KR20040003588A - 영상신호의 포맷 변환기 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상처리시스템에 있어서 출력되는 영상신호의 색 신호를 보정하여 향상된 화질을 갖는 영상이 출력될 수 있도록 YUV포맷을 갖는 영상신호의 포맷을 변환시키기 위한 포맷 변환기 및 그 방법이다.
본 발명에 따른 장치는, 휘도신호(Y)와 색차 신호(UV) 형태로 입력되는 영상신호의 포맷 변환기에 있어서, 포맷 변환을 위해 입력되는 색차 신호(UV)의 색차 레벨을 프레임 단위로 저장하는 메모리; 색차 신호 U의 기준 색차 신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨을 메모리에서 참조하여 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하고, 보정된 색차 레벨을 기준 색차 신호의 포맷 변환 결과로서 출력하는 제 1 색차 신호 보정 수단; 색차 신호 V의 기준 색차 신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨을 메모리에서 참조하여 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하고, 보정된 색차 레벨을 기준 색차 신호의 포맷 변환 결과로서 출력하는 제 2 색차 신호 보정 수단; 휘도 신호(Y)가 대응되는 색차 신호(UV)의 포맷 변환결과와 함께 전송될 수 있도록, 휘도 신호(Y)를 지연하는 지연부를 포함한다.
따라서 기존에 비해 색 신호가 보정된 출력 영상을 제공할 수 있다.

Description

영상신호의 포맷 변환기 및 그 방법{Format converter for image signal and method thereof}
본 발명은 영상신호의 포맷 변환기 및 방법에 관한 것으로, 특히, YUV포맷을 이용하는 영상처리시스템에서 YUV의 포맷을 변환할 때, 색 신호가 보정된 영상을 출력할 수 있는 영상신호의 포맷 변환기 및 그 방법에 관한 것이다.
YUV포맷을 이용하는 영상처리시스템으로는 MPEG 영상처리시스템이 있다. 상기 시스템에서 RGB포맷을 사용하지 않고 YUV포맷을 사용하는 것은 압축 효율성을 향상시키기 위한 것이다. 즉, 인간의 시각이 R, G, B 각각에 반응하는 민감도가 서로 틀리기 때문에 이를 하나의 휘도 성분(또는 휘도 신호) Y와 색차 성분(또는 색차 신호) U, V로 전환함으로써 인간 시각 특성을 활용하여 압축을 시행할 수 있기 때문이다.
실제로 MPEG에서는 휘도 성분과 색차 성분의 표본화 비율(sampling rate)을 서로 다르게 하여 표본화하는데 휘도 성분과 색차 성분의 표본화 비율에 따라 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4포맷으로 구분된다. 이는 인간의 시각이 색차 성분에 상대적으로 민감하지 않은 것을 이용하여 색차 정보를 삭감하기 위해서인데, 4:2:0포맷은 색차 성분을 가로, 세로방향 모두 반으로 줄여 표본화 한 것이다. 가로 방향으로 반으로 줄여 표본화한 것은 4:2:2포맷이고, 휘도성분과 같은 비율로 색차성분을 표본화한 것을 4:4:4 포맷이라 한다.
이렇게 여러 종류로 표본화된 포맷을 갖는 영상신호를 부호화하여 송출하면, 수신측에서 수신된 영상신호를 복호화하고 YUV(4:2:0 또는 4:2:2)포맷을 갖는 영상신호를 RGB포맷으로 변환한 뒤, 화면에 출력한다. 이와 같이 신호처리를 할 경우, 송신측에서 YUV(4:4:4)포맷을 YUV(4:2:0 또는 4:2:2)포맷으로 표본화하였을 경우에 수신측에 수신된 영상신호의 색차 정보는 손실된 상태이다.
그러나 MPEG 영상처리시스템에서는 이렇게 손실된 영상신호를 보정하지 않고 (4:2:0 또는 4:2:2)포맷을 갖는 YUV를 바로 RGB로 변환시켜 출력한다. 따라서, MPEG 영상처리시스템에서 출력되는 영상의 색 신호에 열화가 발생된다.
본 발명은 상술한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 영상처리시스템에 있어서출력되는 영상신호의 색 신호를 보정하여 향상된 화질을 갖는 영상이 출력될 수 있도록 YUV포맷을 갖는 영상신호의 포맷을 변환시키기 위한 포맷 변환기 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장치는, 휘도신호(Y)와 색차 신호(UV) 형태로 입력되는 영상신호의 포맷 변환기에 있어서, 포맷 변환을 위해 입력되는 색차 신호(UV)의 색차 레벨을 프레임 단위로 저장하는 메모리; 색차 신호 U의 기준 색차 신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨을 메모리에서 참조하여 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하고, 보정된 색차 레벨을 기준 색차 신호의 포맷 변환 결과로서 출력하는 제 1 색차 신호 보정 수단; 색차 신호 V의 기준 색차 신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨을 메모리에서 참조하여 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하고, 보정된 색차 레벨을 기준 색차 신호의 포맷 변환 결과로서 출력하는 제 2 색차 신호 보정 수단; 휘도 신호(Y)가 대응되는 색차 신호(UV)의 포맷 변환결과와 함께 전송될 수 있도록, 휘도 신호(Y)를 지연하는 지연부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 색차 신호 보정 수단 및 제 2 색차 신호 보정 수단은, 기준 색차 신호와 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨간의 평균값을 검출하는 평균값 검출부; 기준 색차 신호의 색차 레벨에서 평균값을 감산하여 기준 색차 신호의 보정 값을 검출하는 보정값 검출부; 기준 색차 신호의 색차 레벨에 보정 값을 가산하고, 가산된 결과를 기준 색차 신호의 보정된 색차신호로서 검출하는 보정된 색차 신호 검출부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 적어도 하나의 주변 색차 신호는 기준 색차 신호의 좌우측에 인접한 색차 신호, 기준 색차 신호의 상하에 인접한 색차 신호, 좌측에 인접한 색차 신호의 상하에 인접한 색차 신호 및 우측에 인접한 색차 신호의 상하측에 인접한 색차 신호를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 색차 신호 보정 수단 및 제 2 색차 신호 보정 수단은 기준 색차 신호의 색차 레벨이 주변 색차 신호의 색차 레벨보다 높으면, 기준 색차 신호의 색차 레벨을 낮추도록 보정하고, 기준 색차 신호의 색차 레벨이 주변 색차 신호의 색차 레벨보다 낮으면, 기준 색차 신호의 색차 레벨을 높이도록 보정하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방법은, 휘도신호(Y)와 색차 신호(UV) 형태로 입력되는 영상신호의 포맷을 변환하는 방법에 있어서, 포맷 변환을 위해 입력되는 영상신호에서 휘도 신호(Y)와 색차신호(UV)를 분리하고 색차 신호(UV)의 색차 레벨을 프레임 단위로 저장하는 단계; 분리된 색차신호(UV)별로 포맷을 변환하기 위하여, 저장단계에서 저장된 기준 색차신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨을 참고하여 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하는 단계; 보정단계에서 보정된 색차 레벨을 포맷 변환된 색차 신호로서 출력하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
도 1은 MPEG 영상처리시스템의 개념 도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상신호의 포맷 변환기의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 평균값 검출부에서 사용되는 색차 신호의 맵 도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상신호의 포맷 변환방법의 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 MPEG 영상처리시스템의 개념 도이다. 도 1에 도시된 영상처리시스템은 MPEG 신호처리부(100)와 포맷 변환기(110)로 구성된다.
MPEG 신호처리부(100)는 MPEG방식으로 입력되는 영상신호를 디코드하여 (4:2:0) 포맷 또는 (4:2:2)포맷을 갖는 YUV 영상신호에 대한 비트스트림을 출력한다. 출력되는 YUV의 포맷 비는 송신측에서 송출한 포맷 비이다.
포맷 변환기(110)는 (4:2:0) 포맷 또는 (4:2:2)포맷을 갖는 YUV가 입력되면, 본 발명에 따라 색 신호의 색차 레벨이 보정된 (4:4:4)포맷을 갖는 YUV로 변환하여 출력한다. 출력되는 (4:4:4) 포맷의 YUV 영상신호는 미 도시된 표시부로 전송된다.
도 1에 도시된 포맷 변환기(110)는 도 2에 도시 된 바와 같이 구성된다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 포맷 변환기(110)는 지연부(210), U 색차 신호 보정 수단(220), V 색차 신호 보정수단(230) 및 메모리(240)로 구성된다.
지연부(210)는 인가되는 제어신호에 의해 입력되는 Y신호를 소정 시간동안 지연시킨 후, 출력한다. 상기 제어신호는 영상처리시스템의 동작을 전반적으로 제어하는 마이컴과 같은 시스템 제어부(미 도시됨)로부터 제공된다. 상기 시스템 제어부(미 도시됨)는 Y신호가 해당되는 U, V 색차 신호의 보정된 색차 신호인 U', V'와 동일한 시기에 출력될 수 있도록 지연부(210)의 지연 량을 제어한다.
U 색차 신호 보정 수단(220)은 평균값 검출부(221), 보정값 검출부(222) 및 보정된 색차신호 검출부(223)로 구성된다.
평균값 검출부(221)는 도 3에 도시된 바와 같은 색차 신호의 맵 도를 토대로 현재 입력되는 색차 신호 U를 기준 색차신호로 하여 평균값을 검출한다. 이는 기준색차 신호의 색차 레벨과 기준 색차 신호와 인접한 위치에 존재하는 색차 신호의 색차 레벨간의 관계를 고려하여 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하기 위한 것이다.
도 3에 도시된 맵 도와 같이 주변에 인접한 색차 신호는 기준 색차 신호(x, y)의 좌우측에 인접한 색차 신호 (x, y-1) 및 (x-1, y+1), 기준 색차 신호의 상하에 인접한 색차 신호 (x-1, y) 및 (x+1, y), 상기 좌측에 인접한 색차 신호 (x, y-1)의 상하에 인접한 색차 신호 (x-1, y-1) 및 (x+1, y-1), 상기 우측에 인접한 색차 신호 (x-1, y+1)의 상하측에 인접한 색차 신호 (x-1, y+1) 및 (x+1, y+1)를 포함한다.
상기 주변 색차 신호가 도 3에 도시된 바와 같을 때, 평균값 검출부(221)는 기준 색차 신호와 주변 색차 신호의 색차 레벨에 대한 평균은 수학식 1과 같이 구한다.
평균값 검출부(221)는 상술한 바와 같이 주변의 색차 신호의 색차 레벨과 기준 색차 신호의 색차 레벨간의 평균값을 구하기 위하여 메모리(240)로부터 해당되는 색차 신호의 색차 레벨 값을 제공받는다.
메모리(240)는 시스템 제어부(미 도시됨)로부터 전송되는 제어신호에 의해 제어되어 프레임단위로 U 및 V의 색차 신호를 저장한다. 그리고, 메모리(240)는 상기 제어신호와 기준 색차 신호 U를 토대로 저장된 색차 신호중에서 상기 평균값을 검출하는데 필요한 주변의 색차 신호의 색차 레벨을 제공한다.
보정값 검출부(222)는 현재 입력되는 기준 색차 신호에서 상기 평균값 검출부(221)로부터 전송되는 평균값을 감산하여 해당되는 보정값을 검출한다. 검출된 보정값은 보정된 색차 신호 검출부(223)로 전송된다.
보정된 색차신호 검출부(223)는 현재 입력되는 기준 색차 신호에 보정된 값을 더하고, 그 결과 값을 기준 색차 신호에 대한 보정된 색차 신호 U'로서 검출하여 출력한다. 따라서 보정된 색차 신호 U'는 검출된 보정 값이 음(-)의 값을 가지면, 기준 색차 신호의 색차 레벨이 주변의 색차 신호의 색차 레벨보다 높은 경우이므로, 기준 색차 신호의 색차 레벨을 낮춘다. 상기 보정 값이 양(+)의 값을 가지면, 기준 색차 신호의 색차 레벨이 주변의 색차 신호의 색차 레벨보다 낮은 경우이므로, 기준 색차 신호의 색차 레벨을 높인다. 상기 보정 값이 0이면, 기준 색차 신호의 색차 레벨은 변경되지 않는다. 상기 보정된 색차 신호 U'는 포맷 변환에 따른 결과이다.
한편, V 색차 신호 보정수단(230)은 U색차 신호 보정수단(220)과 같은 역할을 하는 평균값 검출부(231), 보정값 검출부(232) 및 보정된 색차 신호 검출부(233)로 구성된다. 따라서 V색차 신호 보정수단(230)은 상술한 U 색차 신호 보정수단(220)에서와 같이 운영되어 현재 입력되는 기준 색차 신호 V에 대응되는 보정된 색차 신호 V'를 출력한다. 상기 보정된 색차신호 V'는 포맷 변환에 따른 결과이다.
따라서 출력된 YU'V'영상신호는 도 1에 도시된 포맷 변환기(110)에서 출력되는 (4:4:4)포맷을 갖는 YUV 영상신호이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상신호의 포맷 변환방법의 동작 흐름 도이다.
MPEG 신호 처리 된 영상신호가 입력되면, 제 401 단계에서 입력되는 영상신호를 Y, U, V로 각각 분리하고, 분리된 U 및 V 색차 신호의 색차 레벨을 프레임단위로 저장한다.
제 402 단계에서 U, V 색차 신호 각각 에 대해 기준 색차 신호 단위로 평균값을 검출한다. 평균값은 도 2에 도시된 평균값 검출부(221, 231)에서 설명한 바와 같이 검출된다.
제 403 단계에서 U, V 색차 신호의 각각의 기준 색차 신호에 대한 보정 값을 검출한다. 보정 값은 도 2의 보정값 검출부(222, 232)에서 설명한 바와 같은 방식으로 검출된다.
제 404 단계에서 보정된 기준 색차 신호단위의 U, V 색차 신호를 검출한다. 즉, U 색차 신호와 V 색차 신호의 기준 색차 신호 단위로 도 2의 보정된 색차 신호 검출부(223, 233)에서 설명한 바와 같은 방식으로 보정된 기준 색차 신호를 검출한다. 상술한 바와 같이 기준 색차 신호단위로 보정된 색차 신호를 제 405 단계에서 포맷 변환된 U, V 색차 신호로서 출력한다.
상술한 도 4는 MPEG 신호 처리된 영상신호가 입력되지 않을 때까지 반복적으로 수행된다.
상술한 본 발명에 의하면, YUV 포맷으로 입력되는 영상신호를 출력할 때, 기준 색차 신호의 색차 레벨과 주변의 색차 신호의 색차 레벨간의 관계를 고려하여 기준 색차 신호의 색차 레벨이 보정되도록 포맷을 변환시켜 출력함으로써, 기존에 비해 색 신호가 보정된 영상을 출력할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술하는 청구범위로 정해질 것이다.

Claims (7)

  1. 휘도신호(Y)와 색차 신호(UV) 형태로 입력되는 영상신호의 포맷 변환기에 있어서,
    포맷 변환을 위해 입력되는 색차 신호(UV)의 색차 레벨을 프레임 단위로 저장하는 메모리;
    상기 색차 신호 U의 기준 색차 신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨을 상기 메모리에서 참조하여 상기 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하고, 보정된 색차 레벨을 상기 기준 색차 신호의 포맷 변환 결과로서 출력하는 제 1 색차 신호 보정 수단;
    상기 색차 신호 V의 기준 색차 신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의색차 레벨을 상기 메모리에서 참조하여 상기 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하고, 보정된 색차 레벨을 상기 기준 색차 신호의 포맷 변환 결과로서 출력하는 제 2 색차 신호 보정 수단;
    상기 휘도 신호(Y)가 대응되는 색차 신호(UV)의 포맷 변환결과와 함께 전송될 수 있도록, 상기 휘도 신호(Y)를 지연하는 지연부를 포함하는 영상신호의 포맷 변환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 색차 신호 보정 수단 및 제 2 색차 신호 보정 수단은,
    상기 기준 색차 신호와 상기 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨간의 평균값을 검출하는 평균값 검출부;
    상기 기준 색차 신호의 색차 레벨에서 상기 평균값을 감산하여 상기 기준 색차 신호의 보정 값을 검출하는 보정값 검출부;
    상기 기준 색차 신호의 색차 레벨에 상기 보정 값을 가산하고, 가산된 결과를 상기 기준 색차 신호의 보정된 색차신호로서 검출하는 보정된 색차 신호 검출부를 포함하는 영상신호의 포맷 변환기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 주변 색차 신호는 상기 기준 색차 신호의 좌우측에 인접한 색차 신호, 상기 기준 색차 신호의 상하에 인접한 색차 신호, 상기 좌측에 인접한 색차 신호의 상하에 인접한 색차 신호 및 상기우측에 인접한 색차 신호의 상하측에 인접한 색차 신호를 포함하는 영상신호의 포맷 변환기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 색차 신호 보정 수단 및 제 2 색차 신호 보정 수단은 상기 기준 색차 신호의 색차 레벨이 상기 주변 색차 신호의 색차 레벨보다 높으면, 상기 기준 색차 신호의 색차 레벨을 낮추도록 보정하고, 상기 기준 색차 신호의 색차 레벨이 상기 주변 색차 신호의 색차 레벨보다 낮으면, 상기 기준 색차 신호의 색차 레벨을 높이도록 보정하는 것을 특징으로 하는 영상신호의 포맷 변환기.
  5. 휘도신호(Y)와 색차 신호(UV) 형태로 입력되는 영상신호의 포맷을 변환하는 방법에 있어서,
    포맷 변환을 위해 입력되는 영상신호에서 휘도 신호(Y)와 색차신호(UV)를 분리하고 상기 색차 신호(UV)의 색차 레벨을 프레임 단위로 저장하는 단계;
    분리된 상기 색차신호(UV)별로 포맷을 변환하기 위하여, 상기 저장단계에서 저장된 기준 색차신호에 대한 적어도 하나의 주변 색차 신호의 색차 레벨을 참고하여 상기 기준 색차 신호의 색차 레벨을 보정하는 단계;
    상기 보정단계에서 보정된 색차 레벨을 포맷 변환된 색차 신호로서 출력하는 단계를 포함하는 영상신호의 포맷 변환방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 보정 단계는,
    상기 기준 색차 신호와 상기 적어도 하나의 주변 색차 신호간의 색차 레벨의 평균값을 검출하는 단계;
    상기 기준 색차 신호의 색차 레벨에서 상기 평균값을 감산하여 상기 기준 색차 신호에 대한 보정 값을 검출하는 단계;
    상기 기준 색차 신호의 색차 레벨에 상기 보정 값을 가산하고, 가산된 결과를 상기 포맷 변환에 따른 상기 기준 색차 신호에 대한 보정된 색차 신호로서 검출하는 단계를 포함하는 영상신호의 포맷 변환 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 주변 색차 신호는 상기 기준 색차 신호의 좌우측에 인접한 색차 신호, 상기 기준 색차 신호의 상하에 인접한 색차 신호, 상기 좌측에 인접한 색차 신호의 상하에 인접한 색차 신호 및 상기 우측에 인접한 색차 신호의 상하측에 인접한 색차 신호를 포함하는 영상신호의 포맷 변환방법.
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