈기(417)로부터 인가되는 신호를 서로 비교하여 이진신호를 출력한다. 이러한 수직성분검출기(410)의 동작은 다음과 같은 조건식들로 정리할 수 있다.

[D(m, n-1)-D(m,n)] 2[D(m, n+1)-D(m, n)] …(1)

2[D(m, n-1)-D(m, n)] [D(m, n+1)-D(m ,n)] …(2)

수직성분검출기(410)의 제1비교기(418)는 식(10)이 만족되면 이진신호 1을, 아니면 0을 제2동검출부(500)의 대응되는 어드레스단자(A₀)로 인가한다. 제2비교기(419)는 식(2)가 만족되면 이진신호 1을, 아니면 0을 제2동검출부(500)의 대응되는 어드레스단자(A₁)로 인가한다. 식(1)과 식(2)가 동시에 만족될 수는 없고, 식(1)과 (2)가 모두 만족되지 않으면 제2동벡터의 수직성분은 0이 된다.

벡터성분검출부(400)의 수평성분검출기(420)와 제1 및 제2대각선성분검출기(430,440)도 동일한 동작을 수행하여 반화소동벡터를 발생한다. 제2동검출부(500)를 이루는 롬(ROM)은 발생할 수 있는 모든 방향의 성분들의 벡터합성결과에 의해 그 벡터값이 달라지는 제2동벡터들을 룩업테이블(Look Up Table)형태로 저장한다.

제2동검출부(500)는 벡터성분검출부(400)의 수직, 수평 및 두 대각선성분검출기(410∼440)로부터 인가되는 이진신호들을 어드레스단(A₀∼A₇)으로 입력받아 그 어드레스에 저장되어 있는 벡터합성결과를 출력한다. 이러한, 제2동검출부(500)의 어드레스단(A₀∼A₇)은 제2도에 도시된 바와같이 각기 다른 방향을 갖는 8개의 성분들에 대한 발생여부를 나타낸다.

제4도(a)-(c)도는 반화소정확도를 갖는 제2동벡터의 각 성분들의 벡터합성을 설명하기 위한 예시도이다. 제4(a)-(c)도에서 보인 바와같이 각기 다른 방향의 벡터성분들이 발생하면, 제2동검출부(500)는 발생되는 그러한 성분들을 벡터합시킨다. 그 합성된 벡터가 수직축에 일치하면 제2동벡터는 수직방향의 성분만을 갖게 되고, 수평축에 일치하면 제2동벡터는 수평방향의 성분만을 갖게된다. 그리고, 수직·수평축 어디에도 일치하지 않으면, 제2동벡터는 대각선방향의 성분만을 갖게 된다. 예를들어, 제4(a)도와 같이 벡터성분검출부(400)로부터 신호 1001000이 제2동검출부(500)의 어드레스단(A₇,A₆,∼,A₀)으로 입력되면, 제2동검출부(500)는 입력되는 번지값에 대응하는 신호 101를 데이터출력단들(O₃∼O₀)을 통해 출력시킨다. 따라서, 제2동검출부(500)로부터 출력되는 제2동벡터는, 제2도의 'A₃'과 'A₆'방향의 벡터성분들을 합성하여 얻어지는 것으로, 수직방향인 A₁방향으로 크기 '+0.5'인 성분값을 가진다. 한편, 제4(b)도와 같이 제2동검출부(500)의 어드레스(A₇~A₀)로 번지값 10110이 인가되면, 제2동검출부(500)는 10를 데이타출력단들(O₃,~,O₀)을 출력시킨다. 따라서, 제2동벡터는, 'A₁'과 'A₂' 및 'A₄'방향의 벡터성분을 합성하여 얻어지는 것으로, 수평방향인 A₂방향으로 크기 '+1'의 성분값을 갖는 제2동벡터가 된다. 또한, 제4(c)도와 같이 제2동벡터(500)의 어드레스(A₇,∼,A₀)의 번지값이 10101001이면, 제2동검출부(500)는 'A₀', 'A₃', 'A₅' 및 'A₇'방향의 벡터성분에 대응하는 데이터 1011를 데이터출력단(O₃, ∼,O₀)을 통해 출력시킨다. 이 데이터는 A₃방향으로 크기 '+1.5'이며 A₀방향으로 크기 '+0.5'인 제2대각선방향의 제2동벡터를 나타낸다.

본 발명의 실시예에서는 제2도의 좌측으로부터 우측으로 진행하는 방향이 수평성분에 대한 정(positive)의 방향으로, 위쪽에서 아래쪽으로 진행하는 방향이 수직성분에 대한 정의 방향으로 각각 설정된다. 그리고, 제2동벡터의 수평 및 수직성분은 1비트로 표시하는데, 성분의 크기가 '+0.5'인 경우는 비트값 1로 '0'인 경우는 비트값 0으로 나타낸다.

동벡터발생부(600)의 제1감산기(610)는 제1동검출부(300)로부터 출력되는 제1동벡터의 수평성분으로부터 제2동검출부(500)의 출력단(O₃)의 출력데이터를 감산한다. 그리고, 제2감산기(620)는 제1동벡터의 수직성분으로부터 제2동검출부(500)의 출력단(O₂)의 출력데이터를 감산한다. 벡터성분가산기(630)는 제1 및 제2감산기(610,620)로부터 출력되는 데이터와 제2동검출부(500)의 출력단(O₁및 O₀)으로부터 출력되는 데이터를 각 성분별로 가산한다.

즉, 제1감산기(610)의 출력데이터는 출력단(O₁)의 데이터와 가산되고, 제2감산기(620)의 출력데이터는 출력단(O₃)의 데이터와 가산된다. 제2동검출부(500)의 출력단(O₃,∼,O₀)을 통해 신호 101이 출력되면, 제1감산기(610)는 제1동검출부(300)로부터 인가되는 수평성분신호(MV1_m)를 그대로 출력하고, 제2감산기(620)는 수직성분신호(MV1_m)에 제2동검출부(500)의 출력단(O₂)을 통해 출력되는 비트값 1을 감산하여 출력한다.

그결과, 벡터성분가산기(630)는 제1동벡터와 제2동벡터의 벡터합, 즉 제1동검출부(300)로부터 출력되는 제1동벡터의 화소단위의 수직성분과 제2동벡터의 반화소단위의 수직성분이 가산된 동벡터(MV)를 출력시킨다. 동벡터(MV)를 구성하는 수평성분은 제1동벡터의 수평성분이 된다.

상술한 바와같이, 본 발명의 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법 및 그 장치는, 수평, 수직 및 두 대각선 방향으로 발생되는 반화소동벡터들을 롬을 통해 출력시키고 롬의 출력데이터를 감산기 및 벡터성분가산기를 통해 벡터합시켜 간단하게 반화소정확도의 동벡터를 측정할 수 있게 하므로서, 보다 정확한 움직임 추정을 가능하게 하는 효과를 제공한다.

Claims

현재영상블록과 상기 형재영상블록과 동일한 크기를 갖는 영상블록들로 이루어진 검색영역을 이용하여 영상의 움직임을 추정하는 장치에 있어서, 상기 현재영상블록의 데이터와 상기 검색영역의 데이터를 입력받아 영상블록간의 데이터차이에 의한 제1동벡터신호를 검출하고, 검출된 제1동벡터신호에 대응하는 이전영상블록과 상기 이전영상블록을 수직·수평·대각선방향으로 각각 한 화소만큼씩 이동시킨 주변영상블록들 각각을 상기 현제영상블록과 데이터비교하여, 블록간의 영상데이터차이에 의한 각각의 오차신호들을 발생하여 출력하는 제1동검출부; 상기 제1동검출부로부터 상기 오차신호들을 입력받아 상기 수직·수평·대각선 방향 각각에 대하여 반화소정확도를 갖는 제2동벡터의 수직성분 및 수평성분이 있는지를 나타내는 성분검출신호들을 출력하는 벡터성분검출수단; 상기 벡터성분검출수단으로부터 인가되는 상기 성분검출신호들에 응답하여 제2동벡터신호를 검출하는 제2동검출부; 및 상기 제1동검출부로부터의 상기 제1동벡터신호와 상기 제2동검출부의 상기 제2동벡터신호를 인가받아 벡터합하여 출력하는 동벡터발생수단을 포함하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정장치.
제1항에 있어서, 상기 벡터성분검출수단은 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 상·하에 위치한 상기 주변영상블록들 각가과 상기 현재영상블록간의 오차신호들을 입력받아 상기 제2동벡터의 수직성분이 있는지를 나타내는 제1성분검출신호를 출력하는 수직성분검출부; 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 좌·우에 위치한 상기 주변영상블록들 각각과 상기 현재영상블록간의 상기 오차신호들을 입력받아 제2동벡터의 수평성분이 있는지를 나타내는 제2성분검출신호를 출력하는 수평성분검출부; 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 제1대각선에 위치한 상기 주변영상블록들 각각과 상기 현재영상블록간의 상기 오차신호들을 입력받아 제2동벡터의 제1대각선성분이 있는지를 나타내는 제3성분검출신호를 출력하는 제1대각선성분검출부; 및 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 제2대각선에 위치한 상기 주변영상블록들 각각과 상기 현재영상블록간의 상기 오차신호들을 입력받아 제2동벡터의 제2대각선성분이 있는지를 나타내는 제4성분검출신호를 출력하는 제2대각선성분검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정장치.
제2항에 있어서, 상기 성분검출부들 각각은 상기 성분검출에 이용되는 방향에 대하여 상기 이전영상블록보다 좌측 그리고/또는 상단에 위치한 제1주변영상블록에 대응하는 오차신호로부터 상기 이전영상블록에 대응하는 오차신호를 감산하여 출력하는 제1감산기; 상기 성분검출에 이용되는 방향에 대하여 상기 이전영상블록보다 우측 그리고/또는 하단에 위치한 제2주변영상블록에 대응하는 오차신호로부터 상기 이전영상블록의 오차신호를 감산하여 출력하는 제2감산기; 상기제1감산기의 출력데이터에 소정 계수를 곱하기 위한 제1곱셈기; 상기 제2감산기의 출력데이터에 소정 계수를 곱하기 위한 제2곱셈기; 상기 제1감산기의 출력데이터가 상기 제1곱셈기의 출력데이터보다 적은지를 검사하여 성분검출되는 방향에 대응하는 상기 성분검출신호를 발생하는 제1비교기; 및 상기 제2검산기의 출력데이터가 상기 제2곱셈기의 출력데이터보다 적은지를 검사하여 성분검출되는 방향에 대응하는 상기 성분검출신호를 발생하는 제2비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정장치.
제3항에 있어서, 상기 제2동검출부는 상기 성분검출부들에 의해 검출가능한 모든 제2동벡터신호를 저장하고, 상기 성분검출부들로부터 인가되는 상기 각각의 성분검출신호들의 조합에 의한 번지에 대응하는 제2동벡터를 화소단위의 제1수평성분신호 및 제1수직성분신호, 반화소단위의 제2수평성분신호 및 제2수직성분신호로 구분하여 출력하는 메모리인 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정장치.
제4항에 있어서, 상기 동벡터발생수단은 상기 제1동벡터신호의 수평성분신호로부터 상기 제1수평성분신호를 감산하는 제3감산기; 상기 제1동벡터신호의 수직성분신호로부터 상기 제1수직성분신호를 감산하는 제4감산기; 및 상기 제3감산기 및 제4감산기의 출력신호들과 상기 메모리로부터의 제2수평성분신호 및 제2수직성분신호를 인가받아 각 성분신호별로 가산하는 벡터성분가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정장치.
현재영상블록과 상기 현재영상블록과 동일한 크기를 갖는 영상블록들로 이루어진 검색영역을 이용하여 영상의 움직임을 추정하는 방법에 있어서, 상기 현재영상블록의 데이터와 상기 검색영역의 데이터를 입력받아 개별 영상블록간의 데이터차이에 의한 제1동벡터를 검출하는 단계; 상기 검출된 제1동벡터에 대응하는 이전영상블록을 결정하고, 이전영상블록을 수직·수평·대각선방향으로 각각 한 화소만큼씩 이동시켜 주변영상블록들을 형성하는 단계; 상기 이전영상블록과 상기 주변영상블록들 각각을 상기 현재영상블록과 데이터비교하여 블록간의 영상데이터차이에 의한 오차신호들을 각각의 블록비교에 대응시켜 발생하는 단계; 상기 오차신호들에 응답하여 상기 수직·수평·대각선방향 각각에 대하여 반화소정확도를 갖는 제2동벡터의 수직성분 및 수평성분이 있는지를 검사하는 단계; 상기 검사결과에 따라 상기 제2동벡터를 발생하는 단계; 및 상기 제1동벡터와 상기 제2동벡터를 벡터합하여 최종 동벡터를발생하는 단계를 포함하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법.
제6항에 있어서, 상기 검사단계는 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 상·하에 위치한 상기 주변영상블록들 각각과 상기 현재영상블록간의 상기 오차값들에 응답하여 상기 제2동벡터의 수직성분이 있는지를 나타내는 제1성분검출신호를 검출하는 제1성분검출단계; 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 좌·우에 위치한 상기 주변영상블록들 각가과 상기 현재영상블록간의 상기 오차값들에 응답하여 제2동벡터의 수평성분이 있는지를 나타내는 제2성분검출신호를 검출하는 제2성분검출단계; 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 제1대각선에 위치한 상기 주변영상블록들 각각과 상기 현재영상블록간의 상기 오차값들에 응답하여 제2동벡터의 제1대각선성분이 있는지를 나타내는 제3성분검출신호를 검출하는 제3성분검출단계; 및 상기 이전영상블록 및 이전영상블록의 제2대각선에 위치한 상기 주변영상블록들 각각과 상기 현재영상블록간의 상기 오차값들에 응답하여 제2동벡터의 제2대각선성분이 있는지를 나타내는 제4성분검출신호를 검출하는 제4성분검출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법.
제7항에 있어서, 상기 성분검출단계들 각각은 상기 성분검출에 이용되는 방향에 대하여 상기 이전영상블록보다 좌측 그리고/또는 상단에 위치한 제1주변영상블록에 대응하는 오차값으로부터 상기 이전영상블록에 대응하는 오차값을 감산하는 제1감산단계; 상기 성분검출에 이용되는 방향에 대하여 상기 이전영상블록보다 우측 그리고/또는 하단에 위치한 제2주변영상블록에 대응하는 오차값으로부터 상기 이전영상블록의 오차값을 감산하는 제2감산단계; 상기 제1감산단계의 생성데이터에 소정 계수를 곱하는 제1곱셈단계; 상기 제2감산단계의 생성데이터에 소정 계수를 곱하는 제2곱셈단계; 상기 제1감산단계의 생성데이터가 상기 제1곱셈단계의 생성데이터보다 적은지를 검사하여 성분검출되는 방향에 대응하는 상기 성분검출신호를 발생하는 제1비교단계; 및 상기 제2감산단계의 생성데이터가 상기 제2곱셈단계의 생성데이터보다 적은지를 검사하여 성분검출되는 방향에 대응하는 상기 성분검출신호를 발생하는 제2비교단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법.
제8항에 있어서, 상기 제2동벡터발생단게는 상기 성분검출단계들에 의해 검출가능한 모든 제2동벡터신호를 저장하는 단계; 및 상기 성분검출단계들에 의해 검출되는 상기 각각의 성분검출신호들의 조합에 의한 번지에 대응하는 제2동벡터를 화소단위의 제1수평성분신호 및 제1수직성분신호, 반화소단위의 제2수평성분신호 및 제2수직성분신호로 구분하여 발생하는 성분신호발생단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법.
제9항에 있어서, 상기 벡터합단계는 상기 제1동벡터신호의 수평성분신호로부터 상기 제1수평성분신호를 감산하는 제3감산단계; 상기 제1동벡터신호의 수직성분신호로부터 상기 제1수직성분신호를 감산하는 제4감산단계; 및 상기 제3감산단계 및 제4감산단계의 발생신호들과 상기 성분신호발생단계로부터의 제2수평성분신호 및 제2수직성분신호를 각 성분신호별로 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반화소정확도를 갖는 동벡터추정방법.