KR100276369B1 - 화상성분 분석을 이용한 비선형 영상 신호 프로세서 - Google Patents

Abstract

처리될 영상 신호(Y1)는 영상 입럭 신호의 진폭 범위중 적어도 일부에 걸쳐 제어 신호(S1)에 응답하는 조절 가능한 이득을 갖는 비선형 프로세서(12)에 인가된다. 샘플링 회로(20)는 영상 신호에 응답하여 영상 신호에 관련된 영상샘플을 발생시킨다. 제어 회로(30)는 영상 샘플에 응답하여 적어도 주어진 진폭 범위에 있는 샘플의 수에 따라 제어 신호를 발생시키게 되는데, 이로써 디스플레이되는 이미지에서의 주어진 범위의 샘플 퍼센트를 제어하게 된다. 복수의 제어 및 샘플링 회로는 전세 영상 신호 범위에 걸쳐 콘트라스트를 증대시키기 위한 영상 중간점 처리, 화이트 스트레치 처리 및 블랙 스트레치 처리에 대한 제어를 제공할 수 있다.

Description

화상 성분 분석을 이용한 비선형 영상 신호 프로세서

제1도는 본 발명을 구체화한 블랙 스트레치(비선형)영상 신호 처리 시스템의 블록도.

제2도는 제1도의 블랙 스트레치 프로세서의 동작을 설명하는 전달 함수 다이어그램.

제3도는 제1도의 블랙 스트레치 프로세서의 디지탈 회로 실행을 블록도로 도시한 도면.

제4도는 제1도의 예에 사용하기에 적합한 비선형 함수 발생기의 또다른 실시예의 블록도.

제5a도 내지 제5e도는 제4도의 전달 함수 발생기의 동작을 설명하는 신호 레벨 다이어그램.

제6도는 영상 신호의 블랙 스트레치 및 화이트 스트레치 처리를 제공하는 본 발명을 구체화한 영상 신호 처리 시스템의 블록도.

제7도는 제6도의 실시예의 동작을 설명하는 전달 함수 다이어그램.

제8도는 제6도의 예에 사용하기에 적합한 비선형 전달 함수 발생기의 블록도.

제9a도 내지 제9k도는 제6도의 비선형 전달 함수 발생기의 동작을 설명하는 신호 레벨 다이어그램.

제10도는 제1도의 시스템의 또다른 변형을 도시한 블록도.

제11도는 제10도의 예를 설명하는 전달 함수 다이어그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 비선형 전달 함수 발생기 20 : 화소 분포 측정 회로

30 : 제어 신호 발생기 312 : 출력 래치

330,360 : 비교기 334 : 카운터

336 : 래치 338 : 필드 카운터

340 : 디코더 350 : 리세트 필스 발생기

362 : 기준 카운트 회로 364 : 루프 필터

370 : 제한기 812,816 : 감쇠기

1000 : 비선형 증폭기/제한기

본 발명은 텔레비젼 신호 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 디스플레이된 이미지의 밝은 영역 및/또는 어두운 영역에서의 콘트라스트를 증대시키는 비선형 신호 처리 시스템에 관한 것이다.

비선형 영상 신호 프로세서는 비디오 신호가 디스플레이된 이미지에 향상된 콘트라스트를 제공하기 위해 영상 신호 범위의 선택된 부분내에서 비선형 증폭된다.

1956년 8월 21일자로 O.H.Shade 씨에게 허여된 미국 특허 제2,760,008호는 디스플레이된 이미지의 어두운 영역 및 밝은 영역에서의 디테일(detail)을 향상시키기 위한 소위 "블랙 스트레치"(black stretch) 및 "화이트 스트레치"(white stretch) 처리에 특징이 있는 비선형 영상 프로세서에 대해 기술하고 있다. "블랙 스트레치"란 용어는 휘도 신호 이득이 중간값의 휘도 레벨에서 증가되어 향상된 콘트라스트를 제공하도록 영상 신호의 휘도 부분을 비선형 처리하는 것을 설명할 때 사용되는 용어이다. 유사한 방식으로, 디스플레이된 이미지의 보다 밝은 영역내의 향상된 디테일은 디스플레이된 이미지에서 밝은 부분의 신호 범위를 "스트레치"하기 위해 비교적 높은 레벨의 영상 신호에 대한 휘도 신호 이득을 증가시킴으로써 제공된다. Shade 시스템의 장점은 전체 전달 함수의 "절점"(break point)간의 영상신호 이득 레벨을 제어하는데 있어서의 웅통성뿐만 아니라 영상 신호의 전이점 또는 절점을 선택하는데 있어서의 융통성이 크다는 것이다.

비록 Shade 시스템이 어두운 장면 및 밝은 장면에 대한 디테일을 제어함에 있어서 개선된 점을 제공한다고는 하지만, 이러한 장점을 실현하기 위해서는 비교적 많은 횟수의 수동 조작을 필요로 한다는 단점을 갖고 있다. 이러한 수동 조작에는 이득 설정을 위한 제어와 임계점 또는 "절점"을 설정하기 위한 제어가 포함된다.

관련된 다수의 수동 제어로 인해 전체 시스템을 적당히 조절하는 것은 상당히 복잡한 일이 될 것이다.

최근에, 집적 회로는 다수의 개별적인 조작을 해야된다는 부담을 사용자에게 부과하지 않기 위해 어느 정도의 자동 제어를 특징으로 하는 비선형 화상 증대 기능을 제공할 수 있게 되었다. 이러한 집적 회로로는 예로들면 소니사에 의해 제조되는 CX20125 "동적 화상 처리" 집적 회로가 있다. 이 집적 회로는 저레벨 영상신호의 콘트라스트를 향상시키기 위해 "블랙 스트레치" 처리를 제공한다. 간략히 말하면, 영상 신호로부터 동기를 제거한 후에 가장 깊은 블랙 레벨이 블랙 피크 유지 회로에 의해 검출되며, 이 블랙 레벨이 이득 제어 회로의 제어 신호가 되고, 영상 신호의 검출된 블랙 피크의 함수로서 자동으로 블랙 확장을 실행할 수 있도록 피드백 루프를 형성한다.

보다 밝은 화상 영역에서의 콘트라스트를 향상시키기 위한 비선형 처리의 자동 제어에 대한 또다른 방법으로는 디스플레이된 이미지의 소위 "평균 화상 레벨"(APL) 분석을 기초로 하는 방법이 있다. 보다 밝은 화상 영역에서의 디테일을 향상시키는 "화이트 스트레치" 프로세서에 대한 예는 1991년 3월 26일자로 Lagoni씨에 허여된 "Dynamic Video System Including Automatic Contrast and White Stretch Processing Sections"라는 명칭의 미국 특허 제5,003,394호에 기술되어 있다. Lagoni 시스템의 실시예에서, 화이트 스트레치 처리는 디스플레이된 이미지의 평균 화상 레벨(APL)의 함수로서 실행되며, 콘트라스트 제어는 디스플레이된 이미지에 응답하여 사용자 제어 신호 소스 및 피크 화이트 신호 검출기에 의해 실행된다.

일반적으로, 상술한 자동 비선형 처리 시스렘은 디스플레이된 이미지에 상당한 개선점을 제공한다. 그러나, 시스템의 비선형 전달 함수 발생기를 제어하기 위한 제어 신호의 발생에 대해 특히 더욱 개선된 점을 제공한다는 것을 본 명세서에서 알 수 있다.

특히, 시청자가 특정 명도 범위이내의 화소의 특정 퍼센트를 제공하도록 처리된 이미지를 선호하는 경향이 있다는 것이 시청자 테스트를 통해 발견되었다. 이미지에서 어두운 화상 성분, 중간 밝기의 화상 성분 및 밝은 화상 성분의 상대적인 숫자를 제어할 수 있도록 하기 위해서는, 종래의 블랙 피크 검출 및 평균 화상 레벨 검출 방법이 부적당한 것으로 판명되었다.

영상 신호의 파라미터를 제어하기 위한 통계학적인 분석의 사용의 일례가 1982년 6월 29일자로 허여된 "DEVICE FOR AUTOMATICALLY CONTROLLING THE TRANSFER FUNCTION OF A VIDEO SYSTEM FOR IMPROVING IMAGE RECEPTION" 라는 명칭의 미국 특허 제4,337,514호에 대응하고 Favreau 등에 의해 출원된 유럽특허 EP-A-O 019518에 개시되어 있다. 이 특허에 개시된 장치는 영상 신호 Ve를 수신하기 위한 하나의 입력 및 전송 파라미터를 제어하기 위한 8개의 입력을 갖는 가변 특성의 비선형적 4-단자 네트워크를 포함한다. 입력 신호 Ve의 진폭의 통계학적인 분석에 의해 입력 신호의 휘도 분포 함수를 얻을 수 있다. 이 분포 함수에 의거하여, 계산 수단이 4-단자 네트워크의 제어 입력에 인가될 전송 파라미터의 값을 결정한다. 제공된 예에서, 휘도 신호의 진폭의 막대그래프의 동등 분포가 제공된다.

본 발명의 목적은 디스플레이된 이미지에서의 어두운 화상 성분, 중간 밝기화상 성분 또는 밝은 화상 성분의 상대적인 수를 제어하할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은 디스플레이된 이미지 필드에서의 화상 성분의 총수에 대해 요구된 퍼센트의 "블랙" 화상 성분을 제공하고 유지하는 것이다.

본 발명은 하나 또는 그 이상의 명도 범의내의 화소의 상대적인 퍼센트를 제어할 수 있도록 영상 이미지의 전체 내용을 더욱 완전하게 고려하는 비선형 영상신호 처리 시스뎀의 필요성에 따라 발명된 것이다.

본 발명에 따른, 영상 신호를 처리하는 장치는 특허 청구의 범위에 규정되어 있다. 또한, 이하에 설명되겠지만, 회로가 아날로그 방식 또는 디지탈 방식으로 실행될 수 있으며, 블랙 스트레치 및 화이트 스트레치 처리를 제공하도록 각각의 측정 및 제어 회로에 의해 제어되는 비선형 전달 함수의 복수의 상이한 선분(segment)이 존재할 것이다.

본 발명의 추가의 특징에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.

제1도의 시스템(10)은 "블랙 스트레치" 콘트라스트를 증대시키며 휘도 입력신호(Y1)를 수신하기 위한 입력 단자(14)와 휘도 출력 신호(Y2)를 제공하기 위한 출력 단자(16)를 갖는 비선형 전달 함수 발생기(12)를 포함하며, 상기 휘도 출력 신호(Y2)가 상기 발생기(12)의 제어 입력단(18)에 인가되는 제어 신호(S1)에 따라 콘트라스트 증대를 위해 비선형 처리된다.

제어 신호(S1)는 화소 분포 측정 회로(20)에 의해 형성되며, 상기 회로(20)의 입력단(22)은 처리된 출력 신호(Y2)를 수신하기 위해 실선으로 표시된 피드백 경로(24)를 통해 출력 단자(16)에 접속된다. 이와 달리, 회로(20)의 입력단(22)은 영상 입력 신호(Y1)를 수신하기 위해 점선으로 표시된 "피드 포워드"(feed forward) 신호 경로(26)를 통해 입력 단자(14)에 접속될 수 있다. 피드 포워드 경로를 사용하면 전체 시스템이 절대적으로 안정하게 된다는 장점을 얻는다. 한편, 피드백 신호 경로(24)를 사용하면, 전체 시스템이 이미지 필드에서의 총 화소수에 대한 "블랙" 화소의 원하는 퍼센트를 유지하기 위해 "자기 조정"(self-regulation)을 한다는 장점을 얻는다. 화소 분포 측정 회로(20)의 출력단(28)에서의 출력 신호(S2)는 제어 신호(S1)를 발생하는 제어 신호 발생기(30)를 통해 접속된다.

동작시에, 비선형 "프로세서" 또는 전달 함수 발생기(12)는 제2도의 전달 함수로 표시된 것처럼 영상 입력 신호(Y1)의 신호 범위중 일부분에 걸쳐 영상 입력신호(Y1)의 이득 변화에 영향을 미친다. 도시된 바와 같이, 제어 신호(S1)가 변화함에 따라 신호(Y1)에 부여되는 이득 또한 50 IRE 이하의 영역에서 변화한다. 예를 들어, 제어 신호가 0일 경우, 전달 함수는 단의 이득을 나타내는 선분(202-204)의 경로를 따른다. 제어 신호(S1) 값이 보다 높아짐에 따라 선분(206,208,210)으로 표시된 것처럼 보다 낮은 전달 함수의 선분에 보다 높은 이득이 적용된다. 이미지의 보다 어두운 영역에 대한 이러한 이득의 증가는 증폭되는(즉, 선분 (206∼210)을 따르는) 화소의 콘트라스트를 증대시키고, 전달 함수와 수평축과의 교차점 이하에 있는 화소를 블랙 레벨에 존재하게 한다. 예를 들어, 0 내지 20 IRE 레벨 범위에 있는 화소는 전달 함수(210)에 대해 O IRE 레벨로 변화되는 한편, 20 내지 50 IRE 레벨 범위에 있는 화소는 증폭되고, 이로써 디스플레이시에는 콘트라스트가 증가된다. 전달 함수의 절점(212)은 본 예에서는 50 IRE 레벨에 위치되며, 이 레벨 이상에 있는 입력 신호는 절점(212)과 100 IRE 레벨사이의 단위 기울기 라인(m=1)으로 표시된 것처럼 이득 또는 손실이 없이 선형 증폭된다.

요약하면, 블랙 스트레치 신호 처리를 제어하는 제어 신호(S1)는 영상 신호(Y2 또는 Y1)를 샘플링하여 영상 신호와 관련된 영상 샘플을 발생시키는 회로(20)와 소정 진폭 범위에서 발생되는 샘플수에 따라 제어 신호를 발생시키는 회로(30)와의 조합에 의해 발생된다.

보다 상세히 설명하면, 화소 분포 측정 회로(20)는 자신에 제공되는 영상 입력 신호(Y1 또는, 바람직하게는 Y2)에 응답하여 적어도 1 필드 간격의 소정 시간간격내에서 발생되는 화상 성분의 총 개수를 나타내는 카운트를 생성하며, 상기 화상 성분은 소정 영상 기준 레벨(예를 들어, 7.5 IRE 블랙 세트업 레벨)에 동일하거나 그보다 적은 영상 신호 레벨을 갖는다. 또한, 영상 필드율(Fv)에서 동작하는 제어 신호 발생기(30)는 화소 분포 측정 회로(20)에 의해 생성된 카운트(S2)를 소정 시간 간격(1 필드) 내에서 발생되는 충 화상 성분의 총 개수의 소정 퍼센트(예를 들어, 10%)와 비교하고, 그 비교 결과에 따라 제어 신호(S1)를 생성한다. 그 후, 이 제어 신호(S1)는 소정 영상 기준 레벨(예를 들어, 블랙 레벨)의 진폭 또는 그 이하의 진폭을 갖는 요구된 화소수(예를 들어, 10%)를 포함하도록 신호(Y2)의 블랙 화소 내용을 조절하기 위해 발생기(12)에 인가되어 발생기(12)의 전달 특성(제2도에 도시됨)을 변경시킨다.

제3도는 제1도의 블랙 스트레치 프로세서의 디지탈 회로 실행을 도시한 것이다. 제3도에서, 비선형 전달 함수 발생기(12), 제어 신호 발생기(30) 및 화소 분포 측정 회로(20)는 설명을 간략히 하기 위해 가상선으로 그려져 있다.

전달 함수 발생기는 부호 비트 인버터(302)와 8-입력 NOR 게이트를 포함한다. 휘도 입력 신호(Y1)는 8-비트 신호를 포함하며, 이 신호의 최하위 비트들이 NOR 게이트(304)의 7개의 입력단에 인가되고 8번째 비트가 인버터(302)에 의해 반전되어 게이트(304)의 8번째 입력단에 인가된다. 이러한 구조는 신호(Y1)(50∼100 IRE)의 양의 값을 제한하고, 음의 값(2진수 -127∼-1 또는 0∼50 IRE)을 반전시킨다. 따라서, 그 결과의 신호는 0∼50 IRE 범위에 있는 신호만을 포함하며, 그 이외는 클리핑된다. 그리고나서, 이 신호는 0∼50 IRE 범위에 있는 입력신호에 가변 증폭기 출력 신호를 제공하도록 2개의 쿼드런트 승산기(306)에 의해 제어 신호(S1)(예를 들어, 4 비트)와 승산된다. 다음에, 이 신호는 감산기(308)에 의해 원래의 입력 신호(Y1)로 부터 감산되어 출력 신호를 제공하게 되는데, 상기 출력 신호의 하위 부분(0∼50 IRE)은 신호(S1)에 의해 가변적으로 증폭되며, 출력 신호의 상위 부분(50∼100 IRE)은 제2도의 전달 특성 곡선으로 도시된 것처럼 단위 이득으로 선형적으로 변화된다. 감산 동작이 음의 결과를 산출해 내기 때문에, 감산기(308)의 출력은 O IRE(예를 들어, 부호를 갖는 2진수에서는 -128)로 제한하는 제한기에 인가되며, 처리된 신호(Y2)는 시스템 화소율로 클록조정된 출력래치(312)에 저장된다.

제3도에 도시된 화소 분포 측정 회로(20)는 영상 신호(Y2)와 블랙 레벨 기준 신호를 비교하는 비교기(330)를 포함하며, 신호(Y2)가 블랙 레벨 범위에 있을 경우 NOR 게이트(332)를 통해 카운터(334)에 펄스를 제공한다. 카운터(334)는 필드 카운터(338) 및 디코더(340)에 의해 제어되는 필드를 기초로 하여 카운팅을 행하며, 필드에서의 블랙 화소의 총 카운트가 리세트 펄스 발생기(350)에 의해 필드의 종료시에 출력 래치(336)에 저장된다. 활성 영상 샘플만이 카운팅되게 하기 위해서, 수평 블랭킹 신호가 블랭킹 동안 카운트를 중지시키는 게이트(332)에 인가된다. 또한, 카운터(334)의 캐리 아웃(CO)에서 게이트(332)의 또다른 입력단으로의 피드백에 의해 오버플로가 방지된다. 따라서, 각 필드마다 1회로 래치(336)에 저장되는 카운트는 영상 신호(Y2)(또는, 만일 피드백 경로가 아닌 피드 포워드신호 경로가 선택될 경우에는 Y1)의 총 블랙 화소수를 나타낸다.

제3도의 제어 신호 발생기(30)는 여러가지 기능을 설명하기 위해 블록도 형태로 도시되어 있으며 사실상 마이크로프로세서(도시되지 않음)에 의해 실행될 수있다. 발생기(30)는 비교기(360), 기준 카운트 소스(362)(예를 들어, ROM) 및 루프 필터(364)를 포함한다. 화소 분포 측정 회로(20)에 의해 제공된 화소 카운트신호(S2)는 기준 카운트 소스(362)에 의해 제공된 기준 카운트와 비교되는데, 상기 기준 카운트 소스(362)는 블랙 스트레치를 위해 1 필드에서의 총 화소수의 10 10%를 표시한다. 그 비교 결과가 제어 신호(S1)로서 발생기(12)에 대한 루프 필터(예를 들어, 저역 필터)(364)에 의해 발생기(12)에 접속된다. 만일 비교 결과가 한 필드에서의 10%의 블랙 화소보다 적은 것으로 나타나는 경우, 발생기(12)의 이득은 블랙 화소수를 증가시키기 위해 증가된다. 이와는 반대로, 만일 비교 결과가 한 필드에서의 10%의 블랙 화소보다 많은 것으로 나타나는 경우, 제어 신호(S1)는 발생기(12)의 이득을 감소시킨다. 따라서, 시스템은 한 필드에서의 블랙 화소의 소정의 퍼센트를 유지하도록 자기 조정을 하게 된다. 합당한 이득 한계치를 초과하는 것을 방지하기 위하여, 발생기(30)의 출력단에 제한기(370)가 포함되어 제어 신호 범위를 제한한다. 적합한 범위는 0 에서 약 20 IRE 까지이다. 이와는 달리, 필요한 경우에는 비선형 전달 함수 발생기(12)에 제한 기능이 제공될 수도 있다.

제4도의 또다른 전달 함수 발생기는 입력 신호(Y1)를 수신하기 위한 단자(14)에 접속된 입력단과 비선형 증폭 출력 신호(Y2)를 제공하기 위한 단자(16)에 접속된 출력단과 제어 신호(S1)가 인가되는 감쇠기(406), 제한기(408) 및 감산기(410)를 통해 단자(14)에 접속된 제2 입력단을 갖는 가산기(402)를 포함한다.

제4도의 발생기(14)의 동작은 제5a도 내지 제5e도에 실명되어 있다. 제5a도는 단자(14)(A 지점)에서의 신호(Y1)를 도시한 것이다. 이 신호는 제5b도에 도시된 것처럼 감산기(410)에 의해 -50 IRE 만큼 레벨 시프트된 다음 제5c도에 도시된 것처럼 제한기(408)에 의해 제한된다. 가변 이득은 제5d도에 도시된 것처럼 제어 신호(S1)에 응답하는 감쇠기(406)에 의해 얻어진다. 마지막으로, A지점의 신호와 D 지점의 신호(제5a도 및 제5d도)를 가산함으로써, 가산기(402)의 출력단에서 그 결과(제5e도)가 생성된다. 이 결과는 제2도에 도시되고 제3도의 디지탈 회로에 의해 생성되는 요구된 전달 함수와 동일하다.

제6도는 화이트 스트레치 처리 및 중간 례벨(50 IRE) 절점 제어를 제공하기 위해 제1도의 시스템을 변형한 시스템을 도시한다. 이 변형예는 두개 이상의 제어 신호 발생기(30',30")를 비롯하여 두개 이상의 화소 분포 측정 회로(20',20")를 포함한다. 또한, 전달 함수 발생기(12)는 중간 지점(50 IRE) 이득 및 화이트 스트레치 이득을 제어하기 위해 두개 이상의 입력단(18A,18B)을 제공하도록 변형된다. 이러한 변형 및 다른 바이어스와 기준 레벨을 사용한다는 점을 제외하고는, 그 동작은 제1도의 예와 동일하며 제7도에 도시된 전달 함수로 설명된다.

제7도에 도시된 바와 같이, 블랙 스트레치 처리는 절점(702)의 위치를 변화시키며, 그 위치는 0 내지 20 IRE 사이의 범위에서 수평축을 따라 이동하여 그 결과 약 50 IRE 까지 연장하는 블랙 스트레치 전달 함수(704)의 기울기(이득)를 변화시긴다. 그러나, 중간 레벨 영상 신호의 조정을 자유롭게 하기 위해, 50 IRE 지점(706 지점)은 40∼60 IRE 범위 이내에서 단위 이득의 기울기를 갖는 경로를 따라 이동하도록 신호(S')에 의해 제어된다. 제어 신호(S1")는 m=0.5(6db 감쇠)기울기의 경로를 따라 65∼100 IRE 범위에서 절점(709:제7도의 BP709)을 이동시킴으로써 화이트 스트레치 선분(708)의 기울기를 제어한다. 블랙 스트레치 기준레벨은 전과 마찬가지로 블랙 화소를 카운팅하기 위해 7.5 IRE로 설정되며, 그 출력은 필드당 총 화소수의 10%인 이전 레벨로 발생기(30)에서 조절된다. 중앙 지점(706)을 제어하는 회로(20')는 화소 검출 및 카운팅을 위해 50 IRE의 기준 레벨을 사용하며, 발생기(30')는 중앙 지점 영상 레벨을 필드당 총 화소수의 75%로 조절한다. 마지막으로, 측정 회로(20")에는 검출을 위해 약 90 IRE의 임계 레벨이 제공되며, 90 IRE 화소수를 필드당 총 화소수의 약 95%와 비교함으로써 제어된다. 3가지 제어 범위에 대한 바람직한 한계치는 블랙 스트레치(702 지점) 변이에 대해서는 0∼20 IRE. 중간 지점값의 이동에 대해서는 40∼60 IRE, 그리고 화이트 스트레치 제어하에서의 지점(709)의 변이에 대해서는 65∼100 IRE 이다.

제6도의 예에서의 각종의 선분과 절점에 대한 제어는 상술한 것처럼 비선형 프로세서(12)에 대한 추가의 제어 입력을 필요로 한다. 제8도는 변형된 프로세서의 실행을 블록도로 도시한 것이다. 제9a도 내지 제9k도는 제8도의 A∼K로 표시된 지점에서의 신호 레벨을 도시한 것이다. 제9a도는 감산기(802)의 입력단에 인가되는 입력 신호(Y1)를 도시한 것이다. 상기 감산기(802)는 입력 영상 신호(Y1)를 제9b도에 도시된 것처럼 제어 신호(S1') 값 만큼 하향으로 오프세트시키며, 절점(706)(제7도)의 적당한 변이를 생성한다. 감산기(802)에 의해 제공된 오프세트 신호는 제한기(804)에 인가되는 상수 K2로 표시된 것처럼 원점(0 IRE) 이하의 값으로 신호(제9C도 참조)를 절단하는 제한기(804)에 인가된다. 감쇠기(810)는 제9e도의 가변 기울기 신호(E)를 생성하기 의해 블랙 스트레치 신호(S1)에 응답하는 신호(C)의 기울기를 배가적으로 제어하고, 신호(S1)에 비례하는 블랙 스트레치의 정도(degree)를 생성한다. 이런 방식으로, 제어 전압(신호 S1)은 그 위치(O 내지 20 IRE)에 따라 절점(702)을 간접적으로 결정한다.

제한기(806)의 역할은 B 지점에서의 신호를 원점(상술한 기준 K2에 의해 설정된 0 IRE) 이상의 값으로 잘라내는 것이다. 이는 제9d도에 도시되어 있다. 감쇠기(812)는 신호(D)의 기울기를 배가적으로 제어하여 가변 신호(F)(제9f도 참조)를 생성하고, 감쇠기에 인가되는 신호(S1")에 응답하는 화이트 스트레치의 정도를 생성한다. 이란 방식으로, 제어 전압(S1")은 절점(709)(제7도 참조)을 간접적으로 결정한다.

가산기(814)는 제9g도에 도시된 합산 신호를 생성하도록 신호(E)의 블랙스트레치 부분, 신호(F)의 화이트 스트레치 부분 및 원래의 (선형) 입력 신호(Y1)(제9a도)를 합산한다. 절점(709)이 제어되는 위치는 제7도에서 0.5의 기울기를 설정하는 가산기(818) 및 감쇠기(816)에 의해 결정된다. 이 기울기는 오프세트되고 0.5의 기울기를 갖는 제9i도에 도시된 신호를 생성하도록 감쇠기(816) 및 가산기(818)에 인가되는 상수(기준 전압) V1에 의해 결정된다. 제한기(820)는 신호(G,I)를 수신하며 값이 보다 적은 출력을 생성한다. 달리 말하자면, 제한기(820)는 신호(I)의 값으로 또는 그 이하의 값으로 신호(G)를 잘라낸다. 마지막으로, 또다른 제한기(830)(기준 신호 K1의 0 IRE 값을 기준으로 하는)는 제9k도에 도시된 것처럼 0 IRE 값 또는 그 이상의 값으로 신호(J)를 잘라낸다.

제10도에 있어서, 제1도의 비선형 영상 신호 처리는 제어 신호 발생기(30)와 비선형 전달 함수 발생기(12)의 제어 입력단(18)간의 제어 신호 경로에 비선형 증폭기 및 제한기(1000)를 포함하도록 변형된 것이다. 증폭기/제한기(1000)의 전달 함수는 신호(S1)에 대한 제어 신호 범위가 최저 레벨에서는 0 IRE와 5 IRE 단위 사이의 최소값으로 제한되고 최고 레벨에서는 20 IRE 단위로 제한되는 것으로 도시되어 있는 제11도의 곡선(1102)으로 표시되어 있다. 최저 레벨과 최고 레벨간의 전달 함수는 10 내지 20 IRE 범위의 제어 신호값은 강조하고 0 내지 10IRE 범위의 제어 신호값은 무시되도록 비선형적으로 증가한다. 20 IRE로 제한한 이유는 과도한 블랙 스트레치가 최악의 조건(즉, 순수한 화이트 라스터)하에서 적용될 수 없게 하기 위한 것이다. 또한, 비선형성은 블랙 화소의 요구된 퍼센트를 갖는 이미지에 대해서는 블랙 스트레치를 줄어들게 하는 효과를 제공하지만 블랙이 대체로 부족한 화상에 대해서는 블랙 스트레치를 급속히 증가시키는 효과를 제공한다. 바람직하게도, 시스템에서 이러한 여분의 비선형성은 자동 스트레칭 동작이 급격하지 않고 완만하게 이루어지도록 한다. 화이트 스트레치 제어 신호의 비선형 처리는 제6도의 실시예에도 적용될 수 있다.

Claims (2)

1. (정정) 처리될 영상 입력 신호(Y1)를 수신하기 위한 입력(14), 처리된 영상 출력신호(Y2)를 제공하기 위한 출력(16), 및 그 전달 함수를 제어하기 위한 제어 신호(S1)를 수신하는 제어 입력(18)을 갖는 비선형 전달 함수 발생기(12)와: 상기 비선형 전달 함수 발생기(12)의 전달 함수를 제어하기 위해 제어 신호 발생기(30)를 통해 상기 비선형 전달 함수 발생기(12)의 제어 입력(18)에 접속되며, 상기 비선형 전달 함수 발생기(12)의 출력(16)에 접속된 입력단(22) 및 상기 처리된 영상 출력 신호(Y2)에서의 블랙 레벨 화소의 퍼센트를 나타내는 화소 분포 표시 신호(S2)를 제공하기 위한 출력(28)을 갖는 화소분포 측정 회로(20)를 구비하며, 상기 제어 신호 발생기(30)는 상기 화소 분포 측정 회로(20)의 출력(28)을 수신하도록 접속된 입력 및 상기 제어 신호(S1)를 상기 비선형 전달 함수 발생기(12)의 제어 입력(18)에 공급하여 피드백 제어 루프를 형성하도록 접속된 출력을 가지며, 상기 제어 신호 발생기(30)는 상기 화소 분포 표시 신호(S2) 및 기준 소스(362)에 응답하여 상기 처리된 영상 출력 신호(Y2)에서의 상기 블랙 레벨화소의 퍼센트를 상기 기준 소스(362)에 의해 결정된 소정 퍼센트로 조정하는 수단(360)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 영상 신호 프로세서.
2. (정정) 제1항에 있어서, 상기 화소 분포 측정 회로(20)는, 공급되는 상기 영상 신호에 응답하여 적어도 한 필드 간격의 소정 시간 간격 이내에서 발생하고 소정 영상 기준 레벨에 등일하거나 작은 영상 신호 레벨을 갖는 화상 성분의 총 개수를 나타내는 카운트를 생성하는 수단(334)을 포함하며, 상기 제어 신호 발생기(30)는 상기 제어 신호를 발생하기 위해 상기 카운트 생성 수단(334)의 카운트를 상기 소정 시간 간격 이내에서 발생하는 화상 성분의 총 개수의 소정 퍼센트와 비교하는 수단을 포함하며, 상기 비선형 전달 함수 발생기(12)는 화소의 소정 퍼센트가 상기 소정 영상기준 레벨의 진폭 또는 그 이하의 진폭을 갖는 이미지를 나타내는 영상 출력 신호를 생성하기 위해, 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 비선형 전달 함수발생기(12)에 공급되는 상기 영상 신호의 전달 특성을 변경시키는 것을 특징으로 하는 비선형 영상 신호 프로세서.