KR20040033993A

KR20040033993A - 알파 블렌딩 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20040033993A
Application number: KR1020020063306A
Authority: KR
Inventors: 양회선
Original assignee: (주)씨앤에스 테크놀로지
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-04-28

Abstract

본 발명은 알파 블렌딩 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 OSD 데이터와 이미지 데이터 중의 휘도 성분의 조작 과정을 거쳐 두 데이터 간의 단순한 혼합 등을 통하여 OSD의 픽셀 단위로 제어함으로써 보다 다양한 화상(畵像)을 표현할 수 있도록 하는 알파블렌딩 기술에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 소정의 포맷으로 데이터를 디스플레이 장치에 출력할 때 외부의 비디오 엔코더와 동기하기 위해 수직동기신호와 수평동기신호를 입출력하는 동기신호처리 수단과; 상기 디스플레이 장치에 출력하기 위해 소정의 저장장치로부터 이미지 데이터를 읽어와서 휘도 성분과 색차 성분으로 분리하여 출력하는 이미지 데이터 출력수단; 상기 이미지 데이터에 오버레이(overlay)하여 디스플레이할 OSD 데이터를 출력하는 OSD 데이터 출력수단; 상기 OSD 데이터 뒤의 배경(background) 구간이 정해지면 이미지 데이터 출력수단의 휘도 성분과 OSD 데이터 출력수단의 휘도 성분을 혼합하여 배경 구간에서 OSD 데이터가 잘 보이도록 하기 위한 알파 블렌딩 수단을 포함하는 알파 블렌딩 장치가 제시된다.

Description

알파 블렌딩 장치 및 그 방법{Alpha blending apparatus and thereof method}

온스크린 디스플레이(On Screen Display; OSD) 기능은 사용자가 알아야 하거나 필요로 하는 정보를 별도의 영상 신호 입력 없이 화면상에 표시하는 것을 일컫는다. 그리고 화상을 그리기 위해선 일반적으로 빨강, 초록, 파랑 3가지 색으로 구성이 된다.

여기에 더해 알파(α)라는 값을 가질 수 있는데 이것은 각 픽셀에 대한 투명도를 나타낸다. 이것을 알파 채널(alpha channel)이라고도 부르며, 8bit로 0에서 255까지의 값을 갖으며 0은 완전 투명한 상태이고 255는 불투명을 나타낸다.

알파 채널은 주로 유리창이나 유리컵과 같은 화상을 혼합할 때 이용되고 투명한 효과를 주게 되며 이와 같이 투명한 화상을 혼합하는 방법을 알파 블렌딩(alpha blending)이라고 한다.

이와 관련된 종래 기술(출원번호: 10-2000-42763)로써 도 1에 도시된 바와 같이 비디오 신호와 OSD 데이터의 논리적 합성/변환시스템에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1을 살펴보면, 비디오 신호를 수신하는 비디오 수신부(10)와; 커멘드 필드와 파라메터 필드로 이루어진 OSD데이터를 수신하여 필드별로 구분하는 OSD수신부(20); 상기 OSD수신부(20)에서 구분한 필드 중 OSD데이터의 커멘드 필드를 디코딩하는 디코더부(30); 시스템의 전체 동작을 제어하며, 상기 디코더부(30)에서 디코딩된 커멘드필드에 정의된 데이터처리방법에 따라 비디오신호와 OSD데이터를 가공하도록 지시하는 제어부(50); 상기 제어부(50)의 지시에 따라 비디오신호와 OSD데이터를 합성/변환하는 픽셀합성/변환부(40) 및 상기 픽셀합성/변환부(40)에 의해 합성/변환된 비디오신호를 출력하는 출력부(60)를 포함한다.

상기 비디오 수신부(10)는 외부로부터 비디오신호를 수신하는 수신장치이며, OSD수신부(20)는 OSD데이터를 수신하여 이를 필드별로 구분한다. 이때, OSD 데이터의 각 픽셀은 비디오신호를 가공하는 방법을 지시하는 커멘드(Command)필드 및 커멘드에 지정된 동작을 수행하기 위해 필요한 데이터인 파라메터(Parameter) 필드로 이루어진다.

상기 디코더부(30)는 OSD수신부(20)에서 구분된 필드 중 커멘드 필드를 수신하여 수신한 커멘드가 비디오 신호를 어떻게 처리하라는 것인지를 해석한다. 픽셀합성/변환부(40)는 비디오수신부(10)로부터 수신한 비디오신호와 OSD수신부(20)로부터 수신한 파라메터를 디코더부에서 해석된 커멘드에 따라 해당 픽셀단위로 데이터들을 합성/변환한다.

상기 제어부(50)는 시스템의 전체 구성요소들의 동작을 제어하며, 특히 디코더부(30)에서의 커멘드 해석결과에 따라 픽셀 합성/변환부(40)가 데이터들을 합성/변환할 수 있도록 한다. 출력부(60)는 픽셀합성/변환부(40)에서 합성/변환된 데이터를 포함한 비디오신호를 출력한다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에서는 OSD데이터를 커멘드필드와 파라메터필드로 나누어 OSD데이터가 비디오 데이터와 픽셀단위로 대응될 수 있도록 함으로써 단순한 산술적 합성 이외의 임의적 합성/변환을 가능하게 하여 다양한 표현 효과를 얻을 수 있었다.

그러나, OSD 데이터와 겹쳐지는 OSD 데이터 뒤의 이미지 데이터는 같은 계통의 색인 경우 색의 구분이 쉽지 않은 문제점이 있다. 즉, OSD 데이터를 잘 보이게 할 용도로 사용할 경우 위와 같은 알파 블렌딩 방식을 사용한다면 그에 따른 하드웨어의 비용이 추가되고, 시스템의 복잡성이 높아지게 되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 OSD 데이터와 이미지 데이터 중의 휘도 성분의 조작 과정을 거쳐 두 데이터 간의 단순한 혼합 등을 통하여 OSD의 픽셀 단위로 제어함으로써 보다 다양한 화상 표현을 할 수 있도록 하는 알파 블렌딩 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로써 본 발명은

소정의 포맷으로 데이터를 디스플레이 장치에 출력할 때 외부의 비디오 엔코더와 동기하기 위해 수직동기신호와 수평동기신호를 입출력하는 동기신호처리 수단과;

상기 디스플레이 장치에 출력하기 위해 소정의 저장장치로부터 이미지 데이터를 읽어와서 휘도 성분과 색차 성분으로 분리하여 출력하는 이미지 데이터 출력수단;

상기 이미지 데이터에 오버레이(overlay)하여 디스플레이할 OSD 데이터를 출력하는 OSD 데이터 출력수단;

상기 OSD 데이터 뒤의 배경(background) 구간이 정해지면 이미지 데이터 출력수단의 휘도 성분과 OSD 데이터 출력수단의 휘도 성분을 혼합하여 배경 구간에서 OSD 데이터가 잘 보이도록 하기 위한 알파 블렌딩 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 알파 블렌딩 장치를 제공한다.

도 1은 종래 기술에 따른 비디오 신호와 OSD 데이터의 논리적 합성/변환시스템의 블럭 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 알파 블렌딩 시스템의 블럭구성도이다.

도 3은 도 2에 도시된 동기신호처리 수단의 상세 구성도이다.

도 4는 도 2에 도시된 알파 블렌딩 수단의 상세 구성도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 알파 블렌딩 적용 예를 나타낸 개략도이다.

도 6은 본 발명에 따라 알파 블렌딩 과정을 나타낸 개략도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 동기신호처리수단110 : 픽셀카운터(pixel counter)

120 : 제 1비교기130 : 라인카운터(line counter)

140 : 제 2비교기200 : 이미지 데이터 출력수단

300 : OSD 데이터 출력수단400 : 알파 블렌딩 수단

500 : 비디오 엔코더

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 알파블렌딩 시스템의 전체 구성을 살펴보면, 동기신호처리수단(100)과; 이미지 데이터 출력수단(200); OSD 데이터 출력수단(300); 및 알파 블렌딩 수단(400)으로 구성되어 있다.

상기 동기신호처리 수단(100)은 CCIR601/CCIR656 8bit format으로 데이터를 출력할 때 외부의 비디오 엔코더(500)와 동기하기 위해서 수직동기신호(VSYNC)와 수평동기신호(HSYNC)를 각각 입출력하게 된다.

상기 이미지 데이터 출력수단(200)은 디스플레이 장치에 출력하기 위해 저장장치에서 이미지 데이터를 읽어와서 휘도 성분과 색차 성분으로 분리하여 출력하는 기능을 한다.

상기 OSD 데이터 출력수단(300)은 이미지 데이터에 오버레이(overlay)하여디스플레이할 데이터를 나타내며, osd font가 " 1 " 이면 OSD 데이터를, " 0 " 이면 이미지 데이터를 먹싱(muxing)하여 출력한다.

상기 알파 블렌딩 수단(400)은 OSD 데이터 뒤의 배경(background) 구간이 정해지면 이미지 데이터 출력수단(200)의 휘도 성분과 OSD 데이터 출력수단(300)의 휘도 성분을 단순 조합하여 배경 구간에서 OSD 데이터가 잘 보이도록 하는 기능을 한다.

상기 알파 블렌딩 수단(400)을 거쳐 출력하는 데이터는 OSD 데이터와 이미지 데이터가 같은 계통의 색이어서 OSD 데이터가 잘 보이지 않을 때 사용하면 된다.

도 3은 Master 모드에서의 수평동기신호(HSYNC)와 수직동기신호(VSYNC)의 처리 과정을 나타낸 것이다.

상기의 동기신호처리 수단(100)은 도 3에서와 같이 픽셀 카운터(pixel counter: 110); 제 1비교기(comparator: 120); 라인 카운터(line counter: 130); 제 2비교기comparator: 140)로 구성되어 있다.

여기서, 화면 출력은 CCIR601/CCIR656 8bit format으로 데이터를 출력할 때 외부의 비디오 엔코더(500)와 동기하기 위해서 수직동기신호(VSYNC)와 수평동기신호(HSYNC)를 받아 들이는 슬레이브(Slave) 모드로 동작하거나, 자체적으로 생성한 수직동기신호와 수평동기신호를 출력하여 외부 디바이스와 동기하는 마스터(Master) 모드로 동작할 수 있다.

도 4는 디스플레이 장치에 출력하기 위해 저장장치에서 이미지 데이터와 OSD 데이터를 읽어와서 알파 블렌딩 수단에서 믹싱하는 과정을 나타낸 것으로서 다수개의 먹스(Mux)로 구성되어 있다.

즉, 상기 먹스(Mux)에는 이미지 데이터의 Y,U,V와 OSD 데이터의 Y,U,V 가 입력되어 알파블렌딩된 Y,U,V가 출력된다.

백그라운드(Background)에는 OSD 데이터 출력시 OSD가 출력되고 있는 구간을 Background 구간으로 지정하는 기능을 하며, Background가 " 1 "이 되면 이미지 데이터 위의 OSD 데이터를 더욱 잘 보이게 할 수 있고, 반대로 background가 " 0 "이 되면 이미지 데이터 위에 OSD 데이터를 그대로 디스플레이하여 이미지 데이터와 OSD 데이터가 같은 계통의 색이면 잘 보이지 않는 문제점이 생긴다.

이러한 과정을 도 5의 실시예를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 캐릭터 " VIDEO " 중에 E 를 보자. 만일 OSD 뒤의 Image와 " E "가 같은 색이라면 " E "가 잘 보이지 않는 문제점이 있다. 이런 문제점 때문에 알파 블렌딩 방법이 많이 사용되기도 하는데, 이는 OSD 데이터의 특성을 이용하여 이미지 데이터와 OSD 데이터의 임의의 논리적 합성/변환을 OSD의 픽셀 단위별로 제어하여 OSD 데이터가 이미지 패턴에 영향을 받지 않고 잘 보이게 하기 위한 것이다.

위와 같은 과정에 의해 본 발명에서는 OSD 데이터와 이미지 데이터 중의 휘도 성분의 조작을 거쳐 두 데이터 간의 단순한 혼합 등을 통하여 OSD의 픽셀단위로 제어하여 보다 다양한 화상 표현을 할 수 있다.

다음은 background를 적용한 과정을 살펴보면 도 5의 캐릭터(character) " PROCESSOR " 중 E 를 보자.

위의 " VIDEO " 캐릭터 경우의 처럼 OSD 데이터 뒤의 이미지 데이터와 " E "가 같은 색이라면 background 구간에서 OSD Font " 0 " 값에 이미지 데이터 중의 휘도 성분만 정해진 값으로 오른쪽으로 시프트하면 된다.

휘도 성분만 오른쪽으로 시프트하게 되면 화면상에서 background구간에서 OSD 데이터를 제외한 나머지 데이터가 어두워지는 효과가 생긴다. Background 구간에서 어두워지더라도 이미지 데이터의 색차 성분은 그대로 이므로 화면의 형체는 남아있어 화면상에서 보면 투명한 효과를 가진다. 화면이 투명한 정도는 n 값에 의해 조절하면 된다.

이미지 데이터와 OSD 데이터의 적절한 조합으로 알파블렌딩 효과를 보기 위해서는 도 6에서와 같이 이미지 데이터에 α값의 인자를 OSD 데이터에 1-α값의 인자를 곱하여 두 값을 더하면 결과적으로 알파블렌딩되는 출력을 얻을 수 있다.

이를 하드웨어로 구현하기 위해서는 α값을 디스크리트(discrete)하게 하고 멀티플렉서에 소요 되는 비용을 줄이기 위하여 시프트(shifter)나 가산기(adder) 연산을 통하여 구현하는 경우가 대부분이다.

알파 블렌딩을 사용하는 주목적중에 OSD 데이터와 OSD 데이터 뒤의 이미지 데이터가 같은 계통의 색이어서 잘 보이지 않는 이유라면 이와 같이 간단한 하드웨어 구현을 통하여 화면이 투명해지는 효과로 인하여 OSD 데이터를 잘 보이게 할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 종래 기술에서는 OSD 데이터 뒤의 이미지 데이터가 같은 색이라면 OSD 데이터가 잘 보이지 않는 문제점이 있다.

이런 문제점 때문에 알파 블렌딩 방법이 많이 사용되기도 하는데, OSD 데이터의 특성을 이용하여 이미지 데이터와 OSD 데이터의 임의의 논리적 합성/변환을 OSD의 픽셀 단위별로 제어함으로써 OSD 데이터가 이미지 패턴에 영향을 받지 않고 잘 보이게 할 수 있다.

즉, OSD 데이터와 이미지 데이터 중의 휘도 성분의 조작을 거쳐 두 데이터 간의 단순한 혼합 등을 통하여 OSD의 픽셀단위로 제어함으로써 보다 다양한 화상(畵像) 표현을 나타낼 수 있게 된다.

Claims

소정의 포맷으로 데이터를 디스플레이 장치에 출력할 때 외부의 비디오 엔코더와 동기하기 위해 수직동기신호와 수평동기신호를 입출력하는 동기신호처리 수단과;

상기 디스플레이 장치에 출력하기 위해 소정의 저장장치로부터 이미지 데이터를 읽어와서 휘도 성분과 색차 성분으로 분리하여 출력하는 이미지 데이터 출력수단;

상기 이미지 데이터에 오버레이(overlay)하여 디스플레이할 OSD 데이터를 출력하는 OSD 데이터 출력수단;

상기 OSD 데이터 뒤의 배경(background) 구간이 정해지면 이미지 데이터 출력수단의 휘도 성분과 OSD 데이터 출력수단의 휘도 성분을 혼합하여 배경 구간에서 OSD 데이터가 잘 보이도록 하기 위한 알파 블렌딩 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 알파 블렌딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 동기신호처리 수단에는 외부의 비디오 엔코더와 동기하기 위해 슬레이브(Slave) 모드나 마스터(Master) 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 알파 블렌딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 OSD 데이터 뒤에 배경 구간이 정해진 경우 OSDfont가 1이면 OSD 데이터를 그대로 출력하고, OSD font가 0이면 이미지 데이터의 n 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 알파 블렌딩 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 이미지 데이터의 화면 투명도 n값은 외부에서 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 알파 블렌딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 OSD 데이터 뒤에 배경 구간이 정해지지 않은 경우 OSD font가 1일 경우 OSD 데이터를 그대로 출력하고, OSD font가 0일 경우 이미지 데이터를 그대로 출력하는 것을 특징으로 하는 알파 블렌딩 장치.
이미지 데이터와 OSD 데이터를 혼합하는 알파 블렌딩 방법에 있어서,

상기 이미지 데이터에 α값의 인자를 곱하는 단계와;

상기 OSD 데이터에 1-α값의 인자를 곱하는 단계와;

상기 산출된 이미지 데이터와 OSD 데이터의 두 값을 더하여 알파블렌딩 출력값을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알파 블렌딩 방법.