KR100817055B1 - 회귀경로를 이용한 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법 - Google Patents

회귀경로를 이용한 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법 Download PDF

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Abstract

최종 출력의 회귀경로를 이용한 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 영상처리 시스템 장치는 제1 주 프레임 신호 및 제1 부 프레임 신호를 출력하는 캡쳐부, 제1 주 프레임 신호를 영상 처리하여 디스플레이 장치의 주 화면으로 출력하는 주 경로부, 제1 부 프레임 신호를 영상 처리하여 디스플레이 장치의 부 화면으로 출력하는 부 경로부, 및 프레임 신호 형태의 신호들을 저장하는 프레임 버퍼를 구비한다. 캡쳐부와 주 경로부의 출력단은, 회귀 경로를 통하여 연결되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법은 주 화면을 생성하는 주 경로단과 부 화면을 생성하는 부 경로단을 구분하고, 최종출력신호를 캡쳐부로 회귀시켜 이용함으로써, 고화질의 부 화면을 얻을 수 있다. 또한, 추가적인 구성없이도 최종출력신호의 화질의 검증 및 캡쳐의 유효성을 검증할 수 있다.

Description

회귀경로를 이용한 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법{Method and apparatus of Image Processing using feedback route}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a는 영상 처리 시스템 장치로 입력되는 프레임 신호를 나타내는 도면이다.
도 1b는 종래의 영상처리 시스템 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 영상처리 시스템 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고 화질의 부 화면을 얻기 위한 영상처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3의 고 화질의 부 화면을 얻기 위한 영상처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 최종출력신호의 화질을 검증하기 위한 영상처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 5의 최종출력신호의 화질을 검증하기 위한 영상처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡쳐가 유효한지 여부를 검증하기 위한 영상처리 방법을 설명하는 도면이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
101: 캡쳐부(Capture)
105: 전 처리부(Pre Processor)
110: 크기 조절부(Scaler)
115: 후 처리부(Post Processor)
120: 인코더(Encoder)
125: 프레임 버퍼(Frame Buffer)
130: 출력 캡쳐 및 검증부
135: 데이터 버스(Data Bus)
본 발명은 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법에 관한 것으로서, 특히 최종 출력의 회귀경로를 이용한 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법에 관한 것이다.
영상 처리 시스템 장치는 픽셀(Pixel)들의 조합으로 이루어진 프레임 신호를 입력받게 된다. D-TV(Digital television)을 예로 들면, 영상 신호는 방송국 또는 기지국에서 전송하는 전파에 실려 전달된다. 따라서, 아날로그 신호로 전송되며, 이러한 아날로그 신호는 영상 처리 시스템 장치인 D-TV(Digital television) 영상 처리부에 구비된 ADC(Analog to Digital Converter)를 통하여 디지털 신호로 변환된다. 영상 처리 장치에서의 디지털 신호는 프레임(Frame) 신호가 된다. 즉, 영상 처리 시스템 장치는 픽셀(Pixel)들의 조합으로 이루어진 프레임 신호를 입력받는 것이다.
사용되는 프레임 신호의 크기는 다양한 값을 가진다. SD의 경우는 720x480i를, HD의 경우는 1280x720i 또는 1920x540i값을 가지는 프레임 신호를 입력받게 된다.
도 1a는 영상 처리 시스템 장치로 입력되는 프레임 신호를 나타내는 도면이다.
도 1a를 참조하면, 프레임 신호는 일정 시간간격으로 연속적으로 전송된다. 제m 프레임 신호가 t=n시간, 제(m+1) 프레임 신호가 t=(n+1)시간, 제(m+2) 프레임 신호가 t=(n+2)시간에서 각각 전송되는 것이다.
여기서, 제m, 제(m+1), 또는 제(m+2) 프레임 신호 각각에 대하여 신호의 화질 등을 검사하는 것을 공간상의 테스트라 하고, 제m 내지 제(m+2)신호가 연속적으로 출력되어, 출력되는 매 시간(t=n 내지 t=(n+1))마다 연속적으로 신호의 화질 등을 검사하는 것을 시간상의 테스트라고 한다.
도 1b는 종래의 영상처리 시스템 장치를 나타내는 도면이다.
도 1b를 참조하면, 종래의 영상처리 시스템 장치는 캡쳐부(101), 전 처리부(105), 크기 조절부(110), 후 처리부(115), 인코더(120), 및 프레임 버퍼(125)를 구비한다. 여기서, 캡쳐부(101), 전 처리부(105), 크기 조절부(110), 후 처리 부(115), 및 인코더(120)는 각각 데이터 버스(Data Bus)(135, 140, 145, 150)를 통하여 프레임 버퍼(125)와 연결된다.
캡쳐부(101)는 입력되는 이미지 신호(IMGi)인 영상 프레임 신호를 캡쳐(Capture)하여 제1 프레임 신호(FRM1)를 출력한다. 출력된 캡쳐 신호는 도 1a의 프레임 신호(720x480i)와 같은 형태를 가진다. 여기서, 최초 입력단인 캡쳐부(101)는 각종 제어신호들을 입력받게 된다. 제어신호들에는 입력되는 데이터의 입출력 및 출력 시간 등을 컨트롤하기 위한 것으로, 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되도록 동기(Synchronous)시켜주는 수평 동기 신호(H_SYNC) 및 수직 동기 신호(V_SYNC)신호등이 있다.
전 처리부(Pre Processor)(105)는 제1 프레임 신호(FRM1)의 노이즈를 제거(Noise Reduction), 인터레이스드(Interlaced)를 수행하여 제2 프레임 신호(FRM2)를 출력한다.
크기 조절부(Scaler)(110)는 제2 프레임 신호(FRM2)의 크기를 출력되는 화면(주 화면 또는 부 화면)에 맞춰 조절하여 제3 프레임 신호(FRM3)를 출력한다.
PIP(Picture In Picture)방식으로 디스플레이 되는 출력장치(TV, 모니터 등)에 있어서는 화면이 주 화면과 부 화면으로 나뉜다. 여기서, PIP방식이란, 전체화면(주화면)이 출력되는 동안에, 전체화면의 일부분을 차지하는 작은 화면(부화면)이 동시에 디스플레이 되는 것을 뜻한다. 따라서, 크기 조절부(110)는 출력되는 디스플레이 장치가 주 화면이면, 제2 프레임 신호(FRM2)의 크기를 주 화면에 맞춰 조절한다.
후 처리부(Post Processor)(115)는 제3 프레임 신호(FRM3)의 화질을 개선시켜서 제4 프레임 신호(FRM4)를 출력한다. 화질을 개선하는 방법으로는 감마 앤드 디더링(Gamma&Dithering)처리, 믹싱 처리(Video&Graphic mixing)등이 있다. 디더링이란 요구되는 색상의 사용이 불가능할 때, 다른 색상들을 섞어서 비슷한 색상을 내내는 것이다. 상술한 방법을 통하여, 제3 프레임 신호(FRM3)의 화질이 의도하는 바대로 선명하게 개선된다.
인코더(Encoder)(120)는 제4 프레임 신호(FRM4)를 인코딩하여 최종출력신호(F_OUT)출력한다. 인코더(120)를 이용하여, 디지털 신호 형태를 가지는 프레임 신호들을 다시 아날로그 형태의 신호로 변환하는 것이다. 여기서, 캡쳐부(101)에서 입력되었던 각종 제어신호(CON_SIG : H_SYNC, V_SYNC)들도 같이 출력되게 된다(미도시).
프레임 버퍼(Frame Buffer)(125)는 캡쳐부(101), 전 처리기(105), 후 처리기(115), 및 크기 조절부(110)에서 출력되는 프레임 신호들을 저장한다. 프레임 신호들을 전송받기 위하여, 캡쳐부(101), 전 처리기(105), 후 처리기(115), 및 크기 조절부(110)는 각각 프레임 버퍼(125)와 데이터 버스(Data Bus)(135, 140, 145, 150)로 연결되어 있다.
여러 경로의 데이터 버스(Data Bus)(135, 140, 145, 150)들을 가진다고 하더라도, 한번에 하나의 데이터 버스 만이 프레임 버퍼(125)에 접근할 수 있다. 따라서, 캡쳐부(101), 전 처리기(105), 후 처리기(115), 및 크기 조절부(110) 중 어느 하나가 프레임 버퍼(125)에 접근하고 있다면, 나머지들은 프레임 버퍼(125)에 접근 할 수 없게 된다. 이러한 특성은 데이터 버스의 대역폭(BandWidth)에 영향을 주게 된다. 어떠한 구성요소(130)가 추가되어, 데이터 버스(155) 마스터가 추가되면, 프레임 버퍼(125)에 접근하는 데이터 버스 마스터들의 수가 증가하여 버스 접근권도 증가하게 된다. 따라서, 대역폭이 증가하여, 신호처리가 복잡해지고 지연되며, 나아가 처리되어야 할 신호가 처리되지 못하는 문제가 생길 수 있다. 여기서, 데이터 버스 마스터란, 데이터 버스를 통하여 프레임 버퍼(125)에 접근할 수 있도록 관리하는 장치이다. 데이터 버스 마스터는 프레임 버퍼(125)에 접근을 하여 데이터를 기록 또는 독출 할 수 있도록 한다.
제1 내지 제4 프레임 신호(FRM1 내지 FRM4)들은 모두 프레임 버퍼(125)에 저장되게 된다. 프레임 버퍼(125)는 프레임 신호들이 유효한지 여부를 검증한다. 따라서, 프레임 버퍼(125)는 캡쳐단(101), 전 처리기(105), 후 처리기(115), 및 크기 조절부(110)의 동작이 의도하는 바대로 이뤄졌는지 여부를 검증할 수 있다.
그러나, 종래의 디지털TV는 상술한 대역폭(Band Width)증가에 따른 신호처리상의 지연을 줄이기 위하여, 프레임 버퍼(125)에 접근하는 데이터 버스를 최소한으로 구비하도록 하고 있다. 즉, 방송이나 외부 장치의 입력영상이 가능한 지연되지 않고 처리되도록 영상장치를 구성하는 것이다. 따라서, 종래의 디지털 TV는 중간과정의 구성요소들인 캡쳐단(101), 전 처리기(105), 후 처리기(115), 및 크기 조절부(110)만을 프레임 버퍼(125)에 연결한다. 최종 출력단인 인코더(120)는 프레임 버퍼(125)에 연결되지 않으며, 검증 없이 바로 출력되는 것이다.
따라서, 인코딩 된 최종출력신호(F_OUT)에 대하여 검증하기 위해서는, 별도 의 출력 캡쳐 및 테스트 부(Output Capture & Test)(130), 및 데이터 버스(155)를 구비하여야 한다. 이는 설계상 추가적인 버스 접근권을 요구하며, 상술한 바와 같이 대역폭(Band Width)증가에 따른 신호처리상의 지연 및 오류 문제를 발생시키게 된다. 최종출력신호(F_OUT)를 실시간으로 검증하기 위해서는 시간 및 방법상이 많은 비용을 소요하게 된다.
또한, 주 화면과 부화면을 하나의 디스플레이 장치에 동시에 출력하는 종래의 PIP 시스템은, 부화면 생성부(미도시)를 별도로 구비한다. 여기서, 주 화면은 전ㅇ후 처리기(105, 115)를 통해 생성된다. 따라서, 신호의 화질을 개선시켜 고화질의 화면을 출력하게 된다.
그러나, 부화면 생성부(미도시)는 화질 개선을 위한 전 처리기(105)나 후 처리기(115)를 구비하지 않는다. 부 화면으로 출력되는 신호는 노이즈 제거 및 화질 개선 처리가 되지 않고, 단지 크기 조절 및 인코딩되어 디스플레이 장치의 부 화면으로 바로 출력되는 것이다. 따라서, 대형 디스플레이 장치에 있어서, 부화면은 낮은 화질의 영상을 갖게 된다. 즉, 종래의 영상처리 시스템은 고화질의 부 화면을 얻을 수 없는 문제가 있다.
그리고, 종래의 영상 처리 시스템(디지털 TV) 캡쳐의 유효성을 테스트하기 위해서는 간단한 패턴을 생성하는 블록을 내부에 추가하여 검증을 수행하게 된다. 그러나, 이 경우는 하드웨어의 제약으로 인하여, 다양한 입력원(DVD, 게임기 등) 및 움직임이 있는 영상에 대한 검증이 어렵게 되는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 고화질의 부 화면을 얻을 수 있는 영상 처리 시스템 장치 및 영상처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 추가적인 구성 및 데이터 버스 없이도 최종출력신호의 화질의 검증 및 캡쳐의 유효성을 검증할 수 있는 영상 처리 시스템 장치 및 영상처리 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 영상처리 시스템 장치는 캡쳐부, 주 경로부, 부 경로부, 프레임 버퍼를 구비한다.
캡쳐부는 입력된 영상 프레임 신호를 캡쳐한 제1 주 프레임 신호 및 제1 부 프레임 신호를 출력한다.
주 경로부는 제1 주 프레임 신호를 입력받고, 디스플레이 장치의 주 화면으로 출력 되도록 크기 및 화질을 조절하여 제1 최종출력신호로 출력한다.
부 경로부는 제1 부 프레임 신호를 입력받고, 디스플레이 장치의 부 화면으로 출력 되도록 크기 및 화질을 조절하여 제2 최종출력신호로 출력한다.
프레임 버퍼는 각각 캡쳐부, 주 경로부, 및 부경로부와 데이터 버스로 연결되어, 상기 각부들에서 출력되는 프레임 신호 형태의 신호들을 저장한다.
여기서, 캡쳐부와 주 경로부의 출력단은, 회귀 경로를 통하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고화질의 부화면을 얻기 위한 영상처리 방법은 주 화면 생성을 위해, 제1 영상 프레임 신호를 캡 쳐하고, 크기 및 화질 조절, 및 인코딩하여 제1 최종출력신호를 디스플레이 장치 주 화면으로 출력하는 단계, 및 부 화면 생성을 위하여, 제1 최종출력신호를 캡쳐하고, 부 화면에 맞춰 크기를 조절하고, 인코딩하여 디스플레이 장치 부 화면으로 출력하는 단계를 구비한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 최종출력신호의 화질 검증을 위한 영상처리 방법은 주 화면 생성을 위해, 제1 영상 프레임 신호를 캡쳐하고, 크기 및 화질 조절, 및 인코딩하여 제1 최종출력신호를 디스플레이 장치 주 화면으로 출력하는 단계, 및 제1 최종출력신호를 제2 영상 프레임 신호로써 입력하여 캡쳐하는 단계, 캡쳐 된 제2 영상 프레임 신호를 프레임버퍼에 제1 주 프레임 신호로서 저장하는 단계, 및 제1 주 프레임 신호를 이용하여, 제1 최종출력신호의 화질이 유효한지 여부를 테스트하는 단계를 구비한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 영상처리 시스템 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상처리 시스템 장치는 캡쳐부(210), 주 경로부(230), 부 경로부(250), 및 프레임 버퍼(270)을 구비한다.
캡쳐부(210)는 입력된 영상 프레임 신호(IMGi)를 캡쳐한 제1 주 프레임 신호(M_FRM1) 및 제1 부 프레임 신호(S_FRM1)를 각각 주 경로부(230) 및 부 경로부(250)로 전송한다. 이때, 제어 신호(CON_SIG)는 영상 프레임 신호(IMGi)와 동시에 입력된다. 사용자가 선택하여 입력하는 제어신호는, 각종 동기 신호들과 먹스 제어 신호(MUSX1 내지 MUXC4)를 발생시키는 신호를 포함한다.
캡쳐부(210)는 제1 먹스(212), 제1 캡쳐부(214), 제2 캡쳐부(216), 제2 먹스(218), 및 제3 먹스(220)를 구비한다.
제1 먹스(212)는 사용자가 입력하는 제1 먹스 제어 신호(MUXC1)에 따라서, 입력받은 영상 프레임 신호(IMGi)를 제1 캡쳐부(214) 또는 제2 캡쳐부(216) 중 어느 하나로 선택하여 출력한다. 제1 캡쳐부(214)가 선택었다면, 영상 프레임 신호(IMGi)는 제1 캡쳐부(214)에서 캡쳐되어 제1 캡쳐 신호(CPT1)로 출력된다.
제1 및 제2 캡쳐부(214, 216)는 영상 프레임 신호(IMGi)를 캡쳐(capture)하여 제2 먹스(218), 제3 먹스(220), 및 프레임 버퍼(270)로 출력한다. 여기서, 제1 및 제2 캡쳐부(214, 216)는 각각 영상 프레임 신호(IMGi)의 캡쳐를 수행할 수 있는 공간으로, 주 화면으로 출력되는지 여부와 관계없이 이용된다. 제1 캡쳐부(214)가 동작을 수행하고 있지 않으면, 제1 캡쳐부(214)로 영상 프레임 신호(IMGi)를 보내 캡쳐를 하도록 할 수 있는 것이다.
제2 먹스(218)는 사용자가 입력하는 제2 먹스 제어신호(MUXC2)에 따라서, 제1 또는 제2 캡쳐 신호(CPT1, CPT2) 중 택일하여 제1 주 프레임 신호(M_FRM1)를 출력한다. 제1 주 프레임 신호(M_FRM1)는 주 화면 생성을 위한 신호이다.
제3 먹스(220)는 사용자가 입력하는 제3 먹스 제어신호(MUXC3)에 따라, 제1 또는 제2 캡쳐 신호(CPT1, CPT2) 중 택일하여 제1 부 프레임 신호(S_FRM1)를 출력한다. 제1 부 프레임 신호(S_FRM1)는 부 화면 생성을 위한 신호이다.
따라서, 사용자가 주 화면 출력을 의도하면, 제2 먹스(MUX2)가 활성화된다. 제1 또는 제2 캡쳐 신호(CPT1, CPT2)를 제2 먹스(MUX2)에서 선택하여 주 경로부(230)로 출력하는 것이다. 이때, 제3 먹스(MUX3)는 활성화되지 않게 된다.
주 경로부(230)는 종래 기술과 동일하게 전 처리부(Pro Processor)(232), 주 크기 조절부(Main Scaler)(234), 후 처리부(Post Processor)(236), 및 주 인코더(Main Encoder)(238)를 구비한다. 주 경로부(230)는 캡쳐된 영상 프레임 신호를 노이즈 제거 및 화질 개선 등의 신호 처리하여, 디스플레이 장치 주 화면을 생성할 제1 최종출력신호로서 출력한다. 전 처리기, 주 크기 조절부, 후 처리기, 및 인코더(232, 234, 236, 238)의 설명은 전단의 종래 기술 부분에서 상세히 하였으므로, 간략히 하도록 한다.
전 처리부(232)는 제1 주 프레임 신호(M_FRM1)를 입력받아, 노이즈를 제거하여 제2 주 프레임 신호(M_FRM2)를 출력한다.
주 크기 조절부(234)는 제2 주 프레임 신호(M_FRM2)의 크기를 주 화면에 맞춰 조절하여, 제3 주 프레임 신호(M_FRM3)를 출력한다.
후 처리부(236)는 제3 주 프레임 신호(M_FRM3)의 화질을 개선하여 제4 주 프레임 신호(M_FRM4)를 출력한다. 여기서, 후 처리부(236)는 제4 먹스(MUX4)를 더 구비할 수 있다. 제4 먹스(MUX4)(240)는 부 경로부에서 출력되는 제2 부 프레임 신 호(S_FRM2)와 후 처리부(236)에서 출력되는 후 처리 신호(POS_PRO) 중 택일하여 출력하게 된다.
주 인코더(238)는 제4 주 프레임 신호(M_FRM4)를 인코딩(encoding)한 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 디스플레이 장치 주 화면으로 출력한다. 여기서, 디스플레이 장치는 디지털TV, 모니터 등의 출력장치가 된다.
부 경로부(250)는 캡쳐된 영상 프레임 신호(IMGi)를 크기 조절 및 인코딩하여, 디스플레이 장치의 부 화면을 생성할 제2 최종출력신호(F_OUT2)를 출력한다. 부 경로부(250)는 부 크기 조절부(252) 및 부 인코더(254)를 구비한다. 여기서, 전 처리부(232) 및 후 처리부(236) 구비되지 않는 것이 바람직하다. 전 처리부와 후 처리부를 구비하면, 고화질의 부화면을 회귀경로를 이용하지 않고도 얻을 수 있으나, 전 처리부와 후 처리부를 구비하면, 시스템 제작비용이 매우 커지며, 전술한 대역폭(Band Width)이 증가하는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 회귀경로(280)를 구비하여, 고화질의 부 화면을 얻게 되며, 아래에서 설명하기로 한다.
부 크기 조절부(252)는 제1 부 프레임 신호(S_FRM1)의 크기를 부 화면에 맞춰 조절하여 제2 부 프레임 신호(S_FRM2)를 출력한다.
부 인코더(254)는 제2 부 프레임 신호(S_FRM2)를 인코딩하여 제2 최종출력신호(F_OUT2)를 출력한다.
프레임 버퍼(270)는 캡쳐부(214,216), 전처리부(232), 크기조절부(234,252), 후 처리부(236), 및 인코더(238, 250)에서 출력되는 프레임 신호들을 저장한다.
여기서, 주 인코더(238)의 출력단자와 캡쳐부(210)의 입력단자는 회귀경 로(280)를 통하여 연결되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 제1 최종출력신호(F_OUT1)가 캡쳐부로 입력되는 영상 프레임 신호(IMGi)로써 재입력되게 된다.
먼저, 입력된 제1 영상 프레임 신호(IMGi_1)는 캡쳐부(212) 및 주 경로부(230)를 거치면서 고화질을 갖는 주 화면 생성 신호인 제1 최종출력신호(F_OUT)로 출력된다. 제1 최종출력신호(F_OUT1)는 회귀경로(280)를 통하여, 다시 캡쳐단으로 입력된다. 이때, 다시 입력되는 제1 최종출력신호(F_OUT)를 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)라 한다.
부화면을 선택하기 위하여, 사용자는 제3 먹스(MUX3)를 활성화시키고, 제2 먹스(MUX2)는 불활성화 시키도록 제어신호(CON_SIG)를 입력한다. 따라서, 캡쳐된 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)는 부 경로부(250)로 입력되며, 부 화면에 맞춰 크기가 조절되고 인코딩되게 된다. 그러므로, 부 경로부(250)에서는 고화질의 부 화면 생성 신호(F_OUT2)를 출력할 수 있다. 이렇게 회귀경로를 통하여, 입력되는 영상 프레임 신호를 고화질의 제1 최종출력신호(F_OUT1)로 함으로써, 부 화면 생성을 위한 별도의 전 처리부와 후 처리부 및 데이터 버스를 구비하지 않고도 고화질의 부 화면을 얻을 수 있게 된다.
또한, 종래의 영상 처리 시스템(도 1)에서는 인코더에서 출력되는 최종출력신호를 검증하지 못하고 바로 출력하여야 했다. 그러나, 본 발명에 따른 영상 처리 시스템(200)에서는 회귀경로(280)를 통하여 제1 최종출력신호를 캡쳐부(212)에서 캡쳐하도록 한다. 그리고 캡쳐된 제1 최종출력신호(F_OUT1)는 프레임 버퍼(270)에 저장된다. 따라서, 사용자는 프레임 버퍼(270)에 저장된 제1 최종출력신호(F_OUT1) 를 이용하여, 최종출력신호의 화질을 검증할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고 화질의 부화면을 얻기 위한 영상처리 방법을 설명하기위한 도면이다.
제1 루프(310)를 거치면서, 영상 처리 시스템 장치는 고화질의 주 화면 생성 신호인 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 출력하게 된다. 제1 영상 프레임 신호(IMGi_1)는 제1 또는 제2 캡쳐부(214, 216)에서 캡쳐되고, 제2 먹스(218)를 통하여 출력된다. 그리고 주 경로부(230)를 거치면서 신호 처리되어 제1 최종출력신호(F_OUT1)로서 출력된다.
그리고, 제2 루프(320)를 거치면서, 제1 최종출력신호(F_OUT)가 캡쳐부(210)의 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)로써 다시 입력된다. 캡쳐된 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)는 제3 먹스(220)를 통하여 출력된다. 그리고, 부 화면에 맞춰 크기가 조절되고 인코딩되어, 부 화면 생성 신호(F_OUT2)로 출력된다. 이렇게 생성된 부 화면은 고화질의 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 신호 처리하여 얻어진 것이므로, 고화질의 영상을 보장받을 수 있다.
도 4는 도 3의 고 화질의 부 화면을 얻기 위한 영상처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
먼저, 제1 영상 프레임 신호(IMGi_1)를 캡쳐한다.(401) 캡쳐된 신호의 노이즈를 제거하고 제2 주 프레임 신호(M_FRM2)를 생성한다.(405)
그리고, 제2 주 프레임 신호(M_FRM2)를 주 화면에 맞춰 크기를 조절하고 화질을 개선시켜 제3 주 프레임 신호(M_FRM3)를 생성한다(410). 제3 주 프레임 신 호(M_FRM3)를 인코딩하여, 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 출력한다(415).
부 화면을 생성하기 위한 입력 신호인 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)로서, 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 입력하여 캡쳐(capture)한다(420). 여기서, 제1 최종출력신호의 출력단자는 부 화면 생성을 위한 신호 입력단자와 회귀경로를 통하여 연결되게 된다. 여기서, 부 화면 생성을 위한 신호 입력단자는 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)가 입력되는 단자로, 영상 처리 시스템(200)의 캡쳐부(210) 입력이 된다.
제2 영상 프레임 신호(IMG2.)의 캡쳐 신호인 제1 부 프레임 신호(S_FRM1)를 크기 조절 및 인코딩하여, 디스플레이 장치 부화면 으로 출력한다(425). 이때, 부 화면을 생성하기 위해 출력되는 신호를 제2 최종출력신호(F_OUT2)라 한다.
따라서, 주 화면을 생성하기 위한 신호를 출력하는 인코더(238) 출력을 캡쳐부(210)에 연결함으로써, 고화질의 부화면을 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 최종출력신호의 화질을 검증하기 위한 영상처리 방법을 설명하기위한 도면이다.
제1 루프(310)를 거치면서, 영상 처리 시스템 장치는 주 화면 생성 신호인 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 출력하게 된다. 제1 영상 프레임 신호(IMGi_1)는 제1 또는 제2 캡쳐부(214, 216)에서 캡쳐되고, 제2 먹스(218)를 통하여 출력된다. 그리고 주 경로부(230)를 거치면서 신호 처리되어 제1 최종출력신호(F_OUT1)로 출력된다.
제2 루프(320)를 거치면서, 제1 최종출력신호(F_OUT1)는 회귀 경로를 통하 여, 캡쳐단(210)에 입력되는 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)로써 재입력된다. 그리고 제1 또는 제2 캡쳐부(214, 216)에서 캡쳐되어 프레임 버퍼(270)에 저장된다. 저장된 신호를 저장 캡쳐 신호(CPT2_1, CPT2_2)라 한다. 여기서, 캡쳐는 제1 또는 제2 캡쳐부(214, 216) 중 어느 하나에서 이뤄지게 된다.
그리고, 저장 캡쳐 신호(CPT2_1, CPT2_2)를 이용하여, 캡쳐단(210)의 동작이 제대로 수행되어, 캡쳐가 잘 이뤄지는지 검사하게 된다.
도 6은 도 5의 최종출력신호의 화질을 검증하기 위한 영상처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
주 화면 생성을 위하여, 제1 영상 프레임 신호(IMGi_2)를 캡쳐한다. 그리고 상기 캡쳐 신호를 크기 및 화질 조절, 및 인코딩하여 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 디스플레이 장치의 주 화면으로 출력한다(601).
제1 최종출력신호(F_OUT1)를 제2 영상 프레임 신호(IMGi_2)로써 입력하여 캡쳐한다(605).
상기 캡쳐 신호를 저장 캡쳐 신호(CPT2_1, CPT2_2)라 하고, 이를 프레임 버퍼(270)에 저장한다(610).
저장 캡쳐 신호(CPT2_1, CPT2_2)를 불러들여, 제1 최종출력신호의 화질을 검증하게 된다(615). 종래의 영상 처리 시스템 있어서, 인코더에서 출력되는 최종출력신호(F_OUT)는 프레임 버퍼(125)에 저장하여 검증함이 없이 바로 출력하였다. 그리고, 검증을 하려면 별도의 구성 및 데이터 버스 접근권을 구비해야만 했다. 본 발명에서는, 최종출력의 회귀 경로를 이용해 최종 출력신호를 캡쳐단에 입력함으로 써, 별도의 구성없이 최종출력단의 출력을 검증할 수 있게 된다.
제1 최종출력신호(F_OUT1)의 검증은 주 화면의 최종출력이 의도하는 화질을 가지는지, 출력 시간은 맞는지, 별도로 부가시키는 자막 등을 검증할 수 있다. 최종출력의 화질 검증은 인코딩 과정에서 화질이 변질되지 않았는지를 확인한다. 출력 시간의 검증은 플레이되는 화면이 갑자기 멈춰지고 불연속적으로 출력되는 경우와 같은, 출력 시간의 이상 여부를 확인한다. 자막의 검증은 영문 자막 또는 시각장애인을 위한 실시간 자막방송에 이용된다. 후 처리기(236)를 통과한 영상 프레임 신호에 자막을 부가하게 된다. 이때, 자막을 부과하여 인코딩된 화면의, 자막 처리가 제대로 이뤄졌는지 여부를 확인한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡쳐가 유효한지 여부를 검증하기 위한 영상처리 방법을 설명하기위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 루프(710)는 최종출력신호를 출력하는 단계 및 회귀경로를 통하여 캡쳐단으로 재입력하는 단계를 나타낸다. 제2 루프(720)는 캡쳐 및 저장 단계를 나타낸다.
최종출력신호를 출력하는 단계, 캡쳐 및 저장 단계는 도 6의 601단계, 605 단계, 및 610단계와 동일하므로 생략한다.
이어서, 캡쳐 저장 신호와 제1 영상 프레임 신호의 캡쳐 신호를 불러들여, 캡쳐 단의 캡쳐가 제대로 이뤄졌는지 여부를 확인하는 단계를 구비한다.
제1 영상 프레임 신호(IMGi_1)는 다양한 신호를 입력원으로 한다. 따라서, 복잡한 패턴 또는 움직이는 영상이 입력될 수 있다. 움직이는 영상을 가지는 제1 영상 프레임 신호(IMGi_1)가 신호 처리되면, 출력되는 제1 최종출력신호(F_OUT1) 또한 움직이는 영상을 가진다. 따라서, 움직이는 영상을 가지는 제1 최종출력신호(F_OUT1)를 다시 캡쳐단으로 회귀시켜 입력하면, 움직이는 영상에 대한 캡쳐의 유효성을 확인할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 영상처리 시스템 장치 및 영상처리 방법은 주 화면을 생성하는 주 경로단과 부 화면을 생성하는 부 경로단을 구분하고, 최종출력신호를 캡쳐부로 회귀시켜 이용함으로써, 고화질의 부 화면을 얻을 수 있다. 또한, 추가적인 구성없이도 최종출력신호의 화질의 검증 및 캡쳐의 유효성을 검증할 수 있는 장점이 있다.

Claims (22)

  1. 입력된 영상 프레임 신호를 캡쳐하여 제1 주 프레임 신호 및 제1 부 프레임 신호를 출력하는 캡쳐부;
    상기 제1 주 프레임 신호를 입력받고, 디스플레이 장치의 주 화면으로 출력 되도록 크기 및 화질을 조절하여 제1 최종출력신호로 출력하는 주 경로부;
    상기 제1 부 프레임 신호를 입력받고, 디스플레이 장치의 부 화면으로 출력 되도록 크기 및 화질을 조절하여 제2 최종출력신호로 출력하는 부 경로부;
    상기 캡쳐부, 주 경로부, 및 부 경로부와 각각 데이터 버스로 연결되어, 출력되는 프레임 신호 형태의 신호들을 저장하는 프레임 버퍼를 구비하며,
    상기 캡쳐부와 상기 주 경로부의 출력단은, 회귀 경로를 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회귀 경로는
    상기 제1 최종출력신호가 상기 캡쳐부에 입력되는 영상 프레임 신호로써 재입력되도록 하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부 경로부는
    디스플레이 장치의 부 화면에 맞춰, 상기 제1 부 프레임 신호의 크기를 조절하여 제2 부 프레임 신호로 출력하는 부 크기 조절부; 및
    상기 제2 부 프레임 신호를 인코딩 한 신호인 제2 최종출력신호를 출력하는 부 인코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 부 프레임 신호는
    상기 제1 최종출력신호가 캡쳐된 고화질의 신호인 것을 특징으로 영상 처리 시스템 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부 경로부는
    상기 고화질의 제1 부 프레임 신호를 디스플레이 장치의 부화면으로 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 주 경로부는
    상기 제1 주 프레임 신호의 노이즈를 제거하여 제2 주 프레임 신호로 출력하는 전 처리부;
    상기 디스플레이 장치의 주 화면에 맞춰, 상기 제2 주 프레임 신호의 크기를 조절하여 제3 주 프레임 신호로 출력하는 주 크기 조절부;
    상기 제3 주 프레임 신호를 화질 개선을 위한 신호처리를 하여 제4 주 프레임 신호로서 출력하는 후 처리부;
    상기 제4 주 프레임 신호를 인코딩하여 생성된 제1 최종출력신호를 디스플레이 장치의 주 화면으로 출력하는 주 인코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 캡쳐부는
    제1 먹스 제어신호에 따라서, 상기 영상 프레임 신호를 제1 캡쳐부 또는 제2 캡쳐부로 전송하는 제1 먹스;
    상기 영상 프레임 신호를 캡쳐하여 제1 캡쳐 신호를 출력하는 제1 캡쳐부;
    상기 영상 프레임 신호를 캡쳐하여 제2 캡쳐 신호를 출력하는 제2 캡쳐부;
    제2 먹스 제어신호에 따라, 상기 제1 또는 제2 캡쳐 신호를 택일하여 주 화면으로 출력될 상기 제1 주 프레임 신호를 출력하는 제2먹스; 및
    제3 먹스 제어신호에 따라, 상기 제1 또는 제2 캡쳐 신호를 택일하여 부 화면으로 출력될 상기 제1 부 프레임 신호를 출력하는 제3 먹스를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 먹스 제어신호는
    사용자가 입력하는 신호인 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 후 처리부는
    상기 제3 주 프레임 신호를 입력받고, 상기 입력 신호의 화질을 개선하여 후 처리 신호를 출력하는 후 처리기; 및
    상기 후 처리 신호와 상기 제2 후 프레임 신호를 입력받고, 사용자가 입력하 는 제어신호에 따라서 상기 두 신호 중 택일하여 제4 프레임 신호를 출력하는 제4 먹스를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 캡쳐부, 상기 전 처리부, 상기 주 크기 조절부 및 부 크기 조절부, 상기 후 처리부, 및 상기 주 인코더 및 부 인코더는 각각 상기 프레임 버퍼와 데이터 버스로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 최종 출력의 회귀 경로를 이용한 영상 처리 시스템 장치.
  11. 주 화면 생성을 위해, 제1 영상 프레임 신호를 캡쳐하고, 크기 조절, 화질 개선을 위한 처리, 및 인코딩하여 제1 최종출력신호를 디스플레이 장치 주 화면으로 출력하는 단계; 및
    부 화면 생성을 위하여, 상기 제1 최종출력신호를 캡쳐하고, 부 화면에 맞춰 크기를 조절하고, 인코딩하여 생성된 제2 최종 출력 신호를 상기 디스플레이 장치의 부 화면으로 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 최종출력신호를 상기 디스플레이 장치 부 화면으로 출력하는 단계는
    상기 부 화면 생성을 위한 입력신호인 제2 영상 프레임 신호로서 상기 제1 최종출력신호를 입력하는 단계; 및
    상기 제1 최종출력신호를 캡쳐하고, 부 화면에 맞춰 크기를 조절하고, 인코딩하여 디스플레이 장치 부 화면으로 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 부 화면으로 출력하는 단계는
    상기 캡쳐된 제1 최종출력신호를 부화면에 맞춰 크기를 조절하여 제2 부 프레임 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제2 부 프레임 신호를 인코딩하여 디스플레이 장치 부화면으로 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 최종출력신호를 주 화면으로 출력하는 단계는
    상기 제1 영상 프레임 신호를 캡쳐하여 출력하는 단계;
    상기 캡쳐 신호의 노이즈를 제거해 제2 주 프레임 신호로 출력하는 단계; 및
    상기 제2 주 프레임 신호를 주 화면에 맞춰 크기를 조절하여 제3 주 프레임 신호로 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 최종출력신호를 주 화면으로 출력하는 단계는
    상기 제3 주 프레임 신호의 화질을 개선시켜 제4 주 프레임 신호로 출력하는 단계; 및
    상기 제4 주 프레임 신호를 인코딩하여 제1 최종출력신호로서 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  16. 주 화면 생성을 위해, 제1 영상 프레임 신호를 캡쳐하고, 크기 및 화질 조절, 및 인코딩하여 제1 최종출력신호를 디스플레이 장치 주 화면으로 출력하는 단계; 및
    상기 제1 최종출력신호를 제2 영상 프레임 신호로써 입력하여 캡쳐하는 단계; 및
    상기 캡쳐된 제2 영상 프레임 신호를 프레임버퍼에 캡쳐 저장 신호로서 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 영상 처리방법은
    상기 캡쳐 저장 신호를 이용하여, 상기 제1 최종출력신호의 화질이 유효한지 여부를 테스트하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  18. 제17항에 있어서, 제1 최종출력신호는
    주화면으로 출력되는 영상 신호인 최종 프레임 신호, 상기 제1 최종출력신호의 출력 시간 정보 및 상기 최종 프레임 신호의 생성에 이용되는 제어신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 테스트 단계는
    상기 최종 프레임 신호를 이용하여, 상기 제1최종출력신호의 실시간 자막처리의 유효성을 확인하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 테스트 단계는
    상기 제1 최종출력신호의 출력 시간 정보를 이용하여, 상기 제1 최종출력신호를 출력하는 인코더의 출력 시간을 확인하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 영상 처리 방법은
    상기 캡쳐 저장 신호를 이용하여, 상기 캡쳐가 유효한지 여부를 테스트하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 영상 프레임 신호는
    복잡한 패턴 또는 움직임이 있는 영상인 것을 특징으로 하는 영상 처리방법.
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