KR100301468B1 - Sharpness enhancement circuit of a color image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 티브이의 화질을 향상시키기 위하여 디지탈 칼라 영상의 선명도를 향상시키는 기술에 관한 것으로, 특히 과도 응답성분 부가에 의한 휘도신호 처리의 문제점을 해결하고, 휘도요소만의 선명도 향상기법의 결과 영상에서는 칼라신호 성분의 경계부분이 둔한 변화를 갖고 있는 점을 감안하여 칼라신호 성분에 대한 시각적 선명도를 향상시키기 위해 색도신호의 수직방향 윤곽선을 추출하여 색도신호 성분의 둔한 변화를 날카로운 변화로 대치하도록한 칼라 영상의 선명도 향상회로에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for improving the sharpness of a digital color image in order to improve the image quality of a TV. In particular, the problem of luminance signal processing by adding transient response components is solved. Taking into account that the boundary of the color signal component has a dull change, the vertical contour of the chroma signal is extracted to replace the dull change of the chroma signal component with a sharp change to improve the visual clarity of the color signal component. The present invention relates to an image enhancement circuit.
도 1은 종래기술에 의한 칼라 영상 처리회로의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력신호에서 복합영상신호(CV)를 검출하는 영상신호 검파부(11)와; 소정의 차단 주파수(0~3.1MHz)로 상기 복합영상신호(CV)를 저역필터링하여 휘도신호를 검출하는 저역필터(12A)와; 소정의 차단 주파수로 상기 복합영상신호(CV)를 저역필터링하여 반송색신호를 검출하는 저역필터(12B)와; 후술할 색신호 복조부(15)에서 색도신호 성분이 지연되는 시간만큼 상기 저역필터(12A)에서 출력되는 휘도신호를 지연시켜 출력하는 지연부(13)와; 상기 지연부(13)에서 출력되는 휘도신호를 공급받아 피킹에 의한 처리기법으로 화질을 개선하는 화질 개선부(14)와; 상기 저역필터(12B)에서 출력되는 반송색신호를 공급받아 색차신호(R-Y),(B-Y)로 복조하는 색신호 복조부(15)와; 상기 화질 개선부(14)에서 출력되는 휘도신호(Y), 색신호복조부(15)에서 출력되는 색차신호(R-Y),(B-Y)를 공급받아 적,녹,청색의 삼원색 신호(R),(G),(B)로 변환하는 RGB 매트릭스(16)와; 상기 적,녹,청색의 삼원색 신호(R),(G),(B)를 씨알티(CRT)에 디스플레이하는데 적당한 레벨로 증폭하여 출력하는 영상신호 출력부(17)로 구성한 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.1 is a block diagram of a color image processing circuit according to the prior art, and as shown therein, an image signal detector 11 for detecting a composite image signal CV from an input signal; A low pass filter 12A for low luminance filtering the composite video signal CV at a predetermined cutoff frequency (0 to 3.1 MHz) to detect a luminance signal; A low pass filter 12B for low frequency filtering the composite video signal CV at a predetermined cutoff frequency to detect a carrier color signal; A delay unit 13 for delaying and outputting the luminance signal output from the low pass filter 12A by a time for which the chroma signal component is delayed in the color signal demodulator 15 to be described later; An image quality improving unit 14 which receives the luminance signal output from the delay unit 13 and improves image quality by a processing method by picking; A color signal demodulator (15) for receiving a carrier color signal output from the low pass filter (12B) and demodulating the color difference signals (R-Y) and (B-Y); The three primary color signals R, red, green, and blue are received by receiving the luminance signal Y output from the image quality improving unit 14 and the color difference signals RY and BY output from the color signal demodulator 15. G), (B) RGB matrix 16 to convert; The red, green, and blue three-primary signals (R), (G), (B) is composed of a video signal output unit 17 for amplifying and outputting at a level suitable for display on the CRT, its operation The explanation is as follows.
영상신호 검파부(11)에서 출력되는 합성 칼라신호 즉, 복합영상신호(CV)에 대해 저역필터(12A)는 소정의 차단주파수(0~3.1MHz)로 저역필터링하여 휘도성분의 신호를 검출하고, 저역필터(12B)는 또 다른 소정의 차단주파수(3.1~4.1MHz)로 저역필터링하여 반송색신호 성분을 검출해 낸다.The low pass filter 12A performs low pass filtering at a predetermined cutoff frequency (0 to 3.1 MHz) on the composite color signal outputted from the image signal detector 11, that is, the composite video signal CV, and detects a signal having a luminance component. The low pass filter 12B performs low pass filtering at another predetermined cutoff frequency (3.1-4.1 MHz) to detect the carrier color signal component.
상기 저역필터(12A)에서 출력되는 휘도신호는 지연부(13)를 통해 소정 시간(550ns~ 850ns)동안 지연처리된 후 화질 개선부(14)에 공급되는데, 이와 같이 지연처리 과정을 갖는 이유는 색신호 복조부(15)에서 반송색신호가 색차신호(R-Y),(B-Y) 성분으로 복조되는 과정에서 소요되는 시간이 휘도신호 처리과정에서 소요되는 시간에 비하여 많이 소요되기 때문에 그들간의 시간차를 보상하기 위함이다.The luminance signal output from the low pass filter 12A is delayed for a predetermined time (550 ns to 850 ns) through the delay unit 13 and then supplied to the image quality improving unit 14. To compensate for the time difference between the color signal demodulator 15 and the time required for the process of demodulating the carrier color signal into the color difference signal RY and BY components, as compared with the time required for the luminance signal processing. to be.
상기 화질 개선부(14)는 화질 제어전압(CTL_V)을 이용하여 피킹에 의한 기법으로 화질을 개선한다. 즉, 휘도신호의 윤곽 부분에 과동응답성분(overshoot)을 부가하여 영상이 좀더 선명해지도록한다.The image quality improvement unit 14 improves the image quality by a picking technique using the image quality control voltage CTL_V. That is, an overshoot is added to the contour portion of the luminance signal to make the image more clear.
상기 화질 개선부(14)에서 출력되는 휘도신호(Y)와 색신호 복조부(15)에서 출력되는 색차신호(R-Y),(B-Y)가 RGB 매트릭스(16)에서 적,녹,청색의 삼원색 신호(R), (G),(B)로 변환되고, 이는 다시 영상신호 출력부(17)에 의해 씨알티(CRT)를 구동하는데 적당한 레벨로 증폭되어 출력된다.The luminance signal Y output from the image quality improvement unit 14 and the color difference signals RY and BY output from the color signal demodulation unit 15 are red, green, and blue primary colors signals of the RGB matrix 16. R), (G), and (B), which are amplified and output to a level suitable for driving the CRT by the image signal output unit 17 again.
그러나, 이와 같은 종래기술에 의한 칼라 영상 처리회로에 있어서는 화질 개선부에서 화질을 개선하기 위해 윤곽부분에 과도응답 성분을 부가하게 되는데, 이와 같은 경우 잡음에 매우 민감한 문제점이 있고, 더욱이 과도응답 성분이 과장되어 윤곽부분에 색상의 굴곡 등이 눈에 띄게 되는 결함이 있었다.However, in the color image processing circuit according to the prior art, the transient response component is added to the contour portion in order to improve the image quality in the image quality improvement unit. In this case, there is a problem that is very sensitive to noise, and furthermore, the transient response component It was exaggerated and there was a defect that the curvature of the color was outstanding in the outline part.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영상신호 처리회로에서 출력되는 R,G,B 삼원색신호를 디지탈 신호로 변환한 다음 휘도신호는 언샤프 마스킹(unsharp masking) 필터를 이용하여 영상신호에 대한 선명도를 향상시키고, 색도신호 성분에 대해서는 수직 윤곽선을 추출하여 윤곽선상의 화소로 판정된 화소를 재배치한 다음 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 칼라 영상의 선명도 향상회로를 제공함에 있다.Accordingly, a technical problem of the present invention is to convert R, G, and B primary colors signals output from the image signal processing circuit into digital signals, and then the luminance signals are sharpened for the image signals using an unsharp masking filter. In the present invention, a sharpness enhancement circuit of a color image which extracts a vertical outline of a chromaticity signal component, rearranges a pixel determined as a pixel on the outline, converts it into an analog signal, and outputs the converted analog signal.
도 1은 종래기술에 의한 칼라 영상 처리회로의 블록도.1 is a block diagram of a color image processing circuit according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 칼라 영상의 선명도 향상회로의 일실시 예시 블록도.Figure 2 is a block diagram of an embodiment of a sharpness enhancement circuit of a color image according to the present invention.
도 3은 도 2에서 색도요소 향상부의 일실시 구현예를 보인 상세 블록도.FIG. 3 is a detailed block diagram illustrating an embodiment of the chromaticity element improving unit of FIG. 2. FIG.
도 4는 이상적인 스텝에지를 가우시안 함수로 콘벌루션한 예시도로서,4 is an exemplary diagram in which an ideal step edge is convolved with a Gaussian function.
(a)는 완만한 스텝 에지를 보인 영상함수의 그래프.(a) is a graph of an image function showing a smooth step edge.
(b)는 1차 변형된 영상함수의 그래프.(b) is a graph of the first modified image function.
(c)는 2차 변형된 영상함수의 그래프.(c) is a graph of the second modified image function.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
11 : 영상신호 검파부 12A,12B : 저역필터11: video signal detector 12A, 12B: low pass filter
13 : 지연부 14 : 화질 개선부13 delay unit 14 image quality improvement unit
15 : 색신호 복조부 16 : RGB 매트릭스15: color signal demodulator 16: RGB matrix
17 : 영상신호 출력부 21 : A/D변환기17: video signal output unit 21: A / D converter
22 : RGB/YIQ 변환기 23 : 휘도요소 향상부22: RGB / YIQ converter 23: luminance element enhancement unit
24 : 색도요소 향상부 25 : YIQ/RGB 변환기24: chromaticity enhancement unit 25: YIQ / RGB converter
26 : D/A변환기 31A,31B : 저역필터26: D / A converter 31A, 31B: low pass filter
32A,32B : 컷오프 산출기 33A,33B : 경계값 조정기32A, 32B: Cutoff Calculator 33A, 33B: Threshold Adjuster
34A,34B : 윤곽 검출기 35 : 가산기34A, 34B: contour detector 35: adder
36 : 이진영상신호 클리닝부 37 : 수평과도현상 개선부36: binary image signal cleaning unit 37: horizontal transient improvement unit
37A : 에지화소 검출기 37B : 화소 재 배치기37A: Edge Pixel Detector 37B: Pixel Relocator
37C : 스텝에지 삽입기37C: Step Edge Inserter
도 2는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 칼라 영상의 선명도 향상회로에 대한 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, RGB 매트릭스(16)에서 출력되는 아날로그의 삼원색신호를 디지탈의 삼원색 신호(R),(G),(B)로 변환하는 A/D변환기(21)와; 삼원색 신호(R),(G),(B)를 휘도신호(Y),색차신호(I),(Q)로 변환하는 RGB/YIQ 변환기(22)와; 상기 RGB/YIQ 변환기(22)에서 출력되는 휘도신호(Y)를 언샤프 마스킹 필터로 필터링하여 고역이 강조된 휘도신호(Y')를 출력하는 휘도요소 향상부(23)와; 상기 RGB/YIQ 변환기(22)에서 출력되는 색차신호(I),(Q)에 대한윤곽정보를 추출하여 칼라신호의 경계면이 날카로운 전이 상태로 되도록 기준화소를 중심으로 수평방향으로 좌,우의 화소값을 재 배치하는 색도요소 향상부(24)와; 상기 휘도요소 향상부(23)에서 출력되는 휘도신호(Y')와 색도요소 향상부(24)에서 출력되는 색차신호(I'),(Q')를 적,녹,청색의 삼원색 신호(R'),(G'),(B')로 변환하는 YIQ/RGB 변환기(25)와; 상기 YIQ/RGB 변환기(25)에서 출력되는 디지탈의 삼원색 신호(R'),(G'),(B')를 아날로그의 삼원색 신호(R),(G),(B)로 변환하여 영상신호 출력부(17)측으로 출력하는 D/A변환기(26)를 포함하여 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a circuit for improving a sharpness of a color image to achieve an object of the present invention. As shown in FIG. 2, an analog three-primary color signal output from an RGB matrix 16 is converted into a digital three-color signal R. A / D converter 21 for converting into (G) and (B); An RGB / YIQ converter 22 for converting three primary color signals R, G, and B into luminance signals Y, color difference signals I, and Q; A luminance element enhancement unit 23 for filtering the luminance signal Y output from the RGB / YIQ converter 22 with an unsharp masking filter and outputting a luminance signal Y 'with a high frequency emphasis; Extract the contour information of the color difference signals (I) and (Q) output from the RGB / YIQ converter 22, so that the pixel values of the left and right horizontally in the horizontal direction centering on the reference pixel so that the boundary of the color signal becomes a sharp transition state. Chromaticity element enhancement unit 24 for rearranging the; The three primary color signals R, red, green, and blue of the luminance signal Y 'output from the luminance element enhancement unit 23 and the color difference signals I' and Q 'output from the chromaticity element enhancement unit 24 are red. A YIQ / RGB converter 25 for converting '), (G'), (B '); The digital three primary color signals R ', (G'), and (B ') output from the YIQ / RGB converter 25 are converted into analog three primary color signals (R), (G) and (B), and then an image signal. The D / A converter 26 output to the output unit 17 side will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 attached to the operation of the present invention.
RGB 매트릭스(16)에서 출력되는 아날로그의 삼원색신호가 A/D변환기(21)에 의해 디지탈의 삼원색 신호(R),(G),(B)로 변환된 후 다시 RGB/YIQ 변환기(22)에 의해 휘도신호(Y),색차신호(I,Q)로 변환되는데, 여기서, RGB 신호를 YIQ 신호로 변환하는 행렬식은 다음과 같다.The analog three primary color signals output from the RGB matrix 16 are converted into digital three primary color signals R, G, and B by the A / D converter 21 and then to the RGB / YIQ converter 22 again. By the brightness signal (Y), the color difference signal (I, Q) is converted, where the determinant for converting the RGB signal to the YIQ signal is as follows.
상기 [수학식1]에 의해 변환된 Y,I,Q 신호 중 휘도신호 성분인 Y는 휘도요소 향상부(23)에서 고역 강조 필터(HBP:High Boost Filter)에 의해 필터링되어 이로 부터 고역이 강조된 휘도신호(Y')가 출력되는데, 이 고역 강조 필터(HBP)의 설계식은 다음과 같다.In the Y, I, and Q signals converted by Equation 1, Y, which is a luminance signal component, is filtered by a high boost filter (HBP) in the luminance element enhancement unit 23, and the high frequency is emphasized therefrom. A luminance signal Y 'is outputted, and the design formula of this high-pass emphasis filter HBP is as follows.
상기 [수학식2]를 통상적으로 언샤프 마스킹(unsharp masking) 필터라 하는데, 본 발명에서 휘도신호의 선명도 향상을 위한 2차원 공간 언샤프 필터(hef)는 다음의 식으로 표현된다.Equation 2 is commonly referred to as an unsharp masking filter. In the present invention, the two-dimensional spatial unsharp filter (hef) for improving the sharpness of the luminance signal is represented by the following equation.
여기서, α는 0 = alpha <= 1 범위내에 있는 마스킹 필터의 결과 형상을 결정하는 매개 변수이다. 고역 강조된 영상 Gh(j,k)는 다음의 식에서와 같이 고역을 강조하기 위한 상기 언샤프 필터(hef)와 원영상 F(j,k)의 콘벌루션(convolution)에 의해 얻을 수 있다.Where α is a parameter that determines the resulting shape of the masking filter in the range 0 = alpha <= 1. The high-pass emphasized image G h (j, k) can be obtained by convolution of the unsharp filter hef and the original image F (j, k) for emphasizing the high range as in the following equation.
상기에서 고역 강조의 정도는 상기 언샤프 필터(hef)의 매개변수 α값을 바꾸어 변화시킬 수 있다.The degree of high frequency emphasis can be changed by changing the parameter α value of the unsharp filter hef.
상기 RGB/YIQ 변환기(22)에서 출력되는 색도성분 즉, 색차신호 I,Q에 대해 색도요소 향상부(24)에서 선명도를 향상시킴에 있어서, 종래와 같이 과도응답 성분(over-shoot) 부가 등의 피킹에 의한 방법을 사용하지 않고, 칼라신호 성분의 윤곽(edge)을 좀더 정교하게 변화시키는 방식을 적용하였다.In enhancing the sharpness of the chromaticity component output from the RGB / YIQ converter 22, that is, the color difference signals I and Q, the chromaticity element enhancer 24 adds an over-shoot component as in the prior art. Rather than using the peaking method of, the method of changing the edge of the color signal component more precisely is applied.
즉, 색차신호 I,Q에 대해 각각의 수직윤곽 정보를 추출하여 윤곽으로 판정된 화소의 수평방향의 화소값들을 재 배치하는 것에 의해 칼라의 둔한 전이 상태가 날카로운 수평 과도 특성을 갖도록 하여 궁극적으로 시각적 선명도가 향상되도록한 것으로, 이의 처리과정을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.That is, by extracting the respective vertical contour information for the color difference signals I and Q and rearranging the horizontal pixel values of the pixel determined as the contour, the dull transition state of the color has a sharp horizontal transient characteristic and ultimately visual The sharpness is improved, and the processing thereof will be described in detail with reference to FIG. 3.
칼라 에지(color edge) 부분의 불필요한 지터(jitter)와 칼라신호가 배합되는 과정에서 발생되는 모양의 일그러짐 현상을 개선하기 위하여 칼라 윤곽들의 화소들을 재 배치할 필요가 있다. 이를 위해 먼저, 입력되는 색차신호 I,Q가 잡음에 의한 민감성을 회피할 수 있도록 저역필터(31A),(31B)를 통과시키게 되는데, 이 저역필터(31A),(31B)의 주파수 차단특성은 다음의 [수학식5]와 같이 콘벌루션 식으로 표현되고, 2차원 공간 필터의 마스크식은 [수학식6]과 같이 표현된다.It is necessary to rearrange the pixels of the color contours in order to improve the distortion of the shape generated in the process of combining the unnecessary jitter and the color signal of the color edge portion. To this end, first, the input color difference signals I and Q pass through the low pass filters 31A and 31B so as to avoid sensitivity due to noise, and the frequency cut-off characteristics of the low pass filters 31A and 31B are It is expressed as a convolution equation as shown in [Equation 5], and the mask equation of the two-dimensional space filter is expressed as in [Equation 6].
경계값 조정기(33A),(33B)에서 각기 설정되는 I신호, Q신호의 경계값(T)은 윤곽 검출기(34A),(34B)의 감도를 변화시키는 매개변수로서 이 값을 적절히 설정하는 것에 의해 충분한 칼라 전이를 일으키는 높은 값의 위치에서는 화소의 재 배치가 이루어져 선명도가 향상되고, 칼라의 변화가 그다지 심하지 않은 위치에서는 화소의 재 배치가 이루어지지 않아 현재의 상태를 그대로 유지하게 된다.The threshold values T of the I and Q signals respectively set by the threshold adjusters 33A and 33B are parameters for changing the sensitivity of the contour detectors 34A and 34B. As a result, the pixel is rearranged at a high value position causing sufficient color transition, and the sharpness is improved, and the pixel is not rearranged at a position where the color change is not so severe, thereby maintaining the current state.
상기 경계값(T)를 적절하게 설정할 수 있도록 하기 위하여 컷오프 산출기(32A),(32B)는 I,Q 각각의 영상신호에 대해 다음의 식을 이용하여 컷오프값을 산출하게 된다.In order to enable the threshold value T to be appropriately set, the cutoff calculators 32A and 32B calculate the cutoff values for the video signals of I and Q using the following equation.
여기서, H는 수직방향의 상관도를 찾기위한 마스크이고, G는 입력된 영상의 행렬 F와 H의 2차원 콘벌루션한 것의 절대값을 취한 것이다. kx는 수직방향의 에지 정보만을 구할 때 "1"이 된다. 경계값 T는 상기 [수학식10]에서와 같이 g(rr,cc)의 각 열(row)의 모든 원소를 더한 행 벡터들의 합을 g(rr,cc) 행렬의 원소 개수로 나눈 값에 "4"를 곱하여 구한다. 여기서, m×n 크기의 영상 행렬에 3×3 수직방향 마스크를 콘벌루션하기 때문에 영상의 최외곽에 위치한 하나의 화소는 경계값 산출에서 고려되지 않는다.Here, H is a mask for finding the correlation in the vertical direction, and G is an absolute value of the two-dimensional convolution of the matrixes F and H of the input image. k x becomes " 1 " when only the vertical edge information is obtained. The boundary value T is the sum of the row vectors plus all the elements of each row of g (rr, cc) divided by the number of elements of the g (rr, cc) matrix as shown in [Equation 10] above. Obtain by multiplying by 4 ". Here, one pixel located at the outermost part of the image is not considered in calculating the boundary value because the 3 × 3 vertical mask is convolved in the m × n size image matrix.
이렇게 구해진 경계값으로 주어진 영상의 에지를 찾아내게 되며, 윤곽정보를 찾는 과정은 다음과 같다.The edge of the given image is found by the obtained boundary value, and the process of finding the contour information is as follows.
상기 저역필터(31A),(31B)를 통과한 색차신호 I,Q와 상기 경계값(T)이 I신호 수직 윤곽 검출기(34A), Q신호 수직 윤곽 검출기(34B)에 각각 입력되어 첫 번째 단계로 영상에 대한 평탄화 과정이 수행된다. 영상에 대한 평탄화는 입력된 영상을 가우시안 함수로 1차 미분한 것과 콘벌루션에 의해 이루어진다.The color difference signals I, Q and the boundary values T passing through the low pass filters 31A and 31B are input to the I signal vertical contour detector 34A and the Q signal vertical contour detector 34B, respectively, and are thus applied to the first step. The planarization process for the image is performed. The flattening of the image is performed by first order derivative of the input image with Gaussian function and by convolution.
2차원 가우시안 함수는 다음의 [수학식11]로 표현되고, 이의 1차 미분과 2차 미분은 [수학식12] ,[수학식13]과 같이 구해진다.The two-dimensional Gaussian function is expressed by the following Equation 11, and the first and second derivatives thereof are obtained as shown in Equations 12 and 13.
도 4의 (a)-(c)에서는 이상적인 스텝 에지(step edge)를 가우시안 함수로 콘벌루션 하였을때의 모양을 보여주고있다. 여기서, 에지의 존재와 위치는 피크(peak)와 영점 교차(zero-crossing)로 각각 표시된다. 실제로 가우시안으로 콘벌루션된 영상 함수의 1차 미분은 다음의 [수학식14]로 표현된다.4 (a)-(c) show the shape when the ideal step edge is convolved with a Gaussian function. Here, the presence and location of the edges are represented by peak and zero-crossing, respectively. In fact, the first derivative of the Gaussian convolved image function is expressed by Equation (14).
가우시안 함수를 1차 미분한 것과 콘벌루션한 영상함수는 다음의 [수학식15]에서와 같이 등가임을 알 수 있다.It can be seen that the first derivative of the Gaussian function and the convolutional image function are equivalent as shown in Equation 15 below.
그러므로, 가우시안 필터에 의한 평탄화와 검출단계를 통해 1차원상에서 한 번의 콘벌루션으로 영상신호를 결합할 수 있다. 즉, 가우시안의 1차 미분으로 콘벌루션하여 피크치를 찾아서 이를 먼저 산출된 경계값(T)와 비교하고, 그 결과 경계값(T)보다 크면 에지상의 화소로 판정한다.Therefore, the image signal can be combined in one convolution in one dimension through the flattening and detection steps by the Gaussian filter. In other words, by convolving with the first derivative of Gaussian, the peak value is found and compared with the previously calculated boundary value T. As a result, when it is larger than the boundary value T, the pixel on the edge is determined.
상기 윤곽 검출기(34A),(34B)에서 얻어진 영상신호는 "0"과 "1"로 이루어진 이진 영상(binary image) 신호이다. 상기 경계값(T)을 초과하는 화소는 백색(논리치:1)으로, 그 이외의 부분은 흑색(논리치:0)의 배경으로 나타난다.The image signals obtained by the contour detectors 34A and 34B are binary image signals composed of "0" and "1". Pixels exceeding the threshold value T are white (logical value: 1), and other portions are shown with a black background (logical value: 0).
이후, 가산기(35)를 통해 색차신호 I,Q에 대한 에지 영상신호를 더하여 새로운 이진 영상신호를 생성하고, 이를 좀더 유용한 정보로 만들기 위하여 이진영상신호 클리닝부(36)를 통해 이진 영상신호에 대한 모폴로지(morphology) 처리과정을 수행하게 되는데, 이 처리과정은 획득한 에지 영상신호에서 따로 떨어져 있는 독립 화소들을 제거하여 정확한 에지 화소를 찾아내기 위한 과정이다.Subsequently, a new binary image signal is generated by adding the edge image signals of the color difference signals I and Q through the adder 35, and the binary image signal cleaning unit 36 performs the binary image signal cleaning to make the information more useful. A morphology process is performed, which is a process for finding accurate edge pixels by removing independent pixels that are separated from the acquired edge image signal.
예로써, 독립된 화소의 제거 방법은 다음의 [수학식16]에서와 같이 이웃하는 8개의 화소가 모두 "0"이면 그 화소의 값을 "0"으로 치환하는 것에 간단하게 실현된다.By way of example, the removal method of an independent pixel is simply realized by substituting the value of the pixel with " 0 " when all eight neighboring pixels are " 0 " as shown in Equation 16 below.
이후, 수평과도현상 개선부(37)에서는 상기와 같은 과정을 통해 불필요한 독립 화소가 제거된 이진 영상신호와 원래의 영상신호를 비교하여 재 배치할 화소의 기준점을 설정한다. 칼라신호의 경계면을 날카로운 전이 상태로 대체하기 위한 기준화소가 정해지면, 그 화소를 중심으로 수평방향으로 좌,우의 화소값을 재 배치한다.Thereafter, the horizontal transient improvement unit 37 sets the reference point of the pixel to be repositioned by comparing the original video signal with the binary image signal from which unnecessary independent pixels are removed through the above process. When a reference pixel is determined to replace the boundary of the color signal with a sharp transition state, the pixel values of the left and right are rearranged in the horizontal direction around the pixel.
즉, 에지화소 검출기(37A)에 의해 임의의 화소 A(i,j)가 에지화소로 결정되면 화소 재 배치기(37B)가 다음의 [수학식17]과 같이 그 임의의 화소 A(i,j)의 수평방향으로 이웃하는 화소값을 적당한 범위로 재 배치하게 된다.That is, if any pixel A (i, j) is determined as an edge pixel by the edge pixel detector 37A, the pixel relocator 37B causes the pixel A (i, j) to be expressed as in Equation 17 below. ), The neighboring pixel values in the horizontal direction are rearranged in an appropriate range.
상기 [수학식17]에서 b는 전이를 실행할 화소의 개수이다.In Equation 17, b is the number of pixels to be transitioned.
스팁(steep)에지 삽입기(37C)에 공급되는 폭 제어신호(CTL_W)는 에지화소 검출기(37A)에서 얻어진 I,Q신호의 에지 화소를 기준으로 재 배치할 화소의 범위를 조절하기 위한 신호이다.The width control signal CTL_W supplied to the steep edge inserter 37C is a signal for adjusting the range of pixels to be rearranged based on the edge pixels of the I and Q signals obtained by the edge pixel detector 37A. .
이렇게 하여 색도신호 성분의 수평 과도 현상이 개선된 색차신호(I',Q')와 고역이 강조된 휘도신호(Y')가 YIQ/RGB 변환기(25)에 의해 적,녹,청색의 삼원색 신호(R'),(G'),(B')로 역변환되는데, 이의 역변환은 상기 [수학식1]의 역행렬 변환식에 의해 구해진다.In this way, the color difference signal (I ', Q') in which the horizontal transient phenomenon of the chromaticity signal component is improved and the luminance signal (Y ') in which the high range is emphasized are converted into red, green, and blue primary colors signals (YIQ / RGB converter 25). R '), (G'), (B ') is inversely transformed, and the inverse transform thereof is obtained by the inverse matrix equation of Equation 1 above.
상기 역변환된 적,녹,청색의 삼원색 신호(R'),(G'),(B')는 D/A변환기(26)에 의해 다시 아날로그의 삼원색 신호(R),(G),(B)로 변환된 후 영상신호 출력부(17)에 의해 씨알티(CRT)를 구동하는데 적당한 레벨로 증폭되어 출력된다.The inverted red, green, and blue three-primary signals (R '), (G'), (B ') are analog three-primary signals (R), (G), (B) by the D / A converter 26 again. ) And then amplified by the video signal output unit 17 to a level suitable for driving the CRT.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 삼원색신호를 디지탈 신호로 변환한 다음 휘도신호는 언샤프 마스킹 필터로 필터링하고, 색도신호 성분에 대해서는 수직 윤곽선을 추출하여 윤곽선상의 화소로 판정된 화소를 재배치한 다음 아날로그 신호로 변환하여 출력함으로써 칼라신호 에지에서의 지터와 일그러짐 현상들이 제거되어 시각적인 선명도가 향상되는 효과가 있다. 또한, 이러한 기술을 디지탈 텔레비젼수상기에 적용할 경우 디지탈 영상처리회로 내부의 한 블록으로 간단하게 구현할 수 있으며, 일반 아날로그 텔레비젼수상기에 적용할 경우 영상처리회로의 후단에 추가하는 방식으로 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention converts the three primary color signals into digital signals, and then filters the luminance signals with an unsharp masking filter, extracts vertical contour lines for chroma signal components, and rearranges pixels determined as pixels on the contour lines. By converting and outputting to the next analog signal, jitter and distortion at the edge of the color signal are eliminated, thereby improving visual clarity. In addition, when applied to a digital television receiver, such a technology can be simply implemented as a block inside a digital image processing circuit, and when applied to a general analog television receiver, it can be easily implemented by adding it to the rear end of an image processing circuit. It works.
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