KR100238233B1 - 고체 촬상 소자를 이용한 영상 신호처리 시스템의 색부반송파 발생장치 - Google Patents

Abstract

고체 촬상 소자에 의해 얻어진 영상을 NTSC나 PAL 등의 표준 포맷의 영상 신호로 변환시키기 위해 필요한 색부반송파를 발생하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 색부반송파 발생 장치는 소정의 샘플링 주파수에 의해 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 저장하며, 그에 인가되는 어드레스 신호에 응답하여 저장된 샘플링 데이터를 출력하는 사인/코사인 파형 저장부; 시스템 클록의 주파수, 발생시키고자 하는 색부반송파의 주파수 및 상기 샘플링 주파수에 근거하여 시스템 클록의 분주비 및 어드레스 증가분을 결정하는 초기값 설정부; 상기 시스템 클록에 동기되어 동작하며, 상기 시스템 클록의 분주비에 상응하는 개수의 시스템 클록들이 입력될 때마다 이전의 어드레스값에 상기 어드레스 증가분을 누산하여 새로운 어드레스값을 발생하는 누산부; 상기 누산부에서 발생된 어드레스 값을 정수화하고, 정수화된 어드레스값을 가지는 어드레스 신호를 상기 사인/코사인 파형 저장부에 제공하는 어드레스 발생부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 색부반송파 발생 장치는 다양한 시스템 클록의 주파수에 대응하여 일정한 주파수의 색부반송파를 발생할 수 있다는 효과를 갖는다.

Description

고체 촬상 소자를 이용한 영상 신호처리 시스템의 색부반송파 발생 장치{Color subcarrier generator of image signal processing system using CCD}

본 발명은 고체 촬상 소자(Charge Coupled Device)를 이용한 영상 신호 처리 시스템에 관한 것으로서 특히, 고체 촬상 소자에 의해 얻어진 영상을 NTSC나 PAL 등의 표준 포맷의 영상 신호로 변환시키기 위해 필요한 색부반송파를 발생하는 장치에 관한 것이다.

영상 신호 처리 시스템은 광전 변환된 영상 신호를 NTSC나 PAL 등의 표준 영상 신호로 변환시켜 출력한다. 주지하는 바와 같이 영상 신호는 휘도 신호와 색차 신호로 나뉘어지며, 색차 신호는 색부반송파(color subcarrier; NTSC의 경우 3.58㎒, PAL의 경우 4.43㎒)에 의해 변조된 후 휘도 신호에 증첩된다. 표준 신호로 변환하는 데 필요한 색부반송파는 색부반송파 발생기에서 만들어진다.

색부반송파 발생기는 통상 시스템에서 기준으로 사용되는 클록 즉, 시스템 클록을 분주하여 색부반송파를 발생한다.

그런데, 종래의 고체 촬상 소자를 사용한 영상 신호 처리 시스템은 사용된 고체 촬상 소자의 종류 특히, 고체 촬상 소자의 화소수에 따라 각기 다른 주파수의 시스템 클록을 사용하기 때문에 사용되는 고체 촬상 소자의 종류에 적합한 색부반송파 발생기를 별도로 설계하여야 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 다양한 주파수의 시스템 클록에 대응할 수 있는 색부반송파 발생 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 영상 신호 처리 시스템의 구성을 보이는 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 색부반송파 발생 장치의 구성을 보이는 블록도이다.

도 3(a) 내지 도 3(d)은 도 2에 도시된 장치의 동작을 보이는 파형도이다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 색부반송파 발생 장치는

사용되는 고체 촬상 소자의 화소수에 따라 각기 다른 주파수의 시스템 클록을 사용하는 영상 신호 처리 시스템에 소용되는 색부반송파를 발생하는 장치에 있어서,

소정의 샘플링 주파수에 의해 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 저장하며, 그에 인가되는 어드레스 신호에 응답하여 저장된 샘플링 데이터를 출력하는 사인/코사인 데이터 저장부;

상기 시스템 클록의 주파수, 발생시키고자 하는 색부반송파의 주파수 및 상기 샘플링 주파수에 근거하여 시스템 클록의 분주비 및 어드레스 증가분을 결정하는 초기값 발생부;

상기 시스템 클록에 동기되어 동작하며, 상기 시스템 클록들이 입력될 때마다 이전의 어드레스값에 상기 어드레스 증가분을 누산하여 새로운 어드레스값을 발생하는 누산기;

상기 누산부에서 발생된 어드레스 값을 정수화하고, 정수화된 어드레스값을 가지는 어드레스 신호를 상기 사인/코사인 파형 저장부에 제공하는 어드레스 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 영상 처리 시스템의 구성을 보이는 블록도이다. 도 1에 도시된 장치는 입력되는 광신호의 크기에 상응하는 전기적 신호를 발생하는 고체 촬상 소자(10), 고체 촬상 소자(10)에서 제공되는 전기적 신호를 적절한 게인(gain)으로 증폭하여 일정한 동작 범위(dynamic range) 내의 신호로 변환하는 화상 감지부(12), 화상 감지부(12)에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부(14), 디지털 변환부(14)에서 제공되는 디지털 신호를 처리하여 휘도 신호 및 색신호를 발생하는 디지털 신호 처리부(16), 디지털 신호 처리부(16)에서 제공되는 색신호를 색부반송파 발생기(20)로부터 제공되는 색부반송파로 변조하여 표준 포맷의 영상 신호를 출력하는 표준 영상 신호 출력부(18)를 포함한다.

여기서, 색부반송파 발생기(20)는 시스템 클록 발생부(22)에서 제공되는 시스템 클록을 분주하여 출력되는 표준 영상 신호의 포맷 예를 들면, NTSC나 PAL 등에 적합한 색부반송파를 발생한다.

그런데, 시스템 클록 발생부(22)에서 발생되는 시스템 클록의 주파수는 사용되는 고체 촬상 소자의 종류에 따라 달라져야 하며, 색부반송파 발생기도 시스템 클록 주파수에 따라 다르게 설계되어져야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 색부반송파 발생 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 도 2에 도시된 장치는 초기값 발생부(30), 누산기(32), 어드레스 발생부(34), 사인/코사인 데이터 저장부(36)를 포함한다.

사인/코사인 데이터 저장부(36)는 소정의 샘플링 주파수에 의해 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 저장하며, 그에 인가되는 어드레스 신호에 응답하여 저장된 샘플링 데이터를 출력한다.

초기값 발생부(30)는 시스템 클록 발생기에서 제공되는 시스템 클록의 주파수, 발생시키고자 하는 색부반송파의 주파수(NTSC의 경우 3.58㎒, PAL의 경우 4.43㎒) 및 샘플링 주파수에 근거하여 시스템 클록의 분주비 및 어드레스 증가분을 결정한다.

누산기(32)는 시스템 클록에 동기되어 동작하며, 시스템 클록들이 입력될 때마다 이전 누산값에 상기 어드레스 증가분을 누산하여 새로운 누산값을 발생한다, 여기서, 누산기(32)는 누산값이 일정한 한도 예를 들면, 사인/코사인 데이터 저장부(36)에서 지정될 수 있는 어드레스의 한도에 도달하면 넘어선 값만을 취한다.

어드레스 발생부(34)는 누산기(32)에서 발생된 어드레스 값을 정수화하고, 정수화된 어드레스값을 가지는 어드레스 신호를 사인/코사인 데이터 저장부(36)에 제공한다. 예를 들면, 어드레스 발생부(34)는 누산기(32)에서 제공되는 어드레스 신호의 비트들 중에서 하위의 몇 개 비트를 제거함으로써 정수화를 실현한다.

도 3(a) 내지 도 3(d)은 도 2에 도시된 장치의 동작을 보이는 파형도이다. 도 3(a)는 시스템 클록을 보이는 것이고, 도 3(b)는 NTSC 방식의 색부 반송파(3.48MHz)를 보이는 것이고, 도 3(c)는 누산기의 누산 결과를 보이는 것이고, 도 3(d)는 사인/코사인 파형 저장부의 출력을 보이는 것이다.

도 2에 도시된 장치에 있어서 시스템 클록의 주파수를 100MHz로 가정한다면, 시스템 클록의 주파수와 서브 샘플링 신호의 주파수의 비(분주비)는 100/3.58≒27.9329이다. 즉, 도 3(a) 내지 도 3(b)에 도시된 바와 같이 27.9329개의 시스템 클록마다 1개의 서브 샘플링 신호를 발생시키면 된다.

분주비가 결정되면 시스템 클록마다의 어드레스 증가분이 결정된다. 어드레스 증가분은 샘플링 주파수/분주비로 결정된다. 즉, 사인/코사인 파형이 1주기 동안에 360번 샘플링되었다면 도 3의 경우 어드레스 증가분은 360/27.9329≒12.888가 된다.

즉, 시스템 클록이 입력될 때마다 누산기(32)는 도 3(c)에 도시된 바와 같이 초기값에 어드레스 증가분을 누산한 값 12,888, 25.776, 38.665, 51,552,,,를 차례로 출력한다.

누산기(32)에서 발생되는 값은 소수 부분을 포함하므로 그대로는 어드레스 신호로 사용될 수 없다. 어드레스 발생부(34)는 누산기(32)에서 발생된 값에서 소수 부분을 제거하여 정수화한다. 즉, 누산기(32)의 출력 12,888, 25.776, 38.665, 51,552,,,에 대응하여 어드레스 발생부(34)에서 발생되는 어드레스값은 12, 25, 38, 51,,,가 된다.

사인/코사인 데이터 저장부(36)는 샘플링 데이터를 저장한다. 사인/코사인 파형의 1주기가 360회 샘플링되고, 사인/코사인 데이터 저장부(36)가 각각의 샘플링값을 저장하는 360개의 어드레스만을 가지고 있을 경우 28번째 시스템 클록이 입력되면 누산값은 360.864가 되어 데이터 저장부(36)의 어드레스 한도를 벗어나게 된다. 이와 같이 누산값이 한계값인 360을 넘을 경우 누산기는 누산값에서 한계값인 360을 뺀 값 즉, 0.864를 누산값으로 취한다.

사인/코사인 데이터 저장부(36)는 어드레스 발생부(34)에서 제공되는 어드레스 신호에 응답하여 도 3(d)에 도시된 바와 같은 이산 신호를 출력한다. 도 3(d)에 도시된 신호를 저역통과 필터링하면 도 3(b)에 도시된 바와 같은 서브 샘플링 신호를 얻을 수 있다.

도 2에 도시된 장치는 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 반복적으로 독출하여 색부반송파를 발생한다. 이때 독출하는 주기를 조절하면 적절한 주파수의 사인 신호 및 코사인 신호를 발생할 수 있으며, 발생된 사인 신호 및 코사인 신호는 색부반송파로 사용된다.

도 2에 도시된 장치는 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 반복적으로 독출하여 색부반송파를 발생한다. 이때 독출하는 주기를 초기값 설정부에서 결정할 수 있으므로 다양한 시스템 클록의 주파수에 대응하여 일정한 주파수의 색부반송파를 발생할 수 있다.

도 2에 도시된 장치에 있어서 사인/코사인 데이터 저장부(36)는 소정의 샘플링 주파수에 의해 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 저장하는 예가 제시되어져 있지만 사인 파형이나 코사인 파형의 어느 하나만을 저장할 수도 있다. 주지하는 바와 같이 사인 파형 및 코사인 파형은 90°위상차를 가지는 동일한 파형이므로 둘 중의 어느 한 파형을 발생하고 이를 90°이상시키면 다른 하나의 파형을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 색부반송파 발생 장치는 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 반복적으로 독출하여 색부반송파를 발생한다. 이때 독출하는 주기를 초기값 발생부에서 결정할 수 있으므로 다양한 시스템 클록의 주파수에 대응하여 일정한 주파수의 색부반송파를 발생할 수 있다는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 사용되는 고체 촬상 소자의 화소수에 따라 각기 다른 주파수의 시스템 클록을 사용하는 영상 신호 처리 시스템에 소용되는 색부반송파를 발생하는 장치에 있어서,

   소정의 샘플링 주파수에 의해 샘플링된 사인 파형 및 코사인 파형의 샘플링 데이터를 저장하며, 그에 인가되는 어드레스 신호에 응답하여 저장된 샘플링 데이터를 출력하는 사인/코사인 데이터 저장부;

   상기 시스템 클록의 주파수, 발생시키고자 하는 색부반송파의 주파수 및 상기 샘플링 주파수에 근거하여 시스템 클록의 분주비 및 어드레스 증가분을 결정하는 초기값 발생부;

   상기 시스템 클록에 동기되어 동작하며, 상기 시스템 클록들이 입력될 때마다 이전의 어드레스값에 상기 어드레스 증가분을 누산하여 새로운 어드레스값을 발생하는 누산기;

   상기 누산부에서 발생된 어드레스 값을 정수화하고, 정수화된 어드레스값을 가지는 어드레스 신호를 상기 사인/코사인 파형 저장부에 제공하는 어드레스 발생부를 포함하는 색부반송파 발생 장치.

Images