KR20040052195A

KR20040052195A - 인터레이스 대 프로그레시브 변환을 위한 개량형 에지적응 보간 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20040052195A
Application number: KR1020030090781A
Authority: KR
Inventors: 지안데지앙
Original assignee: 트라이던트 마이크로시스템즈, 인크.
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2004-06-22
Also published as: US20040114833A1; TWI231706B; KR100582860B1; JP2004201308A; JP3893375B2; US7242819B2; TW200414752A; CN1252999C; CN1512774A

Abstract

본 발명은 에지 적응 보간을 위한 개선된 방법 및 시스템을 제공한다. 한 실시예에서, 상기 방법은 가능한 폴스 에지 검출(false edge detection)로 인한 임의의 아티팩트(artifact)들을 제거하기 위한 후처리(post-processing)로 에지 방향을 검출하는 "9 ×2" 윈도우를 사용한다. 계층 체계는 또한 필요한 계산을 감소시키기 위해 채용될 수 있다. 먼저, 상기 방법은 현재 픽셀을 따라 존재하는 에지가 있는지 검출한다. 그 때 에지가 없다면, 에지 검출 출력은 90도일 것이다(보간은 수직 방향을 따라 실행될 것이다). 에지가 존재하면, 상기 방법은 에지 방향이 0과 90도 사이인지, 또는 90과 180도 사이인지를 결정한다. 일단 에지 방향이 특정 그룹(예를 들어, 0~90도 또는 90~180도)에 할당되면, 에지 방향은 5개의 가능한 방향들 중에서 검출될 것이다. 상기 에지 검출 처리는 초기 에지 방향 결정을 제공한다. 에지 검출 정밀도를 더 개선시키고, 또한 폴스 에지 방향 검출을 제거하기 위해, 후처리 기술이 에지 방향 신호에 적용될 것이다. 에지 신호 후처리 블록 이후, 이어서 에지 방향 정보가 검출된 에지 방향을 따라 보간을 실행하도록 에지 적응 보간 블록에 전해질 것이다. 또한 또 다른 후처리 기술이 부정확한 에지 방향 검출로 인한 가능한 노이즈를 더 제거하기 위해 에지 적응 보간된 신호에 적용될 수 있다.

Description

인터레이스 대 프로그레시브 변환을 위한 개량형 에지 적응 보간 방법 및 시스템{Method and system for advanced edge-adaptive interpolation for interlace-to-progressive conversion}

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 영상 처리 방법들 및 시스템들에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 찌그러진(pixilated) 영상들의 해상도 개선을 위해 사용될 수 있는 인터레이스 대 프로그레시브 변환을 위한 개선된 에지 적응 보간 방법 및 시스템에 관한 것이다.

발명의 배경

인터레이스 주사(interlaced scanning) 체계들이 텔레비전 시스템들을 포함하는 현재의 디스플레이 모니터 시스템들에 광범위하게 채용되어왔다. 전형적인 인터레이스 시스템에서, 비디오 필드들의 시퀀스는 홀수 필드들(예를 들어, 홀수 번호의 라인들을 포함하는 필드들) 및 짝수 필드들(예를 들어, 짝수 번호의 라인들을 포함하는 필드들) 사이를 교번한다. 필드들의 시퀀스를 수신하는 종래의 디스플레이 모니터는 시퀀스에서 각각의 비디오 필드를 재생한다. 각각의 필드는 텔레비전과 같은 디스플레이 스크린상에 디스플레이된다. 예를 들어, 먼저 홀수 번호의 주사 라인들을 사용하여 홀수 필드가 디스플레이되고, 그 다음 짝수 번호의 주사 라인들을 사용하여 짝수 필드가 디스플레이되고 이하 등등이다.

이와 같은 유형의 인터레이스 시스템, 이를테면 에지 플리커(edge flicker), 라인 플리커(line flicker) 및 라인 크롤링(line crawling)에는 많은 불리한 점들이 있다. 또한, 대형 스크린 디스프레이들의 사용 수요가 증가함에 따라, 이와 같은 문제들이 더 중요해지고 있다. 인터레이스 대 논인터레이스 변환(interlace to non-interlace conversion)이 그러한 문제들을 제거하는 매우 좋은 해결책이다.

인터레이스 대 논인터레이스 변환은 인터레이스 신호에서 두 개의 인접한 라인들 사이의 빠진 라인의 발생을 포함한다. 모션 적응 인터레이스 대 논인터레이스 변환은 현재 이용가능한 인터레이스 대 논인터레이스 변환기들에서 광범위하게 사용된다. 그러한 변환기들에서, 모든 픽셀은 모션 또는 정적 픽셀로 분류된다. 각각의 정적 픽셀에 대해, 연속 필드들 사이에 모션이 없으므로 빠진 픽셀을 발생시키기 위해 필드 삽입이 실행된다. 동일한 수직 해상도가 화상의 정적 부분에 대해 유지될 것이다. 각각의 모션 픽셀에 대해서는, 빠진 픽셀을 발생시키기 위해 필드 내 보간이 실행된다.

통상, 대부분의 변환기들이 필드 내 보간을 위해 수직 보간만을 이용한다. 화상의 모션 부분에 대해 모션 효과는 없다. 그러나, 들쭉날쭉한 에지들이 대각 에지들을 갖는 영상 물체들에 대해 결과로서 생긴다. 보간의 결과로서 얻어지는 들쭉날쭉한 에지들은 시각적으로 불쾌한 결함이고, 때때로 인터레이스 디스플레이상에서보다 더 악화된 정도로 일어난다. 에지 적응 보간을 사용하는 디스플레이 신호의 처리는 종래 기술 시스템들의 모션 적응 인터레이스 대 프로그레시브 변환에서 기인할 수 있는 들쭉날쭉한 에지 결함들을 제거하거나 감소시킨다. 에지 적응 보간은 에지 방향을 따라 보간을 실행함으로써 이 문제를 해결할 것이다.

에지 방향을 따라 보간을 실행하기 위해, 빠진 픽셀을 통과하는 에지 방향을검출하는 방식이 중요하다. 에지 적응 보간은 영상 물체의 에지를 따라 빠진 픽셀(변환될 인터레이스 신호에서 존재하는 인접한 라인들 사이에 보간된 라인을 형성하기 위해 발생되어질 픽셀)을 통과하는 에지의 방향을 정확히 결정하는 것을 포함한다. 이전의 방법들은 가능한 에지 방향들을 검출하기 위해 다양한 "윈도우" 크기들을 이용했었다. 예를 들어, 몇몇 시스템들은 빠진 픽셀 둘레의 "3 ×2" 윈도우를 이용하고, 이것은 단 세 개(3)의 검출 가능한 방향들을 허락한다. 다른 방법들은 일곱 개(7)의 검출 가능한 방향들을 제공하는 "7 ×2" 윈도우만큼 큰 것을 사용하였다. 그러한 방법의 한 예가 "인터레이스 대 프로그레시브에 관한 일들을 위한 에지 적응 보간 방법 및 시스템"이라는 명칭의 미국 특허 출원 일련 번호 제 10/154,628 호에 설명되어 있고, 이것은 본 발명의 수탁자에게 양도되어 참고 문헌으로서 여기에 충분하게 및 완전하게 통합된다. "7 ×2" 윈도우에 필요한 계산이 "3 ×2" 윈도우에 대한 것보다 훨씬 고급임을 당업자들에 의해 이해될 것이다. 즉, 윈도우 크기가 더 커질수록, 계산 전력이 더 필요해진다. 또한, 더 큰 윈도우 크기와 함께, 폴스 에지 방향 검출의 더 큰 가능성이 존재한다. 일단 폴스 에지 방향이 발생하면, 시각적 어노잉 점이 보간된 화상상에 나타날 수 있다.

결과로서, 몇몇 종래의 에지 적응 보간 방법들은 계산 전력 또는 폴스 검출의 가능성을 최소화시키기 위해 "3 ×2" 윈도우만을 채용한다. 그러나, "3 ×2" 윈도우로써, 보간은 45도, 90도 및 135도 방향들을 따라서만 변할 수 있다. 결과는 에일리어싱(aliasing)을 나타낼 것이고, 즉 대부분의 에지가 여전히 들쭉날쭉하게 나타날 것이다. "7 ×2" 윈도우를 이용하는 방법들은 종래의 "3 ×2" 시스템들보다약간의 개선을 제공한다. 그러나, 이 개선된 방법들조차도 검출 처리의 정확도를 증가시킬 수 있는 인접한 정보를 효과적으로 이용하지 않고 단일 픽셀 또는 점 주변에 기초한 검출을 실행한다.

본 발명은 이 종래의 에지 적응 보간 방법들 및 시스템들에 비해 개선을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 에지 적응 보간을 제공하기 위해 인접한 픽셀들로부터의 정보와 함께 픽셀 주변의 "9 ×2" 윈도우를 이용하는 개선된 시스템 및 방법을 제공한다.

발명의 개요

본 발명은 에지 적응 보간을 위해 개선된 방법 및 시스템을 제공한다. 한 실시예에서, 상기 방법은 가능한 폴스 에지 검출로 인한 임의의 아티팩트들을 제거하기 위한 후처리(post-processing)와 함께 에지 방향을 검출하기 위한 "9 ×2" 윈도우를 사용한다. 계층 체계는 또한 필요한 계산을 감소시키고자 채용될 수 있다. 먼저, 상기 방법은 현재 픽셀을 따라 존재하는 에지가 있는지 검출한다. 그 때, 에지가 없다면, 에지 검출 출력은 90도일 것이다(보간이 수직 방향을 따라 실행될 것이다). 에지가 존재한다면, 상기 방법은 에지 방향이 0과 90도 사이인지, 또는 90과 180도 사이인지를 결정한다. 일단 에지 방향이 특정 그룹(예를 들어, 0~90도 또는 90~180도)에 할당되면, 에지 방향은 5개의 가능한 방향들 중에서 검출될 것이다. 상기 에지 검출 처리는 초기 에지 방향 결정을 제공한다. 에지 검출 정밀도를 더개선시키고, 또한 폴스 에지 방향 검출의 가능성을 제거하기 위해, 후처리 기술이 에지 방향 신호에 적용된다. 에지 신호 후처리 이후, 에지 방향 정보가 검출된 에지 방향을 따라 보간을 실행하도록 에지 적응 보간 블록에 전해진다. 또한 또 다른 후처리 기술이 부정확한 에지 방향 검출로 인한 가능한 노이즈를 더 제거하기 위해 에지 적응 보간된 신호에 적용될 수 있다.

본 발명의 한 양태에 따라, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 그룹의 픽셀들및 제 2 그룹의 픽셀들에 대한 데이터를 수신하는 단계; 상기 영상 내의 에지가 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들 사이에 위치된 제 1 픽셀을 통과하는지에 대한 여부 및 선택된 세트의 방향들을 식별하기 위해 상기 에지가 제 1 세트의 방향들 또는 제 2 세트의 방향들로 연장되는지에 대한 여부를 결정하는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 세트들에서 각각의 상기 방향들에 대한 상관값들을 계산하는 단계를 포함하는 단계; 상기 선택된 세트의 방향들에 대한 최소 상관값을 선택함으로써 상기 선택된 세트의 방향들로부터의 방향 신호를 결정하는 단계; 가능한 에러를 실질적으로 제거하기 위해 상기 선택된 방향 신호에 대해 후처리 절차를 실행하는 단계; 및 상기 선택된 방향에 응답하여 상기 제 1 픽셀에 대한 휘도값을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 제 1 그룹의 픽셀들 및 제 2 그룹의 픽셀들에 대한 데이터를 수신하는 제 1 부분을 포함한다. 제 2 부분은 상기 영상 내의 에지가 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들 사이에 위치된 제 1 픽셀을 통과하는지에 대한 여부 및선택된 세트의 방향들을 식별하기 위해 상기 에지가 제 1 세트의 방향들 또는 제 2 세트의 방향들로 연장되는지에 대한 여부를 결정한다. 상기 2 부분은 상기 제 1 및 제 2 세트들에서 각각의 상기 방향들에 대한 상관값들을 계산함으로써 상기 결정을 하는 데 적합하게 되어 있다. 제 3 부분은 상기 선택된 세트의 방향들에 대한 최소 상관값을 선택함으로써 상기 선택된 세트의 방향들로부터의 방향 신호를 결정한다. 제 4 부분은 가능한 에러를 실질적으로 제거하기 위해 상기 선택된 방향 신호에 대해 후처리 절차를 실행한다. 상기 시스템은 또한 상기 선택된 방향에 응답하여 상기 제 1 픽셀에 대한 휘도값을 결정하는 제 5 부분을 포함한다.

본 발명의 상기 및 다른 특징들 및 이점들은 하기의 명세서를 참조하고 하기의 도면들을 참조함으로써 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에서 에지 방향을 검출하는 데 사용될 수 있는 9 ×2 픽셀 윈도우를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라, 에지 적응 보간 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라, 에지 방향 검출 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라, 상관들에 기초한 에지 방향을 검출하는 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라, 에지 신호의 후처리를 위한 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 6a는 본 발명의 한 실시예에 따라, 5점(five points) 중간 처리 방법 및 시스템에 사용된 그룹의 픽셀들을 도시하는 블록도.

도 6b는 본 발명의 한 실시예에 따라, 5점 중간 처리 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라, 에지 연속성 검사를 실행하는 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라, 보간된 픽셀을 발생시키는 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따라, 후처리 방법 및 시스템에 사용된 그룹의 픽셀들을 도시하는 블록도.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따라, 후처리 방법 및 시스템을 도시하는 블록도.

도 11a는 수직 보간만을 사용한 인터레이스 대 보간 변환의 결과를 보여주는 영상의 부분적인 스크린 샷.

도 11b는 후처리 없이 제안된 에지 적응 보간 방법 및 시스템의 실시예를 이용한 인터레이스 대 프로그레시브 변환 후의 도 11a를 보여주는 영상의 부분적인 스크린 샷.

도 11c는 여기에 설명된 후처리를 포함하여, 제안된 에지 적응 보간 방법 및 시스템의 실시예를 이용한 인터레이스 대 프로그레시브 변환 후의 도 11a 및 도 11b를 보여주는 영상의 부분적인 스크린 샷.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10; "9 ×2" 픽셀 윈도우 12; 픽셀

14 ~ 34; 에지 방향 라인들

본 발명은 이제, 당업자들이 본 발명을 실행하는 것을 가능케 하도록 본 발명의 도시적인 예들로서 제공되어진 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 특히, 본 발명의 임의의 요소들의 구현은 보통의 당업자들에게 명백한 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합들을 사용하여 달성될 것이고, 아래에서 도면들 및 예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 본 발명의 임의의 요소들이 알려진 성분들을 사용하여 부분적으로 또는 충분하게 구현될 수 있는 곳에서, 본 발명의 이해를 위해 필요한 그러한 알려진 성분들의 그 부분들만이 설명될 것이고, 그러한 알려진 성분들의 다른 부분들의 상세한 설명들은발명을 모호하게 하지 않기 위하여 생략될 것이다. 본 발명의 양호한 실시예들이 도면들에서 도시되며, 유사한 참조 번호들은 다양한 도면들의 유사 및 대응하는 부분들을 나타내기 위해 사용된다.

아래에서 설명된 실시예들의 세부 사항들을 언급하기 전에, 몇몇 용어들이 규정되거나 명확해진다. 여기서 사용된 것으로서, 용어 "더 가까운(closer)" 및 다른 비교 용어들은 세 개 이상의 항목들이 비교될 때 가장 가까운(closest)"로 해석될 것이다.

용어들 "실제 영상", "실제 에지", 및 "실제 방향"은 물리적인 물체들 또는 찌그러진 영상에 대응하는 다른 영상에 대응한다. 실제 영상, 실제 에지, 및 실제 방향은 찌그러진 영상으로 출력될 입력의 부분들이다. 이상적으로, 찌그러진 영상은 실제 영상에 실질적으로 동일할 것이다.

본 발명은 에지 적응 보간을 위한 개선된 방법 및 시스템을 제공한다. 한 실시예에서, 상기 방법은 가능한 폴스 에지 검출로 인한 임의의 아티팩트들을 제거하기 위한 후처리로 에지 방향을 검출하는 "9 ×2" 윈도우를 사용한다. 계층 체계는 또한 필요한 계산을 감소시키기 위해 채용될 수 있다. 먼저, 상기 방법은 현재 픽셀을 따라 존재하는 에지가 있는지 검출한다. 그 때 에지가 없다면, 에지 검출 출력은 90도일 것이다(보간은 수직 방향을 따라 실행될 것이다). 에지가 존재하면, 상기 방법은 에지 방향이 0과 90도 사이인지, 또는 90과 180도 사이인지를 결정한다. 일단 에지 방향이 특정 그룹(예를 들어, 0~90도 또는 90~180도)에 할당되면, 에지 방향은 5개의 가능한 방향들 중에서 검출될 것이다. 상기 에지 검출 처리는초기 에지 방향 결정을 제공한다. 에지 검출 정밀도를 더 개선시키고, 또한 폴스 에지 방향 검출을 제거하기 위해, 후처리 기술이 에지 방향 신호에 적용될 것이다. 에지 신호 후처리 블록 이후, 이어서 에지 방향 정보가 검출된 에지 방향을 따라 보간을 실행하도록 에지 적응 보간 블록에 전해질 것이다. 또한 또 다른 후처리 기술이 부정확한 에지 방향 검출로 인한 가능한 노이즈를 더 제거하기 위해 에지 적응 보간된 신호에 적용될 수 있다.

영상 물체의 에지를 따라 에지 적응 보간을 실행하기 위해, 빠진 픽셀을 통과하는 에지의 방향이 정확하게 결정된다. 일단 상기 방향이 정확하게 결정되면, 변환될 인터레이스 신호에 존재하는 인접한 라인들 사이에 보간된 라인을 형성하도록 픽셀이 발생될 수 있다. 다양한 윈도우 크기들이 가능한 에지 방향을 검출하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 보간된 픽셀(12)을 발생시키기 위한 에지 방향을 검출하는 데 사용될 수 있는 "9 ×2" 픽셀 윈도우(10)(즉, 보간될 라인의 양쪽 2개의 인터레이스 신호 라인들에서의 9개의 픽셀 쌍들로서 각각의 픽셀 쌍에서 한 픽셀은 각각의 인터레이스 라인에 속한다)를 보여준다. "9 ×2" 픽셀 윈도우(10)에는, 에지 방향 라인들(14~34)로 나타낸 바와 같이, 11개의 가능한 에지 방향들이 존재한다. 9개의 픽셀들의 2행들은 본 방법으로 진행하기 전에 처리기 또는 시스템으로 수신되는 데이터를 나타낸다. 양호한 실시예에서 "9 ×2" 윈도우의 사용을 논의하는 동안, 본 발명은 이 크기의 윈도에 한정되지 않으며, 상기 시스템 및 방법은 또한 "7 ×2" 또는 "5 ×2" 윈도우와 같은 다른 크기들(예를 들어, 더 크거나 더 작은 크기들)의윈도우들로 사용될 수 있다.

픽셀들(Y00~Y08)은 빠진 라인 바로 위 라인의 픽셀들이고 픽셀들(Y10~Y18)은 빠진 라인 바로 아래 라인의 픽셀들이다. 에지 적응 보간 처리는 다음과 같은 윈도우(10)를 사용하여 실행된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 166도와 동일할 수 있는 L9의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y00,Y18)을 교차하는 에지 방향 라인(14)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y00+Y18)/2와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 161.5도와 동일할 수 있는 L7의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y01,Y17)을 교차하는 에지 방향 라인(16)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y01+Y17)/2와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 153도와 동일할 수 있는 L5의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y02,Y16)을 교차하는 에지 방향 라인(18)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y02+Y16)/2와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 135도와 동일할 수 있는 L3의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y03,Y15)을 교차하는 에지 방향 라인(20)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y03+Y15)/2와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 117도와 동일할 수 있는 R2의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y03,Y14)을 교차하는 에지 방향 라인(22)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y03+Y04+Y14+Y15)/4와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 63도와 동일할 수 있는 L2의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y05,Y14)을 교차하는 에지 방향 라인(26)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y04+Y05+Y13+Y14)/4와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 45도와 동일할 수 있는 R3의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y05,Y13)을 교차하는 에지 방향 라인(24)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은(Y05+Y13)/2와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 27도와 동일할 수 있는 R5의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y06,Y12)을 교차하는 에지 방향 라인(28)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y06+Y12)/2와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 18.5도와 동일할 수 있는 R7의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y07,Y11)을 교차하는 에지 방향 라인(30)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y07+Y11)/2와 동일하게 설정된다. 검출된 에지가 (한 실시예에서 약 14도와 동일할 수 있는 R9의 에지 방향에 대응하는) 점들(Y08,Y10)을 교차하는 에지 방향 라인(32)을 따라 있다면, 이어서 픽셀(12)은 (Y08+Y10)/2와 동일하게 설정된다. 그렇지 않으면, 픽셀(12)은 (Y04+Y14)/2와 동일하게 설정되고, 이것은 90도 라인(34)를 따라 검출된 에지 방향 또는 에지 없음에 대응한다. 이 설명을 위한, 픽셀에 대한 참조 번호(예를 들어, Y00~Y18)는 픽셀을 식별하고 그것의 휘도값을 나타낸다.

에지 적응 보간에서 중요한 단계는 에지 방향의 검출이다. 본 발명은

그러한 방법의 한 예가 "인터레이스 대 프로그레시브에 관한 일들을 위한 에지 적응 보간 방법 및 시스템"("'628 출원")이라는 명칭의 미국 특허 출원 일련 번호 제 10/154,628 호, 및 "3D Y/C 콤 필터 및 인터레이스 대 프로그레시브 변환기의 단일 칩 통합을 위한 방법 및 시스템"("'277 출원")이라는 명칭의 미국 특허 출원 일련 번호 제 10/038,277 호에 설명되어 있고, 상기 둘은 본 발명의 수탁자에게 양도되어 참고 문헌으로서 여기에 충분하게 및 완전하게 통합된다. 상기 참조된 발명들과 유사하게, 여기에서 설명된 방법 및 시스템은 HDTV(고선명 텔레비전) 디스플레이 모니터들, HDTV 준비 디스플레이 모니터들, 프로그레시브 주사 디스플레이 모니터들 등과 같은 광범위하게 다양한 디스플레이들 내에서 구현될 수 있다.

또한, '628 출원에 기술된 이전의 발명과 유사하게, 본 발명은 검출 계산을 단순화하기 위해 계층 체계를 이용한다. 그러나, 본 발명에서는, 에지 검출 성능을 개선시키고 또한 폴스 방향 검출을 실질적으로 제거 또는 감소시키기 위해 검출된 에지 방향 신호에 대해 복잡한 후처리 블록이 구현된다.

본 발명은 보간된 픽셀(12)을 통과하는 에지의 방향을 식별하기 위해 3개의 일반적인 단계들을 이용한다. 제 1 단계에서, 상기 방법 및 시스템은 보간된 픽셀(12)을 통과하는 에지가 있는지 결정한다. 제 2 단계에서, 픽셀(12)을 통과하는 에지가 있다면, 상기 방법 및 시스템은 11개의 가능한 에지 방향들을 3개의 그룹들로 분류하고, 검출된 에지를 그룹들 중 하나에 할당한다. 제 1 그룹은 0 내지 90도 범위인 L9, L7, L5, L3 및 L2 방향들을 포함한다. 제 2 그룹은 약 90도 방향을 포함하고, 이는 에지가 존재하지 않거나 에지가 90도 방향을 따라 존재함을 의미한다. 제 3 그룹은 90 내지 180도 범위인 R2, R3, R5, R7 및 R9 방향들을 포함한다. 제 3 단계에서, 일단 에지 방향이 그룹에 할당되면, 상기 시스템 및 방법은 각 그룹들 내에서 가능한 방향들 중 에지 방향을 결정한다. 그 때 검출된 에지 방향 신호는 에지 검출 성능을 개선시킬 뿐만 아니라 폴스 검출의 가능성을 제거하기 위해 후처리 블록에 전해질 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라, 에지 적응 보간을 위한 방법 및시스템(50)의 블록도를 도시한다. 본 발명이 시스템(50)에 관하여 주로 설명될 동안, 도 2에 도시된 각각의 부분들 또는 블록들(다른 도면들에서 도시된 부분들 또는 블록들뿐만 아니라)은 논리 단계들 또는 처리들 및/또는 논리 단계들 또는 처리들을 실행하는 데 이용된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 나타낼 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 도시된 임의의 하나 이상의 부분들 또는 블록들은 시스템의 부분으로서 컴퓨터 판독가능 매체에서 구현될 수 있다는 점 또한 이해되어야 한다. 양호한 실시예에서, 종래의 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어는 논리 단계들 및/또는 처리들을 실행하는 데 사용될 수 있다. 도 2에 보여진 바와 같이, 시스템(50)은 에지 방향 검출 부분 또는 블록(52), 보간 부분 또는 블록(54), 및 후처리 부분 또는 블록(56)을 포함한다.

에지 방향 검출 부분 또는 블록(52)은, 입력들로서, 도 1에 보여진 픽셀들(Y00 내지 Y08) 및 픽셀들(Y10 내지 Y18)에 대한 휘도값들을 수신한다. 도 3 내지 도 8은 에지 검출 부분 또는 블록(52)을 더 설명한다. 도 3은 일반적인 아키텍처 및 에지 검출 부분 또는 블록(52)의 동작을 도시한다. 보여진 바와 같이, 에지 방향 검출 부분 또는 블록(52)은 휘도값들에 상관하는 제 1 블록(58), 보간되는 픽셀(예를 들어, 보간된 픽셀(12))을 통과하는 에지가 있는지를 검출하고 상관들에 기초한 에지 방향을 결정하는 제 2 블록(60), 및 폴스 에지 검출들을 실질적으로 제거 또는 삭제하기 위해 에지 신호에 대해 후처리를 실행하는 제 3 블록(62)을 포함한다. 최종 에지 방향 신호는 신호(EG[3:0])로서 블록(54)에 출력된다.

에지 검출 알고리즘은 각각의 픽셀들에 대해 11개의 가능한 방향들을 따라상관이 검출되는 블록(58)에서 시작된다. 상관을 실행하기 위해, 인간의 눈은 휘도차(輝度差)들에 매우 민감하므로 픽셀들의 휘도값들이 사용된다. 픽셀들의 채도(색상)는 인간의 눈은 휘도차들에 비해 색상차들에는 상대적으로 덜 민감하므로 에지를 따라 일어나는 보간에 사용되지 않는다. 본 상관 알고리즘에서, L(i,j)은 i 행과 j 열에 위치된 픽셀의 그레이 스케일을 표시하고, Y00, Y01, Y02, Y03, Y04, Y05, Y06, Y07, Y08, Y09, Y10, Y11, Y12, Y13, Y14, Y15, Y16, Y17 및 Y18은 상관하는 픽셀들의 그레이 스케일을 표시한다. 픽셀(12)의 좌표는 (i,j)이다. 예를 들어, y00 = L(i-1,j-4)이고, y18 = L(i+1,j+4)이다.

다음의 상관값들이 에지 방향 검출 알고리즘에서 사용된다.

DIEF_L9: 방향 L9를 따라서 측정한 상관값;

DIEF_L7: 방향 L7을 따라서 측정한 상관값;

DIEF_L5: 방향 L5를 따라서 측정한 상관값;

DIEF_L3: 방향 L3을 따라서 측정한 상관값;

DIEF_L2: 방향 L2를 따라서 측정한 상관값;

DIEF_MID: 방향 MID를 따라서 측정한 상관값;

DIEF_R2: 방향 R2를 따라서 측정한 상관값;

DIEF_R3: 방향 R3을 따라서 측정한 상관값;

DIEF_R5: 방향 R5를 따라서 측정한 상관값;

DIEF_R7: 방향 R7을 따라서 측정한 상관값; 및

DIEF_R9: 방향 R9를 따라서 측정한 상관값;

상기의 상관값들은 하기의 방식으로 (i,j)에 위치된 보간되어질 픽셀에 대해 각각의 가능한 에지 방향들을 따라 계산되며,

상기 abs() 함수는 2개의 휘도값들간의 차의 절대값을 표시한다. 본 방법이 '628 출원에 개시된 알고리즘과 같은 종래의 상관 알고리즘들에 비해 실질적인 개선을 제공한다는 점이 이해되어야 한다. 구체적으로, 본 알고리즘은 단일값(예를 들어, 단일점에서)만을 이용하는 것보다는 오히려 각각의 상관값에 대한 값들(예를 들어, 인접하는 점들에 대해)의 합산을 이용하여 각각의 가능한 방향에 대한 상관값을 계산한다.

각각의 가능한 방향에 대한 상관 계산들을 실행하기 위해 인접한 정보를 이용함으로써, 본 발명의 알고리즘은 이전의 상관 방법들보다 나은 정밀도를 제공한다.

다음으로, 시스템(50)은 에지가 존재하는지를 검출하고, 에지가 존재하면, 시스템(50)은 상관값들에 기초하여 에지의 방향을 결정한다. 도 4는 에지 검출 방법 또는 시스템(60)의 한 실시예를 도시한다. 0~90도 그룹으로부터의 5개의 상관값들(즉, DIEF_L2, DIEF_L3, DIEF_L5, DIEF_L7, 및 DIEF_L9)은 블록(64)내에 입력되고, 90~180도 그룹으로부터의 5개의 상관값들(즉, DIEF_R2, DIEF_R3, DIEF_R5, DIEF_R7, 및 DIEF_R9)은 블록(66)내에 입력된다. 블록(64)은 제 1 그룹으로부터의 값들을 비교하여, Min_left 신호로서 출력되는 최소 상관값을 선택한다. 블록(66)은 최종 그룹으로부터의 값들을 비교하여, Min_right 신호로서 출력되는 최소 상관값을 선택한다. 이와 같은 논리에 따라, 도 4에 나타낸 Min_left 및 Min_right 신호들은 다음과 같이 결정될 수 있고,

Min_right = minimum_of(DIEF_L9, DIEF_L7, DIEF_L5, DIEF_L3, DIEF_L2); 및

Min_left = minimum_of(DIEF_R9, DIEF_R7, DIEF_R5, DIEF_R3, DIEF_R2)

상기 minimum_of() 함수는 모든 입력들의 최소값을 선택하는 데 효과적이다.

블록들(64,66)은 또한 각각 최대 상관값들을 갖는 좌측 및 우측 방향들을 나타내는 EG_LEFT[3:0] 및 EG_RIGHT[3:0] 신호들을 출력한다. 에지의 존재 여부는 Min_right, Min_left 및 DIEF_MID 신호들을 비교함으로써 결정된다. 이 동작은 종래의 비교기를 포함할 수 있는 블록(68)에서 실행된다. 에지가 존재하기 위해, Min_left 신호는 DIEF_MID 신호보다 작아야 하고, Min_right 신호도 DIEF_MID 신호보다 작아야 하며, Min_left 신호 마이너스 Min_right 신호의 절대값은 몇몇의 미리 정해진 임계치보다 작아야 한다. 이 논리를 이용하여, Edge_exist 신호는 다음과 같이 결정될 수 있으며,

Edge_exist = (Min_left ＜ DIEF_MID) AND

(Min_right ＜ DIEF_MID) AND

((abs(Min_left - Min_right) ＞ 임계)

한 무제한 실시예에서, 임계는 32일 수 있다.

그 후 상기 시스템은 에지 방향이 속한 그룹(예를 들어, 0~90도, 90~180도, 또는 90도 방향 그룹)을 결정한다. 이 결정은 디코딩 블록(70) 내에서 실행될 수 있다. 한 실시예에서, 디코딩 블록은 이 결정을 하기 위해 다음과 같은 알고리즘을 이용할 수 있다.

If((Min_left ＜ Min_right) AND (Min_left ＜ DIEF_MID))⇒

에지 방향은 제 1 그룹(0~90도)에 속함,

else if((Min_right ＜ Min_left) AND (Min_right ＜ DIEF_MID))⇒

에지 방향은 제 3 그룹(90~180도)에 속함.

Else, 에지는 90도 방향(방향 MID)을 따라 존재함.

그 다음 상기 시스템은 다음과 같은 방식으로 에지의 방향을 결정할 수 있다.

에지 방향이 0 ~ 90도라면:

If(DIEF_R2 = Min_left)일 때 에지 방향은 R2,

else if(DIEF_R3 = Min_left)일 때 에지 방향은 R3,

else if(DIEF_R5 = Min_left)일 때 에지 방향은 R5,

else if(DIEF_R7 = Min_left)일 때 에지 방향은 R7,

else if(DIEF_R9 = Min_left)일 때 에지 방향은 R9.

에지 방향이 90 ~ 180도라면:

If(DIEF_L2 = Min_right)일 때 에지 방향은 L2,

else if(DIEF_L3 = Min_right)일 때 에지 방향은 L3,

else if(DIEF_L5 = Min_right)일 때 에지 방향은 L5,

else if(DIEF_L7 = Min_right)일 때 에지 방향은 L7,

else if(DIEF_L9 = Min_right)일 때 에지 방향은 L9.

에지 방향이 상기와 같이 검출된 후, 디코딩 블록(70)은 "미리 처리된" 에지 방향 신호 EG'[3:0]을 발생시킨다. 11개의 가능한 방향들이 존재하므로, 시스템은 각각의 방향을 묘사할 4 비트의 숫자나 신호(예를 들어, EG'[3:0] 및 나중의 EG[3:0])를 발생시킨다. 각각의 방향과 대응하는 EG'[3:0]/EG[3:0] 신호간의 대응하는 관계는 아래와 같다.

EG'[3:0]/EG[3:0]

0000 ----> L9 방향

0001 ----> L7 방향

0010 ----> L5 방향

0011 ----> L3 방향

0100 ----> L2 방향

0101 ----> MID 방향

0110 ----> R2 방향

0111 ----> R3 방향

1000 ----> R5 방향

1001 ----> R7 방향

1010 ----> R9 방향

에지 검출 에러는 에지 신호 EG'[3:0]에 여전히 존재할 수 있기 때문에, 시스템(50)은 가능한 에러를 제거하기 위해 후처리 블록(62)을 채용한다. 일반적으로, 에러의 두 가지 유형들이 존재할 수 있다. 제 1 유형의 에러는 시스템이 에지 영역으로서 "노 에지(no edge)" 영역을 검출할 때 발생하고, 제 2 유형의 에러는 시스템이 "노 에지 영역"으로서 에지를 갖는 영역을 검출할 때 발생한다. 폴스 검출의 제 1 유형에 있어서, 보간이 검출된 폴스 에지 방향을 따른다면 보간된 영상에 대해 심각한 보간 에러가 있을 것이다. 에러의 제 2 유형에 있어서, 들쭉날쭉한 효과가 에지가 있는 영상에 나타날 수 있다.

에지 신호에 대해 실행되는 후처리 블록(62)은 이와 같은 유형의 에러들을 실질적으로 제거 또는 삭제하기 위해 설계된다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라, 에지 신호 후처리 블록을 도시하는 블록도이다. 한 실시예에서, 도 5에 보여진 바와 같이, 후처리 블록(62)은 여러 개의 블록들, 부분들 또는 단계들(72~78)을 포함한다. 후처리 블록(62)은 에러들을 제거하기 위해 통계적인 방법을 이용한다. 구체적으로, 후처리 방법은 다음의 가정들에 기초한다.

1. 트루(true) 에지가 존재하는 영역들에 대해, 대부분의 "미리 처리된" 에지 신호 EG'[3:0]은 맞다(예를 들어, 검출된 트루 에지 방향과 함께).

2. 노 에지인 영역들에 대해, 대부분의 미리 처리된 에지 신호들EG'[3:0]은 맞다(예를 들어, 검출된 노 에지 방향과 함께, 실제로 90도로 다시 떨어짐).

3. 검출된 에지 신호는 에지 방향을 따라 계속될 것이다. 예를 들어, 픽셀 X(i,j)에 대해 검출된 에지 방향이 L3이면, 픽셀 Y03과 Y15를 통과하는 에지가 존재함을 의미한다. 그 방향을 따라 Y03과 Y15를 지나는 선을 연장하면, 픽셀 X(i-2,j-2)와 X(i+2,j+2)에 대한 에지 신호 EG'[3:0]는 또한 L3이여야 한다.

상기 3개의 가정들에 기초하여, 다음의 후처리 기술이 검출된 에지 신호에 적용될 것이다. 한 실시예에서, 에지 신호는 블록들(72,74,76)에 의해 나타내어진 3개의 수평 및 수직의 "5점" 중간 필터들을 통과하며, 그 후 에지 신호 연속성 검사 블록(78)을 통과한다.

도 6a 및 도 6b는 수평 및 수직의 5점 중간 필터들의 동작을 도시한다. 도 6a는 수평 및 수직의 5점 중간 필터에 사용된 5개의 위치들 또는 픽셀들을 도시한다. 도 6a에 보여진 바와 같이, 수평 및 수직의 5점 중간 필터의 방정식은

Output = median5(EG(i-2,j), EG(i,j-1), EG(i,j), EG(i,j+1), EG(i+1,j))

이며, 함수 median5()는 5개의 입력들의 중간값을 계산하는 데 효과적이다.

도 6b는 수직 및 수평의 5점 중간 필터의 하나의 구현을 도시한 블록도이다. 5점 중간 필터들(72,74,76) 각각은 구조 및 기능에서 실질적으로 동일할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 도 6b에 보여진 실시예는 도 6a에 보여진 픽셀들을 선택하기 위해 2개의 라인 지연 블록들(80) 및 픽셀 지연 블록들(82)를 사용한다. 5점 중간 필터(84)는 각각의 블록들로부터 에지 검출 신호들을 수신하고 상기 설명된median5()에 따라 중간값을 계산한다. 결과로서 얻어지는 신호는 다음 필터에 전달되고 처리는 반복된다. 이 필터링 처리는 도 5에 보여진 바와 같이, 연속적으로 3회 실행된다.

3개의 수평 및 수직의 5점 중간 필터들 이후, 에지 신호는 에지 신호 연속성을 검사하기 위해 에지 신호 연속성 검사 블록에 전달된다. 한 실시예에서, 시스템은 연속성을 검사하기 위해 에지 신호의 3개의 라인들을 이용한다. 도 7은 에지 연속성 검사 블록(78)의 하나의 구현을 보여준다.

도 7에서 보여진 구현에서, A_EG[3:0]은 현재 라인 한 라인 위의 에지 신호를 나타내고, C_EG[3:0]은 현재 라인의 에지 신호를 묘사하며, B_EG[3:0]은 현재 라인 한 라인 아래의 에지 신호를 묘사한다. 신호들 C_EG[3:0] 및 B_EG[3:0]은 라인 지연 블록들(80)을 사용하여 얻어진다. 도 7에 묘사된 모든 3개의 에지 신호들(A_EG[3:0], B_EG[3:0], C_EG[3:0])은 3개의 수평 및 수직 5점 중간 필터들에 의해 처리되었다. 신호들 A_EG[3:0], B_EG[3:0], 및 C_EG[3:0]은 처리된 출력 EG[3:0]을 발생시키는 에지 연속성 검사 블록(86)에 전달된다.

한 실시예에서, 블록(86)은 출력 신호 EG[3:0](즉, Output_EG(i,j))을 발생시키기 위해 다음과 같은 에지 연속성 검사 알고리즘을 실행한다.

도 2를 다시 참조하면, 그 후 처리된 에지 신호 EG[3:0]은 휘도값들 Y00 내지 Y08 및 Y10 내지 Y18와 함께 에지 방향 보간 블록(54)에 전달된다.

에지 방향 보간 블록(54)은 검출된 에지 방향을 따라 적응 보간을 실행한다. 도 8은 에지 방향 보간 블록(54)의 한 실시예를 도시하는 블록도이다. 에지 방향 보간 블록(54)은 가산 함수들을 나타내는 합산 블록들(88), 제산 함수들 또는 논리를 나타내는 제산 블록들(90), 및 8 대 1 멀티플렉서를 나타내는 멀티플렉서(92)를 포함한다. 각종 픽셀들(Y00 내지 Y18)에 대해 나타낸 휘도값들은 각각의 합산 블록들(88)에서 가산되고, 합들은 도 8에 보여진 바와 같이, 그들이 2 또는 4로 나누어지는 각종 제산 블록들(90)에 전달된다. 각각의 제산 블록들로부터의 출력은 에지 신호 EG[3:0]을 더 수신하는 멀티플렉서(92)에 전달된다. 멀티플렉서는 다음과 같은 방식으로 출력 신호 X를 발생시키기 위해 수신된 신호들을 이용한다.

에지 방향이 L9이면, X = (Y00 + Y18)/2;

에지 방향이 L7이면, X = (Y01 + Y17)/2;

에지 방향이 L5이면, X = (Y02 + Y16)/2;

에지 방향이 L3이면, X = (Y03 + Y15)/2;

에지 방향이 L2이면, X = (Y03 + Y04 + Y14 + Y15)/4;

에지 방향이 R2이면, X = (Y04 + Y05 + Y13 + Y14)/4;

에지 방향이 R3이면, X = (Y05 + Y13)/2;

에지 방향이 R5이면, X = (Y06 + Y12)/2;

에지 방향이 R7이면, X = (Y07 + Y11)/2;

에지 방향이 R9이면, X = (Y08 + Y10)/2;

그 외에는 X = (Y04 + Y14)/2.

도 2를 다시 참조하면, 보간 블록(54)로부터의 출력 신호 X는 후처리 블록(56)에 전달된다. 상기 에지 적응 보간을 사용하여, 임의의 에지 방향 검출 에러는 부정확한 출력을 발생시킬 수 있다. 그러한 결과가 디스플레이로 직접 보내지면, 에지 검출이 맞지 않을 때 어노잉 도트 노이즈(dot noise)가 존재할 수 있다. 에지 검출 알고리즘은 특히 화상들에 대해 매우 상세하게 100% 정확도를 항상 보증할 수는 없다. 부정확한 에지 검출과 관련된 그러한 아티팩트들을 제거하기 위해, 본 발명은 상기 노이즈를 제거하기 위해 에지 적응 보간 후 실행되는 후처리 블록(56)을 포함한다.

도 10은 후처리 블록(56)의 한 실시예를 포함한다. 보여진 바와 같이, 블록(56)은 5점 중간 필터(94), 비교기(96), 합산 블록(98), 제산 블록(100), 감산 블록(102), 승산 블록(104), 절대값 블록(106) 및 멀티플렉서(108)를 포함한다. 도9는 일예에 따라, 필터(94)에 사용된 5개의 점들을 도시한다. 이 예에서, X가 위 아래의 픽셀들에 의해 보간되므로, X가 에지 적응 보간 결과인 곳에는 Y04, X 및 Y14를 따라 수직의 고주파수 성분이 없을 것이다. 이것을 기초로, X가 Y04 및 Y13 모두보다 크거나 X가 Y04 및 Y13 모두보다 작으면, 시스템은 X를 맞지 않다거나 부정확한 에지 방향에 의해 생성된 도트 노이즈로 간주할 것이다. 중간 필터는 그러한 충격성 노이즈를 제거하는 능력을 가지는 것으로 잘 알려져 있다. 이 실시예에서, 시스템은 도트 노이즈를 제거하기 위해 5점 중간 필터(94)를 사용한다.

에지 적응 보간으로부터의 데이터 또는 출력 신호 X는 신호들(Y04, Y14, Xl, 및 Xr)과 함께 5점 중간 필터(94)로 먼저 전달된다.

X_after_median = median5(Y04,Y14,Xl,Xr);

함수 median5(a,b,c,d,e)는 a,b,c,d,e의 중간값을 선택하는 데 효과적임

Y04는 X 바로 위의 픽셀 휘도값

Y14는 X 바로 아래의 픽셀 휘도값

Xl은 X 좌측의 픽셀에 대한 에지 적응 보간의 결과

Xr은 X 우측의 픽셀에 대한 에지 적응 보간의 결과

중간 필터(94) 이후, 결과(즉, 신호 X_after_median)는 그것들간의 차가 매우 큰지를 알아보기 위해 (Y04 + Y14)/2와 비교된다. 값들이 많이 떨어져 있으면, 시스템은 보간 결과가 신뢰성이 없다고 단정하고 출력을 (y04 + y14)/2로 대체한다. 대체는 멀티플렉서(108)에 의해 실행된다. 도 10에 보여진 바와 같이, 처리는 블록들(98~108)에 의해 실행되는 다음의 계산들을 포함한다.

Vert_int = (y04 + y14)/2;

If(abs(X_after_median - Vert_int) ＞ (Vert_int * factor))

Then X_output = (y04 + y14)/2;

Else

X_output = X_after_median.

블록들(98,100)은 Vert_int 신호를 제공하는 데 효과적이다. 블록들(102,106)은 협동하여 비교기(96)에 입력(A)를 제공하고 그것은 (X_after_median - Vert_int)의 절대값과 균등하다. 블록(104)은 적절한 계수[2:0]로 Vert_int를 곱하는 데 효과적이며 입력(B)를 비교기(96)에 제공한다. 계수값은 원하는 정확도에 기초하는 시스템의 연산자, 시스템의 파라미터들 및/또는 시행 착오에 의해 적절한 방식으로 선택될 수 있다. 비교기(96)는 A와 B를 비교하는 데 효과적이고, 신호 멀티플렉서(108)는, X_output으로서, 결과가 신뢰성이 있다면(즉, A가 B보다 크지 않으면) X_after_median를, 결과가 신뢰성이 없으면(즉, A가 B보다 크다면) (y04+y14)/2를 선택한다. 그 후 출력 신호 X_output은 보간된 영상의 부분으로서 디스플레이되기 위해 영상 디스플레이 장치에 제공된다.

도 11a는 수직 보간만을 사용하여 인터레이스 대 프로그레시브 변환의 결과를 보여주는 영상의 부분적인 스크린 샷이다. 도 11a에서는 들쭉날쭉한 에지들(200)을 명확하게 볼 수 있다. 도 11b는 후처리 없이, 제안된 에지 적응 보간 방법 및 시스템의 실시예를 이용한 인터레이스 대 프로그레시브 변환 후의 동일한 영상의 부분적인 스크린 샷이다. 영상의 해상도가 현저히 개선됨에 유의한다.그러나, 화살표(210)에 의해 나타내어진 바와 같이, 결과로서 얻어지는 도트 노이즈를 볼 수 있다. 도 11c는 상기 설명되어진 후처리를 포함하는 제안된 에지 적응 보간 방법 및 시스템의 실시예를 이용한 인터레이스 대 프로그레시브 변환 후의 동일한 영상의 부분적인 스크린 샷이다. 볼 수 있는 바와 같이, 도 11c의 화살표(220)에 의해 보여진 바와 같이, 도 11b의 화살표(210)으로써 동일한 영역을 가리키는 도 11b의 도트 노이즈는 제거되었다.

후처리의 감도 및 신뢰도는 Vert_int 신호와 계수[2:0]의 곱(product)을 변경함으로써(계수의 값을 변경함으로써) 제어될 수 있다. 따라서 후처리 블록(56)은, 출력으로서, 보간된 픽셀(12)에 대한 에지 적응 보간된 값 또는 보간된 픽셀(12) 바로 위 및 바로 아래 픽셀들의 평균인 수직 보간값 둘 중 하나를 제공한다. 계수[2:0]는 상기 2개의 값들 중 더 신뢰성이 있는 것이 후처리 블록(56)으로부터 출력되도록 에지 보간의 감도를 조정하는 데 기여한다.

실시예들은 컴퓨터 또는 텔레비전 세트와 같은 시스템의 부분으로 컴퓨터 판독가능 매체에서 구현될 수 있다. 대안적으로, 시스템은 집적 회로와 같이, 훨씬 더 작아질 수 있다. 시스템 내의 프로세서는 컴퓨터 판독가능 매체에 액세스하여 그 안에서 시스템을 위한 한 세트의 명령들로서 코드를 실행한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 하드 드라이브, CD ROM, 집적 회로 RAM 또는 ROM 등을 포함할 수 있다. 따라서, 실시예들은 프로세서의 CPU상에서, 또는 에치드인(etched-in) 논리를 갖는주문형 칩에서 구현될 수 있다. 전형적으로, 실시예들은 보간을 수행하기 위해 필요한 계산을 요하는 자원들을 감소시키기 위해 잘 연결될 수 있다. 실시예들은 '277 출원에서 개시된 내용과 같이, 인터레이스 대 프로그레시브 변환 칩상에서 구현될 수 있다. 따라서 실시예들은 디스플레이에 대해 영상 신호의 결함들을 감소시켜 줄 수 있다. 종래의 기술과는 다르게, 본 발명은 각각의 가능한 에지 방향에 대해 별도의 상관값들을 계산하고 이 값들을 계산하기 위해 인접한 점들로부터의 데이터를 사용한다. 본 발명은 또한 "9 ×2" 보간 윈도우 및 개선된 후처리 기술들을 사용한다. 그 결과는 개선된 에지 적응 보간 처리 및 인터레이스 대 프로그레시브 변환이다.

본 발명이 그것의 양호한 실시예들을 참조하여 구체적으로 설명되었을지라도, 형태 및 세부 사항들에 있어서 변형들 및 변경들이 본 발명의 의도 및 범위를 벗어나지 않고 행해질 수 있음이 당업자들에게 쉽게 명백해질 것이다. 첨부된 청구 범위는 그러한 변형들 및 변경들을 포함하는 것으로 의도된다. 다양한 실시예들이 반드시 독점적이지는 않으며 몇몇 실시예들의 특징들은 본 발명의 의도 및 범위를 유지한 채로 다른 실시예들의 특징들과 결합될 수 있음도 또한 당업자들에게 명백해질 것이다.

Claims

찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법에 있어서,

제 1 그룹의 픽셀들 및 제 2 그룹의 픽셀들에 대한 데이터를 수신하는 단계;

상기 영상 내의 에지가 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들 사이에 위치된 제 1 픽셀을 통과하는지에 대한 여부 및 선택된 세트의 방향들을 식별하기 위해 상기 에지가 제 1 세트의 방향들 또는 제 2 세트의 방향들로 연장되는지에 대한 여부를 결정하는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 세트들에서 각각의 상기 방향들에 대한 상관값들을 계산하는 단계를 포함하는 단계;

상기 선택된 세트의 방향들에 대한 최소 상관값을 선택함으로써 상기 선택된 세트의 방향들로부터의 방향 신호를 결정하는 단계;

가능한 에러를 실질적으로 제거하기 위해 상기 선택된 방향 신호에 대해 후처리 절차를 실행하는 단계; 및

상기 선택된 방향에 응답하여 상기 제 1 픽셀에 대한 휘도값을 결정하는 단계를 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 각각의 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들은 적어도 5개의 픽셀들을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 각각의 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들은 적어도 7개의 픽셀들을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 각각의 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들은 적어도 9개의 픽셀들을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 그룹의 픽셀들은 제 1 방향으로 연장되고;

상기 제 2 그룹의 픽셀들은 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 평행한 제 2 방향으로 연장되는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 후처리 절차는 상기 선택된 방향 신호에 적어도 하나의 5점 중간 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 후처리 절차는 상기 선택된 방향 신호에 3개의 연속적인 5점 중간 필터들을 적용하는 단계를 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 후처리 절차는 상기 선택된 방향 신호에 대해 에지 신호 연속성 검사를 수행하는 단계를 더 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 에지 신호 연속성 검사는 제 1 픽셀 위아래의 픽셀들의 라인들에서 상기 에지의 연속성을 검사하는 단계를 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 각각의 상관값들은 인접한 점들의 시퀀스에 걸쳐 휘도값 차들의 합산을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 합산은 15개의 점들에 대해 이루어지는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 세트의 방향들은 0과 90도 사이에 위치하고, 상기 제 2 세트의 방향들은 90과 180도 사이에 위치하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 에지가 약 90도에 위치하는지 결정하는 단계를 더 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 에지 적응 보간 방법.
찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템에 있어서,

제 1 그룹의 픽셀들 및 제 2 그룹의 픽셀들에 대한 데이터를 수신하는 제 1 부분;

상기 영상 내의 에지가 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들 사이에 위치된 제 1 픽셀을 통과하는지에 대한 여부 및 선택된 세트의 방향들을 식별하기 위해 상기 에지가 제 1 세트의 방향들 또는 제 2 세트의 방향들로 연장되는지에 대한 여부를 결정하는 제 2 부분으로서, 상기 제 1 및 제 2 세트들에서 각각의 상기 방향들에 대한 상관값들을 계산함으로써 상기 결정을 하는 상기 제 2 부분;

상기 선택된 세트의 방향들에 대한 최소 상관값을 선택함으로써 상기 선택된 세트의 방향들로부터의 방향 신호를 결정하는 제 3 부분;

가능한 에러를 실질적으로 제거하기 위해 상기 선택된 방향 신호에 대해 후처리 절차를 실행하는 제 4 부분; 및

상기 선택된 방향에 응답하여 상기 제 1 픽셀에 대한 휘도값을 결정하는 제 5 부분을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 각각의 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들은 적어도 5개의 픽셀들을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 각각의 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들은 적어도 7개의 픽셀들을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 각각의 제 1 및 제 2 그룹의 픽셀들은 적어도 9개의 픽셀들을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 제 1 그룹의 픽셀들은 제 1 방향으로 연장되고;

상기 제 2 그룹의 픽셀들은 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 평행한 제 2방향으로 연장되는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 제 4 부분은 상기 선택된 방향 신호에 적용되는 적어도 하나의 5점 중간 필터를 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 제 4 부분은 상기 선택된 방향 신호에 적용되는 3개의 연속적인 5점 중간 필터들을 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 20 항에 있어서,

상기 제 4 부분은 또한 상기 선택된 방향 신호에 대해 에지 신호 연속성 검사를 수행하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 에지 신호 연속성 검사는 제 1 픽셀 위아래의 픽셀들의 라인들에서 상기 에지의 연속성 검사를 포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 각각의 상관값들은 인접한 점들의 시퀀스에 걸쳐 휘도값 차들의 합산을포함하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,

상기 합산은 15개의 점들에 대해 이루어지는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 제 1 세트의 방향들은 0과 90도 사이에 위치하고, 상기 제 2 세트의 방향들은 90과 180도 사이에 위치하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.
제 25 항에 있어서,

상기 제 2 부분은 상기 에지가 약 90도에 위치하는지를 또한 결정하는, 찌그러진 영상의 해상도 개선을 위한 시스템.