KR19990027636A

KR19990027636A - 영상 포맷 변환 장치

Info

Publication number: KR19990027636A
Application number: KR1019970050129A
Authority: KR
Inventors: 김성용
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR100226836B1

Abstract

비월 주사를 순차 주사 방식으로 변환하는 영상 포맷 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 현재의 필드 영상 데이타와 2 필드 지연된 필드 영상 데이타를 입력받아 픽셀 단위로 에지를 검출하고 검출된 에지의 움직임을 판별하는 에지 검출부와, 상기 에지 검출부에서 검출된 에지에 움직임이 있다고 판단된 경우에만 두 필드 영상의 밝기 성분의 차를 미리 설정된 임계값과 비교하여 움직임을 검출하는 움직임 검출부와, 상기 움직임 검출부에서 검출된 움직임 정보에 따라 움직임 데이터를 수평 및 수직 방향으로 확장하는 수평 및 수직 확장부와, 상기 수평 및 수직 확장부에서 확장되어 출력되는 데이타의 움직임 정도에 따라 데이터 보간을 한 후 라인 압축을 수행하는 디인터레이싱부를 포함하여 구성되어, 픽셀 단위로 에지를 검출하고 검출된 에지의 움직임을 판단함으로써 움직임이 없는 바탕영상에서 움직임이 있는 것으로 판단하거나 움직임이 있는데 움직임이 없다고 판단하는 오류를 범하지 않으며, 에지의 움직임을 검출한 후 다시 2개의 원 영상 필드끼리의 차를 구하여 비교함으로써 에지를 비교하는 과정에서 움직임을 검출하지 못하거나 움직임을 제거하는 부분이 생기는 것을 방지할 수 있다.

Description

영상 포맷 변환 장치

본 발명은 엔티에스시(NTSC) 방식인 비월 주사(Interlacing)를 순차 주사(Progressive) 방식으로 변환하는 장치에 관한 것으로서, 특히 영상의 엣지 부분을 이용하여 움직임을 판단하여 디인터레이싱을 수행하는 영상 포맷 변환 장치에 관한 것이다.

일반적인 텔레비젼 영상 신호는 2개의 필드가 1 프레임을 형성하는 비월 주사 방식을 채택하여 송신되는 주파수 대역의 압축을 실행하고 있다. 그리고, 최근 PC나 고선명 텔레비젼에서는 상기 비월 주사를 화면에 디스플레이하고자 하고 있다. 그러나, PC나 고선명 텔레비젼에서는 통상 순차 방식으로 디스플레이하므로 기존의 비월 주사를 디스플레이하기 위해서는 기존의 비월 주사에서 없는 영상 라인을 임의의 방법으로 만들어 순차 주사할 수 있도록 하여야 하는데, 이것을 디-인터레이싱(De-interlacing)이라고 한다. 이를 위해서 먼저 영상의 움직임 검출을 정확히 하여야 한다.

즉, 비월 주사를 순차 주사로 변환하는 종래의 기술에서는 움직임 검출을 두 개의 프레임 차를 가지는 필드 영상의 차를 이용하거나 여러 개의 필드를 이용하여 움직임을 검출한다.

예를 들면, 미국 특허 제 5,488,422호에 개시된 기술에서는 단지 두 개의 프레임차를 갖는 필드 영상의 밝기 성분만을 가지고 움직임을 찾기 때문에 즉, 두 프레임 차를 갖는 밝기 성분이 어떤 값 이상이면 움직임이 있고 어떤 값 이하이면 움직임이 없다고 판단하기 때문에 실질적으로 움직임이 없는 영상에서도 상당히 많은 부분이 움직임이 있음을 나타내고 있다. 따라서, 움직임을 찾고나서 후처리 부분에서 이러한 에러를 제거하기 위해 필터와 같은 프로세서가 필요하게 된다.

또한, 미국 특허 제 5,027,201호에 개시된 기술에서는 움직임을 찾기 위하여 여러 개의 필드 영상이 필요하여 많은 필드 메모리를 필요로 하게 된다. 즉, 기본적으로 4개의 필드 메모리를 가지고 5개의 필드 영상의 대각선간의 픽셀차와 3 필드간의 픽셀차를 이용하여 움직임 검출을 하므로 많은 필드 메모리를 이용하게 된다.

이와같이 종래에는 전자의 경우처럼 단지 2개의 필드 차를 이용하여 움직임 검출을 하면 많은 에러가 발생하고, 그렇지 않고 후자의 경우처럼 여러 장의 필드 영상을 이용하여 움직음 검출을 하면 많은 필드 메모리를 필요로 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 두 개의 필드 메모리를 사용하여 두 개의 필드 영상에서 각각의 에지 성분만을 추출하여 차를 구함으로써, 물체의 움직임을 정확히 검출하는 영상 포맷 변환 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치의 특징은, 현재의 필드 데이터와 2 필드 지연된 필드 데이터를 입력받아 픽셀 단위로 에지를 검출하고 검출된 에지의 움직임을 판별하는 에지 검출부와, 현재의 필드 데이터와 2 필드 지연된 필드 데이터를 비교하여 두 영상의 밝기 성분의 차를 구하여 래치하는 밝기성분 검출부와, 상기 에지 검출부에서 검출된 에지에 움직임이 있다고 판단된 경우에만 상기 밝기성분 검출부로부터 두 영상의 밝기 성분의 차를 입력받고 미리 설정된 임계값과 비교하여 움직임을 검출하는 움직임 검출부와, 상기 움직임 검출부에서 검출된 움직임 정보에 따라 움직임 데이터를 수평 및 수직 방향으로 확장하는 수평 및 수직 확장부와, 상기 수평 및 수직 확장부에서 확장되어 출력되는 데이타의 움직임 정도에 따라 데이터 보간을 한 후 라인 압축을 수행하는 디인터레이싱부로 구성되는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치의 구성 블록도

도 2는 도 1의 에지 검출부의 상세 블록도

도 3은 도 2의 에지 검출기의 상세 블록도

도 4는 도 1의 수평 확장부의 상세 블록도

도 5는 도 1의 수직 확장 및 데이터 샘플부에서 수직 확장의 상세 블록도

도 6은 도 1의 수직 확장 및 데이터 샘플부에서 데이터 샘플의 상세 블록도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 : A/D 컨버터 102, 103 : 필드 메모리

104 : 에지 검출부 105 : 감산기

107 : 버퍼 108 : 스위칭부

109 : 움직임 검출부 110 : 수평 확장부

111 : 수직 확장 및 데이터 샘플부 112 : 2:1 라인 압축부

113 : D/A 컨버터 201,202 : 에지 검출기

203 : 감산기

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치의 전체 구성 블록도로서, 콤필터(도시되지 않음.)를 이용하여 입력되는 복합 영상 신호(비월 주사방식의 영상신호)를 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)로 분리하고 분리된 휘도 신호(Y)를 디인터레이싱한다.

즉, 도 1을 보면, 분리된 휘도 신호(Y)를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈(Analog/Digital ; A/D) 컨버터(101), 상기 A/D 컨버터(101)에서 디지탈로 변환되어 출력되는 비월 주사 영상에서의 263 라인(H)을 저장하는 제 1 필드 메모리(102), 상기 제 1 필드 메모리(102)에 연결되어 제 1 필드 메모리(102)에서 1 필드 지연된 데이터 즉, 262 라인을 저장하는 제 2 필드 메모리(103), 상기 제 2 필드 메모리(103)에서 출력되는 첫 번째 필드 영상 데이터와 상기 A/D 컨버터(101)를 통해 출력되는 세 번째 필드 영상 데이터 각각에서 픽셀 단위로 에지를 검출한 후 픽셀 단위로 2개의 영상의 차를 구하여 스위칭 제어 신호로 출력하는 에지 검출부(104), 상기 제 2 필드 메모리(103)에서 출력되는 첫 번째 필드 영상 데이터와 상기 A/D 컨버터(101)를 통해 출력되는 세 번째 필드 영상 데이터를 비교하여 두 영상의 차를 출력하는 감산기(105), 상기 감산기(105)의 출력을 일시 래치하는 버퍼(107), 상기 에지 검출부(104)에서 출력되는 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭되어 상기 버퍼(107)에 선택적으로 접속되는 스위칭부(108), 상기 스위칭부(108)를 통해 출력되는 데이터와 미리 설정된 임계값을 비교하여 영상의 움직임을 검출하는 움직임 검출부(109)를 포함하여 구성된다. 여기서, 미언급된 부호 106은 에지 검출부(104)에서 에지가 검출되지 않거나 에지가 검출되었어도 움직임이 없다고 판단된 경우에 스위칭부(18)가 접속되는 라인으로 이 라인(106)은 접지되어 있을 수도 있고 이 라인을 통해 의미없는 데이터가 입력될 수도 있다.

상기 에지 검출부(104)는 도 2에서와 같이 세번째 필드 영상에서 픽셀 단위로 에지를 검출하는 에지 검출기(201), 첫 번째 필드 영상에서 픽셀 단위로 에지를 검출하는 에지 검출기(202), 상기 두 에지 검출기(201,202)에서 각각 검출된 에지의 차를 구하여 스위칭 제어 신호로 출력하는 감산기(203)로 구성된다.

상기 두 에지 검출기(201,202)의 구성은 동일하며, 그중 하나를 도 3에 상세하게 도시하였다. 도 3을 보면, 필드 영상 데이터의 1 라인을 지연시키는 제 1 라인 메모리(301), 상기 제 1 라인 메모리(301)에서 지연된 1 라인을 다시 1 라인 지연시키는 제 2 라인 메모리(302), 입력되는 필드 영상 데이터 즉, 세 번째 라인의 첫 번째 픽셀부터 세 번째 픽셀까지 순차적으로 래치하는 버퍼(303,304,305), 상기 버퍼(304)에서 출력되는 두 번째 픽셀에 임의의 상수(α)를 곱하는 곱셈기(306), 상기 버퍼(303,305)에서 출력되는 첫 번째 픽셀과 세 번째 픽셀 그리고, 곱셈기(306)에서 출력되는 두 번째 픽셀을 더하는 가산기(307), 제 1 라인 메모리(301)에서 출력되는 두 번째 라인의 첫 번째 픽셀부터 세 번째 픽셀까지 순차적으로 래치하는 버퍼(308,309,310), 상기 버퍼(310)에서 출력되는 첫 번째 픽셀에 임의의 상수(α)를 곱하는 곱셈기(311), 상기 버퍼(308)에서 출력되는 세 번째 픽셀에 임의의 상수(α)를 곱하는 곱셈기(312), 제 2 라인 메모리(302)에서 출력되는 첫 번째 라인의 첫 번째 픽셀부터 세 번째 픽셀까지 순차적으로 래치하는 버퍼(313,314,315), 상기 버퍼(314)에서 출력되는 두 번째 픽셀에 임의의 상수(α)를 곱하는 곱셈기(316), 상기 버퍼(313,315)에서 출력되는 첫 번째 픽셀과 세 번째 픽셀 그리고, 곱셈기(316)에서 출력되는 두 번째 픽셀을 더하는 가산기(317), 상기 버퍼(305)에서 출력되는 세 번째 라인의 첫 번째 픽셀과 상기 곱셈기(311)에서 출력되는 두 번째 라인의 첫 번째 픽셀과 상기 버퍼(315)에서 출력되는 첫 번째 라인의 첫 번째 픽셀을 더하는 가산기(318), 상기 버퍼(303)에서 출력되는 세 번째 라인의 세 번째 픽셀과 상기 곱셈기(312)에서 출력되는 두 번째 라인의 세 번째 픽셀 그리고, 상기 버퍼(313)에서 출력되는 첫 번째 라인의 세 번째 픽셀을 더하는 가산기(319), 상기 가산기(307,317,318,319)에서 각각 출력되는 값을 각각 래치하는 버퍼(320,321,322,323), 상기 버퍼(320,321,322,323)의 각 출력을 더하는 가산기(324), 및 상기 가산기(324)의 결과에 절대치을 취하는 절대치화부(325)로 구성된다. 여기서, 임의의 상수(α)는 2를 예로 들었으나, 설계 목적에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상수(α) 값이 크면 에지가 두툼해지므로 에지가 대충 검출되고, 상수(α) 값이 작을수록 에지가 정확하게 검출된다.

이와같이 구성된 본 발명은 복합 영상 신호(비월 주사방식의 영상신호)를 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)로 분리한 후 분리된 휘도 신호(Y)는 A/D 컨버터(101)로 입력시켜 8비트의 디지털 밝기 성분의 신호로 만든다.

상기 A/D 컨버터(101)에서 디지털 화된 첫 번째 필드 영상 데이터는 263 라인을 저장하는 필드 메모리(102)에 저장되었다가 A/D 컨버터(101)를 통해 두 번째 필드 영상 데이터가 출력되면 필드 메모리(102)에서 출력되어 262 라인을 저장하는 필드 메모리(103)에 저장되고 필드 메모리(102)에는 두 번째 필드 영상 데이터가 저장된다. 그리고나서, 상기 A/D 컨버터(101)를 통해 출력되는 세 번째 필드 영상 데이터가 필드 메모리(102)에 입력됨과 동시에 에지 검출기(104)와 감산기(105)로 출력되면 필드 메모리(103)에 저장된 첫 번째 필드 영상 데이터도 에지 검출기(104)와 감산기(105)로 출력된다.

상기 감산기(105)는 첫 번째 필드 영상과 세 번째 필드 영상의 차 즉, 밝기 성분의 차를 구한 후 상기 에지 검출부(104)에서 에지가 검출될 때까지 버퍼(107)에 래치시킨다.

한편, 상기 에지 검출부(104)의 에지 검출기(201)는 세 번째 필드 영상에서 픽셀 단위로 에지를 검출하고, 에지 검출기(202)는 첫 번째 필드 영상에서 픽셀 단위로 에지를 검출한다. 여기서, 상기 에지 검출기(201)와 에지 검출기(202)의 구성은 동일하며, 그 중 하나가 도 3에 도시되어 있다. 이때, 제 1 라인 메모리(301)와 제 2 라인 메모리(302)에서는 각각 필드 영상에서의 한 라인을 저장하므로, 픽셀 단위로 에지를 검출하기 위해서는 3개의 라인이 필요하다.

즉, 도 3에서와 같이 첫 번째 라인의 데이타는 제 1 라인 메모리(301)에 저장되었다가 두 번째 라인의 데이터가 들어오면 제 2 라인 메모리(303)로 출력되어 제 2 라인 메모리(302)에 저장되고, 두 번째 라인의 데이타는 제 1 라인 메모리(301)에 저장된다. 이때, 세 번째 라인의 데이타가 들어오면 제 2 라인 메모리(302)에 저장되어 있는 첫 번째 라인의 첫 번째 픽셀, 두 번째 픽셀, 세 번째 픽셀이 시리얼로 버퍼(313,314,315)에 래치된다. 즉, 제 2 라인 메모리(302)에서 출력되는 첫 번째 픽셀은 버퍼(313)에 래치되고, 두 번째 픽셀이 출력되면 첫 번째 픽셀은 버퍼(313)에서 출력되어 버퍼(314)에 래치되고 두 번째 픽셀이 버퍼(313)에 래치되고, 세 번째 픽셀이 출력되면 첫 번째 픽셀은 버퍼(314)에서 출력되어 버퍼(315)에 래치되고 두 번째 픽셀은 버퍼(313)에서 출력되어 버퍼(314)에 래치되며 세 번째 픽셀이 버퍼(313)에 래치된다. 따라서, 버퍼(315)에는 첫 번째 픽셀이, 버퍼(314)에는 두 번째 픽셀이, 버퍼(313)에는 세 번째 픽셀이 각각 래치된다.

마찬가지 방법으로, 제 1 라인 메모리(301)에서 출력되는 두 번째 라인의 첫 번째 픽셀은 버퍼(310)에 래치되고 두 번째 픽셀은 버퍼(309)에 래치되며 세 번째 픽셀은 버퍼(308)에 래치된다. 또한, 세 번째 라인의 첫 번째 픽셀은 버퍼(305)에 래치되고 두 번째 픽셀은 버퍼(304)에 래치되며 세 번째 픽셀은 버퍼(303)에 래치된다.

이때, 첫 번째 라인의 1 픽셀을 x01로 나타내고 2 픽셀, 3 픽셀을 각각 x02, x03으로 나타내며, 마찬가지로 두 번째 라인의 1 픽셀부터 3 픽셀까지를 x11, x12, x13으로, 세 번째 라인의 1 픽셀부터 3 픽셀까지를 x21, x22, x23으로 나타내고, 임의의 상수(α)를 2라고 가정한다. 그리고, 두 번째 라인의 두 번째 픽셀(x12)이 에지인지 아닌지를 검출하는 경우를 실시예로 설명하면, 곱셈기(306)는 버퍼(304)에서 출력되는 세 번째 라인의 두 번째 픽셀 데이터(x22)에 2를 곱하여 가산기(307)로 출력하고, 곱셈기(311)는 버퍼(310)에서 출력되는 두번째 라인의 첫 번째 픽셀 데이터(x11)에 2를 곱하여 가산기(318)로 출력하고, 곱셈기(312)는 버퍼(308)에서 출력되는 두 번째 라인의 세 번째 픽셀 데이터(x13)에 2를 곱하여 가산기(319)로 출력하고, 곱셈기(316)는 버퍼(314)에서 출력되는 첫 번째 라인의 두 번째 픽셀 데이터(x02)에 2를 곱하여 가산기(317)로 출력한다.

상기 가산기(317)는 상기 버퍼(313,315)에서 출력되는 첫 번째 라인의 첫 번째 픽셀(x01)과 세 번째 픽셀(x03) 그리고, 곱셈기(316)에서 출력되는 두 번째 픽셀(2x02)을 더한다(x01+2x02+x03). 상기 가산기(307)는 상기 버퍼(303,305)에서 출력되는 세 번째 라인의 첫 번째 픽셀(x21)과 세 번째 픽셀(x23) 그리고, 곱셈기(306)에서 출력되는 두 번째 픽셀(2x22)을 더한다(x21+2x22+x23). 상기 가산기(318)는 상기 버퍼(305)에서 출력되는 세 번째 라인의 첫 번째 픽셀(x21)과 상기 곱셈기(311)에서 출력되는 두 번째 라인의 첫 번째 픽셀(2x11)과 상기 버퍼(315)에서 출력되는 첫 번째 라인의 첫 번째 픽셀(x01)을 더한다(x01+2x11+x21). 상기 가산기(319)는 상기 버퍼(303)에서 출력되는 세 번째 라인의 세 번째 픽셀(x23)과 상기 곱셈기(312)에서 출력되는 두 번째 라인의 세 번째 픽셀(2x13) 그리고, 상기 버퍼(313)에서 출력되는 첫 번째 라인의 세 번째 픽셀(x03)을 더한다(x03+2x13+x23).

그리고, 각 가산기(307,317,318,319)의 가산 결과는 각각의 버퍼(320,321,322,323)에서 래치된 후 동시에 가산기(324)로 출력되어 가산된다. 이때, 픽셀이 - 가중치를 갖는 경우에는 해당 버퍼에서 2의 보수(2's)를 취하여 출력하면 된다. 즉, 상기 버퍼(321)에서 가산기(317)의 출력에 2의 보수를 취하면 버퍼(321)의 출력은 -x01-2x02-x03가 된다. 또한, 상기 버퍼(322)에서 가산기(318)의 출력에 2의 보수를 취하면 버퍼(322)의 출력은 -x01-2x11-x21 가 된다. 그리고, 상기 버퍼(320, 321,322,323)의 출력을 가산기(324)에서 더하면 (-x01-2x02-x03) + (x21+2x22+x23) + (-x01-2x11-x21) + (x03+2x13+x23)이 된다. 절대치화부(325)는 상기 가산기(324)의 가산 결과에 절대치를 취한 후 에지 여부를 검출한다.

이때, 상기 가산기(324)의 가산 결과에 절대치화부(325)에서 절대치를 취하면 하기 수학식 1과 같다.

또한, 상기 절대치화부(325)는 연산된 절대값을 어떤 임계값과 비교하여 해당 픽셀 즉, 두 번째 라인의 두 번째 픽셀(x12)이 에지인지 아닌지를 판별하고 그에 따른 로직 신호를 출력한다. 여기서, 임계값을 255로 설정하였을 경우, 가산 결과의 절대값이 255 이상이면 에지로 판단하여 1을 출력하고, 255 이하이면 에지가 아니라고 판단하여 0을 출력한다.

따라서, 검출된 에지의 움직임은 감산기(203)를 이용하여 상기 세 번째 필드 영상의 에지를 검출하는 에지 검출기(201)의 출력과 첫 번째 필드 영상의 에지를 검출하는 에지 검출기(202)의 출력의 차 신호를 구하면 알 수 있다.

즉, 두 번째 라인의 두 번째 픽셀(x12)을 예로 들 경우, 에지 검출기(201)에서 1을 출력하고 에지 검출기(202)에서도 1을 출력하면, 두 번째 라인의 두 번째 픽셀(x12)은 에지지만 세 번째 필드와 첫 번째 필드에서 변화가 없으므로 움직임은 없었음을 알 수 있다. 그러므로, 감산기(203)의 출력이 0이면 검출된 에지에 움직임이 없음을 나타내고, 1이면 검출된 에지에 움직임이 있었음을 나타낸다.

그리고, 에지 검출기(201)에서 1을 출력하고 에지 검출기(202)에서 0을 출력하거나, 에지 검출기(201)에서 0을 출력하고 에지 검출기(202)에서 1을 출력하면 두 번째 라인의 두 번째 픽셀(x12)은 에지이면서 세 번째 필드와 첫 번째 필드에서 서로 다른 값을 가지므로 감산기(203)의 출력이 1이 되면서 움직임이 있었음을 알 수 있다.

이와같이 상기 에지 검출부(104)는 3×3 픽셀의 상관 관계를 이용하여 픽셀 단위로 에지를 검출하고 검출된 에지의 움직임을 판별한다.

이때, 상기 감산기(203)에서 출력되는 신호는 스위칭부(108)의 스위칭 제어 신호로서, 0이 출력되면 검출된 에지에 움직임이 없다고 판단하고, 1이 출력되면 검출된 에지에 움직임이 있다고 판단한다.

따라서, 상기 스위칭부(108)는 상기 에지 검출부(104)에서 0이 출력되면 106 라인으로 스위칭되는데. 106 라인으로 입력되는 신호는 0이 될 수도 있고, 의미가 없는 어떤 임의의 값이 될 수도 있다. 한편, 상기 에지 검출부(104)에서 1이 출력되면 상기 스위칭부(108)는 버퍼(107)로 접속된다. 이때, 상기 버퍼(107)에는 첫 번째 필드와 세 번째 필드 영상의 밝기 성분의 차가 래치되어 있으므로, 스위칭부(108)가 버퍼(107)로 접속되면 두 필드의 밝기 성분의 차가 움직임 검출(Motion Detect)부(109)로 입력된다.

상기 움직임 검출부(109)는 움직임을 검출하는데 있어서 밝기 성분의 영상에 대한 임계값을 주어 영상에 움직이는 물체를 검출한다. 즉, 상기 스위칭부(108)를 통해 입력되는 밝기 성분의 차가 어느 값 이상이면 움직임이 있고 어느 값 이하이면 움직임이 없다고 판단하고 그 결과를 출력한다. 이때, 최대값과 최저값 사이의 값은 움직임 정도로 분할할 수 있다. 본 발명에서는 최대값과 최저값 사이를 3단계로 분리하였으며, 이것은 다음 블록으로 움직임 데이터값에 대한 밴드폭을 줄일 수 있다.

한편, 하나의 픽셀만으로는 움직임 검출이 어려우므로 주변의 상황을 보기 위해 수평 확장부(110)과 수직 확장 및 데이터 샘플부(111)에서 움직임 데이타를 수평 방향과 수직 방향으로 확장하고 디인터레이싱을 위해 데이터를 보간한다.

상기 수평 확장부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 움직임 데이터를 수평 방향으로 확장하는데, 움직임 데이터 값중 최대값으로 8 픽셀 단위로 확장한다. 즉, 각 버퍼(400∼407)에는 1 픽셀부터 8 픽셀의 데이터가 차례로 입력되어 최대값 검출기(408)로 출력되고, 최대값 검출기(408)는 이 값들중 최대값을 찾아 수직 확장 및 데이터 샘플부(111)로 출력한다. 여기서, 최대값을 출력하는 것은 최대값이 움직임이 제일 많기 때문이다.

상기 수직 확장 및 데이터 샘플부(111)는 도 5에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 4 픽셀중 최고값으로 4개의 픽셀을 세팅한다. 즉, 라인 단위로 수행하여야 하므로, 1 라인의 데이터는 라인 메모리(500, 501)를 순차적으로 거쳐 라인 메모리(502)에 저장되고, 2 라인의 데이터는 라인 메모리(500)를 거쳐 라인 메모리(501)에 저장되고, 3 라인의 데이터는 라인 메모리(500)에 저장된다. 최대값 검출기(503)는 현재 입력되는 4번째 라인의 픽셀과 라인 메모리(500∼502)에서 출력되는 각 픽셀을 수직 방향으로 비교하여 최고값을 출력한다.

그리고, 상기 최고값 즉, 움직임 정도에 따라 상기 제 1 필드 메모리(102)에서 출력되는 두 번째 필드 데이터와 제 2 필드 메모리(103)에서 출력되는 첫 번째 필드 데이터를 이용하여 필드 영상에 없는 데이터를 만들어내는 데이터 보간을 수행한다. 즉, 도 6에 도시된 바와같이 움직임 여부에 따라 제 1 필드 메모리(102)에서 출력되는 두 번째 필드의 픽셀과 제 2 필드 메모리(103)에서 출력되는 첫 번째 필드의 픽셀을 조합하여 데이터를 만들어낸다.

예를들어, 제 2 필드 메모리(103)에서 출력되는 첫 번째 필드의 픽셀을 a라고 하고, 제 1 필드 메모리(102)에서 현재 출력되는 두 번째 필드의 픽셀은 c, 1H 지연기(600)에서 1H 지연된 이전 픽셀을 b라고 하면, 가산기(601)는 현재 들어오는 두 번째 필드의 픽셀 c와 1H 지연기(600)에서 지연된 픽셀 c을 더하고(b+c), 제산기(602)는 상기 가산기(600)의 가산 결과(b+c)를 2로 나눈다(). 감산기(603)는 상기 제산기(602)의 출력에서 첫 번째 필드의 픽셀 a를 빼고(- a), 곱셈기(605)는 상기 감산기(603)의 결과(- a)에 움직임 검출상태를 나타내는 계수 α를 곱한다((- a) * α). 그리고나서, 가산기(606)는 상기 곱셈기(605)의 결과에 첫 번째 필드의 픽셀 a를 더하여 새로운 픽셀(d = (- a) * α + a) 을 출력한다.

이때, 상기 α는 수평 확장부(110)의 출력이며, 움직임이 전혀 없을때는 0이, 움직임이 아주 많으면 1이 출력된다고 하면, 새로운 픽셀(d)은 움직임이 없으면 픽셀 a로 만들어지고, 움직임이 있으면 두 번째 필드의 두 픽셀의 평균 값()으로 만들어진다. 즉, 움직임이 없으면 α는 0이므로, 가산기(606)의 출력에서 a 픽셀만 남고, 움직임이 있어 α가 1이면픽셀만 남는다.

이와같이 상기 수직 확장 및 데이터 샘플부(111)에서 새로이 생성된 픽셀은 원래의 픽셀과 함께 2:1 라인 압축부(112)로 입력된다. 여기서, 새로운 픽셀이 만들어졌으므로 순차주사의 데이타로 변환한 것처럼 보이나 시간적으로 실질적인 순차 주사의 데이타에 비해 2배 확장되어 있기 때문에 시간압축을 실시하여야 한다. 따라서, 상기 2:1 라인 압축부(112)는 적어도 1/2배의 시간으로 압축하여 순차주사 변환된 데이터 즉, 휘도 신호를 출력한다. 이를 위해 2:1 라인 압축부(112)는 수직 확장 및 데이터 샘플부(111)에서 출력되는 데이터를 노말한 클럭으로 입력받고 출력시에는 적어도 상기 노말한 클럭의 2배 이상의 클럭으로 출력함으로써 가능하다. 상기 2:1 라인 압축부(112)에서 순차 주사로 변환된 휘도 신호는 D/A 컨버터(113)에서 아날로그로 변환되어 출력된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 장치에 의하면, 픽셀 단위로 에지를 검출하고 검출된 에지의 움직임을 정확히 판단함으로써 움직임이 없는 바탕영상에서 움직임이 있는 것으로 판단하거나 움직임이 있는데 움직임이 없다고 판단하는 오류를 범하지 않으며, 에지의 움직임을 검출한 후 다시 2개의 원 영상 필드끼리의 차를 구하여 비교함으로써 에지를 비교하는 과정에서 움직임을 검출하지 못하거나 움직임을 제거하는 부분이 생기는 것을 방지할 수 있다. 이로인해, 필드 메모리는 2개면 충분하므로 필드 메모리의 수를 줄이면서 디인터레이싱을 정확하게 수행할 수 있게된다.

Claims

비월 주사 방식의 필드 영상 신호를 디지탈화하여 순차 주사 방식으로 디인터레이싱하는 영상 포맷 변환 장치에 있어서,

상기 디지탈화된 필드 영상 데이타를 1 필드 지연시켜 출력하는 제 1 필드 메모리와,

상기 제 1 필드 메모리에서 1 필드 지연되어 출력되는 데이터를 다시 1 필드 지연시켜 출력하는 제 2 필드 메모리와,

현재 입력되는 필드 영상 데이타와 상기 제 2 필드 메모리에서 2 필드 지연된 필드 영상 데이타를 입력받아 픽셀 단위로 에지를 검출하고 검출된 에지의 움직임을 판별하는 에지 검출부와,

현재 입력되는 필드 영상 데이타와 상기 제 2 필드 메모리에서 2 필드 지연된 필드 영상 데이터를 비교하여 두 영상의 밝기 성분의 차를 구하여 래치하는 밝기성분 검출부와,

상기 에지 검출부에서 검출된 에지에 움직임이 있다고 판단된 경우에만 상기 밝기성분 검출부로부터 두 영상의 밝기 성분의 차를 입력받아 미리 설정된 임계값과 비교하여 움직임을 검출하는 움직임 검출부와,

상기 움직임 검출부에서 검출된 움직임 정보에 따라 움직임 데이터를 수평 및 수직 방향으로 확장하는 수평 및 수직 확장부와,

상기 수평 및 수직 확장부에서 확장되어 출력되는 데이타의 움직임 정도에 따라 데이터 보간을 한 후 라인 압축을 수행하는 디인터레이싱부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 에지 검출부는

현재 입력되는 필드 영상 데이터로부터 픽셀 단위로 에지를 검출하는 에지 검출기와,

상기 제 2 필드 메모리에서 2 필드 지연된 필드 영상 데이터로부터 픽셀 단위로 에지를 검출하는 에지 검출기와,

상기 두 에지 검출기의 출력을 비교하여 검출된 에지의 움직임을 판별하는 에지 움직임 판별기로 구성됨을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 에지 검출기는

3×3 픽셀의 상관 관계를 이용하여 에지를 검출함을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 에지 검출기는

상하좌우측 각각의 3 픽셀의 값에 가중치를 주어 더하는(-x01-x02-x03 + x21+x22+x23 -x01-x11-x21 + x03+x13+x23) 가산부와,

상기 가산 결과에 절대치를 취한 후 미리 설정된 임계값과 비교하여 에지를 판별하는 절대치화부로 구성됨을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.

여기서, 첫 번째 라인의 1 픽셀부터 3 픽셀까지를 x01, x02, x03로, 두 번째 라인의 1 픽셀부터 3 픽셀까지를 x11, x12, x13로, 세 번째 라인의 1 픽셀부터 3 픽셀까지를 x21, x22, x23로 정의함.
제 1 항에 있어서, 상기 수평 및 수직 확장부는

움직임 데이터 값중 최대값으로 움직임 데이터를 수평 방향으로 확장함을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수평 및 수직 확장부는

수직 방향으로 소정개의 픽셀을 비교하여 그중 최고값으로 소정개의 픽셀을 세팅함을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 디인터레이싱부는

보간하려는 픽셀이 움직임이 없다고 판별되면 이전 필드의 픽셀로 보간함을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 디인터레이싱부는

보간하려는 픽셀이 움직임이 있다고 판별되면 현 필드의 상, 하측 픽셀의 평균값()으로 보간함을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 디인터레이싱부는

데이터를 노말한 클럭으로 입력받고 적어도 상기 노말한 클럭의 2배 이상의 클럭으로 데이터를 출력하는 시간 압축을 수행함을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 장치.