KR20020022197A - 수직 스크롤 떨림 방지장치 - Google Patents

수직 스크롤 떨림 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상신호 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비월 주사 방식의 방송신호를 순행 주사 방식으로 변환할 때 발생할 수 있는 화면 스크롤 떨림 현상을 방지하기 위한 수직 스크롤 떨림 방지 장치에 관한 것이다. 수직 스크롤 떨린 방지 장치는 현재 프레임과 이전 프레임의 절대값 차에 의해 화소간 움직임을 검출하는 프레임 움직임 검출수단, 상기 현재 프레임과 이전 프레임간의 라인별 블록 매칭에 의해 연산된 화소간의 움직임 차이 값과 소정의 기준 값을 비교하여 수직 움직임을 검출하는 수직 움직임 검출수단, 상기 수직 움직임 검출수단에 의해 검출된 수직 움직임 신호에 의해 상기 프레임 움직임 검출수단의 움직임 값을 선택하는 선택수단, 상기 선택수단에 의해 선택된 화소의 움직임 값에 의해 화상 위치를 보상하는 움직임 보상수단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 순행 주사 변환 시에 나타나는 수직 스크롤에서의 화질 저하를 감소시키는 방법으로 글자 등의 떨림을 방지할 수 있으며, TV에서의 화질 개선 포인트로서 순행 주사 칩에 적용될 경우 화질 측면에서 경쟁력을 강화할 수 있는 효과가 있다.

Description

수직 스크롤 떨림 방지 장치{A apparatus for preventing vertical scroll shake}
본 발명은 영상신호 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비월 주사 (Interlace) 방식의 방송신호를 순행 주사(Progressive) 방식으로 변환할 때 발생할 수 있는 화면 스크롤 떨림 현상을 방지하기 위한 수직 스크롤 떨림 방지 장치에 관한 것이다.
디지털 TV의 시대를 앞두고 순차 주사 방식의 TV 보급이 확산되고 있는 가운데 순차 주사 방식의 화질 개선에 대한 문제가 본격적으로 대두되게 되었다. 특히, 기존의 움직임 검출을 이용한 IPC(Interlace-to-Progressive Conversion) 알고리즘으로는 화면상에서 천천히 올라가는 수직 방향 스크롤 영상이 떨리는 현상이 발생한다.
도 1은 종래의 움직임 검출 방법을 설명하기 위한 화소들의 위치 관계도 이다.
종래 기술에서는 현재 보간(Interpolation)하려는 화소 위치에 움직임이 있는가를 검출하기 위해 절대값 차를 구하였다. 이 값이 일정한 기준 값과 비교되어 기준 값 보다 큰 경우에는 움직임이라고 판단하고 작은 경우에는 정지화상 이라고 판단한다. 이 값들이 다시 저역 통과 필터링 되어 현재 화소뿐만이 아닌 주위 화소들의 움직임에 대해서도 참조하게 된다. 따라서 주위 화소 중에 하나라도 움직임이 있으면 현재의 화소도 움직임으로 판단하게 된다.
종래 IPC 기술은 현재 및 주변 화소에 대한 움직임을 검출하여 공간/시간(Spatial/Temporal) 보간을 하는 형태이다. 도 1a에서 현재 필드의 위아래 화소를 B,C 라하고 다른 필드의 현재 화소 위치 값을 C라 하면 움직임 값 k(0≤k≤m)를 추출하여 k값이 클수록(움직임이 크다는 의미) B,C의 값으로 보간하고 k 값이 작을수록 A를 사용하여 보간 한다. 이렇게 움직임 값에 의해 보간 함으로써 정지화상에서는 이전 필드 값을 그대로 사용하고 동화상에서는 현재 필드 값으로 블러링(Blurring) 해주는 효과를 나타내었다.
이 기술은 움직이는 영상에서는 위아래 화소의 평균값을 보간 값으로 하고 정지 영상에서는 다른 필드의 화소 값을 그대로 가져다 쓰기 때문에 완전한 정지화상이 아닌 경우에는 대부분 위아래 화소 값이 현재 보간 값에 반영되게 된다. 그런데 이 알고리즘은 위아래 화소의 움직임 값들을 논리합해서 사용하기 때문에 정지화상 보다는 동화상으로 판단할 확률이 훨씬 많으며 만일 천천히 위로 스크롤 되는 문자 스크린의 경우 글자의 떨림 현상이 발생하게 된다.
도 1b를 보면 n 번째 프레임에서 m 라인 위로 스크롤된 경우 보간 하려는 y1,y2,y3 화소가 모두 움직임 값이 있다고 판단해서 위아래 화소 값의 평균값을 채우게 된다. 그러나 y3 화소의 경우 다시 정지된 화소로 판단하여 이전 화소 값으로 보간을 하게 되므로 결과적으로 y3 화소는 회색 값, y4 화소는 흰색 값으로 채워지게 된다. 따라서, n-1, n, n+1 프레임에서 y3의 위치는 떨리는 것처럼 보이게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 비월 주사 방식의 방송신호를 순행 주사 방식으로 변환할 때 발생할 수 있는 화면 스크롤 떨림 현상을 방지하기 위한 수직 스크롤 떨림 방지 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 움직임 검출 방법을 설명하기 위한 화소들의 위치 관계도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 수직 스크롤 떨림 방지 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 3은 도 2에 도시된 장치 중 수직 움직임 검출부의 동작 방법을 보이는 흐름도 이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 수직 스크롤 떨림 방지 장치는 현재 프레임과 이전 프레임의 절대값 차에 의해 화소간 움직임을 검출하는 프레임 움직임 검출수단; 상기 현재 프레임과 이전 프레임간의 라인별 블록 매칭에 의해 연산된 화소간의 움직임 차이 값과 소정의 기준 값을 비교하여 수직 움직임을 검출하는 수직 움직임 검출수단; 상기 수직 움직임 검출수단에 의해 검출된 수직 움직임 신호에 의해 상기 프레임 움직임 검출수단의 움직임 값을 선택하는 선택수단; 및 상기 선택수단에 의해 선택된 화소의 움직임 값에 의해 화상 위치를 보상하는 움직임 보상수단을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 수직 스크롤 떨림 방지 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2에 도시된 장치는 현재 프레임과 이전 프레임의 절대값 차에 의해 화소간 움직임을 검출하는 프레임 움직임 검출부(20), 프레임 움직임 검출부(20)에서 출력되는 화소간 움직임을 필드 별로 저장하는 필드 메모리(21), 필드 메모리(21)에 저장된 화소간 움직임을 1라인 지연시켜 저장하는 라인 메모리(22), 프레임 움직임 검출부(20), 필드 메모리(21) 및 라인 메모리(22)에서 출력되는 화소들을 논리합 처리하는 논리합 처리기(23), 논리합 처리된 화소들을 외부에서 입력되는 상수 m에 의해 이동시키는 연산부(24), 상수에 의해 이동된 화소들을 저역 필터링 하는 LPF(Low Pass Filter:저역 통과 필터)(25), 현재 프레임과 이전 프레임간의 라인별 블록 매칭에 의해 연산된 화소간의 움직임 차이 값과 기준 값(Threshold)을 비교하여 수직 움직임을 검출하는 수직 움직임 검출부(26), 수직 움직임 검출부(26)에서 출력되는 수직 움직임 검출 값에 의해 LPF(25)에서 출력되는 화소 움직임 값 또는 화소 미 움직임 값을 선택하는 MUX(멀티플렉서:Multiplexer)(27), MUX(27)의 출력 값에 의해 화상의 움직임을 보상하는 움직임 보상부(28)로 구성된다.
도 3은 도 2에 도시된 장치 중 수직 움직임 검출부의 동작 방법을 보이는 흐름도 이다.
도 3에 도시된 흐름도는 현재 프레임과 이전 프레임간에 블록 매칭을 수행하는 단계(30), MAD(Mean Absolute Difference)값을 연산하는 단계(31), MAD 값이 기준 값보다 큰가를 판단하는 단계(32), V_motion=1을 출력하는 단계(33), V_motion=0을 출력하는 단계(34)로 구성된다.
이어서, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
프레임 움직임 검출부(20)는 현재 프레임과 이전 프레임의 절대값 차에 의해 화소간 움직임을 검출한다. 현재 보간(Interpolation)하려는 화소 위치에 움직임이 있는가를 검출하기 위해 현재 프레임과 이전 프레임의 절대값 차를 구하여 이 절대 값이 일정한 기준 값과 비교되어 기준 값 보다 큰 경우에는 움직임이라고 판단하고 작은 경우에는 정지화상 이라고 검출한다.
필드 메모리(21)는 프레임 움직임 검출부(20)에서 출력되는 화소간 움직임을 필드 별로 저장하고 라인 메모리(22)는 필드 메모리(21)에 저장된 화소간 움직임을 1라인 지연시켜 저장한다.
논리합 처리기(23)는 프레임 움직임 검출부(20), 필드 메모리(21) 및 라인 메모리(22)에서 출력되는 화소들을 논리합 처리하여 이들 중 한 블록에서 발생하는 화소의 움직임 값 즉, 현재 화소뿐만이 아닌 주위 화소들의 움직임에 대해서도 움직임 검출을 수행한다.
연산부(24)는 논리합 처리기(23)에서 출력되는 화소를 변위 상수 m만큼 라인이동시킨다. 상수에 의해 이동된 화소들은 LPF(25)에 의해 저역 필터링 된 후 MUX(27)로 출력된다.
수직 움직임 검출부(26)는 현재 프레임과 이전 프레임간의 라인별 블록 매칭에 의해 연산된 화소간의 움직임 차이 값과 기준 값을 비교하여 수직 방향의 움직임을 검출한다. 도 3에 수직 움직임 검출부(26)의 동작 방법이 도시되어 있다.
수직 움직임 검출부(26)은 입력되는 현재 프레임과 이전 프레임간에 블록 매칭을 수행한다(30단계). 수직 움직임 검출부(26)는 블록 매칭 사이즈를 n×m 형태로, 탐색 영역을 ±u 라인으로 설정한다.
블록 매칭에 의해 MAD(Mean Absolute Difference)값을 연산한다(31단계). MAD 값은 다음 수학식 1에 의해 연산된다.
수학식 1에서 연산된 MAD 값은 라인별 차이 값의 절대치로 MAD 값이 기준 값보다 큰 경우에는 수직 방향으로 움직임이 있다고 판단하고 MAD 값이 기준 값보다 작은 경우에는 수직 방향으로 움직임이 있다고 판단한다.
MAD 값이 기준 값보다 큰 경우 수직 방향으로 움직임이 있다고 판단하여 V_motion=1을 출력하고, MAD 값이 기준 값보다 작은 경우 수직 방향으로 움직임이 없다고 판단하여 V_motion=0을 출력한다(32,33,34단계).
MUX(27)는 수직 움직임 검출부(26)에서 출력되는 V_motion 값에 의해 화소의 움직임 검출이 있는 LPF(25)의 출력 값을 선택(k)하거나, 화소의 움직임이 없는k=0을 선택한다. 수직 움직임 검출부(26)에서 V_motion=1이 출력되면, MUX(27)는 k=0을 선택하여 움직임 보상부(28)로 출력하고, 수직 움직임 검출부(26)에서 V_motion=0이 출력되면, MUX(27)는 LPF(25)의 출력 값(k)을 선택하여 움직임 보상부(28)로 출력한다.
움직임 보상부(28)는 MUX(27)의 출력 값에 의해 화상의 움직임을 보상한다. 움직임 보상부는 다음 수학식 2에 의해 움직임을 보상하게 된다.
도 1a를 예를 들어 설명하면, 움직임 보상부(28)는 수직 방향으로 움직임이 검출되면 정지 화상으로 판단하여 k=0이 되므로 A를 사용하여 보간하고, 수직 방향으로 움직임이 검출되면 동화상으로 판단하여 LPF(25)에서 출력되는 k 값을 사용하여 B,C 값으로 보간 한다. 이렇게 하여 도 1b에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 u개 라인만큼 움직임 경우에 y3 화소의 위치에서도 시간적인 보간을 수행하기 때문에 기존처럼 공간상의 보간을 함으로써 발생하는 y3 화소 위치의 떨림 현상을 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 순행 주사 변환 시에 나타나는 수직 스크롤에서의 화질 저하를 감소시키는 방법으로 글자 등의 떨림을 방지할 수 있으며, TV에서의 화질 개선 포인트로서 순행 주사 칩에 적용될 경우 화질 측면에서 경쟁력을 강화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 현재 프레임과 이전 프레임의 절대값 차에 의해 화소간 움직임을 검출하는 프레임 움직임 검출수단;
    상기 현재 프레임과 이전 프레임간의 라인별 블록 매칭에 의해 연산된 화소간의 움직임 차이 값과 소정의 기준 값을 비교하여 수직 움직임을 검출하는 수직 움직임 검출수단;
    상기 수직 움직임 검출수단에 의해 검출된 수직 움직임 신호에 의해 상기 프레임 움직임 검출수단의 움직임 값을 선택하는 선택수단; 및
    상기 선택수단에 의해 선택된 화소의 움직임 값에 의해 화상 위치를 보상하는 움직임 보상수단을 포함하는 수직 스크롤 떨림 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수직 움직임 검출수단은
    상기 현재 프레임과 이전 프레임간의 n×m 블록 매칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 수직 스크롤 떨림 방지 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 움직임 보상 수단은
    상기 수직 움직임 검출수단에서 수직 방향의 움직임이 검출된 경우 정지화상으로 판단하여 이전의 화소 값으로 움직임을 보상하고, 상기 수직 움직임 검출수단에서 수직 방향의 움직임이 검출되지 않은 경우 동화상으로 판단하여 주변의 화소 값으로 움직임을 보상하는 것을 특징으로 하는 수직 스크롤 떨림 방지 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100385914C (zh) * 2003-11-22 2008-04-30 三星电子株式会社 具有噪音降低/消除装置的解隔行设备

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