KR20120019872A - 보간 프레임 생성 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보간 프레임 생성 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 프레임의 복호화순서 및 보간 프레임의 생성순서를 순차적으로 구성하여 보간 프레임의 생성에 따른 특정 프레임의 재생 지연을 방지하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 보간 프레임 생성 시스템은 원시 영상 정보에서 단위 이미지별로 구분된 제1프레임을 복호화하는 영상 복호화 모듈; 및 상기 원시 영상 정보의 제2프레임에 기록된 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 상기 단위 이미지별 이동정보를 추출하고 상기 제1프레임과 상기 단위 이미지별 상기 이동정보를 이용하여 상기 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입할 보간 프레임을 생성하는 보간 프레임 생성 모듈을 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.
본 발명의 보간 프레임 생성 시스템은 원시 영상 정보에서 단위 이미지별로 구분된 제1프레임을 복호화하는 영상 복호화 모듈; 및 상기 원시 영상 정보의 제2프레임에 기록된 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 상기 단위 이미지별 이동정보를 추출하고 상기 제1프레임과 상기 단위 이미지별 상기 이동정보를 이용하여 상기 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입할 보간 프레임을 생성하는 보간 프레임 생성 모듈을 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.
Description
본 발명은 원래의 프레임들의 사이에 물체의 움직임이 보상된 보간 프레임을 생성 및 삽입하여 원래의 프레임들보다 증가된 프레임을 갖는 영상을 생성하는 보간 프레임 생성 시스템에 관한 것이다.
보간 프레임 생성 시스템은 표시장치의 표시 품질을 향상시키기 위하여 원래의 프레임(Original Frames)들 사이에 물체의 움직임이 보상된 보간 프레임(Interpolated Frames)을 생성하여 삽입한 영상을 생성한다. 예를 들어 상기 보간 프레임 생성 시스템은 초당 15장의 프레임으로 구성된 원시 영상 정보의 프레임과 프레임의 사이에 보간 프레임을 생성 및 삽입하여 초당 30장의 프레임으로 구성된 영상을 생성한다.
이러한 종래의 보간 프레임 생성 시스템이 원래의 프레임 간에 보간 프레임을 각각 생성 및 삽입하는 방법은 아래와 같다.
도 1은 종래의 보간 프레임 생성 시스템을 이용한 보간 프레임 생성 방법을 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 보간 프레임 생성 시스템은 원시 영상 정보에서 제1프레임과 제2프레임을 복호화하고 복호화한 제1프레임과 제2프레임에서의 단위 이미지(예컨대 16×16 픽셀)별 이동(움직임) 정보를 추출한다. 즉 종래의 보간 프레임 생성 시스템은 제1프레임에서의 특정 단위 이미지의 위치와 상기 제2프레임에서의 상기 특정 단위 이미지의 위치를 서로 비교하여 상기 특정 단위 이미지의 제1프레임에서 제2프레임까지의 이동거리를 추출한다. 그리고 종래의 보간 프레임 생성 시스템은 추출한 이동거리의 1/2에 해당하는 거리만큼 상기 특정 단위 이미지를 이동시킨 보간 프레임을 생성한다. 그리고 종래의 보간 프레임 생성 시스템은 상기 보간 프레임을 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입하여 영상을 재구성한다.
이러한 종래의 보간 프레임 생성 시스템은 원래의 프레임 간에 보간 프레임이 삽입되어 움직임이 부드럽고 자연스러운 영상을 생성하는 통상적인 장점이 있지만 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 보간 프레임 생성 시스템은 제1프레임과 제2프레임의 사이에 삽입될 보간 프레임을 삽입하기 위해 제1프레임과 제2프레임을 모두 복호화 한다. 즉 종래의 보간 프레임 생성 시스템은 원시 영상 정보에서 제1프레임 및 제2프레임을 복호화하고 상기 제1프레임과 제2프레임의 사이에 삽입될 보간 프레임을 생성하며 상기 보간 프레임을 상기 제1프레임과 제2프레임의 사이에 삽입하고 영상을 생성한다. 따라서 제2프레임의 복호화 이전에 상기 제2프레임의 이전에 재생할 상기 보간 프레임을 생성하지 못하고 상기 제2프레임의 복호화 이후 상기 제2프레임의 이전에 재생할 상기 보간 프레임을 생성한다. 이에 상기 제2프레임을 복호화한 후 상기 보간 프레임을 생성하며 제1프레임-보간 프레임-제2프레임의 순서로 재생을 하다 보니 프레임의 복호화 순서와 보간 프레임의 생성 순서가 맞지 않아 제2프레임의 영상 출력에 대한 지연시간이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 프레임의 복호화순서 및 보간 프레임의 생성순서를 순차적으로 구성하여 보간 프레임의 생성에 따른 특정 프레임의 재생 지연을 방지하는 보간 프레임 생성 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 보간 프레임 생성 시스템은 원시 영상 정보에서 단위 이미지별로 구분된 제1프레임을 복호화하는 영상 복호화 모듈; 및 상기 원시 영상 정보의 제2프레임에 기록된 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 상기 단위 이미지별 이동정보를 추출하고 상기 제1프레임과 상기 단위 이미지별 상기 이동정보를 이용하여 상기 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입할 보간 프레임을 생성하는 보간 프레임 생성 모듈을 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.
여기서 본 발명의 상기 보간 프레임 생성 모듈은 상기 제1프레임에서 단위 이미지별 위치정보를 파악하는 위치정보 파악부; 상기 제2프레임에서 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 단위 이미지별 이동정보를 추출하는 이동정보 파악부; 상기 제1프레임에서 상기 단위 이미지별 위치정보를 이용하여 상기 단위 이미지별 이미지를 추출하는 이미지 추출부; 및 추출한 단위 이미지들의 위치정보를 상기 이동정보에 따라 이동시켜 구성한 보간 프레임을 생성하는 생성부를 포함한다.
한편 본 발명의 상기 생성부는 추출한 단위 이미지들의 위치정보를 상기 이동정보의 1/2에 해당하는 거리만큼 이동시켜 상기 보간 프레임을 생성한다.
한편 본 발명은 상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임을 출력하는 영상 재생 모듈; 및 상기 추출된 제1프레임 및 상기 보간 프레임이 임시 저장되는 데이터베이스를 더 포함한다.
한편 본 발명의 상기 영상 재생 모듈은 상기 제1프레임 또는 상기 보간 프레임이 상기 데이터베이스에 임시 저장될 때마다 상기 제1프레임 또는 상기 보간 프레임을 재생하거나, 상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임이 모두 상기 데이터베이스에 임시 저장될 때 상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임을 순서대로 재생한다.
본 발명은 종래의 기술과 같이 원시 영상 정보에서 제1프레임 및 제2프레임을 모두 추출하고 추출한 제1프레임 및 제2프레임의 단위 이미지들을 서로 비교하여 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 보간 프레임을 생성하는 것이 아니라 상기 원시 영상 정보에서 제1프레임만 추출하되 원시 영상 정보의 제2프레임에서 제1프레임 및 제2프레임 간의 단위 이미지별 이동정보만을 추출하고 추출한 이동정보와 상기 제1프레임을 이용하여 상기 보간 프레임을 생성한다. 따라서 본 발명은 제1프레임 추출, 제2프레임 추출, 제1프레임 및 제2프레임 사이의 보간 프레임 생성 및 삽입, 제1프레임-보간 프레임 재생-제2프레임 재생으로 이루어지던 종래의 기술(제2프레임의 재생 지연)과는 달리 제1프레임 추출 및 재생, 제1프레임 및 제2프레임 사이의 보간 프레임 생성 및 재생, 제2프레임 추출 및 재생을 즉시 수행할 수 있다. 이에 본 발명은 제1프레임 및 제2프레임 간의 보간 프레임이 제2프레임보다 늦게 생성됨에 따라 발생하는 제2프레임의 재생 지연을 방지할 수 있다는 효과를 제공한다. 또한 본 발명은 종래의 기술과 같이 데이터베이스에 제1프레임, 보간 프레임 및 제2프레임을 모두 저장하고 있지 않고 제1프레임 및 보간 프레임만 저장하고 있으면 되므로 데이터베이스의 메모리 사용량을 줄일 수 있다는 효과를 제공한다. 또한 본 발명은 제1프레임 추출 및 재생, 제1프레임 및 제2프레임 사이의 보간 프레임 생성 및 재생, 제2프레임 추출 및 재생과 같이 순차적으로 프레임들을 추출(생성) 및 재생할 수 있어서 프레임에 별도의 출력순서(시간)정보를 기록하지 않아도 된다는 효과를 제공한다. 또한 본 발명은 종래의 제1프레임 및 제2프레임 간의 이미지 단위의 이동정보를 비교 분석하기 위한 구성요소가 불필요하므로 보간 프레임 생성 시스템의 구성을 간소화하여 제조비용을 절감할 수 있다는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 보간 프레임 생성 시스템을 이용한 보간 프레임 생성 방법을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 모듈의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 보간 프레임 생성 모듈이 보간 프레임을 생성하는 모습을 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 보간 프레임 생성 시스템의 동작을 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 모듈의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 보간 프레임 생성 모듈이 보간 프레임을 생성하는 모습을 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 보간 프레임 생성 시스템의 동작을 나타내는 순서도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 시스템(100)은 영상 복호화 모듈(120), 보간 프레임 생성 모듈(140), 데이터베이스(160), 영상 재생 모듈(180) 등을 포함한다.
영상 복호화 모듈(120)은 외부 시스템(10) 예를 들어 비디오 스트리밍 서버 또는 콘텐츠 제공 단말기로부터 원시 영상 정보를 전달받는다. 그리고 상기 영상 복호화 모듈(120)은 상기 원시 영상 정보에서 단위 이미지로 구분된 제1프레임을 통상의 복호화 알고리즘을 이용하여 복호화 및 추출하고 데이터베이스(160)에 임시 저장한다.
보간 프레임 생성 모듈(140)은 상기 원시 영상 정보의 제2프레임을 복호화 및 추출하지 않고 상기 원시 영상 정보의 제2프레임에 포함된 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 단위 이미지별 이동정보만을 추출한다. 그리고 상기 보간 프레임 생성 모듈(140)은 상기 데이터베이스(160)에 임시 저장된 제1프레임과 상기 단위 이미지별 이동정보를 이용하여 상기 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입할 보간 프레임을 생성하고 생성한 보간 프레임을 상기 데이터베이스(160)에 임시 저장한다.
데이터베이스(160)에는 영상 복호화 모듈(120)에 의해서 추출된 제1프레임이 임시 저장되고 보간 프레임 생성 모듈(140)에 의해서 생성된 보간 프레임이 임시 저장된다.
영상 재생 모듈(180)은 상기 데이터베이스(160)에 임시 저장된 상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임을 재생하는 역할을 한다.
이하 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 시스템(100)을 구성 요소별로 더욱 구체적으로 설명한다.
- 영상 복호화 모듈(120)의 구성 -
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 모듈(120)은 외부 시스템(10) 예를 들어 비디오 스트리밍 서버 또는 콘텐츠 제공 단말기로부터 보간 프레임을 생성하고자 하는 원시 영상 정보를 전달받는다. 그리고 상기 영상 복호화 모듈(120)은 상기 원시 영상 정보에서 통상의 복호화 알고리즘을 이용하여 제1프레임을 복호화 및 추출하고 추출한 제1프레임을 후술하는 데이터베이스(160)에 저장한다. 여기서 상기 제1프레임은 통상적으로 단위 이미지들(매크로 블록, Macroblock) 예컨대 16×16 픽셀 또는 8×8 픽셀의 단위의 그룹으로 구성되고 상기 제1프레임의 헤더에는 상기 단위 이미지별 위치정보 예를 들어 (x, y) 위치좌표가 기록되어 있다.
- 보간 프레임 생성 모듈(140)의 구성 -
도 3은 본 발명에 따른 보간 프레임 생성 모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 보간 프레임 생성 모듈(140)은 위치정보 파악부(142), 이동정보 파악부(144), 이미지 추출부(146), 생성부(148) 등을 포함한다.
위치정보 파악부(142)는 상기 제1프레임의 헤더를 이용하여 상기 제1프레임의 단위 이미지별 위치정보(x, y)를 파악한다.
이동정보 파악부(144)는 상기 원시 영상 정보의 제2프레임의 헤더에 기록된 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 상기 단위 이미지별 이동정보를 추출한다. 여기서 상기 원시 영상 정보의 제2프레임에는 이전 프레임 즉 제1프레임에 대한 단위 이미지별 이동정보 즉 제1프레임의 특정 단위 이미지가 제2프레임에서 x축, y축으로 얼마만큼 이동하였는지를 나타내는 이동거리정보가 포함된다. 이에 후술하는 생성부(148)가 상기 이동정보를 이용하여 상기 제1프레임의 특정 단위 이미지가 상기 제2프레임에서 어느 위치로 얼마만큼 이동하였는지 여부를 파악할 수 있다. 여기서 제2프레임에 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 단위 이미지별 이동정보가 기록되는 것은 원시 영상 정보를 생성한 외부 시스템(10) 예를 들어 비디오 스트리밍 서버 또는 콘텐츠 제공 단말기에 의해서 부호화되어 기록되는 것이며 이러한 이동정보의 부호화 기술은 이미 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이미지 추출부(146)는 상기 단위 이미지별 위치정보를 이용하여 제1프레임에서 상기 단위 이미지별 이미지를 추출한다.
생성부(148)는 상기 위치정보 파악부(142)가 파악한 상기 제1프레임의 단위 이미지별 위치정보에 상기 이동정보 파악부(144)가 파악한 단위 이미지별 이동정보에 포함된 이동거리정보의 예컨대 1/2를 반영하여 상기 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입할 보간 프레임을 생성한다.
도 4는 본 발명의 보간 프레임 생성 모듈이 보간 프레임을 생성하는 모습을 나타내는 구성도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어 상기 제1프레임의 특정 단위 이미지(A)의 위치정보가 (1.1125, 1.5551)인 상태에서 상기 제1프레임의 특정 단위 이미지의 이동정보가 (5.10, 4.56)로 파악되었다고 가정한다. 이 경우 상기 생성부(148)는 제1프레임의 특정 단위 이미지의 위치정보에 상기 이동정보의 1/2 즉 (2.55, 2.28)을 가산하여 상기 제1프레임의 특정 단위 이미지의 위치정보를 (3.6625, 3.8351)로 변환한다. 그리고 상기 생성부(148)는 상기 특정 단위 이미지에 대응하는 상기 이미지 추출부(146)가 추출한 이미지를 상기 보간 프레임에서 상기 위치정보(3.6625, 3.8351)에 대응하는 위치에 삽입하여 위치정보가 변경된 특정 단위 이미지(B)를 포함하는 새로운 보간 프레임을 생성한다. 그리고 상기 생성부(148)는 생성한 보간 프레임을 후술하는 데이터베이스(160)에 임시 저장한다. 이에 상기 보간 프레임에서의 상기 단위 이미지별 위치는 상기 제1프레임 및 제2프레임의 위치에서 중간 위치(이동정보의 1/2를 가산하였으므로)가 된다. 이에 상기 보간 프레임이 상기 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입되어 후술하는 영상 재생 모듈(180)에 의해 재생될 경우 움직임이 부드럽고 자연스러운 영상을 생성할 수 있다.
- 데이터베이스(160) 및 영상 재생 모듈(180)의 구성 -
도 2에 도시된 바와 같이, 데이터베이스(160)에는 상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임이 임시 저장된다.
영상 재생 모듈(180)은 상기 데이터베이스(160)에 임시 저장된 상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임을 재생한다. 여기서 상기 영상 재생 모듈(180)은 상기 데이터베이스(160)에 제1프레임이 임시 저장되는 순간 바로 제1프레임을 재생하고 이후 상기 데이터베이스(160)에 보간 프레임이 임시 저장되는 순간 상기 보간 프레임을 재생할 수 있다. 다른 예로서 상기 영상 재생 모듈(180)은 상기 데이터베이스(160)에 제1프레임 및 보간 프레임이 모두 저장될 경우 상기 제1프레임 및 보간 프레임을 순서대로 재생할 수도 있다.
이하 본 발명의 보간 프레임 생성 시스템(100)의 동작을 설명한다.
도 5는 본 발명의 보간 프레임 생성 시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 우선 본 발명의 보간 프레임 생성 시스템(100)의 영상 복호화 모듈(120)은 외부 시스템(10)으로부터 원시 영상 정보를 전달받고 전달받은 상기 원시 영상 정보에서 제1프레임을 복호화하고 추출하며 추출한 제1프레임을 데이터베이스(160)에 임시 저장한다(S100).
이어서 영상 재생 모듈(180)은 상기 데이터베이스(160)에 임시 저장된 상기 제1프레임을 재생한다(S102).
이어서 보간 프레임 생성 모듈(140)의 위치정보 파악부(142)는 상기 데이터베이스(160)에 임시 저장된 상기 제1프레임에서 상기 제1프레임의 단위 이미지별 위치정보를 파악한다(S104).
이어서 상기 보간 프레임 생성 모듈(140)의 이동정보 파악부(144)는 상기 원시 영상 정보의 제2프레임의 헤더에서 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 상기 단위 이미지별 이동정보를 추출한다(S106).
이어서 상기 보간 프레임 생성 모듈(140)의 이미지 추출부(146)는 상기 단위 이미지별 위치정보를 이용하여 제1프레임에서 상기 단위 이미지별 이미지를 추출한다(S108).
이어서 생성부(148)는 상기 위치정보를 통해 파악한 상기 단위 이미지별 이미지의 위치정보를 상기 이동정보에 따라 이동시켜 구성한 제1보간 프레임을 생성하고 생성한 제1보간 프레임을 데이터베이스(160)에 임시 저장한다(S110).
이어서 영상 재생 모듈(180)은 상기 데이터베이스(160)에 임시 저장된 상기 제1보간 프레임을 재생한다(S112).
이후 영상 복호화 모듈(120)이 제2프레임을 복호화하고 보간 프레임 생성 모듈(140)이 상기 원시 영상 정보의 제3프레임에 기록된 상기 제2프레임 및 제3프레임 간의 상기 단위 이미지별 이동정보를 추출하고 상기 제2프레임과 상기 제2프레임 및 제3프레임 간의 상기 단위 이미지별 상기 이동정보를 이용하여 상기 제2프레임 및 제3프레임의 사이에 삽입할 제2보간 프레임을 생성한다. 이와 같은 방법으로 제1프레임 내지 제N프레임의 사이에 각각 제1보간 프레임 내지 제M보간 프레임이 순차적으로 생성되어 삽입될 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
100: 보간 프레임 생성 시스템
120: 영상 복호화 모듈
140: 보간 프레임 생성 모듈
160: 데이터베이스
180: 영상 재생 모듈
120: 영상 복호화 모듈
140: 보간 프레임 생성 모듈
160: 데이터베이스
180: 영상 재생 모듈
Claims (5)
- 보간 프레임 생성 시스템으로서,
원시 영상 정보에서 단위 이미지별로 구분된 제1프레임을 복호화하는 영상 복호화 모듈; 및
상기 원시 영상 정보의 제2프레임에 기록된 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 상기 단위 이미지별 이동정보를 추출하고 상기 제1프레임과 상기 단위 이미지별 상기 이동정보를 이용하여 상기 제1프레임 및 제2프레임의 사이에 삽입할 보간 프레임을 생성하는 보간 프레임 생성 모듈을 포함하는 보간 프레임 생성 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 보간 프레임 생성 모듈은
상기 제1프레임에서 단위 이미지별 위치정보를 파악하는 위치정보 파악부;
상기 제2프레임에서 상기 제1프레임 및 제2프레임 간의 단위 이미지별 이동정보를 추출하는 이동정보 파악부;
상기 제1프레임에서 상기 단위 이미지별 위치정보를 이용하여 상기 단위 이미지별 이미지를 추출하는 이미지 추출부; 및
추출한 단위 이미지들의 위치정보를 상기 이동정보에 따라 이동시켜 구성한 보간 프레임을 생성하는 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보간 프레임 생성 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 생성부는 추출한 단위 이미지들의 위치정보를 상기 이동정보의 1/2에 해당하는 거리만큼 이동시켜 상기 보간 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 보간 프레임 생성 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임을 출력하는 영상 재생 모듈; 및
상기 추출된 제1프레임 및 상기 보간 프레임이 임시 저장되는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보간 프레임 생성 시스템.
- 청구항 4에 있어서,
상기 영상 재생 모듈은 상기 제1프레임 또는 상기 보간 프레임이 상기 데이터베이스에 임시 저장될 때마다 상기 제1프레임 또는 상기 보간 프레임을 재생하거나,
상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임이 모두 상기 데이터베이스에 임시 저장될 때 상기 제1프레임 및 상기 보간 프레임을 순서대로 재생하는 것을 특징으로 하는 보간 프레임 생성 시스템.
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