KR20010071737A - 색차 신호 보간 방법 - Google Patents

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Abstract

색차 신호 보간 방법에서, 출력 색차 신호(OUYUV)는 상호간에 이웃한 입력 이미지들로부터 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1),INUV(N))로부터 보간(MED)되고, 출력 색차 신호(OUTUV)중 적어도 하나의 색 포화도 값은, 만일 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1),INUV(N))이 선정된 기준을 만족시킨다면, 하나의 출력 색차 신호(OUTUV)에 대응하는 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1),INUV(N)) 색 포화도 값의 평균보다 작다. 상기 대응하는 표현은 관계된 색차 신호 (INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))는 상호간의 이웃하는 입력 이미지들 내에 공간적인 위치(spatial position)와 색차 형 즉, U/I 또는 V/Q에 관하여 둘다 대응함을 의미한다. 기준은 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N)) 사이에 놓여있고, 대응하는 입력 색차 신호들(INVV(N-1), INVV(N)) 사이의 차는 선정된 임계값(Th)을 초과한다.

Description

색차 신호 보간 방법{Chrominance signal interpolation}
인간 시각 시스템(HVS: Human Visual System)은 색차 자극들(chrominance stimuli)보다 휘도(luminance)에 더 민감하다는 것을 문헌[3]으로부터 알 수 있다. 그러므로, 많은 비디오 처리 알고리즘에서, 휘도 신호에 적용되는 알고리즘은 색차 신호에 적용되는 알고리즘보다 훨씬 더 발전되었다.
스캔 비율 컨버전 알고리즘(scan-rate-conversion algorithms)에서, PROZONIC[1] 및 MELZONIC[2]와 같은 컬러 처리는 부동 보상(non-motion compensate)된다. 예를 들면, 50Hz 인터레이스(interlace)에서 100Hz 인터레이스로 컨버전에 의해 원인이 되는 색차 신호내의 모션 아티팩트(motion artifact)는, 전술된 것처럼, HVS가 색차 신호에 덜 민감하다는 사실에 의해 대부분 마스크된다.그러나. 매우 포화도에 달한(saturated) 색에 대해, 아티팩트는 점차 두드러지고 곤혹스러워진다.
만일 색차 신호가 아닐 때, 휘도 신호가 동작 보상(MC)된다면, 동작 오브젝트에서 잘못된 배열(misalignment)이 일시적으로 보간된 이미지에 대하여 발생한다. 이 잘못된 배열은 특히, 포화도에 달한 어두운 색(saturated dark colors)에 대해 특히 곤혹스러워지는데, 여기서 불변 휘도 원리(constant luminance principle)는 각각의 R, G 및 B 신호의 감마 정정(gamma correction) 때문에 가장 심하게 손상된다.
본 발명은 색차 신호 보간(chrominance signal interpolation)에 대한 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 디바이스를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 실시예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 색차 신호 보간의 제 2 실시예를 도시한 도면.
특히, 본 발명의 목적은 향상된 색차 보간을 제공하는 것이다. 이 목적을 위해, 본 발명은 색차 보간 방법과 디바이스 및 독립 청구항에 정의된 것과 같은 디바이스를 구비하는 디스플레이 장치를 제공한다. 유리한 실시예는 종속 청구항에 정의되어 있다.
본 발명의 주요 측면에 따른 색차 신호 보간의 방법에서, 출력 색차 신호는 상호간의 이웃하는 입력 이미지에서의 상호 대응하는 입력 색차 신호로부터 보간 되고, 적어도 하나의 출력 색차 신호의 색 포화도 값은, 만일 상호간에 대응하는 입력 색차 신호가 선정된 기준을 만족시킨다면, 하나의 출력 색차 신호에 대응하는 상호간에 대응하는 입력 색차 신호 색 포화도 값의 평균보다 작다. 상기 대응하는 표현은 관계된 색차 신호가 상호간의 이웃하는 입력 이미지 내에 공간적인위치(spatial position)와 색차형 즉, U/I 또는 V/Q에 관해 둘다 대응함을 의미한다. 기준은 상호간에 대응하는 입력 색차 신호 사이에 놓여있고, 대응하는 입력 색차 신호 사이의 차는 선정된 임계값(Th)을 초과한다.
본 발명이 이것과 다른 측면들은 하기에 상술되는 실시예를 참조로 하여 명확해지고 설명될 것이다.
본 발명은 색의 잘못된 배열(color misalignment)을 제거하고, 곤혹스러운 아티팩트(annoying artifact)을 감소시킨다. 현재의 견해가 믿는 기본적인 생각은, 휘도 오류(luminance error)를 이끌 수 있는 잘못된 장소의 포화도에 달한 색(saturated color)을 갖는 것 보다, 색을 갖지 않던가 또는 감소된 포화도를 갖는 색을 갖는 것이 났다는 것이다. 짧게 말해서 ' 틀린 것보다는 색이 덜하거나 없는 것이 났다.'는 것이다. 오직 (빠르게) 움직이는 이미지 부분에서 에러가 발생한다면, 매우 간단한 이동 검출기(motion detector)는, 현격하게 변화하는 곳의 색차를 스위치 오프 시키도록 신호를 제공할 수 있다. 우리는 두 개의 더 또는 덜 동일하게 수행되는 실시예 안에서 이 기본적인 생각이 명확해 지도록 한다.
50 Hz의 인터레이스(interlaced)에서 100Hz 인터레이스로 컨버전되는 상황을 고려하라. 이것은 도 1에 도시되어 있다. 본 발명에서, 색차 신호는 다양한 방법으로 만들어질 수 있다.를 생성하기 위한 제 1 안으로서,와사이의 일시적으로 보간된 필드 및에 대한 직관적인 표시법(intuitive notation)은 다음처럼 정의된다.
MED는 중앙 필터 연산자(median filter operator)이고, ref는 기준 신호 레벨, 예를 들면 어떤 색도 가리키지 않는, 0 이다.와는 수직적으로 보간된 샘플일 수도 있다. 하기에, U(N-1)는, 등등 에 대한 속기 표기로서 이용될 수 있다. 결과적으로, 만일 U(N-1) 및 U(N)이 기준(ref)측에 있다면, 기준에 가장 가까운 하나는 입력 쪽을 가리킨다. 그러므로 일시적인 보간은, 두 샘플(과거와 현재 필드에서)이 거의 동일할 때만, 동일한 색차 요소의 결과를 가질 것이고, 아직 화상부 안에 있는 경우이다. 움직이는 화상부 안에서, 기준과 가장 가까운 색차 요소, 즉 가장 낮은 포화도가 선택되고, 상기 언급된 잘못된 배열의 아티팩트 타격을 제거한다. 그러나. 일시적으로 보간된 이미지는, 일시적이지 않은 보간된 이미지와 비교하여 움집임 영역 안에서 낮은 색 정보를 포함한다. 비록, 출력 색차 신호가 기존의 기술에 비하여 낮은 색 정보를 갖고 있지만, 아직 주관적으로 난 이미지의 질을 생산할 수 있다. 간단한 일시적인 평균 종래 기술에서의 잘못된 배열은 100Hz 인터레이스된 시퀀스내의 이미지의 절반에 대한 색 대비(color contrast)의 손실보다 더 많이 손해를 입힌다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 실시예를 도시한다. 입력 휘도 신호(INY)는 2배의 필드 주파수를 갖는 휘도 신호(INY) 제 1 휘도 이미지 메모리(MEM-Y-1)로 인가된다. 휘도 신호(INY(N))는 지연된 휘도 신호(INY(N-1))를 발생시키기 위해서 제 2 휘도 이미지 메모리(MEM-Y-2)로 인가된다. 휘도 신호(INY(N)) 및 지연된 휘도 신호(INY(N-1))는 각각이 동작 백터 측정기 및 동작 보정 공간-시간 보간 회로(MCI)로 입력된다. 동작 측정기(ME)에 의해 측정된 동작 백터(MV)는 동작 보정 공간-시간 보간 회로(MCI)에 인가된다. 동작 보상된 공간-시간 보간 회로(MCI)는 휘도 신호(OUTY)를 출력한다.
입력 색차 신호(INuv)는 두 배의 필드 주파수를 갖는 색차 신호(INuv(N))를 발생시키도록 제 1 색차 이미지 메모리(MEM-UV-1)로 인가된다. 색차 신호(INuv(N))는 지연된 색차 신호(INuv)(N-1)를 발생시키도록 제 2 색차 이미지에 인가된다. 색차 신호(INuv(N)) 및 지연된 색차 신호(INuv(N-1))는, 또한 기본 신호(REF)를 수신하는 중간 필터(MED)의 입력에 인가된다. 중간 필터는 출력 색차 신호(OUTUV)를 공급한다.
출력 휘도 신호(OUTY) 및 출력 색차 신호(OUTUV)는, 디스플레이(D)에 인가되는 RGB 신호를 얻도록 행렬 회로(MX)에 인가된다.
색차 신호를 생성하기 위한 제 2 제안은 다음처럼 정의된다.
G()는 예를 들면 일시적인 평균인, 보간 함수이고, Th는 임계값이다. 만약 색차 요소 사이의 차가 일정한 임계값을 초과한다면, 어떤 색도 가리키지 않는 기준 신호가 선택된다. 만약 차이가 임계값과 비교하여 작다면, 평균 또는 다른 보간값 알고리즘은 출력 색차 샘플을 계산하도록 적용 될 수 있다. 그러므로 아직 화상부에 대하여, 색차 정보는 이미지부 안에 남아있고, 색차 요소는 '무색(no-color)'으로 리셋한다.
도 2는 본 발명에 따른 색차 신호 보간 장치에 대한 제 2 실시예를 도시한다. U 색차 신호(INU)의 입력은 두배의 필드 주파수를 갖는 색차 신호(U(N))를 발생하도록 제 1 U 색차 이미지 메모리(MEM-U-1)에 인가된다. U 색차 신호(U(N))은 지연된 색차 신호(U(N-1))를 발생시키도록 제 2 U 색차 이미지 메모리(MEM-U-2)에 인가된다. U 색차 신호(U(N)) 및 지연된 U 색차 신호(U(N-1))는 일시적 평균회로(AVU)의 입력과, 스위치(SWU)에 접속된 제 1 스위칭에 연결된 출력에 인가된다.스위치(SWU)에 접속된 제 2 스위칭은 기준 신호(REF)를 수신한다. 스위치(SWU)는 출력 U 색차 신호(OUTU)를 공급한다. U 색차 신호(U(N)) 및 지연된 U 색차 신호(U(N-1))는 또한 차이의 절대값을 얻기 위해 감산 회로(SU:subtraction circuit)에 또한 인가된다. 비교 회로(CMPU)는 이 절대 차이값과 임계값(Th)을 비교한다.
V 색차 신호(INV)의 입력은 두 배의 필드 주파수를 갖는 색차 신호(V(N))를 발생하도록 제 1 V 색차 이미지 메모리(MEM-V-1)에 인가된다. V 색차 신호(V(N))은 지연된 색차 신호(V(N-1))를 발생시키도록 제 2 V 색차 이미지 메모리(MEM-V-2)에 인가된다. V 색차 신호(V(N)) 및 지연된 V 색차 신호(V(N-1))는 일시적 평균회로(AVV)의 입력과, 스위치(SWV)에 접속된 제 1 스위칭에 연결된 출력에 인가된다. 스위치(SWV)에 접속된 제 2 스위칭은 기준 신호(REF)를 수신한다. 스위치(SWV)는 출력 V 색차 신호(OUTU)를 공급한다. V 색차 신호(V(N)) 및 지연된 V 색차 신호(V(N-1))는 또한 차이의 절대값을 얻기 위해 감산 회로(SV:subtraction circuit)에 또한 인가된다. 비교 회로(CMPV)는 이 절대 차이값과 임계값(Th)을 비교한다.
비교 회로(CMPU및 CMPV)의 출력은 논리적 OR 회로(LOR)와, 스위치의 입력에 제어되도록 적용되는 출력에 인가된다.
본 발명의 주요한 국면은 다음처럼 요약될 수 있다. 다른 텔레비전 시스템은, 동작 아티팩트(artifacts)의 삽입 없이 넓은 면적과 라인이 흔들림을 감소시키기 위해 동작 보상된 스킨 비율 컨버전에 적용된다. 비록 두 휘도 및 색차 정보가 컨버트되는 것이 필요하지만, 색차에 대한 동작 보상의 이점은 비교적 작다. 이 개시는 동작 보상보다 저렴하지만, 선형 보간이나 단순한 반복보다 나은 혁신적인 색 처리를 서술한다. 보간된 출력 이미지내의 픽셀에 대한 색 신호의 비디오 포맷 컨버전에 대한 방법 및 이 방법에서 사용되는 장치는, 이웃한 오리지널 필드및내의 신호의 값에 따르고, 이웃한 필드의 값이 다른 경우, 가끔씩 두 개의 가장 작은 또는 값이 0인(중성색)이 출력으로 공급되는 것을 특징으로 한다. 대안적인 실시예에서, 색차 신호는 자연 기준 값 127을 갖는 0에서 255까지의 범위를 갖는다.
상기 언급된 실시예들은 본 발명을 한정하기보다는, 당업자에가 첨부된 청구항의 영역에서 벗어남 없는 많은 다른 실시예를 디자인 할 수 있도록 설명됐음을 주목하라. 어느 청구항에서도, 가로사이에 위치하는 어떤 참조 기호도 청구항을 한정하는 것으로 만들어지지 않았다. 단어 " 구비하다"는 청구항 안에 열거된 것과 다른 요소와 단계의 존재를 차단하지 않는다. 단어 " 하나의(a)"는 이러한 복수의 요소의 존재를 차단하지 않는다, 본 발명을 몇몇의 별개의 요소를 구비한 하드웨어의 수단 및 알맞게 프로그램된 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 수단을 열거한 디바이스 청구항에서, 복수의 이러한 수단은 하드웨어의 동일한 아이템이나 어느 하나에 의해 구현 될 수 있다.
참조 문헌
(1) Datasheet SAA4990, PROZONIC, 1995
(2) G. de Haan, J. Kettenis, A. Loning, and B. De loore. IC for Motion-Compensated 100Hz TV with natural-motion movie-mode. IEEE Tr. on Consumer Electronics Vol.42, No.2, May 1996, page 165-174.
(3) A. K. Jain. Fundamentals of Digital Image Processing. Prentice-Hall International Inc., Englewood Cliffe, NJ, 1989

Claims (6)

  1. 색차 신호 보간(chrominance signal interpolation) 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    상호간에 이웃하는 입력 이미지들로부터 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))를 제공하는 단계(MEN-UV-2; MEM-U-2, MEM-V-2)로서, 상기 대응하는 표현은, 상기 관계된 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))이 상기 상호간의 이웃하는 입력 이미지들 내에 공간적인 위치(spatial position)와 색차형(chrominance type) 즉, U/I 또는 V/Q에 대해 둘다 대응함을 의미하는 제공 단계; 및
    상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))로부터 출력 색차 신호들(OUTUV; OUTU,OUTV)을 보간시키는 단계(MED; SWU, SWV)로서, 상기 출력 색차 신호(OUTUV; OUTU,OUTV)중 적어도 하나의 포화도 값은, 만일 상기 상호간 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))이 선정된 기준(predetermined criterion)을 만족시킬 때, 상기 하나의 출력 색차 신호(OUTUV; OUTU,OUTV)에 대응하는 상기 상호간에 대응하는 입력 색차 신호(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N),INV(N-1), INV(N))의 색 포화도 값의 평균값보다 작은, 상기 보간 단계를 구비한 색차 신호 보간 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 색차 신호들(OUTUV; OUTU,OUTV)의 색 포화도 값은, 만일 상기 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))이 선정된 기준을 만족시킬 때, 하나의 출력 색차 신호(OUTUV; OUTU,OUTV)에 대응하는 상기 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))의 상기 포화도 값을 초과하지 않는 색차 신호 보간 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보간 단계(MED)는,
    상기 출력 색차 신호(OUTUV)에 대응하는 상기 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N))과 포화도가 없는 것을 표시하는 기준 값(REF)의 중심값을 택함으로서, 각각의 출력 색차 신호(OUTUV)를 계산하는 단계를 포함하는 단계며, 상기 기준(criterion)은 기준값(REF)이 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1),INUV(N)) 사이에 놓여있는 색차 신호 보간 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 보간 단계는,
    상기 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INU(N-1), INU(N); INV(N-1), INV(N)) 사이의 차(SU, SV)가 선정된 임계값(Th)을 초과하는지를 결정하는 결정 단계(CMPU, CMPV)로서, 상기 기준은 상기 대응하는 입력 색차 신호들(INVV(N-1), INVV(N)) 사이의 차(SU, SV)가 선정된 임계값(Th)을 초과하는 것인, 상기 결정단계; 및
    만일 상기 차(SU, SV)가 상기 선정된 임계값(Th)을 초과한다면, 포화도를 표시하지 않는 기준 값(REF)을 출력하는 단계(SWU, SWV); 및
    만약 상기 차(SU, SV)가 상기 선정된 임계값(Th)을 초과하지 않는다면, 상기 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N))의 시간 평균값(AVU, AVV)을 출력하는 단계(SWU, SWV)를 구비한 색차 신호 보간 방법.
  5. 색차 신호 보간 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    상호간에 이웃하는 입력 이미지들로부터 상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))을 제공하는 수단(MEN-UV-2; MEM-U-2, MEM-V-2)으로서, 상기 대응하는 표현은, 상기 관계된 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))이 상기 상호간의 이웃하는 입력 이미지들 내에 공간적인 위치와 색차형 즉, 둘다 대응함을 의미하는 제공 수단; 및
    상호간에 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))로부터 출력 색차 신호들(OUTUV; OUTU,OUTV)을 보간시키는 수단(MED; SWU, SWV)으로서, 상기 출력 색차 신호(OUTUV; OUTU,OUTV)중 적어도 하나의 포화도 값은, 만일 상기 상호간 대응하는 입력 색차 신호들(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))이 선정된 기준(predetermined criterion)을 만족시키며, 상기 하나의 출력 색차 신호(OUTUV; OUTU,OUTV)에 대응하는 상기 상호간에 대응하는 입력 색차 신호(INUV(N-1), INUV(N);INU(N-1), INU(N), INV(N-1), INV(N))의 색 포화도 값의 평균값보다 작은, 상기 보간 수단을 구비한 색차 신호 보간 장치.
  6. 디스플레이 장치에 있어서,
    제 5 항에 청구된 것과 같은 색차 신호 보간 장치; 및
    상기 색차 신호 보간 장치에 연결된 디스플레이 디바이스(D)를 구비한 디스플레이 장치.
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