KR0139160B1

KR0139160B1 - 고스트 제거장치 및 그의 신호처리방법

Info

Publication number: KR0139160B1
Application number: KR1019940027180A
Authority: KR
Inventors: 이명환
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1994-10-24
Publication date: 1998-05-15
Also published as: KR960016404A

Abstract

본 발명은 FIFO메모리의 입력단을 고스트제거부의 뒷단에만 연결하고 필터계수의 전송을 제어하여 채널특성이 변화했을때 필터계수를 고속으로 변화시킬 수 있도록 한 고스트 제거장치 및 그의 신호처리방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명에서 마이크로프로세서는 수직동기신호의 하강에지를 검색할 경우 고스트제거부의 필터계수를 리세트시키거나 초기상태의 계수를 전송한다. FIFO메모리는 고스트제거부로부터 고스트가 제거되지 않은 상태의 디지탈영상신호를 입력받아 윈도우펄스기간동안 초기상태의 고스트제거기준신호를 저장한다. 마이크로프로세서는 윈도우펄스의 상승에지를 검색하거나 FIFO메모리의 데이타판독이 완료된 경우 원래의 고스트제거상태의 필터계수를 고스트제거부로 전송한다. 그러면 FIFO메모리는 윈도우펄스기간동안 고스트가 제거된 상태에서의 고스트제거기준신호를 저장한다. 따라서, 데이타라인 및 입력핀의 수를 줄일 수 있어 원칩화가 가능하고, 복잡한 곱셈연산이나 과도한 연산시간을 없앨 수 있는 효과가 있다.

Description

고스트 제거장치 및 그의 신호처리방법

제 1도는 종래의 고스트 제거장치의 블럭구성도.

제 2도는 종래의 고스트 제거방법을 설명하기 위한 블럭도.

제 3도는 종래의 고스트 제거방법을 보인 제어흐름도.

제 4도는 본 발명의 고스트 제거장치의 블럭구성도.

제 5도의 (a)-(e)는 제 4도의 각부 입출력파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,11 : 아날로그/디지탈 변환기2,12 : 고스트제거부

3,13 : 디지탈/아날로그 변환기5 : 동기 및 필드분리기

6 : 윈도우펄스발생기7 : FIFO메모리

8 : 마이크로프로세서15 : 채널특성화부

본 발명은 TV영상신호의 전송시 발생되는 고스트의 제거에 관한 것으로, 특히 이전의 고스트가 제거된 영상화면에 영향을 주지 않으면서도 FIFO메모리가 원래채널의 고스트제거기준신호를 받아들이도록 하여 채널특성이 변화했을때 필터계수를 고속으로 변화시킬 수 있도록 한 고스트 제거장치 및 그의 신호처리방법에 관한 것이다.

현재의 TV영상신호는 지상방송인 관계로 전송채널을 통과하면서 산지나 빌딩등에 의한 전파반사, 공기의 비이상적인 채널특성, 부가잡음등에 의해 왜곡이 발생하고, 다중경로에 따른 시간지연의 차 및 신호의 감쇄등이 발생한다. 이로인해 TV에서는 한화면에 여러개의 화상이 겹쳐서 나타나는 고스트현상이 발생되고, 고스트현상은 화질저하 및 정보서비스매체의 경우 엉뚱한 글자나 도형이 나타나게 되어 심각한 문제를 일으킨다. 따라서, TV영상신호의 송신시 고스트제거기준신호를 함께 실어서 송신하고, TV에서 수신시 이 고스트제거기준신호를 검출함으로써 전송신호의 왜곡정도를 분석하여 고스트를 제거하는 기술의 연구가 행해지고 있다.

제 1도는 종래의 고스트 제거장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 제 1도에서 수신된 영상신호는 아날로그/디지탈 변환기(1)와 동기 및 필드분리기(5)로 각각 입력된다. 아날로그/디지탈 변환기(1)는 입력된 영상신호를 디지탈데이타로 변환하여 고스트제거부(2)와 멀티플렉서(4)로 출력한다. 고스트제거부(2)는 계수생성 및 제어신호발생기(8)(통상 마이크로프로세서, 이하 계수생성 및 제어신호발생기를 마이크로프로세서로 언급함)의 제어신호(필터계수, 필터제어신호등)에 따라 입력된 디지탈영상신호를 필터링하여 고스트를 제거한다. 고스트제거부(2)에서 출력된 디지탈영상신호는 멀티플렉서(4)와 디지탈/아날로그 변환기(3)로 각각 입력되고, 디지탈/아날로그 변환기(3)는 상기 고스트가 제거된 영상신호를 아날로그신호로 변환하여 출력한다.

상기 멀티플렉서(4)는 마이크로프로세서(8)의 제어신호에 따라 아날로그/디지탈 변환기(1) 또는 고스트제거부(2)에서 출력된 디지탈영상신호를 선택적으로 출력한다. 한편, 상기 동기 및 필드분리기(5)는 입력된 영상신호로부터 수평동기신호(HD), 수직동기신호(VD), 홀수필드인지 짝수필드인지를 구별해주는 필드인식신호(FID)들을 검출하여 출력한다. 동기 및 필드분리기(5)의 출력단에 연결된 윈도우펄스발생기(6)는 마이크로프로세서(8)로부터 라인정보를 입력받아 기록리세트신호(/wrst)와 윈도우펄스(/we)를 발생시킨다. 윈도우펄스발생기(6)의 출력단에는 FIFO메모리(7)가 연결되어 멀티플렉서(4)에서 출력된 디지탈 영상신호를 저장하는데, 이때 고스트제거기준신호가 실린 라인을 지정하는 윈도우펄스(/we)에 의해 실제로는 고스트제거기준신호만을 저장하게 된다.

FIFO메모리(7)의 출력단에는 마이크로프로세서(8)가 연결되어, 윈도우펄스발생기(6)로부터 인가된 윈도우펄스(/we)에 따라 판독리세트신호(/rrst)와 판독클럭신호(/rclk)를 FIFO메모리(7)로 출력한다. FIFO메모리(7)에서 독출된 고스트제거기준신호는 시스템의 각 블럭들을 제어하는 마이크로프로세서(8)로 인가된다. 마이크로프로세서(8)는 입력된 고스트제거기준신호와 롬(9)에 저장된 고스트제거기준신호를 비교하여 채널특성을 파악하고, 그것의 역특성에 해당하는 필터계수 및 필터제어신호를 코스트제거부(2)로 출력한다. 마이크로프로세서(8)의 제어를 받는 램(10)은 데이타를 일시적으로 저장하기 위한 것이다.

종래의 고스트 제거방법에는 여러가지가 있으나, S. Ray, J.Yang and C.B.Patel, Ghost Cancellation for Advanced Compatible TV System using Complementary Sequences, IEEE Trans. an Consumer Electronics, Vol.38, No.4, November 1992, pp.767-777.에 예시되어 있는 방법을 제 2도에 의거하여 설명한다.

제 2도는 종래의 고스트 제거방법을 설명하기 위한 블럭도이다. 제 2도의 장치로 입력된 고스트가 포함된 영상신호는 아날로그/디지탈 변환기(11)로 인가되어 디지탈데이타로 변환되고, 아울러 클럭발생기(14)에도 인가되어 시스템의 모든 블럭에서 필요로 하는 클럭신호를 발생시킨다. 아날로그/디지탈 변환기(11)에서 출력된 디지탈영상신호는 고스트제거부(12)로 인가되고, 고스트제거부(12)에서 고스트성분이 제거된 영상신호는 디지탈/아날로그 변환기(13)로 인가되어 아날로그신호를 변환된 후 출력된다.

한편, 고스트제거부(12)에서 출력된 디지탈영상신호는 채널특성화부(15)에도 입력된다. 이 채널특성화부(15)는 수직귀선기간의 일정라인에 삽입되어 전송된 고스트제거기준신호와 수신측에 저장된 고스트제거기준신호와의 상관(correlation)관계를 구하여 채널특성화를 수행한다. 이 과정을 통해 채널의 고스트특성을 파악하고, 고스트제거부(12)에서 그 역특성의 필터링을 하도록 필터파라미터들을 조정한다. 고스트제거부(12)는 다수의 트랜스버셜필터(transversal filter)들로 구성되어 있으며, 포스트고스트(post_ghost)제거기(12A), 프리고스트(pre_ghost)제거기(12B), 파형등화기(12C)를 순서대로 거치면서 고스트를 제거하게 된다.

제 3도는 종래의 고스트 제거방법을 보인 제어흐름도이다. 먼저, 마이크로프로세서는 고스트제거부의 모든 필터들을 리세트시키고(단계 101), 수직귀선기간의 정해진 라인에 삽입되어 전송된 데이타를 받아들인다(단계 102). 다음에, 전송된 고스트제거기준신호와 저장되어 있는 고스트제거기준신호와의 상관관계를 구하여 채널특성화를 수행한다(단계 103). 채널특성화후에 고스트제거기준신호의 유무를 검색하는데(단계 104), 고스트제거기준신호가 존재하지 않을 경우에는 단계(102)로 되돌아가 계속 정해진 라인의 데이타를 받아들인다.

단계(104)에서 고스트제거기준신호가 존재할 경우에는 채널특성화과정에서 파악된 역특성의 필터링을 하도록 고스트제거부의 11R필터의 계수를 변화시킨다(단계 105). 이후, 같은 방법으로 고스트제거부의 FIR필터의 계수를 변화시키고(단계 106), 필터링된 영상신호의 샘플값을 일정문턱값과 비교하여 고스트가 문턱값보다 작은지를 판단한다(단계 107). 고스트가 문턱값보다 클 경우에는 단계(102)로 되돌아가 고스트가 문턱값보다 작아질때까지 전술된 과정을 반복한다. 단계(107)에서 고스트가 문턱값보다 작을 경우에는 고스트가 제거된 것으로 판단하여 영상신호파형을 등화과정을 수행하고 종료한다(단계 108).

이상에서와 같이 종래의 고스트 제거장치에서는 고스트제거부의 전단과 후단에서 얻은 디지탈영상신호를 FIFO메모리의 입력신호로서 사용하는 것이 일반적이다. 고스트제거부의 뒷단에서 얻은 신호는 고스트가 제거된 영상신호로서, 고스트제거가 잘되었는가를 검증하는데 유용하다. 고스트제거부의 앞단에서 얻은 신호는 아직 고스트가 제거되지 않은 신호로서, 의미 설정된 필터계수를 채널상태에 따라 고속으로 변화시킬때 효과적이다. 즉, 이미 설정된 계수를 변화시키지 않고 고스트제거기준 신호부분만을 고스트제거부의 앞단에서 받아들여 다시 고스트제거과정을 수행함으로써 새로운 필터계수를 설정하는 것이다.

그러나 고스트제거부의 전단과 후단에서 신호를 얻는 종래의 방식은 다수의 데이타라인들을 연결해야 하므로 하드웨어의 복잡도가 증가하게 되고, 칩화할 경우 입력핀의 수가 과도하게 증가되므로 원칩(one chip)화가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 고스트제거부를 구성하는 트랜스버셜필터의 내부지연때문에 FIFO메모리의 입력선택을 다르게 함에 따라 고스트제거기준신호가 실린 라인을 지정하는 윈도우펄스의 위치를 변화시켜야 하는 번거로움이 있었다. 이를 해결하기 위하여 고스트제거부의 뒷단에서만 신호를 얻는 방법도 있으나, 이 방식은 채널상태가 변화했을 경우 이미 고스트가 제거된 고스트제거기준신호를 이용하여 다시 고스트제거과정을 수행하게 된다. 그러므로 새롭게 구해진 필터계수를 적용하기 위해서는 이전의 필터계수와의 복잡한 곱셈연산이 필요하게 되고, 고스트제거부의 필터탭수가 클 경우 과도한 연산시간을 필요로 하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 FIFO메모리의 입력단이 고스트제거부의 뒷단에만 연결되도록 함으로써 데이타라인 및 입력핀의 수를 줄여 하드웨어를 단순화하고 원칩화가 가능하도록 한 고스트 제거장치 및 그의 신호처리방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 고스트제거기준신호부분의 필터계수를 순간적으로 리세트 또는 초기상태의 계수로 변환시킴으로써 시간변화(time-varying)고스트나 채널특성이 변화했을 경우에도 필터계수를 고숙으로 갱신할 수 있도록 한 고스트 제거장치 및 그의 신호처리방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 고스트의 상태가 변화했을때 고스트가 제거된 상태로 표시되는 화면영상을 유지하면서 이전의 필터특성과 무관한 변화된 채널특성만을 갖는 고스트제거기준신호를 FIFO메모리를 통해 받아들임으로써 복잡한 곱셈연산이나 과도한 연산시간을 없앨 수 있도록 한 고스트 제거장치 및 그의 신호처리방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 고스트제거장치는 영상신호로부터 분리된 동기신호와 마이크로프로세서의 라인정보를 입력받아 고스트제거기준신호가 실린 라인을 지정하는 윈도우펄스를 발생시키는 윈도우펄스발생기를 구비한다. 윈도우펄스발생기의 출력단에 연결된 FIFO메모리는 윈도우 펄스에 따라 고스트제거부의 출력신호를 기록하여 고스트가 제거되지 않은 상태와 고스트가 제거된 상태에서의 고스트제거기준신호를 번갈아 저장한다. 마이크로프로세서는 FIFO메모리에서 독출된 고스트제거기준신호와 롬에 저장된 고스트제거기준신호를 비교하여 채널특성을 파악하고, 리세트 또는 초기상태의 필터계수와 상기 채널특성의 역특성에 해당하는 원래의 필터계수를 번갈아 고스트제거부로 출력하게 된다.

또한 상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 고스트 제거장치의 신호처리방법은 영상신호로부터 분리된 수직동기신호의 하강에지를 검색할 경우 고스트제거부의 필터계수를 리세트시키거나 초기상태의 계수를 전송하는 단계와, 고스트제거부로부터 고스트가 제거되지 않은 상태의 디지탈영상신호를 입력받아 윈도우펄스기간동안 초기상태의 고스트제거기준신호를 저장하는 단계와, 윈도우펄스의 상승에지를 검색하거나 저장된 데이타의 판독이 완료된 경우 원래의 고스트제거상태의 필터계수를 고스트제거부로 전송하여 윈도우펄스기간동안 고스트가 제거된 상태에서의 고스트제거기준신호를 저장하는 단계로 이루어진다.

이하, 첨부된 제 4도 및 제 5도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 4도는 본 발명의 고스트 제거장치의 구성을 나타낸 블럭도로서, 제 1도에 도시된 종래의 고스트 제거장치와 연결구성 및 각 블럭들의 동작이 동일하다. 단지, 종래에는 FIFO메모리(7)의 입력단을 멀티플렉서(4)를 통해 고스트제거부(2)의 앞단과 뒷단에 각각 연결하였다. 그러나 본 발명에서는 멀티플렉서(4)를 없애고 FIFO메모리(7)의 입력단을 고스트제거부(2)의 뒷단에만 연결하였으며, 필터계수의 전송을 제어하는 방법을 종래와 다르게 하였다.

상기와 같이 구성된 고스트 제거장치의 동작을 제 5도의 파형도에 의거하여 설명한다.

본 발명의 고스트 제거장치로 입력된 영상신호는 동기 및 필드분리기(5)로 인가되어 제 5도의 (a)와 같은 수직동기신호(VD)와 제 5도의 (b)와 같은 수평동기신호(HD)와 필드인식신호(FID)등이 분리되어 출력된다. 윈도우펄스발생기(6)는 상기 동기신호(VD)(HD) 및 필드인식신호(FID)와 마이크로프로세서(8)로부터 고스트제거기준신호가 실린 라인정보를 입력받아 윈도우펄스(/we)를 발생시킨다. 이때 윈도우펄스(/we)는 수직귀선기간의 일정라인(제 5도의 (b)에서 A부분)에 고스트제거기준신호가 삽입된 경우 제 5도의 (c)에 도시된 바와 같이 그 부분만이 저전위상태로 출력된다. FIFO메모리(7)는 상기 윈도우펄스(/we)가 저전위인 구간에서 고스트제거부(2)의 출력신호를 기록하여 전송된 고스트제거기준신호만을 저장하고, 저장된 고스트제거기준신호를 마이크로프로세서(8)로 출력한다.

이때 마이클프로세서(8)는 제 5도의 (d)와 같은 기록클럭신호(wclk)와 제 5도의 (e)와 같은 판독클럭신호(rclk)를 출력하여 FIFO메모리(7)의 기록/판독동작을 제어한다. 여기서, 범용의 마이크로프로세서(8)의 시스템클럭은 일반적으로 4fsc보다 낮으므로 아날로그/디지탈 변환기(1), 디지탈/아날로그 변환기(3), 고스트제거부(2)의 필터, FIFO메모리(7)의 기록등은 4fsc(fsc는 색부반송파주파수로서 NTSC방식일 경우 3.58MHz)를 이용하고, 마이크로프로세서(8), 롬(9), 램(10)등은 별도의 클럭신호를 사용한다. 또한 고속의 마이크로프로세서(8)를 사용할 경우에는 동일한 클럭신호(4fsc)를 사용할 수도 있다. 따라서, FIFO메모리(7)에 고스트제거기준신호를 기록할때는 기록리세트신호(wrst)를 시작으로 4fsc의 클럭신호를 이용해 기록하고, 판독할때는 윈도우펄스(/we)의 상승에지를 검색하여 기록리세트신호(/wrst)로 판독포인터를 리세트시키고 판독클럭신호(/rclk)로 읽어들인다. 즉, 마이크로프로세서(8)는 윈도우펄스(/we)기간중에 판독리세트신호(rrst)를 시작으로 고스트제거기준신호의 길이만큼 비동기(asynchronous)클럭인 판독클럭신호(rclk)를 발생시킨다(제 5도의 (마) 참조).

마이크로프로세서(8)는 FIFO메모리(7)로부터 읽어들인 고스트제거기준신호와 롬(9)에 저장되어 있던 고스트제거기준신호와의 상관관계를 구하여 채널의 고스트특성을 파악하고, 고스트제거부(2)에서 그 역특성의 필터링을 하도록 필터계수 및 필터제어신호들을 출력한다. 그러면 고스트제거부(2)의 필터들에 의해 고스트성분의 제거 및 신호파형의 등화가 행해지며, 이 동작은 기존의 동작과 동일하다. 그러나 채널상태가 변화하거나 고스트가 시간에 따라 변화할 경우에는 고스트가 제거되기 이전의 고스트제거기준신호를 받아들여 고스트제거과정을 수행해야 한다.

이 경우 마이크로프로세서(8)는 제 5도의 (f)에 도시된 바와 같이 윈도우펄스(/we)와 수직동기신호(VD)의 하강에지를 검색함과 동시에 고스트제거부(2)의 필터계수를 리세트시키거나 초기상태의 계수를 전송한다. 그러면 윈도우펄스(/we)기간중에 FIFO메모리(7)의 입력데이타는 항상 고스트가 제거되지 않은 상태로 입력되므로 제 1도에서 고스트제거부(2)의 앞단에서 신호를 얻을때와 동일한 신호를 기록할 수 있게 된다. FIFO메모리(7)에 초기상태의 고스트제거기준신호가 윈도우펄스(/we)기간동안 기록되면, 마이크로프로세서(8)는 윈도우펄스(/we)의 상승에지를 검색하거나 FIFO메모리(7)의 데이타판독이 끝난후에 원래의 고스트제거상태의 필터계수를 다시 고스트제거부(2)로 전송한다(제 5도의 (f) 참조). 이와 같이 원래의 계수를 전송할때 마이크로프로세서(8)의 속도에 의해 원래의 고스트가 제거된 화면으로의 전환이 수직귀선기간을 넘길수도 있는데, 이 경우 대부분의 TV는 수평 및 수직방향으로 오버스캔(overscan)되어 있는 것이 보통이므로 실제화면의 표시에는 보이지 않는다.

이상에서와 같이 본 발명은 FIFO메모리의 입력단을 고스트에서부터 뒷단에만 연결하고 필터계수의 전송을 제어하여 고스트제거기준신호를 효과적으로 받아들이므로 데이타라인 및 입력핀의 수를 줄일 수 있고 원칩화가 가능한 효과가 있다. 또한 고스트가 시간에 따라 변하거나 채널특성이 변화했을 경우에도 필터계수를 고속으로 갱신할 수 있다. 본 발명은 고스트가 제거된 상태로 표시되는 화면영상을 유지하면서 채널상태의 변화등 필요시에 이전의 필터특성과 무관한 변화된 채널특성만을 갖는 고스트제거기준신호를 FIFO메모리를 통해 받아들이므로 복잡한 곱셈연산이나 과도한 연산시간을 없앨 수 있는 효과가 있다.

Claims

마이크로프로세서의 필터계수에 따라 고스트제거부에서 디지탈영상신호를 필터링하여 고스트를 제거하는 장치에 있어서,

영상신호로부터 분리된 동기신호와 마이크로프로세서의 라인정보를 입력받아 고스트제거기준신호가 실린 라인을 지정하는 윈도우펄스를 발생시키는 윈도우펄스발생기와;

상기 윈도우펄스에 따라 고스트제거부의 출력신호를 기록하여 고스트가 제거되지 않은 상태와 고스트가 제거된 상태에서의 고스트제거기준신호를 선택적으로 저장하는 FIFO메모리와;

FIFO메모리에서 독출된 고스트제거기준신호와 롬에 저장된 고스트제거기준신호를 비교하고 채널특성을 파악하고 리세트 또는 초기상태의 필터계수와 상기 채널특성의 역특성에 해당하는 원래의 필터계수를 선택적으로 고스트제거부로 출력하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 고스트 제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 윈도우펄스기간중에 판독리세트신호를 시작으로 고스트제거기준신호의 길이만큼 비동기의 판독클럭신호를 발생시켜 FIFO메모리로부터 고스트제거기준신호를 읽어들이도록 한 것을 특징으로 하는 고스트 제거장치.
고스트제거부로 입력된 필터계수에 따라 디지탈영상신호를 필터링하여 고스트를 제거한 장치의 제어방법에 있어서,

영상신호로부터 분리된 수직동기신호의 하강에지를 검색할 경우 고스트제거부의 필터계수를 리세트시키거나 초기상태의 계수를 전송하는 단계와;

고스트제거부로부터 고스트가 제거되지 않은 상태의 디지탈영상신호를 입력받아 윈도우펄스기간동안 초기상태의 고스트 제거기준신호를 저장하는 단계와;

윈도우펄스의 상승에지를 검색하거나 저장된 데이타의 판독이 완료된 경우 원래의 고스트제거상태의 필터계수를 고스트제거부로 전송하여 윈도우펄스기간동안 고스트가 제거된 상태에서의 고스트제거기준신호를 저장하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 고스트 제거장치의 신호처리방법.