KR100560202B1 - Video compensation apparatus and method for digital video signal processing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 영상 신호 처리시의 화질 보상 장치와 방법에 관한 것으로, 아날로그 영상신호를 입력받아 Y/Cb/Cr 데이터인지 아니면 R,G,B 데이터인지 판단하는 데이터 판단부와; 상기 영상신호가 R,G,B 데이터인 경우 Y/Cb/Cr 데이터로 변환하는 데이터 변환부와; 상기 휘도와 색차신호를 각각 8비트의 디지털 신호로 변환하는 에이디 변환부와; 상기 에이디 변환부에서 디지털로 변환된 휘도 성분을 출력하는 휘도신호 출력부와; 상기 에이디 변환부에서 디지털로 변환된 색차성분(Cb/Cr)의 값을 비교하여 큰 값을 가진 색차신호를 구분하는 색차신호 판별부와; 상기 색차신호 판별부에서 구분된 청색 성분의 색차신호(Cb)에 소정의 색차 정보 판단비트를 부가하여 출력하는 청색 정보 출력부와; 상기 색차신호 판별부에서 구분된 적색 성분의 색차신호(Cr)에 소정의 색차 정보 판단비트를 부가하여 출력하는 적색 정보 출력부를 포함하여 구성하고, 입력받은 아날로그 영상신호가 Y/Cb/Cr 형식의 데이터인지 판단하는 단계와; 상기 아날로그 영상신호가 R,G,B 형식의 데이터인 경우 Y/Cb/Cr 데이터로 변환한 후에 각각 8비트의 디지털 신호(Y, Cb/Cr)로 전환하는 단계와; 상기 디지털로 전환된 휘도(Y) 신호를 각 화소마다 클럭(Clock)에 맞춰 전송함과 아울러, 색차신호(Cb/Cr)는 그 값을 비교해서 더 큰 값을 가진 색차 성분을 선택하여 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus and method for compensating image quality in processing digital video signals, comprising: a data determination unit configured to receive analog video signals and determine whether they are Y / Cb / Cr data or R, G, and B data; A data converter converting Y / Cb / Cr data when the video signal is R, G, or B data; An AD converter for converting the luminance and color difference signals into 8-bit digital signals; A luminance signal output unit for outputting a luminance component digitally converted by the AD converter; A color difference signal discrimination unit for distinguishing a color difference signal having a large value by comparing values of the color difference components (Cb / Cr) digitally converted by the AD converter; A blue information output unit which adds and outputs a predetermined color difference information determination bit to a color difference signal Cb of a blue component separated by the color difference signal discrimination unit; And a red information output unit which adds and outputs a predetermined color difference information determination bit to the color difference signal Cr of the red component separated by the color difference signal discrimination unit, and the received analog image signal is Y / Cb / Cr type. Determining whether it is data; Converting the analog video signal into Y / Cb / Cr data when the analog video signal is R, G, or B format data, and then converting the digital video signal into 8-bit digital signals (Y, Cb / Cr); The digitally converted luminance (Y) signal is transmitted in accordance with a clock for each pixel, and the color difference signal Cb / Cr compares the values to select and transmit a color difference component having a larger value. Characterized in that it comprises a step.
휘도, 클럭, 영상신호, 주제어부, 색차신호Luminance, Clock, Video Signal, Main Control, Color Difference Signal
Description
도 1은 종래의 디지털 영상 신호 처리 시 대역폭에 따른 색상 정보 전송 방법을 비교하여 보인 타이밍도.1 is a timing diagram illustrating a method of transmitting color information according to bandwidth in processing a conventional digital video signal.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 영상 신호 처리시의 화질 보상 장치의 구성을 보인 블록도.2 is a block diagram showing the configuration of an image quality compensation device in processing digital video signals according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 디지털 영상 신호 처리시의 대역폭 축소에 따른 화질 보상 방법을 보인 순서도.3 is a flowchart illustrating a method of compensating for image quality according to bandwidth reduction during digital image signal processing according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 색상 정보 전송 방법을 설명하기 위한 타이밍도.4 is a timing diagram for explaining a method of transmitting color information according to the present invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101 : 영상신호 입력부 102 : 데이터 판단부101: video signal input unit 102: data determination unit
103 : 데이터 변환부 104 : 에이디 변환부103: data conversion unit 104: AD conversion unit
105 : 색차신호 판별부 106 : 휘도신호 출력부 105: color difference signal discrimination unit 106: luminance signal output unit
107 : 청색 정보 출력부 108 : 적색 정보 출력부107: blue information output unit 108: red information output unit
본 발명은 디지털 영상 신호 처리시의 화질 보상 장치와 방법에 관한 것으로, 특히 대역폭 제한으로 24비트 영상 신호를 16비트로 표본화하여 처리할 때, 청색과 적색(Cb/Cr)성분을 화소에 적응적으로 표본화함으로써, 기존의 청색과 적색성분을 기계적으로 1/2 표본화에 의해 발생하는 화질의 열화를 보상해주기 위한 디지털 영상 신호 처리시의 화질 보상 장치와 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for compensating image quality in digital image signal processing. In particular, when sampling and processing a 24-bit image signal into 16 bits due to bandwidth limitation, the blue and red (Cb / Cr) components are adaptively applied to pixels. By sampling, the present invention relates to an image quality compensation device and method during digital video signal processing for compensating for image quality degradation caused by mechanically half-sampling the existing blue and red components.
일반적으로, 화소의 표현방식은 R/G/B 와 Y/Cb/Cr 의 두 가지가 있는데, 여기서, Y는 휘도 즉 밝기 성분을 의미하고, Cb/Cr 은 청색과 적색 계통의 색차 성분을 의미한다.In general, there are two types of pixel representations, R / G / B and Y / Cb / Cr, where Y means luminance, that is, brightness component, and Cb / Cr means color difference component of blue and red systems. do.
또한, 통상적으로 1화소는 도1의 (a)와 같이 24비트(Red:8, Green:8, Blue:8 또는, Y:8, Cb:8, Cr:8) 데이터로 표현되지만, 인간의 눈이 색에 그다지 민감하지 않다는 것을 이용하여, 도1의 (b)와 같이 Cb/Cr을 합쳐서 8비트로 색정보를 삭감하여 전송하기도 한다.In addition, one pixel is typically represented by 24-bit (Red: 8, Green: 8, Blue: 8 or Y: 8, Cb: 8, Cr: 8) data as shown in FIG. Using the fact that the eye is not very sensitive to color, as shown in FIG. 1 (b), Cb / Cr is combined to reduce and transmit color information by 8 bits.
상기 도1의 (a)와 같이 전송하는 방식은 4:4:4 전송 방식이고, 상기 도1의 (b)와 같이 전송하는 방식이 4:2:2 전송 방식인데, 도1의 (b)를 자세히 살펴보면 이 4:2:2 방식으로 전송하기 위해서, 청색과 적색 계통(Cb/Cr)의 색정보를 동일하게 1/2로 표본화하여 전송하는 것을 알 수 있다.The transmission as shown in FIG. 1A is a 4: 4: 4 transmission method, and the transmission as shown in FIG. 1B is a 4: 2: 2 transmission method. In detail, in order to transmit in the 4: 2: 2 method, it can be seen that the color information of the blue and red systems (Cb / Cr) is sampled and transmitted in the same 1/2.
그러나, 상기 4:2:2 전송방식은 예를 들어 Y2 화소에 청색화소(Cb2)가 디스플레이 되고, Y3 화소에는 적색화소(Cr2)가 디스플레이는 경우, 상기 도1의 (b)와 같은 방식으로 Cb/Cr 정보를 전송한다면, 적색 성분인 Cr2는 Y2 화소값에 근거해서 나온 데이터이므로, Y3의 적색성분을 제대로 표현할 수 없게 되어 결국 화질에 열화가 발생하게 되는 문제점이 있다.However, in the 4: 2: 2 transmission scheme, for example, when the blue pixel Cb2 is displayed on the Y2 pixel and the red pixel Cr2 is displayed on the Y3 pixel, the same method as in FIG. If Cb / Cr information is transmitted, since the red component Cr2 is data based on the Y2 pixel value, the red component of Y3 cannot be represented properly, resulting in deterioration in image quality.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 대역폭 제한으로 24비트 영상 신호를 16비트로 표본화하여 처리할 때, 청색과 적색(Cb/Cr)성분을 화소에 적응적으로 표본화함으로써 화질의 열화를 보상해주기 위한 디지털 영상 신호 처리시의 화질 보상 장치와 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the above-mentioned problems. When sampling and processing a 24-bit video signal with 16 bits due to bandwidth limitation, the blue and red (Cb / Cr) components are adaptively applied to the pixels. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for compensating image quality during digital image signal processing to compensate for degradation of image quality by sampling.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 아날로그 영상신호를 입력받아 Y/Cb/Cr 데이터인지 아니면 R,G,B 데이터인지 판단하는 데이터 판단부와; 상기 영상신호가 R,G,B 데이터인 경우 Y/Cb/Cr 데이터로 변환하는 데이터 변환부와; 상기 휘도와 색차신호를 각각 8비트의 디지털 신호로 변환하는 에이디 변환부와; 상기 에이디 변환부에서 디지털로 변환된 휘도 성분을 출력하는 휘도신호 출력부와; 상기 에이디 변환부에서 디지털로 변환된 색차성분(Cb/Cr)의 값을 비교하여 큰 값을 가진 색차신호를 구분하는 색차신호 판별부와; 상기 색차신호 판별부에서 구분된 청색 성분의 색차신호(Cb)에 소정의 색차 정보 판단비트를 부가하여 출력하는 청색 정보 출력부와; 상기 색차신호 판별부에서 구분된 적색 성분의 색차신호(Cr)에 소정의 색차 정보 판단비트를 부가하여 출력하는 적색 정보 출력부를 포함하여 구성 한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises a data determination unit for receiving an analog video signal to determine whether the Y / Cb / Cr data or R, G, B data; A data converter converting Y / Cb / Cr data when the video signal is R, G, or B data; An AD converter for converting the luminance and color difference signals into 8-bit digital signals; A luminance signal output unit for outputting a luminance component digitally converted by the AD converter; A color difference signal discrimination unit for distinguishing a color difference signal having a large value by comparing values of the color difference components (Cb / Cr) digitally converted by the AD converter; A blue information output unit which adds and outputs a predetermined color difference information determination bit to a color difference signal Cb of a blue component separated by the color difference signal discrimination unit; And a red information output unit configured to add a predetermined color difference information determination bit to the color difference signal Cr of the red component separated by the color difference signal discrimination unit.
또한, 본 발명은 아날로그 영상신호를 입력받아 그 영상신호가 Y/Cb/Cr 형식의 데이터인지 판단하는 단계와; 상기 아날로그 영상신호가 R,G,B 형식의 데이터인 경우 Y/Cb/Cr 데이터로 변환한 후에 각각 8비트의 디지털 신호(Y, Cb/Cr)로 전환하는 단계와; 상기 디지털로 전환된 휘도(Y) 신호를 각 화소마다 클럭(Clock)에 맞춰 전송함과 아울러, 색차신호(Cb/Cr)는 그 값을 비교해서 더 큰 값을 가진 색차 성분을 선택하여 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention comprises the steps of receiving an analog video signal and determining whether the video signal is Y / Cb / Cr format data; Converting the analog video signal into Y / Cb / Cr data when the analog video signal is R, G, or B format data, and then converting the digital video signal into 8-bit digital signals (Y, Cb / Cr); The digitally converted luminance (Y) signal is transmitted in accordance with a clock for each pixel, and the color difference signal Cb / Cr compares the values to select and transmit a color difference component having a larger value. Characterized in that it comprises a step.
본 발명은 대역폭 제한으로 24비트 영상 신호를 16비트로 표본화하여 처리할 때, 즉 4:4:4 방식을 4:2:2 방식으로 처리하고자 할 때, 청색과 적색 성분을 기계적으로 1/2로 표본화하지 않고 화소에 적응적으로 표본화함으로써, 즉 화소값에 근거하여 나온 색상 정보로 표본화함으로써 색성분을 왜곡없이 16비트로 전송할 수 있도록 하는 화질 보상 장치의 제공을 요지로 한다.According to the present invention, when a 24-bit video signal is sampled and processed in 16 bits due to bandwidth limitation, that is, when a 4: 4: 4 scheme is to be processed in a 4: 2: 2 scheme, the blue and red components are mechanically 1/2. An object of the present invention is to provide an image quality compensation device capable of adaptively sampling a pixel without sampling, i.e., sampling the color information based on the pixel value so that color components can be transmitted in 16 bits without distortion.
통상적으로, 4:2:2 컬러 포맷은 4:4:4 보다 적은 비트 수로 하나의 영상 값을 표현한다. 즉, Y 신호는 8비트로 그대로 전송되지만 Cb와 Cr 정보는 통합하여 8비트로 전송되기 때문에, 화면에 적색과 청색의 성분이 충분히 표현되지 못하게 된다.Typically, a 4: 2: 2 color format represents one image value with fewer bits than 4: 4: 4. That is, since the Y signal is transmitted as it is in 8 bits, but the Cb and Cr information are transmitted in 8 bits, the red and blue components are not sufficiently represented on the screen.
따라서, 본 발명은 종래와 같이 Cb/Cr 성분을 규칙적으로 번갈아 가면서 1/2 표본화하여 전송하는 것이 아니라, 화소의 적색성분과 청색성분을 비교 분석하여 보다 주된 색 성분을 선택적으로 전송하도록 함으로써, 화면의 적색과 청색성분을 열화없이 디스플레이 할 수 있도록 하는 특징이 있다.Therefore, in the present invention, instead of regularly sampling 1/2 Cb / Cr components alternately and transmitting them, the red and blue components of the pixel are compared and analyzed to selectively transmit the main color components. Red and blue components of the feature that allows you to display without deterioration.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described.
도2는 본 발명에 따른 디지털 영상 신호 처리시의 화질 보상 장치의 구성을 보인 블록도로서, 아날로그 영상신호를 입력받는 영상신호 입력부(101)와, 상기 입력받은 아날로그 영상신호가 Y/Cb/Cr 데이터인지 아니면 R,G,B 데이터인지 판단하는 데이터 판단부(102)와, 상기 영상신호가 R,G,B 데이터인 경우 Y/Cb/Cr 데이터로 변환하는 데이터 변환부(103)와; 상기 휘도와 색차신호를 각각 8비트의 디지털 신호로 변환하는 에이디 변환부(104)와, 상기 에이디 변환부에서 디지털로 변환된 휘도 성분을 출력하는 휘도신호 출력부(106)와, 상기 에이디 변환부에서 디지털로 변환된 색차성분(Cb/Cr)의 값을 비교하여 큰 값을 가진 색차신호를 구분하는 색차신호 판별부(105)와, 상기 색차신호 판별부에서 구분된 청색 성분의 색차신호(Cb)에 소정의 색차 정보 판단비트(CEN 비트 : 1)를 부가하여 출력하는 청색 정보 출력부(107)와, 상기 색차신호 판별부에서 구분된 적색 성분의 색차신호(Cr)에 소정의 색차 정보 판단비트(CEN 비트 : 0)를 부가하여 출력하는 적색 정보 출력부(108)를 포함하여 구성한다.FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an image quality compensation device in processing digital video signals according to the present invention, wherein the video
이하, 상기와 같이 구성된 장치의 동작 및 작용을 도3의 순서도를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation and operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 3.
우선, 아날로그 영상신호가 입력되면 그 영상신호가 Y/Cb/Cr 형식의 데이터인지 판단하고, 아니면 R,G,B 데이터이므로 그 R,G,B 데이터를 Y/Cb/Cr 로 변환한 후에 각각 8비트의 디지털 신호(Y : 8비트, Cb/Cr : 8비트)로 만든다.First, when an analog video signal is input, it is determined whether the video signal is data in Y / Cb / Cr format. Otherwise, since it is R, G, B data, the R, G, B data is converted into Y / Cb / Cr, and 8-bit digital signal (Y: 8 bits, Cb / Cr: 8 bits).
다음, 휘도 성분인 Y 신호는 각 화소마다 클럭(Clock)에 맞춰 전송하고, 디지털로 변환된 색차신호(Cb/Cr)는 그 값을 서로 비교해서 더 큰 값을 가진 색차신호를 하나 선택해서 전송한다. Next, the Y signal, which is a luminance component, is transmitted according to a clock for each pixel, and the digitally-converted color difference signal Cb / Cr is compared with each other to select one color difference signal having a larger value. do.
즉, 도4의 타이밍도를 참조하면 Y0 화소에 대해 큰 값을 갖는 색차신호가 적색 성분이면 Cr0가 전송되고, 다음 화소인 Y1 화소에 대해 큰 값을 갖는 색차신호가 청색 성분이면 Cb1이 전송되는 것이다.That is, referring to the timing diagram of FIG. 4, Cr0 is transmitted when a color difference signal having a large value for the Y0 pixel is a red component, and Cb1 is transmitted when a color difference signal having a large value for the Y1 pixel, which is the next pixel, is a blue component. will be.
또한, 수신부에서 상기 색차신호를 수신하여 어떤 성분인지를 판단할 수 있도록 색차 정보 판단비트(CEN 비트)를 할당하여 전송한다. 예컨대, 청색 성분(Cb)에는 1을 CEN 비트로 부가(C=1)하고, 적색 성분(Cr)이면 0을 CEN 비트로 부가(C=0)하는 것이다.In addition, a color difference information determination bit (CEN bit) is allocated and transmitted so that a reception unit receives the color difference signal to determine which component. For example, to the blue component Cb, 1 is added with the CEN bit (C = 1), and if the red component is Cr, 0 is added with the CEN bit (C = 0).
따라서, 수신측에서는 상기 CEN 정보를 확인하면서 CbCr에 입력되는 정보가 Cb 정보인지 Cr 정보인지를 정확히 판단하여 영상을 디스플레이 할 수 있도록 한다.Accordingly, the receiving side can accurately determine whether the information input to the CbCr is Cb information or Cr information while checking the CEN information so that the image can be displayed.
상기와 같이 본 발명은 Cb/Cr 정보를 무조건 일정한 순서를 전송하는 것이 아니라, 각 화소에 대한 Cb/Cr 성분을 분석한 뒤 주된 성분에 대한 색차 정보를 전송하는 것으로, 예컨대 상기 도1의 (b)에서 Y3 화소에는 Cr2 정보가 전송되는 것이 아니라, Cr3가 전송되도록 하여 Y3의 적색 성분을 충분히 표현할 수 있도록 하는 것이다.As described above, the present invention does not necessarily transmit a constant order of Cb / Cr information, but analyzes Cb / Cr components for each pixel, and then transmits color difference information for main components. In this case, Cr2 information is not transmitted to the Y3 pixel, but Cr3 is transmitted to sufficiently express the red component of Y3.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 디지털 영상 신호 처리시의 화질 보상 장치와 방법은 대역폭 제한으로 24비트 영상 신호를 16비트로 표본화하여 처리할 때, 청색과 적색(Cb/Cr)성분을 화소에 적응적으로 표본화함으로써 화질의 열화를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, in the digital image signal processing apparatus and method of the present invention, when sampling and processing a 24-bit video signal with 16 bits due to bandwidth limitation, the blue and red (Cb / Cr) components are adaptively applied to the pixels. By sampling, it is possible to prevent deterioration of image quality.
즉, 본 발명은 디지털 영상신호를 16비트로 처리할 경우, 화소의 특성을 고려하여 색차(Cb/Cr) 정보를 선택적으로 전송할 때, 16비트 영상신호와 1비트의 색차 정보신호를 이용하여 24비트 처리와 동등한 색 재현성을 나타낼 수 있는 효과가 있다.That is, when the digital image signal is processed into 16 bits, when the color difference (Cb / Cr) information is selectively transmitted in consideration of the characteristics of the pixel, the present invention uses 24-bit using a 16-bit image signal and 1-bit color difference information signal. There is an effect that can exhibit the color reproducibility equivalent to the processing.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |