KR20080032741A - Display apparatus and control method thereof - Google Patents

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KR20080032741A
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Abstract

A display device and its control method are provided to reduce a motion error occurring according as motions of a foreground and a background are different and minimize a motion error generated according as a motion estimation is not performed properly. A motion estimating unit(10) divides a current frame into a plurality of blocks of a certain size and compares a current block among the plurality of blocks and a certain search region set in a previous frame to estimate a motion vector of the current block. When a difference between motion vectors of the current block and a neighbor block is greater than a certain range, a candidate vector selecting unit(20) selects the motion vector of the neighbor block as a candidate vector. A matching error calculating unit(30) searches a matching block matched to the candidate vector from the current frame and the previous frame, and calculates a matching error by comparing the candidate vector and the searched matching block. A reliability calculating unit(40) calculates the reliability of the candidate vector based on the calculated matching error. An interpolation mode selecting unit(60) selects one of a bi-directional interpolation mode which interpolates an image corresponding to the current block which uses the previous frame and the current frame and a uni-directional interpolation mode which interpolates the image by using one of the previous frame and the current frame. An interpolation ratio adjusting unit(50) adjusts an interpolation ratio by using the calculated matching error. An interpolating unit(70) interpolates the image corresponding to the current block by using the selected interpolation mode, the interpolation ratio, and the reliability.

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 실시예에 따른 움직임에러를 보정하는 디스플레이장치의 제어블록도이며,1 is a control block diagram of a display apparatus for correcting a motion error according to the present embodiment,

도 2는 본 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어과정을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a control process of the display apparatus according to the present embodiment.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 움직임 추정부 20 : 후봅게터선택부10: motion estimation unit 20: fubobgetter selection unit

30 : 정합오류산출부 40 : 신뢰도산출부30: matching error calculation unit 40: reliability calculation unit

50 : 보간비율조정부 60 : 보간모드선택부50: interpolation ratio adjustment unit 60: interpolation mode selection unit

본 발명은 움직임 에러를 보정하는 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 움직임 벡터를 추정하여 중간 프레임의 합성 시 발생하는 움직임 에러를 보정하는 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display apparatus for correcting a motion error and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a display apparatus and a method for controlling the motion error generated by synthesizing an intermediate frame by estimating a motion vector.

일반적으로, 움직임 추정 및 보상기법을 이용한 필드 레이트 컨버터(Field-rate converter)에서는 정확한 움직임 벡터를 찾아 움직임을 보정하는 것이 매우 중요하다. In general, in a field-rate converter using a motion estimation and compensation technique, it is very important to find a correct motion vector and correct motion.

종래의 움직임 보상기법은, 움직임 추정기로부터 입력된 움직임 벡터를 이용하여 covered/uncovered영역인지를 판단하고, 이에 따라 통계학적 필터링을 사용하여 영상의 움직임을 보상한다.In the conventional motion compensating method, it is determined whether the area is covered / uncovered by using a motion vector input from the motion estimator, and accordingly, statistical filtering is used to compensate for the motion of the image.

여기서, covered 영역은 현재 블록의 움직임 벡터가 이동하는 방향이 반대쪽으로 이동하는 다른 블록과 상충되는 경우이고, uncovered 영역은 현재 블록이 이동하여 빈 공간을 다른 블록들이 채워주지 않는 경우이다.Here, the covered region is a case in which the movement vector of the current block is in conflict with another block moving in the opposite direction, and the uncovered region is a case in which the empty block is not filled with other blocks by moving the current block.

이때, covered/uncovered 영역을 판단하는 방법으로는 움직임 벡터를 사용하여 알 수 있다. 즉, 주변블록의 움직임 벡터와의 거리차이가 0보다 작으면 covered 영역으로 판단하고, 0보다 크면 uncovered 영역으로 판단한다.In this case, a method of determining the covered / uncovered region may be known using a motion vector. That is, if the distance difference with the motion vector of the neighboring block is less than 0, it is determined as a covered area, and if it is greater than 0, it is determined as an uncovered area.

또 다른 방법으로는, 움직임 벡터를 이용하여 현재 프레임과 이전 프레임 사이에 삽입될 중간 프레임이 위치하는 시간적 위치에서의 매칭 에러(matching error)를 이용하여 covered/uncovered 영역을 판단할 수 있다.Alternatively, the covered / uncovered area may be determined using a matching error at a temporal position where an intermediate frame to be inserted between the current frame and the previous frame is located using the motion vector.

그런데, 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 covered/uncovered 영역을 판단하는 방법은 벡터의 방향과 크기만을 고려한다. 만약, 현재 블록 및 주위 블록이 작은 물체의 움직임을 나타내는 경우, 현재 및 일부블록이 작은 물체에 해당하면 작은 물체의 움직임 벡터를 나타내어야 하나, 움직임벡터만으로는 전경 또는 배경의 움직임을 검출할 수 없다. However, the method of determining the covered / uncovered region using the motion vector of the neighboring block considers only the direction and size of the vector. If the current block and the neighboring blocks represent the movement of a small object, if the current and some blocks correspond to the small object, the motion vector of the small object must be represented, but the motion vector alone cannot detect the motion of the foreground or the background.

따라서, 검출된 결과만을 이용하여 보간 하면, 움직임 에러가 발생하게 된다. 또한, 움직임추정기로부터 잘못 추정된 움직임 벡터를 이용하여 covered/uncovered 영역을 판단하는 경우에도 움직임 에러가 발생하게 된다는 문제점이 있다.Therefore, if the interpolation is performed using only the detected result, a motion error occurs. In addition, there is a problem that a motion error occurs even when a covered / uncovered area is determined using a motion vector incorrectly estimated from a motion estimator.

따라서, 본 발명의 목적은 전경과 배경의 움직임이 상이하여 발생하는 움직임 에러를 저감시킬 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a display apparatus and a control method thereof capable of reducing movement errors caused by different movements of a foreground and a background.

또한, 움직임 추정이 잘못되는 경우 발생하는 움직임 에러를 최소화하는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display apparatus and a method of controlling the same, which minimize a motion error occurring when a motion estimation is wrong.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치에 있어서, 현재프레임을 소정 크기의 다수의 블록으로 분할하고, 상기 다수의 블록 중 현재블록과 이전 프레임에 설정된 소정의 탐색영역을 비교하여 상기 현재블록의 움직임벡터를 추정하는 움직임추정부와; 상기 현재블록의 움직임벡터와 주변블록들의 움직임벡터의 차이가 소정 범위 이상인 상기 주변블록의 움직임벡터를 후보벡터로 선택하는 후보벡터선택부와; 상기 후보벡터와 정합되는 정합블록을 상기 현재프레임과 상기 이전프레임에서 각각 검색하고, 상기 후보벡터와 상기 검색된 정합블록과 비교하여 정합오류를 산출하는 정합오류산출부와; 상기 정합오류산출부로부터 산출된 정합오류에 기초하여 상기 후보벡터의 신뢰도를 산출하는 신뢰도산출부와; 상기 이전프레임 및 상기 현재프레임을 사용하는 상기 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 양방향 보간모드와, 상기 이전프레임과 상기 현재프레임 중 어느 하나를 사용하여 상기 영상을 보간하는 단방향 보간모드 중 어느 하나를 선택하는 보간모드선택부와; 상기 후보 벡터의 전방향, 대칭방향, 후방향, 대칭방향에 대해 산출한 정합오류를 이용하여 보간비율을 조정하는 보간비율조정부와; 상기 선택된 보간모드와 상기 보간비율과 상기 신뢰도를 이용하여 상기 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 보간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.According to the present invention, in the display device, the current frame is divided into a plurality of blocks of a predetermined size, and the current block and the predetermined search area set in the previous frame of the plurality of blocks by comparing the A motion estimation unit for estimating a motion vector; A candidate vector selecting unit selecting a motion vector of the neighboring block having a difference between the motion vector of the current block and the neighboring blocks more than a predetermined range as a candidate vector; A matching error calculator for searching for a matching block matched with the candidate vector in the current frame and the previous frame, and comparing the candidate vector with the searched matching block to calculate a matching error; A reliability calculator for calculating the reliability of the candidate vector based on the match error calculated from the match error calculator; Any one of a bidirectional interpolation mode for interpolating an image corresponding to the current frame using the previous frame and the current frame, and a unidirectional interpolation mode for interpolating the image using any one of the previous frame and the current frame. An interpolation mode selection unit for selecting; An interpolation ratio adjustment unit for adjusting an interpolation ratio by using matching errors calculated for forward, symmetrical, rearward, and symmetrical directions of the candidate vector; And an interpolation unit for interpolating an image corresponding to the current block by using the selected interpolation mode, the interpolation ratio, and the reliability.

여기서, 상기 후보벡터선택부는 상기 현재블록의 움직임벡터와 주변블록들의 움직임벡터의 벡터거리가 가장 큰 움직임벡터를 최적후보벡터로 선택하는 것이 바람직하다.The candidate vector selecting unit may select a motion vector having the largest vector distance between the motion vector of the current block and the motion vectors of neighboring blocks as an optimal candidate vector.

그리고, 상기 보간모드선택부는 소정의 외부검출수단으로부터 검출된 영상신호의 정지영역플래그와 상기 후보벡터에 기초하여 상기 보간모드를 선택할 수 있다.The interpolation mode selector may select the interpolation mode based on the still region flag of the video signal detected by a predetermined external detection means and the candidate vector.

또한, 상기 후보벡터의 신뢰도는, 상기 정합오류산출부로부터 산출된 정합오류와 반비례한다.The reliability of the candidate vector is inversely proportional to the matching error calculated from the matching error calculating unit.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치의 제어방법에 있어서, 현재프레임을 소정 크기의 다수의 블록으로 분할하고, 상기 다수의 블록 중 현재블록과 이전 프레임에 설정된 소정의 탐색영역을 비교하여 상기 현재블록의 움직임벡터를 추정하는 단계와; 상기 현재블록의 움직임벡터와 주변블록들의 움직임벡터의 차이가 소정 범위 이상인 상기 주변블록의 움직임벡터를 후보벡터로 선택하는 단계와; 상기 후보벡터와 정합되는 정합블록을 상기 현재프레임과 상기 이전프레임에서 각각 검색하는 단계와; 상기 후보벡터와 상기 검색된 정합블록과 비교하여 정합오류를 산출하는 단계와; 상기 산출된 정합오류에 기초하여 상기 후보벡터의 신뢰도 를 산출하는 단계와; 상기 이전프레임 및 상기 현재프레임을 사용하여 상기 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 양방향 보간모드와, 상기 이전프레임과 상기 현재프레임 중 어느 하나를 사용하여 상기 영상을 보간하는 단방향 보간모드 중 어느 하나를 선택하는 단계와; 상기 후보벡터와 상기 후보벡터의 전방향, 대칭방향, 후방향, 대칭방향에 대해 산출한 정합오류를 이용하여 보간비율을 조정하는 단계와; 상기 선택된 보간모드와 상기 보간비율과 상기 신뢰도를 이용하여 상기 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.On the other hand, according to the present invention, in the control method of the display apparatus, the current frame is divided into a plurality of blocks of a predetermined size, and comparing the current block and the predetermined search region set in the previous frame of the plurality of blocks Estimating a motion vector of the current block; Selecting a motion vector of the neighboring block having a difference between the motion vector of the current block and the motion vector of the neighboring blocks as a candidate vector; Retrieving a matching block matched with the candidate vector in the current frame and the previous frame, respectively; Calculating a matching error by comparing the candidate vector with the retrieved matching block; Calculating the reliability of the candidate vector based on the calculated matching error; Any one of a bidirectional interpolation mode for interpolating an image corresponding to the current block using the previous frame and the current frame, and a unidirectional interpolation mode for interpolating the image using any one of the previous frame and the current frame. Selecting; Adjusting an interpolation ratio using the matching error calculated for the candidate vector and the forward, symmetrical, rearward, and symmetrical directions of the candidate vector; And interpolating an image corresponding to the current block by using the selected interpolation mode, the interpolation ratio, and the reliability.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 1은 본 실시예에 따른 움직임 에러를 보정하는 디스플레이장치의 제어블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치는 움직임추정부(10)와, 후보벡터선택부(20)와, 정합오류산출부(30)와, 신뢰도산출부(40)와, 보간비율조정부(50)와, 보간모드선택부(60)와, 보간부(70)를 포함한다.1 is a control block diagram of a display apparatus for correcting a motion error according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the display apparatus includes a motion estimation unit 10, a candidate vector selecting unit 20, a matching error calculating unit 30, a reliability calculating unit 40, and an interpolation ratio adjusting unit 50. ), An interpolation mode selection unit 60, and an interpolation unit 70.

본 실시예에 따른 움직임 추정부는 이전 프레임 및 현재 프레임을 비교하여 움직임 벡터를 추정한다. 이를 위해, 움직임추정부(10)는 현재 프레임을 소정 크기의 다수의 블록으로 분할한다. 그리고, 현재 프레임 중 움직임을 추정하고자 하는 블록(이하, "현재블록"이라 함)에 대한 움직임 벡터를 추정하여 이에 따른 움직임 예측 오차값(SAD)을 함께 출력한다. The motion estimation unit estimates a motion vector by comparing a previous frame and a current frame. To this end, the motion estimation unit 10 divides the current frame into a plurality of blocks of a predetermined size. A motion vector for a block (hereinafter, referred to as a "current block") for estimating motion in the current frame is estimated, and a motion prediction error value SAD is output together.

여기서, 움직임추정부(10)는 블록 매칭 알고리즘(Block Maching Algorism : BMA)을 통해 움직임의 보상을 위한 움직임 벡터를 추정한다. 블록 매칭 알고리즘은 두 프레임을 블록 단위로 비교하여 블록 당 하나의 움직임 벡터를 추정한다. Here, the motion estimation unit 10 estimates a motion vector for compensation of the motion through a block matching algorithm (BMA). The block matching algorithm compares two frames in units of blocks and estimates one motion vector per block.

보다 구체적으로는, 움직임추정부(10)는 각 블록에 대해 블록 매칭 알고리즘을 적용하여 다수의 움직임 예측 오차값(SAD)을 산출한다. 그리고, 움직임추정부(10)는 최소 움직임 예측 오차값(SAD)을 갖는 위치로부터 각 블록의 움직임 벡터를 추정한다. 여기서, 움직임 예측 오차값(SAD)은 SAD(Sum of Absolute Difference) 이외에도 MAD(Mean Absloute Difference) 등 다양한 방식에 의해 산출될 수 있다. 그리고, 움직임추정부(10)는 정확한 움직임벡터를 추정하기 위해 여러 번의 움직임 보정을 실시할 수 있다.More specifically, the motion estimation unit 10 calculates a plurality of motion prediction error values SAD by applying a block matching algorithm to each block. Then, the motion estimation unit 10 estimates the motion vector of each block from the position having the minimum motion prediction error value SAD. Here, the motion prediction error value SAD may be calculated by various methods such as Mean Absloute Difference (MAD) in addition to SAD (Sum of Absolute Difference). In addition, the motion estimation unit 10 may perform several motion corrections to estimate the correct motion vector.

후보벡터선택부(20)는 움직임추정부(10)로부터 추정된 현재블록의 움직임벡터와 현재블록의 주변블록들의 움직임벡터 중 후보벡터를 선택한다. 이때, 후보벡터선택부(20)는 현재블록을 현재블록보다 작은 서브블록으로 분할하고, 분할된 서브블록 각각의 주변블록들의 움직임벡터를 비교하여 후보벡터를 선택할 수 있다.The candidate vector selecting unit 20 selects a candidate vector from among motion vectors of the current block estimated from the motion estimation unit 10 and motion vectors of neighboring blocks of the current block. In this case, the candidate vector selecting unit 20 may select the candidate vector by dividing the current block into subblocks smaller than the current block and comparing motion vectors of neighboring blocks of each of the divided subblocks.

여기서, 후보벡터선택부(20)는 현재블록의 움직임벡터와 주변블록의 움직임벡터와의 벡터 거리의 합이 가장 큰 움직임벡터를 최적후보벡터로 선택한다. 이는, 움직임추정부(10)에서 추정된 움직임벡터가 잘 못 추정된 경우, 또는 전경과 배경의 움직임이 서로 상이하여 움직임벡터필드가 불연속이 되는 경우에는 현재블록의 움직임벡터를 신뢰할 수 없기 때문이다. Here, the candidate vector selecting unit 20 selects a motion vector having the largest sum of the vector distances between the motion vector of the current block and the motion vector of the neighboring block as the optimal candidate vector. This is because the motion vector of the current block is unreliable when the motion vector estimated by the motion estimation unit 10 is incorrectly estimated or when the motion vector field is discontinuous because the motions of the foreground and the background are different from each other. .

만약, 현재블록의 움직임벡터와 주변블록의 움직임벡터와의 벡터 거리의 합이 가장 작은 움직임벡터를 최적후보벡터로 선택하게 되면, 잘못된 움직임벡터와 유사한 벡터들만으로 후보벡터가 선정되게 될 수 있다. 따라서, 현재블록의 움직임 벡터와 벡터 차이가 가장 큰 후보벡터를 선택한다.If the motion vector having the smallest sum of the vector distances between the motion vector of the current block and the motion vector of the neighboring block is selected as the best candidate vector, candidate vectors may be selected using only vectors similar to the wrong motion vector. Therefore, the candidate vector having the largest vector difference from the motion vector of the current block is selected.

또한, 후보벡터선택부(20)에 의해 선택된 후보벡터는 후술할 정합오류산출부(30)와, 보간비율조정부(50)와, 보간모드선택부(60)에 각각 출력된다.The candidate vectors selected by the candidate vector selection unit 20 are output to the matching error calculation unit 30, the interpolation ratio adjustment unit 50, and the interpolation mode selection unit 60, which will be described later.

정합오류산출부(30)는 후보벡터선택부(20)로부터 선택된 후보벡터와 정합되는 블록(이하, '정합블록'이라 칭함)을 현재프레임과 이전프레임에서 탐색한다. 그리고, 후보벡터를 탐색된 현재프레임의 정합블록의 움직임벡터 및 이전프레임의 정합블록의 움직임벡터와 비교하여 정합오류(matching error)를 산출한다.The matching error calculator 30 searches for a block (hereinafter referred to as a matching block) that matches the candidate vector selected from the candidate vector selecting unit 20 in the current frame and the previous frame. Then, a matching error is calculated by comparing the candidate vector with the motion vector of the matched block of the current frame and the motion vector of the matched block of the previous frame.

정합오류는 다음의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.The matching error may be calculated by Equation 1 below.

<수학식 1><Equation 1>

Figure 112006073093406-PAT00001
Figure 112006073093406-PAT00001

(여기서, x는 정합블록의 움직임벡터이며, Vi는 후보벡터이며, a는 이전프레임과 중간프레임의 거리이며, n-1은 이전프레임이며, n은 현재프레임이다.)(Where x is the motion vector of the matching block, Vi is the candidate vector, a is the distance between the previous frame and the intermediate frame, n-1 is the previous frame, and n is the current frame.)

이때, 정합오류산출부(30)에 의해 산출된 정합오류는 후보벡터의 정확도가 높을수록 작아진다.At this time, the matching error calculated by the matching error calculator 30 is smaller as the accuracy of the candidate vector is higher.

신뢰도산출부(40)는 정합오류산출부(30)로부터 산출된 정합오류에 기초하여 후보벡터의 신뢰도를 산출한다. 후보벡터의 신뢰도는 다음의 <수학식 2>를 통해 산출될 수 있으며, 신뢰도는 정합오류와 반비례한다.The reliability calculation unit 40 calculates the reliability of the candidate vector based on the matching error calculated from the matching error calculation unit 30. The reliability of the candidate vector can be calculated through Equation 2 below, and the reliability is inversely proportional to the matching error.

<수학식 2><Equation 2>

Figure 112006073093406-PAT00002
Figure 112006073093406-PAT00002

(여기서, Ø는 후보벡터이며, f(Ø)는 후보벡터의 정합오류를 나타낸다.)(Where Ø is a candidate vector and f (Ø) represents a matching error of the candidate vector.)

보간모드선택부(60)는 영상을 보간 시, 이전프레임과 현재프레임 중 어느 것을 사용하여 생성할 것인지를 선택한다. 이른바, 보간모드선택부(60)는 이전프레임과 현재프레임을 모두 사용하는 양방향 보간모드와, 이전프레임 또는 현재프레임을 사용하는 단방향 보간모드 중 하나를 선택한다.The interpolation mode selection unit 60 selects which of the previous frame and the current frame to generate when interpolating the image. The so-called interpolation mode selection unit 60 selects one of the bidirectional interpolation mode using both the previous frame and the current frame, and the unidirectional interpolation mode using the previous frame or the current frame.

이때, 보간모드선택부(60)는 소정의 외부검출수단으로부터 입력된 정지영역플래그와 후보벡터에 기초하여 보간모드를 선택함으로써, 정지영역 주변에 위치하는 블록의 움직임 벡터들에 의해 발생하는 왜곡을 최소화한다. 여기서, 정지영역플래그는 로고, 자막 등 인위적인 처리를 위해 영상신호에 삽입되는 고정(static)영역이다.At this time, the interpolation mode selection unit 60 selects the interpolation mode based on the still region flag and the candidate vector inputted from a predetermined external detection means, thereby eliminating distortion generated by the motion vectors of the blocks located around the still region. Minimize. Here, the still area flag is a static area inserted into an image signal for artificial processing such as a logo or a caption.

예컨대, 이전프레임의 정합블록에 대응하는 영상신호는 배경영역에 포함되고, 현재프레임의 정합블록에 대응하는 영상신호는 정지영역에 포함된다고 하자. 이때, 후보벡터와 정합되는 이전프레임과 현재프레임의 정합블록을 모두 사용하는 양방향 보간모드를 선택하여 영상을 보간하면, 정지영역에 포함된 영상신호와 배경영역에 포함된 영상신호가 혼재되어 왜곡이 발생하게 된다. 따라서, 보간모드선택부(60)는 정합블록에 대응하는 영상신호가 배경영역인 프레임을 사용하는 단방향 보간모드를 선택하는 것이 바람직하다. For example, it is assumed that a video signal corresponding to a matching block of a previous frame is included in a background area, and a video signal corresponding to a matching block of a current frame is included in a still area. In this case, when interpolating an image by selecting a bidirectional interpolation mode using both the matching frame of the previous frame and the current frame that matches the candidate vector, the image signal included in the still region and the image signal included in the background region are mixed with each other and distortion is generated. Will occur. Therefore, it is preferable that the interpolation mode selector 60 selects a unidirectional interpolation mode using a frame in which the video signal corresponding to the matching block is the background region.

보간비율조정부(50)는 후보벡터를 후보벡터의 전방향(forward), 대칭방향(symmetric), 후방향(backward)으로 각각 소정의 화소개수만큼 이동한 블록들과의 정합오류를 산출한다. 그리고, 산출된 정합오류에 따라 영상을 보간하기 위한 보간비율을 산출한다. 이를 통해, 움직임 추정기에서의 움직임 추정이 잘못되는 경우, 혹은 전경과 배경이 서로 상이하여 움직임벡터가 불연속이 되는 경우에 covered 영역에서 발생하는 왜곡을 최소화한다.The interpolation ratio adjustment unit 50 calculates a matching error with blocks having moved the candidate vector by a predetermined number of pixels in the forward, symmetric, and backward directions of the candidate vector. The interpolation ratio for interpolating the image is calculated according to the calculated matching error. This minimizes distortion occurring in the covered area when the motion estimation in the motion estimator is wrong or when the motion vector becomes discontinuous because the foreground and the background are different from each other.

일반적으로, 현재프레임을 기준으로 하여 블록매칭을 수행하는 움직임추정기법(Backward-Motion Estimation)에서는 이전프레임에서 현재프레임으로 갈수록 배경이 사라지는 covered 영역의 움직임 추정이 유리하며, 이전프레임을 이용하여 중간프레임을 생성한다. In general, in the backward-motion estimation method that performs block matching on the basis of the current frame, it is advantageous to estimate the motion of the covered area where the background disappears from the previous frame to the current frame. Create

반대로, 이전프레임을 기준으로 하여 블록매칭을 수행하는 움직임추정기법(Forward-Motion Estimation)에서는 이전프레임에서 현재프레임으로 갈수록 전경이 사라지는 uncovered 영역의 움직임 추정이 유리하며, 현재프레임을 이용하여 중간프레임을 생성한다.On the contrary, in the Forward-Motion Estimation, which performs block matching on the basis of the previous frame, it is advantageous to estimate the motion of the uncovered area where the foreground disappears from the previous frame to the current frame. Create

따라서, 본 발명에 따른 보간비율조정부(50)는 후보벡터의 전방향, 대칭방향, 후방향, 대칭방향에 따른 정합오류를 이용하여 보간비율을 조정한다. Therefore, the interpolation ratio adjustment unit 50 according to the present invention adjusts the interpolation ratio by using matching errors along the forward, symmetrical, rearward, and symmetrical directions of the candidate vectors.

여기서, 대칭방향에 따른 정합오류는 보간된 영상이 위치하는 시점에서 후보벡터에 의해 소정 화소개수만큼 이동하여 정합되는 움직임벡터와의 차이의 합이 된다. 그리고, 후방향과 정방향에 따른 정합오류는 이전프레임과 현재프레임 중 보간 된 영상이 근접한 시점에서 정합되는 움직임벡터와의 차이의 합이 된다.Here, the matching error along the symmetry direction is the sum of the differences with the motion vectors matched by moving the predetermined number of pixels by the candidate vector at the time when the interpolated image is located. The matching error along the backward direction and the forward direction is the sum of the differences between the motion vectors matched when the interpolated image between the previous frame and the current frame is close.

이때, 후방향과 전방향의 시점은 각각 1과 0에 근접한 값이 되며, covered 영역과 같이 현재프레임에서 배경이 사라지는 영역에서는 후방향 정합오류(backward matching error)값이 상대적으로 적고, uncovered 영역과 같이 이전 프레임에서 전경이 사라지는 영역에서는 정방향 정합오류(forward matching error) 값이 상대적으로 적게 된다.At this time, the backward direction and the forward direction are close to 1 and 0, respectively, and the backward matching error value is relatively small in the area where the background disappears from the current frame such as the covered area, and the uncovered area and Likewise, in the region where the foreground disappears from the previous frame, the forward matching error value is relatively small.

따라서, 보간비율조정부(50)는 정방향 정합오류 값이 적은 영역에서는 중간프레임을 생성 시, 현재프레임의 가중치가 커지도록 보간비율을 조정하고, 후방향 정합오류 값이 적은 영역에서는 이전프레임의 가중치가 커지도록 보간비율을 조정한다.Therefore, the interpolation ratio adjusting unit 50 adjusts the interpolation ratio to increase the weight of the current frame when generating the intermediate frame in the region where the forward matching error value is small, and the weight of the previous frame in the region where the backward matching error value is small. Adjust the interpolation rate to increase.

보간비율을 조정하기 위한 가중치는 다음의 <수학식 3>에 의해 산출될 수 있다.The weight for adjusting the interpolation ratio may be calculated by Equation 3 below.

<수학식 3><Equation 3>

Figure 112006073093406-PAT00003
Figure 112006073093406-PAT00003

(여기서, α,β,γ는 각각 전방향, 후방향, 대칭방향이고, f(Ø)는 후보벡터의 정합오류를 나타낸다.)(Where α, β, and γ are forward, backward, and symmetric directions, respectively, and f (Ø) represents a mismatch of candidate vectors.)

그리고, 보간비율조정부(50)는 <수학식 3>에 의해 산출된 가중치를 정방향, 대칭방향, 후방향의 분할시점에 각각 가중하여 보간비율을 조정한다. 보간비율은 다음의 <수학식 4>와 같이 산출된다.The interpolation ratio adjustment unit 50 adjusts the interpolation ratio by weighting the weights calculated by Equation 3 at the forward, symmetrical, and rearward split points, respectively. The interpolation ratio is calculated as in Equation 4 below.

<수학식 4><Equation 4>

Figure 112006073093406-PAT00004
Figure 112006073093406-PAT00004

예컨대, covered 영역인 경우, 후방향 정합오류가 상대적으로 적으므로 후방향에 대한 가중치가 커지고, 나머지 방향에 대한 가중치는 작아진다. 따라서, 이전프레임의 보간비율이 커져 영상을 보간 시 발생하는 움직임 에러를 절감할 수 있다.For example, in the case of the covered area, since the backward matching error is relatively small, the weight for the rear direction is increased and the weight for the remaining directions is small. Therefore, the interpolation rate of the previous frame is increased to reduce the motion error generated when interpolating the image.

보간부(70)는 신뢰도산출부(40)에 의해 산출된 신뢰도와, 보간모드선택부(60)에 의해 선택된 보간모드와, 보간비율조정부(50)에 의해 조정된 보간비율에 기초하여 중간프레임을 생성하여 소정의 표시부에 출력한다.The interpolation unit 70 is an intermediate frame based on the reliability calculated by the reliability calculation unit 40, the interpolation mode selected by the interpolation mode selecting unit 60, and the interpolation ratio adjusted by the interpolation ratio adjusting unit 50. Is generated and output to the predetermined display unit.

이를 통해, 추정된 움직임 벡터에 기초하여 중간프레임을 생성 시, 발생하는 움직임 에러를 줄일 수 있다.Through this, it is possible to reduce the motion error generated when generating the intermediate frame based on the estimated motion vector.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 도 2의 흐름도를 이용하여 설명한다.The control method of the display apparatus according to the embodiment of the present invention described above will be described using the flowchart of FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 현재블록의 움직임벡터를 추정한다(S1). 전술한 바와 같이, 현재블록의 움직임벡터는 현재프레임을 소정 크기의 다수의 블록으로 분할하고, 다수의 블록 중 현재블록과 이전프레임에 설정된 소정의 탐색영역을 비교하여 가장 유사한 블록을 비교하여 추정할 수 있다.As shown in FIG. 2, the motion vector of the current block is estimated (S1). As described above, the motion vector of the current block is estimated by dividing the current frame into a plurality of blocks of a predetermined size, comparing the most similar block by comparing the current search block and a predetermined search area set in the previous frame. Can be.

그리고, 현재블록의 움직임벡터와 주변블록들의 움직임벡터의 차이가 소정 범위 이상인 주변블록의 움직임벡터를 후보벡터로 선택한다(S3). 여기서, 움직임벡터의 차이가 가장 큰 움직임벡터가 최적의 후보벡터가 된다. The motion vector of the neighboring block whose difference between the motion vector of the current block and the neighboring blocks is greater than or equal to a predetermined range is selected as a candidate vector (S3). Here, the motion vector having the largest difference in the motion vectors becomes an optimal candidate vector.

그리고, 후보벡터와 정합되는 정합블록을 현재프레임과 이전프레임에서 각각 검색하고(S5), 검색된 현재프레임의 정합블록과 이전프레임의 정합블록을 후보벡터와 각각 비교하여 정합오류를 산출한다(S7).The matching blocks matched with the candidate vectors are searched in the current frame and the previous frame, respectively (S5), and the matching blocks of the searched current frame and the matching blocks in the previous frame are compared with the candidate vectors, respectively, to calculate a matching error (S7). .

그리고, 산출된 정합오류에 기초하여, 후보벡터의 신뢰도를 산출한다(S9).The reliability of the candidate vector is calculated based on the calculated matching error (S9).

그리고, 이전프레임과 현재프레임 중 영상을 보간하기 위한 보간모드를 선택한다(S11). 즉, 이전프레임 및 현재프레임을 사용하여 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 양방향 보간모드와, 이전프레임과 현재프레임 중 어느 하나를 사용하여 영상을 보간하는 단방향 보간모드 중 하나를 선택한다.Then, the interpolation mode for interpolating the image among the previous frame and the current frame is selected (S11). That is, one of the two-way interpolation mode for interpolating the image corresponding to the current block using the previous frame and the current frame, and the one-way interpolation mode for interpolating the image using any one of the previous frame and the current frame are selected.

그리고, 후보벡터와 상기 후보벡터의 전방향, 대칭방향, 후방향, 대칭방향에 대해 산출한 정합오류를 이용하여 보간비율을 조정한다(S13).The interpolation ratio is then adjusted using the matching error calculated for the forward, symmetrical, backward and symmetrical directions of the candidate vector and the candidate vector (S13).

그리고, 선택된 보간모드, 보간비율, 신뢰도를 이용하여 현재블록에 대응하는 영상을 보간한다(S15).The image corresponding to the current block is interpolated using the selected interpolation mode, interpolation ratio, and reliability (S15).

이를 통해, 추정된 움직임벡터에 기초하여 영상 보간 시, 움직임 에러를 절감시킬 수 있다. 또한, 전경과 배경의 움직임이 상이하거나, 움직임벡터의 추정이 잘 못 되는 경우에 발생하는 움직임 에러를 최소화시킬 수 있다.Through this, a motion error may be reduced when interpolating an image based on the estimated motion vector. In addition, it is possible to minimize the motion error that occurs when the motion of the foreground and the background is different or the motion vector is incorrectly estimated.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Although some embodiments of the invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made to the embodiment without departing from the spirit or spirit of the invention. . It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 추정된 움직임벡터에 기초하여 영상 보간 시, 움직임 에러를 절감시킬 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다. 또한, 전경과 배경의 움직임이 상이하거나, 움직임벡터의 추정이 잘 못 되는 경우에 발생하는 움직임 에러를 최소화시킬 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a display apparatus and a control method thereof capable of reducing a motion error during image interpolation based on the estimated motion vector. In addition, there is provided a display apparatus and a method of controlling the same, which can minimize a motion error that occurs when the foreground and background motions are different or when the motion vector is incorrectly estimated.

Claims (5)

디스플레이장치에 있어서,In the display device, 현재프레임을 소정 크기의 다수의 블록으로 분할하고, 상기 다수의 블록 중 현재블록과 이전 프레임에 설정된 소정의 탐색영역을 비교하여 상기 현재블록의 움직임벡터를 추정하는 움직임추정부와;A motion estimation unit for dividing a current frame into a plurality of blocks of a predetermined size and estimating a motion vector of the current block by comparing a current search block and a predetermined search region set in a previous frame among the plurality of blocks; 상기 현재블록의 움직임벡터와 주변블록들의 움직임벡터의 차이가 소정 범위 이상인 상기 주변블록의 움직임벡터를 후보벡터로 선택하는 후보벡터선택부와;A candidate vector selecting unit selecting a motion vector of the neighboring block having a difference between the motion vector of the current block and the neighboring blocks more than a predetermined range as a candidate vector; 상기 후보벡터와 정합되는 정합블록을 상기 현재프레임과 상기 이전프레임에서 각각 검색하고, 상기 후보벡터와 상기 검색된 정합블록과 비교하여 정합오류를 산출하는 정합오류산출부와;A matching error calculator for searching for a matching block matched with the candidate vector in the current frame and the previous frame, and comparing the candidate vector with the searched matching block to calculate a matching error; 상기 정합오류산출부로부터 산출된 정합오류에 기초하여 상기 후보벡터의 신뢰도를 산출하는 신뢰도산출부와;A reliability calculator for calculating the reliability of the candidate vector based on the match error calculated from the match error calculator; 상기 이전프레임 및 상기 현재프레임을 사용하는 상기 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 양방향 보간모드와, 상기 이전프레임과 상기 현재프레임 중 어느 하나를 사용하여 상기 영상을 보간하는 단방향 보간모드 중 어느 하나를 선택하는 보간모드선택부와;Any one of a bidirectional interpolation mode for interpolating an image corresponding to the current frame using the previous frame and the current frame, and a unidirectional interpolation mode for interpolating the image using any one of the previous frame and the current frame. An interpolation mode selection unit for selecting; 상기 후보벡터의 전방향, 대칭방향, 후방향, 대칭방향에 대해 산출한 정합오류를 이용하여 보간비율을 조정하는 보간비율조정부와;An interpolation ratio adjustment unit that adjusts an interpolation ratio by using matching errors calculated for the forward, symmetrical, rearward, and symmetrical directions of the candidate vector; 상기 선택된 보간모드와 상기 보간비율과 상기 신뢰도를 이용하여 상기 현재 블록에 대응하는 영상을 보간하는 보간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.And an interpolator configured to interpolate an image corresponding to the current block by using the selected interpolation mode, the interpolation ratio, and the reliability. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 후보벡터선택부는 상기 현재블록의 움직임벡터와 주변블록들의 움직임벡터의 벡터거리가 가장 큰 움직임벡터를 최적후보벡터로 선택하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.And the candidate vector selecting unit selects a motion vector having the largest vector distance between the motion vector of the current block and the motion vector of neighboring blocks as an optimal candidate vector. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보간모드선택부는 소정의 외부검출수단으로부터 검출된 영상신호의 정지영역플래그와 상기 후보벡터에 기초하여 상기 보간모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. And the interpolation mode selection unit selects the interpolation mode based on the still region flag of the video signal detected by a predetermined external detection means and the candidate vector. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 후보벡터의 신뢰도는,The reliability of the candidate vector is 상기 정합오류산출부로부터 산출된 정합오류와 반비례하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.And an inverse proportion to a matching error calculated from the matching error calculating unit. 디스플레이장치의 제어방법에 있어서,In the control method of the display device, 현재프레임을 소정 크기의 다수의 블록으로 분할하고, 상기 다수의 블록 중 현재블록과 이전 프레임에 설정된 소정의 탐색영역을 비교하여 상기 현재블록의 움직임벡터를 추정하는 단계와;Dividing a current frame into a plurality of blocks having a predetermined size, and estimating a motion vector of the current block by comparing a current search block set in a previous frame with a current block; 상기 현재블록의 움직임벡터와 주변블록들의 움직임벡터의 차이가 소정 범위 이상인 상기 주변블록의 움직임벡터를 후보벡터로 선택하는 단계와;Selecting a motion vector of the neighboring block having a difference between the motion vector of the current block and the motion vector of the neighboring blocks as a candidate vector; 상기 후보벡터와 정합되는 정합블록을 상기 현재프레임과 상기 이전프레임에서 각각 검색하는 단계와;Retrieving a matching block matched with the candidate vector in the current frame and the previous frame, respectively; 상기 후보벡터와 상기 검색된 정합블록과 비교하여 정합오류를 산출하는 단계와;Calculating a matching error by comparing the candidate vector with the retrieved matching block; 상기 산출된 정합오류에 기초하여 상기 후보벡터의 신뢰도를 산출하는 단계와;Calculating the reliability of the candidate vector based on the calculated matching error; 상기 이전프레임 및 상기 현재프레임을 사용하여 상기 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 양방향 보간모드와, 상기 이전프레임과 상기 현재프레임 중 어느 하나를 사용하여 상기 영상을 보간하는 단방향 보간모드 중 어느 하나를 선택하는 단계와;Any one of a bidirectional interpolation mode for interpolating an image corresponding to the current block using the previous frame and the current frame, and a unidirectional interpolation mode for interpolating the image using any one of the previous frame and the current frame. Selecting; 상기 후보벡터와 상기 후보벡터의 전방향, 대칭방향, 후방향, 대칭방향에 대해 산출한 정합오류를 이용하여 보간비율을 조정하는 단계와;Adjusting an interpolation ratio using the matching error calculated for the candidate vector and the forward, symmetrical, rearward, and symmetrical directions of the candidate vector; 상기 선택된 보간모드와 상기 보간비율과 상기 신뢰도를 이용하여 상기 현재블록에 대응하는 영상을 보간하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.And interpolating an image corresponding to the current block by using the selected interpolation mode, the interpolation ratio, and the reliability.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8693545B2 (en) 2010-02-23 2014-04-08 Samsung Display Co., Ltd. Display device and image processing method thereof
KR101589725B1 (en) * 2014-07-30 2016-01-28 엘아이지넥스원 주식회사 Method for inter-frame image interpolation in video recorded on moving object
CN111754429A (en) * 2020-06-16 2020-10-09 Oppo广东移动通信有限公司 Motion vector post-processing method and device, electronic device and storage medium

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708091B1 (en) * 2000-06-13 2007-04-16 삼성전자주식회사 Frame rate converter using bidirectional motion vector and method thereof
KR100441509B1 (en) * 2002-02-25 2004-07-23 삼성전자주식회사 Apparatus and method for transformation of scanning format
KR100926440B1 (en) * 2002-06-26 2009-11-13 이문기 Block matching motion estimation apparatus for picture coding

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8693545B2 (en) 2010-02-23 2014-04-08 Samsung Display Co., Ltd. Display device and image processing method thereof
KR101589725B1 (en) * 2014-07-30 2016-01-28 엘아이지넥스원 주식회사 Method for inter-frame image interpolation in video recorded on moving object
CN111754429A (en) * 2020-06-16 2020-10-09 Oppo广东移动通信有限公司 Motion vector post-processing method and device, electronic device and storage medium
CN111754429B (en) * 2020-06-16 2024-06-11 Oppo广东移动通信有限公司 Motion vector post-processing method and device, electronic equipment and storage medium

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