KR100287881B1 - 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법 - Google Patents
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Abstract
해상도가 높고 화질의 열화를 줄여서 원 화질에 가깝게 화면을 복원할 수 있는 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법을 제공하기 위한 것으로써, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법은 현재 필드화상과 다음 필드화상을 16×8 블럭메칭으로 동작추정하는 제 1 스텝, 상기 블록메칭한 후 각 블록간 편차가 사용자가 지정한 임의의 문턱값과 비교하는 제 2 스텝, 상기 블록간 편차가 문턱값보다 작으면 8×4 블록 메칭으로 동작추정하고, 이후에 0.5화소로 동작추정하여 동작백터를 구하고, 상기 구해진 동작백터값을 이용하여 새로운 필드화상을 생성하는 제 3 스텝, 상기 블록간 편차가 문턱값보다 크면 필드라인 사이에 새로운 필드라인을 삽입하는 바이-인터포레이션 방법에 의해 새로운 필드화상을 생성하는 제 4 스텝, 상기 현재 필드화상과 상기 제 3 또는 제 4 스텝에 의해 생성된 새로운 필드화상을 합하여 현재 프레임 화상을 생성하는 제 5 스텝, 상기 생성된 현재 프레임 화상을 디스플레이하는 제 6 스텝을 통하여 진행됨을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 화면복원방법에 관한 것으로 특히, 해상도가 높고 화질의 열화를 줄여서 원 화질에 가깝게 화면을 복원할 수 있는 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법에 대한 것이다.
첨부 도면을 참조하여 종래 디지털 영상 데이터 처리방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 비월주사를 이용한 디지탈영상처리방법을 나타낸 도면이고, 도 2는 일반적인 순차주사를 이용한 디지탈영상처리방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 라인 더블링을 이용한 디지탈영상처리방법을 나타낸 도면이고, 도 4는 종래 두개의 필드 화상을 한 프레임화상으로 나타낸 도면이며, 도 5는 종래 바이-인터포레이션에 의해 한 프레임 화상을 나타낸 도면이다.
현재 디지탈 텔레비젼은 앰팩(MPEG)-2 스텐다드를 근간으로 발전되고 있으며 종래의 아날로그 텔레비젼에서 디지탈 텔레비젼으로의 전환을 용이하게 하기 위하여 아날로그 텔레비젼 방식에서 사용하는 인터레이스 스캔(Interlace scan)(비월주사)방식을 지원한다. 또한 현재 디지탈 텔레비젼용으로 나온 프로그래시브(Progressive) 텔레비젼 모니터나 액정표시소자(Liquid Crystal Display:LCD)나 퍼스널 컴퓨터 모니터등은 대부분 프로그래시브 디지탈 화상보다는 인터레이스 방식의 디지탈 화상이나 현행 아날로그 텔레비젼 신호를 디스플레이 하는데 주로 사용된다. 이것은 아날로그 텔레비젼에서 디지탈 텔레비젼으로 전환하는 과정에서 발생하는 문제로서 최소한 향후 몇년간은 인터레이스 스캔방식이 많이 사용될 것이다.
먼저 일반적인 비월주사(인터레이스 스캔(Interlace scan))을 이용한 화면복원방법은 도 1에 도시한 바와 같이 탑 필드(Top field)(1필드)와 바텀 필드(botton field)(2필드)로 나뉘어 60Hz로 동기를 맞추었다. 이때 1필드가 기수라인을 스캔하면 2필드는 우수라인을 스캔한다.
그리고 일반적인 순차주사(프로그래시브 스캔(Progressive scan))는 도 2에 도시한 바와 같이 한 화면에 기수라인과 우수라인을 모두 스캔하는 방법이다. 현행 순차주사 디스플레이 제품은 대부분 프레임 단위로 60Hz로 디스플레이한다.
상기의 프로그래시브 모니터의 경우 하나의 필드화상에 대해 한 프레임화상에 해당하는 디스플레이를 하기 위해 여러가지 방법을 사용한다.
첫번째 방법으로 도 3에 도시한 바와 같이 도 3의 (a)와 같은 하나의 필드화상(field picture)으로 도 3의 (b)와 같은 하나의 프레임 화상(frame picture)을 만드는 것으로서 이것은 필드화상의 라인을 2배로 더블링(doubling)하여 하나의 프레임을 만들어 디스플레이 하는 방법이다.
그러나 이러한 방법은 수직 해상도를 떨어뜨리는 문제가 있으며 탑필드와 바텀필드간의 디스플레이 위치 차이에 의한 라인 프릭커(flicker) 현상이 발생된다.
두번째 방법으로 도 4의 (a)에 도시한 탑 필드와 도 4의 (b)에 도시한 바텀 필드를 도 4의 (c)와 같이 하나의 프레임으로 합쳐서 디스플레이 하는 방법이다.
그러나 이 방법을 사용하는 경우 필드간 시간차에 의해 실제 디스플레이에 있어 움직임이 있는 부분에 대해 세레이션(serration) 현상이 발생함으로 시각적으로 좋지 않은 문제가 있다.
세번째 방법으로 도 5의 (a)에 도시된 필드화상에서 필드라인의 사이에 또 다른 필드라인을 삽입하는 것 즉, 바이-인터포레이션(삽입)하여 도 5의 (b)와 같이 한 프레임화상을 만들어 디스플레이하는 방법이다.
이때 사이에 삽입된 제 2 라인의 화소값(pixel value)은 제 1 라인 화소값과 제 3 라인 화소값을 평균한 값으로 결정된다.
그러나 이러한 방법을 사용할 경우 물체의 에지 부분이 희미해지는 현상이 나타난다.
상기와 같은 종래 디지털 영상 데이터 처리방법은 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 라인 더블링 방법을 사용하면 수직해상도가 떨어지는 문제가 있다.
둘째, 2개의 필드화상을 하나의 프레임으로 변환하는 것은 필드간의 시간차로 인하여 실제 디스플레이할 때 움직임이 있는 부분에서 톱니처럼 맞지 않는 부분이 발생하여 시각적으로 좋지 않다.
셋째, 필드라인을 바이-인터포레이션하여 1 프레임을 만들어 디스플레이 하는 방법은 물체의 에지가 흐려지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 해상도가 높고 화질의 열화를 줄여서 원 화질에 가깝게 화면을 복원할 수 있는 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 비월주사를 이용한 디지탈영상처리방법을 나타낸 도면
도 2는 일반적인 순차주사를 이용한 디지탈영상처리방법을 나타낸 도면
도 3은 종래 라인 더블링을 이용한 디지탈영상처리방법을 나타낸 도면
도 4는 종래 두개의 필드 화상을 한 프레임화상으로 나타낸 도면
도 5는 종래 바이-인터포레이션에 의해 한 프레임 화상을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 필드화상의 동작 추정 방법을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 동작추정을 이용한 프레임 구성과 디스플레이 순서를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 동작추정을 이용한 디인터레이싱(deinterlacing) 방법을 나타낸 순서도
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법은 현재 필드화상과 다음 필드화상을 16×8 블럭메칭으로 동작추정하는 제 1 스텝, 상기 블록메칭한 후 각 블록간 편차가 사용자가 지정한 임의의 문턱값과 비교하는 제 2 스텝, 상기 블록간 편차가 문턱값보다 작으면 8×4 블록 메칭으로 동작추정하고, 이후에 0.5화소로 동작추정하여 동작백터를 구하고, 상기 구해진 동작백터값을 이용하여 새로운 필드화상을 생성하는 제 3 스텝, 상기 블록간 편차가 문턱값보다 크면 필드라인 사이에 새로운 필드라인을 삽입하는 바이-인터포레이션 방법에 의해 새로운 필드화상을 생성하는 제 4 스텝, 상기 현재 필드화상과 상기 제 3 또는 제 4 스텝에 의해 생성된 새로운 필드화상을 합하여 현재 프레임 화상을 생성하는 제 5 스텝, 상기 생성된 현재 프레임 화상을 디스플레이하는 제 6 스텝을 통하여 진행됨을 특징으로 한다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 필드화상의 동작 추정 방법을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 동작추정을 이용한 프레임 구성과 디스플레이 순서를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 동작추정을 이용한 디인터레이싱(deinterlacing) 방법을 나타낸 순서도이다.
인터레이스 스캔 방식을 60Hz 프로그래시브 방식으로 디스플레이할 경우에는 매 필드화상당 하나의 프레임 화상으로 디스플레이 해야 하며 종래 방식에 따라서 디스플레이를 할 경우에는 필드간 시간차에 의해 시각적 화질의 저하를 가져온다.
이러한 인터레이스 스캔에 의한 영향을 보다 줄이기 위해 본 발명은 동작 추정(motion estimation)을 이용한 디인터레이스(de-interlace)방법을 제한 하였다.
본 발명 동작 추정을 이용한 디인터레이스 방법은 도 6에 도시한 바와 같이 디코딩이 끝난 두 개의 필드화상(field picture)을 메모리에 저장한 후 제 1 필드화상(1st field picture)에 대한 제 2 필드화상(2nd field picture)의 동작백터를 동작추정에 의해 구한다.
다음에 본 발명의 동작추정을 이용한 프레임 구성과 디스플레이 순서에 대하여 설명한다.
여기서는 탑필드가 먼저 디스플레이되는 경우를 예로 설명한다.
도 7의 (a)에 도시한 최초 제 1 필드 화상 디스플레이에 대응하는 도 7의 (b)에 도시한 제 1 프레임은 도 7의 (c)에 도시한 탑필드화상의 동작추정에 의해 구해진 제 2 필드(바텀필드화상)를 합하여 만든다. 그리고 도 7의 (d)와 같은 최초 제 2 필드 화상 디스플레이에 대응하는 도 7의 (e)와 같은 제 2 프레임은 최초 제 2 필드(바텀필드)화상에 그 다음에 오는 탑 필드 화상의 동작추정에 의해 구해진 제 3 필드를 합하여 만든다. 다음에 도 7의 (h)와 같은 제 3 프레임도 상기와 같은 과정을 이용해서 만들어내며 추후에도 이와 같은 방법으로 연속적으로 프레임을 만들어 낸다.
다음에 본 발명의 동작추정을 이용한 디인터레이싱(deinterlacing) 방법에 대하여 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이 현재 필드화상(current field picture)과 다음 필드화상(next field picture)을 16×8 블록 메칭 방법을 사용하여 동작추정한다.(S100) 이때 필드간 시간차가 적으므로 계산량을 고려하여 서치 레인지(search range)는 적게 할당한다. 또한 정밀도를 요구하기 때문에 16×8 블록의 동작백터를 찾은 후 블록 메칭 에러의 합(편차)이 문턱값(Threshold value)보다 작은지 판별한다.(S110) 여기서 문턱값은 사용자가 임으로 설정할 수 있다.
동작추정중에 블록 메칭 에러의 합 보다 문턱값이 작으면 8×4블록 메칭방법에 의한 동작추정을 한다.(S120) 이후에 0.5화소(pixel)단위로 동작추정하여 동작백터를 찾는다.(S130) 그리고 구해진 동작 백터값을 이용하여 새로운 필드화상을 생성한다.(S140)
이후에 동작추정 중에 블록간 편차(블록 메칭 에러의 합)가 일정한 문턱값 이상이 될 경우에는 새로운 화면전환이나 움직임이 빠른 것으로 간주하여 바이-인터포레이션 방법(bi-interpolation)을 이용하여 새로운 필드화상을 생성한다.(S150) 이때 바이-인터포레이션되는 필드라인은 다음과 같은 식에 의해서 구해진다. (i line + (i+2) line)/2=(i+1)line --- (식)
다음에 현재필드화상과 새로운 필드화상을 더해서 현재 프레임 화상을 생성한다(S160) 이후에 현재 프레인화상을 디스플레이한다.(S170)
상기와 같은 본 발명 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 종래의 라인 더블링할 때 발생하는 라인 프릭커(line flicker)현상을 방지하고 또한 필드간 시간차에 의해 발생하는 세레이션(serration)을 줄여서 원 화질에 가깝게 화면을 복원할 수 있다.
둘째, 동작추정방법을 할 때 16×8 블록 메칭 후 8×4블록 메칭을 함으로써 계산량을 늘리지 않고도 세분화된 동작백터를 찾을 수 있고, 또한 0.5화소 단위의 동작추정을 통해 정밀도를 높일 수 있다.
셋째, 블록 메칭 에러의 합과 비교하는 문턱값을 사용자가 조절할 수 있으므로 사람의 시각적 특성을 반영하여 화질을 개선할 수 있다.
Claims (2)
- 현재 필드화상과 다음 필드화상을 16×8 블럭메칭으로 동작추정하는 제 1 스텝,상기 블록메칭한 후 각 블록간 편차가 사용자가 지정한 임의의 문턱값과 비교하는 제 2 스텝,상기 블록간 편차가 문턱값보다 작으면 8×4 블록 메칭으로 동작추정하고, 이후에 0.5화소로 동작추정하여 동작백터를 구하고, 상기 구해진 동작백터값을 이용하여 새로운 필드화상을 생성하는 제 3 스텝,상기 블록간 편차가 문턱값보다 크면 필드라인 사이에 새로운 필드라인을 삽입하는 바이-인터포레이션 방법에 의해 새로운 필드화상을 생성하는 제 4 스텝,상기 현재 필드화상과 상기 제 3 또는 제 4 스텝에 의해 생성된 새로운 필드화상을 합하여 현재 프레임 화상을 생성하는 제 5 스텝,상기 생성된 현재 프레임 화상을 디스플레이하는 제 6 스텝을 통하여 진행됨을 특징으로 하는 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 스텝에서 새로운 필드화상을 생성하는 바이-인터포레이션 방법에서 생성되는 제 2 필드라인은 제 1 필드라인과 제 3 필드라인을 평균한 값에 의해서 생성됨을 특징으로 하는 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법.
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| KR1019980062888A KR100287881B1 (ko) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법 |
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| KR1019980062888A KR100287881B1 (ko) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법 |
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| KR1019980062888A KR100287881B1 (ko) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | 동작추정을 이용한 디인터레이싱방법 |
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| KR100624304B1 (ko) * | 2004-06-04 | 2006-09-18 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 움직임을 이용한 적응적인 영상 디인터레이스 장치 및 그방법 |
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