KR940007549B1 - 영상신호의 움직임 검출 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

영상신호의 움직임 검출 방법

제 1 도는 일반적인 움직임 검출 블록도.

제 2 도는 제 1 도에서 비교기의 예시도.

제 3 도 및 4도의 a 내지 c는 입력 휘도신호에 대한 움직임 검출 파형도.

제 5 도는 본 발명의 움직임 검출 방법이 적용되는 움직임 검출 블록도.

제 6 도는 카메라로 부터 입력된 휘도신호의 파형도.

제 7 도는 제 6 도의 파형에 의한 화면상태도.

제 8 도의 a 내지 c는 본 발명에 의한 휘도신호의 감도보상 설명도.

제 9 도는 이피롬의 감도계수 테이블의 예시도.

제10도의 a, b는 제 9 도의 감도 기울기 1, 2차시에 대한 그래프.

제11도는 휘도 입력신호에 대한 이피롬의 어드레스 배정 설명도.

제12도는 어드레스에 대한 데이타 맵핑도.

제13도는 1차원적 데이타 맵핑도.

제14도는 1차원적 데이타 맵핑에 대한 휘도신호 레벨의 대칭도.

제15도는 제14도에 대한 감도 그래프.

제16도는 입력 휘도신호의 크기와 이피롬 테이블의 상관관계 설명도.

제17도는 카메라로 부터 입력된 휘도신호의 예시적 파형도.

제18도는 제17도에 대한 이피롬의 데이타 맵핑 특성도.

제19도의 a 내지 c는 양자화된 휘도신호의 특성 파형도.

제20도의 a 내지 c는 제19도의 a 내지 c에 대한 이피롬의 데이타 맵핑 특성도.

제21도는 입력 휘도신호의 레벨에 대한 이피롬 데이타값의 증가를 보인 맵핑도.

제22도의 a는 이피롬의 일정형 데이타 맵핑 예시도이고, b는 이피롬의 증가형 데이타 맵핑 예시도.

제23도의 a 내지 c는 휘도신호에 대한 감도특성 예시도.

제24도의 a 내지 c는 제23도의 a 내지 c에 대한 계수 감지 설명도.

제25도의 a 및 b는 A/D변환기의 양자화 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : A/D변환기 12 : 라인 메모리

13 : 이피롬

본 발명은 영상신호의 움직임을 검출하는 방법에 관한 것으로, 특히 룸 테이블을 이용하여 영상신호에서 움직임이 발생한 부분을 검출하는데 적당하도록한 영상신호의 움직임 검출 방법에 관한 것이다.

제 1 도는 일반적임 움직임 검출 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 아날로그의 휘도입력신호(Yin)를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그(A)/디지탈(D) 변환기(1)와, 상기 A/D변환기(1)의 출력 휘도신호를 저장하는 라인 메모리(2)와, 상기 A/D변환기(1)에 출력되는 현재 라인의 휘도신호(Y')와 상기 라인 메모리(2)에 출력되는 이전 라인의 휘도신호(Y")를 비교하여 움직임을 검출하는 비교기(3)로 구성된 것으로 이와같이 구성된 종래 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

움직임 검출에 이용되는 메모리는 구현 목적에 따라 라인메모리, 필드 메모리, 프레임 메모리가 사용되나 여기서는 설명의 편의상 라인메모리(2)가 사용되는 것을 예로 하여 설명한다.

처음 입력 휘도신호(Yin)가 인가되면 이는 A/D변환기(1)를 통해 양자화 한 후, 라인메모리(2)에 저장되고, 이후 입력되는 휘도신호는 상기 A/D변환기(1)를 통해 상기와 같이 양자된 후, 상기 라인메모리(2)에 저장되지 않고 휘도신호(Y')로 비교기(3)에 공급된다.

이에 따라 상기 비교기(3)는 상기 라인메모리(2)는 상기 라인메모리(2)로 부터 공급되는 1라인 지연된 휘도신호(Y")와 A/D변환기(1)로 부터 입력되는 현재 라인의 휘도신호(Y')를 비교하여 그 차를 구하게 되는데, 이 차 값이 바로 움직임 검출 신호호(M)이다.

제 2 도에 도시한 익스클루시브 오아게이트(XOR)는 상기 비교기(3)의 예시적인 구성 수단을 보인 것이고, 제 3 도를 참조하여 종래의 움직임 검출 과정을 설명하면, A/B변환기(1)에 출력되는 a와 같은 현재 라인의 휘도신호(Y')와 라인메모리(2)를 통해 1라인 지연된 b와 같은 휘도신호 (Y')와 라인메모리(2)를 통해 1라인 지연된 b와 같은 휘도신호(Y")의 차가 상기 비교기(3)에서 c와 같이 구해진다.

이와 같은 과정을 통해 생성된 움직임 검출신호의 갯수(변화의 갯수)가 움직임 검출계수로 화상처리부의 입력원으로 공급되므로 이 계수값에 따라 화상처리부에서 화면의 화상보상 등이 행하여 진다.

즉, 기존에 입력된 화상데이타와 현재 입력되는 화상데이타의 차가 크면 이는 화상의 변화가 심한 경우에 해당되므로 이때 상기 화상처리부는 전체 화면에 대하여 전면처리를 행하고, 상기의 차가 적으면 이는 화상의 변화가 적은 거의 없는 경우에 해당되므로 상기 화상처리부는 전체의 화면에 대하여 해당되는 일부 구역만을 보상처리 한다.

한편, 제 4 도는 이전라인의 휘도신호(Y")와 현재라인의 휘도신호(')가 같을 지라도, 라인메모리(2)의 리드아울(rEAD oUT) 지연시간에 의하여 이전 라인의 휘도신호(Y")가 b와 같이 출력되므로 움직임 검출 신호(M)가 c와 같이 잘못 검출되는 것을 보인 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 시스템에 있어서는 실시간 처리에 상응되게 움직임 검출신호를 출력하여야 하므로 고속의 논리회로를 요구하게 되어 이로 인해 원가의 상승이 유발되고, 라인간의 휘도신호차가 없을 경우에도 메모리의 리드 아울시 약간의 지연시간이 발생되므로 이로 인하여 움직임 검출신호가 출력되는데, 이를 조절할 수 이쓴 수단이 구비되어 있찌 않으므로 그만큼 시스켐의 적용범위가 제한되는 결함이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 결함을 감안하여 움직임 검출의 안정성을 향상시킴과 아울러, 하드웨어의 구현 및 움직임계수 검출을 용이하게 실현할 수 있는 움직임 검출 방법을 창안한 것으로 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.

제 5 도는 본 발명의 움직임 검출 방법이 적용되는 움직임 검출 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 아날로그의 휘도입력신호(Yin)를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그(A)/디지탈(D) 변환기(11)와, 상기 A/D변환기(11)에 출력되는 이전 라인의 휘도신호(Y")에 대한 데이타를 저장하는 라인 메모리(12)와, 상기 라인메모리(12)에 출력되는 현재 라인의 휘도신호(Y')에 대한 데이타를 하위 어드레스로 하고, 상기 A/D변환기(11)에 출력되는 이전라인의 휘도신호(Y")를 상위 어드레스로 하여 테이블상에 맵핑된 데이타를 리드하는 것으로 움직임을 검출하되, 테이블상에 움직임에 대한 상대적인 계수값을 가미하여 데이타를 1차에서 n차 곡선의 형태를 갖는 이피롬(13)으로 구성한 것으로 이와같이 구성된 본 발명을 첨부한 제 7 도 내지 제25도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

피사체의 전체 부분이 균일한 밝기를 갖더라도 CCD카메라 렌즈의 회절 특성으로 인하여 중심부분의 휘도레벨이 주변보다 높게 출력되므로 CCD 카메라로 부터 입력되는 영상신호에서 1주기분의 휘도신호는 제 6 도에서 점선으로 표시한 부분과 같이 이상적인 수평형태를 갖지 못하고, 중앙부분이 볼록한 곡선 형태의 특성을 갖게되며, 이에따라 화면이 제 7 도에서와 같이 변두리 부분이 중앙부위에 비하여 약간 어둡게 디스플레이 된다.

제 8 도 a의 파형도에서 A구간에서보다 B, C구간의 감지감도가 더 민감해지는 특성을 감안해서 이피롬내(13)의 데이타를 이용하여 제 8 도의 b와 같은 보상 곡선 특성을 얻게 함으로써 즉, 휘도신호가 B, C구간에서는 약간 둔감한 감도를 갖게 하고, 가운데의 A 구간에서는 약간 민감한 감도 특성을 갖도록 하여 제 8 도의 c와 같이 전체적으로 균등한 감도특성을 얻을 수 있다.

이를 위해 씨씨디 카메라로 부터 이피롬(13)에 영상데이타가 공급되어 그 이피롬(13)으로 부터 보상되는 감도계수의 값을 제 9 도와 같이 구성할 수 있으며, 이 때의 감도 보상 그래프는 기울기 1, 2차시 각각 제10도의 a, b와 같다.

예로써, 현재의 영상 입력신호 A=0100(4)이고, 이전의 영상 입력신호 B=0011일 경우 기존에 있어서는 단순히 이를 익스클루시브 연산하여 결과치가 0111이 되므로 4비트의 차가 나타난다는 것만을 알려주게 된다. 그러나 여기서 간과할 수 없는 사실은 절대값의 차이가 얼마나 되는가 인데, 이를 인지할 수 있게 함으로써 움직임의 전반적인 제어 판단이 매우 용이하게 된다는 것이다. 즉, 0100-0011=0001 즉, 1의 차이가 났다는 사실이 얻어지도록 하여야 한다.

이러한 차값을 얻을 수 있게 하는 수단으로는 감산기 등이 사용될 수 있겠지만 고속의 처리가 요구됨과 아울러 노이즈의 입력에 대하여 오동작 될 우려를 고려하여야 한다.

따라서 롬에 움직임의 상대적인 계수값을 반영시키고, 이의 데이타를 1-n차 곡선의 형태를 갖게하여 휘도신호의 레벨이 높은 곳에서나 낮은 곳에서 감도조절을 용이하게 할 수 있게 되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.

A는 현재의 영상신호 입력 데이타이고, B는 화면상에서 동일 위치의 이전 영상신호 입력데이타라 할 때 제11도에서와 같이, A는 이피롬(13')의 하위 어드레스비트로 할당하고, B는 그 이피롬(13')의 상위 어드레스 비트로 할당하게 되는데, 이 경우 어드레스의 조합은 16개가 나오게 되며, 여기서 주시해야 할 것은 각 어드레스에 어떤 데이타를 기록할 것인가이다.

이 데이타를 제13도에서와 같이, 1차원적으로 기록하게 되는 경우에 있어서, A=3, B=2로 입력되면 빗금친 부분의 데이타(3-2=1)가 선택되는데, 이의 감도 레벨 차이를 도시하면 제14도와 같은바, 이 때의 감도는 제15도에서와 같이 휘도신호 레벨의 크기에 관계없이 균일하게 되며, 제16도는 입력 휘도신호 레벨의 크기와 이피롬 테이블의 상관관계를 보인 것이다.

상기의 설명에서와 같이, A/D변환기(11)를 통해 획득한 휘도신호가 제17도와 같은 때 X부분 부터의 입력신호 레벨에 대하여 보상을 해주어야 하므로 이 경우 필요한 이피롬(13)의 구성 커브는 제18도에서와 같이 2차원적으로 되어야 하며, 입력신호를 양자화 하여 얻어진 값의 특성이 각각 제19도의 a, b, c와 같을 때, 이에 대한 이피롬 데이타(13)의 보상 커브는 각각 제20도의 a, b, c와 같이 되어야 한다.

이 경우, 입력신호 레벨의 크기가 증가하면서 A/D변환기(11)에서 얻어지는 신호의 값이 감소되므로 정상적인 휘도신호를 얻기 위하여 이피롬내(13)의 데이타가 제21도와 같이 구성되어야 하는 바, 예로써 A가 4이고, B가 6인 경우 이들의 차값은 2이지만 제22도의 b에서 얻어지는 값은 3이 된다. 즉, 대각선 축의 데이타가 입력신호 레벨의 크기에 따라 크게 달라지게 함으로써 휘도신호를 보상할 수 있게 되는 것이다.

상기의 설명을 참조하고, 제22도를 통해 본 발명의 실현 예를 설명하면, 사용자가 이피롬(13)의 내부 데이타를 제22도의 a와 같이 구성한 상태에서 휘도신호(Y')에 대한 입력 어드레스(A₂A₁A₊)가 001이고, 휘도신호(Y")에 대한 어드레스(A₅A₄A₃)가 101인 101인 경우, 이를 억세스하면 데이타 4가 선택되는데, 이는 어드레스값의 차값 "101-001=4"와 동일하며, 반대로 휘도신호(Y')에 대한 이력 어드레스(A₂A₁A₊)가 101이고, 휘도신호(Y")에 대한 어드레스(₅A₄A₃)가 001인 경우, 이를 억세스하면 데이타 4가 선택되므로 이렇게 해서 비교기의 기능을 그대로 수행할 수 있게 됨을 알 수 있다.

한편, 사용자가 이피롬(13)의 내부 데이타를 제22도의 b와 같이 구성한 상태에서 휘도신호(Y')에 대한 입력 어드레스(A₂A₁A₊)가 001이고, 휘도신호(Y")에 대한 어드레스(A₅A₄A₃)가 110인 경우, 이를 억세스하면 데이타 5가 선택되고, 휘도신호(Y')에 대한 입력 어드레스(A₂A₁A₊)가 110이며, 휘도신호(Y")에 대한 어드레스(A₅A₄A₃)가 001인 경우, 이를 억세스하면 이 때에도 데이타 5가 선택되는데, 상기 b에서와 달리 여기서는 데이타의 구성이 증가됨을 알 수 있다.

결국, 제 5 도와 같이 구성된 경우 제23도의 a에서 보인 바와 같이 위치 L1, L2는 같은 감도를 갖는 지점의 영역이고, L3, L4도 마찬가지 이다. 입력되는 비트의 차이가 적은 경우에는 L1지역으로 접근되고, 차이가 많이 나는 경우에는 L4나 L3쪽으로 이동하게 된다.

이는 매우 중요한 의미를 갖게 되는 것으로 휘도 입력 레벨의 크기에 대하여 이피롬(13)의 데이타를 제23도의 a와 같이 구성하면, 움직임 비트 감지능력이 거의 일정하게 얻어지는 반면, 제23도의 b와 같이 구성하면 가운데 부분에 대해서는 제24도의 b에서와 같이 계수 감지능력이 떨어지므로 A/D변환 특성이 제25도의 a와 같은 경우에 적용시키면 일정한 휘도 출력을 얻을 수 있게 되고, 이피롬(13)의 데이타를 제23도의 c와 같이 구성할 경우 이의 계수 감지 능력이 제24도의 c와 같이 되므로 A/D변환 특성이 제25도의 b와 같은 경우에 적용시키면 일정한 휘도 출력을 얻을 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 동일 시점에서 이전의 휘도신호와 현재의 휘도신호를 읽어내어 이를 비교하므로 시간 지연에 의한 오차의 발생을 방지할 수 있고, A/D변환 특성에 따라 감도특성을 조정할 수 있게 함으로써 씨씨디 카메라 렌즈의 회절 특성에 관계없이 일정한 휘도신호를 얻을 수 있으며, 더욱이 염가로 회로를 구성할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. A/D변환기(11)에 출력되는 이전 라인의 휘도신호(Y")에 대한 데이타와 라인 메모리(12)에 출력되는 현재라인의 휘도신호(Y')에 대한 데이타를 어드레스로 하여 이피롬(13)의 테이블상에 맵핑된 데이타를 리드하는 것으로 움직임을 검출하되, 이피롬(13)의 테이블상에 움직임에 대한 상대적인 계수값을 가미하여 데이타를 1차에서 n차 곡선의 형태를 갖게한 것을 특징으로 하는 영상신호의 움직임 검출 방법.