KR100439172B1 - 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치와 고정휘도 생성 및 출력 방법 - Google Patents

고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치와 고정휘도 생성 및 출력 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치와 고정 휘도 생성 및 출력 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명의 장치는 미리 설정된 고품위 영상의 고정 휘도값과 이의 기준 휘도값을 대비한 룩업 테이블을 생성 및 저장하는 휘도 제어부와, 휘도 제어부의 기준 휘도값과 입력 영상의 휘도값을 비교하는 휘도 비교부와, 휘도 비교부로부터 기준 휘도값과 입력 영상의 휘도값이 상이할 경우 비교된 기준 휘도값에 대응하는 고정 휘도값을 추출하고 고정 휘도값과 영상의 색차 신호를 이용하여 RGB 신호로 변환하는 신호 변환부로 구성된다. 따라서, 본 발명은 고화질 텔레비전의 송신단에서 손실되는 휘도 신호를 수신단에서 고품질 영상의 고정 휘도로 보상함으로써 송신단에서 발생된 휘도신호의 손실을 예측할 수 있고 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.

Description

고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치와 고정 휘도 생성 및 출력 방법{CONSTANT LUMINANCE CONTROL DEVICE OF HDTV AND METHOD FOR GENERATING AND DISPLAYING SAME}
본 발명은 고화질 디지털 텔레비전(High Definition digital Television, HDTV)에 관한 것으로서, 특히 출력 영상의 휘도를 보상하여 화질의 열화를 최소화할 수 있는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치와 고정 휘도 생성 및 출력 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고화질 텔레비전은 기존의 텔레비전에 비해 주사선 수를 2배 이상 늘리고 전체 화소 수, 화면비 등을 늘리고 디지털 신호 처리 기법을 사용하며 좌우 화각을 30°정도로 해서 사용자에게 현장감을 전달한다. 음성 신호의 전송에서도 대부분 펄스 부호 변조(PCM) 부호화한 것을 디지털 전송하기 때문에 콤팩트 디스크(CD)에 필적하는 음질을 구현할 수 있다.
한편, 현재 아날로그 방송 및 디지털 시험방송에서 사용하고 있는 비디오 신호의 제작 및 전송은 영상물 생성 단계인 비디오 카메라와 최종 출력 단계인 TV 시스템의 비선형 특성으로 인해 비고정 휘도(nonconstant luminance) 방식을 채택하고 있다.
그러나, 비고정 휘도 방식은 고화질 텔레비전의 송신단에서 손상된 휘도신호를 수신단에서 보상할 수 없었기 때문에 원래 영상의 칼라를 구현할 수 없었다. 그러므로, 칼라 정보의 손실이 없는 시스템을 구현하기 위해서는 고품질 영상의 고정 휘도(constant luminance) 시스템을 사용하는 것이 이상적이다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고화질 방송 시스템의 송신장치에 추가적인 장치를 추가하지 않고 수신 장치인 텔레비전에만 고정 휘도값을 생성하는 장치를 추가함으로써 원래 영상의 칼라에 가까운 고정 휘도값을 찾아 고품질의 영상을 구현할 수 있는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 일반 영상의 휘도값과 기저장된 고품질 영상의 고정 휘도값을 대비한 정보를 룩업 테이블로 생성하고 이를 저장해둠으로써 고화질 방송 시스템으로부터 수신된 영상으로부터 구해진 휘도값에 대한 고정 휘도값을 찾을 수 있어 화질의 열화를 방지할 수 있는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 생성 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고화질 방송 시스템으로부터 수신된 영상으로부터 구해진 휘도값에 대한 고품질 영상의 고정 휘도값을 기저장된 룩업 테이블에서 추출하여 칼라 영상을 재생함으로써 고품질의 칼라 영상을 구현할 수 있는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 출력 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고품위 휘도 신호를 제공하는 디지털 텔레비전에 있어서, 미리 설정된 고품위 영상의 고정 휘도값과 이의 기준 휘도값을 대비한 룩업 테이블을 생성 및 저장하는 휘도 제어부와, 휘도 제어부의 기준 휘도값과 입력 영상의 휘도값을 비교하는 휘도 비교부와, 휘도 비교부로부터 기준 휘도값과 입력 영상의 휘도값이 상이할 경우 비교된 기준 휘도값에 대응하는 고정 휘도값을 추출하고 고정 휘도값과 영상의 색차 신호를 이용하여 RGB 신호로 변환하는 신호 변환부를 구비한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 촬영 영상의 RGB 신호로부터 고품위 영상의 고정 휘도값과 이의 기준 휘도값을 생성하는 단계와, 기준 휘도값과 고정 휘도값을 대비하는 단계와, 대비된 결과를 룩업 테이블로 생성 및 저장하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복호화된 영상의 RGB로부터 휘도 신호를 변환하는 단계와, 휘도 신호와 기저장된 기준 휘도값을 비교하는 단계와, 기준 휘도값과 상기 휘도값이 상이할 경우 비교된 기준 휘도값에 대응하는 고정 휘도값을 추출하는 단계와, 고정 휘도값과 RGB에서 변환된 색차 신호를 이용하여 RGB 신호로 역변환하여 디스플레이하는 단계를 포함를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 2는 도 1의 휘도 제어부를 나타낸 회로 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 생성 방법을 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 출력 방법을 나타낸 흐름도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 휘도 제어부 20 : 고정 휘도값 추출부
30 : 기준 휘도값 추출부 40 : 휘도 비교 연산부
50 : 룩업 테이블 생성부 60 : 룩업 테이블 저장부
70 : 전송부 100 : 앰팩 복호화부
102 : 휘도/색차신호 분리부 104 : 휘도 비교부
106 : 신호 변환부 112 : 디스플레이어
202 : 휘도 신호 변환부 204 : 고정 휘도 역감마 보정부
206 : 색차신호 변환부 208 : 고정 휘도 앰팩 부호화부
302 : 역감마 보정부 304 : 휘도 색차신호 변환부
306 : 앰팩 부호화부
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치를 나타낸 회로 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 장치는 MPEG2 스트림 신호를 복호화하는 앰팩 복호화부(100)와, 앰팩 복호화부(100)의 복호화된 RBG 신호에서 휘도(Y) 및 색차신호(Cb, Cr)를 분리하는 휘도/색차신호 분리부(102)와, 미리 설정된 고품위 영상을 위한 고정 휘도값과 이의 기준 휘도값을 대비한 룩업 테이블을 생성 및 저장하고 이를 전송하는 휘도 제어부(1)와, 휘도 제어부(1)에서 전송된 휘도값과 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도값을 대비하는 휘도 비교부(104)와, 휘도 비교부(104)에서 제공된 휘도와 휘도/색차신호 분리부(102)의 색차 신호로부터 RGB신호로 역변환하는 신호 변환부(106)와, 신호 변환부(106)의 RGB신호를 출력하는 고화질 디지털 텔레비전(HDTV)용 디스플레이어(112)로 구성된다.
여기서, 신호 변환부(106)는 휘도 비교부(104)의 휘도로부터 B(Blue) 신호와 R(Red) 신호를 추출하기 위한 BR신호 변환부(162)와, BR신호 변환부(162)의 BR신호와 휘도 비교부(104)에서 제공된 휘도로부터 디스플레이어(112)에 감마보정된 영상을 출력하기 위한 감마보정부(164)와, 감마보정부(164)에서 감마보정된 휘도와 BR 신호로부터 G(Green)신호를 추출하기 위한 G신호변환부(166)로 이루어진다. 그리고 신호 변환부(106)내에서 감마보정부(164)의 감마 보정된 BR신호와 G신호변환부(166)의 G신호는 디스플레이어(112)에 전달된다.
특히, 휘도 비교부(104)에서 휘도 제어부(1)의 기준 휘도값과 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도값이 상이할 경우 본 발명의 신호 변환부(106)는 휘도 제어부(1)에서 전송된 휘도값에 대응하는 고품질 영상의 고정 휘도값을 추출하고 이 고정된 휘도값을 이용하여 RGB신호를 역변환한다. 한편 휘도 비교부(104)는 상기 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도값과 룩업 테이블에 저장된 기준 휘도값이 동일할 경우 송신된 영상의 열화가 없음으로 판단하고, 신호 변환부(106)에 복호화된 휘도값을 그대로 전달한다.
그러므로, 본 발명은 고화질 텔레비전 수신 단말기에서 수신된 손상된 휘도에 대응하는 고정 휘도값을 저장한 휘도 제어부(1)의 룩업 테이블에 의해 영상의 휘도를 보상하여 고품질 영상을 디스플레이어(112)에 출력할 수 있어 송신단에서 발생된 영상 열화를 수신단에서 보상할 수 있다.
도 2는 도 1의 휘도 제어부를 나타낸 회로 구성도로서, 이를 참조하면 본 발명의 휘도 제어부(1)는 고정 휘도값 추출부(20)와, 기준 휘도값 추출부(30)와, 휘도 비교 연산부(40)와, 룩업 테이블 생성부(50)와, 룩업 테이블 저장부(60)와, 전송부(70)로 구성된다.
여기서, 고정 휘도값 추출부(20)는 텔레비전의 송신단 또는 디지털 카메라(10)로부터 촬영된 영상의 RGB신호에서 고품위 영상의 고정 휘도값을 생성한다. 고정 휘도값 추출부(20)의 구성은 카메라(10)로부터 고품위 영상의 고정 휘도를 연산하기 위해 카메라 영상의 RGB신호를 휘도신호(Y)로 변환하는 휘도 신호 변환부(202)와, 휘도 신호 변환부(202)의 휘도신호(Y)와 촬영된 영상의 BR신호를 역감마보정(Y'', B'', R'')하는 고정 휘도 역감마 보정부(204)와, 고정 휘도 역감마 보정부(204)에서 역감마보정된 BR신호를 색차신호(Cb'', Cr'')로 변환하는 색차신호 변환부(206)와, 고정 휘도 역감마 보정부(204)에서 역감마보정된 휘도신호(Y'')와 색차신호 변환부(206)의 색차신호(Cb'', Cr'')를 고정 휘도값으로 하여 MPEG2 스트림 신호로 변환하는 고정 휘도 앰팩 부호화부(208)를 포함한다.
기준 휘도값 추출부(30)는 텔레비전의 송신단 또는 디지털 카메라(10)로부터 촬영된 영상의 RGB신호에서 일반 영상의 휘도값을 구한다. 기준 휘도값 추출부(30)의 구성은 텔레비전 수신단 영상의 감마를 보정하기 위하여 상기 RGB신호를 역감마보정(R', G', B')하는 역감마 보정부(302)와, 역감마 보정부(302)의 역감마보정된 신호(R', G', B')를 휘도/색차신호(Y', Cb', Cr')로 변환하는 휘도/색차신호 변환부(304)와, 휘도/색차신호 변환부(304)의 휘도/색차신호(Y', Cb', Cr')를 기준 휘도값으로 하여 MPEG2 스트림으로 변환하는 앰팩 부호화부(306)를 포함한다.
휘도 비교 연산부(40)는 고정 휘도값 추출부(20)에서 제공된 고정 휘도값과 기준 휘도값 추출부(30)에서 제공된 기준 휘도값을 대비한다.
룩업 테이블 생성부(50)는 휘도 비교 연산부(40)에서 고정 휘도값과 기준 휘도값의 대비 결과를 룩업 테이블로 생성한다. 룩업 테이블 저장부(60)는 룩업 테이블 생성부(50)에서 만들어진 룩업 테이블 데이터를 저장한다.
전송부(70)는 룩업 테이블에 저장된 값들 중에서 어느 하나를 추출하여 휘도 비교부에 전송한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치는 다음과 같이 작동한다.
도 3은 본 발명에 따른 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 생성 방법을 나타낸 흐름도로서, 도 2 및 도 3을 참조하여 고정 휘도 생성 방법에 대해 설명한다.
먼저, 고화질의 디지털 카메라(10)로부터 촬영된 영상의 RGB 신호는 각각 고정 휘도값 추출부(20)와 기준 휘도값 추출부(30)로 입력된다.(S10)
기준 휘도값 추출부(30)에서는 비고정 휘도 복호화에 의한 기준 휘도값을 구하기 위해서 역감마보정부(302)를 통해서 상기 RGB신호를 역감마보정(R', G', B')한다. 그리고, 역감마 보정된 신호(R', G', B')는 휘도/색차신호분리부(304)를 통해서 휘도/색차신호(Y', Cb', Cr')의 값으로 변환하고, 앰팩 부호화부(306)를 통해서 휘도/색차신호(Y', Cb', Cr')를 MPEG2 스트림 신호로 부호화함으로써 기준 휘도값을 구한다.
이와 동시에, 고정 휘도값 추출부(20)에서는 휘도신호 변환부(202)를 통해 카메라(10)로부터 얻어진 RGB신호에서 고품위 영상을 위한 휘도신호(Y)로 변환하고 고정 휘도 역감마 보정부(204)를 통해서 휘도 신호 변환부(202)의 휘도신호(Y)와 촬영된 영상의 BR신호를 역감마보정(Y'', B'', R'')을 한다. 그리고 색차신호 변환부(206)를 통해서 고정 휘도 역감마 보정부(204)에서 역감마보정된 B'', R''신호를 색차신호(Cb'', Cr'')로 변환한 후에, 고정 휘도 앰팩 부호화부(208)를 통해서 역감마보정된 휘도신호(Y'')와 색차신호 변환부(206)의 색차신호(Cb'', Cr'')를 MPEG2 스트림 신호로 부호화함으로써 고정 휘도값을 구한다.(S12)
휘도 비교 연산부(40)는 고정 휘도값 추출부(20)와 기준 휘도값 추출부(30)에서 나온 스트림 신호를 이용하여 고정 휘도값과 기준 휘도값을 대비하고 이들 휘도값에 대한 비교연산을 실시한다.(S14)
휘도 비교 연산부(40)에서 비교연산된 고정 휘도값과 기준 휘도값의 대비 결과를 룩업 테이블 생성부(50)에 전달한다. 이에 룩업 테이블 생성부(50)에서는 휘도 비교 연산부(40)의 고정 휘도값과 기준 휘도값의 대비 결과 데이터를 룩업 테이블로 생성한다.(S16)
룩업 테이블 저장부(60)는 룩업 테이블 생성부(50)에서 만들어진 룩업 테이블 데이터를 저장한다.(S18)
도 4는 본 발명에 따른 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 출력 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 고정 휘도 출력 방법은 다음과 같다.
본 발명이 적용된 고화질 디지털 텔레비전은 디스플레이어(112)에 고정 휘도를 가지는 영상을 디스플레이하기 위해서 수신단으로부터 MPEG2 스트림 신호를 입력받고 앰팩 복호화부(100)를 통해 MPEG2 스트림 신호를 복호화한다.(S30)
그리고 휘도/색차신호 분리부(102)는 복호화된 RGB 신호에서 휘도 신호(Y)와 색차 신호(Cb, Cr)를 분리한다.(S32)
휘도 비교부(104)는 휘도 제어부(1)로부터 룩업 테이블에 저장된 데이터를 전송받아 상기 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도값과 룩업 테이블내 기준 휘도값을 비교한다.(S34)
S34 비교결과, 상기 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도(Y)값과 룩업 테이블에 저장된 기준 휘도값이 상이할 경우 휘도 비교부(104)는 송신된 영상의 열화가 있음으로 판단하고, 휘도 제어부(1)내 룩업 테이블에서 열화가 있는 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도(Y)값과 비교된 기준 휘도값에 대응하는 고정 휘도값을 추출한다.(S36)그리고 추출된 고정 휘도값은 휘도 비교부(104)를 통해 신호 변환부(106)에 전달한다. 이에 따라 신호 변환부(106)는 휘도 제어부(1)의 룩업 테이블내 추출력된 고정 휘도와 휘도/색차신호 분리부(102)의 색차 신호(Cb, Cr)를 이용하여 BR신호 변환, 감마보정, G신호 변환 등의 과정을 거쳐 RGB 신호를 역변환하고 이를 디스플레이어(112)에 출력하여 고정 휘도값으로 보상된 고품질의 영상을 디스플레이한다.(S38∼S40)한편 도면에 도시되지 않았지만 S34의 비교결과, 상기 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도(Y)값과 룩업 테이블에 저장된 기준 휘도값이 동일할 경우 휘도 비교부(104)는 송신된 영상의 열화가 없음으로 판단하고, 신호 변환부(106)에 상기 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도(Y)값을 그대로 전달한다. 이에 신호 변환부(106)에서는 상기 휘도/색차신호 분리부(102)의 휘도(Y)와 휘도/색차신호 분리부(102)의 색차 신호(Cb, Cr)를 이용하여 BR신호 변환, 감마보정, G신호 변환 등의 과정을 거쳐 RGB 신호를 역변환하고 이를 디스플레이어(112)에 출력한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 고화질 텔레비전의 송신단에서 손실되는 휘도 신호를 수신단에서 고품질 영상의 고정 휘도로 보상함으로써 송신단에서 발생된 휘도신호의 손실을 예측할 수 있고 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 고정된 휘도값을 테이블로 구축함으로써 일반 시청자가 화질의 열화가 없는 고품질의 영상을 시청할 수 있도록 하는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (6)

  1. 고품위 휘도 신호를 제공하는 디지털 텔레비전에 있어서,
    미리 설정된 고품위 영상의 고정 휘도값과 이의 기준 휘도값을 대비한 룩업 테이블을 생성 및 저장하는 휘도 제어부;
    상기 휘도 제어부의 기준 휘도값과 입력 영상의 휘도값을 비교하는 휘도 비교부; 및
    상기 휘도 비교부로부터 상기 기준 휘도값과 입력 영상의 휘도값이 상이할 경우 상기 비교된 기준 휘도값에 대응하는 고정 휘도값을 추출하고 고정 휘도값과 상기 영상의 색차 신호를 이용하여 RGB 신호로 변환하는 신호 변환부를 구비한 것을 특징으로 하는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 휘도 제어부는
    촬영 영상의 RGB 신호에서 고품위 영상의 고정 휘도값을 생성하는 고정 휘도값 추출부와,
    상기 RGB 신호에서 고정 휘도값에 대한 기준 휘도값을 생성하는 기준 휘도값 추출부와,
    상기 고정 휘도값 추출부와 상기 기준 휘도값 추출부로부터 각각 추출된 고정 휘도값과 기준 휘도값을 대비하는 휘도 비교 연산부와,
    상기 휘도 비교 연산부에서 대비된 결과를 룩업 테이블로 생성 및 저장하는 룩업 테이블 생성부 및 저장부와,
    상기 룩업 테이블에 저장된 값들 중에서 어느 하나를 추출하여 상기 휘도 비교부에 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 고정 휘도값 추출부는 휘도 신호 변환부와, 고정 휘도 역감마 보정부와, 색차신호 변환부와, 고정 휘도 앰팩 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 기준 휘도값 추출부는 역감마 보정부와, 휘도 색차신호 변환부, 앰팩 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치.
  5. 촬영 영상의 RGB 신호로부터 고품위 영상의 고정 휘도값과 이의 기준 휘도값을 생성하는 단계;
    상기 기준 휘도값과 고정 휘도값을 대비하는 단계; 및
    상기 대비된 결과를 룩업 테이블로 생성 및 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 생성 방법.
  6. 복호화된 영상의 RGB로부터 휘도 신호를 변환하는 단계;
    상기 휘도 신호와 기저장된 기준 휘도값을 비교하는 단계;
    상기 기준 휘도값과 상기 휘도값이 상이할 경우 상기 비교된 기준 휘도값에 대응하는 고정 휘도값을 추출하는 단계; 및
    상기 고정 휘도값과 RGB에서 변환된 색차 신호를 이용하여 RGB 신호로 역변환하여 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 출력 방법.
KR10-2001-0073397A 2001-11-23 2001-11-23 고화질 디지털 텔레비전의 고정 휘도 제어 장치와 고정휘도 생성 및 출력 방법 KR100439172B1 (ko)

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