KR20010112714A

KR20010112714A - 윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20010112714A
Application number: KR1020000032101A
Authority: KR
Inventors: 한용인; 정회인
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2001-12-21
Also published as: KR100335502B1

Abstract

윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템은, 윤곽선 검출부, 윤곽선 방향 변형부, 윤곽선 부근 계수 발생부, 필터 계수 발생부 및 윤곽선 부근 보간부를 구비한다. 윤곽선 검출부는 입력되는 영상 신호의 윤곽선 정보를 검출한다. 윤곽선 방향 변형부는 윤곽선 검출부에서 검출된 윤곽선 정보를 입력하여 보간 위치에 대한 주변 화소들 간의 중심점을 기준으로 변형하고, 변형된 윤곽선 정보를 출력한다. 윤곽선 부근 계수 발생부는, 변형된 윤곽선 정보에 의해서 보간 위치를 좌표 변환하여 변환된 보간 위치를 생성하고, 변환된 보간 위치에 상응하는 윤곽선 패턴을 생성하며, 소정의 1차원 비선형 보간 필터 계수에 응답하여 복수의 2차원 비선형 보간 계수를 생성한다. 필터 계수 발생부는 변환된 보간 위치 좌표와, 윤곽선 패턴 및 미리 설정된 1차원 필터 계수에 응답하여 1차원 비선형 보간 필터 계수를 생성한다. 윤곽선 부근 보간부는 복수의 2차원 비선형 보간 계수를 각각 주변 화소들에 곱하여 윤곽선 부근에서의 보간을 수행한다.

본 발명에 따르면, 비선형 보간 방식에 의하여 영상 확대 시에 윤곽선 형태의 왜곡 및 겹침 잡음(aliasing)없이 텍스트나 그래픽 영상의 선명도를 유지할 수 있다는 효과가 있다.

Description

윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템 및 그 방법{2-dimensional non-linear interpolation system based on edge information and method thereof}

본 발명은 영상 처리 시스템에 관한 것으로서, 특히, 윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 영상 신호를 확대 또는 축소하는 줌(zoom) 기능을 수행하기 위해서는 보간(interpolation)이 이용된다. 상기 영상 신호에는 자연 영상(natural image)으로만 구성된 신호가 있을 수 있고, 텍스트나 그래픽이 자연 영상과 혼합된 영상 신호가 있을 수 있다. 텔레비전의 경우에는 자연 영상 신호가 대부분이라 할 수 있다. 반면, 컴퓨터 모니터의 경우에는 텍스트, 그래픽 및 자연 영상이 혼합되어진 영상 신호가 출력되는 경우가 많다. 즉, 텍스트나 그래픽, 자연 영상이 포함된 복잡한 영상을 출력 화면 비율에 맞게 확대하기 위한 보간에 있어서, 그래픽과 같이 윤곽선의 정보가 중요한 부분에는 보간 후에도 윤곽선의 선명도가 유지되어야한다.

그러나, 현재 사용되는 대부분의 보간 방식은 화소(pixel) 간의 선형 보간에 의해서 이루어진다. 따라서, 확대된 영상에 있어서, 자연 영상 영역에서는 잡음 감소 등의 장점도 있으나, 그래픽 영역에서는 윤곽선 정보를 효과적으로 표현하기 어렵다는 단점이 있다. 즉, 선형 보간인 경우에는 윤곽선 성분이 특별히 고려되지 않기 때문에, 윤곽선 부분에서 겹침 잡음(aliasing)이 발생될 수 있고, 이로 인해 윤곽선이 명확히 표현되지 않는다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 영상 신호를 확대할 때 2차원 비선형 보간 방식을 이용하여 윤곽선 부분을 명확히 표현할 수 있는 윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 상기 2차원 비선형 보간 시스템에서 수행되는 보간 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 2차원 비선형 보간 시스템을 나타내는 블럭도이다.

도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1에 도시된 보간 시스템에서 보간점을 중심으로 하는 윤곽선 변형 과정 및 결과를 설명하기 위한 도면들이다.

도 3(a)~도 3(c)는 도 2에 도시된 윤곽선 변형을 위해 필요한 3*3블럭 단위의 미리 정의된 변형 모델을 나타내는 도면들이다.

도 4는 도 1의 보간 시스템의 윤곽선 부근 계수 발생부를 나타내는 실시예의 블럭도이다.

도 5(a)~도 5(f)는 도 4에 도시된 장치의 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부에서 생성되는 중심 윤곽선 모형들을 나타내는 도면들이다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 도 4에 도시된 장치의 좌표 변환부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

도 7은 도 4에 도시된 장치의 윤곽선 패턴 결정부를 나타내는 상세한 블럭도이다.

도 8은 도 4에 도시된 장치의 윤곽선 부근 보간 계수 계산부를 나타내는 상세한 블럭도이다.

도 9(a)~도 9(f)는 도 8에 도시된 윤곽선 부근 보간 계수 계산부의 계산 과정을 나타내는 도면들이다.

도 10은 도 1에 도시된 시스템의 필터 계수 발생부를 나타내는 상세한 블럭도이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 2차원 비선형 보간 방법을 나타내는 플로우차트이다.

상기 과제를 이루기위해, 본 발명의 일면에 따르면 윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템이 제공된다. 2차원 비선형 보간 시스템은, 윤곽선 검출부, 윤곽선 방향 변형부, 윤곽선 부근 계수 발생부, 필터 계수 발생부 및 윤곽선 부근 보간부를 구비한다. 윤곽선 검출부는 입력되는 영상 신호의 윤곽선 정보를 검출한다. 윤곽선 방향 변형부는 윤곽선 검출부에서 검출된 윤곽선 정보를 입력하여 보간 위치에 대한 주변 화소들 간의 중심점을 기준으로 변형하고, 변형된 윤곽선 정보를출력한다. 윤곽선 부근 계수 발생부는, 변형된 윤곽선 정보에 의해서 보간 위치를 좌표 변환하여 변환된 보간 위치를 생성하고, 변환된 보간 위치에 상응하는 윤곽선 패턴을 생성하며, 소정의 1차원 비선형 보간 필터 계수에 응답하여 복수의 2차원 비선형 보간 계수를 생성한다. 필터 계수 발생부는 변환된 보간 위치 좌표와, 윤곽선 패턴 및 미리 설정된 1차원 필터 계수에 응답하여 1차원 비선형 보간 필터 계수를 생성한다. 윤곽선 부근 보간부는 복수의 2차원 비선형 보간 계수를 각각 주변 화소들에 곱하여 윤곽선 부근에서의 보간을 수행한다.

상기 다른 과제를 이루기위해, 본 발명의 다른 일면에 따르면, 2차원 비선형 방식에 의한 영상 신호의 보간 방법이 제공된다. 2차원 비선형 보간 방법은 (a)~(d)단계를 구비한다. (a)단계는 입력되는 영상 신호의 윤곽선 정보를 검출한다. (b)단계는 검출된 윤곽선 정보를 변형하여 변형된 윤곽선 정보를 생성한다. (c)단계는 변형된 윤곽선 성분과 소정의 1차원 비선형 보간 필터 계수에 응답하여 2차원 비선형 보간 계수를 생성한다. (d)단계는 2차원 비선형 보간 계수를 현재 보간 위치에 대한 주변의 각 화소에 곱하여 영상 신호의 보간을 수행한다.

이하, 본 발명에 따른 윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 윤곽선 정보에 의한 2차원 비선형 보간 시스템을 나타내는 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 보간 시스템은 윤곽선 검출부(100), 윤곽선 방향 변형부(110), 윤곽선 부근 계수 발생부(120), 윤곽선 부근 보간부(130), 필터 계수 발생부(140) 및 룩업 테이블(150)을 포함한다.

도 1의 윤곽선 검출부(100)는 입력 단자 IN를 통하여 인가되는 영상 신호의 윤곽선 성분을 검출하여 화소 간에 존재하는 윤곽선(edge) 정보를 구한다.

윤곽선 방향 변형부(110)는 윤곽선 검출부(100)에서 검출된 윤곽선 정보를 변형하여 상,하,좌,우 네 화소 간의 중심(pivot)을 기준으로 하여 대각선 성분을 포함하는 변형된 윤곽선 정보(MOD_EDG)를 생성한다. 여기에서, 변형된 윤곽선 정보 (MOD_EDG)는 경계 윤곽선 성분(border edge)과 중심 윤곽선 성분(center edge)으로 구분될 수 있다. 여기에서, 중심 윤곽선 성분(center edge)은 중심점(pivot)을 기준으로 상,하,좌,우의 내부 수평,수직 성분과 대각선 성분을 포함한다.

윤곽선 부근 계수 발생부(120)는 윤곽선 방향 변형부(110)에서 출력되는 변형된 윤곽선 정보에 의해서 보간 위치를 변환하여 변환된 보간 위치(CX, CY)를 생성하고, 변환된 보간 위치(CX,CY)에 상응하는 윤곽선 패턴(EPX,EPY)을 생성한다. 이 때, 변환된 보간 위치(CX, CY)와 윤곽선 패턴(EPX, EPY)은 필터 계수 발생부(140)로 인가된다. 또한, 윤곽선 부근 계수 발생부(120)는 필터 계수 발생부 (140)에서 생성되는 1차원 비선형 보간 필터 계수(TX,TY)에 응답하여 최종적인 2차원 비선형 보간 계수(W_NW,W_NE,W_SW,W_SE)를 생성한다. 여기에서, 최종적인 2차원 비선형 보간 계수(W_NW,W_NE,W_SW,W_SE)는 현재 보간 위치에 대한 주변 상,하,좌,우 방향의 4화소에 각각 곱해지는 계수로 정의된다. 구체적으로, W_NW는 좌상 방향의 화소에 곱해지는 계수를 나타내고, W_NE는 우상 방향의 화소에 곱해지는 계수를 나타내고, W_SW는 좌하 방향의 화소에 곱해지는 계수를 나타내고, W_SE는 우하 방향의 화소에 곱해지는 계수를 나타낸다.

필터 계수 발생부(140)는 룩업 테이블(150)에 저장된 1차원 필터 계수에 의해서 보간점을 중심으로 한 윤곽선의 타입 및 보간점 위치에 따른 1차원 보간 필터 계수를 결정한다. 또한, 필터 계수 발생부(140)는 1차원 보간 필터 계수 중에서 상기 변환된 보간 위치 성분(CX, CY)과, 윤곽선 패턴(EPX, EPY)에 상응하는 필터 계수를 1차원 비선형 보간 필터 계수(TX, TY)로서 출력한다. 룩업 테이블(150)은 선형 및 비선형 보간과 관련된 1차원 필터 계수를 저장한다. 룩업 테이블(150)은 하나 이상의 롬(Read Only Memory:이하, ROM)으로 구현될 수 있다.

윤곽선 부근 보간부(130)는 윤곽선 부근 계수 발생부(120)에서 발생되는 최종적인 2차원 비선형 보간 계수를 각각 상,하,좌,우 네 화소에 곱하여 윤곽선 부근에서의 보간을 수행하고, 수행된 결과를 출력 단자 OUT을 통하여 출력한다. 예를 들어, 보간 위치의 좌표가 x,y이고, 상,하, 좌, 우 네 지점을 각각 A,B,C,D라 할 때, 좌표(x,y)에서의 보간된 화소 값(I)는 A*(W_NW) + B*(W_NE) + C*(W_SW) + D*(W_WE)로 표현될 수 있다.

도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1에 도시된 윤곽선 방향 변형부(110)의 출력 및 동작을 설명하기 위한 도면들로서, 도 2(a)는 3*3 블럭에 대한 윤곽선 변형을 나타내고, 도 2(b)는 윤곽선 변형에 의해 생성되는 경계 윤곽선 성분과, 중심 윤곽선 성분을 나타낸다.

도 2(a)를 참조하면, 각각의 중심점(pivot1~pivot4)은 상하좌우 네 화소의 중심점을 나타낸다. 즉, 그래픽이나 텍스트의 윤곽선 형태를 명확히 나타내기 위해, 본 발명에서는 윤곽선 방향의 변형에 의해 수직 수평 성분으로만 구성된 윤곽선 성분을, 대각선 성분이 포함된 윤곽선 성분으로 변형시킨다. 따라서, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 상하좌우 네 화소 간의 중심점(pivot)을 기준으로 하여 네 화소 사이에 존재할 보간점을 둘러싸는 도 2(b)의 경계 윤곽선 성분(border edge)과 중심 윤곽선 성분(center edge)이 구해진다. 도 2(b)를 참조하면, 참조 부호 0~7이 나타내는 부분이 경계 윤곽선 성분이고, 참조 부호(a, b, ~h)가 나타내는 부분이 중심 윤곽선 성분이 된다. 이와 같이, 각각의 경계 윤곽선 성분과, 중심 윤곽선 성분은 8비트(각각 0~7, a~h)로 표현된다.

도 3(a)~도 3(c)는 도 2에 도시된 윤곽선 방향 변형 과정에 참조하기 위한 다양한 패턴들을 나타낸다. 특히, 도 3에는 3*3블럭에 대한 윤곽선 변형의 결과 패턴들이 도시된다. 도 3(a)~도 3(c)에서 B_M은 변형 전의 윤곽선 정보를 나타내고, A_M은 변형 후의 윤곽선 정보를 나타낸다.

도 3(a)~도 3(c)에 나타난 바와 같이, 3*3 블럭 내부에 위치하는 수평,수직 윤곽선 패턴들은 대부분 대각선의 윤곽선 성분으로 변형되어 표현된다. 즉, 본 발명에서는 수평/수직 방향의 윤곽선 정보가 대각선의 윤곽선 정보를 포함하도록 변형된다.

도 4는 도 1에 도시된 장치의 윤곽선 부근 계수 발생부(120)를 나타내는 상세한 블럭도이다. 도 4를 참조하면, 윤곽선 부근 계수 발생부(120)는 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40), 좌표 변환부(42), 윤곽선 패턴 결정부(44), 윤곽선 부근 보간 계수 계산부(46) 및 좌표 재회전부(48)를 포함한다.

중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40)는 윤곽선 방향 변형부(110)에서 출력되는 변형된 윤곽선 정보(MOD_EDG)를 입력하여 서로 다른 중심 윤곽선 모형(prototype center edge: 이하, P_CE라 함)을 설정한다. 이 때, 중심 윤곽선 모형은 6개의 형태를 가질 수 있다. 또한, 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40)는 각각의 중심 윤곽선 모형에 대한 회전각(ROT_ANG)을 결정한다. 즉, 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40)는 상기 6개의 중심 윤곽선 모형(P_CE)만으로 다수의 윤곽선 성분들을 표현하기 위해서, 형태는 중심 윤곽선 모형(P_CE)과 같지만 각도가 서로 다른 윤곽선 성분을 해당 각도만큼 회전시킨다. 구체적인 예에 관해서는 도 5를 참조하여 상세히 기술된다.

좌표 변환부(42)는 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40)에서 결정된 회전각(ROT_ANG)에 따라서 현재의 보간 위치(KX, KY)를 좌표 변환하여 변환된 보간 위치 좌표(CX, CY)로서 출력한다.

윤곽선 패턴 결정부(44)는 변환된 보간 위치 좌표(CX,CY)를 입력하고, 중심 윤곽선 모형(P_CE) 및 경계 윤곽선 정보(R_BOD_INF)에 응답하여 서로 다른 타입의 윤곽선 패턴(EPX,EPY)을 생성한다. 여기에서, 경계 윤곽선 정보(R_BOD_INF)는 회전각(ROT_ANG)에 따라서 회전된 윤곽선 성분을 나타낸다. 이 때, 생성된 윤곽선 패턴(EPX, EPY)은 싱글(SINGLE), 트윈(TWIN), 주기적(PERIODIC) 형태의 수평/수직 성분 또는 대각선 성분이 될 수 있다. 여기에서, 생성된 윤곽선 패턴(EPX, EPY)은 도 1의 필터 계수 발생부(140)로 인가된다.

윤곽선 부근 보간 계수 계산부(46)는 중심 윤곽선 모형(P_CE)에 응답하여 좌표 변환부(42)에서 변환된 보간 위치 좌표(CX, CY), 필터 계수 발생부(140)에서 출력되는 1차원 비선형 보간 필터 계수(TX,TY)를 연산하고, 연산된 결과에 응답하여 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들(WNW, WNE, WSW, SWE)을 생성한다.

좌표 재회전부(48)는 윤곽선 부근 보간 계수 계산부(46)에서 생성된 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들(WNW, WNE, WSW, SWE)을 회전각(ROT_ANG)에 상응하여 재회전시킨다. 즉, 이전에 보간 위치가 회전각에 따라서 좌표 변환되었으므로, 다시 회전각의 반대로 회전시킴으로써 원래의 보간 위치가 복원된다. 회전각에 따라서 재회전된 결과는 최종적인 2차원 비선형 보간 계수(W_NW, W_NE, W_SW, W_SE)로서 생성된다.

즉, 이와 같은 과정을 통하여 본 발명에 따른 2차원 비선형 보간 계수(W_NW, W_NE, W_SW, S_SE)가 생성된다.

도 5(a)~도 5(e)는 도 4에 도시된 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40)의 각각의 중심 윤곽선 모형(P_CE_)과 회전각(ROT_ANG)을 설명하기 위한 도면들이다. 도 5를 참조하면 중심 윤곽선 모형은 6가지(corner, perpendicular, Full line, Cross Bar, Half line, Diagonal)의 종류로 구분된다. 이와 같은 중심 윤곽선 모형(P_CE)은 3비트로 표시될 수 있고, 회전각(ROT_ANG)은 2비트로 표시될 수 있다.

먼저, 도 5(a)를 참조하여 코너(corner)의 중심 윤곽선 모형에 관하여 설명된다. 우선, 코너의 윤곽선 성분은 디지탈 값 001로 나타내며, 도 5(a)의 가장 왼쪽에 표시된 형태(a1)가 코너에 대한 중심 윤곽선 모형이다. 이 때, a1의 중심 윤곽선 모형은 회전각이 0°인 것으로 간주되며, 8비트의 디지탈 값 1100_0000으로표시된다. 또한, 도 5(a)의 나머지 중심 윤곽선 성분들(a2, a3, a4)은 각각 90°,180°,270°회전시킬 때 중심 윤곽선 모형이 얻어지며, 각각 디지탈 값 1001_0000, 0011_0000, 0110_0000으로 표시된다. 즉, 각각의 윤곽선 모형에 따라서 회전각은 서로 달라진다.

도 5(b)는 수직(perpendicular) 윤곽선의 경우에 대한 중심 윤곽선 모형을 나타내는 도면이며, 수직 윤곽선 성분은 디지탈 값 001로서 나타낸다. 즉, 도 5(b)의 가장 왼쪽에 표시된 형태(b1)가 수직에 대한 중심 윤곽선 모형이며, 8비트의 디지탈 값 1110_0000으로 나타낸다. 이 때, 중심 윤곽선 성분은 0°의 각도를 갖는 것으로 간주된다. 나머지 윤곽선 성분들(b2, b3, b4)은 각각 90°,180°,270°회전시킬 때 b1의 중심 윤곽선 모형을 얻을 수 있으며, 각각 8비트의 디지탈 값 1101_0000, 1011_0000, 0111_0000으로 표시된다.

도 5(c)는 풀 라인(Full line)의 경우에 대한 중심 윤곽선 모형을 나타내며, 이는 3비트의 디지탈 값 011로 나타낸다. 도 5(c)의 좌측에 도시된 윤곽선 성분(c1)이 풀 라인에 대한 기본이 되는 중심 윤곽선 모형으로서, 8비트의 디지탈 값 1010_0000으로 표시된다. 이 때, 풀 라인 중심 윤곽선 모형은 각도가 0°인 것으로 간주된다. 도 5(c)의 오른쪽에 도시된 윤곽선 성분(c2)을 90°회전시킬 때 c1의 풀 라인 중심 윤곽선 모형을 얻을 수 있으며, 이는 디지탈 값 0101_0000으로 표시된다. 이와 같이, 풀 라인의 윤곽선 성분인 경우에는 0°와 90°두 가지의 윤곽선 성분만이 존재한다.

도 5(d)는 크로스 바(cross bar)의 경우에 대한 중심 윤곽선 모형(d1)을 나타내며, 이는 3비트의 디지탈 값 100으로 표현된다. 즉, 크로스 바의 경우에는 하나의 중심 윤곽선성분으로만 표현된다. 다시 말해서, 크로스 바의 경우에는 회전각이 없으며, 8비트의 디지탈 값 1111_0000으로 표시된다.

도 5(e)는 하프 라인(half line)의 경우에 대한 중심 윤곽선 모형을 나타내며, 하프 라인의 윤곽선 성분은 디지탈 값 101로 나타낼 수 있다. 즉, 도 5(e)의 가장 왼쪽에 표시된 형태(e1)가 하프 라인에 대한 중심 윤곽선 모형이며, 이는 8비트의 디지탈 값 1000_0000으로 나타낸다. 이 때, 중심 윤곽선 모형은 0°의 각도를 갖는 것으로 간주된다. 나머지 윤곽선 성분들(e2, e3, e4)은 각각 90°,180°,270°회전시킬 때 중심 윤곽선 모형을 얻을 수 있으며, 각각 8비트의 디지탈 값 0001_0000, 0010_0000, 0100_0000으로 표시된다.

도 5(f)는 대각선(Diagonal)의 경우에 대한 중심 윤곽선 모형을 나타내며, 이러한 대각선 윤곽선 성분은 디지탈 값 110으로 나타낸다. 즉, 도 5(f)의 가장 왼쪽에 표시된 형태(f1)가 대각선에 대한 중심 윤곽선 모형이며, 8비트의 디지탈 값 0000_1000으로 나타낸다. 이 때, 중심 윤곽선 성분은 0°의 각도를 갖는 것으로 간주된다. 나머지 윤곽선 성분들(f2,f3,f4)을 각각 90°,180°,270° 회전시킬 때, 중심 윤곽선 모형을 얻을 수 있으며, 각각 8비트의 디지탈 값 0000_0001, 0000_0010, 0000_0100으로 표시된다. 또한, 도 5(f)의 하부에 도시된 두 대각선 윤곽선 성분(f5, f6)은 트윈(twin) 형태의 윤곽선 성분을 나타낸다. 즉, f5에 나타난 대각선 성분은 보간 위치의 x축과 y축의 좌표에 따라서 회전각이 달라지며, x+y가 1보다 클 때는 180°의 회전각을 갖고, x+y의 값이 1 이하일 때는 0°의 회전각을갖는다. f5의 대각선 윤곽선성분은 디지탈 값 0000_1010으로 표시된다. 이 때, 바깥쪽 즉, 오른쪽의 대각선 윤곽선은 경계 윤곽선 성분(border edge)인 것으로 간주된다. 또한, f6에 나타난 대각선 윤곽선 성분에 있어서, y의 값이 x보다 크면 270°의 회전각을 갖고, y의 값이 x값 이하이면 90°의 회전각을 갖는다. 마찬가지로, f6의 대각선 윤곽선 성분은 디지탈 값 0000_0101로 표시된다.

도 5(a)~도 5(f)를 참조하면, 상기 6개의 중심 윤곽선 모형을 중심으로하여 경계 윤곽선 성분의 존재 유무에 따라서 싱글(single), 트윈(twin) 및 주기적(periodic) 윤곽선 타입이 결정된다. 즉, 경계 윤곽선이 존재하지 않으면 그 방향에 대한 싱글 윤곽선으로 결정된다. 또한, 어느 한 방향으로만 경계 윤곽선이 존재하면, 그 방향에 대한 트윈 윤곽선으로 결정된다. 동일한 방식으로 양쪽 방향으로 모두 경계 윤곽선이 존재하면 주기적(periodic) 윤곽선인 것으로 결정된다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 도 4에 도시된 좌표 변환부(42)의 동작을 설명하기 위한 도면들로서, 도 6(a)는 변환 이전의 보간 위치(KX, KY)에 대한 좌표 값을 나타내고, 도 6(b)는 회전각(ROT_ANG)에 대하여 좌표 변환된 후의 보간 위치(CX, CY)를 나타낸다. 즉, 중심 윤곽선 모형에 의한 회전각이 결정되면, 좌표 축과 함께 보간 위치가 변환된다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 원래의 보간 위치(KX, KY)의 좌표 값이 (x,y)이고, 변환된 보간 위치(CX, CY)의 좌표 값이 (x', y')인 것으로 가정된다. 이 때, 도 6(a)의 좌표(x, y)는 다음과 같은 중간 변환 단계들을 거쳐서 최종적으로 도 6(b)와 같이 (x',y')로 변환된다. 도 6(a)에서 도 6(b)의 좌표 값으로의 변환은 90°의 회전각을 갖는 경우를 나타낸 것이다. 즉, 좌표 값(x,y)은 (X, Y)로 변환되고, 상기 (X, Y)는 (X',Y')로 변환된다. 또한, 좌표(X', Y')는 (x',y')로 변환된다. 여기에서, X=x-0.5를 나타내고, Y=y-0.5를 나타낸다. 이 때, x축의 길이와, y축의 길이는 최대 값이 1인 것으로 가정되며, X'와 Y'는 다음 수학식과 같이 구해진다.

따라서, 수학식 1을 정리하면 다음 수학식과 같이 변환된 보간 위치 좌표 값(x', y')이 구해진다.

이와 같이, 상기 좌표(x', y')는 수학식 2에 의해 유도될 수 있다. 결과적으로, 각각의 회전각에 대한 변환 좌표는 다음 표 1에서와 같이 정리된다.

변환 좌표회전각	x'	y'
0°	x	y
90°	y	1-x
180°	1-x	1-y
270°	1-y	x

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 회전각(ROT_ANG)에 따라서 좌표 축이 함께 이동하므로, 일반적인 좌표 변환에서의 90°와 270°가 바뀐 결과를 나타낸다.

도 7은 도 4에 도시된 윤곽선 부근 계수 발생부(120)의 윤곽선 패턴 결정부(44)를 나타내는 실시예의 블럭도이다. 도 7을 참조하면, 윤곽선 패턴 결정부(44)는 멀티플렉서(70)로 구현된다.

도 7을 참조하면, 멀티플렉서(70)는 경계 윤곽선 정보(R_BOD_INF)의 각 비트를 입력 신호로 받아들이고, 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40)에서 결정되는 중심 윤곽선 모형(P_CE)과 좌표 변환부(42)에서 출력되는 변환된 보간 위치(CX, CY)를 선택 신호로 수신하여 해당 윤곽선 패턴(EPX, EPY)을 결정한다. 여기에서, 경계 윤곽선 정보(R_BOD_INF)는 8비트로 표시될 수 있다. 또한, 중심 윤곽선 모형(P_CE)은, 전술한 바와 같이 3비트로 표현되며, 멀티플렉서(70)의 선택 신호로서 인가된다. 또한, 도 7에서 변환된 보간 위치 성분(CX, CY)은 6비트로 표현되는 것으로 가정된다. 멀티플렉서(70)의 출력은 각각 왼쪽 경계 윤곽선 성분(L_BDR), 오른쪽 경계 윤곽선 성분(R_BDR), 상측 경계 윤곽선 성분(A_BDR) 및 하측 경계 윤곽선 성분(B_BDR)을 포함하며, 각각 2비트의 신호로 표시된다. 수평 방향의 좌측 또는 우측 경계 성분에는, 대각선 윤곽선 성분(D_EDGE)을 나타내는 1비트가 추가되어 3비트의 윤곽선 패턴(EPX)이 생성된다. 이로 인해, 대각선 방향의 윤곽선 패턴과 직교 수평 방향의 윤곽선 패턴이 동시에 표현될 수 있다. 이러한 3비트 중에서 상위 비트가 1이면 대각선 윤곽선성분임을 나타내고, 0이면 대각선이 아닌 직교의 수평 윤곽선 성분임을 나타낸다. 또한, EPY는 수직 방향으로의 윤곽선 패턴, 즉, Y축 좌표로서 2비트로 나타낼 수 있다. 즉, EPY의 경우에도 EPX와 동일한 방식으로적용되어 00이면 단일 윤곽선을 나타내고, 01이면 트윈 우측 윤곽선 성분을 나타내고, 10이면 트윈 좌측 윤곽선성분을 나타내고, 11이면 주기적 윤곽선 성분을 나타낸다. 직교 성분인 경우에도 동일한 방식으로 적용된다. 또한, 상/하측 윤곽선 패턴(EPY)의 경우에도 두 비트는 동일한 방식으로 적용되어 00이면 싱글 윤곽선 성분을 나타내고, 10 또는 01이면 트윈의 상 또는 하측 윤곽선성분을 나타내고, 11이면 주기적(PERIODIC) 윤곽선 성분을 나타낸다.

도 8은 도 4에 도시된 윤곽선 부근 계수 계산부(46)를 나타내는 상세한 블럭도이다. 도 8을 참조하면, 윤곽선 부근 계수 계산부(46)는 멀티플렉서(80) 및 승산기들(82,84,86,88)을 포함한다.

도 8의 멀티플렉서(80)는 필터 계수 발생부(140)에서 출력되는 1차원 비선형 보간 필터 계수(TX, TY)와, 좌표 변환부(42)에서 변환된 보간 위치(CX, CY), 1에서 상기 좌표 값들 중 하나를 감산한 값(C_CX, C_CY, C_TX, C_TY), 승산기(82)의 출력으로부터 생성된 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNW)를 각각 다중 입력으로 받아들인다. 도 8을 참조하면, C_TX와, C_TY는 각각 1 -TX와 1-TY를 나타낸다. 또한, C_CX와 C_CY는 각각 1-CX와, 1-CY를 나타낸다. 여기에서, 각각의 TX, TY 및 C_TX와, C_TY는 10비트로 표현되고, CX, CY와, C_CX, C_CY는 각각 6비트로 표현된다. 즉, 멀티플렉서(80)는 3비트 중심 윤곽선 모형(P_CE)을 선택 신호로서 입력하여 상기 입력 들 중 해당 신호들을 선택적으로 출력한다. 이 때, 멀티플렉서(80)에서 출력되는 데이타는 모두 10비트로 동일하게 출력된다. 즉, 6비트의 신호들은 나머지 비트를 0으로 채움으로써 출력 비트가 모두 동일한 비트 수로 표현되도록 구현된다.

구체적으로, 승산기(82)는 TX와, TY 또는 C_CY를 곱하고 곱해진 20비트의 출력 데이타 중에서 상위 10비트 만을 취하여 제1윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNW)를 생성한다. 또한, 승산기(84)는 제1윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNW) 또는 C_TX와, TY또는 C_CY를 곱하고 곱해진 20비트의 출력 데이타 중에서 상위 10비트 만을 취하여 제2윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNE)를 생성한다. 제3승산기(86)는 제1윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNW), TX 또는 C_CX와, C_TY 또는 CY를 곱하고, 곱해진 20비트의 출력 데이타 중에서 상위 10비트 만을 취하여 제3윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WSW)를 생성한다. 또한, 승산기(88)는 제1윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNW), CX 또는 C_TX를, (CX+CY-1), CY 또는 C_TY 중 하나와 곱하고, 곱해진 20비트의 출력 데이타 중에서 상위 10비트만을 취하여 제4윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WSE)를 생성한다. 이러한 과정을 통하여 생성되는 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들(WNW, WNE, WSW, WSE)은 2차원 보간 계수들이며, 후에 회전각에 대하여 좌표 값이 재회전되어 최종적인 2차원 비선형 보간 계수들(W_NW, W_NE, W_SW, W_SE)로서 출력된다.

보다 구체적으로, 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들(WNW, WNE, WSW, WSE)의 생성 과정에 관하여 첨부된 도 9를 참조하여 상세히 기술된다.

도 9(a)~도 9(f)는 6개 각각의 중심 윤곽선 모형에 대한 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들을 생성하는 과정을 나타낸다.

도 9(a)는 코너의 중심 윤곽선 모형에 대한 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간계수들(WNW~WSE)의 생성을 위한 계산 과정을 나타낸다. 도 9(a)에서와 같이 각 주변 화소들 즉, 상하좌우의 방향이 고려된 네 화소들은 각각 NW, SW, NE, SE로 나타낸다. 또한, 각 화소들의 현재 위치 좌표들이 고려된 수평 좌표 값은 CX로, 수직 방향의 좌표 값은 CY로 나타내며, 이는 변환된 보간 위치의 좌표가 된다. 이 때, CX와 CY에 의해 지정된 매개 변수로서의 임의의 보간 위치(Z) 성분은 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

또한, 도 9(a)를 참조하면, 코너의 중심 윤곽선 모형의 경우에, WNW는 TX*TY에 의해 구해지고, 상기 수학식 3을 이용하면 임의 보간 위치(Z)의 보간식은 다음수학식 4와 같이 표현된다.

따라서, 수학식 4를 이용하면 보간 위치(Z)의 주변 화소들(NW,SW,NE,SE)에 곱해질 각각의 웨이트(WEIGHT) 성분 즉, 윤곽선 부근 2차원 비선형 계수들(WNW, WNE, WSE, WSW)을 구할 수 있다. 여기에서, WNE는 (1-WNW)*C_CY, WSW는 (1-WNW)*C_CX, WSE는 (1-WNW)*(CX+CY-1)에 의해 구해진다.

또한, 코너 이외의 중심 윤곽선 모형에 대한 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들의 계산 과정은 도 9(b)~도 9(e)에 나타난 바와 같으므로 구체적인 설명은생략된다. 또한, 도 9에 도시된 x, y 각각의 계수 결정 함수는 서로 독립적이라는 가정을 갖는다. 도 9(a)의 코너 중심 윤곽선 모형과 비교할 때, 도 9(e)에 도시된 하프 라인에 대한 중심 윤곽선 모형의 경우에 대해 각각 A 와 B 지점에서의 각각의 위치 정보는 다음과 같이 구해진다.

따라서, A와 B가 고려된 매개 변수로서의 보간 위치(Z)는 다음 수학식 6과 같이 구해질 수 있다.

또한, 도 9(f)의 대각선 중심 윤곽선 모형의 경우에는, 각각의 계수(WNW, WNE, WSW, WSE) 계산 시에, CX와 CY의 합이 1이상인지 또는 이하인지를 판단하여 그에 상응하는 계수들이 설정된다. 예를 들어, WNW의 경우에, 상기 합이 1보다 크면, 계수는 0이 되고, 합이 1이하이면 계수는 T(X+Y)로 설정된다. 다른 계수들도 도 9(f)에 도시된 바와 같이 계산된다.

도 10은 도 1에 도시된 필터 계수 발생부(140)를 나타내는 상세한 블럭도로서, 제어부(900), 줌 배율 설정부(910), 모드 설정부(920), 서브루틴 처리부(970), 롬 멀티플렉서(940), 연산 논리 장치ALU(930), 메모리(950), 멀티플렉서(960)를 포함한다. 설명의 편의를 위하여 룩업 테이블(150)이 함께 도시된다.

도 10을 참조하면, 제어부(900)는 외부에서 인가되는 리셋 신호(Reset)에 응답하여 리셋되고, 사용자가 설정하는 줌 배율(U_RAT)에 따라서 서브루틴의 처리 및 메모리의 동작 등 전반적인 처리를 제어한다.

줌 배율 설정부(910)는 줌 기능 수행 시에 수평 입력 사이즈(Hinpel), 수평 출력 사이즈(Houtpel), 수직 입력 사이즈(Vinpel), 수직 출력 사이즈(Voutpel)와, 사용자가 입력한 줌 배율(U_RAT)에 응답하여 화면 확대를 위한 줌 배율을 설정한다.

모드 설정부(920)는 외부에서 인가되는 영상 모드 결정 신호와 제어부(900)의 제어에 의해서 영상 출력 모드를 결정한다. 이러한 출력 모드 설정을 위해, 모드 설정부(920)는 외부에서 RGB 정보, 포오트레이트 모드 정보(PORTRAIT) 또는 윤곽선 정보(Edge)를 수신한다. 즉, 본 발명에서는 윤곽선 정보(EDGE)에 의해서 비선형 보간을 선택할 것인지 또는 선형 보간을 선택할 것인지를 결정한다.

서브루틴 처리부(970)는 각각 화면 확대를 위한 줌 기능 수행 시에 화면의 윤곽선 정보(Edge)에 따라서 선형 보간과 관련된 서브루틴을 처리할 것인지 또는 비선형 보간과 관련된 서브루틴을 처리할 것인지를 결정한다. 또한, 서브루틴 처리부(970)는 상기 결정된 결과에 해당하는 서브루틴을 호출하여 처리한다. 이러한 동작을 위해, 서브루틴 처리부(970)는 서브루틴 호출부(972), 선형 계수 계산 서브루틴(974), 비선형 윤곽선 계산 서브루틴(976) 및 비선형 계수 계산 서브루틴(978)을 포함한다.

구체적으로, 서브루틴 호출부(972)는 외부에서 인가되는 윤곽선 정보(EDGE)와 모드 설정부(920)에서 설정된 영상 출력 모드에 따라서 해당되는 서브루틴을 호출한다. 예를 들어, 윤곽선 정보가 없는 부분에서는 선형 보간을 수행하게 되며, 이로 인해 선형 계수 계산 서브루틴(974)이 수행된다. 즉, 선형 계수 계산 서브루틴(974)은 선형 보간을 위한 필터 계수를 계산하기 위한 프로그램 루틴으로서, 필요한 1차원 계수를 룩업 테이블(150)로부터 로드하여 사용한다. 또한, 영상 신호의 윤곽선 부분에서 서브루틴 호출부(972)는 비선형 윤곽선 계산 서브루틴(976)과 비선형 변수 계산 서브루틴(978)을 호출하여 동작시킨다. 이 때, 비선형 윤곽선계산 서브루틴(976)은 각 화소 간의 윤곽선 성분을 계산하고, 룩업 테이블(150)에 저장된 1차원 필터 계수들을 이용하여 그에 따른 화소 간의 컨벌루션(convolution) 값을 계산한다. 또한, 비선형 변수 계산 서브루틴(978)은 비선형 보간 수행 시에 줌 배율에 따라서 필요한 변수를 계산한다. 필요에 따라서, 비선형 변수 계산 서브루틴(978)은 룩업 테이블(150)에 저장된 1차원 필터 계수 값을 이용한다. 이와 같이, 각각의 서브루틴들(974, 976, 978)은 산술 및 논리 연산을 위해, ALU 멀티플렉서(920)를 통하여 ALU(930)를 이용한다.

도 10을 참조하면, 룩업 테이블(150)은 두 개의 롬 즉, 계수 롬(152)과, 윈도우 롬(154)으로 구성된다. 즉, 계수 롬(152)과 윈도우 롬(154)은 각각 1차원 필터 계수와, 윈도우 계수를 저장한다. 여기에서, 저장된 필터 계수와, 윈도우 계수는 롬 멀티플렉서(940)를 통하여 서브루틴 처리부(970) 또는 메모리 블럭(950)으로 인가될 수 있다.

서브루틴 처리부(970)에서 처리된 각각의 결과는 메모리 블럭(950)에 각각 저장된다. 메모리 블럭(950)은 제1, 제2램(Random Access Memory)(952, 954)으로구성된다. 즉, 제1램(952)은 선형 보간인 경우에 줌 배율에 따라서 계산된 필터 보간 계수를 저장한다. 전술한 바와 같이 선형 보간인 경우에, 사용자가 선택한 줌 배율에 따라서 보간 계수가 달라지며, 달라진 값이 제1램(952)에 저장된다. 또한, 제2램(954)은 비선형 보간인 경우에 필터 타입, 줌 배율 또는 윤곽선 타입에 따라서 계산된 1차원 필터 보간 계수를 저장한다. 여기에서, 1차원 필터 보간 계수는 싱크(sinc) 함수 또는 큐빅 스플라인(cubic spline) 함수에 의해 구해질 수 있다.

즉, 램 멀티플렉서(960)는 외부에서 영상 신호의 동기를 맞추기 위해 수평/수직 동기 신호(Hsync, Vsync)를 입력하여 메모리 블럭(950)으로 전달한다. 또한, 램 멀티플렉서(960)는 수평/수직 어드레스(Haddr, Vaddr)와, 도 4의 좌표 변환부(42)에서 생성되는, 변환된 보간 위치(CX, CY) 및 윤곽선 패턴 결정부(44)에서 출력되는 윤곽선 패턴(EPX, EPY)을 각각 어드레스로 입력하여 메모리 블럭(950)으로 전달한다. 즉, 수평/수직 어드레스(Haddr, Vaddr)는 선형 보간을 수행하는 경우에 대한 어드레스로서, 제1RAM(952)으로 인가된다. 한 예로써, 수평, 수직 어드레스(Haddr, Vaddr)는 각각 5비트 정보로 구현될 수 있다. 이 때, 제1RAM(952)는 상기 수평/수직 어드레스(Haddr, Vaddr)에 응답하여 선형적인 1차원 보간 계수(H_CO, V_CO)를 출력한다. 반면, 제2램(954)은 상기 변환된 보간 위치(CX, CY) 및 윤곽선 패턴 결정부(44)에서 출력되는 윤곽선 패턴(EPX, EPY)을 어드레스로서 입력하여 비선형적인 1차원 보간 필터 계수(TX, TY 또는 C_TX, C_TY)를 생성한다.

도 1~도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 2차원 비선형 보간 방법에 관하여 구체적으로 기술된다. 먼저, 도 1의 윤곽선 검출부(100)는 영상 신호의 윤곽선 정보를 검출한다(제200단계). 이 때, 200단계에서 검출된 윤곽선 정보는 윤곽선 방향 변형부(110)로 입력되어 경계 윤곽선성분과, 중심 윤곽선 성분으로 변형된다(제220단계). 전술한 바와 같이, 중심 윤곽선 성분은 수직/수평 성분과 대각선 성분을 포함한다.

제220단계 후에, 윤곽선 부근 계수 발생부(120)는 변형된 윤곽선 정보(MOD_EDG)와 1차원 비선형 보간 필터 계수(TX, TY)에 응답하여 2차원 비선형 보간 계수(W_NW, W_NE, W_SW, W_SE)를 생성한다(제240단계). 구체적으로, 윤곽선 부근 계수 발생부(120)의 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부(40)는 변형된 윤곽선 성분에 의해 중심 윤곽선 모형(P_CE)과 상기 중심 윤곽선 모형에 상응하는 회전각(ROT_ANG)을 결정한다(제241단계). 또한, 좌표 변환부(42)는 현재의 보간 위치 좌표(KX, KY)를 상기 결정된 회전각(ROT_ANG)에 따라서 좌표 변환한다(제242단계). 이 때, 변환된 보간 위치의 좌표 값(CX, CY)이 구해진다.

제242단계 후에 윤곽선 패턴 결정부(44)는 중심 윤곽선 모형(P_CE)과 경계 윤곽선 정보(R_BOD_INF)에 응답하여 서로 다른 타입의 윤곽선 패턴(EPX, EPY)을 생성한다(제243단계). 이후에, 도 1의 필터 계수 발생부(140)는 생성된 윤곽선 패턴(EPX, EPY)과 변환된 보간 위치의 좌표(CX, CY) 및 미리 설정된 1차원 필터 계수에 응답하여 1차원 비선형 보간 필터 계수(TX, TY)를 생성한다(제244단계). 제244단계 후에, 윤곽선 부근 계수 계산부(46)는 중심 윤곽선 모형(P_CE)과, 변환된 보간 위치의 좌표(CX, CY) 및 1차원 비선형 보간 필터 계수(TX, TY)에 응답하여 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNW, WNE, WSW, WSE)를 생성한다(제245단계), 좌표 재회전부(48)는 이러한 과정을 통하여 구해진 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수(WNW, WNE, WSW, WSE)를 회전각에 따라서 반대 방향으로 재회전시켜 최종적인 2차원 비선형 보간 계수(W_NW, W_NE, W_SW, W_SE)를 생성한다(제246단계).

제240단계 후에, 윤곽선 부근 보간부(130)는 최종적인 2차원 비선형 보간 계수(W_NW, W_NE, W_SW, W_SE)를 주변 화소들 즉, 상,하, 좌,우 방향의 네 화소들에 각각 곱하여 윤곽선 부근의 영상 신호를 보간한다(제280단계).

이상과 같은 과정을 통하여 본 발명에 따른 2차원 비선형 영상 보간 시스템에 의해 영상 보간이 이루어진다. 즉, 본 발명에서는 윤곽선이 존재하는 영상 부분에서 상하좌우 및 대각선 방향을 포함한 8 방향이 고려되어 보간을 수행함으로써 윤곽선 근방에서 최적의 보간이 이루어질 수 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 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 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 비선형 보간 방식에 의하여 영상 확대 시에 윤곽선 형태의 왜곡 및 겹침 잡음(alias)없이 텍스트나 그래픽 영상의 선명도를 유지할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 입력 영상 신호의 윤곽선 부분을 검출하여 검출된 부분에서만 2차원 비선형 보간 방식을 적용함으로써 영상 신호의 특성에 따른 효율적 보간이 가능하다는 효과가 있다.

Claims

입력 단자를 통하여 인가되는 영상 신호의 화소 간의 윤곽선 정보를 검출하는 윤곽선 검출부;

상기 윤곽선 검출부에서 검출된 윤곽선 정보를 입력하여 보간 위치에 대한 주변 화소들 간의 중심점을 기준으로 변형하고, 상기 변형된 윤곽선 정보를 출력하는 윤곽선 방향 변형부;

상기 변형된 윤곽선 정보에 의해서 보간 위치를 좌표 변환하여 변환된 보간 위치를 생성하고, 상기 변환된 보간 위치에 상응하는 윤곽선 패턴을 생성하며, 소정의 1차원 비선형 보간 필터 계수에 응답하여 복수의 2차원 비선형 보간 계수를 생성하는 윤곽선 부근 계수 발생부;

상기 변환된 보간 위치 좌표와, 상기 윤곽선 패턴 및 미리 설정된 1차원 필터 계수에 응답하여 상기 1차원 비선형 보간 필터 계수를 생성하는 필터 계수 발생부; 및

상기 복수의 2차원 비선형 보간 계수를 각각 상기 주변 화소들에 곱하여 윤곽선 부근에서의 보간을 수행하는 윤곽선 부근 보간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제1항에 있어서, 상기 윤곽선 방향 변형부는,

상기 보간 위치 주변의 상,하,좌,우 네 화소들의 중심점을 기준으로 하여 수평, 수직 및 대각선 성분을 포함하는 중심 윤곽선 성분과, 경계 윤곽선 성분을 포함하는 상기 변형된 윤곽선 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제2항에 있어서, 상기 윤곽선 부근 계수 발생부는,

상기 변형된 윤곽선 정보를 입력하여 해당 윤곽선 형태의 기준이 될 중심 윤곽선 모형과 상기 중심 윤곽선 모형에 상응하는 회전각을 결정하는 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부;

상기 보간 위치의 좌표를 상기 결정된 회전각에 따라서 변환하고, 상기 변환된 좌표 값을 변환된 보간 위치의 좌표로서 출력하는 좌표 변환부;

상기 변환된 보간 위치 좌표를 입력하고, 상기 경계 윤곽선 성분과 상기 중심 윤곽선 모형에 응답하여 서로 다른 타입의 상기 윤곽선 패턴을 생성하는 윤곽선 패턴 결정부;

상기 중심 윤곽선 모형에 응답하여 상기 변환된 보간 위치와 상기 1차원 비선형 보간 필터 계수를 연산하고, 상기 연산된 결과에 응답하여 제1~제4윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수를 생성하는 윤곽선 부근 계수 계산부; 및

상기 제1~제4윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수를 상기 회전각에 상응하여 재회전시키고, 상기 재회전된 결과를 상기 2차원 비선형 보간 계수로서 출력하는 좌표 재 회전부를 구비하는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제3항에 있어서, 상기 중심 윤곽선 모형 및 회전각 결정부는,

중심 윤곽선의 형태에 따라서 코너, 수직, 풀 라인, 크로스 바, 하프 라인, 대각선을 포함한 6가지 형태의 중심 윤곽선 모형을 생성하며, 상기 6개의 중심 윤곽선 모형 중에서 크로스 바를 제외한 5개의 중심 윤곽선 모형은 각각 0°,90°,180°,270°중 적어도 하나의 회전각에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제3항에 있어서, 상기 좌표 변환부는,

상기 보간 위치의 좌표를 각각 x,y라 하고, 상기 변환된 보간 위치의 좌표를 x', y'라 할 때, 상기 변환된 보간 위치의 좌표는,

다음 수학식들:

에 의해서 구해지는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제3항에 있어서, 상기 윤곽선 패턴 결정부는,

상기 회전각에 대하여 회전된 상기 경계 윤곽선 성분의 유무에 따라서 상기 윤곽선 패턴을 싱글, 트윈, 주기적 윤곽선 패턴으로 구분하는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제6항에 있어서, 상기 윤곽선 패턴 결정부는,

상기 회전된 경계 윤곽선 성분의 각 비트를 입력 신호로 받아들이고, 상기 중심 윤곽선 모형을 나타내는 소정 비트 데이타 및 상기 변환된 보간 위치 좌표에 응답하여 상기 회전된 경계 윤곽선 성분의 각 비트를 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 구비하고,

상기 멀티플렉서의 출력 중 직교의 수평 방향 경계 윤곽선 성분에, 대각선 윤곽선 성분을 나타내는 소정 비트를 추가하여 수평 방향으로의 윤곽선 패턴 및 대각선 방향의 윤곽선 패턴을 출력하고,

상기 멀티플렉서의 출력 중 수직 방향 경계 윤곽선 성분을 상기 수직 방향으로의 윤곽선 패턴으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제3항에 있어서, 상기 윤곽선 부근 보간 계수 계산부는,

상기 1차원 비선형 필터 보간 계수의 좌표, 상기 변환된 보간 위치의 좌표들과, 상기 좌표 값의 보수 값들 및 상기 윤곽선 부근 보간 계수 계산부에서 생성된윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수 중 하나를 각각 다중 입력으로 수신하고, 상기 중심 윤곽선 모형을 나타내는 소정 비트 데이타를 선택 신호로서 수신하는 멀티플렉서; 및

상기 멀티플렉서의 출력들을 다양한 방식으로 조합하여 각각 승산하고, 상기 승산된 결과를 상기 제1~제4윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들로서 출력하는 다수의 승산기들을 구비하는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
제1항에 있어서, 상기 보간 시스템은,

상기 1차원 필터 계수를 저장하는 룩업 테이블을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보간 시스템.
입력되는 영상 신호를 2차원 비선형 보간 방식에 의해 보간하는 방법에 있어서,

(a)입력되는 영상 신호의 윤곽선 정보를 검출하는 단계;

(b)상기 검출된 윤곽선 정보를 변형하여 변형된 윤곽선 정보를 생성하는 단계;

(c)상기 변형된 윤곽선 정보와 소정의 1차원 비선형 보간 필터 계수에 응답하여 2차원 비선형 보간 계수를 생성하는 단계; 및

(d)상기 2차원 비선형 보간 계수를 현재 보간 위치에 대한 주변의 각 화소에 곱하여 상기 영상 신호의 보간을 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 보간 방법.
제10항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

(c1)상기 변형된 윤곽선 정보를 입력하여 복수의 중심 윤곽선 모형과, 상기 중심 윤곽선 모형에 대한 회전각을 결정하는 단계;

(c2)상기 회전각에 따라서 현재의 보간 위치를 좌표 변환하여 변환된 보간 위치의 좌표 값을 생성하는 단계;

(c3)상기 변환된 보간 위치의 좌표 값과, 상기 변형된 윤곽선 정보의 경계 윤곽선 성분에 응답하여 복수의 윤곽선 패턴들을 생성하는 단계;

(c4)상기 변환된 보간 위치의 좌표 값, 상기 복수의 윤곽선 패턴들 및 미리 설정된 1차원 필터 계수에 응답하여 상기 1차원 비선형 보간 필터 계수를 생성하는 단계;

(c5)상기 중심 윤곽선 모형과, 상기 변환된 보간 위치의 좌표 값 및 상기 1차원 비선형 보간 필터 계수에 응답하여 상기 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수를 생성하는 단계; 및

(c6)상기 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수를 상기 회전각에 의해서 회전시키고, 상기 회전된 결과를 상기 2차원 비선형 보간 계수로서 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호의 보간 방법.
제11항에 있어서, 상기 (c1)단계는,

중심 윤곽선의 형태에 따라서 코너, 수직, 풀 라인, 크로스 바, 하프 라인, 대각선을 포함한 6가지 형태의 상기 중심 윤곽선 모형을 생성하며, 상기 6개의 중심 윤곽선 모형 중에서 크로스 바를 제외한 5개의 중심 윤곽선 모형은 각각 0°,90°,180°,270°중 적어도 하나의 회전각에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는 보간 방법.
제11항에 있어서, 상기 (c3) 단계는,

상기 회전각에 대하여 회전된 상기 경계 윤곽선 성분의 유무에 따라서 싱글, 트윈, 주기적 윤곽선 패턴으로 구분되는 상기 윤곽선 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 보간 방법.
제11항에 있어서, 상기 (c5)단계는,

(c51)상기 1차원 비선형 필터 보간 계수의 좌표, 상기 변환된 보간 위치의 좌표들과, 상기 좌표 값의 보수 값들을 수평과, 수직 방향의 값으로서 선택적으로 출력하는 단계; 및

(c52)상기 선택적으로 출력되는 값들을 조합하여 승산하고, 상기 승산된 결과를 상기 윤곽선 부근 2차원 비선형 보간 계수들로서 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 보간 방법.