KR101805622B1 - 프레임율 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

원본 영상 데이터의 일부만을 이용하여 움직임 추정을 수행하고, 다시 원본 영상 데이터를 복원하여 움직임 보상을 수행함으로써, 보간 프레임을 생성하는 방법 및 장치가 개시된다.

Description

프레임율 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for frame rate control}
본 발명은 프레임율 제어 방법 및 장치에 관한 것으로 보다 상세히는 원본 동영상의 프레임들 사이를 보간하여 새로운 프레임을 생성함으로써 프레임율을 변환하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 원본 동영상의 프레임율을 변환하는 방법이 실용화되고 있다. 예를 들어, 원본 동영상의 프레임율이 60Hz일 때, 원본 동영상의 프레임들 사이를 보간하여 보간 프레임을 생성함으로써, 프레임율을 120Hz 또는 240Hz로 변환할 수 있다. 프레임율 변환에 따라 잔상이 적은 동영상을 생성하여 재생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 프레임율을 변환하는 방법 및 장치를 제공하는데 있고, 상기 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 제3 프레임을 생성하는 방법은 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제1 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제2 영상 데이터에 기초해 움직임 추정을 수행하여, 상기 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성하는 단계; 상기 제1 영상 데이터 및 상기 제2 영상 데이터 중 적어도 하나에 기초해 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원하는 단계; 및 상기 복원된 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 복원된 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 움직임 벡터에 기초해 움직임 보상을 수행하여 상기 제3 프레임을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 영상 데이터는 상기 제1 프레임을 서브 샘플링(sub-sampling)하여 생성된 축소 영상에 대한 데이터이고, 상기 제2 영상 데이터는 상기 제2 프레임을 서브 샘플링하여 생성된 축소 영상에 대한 데이터인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 영상 데이터는 상기 제1 프레임의 픽셀 값들을 비트 절단(bit truncation)하여 생성된 영상에 대한 영상 데이터이고, 상기 제2 영상 데이터는 상기 제2 프레임의 픽셀 값들을 비트 절단하여 생성된 영상에 대한 영상 데이터인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성하는 단계는 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터에서 상기 제1 영상 데이터를 추출하고, 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터에서 상기 제2 영상 데이터를 추출하는 단계; 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터에서 상기 제1 영상 데이터를 제외한 제1 잔여 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터에서 상기 제2 영상 데이터를 제외한 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 소정의 저장 장치에 저장하는 단계; 및 상기 제1 영상 데이터 및 상기 제2 영상 데이터에 기초해 움직임 추정을 수행하여 상기 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원하는 단계는 상기 제1 잔여 영상 데이터 및 상기 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 상기 저장 장치에서 읽는 단계; 및 상기 제1 잔여 영상 데이터 및 상기 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나와 상기 제1 영상 데이터 및 상기 제2 영상 데이터 중 적어도 하나에 기초해 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 잔여 영상 데이터 및 상기 제2 잔여 영상 데이터를 소정의 저장 장치에 저장하는 단계는 상기 제1 잔여 영상 데이터 및 상기 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 소정의 압축 알고리즘에 따라 압축하여 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 압축하여 저장하는 단계는 상기 제1 잔여 영상 데이터 및 상기 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나에 포함된 픽셀 값들에 대응되는 잔차 값들을 인트라 예측을 이용해 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 압축하여 저장하는 단계는 상기 잔차 값들을 비트 절단하는 단계를 더 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 제3 프레임을 생성하는 장치는 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제1 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제2 영상 데이터에 기초해 움직임 추정을 수행하여, 상기 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성하는 움직임 추정부; 상기 제1 영상 데이터 및 상기 제2 영상 데이터 중 적어도 하나에 기초해 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원하는 원본 영상 복원부; 및 상기 복원된 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 복원된 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 움직임 벡터에 기초해 움직임 보상을 수행하여 상기 제3 프레임을 생성하는 움직임 보상부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 상기된 프레임 생성 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 원본 프레임들 사이의 보간 프레임을 생성함에 있어, 원본 프레임에 대한 영상 데이터의 일부만 이용하기 때문에 빠른 속도로 움직임 추정 및 움직임 보상을 수행할 수 있다. 또한, 보간 프레임의 생성을 위해 이용하는 데이터의 크기가 작기 때문에 데이터의 저장에 이용되는 메모리 및 데이터의 송수신에 이용되는 데이터 버스를 보다 효율적으로 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 생성 장치를 도시한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 영상 데이터의 일부를 추출하는 방법을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 프레임들 사이를 보간하는 방법을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터의 일부를 압축하는 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 데이터의 일부를 압축하는 방법을 도시한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 데이터의 일부를 압축하는 방법을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 생성 방법을 도시한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 생성 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 생성 장치(100)는 추출부(110), 프레임 생성부(120) 및 저장부(130)를 포함한다.
추출부(110)는 프레임 생성 장치(100)에 프레임들에 대한 원본 영상 데이터의 일부를 추출한다. 다시 말해, 프레임율을 변환하기 위해 제1 프레임과 제2 프레임사이를 보간하여 제3 프레임을 생성하는 경우, 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부를 추출하고, 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부를 추출한다.
본 발명에 따른 하드웨어 모듈을 연결하는 데이터 버스의 이용을 최소화하기 위해서는 하드웨어 모듈 사이에서 송수신되는 데이터의 크기를 작게해야 한다. 이를 위해 프레임 생성 장치(100)는 제1 프레임과 제2 프레임 사이를 보간하여 제3 프레임을 생성할 때, 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부(이하, '제1 영상 데이터'라 함) 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부(이하, '제2 영상 데이터'라 함)만을 이용한다. 원본 영상 데이터의 일부만 이용하여 제3 프레임을 생성하기 때문에 도 1의 모듈들(110 내지 140) 사이에서 송수신되는 데이터의 크기는 작아지며, 제3 프레임을 생성하는데 참조하기 위해 저장 장치에 저장해야 하는 데이터의 크기도 작아진다. 또한, 원본 영상 데이터의 일부만 이용함으로써 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 연산량을 줄일 수 있어 빠른 속도로 제3 프레임을 생성할 수 있다.
이를 위해 추출부(110)는 입력된 원본 영상 데이터에서 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 일부만 추출하여 움직임 추정부(120)에 전송한다. 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 움직임 추정부(120)에 전송한다. 제1 프레임에 대한 영상 데이터에서 제1 영상 데이터를 제외한 나머지 영상 데이터(이하, '제1 잔여 영상 데이터'라 함) 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터에서 제2 영상 데이터를 제외한 나머지 영상 데이터(이하, '제2 잔여 영상 데이터'라 함)는 저장부(130)에 저장한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 영상 데이터의 일부를 추출하는 방법을 도시한다.
도 2a를 참조하면, 추출부(110)는 서브 샘플링(sub-sampling)을 이용해 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 추출할 수 있다. 도 2에서는 전체 16개의 픽셀 값들(210) 중에서 4개의 픽셀 값들(220)만을 추출하는 경우를 예로 들어 도시한다. 제1 프레임과 제2 프레임을 동일하게 서브 샘플링함으로써, 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 추출할 수 있다.
또한, 추출부(110)는 도 2b에 도시된 바와 같이 비트 절단(bit truncation)에 기초해 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 추출할 수도 있다. 예를 들어, 제1 프레임의 픽셀 값들이 8비트의 픽셀 값들일 때, 제1 프레임의 픽셀 값들의 하위 4개 비트(240)를 절단(truncation)하고, 상위 4개 비트(230)만 제1 영상 데이터로서 추출할 수 있다. 제2 영상 데이터도 제1 영상 데이터와 동일한 방법으로 추출할 수 있다. 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 하위 비트들을 절단하여 제2 영상 데이터를 추출할 수 있다.
도 2a 및 2b는 원본 영상 데이터의 일부를 추출하는 방법의 예를 도시한다. 그러나, 본 발명은 도 2a 및 2b에 도시된 추출 방법에 한정되지 않으며, 원본 영상 데이터에서 일부를 추출하는 모든 방법이 본 발명에 적용될 수 있다. 추출부(110)는 픽셀 도메인(domain)의 제1 프레임의 픽셀 값들 및 제2 프레임의 픽셀 값들을 소정의 알고리즘에 따라 변환하여 다른 도메인의 계수들을 생성하고, 이 계수들의 일부를 추출할 수 있다. 예를 들어, 추출부(110)는 픽셀 고메인의 제1 프레임의 픽셀 값들 및 제2 프레임의 픽셀 값들을 변환(예를 들어, 이산 코사인 변환, 하다마드 변환 등)하여, 주파수 도메인의 계수들을 생성할 수 있다.
그런 다음, 생성된 주파수 도메인의 계수들 중 일부를 추출한다. 주파수 도메인의 계수들을 필터링 하여 저주파수 또는 고주파수에 대응되는 계수들만 추출하거나, 주파수 도메인의 계수들 중 일부를 서브 샘플링하여 추출할 수 있다. 또한, 주파수 도메인의 계수들을 비트 절단하여 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 추출할 수도 있다.
프레임 생성부(120)는 추출부(110)에서 추출된 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터에 기초해 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 제3 프레임을 생성한다. 프레임 생성부(120)가 제3 프레임을 생성할 때에는 원본 영상 복원부(140)에서 복원된 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 참조하여 제3 프레임을 생성할 수도 있다. 복원된 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터를 참조하여 제3 프레임을 생성하는 방법은 움직임 보상부(124)와 관련하여 상세히 후술한다.
프레임 생성부(120)가 제3 프레임을 생성하는 방법에는 제한이 없으며, 제1 프레임과 제2 프레임 사이를 보간하여 보간 프레임을 생성하는 모든 방법이 본 발명에 적용될 수 있다. 이하에서는 프레임 생성부(120)가 움직임 추정 및 움직임 보상에 기초해 보간 프레임을 생성하는 실시예에 대해서 보다 상세히 설명한다.
프레임 생성부(120)는 움직임 추정부(122), 움직임 보상부(124) 및 원본 영상 복원부(126)를 포함한다.
움직임 추정부(120)는 추출부(110)에서 추출된 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터에 기초해 제3 프레임을 생성하기 위한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성한다. 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 프레임들 사이를 보간하는 방법을 도시한다.
도 3을 참조하면, 시간 t의 제1 프레임(310) 및 시간 t+d의 제2 프레임(320) 사이를 보간하여 제3 프레임(330)을 생성하기 위해서는 움직임 벡터(340)를 추정하여야 한다. 제2 프레임(322)의 블록(322)과 유사한 블록(312)을 제1 프레임(310)에서 검색하고, 검색 결과에 기초해 움직임 벡터(340)를 추정한다. 움직임 벡터(340)가 추정되면, 움직임 보상부(150)와 관련하여 후술하는 바와 같이 추정된 움직임 벡터(340)에 기초해 움직임 보상을 수행하여 제3 프레임(330)의 블록(332)을 생성할 수 있다.
따라서, 움직임 보상을 수행하여 제1 프레임(310) 및 제2 프레임(320) 사이의 제3 프레임(330)을 생성하기 위해서는 제2 프레임(320)에 포함된 적어도 하나의 블록에 대한 적어도 하나의 움직임 벡터가 필요하며, 움직임 추정부(120)는 이러한 적어도 하나의 움직임 벡터를 추정한다.
움직임 보상부(124)는 움직임 추정부(120)에서 추정된 적어도 하나의 움직임 벡터에 기초해 움직임 보상을 수행하여 제3 프레임을 생성한다. 움직임 벡터에 기초해 제2 프레임(320)의 블록(322)에 대응되는 제3 프레임(330)의 블록(332)의 위치를 결정하고, 블록(332)의 픽셀 값들을 제1 프레임(310)의 블록(312)의 픽셀 값들 및 제2 프레임(320)의 블록(322)의 픽셀 값들 중 적어도 하나에 기초해 결정한다. 블록 단위의 움직임 보상을 모든 블록에 대해 반복함으로써, 제3 프레임(330)을 생성할 수 있다.
추출부(110)에서 추출된 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터가 전술한 바와 같이 서브 샘플링에 기초해 추출된 경우에는 추정된 움직임 벡터를 그대로 움직임 보상에 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이 서브 샘플링을 통해 가로 해상도 및 새로 해상도를 1/2배로 줄여 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 생성하고, 움직임 벡터를 추정한 경우에는 추정된 움직임 벡터는 도 3에 도시된 움직임 벡터(340)를 1/2배로 스케일링(scaling)한 움직임 벡터와 동일하다. 그런데, 제3 프레임(330)은 제1 프레임과 제2 프레임(320) 사이의 1/2 시간에 위치한 프레임이므로, 도 3에 도시된 움직임 벡터(340)를 1/2배로 스케일링한 움직임 벡터를 그대로 움직임 보상에 이용할 수 있다.
추출부(110)에서 추출된 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터가 픽셀 도메인의 픽셀 값들을 변환하여 다른 도메인의 계수들을 생성하고, 계수들 중 일부를 추출한 경우에는 추출된 일부를 역변환하여 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 픽셀 도메인의 픽셀 값들로 복원하고, 복원된 픽셀 도메인의 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터에 기초해 움직임 벡터를 추정할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 움직임 벡터 추정부(122)가 적어도 하나의 움직임 벡터를 추정할 때에는 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 이용한다. 그런데, 움직임 보상부(124)는 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터만 이용해서 제3 프레임(330)을 생성할 수 없다. 도 3에 도시된 바와 같이 움직임 보상을 수행하기 위해서는 제1 프레임 및 제2 프레임 중 적어도 하나가 필요한데 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터는 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부이기 때문이다.
따라서, 원본 영상 복원부(126)는 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터 중 적어도 하나에 기초해 제2 프레임에 대한 영상 데이터 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원한다. 원본 영상 복원부(126)는 저장부(130)에 저장되어 있는 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 읽는다. 그런 다음, 제1 잔여 영상 데이터와 제1 영상 데이터를 결합하여 제1 프레임에 대한 영상 데이터를 복원한다. 또한, 제2 잔여 영상 데이터와 제2 영상 데이터를 결합하여 제2 프레임에 대한 영상 데이터를 복원한다. 제1 프레임 및 제2 프레임 중 움직임 보상에 이용되는 적어도 하나의 프레임에 대한 영상 데이터를 복원한다.
저장부(130)는 추출부(110)로부터 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 수신하여 저장한다. 전술한 바와 같이 프레임 생성부(120)가 제3 프레임을 생성할 때에는 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나 즉, 원본 영상 데이터를 이용할 수 있다. 따라서, 저장부(130)는 원본 영상 데이터의 복원에 이용할 수 있도록 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 저장한다.
저장부(130)가 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 저장할 때에는 소정의 압축 알고리즘에 따라 압축하여 저장할 수 있다. 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 그대로 저장하는 것이 아니라 소정의 압축 알고리즘에 따라 압축하여 저장함으로써, 저장 용량을 효율적으로 이용할 수 있다. 도 4 내지 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터의 일부를 압축하는 방법을 도시한다.
도 4를 참조하면, 저장부(130)가 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 저장할 때, 인트라 예측을 이용해 압축하여 저장할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 원본 영상 데이터가 16개의 픽셀 값들을 포함하고, 추출부(110)가 서브 샘플링을 통해 4개의 픽셀 값들만 제1 영상 데이터 또는 제2 영상 데이터로서 추출한 경우에 추출된 픽셀 값들을 제외한 나머지 픽셀 값들을 인트라 예측을 통해 압축할 수 있다. 여기서 인트라 예측이란 인접한 픽셀 값에 기초해 예측 값을 생성하고, 픽셀 값과 예측 값 사이의 차이인 잔차 값(residual value)을 생성하는 것을 의미한다.
도 4의 좌측 블록(410)은 인트라 예측 결과를 도시한다. P01, P10 및 P11의 픽셀 값들을 P00에 기초해 인트라 예측하여 각각의 픽셀 값들에 대응되는 잔차 값들을 생성한다. P03, P12 및 P13의 픽셀 값들은 P02에 기초해 인트라 예측하고, P21, P30 및 P31은 P20에 기초해 인트라 예측한다. 또한, P23, P32 및 P33은 P22에 기초해 인트라 예측한다.
인트라 예측을 통해 잔차 값들이 모두 생성되면, 패킹(packing)을 통해 도 4의 우측 블록(420)을 생성함으로써, 추출부(110)에서 추출된 픽셀 값들을 제거한다. 추출부(110)에서 추출된 픽셀 값들은 프레임 생성부(120)에 전송되고, 저장부(130)에 저장할 필요가 없으므로 패킹을 통해 제거한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 데이터의 일부를 압축하는 방법을 도시한다.
인트라 예측을 통해 도 4의 우측 블록(420)이 생성되면, 우측 블록(420)에 포함된 잔차 값들은 도 5에 도시된 바와 같이 비트 절단을 이용해 다시 한번 압축될 수 있다. 인접한 픽셀 값들은 유사할 확률이 높으므로, 인트라 예측을 통해 생성된 잔차 값들의 절대 값은 크지 않다. 다시 말해, 잔차 값들을 이진수로 표현하였을 때, 상위 비트들은 '0'일 확률이 높다.
예를 들어, 제1 영상 프레임 및 제2 영상 프레임의 픽셀 값들이 8비트의 픽셀 값들일 때, 인트라 예측을 통해 생성된 도 4의 우측 블록(420)에 포함된 잔차 값들도 8비트이다. 그런데, 잔차 값들의 크기가 작으므로, 잔차 값들의 상위 비트들은 모두 '0'일 확률이 높다. 따라서, 상위 비트들은 비트 절단(bit truncation)을 통해 제거할 수 있다. 따라서, 도 4의 우측 블록(420)에 포함된 잔차 값들을 비트 절단하여 도 5의 T00 내지 T32를 포함하는 블록(510)을 생성할 수 있다. 상위 비트들을 비트 절단할 때, 고정된 개수의 비트를 비트 절단할 수도 있고, 손실(loss)이 발생하지 않도록 적응적으로 결정된 개수의 비트를 비트 절단할 수도 있다.
T00은 잔차 값 P01-P00을 비트 절단하여 생성된 값이고, T01은 잔차 값 P12-P02를 비트 절단하여 생성된 값이다. T02 내지 T32도 마찬가지로 도 4의 우측 블록의 동일한 위치(colocated)의 잔차 값을 비트 절단하여 생성된 값들이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 데이터의 일부를 압축하는 방법을 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이 비트 절단을 이용해 잔차 값들이 압축되면, 비트 절단된 잔차 값들은 인트라 예측을 이용해 다시 한번 압축될 수 있다. 예를 들어, T01을 기초로 주변 값들을 인트라 예측할 수 있다. 다시 말해, C00=T00-T01, C02=T02-T01, C10=T10-T01, C11=T11-T01, C12=T12-T01로 정의할 수 있다. 마찬가지로 C20 내지 C32는 T21을 기초로 인트라 예측할 수 있다. C20=T20-T21, C22=T22-T21, C30=T30-T21, C31=T31-T21, C32=T32-T21로 정의할 수 있다.
도 4 내지 7과 관련하여 전술한 바와 같이 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터가 압축되어 저장부(130)에 저장하기 때문에, 저장부(130)의 저장 용량을 보다 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 프레임 생성부(120)가 원본 영상 데이터를 복원하기 위해 저장부(130)를 참조할 때, 저장부(130)는 압축된 제1 잔여 영상 데이터 및 압축된 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 프레임 생성부(120)에 전송하므로, 데이터 버스도 보다 효율적으로 활용할 수 있다.
프레임 생성부(120), 특히, 원본 영상 복원부(126)는 저장부(130)로부터 압축된 제1 잔여 영상 데이터 및 압축된 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 읽고, 압축 해제하여 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원한다. 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터를 압축할 때 이용한 방법을 역으로 수행하여 압축을 해제할 수 있다.
복원된 제1 잔여 영상 데이터 및 복원된 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나에 기초해 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원하여 움직임 보상에 이용한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 생성 방법을 도시한다.
도 7을 참조하면, 단계 710에서 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 생성 장치는 원본 영상 데이터의 일부를 추출한다. 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제1 영상 데이터를 추출하고, 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제2 영상 데이터를 추출한다.
단계 720에서 프레임 생성 장치는 단계 710에서 추출된 일부를 제외한 나머지 잔여 영상 데이터를 소정의 저장 장치에 저장한다. 움직임 보상에 기초해 제1 프레임과 제2 프레임 사이에 제3 프레임을 생성하려면 원본 영상 데이터를 다시 복원해야 하므로, 원본 영상 데이터의 복원을 위해 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 소정의 저장 장치에 저장한다.
단계 730 내지 750은 단계 710에서 추출된 원본 영상 데이터의 일부에 기초해 원본 프레임들 사이에 보간 프레임을 생성하는 단계들이다.
단계 730에서 프레임 생성 장치는 단계 710에서 추출된 원본 영상 데이터의 일부에 기초해 움직임 추정을 수행하여 보간 프레임을 생성하기 위해 필요한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성한다. 단계 710에서 추출된 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터에 기초해 움직임 추정을 수행하여 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성한다.
단계 740에서 프레임 생성 장치는 원본 영상 데이터를 복원한다. 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 복원한다. 단계 710에서 추출된 제1 영상 데이터 및 단계 720에서 저장된 제1 잔여 영상 데이터에 기초해 제1 프레임에 대한 영상 데이터를 복원할 수 있고, 단계 710에서 추출된 제2 영상 데이터 및 단계 720에서 저장된 제2 잔여 영상 데이터에 기초해 제2 프레임에 대한 영상 데이터를 복원할 수 있다. 제1 잔여 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터 중 적어도 하나를 소정의 저장 장치에서 읽고, 이에 기초해 원본 영상 데이터를 복원할 수 있다.
단계 750에서 프레임 생성 장치는 단계 740에서 복원된 원본 영상 데이터에 기초해 보간 프레임을 생성한다. 단계 740에서 복원된 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나에 기초해 움직임 보상을 수행하여 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 제3 프레임을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행할 때에는 단계 730에서 생성된 적어도 하나의 움직임 벡터를 이용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다.
예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프레임 생성 장치는 도 1에 도시된 바와 같은 장치의 각각의 유닛들에 커플링된 버스, 상기 버스에 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 명령, 수신된 메시지 또는 생성된 메시지를 저장하기 위해 상기 버스에 결합되어, 전술한 바와 같은 명령들을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서에 커플링된 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

Claims (18)

  1. 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 제3 프레임을 생성하는 방법에 있어서,
    상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제1 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제2 영상 데이터에 기초해 움직임 추정을 수행하여, 상기 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성하는 단계;
    상기 제1 영상 데이터 및 제1 잔여 영상 데이터에 기초하여 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터를 복원하고, 상기 제2 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터에 기초하여 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터를 복원하는 단계; 및
    상기 복원된 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 복원된 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 움직임 벡터에 기초해 움직임 보상을 수행하여 상기 제3 프레임을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 영상 데이터는 상기 제1 프레임의 서브샘플링으로 생성되고, 상기 제2 영상 데이터는 상기 제2 프레임의 서브샘플링으로 생성되고,
    상기 제1 잔여 영상 데이터는 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터 중 서브샘플링에 의하여 제외된 상기 제1 잔여 샘플에 관한 데이터를 압축하여 생성되고, 상기 제2 잔여 영상 데이터는 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 서브샘플링에 의하여 제외된 상기 제2 잔여 샘플에 관한 데이터를 압축하여 생성되고,
    상기 제1 잔여 영상 데이터의 압축은 상기 제1 영상 데이터에 포함된 샘플의 샘플 값과 상기 제1 잔여 샘플의 샘플 값의 차이 값을 구함으로써 수행되고, 상기 제2 잔여 영상 데이터의 압축은 제2 영상 데이터에 포함된 샘플의 샘플 값과 제2 잔여 샘플의 샘플 값의 차이 값을 구함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터는 상기 제1 프레임의 픽셀 값들을 비트 절단(bit truncation)하여 생성된 영상에 대한 영상 데이터이고, 상기 제2 영상 데이터는 상기 제2 프레임의 픽셀 값들을 비트 절단하여 생성된 영상에 대한 영상 데이터인 것을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터는 상기 제1 프레임의 픽셀 도메인의 픽셀 값들을 소정의 알고리즘에 따라 변환하여 상기 제1 프레임에 대한 주파수 도메인의 계수들을 생성하고, 상기 제1 프레임에 대한 주파수 도메인의 계수들의 일부를 추출하여 생성된 영상 데이터이고, 상기 제2 영상 데이터는 상기 제2 프레임의 픽셀 도메인의 픽셀 값들을 상기 알고리즘에 따라 변환하여 상기 제2 프레임에 대한 주파수 도메인의 계수들을 생성하고, 상기 제2 프레임에 대한 주파수 도메인의 계수들의 일부를 추출하여 생성된 영상 데이터인 것을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 제3 프레임을 생성하는 장치에 있어서,
    상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제1 영상 데이터 및 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터의 일부인 제2 영상 데이터에 기초해 움직임 추정을 수행하여, 상기 제3 프레임을 생성하기 위해 필요한 적어도 하나의 움직임 벡터를 생성하는 움직임 추정부;
    상기 제1 영상 데이터 및 제1 잔여 영상 데이터에 기초하여 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터를 복원하고, 상기 제2 영상 데이터 및 제2 잔여 영상 데이터에 기초하여 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터를 복원하는 원본 영상 복원부; 및
    상기 복원된 제1 프레임에 대한 영상 데이터 및 상기 복원된 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 움직임 벡터에 기초해 움직임 보상을 수행하여 상기 제3 프레임을 생성하는 움직임 보상부를 포함하고,
    상기 제1 영상 데이터는 상기 제1 프레임의 서브샘플링으로 생성되고, 상기 제2 영상 데이터는 상기 제2 프레임의 서브샘플링으로 생성되고,
    상기 제1 잔여 영상 데이터는 상기 제1 프레임에 대한 영상 데이터 중 서브샘플링에 의하여 제외된 상기 제1 잔여 샘플에 관한 데이터를 압축하여 생성되고, 상기 제2 잔여 영상 데이터는 상기 제2 프레임에 대한 영상 데이터 중 서브샘플링에 의하여 제외된 상기 제2 잔여 샘플에 관한 데이터를 압축하여 생성되고,
    상기 제1 잔여 영상 데이터의 압축은 상기 제1 영상 데이터에 포함된 샘플의 샘플 값과 상기 제1 잔여 샘플의 샘플 값의 차이 값을 구함으로써 수행되고, 상기 제2 잔여 영상 데이터의 압축은 제2 영상 데이터에 포함된 샘플의 샘플 값과 제2 잔여 샘플의 샘플 값의 차이 값을 구함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 프레임 생성 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 영상 데이터는 상기 제1 프레임의 픽셀 값들을 비트 절단(bit truncation)하여 생성된 영상에 대한 영상 데이터이고, 상기 제2 영상 데이터는 상기 제2 프레임의 픽셀 값들을 비트 절단하여 생성된 영상에 대한 영상 데이터인 것을 특징으로 하는 프레임 생성 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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