KR100238227B1 - Moving vector detection device - Google Patents

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Abstract

움직임 벡터 검출 장치가 개시된다. 이 장치는 시스템 클럭에 응답하여 비디오 데이타의 엣지 성분을 추출하고, 추출된 성분을 기준값과 비교하고, 비교된 결과를 입력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 입력 검출 수단과, 수평 동기 신호에 응답하여 초기화되어 시스템 클럭을 카운팅하고, 카운팅된 결과를 출력하는 제1카운터와, 수직 동기 신호에 응답하여 초기화되어 수평 동기 신호를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 출력하는 제2카운터와, 입력 검출 수단의 출력에 응답하여 제1카운터의 출력을 래치하는 제1래치와, 입력 검출 수단의 출력에 응답하여 제2카운터의 출력을 래치하는 제2래치와, 필드 신호에 응답하여 제1래치의 출력으로부터 X좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 X좌표값의 평균값을 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제1좌표 연산 수단 및 필드 신호에 응답하여 제2래치의 출력으로부터 Y좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 Y좌표값의 평균값을 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제2좌표 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고, 움직임 보상을 하지 않고 전체 화면상의 일정한 구간에서만 동작하여 개략적으로 움직임 벡터를 산출함으로 실시간 구현과 하드웨어의 구조가 간단해지는 효과가 있다.An apparatus for detecting a motion vector is disclosed. The apparatus extracts an edge component of video data in response to a system clock, compares the extracted component with a reference value, and outputs the compared result in response to an input enable signal, and in response to a horizontal synchronization signal. A first counter that is initialized to count the system clock and outputs a counted result, a second counter that is initialized in response to the vertical sync signal and counts a horizontal sync signal, and outputs a counted result, and an output of the input detection means A first latch for latching the output of the first counter in response to the first latch; a second latch for latching the output of the second counter in response to the output of the input detection means; and an X coordinate from the output of the first latch in response to the field signal. In response to the first coordinate calculating means and the field signal for calculating an average value of the values and outputting the average value of the calculated X coordinate values in response to the output enable signal. And a second coordinate calculating means for calculating an average value of the Y coordinate value from the output of the second latch and outputting the average value of the calculated Y coordinate value in response to the output enable signal, without performing motion compensation. It operates only in a certain section on the entire screen and roughly calculates a motion vector, thereby simplifying real-time implementation and hardware structure.

Description

움직임 벡터 검출 장치Motion vector detection device

본 발명은 화상의 움직임 예측에 관한 것으로서, 특히, 움직임 예측에서 움직임 벡터를 검출하는 움직임 벡터 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to motion prediction of an image, and more particularly, to a motion vector detection apparatus for detecting a motion vector in motion prediction.

종래의 움직임 벡터 검출 장치에서는 화상 압축이나 복원시의 화질 개선 또는 움직임 보상을 수행하였다. 그러나, 이러한 종래의 움직임 벡터 검출 장치는 실시간으로 구현하기 어렵고, 하드웨어의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.In the conventional motion vector detection apparatus, image quality improvement or motion compensation is performed during image compression or reconstruction. However, such a conventional motion vector detection apparatus is difficult to implement in real time, and there is a problem in that the structure of the hardware is complicated.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전체 화면상의 일정한 구간에서만 동작하여 대략의 움직임 벡터를 산출하는 움직임 벡터 검출 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a motion vector detection apparatus that calculates an approximate motion vector by operating only in a certain section on the entire screen.

도 1은 본 발명에 의한 움직임 벡터 검출 장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of a motion vector detection apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 제1 또는 제2좌표 연산부의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the first or second coordinate calculation unit shown in FIG. 1.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 움직임 벡터 검출 장치는 시스템 클럭에 응답하여 비디오 데이타의 엣지 성분을 추출하고, 추출된 성분을 기준값과 비교하고, 비교된 결과를 입력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 입력 검출 수단과, 수평 동기 신호에 응답하여 초기화되어 상기 시스템 클럭을 카운팅하고, 카운팅된 결과를 출력하는 제1카운터와, 수직 동기 신호에 응답하여 초기화되어 상기 수평 동기 신호를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 출력하는 제2카운터와, 상기 입력 검출 수단의 출력에 응답하여 상기 제1카운터의 출력을 래치하는 제1래치와, 상기 입력 검출 수단의 출력에 응답하여 상기 제2카운터의 출력을 래치하는 제2래치와, 필드 신호에 응답하여 상기 제1래치의 출력으로부터 X좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 X좌표값의 평균값을 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제1좌표 연산 수단 및 상기 필드 신호에 응답하여 상기 제2래치의 출력으로부터 Y좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 Y좌표값의 평균값을 상기 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제2좌표 연산 수단으로 구성되는 것이 바람직하다.The motion vector detection apparatus according to the present invention for achieving the above object is to extract the edge component of the video data in response to the system clock, compare the extracted component with a reference value, and outputs the compared result in response to the input enable signal An input detection means, a first counter that is initialized in response to a horizontal synchronization signal to count the system clock, and outputs a counted result, and is initialized in response to a vertical synchronization signal to count the horizontal synchronization signal, and counted as a result A second counter for outputting a signal; a first latch for latching an output of the first counter in response to an output of the input detection means; and a latch for outputting the second counter in response to an output of the input detection means. 2 latches and an average value of X coordinate values are calculated from the output of the first latch in response to the field signal, and the average of the calculated X coordinate values A first coordinate calculating means for outputting the average value in response to the output enable signal and an average value of the Y coordinate values from the output of the second latch in response to the field signal, and calculating the average value of the calculated Y coordinate values Preferably, the second coordinate calculating means outputs in response to the enable signal.

이하, 본 발명에 의한 움직임 벡터 검출 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the motion vector detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 움직임 벡터 검출 장치의 블럭도로서, 입력 검출부(10)를 구성하는 대역 통과 필터(BPF:Band Pass Filter)(12)와 비교기(14) 및 논리곱(16), 제1 및 제2카운터들(20 및 22), 제1 및 제2래치들(24 및 26) 및 제1 및 제2좌표 연산부들(28 및 30)로 구성된다.1 is a block diagram of an apparatus for detecting a motion vector according to the present invention, in which a band pass filter (BPF) 12, a comparator 14, and an AND 16, constituting an input detector 10, are formed. The first and second counters 20 and 22, the first and second latches 24 and 26, and the first and second coordinate calculation units 28 and 30 are included.

도 1에 도시된 BPF(12)는 시스템 클럭(CLK)에 응답하여 입력단자 IN1을 통해 입력한 비디오 데이타의 엣지 성분을 추출하여 출력한다. 비교기(14)는 BPF(12)에서 추출된 성분과 입력단자 IN2로 입력되는 기준값을 비교하고, 비교된 결과를 논리곱(16)으로 출력한다. 여기서, 비교기(14)는 디지탈 비교기로서 기준값 이상의 엣지 성분만을 검출하여 논리곱(16)으로 출력한다. 논리곱(16)은 입력 인에이블 신호(InputENable)와 비교기(14)의 출력을 논리곱하고, 논리곱한 결과를 제1 및 제2래치(24 및 26)의 래치 인에이블 신호로서 출력한다. 이는 후속하는 블럭의 실시간 구현을 위한 것으로서, 입력 인에이블 신호로 검출된 성분을 다시 샘플링하는 역할을 수행한다.The BPF 12 shown in FIG. 1 extracts and outputs an edge component of video data input through the input terminal IN1 in response to the system clock CLK. The comparator 14 compares the components extracted from the BPF 12 with a reference value input to the input terminal IN2 and outputs the result of the comparison as a logical product 16. Here, the comparator 14 detects only the edge component equal to or greater than the reference value as the digital comparator and outputs the result to the logical product 16. The AND product 16 performs an AND operation on the input enable signal InputENable and the output of the comparator 14, and outputs the result of the AND operation as the latch enable signals of the first and second latches 24 and 26. This is for real-time implementation of subsequent blocks, which serves to resample the components detected with the input enable signal.

한편, 제1카운터(20)는 수평 동기 신호(Hsync)에 응답하여 초기화되며, 시스템 클럭(CLK)을 카운팅하고, 카운팅된 결과를 제1래치(24)로 출력한다. 제2카운터(22)는 수직 동기 신호(Vsync)에 응답하여 초기화되며, 수평 동기 신호(Hsync)를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 제2래치(26)로 출력한다.Meanwhile, the first counter 20 is initialized in response to the horizontal synchronization signal Hsync, counts the system clock CLK, and outputs the counted result to the first latch 24. The second counter 22 is initialized in response to the vertical synchronization signal Vsync, counts the horizontal synchronization signal Hsync, and outputs the counted result to the second latch 26.

제1래치(24)는 입력 검출부(10)의 논리곱(16)으로부터 출력되는 신호에 응답하여 제1카운터(24)의 출력을 래치하고, 제2래치(26)는 입력 검출부(10)의 논리곱(16)으로부터 출력되는 신호에 응답하여 제2카운터(24)의 출력을 래치한다.The first latch 24 latches the output of the first counter 24 in response to the signal output from the logical product 16 of the input detector 10, and the second latch 26 latches the output of the input detector 10. The output of the second counter 24 is latched in response to the signal output from the logical product 16.

제1좌표 연산부(28)는 필드 신호(Field)에 응답하여 제1래치(24)의 출력을 입력하고, 입력한 제1래치(24)의 출력으로부터 X좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 X좌표값의 평균값을 출력 인에이블 신호(OutputENable signal)에 응답하여 출력단자 OUT1을 통해 출력한다. 제2좌표 연산부(30)는 필드 신호에 응답하여 제2래치(26)의 출력을 입력하고, 입력한 제2래치(26)의 출력으로부터 Y좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 Y좌표값의 평균값을 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력단자 OUT2를 통해 출력한다.The first coordinate calculator 28 inputs the output of the first latch 24 in response to the field signal Field, calculates an average value of the X coordinate values from the output of the inputted first latch 24, and calculates the calculated value. The average value of the X coordinate values is output through the output terminal OUT1 in response to the output enable signal. The second coordinate calculator 30 inputs the output of the second latch 26 in response to the field signal, calculates an average value of the Y coordinate values from the output of the inputted second latch 26, and calculates the calculated Y coordinate value. The average value of is output through the output terminal OUT2 in response to the output enable signal.

도 2는 도 1에 도시된 제1 또는 제2좌표 연산부(28 또는 30)의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 블럭도로서, 제1 및 제2스위치들(40 및 42), 저장부(44), 감산기(46), 평균값 산출부(50)를 구성하는 누산기(52) 및 제산기(54), 출력래치(56)로 구성된다.FIG. 2 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the first or second coordinate calculation unit 28 or 30 shown in FIG. 1, wherein the first and second switches 40 and 42 and the storage unit 44 are shown in FIG. ), A subtractor 46, an accumulator 52 constituting the average value calculator 50, a divider 54, and an output latch 56.

도 2에 도시된 저장부(44)는 입력단자 IN3을 통해 제1 또는 제2래치(24 또는 26)로부터 출력되는 카운팅값을 입력하여 저장한다. 여기서, 제1스위치(40)는 반전된 필드 신호(

Figure kpo00001
)에 응답하여 스위칭되어, 입력단자 IN3을 통해 입력되는 제1 또는 제2래치(24 또는 26)에 래치되었던 카운팅된 결과를 저장부(44)로 선택적으로 출력하며, 제2스위치(42)는 필드신호(F)에 응답하여 스위칭되고, 제1 또는 제2래치(24 또는 26)의 출력이 감산기(46)로 공급되도록 제어한다.The storage unit 44 shown in FIG. 2 inputs and stores a counting value output from the first or second latch 24 or 26 through the input terminal IN3. Here, the first switch 40 is an inverted field signal (
Figure kpo00001
), And selectively outputs the counted result latched to the first or second latch 24 or 26 input through the input terminal IN3 to the storage unit 44, and the second switch 42 It is switched in response to the field signal F and controls the output of the first or second latch 24 or 26 to be supplied to the subtractor 46.

한편, 평균값을 산출하는 평균값 산출부(50)의 누산기(52)는 감산기(46)의 출력을 입력하여 누산하고, 누산된 결과를 제산기(54)로 출력하며, 제산기(54)는 누산기(52)의 출력을 소정 값으로 제산하여 감산기(46)로부터 출력되는 값의 평균값을 산출한다. 제산기(54)로부터 출력되는 평균값은 출력 래치(56)에서 출력 인에이블 신호(OEN)에 응답하여 래치된 후, 출력단자 OUT를 통해 X 또는 Y좌표값으로서 출력단자 OUT3을 통해 출력한다.On the other hand, the accumulator 52 of the average value calculating section 50 that calculates the average value inputs and accumulates the output of the subtractor 46, outputs the accumulated result to the divider 54, and the divider 54 accumulates. The output of 52 is divided by a predetermined value to calculate an average value of the values output from the subtractor 46. The average value output from the divider 54 is latched in response to the output enable signal OEN at the output latch 56, and then output through the output terminal OUT3 as an X or Y coordinate value through the output terminal OUT.

결국, 전술한 본 발명에 의한 장치는 화면상의 일정한 영역 혹은 선택적인 화소의 모임만을 가지고 화상의 엣지 성분의 움직임을 검출하고, 그 검출된 결과를 경보장치나 가상 현실등의 제어 입력으로서 사용할 수 있도록 움직임에 대한 움직임 벡터들 X좌표 및 Y좌표를 출력한다.As a result, the above-described apparatus according to the present invention detects the movement of the edge component of the image with only a certain area on the screen or a collection of selective pixels, and uses the detected result as a control input of an alarm device or a virtual reality. Outputs the motion vectors X and Y coordinates for the motion.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 움직임 벡터 검출 장치는 움직임 보상을 하지 않고 전체 화면상의 일정한 구간에서만 동작하여 개략적으로 움직임 벡터를 산출함으로 실시간 구현과 하드웨어의 구조가 간단해지는 효과가 있다.As described above, the motion vector detection apparatus according to the present invention operates only in a certain section on the entire screen without compensating for motion and roughly calculates a motion vector, thereby simplifying real-time implementation and hardware structure.

Claims (4)

시스템 클럭에 응답하여 비디오 데이타의 엣지 성분을 추출하고, 추출된 성분을 기준값과 비교하고, 비교된 결과를 입력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 입력 검출 수단;Input detection means for extracting an edge component of video data in response to a system clock, comparing the extracted component with a reference value, and outputting the compared result in response to an input enable signal; 수평 동기 신호에 응답하여 초기화되어 상기 시스템 클럭을 카운팅하고, 카운팅된 결과를 출력하는 제1카운터;A first counter initialized in response to a horizontal synchronization signal to count the system clock and output a counted result; 수직 동기 신호에 응답하여 초기화되어 상기 수평 동기 신호를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 출력하는 제2카운터;A second counter initialized in response to a vertical synchronization signal to count the horizontal synchronization signal, and output a counted result; 상기 입력 검출 수단의 출력에 응답하여 상기 제1카운터의 출력을 래치하는 제1래치;A first latch for latching an output of the first counter in response to an output of the input detecting means; 상기 입력 검출 수단의 출력에 응답하여 상기 제2카운터의 출력을 래치하는 제2래치;A second latch for latching an output of the second counter in response to an output of the input detecting means; 필드 신호에 응답하여 상기 제1래치의 출력으로부터 X좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 X좌표값의 평균값을 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제1좌표 연산 수단; 및First coordinate calculating means for calculating an average value of X coordinate values from the output of the first latch in response to a field signal, and outputting the average value of the calculated X coordinate values in response to an output enable signal; And 상기 필드 신호에 응답하여 상기 제2래치의 출력으로부터 Y좌표값의 평균값을 산출하고, 산출된 Y좌표값의 평균값을 상기 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제2좌표 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 검출 장치.And second coordinate calculating means for calculating an average value of the Y coordinate values from the output of the second latch in response to the field signal, and outputting the average value of the calculated Y coordinate values in response to the output enable signal. Motion vector detection apparatus. 제1항에 있어서, 상기 입력 검출 수단은The method of claim 1, wherein the input detecting means 상기 시스템 클럭에 응답하여 상기 비디오 데이타의 상기 엣지성분을 추출하는 대역 통과 필터;A band pass filter for extracting the edge component of the video data in response to the system clock; 상기 추출된 성분과 상기 기준값을 비교하고, 비교된 결과를 출력하는 비교수단; 및Comparison means for comparing the extracted component with the reference value and outputting a comparison result; And 상기 비교된 결과와 상기 입력 인에이블 신호를 논리곱하여 상기 제1 및 상기 제2래치로 각각 출력하는 논리곱을 구비하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 검출 장치.And logically multiplying the result of the comparison with the input enable signal to output the first and second latches, respectively. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1좌표 연산 수단은The method of claim 1 or 2, wherein the first coordinate calculating means 제1저장수단;First storage means; 반전된 상기 필드신호에 응답하여 스위칭되고, 상기 제1래치의 출력이 상기 제1저장수단에 저장되도록 하기 위한 제1스위칭수단;First switching means for switching in response to the inverted field signal and for causing the output of the first latch to be stored in the first storage means; 상기 제1저장수단에 저장된 신호로부터 상기 제1래치의 출력을 감산하는 제1감산수단;First subtracting means for subtracting the output of the first latch from the signal stored in the first storing means; 상기 필드신호에 응답하여 스위칭되고, 상기 제1래치의 출력이 상기 제1감산수단으로 공급되도록 하기 위한 제2스위칭 수단;Second switching means for switching in response to the field signal and for causing an output of the first latch to be supplied to the first subtracting means; 상기 제1감산수단의 출력의 평균값을 산출하는 제1평균값 산출수단; 및First average value calculating means for calculating an average value of the output of the first subtracting means; And 상기 제1평균값 산출수단에서 산출된 평균값을 상기 X좌표값의 평균값으로서 상기 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제1출력 래치를 구비하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 검출 장치.And a first output latch for outputting the average value calculated by said first average value calculating means in response to said output enable signal as an average value of said X coordinate value. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2좌표 연산 수단은The method of claim 1 or 2, wherein the second coordinate calculating means 제2저장수단;Second storage means; 반전된 상기 필드신호에 응답하여 스위칭되고, 상기 제2래치의 출력이 상기 제2저장수단에 저장되도록 하기 위한 제3스위칭수단;Third switching means for switching in response to the inverted field signal and causing the output of the second latch to be stored in the second storage means; 상기 제2저장수단에 저장된 신호로부터 상기 제2래치의 출력을 감산하는 제2감산수단;Second subtracting means for subtracting the output of the second latch from the signal stored in the second storing means; 상기 필드신호에 응답하여 스위칭되고, 상기 제2래치의 출력이 상기 제2감산수단으로 공급되도록 하기 위한 제4스위칭 수단;Fourth switching means for switching in response to the field signal and for causing an output of the second latch to be supplied to the second subtracting means; 상기 제2감산수단의 출력의 평균값을 산출하는 제2평균값 산출수단; 및Second average value calculating means for calculating an average value of the output of the second subtracting means; And 상기 제2평균값 산출수단에서 산출된 평균값을 상기 Y좌표값의 평균값으로서 상기 출력 인에이블 신호에 응답하여 출력하는 제2출력 래치를 구비하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 검출 장치.And a second output latch for outputting the average value calculated by said second average value calculating means in response to said output enable signal as an average value of said Y coordinate value.
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