KR20060047649A - 필름 모드 표시 결정 방법, 필름 모드 검출기 및 움직임보상기 - Google Patents

필름 모드 표시 결정 방법, 필름 모드 검출기 및 움직임보상기 Download PDF

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KR20060047649A
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틸로 랜드시에델
로타 베르너
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 특히, 움직이는 물체의 경계 영역에 대한 개선된 필름 모드 결정을 가능하게 한다. 이러한 개선은 필름 모드 외삽에 의해 달성된다. 현재 블록의 필름 모드 표시는 동일한 블록에 대해서 결정된 움직임 벡터에 따라서 외삽된다. 이러한 방식으로, 현재 화상에 대한 필름 모드 결정의 정확성이 개선될 수 있으며, 화질을 개선하는 화상 처리가 따라서 개선될 수 있다.

Description

필름 모드 표시 결정 방법, 필름 모드 검출기 및 움직임 보상기{FILM MODE EXTRAPOLATION}
도 1은 균일 크기의 다수의 블록으로의 비디오 화상의 분할에 대한 예를 도시하는 도면,
도 2는 동영상 데이터를 PAL 또는 NTSC 비월 비디오 시퀀스로 변환하는 풀 다운 방식을 도시하는 도면,
도 3은 다수의 블록으로 분할된 비디오 화상과, 각각의 블록에 대해서 저장된 보조 정보에 대한 예를 도시하는 도면,
도 4는 움직이는 물체의 선단 에지에서 필름 모드 지연을 갖는 비디오 모드 배경 내의 움직이는 물체에 대한 필름 모드의 결정을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 개선된 필름 모드 검출에 대한 예를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 외삽 이론을 나타내는 도면,
도 7은 외삽 동안에 수행되는 개별적인 단계를 나타내는 흐름도,
도 8은 반복적인 블록 결정의 흐름도,
도 9는 필름 모드 표시를 정정하는 화상 블록의 반복적인 결정을 나타내는 도면,
도 10은 필름 모드 표시를 정정하는 화상 블록의 순차 결정을 나타내는 도 면,
도 11은 외삽 룩업 테이블에 대한 예를 나타내는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 물체 20 : 필름 모드 블록
100 : 현재 블록 110 : 움직임 벡터
120 : 타겟 블록 200 : 메모리 영역
본 발명은 개선된 필름 모드 결정에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 개선된 필름 모드 결정을 결정하는 방법과, 대응의 필름 모드 검출기에 관한 것이다.
필름 모드 표시는 다수의 애플리케이션, 특히, 최신의 텔레비전 수상기의 디지털 신호 처리에 사용되는 움직임 보상의 화상 처리에 사용되고 있다. 상세하게, 최신의 텔레비전 수상기는, 재생된 화상의 화질을 향상시키기 위해서, 프레임 레이트 변환(frame-rate conversion)을, 특히, 업컨버전(up-conversion) 또는 움직임 보상 업컨버전(motion compensated up-conversion)의 형태로 수행한다. 예를 들면, 움직임 보상 업컨버전은 50㎐ 내지 60㎐, 66.67㎐, 75㎐, 100㎐ 등과 같이 보다 높은 주파수의 필드 또는 프레임을 갖는 비디오 시퀀스에 대해서 수행된다. 50 ㎐의 입력 신호 주파수는 PAL 또는 SECAM 표준에 근거하여 텔레비전 신호 브로드캐스트에 주로 사용하는 반면에, NTSC에 근거한 비디오 신호는 60㎐의 입력 주파수를 갖는다. 60㎐의 입력 비디오 신호는 75㎐, 80㎐, 90㎐, 120㎐ 등과 같이 보다 높은 주파수로 업컨버트될 수 있다.
업컨버전시, 50㎐ 또는 60㎐ 입력 비디오 시퀀스에 의해 나타나지 않는 시간 위치에 비디오 내용을 반영하는 중간 이미지가 생성될 것이다. 이를 위해, 물체의 움직임에 의해 야기되는 후속 이미지들 사이의 변화를 적절하게 반영하도록, 물체의 움직임이 고려되어야 한다. 물체의 움직임은 블록 단위로 계산되고, 움직임 보상은 이전 및 후속 이미지 사이의 새롭게 생성되는 이미지의 상대적 시간 위치에 근거하여 수행된다.
움직임 벡터를 결정함에 있어서, 각각의 이미지는 복수의 블록으로 분할된다. 각각의 블록에 대해서는 이전 이미지로부터 물체의 시프트를 검출하기 위해서 움직임 추정이 수행된다.
PAL 또는 NTSC 신호와 같은 비월 비디오 신호와는 달리, 동영상 데이터는 완벽한 프레임으로 구성된다. 동영상 데이터의 가장 광범위한 프레임 레이트는 24Hz(24p)이다. 텔레비전 수상기 상에 디스플레이하기 위해 동영상 데이터를 비월의 비디오 시퀀스로 변환할 때(이러한 변환을 텔레신(telecine)이라 함), 24Hz의 프레임 레이트는 "풀 다운(pull down)" 기술을 이용하여 변환된다.
50Hz(50i)의 필드 레이트를 가진 PAL 표준에 따라서 동영상 필름을 비월 신호로 변환함에 있어서, 2-2 풀 다운 기술이 사용된다. 2-2 풀 다운 기술은 각 필 름 프레임으로부터 2개의 필드를 생성한다. 동영상 필름은 초당 25 프레임(25p)으로 재생된다. 결과적으로, 2개의 연속적인 필드는 동일 프레임으로 시작하여 비디오 내용의, 특히 움직이는 물체의 동일한 시간적 위치를 나타내는 정보를 포함한다.
동영상 필름을 60Hz(60i)의 필드 레이트를 가진 표준 NTSC 신호로 변환할 때, 24Hz의 프레임 레이트는 3-2 풀 다운 기술을 이용하여 60Hz의 필드 레이트로 변환된다. 이러한 3-2 풀 다운 기술은 임의의 주어진 동영상 프레임으로부터 2개의 비디오 필드를 생성하며, 다음 동영상 프레임으로부터 3개의 비디오 필드를 생성한다.
상이한 텔레비전 표준에 따라서 비월의 비디오 시퀀스를 생성하는 텔레신 변환 프로세스가 도 2에 도시되어 있다. 사용된 풀 다운 기술에 의해, 동일한 움직임 위상을 반영한 쌍 또는 트리플의 인접 필드를 포함하는 비디오 시퀀스를 생성한다. 움직임 검출의 필드 차이는 상이한 필름 프레임으로부터 생성되는 필드 사이에서만 계산될 수 있다.
화질 개선 처리를 적절히 수행하기 위해서, 특히 필름 움직임 보상이 사용되는지 여부를 결정하기 위해서는, 사용된 개별적인 풀 다운 패턴의 검출이 필요하다. 예를 들어, EP-A-0 720 366 및 EP-A-1 198 138로부터 각각의 풀 다운 패턴의 검출을 이미 알고 있다.
본 발명의 목적은 필름 모드 검출을 더 개선하고, 개선된 필름 모드 검출 방법 및 개선된 필름 모드 검출기를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 현재 화상의 다수의 화상 영역에 대한 필름 모드 표시를 결정하는 방법이 제공된다. 현재 화상은 화상 시퀀스의 일부이다. 본 방법은 현재 화상 영역에 대한 필름 모드 표시를 수신하여, 현재 화상 영역에 대한 움직임 벡터를 획득한다. 수신된 움직임 벡터에 기초하여, 현재 화상의 필름 모드 표시가 정정된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 현재 화상의 다수의 화상 영역에 대한 필름 모드 표시를 결정하는 필름 모드 검출기가 제공된다. 현재 화상은 화상 시퀀스의 일부이다. 필름 모드 검출기는 입력 수단과 외삽(extrapolation) 수단을 포함한다. 입력 수단은 필름 모드 표시와, 현재 화상 영역에 대한 움직임 벡터를 획득한다. 외삽 수단은 획득된 움직임 벡터에 기초하여 현재 화상의 필름 모드 표시를 정정한다.
본 발명의 특정 접근 방법은 필름 모드 표시를 부분적으로 획득함으로써 필름 모드 검출을 개선하는 것과, 현재 화상 영역에 있어서 결정된 움직임 벡터에 따라서 현재 화상 영역의 필름 모드 표시를 이웃하는 화상 영역에 외삽하는 것이다. 이러한 방식으로, 움직이는 물체의 선단 에지 주변에서의 필름 모드 표시의 정확성과 신뢰성이 증가될 수 있다. 화면 개선 알고리즘에 의해 달성 가능한 화질이 따 라서 개선된다.
종래에는, 움직이는 물체가 각각의 화상 영역의 대부분을 커버하는 경우에만 정정 필름 모드 표시가 검출된다. 따라서, 움직이는 물체가 화상 영역의 작은 부분만을 커버하는 경우에는 올바른 필름 모드 표시가 검출되지 않는다. 본 발명에 따르면, 움직이는 물체의 선단 에지를 포함한 화상 영역의 필름 모드 표시는 정정 모드로 변환될 수 있다.
또한, 움직이는 물체의 선단 에지 주변에서의 화상 영역의 필름 모드 표시는 필름 모드 표시의 신뢰성을 향상시키기 위해서 도입한 지연으로 인해, 새롭게 검출된 모드로 즉시 변경하지 않는 것이 일반적이다. 그러나, 이는 움직이는 물체의 선단 에지에 있어서의 필름 모드 결정의 올바른 결정에 의해서만 달성할 수 있다. 이러한 결점은 본 발명에 따른 필름 모드 표시 외삽을 이용함으로써 피하게 된다.
바람직하게, 현재 화상 영역과 움직임 벡터가 지시하는 화상 영역과의 사이에 위치한 화상 영역은, 현재 화상 영역에 있어서 수신된 필름 모드 표시가 필름 모드인 경우에, 필름 모드로 설정된다. 따라서, 필름 모드는 현재 화상 영역에 있어서 결정된 움직임 벡터에 따라서 외삽된다.
바람직하게, 타겟 블록, 즉, 움직임 벡터가 지시하는 블록이 필름 모드가 아닌 경우에만 외삽이 수행된다. 따라서, 외삽은, 움직임 벡터가 현재 화상 영역의 모드와는 상이한 다른 모드의 화상 영역을 지시하는 경우에만, 외삽이 수행된다.
움직임 벡터가 현재 화상 영역으로부터 현재 화상의 외측 위치까지를 지시하는 경우에, 움직임 벡터 길이는, 클립된 벡터가 단지 현재 화상의 내측에 위치하는 위치를 지시하도록, 바람직하게 클립된다.
바람직하게, 화상 시퀀스의 화상은 다수의 블록으로 분할되며, 여기서, 필름 모드 표시와 움직임 벡터는 블록 단위, 즉, 블록 구조에 대응하는 화상 영역 단위로 제공된다. 따라서, 기존의 화상 영역 구조에 기초하여 단순한 방식으로 외삽이 수행될 수 있다.
바람직하게, 현재 블록으로부터 타겟 블록까지를 지시하는 움직임 벡터는, 화상 블록의 래스터에 적합하도록 양자화된다. 따라서, 필름 모드 외삽은 단순한 방식으로 실행될 수 있다.
필름 모드 외삽을 수행할 때 필름 모드로 설정되는 화상 영역은 사전 정의된 화상 영역 패턴, 즉 정정되는 개별적인 화상 영역을 식별하는 패턴에 따라서 바람직하게 선택된다. 이러한 방식으로, 필름 모드 표시가 정정될 필요가 있는 화상 영역을 신뢰성 있고 단순한 방식으로 결정할 수 있다.
바람직하게, 소정 패턴이 메모리 내의 다수의 사전 저장된 패턴 중에서 선택된다. 이러한 선택은 현재 화상 영역과 타겟 화상 영역의 상대적인 위치에 기초하여 수행된다. 따라서, 현재 화상 영역에 적용되는 패턴은 신속하고 단순한 방식으로 선택될 수 있다.
바람직하게, 사전 저장된 패턴은 현재 화상 영역과 타겟 화상 영역의 상대적인 위치의 모든 가능한 조합을 갖는다. 따라서, 필름 모드 표시가 정정되는 화상 영역은 신뢰성 있게 결정될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 필름 모드로 설정되는 화상 영역은, 현재 화상 영역에서 시작하여 순차적으로 타겟 화상 영역에 도달하는 반복적인 결정에 기초하여 결정된다.
필름 모드로 설정되는 새로운 화상 영역을 결정하기 위한 스텝 크기(step size)는 움직임 벡터의 방위에 기초하여 바람직하게 결정된다. 가장 바람직하게는, 스텝 크기는 보다 큰 벡터 성분을 보다 작은 벡터 성분의 수평 및 수직 벡터 성분으로 제산함으로써 설정된다.
바람직하게, 현재 화상 영역의 필름 모드 표시가 정정되었는지 여부를 표시하는 추가적인 표시가 화상 영역 각각에 관련해서 저장되어 있다. 이러한 방식으로, 본래의 필름 모드 표시는 정정된 필름 모드 표시와 신뢰성 있게 구별될 수 있다. "정정된" 필름 모드 표시의 발생이 검출되는 경우에, 필름 모드 표시의 추가적인 외삽은 금지될 수 있다. 이러한 방식으로, 1회 외삽된 필름 모드는 추가적인 필름 모드 외삽에 대한 기준으로서 작용하지 않는다.
바람직한 실시예에 따르면, 현재 화상 영역과 타겟 화상 영역 사이의 화상 영역은, 현재 화상 영역이 비디오 모드에 있는 경우에 비디오 모드로 설정된다. 이러한 방식으로, 필름 모드의 배경에 삽입된 비디오 모드의 움직이는 물체의 필름 모드 표시는, 비디오 모드를 외삽함으로써, 정확하게 결정될 수 있다.
바람직하게, 비디오 모드는, 타겟 화상 영역이 필름 모드에 있는 경우에만 외삽된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속항의 주제이다.
본 발명의 다른 실시예 및 장점은 바람직한 실시예의 다음의 설명으로부터 자명해질 것이다.
본 발명은 디지털 신호 처리, 특히, 최신 텔레비전 수상기에서의 디지털 신호 처리에 관한 것이다. 최신 텔레비전 수상기는 재생된 화질을 향상시키기 위해 업컨버전 알고리즘을 이용한다. 이러한 목적으로, 중간 화상이 2개의 연속적인 화상으로부터 생성된다. 중간 화상을 생성함에 있어서, 보상된 화상이 반영된 시간점에 물체의 위치를 적절히 채택하기 위해서, 물체의 움직임이 고려되어야 한다.
움직임 벡터를 결정하는 움직임 예측과 움직임 보상이 블록 단위로 수행된다. 이러한 목적으로, 각각의 화상은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 블록으로 분할된다. 앞선 화상에서 최적의 일치 블록을 결정함으로써 각각의 블록을 움직임 예측에 개별적으로 적용하게 된다.
화상 영역에 움직임 보상을 올바르게 적용하기 위해서, 그 화상 영역에 대한 필름 모드 표시, 즉, 필름 모드 또는 비디오 모드의 결정이 필요하다. 검출된 필름 모드 표시에 따라서 올바른 화질 개선 처리를 적용함으로써, 화상의 아티팩트(artifact)를 피하게 된다.
비디오 신호 처리는 특히 HDTV 디스플레이 장치에 있어서의 순차 디스플레이를 구동하여 높은 프레임 레이트를 이용하는데 특히 필요하다. 텔레비전 방송에 있어서 비월 화상 시퀀스로 변환된 동영상 필름의 검출(필름 모드라 함)은 신호 처리에 있어서 절대적으로 중요하다.
화면 개선 처리에 있어서, 비월/순차 변환(I/P)은 역 텔레신 처리, 즉, 짝수 및 홀수 필드의 재 인터리빙(re-interleaving)을 이용하여 가능하다. 3-2 풀 다운 방식에서 생성되는 화상 시퀀스에 있어서, 트리플 중에서 단일의 중복 필드(도 2에서의 흑색 표시 필드)가 제거된다.
보다 진보된 업컨버전 알고리즘은 프레임의 움직임 벡터 기반의 보간을 이용한다. 출력 프레임 레이트는 입력 비디오 비율의 나누어 떨어지지 않는 분수(uneven fraction)일 수 있으며, 예를 들어, 60Hz의 입력 신호 주파수는 5:6의 비율에 대응하는 72Hz의 출력 주파수로 업컨버전될 수 있다. 따라서, 움직이는 물체의 연속적인 움직임 표현이 유지되는 경우에, 매 6번째 출력 프레임만이 단일 입력 필드 자체로부터 생성될 수 있다.
화상의 필름 모드 특성은 화상 별로 결정될 수 있거나, 개선된 접근 방법에 따르면, 개별적인 화상 영역의 로컬 특성일 수 있다. 특히, 텔레비전 신호는 무 움직임 영역(예를 들어, 로고, 배경), 비디오 카메라 영역(예를 들어, 뉴스틱커(newsticker), 비디오 삽입) 및 필름 모드 영역(예를 들어, 메인 뮤비, PIP)와 같은 상이한 형태의 화상 영역으로 구성된다. 풀 다운 방식의 검출은 이들 화상 영역 각각에 대해서 개별적으로 수행되어, 개선된 화질의 업컨버전 결과를 얻게 된다.
일반적으로, 필름 모드 검출은 풀 다운 패턴의 인지(recognition)와 관련되어 있다. 종래에는, 화소 차이가 후속 화상 간의 움직임을 나타내는 변위차 영상(displaced frame difference : DFD)에 누적된다. 결론적으로 관찰자에게 불안한 느낌을 주게 되는 검출된 필름 모드 표시의 갑작스런 변화를 피하기 위해서, 필름 모드에서 비디오 모드로의 변경과, 그 반대의 변경을 트리거하는 검출 지연이 사용된다.
필름 모드 표시의 정확도를 높이기 위해서, 필름 모드 검출은 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 블록 단위로 수행된다. m*n 화소 크기의 각각의 블록에 있어서, 움직임 벡터와 필름 모드 표시가 결정된다.
각각의 화상 블록에 대해서 획득된 데이터가 단일 블록에 대해서 도 3에 도시되어 있다. 수평 및 수직 움직임 벡터 성분에 추가로, 현재 블록이 필름 모드인지 비디오 모드인지 여부를 표시하는 필름 모드 표시가 저장된다. 또한, 본래의 필름 모드 표시를 추후 정정과 구별하기 위해서, 배정된 필름 모드 표시의 정정은 "인공 모드"로 표시된다.
블록 기반의 필름 모드 검출과, 그로부터 발생하는 문제점이 도 4에 도시되어 있다. 사용된 디폴트 상태에 따르면, 모든 백색 표시의 블록(30)은 비디오 모드(a)에 있다. 움직이는 물체(10)가 개별적인 블록의 작은 부분만을 커버하는 경우에, 움직임 값(DFD)은 사전 정의된 임계값을 초과하지 않으며, 움직임이 검출되지 않을 것이다. 그 블록은 비디오 모드(b, c)인 것으로 간주되며, 동일의 움직이는 화상 물체(10)에 속하는 이웃 블록(20)은 필름 모드(d)인 것으로서 검출된다.
또한, 상이한 모드 간의 잦은 변경을 피하기 위해서 도입된 스위칭 지연으로 인해, 움직이는 물체(10)의 선단 에지가 도 4의 화상 T=1에 나타난 바와 같이 필름 모드인 것으로 적절히 검출되지 않는다. 움직이는 물체(10)가 각각의 블록의 보다 큰 부분을 커버할 지라도, 그 블록은, 이동하는 물체(10)가 필름 모드인 것과는 무관하게, 비디오 모드(c)인 것으로 검출된다.
또한, 후단 블록이 움직이는 물체(10)에 의해 커버되지 않을지라도, 지연으로 인해, 움직이는 물체(10)의 후단 에지가 필름 모드 블록(d)의 후단 화상 영역을 가진다(도 4의 화상 T=2 및 T=3을 특히 참조). 이러한 문제점은 화상 블록(m*n)의 크기에 비해 작은 크기를 가진 움직이는 물체에 있어서는 더욱 심하다. 따라서, 모드 지연, 즉 필름 지연 및 비디오 지연은 공간적인 모드 오프셋을 야기한다.
이들 단점을 극복하기 위해서, 본 발명은 업컨버전 처리를 가능하게 하고 개선시키기 위해서, 화상 블록에 있어서 결정된 움직임 벡터를 사용한다. 필름 모드 검출의 외삽은 움직이는 물체의 선단 경계를 커버할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 개선된 필름 모드 검출의 예가 도 5에 도시되어 있다.
도 5의 좌측 화상은 외삽이 없는 필름 모드 검출을 나타낸다. 필름 모드에 있는 움직이는 물체(10)는 필름 모드 블록(20)에 의해 부분적으로만 올바르게 검출된다. 특히, 움직이는 물체(10)의 선단 에지는 부적절하게 결정된 다수의 비디오 모드 블록(30)에 의해 커버된다. 움직임 벡터에 기초하여 필름 모드 검출 결과의 외삽을 사용함으로써, 움직이는 물체의 선단 에지가 추가적인 필름 모드 블록(25)에 의해 올바르게 커버된다.
이러한 목적으로, 현재 블록의 필름 모드 검출은 도 6에 도시된 바와 같이 외삽된다. 각 필름 모드 블록(20)에 대한 움직임 벡터(110)는, 현재 화상에서 벗어난 위치를 지시하지 않도록 클립된다. 현재 블록(100)의 모드를 "소스 모드"라 하며, 현재 블록(100)의 움직임 벡터(110)가 지시하는 블록의 모드를 "타겟 모드"라 한다. 움직임 벡터(110)가 필름 모드 블록에서 비디오 모드 블록까지를 지시하면, 중간에 있는 모든 블록은 필름 모드로 설정될 것이다.
움직임 벡터(110)에 따라서 필름 모드 표시를 외삽하는 본 발명의 접근 방법이 이하에 상세히 설명될 것이다. 각각의 필드는 도 1에 도시된 다수의 영상 영역 블록으로 분할된다. 각각의 블록은 다수의 화소, 바람직하게 비월 비디오 화상에 대해서는 8*4 화소를, 순차 화상에 대해서는 8*8 화소를 포함한다. 따라서, 90*60 블록은 각각의 NTSC 비월 비디오 화상 용으로 제공된다. 필름 모드 결정 및 움직임 예측은 각각의 개별적인 블록에 대해서 실행된다. 결정 결과는 도 3에 도시된 바와 같이, 도 7에 도시된 메모리 영역(200)에 각각의 블록에 대해서 개별적으로 저장된다. 도 7은 필름 모드 표시를 외삽하는 개별적인 단계를 도시하며, 도 6은 그 단계 각각의 결과를 도시한다.
외삽 처리는 현재 블록(100)에 대한 움직임 벡터와 소스 모드를 획득함으로써 개시된다(단계 S220). 단계 S230에서 현재 블록이 필름 모드인 것으로 판명되면, 현재 블록(100)의 움직임 벡터(110)는 블록 그리드에 적합하도록 양자화된다(단계 S240). 움직임 벡터가 현재 화상을 벗어난 위치를 지시하면, 움직임 벡터의 길이는 화상 경계에서의 각각의 블록을 지시하기 위해서 클립된다.
타겟 블록(120), 즉, 현재 블록(100)에서 시작하여 움직임 벡터가 지시하는 블록을 결정한 후에, 타겟 블록(120)의 모드(타겟 모드)가 결정된다(단계 S250). 다음의 조건이 충족되는 경우에만, 외삽이 수행된다.
소스 모드 = 필름 모드
타겟 모드 = 비디오 모드
단계 S250에서 타겟 블록이 비디오 모드에 있다고 결정된 경우에만, 외삽이 수행된다(단계 S260). 현재 블록(100)으로부터 타겟 블록(120)까지를 지시하는 움직임 벡터(110) 하에서의 각각의 블록(130)을 필름 모드로 설정함으로써 외삽이 수행된다.
필름 모드로 설정되는 블록의 결정은 현재 블록 지수의 모듈 어드레싱에 의해 실행될 수 있다. 보다 큰 값을 가진 수평 및 수직 성분의 움직임 벡터 성분은 1차축(V1)으로서 간주되며, 보다 작은 움직임 성분은 2차축(V2)을 나타내는 것으로 생각된다. 각각의 부호는 방향 Dir1, Dir2를 결정한다. 필름 모드로 설정될 블록을 순차 결정하는 스텝 폭은 아래에 나타내는 바와 같이 보다 작은 움직임 벡터 성분에 의한 보다 큰 움직임 성분의 정수 제산에 기초하여 계산된다.
Figure 112005022755459-PAT00001
이들 인위적으로 설정된 필름 모드 블록(130) 각각(도 6에서)은 도 3에 도시된 바와 같이, 인공 모드 비트로 표시된다는 것을 알아야 한다. 따라서, 각각의 필름 모드 표시는 본래 결정된 것으로 또는 인위적으로 설정된 것으로 구별될 수 있다. 이러한 인공 모드 비트는, 인위적으로 설정되는 이들 필름 모드 표시의 추가적인 외삽을 피하기 위해서 외삽 처리를 개시하기 전에, 평가된다.
소스 블록(100)은 인공 모드로 설정되지 않는다. 따라서, 필름 모드로 설정되고 인공 비트 세트를 가진 제 1 블록은 1차축(V1)의 부호 방향(Sign(V1))으로 결정된다.
소스 블록(100)과 타겟 블록(120) 사이의 블록(130)을 반복적으로 결정하는 방법이 도 8에 도시되어 있다.
모듈 어드레싱 방법에 있어서, 전형적인 루프 변수(i 및 j)가 사용된다. 변수(i)는 1차 방향(Dir1)용으로 사용되며, j는 Dir2용으로 사용된다.
본래 결정된 소스 블록(100)은 필름 모드이며, 다시 설정되지 않으며 인위적으로 표시된다. 따라서, Dir1의 부호를 지수 i에 추가함으로써, 단계 S320에서 처리를 개시한다. 이는 도 9의 위치 1,0에서의 블록 표시의 "Start"이다.
단계 S330에서, 변수 j의 증분의 조건이 체크되며, 이는 S340에서의 인위적인 마킹 위치를 2차 방향 Dir2로 증분시킬 원인이 된다. i가 위에서 계산된 값 "Step"의 짝수배이면, 그 조건은 참(true)이다. 이는 도 9의 지수 위치 2, 1에서 "Step=2"로서 표시된다.
단계 S350에서, 인공 필름 블록의 절대 위치는, 현재 지수(i 및 j)를 소스 블록(지수 1/2(소스))의 절대 위치에 가산함으로써 계산된다. 결과는 화상에서의 위치를 나타내는 변수 k 및 l로 유지된다.
그 다음, 인공 비트 및 필름 비트는 단계 S360에서 설정되며, 도 9에서 130으로 표시된다.
1차 방향 Dir1의 지수 i가 V1의 벡터 크기의 값으로 진보하면, 모듈 어드레싱은 S370에서 종료하고(도 9의 "Last Block"), 그렇지 않으면 S320로 건너 뛴다.
따라서, 다수의 블록(130)은 도 9의 회색 표시의 블록으로 나타낸 바와 같이 결정된다.
현재 블록(100)과 타겟 블록(120) 사이의 블록을 결정하는 반복적 접근 방법은 몇몇 움직임 벡터에 있어서, 타겟 블록에 도달할 수 없으며, 결과적으로, 타겟 블록(120)에 순차적으로 도달할 수 없다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 인공 모드 마킹은 x/y 벡터 성분의 가능한 모든 조합에 대해 룩업 테이블(LUT)을 사용함으로써 실행된다. 룩업 테이블의 각각의 엔트리는 인위적으로 표시되는 블록을 식별한다. 이러한 목적으로, 저장 패턴은 어느 블록이 다음에 표시되는지를 기술한다. 이는 2진 표시에 기초하여 실행되며, 여기서, "0"은 상/하 단계를 표시하며, "1"은 우/좌 단계를 표시한다. 움직이는 방향은 각각의 벡터 성분의 부호로 주어진다. 도 10에 도시된 예는 2개의 포지티브 성분 x = +3, y = +4를 가진 움직임 벡터에 기초한다. 테이블 엔트리는 0101010의 7개의 단계, 즉, 상, 우, 상, 우...를 표시한다.
이러한 접근 방법은 수평 또는 수직 방향으로 인접 블록을 갖지 않고 대각선 방식으로 블록을 마킹할 수 없게 한다. 결과적으로, 마킹 블록의 개수는 증가하여, 결과적으로 벡터 경로 커버리지는 보다 양호해진다.
현재 블록과 타겟 블록 사이에서 이들 블록을 필름 모드로 인위적으로 설정하는 상술한 접근 방법은 상술한 실시예로 한정되지 않으며, 동일 효과를 가진 다 른 모든 접근 방법이 사용될 수 있음을 당업자에게는 자명한 일이다.
움직임 예측으로부터 알게 된 블록 크기에 대응하는 화상 영역이 상술되어 있다. 본 발명은 필름 모드 결정과, 특히 필름 모드 외삽에 있어서 이러한 화상 영역 크기로 제한되지 않는다. 블록보다 크거나 작은 화상 영역이 정의될 수 있다. 예를 들어, 블록보다 작은 화상 영역은 필름 모드 해상도를 개선한다. 필름 모드 결정 및 외삽은 전체 필드와 적정한 단일 화소와의 크기, 또는 심지어 서브 화소 크기를 가진 화상 영역에 기초하여 실행될 수 있다.
또한, 필름 모드 외삽은 필름 모드 표시의 검출된 비디오 모드의 추가로 실행되는 움직임 벡터 지원의 외삽에 의해 개선될 수 있다. 각 블록에 대한 비디오 모드 검출은 정확하게 보다 높은 신뢰도로 수행될 수 있다는 가정하에, 비디오 모드 물체의 움직임 경로는 필름 모드 물체의 움직임 경로와 충동하지 않는다.
요약하면, 본 발명은 특히, 움직이는 물체의 경계 영역에 대한 개선된 필름 모드 결정을 가능하게 한다. 이러한 개선은 필름 모드 외삽에 의해 달성된다. 현재 블록의 필름 모드 표시는 동일한 블록에 대해서 결정된 움직임 벡터에 따라서 외삽된다. 이러한 방식으로, 현재 화상에 대한 필름 모드 결정의 정확성이 개선될 수 있으며, 화질을 개선하는 화상 처리가 따라서 개선될 수 있다.

Claims (36)

  1. 현재 화상 - 상기 현재 화상은 화상 시퀀스의 일부분임 - 의 다수의 화상 영역에 대한 필름 모드 표시를 결정하는 방법에 있어서,
    현재 화상 영역(100)에 대한 필름 모드 표시를 수신하는 단계와,
    상기 현재 화상 영역(100)에 대한 움직임 벡터(110)를 구하는 단계와,
    상기 수신된 움직임 벡터(110)에 기초하여 상기 현재 화상의 필름 모드 표시(130)를 정정하는 단계
    를 포함하는 필름 모드 표시 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 화상 영역(100)에 대해서 수신된 상기 필름 모드 표시가 필름 모드인 경우에, 상기 현재 화상 영역(100)과, 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 화상 영역(120) 사이의 화상 영역(130)은 필름 모드로 설정되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화상 영역(130)은, 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 상기 블록 (120)의 상기 필름 모드 표시가 필름 모드가 아닌 경우에만, 필름 모드로 설정되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 움직임 벡터(110)의 길이는, 상기 움직임 벡터(110)가 상기 현재 화상을 벗어난 위치를 지시하는 경우에 클립되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비디오 시퀀스의 상기 화상은 다수의 블록으로 분할되며, 상기 필름 모드 표시와 움직임 벡터(110)는 블록 단위로 제공되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 움직임 벡터(110)는 화상 블록의 래스터에 적합하도록 양자화되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    필름 모드로 설정되는 화상 영역(130)은 사전 정의된 화상 영역 패턴에 따라서 선택되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 사전 정의된 패턴은 상기 현재의 화상 영역(100)과 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 화상 영역(120)의 상대적인 위치에 따라서 다수의 사전 저장된 패턴 중에서 선택되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 사전 저장된 패턴은, 상기 현재 화상 영역(100)과, 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 상기 화상 영역(120)의 상대적인 위치의 모든 가능한 조합을 제공하는 필름 모드 표시 결정 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    필름 모드로 설정되는 상기 화상 영역(130)은 상기 현재 화상 영역(100)에서 개시하여 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시되는 상기 화상 영역(120)에 순차 접근하는 반복 결정에 기초하여 결정되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    필름 모드로 설정되는 새로운 화상 영역을 결정하는 스텝 크기는 상기 움직임 벡터(110)의 방위에 기초하여 결정되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 움직임 벡터(110)는 수평 및 수직 성분을 가지며, 상기 스텝 크기는 보다 큰 벡터 성분을 보다 작은 벡터 성분으로 제산함으로써 계산되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름 모드 표시가 필름 모드로 정정되었는지 여부를 표시하는 추가적인 표시를 상기 화상 영역 각각과 관련해서 저장하는 단계를 더 포함하는 필름 모드 표시 결정 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름 모드 표시는 각각의 개별적인 화상 영역에 대한 필름 모드 또는 비디오 모드 중 하나를 표시하는 필름 모드 표시 결정 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    필름 모드 표시의 정정은, 상기 현재 화상 영역(100)의 상기 필름 모드 표시가 정정되지 않았을 경우에만, 실행되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현재 화상 영역(100)에 대해서 수신된 상기 필름 모드 표시가 비디오 모드인 경우에, 상기 현재 화상 영역(100)과 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 화상 영역(120) 사이의 화상 영역(130)을 비디오 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는 필름 모드 표시 결정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 상기 화상 영역(120)의 필름 모드 표시가 필름 모드인 경우에만, 화상 영역(130)이 비디오 모드로 설정되는 필름 모드 표시 결정 방법.
  18. 움직임 보상의 화상 처리를 수행하는 방법에 있어서,
    현재 화상에 대해서 결정된 움직임 벡터를 수신하는 단계와,
    상기 현재 화상에 대한 필름 모드 표시를 결정하는 단계와,
    청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 따른 방법을 적용함으로써, 상기 현재 화상에 대해서 결정된 상기 필름 모드 표시를 정정하는 단계와,
    각각의 필름 모드 표시에 따라서 움직임 보상을 적용함으로써, 상기 현재 화상의 화상 데이터에 기초하여 움직임 보상의 화상 처리를 수행하는 단계
    를 포함하는 움직임 보상의 화상 처리 수행 방법.
  19. 현재 화상 - 상기 현재 화상은 화상 시퀀스의 일부임 - 의 다수의 화상 영역에 대한 필름 모드 표시를 결정하는 필름 모드 검출기에 있어서,
    현재 화상 영역(100)에 대한 필름 모드 표시와 움직임 벡터(110)를 구하는 입력 수단과,
    상기 구해진 움직임 벡터(110)에 기초하여 상기 현재 화상의 필름 모드 표시(130)를 정정하는 외삽 수단
    을 포함하는 필름 모드 검출기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은, 상기 현재 화상 영역(100)에 대해서 수신된 상기 필름 모드 표시가 필름 모드인 경우에, 상기 현재 화상 영역(100)과, 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 화상 영역(120) 사이의 화상 영역(130)을 필름 모드로 설정하는 필름 모드 검출기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은, 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 상기 블록(120)의 상기 필름 모드 표시가 필름 모드가 아닌 경우에, 단지 상기 화상 영역(130)을 필름 모드로 설정하도록 구성되어 있는 필름 모드 검출기.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은, 상기 움직임 벡터(110)가 상기 현재 화상을 벗어난 위치를 지시하는 경우에, 상기 움직임 벡터(110)의 길이를 클립하도록 구성되어 있는 필름 모드 검출기.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비디오 시퀀스의 상기 화상은 다수의 블록으로 분할되며, 상기 입력 수단은 상기 필름 모드 표시와 움직임 벡터(110)를 블록 단위로 구하는 필름 모드 검출기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은 화상 블록의 래스터에 적합하도록 상기 움직임 벡터(110)를 양자화하는 필름 모드 검출기.
  25. 제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은 사전 정의된 화상 영역 패턴에 따라서 필름 모드로 설정되는 화상 영역(130)을 선택하는 필름 모드 검출기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    다수의 사전 정의된 패턴을 저장하는 메모리를 더 포함하되, 상기 외삽 수단은 상기 현재 화상 영역(100)과 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 화상 영역 (120)의 상대적인 위치에 따라서 상기 다수의 사전 정의된 패턴 중에서 상기 사전 정의된 패턴을 선택하는 필름 모드 검출기.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 현재 화상 영역(100)과 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 상기 화상 영역(120)의 상대적인 위치의 모든 가능한 조합의 패턴을 저장하는 필름 모드 검출기.
  28. 제 19 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은, 상기 현재 화상 영역(100)에서 개시하여 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 상기 화상 영역(120)에 순차 도달하는 반복적인 결정에 기초하여 필름 모드로 설정되는 화상 영역(130)을 결정하는 필름 모드 검출기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은 상기 움직임 벡터(110)의 방위에 기초하여 필름 모드로 설정되는 새로운 화상 영역을 결정하는 스텝 크기를 설정하는 필름 모드 검출기.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 움직임 벡터(110)는 수평 및 수직 성분을 가지며, 상기 외삽 수단은 보다 큰 벡터 성분을 보다 작은 벡터 성분으로 제산함으로써 상기 스텝 크기를 계산하는 필름 모드 검출기.
  31. 제 19 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은, 상기 필름 모드 표시가 필름 모드로 정정되었는지 여부를 표시하는 추가적인 표시를 상기 화상 영역 각각과 관련해서 저장하는 필름 모드 검출기.
  32. 제 19 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름 모드 표시는 각각의 개별적인 화상 영역에 대한 필름 모드 또는 비디오 모드 중 하나를 표시하는 필름 모드 검출기.
  33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 외삽은, 상기 현재 화상 영역(100)의 상기 필름 모드 표시가 정정되지 않았을 경우에, 필름 모드 표시의 정정을 단지 실행하는 필름 모드 검출기.
  34. 제 19 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은, 상기 현재 화상 영역(100)에 대해서 수신된 상기 필름 모드 지시가 비디오 모드인 경우에, 상기 현재 화상 영역(100)과 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 화상 영역(120) 사이의 화상 영역(130)을 비디오 모드로 추가 설정하는 필름 모드 검출기.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 외삽 수단은, 상기 움직임 벡터(110)에 의해 지시된 상기 블록(120)의 필름 모드 표시가 필름 모드인 경우에, 화상 영역(130)을 비디오 모드로 단지 설정하는 필름 모드 검출기.
  36. 각각의 화상에 대한 움직임 벡터와 필름 모드 표시의 필드에 따라서 입력 화상 시퀀스를 처리하는 움직임 보상기에 있어서,
    각각의 화상의 화상 영역에 대한 외삽된 필름 모드 표시를 결정하는, 청구항 19 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 따른 필름 모드 검출기와,
    각각의 필름 모드 표시에 따라서 각각의 개별적인 화상 영역에 대한 움직임 보상을 선택하는 선택기
    를 포함하는 움직임 보상기.
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