KR100708375B1

KR100708375B1 - 디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법

Info

Publication number: KR100708375B1
Application number: KR1020040109471A
Authority: KR
Inventors: 서종완
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2007-04-18
Also published as: KR20060071115A

Abstract

본 발명은 디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법에 관한 것으로서, 디지털 텔레비전에서 수신된 디지털 영상의 영상 소스가 SD급 영상인가 HD급 영상인가 자동으로 판별하여 영상 소스에 해당하는 영상보정 및 화질개선을 수행하도록 함으로써 최상의 화면을 제공할 수 있는 이점이 있다.

디지털 텔레비전, DTV, HD, SD, 윤곽선, 로고, 영상보정, 화질개선

Description

디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법{METHOD FOR PROCESSING DIGITAL IMAGE OF DIGITAL TELEVISION}

도 1은 일반적인 디지털 텔레비전 수상기의 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 안테나 2 : 튜너

3 : IF 증폭부 4 : P/S분리부

5 : 음성검파부 6 : 영상검파부

7 : 리모콘 장치 8 : 수신부

9, 100 : 마이크로프로세서 10 : 음성처리부

11 : 음성증폭부 12 : 스피커

13 : 아날로그/디지털 변환기(A/D 변환기)

14 : 영상정보관리부 15 : 영상정보저장부

16 : 디지털영상조정부 17 : 영상처리부

18 : 디지털/아날로그 변환기(D/A 변환기)

19 : CRT구동부 20 : CRT

본 발명은 디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털 텔레비전에서 수신된 디지털 영상의 영상 소스가 SD급 영상인가 HD급 영상인가 자동으로 판별하여 영상 소스에 해당하는 영상보정 및 화질개선을 수행하도록 함으로써 최상의 화면을 제공할 수 있도록 하는 디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법에 관한 것이다.

컴퓨터산업을 시작으로 정보통신산업에까지 확산된 정보의 디지털화는 최근 들어 텔레비전 방송신호에까지 그 범위가 확산되었다. 텔레비전 방송신호의 디지털화는 컴퓨터, 통신분야의 기술과 융합되는 새로운 패러다임이 구현되는 양방향 멀티미디어시대를 실현할 것이다.

디지털 방송 기술은 지속적인 상용화에 따라 DTV 방송 공중파가 안방까지 전해지고 디지털 방송용 수신기도 일체형을 비롯해 분리형 셋탑 등 모델이 다양화되고 있다.

디지털 TV가 기존 아날로그 방송과 다른 점은 채널 코딩 방식, 각종 부가 서비스 등 헤아릴 수 없는 많은 진보가 있겠지만, TV의 궁극적인 목적인 AV측면에서 보면 확장된 오디오 채널 및 고해상도 비디오 품질을 들 수 있겠다.

특히, HD(High Definition)급 디지털 프로그램은 해상도가 기존 대비 5배정도 고품질의 영상 재현성을 실현하였다.

디지털 TV 수신용 셋톱은 HD(High Definition)급 콤포넌트 및 SD(Standard Definition)급 콤포넌트 그리고 기존 아날로그 복합 영상 신호등의 다양한 영상 신호 포맷을 출력한다.

영상출력 포맷에서 HD급은 싱크 성분이 Y에 포함된 YPbPr 컴포넌트(Component) 신호와 수평 수직 싱크 성분이 분리된 RGB Hsync/Vsync의 두가지 색 좌표계를 주로 지원하며, HD 1080i와 HD 720p의 두가지 출력 해상도를 지원한다.

그리고, 기존 SD 급에 해당되는 480p와 480i로 다운 컨버전(Down Conversion)하여 현재 상용되는 디스플레이와 호환성을 유지한다.

또한, 음질면에서 기존의 아날로그 TV는 2채널의 스테레오 음향 정도를 제공하는데 불과하지만, AC3 기술을 사용하는 디지털 TV는 극장에서 즐길 수 있는 5.1채널의 입체음향을 제공한다.

화면비율에 있어서도 기존의 아날로그 TV의 화면비가 4:3인 반면, 디지털 TV는 극장화면과 동일하게 화면비가 16:9인 광폭화면을 기본으로 하고 있다.

한편, 디지털 TV를 아날로그 TV와 구분 짓는 것은 화질과 음질면에서의 획기적인 변화뿐만이 아니다. 디지털 TV는 PC는 물론 디지털방식으로 신호를 처리하는 디지털 다기능 디스크(DVD)플레이어, 디지털 캠코더, 디지털 VCR 등과 IEEE 1394 인터페이스 기술을 통해 구현되는 직렬 인터페이스로 데이터 호환이 가능하다.

그러므로 방송신호의 디지털화는 압축기법을 활용한 미디어의 확산으로 통신, 컴퓨터, 방송의 융합화가 가속화될 것이며, 복합기능을 갖는 단일 미디어로서 국제화 및 다채널화 될 것이다. 무엇보다도 방송신호에 디지털 시스템을 도입하는 것은 아날로그에서 구현할 수 없었던 다양한 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 또한 방송신호의 디지털화는 TV 영상신호의 수직귀선기간에 정보를 다중화해 전송하거나 별도의 채널을 이용하여 텔레비전이나, 컴퓨터보유자를 위한 문자정보, 영상정보, 상품정보, 방송프로그램에 관한 정보(일명 전자프로그램 가이드(EPG ; Electronic Program Guide)) 등의 멀티미디어 정보를 제공하는 새로운 미디어 서비스인 데이터 방송을 구현할 수 있다.

여기에 도시된 바와 같이 안테나(1)를 통해 수신된 방송신호로부터 소정의 중간주파수신호를 생성 출력하는 튜너(2)와, 튜너(2)를 통해 출력되는 중간주파수신호를 증폭하는 IF 증폭부(3)와, IF 증폭부(3)에서 출력되는 방송중간주파수신호로부터 영상중간주파수신호(PIF)와 음성중간주파수신호(SIF)를 분리하는 예컨대 표면탄성파 필터 등의 P/S분리부(4)로 이루어진다.

그리고, P/S 분리부(4)에서 출력되는 음성중간주파수신호로부터 음성신호를 검파하는 음성검파부(5)와, 음성검파부(5)로부터 출력되는 음성신호에 대해 상기 마이크로프로세서(9)로부터의 제어신호에 따라 베이스(Bass), 트레블(Treble), 볼륨(Volume)등의 음성처리를 실행하는 음성처리부(10)와, 음성처리부(10)에서 처리 된 음성신호를 증폭하여 스피커(12)로 출력하는 음성증폭부(11)로 이루어진다.

또한, P/S 분리부(4)에서 출력되는 영상중간주파수신호로부터 영상신호를 검파하는 영상검파부(6)와, 영상검파부(6)에서 출력되는 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기(13)와, 디지털 영상신호를 저장하기 위한 영상정보저장부(15)와, 아날로그/디지털 변환기(13)로부터 출력되는 디지털 영상신호에 대하여 마이크로프로세서(9)의 제어신호를 근거로 영상정보저장부(15)에 일정단위로 순차적으로 저장하기 위한 영상정보관리부(14)와, 마이크로프로세서(9)의 제어신호에 따라 상기 영상정보관리부(14)를 통해 출력되는 디지털 영상신호 또는 영상정보저장부(15)에 저장되어 있는 영상신호에 대하여 예컨대, 정지화면기능 또는 줌기능을 처리하는 디지털영상조정부(16)와, 디지털영상조정부(16)로부터 출력되는 디지털 영상신호에 대해 마이크로프로세서(9)로부터의 제어신호에 따라 칼라(Color), 틴트(Tint), 브라이트니스(Brightness)등을 처리하여 대응되는 R(Red), G(Green), B(Blue) 및 휘도(-Y)신호를 생성하여 출력하는 영상처리부(17)와, 영상처리부(17)에서 출력되는 디지털 영상신호를 아날로그 영상신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 변환기(18), 디지털/아날로그 변환기(18))에서 출력되는 색조신호(R, G, B) 및 휘도(-Y)신호를 근거로 CRT(20)를 구동하는 CRT구동부(19)로 이루어진다.

한편, 텔레비전 수상기 전반적인 동작실행을 원격적으로 명령하기 위한 리모콘장치(7)와, 리모콘장치(7)로부터 출력되는 적외선 신호를 전기적인 코드신호로 변환하여 출력하는 수신부(8)와, 텔레비전 수상기 전체를 제어하는 마이크로프로세 서(9)로 이루어진다.

이와 같이 구성된 디지털 텔레비전은 안테나(1)를 통해 수신된 방송신호 중에서 영상신호는 디지털신호로 변환되어 영상처리된 후 다시 아날로그신호로 변환되어 CRT(20)로 출력되게 된다.

이렇게 출력되는 영상에 대해 최상의 화면을 디스플레이 할 수 있도록 영상보정 및 화질개선을 수행하게 되는데 일반적으로 아날로그 방송과 디지털 방송은 서로 구분되어 각각 독립적인 방식에 의해 영상처리되어 디스플레이된다.

그러나, 디지털 방송 중에는 아날로그 카메라로 촬영된 SD급의 영상과 디지털 방송 전용 HD 카메라로 촬영된 HD급 영상이 서로 혼재되어 전송되고 있다. 또한, HD급 영상이 방송되는 중에서도 스튜디오에서 진행되는 영상의 경우 HD급 카메라를 사용하여 HD급 영상을 방송하지만 스튜디오에서 방송을 진행하는 중에도 야외에서 SD급 카메라를 통해 촬영된 영상이 방송될 경우에도 화면에는 HD 방송이라는 로고가 표시되는 경우도 있다.

그런데, 디지털 방송 신호에 대해 영상보정 및 화질개선을 수행할 경우 원본 영상이 HD급 영상인지? SD급 영상인지? 구분할 수 없기 때문에 HD급에 해당하는 영상보정 및 화질개선을 수행할 경우 SD급 영상의 경우 적절한 영상보정 및 화질개선이 이루어지지 못하여 최상의 화면을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 디지털 텔레비전에서 수신된 디지털 영상의 영상 소스가 SD급 영상인가 HD급 영상인가 자동으로 판별하여 영상 소스에 해당하는 영상보정 및 화질개선을 수행하도록 함으로써 최상의 화면을 제공할 수 있도록 하는 디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 디지털 방송을 수신하여 영상화면에 표시되는 로고를 패턴 매칭에 의해 인식하는 단계와, 인식된 로고에 의해 HD급 영상인가 1차적으로 판단하는 단계와, 1차적으로 HD급 영상인가 판단하여 SD급 영상인 경우 SD급 영상보정 및 화질개선을 수행하는 단계와, 1차적으로 HD급 영상인가 판단하여 HD급 영상인 경우 영상화면에서 휘도신호를 분리하여 비교영상을 만들고 상기 비교영상을 각각 상하좌우 1픽셀씩 이동시켜 각각 원 영상화면과 배타적 논리합을 수행한 후 각 영상을 논리합하여 물체의 윤곽선을 추출하는 단계와, 추출된 윤곽선의 연결성을 판단하여 HD급 영상인가 2차적으로 판단하는 단계와, 2차적으로 HD급 영상인가 판단하여 SD급 영상인 경우 SD급 영상보정 및 화질개선을 수행하고 HD급 영상인 경우 HD급 영상보정 및 화질개선을 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

삭제

이와 같이 본 발명은 수신되는 디지털 방송 화면에서 HD방송인 경우 표시되는 로고를 패턴 매칭기법에 의해 1차적으로 HD급 영상인가? SD급 영상인가? 판단한 후 HD급 영상으로 판단된 경우 원 영상화면에서 휘도신호를 분리하여 비교영상을 만든 후 비교영상을 각각 상하좌우 1픽셀씩 이동시킨 영상과 원 영상화면을 각각 배타적 논리합을 통해 서로 비교한 후 논리합하여 물체의 윤곽선을 추출하여 윤곽선의 연결성을 비교함으로써 2차적으로 HD급 영상인가? SD급 영상인가? 판단하여 영상소스의 해상도에 맞는 영상보상 및 화질개선을 수행하도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

여기에 도시된 바와 같이 먼저, 디지털 방송을 수신하여 화면에 표시되는 로고를 패턴 매칭에 의해 인식한다(S10)(S20).

즉, 디지털 방송을 할 경우 방송국에서 화면의 우측 상단에 MBC HD, KBS HD, SBS HD, EBS HD와 같은 로고를 삽입하여 방송하고 있다.

따라서, 화면의 우측 상단에 표시되는 영상에서 위와 같이 로고가 표시되고 있는가 판단하기 위해 패턴 매칭기법을 사용하여 로고를 인식한다(S20).

그런다음 해당 로고가 표시되고 있는가 판단하여 HD급 영상인가? 아님 SD급 영상인가? 판단하게 된다(S30).

이렇게 1차적으로 로고에 의해 판단된 결과에 따라 SD급 영상인 경우에는 SD 급 영상보정 및 화질개선을 수행하게 된다(S80).

그런데, HD로고가 표시된 HD급 영상일 경우에는 2차적인 판단을 수행하게 된다.

즉, HD 로고를 표시하고 HD급 영상을 방송하는 중에도 프로그램에 따라 스튜디오 등 HD급 카메라를 사용하여 HD급 영상을 방송하는 중에도 야외에서 SD급 카메라를 통해 촬영된 영상을 방송하면서 진행할 경우는 HD 로고를 지우지 않고 계속해서 HD 로고를 표시한 상태에서 SD급 영상이 방송되는 경우도 있다.

이러한 경우 SD급 영상을 HD급에 해당하는 영상보정 및 화질개선을 수행할 경우 화질이 열화되는 등 최상의 화면을 제공하지 못하게 된다.

따라서, 이와 같이 HD 로고에 의해 1차적으로 판단한 결과 HD급 영상으로 판단된 경우 2차적으로 영상을 비교하게 된다.

즉, 영상신호에서 휘도신호를 분리하여 비교영상을 구성한다(S40).

그런다음 비교영상을 각각 상하좌우 1픽셀씩 이동시킨 영상과 원 영상화면을 각각 배타적 논리합(XOR)을 통해 서로 비교한다. 이와 같이 1픽셀씩 이동시킨 영상과 원 영상화면을 비교할 경우 물체의 경계 즉, 윤곽선을 이루는 부분에서의 휘도변화로 인해 윤곽선을 추출하기 위해서다. 이렇게 각각 배타적 논리합(XOR)을 수행한 후 각 영상을 논리합(OR)함으로써 원 영상화면의 물체에 대한 윤곽선을 추출한다(S50).

이렇게 추출된 윤곽선에 대해 윤곽선의 연결성을 판단하여 HD급 영상인가? SD급 영상인가? 2차적으로 판단한다(S60).

즉, HD급 영상의 경우 1920×1080의 해상도를 갖고 있기 때문에 각각 상하좌우 1픽셀씩 이동하여 얻어진 윤곽선은 서로 연결성을 유지하고 있지만, SD급 영상의 경우 720×480의 해상도를 갖는 영상을 HD급 영상처럼 방송하고 있기 때문에 각각 상하좌우 1픽셀씩 이동하여 얻어진 윤곽선은 서로 연결성이 없으며 윤곽선의 폭(width)도 굵게 나타남에 따라 HD급 영상과 SD급 영상을 서로 구분하여 판단할 수 있게 된다.

이와 같이 2차에 걸쳐 HD급 영상과 SD급 영상을 구분한 후 HD급 영상에 대해서는 HD급 영상보정 및 화질개선을 수행하고 SD급 영상에 대해서는 SD급 영상보정 및 화질개선을 수행하여 최상의 화면을 디스플레이 하게 된다(S70)(S80).

상기한 바와 같이 본 발명은 디지털 텔레비전에서 수신된 디지털 영상의 영상 소스가 SD급 영상인가 HD급 영상인가 자동으로 판별하여 영상 소스에 해당하는 영상보정 및 화질개선을 수행하도록 함으로써 최상의 화면을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims

삭제
디지털 방송을 수신하여 영상화면에 표시되는 로고를 패턴 매칭에 의해 인식하는 단계와,

상기에서 인식된 로고에 의해 HD급 영상인가 1차적으로 판단하는 단계와,

상기에서 1차적으로 HD급 영상인가 판단하여 SD급 영상인 경우 SD급 영상보정 및 화질개선을 수행하는 단계와,

상기에서 1차적으로 HD급 영상인가 판단하여 HD급 영상인 경우 상기 영상화면에서 휘도신호를 분리하여 비교영상을 만들고 상기 비교영상을 각각 상하좌우 1픽셀씩 이동시켜 각각 원 영상화면과 배타적 논리합을 수행한 후 각 영상을 논리합하여 물체의 윤곽선을 추출하는 단계와,

상기에서 추출된 윤곽선의 연결성을 판단하여 HD급 영상인가 2차적으로 판단하는 단계와,

상기에서 2차적으로 HD급 영상인가 판단하여 SD급 영상인 경우 SD급 영상보정 및 화질개선을 수행하고 HD급 영상인 경우 HD급 영상보정 및 화질개선을 수행하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전의 디지털 영상 처리방법.