KR100255528B1 - 디지탈 텔레비젼 영상을 송신기에서 수신기로 송신하기 위한 텔레비젼 시스템 - Google Patents

Abstract

디지탈 텔레비젼 영상을 송신기에서 수신기로 송신하는 텔레비젼 시스템.

운동검출기, 특히 디지털 방식으로 텔레비젼 영상을 송신하는 텔레비젼 시스템용은 각 영상을 화소블록들로 분할하여, 최저 수평과 최고 수직주파수를 갖는 기본영상과 관련된 1차 계수를 결정하기 위해 각 화소블록을 변형 프레임 연결 변환시켜서, 최저 수평주파수는 포함하나 1차 계수에 대해 낮은 값인 수직주파수는 제외하는 기본영상들과 관련된 다수의 상위 계수들을 결정한다. 운동검출기는 1차 계수가 큰 절대값을 갖는다면 하나의 화소블록 범위 내에서 운동의 존재를 신호화하고, 그러나 동시에 상위 계수들이 충분히 큰 절대값을 전혀 갖지 않는다면 그러하지 아니하다. 1차 계수가 충분히 큰 절대값을 갖는 경우에 동시에 상위 계수 중 하나가 역시 충분히 큰 절대값을 갖는다면 운동이 없어도 신호가 발생된다.

Description

디지탈 텔레비젼 영상을 송신기에서 수신기로 송신하기 위한 텔레비젼 시스템

제1도는 텔레비젼 시스템을 녹화기 형식으로 나타낸 계통도.

제2도는 변환회로를 나타낸 계통도.

제3도와 제4도는 제2도의 변환회로를 설명하기 위해 나타낸 도시도.

제5도는 운동검출기의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도시도.

제6도는 하다마르트 행렬을 나타낸 도시도.

제7도는 두 개의 상이한 화소블록에서 복합화소의 휘도 값이 상이한 점을 나타낸 도시도.

제8도는 제2도 변환회로에 사용하기 위한 운동 검출기 실시예의 블록도.

제9도는 제8도 운동 검출기의 사용하기 위한 처리 회로를 나타낸 블록도.

제10도는 제8도 처리회로의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 변조 회로 5 : 쓰기 헤드

6 : 자기 테이프 7 : 읽기 헤드

본 발명은 일반적으로 텔레비젼 영상을 디지털 식으로 송신기에서 수신기로 송신하는 텔레비젼 시스템에 관한 것이다. 전송 비트 량을 제한하기 위해, 각 화면은 상이한 변환법으로 변환 코드화된다. 변환은 한 프레임에서 연속적인 두 개의 영상면간에 운동효과가 존재함으로써 수행된다.

본 발명은 또한 이러한 운동 효과를 결정하기 위한 운동 검출기에 관한 것이다.

이러한 텔레비젼 시스템은 텔레비젼 방송 시스템도 될 수 있음을 지적해 둔다. 이 경우 TV 채널은 디지탈 텔레비젼 영상을 송신하기 위해 사용된다.

이러한 텔레비젼 시스템은 녹화기로 대체 가능하고 이 경우 녹화 테이프는 디지탈 텔레비젼 신호를 전송하기 위해 사용된다.

일반적으로 알려진 것처럼, 텔레비젼 영상은 3개의 영상신호 PS(1), PS(2), PS(3)로 완전하게 정의된다. 이들은 3원색 신호 R, G, B도 될 수 있으나 대안으로 휘도신호 Y와 때로는 U와 V라 하고, 때로는 I와 Q라고 일컫는 두 가지 상이한 색신호 CHR(1)과 CHR(2)도 가능하며 그 밖이 많은 설계가 있다.

텔레비젼 영상을 디지털 식으로 전송하기 위해 행 당 N개 화소(열)를 갖는 M개 행의 2차원 행렬로 된 텔레비젼 영상을 고찰하고 세 영상신호 중 이 M x N 화소들과 관련된 값만을 수신기로 전송한다.

프레임 당 625행인 TV에 있어서, 프레임의 가시부분은 행 당 720개 화소를 포함하는 576개의 선으로 이루어진다. 8비트 부호 단어를 예를 들어, 각 화소에 대한 상관 휘도 값이 생기면, 모든 휘도 값을 표시하는 데만 이미 약 3.10⁶비트 즉, 초당 25프레임일 경우 약 75.10⁶bits/sec의 비트 율이 필요하다. 이것은 허용하기에 너무 높은 수치이다. 연구진이 착상했던 대상은 디지털 영상 신호를 자기 테이프 또는 그 외의 기억 매체에 명백히 기록하는, 약 20Mbit/sec의 비트 율을 실현하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위해, 일련의 텔레비젼 영상을 변환 시행시킨다(부족의 참고 문헌 1, 2 참조). 코드화될 텔레비젼 영상은 각각 E x E개의 화소들로된 다수의 화소블록들로 된 다수의 화소블록들로 분할된다. 이 분할로 총 6480개의 화소 블록을 얻기 위하여 E의 편의 값은 8이다. 결과적으로, 각 화소블록들은 상호직교기본영상 B(i,k)의 합인 E²로 고려되고, E x E개 화소로 이루어지며, 고유의 가중인자 y(i,k)를 갖는다. 이 가중인자는 통상 계수라고 한다. 지수 i와 k는 기본 영상에서 각각 공간수직 및 수평주파수를 나타낸다(부록 참고자료 3의 제10장 참조). 그것의 중요성은 다음으로부터 분명해진다. 예를 들어, 불연속 코사인변환의 경우, 화소블록의 각 화소는 두 극 값 사이의 어떤 값으로 가정할 수 있다. 극 값이 백색과 흑색이라면, 각 화소는 회색 값일 수 있다. 수직(또는 수평)방향으로 또 다른 것이 이어져 있는 화소관련 회색 값은 위치함수로서 코사인형 곡선상에 있고, (E-1)/i 주기로 주기적이다. 이 주기의 역수를 공간주파수라고 한다. 예를 들어, 하다마르트 변환의 경우, 한 화소는 두 극 값 중 어느 한 값을 갖는다. 다시 말하면, 백색이나 흑색 중 어느 하나이다. 이 경우 i는 하나의 극 값에서 다른 극 값으로 수차래 점프한 것, 또는 역으로 수직 방향으로 연이어진 화소들로 형성된 열에서 측정한 값이다.

가능한 최저 비트 율로 계수를 송신하기 위해서는, 적응수치화 기법으로 변환시킨다. 중요하다고 생각되는 계수에는 dc 계수 y(1,1)와 같이 소단계량을 사용하고, 계수의 중요도가 낮아지면 단계량을 늘린다. 따라서 상이한 비트수에 상이한 계수가 부여되는 것이다. 중요성이 낮은 여러 계수들이 상기 수치화 기법에 따라 영이 되면(물론 그들 값에 따라 다름), 전혀 송신되지 않거나 개별적으로 송신되지 않는다는 것을 지적해둔다.

이러한 방법으로 화질의 경미한 손실만으로도 매우 흥미로운 비트 율 감소가 실현된다. 참고자료 1과 5에 광범위하게 기술한 것처럼, 화질 손실은 실제로 변환될 영상이 정지화상일 때만 적게 나타난다. 이를 가시화하기 위해 화면 속에 수직으로 경계선이 길게는 늘어진 형체를 상상할 수 있다. 이 형체(또는 그 경계선)가 수평으로 이동하면, 짝수 영상면 경계선일 일부가 홀수영상면 경계선 일부에 대해서 갈라져 나온다. 각 프레임은 이 두 가지 영상면이 엇갈려 있는 형식으로 이루어져 있으므로, 이 곧은 직선은 구불구불하게 된다. 이 프레임을 변환시키면, 이 구불구불한 경계선을 만족하게 표현하기 위해서는 많은 계수가 있는 높은 수직주파수로 송신할 필요가 있다. 여기에는 코드효율상의 손실효과가 있다. 이를 개선하기 위해, 참고자료 1에서는 각 화소 블록을 E/2 x E개씩 화소를 갖는 짝수영상면과 홀수영상면으로 분할할 것을 제안하였다. 짝수영상면블록은 텔레비젼 영상 짝수영상면의 E/2라인을 구성하고, 홀수영상면 블록은 텔레비젼 영상 홀수 영상면의 E/2라인을 구성하고 있다. 하나의 화소블록을 변환하기 전에, 먼저 운동효과를 검토한다. 운동효과가 없으면, 전 화소블록은 프레임 연결변환이라고 하는 변환이 된다. 화소블록에 운동 효과가 있으면, 짝수영상면블록과 홀수영상면블록은 각기 개별적으로 변환된다. 이것을 영상면연결변환이라고 한다.

하나의 영상면에서 운동효과가 뚜렷하지 않으므로, 이런 경우의 영상면연결변환은 하지 않기로 한다. 이 때에는 프레임 연결 변환될 정지화상이 있었다면 필요했을 값보다 많은 높은 수직주파수의 계수를 고려할 필요가 없다.

수신기로 송신될 계수들이 프레임연결변환으로부터 얻어지는 것인지, 화소블록의 영상면연결변환으로부터 얻어지는 것인 지의 결정은 운동검출기에 의해 이루어진다. 이러한 검출기의 실시예가 참고자료 1과 5에 있다. 이 실시예에서는 화소블록이 프레임 연결 변환된다. 구체적으로, 이것은 2차원 하다마르트 변환이지만, 불연속코사인변환(DCT)과 같이 기타의 다른 변형된 변환일 수도 있다. 이제 최고 수직주파수와 최저 수평주파수로 된 기본 영상이 꾸불꾸불한 경계선을 상상할 수 있다. 즉, 8x8 화소의 기본 영상의 경우라면, B(8,1)를 말한다.

기본영상 B(8,1)와 관련 있고, 한 예로 변형된 2차원 하다마르트 변환에 의해 얻어진 1차 계수 y(8,0)가, 소정의 비교치보다 커서 유효 값을 갖는다면 기 운동검출기는 “운동”에 대한 지시를 발생시킨다.

하지만, 실제로 기 운동검출기는 운동이 전혀 없는데 “운동”을 지시한다는 면에서 잘못된 결정을 규칙적으로 나타낸다.

본 발명은 이 잘못된 결정의 위험을 상당히 축소시키기 위해서 상기 운동검출기의 변형을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 있어서, 운동검출기는 변형된 변환 법으로써 낮은 수직주파수를 갖는 기본영상과 관련있는 많은 상위 계수들을 결정하여, 1차 계수의 유효 값이 동시에 발생하면서 상기한 많은 상위계수들이 적어도 소정의 유효 값을 전혀 갖지 않을 때에만 “운동”의 지시를 발생하도록 추가 채택되었다.

이 점에서, 어떤 계수가 소정의 비교 값보다 크다면 유효한 것으로 고려할 수 있다.

1차 계수가 개개의 많은 상위계수들 보다 적어도 소정의 양만큼 크다면, 앞서 정의한 조건은 특별히 만족스럽다.

본 발명은 기 운동검출기를 광범위하게 연구한 결과이다. 잘못된 결정의 발생은 화소블록에 하나 이상의 강한 휘도 전이가 분포된 환경에서 많이 발생하였다. 이러한 환경에서 1차 계수 y(8,1)는 어떠한 움직임이 실존하지 않더라도 “운동”의 지시로 나타나는 매우 유효한 값이다.

이러한 환경을 화소블록이 운동효과를 분명히 나타내는 환경과 구별할 수 있도록 하기 위해서, 연구진은 이러한 전이가 실제로는 스텝함수이고, 저주파수 요소가 다른 환경보다 이러한 스텝함수에 대해 큰 값을 갖는 Fourier 분석이 알려져 있는 것에 착안하였다. 이 경우 고주파수 요소들을 전이 첨예도에 한정할 뿐 보통 이 요소들의 대부분은 저주파수 요소들보다 상당히 작은 값을 갖는다. 이 사실은 연구진에게 두 환경을 구별할 수 있는 수단을 제공하였다. 사실, 낮은 수직주파수의 계수들은 작은 값을 갖지만 y(8,1)가 큰 값이라면, 화소블록은 운동 효과가 나타나기 쉽고, 이 경우, “운동”의 지시가 발생된다. 반면, 낮은 수직주파수의 계수들도 큰 값을 가지면서 y(8,1)도 큰 값이면, 관련 화소블록은 강한 휘도 전이를 제외하고 아무런 운동효과도 나타내지 않기 쉽고, 이 경우 “무운동”의 지시가 발생되다.

제1도는 텔레비젼 시스템, 특히 녹화기의 구성도이다. 이것은 전송기(A)와 수신기(B)로 되어 있다. 전송기는 하나의 부호화국(1)으로, 수신기는 하나의 복부호화국(2)으로 되어 있다. 부호화국은 영상신호원(3)으로부터 아날로그 영상신호 x(t)를 받아 펄스급수 S(j)를 공급한다. 펄스급수는 변조회로(4)에서 알맞게 변조되어 쓰기 헤드(5)를 통해 자기 테이프(6)에 기록된다. 수신기(B)에서는 읽기 헤드(7)에 의해 테이프(6)로부터 정보가 읽혀지면 복조회로(8)에서 복조된 후 다시 펄스급수 S(j)로 되어 전기신호로 바뀐다. 이 펄스 급수는 본래의 영상신호 x(t)의 국부신호 x′(t)를 공급하는 복부호국(2)으로 공급된다. 이 국부영상신호 x′(t)는 모니터(9)로 공급된다.

부호화국(1)에서는 우선 아날로그 영상신호 x(t)가 A/D 변환기(10)에서 적당하게 선택된 표본화주파수 fs인 약 13.5MHz로 표본화된다. 이 표본들은 앞서 언급한 화소와 관련이 있으며, 곧바로 8-bit PCM 단어 x(n)와 같은 것으로 코드화되어 참고자료(1)에 폭넓게 기술한 변환회로(11)로 공급된다. 완성을 위하여 매번 E x E개 화소의 한 블록 x(i,k)가 이에 대응하는 E x E계수의 큰 블록 z(i,k)과 지시 비트 MD로 바뀐다는 것을 지적해둔다. 상술하면, 화소블록은 영상면연결 또는 화면 연결 변환된다. 지시 비트 MD는 화소블록을 변환시킨 두 가지 변환 중 하나를 가리킨다. 계수와 지시 비트 MD는 결국 부보화회로(12)로 공급된다. 부호화회로(12)는 어떤 알고리즘에 따라 계수블록을 부호화한다. 즉, 블록을 부호화하여 부호단어의 급수로 바꾸어 준다. 급수의 많은 부호단어는 대개 계수블록의 많은 계수들보다 작지만 이들 부호단어는 보통 가변길이를 가진다. 매우 적당한 부호화 알고리즘이 참고자료(4)에 광범위하게 기술되어 있다.

부호화계수(부호단어의 급수)와 지시 비트 MD는 개별적으로 또는 시분할다중형식으로 자기테이프에 기록될 수 있다. 후자의 경우 시분할다중회로(13)는 종래방식으로 보상하는데 필요하고 그 출력은 펄스급수 S(j)를 공급한다.

복부호국(2)에서는 복조회로(8)에 의해 공급된 펄스급수 S(j)가 복다중회로(14)로 공급되고 이 회로는 펄스급수 중 부호단어의 급수로부터 지시 비트 MD를 분리한다. 부호 단어의 급수와 상관 지시 비트 MD는 독립적으로 복부호 회로(15)에 공급된다. 복부호 회로는 부호단어의 각 급수에 본래의 계수블록 z(i,k)와 대응하는 계수블록 z′(i,k)를 공급한다. 상관 지시 비트 MD와 함께 계수블록은 지시 비트에 종속적인 역변환회로(16)로 공급되며, 역변환회로는 이 계수 블록을 역영상면연결 또는 역 화면 연결 변환시킨다. 결과적으로, 이 회로는 D/A 변환기(17)에 제공되는 화소 x′(n)를 공급하고, D/A 변환기는 모니터(9)에 나타날 아날로그 영상신호 x′(t)를 공급한다.

앞서 언급했듯이, 변환 회로(11)는 ExE개 화소의 블록들을 영상면 연결 또는 화면 연결 변환시키며 지시 비트 MD에 종속적이다. 이러한 변환회로의 실시예가 제2도의 구성도이다.

동 실시예는, ExE개 화소인 하나의 화소블록은 상호 직교하는 기본영상 B(i,k)의 합 E²로 고려할 수 있다는 일반 개념에 근거한 것이다. 여기서, i,k=1,2,3,…,E이며 각 화소(ExE)는 보통 계수라고 일컫는 고유의 가중인자 z(i,k)를 갖는다. 이후부터 화소블록을 행렬 X라 하면, 기본 영상은 어떤 행렬이라 할 수 있다. 구체적으로, 각 기본 영상은 다음 관계식으로 정의된다.

이 관계식에서 A는 변환행렬이다. Ai는 변환행렬 A의 i번째 열이 모두 같은 행렬이고, Ak^T는 각 열이 행렬 A의 k번째 행과 같은 행렬이다. 상관계수 z(i,k)가 행렬 z에 배열해 있다면

가 된다. 이 관계식에서 A^T는 A의 전치행렬이다.

식(2)에 따라서 계수를 계산하려면, 초기변환행렬 A와 전치변환 A^T가 가용하여야 한다. 그러나 식(2)은 다음과 같다.

이 행렬 곱셈에서 변환행렬 A만이 가용하다. 구체적으로, 먼저 곱셈행렬 XA를 계산한 후, 이 행렬을 전치 행렬로 만든 다음 전치곱셈행렬 (XA)^T를 변환행렬 A로 다시 곱한다.

제2도의 실시예에는 화소 x(n)가 제공되는 입력(11.01)과 계수 z(i,k)가 발생하는 출력(11.02)이 있다. 두 영상 메모리 11.03(1)과 11.03(2)는 입력(11.01)에 연결되어 있다. 이 메모리는 어드레스 지정 가능한 기억장소가 있으며 이는 제어될 수 있다. 제어방법의 일례로, 한 프레임에서 연속적인 두 영상면의 가시 선에 있는 가시화소는 이 영상 메모리 중 하나에 기록되고, 반면에 직전 프레임의 두 영상면에 있는 화소는 다른 영상 메모리에서 읽혀진다. 이 두 영상 메모리 상호 작용은 두 스위치(11.04)과 (11.05)에 의해 부호화된다.

구체적으로, 영상 선은 한 줄씩, 홀수 선을 먼저 짝수 선을 나중에 영상 메모리로 기록된다. 한 프레임의 모든 화소들이 이렇게 읽혀지고 나면 영상 메모리는 제3도의 예와 같이 도트로 도시된 화소들로 이루어진다. 제3도에서, 화소가 기록된 영상 메모리의 행수 LN은 수직으로 나타나고 행수 PN은 수평으로 나타나 있다. 영상 메모리의 내용이 읽혀지면, 각 영상은 과거에 있었던 그대로 ExE 화소 x(i,k)의 블록 X들로 분할된다. 이러한 분할이 E=8인 경우가 제3도의 도시도이다.

이러한 블록의 화소들은 한 행씩 변환기(11.06)로 제공된다. 이 블록 X는 8-x-8 불연속코사인행렬(DCT 행렬)인 고정변환행렬 A로 곱해진다. 이로써 곱행렬 XA가 된다.

두 곱행렬 메모리(11.07(1))와 (11.07(2))는 변환기의 출력에 연결되어 있다. 영상 메모리(11.03(.))와 같이 이들은 어드레스 지정 가능한 기억장소를 갖고 있고 곱행렬 XA의 산출요소가 이 두 곱행렬 메모리 중 하나에 기록되는 반면, 직전 곱행렬의 산출요소는 다른 곱행렬 메모리에서 읽혀지는 형태로 제어된다. 구체적으로, 산출요소는 메모리에 한 행씩 기록되고 한 열씩 읽혀진다. 이 두 곱행렬(11.07(.))의 대체 사용은 절환기(11.08)와 (11.09)로써 제2도에 부호화되어 있다.

이후 각 곱행렬은 프레임연결변환이나 영상면연결변환이 된다. 이제까지 이러한 곱행렬은 8x8 프레임 변환기(11.10) 또는 4x4 영상면변환기(11.11)로 제공되었다. 이 분리 가능한 동작이 절환기(11.12)와 (11.13)으로써 제2도에 부호화되어 있다.

곱행렬이 프레임 연결 변환되어야 한다면, 산출요소는 곱행렬이 전치되기 위해 메모리(11.07(.))로부터 한 열씩 읽혀진다. 이렇게 얻어진 8x8 전치곱행렬(XA)^T은 변환기(11.10)의 변환행렬 A로 다시 곱해진다. 결국, 전치계수행렬 Z^T=(XA)^TA가 얻어진다. 프레임연결변환의 지시는 변환기(11.10)로 제공된 산출요소들이 프레임의 두 영상면에 있는 화소들로부터 발생되어 왔다는 사실로부터 일어난다는 것을 지적해 둔다.

곱행렬이 영상면연결변환 되어야 한다면, 산출 요소는 완전히 다른 순차로 관련된 행렬 메모리(11.07(.))로부터 읽혀진다. 구체적으로, 곱행렬 이전 상태와 같이 두 부분으로 분리된다. 이것이 제4도에 예시되었다. 8x8 산출요소의 전체 곱행렬도 제4도의 I에 설명되었고, 요소들은 변환기(11.06)에 의해 공급되어 곱행렬 메모리(11.07(.))에 저장된다. 이러한 산출요소는 P(i,k)로 표현된다. 이제 상상으로 우선 곱행렬이 제4도 Ⅱ와 같이 홀수선의 산출요소를 구성하는 4x8 부곱행렬과 제4도 Ⅲ과 같이 짝수선의 산출요소를 구성하는 4x8 부곱행렬로 분할된다. 그 후 이 두 4x8 부곱행렬은 연속적으로 한 열씩 4x4 변환행렬 A′(DCT 행렬)와 관련된 영상면변환기(11.11)로 제공된다. 두 4x8 부곱행렬에 각각 4x4 변환행렬 A′를 곱하여 32개의 계수를 갖는 두 집단을 얻는다. 영상면연결변환의 지시는 하나의 8x8 블록에 있는 두 개의 영상면이 독립적으로 변환된다는 사실로부터 발생한다.

프레임연결변환이나 영상면연결변환의 선택은 운동검출기(11.14)에 의해 제공되는 지시 비트 MD의 논리값에 입각한다. 실시예에서는, 본 검출기가 변환기(11.06)의 입력과 연결되어 있다. 그것은 영상의 형체가 두 개의 연이진 영상면간의 주기로 이동했는지, 어떤 움직임이 하나의 화소블록 내에서 인식 가능한 것인지를 확인시켜 준다. 아무런 움직임도 인식할 수 없다면, MD는 0이 되며 화소블록은 프레임연결 변환된다. 그러나, 어떤 움직임이 인식된다면, MD는 1이 되며 화소블록은 영상면 연결 변환된다.

운동검출기의 일반적 구조는 수직공간주파수의 측정값에 입각한다. 운동이 있는 측정값이 될 수 있는 한 예가 제5도이다. 예를 들어, 비디오 카메라에 의해 제공된 영상의 화소블록이 수직 편향 물체라면, 나무줄기는 제5도의 Ⅰ와 같다. 카메라가 눈에 띄게 수평으로 이동하면, 제5도의 Ⅱ와 같은 선구조의 화소요소블록이 발생된다. 이 선구조의 발생은 먼저 영상의 홀수 선이 주사되고 그 뒤에 짝수 선이 주사되기 때문이다. 이러한 선 구조는 8x8 화소들로 된 한 블록 내에서 두드러진 것이며 이 구조의 일부는 제5도의 Ⅲ에 보인 기본 영상 H(8,1)와 매우 유사하고 8x8 하다마르트 변환행렬 H와도 관련 있다. 완성을 위하여 이 8x8 하다마르트 행렬 H를 제6도에 나타내었다(관계식(1)의 정의 참조). 한 프레임에서 두 개의 연속적인 영상면간에 운동효과가 있는지를 확인하기 위하여, 계수 y(8,1)를 발생시켜 MD=1 또는 MD=0을 반대 경우에 인도하기 위해 8x8 화소의 블록을 변형된 2차원 하다마르트 변환시킨다는 것은 이미 참고자료 5에서 제시하였다. 여기서 계수 y(8,1)는 그 값이 임계값보다 클때이며 운동이 있는지 여부를 결정하는 요소이다.

구체적으로, 이 변형된 2차원 하다마르트 변환은 다음과 같이 정의된다.

이 관계식에서 ∥H^TX∥는 곱행렬 H^TX의 관련 요소 P(i,k)의 변형인 행렬의 각 요소 b(i,k)를 나타낸다. 이 변형은 여러 가지 형태로 가정할 수 있다. 예를 들어, b(i,k)는 P(i,k)의 절대값과 같을 수 있으므로 b(i,k)=|P(i,k)|로 나타낼 수 있다. 또한 b(i,k)가 p(i,k)의 제곱과 같은 형태, 즉 b(i,k)=p²(i,k)로 할 수도 있다. 전체 변환하지 않고도. 계수 y(8,1)는 일례로 다음 관계식으로부터 간단하게 구할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같이, 운동검출기는 운동성(MD=1)의 존재를 그릇되게 지시함으로써 발생되는 잘못된 결정을 규칙적으로 일으킨다. 이러한 현상은 화소블록이 그 폭 내에서 하나 이상의 강한 휘도 전이를 포함하고 있을 때 발생한다는 것이 연구로써 증명되었다. 이를 밝히기 위해, 한 화소블록의 각 화소를 제7도의 Ⅰ과 Ⅱ에 나타내었다. 구체적으로 제7도의 Ⅰ의 화소블록은 3선에 걸쳐 어두움(휘도 20)으로부터 밝음(휘도 80)으로의 전이를 포함한다. 이 화소는 그 이상 운동효과에 의해 영향받지 않는다. 화소블록이 변형된 하다마르트 변환되면 간단한 방법으로 y(8,1)=200을 유도할 수 있다. 제7도 Ⅱ의 화소블록은 운동효과로 고정되어 변형된 하다마르트 변환을 다시 사용하는 동안 y(8,1)=1120을 계산할 수 있다. 임계값이 150이라 할지라도 이것은 제7도 Ⅰ의 화소블록이 MD=1(움직임)의 결과를 그릇되게 포함하고 있다는 것을 의미한다.

제7도 Ⅰ와 같은 전이를 저주파수 요소의 큰 값으로 표현하는데는 Fourier 분석이 알려져 있다. 이러한 경우 고주파수 요소는 전이의 첨예도를 정의할 뿐이고 대개 저주파수 요소보다 상당히 작은 값을 갖는다. 다시 말하면, 화소블록이 이 계수 값에 따라 제7도 Ⅰ형(움직임이 없으나 전이는 있음) 또는 제7도 Ⅱ형(움직임이 있음)중의 하나라는 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, Y(4,1)는 저주파수 요소로써 선택될 수 있지만 다른 선택도 가능하다. 둘 이상의 계수를 배합하는 것이 적어도 계수들 중 하나가 앞서 결정된 임계값을 넘는가의 여부를 점검하기 위해 양자택일도 사용될 수 있다. 이러한 운동검출기의 개선은 저주파수 요소가 수평제로 주파수와 관련된 것을 선택하면 상당히 단순화된다.

본 운동검출기의 실시예가 제8도에 있다. 이것은 변형된 2차원 하다마르트 변환으로 계수 y(2,1), y(4,1), y(8,1)를 계산하여 그들 값을 기초로 운동/무운동을 결정하기 위해 채택되었다.

화소블록 X의 화소들 x(i,k)은 한 행씩 변환기(11.06)(제2도 참조)로 제공된 후, 한 열씩 운동검출기(11.14)로 제공된다. 본 검출기에서 각 화소는 같은 방법으로 이론적으로 증가되는 세 개의 채널(11.15(.))로 제공된다. 이러한 채널(11.15(.))에 있어서 화소 x(i,k)는 우선 선택적인 극성반전이 된다. 여기까지 채널은 선택적인 극성반전기단계(11.16(.))로 구성된다. 그것의 동작은 두 개의 절환기 A, B와 -1의 증배인자를 갖는 하나의 증배기회로 C의 수단으로 그림에 부호화되었다. 본 반전기 단계의 선택적인 특성은 제어펄스를 반전기 단계로 제공하여 펄스가 절환기 A, B의 위치를 변환시킴으로써 실현된다. 구체적으로, 이 제어펄스는 극성반전기단계(11.16(.))에 대해서는 4T 주기로, 극성반전기단계(11.16(2))에 대해서는 2T 주기로, 극성반전기단계(11.16(3))에 대해서는 T주기로 발생한다. T값은 화소가 운동검출기로 제공되는 주기이다. 구체적으로, 화소블록 X의 k열에서 8개의 화소 중 처음 4개의 화소 x(1,k), x(2,k), x(3,k), x(4,k)는 선택적인 극성반전기단계(11.16(1))에서 반전되지 않지만 그후의 4개 화소 x(5,k), x(6,k), x(7,k), x(8,k)의 극성도 반전된다. 선택적 극성반전기단계(11.16(2))에 있어서 처음 2개의 화소 x(1,k), x(2,k)의 극성은 반전되지 않고, 그 후의 2개 화소 x(3,k), x(4,k)의 극성은 반전되고, 그후의 2개 화소 x(5,k), x(6,k)의 극성은 반전되지 않고, 마지막 2개 화소 x(7,k), x(8,k)의 극성은 반전된다. 결국, 한 열에서 연속적인 화소들의 극성은 선택적인 극성반전기단계(11.16(3))에서 양자택일로 반전되기도 하고 반전 안되기도 한다.

이렇게 반전되기도 하고 안되기도 하는 극성을 갖는 8개의 화소들은 각 채널(11.15(.))에서 그들이 함께 합해져 있는 제1누산기회로(11.17(.))로 제공된다. 이렇게 얻어진 합계는 본 예에서 이 합계의 절대값을 취해 제2누산기회로(11.19(.))로 공급하는 회로인 변형회로(11.18(.))로 공급한다. 그 결과, 제1누산기회로는 리셋되어 화소블록 X의 다음 열 (k+1)에 있는 화소들을 운동검출기로 공급된다. 화소블록 X의 8개의 열이 이런 식으로 모두 진행된 후 누산기회로(11.19(1))는 계수 y(2,1)을 구성하고, 누산기회로(11.19(2))는 계수 y(4,1)를 구성하며, 누산기회로(11.19(3))는 계수 y(8,1)를 구성한다. 여기서 이 계수들은 운동 지시 비트 MD를 공급하는 처리회로(11,20)로 제공된다. 그후, 제1누산기회로(11.17(.))와 제2누산기회로(11.19(.))는 모두 리셋되어 운동검출기는 다음 화소블록의 화소들을 다시 처리하기 위한 준비상태가 된다.

이제 본 실시예에서 제1누산기회로(11.17(.))에서 생긴 합의 절대값을 제2누산기회로(11.19(.))로 보내기 위해 채택된 변형회로(11.18(.))에 대해 언급하고자 한다. 상술한 바와 같이, 본 변형회로(11.18(.))는 이 합계를 제곱하여 제2누산기회로(11.19(.))로 제공하기 위해 선택적으로 채택될 수 있다.

처리회로(11.20)는 여러 방법으로 수행될 수 있다. 다음에 두 실시예에서는 보다 상세히 기술한다.

첫 번째 실시예는 제9도이다. 이것은 각각 고유의 임계값 THR(.)을 갖고 계수 y(2,1), y(4,1), y(8,1)를 수신하는 3개의 임계회로(11.21(.))로 되어 있다. 수신계수가 임계값과 비교해서 값이 클 때마다, 부가운동지시비트 MD′(.)=1이 공급된다. 계수가 관련 임계값보다 작으면, 부가운동지시비트 MD′(.)=0이 공급된다. 이러한 부가운동지시비트들은 그림에서 보는 바와 같은 방식으로 논리회로로 제공된다. 논리회로의 구성은 하나의 OR게이트와 하나의 AND 게이트로 구성된다. AND 게이트는 부가운동지시비트 MD′(3)를 직접 수신하고 OR 게이트(11,22)의 논리출력을 억제입력을 통해서 수신한다.

처리회로의 두 번째 실시예는 제10도와 같다. 그것은 두 개의 감산기로 이루어져 있다. 이들은 계수들을 그림에서와 같은 방식으로 수신하여 한편에서는 y(8,1)와 y(4,1)의 절대값을 차감하고, 다른 한편에서는 y(8,1)와 y(2,1)의 절대값을 차감함으로써 두 개의 상이한 계수를 발생시킨다. 이로써 차 계수가 산출된다.

임계회로(11.25(.))에서 이들 차 계수의 절대값을 관련 임계값인 THR(4), THR(5)와 각각 비교함으로써 부가운동지시비트 MD′(4)와 MD′(5)가 얻어진다. MD′(4)와 MD′(5)는 OR 게이트회로(11.26)로 제공되며 이 회로는 지시 비트 MD를 공급한다.

제1도의 녹화기설계에 있어서, 설계자는 그 자신의 의견으로 제7도의 Ⅰ에서 보는 바와 같이 계수 y(4,1)가 전이의 존재에 관해 충분한 정보를 공급만 한다면 계수 y(8,1)와 y(4,1)만을 계산하는 방법으로 운동검출기를 충족시킬 수 있다는 것이 분명할 것이다.

본 실시예들에서 분명한 바와 같이, 1차 비교 값보다 큰 계수 y(8,1)의 발생에 관해 상위 계수들이 상위 비교 값보다 큰 것이 전혀 없을 때 운동검출기는 보통 “운동”만을 신호화한다(상위 비교 값은 각 상위 계수마다 다를 수 있다).

운동검출기는 기타 시스템 구성의 배합에서 선택적으로 사용될 수 있음을 지적해 둔다.

Claims (10)

1. 전송기가 하나의 부호화국을 포함하고, 부호화국은 각 텔레비젼 영상을 ExE개의 화소로 구성된 화소블록으로 분할하여, 각 화소블록을 프레임계수블록과 영상면계수블록으로 각각 바꾸기 위해 화소블록을 프레임연결변환 및 영상면 연결 변환시켜서 한 프레임 내의 물체가 상기 프레임의 두 개의 연속적인 영상면 사이의 주기로 이동할 때 관련 화소블록 내에서 운동이 인식 가능한 지를 확인하기 위하여 운동검출을 수행하고, 최소 수직공간주파수 및 최저 수평공간주파수를 포함하는 기본영상의 계수를 구하기 위해 각 화소블록이 상기 운동검출에 대해 보다 변형된 프레임연결 변환되어, 운동이 일어나면 프레임계수블록을 수신기로 송신하고, 운동이 일어나지 않으면 영상면계수블록을 수신기로 송신하는, 적당히 선택된 전송매체를 통하여 텔레비젼 영상을 디지털 방식으로 송신기로부터 수신기로 송신하는 텔레비젼 시스템에 있어서, 최저 수평공간주파수와 상기 1차 계수와 관련된 기본 영상의 계수보다 낮은 수직공간주파수를 포함하는 기본 영상들과 관련있는 많은 상위 계수들을 상기 운동검출에 대해 상기 변형된 프레임연결변환을 사용하는 동안 결정하고, 1차 계수의 유효 값을 전혀 갖지 않을 때에만 “운동”을 신호화하는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 시스템.
2. 상기 운동검출기가 최고 수직공간주파수 및 최저 수평공간주파수를 포함하는 기본영상과 관련되고 소정의 1차 계수를 결정하기 위하여, 상기 텔레비젼 프레임을 ExE개 화소의 화소블록들로 분할하고 각 화소블록을 소정의 변형된 프레임 연결 변환시킬 것을 목적으로 하나의 텔레비젼 프레임에 있는 형체가 상기 프레임의 연이어진 두 개의 영상면 사이의 주기로 움직이는 것을 확인하기 위한 운동검출기에 있어서, 상기 1차 계수와 관련된 기본영상의 계수 값이 낮은 수직공간주파수 및 최저 수평공간주파수를 포함하는 기본 영상들과 관련된 다수의 상위 계수들을 상기 변형된 프레임 연결변환을 사용하는 동안에 결정하여, 1차 계수의 유효 값이 발생함과 동시에 상기 상위 계수들 중 최소한 소정의 유효 값을 전혀 갖지 않을 때에만 “운동”을 신호화하는 것을 추가로 채택한 것을 특징으로 하는 운동검출기.
3. 제2항에 있어서, 1차 계수가 소정의 임계값보다 크면, 유효 값을 갖는 것을 특징으로 하는 운동검출기.
4. 제2항에 있어서, 1차 계수가 소정 양만큼 각 상위 계수들보다 크면, 유효 값을 갖는 것을 특징으로 하는 운동검출기.
5. 제2항에 있어서, 각 상위 계수들이 최소한 소정의 임계값보다 크면, 유효 값을 갖는 것을 특징으로 하는 운동검출기.
6. 제2항에 있어서, E가 정수이고 상기 프레임연결변환이 E-x-E 하다마르트 변환인 것을 특징으로 하는 운동검출기.
7. 제1항에 있어서, 1차 계수가 소정의 임계값보다 크면, 유효 값을 갖는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 시스템.
8. 제1항에 있어서, 1차 계수가 최소한 소정 양만큼 상위 계수들보다 크면, 유효 값을 갖는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 시스템.
9. 제1항에 있어서, 각 상위 계수들이 최소한 소정의 임계값보다 크면, 유효 값을 갖는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 시스템.
10. 제1항에 있어서, E가 정수이고 상기 프레임연결변환이 E-x-E 하다마르트 변환인 것을 특징으로 하는 텔레비젼 시스템.