KR20000074321A - 인터레이스된 프레임에서 움직임이 있는 화상 영역의 어긋남 보정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오 모니터의 화상 신호 처리에 관한 것으로, 특히 인터레이스된 프레임에 있어서 움직임이 있는 화상 영역에서 발생하는 피사체 영상의 화질을 개선하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 움직임이 있는 화상 영역에서의 피사체의 움직임 벡터를 산출하여 비디오 모니터를 관찰하는 사람이 수동적으로 화상 프레임을 상기 움직임 벡터의 역방향으로 이동시키거나, 내장된 산출 수단을 이용하여 움직임 벡터의 최빈도 값을 구하여 그 움직임 벡터의 역방향으로 후속하는 프레임을 자동적으로 이동시킴으로써 실시간으로 신속하게 화면 어긋남을 보정할 수 있다.

Description

인터레이스된 프레임에서 움직임이 있는 화상 영역의 어긋남 보정 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR GENERATING A CORRECTED MOTION VIDEO OUTPUT IN AN INTERLACED FRAME}

본 발명은 비디오 모니터 신호의 화상 처리에 관한 것으로, 특히 인터레이스 주사된 프레임에 있어서 움직임이 있는 화상 영역에서 발생하는 피사체 영상의 화질 저하를 개선하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

텔레비젼 등 비디오 모니터 장치에서는 인터레이스(interlace) 주사된 비디오 신호를 사용하고 있다. 즉, 480 선의 주사선을 사용할 경우, 240 개의 우수 필드(偶數 ; even field)와 나머지 240 개의 기수 필드(寄數 ; odd field)로 분리되는 두 종류의 주사선을 번갈아 주사함으로써 비디오 신호를 화상으로 나타내고 있다.

그런데, 경보 시스템(security system) 등에 사용되는 비디오 모니터의 경우 관측하는 피사체의 화상 해상도(image resolution)를 증가시킴으로써 선명한 화상을 나타내어야 할 필요가 있다.

이와 같은 고해상도의 화상을 비디오 모니터에 구현하기 위해서는 480 라인의 주사선을 보간하여 우수 필드와 기수 필드의 주사선을 동시에 표시하여 해상도를 두배로 개선시키는 방법이 있다. 이 경우, 보간 주사선의 신호는 전의 필드의 신호로부터 보간된다.

그런데, 480 라인 이상의 고해상도 화상 처리 시스템의 경우 정지된 피사체의 경우에는 고품질의 화상이 표시될 수 있지만, 피사체가 움직이는 경우 1/60초 이전의 필드 화상과 현재의 필드 화상을 겹쳐서 표시하게 되므로, 움직인 부분의 윤곽 영역(edge region)은 빗살의 형상으로 나타나게 되어 화질이 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 특히, 방범 시스템 모니터에 저장된 화상 기록을 검토하는 경우, 전술한 움직이는 피사체의 윤곽 영역에 있어서의 화상 어긋남으로 인하여 침입자의 인상 착의를 파악하는데 어려움이 있다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 비디오 모니터에 표시된 화상에 있어서, 움직임이 있는 화상 역역의 윤곽 부분에서 발생하는 빗살 모양의 화상 어긋남 문제를 보정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여 비디오 모니터에 표시된 고해상도의 인터레이스 주사된 화상에 있어서, 움직임이 있는 화상 영역의 윤곽 부분에서 발생하는 빗살 모양의 화상 어긋남 문제를 보정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

제1도는 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 순서도.

제2도는 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 순서도.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 움직이는 피사체의 화상을 지닌 인터레이스된 화상에 있어서, 상기 화상의 제1 필드의 화상 데이터를 저장하는 단계; 상기 제1 필드에 후속하는 제2 필드의 화상 데이터를 저장하는 단계; 상기 제1 필드 화상을 고정하고, 상기 제2 필드 화상을 공간적으로 이동시켜 움직임이 있는 피사체의 화상 영역에 나타난 어긋남을 보정하는 단계를 포함하는 수동식 화상 어긋남 보정 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 자동식 화상 어긋남 보정 방법으로서 일련의 인터레이스된 프레임으로 구성된 화상의 제1 필드의 화상을 다수개의 블럭으로 분할하는 단계; 상기 제1 필드에 후속하는 제2 필드의 화상을 다수개의 블럭으로 분할하는 단계; 상기 제1 필드으로부터 분할된 제1 필드 블럭과 동일한 화상의 블럭을 상기 제2 필드으로부터 분할된 블럭들 가운데서 찾아 제2 필드 블럭으로 지정하는 단계; 상기 제1 필드 블럭과 상기 제2 필드 블럭의 위치 좌표의 차이로부터 상기 제1 필드 블럭의 움직임 벡터를 계산하는 단계; 상기 계산 단계로부터 얻어진 제1 필드 블럭의 상기 움직임 벡터들의 집합으로부터 최빈도 움직임 벡터를 산출하는 단계; 상기 최빈도 움직임 벡터의 역방향 움직임 벡터만큼 상기 제2 필드의 화상을 이동시키는 단계를 포함하는 화상 어긋남 보정 방법을 제공한다.

이하, 첨부 도면 제1도 및 제2도를 참조하여 본 발명에 따른 양호한 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 어긋남 보정 방법을 나타낸 도면이다. 제1도를 참조하면, 수동식 화상 어긋남 보정 방법을 나타낸 것으로서 사용자는 비디오 모니터를 보면서 움직임이 있는 화상 영역에 발생한 윤곽 어긋남을 보정하게 된다.

다시 제1도를 참조하면, 비디오 모니터에 나타난 화상 중에 움직임이 있는 경우, 움직임이 있는 피사체의 화상 윤곽 영역에서 발생하는 빗살 무늬의 화상 어긋남을 보정(101)하기 위하여 우선 제1 필드 화상 데이터를 고정시키고 이를 제1 기억 수단에 저장 (102)한다. 이어서, 제1 필드에 후속하는 제2 필드의 화상 데이터를 검출하여 제2 기억 수단에 저장(103)한다.

한편, 비디오 모니터를 통하여 움직임이 있는 화상을 모니터 중인 컴퓨터 사용자는 화상 어긋남이 발생한 움직임이 있는 영역을 주시하면서 마우스 또는 키보드를 이용해서 제2 필드 화상의 X, Y 좌표를 이동(104)시킬 수 있다. 이 때에, 컴퓨터 사용자는 화상 어긋남이 발생한 움직임이 있는 영역이 선명한 화질을 나타낼 때까지(105), 제2 필드 화상을 마우스 또는 키보드를 이용하여 이동(104)시키게 된다.

마지막으로, 움직임이 있는 화상 영역의 어긋남이 보정된 경우 전술한 화상 어긋남 보정 단계를 종료(106)하게 된다.

제2도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 어긋남 보정 방법을 나타낸 도면이다. 제2도에 나타낸 화상 어긋남 보정 방법은 전술한 제1 실시예와 달리 화상 어긋남 보정 장치에 내장된 알고리즘에 따라 자동으로 실시간 처리할 수 있다.

제2도를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예는 제1 필드의 화상을 m ×n 크기의 블럭으로 분할하고 각각의 분할된 화상 블럭을 기억 수단에 저장(202)한다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 비디오 모니터에 나타난 제1 필드의 화상을 40×30 크기의 블럭으로 분할할 수 있다.

또한, 제1 필드에 후속하는 제2 필드의 화상을 m ×n 크기의 블럭으로 분할하여 저장(203)한다. 이어서, 움직임이 있는 영역의 움직임 벡터(motion vector)를 찾기 위한 연산이 수행되는데, 그 방법은 다음과 같다.

제1 필드으로부터 m ×n 으로 분할된 제1 필드 블럭에 대하여 움직임 벡터를 찾기 위하여, 제1 필드 블럭에 가장 유사한 블럭을 제2 필드으로부터 m ×n 으로 분할된 블럭들로부터 찾는다(204).

실제로, 비디오 모니터에 나타난 화상 중 정지된 영역에 대응하는 분할 화상 블럭의 움직임 벡터는 영으로 나타나게 될 것이므로, 각 분할 화상 블럭에 대응하는 움직임 벡터의 매트릭스는 비교적 간단한 형태를 갖게 된다. 이어서, 각 분할 화상 블럭에 대응하는 움직임 벡터(205)들의 히스토그램을 구하여 최빈도를 나타내는 움직임 벡터를 찾아낸다(206).

움직임이 있는 화상 영역에서 발생하는 빗살 무늬의 어긋남을 보정하기 위하여, 제2 필드을 상기 산출한 최빈도의 움직임 벡터의 반대 방향으로 동일 벡터량만큼 이동시킨다. 또한, 본 발명에 따른 제2 실시예는 컴퓨터 프로그램을 내장하여, 자동적으로 움직이는 화상에서 발생하는 어긋남을 보정할 수 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 화상 보정 방법은 움직임이 있는 영역에서 발생하는 인터레이스된 프레임의 어긋남을 보정하는 방법으로서, 실시간으로 적은 계산량으로 신속하게 고화질의 화상으로 재생시키게 된다. 그 결과, 방범 시스템에서와 같이, 비디오 모니터에 나타나는 화상에 있어서 침입자가 빠른 속도로 움직이는 경우에도 선명한 화질을 재생시킴으로써 범인의 인상 착의를 손쉽게 알아낼 수 있다.

Claims (5)

1. 움직임이 있는 피사체의 화상을 지닌 인터레이스된 화상에 있어서,

   상기 화상의 제1 필드의 화상 데이터를 저장하는 단계;

   상기 제1 필드에 후속하는 제2 필드의 화상 데이터를 저장하는 단계;

   상기 제1 필드 화상을 고정하고, 상기 제2 필드 화상을 공간적으로 이동시키는 단계

   를 포함하는 화상 어긋남 보정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 필드 화상을 공간적으로 이동시키는 단계는, 상기 화상 내에 움직이는 영역에서 발생하는 화상 어긋남을 제거하도록 상기 제2 필드 화상을 이동시키는 단계를 포함하는 화상 어긋남 보정 방법.
3. 일련의 인터레이스된 프레임으로 구성된 화상의 제1 필드의 화상을 다수개의 블럭으로 분할하는 단계;

   상기 제1 필드에 후속하는 제2 필드의 화상을 다수개의 블럭으로 분할하는 단계;

   상기 제1 필드으로부터 분할된 제1 필드 블럭과 동일한 화상의 블럭을 상기 제2 필드으로부터 분할된 다수개의 블럭들 가운데서 찾아 제2 필드 블럭으로 지정하는 단계;

   상기 제1 필드 블럭과 상기 제2 필드 블럭의 위치 좌표의 차이로부터 상기 제1 필드 블럭의 움직임 벡터를 계산하는 단계;

   상기 계산 단계로부터 얻어진 제1 필드 블럭의 움직임 벡터들의 집합으로부터 최빈도 움직임 벡터를 산출하는 단계;

   상기 최빈도 움직임 벡터의 역방향 움직임 벡터만큼 상기 제2 필드의 화상을 이동시키는 단계

   를 포함하는 화상 어긋남 보정 방법.
4. 일련의 인터레이스된 프레임으로 구성된 화상의 제1 필드을 저장하는 제1 기억 수단과;

   상기 제1 필드에 후속하는 제2 필드을 저장하는 제2 기억 수단과;

   상기 화상을 표시하는 표시 수단과;

   상기 표시 수단에 표시되는 상기 인터레이스된 프레임의 좌표를 이동시키기 위한 좌표 이동 인터페이스 수단

   을 포함하는 화상 어긋남 보정 장치.
5. 일련의 인터레이스된 프레임으로 구성된 화상의 제1 필드을 다수개의 블럭으로 분할하여 저장하는 제1 기억 수단과;

   상기 제1 필드에 후속하는 제2 필드을 다수개의 블럭으로 분할하여 저장하는 제2 기억 수단과;

   상기 화상을 표시하는 표시 수단과;

   상기 제1 필드으로부터 분할된 제1 필드 블럭을 상기 제2 필드으로부터 분할된 제2 필드 블럭과 비교하는 수단;

   상기 제1 및 제2 필드 블럭의 위치 좌표로부터 움직임 벡터를 산출하는 수단;

   상기 산출된 움직임 벡터의 최빈도 값을 산출하기 위한 통계 처리 수단;

   상기 제2 필드을 이동시키기 위한 좌표 이동 수단

   을 포함하는 화상 어긋남 보정 장치.