KR20060101997A - 영상 포맷 변환 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력 영상의 해상도를 변환시킬 수 있는 다수개의 동작 모드가 사용되는 경우, 동작 모드 전환에 따른 과도 현상을 제거하면서 입력 영상의 해상도를 변환하는 영상 포맷 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 입/출력 영상의 크기 변화를 감지하여 모드 변환이 일어나는 경우, 과도 상태를 일정 기간 동안 유지하면서 포맷 변환을 제어함으로써, 동작 모드 전환에 따른 과도 현상을 제거하는 효과가 있다. 이로 인해 본 발명은 불연속 없이 자연스러운 윈도우 리사이징(Window Resizing), 줌(Zoom), 슬라이딩 윈도우(Sliding Window) 기능 등을 구현할 수 있다.

포맷 변환, 윈도우 프리즈, 동작 모드 전환

Description

영상 포맷 변환 방법{Image format converting method}

도 1은 일반적인 스케일러 칩 구조의 예를 보인 도면

도 2는 종래의 영상 포맷 변환 장치의 일 예를 보인 구성 블록도

도 3의 (a) 내지 (d)는 도 2의 포맷 변환부의 각 동작 모드의 예들을 보인 도면

도 4는 종래의 입/출력 영상의 크기가 변경될 때의 동작 모드 전환 예를 보인 도면

도 5의 (a)는 일반적인 포맷 변환 장치를 이용하여 리사이징 및 슬라이딩 윈도우 기능을 구현하는 예를 보인 도면

도 6의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 입/출력 영상의 크기가 변경될 때의 동작 모드 전환 예들을 보인 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 수직 포맷 변환부 202 : 수평 포맷 변환부

203 : 쓰기 제어부 204 : 읽기 제어부

210 : 메모리 억세스 유닛

본 발명은 영상 신호의 포맷 변환 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동작 모드 전환에 따른 과도 현상을 제거하면서 입력 영상의 해상도를 변환하는 영상 포맷 방법에 관한 것이다.

일반적으로 PDP/LCD/DLP/CRT 등의 디스플레이 기기뿐 아니라 디지털 TV에는 기본적으로 비트스트림을 포함하여 다양한 포맷의 입력 영상을 디스플레이 장치의 포맷으로 변환하기 위한 스케일링(scaling) 기능을 내장하고 있다. 이러한 기능을 수행하는 스케일러(Scaler) 칩은 입력과 출력 영상 포맷 즉, 크기(size), 프레임 율(frame rate), 스캔 타입(scan type)간의 변환 기능을 수행할 뿐 아니라 다양한 화질 향상 기능을 제공한다. 또한 PIP/POP/Split-Screen 등 다양한 디스플레이 모드를 제공하며, 데이터 방송, 캡션, 메뉴 등의 디스플레이를 위한 OSD(On Screen Display) 등의 기능을 제공한다.

그러나 기능이 다양화됨에 따라 메모리 사용량이 증가하고 메모리 밴드폭(memory bandwidth)의 제한으로 스케일러 칩의 기능이 제한되는 한계를 가지고 있다.

도 1은 일반적인 스케일러 칩의 구조를 나타낸 구성 블록도다.

도 1에서 비디오 입력 프로세서(110)는 CVBS, ITU-R BT.656 및 컴포넌트(Component) 입력을 받아 색 좌표 변환(color space conversion) 및 Chroma 4:2:2, 4:4:4 등 색상 포맷 변환을 수행한 후 IPC(interlace-to-progressive converter)(120)로 출력한다. 상기 IPC(120)는 비월주사(interlaced) 포맷의 비디 오를 순차주사(progressive) 포맷으로 변환하여 포맷 변환부(130)로 출력하여 다양한 크기의 비디오 신호로 변환한다. 상기 포맷 변환부(130)에서 다양한 크기로 변환된 순차주사 비디오 신호는 영상 인핸서(image enhancer)(140), 온 스크린 디스플레이부(OSD)(150)를 거친 후 비디오 출력 프로세서(160)로 출력된다.

상기 비디오 출력 프로세서(160)는 다양한 디스플레이 장치의 인터페이스 규격에 맞게 입력된 비디오 신호의 동기 신호 및 콘트롤 신호를 생성하여 비디오 신호와 함께 출력한다. 이때 도 1의 각 블록은 메모리 억세스 유니트(MAU)(100)를 통해 메모리를 억세스하면서 해당 동작을 수행한다.

여기서 상기 포맷 변환부(130)는 여러 개로 구성될 수 있으며, 동시화면 기능을 구현하기 위해서는 최소 2개 이상이 필요하다. 이때 스케일러 칩의 구성 요소들 중 포맷 변환부(130)는 매우 중요한 기능을 수행할 뿐 아니라 전체 칩의 밴드폭(Bandwidth) 및 게이트 카운트(Gate Count) 비중이 큰 블록이다.

도 2는 상기 포맷 변환부(130)의 상세 블록도로서, 먹스를 포함한 수직 포맷 변환부(VFC)(201), 먹스를 포함한 수평 포맷 변환부(HFC)(202), 입력 영상과 상기 수직 포맷 변환부(201)의 출력과 수평 포맷 변환부(202)의 출력 중 어느 하나를 선택한 후 메모리 억세스 유닛(MAU, 210)을 통해 메모리에 저장하는 먹스를 포함한 쓰기 제어부(203), 상기 메모리에 저장된 데이터를 상기 MAU(210)를 통해 읽어 와 상기 수직 포맷 변환부(201), 수직 포맷 변환부(201)의 각 먹스로 출력하는 읽기 제어부(204)로 구성된다. 상기 읽기 제어부(204)에도 먹스가 포함되어 상기 수직 포맷 변환부(201)의 출력, 상기 수평 포맷 변환부(202)의 출력, 그리고 상기 메모 리의 출력 중 어느 하나를 선택하여 영상 인핸서(140)로 출력한다.

이때 상기 제어부(200)는 상기 수직 포맷 변환부(201), 수평 포맷 변환부(202), 쓰기 제어부(203), 및 읽기 제어부(204)에 필요한 해당 클럭(fcvclk, fchclk, rviclk, dispclk)을 제공한다. 여기서, 입력 영상을 확대하거나 그대로 출력하는 경우에는 포맷 변환시 디스플레이 클럭이 필요하고, 입력 영상을 축소하는 경우에는 포맷 변환시 입력 클럭이 필요하다. 이는 수직, 수평 포맷 변환에 대해서 동일하게 적용된다.

이와 같이 구성된 포맷 변환부(130)는 밴드폭 및 메모리 사용량을 최소화하기 위해 도 3과 같이 입력되는 영상의 크기와 출력되는 영상의 스케일 비율에 따라 4개의 모드(Mode0~Mode3)로 동작한다. 이때, 상기 포맷 변환부(130)의 모드 변환은 입력 영상의 데이터 경로를 포맷 변환부 내에 위치한 다수개의 먹스를 통하여 제어함으로써 이루어지나, 설명의 편의를 위해 도 3에서는 VFC, HFC, 및 메모리만을 도시하고 있다.

먼저, 출력 영상의 수평방향 해상도와 수직 방향 해상도를 입력 영상의 수평/수직 방향 해상도보다 높일 경우는 도 3의 (a)와 같이 Mode0 모드로 동작한다. 즉 입력 영상을 우선 메모리에 저장한 후, 상기 메모리에 저장되어 있는 영상을 읽어 내어 VFC와 HFC를 차례로 통과시키면서 수직 방향과 수평 방향으로 영상의 해상도를 증가시킨다.

도 3의 (b)는 출력 영상의 수평방향 해상도와 수직 방향 해상도를 입력 영상의 수평/수직 방향 해상도보다 낮출 경우에 동작하는 Mode1 모드이다. 즉 입력 영 상이 HFC와 VFC를 차례로 통과하면서 수평 방향과 수직 방향의 해상도가 줄어든 다음 메모리에 저장되고, 이후 수평, 수직 방향으로 축소된 영상은 바로 메모리에서 읽어내어 디스플레이하게 된다.

그리고, 수평 방향으로는 해상도를 증가시키고 수직 방향으로는 해상도를 감소시키는 경우는 도 3의 (c)의 Mode2 모드로 동작한다. 즉, 입력 영상을 먼저 VFC를 통과시켜 수직 방향의 해상도를 줄인 다음에 메모리에 저장한다. 이후, 메모리에서 읽어낸 영상을 HFC로 입력시켜 수평 방향으로 영상의 해상도를 증가시키면서 디스플레이하게 된다.

상기 도 3의 (c)와 반대로, 수평 방향으로는 영상의 해상도가 감소하고 수직 방향으로는 영상의 해상도가 증가하는 경우는 도 3의 (d)의 Mode3 모드로 동작한다. 즉, 입력 영상을 먼저 HFC를 통과시켜 수평 방향의 해상도를 줄인 다음에 메모리에 저장한다. 이후, 메모리에서 읽어낸 영상을 VFC로 입력시켜 수직 방향으로 영상의 해상도를 증가시키면서 디스플레이하게 된다.

그러나 상기된 포맷 변환 방법은 메모리 사용량 및 밴드폭을 최소화하는 장점이 있는 반면에 도 3의 4개의 동작 모드간 전환시 과도 현상이 존재하여 원치 않는 Garbage 데이터가 화면에 디스플레이되는 문제점이 있다.

종래에는 이를 해결하기 위하여 모드 전환 직후 일정 시간 동안 다크 스크린(Dark Screen) 처리를 하였으나 이 역시 순간적으로 화면이 깜빡이는 현상을 피할 수 없는 문제점이 있다.

도 4는 종래의 포맷 변환 장치에서의 모드 변환 방법을 나타낸 것이다. 영상의 입/출력 크기 변환에 의하여 포맷 변환 장치의 동작 모드가 결정된다. 이때, 동작 모드가 변경된 순간부터 다크 스크린 처리를 하여 깨진 화면이 출력되는 것을 방지한다. 상기 다크 스크린은 포맷 변환에 의한 프레임 지연(Frame Delay) 이상 걸어주어야 하며, 일반적으로 3~4 프레임 동안 걸어준다. 이러한 제어 방식은 간단하지만 리사이징(Resizing)의 중간에 다크 스크린이 순간적으로 디스플레이 되므로 사용자는 플리커(Flicker)를 감지하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 입, 출력 영상의 크기 변화를 감지하여 모드 변환이 일어나는 경우, 과도 상태를 일정 기간 동안 유지하도록 함으로써, 포맷 변환시 자연스러운 영상을 디스플레이하는 영상 포맷 변환 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 입력 영상의 해상도를 변환시킬 수 있는 다수개의 동작 모드가 사용되는 영상 포맷 변환 방법은,

(a) 입/출력 영상의 크기 변경을 검출하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 입/출력 영상의 크기 변경이 검출되면 윈도우를 프리즈시키고 이전 동작 모드를 유지하면서 크기가 변경되는 방향의 입/출력 데이터 크기를 동일하게 설정하는 단계;

(c) 상기 (b) 단계에서 설정된 입/출력 데이터는 그대로 유지하면서 동작 모드만 변경하는 단계; 및

(d) 상기 (c) 단계가 수행되고 나면 윈도우 프리즈를 해제하고 변경된 동작 모드에 맞게 상기 (b) 단계의 입/출력 데이터 크기를 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

디지털 TV 기능이 고급화되고, 다양화되는 추세에 따라 도 5에 도시된 윈도우 리사이징(Resizing) 또는 슬라이딩 윈도우(Sliding Window)와 같은 포맷 변환 기능이 요구되며, 이때 화면 깜박임 없이(Seamless) 자연스럽게 처리되는 방법이 바람직하다. 따라서 본 발명에서는 포맷 변환기의 제어부 로직의 변경을 통하여 화면 깜박임없는 리사이징 및 슬라이딩 윈도우 기능을 구현한다.

도 6의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 방법의 일 실시예들을 보인 도면으로서, 동작 모드 전환 예들을 보이고 있다.

본 발명은 입/출력 크기 변환이 검출되면 4 단계(state 0~state 3)에 걸쳐 단계적으로 영상 포맷 변환을 제어함으로써, 플리커 없이 동작 모드 전환을 가능하게 한다는 것이다. 각 단계별로 동작을 살펴보면 다음과 같다.

state 0 : 모드 전환 이전 상태이며 입/출력 영상의 크기 변동 여부를 모니터링 한다. 그러다가 입/출력 영상의 크기가 변하여 모드 전환이 필요한 경우 State1으로 진행한다. 여기서 입/출력 영상의 크기가 변한다는 것은 입력 영상의 해상도가 출력 영상의 해상도가 현재 상태에서 바뀌는 것을 의미한다.

state1 : 모드 전이(Transition) 상태가 시작된다. 이때는 윈도우를 프리즈(Freeze)시키고, 포맷 변환을 위한 동작 모드는 이전 상태를 유지하면서, 모든 전환의 원인이 되는 요인에 따라 입/출력 데이터 크기를 변경한다. 예를 들어, 도 6의 (a)와 같이 이전 상태가 모드 0(Mode0)이고, 변환할 모드가 모드 1(Mode1)이라면 state 1에서는 모드 0을 유지하면서 변환이 일어나는 방향의 입/출력 데이터 사이즈를 같은 크기로 유지한다. 예를 들어, 모드 0에서 모드 1로 변환한다면 수평, 수직 방향으로 출력 영상의 해상도가 입력 영상에 비해 낮아지는 모드이므로, 수평, 수직 방향의 입/출력 데이터는 같은 크기를 갖는다.

즉, 모드 전환의 원인이 되는 요인을 파악하여 다음과 같이 처리한다.

- OUT_X(디스플레이 윈도우의 수평크기)의 변동에 의하여 모드가 변경되는 경우, OUT_X = IN_X로 설정한다.

- OUT_Y(디스플레이 윈도우의 수직크기)의 변동에 의하여 모드가 변경되는 경우, OUT_Y = IN_Y로 설정한다.

- IN_X(입력 비디오의 수평크기)의 변동에 의하여 모드가 변경되는 경우(Zoom In), IN_X = OUT_X로 설정한다.

- IN_Y(입력 비디오의 수직크기)의 변동에 의하여 모드가 변경되는 경우 (Zoom In), IN_Y = OUT_Y로 설정한다.

여기서 OUT_X, OUT_Y(또는 IN_X, IN_Y)는 동시에 크기 변환이 가능하며, 입력 크기(IN_X, IN_Y)와 출력 크기(OUT_X, OUT_Y)는 동시에 크기 변환이 되지 않는다는 가정하에 Seamless 포맷 변환 제어가 가능하다. 그리고 나서 State2로 진행한다.

예를 들어, 도 6의 (a)와 같이 모드 0에서 모드 1로 변경되는 경우 상기 state 1의 입/출력 데이터는 수평, 수직 방향 모두 바뀐다(In_X=Out_X && In_Y=Out_Y).

도 6의 (b)와 같이 모드 0에서 모드 2로 변경되는 경우 상기 state 1의 입/출력 데이터 중 수평 방향은 변함이 없고 수직 상태만 바뀐다(In_X<=Out_X && In_Y=Out_Y).

도 6의 (b)와 같이 모드 0에서 모드 3로 변경되는 경우 상기 state 1의 입/출력 데이터 중 수직 방향은 변함이 없고 수평 상태만 바뀐다(In_X=Out_X && In_Y<=Out_Y).

state 2 : 모드 전이(Transition) 상태를 완료하는 단계로서, 이때의 입/출력 데이터는 state 1 상태를 그대로 유지하며 포맷 변환 동작 모드만 변경한다.

즉, 입/출력 데이터 크기가 동일할 때 포맷 변환기는 4개 모드 어느 것에서도 잘 동작한다. 따라서, 모드 변환의 원인이 되는 입력 또는 출력 사이즈를 동일하게 설정한 후(State1), 모드 변환을 state 2 단계에서 수행한다.

state 3 : 마지막 단계로서 윈도우 프리즈를 노말(Normal Play) 상태로 변환 한다.

한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 영상 포맷 변환 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 입/출력 영상의 크기에 따라 모드 전환이 되는 포맷 변환 장치의 제어 로직 변경만으로 불연속 없이 자연스러운 윈도우 리사이징(Window Resizing), 줌(Zoom), 슬라이딩 윈도우(Sliding Window) 기능을 제공함으로써, 디지털 TV에 고급스러운 기능을 부여할 수 있다.

둘째, 입/출력 영상의 크기 변화를 감지하여 모드 변환이 일어나는 경우, 과도 상태를 일정 기간 동안 유지하면서 포맷 변환을 제어함으로써, 동작 모드 전환에 따른 과도 현상을 제거하는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (3)

1. 입력 영상의 해상도를 변환시킬 수 있는 다수개의 동작 모드가 사용되는 영상 포맷 변환 방법에 있어서,

   (a) 입/출력 영상의 크기 변경을 검출하는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계에서 입/출력 영상의 크기 변경이 검출되면 윈도우를 프리즈시키고 이전 동작 모드를 유지하면서 크기가 변경되는 방향의 입/출력 데이터 크기를 동일하게 설정하는 단계;

   (c) 상기 (b) 단계에서 설정된 입/출력 데이터는 그대로 유지하면서 동작 모드만 변경하는 단계; 및

   (d) 상기 (c) 단계가 수행되고 나면 윈도우 프리즈를 해제하고 변경된 동작 모드에 맞게 상기 (b) 단계의 입/출력 데이터 크기를 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 (b) 단계는

   입/출력 영상의 크기가 수평 방향으로만 변경되는 경우 수평 방향의 입/출력 데이터만 동일하게 설정하고, 수직 방향으로만 변경되는 경우 수직 방향의 입/출력 데이터만 동일하게 설정하며, 수평/수직 방향으로 모두 변경되는 경우 수평/수직 방향의 입/출력 데이터를 각각 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 입/출력 영상의 크기가 변경되지 않는 방향의 입/출력 데이터 크기는 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계에서 이전 동작 모드의 크기를 계속 유지하는 것을 특징으로 하는 영상 포맷 변환 방법.

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