KR100638475B1 - 소스 이미지 좌표 계산방법 및 이를 위한 소스 이미지좌표 계산회로 - Google Patents

소스 이미지 좌표 계산방법 및 이를 위한 소스 이미지좌표 계산회로 Download PDF

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Abstract

소스 이미지 좌표 계산방법 및 소스 이미지 좌표 계산회로는 점화식을 이용하여 변환된 이미지 좌표에 대한 소스 이미지 좌표의 변화율을 계산하고, 이를 누적하여 소스 이미지 좌표를 계산한다. 변환된 이미지 좌표는 1씩 순차적으로 증가하므로 모든 변환된 이미지 좌표에 대하여 곱셈연산을 수행할 필요 없이 이전에 계산된 소스 이미지 좌표의 변화율을 이용하여 덧셈연산만으로 소스 이미지 좌표의 변화율을 계산한다. 따라서, 간단하고 효과적으로 소스 이미지 좌표 계산을 수행할 수 있다.

Description

소스 이미지 좌표 계산방법 및 이를 위한 소스 이미지 좌표 계산회로{METHOD OF CALCURATING SOURCE IMAGE POINT AND CIRCUIT FOR THE SAME}
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 화면 변환을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 화면 변환의 변환된 이미지 좌표와 소스 이미지 좌표의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 N-1차 다항식값의 의미를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 이미지 좌표 계산방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 이미지 좌표 계산회로의 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 다항식값 계산부의 일 예의 블록도이다.
도 7은 본 도 5에 도시된 소스 이미지 좌표 생성부의 일 예의 블록도이다.
도 8은 도 5에 도시된 제어부의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
510 : 다항식값 계산부
520 : 소스 이미지 좌표 생성부
530 : 제어부
본 발명은 파노라마/워터글라스 기능 구현을 위한 영상 처리방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 소스이미지 좌표 계산방법 및 소스이미지 좌표 계산장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화면의 크기가 서로 다른 두 화면 사이에서 영상 변환을 수행하는 경우에 영상의 적절한 변환이 필요하다. 예를 들어, 수평/수직 비율이 4/3인 텔레비전 신호를 16/9의 비율을 갖는 와이드 텔레비전에서 시청하게 되면, 수평/수직 비율을 유지하면서 화면의 일부에만 영상을 표시하거나, 적절한 스케일링을 통하여 화면 전부에 영상을 표시하게 된다. 수평/수직 비율을 유지하여 화면의 일부에만 영상을 표시하는 경우에는 화면 왜곡의 문제가 없지만, 화면 전부에 영상을 표시하는 경우에는 화면의 왜곡이 문제가 된다. 즉, 4/3 비율을 가지는 텔레비전 신호를 16/9 비율을 갖는 와이드 텔레비전 신호로 변환하면 수평으로 화면이 길어지는 결과가 되어 전체적으로 화면이 퍼져 보이게 된다.
파노라마 기능 및 워터글라스 기능은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이다. 파노라마 기능 및 워터글라스 기능은 모두 일반적으로 텔레비전 신호와 같은 영상 신호에서 의미있는 데이터는 주로 화면 중심부에 분포한다는 사실에 주목한다.
파노라마 기능은 수평/수직 비율이 작은 화면 신호를 수평/수직 비율이 큰 화면 신호로 변환할 때, 수평화면의 중심부는 수평/수직 비율을 소스 화면의 수평/수직 비율에 가깝게 유지하고, 수평화면의 양 가장자리는 중심부에서 멀어질수록 수평/수직 비율이 점점 커지도록 하여 화면 변환을 수행한다.
워터글라스 기능은 수평/수직 비율이 큰 화면 신호를 수평/수직 비율이 작은 화면 신호로 변환할 때, 수평화면의 중심부는 수평/수직 비율을 소스 화면의 수평/수직 비율에 가깝게 유지하고, 수평화면의 양 가장자리는 중심부에서 멀어질수록 수평/수직 비율이 점점 작아지도록 하여 화면 변환을 수행한다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 수평/수직 비율이 작은 화면 신호를 수평/수직 비율이 큰 화면 신호로 변환하는 경우의 화면 변환을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1a 내지 도 1c의 변환의 대상이 되는 소스 이미지는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 나란히 배열된 3개의 구의 이미지이다.
도 1a는 수평/수직 비율을 유지하면서 화면의 일부에만 영상을 표시하는 경우의 개념도이다.
도 1a를 참조하면, 변환 전과 변환 후의 수평/수직 비율을 유지하기 위해 수평화면의 양쪽 가장자리에 영상이 표시되지 않는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 화 면 전체의 수평/수직 비율을 유지하면서 변환을 하기 위해서는 일부 화면을 사용하지 못하게 된다.
도 1b는 출력화면의 크기에 맞추어 소스화면의 수평 비율을 일정한 간격으로 스케일링 하여 변환한 경우의 개념도이다.
도 1b를 참조하면, 화면 전체에 영상을 표시하기 위해 소스 영상을 수평 방향으로 일정한 비율로 늘린 영상이 표시되는 것을 알 수 있다. 이 경우에는 수평/수직 비율이 달라지기 때문에 결과적으로 영상이 수평 방향으로 퍼져보이게 된다.
도 1c는 파노라마 기능을 적용하여 화면변환을 수행하는 경우의 개념도이다.
도 1c를 참조하면, 화면 전체에 영상이 표시되며 화면 중심부의 영상은 왜곡이 거의 없이 소스 영상의 형태를 유지하나 중심부에서 먼 화면 가장자리로 갈수록 영상이 수평방향으로 점점 더 퍼져보이는 것을 알 수 있다. 이는 통상의 경우에 중요한 영상 데이터는 화면 중심부에 위치하기 때문에, 화면 중심부의 영상 왜곡을 최대한 줄이기 위해 화면 가장자리의 영상 왜곡의 손실을 감수하는 것이다.
도 2는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 화면 변환의 변환된 이미지 좌표와 소스 이미지 좌표의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2에 도시된 그래프의 x축은 변환된 이미지 좌표(n)이고, y축은 소스 이미지 좌표(x)이다. 또한, xmax는 소스 화면의 수평 방향 픽셀 수에서 1을 뺀 수이고, nmax는 변환 후 화면의 수평 방향 픽셀 수에서 1을 뺀 수이다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 화면 변환은 변환 후의 수평/수직 비율이 변환 전의 수평/수직 비율보다 크 므로 nmax가 xmax보다 큰 경우이다.
도 2를 참조하면, 먼저 도 1a에 도시된 변환은 변환 후의 이미지 좌표(n) 일부분(n1-n2)에 걸쳐서 나타나는 직선(210)으로 표시되는 것을 알 수 있다. 변환 전과 변환 후의 수평/수직 비율을 일정하게 하기 위해 비교적 큰 직선의 기울기가 필요하므로 결국 화면의 일부에만 영상이 표시된다.
도 1b에 도시된 변환은 변환 후 화면의 전체 영역에 영상을 표시하기 위해 변환 후의 모든 이미지 좌표에 걸쳐서 나타나는 비교적 완만한 기울기의 직선(220)으로 표시되는 것을 알 수 있다. 도 1b에 도시된 변환에 상응하는 직선(220)이 도 1a에 도시된 변환에 상응하는 직선(210)보다 완만한 기울기를 가지므로 도 1b에 도시된 변환은 수평 방향으로 퍼져보인다.
도 1c에 도시된 변환은 화면의 중심부(n3-n4)에서는 도 1a에 도시된 변환의 경우와 마찬가지로 비교적 큰 기울기의 직선으로 표시되고, 화면의 가장자리로 갈수록 변환 후 화면의 전체 영역에 영상을 표시하기 위해 기울기가 점점 더 완만해져 가는 곡선(230)으로 표시되는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 1c에 도시된 변환은 화면의 중심부(n3-n4)에서는 도 1a에 도시된 변환과 마찬가지로 왜곡없는 영상을 표시하고, 화면의 가장자리로 갈수록 영상의 왜곡이 커지게 된다. 이 때, 도 2에 도시된 양 가장자리의 곡선을 나타내기 위해 다항식이 사용될 수 있다.
소스이미지 좌표의 계산은 도 2에 도시된 그래프에서 변환된 이미지 좌표(n)에 상응하는 소스 이미지 좌표(x)를 찾는 것이다. 즉, 변환 영상의 소정의 픽셀이 소스 영상의 어느 픽셀로부터 변환되는 것인지를 찾는 것으로 볼 수 있다. 이 때, x값은 정수가 아닌 값이 될 수도 있고, 이러한 경우에 인터폴레이션 등을 수행하여 적절한 x값에 해당하는 소스 영상의 픽셀을 생성한다.
도 1c에 도시된 것과 같이 파노라마 기능을 제공하는 영상 변환에서는 다항식을 이용하여 소스 이미지 좌표를 계산하는 경우가 있다. 이러한 경우에 높은 차수의 다항식을 통한 소스 이미지 좌표의 계산은 하드웨어적으로 구현하기 어렵고, 고속 곱셈기 등의 복잡한 하드웨어가 필요하므로 구현된 하드웨어가 매우 복잡하게 되며 구현에 많은 비용이 소비된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단순하게 구현할 수 있고 효과적으로 소스 이미지 좌표를 계산할 수 있는 소스 이미지 좌표 계산회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단하고 효과적으로 소스 이미지 좌표를 계산할 수 있는 소스 이미지 좌표 계산방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 소스 이미지 계산회로는 점화식을 이용하여 소스 이미지 좌표를 나타내는 N(N은 2이상의 자연수)차 다항식을 변환된 이미지 좌표에 대해 미분한 N-1차 다항식값을 구하는 단계 및 N-1차 다항식값 및 직전의 변환된 이미지 좌표에 상응하는 소스 이미지 좌표를 이용하여 소스 이미지 좌표를 구하는 단계를 포함한다.
이 때, N은 3일 수 있다. 이하 실시예를 통하여 N이 3인 경우를 중심으로 본 발명의 기술사상을 설명한다. 그러나, N은 3을 제외한 2이상의 자연수일 수도 있다.
이 때, N차 다항식을 구하여 직접 소스 이미지 좌표를 계산하지 않고, N차 다항식의 변환된 이미지 좌표에 따른 변화율을 나타내는 N-1차 다항식값을 구하고 이를 누적하여 소스 이미지 좌표를 계산한다.
또한, N-1차 다항식값을 모든 변환된 이미지 좌표마다 계산하지 않고, 이전의 이미지 좌표에 대해 계산된 N-1차 다항식의 항들로 표현된 점화식을 이용하여 현재의 이미지 좌표에 대한 N-1차 다항식값을 계산한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 소스 이미지 계산회로는 다항식값 계산부에서 점화식을 이용하여 소스 이미지 좌표를 나타내는 N(N은 2이상의 자연수)차 다항식을 변환된 이미지 좌표에 대해 미분한 N-1차 다항식값을 구한다. 이 때, N은 3일 수 있다. 그러나, N은 3을 제외한 2이상의 자연수일 수도 있다.
이 때, N차 다항식을 구하여 직접 소스 이미지 좌표를 계산하지 않고, N-1차 다항식값을 구하고 이를 누적하여 소스 이미지 좌표를 계산한다.
또한, N-1차 다항식값을 모든 변환된 이미지 좌표마다 계산하지 않고, 이전의 이미지 좌표에 대해 계산된 N-1차 다항식의 항들로 표현된 점화식을 이용하여 현재의 이미지 좌표에 대한 N-1차 다항식값을 계산한다.
소스 이미지 좌표 생성부에서는 다항식값 계산부의 계산결과를 누적하여 소스 이미지 좌표를 생성한다.
제어부는 다항식값 계산부 및 소스 이미지 좌표 생성부를 제어한다. 특히, 제어부는 다항식값 계산부 및 소스 이미지 좌표 생성부를 적절한 값으로 초기화시키거나, 변환된 이미지 좌표의 값에 따라 영역을 구분하여 다항식값 계산부가 그 영역에 해당하는 동작을 수행하도록 한다.
따라서, 복잡한 곱셈연산을 수행할 필요 없이 점화식을 이용하여 비교적 간단하게 소스 이미지 좌표를 계산할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 N-1차 다항식값의 의미를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3a는 도 1a의 변환의 경우에, 변환된 이미지 좌표값의 변화에 따른 소스 이미지 좌표의 변화율을 도시한 그래프이다.
도 3a를 참조하면, 도 1a와 같이 변환 전/후의 수평/수직 비율을 유지하면서 변환 후 화면의 일정부분에만 영상을 표시하는 경우에는 변환된 이미지 좌표값(n)의 변화에 따른 소스 이미지 좌표의 변화율(DELTA)이 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 이 때, 도 3a에 도시된 소스 이미지 좌표의 변화율(DELTA)은 도 2에 도시된 직선(210)의 기울기에 해당함을 밝혀둔다.
도 3b는 도 1b의 변환의 경우에, 변환된 이미지 좌표값의 변화에 따른 소스 이미지 좌표의 변화율을 도시한 그래프이다.
도 3b를 참조하면, 도 1b와 같이 화면 전체에 영상을 표시하기 위해 소스 영상을 수평 방향으로 일정한 비율로 늘리는 경우에도 변환된 이미지 좌표값(n)의 변화에 따른 소스 이미지 좌표의 변화율(DELTA)이 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 이 때, 도 3b에 도시된 소스 이미지 좌표의 변화율(DELTA)은 도 2에 도시된 직선(220)의 기울기에 해당함을 밝혀둔다. 또한, 도 3b에 도시된 소스 이미지 좌표의 변화율(DELTA)은 도 3a에 도시된 소스 이미지 좌표의 변화율보다 작은 값을 가진다. 이는, 변환 후의 화면이 변환 전의 화면을 수평으로 늘린 영상이 되기 때문이다.
도 3c는 도 1c의 변환의 경우에, 변환된 이미지 좌표값의 변화에 따른 소스 이미지 좌표의 변화율을 도시한 그래프이다.
도 3c를 참조하면, 도 1c와 같이 파노라마 기능을 적용하여 화면변환을 수행하는 경우에 변환된 이미지 좌표값(n)의 변화에 따른 소스 이미지 좌표의 변화율(DELTA)이 일부 영역(R1, R3)에서는 곡선 모양으로 변화하고, 일부 영역(R2)에서는 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 영역(R2)의 폭은 전체 화면의 1/2이고, 영역(R1) 및 영역(R3)은 각각 전체 화면의 1/4일 수 있다. 도 3c에서 일부 영역(R1, R3)에 도시된 곡선은 도 2의 해당 영역에 도시된 선(230)의 곡선부분을 변환된 이미지 좌표값(n)에 대하여 미분한 것이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 선(230)의 곡선부분이 N차 다항식으로 표현된다면 도 3c의 일부 영역(R1, R3)에 도시 된 곡선은 N-1차 다항식으로 표현된다. 일부 영역(R2)에 도시된 직선은 도 2에 도시된 선(230)의 직선부분의 기울기에 해당한다.
따라서, 파노라마 기능을 제공하는 화면 변환에 있어, 소스 이미지 좌표를 계산하기 위해서는 도 3c의 일부 영역(R1, R3)에 도시된 곡선을 나타내는 N-1차 다항식을 구할 필요가 있다. 이 때, N-1차 다항식은 0이상의 자연수인 변환된 이미지 좌표값에 대한 다항식이며, 원하는 변환된 이미지 좌표값을 넣으면 해당하는 소스 이미지 좌표의 변화율을 계산할 수 있다. 즉, 소정의 변환된 이미지 좌표에서 N-1차 다항식에 그 이미지 좌표값을 넣어서 계산된 N-1차 다항식 값이 그 지점에서의 소스 이미지 좌표의 변화율이 된다. 결국, 이전의 변환된 이미지 좌표값에 대한 소스 이미지 좌표에 계산된 소스 이미지 좌표의 변화율을 더하여 소스 이미지 좌표를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 이미지 좌표 계산방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 이미지 좌표 계산방법은 먼저, 점화식을 이용하여 N-1차 다항식값을 계산한다(S410).
이 때, N-1차 다항식값은 변환된 이미지 좌표에 대한 다항식으로, 소스 이미지 좌표를 나타내는 N차 다항식의 변환된 이미지 좌표에 대한 변화율을 나타낸다.
이 때, 점화식을 이용하는 것은 순차적인 0이상의 정수인 변환된 이미지 좌표에 따라 소스 이미지 좌표를 계산하게 되므로, 모든 변환된 이미지 좌표마다 N-1차 다항식을 계산하는 것이 아니라 이전의 변환된 이미지 좌표의 N-1차 다항식의 항들을 덧셈하여 이미지 좌표를 계산하는 것을 뜻한다.
예를 들어, 변환된 이미지 좌표의 변화율에 해당하는 2차 다항식이 An2 + Bn + C 라고 하면, 이전의 변환된 이미지 좌표에 대한 2차 다항식은 A(n-1)2 + B(n-1) + C 이고, An2 + Bn + C 는 A(n-1)2 + 2A(n-1) + A + B(n-1) + B + C와 같이 표현될 수 있다. 따라서, An2 + Bn + C 는 n2 및 Bn을 계산할 필요 없이 이미 구해진 (n-1)2, 2A(n-1), B(n-1) 및 A, B, C 계수값들의 합만으로 계산된다.
이후에, 계산된 N-1차 다항식값 및 직전의 변환된 이미지 좌표에 상응하는 소스 이미지 좌표를 이용하여 소스 이미지 좌표를 계산한다(S420).
이 때, N-1차 다항식값은 소스 이미지 좌표의 변화율에 해당하므로 직전의 변환된 이미지 좌표에 상응하는 소스 이미지 좌표에 N-1차 다항식값을 더하여 소스 이미지 좌표를 생성할 수 있다.
이하, N차 다항식이 3차인 경우 즉, 도 3c의 일부 영역(R1, R3)에 도시된 곡선이 2차 다항식으로 나타내어질 수 있는 경우를 예로 들어 본 발명의 기술사상을 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 이미지 좌표 계산회로의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 이미지 좌표 계산회로는 다항식값 계산부(510), 이미지 좌표 생성부(520) 및 제어부(530)를 포함한다.
다항식값 계산부(510)는 점화식을 이용하여 소스 이미지 좌표를 나타내는 3차 다항식을 변환된 이미지 좌표에 대해 미분한 2차 다항식값(DELTA)을 구한다. 본 실시예에서는 3차 다항식을 미분한 2차 다항식값을 구하는 경우를 예로 들었으나, 다항식값 계산부(510)는 N(N은 2이상의 자연수)차 다항식을 미분한 N-1차 다항식값을 구할 수도 있다. 특히, 다항식값 계산부(510)는 순차적으로 입력되는 변환된 이미지 좌표에 대하여 매 번 2차 다항식 값을 계산하는 것이 아니라, 직전의 변환된 이미지 좌표에 상응하는 2차 다항식값을 계산과정에서 계산된 값들 및 계수값들을 더하여 2차 다항식 값(DELTA)을 계산한다.
이미지 좌표 생성부(520)는 계산된 2차 다항식값(DELTA)을 누적하여 이미지 좌표를 생성하고 이를 출력한다. 2차 다항식값(DELTA)은 이미지 좌표의 변화율에 해당하기 때문에 초기값을 적절히 설정하면 매 변환된 이미지 좌표마다 상응하는 2차 다항식값(DELTA)들을 누적함으로써 이미지 좌표를 계산할 수 있다.
제어부(530)는 다항식값 계산부(510) 및 소스 이미지 좌표 생성부(520)를 제어한다. 특히, 제어부(530)는 제어신호(CTR1)에 의하여 다항식값 계산부(510)를 제어하고, 제어신호(CTR2)에 의하여 소스 이미지 좌표 생성부(520)를 제어할 수도 있다.
다항식값 계산부(510)는 변환된 이미지 좌표값이 1씩 증가함을 이용하여 이전에 계산된 값들 및 다항식 계수들을 더하여 다항식값을 계산하므로 적절한 초기값으로 초기화가 되어야 한다. 또한, 소스 이미지 좌표 생성부(520)는 2차 다항식값을 누적하여 소스 이미지 좌표를 생성하므로 적절한 값으로 초기화가 되어야 한 다. 제어부(530)는 다항식값 계산부(510) 및 소스 이미지 좌표 생성부(520)가 적절한 값으로 초기화되도록 제어한다.
또한, 제어부(530)는 변환된 이미지 좌표값에 따라 다항식값 계산부(510)가 적절한 동작을 수행하도록 한다. 예를 들어, 도 3c의 일부 영역(R1, R3)에서는 다항식값 계산부(510)가 점화식을 이용하여 2차 다항식값을 계산하도록 한다. 도 3c의 일부 영역(R2)에서는 다항식값 계산부(510)가 2차 다항식값을 일정하게 유지하도록 한다. 이 때, 도 3c의 영역(R1)에서의 다항식값 계산과 도 3c의 영역(R3)에서의 다항식값 계산은 대칭적인 동작이 된다.
도 6은 도 5에 도시된 다항식값 계산부의 일 예의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 다항식값 계산부는 2차항값 계산부(610), 1차항값 계산부(620) 및 합성부(630)를 포함한다.
2차항값 계산부(610)는 하기 수학식 1 및 하기 수학식 2를 이용하여 2차 다항식값(DELTA)의 2차항값을 계산한다.
Figure 112004052859658-pat00001
(n은 변환된 이미지 좌표, n-1은 직전의 변환된 이미지 좌표, A는 2차 다항식의 2차 계수)
Figure 112004052859658-pat00002
(n은 변환된 이미지 좌표, n-1은 직전의 변환된 이미지 좌표, A는 2차 다항식의 2차 계수)
2차항값 계산부(610)는 덧셈기들(611, 612, 613) 및 플립플롭들(614, 615)을 포함한다.
덧셈기(611)는 2차항 계수(A) 및 플립플롭들(614, 615)의 출력을 입력받아서 이들을 덧셈하여 덧셈된 값을 출력한다.
덧셈기(612)는 2차항 계수(A)를 두 개 입력받아서 두 배의 2차항 계수(2A)를 출력한다.
덧셈기(613)는 덧셈기(612)의 출력 및 플립플롭(615)의 출력을 입력받아 이들을 덧셈하여 출력한다.
플립플롭(614)은 덧셈기(611)의 출력을 입력받아 이를 저장한다.
플립플롭(615)은 덧셈기(613)의 출력을 입력받아 이를 저장한다.
플립플롭들(614, 615)은 변환된 이미지 좌표가 변하는 시점에서만 입력 데이터가 출력값으로 전달되는 것이 바람직하다.
플립플롭들(614, 615)은 2차항값 계산부(610)의 동작 초기에 제어신호(CTR1)를 입력받아서 적절한 값으로 초기화된다. 예를 들어, 플립플롭들(614, 615)은 0으 로 초기화될 수 있다.
2차항값 계산부(610)는 변환된 이미지 좌표(n)가 어느 영역에 속하는지에 따라 다르게 동작하여야 한다.
변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R1)에 속하는 경우에 2차항값 계산부(610)는 상기 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 2차항값을 계산한다. 이하, 이 경우의 소정의 변환된 이미지 좌표(n)에 대한 2차항값을 계산하는 2차항값 계산부(610)의 동작을 상세히 설명한다.
변환된 이미지 좌표(n)에 대한 2차항값을 계산하려는 단계에서 플립플롭(614)에는 직전의 변환된 이미지 좌표(n-1)에 대한 2차항값이 저장되어 있다. 즉, 플립플롭(614)에는 A(n-1)2이 저장되어 있다. 동시에, 플립플롭(615)에는 2A(n-1)이 저장되어 있다.
따라서, 플립플롭(614) 및 플립플롭(615)의 출력값에 2차항 계수(A)를 더하면 상기 수학식 1과 같이 변환된 이미지 좌표(n)에 대한 2차항값인 An2을 계산할 수 있다.
계산된 변환된 이미지 좌표(n)에 대한 2차항값인 An2은 플립플롭(614)에 저장된다.
동시에, 덧셈기(613)에 의해 상기 수학식 2의 계산이 수행되어 그 결과가 플립플롭(615)에 저장된다.
2차항값 계산부(610)는 이상에서 설명한 동작을 변환된 이미지 좌표값(n)이 바뀔때마다 반복하여 2차 다항식값(DELTA)의 2차항값을 계산한다.
변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R2)에 속하는 경우에 2차항값 계산부(610)는 2차항값을 계산할 필요 없이 일정하게 유지시키면 된다. 따라서, 이 때는 플립플롭들(614, 615)이 변환된 이미지 좌표값(n)의 변화에 불구하고 출력값을 일정하게 유지하게 된다.
변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R3)에 속하는 경우에 2차항값 계산부(610)는 변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R1)에 속하는 경우의 동작과 대칭되는 동작을 수행한다.
즉, 이 경우에 2차항값 계산부(610)는 덧셈기(612)의 출력이 부호를 바꾸어 덧셈기(613)로 입력되도록 하고, 플립플롭(615)의 출력이 부호를 바꾸어 덧셈기(611)로 입력되도록 한다. 따라서, 앞에서 설명한 도 3c에 도시된 영역(R3)에 속하는 경우에 2차항값 계산부(610)는 변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R1)에 속하는 경우의 역순으로 2차항값을 계산하게 된다. 이는 도 3c에 도시된 바와 같이 영역(R1) 및 영역(R3)에서 2차 다항식값이 대칭적이기 때문이다. 이와 같은 동작은 HDL코드의 if구문을 사용하여 수행되거나 멀티플렉서 등을 이용하여 수행될 수도 있다.
1차항값 계산부(620)는 하기 수학식 3을 이용하여 2차 다항식값(DELTA)의 1차항값을 계산한다.
Figure 112004052859658-pat00003
(n은 변환된 이미지 좌표, n-1은 직전의 변환된 이미지 좌표, B는 2차 다항식의 1차 계수)
1차항값 계산부(620)는 덧셈기(621) 및 플립플롭(622)을 포함한다.
덧셈기(621)는 1차항 계수(B) 및 플립플롭(622)의 출력을 입력받아서 이들을 덧셈하여 덧셈된 값을 출력한다.
플립플롭(622)은 덧셈기(621)의 출력을 입력받아 이를 저장한다.
플립플롭(622)은 변환된 이미지 좌표가 변하는 시점에서만 입력 데이터가 출력값으로 전달되는 것이 바람직하다.
플립플롭들(622)은 1차항값 계산부(620)의 동작 초기에 제어신호(CTR1)를 입력받아서 적절한 값으로 초기화된다. 예를 들어, 플립플롭(622)은 0으로 초기화될 수 있다.
1차항값 계산부(620)는 변환된 이미지 좌표(n)가 어느 영역에 속하는지에 따라 다르게 동작하여야 한다.
변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R1)에 속하는 경우에 1차항값 계산부(620)는 상기 수학식 3을 이용하여 2차항값을 계산한다. 이하, 이 경우의 소정의 변환된 이미지 좌표(n)에 대한 1차항값을 계산하는 1차항값 계산부(620)의 동작을 상세히 설명한다.
변환된 이미지 좌표(n)에 대한 1차항을 계산하려는 단계에서 플립플롭(622)에는 직전의 변환된 이미지 좌표(n-1)에 대한 1차항이 저장되어 있다. 즉, 플립플롭(622)에는 B(n-1)이 저장되어 있다.
따라서, 플립플롭(622)의 출력값에 1차항 계수(B)를 더하면 변환된 이미지 좌표(n)에 대한 1차항인 Bn을 계산할 수 있다.
계산된 변환된 이미지 좌표(n)에 대한 1차항인 Bn은 플립플롭(622)에 저장된다.
1차항 계산부(620)는 이상에서 설명한 동작을 변환된 이미지 좌표값(n)이 바뀔때마다 반복하여 2차 다항식값(DELTA)의 1차항값을 계산한다.
변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R2)에 속하는 경우에 1차항값 계산부(620)는 1차항값을 계산할 필요 없이 일정하게 유지시키면 된다. 따라서, 이 때는 플립플롭(622)이 변환된 이미지 좌표값(n)의 변화에 불구하고 출력값을 변화시키지 아니한다.
변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R3)에 속하는 경우에 1차항값 계산부(620)는 변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R1)에 속하는 경우의 동작과 대칭되는 동작을 수행한다.
즉, 이 경우에 1차항값 계산부(620)는 1차항 계수(B)가 부호를 바꾸어 덧셈기(621)로 입력되도록 한다. 따라서, 앞에서 설명한 도 3c에 도시된 영역(R3)에 속하는 경우에 1차항값 계산부(620)는 변환된 이미지 좌표값(n)이 도 3c에 도시된 영역(R1)에 속하는 경우의 역순으로 1차항값을 계산하게 된다. 이는 도 3c에 도시된 바와 같이 영역(R1) 및 영역(R3)에서 2차 다항식값이 대칭적이기 때문이다.
합성부(630)는 소정의 변환된 이미지 좌표(n)에 대해 계산된 2차항값(An2), 1차항값(Bn) 및 상수항(C)을 더하여 2차 다항식값(DELTA)을 생성한다.
따라서, 도 6에 도시된 다항식값 계산부는 순차적으로 1씩 증가하는 변환된 이미지 좌표에 따라 매 번 곱셈연산을 수행할 필요 없이 이전에 계산된 값들을 이용하여 덧셈연산만으로 2차 다항식값을 계산할 수 있다.
도 7은 본 도 5에 도시된 소스 이미지 좌표 생성부의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 소스 이미지 좌표 생성부는 덧셈기(711) 및 플립플롭(712)을 포함한다.
덧셈기(711)는 2차 다항식값(DELTA) 및 플립플롭(712)의 출력값을 합하여 출력한다.
플립플롭(712)은 덧셈기(711)의 출력값을 저장한다. 플립플롭(712)은 변환된 이미지 좌표가 변하는 시점에서만 입력 데이터가 출력값으로 전달되는 것이 바람직하다.
플립플롭(712)은 소스 이미지 좌표 생성부의 동작 초기에 제어신호(CTR2)를 입력받아서 적절한 값으로 초기화된다. 예를 들어, 플립플롭(712)은 0으로 초기화될 수 있다.
결과적으로 플립플롭(712)에는 직전에 플립플롭에 저장되어 있던 값에 2차 다항식값을 합한 값이 다시 저장되므로 2차 다항식값을 누적하면서 소스 이미지 좌 표값(SOURCE IMAGE POINT)을 출력하게 된다.
도 8은 도 5에 도시된 제어부의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면 제어부는 먼저 다항식값 계산부 및 이미지 좌표 생성부의 플립플롭들을 적절한 값으로 초기화하도록 제어신호들(CTR1, CTR2)을 생성한다(S810). 이 때, 제어신호들(CTR1, CTR2)은 같은 신호일 수도 있고 별개의 신호일 수도 있다. 예를 들어, 제어신호들(CTR1, CTR2)은 다항식값 계산부 및 이미지 좌표 생성부의 플립플롭들을 모두 0으로 초기화하도록 할 수 있다.
이후에, 제어부는 변환된 이미지 좌표가 어느 영역에 속하는 것인지 판단한다(S820). 즉, 도 3c의 세 영역(R1, R2, R3) 중에서 변환된 이미지 좌표가 어느 영역에 속하는지 판단한다.
판단결과 변환된 이미지 좌표가 도 3c에 도시된 영역(R1)에 속하는 경우에 제어부는 다항식값 계산부 및 이미지 좌표 생성부의 플립플롭들이 변환된 이미지 좌표가 변화할 때 입력값을 출력값으로 전달하도록 한다(S830).
판단결과 변환된 이미지 좌표가 도 3c에 도시된 영역(R2)에 속하는 경우에 제어부는 이미지 좌표 생성부의 플립플롭이 변환된 이미지 좌표가 변화할 때 입력값을 출력값으로 전달하도록 하고, 다항식값 계산부의 플립플롭들이 출력값을 일정하게 유지하도록 한다(S840).
판단결과 변환된 이미지 좌표가 도 3c에 도시된 영역(R3)에 속하는 경우에 제어부는 다항식값 계산부 및 이미지 좌표 생성부의 플립플롭들이 변환된 이미지 좌표가 변할 때 입력값들을 출력값으로 전달하도록 하고, 다항식값 계산부가 S830 단계의 경우의 역순으로 2차 다항식값을 계산하도록 한다. 즉, 도 6에 도시된 다항식값 계산부의 덧셈기(612)의 출력의 부호가 바뀌어서 덧셈기(613)로 입력되도록 하고, 플립플롭(615)의 출력의 부호가 바뀌어서 덧셈기(611)로 입력되도록 하고, 1차항 계수(B)의 부호가 바뀌어서 덧셈기(621)로 입력되도록 한다(S850).
이후에, 제어부는 변환된 이미지 좌표 모두에 대해서 소스 이미지 좌표를 계산했는지 여부를 판단한다(S860). 모든 변환된 이미지 좌표에 대해 소스 이미지 좌표를 계산하지 아니하였으면 S820단계로 돌아가서 다음의 변환된 이미지 좌표가 어느 영역에 해당하는지를 판단한다. 모든 변환된 이미지 좌표에 대해 소스 이미지 좌표를 계산하였으면 동작을 종료한다.
이상에서 소스 이미지 좌표 계산방법 및 계산회로를 파노라마 모드를 제공하는 경우를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 워터글래스 모드를 제공하는 경우에도 그대로 적용된다. 즉, 도 3c에 도시된 일부 영역(R1, R3)에서 곡선이 아래로 볼록인 형태가 되도록 하면 워터글래스 모드의 변환이 되고 이러한 경우에도 상술한 바와 같이 점화식을 이용하여 소스 이미지 좌표를 계산할 수 있음은 자명하다.
소스 이미지 좌표를 정확하게 계산하기 위해서는 2차 다항식의 계수들을 정확히 설정할 필요가 있다.
예를 들어, 소스 이미지 좌표가 소수점 아래 6비트 이하의 오차만 허용한다고 할 때, 변환된 화면의 폭(width)이 2048이라면 2차 다항식값을 1024번 더했을 때의 오차가 소수점 아래 6비트인 1/64 이하이어야 한다. 따라서, 이 경우 2차 다 항식값이 소수점 이하 17비트까지 정확히 계산되어야 한다. 2차 다항식값이 소수점 이하 17비트까지 정확히 계산되려면 2차 다항식 값의 2차항값, 1차항값 및 상수항 각각이 소수점 이하 19비트까지 정확히 계산되면 된다. 변환된 화면의 폭이 2048이므로 변환된 이미지 좌표는 11비트가 되고 그 제곱은 22비트가 된다. 따라서 2차 다항식 값의 2차항 계수는 19+22인 41비트가 할당되어야 소수점 아래 19비트까지 정확히 계산가능하다. 또한 1차항 계수는 19+11인 30비트가 할당되어야 하고, 상수항은 소수점 이하로 19비트가 할당되도록 되면 소스 이미지 좌표의 오차를 소수점 아래 6비트 이하로 할 수 있다.
2차 다항식의 2차항 계수, 1차항 계수 및 상수항은 도 3c에 도시된 곡선의 특성에 따라서 결정된다.
예를 들어, 2차 다항식은 도 3c에 도시된 영역(R1)내의 모든 변환된 이미지 좌표들에 대한 2차 다항식 값(DELTA)들의 합이 전체 소스 화면에서 영역(R2)에 상응하는 소스 화면의 영역을 제외한 부분의 반이 되어야 한다. 또한, 도 3c에 도시된 영역(R1)과 영역(R2)의 경계에서 2차 다항식 값이 같아야 한다. 이러한 제한조건을 만족시키도록 2차 다항식의 2차항 계수, 1차항 계수 및 상수항을 상술한 바와 같은 비트를 할당하여 설정해주면 오차범위 이내에서 소스 이미지 좌표를 계산할 수 있다.
실시예를 통하여 본 발명의 기술사상을 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 상술한 실시예에 한하는 것으로 볼 수 없다. 예를 들어, 소스 이미지 좌표는 3차 다항식 이외의 2차 이상의 다항식으로 표현될 수도 있다. 이 경우에 다항식 계산부 는 1차 이상의 다항식값을 계산하게 된다. 또한, 파노라마 모드를 적용하는 화면변환 뿐 아니라 워터글래스 모드를 적용하는 경우에도 점화식을 이용하여 소스 이미지 좌표의 변화율을 계산하고 이를 누적하여 소스 이미지 좌표를 계산하는 한 본 발명의 기술사상의 범위를 벗어나는 것으로 볼 수 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 소스 이미지 좌표 계산방법 및 소스 이미지 좌표 계산회로는 변환된 이미지 좌표값이 변화할때마다 곱셈연산 등의 연산을 수행하여 다항식 값을 계산하는 것이 아니라 이전에 구해진 다항식 값들을 이용하여 덧셈연산만으로 다항식 값을 계산할 수 있다. 따라서, 구현이 용이하고 비교적 간단하게 소스 이미지 좌표 계산회로를 구현할 수 있어 생상비를 절감할 수 있다. 나아가, 칩 사이즈를 줄이고 전력 소모를 줄이며 동작속도를 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 소스 이미지 좌표를 나타내는 N(N은 2이상의 자연수)차 다항식을 변환된 이미지 좌표에 대해 미분한 N-1차 다항식값을 점화식을 이용하여 구하는 단계; 및
    상기 N-1차 다항식값 및 직전의 변환된 이미지 좌표에 상응하는 소스 이미지 좌표를 이용하여 소스 이미지 좌표를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 N은 3인 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 좌표 계산방법은 파노라마 모드 화면변환에 이용되는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 좌표 계산방법은 워터글래스 모드 화면변환에 이용되는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 2차 다항식값을 구하는 단계는 하기 수학식 1 및 하기 수학식 2를 이용하여 2차항값을 구하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산방법.
    [수학식 1]
    Figure 112004052859658-pat00004
    (n은 변환된 이미지 좌표, n-1은 직전의 변환된 이미지 좌표, A는 2차 다항식의 2차 계수)
    [수학식 2]
    Figure 112004052859658-pat00005
    (n은 변환된 이미지 좌표, n-1은 직전의 변환된 이미지 좌표, A는 2차 다항식의 2차 계수)
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 2차 다항식값을 구하는 단계는 하기 수학식 3을 이용하여 1차항값을 구하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산방법.
    [수학식 3]
    Figure 112004052859658-pat00006
    (n은 변환된 이미지 좌표, n-1은 직전의 변환된 이미지 좌표, B는 2차 다항식의 1차 계수)
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 2차 다항식값을 구하는 단계는 상기 변환된 이미지 좌표가 변환된 화면의 중심부에 해당하는 경우에는 상기 2차 다항식값을 일정하게 유지하고, 상기 변환된 이미지 좌표가 변환된 화면의 양 가장자리에 해당하는 경우에는 점화식을 이용하여 상기 2차 다항식을 계산하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 계산방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 좌표를 구하는 단계는 상기 2차 다항식값 및 상기 직전의 변환된 이미지 좌표에 상응하는 소스 이미지 좌표를 더하여 상기 소스 이미지 좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산방법.
  9. 소스 이미지 좌표를 나타내는 N(N은 2이상의 자연수)차 다항식을 변환된 이미지 좌표에 대해 미분한 N-1차 다항식값을 점화식을 이용하여 구하는 다항식값 계산부;
    상기 다항식값 계산부의 계산결과를 누적하여 소스 이미지 좌표를 생성하는 소스 이미지 좌표 생성부; 및
    상기 다항식값 계산부 및 소스 이미지 좌표 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 N은 3인 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 좌표 계산회로는 파노라마 모드 화면변환에 이용되는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 좌표 계산회로는 워터글래스 모드 화면변환에 이용되는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 다항식값 계산부는 상기 수학식 1 및 상기 수학식 2를 이용하여 2차 항값을 구하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다항식값 계산부는 상기 수학식 3을 이용하여 1차 항값을 구하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 좌표 생성부는 상기 2차 다항식값 및 상기 직전의 변환된 이미지 좌표에 상응하는 소스 이미지 좌표를 더하여 상기 소스 이미지 좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 다항식값 계산부 및 상기 소스 이미지 좌표 생성부를 적절한 값으로 초기화하고, 상기 다항식값 계산부가 상기 변환된 이미지 계수값에 따라 적절한 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적절한 동작은 상기 변환된 이미지 좌표값이 변환된 화면의 중심부에 해당하는 경우에는 상기 2차 다항식 값을 일정하게 유지하고, 상기 변환된 이미지 계수값이 변환된 화면의 양 가장자리에 해당하는 경우에는 점화식을 이용하여 상기 2차 다항식 값을 계산하는 것인 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 다항식값 계산부는
    상기 2차 다항식값의 2차항값을 계산하기 위한 2차항값 계산부;
    상기 2차 다항식값의 1차항값을 계산하기 위한 1차항값 계산부; 및
    상기 2차항값, 1차항값 및 상수항을 더하기 위한 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 2차항값 계산부는 변환된 이미지 좌표가 바뀔 때마다 상기 2차항값을 저장하기 위한 제 1 플립플롭;
    상기 2차항값을 계산하는데 필요한 데이터를 저장하기 위한 제 2 플립플롭;
    상기 제 1 플립플롭 및 제 2 플립플롭의 출력 및 2차 다항식의 2차 계수를 더하여 상기 제 1 플립플롭으로 출력하는 제 1 덧셈기;
    상기 2차 계수를 두 번 더하는 제 2 덧셈기; 및
    상기 제 2 덧셈기의 출력 및 제 2 플립플롭의 출력을 더하여 상기 제 2 플립플롭으로 출력하는 제 3 덧셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 1차항값 계산부는
    상기 변환된 이미지 좌표가 바뀔 때마다 상기 1차항값을 저장하는 제 3 플립플롭; 및
    상기 제 3 플립플롭의 출력 및 2차 다항식의 1차 계수를 더하여 상기 제 3 플립플롭으로 출력하는 제 4 덧셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 합성부는 상기 2차항값, 상기 1차항값 및 상기 상수항을 더하는 제 5 덧셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 소스 이미지 좌표 생성부는
    상기 소스 이미지 좌표를 저장하는 제 4 플립플롭; 및
    상기 제 4 플립플롭의 출력 및 상기 2차 다항식값을 더하여 상기 제 4 플립플롭으로 출력하는 제 6 덧셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 이미지 좌표 계산회로.
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