KR0160529B1 - 대각선상의 공간주파수를 제외한 전대역응답을 갖는 동신호검출회로 - Google Patents
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Abstract
휘도신호 성분과 함께 색도신호 성분을 갖는 복합영상신호에 작용하는 다양한 동신호 검출회로에서, 색도신호 성분은 공간 주파수 영역에서 대각선상 고주파수만을 제거하는 소정의 필터로 억제된다. 공간 주파수 영역에서의 대각선상 고주파수는 각국 방송국에서 채택된 것과 같이, 적절한 표준만 따른다면 복합영상신호의 색도신호 성분을 포함한다. 동신호 검출은 공간 고주파수 성분을 보다 많이 포함하므로써 개선된다.
Description
제1도는 종래 기술에 의한 동신호 검출회로도.
제2a도 내지 제2c도는 제1도에 나타난 동신호 검출회로의 동작과 프레임간 변화 검출 능력을 기술하는데 있어서의 공간 주파수 영역을 나타낸 도면.
제3도는 본 발명을 구현하는 동신호 검출회로의 일실시예를 나타낸 도면.
제4a도 내지 제4c도는 제3도의 동신호 검출회로의 동작을 기술하고 그의 프레임간 변화 검출 능력을 제1도의 동신호검출회로와 비교하는데 있어서의 공간주파수 영역을 나타낸 도면.
제5도는 본 발명의 다른 실시예로써 동신호에 영향받은 휘도신호에서 색도성분을 제거하는 프리필터(prefilter)를 갖는 동신호 검출회로도.
제6a도 내지 제6c도는 동신호에 영향받은 휘도신호에서 색도성분을 제거하는 프리필터(prefilter)를 갖는 제5도의 동신호 검출회로의 동작을 기술하는데 있어서의 공간주파수 영역을 나타낸 도면.
제7도는 본 발명의 또 다른 실시예로써 동신호에 영향받은 휘도신호에서 색도 성분을 제거하는 프리필터를 채택한 제3도의 동신호 검출회로를 나타낸 도면.
제8도는 본 발명의 또 다른 실시예로서 제3,5,7도에 나타난 동신호 검출회로에 가해진 변형예를 도시한 도면, 및
제9a도와 제9b도는 제8도의 동작을 기술하는데 있어서의 공간주파수 영역을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 복합영상신호 입력단자 102 : 프레임 메모리
104,204,304 : 감산기 106 : 수평저역 통과필터
108 : 후처리기 200,300 : 수평고역 통과필터
202,302 : 수직고역 통과필터
본 발명은 래스터 주사(raster-scanning) 복합영상신호에 의해 형성된 영상에서의 변화를 검출하는 동신호 검출회로에 관한 것이다.
래트서 주사란 연속적인 각각의 영상의 서로 직교하는 공간주파수 차원을 등각적으로 선형의 시간영역으로 바꾸는 과정을 말한다.
동신호 검출회로는 다양한 텔레비젼 영상신호 처리기기에 사용되는 것으로써, 특히, 본 발명의 동신호 검출회로는 상기 기기에 유용한 것이다. 본 발명의 동신호 검출회로는 비디오 테이프에 기록하는 중첩된(folded) 휘도신호를 채용하여 텔레비젼 방송이나 그와 유사한 텔레비젼 신호를 비디오 테이프에 기록하는데 있어서 사용하는 것이다. 본 발명자와 동료들이 개발하고 본 출원인에게 양도되어 1990년 8월 17일 미국특허청에 제출하여 특허허여된, 미국특허 출원번호(출원번호:07/569,029) 개선된 영상신호 기록 시스템의 명세서와 도면은 본 건의 이해를 돕기 위하여 편입되어 있다. 본 발명은 상기 출원에 게재된 도면중 제3,4도에 있어서 수평고역 통과필터(216), 감산기(218), 진폭검출기(220), 신호확산기(222)를 포함하는 제2도의 동신호분리회로(106)를 개선한 것이다.
일반적으로 거의 모든 동신호 검출회로는 프레임 콤필터(혹은 필드 콤필터)를 구비한다. 그리고, 색도신호 성분을 억제하기 위하여 콤필터의 출력단에 저역통과필터가 직렬로 접속된다. 콤필터는 때때로 최소한 색도신호 성분을 포함하는 복합영상신호의 주로 시간에 대한 도함수(derivative)를 얻기 위한 것이다. 상기 미국특허출원 제07/569,029호에 나타나 있듯이 저역통과필터는 고역통과필터의 입력 및 출력신호를 차동적으로 조합하여 구성될 수 있다. 시간영역에서 작동되는 저역통과필터는 래스터 주사에 의해 시간영역으로 바뀌는 2차원 공간주파수에서 다음과 같은 효과를 낳는다. 라인주사의 평행방향에 있는 모든 높은 공간주파수들은 본질적으로 제거된다.
저역통과필터의 시간영역응답은 때때로 후처리기에 공급된다. 일반적인 후처리기는 소정의 임계치보다 큰 값을 가지는 저역통과필터의 출력을 검출하여 복합영상신호의 해당 부분에 있어서 영상의 일부가 움직임이 있다는 표시를 발생시킨다. 상기와 같은 표시는 사실상 단일비트이며, 시간에 따라 변하고 상호 대각선상 공간주파수 차원에서 계단천이(step transition)를 나타내는 공간주파수 영역에서 응답을 발생한다. 이와 같은 경우 후처리기는 급격한 계단 천이가 보다 점차적인 천이로 대치되는 단일 비트 표시에 대한 응답을 발생하는 공간필터링과정을 수행하는 회로를 포함한다. 1989년 9월 19일 등록된 미국특허번호 제4,868,650호에서 Weckenbrock는 다차원에서의 영상조절신호의 효과를 확장하는 회로라는 제목으로 상기와 같은 회로를 개시하였고, 또한 1992년 1월 21일 등록된 미국특허 제5,083,203호에서 본 출원의 발명자중 고정완은 조절신호 확산회로라는 제목으로 상기와 같은 회로의 또 다른 예를 보였다.
비디오테이프에 휘도신호의 주파수중첩(folding)을 이용하여 텔레비젼방송이나 그와 유사한 텔레비젼신호를 기록하여 개선된 휘도대역을 얻을 때, 1990년 8월 17일 출원된 미국특허출원번호 제07/569,029호에 나타나 있듯이 텔레비젼 영상의 동적인 부분을 적응적인 공시간필터(spatio-temporal filter)를 사용하여 텔레비젼 영상의 움직이지 않는 부분과는 다르게 처리하는 것이 바람직하다. 공시간필터는 필드 사이에서의 시간차원과 주사선과 평행하며 가로지르는 2차원 영상공간에서 각각 작동한다. 한 프레임에서 다음 프레임까지 화소의 변화가 전혀 없거나 거의 없을 때, 프레임 평균(frame averaging)은 화상의 세밀한 부분의 손실없이 잡음 레벨을 줄이는데 쓰이며, 프레임 차(frame differencing)는 기록시 휘도신호에서 색도신호를 분리하는데 쓰인다. 이것은 시간적인 필터링 방법이다.
국부적인 영상 움직임이 있을 때와 같이, 한 프레임에서 다음 프레임까지 화소의 실제적인 변화가 있을 때, 프레임 평균은 화상의 흐려짐(blurring)을 방지하기 위하여 수행되지 않으며, 횡단공간 필터링은 기록시 휘도신호와 색도신호를 분리하는데 쓰인다. 상기의 횡단공간 필터링으로 휘도에서의 수직 해상도의 손실이 초래되지만, 인간의 시각은 영상의 동적인 부분에서의 감소된 공간 해상도는 문제삼지 않는다. 동신호 검출회로는 상기의 두 가지 작동 모드간의 절환을 조절하기 위하여 비디오테이프 기록시에 사용된다.
콤필터의 출력신호에서 색도신호성분을 억제하기 위하여 저역필터를 사용하는 형태의 동신호 검출회로는 휘도신호의 보다 세밀한 부분에서의 시간에 대한 변화마저 억제하므로 균일한 표면구성을 갖는 영상영역에서의 움직임은 쉽게 검출되지 않는다. 균일한 표면구성을 갖는 영상영역에서의 움직임을 검출하지 못하면 그 영역은 영상에 있어 정적인 부분으로 처리된다. 그리고 프레임 평균은 동적인 균일한 표면구성을 단지 잡음인 것으로 취급하여 감소시키므로 동적인 세밀한 부분이 감소되는 문제가 발생되었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 구현하는 다양한 동신호 검출회로에서는 휘도정보에 바람직하지 않게 수반하는 색도신호는, 공간주파수 영역에서 라인 주사에 평행하게 모든 공간고주파수를 본질적으로 제거하기 위하여 시간영역에서 작동되는 저역통과필터외의 수단을 이용하여 억제된다. 본 발명을 구현하는 다양한 동신호 검출회로에서는 색도정보가 공간주파수 영역에서 대각선상 고주파수만을 제거하는 필터로 억제된다. 상기 공간주파수 영역에서의 대각선상 고주파수는 적용국가의 방송국에서 채택된 것과 같이 적절한 표준에 의거한다면, 복합영상신호의 색도신호를 포함한다.
후술하는 회로는 디지털회로로 구성된 것을 가정하는 것이지만, 전자설계분야의 기술자이거나 하기의 기술내용에 친숙한 기술자라면 해당되는 아날로그 회로를 알고 있을 것이다. 그와 같은 아날로그 회로는 본 명세서에 이어지는 클레임의 범위에 포함된다고 할 수 있다.
제1도에서 입력단자(100)는 복합영상신호의 입력원(도시되지 않음)과 결합된다. 입력단자(100)은 프레임 메모리(102)의 기입(write)단자와 감산기(104)의 피감산단자에 접속된다. 프레임 메모리(102)의 독출(read)단자는 감산기(104)의 감산단자에 접속된다. 감산기(104)의 출력단자는 수평저역 통과필터(106)의 입력단자에 접속된다. 수평저역 통과필터(106)의 출력단자는 후처리기(108)의 입력단자에 접속된다. 후처리기(108)의 출력단자는 동신호를 이용하는 회로(도시되지 않음)에 접속되어 있다.
제1도의 동작에 있어서, 입력단자(100)로부터 공급되는 복합영상신호(110)는 휘도신호와 색도신호를 포함한다. 프레임 메모리(102)는 상기 휘도신호와 색도신호를 포함하는 영상신호를 1프레임동안 지연시켜 상기 1프레임 지연된 신호를 감산기(104)의 감산단자에 공급한다. 감산기(104)는 복합영상신호(110)와 그것에 대한 1프레임 지연된 응답을 감산하여 프레임간의 차신호를 검출한다. 상기 차신호는 복합영상신호(110)의 시간에 대하여 유도된다. 감산기(104)의 출력신호(111)는 공간주파수의 전영역에서의 동정보를 포함하며, 일반적으로 수평 고공간주파수에서만 색도정보를 포함하는 것으로 생각한다. 그러므로, 수평 공간고주파수에서의 색도정보는 수평저역 통과필터(106)에 의해 억제되어 수평 저주파수에 포함된 동정보만 추출된다. 수평저역 통과필터(106)의 출력신호(112)는 영상의 변화부분에서 해당 화소의 연속적인 샘플의 휘도치의 대비(contrast)에 의해 직접적으로 변한다. 상기 휘도의 대비는 보다 빠르게 움직이는 에지에 대해 커지는 경향이 있다. 이 신호는 영상의 동적인 부분의 배경에 대하여 가장 큰 대비를 가지는 대상의 에지에서 가장 큰 진폭을 갖는다. 배경과 영상의 동적인 부분이 휘도치에 있어서 서로 밀집되어있을 때 동신호는 약해진다. 더우기, 소프트에지를 가지는 빠른 동적대상도 약한 동신호를 갖는다. 빠른 동신호가 대상과 큰 대비를 이룰지라도 상기 동신호는 보통 동에지의 몇몇 화소들내에서만 강하다. 동신호에서 이러한 변수의 영향을 최소로 하기 위하여 후처리기(108)에서 임계치값 검출 및 신호확산처리를 행한다.
이 동신호는 영상 신호를 적응적으로 처리하기 위하여 영상처리장치(도면에 예시되지 않음)의 다른 부분에서 사용된다. 예를 들어, 1990년 8월 17일자로 출원된 미국특허 출원번호 제07/569,029호에서와 같이 비디오테이프에 중첩된 휘도신호를 기록할 때, 입력단자(100)의 복합영상신호는 적응적인 공시간필터에 공급될 수도 있다. 적응적인 필터의 모드간 스위칭은 상기 동신호에 의해 제어된다.
일반적으로 후처리기(108)에서 수행되는 임계치 검출과정은 결과적으로 신호를 전파정류하거나 전파정류된 것으로부터 절대치를 취하는 것에 의한다. 따라서, 영상의 소정부분에서 움직임이 있다는 것을 나타내기 위하여 검출되는 임계치는 프레임간 변화의 진폭의 절대치 즉 크기이다. 그러므로 감산기(104)의 차출력단자로부터 공급되는 프레임콤필터의 출력의 극성을 바꾸기 위하여 감산기(104)의 피감산과 감산접속을 제1도에 도시된 것과 역으로 바꾸면, 동신호 검출회로의 작동에 영향을 주지 않는다. 프레임 메모리(102)와 감산기(104)는 고역통과 콤필터의 가장 일반적인 형태중 하나이다. 일반적인 다른 고역통과 프레임 콤필터도 복합영상신호(110)와 1프레임 지연된 응답이 각각 +0.5와 -0.5의 가중치를 갖고 감산기(104)를 대신하는 가중치-합회로에서 가산되는 것을 제외하고는 비슷하다. 보다 고가의 고역 프레임 콤필터는 직렬 프레임콤필터를 사용하여 복합영상신호(110)와 1프레임 지연된 응답 및 2프레임 지연된 응답이 각각 -0.25, +0.5, -0.25의 가중치를 가지며 가중치-합(Weight-and-sum)회로에서 가산되는 것이다. 대안적인 설계에 의한 동신호 검출회로는 필드콤필터가 시간적인 필터링과 함께 일정량의 공간적인 필터링을 수반하지만, 상기와 같은 고역통과 프레임필터나 고역통과 필드콤필터를 사용할 수 있다.
상술한 바와 같은 동신호 검출 회로에서는 동신호가 검출되는 2차원 공간주파수 스펙트럼상의 영역은, 제2a-제2c도에 나타나 있듯이 영상신호의 공간주파수를 모두 포함하지는 않는다. 즉, 동신호가 주된 수평공간 고주파수의 하위스펙트럼이나 색도정보가 위치하는 대각선상공간 고주파수의 하위 스펙트럼에서 나타날 때 움직임은 검출되지 않는다.
그러나, 동신호는 수평공간고주파수의 하위스펙트럼에서 검출된 움직임을 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 동신호는 복합영상신호의 공간주파수스펙트럼의 상당 부분을 억제하는 것보다는, 색도정보가 움직임을 발생하는 휘도성분을 색도성분과 거의 구별할 수 없는 영역에 존재하는 대각선상 공간고주파수의 하위스펙트럼만을 억제하면서 형성되는 것이 바람직하다.
제3도내지 7도를 참조하여 본 발명에 따른 동신호 검출회로의 구성과 작동을 설명하겠다.
제1도와 같이 제3도는 도시되지 않은 영상신호원으로부터 출력되는 복합영상신호가 입력단자(100)를 통하여 입력된다. 입력단자(100)는 프레임 메모리(102)의 기입단자와 제1감산기인 감산기(104)의 피감수단자에 연결되어 있다. 프레임 메모리(102)의 독출단자는 감산기(104)의 감수단자에 접속된다. 후처리기(108)의 출력단자는 동신호를 이용하는 회로(도시되지 않음)에 연결된다. 1990년 8월 17일 출원된 미국특허 출원번호 제07/569,029호에 기술되어 있듯이 비디오테이프가 중첩된 휘도신호를 기록할 때, 입력단자(100)의 복합영상신호는 적응적인 공시간필터에 공급되는데 적응적인 필터의 모드절환은 제3도의 동신호검출회로에서 발생하는 동신호에 의해 제어된다. 제1도에서는 감산기(104)의 차출력단자와 후처리기(108)의 입력단자에 접속된 수평저역 통과필터(106)는 제3도에서는 감산기(104)의 차 출력단자로부터 공급되는 고역통과 프레임콤필터의 출력신호에서 색도 정보를 억제하는 다른 형태의 필터(212)로 대체된다.
색도신호 억제필터(212)는 공간주파수 영역에서 대각선상의 고주파수만을 억제하는 것으로써, 다음과 같은 구성을 갖는다. 제2감산기(104)는 제1감산기(104)의 차출력단자에 직접 접속된 피감수 입력단자와, 제1감산기(104)의 차출력단자가 수평고역 통과필터(200)와 수직고역 통과필터(202)를 통하여 연결된 피감수 입력단자를 갖는다.
제1감산기(104)의 차출력단자는 수평고역 통과필터(200)의 입력단자에 접속되고, 수평고역 통과필터(200)의 출력단자는 수직고역 통과필터(202)의 입력단자에 접속되고, 수직고역 통과필터(202)의 출력단자는 제2감산기(204)의 감수단자에 접속된다. 제2감산기(204)의 차출력단자는 색도신호 억제필터(212)의 출력신호를 후처리기(108)의 입력단자에 공급하도록 접속된다. 지연소자(214)의 입력단자는 제1감산기(104)의 차출력단자에 접속되고 출력단자는 제2감산기(204)의 피감수 입력단자에 접속된다.
또한, 수직고역 통과필터(202)가 직렬 배열살 수평고역통과필터(200)에 앞서 배열될 수도 있다. 프레임간 변화의 진폭의 절대치는 영상의 소정부분에서 움직임이 있다는 표시를 발생시키기 위하여 후처리기(108)에서 검출되는 임계치이기 때문에, 제3도와는 다르게 감산기(104,204)중 하나 혹은 둘 다의 피감수단자와 감수 단자의 접속이 뒤바뀌어도, 동신호 검출회로의 작동에 영향을 미치지 않는다. 또 다른 변형으로는, NTSC 복합영상신호에서는 대부분의 색도신호 에너지가 3.58MHz 색도 부반송파의 양측으로 0.5MHz 연장하는 대역안에 존재하는 것을 고려하여, 수평고역 통과필터(200)의 차단 주파수를 3MHz로 올리는 것이다. 그러면, 움직임이 검출될 수 있는 수평 공간주파수의 범위를 더욱 연장하게 된다.
제3도의 작동에 있어서, 입력단자(100)를 통하여 공급된 복합영상신호(110)는 휘도신호와 색도신호를 포함한다. 프레임 메모리(102)와 제1감산기(104)를 구비하는 프레임 콤필터는 제1도와 동일하다. 제1감산기(104)의 출력신호(111)은 공간주파수 전영역에 걸쳐 동정보를 포함하며, 색도신호는 수평공간 고주파수를 갖는 영역에서만 포함한다. 보다 구체적으로는, 수평공간 고주파수영역에서는 NTSC신호의 색도정보가 수평공간 고주파수와 아울러 수직공간 고주파수의 하위영역에만 존재한다. 이것이 대각선상 공간고주파수 하위영역이다. 신호(111)은 수평고역 통과필터(200)를 통과하면서 수평공간 고주파수 영역의 성분이 검출된다. 수평고역 통과필터(200)에서 검출된 신호(206)는 수직고역통과필터(202)를 통과하면서 색도신호성분을 포함하여 대각선상 공간 고주파수의 하위영역의 성분이 검출된다. 지연소자(214)는 프레임간의 화소에서의 변화를 표시하는 제1감산기(104)의 출력신호(111)를 수평고역 통과필터(200)와 수직고역 통과필터(202)의 신호처리시간만큼 지연시킨다(여기서, 신호처리 시간은 입력단자에 인가된 단계 입력 신호에 대한 응답이 출력단자에 나타날 때까지의 시간 간격으로 대기시간(latency time)이라고도 함). 제2감산기(204)는 지연소자(214)의 출력신호를 직렬로 배열된 수평 고역 통과필터(200)와 수직고역 통과필터(202)에 의해 출력신호(111)에서 선택된 색도신호(208)와 차동적으로 조합한다. 이로 인해 감산기(204)의 차출력단자로부터 대각선상 공간고주파수만이 억제된 개선된 동신호(21)를 제공한다.
상기 개선된 동신호(210)는 수평 공간저주파수를 갖는 공간영역은 물론(제2b도에 도시되어 있는 제1도의 신호(112)에서와 같이), 색도신호성분을 제거할 필요가 없는 수직 공간저주파수의 수평 공간 고주파수의 하위영역을 (제4c도에 나타나 있듯이) 포함한다. 그러므로 동신호는 대각선 방향으로 움직이는 세밀한 정보에 있어서와 같이 수직 공간주파수 성분이 높지 않은 한, 동신호가 수평 공간고주파수성분을 갖고 있다 하더라도 검출된다. 텔레비젼 영산의 많은 흔한 유형에서 대각선상 움직임보다 수평 움직임 경향이 많기 때문에 동신호(21)의 개선은 중요한 것이다.
제5도는 종래 동신호 검출회로의 단점을 극복하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예이다. 종래 동신호 검출회로가 특허출원번호 제07/569,029호의 제3도에 나타나 있는 것과 같은 적응적인 휘도분리회로(104)를 제어하는 동신호를 발생하는 데 이용될 때, 동일한 휘도레벨이지만 다른 색을 갖는 배경에 대해서 물체의 움직임이 있을때는 바람직하지 않은 휘도간섭(cross-luminance)이 발생한다. 이러한 현상은 드물게 발생하기는 하나 상기와 같은 조건이 발생되면, 색도신호가 수평저역 통과필터(106)의 차단주파수이상이기 때문에 제1도의 동신호 검출회로는 색도신호에 무감각하므로 움직임은 검출되지 않는다. 미국특허출원번호 제07/569,029호의 제3도에 나타나 있는 적응적인 휘도신호 분리회로(104)는 구성요소로써 제1도의 프레임 메모리(102)와 감산기(104)를 포함할 수 있는 프레임 콤회로를 사용하여, 마치 현재 주사되는 영역이 정적인 것으로 인식하여 휘도 신호를 처리하도록 동표시가 없는 것으로 출력한다. 정적인 대상을 나타내는 색도신호는 프레임 콤회로에서 각 프레임마다 삭제되고, 동적인 대상을 나타내는 색도신호는 각 프레임마다 삭제되지 않으므로 바람직하지 않은 휘도간섭을 발생하지 않는다. 또한, 바람직하지 않은 휘도간섭의 발생은 휘도신호용 적응적 처리회로 (즉, 미국특허출원번호 제07/569,029호의 제3도의 적응적 휘도분리회로(104))에 인가된 신호에서 색도신호를 제거하기 위하여 제5도에 나타나 있는 프리필터(312)를 사용하여 방지할 수 있다.
제5도에서, 도시되지 않은 영상신호원으로 부터의 복합영상신호는 입력단자(100)를 통하여 프리필터(312)로 공급된다. 프리필터(312)는 종래 기술의 제1도의 것과 비슷한 구조의 동신호 검출회로에 공급된 신호(310)에서 색도신호성분을 억제한다. 본 실시예에서는 프리필터(312)의 감산기(304)를 제1감산기(304)로 하고 감산기(104)는 제2감산기로 한다.
프리필터(312)의 구성은 다음과 같다. 지연소자(314)는 도시되지 않은 영상신호원으로부터 입력단자(100)에 공급되는 복합영상신호를 수평고역 통과필터(304)와 수직고역 통과필터(302)를 통한 신호처리에 소요되는 시간만큼 지연한다. 제1감산기(304)는 지연소자(314)로부터 지연된 복합영상신호의 출력이 공급되는 피감수 입력단자와 입력단자(100)가 필터(300,302)를 통하여 접속되는 감수입력단자를 갖는다. 입력단자(100)는 수평고역 통과필터(300)의 입력단자에 연결되어 있고, 수평고역 통과필터(300)의 출력단자는 수직고역 통과필터(302)의 입력단자에 연결되어 있다. 수직고역 통과필터(302)의 출력단자는 제1감산기(304)의 감수단자에 연결되어 있다. NTSC시스템에 있어서, 수평고역 통과필터의 차단주파수는 3MHz이므로, 3.58MHz인 억제된 반송파의 양측중 한측의 색도신호의 측파대(sideband)는 억제된다. 제1감산기(304)의 차출력단자는 필터의 출력신호를 제1도와 같은 유형의 동신호 검출회로에 포함된 요소(102,104)를 구비하는 프레임 콤필터의 입력단자에 공급하도록 겁속된다. 그러므로, 제5도의 나머지 구성은 실제적으로 제1도와 같으며 상세한 구성 설명은 생략한다.
수직고역 통과필터(302)는 수평고역 통과필터(300)를 앞서 접속될 수 있다. 프레임간 변화의 진폭의 절대치는 영상의 소정부분에서 움직임이 있다는 표시를 발생시키기 위하여 후처리기(108)에서 검출되는 임계치이기 때문에, 제5도와는 다르게 감산기(304,104)중 하나 혹은 둘다의 피감수단자와 감수단자의 접속이 뒤바뀌어도, 동신호 검출회로의 작동은 영향받지 않는다.
제5도의 작동에 있어서, 입력단자(100)를 통하여 공급된 복합영상 신호(110)은 휘도신호와 색도신호를 포함한다.수평 고주파수성분은 수평고역 통과필터(300)를 통하여 검출된다. 수평고역통과필터(300)에서 검출된 신호(306)는 수직고역 통과필터(302)를 통과하여 색도신호가 검출된다. 제1감산기(304)는 수평고역통과필터(300)와 수직고역통과필터(302)를 통하여 형성된 색도신호(308)와 지연소자(314)에 의해 지연된 복합영상신호(100)를 감산하고, 대각선 공간고주파수 성분이 억제된 영상신호(310)을 형성한다. 대각선 공간고주파수 성분이 제거된 영상신호(310)는 제1도와 동일한 동신호 검출회로에 공급된다. 그러므로, 제5도의 후속 동작은 제1도의 설명과 동일하므로 상세한 것은 생략한다. 제6a내지 제6c도는 3MHz의 차단 주파수를 갖는 수평고역 통과필터가 동신호 검출회로에 사용될 때의 동신호 검출주파수 영역을 나타낸다.
또한, 제5도는 직렬 접속된 필터(300,302)의 출력인 신호(308)는 분리된 색도신호로써 색도신호 처리회로(도시되지 않음)에 공급된다. 대각선상 공간고주파수 성분이 억제된 영상신호(310)는 휘도신호와 색도신호 모두의 대각선상 공간주파수성분을 갖는 신호(110)를 공급하는 회로 대신, 도시되지 않은 휘도신호용 적응적 처리회로에 공급된다. 이것은 색도 동신호가 휘도 동신호없이 발생할 경우, 색도신호에 의한 휘도신호의 간섭(휘도간섭)을 제거한다.
제7도는 제5도의 변형으로써, 수평저역 통과필터(106)를 대각선상 공간고주파수의 하위영역만을 억제하는 필터로 대체한 것이다. 즉, 제1도를 개선한 제3도의 회로가 제7도의 동신호 검출회로에 병합된 것이다. 그러나, 제7도에는 새로운 효과가 덧붙여진다. 즉, 두 색도신호 억제필터의 직렬접속은 각각에 대한 차단특성의 필요성을 완화하여 전체적인 색도신호 거부특성이 요구된다. NTSC시스템에서는 수평고역필터(200,300) 각각의 차단주파수가 3MHz이므로 2차원 공간주파수 스펙트럼의 상당 부분에 걸쳐 프레임간 휘도신호의 변화가 검출된다.
입력단자(100)를 통하여 공급되는 복합영상신호(110)는 휘도신호와 색도신호를 포함한다. 프리필터(312)는 제1색도억제필터로써, 색도신호가 억제된 프리필터(310)출력을 발생시키기 위하여 복합 영상신호(110)를 입력신호로 한다. 프리필터의 출력(310)은 제5도와 같으며 프레임 메모리(102)와 제2감산기(104)를 구비하는 프레임 콤필터에 공급된다. 프레임 콤필터는 감산기(104)의 차출력신호로써 휘도신호의 시간에 대한 도함수(derivative) 즉, 휘도신호의 프레임간 변화를 공급한다. 감산기(104)의 차출력신호는 공간주파수 영역에서 대각선상 고주파수만을 억제하고 3MHz의 차단주파수를 갖는 수평고역 통과필터(200)에 의해 대체된 2MHz의 차단주파수를 갖는 수평고역 통과필터(200)를 제외하고는 제3도의 색도억제필터(212)와 유사한 유형의 제2색도억제필터(212)에 공급된다. 감산기(204)는 제1,2감산기(304,104)에 이어 제3감산기로서 제3감산기(204)의 차출력단자는 제2색도억제필터(212)의 출력신호를 후처리기(108)의 입력단자에 공급하도록 접속되어 있다.
제7도의 제2색도억제필터(212)는 제3도에서와 같은 색도억제필터(212)에 의해 대체된다.
제8도는 제3도의 색도억제필터(212), 제5 혹은 제7도의 색도억제프리필터(312), 또는 제7도의 색도억제필터(212)중 어느 하나를 대체하는 또 다른 색도억제필터(412)를 도시한다. 상기 색도억제필터(412)는 수직고역 통과필터(402) 다음에 수평고역필터(400)을 직렬 접속하여, 상기 필터(412)의 입력단자(414)로 입력된 입력신호에 따른 감산기(404)의 감수입력신호를 출력한다. 감산기(404)의 피감수 입력신호는 상기 필터(412)의 입력단자(414)로 입력된 입력신호를 소정시간만큼 지연된다. 감산기(404)의 차출력 신호는 출력단자(416)을 통하여 출력되는 필터(412)의 출력신호이다.
수직고역 통과필터(402)는, 필터(412)의 입력단자(414)와 접속되어 있으며, 각각 단일 수평 주사라인의 1H처리시간과 동등한 시간을 갖는 직렬 지연소자(4021,4022)를 포함한다. 상기 지연소자(4021,4022)의 직렬접속은 수직고역 통과필터(402)와 같이 횡필터의 조건을 만족시키는 가중치-합 회로와 함께 쓰일 수 있는 3탭(tap) 지연소자를 제공한다. 수직 고역 통과 필터(402)의 가중치-합 회로에서 가중치를 부여하기 위하여, 입력단자(414)로 인가된 필터(412)의 입력신호는 시프트기(4023)에서 2비트 자리 이동에 의해 유의값(significance)감소로 0.25 가중치가 주어지고, 지연소자(4021)에서 단일 주사라인 기간동안 지연된 필터(412)의 입력신호는 시프트기(4024)에서 1비트 자리 이동에 의해 유의값 감소로 0.5 가중치가 주어지고, 직렬 지연소자(4021,4022)에서 2주사라인 기간동안 지연된 필터(412)의 입력신호는 시프트기(4025)에서 2비트 자리 이동에 의해 유의값 감소로 0.25 가중치를 얻는다. 새 입력을 갖는 합회로(4026)은 시프트기(4023,4025)의 조합된 출력을 시프트기(4024)의 응답에서 감산하여 수직고역 통과필터(402)의 응답인 신호(406)를 발생한다. 합회로(4026)는 예를 들어 시프트기(4023,4025)의 응답을 가산하는 가산기와 그 가산결과를 시프트기(4024)의 응답에서 감산하는 감산기를 구비할 수 있다. 신호(406)의 공간주파수 영역은 제9a도에서 빗금친 영역으로 나타난다.
수평고역 통과필터(400)는 수직고역 통과필터(402)의 출력신호(406)에 대해 다양하게 지연된 응답을 발생하는 다중탭 지연소자(4001)와 수평고역 통과필터(400)의 출력신호(408)을 발생하는 가중치-합회로(4002)를 구비한다. 신호(408)의 공간주파수 영역은 제9b도의 빗금친 부분이며 제6b도에서의 신호(308)의 공간주파수 영역과 동일하다.
감산기(4040)의 피감수 입력신호가 직렬필터(402,400)의 처리시간과 동등한 지연시간을 갖는 필터(412)의 입력단자(414)에 공급되는 신호에 대한 지연된 응답으로 가정하면, 필터(412)의 입력단자(414)로 공급되는 신호에 대한 감산기(404)의 차출력신호는 제6c도의 신호(310)와 같은 공간주파수영역이 미치게 된다.수직고역 통과필터(402)는 단일 주사라인 기간과 동등한 (혹은, 요소(4023 내지 4026)을 구비하는 가중치-합 회로의 처리시간에 조금 더 의존되는) 지연시간을 갖는다. 1H지연소자(4021)에 의해 필터(412)의 입력신호에 제공된 단일 주사라인(1H) 지연이 감산기(404)의 피감수 입력신호의 대부분의 필요한 지연을 제공할 수 있기 때문에, 수평고역 통과필터(400) 앞에 수직고역 통과필터(402)를 직렬 위치시키는 것이 뒤에 놓는 것보다 바람직하다. 1H지연소자(4021)에 의해 필터(412)의 입력신호에 부여된 1H 지연은, 수평고역 통과필터(400)의 처리 시간을 보상하고 요소(4023 내지 4026)을 포함하는 가중치-합 회로의 0이 아닌 처리시간을 보상하는 지연을 제공하는 등화 지연소자(418)의 지연만큼 증가한다. 수평고역 통과필터(400)의 처리시간은, 가중치-합 회로(4002)의 0이 아닌 처리시간에 의해 증가한 것으로, 상기 처리시간은 지연소자(4001)의 초기, 입력신호 탭, 최종 탭 사이의 지연의 1/2이다. 등화지연소자(418)는 시프트 레지스터일 수 있고, 다중탭 지연소자(4001)은 직렬입력/병렬출력 유형의 시프트 레지스터일 수 있다.
대안적으로, 상기 지연소자(418)로 등화지연을 제공하는 대신, 1H지연소자(4022)의 초기 부분에 의해 제공될 수도 있으나, 이 경우에는 지연소자(4022)의 태핑(tapping)이 필요하다. 그런데, 1H지연소자가 각각의 읽은 다음 쓰기(read-then-write)메모리 혹은 하나의 2라인 메모리(모두 쓰일 수 있는 구성이다)를 사용하여 형성된다면, 1H 지연소자(4022)를 태핑(tapping)해야 하는 불편함이 있다.
색도억제필터(412)가 프리필터(312)를 대신하면, 신호(408)은 도시되지 않은 색도처리회로에 공급될 수 있는 분리된 색도신호이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 동신호 검출시 색도정보가 실려있는 부분과 수평고주파성분이 존재하는 부분을 포함함으로써, 공간고주파 성분을 종전에 비해 좀 더 많이 포함할 수 있는 이점이 있다.
Claims (25)
- 연속적으로 전송되는 영상필드를 나타내며 휘도신호와 색신호를 포함하는 래스터 주사된 복합영상신호를 공급하는 영상신호원을 이용하는 동신호 검출회로에 있어서, 상기 영상신호원에 접속된 입력단자(100)와, 상기 입력단자를 통하여 공급된 상기 복합영상신호의 시간에 대한 도함수(derivative)를 발생하기 위한 콤 필터(102,104), 공간주파수 영역에서 대각선상 고주파수만을 억제하며, 임의의 상기 색도신호가 억제된 것에 해당하는 출력을 제공하기 위한 상기 콤필터(102,104)의 출력에 응답하도록 접속된 색도신호 억제필터(212), 상기 색도신호 억제필터(212)의 출력신호의 절대값 검출과정과 신호확산 과정을 수행하는 후처리기(108)를 구비하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제1항에 있어서, 상기 콤필터(102,104)가 프레임 콤필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제3항에 있어서, 상기 프레임 콤필터는, 기입단자가 상기 영상신호원과 접속되어 있는 상기 입력단자(100)에 접속되고 독출단자는 1프레임 지연된 영상신호 샘플을 출력할 수 있도록 접속되어, 임시저으로 영상신호 샘플의 한 프레임을 저장하도록 배열된 메모리, 상기 메모리의 기입단자에 공급되는 영상신호 샘플이 상기 메모리의 독출단자로부터 출력되는 기간에 대응하는 1프레임 지연된 영상신호 샘플을 차동적으로 조합하여 상기 프레임 콤필터의 출력을 발생하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제1 또는 3항에 있어서, 상기 색도억제필터(212)는, 공간주파수 영역에서 대각선상 고주파수만을 선택하고, 상기 콤필터의 출력신호에 반응하도록 접속하는 색도신호 분리필터, 상기 프레임 콤필터의 출력을 색도신호 분리필터의 출력과 차동적으로 조합하여 상기 색도억제필터(212)의 응답을 발생하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제4항에 있어서, 상기 색도신호 분리필터는, 수평고역 통과필터(200)와, 수직고역 통과필터(202)를 구비하며 상기 두필터(200,202)가 직렬배열함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제4항에 있어서, 상기 색도신호 분리필터는, 수평고역 통과필터(200), 상기 수평고역 통과필터(200) 뒤에 직렬적으로 연결되는 수직고역 통과필터(202)를 구비하는 동신호 검출회로.
- 제5 또는 6항에 있어서, 상기 수직고역 통과필터(202)는 각각 단일 수평 주사라인의 처리시간과 동등한 시간동안 상기 입력신호를 지연하기 위하여 직렬로 접속된 제1지연소자(4021)와 제2지연소자(4022), 상기 수직고역 통과필터(202)의 입력단자를 통해 인가되는 입력신호와 상기 제1지연소자(4021)와 제2지연소자(4022)의 각각의 출력신호에 의하여 횡필터의 조건을 만족시키기 위한 제1가중치-합수단을 포함함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제7항에 있어서, 상기 제1가중치-합수단은 상기 제1지연소자(4021) 및 제2지연소자(4022)의 출력신호와 상기 입력신호의 각각에 해당하는 복수의 시프트기(4023,4024,4025), 상기 시프트기에서 출력되는 각각의 신호를 가산하는 가산기(4026)를 구비함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제7항에 있어서, 상기 수평고역 통과필터(200)는 수평고역 통과필터(200)의 입력단으로 인가되는 신호에 대하여 복수의 지연된 신호를 출력하기 위한 다중탭 지연수단(4001)과, 상기 다중탭 지연수단의 각각의 출력에 대한 가중치-합을 발생하기 위한 제2가중치-합수단(4002)을 포함함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 휘도신호 성분과 색도신호 성분을 포함하는 복합영상신호를 공급하는 영상신호원을 이용하는 동신호 검출회로에 있어서, 상기 영상신호원에 연결된 입력단자(100), 상기 입력단자(100)를 통해 공급된 영상신호를 1프레임 간격으로 지연하여 1프레임 지연된 영상신호를 발생하는 프레임 메모리(102), 상기 입력단자(100)를 통해 입력된 영상신호와 상기 프레임 메모리(102)로부터 출력되는 1프레임 지연된 영상신호를 받아 그것을 차동적으로 조합하여 출력신호를 발생하는 감산기(104), 상기 감산기(104)의 출력신호를 필터링하여 조합된 필터출력을 발생하기 위하여 직렬로 배열된 수평고역 통과필터(200)와 수직고역필터(202), 상기 조합된 필터출력과 상기 감산기(104)의 출력신호를 차동적으로 조합하여 상기 감산기(104)의 출력신호에 대한 신호를 발생하는 수단(204), 상기 수단(204)의 출력신호에 대한 절대값 검출과정과 신호확산과정을 수행하는 후처리기(108)를 구비하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제10항에 있어서, 상기 수평고역 통과필터(200)는 감산기(104)의 출력신호가 인가되는 입력 단자와 상기 수직고역 통과필터(202)의 입력단자에 접속되는 출력단자를 갖는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제10항에 있어서, 상기 수직고역 통과필터(202)는 각각 단일 수평주사라인의 처리시간과 동등한 시간동안 상기 입력신호를 지연하기 위하여 직렬로 접속된 제1지연소자(4021)와 제2지연소자(4022), 상기 수직고역 통과필터(202)의 입력단자를 통해 인가되는 입력신호와 상기 제1지연소자(4021)와 제2지연소자(4022)의 각각의 출력신호에 의하여 횡필터의 조건을 만족시키기 위한 제1가중치-합수단을 포함함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제12항에 있어서, 상기 제1가중치-합수단은 상기 제1지연소자(4021) 및 제2지연소자(4022)의 출력신호와 상기 입력신호의 각각에 해당하는 복수의 시프트기(4023,4024,4025), 상기 시프트기에서 출력되는 각각의 신호를 가산하는 가산기(4026)를 구비함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제12항에 있어서, 상기 수평고역 통과필터(200)는 수평고역 통과필터(200)의 입력단으로 인가되는 출력신호에 대하여 복수의 지연된 신호를 출력하기 위한 다중탭 지연수단과(4001), 상기 다중탭지연수단의 각각의 출력에 대한 가중치-합을 발생하기 위한 제2가중치-합수단(4002)을 포함함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 휘도신호 성분과 색도신호 성분을 포함하는 복합영상신호를 공급하는 영상신호원을 이용하는 동신호 검출회로에 있어서, 상기 영상신호원에 연결된 입력단자(100)와, 상기 입력단자(100)를 통하여 공급되는 영상신호를 필터링하기 위한 제1수평고역 통과필터(300)와 제1수직고역 통과필터(302)를 갖는 제1직렬접속필터, 상기 입력단자(100)를 통하여 공급된 영상신호와 상기 직렬접속필터를 통해 필터링 된 영상신호를 차동적으로 출력하는 신호를 발생하는 차동조합용 제1수단(304)을 포함하는 프리필터(312), 상기 차동조합용 제1수단의 출력신호가 인가되면, 주로 상기 차동조합용 제1수단의 출력 신호의 시간에 대한 도함수를 발생하는 콤필터(102,104), 상기 콤필터(102,104)의 출력을 필터링하는 색도억제필터(212), 상기 색도억제필터(212)의 출력신호에 대해 절대값 검출과정과 신호확산과정을 수행하는 후처리기(108)를 구비하는 동신호 검출회로.
- 제15항에 있어서, 상기 제1수평고역 통과필터(300)는 입력단자(100)를 통해 공급되는 영상신호가 접속되는 입력단자와 제1수직고역 통과필터(308)의 입력단자가 접속되는 출력단자를 갖는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제15항에 있어서, 상기 색도억제필터(212)는 상기 출력신호를 필터링하는 제2수평저역 통과필터(200)를 구비하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제15항에 있어, 상기 색도억제필터(212)는, 상기 콤필터(102,104)의 출력신호를 필터링하는 제2수평고역 통과필터(200)와 제2수직고역 통과필터(202)를 갖는 제2직렬접속필터, 상기 콤필터(102,104)의 출력신호와, 상기 제2직렬접속필터를 통해 필터링된 상기 콤필터(102,104)의 출력신호에 차동적으로 응답하도록 접속되어, 상기 후처리기(108)에 공급되는 출력신호를 발생하는 차동조합용 제2수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제15항에 있어서, 상기 제1수평고역 통과필터(300)의 차단 주파수는 NTSC방식의 경우 3MHz인 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제18항에 있어서, 상기 제2수평고역 통과필터(200)의 차단주파수는 NTSC방식의 경우 3MHz인 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제15항에 있어서, 상기 콤필터는 프레임 콤필터인 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제18항 또는 제21항에 있어서, 상기 콤필터는, 상기 차동조합용 제1수단의 출력신호를 1프레임 간격으로 지연하는 프레임 메모리(102), 상기 프레임 메모리(102)와 차동조합용 제1수단의 출력신호에 차동적으로 응답하는 상기 콤필터의 출력신호를 발생하는 감산기(104)를 구비하는 것을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제15항 또는 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2수직 고역 통과필터(202)는 각각 단일 수평 주사라인의 처리시간과 동등한 시간동안 상기 입력신호를 지연하기 위하여 직렬로 접속된 제1지연소자(4021)와 제2지연소자(4022), 상기 수직고역 통과필터(202)의 입력단자를 통해 인가되는 입력신호와 상기 제1지연소자(4021)와 제2지연소자(4022)의 각각의 출력신호에 의하여 횡필터의 조건을 만족시키기 위한 제1가중치-합수단을 포함함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제23항에 있어서, 상기 제1가중치-합수단은 상기 제1지연소자(4021) 및 제2지연소자(4022)의 출력신호와 상기 입력신호의 각각에 해당하는 복수의 시프트기(4023,4024,4025), 상기 시프트기에서 출력되는 각각의 신호를 가산하는 가산기(4026)를 구비함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
- 제23항에 있어서, 상기 제1 및 제2수평고역 통과필터(200)는 수평고역 통과필터(200)의 입력단으로 인가되는 출력신호에 대하여 복수의 지연된 신호를 출력하기 위한 다중탭 지연수단(4001)과, 상기 다중탭지연수단의 각각의 출력에 대한 가중치-합을 발생하기 위한 제2가중치-합 수단(4002)을 포함함을 특징으로 하는 동신호 검출회로.
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