KR100246401B1

KR100246401B1 - 영상신호처리장치 및 방법

Info

Publication number: KR100246401B1
Application number: KR1019970054144A
Authority: KR
Inventors: 화이트지.마이클
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2000-03-15
Also published as: US6108043A; KR19980033049A

Abstract

본 발명은 지속시간이 서로 다른 수평동기신호에 의하여 작동할 수 있는 하나의 수평동기분파회로에 관한 것이다. 수평동기펄스의 반전된 음선행구간에 의하여 단일안정 멀티바이브레이터가 작동되어, 최소지속시간 수평펄스를 생성한다. 최소지속시간 수평펄스는 반전된 음수평펄스와 함께 OR게이트에 인가되고, OR 게이트는 2개의 펄스중 긴 펄스를 출력한다. 이러한 배열은 수평 백-포치 인터발 동안에 적절한 영상 클램핑을 보장한다.

Description

영상신호처리장치 및 방법

본 출원은 "고화질텔레비전 호환 가능한 수직동기 분파회로"라는 명칭으로 제출된 동시계류출원인 D6975호에서 특허 청구한 사항을 개시한다.

본 발명은 일반적으로 동기(sync)신호 분파회로, 특히 NTSC신호, HDTV신호 및 여러 가지의 컴퓨터신호와 연관된 동기신호와 같은 서로 다른 특성을 가진 동기신호를 처리하는데 적합한 영상신호처리장치 및 방법에 관한 것이다.

NTSC 텔레비젼 포맷 이외에서 영상신호가 신속히 확산됨에 따라, 서로 다른 특성을 가진 이러한 신호를 수용할 수 있는 동기신호 분파회로가 절실하게 필요하게 되었다. 일반적으로, 디지탈 처리 동기 분파회로는 이용할 수 있는 광범위한 동기신호로 동작할 수 있게 즉시 만들어질 수 있다. 그러나, 모니터 및 투영수신기와 같은 많은 장비는 아날로그처리를 이용하고 있으며, 본 발명은 이러한 장비내의 사용을 목적으로 한다.

최근에는 3레벨형식(1볼트 아날로그 RGB신호포맷에서, 모든 색에 대하여 -300밀리볼트, +300밀리볼트 및 0볼트)으로, HDTV수평동기신호에 대한 SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)표준을 채택하였다. 수평동기신호의 양(positive) 및 음(negative)부분은 매우 짧은 지속시간으로서, 약 0.5마이크로초 단위이다. 그것만으로는, 수평동기펄스의 양부분의 타이밍은 아날로그수신기의 백-포치 영상 클램프회로의 정상동작을 방해한다. 수신기를 제대로 작동하게 하기 위하여, 수신기는 수평동기신호의 음부분의 선행구간(leading edge)을 타이밍기준으로서 이용하고, 양부분은 완전히 무시하여야 한다. 그 외에도, 수신기는 음하강-녹색-펄스-동기신호(negative going sync-on-green pulse)를 제공하는 컴퓨터동기신호와 상당히 긴 지속시간을 가지는 표준NTSC 동기신호에 의하여 작동할 수 있어야 한다.

문제를 만들어내는 HDTV표준신호의 또 다른 특징은, 33KHz 인터레이스된 포맷 수직동기 인터발이다. 복합인터레이스된 동기신호를 가지는 NTSC 및 컴퓨터신호에는, 수직동기펄스의 전후 및 동안에, 몇 개의 주사선이 일어나는 일련의 이중수평주파수 균등화펄스가 포함된다. 이중수평주파수(2H) 균등화펄스는 전형적인 아날로그 수직동기 분파회로의 저역통과필터(R-C 적분기) 내의 에너지를 균등하게 한다. 만약에 수직동기 인터발의 전과 그 동안에, 2H 균등화펄스가 없는 복합인터레이스 동기펄스가 이러한 회로에 인가된다면, R-C적분기내의 에너지의 양은 2개의 필드 내에서 서로 약간 다르게 되어, 왜곡되고 인터레이스된 성능을 초래한다. 이러한 왜곡은 기수 및 우수필드 내에 주사선의 "짝짓기(pairing)"를 유발하고, 특히 고해상도의 모니터와 대형스크린 투영수신기 내에서는 있어서는 안된다.

33KHz HDTV신호는, 수직동기펄스 동안에만 2H 균등화펄스를 가지고, 수직동기펄스 전에는 이를 가지기 않기 때문에, 문제가 제기된다. 게다가, OR'd 복합동기신호라고 하는 컴퓨터동기신호의 형태가 있는데, 여기에서 수직펄스가 1H 또는 2H펄스에 의하여 톱니모양으로 되지 아니한다.

본 발명은 수평동기신호의 문제에 대한 해결에 관한 것이고, 전술한 공동계류출원의 발명은 수직문제에 대한 해결에 관한 것이다. 2가지 발명은 단독으로 뿐만 아니라 동일한 수신기에서 사용될 수 있다.

본 발명의 주목적은 새로운 동기신호 분파회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 특성의 동기신호에 유용한 동기신호 분파회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 새로운 수평동기신호 분파회로를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 수평 및 수직양태를 합체시킨 동기신호 분파회로를 간략하게 도시한 구성도.

도 2는 HDTV수평동기신호를 처리하는 동기신호 분파회로의 조작을 도시한 일련의 파형도.

도 3은 정상폭 수평동기신호에 대한 수평동기신호 분파회로의 조작을 도시한 일련의 파형도.

도 4는 HDTV수직동기신호들에 대한 수직동기신호 분파회로의 조작을 도시한 일련의 파형도.

도 5는 정상 및 컴퓨터 복합동기신호에 대한 수직동기신호 분파회로의 조작을 도시한 일련의 파형도.

도 6은 컴퓨터 OR'd동기신호에 대한 수직동기신호 분파회로의 조작을 도시한 일련의 파형도.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *****

10: 저역통과필터 12: 버터

16: 슬라이서/클램프 18: 인버터

20, 24: 단안정 멀티바이브레이터 22: 오아게이트

26: 적분기 28, 34: 트리거/인버터

30: D형 플립/플롭 32: R/C 지연회로

본 발명의 연산을 이해하는데 도움을 주기 위하여, 도 1의 구성도 상에 글자로 쓰여진 지점에 상응하는 글자를 도면내의 여러 가지 파형도에 써넣었다.

도 1에 의하면, RGB시스템내의 G(녹색)영상 신호로 하는 것이 바람직한 영상신호의 소스(source)는 영상 입력신호(A)를 저역통과필터(10)에 인가한다. 저역통과필터의 출력은 버퍼(12)에 공급된 다음에, 캐패시터(14)를 통하여 슬라이서 및 클램프회로(16)에 공급된다. 회로(16)의 조작은 복합(수평 및 수직)동기신호의 음의 부분을 클램프 시키고, 이를 클램프기준 이상의 수준으로 슬라이스 하는데 이용된다. 이러한 방법은 이 기술분야에서는 오래된 것이며, 본 발명의 일부는 아니다. 슬라이스된 음의 하강 동기신호는 인버터(18)에 공급되고, 여기에서 양의 상승 신호(B)로 변환된다. 인버터(18)의 출력은 단안정 멀티바이브에이터(20)의 입력과 OR게이트(22)의 하나의 입력에 인가된다. 단안정 멀티바이브레이터(20)는 고정지속시간 및 고정레벨의 양의 상승 최소폭 수평동기펄스(D)를 OR게이트(22)의 또 다른 입력에 출력한다. 복합동기신호는 OR게이트(22)의 출력으로부터 얻어져서 영상 클램프 펄스(E)를 생성하는 또 다른 단안정 멀티바이브레이터(24)와, 수직적분기(26)의 입력 및 D형 플립/플롭(30)의 클럭입력에 인가된다. 적분기(26)의 출력(F)은 트리거/인버터회로(28) 및 R/C지연회로(32)에 공급된다. 트리거/인버터회로(28)의 출력(G)은 플립/플롭(30)의 D입력에 연결되어 있다. 지연회로(32)는 또 다른 트리거/인버터회로(34)를 공급하고, 이 트리거/인버터회로는 그 출력신호(K)를 플립/플롭(30)의 리세트 입력에 연결시킨다. 플립/플롭(30)의 Q출력은 수직동기 출력신호(I)를 공급한다. 마지막으로, 트리거/인버터회로(28)의 출력은 잘못된 트리거링의 가능성을 미연에 방지하기 위하여, 수직펄스동안 단안정 멀티바이브레이터(20)를 동작할 수 없도록 연결되어 있다.

2개의 단안정 멀티바이브레이터는 동일한 회로패키지 내에 배열되어 있고, 그 입력에서 신호의 상승구간(rising edge)에 응답하여, 1.1마이크로초 펄스를 전달하는 기능을 한다. 따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수평동기신호(A)의 역의 음부분(B)의 상승(선행)구간에는 단안정 멀티바이브레이터(20)로부터의 최소폭 수평동기 펄스(D)가 생성된다. 수신된 신호 내의 최소폭 수평펄스와 정상수평 동기신호 중에서 더 긴 것이 단안정 멀티바이브레이터(24), 적분기(26) 및 플립/플롭(30)의 클록입력에 전달된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 클램프 펄스(E)는 최소폭 수평펄스와 정상수평동기신호 중에서 더 긴 것의 끝에서, 단안정 멀티바이브레이터(24)에 의하여 생성된다. 2가지 경우(도 2의 HDTV동기신호 및 도 3의 정상동기신호)에서, 영상 클램프 펄스(E)는 수평인터발의 백-포치 중에 발생하며, 이는 일관성 있는 클램핑을 가능하게 한다.

도 1에 도시된 회로의 수직동기신호 분리부분은 분리된 복합동기신호출력을 받아들이고, 수직적분기(26)내에서 그것을 적분한다. 적분기출력은 슈미트 트리거/인버터(28)에 공급되고, 이 트리거/인버터는 그 출력을 제곱한다. 수직적분기의 구성요소에는 2극 저역통과필터가 포함되어 있고, 그 필터는 33KHz에서 1/2 주사선 이하의 지연을 수직동기펄스에 나누어준다. 수평최소펄스폭 논리회로로부터의 입력도 플립/플롭(30)의 클록입력에 인가되어, 트리거/인버터(28)로부터의 신호를 클록(clock)하는데 이용된다. 33KHz HDTV신호에 있어서, 2H 수평균등화펄스의 상승구간은 클록킹을 한다. 플립/플롭의 D단자에서의 데이터 입력신호는 도 4에 도시된 바와 같이, 1/2 주사선보다 적게 지연되기 때문에, 클록수직동기출력은 항시 수직동기펄스(I)의 개시후, 제 1균등화펄스(40)의 상승구간과 일치하는 로우(42)로 간다. 이 결과는 모든 필드에서 일관되기 때문에, 수직동기출력펄스(I)의 선행구간은 정확한 인터레이스 타이밍을 보전한다.

HDTV신호가 수신된 때에는, 지연회로(32)와 트리거/인버터(34)는 수직동기신호 분파회로의 동작에는 영향을 주지 아니한다. 파형(J, K)에 의하여 표시된 바와 같이, 플립/플롭(30)의 리세트는 그 데이터 입력의 클로킹 후에 행하여지며, 수직출력동기신호(I)에 영향을 주지 아니한다.

도 5는 수직동기신호 분파회로를 위한 정상/컴퓨터 복합동기신호파형을 도시한 것이다. 도면에는 1H 균등화펄스만이 표시되어 있으나, 이 기술분야의 전문가는 회로는 2H 균등화펄스에 의하여서도, 실제로 정상복합동기신호에서와 유사하게 동작한다는 것을 알 것이다. 여기에서도, 수직출력동기신호(I)는 수직펄스의 개시 후에 생기는 제 1균등화펄스의 상승구간에 의하여 클록된다. 지연회로(32)와 트리거/인버터(34)의 기여도 수직출력동기펄스(I)의 개발에 영향을 주지 아니한다.

도 6은 수직펄스 내에 균등화펄스가 없는 컴퓨터 OR'd의 경우를 도시한 것이다. 이 예에서는, 수직출력동기펄스(I)를 생성하기 위한 플립/플롭(30)의 트리거링은, 통합 파형(J)에 응답하여 플립/플롭을 리세팅하는 슈미트 트리거/인버터(34)의 조작에 의하여 생긴다. 이것은 파형(J)상의 점(44)과, 플립/플롭에 대한 리세트신호의 개시(46) 및 수직동기신호출력펄스(I)의 선행구간(42)에 의하여 도시되어 있다. 이러한 수직의 경우에, 수직동기신호출력펄스는, 리세트신호(K)의 상승구간에 뒤따르는 제 1수평펄스에 의하여, 플립/플롭(30)을 거쳐 트리거/인버터(28)의 출력(G)을 클로킹 함으로써 종료된다. 종래의 아날로그수신기에 있어서는, 수직회로가 수직동기신호출력펄스(I)의 선행구간을 트리거 오프(trigger off)하기 때문에, 이러한 에지의 이동 및 일관성은 비교적 중요하지 않았다.

지금까지 논의한 것은 다양한 동기신호 포맷 상에서 작동할 수 있는 새로운 동기신호 분파회로의 배열에 관한 것이었다. 이 기술분야의 전문가는 전술한 본 발명의 실시예를 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지로 변경할 수 있다고 생각된다. 본 발명은 특허청구범위 안에 정의된 바에 의하여서만 제한될 수 있다.

본 발명은 지속시간이 서로 다른 수평동기신호에 의하여 작동할 수 있는 하나의 수평동기 분파회로에 관한 것으로서, 다양한 특성의 동기신호를 작동시키는데 유용하다.

Claims

동기펄스를 분리하는 단계와;

분리된 동기펄스로부터 최소폭 동기펄스를 형성하는 단계와;

최소폭 동기펄스와 분리된 동기펄스 중에서 더 긴 펄스로부터 영상 클램프 펄스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호처리방법.
제 1항에 있어서,

상기 형성은 최소폭 동기펄스를 단안정 멀티바이브레이터에 공급하는 단계와, 최소폭동기펄스와 분리된 동기펄스를 OR게이트에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호처리방법.
제 2항에 있어서,

수평동기펄스에 약 0.5마이크로초 부분을 가진 HDTV동기펄스와 약 4.5마이크로초 부분을 가진 NTSC동기펄스가 포함되어 있고, 단안정 멀티바이브레이터가 약 1.1마이크로초의 타이밍주기를 가지는 것을 특징으로 하는 영상신호처리방법.
약 0.5마이크로초 부분 및 약 4.5마이크로초 부분의 수평동기펄스를 가지는 HDTV 및 NTSC신호에 있어서,

동기펄스를 분리하는 단계와;

최소폭동기펄스를 생성하기 위하여, 약 1.1마이크로초의 지속시간의 타이밍주기를 가지는 단안정 멀티바이브레이터에 분리된 동기펄스를 공급하는 단계와;

최소폭동기펄스와 분리된 동기펄스를 OR게이트에 공급하는 단계와;

OR게이트의 출력으로부터 영상 클램프 신호를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호처리방법.
상기 동기신호를 분리하기 위한 수단과;

상기 분리동기펄스로부터 최소폭동기펄스를 형성하기 위한 수단과;

상기 최소폭동기펄스와 분리동기펄스 중 더 긴 펄스로부터 하나의 영상 클램프 신호를 생성하기 위한 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상신호처리장치.
제 5항에 있어서,

상기 형성수단은 분리된 동기펄스를 단안정 멀티바이브레이터에 공급하기 위한 수단과,

최소폭동기펄스와 분리동기펄스를 OR 게이트에 공급하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호처리장치.
제 6항에 있어서,

상기 수평동기펄스가 약 0.5마이크로초 부분을 가지는 HDTV동기펄스와 약 4.5마이크로초 부분을 가지는 NTSC동기펄스를 포함하고, 상기 단안정 멀티바이브레이터가 약 1.1마이크로초의 타이밍주기를 가지는 것을 특징으로 하는 영상신호처리장치.
약 0.5마이크로초 부분과 약 4.5마이크로초 부분의 수평동기펄스를 가지는 HDTV 및 NTSC신호를 처리하기 위한 장치에 있어서,

상기 동기펄스를 분리하기 위한 수단과;

약 1.1마이크로초 지속시간의 타이밍주기를 가지는 단안정 멀티바이브레이터와;

최소폭동기펄스를 생성하기 위하여, 분리된 동기펄스를 단안정 멀티바이브레이터에 공급하기 위한 수단과;

하나의 OR 게이트와;

최소폭동기펄스와 분리동기펄스를 OR게이트에 공급하기 위한 수단과;

상기 OR게이트로부터 하나의 영상 클램프 신호를 형성하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호처리장치.