KR100259291B1 - 디지탈티브이의주사변환장치 - Google Patents

Abstract

디지탈 티브이의 주사 변환장치에 관한 것으로, 비월 주사 방식의 비트스트림을 입력받아 디코딩하여 출력하는 엠펙 디코더부와, 상기 엠펙 디코더부에서 출력된 프레임의 종류에 따라 포워드 필드의 움직임 성분과 백워드 필드의 움직임 성분에 대한 가중치를 조절하여 디인터레이싱하여 출력하는 디인터레이서와, 상기 디인터레이서에서 디인터레이싱된 순차 주사 영상을 디스플레이 하는 모니터로 구성하여 화질이 향상되고, 디지탈 TV 뿐만아니라 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer) TV, CD-롬, DVD 플레이어 등에 적용이 가능한 효과가 있다.

Description

디지탈 티브이의 주사 변환장치{Digital TV of Scanning Trans appartus}

본 발명는 디지탈 티브이(TV)에 관한 것으로 특히, 엠펙(MPEG) 표준이나 기타 유사한 방식으로 압축된 비월 주사 영상을 순차 주사 영상으로 변환하는 디지탈 티브이의 주사 변환장치에 관한 것이다.

일반적으로 비월 주사 방식은 영상을 주사하여 전기신호로 출력하거나 화면에 나타낼 때, 화면의 위에서 아래로 하나 또는 그 이상의 주사선을 건너뛰면서 주사하는 방식이고, 순차 주사 방식은 영상을 주사하여 전기신호로 출력하거나 화면에 나타낼 때, 화면의 위에서 아래로 차례로 주사선을 건너뜀이 없이 주사하는 방식이다.

그러므로 비월 주사 방식인 NTSC 신호를 순차 주사용 컴퓨터 모니터에 디스플레이 하기 위해서는 디인터레이서(De-interlacer)로 비월 주사 영상을 순차 주사 영상으로 바꾸어야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 주사 변환장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 디인터레이서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 움직임 검출부(11)는 비월 주사 방식으로 입력되는 현재 필드(F(t))와 이전 필드(F(t-1))의 움직임량을 검출하고, 디인터레이서(12)는 움직임 검출부(11)에서 출력된 움직임량을 이용하여 비월 주사 방식으로 입력되는 현재 필드(F(t))를 순차 주사 방식으로 변환하여 출력한다.

상기 디인터레이서(12)는 주어진 이전 정보를 이용하여 현재 입력된 필드의 빠진 화소를 채워야 한다.

즉, 디인터레이서(12)는 도 2와 같이 필드내에서 공간적으로 인접한 화소들 뿐만아니라 그 전 필드(F(t-1))의 화소들도 이용하여 성능을 향상시킨다.

상기 필드 내에서 공간적으로 인접한 화소들을 사용할 것인가, 아니면 이전 필드의 화소들을 사용할 것인가는 움직임 검출부(11)에서 필드간의 움직임을 찾아서 정한다.

종래기술에 따른 주사 변환장치는 NTSC 신호를 디인터레이싱 할 때 바로 전 필드만을 이용하므로 디지탈 티브이의 엠펙(MPEG) 신호를 디인터레이싱 할 때 주어진 정보를 최대한 이용하지 못하는 문제점이 발생된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 양방향 필드를 이용하여 디인터레이서의 성능을 개선시키는 디지탈 티브이의 주사 변환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 주사 변환장치의 구성을 설명하기 위한 블록도

도 2는 도 1의 디인터레이서의 동작을 설명하기 위한 도면

도 3은 본 발명에 따른 디지탈 티브이(TV)의 주사 변환장치의 구성을 설명하기 위한 블록도

도 4는 도 3의 디인터레이서의 상세 구성을 설명하기 위한 블록도

도 5는 도 4의 디인터레이서의 동작을 설명하기 위한 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 엠펙 디코더부 32 : 디인터레이서

33 : 모니터\ 321 : 포워드 움직임 검출부

322 : 백워드 움직임 검출부 323 : 가중치 결정부

324 : 연산부

본 발명에 따른 디지탈 티브이의 주사 변환장치의 특징은 엠펙 디코더부에서 현재 입력된 필드와 이전, 후 필드의 움직임량을 검출하는 포워드 움직임 검출부 및 백워드 움직임 검출부와, 현재 입력된 프레임의 종류에 따라 상기 포워드 움직임 검출부에서 출력된 움직임량과 백워드 움직임 검출부에서 출력된 움직임량의 가중치를 결정하여 출력하는 가중치 결정부와, 상기 가중치 결정부에서 결정된 가중치에 대한 포워드 움직임량과 백워드 움직임량과 현재 입력된 필드의 화소들을 연산하여 순차 주사 영상으로 출력하는 연산부로 구성됨에 있다.

이하, 본 발명에 따른 디지탈 티브이의 주사 변환장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 디지탈 티브이(TV)의 주사 변환장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 도 3의 디인터레이서의 상세 구성을 설명하기 위한 블록도로써, 디지탈 티브이(TV)의 주사 변환장치는 비월 주사 방식의 비트스트림을 입력받아 디코딩하여 출력하는 엠펙 디코더부(31)와, 엠펙 디코더부(31)에서 디코딩된 데이터를 입력받아 포워드(Forward) 움직임과 백워드(Backward) 움직임량에 따라 디인터레이싱하여 출력하는 디인터레이서(32)와, 디인터레이서(32)에서 디인터레이싱된 순차 주사 영상을 디스플레이 하는 모니터(33)로 구성된다.

상기 디인터레이서(32)는 현재 입력되는 필드(F(t))와 이전에 입력된 필드(F(t-n))의 움직임량을 검출하는 포워드 움직임 검출부(321)와, 현재 입력되는 필드(F(t))와 이후에 입력될 필드(F(t+m))의 움직임량을 검출하는 백워드 움직임 검출부(322)와, 포워드 움직임 검출부(321)에서 출력된 움직임량과 백워드 움직임 검출부(322)에서 출력된 움직임량에 대한 가중치를 결정하여 출력하는 가중치 결정부(323)와, 가중치 결정부(323)에서 출력된 가중치에 따른 포워드 움직임량과 백워드 움직임량과 현재 입력된 필드(F(t))로 현재 입력된 필드의 비어있는 화소들을 채우는 연산부(324)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 디지탈 티브이의 주사 변환장치의 동작을 상세히 살펴본다.

도 5는 도 4의 디인터레이서의 동작을 설명하기 위한 도면으로 먼저, 엠펙 디코더부(31)는 비월 주사 방식의 비트스트림을 입력받아 디코딩하여 디인터레이서(32)로 출력한다.

디인터레이서(32)의 포워드 움직임 검출부(321)는 현재 채우고자 하는 화소 F(t,x,y)와 이전 필드에 해당하는 화소 F(t-1,x,y)의 움직임량(FDM)을 계산한다.

상기 포워드 움직임 검출부(321)는 반드시 현재 채우고자 하는 화소F(t,x,y)의 바로 이전 필드에 해당하는 화소 F(t-1,x,y)에 해당하는 움직임량만을 계산하는 것이 아니고, 현재 채우고자 하는 화소 F(t,x,y)와 얼마전의 필드에 해당하는 화소 F(t-n,x,y)와의 움직임량을 계산하여 출력할 수 있다.

즉, 포워드 움직임 검출부(321)는

를 계산하여 가중치 결정부(323)로 출력한다.

그리고, 백워드 움직임 검출부(322)는 현재 채우고자 하는 화소 F(t,x,y)와 이후 필드에 해당하는 화소 F(t+1,x,y)의 움직임량(BDM)을 계산한다.

상기 백워드 움직임 검출부(32)는 반드시 현재 채우고자 하는 화소F(t,x,y)의 바로 이후 필드에 해당하는 화소 F(t+1,x,y)에 해당하는 움직임량만을 계산하는 것이 아니고, 현재 채우고자 하는 화소 F(t,x,y)와 얼마 후의 필드에 해당하는 화소 F(t+m,x,y)와의 움직임량을 계산하여 출력할 수 있다.

즉, 백워드 움직임 검출부(322)는

를 계산하여 가중치 결정부(322)로 출력한다.

상기 포워드 움직임 검출부(321)와 백워드 움직임 검출부(322)의 움직임량은 두 화소들간에 차의 절대치 대신에 차의 제곱이나 기타 두 화소간의 차이를 보여줄수 있는 것이면 대체 사용이 가능하다.

상기 가중치 결정부(322)는 현재 입력되는 영상이 I/P 프레임이면 포워드 움직임 검출부(321)에서 검출된 움직임량에 대한 가중치를 결정하여 연산부(324)로 출력하고, B프레임이면 포워드 움직임 검출부(321)와 백워드 움직임 검출부(322)에서 검출된 움직임량에 따른 가중치를 결정하여 연산부(324)로 출력한다.

즉, 가중치 결정부(323)는 I/P 프레임인 경우는 백워드 움직임 검출부(322)에서 검출된 움직임량의 가중치를 제로로 하며, B프레임인 경우는 포워드 움직임 검출부(321)와 백워드 움직임 검출부(322)에서 검출된 움직임량에 따라 가중치를 결정한다.

연산부(324)는 채우고자 하는 화소 F(t,x,y)를 연산하는데 이는 가중치 결정부(323)에서 결정된 임의의 가중치(w1)가 곱해진 이전 필드에 해당하는 화소 F(t-n,x,y)와, 가중치 결정부(323)에서 결정된 임의의 가중치(w2)가 곱해진 이후 필드에 해당하는 화소 F(t+m,x,y)와, 임의의 가중치(w3)가 곱해진 현재 입력된 필드의 위 화소 F(t,x,y-1)와, 임의의 가중치(w4)가 곱해진 현재 입력된 필드의 아래 화소 F(t,x,y-1)값들의 합으로 구한다.

상기 연산부(324)의 채우고자 하는 화소 F(t,x,y)의 연산은 아래와 같다.

여기서, w1+w2+w3+w4=1 이고, w1는 F(t-n,x,y)의 가중치 계수이고, w2는 F(t+m,x,y)의 가중치 계수이고, w3는 F(t,x,y-1)의 가중치 계수이고, w4는 F(t,x,y-1)의 가중치 계수이다.

상기 채우고자 하는 화소의 연산에서 사용되는 화소를 단지 위와 아래의 두가지만을 이용했는데 주변 다른 화소도 대체 가능하다.

예를들면 현재 화소로 부터 x,y축으로 하나 아래의 화소 F(t,x-1,y-1), 현재 화소로 부터 x축으로 하나 위, y축으로 하나 아래의 화소 F(t,x+1,y-1), 현재 화소로 부터 x축으로 하나 아래, y축으로 하나 위의 화소 F(t,x-1,y+1), 현재 화소로 부터 x축으로 하나 위, y축으로 하나 위의 화소 F(t,x+1,y+1)등이 대체 가능하다.

또한, 시간적으로 앞과 뒤의 한 필드씩만을 이용할 수도 있고, 프레임 버퍼의 크기에 따라 일정 앞의 필드와 일정 뒤의 필드도 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 디지탈 티브이의 주사 변환장치는 엠펙(MPEG)이나 기타 유사한 방식으로 B 프레임을 이용하여 압축되어 있는 비월 주사 영상을 순차 주사용 모니터에 디스플레이 할 때 양방향 필드의 움직임 성분을 이용하여 디인터레이싱을 행하기 때문에 화질이 향상되는 효과가 있고, 디지탈 TV 뿐만 아니라 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer) TV, CD-롬, DVD 플레이어 등에 적용이 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 비월 주사 방식의 비트스트림을 입력받아 디코딩하여 출력하는 엠펙 디코더부와,

   상기 엠펙 디코더부에서 출력되어 입력된 프레임의 종류에 따라 포워드 필드의 움직임 성분과 백워드 필드의 움직임 성분에 대한 가중치를 결정하고, 이 가중치를 사용하는 입력된 필드의 화소들의 연산으로 디인터레이싱하여 출력하는 디인터레이서와,

   상기 디인터레이서에서 디인터레이싱된 순차 주사 영상을 디스플레이하는 모니터로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 티브이의 주사 변환장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디인터레이서는

   상기 엠펙 디코더부에서 출력되어 입력된 필드와 이전에 입력된 필드의 움직임량을 검출하는 포워드 움직임 검출부와,

   상기 현재 입력된 필드와 이후에 입력될 필드의 움직임량을 검출하는 백워드 움직임 검출부와,

   상기 현재 입력된 프레임의 종류에 따라 상기 포워드 움직임 검출부에서 출력된 움직임량과 백워드 움직임 검출부에서 출력된 움직임량의 가중치를 결정하여 출력하는 가중치 결정부와,

   상기 가중치 결정부에서 결정된 가중치에 대한 포워드 움직임량과 백워드 움직임량과 현재 입력된 필드의 화소들을 연산하여 순차 주사 영상으로 출력하는 연산부로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 티브이의 주사 변환장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가중치 결정부는

   현재 입력되는 영상이 I/P 프레임이면 포워드 필드의 움직임 성분에 가중치만을 결정하고, B프레임이면 포워드 필드의 움직임 성분과 백워드 필드의 움직임 성분을 모두 결정하도록 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 티브이의 주사 변환장치.

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