KR0121141B1 - 팔(pal) 시스템의 휘도/색도 분리장치 - Google Patents

팔(pal) 시스템의 휘도/색도 분리장치

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KR0121141B1 KR1019940034183A KR19940034183A KR0121141B1 KR 0121141 B1 KR0121141 B1 KR 0121141B1 KR 1019940034183 A KR1019940034183 A KR 1019940034183A KR 19940034183 A KR19940034183 A KR 19940034183A KR 0121141 B1 KR0121141 B1 KR 0121141B1
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Abstract

본 발명은 팔(PAL) 시스템의 휘도/색도 분리장치에 관한 것으로서, 이는 전송되는 신호소스가 영화(필름)인지 방송(카메라)인지를 검출하여 방송일 경우 화면의 움직임에 따라 적절한 휘도와 색도를 분리하도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명은 입력 비디오신호를 샘플링하여 디지털값으로 출력하는 아날로그/디지탈 변화수단과; 상기 입력 비디오신호를 가지고 영화 또는 카메라로 제작한 방송신호의 형태를 인식하는 방송형태 인식수단과; 상기 방송형태 인식수단에서 인식한 방송신호의 형태에 따라 상기 아날로그/디지탈 변환수단에서 얻어진 디지털신호에 기인하여 수평, 수직, 시간방향으로의 움직임량을 검출하고 그에 따른 가중치를 각각 달리하여 발생하는 움직임 검출수단과; 상기 입력 디지털신호에서 휘도신호와 색신호를 각각 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 분리처리하는 제1 내지 제3휘도/색도 분리수단과; 상기 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 분리 처리된 휘도신호와 색신호에 상기 움직임 검출수단에서 발생된 가중치를 부여하여 휘도신호와 색신호의 분리를 보상하는 휘도/색도 분리보상수단과; 로 이루어짐으로서 달성된다.

Description

팔(PAL) 시스템의 휘도/색도 분리장치
제1도는 일반적인 영화필름을 방송신호로 바꾸기 위한 설명도로서,
(a)는 영화필름이고,
(b)는 방송신호의 화면 구성도이다.
제2도는 제1도의 영화필름으르 방송신호로 변환한 설명도로서,
(a)는 한 장의 필름상태시에 화면 구성도이고,
(b)는 한 장의 필름이 2장의 화면으로 비월주사되어 나누어진 상태를 보인 화면구성도이다.
제3도는 팔신호에서 인접하는 라인간의 화소에 대한 팔색차신호의 직교성분과 동상성분의 위상비교도로서,
(a)는 1프레임의 구조를 보인도이고,
(b)는 인접 화소들에 대한 직교성분/동상성분의 위상을 보인도이다.
제4도는 팔신호의 1필드내에서 인접 라인간 화소간의 샘플링값 비교도.
제5도는 본 발명 팔(PAL) 방송방식의 휘도/색도 분리장치의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 방송형태 인식부 102 : 아날로그/디지탈 변환부
103 : 움직임 검출부 104 : 제1휘도/색도 분리부
105 : 제2휘도/색도 분리부 106 : 제3휘도/색도 분리부
107 : 휘도/색도분리 보상부
본 발명은 팔(PAL) 시스템에서의 3차원 휘도/색도 분리에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전송되는 신호 소스(source)가 영화(필름)인지 방송(카메라)인지를 검출하여 방송일 경우 화면의 움직임량에 따라 적절한 휘도와 색도를 분리하도록 하는 팔(PAL)시스템의 휘도/색도 분리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 영화는 제1도의 (a)에서와 같이, 초당 24장의 필름으로 구성되어 있으며, 방송(카메라)는 유럽의 팔(PAL), 세캄(SECAM) 시스템에서는 제1도의 (b)에서와 같이, 초당 50장, 북미의 엔티에스시(NTSC) 방송시스템에서는 초당 60장으로 이루어져 있다.
이와 같은 영화(필름)을 방송신호로 바꾸어 전송하고자 할 경우는 제1도의 (a)와 같은 영화(필름)를 제 1도의 (b)와 같은 방송신호의 화면으로 구성한다.
즉 필름 1장을 한 화면으로 만들기 위해서는 방송신호의 홀수필드(OF)와 짝수필드(EF)인 2장으로 바꾸어 주게 되는데, 이때의 방송신호의 화면구성은 제2도와 같다.
제2도의 (a)는 1장의 필름이고, 제2도의 (b)는 방송신호를 바꾸기 위해서 2장의 화면으로 비월주사하여 나누어 주는 것이다.
즉 필름 1장이 2장의 방송신호가 되므로 2장의 방송신호는 움직임이 없는 신호가 된다.
그러나 카메라로 제작된 방송용 신호는 비월주사로 초당 50장을 만들어 내므로 1프레임 내의 2장의 필드, 즉 홀수필드와 짝수필드 내용이 움직임이 빠른 영상에서는 완전히 다를수도 있다. 먼지 2필드씩 같은 내용의 영상으로 이루어진 필름 전송인 경우의 휘도/색도 분리를 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 휘도/색도 분리에는 수평방향, 수직방향, 시간방향의 처리가 있을 수 있는데 2개의 화소(Pixel)에서 휘도신호의 값은 같고 동상성분(U) 또는 직교성분(V)이 각각 180도씩 차이가 난다면 2개의 화소를 서로 상쇄시켜 2배의 동상성분(U) 또는 직교성분(V)을 얻을 수 있다.
즉, 수평방향 처리는 제4도에서와 같이, 첫 번째 라인(L1)의 화소(A), (C) 화소에서 휘도신호(Y)와 직교성분(V)과의 관계는 Y+V, Y-V 값이므로, 직교성분(V)이 180도 위상차가 나며, 두 화소값을 빼면 2V가 나온다.
같은 방법으로 첫 번째 라인 (L1)의 화소 (B),(D)에서 2U 신호를 얻을 수 있다.
그리고 수직방향 처리는 제4도에서와 같이, 첫 번째 라인(L1)의 화소(A)와 두 번째 라인 (L2)의 화소(B)에서 2V 신호를 얻거나 첫 번째 라인(L1)의 화소(A)와 세 번째 라인 (L3)의 화소(A)에서 2V 신호를 얻을 수 있는데 그외에도 여러 가지 방법이 있을 수 있다.
또한 시간방향 처리는 제3도에서와 같이, 라인(L313)과 첫 번째 라인(L1)의 인접 화소간에 두 신호를 빼면 2U 또는 2V신호를 얻을 수 있다.
그러나 수평, 수직방향 처리는 시간방향 처리보다 상쇄시키는 화소간의 거리가 멀리 떨어져 있으므로 휘도신호(Y)와 색신호(C)의 분리가 훨씬 부정확하다.
따라서, 필름신호의 전송일 경우는 시간방향처리를 하여 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 분리하면 가장 효과적이나, 이 또한 2개의 화소 인접라인, 예를 들어 라인(L313)과 첫 번째 라인(L1)이 급격한 변화를 보이는 신호라면 움직임이 크므로 이 역시 시간방향으로 처리하더라도 완전한 휘도신호(Y)와 색신호(C) 분리를 할 수가 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전송되는 신호소스가 필름일 경우에는 인접하는 필드의 가장 인접한 라인간의 색차신호가 180도 위상차가 나타나는 것에 착안하여 시간방향의 움직임량에 따라 수평방향의 휘도/색도 분리를 채택 또는 시간방향의 휘도/색도 분리를 채택하여 최적의 휘도 및 색도를 분리하도록 하는 팔(PAL) 시스템의 휘도/색도 분리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 전송된 신호소스가 카메라로 제작된 방송신호일 경우에는 화면의 움직임량에 따라 가장 움직임 적은 방향에 가중치를 많이 부여하고 움직임이 많은 방향으로는 가중치를 적게 부여하여 최적의 휘도신호 및 색신호를 분리하도록 하는데 있다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법으로는 전송된 방송신호의 형태를 인식하는 제1과정과; 상기 인식한 방송신호의 형태에 따라 디지탈값으로 변환되어 얻어진 신호소스로부터의 움직임량을 검색하여 그 움직임량에 따라 가중치를 산출하는 제2과정과 ; 상기 디지탈 값으로 변환되어 얻어진 신호소스를 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 휘도와 색신호를 분리하여 처리하는 제3과정과; 상기 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 처리된 휘도신호와 색신호에 상기 제2과정에서 얻어진 가중치를 부여하여 휘도신호와 색신호의 분리를 보상하는 제4과정과;로 이루어짐으로서 달성된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 또다른 수단으로는 입력 비디오신호를 샘플링하여 디지털값으로 출력하는 아날로그/디지탈 변환수단과; 상기 입력 비디오신호를 가지고 P영화 또는 카메라로 제작한 방송신호의 형태를 인식하는 방송형태 인식수단과; 상기 방송형태 인식수단에서 인식한 방송신호의 형태에 따라 상기 아날로그/디지탈 변환수단에서 얻어진 디지털신호에 기인하여 수평, 수직, 시간방향으로의 움직임량을 검출하고 그에따른 가중치를 각각 달리하여 발생하는 움직임 검출수단과; 상기 입력 디지털신호에서 휘도신호와 색신호를 각각 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 분리처리하는 제1 내지 제3 휘도/색도 분리수단과; 상기 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 분리 처리된 휘도신호와 색신호에 상기 움직임 검출수단에서 발생된 가중치를 부여하여 휘도신호와 색신호의 분리를 보상하는 휘도/색도 분리보상수단과;로 이루어짐으로서, 달성되는 것으로, 이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제5도는 본 발명 팔(PAL) 방송방식의 휘도/색도 분리장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 입력단자(100)를 통해 입력되는 비디오신호를 샘플링하여 디지털값으로 출력하는 아날로그/디지탈 변환부(102)와; 상기 입력단자(100)를 통해 입력되는 비디오신호가 영화(필름)인지 또는 카메라로 제작한 방송신호인지를 검출하여 그에따른 제어신호를 발생하는 방송형태 인식부(101)와; 상기 방송형태 인식부(101)에서 인식한 방송신호의 형태에 따른 제어신호에 의해 상기 아날로그/디지탈 변환부(102)에서 변환되어 입력되는 디지털신호에 기인하여 수평방향, 수직방향 및 시간방향으로의 움직임량을 검출하고 그에따른 가중치(kl 내지 k3)를 각각 달리하여 발생하는 움직임 검출부(103)와; 상기 아날로그/디지탈 변환부(102)를 통해 변환되어 입력된 디지털 신호를 수평방향으로 처리하여 휘도신호와 색신호를 분리하는 제1휘도/색도 분리부(104)와; 상기 아날로그/디지탈 변환부(102)를 통해 변환되어 입력되는 디지털신호를 수직방향으로 처리하여 휘도신호와 색신호를 분리하는 제2휘도/색도 분리부(105)와; 상기 아날로그/디지탈 변환부(102)를 통해 입력된 디지털신호를 시간방향으로 처리하여 휘도신호와 색신호를 분리하는 제3휘도/색도 분리부(106)와; 상기 제1내지 제3휘도/색도 분리부(104 내지 106)에서 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 분리 처리된 각각의 휘도신호와 색신호에 상기 움직임 검출부(103)에서 발생된 해당 가중치(kl 내지 k3)를 부여하여 보상하고 이를 출력단자(108)를 출력하는 휘도/색도분리 보상부(107)와로 구성한다.
상기에서, 휘도/색도분리 보상부(107)는 상기 제1휘도/색도 분리부(104)에서 수평방향으로 처리된 휘도신호 및 색신호와 상기 움직임 검출부(103)에서 발생된 해당 가중치(k1)를 승산하는 제1승산기(107a)와; 상기 제2휘도/색도 분리부(105)에서 수직방향으로 처리된 휘도신호 및 색신호와 상기 움직임 검출부(103)에서 발생된 해당 가중치(k2)를 승산하는 제2승산기(107b)와; 상기 제3휘도/색도 분리부(106)에서 시간방향으로 처리된 휘도신호 및 색신호와 움직임 검출부(103)에서 발생된 해당 가중치(k3)를 승산하는 제3승산기(107c)와; 상기 제1 내지 제3승산기(107a 내지 107b)에서 계산되어 얻어진 각각의 휘도신호와 색신호를 가산하여 출력단자(108)로 출력하는 가산기(107d)로 구성한다.
이와 같이, 구성된 본 발명의 작용 효과를 제3도 및 제 4도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 제3도 및 제4도를 통해 전술한 바에서와 같이, 필름신호가 전송될 경우 이를 시간방향으로 처리하여 휘도신호(Y)와 색신호를 분리하면 가장 효과적이나, 2개의 필드 인접 라인, 즉, 예를 들어 라인(L313)과 첫 번째 라인(L1)이 급격한 변화를 보이는 신호라면 움직임 크므로 시간방향으로 처리하더라도 완전한 휘도신호와 색신호의 분리를 할 수 없고 또한 수평, 수직방향 처리는 전술한 바와 같이, 시간방향 처리보다 상쇄시키는 화소간의 거리가 멀리 떨어져 있으므로 휘도신호와 색신호의 분리가 훨씬 부정확하므로써, 제5도를 통해 전송된 신호소스가 필름신호인지 또는 카메라로 제작한 방송신호인지를 정확히 검출하고, 그 검출한 방송형태에 따라 신호소스의 움직임량을 검출하여 화면의 움직임량에 따라 가중치를 부여하여 휘도신호와 색도신호를 정확히 분리하고자 한다.
먼저, 제5도에서 영화(필름) 또는 카메라로 제작된 비디오신호가 입력단자(100)를 통해 방송형태 인식부(101)와 아날로그/디지탈 변환부(102)로 입력되면, 상기 방송형태 인식부(101)는 입력된 비디오신호가 영화신호인지 또는 카메라로 제작된 방송인지를 그 비디오신호에 실려있는 정보로 인식하게 된다.
상기에서 만약 인식된 비디오신호가 영화(필름)신호일 경우에는 상기 방송형태 인식부 (101)는 하이신호를 발생하여 움직임 검출부(103)에 입력하고 비디오신호가 카메라로 제작된 방송신호일 경우에는 로우신호를 발생하여 움직임 검출부(103)에 입력하게 된다.
그리고, 상기 아날로그/디지탈 변환부(102)는 입력단자(100)를 통해 입력되는 아날로그 비디오신호를 샘플링하여 디지털신호로 출력하게 된다.
상기 아날로그/디지탈 변환부(102)에서 변환된 디지털신호는 각각 움직임 검출부(103) 및 제1내지 제 3 휘도/색도 분리부(104 내지 106)에 입력된다.
상기 제1휘도/색도 분리부(104)는 아날로그/디지탈 변환부(102)를 통해 입력된 비디오신호를 수평방향으로 처리하여 휘도신호(Y) 색신호(C)를 분리하고 이를 휘도/색도분리 보상부(107)의 제1승산기(107a)에 입력하게 된다.
또한 상기 제2휘도/색도 분리부(105)는 입력된 디지털 비디오신호를 수직방향으로 처리하여 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 분리한 후 이를 제2승산기(107b)에 입력하게 되며, 제3휘도/색도 분리부(106)는 입력된 디지탈 비디오신호를 시간방향으로 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 분리 처리하여 휘도/색도분리 보상부(107)의 제3승산기(107c)에 입력하게 된다.
한편, 상기 움직임 검출부(103)는 방송형태 인식부(101)에서 입력되는 제어신호에 의해 상기 아날로그/디지탈 변환부(102)에서 입력되는 디지털 비디오신호를 수평방향, 수직방향, 시간방향의 움직임을 검출하여 그 각각의 움직임량에 따라 가중치(k1 내지 k3)를 각각 달리하여 휘도/색도분리 보상부(107)에 제공하게 된다. 다시 말해서, 상기 방송형태 인식부(101)로부터 하이신호, 즉 전송된 비디오신호가 필름일 경우에는 움직임 검출부(103)는 수평방향, 수직방향 및 시간방향의 움직임량을 검출하여 시간방향의 움직이 수평방향 움직임의 일정 기준치보다 훨씬 크면 수평방향으로 휘도신호(Y)와 색신호(C) 분리 처리에 비중을 크게하여, 즉 가중치(k1)를 가장 크게하여 휘도/색도분리 보상부(107)의 제1승산기(107a)에 입력하고 다음 가중치(k3)를 중간레벨로 하여 휘도/색도분리 보상부(107)의 제3승산기(107c)에 입력하며 다음으로 가중치(k2)를 가장 작게하여 제3승산기(107c)에 입력하게 된다.
이때, 상기 가중치 k1+k2+k3=1이다.
상기 휘도/색도분리 보상부(107)의 제1승산기(107a)는 상기 제1휘도/색도 분리부(104)에서 수평방향으로 분리처리되어 입력되는 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 상기 움직임 검출부(103)에서 발생된 가장 큰 가중치(k1)와 승산하여 가산기(107d)에 입력하게 된다.
그리고, 상기 제2승산기(필름07b)는 제2휘도/색도 분리부(105)에서 수직방향으로 분리처리되어 입력되는 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 움직임 검출부(103)에서 발생된 가장 작은 가중치(k2)와 승산하여 가산기(107d)에 입력하며, 또한 제3승산기(107c)는 제3휘도/색도 분리부(106)에서 시간방향으로 분리처리되어 입력되는 휘도신호(Y)와 색신호(c)을 움직임 검출부(103)에서 검출되어 입력되는 중간레벨값인 가중치(k3)와 승산하여 가산기(107d)에 입력하게 된다.
따라서, 상기한 휘도/색도 분리 보상부(107)의 가산기(107d)는 상기 각각 가중치(k1 내지 k3)가 부여되어 제1 내지 제3승산기(107a 내지 107c)에서 입력되는 각각의 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 가산하여 출력단자(108)로 출력하게 된다.
그리고, 상기에서 움직임 검출부(103)에서 검출한 시간방향의 움직임이 수평방향의 움직임에 비해 일정 기준치 만큼보다 작을 경우에는 시간방향으로 휘도신호(Y), 색신호(C) 분리처리에 비중을 가장 크게, 즉 가중치(k3)만을 가장 크게하여 휘도/색도 분리 보상부(107)의 제3승산기(107c)에 입력하게 된다.
이에따라 제1,2승산기(107a)(107b)는 바로, 제1,제2휘도/색도 분리부(105)(105)에서 수평방향, 수직방향으로 분리처리되어 입력되는 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 보상없이 가산기(107d)에 입력하고 제3승산기(107a)만이 상기 제3휘도/색도 분리부(106)에서 시간방향으로 분리처리되어 입력되는 휘도신호(Y)와 색신호(C)을 움직임 검출부(103)에서 발생된 가중치(k3)와 승산하여 가산기(107d)에 입력하게 됨으로써, 시간방향으로의 휘도신호(Y)와 색신호(C)의 분리가 최적으로 보상된다.
한편, 상기 방송형태 인식부(101)에서 인식한 결과가 카메라로 제작한 비디오신호이면 상기 움직임 검출부(103)는 방송형태 인식부(101)에서 인식한 결과에 따라 상기 아날로그/디지탈 변환부(102)에서 변환되어 입력되는 디지털 비디오신호를 수평방향, 수직방향, 시간방향의 움직임을 검출하여 가장 움직임이 적은 방향에 가장 큰 가중치를 주고 움직임이 많은 방향으로는 적은 가중치를 주어 휘도/색도 분리 보상부(107)의 제1 내지 제3승산기(107a 내지 107c)에 입력하여 전술한 바와 같은 방법으로 휘도신호(Y)와 색신호(C)의 분리를 최적으로 보상하여 주게 된다.
즉, 카메라로 제작한 방송신호 전송시에는 움직임 검출부(103)에서 각 방향의 움직임 정도에 따라 수평, 수직, 시간방향의 휘도신호(Y)와 색신호(C) 처리를 동시에 행하고 일정 가중치를 곱하고 이를 가산하여 출력단자(108)로 출력시킨다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전송되는 방송신호가 영화(필름)일 경우에는 화면의 움직임량에 따라 수평방향의 휘도/색도 분리를 채택 또는 시간방향의 휘도/색도 분리를 채택하고 카메라로 제작한 방송신호일 경우에는 각 방향의 움직임 정도에 따라 수평, 수직, 시간방향의 휘도와 색신호 처리를 동시에 행하고 일정 가중치를 곱하여 최적의 휘도신호와 색신호를 분리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 입력비디오신호를 샘플링하여 디지털값으로 출력하는 아날로그/디지탈 변환수단과 ; 상기 입력 비디오신호를 가지고 방송신호의 형태를 인식하는 방송형태 인식수단과 ; 상기 방송형태 인식수단에서 인식한 방송신호의 형태에 따라 상기 아날로그/디지탈 변환수단에서 얻어진 디지탈신호에 기인하여 수평, 수직, 시간방향으로의 움직임량을 검출하고 그에따른 가중치를 각각 달리하여 발생하는 움직임 검출수단과 ; 상기 입력 디지털신호에서 휘도신호와 색신호를 각각 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 분리처리하는 제1 내지 제3휘도/색도 분리수단과 ; 상기 수평방향, 수직방향, 시간방향으로 분리 처리된 휘도신호와 색신호에 상기 움직임 검출수단에서 얻어진 가중치를 부여하여 휘도신호와 색신호의 분리를 보상하는 휘도/색도 분리보상수단과 ;를 구비하여 된 것을 특징으로 한 팔(PAL) 시스템 휘도/색도 분리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 휘도/색도 분리보상수단은 상기 제1 내지 제3휘도/색도 분리수단으로부터 수평, 수직, 시간방향으로 분리 처리되어 얻어진 휘도신호와 색신호를 상기 가중치와 각각 곱하는 제1 내지 제3 승산기와 ; 상기 제1 내지 제3 승산기에서 승산된 휘도신호와 색신호를 가산하는 가산기로 구성함을 특징으로 한 팔(PAL) 시스템의 휘도/색도 분리장치.
  3. 제1항에 있어서, 움직임 검출수단은 상기 방송형태 인식수단으로부터 인식한 비디오신호가 필름신호이고 시간방향의 움직임이 수평방향보다 일정 기준치 이상이면 시간방향과 수평방향의 휘도신호와 색신호에만 가중치를 부여하고 기준치 이하이면 시간방향의 휘도신호와 색신호에 가중치를 부여하는 것을 특징으로 한 팔(PAL)시스템의 휘도/색도 분리장치.
  4. 제1항에 있어서, 움직임 검출수단은 상기 방송형태 인식수단으로부터 인식한 비디오신호가 카메라신호이면, 수평, 수직, 시간방향의 움직임 정도에 따라 가중치를 비례적으로 부여하는 것을 특징으로 한 팔(PAL)시스템의 휘도/색도 분리장치.
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