KR101136883B1

KR101136883B1 - 자동 신호 게인 조정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101136883B1
Application number: KR1020070026271A
Authority: KR
Inventors: 안덕근; 김경환; 홍상민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2012-04-20
Also published as: KR20080084472A; US20080225178A1

Abstract

비디오 수신 시스템에서 싱크 팁 심도(sync tip depth)에 따라 어댑티브하게 신호 게인을 조정하는 자동 신호 게인 조정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 비디오 신호로 부터 동기 신호를 검출하는 과정, 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정, 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정, 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 입력되는 비디오 신호의 게인을 다르게 조정하는 과정을 포함한다.

Description

자동 신호 게인 조정 장치 및 방법{Method and apparatus for controlling signal gain automatically}

도 1의(a) 및 (b)는 종래의 AGC 장치의 동작을 설명하기 위한 비디오 신호의 파형도이다.

도 2는 본 발명에 따른 자동 신호 게인 조정 장치의 블록도이다.

도 3은 도 2의 어댑티브 게인 조정부의 상세도이다.

도 4는 어댑티브 게인 조정부에서 구현하는 게인 특성도의 일실시예이다.

도 5는 어댑티브 게인 조정부에서 구현하는 게인 특성도의 다른 실시예이다.

도 6은 본 발명에 따른 자동 신호 게인 조정 방법을 보이는 흐름도이다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 룩-업 테이블에 저장된 게인 특성도이다.

본 발명은 비디오 수신 시스템에 관한 것이며, 특히 싱크 팁 심도(sync tip depth)에 따라 어댑티브하게 신호 게인을 조정하는 자동 신호 게인 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 AGC 장치(automatic gain controller)는 입력 신호의 진폭 변동을 검출하여 출력 신호의 진폭이 항상 일정하게 유지되도록 게인을 자동적으로 조절한다.

도 1의 (a)를 참조하면, 비디오 영역은 액티브 비디오 영역(111) 및 싱크 팁 영역(112)으로 구분된다. 또한 싱크 팁 영역은 블랭크 레벨(120)과 싱크 팁 레벨(110)로 구성된다. 그리고 NTSC 방식의 경우 표준 액티브 비디오 영역(110)의 레벨은 100IRE(the Institute of Radio Engincer)이고, 싱크 팁 싱크 영역(112)의 레벨은 40IRE이다.

도 1의 (b)를 보면, 액티브 비디오 영역의 레벨은 100IRE로 정상적인데 싱크 팁 심도가 약간 적으면(110-1에 해당) 싱크 팁을 표준 레벨(110)로 키워 주어야한다. 따라서 종래의 AGC 장치는 싱크 팁 심도가 표준보다 적으면 싱크 팁 레벨을 정상적으로 유지하기 위해 액티브 비디오 영역의 레벨을 키우게 된다.

그러나 종래의 액티브 비디오 영역의 레벨을 키우게 되면 도 1(b)에서 보듯이 액티브 비디오 영역의 칼라 신호가 포화(saturation)되어 버린다. 따라서 종래에는 표준 액티브 비디오 영역의 레벨(140)을 벗어난 칼라 신호의 일부 영역(140)이 손실되는 문제점이 발생한다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 비디오 수신 시스템에서 싱크 팁 심 도 변화 구간에 따라 비선형 또는 선형적으로 어댑티브하게 신호의 게인을 조정하는 자동 신호 게인 조정 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상기 자동 신호 게인 조정 방법이 적용된 자동 신호 게인 조정 장치를 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 자동 신호 게인 조정 방법에 있어서,

비디오 신호로부터 동기 신호를 검출하는 과정;

상기 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정;

상기 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정;

상기 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 입력되는 비디오 신호의 게인을 다르게 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 자동 신호 게인 조정 장치에 있어서,

비디오 신호의 동기 신호를 검출하는 저역통과필토부;

상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 블랭크 레벨을 검출하는 블랭크 레벨 검출부;

상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 싱크 팁 레벨을 검출하는 싱크 팁 검출부;

상기 블랭크 레벨 검출부에서 검출된 블랭크 레벨과 상기 싱크 팁 검출부로부터 검출된 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 추출하는 싱크 팁 심도 추출부;

싱크 팁 심도 추출부에서 추출된 싱크 팁 심도에 따라 입력되는 신호에 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 부여하는 어댑티브 게인 조정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2의 자동 신호 게인 조정 장치는 튜너부(200), ADC부(210), LPF부(220), 클램프부(230), 블랭크 레벨 검출부(240), 싱크 팁 레벨 검출부(250), 싱크 팁 심도 추출부(260), 곱셈부(270), 가산부(282), PI제어부(284), 어댑티브 게인 조정부(290)로 구성된다.

먼저, 튜너부(200)는 안테나로부터 수신된 RF 형태의 공중파 TV 신호를 베이스 밴드 비디오 신호로 다운 믹스한다. 이때 비디오 신호는 휘도 신호와 색상 신호가 합쳐진 콤포지트 신호이다.

ADC(Analog-Digital Converter)부(210)는 튜너부(200)에서 다운믹스된 베이스 밴드비디오 신호를 디지털 비디오 신호로 변환하고, 클램프부(230)에서 인가되는 클램핑 업/다운 신호에 의해 클램프된 디지털 비디오 신호를 출력한다.

LPF(Low Pass Filter)부(220)는 ADC부(210)로부터 출력되는 비디오 신호의 고주파 성분을 제거한다. 이때 비디오 신호는 액티브 비디오 영역의 레벨(100IRE)과 싱크 팁 레벨(40IRE)의 중간에 블랭크 레벨로 클램핑되어 있다.

블랭크 레벨 검출부(240)는 클램핑된 비디오 신호로부터 블랭크 레벨 신호를 검출한다. 일실시예로 블랭크 레벨 신호는 블랭크 신호의 샘플값을 이용하여 검출할 수 있다.

싱크 팁 레벨 검출부(250)는 클램핑된 비디오 신호로부터 블랭킹 레벨 밑으로 최대로 내려가는 싱크 팁 레벨 신호를 검출한다. 일 실시예로 싱크 팁 레벨 신호는 싱크 신호의 샘플값을 이용하여 검출할 수 있다.

싱크 팁 심도 추출부(260)는 블랭크 레벨 검출부(240)에서 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨 검출부(250)로부터 검출된 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 추출한다.

곱셈부(270)는 싱크 팁 심도 추출부(260)에서 추출된 싱크 팁 심도값과 PI제어부(284)에서 출력되는 싱크 팁 심도값을 곱한다.

가산부(282)는 사용자에 의해 정의되는 타겟 싱크 팁 심도값과 곱셈부(270)에서 출력되는 싱크 팁 심도값을 더한다.

PI(Proportional Integrated)제어부(284)는 가산부(282)에서 출력되는 싱크 팁 심도값을 순차적으로 누적함으로써 싱크 팁 크기를 급격하게 변화시키지 않고 부드럽게 변화시킨다.

어댑티브 게인 조정부(290)는 PI 제어부(284)에서 출력되는 싱크 팁 심도값 에 따라 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 적용하여 신호의 게인을 어댑티브하게 조정하고, 최종 AGC된 신호를 출력한다. 이때 싱크 팁 심도의 비선형 변화 구간 및 비선형 게인 특성은 사용자에 의해 최적으로 값으로 변경될 수 있다.

따라서 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하면 비 선형적 게인 특성을 통해 입력 신호의 게인을 조정하고, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 벗어나면 선형적 게인 특성을 통해 입력 신호의 게인을 조정한다.

다른 실시예로 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도 추출부(260)에서 추출된 싱크 팁 심도값에 따라 어댑티브하게 신호의 게인을 조정할 수 있다.

다른 실시예로 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도값들을 게인값들과 매핑하여 룩-업 테이블에 저장시키고, 그 룩-업 테이블에서 비디오 신호의 싱크 팁 심도에 해당하는 게인값을 독출하고, 그 게인값을 입력되는 비디오 신호에 곱하여 신호 게인을 자동으로 조절할 수 있다.

클램프부(230)는 어댑티브 게인 조정부(290)에서 출력되는 비디오 신호에서 액티브 비디오 영역의 레벨(100IRE)과 싱크 팁 레벨(40IRE)의 중간 레벨을 블랭크 레벨로서 클램핑시키고, 그 클램핑 업/다운 신호를 ADC(210)로 피드백한다.

도 3은 도 2의 어댑티브 게인 조정부의 상세도이다.

도 3의 어댑티브 게인 조정부는 곱셈부(310), 게인제어부(320), 게인 룩-업 테이블부(330)로 구성된다.

게인 룩-업 테이블부(320)는 싱크 팁 심도값들에 대응하는 선형 및 비선형 특성의 게인값들이 룩-업 테이블 형태로 저장되어 있다. 선형 및 비선형 게인 특성들은 도 4 및 도 5에 일실시예로 도시되어 있다.

게인제어부(320)는 입력되는 싱크 팁 심도값에 해당하는 게인값을 룩-업 테이블부(320)로부터 독출한다. 특히, 게인 제어부(320)는 싱크 팁 심도와 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 비교하여 비선형 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택하고, 또한 레지스터를 이용하여 게인 룩-업 테이블부(320)의 게인 특성을 조절할 수 있다.

곱셈부(310)는 게인 제어부(320)로 부터 추출된 싱크 팁 심도에 해당하는 게인값과 ADC부(210)에서 샘플된(sampled) 데이터를 곱하여 AGC된 비디오 신호를 출력한다.

도 4를 참조하면, 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도의 변화들(410, 420, 430)에 따라 그에 대응하는 비선형적인 개선된 AGC 게인(improved AGC gain)을 사용하여 신호의 게인을 조정한다. 이때 사용자의 요구에 따라 싱크 팁 심도의 변화에 둔감하게 신호의 게인을 변화하는 싱크 팁 심도 구간(점선으로 표시됨)을 임의로 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 싱크 팁 심도의 변화가 적은 구간에서는 비선형 게인 특성으로 신호의 게인을 조정하고, 싱크 팁 심도의 변화가 큰 구간에서는 선형 특성으로 신호의 게인을 조정한다.

도 5를 참조하면, 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도의 변화들에 따라 비선형적인 개선된 AGC 게인을 사용한다. 이때 사용자의 요구에 따라 싱크 팁 심도 구간(점선으로 표시됨)에서 게인의 기울기를 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 점선으로 표시된 미리 설정된 싱크 팁 심도 변화 구간(예를 들면, 표준 싱크 팁 심도의 95% - 105%)에서 AGC게인을 "1"로 정할 수 있다.

먼저, 소프트웨어 엔지니어 또는 셋트 사용자등에 의해 AGC 성능(performance)에 기반한 싱크 팁 에러 레인지(예를 들면, ±2%)를 설정하고(610 과정), 또한 싱크 팁 에러 레인지에서 채택될 게인값을 미리 설정한다(620 과정). 이때 싱크 팁 에러 레인지는 싱크 팁이 변해도 액티브 비디오 영역의 신호 게인을 증가시키지 않을 정도에 해당하는 싱크 팁 심도값들을 포함한다.

이어서, 비디오 신호를 수신하여 동기 신호를 검출한다(624 과정).

이어서, 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하고, 그 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출한다(630 과정).

이어서, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하는 가를 체크한다(640 과정).

이때 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 벗어나면(싱크 팁 크기의 변화가 크면) 도 7c와 같은 선형 게인 특성이 저장된 테이블을 이용하여 입력 신호의 게인을 조정한다(680 과정). 도 7c에서 빗금친 부분은 사용자가 정의한 싱크 팁 에러 레인지를 벗어난 영역이다.

반면에, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하면 그 싱크 팁 에러 레인지에서 사용자에 의해 정의된 게인값을 신호에 승산하는가를 체크한다(650 과정).

이때 사용자에 의해 정의된 게인값을 신호에 승산하는 것으로 체크되면 도 7a와 같은 비선형 게인 특성이 저장된 테이블내의 비선형 게인값을 이용하여 입력 신호 게인을 조정한다(660 과정). 도 7a에서 빗금친 부분은 사용자가 정의한 싱크 팁 에러 레인지에 해당된다. 예를 들면, 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에서 게인값들은 "0.95 - 1.05"로 조정된다.

또한 사용자에 의해 정의된 게인을 신호에 승산하지 않은 것으로 체크되면 도 7b와 같은 비선형 게인 특성이 저장된 테이블내의 비선형 게인값을 이용하여 입력 신호의 게인을 조정한다(670 과정). 도 7b에서 빗금친 부분은 사용자가 정의한 싱크 팁 에러 레인지이며, 싱크 팁 에러 레인지내에서 싱크 팁 심도값들에 해당되는 게인값들을 모두 "1"이다.

결국, 본 발명은 싱크 팁 심도에 따라 액티브 비디오 크기를 조정하는 AGC회로에서 싱크 팁 심도 변화가 적은 구간과 큰 구간에서 게인의 변화를 다르게 부여한다. 즉, 싱크 팁 심도의 변화가 적은 구간에서는 비선형적 게인 특성을 적용하여 AGC를 구동하고, 싱크 팁 심도의 변화가 큰 구간에서는 선형적 게인 특성을 적용하여 AGC를 구동하도록 한다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자 에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

또한 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 싱크 팁 심도에 따라 AGC 게인에 선형 및 비선형 게인 특성을 선택적으로 적용함으로써 칼라 포화 및 신호의 클리핑을 경감할 수 있다. 특히 액티브 비디오 영역은 정상 수준인데 동기 팁 심도가 미세하게 작을 경우 신호의 게인을 비선형적으로 조정함으로써 화질을 개선시킬 수 있다. 또한 사용자의 입장에 따라 싱크 팁 심도의 구간별로 자유롭게 AGC를 위한 게인을 변경할 수 있다.

Claims

삭제
자동 신호 게인 조정 방법에 있어서,

비디오 신호로부터 동기 신호를 검출하는 과정;

상기 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정;

상기 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정;

상기 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 입력되는 비디오 신호의 게인을 다르게 조정하는 과정을 포함하며,

상기 비디오 신호의 게인 조정 과정은 싱크 팁 심도의 변화 구간에 따라 비디오 신호에 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 부여하는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
제2항에 있어서, 상기 싱크 팁 심도의 비선형 변화 구간 및 비선형 게인 특성은 사용자에 의해 변경되는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
제2항에 있어서, 상기 게인 조정 과정은 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하면 비 선형적 게인 특성으로 신호의 게인을 조정하고, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 벗어나면 선형적 게인 특성으로 신호의 게인을 조정하는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
제4항에 있어서, 상기 싱크 팁 에러 레인지에서 채택될 게인값은 사용자에 의해 설정되는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
제2항에 있어서, 상기 게인 특성 데이터는 룩-업 테이블에 할당되는 것을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
삭제
자동 신호 게인 조정 장치에 있어서,

비디오 신호의 동기 신호를 검출하는 저역통과필터부;

상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 블랭크 레벨을 검출하는 블랭크 레벨 검출부;

상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 싱크 팁 레벨을 검출하는 싱크 팁 검출부;

상기 블랭크 레벨 검출부에서 검출된 블랭크 레벨과 상기 싱크 팁 검출부로부터 검출된 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 추출하는 싱크 팁 심도 추출부;

싱크 팁 심도 추출부에서 추출된 싱크 팁 심도에 따라 입력되는 신호에 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 부여하는 어댑티브 게인 조정부를 포함하며,

상기 어댑티브 게인 조정부는

상기 싱크 팁 심도들에 대응하는 게인값들을 저장한 게인 룩-업 테이블부;

입력되는 싱크 팁 심도에 해당하는 게인값을 상기 게인 룩-업 테이블로부터 독출하는 게인 제어부;

상기 게인 제어부에서 독출한 싱크 팁 심도에 대응하는 게인값과 입력 신호를 곱하는 곱셈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 장치.
제8항에 있어서, 상기 룩-업 테이블부는 비선형 및 선형 게인 특성 데이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 장치.
자동 신호 게인 조정 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체에 있어서,

비디오 신호를 수신하여 동기 신호를 검출하는 과정;

상기 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정;

상기 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정;

상기 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 비선형 또는 선형 게인 특성을 선택적으로 적용하여 신호 게인을 조정하는 과정을 포함하는 코드를 기록하는 기록 매체.