KR20220039904A - 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 출력 장치 - Google Patents

영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 출력 장치 Download PDF

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KR20220039904A
KR20220039904A KR1020200121605A KR20200121605A KR20220039904A KR 20220039904 A KR20220039904 A KR 20220039904A KR 1020200121605 A KR1020200121605 A KR 1020200121605A KR 20200121605 A KR20200121605 A KR 20200121605A KR 20220039904 A KR20220039904 A KR 20220039904A
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Abstract

본 발명은 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 영상 변환 장치는 FHD(Full HD)영상 프레임을 기 설정된 비율로 샘플링하여 4포트(port)로 블록 프레임을 출력하는 LVDS 스케일러, 상기 4포트로 출력된 블록 프레임을 복사하여 16포트로 블록 프레임들을 출력하는 분배기 및 상기 16포트로 출력된 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하는 컨버터를 포함한다.

Description

영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 출력 장치{IMAGE CONVERTING APPARATUS, IMAGE CONVERTING METHOD AND IMAGE GENERATING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 출력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 설계하여 사용하지 않고도 범용 회로를 이용하여 고해상도 영상(예를 들어, 8K 영상)을 변환 및 생성할 수 있는 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 출력 장치에 관한 것이다.
LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)는 디스플레이장치에서 데이터를 전송하는데 사용되는 인터페이스 형식 가운데 하나이다. LVDS는 다수의 디스플레이장치에서 데이터를 전송하는 인터페이스로 사용되고 있으나, 디스플레이되는 영상의 품질(quality)이 향상됨에 따라 영상 데이터의 데이터 양도 급속히 증가하고 있다.
그러나, LVDS 인터페이스는 디스플레이장치의 해상도 증가, 컬러 뎁쓰(Color Depth) 확장, 응답 속도 향상을 위한 2 배속 또는 4 배속 구동에 필요한 데이터양 증가에 적절히 대응할 수 없는 문제점이 있다. 예를 들어, Full HD(1920×1080)해상도와 10bit Color Depth 및 120Hz 주사율(Frame Rate)로 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널(Panel)에서 LVDS 인터페이스를 채택하는 경우, 데이터 전송을 위해 24페어(Pair)로 48개의 배선이 필요하다. LVDS 인터페이스의 경우, 인터페이스를 통해 영상 데이터와 함께 클럭(Clock) 신호도 전송된다. 따라서, LVDS 인터페이스의 경우, 데이터 양이 증가할수록 클럭 주파수도 높아지게 되어 EMI(Electromagnetic interference) 노이즈 제어가 필요하다. 또한, LVDS 인터페이스의 경우, 그라운드(GND)에서 1.2V의 전압을 중심으로 변화하는 신호를 전송하는데, LVDS 인터페이스에서 요구되는 신호 전압의 규격이 미세 공정을 위한 LSI(Large Scale Integration) 설계에 큰 제한을 가져오게 되었다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해, 데이터 전송을 위한 새로운 인터페이스가 필요하게 되었고 DVI(Digital Video Interface), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DisplayPort(DP), V by One(Vx1) 인터페이스 등과 같은 인터페이스가 개발되었다.
V by one(Vx1) 인터페이스는 이퀄라이저(equalizer, EQ) 기능을 채택하여 신호 전송 품질이 향상되었고, 1Pair당 최대 3.75Gbps의 속도로 데이터 전송이 가능하다. V-by-one 인터페이스는 CDR(Clock Data Recovery) 기능을 채택하여 송신단(Vx1 Tx)에서 수신단(Vx1 Rx)으로 별도의 클럭 신호를 전송하지 않아도 된다. 따라서, V-by-one 인터페이스는 클럭 전송으로 인해 발생하는 스큐(Skew) 조정 문제를 해결할 수 있으며, EMI 노이즈 제어 문제를 해결할 수 있다.
V by one 인터페이스를 이용한 영상 출력 장치를 구현하기 위해서는 별도의 FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로가 필요하고, FPGA 회로 내부 레지스터를 제어하기 위한 별도의 S/W(Software)가 필요하다. FPGA 회로를 이용하여 영상 출력 장치를 구현하는 경우, FPGA 회로를 설계하여야 하며, FPGA 회로와 DDR 메모리를 포함한 주변 회로를 구성하여야 하므로 회로 구성이 복잡해지고 별도의 펌웨어(Firmware) 제어가 필요하다.
또한, FPGA 회로는 설계와 생산에 비교적 고가의 비용이 소요되므로, FPGA 회로를 사용하여 영상 출력 장치를 구현하는 경우 영상 출력 장치의 가격 경쟁력이 낮아질 수 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2014-0077608(2014.06.24)
본 발명은 별도의 FPGA 회로를 설계하여 사용하지 않고도 범용 회로를 이용하여 고해상도 영상(예를 들어, 8K 영상)을 변환 및 생성할 수 있는 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치를 제공한다.
본 발명은 회로 구성이 단순하여 구현이 용이하고, 회로 구동을 위한 별도의 소프트웨어를 설계할 필요가 없어 생산 단가를 절약할 수 있는 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 영상 변환 장치는 FHD(Full HD)영상 프레임을 기 설정된 비율로 샘플링하여 4포트(port)로 블록 프레임을 출력하는 LVDS 스케일러, 상기 4포트로 출력된 블록 프레임을 복사하여 16포트로 블록 프레임들을 출력하는 분배기 및 상기 16포트로 출력된 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하는 컨버터를 포함한다.
일 실시예에서, 주사율(frame rate)이 60Hz인 경우, 상기 LVDS 스케일러는 절반 크기의 FHD(Full HD)영상 프레임을 수평(Horizontal)으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직(Vertical)으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 블록 프레임은 수평 240 픽셀 및 수직 4320 픽셀 크기일 수 있다.
일 실시예에서, 주사율이 120Hz인 경우, 상기 LVDS 스케일러는 1/4 크기의 FHD(Full HD)영상 프레임을 수평으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 블록 프레임은 수평 120 픽셀 및 수직 4320 픽셀 크기일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분배기는 상기 블록 프레임을 신호 보상하여 출력하는 제1 분배기, 상기 제1 분배기에서 출력된 블록 프레임을 복사하여 2포트로 출력하는 제2 분배기 및 상기 제2 분배기에서 2포트로 수신된 블록 프레임을 복사하여 4포트로 출력하는 제3 분배기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분배기는 상기 LVDS 스케일러에서 4포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 각각 1포트로 출력하는 4개의 제1 분배기를 포함하고, 상기 4개의 제1 분배기에서 각각 1포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 복사하고, 각각 2포트로 출력하는 4개의 제2 분배기를 포함하며, 상기 4개의 제2 분배기에서 각각 2포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 복사하고, 각각 4포트로 출력하는 4개의 제3 분배기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨버터는 4개의 제1 컨버터를 포함하되, 상기 제1 컨버터는 각각 4포트로 블록 프레임들을 수신하고 각 포트에 대응되는 4개의 V by One 포맷 변환기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 출력 장치는 반 크기의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제1 영상 변환 장치, 절반 크기의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제2 영상 변환 장치 및 상기 제1 영상 변환 장치와 제2 영상 변환 장치에서 출력된 프레임을 합하여 60Hz 주사율의 8K 영상을 생성하는 영상 생성기를 포함한다.
본 발명에 따른 영상 출력 장치는 1/4 크기의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제1 영상 변환 장치, 1/4 크기의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제2 영상 변환 장치, 1/4 크기의 제3 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제3 영상 변환 장치, 1/4 크기의 제4 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제4 영상 변환 장치 및 상기 제1 영상 변환 장치, 제2 영상 변환 장치, 제3 영상 변환 장치 및 제4 영상 변환 장치에서 출력된 프레임을 합하여 120Hz 주사율의 8K 영상을 생성하는 영상 생성기를 포함한다.
본 발명에 따른 영상 변환 방법은 LVDS 스케일러가 FHD(Full HD)영상 프레임을 기 설정된 비율로 샘플링하여 블록 프레임을 출력하는 단계, 분배기가 상기 블록 프레임을 복사하여 복수의 블록 프레임들을 출력하는 단계 및 컨버터가 상기 복수의 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하는 단계를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치는 별도의 FPGA 회로를 설계하여 사용하지 않고도 범용 회로를 이용하여 고해상도 영상(예를 들어, 8K 영상)을 변환 및 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치는 회로 구성이 단순하여 구현이 용이하고, 회로 구동을 위한 별도의 소프트웨어를 설계할 필요가 없어 생산 단가를 절약할 수 있다.
도 1은 종래의 V by one 보드를 이용한 고해상도 영상 출력 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 변환 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 영상 변환 장치의 내부 구성을 상세히 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 변환 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치를 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 V by one(Vx1) 보드를 이용한 고해상도 영상 출력 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 V by one 보드를 이용한 고해상도 영상 출력 장치(100)는 구동 프로그램(Program)(110)과 Vx1 신호 보드(board)(120)로 구성된다.
프로그램(Program)(110)은 컴퓨팅 장치(예를 들어, 컴퓨터 등)에 설치되는 소프트웨어로, Vx1 신호 보드(120)의 영상 패턴 구동을 제어한다. Vx1 신호 보드(120)는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 스케일러(Scaler)(122), 메모리(124) 및 전원공급부(126)를 포함한다. 메모리(124)는 영상 데이터를 저장하며 DDR 메모리가 사용될 수 있다. FPGA 스케일러(122)는 메모리(124)에 저장된 영상 데이터를 수신하여 순차적으로 수평 동기 신호와 수직 동기 신호를 생성하여 V by one 포맷(format)의 영상 데이터를 출력한다.
예를 들어, FPGA 스케일러(122)는 UHD 해상도의 영상 데이터를 출력하는 경우 수평(H) 3840 픽셀, 수직(V) 2160 픽셀 사이즈의 영상을 출력하며, 8K 해상도의 영상 데이터를 출력하는 경우 수평(H) 7680 픽셀, 수직(V) 4320 픽셀 사이즈의 영상을 출력한다. UHD 해상도의 영상 데이터를 출력하도록 설계된 FPGA 스케일러를 이용하여 8K 해상도의 영상 데이터를 출력하는 보드를 설계하는 경우, 8K 해상도 영상이 UHD 해상도 영상 대비 4배 크므로, 4개의 FPGA 스케일러가 필요하다.
전원공급부(126)는 외부로부터 공급된 DC 전원을 Vx1 신호 보드(120) 내부의 각 구성요소들의 구동에 필요한 DC 전원으로 변환하여 해당 구성요소들에 공급한다. 예를 들어, 전원공급부(126)는 DC/DC 컨버터가 사용될 수 있다.
도 1과 같은 V by one 보드를 이용한 영상 출력 장치를 구현하기 위해서는 별도의 FPGA 스케일러가 필요하고, FPGA 스케일러의 내부 레지스터(register)를 제어하기 위해 별도의 프로그램이 필요하다. FPGA 스케일러를 생산하기 위해서는 별도의 회로 설계가 필요하며, V by one 보드를 구현하기 위해 FPGA 스케일러와 DDR 메모리를 포함한 주변 회로를 구성하여야 하므로 회로의 구성이 복잡해지는 문제가 있다. 회로 구성이 복잡해지면 보드의 생산 단가가 올라갈 수 있으며 제품의 수율이나 발열 등의 문제가 생길 수 있다. 또한, FPGA 회로는 설계와 생산에 비교적 고가의 비용이 소요되므로, FPGA 스케일러를 사용하여 영상 출력 장치를 구현하는 경우 보드의 가격 경쟁력이 낮아질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 변환 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 영상 변환 장치(210)는 LVDS 스케일러(220), 분배기(230), 컨버터(240), 및 전원공급부(250)를 포함한다.
영상 변환 장치(210)는 LVDS 포맷의 영상 데이터를 블록(Block) 단위로 복사하고 이를 V by One 포맷으로 변환한다. 영상 출력 장치는 영상 변환 장치(210)에서 변환된 영상 데이터를 이용하여 8K 해상도의 영상을 구현할 수 있다.
LVDS 스케일러(220)는 FHD(Full HD)영상 프레임을 기 설정된 비율로 샘플링하여 4포트(port)로 블록 프레임을 출력한다. 일 실시예에서, 주사율(frame rate)이 60Hz인 영상의 경우, LVDS 스케일러는 절반 크기의 FHD(Full HD)영상 프레임을 수평(Horizontal)으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직(Vertical)으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력할 수 있다. 예를 들어, LVDS 스케일러(220)는 수평(Horizontal) 960 픽셀 및 수직(Vertical) 1080 픽셀 크기의 FHD 영상 프레임을 수평으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직으로 4배 업스케일링하여 수평(H) 240 픽셀 및 수직(V) 4320 픽셀 크기의 블록 프레임을 출력할 수 있다.
종래 60Hz FHD(H: 1920, V: 1080) 해상도의 영상을 출력하는 영상 출력 장치의 LVDS 스케일러의 경우, Dot Clock(디지털 방송 수신 시스템 클럭수) 74.25MHz를 기준으로, 수평(H) 960 픽셀, 수직(V) 1080 픽셀 크기의 영상 프레임을 2 포트(Port)로 출력한다.
본 발명의 LVDS 스케일러(220)는 FHD 영상 프레임을 V by One 8K 해상도의 수평(H) Line에 맞추어 240으로 1/4 다운샘플링하고, 수직(V) Line에 맞추어 4320으로 4배 업스케일링하여 Dot Clock을 74.25MHz로 동일하게 출력한다.
다른 실시예에서, 주사율이 120Hz인 영상의 경우, LVDS 스케일러(220)는 1/4 크기의 FHD(Full HD)영상 프레임을 수평으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력할 수 있다. 예를 들어, LVDS 스케일러(220)는 수평 480 픽셀 및 수직 1080 픽셀 크기의 FHD 영상 프레임을 수평으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직으로 4배 업스케일링하여 수평(H) 120 픽셀 및 수직(V) 4320 픽셀 크기의 블록 프레임을 출력할 수 있다.
분배기(230)는 LVDS 스케일러(220)에서 출력된 블록 프레임을 복사하여 복수의 블록 프레임들을 출력한다. 일 실시예에서, 분배기(230)는 LVDS 스케일러(220)에서 4포트로 출력된 블록 프레임을 복사하여 16포트로 블록 프레임들을 출력할 수 있다.
컨버터(240)는 분배기(230)에서 16포트로 출력된 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하여 출력한다. 영상 생성기(미도시)는 컨버터(240)에서 출력된 V by One 포맷으로 변환된 블록 프레임들을 결합하여 8K 해상도(H: 7680, V: 4320)의 영상을 생성할 수 있다.
전원공급부(250)는 외부로부터 공급된 DC 전원을 영상 변환 장치(210) 내부의 각 구성요소들의 구동에 필요한 DC 전원으로 변환하여 해당 구성요소들에 공급한다. 예를 들어, 전원공급부(250)는 DC/DC 컨버터가 사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 영상 변환 장치의 내부 구성을 상세히 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 분배기(230)는 제1 분배기(232), 제2 분배기(234) 및 제3 분배기(236)를 포함한다.
제1 분배기(232)는 LVDS 스케일러(220)에서 출력된 블록 프레임을 신호 보상하여 출력한다. 제1 분배기(232)는 Repeater(신호 보상) 기능을 포함하고 있어 후단에 안정적으로 LVDS 포맷의 데이터를 공급한다. 분배기(230)는 LVDS 스케일러(220)에서 4포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 각각 1포트로 출력하는 4개의 제1 분배기(232a, 232b, 232c, 232d)를 포함한다.
제2 분배기(234)는 제1 분배기(232)에서 출력된 블록 프레임을 복사하여 2포트로 출력한다. 분배기(230)는 4개의 제2 분배기(234a, 234b, 234c, 234d)를 포함하며, 각각의 제2 분배기(234a, 234b, 234c, 234d)는 4개의 제1 분배기(232a, 232b, 232c, 232d)에서 각각 1포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 복사하고, 각각 2포트로 출력한다. 즉, LVDS 스케일러(220)에서 4포트로 출력된 블록 프레임들은 제1 분배기(232)에서 신호 보상되어 4포트로 출력되고, 제2 분배기(234)에서 복사되어 8포트로 출력된다.
제3 분배기(236)는 제2 분배기(234)에서 2포트로 수신된 블록 프레임들을 복사하여 4포트로 출력한다. 분배기(230)는 4개의 제3 분배기(236a, 236b, 236c, 236d)를 포함하며, 각각의 제3 분배기(236a, 236b, 236c, 236d)는 4개의 제2 분배기(234a, 234b, 234c, 234d)에서 각각 2포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 복사하고, 각각 4포트로 출력한다. 즉, LVDS 스케일러(220)에서 4포트로 출력된 블록 프레임들은 제1 분배기(232)에서 신호 보상되어 4포트로 출력되고, 제2 분배기(234)에서 복사되어 8포트로 출력되며, 제3 분배기(236)에서 복사되어 16포트로 출력된다.
변환기(240)는 16포트로 출력된 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하여 출력한다. 변환기(240)는 4개의 제1 컨버터(242a, 242b, 242c, 242d)를 포함하며, 각각의 제1 컨버터(242a, 242b, 242c, 242d)는 각각 4포트로 블록 프레임들을 수신하고 각 포트에 대응되는 4개의 V by One 포맷 변환기(Vx1 Converter)를 포함한다. 즉, 분배기(230)에서 16포트로 출력된 블록 프레임들은 변환기(240)에서 V by One 포맷 변환되어 16포트로 출력된다. 변환기(240)는 수평(H) 240 픽셀 및 수직(V) 4320 픽셀 크기의 블록 프레임을 16개를 출력한다.
도 2와 도3에서 설명된 영상 변환 장치(210)는 별도의 FPGA 스케일러를 설계하여 V by One 보드를 구성하지 않고, 범용 LVDS 스케일러와 LVDS 분배 회로 및 LVDS to V by One 변환 컨버터 회로를 이용하여 V by One 보드를 구현함으로써 회로를 단순하게 구성할 수 있다. 또한, 별도의 소프트웨어 설계가 필요하지 않으며 기 상용화된 LVDS 스케일러를 사용하여 보드를 구현하므로 하드웨어의 가격 경쟁력이 높아질 수 있다.
8K 해상도(H: 7680, V: 4320) 영상을 생성하는 경우, 수평(H) 240 픽셀 및 수직(V) 4320 픽셀 크기의 블록 프레임이 32개가 필요하다. 60Hz 주사율의 FHD 영상 프레임을 변환하는 경우, 영상 변환 장치(210)는 16개의 블록 프레임(H: 240, V: 4320)을 출력한다. 따라서, 도 2 및 도 3에서 설명된 영상 변환 장치(210)를 이용하여 60Hz 주사율의 8K 해상도(H: 7680, V: 4320) 영상을 생성하는 영상 출력 장치의 경우, 2개의 영상 변환 장치(210)가 필요하다.
60Hz의 8K 해상도 영상을 출력하는 영상 출력 장치는 절반 크기(H: 960, V: 1080)의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제1 영상 변환 장치와 나머지 절반 크기(H: 960, V: 1080)의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제2 영상 변환 장치 및 제1 영상 변환 장치와 제2 영상 변환 장치에서 출력된 프레임을 합하여 60Hz 주사율의 8K 영상을 생성하는 영상 생성기를 포함한다.
일 실시예에서, 영상 출력 장치는 8K 해상도 디스플레이 장치의 검사용 테스트 패턴 영상을 생성하여 출력하는 테스트 영상 출력 장치에 해당할 수 있다. 이러한 경우, 영상 출력 장치는 제1 영상 변환 장치와 제2 영상 변환 장치에서 출력된 32개의 블록 프레임을 결합하여 동일한 패턴이 반복되는 8K 해상도의 테스트 패턴 영상을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 32개의 블록 프레임은 동일한 영상 정보를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 8K 해상도(H: 7680, V: 4320) 영상을 생성하는 경우, 수평(H) 120 픽셀 및 수직(V) 4320 픽셀 크기의 블록 프레임이 64개가 필요하다. 120Hz 주사율의 FHD 영상 프레임을 변환하는 경우, 영상 변환 장치(210)는 16개의 블록 프레임(H: 120, V: 4320)을 출력한다. 따라서, 도 2 및 도 3에서 설명된 영상 변환 장치(210)를 이용하여 120Hz 주사율의 8K 해상도(H: 7680, V: 4320) 영상을 생성하는 영상 출력 장치의 경우, 4개의 영상 변환 장치(210)가 필요하다.
120Hz의 8K 해상도 영상을 출력하는 영상 출력 장치는 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제1 영상 변환 장치, 다른 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제2 영상 변환 장치, 다른 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제3 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제3 영상 변환 장치, 다른 나머지 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제4 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제4 영상 변환 장치 및 제1 영상 변환 장치, 제2 영상 변환 장치, 제3 영상 변환 장치 및 제4 영상 변환 장치에서 출력된 프레임을 합하여 120Hz 주사율의 8K 영상을 생성하는 영상 생성기를 포함한다.
일 실시예에서, 영상 출력 장치는 8K 해상도 디스플레이 장치의 검사용 테스트 패턴 영상을 생성하여 출력하는 테스트 영상 출력 장치에 해당할 수 있다. 이러한 경우, 영상 출력 장치는 제1 영상 변환 장치, 제2 영상 변환 장치, 제3 영상 변환 장치 및 제4 영상 변환 장치에서 출력된 64개의 블록 프레임을 결합하여 동일한 패턴이 반복되는 8K 해상도의 테스트 패턴 영상을 출력할 수 있다. 64개의 블록 프레임은 동일한 영상 정보를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 변환 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, LVDS 스케일러(220)가 FHD(Full HD)영상 프레임을 기 설정된 비율로 샘플링하여 블록 프레임을 출력한다(단계 S410). 일 실시예에서, 주사율(frame rate)이 60Hz인 경우, LVDS 스케일러(220)는 절반 크기(H: 960, V: 1080)의 FHD(Full HD)영상 프레임을 수평(Horizontal)으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직(Vertical)으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력할 수 있다. 블록 프레임은 수평 240 픽셀 및 수직 4320 픽셀 크기일 수 있다.
다른 실시예에서, 주사율이 120Hz인 경우, LVDS 스케일러(220)는 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 FHD영상 프레임을 수평(H)으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직(V)으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력할 수 있다. 블록 프레임은 수평 120 픽셀 및 수직 4320 픽셀 크기일 수 있다.
분배기(230)는 LVDS 스케일러(220)에서 출력된 블록 프레임을 복사하여 복수의 블록 프레임들을 출력한다(단계 S420). 일 실시예에서, LVDS 스케일러(220)는 4포트로 블록 프레임을 출력하고, 분배기(230)는 16포트로 블록 프레임을 출력할 수 있다.
컨버터(240)는 분배기(230)에서 출력된 복수의 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하여 출력한다(단계 S430). 일 실시예에서, 변환기(240)는 16포트로 블록 프레임을 출력할 수 있다.
영상 생성기(미도시)는 영상 변환 장치에서 출력된 블록 프레임들을 합하여 고해상도(예를 들어, 8K)의 영상을 출력할 수 있다. 영상 출력 장치가 영상 변환 장치를 이용하여 8K 영상을 생성하는 방법은 도 3에서 설명한 바와 같다. 60Hz의 8K 해상도 영상을 출력하는 영상 출력 장치는 절반 크기(H: 960, V: 1080)의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제1 영상 변환 장치와 나머지 절반 크기(H: 960, V: 1080)의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제2 영상 변환 장치를 이용하여 8K 영상을 생성할 수 있다.
120Hz의 8K 해상도 영상을 출력하는 영상 출력 장치는 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제1 영상 변환 장치, 다른 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제2 영상 변환 장치, 다른 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제3 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제3 영상 변환 장치, 다른 나머지 1/4 크기(H: 480, V: 1080)의 제4 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하여 16개의 블록 프레임을 출력하는 제4 영상 변환 장치를 이용하여 8K 영상을 생성할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 통해 설명된 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치는 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
모듈(module)이라 함은 명세서에서 설명되는 각각의 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예컨대 프로세서를 의미할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 영상 변환 장치, 영상 변환 방법 및 이를 이용한 영상 생성 장치로 구현할 수 있다.
210 : 영상 변환 장치
220 : LVDS 스케일러
230 : 분배기
240 : 컨버터
250 : 전원공급부

Claims (11)

  1. FHD(Full HD)영상 프레임을 기 설정된 비율로 샘플링하여 4포트(port)로 블록 프레임을 출력하는 LVDS 스케일러;
    상기 4포트로 출력된 블록 프레임을 복사하여 16포트로 블록 프레임들을 출력하는 분배기; 및
    상기 16포트로 출력된 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하는 컨버터를 포함하는 영상 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    주사율(frame rate)이 60Hz인 경우, 상기 LVDS 스케일러는 절반 크기의 FHD(Full HD)영상 프레임을 수평(Horizontal)으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직(Vertical)으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력하는 영상 변환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 블록 프레임은 수평 240 픽셀 및 수직 4320 픽셀 크기인 영상 변환 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    주사율이 120Hz인 경우, 상기 LVDS 스케일러는 1/4 크기의 FHD(Full HD)영상 프레임을 수평으로 1/4배 다운샘플링하고, 수직으로 4배 업스케일링한 블록 프레임을 출력하는 영상 변환 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 블록 프레임은 수평 120 픽셀 및 수직 4320 픽셀 크기인 영상 변환 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 분배기는,
    상기 블록 프레임을 신호 보상하여 출력하는 제1 분배기;
    상기 제1 분배기에서 출력된 블록 프레임을 복사하여 2포트로 출력하는 제2 분배기; 및
    상기 제2 분배기에서 2포트로 수신된 블록 프레임을 복사하여 4포트로 출력하는 제3 분배기를 포함하는 영상 변환 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분배기는 상기 LVDS 스케일러에서 4포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 각각 1포트로 출력하는 4개의 제1 분배기를 포함하고, 상기 4개의 제1 분배기에서 각각 1포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 복사하고, 각각 2포트로 출력하는 4개의 제2 분배기를 포함하며, 상기 4개의 제2 분배기에서 각각 2포트로 출력된 블록 프레임을 수신하여 복사하고, 각각 4포트로 출력하는 4개의 제3 분배기를 포함하는 영상 변환 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터는 4개의 제1 컨버터를 포함하되, 상기 제1 컨버터는 각각 4포트로 블록 프레임들을 수신하고 각 포트에 대응되는 4개의 V by One 포맷 변환기를 포함하는 영상 변환 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    절반 크기의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제1 영상 변환 장치;
    절반 크기의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제2 영상 변환 장치; 및
    상기 제1 영상 변환 장치와 제2 영상 변환 장치에서 출력된 프레임을 합하여 60Hz 주사율의 8K 영상을 생성하는 영상 생성기를 포함하는 영상 출력 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    1/4 크기의 제1 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제1 영상 변환 장치;
    1/4 크기의 제2 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제2 영상 변환 장치;
    1/4 크기의 제3 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제3 영상 변환 장치;
    1/4 크기의 제4 FHD영상 프레임을 V by One 포맷으로 변환하는 제4 영상 변환 장치; 및
    상기 제1 영상 변환 장치, 제2 영상 변환 장치, 제3 영상 변환 장치 및 제4 영상 변환 장치에서 출력된 프레임을 합하여 120Hz 주사율의 8K 영상을 생성하는 영상 생성기를 포함하는 영상 출력 장치.
  11. LVDS 스케일러가 FHD(Full HD)영상 프레임을 기 설정된 비율로 샘플링하여 블록 프레임을 출력하는 단계;
    분배기가 상기 블록 프레임을 복사하여 복수의 블록 프레임들을 출력하는 단계; 및
    컨버터가 상기 복수의 블록 프레임들을 V by One 포맷으로 변환하는 단계를 포함하는 영상 변환 방법.
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