KR0171143B1 - 육각그리드에서의 삼각구조 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상의 특징점을 이용한 움직임 보상 인터폴레이션에서의 기본이 되는 삼각 구조의 형성 장치에 관한 것으로, 이를 해결하기 위하여 그리드 포인터에 대한 좌표를 발생하는 그리드 포인터 생성부와, 영상 신호를 저장하는 프레임 메모리와, 그리드 포인터 생성부에 의해 제공되는 좌표상에 프레임 메모리에 저장되어 있던 영상 이미지를 대응시키고, 이 대응된 영상 이미지의 특징점을 추출하는 특징점 추출부와, 특징점 추출부에 의해 추출되어 구현된 이미지를 소정의 삼각구조로 각각 분할하고, 이 분할된 삼각구조에 대응시켜 각각의 분산값을 추출하는 분산값 추출부와, 분산값 추출부에 의해 추출된 분산값들중 상기 분산의 최소값을 선택하는 최소값 선택부와, 최소값 선택부에서 선택된 최소값들중 최소의 분산값을 나타내는 삼각 구조의 형태를 선택하는 비교판단부를 포함하도록 구성된다.

Description

육각그리드에서의 삼각구조 형성 장치
제1도는 본 발명에 대한 육각그리드에서의 삼각구조 형성 장치도.
제2도는 일예로서 특징점을 구하기 위한 육각구조 그리드를 도시한 도면.
제3도는 제1도를 설명하기 위해 삼각구조의 형태를 도시한 도면.
제4도는 제1도를 설명하기 위한 일예로서 육각구조의 영역 A, B내에서 물체의 움직임을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 그리드 포인터 생성부 20 : 프레임 메모리
30 : 특징점 추출부 40 : 분산값 추출부
50 : 최소값 선택부 60 : 비교판단부
본 발명은 육각그리드(Hexagonal Grid)에서의 삼각구조 형성 장치에 관한 것으로, 특히 영상의 특징점을 이용한 움직임 보상 인터폴레이션에서의 기본이 되는 삼각 구조의 형성 장치에 관한 것이다.
요즘, 아날로그 신호로서 영상처리하는 영상기기는 디지탈 신호로 영상처리하는 기법보다 화질이 떨어진다. 그래서 영상기기의 고화질화되는 현 추세로 볼때 아날로그 신호의 디지탈화는 필수적이다. 그런데 영상처리되는 신호를 디지탈 신호로 표현하고자 할 경우에는 방대한 데이타 양이 발생되는데, 이를 수용할 수 있는 전송채널은 한정되어 있다.
따라서 이 방대한 디지탈 데이타를 한정된 전송채널의 대역폭을 이용하여 전송하기 위해서는 방대한 데이타를 압축 및 부호화는 필수적이다. 일예로서, 하이브리드 부호화기법은 움직임 보상차분펄스 부호변조(DPCM)와, 2차원의 이산여현변환(DCT), DCT 계수의 양자화, 가변길이 부호기(VLC)등을 이용하는 바, 움직임 보상 DPCM은 현재 프레임과 이전 프레임간의 물체의 움직임을 추정하고, 이 추정된 움직임을 근거로 하여 현재 프레임을 예측하여 현재 프레임과 예측치간의 차이를 나타내는 차분신호를 이용한 방법이다.
또한, 2차원 DCT는 이미지 데이타간의 공간적 리던던시를 이용하거나 제거하는 것으로서, DCT 변환계수로 변환한다. 이러한 DCT 변환계수는 양자화기, 지그재그주사, 가변길이 부호기(VLC)등을 통해 처리됨으로써 전송할 데이타의 양을 효과적으로 감축할 수 있다.
그리고, 옵젝트(물체)의 화소 변위를 추정방법중, 하나는 블럭단위의 움직임 추정방법이고, 다른 하나는 화소단위의 움직임 추정방법인데, 특히 화소단위 움직임 추정방법이 주로 사용되고 있다.
제2도는 일예로서 특징점을 구하기 위한 육각형(구조) 그리드를 도시한 도면으로, ·은 그리드 포인터를 나타내며, ×점은 특징점을 나타내는 것이다. 이때 각 특징점은 각 그리드 포인터에서 조건에 만족되는 영상의 엣지상의 한점으로 움직임을 대표하게 되며, 이 특징점만 움직임 벡터로 주어진다.
따라서 영상의 모든 점들에 대해서 움직임 벡터를 구하기 위해서는 특징점을 이용한 인터폴레이션이 필요한데, 이는 모든 점들에 대해서 특징점의 움직임 벡터를 구하는 방법을 적용시킬 경우에는 많은 계산량을 부가될 뿐 아니라 움직임의 연속성을 이루기가 어렵기 때문이다.
그래서 인터폴레이션을 구하기 위해서는 기본적인 구조가 필요한데, 이는 일반적으로 어떤 그리드를 사용하더라도 삼각 구조가 편리함이 일반적인 견지인 바, 이때 삼각 구조는 각 특징점을 이어 형성된 것을 말한다.
육각구조(형)의 그리드에서 삼각 구조를 형성할 때 제3도에 도시된 바와 같이 두가지 형태(가,나)로 표현될 수 있는데, 이때 그리드 포인터(P1-P4)는 두 영역(A,B)으로 구분된다.
그래서 상기 두가지 형태(가,나)중 어느 형태를 선택할 것인지는 인터폴레이션 처리시, 실제 물체의 움직임과 가장 유사도가 높고, 물체의 변형을 최소화시키는 형태를 선택하면 된다.
예를 들면, 제4도에 도시된 바와 같이 육각구조의 영역 A, B중 영역(A)내에 물체(41)가 상방향으로 물체(41)의 변형없이 움직일 경우 제3도(a)와 같은 삼각 구조의 형태가 바람직하다.
예컨데, 제3도(b)와 같은 형태로서 결정될 경우에는 물체(41)는 영역 A와, 영역 B의 경계에 포함됨으로 물체(41)의 변형이 발생될 수 있으므로 비효율적으로 된다.
따라서 본 발명의 목적은 육각구조의 그리드에서 물체의 움직임에 따라 적응적으로 선택될 수 있는 육각그리드에서의 삼각구조 형성 장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 움직임 보상된 인터폴레이션에서의 특징점을 이용하여 삼각 구조를 형성하여 부호화하는 장치에 있어서: 그리드 포인터에 대한 좌표데이터를 발생하는 그리드 포인터 생성부와; 입력되는 영상신호를 저장하는 프레임 메모리와; 상기 그리드 포인터 생성부에 의해 제공되는 좌표상에 상기 프레임 메모리에 저장되어 있던 영상 이미지를 대응시키고, 이 대응된 영상 이미지의 엣지점 및 특징점을 추출하는 특징점 추출부와; 상기 특징점 추출부에 의해 추출되어 구현된 이미지를 소정의 삼각구조로 각각 분할하고, 이 분할된 삼각구조에 대응시켜 각각의 분산값을 추출하는 분산값 추출부와; 상기 분산값 추출부에 의해 추출된 분산값들중 상기 분산의 최소값을 선택하는 최소값 선택부와; 상기 최소값 선택부에서 선택된 최소값들중 최소의 분산값을 나타내는 상기 삼각 구조의 형태를 선택하는 비교판단부를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 예시된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제1도에서, 그리드 포인터에 대한 좌표데이터를 발생하는 그리드 포인터 생성부(10)와; 입력되는 영상 신호를 저장하는 프레임 메모리(20)와; 그리드 포인터 생성부(10)와 프레임 메모리(20)에 의해 제공되는 영상 이미지의 특징점들을 추출하는 특징점 추출부(30)와; 상기 특징점 추출부(30)에 의해 구현되는 물체의 이미지를 소정의 삼각 구조로 각각 분할하고, 이 분할된 삼각 구조에 대응시켜 각각의 분산값을 추출하는 분산값 추출부(40)와; 분산값 추출부(40)에 의해 추출된 분산값들중 이 분산의 최소값을 선택하는 최소값 선택부(50)와; 최소값 선택부(50)에서 선택된 최소값들중 최소의 분산을 나타내는 삼각 구조의 형태를 선택하는 비교판단부(60)로 구성된다.
더욱 상세히 설명하면, 그리드 포인터 생성부(10)는 제2도에 도시된 바와 같이 그리드 포인터에 대한 좌표데이터를 발생시켜 특징점 추출부(30)로 제공되도록 구성한다.
프레임 메모리(20)는 입력되는 영상의 윤곽정보를 나타내는 엣지점을 추출함과 더불이 이 엣지점을 대표하는 특징점들을 선택하여 저장되도록 구성된다.
특징점 추출부(30)는 프레임 메모리(20)와 그리드 포인터 생성부(10)에 의해 제공되는 특징점들을 추출하여 분산값 추출부(40)로 제공되도록 구성된다.
분산값 추출부(40)는 특징점 추출부(30)의 특징점에 의해 구현된 물체의 이미지를 제1삼각 구조로 분할하고 이 분할된 제1삼각 구조의 영역(A,B)에 대한 분산값을 추출하는 제1분산값 추출단(42)과, 특징점 추출부(30)의 특징점에 의해 구현된 물체의 이미지를 제2삼각 구조로 분할하고, 이 분할된 제2삼각 구조의 영역(A,B)에 대한 분산값을 추출하는 제2분산값 추출단(44)으로 구성된다.
최소값 선택부(50)는 제1분산값 추출단(42)에 의해 추출된 영역(A,B)의 분산값중 최소의 분산값을 선택하는 제1최소값 선택단(52)과, 제2분산값 추출단(44)에 의해 추출된 영역(A,B)의 분산값중 최소의 분산값을 선택하는 제2최소값 선택단(54)으로 구성된다.
비교판단부(60)는 제1최소값 선택부(52)에서 선택된 최소값과 제2최소값 선택부(54)에서 선택된 최소값을 비교한 결과, 최소의 분산값을 나타내는 삼각 구조의 형태가 선택되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.
우선, 입력되는 영상 이미지는 라인(100)을 통해 프레임 메모리(20)로 저장되며, 그리드 포인터 생성부(10)에서는 제2도에 도시된 바와 같이 그리드 포인터에 대한 좌표데이터를 발생시켜 특징점 추출부(30)로 제공하게 된다.
이에, 특징점 추출부(30)에서는 프레임 메모리(20)로부터 이미 저장되어 있던 영상 신호를 제공받고, 이 영상 신호의 윤곽정보를 나타내는 엣지점을 추출함과 더불어 이 엣지점을 대표하는 특징점들을 선택하여 제1,2분산값 추출단(42)(44)로 각각 제공하게 된다.
제1분산값 추출단(42)에서는 특징점 추출부(30)로부터 제공되는 특징점을 근거로 구현된 물체의 이미지를 제3도에 도시된 (a)와 같이 제1삼각 구조로 분할후 다음과 같은 계산식에 의해 삼각구조에 포함된 영상 이미지의 분산값을 구하게 된다.
상기 식에서 var(i,j)는 삼각 구조내의 좌표(i,j)에서의 화소의 분산값을 나타내며; EH×EV는 삼각 구조내의 블럭크기이고; I(i,j)는 삼각 구조내의 화소좌표(i,j)에서의 루미넌스 레벨을 나타내며; 그리고 평균(mean)은 삼각구조내 화소들에 대한 평균 루미넌스 레벨이다.
또한, 평균 루미넌스 레벨은 다음과 같은 계산식에 의해계산된다.
그리고, 제2분산값 추출단(44)에서는 특징점 추출부(30)로부터 제공되는 특징점을 근거로 구현된 물체의 이미지를 제3도에 도시된 (b)와 같이 제2삼각 구조로 분할후 상술된 분산값 계산식에 의해 삼각구조에 포함된 영상 이미지의 분산값을 구하게 된다.
이와 같이 제1분산값 추출부(42)에 의해 추출된 영역(A,B)의 분산값은 제1최소값 선택단(52)에 제공됨과 동시에 최소의 분산값을 선택하여 비교 판단부(60)로 제공하게 된다.
또한, 제2분산값 추출부(44)에 의해 추출된 영역(A,B)의 분산값은 제2최소값 선택단(54)에 제공됨과 동시에 최소의 분산값을 선택하여 비교 판단부(60)로 제공하게 된다.
비교판단부(60)에서는 제1최소값 선택부(52)에서 선택된 최소값과 제2최소값 선택부(54)에서 선택된 최소값을 비교하게 된다.
만약, min(VA2, VB2) min(VA1, VB1)이면,
즉, 제2삼각구조에 의한 분산값이 제1삼각구조에 의한 분산값보다 크면, 비교판단부(60)에서는 제1삼각구조를 선택하게 되고; 제2삼각구조에 의한 분산값이 제1삼각구조에 의한 분산값보다 작으면, 제2삼각구조를 선택하게 된다.
참고로, 제1삼각구조: VA1, VB1이고, 제2삼각구조: VA2, VB2이다.
VA는: A영역의 루미넌스(밝기)분산이고,
VB는: B영역의 루미넌스(밝기)분산이다.
따라서, 제1,2삼각구조의 선택을 물체의 움직임에 따라 적응적으로 선택할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 영상의 특징점을 이용한 움직임 보상 인터폴레이션에서 물체의 움직임에 따른 삼각 구조의 선택을 적응적으로 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 비록 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 청구범위의 사상과 범주를 벗어나지 않고 다양하게 변경하여 실시할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (3)

  1. 움직임 보상된 인터폴레이션에서의 특징점을 이용하여 삼각 구조를 형성하여 부호화하는 장치에 있어서: 그리드 포인터에 대한 좌표를 발생하는 그리드 포인터 생성부와; 입력되는 영상 신호를 저장하는 프레임 메모리와; 상기 그리드 포인터 생성부에 의해 제공되는 좌표상에 상기 프레임 메모리에 저장되어 있던 영상 이미지를 대응시키고, 이 대응된 영상 이미지의 엣지점 및 특징점을 추출하는 특징점 추출부와; 상기 특징점 추출부에 의해 추출되어 구현된 이미지를 소정의 삼각구조로 각각 분할하고, 이 분할된 삼각구조에 대응시켜 각각의 분산값을 추출하는 분산값 추출부와; 상기 분산값 추출부에 의해 추출된 분산값들중 상기 분산의 최소값을 선택하는 최소값 선택부와; 상기 최소값 선택부에서 선택된 최소값들중 최소의 분산값을 나타내는 상기 삼각 구조의 형태를 선택하는 비교판단부를 포함함을 특징으로 하는 육각그리드에서의 삼각구조 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분산값 추출부는, 상기 특징점 추출부의 특징점에 의해 구현된 물체의 이미지를 제1삼각 구조로 분할하고, 이 분할된 제1삼각 구조의 영역(A,B)에 대한 분산값을 추출하는 제1분산값 추출단과, 상기 특징점 추출부의 특징점에 의해 구현된 물체의 이미지를 제2삼각 구조로 분할하고, 이 분할된 제2삼각 구조의 영역(A,B)에 대한 분산값을 추출하는 제2분산값 추출단으로 구성됨을 특징으로 하는 육각그리드에서의 삼각구조 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최소값 선택부는, 상기 제1분산값 추출단에 의해 추출된 영역(A,B)의 분산값중 최소의 분산값을 선택하는 제1최소값 선택단과, 상기 제2분산값 추출단에 의해 추출된 영역(A,B)의 분산값중 최소의 분산값을 선택하는 제2최소값 선택단으로 구성됨을 특징으로 하는 육각그리드에서의 삼각구조 형성 장치.
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