KR100195319B1 - 텔레비젼신호의 윤곽강조회로 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 1필드의 원 신호의 수평 방향 또는 수직 방향의 열로서, 인접하는 복수의 열의 데이터로부터 다른 필드의 열의 데이터가 보간된 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로에 있어서, 주목 화소 및 주목 화소와 인접하는 복수의 화소를 포함하는 총 7화소의 데이터를 출력하는 회로와, 7화소의 데이터를 연산 처리함으로써 강조 성분을 발생하는 회로와, 주목 화소에 대해 강조 성분을 가산하는 회로로 이루어지고, 보간 필드에 대해서도 윤곽 강조 효과를 발생할 수 있으며. 또한 윤곽 강조를 행했을 때에, 원 필드 및 보간 필드의 주파수 특성이 크게 달라지는 것을 방지할 수 있다.

Description

텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로
제1도는 본원 발명의 일실시예의 블록도.
제2도는 본원 발명의 일실시예의 주파수 특성을 도시한 약선도.
제3도는 본원 발명의 일실시예의 전체적인 구성을 도시한 블록도.
제4도는 본원 발명의 일실시예의 동작의 설명에 사용하는 약선도.
제5도는 라인 평균 보간 회로의 블록도.
제6도는 라인 평균 보간으로 보간된 필드의 주파수 특성을 도시한 약선도.
제7도는 종래의 윤곽 강조 회로의 블록도.
제8도는 종래의 윤곽 강조 회로의 주파수 특성을 도시한 약선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 입력 단자 2,3,4,5,6,7 : 지연 회로
14 : 합성 회로 16 : 출력 단자
21 : 라인 버퍼 23 : 보간 블록
24 : 윤곽 강조 회로 25 : 가산기
본원 발명은 1필드의 텔레비전 신호로부터 보간으로 형성된 의사적(擬似的)인 1프레임의 텔레비전 신호에 적용되는 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로에 관한 것이다.
본원 발명은 1필드의 원 신호(原信號)의 수평 방향 또는 수직 방향의 열로서, 인접하는 복수의 열의 데이터로부터 다른 필드의 열의 데이터가 보간되는 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로에 있어서, 주목 화소(object pixel) 및 주목 화소와 인접하는 복수의 화소를 포함하는 계(total) 5화소 이상의 데이터를 출력하는 회로와, 5화소의 데이터를 연산 처리함으로써 강조 성분(enhancing component)을 발생하는 회로와, 주목 화소에 대해 강조 성분을 가하는 회로로 이루어지고, 보간 필드(interpolation field)에 대해서도 윤곽 강조 효과를 발생할 수 있으며. 또한 윤곽 강조를 행했을 때에, 원 필드(source field) 및 보간 필드의 주파수 특성이 크게 달라지는 것을 방지할 수 있다.
텔레비전 화상의 하드 코피(hard copy)를 얻는 비디오 프린터에 있어서, 1프레임의 화상을 프린트한 경우, 인터레이스 주사(interlace scan)로 인해 얻어진 화상이 흔들리는 문제가 생긴다. 따라서, 원 텔레비전 신호의 1필드로부터 의사적으로 프레임 화상을 생성하고, 이 프레임 화상을 프린트하게 된다.
이와 같이, 필드 신호로부터 의사적인 프레임 신호를 형성하기 위해, 부족한 정보를 보간으로 생성하는 것이 필요하다. 이 보간의 방법으로는 원 필드의 신호 라인간의 평균치를 취하고, 이 평균치를 보간해야 할 다른 필드의 신호로서 이용하는 것이 알려져 있다.
제5도는 라인 평균 보간(line mean interpolation) 회로의 일예를 도시하며, (31)은 입력 단자이다. 입력 데이터 Un은 진(source or original)의 필드 예를 들면 짝수 번째의 필드의 데이터로서 수직 방향의 화소 데이터가 위에서 아래로 위치한다. 즉, 통상의 텔레비전 주사의 수평 주사에 상당하는 것이 수직 주사로 변경되어 있다. 이 수직 방향의 시간축 상에서 화소 데이터의 샘플링 주기에 상당하는 지연량을 가진 지연 회로(32),(35)가 설치되어 있다.
가산기(33)에 의해 입력 데이터 Un과 지연 회로(32)의 출력 데이터가 가산되어, 가산기(33)의 출력이 1/2배회로(34)에 공급되고, 1/2배회로(34)의 출력이 지연 회로(35)에 공급된다. 1/2배회로(34)의 출력과 지연 회로(35)의 출력이 가산기(36)에 공급되고, 가산기(36)의 출력 Xn-1이 출력 단자(37)에 출력된다. 이 출력 Xn-1이 보간될 필드 예를 홀수 번째 필드의 데이터가 된다.
상술한 제5도에 도시된 보간 회로의 전달 함수 TFi(Z)는 다음 식으로 표시된다.
따라서, 진의 필드인 짝수 번째 필드의 데이터가 제6도에 (38a)로 도시한 평탄한 주파수 특성을 갖는 것에 비해, 보간 필드인 홀수 번째 필드의 데이터는 (38b)로 도시한 것과 같이, 주파수가 높아짐에 따라 게인이 감소되고, 1/4fs(fs:수직 방향의 시간축 상의 샘플링 주파수)에서 0이 된다.
상기 라인 평균 보간은 매우 간단한 구성으로 실현할 수 있으며, 같은 필드의 신호를 2회 출력해서 프레임 신호를 생성하는 방법에 비해, 강조성이나 쟈키네스(jerkiness) 등의 점에서 양호하다. 그러나, 수직 해상도가 나쁘고, 화상이 흐려지는 문제가 있었다. 그래서, 외관상의 선예도(鮮銳度)를 좋게 하기 위해 수직 방향의 윤곽 강조가 이루어진다.
제7도는 종래의 윤곽 강조 회로의 일예를 도시한다. 입력 단자(41)에 대해, 수직 샘플링 주기의 지연량을 가진 지연 회로(42) 및 (43)가 직렬로 접속되고, 입력 데이터 Xn과 지연 회로(43)의 출력이 가산기(44)에 공급된다. 1/2배회로(45)를 통하여 가산기(44)의 출력과 지연 회로(42)의 출력이 감산기(46)에 공급된다. 감산기(46)의 출력 신호가 게인 b의 앰프(47)를 통해서 출력 신호 Wn-1로서 출력 단자(48)에 출력된다.
종래의 윤곽 강조 회로는 Wn=1/2b(-Xn-1+2Xn=Xn+1)의 처리를 하고 있다. 이로써, 처리의 대상으로 하는 주목 화소 및 그 상하 화소를 포함하는 총 3화소의 데이터를 디지탈적으로(digitally) 2차 미분하는 것이다. 이 윤곽 강조 회로의 입력 단자(41)로부터 출력 단자(48)까지의 전달 함수 TFe'(Z)는 다음과 같이 된다.
보간 필드의 데이터에 대하여는 제5도에 도시한 보간 회로와 제7도에 도시한 윤곽 강조 회로가 직렬로 접속되므로, 제5도의 입력 단자(31)로부터 제7도의 출력 단자(48)까지의 총합적인 전달 함수는 (1)식 및 (2)식으로 표시되는 전달 함수를 곱한 것이다.
윤곽 강조 회로의 출력 신호의 주파수 특성은 평탄한 주파수 특성(38a)을 갖는 진의 필드(짝수 번째의 필드)의 신호에 대하여는 제8도에 있어서, (49a)로 도시한 것과 같이 고영역이 강조된 것으로 된다.
이에 대하여, 고영역이 저하되는 주파수 특성(38b)을 갖는 보간 필드(홀수 번째의 필드)의 신호에 대하여는 (49b)로 도시한 주파수 특성이 되며, 2차 미분 성분이 발생하지 않고, 윤곽 강조의 회로가 발생하지 않는다는 문제가 있었다. 그 결과 2개의 필드 사이에서 주파수 특성이 전혀 달라지는 문제가 있었다.
따라서, 본원 발명의 목적은 간단한 회로 구성으로 쟈키네스를 억제하고, 선예도를 양호하게 할 수 있는 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로를 제공하는 것에 있다.
본원 발명은 1필드의 원 신호의 수평 방향 또는 수직 방향의 열로서, 인접하는 복수의 열의 데이터로부터 다른 필드의 열의 데이터가 보간된 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로에 있어서, 주목 화소 및 주목 화소와 인접하는 복수의 화소를 포함하는 총 7화소의 데이터를 출력하는 수단(2,3,4,5,6,7)과, 7화소의 데이터를 연산 처리함으로써 강조 성분을 발생하는 수단(8,9,10,11,12,13,14)과, 주목 화소에 대해 강조 성분을 가하는 수단(25)으로 이루어지는 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로이다.
라인 평균 보간이 인접하는 3개의 화소 데이터를 사용하는 것이다.
이 라인 평균 보간에 대하여 접속되는 윤곽 강조 회로는 주목 화소와 그 상하 또는 좌우의 4화소(또는 그 이상)를 사용하는 것이다. 따라서, 윤곽 강조 효과가 보간 필드에 대해서도 발생하고, 또한 윤곽 강조를 했을 때에 원 필드와 보간 필드에 있어서 주파수 특성이 크게 달라지지 않는다.
다음에, 본원 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조해서 설명한다. 제1도는 이 일실시예에 있어서의 윤곽 강조 회로(24)의 구성을 도시한 것이다. 제1도에 있어서의 입력 단자(1)에는 제3도에 도시한 바와 같이 데이터 버스를 통하여 라인 버퍼(21)로부터 데이터가 공급된다.
라인 버퍼(21)는 예를 들면 1프레임의 화상의 수직 방향의 1열의 화소 데이터를 기억할 수 있는 용량을 가진 RAM으로 구성되어 있다.
라인 버퍼(21)의 어드레스 신호는 어드레스 블록(22)으로 형성된다. 또한, 라인 버퍼(21)와 데이터 버스를 통해서 보간 블록(23)이 접속되어 있다. 보간 블록(23)은 상기 제5도에 도시한 바와 같이 구성되어 라인 평균 보간에 의해 원 데이터로부터 보간 데이터를 발생한다. 이 보간 데이터가 라인 버퍼(21)에 기입된다.
라인 버퍼(21)에는 입력 데이터가 공급된다. 입력 데이터는 도시되지 않은 필드 메모리로부터 독출된다. 필드 메모리로부터는 수직 방향의 1열의 데이터 DIi(i=0,2,4,…,2ℓ-2;ℓ:1열의 화소수)가 라인 버퍼(21)에 순차로 기입된다. 이 기입은 어드레스 블록(22)으로부터의 어드레스 제어에 의해 제4도 a에 도시한 바와 같이, 영(zero) 데이터와 교대로 이루어진다. 라인 버퍼(21)에 격납된 데이터의 열을 Un(n=0,1,2,…,2ℓ-2)이라 표시한다.
다음에, 라인 버퍼(21)로부터 데이터 열 Un이 순차로 출력되며, 보간 블록(23)에 입력된다. 보간 블록(23)에서는 하기의 라인 평균 보간이 이루어진다.
이 데이터 열 Xn이 다시 라인 버퍼(21)에 전송된다. 따라서, 제4도 b에 도시한 바와 같이 제로의 데이터가 보간 데이터로 치환된 1열의 데이터가 형성된다.
보간 데이터를 포함한 데이터 계열 Xn이 라인 버퍼(21)로부터 순차로 출력되고, 윤곽 강조 회로(24) 및 가산기(25)에 공급된다. 가산기(25)에서는 윤곽 강조 회로(24)에서 형성된 윤곽 강조 성분 Yn이 라인 버퍼(21)의 출력 데이터 계열 Xn에 가산된다. 가산기(25)로부터는 윤곽 강조된 출력 데이터 DOn(=Xn+Yn)가 얻어진다. 이 출력 데이터 DOn는, 비디오 프린터의 경우에 각 데이터의 값에 따라 펄스폭 변조 또는 진폭 변조됨으로써, 구동 신호로 변환된다. 이 구동 신호가 구동 앰프를 통해서 감열 헤드에 공급된다. 감열 헤드는 승화성 염료가 도포된 잉크 리본을 통해서 일정 속도로 보내지는 용지에 1열의 인자를 동시에 행하는 것이다.
본원 발명이 적용된 윤곽 강조 회로(24)의 일예에 대해서, 제1도를 참조해서 설명한다. 라인 버퍼(21)로부터의 데이터 계열 Xn이 공급되는 입력 단자(1)에 대해, 수직 방향의 시간축 상의 샘플링 주기의 지연량을 가진 지연 회로(2).(3).(4),(5).(6) 및 (7)이 직렬로 접속된다.
입력 단자(1)와 이들 지연 회로(2)∼(7)의 노드(nodes)로부터 도출된 탭(taps)에 계수 승산기(8),(9),(10),(11),(12) 및 (13)이 각각 접속된다. 소정의 계수가 곱해진 출력이 합성 회로(14)에서 합성된다. 합성 회로(14)의 출력 신호가 게인 c의 앰프(15)를 통해서 출력 단자(16)에 출력된다. 앰프(15)의 게인 c는 가변할 수 있으므로 강조량을 가변할 수 있게 한다.
즉, 입력 단자(1)로부터의 데이터가 1/4의 계수 승산기(8)에 공급되고, 이 계수 승산기(8)의 출력 신호의 반전된 신호가 합성 회로(14)에 공급된다. 지연 회로(2)의 출력 신호가 1/2의 계수 승산기(9)에 공급되고, 이 계수 승산기(9)의 출력 신호의 반전된 신호가 합성 회로(14)에 공급된다. 지연 회로(3)의 출력 신호가 1/4의 계수 승산기(10)을 통해서 합성 회로(14)에 공급된다. 지연 회로(4)의 출력 신호가 합성 회로(14)에 공급된다. 지연 회로(5)의 출력 신호가 1/4의 계수 승산기(11)를 통해서 합성 회로(14)에 공급된다. 지연 회로(6)의 출력 신호가 1/2의 계수 승산기(12)에 공급되고, 이 계수 승산기(12)의 출력 신호의 반전된 신호가 합성 회로(14)에 공급된다. 지연 회로(7)의 출력 신호가 1/4의 계수 승산기(13)에 공급되고, 이 계수 승산기(13)의 출력 신호의 반전된 신호가 합성 회로(14)에 공급된다.
제1도에 도시한 윤곽 강조 회로(24)에서는 주목 화소의 데이터와 그 상측의 3개의 화소 데이터가 그 하측의 3개의 화소 데이터를 포함하는 총 7개의 화소 데이터로부터 윤곽 강조 성분이 형성된다. 즉, 지연 회로(4)의 출력 데이터를 주목 화소의 데이터 Xn이라고 하면, 이 데이터 Xn에 대한 강조 성분 Yn은 다음 식으로 표시된다.
상기 윤곽 강조 회로(24)의 입력 단자(1) 및 출력 단자(16) 간의 전달 함수 TFe(Z)는 다음과 같다.
따라서, 보간 필드에 관한 전달 함수는
이 된다. 이 전달 함수로부터 보간 필드 예를 들면 홀수 번째의 필드에 대한 주파수 특성은 제2도에 있어서, (17b)로 도시한 것으로 된다. 한편, (5)식으로 표시된 전달 함수 TFe(Z)로부터 원 필드 예를 들면 짝수 번째의 필드에 대한 주파수 특성은 (17a)로 도시된다. 이 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 보간 필드에 대해서도 윤곽 강조 효과가 얻어지며, 또한 보간 필드 및 원 필드 사이에서 주파수 특성에 커다란 차가 없어진다. 또한, 비교적 낮은 주파수 대역을 강조함으로써 화상의 수직 방향의 반전 성분을 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
상기 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 본원 발명은 라인 평균 보간에서 발생하는 보간 필드와 진의 필드와의 주파수 특성의 차이를 보정하고, 그 후에 강조 처리를 행하는 것이다. 따라서, 제2도에 있어서의 주파수 특성(17b)에 한정하지 않고, 보간 필드에 대해 더욱 평탄에 가까운 주파수 특성을 가질 수 있다.
본원 발명은 프레임 화상을 보간에 의해 배밀도(倍密度)의 프레임으로 변환할 경우, 수직 방향의 열에 한정하지 않고, 수평 방향의 열(행)에 관하여 보간할 경우, 수직 방향 및 수평 방향의 양방향으로 보간하여 화상을 확대할 경우 등에도 적용할 수 있다.
본원 발명은 2개의 인접 화소의 데이터로 보간된 필드에 대해서도 윤곽 강조를 할 수 있으며, 또한 윤곽을 강조했을 때에 원 필드 및 보간 필드의 주파수 특성이 크게 달라지는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 본원 발명의 윤곽 강조 회로는 비교적 낮은 주파수 대역을 강조하고 있으므로, 화상의 수직 방향의 반전 성분을 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

Claims (1)

1필드의 원 신호의 수평 방향 또는 수직 방향의 열로서, 인접하는 복수의 열의 데이터로부터 다른 필드의 열의 데이터가 보간되는 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로에 있어서, 주목 화소 및 상기 주목 화소와 인접하는 복수의 화소를 포함하는 총 7화소의 데이터를 출력하는 수단과, 상기 총 7화소의 데이터를 연산 처리함으로써 강조 성분을 발생하는 수단과, 상기 주목 화소에 대해 상기 강조 성분을 가산하는 수단으로 이루어지는 텔레비전 신호의 윤곽 강조 회로.
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