KR0174962B1

KR0174962B1 - 디지탈 브이.씨.알의 등화기

Info

Publication number: KR0174962B1
Application number: KR1019950052315A
Authority: KR
Inventors: 정명환
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR970050146A

Abstract

본 발명은 디지털 브이.씨.알의 등화기에 관한 것으로, 재생되어 입력되는 비디오 신호를 각각 단위 지연(unit delay)시켜 출력하는 4개의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로 구성되는 지연부(10)와, 입력되는 재생 비디오 신호(κ) 및 각각의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로부터 출력하는 지연된 비디오 신호(κ(n-1), κ(n-2), κ(n-3), κ(n-4))를 소정의 필터 계수(ω0, ω1, ω2, ω3, ω4)와 각각 곱하여 출력하는 5개의 승산기(21, 22, 23, 24, 25)로 구성되는 승산부(20)와, 승산부(20)의 출력 신호를 합산하는 제1연산부(30)와, 제1연산부(30)의 출력 신호를 3치 판정하여 출력하는 3치 판정부(40)와, 제1연산부(30)의 출력 신호와 3치 판정부(40)의 출력 신호를 비교 연산하여 그 에러 신호를 검출하여 출력하는 제2연산부(50)와, 제2연산부(50)로부터 제공되는 각각의 에러 신호들을 연산하여 평균 에러값을 구하여 주는 제3연산부(60)와, 제3연산부(60)로부터 제공되는 평균 에러값에 의거하여 승산부(20)의 각각의 필터 계수를 갱신하기 위한 상수(μ)값을 결정하는 비교 판단부(70)와, 비교 판단부(70)로부터 제공되는 상수 및 승산부(20)로부터 제공되는 각각의 필터 계수, 그리고 재생되어 입력되는 비디오 신호 및 제2연산부(50)로부터 제공되는 에러 신호를 LMS(Least Mean Square) 알고리즘에 따라 연산하므로써 각각의 필터 계수를 갱신하여 상기 승산부(20)로 제공하는 계수 갱신부(80)를 포함하고 구성되어, 재생되는 비디오 신호를 등화함에 있어 보다 빠른 속도로 정확하게 필터 계수들을 갱신하여 수렴시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

디지털 브이.씨.알의 등화기

본 도면은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 브이.씨.알의 등화기를 나타낸 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 지연부 20 : 승산부

30 : 제1연산부 40 : 3치 판정부

50 : 제2연산부 60 : 연산부

70 : 비교 판단부 80 : 필터계수 갱신부

본 발명은 디지털 비디오 카세트 레코더(digital video cassette recorder: 이하 디지털 브이.씨.알이라 약칭함)의 등화기에 관한 것으로, 특히, 등화기에 사용되는 필터 계수들을 정확히 수렴시킴으로써 등화 기능을 적절히 수행할 수 있는 디지털 브이.씨.알의 등화기에 관한 것이다.

일반적으로 브이.씨.알은 비디오 신호의 기록 및 재생, 다른 테이프의 녹화 및 재생, 부재시 녹화, 카메라를 통한 비디오 신호를 녹화하는데 사용하기 위한 기기로써, 1956년 미국의 AMPEX사가 세계 최초로 회전 헤드 방식에 의한 방송용 아날로그 방식의 브이.씨.알을 개발한 이래 아날로그 방식의 브이.씨.알 기술은 정밀 기계 가공과 반도체 기술의 비약적인 발전에 힘입어 오늘날에 이르고 있다.

또한, 최근에는 비디오 신호의 전송에 있어서, 아날로그로 전송하는 것보다 디지털로 전송하는 것이 훨씬 더 좋은 화질을 유지할 수 있다는 사실 때문에, 아날로그 비디오 신호를 디지털로 변환하여 전송하고, 녹화할 수 있는 디지털 방식 브이.씨.알이 개발되었고 또한 발전하고 있는 추세에 있다.

한편, 이러한 디지털 신호의 전송에 있어, 송신단에서 전송된 신호는 전송 채널을 거치면서 여러가지 왜곡이 발생한다. 이러한 왜곡을 발생시키는 원인에는 가우스성 열잡음, 임펄스성 잡음, 페이딩(fading)에 의한 가산형 또는 승산형 잡음, 주파수 변화, 비선형성, 시간적 분산등에 의한 변형이 있다.

이러한 왜곡은 기존의 아날로그 신호를 기록 및 재생하는 아날로그 브이.씨.알에서는 화질의 저하로 나타나지만, 전송되는 디지털신호를 기록 및 재생하는 디지털 브이.씨.알에서는 비트 검출 오류가 발생하여 화상 전체의 복원이 불가능하거나 전형 다른 영상이 나타나는 현상이 발생할 가능성이 있다.

특히, 송신 신호의 시간 지연과 위상 변화에 의한 다중 경로는 심벌간 간섭을 심하게 일으켜 비트 검출 오류의 주 원인이 되고 있다.

이렇게 비 이상적인 전송 채널에 의하여 발생한 왜곡을 보상함으로써 비트 검출 오류를 감소 시키는 기법을 채널 등화기법이라고 한다.

이러한 채널 등화 기법은 Widrow와 Hopf가 LMS(Least Mean Square)적응 필터 기법을 제안한 이후로 현재까지 꾸준히 연구되어 왔는데, 초기에는 주로 선형 등화 기법이 연구되어 왔으나, 그 후 확률적 추정 기법을 이용하는 방법이 연구되었고, 수렴특성을 향상시킨 RLS(Recursive Least Square)알고리즘을 이용한 등화기법, 결정궤환 등화기법등과 같은 비선형 등화기법들이 연구되어 왔다.

한편, 디지털 브이.씨.알에서, 이러한 디지털 데이터의 전송채널이 고밀도로 감에 따라 기록된 디지털 데이터의 재생시 신호들간의 간섭으로 인하여 재생 파형의 왜곡이 심하게 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 디지털 데이터의 재생시 발생하는 신호들간의 간섭으로 인한 재생 파형의 왜곡을 방지하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 LMS알고리즘을 이용하여 필터 계수들을 조정하므로써 디지털 브이.씨.알에서의 기록 신호들간의 간섭에 의한 재생 파형의 왜곡을 방지할 수 있도록 한 디지털 브이.씨.알의 등화기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 디지털 브이.씨.알에서 기록된 데이터의 재생시 고밀도로 기록된 재생 신호간의 간섭에 의한 재생 파형의 왜곡을 방지하기 위한 디지털 브이.씨.알의 등화기에 있어서, 재생되어 입력되는 비디오 신호를 지연시켜 출력하는 소정 개수의 단위 지연기로 구성되는 지연부와, 상기 각각의 단위 지연기로부터 출력하는 지연된 상기 비디오 신호를 소정의 필터 계수와 각각 곱하여 출력하는 상기 단위 지연기보다 1개가 많은 소정갯수의 승산기로 구성되는 승산부와, 상기 각각의 소정 개수의 승산기의 출력 신호를 합산하는 제1연산부와, 상기 제1연산부의 출력 신호를 3치 판정하여 출력하는 3치 판정부와, 상기 제1연산부의 출력 신호와 상기 3치 판정부의 출력 신호를 비교 연산하여 그 에러 신호를 검출하여 출력하는 제2연산부와, 상기 제2연산부로부터 제공되는 각각의 에러 신호들을 연산하여 평균 에러값을 구하여 주는 제3연산부와, 상기 제3연산부로부터 제공되는 평균 에러값 및 기 설정된 기준 에러값에 의거하여 상기 승산부의 각각의 필터 계수를 갱신하기 위한 상수를 결정하는 비교 판단부와, 상기 비교 판단부로부터 제공되는 상기 상수 및 상기 승산부로부터 제공되는 상기 각각의 필터계수, 그리고 재생되어 입력되는 비디오 신호 및 상기 제2연산부로부터 제공되는 에러 신호를 LMS(Least Mean Square) 알고리즘에 따라 연산하므로써 상기 각각의 필터 계수를 갱신하여 상기 승산부로 제공하는 필터계수 갱신부를 포함한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 브이.씨.알의 등화기의 블록도이다.

제1도에 도시된 바와같이 본 발명은, 재생되어 입력되는 비디오 신호를 각각 단위 지연(unit delay)시켜 출력하는 4개의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로 구성되는 지연부(10)와, 입력되는 재생 비디오 신호(κ) 및 각각의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로부터 출력하는 지연된 비디오 신호(κ(n-1), κ(n-2), κ(n-3), κ(n-4))를 소정의 필터 계수(ω0, ω1, ω2, ω3, ω4)와 각각 곱하여 출력하는 5개의 승산기(21, 22, 23, 24, 25)로 구성되는 승산부(20)와, 승산부(20)의 출력 신호를 합산하는 제1연산부(30)와, 제1연산부(30)의 출력 신호를 3치 판정하여 출력하는 3치 판정부(40)와, 제1연산부(30)의 출력 신호와 3치 판정부(40)의 출력 신호를 비교 연산하여 그 에러 신호를 검출하여 출력하는 제2연산부(50)와, 제2연산부(50)로부터 제공되는 각각의 에러 신호들을 연산하여 평균 에러값을 구하여 주는 제3연산부(60)와, 제3연산부(60)로부터 제공되는 평균 에러값에 의거하여 승산부(20)의 각각의 필터 계수를 갱신하기 위한 상수(μ)값을 결정하는 비교 판단부(70)와, 비교 판단부(70)로부터 제공되는 상수 및 승산부(20)로부터 제공되는 각각의 필터 계수, 그리고 재생되어 입력되는 비디오 신호 및 제2연산부(50)로부터 제공되는 에러 신호를 LMS(Least Mean Square) 알고리즘에 따라 연산하므로써 각각의 필터 계수를 갱신하여 상기 승산부(20)로 제공하는 계수 갱신부(80)를 포함한다.

지연부(10)는 4개의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로 구성되어, 재생되어 입력되는 비디오 신호(κ)를 각각 지연(unit delay)시켜 출력한다. 즉, 각각의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)는 각각 κ(n-1), κ(n-2), κ(n-3), κ(n-4)의 지연된 신호를 출력한다.

그리고, 4개의 승산기로 구성되는 승산부(20)는, 입력되는 재생 비디오 신호(κ) 및 각각의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로부터 출력하는 지연된 비디오 신호(κ(n-1), κ(n-2), κ(n-3), κ(n-4))를 소정의 필터 계수(ω0, ω1, ω2, ω3, ω4)와 각각 곱하여 출력한다. 여기서, 소정의 필터 계수(ω0, ω1, ω2, ω3, ω4)는 최적의 등화를 위해 갱신 가능한 값들이다.

또한, 제1연산부(30)는 승산부(20)의 각각의 승산기(21, 22, 23, 24, 25) 출력 신호를 합산하여 3치 판정부(40)및 제2연산부로(50)로 출력한다.

즉, 제1연산부(30)의 출력 신호는 다음과 같이 표현된다.

한편, 지연부(10), 승산부(20) 및 제1연산부(30)는 일반적인 횡단선 구조필터(transversal filter structure)를 나타내는데, 본 기술 분야에서 잘 알려져 있으므로 구체적 설명은 생략한다.

그러면, 3치 판정부(40)는 제1연산부(30)의 출력 신호를 각각 3치 판정, 즉, '+하이(+high)', '0',-하이(-high)의 3가지 중 하나의 신호로 판정하여 출력한다. 그후에, 제2연산부(50)는, 제1연산부(30)의 출력 신호 및 3치 판정부(40)의 출력 신호를 비교 연산하여 그 에러 신호를 검출하여 출력한다.

즉, 에러신호는;

한편, 제3연산부(60)는 제2연산부(50)로부터 제공되는 각각의 에러 신호들을 소정의 연산과정, 즉, ∑(에러)2/n의 방법으로 평균 에러값을 구하여 출력한다.

그리고, 비교 판단부(70)는 제3연산부(60)로부터 제공되는 평균 에러값을 기준 에러값과 비교하여 승산부(20)의 각각의 필터 계수를 갱신하기 위한 상수(μ)값을 결정한다.

또한, 필터 계수 갱신부(80)는 비교 판단부(70)로부터 제공되는 상수(μ) 및 승산부(20)로부터 제공되는 각각의 필터 계수(ω0, ω1, ω2, ω3, ω4), 그리고 재생되어 입력되는 비디오 신호(κ) 및 제2연산부(50)로부터 제공되는 에러 신호를 LMS(Least Mean Square) 알고리즘에 따라 연산하므로써 각각의 필터 계수를 갱신하여 승산부(20)로 제공하는데 갱신되는 필터 계수는 다음과 같이 계산된다.

한편, 본 발명에 따르면, 비교 판단부(70)에서 결정되는 상수(μ)의 크기에 따라 갱신되는 필터 계수((ω0, ω1, ω2, ω3, ω4)의 수렴 속도가 결정되는데 상수(μ)의 크기가 너무 작으면 조금씩 갱신되기 때문에 필터 계수가 수렴하는데 많은 시간이 필요하고, 그에 반해 너무 크면 정확한 수렴점에서 수렴하지 못하고 진동하게 된다.

따라서, 본 발명에서, 비교 판단부(70)는 연산부(60)로부터 제공되는 평균 에러값과 기 설정된 평균 에러값을 비요하여 상수(μ)의 크기를 결정하는데, 대분의 경우, 먼저, 수렴 조건에 만족하는 비교적 큰값의 상수(μ)를 결정하여 평균 에러가 소정의 레벨로 낮아지면, 상수(μ)를 보다 더 작은 값으로 결정하므로써, 필터 계수 갱신부(80)에서 정확한 수렴을 위한 갱신된 필터 계수를 연산하여 출력하게 한다.

따라서, 본 발명은 재생되는 비디오 신호를 등화함에 있어 보다 빠른 속도로 정확하게 필터 계수들을 갱신하여 수렴시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은, 특정한 바람직한 실시예를 중심으로 도시되고 기술되었지만, 당업자라면 다음의 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고도 다양한 수정 및 변화가 발생할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims

디지털 브이.씨.알에서 기록된 데이터의 재생시 고밀도로 기록된 재생 신호간의 간섭에 의한 재생 파형의 왜곡을 방지하기 위한 디지털 브이.씨.알의 등화기에 있어서, 재생되어 입력되는 비디오 신호를 지연시켜 출력하는 소정갯수의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로 구성되는 지연부(10)와; 상기 각각의 단위 지연기(11, 12, 13, 14)로부터 출력하는 지연된 상기 비디오 신호를 소정의 필터 계수와 각각 곱하여 출력하는, 상기 단위 지연기보다 1개가 더 많은 소정갯수의 승산기(21, 22, 23, 24, 25)로 구성되는 승산부(20)와; 상기 각각의 소정 개수의 승산기(21, 22, 23, 24, 25)의 출력 신호를 합산하는 제1연산부(30)와; 상기 제1연산부(30)의 출력 신호를 3치 판정하여 출력하는 3치 판정부(40)와; 상기 제1연산부(30)의 출력 신호와 상기 3치 판정부(40)의 출력 신호를 비교 연산하여 그 에러 신호를 검출하여 출력하는 제2연산부(50)와; 상기 제2연산부(50)로부터 제공되는 각각의 에러 신호들을 연산하여 평균 에러값을 구하여 주는 제3연산부(60)와; 상기 제3연산부(60)로부터 제공되는 평균 에러값 및 기 설정된 기준 에러값에 의거하여 상기 승산부(20)의 각각의 필터 계수를 갱신하기 위한 상수를 결정하는 비교 판단부(70)와; 상기 비교 판단부(70)로부터 제공되는 상기 상수 및 상기 승산부로부터 제공되는 상기 각각의 필터계수, 그리고 재생되어 입력되는 비디오 신호 및 상기 제2연산부(5)로부터 제공되는 에러 신호를 LMS(Least Mean Square) 알고리즘에 따라 연산하므로써 상기 각각의 필터 계수를 갱신하여 상기 승산부로 제공하는 필터 계수 갱신부(80)를 포함하는 디지털 브이.씨.알의 등화기.
제1항에 있어서, 상기 3치 판정부(40)는, 상기 제1연산부(30)로부터 제공되는 신호를 '+하이(+high)', '0(zero)' 및 '-하이(-high)'의 3가지 값중의 하나로 판정하여 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 브이.씨.알의 등화기.