KR100272583B1 - 스캔컨버터회로 - Google Patents

Abstract

비월주사 필드 데이터를 순차주사 프레임 데이터로 변환하는 스캔 컴버터 회로에 관한 것으로서, 특히 필드간 차값을 미리 설정된 정지를 판단하는 문턱값 th_m과 움직임을 판단하는 문턱값 th_M과 각각 비교하여 현재 픽셀의 움직임을 검출하여 블렌딩에 필요한 상수를 결정하는데, 문턱값 th_m과 th_M 사이에서는 필드간 차값에 따라 블렌딩에 필요한 상수 값을 불균일하게 할당하는 계수 발생부와, 상기 계수 발생부에서 구한 블렝딩 계수를 이용하여 데이터를 블렌딩하는 데이터 보간부로 구성되어, 한 픽셀에 대해 정지를 움직임으로 잘못 판단하거나 움직임을 정지로 잘못 판단하는 경우에도 화질을 개선할 수 있다.

Description

스캔 컨버터 회로{SCAN CONVERTER}

본 발명은 비월주사 필드(Interlaced Field) 데이터를 순차주사 프레임(Progressive Frame) 데이터로 변환하는 스캔 컨버터 회로에 관한 것이다.

최근에 각광받고 있는 표준 TV(Standard Definition TV ; SDTV)등에서는 순차주사 프레임 데이터로 디스플레이 하게 되어 있으며 내부 자료 처리시에도 순차주사 방식이 다루기 용이하다. 따라서, 입력이 비월주사 필드 데이터이면 이것을 순차주사 프레임 데이터로 변환하여야 한다.

즉, 도 1에서와 같이 F[n]은 현재 필드이고, F[n-1]은 바로 이전 필드이며, F[n+1]은 바로 이후 필드라고 가정하면, x[i,j]는 현 필드에 없는 라인상의 픽셀로서 순차주사 프레임 데이터로 변환시 새로이 보간될 픽셀 데이터이며, b[i,j]와 c[i,j]는 공간적으로 x[i,j]와 같은 위치에 있는 픽셀이다.

이때, 비월주사-순차주사 변환에 가장 흔히 사용되는 기술은 바로 전 필드 데이터(b[i,j])를 현재 필드라인 데이터 사이에 보간(Interpolation)하는 인터-필드 보간(Inter-field Interpolation) 방법과 현재 필드 자체의 라인 보간(Line Interpolation) 즉, 현재 필드내에서 수직 방향으로 전후 두 라인의 중간값(

)으로 현재 필드 라인 데이터 사이를 보간 하는 인트라-필드 보간(Intra-field Interpolation) 방법 등이 있다.

이들 방법은 아주 단순한 하드웨어를 구성할 수 있는 장점이 있는 반면 상기된 인터-필드 보간 방법은 움직임이 클 수록 톱 필드(Top Field)와 바텀 필드(Bottom Field) 사이의 격차가 크므로 움직임이 있는 부분의 보간 후 움직임이 큰 부분에서 화면이 찌그러져 보이는 등 화질의 열화가 상당히 심하고, 인트라-보간 방법은 없는 데이터를 강제로 생성하므로 정지화 부분의 보간 후 화질이 열화가 상당히 심해지는 문제점이 있다.

따라서 이를 해결하기 n이하여 이전 필드와 이후 필드의 각 픽셀 데이터 간의 차값을 미리 정해진 문턱값(Threshold Value)과 비교하여 움직임 유무를 검출하고, 움직임 유무에 따라 인터-필드 보간 방법과 인트라-필드 보간 방법에 블렌딩 계수를 곱하여 블렌딩(Blending)함에 의해 비월주사 필드 데이터를 순차주사 프레임 데이터로 변환하는 방법이 있다. 이때, 움직임 유무에 따라 블렌딩 계수를 도 2와 같이 구하는데, 두 필드간의 차 값이 문턱 값(th_m)보다 작으면 현재 픽셀이 움직임이 없는 스틸 상태라고 판단하고 이때의 블렌딩 계수(blc)는 C(움직임)로 포화(Saturate)시킨다. 그리고, 두 필드간의 차 값이 문턱값 th_m 과 th_M 사이에 있으면 움직임을 판단하기 불분명한 부분으로서, 움직임이 작은 경우에 해당되며 이때의 블렌딩 계수(blc)는 0과 C의 중간값을 갖는다. 이때, 문턱값 th_m과 th_M 사이의 간격을 필드간 차값에 따라 균일하게 분할하여 블렌딩 계수(blc)를 1,2,3..등으로 할당한다.

여기서, 데이터 보간시 그림자 등은 경계면을 불투명하게 하기 위하여 블렌딩을 하지 않으면 안되나 실제 움직임 부분에서는 블렌딩을 하지 않는 것이 화질에 더 좋다. 그러나, 도 2에서와 같이 문턱값 th_m과 th_M 사이에서는 움직임 유무에 관계없이 각 구간을 d로 균일하게 할당하여 블렌딩 계수를 결정하므로 현 픽셀에 대해 움직음을 정지로 잘못 판단하거나 정지를 움직임으로 잘못 판단한 경우에도 인터-필드 보간과 인트라-필드 보간의 중간 값으로 데이터 보간을 하게되어 화질을 떨어뜨릴 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 필드간 차값에 따라 블렌딩에 필요한 상수 값을 불균일하게 할당하는 스캔 컨버터 회로를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 스캔 컨버터 회로의 특징은, 필드간 차값을 미리 설정된 정지를 판단하는 문턱값 th_m과 움직임을 판단하는 문턱값 th_M과 각각 비교하여 현재 픽셀의 움직을 검출하여 블렌딩에 필요한 상수를 결정하는데, 문턱값 th_m과 th_M 사이에서는 필드간 차값에 따라 분균일하게 할당하고, 이렇게 구한 블레딩 계수를 가중치로 이용하여 새로운 데이터를 보간 하는데 있다.

도 1은 일반적인 이전 필드, 현재 필드, 이후 필드의 픽셀 데이터간의 관계를 보인 도면

도 2는 종래의 블렌딩 계수 할당 방법을 나타낸 그래프

도 3은 본 발명에 따른 스캔 컨버터 회로의 간략 블록도

도 4는 본 발명에 따른 블렌딩 계수 할당 방법을 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 필드 차 계산부 32 : 계수 발생부

33 : 데이터 보간부 F[n-1] : 이전 필드

F[n] : 현재 필드 F[n+1] : 이후 필드

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 스캔 컨버터 회로의 간략 블록도로서, 이전 필드(F[n-1]), 이후 필드(F[n+1])의 각 픽셀 데이터간의 차이를 계산하는 필드 차 계산부(31), 상기 필드 차 계산부(31)에서 계산된 차 값을 밀 정한 문턱값(th_m, th_M)과 비교하여 움직임을 검출하고 문턱값 th_m과 th_M 사이의 간격은 불균일하게 할당하여 블렌딩 계수(Blending Coefficient ; blc)를 구하는 계수 발생부(32), 및 상기 계수 발생부(32)에서 구한 블렌딩 계수로 블렌딩을 수행하여 비월주사 필드 데이터를 순차주사 프레임 데이터로 변환하는 데이터 보간부(33)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 필드 차 계산부(31)는 이전 필드(F[n-1])의 픽셀 데이터와 이후 필드(F[n+1])의 픽셀 데이터를 입력받아 각 픽셀 데이터 간의 차이를 계산하여 계수 발생부(32)로 출력한다.

상기 계수 발생부(32)는 두 필드간의 차 값이 문턱 값(th_m)보다 작으면 현재 픽셀이 움직임이 없는 스틸 상태라고 판단하고 이때의 블렌딩 계수(blc)는 0, 문턱값(th_M)보다 크면 움직임이 있다고 판단하고 이때의 블렌딩 계수(blc)는 C(움직임)로 포화시킨다. 그리고, 두 필드간의 차 값이 문턱값 th_m 과 th_M 사이에 있으면 움직임이 작은 경우로서, 이때의 블렌딩 계수(blc)는 0과 C의 중간값을 갖는데, 필드간 차값에 따라 각 구간을 서로 다르게 할당하여 블렌딩 계수(blc)를 구한다.

즉, 상기 계수 발생부(32)는 도 4에서와 같이 문턱값 th_m과 th_M 사이의 간격을 정지쪽과 움직임쪽 주변은 넓히고 가운데는 좁게 분할하여 두 필드간의 차 값이 정지쪽에 가까우면 인터-필드 보간 방법에 더 비중을 두고, 움직임 쪽에 가까우면 인트라-필드 보간 방법에 더 비중을 두어 블렌딩을 수행하도록 하는데 있다. 이는 인트라-필드 보간 방법과 인트라-필드 보간 방법 중 어느 한쪽에 더 비중을 주고 다른 한쪽은 덜 비중을 주어 블렌딩을 수행하면 움직임을 정지로 잘못 판단하거나 정지를 움직임으로 잘못 판단한 경우에도 확률적으로 화질이 더 좋아지기 때문이다. 그리고, 두 필드간 차값을 구하는 방법에 따라 움직임쪽을 더 강조하든지, 정지쪽을 더 강조할 수 있으며, 각 구간의 크기는 응용에 따라 바뀔 수 있다.

한편, 데이터 보간부(33)는 상기 계수 발생부(32)에서 블렌딩 계수(blc)가 출력되면 이를 하기 수학식 1에 대입하여 데이터 보간을 수행한다.

여기서, x[i,j]는 현 필드에 없는 라인상의 픽셀로서, 비월주사 필드 데이터를 순차주사 프레임 데이터로 변환시 보간 되는 픽셀 데이터 값이다.

이와 같이 본 발명은 톱 필드(Top field)에 대해서는 바텀 ??드(Bottom field)에 해당되는 라인을, 버텀 필드에 대해서는 톱 필드에 해당되는 라인을 만드는데 도움을 줌으로써, 사용자가 의도한 화면의 화질을 개선할 수 있다.

한편, 비월주사 방식의 전송 신호를 순차주사 모니터에 디스플레이하기 위한 장치나 디지털 티브이(TV)의 디스플레이 처리 분야에 적용될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 스캔 컨버터 회로에 의하면, 정지를 판단하기 위한 문턱값과 움직임을 판단하기 위한 문턱값 사이에서는 필드간 차값에 따라 블렌딩을 위한 계수 값을 불균등하게 할당함으로써, 학 픽셀에 대해 정지를 움직임으로 잘못 판단하거나 움직임을 정지로 잘못 판단하는 경우에도 화질을 개선할 수 있다.

Claims (1)

1. 이전 필드, 이후 필드의 픽셀 데이터를 입력받아 각 픽셀 데이터간의 차이를 계산한 후 그 차값과 기 설정된 문턱값을 비교하여 현 픽셀의 움직임 유무를 판단하고 판단 결과를 이용하여 비월 주사의 필드 데이터를 순차 주사의 프레임 데이터로 변환하는 스캔 컨버터 회로에 있어서,

   상기 계산된 필드간 차값을 정지임을 판단하는 제 1 문턱값과 움직임임을 판단하는 제 2 문턱값과 각각 비교하여 현재 픽셀의 움직임을 검출한 후 블렌딩에 필요한 계수를 결정하여 출력하는데, 이때 상기 제 1 문턱값과 제 2 문턱값 사이는 상기 계산된 필드간 차 값에 따라 다수개의 간격으로 각 간격을 불균등하게 분할하여 블렌딩 계수를 할당하고, 상기 계산된 필드간 차 값이 상기 제 1, 제 2 문턱값 사이에 있으면 상기 불균등하게 분할된 각 간격에 상응하는 블렌딩 계수를 출력하는 계수 발생부와,

   상기 움직임 검출 및 계수 발생부에서 출력되는 블렌딩 계수를 이용하여 블렌딩을 수행하는 데이터 보간부로 구성되는 것을 특징으로 하는 스캔 컨버터 회로.

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