KR100489871B1 - 동영상부호화시스템에있어서전역이동파라미터추출방법 - Google Patents
동영상부호화시스템에있어서전역이동파라미터추출방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100489871B1 KR100489871B1 KR1019970002828A KR19970002828A KR100489871B1 KR 100489871 B1 KR100489871 B1 KR 100489871B1 KR 1019970002828 A KR1019970002828 A KR 1019970002828A KR 19970002828 A KR19970002828 A KR 19970002828A KR 100489871 B1 KR100489871 B1 KR 100489871B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- movement parameter
- global
- parameter
- global movement
- initial
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/527—Global motion vector estimation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
본 발명은 동영상부호화시스템에 있어서 전역 이동 파라미터 추출시 계산량을 줄이기 위하여, 이용되는 S 및 U의 계산량을 간소화한 전역이동 파라미터 추출방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 방법은 각종 파라미터를 코딩하기 전에 인가되는 영상신호에 대한 전역(Global) 이동 파라미터를 추출하고 보상하는 기능을 갖는 동영상 부호화시스템에 있어서, M×N영역에 대한 국부속도벡터를 추출하는 단계; 초기의 전역이동 파라미터를 추출하기 위하여 이용되는 S 및 U의 행렬식을 영상의 중심점을 원점으로 놓아 간소화하는 단계; 간소화단계를 통해 간소화된 S와 U식을 이용하여 초기 전역이동 파라미터(B)를 계산하는 단계; 계산단계에서 계산된 초기 전역이동 파라미터에 의한 정합영역이 전체 영역 중 절반이상 양산되는 지에 따른 초기전역이동 파라미터 결정처리를 하는 단계; 및 초기 전역이동 파라미터 결정이 완료되면, 전역이동 파라미터에 대한 정제처리를 하는 단계를 포함하여 수행된다.
Description
본 발명은 동영상 부호화시스템에 있어서 전역이동(Global Motion) 파라미터 추출에 관한 것으로, 특히 파라미터(Parameter) 추출시 적은 계산량으로 운영되는 전역이동 파라미터 추출방법에 관한 것이다.
기존에 제안된 동영상 부호화시스템은 이전영상신호를 고려하여 현재 영상신호에 대한 파라미터를 계산하기 전에 전역 이동보상을 수행하게 된다. 제 1 도는 이러한 전역 이동보상기능을 갖는 동영상 부호화시스템의 개략적인 블록도로서, 영상신호가 인가되면, 전역이동 파라미터 추출 및 보상부(100)로 전송된다. 전역이동 파라미터 추출 및 보상부(100)는 인가된 영상신호의 전역에 대한 이동 파라미터를 추출하고, 예측기(140)로부터 제공되는 예측정보에 의하여 추출된 파라미터를 보상한다. 보상된 파라미터는 파라미터 코딩부(120) 및 세그멘테이션(Segmentation)부(110)로 전송된다. 세그멘테이션부(110)는 기존에 잘 알려진 바와 같이 보상된 파라미터를 이용하여 인가된 영상에 대한 세그멘테이션처리를하여 파라미터 코딩부(120)로 전송한다. 파라미터 코딩부(120)는 전역 이동 파라미터 추출 및 보상부(100)와 세그멘테이션부(110)로부터 전송되는 파라미터를 코딩하여 출력한다. 출력된 코딩정보는 복호화시스템으로 전송하기 위해 미도시된 전송용 버퍼로 전송함과 동시에 이동보상(또는 움직임보상)을 하기 위하여 파라미터 디코딩부(130)로 전송된다. 파라미터 디코딩부(130)는 코딩된 파라미터들을 원래의 상태로 복원하여 예측기(140)로 전송한다. 예측기(140)는 파라미터 디코딩부(130)로부터 전송되는 파라미터를 이용하여 이전 영상으로부터 현재 영상을 예측한 값을 전역이동 파라미터 추출 및 보상부(100)로 전송한다.
이와 같은 동영상 부호화시, 전역이동 파라미터 추출 및 보상부(100)는 제 2 도에 도시된 바와 같이 초기 전역이동 파라미터 추출기(200), 전역이동 파라미터 정제기(201) 및 전역이동 보상기(202)로 구성되어 제 3 도예 도시된 흐름도와 같은 순서로 전역이동 파라미터 추출 및 보상처리를 한다.
즉, 카메라의 움직임이 일어나기 전과 일어난 후의 영상공간좌표를 각각 (X, Y)와 (X', Y')라 하고, fz를 줌 요인(Zoom Factor)으로 하고, Px, Py를 각각 x와 y방향의 패닝(Panning) 파라미터라 하고, 영상의 회전 중심(Rotation Center)을 각각 (gx, gy)라 가정할 때, X', Y'는 각각 하기의 수식 1과 표현된다.
[수식 1]
파라미터 개수는 응용에 따라 달리할 수 있지만 4개의 파라미터인 경우를 예를 들 경우, 수식 1에서 θ가 충분히 작을 경우, cos(θ)=1, sin(θ)=θ가 되며, 회전중심 gx, gy를 원점으로 놓을 경우 수식 1은 수식 2와 같이 된다.
[수식 2]
또, fz=a1, fzθ=a2, Px=a3, PY=a4로 놓으면, 다시 수식 2는 수식3과 같이 표현된다.
[수식 3]
마찬가지로 X, Y는 수식 4와 같이 표현된다.
[수식 4]
여기서 
이 때, 예측값 
및 
는 수식 5와 같이 표현된다.
[수식 5]
수식 5에서 b1=1-a'1, b2=-a'2, b3=-a'3, b4=-a'4이다.
상술한 바와 같은 조건에서 초기 전역이동 파라미터 추출기(200)는 제301 단계에서 각 블록의 국부속도벡터(Local Velocity Vector) Wij=(uij, vij)T를 MxN영역에 대하여 구한다.
이 때, 전역이동 파라미터를 예측하기 위하여 속도벡터 오차의 12 norm.E(b1, b2, b3, h4)를 수식 6과 같이 정의하자.
[수식 6]
여기서 M은 각 창틀의 중심점(Center Point)들의 집합이다.
다음에 각 파라미터에 대하여 수식 6을 미분하여 그 값을 0으로 둠으로써 최적 전역이동 파라미터를 수식7에 의하여 구할 수 있다. 즉, ∂E/∂bk = 0, (k=1, 2, 3, 4)이다.
[수식 7]
수식 7에서 알 수 있는 바와 같이 전역이동 파라미터 B를 추출하기 위해서, 제 302 단계에서 하기 수식 8 및 수식 9에 따라 S와 U를 각각 계산한다.
[수식 8]
[수식 9]
그리고 제 303 단계에서 구해진 S와 U값을 이용하여 하기 수식 10과 같은 초기전역 이동파라미터를 추출한다.
[수식 10]
그리고 추출된 전역이동 파라미터 B를 전역이동 파라미터 정제기(201)로 전송하여 정제처리를 하고(제 304 단계), 정제처리가 이루어진 파라미터는 전역 이동 보상기(202)로 전송하여 예측기(140)로부터 전송되는 예측치를 고려한 이동보상처리를 한다(제 305 단계).
그러나 상술한 수식 8 및 수식 9에 의한 S 및 U을 계산한 값을 이용하여 전역 파라미터 추출시, 계산량이 많아 파라미터 추출시간이 많이 소요될 뿐만아니라 하드웨어 구현시에도 많은 비용부담을 갖게 되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 동영상부호화시스템에 있어서 전역 이동 파라미터 추출시 S 및 U의 계산량을 간소화하여 수행되는 전역이동 파라미터 추출방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전역이동 파라마터 추출방법은, 각종 파라미터를 코딩하기 전에 인가되는 영상신호에 대한 전역(Global) 이동 파라미터를 추출하고 보상하는 기능을 갖는 동영상 부호화시스템에 있어서, M×N영역에 대한 국부속도백터를 추출하는 단계; 초기의 전역이동 파라미터를 추출하기 위하여 이용되는 S 및 U의 행렬식을 영상의 중심점을 원점으로 놓아 간소화하는 단계; 간소화단계를 통해 간소화된 S와 U식을 이용하여 초기 전역이동 파라미터(B)를 계산하는 단계; 계산단계에서 계산된 초기 전역이동 파라미터에 의한 정합영역이 전체 영역 중 절반이상 양산되는 지에 따른 초기전역이동 파라미터 결정처리를 하는 단계; 및 초기 전역이동 파라미터 결정이 완료되면, 전역이동 파라미터에 대한 정제처리를 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
제 4 도는 동영상 부호화시스템에 있어서 본 발명에 따른 전역이동 파라미터 추출방법에 대한 흐름도로서, M×N 영역의 국부속도 벡터 추출단계(401), S와 U의 행렬식 간소화단계(402), 전역이동 파라미터 계산단계(403), 초기전역파라미터 결정단계(404), 전역이동 파라미터 정제단계(405), 전역이동 보상단계(406)로 이루어진다.
제 5 도는 제 4 도에서 이루어지는 전역이동 파라미터 결정단계에 대한 상세 흐름도이고, 제 6 도는 제 5 도에서 이루어지는 전역이동 파라미터 추출시 이용되는 영역 예시도이고, 제 7 도는 제 4 도에서 이루어지는 전역이동 파라미터 정제단계에 대한 상세 흐름도이다.
그러면 본 실시 예의 동작을 설명하기로 한다.
본 실시 예는 제 2 도와 같이 구성된 전역이동 파라미터 추출 및 보상부(100)에서 제 4 도와 같은 과정으로 동작된다.
즉, 제 2 도의 초기전역 이동 파라미터 추출기(200)에서 제 401 단계 내지 제 404 단계에 의한 전역이동 파라미터 추출이 이루어진다. 우선, 제 401 단계에서 M×N 영역의 국부속도벡터가 추출되는데, 이는 상술한 제 301 단계에서와 동일하게 이루어진다.
그 다음 제 402 단계에서 전역이동 파라미터를 계산하기 위하여 이용되는 S와 U의 행렬식을 간소화한다. 행렬식 간소화는 영상의 중심점을 원점으로 놓으면 S와 U에 존재하는 Xi와 Yj의 기수승(Odd Power)을 포함한 항이 0이 되는 것을 적용하여 S와 U의 행렬식에 하기 식과 같이 0이 다수개 존재하도록하여 간소화한다.
[수식 11]
[수식 12]
그 다음 제 403 단계에서 상기 수식 11 및 수식 12와 같은 행렬식을 이용하여 수식 10과 같이 4개의 파라미터로 이루어진 전역이동 파라미터 B의 b1, b2, b3, b4는 하기 수식 13과 같은 계산에 의해 구해진다.
[수식 13]
상술한 수식 13에서 X, Y는 움직임이 일어나기 전의 영상공간좌표값이고, X', Y'는 움직임이 일어난 후의 영상공간좌표값이고, uij는 X축 이동 속도값이고, vij는 Y축 이동 속도값이다.
이와 같이 전역이동 파라미터가 구해지면 제 404 단계로 진행되어 초기 전역이동 파라미터를 결정하게 된다.
초기 전역이동 파라미터 결정은 제 5 도에 도시된 흐름도와 같은 과정을 통해 이루어진다.
제 5 도를 참조하여 초기 전역이동 파라미터 결정과정을 설명하면 다음과 같다. 즉, 제 501 단계에서 모든 블록들에 대한 초기 전역이동 파라미터 예측치를 계산한다. 계산된 예측치가 전체 영역 중에 절반(제 5 도의 th값)이상의 정합영역(Matched region)을 양산하면 제 503 단계로 진행되어 초기 전역이동 파라미터로 결정한다. 그러나 전체 영역 중에 절반 이상의 정합영역을 양산하지 못하면 제 504 단계로 진행되어 제 6 도와 같은 구분되는 I , II, III, IV 영역에 대하여 같은 과정을 반복 수행하게 된다. 즉, 제 504 단계에서 제 6 도와 같은 영역에 대한 전역 이동 파라미터를 추출하고, 제 505 단계에서 각 블록의 예측값과 속도간의 차를 측정하고, 제 506 단계에서 모든 영역에 대한 매칭영역을 계산하여 제 502 단계로 리턴되어 가장 정합영역이 많이 양산되는 전역이동 벡터를 초기전역 이동파라미터로 결정한다.
이와 같이 초기전역 이동 파라미터에 대한 결정이 이루어지면, 제 405 단계에서 제 2 도의 전역이동 파라미터 정제기(201)로 전송되어 정제가 이루어진다. 전역이동 파라미터에 대한 정제는 초기 파라미터와 정합하지 않는 부분을 이전에 예측된 전역이동 파라미터에 의해 대치하고, 다시 전역이동 파라미터를 계산하는 방식으로 이루어지는데 진다.
제 7 도를 참조하여 전역이동 파라미터에 대한 정제처리를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
즉, 제 701 단계에서 초기전역 이동 파라미터 추출기(200)로부터 전송된 초기전역 이동 파라미터가 올바른(Reliable) 지를 체크한다. 체크결과, 올바른 경우에는 정제작업을 종료한다. 그러나 제 701 단계의 체크결과, 초기전역 이동 파라미터가 올바르지 않는 경우에는 전역이동 파라미터에 대한 정체처리를 하게된다. 이를 위하여 제 702 단계로 진행되어 각 블록의 예측된 값과 속도간의 차를 측정한다. 그리고 제 703 단계로 진행되어 전역이동 벡터로 비정합된 영역의 속도를 대응시킨다. 제 704 단계로 진행되어 전역이동 파라미터들을 갱신한 후 제 705 단계로 진행되어 정제작업을 종료한다.
이와 같이 정제된 전역이동 파라미터들은 전역이동 보상기(202)로 전송되어 종래와 같이 보상처리된다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명은 동영상부호화시스템에 있어서 전역 이동 파라미터 추출시, S와 U의 행렬식을 간소화하여 이용함으로써, 전역이동 파라미터 추출을 위한 계산량을 줄일수 있는 효과가 있다.
상기한 본 발명은 도면을 중심으로 예를 들어 설명되고 한정되었지만, 그 동일한 것은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변화와 변형이 가능함이 본 분야의 숙련된 자에게 있어 명백할 것이다.
제 1 도 전역이동 파라미터 추출 및 보상부 기능을 구비한 종래의 동영상 부호화시스템의 개략적인 블록도
제 2 도는 제 1 도에 도시된 전역이동 파라미터 추출 및 보상부의 상세 블록도
제 3 도는 종래의 동영상 부호화시스템에서 이루어진 전역이동 파라미터 추출 및 보상방법에 대한 흐름도
제 4 도는 동영상 부호화시스템에 있어서 본 발명에 따른 전역이동 파라미터 추출방법을 이용한 전역이동 파라미터 추출 및 보상방법에 대한 흐름도
제 5 도는 제 4 도에서 이루어지는 전역이동 파라미터 결정단계에 대한 상세 흐름도
제 6 도는 제 5 도에서 이루어지는 전역이동 파라미터 추출시 이용되는 영역 예시도
제 7 도는 제 4 도에서 이루어지는 전역이동 파라미터 정제단계에 대한 상세 흐름도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 전역이동 파라미터 추출 및 보상부 110 : 세그멘테이션부
120 : 파라미터 코딩부 130 : 파라미터 디코딩부
140 : 예측기
200 : 초기전역이동 파라미터 추출기
201 : 전역이동 파라미터 정제기 202 : 전역이동 보상기
Claims (3)
- 각종 파라미터를 코딩하기 전에 인가되는 영상신호에 대한 전역(Global) 이동 파라미터를 추출하고 보상하는 기능을 갖는 동영상 부호화시스템에 있어서,M×N영역에 대한 국부속도벡터를 추출하는 단계;초기의 상기 전역이동 파라미터를 추출하기 위하여 이용되는 S 및 U의 행렬식을 영상의 중심점을 원점으로 놓아 간소화하는 단계;상기 간소화단계를 통해 간소화된 S와 U식을 이용하여 초기 전역이동 파라미터(B)를 계산하는 단계;상기 계산단계에서 계산된 초기 전역이동 파라미터에 의한 정합영역이 전체 영역 중 절반이상 양산되는 지에 따른 초기전역이동 파라미터 결정처리를 하는 단계; 및상기 초기 전역이동 파라미터 결정이 완료되면, 전역이동 파라미터에 대한 정제처리를 하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전역이동파라미터 추출방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 전역이동 파라미터 결정단계는,모든 블록들에 대한 전역이동 파라미터 예측치를 계산하는 단계;계산된 상기 예측치 값이 전체 영역의 절반이상의 상기 정합영역을 양상하면, 초기 전역이동 파라미터로 결정하는 단계;상기 계산된 상기 예측치 값이 전체 영역의 절반 이상이 아니면 4단계로 구분된 영역에 대하여 예측값과 속도간의 차를 측정에 의하여 매칭영역을 계산하는 단계;상기 계산된 매칭영역이 상기 전체영역의 절반이상인지를 체크하여 초기 전역이동 파라미터 결정을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전역이동 파라미터 추출방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 전역이동 파라미터 정제단계는상기 전역이동 파라미터 결정단계에서 결정된 전역이동 파라미터가 올바른가를 판단하는 단계;상기 판단결과, 상기 결정된 전역이동 파라미터가 올바른 경우에는 인가된 전역이동 파라미터에 대한 정제를 처리를 하지 않고 전송하는 단계;상기 판단결과, 상기 결정된 전역이동 파라미터가 올바르지 않은 경우에는 각 블록의 예측된 값과 속도간의 차를 측정하여 검출된 전역이동 파라미터를 전역이동 파라미터값을 갱신하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전역이동 파라미터 추출방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970002828A KR100489871B1 (ko) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | 동영상부호화시스템에있어서전역이동파라미터추출방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970002828A KR100489871B1 (ko) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | 동영상부호화시스템에있어서전역이동파라미터추출방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980066996A KR19980066996A (ko) | 1998-10-15 |
| KR100489871B1 true KR100489871B1 (ko) | 2005-08-10 |
Family
ID=37303990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970002828A KR100489871B1 (ko) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | 동영상부호화시스템에있어서전역이동파라미터추출방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100489871B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100635009B1 (ko) * | 1999-10-15 | 2006-10-16 | 삼성전자주식회사 | 화면 전체의 움직임을 고려한 움직임예측방법 및 그 장치 |
-
1997
- 1997-01-30 KR KR1019970002828A patent/KR100489871B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980066996A (ko) | 1998-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0720377A2 (en) | Method for detecting motion vectors for use in a segmentation-based coding system | |
| JPS6152084A (ja) | 高能率符号化装置 | |
| EP0905980A4 (en) | DEVICES, METHOD AND SYSTEM FOR CODING AND DECODING IMAGES | |
| JPH0547158B2 (ko) | ||
| KR100234264B1 (ko) | 타겟윈도우 이동을 통한 블록 매칭방법 | |
| KR100489871B1 (ko) | 동영상부호화시스템에있어서전역이동파라미터추출방법 | |
| EP0367310B1 (en) | Picture motion measurement | |
| EP0592128B1 (en) | Motion vector detection and prediction | |
| JP3390024B2 (ja) | 撮像された画像の中の動きの推定方法 | |
| US5710603A (en) | Method for detecting motion vectors | |
| JPH08265764A (ja) | 映像信号符号化装置 | |
| JP3175914B2 (ja) | 画像符号化方法および画像符号化装置 | |
| KR19990027484A (ko) | 움직임 벡터 부호화 방법 및 그 장치 | |
| JPH0569354B2 (ko) | ||
| KR100207389B1 (ko) | 물체의 윤곽부호화 장치 | |
| JP2000165883A (ja) | 動きベクトル検出装置 | |
| JPH04180371A (ja) | 画像の動き検出装置 | |
| JPH07240927A (ja) | 映像符号化装置 | |
| KR0159567B1 (ko) | 윤곽선 부호화에서의 새로운 영역 충전장치와 그의 충전방법 | |
| JPH10191344A (ja) | 動き検出方法 | |
| JP3727731B2 (ja) | 動画像の動き量推定装置 | |
| Labit et al. | Motion estimation in a sequence of television pictures | |
| JP3331275B2 (ja) | 射影パラメータ抽出処理方法 | |
| JP2743763B2 (ja) | 動画像の動き推定方法 | |
| JPH08191447A (ja) | 動き補償フレーム間符号化方式の動きベクトル検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080319 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |