KR100943902B1 - Ordinary image processing apparatus for digital TV monitor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 TV 튜너와 연계하여 디지털 TV의 디스플레이부에 사용할 수 있는 디지털 TV 모니터용 범용 영상 처리 장치에 관한 것으로서, 특히 디지털 TV용 모니터를 구성하는 데에 있어서 필요한 각종 영상 처리 블록들인 색 좌표 변환부, 잡음 제거부, 포맷 변환부, 순차 주사화부, 화질 개선부, PIP 먹스부, OSD부, 룩업 테이블, DAC 등을 최적으로 배치하여 디지털 TV 모니터용 영상 처리부를 효과적으로 구성할 수 있으며, 또한, 기존의 아날로그 NTSC 영상이나 VGA ~ XGA 등과 같은 PC 영상 그리고, 디지털 TV 영상 등을 입력받아 주화면 디스플레이, PIP 디스플레이, POP, 이중 화면 디스플레이 등의 다양한 디스플레이 모드로 디스플레이하는 장치로 사용할 수 있다.
영상 처리, 디지털 TV 모니터
The present invention relates to a general-purpose image processing apparatus for a digital TV monitor that can be used in a display unit of a digital TV in connection with a digital TV tuner. In particular, the present invention relates to color coordinate conversion, which is various image processing blocks necessary for constructing a digital TV monitor. The video processing unit for the digital TV monitor can be effectively configured by optimally arranging the unit, the noise canceller, the format converter, the sequential scanning unit, the image enhancement unit, the PIP mux unit, the OSD unit, the lookup table, and the DAC. It can be used as a device to display existing TV images such as analog NTSC video, VGA ~ XGA, and digital TV video in various display modes such as main screen display, PIP display, POP, and dual screen display.
Image processing, digital TV monitor
Description
도 1은 본 발명에 따른 디지털 TV 모니터용 범용 영상 처리 장치의 전체 구성 블록도1 is an overall block diagram of a general-purpose image processing apparatus for a digital TV monitor according to the present invention.
도 2는 도 1의 포맷 변환부의 일 실시예를 나타낸 상세 블록도FIG. 2 is a detailed block diagram illustrating an embodiment of the format converter of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 포맷 변환부의 움직임 검출을 이용한 보간 예를 보인 도면3 is a diagram illustrating an interpolation example using motion detection of the format converter of FIG. 1.
도 4는 도 1의 포맷 변환부의 순차 주사화부의 일 실시예를 나타낸 상세 블록도4 is a detailed block diagram illustrating an exemplary embodiment of a sequential scanning unit of the format conversion unit of FIG. 1.
도 5는 도 1의 화질 개선부의 히스토그램 추출 예를 보인 도면5 is a diagram illustrating a histogram extraction example of the image quality improvement unit of FIG. 1;
도 6은 도 1의 화질 개선부의 윤곽선 선명화부의 일 실시예를 나타낸 상세 블록도6 is a detailed block diagram illustrating an exemplary embodiment of an outline sharpening unit of the image quality improving unit of FIG. 1.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
101,102 : 영상 입력부 101a,102a : 비디오 입력 인터페이스101, 102:
101b,102b : 색좌표 변환부 101c,102c : 잡음 제거부101b and 102b: color
101d,102d : 포맷 변환부 103 : 후 처리부101d, 102d: format conversion unit 103: post-processing unit
103a : 스위칭부 103b : 화질 개선부103a: switching
103c : PIP 먹스 103d : OSD부
103c:
103e : 색좌표 변환부 103f : 룩업 테이블103e: color
103g : 동기 파형 발생부 103h : DAC부103g:
104 : 호스트 인터페이스 105 : 동기 발생부104: host interface 105: synchronization generator
106 : 버퍼 뱅크 107 : 그래픽 엔진106: Buffer Bank 107: Graphics Engine
108 : 메모리 인터페이스 109 : 메모리 아비터108: memory interface 109: memory arbiter
본 발명은 디지털 TV 튜너와 연계하여 디지털 TV의 디스플레이부에 사용할 수 있는 디지털 TV 모니터용 범용 영상 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a general purpose image processing apparatus for a digital TV monitor that can be used in a display unit of a digital TV in conjunction with a digital TV tuner.
미국에서 8-VSB(Vestigial Side Band ; 잔류측파대), MPEG(Moving Picture Experts Group)과 돌비(Dolby) AC(Audio Coding)-3에 기초한 완전 디지털 방식의 고선명 텔레비전 방식의 방송 규격을 결정하고 이를 실제로 구현한 이후 전 세계적으로 MPEG에 기초한 완전 디지털 방식의 방송 규격이 정해지고 있다. 그리고 디지털 TV의 도입으로 인하여 다양한 형태의 TV들이 현재 도입되고 있다. In the United States, we have determined the broadcast specification for a fully digital high-definition television based on 8-VSB (Residual Side Band), MPEG (Moving Picture Experts Group) and Dolby AC (Audio Coding) -3. Since its implementation, all digital broadcast standards based on MPEG have been set worldwide. With the introduction of digital TVs, various types of TVs are currently being introduced.
예를 들면, 압축된 디지털 영상의 디코딩 및 디스플레이를 포함하는 빌트-인 타입(built-in type) 디지털 TV 뿐만 아니라 디코딩 기능만을 수행하는 STB(Set-Top Box) 형태의 디지털 TV 튜너, 그리고 디지털 TV 튜너의 출력을 받거나 기존의 아날로그 TV 신호를 수신하여 디스플레이 하는 디지털 TV 모니터 등 다양한 형태의 제품군이 출시되고 있다. For example, a built-in type digital TV including decoding and display of compressed digital images, as well as a digital TV tuner in the form of a STB (Set-Top Box) that performs only decoding functions, and digital TV. Various types of products are available, such as digital TV monitors that receive a tuner output or receive and display existing analog TV signals.
특히, 미국의 경우 디렉 TV(DirecTV) 등의 위성 방송이 디지털 방송을 통하여 상용화에 성공하여 현재 디지털 TV 튜너의 판매가 증가되고 있는 상황이며 국내에서도 월드컵을 계기로 디지털 방송이 수신 가능한 디지털 TV 튜너나 디지털 TV의 수요가 증가하고 있는 실정이다.In particular, in the US, satellite broadcasts such as DirecTV have been commercialized through digital broadcasting, and the sales of digital TV tuners are on the rise. The demand for TV is increasing.
그러나, 디지털 TV로의 이행이 완료되지 않은 현재의 시점에서는 아날로그 방식과 디지털 방식의 방송이 혼재해 있는 특별한 상황으로 인하여 디지털 방송을 직접 수신하여 디스플레이 하는 디지털 TV의 수요와 함께 디지털 TV 튜너와 디지털 TV 모니터를 같이 사용하는 수요도 매우 많은 상황이다. 즉, 디지털 방송을 수신하여 영상 신호와 음성 신호를 제공해 주는 디지털 TV 튜너와, 디지털 TV 튜너에서 제공해주는 신호나 기존의 아날로그 신호를 입력받아서 고해상도로 디스플레이 해주는 디지털 TV 모니터를 이용하여 디지털 TV와 기존의 아날로그 TV를 동시에 시청하는 수요도 많은 실정이다. However, at the present time when the transition to digital TV is not completed, digital TV tuners and digital TV monitors, together with the demand of digital TV to directly receive and display digital broadcasts due to the mixed situation of analog and digital broadcasts, There is also a lot of demand to use together. In other words, digital TV tuners that use digital TV tuners that receive digital broadcasts and provide video and audio signals, and digital TV monitors that receive signals from digital TV tuners or display existing analog signals in high resolution There is also a lot of demand for watching analog TV at the same time.
또한, 미국과 한국의 디지털 TV 전송 규격이 VSB 방식을 택한 반면에 유럽 지역의 경우는 부호화 직교 주파수 분할 다중(Coded Orthogonal Frequency Division ; COFDM)에 기초한 전송 방식을 사용하고 있고 이에 따라서 미국 지역과 유럽 지역의 디지털 TV와는 호환되지 않는 단점이 존재한다. 반면 디지털 TV 모니터의 경우 전송 규격의 차이에 무관하게 사용할 수 있는 장점이 존재하여 현재로는 널리 사용되고 있는 실정이다.In addition, while the United States and Korea's digital TV transmission standards have adopted the VSB scheme, the European region uses a transmission scheme based on Coded Orthogonal Frequency Division (COFDM). The disadvantage is that it is not compatible with digital TV. On the other hand, digital TV monitors have a merit that can be used irrespective of differences in transmission standards, and are currently widely used.
본 발명의 목적은 이러한 디지털 TV 모니터에 필요한 여러 영상 처리 기능들 을 최적으로 결합하여 기존의 아날로그 TV 신호뿐만이 아니라 디지털 영상 신호 입력을 받아 포맷 변환한 후 디스플레이 함에 있어서 다양한 종류의 입력 영상을 효과적으로 디스플레이 하도록 하는 디지털 TV 모니터용 범용 영상 처리장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to optimally combine various image processing functions required for such a digital TV monitor to efficiently display various types of input images in format conversion after receiving digital image signal input as well as existing analog TV signal. A general purpose image processing apparatus for a digital TV monitor is provided.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 TV 모니터용 범용 영상 처리 장치의 특징은 디지털 TV 모니터에 필요한 여러 가지 영상 처리 기능들을 최적으로 배치하여 다양한 형태의 입력 영상에 대해 다양한 형태의 출력 영상이 이루어질 수 있도록 하는 영상 처리 장치의 하드웨어 구조에 있다.A feature of the general-purpose image processing apparatus for a digital TV monitor according to the present invention for achieving the above object is to optimally arrange various image processing functions required for a digital TV monitor, thereby outputting various types of output images for various types of input images. This is in the hardware structure of the image processing apparatus to make this happen.
상기 디지털 TV 모니터용 범용 영상 처리 장치의 하드웨어 구조는, 다양한 형태로 입력되는 영상 데이터에 대해 색좌표 변환 및 잡음 제거를 수행한 후 디스플레이가 용이하도록 포맷 변환을 수행하는 제 1 영상 입력부와, 상기 제 1 영상 입력부와 병렬로 연결되며, 다양한 형태로 입력되는 영상 데이터에 대해 색좌표 변환 및 잡음 제거를 수행한 후 디스플레이가 용이하도록 포맷 변환을 수행하는 제 2 영상 입력부와, 사용자의 선택에 따른 제어 신호를 이용하여 상기 제 1, 제 2 영상 입력부에서 제공하는 영상 정보로부터 주화면으로 사용될 영상과 부화면으로 사용될 영상을 선택하고 결합하며, 영상의 화질을 개선하고, 영상 화면에 OSD 데이터를 삽입한 후 영상의 색좌표를 디스플레이 장치의 색좌표로 변환하여 출력하는 후 처리부와, 제 1, 제 2 영상 입력부로 입력되는 영상 신호로부터 동기 신호를 추출하여 각 부에 필요한 동기 신호를 생성하는 동기 신호 발생부와, 외부에서 입력되는 영상이나 영상 처리의 중간 과정을 저장하는 외부 메모리와의 인터페이스를 위한 메모리 인터페이스부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The hardware structure of the general-purpose image processing apparatus for the digital TV monitor may include: a first image input unit configured to perform format conversion for easy display after performing color coordinate conversion and noise reduction on image data input in various forms; A second image input unit connected in parallel with the image input unit and performing format conversion for easy display after performing color coordinate conversion and noise reduction on image data input in various forms, and using a control signal according to a user's selection Selects and combines the image to be used as the main screen and the image to be used as the sub-screen from the image information provided by the first and second image input units, improves the image quality, inserts OSD data into the image screen, and then A post-processing unit for converting the color coordinates to the color coordinates of the display apparatus and outputting the first and second images; Memory interface for the interface between the synchronization signal generator for extracting the synchronization signal from the image signal input to the output unit to generate the necessary synchronization signal for each unit, and the external memory for storing intermediate images of the image or image processing input from outside Characterized in that it comprises a part.
상기 제 1, 제 2 영상 입력부 각각은, 입력 영상의 크기, 입력 영상의 프레임율, 입력 영상의 주사 방식, 입력 영상의 색좌표와 같은 입력 영상에 대한 다양한 정보들을 검출하는 영상 입력 인터페이스부와, 상기 영상 입력 인터페이스부로부터 출력되는 입력 영상의 다양한 색좌표를 일정한 형태의 색좌표로 변환하는 색좌표 변환부와, 상기 색좌표 변환부를 통해 입력되는 영상에 포함된 잡음 성분을 제거하는 잡음 제거부와, 상기 잡음 성분이 제거된 입력 영상의 해상도를 디스플레이 장치의 해상도로 변환하는 포맷 변환부로 구성되는 것을 특징으로 한다.Each of the first and second image input units may include an image input interface unit configured to detect various types of information about the input image such as the size of the input image, the frame rate of the input image, the scanning method of the input image, and the color coordinates of the input image. A color coordinate conversion unit for converting various color coordinates of the input image output from the image input interface unit into color coordinates of a predetermined shape, a noise removing unit for removing noise components included in the image input through the color coordinate conversion unit, and the noise component And a format converter for converting the resolution of the removed input image into the resolution of the display device.
상기 포맷 변환부는 입력되는 영상을 수직 방향으로 확대하거나 축소하는 수직 포맷 변환부와, 입력되는 영상을 수평 방향으로 확대하거나 축소하는 수평 포맷 변환부와, 상기 수직, 수평 포맷 변환부의 전후 및 외부 메모리의 전후에 위치하는 다수개의 먹스와, 입출력 영상의 크기에 따라 상기 다수개의 먹스의 입출력 데이터 경로를 제어하는 모드 검출부와, 입출력 영상의 크기에 따라 상기 수직 포맷 변환부와 수평 포맷 변환부에 각각 입력 영상의 클럭과 디스플레이용 클럭 중 하나를 제공하는 클럭 제공부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The format converter may include a vertical format converter configured to enlarge or reduce an input image in a vertical direction, a horizontal format converter configured to enlarge or reduce an input image in a horizontal direction, and the front and rear sides of the vertical and horizontal format converters. A plurality of muxes positioned in front and rear, and a mode detector for controlling input / output data paths of the plurality of muxes according to the size of the input / output image, and the vertical format converter and the horizontal format converter according to the size of the input / output image, respectively. It is characterized by consisting of a clock providing unit for providing one of the clock and the clock for the display.
상기 포맷 변환부는 비월 주사 방식의 영상을 순차 주사 방식의 영상으로 변환시키는 순차 주사화부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The format conversion unit may further include a sequential scanning unit for converting an interlaced scan image into a sequential scanning image.
상기 후 처리부는 제 1, 제 2 영상 입력부에서 출력되는 영상 정보 중 사용자의 선택에 따른 제어 신호에 따라 주화면에 디스플레이 될 영상과 부화면에 디스 플레이 될 영상으로 분리하는 스위칭부와, 상기 스위칭부를 통해 출력되는 주화면 영상의 화질을 개선하는 화질 개선부와, 상기 화질 개선부에서 출력되는 주화면 영상과 상기 스위칭부를 통해 출력되는 부화면 영상을 합성하여 출력하는 PIP 먹스와, 상기 PIP 먹스를 통해 출력되는 영상 화면 위에 OSD 형태의 데이터를 합성하는 OSD부와, 상기 OSD부에서 출력되는 영상의 색좌표를 디스플레이 장치의 색좌표로 변환하는 색좌표 변환부와, 상기 색좌표 변환부의 출력으로부터 디스플레이 장치의 광전자적 전송 특성을 보상하는 룩업 테이블과, 고화질급의 동기 신호를 규격에 맞추어 생성하여 영상신호와 함께 디지털 디스플레이 장치로 출력하는 동기파형 발생부와, 상기 동기 파형 발생부에서 출력되는 신호를 아날로그화하여 아날로그 디스플레이 장치로 출력하는 디지털/아날로그 변환부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The post processor may include a switching unit that separates an image to be displayed on a main screen and an image to be displayed on a sub-screen according to a control signal according to a user's selection among the image information output from the first and second image input units, and the switching unit. Image quality improvement unit for improving the image quality of the main screen image output through the PIP mux to synthesize the main screen image output from the image quality improvement unit and the sub-screen image output through the switching unit, and through the PIP mux An OSD unit for synthesizing OSD-type data on the output image screen, a color coordinate conversion unit for converting color coordinates of the image output from the OSD unit into color coordinates of a display device, and photoelectric transmission of the display device from the output of the color coordinate conversion unit A lookup table that compensates for characteristics and a high-quality sync signal are generated according to the standard And synchronizing the waveform generation unit which outputs a digital display device with, flower analog signals outputted from the synchronized waveform generating section is characterized by being composed of a digital / analog conversion for output to an analog display device.
상기 화질 개선부는 주화면 영상의 윤곽선을 선명화시키는 윤곽선 선명화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The image quality improving unit may include an outline sharpening unit for sharpening the outline of the main screen image.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating the configuration and operation of the embodiment of the present invention, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described as at least one embodiment, By the technical spirit of the present invention described above and its core configuration and operation is not limited.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 모니터용 범용 영상 처리 장치의 구성 블록도로서, 여러 가지 형태로 입력되는 영상 데이터를 색 좌표 변환하거나 포맷 변환을 수행하여 디스플레이가 용이하도록 변환하는 제 1 영상 입력부(101), 상기 제 1 영상 입력부(101)와 병렬로 배치하여 상기 제 1 영상 입력부(101)에 입력되는 영상과 같은 영상 또는, 다른 영상을 입력받아 색 좌표 변환하거나 포맷 변환을 수행하여 디스플레이가 용이하도록 변환하는 제 2 영상 입력부(102), 상기 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)에서 출력되는 영상 데이터를 이용하여 PIP(Picture In Picture), POP(Picture out of Picture), 이중 화면(Split-screen) 등의 화면을 구성하고 또한, 필요시에 OSD 영상을 합성하여 최종 영상을 출력하는 후 처리부(103), 상기 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102), 후 처리부(103)를 외부 CPU에서 제어할 수 있도록 하는 호스트 인터페이스부(104), 입력되는 영상 신호로부터 동기 신호를 추출하고 각종 디스플레이용 동기 신호를 생성하는 동기 신호 발생부(105), 및 외부에서 입력되는 영상이나 영상 처리의 중간 과정을 저장하는 메모리와의 인터페이스를 위한 메모리 인터페이스부(108)로 구성된다.1 is a block diagram illustrating a general image processing apparatus for a digital monitor according to an embodiment of the present invention. The first
상기 제 1 영상 입력부(101)는 영상 입력 인터페이스부(Video Input Interface, 101a), 색 좌표 변환부(Color Space Converter, 101b), 잡음 제거부(Noise Reducer, 101c), 및 포맷 변환부(Format Converter, 101d)로 구성된다. The first
상기 제 2 영상 입력부(102)도 제 1 영상 입력부(101)와 마찬가지로, 영상 입력 인터페이스부(102a), 색 좌표 변환부(102b), 잡음 제거부(102c), 및 포맷 변환부(102d)로 구성되며, 동일한 블록은 동일 동작을 수행한다.Similar to the first
상기 후 처리부(103)는 스위치부(103a), 화질 개선부(103b), PIP 먹스부(103c), OSD부(103d), 색 좌표 변환부(103e), 룩업 테이블(LUT: Lookup Table, 103f), 동기 파형 발생부(Tri-level Generator)(103g), 및 디지털/아날로그 컨버터(DAC)(103h)로 구성된다.The
이와 같이 구성된 본 발명에서 호스트 인터페이스부(104)는 외부 CPU와의 인터페이스를 담당하는 부분으로서, I2C와 같은 직렬(serial) 인터페이스나 ARM이나 모토롤라 계열의 CPU와 같은 병렬 (parallel) 인터페이스를 지원한다. 또한 영상 처리 장치(100)의 전체적인 동작을 결정하고 제어한다. 즉 두 개의 입력 영상이 임의의 디스플레이 모드로 출력될 때 이를 적절히 수행할 수 있도록 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)의 포맷 변환부(101d,102d), 후 처리부(103)의 스위칭부(103a), PIP 먹스부(103c), 및 동기신호 발생부(105) 등을 제어한다.In the present invention configured as described above, the
그리고, 상기 메모리 인터페이스부(108)는 여러 개의 입력 영상을 외부 메모리(예를 들면, 동기식 디램, SDRAM)에 저장하거나 외부 메모리에 저장되어 있는 영상을 읽어내어 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)의 포맷 변환부(101d,102d), 후 처리부(103)의 OSD부(103d)에 제공한다. 이때, 입력 형태와 디스플레이 형태에 따라서 포맷 변환된 영상이 메모리에 저장되기도 하고 포맷 변환하기 전의 영상이 메모리에 저장되기도 한다The
또한, 상기 메모리 인터페이스부(108)와 외부 메모리 사이에는 외부 메모리와의 인터페이스를 담당하는 메모리 아비터(109)가 있는데, 상기 메모리 아비터(109)는 포맷 변환부, OSD 처리부, 그래픽 엔진 등과 같이 메모리를 사용하 는 블록들에게 적절한 시기에 메모리 사용권을 제공해준다. 이때, 사용하는 메모리의 양은 디스플레이 해상도에 따라서 달라질 수 있으며 통상, 8M/4M 바이트의 SDRAM을 사용한다.In addition, between the
한편, 상기 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)는 입력되는 영상 데이터에 적절한 영상 처리를 하여 후처리(Post Processing)부(103)에서 쉽게 디스플레이 화면을 구성할 수 있도록 한다. 이때, 상기 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)는 병렬로 배치하여 두 개의 입력 영상에 대해서 서로 같은 방식으로 영상을 처리할 수 있도록 하며, PIP, POP, 이중 화면 등의 화면을 쉽게 합성할 수 있게 구성된다.On the other hand, the first and second
여기서, 상기 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)로 입력되는 영상으로는 NTSC, PAL과 같은 기존의 아날로그 영상 신호나 PC 신호 출력, 또한 다양한 해상도의 콤포넌트 영상을 입력받을 수 있으며 이를 하기의 표 1에 나타내었다.Here, as the image input to the first and second
그리고, 후 처리부(103)는 두 개의 영상을 합성하는 기능과 화질 개선 및 최종 디스플레이에 적합한 영상 처리를 수행한다 즉, 상기 후 처리부(103)는 디스플레이 장치에서 필요한 신호를 제공하는데, 특히 최근 증가 추세인 PDP나 LCD와 같 은 디지털 인터페이스를 갖는 디스플레이 장치를 위해 디지털 신호를 그대로 출력하며, 동시에 병렬로 일반 디지털 TV에서의 디스플레이를 위해 아날로그화하여 출력한다.In addition, the
본 발명의 영상 처리 장치(100)에서 지원하는 주요 출력 신호 포맷을 하기의 표 2에 나타내었다.The major output signal formats supported by the
즉, 상기 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)는 입력되는 영상 데이터의 동기 신호를 적절히 분리하고 색 좌표를 일치시켜 포맷 변환이 용이하게 하며 입력 영상 포맷을 디스플레이 해상도로 변환시켜 후 처리부(103)에서의 영상 처리를 용이하게 해준다. 또한, 입력 영상의 잡음 성분을 제거하고 입력 영상의 히스토그램(Histogram) 정보를 추출하여 후 처리부(103)에서 사용할 수 있게 한다.That is, the first and second
여기서는 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)의 내부 동작이 같으므로 제 1 영상 입력부(101)를 실시예로 상세히 설명한다.Here, since the internal operations of the first and second
상기 제 1 영상 입력부(101)의 영상 입력 인터페이스부(101a)는 입력 영상에 대한 다양한 정보들 즉 입력 영상의 크기, 입력 영상의 프레임 율, 입력 영상의 주 사 방식 등의 정보들을 검출하여 포맷 변환을 위해 색 좌표 변환부(101b)로 출력한다. 또한, 영상의 주변부에는 비정상적인 영상 정보가 담겨있는 경우가 많이 있으므로, 이러한 영상의 경우에는 불필요한 영상을 제거하는 역할도 함께 수행한다. The image
상기 색 좌표 변환부(101b)는 다양한 색 좌표를 갖는 입력 영상을 포맷 변환에 적절한 색 좌표로 변환하여 잡음 제거부(101c)로 출력한다. The color coordinate
일반적인 영상의 색 좌표 형태는 RGB, YCbCr, YUV, YIQ, YDbDr 등 다양한 색 좌표 형태를 가질 수 있다. VGA, SVGA, XGA 등과 같은 PC의 출력은 일반적으로 RGB 색 좌표 형태를 갖는다. 반면 MPEG을 기반으로 사용하고 있는 디지털 TV 영상의 경우 일반적으로 YCbCr 색 좌표 형태를 갖는다. 또한, 기존의 아날로그 NTSC 영상의 경우 YIQ나 YUV와 같은 색 좌표 형태를 갖는 경우가 일반적이다. 그런데, 유럽지역에서 많이 사용하는 SECAM의 경우 YDbDr 과 같은 색 좌표 형태를 갖는다. The color coordinates of a general image may have various color coordinates such as RGB, YCbCr, YUV, YIQ, and YDbDr. PC outputs such as VGA, SVGA, XGA, etc. generally have the form of RGB color coordinates. On the other hand, digital TV video based on MPEG generally has the form of YCbCr color coordinates. In addition, the conventional analog NTSC image has a color coordinate form such as YIQ or YUV. However, SECAM, which is widely used in Europe, has the same color coordinate format as YDbDr.
이와 같이 다양한 색 좌표 영상이 외부로부터 입력될 경우에 상기 색 좌표 변환부(101b)는 포맷 변환부(101d)에서 요구하는 일정한 색 좌표 형태로 변환한다. 그리고, 이 색 좌표 형태는 디스플레이 처리부에서 디스플레이 장치의 색 좌표 형태로 변환되기 전까지 일정한 형태를 유지함으로써, 대부분의 영상 처리부에서 일정한 형태의 색 좌표만을 고려하면 된다. As described above, when various color coordinate images are input from the outside, the color coordinate converting
또한, 영상 입력부(101)로 입력되는 영상이 RGB 영상과 같이 R, G, B 각각이 8비트를 갖는 24비트 영상 형태로 입력될 수도 있고 YCbCr 영상과 같이 Y는 8비트 CbCr은 8비트로 서로 교차 샘플링 되어서 총 16비트의 영상 형태로 입력될 수도 있다. 또한 NTSC와 같은 경우는 앞서 언급한 바와 같이 16비트 형태로 입력될 수도 있지만 D1 포맷과 같이 8비트로 입력될 수도 있다. 이러한 다양한 경우의 입력 형태도 색좌표 변환부(101b)에서는 전술한 경우와 마찬가지로 포맷 변환부(101d)에서 필요로 하는 적절한 형태로 변환하여 줌으로써, 포맷 변환부(101d) 및 그 밖의 영상 처리를 효과적으로 수행할 수 있다.In addition, an image input to the
이때, 디스플레이 장치 또한 RGB, YPbPr 등의 다양한 색 좌표의 영상을 필요로 한다. 그러므로, 상기 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)와 후 처리부(103)에 각각 별도의 색 좌표 변환부(101b,102c,103e)를 사용하고 있다.In this case, the display device also needs an image of various color coordinates such as RGB and YPbPr. Therefore, separate color coordinate converting
일반적인 색 좌표 변환을 위해서는 다음의 수학식 1과 같은 변환식을 사용하면 된다.For general color coordinate conversion, a conversion equation such as Equation 1 below may be used.
상기된 수학식 1의 연산은 9개의 곱셈기를 파이프라인 구조로 구현하여 80MHz 이상의 고속으로 곱셈이 가능하도록 구현하였다. 상기 수학식 1에 적용하여 YCbCr 색 좌표 영상을 RGB 색 좌표 영상으로 변환할 때의 변환식은 하기의 수학식 2와 같다.The operation of Equation 1 described above was implemented to enable multiplication at high speed of 80 MHz or more by implementing nine multipliers in a pipeline structure. The conversion equation when converting the YCbCr color coordinate image to the RGB color coordinate image by applying to Equation 1 is shown in
또한, RGB 색 좌표의 영상을 YCbCr 색 좌표의 영상으로 변환할 때의 변환식은 하기의 수학식 3과 같다. The conversion equation when converting an image of RGB color coordinates to an image of YCbCr color coordinates is shown in Equation 3 below.
상기 잡음 제거부(101c)는 입력 영상에 존재할 수 있는 잡음 성분을 제거하여 포맷 변환부(101d)로 출력한다.The
일반적으로 디지털 TV 신호의 경우는 매우 선명한 화질의 영상이 입력되나 NTSC와 같은 아날로그 신호의 경우는 잡음에 약한 성질 때문에 영상에 잡음 성분이 포함되는 경우가 많다. 특히 아날로그 VCR에서 출력되는 영상의 경우 특히 심한 잡음 성분이 포함되는 것을 볼 수 있다. 따라서, 상기 잡음 제거부(101c)는 포맷 변환 이전에 영상에 존재하는 잡음 성분을 제거하여 잡음 성분이 후 처리부(103)로 전달되는 것을 막는다.In general, a digital TV signal receives a very clear image, but analog signals such as NTSC often contain noise components because of its weakness. In particular, the video output from an analog VCR contains a particularly severe noise component. Therefore, the
상기 잡음 제거부(101c)에서 잡음이 제거된 영상 신호는 포맷 변환부(101d)로 출력된다.The video signal from which the noise is removed by the
기존의 아날로그 TV가 NTSC의 경우는 525 라인의 단일 포맷의 영상 신호를 가지고 PAL이나 SECAM의 경우는 625 라인의 단일 신호 포맷을 가진다. 반면에 디지털 TV에서는 매우 다양한 영상 포맷을 가질 수 있다. 또한 프로젝터(Projector), 프로젝션(Projection) TV 등의 대중화로 인해 디스플레이가 대형화되고 PDP, DLP 등의 새로운 디스플레이 장치의 출현으로 인해서 디스플레이 장치의 해상도 또한 매우 다양하게 되었다. 이로 인해서 디지털 TV 모니터의 경우 영상 신호의 입력 해상도와 출력 해상도가 다른 경우가 대부분이며 이를 위해서 입력 영상의 해상도를 출력 영상의 해상도로 변환시키는 포맷 변환부(101d)의 사용이 필수적이다.Conventional analog TV has 525 lines of single format video signal for NTSC and 625 lines of single signal format for PAL or SECAM. On the other hand, digital TV can have a wide variety of image formats. In addition, due to the popularization of projectors and projection TVs, the display has been enlarged and the resolution of display devices has also become very diverse due to the emergence of new display devices such as PDPs and DLPs. For this reason, in the case of a digital TV monitor, the input resolution and the output resolution of the video signal are often different. For this purpose, it is necessary to use a
도 2는 상기 포맷 변환부(101d)의 일 실시예를 나타낸 구성 블록도로서, 본 출원인에 의해 출원(출원번호 2000-1420호)된 바 있다. 도 2와 같은 포맷 변환부(101d)는 입력 영상의 수평 방향 해상도와 수직 방향 해상도가 독립적으로 제어될 수 있으며, 수직 방향 포맷 변환부(201)와 수평 방향 포맷 변환부(202)에 사용되는 클럭을 적절히 제어하여 두 개의 포맷 변환부(201,202)를 효과적으로 사용한다.2 is a block diagram showing an embodiment of the
즉, 상기 포맷 변환부(101d)는 먹스를 포함한 수직 포맷 변환부(VFC)(201), 먹스를 포함한 수평 포맷 변환부(HFC)(202), 입력 영상과 상기 수직 포맷 변환부(201)의 출력과 수평 포맷 변환부(202)의 출력 중 어느 하나를 선택 출력하는 먹스(203), 상기 먹스(203)의 출력을 메모리 인터페이스(108)를 통해 메모리에 저장하는 쓰기 제어부(204), 상기 메모리에 저장된 데이터를 상기 메모리 인터페이스(108)를 통해 읽어오는 읽기 제어부(205), 상기 수직 포맷 변환부(201)의 출력과 상기 수평 포맷 변환부(202)의 출력과 상기 읽기 제어부(205)의 출력 중 어느 하나를 선택 출력하는 먹스(206)로 구성된다.That is, the
이때, 입력되는 영상의 크기와 출력되는 영상의 크기에 따라 여러 개의 모드로 변환되는데, 이러한 모드 변환은 모드 검출부(207)가 입력 영상의 데이터 경로를 포맷 변환부 내에 위치한 다수개의 먹스를 통하여 제어함으로써 이루어진다. In this case, the mode is converted into a plurality of modes according to the size of the input image and the size of the output image, the
그리고, 클럭 먹스(208)는 상기 모드에 따라 수직 포맷 변환부(201)와 수평 포맷 변환부(202)에 입력 영상의 클럭 또는, 디스플레이용 클럭을 제공한다. 즉, 입력 영상을 확대하거나 그대로 출력하는 경우에는 포맷 변환시 디스플레이용 클럭을 제공하고, 입력 영상을 축소하는 경우에는 포맷 변환시 입력 영상의 클럭을 제공하며, 이는 수직, 수평 포맷 변환에 대해서 동일하게 적용된다.The
먼저, 출력 영상의 수평 방향 해상도와 수직 방향 해상도가 입력 영상의 수평/수직 방향 해상도보다 같거나 클 경우에는 입력 영상을 우선 메모리에 저장한 후, 상기 메모리에 저장되어 있는 영상을 읽어 내면서 수직 포맷 변환부(201)와 수평 포맷 변환부(202)에서 차례로 수직 방향과 수평 방향으로 영상의 해상도를 증가시켜 후 처리부(103)로 출력한다.First, when the horizontal resolution and the vertical resolution of the output image are equal to or larger than the horizontal / vertical resolution of the input image, the input image is first stored in a memory, and then the vertical format is converted while reading the image stored in the memory. The
또한, 출력 영상의 수평방향 해상도와 수직 방향 해상도가 입력 영상의 수평/수직 방향 해상도보다 모두 작을 경우에는 입력 영상을 수평 포맷 변환부(202)와 수직 포맷 변환부(201)를 차례로 통과시켜 수평 방향과 수직 방향의 해상도를 먼저 줄인 다음에 메모리에 저장하고, 이후 수평, 수직 방향으로 축소된 영상을 바로 메모리에서 읽어내어 후 처리부(103)로 출력한다.In addition, when the horizontal resolution and the vertical resolution of the output image are both smaller than the horizontal / vertical resolution of the input image, the input image is passed through the
그리고, 수평 방향으로는 영상의 해상도가 증가하고 수직 방향으로는 영상의 해상도가 감소하는 경우에는 입력 영상을 먼저 수직 포맷 변환부(201)를 통과시켜 수직 방향의 해상도를 줄인 다음에 메모리에 저장한다. 이후, 메모리에서 읽어낸 영상을 수평 포맷 변환부(202)로 입력시켜 수평 방향으로 영상의 해상도를 증가시킨 후 후 처리부(103)로 출력한다.When the resolution of the image increases in the horizontal direction and the resolution of the image decreases in the vertical direction, the input image is first passed through the
또한, 수평 방향으로는 영상의 해상도가 감소하고 수직 방향으로는 영상의 해상도가 증가하는 경우에는 입력 영상을 먼저 수평 포맷 변환부(202)를 통과시켜 수평 방향의 해상도를 줄인 다음에 메모리에 저장한다. 이후, 메모리에서 읽어낸 영상을 수직 포맷 변환부(201)로 입력시켜 수직 방향으로 영상의 해상도를 증가시킨 후 후 처리부(103)로 출력한다.In addition, when the resolution of the image decreases in the horizontal direction and the resolution of the image increases in the vertical direction, the input image is first passed through the
한편, 상기 포맷 변환부(101d)에는 순차 주사화부(IPC ; Interlaced/Progressive converter)가 포함되는데, 상기 순차 주사화부는 비월 주사 방식의 표준 화질(SD) 영상이나 NTSC/PAL 등의 비월 주사 영상을 순차 주사 방식의 고화질(HD) 영상으로 변환시킨다. The
상기 비월 주사 방식의 영상은 영상의 신호 대역을 압축함으로써 주어진 대역폭을 효과적으로 사용하여 영상의 해상도를 높이는 방법으로 NTSC나 PAL등의 아날로그 영상에서 사용되었고 이로 인하여 디지털 TV에서도 적용되고 있다. 그러나, 비월 주사 영상을 단순히 포맷 변환하여 영상의 해상도를 변환하는 경우 심각한 화질 열화를 초래하게 된다. 이를 피하기 위해서는 비월 주사 형태의 영상을 먼저 순차 주사 형태의 영상으로 변환하는 작업이 필요하다.The interlaced scan method is used in analog video such as NTSC or PAL as a method of increasing the resolution of an image by effectively using a given bandwidth by compressing a signal band of the video, and thus has been applied to digital TV. However, when the interlaced scanned image is simply converted into a format to convert the resolution of the image, serious image quality deterioration occurs. To avoid this, it is necessary to first convert the interlaced image into a sequential scan image.
도 3은 상기 순차 주사화부에서 비월 주사 형태의 영상을 움직임 검출을 이용한 보간 방법으로 순차 주사 형태의 영상으로 변환하는 예를 보이고 있다.3 illustrates an example of converting an interlaced scan image into a progressive scan image by an interpolation method using motion detection in the sequential scanning unit.
도 3에서 순차 주사화부는, 연속되는 4 필드의 영상 즉, 이전 2 필드(Ti,Tj), 현재 필드(Tk), 이후 필드(Tl)을 이용하여 Tk 필드에서 존재하지 않는 화소인 'z' 화소를 매 화소마다 연속적으로 생성한다. Progressive conversion unit in Fig. 3, the image of successive four fields namely, before the second field (T i, T j), that does not exist in T k field by the current field (T k), since the field (T l) A 'z' pixel, which is a pixel, is continuously generated for every pixel.
도 4는 상기 순차 주사화부의 일 실시예를 나타낸 상세 블록도로서, 'z' 화 소 주위의 영상 데이터를 시간과 공간적으로 참고하여 영상의 움직임의 유무를 판단하게 된다. 4 is a detailed block diagram illustrating an exemplary embodiment of the sequential scanning unit, and determines whether there is a motion of an image by referring to image data around a 'z' pixel in time and space.
도 4를 보면, 상기 순차 주사화부는 영상을 구현하는 필드 데이터 중에서 현재 필드 데이터를 기준으로 이전, 이후 필드 데이터들을 입력받아 각 필드 데이터 간의 밝기 차이와 밝기윤곽 패턴 차이를 검출하여 동영상의 움직임 정도값을 계산하는 움직임 검출부(401), 상기 밝기 차이와 밝기윤곽 패턴차이가 소정의 한계치 이상이면 기설정된 값으로 매핑하여 움직임 정도값을 측정하는 최대값 검출부(402), 상기 움직임 정도값에 포함된 잡음 성분을 제거하고 움직임 정도값이 있는 영역을 군집화하는 메디안 필터부(403), 상기 군집화된 영역을 인접한 주변화소로 움직임 정도값을 확장하는 움직임 확장부(404), 현재 필드의 데이터 중에서 주변에 위치한 화소 데이터들을 이용하여 보간 데이터를 생성하는 공간 보간부(406), 현재 필드를 기준으로 바로 이전 필드와 바로 이후 필드에 존재하는 화소 데이터들을 이용하여 보간 데이터를 생성하는 시간 보간부(407), 및 상기 움직임 확장부(404)의 움직임 정도값이 영상의 움직임이 있음을 나타내면 상기 공간 보간부(406)의 출력을 선택하고, 없음을 나타내면 상기 시간 보간부(407)의 출력을 선택하여 보간 데이터를 출력하는 선택부인 스위칭부(405)로 구성된다.Referring to FIG. 4, the sequential scanning unit receives previous and subsequent field data based on current field data among field data for realizing an image, and detects a difference in brightness and a brightness contour pattern between field data to detect a motion degree of the video. A
이와 같이 구성된 도 4에서, 움직임 검출부(401)는 연속되는 4 필드의 영상 즉, 현재 필드(Tk)와 현재 필드(Tk)를 기준으로 이전 2 필드(Ti,Tj
), 이후 필드(Tl)을 이용하여 각 필드 데이터 간에 존재하는 특정 라인들의 화소값과 밝기윤곽패턴 의 차이를 검출하여 동영상의 움직임 정도를 검출한다. 즉, 상기 움직임 검출부(401)는 각 필드 데이터 간의 밝기 차이(Bd : Brightness Difference)와 각 필드 데이터 간의 밝기윤곽 패턴차이(Pd : Brightness Profile Pattern Difference)를 산출하여 최대값 검출부(402)로 출력하고, 상기 최대값 검출부(402)는 밝기 차이(Bd)와 밝기윤곽 패턴차이(Pd)가 소정의 임계치 이상이면 기설정된 값으로 매핑하여 움직임 정도를 측정한다.In this
이때, 방송신호에 의해 전송된 화상은 부호화 단계, 또는 전송 단계에서 필연적으로 잡음이 섞이게 된다. 따라서, 상기 메디안 필터(403)는 상기 최대값 검출부(402)의 출력으로부터 이러한 잡음성분을 제거하고, 화상 중에 움직임이 검출된 영역을 군집화하여 움직임 확장부(404)로 출력한다. 상기 움직임 확장부(404)는 상기 메디안 필터(403)에서 출력된 움직임 정도값을 인접한 다른 화소로 확장시킨다. At this time, the image transmitted by the broadcast signal inevitably contains noise in the encoding step or the transmission step. Therefore, the
여기서, 상기 움직임 확장부(404)가 움직임 정도값을 인접한 화소로 확장시키는 이유는 다음과 같다. 일반적으로 동영상의 움직임은 특정 화소에서만 이루어지는 것이 아니라 일정 영역의 화소군들에서 이루어진다. 따라서, 특정 화소에 움직임 정도값이 감지되었다면, 그 화소의 잡음성분에 의한 것이거나, 아니면 그 특정 화소 및 인접한 주변 화소가 움직임 상태에 있을 수 있다. 그런데, 이미 메디안 필터(403)에 잡음성분에 해당하는 움직임 정도값이 제거된 상태이므로, 이 주변 화소들이 움직임 상태에 있을 가능성이 높다. 따라서, 상기 움직임 확장부(404)는 메디안 필터(403)에서 출력된 움직임 정도값을 그 움직임 정도값이 감지된 화소의 주변으로 확산시키는 것이다. 상기 움직임 확장부(404)의 출력은 스위칭부(405)로 출 력된다.The reason why the
상기 스위칭부(405)는 움직임 확장부(404)에서 출력되는 움직임 정도에 따라 공간 보간부(406)의 출력 또는, 시간 보간부(407)의 출력을 선택하여 보간된 데이터 'z'를 출력한다.The
상기 공간 보간부(406)는 현재 필드(Tk)의 데이터 중에서 주변에 위치한 화소 데이터를 적절히 보간하여(예, ), 새로운 화소 'z'를 생성하게 된다. The
상기 시간 보간부(407)는 바로 이전 필드(Tj)나 바로 이후 필드(Tl)에 존재하는 'c' 화소를 적절히 보간하여(예, ), 새로운 화소 'z'를 생성하게 된다.The
즉, 상기 움직임 확장부(404)의 출력(a)이 영상의 움직임이 있음을 나타내면 상기 스위칭부(405)는 공간 보간부(406)에서 생성된 화소 'z'를 선택하고, 움직임이 없음을 나타내면 상기 스위칭부(405)는 시간 공간부(407)에서 생성된 화소 'z'를 선택하여 출력한다.That is, when the output (a) of the
이때 영상의 경계 부분에 보간될 화소가 위치할 경우에 수직 방향에 위치한 영상만을 이용하여 보간을 수행하게 되면 계단 형태의 영상이 생성될 수 있는 단점이 존재한다. 그러므로 이러한 경우에는 경계 부분의 정확한 경사 방향을 추출하여 경사 방향으로 보간을 수행한다.In this case, when interpolation is performed using only the image positioned in the vertical direction when the pixel to be interpolated is positioned at the boundary of the image, there is a disadvantage in that a staircase-shaped image may be generated. Therefore, in this case, the exact inclination direction of the boundary portion is extracted and interpolation is performed in the inclination direction.
결론적으로, NTSC 영상과 같은 비월 주사 영상을 HD 화질인 1920x1080 해상도의 비월 주사 영상으로 변환시킬 경우 먼저 순차 주사화부를 이용하여 수직해상 도를 증가시킨 순차 주사 영상으로 만든 후 이 영상을 포맷 변환부를 이용하여 각각의 필드별로 1920x540 해상도의 영상을 구현하면 최적의 화질을 갖는 영상을 구현할 수 있다.In conclusion, when converting interlaced scan image such as NTSC image into interlaced scan image of 1920x1080 resolution which is HD quality, first make sequential scan image by increasing vertical resolution by using sequential scanning unit and then use this format conversion unit. Therefore, if the image of 1920x540 resolution is implemented for each field, the image having the best image quality can be realized.
이와 같이 상기 포맷 변환부(101d)는 입력 영상의 해상도를 디스플레이 장치의 해상도로 변환하여 후 처리부(103)로 출력한다.As described above, the
상기 후 처리부(103)는 제 1, 제 2 영상 입력부(101,102)에서 출력되는 두 개의 영상 정보와 CPU에서 제공하는 제어 신호를 이용하여 주화면으로 사용될 영상과 부화면으로 사용될 영상을 선택하고 적절히 결합한다. 또한, 주화면 영상의 화질을 개선시키고 영상 화면에 사용자 메뉴 화면을 추가하여 최종적인 출력으로 제공한다.The
즉, 상기 후 처리부(103)의 스위칭부(103a)는 입력되는 여러 가지의 영상들을 주화면에 디스플레이 될 영상과 보조화면에 디스플레이 될 영상들로 분리한 후 주화면 영상은 화질 개선부(103b)로 출력하고, 보조 화면 영상은 PIP 먹스(103c)로 출력한다. 여기서, 주화면에 디스플레이 될 영상과 보조화면에 디스플레이 될 영상들은 디스플레이 모드나 입력 선택에 따라 달라질 수 있으며 사용자가 적절히 제어할 수 있다.That is, the
상기 화질 개선부(103b)는 포맷 변환에 의해 디스플레이 장치의 해상도를 갖는 주화면 영상에 대하여 필요한 처리를 가하여 디스플레이 장치에 적합한 화질을 제공한다. 즉, 포맷 변환된 영상이 디스플레이 장치의 칼라 특성에 맞도록 영상의 밝기(brightness), 명암(contrast), 색상(tint), 선명도(sharpness) 등을 조정한 다. 또한, 필요에 따라 잡음 제거, 필터링 등의 영상 처리 기능도 수행한다. The image
도 5에 입력되는 영상의 CDF(Cumulative Density Function)를 계산하여 저장한 후 이 값을 디스플레이 할 때 적용하여 영상의 밝기를 자동적으로 조정하는 방법을 나타내었다. 도 5a는 어두운 영상(dark image)에 대한 히스토그램이고, 도 5b는 도 5a의 어두운 영상에 대한 CDF 커브를 나타내고 있다. 도 5c는 밝은 영상(bright image)에 대한 히스토그램이고, 도 5d는 도 5c의 밝은 영상에 대한 CDF 커브를 나타내고 있다. 즉, 입력 영상이 메모리에 저장되었다가 디스플레이 될 때까지 2~5 필드 정도가 소요되므로 이러한 동작을 위해서는 많은 양을 데이터를 저장하여야 한다. 본 발명에서는 메모리를 효율적으로 사용하기 위하여, 각 입력 영상의 화면에 대하여 3~5개 정도의 값만을 저장하고 추후 이를 보간하여 사용한다. 따라서, 필요한 저장장치의 양을 대폭 간소화하고 원하는 영상 개선 효과를 얻을 수 있다.5 shows a method of automatically adjusting the brightness of an image by calculating and storing a Cumulative Density Function (CDF) of an image input in FIG. 5 and applying this value when displaying the value. FIG. 5A is a histogram for a dark image, and FIG. 5B shows a CDF curve for the dark image of FIG. 5A. FIG. 5C is a histogram for a bright image, and FIG. 5D shows a CDF curve for the bright image of FIG. 5C. That is, it takes about 2 ~ 5 fields until the input image is stored in memory and displayed. Therefore, a large amount of data must be stored for this operation. In the present invention, in order to use the memory efficiently, only about 3 to 5 values are stored for the screen of each input image and interpolated later. Therefore, it is possible to greatly simplify the amount of storage required and obtain the desired image enhancement effect.
한편, SD급의 영상이 입력되고 이를 고화질 영상으로 포맷 변환할 경우 포맷 변환 과정에서 영상의 선명함이 떨어지게 된다. 이를 위해서 상기 화질 개선부(103b)는 도 6과 같은 윤곽선 선명화기를 사용하여 영상의 선명함을 개선시킨다. 인간의 시각 특성상 영상의 선명도는 윤곽선 부분의 대비 정도에 따라 큰 차이를 느낀다. 즉, 윤곽선의 대비가 클수록 선명함을 느끼는데, 이는 영상의 고주파 성분을 증폭시킴으로써 가능하다. 예를 들어, 밝기가 급격히 변하는 신호에 고주파 성분을 증폭시키면 윤곽선 주위에 오버슈트(over shoot)와 언더슈트(under shoot)가 발생함으로써 대비가 증가된다.
On the other hand, if the SD-level image is input and convert the format into a high-definition image, the sharpness of the image is reduced during the format conversion process. To this end, the image
즉, 휘도 신호(Y)는 제 1 LPF(LPF1, 601)에서 1차 저역 통과 필터링된 후 감산기(602)로 출력된다. 상기 감산기(602)는 상기 입력 휘도 신호(Y)와 제 1 LPF(601)에서 저역 통과 필터링된 신호와의 차 신호를 제 2 LPF(LPF2, 603)로 출력하고, 제 2 LPF(603)는 상기 차 신호를 2차 저역 통과 필터링하여 곱셈기(605)로 출력한다.That is, the luminance signal Y is first low pass filtered in the first LPF LPF1, 601 and then output to the
상기 곱셈기(604)는 2차 저역 통과 필터링된 신호에 상수 α를 곱하여 증폭한 후 세츄레이터(saturator)(605)로 출력하고, 상기 세츄레이터(605)는 상기 곱셈기(604)의 특정 비트를 세츄레이션한다. 예로써, 세츄레이터(605)가 N비트 데이터에서 M비트 세츄레이션 한다는 것은 N비트 데이터가 (N-M)비트로 표시할 수 있는 비트 값의 범위를 넘을 경우에 그 제한 범위의 값으로 N비트 데이터를 맵핑(mapping)하는 것이다.The
상기 세츄레이터(605)의 출력은 가산기(606)로 출력되고, 상기 가산기(606)는 상기 입력 휘도 신호(Y)와 세츄레이터(605)의 출력을 더하여 출력한다.The output of the
한편, PIP 먹스부(103c)는 입력되는 하나 혹은 두개의 영상 데이터를 적절히 합성하여 PIP, POP, 이중 화면, 멀티-PIP와 같은 영상을 제공한다. 예를 들어, PIP 디스플레이 모드일 경우에는 주화면 위에 보조화면이 삽입되어 디스플레이되도록 OSD부(103d)로 출력하며, POP 화면이나 이중 화면일 경우에는 주화면과 보조화면이 각각 분리된 화면에 디스플레이되도록 OSD부(103d)로 출력한다.On the other hand, the
상기 OSD부(103d)는 그래픽 엔진(Graphic Engine)(107)과 같이 사용되어 영상 정보 위에 사용자의 메뉴나 자막 등의 영상을 합성하여 디스플레이한다. 이때, OSD부(103d)의 경우 임의의 해상도의 디스플레이를 지원하며 하드웨어 커서 외에 독립된 2개의 OSD 화면을 제공한다. 상기 그래픽 엔진(107)의 경우 점, 선, 사각형 등의 도형을 고속으로 그리는 기능을 제공하며, 이 밖에 16개의 논리 연산을 수행하면서 블록 복사를 고속으로 수행하는 기능을 제공한다.The
상기 OSD부(103d)의 출력은 색좌표 변환부(CSC)(103e)로 출력되고, 상기 색 좌표 변환부(103e)는 OSD부(103d)에서 출력되는 영상의 색좌표를 디스플레이 장치의 색좌표로 변환하여 룩업 테이블(LUT)(103f)로 출력한다.The output of the
상기 룩업 테이블(103f)은 디스플레이 장치의 광전자적 전송 특성을 보상하여 동기 파형 발생부(103g)로 출력한다. 즉, 상기 룩업 테이블(103f)은 R, G, B, 혹은 Y, Cb, Cr의 세 개의 독립적인 성분에 대해서 개별적으로 프로그래밍이 가능하며 이 부분을 이용하여 디스플레이 장치의 광전자적 전송 특성을 보상해준다.The lookup table 103f compensates for the photoelectric transmission characteristics of the display device and outputs the same to the
상기 동기 파형 발생부(103g)는 HD급의 동기 신호를 규격에 맞추어 생성하여 영상신호와 함께 디스플레이 장치로 출력함과 동시에 DAC부(103h)로 출력한다. 상기 DAC부(103h)는 상기 동기 파형 발생부(103g)에서 출력되는 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환시켜 출력한다. 즉, DAC부(103h)의 출력과 병렬로 상기 동기 파형 발생부(103g)에서는 디지털 영상 데이터가 동시에 출력되며, 필요에 따라서 아날로그 디스플레이 장치에 사용되거나 디지털 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. 즉, 상기 동기 파형 발생부(103g)에서 출력되는 디지털 영상 데이터는 최근 증가 추세인 PDP나 LCD와 같은 디지털 인터페이스를 갖는 디스플레이 장치에 디스플레이하기 위해 출력된다.
The synchronizing
그리고, 동기신호 발생부(Sync Generator)(105)는 시스템의 각 부분에 필요한 동기 신호를 제공하는 역할을 수행한다. 즉, 두 개의 입력 영상 신호와 함께 입력되는 동기신호로부터 외부 인터페이스부(104)와 포맷 변환부(101d)에서 영상을 적절히 처리할 수 있도록 필요한 동기 신호를 제공하고 또한, 디스플레이에 동기되는 각종 동기신호를 발생시켜서 포맷 변환부(101d), 스위칭부(103a), PIP 먹스부(103c), DAC부(103h) 등에 제공한다.The
이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 TV 모니터용 범용 영상 처리 장치에 의하면, 디지털 TV용 모니터를 구성하는 데에 있어서 필요한 각종 영상 처리 블록들인 색 좌표 변환부, 잡음 제거부, 포맷 변환부, 순차 주사화부, 화질 개선부, PIP 먹스부, OSD부, 룩업 테이블, DAC 등을 최적으로 배치하여 효과적으로 디지털 TV 모니터용 영상 처리부를 구성할 수 있게 한다.As described above, according to the general-purpose image processing apparatus for a digital TV monitor according to the present invention, a color coordinate conversion unit, a noise removing unit, a format conversion unit, and sequential scanning which are various image processing blocks necessary for constructing a digital TV monitor It is possible to effectively configure an image processing unit for a digital TV monitor by arranging an image unit, an image enhancement unit, a PIP mux unit, an OSD unit, a lookup table, a DAC, and the like.
또한, 본 발명은 기존의 아날로그 NTSC 영상이나 VGA ~ XGA 등과 같은 PC 영상 그리고, 디지털 TV 영상 등을 입력받아 주화면 디스플레이, PIP 디스플레이, POP, 이중 화면 디스플레이 등의 다양한 디스플레이 모드로 디스플레이하는 장치로 사용할 수 있다. 또한 디스플레이 해상도로서 기존의 아날로그 NTSC 출력에 사용 가능할 뿐만 아니라 PC 출력, 표준화질 출력, 고화질 출력으로 사용 가능하여 다양한 디스플레이 장치에 적용 가능한 장점이 있다.In addition, the present invention can be used as a device for displaying in a variety of display modes, such as the main screen display, PIP display, POP, dual screen display, such as the conventional analog NTSC video, PC video such as VGA ~ XGA, and digital TV video Can be. In addition, as a display resolution, not only can be used for the existing analog NTSC output, but also can be used as a PC output, a standard definition output, and a high definition output.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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