KR20000045630A - 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격행주사 영상을 프레임 메모리에 저장할 경우 움직임 벡터에 필드 선택 정보를 추가하지 않고서 필드내의 오프셋(Offset)을 계산하고, 계산이 종료된 후 필드 선택 정보를 부가하여 프레임 메모리의 어드레스를 생성함으로써 오프셋 계산 시간을 단축하고 하드웨어 구현시 복잡도를 해소토록 한 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 수직 위치 검출기에서 입력 MB의 수직 위치를 추출하고, 승산기에서 추출한 수직 위치와 가로크기를 승산 한다. 또한, 수평 위치 추출기에서 현재 MB의 수평 위치를 추출하고, 제1가산기에서 추출한 수평 위치와 수평 움직임 벡터를 가산하며, 제2가산기에서 제1가산기에서 출력되는 신호와 수직 움직임 벡터 추출기에서 얻어지는 수직 움직임 벡터 및 승산기의 출력신호를 합산하게 되며, 제3가산기에서 제2합산기의 출력신호와 필드 선택정보를 가산한다. 이후 제3가산기의 출력신호에 의거 프레임 메모리 어드레스를 발생함으로써, 오프셋 계산 시간을 단축하고, 하드웨어의 구현을 단순화한다.

Description

영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치

본 발명은 MPEG 영상처리 시스템에서 프레임 메모리 주소(어드레스) 발생에 관한 것으로, 특히 격행주사 영상을 프레임 메모리에 저장할 경우 움직임 벡터에 필드 선택 정보를 추가하지 않고서 필드내의 오프셋(Offset)을 계산하고, 계산이 종료된 후 필드 선택 정보를 부가하여 프레임 메모리의 어드레스를 생성함으로써 오프셋 계산 시간을 단축하고 하드웨어 구현시 복잡도를 해소토록 한 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, MPEG을 이용한 영상처리 시스템의 디지털 비디오는 프레임의 구성 방법에 따라 순행주사 비디오와 격행주사 비디오로 나눌 수 있다.

순행주사 비디오에서는 각각의 프레임(frame)을 구성할 때 한 줄(line)씩 차례로 구성하며, 한 프레임 단위로 영상을 부호화하고 전송하며 디스플레이한다.

반면에, 격행주사 비디오에서는 두 필드(field)를 한 줄씩 차례로 구성한 후, 두 필드를 한 줄씩 끼워 넣는 방식으로 각각의 프레임을 구성한다. 그러므로 각 필드의 높이(줄의 개수)는 프레임 높이의 절반이다.

이를 설명한 예가 도1에 도시된다.

도1(a)은 순행주사 프레임을, 도1(b)은 두 개의 필드[상위 필드(top field) : 도면에서 하얀 블록, 하위 필드(bottom field) : 도면에서 빗살무늬가 있는 블록]과 격행주사 프레임을 보여준다.

상위 필드와 하위 필드는 각각 한 줄씩 차례로 구성되며, 구성된 각 필드의 줄들을 사이사이에 끼워 넣는 방식으로 격행주사 프레임을 구성한다.

MPEG에서는 1프레임의 화면을 작은 크기의 격자로 나누어서 처리를 하게 된다. 이를 마크로 블록(Macro Block(16x16화소) : 이하, "MB"라 칭함)이라고 부른다.

화면내의 물체의 이동 등으로 인하여 움직임이 발생할 경우, 움직임 추정(Motion Estimation)을 통하여 움직임 정보(Motion Vector)를 얻게 된다. 프레임 픽쳐일 경우 움직임 벡터를 이용하여 프레임 내에서 MB의 이동을 표현하고 있으며, 필드 픽쳐일 경우 움직임 벡터와 필드 구분 정보(상위 필드인지 아니면 하위 필드인지를 구분하는 정보)를 이용하여 MB의 움직임을 표현하고 있다.

이러한 움직임 정보를 이용해서 움직임 이전의 화면을 얻어내고 이를 이용하여 움직임을 보상하기 위해서는 프레임 메모리에 저장된 이전 프레임의 영상을 읽어내야 하며, 이러한 프레임 메모리를 읽어내는 주소(Address)를 발생하는 종래 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치는 첨부한 도면 도2와 같다.

도시된 바와 같이, 입력되는 MB로부터 움직임을 추정하는 움직임 추정부(1), 상기 움직임 추정부(1)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수직 움직임 벡터만을 추출하는 수직 움직임 벡터 추출기(2), 상기 움직임 추정부(1)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수평 움직임 벡터만을 추출하는 수평 움직임 벡터 추출기(3), 상기 움직임 추정부(1)에서 움직임을 추정한 필드가 어느 필드인지를 나타내는 필드 선택 정보를 발생하는 필드 선택정보 발생부(4), 상기 수직 움직임 벡터 추출기(2)에서 추출한 수직 움직임 벡터에 소정 값을 승산 하여 그 수직 움직임 벡터를 1비트 쉬프트 시키는 제1승산기(5), 상기 제1승산기(5)에서 얻어지는 움직임 벡터와 상기 필드 선택정보 발생부(4)에서 얻어지는 필드 선택정보를 가산하는 제1가산기(6)와, 상기 제1가산기(6)의 출력을 프레임 구조의 수직 움직임 벡터로 만드는 프레임 수직 움직임 벡터 환산부(7), 상기 입력 MB의 수직 위치를 추출하는 수직 위치 추출기(8), 현재 MB의 가로 사이즈를 발생하는 가로크기 발생기(9), 상기 가로크기 발생기(9)에서 얻어지는 가로 크기와 상기 수직 위치 추출기(8)에서 발생된 수직 위치를 승산 하는 제2승산기(10), 상기 제2승산기(10)의 출력과 상기 프레임 수직 움직임 벡터 환산부(7)의 출력을 가산하는 제2가산기(11), 현재 MB의 수평 위치를 추출하는 수평 위치 추출기(12), 상기 수평 위치 추출기(12)에서 얻어지는 수평 위치와 상기 수평 움직임 벡터 추출기(3)에서 얻어지는 수평 움직임 벡터를 가산하는 제3가산기(13), 상기 제2 및 제3 가산기(110(13)에서 각각 출력되는 신호를 가산하는 제4가산기(14), 상기 제4가산기(14)의 출력 신호로 프레임 메모리 어드레스를 발생하는 프레임 메모리 어드레스 발생기(15)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치는, 움직임 추정부(1)에서 입력되는 MB로부터 움직임을 추정한다. 수직 움직임 벡터 추출기(2)는 움직임 추정부(1)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수직 움직임 벡터만을 추출하며, 수평 움직임 벡터 추출기(3)도 그 움직임 추정부(1)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수평 움직임 벡터만을 추출한다. 그리고 필드 선택정보 발생부(4)는 움직임 추정부(1)에서 움직임을 추정한 필드가 어느 필드인지를 나타내는 필드 선택 정보를 발생한다. 여기서 처리 영상은 격행주사 영상이므로, 각 필드를 구분하여야 하며, 순행주사 영상의 처리에 대해서는 언급하지 않는다.

제1승산기(5)는 수직 움직임 벡터 추출기(2)에서 추출한 수직 움직임 벡터에 2를 승산 하여 그 수직 움직임 벡터를 1비트 쉬프트 시키게 되며, 이렇게 1비트 쉬프트된 수직 움직임 벡터는 제1가산기(6)에서 상기 필드 선택정보 발생부(4)에서 얻어지는 필드 선택정보와 가산되어 그 결과치가 프레임 수직 움직임 벡터 환산부(7)에 입력된다. 프레임 수직 움직임 벡터 환산부(7)는 입력되는 움직임 벡터를 프레임 구조의 수직 움직임 벡터로 환산을 한다.

아울러 수직 위치 추출기(8)는 상기 입력 MB의 수직 위치를 추출하게 되고, 가로크기 발생기(9)는 현재 MB의 가로 사이즈를 발생하게 되며, 제2승산기(10)는 그 현재 MB의 수직 위치와 가로크기를 승산 하여 그 결과치를 제2가산기(11)에 입력시킨다.

제2가산기(11)는 상기 승산기(10)로부터 얻어지는 값과 상기 프레임 수직 움직임 벡터 환산부(7)에서 얻어지는 프레임 구조로 환산된 수직 움직임 벡터를 가산하여 그 결과치를 제4가산기(14)에 입력시킨다.

아울러 수평 위치 추출기(12)는 현재 MB의 수평 위치를 추출하게 되고, 그 추출한 현재 MB의 수평 위치는 제3가산기(13)에서 상기 수평 움직임 벡터 추출기(3)에서 얻어지는 수평 움직임 벡터와 가산되어 그 결과치가 상기 제4가산기(14)에 입력된다.

제4가산기(14)는 그 두 입력값을 가산하게 되고, 그 결과치는 프레임 메모리 어드레스 발생기(15)로 입력되며, 프레임 메모리 어드레스 발생기(15)는 그 입력값에 의거 프레임 메모리 어드레스를 발생하여 저장된 필드 화면의 MB를 읽어내도록 한다.

여기서 저장된 필드 화면은 이전 화면의 MB이며 그 이전 화면의 MB를 이용하여 현재 화면의 MB의 움직임을 보상하게 된다.

도3은 종래 프레임 메모리에 격행주사 영상이 저장된 상태를 보여주는 프레임 메모리의 구조이며, 여기서 화살표가 지시하는 블록이 실제 어드레스 발생기에서 생성된 어드레스로 읽기 위한 영상 데이터이다.

그러나 이러한 종래의 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 어드레스 발생장치는, 필드 화면을 처리할 때 움직임을 추정하여 얻어지는 움직임 벡터와 필드 선택정보를 이용하여 움직이기 이전의 화면을 프레임 메모리로부터 읽어내는데 사용하는 어드레스를 생성하게 되는데, 이 경우 움직임 벡터에 필드 선택정보를 추가하여 프레임 구조에서의 움직임 벡터로 환산하고, 프레임 내에서의 오프셋을 계산하여 프레임 메모리의 어드레스를 생성하기 때문에 계산시 지연이 발생하여 프레임 메모리 어드레스 생성시간이 오래 걸리고, 하드웨어가 복잡하다는 문제점을 발생하였다.

즉, 필드 픽쳐를 프레임 구조의 메모리에 저장할 경우 필드 화면을 기준으로 움직임을 추정한 움직임 벡터와 필드 선택정보 비트를 추가하여 계산을 하므로 계산속도가 지연되고 하드웨어 구현시 복잡하다는 문제점을 발생한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 격행주사 영상을 프레임 메모리에 저장할 경우 움직임 벡터에 필드 선택 정보를 추가하지 않고서 필드내의 오프셋(Offset)을 계산하고, 계산이 종료된 후 필드 선택 정보를 부가하여 프레임 메모리의 어드레스를 생성함으로써 오프셋 계산 시간을 단축하고 하드웨어 구현시 복잡도를 해소토록 한 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

필드 영상 데이터를 저장하는 프레임 메모리에 격행주사 영상을 저장하는 경우 프레임 형태로 저장하지 않고, 필드만 구분하고 필드를 기준으로 저장하며 또한 필드 단위로 화면 데이터를 읽어 내도록 함으로써, 움직임 벡터에 필드 선택 정보를 추가하지 않고도 오프셋 계산이 신속히 이루어지도록 하며, 계산이 종료된 후 필드 선택 정보를 적용하여 프레임 메모리의 어드레스를 생성토록 함으로써 하드웨어의 구현이 용이토록 한다.

도1은 일반적인 MPEG 영상처리 시스템에서 순차주사와 격행주사 영상의 차이를 설명하기 위한 설명도로서,

(a)는 순차주사 영상을 보인 도면이고,

(b)는 격행주사 영상을 보인 도면이다.

도2는 종래 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치 블록도,

도3은 종래 격행주사 영상이 프레임 메모리에 저장되는 경우의 프레임 메모리 구조도,

도4는 본 발명에 의한 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치 블록도,

도5는 본 발명에서 격행주사 영상이 프레임 메모리에 저장되는 경우 프레임 메모리의 구조도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

102 : 수직 움직임 벡터 추출기 103 : 수평 움직임 벡터 추출기

104 : 필드 선택정보 발생기 105 : 수직위치 추출기

106 : 가로크기 발생기 107 : 승산기

108 : 수평위치 추출기 109 : 제1가산기

110 : 제2가산기 111 : 제3가산기

112 : 프레임 메모리 어드레스 발생기

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도4는 본 발명에 의한 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치 블록도이다.

도시된 바와 같이, 입력되는 MB로부터 움직임을 추정하는 움직임 추정부(101), 상기 움직임 추정부(101)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수직 움직임 벡터만을 추출하는 수직 움직임 벡터 추출기(102), 상기 움직임 추정부(101)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수평 움직임 벡터만을 추출하는 수평 움직임 벡터 추출기(103), 상기 움직임 추정부(101)에서 움직임을 추정한 필드가 어느 필드인지를 나타내는 필드 선택 정보를 발생하는 필드 선택정보 발생부(104), 상기 입력 MB의 수직 위치를 추출하는 수직 위치 추출기(105), 현재 MB의 가로 사이즈를 발생하는 가로크기 발생기(106), 상기 수직 위치 추출기(105)에서 얻어지는 수직 위치와 상기 가로크기 발생기(106)에서 얻어지는 가로 사이즈를 승산 하는 승산기(107)와, 현재 MB의 수평 위치를 추출하는 수평 위치 추출기(108), 상기 수평 위치 추출기(108)에서 얻어지는 수평 위치와 상기 수평 움직임 벡터 추출기(103)에서 얻어지는 수평 움직임 벡터를 가산하는 제1가산기(109), 상기 제1가산기(109)에서 출력되는 신호와 상기 수직 움직임 벡터 추출기(102)에서 얻어지는 수직 움직임 벡터 및 상기 승산기(107)의 출력신호를 가산하는 제2가산기(110), 상기 제2가산기(110)에서 출력되는 신호와 상기 필드 선택정보 발생부(104)에서 얻어지는 필드 선택정보를 가산하는 제3가산기(111)와, 상기 제3가산기(111)의 출력 신호로 프레임 메모리 어드레스를 발생하는 프레임 메모리 어드레스 발생기(112)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치는, 움직임 추정부(101)에서 입력되는 MB로부터 움직임을 추정한다. 수직 움직임 벡터 추출기(102)는 상기 움직임 추정부(101)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수직 움직임 벡터만을 추출하게 되고, 수평 움직임 벡터 추출기(103)는 상기 움직임 추정부(101)에서 얻어지는 움직임 벡터로부터 수평 움직임 벡터만을 추출하며, 필드 선택정보 발생부(104)는 상기 움직임 추정부(101)에서 움직임을 추정한 필드가 어느 필드인지를 나타내는 필드 선택 정보를 발생한다.

아울러 수직 위치 추출기(105)는 상기 입력 MB의 수직 위치를 추출하게 되고, 가로크기 발생기(106)는 현재 MB의 가로 사이즈를 발생하며, 승산기(107)는 상기 수직 위치 추출기(105)에서 얻어지는 수직 위치와 상기 가로크기 발생기(106)에서 얻어지는 가로 사이즈를 승산 하여 그 결과치를 제2가산기(110)에 입력시킨다.

또한, 수평 위치 추출기(108)는 상기 현재 MB의 수평 위치를 추출하게 되며, 제1가산기(109)는 그 수평 위치 추출기(108)에서 얻어지는 수평 위치와 상기 수평 움직임 벡터 추출기(103)에서 얻어지는 수평 움직임 벡터를 가산하여 그 결과치를 상기 제2가산기(110)에 입력시킨다.

이에 따라 제2가산기(110)는 상기 제1가산기(109)에서 출력되는 신호와 상기 수직 움직임 벡터 추출기(102)에서 얻어지는 수직 움직임 벡터 및 상기 승산기(107)의 출력신호를 가산하여 그 결과치를 제3가산기(111)에 입력시킨다.

제3가산기(111)는 상기 제2가산기(110)에서 출력되는 신호와 상기 필드 선택정보 발생부(104)에서 얻어지는 필드 선택정보를 가산하여 그 결과치를 프레임 메모리 어드레스 발생기(112)에 전달해주게 되며, 프레임 메모리 어드레스 발생기(112)는 상기 제3가산기(111)의 출력 신호로 프레임 메모리 어드레스를 발생하게 된다.

즉, 본 발명은 격행주사 영상에 대해 프레임 메모리 어드레스를 발생하는 경우, 추출한 수직 움직임 벡터를 그대로 사용하여 오프셋을 계산하고, 오프셋 계산이 종료된 상태에서 그 결과치에 필드를 구별하는 필드 선택정보를 부가시키는 방법으로 프레임 메모리 어드레스를 생성한다.

따라서 수직 움직임 벡터의 쉬프트를 위한 연산 과정을 삭제함으로써, 오프셋 연산 시간을 단축할 수 있으며, 하드웨어의 구현도 용이해진다.

도5는 본 발명에서 격행주사 영상이 프레임 메모리에 저장되는 경우 프레임 메모리의 구조도를 보인 것으로서, 종래와는 달리 격행주사 영상이 필드 단위로 그대로 프레임 메모리에 저장된다. 물론, 이를 판독하는 경우에도 필드 단위로 영상을 읽어내게 된다.

여기서 화살표를 갖는 회색 블록은 실제 읽어내고자 하는 영상 데이터를 나타낸 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 수직 움직임 벡터에 필드 선택 정보를 추가하지 않고서 오프셋을 계산하기 때문에 오프셋 계산을 위한 데이터의 비트 사이즈 감소로 전체적인 오프셋 연산 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 오프셋 계산을 위한 수직 움직임 벡터의 쉬프트를 위한 승산기를 삭제함으로써 프레임 메모리 어드레스 발생을 위한 장치의 하드웨어 구현이 용이해지는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 움직임 추정부, 수직 움직임 벡터 추출기, 수평 움직임 벡터 추출기, 필드 선택정보 발생기를 구비하고 입력 MB(마크로블록)의 움직임 보상을 위해서 프레임 메모리에 저장된 이전 프레임의 영상을 읽어내기 위한 프레임 메모리의 어드레스 발생장치에 있어서,

   상기 입력 MB의 수직 위치를 추출하는 수직 위치 추출기와;

   상기 현재 입력 MB의 가로 사이즈를 발생하는 가로크기 발생기와;

   상기 수직 위치 추출기에서 얻어지는 수직 위치와 상기 가로크기 발생기에서 얻어지는 가로 사이즈를 승산 하는 승산기와;

   상기 현재 입력 MB의 수평 위치를 추출하는 수평 위치 추출기와;

   상기 수평 위치 추출기에서 얻어지는 수평 위치와 상기 수평 움직임 벡터 추출기에서 얻어지는 수평 움직임 벡터를 가산하는 제1가산기;

   상기 제1가산기에서 출력되는 신호와 상기 수직 움직임 벡터 추출기에서 얻어지는 수직 움직임 벡터 및 상기 승산기의 출력신호를 합산하는 제2가산기와;

   상기 제2가산기에서 출력되는 신호와 상기 필드 선택정보 발생부에서 얻어지는 필드 선택정보를 가산하는 제3가산기와;

   상기 제3가산기의 출력 신호로 프레임 메모리 어드레스를 발생하는 프레임 메모리 어드레스 발생기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상처리 시스템에서 격행주사 영상에 대한 프레임 메모리 주소 발생장치.