KR100568105B1 - 에지 기반의 영상 적응형 디인터레이싱 방법 - Google Patents

에지 기반의 영상 적응형 디인터레이싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보간하고자 하는 필드를 저경사 에지 영역과 그 이외의 특성을 갖는 영역으로 구분한 후, 저경사 에지 영역에 대해서는 ELA를 적용하여 계단현상(jagging)을 최소화하고 그 이외의 부분에서는 라인 평균을 사용하여 오류를 최소화하는 방식으로 전체적인 화질을 향상시킬 수 있는 디인터레이싱 장치 및 방법을 제공한다. 두 영역을 구분할 때 영상의 특성에 적응적인 수평 변화량 및 수직 변화량을 이용하여 고정된 임계값을 사용하는 기존 기법에 비해 안정된 성능을 보인다. ELA를 이용하여 유사성이 높은 방향을 찾을 때 각 방향에 대해 윈도우 내에서 구할 수 있는 최대 개수의 화소 차이값을 구하고 이를 평균하여 사용함으로써 고주파 성분에 의해 발생할 수 있는 보간 오류를 제거한다. 이 장치는 독립된 디인터레이싱 장치로서 사용될 수 있음은 물론, 움직임 적응형 디인터레이싱 기법의 필드내 보간 방법으로도 사용될 수 있다.

Description

에지 기반의 영상 적응형 디인터레이싱 방법{IMAGE ADAPTIVE DEINTERLACING METHOD BASED ON EDGE}
도 1은 전형적인 인터레이스 스캔 방식의 비디오 신호의 짝수 필드와 홀수 필드를 보여주는 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디인터레이싱 방법을 보여주는 플로우차트;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디인터레이싱 장치;
도 4는 평균 수평 변화량을 계산하는 방법을 보여주는 도면;
도 5는 평균 수직 변화량을 계산하는 방법을 보여주는 도면; 그리고
도 6a 내지 도 6m은 화소 쌍 조합들을 각각 보여주고 있다
*도면의 주요부분에 대한 설명
200 : 디인터레이싱 장치 210 : 라인 메모리
220 : 보간 방법 결정부 221 : 평균 수평 변화량 계산기
222 : 평균 수직 변화량 계산기 223 : 보간 방법 결정기
230 : 에지 방향 결정부 231~233 : 상관도 계산기
234 : 에지 방향 결정기 240 : 보간부
241~243 : 보간기 244 : 보간 방향 결정기
245 : 선택기
본 발명은 디지털 비디오 신호 처리에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 인터레이스 스캔(interlaced scan) 방식의 비디오 신호를 프로그레시브 스캔(progressive scan) 방식의 비디오 신호로 변환시켜주는 디인터레이싱 장치 및 방법에 관한 것이다.
디인터레이싱 기법은 공간적 상관성을 이용하는 필드내 보간 방법(intra-field interpolation)과, 공간적 상관성과 시간적 상관성을 이용하여 필드 내의 정보뿐만 아니라 전후 필드간의 정보를 이용하여 보간하는 필드간 보간 방법(inter-field interpolation)이 있다. 필드내 보간 방법은 공간적 상관성을 기반으로 필드 내의 정보만을 이용하여 보간하는 것으로서 대표적인 기법은 라인 반복(line repetition), 라인 평균, ELA(Edge-based Line Average) 등이 있다. 필드간 보간 방법은 공간적 상관성과 시간적 상관성을 기반으로 필드 내의 정보뿐만 아니라 전후 필드간 정보를 이용하여 보간하는 것으로서 대표적인 기법으로 움직임 보상형(motion compensated), 움직임 적응형(motion adaptive) 보간 방법 등이 있다. 일반적으로 필드간 보간 방법의 성능이 뛰어난 것으로 알려져 있지만 전후 필드 정보를 이용하기 위해서 부가적인 필드 메모리가 필요하기 때문에 구조가 복잡해지고 가격이 비싼 단점이 있다. 반면에 필드내 보간 방법은 필드간 보간 방법보 다 보간 성능은 떨어지지만 구현이 간단하고 가격이 저렴한 것이 장점이다.
필드내 보간 방법 중에서 라인 평균은 항상 위·아래 방향의 화소의 평균값으로 보간하기 때문에 저경사 에지에서 발생하는 계단 현상은 심각한 화질 열화의 원인이 된다.
ELA 기법은 영상의 에지 정보를 이용하여 보간함으로써 영상의 에지에서 발생하는 계단현상을 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 필드내 보간 방법으로는 좋은 성능을 보이고 있다. 그러나, ELA 방식은 수직 에지가 포함된 부분이나 화소의 밝기 차이가 뚜렷하지 않은 부분 그리고 영상의 고주파 성분이 많이 포함된 영역에서는 실제 에지를 검출하지 못하고 잘못된 방향을 검출하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이런 경우에는 눈에 잘 띄는 고주파 성분의 오류를 발생시키기 때문에 오히려 화질을 열화시키게 된다. ELA가 뛰어난 보간 성능을 갖고 있음에도 불구하고 이러한 단점으로 인하여 독립된 디인터레이싱 장치로서 사용되기보다는 최근에 많이 사용되는 움직임 적응형 기법에서 필드내 보간 장치로서 사용되는 추세이다. 그러나 보간 오류로 인해 발생하는 화질 열화 문제는 아직도 많은 개선이 필요하기 때문에 현재에도 많은 종류의 변형된 ELA들이 개발되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 화질이 개선된 디인터레이싱 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 디인 터레이싱 방법은: 보간할 화소를 중심으로 하는 상위 스캔 라인 내 일련의 화소들 및 하위 스캔 라인 내 일련의 화소들로부터 에지 경사도를 측정하는 단계와, 측정된 에지 경사도에 근거해서 보간 방법을 결정하는 단계와, 화소 쌍 조합들 각각에 대한 차이값을 계산하는 단계와, 상기 화소 쌍 조합은 적어도 한 개의 화소 쌍을 포함하며, 상기 화소 쌍은 보간할 화소의 상위 및 하위 스캔 라인들 각각으로부터의 2 개의 화소들을 포함하고, 상기 화소 쌍 조합 내의 화소 쌍들은 서로 인접하며, 상기 화소 쌍 조합들은 서로 다른 방향을 가지며, 상기 화소 쌍 조합들 중 가장 작은 차이값을 갖는 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정하는 단계 그리고 상기 결정된 보간 방법 및 상기 결정된 에지 방향에 따라서 상기 화소에 대한 보간을 수행하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 에지 경사도 측정 단계는, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수평 변화량(MHD)을 구하는 단계 그리고 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수직 변화량(MVD)을 구하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 평균 수평 변화량은, 상기 상위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값과 상기 하위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값의 평균값이고, 상기 평균 수직 변화량은, 상기 상위 스캔 라인 내 화소들과 상기 하위 스캔 라인 내 화소들 중 마주보는 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값들의 평균값이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 보간 방법 결정 단계는, 상기 평균 수평 변 화량과 상기 평균 수직 변화량의 관계에 근거해서 보간 방법을 결정하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간 방법 결정 단계는, 상기 평균 수평 변화량이 상기 평균 수직 변화량보다 클 때 라인 평균 방법을 상기보간 방법으로 결정하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 평균 수직 변화량이 상기 수평 변화량보다 크지 않을 때 에지 기반 라인 평균 방법을 상기 보간 방법으로 결정하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 에지 방향을 결정하는 단계는, 상기 결정된 보간 방법이 에지 기반 라인 평균 방법일 때, 상기 화소 쌍 조합들 중 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들 가운데 상기 보간할 화소와 근접한 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 에지 방향을 결정하는 단계는, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 화소 쌍의 방향이 상기 보간할 화소 상에 놓이는 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간을 수행하는 단계는, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향에 놓인 두 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 에지 방향을 결정하는 단계는, 상기 차이값이 가 장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 상기 보간할 화소와 근접한 두 화소 쌍들의 사이의 방향을 상기 에지 방향으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간을 수행하는 단계는, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향과 근접한 네 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 보간을 수행하는 단계는, 상기 결정된 보간 방법이 라인 평균 방법일 때, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내 화소들 중 상기 보간할 화소와 수직 방향의 두 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 화소 쌍 조합의 차이값은, 상기 화소 쌍 조합에 포함된 적어도 하나의 화소 쌍의 차이값의 절대값의 평균이다.
본 발명의 다른 특징에 따른 디인터레이싱 장치는: 보간할 화소를 중심으로 하는 상위 스캔 라인 내 일련의 화소들 및 하위 스캔 라인 내 일련의 화소들로부터 에지 경사도를 측정하고, 측정된 결과에 근거해서 보간 방법을 결정하는 보간 방법 결정부와, 화소 쌍 조합들 각각에 대한 상관도를 계산하고, 상기 화소 쌍 조합들 중 상관도가 가장 높은 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정하는 에지 방향 결정부와, 상기 화소 쌍 조합은 적어도 한 개의 화소 쌍을 포함하며, 상기 화소 쌍은 보간할 화소의 상위 및 하위 스캔 라인들 각각으로부터의 2 개의 화소들을 포함하고, 상기 화소 쌍 조합 내의 화소 쌍들은 서로 인접하며, 상기 화소 쌍 조합들은 서로 다른 방향을 가지며 그리고 상기 결정된 보간 방법 및 상기 결정된 에지 방향에 따라서 상기 화소에 대한 보간을 수행하는 보간부를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 보간 방법 결정부는, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수평 변화량을 구하는 평균 수평 변화량 계산기와, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수직 변화량을 구하는 평균 수직 변화량 계산기 그리고 상기 평균 수평 변화량 및 상기 평균 수직 변화량에 근거해서 상기 보간 방법을 결정하는 보간 방법 결정기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 평균 수평 변화량은, 상기 상위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값과 상기 하위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값의 평균값이다.
이 실시예에 있어서, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들이 각각 (2N+1) 개의 화소들을 포함할 때, 상기 평균 수평 변화량은,
Figure 112003037021493-pat00001
이다. 여기서, w_hm은 각 화소 변화량의 위치에 따른 가중치이다.
이 실시예에 있어서, 상기 평균 수직 변화량은, 상기 상위 스캔 라인 내 화소들과 상기 하위 스캔 라인 내 화소들 중 마주보는 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값들의 평균값이다.
이 실시예에 있어서, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들이 각각 (2N+1) 개의 화 소들을 포함할 때, 상기 평균 수직 변화량은,
Figure 112003037021493-pat00002
이다. 여기서, w_vn은 각 화소 변화량의 위치에 따른 가중치이다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간 방법 결정기는, 상기 평균 수평 변화량이 상기 평균 수직 변화량보다 클 때 라인 평균 방법을 상기 보간 방법으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간 방법 결정기는, 상기 평균 수직 변화량이 상기 수평 변화량보다 크지 않을 때 에지 기반 라인 평균 방법을 상기 보간 방법으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 에지 방향 결정부는, 상기 화소 쌍 조합들 각각의 상관도를 계산하는 상관도 계산기 그리고 상기 화소 쌍 조합들 중 상관도가 가장 높은 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정하는 에지 방향 결정기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 상관도 계산기는, 각각이 상기 화소 쌍 조합들에 대응하고, 대응하는 화소 쌍 조합의 차이값을 계산하는 복수의 계산 유닛들을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 화소 쌍 조합의 차이값은 화소 쌍 조합에 포함된 적어도 한 개의 화소 쌍의 차이값의 절대값의 평균이다.
이 실시예에 있어서, 상기 에지 방향 결정기는, 상기 결정된 보간 방법이 에 지 기반 라인 평균 방법일 때, 상기 화소 쌍 조합들 중 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들 가운데 상기 보간할 화소와 근접한 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 에지 방향 결정기는, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 화소 쌍의 방향이 상기 보간할 화소 상에 놓이는 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간부는, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향에 놓인 두 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 에지 방향 결정기는, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 상기 보간할 화소와 근접한 두 화소 쌍들의 사이의 방향을 상기 에지 방향으로 결정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간부는, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향과 근접한 네 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간부는, 상기 결정된 보간 방법이 라인 평균 방법일 때, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내 화소들 중 상기 보간할 화소와 수직 방향의 두 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간부는, 각각이 상기 화소 쌍 조합들에 대응하 고, 대응하는 화소 쌍 조합으로부터 보간값을 계산하는 복수의 보간 유닛들 그리고 상기 보간 방법 결정부에서 결정된 보간 방법 및 상기 에지 방향 결정부에서 결정된 에지 방향에 따라서 상기 보간 유닛들의 보간값들 중 하나를 상기 보간할 화소의 값으로 선택하는 선택기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간 유닛들 각각은, 대응하는 화소 쌍 조합에 포함된 적어도 하나의 화소 쌍 중 상기 보간할 화소와 근접한 화소 쌍의 평균값을 계산하고, 계산된 평균값을 상기 보간값으로 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간 유닛들 각각은, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향에 놓인 두 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 보간 유닛들 각각은, 상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향과 근접한 네 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정한다.
(실시예)
본 발명은 보간하고자 하는 필드를 저경사 에지 영역과 그 이외의 특성을 갖는 영역으로 구분한 후, 저경사 에지 영역에 대해서는 ELA를 적용하여 계단현상(jagging)을 최소화하고 그 이외의 부분에서는 라인 평균을 사용하여 오류를 최소화하는 방식으로 전체적인 화질을 향상시킬 수 있는 디인터레이싱 장치 및 방법을 제공한다. 두 영역을 구분할 때 영상의 특성에 적응적인 수평 변화량 및 수직 변화량을 이용하여 고정된 임계값을 사용하는 기존 기법에 비해 안정된 성능 을 보인다. ELA를 이용하여 유사성이 높은 방향을 찾을 때 각 방향에 대해 윈도우 내에서 구할 수 있는 최대 개수의 화소 차이값을 구하고 이를 평균하여 사용함으로써 고주파 성분에 의해 발생할 수 있는 보간 오류를 제거한다. 이 장치는 독립된 디인터레이싱 장치로서 사용될 수 있음은 물론, 움직임 적응형 디인터레이싱 기법의 필드내 보간 방법으로도 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 전형적인 인터레이스 스캔 방식의 비디오 신호의 짝수 필드(even field, 10)와 홀수 필드(odd field, 20)를 보여주고 있다. 짝수 필드(10)는 짝수 번째 스캐닝 라인들(even scanning lines) 0, 2 및 4 등을 포함하고, 홀수 필드(20)는 홀수 번째 스캐닝 라인들(odd scanning lines) 1, 3 및 5 등을 포함한다. 짝수 필드(10)는 t=t1에서 스캔되고, 홀수 필드(20)는 t=t2에서 스캔된다. 예컨대, 짝수 필드(10)로부터 완전한 프레임을 구성하기 위하여, 각 빈 라인(missing line)(예를 들면, 라인 3)은 재구성(reconstruction, 또는 보간)되어야 한다. 예를 들어, 짝수 필드(10)의 라인 3의 화소 엘리먼트(pixel element) X는 보간되어야 한다. 도 1에서 실선은 주어진 필드에서 스캔되어 존재하는 라인들을 나타내고, 점선은 보간을 요구하는 빈 라인들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디인터레이싱 방법을 보여주는 플로우차트이다. 먼저, 보간할 화소(X)의 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 일련의 화소들을 수신한다(단계 S100). 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수평 변화량(MHD: Mean of Horizontal Difference)이 계산된다(단계 S110). 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수직 변화량(MVD: Mean of Vertical Difference)이 계산된다(단계 S120). 평균 수평 변화량(MHD)과 평균 수직 변화량(MVD)이 비교된다(단계 S130). 평균 수평 변화량(MHD)보다 평균 수직 변화량(MVD)이 크면 보간 방법은 에지 기반 라인 평균(ELA : Edge-based Line average)으로 결정되고(단계 S140), 그렇지 않으면 보간 방법은 라인 평균(line average)으로 결정된다(단계 S150).
상위 및 하위 스캔 라인들 각각으로부터의 2 개의 화소들을 포함하는 화소 쌍들을 적어도 하나 포함하는 화소 쌍 조합들 각각에 대한 차이값이 계산된다(단계 S160). 차이값이 최소인 화소 쌍 조합에 근거해서 에지 방향이 결정된다(단계 S170). 결정된 보간 방법 및 에지 방향에 따라서 보간 방향이 선택된다(단계 S180). 선택된 보간 방향에 따라서 보간이 수행된다(단계 S190).
본 발명의 디인터레이싱 방법에 대한 구체적인 설명이 이하 상세히 설명된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디인터레이싱 장치를 보여준다. 이 실시예에서, 보간할 화소(X)의 상위 및 하위 스캔 라인들은 각각 7 개의 화소들을 포함한다. 디인터레이싱 장치(200)는 하나의 스캔 라인의 비디오 데이터를 저장할 수 있는 크기를 갖는 라인 메모리(210)를 포함한다. 라인 메모리(210)는 상위 스캔 라인의 비디오 데이터를 저장하고 있으며, 하위 스캔 라인의 비디오 데이터가 입력되면 순차적으로 저장한다.
디인터레이싱 장치(200)는 보간 방법 결정부(220), 에지 방향 결정부(230) 및 보간부(240)를 포함한다. 보간 방법 결정부(220)는 보간할 화소를 중심으로 하는 상위 스캔 라인 내 일련의 화소들 및 하위 스캔 라인 내 일련의 화소들로부터 에지 경사도를 측정하고, 측정된 에지 경사도에 근거해서 보간 방법을 결정한다. 에지 방향 결정부(230)는 화소 쌍 조합들 각각에 대한 차이값을 계산하고, 화소 쌍 조합들 중 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정한다. 화소 쌍 조합은 적어도 한 개의 화소 쌍을 포함한다. 화소 쌍은 화소(X)의 상위 및 하위 스캔 라인들 각각으로부터의 2 개의 화소들을 포함한다. 화소 쌍 조합 내의 화소 쌍들은 서로 인접하며, 화소 쌍 조합들은 서로 다른 방향을 갖는다. 보간부(240)는 보간 방법 결정기(220)에 의해서 결정된 보간 방법과 에지 방향 결정부(230)에 의해서 결정된 에지 방향에 따라서 화소(X)에 대한 보간을 수행한다. 보간 방법 결정부(220), 에지 방향 결정부(230) 및 보간부(240)의 구체적인 구성 및 기능은 다음과 같다.
먼저 도 1과 같이, 보간할 화소 X의 상위 스캔 라인은 7 개의 화소들 A0, A1, A2, A3, A4, A5 및 A6을 포함하고, 하위 스캔 라인은 7 개의 화소들 B0, B1, B2, B3, B4, B5 및 B6을 포함한다. 상위 및 하위 스캔 라인들에 각각 포함되는 화소의 개수는 7 개로 한정되지 않으며 다양하게 변경될 수 있다. 화소들 A0~A6 및 B0 ~B6은 수학식 1과 같이 표현된다.
A0 = Y(i-1, j-3)
A1 = Y(i-1, j-2)
A2 = Y(i-1, j-1)
A3 = Y(i-1, j)
A4 = Y(i-1, j+1)
A5 = Y(i-1, j+2)
A6 = Y(i-1, j+3)
B0 = Y(i+1, j-3)
B1 = Y(i+1, j-2)
B2 = Y(i+1, j-1)
B3 = Y(i+1, j)
B4 = Y(i+1, j+1)
B5 = Y(i+1, j+2)
B6 = Y(i+1, j+3)
수학식 1에서 i는 보간할 화소가 위치한 스캔 라인을 나타내고, i-1은 상위 스캔 라인 그리고 i+1은 하위 스캔 라인을 나타낸다.
디인터레이싱을 하기 위해 라인 평균을 적용했을 때 일반적으로 가장 문제가 되는 것은 저경사 에지에서 나타나는 계단현상이다. 저경사 에지에서 발생하는 계단현상은 눈에 잘 띄기 때문에 이런 부분은 ELA를 적용하여 에지 방향에 따라 보간하는 것이 화질 향상에 효과적이다. 반면에 큰 경사를 갖는 에지에서는 계단현상이 발생해도 육안으로는 거의 보이지 않기 때문에 라인 평균으로 보간하여도 화질을 거의 열화시키지 않으며, 오히려 이런 영역에서 발생할 수 있는 보간 오류를 방지하여 화질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 저경사 에지가 있는 영역과 그 이외의 영역으로 영상을 구분하여 각 영역별 특성에 따라 적합한 기법을 적용하면 보간 오류를 억제하면서 화질을 향상시키는데 효과적이다.
에지의 경사도를 측정하여 영역 특성을 추출하기 위해서는 화소들의 수평 변화량과 수직 변화량을 이용한다. 화소들의 수평 변화량과 수직 변화량은 다음과 같은 특징이 있다.
1) 수평에 가까운 에지가 존재하는 부분에서는 수직 변화량이 수평 변화량보다 크다.
2) 수직에 가까운 에지가 존재하는 부분에서는 수평 변화량이 수직 변화량보다 크다.
즉 수직 변화량이 수평 변화량보다 큰 부분만 ELA를 적용하여 에지의 방향에 따라 보간하고 수평 변화량이 수직 변화량보다 큰 경우에는 라인 평균을 이용해서 보간을 함으로써 보간 오류를 방지한다. 이때 사용하는 수평 변화량과 수직 변화량은 영상 밝기나 콘트라스트 비 등의 영상 특성에 대해 적응력을 갖고 있다.
보간 방법 결정부(220)는 상술한 바와 같이 수평 변화량과 수직 변화량으로부터 에지 경사도를 측정하고 측정된 에지 경사도로부터 최종 에지 방향을 결정해주는 역할을 한다. 보간 방법 결정부(220)는 평균 수평 변화량(MHD) 계산기(121), 평균 수직 변화량(MVD) 계산기(222) 그리고 보간 방법 결정기(223)를 포함한다. 평균 수평 변화량(MHD) 계산기(221)는 상위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값과 하위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값의 평균값을 구해서 평균 수평 변화량으로 한다. 평균 수평 변화량(MHD) 계산기(221)는 라인 메모리(210)로부터 상위 스캔 라인 내 화소들 A0 ~ A6을 받아들이고, 외부로부터 제공된 하위 스캔 라인 내 화소들 B0 ~ B6을 받아들여서 도 4 및 수학식 2와 같은 방법으로 평균 수평 변화량(MHD)을 구한다.
Figure 112005054190941-pat00037
평균 수평 변화량(MHD)은 다음과 같은 특징을 갖는다.
1) 윈도우 내 화소의 수평 방향 변화를 측정한 값으로서 인접한 화소들에 대한 평균값이며 수직 에지 또는 경사가 큰 에지에서 큰 값을 갖는다.
2) 윈도우 내에 고주파 영역이 포함되었을 때, 즉 스캔 라인 내 화소 값의 변화가 심한 경우에 큰 값을 갖는다.
평균 수평 변화량(MHD)은 다음과 같은 형태로도 쓸 수 있다.
Figure 112005054190941-pat00038
인접한 화소들간의 차이로 구해지는 화소간 변화량들은 보간할 화소와 거리가 가까울수록 더 높은 상관성을 갖는다. 이런 관계를 반영하기 위해서 화소간 변화량과 보간할 화소와의 거리에 따른 가중치를 두기 위해서는 아래의 일반화된 수학식 4를 이용하면 된다.
Figure 112005054190941-pat00039
여기에서 w_hm은 각 화소 변화량의 위치에 따른 가중치이다. 가중치 설정에 따라 평균 수평 변화량(MHD)의 특성이 결정된다.
평균 수직 변화량 계산기(222)는 상위 스캔 라인 내 화소들과 하위 스캔 라인 내 화소들의 마주보는 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값들의 평균값을 평균 수직 변화량(MVD)으로 한다. 평균 수직 변화량 계산기(222)는 라인 메모리(210)로부터 상위 스캔 라인 내 화소들 A0 ~ A6을 받아들이고, 외부로부터 제공된 하위 스캔 라인 내 화소들 B0 ~ B6을 받아들여서 도 5 및 수학식 5에 나타난 방법으로 평균 수직 변화량(MVD)을 계산한다.
Figure 112005054190941-pat00040
수학식 5에서 평균 수직 변화량(MVD)의 분자 부분을 구성하는 각 차이값은 2 화소 거리만큼 떨어져 있는 화소들간의 차이를 구한 것이기 때문에 1 화소 거리의 차이값을 구하기 위해서 1/2을 곱한다. 평균 수직 변화량(MVD)의 특징은 다음과 같다.
1) 윈도우 내 화소의 수직 방향 변화를 측정한 값으로서 1 화소 거리에 대한 평균값이며 수평 에지 또는 경사가 작은 에지에서 큰 값을 갖는다.
2) 윈도우 내에 고주파 영역이 포함되었을 때, 즉 영상 내 화소 값의 변화가 심한 경우에 큰 값을 갖는다.
평균 수직 변화량(MVD)도 평균 수평 변화량(MHD)과 마찬가지로 인접한 화소들간의 차이로 구해지는 화소간 변화량들은 보간할 화소와 거리가 가까울수록 더 높은 상관성을 갖는다. 이를 반영하기 위해 가중치를 적용한 평균 수직 변화량(MVD)의 일반화된 식은 아래와 같다.
Figure 112005054190941-pat00041
여기서, w_vn은 각 화소 변화량의 위치에 따른 가중치이다. 평균 수직 변화 량(MVD)의 특성도 가중치 설정에 따라 결정된다.
보간 방법 결정기(223)는 평균 수평 변화량(MHD)과 평균 수직 변화량(MVD)을 이용하여 보간 방법을 결정한다. 평균 수평 변화량(MHD)과 평균 수직 변화량(MVD)의 성질을 이용하여 다음과 같은 관계를 유추할 수 있다.
1) 윈도우 내에 수직 에지 또는 큰 경사를 갖는 에지가 존재하면 평균 수평 변화량(MHD)이 평균 수직 변화량(MVD)보다 크다.
2) 윈도우 내에 수평 에지 또는 작은 경사를 갖는 에지가 존재하면 평균 수평 변화량(MHD)이 평균 수직 변화량(MVD)보다 작다.
평균 수평 변화량(MHD)이 평균 수직 변화량(MVD)보다 작을 때가 확실한 저경사 에지 영역이므로 결정기(223)는 ELA를 보간 방법으로 결정하고, 그 이외의 경우에는 라인 평균을 보간 방법으로 결정한다. 이 때 라인 평균은 ELA에서 수직 방향의 보간을 하는 경우와 같다. 추후 이에 대한 구체적인 설명이 언급된다. 평균 수평 변화량(MHD)과 평균 수직 변화량(MVD)을 비교하여 영역을 구분할 때 아래와 같이 평균 수평 변화량(MHD)과 평균 수직 변화량(MVD)을 비교하여 영역을 구분할 때 아래와 같이 각도 검출 계수(a)를 추가하여 비교함으로써 에지의 경사도를 조절하여 보간 정도를 변화시킬 수 있도록 한다.
1) MVD <= a·MHD인 경우 높은 경사의 에지를 갖는 영역
2) MVD > a·MHD인 경우 낮은 경사의 에지를 갖는 영역
고정된 임계값을 사용하는 기존의 기법에서는 영상의 특성에 따라 성능에 차이가 발생하는 문제점이 있었다. 대개의 경우 일반적인 영상에서 실험을 통하여 최 적화된 값을 임계값으로 사용한다. 이런 상태에서 영상의 특성이 변하게 되면 임계값도 같이 변해야 제 성능을 유지하게 되지만, 고정된 임계값을 사용하면 영상 특성의 변화에 대응할 수 없게 되고 따라서 최적화된 상태에서의 성능을 기대하기 힘들다. 즉 밝기에 대한 기준으로 사용되는 임계값이 고정되어 있을 때 영상의 밝기가 변하게 되는 경우와, 변화량에 대한 기준으로 사용되는 임계값이 고정되어 있을 때 영상의 콘트라스트 비(contrast ratio)가 변하는 경우에 이런 문제가 발생할 수 있다. 또한 한 필드 내에서 특성이 다른 영역이 존재하는 경우, 즉 같은 영상 내에서 밝기나 콘트라스트 비가 상이하게 다른 영역이 존재할 경우에도 이런 문제점이 발생할 수 있다.
평균 수평 변화량(MHD)과 평균 수직 변화량(MVD)은 평균값이 제거된 값이기 때문에 영상 밝기 변화에 영향을 받지 않는다. 또한 두 값을 서로 비교하여 최종 에지 방향을 결정하기 때문에 콘트라스트 비의 높고 낮음에 관계없이 일정한 성능을 유지한다. 이것은 이를 이용한 영역 구분 방법이 밝기 변화나 콘트라스트 비의 변화에 대해 적응적인 특성을 갖는다는 것을 의미한다. 따라서 고정된 임계값을 사용하는 기존의 기법에서는 영상에 따라 성능에 차이가 발생하는 문제점이 있는 반면, 본 발명에서 제안된 적응적 기법을 사용하면 영상의 특성에 관계없이 안정된 성능을 유지할 수 있다.
에지 방향 결정부(230)의 동작에 관해 이하 구체적으로 설명한다. 에지 방향 결정부(230)는 가장 유사성이 높은 화소들을 찾아 그 방향을 임시 에지로 결정한다. 에지 위에 놓여진 화소들은 높은 유사성을 갖게 되는 성질을 이용하여 가장 유사성이 높은 화소들을 찾아서 그 방향을 따라 보간하기 위한 것이다. 두 화소 간의 높은 유사성은 차이값이 작다는 것을 의미한다. 그러므로, 에지 방향 결정부(230)는 화소 쌍 조합들 각각에 대한 차이값을 계산하고, 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합을 찾는다.
도 6a 내지 도 6m은 화소 쌍 조합들을 각각 보여주고 있다. 화소 쌍 조합은 적어도 한 개의 화소 쌍을 포함하며, 상기 화소 쌍은 보간할 화소의 상위 및 하위 스캔 라인들 각각으로부터의 2 개의 화소들을 포함한다. 화소 쌍 조합 내의 화소 쌍들은 서로 인접하며, 상기 화소 쌍 조합들은 서로 다른 방향을 갖는다.
상위 및 하위 스캔 라인들이 각각 7 개의 화소를 포함하는 경우, 에지의 방향은 도 6a 내지 도 6m에 도시된 바와 같이 모두 13 방향이다. 도 6a에 도시된 제 1 화소 쌍 조합은 상위 스캔 라인(31)의 화소 A6와 하위 스캔 라인(32)의 화소 B0로 구성된 화소 쌍(301a)을 포함한다. 도 6b의 제 2 화소 쌍 조합은 상위 스캔 라인(31)의 화소 A0와 하위 스캔 라인(32)의 화소 B6로 구성된 화소 쌍(302a)을 포함한다. 도 6c의 제 3 화소 쌍 조합은 상위 스캔 라인(31)의 화소 A5와 하위 스캔 라인(32)의 화소 B0로 구성된 화소 쌍(303a) 및 상위 스캔 라인(31)의 화소 A6와 하위 스캔 라인(32)의 화소 B1로 구성된 화소 쌍(303b)을 포함한다. 도 6d의 제 4 화소 쌍 조합은 상위 스캔 라인(31)의 화소 A0와 하위 스캔 라인(32)의 화소 B5로 구성된 화소 쌍(304a) 및 상위 스캔 라인(31)의 화소 A1와 하위 스캔 라인(32)의 화소 B6로 구성된 화소 쌍(304b)을 포함한다. 이와 같은 방법으로 도 6e 내지 도 6m에 도시된 바와 같은 제 5 내지 제 13 화소 쌍 조합이 구성된다.
에지 방향 결정부(230)는 복수의 상관도 계산기들(231~233)과 에지 방향 결정기(234)를 포함한다. 상관도 계산기들(231~233)은 도 6a 내지 도 6m에 도시된 화소 쌍 조합들에 각각 대응하고, 대응하는 화소 쌍 조합의 상관도를 계산한다. 화소 쌍 조합의 상관도는 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 차이값으로부터 계산되며, 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합의 상관도가 가장 높다. 예컨대, 도 6a에 도시된 제 1 화소 쌍 조합의 차이값은
Figure 112003037021493-pat00008
이고, 도 6c에 도시된 제 3 화소 쌍 조합의 차이값은
Figure 112003037021493-pat00009
이며, 제 5 화소 쌍 조합의 차이값은
Figure 112003037021493-pat00010
이다. 이 실시예에서, 상관도 계산기들(231~233)은 총 13 개가 필요하며, 상관도 계산기들의 개수는 화소 쌍 조합들의 수와 일치한다. 상술한 바와 같은 방법으로 도 6a 내지 도 6m에 도시된 화소 쌍 조합들 각각의 차이값이 계산되며, 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합의 상관도가 가장 높고, 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합의 방향이 에지의 방향으로 결정된다. 에지 방향의 결정에 관해서는 추후 상세히 설명될 것이다.
에지의 방향을 찾기 위해서 화소 차이를 구할 때 고주파 성분의 영향을 적게 받도록 같은 방향의 여러 화소 차이를 평균하여 사용한다. 이 때 한정된 크기의 윈도우 내에서 되도록 많은 개수의 화소 차이를 참조하기 위하여 상술한 바와 같이 각 방향에 따라 가변적인 개수의 화소 차이를 참조하는 방법을 사용한다.
각 방향에서 참조하는 화소의 개수가 클수록 오류가 발생할 확률이 적어지고 에지 방향의 신뢰도가 높아지지만 보간할 수 있는 에지의 경사도 종류가 줄어들게 된다. 반면에 각 방향에서 참조하는 화소의 개수가 작을수록 경사도가 낮은 에지까지 보간할 수 있기 때문에 에지의 경사도 종류는 많아지지만, 참조하는 화소 차이의 개수도 줄어들기 때문에 영상의 고주파 성분으로 인한 보간 오류가 발생할 확률도 그만큼 높아지게 된다.
에지 방향 결정기(234)는 상관도 계산기들(231~233)로부터의 차이값들을 받아들이고, 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정한다. 예컨대, 도 6a 내지 도 6m에 도시된 화소 쌍 조합들 중 제 1 화소 쌍 조합의 차이값이 가장 작으면 제 1 화소 쌍 조합의 방향이 에지 방향으로 결정된다. 화소 쌍 조합들의 방향은 도 6a 내지 도 6m에 도시된 화소 쌍 조합들에서 검정색으로 표시된 화소 쌍의 방향이다. 검정색으로 색칠된 화소들은 화소 쌍 조합 내 화소 쌍들 중 화소 쌍의 경로가 보간할 화소 X와 가장 근접한 화소 쌍의 화소들이다. 예컨대, 도 6a에 도시된 화소 쌍 조합의 방향은 화소 쌍(301a)의 방향이고, 도 6c에 도시된 화소 쌍 조합의 방향은 화소 쌍들(303a, 303b)의 중간값 방향이고 그리고 도 6e에 도시된 화소 쌍 조합의 방향은 화소 쌍(305b)의 방향이다. 나머지 화소 쌍 조합들의 방향들은 이와 동일한 방법으로 설정된다.
보간부(240)는 보간 방법 결정부(220)에서 결정된 보간 방법과 에지 방향 결정부(230)에서 결정된 에지 방향에 따라 보간을 수행한다. 보간부(240)는 복수의 보간기들(241~243), 보간 방향 결정기(244) 그리고 선택기(245)를 포함한다.
보간기들(241~243)은 도 6a 내지 도 6m에 도시된 화소 쌍 조합들에 각각 대응한다. 이 실시예에서, 상위 및 하위 스캔 라인들에 포함되는 화소들은 각각 7 개이므로, 보간기들(241~243)은 모두 13개이다. 그러므로, 보간기들(241~243)은 상관도 계산기들(231~233)과 실질적으로 일대일 대응한다. 보간기들(241~243)은 라인 메모리(210)로부터 상위 스캔 라인의 화소들 A0 ~ A6을 받아들이고, 외부로부터 하위 스캔 라인의 화소들 B0 ~ B6을 받아들여서 보간값을 각각 계산한다. 보간기들(241~243)은 도 6a 내지 도 6m에 도시된 화소들 가운데 검정색으로 색칠된 화소들의 평균값을 보간값으로 각각 계산한다. 하나의 화소 쌍 조합 내 홀수 개의 화소 쌍들이 포함되면 화소 쌍의 경로가 보간할 화소 X 상으로 지나가는 화소 쌍의 화소들이 보간값 계산을 위해 사용되고, 하나의 화소 쌍 조합 내 짝수 개의 화소 쌍들이 포함되면 화소 쌍의 경로가 보간할 화소 X와 가장 근접한 2 개의 화소 쌍의 화소들이 보간값 계산을 위해 사용된다. 예컨대, 도 6a에 도시된 검정색 화소들 A6 및 B0의 보간값은
Figure 112005054190941-pat00011
이고, 도 6c의 화소들 A5, A6, B0 및 B1의 보간값은
Figure 112005054190941-pat00012
이며, 도 6e의 화소들 A5 및 B1의 보간값은
Figure 112005054190941-pat00013
이다. 그리고 도 6m에 도시된 화소들 A3 및 B3의 보간값은
Figure 112005054190941-pat00014
이다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 화소들 A3 및 B3의 평균값인
Figure 112005054190941-pat00015
은 ELA 및 라인 평균 방법 모두에서 공통으로 사용된다.
보간 방향 결정기(244)는 보간 방법 결정부(220)에서 결정된 보간 방법과 에지 방향 결정부(230)에서 결정된 에지 방향에 응답해서 보간기들(241~243)로부터의 보간값들 중 어느 하나를 선택하기 위한 선택 신호를 출력한다. 보간 방향 결정기(244)는, 보간 방법 결정부(220)에서 결정된 보간 방법이 ELA이면, 에지 방향 결정기(234)에 의해서 결정된 차이값이 최소인 화소 쌍 조합의 방향으로 보간되도록 선택 신호를 출력한다. 반면, 보간 방법 결정부(220)에서 결정된 보간 방법이 라인 평균이면, 보간 방향 결정기(244)는 수직 방향으로 보간하기 위해 도 6m에 도시된 바와 같이, 화소들 A3 및 B3의 평균값인
Figure 112003037021493-pat00016
가 화소 X의 데이터(F'(t))로 출력되도록 선택 신호를 출력한다. 선택기(245)는 보간 방향 결정기(244)로부터의 선택 신호에 응답해서 보간기들(241~243)로부터의 보간값들 중 어느 하나를 화소 X의 데이터(F'(t))로 출력한다.
예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는 다는 것이 잘 이해될 것이다. 따라서, 청구범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 보간하고자 하는 필드를 저경사 에지 영역과 그 이외의 특성을 갖는 영역으로 구분한 후, 저경사 에지 영역에 대해서는 ELA를 적용하여 계단현상을 최소화하고 그 이외의 부분에서는 라인 평균을 사용하여 오류를 최소화하는 방식으로 전체적인 화질을 향상시킬 수 있다. 두 영역을 구분할 때 영상의 특성에 적응적인 수평 변화량 및 수직 변화량을 이용하여 고정된 임계값을 사용하는 기존 기법에 비해 안정된 성능을 보인다. ELA를 이용하여 유사성이 높은 방향을 찾을 때 각 방향에 대해 윈도우 내에서 구할 수 있는 최대 개수의 화소 차이값을 구하고 이를 평균하여 사용함으로써 고주파 성분에 의해 발생할 수 있는 보간 오류를 제거한다.

Claims (35)

  1. 보간할 화소를 중심으로 하는 상위 스캔 라인 내 일련의 화소들 및 하위 스캔 라인 내 일련의 화소들로부터 에지 경사도를 측정하는 단계와;
    측정된 에지 경사도에 근거해서 보간 방법을 결정하는 단계와;
    화소 쌍 조합들 각각에 대한 차이값을 계산하는 단계와;
    상기 화소 쌍 조합은 적어도 한 개의 화소 쌍을 포함하며, 상기 화소 쌍은 보간할 화소의 상위 및 하위 스캔 라인들 각각으로부터의 2 개의 화소들을 포함하고, 상기 화소 쌍 조합 내의 화소 쌍들은 서로 인접하며, 상기 화소 쌍 조합들은 서로 다른 방향을 가지며;
    상기 화소 쌍 조합들 중 가장 작은 차이값을 갖는 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정하는 단계; 그리고
    상기 결정된 보간 방법 및 상기 결정된 에지 방향에 따라서 상기 화소에 대한 보간을 수행하는 단계를 포함하는 디인터레이싱 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 경사도 측정 단계는,
    상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수평 변화량(MHD)을 구하는 단계; 그리고
    상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수직 변화량(MVD)을 구 하는 단계를 포함하는 디인터레이싱 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 평균 수평 변화량은,
    상기 상위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값과 상기 하위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값의 평균값인 디인터레이싱 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 평균 수직 변화량은,
    상기 상위 스캔 라인 내 화소들과 상기 하위 스캔 라인 내 화소들 중 마주보는 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값들의 평균값인 디인터레이싱 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 보간 방법 결정 단계는,
    상기 평균 수평 변화량과 상기 평균 수직 변화량의 관계에 근거해서 보간 방법을 결정하는 단계를 포함하는 디인터레이싱 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보간 방법 결정 단계는,
    상기 평균 수평 변화량이 상기 평균 수직 변화량보다 클 때 라인 평균 방법을 상기보간 방법으로 결정하는 단계를 포함하는 디인터레이싱 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 보간 방법 결정 단계는,
    상기 평균 수직 변화량이 상기 수평 변화량보다 크지 않을 때 에지 기반 라인 평균 방법을 상기 보간 방법으로 결정하는 단계를 포함하는 디인터레이싱 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 에지 방향을 결정하는 단계는,
    상기 결정된 보간 방법이 에지 기반 라인 평균 방법일 때,
    상기 화소 쌍 조합들 중 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들 가운데 상기 보간할 화소와 근접한 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정하는 디인터레이싱 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 에지 방향을 결정하는 단계는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 상기 보간할 화소 상에 놓이는 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정하는 디인터레이싱 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보간을 수행하는 단계는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향에 놓인 두 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 에지 방향을 결정하는 단계는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 상기 보간할 화소와 근접한 두 화소 쌍들의 사이의 방향을 상기 에지 방향으로 결정하는 디인터레이싱 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보간을 수행하는 단계는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향과 근접한 네 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 보간을 수행하는 단계는,
    상기 결정된 보간 방법이 라인 평균 방법일 때, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내 화소들 중 상기 보간할 화소와 수직 방향의 두 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 쌍 조합의 차이값은,
    상기 화소 쌍 조합에 포함된 적어도 하나의 화소 쌍의 차이값의 절대값의 평균인 디인터레이싱 방법.
  15. 보간할 화소를 중심으로 하는 상위 스캔 라인 내 일련의 화소들 및 하위 스캔 라인 내 일련의 화소들로부터 에지 경사도를 측정하고, 측정된 결과에 근거해서 보간 방법을 결정하는 보간 방법 결정부와;
    화소 쌍 조합들 각각에 대한 상관도를 계산하고, 상기 화소 쌍 조합들 중 상관도가 가장 높은 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정하는 에지 방향 결정부와;
    상기 화소 쌍 조합은 적어도 한 개의 화소 쌍을 포함하며, 상기 화소 쌍은 보간할 화소의 상위 및 하위 스캔 라인들 각각으로부터의 2 개의 화소들을 포함하고, 상기 화소 쌍 조합 내의 화소 쌍들은 서로 인접하며, 상기 화소 쌍 조합들은 서로 다른 방향을 가지며; 그리고
    상기 결정된 보간 방법 및 상기 결정된 에지 방향에 따라서 상기 화소에 대 한 보간을 수행하는 보간부를 포함하는 디인터레이싱 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 보간 방법 결정부는,
    상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수평 변화량을 구하는 평균 수평 변화량 계산기와;
    상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내의 화소들의 평균 수직 변화량을 구하는 평균 수직 변화량 계산기; 그리고
    상기 평균 수평 변화량 및 상기 평균 수직 변화량에 근거해서 상기 보간 방법을 결정하는 보간 방법 결정기를 포함하는 디인터레이싱 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 평균 수평 변화량은,
    상기 상위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값과 상기 하위 스캔 라인 내 인접한 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값의 평균값인 디인터레이싱 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 상위 및 하위 스캔 라인들이 각각 (2N+1) 개의 화소들을 포함할 때,
    상기 평균 수평 변화량은,
    Figure 112003037021493-pat00017
    여기서, w_hm은 각 화소 변화량의 위치에 따른 가중치인 디인터레이싱 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 평균 수직 변화량은,
    상기 상위 스캔 라인 내 화소들과 상기 하위 스캔 라인 내 화소들 중 마주보는 화소 쌍들 각각의 차들의 절대값들의 평균값인 디인터레이싱 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 상위 및 하위 스캔 라인들이 각각 (2N+1) 개의 화소들을 포함할 때,
    상기 평균 수직 변화량은,
    Figure 112003037021493-pat00018
    여기서, w_vn은 각 화소 변화량의 위치에 따른 가중치인 디인터레이싱 장치.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 보간 방법 결정기는,
    상기 평균 수평 변화량이 상기 평균 수직 변화량보다 클 때 라인 평균 방법을 상기 보간 방법으로 결정하는 디인터레이싱 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 보간 방법 결정기는,
    상기 평균 수직 변화량이 상기 수평 변화량보다 크지 않을 때 에지 기반 라인 평균 방법을 상기 보간 방법으로 결정하는 디인터레이싱 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 에지 방향 결정부는,
    상기 화소 쌍 조합들 각각의 상관도를 계산하는 상관도 계산기; 그리고
    상기 화소 쌍 조합들 중 상관도가 가장 높은 화소 쌍 조합의 방향에 근거해서 에지 방향을 결정하는 에지 방향 결정기를 포함하는 디인터레이싱 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 상관도 계산기는,
    각각이 상기 화소 쌍 조합들에 대응하고, 대응하는 화소 쌍 조합의 차이값을 계산하는 복수의 계산 유닛들을 포함하는 디인터레이싱 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 화소 쌍 조합의 차이값은 화소 쌍 조합에 포함된 적어도 한 개의 화소 쌍의 차이값의 절대값의 평균인 디인터레이싱 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 에지 방향 결정기는,
    상기 결정된 보간 방법이 에지 기반 라인 평균 방법일 때, 상기 화소 쌍 조합들 중 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들 가운데 상기 보간할 화소와 근접한 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정하는 디인터레이싱 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 에지 방향 결정기는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 화소 쌍의 방향이 상기 보간할 화소 상에 놓이는 화소 쌍의 방향을 상기 에지 방향으로 결정하는 디인터레이싱 자치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 보간부는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향에 놓인 두 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화 소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 에지 방향 결정기는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 화소 쌍들 중 상기 보간할 화소와 근접한 두 화소 쌍들의 사이의 방향을 상기 에지 방향으로 결정하는 디인터레이싱 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 보간부는,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향과 근접한 네 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 장치.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 보간부는,
    상기 결정된 보간 방법이 라인 평균 방법일 때, 상기 상위 및 하위 스캔 라인들 내 화소들 중 상기 보간할 화소와 수직 방향의 두 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 장치.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 보간부는,
    각각이 상기 화소 쌍 조합들에 대응하고, 대응하는 화소 쌍 조합으로부터 보간값을 계산하는 복수의 보간 유닛들; 그리고
    상기 보간 방법 결정부에서 결정된 보간 방법 및 상기 에지 방향 결정부에서 결정된 에지 방향에 따라서 상기 보간 유닛들의 보간값들 중 하나를 상기 보간할 화소의 값으로 선택하는 선택기를 포함하는 디인터레이싱 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 보간 유닛들 각각은,
    대응하는 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들 중 상기 보간할 화소와 근접한 화소 쌍의 평균값을 계산하고, 계산된 평균값을 상기 보간값으로 출력하는 디인터레이싱 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 보간 유닛들 각각은,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 홀수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향에 놓인 두 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 보간 유닛들 각각은,
    상기 차이값이 가장 작은 화소 쌍 조합에 포함된 화소 쌍들의 수가 짝수 개일 때, 상기 결정된 에지 방향과 근접한 네 개의 화소들의 평균값을 상기 보간할 화소의 값으로 설정하는 디인터레이싱 장치.
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