KR100587263B1 - Method for frame rate conversing of video signal - Google Patents
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Abstract
24프레임/초의 프레임 율을 30프레임/초의 프레임 율로 변환하는 프레임율 변환 방법에 관한 것으로서, 특히 시간 편차를 줄이는 방향으로 필드 반복을 수행하여 새로운 필드를 보간하거나 또는, 디스플레이 시간을 기준으로 인접한 기준 필드들의 평균값으로 새로운 필드를 보간하거나 또는, 움직임 추정을 이용하여 새로운 필드를 보간함으로써, 플리커 현상 및 부자연스러운 디스플레이 현상을 줄이며, 특히 움직임이나 영상의 변화 정도에 따라 상기된 풀 다운 방법들 중 어느 하나를 선택하여 새로운 필드를 보간함으로써, 가장 자연스러운 화질을 얻을 수 있다.A frame rate conversion method for converting a frame rate of 24 frames per second to a frame rate of 30 frames per second. The present invention relates to interpolation of a new field by performing field repetition in a direction of decreasing time variance, or to an adjacent reference field based on display time. By interpolating a new field with an average value of the field or by interpolating a new field using motion estimation, it is possible to reduce flickering and unnatural display phenomenon, and in particular, any one of the pull-down methods described above according to the degree of motion or image change. By selecting and interpolating a new field, the most natural picture quality can be obtained.
풀 다운Pull down
Description
도 1은 종래의 3:2 풀 다운 변환 과정을 나타낸 도면1 is a diagram illustrating a conventional 3: 2 pull down conversion process.
도 2는 도 1의 3:2 풀 다운 변환 과정에서의 시간적 편차의 예를 보인 도면FIG. 2 is a diagram illustrating an example of temporal deviation in the 3: 2 pull down conversion process of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3:2 풀 다운 변환 과정을 나타낸 도면3 is a diagram illustrating a 3: 2 pull-down conversion process according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 3:2 풀 다운 변환 과정에서의 시간적 편차의 예를 보인 도면4 is a diagram illustrating an example of temporal deviation in the 3: 2 pull-down conversion process of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3:2 풀 다운 변환 과정을 나타낸 도면5 is a diagram illustrating a 3: 2 pull-down conversion process according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 풀 다운 방법에서 기준 필드들을 이용한 보간 과정을 보인 도면6 illustrates an interpolation process using reference fields in the pull-down method of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3:2 풀 다운 변환 과정을 나타낸 도면7 is a diagram illustrating a 3: 2 pull-down conversion process according to another embodiment of the present invention.
도 8은 도 3 내지 도 7에서 제안한 풀 다운 방법들 중 어느 하나를 선택하는 과정을 나타낸 흐름도8 is a flowchart illustrating a process of selecting any one of the pull-down methods proposed in FIGS. 3 to 7;
본 발명은 비디오 신호의 프레임 율을 변환하는 방법에 관한 것으로서, 특히 24프레임/초의 프레임 율을 30프레임/초의 프레임 율로 변환하는 프레임율 변환 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for converting a frame rate of a video signal, and more particularly, to a frame rate conversion method for converting a frame rate of 24 frames / second to a frame rate of 30 frames / second.
일반적으로 비디오 신호를 디스플레이함에 있어서 전송되어 오는 비디오의 프레임 율이 디스플레이하고자 하는 프레임 율과 다를 경우에는 이를 맞추어 주어야만 자연스러운 디스플레이가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전송되어 오는 프레임 율이 24 프레임/초(second)이고, 디스플레이해야 할 프레임 율이 30 프레임/초인 경우에 24 프레임의 정보만을 가지고 30 프레임으로 바꾸어 디스플레이해야 한다. 따라서, 풀 다운(pull down) 방법이 이를 위해 사용되고 있다.In general, when displaying the video signal, if the frame rate of the video being transmitted is different from the frame rate to be displayed, it may be natural to achieve the display only by adjusting it. For example, if the frame rate to be transmitted is 24 frames / second and the frame rate to be displayed is 30 frames / second, the frame rate should be changed to 30 frames with only 24 frames of information. Therefore, a pull down method is used for this.
3:2 풀 다운 방법은 도 1에서와 같이 24 프레임/초의 2프레임에 해당하는 4 필드의 정보를 가지고 5 필드로 디스플레이할 수 있도록 하는 것이다. In the 3: 2 pull-down method, as shown in FIG. 1, four fields of information corresponding to two frames of 24 frames / sec are displayed to be displayed in five fields.
이때, 3:2 풀 다운이라고 불리는 이유는 다음과 같다. 즉, 4 필드의 정보를 가지고 5 필드를 만들 때 우선 2 필드에 해당하는 톱(top)과 바텀 필드(bottom field)에 대하여 톱 또는 바텀 필드 중의 한 필드를 반복시키면 결국 2 필드의 정보가 3 필드로 만들어지며, 나머지 2 필드에 대해서는 그대로 디스플레이시키면 최종적으로 5 필드의 정보가 만들어진다. 이와 같은 작업을 수행할 때 처음 2 필드는 3 필드가 되고 나머지 2 필드는 2 필드가 되므로 결과적으로 2:2 필드가 3:2 필드로 바뀌게 되므로 3:2 풀 다운이라고 부른다.At this time, the reason called 3: 2 pull down is as follows. That is, when creating 5 fields with 4 fields of information, if one field of the top or bottom field is repeated for the top and bottom fields corresponding to the 2 fields, the information of the 2 fields becomes 3 fields. If the remaining 2 fields are displayed as they are, finally 5 fields of information are created. When you do this, the first two fields become three fields and the remaining two fields become two fields, so the 2: 2 field turns into a 3: 2 field, so it's called 3: 2 pulldown.
종래의 3:2 풀 다운 변환 방법을 자세히 설명하면 다음과 같다. 도 1의 (a)에는 4 프레임(8 필드)이 준비되어 있다. 각각의 필드 이름을 N-1, N-1, N, N, N+1, N+1, N+2, N+2이라 할 때, 각각의 필드가 3:2 풀 다운 과정을 거치면 도 1의 (b)에서와 같이 매핑이 이루어진다. 매핑이 이루어지는 형식은 도 1에서 화살표로 나타낸 것과 같다. The conventional 3: 2 pull down conversion method is described in detail as follows. In FIG. 1A, four frames (8 fields) are prepared. Each field name is N-1 , N-1 , N , N , N + 1 , N + 1 , N + 2 , N + 2 In this case, when each field undergoes a 3: 2 pull down process, mapping is performed as shown in FIG. The format in which the mapping is made is the same as indicated by the arrows in FIG. 1.
그리고, 3:2 풀 다운이 수행되었을 때 필연적으로 디스플레이의 편차가 수반된다. 도 2는 이러한 3:2 풀 다운 전후에서의 시간적 편차를 숫자로 나타낸 것이다. And, when the 3: 2 pulldown is performed, inevitably there is a deviation of the display. Figure 2 shows the number of time deviations before and after this 3: 2 pull down.
여기서, 시간 편차의 총합은 풀 다운이 행해지기 이전의 8개 필드에 대하여 풀 다운이 진행된 이후의 10개의 필드간의 디스플레이되는 시점간의 시간적 차이의 절대값을 모두 합한 것이며, 이를 식으로 나타내면 하기의 수학식 1과 같다.Here, the sum of the time deviations is the sum of the absolute values of the temporal differences between the displayed time points between the ten fields after the pull down is performed for the eight fields before the pull down is performed, and the
= 0.2 + 0.4 + 0.6 + 0.8 + 1 + 1.2 + 0.6 + 1.6 + 0.2 + 0= 0.2 + 0.4 + 0.6 + 0.8 + 1 + 1.2 + 0.6 + 1.6 + 0.2 + 0
= 6.6= 6.6
즉, 상기 수학식 1에 나타난 바와 같이 디스플레이 시간 편차의 총합은 6.6이 되는데, 이것은 10개 필드를 디스플레이하는 동안에 총체적으로 6.6 필드에 해당하는 시간적 차이가 나는 것을 의미한다. 이는 디스플레이 화면이 부자연스럽게 보이는 수치로 간주할 수가 있다. 이러한 이유로 인하여 실제로 3:2 풀 다운이 일어난 영상을 보게되면 눈에 거스르게 된다. 즉, 플리커 현상 및 부자연스러운 디스 플레이 현상이 나타난다.That is, as shown in
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반복하는 필드 순서를 종래와 다르게 하여 새로운 필드를 보간함으로써, 디스플레이 시간 편차를 줄이는 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a frame rate conversion method of a video signal which reduces display time variation by interpolating a new field with a repeating field order different from the conventional one.
본 발명의 다른 목적은 디스플레이 시간축을 중심으로 하여 가장 가까운 기준 필드들의 평균값으로 새로운 필드를 보간하는 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of converting a frame rate of a video signal by interpolating a new field with an average value of nearest reference fields around the display time axis.
본 발명의 또 다른 목적은 상응하는 두 필드를 매크로 블록 단위로 나누어 움직임 벡터를 구한 다음 상기 움직임 벡터의 값을 기준으로 새로운 필드를 보간하는 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a method of converting a frame rate of a video signal by dividing two corresponding fields into macroblock units to obtain a motion vector and interpolating a new field based on the value of the motion vector.
본 발명의 또 다른 목적은 영상의 움직임 정도에 따라 상기된 프레임 율 변환 방법 중 가장 최적의 프레임 율 변환 방법으로 새로운 필드를 보간하는 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a frame rate conversion method of a video signal interpolating a new field with the most optimal frame rate conversion method among the frame rate conversion methods described above according to the degree of motion of an image.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법은, 시간 편차가 작은 쪽의 기준 필드를 반복하여 새로운 필드를 보간하는 단계와, 디스플레이 시간 축을 중심으로 하여 가장 인접한 기준 필드들의 평균값으로 새로운 필드를 보간하는 단계와, 기준 필드를 매크로 블록 단위로 나누어 움직임 벡터를 구한 다음 상기 움직임 벡터를 기준으로 새로운 필드를 보간하는 단계와, 보간 단계들 중 영상의 움직임 정도에 따라 최적의 프레임 율 변환방법을 선택하여 새로운 필드를 보간하는 단계를 포함한다.The frame rate conversion method of a video signal according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of interpolating a new field by repeating a reference field having a smaller time deviation, and the nearest reference field around the display time axis. Interpolating a new field with an average value of the fields, obtaining a motion vector by dividing the reference field in units of macroblocks, and then interpolating a new field based on the motion vector, and selecting an optimal image according to the degree of motion of the interpolation steps. Selecting a frame rate conversion method and interpolating a new field.
상기 필드 보간 선택 단계는 영상의 움직임 정도에 따라 상기 보간 단계들 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 한다.The field interpolation selection step may select any one of the interpolation steps according to the degree of motion of the image.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 개선된 여러 가지 3:2 풀 다운 방법을 제안하며 영상의 움직임 정도에 따라 가장 최적의 풀 다운 방법을 선택하여 24프레임/초의 프레임 율을 30프레임/초의 프레임 율로 변환하는데 있다.The present invention proposes an improved various 3: 2 pull down method and selects the most optimal pull down method according to the degree of motion of a video to convert a frame rate of 24 frames / sec into a frame rate of 30 frames / sec.
먼저, 개선된 여러 가지 풀 다운 방법을 설명하고 마지막에 가장 최적의 풀 다운 방법을 선택하는 과정을 설명한다.First, the various pull-down methods that have been improved are described, and finally, the process of selecting the most optimal pull-down method is described.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3:2 풀 다운 과정을 나타낸 것으로서, 반복하는 필드를 종래의 방식과 다르게 하여 디스플레이 시간 편차를 줄임으로써, 자연스러운 디스플레이를 유도하는 것이다.3 illustrates a 3: 2 pull-down process according to an embodiment of the present invention, and induces a natural display by reducing a display time variation by changing a repeating field from a conventional method.
즉, 도 3의 (a)에 나타나 있는 8개의 필드는 24프레임/초의 프레임 율로 되어 있는 원래 영상을 나타낸다. 각각의 필드에 표기되어 있는 숫자(N-1, N, N+1, N+2,...) 및 , 기호는 순차적으로 진행되는 8개의 필드를 나타낸다. 그리고, 도 3의 (b)에 나타나 있는 10개의 필드는 3:2 풀 다운 과정이 끝나고 난 후 30프레임/초의 프레임 율로 변환된 각각의 필드는 나타낸다.That is, the eight fields shown in (a) of FIG. 3 represent the original video at the frame rate of 24 frames / second. The numbers in each field (N-1, N, N + 1, N + 2, ...) and , The symbol represents eight fields that proceed sequentially. The 10 fields shown in (b) of FIG. 3 indicate each field converted to a frame rate of 30 frames / second after the 3: 2 pull-down process is completed.
본 발명에서는 우선 3:2 풀 다운이 이루어질 때의 매핑 방식이 다르다. 8 필 드로부터 10 필드로의 매핑 과정은 도 3에 나타난 바와 동일하며 다음에 나열한 것과 같다.In the present invention, first, the mapping method when 3: 2 pull down is performed is different. The mapping from 8 fields to 10 fields is the same as shown in FIG. 3 and listed below.
N-1톱 <- N-1, N-1바텀 <- N-1, N톱 <- N, N바텀 <- N, N-1 saw <-N-1 , N-1 Bottom <-N-1 , N-top <-N , N bottom <-N ,
N+1톱 <- N, N+1바텀 <- N+1, N+2톱 <- N+1, N + 1 top <-N , N + 1 Bottom <-N + 1 , N + 2 Top <-N + 1 ,
N+2바텀 <- N+1, N+3톱 <- N+2, N+3바텀 <- N+2 N + 2 Bottom <-N + 1 , N + 3 top <-N + 2 , N + 3 Bottom <-N + 2
즉, 종래에는 N+2바텀을 보간할 때 N+2을 반복하였는데, 본 발명은 N+1을 반복함으로써, 시간 편차를 줄이고 있다.That is, conventionally, when interpolating N + 2 bottom, N + 2 Was repeated, the present invention is N + 1 By repeating, the time deviation is reduced.
이 과정에서 수반되는 디스플레이의 편차를 구하는 과정은 도 4에 나타나있다. 도 4에서 시간 편차의 총합의 의미는 풀 다운이 진행되기 이전의 8개 필드에 대하여 풀 다운이 진행된 이후의 10개의 필드가 디스플레이될 때의 시점과의 대응되는 시간적 차이의 절대값을 모두 합한 것이며, 이를 식으로 나타내면 하기의 수학식 2과 같다.The process of calculating the deviation of the display involved in this process is shown in FIG. 4. In FIG. 4, the sum of the time deviations is the sum of the absolute values of the corresponding temporal differences with respect to the time when the 10 fields after the pull down is displayed for the eight fields before the pull down is performed. , Represented by the equation is equal to
= 0.2 + 0.4 + 0.6 + 0.8 + 1 + 1.2 + 0.6 + 0.4 + 0.2 + 0= 0.2 + 0.4 + 0.6 + 0.8 + 1 + 1.2 + 0.6 + 0.4 + 0.2 + 0
= 5.4= 5.4
상기 수학식 2에서 나타난 바와 같이 디스플레이 시간 편차의 총합은 5.4가 되는데, 이것은 10개의 필드를 디스플레이하는 동안에 총체적으로 5.4 필드에 해당 하는 시간적 차이가 발생함을 의미한다.As shown in
종래의 방법에 비하면, 이 수치가 6.6에서 5.4로 줄었으므로 눈에 거스르게 되는 정도가 최소한 1필드 이상 개선되었음을 알 수 있다.Compared with the conventional method, this value has been reduced from 6.6 to 5.4, and thus the degree of disturbance has been improved by at least one field.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3:2 풀 다운 과정을 나타낸 것으로서, 반복해야 하는 필드가 지정될 경우 해당 필드를 직접 반복하지 않고 디스플레이 시간축을 중심으로 하여 가장 가까운 두 개의 톱 필드 또는 바텀 필드를 이용하여 새로운 필드를 보간하고 이를 반복 필드 대신 이용하는 방법이다.FIG. 5 illustrates a 3: 2 pull down process according to another embodiment of the present invention. When a field to be repeated is designated, two top fields or bottoms closest to each other based on the display time axis are not directly repeated. Interpolate new fields using fields and use them instead of repeating fields.
도 5의 (a), (b)를 보면, 상측은 새로운 필드를 보간할 때 대상이 되는 두 개의 기준 필드를 나타낸 것으로서, 반복해야 할 디스플레이 시점이 되었을 때 시간축을 기준으로 하여 가장 가까운 두 필드를 선택한 다음 선택된 두 필드의 정보를 이용한다. 여기서, 반복해야 할 필드를 N+1톱이라 가정하면 두 개의 기준 필드는 도 5의 (a)와 같이 각각 N과 N+1이 된다. 또한, 반복해야할 필드가 N+1바텀인 경우에는 두 개의 기준 필드는 도 5의 (b)와 같이 N과 N+1이 된다.Referring to (a) and (b) of FIG. 5, the upper side shows two reference fields which are the targets when interpolating a new field, and when the display point to be repeated is reached, the two closest fields on the time axis are referred to. After selecting, use the information in the two selected fields. Here, assuming that the field to be repeated is N + 1 top, the two reference fields are each N as shown in FIG. And N + 1 Becomes In addition, when the field to be repeated is N + 1 bottom, the two reference fields are N as shown in (b) of FIG. 5. And N + 1 Becomes
이때, 보간할 필드는 나머지 두 개의 기준 필드의 정 중앙의 위치에 있으므로 각각의 픽셀에 대하여 평균을 구하면 된다. 식으로 나타내면 도 6의 (d)의 6-5 위치에 해당하는 픽셀의 값은 (a)의 6-1 위치의 값과 (c)의 6-4 위치의 값을 하기의 수학식 3과 같이 평균한 것이다.In this case, since the field to be interpolated is located at the center of the other two reference fields, an average may be obtained for each pixel. The value of the pixel corresponding to the 6-5 position of (d) of Figure 6 is the value of the 6-1 position of (a) and the value of the 6-4 position of (c) as shown in
또한, 디스플레이되는 시점에 초점을 맞추면, 반복되어야 할 필드는 톱 또는 바텀 필드 여부와 상관없이 가장 가까운 필드로부터 정보를 얻을 수 있다. 도 6의 (d)에서 6-5 위치의 값은 도 6의 (b)의 6-2와 6-3의 위치에 있는 바텀 값을 함께 이용하여 구할 수도 있다.In addition, when focusing on the displayed time point, the field to be repeated can obtain information from the nearest field regardless of whether it is a top or bottom field. In FIG. 6D, the value of the 6-5 position may be obtained by using the bottom values at the positions 6-2 and 6-3 of FIG. 6B.
이 경우에 최종적으로 계산되는 6-5 위치에서의 값은 다음의 수학식 4와 같이 구할 수 있다.In this case, the final calculated value at position 6-5 can be obtained as shown in
이때, α값은 실험적으로 가장 자연스러운 영상이 재현이 되도록 조정해주는 값이다.In this case, the α value is a value that adjusts to reproduce the most natural image experimentally.
그런데, 움직임이나 영상이 변화가 심할 경우에는 상기와 같은 방법이 잘 적용되지 않을 때도 있다. 이런 경우에는 두 복원하고자 하는 위치에 대하여 두 개의 기준 필드 사이의 움직임 벡터를 추정하여 움직임 벡터를 기준으로 최종의 값을 계산한다. However, when the motion or the image is severely changed, the above method may not be applied well. In this case, the motion vector between two reference fields is estimated for two positions to be restored, and the final value is calculated based on the motion vector.
도 7은 이 방법을 이용한 3:2 풀 다운 과정을 나타낸 것으로서, 보간 대신에 상응하는 두 필드를 매크로 블록 단위로 나누어 MPEG(Moving Picture Experts Group) 비디오 압축 알고리즘에서처럼 움직임 벡터를 구한 다음 상기 움직임 벡터의 값을 기준으로 양쪽 필드 사이의 보간을 수행하는 것이다.FIG. 7 illustrates a 3: 2 pull down process using this method. Instead of interpolation, two corresponding fields are divided into macroblock units to obtain a motion vector as in a moving picture expert group (MPEG) video compression algorithm. To interpolate between both fields based on the value.
즉, 새로운 보간 필드를 구성하기 위한 두 개의 기준 필드 1과 기준 필드 2가 있을 때 기준 필드에서 구하고자 하는 위치의 값은 이에 대응하는 기준 필드 1과 2의 위치 상에서 서로 다른 기준 필드에로의 움직임 벡터를 계산한다. 움직임 벡터를 계산하는 방법은 정해진 위치(7-1)를 중심으로 매크로 블록을 정의하고 이 매크로 블록이 다른 기준 필드에로의 최소 오차를 가지는 위치(7-4)까지의 움직임 벡터를 찾아낸다. 이번에는 반대 방향으로의 움직임 벡터를 추정하는데 위치(7-2)를 중심으로 같은 방법으로 최소 오차를 가지는 위치(7-3)까지의 움직임 벡터를 찾아낸 다음 이 두 개의 움직임 벡터가 가리키는 위치의 값을 평균하여 사용하여 새로운 필드를 보간한다.That is, when there are two
이상과 같은 방법을 모두 고려할 때 보간 필드는 제안한 방법 중에서 하나를 선택하거나 또는, 임의의 선택 조건을 이용하여 하나를 선택하여 구할 수 있다.Considering all of the above methods, the interpolation field can be obtained by selecting one of the proposed methods or by selecting one using arbitrary selection conditions.
도 8은 본 발명에서 제안한 풀 다운 방법 중 최적의 풀 다운 방법을 선택하는 과정을 나타낸 흐름도로서, 먼저 두 기준 필드에 대하여 상관 관계를 계산한다(단계 801). 즉, 두 기준 필드 간의 차이를 계산하고 이 계산 값을 m1이라고 할 때, 두 기준 필드가 서로 비슷한 경우에는 m1의 값이 작게되고, 서로 상이한 경우에는 m1 값이 커진다. 8 is a flowchart illustrating a process of selecting an optimal pull down method among the pull down methods proposed in the present invention. First, a correlation is calculated for two reference fields (step 801). That is, when the difference between two reference fields is calculated and this calculated value is m1, the value of m1 is small when the two reference fields are similar to each other, and the value of m1 is large when they are different from each other.
따라서, 상관값 m1을 제 1 문턱값 th1과 비교하는데(단계 802), 상관값 m1이 제 1 문턱값 th1보다 작은 경우에는 움직임이나 영상의 변화가 거의 없는 상태로 판단하여 도 3과 같이 필드 반복으로 새로운 필드를 보간한다(단계 803).Accordingly, the correlation value m1 is compared with the first threshold th1 (step 802). If the correlation value m1 is smaller than the first threshold value th1, it is determined that there is almost no change in the motion or the image, and the field is repeated as shown in FIG. Interpolate the new field with
만일, 상기 단계 802에서 상관값 m1이 제 1 문턱값 th1보다 크다고 판별되면 움직임의 정도를 판별하기 위하여 다시 상관값 m1을 제 2 문턱값 th2과 비교한다(단계 804).If it is determined in
상기 단계 804에서 상관값 m1이 제 2 문턱값 th2보다 크다고 판별되면 이는 움직임이나 영상의 변화가 아주 심한 경우로 판단하여 도 7과 같이 움직임 추정을 이용하여 새로운 필드를 보간한다(단계 809).If it is determined in
한편, 상기 단계 804에서 상관값 m1이 제 2 문턱값 th2보다 작다고 판별되면 움직임이 아주 많지는 않지만 어느 정도 있는 경우로서, 이때는 도 6과 같이 기준 필드들의 평균으로 새로운 필드를 보간한다.On the other hand, if it is determined in
이때, α값을 정의해야 하므로 또다른 상관값 m2를 구한다(단계 805).At this time, since the value of α needs to be defined, another correlation value m2 is obtained (step 805).
즉, 상관값 m2는 두 개의 기준 필드와 나머지 한 필드(보간하고자 하는 시점에서 가장 가까운 필드로 두 기준 필드가 모두 톱이라면 그 사이의 바텀 필드가 된다. 도 6에서는 N 필드가 이에 해당한다.) 사이의 차 값이다.That is, the correlation value m2 is the two reference fields and the other one (the field closest to the point of time to be interpolated, and if both reference fields are tops, they are bottom fields therebetween. Field is equivalent).
이렇게 계산된 상관값 m2를 제 3 문턱값 th3과 비교한다(단계 806).The calculated correlation value m2 is compared with the third threshold th3 (step 806).
상기 단계 806에서 상관값 m2이 제 3 문턱값 th3보다 작다고 판별되면 α값은 0보다 크고 1보다 작은 값(0 < α < 1)이 되며, 이때는 상기 수학식 4와 같이 기준 필드들의 평균으로 새로운 필드를 보간한다(단계 807).If it is determined in
만일, 단계 806에서 상관값 m2가 제 3 문턱값 th3보다 크다고 판별되면 α값은 1로 되며, 이때는 상기 수학식 3과 같이 기준 필드들의 평균으로 새로운 필드를 보간한다(단계 808). 여기서, 상기 제 1 내지 제 3 문턱값 th1∼th3은 실험을 통해 결정되며, 설계자에 따라 달라질 수 있다.If it is determined in
이러한 3:2 풀 다운 방법은 24 프레임/초로 제작된 필름 소스(film source)로부터 30프레임/초의 일반적인 TV 비월주사(interlace) 신호로의 변환시에 유용하게 사용되기 때문에 송신부에서 많이 쓰인다. 그러므로, 송신단에서 이와 같은 방법을 적용하면 비디오 신호를 송신하거나 동영상 압축이 행해지기 직전에 자연스럽고 높은 질의 화상을 만들 수 있다.This 3: 2 pull down method is widely used in the transmitter because it is useful for converting a film source made at 24 frames / second to a typical TV interlace signal of 30 frames / second. Therefore, applying such a method at the transmitting end can produce a natural, high quality image just before transmitting a video signal or performing video compression.
이와 병행하여 수신부에서도 효과적으로 사용할 수 있다. 그 이유는 MPEG과 같은 규격을 이용하여 동영상을 수신하였을 경우에 애초에 24프레임/초로 되어 있는 동영상의 경우 프레임 율(frame rate)을 변경하지 않고 직접 압축하여 보내는 것이 압축율을 높일 수 있는 방법이 되기 때문이다.In parallel with this, the receiver can be effectively used. The reason for this is that when a video is received using a standard such as MPEG, a video that is initially 24 frames / sec is directly compressed without sending a change in the frame rate. to be.
이러한 상황에서 수신부는 본 발명에서 제안한 3:2 풀 다운 방법을 사용하면 압축율 및 영상의 자연스러움 모두에 대하여 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다.In this situation, the receiver can obtain satisfactory results for both the compression ratio and the naturalness of the image by using the 3: 2 pull-down method proposed in the present invention.
즉, 본 발명에 따른 3:2 풀 다운 방법은 송신부나 수신부 모두의 경우에 대하여 효과적으로 사용할 수 있다.That is, the 3: 2 pulldown method according to the present invention can be effectively used for both the transmitter and the receiver.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법에 의하면, 종래와 다른 순서 즉, 시간 편차를 줄이는 방향으로 필드 반복을 수행하여 새로운 필드를 보간하거나 또는, 디스플레이 시간을 기준으로 인접한 기준 필드들의 평균값으로 새로운 필드를 보간하거나 또는, 움직임 추정을 이용하여 새로운 필드를 보간함으로써, 플리커 현상 및 부자연스러운 디스플레이 현상을 줄이는 효과가 있다. As described above, according to the method of converting a frame rate of a video signal according to the present invention, a new field is interpolated by performing field repetition in a different order from that in the conventional way, that is, to reduce time variation, or adjacent reference fields based on display time. By interpolating a new field with an average value of these fields or interpolating a new field using motion estimation, there is an effect of reducing flicker and unnatural display phenomenon.
또한, 움직임이나 영상의 변화 정도에 따라 상기된 풀 다운 방법들 중 어느 하나를 선택하여 새로운 필드를 보간함으로써, 자연스러운 화질을 얻을 수 있다.In addition, natural image quality may be obtained by interpolating a new field by selecting any one of the pull-down methods described above according to the degree of motion or the change of the image.
특히, 본 발명은 송신측에서 전송하기 전에 필름 소스를 변환하는 경우에도 이용할 수 있으며, MPEG 방식으로 압축하여 영상을 전송하는 경우에 필름 모드로 복원한 다음 최종적으로 디스플레이하기 바로 전에 적용할 수도 있으므로 송신기, 또는 수신기의 성능을 높일 수 있다.In particular, the present invention can be used when converting the film source before transmitting at the transmitter side, and may be applied to restore the film mode and finally just before the final display when transmitting the video by compressing by the MPEG method. , Or improve the performance of the receiver.
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