KR100192378B1 - 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

디지탈 기록/재생장치에서 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치 및 그 방법이 제공된바, 오류정정 부호를 이용하여 디지탈 영상신호 재생시 발생하는 오류를 최소화하며, 이를 다시 신장하여 영상신호로 화면에 디스플레이하기 때문에 오류 정정 장치의 오류정정 능력을 넘어서는 과다한 오류가 발생한 경우 오류가 정정되지 않게 되어 발생되는 화질저하의 심각한 문제점을 해결하기 위하여 헤드를 통해 재생되는 신호 중 수정할 수 없는 손실블럭의 위치를 검출하는 손실블럭 검출수단과; 상기 손실블럭으로 판정한 블럭(매크로블럭)에 인접한 여러 블럭들 중 엣지가 가장 뚜렷한 블럭을 선택하는 엣지블럭 선택수단과; 상기 선택된 블럭을 이전 프레임에 이동시키면서 엣지이동벡터값을 발생시켜주는 엣지이동벡터 발생수단과; 상기 이동 벡터만큼 더해진 위치의 이전 프레임블럭을 현재 프레임으로 가져와 손실된 블럭으로 대치하여 디스플레이 가능한 포맷으로 변환 출력하는 블럭 대체수단을 구성하여 손상된 블럭의 주변블록 엣지정보를 사용하여 엣지이동 벡터를 구한 후에 그 위치에 있는 이전 프레임의 블록으로 대체함으로서, 손실된 블록의 엣지정보를 자연스럽게 복구하여 화면 화질의 성능을 향상시킬수 있도록 한 것이다.

Description

엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치 및 그 방법

본 발명은 디지탈 기록/재생장치의 에러 컨실먼트 구현에 관한 것으로서, 특히 엣지의 이동정보를 추측하여 지난 프레임의 블록으로 대체하도록 한 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이하, 종래 기술에 따른 디지탈 기록/재생장치의 영상신호처리에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 기술에 따른 디지탈 기록/재생장치의 영상신호처리를 나타낸 블록 구성도이다.

제1도를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 입력되는 아날로그 영상신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환부(10)와; 상기 변환된 디지탈 신호를 압축하는 영상신호 압축부(20)와; 상기 압축된 데이타에 재생시의 오류정정을 위한 오류정정 코드를 부가하는 오류정정 부호부(30)와; 상기 부호화된 데이타를 기록 및 재생하는 기록/재생부(40)와, 상기 기록/재생부(40)에서 재생된 신호를 오류정정 코드를 이용하여 오류를 정정하는 오류정정 복호부(50)와; 상기 오류정정 복호부(50)에서 정정된 데이타로 부터 원래의 디지탈 영상신호를 신장하는 영상신호 신장부(60)와; 상기 신장된 디지탈 영상신호를 아날로그 영상신호로 변환하여 출력하는 D/A변환부(70)로 구성된다.

여기서, 상기 영상신호 압축부(20)에서는 1920바이트의 세그먼트 단위의 디지탈 영상신호를 385바이트로 약 1/5의 데이타로 압축하는데 상기 압축된 데이타는 77바이트 단위로 상기 오류정정 부호부(30)에서 오류정정부호를 부가하여 재생시 발생하는 오류를 정정하는 것이다.

이때, 상기 1920 바이트의 세그먼트 단위의 데이타를 1/5로 압축한 후 테이프에 기록하고 오류정정 부호를 이용하여 재생시 발생하는 오류를 최소화하며, 이를 다시 신장하여 영상신호로 화면에 디스플레이하기 때문에 오류정정 장치의 오류정정 능력을 넘어서는 과다한 오류가 발생한 경우 오류가 정정되지 않게 되는 것이다.

그러므로, 상기 오류가 정정되지 않은 데이타를 세그먼트 단위로 신장하기 때문에 385 바이트의 압축된 데이타중 한 바이트의 오류에도 영상신호의 1920 바이트 전체가 오류가 되어 이를 화면에 디스플레이하는 경우 화면에서는 블록화된 오류가 표시되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로서 동일 출원인이 출원한 바 있다.

상기 출원된 방법을 살펴보면, 상기에서 설명한 바와 같이 복호화 할 수 없는 블럭에 대하여 이전 프레임의 블럭으로 대체하는 방법으로 에러 컨실먼트를 구현하였다.

즉, 이전 프레임은 일 메모리에 저장하고 있다가 어떤 블럭에 대하여 에러가 발생하여 복호화 할 수 없는 경우가 발생하면, 이전 프레임에 있는 같은 위치의 블럭으로 현재 손실된 블럭을 대체하는 것이다.

또한, 이와 같은 방법은 화상의 시간적 상관성(Correlation)을 이용한 것으로 앞, 뒤 프레임의 변화가 적어 상관성이 높을 경우 간단한 방법으로 비교적 우수한 화질을 복구할 수 있는 것이다.

그러나, 화면의 이동이 있는 경우 이와 같은 방법으로 엣지(Edge)가 있는 블럭을 복구하면 엣지의 움직임을 고려할 수 없으므로 엣지를 자연스럽게 복구하기가 어려운 문제점이 있다.

특히, 상기 엣지 부분은 시각적으로 눈에 잘 띄는 부분이므로 이러한 부분을 잘못 복구하게 되면 화질 저하가 심각해지는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 화질저하를 가져오지 않도록 에러를 정정할 수 있는 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 장치에 상응하는 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현방법을 제공함에 있다.

제1도는 종래 기술에 따른 디지탈 기록/재생장치의 영상신호처리를 나타낸 블록 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 디지탈 기록/재생장치에서의 신호흐름도 및 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치를 나타낸 블록 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 에지 이동벡터의 블록 탐색영역을 좌표상으로 나타낸 도면.

제4도는 본 발명에 따른 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현방법을 나타낸 플로우 차트.

제5a도 내지 제5b도는 현재 프레임에서의 손실된 매크로블록과 지난 프레임을 나타낸 도면.

제5c도는 제5a도와 제5b도에서의 에지 이동벡터 정보를 나타낸 도면.

제6a도 내지 제6b도는 본 발명에 따른 에러 컨실먼트 구현방법을 나타낸 도면.

제7도는 본 발명에 따른 엣지 이동벡터 탐색법을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 에러정정부 101 : 영상신호 신장부

102 : 셔플부 103 : 저장부

104 : 손실블록 검출부 105 : 에지블록 선택부

106 : 엣지이동 벡터 발생부

본 발명에 따른 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치 및 그 제어방법의 특징은 에러가 발생하여 손상된 블럭을 검출하고, 상기 손상된 블럭의 주변블럭 엣지정보를 사용하여 엣지 이동벡터를 구한 후에 그 위치에 있는 이전 프레임의 화소 값으로 대체하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 디지탈 기록/재생장치에서의 신호 흐름도 및 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치를 나타낸 블록 구성도이다.

제2도를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 에러정정부(100), 영상신호 신장부(101), 저장부(103), 손실블럭 검출부(104), 엣지블록 선택부(105), 엣지 이동벡터 발생부(106) 및 셔플로(102)로 구성된다.

상기 에러정정부(100)는 헤드를 통해 재생되는 신호에 대해 에러정정코드(ECC)를 부가하여 에러를 정정한다.

영상신호 신장부(101)는 상기 에러정정부(100)에서 에러가 정정된 영상 재생신호를 신장하여 화소 값으로 변환하여 상기 셔플부(102)로 출력한다.

손실블록 검출부(104)에서는 상기 에러정정부(100)에서 정정할 수 없는 손실블럭의 인치를 검출하여 상기 엣지블록 선택부(105)로 출력한다.

상기 엣지블록 선택부(105)는 상기 손실 블록 검출부(104)에서 손실블럭으로 판정한 블럭(매크로블럭)에 인접한 여러 블록들 중 엣지가 가장 뚜렷한 블럭을 선택하여 상기 저장부(103)와 엣지 이동벡터 발생부(106)에 인가한다.

상기 엣지 이동벡터 발생부(106)에서는 엣지블록 선택부(105)에서 선택된 블럭을 상기 저장부(103)에 저장된 이전 프레임의 블럭 탐색영역에 대하여 이동하면서 후술하게될 MSE(Mean Square Error)가 가장 적은 위치를 찾아내어 엣지 이동벡터 값을 발생시켜 주는 것이다.

서플부(102)는 상기 엣지 이동벡터 발생부(106)에서 출력된 엣지 이동벡터를 사용하여 상기 이동벡터 만큼 더해진 위치의 이전 프레임블럭을 현재 프레임으로 가져와 손실된 블럭으로 대치하여 디스플레이 가능한 포맷으로 변환 출력하여 화면에 디스플레이하는 것이다.

상기 구성에 따른 동작원리를 설명하기로 한다.

제3도는 본 발명에 따른 엣지 이동벡터 발생시의 블록 탐색영역을 좌표상으로 나타낸 도면이고, 제4도는 본 발명에 따른 제2도의 엣지 이동벡터 발생기에서 이동벡터값 발생에 대한 순차 흐름도이다.

제4도를 참조하면, 우선 엣지 이동벡터를 처음(0, 0)으로 초기화한다.

MSE(x, y)는 제3도에 도시된 탐색영역에서 블럭을 (x, y) 만큼 이동시켰을 때의 MSE(Mean Square Error)를 나타낸다.

MSE_MIN은 MSE가 최소로 되는 값을 저장하기 위한 변수로서 MSE(0. 0)값으로 초기화 한다(S101).

이어, 엣지블럭을 제3도에 도시된 좌표에서 -X x X, -Y y Y사이로 이동 시키면서(S102) 상기 MSE(x, y)가 MSE_MIN보다 작은 값이 나올 때마다 MSE_MIN을 MSE(x, y)로 em(In, n)을 (x, y)로 수정해 놓고 최종탐색이 끝난 후에 em(m, n)을 출력한다(S103, S104).

이렇게 엣지 이동벡터 발생부(106)에서 출력된 엣지이동벡터 em(m, n)를 사용하여 셔플부(102)에서는 이동벡터 만큼 더해진 위치의 이전 프레임 블럭을 현재 프레임으로 가져와서 손실된 블럭으로 대치하고, 최종적으로 에러가 정정된 프레임을 출력하게 되는 것이다(S105).

상기에서 설명한 동작원리를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제5a도 내지 제5b도는 현재 프레임에서의 손실된 매크로블록과 지난 프레임을 나타낸 도면이고, 제5c도는 제5a도와 제5b도에서의 에지 이동벡터 정보를 나타낸 도면이며, 제7도는 본 발명에 따른 엣지 이동벡터 탐색법을 나타낸 도면이다.

먼저, 디지탈 기록/재생장치에서는 4개의 블럭을 하나의 매크로 블럭단위로 테이프에 기록하기 때문에 매크로 블럭단위로 손실될 확률이 높다.

또한, 이와 같은 경우 화질저하가 더욱 커 복구하기가 어려우므로 매크로 블록이 손실된 경우를 예를 들어 설명한다.

제5a도에서 검게 칠해진 부분이 손실된 매크로 블럭을 나타낸 것으로서 손실블럭 검출부(104)에서 검출한다.

상기 손실된 매크로 블럭 주위의 여러 블럭들중 엣지가 가장 뚜렷한 블럭을 엣지블럭 선택부(105)에서 선택한다. (제5a도의 빗금으로 표시된 블럭)

그리고, 지난 프레임에 대한 상기 선택된 블럭의 이동정보 벡터 제5c도에서와 같이 구한다.

상기 이동정보 벡터는 MSE 또는 MAE등으로 구할 수 있다.

이때, 한 블럭으로 이동정보 벡터를 구하기 어려운 경우에는 2개 이상의 블럭에 대해서 각각 이동정보 벡터를 구한 후에 이 벡터들의 평균값을 취하거나 대표값을 하나 선택할 수 있다.

여기서, 제7도를 참조하여 상기 이동정보벡터를 구하는 방법을 살펴보기로 한다.

제7도의 빗금친 블럭은 현재 프레임의 엣지 탐색블럭이다.

이 블럭을 블럭탐색 영역내에서 이동하면서 MSE가 가장 적은 위치를 찾아낸다.

이때, 상기 MSE는 아래의 식과 같다.

여기서, 상기 YDx,y는 현재 프레임의 엣지 탐색블럭의 화소값이고, YP-1x+m, y+n는 (m, n)만큼 더해진 위치의 이전 프레임의 블럭 화소 값들을 나타낸 것이다.

상기 MSE를 최소로 하는 (m, n)을 선택함으로써, 제5c도와 같이 엣지에러를 최소화 할 수 있는 엣지 이동벡터 em(m, n)를 구할 수 있다.

여기서, 상기 엣지 이동벡터 em(m, n)를 구하는 식은 아래와 같다.

엣지 탐색블럭은 손실된 블럭 주위의 블럭들 중에서 가장 뚜렷한 엣지가 있다고 판단되는 블럭을 엣지 블럭 선택부(105)에서 선택한다.

만약, 이러한 블럭이 없는 경우에는 2개 이상의 블럭을 엣지 탐색블럭으로 선택한다.

이 경우 2개 이상의 이동벡터가 발생하는데 이 값들 중 가장 큰 값으로 하나 선택하거나 이것들의 평균값으로 선택할 수 있다.

제6도는 본 발명에 따른 에러 컨실먼트 구현방법을 나타낸 도면으로서, 여기서 실선은 현재 프레임을 나타낸 것이고 검은 부분은 손실된 매크로 블록, 점선은 이전 프레임의 블록과 엣지를 나타낸 것이다.

이때, 제6a도는 단순히 같은 위치의 이전 프레임 화소 값으로 대체함으로서 손실된 매크로 블록 부분의 엣지가 점선으로 복구되는 것이다.

그러나, 이는 엣지의 손실이 뚜렷이 나타나는 경우인 것이다.

데6b도는 상기에서와 같이 구한 이동정보 벡터를 사용하여 벡터값 만큼 더해진 위치의 이전 프레임 화소 값으로 대체함으로서 엣지의 손실을 크게 줄이고 자연스러운 화면을 복구하는 경우인 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현장치 및 그 방법은 손상된 블록의 주변블록 엣지정보를 사용하여 엣지이동 벡터를 구한 후에 그 위치에 있는 이전 프레임의 블록으로 대체함으로서, 손실된 블록의 엣지정보를 자연스럽게 복구하여 화면 화질의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 디지탈 기록/재생장치에 있어서, 헤드를 통해 재생되는 신호 중 수정할 수 없는 손실블럭의 위치를 검출하는 손실블럭 검출수단과; 상기 손실블럭으로 판정한 블럭(매크로블럭)에 인접한 여러 블록들 중 엣지가 가장 뚜렷한 블럭을 선택하는 엣지블럭 선택수단과; 상기 선택된 블럭을 이전 프레임에 이동시키면서 엣지이동벡터값을 발생시켜주는 엣지 이동벡터 발생수단과; 상기 이동벡터 만큼 더해진 위치의 이전 프레임블럭을 현재 프레임으로 가져와 손실된 블럭으로 대치하여 디스플레이 가능한 포맷으로 변환 출력하는 블럭 대체수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현 장치.
2. 에러 컨실먼트 구현방법에 있어서, 재생되는 신호중 정정할 수 없는 손실블럭의 위치를 검출하는 스텝과; 상기 손실블럭으로 검출된 블럭(매크로블럭)에 인접한 여러 블록들 중 엣지가 가장 뚜렷한 블럭을 선택하는 스텝과; 상기 선택된 블럭을 이전 프레임에 이동시키면서 엣지이동벡터값을 발생시키는 스텝과; 상기 발생한 이동벡터만큼 더해진 위치의 이전 프레임 블럭을 현재 프레임으로 가져와 손실된 블럭으로 대치하여 디스플레이 가능한 포맷으로 변환 출력하는 스텝으로 이루어짐을 특징으로 하는 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현방법.
3. 제2항에 있어서, 블록을 선택하는 스텝에서 엣지가 뚜렷한 블럭이 없을 경우에는 2개 이상의 블록을 엣지 탐색블록으로 선택함을 특징으로 하는 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 2개 이상의 엣지 탐색 블록을 선택하는 경우 2개 이상의 이동 벡터가 발생됨을 특징으로 하는 엣지 이동 정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현방법.
5. 제4 항에 있어서, 2개 이상의 이동벡터값 중 가장 큰 값으로 하나 선택하거나, 이 값들의 평균값으로 선택되어짐을 특징으로 하는 엣지 이동정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현방법.
6. 제2항에 있어서, 이동 벡터값을 발생하는 스텝은 상기 이동 벡터값 및 블럭 탐색 영역을 초기화 하는 스텝과; 상기 블록 탐색 영역을 설정하는 스텝과; 상기 손실된 블록을 상기 설정된 이전 프레임의 블록 탐색 영역을 이동하면서 탐색하는 스텝과; 상기 탐색 결과에 따라 MSE 가 가장 적은 위치를 찾아 엣지 이동 벡터를 발생하는 스텝을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 엣지 이동 정보를 이용한 에러 컨실먼트 구현 방법.