KR0141107B1 - 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로 - Google Patents

Abstract

이 발명은 비월주사된 신호를 순차주사신호로 변환 처리하는 비월주사신호의 순차주사신호의 변환회로에 관한 것으로서, 입력되는 영상신호의 수직고역성분으로 추출하는 수직대역필터(20)와, 상기 수직대역필터(20)의 출력의 이득을 조정하여 고역성분을 피킹하는 이득조정기(30)와, 상기 주식대역필터(20)의 수직고역성분을 1H 딜레이된 영상신호에서 감산하여 수직저역성분을 출력하는 감산기(40)와, 상기 이득조정기(30)와 감산기(40)의 출력을 가산하여 피킹된 원래의 영상신호를 보간부(10) 및 스위치(SW1)로 출력하는 가산기(50)로 구성되어 영상신호의 피킹 제어 및 이득 제어를 할 수 있도록 함으로써 샤프한 영상을 얻을 수 있도록 함과 동시에 노이즈 상태에서도 양호한 영상처리가 가능토록 한 것이다.

Description

비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로

제1도는 종래의 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로의 구성 블럭도,

제2도는 이 발명에 따른 비월주사신호의 순차주사신호로의 처리회로의 구성 블럭도,

제3도는 픽셀 포인트의 정의를 나타낸 도면,

제4도는 이 발명의 응용예를 나타낸 도면,

제5도는 제2도 이득조정기의 값(6)에 따른 전체 주파수 특성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,3:½ 증폭기2:라인 메모리

4:가산기10:보간부

20:대역통과필터30:이득조정기

40:감산기50:가산기

60:노이즈 체킹 블럭SW1:배속 변환 스위치

이 발명은 비월주사(Interlace Scan) 신호의 순차주사(Progressive Scan) 신호로의 변환회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비월주사신호의 순차주신신호로의 변환시 일정 주파수 부분을 강조하는 피킹(Peaking) 제어 및 이득 제어를 노이즈 상태에 따라 가변할 수 있도록 한 비월주사신호의 순차주사신호로의 변화회로에 관한 것이다.

현재 엔티에스시(이하, NTSC라 칭함) 방식으로 방송되는 텔레비젼(이하, TV라 칭함)에서는 전송대역의 효율적 이용을 위해 비월주사방식을 사용하고 있으며, 이 비월주사방식은 1필드을 주사후, 2필드를 주사하기 때문에 이러한 주사특성에 의해 높은 밝기를 갖는 수평 방향의 경계부분의 깜박거림인 인터라인 플리커(Interline Flicker) 현상과, 수직 방향으로 천천히 움직이는 영상의 경우 라인의 흐르는 것처럼 보이느 라인 크롤링 현상, 라인 구조의 보임등의 열화성분을 가지게 된다.

특히, TV 화면의 대형화, 고급솨 추세로 인하여 이와같은 화질저하 현상에 더해 TV 라인의 구조가 보이는 문제가 크게 대두되는데, 화질저하 현상들의 영향을 감소시키기 위해 순차주사로의 변환처리가 이용되고 있다.

이러한 순차주사변환은 초기에는 수평 수직의 공간평면상에서의 처리가 사용되었으나, 최근의 고화질 추세와, 메모리 가격의 하락으로 ED(Exteded Difinition) TV 등의 고화질 TV에서는 동적응형(Motion Adaptive) 처리가 점차 일반화되고 있다.

그러나 입력되는 영상신호를 ½ 증폭하는 ½ 증폭(1)와, 입력영상신호를 1H(1수평주사기간) 지연하는 라인 메모리(2)와, 이 라인 메모리(2)를 통과하여 1H 지연된 영상신호를 ½ 증폭하는 ½ 증폭기(3)와, 상기 ½ 증폭기(1),(3)의 출력을 가산기(4)에서 가산하여 보간(Interpolation) 점을 만들어 출력하는 구성으로 된 제1도에 타나낸 종래의 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로(Interlace-to-progressive : IPC)에서는 수직평균을 이용한 선형보간의 경우 영상의 흐려짐 현상이 나타나며, 동적응형 처리를 이용한 3차원 보간은 정지영역의 해상도는 향상되지만 선이 매끄럽지 못하고 계단모양으롤 나타나는 스탭 에지(Step Edge) 현상을 억제하지 못하며, 필드 메모리의 사용으로 인한 가격상승의 문제점이 있었다.

이러한 이유에서 인트라 필드(Inter-Fild) 처리에 의한 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 상기와 같은 문제점을 해결하고자 본곡 특허 출원번호 제 86-10183 호에서는 경사상관 보간의 개념을 도입하였다.

상기 특허에서는 경사방향의 인접 픽셀간의 차에 의한 상관도 평가에 의해 상관도가 높은 방향의 픽셀들로 평균하는 방법이 기술되어 있으나, 이러한 상관추정은 고역성분의 상관추정에 오류가 발생하기 때문에 이를 해결하기 위해 수평방향의 저역에 대해서는 경사상관 보간을 행하고, 고역성분에 대해서는 라인 평균(Average)이나 라인 더블링(Doubiling)을 하는 방법이 본충원인에 의한 특허 출원번호 제 90-21499 호 및 제 91-24244 호에 도입되었으며, 이 방법들을 도입함으로 해서 고역성분에서 발생하는 판정오류를 감소시킬 수 있다.

그러나 이러한 경사상관에 의한 보간은 경사방향의 에지에 대해서는 효과적이지만 수직방향의 해상도는 라인 평균과 마찬가지로 제한되기 때문에 해상도 보전을 위해 본출원인에 의한 출원번호 제 91-1025 호에서는 수직고역 및 수평저역의 성분에 대해서는 제로 레벨을 삽입하므로써 비월주사의 수직해상도 보전을 꾀하였다.

그리고 이 방법에 의하여 수직해상도의 향상을 꾀할 수 있으나, 제로 레벨 삽입은 비월주사와 같은 성격이므로 비월주사가 갖는 단점인 라인 플리커 현상이나 스텝에지등을 모두 포함하게 된다.

또한, TV 신호처리에서 여러단을 거치게 되면, 해상도 감소가 나타나게 되므로 상기의 특허들은 모두 별도의 수직 피킹처리가 필요하다는 단점을 지니고 있었다.

이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이 발명의 목적은, 피킹 제어 및 이득 제어를 노이즈 상태에 따라 가변할 수 있도록 함으로써 보다 샤프한 영상을 얻을 수 있고 노이즈 상태에서도 양호한 영상처리가 가능토록 한 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 비월주시산호의 순차주사신호로의 변환회로의 특징은, 입력되는 영상신호를 보간하는 보간부와, 이 보간부에 의해 보간된 영상신호와 원래의 영상신호를 선택적으로 출력하는 스위치로 되어 비월주사되어 수신된 신호를 순차주사신호로 처리하는 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로에 있어서, 입력되는 영상신호의 수직고역성분을 추출하는 수직대역필터와; 상기 수직대역필터에 연결되며, 이 수직대역필터의 출력의 이득을 조정하여 고역성분을 피킹하는 이득조정기와; 상기 수직대역필터에 연경되며, 이 수직대역필터의 수직고역성분을 1H 딜레이된 영상신호에서 감산하여 수직저역성분을 출력하는 감산기와; 상기 이득조정기 및 감산기에 연결되며, 이 이득조정기와 감산기의 출력을 가산하여 피킹된 원래의 영상신호를 상기 보간부 및 스위치로 출력하는 가산기를 포함하여 구성되는 것에 있다.

이하, 이 발명에 따른 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 참고도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제2도는 이 발명에 따라 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로의 구성 브럭도를 나타낸 것이다.

상기 제2도에 따른 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로는 입력되는 영산신호(a)의 주식고역성분을 추출하는 수직대역필터(20)에 이 수직대역필터(20)의 출력의 이득(G)을 조정하여 고역성분을 피킹하는 이득조정기(30)가 연결된다.

또한, 상기 수직대역필터(20)에서는 이 수직대역필터(20)의 수지고역성분을 1H 딜레이된 영상신호(b)에서 감산하여 수직저역성분을 출력하는 감산기(40)가 연결된다.

그리고 상기 이득조정기(30) 및 감산기(40)에는 이 이득조정기(30)와 감산기(40)의 출력을 가산하여 피킹된 원래의 영상신호(d)를 출력하는 가산기(50)가 연결되며, 이 가산기(50)에는 가산기(50)의 출력을 선형보간하여 보간 라인의 데이타를 만든는 보간부(10)가 연결된다. 그리고, 상기 가산기(50) 및 보간부(10)에는 상기 가산기(50)의 출력인 피킹된 원래의 영상신호(d)와 상기 보간부(10)의 보간출력을 선택적으로 출력하는 스위치(SW1)가 연결되어 구성된다.

상기 대역통과필터(20)는 영상신호 입력단(IN)에 이 영상신호 입력단(IN)으로부터 입력되는 입력영상신호(a)를 -¼ 증폭하는 -¼ 증촉기(21) 및 입력영상신호(a)를 1H 딜레이시키는 라인 메모리(22)가 연결되며, 상기 라인 메모리(22)에서는 이 라인 메모리(22)의 출력(b)을 ½배 증폭하는 ½ 증폭기(23)가 연결된다.

그리고 상기 라인 메모리(22)에서는 이 라인 메모리(22)의 출력(b)을 다시 -¼배 증폭하는 -¼ 증폭기(24)가 연결되며, 이 -¼ 증폭기(21),(25) 및 ½ 증폭기(23)에서는 -¼ 증폭기(21),(25) 및 ½ 증폭기(23)의 출력을 가산하는 가산기(26)가 연결되어 구성된다. 그리고 상기 보간부(10) 및 스위치(SW1)는 제1도와 같은 종래의 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로의 구성과 동일하다.

제3도는 픽셀 포인트의 정의를 나타낸 것으로, i는 수평 라인 번호이고, j는 i라인의 j번째 픽셀이며, X(i,j)는 보간된 픽셀 포인트이다.

제4도는 이 발명의 응용예를 나타낸 도면으로, 제2도와 같은 이 발명의 회로에 입력되는 영상신호의 노이즈를 체킹하는 노이즈 체킹 블럭(60)이 연결되어 구성되며, 입력되는 영상신호중의 노이즈 성분을 체킹하여 체킹된 노이즈 상태에 따라 이득조정기(30)의 이득(G)을 적절하게 조절할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같이 구성된 이 발명에서 영상신호 입력단(IN)으로부터 입력되는 영상신호(a)는 ¼ 증폭기(21)에 입력되어 -¼배 증폭되어 가산기(26)로 출력되고, 또한 라인 메모리(22)를 입력되어 1H 딜레이되어 ½ 증폭기(23)로 출력한다. 그리고 상기 라인 메모리(22)의 1H 딜레이된 영상신호(b)는 라인 메모리(24)에 입력되어 다시 1H 딜레이되어 -¼ 증폭기(25)로 출력된다.

상기 ½ 증폭기(23)로 출력된 1H 딜레이된 영상신호(b)는 ½배 증폭되어 가산기(26)로 출력되고 상기 -¼ 증폭기(25)로 출력된 2H 딜레이된 영상신호(c)는 -¼배 증폭되어 가산기(26)로 출력된다.

따라서 상기 -¼ 증폭기(21),(25) 및 ½ 증폭기(23)를 통한 영상신호는 가산기(26)에서 가산되어 영상신호의 수직고역성분이 추출되며, 이 가산기(26)에서 추출된 수직고역성분은 이득조정기(30)로 입력되어 이 이득조정기(30)의 이득(G)이 곱해짐으로써 고역성분이 피킹된다.

한편, 상기 가산기(26)의 수직고역성분 출력은 감산기(40)에 입력되어 1H 딜레이이된 영상신호(b)에서 감산되어 수직성분이 출력된다.

상기 감산기(40)을 통해 출력된 영상신호의 수직저역성분과 상기 이득조정기(30)를 통해 출력된 영상신호의 고역성분이 피킹된 신호는 가산기(50)에서 가산되어 원래의 영상신호의 고역성분이 피킹된 영상신호로 출력된다.

상기 가산기(50)에서 출력된 신호는 보간부(10)를 거쳐 고역성분이 피킹된 원신호에 대해 보간되어 보간 라인의 데이타가 출력된다. 이 보간된 신호는 스위치(SW1)를 통해 상기 가산기(50)의 출력과 교대로 선택되어 출력됨으로써 순차주사신호로써 출력되게 된다.

한편, 상기 보간된 라인의 신호 y(n)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

y(n)=(1-G)/8{X(i-3)+X(i+3)}+(1-G)/4×{X(i-2)+X(i+2)}

+(3+G)/8{X(i-1)+X(i+1)}+(1+G)/2×X(i)

여기서, j텀(Trem)은 모두 생략되었다.

그리고 상기 식에서 이득(G)에 따라서 보간 및 피킹특성이 달라짐을 알 수 있으며, 이득(G)=1이면 상기 제1도의 종래의 라인 보간과 동일처리가 되고, 이득(G)이 커질수록 피킹 이득이 커지고 비월주시신호의 순타주사신호로의 변환 대역이 넓어진다.

이것은 노이즈 상태등의 외부요인에 대한 적응처리가 가능하도록 하는데, 예를들면 제4도에서와 같이 노이즈 체킹 블럭(60)에서 노이즈 인자(Factor)를 구하여 이득조정부(30)의 이득(G)을 조정하여 노이즈 상태에 따라 이득(G)을 적응적으로 조절할 수 있게 된다.

즉, 노이즈가 심할 경우는 이득(G)=1로 하고, 노이즈가 없을 경우에는 이득(G)를 크게하며, 이때 이득(G)이 범위는 통상 1~3이다. 그리고 이 이득(G)값에 따른 주파수 특성은 제5도에 나타낸 바와 같다.

그리고 노이즈 상태의 체킹은 수직귀선기간의 편평한(Flat) 영역이나, 라인중에 빈영역의 신호 대 잡음비(S/N)를 구하는 방법에 의해 구한다.

이상에서와 같이 이 발명에 따른 비월주사신호의 순차주사신호로의 변환회로에 의하면 인트라-필드에서 피킹제어기능을 갖도록 회로를 구현함으로써 비월주사의 아티팩트(Artifact)를 제거할 수 있게 될 뿐만 아니라 보다 샤프한 영상을 얻을 수 있게 되며, 이득 제어를 노이즈 상태에 따라 조정할 수 있도록 함으로써 노이즈 상태에서도 양호한 영상처리가 가능토록 한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 입력되는 영상신호의 수직고역성분을 추출하는 수직고역통과필터; 입력되는 영상신호의 노이즈 성분을 체킹하는 노이즈체킹부; 상기 노이즈체킹부에서 체킹된 노이즈 상태에 따라서, 상기 수직고역통과필터에서 추출된 고역성분의 이득을 조정하는 고역성분 이득조정기; 입력영상신호가 1수평라인 지연된 영상신호에서 상기 수직고역통과필터의 수직고역성분을 감산한 수직저역성분을 출력하는 감산기; 상기 감산기에서 출력된 수직저역성분과 상기 고역성분 이득조정기에서 출력된 수직고역성분을 감산하여 출력하는 가산기; 상기 가산기의 출력신호를 선형보간하여 보간라인 데이터를 생성하는 선형보간부; 상기 가산기의 출력 또는 보간부의 출력신호를 스위칭하는 스위칭수단을 포함한느 비월주사신호의 순차신호로의 변환회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 수직고역통과필터는 영상신호입력단으로 입력되는 영상신호를 -¼배 증폭하는 제1 -¼ 증폭기; 상기 영상신호입력단으로 입력되는 영상신호를 1H 딜레이시키는 제1라인메모리; 상기 제1라인메모리의 출력을 ½배 증폭하는 ½ 증폭기; 상기 제1라인메모리의 출력을 -¼배 증폭하는 제2 -¼ 증폭기; 상기 제1 및 제2 -¼ 증폭기와 상기 ½ 증폭기의 출력을 가산하는 가산기로 구성되는 비월주사신호의 순차신호로의 변환회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 고역성분 이득조정기의 값은 1~3의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 비월주사신호의 주사신호로의 변환회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 고역성분 이득조정기는 상기 노이즈체킹부의 노이즈 체킹결과, 노이즈 성분이 많으면 상기 고역성분 이득조정기의 값을 1로 하고, 노이즈 성분이 작으면 상기 고역성분 이득조정기의 값을 3으로 하는 것으로 특징으로 한느 비월주사신호의 주사신호로의 변환회로.