KR0178738B1 - 화면분할 텔레비전의 abl제어장치 - Google Patents

화면분할 텔레비전의 abl제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두개의 화면을 동시에 디스플레이할 수 있는 텔레비전에서 두화면 영상신호의 ABL제어동작을 최적화하여 양호한 두화면상태를 얻을 수 있도록 한 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 주화면 영상신호의 APL값과 부화면 영상신호의 APL값을 검출하기 위한 APL검출수단과, 검출된 APL값에 따라 주화면 및 부화면상태를 판별하기 위한 화면상태판별수단과, 화면상태판별결과 주화면과 부화면 밝기가 서로 상반되는 상태를 검출하기 위한 배타논리합소자, 및 주화면과 부화면 밝기가 서로 상반되는 경우 밝은 화면의 영상신호를 복조하는 복조수단으로 ABL제어신호를 전달하기 위한 ABL제어스위치수단으로 구성된다. 따라서, 본 발명은 두화면 영상신호 밝기가 같으면 기존과 동일하게 전체화면에 대해 ABL제어를 수행하고, 두화면 영상신호 밝기가 서로 상반되면 전체 화면에 대한 ABL제어와 동시에 개별적으로 ABL제어를 수행시켜 두 화면 영상신호의 밝기차이로 인해 발생하는 화상의 왜곡을 보정하여 양호한 화면을 디스플레이할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

화면분할 텔레비전의 ABL제어장치
제1도는 화면분할 텔레비전의 두화면 영상신호 밝기관계를 나타낸 도면.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치를 나타내는 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21, 22 : 복조부 23 : 화면합성부
24 : 매트릭스부 25 : CRT(Cathode Ray Tube의 약칭)
26 : 고압회로 27 : APL검출부
28 : 화면상태판별부 29 : ABL제어결정부
30, 31 : ABL제어스위치부
본 발명은 화면분할텔레비전(TV; Television)의 ABL(Automatic Beam Limiting)제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 두 화면 영상신호 밝기 특성을 적응적으로 조절하여 양호한 두 화면상태를 얻을 수 있도록 한 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치에 관한 것이다.
점차적으로 TV 화면이 대형화, 다기능화되면서 화면비가 16 : 9인 CRT를 채용하는 경향이 두드러지고 있다. 그러나, 기존의 방송신호와 영상프로그램들의 대부분이 4:3의 화면비로 편성되어 있으므로 화면비가 4:3인 NTSC방송을 16:9의 수상기에 디스플레이하는 경우에 4:3 화면 두개를 합성하여 디스플레이하는 CRT 화면분할 TV가 발표되고 있다. 즉, 화면을 복수의 영역으로 분할하고, 복수개의 영상신호를 분할한 각 영역에 적합한 신호로 디스플레이시킨다. 하지만, 이러한 화면합성 기능을 내장한 TV는 두 화상의 밝기차이가 큰 경우 CRT의 특성상 화면의 왜곡이 발생하여 선명치 못한 화면을 디스플레이하는 문제가 발생한다.
종래에는 이러한 화면왜곡을 보정하기 위해 ABL제어신호를 주화상과 부화상이 합성된 영상신호로 피드백시켜 밝기제어를 행하였다. ABL제어신호는 화면의 밝기가 높아져서 수상관에 과대한 빔전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 신호로서, 수상관의 애노드에서 캐소드로 흐르는 빔전류의 양에 따라 영상신호의 밝기레벨을 조절하도록 하는 신호이다.
그러나, 이러한 종래의 화상밝기 제어방법은 제1도(a) 또는 (b)와 같이 두 화면 영상신호 밝기가 모두 어둡거나 밝은 경우 문제가 없지만, 제1도(c) 또는 (d)와 같이 두 화면 영상신호 밝기차가 큰 경우 ABL값이 두 화면 영상신호 밝기의 평균으로 나타나게 되어 밝은 화면은 더욱 밝아져 포화상태가 되고, 어두운 화면은 더욱 어두워지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 화면 전체의 밝기를 전반적으로 제어함과 아울러 화면의 복수영역에 디스플레이되는 복수개의 영상신호 밝기의 평균레벨(APL; Average Picutue Level)을 각각 검출하고, 그 검출된 APL값에 따라 영상신호의 레벨을 조절하여 화면의 영역별 밝기를 제어하므로써 두 화면 모두 최적의 밝기상태를 갖도록 하는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치는 복수개의 영상신호를 CRT 화면상의 정해진 영역에 동시에 디스플레이하는 화면분할 텔레비전에 있어서, 주화면에 대응하는 영상신호와 부화면에 대응하는 영상신호를 입력받아 복조하고, 입력되는 ABL제어신호에 따라 해당 화면 영상신호의 밝기를 조절하며, 휘도신호와 색차신호로 분리하여 출력하는 복조수단과, 상기 복조수단으로부터 인가되는 주화면 영상신호의 휘도신호와 색차신호들 및 부화면 영상신호의 휘도신호와 색차신호들을 화면상의 각각의 영역에 디스플레이되도록 합성하고, 합성된 전체화면 영상신호의 밝기를 입력되는 ABL제어신호에 따라 조절하며, CRT 화면상에 디스플레이되도록 변환시켜 출력하는 ABL제어수단과, CRT에 흐르는 빔전류를 감지하여 그에 따른 ABL제어신호를 발생하는 고압회로와, 상기 복조수단으로부터 인가되는 주화면 영상신호의 밝기와 부화면 영상신호의 밝기를 검출하여 두 화면 영상신호의 밝기가 서로 상반되는 경우를 판별하고, 그에 따라 두화면중 추가적인 ABL제어가 필요한 화면을 결정하는 추가 ABL제어결정수단, 및 상기 추가 ABL제어결정수단에서 결정된 화면의 영상신호 밝기를 조절하기 위해 상기 고압회로로부터 인가되는 ABL제어신호가 상기 복조수단으로 출력되도록 스위칭하는 ABL제어스위치수단을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직할 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치를 나타내는 구성도이다. 제2도에 나타낸 ABL제어장치는, 주화면 영상신호(VM)를 입력받아 복조하고 휘도신호(YM)와 색차신호(R-YM, B-YM)로 분리하여 출력하는 제1복조부(21)와, 부화면 영상신호(VS)를 입력받아 복조하고 휘도신호(YS)와 색차신호(R-YS, B-YS)로 분리하여 출력하는 제2복조부(22)를 구비한다. 제1 및 제2복조부(21, 22)의 출력단에 연결된 화면합성부(23)는 각 출력되는 휘도신호와 색차신호를 입력받아 화면상의 정해진 주화면영역과 부화면영역에 디스플레이되도록 합성하고, 합성된 휘도신호(Y), 색차신호(R-Y, B-Y)를 출력한다. 제2도 장치는 또한, 입력되는 ABL제어신호에 의해 전체화면 영상신호 밝기를 조절하고, 휘도신호(Y)와 색차신호(R-Y, B-Y)를 순수한 적(R), 녹(G), 청(B)의 세가지 색신호로 변환하여 출력시키는 매트릭스부(24)를 구비한다. 매트릭스부(24)에는 적(R), 녹(G), 청(B) 색신호를 인가받아 디스플레이하는 CRT(25)가 연결된다. 매트릭스부(24)에는 또한, CRT(25)로 고압을 발생하고 CRT(25)에 흐르는 빔전류를 감지하여 그에 따른 ABL제어신호를 발생하는 고압회로(26)가 연결된다.
한편, 제2도 장치는 화면합성부(23)로 입력되는 제1 및 제2복조부(21, 22)의 출력신호들 중 휘도신호(YM, YS)를 입력받아 주화면 및 부화면 영상신호 밝기의 평균레벨(APL)을 검출하기 위한 제1APL검출기(271) 및 제2APL검출기(272)에 대응하게 연결된 주화면상태판별기(281)와 부화면상태판별기(282)로 된 APL검출부(27)를 구비한다. 제1 및 제2APL검출기(271, 272)로 된 화면상태판별부(28)는 검출된 각 APL값을 통해 주화면 및 부화면 영상신호 밝기상태를 판별하고, 그 판별결과를 하이(High) 또는 로우(Low)레벨의 이진신호로 출력한다. 화면상태판별부(28)에는 주화면상태판별기(281)와 부화면상태판별기(282)에서 출력되는 이진신호들을 배타논리합연산하여 두화면 영상신호 밝기가 상반되는 경우를 검출하고, 검출결과에 따라 ABL제어를 결정하기 위한 배타논리합소자(EX-OR)로 된 ABL제어결정부(29)가 연결된다. ABL제어결정부(29)와 화면상태판별부(28)의 주화면 상태판별기(281) 사이에는 출력되는 이진신호들을 논리곱연산하고, 논리곱연산결과에 따라 주화면 영상신호의 밝기를 조절하기 위한 ABL제어신호를 제1복조부(21)로 전달하는 논리곱소자(AND1)와 스위치소자(SW1)로 된 제1ABL제어스위치부(30)가 연결된다. ABL제어결정부(29)와 화면상태판별부(28)의 부화면상태판별기(282) 사이에는 출력되는 이진신호들을 논리곱연산하고, 논리곱연산결과에 따라 부화면 영상신호의 밝기를 조절하기 위한 ABL제어신호를 제2복조부(22)로 전달하는 논리곱소자(AND2)와 스위치소자(SW2)로 된 제2ABL제어스위치부(31)가 연결되도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치에 대한 동작을 좀더 구체적으로 설명한다.
제2도에서, CRT(25)상에 두개의 영상신호를 디스플레이할 경우 제1복조부(21)는 주화면상에 디스플레이될 영산신호(VM)를 입력받고, 제2복조부(22)는 부화면상에 디스플레이될 영상신호(VS)를 입력받는다. 제1복조부(21)는 입력된 주화면영상신호(VM)를 복조하고, 휘도신호(YM), 적색차신호(R-YM), 및 청색차신호(B-YM)로 색차분리하여 출력한다. 제2복조부(22)는 입력된 부화면영상신호(VS)를 복조하고, 휘도신호(YS), 적색차신호(R-YS), 및 청색차신호(B-YS)로 색차분리하여 출력한다. 제1복조부(21)와 제2복조부(22)에서 출력된 휘도신호(YM, YS), 적색차신호(R-YM, R-YS), 및 청색차신호(B-YM, B-YS)는 화면합성부(23)로 입력된다. 제1복조부(21)와 제2복조부(22)에서 출력된 휘도신호(YM, YS)는 APL검출부(27)의 제1APL검출기(271) 및 제2APL검출기(272)로도 입력된다. 화면합성부(23)는 입력된 휘도신호(YM, YS), 적색차신호(R-YM, R-YS), 및 청색차신호(B-YM, B-YS)를 CRT(25)상의 정해진 주화면영역과 부화면영역에 디스플레이되도록 합성하고, 합성된 휘도신호(Y; YM+YS), 적색차신호(R-Y; R-YM+R-YS), 및 청색차신호(B-Y; B-YM+B-YS)를 출력한다. 화면합성부(23)에서 출력된 휘도신호(Y), 적색차신호(R-Y), 및 청색차신호(B-Y)는 매트릭스부(24)로 입력된다. 고압회로(26)는 CRT(25)의 애노드전원으로 사용되는 고압을 발생하고, 발생된 고압에 의해 CRT(25)의 애노드에서 캐소드로 흐르는 빔전류를 감지하여 그에 따른 전체화면의 밝기의 조절을 위한 ABL제어신호를 발생한다. 여기에서 고압회로(26)는 CRT(25)에 흐르는 빔전류가 과다한 경우 저전위의 ABL제어신호를 발생하고, 빔전류가 부족한 경우에는 고전위의 ABL제어신호를 발생한다. 매트릭스부(24)는 고압회로(26)에서 발생된 ABL제어신호의 전위값에 따라 화면합성부(23)로부터 인가되는 영상신호의 밝기를 조절한다. 즉, 고전위의 ABL제어신호가 인가되면 영상신호의 밝기를 높여주고, 저전위의 ABL제어신호가 인가되면 영상신호의 밝기를 낮게 하여 화상이 왜곡을 방지하도록 한다. 매트릭스부(24)는 또한, 화면합성부(23)로부터 인가되는 휘도신호(Y), 적색차신호(R-Y), 및 청색차신호(B-YB)를 사전 설정된 매트릭스식에 적용하여 순수한 적(R), 녹(G), 청(B) 색신호로 변환시켜 CRT(25)로 출력한다. CRT(25)는 입력되는 적(R), 녹(G), 청(B) 색신호를 이용하여 컬러화상을 재현하여 화면에 디스플레이한다.
한편, 제1도(c) 또는 (d)와 같이 두화면 영상신호의 밝기 차이가 큰 경우에 매트릭스부(24)에서의 ABL제어로는 전술한 바와 같이 두화면 밝기의 조절이 충분하지 않기 때문에 본 발명에서는 복조부에서도 ABL제어를 수행한다. 이를 위해 먼저, APL검출부(27)의 제1APL검출기(271)와 제2APL검출기(272)는 제1복조부(21)와 제2복조부(22)로부터 분리된 휘도신호들(YM, YS)을 인가받아 주화면 및 부화면 영상신호의 APL값을 검출한다. 여기에서 APL값은 영상신호 밝기의 평균레벨을 말하는 것으로, 해당 영상신호의 휘도신호에서 백레벨과 흑레벨 사이의 평균값으로 나타난다. 제1APL검출기(271)와 제2APL검출기(272)에서 검출된 주화면과 부화면 영상신호의 APL값은 화면상태판별부(28)의 주화면상태판별기(281)와 부화면상태판별기(282)로 각각 입력된다. 주화면상태판별기(281)와 부화면상태판별기(282)는 입력된 APL값이 대략 50% 이상이면 하이(H; High)레벨의 이진신호를 출력하고, 50% 이하이면 로우(L; Low)레벨의 이진신호를 출력한다. 즉, 제1도(c)에 보여진 바와 같이 주화면 영상신호의 밝기는 어둡고, 부화면 영상신호의 밝기는 밝은 경우 제1APL검출기(271)에서 검출된 APL값은 50% 이하가 되고, 제2APL검출기(272)에서 검출된 APL값은 50% 이상이 되어 주화면상태판별기(281)와 부화면상태판별기(282)에서는 각각 L, H신호를 출력한다. 반면에, 제1도(d)에 보여진 바와 같이 주화면 영상신호의 밝기는 밝고, 부화면 영상신호의 밝기는 어두운 경우 제1APL검출기(271)에서 검출된 APL값은 50% 이상이 되고, 제2APL검출기(272)에서 검출된 APL값은 50% 이하가 되어 주화면상태판별기(281)와 부화면상태판별기(282)에서는 각각 H, L신호를 출력한다. ABL제어결정부(29)는 배타논리합소자(EX-OR)를 이용하여 주화면상태판별기(281)와 부화면상태판별기(282)에서 출력되는 이진신호들을 배타논리합연산하여 두 화면 밝기가 차이가 나는 경우를 검출한다. 즉, 배타논리합소자(EX-OR)는 제1도(a)와 같이 두 화면 영상신호 밝기가 모두 어두운 경우 L, L신호를 입력받고, 제1도(b)와 같이 두 화면 영상신호 밝기가 모두 밝은 경우 H, H신호를 입력받아 배타논리합연산을 수행하므로 L신호를 출력하여 매트릭스부(24)에서 수행되는 전체화면 밝기 조절을 위한 ABL제어를 만족한다. 하지만, 배타논리합소자(EX-OR)는 제1도(c) 내지 (d)와 같이 두화면 영상신호 밝기가 서로 상반되는 경우 L, H 내지 H, L신호를 입력받아 배타논리합연산을 수행하므로 H신호를 출력하여 복조부(21, 22)에서도 ABL제어가 이루어질 수 있도록 한다. 제1ABL제어스위치부(30)는 주화면상태판별기(281)와 배타논리합소자(EX-OR)의 출력신호를 논리곱소자(AND1)를 통해 논리곱연산하여 두 화면 영상신호 밝기가 서로 상반되면서 주화면 영상신호 밝기가 부화면 영상신호에 비해서 밝아 주화면 영상신호의 밝기 제한이 필요한 경우(제1도(d)를 참조)를 검출하고, 이때 스위치소자(SW1)를 온(ON)시켜 고압회로(26)에서 발생된 ABL제어신호를 제1복조부(21)로 인가한다. 제1복조부(21)는 인가된 ABL제어신호에 따라 주화면 영상신호 밝기의 레벨을 감소시켜 조절한다. 제2ABL제어스위치부(31)는 부화면상태판별기(282)와 배타논리합소자(EX-OR)의 출력신호를 논리곱소자(AND2)를 통해 논리곱연산하여 두 화면 영상신호 밝기가 서로 상반되면서 부화면 영상신호 밝기가 주화면 영상신호에 비해서 밝아 부화면 영상신호의 밝기 제한이 필요한 경우(제1도(c)를 참조)를 검출하고, 이때 스위치소자(SW2)를 온(ON)시켜 고압회로(26)에서 발생된 ABL제어신호를 제2복조부(22)로 인가한다. 제2복조부(22)는 인가된 ABL제어신호에 따라 부화면 영상신호 밝기의 레벨을 감소시켜 조절한다.
이 내용을 하기 표 1로 정리하였다.
위와 같이 두 화면 영상신호의 밝기가 상반되는 경우에는 밝은 화면쪽의 영상신호에 대해 ABL제어를 복조부에서도 수행하여 두 화면 영상신호 밝기를 최적의 상태로 조절할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치에 관한 것으로 ABL제어신호를 이용하여 합성된 두 화면 영상신호의 밝기를 제어하는 동시에 두 화면 영상신호 밝기가 서로 상반되는 경우를 검출하여 개별적으로 밝기를 제어하도록 하므로써 두 화면 밝기차에 의해 발생하는 화면 왜곡을 보정할 수 있어 양호한 화면을 디스플레이하는 효과를 갖는다.

Claims (7)

  1. 복수개의 영상신호를 CRT 화면상의 정해진 영역에 동시에 디스플레이하는 화면분할 텔레비전에 있어서, 주화면에 대응하는 영상신호와 부화면에 대응하는 영상신호를 입력받아 복조하고, 입력되는 ABL제어신호에 따라 해당 화면 영상신호의 밝기를 조절하며, 휘도신호와 색차신호를 분리하여 출력하는 복조수단; 상기 복조수단으로부터 인가되는 주화면 영상신호의 휘도신호와 색차신호들 및 부화면 영상신호의 휘도신호와 색차신호들을 화면상의 각각의 영역에 디스플레이되도록 합성하고, 합성된 전체화면 영상신호의 밝기를 입력되는 ABL제어신호에 따라 조절하며, CRT 화면상에 디스플레이되도록 변환시켜 출력하는 ABL제어수단; CRT에 흐르는 빔전류를 감지하여 그에 따른 ABL제어신호를 발생하는 고압회로; 상기 복조수단으로부터 인가되는 주화면 영상신호의 밝기와 부화면 영상신호의 밝기를 검출하여 두화면 영상신호의 밝기가 서로 상반되는 경우를 판별하고, 그에 따라 두화면중 추가적인 ABL제어가 필요한 화면을 결정하는 추가 ABL제어결정수단; 및 상기 추가 ABL제어결정수단에서 결정된 화면의 영상신호 밝기를 조절하기 위해 상기 고압회로로부터 인가되는 ABL제어신호가 상기 복조수단으로 출력되도록 스위칭하는 ABL제어스위치수단을 포함하는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추가 ABL제어결정수단은 상기 복조수단으로부터 주화면 영상신호의 휘도신호와 부화면 영상신호의 휘도신호를 인가받아 각각의 밝기의 평균레벨(APL)값을 검출하는 APL검출부; 상기 APL검출부에서 검출된 주화면 및 부화면에 대응하는 각각의 APL값을 일정치와 비교하여 밝기상태를 판별하는 화면상태판별부; 및 상기 화면상태판별부에서 판별된 주화면 및 부화면의 밝기 상태로부터 두 화면 밝기상태가 서로 상반되는 경우를 판별하여 추가적인 ABL제어를 결정하는 ABL제어결정부를 구비함을 특징으로 하는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 화면상태판별부는 상기 APL검출부에서 검출된 주화면 및 부화면에 대응하는 각각의 APL값이 일정치 이상이면 화면의 밝기가 밝은 상태로 판별하여 제1전위신호를 출력하고, APL값이 일정치 이하이면 화면의 밝기가 어두운상태로 판별하여 제2전위신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 ABL제어결정부는 상기 화면상태판별부로부터 인가되는 두 전위신호가 동일하지 않으면 두화면 영상신호의 밝기상태가 상반되는 경우로 인식하여 추가적인 ABL제어를 위한 제1전위신호를 출력하고, 두 전위신호가 동일하면 두화면 영상신호의 밝기상태가 동일한 경우로 인식하여 제2전위신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 ABL제어결정부는 베타논리합(EX-OR)소자로 이루어진 것을 특징으로 화는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 ABL제어스위치수단은 상기 ABL제어결정부에서 두화면 밝기상태가 상반되는 경우로 판별되고 상기 화면상태판별부에서 주화면의 밝기가 밝은 상태로 판별되면, 주화면 영상신호의 밝기를 제한하기 위해, 입력되는 ABL제어신호를 상기 복조수단으로 전달하는 제1ABL제어스위치부; 및 상기 ABL제어결정부에서 두화면 밝기상태가 상반되는 경우로 판별되고 상기 화면상태판별부에서 부화면의 밝기가 밝은 상태로 판별되면, 부화면 영상신호의 밝기를 제한하기 위해, 입력되는 ABL제어신호를 상기 복조수단으로 전달하는 제2ABL제어스위치부를 구비함을 특징으로 하는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1ABL제어스위치부와 제2ABL제어스위치부 각각은 상기 화면상태판별부와 상기 ABL제어결정부로부터 인가되는 두 전위신호를 논리곱연산하는 논리곱소자; 및 상기 논리곱소자의 논리곱연산결과에 따라 온(ON)/오프(OFF)되어 상기 고압회로에서 발생된 ABL제어신호를 상기 복조수단으로 전달하는 스위치소자를 이루어짐을 특징으로 하는 화면분할 텔레비전의 ABL제어장치.
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