Unlike in analog display devices, the physical screen resolution in digital devices is fixed from the manufacturing. It is a weak point on digital devices. The screen resolution displayed in digital display devices is varied. Thus, interpolation or decimation of the resolution on the display is needed to make the input pixels equal to the screen resolution. This process is called image scaling. Many researches have been developed to reduce the hardware cost and distortion of the image of image scaling algorithm.
In this paper, we proposed a Winscale algorithm, which modify the scale up/down in continuous domain to the scale up/down in discrete domain. Thus, the algorithm is suitable to digital display devices. Hardware implementation of the image scaler is performed using Verilog XL and chip will be fabricated in a 0.5 um Samsung SOG technology. The hardware costs as well as the scalabilities are compared with the conventional image scaling algorithms that are used in other software.
This Winscale algorithm is proved more scalable than other image-scaling algorithm, which has similar H/W, cost. This image-scaling algorithm can be used in various digital display devices that need image scaling process.
TFT LCD 와 같은 디지털 디스플레이 디바이스는 CRT 와 같은 아날로그 디스플레이 디바이스와 달리 그 제조 과정에서부터 해상도가 정해져 버리는 단점을 가지게 된다. 그러나 이들 디스플레이 디바이스에 출력이 되는 입력 화면의 해상도의 종류는 매우 다양하며 출력 디바이스의 해상도 또한 날로 다양해지고 있다. 이러한 입력 이미지의 해상도를 출력 이미지의 해상도에 맞게 스케일을 늘리거나 줄이는 일(interpolation / decimation)을 하는 것을 이미지 스케일러라고 한다. 이러한 스케일 up/down 과정에서 생길 수 있는 영상의 열화를 줄이기 위한 알고리즘과 이를 이용한 H/W cost 가 저렴한 이미지 스케일러에 대한 연구가 기존에 진행되어 왔다. 본 논문에서는 영상 scale up/down에 있어서 이상적이라 할 수 있는 연속 공간에서의 광학적 영상 확대/축소를 이산 공간인 디지털 디스플레이 비다이스에 맞게 옮긴 Winscale 알고리즘을 제안한다. 그리고 제안된 알고리즘을 이용한 이미지 스케일러를 Verilog XL 을 이용해서 H/W로 구현하였다. 그리고 삼성 SOG 0.5um 공정을 이용하여 실제 칩으로 제작될 예정이다. 기존의 다른 소프트웨어에서 사용되고 있는 이미지 스케일링 알고리즘을 이용해서 스케일된 이미지의 R, G, B 각 칼라 채널에 대한 psnr 값을 가지고 스케일링 기능의 우열을 비교했다. 또한 H/W cost 도 비교하였다.
Winscale 알고리즘의 화소 모델이 사각형인데 반해 실제 광학적인 화소 모델은 구형이다. 이런 단점을 보완하기 위해서 Winscale 알고리즘의 면적 점유비에 부가적인 함수들을 이용해서 면적 점유비에 가중치를 주어 이미지의 향상을 주었다. 이러한 Winscale 방법을 이용한 이미지 스케일러는 영상 품질은 기존의 알고리즘과 비등하거나 우수하면서 H/W cost 가 기존의 것들 보다 저렴하기 때문에 이미지 스케일러가 필요한 다양한 디지털 디스플레이 디바이스에 사용될 수 있을 것이다.
