KR100749412B1

KR100749412B1 - 크로마 과부하 방지 장치 및 크로마 과부하를 방지하는 방법

Info

Publication number: KR100749412B1
Application number: KR1020000032234A
Authority: KR
Inventors: 룸라이마크프란시스; 주카스마크로버트; 킨로날드토마스
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2007-08-16
Also published as: US6177962B1; JP2001045514A; JP4600952B2; DE60037074D1; CN1312656A; DE60037074T2; EP1065886A2; EP1065886B1; MY118662A; EP1065886A3; CN1198470C; KR20010049533A

Abstract

색차 신호(chrominance signal)(C)는 성분 벡터(U, V)로 분리되고, 제어 가능한 이득 증폭기(controllable gain amplifier)(60, 62)를 포함하는 각각의 경로를 경유해서 각 출력(56, 58)으로 연결된다. 크로마 과부하 보호 유닛(chroma overload protection unit)(50)에는 벡터 성분의 포화를 결정하고 포화 지시 신호(saturating indicating signal)를 이득 특성 유닛(gain characteristic unit)(72)에 제공하는 포화 계산기(saturation calculator)(78)를 포함하도록 제공되며, 상기 이득 특성 유닛은 포화 지시 신호(saturation indication signal)의 주어진 함수로 한 픽셀 씩 벡터 성분의 진폭을 비례적으로 제한하기 위해서 증폭기의 이득을 공동으로 제어하여 리미팅 조건에 어떠한 색조 전이가 나타나지 않는 출력 성분 벡터(U, V)를 제공한다. 디지털 실시예에서, 증폭기는 대칭 반올림(symmetrical rounding)(514, 524)에 종속된 출력을 갖는 배율기(multipliers)(512, 522)에 의해 실행되고, 포화는 벡터 성분의 제곱의 합에 대한 제곱근의 근사값에 의해 계산되고(78A), 다수의 룩업 테이블(plural look up tables)(72A)은 이득 제어 신호(G)를 생성하기 위해 제공된다.

Description

크로마 과부하 방지 장치 및 크로마 과부하를 방지하는 방법{CHROMA OVERLOAD PROTECTION APPARATUS AND A METHOD FOR PROVIDING CHROMA OVERLOAD PROTECTION}

도 1은 기존의 크로마 과부하 시스템(chroma overload system)에 대한 블록도.

도 2a 및 도 2b는 크로마 과부하 조건 하에서 도 1에 있는 시스템의 색조(tint)에 대한 효과를 도시한 벡터도.

도 3은 본 발명이 포함된 크로마 과부하 방지 장치를 단순화한 블록도.

도 4는 크로마 과부하 조건 하에서 장치의 동작을 도시한 벡터도.

도 5는 본 발명의 다른 특징과 도 3의 장치에 대한 상세 회로도.

도 6a, 도 6b, 도 7a 및 7b는 도 5에 있는 장치의 임의 요소에 대한 예시적인 신호 전송 특징을 도시한 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 자동 크로마 제어 유닛

16 : 버스트 게이트

18 : 자동 크로마 제어 회로

20 : 크로마 과부하 회로

28 : 평균값 검출기(과부하 검출기)

30 : 크로마 신호 분리기

50 : 크로마 과부하 방지 유닛

72 : 이득 특성 유닛

78 : 포화 계산기

514 : 대칭 반올림

본 발명은 비디오 신호 프로세싱 장치(video signal processing apparatus)에 관련된 것으로, 특히 크로마 과부하 방지 장치(chroma overload protection apparatus)에 관한 것이다.

크로마 과부하 회로(chroma overload circuits)는 보통 튜너 틸트(tuner tilt)나 다중 경로 전송 효과(multipath propagation effects) 및 노이즈(noise)같은 비디오 시스템에 있어서의 "채널 손상(channel impairments)"으로 인한 과포화 된 크로마(oversaturated chroma)를 막기 위해 사용된다.

기존 형태의 크로마 과부하 방지 회로(chroma overload protection circuit)는 자동 크로마 제어(ACC) 프로세싱 후의 활성 비디오 시간 간격(active video time intervals)동안 평균 크로마 레벨(chroma level)에 따라 크로마 신호의 이득을 조정함으로써 동작한다. 도 1은 상기 시스템의 예를 도시한다. 도 1에 있는 종래의 시스템은 ACC 유닛(10)과 크로마 과부하 유닛(chroma overload unit)(20) (점선으로 표시된 각 부분)이 직렬로 연결되고, 다음 프로세싱{예를 들어, 베이스밴드의 복조와 베이스밴드 색차 출력 신호(R-Y 및 B-Y)를 제공하기 위한 매트릭싱(matrixing)}을 위해 크로마 신호를 자신의 벡터 성분 U, V로 분리하는, 크로마 신호 분리기 회로(chroma signal separator circuit)(30)가 그 다음에 연결된다.

ACC 유닛(10)은 크로마 입력 신호가 인가되는 제어 가능한 이득 증폭기(12)와 증폭기(12)의 출력으로부터 증폭기의 제어 입력(14)까지의 피드백 경로(feedback path)를 포함한다. 상기 피드백 경로는 일련의 버스트 게이트(burst gate)(16)와 자동 크로마 제어 회로(automatic chroma control circuit)(18)의 직렬 접속으로 포함한다. 크로마 과부하 회로(20)는 또한 피드백 제어되고, 유닛(10)으로부터 ACC 제어된 크로마를 수신하기 위해서 그 자신의 입력에 연결되고, 게이트(26)와 평균값 검출기(average detector)(28)의 직렬 연결을 통해 자신의 입력(24)을 제어하기 위한 피드백이 제공되는 제어 가능한 이득 증폭기(22)를 포함한다. 크로마 신호가 그 자신의 성분 벡터로 분리되는 것은, 크로마 ACC와 크로마 과부하 방지 후에, 분리된 크로마 벡터 성분 출력 신호 U, V를 제공하기 위해 과부하 회로(20)에 접속된 크로마 신호 분리기 회로(30)에 의해 실행된다.

ACC 유닛(10)의 동작에 있어, 버스트 게이트(16)는 크로마 신호의 색 버스트 성분(color burst component)을 ACC 유닛(18)에 전송하며, ACC 유닛은 사전에 결정된 레벨(predetermined level)로 크로마 신호 진폭을 조정하기 위해서 버스트 진폭(burst amplitude)과 기준 레벨을 비교하고 증폭기(12)의 제어 입력(14)에 제어 신호를 제공한다. 상기 방법에 있어, 크로마 신호 합(overall chroma signal)(C)의 진폭은 기준 또는 바람직한 레벨과 관련한 버스트 진폭을 기초로 한 기대값으로 안정화된다. 버스트 진폭이 증가하면, 증폭기(12)의 이득은 감소하고, 이러한 이득의 감소는 평균 크로마 신호 레벨을 안정시킨다. 게이트 버스트 신호(gated burst signal)에 나타나기도 하는 노이즈가 조정된 크로마 출력 신호 레벨을 교란시키지 못하게 하기 위하여, ACC 유닛(18)에 임의의 평활 회로(some smoothing)가 포함되기도 한다.

크로마 과부하 회로(20)의 동작에 있어, 게이트(26)는 활성 비디오 트레이스 간격(active video trace interval)동안 열리고, 이외의 간격 동안은 닫혀져 크로마를 단지 평균값 검출기(28)에 전송한다. ACC 검출기(18)가 게이트 버스트 진폭에 기초한 크로마 레벨을 조절하는 역할을 함을 상기해보자. 과부하 검출기(28)는 평균 크로마 레벨(버스트 레벨보다는)에 기초한 크로마 과부하 제한(chroma overload limiting)을 제공하는 역할을 한다. 상기 목적을 이루기 위해, 평균값 검출기(28)의 시정수(time constant)와 이득 제어 증폭기(22)의 이득 특성(gain characteristic)은 과부하 회로의 동작을 결정한다. 이러한 유형의 임의의 시스템에 있어, 검출기(28) 시정수의 상승과 감소는 다르고, 검출기(28)는 소위 "누설성 피크 검출기(leaky peak detector)"{예컨대, 상대적으로 저속 방전의 시정수를 제공하기 위해 나란히 연결된 "누설(leak)"저항과 급속 충전 회로를 갖춘 축전지인}로서 실행되기도 한다.

상기에서, 크로마 과부하 회로에 문제가 있다는 것과, 그 문제는 상기 회로에 포함된 상대적으로 긴 시정수에 관련한다는 것을 알 수 있다. 응답 시정수(response time constant)는 일반적으로 비디오 필드(video field)의 순서와 비슷하다(17 ms). 이런 긴 시정수는 크로마 이득(chroma gain)의 변조와 관련된 영상 결함(visible artifact)을 감소시키는 경향을 가지고 있다. 다른 한편으로, 크로마 신호의 순간적인 레벨(instantaneous level)이 바람직한 레벨을 초과하도록 하기도 하는데, 이것은 디스플레이된 이미지의 크로마에 대한 바람직하지 않은 과포화(oversaturation)상태를 야기한다.

상기 문제의 또 다른 면은, 인지된 바와 같이, 아날로그 시스템에서는 과포화를 일으키는 이런 순간적인(instantaneous) 크로마 신호 레벨을 수용하기 위하여 "헤드 룸(head room)"이 제공된다는 것이다. 이와 반대로, 디지털 시스템에 있어, 예컨대 상기 디지털 시스템이 CCIR 601/656 인터페이스 표준을 지원하는 경우, 상기 시스템에는 크로마에 대해 제공되는 헤드 룸이 거의 없다는 것이다. 상기 예에서, 디지털 시스템에서는, 크로마 성분(U 및 V 벡터 성분)에 대해 8 비트(때로는 10 비트)범위를 초과하는 크로마 레벨은 매우 제한(hard limited)된다{예컨대, 절단(truncation)에 의해}. 복조 후에 U, V가 각각 제한되기 때문에, 크로마 과부하는 디스플레이 이미지에 바람직하지 못한 색조의 전이(objectionable tint shift)를 만들기도 한다.

크로마 과부하 문제는 도 2a 및 도 2b의 위상 벡터도에 좀 더 도시된다. 도 2a에서, 안내선(grid)(200)으로 나타난 바람직한 포화의 한계를 초과하는 과포화 크로마 벡터(C)와 구성 성분 벡터(U, V)가 도시된다. 도 2b는, 구성 벡터의 한계 효과를 도시한다. 예를 들어, 벡터(U)는 U-LIM(LIM은 제한 값을 나타낸다)의 진폭으로 제한되고, 벡터(V)는 제한되지 않는다. 합 벡터(C-LIM)는 다른 각을 갖게되고, 그러므로 벡터(C)에 대해 색조차이를 갖는다. 이것은 눈으로 보기에 매우 바람직하지 못한 비디오 결함을 만들 수 있다. 예를 들어, 극도로 포화된 영역에서 과 포화된 파란색 물체가 붉게되는 것을 생각해 볼 수 있다.

본 발명의 원칙에 따라, 하나 또는 그 이상의 벡터 성분의 과부하에 대해 크로마 색조가 전이되는 문제에 대한 해결 방법으로 각 픽셀에 크로마 포화의 제어가 제공된다. 유익하게도, 상기 방법은 과포화된 픽셀에 색조 전이를 막는다. 더 나아가, 상기 해결 방법은 크로마 이득을 변조하는 긴 시정수 방법과 연관된 영상 결함(visible artifacts)을 (단지 줄여주는 것이 아니라) 제거한다.

본 발명에 따른 크로마 과부하 방지 장치는 제 1 및 제 2 벡터 성분을 갖는 색차 신호(chrominace signal)를 제공하는 소스와 상기 소스에 연결되고 제 1 벡터 성분과 제 2 벡터 성분으로 상기 색차 신호를 분리하기 위한 분리기, 그리고 각 픽셀당 색차 신호의 검출된 포화 레벨에 대한 주어진 함수로서 상기 제 1 및 제 2 벡터 성분의 진폭을 조정하기 위한, 상기 분리기에 연결된 과부하 보상기(overload compensator)를 포함한다.

본 발명의 원리에 대한 바람직한 응용에 있어, 보상기는 이득 제어 신호(gain control signal)를 제공하기 위한 포화 지시 신호에 응답하는 포화 지시 신호 컨버터(saturation indicating signal converter)를 제공하기 위해 제 1 및 제 2 벡터 성분에 응답하는 포화계산기와 이득 제어 신호에 응답하고, 제 1 신호 경로에서 제 1 벡터 성분의 이득과 제 2 신호 경로에서 제 2 벡터 성분의 이득을 동시에 조정하는 이득 제어 수단이 포함되어 있다.

본 발명에 따른, 크로마 과부하 방지를 제공하기 위한 방법은 제 1 및 제 2 벡터 성분을 갖는 색차 신호를 제공하는 단계, 색차 신호를 제 1 및 제 2 성분으로 분리하는 단계, 및 각 픽셀당 색차 신호의 검출된 포화 레벨에 대한 주어진 함수로서 상기 제 1 및 제 2 벡터 성분의 진폭을 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 한 취지(aspect)에 따라, 각 픽셀의 포화 정도에 대한 제어는 각 픽셀의 포화 정도에 대한 측정을 포함한다. 본 발명에 따라, 상기 측정에 따른 계산은 분리되거나 "변조"된 크로마 벡터 성분의 프로세싱에 의해 바람직하게 실행된다. 도 3에 있는 본 발명의 실시예에 따르면, ACC 유닛(10)에서 ACC 프로세싱 후의 색차 신호는, 크로마 과부하 방지 회로(chroma overload protection circuit)(50)에서의 프로세싱보다 먼저, 크로마 분리기(chroma separator)(30)에 의해 성분 벡터 (U, V)로 분리된다.

도 3의 크로마 과부하 방지 회로(50)(점선으로 표시된 회로)는 색차 신호 분리기(30)에 의해 제공된 색차 신호(C)의 성분(U, V)을 수신하기 위해 연결된 한 쌍의 입력(52, 54)으로 포함되어있다. 분리기(30)는 기존의 설계에 의한 것이다. 예를 들어, 분리기(30)는 색 부반송파 주파수(color subcarrier frequency)의 4배로 색차 신호 샘플을 제공하고, 벡터 성분(U)을 분리하기 위해 홀수 샘플(odd samples)을 분리해내고, 벡터 성분(V)을 제공하기 위해 짝수 성분(even samples)의 선택에 의해 실행된다. 입력(52, 54)은 각각의 제어 가능한 이득 증폭기(60, 62)에 의해 출력(56, 58)에 연결되는데, 상기 증폭기는 이득 특성 제어 회로(gain characteristic control circuit)(72)의 출력(70)에 공동으로 연결된 각각의 이득 제어 입력(gain control input)(64, 66)을 갖는다. 이득 특성 제어 회로(72)의 입력(74)은 각각의 분리된 색차 신호 성분 벡터(U, V)를 수신하기 위한 크로마 분리기(30)의 각 출력(54, 52)에 연결된 각각의 입력(80, 82)을 갖는 포화 계산기(78)의 출력에 연결된다.

동작에 있어, 포화 계산기(78)는 크로마 신호 분리기(30) 출력의 벡터 진폭을 결정한다. 성분 벡터(U, V)가 구적법(quadrature)에 의하므로, 색차 벡터(C)는 성분 벡터(U, V)의 제곱의 합에 대한 제곱근 또는 그 근사값(뒤에 언급될)에 의해 자신의 두 벡터 성분으로부터 다시 만들어진다. 합 벡터는 U, V 채널의 이득, 즉 증폭기(60, 62)의 이득을 제어하는데 사용된다. 두 채널의 이득이 같기 때문에, 포화는 색조의 영향 없이 감소된다. 진폭이 이득에 영향을 주는 방법은 이득 특성 제어 회로(72)의 전송 특성에 의해 결정된다. 상기 전송 특성은 뒤에서 다뤄질 하드 클리핑(hard clipping)이나 소프트 클리핑(soft clipping){또는 "리미팅(limiting)"} 특성 중하나를 제공하도록 맞춰진다(tailored).

도 4a와 도 4b는 픽셀 크로마 과부하 회로(pixel-by-pixel chroma overload circuit)가 색조의 변화 없이 과포화 벡터(C)를 감소하는 방법을 추가로 도시한다. ACC유닛(10)에 의해 제공된 벡터 C의 진폭에 기초한 U, V 채널의 이득은 수정된 U', V'벡터 성분을 생성하기 위해 동일하게 조정된다. 도 4a의 점선으로 된 원(400)은 바람직한 포화 레벨의 궤적을 나타낸다. 보는 바와 같이, 크로마 벡터(C)는 바람직한 포화 레벨보다 더 크며, 그 결과, 벡터(C)의 벡터 성분(U)도 역시 바람직한 포화레벨을 초과한다. 성분(V)은 바람직한 범위 내에 있는 것으로 도시된다. 도 4b는 어떻게 U, V 벡터 진폭을 같은 비율로 감소{유닛(72)의 이득 특성을 이용하여}시켜 감소된 벡터 U', V'를 형성하여 점선 원(400)으로 나타난 바람직하게 한정된 값으로 벡터합(C')이 되도록 하는지를 도시한다.

도 5는 도 3의 크로마 과부하 장치의 상세한 디지털 실시예를 도시한다. 실시예에서, 색 부반송파의 4배에 해당하는 샘플링 클록 주파수(sampling clock frequency)의 예를 들어본다. 별표(*) 표시가 없으면, 사용된 산술 계산은 그의 보수법이다. 신호에 별표를 표시하는 것은, 산술 협약(arithmetic convention)에서 스트레이트(straight) (부호 없는) 2진수를 나타낸다. 하나의 비트보다 큰 모든 신호 라인(lines)이나 버스(buses)의 비트 폭은 비트의 수를 나타내는 수(number)가 위에 쓰여지고, 라인을 가로질러 그려진 역 슬래시(＼)로 표시된다. 역 슬래시가 없으면, 신호 라인은 1 비트의 진폭을 나타낸다. 신호 지연 값은 2가지 방법으로 도시된다. Z 변환(Z-transform)의 표시를 함유하는 블록(boxes)에 있어서는, 지연(delay)은 Z 변환의 멱지수(exponent)와 같은 진폭의 클록 사이클(clock cycles)의 수와 같다. 우측 하단 구석의 사각형에 숫자를 갖는 블록(boxes)에 있어, 숫자는 클록 사이클에 대한 프로세싱 지연을 나타낸다. 회로 요소에 대한 지연이 표시되지 않으면, 요소 프로세싱 시간(element processing time)은 클록 사이클과 비교하는 것은 무의미하다.
도 5에서, 입력단(52, 54)과 출력단(56, 58)은 도 3의 예에서와 같은 지정자(designators)를 사용한다. 단자(52, 54)는, 이전의 예에서와 같이 분리기(30)로부터 크로마 벡터 성분(U_in, V_in)을 수신하기 위해 연결되고, 출력(56, 58)은 처리된 출력 신호 (U_out, V_out)를 제공하는 과부하 회로의 출력을 나타낸다.

상기 예에서의 제어 가능한 이득 증폭기(60, 62)는 본 발명의 예에서, 크로마 성분 U, V의 진폭을 제어하는 두 개의 디지털 신호 프로세싱 채널 또는 경로(510, 520)에 의해 실행된다. 경로(510)는 2개의 클록 지연 유닛(two-clock delay unit)(511)에 의해 크로마 벡터(U)를 수신하는 입력(52)에 연결된 입력과, 리미터(limiter)(513)와 대칭 반올림 유닛(symmetrical rounding unit)(514)을 경유해 출력(56)에 연결된 출력을 갖는 배율기(multiplier)(512)를 포함한다. 경로(520)는 경로(510)와 같고, 지연 유닛(521), 배율기(522), 리미터(523) 및 대칭 반올림 유닛(524)을 포함하고, 이들은 입력(54)으로부터 출력(58)에 직렬로 연결된다.

U, V 신호 경로에 있어 대칭 반올림 유닛을 포함시키는 것은, 출력 신호에 대한 18비트에서 12비트로의 감소(bit reduction)가 크로마 벡터 (U_out, V_out)에 대한 임의의 주요한 "반올림 에러(rounding error)"를 초래하지 않는다는 점을 유리하게는 보장한다. 상기 "반올림 에러"는 출력 신호에 DC 전이(DC shift)를 일으켜, 바람직하지 않은 색조 전이를 일으킨다. 여기서 사용된 대칭 반올림은 임의의 주요한 에러나 반올림에 의한 임의의 주요한 색조 전이를 일으키지 않게 한다. 리미팅(limiting)하는 동안 색조 보전(integrity) 유지의 목적을 위한 본 발명에서의 적절한 반올림 회로의 예는, 1997년 12월 9일 출원된 미국특허 제 5,696,710의 Hague et al에 의해 기술된다.

U, V신호 프로세싱 경로(510, 520)에 있는 배율기(512, 522)의 이득에 대한 제어는 진폭 근사 유닛(magnitude approximation unit)(78A)과 룩업 테이블 유닛(look-up table unit)(72A)을 포함하는 이득 제어 회로(530)(점선으로 표시된 부분)에 의해 제공되는데, 상기 유닛(78A, 72A)은 유사한 함수를 이전 예의 유닛(78, 72)에 제공하고, 본 발명의 추가적인 특성 또한 제공한다.

회로(530)에서, 진폭 근사{또는 산술 프로세싱(arithmetic processing)} 유닛(78A)은 앞에서 설명된 분리기(30)에 의해 제공된 성분 벡터 신호(V, U)를 수신하기 위해 연결된 입력(80, 82)을 가지고 있고, 리미터(79)를 경유해 룩업 테이블 유닛(72A)의 제어 또는 주소(address) 입력에 연결된 출력(76)을 가지고 있는데, 유닛(72A)의 출력은 억제 게이트(inhibit gate)(503)를 경유해 이득 제어 출력단(502)에 연결된다. 출력(502)은 룩업 테이블(72A)에서 만들어진(developed) 이득 제어 신호(G)에 의해 공동으로 U, V 신호 프로세싱 경로(510, 520)에 있는 배율기(512, 522)에 인가된다. 같은 신호가 양쪽의 배율기에 인가되기 때문에, 두 크로마 벡터(U, V)의 진폭은 직접 이득 제어 신호(G)의 임의의 변화에 정비례로 제어된다.

이득 제어 회로(530)의 나머지 요소들은, 리미팅 특성(limiting characteristics)과 출력 신호 억제(output signal inhibiting)의 선택을 포함하는 본 발명의 다른 특성을 용이하게 하는 다수의 추가 입력 단(541-544)과 OR 게이트(550)를 포함한다. 예를 들어, 입력(541)은 적당한 소스로부터 테이블 선택 신호(table selection signal)(TS)를 수신하고, 룩업 테이블 유닛(72A)의 테이블 선택 입력(505)에 테이블 선택 신호를 인가하기 위해 제공된다. 예시적인 테이블(exemplary table)은 하드 "클립핑"(hard "clipping")이나 리미팅을 위한 테이블과, 배율기에 공급된 이득 제어 신호의 "소프트" 클립핑("soft" clipping)이나 리미팅을 제공하는 테이블이 있다. 상기 테이블의 예는 도 6b와 도 7b와 관련하여 뒤에 논의된다.

입력단(542, 543 및 544)은 일정한 조건(certain circumstances)아래서 크로마 성분 벡터 프로세싱 채널(510)의 이득을 0(zero)으로 감소시키기 위한 억제 입력 신호를 수신하기 위해 제공된다. 특별히, 상기 입력 신호는 실제로(illustratively) "컬러 오프"("color off") 제어 신호, "동기 게이트"("sync gate") 지시 신호 및 "컬러 킬러"("color killer") 입력 신호를 포함하고, OR 게이트(550)를 경유해 게이트(503)의 억제 입력에 적용되는데, 임의의 신호가 존재하면, 게이트(503)는 억제되고, 그러므로 크로마 벡터 성분 경로(510, 520)의 배율기(512, 522)는 경로 이득을 0(zero)으로 감소시켜 벡터(U, V)가 출력(56, 58)에 도달하는 것을 막는다.

본 발명의 논의에 있어, 포화 값은, 상기 벡터(C)가 벡터 성분(U, V)의 제곱의 합에 대한 제곱근이나 적당한 근사값과 같은 함수를 사용하므로 정확히 계산된다는 것이 주목된다. 도 5의 예에서, 크로마 신호 C의 U, V 벡터 성분에 해당하는 값으로 "a"와 "b"로 나타내어진 공식의 사용으로 상기 포화 값의 진폭은 근사된다. 상기 공식에서, C는 "a"와 "b"의 절대값 중 최대 값과 각 절대값의 합에 3을 곱하고, 256으로 나눠준 값이다. 도시된 12 비트 입력 신호와 선택된 스케일링 팩터(scaling factors : 배율조정 계수)는 7 비트 출력 신호가 되는데, 상기 신호는 리미터(79)에 의해 6 비트로 감소된다. 바람직하게도, 상기 이용된 근사 값은 대략 12 %안에서 정확한 값을 갖게되고, 제곱의 합에 대한 제곱근에 의해 정확히 계산된 값과 비교해 매우 쉽게 실행된다. 이득 인자(gain factor) 3/128 는 근사값의 진폭을 뒤에 논의된 이득 특성 블록(72A)에서 유용한 범위로 매핑(maping)하는데 사용된다.

유닛(76)의 출력이 온전한 7 비트에 도달하지 않을 것이기 때문에, 리미터(79)에 의해 제공된 비트의 감소는 반드시 필요하지 않다는 것이 주목된다. 이것은 크로마 성분이 어느 정도 서로 관련되기 때문이고, 두 크로마 성분이 동시에 임의로 주어진 픽셀(any given pixel)에 대해 최대 값으로 도달할 가능성은 없다. 그러므로, 리미터(79)를 제거하기도 한다. 그러나 상기 리미터는 심지어 발생 가능성이 없는 경우를 포함해서, 크로마가 시스템에서 과부하를 경험하지 않는 상황을 확인하기 위한 바람직한 엔지니어링 실습의 일환으로 포함되기도 한다.

위에서 주목된 바와 같이, 룩업 테이블은 이득 특성 블록(72A)을 실행하도록 이용된다. 두 테이블은 "하드 클립(hard-clip)" 또는 "하드 리미트(hard limit)"테이블과 "소프트 클립(soft clip)" 또는 "소프트 리미트(soft limit)" 테이블이 제공된다. 언급된 바와 같이, 테이블은 입력(541)에 인가되는 테이블 선택 신호(TS)에 의해 선택된다. 이와 같은 제어는 기술된 크로마 과부하 방지기를 채택하는 장치의 사용자에 의해 제공되지만, 실제로, 룩업 테이블의 선택은 설계된 특별한 텔레비전 장치의 필요성에 기초한 제조업자에 의해 제공될 가능성이 더 크다. 예를 들어, 하나의 테이블은 텔레비전 장치의 신호 소스 선택에 우선하는 크로마 프로세싱에 대해 더 적합하고, 다른 테이블은 입력 신호 선택 후에 수행되는 크로마 신호 프로세싱과 관련하여 더 적합한 선택이 되기도 한다.

도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b는 테이블 룩업 유닛(72A)과 관련해서 더 상세한 내용을 제공한다. 룩업 테이블이 "포화 입력/이득 출력(saturation-in / gain-out)" 테이블인 것은, 본 발명의 이러한 취지의 이해에 도움이 된다. 룩업 테이블 입력 데이터(entries)를 생성하기 위하여, 바람직한 "포화 입력/포화 출력(saturation-in / saturation-out)" 특징들이 먼저 결정된다. 상기 특징들은 다음의 관계식

이득(gain) = 포화 출력/포화 입력(saturation-out/saturation-in)

을 이용하므로, 요구되는 룩업 테이블 입력 데이터로 변환된다.

도 6a{하드 클리핑(hard clipping)의 경우}의 포화 테이블(saturation table)에 대해 언급하면, 수직과 수평좌표는 색차 신호 벡터의 비트를 나타낸다. 0(zero)에서부터 1023 비트까지 바람직한 응답(response)은 정 비례하고(리미팅이나 클리핑이 기대되지 않음), 이후에는 1023 비트의 출력 값으로 제한된다. 이용된 시스템 이득과 스케일링 팩터에 대해서, 이런 한계점들은 100%의 포화 레벨{도 4b의 점선의 궤적(400)}에서 일어나고, 이 한계점들은 성분 벡터(U, V)의 벡터 합에 대한 최대 값이다. 따라서, 7 비트로 비트 감소가 일어난 후, 도 6b의 "이득 출력/포화 입력(gain out/saturation in)"은 한계 레벨까지의 일정 값의 이득 출력 레벨(127 비트)과 그 이후 감소하는 레벨을 제공하기 위하여 만들어진다. 도 7a와 7b는 "소프트 클리핑"의 경우와 비슷하지만, 이 경우에 있어서는, 포화입력 대 포화출력 테이블은 한계 값까지 단계적으로 두 부분으로 구분되는데, 첫째 부분은 한계 아래 부분에서 비례하고 두 번째 부분은 첫 번째 부분의 기울기에 약 반의 값으로 비례하며 한계 값에 근접한다. 도 7b에서 도시된 바와 같이, 이전의 예(도 6b)에서 보다 좀 더 일찍 이득을 감소하기 시작하는 룩업 테이블을 초래한다.

유익하게도, 소프트 클리핑 특성(도 7b)의 이용은 크로마 과부하 회로에 대한 공칭 크로마 레벨(nominal chroma level)이 증가되게 한다.(이것은 자동 크로마 제어 ACC 세팅을 통해 조정될 수 있음을 주목한다.) 이것은 정상(normal) 혹은 과포화 비디오(over-saturated video)의 품질 저하 없이 불포화 비디오(under-saturated video)의 모양을 개선시키는데 사용된다.

본 발명은, 예시적인 실시예로 기술됐지만, 본 발명의 수정(modifications) 및 변경(changes)은 본 발명의 본질에서 벗어남 없이, 개시된 실시예가 만들어 질 수 있음은 당업자에게 분명하다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 정신과 실제 분야 내에서 모든 응용을 포함 할 수 있음이 이해되어야한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 비디오 신호 프로세싱 장치, 특히 크로마 과부하 방지 장치에서 크로마 과부하 문제를 해결하는 등의 효과가 있다.

Claims

크로마 과부하 방지 장치(chroma overload protection apparatus)로서,

제 1 및 제 2 벡터 성분을 갖는 색차 신호(chrominance signal)를 제공하기 위한 소스(10)와,

상기 소스에 연결되고, 상기 색차 신호를 상기 제 1 벡터 성분(U)과 상기 제 2 벡터 성분(V)으로 분리하기 위한 분리기(30)와,

상기 분리기에 연결되고, 상기 색차 신호의 검출된 포화 레벨에 대한 함수로서 상기 제 1 및 제 2 벡터 성분(U, V)의 진폭(magnitude)을 픽셀 단위로 조정하기 위한 과부하 보상기(50)

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 과부하 보상기는,

포화 지시 신호를 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 벡터 성분(U, V)에 응답하는 포화 계산기(78)와,

이득 제어 신호를 제공하기 위해 상기 포화 지시 신호에 응답하는 컨버터(530)와,

제 1 신호 경로에 있는 상기 제 1 벡터 성분(U)과 제 2 신호 경로에 있는 상기 제 2 벡터 성분(V)의 이득을 동시에 조정하기 위해 상기 이득 제어 신호에 응답하는 이득 제어 수단(60, 62)

을 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 컨버터(530)는 상기 이득 제어 신호를 제공하기 위해 상기 포화 지시 신호를 배율조정(scaling)하여 이 포화 지시 신호에 하드 리미팅(hard limiting)이나 소프트 리미팅(soft limiting)을 선택적으로 적용하기 위한 수단(72A)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 이득 제어 수단은, 각 신호 경로의 상기 이득 조정된 벡터 성분을 대칭적으로 반올림(rounding)하기 위한 수단(514, 524)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
크로마 과부하 방지 장치(chroma overload protection apparatus)로서,

크로마 신호(chroma signal)를 제공하기 위한 소스와,

상기 크로마 신호를 제 1 벡터 성분과 제 2 벡터 성분으로 분리하기 위한 크로마 신호 분리기와,

상기 제 1 벡터 성분을 처리하기 위해 제 1 배율기와 제 1 대칭 반올림 유닛을 포함하는 제 1 신호 경로와,

상기 제 2 벡터 성분을 처리하기 위해 제 2 배율기와 제 2 대칭 반올림 유닛을 포함하는 제 2 신호 경로와,

상기 제 1 및 제 2 벡터 성분에 응답하여 포화 지시 신호를 제공하기 위한 포화 계산기와,

상기 포화 지시 신호에 응답하여 이득 제어 신호를 제공하기 위한 룩업 테이블과,

상기 제 1 신호 경로에 있는 상기 제 1 벡터 성분과 상기 제 2 신호 경로에 있는 상기 제 2 벡터 성분의 이득을 동시에 조정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 배율기 각각에 공통적으로 상기 이득 제어 신호를 적용하기 위한 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
제 5 항에 있어서,

테이블 선택 신호를 상기 룩업 테이블의 입력에 공급하기 위한 소스를 더 포함하며,

상기 테이블 선택 신호는, 상기 선택 신호가 제 1 값일 때 하드 리미팅(hard limiting) 특성을 나타내는 제 1 테이블을 선택하고, 상기 선택 신호가 제 2 값일 때 소프트 리미팅(soft limiting) 특성을 나타내는 제 2 테이블을 선택하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 포화 계산기는 제 1 지연을 나타내고 상기 룩업 테이블은 제 2 지연을 나타내며,

상기 크로마 과부하 방지 장치는, 상기 경로에 있는 배율기의 앞에 각 신호 경로 내에 각 지연 수단을 더 포함하며, 상기 지연 수단은 상기 제 1 및 제 2 지연의 합과 동일한 지연을 가지는 것을 특징으로 하는,

크로마 과부하 방지 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신호 경로에서 처리하기 전에 상기 벡터 성분의 평균 진폭을 안정화하기 위해 상기 크로마 신호를 상기 크로마 신호 분리기에 제공하기 위한 자동 크로마 제어 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
제 5 항에 있어서, 억제 신호(inhibit signal)가 존재할 때 제공되는 이 억제 신호에 응답하여 상기 각 신호 경로의 출력에 나타나는 크로마 벡터 성분의 진폭을 제로(0)로 감소시키기 위한 억제 수단(inhibit means)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하 방지 장치.
크로마 과부하를 방지하기 위한 방법으로서,

제 1 및 제 2 벡터 성분을 갖는 색차 신호를 제공하는 단계와,

상기 색차 신호를 상기 제 1 벡터 성분과 상기 제 2 벡터 성분으로 분리하는 단계와,

상기 색차 신호의 검출된 포화 레벨에 대한 주어진 함수로서 상기 제 1 및 제 2 벡터 성분의 진폭을 픽셀 단위로 조정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하를 방지하기 위한 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 조정하는 단계는,

상기 제 1 및 제 2 벡터 성분으로부터 포화 지시 신호를 생성하는 단계와,

상기 포화 지시 신호를 이득 제어 신호로 변환하는 단계와,

상기 이득 제어 신호에 따라, 상기 제 1 신호 경로에 있는 상기 제 1 벡터 성분과, 상기 제 2 신호 경로에 있는 상기 제 2 벡터 성분의 진폭을 조정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하를 방지하기 위한 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 조정하는 단계는,

상기 제 1 신호 경로에 있는 상기 제 1 벡터 성분을 상기 이득 제어 신호와 곱(multiplying)하고, 그 결과를 대칭적으로 반올림하는 단계와,

상기 제 2 신호 경로에 있는 상기 제 2 벡터 성분을 상기 이득 제어 신호와 곱하고, 그 결과를 대칭적으로 반올림하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하를 방지하기 위한 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 크로마 신호를 상기 벡터 성분들로 분리하는 단계에 앞서 상기 크로마 신호의 평균 진폭을 안정화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마 과부하를 방지하기 위한 방법.