KR20000047313A

KR20000047313A - 휘도신호의 윤곽 보정장치

Info

Publication number: KR20000047313A
Application number: KR1019980064116A
Authority: KR
Inventors: 김양기
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2000-07-25

Abstract

본 발명은, 입력되는 휘도신호를 라인단위로 지연시킨 후 출력하는 동작을 지정된 횟수만큼 반복함으로써, 현재 입력되는 휘도신호와, 이전에 입력되어 지연된 후 출력되는 각각의 휘도신호로부터 휘도보상값을 산출하고, 산출된 휘도보상값에 의해 상기 휘도신호내의 휘도성분을 보상하는 휘도신호의 윤곽 보정장치에 관한 것으로서, 입력되는 휘도신호(Y-signal)를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기(10); 상기 변환된 휘도데이터를 1라인씩 지연시키는 신호 지연기(21∼24); 각각의 신호 지연기(21∼24)로부터 지연출력되는 라인단위의 휘도데이터를 순차저장하는 메모리(30); 상기 메모리(30)에서 독출되는 5개 라인단위의 휘도데이터로부터 특정영역을 지정하고, 상기 지정되는 각 영역의 중심 픽셀의 휘도값을 산출하여, 각 픽셀에 대한 휘도보정값과 휘도차이값을 검출하는 연산부(40); 및 상기 연산부(40)로부터 입력되는 각 픽셀의 휘도보정값을, 상기 휘도차이값에 의해 설정된 대역에 의해 여파시켜 출력하는 보상부(50)를 포함하여 구성되어, 휘도신호 분리시에 휘도데이터내에 포함되어 있는 노이즈성분 또는 불필요한 색상성분의 신호를 제거하여 보다 선명하고 윤곽이 뚜렷한 화질을 제공할 수 있도록 하는 유용한 발명인 것이다.

Description

휘도신호의 윤곽 보정장치

본 발명은 휘도신호의 윤곽을 보정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입력되는 휘도신호를 라인단위로 지연시킨 후 출력하는 동작을 지정된 횟수만큼 반복함으로써, 현재 입력되는 휘도신호와, 이전에 입력되어 지연된 후 출력되는 각각의 휘도신호로부터 휘도보상값을 산출하고, 산출된 휘도보상값에 의해 상기 휘도신호내의 휘도성분을 보상하여, 휘도신호내에 포함되어 있는 노이즈성분을 제거하고 보다 선명한 영상을 제공하는 휘도신호의 윤곽 보정장치에 관한 것이다.

복합 영상신호로부터 휘도신호를 분리하는 장치는 도 1에서와 같이, 수신되는 복합 영상신호(Composite Video signal)를 하나의 수평라인(1H) 만큼 지연시키는 신호 지연기(1,2); 입력되는 두 개의 영상신호를, 가산하는 가산기(3)와 감산하는 감산기(5,8); 입력되는 영상신호의 위상은 변화없이, 진폭만을 1/2 감쇠시키는 감쇠기(4,6); 및 입력되는 영상신호 가운데 지정된 색신호대역(2.3∼4.9㎒)만을 여파시키는 대역 필터(BPF:Band Pass Filter)(7)를 포함하여 구성되어 있다.

라인 단위로 수신되는 복합 영상신호는 휘도신호와 색신호의 2계통으로 이루어져 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 1H에 해당하는 복합 영상신호에는 0-4㎒의 주파수성분을 갖는 휘도신호(Y-signal)와, 3.58㎒를 기준으로 ±0.5㎒의 주파수성분을 갖는 색신호(C-signal)가 간삽분포되고 이외에도 휘도 동기신호(H-sync.)와 색 동기신호(C-sync.)를 포함하고 있다. 또한, 상기 색신호와 색 동기신호는 1H 지연시마다 180。씩 위상이 변하는 특징이 있다.

상기 두 신호의 분리를 위해, 먼저, 라인단위로 수신되는 복합 영상신호는 제 1 및 제 2 신호 지연기(1,2)를 차례로 거쳐 2H 만큼 지연되고, 가산기(3)는 현재 입력되는 영상신호와, 상기와 같이 2H 만큼 지연된 영상신호를 가산하게 된다. 상기와 같이 가산된 영상신호(도 2의 a)는 제 1 감쇠기(4)에 의해 해당 진폭이 1/2만큼 감쇠되고, 이어, 제 1 감산기(5)는 상기 감쇠기(4)로부터 출력되는 신호(도 2의 b)와, 상기 제 1 신호 지연기(1)에 의해 1H 만큼 지연되어 위상이 180。 반전된 색신호와 색 동기신호를 포함하는 영상신호(도 2의 c)를 감산하게 된다.

상기 제 1 감산기(5)에 의한 감산결과 출력되는 영상신호(도 2의 d)에는 위상이 180。 반전된 색성분(색신호+색 동기신호)만이 포함되며, 상기 색성분은 제 2 감쇠기(6)에 의해 진폭이 1/2만큼 감쇠출력된다. 상기 감쇠출력되는 신호는 대역 필터(7)에 의해, 2.3∼4.9㎒에 해당하는 색신호 대역으로 여파되고, 제 2 감산기(8)는 상기 여파된 신호(도 2의 e)와, 제 1 신호 지연기(1)에 의해 1H 만큼 지연된 영상신호(도 2의 c)를 감산함으로써, 180。의 위상차를 갖는 색성분간의 상쇄로 인해, 휘도성분만을 갖는 영상신호(도 2의 f)를 출력하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 장치에 의해 분리된 휘도신호는 수직 방향 또는 대각선 방향으로의 휘도값이 일정치 않아, 필드단위로 출력되는 화면상의 선이 뿌옇게 흐려 보이는 현상('레인보우(Rainbow)' 현상)이나, 서로 상이한 색의 경계선상에 작은 색점이 보이는 현상('행잉 도트(Hanging dot)' 현상)이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 복합 영상신호로부터 분리된 소정영역내의 휘도신호가, 대각선 방향으로 일정한 휘도성분을 갖도록 보정하는 휘도신호의 윤곽 보정장치를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 휘도신호 분리장치의 구성도이고,

도 2는 도 1 장치의 주요부분별 영상신호 파형도이고,

도 3은 본 발명에 따른 휘도신호 윤곽 보정장치의 바람직한 일 실시예의 구성도이고,

도 4는 도 3 장치에서 보상부의 세부 구성도이고,

도 5a∼5c는 휘도보상값(휘도보정값, 휘도차이값)을 산출하는 과정을 도시한 것이고,

도 6a∼6c는 대각선 방향으로의 두 휘도값의 대소관계에 따라 가변설정되는 여파대역을 구분도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2,21∼24 : 신호 지연기 3 : 가산기

4,6 : 감쇠기 5,8 : 감산기

7 : 대역 필터 10 : A/D 변환기

30 : 메모리 40 : 연산부

50 : 보상부 51 : 비교부

52 : 먹스(MUX : Multiplex) 53∼55 : 필터

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휘도신호의 윤곽 보정장치는, 입력되는 라인 단위의 휘도데이터를 기 설정된 횟수만큼 위상지연하면서 각 위상지연되는 휘도데이터를 출력하는 위상 지연수단; 상기 각 위상지연된 휘도데이터의 임의 픽셀값에 대한 휘도보상값을 산출하는 산출수단; 상기 휘도데이터를, 설정되는 대역에 따라 여파시켜 출력하는 여파수단; 및 상기 산출된 휘도보상값에 근거하여, 상기 설정대역을 가변시키는 제어수단을 포함하여 구성되는 것에 특징이 있는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 휘도신호의 윤곽 보정장치에서, 위상 지연수단은 입력되는 라인 단위의 휘도데이터를 기 설정된 횟수만큼 위상지연하면서, 위상지연되는 각각의 휘도데이터와 현재 입력되는 휘도데이터를 동시출력하고, 산출수단은 이전에 입력되어 위상지연된 후 출력되는 각각의 휘도데이터와, 현재 입력되는 각 픽셀의 휘도데이터에 대한 휘도보상값(휘도보정값, 휘도차이값)을 산출하게 된다. 이어, 제어수단은 상기와 같이 산출된 휘도보상값에 근거하여 특정 대역을 설정하게 되고, 여파수단은 상기와 같이 설정된 대역에 의해 상기 휘도데이터를 여파시켜 출력하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 휘도신호의 윤곽 보정장치의 바람직한 실시예의 구성 및 작용에 대해, 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 휘도신호의 윤곽 보정장치의 바람직한 실시예를 도시한 것으로서, 입력되는 휘도신호(Y-signal)를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기(10); 상기 변환된 휘도데이터를 1라인씩 지연시키는 신호 지연기(21∼24); 각각의 신호 지연기(21∼24)로부터 지연출력되는 라인단위의 휘도데이터를 순차저장하는 메모리(30); 상기 메모리(30)에서 독출되는 5개 라인단위의 휘도데이터로부터 특정영역을 순차지정하고, 상기 지정되는 각 영역의 중심 픽셀의 휘도값을 산출하여 각 픽셀에 대한 휘도보정값과 휘도차이값을 검출한 후, 상기 검출된 휘도보정값을 해당 픽셀의 휘도데이터로 대치시키는 연산부(40); 및 상기 연산부(40)로부터 입력되는 각 픽셀의 휘도데이터를, 상기 휘도차이값에 의해 설정된 대역에 의해 여파시켜 출력하는 보상부(50)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 보상부(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연산부(40)로부터 입력되는 휘도차이값을 임계값과 비교하는 비교부(51); 상기 비교결과에 따라, 상기 연산부(40)로부터 입력되는 각 픽셀의 휘도데이터를, 상기 휘도차이값에 의해 선택된 필터(53,54, 또는 55)로 출력하는 먹스(52); 및 상기 선택입력되는 휘도데이터를 기 설정된 대역에 의해 여파시키는 각각의 필터(53∼55)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 휘도신호의 윤곽 보정장치에서, 외부로부터 입력되는 라인단위의 휘도신호는 A/D 변환기(10)에 의해 이에 상응하는 크기의 휘도데이터로 변환되고, 변환되는 라인(Line)단위의 휘도데이터는 상기 메모리(30)에 임시저장된다. 이 때, 상기 1개의 라인내에는 760개의 픽셀(Pixel)에 해당하는 휘도데이터들이 존재하게 되는데, 상기 픽셀은 복합 휘도데이터의 형태로 색성분을 일부포함하고 있으며, 상기 메모리(30)내에는 휘도성분(Y)과 색성분(I,Q)이 상이하게 결합된 4가지 종류의 픽셀(Y+I,Y+Q,Y-I,Y-Q)들이 교번적으로 배열되어 있다.

상기와 같이 디지털 변환된 제 1 라인내의 픽셀들은 신호 지연기(21)로도 입력되게 되는데, 제 1 신호 지연기(21)는 입력되는 제 1 라인내의 각 픽셀에 해당하는 휘도데이터를 1라인 만큼 지연시켜 메모리(30)로 출력하게 되며, 이 때, 상기 제 1 라인에 연이어 입력되는 제 2 라인의 휘도신호 또한 A/D 변환기(10)에 의해 디지털 변환되어 상기 메모리(30)로 출력된다. 이와 같이 하여, 상기 입력된 제 1 라인의 휘도데이터가 제 1 신호 지연기(21), 제 2 신호 지연기(22), 제 3 신호 지연기(23), 그리고 제 4 신호 지연기(24)를 차례로 거치는 동안, 상기 제 1 라인에 이어 순차입력되는 제 2, 제 3 및 제 4 라인의 휘도데이터는 각각에 해당되는 신호 지연기(21,22,23)들을 차례로 거쳐 상기 메모리(30)로 동시출력되며, 현재 입력되어 디지털 변환된 제 5 라인의 휘도데이터도 이와 동시에 메모리(30)로 출력되게 된다.

상기와 같이 순차적으로 지연입력되는 연속된 각 라인내 휘도데이터가 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 메모리(30)에 차례대로 저장되는 도중, 상기 연산부(40)는 메모리(30)에 저장되어 있는 제 1 라인∼제 5 라인내의 휘도데이터를 독출하게 된다. 상기 연산부(40)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 독출된 5개 라인의 픽셀 가운데에서도 특히 제 1 열∼제 9 열의 픽셀이 포함된 영역(A₁)을 지정하게 되고, 상기와 같이 지정된 영역의 중심(A₁)에 위치한 픽셀을 동시에 가로지르는 두 개의 대각선에 걸쳐지는 픽셀들의 해당 휘도데이터에 의해, 상기 중심 픽셀에 대한 대각선 방향으로의 휘도값을 산출하게 된다.

예를 들어 도 5a가 상세도시된 도 5b에서와 같이, 지정된 (5개 라인×9개 열) 영역(A₁)의 중심에 위치한 픽셀(a5)을 동시에 가로지르는 두 개의 대각선에 걸쳐지는 픽셀들에 의해, 상기 중심의 픽셀(a5)에 대응되는 두 개의 휘도값(a51,a52)을 아래 식에 의해 산출하며, 여기서, aX는 해당 픽셀의 휘도데이터값이다.

(식)

하나의 픽셀(a5)에 대해 두 개의 휘도값(a51,a52)이 산출되고 나면, 상기 연산부(40)는 산출된 두 개의 휘도값(a51,a52)의 절대값 크기를 비교하고 비교결과, 절대값의 크기가 큰 휘도값을 휘도보정값으로 설정한 후, 상기와 같이 설정된 휘도보정값을, 상기 지정된 영역(A₁)의 중심 픽셀(a5)에 대한 휘도데이터로 대치시키게 되고, 또한, 상기 연산부(40)는 상기와 같이 산출된 양 휘도값(a51,a52)의 절대값의 차이값을 산출하게 된다.

전술한 바와 같이, 상기 메모리(30)로부터 독출된 제 1∼제 5 라인 가운데 제 1∼제 9 열로 지정된 영역(A₁)내의 중심 픽셀(a5)에 대한 휘도보정값과 휘도차이값이 산출되고 산출된 휘도보정값이, 영역내에 중심 픽셀의 휘도데이터로 대치되고 나면, 상기 연산부(40)는 제 2∼제 10 열에 해당하는 영역(A₂)을 다시 지정한 후 지정된 영역내에 중심 픽셀에 대한 휘도보상값(휘도보정값과 휘도차이값)을 산출하고 산출된 휘도보상값 가운데 휘도보정값을 해당 영역에 중심 픽셀의 휘도데이터로 대치시키는 일련의 동작을, 제 1∼제 5 라인상의 마지막 영역(A₇₅₂)까지 반복수행하게 된다.

이어, 상기 연산부(40)는 제 2∼제 6 라인에 해당하는 5개의 라인을 상기 메모리(30)로부터 다시 독출하게 되고, 독출된 라인으로부터 도 5c와 같이 설정되는 각 영역(B₁∼B₇₅₂)들에 대해, 각각의 휘도보정값을 산출하여 중심 픽셀값으로 대치시키는 전술한 바와 동일한 동작을, 상기 메모리(30)에 연속저장되어 독출되는 각 라인들(제 3∼제 7 라인, 제 4∼제 8 라인, ...)에 대해 반복수행하게 된다.

상기 연산부(40)는 전술한 바와 같이 각 픽셀의 휘도데이터와 산출된 휘도차이값을 보상부(50)로 출력하고, 상기 보상부(50)로 입력된 휘도차이값은 상기 비교부(51)에 의해 지정된 임계값과 비교된 후 상기 비교된 결과에 상응하여 선택된 필터에 의해 상기 휘도데이터의 노이즈를 제거하는 코어링(Coring)이 수행된다.

즉, 영상데이터가 도 2에 도시된 바와 같이 0∼200IRE(the Institute of Radio Engineer)인 범위내의 전압값을 갖는다고 가정할 때(200IRE=1V_p-p), 각 픽셀의 휘도데이터의 윤곽이나 에지부분에 존재하는 노이즈는 주로 전압값 50IRE를 기준으로 대칭분포하게 되는데, 양 대각선 방향의 휘도값 차이에 해당하는 휘도차이값이 임계값보다 5% 이상 큰 경우 전압값 50IRE를 기준으로 노이즈가 넓게 분포하고 있다는 것이므로, 상기 비교부(51)는 제어값(S0S1S2)을 100으로 설정하여 먹스(52)로 출력함으로써 입력되는 해당 픽셀의 휘도데이터를 제 1필터(53)로 출력하게 된다.

이에 따라, 상기 제 1필터(53)는 입력되는 휘도데이터와 상기 휘도데이터의 전압값에 대응되는 이득값(Gain)을 곱하여 출력하게 되며, 이 때 곱해지는 이득값은 도 6a에 도시된 바와 같이, 15∼85IRE의 범위에 대해서는 0으로 그 외의 범위에 대해서는 0이 아닌 이득값으로 설정되기 때문에, 상기 제 1필터(53)에 의해 15∼18IRE의 넓은 범위내에 존재하는 노이즈성분을 제거함으로써 상기 입력된 휘도데이터의 휘도성분을 보상하게 된다.

이와는 달리, 상기 휘도차이값이 임계값과 ±5% 내에서 동일한 경우 상기 비교부(52)는 제어값(S0S1S2)을 010으로 설정함으로써 제 2필터(54)를 선택하게 되고, 선택된 필터는 도 6b에 도시된 바와 같이, 도 6a의 노이즈 제거범위보다 좁은 30∼70IRE의 전압 범위내에 존재하는 노이즈를 제거하게 되며, 상기 휘도차이값이 임계값보다 5% 이상 작은 경우에는 입력되는 휘도데이터내에 노이즈 성분이 국소적으로 좁게 존재하는 것을 의미하므로, 이 때에는 상기 제어값(S0S1S2)은 001로 설정하여 도 6c에 도시된 바와 같은 가장 좁은 범위의 제거특성을 갖는 제 3필터(55)에 의해 35∼65IRE의 좁은 범위내의 노이즈를 제거함과 동시에 그외 넓은 범위내의 신호의 이득값을 증가시킴으로써, 입력된 휘도신호를 최대로 유지시키게 된다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명에 따른 휘도신호의 윤곽 보정장치는, 영상신호로부터 분리된 휘도데이타에 대해 대각선 방향으로 윤곽보정을 수행하고 난 뒤, 상기 각 휘도데이타로부터 산출된 휘도차이값의 크기에 따라, 윤곽보정된 휘도데이터로부터 노이즈를 제거하는 코어링에 이용되는 필터의 신호제거범위를 가변시켜 불필요하게 유효 신호성분이 제거되지 않도록 하면서 보다 선명하고 윤곽이 뚜렷한 화질을 제공할 수 있도록 하는 유용한 발명인 것이다.

Claims

입력되는 라인 단위의 휘도데이터를 기 설정된 횟수만큼 위상지연하면서 각 위상지연되는 휘도데이터를 출력하는 위상 지연수단;

상기 각 위상지연된 휘도데이터의 임의 픽셀값에 대한 휘도보상값을 산출하는 산출수단;

상기 휘도데이터를, 설정되는 대역에 따라 여파시켜 출력하는 여파수단; 및

상기 산출된 휘도보상값에 근거하여, 상기 설정대역을 가변시키는 제어수단을 포함하여 구성되는 휘도신호의 윤곽 보정장치.
제 1항에 있어서,

상기 산출수단은,

상기 위상지연된 휘도데이터의 소정영역내에 포함된 임의 픽셀에 대해, 양 대각선 방향으로의 휘도값을 각각 검출하는 검출수단;

상기 검출된 양 대각선 방향으로의 휘도값의 대소를 비교하는 비교수단;

상기 비교결과, 큰 값을 갖는 휘도값으로 상기 임의 픽셀의 휘도값을 보정하는 보정수단; 및

상기 검출된 휘도값의 차이값을 연산하는 연산수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휘도신호의 윤곽 보정장치.
제 2항에 있어서,

상기 소정영역은, 하나의 수평라인과 한 라인씩 위상지연된 4개의 수평라인에 대응되는 신호영역으로부터 설정되는 것을 특징으로 하는 휘도신호의 윤곽 보정장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 연산된 휘도차이값과 기 지정된 오차값의 대소관계에 근거하여, 상기 설정대역을 가변시키는 것을 특징으로 하는 휘도신호의 윤곽 보정장치.