KR20030054329A

KR20030054329A - 이미지 포멧 변환 방법

Info

Publication number: KR20030054329A
Application number: KR1020010084470A
Authority: KR
Inventors: 안용석
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2001-12-24
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2003-07-02
Also published as: KR100726067B1

Abstract

본 발명은 필터와 같은 별도의 하드웨어를 필요로 하지 않는 QCIF 이미지 포멧 변환 방법에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은, 다수개의 라인과 상기 라인상에 배치되는 다수개의 픽셀로 이루어지되, 이웃하는 두개의 픽셀당 하나의 색상정보를 갖는 YUV 422 영상프레임을 YUV 420 영상 프레임으로 변환하는 방법에 있어서, 제1 라인상에 위치하는 2개의 이웃한 픽셀과 동일한 순서를 갖고 배치되는 제2 라인상의 2개의 이웃한 픽셀에 상기 제1 라인의 이웃한 픽셀이 가지는 색상정보를 사용하는 것 -상기 제1 라인과 제2 라인은 서로 이웃하여 위치함- 을 특징으로 한다.

Description

이미지 포멧 변환 방법{Method for Image transform}

본 발명은 QCIF 이미지 포멧 방법에 관한 것으로, 특히 추가적인 하드웨어를 필요로 하지 않는 이미지 포멧 변환 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 영상을 표현하는데는 통상 RGB(RED, GREEN, BLUE) 방식을 사용한다.

RGB 방식은 피사체를 빛의 3원색인 RGB를 써서 표현함으로써, 피사체의 색상을 가장 실제에 가깝게 표현할 수 있는 반면, 각각의 색상(R, G, B)에 대하여 일정한 비트수를 배당하여야 하므로 데이터의 크기가 커지는 특징이 있다.

한편, 사람의 눈이 색상보다는 밝기에 민감하다는 사실에 착안하여 색상(Crominance)보다는 휘도(Luminance)성분에 비트수를 많이 할당하는 YUV 방식이 있으며, 상기 YUV 방식은 주로 TV에 사용되는 색 표현방식으로 색을 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 구분한다.

Y성분은 오차에 민감하므로 색상성분인 U와 V보다 많은 비트를 코딩한다.

전형적인 Y:U:V의 비율은 4:2:2(YUV422 방식) 또는 4:1:1(YUV 420방식)이다.

YUV의 명도신호 및 색상신호로 영상을 표시하면 RGB보다 메모리를 효율적으로 사용할 수 있고, 빠른 속도로 자료를 처리할 수 있다.

예컨데, Y정보를 4 번 사용할 때 U나 V 정보를 2번 사용하면 전체적으로 정보량은 2/3로 줄어들게 된다. 이 경우 4:2:2 서브 샘플링이라 하며 가장 널리 사용된다.

상기한 비트 배분은 명도신호와 색상신호를 나타내는 비트의 수를 조절하여 얻을 수 있다.

도 1은 YUV420 형식의 영상 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 하나의 영상 프레임을 144개의 라인(L1 ∼ L144)과 172개의 픽셀(Y11 ∼ Y1176)로 구현하는 QCIF 형식에 따른 YUV 420 방식의 영상 프레임은 이웃하는 2개의 라인과 상기 2개의 라인상에 이웃하게 위치하는 4개의 픽셀이 동일한 색상 정보(U, V)를 가지며, 각각의 픽셀은 별도의 휘도 정보를 가지도록 구성된다.

도 1을 참조하여 상기한 영상 압축방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, QCIF(Quarter Common Intermediate Format) 형식의 영상을 YUV 420 방식으로 표현하면, 모두 172 ×144개의 픽셀, 즉 25344개의 픽셀로 이루어지는 영상 프레임이 생성되며, 25344개의 Y성분과 6336개의 U 및 6336개의 V 성분으로 표현된다.

여기서, 상기 QCIF 방식은 화상회의를 위한 영상 프레임의 포멧 형식으로, 전화선을 이용한 화상회의 시스템에 적합하며, QCIF는 각 영상 프레임 당 144×176 해상도를 유지하면서 최대 30fps(frame per second)로 데이터를 전송할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, YUV 420 방식은 상기 라인 1(L1)과 라인 2(L2)의 픽셀(Y11, Y12, Y21, Y22)이 동일한 색상정보(UV11)를 공유하여 영상 프레임을 구성하며, 각각의 픽셀(Y11, Y12, Y21, Y22)은 별도의 휘도정보를 가진다.

따라서, 2개의 라인(L1, L2)이 88개의 색상정보를 공유하므로 하나의 영상 프레임을 구성하는 144개의 라인에는 모두 6336개의 색상정보를 필요로 한다.

도 2는 YUV 422 방식으로 영상 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

여기서, 상기 도 1의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일 도면부호를 부여하였다.

YUV 422 방식은 상기 도 1에 도시된 영상 프레임과 같이 172 × 144개의 픽셀로 이루어진 것은 동일하나, 도 1과는 달리 2개의 픽셀이 하나의 색상정보를 공유하도록 한다.

예컨데, 라인 1(L1)에서는 픽셀(Y11, Y12)가 하나의 색상정보(UV11)를 공유하며, 라인 2(L2)에서는 픽셀(Y21, Y22)가 하나의 색상정보(UV21)를 공유하도록 구성된다.

따라서, 각각의 라인(L1 ∼ L144)은 88개의 색상정보를 가지므로 모두 12672개의 색상정보를 필요로 한다.

한편, MPEG-4 시스템에서는 동영상을 처리하기 위하여 인코딩 및 디코딩을 할때, YUV 420방식을 사용하므로, 상기 영상 프레임 데이터를 디코딩시 YUV 420방식의 영상이 된다.

이렇게 복원된 영상 정보를 디스플레이(display) 하기 위하여 RGB 방식으로 변환하거나 YUV 422 방식으로 변환하는 경우가 많으며, 상기 YUV 420 방식을 YUV 422 방식으로 전환시, 상기 YUV 420방식의 색상 정보가 YUV 422 방식에 비하여 절반밖에 없으므로 상기 YUV 420 방식의 데이터를 YUV 422 방식에 맞도록 변환 하여야 한다.

상기 YUV 420 방식을 YUV 422 방식으로 변환하기 위하여 상기 YUV 420 방식의 출력을 필터링 하여 복원하는 방법을 쓰게 되는 바, 별도의 하드웨어를 필요로 하게 되고 전력 소모가 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, YUV 420 방식을 YUV 422 방식으로 변환시, 필터와 같은 별도의 하드웨어를 필요로 하지 않는 QCIF 영상 이미지 포멧 변환방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 YUV 420 방식에 따른 영상 프레임의 구성도,

도 2는 일반적인 YUV 422 방식에 따른 영상 프레임의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 이미지 포멧 변환방법을 설명하기 위한 영상 프레임 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

QCIF : Quarter Common Intermediate Format.

YUV : 휘도, 적색-휘도, 청색-휘도 신호의 약어.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수개의 라인과 상기 라인상에 배치되는 다수개의 픽셀로 이루어지되, 이웃하는 두개의 픽셀당 하나의 색상정보를 갖는 YUV 422 영상프레임을 YUV 420 영상 프레임으로 변환하는 방법에 있어서, 제1 라인상에 위치하는 2개의 이웃한 픽셀과 동일한 순서를 갖고 배치되는 제2 라인상의 2개의 이웃한 픽셀에 상기 제1 라인의 이웃한 픽셀이 가지는 색상정보를 사용하는 것 -상기 제1 라인과 제2 라인은 서로 이웃하여 위치함- 을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 이미지 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, QCIF 영상 포멧(144 ×176)으로 이루어지고 YUV 420 방식으로 형성된 영상 프레임을 YUV 422 방식으로 표현하고자 하면, 176개의 픽셀로 이루어지는 각각의 라인(L1 ∼ L144)은 이웃하는 2개의 픽셀(예컨데 Y11 및Y12)에 동일한 색상정보를 공급하여 프레임을 구성하도록 한다.

예컨데, 픽셀 Y11과 Y12에 색상정보 UV11이 인가되도록 하고, 픽셀 Y13과 Y14에는 색상정보 UV12가 인가되도록 하여 각각의 라인은 모두 88개의 색상정보를 갖도록 한다.

이어서, 상기 라인 1(L1)의 픽셀 Y11, Y12에 인가되는 색상정보 UV11을 라인 2(L2)의 첫번째와 두번째 픽셀(Y21, Y22)의 색상정보로서 사용한다.

즉, 라인 1(L1)의 첫번째, 두번째 픽셀(Y11, Y12)에 사용된 색상정보(UV11)가 라인 2(L2)의 첫번째 및 두번째 픽셀(Y21, Y22)의 색상정보가 되는 것이다.

이와 같은 방법으로 라인 3(L3)과 라인 4(L4)의 픽셀(Y31, Y32, Y41, Y42)도 색상정보 UV21을 공유하며, 픽셀(Y33, Y34, Y43, Y44)도 색상정보 UV22를 공유하게 된다.

따라서, YUV 420 방식을 YUV 442 방식으로 변환시, 별도의 필터나 하드웨어를 필요로 하지 않게된다.

전술한 바와 같이, 상기 QCIF 형식은 화상회의를 위하여 개발된 영상 포멧으로 영상 프레임의 크기가 작은 편이므로, 본 발명에 따른 이미지 변환 방법을 적용하여도 사람의 육안으로는 큰 차이를 느끼기 어려우며, 별도의 하드웨어를 필요로 하지 않는 바, 전력 소모를 감소시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같이, YUV 420 방식의 영상 프레임을 YUV 422 방식으로 변환 시, 별도의 하드웨어를 필요로 하지 않으면서도 이미지 변환시 전력소모를 감소시킬 수 있으며, 향후 IMT 2000 서비스에서 동영상 처리 부분에 응용이 가능하다.

Claims

다수개의 라인과 상기 라인상에 배치되는 다수개의 픽셀로 이루어지되, 이웃하는 두개의 픽셀당 하나의 색상정보를 갖는 YUV 422 영상프레임을 YUV 420 영상 프레임으로 변환하는 방법에 있어서,

제1 라인상에 위치하는 2개의 이웃한 픽셀과 동일한 순서를 갖고 배치되는 제2 라인상의 2개의 이웃한 픽셀에 상기 제1 라인의 이웃한 픽셀이 가지는 색상정보를 사용하는 것 -상기 제1 라인과 제2 라인은 서로 이웃하여 위치함- 을 특징으로 하는 이미지 포멧 변환 방법.
제1항에 있어서,

상기 변환된 YUV 420 영상 프레임은 QCIF(Quarter Common Intermediate Format) 영상 포멧으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 포멧 변환방법.