KR0166729B1 - 공간정보를 이용한 움직임 검출회로 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 움직임 검출성능이 뛰어난 공간상의 여러방향으로의 상관정보를 구하여 이전프레임의 대응값과 비교함으로써 프레임메모리를 효율적으로 사용하면서도 움직임을 정확하게 검출할 수 있도록 한 공간정보를 이용한 움직임 검출회로 및 그 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 다수개의 라인메모리와 지연소자들을 사용하여 영상신호를 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플형태로 만들고, 공간정보추출 및 부호화부에서는 이 샘플신호들을 이용하여 주위의 화소들간의 감산값을 구한 후, 이값을 설정된 기준값과 비교하여 공간상의 여러방향으로의 상관도를 검출하고, 비교부는 적정비트의 공간상관정보를 프레임 메모리에 저장된 이전프레임의 대응값과 비교하여 동영역인지 정지영역인지를 판정하게 된다. 그러면 움직임 오검출에 의한 화질열화를 없앨 수 있고, 하드웨어의 양을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

공간정보를 이용한 움직임 검출회로 및 그 방법
제1도는 종래의 1비트 움직임 검출회로도.
제2도는 종래의 부호화단위를 나타낸 샘플구성도.
제3도는 본 발명의 공간정보를 이용한 움직임 검출회로의 일실시예도.
제4도는 본 발명의 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플위치도.
제5도는 제3도에서 공간정보추출 및 부호화부의 상세구성을 보인 블럭도.
제6도는 제3도에서 메모리부의 다른 실시예를 보인 구성도.
제7도는 제3도의 비교부에서 소프트스위치적인 처리를 하기 위한 특성그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2a, 11, 12 : 메모리 2B, 2C, 13-18 : 지연소자
3A-3F : 쉬프트레지스터 4 : 가산기
5, 30 : 프레임메모리 6, 40 : 비교부
10 : 메모리부 21, 22 : 감산기
20 : 공간정보추출 및 부호화부
본 발명은 영상신호처리시의 동신호 검색에 관한 것으로, 특히 영상신호의 비트수를 1비트로만 제한하지 않고 필요에 따라 여러방향으로의 공간 상관정보를 구하여 움직임을 검출함으로써 프레임메모리를 효율적으로 사용하면서도 움직임을 정확하게 검출할 수 있도록 한 공간정보를 이용한 움직임 검출회로 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고화질텔레비젼(HD-TV), 브이티알(VTR), 카메라와 같은 영상신호처리기기에서는 영상신호 부호화를 위해 움직임 검출을 이용 한다. 동화상데이타를 압축하기 위해서는 인접한 프레임간의 차신호를 부호화한다. 화상을 일정한 크기의 블럭들로 분할되고, 인접 프레임간의 움직임을 찾아내어, 그 움직임 거리만큼 이동시켜 프레임간의 차신호를 작게 함으로써 화질을 향상시킨다. 여기서, 블럭별로 프레임간의 움직임을 찾는 것을 동추정이라 하고, 그 움직임 거리를 동벡터라 한다. 그리고 현재 처리되는 프레임의 한 블럭을 그 블럭에 대응하는 이전프레임의 블럭을 이용하여 보상하는 것을 동보상이라 한다.
종래의 기본적인 움직임 검출(motion detection)회로는 프레임메모리를 이용하여 프레임(and/or 2프레임)간의 차신호를 구하고, 이 차신호를 설정된 기준값과 비교하여 동영역(moving area)인지 정지영역인지를 판단하는 형태였다. 이러한 움직임 검출회로는 프레임메모리를 필요로 하기 때문에 가격 상승이 문제가 있어 IDTV(Improved Definition TV)나 EDTV(Extended Definition TV)를 제외하고는 사용되지 못하고 있는 실정이며, 대부분의 영상기기에서는 수평-수직의 2차원 영역에서 처리하고 있다. 그러나 정지영역처리는 프레임메모리를 이용한 신호처리의 성과가 뛰어나고, 동영역처리는 공간영역에서의 처리결과가 더 효과적이므로 일방적으로 공간영역에서의 처리만으로 구성하는 것은 문제가 있다. 그러므로 이러한 문제점을 효과적으로 해결하기 위해서는 움직임 검출회로의 가격을 낮추는 간단한 구조가 필요하게 된다.
제1도는 이러한 요구에 의해 제안된 종래의 1비트 움직임 검출회로도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 움직임 검출회로는 입력되는 8비트의 영상신호(Yin)를 소정값과 비교하여 1비트신호로 변환하는 비트제한부(1)를 구비하고 있다. 상기 비트제한부(1)에는 메모리부(2)가 연결되는데, 상기 메모리부(2)는 비트제한부(1)의 출력신호를 라인단위로 저장하는 라인메모리(2A)와, 라인메모리(2A)에서 출력된 신호를 1샘플기간동안 지연시키는 지연소자(2B)와, 비트제한부(1)의 출력신호를 1샘플기간동안 지연시키는 지연소자(2C)로 이루어진다. 상기 라인메모리(2A)의 출력단에는 쉬프트레지스터(3A)가 연결되어 라인메모리(2A)에서 출력된 신호를 1비트 이동시킨다. 또한 지연소자(2C)의 출력단에는 2개의 쉬프트레지스터(3B)(3C)가 직렬로 연결되어 지연소자(2C)에서 출력된 신호를 2비트 이동시킨다. 상기 비트제한부(1)의 출력단에는 3개의 쉬프트레지스터(3D-3F)가 직렬로 연결되어 비트제한부(1)에서 출력된 신호를 3비트 이동시킨다. 상기 지연소자(2B)와 쉬프트레지스터(3A)(3C)(3F)에서 출력된 신호들은 가산기(4)로 인가된다. 가산기(4)는 상기 입력신호들을 더하여 4비트신호를 출력하고, 상기 가산기(4)의 출력단에는 프레임메모리(5)와 비교부(6)가 각각 연결된다. 프레임메모리(5)는 입력되는 픽셀클럭신호와 프레임클럭신호에 맞춰 가산기(4)에서 출력된 4비트신호를 저장하고 저장된 신호를 비교부(6)로 출력한다. 비교부(6)는 상기 가산기(4)의 출력신호와 프레임메모리(5)에서 출력된 신호를 비교하여 동영역인지 정지영역인지를 나타내는 동신호를 출력하게 된다.
이와 같이 구성된 종래회로에 8비트의 영상신호(Yin)가 입력되면, 비트제한부(1)의 입력신호(Yin)가 127보다 큰지 작은지를 비교하여 127보다 작을 경우에는 0을 출력하고, 127보다 클 경우에는 1을 출력한다. 그러면 8비트의 영상신호가 1비트로 제한되어 출력되고, 상기 1비트신호는 라인메모리(2A)와 지연소자(2C)와 쉬프트레지스터(3D)로 각각 인가된다.
제2도는 종래의 부호화단위를 나타낸 샘플구성도로서, 각 프레임을 수평방향으로의 2픽셀(pixel)과 수직방향으로의 2픽셀로 구성되는 2×2블럭 단위로 나누었다. 제1도에서 라인메모리(2A)와 2개의 지연소자(2B)(2C)들은 제2도에서와 같은 샘플형태를 만들기 위한 것이다. 비트제한부(1)에서 출력된 1비트신호는 라인메모리(2A)에 의해 1라인기간동안 지연되어 b샘플로서 쉬프트레지스터(3A)로 인가된다. 아울러 상기 라인메모리(2A)에서 지연된 신호는 지연소자(2B)에 의해 1샘플기간동안 지연되어 a샘플로서 가산기(4)로 인가된다. 또한 상기 비트제한부(1)에서 출력된 신호는 바로 d샘플로서 쉬프트레지스터(3D)로 인가되고, 아울러 지연소자(2C)에 의해 1샘플기간동안 지연되어 c샘플로서 쉬프트레지스터(3B)로 인가된다.
상기에서 만들어진 샘플(a-d)들은 쉬프트레지스터(3A-3F)들에 의해 코드워드(codeword)를 구성할 수 있는 비트수만큼 자리이동된 후 가산기(4)에서 더해져 4비트로 코드워드화된다. 즉, b샘플은 쉬프트레지스터(3A)에 의해 1비트 이동되고, c샘플은 쉬프트레지스터(3B)(3C)에 의해 2비트 이동되며, d샘플은 쉬프트레지스터(3D-3F)에 의해 3비트 이동되어 각각 가산기(4)로 인가되고, 가산기(4)는 이들을 더하여 4비트신호를 출력한다. 이와 같이 하면, 코드워드(w)는 w=20a+21b+22c+23d로 나타나게 된다. 상기 가산기(4)의 출력신호는 프레임메모리(5)에 저장됨과 아울러 비교부(6)로 인가된다. 비교부(6)에서는 상기 가산기(4)의 출력신호와 프레임메모리(5)에서 출력된 이전신호를 비교하여 동영역일 경우에는 0을 출력하고, 정지영역일 경우에는 1을 출력하게 된다.
이와 같이 종래기술의 경우에는 1비트로 변환된 신호를 이용하여 프레임차에 근거한 1비트의 움직임을 구하는데, 이미 1비트로 변환된 값의 처리를 진행하므로 공간영역상의 4픽셀을 이용하더라도 움직임을 정확하게 검출하는 것이 불가능하게 된다. 즉, 입력신호를 1비트(또는 8비트보다 낮게)로 제한하기 때문에 노이즈에 대한 오동작은 줄일 수 있다. 그러나, 그런 경우, 움직임검출에 이용되는 대응화소들이 유사한 레벨을 갖는 영역에서는 동영역보다는 정지영역으로 판단하는 경우가 훨씬 많으므로 화질이 열화되는 문제점이 생긴다. 이와 같이 동영역을 정지영역으로 오인하는 것은 그 반대의 경우보다 심각한 화질열화요인으로 작용하게 된다.
예를 들어 주사선 보간(interlaced to progressive scan conversion)처리를 할때 동영역을 정지영역으로 오인하여 이전 필드의 신호를 그대로 보간신호로 사용하게 되면, 라인의 사이사이가 들쑥날쑥하는 등 움직임이 심할수록 화질이 더욱 떨어지게 된다. 그러나 반대로 정지영역을 동영역으로 오인할 경우에는 최소한 공간내 처리(intra-field processing)정도의 성능을 가지므로 수직해상도의 감소는 있을지언정 오동작에 의한 부자연스러운 화상을 만들지는 않는다.
제1도에서 수평-수직 4샘플에 의한 움직임 검출을 행하고, 다음단에서 5포인트 중간치(median)필터를 사용해 출력신호를 처리(도시되지 않음) 하더라도 상기와 같은 문제점은 프레임차의 비트길이에 기인하는 것이기 때문에 비트길이를 늘려야 해결이 가능하다. 그러나 비트길이를 늘릴 경우에는 종래기술에서 가장 큰 장점중의 하나인 하드웨어의 간단성(8비트를 1비트로 줄임으로써 프레임메모리는 1/8로 줄어든다)이 상실된다는 문제점이 생긴다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공간영역의 신호처리를 하면서도 움직임 검출성능이 뛰어난 공간상의 상관(correlation)정보를 구하여 이후의 프레임과 비교함으로써 움직임을 정확하게 검출하여 하드웨어의 양을 크게 늘리지 않으면서도 오동작을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 공간정보를 이용한 움직임 검출방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 위의 방법을 구현한 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공간정보를 이용한 움직임 검출방법은 입력된 영상신호를 지연시켜 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플형태로 만드는 단계와, 상기에서 만들어진 샘플신호들의 감산값을 구한 후 설정된 기준값과 비교하여 다수비트의 공간상관정보를 추출하는 단계와, 현재 추출된 공간상관정보와 이전프레임의 공간상관정보를 비교하여 동영역인지 정지영역인지를 판정하는 단계를 포함하게 된다.
또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공간정보를 이용한 움직임 검출회로는 입력되는 영상신호를 지연시켜 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플형태로 만드는 메모리부를 구비하고 있다. 메모리부에서 출력된 샘플신호들은 공간정보추출 및 부호화부로 인가된다. 상기 공간정보추출 및 부호화부는 입력된 샘플신호를 이용해 주위의 화소들간의 감산값을 구하고, 이값을 설정된 기준값과 비교하여 공간상의 여러방향으로의 상관도를 검출한 후 이를 적정비트로 부호화하여 출력한다. 공간정보추출 및 부호화부의 출력단에는 프레임메모리가 연결되어 공간상관정보를 저장하게 된다. 공간정보추출 및 부호화부에서 출력된 공간상관정보와 프레임메모리에서 출력된 이전프레임의 공간상관정보는 비교부로 인가된다. 비교부는 입력된 두신호를 비교하여 동영역인지 정지영역인지를 나타내는 동신호를 출력하게 된다.
이하, 첨부된 제3도 내지 제7도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명의 공간정보를 이용한 움직임 검출회로의 일실시예도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 입력되는 8비트의 영상신호(Yin)를 지연시켜 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플형태로 만드는 메모리부(10)를 구비하고 있다. 여기서, 상기 메모리부(10)는 2개의 라인메모리(11)(12)와 4개의 지연소자(13-16)들로 이루어지며, 그 연결구성은 후술될 동작설명에서 상세히 설명한다. 상기 메모리부(10)에서 출력된 샘플신호들은 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다. 상기 공간정보추출 및 부호화부(20)는 입력된 샘플신호를 이용해 주위의 화소들간의 감산값을 구하고, 이값을 설정된 기준값과 비교하여 공간상의 여러방향으로의 상관도를 검출한 후 이를 적정비트로 부호화하여 출력한다. 상기 공간정보추출 및 부호화부(20)의 출력단에는 프레임메모리(30)가 연결되어 공간정보추출 및 부호화부(20)에서 부호화된 공간상관정보를 저장하게 된다. 상기 공간정보추출 및 부호화부(20)에서 출력된 공간상관정보와 프레임메모리(30)에서 출력된 이전프레임의 공간상관정보는 비교부(40)로 인가된다. 상기 비교부(40)는 공간정보추출 및 부호화부(20)의 출력신호와 프레임메모리(30)에서 출력된 신호를 비교하여 동영역인지 정지영역인지를 나타내는 동신호를 출력하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 움직임 검출회로에 8비트의 영상신호(Yin)가 입력되면, 메모리부(10)는 입력신호(Yin)를 지연시켜 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플형태로 만들게 된다.
제4도는 본 발명의 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플위치도로서, i는 수직라인번호이고, j는 라인 i의 j번째 화소이며, k는 필드번호이고, p는 이전프레임의 화소를 나타낸다. 제3도에서 2개의 라인메모리(11)(12)와 4개의 지연소자(13-16)들은 제4도에서와 같은 샘플형태를 만들기 위한 것이다. 메모리부(10)에 입력된 8비트의 영상신호(Yin)는 지연소자(13)에 의해 1샘플기간동안 지연되어 d샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다. 이울러 상기 8비트신호(Yin)는 라인메모리(11)에 의해 1라인기간동안 지연되어 c샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가되고, 상기 라인메모리(11)의 출력신호는 지연소자(14)(15)에 의해 2샘플기간동안 지연되어 b샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다. 그리고 상기 지연소자(14)의 출력신호는 바로 x샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다. 또한 상기 라인메모리(11)의 출력신호는 라인메모리(12)에 의해 1라인기간동안 지연된 후 지연소자(16)를 거침으로써 1샘플기간동안 지연되어 a샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다.
공간정보추출 및 부호화부(20)에서는 입력된 샘플신호들을 이용하여 주위의 화소들간의 감산값을 구하고, 이값을 설정된 기준값과 비교하여 공간상의 여러방향으로의 상관도를 검출한 후 이를 적정비트로 부호화하여 출력하게 된다. 이때 수직 및 수평방향으로의 상관도를 구하는 방법은 아래의 식과 같이 3가지로 구분하여 나타낼 수 있다.
첫째방식은 2비트의 공간상관정보를 구하는 방식으로, a샘플과 d샘플을 감산한 값의 절대치를 구하여 기준값(th1)과 비교하고, 절대치가 기준값(th1)보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다. 또한 c샘플과 b샘플을 감산한 값의 절대치를 구하여 기준값(th2)과 비교하고, 절대치가 기준값(th2)보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다.
둘째방식은 상기 첫째방식에 종래기술의 1비트 움직임 검출방식을 결합한 형태로, 이 경우에는 3비트의 공간상관정보를 구할 수 있으며, 공간상의 정보에 더하여 시간축상의 상관도 검색도 추가되므로 좀더 개선된 형태의 움직임 검출이 된다. 먼저, a샘플과 d샘플을 감산한 값의 절대치를 구하여 기준값(th1)과 비교하고, 절대치가 기준값(th1)보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다. 이와 마찬가지로 c샘플과 b샘플을 감산한 값의 절대치를 구하여 기준값(th2)과 비교하고, 절대치가 기준값(th2)보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다. 또한 x샘플값과 기준값(th3)을 비교하여 x샘플값이 기준값(th3)보다 클 경우에는 1을, 그 이외에는 0을 출력한다.
셋째방식은 공간상의 정보추출에 있어서 중심화소(x샘플)와 주위화소간의 차신호에 의한 상관정보를 구하여 이를 움직임 검출신호로 사용하는 것으로, 이 경우에는 4비트의 공간상관정보를 구할 수 있다. 또, 이 경우에는 둘째방식에서와 같이 종래의 1비트 움직임 검출방식을 이용하여 구한 중심화소의 정보를 이용한 방식도 생각할 수 있다. 셋째방식의 경우 a샘플과 x샘플을 감산한 값의 절대치를 구하여 기준값(th1)과 비교하고, 절대치가 기준값(th1)보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다. 이와 마찬가지로 b샘플과 x샘플의 감산값, c샘플과 x샘플의 감산값, d샘플과 x샘플의 감산값등도 구하여 그 절대치를 기준값(th1, th2)과 각각 비교하고, 절대치가 기준값보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다.
공간정보추출 및 부호화부(20)는 상기에서 예시한 것과 같은 3가지 방식중 어느 한 방식을 선택하여 공간상관정보를 추출하는데, 소프트웨어적으로 처리하여 추출할 수도 있고, 하드웨어적인 처리를 할 경우에는 각 방식마다 회로구성이 다르게 된다.
제5도는 제3도에서 공간정보추출 및 부호화부의 상세구성을 보인 블럭도로서, 상기에서 첫째방식을 예로들어 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 공간정보추출 및 부호화부는 메모리부(10)로부터 인가된 a샘플신호와 d샘플신호를 감산하는 제1감산기(21)와, b샘플신호와 c샘플신호를 감산하는 제2감산기(22)를 구비한다. 상기 제1 및 제2감산기(21)(22)의 출력단에는 제1 및 제2절대치계산부(23)(24)가 각각 연결되어, 상기에서 감산된 값의 절대치를 구한다. 상기 제1절대치계산부(23)의 출력신호는 제1비교기(25)로 인가되고, 제1비교기(25)는 상기 입력신호를 설정된 기준값(th1)과 비교하여 1비트의 공간상관정보(m0)를 출력한다. 또한 상기 제2절대치계산부(24)의 출력신호는 제2비교기(26)로 인가되고, 제2비교기(26)는 상기 입력신호를 설정된 기준값(th2)과 비교하여 1비트의 공간상관정보(m1)를 출력한다.
이와 같이 구성된 공간정보추출 및 부호화부는 전술된 바와 같이 각 샘플신호(a-d)를 감산한 값의 절대치를 구하여 기준값(th1, th2)과 비교함으로써 2비트의 공간상관정보(m0,m1)를 만들게 된다. 여기서, 나머지 방식들에 따른 회로구성도 상기 제5도와 유사하게 구성할 수 있다.
제6도는 제3도에서 메모리부의 다른 실시예를 보인 구성도로서, 제4도에 도시된 샘플형태를 이용한 공간상의 정보추출에 있어서, 경사방향의 성분까지를 고려하여 상관정보를 구하기 위한 것이다. 도시된 바와 같이, 메모리부는 2개의 라인메모리(11)(12)와 6개의 지연소자(13-18)들로 구성된다. 메모리부(10)에 입력된 8비트의 영상신호(Yin)는 바로 h샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가되고, 지연소자(13)(17)에 의해 2샘플기간동안 지연되어 g샘플로서 인가되며, 상기 지연소자(13)의 출력신호는 d샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다. 아울러 상기 8비트신호(Yin)는 라인메모리(11)에 의해 1라인기간동안 지연되어 c샘플로서 인가되고, 상기 라인메모리(11)의 출력신호는 지연소자(14)(15)에 의해 2샘플기간동안 지연되어 b샘플로서 인가되며, 상기 지연소자(14)의 출력신호는 x샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다. 또한 상기 라인메모리(11)의 출력신호는 라인메모리(12)에 의해 1라인기간동안 지연되어 f샘플로서 인가되고, 라인메모리(12)의 출력신호는 지연소자(16)(18)에 의해 2샘플기간동안 지연되어 e샘플로서 인가되며, 상기 지연소자(16)의 출력신호는 a샘플로서 공간정보추출 및 부호화부(20)로 인가된다.
공간정보추출 및 부호화부(20)에서는 제6도의 메모리부(10)로부터 인가된 샘플신호들을 이용하여 4비트의 공간상관정보를 구할 수 있다. 이때 두 상관정보(m2)(m3)의 논리적 처리에 의해 3비트의 신호로 줄일 수 있고, 여기에 종래의 1비트 움직임 검출방식을 이용하여 구한 중심화소의 정보를 부가하여 4비트의 신호를 움직임 검출에 이용할 수도 있다.
먼저, a샘플과 d샘플을 감산한 값의 절대치를 구하여 기준값(th1)과 비교하고, 절대치가 기준값(th1)보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다. 이와 마찬가지로 b샘플과 c샘플의 감산값, e샘플과 h샘플의 감산값, f샘플과 g샘플의 감산값등도 구하여 그 절대치를 기준값(th2,th3)과 각각 비교하고, 절대치가 기준값보다 작을 경우에는 0을, 그 이외에는 1을 출력한다.
여기서, th1-th3는 각 방향의 특성에 따라 다른값으로 줄 수도 있으나, 대개의 경우는 동일한 값으로 설정해도 무방하며, 노이즈상태에 따라 크기를 다르게 할 수 있다.
상기 공간정보추출 및 부호화부(20)에서 출력된 공간상관정보(2-4비트)는 프레임메모리(30)에 저장됨과 아울러 비교부(40)로 인가된다. 본 실시예에서는 프레임메모리를 2-4비트에 대해서만 사용하도록 구성되어 있으나, 정확성을 높이기 위해서는 8비트를 모두 사용할 수도 있다. 비교부(40)에서는 상기 공간정보추출 및 부호화부(20)의 출력정보와 프레임메모리(30)에서 출력된 이전프레임의 대응값을 비교하여 동영역일 경우에는 0을 출력하고, 정지영역일 경우에는 1을 출력하게 된다. 이때 전술된 셋째방식에서와 같이 다수비트의 공간상관정보를 사용할 경우에는 단순하게 동일여부에 따른 하드(hard)스위치적인 1비트의 움직임 판정보다는 동일한 값을 갖는 비트의 갯수가 몇개인가에 따른 소프트(soft)스위치적인 처리를 할 수 있다.
제7도는 제3도의 비교부에서 소프트스위치적인 처리를 하기 위한 특성그래프예로서, 비교기(40)로 입력되는 현재프레임의 비트들과 이전프레임의 비트들중에서 동일한 값을 갖는 비트의 수에 근거한 움직임 판정정도를 2개의 특성라인(①,②)의 예로 나타내었다. 여기서, ①은 동일비트수에 따라 움직임양을 비례적으로 변화시켜 판정한 예이고, ②는 동일비트수가 1개일 때까지는 움직임이 없다고 판정한 예를 나타낸 것이다. 또, 수직축의 1은 동화상을 나타내고, 0은 정지화상을 나타낸다. 제7도의 특성들을 이용하는 비교부는 움직임 판정을 위한 문턱값을 설정하여 설정된 문턱값을 넘어서면 동화상으로 판정할 수 있으며, ②의 특성에 따라 동일 비트수가 1개일 때까지는 무조건 움직임이 없는 것으로 판정할 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 움직임 검출성능이 뛰어난 공간상의 여러 방향으로의 상관정보를 구하여 이전프레임의 대응값과 비교하므로, 종래의 장치와 유사한 크기인 하드웨어 용량으로 움직임을 정확하게 검출하여 오검출에 의한 화질열화를 없앨 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 소정크기의 블럭단위의 영상신호로부터 움직임을 검출하기 위한 장치에 있어서, 상기 영상신호를 지연시켜 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플형태로 만드는 메모리부와; 메모리부에서 출력된 샘플신호들을 이용하여 주위의 화소들간의 감산값을 구하고, 이값을 설정된 기준값과 비교하여 공간상의 여러방향으로의 상관도를 검출한 후 이를 적정비트로 부호화하여 출력하는 공간정보추출 및 부호화부와; 공간정보추출 및 부호화부에서 출력된 공간상관정보를 저장하고 저장된 정보를 출력하는 프레임메모리와; 공간정보추출 및 부호화부의 출력신호와 프레임메모리에서 출력된 이전프레임의 공간상관정보를 비교하여 동영역인지 정지영역인지를 나타내는 동신호를 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메모리부는 입력된 영상신호를 1샘플기간동안 지연시켜 d샘플신호를 만드는 제1지연소자와, 상기 입력된 영상신호를 1라인기간동안 지연시켜 c샘플신호를 만드는 제1라인메모리와, 상기 제1라인메모리의 출력신호를 1샘플기간동안 지연시켜 x샘플신호를 만드는 제2지연소자와, 제2지연소자의 출력신호를 1샘플기간동안 지연시켜 b샘플신호를 만드는 제3지연소자와, 상기 제1라인메모리의 출력신호를 1라인기간동안 지연시키는 제2라인메모리와, 제2라인메모리의 출력신호를 1샘플기간동안 지연시켜 a샘플신호를 만드는 제4지연소자로 구성하는 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 메모리부에 제1지연소자의 출력신호를 1샘플기간동안 지연시켜 g샘플신호를 만드는 제5지연소자와, 상기 제4지연소자의 출력신호를 1샘플기간동안 지연시켜 e샘플신호를 만드는 제6지연소자를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출회로.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 상기 공간정보추출 및 부호화부는 메모리부로부터 인가된 a샘플신호와 d샘플신호를 감산하는 제1감산기와, b샘플신호와 c샘플신호를 감산하는 제2감산기와, 제1감산기에서 출력된 값의 절대치를 구하는 제1절대치계산부와, 제2감산기에서 출력된 값의 절대치를 구하는 제2절대치계산부와, 제1절대치계산부의 출력신호를 설정된 기준값과 비교하여 1비트의 공간상관정보를 출력하는 제1비교기와, 제2절대치계산부의 출력신호를 설정된 기준값과 비교하여 1비트의 공간상관정보를 출력하는 제2비교기로 구성하는 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비교부는 동일한 값을 갖는 비트의 갯수가 몇개인지를 비교하고, 동일비트수에 따라 움직임양을 비례적으로 변화시켜 움직임을 판정하도록 한 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 비교부는 동일비트수가 소정갯수일때까지는 움직임이 없다고 판정하고, 소정갯수이상에서는 동일비트수에 따라 움직임양을 비례적으로 변화시켜 움직임을 판정하도록 한 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출회로.
  7. 소정크기의 블럭단위의 영상신호로부터 움직임을 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 영상신호를 지연시켜 공간상관정보를 추출하는데 필요한 샘플형태로 만드는 단계와; 상기에서 만들어진 샘플신호들의 감산값을 구한 후 설정된 기준값과 비교하여 다수비트의 공간상관정보를 추출하는 단계와; 현재 추출된 공간상관정보와 이전프레임의 공간상관정보를 비교하여 동영역인지 정지영역인지를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 공간상관정보 추출단계는 아래의 식에 의해 2비트의 공간상관정보를 구하도록 한 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출방법.
    여기서, a,b,c,d는 각각 1샘플신호이고, th1,th2는 각 방향특성 및 노이즈에 따라 설정된 기준값이며, m0,m1는 공간상관정보이다.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공간상관정보 추출단계에 아래의 식에 의해 1비트의 공간상관정보를 구하여 추가하도록 한 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출방법.
    여기서, x는 1샘플신호이고, th3는 설정된 기준값이며, m2는 공간상관정보이다.
  10. 제8항에 있어서, 상기 공간상관정보 추출단계에 아래의 식에 의해 2비트의 공간상관정보를 구하여 추가하도록 한 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출방법.
    여기서, e,f,g,h는 1샘플신호이고, th3는 설정된 기준값이며, m2,m3는 공간상관정보이다.
  11. 제7항에 있어서, 상기 공간상관정보 추출단계는 아래의 식에 의해 중심화소와 주위화소간의 차신호에 의한 4비트의 공간상관정보를 구하도록 한 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출방법.
    여기서, a,b,c,d,x는 각각 1샘플신호이고, th1,th2는 각 방향특성 및 노이즈에 따라 설정된 기준값이며, m0,m1,m2,m3는 공간상관정보이다.
  12. 제11항에 있어서, 상기 공간상관정보 추출단계에 아래의 식에 의해 1비트의 공간상관정보를 구하여 추가하도록 한 것을 특징으로 하는 공간정보를 이용한 움직임 검출방법.
    여기서, th3는 설정된 기준값이며, m4는 공간상관정보이다.
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