KR19990047586A - 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 신호를 이루는 휘도신호(LUMINANCE SIGNAL)와 색차신호(COLOR DIFFERENCE SIGNAL)를 추림(DECIMATION)하는 추림기(DECIMATOR)에 관한 것으로, 특히, SMPTE260M 인터페이스부(10)와; 2개의 지연기(21,22)로 이루어져, 상기 인터페이스부(10)에서 인가되는 우수번째 휘도신호 Ye와 기수번째 휘도신호 Yo를 색차신호 Cb, Cr의 지연시간만큼 지연시키는 지연부(20)와; 2개의 LPF(31,32)로 이루어져, 상기 인터페이스부(10)에서 인가되는 색차신호 Cb, Cr의 고주파 성분을 제거하고, 겹침현상을 방지하는 LPF부(30)와; 영상 압축을 위한 신호 처리를 위해, 상기 지연부(20)와 LPF부(30)에서 인가되는 Y:Cb:Cr 비가 4:2:2인 휘도신호(우수번째 휘도신호 Ye, 기수번째 휘도신호 Yo)와 색차신호(Cb, Cr)를 입력받아, 프레임을 재배치한 후, 4:2:2 포맷 그대로 출력하는 프레임재배치부(40)와; 상기 프레임재배치부(40)에서 출력되는 4:2:2 포맷의 영상신호를 입력받아 색차신호를 2라인씩 건너서 저장함으로 인해 추림동작을 수행하여 Ye:Yo:Cb/Cr의 비가 1:1:1인 신호로 변환하여 출력하는 레이트변환부(50)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기이다.

이러한 본 발명은, 프레임재배치부에서 인가되는 4:2:2의 Y:Cb:Cr 비를 레이트변환부에 저장할 시, 색차신호를 2라인 씩 건너서 저장하여 추림기의 역할을 수행토록 함으로써, 디멀티플렉서와 추림기의 사용없이 4:2:0의 추림신호를 얻을 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

Description

영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기

본 발명은 영상 신호를 이루는 휘도신호(LUMINANCE SIGNAL)와 색차신호(COLOR DIFFERENCE SIGNAL)를 추림(DECIMATION)하는 추림기(DECIMATOR)에 관한 것으로, 특히, 프레임재배치부에서 인가되는 4:2:2 포맷(FORMAT)의 영상신호 Y:Cb:Cr 비를 레이트변환부에 저장할 시, 색차신호를 2라인(LINE) 씩 건너서 저장을하여 추림기의 역할을 수행토록 함으로써, 디멀티플렉서(DEMULTIPLEXER)와 추림기의 구성을 배제한 간단한 구성으로 4:2:0 포맷의 추림신호를 얻을 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피, 영상신호는 휘도신호와 색차신호로 이루어진다. 휘도는 영상의 밝기를 나타내는 정도이며, 색차는 영상의 색을 나타내는 정도로, ITU(INTER- NATIONAL TELECOMMUNICATION UNIONTELE COMMUNICATION STANARDIZATION SECTOR : 국제 전기통신연합 전기통신 표준화부문)-R 601 권고에서는 휘도는 8비트를 사용하여, 색차는 8비트 두 개를 사용하여 나타내도록 정의하고 있다.

이와 같이, 통상 1화소당 24비트의 정보를 할당하지만 인간의 시각이 색차신호보다는 휘도신호에 더욱 민감하다는 점을 이용하여, MPEG(MOVING PICTURE EXPERTS GROUP : 미디어 통합계 동영상 압축의 국제표준), JPEG(JOINT PHOTOGRA- PHIC CODING EXPERTS GROUP : 컬러 정지영상 압축의 국제표준) 등의 디지털 영상 신호 처리를 위한 국제 규격들에서는 높은 비트율이 요구되는 디지털 영상의 특성을 고려하여 휘도신호보다 색차신호의 압축율을 높게하여 전체 신호의 비트율을 낯추어 신호 처리를 할 수 있도록 정의 하고 있다.

즉, 인간의 눈이 색에 그다지 만감하지 않다는 것을 이용하여 색 정보를 나타내는 비트수를 줄여 정보를 압축하는 방법으로 사용하고 있는데, 색 정보를 삭감(압축)하지 않은 것을 4:4:4라 부르고, 횡방향으로 반 삭감한 것을 4:2:2, 횡방향, 종방향으로 모두 1/2 삭감한 것을 4:2:0이라 한다.

도4a는 4:4:4 포맷의 휘도 및 색차신호의 위치를, 도4b는 4:2:2 포맷의 휘도 및 색차신호의 위치를, 도4c는 4:2:0 포맷의 휘도 및 색차신호의 위치를 각각 나타낸 것이다.

한편, 디지털 고화질 텔레비젼 신호의 인터페이스 규격인 SMPTE(THE SOCIETY OF MOTION PICTURE AND TELEVISION ENGINEERS : 이하 SMPTE라 한다.)260M-1992에서는 상기 휘도신호 Y와 색차신호 Cb, Cr의 비를 4:2:2로 처리하도록 규정하고 있다.

따라서, SMPTE260M 인터페이스 규격을 이용하여 디지털 영상 신호 처리를 할 경우에는 비트율이 회소화 되도록 4:2:0의 신호비를 사용하여 하드웨어를 구현하게 된다.

도1은 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기의 종래 구성을 나타낸 것으로, 이는 도면에서 도시되는 바와 같이, SMPTE260M 인터페이스부(1)와; 2개의 지연기(2a,2b)로 이루어져, 상기 인터페이스부(1)에서 인가되는 우수번째 휘도신호(Ye)와 기수번째 휘도신호(Yo)를 색차신호 Cb, Cr의 지연시간만큼 지연시키는 지연부(2)와; 상기 지연부(2)를 통해 인가되는 우수번째 휘도신호(Ye)와 기수번째 휘도신호(Yo)를 타이밍 동기를 위해 4개의 신호(Ye0,Ye1,Yo0,Yo1)로 분리하는 디멀티플렉서(4)와; 2개의 저역통과필터(LOW PASS FILTER : 이하 LPF라 한다.)로 이루어져, 상기 인터페이스부(1)에서 인가되는 색차신호 Cb, Cr의 고주파 성분을 제거하고, 겹침현상(ALIASING)을 방지하는 LPF부(3)와; 상기 LPF부(3)에서 인가되는 필터링 된 색차신호를 수직성분으로 추림(DECIMAION)하는 추림기(5)와; 영상 압축을 위한 신호 처리를 위해 상기 디멀티플렉서(4)와 추림기(5)에서 인가되는 4:2:0의 휘도신호(Ye0,Ye1,Yo0,Yo1)와 색차신호(Cb, Cr)의 프레임을 재배치하고, 화소를 재배열하여, Ye, Yo, Cb, Cr의 신호를 출력하는 프레임재배치부(6)와; 상기 프레임재배치부(6)에서 출력되는 4:2:0의 신호를 입력받아 Ye:Yo:Cb/Cr의 비가 1:1:1인 신호로 변환하여 출력하는 레이트변화부(7)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 Cb/Cr은 두 색차신호 Cb, Cr이 각각 교대로 나타나는 멀티플레싱된 색차신호를 나타낸다.

또한, 상기 레이트변환부(7)는, 도2에서 도시되는 바와 같이, 4개의 선입선출버퍼(FIRST IN FIRST OUT BUFFER : 이하 FIFO라 한다.)로 구성된다.

도면중 미설명부호 (WEN)은 FIFO의 데이터 쓰기를 제어하는 라이트 인에이블(WRITE ENABLE) 신호를, (WCLK)는 라이트 클럭(WRITE CLOCK)을, (RCLK)는 리드 클럭(READ CLOCK)을 각각 나타낸다.

이러한 종래 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기는, SMPTE260M 인터페이스부(1)에서 출력되는 우수번째 휘도신호 Ye와 기수번째 휘도신호 Yo를 제1지연기(2a)와 제2지연기(2b)에 의해 Cb, Cr의 지연시간만큼 지연시킨 후, 디멀티플렉서(4)에 의해 디멀팅 시켜 Ye0, Ye1, Yo0, Yo1 신호를 출력하여 프레임재배치부(6)에 입력시키고, 상기 SMPTE260M 인터페이스부(1)에서 출력되는 색차신호 Cb를 제1LPF(3a)에서, Cr을 제2LPF(3b)에서 필터링 한 후, 추림기(5)에 의해 추림하여 상기 프레임재배치부(6)에 입력시키면, 상기 프레임재배치부(6)에서는 이의 프레임 구조와 화소 배열을 재배치하여 레이트변환부(7)에 인가하게 된다.

그러면, 상기 레이트변환부(7)는, 상기 프레임재배치부(6)에서 인가되는 4:2:0 포맷의 데이터를 변환하여 Ye:Yo:Cb/Cr 비가 1:1:1인 신호를 출력하게 되는 것이다.

도3은 상기 레이트변환부(7) 각 부의 타이밍을 나타낸 타이밍도이다.

그러나, 상기와 같은 종래 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기는, LPF와 추림기를 통해 휘도신호 Y와 색차신호 Cb, Cr의 비를 4:2:0으로 변환하여야 함으로 인해 그 구성이 복잡해진다는 문제점 및, 이로인해 공간상의 제약을 받으며, 가격이 상승된다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 프레임재배치부에서 인가되는 4:2:2의 Y:Cb:Cr 비를 레이트변환부에 저장할 시, 색차신호를 2라인씩 건너서 저장을하여 추림기의 역할을 수행토록 함으로써, 디멀티플렉서와 추림기의 구성을 배제한 간단한 구성으로 4:2:0의 추림신호를 얻을 수 있도록 한 "영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기"를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기"는, SMPTE260M 인터페이스부와; 2개의 지연기로 이루어져, 상기 인터페이스부에서 인가되는 우수번째 휘도신호 Ye와 기수번째 휘도신호 Yo를 색차신호 Cb, Cr의 지연시간만큼 지연시키는 지연부와; 2개의 LPF로 이루어져, 상기 인터페이스부에서 인가되는 색차신호 Cb, Cr의 고주파 성분을 제거하고, 겹침현상을 방지하는 LPF부와; 영상 압축을 위한 신호 처리를 위해, 상기 지연부와 LPF부에서 인가되는 Y:Cb:Cr 비가 4:2:2인 휘도신호(우수번째 휘도신호 Ye, 기수번째 휘도신호 Yo)와 색차신호(Cb, Cr)를 입력받아, 프레임을 재배치한 후, 4:2:2 포맷 그대로 출력하는 프레임재배치부와; 상기 프레임재배치부에서 출력되는 4:2:2 포맷의 영상신호를 입력받아 색차신호를 2라인씩 건너서 저장함으로 인해 추림동작을 수행하여, Ye:Yo:Cb/Cr의 비가 1:1:1인 신호로 변환하여 출력하는 레이트변환부를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 레이트변환부의 라이트 인에이블신호의 주기는 Cb/Cr의 주기와 동일함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명 "영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기"는, 프레임재배치부에서 인가되는 4:2:2의 Y:Cb:Cr 비를 레이트변환부에 저장할 시, 색차신호를 2라인 씩 건너서 저장하여 추림기의 역할을 수행토록 함으로써, 디멀티플렉서와 추림기의 사용없이 4:2:0의 추림신호를 얻을 수 있게 되는 것이다.

도 1 은 종래 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기의 구성을 나타낸 블록도,

도 2 는 레이트변환부 구성의 일례를 나타낸 회로도,

도 3 은 도2 각부의 타이밍을 나타낸 타이밍도,

도 4 는 휘도신호와 색차신호의 포맷을 나타낸 도면으로,

도 4a 는 4:4:4 포맷의 휘도 및 색차신호의 위치를 나타낸 도면,

도 4b 는 4:2:2 포맷의 휘도 및 색차신호의 위치를 나타낸 도면,

도 4c 는 4:2:0 포맷의 휘도 및 색차신호의 위치를 나타낸 도면,

도 5 는 본 발명 "영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기"의 구성을 나타낸 블록도,

도 6 은 본 발명에 의한 레이트변환부 각부의 타이밍을 나타낸 타이밍도.

<도면의 중요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인터페이스부 20 : 지연부

30 : LPF부 40 : 프레임재배치부

50 : 레이트변환부

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 "영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기"의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 들어 구성, 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시예>

먼저, 도5에서 도시되는 바와 같이, 인터페이스부(10)의 우수번째 휘도신호(Ye) 출력단에 제1지연기(21)를 접속하고, 기수번째 휘도신호(Yo) 출력단에 제2지연기(22)를 접속하고, 색차신호 Cb 출력단에 제1LPF(31)를 접속하고, 색차신호 Cr 출력단에 제2LPF(32)를 접속한다.

또한, 상기 제1지연기(21)와 제2지연기(22) 및, 제1LPF(31)와 제2LPF(32)의 신호출력단을 프레임재배치부(40)의 신호 입력단에 접속하고, 상기 프레임재배치부(40)의 휘도신호 Ye와 Yo 출력단과 색차신호 Cb, Cr 출력단에 레이트변환부(50)를 접속하여, 본 실시예를 구성한다.

여기서, 상기 레이트변환부(50)의 구성은, 도2에서 도시되는 바와 같이, 종래의 레이트변환부(50)와 동일하다.

이하, 본 실시예의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 SMPTE260M 인터페이스부(10)에서 출력되는 휘도신호 Ye 및 Yo와, 색차신호 Cb 및 Cr은, 제1지연기(21)와 제2지연기(22) 및, 제1LPF(31)와 제2LPF(32)를 통해 4:2:2 포맷으로 프레임재배치부(40)에 인가된다.

그러면, 상기 프레임재배치부(40)는, 휘도신호 Y 및, 색차신호 Cb, Cr의 포맷을 4:2:2 그대로 하여 프레임의 재배치만 수행한 후, 상기 레이트변환부(50)로 출력하게 된다.

이후, 상기 레이트변환부(50)는 프레임재배치부(40)에서 인가되는 4:2:2 포맷의 영상신호를 FIFO에 저장할 시, 색차신호를 2라인씩 건너서 FIFO에 저장함으로써 추림기능을 수행하도록 한다.

즉, 도6에서 도시되는 바와 같이, 라이트 인에이블 신호인 "WEN" 신호를 Cb/Cr의 주기와 같은 주기로하여 색차신호를 2라인씩 건너서 저장함으로 인해 도4c에서 도시되는 바와 같은 4:2:0 포맷의 신호를 생성하게 되는 것이다.

따라서, 디멀티플렉서와 추림기의 구성 없이도 4:2:0 포맷의 신호를 생성할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 "영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기"은, 특히, 프레임재배치부에서 인가되는 4:2:2의 Y:Cb:Cr 비를 레이트변환부에 저장할 시, 색차신호를 2라인 씩 건너서 저장하여 추림기의 역할을 수행토록 함으로써, 디멀티플렉서와 추림기의 사용없이 4:2:0의 추림신호를 얻을 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. SMPTE260M 인터페이스부와; 2개의 지연기로 이루어져, 상기 인터페이스부에서 인가되는 우수번째 휘도신호 Ye와 기수번째 휘도신호 Yo를 색차신호 Cb, Cr의 지연시간만큼 지연시키는 지연부와; 2개의 LPF로 이루어져, 상기 인터페이스부에서 인가되는 색차신호 Cb, Cr의 고주파 성분을 제거하고, 겹침현상을 방지하는 LPF부와; 영상 압축을 위한 신호 처리를 위해, 상기 지연부와 LPF부에서 인가되는 Y:Cb:Cr 비가 4:2:2인 휘도신호(우수번째 휘도신호 Ye, 기수번째 휘도신호 Yo)와 색차신호(Cb, Cr)를 입력받아, 프레임을 재배치한 후, 4:2:2 포맷 그대로 출력하는 프레임재배치부와; 상기 프레임재배치부에서 출력되는 4:2:2 포맷의 영상신호를 입력받아 색차신호를 2라인씩 건너서 저장함으로 인해 추림동작을 수행하여, Ye:Yo:Cb/Cr의 비가 1:1:1인 신호로 변환하여 출력하는 레이트변환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 레이트변환부의 라이트 인에이블신호의 주기는 Cb/Cr의 주기와 동일하도록 구성함을 특징으로 하는 영상신호의 휘도신호와 색차신호 추림기.