KR100207787B1 - 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치에 관한 것으로, 레벨 검출기를 통해 고휘도 신호와 저휘도 신호를 검출하여 저휘도 신호에서는 노이즈 억제 및 제거를 수행하고, 고휘도 신호에서는 디테일 정보를 보상하여 영상을 확대하는 본 발명에 의한 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치에 따르면, 일반적인 영상 확대 시스템은 고휘도 영역과 저휘도 영역에 대한 구분없이 양자에 대해 동일한 영상 확대 기법을 적용함에 따라 영상 확대 시에 공간적인 특성을 효과적으로 반영하지 못하는 문제를 용이하게 해결할 수 있다.

Description

레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치.
본 발명은 영상 확대 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레벨 검출기를 통해 고휘도 신호와 저휘도 신호를 검출하여 저휘도 신호에서는 노이즈 억제 및 제거를 수행하고, 고휘도 신호에서는 디테일(detail) 정보를 보상하여 영상을 확대함으로써 영상 확대에 따른 신호 대 잡음비 저하를 개선할 수 있는 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치에 관한 것이다.
영상 확대(image zooming) 기술은 컴퓨터 지원 공동 작업(CSCW; Computer Supported Cooperative Work) 분야와 영상 인식(image recognition), 영상 복원(image recovery), 화질 개선 등과 같은 영상 처리(image processing) 분야 및 컴퓨터 그래픽, CAD(Computer Aided Design), 텔레비젼 방송 등과 같은 광범위한 분야에서 유용하게 이용되고 있는 기초적인 영상 처리 기법이며, 특히, 컴퓨터를 이용한 영상 편집이나 동시 TV 방송 등의 분야에 최근 많이 응용되는 PIP(Picture In Picture) 기술에도 유용하게 이용되고 있다.
한편, 일반적으로 영상을 단순 확대하면, 영상의 공간적인 해상도가 저하되어 화질 열화가 발생함에 따라 확대 영상속에 포함되어 있는 화소들의 선형성 및 공간적인 특성을 이용하여 해상도를 높이는 영상 보간법이 확대 영상의 화질 개선에 많이 이용되고 있는 것이 일반적이다.
도 1은 일반적인 영상 확대 시스템의 구성도이다.
일반적인 영상 확대 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 휘도 신호를 저장하는 제 1 비디오 램(4)과 색도 신호를 저장하는 제 2 비디오 램(5)으로 구성된 비디오 램(8)과, 입력 신호에 동기된 클럭(PLL CLK)과 입력 수평 및 수직 동기(HV SYNC)에 맞추어 비디오 램(video RAM; 8)에 대한 기록 어드레스(write address)를 발생시키는 기록 어드레스 발생부(write address generator; 1)와, 기록 클럭(RD CLK)과 판독용 입력 수평 및 수직 동기(RDHV SYNC)에 맞추어 판독 어드레스(write address)를 발생시키는 판독 어드레스 발생부(read address generator; 2)와, 기록 어드레스와 판독 어드레스를 다중화하고, 동기화하며, 비디오 램(8)의 데이터를 판독할 수 있도록 시리얼 클럭(SC; Serial Clock)을 발생시켜 주는 메모리 제어부(memory control; 3)와, 제 1 비디오 램(4)에 저장되어 있는 휘도 신호의 보간시에 단일 라인에 해당하는 휘도 신호를 기억하는 라인 메모리(6)와, 제 1 비디오 램(4)의 휘도 신호와 라인 메모리(line memory; 6)의 휘도 신호를 다중화하는 다중화부(7)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 일반적인 영상 확대 시스템의 작용을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 기록 어드레스 발생부(write address generator; 1)는 입력 신호에 동기된 클럭(PLL CLK)과 입력 수평 및 수직 동기(HV SYNC)에 맞추어 비디오 램(8)에 대한 기록 어드레스를 발생시키고, 판독 어드레스 발생부(2)는 기록 클럭(RD CLK)과 판독용 입력 수평 및 수직 동기(RDHV SYNC)에 맞추어 판독 어드레스를 발생시키는데, 확대하고자 하는 위치에 따라 CPU(Central Processing Unit; 미도시)에서는 판독 시작 어드레스를 변경하여 출력한다. 단, 확대하고자 하는 부분에 대한 세팅이 완료되어야 판독 시작 어드레스를 변경한다.
한편, 메모리 제어부(memory control; 3)는 기록 어드레스 발생부(1)에서 발생한 기록 어드레스와 판독 어드레스 발생부(2)에서 발생한 판독 어드레스를 입력받아 다중화하고, 동기화하며, 비디오 램(8)의 데이터를 판독할 수 있도록 시리얼 클럭을 발생시킨다.
일반적으로 영상을 단순 확대하게 되면, 해상도가 저하되어 화질이 열화되므로 선형 보간법을 이용하여 화질을 개선하는 방식을 많이 사용한다.
일례로, 선형 보간법 중에 가장 단순한 형태 중의 하나인 ZOI(Zero Order Interpolation)는 라인 메모리(6)를 통하여 상위 라인을 하위 라인에 그대로 반복함으로써 보간을 수행한다.
이 방식은 라인 반복 방식(line repetition method) 라고도 하며, 구현은 간단하나 보간 특성상 만족할 만한 화질 개선 효과를 기대할 수 없음에 따라 제한된 적용성을 갖는다. 실제, 이 방식은 LCD 프로젝터 시스템(Liquid Crystal Device projector system)에 적용되고 있다.
색도 신호에 대해서는 보간을 취하지 않는 것은 휘도 신호의 열화에 비해 색도 신호의 열화에 대해서는 상대적으로 둔감하다는 인간의 시각 특성에 기인한 것이다.
그러나, 상술한 바와 같은 일반적인 영상 확대 시스템은 고휘도 영역과 저휘도 영역에 대한 구분없이 양자에 대해 동일한 영상 확대 기법을 적용함에 따라 영상 확대 시에 공간적인 특성을 효과적으로 반영하지 못하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 레벨 검출기를 이용하여 입력 영상으로부터 고휘도와 저휘도 영역을 검출한 후, 이를 이용하여 각 영역에 대한 공간적인 특성을 반영하여 영상을 확대함에 따라 영상 확대에 따른 신호 대 잡음비 저하를 효과적으로 개선함으로써 화질 열화를 최소화할 수 있는 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치를 제공함에 목적이 있다.
도 1은 일반적인 영상 확대 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치를 나타낸 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의설명
100 : 레벨 검출기 110 : 디테일 정보 보상부
120 : 노이즈 억압/제거부 130 : 신호 스위칭부
140 : 영상 확대부
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치는 디테일 정보 보상부와 노이즈 억압/제거부를 구비하여 레벨 검출기의 출력에 따라 디테일 정보 보상부의 출력과 노이즈 억압/제거부의 출력을 선택적으로 스위칭하여 영상 확대 기법을 적용함으로써 신호 대 잡음비를 개선하는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 인가되는 입력 영상 신호의 휘도 레벨을 이용하여 고휘도와 저휘도 신호를 식별하여 레벨 제어 신호를 발생하는 레벨 검출기(100)와, 입력 영상 신호를 인가받아 디테일 정보를 보상하는 디테일 정보 보상부(110)와, 입력 영상 신호를 인가받아 노이즈 억압 및 제거를 수행하는 노이즈 억압/제거부(120)와, 상기 디테일 정보 보상부(110)의 출력과 노이즈 억압/제거부(120)의 출력을 상기 레벨 제어 신호에 따라 스위칭하는 신호 스위칭부(130)와, 상기 신호 스위칭부(130)의 출력을 인가받아 영상 확대 기법을 적용하여 확대하는 영상 확대부(140)로 구성된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치의 작용을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 입력 영상 신호가 인가되면, 레벨 검출기(100)는 인가되는 입력 영상 신호의 휘도 레벨을 이용하여 고휘도와 저휘도 신호를 식별하는 레벨 제어 신호를 발생한다.
한편, 디테일 정보 보상부(110)는 입력 영상 신호를 인가받아 디테일 정보를 보상하고, 노이즈 억압/제거부(120)는 입력 영상 신호를 인가받아 노이즈 억압 및 제거를 수행한다.
이후, 신호 스위칭부(130)는 상기 레벨 제어 신호에 따라 상기 디테일 정보 보상부(110)의 출력과 노이즈 억압/제거부(120)의 출력을 선택적으로 스위칭하여 출력한다. 즉, 레벨 검출기(100)에 의해 고휘도 신호로 판명되면, 상기 신호 스위칭부(130)는 디테일 정보 보상부(110)의 출력을 스위칭하고, 저휘도 신호로 판별되면, 노이즈 억압/제거부(120)의 출력을 스위칭한다.
이에 따라, 영상 확대부(140)는 상기 신호 스위칭부(130)의 출력을 인가받아 영상 확대 기법을 적용하여 영상을 확대한다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 레벨 검출기를 통해 고휘도 신호와 저휘도 신호를 검출하여 저휘도 신호에서는 노이즈 억제 및 제거를 수행하고, 고휘도 신호에서는 디테일 정보를 보상하여 영상을 확대하는 본 발명에 의한 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치에 따르면, 일반적인 영상 확대 시스템은 고휘도 영역과 저휘도 영역에 대한 구분없이 양자에 대해 동일한 영상 확대 기법을 적용함에 따라 영상 확대 시에 공간적인 특성을 효과적으로 반영하지 못하는 문제를 용이하게 해결할 수 있다.

Claims (1)

  1. 영상 시스템의 영상 확대 장치에 있어서:
    입력 영상 신호의 휘도 레벨을 이용하여 고휘도 신호와 저휘도 신호를 식별하여 레벨 제어 신호를 발생하는 레벨 검출기;
    상기 입력 영상 신호를 인가받아 디테일 정보를 보상하는 디테일 정보 보상부;
    상기 입력 영상 신호를 인가받아 노이즈 억압 및 제거를 수행하는 노이즈 억압/제거부;
    상기 디테일 정보 보상부의 출력과 노이즈 억압/제거부의 출력을 상기 레벨 제어 신호에 따라 스위칭하는 신호 스위칭부; 및
    상기 신호 스위칭부의 출력을 인가받아 영상 확대 기법을 적용하여 확대하는 영상 확대부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레벨 검출기를 이용한 영상 확대 장치.
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