KR100706212B1 - 영상처리장치 및 영상처리방법 - Google Patents

영상처리장치 및 영상처리방법 Download PDF

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Abstract

영상처리장치 및 영상처리방법이 개시된다. 본 발명에 따른 영상처리장치는 공간적/시간적 보간(spatial/temporal interpolation) 방법에 의해 SD(Standard Definition)급의 인터레이스 영상신호를 SD급의 프로그레시브 영상신호로 디인터레이싱하여 출력하는 제1 디인터레이서, SD급의 프로그레시브 영상신호를 HD(High Definition)급의 인터레이스 영상신호로 변환하여 출력하는 스케일러 및 공간적 보간 방법에 의해 HD급의 인터레이스 영상신호를 HD급의 프로그레시브 영상신호로 변환하여 출력하는 제2 디인터레이서를 포함한다. 본 발명에 의하면, 영상의 수직 에지 부분에서 발생하는 영상의 찢어짐 현상을 방지할 수 있게 되는 장점이 있다.
SD, HD, 디인터레이서, 스케일러, 보간

Description

영상처리장치 및 영상처리방법{The video processing apparatus and method thereof}
도 1은 SD급 영상신호를 HD급의 디스플레이 장치로 시청하기 위한 종래의 신호처리과정을 도시한 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 영상처리장치의 구성을 도시한 블럭도, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 영상처리방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
200: 영상처리장치 210: 제1 디인터레이서
220: 스케일러 230: 제2 디인터레이서
본 발명은 영상처리장치 및 영상처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SD(Standard Definition)급 영상신호를 HD(High Definition)급 영상신호로 디인터레이싱(de-interlacing)하는 경우, 영상의 수직 에지(vertical edge) 부근에서 발생하는 찢어짐 현상을 방지할 수 있도록 한 영상처리장치 및 영상처리방법에 관한 것이다.
영상 디스플레이 장치에서의 주사방식에는 비월주사방식과 순차주사방식이 있다. 비월주사(Interlaced scan) 방식은 일반적인 TV 등에 사용되며, 하나의 영상을 표시할 때, 하나의 이미지 프레임을 두 개의 필드로 나누어 순차적으로 번갈아 가면서 화면에 표시하는 방식을 말한다. 이 때, 두 개의 필드는 top 필드와 bottom 필드, upper 필드와 lower 필드, odd 필드와 even 필드 등으로 불려진다.
순차주사(progressive scan 혹은 non-interlaced scan) 방식은 컴퓨터 모니터, 디지털 TV 등에 사용되며, 필름을 스크린에 영사하듯이 하나의 이미지 프레임을 프레임 단위로 하여 전체 프레임을 한꺼번에 표시하는 방식이다.
디인터레이서(de-interlacer)란 상술한 비월주사방식의 영상신호를 순차주사방식의 영상신호로 변환하는 장치를 말한다. 순차주사방식의 영상신호를 처리하는 디스플레이 장치에서, 비월주사방식의 영상신호가 처리되기 위해서는 디스플레이 장치 내부에 비월주사방식의 영상신호를 순차주사방식의 영상신호로 변환시키는 디인터레이서가 필요하게 된다.
특히, SD급 영상신호(ex: 480i 신호)를 HD급의 디스플레이장치(ex: 1080p 패널)로 시청하기 위해서는, SD급의 입력영상신호인 480i 신호를 2번의 디인터레이싱 과정을 통해 HD급의 1080p 신호로 업-컨버젼(up-conversion)하여 출력해야 한다.
상술한 신호처리과정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 SD급 영상신호를 HD급의 디스플레이 장치로 시청하기 위한 종래의 신호처리과정을 도시한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 먼저, 제1 디인터레이서를 통해 입력신호인 480i 신호가 480p 신호로 디인터레이싱된다(S10). 이 때, 제1 디인터레이싱은 적응적 디인터레이싱으로서 시간적/공간적 보간방법에 의해 구현된다.
이어서, 480p 신호가 1080i 신호로 업-컨버젼(up-conversion)되어 출력된다(S20). 이 때, 상기 S10 단계와 S20 단계는 하나의 칩(chip) 상에서 신호처리된다.
이어서, 제2 디인터레이서를 통해 1080i 신호가 1080p 신호로 디인터레이싱된다(S30). 제2 디인터레이싱 또한 제1 디인터레이싱과 마찬가지로 적응적 디인터레이싱으로서, 시간적/공간적 보간방법에 의해 구현된다.
그러나, 위와 같은 두 번의 디인터레이싱 신호처리를 통해 SD급 영상신호(ex: 480i)를 HD급 영상신호(ex: 1080p)로 변환하는 경우, 영상의 수직 에지(vertical edge) 부근에서 찢어짐 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다. 이 때, 찢어짐 현상은 주로 사람의 눈 주변이나 체크 무늬 옷에서 가로 줄로 층이 생기는 현상을 말한다.
따라서, 본 발명의 목적은 SD급 영상신호를 HD급 영상신호로 디인터레이싱하는 경우 수직 에지 부근에서 나타나는 찢어짐 현상을 방지하기 위한 영상처리장치 및 영상처리방법을 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상처리장치는 공간적/시간적 보간(spatial/temporal interpolation) 방법에 의해 SD(Standard Definition)급의 인터레이스 영상신호를 SD급의 프로그레시브 영상신호로 디인터레이싱하여 출력하 는 제1 디인터레이서; 상기 SD급의 프로그레시브 영상신호를 HD급의 인터레이스 영상신호로 변환하여 출력하는 스케일러; 및 공간적 보간 방법에 의해 상기 HD급의 인터레이스 영상신호를 HD급의 프로그레시브 영상신호로 변환하여 출력하는 제2 디인터레이서;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 공간적 보간 방법은, 현재필드의 라인정보를 단순히 반복하는 라인 반복 방법과, 현재필드의 두 라인 사이의 영역에 그 두 라인의 데이터를 이분한 데이터를 삽입함으로써 새로운 필드를 구현하는 필드내 보간(intra-field interpolation) 방법 및 현재필드의 라인 사이에 현재필드 전후의 라인을 삽입함으로써 한 프레임을 구현하는 필드간 보간(inter-field interpolation) 방법 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 공간적/시간적 보간 방법은, 현재 필드를 기준으로 이전 필드 및 다음 필드 간의 움직임 정보를 추출하고, 추출된 움직임 정보에 기초하여 공간적 보간법 및 시간적 보간법에 의한 출력을 적응적으로 혼합하여 출력하는 보간 방법인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 시간적 보간 방법은, 현재필드의 라인 사이에 이전필드 및 다음필드의 라인을 삽입하여 보간을 수행하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 디인터레이서 및 상기 스케일러는, 하나의 칩(chip) 내에 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 영상처리방법은 공간적/시간적 보간(spatial/temporal interpolation) 방법에 의해 SD(Standard Definition)급의 인터레이스 영상신호를 SD급의 프로그레시브 영상신호로 디인터레이싱하여 출력하는 단계; 상기 SD급의 프로그레시브 영상신호를 HD급의 인터레이스 영상신호로 변환하여 출력하는 단계; 및 공간적 보간 방법에 의해 상기 HD급의 인터레이스 영상신호를 HD급의 프로그레시브 영상신호로 변환하여 출력하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 공간적 보간 방법은, 현재필드의 라인정보를 단순히 반복하는 라인 반복 방법과, 현재필드의 두 라인 사이의 영역에 그 두 라인의 데이터를 이분한 데이터를 삽입함으로써 새로운 필드를 구현하는 필드내 보간(intra-field interpolation) 방법 및 현재필드의 라인 사이에 현재필드 전후의 라인을 삽입함으로써 한 프레임을 구현하는 필드간 보간(inter-field interpolation) 방법 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 공간적/시간적 보간 방법은, 현재 필드를 기준으로 이전 필드 및 다음 필드 간의 움직임 정보를 추출하고, 추출된 움직임 정보에 기초하여 공간적 보간법 및 시간적 보간법에 의한 출력을 적응적으로 혼합하여 출력하는 보간 방법인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 시간적 보간 방법은, 현재필드의 라인 사이에 이전필드 및 다음필드의 라인을 삽입하여 보간을 수행하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 영상처리장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 영상처리장치(200)는 제1 디인터레이서(210), 스케일러(220) 및 제2 디인터레이서(230)를 포함한다. 본 영상처리장치(200)에 상기 구성요 소 이외의 구성요소가 포함될 수 있음은 자명하다.
제1 디인터레이서(210)는 공간적/시간적 보간 방법에 의해 적응적으로 디인터레이싱을 수행하여 SD급의 영상신호인 480i 신호를 480p 신호로 변환하여 출력한다.
스케일러(220)는 480p 신호를 SD급의 영상신호인 1080i 신호로 업-컨버젼(up-conversion)하여 출력한다.
여기서, 제1 디인터레이서(210)와 스케일러(220)는 엠펙 디코더를 구비하는 하나의 칩(chip) 내에 구현되는 것이 바람직하다.
제2 디인터레이서(230)는 스케일러(220)로부터 입력받은 1080i 신호를 공간적 보간 방법에 의해 디인터레이싱하여 1080p 신호로 변환한 후, HD급의 디스플레이 장치(ex: 1080p 패널)로 출력한다.
도 3은 본 발명에 따른 영상처리방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
먼저, SD급의 영상신호인 480i 신호가 입력되면, 제1 디인터레이서(210)는 공간적/시간적 보간 방법에 의해 적응적으로 디인터레이싱을 수행하여 480p 신호를 출력한다(S310).
일반적으로 공간적 보간 방법에는 현재필드의 라인정보를 단순히 반복하는 라인 반복 방법과, 현재필드의 두 라인 사이의 영역에 그 두 라인의 데이터를 이분한 데이터를 삽입함으로써 새로운 필드를 구현하는 필드내 보간(intra-field interpolation) 방법, 현재필드의 라인 사이에 현재필드 전후의 라인을 삽입함으로써 한 프레임을 구현하는 필드간 보간(inter-field interpolation) 방법 등이 있 다.
또한, 시간적 보간 방법에는 현재필드의 라인 사이에 이전필드 및 다음필드의 라인을 삽입하여 보간을 수행하는 방법이 있다.
한편, 공간적/시간적 보간 방법은 3D 보간법으로 불리우며, 입력되는 현재 필드를 기준으로 이전 필드 및 다음 필드 간의 움직임 정보를 추출하고, 추출된 움직임 정보에 기초하여 공간적 보간법 및 시간적 보간법에 의한 출력을 적응적으로 혼합하여 출력하는 보간 방법이다.
즉, 제1 디인터레이서(210)는 움직임 정보에 기초한 적응적 보간 방법인 공간적/시간적 보간 방법에 의해 디인터레이싱을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 움직임에 기초한 공간적/시간적 보간 방법에 의한 디인터레이싱은 제1 디인터레이서(210)에 의해 한 번만 수행되는 것이 바람직하다. 해상도가 낮은 480i 신호를 480p 신호로 변환하는 경우가 1080i 신호를 1080p 신호로 변환하는 경우보다 일반적으로 영상의 변화가 더 크며, 따라서, 공간적/시간적 보간 방법은 움직임에 기초하므로 영상의 변화가 심한 제1 디인터레이서(210) 부분에서 수행되는 것이 더 바람직하다.
이어서, 스케일러(220)는 480p 신호를 SD급의 영상신호인 1080p 신호로 업-컨버젼(up-conversion)하여 출력한다(S320). 이 때, 제1 디인터레이서(210)와 스케일러(220)는 엠펙 디코더를 구비하는 하나의 칩 내에 구현되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 제2 디인터레이서(230)는 스케일러(220)로부터 입력받은 1080i 신호를 공간적 보간 방법에 의해 디인터레이싱하여 1080p 신호를 출력한다(S330).
공간적 보간 방법에는 현재필드의 라인정보를 단순히 반복하는 라인 반복 방법과, 현재필드의 두 라인 사이의 영역에 그 두 라인의 데이터를 이분한 데이터를 삽입함으로써 새로운 필드를 구현하는 필드내 보간(intra-field interpolation) 방법, 현재필드의 라인 사이에 현재필드 전후의 라인을 삽입함으로써 한 프레임을 구현하는 필드간 보간(inter-field interpolation) 방법 등이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는, 제2 디인터레이서(230)의 공간적 보간 방법으로서, 현재필드의 라인 사이에 현재필드 전후의 라인을 삽입함으로써 한 프레임을 구현하는 필드간 보간(inter-field interpolation) 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 제1 디인터레이서(210)는 움직임에 기초한 공간적/시간적 보간 방법에 의해 디인터레이싱을 수행하며, 제2 디인터레이서(230)는 공간적 보간 방법에 의한 디인터레이싱을 수행한다. 이와 같이, 움직임에 기초한 공간적/시간적 보간 방법에 의한 디인터레이싱을 한 번만 수행하는 이유는 움직임에 기초한 공간적/시간적 보간 방법에 의한 디인터레이싱을 2회 수행할 경우, 영상의 수직 에지 부분에서 찢어짐 현상이 발생할 수 있기 때문이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, SD급의 영상신호를 HD급의 영상신호로 변환처리함에 있어서, 움직임에 기초한 공간적/시간적 보간 방법에 의해 디인터레이싱을 1회 수행한 후, 공간적 보간 방법에 의해 디인터레이싱을 수행한다. 이에 의해, 종래와 같이 움직임에 기초한 공간적/시간적 보간 방법에 의한 디 인터레이싱을 2회 수행함에 의해 영상의 수직 에지 부분에서 발생하는 영상의 찢어짐 현상을 방지할 수 있게 되는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위에 있게 된다.

Claims (9)

  1. 공간적/시간적 보간(spatial/temporal interpolation) 방법에 의해 SD(Standard Definition)급의 인터레이스 영상신호를 SD급의 프로그레시브 영상신호로 디인터레이싱하여 출력하는 제1 디인터레이서;
    상기 SD급의 프로그레시브 영상신호를 HD(High Definition)급의 인터레이스 영상신호로 변환하여 출력하는 스케일러; 및
    공간적 보간 방법에 의해 상기 HD급의 인터레이스 영상신호를 HD급의 프로그레시브 영상신호로 변환하여 출력하는 제2 디인터레이서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공간적 보간 방법은,
    현재필드의 라인정보를 단순히 반복하는 라인 반복 방법과, 상기 현재필드의 두 라인 사이의 영역에 그 두 라인의 데이터를 이분한 데이터를 삽입함으로써 새로운 필드를 구현하는 필드내 보간(intra-field interpolation) 방법 및 상기 현재필드의 라인 사이에 현재필드 전후의 라인을 삽입함으로써 한 프레임을 구현하는 필드간 보간(inter-field interpolation) 방법 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공간적/시간적 보간 방법은,
    현재 필드를 기준으로 이전 필드 및 다음 필드 간의 움직임 정보를 추출하고, 추출된 상기 움직임 정보에 기초하여 공간적 보간 방법 및 시간적 보간 방법에 의한 출력을 적응적으로 혼합하여 출력하는 보간 방법인 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시간적 보간 방법은,
    상기 현재필드의 라인 사이에 상기 이전필드 및 상기 다음필드의 라인을 삽입하여 보간을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 디인터레이서 및 상기 스케일러는,
    하나의 칩(chip) 내에 구현되는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  6. 공간적/시간적 보간(spatial/temporal interpolation) 방법에 의해 SD(Standard Definition)급의 인터레이스 영상신호를 SD급의 프로그레시브 영상신호로 디인터레이싱하여 출력하는 단계;
    상기 SD급의 프로그레시브 영상신호를 HD(High Definition)급의 인터레이스 영상신호로 변환하여 출력하는 단계; 및
    공간적 보간 방법에 의해 상기 HD급의 인터레이스 영상신호를 HD급의 프로그레시브 영상신호로 변환하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공간적 보간 방법은,
    현재필드의 라인정보를 단순히 반복하는 라인 반복 방법과, 상기 현재필드의 두 라인 사이의 영역에 그 두 라인의 데이터를 이분한 데이터를 삽입함으로써 새로운 필드를 구현하는 필드내 보간(intra-field interpolation) 방법 및 상기 현재필드의 라인 사이에 상기 현재필드 전후의 라인을 삽입함으로써 한 프레임을 구현하는 필드간 보간(inter-field interpolation) 방법 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 공간적/시간적 보간 방법은,
    현재 필드를 기준으로 이전 필드 및 다음 필드 간의 움직임 정보를 추출하고, 추출된 상기 움직임 정보에 기초하여 공간적 보간법 및 시간적 보간법에 의한 출력을 적응적으로 혼합하여 출력하는 보간 방법인 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 시간적 보간 방법은,
    상기 현재필드의 라인 사이에 상기 이전필드 및 상기 다음필드의 라인을 삽입하여 보간을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
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