KR100254960B1 - 움직임 검출 회로 - Google Patents
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Abstract
정지화상부로의 검출 퍼짐을 초래하지 않고, 움직임 검출 누설을 방지한다.
혼합회로(8)에서 출력되는 움직임 검출 신호 △f를 최대치 연산부(16) 및 최소치 검출부(23)의 직렬 회로를 거쳐서 출력한다. 연산부(16 및 23)에서는, 각각 3 도트 x 3 라인의 블럭내에서 연산한다. 최대치 연산부(16)에서는 블럭내의 값으로 주목화소의 움직임 검출 신호를 연산하기 때문에, 움직임 검출 신호가 수평 및 수직 방향으로 신장되어, 움직임 검출 누설을 방지할 수 있다. 최소치 연산부(23)에서는, 주목화소의 움직임 검출신호보다 주위의 움직임 검출 신호가 낮은 경우는 주목화소의 움직임 검출 신호를 그 낮은 값으로 치환하기 때문에, 연산부(16)에서 발생하는 정지화상부로의 검출퍼짐은 억제할 수 있다. 이것으로, 정지화상부로의 검출 퍼짐을 초래하지 않고, 움직임 검출 누설을 양호하게 방지할 수 있다.
Description
제1도는 실시예의 구성을 도시하는 블록도.
제2(a)도 내지 제2(c)도는 최대치 연산부 및 최소치 연산부의 동작을 설명하기 위한 도면.
제3도는 최대치 연산부의 다른 구성을 도시하는 도면.
제4도는 종래의 움직임 검출 회로의 1예의 구성을 도시하는 도면.
제5(a)도 및 제5(b)도는 코어링 회로의 설명을 위한 도면.
제6도는 에리어 필터의 설명을 위한 도면.
제7도는 에리어 필터의 효과를 설명하기 위한 도면.
제8도는 정지 화상부로의 검출 확산을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 입력단자 2,10 : 감산기
3,4 : 프레임 메모리 5,13 : 절대치 회로
6,14 : 비선형 처리 회로 7 : 프레임 보간 회로
8 : 혼합 회로 9 : 저역 통과 필터
11 : 보간 저역 통과 필터 12 : 보간 회로
15 : 수직 에지 검출 회로 16 : 최대치 연산부
23 : 최소치 연산부 30 : 필드 보간 회로
31 : 레이트 변환 회로 32 : 출력 단자
본 발명은 예컨대, MUSE 신호 등의 텔레비전 신호로부터 움직임을 검출하는 움직임 검출 회로에 관한 것이다.
종래에는, YC 분리 회로나 순차 주사 변환 회로 등으로 움직임 적응 처리를 한다는 것이 알려져 있다. 예컨대, 정지 화상에서 프레임간의 YC 분리가 행해짐과 동시에 동화상에서 라인간의 YC 분리가 행해진다. 또, 정지 화상에서 필드간의 주사선 보간이 행해짐과 더불어 동화상에서 필드 내의 주사선 보간이 행해진다.
이 같은 움직임 적응 처리(motion adaptive process)를 하기 위해서 텔레비전 신호로부터 움직임을 검출할 필요가 있다. 제4도는 종래의 움직임 검출 회로의 일례를 도시하고 있다.
상기 도면에서 입력 단자(41)에는 NTSC 방식의 텔레비전 신호(NTSC 신호) SV가 공급된다. 이 NTSC 신호 SV는 직접 감산기(42)에 공급됨과 동시에 프레임 메모리(43)를 거쳐서 감산기(42)에 공급된다. 감산기(42)로부터 출력되는 1 프레임간 차 신호는 저역 통과 필터(44) 및 절대치 회로(45)를 거쳐서 최대치 검출 회로(46)에 공급된다.
또, 입력 단자(47)에 색 신호 C(I 신호, Q 신호)가 공급된다. 이 색 신호 C가 직접 감산기(48)에 공급됨과 동시에 프레임 메모리(49 및 50)를 거쳐서 공급된다. 감산기(46)로부터 출력되는 2 프레임간 차 신호는 저역 통과 필터(51) 및 절대치 회로(52)를 거쳐서 최대치 검출 회로(46)에 공급된다.
최대치 검출 회로(46)에서는 절대치 검출 회로(45 및 52)의 출력 신호 중에서 최대의 것이 검출되며, 움직임 정보 신호로서 코어링 회로(coring circuit:53)에 공급된다.
또, 입력 단자(41)에 공급되는 NTSC 신호 SV는 수직 에지 검출 회로(58)에 공급된다. 그리고, 수직 에지 검출 회로(58)의 검출 신호는 코어링 회로(53)에 공급된다. 코어링 회로(53)에서는, 수직 에지의 크기에 따라 코어링 처리(움직임 판정 임계치를 변화시키고 오검출을 방지하는 처리)가 행해진다.
예컨대, 제5(a)도에 도시하듯이 n 프레임(이동 전은 실선으로 도시)과 n+1 프레임(이동 후는 점선으로 도시)의 NTSC 신호 SV가 존재할 때, 1 프레임간 차 신호는 제5(b)도에 도시한 바와 같이 된다. 이와 같이 같은 이동량으로 수직 에지 부분에서는 차 신호가 커진다. 이것은 색 신호 C에 관한 2 프레임간 차 신호에 대해서도 같다. 따라서, 수직 에지 부분에서는, 같은 이동량으로 움직임 정보 신호가 커지며, 상술한 바와 같이 코어링 회로(53)에서 조정된다.
제4도로 되돌아가서, 코어링 회로(53)로부터 출력되는 움직임 검출 신호는 에리어 필터(54)에 공급된다. 에리어 필터(54)에서는 화상의 움직임이 비교적 넓은 영역에서 일어나는 것에 착안해서 소음 등으로부터 단발적으로 발생하는 오검출 출력이 제거된다. 에리어 필터(54)는 일종의 다수결 회로(majority-decision circuit)로서, 제6도에 도시하는 임의의 블록(m도트×n라인)에서 움직임이라고 판정된 화소 수가 계산되며, 계산치와 설정 임계치를 비교하여, 주목 화소의 움직임을 판정한다.
예컨대, 제7도에 도시하듯이 주목 화소가 실제로는 움직임(흑색 원)으로 검출되어야 하는 바, 소음 등으로 정지(백색 원)로 검출될 때, 예컨대 3도트×3라인의 블록(점선으로 도시) 내의 다수결 처리로 움직임(흑색 원)으로 보정된다.
에리어 필터(54)로부터 출력되는 움직임 검출 신호는 YC 분리용 움직임 검출 신호로서 출력 단자(55)로 출력된다. 또, 에리어 필터(54)로부터 출력되는 움직임 검출 신호는 시공간 필터(56)에서 수평, 수직 및 시간 축 방향으로 연장되어 움직임 검출 누락(missing of motion detection)이 방지된 다음, 주사 변환용의 움직임 검출 신호로서 출력 단자(57)로 출력된다.
제4도의 움직임 검출 회로에서는 움직임 검출 누락을 방지하기 위해, 시공간 필터(56)에서 수평 및 수직 방향으로 움직임 검출 신호가 연장된다. 그 때문에 정지 화상부로의 검출 확산(detection spread)이 발생되어 화질을 손상시킨다.
예컨대, 제8도에 도시하듯이 필터(56)의 처리 블록이 3도트×3라인(점선으로 도시, 첨부된 숫자는 가중 계수(weighting factor))일 때, 동화상과의 경계에 위치하는 정지 화상의 화소(주목 화소)의 움직임 검출 신호는, 원래 정지(백색 원)이지만, 필터(56)를 삽입함으로써 움직임(흑색 원)의 영향이 나온다.
그러므로, 본 발명에서는 정지 화상부로의 검출 확산을 초래하지 않고 움직임 검출 누락을 방지할 수 있게 한 것이다.
본 발명은 각 화소마다 검출되는 움직임 검출 신호를 K도트×L라인(K, L은 자연수)의 블록으로 연산하는 최대치 연산 수단에 공급하고, 이 최대치 연산 수단의 출력 신호를 M도트×N라인(M, N은 자연수)의 블록으로 연산하는 최소치 연산 수단에 공급하며, 이 최소치 연산 수단의 출력 신호를 움직임 검출 신호로 하는 것이다.
최대치 연산 수단으로 K도트×L라인의 블록으로 연산하여 수평 및 수직 방향으로 움직임 신호를 연장함으로써, 움직임 검출 누락이 방지된다. 또, 이 움직임 검출 누락의 방지 처리에 의해서 정지 화상부로의 검출 확산이 발생될 때는, 최소치 연산 수단으로 M도트×N라인의 블록으로 연산하는 것에 의해, 검출 확산이 억제된다.
이하, 제1도를 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 대해 설명한다. 본 예는 MUSE 디코더의 휘도 신호계의 움직임 검출 회로에 적용한 것이다.
주지하는 바와 같이 MUSE(Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding) 방식은 필드간, 프레임간 오프셋 서브 샘플링으로 4 화소 중 1 화소만이 전송되는 샘플값 전송 방식이다. 샘플링 패턴은 화상에 의하지 않고 일정(고정 밀도 샘플링)하며, 이로써 데이터가 1/4로 압축된다.
수신측 디코더에서 정지 화상의 경우는 고해상도를 얻기 위해 4 필드분의 데이터로 화상이 재생되며, 동화상의 경우에는 화상 이탈을 방지하기 위해서 1 필드분의 데이터로 화상이 재생된다. 그 때문에, MUSE 디코더에서는 움직임 검출이 필요하게 된다.
제1도에, 입력 단자(1)에는 샘플링 주파수가 16.2MHz인 MUSE 신호 SM이 공급된다. 이 MUSE 신호 SM은 직접 감산기(2)에 공급됨과 동시에, 프레임 메모리(3 및 4)를 거쳐서 2 프레임 전의 MUSE 신호 SM이 감산기(2)에 공급된다.
감산기(2)로부터 출력되는 2 프레임간 차 신호는 절대치 회로(5)에서 절대치를 얻음과 동시에 비선형 처리 회로(6)에서 움직임 검출 감도가 설정된 후, 프레임 보간 회로(7)에 공급된다. 프레임 보간 회로(7)에서는 32.4MHz 레이트의 2 프레임간 움직임 검출 신호가 형성되며, 이 움직임 검출 신호는 혼합 회로(8)에 공급된다.
또, 입력 단자(1)에 공급되는 MUSE 신호 SM은 저역 통과 필터(9)를 거쳐서 감산기(10)로 공급됨과 동시에, 프레임 메모리(3)로부터 출력되는 1 프레임 전의 MUSE 신호 SM은 보간 저역 통과 필터(11)를 거쳐서 감산기(10)에 공급된다. 저역 통과 필터(9 및 11)에서는 각각 4MHz 이하로 대역 제한된다.
감산기(10)로부터 출력되는 1 프레임간 차 신호는 보간 회로(12)에 공급되어 32.4MHz 레이트의 1 프레임간 차 신호가 형성된다. 그리고, 이 1 프레임간 차 신호는 절대치 회로(13)에서 절대치가 얻어짐과 동시에, 비선형 치리 회로(14)에서 움직임 검출 감도가 설정되어, 혼합 회로(8)에 1 프레임간의 움직임 검출 신호로서 공급된다.
또, 입력 단자(1)에 공급되는 MUSE 신호 SM은 수직 에지 검출 회로(15)에 공급된다. 그리고, 수직 에지 검출 회로(15)의 검출 신호는 비선형 처리 회로(6 및 14)에 공급되며, 같은 움직임량이라도 수직 에지 부분에서 프레임간 차 신호가 커지는 것에 대해서 조정이 행해진다.
혼합 회로(8)에서는, 프레임 보간 회로(7)로부터 공급되는 2 프레임간의 움직임 검출 신호와 비선형 처리 회로(14)로부터 공급되는 1 프레임간의 움직임 검출 신호가 혼합되어서 움직임 검출 신호 △f가 형성된다. 이 같이 2 프레임간과 1 프레임간의 움직임 검출 회로를 합성하는 것은 이하의 이유에 의하고 있다.
즉, 현 프레임과 1 프레임 전의 신호의 휘도 차는, 주지의 MUSE 신호의 샘플링 패턴으로 분명하듯이, 동일 위치의 화소의 휘도 차가 아니고, 현 프레임의 샘플링 패턴에 대해서 이웃에 위치하는 화소의 휘도 차이다. 한편, 현 프레임과 2 프레임 전의 신호의 휘도 차는, 에일리어스 성분(alias component)을 포함하며, 시간적으로 비어 있으므로, 동일 위치의 화소임에도 불구하고, 움직임 부분이 빠질 수 있어, 정확하게 움직임 부분을 검출할 수 없다.
상술한 바와 같이 에일리어스 성분이 존재하지 않는 1 프레임간의 휘도 차의 0∼4 MHz 성분으로 형성되는 움직임 검출 신호와, 2 프레임간의 휘도 차로 형성되는 움직임 검출 신호를 혼합하여 움직임 검출 신호 △f로 하여, 서로의 결점을 보완할 수 있다.
혼합 회로(8)로부터 출력되는 움직임 검출 신호 △f는 3도트×3라인의 블록으로 연산하는 최대치 연산부(16)에 공급된다.
즉, 혼합 회로(8)로부터의 움직임 검출 신호 △f는 라인 메모리(17 및 18)의 직렬 회로에 공급되며, 1 라인 전과 2 라인 전의 신호가 형성된다. 그리고, 이들 신호와 현 라인의 신호가 최대치 검출 회로(19)에 공급되어, 최대치가 검출된다.
최대치 검출 회로(19)로부터 출력되는 신호는 레지스터(20 및 21)의 직렬 회로에 공급되며, 1 도트 전과 2 도트 전의 신호가 형성된다. 그리고, 이들 신호와 현 도트의 신호가 최대치 검출 회로(22)에 공급되어 최대치가 검출된다. 이 최대치 검출 회로(22)의 출력 신호는 최대치 연산부(16)의 출력 신호로서 출력된다.
최대치 연산부(16)로부터 출력되는 신호는, 3도트×3라인의 블록으로 연산하는 최소치 연산부(23)에 공급된다.
즉, 최대치 연산부(16)로부터의 신호는 라인 메모리(24 및 25)의 직렬 회로에 공급되며, 1 라인 전과 2 라인 전의 신호가 형성된다. 그리고, 이들 신호와 현 라인의 신호가 최소치 검출 회로(26)에 공급되어, 최소치가 검출된다.
최소치 검출 회로(26)로부터 출력되는 신호는 레지스터(27 및 28)의 직렬 회로에 공급되며, 1 도트 전과 2 도트 전의 신호가 형성된다. 그리고, 이들 신호와 현 도트의 신호가 최소치 검출 회로(29)에 공급되어, 최소치가 검출된다. 이 최소치 검출 회로(29)의 출력 신호는 최소치 연산부(23)의 출력 신호로서 출력된다.
최소치 연산부(23)로부터 출력되는 움직임 검출 신호는, 필드 보간 회로(30)에 공급되어 시간 축에서의 보간이 이뤄진 후, 레이트 변환 회로(31)에 공급되어 32.4MHz 레이트 내지 48.6MHz 레이트로 변환된다. 그리고, 레이트 변환 회로(31)로부터 출력되는 48.6MHz 레이트의 움직임 검출 신호가 출력 단자(32)로 출력된다.
본 예에는, 최대치 연산부(16)에서 3도트×3라인의 블록 내의 값으로써 주목 화소의 움직임 검출 신호가 연산되기 때문에, 움직임 검출 신호가 수평 및 수직 방향으로 연장되어서 움직임 검출 누락이 방지된다. 그러나, 이 움직임 검출 누락 방지 처리에 의해서 정지 화상부로의 검출 확산(detection spread)이 발생하는 것이다.
예컨대, 동화상과 정지 화상의 경계에서, 혼합 회로(8)로부터 제2(a)도에 도시하듯이 움직임 검출 신호 △f가 얻어진다. 동 도면에서, 흑색 원 및 백색 원은 각 도트의 움직임 검출 신호를 도시하고 있으며, 흑색 원은 △f≠0이며, 백색 원은 △f=0이다.
최대치 연산부(16)에서, 3도트×3라인의 블록(제2(a)도에 점선으로 도시) 내에서 정지 화상의 주목 화소의 움직임 검출 신호를 연산하면, 동화상부의 움직임 검출 신호의 영향을 받기 때문에, 제2(b)도에 도시하듯이 주목 화소의 움직임 검출 신호는 △f≠0(흑색 원)이 되어 검출 확산이 발생한다.
그러나, 최소치 연산부(23)에서는 주목 화소의 움직임 검출 신호보다 주위의 움직임 검출 신호가 낮은 경우, 주목 화소의 움직임 검출 신호는 주위의 낮은 값으로 치환된다. 그 때문에, 상술한 바와 같이 최대치 연산부(16)에 의한 정지 화상 부로의 검출 확산이 억제된다.
결국, 최소치 연산부(23)에서, 3×3 라인의 블록(제2(b)도에 점선으로 도시) 내에서 검출 확산이 발생된 정지 화상의 주목 화소의 움직임 검출 신호를 연산하면, 제2(c)도에 도시하듯이 주목 화소의 움직임 검출 신호는 △f=0(백색 원)으로 되돌려지고, 검출 확산이 억제된다.
이 같이 본 예에 의하면, 움직임 검출 신호 △f를 최대치 연산부(16) 및 최소치 연산부(23)를 거쳐서 출력시킴으로써 정지 화상부로의 검출 확산을 초래하지 않고, 움직임 검출 누락을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서의 최대치 연산부(16)는, 제3도에 도시하듯이 구성할 수도 있다. 동 도면에서, 41 및 42는 각각 1 라인분의 지연을 얻기 위한 라인 메모리, 43 내지 48은 각각 1 도트분의 지연을 얻기 위한 레지스터, 49는 최대치를 검출하기 위한 최대치 검출 회로이다. 제3도에 도시하는 구성의 최대치 검출부와 마찬가지로 동작한다. 최소치 연산부(23)도, 제3도에 도시하는 최대치 연산부(10)와 마찬가지로 구성할 수 있다. 그 경우에는, 제3도의 최대치 검출 회로(49) 대신에 최소치 검출 회로를 배치하면 된다.
또, 상술 실시예에서는, 최대치 연산부(16)나 최소치 연산부(23)에서, 3도트×3라인의 블록으로 연산토록 한 것인데, 블록의 크기는 이것에 한정되는 것은 아니고, 또, 쌍방의 연산부(16 및 23)의 블록이 같아지도록 설정할 필요성도 없다.
또, 상술 실시예에서는, MUSE 디코더의 휘도 신호계의 움직임 검출 회로에 적응한 것이지만, 기타의 움직임 검출 회로에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 최대치 연산 수단으로 K도트×L라인의 블록의 연산을 함으로써 움직임 검출 누락을 방지할 수 있다. 또, 상기 움직임 검출 누락의 방지 처리에 의해서 발생하는 정지 화상부로의 검출 확산은 최소치 연산 수단으로 M도트×N라인의 블록의 연산을 함으로써 억제된다. 따라서, 정지 화상부로의 검출 확산을 초래하지 않고, 움직임 검출 누락을 양호하게 방지할 수 있다.
Claims (1)
- 각 화소마다 검출되는 움직임 검출 신호를 K라인×L도트(K, L은 자연수)의 블록으로 연산하는 최대치 연산 수단에 공급하고, 상기 최대치 연산 수단의 출력 신호를 M라인×N도트(M, N은 자연수)의 블록으로 연산하는 최소치 연산 수단에 공급하며, 상기 최소치 연산 수단의 출력 신호를 움직임 검출 신호로 하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 회로.
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