KR100305265B1

KR100305265B1 - 비디오신호수신기용임펄스잡음검출기

Info

Publication number: KR100305265B1
Application number: KR1019930011767A
Authority: KR
Inventors: 제임스존깁슨
Original assignee: 락스 죠셉 제이.; 알씨에이 라이센싱 코오포레이숀
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1993-06-26
Publication date: 2001-11-22
Also published as: JP4429232B2; JP2006020352A; KR940001673A; US5255078A; JPH0690389A

Abstract

비디오 신호 내에서 임펄스 잡음을 검출하기 위한 임펄스 잡음 검출기는 상대적 최소 에너지를 나타내는 비디오 신호의 스펙트럼 영역 내에 집중되는 비디오 신호 주파수 대역을 통과시키기 위한 대역 필터를 포함한다. 대역 필터링된 신호는 라인 코움 필터에 인가된다. 임계 검출기는 임펄스 잡음의 발생을 검출하기 위해 코움 필터의 출력 접속부에 결합된다.

Description

비디오 신호 수신기용 임펄스 잡음 검출기

제1도는 본 발명을 실시하는 임펄스 잡음 검출기의 블록도.

제2(a)도는 비디오 신호 에너지의 최소 부분에 위치한 비디오 신호 스펙트럼 부분을 통과시키도록 배열된 예시적 대역 필터의 블록도.

제2(b)도는 제2(a)도에 도시된 필터의 주파수 응답을 도시하는 도면.

제3도는 허위의 포지티브 임펄스 잡음 발생 검출을 줄이기 위한 예시적 회로의 블록도.

제4도는 예시적 S자형 전달 함수의 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 디지탈 비디오 신호 소스 12 : 대역필터

14 : 소자 16 : 저역 필터

18, 20 : 1-H 지연소자 22, 26 : 가산기

24 : 표본 지연소자 32 : 래치

34 : S자형 전달 함수를 갖는 장치 36 : 임계 검출기

50 : 지연소자 52 : AND 게이트

본 발명은 비디오 신호내의 임펄스 잡음을 검출하기 위한 회로에 관한 것이다.

비디오 신호 내의 임펄스 잡음은 비교적 짧은 지속 기간의 갑작스러운 신호 수차(收差)가 그 특징이다. 비디오 신호에 영향을 미치는 임펄스 잡음의 에너지 스펙트럼은 일반적으로 비디오 신호 대역폭에 걸쳐 플랫하다. 그것에 비해, 복합 비디오 신호의 에너지 스펙트럼은 DC 및 색 부반송파 부근에 집중된다. 즉, 복합 비디오 신호의 휘도 성분은 저주파수에서 비교적 높은 에너지를 갖고 약 1 메가헤르쯔에서 점차 줄어든다. 휘도성분 에너지는 약 2 메가헤르쯔의 대역폭을 갖는 색 부반송파 주위에 집중된다. 비교적 적은 비디오 신호 에너지를 갖고 약 1.8 메가헤르쯔에서 집중되는 스펙트럼 영역이 존재한다.

약 1.8 메가헤르쯔 주파수 영역은 임펄스 잡음을 검출하는 데 최적이다. 왜냐하면, 비디오 신호 에너지의 최소한도가 이 영역에 있기 때문이다. 미국 특허 제 4, 398, 210호에는 복합 비디오 신호의 이 스펙트럼 영역내 임펄스 잡음을 검출하면, 복합 비디오 신호의 동적 영역 내에 진폭을 갖는 임펄스를 검출할 수 있는 기회를 갖게 된다고 기재되어 있다. 특허 제4,398, 210호의 시스템은 3개의 인접 수평 라인으로부터의 수직으로 정렬된 비디오 신호를 동시에 제공하기 위한 메모리 장치를 포함한다. 이들 신호는 약 1.8 메가헤르쯔에 집중되는 스펙트럼 밴드를 통과하도록 각각 대역 필터링된다. 제1 및 제3 라인으로부터 필터링되는 신호는 각각 제2 라인으로부터 필터링된 신호에서 공제된다. 각 차이는 기준값에 대해 비교되고 제2 라인으로부터 필터링된 신호도 또한 기준값에 비교된다. 세 비교의 결과는 AND게이트에 인가되어 상관성 유·무를 결정함으로써 임펄스 잡음의 유무를 결정한다.

특허 제4, 398, 210호의 시스템은 효과적인 임펄스 잡음 검출기로서 입증되었으나 그것은 하드웨어 집약적인 경향이 있다. 즉, 그것은 2개의 광대역 메모리 및 비교적 복잡한 관련성 검출회로를 필요로 한다. 본 발명은 이 단점들을 둘 다 극복한다.

본 발명은 최소의 상대적 에너지를 나타내는 비디오 신호의 스펙트럼 영역내에 집중되는 비디오 신호 주파수 대역을 통과하기 위한 대역 필터를 포함하는 임펄스 잡음 검출기이다. 대역 필터링된 신호는 부표본화된 라인 코움 필터(subsampled line comb filter)에 인가된다. 임계 검출기는 임펄스 잡음의 발생을 검출하기 위해 코움 필터의 출력 접속부에 결합된다.

본 발명은 디지탈 비디오 신호 및 디지탈 신호 처리 회로와 관련하여 설명될 것이지만 본 발명은 대응하는 아날로그 신호 처리 소자의 적당한 선택으로 아날로그 비디오 신호상에서도 실시될 수 있다는 사실을 용이하게 알 수 있다. 비디오 신호는 4색 부반송파 주파수(4fsc)에서 발생하는 표본을 갖는 병렬 비트 2의 보수 형식인 것으로 가정된다.

제1도를 참조하면, 디지탈 비디오 신호는 소스(10)로부터 공급된다. 이 소스는 동조기 및 중간 주파수 회로와 방송 아날로그 비디오 신호를 디지탈 형식으로 변환하기 위한 아날로그-디지탈 변환기를 포함하게 된다. 별법으로, 소스(10)는 기록 매체 및 적당한 신호 픽업 장치의 어떤 형일 수 있다. 소스(10)로부터의 디지탈 비디오 표본은 제2(b)도에 도시되는 주파수 응답과 유사한 주파수 응답을 갖는 대역필터(12)에 결합되어 있다. 대역 응답의 중심 주파수는 1.8 메가헤르쯔 부근 또는 복합 비디오 신호의 에너지 최소한도 부근에서 발생하도록 선택되었다. 제2(a)도는 필터(12)로서 구현될 수 있는 예시적 필터 구조를 도시한다. 제2(a)도에서 Z^-4로 표시된 소자는 각 비디오 신호 표본을 4 표본 주기만큼 지연시키기 위한 지연소자이다. 지연되지 않은 표본 및 8 표본 주기만큼 지연된 표본은 (-l/2)의 인수에 의해 웨이트(가중)되고, 4 표본 주기만큼 지연된 표본에 부가되는 가산회로에 인가되고 있다. 가산 회로에 의해 제공되는 합은 대역 필터링된 신호를 구성한다. 1.8 메가헤르쯔에 집중된 대역을 가지는 것에 부가하여, 이 특정 필터 구조는 그것이 색 부반송파를 감쇠시키도록 3.58 메가헤르쯔에서 널(null)을 가짐으로써, 비디오 신호의 동적 범위내에서의 임펄스 잡음을 위한 검출기의 감도를 더욱 증가시킨다는 점에서 추가의 이점을 제공한다.

다시 제1도를 참조하면, 대역 필터링된 신호는 소자(14)에 인가되는데, 이 소자에서 신호가 정류된다. 소자(14)는 2의 보수 회로 및 멀티플렉서를 포함한다. 필터링된 신호는 멀티플렉서의 한 입력부 및 2의 보수 회로에 인가된다. 2의 보수 회로의 출력은 멀티플렉서의 다른 입력부에 인가된다. 대역 필터링된 신호의 부호 비트는 제1 극성의 대역 필터링된 신호를 통과하고 제2 극성을 나타내는 대역 필터링된 신호의 2의 보수로 된 표본을 통과하는 멀티플렉서를 제어하도록 결합된다. 대안적으로 스퀘어링 회로(squaring circuit)가 정류를 수행하도록 공급될 수 있을 것이다.

명목상, 텔레비전 수상기의 IF 회로는 잡음 임펄스로 하여금 버스트(burst)형 신호를 링잉하거나 나타내는 경향이 있게 된다. 소자(14)에 의해 제공되는 정류는 이 버스트와 같은 신호를 펄스로 재구성하는 경향이 있다.

소자(14)로부터 정류된 신호는 약 1 메가헤르쯔의 차단 주파수를 갖는 저역 필터(16)에 결합되어 있다. 이 저역 필터(16)는 대역 필터(12)에 의해 통과된 고주파 성분을 더욱 감소시킬 것이고 잡음 임펄스에 의해 생성된 펄스를 확장하는 경향이 있을 것이다. 필터(16)로부터 저역 필터링된 표본들은 소자들(18, 20, 26)을 포함하는 코움 필터에 결합된다. 도시된 대로 이것은 2-H 형 코움 필터이지만 1-H 형 코움 필터가 그 대신 사용될 수 있다. 소자(18, 20)들은 각각 저역 필터링된 표본들에게 1 라인 구간의 지연을 준다. 지연되지 않은 표본 및 2-H 지연된 표본은 각각(1-/2)씩 웨이트되고, 1 라인 구간만큼 지연된 표본에 의해 가산되는 가산회로(26)에 인가된다.

명목상, 대부분의 비디오 영상에는 상당한 수직 용장도(redundancy)가 있지만, 임펄스 잡음으로 인한 어떠한 수직 용장도도 매우 드물 것이다. 수직 영상 용장도(및 수직 영상 용장도로 인해 실질적으로 표본들에 의해 표시되는 모든 비디오 정보)는 가산기(26)에 의해 수행되는 합산에 의해 소거될 것이다. 만약 영상 용장도가 3개 라인중 2개 사이에만 존재한다면, 그러한 소거는 라인들간 차이의 약 1/2값으로 감소될 것이다. 일반적으로 무작위로 발생하는 임펄스 잡음(또는 신호 드롭 아우트)은 비교적 큰 진폭일 것이고 어느 시각에서 가산기(26)에 인가된 신호들 중의 단지 하나에 나타날 것이다. 그 결과, 그러한 임펄스 잡음의 발생에 의해 가산기 출력에서는 비교적 큰 펄스가 생성될 것이다. 이들 비교적 큰 진폭의 펄스들은 쉽게 검출될 수 있다.

가산기(26)로부터의 표본 가산치는 영(zero)의 값 근처의 저진폭 값을 소거하는 코어링 회로(coring circuit)(28)에 결합된다. 그러므로, 코어링 회로는 소정 진폭을 초과하는 값들만 통과시킨다. 이 진폭은 코어링 회로에 의해 통과된 표본들이 수직 영상 용장도 부족으로 인해 야기되는 잔류 비디오 신호보다는 오히려 고확률의 임펄스 잡음을 가지도록 선택될 것이다. 코어링 깊이는 신호 진폭의 함수로서 적합하도록 되게 된다(만약, 가산 회로(26)가 합산 크기만을 제공하도록 배열된다면, 감산기가 코어링 회로를 대체할 수 있게 되는데, 여기서 소정의 임계값이 합산으로부터 공제된다. 이 임계값은 코어링 제어 회로에 대해 설명한 바와 같이 만약 원한다면 적합하도록 되게 된다).

가산기(22) 및 1 표본 주기 지연 소자(24)는 누산기로서 배열되어 2 라인 구간에 걸쳐 발생하는 표본값의 실행 합계를 생성한다. 이 합계는 각 라인 구간에 한번 래치(32)내에 저장된다. 그러면, 래치 합계는 웨이트되고 제어 신호로서 적응 코어링 회로에 인가되어 다음 연속라인 구간을 위한 코어링 깊이를 정한다.

코어링 회로의 출력은 임계검출기(36)에 결합되는데, 임계 검출기는 소정값 이상 및 이하인, 인가된 표본용 제1 및 제2 상태를 갖는 신호를 발생시킨다. 임계 검출기에 의해 제공되는 신호는 임펄스 표시 신호이다.

코어링된 신호는 제4도에 도시된 형태의 S 자형 전달 함수를 갖는 장치(34)를 통해 임계 검출기에 결합될 것이다. 이 함수, S(in)는 다음 방정식에 의해 수학적으로 표시되게 된다 ;

S(in) = 1/(e^-(in-O)+ 1)

여기서, (in)은 코어링 회로로부터의 출력을 표시하고 Ф는 상수이다. S 자형 전달 함수를 임계 검출기에 인가되는 표본에 인가하면, 임계값에 비교적 가까운 값을 갖는 표본들에 대한 임펄스 검출에 대해 어떤 불확실성을 제거하는 경향이 있다.

임계 검출기(36)에 의해 제공되는 신호는 어떤 허위의 포지티브를 포함할 수 있다. 즉, 신호가 실제로는 발생되지 않는 임펄스 잡음을 표시할 수 있다. 이들 허위의 포지티브는 프레임 대 프레임 상관관계 검사, 또는 임계 검출기에 의해 제공되는 임펄스 검출 신호의 라인 대 라인 상관관계 검사를 수행함으로써 제거되게 된다. 표시된 바와 같이, 임펄스가 신호의 수직으로 정렬된 위치에서 발생할 것 같지는 않고, 임펄스가 연속 프레임 내에 일시적으로 정렬되어서는 더욱 발생할 것 같지 않다. 만약, 임펄스 표시가 수직으로 정렬되게 및/또는 일시적으로 정렬되게 발생한다면, 그러한 표시는 허위의 포지티브임이 거의 확실하다.

허위의 포지티브는 제3도에 도시되는 유형의 회로로써 감소되거나 삭제될 것이다. 제3도에서 임계 검출기로부터의 신호는 지연 소자(50)의 입력 접속부 및 AND게이트(52)의 비반전 입력 접속부에 인가된다. 지연 소자(50)로부터의 지연 신호는 AND 게이트(50)의 반전 입력 접속부에 결합된다(수직 또는 일시적 상관 관계가 허위의 포지티브 검출의 판정 기준 인지 아닌지에 따라서 지연 소자(50)는 라인 지연 또는 프레임 지연을 각각 포함하게 된다). 입력 신호내의 임펄스 표시가 논리 1 상태로 표시된다고 가정하라. 만약, 입력신호가 논리 1 상태를 나타내고 지연 신호가 동시에 논리 0 상태를 나타낸다면 입력(임펄스 표시)신호는 AND 게이트에 의해 통과되는데, 즉 입력 신호 내의 임펄스 표시 및 지연 신호 사이에 상관 관계가 존재하지 않을 때, AND 게이트는 입력 신호를 통과할 수 있게 된다. 반대로, 만약 입력 신호내의 임펄스 표시 및 지연 신호 사이에 상관 관계가 존재하면, AND 게이트는 반전 입력 접속부에 인가되는 지연 소자로부터의 논리 1 값에 의해 불능으로 될 것이다.

4 f_sc표본이 약 1 메가헤르쯔의 차단을 갖는 필터(16)에 의해 저역 필터링되기 때문에, 코움 필터에 인가되는 표본들은 너무 과도하게 표본화됨에 주목해야 한다. 그러므로 저역 필터(16)로부터의 표본 출력은 정보의 손실 없이 예컨대 4의 인수씩 부표본화될 것이다. 필터(16)에 의해 제공되는 표본들을 부표본화 함으로써 보다 적은 수의 지연단을 갖는 지연 라인(18 및 20)의 사용이 가능하다. 4 f_sc의 표본 비율에서 각 지연 라인(18 및 20)은 910 개의 지연단 또는 메모리 단을 필요로 할 것이다. 별법으로, 만약 신호가 4 : 1 로 부표본화 되면, 각 지연 라인은 단지 228 지연 단계만을 필요로 하게 된다. 코움 필터 다음의 회로는 1/4 속도에서 유리하게 동작될 것이고 허위의 포지티브 검출기/감소기(38) 내에 통합되는 지연단으로 유사하게 감소하게 된다.

허위의 포지티브 검출기 내의 지연 장치가 필요로 하는 기억 장치는 a) 지연 소자(50)에 인가되는 임펄스 표시 신호를 저역 필터링하고, b) 저역 필터링된 임펄스 표시 신호를 부표본화함으로써 더욱 감소되게 된다.

Claims

비디오 신호 소스를 포함하고 비디오 신호 내에서 임펄스 잡음을 검출하는 장치에 있어서, 상기 비디오 신호 소스에 결합되어 상기 비디오 신호의 주파수 스펙트럼의 다른 부분보다 더 작은 비디오 신호 에너지를 가지는 상기 비디오 신호의 주파수 스펙트럼의 일부분을 선택적으로 통과시키는 필터 수단과; 상기 필터 수단에 결합되고 상기 필터 수단을 통과한 신호를 라인 코움 필터링하는 감산형 라인 코움 필터와; 상기 라인 코움 필터에 결합되고 상기 라인 코움 필터를 통과한 신호값이 임계값 보다 클 때는 제1상태를 갖고, 상기 임계값보다 작을 때는 제2 상태를 갖는 신호를 제공하는 신호 제공 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치,
제1항에 있어서, 상기 라인 코움 필터는 제1 수평 라인, 제3 수평 라인 및 제1 수평 라인과 제3 수평 라인 사이에 놓여있는 제2 수평 라인으로부터의 신호를 동시에 제공하기 위한 지연 수단과; 상기 제1 및 제3 수평 라인으로부터의 신호를 상기 제2 수평 라인으로부터의 반대 극성의 신호와 결합하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잠음 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 라인 코움 필터는 신호 정류 수단에 의해 상기 필터 수단에 결합되는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제3항에 있어서, 상기 신호 정류 수단은 2의 보수 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 신호 제공 수단과 상기 라인 코움 필터 사이에 접속되고, 소정의 진폭보다 작은 진폭을 갖는 신호를 제거하기 위한 회로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제5항에 있어서, 상기 소정의 진폭보다 작은 진폭을 갖는 신호를 제거하기 위한 회로는 코어링 회로인 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제6항에 있어서, 상기 코어링 회로는 상기 비디오 신호에 응답하는 코어링의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제5항에 있어서, 상기 소정의 진폭보다 작은 진폭을 가지는 신호를 제거하기 위한 회로와 상기 신호 제공 수단 사이에 결합되는 S자형 전달 함수를 갖는 회로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제8항에 있어서, 상기 신호 제공 수단의 출력 접속부에 결합되는 위정 검출기/교정기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제9항에 있어서, 상기 위정 검출기/교정기는 상기 신호 제공 수단에 결합되어 정수개의 수평라인 구간만큼 신호를 지연시키는 부가 지연 수단과; 상기 신호 제공 수단 및 상기 부가 지연 수단에 결합되어 상기 신호 제공 수단에 의해 제공되는 신호의 제1 상태와 상기 지연 수단에 의해 제공되는 신호의 제1 상태 사이의 상관 관계를 판정하고, 상기 제1 상태의 상관 관계가 없을 경우에만 상기 신호 제공 수단에 의해 제공된 신호를 출력신호로서 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 비디오 신호는 NTSC 표준에 적합한 복합 비디오 신호이고, 상기 필터수단은 1.6 MH_Z와 2.1 HH_Z사이에 집중된 주파수 통과 대역을 가지며 색부반송파 주파수에서 사실상 널값을 가지는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제4항에 있어서, 상기 비디오 신호는 NTSC 표준에 적합한 복합 비디오 신호이고, 상기 필터수단은 1.6 MH_Z와 2.1 MH_Z사이에 집중되는 주파수 통과 대역을 가지는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제3항에 있어서, 상기 정류 수단을 상기 라인 코움 필터에 결합하기 위한 저역 필터 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제13항에 있어서, 상기 비디오 신호는 표본 비율 fs로 발생하는 표본화된 신호이고, 상기 저역 필터 수단은 fs/M(M은 양의 값) 이하의 차단 주파수를 가지며, 상기 라인 코움 필터는 fs/N(N은 M/2 이하이고 1 이상인 양의 값)의 부표본 표본 비율로 작동하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 신호 제공 수단과 상기 코움 필터 사이에 결합되고, S자형 전달 함수를 갖는 회로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.
제15항에 있어서, 상기 S자형 전달 함수를 가지는 상기 회로와 상기 코움 필터 사이에 결합하여, 소정의 진폭 이하의 진폭을 가지는 신호를 제거하는 회로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 잡음 검출 장치.