Abstract
In this paper, we propose an image downscaler used in multimedia video applications, such as DTV, TV-PIP, PC-video, camcorder, videophone and so on. The proposed image downscaler provides a scaled image of high-quality and high-performance. This paper will explain the scaling theory using two-dimensional digital filters. It is the method that removes an aliasing noise and decreases the hardware complexity, compared with Pixel-drop and Upsamling. Also, this paper will prove it improves scaling precisians and decreases the loss of data, compared with the Scaler32, the Bt829 of Brooktree, and the SAA7114H of Philips. The proposed downscaler consists of the following four blocks: line memory, vertical scaler, horizontal scaler, and FIFO memory. In order to reduce the hardware complexity, the using digital filters are implemented by the multiplexer-adder type scheme and their all the coefficients can be simply implemented by using shifters and adders. It also decreases the loss of high frequency data because it provides the wider BW of 6MHz as adding the compensation filter. The proposed downscaler is modeled by using the Verilog-HDL and the model is verified by using the Cadence simulator. After the verification is done, the model is synthesized into gates by using the Synopsys. The synthesized downscaler is Placed and routed by the Mentor with the IDEC-C632 0.65${\mu}{\textrm}{m}$ library for further IC implementation. The IC master is fixed in size by 4,500${\mu}{\textrm}{m}$$\times$4,500${\mu}{\textrm}{m}$. The active layout size of the proposed downscaler is 2,528${\mu}{\textrm}{m}$$\times$3,237${\mu}{\textrm}{m}$.
본 논문에서는 DTV, TV-PIP, PC-video, camcorder, videophone 등에 널리 웅용되고 있는 영상 축소기를 제안한다. 제안된 영상 축소기는 2차원 위상 교정 디지털 필터를 이용한 고성능/고화질의 축소이미지를 제공하는 영상 축소기이다. 본 논문에서는 기존 제품에 웅용된 영상 축소기 방식인 Pixel-drop 방식, Upsampling 방식 및 Scaler32 방식의 문제점들을 모두 보완하는 엘리어싱 노이즈 제거 방법과 하드웨어 부담을 최소화한 방법인 디지털 필터의 위상 특성을 웅용한 축소원리를 설명할 것이다. 또한, 제안된 영상 축소기의 성능이 Scaler32 방식보다 우수함을 최종 시뮬레이션 결과(축소 영상)를 Scaler32 방식에 의한 결과와 비교하여 그 타당성을 증명할 것이다. 본 논문에서 제안된 영상 축소기는 라인메모리, 수직축 축소기, 수평축 축소기 및 FIFO로 크게 4블럭으로 구성되어 있다. 또한, 시스템 면적의 최소화를 위해 사용된 필터의 계수는 덧셈기와 천이기로 구현이 가능하며, 필터는 MUX-adder 형태의 구조를 가진다. 그리고, 보상 필터의 추가로 인한 필터의 대역제한폭이 영상 대역제한폭인 6MHz 까지 향상되어 원영상의 고주파 성분의 손실이 최소화된다. 제안된 영상 축소기는 하드웨어 언어인 Verilog-HDL로 설계되고, Cadence로 검증된다. 그리고, 회로 합성은 Synopsys 합성기로 합성되며, 레이아웃은 Mentor에서 수행된다. 사용되는 칩 마스터는 4,500$\mu\textrm{m}$$\times$4,500$\mu\textrm{m}$이며, 실제 레이아웃 크기는 2,528$\mu\textrm{m}$$\times$3,237$\mu\textrm{m}$이다.
