KR0181999B1

KR0181999B1 - 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터

Info

Publication number: KR0181999B1
Application number: KR1019950047222A
Authority: KR
Inventors: 김태성; 김종선; 심인식; 오영화
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970057866A; US5787024A

Abstract

본 수평필터는 동화상 복호화장치에 있어서 SIF영상에서 CCIR 601영상으로 복원시 이루어지는 수평보간시 수평필터링 시간을 효율적으로 운영할 수 있도록 구현된 것으로써, 본 필터는 입력되는 영상신호에 140값을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 구하는 연산수단; 연산수단에서 구해진 140을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 입력되는 영상신호의 순서에 따라 선택적으로 출력하기 위한 제1선택수단; 제1선택수단에서 출력된 신호를 누적하기 위한 누적기; 입력되는 영상신호와 누적기에서 출력되는 신호를 선택적으로 출력하기 위한 제2선택수단; 및 제1선택수단 및 제2선택수단의 선택작업과 누적기의 누적결과 출력시점을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동화상 복호화장치에 있어서 수평필터

제1도는 종래의 동화상 복호화장치에 사용되는 수평필터의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 동화상 복호화장치에 사용되는 수평필터의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 제1가산기 210 : 제2가산기

220 : 2의 보수처리부 230 : 제1멀티플렉서

240 : 누적기 250 : 제2멀티플렉서

260 : 제어부

본 발명은 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터(Horizontal Filter)에 관한 것으로, 특히 복원시 MPEG(Moving Picture Expert Group, 이하 MPEG라 함)의 SIF(Source Input Format, 이하 SIF라 함)영상을 CCIR 601영상으로 만들기 위하여 사용되는 수평필터에 관한 것이다.

일반적으로 MPEG1의 복호화된 영상을 모니터에 디스플레이하기 위해서는 복호화된 영상의 가로 해상도(Resolution)의 크기가 모니터의 해상도의 반이하이므로 복원화된 영상을 2배로 크게 해서 모니터에 디스플레이하여야 한다. 이와 같이 영상을 2배로 크게 하기 위하여 선형 보간(Linear Interpolator)을 사용하는데, MPEG1 국제 표준에서는 352*240사이즈의 MPEG SIF영상을 704*480사이즈의 CCIR 601 영상으로 만들기 위하여 각 샘플사이에 0의 값을 삽입하게 된다. 즉 352*240사이즈의 영상이 y_n-3, y_n-2, y_n-1과 같은 순서로 이루어졌을 때, 각 샘플마다 0의 값을 삽입할 경우 상술한 영상신호의 순서는 y_n-3, 0, y_n-2, 0, y_n-1과 같이 구성된다. 이와 같이 화소의 수를 2배로 크게 한 후, 동화상 복호화장치측에서는 선형 위상 유한임펄스 응답(Finite Impulse Response, 이하 FIR이라 함)필터를 사용하여 수평보간을 한다. 이 FIR필터를 사용하여 Y신호에 대한 필터링을 할 때, 필터계수는 다음과 같이 정의되어 있다.

따라서 수평방향으로 이웃한 Y성분을 y_n-3, y_n-2, y_n-1, y_n, y_n+1, y_n+2, y_n+3라 할 때, 상술한 FIR 필터는 다음과 같은 (1)식을 만족할 수 있도록 구성된다.

상기 (1)에서 표현된 바와 같이 필터링된 영상 O_n을 구하기 위해서는 입력되는 영상신호를 지연하기 위한 지연기, 여러개의 승산기 및 승산된 결과를 가산하는 가산기 등이 필요하다. 상술한 (1()식에 의하여 필터링을 하기 위하여 구현된 종래의 선형위상 FIR필터는 제1도에 도시된 바와 같다.

제1도에서 도시된 바와 같이 수평보간을 위한 FIR필터는 입력되는 영산신호 y에 대하여 7개의 값을 구하기 위한 7개의 지연기(100~106)와, 각 지연기(100~106)에서 출력되는 영상신호 y에 상술한 필터링계수를 승산하기 위한 5개의 승산기(110~114) 및 승산된 결과를 가산하기 위한 가산기(120), 가산기(120)에서 가산된 값을 256값으로 정형화(Nomalization)하기 위한 시프터(130)로 구성된다. 여기서 y_n-2와 y_n+2에 대한 승산기가 존재하지 않는 것은 상술한 필터링계수가 0의 값을 가지기 때문이다. 이와 같이 수평보간을 위하여 사용되는 수평필터가 다수의 승산기를 구비함으로 인하여 필터링 처리시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 동화상 복호화장치에 있어서 SIF영상에서 CCIR 601영상으로 복원시 이루어지는 수평보간시 수평필터링 시간을 효율적으로 운영할 수 있도록 구현된 수평필터를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 장치는, 입력되는 영상신호에 140값을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 구하는 연산수단; 연산수단에서 구해진 140을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 입력되는 영상신호의 순서에 따라 선택적으로 출력하기 위한 제1선택수단; 제1선택수단에서 출력된 신호를 누적하기 위한 누적기; 입력되는 영산신호와 누적기에서 출력되는 신호를 선택적으로 출력하기 위한 제2선택수단; 및 제1선택수단 및 제2선택수단의 선택작업과 누적기의 누적결과 출력시점을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 수평필터의 구성도로서, 8비트(N[7:0])로 표현되는 한 화소의 데이터 y가 인가되면 N[7:0]와 상위비트에 0을 삽입한 n[7:1]을 가산하기 위한 제1가산기(200), 상술한 N[7:0]와 상술한 제1가산기(200)에서 출력되는 N'[9:0]비트중 N'[9:5]비트에 상위 3비트에 '000'을 삽입한 8비트의 데이터를 가산하기 위한 제2가산기(210), 제1가산기(200)에서 출력된 N'[9:0]비트에 대하여 2의 보수처리를 하기 위한 2의 보수기(220), 제2가산기에서 출력된 9비트의 데이터를 상위비트로 하고 제1가산기(200)에서 출력된 N'[9:0]중 N'[4:0]를 하위비트로 하여 인가되는 S[13:0]와 2의 보수기(220)에서 출력되는 S'[14:0]를 선택적으로 출력하기 위한 제1멀티플렉서(230), 제1멀티플렉서(230)에서 출력되는 값을 누적하기 위한 누적기(240), 상술한 8비트의 입력영상 N[7:0]과 누적기(240)에서 출력되는 값을 선택하여 수평필터의 최종 출력으로 출력하기 위한 제2멀티플렉서(250), 상술한 제1멀티플렉서(230), 누적기(240), 제2멀티플렉서(250)의 동작을 제어하기 위한 제어부(260)로 구성된다. 여기서 제1가산기(200), 제2가산기(210), 2의 보수기(220)는 입력되는 영상신호에 140을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 연산하기 위한 연산수단으로 이용된다.

이와같이 구성된 수평필터는 다음과 같이 동작된다.

즉, N[7:0]로 표현된 입력영상신호가 인가되면, 제1가산기(900), 제2의 가산기(210), 2의 보수기(220) 및 제2멀티플렉서(250)으로 각각 제공된다.

제1가산기(200)는 일측 입력단으로 인가되는 N[7:0]와 다른 일측 입력단으로 인가되는 상위비트에 0이 설정된 N[7:1]을 가산한다. 제1가산기(200)에서 가산된 결과는 캐리비트를 포함한 9비트로 출력된다. 출력된 9비트는 입력데이터의 N[0]과 함께 N'[9:0]비트를 형성하여 전송된다. 전송되는 N'[9:0]비트 중 N'[9:5]비트는 제2가산기(210)로 전송한다.

제2가산기(210)는 다른 입력단으로 인가되는 입력된 영상신호의 N[7:0]비트 데이터와 상술한 N'[9:5]의 상위 비트에 '000'를 부가한 8비트 데이터를 가산한다. 그리고 가산한 결과를 캐리비트를 포함한 9비트의 데이터로 출력한다. 출력된 9비트의 데이터는 상술한 N'[9:0]중 제2가산기(210)로 인가되지 않은 N'[4:0]를 하위비트로 하여 총 14비트의 S[13:0]로 형성하여 제1멀티플렉서(230)의 일측 입력단으로 전송한다. 이때 제1멀티플렉서(230)으로 인가되는 S[13:0]데이터는 140*N[7:0]의 값이 된다. 여기서 140*N의 값은 (N*01000000+N*1000+N*100)의 값으로 표현되므로 이와 같은 관계를 이용하여 140*N의 값을 구한 것이다.

또한 상술한 N'[9:0]비트 데이터는 2의 보수기(220)로 전송한다. 2의 보수기(220)는 N'[9:0]에 상위비트에 '00000'비트를 부가한 신호가 인가되면, (-)값을 구하기 위하여 2의 보수처리를 한다. 2의 보수처리에 의하여 출력되는 15비트의 S'[14:0]는 제1멀티플렉서(230)의 다른 입력단으로 전송된다. 여기서 출력된 S'[14:0]는 -12*N[7:0]의 값이 된다. -12*N은 -(N*12)로 표현될 수 있고, 이 값은 또한 (N*1000+N*100)의 값으로도 표현되므로 이와 같은 관계를 이용하여 상술한 -12*N의 값을 구하였다.

여기서 제1가산기(200), 제2가산기(210) 및 2의 보수기(200)를 이용하여 입력되는 8비트의 영상신호에 대하여 140*N의 성분과 -12*N의 성분만을 추출한 것은 일반적인 디지탈필터식이 하기 (2)식과 같이 이루어질 때(여기서 O_n은 n번째 출력이고, y_n-k는 n-k번째 입력이고, C_k는 k번째 계수이다.), n의 값이 even이면 O_n은 하기 (3)식과 같이 계산되고, n의 값이 odd이면 O_n은 하기 (4)식과 같이 계산된다.

따라서 n이 even일 때의 O_n의 값은 140*N과 -12*N의 값만이 사용되므로 이를 고려한 것이다. 상술한 S[13:0]와 S'[14:0]은 입력되는 모든 영상신호에 대하여 검출되어 제1멀티플렉서(230)로 제공되나 제어부(260)에 의해 제어되어 상술한 (3)식에 표현된 바와 같은 순서의 입력영상과 승산된 값만이 선택되어 출력된다. 출력되는 신호는 누적기(240)로 전송된다.

누적기(240)는 제1멀티플렉서(230)에서 출력되는 값을 누적하는데, 특히 제어부(260)에 의해 제어되어 상술한 (3)식에 의한 O_n이 출력될 수 있도록 제1멀티플렉서(230)에서 제공되는 신호에 대하여 누적하고 256값에 대한 정형화를 하여 8비트의 N[13:8]의 값을 출력한다. 출력된 N[13:8]의 값은 제2멀티플렉서(250)로 전송된다.

제2멀티플렉서(250)는 상술한 제1가산기(200), 제2가산기(210)로 각각 인가되었던 N[7:0]비트의 영상신호와 누적기(240)으로부터 전송된 N[13:8]비트의 신호를 선택적으로 출력한다. 제2멀티플렉서(250)는 제어부(260)에 의해 제어되어 선택적인 출력을 하게 되는데, 여기서 이루어지는 선택과정은 n의 값이 even인지 odd인지에 따른 O_n의 값을 결정하는 것으로 이루어진다. 즉, n의 값이 odd이면, 최종 출력되는 수평필터링의 값 O_n이 상술한 (4)식과 같은 값을 가지므로 입력되는 N[7:0]이 선택되도록 동작되고, n의 값이 even이면, 최종 출력되는 수평필터링의 값 O_n이 상술한 (3)식과 같은 연산에 의하여 구해진 N[13:8]이 선택되도록 동작된다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명은 동화상 복호화장치에 있어서 SIF영상에서 CCIR 601영상으로 복원하기 위한 수평 보간시 이용되는 수평필터를 승산기를 사용하지 않고 구현함으로써, 필터링시간을 줄일 수 있어 복원처리시간을 상대적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

입력되는 영상신호에 140값을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 구하는 연산수단; 상기 연산수단에서 구해진 상기 140을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 입력되는 영상신호의 순서에 따라 선택적으로 출력하기 위한 제1선택수단; 상기 제1선택수단에서 출력된 신호를 누적하기 위한 누적기; 상기 입력되는 영상신호와 상기 누적기에서 출력되는 신호를 선택적으로 출력하기 위한 제2선택수단; 및 상기 제1선택수단 및 제2선택수단의 선택작업과 상기 누적기의 누적결과 출력시점을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터.
제1항에 있어서, 상기 연산수단은, 8비트(N[7:0])로 표현되는 상기 입력되는 영상신호와 상위비트에 0을 삽입한 상기 영상신호의 N[7:1] 비트를 가산하기 위한 제1가산기; 상기 3비트에 '000'을 삽입한 상기 제1가산기에서 출력되는 N'[9:0]비트 중 N'[9:5]비트와 상기 8비트의 N[7:0]데이터를 가산하기 위한 제2가산기, 상기 제2가산기에서 가산되어 출력되는 9비트의 데이터를 상위비트로 하고 상기 N'[9:0]비트중 N'[4:0]를 하위비트로 하여 상기 입력영상신호에 140을 승산한 값을 전송하는 전송로; 및 상기 제1가산기에서 출력된 N'[9:0]비트의 상위비트에 0000를 삽입하염 입력되는 데이터에 대하여 2의 보수처리를 하여 상기 입력영상에 -12를 승산한 값을 출력하기 위한 2의 보수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 N의 값이 기수냐 우수냐를 기준으로 하여 상기 제2선택수단의 선택작업을 제어함을 특징으로 하는 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터.
제1항에 있어서, 상기 누적기는 제1선택수단에서 출력된 신호를 누적한 후, 256값으로 정형화함을 특징으로 하는 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1선택수단은 입력되는 140을 승산한 값과 -12를 승산한 값을 선택적으로 출력하는 멀티플렉서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2선택수단은 상기 입력되는 영상신호와 상기 누적기에서 출력되는 신호를 선택적으로 멀티플렉서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동화상 복호화장치에 있어서 수평필터.