KR20120063308A - 차량용 dmb 영상 처리 시스템 및 이를 이용한 영상 처리 방법 - Google Patents

차량용 dmb 영상 처리 시스템 및 이를 이용한 영상 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 DMB 화질 개선 방법에 관한 것으로서, 모바일용 해상도로 압축된 DMB 영상 프레임을 소정의 블록단위로 구획하고, 상기 압축된 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 디코더; 및 상기 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 과정에서 발생하는 블록 노이즈를 제거하기 위하여, 외부로부터 입력되는 필터링 정도를 결정하는 양자화 변수(Quantization Parameter: QP)에 따라 필터링 하는 디-블록킹 필터를 포함한다. 이러한 본 발명에 의하면, 2.3인치의 작은 휴대용 모바일용으로 개발되어 송출되는 기존의 DMB 영상을 사이즈가 큰 LCD에서 표시하는 경우에도 화질 열화 및 선명도의 저하업이 고품질의 차량용 DMB 영상을 제공할 수 있다.

Description

차량용 DMB 영상 처리 시스템 및 이를 이용한 영상 처리 방법{SYSTEM FOR PROCESSING DMB IMAGE FOR VEHICLE AND METHOD FOR PROCESSING DMB IMAGE}
본 발명은 차량용 DMB 영상 처리 시스템 및 이를 이용한 영상 처리 방법에 관한 것으로서, LCD와 같은 표시 장치의 사이즈 증가할지라도 고품질의 DMB 영상을 제공할 수 있는 차량용 DMB 영상 개선 방법에 관한 것이다.
기술의 급속한 발달에 따라 현재 및 미래의 차량 내에서의 TV 시청은 거의 일반화되고 있는 추세이다. 차량 내에서의 TV 시청은 거의 모바일 지상파 또는 위성 신호를 이용하여 차량용 안테나를 이용하여 전파를 수신하며, 수신된 전파를 차량의 AVN 시스템의 LCD를 통화여 차량의 승객이 시청하게 된다.
최근 방송 시스템 및 송출 규격이 디지털화 가면서 코덱의 기술 및 영상 품질에 많은 부분이 바뀌어 가고 있는 추세이다. 현 방송 시스템에서 예컨대, 국내 TDMB의 경우, 영상의 크기가 320*240 정도의 작은 영상(2.3인치용 LCD를 기준으로 선명함- 휴대 단말용 영상의 크기)을 송출하고 있다.
그런데, 차량 내에서의 LCD의 크기가 기존에 3.4인치(휴대용 단말기준) --> 7인치(차량용 네비게이션) --> 8인치 --> 9.2인치(차량용 후석 용 LCD) 등 대형화 됨으로서, 기존의 320 * 240 영상이 큰 LCD (9.2인치)에 표시함으로 화질의 열화 현상이 대두 될 예정이다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 DMB 시스템에서는, 단순히 S/W 코덱과 HW코덱으로 이루어진 DMB 솔루션을 바탕으로 LCD(30)에 막바로 송출하는 방식인데, 이 경우, 2.3인치에 휴대용 단말(국내 TDMB의 영상의 기준 320 * 240)에 적합한 방송 규격을 차량용 후석 LCD에 적용할 경우, LCD의 사이즈(SIZE)가 커짐에(단위 PIXEL당 크기가 커짐) 따라 화질의 품질이 현저하게 열화되는 현상이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 LCD와 같은 표시 장치의 사이즈가 증가할지라도 고품질의 DMB 영상을 제공할 수 있는 차량용 DMB 영상 개선 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 차량용 DMB 영상 처리 시스템은, 모바일용 해상도로 압축된 DMB 영상 프레임을 소정의 블록단위로 구획하고, 상기 압축된 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 디코더 및 상기 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 과정에서 발생하는 블록 노이즈를 제거하기 위하여, 외부로부터 입력되는 필터링 정도를 결정하는 양자화 변수(Quantization Parameter: QP)에 따라 필터링하는 디-블록킹 필터를 포함한다.
여기서, 차량용 DMB 영상 처리 시스템은 상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 영상을 SINC pattern multi-tap interpolation 방식에 따라 스케일링하여, Anti-Aliasing Edge 부분을 개선하는 이미지 스케일러와, 이미지 스케일러(232)에 의해 처리된 영상에 포함된 루마 데이터(luma data)와 크로마 데이터(chroma data)를 각각 선택적으로 필터링하여, 상기 이미지 스케일러(232)에 의해 처리된 영상에 대해 선명도와 부드러움 효과를 제공하는 제1 및 제2 필터와, 제1 필터(233)에 의해 필터링된 제1 영상과 제2 필터(234)에 의해 필터링된 제2 영상을 오버레이하여, 상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 영상의 화질이 추가 개선된 최종 영상을 출력하는 오버레이 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일면에 따른 차량용 DMB 영상 처리 방법은, 모바일용 해상도로 압축된 DMB 영상 프레임을 소정의 블록단위로 구획하고, 상기 압축된 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 단계와, 상기 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 과정에서 발생하는 블록 노이즈를 제거하기 위하여, 외부로부터 입력되는 필터링 정도를 결정하는 양자화 변수(Quantization Parameter: QP)에 따라 디-블록킹 필터링을 수행하는 단계와, 상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 영상을 SINC pattern multi-tap interpolation 방식에 따라 이미지 스케일링하는 단계와, 상기 이미지 스케일링하는 단계에 의해 처리된 영상에서, 루마 데이터(luma data)와 크로마 데이터(chroma data)를 각각 선택적으로 필터링하여, 선택적으로 필터링된 제1 영상 및 제2 영상을 생성하는 단계; 및 제1 영상과 제2 영상을 오버레이 하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 차량에 설치되는 LCD와 같은 표시 장치의 사이즈가 증가할지라도 고품질의 DMB(또는 TDMB) 영상을 제공할 수 있다.
도 1은 기존의 DMB 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 DMB 솔루션이 탑재된 DMB 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 DMB 시스템의 내부 구성의 일례를 보여주는 상세 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 디-블록킹 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 5-Tap 이미지 스케일러를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 3 X 3 Multi-purpose Filter를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 오버레이 필터(5 Level overlay Filter)를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서는, LCD와 같은 표시 장치의 사이즈 증가할지라도 고품질의 DMB 영상을 제공할 수 있는 차량용 DMB 영상 개선 방법이 개시된다.
국내의 경우 DMB 영상의 320 * 240 SIZE의 영상이 2.3 인치의 작은 휴대용 모바일용으로 개발되어 송출하고 있는 현실에서 차량용 후석 LCD의 크기가 커짐에 따라서 기존의 방식으로는 화질의 열화와 선명도가 현저하게 떨어진다.
이에 따라 본 발명에서는 차량용 후석 LCD의 크기가 커짐에 따라서 영상의 선명도 및 색상 재현력을 개선하고, 차량에서의 DMB 시청 환경에 맞는 최고의 화질 구현하기 위하여 아래와 같은 시스템 구성 및 SW 알고리즘을 적용하여 최상의 화질을 제공할 수 있는 차량용 DMB 영상 개선 방법이 개시된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화질 개선 DMB 솔루션이 탑재된 DMB 시스템의 블록도이다.
도 2를 참조하면, DMB 시스템(200)은 본 발명의 화질 개선 알고리즘을 하드웨어적으로 구현한 멀티미디어 MCU(210)와 Enhanced 영상 신호 처리 코어(230)를 포함한다.
멀티미디어 MCU(210)는 T-DMB 튜너(10)를 통해 튜닝된(선국된) T-DMB 영상을 하드웨어로 구성된 영상 처리 알고리즘(Hardwired 영상 처리)에 따라 1차적으로 개선된 화질 개선 영상을 출력한다. 여기서, T-DMB 영상은 2.3 인치에 휴대용 단말에 규격화된 320 * 240의 해상도를 갖는 H.264 기반으로 코딩된(부호화된) 영상으로서, 멀티미디어 MCU(210)는 320 * 240의 해상도의 T-DMB 영상을 차량용 후석 LCD의 크기에 관계없이 화질의 열화와 선명도가 저하되지 않도록 처리한다.
이와 같이, 1차적으로 개선된 화질 개선 영상은 Enhanced 영상 신호 처리 코어(230)로 전달되어, Enhanced 영상 신호 처리 코어(230)에 의해 구현되는 화질 개선 알고리즘에 따라 추가로 개선된 추가 개선 영상을 출력하게 된다.
도 3은 도 2에 도시된 DMB 시스템(200)의 내부 구성의 일례를 보여주는 상세 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 멀티미디어 MCU(210)는 일례로, H.264 비디오 디코더(212) 및 디블록킹 필터(214)로 구현될 수 있다.
H.264 비디오 디코더(212)는 T-DMB 튜너(도 2의 10)를 통해 튜닝된 부호화된 DMB 영상의 비트 스트림을 분석하고, 분석된 비트 스트림을 블록 단위로 디코딩한다. 이때, DMB 영상이 저비트율 즉, 320 * 240의 해상도를 갖도록 코딩된 경우, 디코딩된 영상에서는 블록 왜곡(block noise)이 나타나 화질의 열화를 시인하게 된다. 특히 이러한 블록 왜곡(또는 모자이크 왜곡)은 차량에 구비된 LCD가 대형화될 수록 그 증상은 더욱 뚜렷이 나타난다. 이에, 멀티미디어 MCU(210)에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 디블록킹 필터(214)를 구비하여 블록 왜곡을 제거한다.
도 4는 도 3에 도시된 디블록킹 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 디블록킹 필터(214)는 제1 문턱 값(Thr1), 제2 문턱 값(Thr2) 및 양자화 변수(Quantization Parameter: QP)로 이루어진 3 가지 변수에 따라 필터링 동작을 수행하는데, 여기서, QP는 필터링 정도를 결정하는 파라미터이다. 디블록킹 필터(214)는 제1 및 제2 문턱 값 및 양자화 변수에 다라 블록 단위의 코딩에서 발생하는 블록의 경계오차를 부드럽게 해주는 역할을 하여 320 * 240의 해상도를 갖도록 코딩된 DMB 영상의 품질을 1차적으로 개선한 화질 개선 영상으로 출력하게 된다. 출력된 화질 개선 영상은 Enhanced 영상 신호 처리 코어(230)로 전송되어 추가적으로 개선되어 복원된 최종 영상을 큰 사이즈의 LCD에서도 화질의 열화없이 선명도가 높은 고품질의 복원된 최종 영상을 출력하게 된다. 도 4의 아래쪽에는 모자이크 왜곡이 포함된 원본 이미지가 상기 디블록킹 필터(214)의 적용에 따라 개선된 결과 영상을 보여주고 있다.
다시 도 2를 참조하면, 위에서 기술한 바와 같이, 멀티미디어 MCU(210)에 의해 1차적으로 개선된 화질 개선 영상은 Enhanced 영상 신호 처리 코어(230)에 의해 추가적으로 개선된 추가적으로 개선되어, 320 * 240의 해상도를 갖도록 코딩된 DMB 영상도 큰 사이즈의 LCD에서도 화질의 열화없이 선명도가 높은 고품질의 복원된 최종 영상을 출력하게 된다.
이를 위하여 Enhanced 영상 신호 처리 코어(230 또는 Video Sinal Processor)는 도 2에 예시된 바와 같이, 5-탭 이미지 스케일러(232: 5-Tap Image Scaler(free scaler)), 제1 필터(233)(1st Filter: 3 X 3 Multi-purpose Filter(for Sharpen and Blur), 제2 필터(234)(2st Filter: 3 X 3 Multi-purpose Filter(for Sharpen and Blur), 오버레이 필터(235)(5 Level overlay Filter), TV 인코더(236) 및 LCD 인터페이스(238)를 포함한다.
5-탭 이미지 스케일러(232)는 도 5에 도시된 바와 같이, SINC pattern multi-tap interpolation 방식을 적용하여, 수평방향으로 서로 인접한 5개씩 픽셀(pixel)들(P1, P2, P3, P4, P5)을 조합하고, 수직 방향으로 서로 인접한 5개씩 픽셀(pixel)들을 조합한 신규 픽셀을 생성한다. 이러한 5-탭 이미지 스케일러(232)에 의해 도 5에 아래쪽에 도시된 바와 같이, Anti-Aliasing Edge enhancement을 가져올 수 있다. 도 5의 아래에서는 5-탭 이미지 스케일러(232)에 의해 개선된 영상이 보여진다.
제1 필터(233)는 도 6에 도시된 바와 같이, 5-탭 이미지 스케일러(232)에 의해 처리된 영상에 대해 선명도와 부드러움 효과를 조합함으로써 최적의 영상을 생성하기 위해, 5-탭 이미지 스케일러(232)에 의해 처리된 영상에 포함된 루마 데이터(luma data)와 크로마 데이터(chroma data)를 각각 선택적으로 필터링 한다. 특히 본 실시예에서는 제1 필터와 동일한 구성 및 기능을 갖는 제2 필터를 추가로 구성하여, 제1 필터(233)와 제2 필터(234)를 연동시킴으로써 다양한 모드에서 화질을 개선 시킬 수 있다.
오버레이 필터(235)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 필터(233)에 의해 필터링된 제1 영상과 제2 필터(234)에 의해 필터링된 제2 영상을 입력받고, 제1 영상과 제2 영상을 오버레이한 최종 영상을 생성하게 된다. 이러한 오버레이 필터(235)는 제1 및 제2 필터와 연동하여 오버레이한 최종 영상을 생성함으로써, 화면 선명도 및 부드러움을 조합하여 최적으로 조절된 최종 영상을 출력할 수 있게 된다. 도 7의 아래쪽에는 오버레이 필터(235)에 의해 화질 개선된 최종 영상의 일례가 나타난다.
오버레이 필터(235)에 의해 최종적으로 화질 개선된 영상은 LCD 인터패이스(238)를 통해 디지털 비디오 출력(RGB/YUV)하거나, 사용자의 선택에 따라 TV 인코더에 의해 인코딩되어 TV로 출력(NTSC/PAL)하게 된다.
이와 같이, Enhanced 영상 신호 처리 코어(230)를 구성하는 5-탭 이미지 스케일러(232: 5-Tap Image Scaler(free scaler)), 제1 필터(233)(1st Filter: 3 X 3 Multi-purpose Filter(for Sharpen and Blur), 제2 필터(234)(2st Filter: 3 X 3 Multi-purpose Filter(for Sharpen and Blur), 오버레이 필터(235)(5 Level overlay Filter)를 차량용 DMB 영상 처리 시스템에 설계함으로써, 차량의 운전자는 320 * 240의 해상도를 갖는 H.264 기반으로 코딩된(부호화된) 영상을 큰 사이즈의 LCD를 통해 표시할지라도 화질의 열화 없이 선명도가 높은 고품질을 DMB 영상을 시청할 수 있게 된다.
지금까지 본 발명의 내용이 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 모바일용 해상도로 압축된 DMB 영상 프레임을 소정의 블록단위로 구획하고, 상기 압축된 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 디코더; 및
    상기 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 과정에서 발생하는 블록 노이즈를 제거하기 위하여, 외부로부터 입력되는 필터링 정도를 결정하는 양자화 변수(Quantization Parameter: QP)에 따라 필터링하는 디-블록킹 필터를 포함하고,
    상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 DMB 영상 프레임은 상기 모바일용 해상도보다 높은 해상도를 갖는 표시 모듈에서 화질의 열화없이 높은 선명도를 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 DMB 영상 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모바일용 해상도는 320(가로 픽셀 수)*240(세로 픽셀 수)인 것인 차량용 DMB 영상 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 영상을 SINC pattern multi-tap interpolation 방식에 따라 스케일링하여, Anti-Aliasing Edge 부분을 개선하는 이미지 스케일러;
    이미지 스케일러(232)에 의해 처리된 영상에 포함된 루마 데이터(luma data)와 크로마 데이터(chroma data)를 각각 선택적으로 필터링하여, 상기 이미지 스케일러(232)에 의해 처리된 영상에 대해 선명도와 부드러움 효과를 제공하는 제1 및 제2 필터; 및
    제1 필터(233)에 의해 필터링된 제1 영상과 제2 필터(234)에 의해 필터링된 제2 영상을 오버레이하여, 상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 영상의 화질이 추가 개선된 최종 영상을 출력하는 오버레이 필터
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 DMB 영상 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이미지 스케일러는,
    상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 영상의 Anti-Aliasing Edge 부분에 포함된 수평방향으로 인접한 5개의 픽셀들을 조합하여 제1 픽셀을 새롭게 생성하고, 수직방향으로 인접한 5개의 픽셀들을 조합하여 제2 픽셀을 새롭게 생성하는 상기 SINC pattern multi-tap interpolation 방식에 따라 스케일링하는 것을 특징으로 하는 차량용 DMB 영상 처리 시스템.
  5. 모바일용 해상도로 압축된 DMB 영상 프레임을 소정의 블록단위로 구획하고, 상기 압축된 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 단계;
    상기 DMB 영상 프레임을 상기 블록 단위로 디코딩하는 과정에서 발생하는 블록 노이즈를 제거하기 위하여, 외부로부터 입력되는 필터링 정도를 결정하는 양자화 변수(Quantization Parameter: QP)에 따라 디-블록킹 필터링을 수행하는 단계;
    상기 디-블록킹 필터에 의해 필터링된 영상을 SINC pattern multi-tap interpolation 방식에 따라 이미지 스케일링하는 단계;
    상기 이미지 스케일링하는 단계에 의해 처리된 영상에서, 루마 데이터(luma data)와 크로마 데이터(chroma data)를 각각 선택적으로 필터링하여, 선택적으로 필터링된 제1 영상 및 제2 영상을 생성하는 단계; 및
    제1 영상과 제2 영상을 오버레이 하는 단계를 포함하는 차량용 DMB 영상 처리 방법.
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