KR0142296B1 - 비월/순차주사 변환장치 - Google Patents

비월/순차주사 변환장치

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KR0142296B1 KR1019930006098A KR930006098A KR0142296B1 KR 0142296 B1 KR0142296 B1 KR 0142296B1 KR 1019930006098 A KR1019930006098 A KR 1019930006098A KR 930006098 A KR930006098 A KR 930006098A KR 0142296 B1 KR0142296 B1 KR 0142296B1
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Abstract

본 발명은 비월주사방식의 TV신호를 순차주사방식의 TV신호로 변환하는 장치에 관한 것으로, 비월주사방식의 영상데이타에 대해 메디안필터링 및 FIR필터링을 행하여 노이즈성분을 제거하고, 노이즈 성분이 제거된 비월주사방식의 영상데이타에 대해 3-픽셀 메디안 기법을 적용하여 비월주사된 영상데이타를 보간함으로써, 순차주사방식의 영상데이타를 얻는다. 본 발명에 의한 비월/순차주사 변환장치는 종래의 비월/순차주사 변환장치에서 발생하는 화상의 흐림현상(blurring)이나 윤곽부분의 경사 경계 열화현상등을 억제할 수 있다.

Description

비월/순차주사 변환장치
제1도는 본 발명에 의한 비월/순차주사변환장치의 일 실시예를 나타내는 블록도
제2도는 제1도의 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도
제3도는 제1도의 장치에 대한 보다 상세한 블록도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 이중필터링부11: 메디안필터
12,15,21: 주사선지연기14: FIR필터
20: 비월/순차변환부22: 필드지연기
23: 3-픽셀메디안부31: 9-픽셀소터
32: 3-픽셀소터33: 멀티플렉서
본 발명은 TV영상신호의 주사방식을 비월주사방식에서 순차주사방식으로 변환하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 이중필터링(Double Filtering)기법과 3-픽셀 메디안기법을 하이브리드(hybrid)시킨 비월/순차주사변환장치에 관한 것이다.
일반적으로 NSTC방식 및 PAL방식 등의 TV신호전송방식은 TV수상기의 물리적 특성과 TV신호 전송대역의 효율적인 이용을 위해 비월주사(interlaced scan)방식을 사용한다. 이러한 비월주사방식으로 디스플레이되는 화면은 주사선깜박임(line flickter)및 주사선흐름(line crawling)등의 화면열화현상을 나타낸다. 또한, TV화면이 대형화되고 그 기능이 고급화되면서, 화면을 가까이에서 보거나 명암대비를 높이는 경우, 주사선의 구조가 눈에 띄는 문제가 있었다.
이러한 화면열화현상들을 억제하기 위해 비월주사방식을 순차주사방식으로 변환하는 장치들이 이용되고 있다. 종래에 사용되고 있는 비월/순차주사 변환장치는 데이타처리를 수평-수직의 공간평면상에서 수행한다. 또한, 최근 EDTV(Extended Definition TV)등의 고화질 TV는 비월/순차주사 변환방식에서 동추정 및 동보상에 의한 움직임데이타의 적응적처리를 사용하고 있다.
그러나, 수평-수직 평면상에서의 평균을 이용한 선형보간의 경우, 영상의 흐림현상(blurring)이 나타나고, 화상의 윤곽부분에서는 경사경계(Step edge)의 열화현상이 나타난다. 또한, 움직임데이타의 적응적처리를 이용한 필드간 보간의 경우, 정지영역의 해상도는 향상되지만 전술한 경사경계의 열화현상은 개선되지 못하며, 프레임메모리를 사용하여야 하므로 가격이 상승하는 문제점이 있다. 그리고, 원래의 영상신호에 임펄스노이즈(impulse noise)가 존재하는 경우, 전술한 바와 같은 선형필터의 보간은 노이즈를 제거하지 못하며 단지 억압하는 정도에 그쳐 화상의 흐려짐을 초래한다.
따라서, 본 발명의 목적은 영상신호에 포함된 임펄스노이즈에 효과적으로 대응하고, 영상의 흐림현상 및 경사경계의 열화현상을 제거하기 위한 비월/순차주사 변환장치를 제공함에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적은 비월주사방식의 TV영상데이타를 순차주사방식의 영상데이타로 변화하기 위한 장치에 있어서, 상기 비월주사방식의 영상데이타를 공급받고, 이 입력데이타에 포함된 노이즈성분을 제거하기 위해 2차에 걸친 소정의 필터링을 행하는 이중필터링부, 및 이중 필터링부의 출력데이타를 공급받고, 현재 필드의 인접한 2개 주사선과 이 2개 주사선의 가운데 위치에 해당하는 이전 필드의 주사선에 존재하는 픽셀들에 대해 3-픽셀메디안을 행하여 순차주사방식의 영상데이타를 출력하는 비월/순차 변환부에 의하여 달성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하기로 한다.
제1도는 본 발명에 의한 비월/순차주사 변환장치의 일예를 나타낸다. 이중필터링부(10)는 입력 영상신호에 포함된 노이즈성분을 이중필터링방식으로 제거한다. 그러면, 비월/순차변환부(20)는 이중필터링부(10)에서 노이즈가 제거된 3개의 픽셀들을 이용하여 3-픽셀메디안기법에 의해 비월주사방식의 신호를 순차주사방식의 신호로 변환시킨다.
먼저, 이중 필터링부(10)의 동작에 대해 상세히 설명한다. 이중필터링부(10)의 입력되는 노이즈성분이 포함된 비월주사방식의 영상신호(X(n))는 다음 식(1)과 같다.
X(n)=S(n) + N(n) …………… (1)
여기서, S(n)은 원신호, N(n)은 노이즈성분, 'n'은 샘플링 순서.
식(1)과 같은 입력영상신호(X(n))는 메디안필터(11) 및 제1주사선지연기(12)로 입력된다. 메디안필터(11)는 입력 영상데이타의 각 픽셀데이타에 대한 메디안값을 산출하여 모든 픽셀데이타를 해당 메디안값으로 대체시킨다. 이에 따라, 메디안필터(11)의 입력데이타에 포함된 임펄스노이즈는 제거되고 화상의 경계(edge)는 보존된다. 메디안필터(11)의 출력(U(n))은 다음식(2)와 같다.
U(n)=MF[X(n)]=S'(n)…………… (2)
여기서, 'MF'는 메디안 필터링 S'(n)은 원신호의 추정값
제1주사선지연기(12)는 입력영상신호X(n)를 1주사선구간 만큼 지연시킨다. 감산기(13)는 제1주사선지연기(12)의 출력에서 메디안필터(11)의 출력을 감산한다. 감산기(13)의 출력(Z(n))은 다음 식(3)과 같다.
Z(n)=X(n)-U(n)=X(n)-S'(n)=N'(n) …………… (3)
여기서, N'(n)은 가우스형태의 추정노이즈(Gassian noise).
FIR필터(14)는 식(3)과 같은 입력데이타(Z(n))에서 노이즈성분만을 제거한다. FIR필터(14)의 출력(V(n))은 다음 식(4)와 같다.
V(n)=FIR[Z(n)]…………… (4)
여기서, 'FIR'은 유한충격응답필터링.
제2주사선지연기(15)는 메디안필터(11)의 출력(U(n))을 1주사선 구간 만큼 지연시킨 후 가산기(16)로 공급한다. 가산기(16)는 FIR필터(14)의 출력(V(n))과 제2주사선지연기(15)의 출력(U(n))을 가산한다. 가산기(16)의 출력(W(n))은 다음 식 (5)와 같다.
W(n)=U(n)+V(n)=S''(n)…………… (5)
가산기(16)의 출력은 (W(n))입력신호(X(n))를 이중필터링한 결과로서 원신호(S(n))의 두번째 추정값(estimation value)(S''(n))이 된다.
이와같이, 이중필터링부(10)에서 이중필터링된 영상데이타(W(n))는 비월/순차변환부(20)로 인가된다. 비월/순차변화부(20)의 동작은 제2도를 참조하여 설명하기로 한다. 제2도는 임의의 인접한 두 필드(Fk-1,Fk)의 주사선들(Li-3∼Li+3)을 나타낸다. 또한, 각 픽셀들은 전술한 이중필터링부(10)에서 이중필터링된 데이타들이다. 지금, 픽셀 'A,B,C'에 대해 3-픽셀메디안기법을 적용하여 픽셀 'P'의 데이타를 구하고자 한다. 그러면, 제1도의 비월/순차변환부 (20)로 'A'픽셀데이타가 입력되는 경우, 제3주사선지연기(21)의 출력은 'B'픽셀데이타가 되고, 필드지연기(22)의 출력은 'C'픽셀데이타가 된다. 그 결과, 3-픽셀메디안부(23)는 A,B 및 C픽셀데이타를 동시에 공급받아 3-픽셀 메디안값을 출력한다.
Y(n)=P=MED[A,B,C]…………… (6)
이와 같은 3-픽셀 메디안기법은 움직임데이타의 적응적처리 효과를 준다. 즉, 움직임이 큰 화상인 경우, 'C'픽셀데이타와 'A' 또는 'B'픽셀데이타 간의 차가 'A'픽셀데이타와 'B'픽셀데이타 간의 차보다 크므로, 식(6)에서 'Y(n)=P=A 또는 B'가 된다. 또한, 움직임이 없는 정지화면의 경우, 'Y(n)=P=C' 가 된다. 그러므로, 비월/순차변환부(20)는 움직임 및 경계부분의 검출이 없이도, 정지화면과 움직임화면에 대해 적응적으로 대처하게 된다.
제3도는 제1도의 장치를 보다 구체적으로 구현한 상세블록도이다. 지금, 제3도의 장치로 제2도의 블록내에 해당하는 픽셀데이타(이때, 각 픽셀데이타는 필터링되기 이전의 상태)가 입력된다. 블록의 각 픽셀데이타(a, b, ‥‥,g)는 이중필터링부(10)의 다수개의 1주사선지연기(1H)및 픽셀지연기(D)를 거쳐 도시된 바와 같이 9-픽셀소터(31)로 동시에 공급된다. 그러면, 9-픽셀소터(31)는 인접한 두 픽셀간을 비교하여 9개의 픽셀데이타를 크기순으로 정리한 다음, 5번재 큰 값을 선택한다. 이 값이 메디안값에 해당한다. 그런다음, 이중필터링부(10)는 전술한 바와 같이 FIR필터링을 행하여 이중필터링된 데이타(W(n))를 출력한다. 또한 비월/순차변환부(20)의 3-픽셀메디안부(23)는 3-픽셀 소터(32)와 멀티플렉서(33)로 구성된다. 3-픽셀소터(32)는 9-픽셀소터(31)와 마찬가지로 입력되는 3개 픽셀 데이타(A,B,C)를 소터하여 메디안값(P)을 출력한다. 그러면 멀티플렉서(33)는 'P'또는 B'픽셀데이타를 교대로 출력함으로써 순차주사방식의 신호를 얻게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 비월/순차주사 변환장치는 비월주사방식의 영상데이타를 이중으로 필터링하여 노이즈 성분이 1제거된 픽셀데이타를 얻은 다음, 보간하고자 하는 주사선을 중심으로 인접한 2개주사선상의 픽셀과 1필드이전의 동일위치의 픽셀에 대해 3-픽셀 메디안기법을 적용하여 순차주사방식의 신호를 얻는다. 이에따라, 종래의 비월/순차주사변환시스템에서 발생하는 각종 화면열화현상을 방지할 뿐만 아니라 프레임메모리를 필요로 하지 않으므로 제조가격의 경쟁력을 보다 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 비월주사방식의 TV영상데이타를 순차주사방식의 영상데이타로 변환하기 위한 장치에 있어서, 상기 비월주사방식의 영상데이타를 공급받고, 이 입력데이타에 포함된 노이즈성분을 제거하기 위해 2차에 걸친 소정의 필터링을 행하는 이중필터링부; 및 상기 이중필터링부의 출력데이타를 공급받고, 현재 필드의 인접한 2개 주사선과 이 2개 주사선의 가운데 위치에 해당하는 이전 필드의 주사선에 존재하는 픽셀들에 대해 3-픽셀 메디안을 행하여 순차주사방식의 영상데이타를 출력하는 비월/순차 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비월/ 순차주사 변환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이중필터링부는 상기 입력 영상데이타의 각 픽셀데이타에 대한 메디안값을 산출하여 모든 픽셀데이타를 해당 메디안값으로 대체시키는 메디안필터; 상기 입력 영상데이타와 상기 메디안 필터의 출력데이타간의 오차값을 산출하는 감산기; 상기 감산기의 출력데이타를 유한층력응답필터링하는 FIR필터; 및 상기 메디안필터의 출력데이타와 상기 FIR필터의 출력데이타를 가산하여 출력하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비월/순차주사 변환장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이중필터링부는 상기 감산기로 입력되는 2개 입력데이타를 동기시키기 위해 상기 입력영상데이타를 1주사선 구간 만큼 지연시키는 제1주사선지연기; 및 상기 가산기로 입력되는 2개 입력데이타를 동기시키기 위해 상기 메디안필터의 출력데이타를 1주사선 구간 만큼 지연시키는 제2주사선지연기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비월/순차주사 변환장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 메디안필터는 일정갯수의 픽셀들로 이루어지는 블록단위로 영상데이타를 공급받고, 상기 블록내의 픽셀들이 동시에 출력되도록 각 픽셀데이타를 적절히 지연시키기 위한 복수개의 주사선지연기 및 픽셀지연기로 이루이지는 지연부; 및 상기 지연부에서 동시에 공급되는 픽셀들을 크기순으로 배열하여, 메디안값에 해당하는 픽셀데이타를 출력하는 소터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비월/순차주사 변환장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비월/순차 변환부는 상기 이중필터링부로 부터 공급되는 픽셀데이타를 1주사선 구간만큼 지연하는 주사선지연기; 상기 주사선지연기에서 출력되는 픽셀데이타를 1필드구간동안 지연하는 필드지연기; 및 상기 이중필터링부로부터 공급되는 픽셀데이타, 상기 주사선지연기에서 출력되는 픽셀데이타 및 상기 필드지연기에서 출력되는 픽셀데이타를 공급받아, 이 픽셀들의 메디안 값을 산출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비월/순차주사 변환장치.
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