KR980007762A

KR980007762A - 향상된 효율로 dct 도메인에서 움직일 추정을 수행하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR980007762A
Application number: KR1019970023373A
Authority: KR
Inventors: 모디 렘펠
Original assignee: 데이비드 지. 퍼셀; 엘에스아이 로직 코포레이션
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-03-30
Also published as: DE69719604D1; JP4082525B2; JPH10136382A; EP0811951B1; EP0811951A3; EP0811951A2; US5796434A

Abstract

향상된 효율과 감소된 계산량 요구사양으로 DCT 도메인에서 동작하는, 비디오 시퀀스의 프레임 사이에서 움직임 벡터를 추정하는 시스템 및 방법이다. 이 움직임 추정 시스템은 기준 블록 또는 탐색블록이라고 불리는 이전에 인코딩된 블록에 대한 포인터, 즉, 움직임 벡터를 사용하여 목표블럭을 인토딩하도록 동작한다. 본 시스템은 목표 프레임을 복수의 목표블럭으로 구획한 후, 목표 프레임내의 목표블록에 대해서 DCT 변환한다. 그리고 나서, 탐색 프레임으로부터 후보블럭을 선택하고, 선택된 후보블럭에 대해서 DCT 변환한다. 본 움직임 추정 시스템은 이전에 선택된 후보블럭의 변환값의 적어도 일부를 재사용할 수 있도록 하는 신규한 후보블럭 선택방법을 사용한다. 후보블럭이 선택된 다음에는 선택된 후보 블록을 포함하는 대응되는 탐색윈도를 가지는 목표 프레임내의 하나 또는 그 이상의 관련있는 목표블록을 결정한다. 그 다음에, 선택된 후보블록의 변환값과 결정된 각 목표블록의 변환값과의 사이의 거리를 계산한다. 해당 목표블록에 대해서 더 좋은 평가치가 발견되면, 상기 해당 목표블록에 대해서 선택된 후보블록의 위치를 저장한다. 상기 단계들을 탐색 트레임내의 가능한 후보블록의 각각에 대해서 수행된다. 이 방법은 따라서 각 목표블록에 대해서 최상의 일치 후보 블록을 생성 또는 결정한다. 그리고 나서는, 이들 최상의 일치블록에 기초하여 목표 프레임내의 각 목표블록에 대해서 움직임 백터를 계산한다.

Description

향상된 효율로 DCT 도메인에서 움직일 추정을 수행하기 위한 시스템 및 방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제19도는 DCT 계산량과 대응되는 메모리 용량 조건에 대한 관계를 보여주는 그래프이다.

Claims

하나 또는 그 이상의 목표블럭을 포함하는 목표 프레임과 탐색 프레임과의 사이에서 움직임 추정을 행하는방법에 있어서, 목표 프레임내의 하나 또는 그 이상의 목표블록에 대해서 주파수 도메인 변환을 수행하는 단계; 탐색 프레임으로부터 후보블럭을 선택하는 단계; 탐색 프레임으로부터 선택된 후보블록에 대해 주파수 도메인 변환을 수행하는 단계; 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 단계; 선택된 후보블록의 변환값과 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의, 각각의 변환값 사이의 거리를 계산하여 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블럭의 각각에 대해서 거리를 생성해내는 단계: 상기 계산된 거리가 상기 하나또는 그 이상의 결정된 목표블럭의 각각에 대한 현재 저장되는 있는 계산된 거리보다 더 좋은 평가치인지를 판단하는 단계; 해당 목표블록에 대한 상기 계산된 거리가 상기 해당 목표물에 대한 현재의 최상의 계산된 거리보다 더 좋은 평가치인 경우 상기 해당 목표블록에 대한 상기 선택된 후보블록의 위치를 저장하는 단계를 구비하고 있으며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계와, 탐색 프렘임으로부터 선택된 상기 후보블록에 대해 주판수 도메인 변환을 수행하는 상기 단계와, 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 상기 단계와, 거리를 계산하는 상기 단계와, 상기 계산된 거리가 더 좋은 평가치인지를 판단하는 상기 단계와, 상기 선택된 후보 블록의위치를 저장하는 상기 단계는 상기 탐색 프레임내의 복수의 후보블럭에 대해서 수행되며, 상기 탐색 프레임내의 상기 복수의 후보블럭에 대한 상기 수행에 의해 상기 목표 프레임내의 복수의 상기 목표블록에 대한 움직임 벡터가 생성되는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 상기 단계는 선택된 후보블록을 포함하는 대응되는 탐색윈돌로 가지는 목표 프레임내의 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 상기 선택된 후보블록은 상기 목표블록의 어떤 행 또는 열의 경계에도 있지 아니하고, 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 상기 단계는 목표프레임의 인접 목표블록의제1의 수를 결정하는 단계를 구비하고 있으며, 상기 결정된 인접 목표블록의 제1의 수의 각각은 선택된 후보블록을 포함하는 대응되는 탐색윈도를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제3항에 있어서, 상기 선택된 후보블록은 상기 목표 블록중의 하나의 행 및 열 경계에 위치하며, 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 상기 단계는 목표 프레임의 인접 목표블록의 제2의 수를 결정하는 단계를 구비하고 있으며, 상기 결정된 인접 목표블록의 제2의 수의 각각은 선택된 후보블록을 포함하는 대응되는 탐색윈도를 가지고 있으며, 상기 제2의 수는 상기 제1의 수보다 큰 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제4항에 있어서, 상기 선택된 후보블록은 상기 목표블록중의 적어도 하나의 행 또는 열 경계중의 하나에 위치하며, 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 상기 단계는 목표 프레임의 인접 목표블록의 제3의 수를 결정하는 단계를 구비하고 있으며, 상기 결정된 인접 목표블록의 제3의 수의 각각은 선택된 후보블록을 포함하는 대응되는 탐색윈도를 가지고 있으며, 상기 탐색윈도는 정사각형이며, 상기 제3의 수는 상기 제1의 수보다 크고 상기제2의 수보다는 작은 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 상기 선택된 후보블럭의 변환값과 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값 사이의 거리를 계산하는 상기 단계는, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값으로부터 선택된 후보블록의 변환값을 빼서 상기 하나 또는 그 이상의결정된 목표블록의 각각에 대한 행렬을 생성하는 단계와, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록이 각각에 대해 상기 행렬 중에서 0으로 양자화될 값의 수를 결정하는 단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 선택된 후보블럭의 변환값과 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값 사이의 거리를 계산하는 상기 단계는, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값으로부터 선택된 후보블럭의 변환값을 빼서 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대한 행렬을 생성하는 단계와, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대한 상기 행렬을 양자화하는 단계와, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대한 상기 양자화된 행렬의 각각을 복수의 비트로 인코딩하는 단계와, 상기 인코딩된 행렬중에 어느 것이 최소의 비트수를 가지는지를 결정하는 단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 상기 계산된 거리가 상기 해당 목표블록에 대한 현재의 최상의 계산된 거리보다 더 좋은 평가치인 경우에는 상기 해당 목표블록에 대한 상기 계산된 거리를 저장하는 단계를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 상기 주파수 도메인 변환을 수행하는 단계는 이산코사인 변환(DCT)을 수행하는 단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계와, 탐색 프레임으로부터 선택된 후보블록에 대해 주파수 도메인 변환을 수행하는 상기 단계와, 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 상기 단계와, 거리를 계산하는 상기 단계와, 상기 계산된 거리가 더 좋은 평가치인지를 판단하는 상기 단계와, 상기 선택된 후보블록의 위치를 저장하는 상기 단계는 상기 탐색 프레임내의 모든 부호블록에 대해서 수행되며, 상기 탐색 프레임내의 모든 후보블록에 대한 상기 수행에 의해 상기 목표 프레임내의 상기 목표블록의 각각에 대한 움직임 벡터가 생성되는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 상기 목표 프레임과 상기 탐색 프레임은 MPEG 스트림에 포함되는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제1항에 있어서, 탐색 프레임으로부터 선택된 후보블록에 대한 주파수 도메인 변환의 상기 수행후에 선택된 후보블록의 상기 변환값의 적어도 일부를 저장하는 단계를 더 구비하고있으며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계는 이전에 선택된 후보블록의 상기 변환값의 상기 적어도 일불르 재사용하는 후보블록을 선택하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제12항에 있어서, 탐색 프레임으로부터 선택된 후보블록에 대한 주파수 도메인 변환의 상기 수행은, 선택된 후보블록을 복수의 서브블록으로 구획하는 단계와, 상기 복수의 서브블럭의 각각에 대해서 주파수 도메인 변환을 수행하는 단계를 구비하고 있으며, 선택된 후보블록의 상기 변환값의 적어도 일부를 저장하는 상기 단계는 하나 또는 그 이상의 상기 서브블록의 변환값을 저장하는 단계를 구비하고 있으며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계는 상기 하나 또는 그 이상의 상기 서브블록의 상기 저장된 변환값을 재사용하는 후보블럭을 선택하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제13항에 있어서, 상기 탐색 프레임은 복수의 수평 밴드를 구비하고 있으며, 상기 수평 밴드의 각각은 상기 후보블록의 수직 길이와 같은 수직 길이를 가지며, 상기 수평 밴드의 각각은 제1의 부분과 제2의 부분을 가지고 있으며, 상기 탐색 프레임은 복수의 수직 스트립을 더 구비하고 있으며, 상기 수직 스트립의 각각은 상기 후보블록의 수평 넓이와 같은 수평 넓이를 가지며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계는, 각 수직 스트립에 대해서, 이전의 수평 밴드의 상기 제2의 부분을 재사용하는 수직 스트립내의 수평 밴드를 선택하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제14항에 있어서, 상기 탐색 프레임은 복수의 수평 밴드를 구비하고 있으며, 상기 수평밴드의 각각은 상기 후보블록의 수직 길이와 같은 수직 길이를 가지며, 상기 수평 밴드의 각각은 하나 또는 그 이상의 상측 서브블록을 구비하는 상측부와, 하나 또는 그 이상의 하측 서브블록을 구비하는 하측부를 포함하며, 상기 탐색 프레임은 복수의 수직 스트립을 더 구비하고 있으며, 상기 수직 스트립의 각각은 상기 후보블록의 수평 넓이와 같은 수평 넓이를 가지며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계는, 각 수직 스트립에 대해서, 이전의 수평 밴드의 서브블록이 하측 번호를 구비하는 하측부를 재사용하는 수평 밴드를 수직 스트립에서 선택하되, 이를 수직 스트립내의 복수의 수평 밴드에 대해서 복수번 행하는 단계를 구비하고 있으며, 이전의 수평밴드의 서브블록의 하측부를 재사용하는 수평 밴드를 수직 스트립에서 선택하는 상기 단계는 상기 탐색 프레임내의 모든 후보블록을 선택하도록 상기 수직 스트립의 각각에 대해서 복수번 행해지는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제14항에 있어서, 수직 스트립으로부터 선택된 후보블록의 상기 변환값의 적어도 일부를 저장하는 단계를 더 구비하고 있으며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계는 이전의 수직 스트립으로부터 선택된 상기 후보블록의 상기 변환값의 상기 적어도 일부를 재사용하도록 하는 새로운 수직 스트립을 선택하는 단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제12항에 있어서, 상기 후보블록은 복수의 행 및 복수의 서브블록을 구비하고 있으며, 탐색 프레임으로부터 선택된 후보블록에 대한 주파수 도메인 변환을 수행하는 상기 단계는 상기 선택된 후보블록의 상기 복수의 행의 각각에 대한 주파수 도메인 변환을 수행하는 단계를 포함하고 있으며, 선택된 후보블록의 상기 변화값의 적어도 일부를 저장하는 상기 단계는 하나 또는 그 이상의 상기 행의 변환값을 저장하는 단계를 구비하며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계는 상기 하나 또는 그 이상의 상기 행의 상기 저장된 변환값을 재사용하는 후보블록을 선택하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제17항에 있어서, 상기 탐색 프레임은 복수의 수평 밴드를 구비하고 있으며, 상기 탐색 프레임은 복수의 행을 각각 구비한 복수의 수직 스트립을 더 구비하고 있으며 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 단계는, 이전에 선택된 수직 스트립의 계산된 행을 재사용하는 수직 스트립을 선택하는 단계와, 각 수직 스트립에 대해서, 수직 스트립에서 수평 밴드를 선택하는 단계를 구비하고, 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
제18항에 있어서, 수직 스트립에서 수평 밴드를 선택하는 상기 단계는, 각 수직 스트립에 대해서, 이전의 수평 밴드의 계산된 부분을 재사용하는 수평밴드를 수직 스트립에서 선택하는 단계를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.
하나 또는 그 이상의 목표블록을 포함하는 목표 프레임과 탐색 프레임과의 사이에서 움직임 추정을 행하는 MPEG 인코더에 있어서, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 수단; 목표 프레임내의 하나 또는 그 이상의 목표블록에 대해서, 그리고 탐색 프레임으로부터 선택된 후보블록에 대해서 주파수 도메인 변환을 수행하는 DCT변환부; 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 수단; 선택된 후보블록의 변환값과 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값 사이의 거리를 계산하여 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대해서 거리를 생성해내는 수단; 상기 계산된 거리가 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대한 현재 저장되어 있는 계산된 거리보다 더 좋은 평가치인지를 판단하는 수단; 해당 목표블록에 대한 상기 계산된 거리가 상기 해당 목표블록에 대한 현재의 최상의 계산된 거리보다 더좋은 평가치인 경우 상기 해당 목표블록에 대한 상기 선택된 후보블록의 위치를 저장하기 위한 메모리를 구비하고 있으며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 수단과, 탐색 프레임으로부터 선택된 후보블록에 대해 주파수 도메인 변환을 수행하는 상기 DCT 변화부와, 목표 프레임에서 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 상기 수단과, 거리를 계산하는 상기 수단과, 상기 계산된 거리가 더 좋은 평가치인지를 판단하는 상기 수단과, 상기 선택된 후보블록의 위치를 저장하는 상기 메모리는 상기 탐색 프레임내의 복수의 후보블록에 대해서 동작되며, 상기 목표 프레임내의 복수의 상기 목표블록에 대해서 움직임 벡터를 생성해 내는 것을 특징으로 하는 MPEG 인토더.
제20항에 있어서, 목표 프레임에서 하나 또는 그이상의 목표블록을 결정하는 상기 수단은 선택된 후보블록을 포함하는 대응되는 탐색윈도를 가지는 목표 프레임내의 하나 또는 그 이상의 목표블록을 결정하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 MOEG 인코더.
제20항에 있어서, 선택된 후보블록 변환값과 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값 사이의 거리를 계산하는 상기 수단은, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값으로부터 선택된 후보블록의 변환값을 빼서 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록이 각각에 대한 행렬을 생성하는 뺄셈기와, 상기 하나 또는 그 이상이 결정된 목표블록의 각각에 대해 상기 행렬을 생성하는 뺄셈기와, 상기 하나 또는 그 이상이 결정된 목표블록의 각각에 대해 상기 행렬 중에서 0으로 양자화될 값의 수를 결정하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 MPEG 인코더.
제20항에 있어서, 선택된 후보블록의 변환값과 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값 사이의 거리를 계산하는 상기 수단은, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각의 변환값으로부터 선택된 후보블록의 변환값을 빼서 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대한 행렬을 생성하는 뺄셈기와, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대한 상기 행렬을 양자화 하는 양자화기와, 상기 하나 또는 그 이상의 결정된 목표블록의 각각에 대한 상기 양자화된 행렬의 각각을 복수의 비트로 인코딩하는 인코더와, 상기 인코딩하는 행렬중의 어느 것이 최소의 비트수를 가지는지를 결정하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 MPEG 인코더.
제20항에 있어서, 상기 계산된 거리가 상기 해당 목표블록에 대한 현재의 최상의 계산된 거리보다 더 좋은 평가치인 경우에 상기 해당 목표블록에 대한 상기 계산된 거리를 저장하는 메모리를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 MPEG 인코더.
제20항에 있어서, 선택된 후보블록의 상기 변환값의 적어도 일부를 저장하는 메모리를 더 구비하고 있으며, 탐색 프레임으로부터 후보블록을 선택하는 상기 수단은 이전에 선택된 후보 블록의 상기 변환값이 상기 적어도 일부를 재사용하는 후보블록을 선택하는 것을 특징으로 하는 MPEG 인코더.