KR100728921B1 - 입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의해상도변환방법 - Google Patents

입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의해상도변환방법 Download PDF

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Abstract

입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의 해상도변환방법이 개시된다. 본 해상도변환장치는 입력 영상의 주파수 특성을 분석하는 영상분석부, 주파수 특성에 따라 필터계수를 설정하는 필터계수결정부, 그리고, 필터계수에 따라 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 발생하는 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 노이즈쉐이퍼부를 포함한다. 이에 따라 입력 영상의 특성에 따라 노이즈 쉐이핑을 수행하여 자연스러운 영상이 화면에 표시되도록 해상도 변환할 수 있게 된다.
노이즈 쉐이퍼(noise shaper), 해상도변환, 필터계수

Description

입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의 해상도변환방법 { Adaptive resolution conversion apparatus for input image and method thereof }
도 1a 내지 도 1c는 종래의 해상도변환방법을 설명하기 위한 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 이용되는 노이즈 쉐이퍼를 모델링한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상도변환장치를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상도변환장치를 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 도 4의 해상도변환장치의 오더 결정방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상도변환장치를 나타낸 도면,
도 7은 도 6의 해상도변환장치의 차원 결정방법을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 8은 본 발명의 모든 실시예에 따른 해상도변환장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
200 : 영상분석부 201 : 차이값산출부
203 : 절대값연산부 205 : 비교부
220 : 필터계수결정부 221 : 저장부
223 : 선택부 240 : 노이즈쉐이퍼부
241 : 가산기 243 : 필터부
243a : 제1필터부 243b : 제2필터부
245 : 양자화부
본 발명은 입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의 해상도변환방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 해상도의 영상신호를 낮은 해상도를 가진 디스플레이장치에 표시하기 위해, 입력 영상의 특성에 따라 해상도를 감소시키는 입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의 해상도변환방법에 관한 것이다.
최근 들어, 디스플레이장치의 종류 및 크기가 다양해짐에 따라, 입력 영상을 여러 가지 해상도로 변환하여 디스플레이장치에 표시하게 되었다. 이때, 낮은 해상도의 입력 영상을 높은 해상도를 가진 디스플레이장치에 표시하기 위해서는, 입력 영상에 대한 해상도 확대(resolution extend)를 수행한다. 그리고, 높은 해상도의 입력 영상을 낮은 해상도를 가진 디스플레이장치에 표시하기 위해서는, 입력 영상에 대한 해상도 축소(resolution reduction)를 수행한다.
특히, 해상도 축소하는 경우, 의사윤곽(false contour)과 같은 노이즈가 발생하여, 부자연스러운 영상이 화면에 표시된다. 이러한 부자연스러운 영상이 화면에 표시되는 것을 방지하기 위해, 종래에는 트렁케이션(truncation)기법 및 디더 (dither)기법을 수행해왔다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 해상도변환방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a는 입력 영상(Input data)에 대한 트렁케이션기법을 수행하여, 출력 영상(Output Data)을 얻어낸 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 종래에는 다음 수학식 1을 이용하여, 입력 영상을 양자화(quantizer)함으로써, 트렁케이션기법을 수행한다.
Y(i,j)=trunc(X(i,j)+0.5)
수학식 1에서, Y(i,j)는 출력 영상의 픽셀 위치를 나타내고, X(i,j)는 입력 영상의 픽셀 위치를 나타낸다.
도 1b는 입력 영상에 대한 랜덤 디더(random dither)기법을 수행하여, 출력 영상을 얻어낸 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 종래에는 다음 수학식 2를 이용하여, 입력 영상을 양자화함으로써, 랜덤 디더(random dither)기법을 수행한다.
Y(i,j)=trunc(X(i,j)+random noise(i,j)+0.5)
수학식 2에서, random noise(i,j)는 (i,j)에 위치한 픽셀의 노이즈값이다.
디더기법에는 도 1b에 나타낸 랜덤 디더기법을 비롯한 오더 디더(Ordered Dither)기법, 및 오차확산 디더(Error Diffusion Dither)기법이 있다. 오더 디더기법은 디더 매트릭스(matrix)를 이용하여, 입력 영상을 임계값(thresholds)패턴에 따라 양자화하는 방법이다. 그리고, 오차확산 디더기법은 도 1c에 나타낸 바와 같 이, 입력 영상의 양자화 에러를 이웃 픽셀에 확산시키는 방법이다.
이상에서 설명한 트렁케이션기법을 수행한 영상에는 양자화 에러(error)로 인한 의사윤곽이 나타나게 된다. 또한, 디더기법을 수행한 영상에는 의사윤곽의 발생을 감소시킬 수 있으나, 디더 패턴(pattern)이 발생하여, 부자연스러운 영상이 화면에 표시된다. 이는 입력 영상의 특성과는 관계없이 트렁케이션기법이나 디더기법을 수행하기 때문에 나타나게 되는 현상이다.
따라서, 본 발명의 목적은 화질을 향상시키기 위해, 입력 영상의 특성을 분석하여, 입력 영상의 특성에 따라 노이즈 쉐이핑 (noise shapeing)을 수행함으로써, 해상도 축소 시 발생하는 양자화 에러를 최소화하는 입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의 해상도변환방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 해상도변환장치는 입력 영상의 주파수 특성을 분석하는 영상분석부, 상기 주파수 특성에 따라 필터계수를 설정하는 필터계수결정부, 및 상기 필터계수에 따라 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 발생하는 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 노이즈쉐이퍼부를 포함한다.
상기 노이즈쉐이퍼부는 다음 수식을 통해 노이즈 쉐이핑을 수행하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005076207359-pat00001
상기 수식에서 Y는 출력 영상, X는 입력 영상, Z- 1는 전역 통과 필터(All pass filter), 1-Z- 1는 고역 통과 필터(high pass filter), 그리고, N는 양자화에 의해 발생하는 에러(error)이다.
상기 영상분석부는 상기 입력 영상으로부터 인접한 픽셀데이터 간의 차이값을 산출하는 차이값산출부, 상기 차이값에 대한 절대값을 산출하는 절대값연산부, 및 상기 절대값을 복수의 임계치와 비교하는 비교부를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상도변환장치는 상기 복수의 임계치에 의해 구분된 임계구간에 대응되는 필터계수가 룩업테이블(look up table)로 저장된 저장부, 및 상기 절대값과 상기 복수의 임계치와의 비교결과에 따라, 상기 저장부로부터 필터계수를 선택하는 선택부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해상도변화장치는 입력 영상으로부터 인접 픽셀데이터 간의 차이 값을 산출하는 영상분석부, 상기 영상분석부에서 산출된 상기 차이 값에 따라 상기 입력 영상이 통과되는 오더(order)를 결정하는 오더결정부, 및 상기 오더결정부에서 결정된 오더에 따라 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 발생하는 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 노이즈쉐이퍼부를 포함한다.
상기 노이즈쉐이퍼부는 상기 오더에 따라 상기 입력 영상을 바이패스 (bypass) 및 노이즈 쉐이핑 중, 어느 하나의 동작을 수행하도록 선택하는 복수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 오더결정부는 상기 차이 값에 로그함수적으로 대응되는 오더를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상도변환장치는 입력 영상으로부터 에지의 방향성을 분석하는 영상분석부, 상기 에지의 방형성에 따라, 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 발생하는 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 차원(dimesnion)을 결정하는 차원결정부, 및 상기 차원에 따라 상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 노이즈쉐이퍼부를 포함한다.
상기 노이즈쉐이퍼부는 상기 에지의 방향이 0°이면 수평(horizontal)방향으로 노이즈쉐이핑을 수행하는 수평노이즈쉐이퍼부, 및 상기 에지의 방향이 90°이면 수직(vertical)방향으로 노이즈쉐이핑을 수행하는 수직노이즈쉐이퍼부를 포함한다.
상기 차원결정부는 상기 에지의 방향이 45°이면 2차원의 사선방향으로 상기 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 상기 수평노이즈쉐이퍼부 및 수직노이즈쉐이퍼부의 동작을 스위칭 ON하는 것을 특징으로 한다.
상기 노이즈쉐이퍼부는 시간적(temporal)인 방향으로 노이즈 쉐이핑을 수행하는 시간적노이즈쉐이퍼부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 해상도변환방법은 입력 영상의 주파수 특성, 인접 픽셀데이터 간의 차이 값, 및 에지의 방향성 중, 적어도 하나의 특성을 분석하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 특성에 따라, 양자화 에러에 대한 노이즈 쉐이핑을 수 행하는 단계를 포함한다.
상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계는 상기 주파수 특성에 따라 필터계수를 선택하는 단계, 및 상기 필터계수를 적용하여 상기 양자화 에러에 대한 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계는 상기 인접 픽셀데이터 간의 차이 값에 따라 상기 입력 영상이 노이즈 쉐이핑 되는 오더를 결정하는 단계, 및 상기 오더에 따라 상기 입력 영상을 바이패스(bypass) 및 노이즈 쉐이핑 중, 어느 하나의 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계는 상기 에지의 방향성에 따라 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 발생하는 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 차원(dimesnion)을 결정하는 단계, 및 상기 차원에 따라 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계를 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 이용되는 노이즈 쉐이퍼를 모델링한 도면이다.
도 2a는 제1오더(1st order) 노이즈 쉐이퍼를 나타낸 도면이다. 도 2a를 참조하면, 본 발명에 이용되는 노이즈 쉐이퍼(noise shaper)는 가산기(100), 필터(120), 및 양자화부(140)를 포함한다. 필터(120)에 의해 필터링된 입력 영상신호를 양자화부(140)에서 양자화(quantizer)하면, 양자화에 의한 에러가 발생하게 된다. 양자화(quantizer)에 의해 발생한 에러(error)를 피드백하여 가산기(100)를 통해 입력 영상에서 마이너스(-)연산한 후, 필터(120)를 통해 필터링하여 출력한다.
이러한 과정을 도 2b와 같이 나타낼 수 있으며, 가산기(160)에 의해 양자화 에러(n)가 입력 영상(x)에 더해지는 것으로 모델링 할 수 있다. 도 2b를 참조하여, 본 발명에 이용되는 노이즈 쉐이퍼의 동작을 수학식 4를 통해 설명하기로 한다.
Figure 112005076207359-pat00002
수학식 4에서, Y(z)는 출력 영상, X(z)는 입력 영상, N(z)는 양자화에 의해 발생하는 에러(error), 그리고, H는 필터계수를 말하며,
Figure 112005076207359-pat00003
로 나타낼 수 있다. 수학식 4에 필터계수 H를 적용하여 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005076207359-pat00004
수학식 5에 나타낸 바와 같이, 함수 Z-1은 전역 통과 필터(All Pass Filter)로써, 입력 영상은 모두 통과시키고, 함수 (1-Z-1)은 고역 통과 필터(High Pass Filter)로써, 양자화 에러인 저주파 영역이 필터링되어 출력된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상도변환장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 해상도변화장치는 영상분석부(200), 필터계수결정부(220), 및 노이즈쉐이퍼부(240)를 포함한다.
영상분석부(200)는 입력 영상의 주파수 특성을 분석하며, 차이값산출부(201), 절대값연산부(203), 및 비교부(205)를 포함한다.
차이값산출부(201)는 입력 영상으로부터 인접한 픽셀데이터 간의 차이값을 산출한다. 즉, 제1픽셀데이터를 P1(i,j)라고 하고, 이에 인접한 제2픽셀데이터를 P2(i,j+1)라고 한다면, 제1픽셀데이터와 제2픽셀데이터 간의 차이는 P1(i,j)-P2(i,j+1)로 나타낼 수 있다.
절대값연산부(203)는 차이값산출부(201)에서 산출된 제1픽셀데이터와 제2픽셀데이터 간의 차이값을 연산하여, 절대값인 |P1(i,j)-P2(i,j+1)|을 출력한다. 비교부(205)는 절대값연산부(203)에서 출력된 절대값을 복수의 임계치와 비교하여 비교결과를 출력한다. 예를 들면, TH1 < |P1(i,j)-P2(i,j+1)| < TH2, TH2 < |P1(i,j)-P2(i,j+1)| < TH3, ...인 가를 판단한다.
필터계수결정부(220)는 입력 영상 필터링에 이용되는 필터계수를 결정하며, 선택부(223) 및 저장부(221)를 포함한다. 저장부(221)에는 복수의 임계치에 의해 구분된 임계구간에 대응되는 필터계수가 다음 표 1과 같은 룩-업 테이블(Lock-up Table)형태로 저장된다.
TH1 < a < TH2 coff_1
TH2 < a < TH3 coff_2
... ...
THN -1 < a < THN coff_n
선택부(223)는 비교부(205)에서 출력된 비교결과를 이용하여, 저장부(221)에 저장된 필터계수를 선택하여, 노이즈쉐이퍼부(240)에 전달한다. 즉, TH1 < |P1(i,j)-P2(i,j+1)| < TH2인 경우, 필터계수 coff_1을 선택하고, TH2 < |P1(i,j)-P2(i,j+1)| < TH3인 경우, 필터계수 coff_2를 선택한다.
노이즈쉐이퍼부(240)는 양자화 에러에 대한 노이즈 쉐이핑을 수행하며, 가산기(241), 필터부(243), 및 양자화부(140)를 포함한다.
필터부(243)는 제1필터부(243a) 및 제2필터부(243b)를 포함한다. 제1필터부(243a)는 가산기(241)에서 출력되는 신호에 포함된 저주파 노이즈를 필터링하는 고역 통과 필터(High Pass Filter:HPF)로 동작한다. 그리고, 제2필터부(243b)는 피드백 신호를 저역 통과 필터링하는 저역 통과 필터(Low Pass Filter:LPF)로 동작한다.
양자화부(245)는 저주파 노이즈가 필터링된 입력 영상신호를 양자화하여 출력하며, 이때 발생한 양자화 노이즈는 피드백 신호로 제2필터부(243b)를 통과하여, 가산기(241)에 의해 입력 영상신호에 마이너스(-)연산되어 출력된다.
여기서, 제1필터부(243a) 및 제2필터부(243b)는 입력 영상신호를 모두 통과시키는 전역 통과 필터(All Pass Filter:APF)로 작용하고, 양자화 에러에 대한 저주파 노이즈를 필터링하는 고역 통과 필터로 작용한다.
이와 같이 입력 영상으로부터 분석한 이웃 픽셀데이터 간의 차이값이 크면 저주파 노이즈를 차단하는 필터계수를 적용하게 되고, 반대의 경우는 저주파 노이즈의 차단을 완화하는 필터계수를 적용하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상도변환장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상도변환장치는 영상분석부(300), 오더결정부(320), 및 노이즈쉐이퍼부(340)를 포함한다.
영상분석부(300)는 입력 영상으로부터 픽셀데이터 간의 차이값을 산출한다. 즉, 제1픽셀데이터를 P1(i,j)라고 하고, 이에 인접한 제2픽셀데이터를 P2(i,j+1)라고 한다면, 제1픽셀데이터와 제2픽셀데이터 간의 차이는 P1(i,j)-P2(i,j+1)로 나타낼 수 있다.
오더결정부(320)는 영상분석부(300)에서 산출된 픽셀데이터 간의 차이값에 따라 입력 영상이 후술 되는 노이즈쉐이퍼부(340)를 통과하는 오더(order)를 결정한다. 여기서, 오더결정부(320)는 인접 픽셀데이터 간의 차이 값에 로그함수적으로 대응되는 오더를 결정하게 된다.
노이즈쉐이퍼부(340)는 결정된 오더에 따라, 입력 영상의 양자화로 인해 발생하는 에러에 대한 노이즈 쉐이핑을 수행하며, 제1 내지 제N오더부(341-1,341-2,...,341-n) 및 양자화부(343)를 포함한다. 오더결정부(320)에서 결정된 오더에 따라 제1 내지 제N오더부(341-1,341-2,...,341-n)의 스위치(SW1, SW2, ..., SWN)가 ON/OFF되어, 스위치(SW1, SW2, ..., SWN)가 ON된 오더부(341-1,341-2,...,341-n)에 구비된 필터(H1,H2,...,HN)을 통해, 입력 영상신호가 필터링되어 출력된다.
양자화부(343)는 필터링된 입력 영상신호를 양자화하며, 이때, 발생한 양자화 에러는 피드백된다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 해상도변환장치의 오더 결정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a에는 오더에 따른 주파수 응답특성을 나타내었다. 도 5a를 참조하면, 제1오더부(341-1)를 통과한 신호보다 제1오더부(341-1) 및 제2오더부(341-2)를 통과한 신호가 주파수 특성이 더 좋고, 제2오더부(341-2)까지 통과한 신호보다 제1오더부(341-1), 제2오더부(341-2), 및 제3오더부(341-3)까지 통과한 신호가 주파수 특성이 더 좋아진다. 즉, 신호가 통과하는 오더부(341-1,341-2,...,341-n)의 수가 많을수록 주파수 특성이 좋아지며, 인접 픽셀데이터 간의 차이 값에 따라 도 5b에서와 같이 로그함수적으로 오더가 결정된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상도변환장치를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상도변환장치는 영상분석부(400), 차원결정부(420), 및 노이즈쉐이퍼부(440)를 포함한다.
영상분석부(400)는 입력 영상으로부터 에지의 방향성을 분석한다. 즉, 에지의 방향성이 0°, 90°, 혹은 45°인지를 분석하거나, 더 세밀한 각도로 에지의 방향성을 분석할 수도 있다.
차원결정부(420)는 영상분석부(400)에서 분석한 에지의 방향성에 따라, 노이즈 쉐이핑을 수행하는 차원(dimesnion)을 결정한다. 즉, 에지의 방향성이 0°인 경우, 수평방향으로 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 하고, 에지의 방향성이 90°인 경우, 수직방향으로 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 한다. 그리고, 에지의 방향성이 45°인 경우, 2차원인 사선방향으로 노이즈쉐이핑을 수행하도록 하고, 에지의 방향성이 시간적(temporal)인 방향인 경우, 3차원인 이전 프레임 및 이후 프레임에 대한 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 한다.
노이즈쉐이퍼부(440)는 결정된 차원에 따라 입력 영상신호에 대한 노이즈 쉐이핑을 수행하며, 가산기(441), 수평노이즈쉐이퍼부(443), 수직노이즈쉐이퍼부(445), 시간적노이즈쉐이퍼부(447), 및 양자화부(449)를 포함한다.
차원결정부(420)에서 결정된 차원에 따라, 에지의 방향성이 0°인 경우, 제1스위치(SW1)이 ON되어 수평노이즈쉐이퍼부(443)에 의해 수평방향의 노이즈 쉐이핑이 수행된다. 그리고, 에지의 방향성이 90°인 경우, 제2스위치(SW2)가 ON되어 수직노이즈쉐이퍼부(445)에 의해 수직방향의 노이즈 쉐이핑이 수행된다. 또한, 에지의 방향성이 45°인 경우, 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)가 ON되어 수평노이즈쉐이퍼부(443) 및 수직노이즈쉐이퍼부(445)에 의해 사선방향의 노이즈 쉐이핑이 수행된다. 그리고, 에지의 방향성이 시간적 방향인 경우, 제4스위치(SW3)이 ON되어 시간적노이즈쉐이퍼부(447)에 의해 시간적 노이즈 쉐이핑 동작이 수행된다.
도 7은 도 6의 해상도변환장치의 차원 결정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 에지의 방향성인 각도가 0°인 경우, 차원결정부(420)는 1차원의 수평방향(①)으로 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 하고, 각도가 90°인 경우, 1차원의 수직방향(②)으로 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 하고, 각도가 45°인 경우, 2차원의 사선방향(③)으로 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 한다.
도 8은 본 발명의 모든 실시예에 따른 해상도변환장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 해상도변환장치는 해상도 M인 영상이 입력되면(S500), 입력 영상으로부터 주파수 특성, 인접 픽셀데이터 간의 차이 값, 및 에지의 방향성을 분석한다(S520).
그리고, 입력 영상의 분석결과에 따라 필터계수, 오더(order), 및 차원(demention)을 결정한다. 즉, 입력 영상의 주파수 특성을 분석하여, 필터계수를 결정하고, 인접 픽셀데이터 간의 차이 값을 이용하여, 노이즈쉐이퍼부(340)의 오더를 결정하며, 에지의 방향성을 분석하여 노이즈 쉐이핑을 수행하고자 하는 차원을 결정한다(S540).
결정된 필터계수, 오더, 및 차원에 따라, 입력 영상의 양자화로 인해 발생하는 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하여, 해상도 N인 영상으로 출력한다(S560).
이와 같은 과정에 의해, 입력 영상의 특성에 따라, 양자화로 인해 발생하는 에러를 노이즈 쉐이핑할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 입력 영상의 특성에 따라 노이즈 쉐이핑을 수행하여 양자화 에러를 최소화함으로써, 해상도 축소 시 화질이 저하되지 않도록 입력 영상에 적응적인 해상도변환장치 및 그의 해상도변환방법을 제공할 수 있게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 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 범위 내에 있게 된다.

Claims (15)

  1. 입력 영상의 주파수 특성을 분석하는 영상분석부;
    상기 주파수 특성에 따라 필터계수를 설정하는 필터계수결정부; 및
    상기 필터계수결정부에 의해 설정된 상기 필터계수에 따라, 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 상기 입력 영상에 발생하는 양자화 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 노이즈쉐이퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노이즈쉐이퍼부는 다음 수식을 통해 노이즈 쉐이핑을 수행하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
    Figure 112005076207359-pat00005
    상기 수식에서 Y는 출력 영상, X는 입력 영상, Z- 1는 전역 통과 필터(All pass filter), 1-Z- 1는 고역 통과 필터(high pass filter), 그리고, N는 양자화에 의해 발생하는 에러(error).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상분석부는,
    상기 입력 영상으로부터 인접한 픽셀데이터 간의 차이값을 산출하는 차이값산출부;
    상기 차이값에 대한 절대값을 산출하는 절대값연산부; 및
    상기 절대값을 복수의 임계치와 비교하는 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 임계치에 의해 구분된 임계구간에 대응되는 필터계수가 룩업테이블(look up table)로 저장된 저장부; 및
    상기 절대값과 상기 복수의 임계치와의 비교결과에 따라, 상기 저장부로부터 필터계수를 선택하는 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  5. 입력 영상으로부터 인접 픽셀데이터 간의 차이 값을 산출하는 영상분석부;
    상기 영상분석부에서 산출된 상기 차이 값에 따라 상기 입력 영상이 통과되는 오더(order)를 결정하는 오더결정부; 및
    상기 오더결정부에서 결정된 오더에 따라, 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 상기 입력 영상에 발생하는 양자화 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 노이즈쉐이퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노이즈쉐이퍼부는,
    상기 오더에 따라 상기 입력 영상을 바이패스(bypass) 및 노이즈 쉐이핑 중, 어느 하나의 동작을 수행하도록 선택하는 복수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 오더결정부는,
    상기 차이 값에 로그함수적으로 대응되는 오더를 결정하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  8. 입력 영상으로부터 에지의 방향성을 분석하는 영상분석부;
    상기 에지의 방향성에 따라, 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 상기 입력 영상에 발생하는 양자화 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 차원(dimesnion)을 결정하는 차원결정부; 및
    상기 차원에 따라 상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 노이즈쉐이퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노이즈쉐이퍼부는,
    상기 에지의 방향이 0°이면 수평(horizontal)방향으로 노이즈쉐이핑을 수행하는 수평노이즈쉐이퍼부; 및
    상기 에지의 방향이 90°이면 수직(vertical)방향으로 노이즈쉐이핑을 수행하는 수직노이즈쉐이퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차원결정부는,
    상기 에지의 방향이 45°이면 2차원의 사선방향으로 상기 노이즈 쉐이핑을 수행하도록 상기 수평노이즈쉐이퍼부 및 수직노이즈쉐이퍼부의 동작을 스위칭 ON하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 노이즈쉐이퍼부는,
    시간적(temporal)인 방향으로 노이즈 쉐이핑을 수행하는 시간적노이즈쉐이퍼부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환장치.
  12. 입력 영상의 주파수 특성, 인접 픽셀데이터 간의 차이 값, 및 에지의 방향성 중, 적어도 하나의 특성을 분석하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 특성에 따라, 양자화 에러에 대한 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계는,
    상기 주파수 특성에 따라 필터계수를 선택하는 단계; 및
    상기 필터계수를 적용하여 상기 양자화 에러에 대한 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계는,
    상기 인접 픽셀데이터 간의 차이 값에 따라 상기 입력 영상이 노이즈 쉐이핑 되는 오더를 결정하는 단계; 및
    상기 오더에 따라 상기 입력 영상을 바이패스(bypass) 및 노이즈 쉐이핑 중, 어느 하나의 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계는,
    상기 에지의 방향성에 따라 상기 입력 영상의 양자화(quantizer)로 인해 발생하는 에러(error)에 대한 노이즈 쉐이핑(noise shaping)을 수행하는 차원(dimesnion)을 결정하는 단계; 및
    상기 차원에 따라 노이즈 쉐이핑을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도변환방법.
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