KR100188434B1 - 입력신호레벨 자동 조절회로 - Google Patents

Abstract

입력 신호레벨 자동조절회로는 MUSE 방식에 의하여 인가되는 영상신호를 처리하는 장치에 있어서 인가된 MUSE신호의 수평동기신호의 레벨변동분을 검출하여 해당 입력신호의 레벨을 자동조절해 주기 위한 것이다. 이를 위하여 샘플치 아날로그전송방식에 의하여 인가되는 입력신호를 A/D변환하여 디지털처리하는 장치에 A/D변환된 신호중 수평동기신호의 레벨을 검출하기 위한 수평동기신호레벨검출기와, 수평동기신호레벨검출기에서 검출된 수평동기신호의 최상위레벨과 최하위레벨의 차를 구하기 위한 감산기와, 감산기에서 감산된 값에 의하여 프리세트되어 소정값까지 카운트하기 위한 카운터와, 카운터에서 소정값 카운트가 완료될 때 발생되는 출력신호의 발생횟수를 조절하기 위한 타이밍조정기와, 타이밍조정기에서 출력된 신호를 적분하기 위한 적분기와, 적분기의 출력신호에 의하여 A/D 변환되는 입력신호의 레벨을 조절하기 위한 레벨조절기를 포함시킨다. 따라서 매라인마다 입력신호의 레벨을 조절하여 레벨변동에 따른 화질열화를 거의 막을 수 있다.

Description

입력신호레벨 자동조절회로

제1도는 본 발명에 따른 회로도.

제2도는 수평동기신호의 파형도.

제3도는 입력신호에 삽입되어 있는 수평동기신호의 레벨형태예.

제4도는 제3도의 수평동기신호레벨에 따른 레벨변화검출 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 가변이득증폭기 20 : A/D변환기

30 : 제1플립플롭 40 : 수평동기신호레벨검출수단

50 : 감산기 60 : 카운트수단

70 : 타이밍조정수단 80 : 적분기

90 : 기준전압설정수단

본 발명은 멀티플 서브나이퀴스트 샘플링 엔코딩(MULTIPLE SUBNYQUIST SAMPLING ENCODING; 이하 MUSE라 약함)방식에 의하여 인가되는 영상신호를 처리하는 장치에 있어서 입력신호의 레벨을 자동조정하기 위한 회로에 관한 것으로, 특히 인가된 MUSE신호의 레벨변화분을 검출하여 자동적으로 보정해 주기 위한 입력신호레벨 자동조정회로에 관한 것이다.

일반적으로 MUSE신호는 대역압축전송방식에 의하여 전송되는 신호로서 HDTV의 출현으로 개발된 것이다. 왜냐하면 HDTV는 현행 NTSC방식의 5배인 20MHz 이상의 주파수대역을 형성하고 있어 대역폭이 27MHz인 방송위성 1채널로 전송하기 위하여 대역압축이 불가피하였기 때문이다.

MUSE는 샘플치 아날로그 전송방식에 의한 대역압축방식으로, HIVISION의 1프레임화상정보를 4필드로 분할하여 순차 전송한다. 즉 1프레임당 약 1920×1125의 샘플링점을 갖는 신호원의 화상정보를 4필드에 걸쳐 샘플치전송함으로써 전송신호의 대역을 8.1MHz까지 압축시킬 수 있다. MUSE의 신호형식은 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 시간축상에서 다중하는 TCI(Time Compressd Integration)방식이며 수평블랭킹기간에 색신호가 다중되어 있다. 즉, MUSE신호는 1125라인의 주사선수를 갖고 1라인은 16.2MHz로 샘플링되어 480개의 샘플링점으로 구성되며, 수평동기신호에 11점, 색신호에 94점, 휘도신호에 374점이 할당된다. 색신호는 휘도신호에 비해 4:1비율로 시간압축되고 있으며, 선순차로 색차신호 R-Y, B-Y가 라인별로 교대로 다중되어 있다. 또한 1125라인의 전송신호중 매 라인마다 수평동기신호인 HD신호와 라인1과 라인2에 수직동기신호인 프레임펄스(Frame Pulse)등의 일정 규정레벨의 신호가 입력되고 있다.

이와 같은 신호형식을 갖는 MUSE신호의 샘플치 전송로 무왜곡조건을 만족시키기 위해 종래에는 프레임펄스라인에 삽입되어 있는 기준신호(VIT신호; Vertical Interval Test)후의 일정기간의 규정레벨을 이용하여 입력되는 MUSE신호의 레벨을 검출하고, 그 레벨이 정상규격에서 벗어나면 업다운카운팅에 의하여 레벨을 조정하였다. 그러나 레벨조정을 위하여 수직동기에 실린 VIT신호후의 규정레벨을 이용함으로써 레벨조정 기간이 프레임단위로 이루어져 프레임내의 휘도 또는 색신호와 같은 기타신호의 레벨이 변화하는 것에는 민감하지 못하여 화질이 열화되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 입력되는 신호의 레벨변동을 입력신호의 HD신호의 레벨을 기준으로 자동조절해주기 위한 입력신호레벨 자동조절회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 샘플치 아날로그전송방식에 의하여 인가되는 입력신/D변환하여 디지털신호처리하는 장치에 있어서; 상기 A/D변환된 신호중 수평동기신호의 레벨을 검출하기 위한 수평동기신호레벨검출수단; 상기 수평돌기신호레벨검출수단에서 검출된 수평동기신호의 최상위레벨과 최하위레벨의 차를 구하기 위한 감산기; 상기 감산기에서 감산된 값에 의하여 프리세트되어 소정값까지 카운트하기 위한 카운트수단; 상기 카운트수단에서 상기 소정값 카운트가 완료될 때 발생되는 출력신호의 발생횟수를 조절하기 위하여 상기 출력신호의 타이밍을 조정하기 위한 타이밍조정수단; 상기 타이밍조정수단에서 출력된 신호를 적분하여 상기 수평동기신호의 레벨변동분을 나타내기 위한 적분기; 상기 적분기의 출력신호에 의하여 A/D변환되는 상기 입력신호의 레벨을 조절하기 위한 레벨조절부를 포함함을 특징으로 한다.

이어서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 기술하기로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 회로도의 일실시예로서, 인가된 MUSE신호중 매 라인마다 HD신호의 해당 샘플점을 추출하여 차분을 검출한 뒤 검출된 차분신호를 적절히 이용하여 인가된 영상신호의 변화분 또는 레벨변동분을 자동적으로 보정하기 위한 것이다.

제1도에 있어서, 수신되거나 코넥터의 접속에 의하여 인가되는 MUSE신호를 콘덴서(CI)를 통해 입력단에 접속한 가변이득증폭기(10)와, 가변이득증폭기(10)의 출력단에 일측 입력단을 접속한 A/D변환기(20)와, A/D변환기(20)의 출력단에 입력단을 접속하고 A/D변환된 MUSE신호를 디지털처리하는 회로로 출력되도록 결합된 제1플립플롭(30)과, 제1플립플롭(30)의 출력신호를 입력단으로 접속하고 2H기간 제어신호가 인가되도록 접속하여 제1플립플롭(30) 및 A/D변환기(20)에 인가된 클럭신호(CLK)와 동일한 클럭신호가 인가되도록 접속된 수평동기신호 레벨검출수단(40)과, 상기 2H기간 제어신호를 캐리입력단(CA)에 인가되도록 접속하고 수평동기신호 레벨검출수단(40)에서 출력된 입력신호에 해당되는 수평동기신호의 최상위레벨값은 A입력단에 최하위레벨값을 B입력단에 접속한 감산기(50)와, 감산기(50)의 출력단에 입력단을 접속하고 HD신호에 의하여 로딩되도록 접속된 카운트수단(60)과, 카운트수단(60)에서 출력된 RCO(Ripple Carry Output) 신호를 입력단에 접속하고 HD신호를 제어단자에 접속한 타이밍조정수단(70)과, 타이밍조정수단(70)의 출력단에 입력단을 접속하고 가변이득증폭기(10)의 제어단자에 출력단을 접속한 적분기(80)와, 적분기(80)의 출력단에 입력단을 접속하고 출력단을 A/D변환기(20)의 Vrt와 Vrb입력단에 접속하여 입력신호의 기준전압을 설정하기 위한 기준전압설정수단(90)으로 구성된다.

좀더 상세하게, 수펼동기신호레벨검출수단(40)은 제1플립플롭(30)의 출력단에 입력단을 접속한 제2플립플롭(41)과, 제2플립플롭(41)의 출력단에 일측입력단을 접속하고 다른 일측 입력단에는 2H(수평동기신호) 기간을 제어하기 위한 제어신호를 입력단에 접속한 배타논리합게이트(42)와, 배타논리합게이트(42)의 출력단에 입력단을 접속하고 출력단을 감산기(50)의 B입력단에 접속한 제3플립플롭(43)과, 제3플립플롭(43)의 출력단에 입력단을 접속한 제4플립플롭(44)과, 제4플립플롭(44)의 출력단에 입력단을 접속한 제5플립플롭(45)과, 제5플립플롭(45)의 출력단에 입력단을 접속한 제6플립플롭(46)과, 제6플립플롭(46)의 출력단에 입력단을 접속하고 출력단을 감산기(50)의 A입력단에 접속한 제7플립플롭(47)으로 구성된다. 제2∼6플립플롭(41,43,44,45,46,47)의 클럭단에는 수평동기레벨검출수단(40)에 인가된 클럭신호(CLK)가 인가된다.

카운트수단(60)은 감산기(50)의 출력단(Q)에 입력단을 접속하고 HD신호를 클럭단에 접속한 제8플립플롭(61)과, HD신호를 반전출력하기 위한 인버터(62)와, 인버터(62)의 출력신호를 각각의 로드(LOAD) 제어신호입력단에 접속하고 제8플립플롭(61)의 출력단(Q)에 각각의 복수의 입력단을 접속한 제1,제2카운터(63,64)로 이루어진다. 타이밍 조정수단(70)은 제2카운터(64)의 RCO출력단에 클럭단을 접속하고 인버터(62)의 출력단에 클리어단(CLR)을 접속한 제3카운터(71)와, 제3카운터(71)의 복수 출력단에 대응하는 3입력단을 접속하고 1입력단에는 기저전위(GND)를 접속한 부논리합게이트(72)와, 부논리합게이트(72)의 출력단에 입력단을 접속하고 HD신호를 인에이블단자(E)에 접속하고 Q출력단을 적분기(80)의 입력단에 접속한 버퍼(73)로 이루어진다. 적분기(80)는 OP앰프(OP1)과, OP앰프(OP1)의 이득을 조절하기 위한 저항(R1,VR1,R2,R3,R4,R5) 및 콘덴서(C2,C3,C4)로 구성된다. 기준전압설정수단(90)은 기저전위(GND)와 -5V사이에 저항(R6) 및 가변저항기(VR2,VR3)와, 다이오드(D1,D2)를 직렬접속하고 가변저항기(VR2)와 저항(R6)사이 접점에 적분기(80)의 출력단을 접속하고,에미터단에 A/D변환기(20)의 Vrt 입력단을 접속하고 베이스는 가변저항(VR3)에 접속하고 콜렉터는 기저전위에 접속한 제1트랜지스터(Q1)와, A/D변환기(20)의 Vrb단에 에미터를 접속하고 베이스에 가변저항(VR2)을 접속하고 콜렉터에 -5V단을 접속한 제2트랜지스터(Q2)로 이루어진다.

제2도는 수평동기신호의 파형도로서, (A)는 n번째 라인의 수평동기 신호이고, (B)는 n+1번째 라인의 수평동기 신호이다.

제3도는 입력신호에 삽입되어 있는 수평동기신호의 레벨형태를 예로 든 것으로서, (A)는 입력신호의 수평동기신호레벨이 표준레벨보다만큼 작은 경우이고, (B)는 입력신호의 수평동기신호의 레벨이 표준레벨인 경우이고, (C)는 입력신호의 수평동기신호레벨이 표준레벨보다만큼 큰 경우이다.

제4도는 제3도의 수평동기신호의 레벨에 따른 레벨변화검출 타이밍도로서, (A)는 수평동기신호(HD)이고, (B)는 배타논리합게이트(42)와 가산기(50)로 인가되는 2H신호의 주기이고, (C)는 제3도 (C)의 경우에 제2카운터(64)에서 출력되는 RCO 파형도이고, (D)는 제3도(B)의 경우에 제2카운터(64)에서 출력되는 RCO파형도이고, (E)는 제3도(A)의 경우에 제2카운터(64)에서 출력되는 RCO파형도이고, (F)는 제3도(C)의 경우에 부논리합게이트(72)에서 출력되는 신호이고,(G)는 제3도(B)의 경우에 부논리합게이트(72)에서 출력되는 신호이고,(H)는 제3도(A)의 경우에 부논리합게이트(72)에서 출력되는 신호이다.

그러면 제1도의 작동을 제2도 및 3,4도를 결부시켜 설명하기로 한다.

우선 제2도의 수평동기신호는 HDTV용 MUSE신호의 경우 전송되는 매라인마다 480샘플점중 12샘플점구간에 삽입되어 전송된다. 이때 수평동기신호는 라인마다 라이징(Rising)과 폴링(Falling)이 제2도의 (A),(B)와 같이 반전되어 전송되도록 하는데 그 이유는 수직동기신호의 프레임펄스와 같이 영상신호와 구별하기 위해서이고, 또 짝수 다음의 고주파 왜곡의 방향을 피하기 위해서이다. 그리고 수평동기신호는 제2도에서와 같이 샘플링점마다 해당레벨이 규정되어 있고, 인가되는 MUSE신호의 수평동기신호의 최상위레벨은이고, 최하위레벨은이다. 따라서 입력신호의 수평동기신호의 레벨은인이 표준레벨이 된다.

수신되거나 HD홈패키지와의 접속시 인가되는 MUSE신호는 콘덴서(1)와 가변이득증폭기(10)를 통해 A/D변환기(20)로 인가된다. A/D변환기(20)에서 출력된 신호는 D형인 제1플립플롭(30)의 D 입력단으로 인가되고 16.2MHZ에 클럭되어 다음단의 MUSE신호처리부(도면에 예시되지 않음)로 출력되어 사용자가 인식할 수 있도록 처리된다.

그러나 본 실시예에서는 영상신호가 인가되기 전 매라인의 12샘플점구간을 통해 인가되는 수평동기신호의 레벨을 검출하여 표준레벨이 아닐 경우 변화된 변화분만큼 레벨이 보정되도록 제어하기 위한 것이므로, A/D변환기(20)와 제1플립플롭(30)을 통해 출력되는 신호는 HD신호로 한다.

수평동기신호레벨검출수단(40)은 입력된 MUSE신호중 HD신호기간 동안에 16.2MHz로 동작되는 제2,3,4,5,6,7플립플롭(41,43,44,45,46,47)에 의해 제2도의 HD샘플점중 점 및 점의 레벨값을 추출하여 감산기(50)의 A,B 입력단으로 인가시킨다. 배타논리합게이트(42)는 제2도에서와 같이 HD신호가 라인마다 반전하고 있기 때문에 감산기(50)에서 감산처리시 방향성을 유지시키기 위하여 제4도의(B)와 같은 2H신호로 2라인마다 입력 HD신호를 반전시킨다. 이때 제2도의 (B)와 같은 HD신호가 2H신호에 의하여 배타논리합된 HD신호는 제2도(a)의 값보다만큼 작은값을 지니게 되므로 감산기(50)의 캐리입력단(CA)으로 캐리신호를 입력시킨다. 즉만큼 작으므로 최상위 레벨은이 되고 최하위레벨은이 된다. 이것이 캐리신호의 인가로 1씩 가산되게 된다.

감산기(50)는 제3플립플롭(43) 및 제7플립플롭(47)의 출력에서 취한 HD신호레벨을 감산한다. 감산처리시 제3도(b)와 같이 표준레벨입력시에는 감산값이로 출력되고 입력레벨이 제3도(a)나 제3도(c)와 변동이 있을 때는 규정레벨에 변동분만큼의 값이 더해져 출력된다. 즉 제3도(a)의 경우에는이 되고, 제3도(b)의 경우는이 된다.

카운트수단(60)은 제8플립플롭(61)을 통해 감산기(50)의 감산 결과를 HD단위로 래칭한 뒤, 제1 및 2카운터(63,64)에 프리세트된다. 즉 제4도(a)의 HD를 인버터(62)반전시킨 뒤 로우기간동안 HD차분값을 프리세트시킨다. 제1 및 2카운터(63,64)의 프리세트는 인버터(62)를 통해 반전시킨 뒤 제4도(a)의 HD가 로우논리기간동안에 이루어진다. 프리세트값은 상술한 바와 같이 규정된 HD 신호가 입력인 경우는이고, 규정된 HD신호보다정도 작을 경우는이고, 규정 HD 신호보다클 경우,이 된다. 프리세트된 뒤 제1 및 2카운터(63,64)는 소정의 카운트값까지 업카운팅된다. 여기서 소정 카운트값은 256이 된다. 업카운팅값이 상기 소정카운트값에 도달되면 제2카운트(64)의 RCO출력단자를 통해 제4도(c),(d),(e)와 같은 RCO파형을 발생시킨다.

즉 규정된 HD신호가 입력되는 경우 발생되는 RCO파형은 제4도(d)와 같고, 규정된 HD신호입력보다정도 클 경우는 제4도(d)와 같이 RCO파형이 발생되는 주기는 짧고, 규정된 HD신호입력보다정도 작을 경우는 제4도(e)와 같이 RCO파형이 발생되는 주기가 길다. 그것은 카운팅기간이 길다는 것이다. 다시말해 소정 카운팅 완료값과 감산기(50)에서 감산출력된 값과의 차이가 크다는 것이다.

타이밍조정수단(70)은 입력된 수평동기신호의 레벨변동분을 표현하기 위하여 카운팅수단(60)에서 제4도의 (C)(E)와 같이 발생된 RCO출력신호가 1H기간에 프리세트된후 첫 번째 발생된 RCO 의 라이징에지간의 간격만을 검출할 수 있도록 타이밍을 조정한다. 즉 제2카운터(64)의 RCO출력은 제3카운터(71)의 클럭단자에 인가되어 카운팅된다. 제3카운터(71)는 제1 및 2카운터(63,64)와 같이 반전된 HD신호의 로우기간동안 클리어동작을 수행한다. 따라서 제3카운터(71)는 제4도의 (c),(d), (e)와 같이 제2카운터(64)에서 발생되는 RCO를 모두 카운팅하여 부논리합게이트(72)로 인가한다. 부논리합게이트(72)로 인가되는 모든 입력이 로우논리레벨일때만 하이논리를 출력하므로 제4도의 (f),(g),(h)와 같은 신호를 버퍼게이트(73)의 입력단으로 출력한다. 버퍼게이트(73)는 HD신호에 의하여 출력인에이블되고, 반전출력단을 통해 제4도(f),(g),(h)에 빗금치지 않은 부분부터 남은 1H기간을 하이논리레벨로 적분기(80)에 인가시킨다.

적분기(80)는 (-)입력단으로 인가된 타이밍조정수단(70)의 출력신호가 클경우에는 낮은 출력전압을 적을경우에는 큰출력전압을 출력하여 입력신호의 레벨변동분을 검출한다. 적분기(80)에서 출력된 신호는 가변이득증폭기(10)의 이득조정단자와 기준전압설정수단(90)으로 인가되어 검출된 변동분만큼 해당 입력신호의 레벨을 자동조정한다.

기준전압설정수단(90)의 경우는 Vrt는 기저전위로 고정되어 있고 Vrb전압이 가변저항(VR2)과 저항(R6)사이에 인가된 적분기(80)의 출력전압에 의하여 변동된다.

이와 같이 본 발명은 MUSE신호를 입력신호로서 처리하는 장치의 입력처리부에서 매 라인마다 삽입되어 있는 HD신호의 레벨을 추출하여 입력신호의 레벨변동분을 검출하고 검출된 값에 따라 입력신호의 레벨을 자동조절해줌으로써,매라인마다 입력신호의 레벨을 조절할 수 있어 입력신호의 레벨변동으로 인한 화질열화를 막을 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 샘플치 아날로그전송방식에 의하여 인가되는 입력신호를 A/D변환하여 디지털신호처리하는 장치에 있어서; 상기 A/D변환된 신호중 수평동기신호의 레벨을 검출하기 위한 수평동기신호레벨검출수단(40); 상기 수평동기신호레벨검출수단(40)에서 검출된 수평동기신호의 최상위레벨과 최하위레벨의 차를 구하기 위한 감산기(50); 상기 감산기(50)에서 감산된 값에 의하여 프리세트되어 소정값까지 카운트하기 위한 카운트수단(60); 상기 카운트수단(60)에서 소정값 카운트가 완료될 때 발생되는 출력신호의 발생횟수를 조절하기 위하여 상기 출력신호의 타이밍을 조정하기 위한 타이밍조정수단(70); 상기 타이밍조정수단(70)에서 출력된 신호를 적분하여 상기 수평동기신호의 레벨변동분을 나타내기 위한 적분기(80); 상기 적분기(80)에서 출력된 신호에 의하여 A/D변환되는 상기 입력신호의 레벨을 조절하기 위한 레벨조절부를 포함함을 특징으로 하는 입력신호레벨 자동조절회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 레벨조절부는 상기 입력신호를 A/D변환하기 전에 이득조정단자로 인가되는 상기 적분기(80)의 제어신호에 의하여 가변적으로 이득조절하기 위한 가변이득증폭기(10)와, 상기 적분기(80)에서 출력되는 신호에 의하여 상기 A/D변환되는 입력신호의 기준전압을 설정하기 위한 기준전압설정수단(90)으로 이루어짐을 특징으로 하는 입력신호레벨 자동조절회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 수평동기신호레벨검출수단(40)은 수평동기신호의 샘플점마다 규정된 레벨을 검출하기 위한 검출기를 포함함을 특징으로 하는 입력신호레벨 자동조절회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 검출기는 샘플점단위로 입력신호를 지연시키는 지연소자로 이루어짐을 특징으로 하는 입력신호레벨 자동조절회로.
5. 제3항에 있어서, 상기 수평동기신호레벨검출수단(40)은 2라인마다 입력HD신호를 반전시켜 상기 레벨을 검출함을 특징으로 하는 입력신호레벨 자동조절회로.
6. 제1항에 있어서, 타이밍조정수단은 상기 카운트수단(60)의 카운트값이 프리세트된 후 처음 발생되는 출력신호간의 주기만을 검출할 수 있도록 상기 카운트출력신호의 주기를 조절함을 특징으로 하는 입력신호레벨 자동조절회로.