KR100530745B1 - 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법 - Google Patents

고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법은, 고해상도 영상신호를 기록매체에 압축하여 저장하고, 저장된 영상신호를 복원하여 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 있어서, 압축 및 저장 단계와, 복원 및 디스플레이 단계를 구비하는데, 상기 압축 및 저장 단계는 고해상도 영상신호를 복수개의 최소 단위 코드로 분할하여 압축하고, 각각의 압축된 최소 단위 코드에 식별표지를 삽입하여 생성된 영상신호 데이터를 기록매체에 저장하고, 상기 복원 및 디스플레이 단계는 상기 기록매체로부터 압축 및 저장된 상기 영상신호 데이터를 읽어 들이고, 상기 영상신호 데이터 중에서 상기 식별표지를 기준으로 디스플레이할 최소 단위 코드들만을 선택하여 복원 및 디스플레이하여, 압축하여 저장된 고해상도 영상신호 데이터 중에서 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이할 영상신호 데이터만을 복원하므로, 영상신호 데이터를 디스플레이 장치에 고속으로 디스플레이할 수 있다.

Description

고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법{Method of displaying a high-resolution digital image on a low-resolution display}
본 발명은 영상신호를 디스플레이하는 디스플레이 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촬영된 고해상도의 영상신호를 압축하여 저장하고 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) 또는 텔레비전 모니터 등의 저해상도 디스플레이 장치에 고속으로 디스플레이할 수 있는 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 관한 것이다.
TFT-LCD나 텔레비전 모니터 등의 통상의 디스플레이 장치는 픽셀(pixel, 영상이 표현되는 최소 단위)들의 가로와 세로의 곱으로 표현되는 사각형 배열의 수(해상도, resolution)에 의하여 표현된다. 따라서 통상의 디스플레이 장치에 디스플레이되는 영상의 해상도는 제한적이다.
하지만, 디지털 스틸 카메라(DSC, Digital Still Camera)등의 영상정보 수집 장치에서 얻는 영상정보의 해상도가 점점 커지면서, 디스플레이 장치의 해상도가 제한되어 있어 실제 디스플레이될 수 있는 정보가 제한적임에도 불구하고, 영상정보가 압축저장되어 있으므로 영상을 디스플레이하는데 많은 시간이 소요되어 사용자가 지루함을 느낄 수 있다.
디지털 카메라 등에서 메모리를 효율적으로 사용하고 관리하기 위해서, 영상신호를 압축 등의 소정의 처리과정을 거쳐 영상의 크기를 제어한다. 따라서, 디스플레이 장치에 영상신호를 디스플레이시킬 때, 상기 처리된 신호를 다시 디스플레이할 수 있는 신호로 복원하여야 한다. 이때, 상기 복원 과정을 수행하는데 복잡한 계산 등이 필요하므로, 많은 시간이 소요되어 이를 기다리는 사용자가 지루함을 느낄 수 있다.
이러한 영상신호를 처리하는 방법이 공개특허공보 제1998-059094호에 개시되어 있는데, 도 1은 통상의 영상신호 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도면을 참조하면, CCD(Charge Coupled Device)에서 출력되는 영상신호는 필터부(11)에서 불필요한 노이즈 신호가 제거되고, A/D 변환부(12)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 또한, 변환된 디지털 영상신호는 색신호 처리부(13)에서 해당하는 색신호와 휘도 신호로 변환된 후에 각각의 프레임씩 영상 데이터가 저장되는 프레임 버퍼부(14)의 해당 번지에 저장된다. 상기 프레임 버퍼부(14)에 저장된 디지털 영상신호는 압축부(15)에서 압축되어 플래쉬 메모리(16)에 저장된다.
이때, 원하는 영상을 디스플레이하는데 있어서, 원 영상신호를 압축하고 이를 다시 복원하는 작업에 시간이 가장 많이 소요된다. 따라서 종래의 발명들에서는 주로 상기 압축부(15)에서 압축하는 방법과 이를 복원하는 방법들을 다양하게 제시하여 메모리를 효율적으로 관리하고 사용할 수 있도록 하고 있다.
또한, 고해상도 영상신호를 저해상도로 디스플레이로 디스플레이할 수 있는 방법이 미국 특허 제 6198467호에 개시되어 있는데, 도 2는 종래의 고해상도 영상신호를 저해상도로 디스플레이로 디스플레이할 수 있는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도면을 참조하면, 먼저, 입력된 고해상도 영상신호를 디스플레이될 해상도의 픽셀 수에 따라 대응하는 픽셀들의 집합으로 분할한다.(101) 다음, 분할된 각각의 상기 픽셀들의 집합을 디스플레이의 각각의 픽셀에 대응시킨다.(102) 다음, 각각의 상기 픽셀들의 집합에서 디스플레이의 각각의 픽셀에 해당하는 영상신호 값을 추출한다.(103) 다음, 상기 디스플레이의 각각의 픽셀에 상기 추출된 영상신호 값을 부여한다.(104) 마지막으로, 상기 디스플레이의 각각의 픽셀에 상기 부여된 영상신호 값으로 디스플레이시킨다.(105)
이때, 종래의 발명들에서는 각각의 상기 픽셀들의 집합에서 디스플레이의 각각의 픽셀에 해당하는 영상신호 값을 추출하는 방법(103)에 대하여 다양한 방법이 제시되었다.
하지만, 상기한 바와 같이 종래의 발명들에서는 갈수록 고해상도화 되어 가는 영상정보를 상대적으로 저해상도인 디스플레이 장치에 디스플레이하는 경우에, 영상정보를 효율적으로 관리하여 빠른 속도로 디스플레이할 수 있는 방법은 제시하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상신호 데이터의 처리를 간소화하여, 촬영된 고해상도의 영상신호를 압축하여 저장하고 저해상도 디스플레이 장치에 고속으로 디스플레이할 수 있는 디스플레이 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법은, 고해상도 영상신호를 기록매체에 압축하여 저장하고, 저장된 영상신호를 복원하여 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 있어서, 압축 및 저장 단계와, 복원 및 디스플레이 단계를 구비한다.
상기 압축 및 저장 단계는 고해상도 영상신호를 복수개의 최소 단위 코드로 분할하여 압축하고, 각각의 압축된 최소 단위 코드에 식별표지를 삽입하여 생성된 영상신호 데이터를 기록매체에 저장한다. 상기 복원 및 디스플레이 단계는 상기 기록매체로부터 압축 및 저장된 상기 영상신호 데이터를 읽어 들이고, 상기 영상신호 데이터 중에서 상기 식별표지를 기준으로 디스플레이할 최소 단위 코드들만을 선택하여 복원 및 디스플레이한다.
이때, 상기 최소 단위 코드가 상기 영상신호의 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호 인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법은, 고해상도 영상신호를 기록매체에 압축하여 저장하고, 저장된 영상신호를 복원하여 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 있어서,
(a) 고해상도의 영상신호를 복수개의 최소 단위 코드로 분할하는 단계;
(b) 분할된 각각의 상기 최소 단위 코드를 압축하는 단계;
(c) 압축된 상기 최소 단위 코드에 식별표지를 삽입하는 단계
(d) 식별표지가 삽입된 각각의 상기 최소 단위 코드를 기록매체에 저장하는 단계;
(e) 상기 기록매체로부터 압축하여 저장된 영상신호를 읽어 들이는 단계;
(f) 상기 (e) 단계에서 읽어들인 영상신호 중에서, 상기 디스플레이 장치에 디스플레이되는 해상도에 따라 디스플레이될 최소 단위 코드를 상기 식별표지 단위로 선택하여 복원하는 단계;
(g) 상기 (f) 단계에서 선택하여 복원된 영상신호를 상기 디스플레이 장치에 디스플레이시키는 단계를 구비한다.
이때, 상기 최소 단위 코드가 상기 영상신호의 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호 인 것이 바람직하다.
상기 (b) 단계가 상기 최소 단위 코드 데이터의 각각의 최소 단위 코드에 해당하는 영상신호를 이산 코사인 변환하는 이산 코사인 변환 단계와, 상기 이산 코사인 변환단계에서 처리된 영상신호를 양자화 하는 양자화 단계, 및 상기 양자화단계에서 양자화 된 데이터를 부호화하여 부호화 데이터 최소 단위 코드를 발생시키는 엔트로피 부호화 단계를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또는, 상기 (b) 단계가 상기 최소 단위 코드 데이터의 각각의 최소 단위 코드에 해당하는 영상신호에서 각각의 인접한 세 픽셀의 화소를 조합하여 예측치를 생성하고, 각각의 픽셀의 원 영상에서 상기 예측치를 감산한 예측오차를 생성하는 예측 단계와, 상기 예측 단계에서 생성한 상기 예측오차에 대해 엔트로피 부호화를 실행하여 부호화 데이터 최소 단위 코드를 발생시키는 엔트로피 부호화 단계를 구비하여 이루지는 것이 바람직하다.
상기 (e) 단계에서 상기 기록매체로부터 읽어 들이는 영상신호가 이미지 시작신호, 프레임, 이미지 종료신호를 구비하여 이루어지고, 상기 프레임은 테이블 신호, 프레임 헤더, 및 일련의 반복되는 스캔 데이터와 라인수 정의 세그먼트의 조합으로 이루어지고, 상기 스캔 데이터는 테이블 신호, 스캔 헤더, 및 일련의 반복되는 엔트로피 코드 세그먼트와 재시작 표시의 조합으로 이루어지고, 상기 엔트로피 코드 세그먼트는 일련의 반복되는 최소 단위 코드와 최소 단위 코드 종료신호로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 따르면, 압축하여 저장된 고해상도 영상신호 데이터 중에서 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이할 영상신호 데이터만을 복원하므로, 영상신호 데이터를 디스플레이 장치에 고속으로 디스플레이할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법(200)은, 고해상도 영상신호를 기록매체에 압축하여 저장하고, 저장된 영상신호를 복원하여 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 있어서, 압축 및 저장 단계(201)와, 복원 및 디스플레이 단계(202)를 구비한다.
상기 압축 및 저장 단계(201)는 고해상도 영상신호를 복수개의 최소 단위 코드(Minimum Coded Unit, MCU)로 분할하여 압축하고, 각각의 압축된 최소 단위 코드(MCU)에 식별표지(End of MCU, EOM)를 삽입하여 생성된 영상신호 데이터를 기록매체에 저장한다. 상기 복원 및 디스플레이 단계(202)는 상기 기록매체로부터 상기 압축 및 저장 단계(201)에서 분할, 압축, 및 저장된 상기 영상신호 데이터를 읽어 들이고, 상기 영상신호 데이터 중에서 상기 식별표지를 기준으로 디스플레이할 최소 단위 코드(MCU)들만을 선택하여 복원 및 디스플레이한다.
상기 최소 단위 코드(MCU)는 상기 영상신호의 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호 인 것이 바람직하다. 즉, 통상의 제이펙(JPEG, Joint Photographic Experts Group) 압축 표준에서와 같이, 각각의 픽셀 단위로 이루어져 있는 하나의 전체 영상신호를 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호로 분할하여, 압축 및 저장한다. 이때, 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호를 최소 단위 코드라 한다. 이 경우 상기 최소 단위 코드의 크기는 상기 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 한정되지 않고, 전체 해상도나 화면의 크기 등에 따라 달라질 수 있을 것이다.
상기 영상신호를 각각의 최소 단위 코드 단위로 압축하고, 압축된 상기 최소 단위 코드마다 식별표지를 삽입하여, 압축을 해제하지 않은 상태에서도 전체 영상 신호가 각각의 최소 단위 코드별로 구분될 수 있도록 한다. 이때, 상기 식별표지(End of MCU, EOM)는 각각의 상기 최소 단위 코드의 끝에 삽입되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 상기 식별표지(EOM)가 각각의 최소 단위 코드의 시작부 앞에 위치하는 등 달리 위치될 수 있을 것이다.
따라서, 상기 복원 및 디스플레이 단계(202)에서 압축 저장된 영상신호를 복원하여 화면상에 디스플레이하고자 할 때, 디스플레이 장치의 해상도에 따라서 상기 식별표지(EOM)에 의해 구분되는 최소 단위 코드들 중에서 적절한 방법에 의하여 선택하여 디스플레이시킬 수 있을 것이다. 이때, 디스플레이시킬 최소 단위 코드를 선택하는 구체적인 방법이 후술하는 도 9에 자세히 도시된다.
본 발명에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 따르면, 상기 식별표지(EOM)에 의하여 구분되는 최소 단위 코드들의 집합으로 이루어진, 압축하여 저장된 고해상도 영상신호 데이터 중에서, 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이할 영상신호의 최소 단위 코드만으로 이루어진 데이터만을 복원한다. 따라서, 디스플레이될 픽셀에 해당하는 최소 단위 코드들만을 복원작업을 수행하므로, 시간이 많이 소요되는 복원 작업을 최소한으로 줄일 수 있어, 영상신호 데이터를 디스플레이 장치에 고속으로 디스플레이할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예로서, 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법(300)은, 고해상도 영상신호를 기록매체에 압축하여 저장하고, 저장된 영상신호를 복원하여 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 것으로, 분할 단계(301)와, 압축 단계(302)와, 식별표지 삽입 단계(303)와, 저장 단계(304)와, 읽기 단계(305)와, 선택 단계(306)와, 복원 단계(307), 및 디스플레이 단계(308)를 구비하여 이루어진다.
상기 분할 단계(301)에서는 고해상도의 영상신호를 복수개의 최소 단위 코드로 분할한다. 상기 압축 단계(302)에서는 상기 분할 단계(301)에서 분할된 각각의 상기 최소 단위 코드를 압축한다. 상기 식별표지 삽입 단계(303)에서는 상기 압축 단계(302)에서 압축된 상기 최소 단위 코드에 식별표지를 삽입한다. 상기 저장 단계(304)에서는 상기 식별표지 삽입 단계(303)에서 식별표지가 삽입된 각각의 상기 최소 단위 코드를 기록매체에 저장한다.
상기 읽기 단계(305)에서는 상기 분할 단계(301)내지 상기 저장 단계(304)에서 분할되어 압축 및 저장된 영상신호를 상기 기록매체로부터 읽어 들인다. 상기 선택 단계(306)와 복원 단계(307)에서는 상기 읽기 단계(305)에서 읽어들인 영상신호 중에서, 상기 디스플레이 장치에 디스플레이되는 해상도에 따라 디스플레이될 최소 단위 코드를 상기 식별표지 단위로 선택하여 복원한다. 상기 디스플레이 단계(308)에서는 상기 선택 단계(306)와 복원 단계(307)에서 선택하여 복원된 영상신호를 상기 디스플레이 장치에 디스플레이시킨다.
상기 최소 단위 코드(MCU)는 상기 영상신호의 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호 인 것이 바람직하다. 즉, 통상의 제이펙(JPEG, Joint Photographic Experts Group) 압축 표준에서와 같이, 각각의 픽셀 단위로 이루어져 있는 하나의 전체 영상신호를 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호로 분할하여, 압축 및 저장한다. 이때, 가로 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 의하여 이루어지는 픽셀들의 영상신호를 최소 단위 코드라 한다. 이 경우 상기 최소 단위 코드의 크기는 상기 8 픽셀과 세로 8 픽셀의 곱에 한정되지 않고, 전체 해상도나 화면의 크기 등에 따라 달라질 수 있을 것이다.
상기 디스플레이 방법(300)은 상기 분할 단계(301)에서 전체 영상을 최소 단위 코드(MCU) 단위로 분할하고, 각각의 최소 단위 코드(MCU)에 대하여 상기 압축 단계(302)와, 식별표지 삽입 단계(303)와, 저장 단계(304)를 거쳐, 각각의 최소 단위 코드(MCU)를 압축, 식별표지 삽입, 및 저장한다. 상기 압축 단계(302)와, 식별표지 삽입 단계(303)와, 저장 단계(304)가 전체 영상신호에 대하여, 상기 영상신호가 분할된 최소 단위 코드의 수만큼 반복된다. 이때, 상기 저장 단계(304)는 전체 영상에 대하여 각각의 최소 단위 코드를 상기 압축 단계(302)와 식별표지 삽입 단계(303)를 모두 거친 후에 이루어질 수도 있을 것이다.
또한, 상기 읽기 단계(305)에서는 기록매체로부터 전체 영상신호를 읽어 들이고, 후술하는 도 9에 도시된 방법 및 순서에 의하여 디스플레이할 최소 단위 코드들을 선택하여 복원하고, 상기 디스플레이 단계(308)에서 선택하여 복원된 영상신호를 화면상에 디스플레이시킨다.
압축 및 저장된 전체 영상신호 데이터를 읽어 들이고, 그 크기를 계산하고, 디스플레이 장치의 크기를 계산하여, 전체 영상신호 데이터의 크기와 디스플레이 장치의 크기의 비율에 의하여 선택 단위를 계산하여 디스플레이할 최소 단위 코드들을 결정한다. 상기 식별표지로 구분되는 최소 단위 코드를 첫번째 코드부터 마지막 코드까지 가로 및 세로의 순서로, 혹은 세로 및 가로의 순서로 차례로 선택단위에 따라 선택하여 디스플레이시킨다.
먼저 상기 영상신호를 최소 단위 코드 단위로 분할하는 영상신호 분할 단계(301)에서는, CCD 등의 장치를 통하여 입력받은 고해상도의 영상신호를 설정된 단위로 분할하여 다수의 최소 단위 코드를 가지는 최소 단위 코드 데이터를 생성한다.
통상의 디지털 스틸 카메라에서 상기 영상신호는 CCD에서 출력되는 영상신호에서 불필요한 노이즈 신호가 제거되고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 다음, 변환된 디지털 영상신호는 해당하는 색신호와 휘도 신호로 변환된 후에 각각의 프레임씩 영상 데이터로 저장되어 형성된다.
일반적으로 디지털 스틸 카메라의 경우, CCD 등의 장치를 통하여 입력받아 상기한 바와 같은 소정의 처리를 거친 영상신호가 이를 디스플레이하는 TFT-LCD나 텔레비전 모니터 등에서 디스플레이할 수 있는 신호에 비하여 해상도가 높다. 예를 들면, 상기 영상신호의 경우 가로 1024×세로 768의 해상도를 갖는다면, 디스플레이 장치는 가로 490×세로 240의 해상도를 갖는다.
또한, 상기 영상신호는 도 1에서 도시한 바와 같이 소정의 과정을 거쳐 압축 등의 방법을 통하여 부호화되는데, 통상의 디지털 스틸 카메라의 경우에 제이펙(JPEG, Joint Photographic Experts Group) 압축 표준을 사용한다. 통상적으로 제이펙 압축 표준에서는 촬영된 영상신호를 8×8 픽셀로 분해하여 각각의 최소 단위 코드 단위로 부호화한다.
따라서, 하나의 상기 최소 단위 코드는 상기 영상신호의 가로 8 픽셀×세로 8 픽셀로 이루어는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명의 방법을 사용하는 데 있어서, 제이펙 표준에 의한 압축을 사용하여야만 하는 것은 아니고, 본 발명에서 제시하는 방법을 사용하는 범위 내의 어떠한 방법을 사용할 수 있으므로, 필요에 따라 다양한 크기를 선택할 수 있을 것이다.
본 실시예에서 경우, 상기 원 영상신호는 8×8픽셀을 갖는 128×96최소 단위 코드로 분할될 수 있으며, 상기 영상신호가 디스플레이될 디스플레이 장치는 8×8픽셀을 갖는 61×30최소 단위 코드로 분할될 수 있을 것이다.
다음, 상기 부호화 데이터 최소 단위 코드 생성하는 압축 단계(302)에서는 상기 영상신호를 최소 단위 코드 단위로 압축하는데, 상기 각각의 최소 단위 코드는 다양한 방법으로 압축될 수 있을 것이다. 통상 디지털 스틸 카메라에서는 상기한 바와 같이 제이펙 압축표준을 많이 사용하는데, 현재 사용되고 있는 제이펙은 무손실(lossless)의 가역 압축 방식과 손실(Lossy)의 비가역 압축 방식으로 분류되어 있다.
상기 비가역 압축 방식은 DCT(Discrete Cosine Transform, 이산 코사인 변환)를 기본으로 하고 있어 본래의 영상을 완전히 재현시킬 수 없지만, 높은 압축률에서도 충분히 실용적인 표시 화질을 얻을 수 있어 사용될 수 있다. 하지만, 정확한 영상이 필요한 영역에서는 무손실 압축방법인 가역 압축 방법이 사용되는데, 이 경우에는 DPCM(Differential pulse code modulation, 차분 펄스 부호변조) 방식이 사용될 수 있다.
상기 압축 과정(302)이 상기한 바와 같이 비교적 복잡한 방법에 의해 이루어지므로, 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 전체 과정에서, 다음에 거치는 상기 영상신호를 복원하는 단계(307)와 더불어 시간이 가장 많이 소요되는 단계이다. 따라서 고속의 디스플레이를 위해서는 상기 압축 과정(302)과 상기 영상신호를 복원하는 단계(307)를 신속하게 처리할 수 있는 방법이 요구된다.
그런데, 가로 1024×세로 768의 해상도를 갖는 상기 영상신호 중에서 실제 가로 490×세로 240의 픽셀 수만 디스플레이된다. 본 발명에서는 전체 영상신호 데이터 중에서 일부만 디스플레이된다는 점에 착안하여, 전체 영상신호 데이터에 대하여 압축 과정을 거치도록 하지만, 디스플레이 장치에 디스플레이할 때에는, 실제 디스플레이되는 영상 신호 데이터에 대해서만 영상신호를 복원하여 그 신호들에 대해서만 디스플레이하는 방법을 제시하였다.
이때, 전체 화면을 디스플레이 장치에 디스플레이할 때, 상기한 바와 같이 일부의 데이터만을 사용하여 디스플레이하지만, 전체화면 중의 일부만을 줌-인(zoon-in)하여 디스플레이한다든지 소정의 이미지 처리를 하는 경우에 전체화면 디스플레이할 때 필요 없었던 데이터까지 사용하는 경우가 생길 수 있으므로, 압축 처리는 전체 영상신호 데이터에 대하여 하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 바와 같이 전체 영상신호 데이터를 설정된 최소 단위 코드 단위로 분할하여 압축하는 경우에, 디스플레이되지 않는 데이터는 복원처리하지 아니하고, 필요한 최소 단위 코드의 데이터만을 복원하기 위해서는 압축된 상태에서도 각각의 최소 단위 코드가 구분되어 있을 필요가 있다.
다음 각 최소 단위 코드 말단에 최소 단위 코드 종료신호(EOM)를 삽입하는 식별표지 삽입 단계(303)에서는, 각각의 압축된 최소 단위 코드의 말단에 소정의 식별표시를 삽입하여, 압축된 영상신호 데이터를 복원하지 않은 상태에서도, 각각의 최소 단위 코드별로 구분될 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이, 상기 압축된 전체 영상신호 데이터 중에서 디스플레이하고자 하는 데이터만을 복원하기 위해서는 압축된 전체 영상신호 데이터가 각각의 최소 단위 코드로 구분되어야 하므로, 상기 압축 단계(302)에서 각각의 최소 단위 코드 단위로 압축된 데이터에서 각각의 최소 단위 코드 말단에 식별할 수 있는 최소 단위 코드 종료신호(EOM) 신호를 삽입할 필요가 있다.
각각의 최소 단위 코드 단위로 부호화된 데이터에서 각각의 최소 단위 코드 말단에 식별할 수 있는 최소 단위 코드 종료신호(EOM) 신호를 삽입된 데이터 구조의 일 예가 후술하는 도 7에 개략적으로 도시되어 있다.
다음 디스플레이에 표시할 최소 단위 코드을 선택하는 표시최소 단위 코드 선택 단계(306)에서는 디스플레이 장치의 해상도에 따라, 상기 영상신호 데이터에서 상기 디스플레이 장치에 디스플레이될 다수의 표시 데이터 최소 단위 코드을 선택한다.
상기한 예에서 입력된 상기 영상신호 데이터가 가로 1024×세로 768의 해상도를 갖고, 디스플레이 장치는 가로 490×세로 240의 해상도를 갖는 경우에, 각각의 최소 단위 코드가 8×8 픽셀을 갖는다고 하면, 상기 원 영상신호는 128×96최소 단위 코드로 분할될 수 있으며, 상기 영상신호가 디스플레이될 디스플레이 장치는 61×30최소 단위 코드로 분할될 수 있을 것이다.
이 경우, 가로 방향의 최소 단위 코드는 128을 61로 나누면 최근사 자연수가 2이고, 세로 방향의 최소 단위 코드는 96을 30으로 나누면 최근사 자연수가 3이므로, 원 영상신호의 2×3 최소 단위 코드마다 디스플레이 장치에 디스플레이될 하나의 최소 단위 코드에 해당하는 데이터만을 상기 영상신호 복원 단계(307)에서 복원할 수 있도록 선택한다.
다음 영상신호를 복원하는 복원 단계(307)에서는 다수의 상기 표시 데이터 최소 단위 코드를 복원하여 표시 영상 데이터를 생성한다.
각각의 최소 단위 코드의 말단에 최소 단위 코드의 끝이 표시된 전체의 상기 부호화된 영상신호 데이터 중에서 상기 표시최소 단위 코드 선택 단계(306)에서 선택한 최소 단위 코드의 영상신호 데이터만을 복원한다. 따라서, 상기 영상신호를 디스플레이하는데 있어서 가장 시간이 많이 소요되는 복원과정을 필요한 최소한의 데이터에 대해서만 실시함으로써, 디스플레이하는 시간을 현저히 줄일 수 있다.
이때, 상기 압축 단계(302)에서 사용한 압축 방법에 따라 그에 맞는 복원방법을 선택해야 한다. 상기 압축 단계(302)에서 DCT 방식을 사용한 경우에는 비압축 디코딩, 역이산 코사인 변환(IDCT, Inverse Discrete Cosine Transform), 역양자화 과정을 거쳐 복원한다. 또한, 상기 압축 단계(302)에서 DPCM 방식을 사용한 경우에는 DPCM 영상 압축 해제 방법을 사용하여 복원한다.
다음 디스플레이 단계(308)에서는 복원된 상기 표시 영상 데이터를 상기 디스플레이 장치에 디스플레이한다. 즉, 디스플레이 장치의 각각의 픽셀에 해당하는 색신호와 휘도 신호 정보를 기초로 각각의 픽셀을 구동시켜 원하는 화면을 디스플레이시킨다.
도 5는 도 4의 압축 단계의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 압축 단계(302)는 이산 코사인 변환단계(401)와, 양자화단계(402), 및 엔트로피 부호화 단계(403)를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 이산 코사인 변환단계(401)에서는 상기 최소 단위 코드 데이터의 각각의 최소 단위 코드에 해당하는 영상신호를 이산 코사인 변환한다. 상기 양자화단계(402)에서는 상기 이산 코사인 변환단계에서 처리된 영상신호를 양자화한다. 상기 엔트로피 부호화 단계(403)에서는 상기 양자화단계에서 양자화 된 데이터를 부호화하여 부호화 데이터 최소 단위 코드를 발생시킨다.
도 6은 도 4의 압축 단계의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 압축 단계(302)는 예측단계(501)와, 엔트로피 부호화단계(502)를 구비하여 이루지는 것이 바람직하다.
상기 예측단계(501)는 상기 최소 단위 코드에 해당하는 영상신호에 대하여, 각각의 화소의 세 픽셀들의 데이터를 조합하여 예측치를 생성하고, 각각의 픽셀의 원 영상에서 상기 예측치를 감산한 예측오차를 생성한다. 상기 엔트로피 부호화단계(502)는 상기 예측 단계에서 생성한 상기 예측오차에 대해 엔트로피 부호화를 실행하여 부호화 데이터 최소 단위 코드를 발생시킨다.
상기 예측단계(501)에서 사용되는 예측기법으로는 DPCM(Differential Pulse Code Modulation, 차분 펄스 부호변조), DM(Delta Modulation), ADPCM(Adaptive Difference PCM), ADM(Adaptive DM) 등이 사용될 수 있다.
상기 DPCM은 이전 예측 값을 이용하여 현재 부호화 하려는 영상을 예측하고, 실제 영상값과 예측값 사이의 차이를 부호화된 결과로 출력하고, 데이터의 복원은 예측을 통하여 이루어지고, 예측에 의한 오류는 부호화된 정보를 이용하여 보정한다.
도 7은 본 발명에 의한 영상신호 파일의 데이터 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 영상신호 데이터(600)는 이미지 시작신호(SOI, Start of Image marker, 601), 프레임(Frame, 602), 이미지 종료신호(EOI, End of Image marker, 603)를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 프레임(602)은 테이블 신호(Tables/misc., 604), 프레임 헤더(Frame header, 605), 및 일련의 반복되는 스캔 데이터(Scani, 606)와 라인수 정의 세그먼트(DNL, Define-Number-of-lines marker, 607)의 조합으로 이루어지고, 상기 스캔 데이터(606)는 테이블 신호(Tables/misc., 608), 스캔 헤더(Scan header, 609), 및 일련의 반복되는 엔트로피 코드 세그먼트(ECSi, Entropy-Coded segment, 610) 와 재시작 표시(RSTi, Restart marker, 611)의 조합으로 이루어지고, 상기 엔트로피 코드 세그먼트(610)는 일련의 반복되는 최소 단위 코드(MCUi, Minimum Coded Unit, 612)와 최소 단위 코드 종료신호(EOM, End of Minimum coded unit marker, 613)로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 최소 단위 코드가 하나의 최소 단위 코드에 해당하는 영상신호 데이터를 소정의 처리과정을 거쳐 부호화시킨 최소 단위 데이터이고, 각각의 최소 단위 코드는 그 말단에 표시되는 최소 단위 코드종료신호로 구분된다.
따라서, 상기 영상신호를 디스플레이 장치 상에 디스플레이시킬 때, 상기 최소 단위 코드 중에서 원 영상신호 데이터와 디스플레이 장치 각각의 해상도에 따라 상기한 계산에 의해 정해진 최소 단위 코드에 해당하는 데이터만을 선택하여 상기 복원과정(307)을 거쳐 디스플레이시키게 된다.
도 8은 본 발명에 의한 전체 이미지 최소 단위 코드 영역들 중에서 디스플레이되기 위해서 복원되는 최소 단위 코드 영역을 표시한 도면의 일 예이다.
도면을 참조하면, 전체 영상신호가 가로 구분선(71)과 세로 구분선(72) 각각에 의해 구분되는 사각형(73)의 집합으로 표현되었다. 이때, 상기 각각의 사각형(73)이 8×8 픽셀로 이루어지는 하나의 최소 단위 코드이다. 또한, 상기 각각의 사각형(73)들 중에서 빗금처리 된 최소 단위 코드가 디스플레이될 최소 단위 코드(74)를 표시한다.
본 실시예의 경우, 전술한 예와 동일하게 전체 상기 영상신호 데이터가 가로 1024×세로 768의 해상도를 갖고, 디스플레이 장치는 가로 490×세로 240의 해상도를 갖는다. 따라서, 상기 원 영상신호는 128×96최소 단위 코드를 가지며, 상기 영상신호가 디스플레이될 디스플레이 장치는 61×30최소 단위 코드를 갖는다. 또한, 원 영상신호의 2×3 최소 단위 코드마다 디스플레이 장치에 디스플레이될 하나의 최소 단위 코드에 해당한다.
이때, 도시한 바와 같은 전체 영상신호 데이터와 디스플레이 장치를 갖는 경우에, 빗금 처리된 최소 단위 코드(74)에 대해서만 상기 복원 단계(307)를 수행하게 된다. 따라서, 전체 최소 단위 코드 중에서 일부의 해당하는 최소 단위 코드에 대해서만 복원처리 하므로, 디스플레이하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 따라서 원 영상신호의 크기에 관계없이 디스플레이 장치의 해상도에 따라 신속한 디스플레이를 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예로서, 80만 화소급의 이미지 파일로부터 12만 화소급 LCD에 표시하기 위한 선택 및 복원 처리의 순서도이다.
도면을 참조하면, 도 7에서 도시한 바와 같은 데이터 구조를 갖는 이미지 파일의 영상신호 데이터를 TFT-LCD에 디스플레이한다. 전술한 예와 동일하게 전체 상기 영상신호 데이터가 가로 1024×세로 768의 해상도를 갖고, 디스플레이 장치는 가로 490×세로 240의 해상도를 갖는다. 따라서, 상기 원 영상신호는 128×96 최소 단위 코드를 가지며, 상기 영상신호가 디스플레이될 디스플레이 장치는 61×30 최소 단위 코드를 갖는다.
CCD 등에 의하여 입력된 원 영상신호 데이터가 상기 분할 단계(301)와, 압축 단계(302)와, 식별표지 삽입 단계(303)와, 저장 단계(304)를 거쳐 각각의 최소 단위 코드의 말단에 식별표지가 삽입되어 저장된, 상기 영상신호 데이터가 읽어 들여(305) 입력되면, 상기 원 영상신호 데이터를 디스플레이 장치에 디스플레이시키기 위한 선택 및 복원 작업이 시작된다.(801)
현재 디스플레이 장치의 상태가 작동 모드인가 검사하고(802), 작동 모드이면, 도 7에 도시된 바와 같은 이미지 파일의 헤더 파일로부터 원 영상신호 데이터의 사이즈(해상도 크기)를 읽어낸다.(803)
다음, 상기 원 영상신호 데이터의 사이즈를 이미 알고 있는 디스플레이 장치의 해상도와 비교하여 디스플레이할 최소 단위 코드를 선택한다.(804) 이때, 디스플레이할 최소 단위 코드의 선택은 상기 원 영상신호 데이터의 사이즈와 디스플레이 장치의 해상도 차이에 의하여, 상기 원 영상신호 데이터 중에서 상기 복원 단계(307)를 거치지 않고 건너뛸 가로 세로 각각의 최소 단위 코드 수를 정하는 것에 의하여 이루어진다.
본 실시예의 경우에 원 영상신호 2×3 최소 단위 코드마다 하나의 최소 단위 코드씩을 복원처리 하여 디스플레이하므로, 가로방향 1최소 단위 코드, 세로방향 2최소 단위 코드씩을 복원처리 하지 않고 건너뛰게 된다. 즉, 가로 건너뜀수(X_skip)와 세로 건너뜀수(Y_skip)를 각각 1과 2로 정한다.
이때, 원 영상신호의 첫 최소 단위 코드((0,0)번 최소 단위 코드)부터 마지막 최소 단위 코드((95,127)번 최소 단위 코드)까지 가로방향 혹은 세로방향으로 가로 건너뜀수와 세로 건너뜀수 만큼씩 건너뛰면서 복원 및 디스플레이를 진행한다.
다음, 가로, 세로 각각의 최소 단위 코드 번호를 '0'을 초기화하고(805), 먼저 세로 최소 단위 코드번호를 고정하고 가로 건너뜀수 만큼씩 가로 최소 단위 코드번호를 증가시키며 해당 최소 단위 코드의 데이터를 복원(307) 및 디스플레이(308) 하는데, 상기 가로 최소 단위 코드번호가 마지막 최소 단위 코드번호(127번)가 될 때까지 이를 반복하여 수행한다.(806, 807, 808)
다음, 세로 최소 단위 코드번호를 세로 건너뜀수 만큼 증가시키고, 상기 가로 최소 단위 코드번호를 '0'으로 초기화시킨 후에, 위 806, 807, 808의 과정을 반복하여 수행하고, 상기 세로 최소 단위 코드번호가 마지막 세로 최소 단위 코드번호(95번)로 될 때까지 반복하고, 종료한다.(809, 810, 811, 812, 813)
본 발명에서는 CCD 등에 의하여 촬영된 고해상도의 영상신호를 TFT-LCD 또는 텔레비전 모니터 등의 저해상도 디스플레이 장치에 고속으로 디스플레이할 수 있는 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법의 일 실시예를 주로 설명하였으나, 본 발명에서 설명한 방법은 고해상도의 영상신호 데이터를 저해상도의 디스플레이 장치에 디스플레이하는 일반적인 경우에도 적용가능 할 것이다.
본 발명에 의한 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 따르면, 압축하여 저장된 고해상도 영상신호 데이터 중에서 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이할 영상신호 데이터만을 복원하므로, 영상신호 데이터를 디스플레이 장치에 고속으로 디스플레이할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 통상의 영상신호 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이고,
도 2는 종래의 고해상도 영상신호를 저해상도로 디스플레이로 디스플레이 할 수 있는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예로서, 고해상도 영상신호를 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고,
도 5는 도 4의 압축 단계의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 도 4의 압축 단계의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 의한 영상신호 파일의 데이터 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 의한 전체 이미지 최소 단위 코드 영역들 중에서 디스플레이되기 위해서 복원되는 최소 단위 코드 영역을 표시한 도면의 일 예이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예로서, 80만 화소급의 이미지 파일로부터 12만 화소급 LCD에 표시하기 위한 선택 및 복원 처리의 순서도이다.

Claims (8)

  1. 고해상도 영상신호를 기록매체에 압축하여 저장하고, 저장된 영상신호를 복원하여 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 있어서,
    고해상도 영상신호를 복수개의 최소 단위 코드로 분할하여 압축하고, 각각의 압축된 최소 단위 코드에 식별표지를 삽입하여 생성된 영상신호 데이터를 기록매체에 저장하는 압축 및 저장 단계와;
    상기 기록매체로부터 압축 및 저장된 상기 영상신호 데이터를 읽어 들이고, 상기 영상신호 데이터 중에서 상기 식별표지를 기준으로 디스플레이할 최소 단위 코드들만을 선택하여 복원 및 디스플레이하는 복원 및 디스플레이 단계를 구비하는 디스플레이 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최소 단위 코드가, 상기 영상신호의 가로 8 픽셀들과 세로 8 픽셀들의 영역에 포함된 64 픽셀들의 영상신호인 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 식별표지가 각각의 상기 최소 단위 코드의 끝에 삽입되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  4. 고해상도 영상신호를 기록매체에 압축하여 저장하고, 저장된 영상신호를 복원하여 저해상도 디스플레이 장치에 디스플레이하는 디스플레이 방법에 있어서,
    (a) 고해상도의 영상신호를 복수개의 최소 단위 코드로 분할하는 단계;
    (b) 분할된 각각의 상기 최소 단위 코드를 압축하는 단계;
    (c) 압축된 상기 최소 단위 코드에 식별표지를 삽입하는 단계;
    (d) 식별표지가 삽입된 각각의 상기 압축된 최소 단위 코드를 기록매체에 저장하는 단계;
    (e) 상기 기록매체로부터 압축하여 저장된 영상신호를 읽어 들이는 단계;
    (f) 상기 (e) 단계에서 읽어들인 영상신호 중에서, 상기 디스플레이 장치에 디스플레이되는 해상도에 따라 디스플레이될 최소 단위 코드를 상기 식별표지 단위로 선택하여 복원하는 단계;
    (g) 상기 (f) 단계에서 선택하여 복원된 영상신호를 상기 디스플레이 장치에 디스플레이시키는 단계를 구비하는 디스플레이 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 최소 단위 코드가, 상기 영상신호의 가로 8 픽셀들과 세로 8 픽셀들의 영역에 포함된 64 픽셀들의 영상신호인 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (b) 단계가 상기 각각의 최소 단위 코드에 해당하는 영상신호를 이산 코사인 변환하는 이산 코사인 변환 단계와, 상기 이산 코사인 변환단계에서 처리된 영상신호를 양자화 하는 양자화 단계, 및 상기 양자화단계에서 양자화 된 데이터를 부호화하여 부호화 데이터 최소 단위 코드를 발생시키는 엔트로피 부호화 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 (b) 단계가 상기 각각의 최소 단위 코드에 해당하는 영상신호에 대하여, 각각의 화소의 세 픽셀들의 데이터를 조합하여 예측치를 생성하고, 각각의 픽셀의 원 영상에서 상기 예측치를 감산한 예측오차를 생성하는 예측 단계와, 상기 예측 단계에서 생성한 상기 예측오차에 대해 엔트로피 부호화를 실행하여 부호화 데이터 최소 단위 코드를 발생시키는 엔트로피 부호화 단계를 구비하여 이루지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 상기 기록매체로부터 읽어 들이는 영상신호가 이미지 시작신호, 프레임, 이미지 종료신호를 구비하여 이루어지고, 상기 프레임은 테이블 신호, 프레임 헤더, 및 일련의 반복되는 스캔 데이터와 라인수 정의 세그먼트의 조합으로 이루어지고, 상기 스캔 데이터는 테이블 신호, 스캔 헤더, 및 일련의 반복되는 엔트로피 코드 세그먼트와 재시작 표시의 조합으로 이루어지고, 상기 엔트로피 코드 세그먼트는 일련의 반복되는 최소 단위 코드와 최소 단위 코드 종료신호로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
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