KR100447169B1 - 색/휘도 신호 분리회로 및 분리방법 - Google Patents

색/휘도 신호 분리회로 및 분리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상신호로부터 색 신호 및 휘도 신호를 분리하여 출력하기 위한 색/휘도 신호 분리회로 및 분리방법에 관한 것으로, 영상신호를 시간축 방향으로 필터링하여 제 1 색신호와 제 1 휘도신호를 분리하기 위한 제 1 영상신호 분리부, 상기 영상신호를 공간축 방향으로 필터링하여 제 2 색신호와 제 2 휘도신호를 분리하기 위한 제 2 영상신호 분리부, 상기 제 2 영상신호 분리부에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 이븐(Even) 및 오드(Odd) 필드 영상신호를 각각 확대 출력하기 위한 필드 영상 출력부, 상기 필드 영상 출력부에서 확대 출력된 이븐 및 오드 필드 영상신호로부터 영상의 움직임을 검출하기 위한 영상 움직임 검출부, 상기 영상 움직임 검출부에서 검출된 영상 움직임에 따라 상기 제 2 휘도 신호로부터 영상의 움직임 정도를 추정하기 위한 영상 움직임 추정부, 상기 영상 움직임 추정부로부터 추정된 영상의 움직임 정도에 따라 상기 영상신호를 공간축 방향으로 필터링하여 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 분리하기 위한 제 3 영상신호 분리부와, 상기 영상 움직임 검출부 및 영상 움직임 추정부의 출력 값에 따라 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 영상신호 분리부로부터 출력된 색 신호 및 휘도 신호를 선택할 수 있도록 제어신호를 출력하는 영상 출력 제어부와, 상기 영상 출력 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 색 신호 및 제 1, 제 2 또는 제 3 휘도 신호가 출력될 수 있도록 스위칭 하는 색/휘도 신호 선택부를 포함하여 구성되므로 색 신호 및 휘도 신호 분리시 영상의 움직임 정도를 고려하여 분리함으로서 영상신호 분리시 발생하는 이상 현상을 제거하여 고화질의 영상을 구현할 수 있다.

Description

색/휘도 신호 분리회로 및 분리방법{Circuit and Method for Separating Color/Luminance Signal}
본 발명은 색/휘도 신호 분리회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칼라 TV(Color Television) 신호에서 색 신호와 휘도 신호를 분리하기 위한 색/휘도 신호 분리회로 및 분리방법에 관한 것이다.
일반적으로, 칼라 TV의 영상신호 변조 방식은 휘도 신호와 색 신호를 전송할 때의 변조 방식에 따라 NTSC(National Television System Committee) 방식, PAL(Phase Alternation by Line) 방식, SECAM(Sequential Couleur a Memoire) 방식으로 나뉜다.
이때, 예를 들어 NTSC 방식의 복합 영상신호 부호화는 효율적으로 주파수 대역폭을 사용하기 위하여 부반송파(Sub-carrier)를 변조함으로서 색채를 나타내는색 신호(Color Signal: 이하, C라 함) 즉, I 신호와 Q 신호를 휘도 신호(Luminance Signal: 이하, Y라 함)에 주파수 삽입(Frequency Interleaving)시키는 방법을 사용한다.
그리고, 상기 부호화 된 복합 영상신호를 컬러 TV의 수신단을 통해 수신하고 상기 수신된 상기 복합 영상신호는 다시 색 신호(C) 및 휘도 신호(Y)로 분리되어 디스플레이 상에 영상을 구현한다.
이때, 상기 색 신호(C) 성분은 3.58 MHz 대역을 가지며 상기 휘도 신호(Y)는 4 MHz 대역을 가진다.
상기 색 신호 및 휘도 신호가 완전히 분리되지 못할 경우 각종 도트 방해 현상으로 나타나는 휘도 간섭(Cross-luminance) 또는 색 퍼짐 현상으로 나타나는 칼라 간섭(Cross-Color) 현상 등이 발생하여 이로 인해 영상의 화질이 저하된다.
따라서, 상기와 같은 간섭 현상을 최소화하기 위해 종래 기술에 따른 칼라 TV의 색/휘도 신호 분리회로가 제시되었다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래에 따른 색/휘도 신호 분리회로는 외부로부터 입력된 복합 영상신호를 수신하여 상기 복합 영상신호를 출력하기 위한 영상신호 출력부(1)와, 상기 영상신호 출력부(1)에서 출력된 복합 영상신호를 색 신호(C) 및 휘도 신호(Y)로 분리하기 위한 영상신호 분리부(2)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 영상신호 분리부(2)는 상기 복합 영상신호를 공간 축 방향으로 필터링 하여 색 신호(C) 및 휘도 신호(Y)를 분리하여 출력하기 위한 라인 콤 필터(Line Comb Filter)이다.
상기와 같이 구성된 색/휘도 신호 분리회로는 상기 영상신호 분리부(2)를 통해 수신된 상기 복합 영상신호를 색 신호(C) 및 휘도 신호(Y)로 분리하여 출력한다.
이때, 상기 복합 영상신호를 색 신호(C) 및 휘도 신호(Y)로의 분리는 수평 주사라인과 수평 주사라인 사이에서의 색 신호 위상 반전 현상을 이용한다.
여기서, 도 2를 참조하여 상기 영상신호 분리부(2)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시한 바와 같이 상기 영상신호 분리부(2)는 지연회로부(3)와, 제 1 감산부(4)와, 증폭부(5)와, 대역통과필터(6)와 제 2 감산부(7)로 구성된다.
먼저, 외부부터 입력된 복합 영상신호는 상기 복합 영상신호를 1 수평주사라인(1H)씩 지연처리하기 위한 지연회로부(3)로 입력된다.
이어서, 제 1 감산부(4)는 상기 지연회로부(3)를 통해 1H 지연 처리된 상기 복합 영상신호와 외부에서 입력된 현재 복합 영상신호를 감산하여 출력한다. 이때, 상기 제 1 감산부(4)로부터 출력된 영상신호는 상기 휘도 신호(Y)의 성분이 감쇄되고 상기 색 신호(C)가 출력된다.
그리고, 상기 색 신호(C)는 증폭부(5)로 입력되고 상기 증폭부(5)를 통해 증폭된 상기 색 신호(C)는 대역통과 필터(Band Pass Filter: 이하, BPF라 칭함)(6)로 입력되어 3.58 MHz 대역으로 필터링 된다. 즉, 상기 복합 영상신호에서 색 신호(C)만을 필터링 하여 출력한다.
한편, 제 2 감산부(7)는 상기 3.58 MHz 대역을 가지는 상기 색 신호(C)와 외부에서 입력된 상기 현재 복합 영상신호를 입력받아 상기 복합 영상신호에서 상기 색 신호(C)를 감산되어 휘도 신호(Y)만을 출력한다.
따라서, 상기 영상신호 분리부(2)에서 두 개의 연속된 수평 주사라인의 영상신호의 위상 반전 현상을 이용하여 상기 색 신호(C) 및 휘도 신호(Y)를 얻는다.
이상에서 설명한 종래의 색/휘도 신호 분리회로는 상기 영상신호 분리부(2)의 특성상, 영상의 움직임(운동)이 있는 경우 복합 영상신호로부터 색 신호 및 휘도 신호를 분리시 색 신호가 휘도 신호에 전이되는 현상에 따른 행잉 도트(Hanging Dot) 또는 시팅 도트(Sitting Dot) 발생을 초래하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 다른 종래 기술의 영상 움직임을 고려한 색/휘도 신호 분리회로가 제시되었다.
도 3에 도시한 바와 같이, 외부로부터 입력된 복합 영상신호를 수신하여 상기 복합 영상신호를 출력하기 위한 영상신호 출력부(10)와, 상기 복합 영상신호로부터 제 1 및 제 2 색 신호(C1, C2)와 제 1 및 제 2 휘도 신호(Y1, Y2)를 각각 분리하기 위한 제 1 및 제 2 영상신호 분리부(20, 30)와, 상기 복합 영상신호로부터 영상의 움직임을 검출하여 제어신호를 출력하는 영상 움직임 검출부(40)와, 상기 제어신호에 따라 상기 제 1 또는 제 2 색 신호가 출력될 수 있도록 스위칭 하는 색 신호 선택부(50)와, 상기 제어신호에 따라 상기 제 1 또는 제 2 휘도 신호가 출력될 수 있도록 스위칭 하는 휘도 신호 선택부(60)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제 1 영상신호 분리부(20)는 상기 복합 영상신호를 시간 축 방향으로 필터링하기 위한 프레임 콤 필터(Frame Comb Filter)이며, 상기 제 2 영상신호 분리부(30)는 상기 복합 영상신호를 공간 축 방향으로 필터링 하기 위한 라인 콤 필터이다.
상기와 같이 구성된 색/휘도 신호 분리회로는 외부로부터 입력된 복합 영상신호는 상기 제 1 영상신호 분리부(20)를 통해 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1)로 분리되고 상기 제 2 영상신호 분리부(30)를 통해 제 2 색 신호(C2) 및 휘도 신호(Y2)로 분리되어 출력된다.
이때, 상기 제 1 영상신호 분리부(20)의 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1) 분리는 프레임과 프레임 사이에서의 색 신호 위상 반전 현상을 이용한 반면, 상기 제 2 영상신호 분리부(30)의 제 2 색 신호(C2) 및 휘도 신호(Y2) 분리는 수평 주사라인과 수평 주사라인 사이에서의 색 신호 위상 반전 현상을 이용한다.
그리고, 상기 복합 영상신호를 입력받은 영상 움직임 검출부(40)는 상기 복합 영상신호의 시간적 프레임 차이 값(Temporal Frame Difference) 즉, 현재 프레임과 이전 프레임의 차이 값으로부터 영상의 움직임 유무를 감지한다.
상기 영상 움직임 검출부(40)는 상기 시간적 프레임 차이 값이 없을 경우 제어신호 "0"을, 상기 시간적 프레임 차이 값이 있을 경우 제어신호 "1"을 상기 색 신호 및 휘도 신호 선택부(50, 60)로 출력한다.
이어서, 상기 영상 움직임 검출부(40)의 제어신호가 "0"일 경우 상기 색 신호 및 휘도 신호 선택부(50, 60)는 상기 제어신호에 따라 각각 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1)를 출력한다.
한편, 상기 제어신호가 "1"일 경우 상기 색 신호 및 휘도 신호 선택부(50,60)는 상기 제어신호에 따라 각각 제 2 색 신호(C2) 및 휘도 신호(Y2)를 출력한다.
따라서, 복합 영상신호로부터 영상의 움직임을 감지하여 상기 영상의 움직임 유무에 따라 색 신호 및 휘도 신호를 선택하여 출력한다.
이상에서 설명한 종래 기술에 따른 색/휘도 신호 분리회로는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 복합 영상신호로부터 영상의 움직임 유무를 판단할 뿐 움직임의 정도(움직임 영역)를 파악하지 못하므로 정확한 색 신호 및 휘도 신호 분리가 이루어지지 않는다.
둘째, 움직임 유무를 판단하여 색 신호 및 휘도 신호를 분리한다하더라도 영상의 움직임이 판단될 경우 기존의 라인 콤 필터를 이용하므로 영상의 움직임으로 인해 발생하는 이상 현상을 방지할 수 없다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 복합 영상신호로부터 영상의 움직임 정도를 파악하여 정확한 색 신호 및 휘도 신호를 분리함으로서 고화질의 영상을 구현하기 위한 색/휘도 신호 분리회로를 제공하는 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 색/휘도 신호 분리회로의 제 1 실시예를 나타낸 블록도
도 3은 종래 기술에 따른 색/휘도 신호 분리회로의 제 2 실시예를 나타낸 블록도
도 4는 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리회로를 나타낸 블록도
도 5는 본 발명의 영상 움직임 검출부의 구성을 나타낸 블록도
도 6은 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리방법을 나타낸 플로우 차트
도 7은 본 발명의 필드 영상 출력부로부터 출력된 이븐 및 오드 필드 영상을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 이븐 및 오드 영상신호에 따른 신호 패턴을 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 영상 움직임 추정부에 따른 영상신호의 움직임 추정의 실시예를 나타낸 도면
도 10 및 도 11은 본 발명의 제 3 영상신호 분리부에 따른 색/휘도 신호 분리의 실시예를 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 색/휘도 신호 분리회로에 따른 논리신호를 나타낸 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 영상신호 출력부 110: 제 1 영상신호 분리부
120: 제 2 영상신호 분리부 130: 필드 영상 출력부
140: 영상 움직임 검출부 141: 이븐 영상 메모리
142: 오드 영상 메모리 143: 카운터
144: 제어기 150: 영상 움직임 추정부
160: 제 3 영상신호 분리부 170: 영상출력 제어부
180: 색 신호 선택부 190: 휘도 신호 선택부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리회로는 색 신호 및 휘도 신호가 복합된 영상신호를 출력하기 위한 영상신호 출력부와, 영상신호를 시간축 방향으로 필터링하여 제 1 색신호와 제 1 휘도신호를 분리하기 위한 제 1 영상신호 분리부, 상기 영상신호를 공간축 방향으로 필터링하여 제 2 색신호와 제 2 휘도신호를 분리하기 위한 제 2 영상신호 분리부, 상기 제 2 영상신호 분리부에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 이븐(Even) 및 오드(Odd) 필드 영상신호를 각각 확대 출력하기 위한 필드 영상 출력부, 상기 필드 영상 출력부에서 확대 출력된 이븐 및 오드 필드 영상신호로부터 영상의 움직임을 검출하기 위한 영상 움직임 검출부, 상기 영상 움직임 검출부에서 검출된 영상 움직임에 따라 상기 제 2 휘도 신호로부터 영상의 움직임 정도를 추정하기 위한 영상 움직임 추정부, 상기 영상 움직임 추정부로부터 추정된 영상의 움직임 정도에 따라 상기 영상신호를 공간축 방향으로 필터링하여 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 분리하기 위한 제 3 영상신호 분리부와, 상기 영상 움직임 검출부 및 영상 움직임 추정부의 출력 값에 따라 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 영상신호 분리부로부터 출력된 색 신호 및 휘도 신호를 선택할 수 있도록 제어신호를 출력하는 영상 출력 제어부와, 상기 영상 출력 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 색 신호 및 제 1, 제 2 또는 제 3 휘도 신호가 출력될 수 있도록 스위칭 하는 색/휘도 신호 선택부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리방법은 영상신호로부터 제 1 및 제 2 색 신호와 제 1 및 제 2 휘도 신호를 각각 분리하는 단계와, 상기 분리된 제 2 휘도 신호로부터 오드(Odd) 및 이븐(Even) 영상신호를 확대하여 출력하는 단계와, 상기 확대 출력된 오드 및 이븐 영상신호로부터 상기 영상의 움직임을 측정하여 상기 움직임 값이 기 설정된 값 이상인지 판단하는 단계와, 상기 움직임 값이 기 설정된 값 이상이면 상기 오드 영상의 기준 블록과 이븐 영상의 소정 탐색영역내의 각 비교 블록을 연산하여 각각의 상기 제 2 휘도 신호차를 측정하는 단계와, 상기 측정된 제 2 휘도 신호차 중 최소값을 검출하여 상기 최소값이 기 설정된 값 이하인지 판단하는 단계와, 상기 최소값이 기 설정된 값 이하라면 상기 영상신호로부터 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 분리하는 단계와, 상기 측정된 제 2 휘도 신호차에 대한 분산값을 측정하여 상기 분산값이 기 설정된 값 이상인지 판단하는 단계와, 그리고, 상기 분산값이 기 설정된 값 이상이라면 상기 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는데 다른 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리회로 및 분리방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리회로를 나타낸 블록도로서, 이를 참조하여 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리회로를 설명하면 다음과 같다.
도시한 바와 같이, 먼저 복합 영상신호를 출력하는 영상신호 출력부(100)의 출력단은 제 1, 제 2 및 제 3 영상신호 분리부(110, 120, 160)에 각각 연결된다.
이때, 상기 제 1 영상신호 분리부(110)는 상기 복합 영상신호를 시간 축 방향으로 필터링하기 위한 프레임 콤 필터이고 상기 제 2 영상신호 분리부(120)는 상기 복합 영상신호를 공간 축 방향으로 필터링 하기 위한 라인 콤 필터이며, 상기 제 3 영상신호 분리부(160)는 상기 복합 영상신호의 움직임 정도에 따라 소정 연산을 통해 시간 축 방향으로 필터링하기 위한 움직임 보상형 프레임 콤 필터이다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 영상신호 분리부(110, 120, 160)로부터 분리된 제1, 제 2 및 제 3 색 신호(C1, C2, C3)는 색 신호 선택부(180)로 입력되고 제 1, 제 2 및 제 3 휘도 신호(Y1, Y2, Y3)는 휘도 신호 선택부(190)로 입력된다.
그리고, 상기 제 2 휘도 신호(Y2)는 이븐(Even) 및 오드(Odd) 영상신호를 각각 확대 출력(보간)하기 위한 필드 영상 출력부(130)로 입력되고, 상기 필드 영상 출력부(130)의 출력 즉, 보간된 이븐 및 오드 영상신호로부터 영상의 움직임을 검출하기 위한 영상 움직임 검출부(140) 및 영상 움직임 추정부(150)로 입력된다.
또한, 상기 영상 움직임 추정부(150)는 상기 영상 움직임 검출부(140)의 출력에 따라 상기 이븐 및 오드 영상신호로부터 영상의 움직임 정도를 추정한다.
이때, 상기 영상 움직임 검출부(140)는 도 5에 도시한 바와 같이 상기 제 2 영상신호 분리부(120)에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 이븐 라인을 저장하기 위한 이븐 영상 메모리(141)와, 상기 제 2 영상신호 분리부(120)에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 오드 라인을 저장하기 위한 오드 영상 메모리(142)와, 상기 제 2 영상신호 분리부(120)에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 필드 영상의 라인을 카운트하여 상기 카운트 된 필드 영상의 라인 누적수에 따라 제어신호를 출력하기 위한 카운터(143)와, 그리고, 상기 카운트(143)에서 출력된 제어신호에 따라 상기 이븐 및 오드 영상 메모리(141, 142)의 인에이블(Enable) 신호를 출력하기 위한 제어기(144)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 영상출력 제어부(170)는 상기 영상 움직임 검출부(140) 및 영상 움직임 추정부(150)의 출력에 따라 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 색 신호(C1, C2, C3)와 제 1, 제 2 또는 제 3 휘도 신호(Y1, Y2, Y3)를 각각 선택하여 출력할 수 있도록 상기 색 신호 및 휘도 신호 선택부(180, 190)에 각각 연결되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리회로의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 영상신호 출력부(100)는 외부로부터 복합 영상신호를 수신 받아 출력하고 상기 영상신호 출력부(100)에서 출력된 상기 복합 영상신호는 제 1, 제 2 및 제 3 영상신호 분리부(110, 120, 160)에 각각 입력된다.
이어서, 상기 제 1 영상신호 분리부(110)는 프레임과 프레임 사이에서의 색 신호 위상 반전 현상을 이용하여 상기 복합 영상신호를 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1)로 분리한다.
한편, 상기 제 2 영상신호 분리부(120)는 수평 주사라인과 수평 주사라인 사이에서의 색 신호 위상 반전 현상을 이용하여 상기 복합 영상신호를 제 2 색 신호(C2) 및 휘도 신호(Y2)로 분리한다.
그리고, 상기 제 2 영상신호 분리부(120)로부터 분리된 상기 제 2 휘도 신호(Y2)는 상기 필드 영상 출력부(130)로 입력된다. 상기 필드 영상 출력부(130)는 상기 입력된 제 2 휘도 신호(Y2)로부터 525 라인 크기를 갖는 각 이븐 및 오드 필드 영상신호를 확대 출력하고 상기 확대 출력함으로서 보간된 이븐 및 오드 필드 영상신호는 상기 영상 움직임 검출부(140) 및 영상 움직임 추정부(150)로 입력된다.
상기 이븐 및 오드 영상신호를 각각 입력받은 상기 영상 움직임 검출부(140)는 하나의 프레임을 형성하는 상기 이븐 영상신호와 오드 영상신호 간의 시간적 차이 값 즉, 이븐 영상신호와 오드 영상신호의 차이 값으로부터 영상의 움직임을 검출한다.
이때, 상기 영상 움직임 검출부(140)의 동작을 상세히 설명하면, 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 제 2 영상신호 분리부(120)로부터 출력된 제 2 휘도 신호(Y)는 카운터(143)로 입력되어 상기 카운터(143)를 통해 필드영상 라인의 카운트가 이루어진다.
그리고, 상기 카운터(143)를 통해 카운트 된 필드영상 라인의 누적수가 525가 되면 상기 이븐 및 오드 영상 메모리(141, 142)에 인에이블 신호를 출력할 수 있도록 상기 제어기(144)에 제어신호를 출력한다.
상기 제어기(144)의 초기 인에이블 신호는 상기 이븐 영상 메모리(141)에 1을 출력하고 상기 오드 영상 메모리(142)에 0을 출력한다. 그리고, 상기 카운터(143)로부터 제어신호를 받음과 동시에 상기 인에이블 신호를 반전하여 상기 이브 영상 메모리(141)에 0을 출력하고 상기 오드 영상 메모리(142)에 1을 출력한다.
다시 말해, 상기 카운터(143)의 필드영상 라인의 카운트에 따라 상기 제어기(144)에 제어신호를 출력하고 상기 제어기(144)는 상기 제어신호가 입력될 때마다 상기 인에이블 신호를 반전하여 출력함으로서 상기 이븐 및 오드 영상 메모리(141, 142)를 제어한다.
따라서, 상술한 바와 같이 상기 이븐 및 오드 영상 메모리(141, 142)를 통해 각각의 525 라인 크기를 갖는 이븐 및 오드 필드 영상신호를 확대 출력하고 상기이븐 및 오드 영상신호로부터 영상의 움직임을 검출한다.
여기서, 상기 이븐 및 오드 필드 영상신호는 주사시간에 있어서, 1/60 초의 시간 간격을 가지므로 한 프레임을 이루는 필드 영상이라 하더라도 상기 이븐 필드 영상과 오드 필드 영상 사이에 시간적 차이 값 즉, 영상의 움직임이 존재한다.
이어서, 상기 영상 움직임 검출부(140)를 통해 검출된 상기 영상의 움직임에 따라 상기 영상 움직임 추정부(150)는 상기 필드 영상 출력부(130)로부터 출력된 상기 오드 및 이븐 필드 영상신호를 근거로 상기 오드 및 이븐 필드 영상신호 간의 시간적 유사성을 판단하여 상기 영상의 움직임 정도를 추정한다.
그리고, 상기 제 3 영상신호 분리부(160)는 상기 영상 움직임 추정부(150)를 통해 추정된 상기 영상의 움직임 정도에 따라 소정의 연산을 거쳐 상기 복합 영상신호를 즉, 보간 전의 이븐 및 오드 필드 영상신호를 상기 제 3 색 신호(C3) 및 휘도 신호(Y3)로 분리한다.
이때, 상기 영상 움직임 검출부(140)에서 검출된 영상의 움직임에 따른 제어신호 및 상기 영상 움직임 추정부(150)에서 추정된 영상의 움직임 정도에 따른 제어신호는 상기 영상출력 제어부(170)로 입력된다.
또한, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 영상신호 분리부(110, 120, 160)를 통해 분리된 상기 제 1, 제 2 및 제 3 칼라 신호(C1, C2, C3)는 상기 색 신호 선택부(180)로 입력되고 상기 제 1, 제 2 및 제 3 휘도 신호(Y1, Y2, Y3)는 상기 휘도 신호 선택부(190)로 입력된다.
그리고, 상기 영상출력 제어부(170)는 상기 영상 움직임 검출부(140) 및 영상 움직임 추정부(150)에서 출력된 제어신호를 상기 색 신호 및 휘도 신호 선택부(180, 190)에 인가함으로서 제 1, 제 2 또는 제 3 색 신호(C1, C2, C3) 중 색 신호(C)를 선택하고 제 1, 제 2 또는 제 3 휘도 신호(Y1, Y2, Y3) 중 휘도 신호(Y)를 선택하여 출력할 수 있도록 제어한다.
상기와 같이 동작하는 본 발명의 색/휘도 신호 분리회로에 따른 색/휘도 신호 분리방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 상기 제 1 및 제 2 영상신호 분리부(110, 120)를 통해 상기 복합 영상신호로부터 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1)와 제 2 색 신호(C2) 및 휘도 신호(Y2)를 분리하여 상기 색 신호 및 휘도 신호 선택부(180, 190)로 각각 출력한다(S100).
이어서, 상기 필드 영상 출력부(130)는 상기 제 2 영상신호 분리부(120)를 통해 출력된 상기 제 2 휘도 신호(Y2)로부터 각 이븐 영상신호 및 오드 영상신호를 출력한다(S110).
여기서, 상기 제 2 휘도 신호(Y2)로부터 출력된 이븐 영상신호 및 오드 영상신호는 도 7에 도시한 바와 같이 한 프레임을 구성하는 525 라인 크기를 갖도록 확대 출력된다. 도시한 바와 같이, 상기 이븐 영상신호 및 오드 영상신호는 원 영상라인 즉, 보간되지 않은 영상라인과 보간된 영상라인으로 형성된다.
그리고, 상기 필드 영상 출력부(130)로부터 출력된 오드 및 이븐 영상신호는 상기 영상 움직임 검출부(140)로 입력되고 상기 영상 움직임 검출부(140)는 상기입력된 이븐 영상신호 및 오드 영상신호로부터 영상의 움직임을 측정한다(S120).
이때, 도 8은 도 7의 이븐 영상신호 및 오드 영상신호 패턴을 모델화하여 도시한 것이다.
상세히 설명하면, 도 8에 도시한 바와 같이 상기 영상 움직임 검출부(140)를 통해 동일한(t) 프레임의 오드 영상신호(200)와 이븐 영상신호(210)의 시간적 차이 값을 통해 영상의 움직임을 측정한다. 다시 말해, 오드 영상(200)의 기준 블록과 동일한 위치의 이븐 영상(210)의 비교 블록을 비교함으로서 상기 제 2 휘도 신호 차(영상 움직임 값 또는 시간적 차이값)를 검출한다.
이때, 상기 기준 블록과 비교 블록의 연산에 있어서, 화소(1*1) 단위의 연산일 경우 외부 노이즈(Noise)에 따른 민감한 반응으로 움직임 검출 및 움직임 추정에 이상을 초래하고 4*4 화소 이상 블록의 연산일 경우 블록화 현상(Blocking Artifact)으로 인한 색 간섭 및 휘도 간섭을 일으킨다. 때문에, 본 발명에서는 상기 기준 블록 및 비교 블록의 연산 단위는 도시한 바와 같이 2*2 블록으로 한다.
그리고, 상기 검출된 상기 오드 영상(200)과 이븐 영상(210) 사이에서의 상기 제 2 휘도 신호 차 즉, 영상의 움직임 측정값이 기 설정된 값 이상인지 판단한다(S130).
이때, 상기 영상 움직임 검출부(140)는 상기 제 2 휘도 신호 차가 기 설정된 값 이상이라면 논리신호 "1"을 출력하고 이하라면 논리신호 "0"을 출력한다.
상기 판단결과(S130), 상기 제 2 휘도 신호 차가 기 설정된 값 이하라면 즉, 상기 논리신호가 "0"이라면 상기 영상출력 제어부(170)는 상기 제 1 영상신호 분리부(110)를 통해 분리된 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1)가 선택될 수 있도록 상기 색 신호 선택부(180) 및 휘도 신호 선택부(190)에 각각 제어신호를 출력한다.
따라서, 상기 영상의 움직임 값이 기 설정값 이하라면 상기 색 신호 선택부(180) 및 휘도 신호 선택부(190)는 상기 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1)를 출력한다(S140).
한편, 상기 판단결과(S130), 상기 제 2 휘도 신호 차가 기 설정된 값 이상이라면 즉, 상기 논리신호가 "1"이라면 도 9에 도시한 바와 같이 오드 영상(200)의 기준 블록(220)과 이븐 영상(210)의 기 설정된 탐색 영역(230)내의 비교 블록(240)을 각각 비교하여 상기 기준 블록(220)과 탐색 영역(230) 내에 있는 비교 블록(240)의 각 제 2 휘도 신호 차를 모두 연산한다(S150).
이어서, 상기 연산된 제 2 휘도 신호 차 중 가장 작은 휘도 신호차를 가지는 최소값을 검출하여(S160) 상기 최소값이 기 설정된 값 이하인지 판단한다(S170).
즉, 상기 영상 움직임 추정부(150)를 통해 상기 제 2 휘도 신호(Y2)를 근거로 오드 영상(200)과 이븐 영상(210)간의 시간적 유사성을 찾는다.
이때, 상기 영상 움직임 추정부(150)는 상기 최소값이 기 설정된 값 이하라면 논리신호 "1"을 출력하고 기 설정된 값 이상이라면 논리신호 "0"을 출력한다.
상기 판단결과(S170), 상기 최소값이 기 설정된 값 이하라면 즉, 상기 논리신호가 "1"이라면 상기 제 3 영상신호 분리부(160)를 통해 상기 복합 영상신호로부터 상기 제 3 색 신호(C3) 및 휘도 신호(Y3)를 분리하여 상기 색 신호 선택부(180) 및 휘도 신호 선택부(190)로 출력한다(S180).
여기서, 상기 제 3 영상신호 분리부(160)를 통한 제 3 색 신호(C3) 및 휘도 신호(Y3)의 분리방법은 다음과 같다.
도 10에 도시한 바와 같이, 상기 영상 움직임 추정부(150)를 통해 상기 오드 영상(300)의 기준 블록(320)과의 상기 제 2 휘도 신호 차가 상기 이븐 영상(310)의 탐색영역 내에서 비교 블록 (330)이 가장 작다면 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이 수평 주사라인끼리의 연산을 수행한다.
반면에, 상기 기준 블록(320)과의 상기 제 2 휘도 신호 차가 비교 블록 (340)이 가장 작다면 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이 서로 다른 수평 주사라인끼리의 연산을 수행한다.
즉, 상기 영상 움직임 추정부(150)로부터 출력된 상기 제 2 휘도 신호 차에 있어서, 시간적으로 가장 유사한 이븐 영상(310)의 비교 블록이 오드 영상(300)의 기준 블록에서 수평으로 짝수 블록 이동했다면 같은 수평 주사라인끼리의 연산을 수행하고 홀수 블록 이동했다면 서로 다른 수평 주사라인끼리의 연산을 수행하여 상기 제 3 색 신호(C3) 및 휘도 신호(Y3)를 분리한다.
이때, 상기 색 신호의 분리는 감산(Subtraction) 연산을 통해 이루어지며 상기 휘도 신호의 분리는 가산(Addition) 연산을 통해 이루어진다.
이어서, 오드 영상과 이븐 영상간의 휘도 신호 차 분포를 측정하기 위해 오드 영상과 이븐 영상간의 상기 제 2 휘도 신호 차에 대한 분산값을 산출한다(S190).
N: 이븐 영상의 탐색영역 내의 비교 블록 개수
X_i: 오드 영상의 기준 블록과 이븐 영상의 i번째 비교 블록과의 휘도 신호 차
: 오드 영상의 기준 블록과 이븐 영상의 비교 블록과의 휘도 신호 차 평균값
이때, 상기 제 2 휘도 신호차에 대한 분산값 산출 연산식은 상기[수학식 1]과 같다.
이어서, 상기 영상 움직임 추정부(150)는 상기 분산값이 기 설정된 값 이상인지 판단한다(S200).
이때, 상기 영상 움직임 추정부(150)는 상기 분산값이 기 설정된 값 이상이면 논리신호 "1"을 출력하고 기 설정된 값 이하이면 논리신호 "0"을 출력한다.
상기 판단결과(S200), 상기 분산값이 기 설정된 값 이상이면 즉, 상기 논리신호가 "1"이면 상기 영상출력 제어부(170)는 상기 제 3 영상신호 분리부(160)를 통해 분리된 제 3 색 신호(C3) 및 휘도 신호(Y3)가 선택될 수 있도록 상기 색 신호 선택부(180) 및 휘도 신호 선택부(190)에 각각 제어신호를 출력한다.
따라서, 상기 분산값이 기 설정된 값 이상이면 상기 색 신호 선택부(180) 및 휘도 신호 선택부(190)는 상기 제 3 색 신호(C3) 및 휘도 신호(Y3)를출력한다(S200).
한편, 상기 판단결과(S170, S200) 상기 영상 움직임 추정부(150)로부터 산출된 상기 최소값이 기 설정된 값 이상이거나 상기 분산값이 기 설정된 값 이하라면 상기 색 신호 선택부(180) 및 휘도 신호 선택부(190)는 상기 제 2 색 신호(C) 및 휘도 신호(Y2)를 출력한다(S210).
본 발명은 상기 영상 움직임 검출부(140)를 통해 하나의 프레임을 형성하는 이븐 필드 영상과 오드 필드 영상간의 움직임을 검출하고 상기 영상 움직임 추정부(150)를 통해 정확한 움직임 영역을 파악함으로서 영상의 특성에 따라 라인 콤 필터, 프레임 콤 필터 또는 움직임 보상형 프레임 콤 필터를 통해 색 신호 및 휘도 신호를 분리한다.
이때, 도 12에 도시한 바와 같이 상기 제 2 영상신호 분리부(라인 콤 필터)(120)를 통해 검출된 상기 제 2 휘도 신호(Y2)를 근거로 이븐 필드 영상 및 오드 필드 영상을 확대 출력하여 상기 이븐 및 오드 영상으로부터 상기 영상 움직임 검출부(140)를 통해 영상의 움직임을 검출하여 영상의 움직임 값이 기 설정된 값 이하(논리신호 "0")이면 상기 제 1 색 신호(C1) 및 휘도 신호(Y1)를 출력한다.
한편, 상기 영상의 움직임 값이 기 설정된 값 이상(논리신호 "1")이면 상기 이븐 및 오드 영상신호를 근거로 상기 영상 움직임 추정부(150)를 통해 상기 영상의 움직임 정도를 추정한다.
상기 영상 움직임 추정부(150)를 통해 추정된 상기 영상 움직임 정도에 따른 즉, 추정된 움직임 영역이 신뢰할 수 없다고 판단될 경우(논리신호 "0") 상기 제 2색 신호(C2) 및 휘도 신호(Y2)를 출력한다.
반면에, 상기 영상 움직임 추정부(150)를 통해 추정된 움직임 영역이 신뢰할 수 있다고 판단될 경우(논리신호 "1") 상기 제 3 색 신호(C3) 및 휘도 신호(Y3)를 출력한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 색/휘도 신호 분리회로 및 분리방법은 라인 콤 필터를 통해 분리된 휘도 신호를 필드 영상 출력부(필드 영상 보간기)를 통해 이븐 영상 및 오드 영상으로 확대 출력하여 상기 이븐 영상 및 오드 영상을 근거로 영상 움직임 및 영상 움직임 영역을 검출하므로 분리 전의 복합 영상신호 레벨 차에 의한 오차를 방지하고 검출된 영상 움직임 영역에 따라 색 신호 및 휘도 신호를 분리하므로 신호 분리시 발생하는 색 간섭 및 휘도 간섭을 감소시킴으로서 고화질의 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 색 신호 및 휘도 신호가 복합된 영상신호를 출력하기 위한 영상신호 출력부;
    상기 영상신호를 시간축 방향으로 필터링하여 제 1 색신호와 제 1 휘도신호를 분리하기 위한 제 1 영상신호 분리부;
    상기 영상신호를 공간축 방향으로 필터링하여 제 2 색신호와 제 2 휘도신호를 분리하기 위한 제 2 영상신호 분리부;
    상기 제 2 영상신호 분리부에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 이븐(Even) 및 오드(Odd) 필드 영상신호를 각각 확대 출력하기 위한 필드 영상 출력부;
    상기 필드 영상 출력부에서 확대 출력된 이븐 및 오드 필드 영상신호로부터 영상의 움직임을 검출하기 위한 영상 움직임 검출부;
    상기 영상 움직임 검출부에서 검출된 영상 움직임에 따라 상기 제 2 휘도 신호로부터 영상의 움직임 정도를 추정하기 위한 영상 움직임 추정부;
    상기 영상 움직임 추정부로부터 추정된 영상의 움직임 정도에 따라 상기 영상신호를 공간축 방향으로 필터링하여 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 분리하기 위한 제 3 영상신호 분리부;
    상기 영상 움직임 검출부 및 영상 움직임 추정부의 출력 값에 따라 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 영상신호 분리부로부터 출력된 색 신호 및 휘도 신호를 선택할 수 있도록 제어신호를 출력하는 영상 출력 제어부; 그리고
    상기 영상 출력 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 색 신호 및 제 1, 제 2 또는 제 3 휘도 신호가 출력될 수 있도록 스위칭 하는 색/휘도 신호 선택부를 포함하는 색/휘도 신호 분리회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 영상신호 분리부는 프레임 콤 필터(Frame Comb Filter)임을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 영상신호 분리부는 라인 콤 필터(Line Comb Filter)임을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 움직임 검출부는
    상기 제 2 영상신호 분리부에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 이븐(Even) 라인을 저장하기 위한 이븐 영상 메모리와, 상기 제 2 영상신호 분리부에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 오드(Odd) 라인을 저장하기 위한 오드 영상 메모리와, 상기 제 2 영상신호 분리부에서 분리된 상기 제 2 휘도 신호로부터 필드 영상의 라인을 카운트하여 상기 카운트 된 필드 영상의 라인 누적수에 따라 제어신호를 출력하기 위한 카운터와, 그리고, 상기 카운트에서 출력된 제어신호에 따라 상기 이븐 및 오드 영상 메모리의 인에이블(Enable) 신호를 출력하기 위한 제어기를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 카운터는
    상기 필드 영상의 라인을 카운트하여 누적하고 상기 카운트 된 누적수가 525가 되면 상기 제어기로 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리회로.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 이븐 및 오드 영상 메모리를 제어하기 위한 최초 인에이블 신호를 상기 이븐 영상 메모리에는 1을, 상기 오드 영상 메모리에는 0을 출력하고, 상기 카운터로부터 제어신호가 입력되면 상기 인에이블 신호를 반전하여 출력함을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 영상신호 분리부는 움직임 보상형 프레임 콤 필터임을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리회로.
  8. 색 신호 및 휘도 신호 분리방법에 있어서,
    영상신호로부터 제 1 및 제 2 색 신호와 제 1 및 제 2 휘도 신호를 각각 분리하는 단계;
    상기 분리된 제 2 휘도 신호로부터 오드(Odd) 및 이븐(Even) 영상신호를 확대하여 출력하는 단계;
    상기 확대 출력된 오드 및 이븐 영상신호로부터 상기 영상의 움직임을 측정하여 상기 움직임 값이 기 설정된 값 이상인지 판단하는 단계;
    상기 움직임 값이 기 설정된 값 이상이면 상기 오드 영상의 기준 블록과 이븐 영상의 소정 탐색영역내의 각 비교 블록을 연산하여 각각의 상기 제 2 휘도 신호차를 측정하는 단계;
    상기 측정된 제 2 휘도 신호차 중 최소값을 검출하여 상기 최소값이 기 설정된 값 이하인지 판단하는 단계;
    상기 최소값이 기 설정된 값 이하라면 상기 영상신호로부터 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 분리하는 단계;
    상기 측정된 제 2 휘도 신호차에 대한 분산값을 측정하여 상기 분산값이 기 설정된 값 이상인지 판단하는 단계; 그리고,
    상기 분산값이 기 설정된 값 이상이라면 상기 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 오드 및 이븐 영상을 확대 출력하는 단계는
    상기 오드 및 이븐 영상이 525 라인 크기를 갖도록 각 필드 영상을 출력하는 단계임을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 영상 움직임 값이 기 설정된 값 이하라면 상기 제 1 색 신호 및 휘도 신호를 출력함을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 최소값이 기 설정된 값 이상이거나 상기 분산값이 기 설정된 값 이하라면 상기 제 2 색 신호 및 휘도 신호를 출력함을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 휘도 신호차의 최소값을 검출하는 단계는
    상기 오드 필드 영상의 기준 블록과 상기 이븐 필드 영상의 소정 탐색영역내의 각 비교 블록을 연산하여 각 제 2 휘도 신호차 중 가장 작은 휘도 신호차를 검출하는 단계임을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 색 신호 및 휘도 신호를 분리하는 단계는
    상기 오드 필드 영상의 기준 블록을 기준으로 상기 제 2 휘도 신호차 중 최소값을 갖는 상기 이븐 필드 영상의 비교 블록이 이동한 정도에 따라 소정의 연산을 통해 분리하는 단계임을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리방법.
  14. 제 8, 제 12 및 제 13 항에 있어서,
    상기 기준 블록 및 비교 블록은 2행 2열(2*2) 화소 단위를 가짐을 특징으로 하는 색/휘도 신호 분리방법.
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