KR20000011537A - 영상신호윤곽보정회로 - Google Patents

Abstract

영상신호의 화질을 손상하지 않고 윤곽을 보정하는 윤곽 보정회로의 제공에 관한 것이다. 1은 입력단자 Tin(주석)으로부터 입력된 영상신호의 고역 신호성분을 추출하는 제1의 HPF, 2는 제1의 HPF의 출력을 또한 미분하는 제2의 HPF, 3은 소정의 레벨로 증폭하는 증폭기, 4는 같은 소정의 레벨로 반전 증폭하는 반전 증폭기, 5는 상기 증폭기(3), 반전 증폭기(4) 및 증폭기(8)의 출력 신호를 소정의 신호파형으로 합성하기 위한 상관기(相關器)를 나타낸다. 상관기(5)는 영상 신호의 변화점에서 비교적 원만한 1차 미분출력으로 프리슈트 부분과 오버슈트 부분의 신호파형을 형성하고, 그 중간점에서 예리한 신호변형이 되도록 2차 미분파형을 합성하여 이 윤곽 보정신호에 의해 입력된 영상신호의 선명한 처리를 한다.

Description

영상신호 윤곽 보정회로{Apparatus for emphasizing sharpness of picture images}

본 발명은 텔레비전 수상기나, VTR 등으로부터 재생된 영상신호의 신호처리에 관계되며, 특히 영상신호의 윤곽을 강조하는 영상신호 윤곽 보정회로에 관한 것이다.

기록재생 장치등으로 재생된 영상신호나, 케이블 등으로 전송된 영상신호, 또는 텔레비전 카메라 등으로 촬영된 영상신호는, 일반적으로 그 종합적인 전송대역에 의해서 고역 성분이 손실되고, 화상신호의 윤곽부에 있어서 예리한 상승이 파형이나, 하강 파형이 있는 부분에서는, 그 윤곽부분이 둔해진 신호파형으로 되어, 모니터 화면이나 스크린상에 있어서 화상의 선명성을 손실한다.

그래서, 이러한 신호의 윤곽부분의 보정을 회로적으로 보상하는 윤곽 보정회로가 사용되고 있다.

도 5a는 이러한 영상신호의 윤곽 보정을 하기 위한 보정회로의 일례를 나타낸 것으로, 21, 22는 미분회로, 23은 원래의 영상신호로부터 윤곽 보정을 한 신호를 감산하는 감산회로이다.

도 5b는 상기 회로의 각부의 신호파형을 나타낸 것으로, (A)는 영상신호의 변화점으로 되어 있는 윤곽부가 회로의 특성에 의해서 둔한 영상 신호파형, (B)는 이 영상 신호파형(A)을 제1의 미분회로(21)를 통과함으로써 형성된 에지부의 고조파 신호성분(1차 미분파형), (C)는 또한 제2의 미분회로(22)를 통과함으로써, 고조파 성분을 2회 미분한 2차 미분파형의 신호이다.

상기 2회 미분된 신호파형은 감산회로(23)에 입력되어, 원래의 영상신호로부터 제외됨으로써, (D)에 나타내는 바와 같이 영상신호의 변화점의 윤곽부에 있어서의, 상승이 급준되어 윤곽부가 강조된 신호로 된다.

이와 같이, 윤곽 보정을 하기 위하여 영상신호를 2회 미분한 신호는, 그 상승 및 하강을 예리한 파형으로 할 수 있지만, 이 윤곽 보정을 강조하면, 원래의 영상신호에 큰 레벨의 오버슈트(Q)나, 프리슈트(P)가 부가됨으로써, 원래의 영상신호에 불필요한 촬영 대가 첨가되어 원화상으로부터 다른 영상화면이 된다고 하는 문제가 생긴다.

또한, 미분처리를 온화한 것으로 하면, 윤곽부분을 예리하게 보정할 수 없게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 경감하기 위해서 이루어진 것으로,

입력된 영상신호의 l차 미분출력을 추출하는 제1의 필터수단과, 이 제1의 필터수단의 출력으로부터, 또한 영상신호의 2차 미분출력을 추출하는 제2의 필터수단과, 상기 제1의 필터수단의 출력과, 상기 제2의 필터수단의 출력이 공급되고 있는 상관기(相關器)를 구비하고,

상기 상관기로부터 강조신호의 예를 들면, 상승 부분은 상기 1차 미분출력이, 신호의 하강 부분에서는 반전한 상기 1차 미분출력이, 그 중간 부분에서는 상기 2차 미분출력이 얻어지도록 구성하여, 이 강조신호를 입력신호에 부가하도록 한 것이다.

상기 제1 및 제2의 필터수단은 고역 통과형 필터, 또는 사인 필터 등에 의해서 구성할 수 있고, 또한, 지연회로와 그 회로의 입출력 신호를 감산하는 감산기에 의해서 구성할 수도 있다.

특히, 지연회로를 사용하는 경우는 모든 회로소자를 디지털 신호처리에 의해서 행하는 비디오 신호처리 프로세서에 의해서 구성하는 것이 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 나타내는 영상신호 윤곽 보정회로의 블록도.

도 2는 도 1의 각부의 신호파형을 나타내는 신호 파형도.

도 3은 윤곽 보정신호를 형성하는 상관기의 구체 예를 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 블록도.

도 5는 윤곽 보정의 원리와 종래 예를 설명하는 설명도.

* 도면부호의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 제1의 HPF 2 : 제2의 HPF

3 : 증폭기 4 : 반전 증폭기

5 : 상관기 6 : 지연회로

7 : 감산기

도 1은 본 발명의 1실시 예를 나타낸 블록도이고, l은 입력단자 Tin(주석) 으로부터 입력된 영상신호의 고역 신호 성분을 추출하는 제1의 HPF(고역 필터), 2는 제1의 HPF1의 출력을 또한 미분하는 제2의 HPF를 나타낸다.

3은 소정의 레벨로 증폭하는 증폭기, 4는 같은 소정의 레벨로 반전 증폭하는 반전 증폭기, 5는 상기 증폭기(3), 반전 증폭기(4) 및 제2의 HPF2의 출력신호의 소정의 레벨을 합성하기 위한 상관기를 나타내며, 내부에는 특히 플러스 극성의 신호를 처리하는 제1의 상관기(5A)와, 특히 마이너스 극성의 신호처리를 하는 제2의 상관기(5B)를 포함하고 있다.

그리고, 제1 및 제2의 상관기(5A, 5B)로부터 출력된 윤곽 보정신호가 가산기(5C)를 통하여 출력된다. 6은 입력된 영상신호를 소정시간 지연하는 지연회로이고, 이 지연회로(6)에서 소정시간 지연된 영상신호는, 상기 가산기(5C)로부터 출력된 윤곽 보정신호와 감산기(7)에 있어서 감산처리가 행하여지고, 윤곽 보정된 영상신호가 출력단자 Tout로부터 출력된다.

도 2는 상기 도1의 각부의 신호파형을 나타낸 것이다.

이하, 이 도면을 참조하여 신호처리의 설명을 하면, 입력단자 Tin 으로부터 입력된 상승 부분이 둔해진 신호(A)는, 제1의 HPF1를 통과함으로써 레벨의 변화점에서 미분된 신호(B)가 출력되어, 증폭기(3)를 통하여 신호(C)의 레벨로서 출력된다.

또한, 신호(B)는 반전 증폭기(4)에 의해서 신호(D)로서 출력된다.

미분된 신호(B)는 제2의 HPF2를 통과함으로써 파형의 변화점이 또한 미분(2차 미분)되어, 상하방향으로 플러스 마이너스의 극성을 갖추는 신호(K)로 변환되어, 증폭기(8)를 통하여 신호(E)의 레벨로 출력된다.

그리고, 이 신호처리에 의해서 얻어진 신호(C, D, E)는 상관기(5)에 있어서 아래와 같이 신호파형이 합성된다.

다음에 설명하는 바와 같이 상관기(5)를 형성하는 제1의 상관기(5A)의 부분으로, 우선, 비교적 원만한 신호(C)와, 예리한 신호파형으로 되어 있는 신호(E)의 플러스의 레벨 성분이 추출되어, 이 두개의 플러스 극성의 신호의 전반 부분은 신호(C)의 상승 파형이, 후반 부분은 신호(E)의 하강 부분이 추출됨으로써 신호(F)가 얻어진다.

또한, 제2의 상관기(5B)에 의해서 신호(D)와 신호(E)의 마이너스 극성 성분이 추출되고, 이와 같이 이 2개의 마이너스 극성의 신호의 후반 부분은, 비교적 원만한 신호(D)의 상승 파형이, 전반 부분은 예리한 파형으로 되어 있는 신호(E)의 하강 부분으로 구성되어 있는 신호(G)가 얻어진다.

그리고, 신호(G)와 신호(H)가 가산기(5C)에 의해서 가산됨으로써 신호(H)가 출력된다.

이 신호(H)는 지연회로(6)에서 소정시간 지연한 신호(A)에 대하여 감산됨으로써 윤곽부의 상승이 예리하게 된 신호(J)가 형성되고, 이 신호(J)가 윤곽 보정후의 영상신호로서 출력단자 Tout 으로부터 출력된다.

프리슈트 부분(P)의 레벨 및 오버슈트 부분(Q)의 레벨은 1차 미분파형으로 되기 때문에 비교적 레벨이 작다. 또한, 이 레벨은 증폭기(3, 8), 반전 증폭기(4) 등의 이득의 설정 레벨에 의해서도 조정 가능하다.

도 3은 상기 상관기(5)의 구체예를 나타내는 블록도이다. 단자(Tl, T2, T3)는 각각 신호(C), 신호(E), 신호(D)가 입력된다,

50a 내지 501은 Max 로 되어 있는 쪽이 입력신호의 최대치를 출력하는 최대 치 선택회로, Min 쪽이 최소치를 선택하는 최소치 선택회로를 나타낸다.

Z는 교류적으로 예를 들면 영 레벨로 설정되어 있는 참조 전압원이며, 이 실시 예에서는, 참조 전압원의 신호가 모든 최대치 선택회로(50)(a, b, e, f) 및 최소치 선택회로(50)(c, d, g, h)에 공급되고 있지만, × 표의 점으로 분리하여 포인트(A, B, C, D)로 각각 참조 전원(Z₁, Z₂, Z₃, Z₄)을 접속하도록 하여도 된다.

또한, 각 최대치 및 최소치 선택회로에 공급되는 참조 전압치는 영상신호의 레벨이나, 그 화질에 의해서 변화시키게 할 수도 있다.

제1의 상관기의 쪽에서는 최대치 선택회로(50a)에 의해서 1차 미분된 비교적 원만한 신호(C)의 플러스의 레벨이 추출되며, 최대치 선택회로(50b)에 의해서 2차 미분되고 있는 신호(E)의 플러스의 레벨이 추출된다.

또한, 최소치 선택회로(50c)에 의해서, 신호(C)의 마이너스의 레벨(이 경우는 영)이 검출되며, 최소치 선택회로(50d)에 의해서 신호(E)의 마이너스의 레벨이 추출된다.

제2의 상관기의 쪽에서는 최대치 선택회로(50e)에 의해서 1차 미분파형의 반전한 신호(D)의 플러스의 레벨(이 경우는 영)이 추출되며, 최대치 선택회로(50f)에 의해서 신호(E)의 플러스의 레벨이 추출된다.

또한, 최소치 선택회로(50g)에 의해서 신호(D)의 마이너스의 레벨이 추출되고, 최소치 선택회로(50h)에 의해서 신호(E)의 마이너스의 레벨이 추출된다.

또한, 제1의 상관기의 쪽에서는 최대치 선택회로(50i)로부터 신호(C)의 비교적 원만한 상승 전반의 변화부분과, 신호(E)의 영 레벨로 하강하는 예리한 변화파형으로 이루어지는 신호(F)가 출력되고, 최소치 선택회로(50j)의 출력은 이 경우는 영 레벨을 나타낸다.

제2의 상관기의 쪽에서는 최소치 선택회로(50k)의 출력은 이 경우는 영 레벨을 나타내고 있고, 최대치 선택회로(501)로부터 신호(E)의 영 레벨을 횡단한 후의 예리한 하강 부분의 변화파형과, 신호(D)의 상승 부분의 변화파형으로부터 구성되고 있는 신호(G)가 얻어진다.

따라서, 가산기(50m)와 가산기(50n)의 출력을 가산하는 가산기(50p)에서는 도 2의 신호(H)를 얻을 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 최대치 추출회로 및 최소치 추출회로는 스위칭 회로와 비교회로의 조합에 의해서 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 블록도이다.

이 회로는 제1의 지연회로(11)와, 제2의 지연회로(12) 및 감산회로(13, l7)와, 가산회로(14)에 의해서 구성되고 있다.

제1의 지연회로(11)와 감산회로(13)로 이루어지는 10은, 사인 필터라고 불리고 있고, 제1의 지연회로(11)의 입출력 신호를 감산한 출력은 잘 알려지고 있는 바와 같이 1차 미분된 신호파형이 된다.

또한, 20은 사인 필터(40)가 되는 부분을 포함해서 코사인 필터라고도 불리는 부분이고, 감산기(17)의 출력은 입력된 신호의 2차 미분파형에 상당하는 것으로 되어 있다.

따라서, 이들의 출력을 증폭기(15), 반전 증폭기(16), 증폭기(18)를 통하여 도 3에 나타낸 바와 같은 상관기(5)에 공급하는 동시에, 그 출력을 제1의 지연회로(11)에서 지연된 영상신호에 대하여 감산기(19)에 의해 감산함으로써, 영상신호의 변화점에서 상기 도2에 나타낸 바와 같은 예리한 윤곽 보정을 할 수 있고, 이 때 변화점에서 프리슈트 부분과 오버슈트 부분을 작게 하는 윤곽 보정을 할 수 있다.

도 4에 나타낸 회로 예의 경우는 지연회로와, 감산 및 가산회로에 의해서 구성할 수 있기 때문에, 디지털 영상신호를 그대로 신호처리를 실시할 때에 유용하다.

또한, R은 감쇠기를 나타내며, 2차 미분출력이 되는 감산기(17)의 출력신호의 직류성분이 영이 되도록 조정(거의 1/2)하는 것이다.

본 발명에서는, HPF, 또는 지연회로 등을 이용한 사인 필터나 코사인 필터를 사용하여 미분출력을 얻도록 하고 있지만, 고역 신호성분이 추출할 수 있는 회로라면, 다른 회로수단을 사용할 수 있고, 이 경우도 변화점의 프리슈트 부분과, 오버슈트 부분으로 피크가 되는 신호의 레벨이 작고, 그 중간점에서 예리한 구배로 되어 있는 상승 및 하강의 윤곽 보정신호를 형성할 수 있다.

또한, 상기의 실시 예에서는, 영상신호의 변화점이 상승하는 경우에 관해서 설명을 하였지만, 하강하는 경우의 변화점에 관해서도 마찬가지로, 프리슈트 부분 및 오버슈트 부분의 파형의 레벨이 억압되며, 또한 중간점에서 예리한 변화를 나타내는 바와 같이 형성할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 영상신호 윤곽 보정회로는 윤곽 보정신호의 프리슈트와, 오버슈트의 레벨을 비교적 작은 레벨로 유지하면서, 상승 부분, 또는 하강 부분에 대하여 예리한 신호파형 처리를 할 수 있다고 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 영상신호의 고역 성분을 추출하는 제1의 미분회로와,

   상기 제1의 미분회로의 출력을 미분하는 제2의 미분회로와, 상기 제1의 미분회로의 출력과 그 반전출력 및 상기 제2의 미분회로의 출력이 공급되고 있는 상관기(相關器)를 구비하고,

   상기 상관기는 영상신호의 변화점의 전반에서 상기 제1의 미분회로의 출력을 추출하고, 상기 변화점의 후반에서 상기 제1의 미분회로의 반전출력을 추출하고, 그 중간점에서 상기 제2의 미분회로의 출력이 추출되도록 합성하여, 이 윤곽 보정신호를 상기 입력되어 영상신호에 부가함으로써 윤곽 보정을 하는 것을 특징으로 하는 영상신호 윤곽 보정회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1의 미분회로 및 제2의 미분회로는 고역 필터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 영상신호 윤곽 보정회로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1의 미분회로는 사인 필터에 의해서 구성하며, 상기 제2의 미분회로는 코사인 필터에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 영상신호 윤곽 보정회로.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 상관기는 기준 레벨이 설정되어 있는 복수의 최대 및 최소치 선택회로에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 영상신호 윤곽 보정회로.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 제1의 미분회로를 제1의 지연회로와 그 입력신호를 감산하는 감산회로에 의해서 구성하며, 상기 제2의 미분회로를 상기 제1의 지연회로의 출력을 지연하는 제2의 지연회로와 입력된 영상신호를 가산하는 가산회로와, 상기 감산회로와 가산회로의 출력을 제외하는 감산회로에 의해서 구성한 것을 특징으로 하는 영상신호 윤곽 보정회로.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1의 지연회로, 제2의 지연회로 및 가산회로 및 감산회로가 디지털 신호 처리회로에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 영상신호 윤곽 보정회로.