KR100295837B1 - 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주지된 움직임 추정 전용 칩을 다수개 이용하여 움직임 추정장치를 구현함으로써 움직임 추정 범위의 확장에 용이성을 제공하고, 움직임 추정이 신속, 정확하게 이루어지도록 한 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 제1 및 제2 주사형식 변환부에서 부호화 하고자 하는 원 영상 및 국부적으로 이미 복호화된 영상을 수직 방향의 주사형식으로 변환하고, 기준 데이터 처리부는 제1주사형식 변환부에서 얻어지는 원 영상 데이터를 기준 데이터로 기준 데이터 저장부에 저장하고, 그 기준 데이터 저장부에서 인출한 기준 데이터는 탐색 데이터와의 동기를 위해 시간 지연을 갖고 출력한다. 탐색 데이터 처리부는 제2주사형식 변환부에서 얻어지는 복호화 영상 데이터를 탐색 데이터로 탐색 데이터 저장부에 저장하고, 입력 원 영상의 움직임 추정을 위한 탐색 데이터를 탐색 데이터 저장부에서 인출하여 출력한다. 그리고 움직임 추정부는 움직임 추정을 위한 제어신호를 발생하는 움직임 추정 제어부에서 얻어지는 제어신호에 따라 탐색 데이터에 기준 데이터를 대비하여 움직임을 추정을 하고 그 결과치로 얻어지는 움직임 벡터를 출력하며, 움직임 벡터 처리부는 움직임 추정부내 다수개의 움직임 추정기에서 각각 얻어지는 움직임 벡터들중 하나의 움직임 벡터만을 추출하여 최종 움직임 벡터로 출력한다.
Description
본 발명은 동영상 부호화를 위한 움직임 추정 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 주지된 움직임 추정 전용 칩을 다수개 이용하여 움직임 추정장치를 구현함으로써 움직임 추정 범위의 확장에 용이성을 제공하고, 움직임 추정이 신속, 정확하게 이루어지도록 한 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치에 관한 것이다.
현재 동영상 부호화에 대한 관심이 고조되어 H.261, MPEG-1 및 MPEG-2와 같은 동영상 압축 표준안들이 많이 제정되었다. 이들 표준안들은 영상 전화, 디지털 방송, 고화질 TV(HDTV) 등의 다양한 응용에 적용되고 있으며, 영상 부호화 방식으로 대부분 복합 움직임 보상/이산여현부호화 방식을 채택하고 있다. 이 방식에서 움직임 보상은 연속된 영상 사이의 중복성을 효과적으로 줄여 많은 양의 디지털 데이터를 압축시켜 줌으로써 그 중요도가 매우 높다. 상기와 같은 움직임 보상을 효율적으로 수행하기 위해서는 움직임 추정이라는 과정이 전제 조건으로 반드시 필요하다.
이와 같이 움직임 보상을 효율적으로 수행하고, 영상 부호화시 영상 데이터의 압축 율을 높이기 위해서 필요한 움직임 추정기를 갖는 일반적인 MPEG 영상 부호화기의 구성이 도 1에 도시된다.
여기서, 참조부호 1은 입력 영상과 움직임 보상을 위해 예측된 영상의 차를 구하는 감산기이고, 2는 감산기(1)의 출력 영상을 이산 여현 변환하는 이산 여현 변환기이며, 3은 이산 여현 변환기(2)에서 출력되는 데이터를 양자화하는 양자화기이다.
또한, 참조부호 4는 양자화기(3)에서 양자화된 데이터를 가변장 부호화 하여 비트 열로 출력하는 가변장 부호화기이고, 5는 가변장 부호화기(4)에서 출력되는 비트율 제어신호에 따라 양자화기(3)의 출력 비트율을 제어하는 비트율 제어기이다.
그리고, 참조부호 6은 양자화기(3)에서 출력되는 데이터를 역양자화하는 역양자화기(6)이고, 7은 역양자화기(6)에서 출력된 데이터를 역 이산 여현 변환하는 역 이산 여현 변환기이며, 8은 역 이산 여현 변환기(7)의 출력 데이터와 움직임 보상을 위해 예측된 영상을 합하는 가산기이고, 9는 가산기(8)의 출력 데이터를 저장 및 인출하는 프레임 메모리이다.
또한, 참조부호 10은 프레임 메모리(9)에서 얻어지는 이전 영상을 이용하여 상기 입력 영상을 움직임 추정하는 움직임 추정부이고, 11은 움직임 추정부(10)에서 얻어지는 움직임 벡터를 이용하여 상기 프레임 메모리(9)에 저장된 이전 영상으로부터 현재 처리될 영상 블록의 예측 값을 얻어내는 움직임 보상부이다.
이와 같이 이루어지는 일반적인 MPEG 영상 부호화기는, 움직임 추정부(10)에서 입력 영상과 예측을 위한 프레임 메모리(9)에 저장되어 있는 이전 영상을 이용하여 움직임 추정을 수행한다.
이때 얻어지는 움직임 벡터는 가변장 부호화기(4) 및 움직임 보상부(11)에 각각 입력되며, 움직임 보상부(11)는 그 움직임 벡터를 이용하여 상기 프레임 메모리(9)에 저장된 이전 영상으로부터 현재 처리할 영상 블록의 움직임 보상 예측 값을 추출한다.
이렇게 하여 얻어지는 움직임 보상 예측 값과 현재 입력 영상을 감산기(1)에서 감산하여 그 차이를 구하고, 그 차이를 이산 여현 변환기(2)에서 이산 여현 변환(DCT)을 한다.
그리고 DCT가 수행된 데이터는 양자화기(3)에서 양자화된 후 가변장 부호화기(4)에서 가변장 부호화 되어 비트 열로 출력되어지며, 역양자화기(6)는 상기 양자화기(3)에서 양자화된 현재 영상 블록을 역 양자화한다.
아울러 역 이산 여현 변환기(7)는 그 역 양자화된 데이터를 역 이산 여현 변환(IDCT)하게 되고, 가산기(8)는 역 이산 여현 변환된 현재 영상 블록의 영상에 움직임 보상 예측 값을 가산하게 되며, 그 결과치는 다음 입력 영상 블록의 움직임 추정 및 보상을 위해 프레임 메모리(9)에 저장된다.
즉, 영상 데이터의 압축은 움직임 추정 및 보상, 이산 여현 부호화, 가변장부호화 등을 통해 이루어진다. 이들 중에 특히 움직임 추정은 비교적 단순한 작업인데 반해 방대한 하드웨어(H/W)를 요구한다.
따라서 일반적인 영상 부호화 시스템에서는 이를 위해 제작된 ASIC 칩을 이용하여 움직임 추정을 수행한다.
그러나 현재 제공되는 움직임 추정 ASIC은 벡터의 최대 탐색범위가 제한된 칩이다. 따라서 큰 탐색범위를 요구하는 응용(MPEG-1, MPEG-2 등)에서는 이들을 여러 개를 사용하여 구현하여야 하고, 특히 고화질 TV와 같이 영상 해상도가 매우 큰 경우에는 움직임 추정 범위를 제한할 수밖에 없다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 움직임 추정시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
이러한 본 발명의 목적은, 주지된 움직임 추정 전용 칩을 다수개 이용하여 움직임 추정장치를 구현함으로써 움직임 추정 범위의 확장에 용이성을 제공하고, 움직임 추정이 신속, 정확하게 이루어지도록 한 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단은,
부호화 하고자 하는 원 영상을 수직 방향의 주사형식으로 변환하는 제1주사형식 변환부와;
국부적으로 복호화된 영상을 수직 방향의 주사 형식으로 변환하는 제2주사형식 변환부와;
상기 제1주사형식 변환부에서 얻어지는 원 영상 데이터를 기준 데이터로 기준 데이터 저장부에 저장하고, 그 기준 데이터 저장부에서 인출한 기준 데이터는 탐색 데이터와의 동기를 위해 시간 지연을 갖고 출력해주는 기준 데이터 처리부와;
상기 제2주사형식 변환부에서 얻어지는 복호화 영상 데이터를 탐색 데이터로 탐색 데이터 저장부에 저장하고, 상기 입력 원 영상의 움직임 추정을 위한 탐색 데이터를 상기 탐색 데이터 저장부에서 인출하여 출력하는 탐색 데이터 처리부와;
움직임 추정을 위한 제어신호를 발생하는 움직임 추정 제어부에서 얻어지는 제어신호에 따라 상기 탐색 데이터에 상기 기준 데이터를 대비하여 움직임을 추정을 하고 그 결과치로 얻어지는 움직임 벡터를 출력하는 다수개의 움직임 추정기로 이루어진 움직임 추정부와;
상기 움직임 추정부내 다수개의 움직임 추정기에서 각각 얻어지는 움직임 벡터들중 하나의 움직임 벡터만을 추출하여 최종 움직임 벡터로 출력하는 움직임 벡터 처리부로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기에서, 제1 주사형식 변환부는, 두 경로를 통해 입력되는 원 영상 데이터를 교번하여 기록 및 판독하는 제1 및 제2 메모리 모듈과; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈의 기록 및 판독을 제어하는 메모리 조절기와; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈에서 각각 출력되는 원 영상 데이터중 하나를 선택하여 주사 형식이 변환된 데이터로 출력하는 데이터 선택기로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 주사형식 변환부는, 두 경로를 통해 입력되는 국부적으로 복호화된 영상 데이터를 교번하여 기록 및 판독하는 제1 및 제2 메모리 모듈과; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈의 기록 및 판독을 제어하는 메모리 조절기와; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈에서 각각 출력되는 복호화된 영상 데이터중 하나를 선택하여 주사 형식이 변환된 데이터로 출력하는 데이터 선택기로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 움직임 추정부내의 하나의 움직임 추정기는, 입력되는 2개 경로의 탐색 데이터를 일시 저장하는 제1 및 제2 레지스터와, 다른 경로를 통해 입력되는 기준 데이터를 순차 쉬프트 시키는 다수개의 레지스터로 이루어진 레지스터부와, 상기 제1 및 제2 레지스터에서 출력되는 2 경로의 탐색 데이터와 상기 레지스터부내 하나의 기준 데이터를 대비하여 움직임 추정을 수행하고, 그 결과치에 따른 움직임 데이터를 출력하는 다수개의 움직임 추정 전용 칩으로 이루어진 움직임 추정 전용 칩 모듈로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 움직임 벡터 처리부는, 상기 각각의 움직임 추정기에서 얻어지는 각 움직임 벡터에 대한 예측 오차를 비교하여 최소 오차를 가지는 벡터를 선택하여 움직임 벡터로 출력하는 움직임 벡터 처리기와; 상기 움직임 벡터 처리기에서 최종적으로 선택되어 출력되는 움직임 벡터의 지연 시간을 조절하는 시간 지연기로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 MPEG 영상 부호화기의 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명에 의한 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치의 실시 예를 보인 블록 구성도이고,
도 3은 도 2의 주사형식 변환부의 일 실시 예를 보인 블록 구성도이고,
도 4는 도 2의 탐색 데이터 처리부의 신호 구성을 보인 도면이고,
도 5는 본 발명에서 탐색 데이터 저장을 위한 메모리 할당 방법을 보인 메모리 구조도이고,
도 6은 도 2의 기준 데이터 처리부의 신호 구성을 보인 도면이고,
도 7은 도 2의 움직임 벡터 처리부의 일 실시 예를 보인 블록 구성도이고,
도 8은 도 2의 하나의 움직임 추정부내 하나의 움직임 추정기의 일 실시 예를 보인 블록 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110,120 : 제1 및 제2 주사형식 변환부
130 : 기준 데이터 저장부
140 : 기준 데이터 처리부
150 : 탐색 데이터 저장부
160 : 탐색 데이터 처리부
170 : 움직임 추정 제어부
180 : 움직임 추정부
190 : 움직임 벡터 처리부
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치의 실시예 블록 구성도이다.
여기서, 참조부호 110은 부호화 하고자 하는 원 영상을 수직 방향의 주사형식으로 변환하는 제1주사형식 변환부이고, 120은 국부적으로 복호화된 영상을 수직 방향의 주사 형식으로 변환하는 제2주사형식 변환부이며, 140은 상기 제1주사형식 변환부(110)에서 얻어지는 원 영상 데이터를 기준 데이터로 기준 데이터 저장부(130)에 저장하고, 그 기준 데이터 저장부(130)에서 인출한 기준 데이터는 탐색 데이터와의 동기를 위해 시간 지연을 갖고 출력해주는 기준 데이터 처리부이다.
또한, 참조부호 160은 상기 제2주사형식 변환부(120)에서 얻어지는 복호화 영상 데이터를 탐색 데이터로 탐색 데이터 저장부(150)에 저장하고, 상기 입력 원 영상의 움직임 추정을 위한 탐색 데이터를 상기 탐색 데이터 저장부(150)에서 인출하여 출력하는 탐색 데이터 처리부이다.
또한, 참조부호 170은 움직임 추정을 위한 제어신호를 발생하는 움직임 추정 제어부이고, 참조부호 180은 움직임 추정 제어부(170)에서 얻어지는 제어신호에 따라 상기 탐색 데이터에 상기 기준 데이터를 대비하여 움직임을 추정을 하고 그 결과치로 얻어지는 움직임 벡터를 출력하는 다수개의 움직임 추정기(181 ~ 180+N)로 이루어진 움직임 추정부이며, 참조부호 190은 상기 움직임 추정부(180)내 다수개의 움직임 추정기(181 ~ 180+N)에서 각각 얻어지는 움직임 벡터들중 하나의 움직임 벡터만을 추출하여 최종 움직임 벡터로 출력하는 움직임 벡터 처리부이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 움직임 추정 장치는, 먼저 입력되는 원 영상과 국부적으로 복호화된 영상이 수평 방향으로 주사되어 있으므로, 이들의 주사 형식을 제1 및 제2 주사형식 변환부(110)(120)를 통해 수직 방향의 주사 형식으로 변환한다.
여기서, 원 영상의 주사 형식을 변환하는 제1 주사형식 변환부(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 경로를 통해 입력되는 원 영상 데이터를 교번하여 기록 및 판독하는 제1 및 제2 메모리 모듈(111)(112)과; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈(111)(112)의 기록 및 판독을 제어하는 메모리 조절기(113)와; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈(111)(112)에서 각각 출력되는 원 영상 데이터중 하나를 선택하여 주사 형식이 변환된 데이터로 출력하는 데이터 선택기(114)로 구성된다.
움직임 추정을 위한 입력 영상(원 영상)의 크기가 기본 단위인 16*16 블록이라고 가정하면, 한 개의 영상 블록을 처리하기 위한 256 바이트의 용량을 갖는 메모리가 필요하다. 또한, 움직임 추정에 사용되는 기준 데이터를 후단의 움직임 추정부(180)에 입력시켜 주기 위해서는 데이터의 병렬 처리를 위해 기준을 위한 블록 단위의 수직 주사형식의 데이터로 변환시켜야 한다. 아울러 블록 단위로 수평 주사된 원 영상 데이터를 수직 방향의 순서로 변환하기 위해서는 8개의 메모리와 이들 메모리를 제어하는 메모리 조절기(113)가 필요하다. 이때 입력 및 출력되는 원 영상 데이터는 움직임 추정을 고속으로 처리하기 위해서 두 쌍의 경로가 사용된다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 각 4개의 메모리로 구성되는 제1 및 제2 메모리 모듈(111)(112)을 사용하여 한 메모리 모듈(예를 들어, 제1 메모리 모듈)에서 데이터를 읽어 내는 동안 다른 모듈(예를 들어, 제2메모리 모듈)에 입력되는 원영상 데이터를 기록한다. 그리고 각 메모리 모듈(111)(112)에 존재하는 4개의 메모리(예를 들어, 111a,111b,111c,111d)는 두 개씩 쌍을 이루어 입력 및 출력되는 두 경로의 원 영상 데이터를 처리하게 된다. 즉, 제1메모리 모듈(111)에 입력되는 데이터를 기록할 때는 제2메모리 모듈(112)에 저장된 데이터를 판독하며, 제2메모리 모듈(112)에 데이터를 기록할 때는 제1메모리 모듈(111)에서 데이터를 판독한다. 이때 하나의 메모리 모듈(111)에 데이터를 기록하기 위해서는 수평으로 주사되는 매 행을 번갈아 가며 제1메모리 모듈(111)의 상위 두 개의 메모리(111a,111b)와 하위 두개의 메모리(111c,111d)를 번갈아 가며 사용하여 입력 데이터를 기록하고, 마찬가지로 하나의 메모리 모듈(111)에서 데이터를 읽어내기 위해서는 좌측 두개의 메모리(111a,111c)와 우측 두개의 메모리(111b,112d)를 매 열 단위로 번갈아 가며 리드하여 저장된 데이터를 판독한다. 상기와 같은 각 메모리 모듈내의 메모리 리드/라이트 제어는 메모리 조절기(113)에서 조절 신호를 발생하여 각각 제어한다. 그리고 메모리 이용 방법은 한 개의 영상 블록의 처리가 끝나면 바뀌게 된다. 즉, 이전에 제1메모리 모듈(111)이 저장을 위해 사용된 경우에는 판독을 위해 사용되고, 반대로 이전에 판독을 위해 사용된 제2 메모리 모듈(112)은 저장을 위해 사용된다. 그리고 데이터 선택기(114)는 상기 제1 및 제2 메모리 모듈(111)(112)에서 각각 출력되는 데이터중 하나를 선택하여 출력한다. 즉, 제1메모리 모듈(111)에 데이터 저장용으로 사용되면 제2메모리 모듈(112)에서 출력되는 데이터를 선택하여 출력하고, 이와는 달리 제2메모리 모듈(112)이 데이터 저장용으로 사용되면 제1메모리 모듈(111)에서 출력되는 데이터를 선택하여 출력하게 된다.
이러한 과정으로 입력되는 원 영상 데이터의 주사 형식을 변환하게 되고, 마찬가지로 제2주사형식 변환부(120)도 주지한 제1주사형식 변환부(110)와 동일하게, 제1 및 제2 메모리 모듈, 메모리 조절기, 데이터 선택기로 이루어져 입력되는 복호화된 영상의 주사 형식을 변환하게 된다.
다음으로, 기준 데이터 처리부(140)는 상기 제1주사형식 변환부(110)에서 수직 방향으로 주사 형식이 변환된 원 영상 데이터를 기준 데이터로 기준 데이터 저장부(130)에 저장하고, 기준 데이터 저장부(130)에 저장된 기준 데이터를 인출하여 출력할 경우에는 탐색 데이터와의 지연 시간을 조정하여 출력한다. 즉, 기준 데이터 처리부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스캔 변환된 원 영상 데이터가 입력되면, 탐색 영역 데이터와의 지연 조정을 위해서 기준 데이터 저장부(130)내의 두 개의 메모리(131)(132)에 교번하여 저장하고, 이를 적절한 시간에 움직임 추정부(180)에 입력시켜준다. 이때 기준 데이터 처리부(140)에서 출력되는 데이터는 볼록 내의 수직방향으로 한 개의 화소씩 입력된다. 기준 데이터가 기준 데이터 처리부(140)로 입력될 때는 필요한 탐색 데이터는 이전 영상의 데이터이므로 이미 탐색 데이터 저장부(150)에 저장되어 있다. 따라서 기준 데이터를 저장하기 위한 메모리는 단지 탐색 데이터와의 시간을 맞춰주는 역할만 하므로 메모리의 사이즈는 작아도 된다.
다음으로, 탐색 데이터 처리부(160)는 상기 제2주사형식 변환부(120)에서 수직 방향으로 주사 형식이 변환된 국부적으로 복호화된 영상 데이터를 탐색 데이터저장부(150)에 저장하고, 이를 적절한 타이밍에 인출하여 상기 움직임 추정부(180)에 입력시킨다. 여기서 탐색 영역 데이터와 현재의 기준 데이터는 시간적으로 한 프레임 이상의 차이가 발생하기 때문에, 탐색 데이터는 프레임 메모리에 저장해 둘 필요가 있다. 탐색 데이터 처리부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이, 입력되는 탐색 데이터(복호화된 영상 데이터)를 탐색 데이터 저장부(150)내의 제1 및 제2 메모리 모듈(151)(152)에 저장했다가, 다음 입력 원 영상의 움직임 추정을 위해 읽어서 움직임 추정부(180)에 전달한다. 이때 입력되는 탐색 데이터는 영상 부호화기에서 국부적으로 복호화된 영상 데이터이고, 이는 다음 영상의 움직임 추정을 위해서 두 개의 메모리 모듈(151)(152)중 한 개의 메모리 모듈에 저장되고, 동시에 다른 한 개의 메모리 모듈에서 현재 입력되는 원 영상의 움직임 추정을 위해 저장된 탐색 데이터를 읽어 출력한다. 탐색 데이터 저장부(150)내의 각 메모리 모듈(151)(152)은 수직 방향의 움직임 추정 범위를 확장하기 위해 사용된 움직임 추정부(180)내의 움직임 추정기(181 ~ 180+N)의 개수보다 1개가 많은 (N+1)개의 메모리로 구성된다. 따라서 각 메모리 모듈내의 각 메모리(예를 들어, 메모리1,메모리2,...,메모리N+1)는 탐색 데이터를 수평 방향의 블록들의 집합(슬라이스) 단위로 저장하고, 동시에 저장된 탐색 데이터를 읽게 된다. 즉, 움직임 추정부(180)내의 움직임 추정기가 2개로 구성되는 경우에는 움직임 추정 전용 칩의 수직 방향의 탐색 범위가 K화소라면 전체 탐색 범위는 2*K가 되고, 이를 위해서 동시에 3개의 슬라이스에서 동시에 탐색 데이터가 읽혀지게 된다.
도 5는 탐색 데이터를 저장 및 인출하는 탐색 데이터 저장부(150)내의 각 메모리사용 방법을 도시한 것이다. 각 메모리 모듈(151)(152)은 총 (N+1)개의 메모리로 구성되며, 도 5는 하나의 메모리 모듈내의 메모리 구성만을 도시한 것이다. 탐색 데이터의 저장은 영상에서 수평방향으로의 블록들의 집합인 슬라이스 단위로 바뀌면서 저장된다. 예를 들어 메모리1에 첫 번째 슬라이스의 데이터가 저장되고, 메모리(N+1)에는 (N+1)번째 슬라이스의 데이터가 저장된다. 다음에는 다시 메모리1에 (N+2)번째 슬라이스 데이터가 저장된다. 이는 메모리로부터 데이터 읽기를 고려하기 때문이다. 즉, 탐색 범위의 확장을 위해 동시에 (n+1)개의 슬라이스 데이터가 읽혀진다. N/2번째 슬라이스에 존재하는 블록들의 움직임 추정을 위해서 동시에 [1,2,...,N+1]의 데이터가 읽혀지고, 다음의 (N/2+1)번째 슬라이스의 움직임 추정을 위해서는 [2,3,...,N+2]의 탐색 데이터가 읽혀지게 된다.
다음으로, 움직임 추정부(180)는 상기 기준 데이터 처리부(140)에서 처리된 기준 데이터와 상기 탐색 데이터 처리부(160)에서 처리된 탐색 데이터를 대비하여 움직임 추정을 수행하고, 그 결과치에 따른 움직임 벡터를 출력한다. 수직 방향의 움직임 추정 범위를 확장하기 위해 N개의 움직임 추정기(181 ~ 180+N)를 사용하였다. 각 움직임 추정기는 같은 기준 데이터가 동시에 입력되고, 두 경로의 탐색 데이터가 입력되어 움직임 추정 작업이 이루어진다. 도 4의 설명에서와 같이 (N/2)번째 슬라이스의 블록을 위한 움직임 추정을 위한 탐색 데이터는 동시에 입력되는 [1,2,...,N+1]번째 슬라이스의 데이터가 되고, 움직임 추정기1(181)에는 1번째와 2번째의 슬라이스 데이터가 입력되고, 움직임 추정기2(182)에는 2번째 및 3번째 슬라이스 데이터가 입력되며, N번째 움직임 추정기(180+N)에는 N번째 및 (N+1)번째슬라이스 데이터가 입력되어 움직임 추정이 이루어진다.
한편, 움직임 추정 제어부(170)는 움직임 추정부(180)내 각 움직임 추정기(181 ~ 180+N)내의 각 움직임 추정 전용 칩의 동작 제어신호를 제공한다.
여기서, 움직임 추정부(180)내의 각 움직임 추정기는 도 8과 같다.
즉, 제1 및 제2 레지스터(210)(220)는 입력되는 2개 경로의 탐색 데이터를 일시 저장한 후 움직임 추정 전용 칩 모듈(240)의 움직임 추정 전용 칩(241)에 전달한다. 레지스터부(230)는 상기 2개의 입력 경로와 다른 경로를 통해 입력되는 기준 데이터를 다수개의 레지스터(231 ~ 230+N)로 순차 쉬프트 시키고, 그 중 하나의 레지스터의 출력이 상기 움직임 추정 전용 칩 모듈(240)내의 하나의 움직임 추정 전용 칩에 대응하여 기준 데이터를 움직임 추정 전용 칩에 전달한다. 그러면 움직임 추정 전용 칩 모듈(240)의 각 움직임 추정 전용 칩(241 ~ 240+N)은 입력되는 2개 경로의 탐색 데이터와 다른 경로의 기준 데이터를 대비하여 움직임 추정을 수행하고, 그 결과치에 따른 움직임 벡터를 출력하게 된다.
즉, 움직임 추정 전용 칩에는 연속적인 데이터의 처리를 위해서 두 개의 슬라이스에 해당하는 탐색 데이터가 동시에 입력되고, 이와 함께 한 개의 기준 데이터가 입력된다. 이때 안정화된 데이터의 입력을 위해 각 데이터를 위한 레지스터가 사용되었다. 또한, 이웃하는 움직임 추정 전용 칩의 움직임 추정을 위해 먼저 움직임 추정을 수행한 움직임 추정 전용 칩에서 다음 움직임 추정 전용 칩에 자신이 입력받은 탐색 데이터를 전달해준다. 이렇게 다수의 움직임 추정 칩을 직렬로 연결하여 움직임 추정을 수행함으로써, 수평 방향의 탐색 범위가 확장된다. 다시 말해,한 개의 움직임 추정 칩의 탐색 범위가 K화소라고 하면, N개의 칩을 사용하므로 (K*N) 화소까지의 움직임 벡터를 추정할 수 있다.
다음으로, 상기와 같이 움직임 추정부(180)내의 각 움직임 추정기에서 각각 추정된 움직임 벡터들은 움직임 벡터 처리부(190)에 전달된다.
그러면 움직임 벡터 처리부(190)는, 움직임 벡터 처리기(191)에서 상기 각각의 움직임 추정기(181 ~ 180+N)에서 얻어지는 각 움직임 벡터에 대한 예측 오차를 비교하여 최소 오차를 가지는 벡터를 최종적인 움직임 벡터로 결정한다. 그리고 각 움직임 추정 칩이 담당하고 있는 탐색 영역이 모두 다르므로 해당 칩의 영역으로 벡터의 크기를 변환해주는 기능도 수행한다. 그리고 시간 지연기(192)는 상기 움직임 벡터 처리기(191)에서 최종적으로 선택되어 출력되는 움직임 벡터의 지연 시간을 조절해준다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 일반적으로 널리 알려진 움직임 추정 전용 칩을 다수개 이용하여 움직임 추정기를 구현함으로써, 움직임 추정 범위의 확장에 용이성을 제공해주는 이점이 있다.
또한, 일반적인 움직임 추정 전용 칩과 소수의 프로그래머블 로직 디바이스를 이용하여 움직임 추정장치를 구현함으로써, 저가로 움직임 추정장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 움직임 추정 범위의 확장이 가능하므로, 보다 큰 움직임 추정을 요구하는 고화질 텔레비젼(HDTV)등의 응용에도 적용 가능하다.
Claims (5)
- 영상의 움직임 보상을 위한 움직임 추정 장치에 있어서,부호화 하고자 하는 원 영상을 수직 방향의 주사형식으로 변환하는 제1주사형식 변환부와;국부적으로 복호화된 영상을 수직 방향의 주사 형식으로 변환하는 제2주사형식 변환부와;상기 제1주사형식 변환부에서 얻어지는 원 영상 데이터를 기준 데이터로 기준 데이터 저장부에 저장하고, 그 기준 데이터 저장부에서 인출한 기준 데이터는 탐색 데이터와의 동기를 위해 시간 지연을 갖고 출력해주는 기준 데이터 처리부와;상기 제2주사형식 변환부에서 얻어지는 복호화 영상 데이터를 탐색 데이터로 탐색 데이터 저장부에 저장하고, 상기 입력 원 영상의 움직임 추정을 위한 탐색 데이터를 상기 탐색 데이터 저장부에서 인출하여 출력하는 탐색 데이터 처리부와;움직임 추정을 위한 제어신호를 발생하는 움직임 추정 제어부에서 얻어지는 제어신호에 따라 상기 탐색 데이터에 상기 기준 데이터를 대비하여 움직임을 추정을 하고 그 결과치로 얻어지는 움직임 벡터를 출력하는 다수개의 움직임 추정기로 이루어진 움직임 추정부와;상기 움직임 추정부내 다수개의 움직임 추정기에서 각각 얻어지는 움직임 벡터들중 하나의 움직임 벡터만을 추출하여 최종 움직임 벡터로 출력하는 움직임 벡터 처리부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 주사형식 변환부는,두 경로를 통해 입력되는 원 영상 데이터를 교번하여 기록 및 판독하는 제1 및 제2 메모리 모듈과; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈의 기록 및 판독을 제어하는 메모리 조절기와; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈에서 각각 출력되는 원 영상 데이터중 하나를 선택하여 주사 형식이 변환된 데이터로 출력하는 데이터 선택기로 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2주사형식 변환부는,두 경로를 통해 입력되는 국부적으로 복호화된 영상 데이터를 교번하여 기록 및 판독하는 제1 및 제2 메모리 모듈과; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈의 기록 및 판독을 제어하는 메모리 조절기와; 상기 제1 및 제2 메모리 모듈에서 각각 출력되는 복호화된 영상 데이터중 하나를 선택하여 주사 형식이 변환된 데이터로 출력하는 데이터 선택기로 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치.
- 제1항에 있어서, 상기 움직임 추정부내의 하나의 움직임 추정기는, 입력되는 2개 경로의 탐색 데이터를 일시 저장하는 제1 및 제2 레지스터와, 다른 경로를 통해 입력되는 기준 데이터를 순차 쉬프트 시키는 다수개의 레지스터로 이루어진 레지스터부와, 상기 제1 및 제2 레지스터에서 출력되는 2 경로의 탐색 데이터와 상기 레지스터부내 하나의 기준 데이터를 대비하여 움직임 추정을 수행하고, 그 결과치에 따른 움직임 데이터를 출력하는 다수개의 움직임 추정 전용 칩으로 이루어진 움직임 추정 전용 칩 모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치.
- 제1항에 있어서, 상기 움직임 벡터 처리부는,상기 각각의 움직임 추정기에서 얻어지는 각 움직임 벡터에 대한 예측 오차를 비교하여 최소 오차를 가지는 벡터를 선택하여 움직임 벡터로 출력하는 움직임 벡터 처리기와; 상기 움직임 벡터 처리기에서 최종적으로 선택되어 출력되는 움직임 벡터의 지연 시간을 조절하는 시간 지연기로 구성된 것을 특징으로 하는 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990038406A KR100295837B1 (ko) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990038406A KR100295837B1 (ko) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010026899A KR20010026899A (ko) | 2001-04-06 |
| KR100295837B1 true KR100295837B1 (ko) | 2001-07-12 |
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ID=19610777
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990038406A KR100295837B1 (ko) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 동영상 부호화를 위한 움직임 추정장치 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR100295837B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150018180A (ko) | 2013-08-09 | 2015-02-23 | 영동주식회사 | 관세척을 위한 맨홀의 배관구조 |
-
1999
- 1999-09-09 KR KR1019990038406A patent/KR100295837B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| KR20150018180A (ko) | 2013-08-09 | 2015-02-23 | 영동주식회사 | 관세척을 위한 맨홀의 배관구조 |
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| KR20010026899A (ko) | 2001-04-06 |
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