KR100311480B1 - 영상 포맷 변환 장치 - Google Patents

영상 포맷 변환 장치 Download PDF

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Abstract

영상 포맷 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 입력되는 영상을 수평 방향으로 포맷 변환하여 출력 크기로 변환한 후 라인 메모리에 저장하고, 저장된 라인 메모리의 영상을 이용하여 수직 방향의 포맷 변환을 수행함으로써, 고화질 영상을 포함한 다양한 종류의 영상을 NTSC나 표준 화질 영상으로 변화시킬 때에 필요한 라인 메모리의 양을 줄일 수 있다. 또한, 수평 방향의 포맷 변환시 한 라인의 영상 데이터를 수평 방향으로 여러 부분으로 나눈 후 하나의 수평 포맷 변환기를 이용하여 복수개의 라인을 시분할 포맷 변환함으로써, 사용되는 하드웨어의 양도 줄일 수 있다.

Description

영상 포맷 변환 장치{Apparatus for conversing image format}
본 발명은 디지털 TV에 관한 것으로서, 특히 입력 영상을 다른 형태로 변환하여 출력하는 영상 포맷 변환 장치에 관한 것이다.
디지털 TV의 도입과 다양한 디스플레이 장치의 발달로 인하여 기존 아날로그 방식의 TV에 비해서 보다 다양한 종류의 영상들이 입력되고 또한, 출력될 수 있게 되었다. 따라서, 다양한 크기의 입력 영상을 다른 크기의 출력 영상으로 변환하기 위해서는 포맷 변환 장치가 필수적으로 사용되게 된다.
또한, 다양한 포맷의 영상을 기존의 NTSC 화면에 출력하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 이와 같은 고화질 영상 포맷을 NTSC 영상 크기로 포맷 변환할 때 일반적인 포맷 변환 장치를 이용하면 불필요한 메모리가 낭비되게 된다.
도 1은 이러한 일반적인 포맷 변환 장치의 일 예이다.
즉, 입력 영상은 다수개로 구성된 라인 메모리(101)에 저장된 후 수직 필터(102)로 입력된다. 상기 수직 필터(102)는 입력 영상을 수직 방향으로 축소시키는 경우에 입력되는 영상의 대역폭을 제한하여 출력 영상에서 생길 수 있는 앨리어싱(aliasing)을 방지한다.
그리고, 수직 포맷 변환부(103)는 상기 수직 방향으로 필터링된 영상 데이터들을 출력 크기에 맞게 수직 방향의 포맷 변환을 수행한다. 그리고 나서, 수평 필터(104)로 입력되는데, 상기 수평 필터(104)도 마찬가지로 입력되는 영상의 대역폭을 제한하여 출력 영상에서 생길 수 있는 앨리어싱(aliasing)을 방지한다. 상기 수평 방향으로 필터링된 영상 데이타들은 출력 크기에 맞게 수평 포맷 변환부(105)에서 수평 방향으로 포맷 변환된다.
그러나, 상기된 도 1의 포맷 변환 장치는 고화질 영상에 해당하는 라인 메모리가 필요하기 때문에 메모리의 낭비가 크게 된다. 즉, 상기 각 라인 메모리의 크기는 포맷 변환되지 않은 입력 영상의 크기에 의해 결정되므로 커지게 된다.
이를 피하기 위해서 버퍼를 사용할 수도 있으나 이 경우에도 좋은 NTSC 화질을 얻기 위해서 여러 탭의 수직 필터를 사용하는 경우에는 메모리 대역폭이 매우 증가하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 입력되는 영상을 수평 방향으로 포맷 변환하여 라인 메모리에 저장하고 저장된 라인 메모리의 영상을 이용하여 수직 방향으로 포맷 변환함으로써, 라인 메모리의 크기를 줄이는 영상 포맷 변환 장치를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 영상 포맷 변환 장치의 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치의 구성 블록도
도 3의 (a),(b)는 도 2에서 라인 수 정보가 '1'인 경우의 수평 포맷 변환의 예를 보인 타이밍도
도 4의 (a) 내지 (c)는 도 2에서 라인 수 정보가 '2'인 경우의 시분할 수평 포맷 변환의 예를 보인 타이밍도
도 5의 (a) 내지 (c)는 도 2의 데이터 분류부의 동작 예를 보인 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
201 : 수평 필터 202 : 수평 포맷 변환부
203 : 라인 메모리 204 : 데이터 분류부
205 : 수직 필터 206 : 수직 방향 필터
207 : 영역 분할 제어부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치는, 수평 방향으로 포맷 변환된 영상 데이터를 출력 크기에 맞게 수직 방향으로 포맷 변환하며, 다음 수평 동기 구간에서 수직 포맷 변환시 필요한 입력 영상의 라인 수에 대한 정보를 제공하는 수직 포맷 변환부와, 상기 입력받은 라인 수 정보를 이용하여 각 라인을 수평 방향으로 분할하기 위한 영역 분할 제어 신호를 생성하는 영역 분할 제어부와, 상기 영역 분할 제어부의 영역 분할 제어 신호에 따라 입력 영상을 수평 방향으로 시분할하여 포맷 변환하는 수평 포맷 변환부와, 상기 수평 방향으로 포맷 변환된 영상 데이터를 저장하며 수직 방향 포맷 변환을 위해 상기 저장된 데이터를 수직 포맷 변환부로 출력하는 라인 메모리부를 포함하여 구성되는것을 특징으로 한다.
상기 수평 포맷 변환부는 상기 수직 포맷 변환부에서 제공되는 라인 수만큼의 영상 데이터를 상기 영역 분할 제어부의 영역 분할 제어 신호에 의해 시분할한 후 다음 수평 동기 구간에 번갈아가며 수평 방향으로 포맷 변환하며, 이때 각 라인은 상기 입력 영상의 라인 수만큼 수평 방향으로 시분할되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 입력되는 영상을 수평 방향으로 포맷 변환하여 출력 크기로 변환한 후 라인 메모리에 저장하고, 저장된 라인 메모리의 영상을 이용하여 수직 방향으로 포맷 변환함으로써, 디지털 TV에서 사용하는 고화질 영상 포맷을 포함한 여러 가지 크기의 입력 영상을 NTSC나 표준 화질 영상 포맷으로 줄여서 출력시키는 경우 필요한 메모리 대역폭 및 영상 처리에 필요한 라인 메모리의 양을 최소화하는데 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치의 구성 블록도로서, 수평 필터(201), 수평 포맷 변환부(202), 라인 메모리(203), 데이터 분류부(204), 수직 필터(205), 및 수직 포맷 변환부(206)의 순으로 구성된다. 그리고, 미설명된 영역 분할 제어부(207)는 상기 수직 포맷 변환부(206)로부터 제공되는 라인 수 정보를 이용하여 입력 영상의 수평 라인을 적절히 분할하여 포맷 변환하는데 필요한 제어 신호를 생성한다.
즉, 상기 영역 분할 제어부(207)는 다음 수평 동기 구간에서 수직 포맷 변환시 필요한 입력 영상의 라인 수에 대한 정보를 수직 포맷 변환부(206)로부터 입력받는다. 그리고, 입력받은 라인 수 정보를 이용하여 수평 방향 필터(201)와 수평 포맷 변환부(202)에 적절한 제어 신호를 제공한다.
만일, 입력 영상의 라인 수 정보가 '1'인 경우는 다음 수평 동기 구간에 한 라인의 입력 영상이 수평 포맷 변환부(202)에서 처리되어야 함을 의미한다. 이 경우에는 입력 영상의 한 개의 라인을 영역 분할하지 않고 도 3과 같은 타이밍으로 수평 포맷 변환하면 된다. 즉, 수평 동기 신호의 영역 'B'에 필요한 영상 데이터가 도 3의 (b)의 'mb' 구간에서 수평 포맷 변환되는데, 입력 영상의 수평 방향 크기를 출력 영상의 수평 방향 크기로 포맷 변환한다.
한편, 입력 영상의 라인 수 정보가 '2'인 경우는 다음 수평 동기 구간에 두 라인(예, 라인 m, n)의 입력 영상이 처리되어야 함을 의미한다. 이 경우에는 입력 영상의 두 개의 라인을 도 4와 같은 타이밍으로 영역 분할하여 처리한다. 즉, 수평 동기 신호의 영역 'B-0'에 필요한 영상 데이터가 도 4의 (b),(c)의 'mb-0' 구간 및 'nb-0' 구간에서 수평 포맷 변환된다.
이와 같이 상기 수평 포맷 변환부(202)는 영역 분할 제어부(207)에서 입력되는 영역 분할 신호에 맞추어 수평 방향의 포맷 변환을 수행한다. 일 예로, 다음 수평 동기 신호에 두 개의 라인이 입력될 경우 도 4와 같이 두 개의 라인을 분할한 후 번갈아 가면서 포맷 변환을 수행한다. 즉, 맨 처음에는 'm' 라인의 앞부분(예, mb-0)에 대해서 포맷 변환을 수행하고 그 다음에는 'n'라인의 앞 부분(예, nb-0)에대해서 포맷 변환을 수행한다. 그리고, 'm' 라인의 뒷부분(예, mb-1), 'n' 라인의 뒷부분(예, nb-1)의 순으로 포맷 변환을 수행한다.
만일, 라인 수 정보가 2이상인데 시분할하여 번갈아 가면서 포맷 변환을 수행하지 않으면 'mb-0'의 영역을 'A-1'의 끝 부분에 위치시켜야 하며 이것은 전체적인 동작을 수행하기 어렵게 한다. 특히, 여러 라인의 영상이 처리되어야 할 때에는 수평 동기 구간이 '0'인 구간에서 많은 데이터를 처리해야 하기 때문에 여러 개의 수평 포맷 변환기를 이용하여 동시에 처리하지 않으면 실제적으로 구현이 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같이 입력 영상의 라인 수 정보에 따라 입력 영상의 수평 라인을 시간축으로 여러 개 분리한 후 번갈아 가면서 순차적으로 포맷 변환함으로써, 하나의 수평 포맷 변환부(202)를 이용하여 여러개 라인에 대한 포맷 변환을 정상적으로 수행할 수 있다.
이때, 'mb-0' 구간을 예로 들면, 'mb-0' 구간의 끝 부분이 점선보다 늦게 끝나야 한다.
만일, 'mb-0' 구간을 조금 앞당겨서 'mb-0' 구간의 끝 부분이 점선보다 앞서서 끝나게 되면 비정상적인 영상이 출력되게 된다. 왜냐하면, 이러한 경우는 수평 동기 신호의 'A-0' 구간에서 수직 포맷 변환이 끝나지 않았는데 다음 라인의 영상이 입력되는 경우이기 때문이다. 이때는 출력 영상의 중앙 부분에서 비정상적인 세로줄이 나타나게 된다. 상기와 마찬가지의 경우로서, 구간 'mb-1'의 끝 지점이 구간 'A-1'의 끝 지점보다 느려야 되며 그렇지 않을 경우 출력 영상의 오른쪽 끝부분에서 비정상적인 세로줄이 나타나게 된다. 이것은 입력 영상의 라인 수 정보가 '1'인 경우에도 동일하게 적용된다. 즉, 도 3에서와 같이 'mb' 구간을 예로 들면, 'mb' 구간의 끝 지점이 수평 동기 신호 구간 'A'의 끝 지점(즉, 점선 부분)보다 느려야 한다.
한편, 수평 방향 필터(201)는 수평 포맷 변환에 앞서서 입력되는 영상의 대역폭을 제한하여 출력 영상에서 생길 수 있는 앨리어싱(aliasing)을 방지한다. 이때, 상기 수평 포맷 변환부(202)는 수평 방향의 영역 분할 시 상기 수평 방향 필터(201)를 고려하여 영역 분할하여야 한다. 즉, 수평 방향으로 조금씩 중복되게 영역을 분할하여야 하며, 그렇지 않을 경우 영역을 분할하지 않고 수행한 포맷 변환 결과와 영역을 분할하여 수행한 포맷 변환 결과가 서로 다를 수 있다.
그리고, 다수개로 구성된 라인 메모리들(203)은 수평 방향으로 포맷 변환한 결과를 저장하는데, 각 라인 메모리의 크기는 포맷 변환된 출력 영상의 수평 방향 크기를 갖는다. 또한, 상기 라인 메모리의 개수는 뒷단의 수직 필터(205)의 탭수에 의해 결정된다. 일반적으로 입력 영상의 크기가 출력 영상의 크기보다 작을 경우는 입력부에 라인 메모리를 갖는 것이 유리하며 이와 반대로 입력 영상의 크기가 출력 영상의 크기보다 클 경우는 본 발명에서처럼 출력부에 라인 메모리를 갖는 것이 유리하다.
이때, 상기 라인 메모리(203)에는 도 5와 같이 입력되는 순서대로 영상들이 저장된다. 그렇지만 출력될 때에는 수직 방향 필터링에 맞게 출력되어야 한다. 이를 위해서 영상 데이터를 적절히 수직 방향 필터에 제공해주는 데이터 분류부(datasorter)(204)가 사용된다. 즉, 라인 메모리(203)에 저장되는 입력 영상의 라인 번호와 데이터 분류부(204)를 통과하여 출력되는 라인 번호를 도 5에 나타내었다. 예를 들어, 처음에 각 라인 메모리(203-1∼203-6)에 수평 방향으로 포맷 변환된 라인 a에서 라인 f까지의 데이터가 순차적으로 저장되었다고 가정하면, 다음 수평 동기 구간에 라인 a 내지 f의 데이터가 데이터 분류부(204)를 통해 출력되고 상기 라인 a,b의 데이터가 있던 라인 메모리에는 라인 g,h의 데이터가 순차 저장된다. 그 다음 수평 동기 구간에는 라인 a,b 데이터가 저장되어 있던 라인 메모리에 라인 g,h의 데이터가 저장되어 있지만 라인 c부터 h의 데이터가 데이터 분류부(204)를 통해 순차 출력되고 상기 라인 c,d의 데이터가 있던 라인 메모리에는 라인 i,j의 데이터가 저장된다.
상기 데이터 분류부(204)를 통해 출력되는 영상 데이터는 수직 방향 필터(205)로 입력되고, 상기 수직 방향 필터(205)는 수직 포맷 변환에 앞서서 입력되는 영상의 대역폭을 제한하여 출력 영상에서 생길 수 있는 앨리어싱을 방지한다.
그리고, 수직 포맷 변환부(206)는 수평 동기 신호에 맞추어 수직 방향의 포맷 변환을 수행한다. 또한, 다음 수평 동기 신호에 필요한 입력 영상의 라인 수에 대한 정보를 상기 영역 분할 제어부(207)에 제공하여 전체적인 시스템이 유기적으로 동작할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명은 디지털 TV에서 사용하는 고화질 영상 포맷을 포함한 여러 가지 크기의 입력 영상을 NTSC나 표준 화질 영상 포맷으로 줄여서 출력시키는데 필요한 메모리 대역폭 및 영상 처리에 필요한 라인 메모리의 양을 최소화할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치에 의하면, 입력되는 영상을 수평 방향으로 포맷 변환하여 출력 크기로 변환한 후 라인 메모리에 저장하고, 저장된 라인 메모리의 영상을 이용하여 수직 방향의 포맷 변환을 수행함으로써, 고화질 영상을 포함한 다양한 종류의 영상을 NTSC나 표준 화질 영상으로 변화시킬 때에 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 경우에 필요한 라인 메모리의 양을 줄일 수 있다.
또한, 수평 방향의 포맷 변환시 한 라인의 영상 데이터를 수평 방향으로 여러 부분으로 나눈 후 하나의 수평 포맷 변환기를 이용하여 복수개의 라인을 시분할 포맷 변환함으로써, 사용되는 하드웨어의 양도 줄일 수 있는 장점이 있다. 특히, 출력 기준의 라인 메모리와 시분할 포맷 변환을 효율적으로 사용함으로써 메모리의 대역폭을 증가시키지 않고 최소의 메모리 대역폭으로 포맷 변환을 수행할 수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 수평 방향으로 포맷 변환된 영상 데이터를 출력 크기에 맞게 수직 방향으로 포맷 변환하며, 다음 수평 동기 구간에서 수직 포맷 변환시 필요한 입력 영상의 라인 수에 대한 정보를 제공하는 수직 포맷 변환부;
    상기 입력받은 라인 수 정보를 이용하여 각 라인을 수평 방향으로 분할하기 위한 영역 분할 제어 신호를 생성하는 영역 분할 제어부;
    상기 영역 분할 제어부의 영역 분할 제어 신호에 따라 입력 영상을 수평 방향으로 시분할하여 포맷 변환하는 수평 포맷 변환부; 그리고
    상기 수평 방향으로 포맷 변환된 영상 데이터를 저장하며 수직 방향 포맷 변환을 위해 상기 저장된 데이터를 수직 포맷 변환부로 출력하는 라인 메모리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 포맷 변환부와 수직 포맷 변환부의 전단에는 입력되는 영상의 대역폭을 제한하는 수평, 수직 필터가 각각 더 구비되는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 라인 메모리부는 다수개의 라인 메모리로 구성되며, 상기 라인 메모리의 개수는 뒷단의 수직 필터의 탭수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 라인 메모리의 크기는 출력 영상의 수평 방향 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 포맷 변환부는
    상기 수직 포맷 변환부에서 제공되는 라인 수만큼의 영상 데이터를 상기 영역 분할 제어부의 영역 분할 제어 신호에 의해 시분할한 후 다음 수평 동기 구간에 번갈아가며 수평 방향으로 포맷 변환하는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 수평 포맷 변환부는
    각 라인은 상기 입력 영상의 라인 수만큼 수평 방향으로 시분할되는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수개의 라인 메모리에 저장된 데이터를 저장 순서대로 분류하여 수직 필터로 출력하는 데이터 분류부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환장치.
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