KR0137419Y1 - 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 영상기록계에서 크로마신호를 엠퍼시스 처리하기 전에 노이즈를 제거하여 노이즈성분의 증폭을 감량함으로써 S/N비를 향상시킬 수 있도록 한 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치에 관한 것이다. 이러한 본 고안은 기저대역의 크로마신호와 동기신호를 입력받아 동기부근의 크로마신호를 기준레벨인 제로값으로 강제변형시키는 동기레벨 고정부를 구비한다. 동기 레벨 고정부에서 출력된 기저대역의 크로마신호는 임펄스노이즈 제거부로 인가되어 임펄스노이즈가 게저된다. 저역통과필터는 임펄스노이즈 제거부에서 출력된 크로마신호의 저역성분만을 통과시켜 일반 노이즈인 고주파성분을 감소시킨다. 그러므로 엠퍼시스부에는 노이즈가 제거된 깨끗한 크로마신호가 입력되어 화면의 해상도 및 화질을 향상시킬 수 있다.

Description

크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치
제1도는 종래의 영상신호 기록/재생계에서 엠퍼시스블럭과 그 입출력 파형도.
제2도는 본 고안의 영상신호 기록/재생계에서 엠퍼시스블럭과 그 입출력 파형도.
제3도는 제2도에서 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치의 블럭구성도.
제4도는 제3도의 상세구성을 나타낸 블럭도.
제5도는 (a)~(f)는 제4도의 각부 입출력 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엠퍼시스부 10 : 동기레벨 고정부
11,27 : 비교기 12 : 카운터
13 : 기준레벨 설정부 14,28 : 스위칭부
20 : 임펄스노이즈 제거부 24,34,37 : 가산기
21-23,26,29,31-33,36,39 : 래치회로 25,35,38 : 분주기
30 : 저역통과필터
본 고안은 영상데이타 처리시 신호대 노이즈비 향상에 관한 것으로, 특히 영상기록계에서 크로마(Chroma)신호를 엠퍼시스(Emphasis) 처리하기 전에 노이즈를 제거하여 노이즈성분의 증폭을 감량함으로써 신호대 노이즈비를 향상시킬 수 있도록 한 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 데이타통신 및 전송분야에서의 통신시스템 및 통신네트워크 뿐만아니라 고화질 텔레비젼신호의 전송에도 디지탈변조를 사용할만큼 디지탈신호처리 및 전송기술이 발달하고 있다. 현재 HD-TV나 디지탈 VCR등에서는 디지탈영상프로세서(Digital Video Processor; DVP)를 사용하여 영상데이타를 처리하고 있으며, 이 디지탈영상프로세서에는 크로마 엠퍼시스장치가 있다. 여기서, 엠퍼시스란 신호의 고주파대역신호를 증폭하여 기록하거나 전송하는 것으로, 신호처리중에 고역성분이 낮아지는 것을 방지하여 간섭이나 노이즈를 줄이고 신호대 노이즈비(이하 S/N비라고 한다)를 향상시킨다.
제1도는 종래의 영상신호 기록/재생계에서 엠퍼시스블럭과 그 입출력 파형을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 엠퍼시스부(1)로 입력되는 크로마신호(A)에는 고주파성분의 노이즈와 임펄스노이즈(impulse noise)가 많이 포함되어 있다. 엠퍼시스부(1)는 이 크로마신호(A)의 고역부분을 증폭시켜 에지(edge)의 무너짐을 방지한다. 이 과정에서 상기 크로마신호에 포함되어 있는 고주파성분의 노이즈도 증폭되므로 엠퍼시스부(1)에서 출력된 크로마신호(B)는 노이즈성분이 강조되어 나타난다.
이와 같이 엠퍼시스 처리된 영상신호는 영상재생계에서 다시 디엠퍼시스 처리되는데, 이때 디엠퍼시스부(2)로 입력되는 크로마신호(B)에는 노이즈가 많이 포함되어 있다. 디엠퍼시스부(2)는 영상기록계에서와 반대로 상기 크로마신호(B)의 고역성분을 감쇄시켜 출력한다. 그러므로 디엠퍼시스부(2)에서 출력된 크로마신호(C)는 엠퍼시스 처리하기 이전의 상태로 복원되지만, 여전히 노이즈가 많이 포함되어 있는 상태이다. 영상재생계에서는 상기 디엠퍼시스부(2)의 뒷단에 설치된 크로마노이즈 감소장치(Chroma Noise Reducer)를 이용하여 상기 크로마신호에 포함된 노이즈를 줄이지만 임펄스노이즈 또는 크로마신호가 없는 부분의 처리결과는 미숙하다. 그러므로 종래의 방식에 의하면, 재생후 화면에 나타나는 크로마신호에 노이즈가 많이 포함되어 있으므로 화질이 떨어지게 되고, 화면의 해상도도 저하되는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 영상기록계에서 엠퍼시스부로 입력되는 크로마신호에 포함된 노이즈를 미리 제거하여 노이즈성분의 증폭량을 감소시킴으로써 S/N비를 향상시켜 해상도 및 화질을 향상시킬 수 있도록 한 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치는 기저대역의 크로마신호와 분리된 동기신호를 입력받아 동기부근의 크로마신호를 기준레벨로 만드는 동기레벨 고정부를 구비한다. 동기레벨 고정부의 출력단에는 임펄스노이즈 제거부가 연결되어, 동기레벨 고정부에서 출력된 기저대역의 크로마신호에 포함된 임펄스노이즈를 제거하게 된다. 임펄스노이즈 제거부의 출력단에 연결된 저역통과필터는기저대역 크로마신호의 저역성분만을 통과시켜 고주파성분이 줄어든 크로마신호를 엠퍼시스부로 출력하게 된다.
이하, 첨부된 제2도 내지 제5도를 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 고안의 영상신호 기록/재생계에서 엠퍼시스 블록과 그 입출력 파형을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 영상기록계에서는 엠퍼시스부(1)의 전단에 본 고안의 특징부인 노이즈 제거장치(3)를 구성하여, 상기 노이즈 제거장치(3)로 입력되는크로마신호(A)에 노이즈가 많이 포함되어 있더라도 엠퍼시스부(1)에는 노이즈성분이 제거된 크로마신호(B)가 입력되도록 하였다. 엠퍼시스부(1)는 이 크로마신호(B)의 고역부분을 증폭시켜 에지의 무너짐을 방지하고, 엠퍼시스부(1)에서 출력된 크로마신호(C)는 에지부분이 강조되어 나타난다. 이와 같이 엠퍼시스 처리된 크로마신호(C)는 영상재생계의 디엠퍼시스부(2)에서 영상기록계에서와 반대로 고역성분이 감쇄되어 출력되고, 디엠퍼시스부(2)에서 출력된 크로마신호(D)는 노이즈가 거의 없는 깨끗한 신호로 나타난다.
제3도는 제2도에서 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치(3)의 블록구성도이다. 도시된 바와 같이, 동기레벨 고정부(10)에는 디지탈영상프로세서(DVP)의 다른 블록에서 기저대역(Baseband)으로 변형된 크로마신호(R-Y)(B-Y)의 복합영상신호로부터 분리된 동기신호(SYNC)가 각각 입력된다. 동기레벨 고정부(10)는 이 신호(R-Y, B-Y, SYNC)들을 입력받아 동기부근의 신호를 기준레벨로 만들고, 동기레벨 고정부(10)의 출력단에는 임펄스노이즈 제거부(20)가 연결되어, 동기레벨 고정부(10)에서 출력된 크로마신호(R-Y)(B-Y)에 포함된 임펄스노이즈를 제거하게 된다. 임펄스노이즈 제거부(20)의 출력단에 연결된 저역통과필터(30)는 상기 크로마신호(R-Y)(B-Y)의 저역성분만을 통과시켜 고주파성분을 줄이고, 저역통과필터(30)에서 출력된 크로마신호의 기저대역신호(R-Y)(B-Y)는 엠퍼시스부(1)로 인가된다.
제4도는 제3도에 도시된 본 고안의 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치의 상세구성을 나타낸 블록도이고, 제5도의 (a)~(f)는 제4도의 각부 입출력 파형도로서, 본 고안 노이즈 제거장치의 구성 및 동작을 제4도 및 제5도에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 동기레벨 고정부(10)로 입력되는 신호를 설명하면, 제5도의 (a)는 컬러바(Colorbar)의 복합영상신호를 나타낸 것으로, 디지탈영상프로세서(DVP)에서는 제5도의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 복합영상신호로부터 동기신호(SYNC)만을 분리하여 동기레벨 고정부(10)로 인가하게 된다. 이때 상기 동기신호(SYNC)부근(T1구간)에는 크로마정보가 없게 된다. 디지탈영상 프로세서(DVP)에서 상기 복합영상신호는 휘도신호와 크로마신호로 분리되고, 이중에서 크로마신호는 기저대역신호로 변형되어 동기레벨 고정부(10)로 인가된다. 제5도의 (c)는 기저대역의 크로마신호중 B-Y신호를 나타낸 것으로, 임펄스노이즈(A)를 포함하는 노이즈성분을 많이 포함하고 있다.
제4도에서 동기레벨 고정부(10)는 외부에서 입력된 동기신호(SYNC)의 레벨을 기준값과 비교하여 동기입력여부를 판단하는 비교기(11)와, 비교기(11)의 출력신호에 따라 카운트를 행하여 동기부근의 범위를 설정하는 카운터(12)와, 크로마신호의 기준레벨인 제로값을 출력하는 기준레벨 설정부(13)와, 상기 카운터(12)의 출력신호에 따라 스위칭되어 외부에서 입력된 기저대역의 크로마신호(R-Y)(B-Y)나 기준레벨 설정부(13)의 제로값을 선택적으로 출력하는 스위칭부(14)로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 동기레벨 고정부에 제5도의 (b)에서와 같이 디지탈값인 동기신호(SYNC)가 입력되면, 비교기(11)는 입력신호의 레벨을 기준값과 비교하여 동기가 입력되었는지를 판단한다. 즉, 기준값 이하의 신호가 입력되면 동기가 입력된 것으로 판단하여 카운터(12)를 동작시킨다. 카운터(12)는 비교기(11)로부터 동기입력신호가 들어오면 카운트를 시작하여 동기 부근의 범위(T1구간)를 설정한 후 카운트를 중지하고, 스위칭부(14)의 절환동작을 제어하기 위한 신호를 출력한다.
스위칭부(14)의 일측입력단자에는 외부에서 입력된 기저대역의 크로마신호(R-Y)(B-Y)가 디지탈값으로 입력되고, 그 타측입력단자에는 기준레벨 설정부(13)에서 출력된 제로값이 입력된다. 여기서, 크로마신호는 2의 보수값을 가지므로 상기 크로마신호의 기준레벨은 0이 되어야 한다. 상기 스위칭부(14)는 카운터(12)의 출력신호에 따라 스위칭되어 동기부근의 범위(T1구간)에서는 제로값을 출력하고, 그외의 구간에서는 기저대역의 크로마신호(R-Y)(B-Y)를 그대로 출력한다. 이것은 동기부근에 크로마에 대한 정보가 실리지 않는다는 점을 이용하여 동기부근의 신호를 기준레벨(0)로 강제변형시킨 것으로, 그 출력파형을 제5도의 (d)에 나타내었다.
제4도에서 임펄스노이즈 제거부(20)는 상기 스위칭부(14)에서 출력된 기저대역의 크로마신호를 래치하여 소정시간간격으로 지연시키는 래치회로(21-23)들을 구비하고 있다. 상기 래치회로(21)(23)의 출력신호를 더하여 평균하는 가산기(24) 및 분주기(25)의 출력단에는 래치회로(26)가 연결되어 분주기(25)에서 출력된 평균값을 래치하게 된다. 상기 래치회로(23)(26)의 출력신호를 입력받아 두값의 차가 소정범위내에 있는지를 비교하는 비교기(27)의 출력단에는 스위칭부(28)가 연결되고, 이 스위칭부(28)는 비교기(27)의 출력신호에 따라 스위칭되어 래치회로(26)로부터 인가된 평균값이나 래치회로(23)의 출력신호를 선택적으로 출력하게 된다. 스위칭부(28)에서 임펄스노이즈가 제거된 기저대역의 크로마신호는 래치회로(29)로 인가되고, 여기서 래치되어 저역통과필터(30)로 인가된다.
이와 같이 구성된 임펄스노이즈 제거부에 임펄스노이즈가 포함된 기저대역의 크로마신호가 입력되면, 래치회로(21-23)는 상기 크로마신호를 차례로 래치하여 소정시간간격으로 지연시킨다. 여기서, 임펄스노이즈란 신호처리과정중 계산상의 또는 외부의 영향으로 생기는 신호상의 큰 오류를 의미한다(제5도의 (c)참조). 상기 래치회로(21)(23)에서 출력된 신호들은 가산기(24)에서 더해진 후 분주기(25)로 입력되고, 여기서 1/2배로 분주됨으로써 평균값(e)이 구해져 래치회로(26)를 통해 스위칭부(28)의 일측입력단자로 인가된다. 이때 스위칭부(28)의 타측 입력단자에는 래치회로(23)에서 지연된 기저대역의 크로마신호(f)가 입력되고, 상기 스위칭부(28)의 두 입력신호(e, f)들은 비교기(27)에도 입력된다.
비교기(27)에서는 상기 래치회로(23)(26)의 두 출력신호(e, f)를 입력받아 두값의 차[abs(e-f)]가 소정범위내에 있는지를 비교하고, 비교결과에 따라 스위칭 제어신호를 출력하게 된다. 스위칭부(28)는 상기 제어신호에 따라 스위칭되어 두값의 차[abs(e-f)]가 소정범위내에 있을 경우에는 임펄스노이즈가 아닌 것으로 판단하여 래치회로(23)에서 출력된 기저대역의 크로마신호를 그대로 출력한다(g=f). 두값의 차[abs(e-f)]가 소정범위보다 클 경우에는 임펄스노이즈가 입력된 것으로 판단하여 래치회로(26)에서 출력된 평균값을 대신 출력한다(g=e). 그러므로 스위칭부(28)에서는 제5도의 (e)와 같이 임펄스노이즈가 제거된 기저대역의 크로마신호가 출력되고, 이 신호는 래치회로(29)를 통해 저역통과필터(30)로 인가된다.
제4도에서 저역통과필터(30)는 상기 래치회로(29)에서 출력된 기저대역의 크로마신호를 래치하여 소정시간간격으로 지연시키는 래치회로(31-33)와, 상기 래치회로(31)(33)의 출력신호를 더하여 평균하는 가산기(34) 및 분주기(35)와, 분주기(35)에서 출력된 평균값을 래치하는 래치회로(36)와, 상기 래치회로(33)(36)의 출력신호를 더하여 평균하는 가산기(37) 및 분주기(38)와, 분주기(38)에서 출력된 평균값을 래치하여 엠퍼시스부(1)로 출력하는 래치회로(39)로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 저역통과필터에 임펄스노이즈가 제거된 기저대역의 크로마신호가 입력되면, 저역통과필터는 이 크로마신호의 고주파성분(일반 노이즈)를 줄여 출력한다. 그 이유는 기저대역의 크로마신호는 500KHz 이내의 저주파성분이기 때문에 500KHz 이상의 신호는 노이즈로 판단되기 때문이다. 래치회로(31-33)는 입력된 기저대역의 크로마신호를 차례로 래치하여 소정시간간격으로 지연시킨다. 상기 래치회로(31)(33)에서 출력된 신호들은 가산기(34)에서 더해진 후 분주기(35)로 입력되고, 여기서 1/2배로 분주됨으로써 평균값이 구해져 래치회로(36)로 인가된다. 상기 래치회로(36)에서 출력된 평균값은 가산기(37)로 인가되고, 아울러 상기 가산기(37)에는 래치회로(33)에서 지연된 기저대역의 크로마신호가 입력되므로 두 입력신호들은 가산기(37)에서 더해진 후 분주기(38)에서 1/2배로 분주되어 평균값이 구해진다. 이와 같이 처리된 기저대역의 크로마신호는 제5도의 (f)에서와 같이 고주파성분이 줄어들게 되고, 상기 분주기(38)에서 출력된 신호는 래치회로(39)를 통해 엠퍼시스부(1)로 인가되므로 엠퍼시스부(1)의 입력신호에는 노이즈가 거의 없게 된다.
이상에서와 같이 본 고안은 엠퍼시스부로 입력되는 크로마신호에 포함된 임펄스노이즈 및 일반 노이즈를 미리 제거하여 노이즈성분의 증폭량을 감소시키므로 S/N비를 향상시킬 수 있어 해상도 및 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 복합영상신호에서 동기신호를 분리하고 기저대역 크로마신호의 고역부분을 엠퍼시스부에서 증폭시켜 에지를 강조하는 디지탈영상프로세서에 있어서, 상기 기저대역의 크로마신호와 분리된 동기신호를 입력받아 동기부근의 크로마신호를 기준레벨로 만드는 동기레벨 고정부와; 동기레벨 고정부에서 출력된 기저대역의 크로마신호에 포함된 임펄스노이즈를 제거하는 임펄스노이즈 제거부와; 임펄스노이즈 제거부에서 출력된 크로마신호의 저역성분만을 통과시켜 고주파성분이 줄어든 크로마신호를 엠퍼시스부로 출력하는 저역통과필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동기레벨 고정부는 동기신호의 레벨을 기준값과 비교하여 동기입력여부를 판단하는 제1비교기와; 제1비교기의 출력신호에 따라 카운트를 행하여 동기부근의 범위를 설정하는 카운터와; 크로마신호의 기준레벨인 제로값을 출력하는 기준레벨 설정부와; 상기 카운터의 출력신호에 따라 스위칭되어 입력된 기저대역의 크로마신호나 기준레벨 설정부의 제로값을 선택적으로 출력하는 제1스위칭부로 구성하는 것을 특징으로 하는 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1스위칭부는 크로마정보가 실리지 않는 동기부근의 구간에서는 제로값을 출력하고 그외의 구간에서는 기저대역의 크로마신호를 그대로 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 임펄스노이즈 제거부는 동기레벨 고정부에서 출력된 기저대역의 크로마신호를 래치하여 소정시간간격으로 지연시키는 제1 내지 제3래치회로와; 제1 및 제3래치회로의 출력신호를 더하여 평균하는 제1가산기 및 제1분주기와; 제1분주기에서 출력된 평균값을 래치하는 제4래치회로와; 상기 제3 및 제4래치회로의 출력신호를 입력받아 두값의 차가 소정범위내에 있는지를 비교하는 제2비교기와; 제2비교기의 출력신호에 따라 스위칭되어 제4래치회로로부터 인가된 평균값이나 제3래치회로의 출력신호를 선택적으로 출력하는 제2스위칭부와; 제2스위칭부에서 임펄스노이즈가 제거된 기저대역의 크로마신호를 래치하여 저역통과필터로 출력하는 제5래치회로로 구성하는 것을 특징으로 하는 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2스위칭부는 두 입력신호의 차가 소정범위내에 있을 경우 임펄스노이즈가 아닌 것으로 판단하여 제3래치회로에서 출력된 기저대역의 크로마신호를 그대로 출력하고, 두 입력신호의 차가 소정범위보다 클 경우에는 임펄스노이즈인 것으로 판단하여 제4래치회로에서 출력된 평균값을 대신 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 저역통과필터는 임펄스노이즈 제거부에서 출력된 기저대역의 크로마신호를 래치하여 소정시간 간격으로 지연시키는 제6 내지 제8래치회로와; 제6 및 제8래치회로의 출력신호를 더하여 평균하는 제2가산기 및 제2분주기와; 제2분주기에서 출력된 평균값을 래치하는 제9래치회로와; 상기 제8 및 제9래치회로의 출력신호를 더하여 평균하는 제3가산기 및 제3분주기와; 제3분주기에서 출력된 평균값을 래치하여 엠퍼시스부로 출력하는 제10래치회로로 구성하는 것을 특징으로 하는 크로마 엠퍼시스전의 노이즈 제거장치.
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