KR0179500B1

KR0179500B1 - Apparatus for deciding motion vector

Info

Publication number: KR0179500B1
Application number: KR1019950053943A
Authority: KR
Inventors: 권동현; 이강환; 곽진석; 김도년; 김진웅
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구원
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970057955A

Abstract

본 발명은 움직임 벡터 결정 장치에 관한 것으로, 전체 탐색 영역에 대한 제1차이 계산수단; 제2차이 계산수단; 제1가산수단; 제2가산수단; 제1레지스터; 제2비교수단; 앤드수단; 및 노아수단으로 구성되어 있으며, 탐색 영역내에의 여러 후보 위치에서의 MAD가 동일한 경우 이전 매크로 블록의 MV와 거리가 가장 가까운 MV를 구하는 경우 이 방식을 사용하지 않은 경우보다 부호화 효율이 좋아지는 효과가 있다.The present invention relates to a motion vector determining apparatus, comprising: first difference calculating means for the entire search area; Second difference calculating means; First adding means; Second adding means; A first register; Second comparing means; End means; And Noah means, and when the MADs of several candidate positions in the search area are the same, an MV closest to the MV of the previous macroblock is obtained, and thus the coding efficiency is better than that without using this method. .

Description

Motion vector determination device

제1도는 본 발명에 따른 움직임 벡터 결정 장치의 구성도.1 is a block diagram of a motion vector determining apparatus according to the present invention.

제2도는 제1도의 차이계산기의 구성도.2 is a block diagram of the difference calculator of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

5,27,32 : 레지스터 7,8 : 차이계산기5,27,32: Register 7,8: Difference calculator

10,21 : 비교기 19,20 : 가산기10,21: comparator 19,20: adder

28,29 : 감산기 30,31 : 절대값 산출기28,29 subtractor 30,31 absolute value calculator

본 발명은 움직임 추정을 위해 사용되는 움직임 벡터 결정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motion vector determining apparatus used for motion estimation.

가장 흔히 쓰이는 블록 정합 움직임 추정 방법은 현재 픽쳐의 특정 매크로 블록과 평균 절대 오차(Mean Absolute Difference, MAD)가 가장 적은 매크로 블록을 이전 픽쳐의 탐색 영역내에서 찾는 방법이다. 이렇게 찾은 매크로 블록의 좌표가 움직임 벡터(Motion Vector, MV)이다. 비디오 인코더에서 부호화 효율을 더욱 높이기 위하여 MV를 직접 부호화 하지 않고 기준 매크로 블록 MV간의 차이를 부호화 한다.The most commonly used block matched motion estimation method is a method of finding a macroblock having the smallest mean absolute difference (MAD) and a specific macroblock of a current picture in a search region of a previous picture. The coordinate of the found macro block is a motion vector (MV). In order to further improve coding efficiency, the video encoder encodes the difference between the reference macroblock MVs without directly encoding the MVs.

기존의 움직임 벡터 결정 장치는 특정 매크로 블록과 평균 절대 오차가 가장 적은 값을 가지는 MV가 여러개일 경우 부호화 효율을 고려하지 않고 임의의 MV를 선택한다. 그러므로 MV를 부호화할 때 비효율적일 수가 있다.The conventional motion vector determination apparatus selects a random MV without considering the coding efficiency when there are several MVs having a specific macroblock and a value having the lowest average absolute error. Therefore, it may be inefficient when encoding MV.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 움직임 추정시 기준 매크로 블록과 평균 절대 오차가 가장 적은 MV를 가지는 매크로 블록이 탐색 영역에서 다수개 존재할 경우 이전 기준 매크로 블록의 MV와 거리가 가장 가까운 MV를 선택함으로써 부호화 효율을 높이는 움직임 벡터 결정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides the MV closest to the MV of the previous reference macroblock when there are a plurality of macroblocks having the MV having the smallest mean absolute error and the reference macroblock in the search region. It is an object of the present invention to provide a motion vector determining apparatus for improving coding efficiency by selecting.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전체 탐색 영역에 대한 움직임 추정 결과 최종 MV로 얻어진 값을 내장된 레지스터에 저장하는데 이용되는 명령 신호와 이전 기준 매크로 블록의 MV를 저장하는 내장된 레지스터를 리셋하는 신호를 입력으로 하여 탐색 영역에서 현재까지 가장 효율적인 MV 및 현재 MV와 이전 매크로 블록의 MV와의 차이를 계산하여 이전 기준 매크로 블록의 MV와 거리가 가장 가까운 x 좌표 MV를 출력하는 제1차이 계산수단; 전체 탐색 영역에 대한 움직임 추정 결과 최종 MV로 얻어진 값을 내장된 레지스터에 저장하는데 이용되는 명령 신호와 이전 기준 매크로 블록의 MV를 저장하는 내장된 레지스터를 리셋하는 신호를 입력으로 하여 탐색 영역에서 현재까지 가장 효율적인 MV 및 현재 MV와 이전 매크로 블록의 MV와의 차이를 계산하여 이전 기준 매크로 블록의 MV와 거리가 가장 가까운 y 좌표 MV를 출력하는 제2차이 계산수단; 상기 제1차이 계산수단으로부터 이전 기준 매크로 블록의 MV와 탐색 영역 내에서 지금까지 MAD가 가장 적은 MV의 x 좌표에서 차이값과, 상기 제2차이 계산수단으로부터 이전 기준 매크로 블록 MV와 현재 매크로 블록 MV의 y 좌표에서 차이값을 입력받아 가산하여 출력하는 제1가산수단; 상기 제1차이 계산수단으로부터 이전 기준 매크로 블록 MV와 현재 매크로 블록 MV의 x 좌표에서 차이값과, 상기 제2차이 계산수단으로부터 이전 기준 매크로 블록의 MV와 탐색 영역 내에서 지금까지 MAD가 가장 적은 MV의 y 좌표에서 차이값을 입력받아 가산하여 출력하는 제2가산수단; 상기 제1가산수단으로부터의 가산된 출력값이 상기 제2가산수단으로부터의 값보다 큰지를 비교하여 출력하는 제1비교수단; 현재 평균 절대 오차가 저장된 이전 평균 절대 오차보다 적은 경우 현재 평균 절대 오차를 저장하는데 쓰이는 명령 신호를 입력받아 탐색 영역내에서 현재까지 가장 작은 평균 절대 오차를 저장하는 제1레지스터; 현재 평균 절대 오차와 상기 제1레지스터에 저장된 이전 평균 절대 오차의 크기를 비교하는 제2비교수단; 상기 제1비교수단으로부터의 비교값을 일입력으로 하고, 상기 제2비교수단으로부터의 현재 평균 절대 오차와 이전 평균 절대 오차의 크기가 같은 값을 타입력으로 하여 논리곱연산하여 출력하는 논리곱연산수단; 및 상기 논리곱연산수단으로부터의 출력을 일입력으로 하고, 상기 제2비교수단으로부터의 현재 평균 절대 오차가 이전 평균 절대 오차의 크기보다 작은 경우의 값을 타입력으로 하여 논리합연산하여 상기 제2차이 계산수단으로 출력하는 논리합연산수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for resetting a built-in register for storing an MV of a previous reference macro block and a command signal used to store a value obtained as a final MV in a built-in register as a result of motion estimation for the entire search area. First difference calculating means for calculating a difference between the most efficient MV and the current MV and the MV of the previous macro block in the search area as inputs and outputting an x coordinate MV closest to the MV of the previous reference macroblock; As a result of the motion estimation for the entire search area, the command signal used to store the value obtained as the final MV in the built-in register and the signal for resetting the built-in register storing the MV of the previous reference macro block are input. Second difference calculating means for calculating the most efficient MV and the difference between the current MV and the MV of the previous macroblock and outputting a y coordinate MV closest to the MV of the previous reference macroblock; The difference value at the x coordinate of the MV of the previous reference macroblock from the first difference calculation means and the MV with the lowest MAD so far in the search region, and the previous reference macroblock MV and the current macroblock MV from the second difference calculation means. First adding means for receiving and adding a difference value at y coordinates of the output unit; The difference in the x coordinates of the previous reference macroblock MV and the current macroblock MV from the first difference calculation means, and the MV of the previous reference macroblock from the second difference calculation means and the MV with the lowest MAD so far in the search region. Second adding means for receiving the difference value from the y coordinate and adding the result; First comparing means for comparing and outputting whether the added output value from said first adding means is greater than the value from said second adding means; A first register that receives a command signal used to store the current average absolute error and stores the smallest average absolute error to the present in the search area when the current average absolute error is less than the stored previous average absolute error; Second comparing means for comparing a magnitude of a current average absolute error with a previous average absolute error stored in the first register; Logic operation for outputting the result of the comparison from the first comparison means as one input, and performing logical AND operation on a value having the same magnitude of the current average absolute error and the previous average absolute error from the second comparison means as a type force. Way; And an output from the logical product calculating means as one input, and performing a logical sum operation using a value when the current average absolute error from the second comparing means is smaller than the magnitude of a previous average absolute error as the type force to perform the second difference. And logic calculating means for outputting to the calculating means.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 움직임 벡터 결정 장치의 구성도, 제2도는 제1도의 차이 계산기의 구성도로서, 도면에서 부여된 부호에 따른 간략한 설명은 다음과 같다.FIG. 1 is a configuration diagram of a motion vector determining apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of a difference calculator of FIG. 1.

먼저, 1은 계산된 평균 절대 오차, 2는 움직임 벡터 결정 장치, 3은 탐색 영역 내의 현재 매크로 블록 x 방향 MV, 4는 탐색 영역 내의 현재 매크로 블록의 y 방향 MV, 5는 탐색 영역 내에서 현재까지 가장 작은 평균 절대 오차를 저장하는 레지스터, 6은 탐색 영역에서 현재까지 가장 효율적인 MV와 이전 매크로 블록의 MV와의 차이보다 현재 MV와 이전 매크로 블록의 MV와의 차이가 적은 경우 현재 MV를 저장하는데 쓰이는 명령 신호, 7,8은 탐색 영역에서 현재까지 가장 효율적인 MV 및 현재 MV와 이전 매크로 블록의 MV와의 차이를 계산하는 차이 계산기, 9는 현재 평균 절대 오차가 저장된 이전 평균 절대 오차보다 적은 경우 현재 평균 절대 오차를 저장하는데 쓰이는 명령 신호, 10은 현재 평균 절대 오차와 저장된 이전 평균 절대 오차의 크기를 비교하는 비교기, 11은 전체 탐색 영역에 대한 움직임 추정 결과 최종 MV로 얻어진 값을 레지스터(27)에 저장하는데 이용되는 명령 신호, 12는 이전 기준 매크로 블록의 MV를 저장하는 레지스터(27)를 리셋하는 신호, 15는 이전 기준 매크로 블록의 MV와 탐색 영역내에서 지금까지 MAD가 가장 적은 MV의 x 좌표에서 차이, 16은 이전 기준 매크로 블록 MV와 현재 매크로 블록 MV의 x 좌표에서 차이, 17은 이전 기준 매크로 블록 MV와 현재 매크로 블록 MV의 y 좌표에서 차이, 18은 이전 기준 매크로 블록 MV와 탐색 영역내에서 지금까지 MAD가 가장 적은 MV의 y 좌표에서 차이, 19,20은 가산기, 21은 비교기, 24는 이준 기준 매크로 블록의 MV와 거리가 가장 가까운 x 좌표 MV, 25는 이전 기준 매크로 블록 MV와 거리가 가장 가까운 y 좌표 MV, 27은 레지스터, 28,29는 감산기, 30,31은 절대값 산출기를 각각 나타낸다.First, 1 is the calculated average absolute error, 2 is the motion vector determining apparatus, 3 is the current macroblock x direction MV in the search region, 4 is the y direction MV of the current macroblock in the search region, and 5 is the present within the search region. A register that stores the smallest average absolute error, 6 is the command signal used to store the current MV when the difference between the current MV and the MV of the previous macro block is less than the difference between the most efficient MV so far in the search region and the MV of the previous macro block. 7,8 is a difference calculator that calculates the difference between the most efficient MV so far in the navigation area and the current MV and the MV of the previous macro block, and 9 is the current average absolute error if the current average absolute error is less than the stored previous average absolute error. Command signal used for storing, 10 is a comparator comparing the magnitude of the current average absolute error with the previous stored average error, 11 Command signal used to store the value obtained as the final MV in the object search area in the register 27, 12 is a signal for resetting the register 27 storing the MV of the previous reference macroblock, 15 is the previous reference The difference between the MV of the macroblock and the x coordinate of the MV with the lowest MAD so far in the search area, 16 is the difference from the x coordinate of the previous reference macroblock MV and the current macroblock MV, 17 is the previous reference macroblock MV and the current macro The difference in the y coordinate of the block MV, 18 is the difference in the y coordinate of the previous reference macroblock MV and the MV with the least MAD so far in the search area, 19,20 is an adder, 21 is a comparator, 24 is a binary reference macroblock The x-coordinate MV closest to MV, 25 denotes the y-coordinate MV closest to the previous reference macroblock MV, 27 denotes a register, 28 and 29 subtractors, and 30 and 31 absolute calculators.

상기한 부호의 설명에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.When the present invention is described in detail according to the description of the above signs are as follows.

이전 픽쳐의 탐색 영역에 있는 모든 부호 매크로 블록 위치에서 현재 매크로 블록과의 평균 절대 오차를 차례대로 구한다. 차례대로 입력되는 각각의 평균 절대 오차는 레지스터(5)에 저장된 현재까지의 최저 평균 절대 오차와 비교하여 크면 이전의 저장된 값을 계속 유지한다. 현재 입력되는 평균 절대 오차가 저장된 값과 동일하면, 저장된 현재까지의 최저 평균 절대 오차에 해당하는 MV와 입력된 평균 절대 오차에 해당하는 MV중에서 어느 MV가 이전 기준 매크로 블록의 MV와 거리가 더 가까운지 계산한다. 이 경우 좌표의 x 방향 MV인 MV_u(3)와 y 방향 MV인 MV_v(4)가 차이 계산기(7,8)에 각각 입력된다. x 좌표를 위한 차이 계산기의 블럭도는 제2도와 같다. 이전 기준 매크로 블록의 MV와 저장된 MV의 차이의 절대값은 C(15)로 출력되고, 이전 기준 매크로 블록의 MV와 현재 입력되는 MV의 차이의 절대값은 D(17)로 출력된다. 다시 제1도를 참고로 하여 설명한다. 차이 계산기(7,8)에서 출력된 C(15,17)와 D(16,18)는 가산기에서 x 좌표 값과 y 좌표 값을 더하여 각각의 거리를 구한다.The mean absolute error with the current macro block is obtained in order at all sign macro block positions in the search region of the previous picture. Each average absolute error input in turn keeps the previously stored value if large compared to the lowest average absolute error to date stored in register 5. If the average absolute error currently input is the same as the stored value, one of the MVs corresponding to the lowest average absolute error to the stored current and the MV corresponding to the input average absolute error is closer to the MV of the previous reference macroblock. Calculate. In this case, MV_u (3) in the x-direction MV of the coordinates and MV_v (4) in the y-direction MV are input to the difference calculators 7, 8, respectively. The block diagram of the difference calculator for the x coordinate is shown in FIG. The absolute value of the difference between the MV of the previous reference macroblock and the stored MV is output to C (15), and the absolute value of the difference between the MV of the previous reference macroblock and the currently input MV is output to D (17). This will be described with reference to FIG. 1 again. C (15,17) and D (16,18) output from the difference calculator (7,8) add the x coordinate value and the y coordinate value in the adder to obtain the respective distances.

상기 비교기(21)에서 비교 결과 현재 입력되는 MV와 이전 매크로 블록의 MV와의 거리가 더 적으면, 차이 계산기에 현재 입력되는 MV를 저장한다.If the distance between the MV currently input and the MV of the previous macro block is smaller as a result of the comparison in the comparator 21, the MV currently input to the difference calculator is stored.

상기와 같은 본 발명은 탐색 영역내에의 여러 후보 위치에서의 MAD가 동일한 경우 이전 매크로 블록의 MV와 거리가 가장 가까운 MV를 구하는 경우 이 방식을 사용하지 않은 경우보다 부호화 효율이 좋아지는 효과가 있다.As described above, when the MADs of the candidate positions in the search area are the same, the MV of the closest distance to the MV of the previous macroblock is obtained. Thus, the coding efficiency is improved as compared with the case where this method is not used.

Claims

As a result of the motion estimation for the entire search area, the command signal used to store the value obtained as the final motion vector (hereinafter referred to as MV) in the built-in register and the signal to reset the built-in register storing the MV of the previous reference macro block are obtained. First difference calculating means (7) for calculating, as an input, the most efficient MV so far in the search region and the difference between the current MV and the MV of the previous macroblock and outputting the x coordinate MV closest to the MV of the previous reference macroblock. ; As a result of the motion estimation for the entire search area, the command signal used to store the value obtained as the final MV in the built-in register and the signal for resetting the built-in register storing the MV of the previous reference macro block are input. Second difference calculating means (8) for calculating the most efficient MV and the difference between the current MV and the MV of the previous macro block and outputting a y coordinate MV closest to the MV of the previous reference macro block; The difference between the MV of the previous reference macroblock from the first difference calculating means 7 and the x coordinate of the MV with the lowest MAD so far in the search region and the previous reference macroblock from the second difference calculating means 8. First adding means (19) for receiving, adding, and outputting a difference value in the y coordinates of the MV and the current macroblock MV; The difference value in the x coordinate of the previous reference macroblock MV and the current macroblock MV from the first difference calculation means 7, the MV of the previous reference macroblock from the second difference calculation means 8 and now within the search area. Second adding means (20) for receiving and adding a difference value in the y coordinate of MV having the smallest MAD until; First comparing means (21) for comparing and outputting whether the added output value from said first adding means (19) is greater than the value from said second adding means (20); A first register 5 which receives a command signal used to store the current average absolute error and stores the smallest average absolute error to the present in the search area when the current average absolute error is less than the stored previous average absolute error; Second comparing means (10) for comparing a magnitude of a current average absolute error and a previous average absolute error stored in the first register (5); The logical comparison operation is performed using a comparison value from the first comparison means 21 as one input, and a value equal to the magnitude of the current average absolute error and the previous average absolute error from the second comparison means 10 as the type force. Logical product operation means 14 for outputting the result; And the output from the logical product operation means 14 as one input, and the value when the current average absolute error from the second comparison means 10 is smaller than the magnitude of the previous average absolute error as the logical force. And a logical sum calculating means (13) for calculating and outputting to the second difference calculating means (8).

The method of claim 1, wherein the first and second difference calculating means (7,8) receive a command signal used to store a value obtained as the final MV as a result of the motion estimation for the entire search area. A second register 32 that calculates the most efficient MV and the difference between the current MV and the MV of the previous macro block and outputs an x coordinate MV closest to the MV of the previous reference macro block; The MV of the previous reference macro block is calculated by calculating the most efficient MV so far and the difference between the current MV and the MV of the previous macro block in the search area. A third register 27 for outputting a close y coordinate MV; A first subtractor (28) for subtracting and outputting the output values from the second and third registers (32, 27) as inputs; A second subtractor 29 outputting the output from the third register 27 and subtracting the x direction MV of the current macroblock in the search area as an input; And first and second absolute value calculators (30,31) connected to the first and second subtractors (28,29), respectively, for obtaining and outputting an absolute value.