KR100547140B1 - 디지털 영상 확대방법 및 장치 - Google Patents

디지털 영상 확대방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

디지털 영상 확대방법 및 장치가 개시된다. 이 방법은 정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들 및 제1 내지 제4 화소값들 중 대각으로 마주하는 화소값들의 차에 해당하는 제5 화소 차이값과 제6 화소 차이값들을 검출하는 단계, 제1 내지 제4 화소 차이값들로부터 검출된 경계설정값에 대응하는 경계종류에 따라, 검출된 제1 내지 제6 차이값들을 사용해 소정 영상의 세분화된 경계를 설정하는 단계 및 설정된 경계에 따라 소정 영상에 대해 인터폴레이션하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 간단한 방법으로 확대할 소정 영상의 경계를 세분화함으로써, 메모리의 사용량과 연산량을 크게 늘리지 않고서도 블로킹 아티펙트(Blocking artifact) 현상이나 스테어 스텝핑 아티펙트(Stair Stepping artifact) 현상을 최소화하고 블러링(Blurring)의 발생을 방지하여, 고품질의 디지털 영상 확대를 구현할 수 있다.

Description

디지털 영상 확대방법 및 장치{Method and apparatus magnifying a digital image}
도 1은 종래의 정방형의 소정 영상에 대해 인터폴레이션이 수행된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 디지털 영상 확대방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 3은 도 2에 도시된 제10 단계에서 검출된 소정 영상에 대한 화소 차이값들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 제12 단계를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 5는 경계 종류들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 경계 종류에 따라 경계가 설정된 소정 영상의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 경계 종류에 따라 경계가 설정된 소정 영상의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 디지털 영상 확대장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시된 경계 설정 제어부를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
100: 화소 차이값 검출부 120: 경계 설정 제어부
140: 인터폴레이션 실행부 200: 경계 설정값 검출부
220: 경계 종류 검출부 240: 화소 차이값 비교부
260: 경계 설정부
본 발명은 디지털 영상을 생성 및 재생하는 디지털 영상장치에서 수행되는 디지털 영상 확대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정 영상의 이웃하는 화소값들을 이용해서, 보다 세분화된 인터폴레이션을 수행하도록 하는 디지털 영상 확대방법 및 장치에 관한 것이다.
종래에 작은 크기의 디지털 영상을 큰 크기의 새로운 디지털 영상으로 확대시키기 위해서, 작은 크기의 원 영상의 각 위치와 확대된 영상의 각 위치 사이의 관계를 계산하고, 확대된 영상의 각 위치와 매핑된 원 영상의 위치의 이웃한 화소들을 이용하여 확대된 영상의 각 위치의 화소값들을 계산한다. 이때, 매핑된 위치에 원 영상의 화소가 존재한다면 그 값을 취할 수 있지만, 원 영상의 화소가 존재하지 않는다면 이웃하는 화소들을 이용하여 새로운 값을 계산해야 한다.
새로운 화소값을 계산하기 위한 방법으로서는 원 영상의 위치와 가장 가까운 위치의 화소값들을 취하는 제로 오더 인터폴레이션(Zero Order Interpolation)방법과 원 영상의 위치와 인접한 네 개의 화소 사이의 거리를 이용하여 인접한 네 개의 화소에 곱해질 가중치를 계산하여 가중치 곱의 합으로부터 화소값을 계산하는 바이 리니어 인터폴레이션(Bilinear interpolation)방법 등이 있다.
스테어 스텝핑 아티펙트(Stair Stepping Artifact)현상이 적게 발생하는 제로 오더 인터폴레이션을 위해, 종래 기술은 입력된 영상 확대 비율을 이용하여 다른 모듈을 제어하는 확대 제어부(Magnification Factor Controller), 경계의 유무와 방향을 검출하는 경계 검출부(Edge Detector), 검출된 경계 방향과 영상 확대 비율에 의해 인터폴레이션 영역을 구분하는 제로 오더 인터폴레이션 영역 제어부(Zero order interpolation area controller), 입력된 영상에 대하여 적절한 화소값을 치환하는 제로 오더 인터폴레이터(Zero order interpolator) 등으로 구성된다.
도 1은 종래의 정방형의 소정 영상에 대해 인터폴레이션이 수행된 상태를 나타낸 도면이다. 즉, 도 1에 예시된 소정 영상에 이웃하는 4개의 화소값들(X1, X2, X3 및 X4)을 이용해 경계의 유무 및 방향을 검출하여 소정 영상의 인터폴레이션을 수행한다. 경계의 유무 및 방향을 판단하는 방법은 다음과 같다. 먼저 이웃하는 4개의 화소값들(X1, X2, X3 및 X4) 사이의 화소 차이값을 구한다. 이때, d1은 X4와 X1 사이의 화소값 차이의 절대값이고, d2는 X1와 X2 사이의 화소값 차이의 절대값이고, d3는 X2와 X3 사이의 화소값 차이의 절대값이고, d4는 X3과 X4 사이의 화소 값 차이의 절대값이다. 이후에, d1, d2, d3, d4 중에서 가장 큰 값과 두번째로 큰 값을 찾는다. 이를 각각 Dmax과 Dsmax로 칭하고, 이 둘의 쌍에 따라 소정 영상의 경계 종류를 결정한다. 먼저 경계 종류 1은 (Dmax, Dsmax)가 (d1, d2), (d2, d1), (d3, d4) 또는 (d4, d3)인 경우이고, 경계 종류 2는 (Dmax, Dsmax)가 (d1, d4), (d4, d1), (d2, d3) 및 (d3, d2)인 경우이고, 경계 종류 3은 그 외의 경우이다. 인터폴레이션은 기본적으로 이웃하는 네 화소 중에서 하나의 화소값을 선택하는 제로 오더 인터폴레이션이지만, 가장 가까운 이웃 화소의 화소값을 선택하는 전통적인 방법과는 다르게 경계로 나뉘어진 영역에 따라 화소값이 결정된다. 먼저 도 1의 R1, R2, R3 및 R4에 해당하는 영역에서는 가장 가까운 위치의 화소값인 X1, X2, X3 및 X4로 각각 선택된다. S1, S2, S3 및 S4에 해당하는 영역에서는 경계로 나뉘어진 영역에 따라 화소값이 결정되는데, 경계 종류 1인 경우, Dsmax가 d1이거나 d3일 때에는 S1 및 S4는 X4로, S2 및 S3은 X2로 치환되고, Dsmax가 d2이거나 d4일 때에는 S1 및 S2는 X2로, S3 및 S4는 X4로 치환된다. 경계 종류 2인 경우, Dsmax가 d1이거나 d3일 때에는 S1 및 S4는 X1로, S2 및 S3은 X3으로 치환되고, Dsmax가 d2이거나 d4일 때에는 S1 및 S2는 X1로, S3 및 S4는 X3으로 치환된다. 경계 종류 3인 경우, 가장 가까운 이웃화소를 선택하게 된다.
전술한 바와 같이, 종래의 디지털 영상 확대 기술에서는 경계의 방향을 크게 4가지 방향으로 구분하여, 상하 방향 또는 좌우 방향의 경계 종류에서는 가장 가까운 이웃화소의 화소값을 치환하는 인터폴레이션을 수행하고, 45도 또는 135도의 대각선 방향의 경계종류에서는 경계 방향에 따라 치환할 화소값을 선택한다. 그러나, 이와 같은 방법은 경계의 방향이 상하 방향 또는 좌우 방향이나 45도 또는 135도의 대각선 방향에 한정되기 때문에 조금더 급한 경사이거나 완만한 경사를 이루는 경계가 요구되는 상황에 대해서는 스테어 스텝핑 아티펙트 현상을 효과적으로 제거할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 보다 세분화된 경계 종류에 의해 인터폴레이션을 수행하는 디지털 영상 확대방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 보다 세분화된 경계 종류에 의해 인터폴레이션을 수행하는 디지털 영상 확대장치를 제공하는데 있다.
상기의 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 디지털 영상 확대방법은 정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들 및 제1 내지 제4 화소값들 중 대각으로 마주하는 화소값들의 차에 해당하는 제5 화소 차이값과 제6 화소 차이값들을 검출하는 단계, 검출된 제1 내지 제6 차이값들에 의해, 소정 영상의 세분화된 경계를 설정하는 단계 및 설정된 경계에 따라 소정 영상에 대해 인터폴레이션하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
상기의 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 디지털 영상 확대장치는 정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들 및 상기 제1 내지 제4 화소값들 중 대각으로 마주하는 화소값들의 차에 해당하는 제5 화소 차이값과 제6 화소 차이값들을 검출하는 화소 차이값 검출부, 제1 내지 제4 화소 차이값들로부터 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계종류에 따라, 검출된 제1 내지 제6 차이값들을 사용해 소정 영상의 세분화된 경계의 설정을 제어하는 경계 설정 제어부 및 설정된 경계에 따라 소정 영상에 대해 인터폴레이션하는 인터폴레이션 실행부로 구성됨이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 디지털 영상 확대방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 디지털 영상 확대방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트로서, 검출된 화소 차이값들을 이용해 소정 영상에 대해 인터폴레이션하는 단계(제10 ~ 제14 단계들)로 이루어진다.
먼저, 정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들 및 제1 내지 제4 화소값들 중 대각으로 마주하는 화소값들의 차에 해당하는 제5 화소 차이값과 제6 화소 차이값들을 검출한다(제10 단계). 제1 내지 제6 화소 차이값들은 각 화소값들 차의 절대값을 의미한다. 도 3은 도 2에 도시된 제10 단계에서 검출된 소정 영상에 대한 화소 차이값들의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들이 X1, X2, X3 및 X4로 표시되어 있고, 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들이 d1, d2, d3 및 d4로 표시되어 있고, 제1 화소값과 제1 화소값의 대각에 마련된 제3 화소값의 차에 해당하는 제5 화소 차이값이 d13으로 표시되어 있고, 제2 화소값과 제2 화소값의 대각에 마련된 제4 화소값의 차에 해당하는 제6 화소 차이값이 d24로 표시 되어 있다.
제10 단계 후에, 제1 내지 제4 화소 차이값들로부터 검출된 경계설정값에 대응하는 경계종류에 따라, 검출된 제1 내지 제6 차이값들을 사용해 소정 영상의 세분화된 경계를 설정한다(제12 단계).
도 4는 도 2에 도시된 제12 단계를 설명하기 위한 일 실시예(12A)의 플로차트로서, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류에 따라 제1 내지 제14 경계를 설정하는 단계들(제30 내지 제60 단계)로 이루어진다. 도 5는 경계 종류들의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 경계 종류에 따라 경계가 설정된 소정 영상의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 4에 도시된 경계 종류에 따라 경계가 설정된 소정 영상의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
먼저, 검출된 제1 내지 제4 화소 차이값들 중에서 가장 큰 값과 두 번째로 큰 값을 한 쌍으로 하는 경계 설정값을 검출한다(제30 단계). 도 3에서 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 화소 차이값들에 해당하는 d1, d2, d3 및 d4 중에서 값의 크기가 가장 큰 값과 두 번째로 큰 값을 검출하여, 검출된 두 값들을 한 쌍으로 하는 경계 설정값을 검출한다. 따라서, 경계 설정값의 경우의 수는 (d1, d2), (d2, d1), (d3, d4), (d4, d3), (d1, d4), (d4, d1), (d2, d3), (d3, d2), (d1, d3), (d3, d1), (d2, d4), (d4, d2) 등으로 나눌 수 있다.
제30 단계 후에, 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 소정 영상을 세로로 나누는 제1 경계에 해당하는가를 판단한다(제32 단계). 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 도 5의 ①에 도시된 바와 같은 제1 경계인가를 판단한다.
만일, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제1 경계에 해당한다고 판단되 면, 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상인가를 판단한다(제34 단계). 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제1 경계에 해당한다는 것은 경계 설정값이 (d1, d3) 또는 (d3, d1)이라는 것을 통해 판단할 수 있다. 화소값의 크기는 256 등급의 크기로 구분될 수 있다. 따라서 소정 임계값을 '5'로 지정했을 때, 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값에 해당하는 '5' 등급 이상 차이가 나는가를 판단하는 것이다.
만일, 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 소정 영상의 제1 내지 제4 지점들 중 소정 영상의 하부 좌측에 위치하는 제2 지점과 제1 경계의 상부 끝점을 연결한 제2 경계를 설정하고, 소정 영상의 상부 우측에 위치하는 제4 지점과 제1 경계의 하부 끝점을 연결한 제3 경계를 설정한다(제36 단계). 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라는 것은 제1 화소값과 제3 화소값의 화소 차이값이 제2 화소값과 제4 화소값의 화소 차이값보다 상대적으로 크다는 것을 의미하므로 예각을 이루는 경계가 필요하다. 따라서, 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 도 6의 ①에 도시된 바와 같이, 제2 경계(70) 및 제3 경계(71)를 설정한다. 이때, 도 7의 ①에 도시된 바와 같이, 제1 경계(90)도 함께 설정할 수도 있다.
전술한 제34 단계에서, 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상인가를 판단한다(제38 단계).
만일, 제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 소정 영상의 상부 좌측에 위치하는 제1 지점과 제1 경계의 하부 끝점을 연결한 제4 경계를 설정하고, 소정 영상의 하부 우측에 위치하는 제3 지점과 제1 경계의 상부 끝점을 연결한 제5 경계를 설정한다(제40 단계). 제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라는 것은 제2 화소값과 제4 화소값의 화소 차이값이 제1 화소값과 제3 화소값의 화소 차이값보다 상대적으로 크다는 것을 의미하므로 둔각을 이루는 경계가 필요하다. 따라서, 제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 도 6의 ②에 도시된 바와 같이, 제4 경계(72) 및 제5 경계(73)를 설정한다. 이때, 도 7의 ②에 도시된 바와 같이, 제1 경계(90)도 함께 설정할 수도 있다.
전술한 제38 단계에서, 제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 제1 경계 및 소정 영상을 가로로 나누는 제6 경계를 설정한다(제42 단계). 제5 화소 차이값의 크기와 제6 화소 차이값의 크기가 서로 소정 임계값 이상으로 크지 않을 경우에는, 도 6의 ③ 또는 도 7의 ③에 도시된 바와 같이, 소정 영상에 대해 제1 경계(74, 90) 및 제6 경계(75, 91)를 설정한다.
전술한 제32 단계에서, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제1 경계에 해당하지 않는다고 판단되면, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제6 경계에 해당하는가를 판단한다(제44 단계). 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 도 5의 ②에 도시된 바와 같은 제6 경계인가를 판단한다.
만일, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제6 경계에 해당한다고 판단되면, 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상인가를 판단한다(제46 단계). 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제6 경계에 해당한다는 것은 경계 설정값이 (d2, d4) 또는 (d4, d2)이라는 것을 통해 판단할 수 있다.
제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 소정 영상의 상부 우측에 위치하는 제4 지점과 제6 경계의 좌측 끝점을 연결한 제7 경계를 설정하고, 소정 영상의 하부 좌측에 위치하는 제2 지점과 제6 경계의 우측 끝점을 연결한 제8 경계를 설정한다(제48 단계). 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 예각을 이루는 경계가 필요하다. 따라서, 도 6의 ④에 도시된 바와 같이, 제7 경계(76) 및 제8 경계(77)를 설정한다. 이때, 도 7의 ④에 도시된 바와 같이, 제6 경계(91)도 함께 설정할 수도 있다.
전술한 제46 단계에서, 제5 화소 차이값의 크기가 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상인가를 판단한다(제50 단계).
제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 소정 영상의 상부 좌측에 위치하는 제1 지점과 제6 경계의 우측 끝점을 연결한 제9 경계를 설정하고, 소정 영상의 하부 우측에 위치하는 제3 지점과 제6 경계의 좌측 끝점을 연결한 제10 경계를 설정한다(제52 단계). 제6 화소 차이 값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 둔각을 이루는 경계가 필요하다. 따라서, 도 6의 ⑤에 도시된 바와 같이, 제9 경계(78) 및 제10 경계(79)를 설정한다. 이때, 도 7의 ⑤에 도시된 바와 같이, 제6 경계(91)도 함께 설정할 수도 있다.
전술한 제50 단계에서, 제6 화소 차이값의 크기가 제5 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 제1 경계 및 상기 제6 경계를 설정한다(제54 단계). 제5 화소 차이값의 크기와 제6 화소 차이값의 크기가 서로 소정 임계값 이상으로 크지 않을 경우에는, 도 6의 ③ 또는 도 7의 ③에 도시된 바와 같이, 소정 영상에 대해 제1 경계(74, 90) 및 제6 경계(75, 91)를 설정한다.
한편, 전술한 제44 단계에서, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제6 경계에 해당하지 않는다고 판단되면, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 소정 영상을'45'도의 각도로 나누는 제11 경계 또는 제12 경계이거나, 소정 영상을 '135'도의 각도로 나누는 제13 경계 또는 제14 경계에 해당하는가를 판단한다(제56 단계). 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 도 5의 ③이나 ④에 도시된 제11 경계 또는 제12 경계이거나, 도 5의 ⑤이나 ⑥에 도시된 제13 경계 또는 제14 경계인가를 판단한다.
만일, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제11 경계 또는 제12 경계에 해당하거나, 제13 경계 또는 제14 경계에 해당한다고 판단되면, 제11 경계 및 제12 경계를 설정하거나, 제13 경계 및 제14 경계를 설정한다(제58 단계). 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제11 경계에 해당한다는 것은 경계 설정값이 (d1, d2) 또 는 (d2, d1)이라는 것을 통해 판단할 수 있고, 경계 종류가 제12 경계에 해당한다는 것은 경계 설정값이 (d3, d4) 또는 (d4, d3)이라는 것을 통해 판단할 수 있고, 경계 종류가 제13 경계에 해당한다는 것은 경계 설정값이 (d1, d4) 또는 (d4, d1)이라는 것을 통해 판단할 수 있고, 경계 종류가 제14 경계에 해당한다는 것은 경계 설정값이 (d2, d3) 또는 (d3, d2)이라는 것을 통해 판단할 수 있다.
경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제11 경계 또는 제12 경계에 해당한다고 판단되면, 도 6의 ⑥에 도시된 바와 같은 제11 경계(80) 및 제12 경계(81)를 설정한다. 또한, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제13 경계 또는 제14 경계에 해당한다고 판단되면, 도 6의 ⑦에 도시된 바와 같은 제13 경계(82) 및 제14 경계(83)를 설정한다. 이때, 도 7의 ⑥ 또는 ⑧에 도시된 바와 같이, 제1 경계(90)도 함께 설정할 수도 있고, 도 7의 ⑦ 또는 ⑨에 도시된 바와 같이, 제6 경계(91)도 함께 설정할 수도 있다. 즉, Dsmax가 d1 또는 d3인 경우에는, 도 7의 ⑥ 또는 ⑧에 도시된 바와 같이, 제1 경계(90)를 설정할 수 있다. 또한, Dsmax가 d2 또는 d4인 경우에는, 도 7의 ⑦ 또는 ⑨에 도시된 바와 같이, 제6 경계(91)를 설정할 수 있다.
전술한 제56 단계에서, 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 제11 경계 또는 제12 경계에 해당하지 않거나, 경계 종류가 제13 경계 또는 제14 경계에 해당하지 않는다고 판단되면, 제1 경계 및 제6 경계를 설정한다(제60 단계). 즉, 경계 설정값이 (d1, d2), (d2, d1), (d3, d4), (d4, d3), (d1, d4), (d4, d1), (d2, d3), (d3, d2), (d1, d3), (d3, d1), (d2, d4), (d4, d2)에 해당하지 않는 때에는, 도 6 의 ③ 또는 도 7의 ③에 도시된 바와 같이, 소정 영상에 대해 제1 경계(74, 90) 및 제6 경계(75, 91)를 설정한다.
제12 단계 후에, 설정된 경계에 따라 소정 영상에 대해 인터폴레이션한다(제14 단계). 도 6 또는 도 7에 각각 도시된 소정 영상에 대한 경계에 따라, 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들을 인터폴레이션한다. 이때, 도 6의 경우에, 제1 경계 또는 제6 경계가 나뉘어지지 아니한 부분에 대해서는, 제1 내지 제4 화소값들의 거리를 비교하여 인터폴레이션을 수행한다. 예를 들어, 도 6의 ①에 도시된 중간 영역 중 임의의 지점을 P라 할 때, 임의의 지점 P에 대한 화소값 X는 다음의 수학식 1로부터 구해진다.
X=(S1*X2 + S2*X4)/(S1 + S2)
여기서, S1은 소정 영상의 제2 지점과 임의의 지점 P 사이의 거리이고, S2는 소정 영상의 제4 지점과 임의의 지점 P 사이의 거리이고, X2 및 X4는 제2 지점 및 제4 지점에 이웃하는 화소값들이다.
이하, 본 발명에 의한 디지털 영상 확대장치를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 8은 본 발명에 의한 디지털 영상 확대장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도로서, 화소 차이값 검출부(100), 경계 설정 제어부(120) 및 인터폴레이션 실행부(140)로 구성된다.
화소 차이값 검출부(100)는 정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들 및 제1 내지 제4 화소값들 중 대각으로 마주하는 화소값들의 차에 해당하는 제5 화소 차이값과 제6 화소 차이값들을 검출한다. 화소 차이값 검출부(100)는 입력단자 IN1을 통해 입력된 영상 확대 요청신호에 응답하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 화소값들(X1, X2, X3 및 X4) 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들(d1, d2, d3 및 d4)을 검출하고, 제1 화소값과 제1 화소값의 대각을 이루는 제3 화소값 사이의 차에 해당하는 제5 화소 차이값을 검출하고, 제2 화소값과 제2 화소값의 대각을 이루는 제4 화소값 사이의 차에 해당하는 제6 화소 차이값을 검출한다. 화소 차이값 검출부(100)는 검출된 제1 내지 제6 화소 차이값들을 경계 설정 제어부(120)로 출력한다.
경계 설정 제어부(120)는 제1 내지 제4 화소 차이값들로부터 검출된 경계설정값에 대응하는 경계종류에 따라, 검출된 제1 내지 제6 차이값들을 사용해 소정 영상의 세분화된 경계의 설정을 제어하고, 제어한 결과를 인터폴레이션 실행부(140)로 출력한다.
도 9는 도 8에 도시된 경계 설정 제어부(120)를 설명하기 위한 일 실시예(120A)의 블록도로서, 경계 설정값 검출부(200), 경계 종류 검출부(220), 화소 차이값 비교부(240) 및 경계 설정부(260)로 구성된다.
경계 설정값 검출부(200)는 검출된 제1 내지 제4 화소 차이값들 중에서 가장 큰 값과 두 번째로 큰 값을 한 쌍으로 하는 경계 설정값을 검출한다. 경계 설정값 검출부(200)는 입력단자 IN2를 통해 입력된 제1 내지 제4 화소 차이값들에 응답하여, 제1 내지 제4 화소 차이값들 중에서 가장 큰 값과 두 번째로 큰 값을 한 쌍으 로 하는 경계 설정값을 검출하고, 검출된 경계 설정값을 경계 종류 검출부(220)로 출력한다.
경계 종류 검출부(220)는 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계 종류를 검출한다. 경계 종류 검출부(220)는 경계 설정값 검출부(200)로부터 검출된 경계 설정값에 대응하는 제1 경계, 제6 경계, 제11 경계, 제12 경계, 제13 경계 또는 제14 경계들 중의 어느 하나의 경계 종류를 검출하고, 검출된 경계 종류에 대한 결과를 화소 차이값 비교부(240) 및 경계 설정부(260)로 출력한다.
화소 차이값 비교부(240)는 제5 화소 차이값의 크기와 제6 화소 차이값의 크기를 비교한다. 화소 차이값 비교부(240)는 경계 종류 검출부(220)로부터 검출된 경계 종류에 대한 결과에 응답하여, 입력단자 IN3을 통해 입력된 제5 화소 차이값의 크기와 제6 화소 차이값의 크기를 비교하고, 비교한 결과를 경계 설정부(260)로 출력한다.
경계 설정부(260)는 검출된 경계 종류에 따라, 소정 영상의 경계를 설정한다. 경계 설정부(260)는 경계 종류 검출부(220)로부터 검출된 경계 종류에 대한 결과 및 화소 차이값 비교부(240)에서 제5 화소 차이값의 크기와 제6 화소 차이값의 비교된 결과를 입력받아서, 소정 영상에 대해 제1 내지 제14 경계들 중 선택적으로 경계를 설정하고, 설정된 결과를 출력단자 OUT2를 통해 출력한다.
인터폴레이션 실행부(140)는 설정된 경계에 따라 소정 영상에 대해 인터폴레이션한다. 인터폴레이션 실행부(140)는 경계 설정 제어부(120)로부터 설정된 경계에 따라 제로 오더 인터폴레이션 방식 또는 바이리니어 인터폴레이션 방식 등에 의 해 소정 영상에 대해 인터폴레이션하고, 인터폴레이션한 결과를 출력단자 OUT1을 통해 출력한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 영상 확대방법 및 장치는 간단한 방법으로 확대할 소정 영상의 경계를 세분화함으로써, 메모리의 사용량과 연산량을 크게 늘리지 않고서도 블로킹 아티펙트(Blocking artifact) 현상이나 스테어 스텝핑 아티펙트(Stair Stepping artifact) 현상을 최소화하고 블러링(Blurring)의 발생을 방지하여, 고품질의 디지털 영상 확대를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 디지털 영상을 생성 및 재생하는 디지털 영상장치에서 수행되는 디지털 영상 확대방법에 있어서,
    (a) 정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들 및 상기 제1 내지 제4 화소값들 중 대각으로 마주하는 화소값들의 차에 해당하는 제5 화소 차이값과 제6 화소 차이값들을 검출하는 단계;
    (b) 상기 제1 내지 제4 화소 차이값들로부터 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계종류에 따라, 상기 검출된 제1 내지 제6 차이값들을 사용해 상기 소정 영상의 세분화된 경계를 설정하는 단계; 및
    (c) 상기 설정된 경계에 따라 상기 소정 영상에 대해 인터폴레이션하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 확대방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    (b1) 상기 검출된 제1 내지 제4 화소 차이값들 중에서 가장 큰 값과 두 번째로 큰 값을 한 쌍으로 하는 경계 설정값을 검출하는 단계;
    (b2) 상기 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 소정 영상을 세로로 나누는 제1 경계에 해당하는가를 판단하는 단계;
    (b3) 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 제1 경계에 해당한다고 판단되면, 상기 제5 화소 차이값의 크기가 상기 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상인가를 판단하는 단계;
    (b4) 상기 제5 화소 차이값의 크기가 상기 제6 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 상기 소정 영상의 제1 내지 제4 지점들 중 상기 소정 영상의 하부 좌측에 위치하는 상기 제2 지점과 상기 제1 경계의 상부 끝점을 연결한 제2 경계를 설정하고, 상기 소정 영상의 상부 우측에 위치하는 상기 제4 지점과 상기 제1 경계의 하부 끝점을 연결한 제3 경계를 설정하는 단계;
    (b5) 상기 제5 화소 차이값의 크기가 상기 제6 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 상기 제6 화소 차이값의 크기가 상기 제5 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상인가를 판단하는 단계;
    (b6) 상기 제6 화소 차이값의 크기가 상기 제5 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 상기 소정 영상의 상부 좌측에 위치하는 상기 제1 지점과 상기 제1 경계의 하부 끝점을 연결한 제4 경계를 설정하고, 상기 소정 영상의 하부 우측에 위치하는 상기 제3 지점과 상기 제1 경계의 상부 끝점을 연결한 제5 경계를 설정하는 단계;
    (b7) 상기 제6 화소 차이값의 크기가 상기 제5 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 상기 제1 경계 및 상기 소정 영상을 가로로 나누는 제6 경계를 설정하는 단계;
    (b8) 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 제1 경계에 해당하지 않는다고 판단되면, 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 제6 경계에 해당하는가를 판단하는 단계;
    (b9) 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 제6 경계에 해당한다고 판단되면, 상기 제5 화소 차이값의 크기가 상기 제6 화소 차이값의 크기보다 소정 임계값 이상인가를 판단하는 단계;
    (b10) 상기 제5 화소 차이값의 크기가 상기 제6 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 상기 소정 영상의 상부 우측에 위치하는 상기 제4 지점과 상기 제6 경계의 좌측 끝점을 연결한 제7 경계를 설정하고, 상기 소정 영상의 하부 좌측에 위치하는 상기 제2 지점과 상기 제6 경계의 우측 끝점을 연결한 제8 경계를 설정하는 단계;
    (b11) 상기 제5 화소 차이값의 크기가 상기 제6 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 상기 제6 화소 차이값의 크기가 상기 제5 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상인가를 판단하는 단계;
    (b12) 상기 제6 화소 차이값의 크기가 상기 제5 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이라고 판단되면, 상기 소정 영상의 상부 좌측에 위치하는 상기 제1 지점과 상기 제6 경계의 우측 끝점을 연결한 제9 경계를 설정하고, 상기 소정 영상의 하부 우측에 위치하는 상기 제3 지점과 상기 제6 경계의 좌측 끝점을 연결한 제10 경계를 설정하는 단계;
    (b13) 상기 제6 화소 차이값의 크기가 상기 제5 화소 차이값의 크기보다 상기 소정 임계값 이상이 아니라고 판단되면, 상기 제1 경계 및 상기 제6 경계를 설정하는 단계;
    (b14) 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 제6 경계에 해당하지 않는다고 판단되면, 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 소정 영상을'45'도의 각도로 나누는 제11 경계 또는 제12 경계이거나, 상기 소정 영상을 '135'도의 각도로 나누는 제13 경계 또는 제14 경계에 해당하는가를 판단하는 단계;
    (b15) 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 제11 경계 또는 상기 제12 경계에 해당하거나, 상기 제13 경계 또는 상기 제14 경계에 해당한다고 판단되면, 상기 제11 경계 및 상기 제12 경계를 설정하거나, 상기 제13 경계 및 상기 제14 경계를 설정하는 단계; 및
    (b16) 상기 경계 설정값에 대응하는 경계 종류가 상기 제11 경계 또는 상기 제12 경계에 해당하지 않거나, 경계 종류가 상기 제13 경계 또는 상기 제14 경계에 해당하지 않는다고 판단되면, 상기 제1 경계 및 상기 제6 경계를 설정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 확대방법.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 디지털 영상 확대방법은
    상기 (b4) 단계 및 상기 (b6) 단계에서 각각 상기 제1 경계를 더 설정하거나, 상기 (b10) 단계 및 상기 (b12) 단계에서 각각 상기 제6 경계를 더 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 확대방법.
  4. 디지털 영상을 생성 및 재생하는 디지털 영상장치에 포함되는 디지털 영상 확대장치에 있어서,
    정방형의 소정 영상에 대해 이웃하는 제1 내지 제4 화소값들 사이의 차에 해당하는 제1 내지 제4 화소 차이값들 및 상기 제1 내지 제4 화소값들 중 대각으로 마주하는 화소값들의 차에 해당하는 제5 화소 차이값과 제6 화소 차이값들을 검출하는 화소 차이값 검출부;
    상기 제1 내지 제4 화소 차이값들로부터 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계종류에 따라, 상기 검출된 제1 내지 제6 차이값들을 사용해 상기 소정 영상의 세분화된 경계의 설정을 제어하는 경계 설정 제어부; 및
    상기 설정된 경계에 따라 상기 소정 영상에 대해 인터폴레이션하는 인터폴레이션 실행부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 확대장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 경계 설정 제어부는
    상기 검출된 제1 내지 제4 화소 차이값들 중에서 가장 큰 값과 두 번째로 큰 값을 한 쌍으로 하는 경계 설정값을 검출하는 경계 설정값 검출부;
    상기 검출된 경계 설정값에 대응하는 경계 종류를 검출하는 경계 종류 검출부;
    상기 제5 화소 차이값의 크기와 상기 제6 화소 차이값의 크기를 비교하는 화소 차이값 비교부; 및
    상기 검출된 경계 종류에 따라, 상기 소정 영상의 경계를 설정하는 경계 설정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 확대장치.
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