KR0157442B1

KR0157442B1 - Wave form equalization methd of image signal

Info

Publication number: KR0157442B1
Application number: KR1019920001199A
Authority: KR
Inventors: 오진성
Original assignee: 강진구; 삼성전자주식회사
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR930017411A

Abstract

본 발명은 영상신호의 파형등화를 위해 제안된 방법으로, 파형등화를 위해 전송되어지는 제1기준신호와 메모리내에 미리 저장되어 있는 제2기준신호를 전송로의 특성과 함께 매트릭스화하고 상기 매트릭스화된 함수를 에스브이디(SVD)의 역 매트릭스 풀이법을 이용하여 필터계수를 추출하는 제1과정과, 상기 추출되어진 필터계수를 등화필터의 각 탭에 적용하여 전송측으로부터 수신되는 상기 영상신호를 등화시키는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 영상신호의 파형등화 방법.The present invention proposes a waveform equalization method of an image signal, wherein the first reference signal transmitted for waveform equalization and the second reference signal previously stored in the memory are matrixed together with the characteristics of the transmission path and the matrixization is performed. First step of extracting the filter coefficients using the inverse matrix solver of SVD, and applying the extracted filter coefficients to each tap of the equalization filter to equalize the video signal received from the transmission side. Waveform equalization method of the video signal, characterized in that consisting of a second process.

Description

Waveform Equalization Method of Video Signal

제1도는 본 발명에 따른 파형 등화기.1 is a waveform equalizer according to the present invention.

제2도는 본 발명을 설명하기 위한 적용된 메모리에 내장된 파형등화 기준신호 및 수신되는 파형등화 기준신호의 파형도.2 is a waveform diagram of a waveform equalization reference signal and a received waveform equalization reference signal embedded in an applied memory for explaining the present invention.

제3도는 본 발명의 제어 흐름을 설명하기 위해 적용된 수신되는 파형등화 기준신호의 위상 오차도.3 is a phase error diagram of a received waveform equalization reference signal applied to illustrate the control flow of the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 제어 흐름도.4 is a control flowchart according to the present invention.

본 발명은 영상신호의 파형등화 방법에 관한 것으로, 특히 고화질 텔레비젼등과 같은 시스템의 영상신호 처리에 적합한 영상신호의 파형등화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a waveform equalization method of a video signal, and more particularly, to a waveform equalization method of a video signal suitable for video signal processing of a system such as a high definition television.

전형적으로 전송측에서 수신측까지로 전송되어 지는 신호는 전송로 및 수신단의 특성에 의해 왜곡되어진다. 따라서 왜곡되어진 신호를 원래의 전송신호에 가깝게 복원하기 위해서는 파형등화가 필수적이다.Typically, the signal transmitted from the transmitting side to the receiving side is distorted by the characteristics of the transmission path and the receiving end. Therefore, waveform equalization is essential to restore the distorted signal closer to the original transmission signal.

개발되어져 있는 EDTV 및 ATV가 앞으로 상용화 될 경우 최적의 화질을 얻기 위해서는 펴형등화가 선행 되어져야 할 필요가 있다.If developed EDTV and ATV are to be commercialized in the future, flattening equalization needs to be preceded to obtain optimal picture quality.

일반적으로, 텔레비젼의 영상신호는 전송에 따른 전송로의 왜곡 뿐만아니라 수신기 자체의 튜너나 IF파트를 거치면서 영상신호 대역이 왜곡되어 화질에 결정적인 영향을 준다.In general, the video signal of the television is not only distortion of the transmission path according to the transmission, but also through the tuner or IF part of the receiver itself, the video signal band is distorted, thereby decisively affecting the image quality.

따라서 전송단에서 전송한 영상신호를 수신측이 원래의 영상신호로 복원키 위해서는 보다 개선된 파형등화 방법이 요구된다.Therefore, an improved waveform equalization method is required for the receiver to restore the video signal transmitted from the transmitter to the original video signal.

종래에는 영상신호의 파형등화를 위한 등화 필터의 계수 추출방법이 매우 복잡하였으며, 이를 구현하는 하드웨어의 증가로 인한 회로의 가격이 부담되는 문제점이 있었다.In the related art, a method of extracting coefficients of an equalization filter for waveform equalization of an image signal is very complicated, and there is a problem in that a circuit is expensive due to an increase in hardware for implementing the equalization filter.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 고화질 텔레비젼등과 같은 시스템의 영상신호를 간단히 파형등화 할 수 있는 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for easily waveform equalizing a video signal of a system such as a high-definition television in view of the above problems.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 파형등화를 위해 전송되어지는 제1기준신호와 메모리내에 미리 저장되어 있는 제2기준신호를 전송로의 특성과 함께 매트릭스화하고 상기 매트릭스화된 함수를 에스브이디(SVD)의 역 매트릭스 풀이법을 이용하여 필터계수를 추출하는 제1과정과, 상기 추출되어진 필터계수를 등화필터의 각 탭에 적용하여 전송측으로부터 수신되는 상기 영상신호를 등화시키는 제2과정으로 이루어진다.According to the present invention for achieving the above object, the first reference signal to be transmitted for waveform equalization and the second reference signal pre-stored in the memory together with the characteristics of the transmission path and matrixed function A first process of extracting a filter coefficient using an inverse matrix solving method of SVD, and a second process of equalizing the video signal received from a transmission side by applying the extracted filter coefficient to each tap of an equalization filter The process takes place.

상기의 파형등화 방법을 위해 본 발명은 간단한 FIR 필터와, 필터계수를 계산하기 위한 마이크로 프로세서, 그리고 검출부 및 메모리를 하드웨어로 구비하고 있다.For the waveform equalization method described above, the present invention includes a simple FIR filter, a microprocessor for calculating filter coefficients, and a detector and a memory in hardware.

이하 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 파형 등화기이며, 제2도는 본 발명을 설명하기 위한 적용된 메모리에 내장된 파형등화 기준신호 및 수신되는 파형등화 기준신호의 파형도이고, 제3도는 본 발명의 제어 흐름을 설명하기 위해 적용된 수신되는 파형등화 기준신호의 위상 오차도이며, 제4도는 본 발명에 따른 제어흐름도이다.1 is a waveform equalizer according to the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of a waveform equalization reference signal and a received waveform equalization reference signal embedded in an applied memory for explaining the present invention, and FIG. 3 is a control flow of the present invention. Fig. 4 is a phase error diagram of the received waveform equalization reference signal applied to explain the present invention.

이하 상기 설명한 도면구성에 의거 본 발명의 동작원리 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the operation principle and effect of the present invention will be described based on the above-described drawing configuration.

전형적인 전송로의 특성은 다음과 같이 알 수 있게 된다. 즉 전송단에서 알고 있는 기준신호를 미지의 전송채널로 전송한후 수신단에서 그 기준신호를 관찰함으로써 전송로의 특성을 파악할 수 있다.The characteristics of a typical transmission path can be seen as follows. That is, the characteristics of the transmission path can be grasped by transmitting a reference signal known by the transmitting end to an unknown transmission channel and then observing the reference signal at the receiving end.

이때 파형등화를 위한 기준신호는 일반적으로 NTSC와 같은 복합 영상신호일 경우 1차 미분파형이 제2도(a)와 같은 싱크(Sinc)형태의 파형이다.In this case, the reference signal for waveform equalization is generally a waveform in the form of a sinc like in FIG. 2A when the first differential waveform is a composite video signal such as NTSC.

상기의 싱크파형은 4.2㎒ 대역까지의 충분한 대역을 갖도록 하며 이때 필요한 샘플수는 NTSC의 경우 31샘플이면 충분하다.(위의 기준신호는 영상신호가 없는 VBI(Vertical Blanking interval) 라인에서 실어서 전송) 여기서 파형등화 기준신호 R(t)의 주파수 스펙트럼을 R(f), 전송기의 주파수 응답을 Ht(f), 전송채널의 주파수 응답을 Hc(f), 수신단의 튜너의 주파수 응답을 Hu(f), 그리고 B(f)를 수신기에서의 수신 주파수 응답이라 하면 전체 주파수 응답 T(f)는 다음과 같다.The sync waveform above should have a sufficient band up to 4.2MHz, and the required number of samples is 31 samples in the case of NTSC. (The above reference signal is transmitted on a VBI (Vertical Blanking interval) line without a video signal. ) Here, the frequency spectrum of the waveform equalization reference signal R (t) is R (f), the frequency response of the transmitter is Ht (f), the frequency response of the transmission channel is Hc (f), and the frequency response of the receiver tuner is Hu (f). And B (f) is the reception frequency response at the receiver, the overall frequency response T (f) is

여기서 H(f)는 전체 전달함수이다.Where H (f) is the total transfer function.

만약 R(f)·B(f)가 전송 밴드내에서 일정한 K이라면If R (f) B (f) is a constant K in the transmission band

가 된다.Becomes

따라서 전송채널의 주파수 응답 H(f)로부터 이에 대응하는 주파수 응답을 갖는 등화용 필터를 구할 수 있다.Therefore, an equalization filter having a frequency response corresponding thereto can be obtained from the frequency response H (f) of the transmission channel.

VBI 라인 또는 영상신호가 없는 라인에 실어서 전송후 수신기에서 수신한 등화 기준신호를 X[n]이라 하면 이 신호는 제2도(2b)과 같이 왜곡(Distortion)되어 있다.If the equalization reference signal received by the receiver after being transmitted on a VBI line or a line without an image signal is X [n], this signal is distorted as shown in FIG.

이 X[n] 신호를 이용하여 필터계수가 C[n]인 FIR 필터로 입력하여 전송단에서 전송한 원래의 등화 기준신호 R[n]을 만들어 낼 수 있다. 이를 다음과 같이 표현할 수 있다.The X [n] signal is used to generate the original equalization reference signal R [n] transmitted from the transmitting end by inputting the FIR filter having the filter coefficient C [n]. This can be expressed as:

NTSC의 경우 FIR의 필터 탭(tap)은 15이면 충분하며, 더욱 개선시키고자 하는 경우는 필터 탭을 높이면 된다.In the case of NTSC, the filter tap of the FIR is 15, which is sufficient. For further improvement, the filter tap may be increased.

따라서 등화필터계수는 다음과 같다.Therefore equalization filter coefficient Is as follows.

위의 (2)식의 역 매트릭스(Inverse Matrix)를 풀기 위해 알려져 있는 SVD(Singular Value Decomposition)을 이용한다.The known SVD (Singular Value Decomposition) is used to solve the inverse matrix of Equation (2) above.

즉 SVD 방법을 이용하면는 다음과 같이 분해되며는 다음과 같다.In other words, using the SVD method Is decomposed as Is as follows.

따라서 위의 (2)식은 다음과 같이 된다.Therefore, Equation (2) above becomes as follows.

따라서 (3)식에서 얻은 필터계수를 갖는 FIR 필터를 구성하여 영상신호를 필터링하면 등화된 출력 영상신호 Y[n]이 얻어진다.Therefore, when the FIR filter having the filter coefficient obtained in Equation (3) is configured to filter the video signal, the equalized output video signal Y [n] is obtained.

따라서 본 발명에서는 이를 위하여 제1도와 같은 파형등화기를 구성하였다.Therefore, in the present invention, the waveform equalizer shown in FIG.

즉 위의 (3)식을 계산하기 위한 마이크로프로세서(200)와, 상기 마이크로프로세서(200)의 출력인 등화계수를 이용하여 등화필터링을 하는 FIR 필터(100)와, 전송단에 전송한 원래의 등화 기준신호를 미리 저장하고 있는 ROM(400)과, 전송된 영상신호중 등화 기준신호가 있는 영역만을 검출하여 상기 마이크로프로세서(200)로 입력시키는 검출부(300)로 구성된다.That is, the microprocessor 200 for calculating the above Equation (3), the FIR filter 100 for equalization filtering using the equalization coefficient which is the output of the microprocessor 200, and the original ROM 400 which stores the equalization reference signal in advance, and a detector 300 which detects only the region having the equalization reference signal among the transmitted image signals and inputs the same to the microprocessor 200.

상기 FIR 필터(100)는 일반적으로 널리 알려진 대로 탭 탭인 래치(Latch)(101)과 필터계수 C[n]을 입력받아 곱하는 곱셈기들(102)과 가산기(103)으로 구성하였다.The FIR filter 100 is composed of a multiplier 102 and an adder 103 that multiply and receive a latch 101, which is a tap tap, and a filter coefficient C [n].

제1도에서 라인(Coff)상에 나타나는 등화 필터계수 C[n]을 구하기 위한 구체적인 제어 흐름은 제4도의 단계(41-51)에 나타난 바와 같다.The specific control flow for obtaining the equalization filter coefficient C [n] appearing on the line Coff in FIG. 1 is as shown in steps 41-51 of FIG.

파형등화를 하기전, 즉 초기에는 FIR 필터의 중간(center) 탭(101)의 필터계수만을 1로(그외는 0)하여 통과 시킨다.Before the waveform equalization, that is, initially, only the filter coefficient of the center tap 101 of the FIR filter is passed to 1 (others 0).

그리고 전송된 파형등화 기준신호 X[n]를 충분한 S/N비를 갖도록 하기 위해서 계속적으로 누적 평균하여 마이크로프로세서(200)로 입력시킨다.The waveform equalization reference signal X [n] is continuously accumulated and input to the microprocessor 200 to have a sufficient S / N ratio.

이때 수신기 자체의 A/D의 샘플링 위상 오차로 인하여 저장하고 있는 등화 기준신호 R[n]과 샘플링 포인트가 어긋나는 경우에는 이를 보정한다. 이때의 보정방법은 제3도의 그림과 같이 이미 알고 있는 기분점으로부터 떨어진 거리 P를 구한후 이에 대응하는 보간계수(NTSC의 경우 6-포인트 래그랜지 계수면 충분)를 발생하여 P의 위치의 등화 기준신호 R[n]을 보간하여 새로운 기준신호로 삼는다.In this case, if the sampling point is different from the equalized reference signal R [n] stored due to the sampling phase error of the A / D of the receiver itself, the correction is corrected. The correction method at this time is to find the distance P away from the known comfort point as shown in Fig. 3, and then generate the corresponding interpolation coefficient (six-point lagge coefficient is sufficient for NTSC), so Interpolate signal R [n] as a new reference signal.

그리고 식(3)의 매트릭스를 풀면 등화계수를 얻을 수 있다. 이때 구한 계수를 FIR 필터로 전송하여 등화를 하는 것이다.And by solving the matrix of equation (3), the equalization coefficient can be obtained. At this time, the obtained coefficient is transmitted to the FIR filter for equalization.

상술한 바와 같이 본 발명은 파형등화 방법 및 회로의 구성을 간단히 할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of simplifying the configuration of the waveform equalization method and circuit.

Claims

In the waveform equalization method of an image signal, a first reference signal transmitted for waveform equalization and a second reference signal prestored in a memory are matrixed together with characteristics of a transmission path, and the matrixed function is A first process of extracting filter coefficients using an inverse matrix solving method of (SVD) and a second process of equalizing the video signal received from a transmission side by applying the extracted filter coefficients to each tap of an equalization filter. Waveform equalization method of the video signal characterized in that.