KR0157437B1 - 휘도 및 색신호 분리 회로 - Google Patents

Abstract

칼라 영상 처리시스템에 있어서 콤필터클 사용하여 복합영상신호로부터 휘도신호와 색신호를 분리할 때 발생하는 행잉도트를 제거하는 휘도 및 색신호 분리 회로에 관한 것이다.

복합영상신호에서 휘도 및 색신호를 분리할 때 발생되는 행잉도트를 제거하기 위하여 입력 복합영상신호에서 색신호 대역의 신호를 추출하고, 상기 추출된 색신호 대역의 신호를 1H 콤필터링하여 휘도 고역신호와 색신호를 분리한다. 또한 색신호가 없는 수평주사라인에서 색신호가 있는 수평주사라인으로 되는 경우에는 그 수평주사라인에 대해 제1보상제어신호를 발생하고, 색신호가 있는 수평주사라인에서 색신호가 없는 수평주사라인으로 되는 경우에는 1H지연된후의 수평주사라인에 대해 제2보상제어신호를 발생한다. 그리고 제1, 제2보상제어신호에 의해 휘도 고역 신호에 포함된 색신호 성분을 제거하여 보상 휘도 고역 신호와 색신호를 출력하며, 입력 복합영상신호에서 색신호 대역 신호를 감산하여 휘도 저역신호를 추출한후 보상 휘도 고역신호와 가산하여 휘도신호를 분리함으로서 행잉도트를 정확히 제거하여 화질을 개선시킨다.

Description

휘도 및 색신호 분리 회로

제1도는 행잉도트 예시도.

제2도는 본 발명에 따른 회로도.

제3도는 제2도중 색신호 판별기(12)의 상세 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : BPF 200 : 콤필터부

300 : 보상 제어부 400 : 색보상부

500 : 휘도 분리부

본 발명은 복합영상신호로부터 휘도신호 및 색신호를 분리하는 회로에 관한 것으로, 특히 칼라 영상 처리시스템에 있어서 콤필터(comb filter)를 사용하여 복합영상신호로부터 휘도신호와 색신호를 분리할 때 발생하는 행잉도트(hanging dot)를 제거하는 휘도 및 색신호 분리 회로에 관한 것이다.

현재 칼라텔레비젼등의 칼라 영상 처리시스템에 있어서 입력 복합영상신호를 휘도(Iuminance) 신호와 색(chroma)신호로 분리하는 것은 필수적인 과정으로 되어 있다. 특히 고화질을 요하는 ID(Improved Definition) 텔레비젼, ED(Extended Definition) 텔레비젼등의 디지털 칼라텔레비젼에 있어서는 보다 효율적인 휘도신호와 색신호의 분리가 요구되고 있다.

일반적으로 NTSC방식 영상신호로부터 휘도 및 색신호 분리는 정지화상의 경우에는 프레임 메모리를 이용하여 행하고 동화상에 대해서는 수평주사라인간의 특성을 이용한 콤필터로서 휘도 및 색신호 분리를 하여왔다.

상기 콤필터를 사용하기 위해서는 복합영상신호의 색신호가 수직적으로 상관관계가 성립할 때 1수평주사기간, 즉 1H마다 위상이 반전되어야 한다. 즉 NTSC 방식에서 휘도 신호에 색신호가 주파수적으로 fh/2(여기서 fh는 수평주파수임)만큼 오프셋(offset)되는 복합영상신호의 인터리이빙(interleaving)이 이에 해당한다. 또한 1H 전후의 색신호는 유사성이 있어야 한다.

통상적으로 휘도 및 색신호 분리시 콤필터를 사용하게 되면 휘도신호와 색신호간의 누화(cross talk)가 줄어드는 대신에 수직적 상관이 없는 부분 즉, 수평주사라인의 수직방향으로 휘도신호만의 영상신호와 색신호까지 포함된 영상신호의 경계면에서 에러가 발생하여 행잉도트라는 화질열화 요인이 발생한다. 제1도는 행잉도트의 발생 형태 예를 도시한 것으로 참조부호 HD가 회색과 청색의 경계면에서 발생되는 행잉도트를 나타낸 것이며, 이는 색부반송파에 의한 에러이다.

한편 콤필터에 의한 휘도 및 색신호분리는 본원 출원인과 동일 출원인 의해 기출원된 1990년 특허출원 8475호에 상세히 설명되어 있다. 상기 1990년 특허출원 8475호의 콤필터에서는 1H 지연 영상신호와 현재 입력 영상신호를 가감함으로써 휘도신호와 색신호를 분리한다. 이때 수직방향으로 휘도신호와 색신호의 경계면에서 보면, 색신호가 없는 부분의 영상신호와 색신호가 있는 부분의 영상신호가 합산되기 때문에 색신호가 있는 영상 신호와의 경계면에 있는 휘도신호만의 영상신호에 색부반송파가 실리게 됨으로써 행잉도트가 발생된다.

그러므로 휘도 및 색신호 분리시 콤필터를 사용하게 되면 휘도신호와 색신호간의 누화가 줄어드는 대신에 제1도와 같이 수직방향으로 색신호와 휘도신호 경계면에 행잉도트가 발생한다. 상기 행잉도트는 색부반송파의 주파수로서 제1도에서 참조부호 HD가 회색과 청색의 경계면에 발생된 행잉도트의 예를 나타낸다.

상기와 같은 행잉도트를 제거하기 위하여 상기 1990년 특허출원 8475호에서는 수평주사라인간 휘도신호 및 색신호의 상관도를 동시에 검출하여 적응적으로 콤필터링 또는 밴드패스필터링에 의해 휘도 및 색신호 분리를 하고 있다. 이에 따라 행잉도트를 제거할 수는 있으나 수직방향으로 휘도신호와 색신호의 경계면에서는 단순히 밴드패스필터링만을 함으로써 화질의 열화가 발생되며, 상관도 검출 및 적응선택을 하기 위하여 회로가 복잡해지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 칼라 영상 처리시스템에 있어서, 간단한 구성회로로서 행잉도트를 제거할 수 있는 휘도 및 색신호 분리 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 칼라 영상 처리시스템에 있어서, 입력 복합영상신호를 콤필터링한 후 연속되는 두개의 수평주사라인에서 색신호의 유무 판별에 따라 휘도신호에 포함되어 있는 색신호를 제거할 수 있는 휘도 및 색신호 분리 회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 휘도 및 색신호 분리 회로도로서, 입력 복합영상신호(Vin)에서 색신호 대역의 신호를 추출하는 밴드패스필터(이하 BPF라 한다)(100)와, 상기 BPF(100)에 의해 추출된 색신호 대역의 신호를 1H 콤필터링하여 휘도 고역신호와 색신호를 분리하는 콤필터부(200)와, 상기 콤필터부(200)로부터 색신호의 출력 유무를 판별하여, 색신호가 없는 수평주사라인에서 색신호가 있는 수평주사라인으로 되는 경우에는 그 수평주사라인에 대해 제1보상제어신호를 발생하고, 색신호가 있는 수평주사라인에서 색신호가 없는 수평주사라인으로 되는 경우에는 1H 지연된 후의 수평주사라인에 대해 제2보상 제어신호를 발생하는 보상 제어부(300)와, 상기 콤필터부(200)에 의해 분리된 휘도 고역신호와 색신호를 입력하고, 상기 제1, 제2보상 제어신호에 의해 상기 휘도 고역신호에 포함된 색신호 성분을 제거하여 보상 휘도 고역신호와 출력 색신호(Cout)를 출력하는 색보상부(400)와, 상기 입력 복합영상신호(Vin)에서 상기 BPF(100)에 의해 추출된 색신호 대역의 신호를 감산하여 휘도 저역신호를 추출한 후 상기 보상 휘도 고역신호와 가산하여 출력 휘도신호(Yout)를 출력하는 휘도 분리부(500)로 구성된다.

상기 제2도의 구성중 상기 콤필터부(200)는 제1 1H지연기(2)와 가산기(4)와 감산기(6)와 제1,제2지연보상기(8,10)로 구성된 공지의 1H 콤필터회로이다.

상기 보상 제어부(300)는 상기 콤필터부(200)로부터 색신호 출력 유무를 판별하여 판별신호를 발생하는 색신호 판별기(12)와, 상기 판별신호를 1H 지연시키는 제2 1H지연기(14)와, 상기 1H 지연 판별신호와 상기 판별신호를 각각 반전시키는 인버터(16,18))와, 상기 판별신호와 상기 인버터(16)의 출력을 논리곱하는 앤드게이트(20)와, 상기 1H 지연 판별신호와 상기 인버터(18)의 출력을 논리곱하는 앤드게이트(22)로 구성된다.

상기 색보상부(400)는 상기 콤필터부(200)에서 출력되는 색신호를 1H지연시켜 출력 색신호(Cout)로 출력하는 제3 1H 지연기(24)와, 상기 콤필터부(200)에 의해 분리된 색신호를 상기 제1보상제어신호가 발생되는 동안 출력하는 스위치(26)와, 상기 콤필터부(200)에 의해 분리된 휘도 고역신호와 상기 스위치(26)로부터 출력되는 색신호를 가산하는 가산기(28)와, 상기 가산기(28)의 출력을 1H 지연시키는 제4 1H 지연기(30)와, 상기 제3 1H 지연기(24)에 의해 지연된 출력 색신호(Cout)를 상기 제2보상제어신호가 발생되는 동안 출력하는 스위치(32)와, 상기 제4 1H지연기(30)에 의해 지연된 휘도 고역신호에서 상기 스위치(32)로부터 출력되는 색신호를 감산하는 감산기(34)로 구성된다.

상기 휘도 분리부(500)는 상기 입력 복합영상신호(Vin)에서 상기 BPF(100)에 의해 분리된 색신호 대역신호를 감산하여 휘도 저역신호를 추출하는 감산기(36)와, 상기 감산기(36)에서 출력되는 휘도 저역 신호를 일정 지연시키는 제3지연보상기(38)와, 상기 제3지연보상기(38)에 의해 지연보상된 휘도 저역신호와 상기 감산기(34)에 의해 색신호가 제거된 보상 휘도 고역신호를 가산하여 출력 휘도신호(Yout)를 출력하는 가산기(40)로 구성된다.

이하 본 발명에 따른 제2도의 동작예를 상세히 설명한다. 우선 제2도의 입력 복합영상신호(Vin)는 0~4.2MHz의 대역을 가지는 NTSC 방식 복합영상신호이다.

그리고 BPF(100)는 상기 입력 복합영상신호(Vin)에서 3~4.2MHz의 색신호 대역신호를 통과시킨다. 이에따라 콤필터링에 의해 가산기(4)에서는 휘도 고역신호가 출력되는데, n·fh(여기서 n 은 정수이며 fh는 수평 주파수임)의 휘도신호이다. 감산기(6)에서는 색신호가 출력되는데 (n+1/2)·fh(여기서 n은 정수이며 fh는 수평주파수임)의 색신호이다. 상기 감산기(6)로부터 출력되는 색신호는 제3도와 같이 지연기(42)와 제1, 제2색신호 검출부(44,46)로 구성되는 색신호 판별기(12)에 입력된다.

상기 색신호 판별기(12)는 색부반송파에 의해 색신호의 유무를 판별하는 공지의 회로이며 색부반송파가 존재하면 논리 1을 출력하고, 없으면 논리 0을 출력한다. 상기 제3도에서 입력라인(101)과 출력라인(102)은 각각 제2도의 동일 참조부호 101, 102와 대응된다. 그리고 상기 제3도와 같이 구성되는 제1, 제2색신호 검출부(44,46)는 각각 설정된 개수의 1화소 지연기(D1-Dn)와 낸드게이트(G1)와 앤드게이트(G2,G3)로 이루어지는 동일한 구성을 가진다.

또한 상기 지연기(42)는 입력신호를 일정 지연시키는 것으로 색신호의 위상이 90°이상(phase shift)되어 있을 경우에는 제2색신호 검출부(46)에서 색신호를 검출토록 하기 위한 것이다. 그러므로 이때의 지연시간은 3.58HMz의 색부반송파에 대하여 1/14.82×10^-6초가 된다. 오아게이트(G4)는 제1, 제2색신호 검출부(44,46)의 출력을 논리합하여 판별신호로 출력한다.

상기와 같은 색신호 판별기(12)의 출력 판별신호를 이용하여 상기 가산기(4)의출력 휘도 고역신호에 포함될 수 있는 색신호를 제거하기 위한 후술하는 바와 같은 제1, 제2보상제어신호를 발생시키게 된다.

그리고 제1, 제2지연보상기(8,10)는 콤필터링에 따른 휘도 고역신호와 색신호를 각각 상기 색신호 판별기(12)의 처리 기간동안 지연시켜 매칭(matching)시킨다.

상기 판별신호는 앤드게이트(20)의 일입력 단자에 입력되는 동시에 제2 1H지연기(14)에서 1H 지연된 후 앤드게이트(22)의 일입력단자에 입력된다. 상기 앤드게이트(20,22)의 타입력단자에는 인터버(18)에 의해 반전된 1H 지연 판별 신호, 인버터(16)에 의해 반전된 판별신호가 각각 입력된다. 이에따라 하기와 같은 식이 성립되는 제1보상제어신호가 앤드게이트(20)에서 출력되며 제2보상제어신호가 앤드게이트(22)에서 출력된다.

상기 (1),(2)식에서 TH(n)은 판별신호이고, TH(n-h)은 1H 지연판별신호이다.

그러므로 입력 복합영상신호(Vin)가 연속되는 수평주사라인에서 수직적으로 색신호가 없는 영상신호에서 색신호가 있는 영상신호로, 또는 색신호가 있는 영상신호에서 색신호가 없는 영상신호로 경계면이 발생될 때 BPF(100)의 출력 색신호 대역신호와, 가산기(4)의 출력 휘도 고역신호와, 감산기(6)의 출력 색신호에 따른 판별신호 및 제1, 제2보상제어신호는 하기 표 1과 같이 된다.

상기 표 1에서 L(m), L(m+1),......, L(m+6)은 연속되는 각 수평주사라인이고, Cb는 BPF(100)의 출력 색신호 대역신호이며, Yh는 가산기(4)의 출력 휘도 고역신호이며, C는 감산기(6)의 출력 색신호이며, TH는 색신호 판별기(12)의 출력 판별신호이다. 또한 Y는 영상신호의 휘도신호를 나타낸 것이며, C는 색신호를 나타낸 것이다.

상기 표1을 보면 가산기(4)의 출력은 휘도신호인데 휘도신호와 색신호의 인접부분인 L(m+1)과 L(m+5)에서 색부반송파신호가 살아 있음을 알 수 있다. 이 성분이 전술한 제1도와 같은 행이도트 현상으로 나타난다. 그러므로 이 성분을 없애기 위해 색신호 판별기(12)로서 각 수평주사라인에서 색부반송파 유무를 판단하여 색부반송파신호가 있는 수평주사라인과 없는 수평주사라인이 생기는 부분, 즉 색과 휘도의 교차지점을 감지하여 보상해 주면 된다. 즉, 그 라인에 해당하는 색신호 출력을 휘도신호에 가감해 주면 된다.

색신호 유무 판별후, L(m)과 L(m+1)의 경우에는 휘도신호가 먼저의 수평주사라인에 있고 색신호가 나중의 수평주사라인에 있으므로 즉, 휘도신호 다음에 색신호 수평주사라인이 오는 경우이므로 이 경우에는 제1보상제어신호가 가산기(4)의 출력 휘도 고역신호 Yh에 색신호 C가 있을때와 같은 수평주사라인에 대해 발생한다. 그러나 색신호 다음에 휘도신호 수평주사라인이 오는 경우는 가산기(4)의 출력 휘도 고역신호 Yh가 발생하고 난 다음에 제2보상제어신호가 발생한다. 즉 지나간 데이터를 제어해야 하는데 이것을 제어해주기 위해 1H 지연된 후의 수평주사라인에 대해 제2보상제어신호가 발생한다.

결국 제1지연보상기(8)의 출력신호인 휘도 고역신호 Yh는 제1보상제어신호가 논리 1로 발생되는 동안 제2지연보상기(10)의 출력 색신호를 스위치(26)을 통해 가산시켜준다. 그렇게 되면 상기 표1의 L(m+1)에서와 같이 (2Y+C)+(-C)=2Y가 되어 색신호가 제거된 보상 휘도 고역신호로 출력된다.

또한 제2보상제어신호가 논리 1로 발생될때는 상기 표1에서 보는 것과 같이 1H지연된 신호를 제어해주어야 하기 때문에 제1지연보상기(8)와 가산기(28)를 거친 신호를 제4 1H지연기(30)에서 1H 지연시킨다. 그리고 나서 제3 1H지연기(24)에서 상기와 같이 1H지연된 색신호를 스위치(32)를 통해 감산기(34)에서 감산시킨다.

이에따라 감산기(34)에서의 출력은 (2Y-C)-(-C)=2Y로 되어 색신호가 제거된 보상 휘도 고역신호로 출력된다.

상기한 바와 같이 감산기(34)을 거친 신호는 제3지연보상기(38)을 거친 휘도 지역신호와 가산되어 출력 휘도신호(Yout)로 출력하고, 출력 색신호(Cout)는 제3 1H지연기(24)의 출력이 그대로 출력된다. 여기서 상기 제3지연 보상기(38)에서 휘도 고역 신호의 처리와 매칭시키기 위하여 일정 지연되는 휘도 저역신호는 감산기(36)로서 입력 복합영상신호(Vin)에서 BPF(100)의 출력 색신호 대역신호를 뺀 신호이다.

한편 상기한 바와 같은 과정에서 레벨이 2Y, 2C로 커진 신호는 발생시마다 후단에서 1/2배의 승산기로서 원래의 레벨로 복원시키거나 최하위 비트(LSB)를 버림으로써 복원시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명은 칼라 영상 처리시스템에 있어서 입력 복합영상신호를 콤필터링한후 연속되는 두 개의 수평주사라인에서 휘도 및 색의 경계가 발생할 때 색신호의 유무 판별에 따라 휘도신호에 포함되어 있는 색신호를 제거하는 회로로서, 간단한 구성회로로서 행잉도트를 정확히 제거하여 화질을 개선시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력 복합영상신호를 휘도 및 색신호로로 분리하는 휘도 및 색신호 분리 회로에 있어서, 상기 입력 복합영상신호에서 색다른 대역의 신호를 추출하는 밴드패스필터(100)와, 상기 밴드패스필터(100)에 의해 추출된 색신호 대역의 신호를 1H 콤필터링하여 휘도 고역신호와 색신호를 분리하는 콤필터부(200)와, 상기 콤필터부(200)로부터 색신호의 출력유무를 판별하여, 색신호가 없는 수평주사라인에서 색신호가 있는 수평주사라인으로 되는 경우에는 그 수평주사라인에 대해 제1보상제어신호를 발생하고, 색신호가 있는 수평주사라인에서 색신호가 없는 수평주사라인으로 되는 경우에는 1H 지연된 후의 수평주사라인에 대해 제2보상제어신호를 발생하는 보상 제어부(300)와, 상기 콤필터부(200)에 의해 분리된 색신호를 1H 지연시켜 출력 색신호(Cout)로 출력하는 제3 1H지연기(24)와, 상기 콤필터부(200)에 의해 분리된 색신호를 상기 제1보상제어신호가 발생되는 동안 출력하는 스위치(26)와, 상기 콤필터부(200)에 의해 분리된 휘도 고역신호와 상기 스위치(26)로부터 출력되는 색신호를 가산하는 가산기(28)와, 상기 가산기(28)의 출력을 1H 지연시키는 제4 1H지연기(30)와, 상기 제3 1H 지연기(24)에 의해 지연된 출력 색신호(Cout)를 상기 제2보상제어신호가 발생되는 동안 출력하는 스위치(32)와, 상기 제4 1H지연기(30)에 의해 지연된 휘도 고역신호에서 상기 스위치(32)로부터 출력되는 색신호를 감산하여 보상 휘도 고역신호로 출력하는 감산기(34)와, 상기 입력 복합영상신호에서 상기 밴드패스필터(100)에 의해 추출된 색신호 대역신호를 감산하여 휘도 저역신호를 추출한후 상기 감산기(34)로부터 출력되는 보상 휘도 고역신호와 가산하여 출력 휘도신호(Yout)로 출력하는 휘도 분리부(500)로 구성함을 특징으로 하는 휘도 및 색신호 분리 회로.

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