KR20100063655A - 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출을 위한 방법 - Google Patents

필름 모드 또는 카메라 모드의 검출을 위한 방법 Download PDF

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톰슨 라이센싱
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Abstract

본 발명은 비디오 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출을 위한 방법에 관한 것이다. 이 검출은 비디오 시퀀스의 프레임들의 비디오 레벨들의 히스토그램을 사용하여 실행된다. 차이 히스토그램들이 계산된 다음 서로 비교되어, 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대한 차이 파라미터들을 발생시킨다. 그런 다음 이들 차이 파라미터들에 의해 형성된 패턴이 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드를 이끌어내기 위해 미리 결정된 패턴들과 비교된다. 이러한 방법의 장점은 그것의 구현을 위해 단지 작은 메모리 자원만을 요구하고 따라서 FPGA 회로에 끼워 넣어질 수 있다는 점이다.

Description

필름 모드 또는 카메라 모드의 검출을 위한 방법{METHOD FOR DETECTION OF FILM MODE OR CAMERA MODE}
본 발명은 비디오 신호들의 처리에 관한 것으로, 더 구체적으로는 비디오 프레임들의 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법에 관한 것이다.
필름 모드의 검출은 그것들의 디스플레이 품질을 향상시킬 목적으로 수신된 이미지들에 적용할 프로세스들을 결정하기 위해 현재의 텔레비전들에 일반적으로 사용된다. 이들 프로세스에서는, 디스플레이된 프레임들의 주파수가 60㎐ 미만일 때 텔레비전 스크린에 나타나는 깜박임(flicker) 효과를 억제하기 위해 더 높은 주파수를 가지는 프레임 시퀀스로 수신된 프레임 시퀀스를 변환하는 것이 명료하게 알려져 있다. 이를 행하기 위해, 50㎐에서의 입력 주파수의 경우, 관련 분야에 프레임 주파수를 2배로 하여 그것을 100㎐에서 행하는 것이 알려져 있다. 이 주파수 변화는, 예컨대 도 1에 도시된 것과 같이, 입력 시퀀스의 프레임들을 복사하는 것으로 이루어진다. 이 예에서, ABC로 표시된 변환될 시퀀스는 3개의 프레임을 포함 한다. 제 1 프레임은 이미지 A를 나타내고, 제 2 프레임은 이미지 B를 나타내며, 제 3 프레임은 이미지 C를 나타낸다. 이러한 복사 동작은 이러한 3개의 프레임의 시퀀스를 2배의 주파수를 가지는 AABBCC의 6개의 프레임들의 시퀀스로 변환하는 것으로 이루어진다. 변환된 시퀀스의 처음 2개의 프레임은 동일하고 이미지 A를 나타낸다. 동일한 방식으로, 2개의 그 다음 프레임은 이미지 B를 나타내고, 2개의 마지막 프레임은 이미지 C를 나타낸다. 이러한 복사 동작은 새로운 시퀀스를 디스플레이하는 동안 깜박임 효과를 억제하지만, 디스플레이된 이미지가 움직임을 포함할 때에는 저더(judder) 효과를 생성한다.
이러한 저더 효과를 없애기 위해, 종래 기술에서는 도 2에 도시된 것과 같은 추가된 프레임들의 움직임을 보상하는 것이 알려져 있다. 도 2에 예시된 예에서, 입력 시퀀스에서 이미지 A를 나타내는 프레임이, 출력 시퀀스에서 이미지 A를 나타내는 프레임으로 변환되고, 움직임 보상된 이미지 A'를 나타내는 프레임으로 변환된다. 이미지 A'을 발생시키기 위해, 이미지 A와 그 다음 이미지인 이미지 B 사이의 움직임이 추정되고, 이들 2개의 이미지 사이의 추정된 움직임에 기초하여 중간 이미지 A'이 생성된다. 동일한 방식으로, 이미지 B를 나타내는 프레임이 출력 시퀀스에서 이미지 B를 나타내는 프레임과 움직임 보상된 이미지 B'을 나타내는 프레임으로 변환되고, 이미지 C를 나타내는 프레임이 출력 시퀀스에서 이미지 C를 나타내는 프레임과 움직임 보상된 이미지 C'을 나타내는 프레임으로 변환된다. 움직임 보상과 함께 주파수에 있어서의 이러한 증가는, 시퀀스에서의 움직임의 유동성을 보존하면서 깜박임 효과를 억제할 수 있게 한다.
하지만 이러한 타입의 처리(움직임 보상이 있거나 없는 주파수의 증가)는, 시퀀스가 필름 포맷(초당 24개 또는 25개의 이미지)에 있거나 카메라 포맷(초당 50개 또는 60개의 이미지)에 있을 때와 같이 복사된 프레임을 포함하지 않을 때에만 유효하다.
특히, 이러한 처리는 텔레비전에 디스플레이할 목적으로(초당 50개의 이미지 또는 60개의 이미지), 본래의 필름 포맷(초당 24개의 이미지나 초당 25개의 이미지)의 입력 시퀀스가 2:2 풀-다운(full-down) 변환 타입 또는 3:2 풀-다운 변환 타입의 포맷 변환에 의해 텔레비전 영화(telecine) 스트림으로 변환되었을 때에는 적용 가능하지 않다. 2:2 풀-다운 변환은 초당 25개의 이미지(필름 포맷)로부터 초당 50개의 이미지(PAL/SECAM 포맷)를 전달하도록 사용된다. 이러한 변환은 각각의 입력 프레임을 복사하는 것으로 이루어진다. 3:2 풀-다운 변환은 초당 24개의 이미지(필름 포맷)로부터 초당 60개의 이미지(NTSC 포맷)를 전달하도록 사용된다. 그런 다음 연속적인 입력 프레임들의 각 쌍은 5개의 출력 프레임으로 변환되고, 3개의 제 1 출력 프레임은 그 쌍의 제 1 입력 프레임과 동일하며, 2개의 나머지 출력 프레임은 그 쌍의 제 2 입력 프레임과 동일하다. 나머지 설명부에서는, 본래 필름 모드에 있었고 스크린에 디스플레이할 목적으로 변환되었으며 현재는 복사된 프레임을 포함하는 이러한 타입의 비디오 프레임들 시퀀스를 지정하기 위해 필름 모드에 있는 비디오 프레임들 시퀀스에 대한 참조가 이루어지고, 비디오 모드나 카메라 모드에 있는 비디오 프레임들 시퀀스는 복사된 프레임을 포함하지 않는 카메라 포맷에 있는 비디오 프레임들의 시퀀스를 지정한다.
전술한 내용들에 관해서는, 필름 모드에서의 시퀀스에 대해(복사된 프레임을 포함하는), 필름 모드에 있는 시퀀스의 프레임들이 간단히 2배로 늘어날 때 움직임 보상 없이 깜박임을 줄이기 위해 적용된 처리가 매우 많은 양의 저더를 생성하는 것이 쉽게 이해되는데, 이는 이미 복사된 프레임들의 복제물이 존재하기 때문이다. 이러한 저더 문제는 또한 추가된 프레임들이 움직임 보상될 때 존재하는데, 이는 그들 중 일부에 대해 하나가 나머지 다른 하나의 복제물인 2개의 동일한 프레임 사이에서 움직임 추정이 실행되기 때문이다. 그런 다음 움직임 보상은 0이고, 움직임 보상을 쓸모없게 된다.
그러므로, 예컨대 깜박임 효과를 감소시키기 위해 전술한 바와 같은 임의의 처리를 적용하기 전에 처리될 프레임들의 시퀀스에서 필름 모드 또는 카메라 모드를 검출하는 것이 중요하다. 또한 시퀀스의 필름 모드의 타입(필름 모드 2:2 또는 필름 모드 3:2)을 결정하고, 그 시퀀스에서 필름 포맷에서의 본래의 시퀀스의 프레임들(초당 24개의 이미지 또는 25개의 이미지)에 대응하는 프레임들을 식별하는 것이 관심사가 될 수 있으며, 이러한 프레임들 사이에서 움직임 추정과 움직임 보상이 실행 가능하게 실행될 수 있다.
필름 모드의 검출을 위한 방법들은 종래 기술에 알려져 있다. 이들 방법 모두는 움직임 추정 또는 DFD(Displaced Frame Difference)에 기초하고 적어도 하나의 비디오 프레임의 완전한 저장을 요구한다. 필름 모드의 검출이 FPGA(Field Progrannabke Gate Array) 유형의 프로그래밍 가능한 회로에 의해 실행될 때에는, 상기 비디오 프레임을 저장하기 위해 FPGA 회로에 외부 메모리를 추가하는 것이 필 수적이다.
본 발명의 목적은 적은 양의 저장될 데이터를 요구하는 비디오 프레임들의 시퀀스의 필름 모드를 검출하는 방법을 제안하는 것으로, 그런 다음 데이터는 FPGA 회로의 내부 메모리에 저장될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은 적어도 3개의 연속적인 비디오 프레임을 포함하는 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법에 관한 것으로서, 이러한 검출 방법은
- 각각의 비디오 프레임에 대한 비디오 레벨들의 히스토그램을 결정하는 단계,
- 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해, 상기 비디오 프레임의 히스토그램과 다음 비디오 프레임의 히스토그램 사이의, 히스토그램 차이 값이라고 부르는 히스토그램 차이를 나타내는 값을 계산하는 단계,
- 시퀀스의 비디오 프레임들 각각의 히스토그램 차이 값과 적어도 하나의 비교 값을 비교하여, 상기 비디오 프레임들 각각에 대해, 다음 비디오 프레임에 관해 상기 비디오 프레임의 특성과 상이하거나 같지 않은 특성을 나타내는 차이 값의 파라미터를 발생시키는 단계, 및
- 시퀀스의 비디오 프레임들의 차이 파라미터들의 값들에 의해 형성된 패턴 과, 복수의 미리 결정된 패턴을 비교하여, 비디오 프레임들의 상기 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드를 식별하는 모드 정보를 발생시키는 단계를
포함하는 것을 특징으로 한다.
이 방법은 본질적으로 각각의 비디오 프레임의 히스토그램 차이의 계산 단계를 위한 2개의 히스토그램의 저장을 요구한다. 각 히스토그램의 크기는 1 킬로바이트 정도의 크기이고, 따라서 2개의 히스토그램은 FPGA 타입의 프로그래밍 가능한 회로에서 국부적으로 저장될 수 있다.
유리하게, 상기 모드 정보는 또한 필름 모드 2:2(처음에는 필름 포맷에 있고, 2:2 풀-다운 변환에 의해 변환된 시퀀스) 또는 필름 모드 3:2(처음에는 필름 포맷에 있고, 3:2 풀-다운 변환에 의해 변환된 시퀀스)와 같은 필름 모드 타입의 시퀀스를 식별한다.
유리하게, 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대한 모드 정보가 발생되고, 상기 모드 정보는 또한 고려된 비디오 프레임이 복사된 비디오 프레임인지 여부를 식별한다.
특별한 일 실시예에 따르면, 현재의 비디오 프레임에 대해, 상기 적어도 하나의 비교 값은
- 이전 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값,
- 다음 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값, 및
- 미리 결정된 임계값을
포함하는 그룹에 속한다.
특별한 일 실시예에 따르면, 현재 비디오 프레임에 대한 히스토그램 차이 값은 다음과 같이 결정된다.
- 각각의 비디오 레벨에 대해, 현재 비디오 프레임에서의 상기 비디오 레벨의 발생 값과, 다음 비디오 프레임에서의 상기 비디오 레벨의 발생 값이 차이를 계산하여, 상기 비디오 레벨들 각각에 대한 발생 차이를 발생하도록 하고,
- 모든 비디오 레벨의 발생 차이의 절대값을 더하여 현재 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이값을 발생시킨다.
일 변형예에 따르면, 현재 비디오 프레임에 대한 히스토그램 차이 값은 다음과 같이 결정된다.
- 0과 N 사이에 포함되는 각각의 비디오 레벨(i)과 -n과 n 사이에 포함되는 각각의 오프셋 값(j)에 대해, 현재 비디오 프레임에서의 비디오 레벨(i)의 발생 값과 다음 비디오 프레임에서의 비디오 프레임 레벨(i+j)의 발생 값 사이의 차이를 계산하여, 각각의 비디오 레벨(i)에 대한 최대 2n+1번의 발생을 발생시킨다.
- 각각의 비디오 레벨(i)에 대해, 상기 2n+1번의 발생 차이 중에서 최소 발생이라고 부르는 절대값 발생 차이에 있어서의 가장 낮은 것을 선택한다.
- 모든 비디오 레벨의 최소 발생 차이를 더하여, 현재 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이 값을 발생시킨다.
이러한 실시 변형예는 그 다음 비디오 프레임의 비디오 레벨 오프셋에 관한 현재 비디오 프레임의 가능한 비디오 레벨 오프셋의 극복을 가능하게 하고, 그 역도 성립한다.
차이 파라미터들을 발생시키도록 의도된 비교 단계는 또한 상이한 방식으로 실현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 히스토그램 차이 값이 비디오 프레임들에 포함된 픽셀들의 개수와 상기 비디오 프레임들을 할당하는 미리 결정된 최대 잡음의 함수인 0이 아닌 미리 결정된 임계값과 비교되고, 고려된 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값이 상기 임계값보다 크다면 고려된 비디오 프레임의 유사성(resemblance) 파라미터에 예컨대 제 1 값("1")이 할당되고, 그렇지 않다면 고려된 비디오 프레임의 유사성 파라미터에, 제 2 값("0")이 할당된다. 차이의 제 1 값은 고려된 비디오 프레임이 그 다음 비디오 프레임과 상이하다는 것을 나타내고, 유사성 파라미터의 제 2 값은 고려된 비디오 프레임이 그 다음 비디오 프레임과 현저하게 동일하다는 것을 나타낸다. 이 실시예에서, 유사성 파라미터의 결정은 미리 결정된 최대 잡음에 매우 의존적인 임계값에 매우 의존적이다.
현재 비디오 프레임의 차이 파라미터를 결정하기 위해 임계값을 포함하지 않는 일 실시예에 따르면, 상기 현재 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값은 이전의 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값 및 그 다음 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값과 비교된 다음, 상기 현재 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이 값이, 동시에 상기 다음 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이 값과 상기 이전 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이 값보다 크다면 제 1 값, 예컨대 값 "1"이 현재 비디오 프레임의 차이 파라미터에 할당되고, 만약 그렇지 않다면, 제 2 값, 예컨대 값 "0"이 현재 비디오 프레임의 차이 파라미터에 할당된다. 이전 실시예에서처럼, 유사성 파 라미터 값은 고려된 비디오 프레임이 그 다음 비디오 프레임과 상이하다는 것을 나타내고, 제 2 유사성 파라미터 값은 고려된 비디오 프레임이 그 다음 비디오 프레임과 현저하게 동일하다는 것을 나타낸다.
유리하게, 본 발명의 방법은 또한 비디오 레벨 히스토그램들의 결정 단계 전에, 그것들의 비디오 콘텐츠를 매끄럽게 하고, 따라서 검출시 비디오 프레임들에서의 잡음 콘텐츠의 영향을 감소시키기 위해, 시퀀스의 비디오 프레임들의 공간 필터링 단계를 포함한다.
유리하게, 본 발명의 방법은 또한 차이 파라미터들에 의해 미리 결정된 패턴들과 형성된 패턴을 비교하는 단계 전에, 상기 차이 파라미터들 시퀀스의 시간 필터링 단계를 포함한다.
특별한 일 실시예에 따르면, 상기 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해 모드 정보가 발생되고, 상기 모드 정보는 또한 상기 비디오 프레임이 소스 비디오 프레임인지 여부를 표시하는 비트를 포함한다.
마지막으로, 본 발명의 또 다른 목적은 전술한 방법을 구현하기 위한 디바이스이다. 더 구체적으로, 본 발명은 또한 적어도 3개의 연속적인 비디오 프레임을 포함하는 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드를 검출하기 위한 디바이스에 관한 것으로,
- 각각의 비디오 프레임에 대한 비디오 레벨들의 히스토그램을 결정하기 위한 제 1 계산 회로,
- 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해, 상기 비디오 프레임과 다음 비디 오 프레임의 히스토그램 사이의, 히스토그램 차이라고 부르는 히스토그램 차이를 나타내는 값을 계산하기 위한 제 2 계산 회로,
- 시퀀스의 비디오 프레임들 각각의 히스토그램 차이 값과 적어도 하나의 비교 값을 비교하여, 상기 비디오 프레임들 각각에 대해, 다음 비디오 프레임에 관해 상기 비디오 프레임의 특성과 상이하거나 같지 않은 특성을 나타내는 차이 값의 파라미터를 발생시키기 위한 제 1 비교 회로,
- 시퀀스의 비디오 프레임들의 차이 파라미터들의 값에 의해 형성된 패턴과 복수의 미리 결정된 패턴을 비교하여, 비디오 프레임들의 상기 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드를 식별하는 모드 정보(MODE)를 발생시키기 위한 제 2 비교 회로, 및
- 상기 제 1 계산 회로 및 제 2 계산 회로와, 상기 제 1 비교 회로 및 제 2 비교 회로를 제어하기 위한 제어 유닛을
포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 부가된 도면들을 참조하는, 본 발명의 2가지 현재 바람직한 특별한 실시예의 후속하는 상세한 설명을 위한 서술 동안 더 잘 이해되고, 다른 목적, 세부 사항, 특징 및 장점이 더 명확하게 드러나게 된다.
본 발명 덕분에, 비디오 신호들의 처리, 더 구체적으로는 적은 양의 저장될 데이터를 요구하는 비디오 프레임들의 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드를 검 출하여 텔레비전 스크린에 나타나는 깜박임(flicker) 효과를 억제는 것이 가능하게 된다.
본 설명의 다음 부분에서는, 이미지 또는 이미지의 부분{예컨대, 비월(interlaced) 스캐닝의 경우 절반의 이미지(half-image)}에 대응하는 프레임을 지정하기 위해 비디오 프레임이라는 용어가 사용된다. 이러한 비디오 프레임은 필름 모드에 있는 시퀀스 또는 비디오 모드에 있는 시퀀스에 차별 없이 속할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 필름 모드에 있는 비디오 프레임들의 시퀀스는 2:2 포맷 변환 또는 3:2 포맷 변환에 따라 복사된 하나 이상의 프레임들을 포함하는 프레임들의 시퀀스를 지정한다. 물론, 2:3 또는 3:2:3:2:2와 같은 다른 포맷 변환이 존재하지만, 본 명세서에서는 3:2 필름 모드나 2:2 필름 모드에 있는 시퀀스들을 검출하는 것에 국한한다. 비디오 모드 또는 카메라 모드에 있는 비디오 프레임들의 시퀀스는 복사된 프레임들을 포함하지 않는 카메라 포맷에 있는 비디오 프레임의 시퀀스를 지정한다.
마지막으로, 소스 비디오 프레임은 필름 포맷(초당 24개 또는 25개의 이미지)이나 비디오 포맷(초당 50개 또는 60개의 이미지)을 형성하는 비디오 프레임들의 시퀀스로부터 복사되지 않은 비디오 프레임을 지정한다.
본 발명에 따르면, 시퀀스의 필름 모드나 카메라 모드의 검출은 분석될 시퀀 스의 비디오 프레임들의 비디오 레벨들의 히스토그램들을 계산하고 비교하는 것에 기초한다.
본 발명의 방법의 단계들의 흐름도가 도 3에 도시되어 있다. 이들 단계는 또한 도 4에서 나타난 실시예에 의해 도시되어 있다. 이 예에서, 본 발명의 방법은 T,T+1,T+2,T+3으로 참조된 4개의 연속적인 비디오 프레임들에 적용된다.
E1으로 참조된 제 1 단계에 따르면, 비디오 레벨들의 히스토그램이 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해 결정된다. 따라서 각각의 비디오 레벨에 대해 고려되는 비디오 프레임에서의 발생이 결정된다. 비디오 레벨들이 8비트로 코딩된다면, 256개의 발생 값들이 얻어지는데, 이들은 각각 특정 비디오 레벨과 연관된다. 도 4의 예에서, 4개의 비디오 프레임 각각의 비디오 레벨들의 히스토그램이 계산된다. 그런 다음 HT,HT +1,HT +2,HT + 3로 표시된 4개의 히스토그램이 얻어진다.
E2로 참조된 제 2 단계에 따르면, 고려중인 비디오 프레임과 그 다음 비디오 프레임의 히스토그램 사이의 차이를 나타내는 값이 각각의 비디오 프레임에 대해 계산된다. 히스토그램 차이 값이라고 부르고, 프레임 T에 대해 DT로 표시된 이 값은 예컨대
Figure 112009072231008-PAT00001
와 같이 얻어지고, 여기서 - HT(i)는 비디오 프레임(T)의 히스토그램(HT)에서의 비디오 레벨(i)의 발생 값이고,
- HT + 1(i)는 비디오 프레임(T+1)의 히스토그램(HT +1)에서의 비디오 레벨(i)의 발생 값이다.
이 예와 나머지 설명부에서, 비디오 프레임들의 비디오 레벨들은 8비트로 코딩되고, 0과 255 사이에 포함된 값을 가진다고 간주된다.
따라서 각각의 비디오 레벨(i)에 대해, 현재 비디오 프레임에서의 비디오 레벨(i)의 발생 값인 HT(i)와 그 다음 비디오 프레임에서의 이 비디오 레벨의 발생 값인 HT +1(i) 사이의 차이가 계산된다. 이러한 발생 차이 HT(i)-HT +1(i)가 모든 비디오 레벨에 대해 계산되고, 모든 이들 발생 차이의 절대값들이 더해져 비디오 프레임(T)의 히스토그램 차이의 값을 발생시킨다.
비디오 프레임들(T,T+1)의 히스토그램들의 콘텐츠가 매우 가깝거나 동일하다면, 값(DT)은 작거나 0이다.
도 4의 예에서, 단계(E2)로부터 비디오 프레임들(T,T+1,T+2)에 대해 각각 DT,DT+1,DT+2로서 표시된 3개의 히스토그램 차이 값들이 얻어진다.
일 실시 변형예에 따르면, 서로에 관해 1개의 비디오 프레임의 비디오 레벨들을 오프셋하는 잡음을 극복하기 위해, 히스토그램 차이의 값(DT)이 상이하게 계산된다. 이 변형예에 따르면, 각각의 비디오 레벨(i)에 대해, 프레임(T)에서의 발생 값과 프레임(T+1)에서의 발생 값 사이의 차이뿐만 아니라, 프레임(T)에서의 발생 값과 프레임(T+1)에서의 이웃하는 비디오 레벨들(i+j)의 발생 값 사이의 차이가 계 산되고, 최소의 차이 값만이 유지된다. 가장 가까운 비디오 레벨들{즉, 레벨들(i-1,i+1)}로 국한되면, 그 히스토그램 차이는 다음 수학식으로 표현된다.
Figure 112009072231008-PAT00002
이 변형예는 도 5에 예로서 도시되어 있다. 프레임(T)의 비디오 레벨(102)에 대한 히스토그램 차이를 계산하기 위해, |HT(102)-HT +1(102)|,|HT(102)-HT +1(103)|, 및 |HT(102)-HT+1(101)|이 계산되고, 최소값이 선택된다. 히스토그램 차이(DT)를 계산하기 위해, 이러한 계산 및 이러한 선택은 각 비디오 레벨에 대해 실행되고, 선택된 최소값들이 더해진다.
E3로 참조된 제 3 단계에 따르면, 각각의 비디오 프레임에 대해, 현재 비디오 프레임의 히스토그램 차이의 값이 적어도 하나의 다른 히스토그램 차이 값 또는 미리 결정된 임계값과 비교되어, 현재의 비디오 프레임(T)에 대해 그 다음 비디오 프레임에 관한 현재 비디오 프레임과 상이하거나 같지 않은 특성을 나타내는 PT로 표시된 차이 파라미터를 이끌어낸다. 2개의 비디오 프레임이 상이하다면, 값 "1"이 현재 비디오 프레임의 차이 파라미터에 할당되고, 그렇지 않으면, 값 "0"이 현재 비디오 프레임의 차이 파라미터에 할당된다.
이러한 차이 파라미터의 비교 및 발생 단계(E3)를 실행하는 하나보다 많은 실시예가 가능하다.
제 1 실시예에 따르면, 히스토그램 차이 파라미터가 미리 결정된 임계값(S0) 과 비교된다. 이 값은 0이 아닌데, 이는 비교된 비디오 프레임들에 영향을 미치는 가능한 잡음이 고려되어야 하기 때문이다. 이 임계값(S0)은 고려된 비디오 프레임에서의 픽셀들의 개수와 각각의 비디오 프레임에 영향을 미치는 최대 잡음의 함수이다. 히스토그램 차이 값이 임계값(S0) 이상이라면, 값 "1"이 차이 파라미터(PT)에 할당되고, 히스토그램 차이 값이 임계값(S0)보다 작다면, 값 "0"이 차이 파라미터(PT)에 할당된다. 이러한 임계값(S0)은 픽셀들의 개수이고, 예컨대 비디오 프레임의 픽셀들의 총 개수의 백분율과 같으며, 이러한 백분율은 비디오 프레임에서 잡음에 의해 영향을 받는 픽셀들의 최대 개수를 한정한다. 이러한 백분율은, 예컨대 5%이다. 프레임의 픽셀들의 최대 5%까지 잡음이 영향을 미친다고 간주된다. HD-Ready 포맷(1366*768 픽셀들)의 이미지의 경우, 임계값(S0)은 예컨대 1366*768*0.05=52424.4 픽셀들이다.
임계값이 없는 제 2 실시예에 따르면, 현재 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값은 그 다음 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값과 이전 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값과 비교된다. 예컨대, 현재 프레임(T)에 대해, 2개의 다음 조건들, 즉
●DT>DT -1
●DT>DT +1
이 고려되면 차이 파라미터(PT)에 값 "I"가 할당된다.
다른 경우들에서는, 값 "0"이 차이 파라미터(PT)에 할당된다. 이러한 비교 단계는 히스토그램 차이들(DT,DT +1,DT +2,DT +3,DT +4,DT +5)이 계산된 3:2 필름 모드에서의 시퀀스의 경우, 도 6에 도시되어 있다. 히스토그램 차이들(DT +1,DT +3)은 전술한 2개의 조건을 고려한다. 그러므로 값 "1"이 차이 파라미터들(PT +1,PT +3)에 할당되고, 값 "0"이 다른 차이 파라미터들에 할당된다. 그런 다음 특징 시퀀스인 10100이 얻어진다.
단계(E3)의 이러한 제 2 실시예는 이전 실시예에서 한정된 것과 같은 임계값을 사용하지 않는다는 장점을 지닌다.
물론, 오직 히스토그램 차이(DT)와, 하나 또는 다른 히스토그램 차이들(DT +1 또는 DT -1) 및 가능하게는 임계값과 비교하는 단계(E3)의 다른 실시예들이 생각될 수 있다.
다시 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 방법의 E4로 참조된 마지막 단계는, 단계(E3)에서 결정된 비디오 프레임들의 차이 파라미터들에 의해 형성된 패턴과, 카메라 모드 및 상이한 필름 모드들에 대응하는 미리 결정된 패턴들과 비교하여, 처리된 비디오 프레임들의 시퀀스가 카메라 모드 또는 필름 모드에 있는지를 추론하는 것으로 이루어진다. 유리하게 이러한 패턴 비교는 또한 2:2 필름 모드 또는 3:2 필름 모드와 같은 시퀀스의 필름 모드의 타입과, 그 시퀀스에서의 소스 비디오 프레임들(복사되지 않은 비디오 프레임들)의 위치를 결정할 수 있게 한다.
기본적으로, 2개의 연속적인 차이 파라미터들(PT,PT +1)로 형성된 패턴은 카메 라 모드에서의 시퀀스와 필름 모드에서의 시퀀스를 충분히 구별한다. 패턴(11)은 카메라 모드에 대응하고, 패턴(01 또는 10)은 필름 모드에 대응한다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 패턴은 상이한 타입의 필름 모드를 구별하기 위해 더 많은 개수의 또는 연속적인 차이 파라미터들을 포함한다. 3:2 필름 모드와 2:2 필름 모드 사이를 명확히 구별하기 위해서는 적어도 6개의 연속적인 차이 파라미터가 요구된다.
다음 표에서는, 각각 6개의 연속적인 차이 파라미터들을 포함하는 8개의 미리 결정된 패턴이 정의되었다. 1번 패턴은 카메라 모드에 관한 것이다. 2번 패턴과 3번 패턴은 2:2 필름 모드에 관한 것으로, 2:2 필름 모드를 특징짓는 기본 패턴(01)의 반복을 통해 형성된다. 패턴(4 내지 8)은 3:2 필름 모드에 관한 것이고, 필름 모드 3:2를 특징으로 하는 기본 패턴인 10010의 반복을 통해 형성된다.
번호 6개의 연속적인 비디오 프레임의 차이 파라미터를 통해 형성된 패턴 모드
1 1 1 1 1 1 1 카메라 모드
2 0 1 0 1 0 1 2:2 필름 모드
3 1 0 1 0 1 0 2:2 필름 모드
4 0 0 1 0 1 0 3:2 필름 모드
5 1 0 0 1 0 1 3:2 필름 모드
6 0 1 0 0 1 0 3:2 필름 모드
7 1 0 1 0 0 1 3:2 필름 모드
8 0 1 0 1 0 0 3:2 필름 모드
이 표에서,
- 1번 패턴은 카메라 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것으로, 그 시퀀스의 각각의 비디오 프레임은 상이한 소스 비디오 프레임에 관한 것이고, 6 개의 비디오 프레임들이 6개의 상이한 소스 비디오 프레임들에 관련되어 차이 파라미터가 결정되었으며, 그런 다음 시퀀스는 각각의 글자가 특정 소스 비디오 프레임을 나타내는 ABCDEF로 쓰여질 수 있다.
- 2번 패턴은 제 1 비디오 프레임이 제 2 비디오 프레임과 동일한 2:2 필름 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것이다(시퀀스:AABBCC).
- 3번 패턴은 제 1 프레임이 제 2 프레임과는 상이한 2:2 필름 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것이다(시퀀스:ABBCCD).
- 4번 패턴은 3개의 제 1 프레임이 동일한 3:2 필름 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것이다(시퀀스:AAABBC).
- 5번 패턴은 제 2 비디오 프레임, 제 3 비디오 프레임, 및 제 4 비디오 프레임이 동일한 3:2 필름 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것이다(시퀀스:ABBBCC).
- 6번 패턴은 제 3 비디오 프레임, 제 4 비디오 프레임, 및 제 5 비디오 프레임이 동일한 3:2 필름 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것이다(시퀀스:AABBBC).
- 7번 패턴은 제 4 비디오 프레임, 제 5 비디오 프레임, 및 제 6 비디오 프레임이 동일한 3:2 필름 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것이다(시퀀스:ABBCCC).
- 8번 패턴은 제 5 비디오 프레임, 제 6 비디오 프레임, 및 제 7 비디오 프레임이 동일한 3:2 필름 모드에서의 비디오 프레임들의 시퀀스에 관한 것이다(시퀀 스:AABBCC).
그러므로, 3번 패턴부터 8번 패턴까지는 3:2 필름 모드에 관련되고, 이 모드의 기본 패턴 10100 특징은 패턴마다 한 프레임씩 오프셋된다.
볼 수 있는 것처럼, 카메라 모드와 필름 모드의 구별은 3개의 연속적인 비디오 프레임들로부터 실현될 수 있다. 3가지 비디오 프레임들은, 단계(E3)의 제 1 실시예가 사용된다면{임계값(S0)과의 히스토그램 차이의 비교}, 2개의 히스토그램 차이와 2개의 파라미터 차이가 계산될 수 있게 한다. 이 구별은 단계(E3)의 제 2 실시예가 사용된다면 추가 비디오 프레임을 요구한다.
그런 다음, 2:2 필름 모드(3번 시퀀스)와 3:2 필름 모드(8번 시퀀스)의 구별이 7개의 연속 비디오 프레임들로부터 실현될 수 있다. 이 7개의 비디오 프레임들은 단계(E3)의 제 1 실시예가 사용된다면{임계값(S0)과의 히스토그램 차이의 비교}, 6개의 히스토그램 차이와 6개의 파라미터 차이가 계산될 수 있게 한다. 이 구별은 단계(E3)의 제 2 실시예가 사용된다면 추가 비디오 프레임을 요구한다.
바람직하게, 차이 파라미터들의 결정은 더 많은 개수의 비디오 프레임, 즉 적어도 20개의 연속 비디오 프레임들에 대해 실행된다. 그런 다음 기본 패턴의 반복을 좀더 명확히 드러내기 위해 차이 파라미터들에 의해 형성된 패턴에 시간적(temporal) 필터링이 적용될 수 있고(2:2 필름 모드에 대해서는 10, 3:2 필름 모드에 대해서는 10100), 그런 다음 단계(E4)를 실행하기 전에 잡음으로 인한 에러들을 억제하는 시퀀스를 정정한다.
단계(E4)로부터, 도 4에서 MODE라고 표시되고, 시퀀스의 카메라 모드 또는 필름 모드를 식별하는 모드 정보가 얻어진다. 유리한 일 실시예에 따르면, 모드 정보는 또한 필름 모드의 타입을 식별한다. 이 정보는 예컨대 2비트를 포함한다. 필름 모드와 카메라 모드, 및 필름 모드의 타입들은 다음과 같이 식별된다.
모드들 MODE[1..0]
카메라 모드 00
2:2 필름 모드 01
3:2 필름 모드 10
바람직한 일 실시예에 따르면, 모드 정보 MODE는 처리된 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해 전달되는데, 그 모드 정보는 처리된 비디오 프레임이 소스 비디오 프레임인지 복사된 비디오 프레임인지를 나타내는 추가 비트 MODE[3]를 포함한다.
프레임 MODE[3]
소스 비디오 프레임 1
복사된 비디오 프레임 0
DT가 프레임(T)과 프레임(T+1) 사이의 히스토그램 차이인, 본 명세서에서 상세히 설명된 실시예에서, 소스 비디오 프레임들{MODE[3]=1}은, 1과 같은 차이 파라미터(PT -1)를 가지는 비디오 프레임(T-1)이 선행하는, 0과 같은 파라미터 차이(PT)를 가지는 비디오 프레임들(T)이다. 다른 비디오 프레임들은 복사된 비디오 프레임{MODE[3]=0}이다.
유리하게 공간적(spatial) 필터링이 이 방법의 시작시 비디오 프레임에 적용되어 그것들의 콘텐츠를 매끄럽게 하고 시퀀스의 모드 결정 프로세스에 잡음의 영향을 감소시킨다.
이 방법은 비디오 레벨들과 미리 결정된 시퀀스들의 2가지 히스토그램의 저 장을 요구한다. 2개의 히스토그램을 저장하기 위해 요구된 메모리에서의 자원들은 다음과 같다.
●포맷 HD-Ready(1366*768)
- 히스토그램 클래스(class)당 픽셀들의 최대 개수 = 1366*768 = 1049088 또는 21 비트
- 히스토그램에서의 256개의 비디오 레벨이나 256개의 클래스
- 메모리 크기 = 2*21*256 = 10752 비트
●포맷 Full-HD(1920*1080)
- 히스토그램 클래스당 픽셀들의 최대 개수 = 1920*1080 = 2073600 또는 21 비트
- 히스토그램에서의 256개의 비디오 레벨이나 256개의 클래스
- 메모리 크기 = 2*21*256 = 10752 비트
그러므로 표준 FPGA 회로의 메모리 자원들은 충분하다.
본 발명은 또한 전술한 방법을 구현할 수 있는, 도 7에서 10으로 참조된 디바이스에 관한 것이다. 도 7에서, 도시된 모듈들은 물리적으로 구별될 수 있는 유닛들에 대응하거나 대응하지 않을 수 있는 기능 유닛들이다. 예컨대, 이들 모듈이나 그들 중 일부는 단일 성분으로 함께 그룹화될 수 있거나 동일한 소프트웨어의 기능들을 구성한다. 반대로, 일부 모듈들은 독립된 물리적 실체(entity)들로 이루어질 수 있다. 디바이스(10)는 디바이스의 입력에서 비디오 프레임들의 비디오 콘텐츠를 매끄럽게 하기 위한 공간적 필터(100), 본 발명의 방법의 단계(E1)에 따라 비디오 프레임들의 히스토그램들을 계산하고 저장하기 위해 히스토그램들의 계산 및 저장을 위한 회로(110), 회로(110)에 저장되고 각 비디오 프레임에 대한 히스토그램들로부터 본 발명의 방법의 단계(E2)에 따라 히스토그램 차이를 결정하기 위한 히스토그램 차이의 계산을 위한 회로(120), 히스토그램 차이로부터 본 발명의 방법의 단계(E3)에 따라 차이 파라미터를 결정하기 위한 제 1 비교 회로(130), 회로(130)에 의해 발생된 차이 파라미터들의 시퀀스를 시간적으로 필터링하기 위한 시간적 필터(140), 모드 정보 MODE를 전달하기 위해 미리 결정된 패턴들과 차이 파라미터들을 비교하기 위한 제 2 비교 회로(150), 및 마지막으로 회로들(100 내지 150)의 세트를 제어하기 위한 제어 회로(160)를 포함한다.
비록 본 발명이 상이한 특별한 실시예들에 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 결코 그러한 실시예들에 제한되지 않고, 설명된 수단들의 모든 기술적인 등가물들과 이들의 결합물이 본 발명의 범주 내에 있는 본 발명은 이들을 포함하는 것이 명백하다.
도 1은 디스플레이 동안 깜박임 효과를 감소시킬 목적으로 시퀀스의 비디오 프레임들을 복사하는 것으로 이루어지는 비디오 프레임들의 시퀀스에 적용된 처리를 도시하는 도면.
도 2는 디스플레이 동안 깜박임 효과를 감소시킬 목적으로 시퀀스의 비디오 프레임들을 복사하고 움직임 보상하는 것으로 이루어지는 비디오 프레임들의 시퀀스에 적용된 처리를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 방법의 단계들의 흐름도.
도 4는 4개의 비디오 프레임들의 시퀀스에 적용될 때 본 발명의 방법의 단계들을 도시하는 도면.
도 5는 도 3의 방법의 히스토그램 차이 계산 단계의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 도 3의 방법의 차이 파라미터들의 발생 단계의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 방법을 구현할 수 있는 디바이스를 도시하는 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
T,T+1,T+2,T+3: 비디오 프레임 HT,HT +1,HT +2,HT +3: 히스토그램
DT,DT +1,DT +2: 히스토그램 차이 값 PT,PT +1,PT +2,: 차이 파라미터

Claims (11)

  1. 적어도 3개의 연속적인 비디오 프레임을 포함하는 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법으로서,
    - 각각의 비디오 프레임에 대한 비디오 레벨들의 히스토그램을 결정하는 단계(E1),
    - 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해, 상기 비디오 프레임의 히스토그램과 다음 비디오 프레임의 히스토그램 사이의, 히스토그램 차이 값이라고 부르는 히스토그램 차이를 나타내는 값을 계산하는 단계(E2),
    - 시퀀스의 비디오 프레임들 각각의 히스토그램 차이 값과 적어도 하나의 비교 값을 비교하여, 상기 비디오 프레임들 각각에 대해, 다음 비디오 프레임에 관해 상기 비디오 프레임의 특성과 상이하거나 같지 않은 특성을 나타내는 차이 값의 파라미터를 발생시키는 단계(E3), 및
    - 시퀀스의 비디오 프레임들의 차이 파라미터들의 값들에 의해 형성된 패턴과, 복수의 미리 결정된 패턴을 비교하여, 비디오 프레임들의 상기 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드를 식별하는 모드 정보(MODE)를 발생시키는 단계(E4)를
    포함하는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    현재의 비디오 프레임에 대해, 상기 적어도 하나의 비교 값은
    - 이전 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값,
    - 다음 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값, 및
    - 미리 결정된 임계값을
    포함하는 그룹에 속하는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    현재 비디오 프레임에 대한 히스토그램 차이 값을 계산하기 위해(E2),
    - 각각의 비디오 레벨에 대해, 현재 비디오 프레임에서의 상기 비디오 레벨의 발생 값과, 다음 비디오 프레임에서의 상기 비디오 레벨의 발생 값이 차이를 계산하여, 상기 비디오 레벨들 각각에 대한 발생 차이를 발생하도록 하는 단계와,
    - 모든 비디오 레벨의 발생 차이의 절대값을 더하여 현재 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이값을 발생시키는 단계가
    실행되는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    현재 비디오 프레임에 대한 히스토그램 차이 값을 계산하기 위해(E2),
    - 0과 N 사이에 포함되는 각각의 비디오 레벨(i)과 -n과 n 사이에 포함되는 각각의 오프셋 값(j)에 대해, 현재 비디오 프레임에서의 비디오 레벨(i)의 발생 값과 다음 비디오 프레임에서의 비디오 레벨(i+j)의 발생 값 사이의 차이를 계산하여, 각각의 비디오 레벨(i)에 대한 최대 2n+1번의 발생을 발생시키도록 하는 단계,
    - 각각의 비디오 레벨(i)에 대해, 상기 2n+1번의 발생 차이 중에서 최소 발생이라고 부르는 절대값 발생 차이에 있어서의 가장 낮은 것을 선택하는 단계, 및
    모든 비디오 레벨의 최소 발생 차이를 더하여, 현재 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이 값을 발생시키는 단계가
    실행되는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    현재 비디오 프레임의 차이 파라미터를 발생시키기 위해(E3),
    - 상기 현재 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값이 미리 결정된 0이 아닌(non-null) 임계값(S0)과 비교되는 단계와,
    - 현재 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값이 상기 임계값(S0)보다 크다면 현재 비디오 프레임의 차이 파라미터에 제 1 값("1")이 할당되고, 그렇지 않다면 제 2 값("0")이 할당되는 단계가
    실행되는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    현재 비디오 프레임의 차이 파라미터를 발생시키기 위해(E3),
    - 상기 현재 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이 값이 이전 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값 및 다음 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값과 비교되는 단계와,
    - 상기 현재 비디오 프레임의 상기 히스토그램 차이 값이, 다음 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값과 이전 비디오 프레임의 히스토그램 차이 값보다 크다면, 현재 비디오 프레임의 차이 파라미터에 제 1 값("1")이 할당되고, 그렇지 않다면 제 2 값("0")이 할당되는 단계가
    실행되는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    비디오 레벨 히스토그램들의 결정 단계(E1) 전에, 시퀀스의 비디오 프레임들을 공간 필터링하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    미리 결정된 패턴들과, 차이 파라미터들에 의해 형성된 패턴을 비교하는 단계(E4) 전에, 상기 차이 파라미터들 패턴의 시간(temporal) 필터링 단계를 또한 포 함하는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 모드 정보는 비디오 프레임들의 상기 시퀀스의 필름 모드의 타입을 식별하는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해 모드 정보(MODE)가 발생되고, 상기 모드 정보는 상기 비디오 프레임이 소스 비디오 프레임인지 여부를 표시하는 비트를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 방법.
  11. 적어도 3개의 연속적인 비디오 프레임을 포함하는 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 장치로서,
    - 각각의 비디오 프레임에 대한 비디오 레벨들의 히스토그램을 결정하기 위한 제 1 계산 회로(110),
    - 시퀀스의 각각의 비디오 프레임에 대해, 상기 비디오 프레임의 히스토그램과 다음 비디오 프레임의 히스토그램 사이의, 히스토그램 차이라고 부르는 히스토그램 차이를 나타내는 값을 계산하기 위한 제 2 계산 회로(120),
    - 시퀀스의 비디오 프레임들 각각의 히스토그램 차이 값과 적어도 하나의 비 교 값을 비교하여, 상기 비디오 프레임들 각각에 대해, 다음 비디오 프레임에 관해 상기 비디오 프레임의 특성과 상이하거나 같지 않은 특성을 나타내는 차이 값이라고 불리는 파라미터를 발생시키기 위한 제 1 비교 회로(130),
    - 시퀀스의 비디오 프레임들의 차이 파라미터들의 값에 의해 형성된 패턴과 복수의 미리 결정된 패턴을 비교하여, 비디오 프레임들의 상기 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드를 식별하는 모드 정보(MODE)를 발생시키기 위한 제 2 비교 회로(140), 및
    - 상기 제 1 계산 회로 및 제 2 계산 회로와, 상기 제 1 비교 회로 및 제 2 비교 회로를 제어하기 위한 제어 유닛(160)을
    포함하는 것을 특징으로 하는, 시퀀스의 필름 모드 또는 카메라 모드의 검출 장치.
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