KR20010067348A

KR20010067348A - 화면의 펄럭거림을 최소화하는 흑신장 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20010067348A
Application number: KR1020000063177A
Authority: KR
Inventors: 황인준
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2001-07-12
Also published as: KR100346840B1; US6600519B1; NL1020384A1; NL1016523C2; DE10055295A1; NL1016523A1; NL1020384C2

Abstract

화면의 펄럭거림을 최소화하는 흑신장 장치 및 그 방법이 공개된다. 본 발명에 따른 적응적 흑신장 장치는 최소/최대값 추출부, 적응적 흑신장부를 구비한다. 최소/최대값 추출부는 영상신호의 최소값 및 최대값을 한 필드 단위로 각각 추출하되, 저역 통과 필터를 하나 이상 통과시켜 임펄스 잡음을 제거하여 출력한다. 적응적 흑신장부는 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점과, 제1기울기를 구하고, 영상신호의 다이내믹 레인지에 따라 제1기울기 또는 사용자에 의해 결정되는 제2기울기중 하나를 선택하며, 선택된 기울기에 상응하여 수신된 영상신호를 흑신장한다. 본 발명의 다른 흑신장 장치는 최소값 추출부, 흑영역 평균값 추출부 및 흑신장부를 구비한다. 최소값 추출부는 영상신호의 최소값을 한 필드 단위로 추출하여 출력한다. 흑영역 평균값 추출부는 영상신호 중에서 흑영역에 속하는 영상신호의 평균값을 한 필드 단위로 추출하되, 저역 통과 필터를 하나 이상 통과시켜 임펄스 잡음을 제거하여 출력한다. 흑신장부는 예비 기울기를 구하고, 소정의 기울기 이득에 따라 흑신장 기울기를 구하며, 흑신장 기울기에 상응하여 영상신호를 흑신장한다. 본 발명의 흑신장 장치 및 방법에 의하여, 자막 등에 의한 화면의 펄럭거림이 최소화될 수 있다.

Description

화면의 펄럭거림을 최소화하는 흑신장 장치 및 그 방법{Black expander for minimizing flickering of screen, and method there-of}

본 발명은 영상 신호 처리 시스템에서 흑신장 장치에 관한 것으로, 특히, 영상 신호의 급격한 변화로 인한 화면의 펄럭거림(flickering)을 방지하는 흑신장 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 입력되는 영상신호의 다이내믹 레인지는, 입력되는 영상신호를 신호처리하기 위한 하드웨어의 레인지보다 작게 분포한다. 이처럼, 영상신호의 다이내믹 레인지가 하드웨어 레인지보다 작은 영역에 존재할 경우, 영상신호의 다이내믹 레인지를 하드웨어 레인지에 가깝게 신장하여 영상신호의 해상도를 증가시킨다. 한편, 영상은 밝은 부분보다 어두운 부분이 민감하므로 어두운 부분의 해상도를 증가시키는 경우가 많다. 이처럼, 화면의 어두운 부분에 대한 해상도를 증가시키는 것을 흑신장(black stretch 또는 black expand)이라 한다. 또한, 흑 영역에 영상신호가 존재하지 않을 경우, 전체 화면은 흰색으로 뜬것처럼 보인다. 이처럼, 영상신호의 다이내믹 레인지가 밝은 영역에 편중하여 분포할 경우에 발생되는 문제점을 해결하기 위해, 흑 영역에서의 영상신호의 다이내믹 레인지를 확대하도록 영상신호를 흑신장한다. 본 명세서에서 사용되는 영상신호는 영상을 표현하는 여러 신호 중에서 휘도(brightness)를 의미한다.

영상신호를 흑신장하는 방법에는 크게 두 가지가 있다.

그 첫 번째 방법은, 입력되는 영상신호의 다이내믹 레인지에 해당하는 최소값과 최대값을 검출하고, 어느 레벨부터 흑신장을 할 것인가를 나타내는 꺽임점을 구하여, 꺽임점 이하에 해당하는 영상신호에 대해서 입력신호와 꺽임점과의 차이만큼 비례적으로 빼주는 방법이다.

도 1은 종래기술에 의한 첫 번째 흑신장 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하여, 먼저, 어느 레벨부터 흑신장을 할 것인가를 결정하는 꺽임점(Yt)을 구한다. 꺽임점(Yt) 다음 수학식 1에 의해 구할 수 있다.

여기서, Ymin은 입력 영상신호(Yin)의 최소값을 나타낸다. RT는 입력 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지중 흑레벨의 비율을 나타낸다. 또한, Ymax는 입력 영상신호(Yin)의 최대값을 나타낸다.

도 1에 도시된 흑신장 방법은 소정의 기울기값(G1, G2 또는 G3)을 이용하여, 시스템의 하드웨어 레인지와는 상관없이 입력 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지에 따라, 다음 수학식 2에 의해 비례적으로 흑신장시키는 방법이다.

여기서, Yout은 입력 영상신호(Yin)가 흑신장된 결과이고, G는 소정의 기울기값(G1, G2, G3)을 나타낸다. 도 1에서, 직선 12, 14, 16은 기울기값(G)을 각각 G1, G2 및 G3로 했을 경우에 입력 영상신호(Yin)가 흑신장된 결과를 보인다. 즉, 꺽임점(Yt)을 경계로 하여, 입력 영상신호(Yin)와 꺽임점(Yt)의 차에 비례하여 흑신장을 한다.

이 경우, 밤 화면과 같이 일정한 톤의 화면에 대해서 즉, 다이내믹 레인지가 작은 경우에는 흑신장이 적게 이루어지고, 명암의 크기가 어느 정도 있는 화면 즉, 다이내믹 레인지가 큰 경우에는 좀 더 크게 흑신장이 이루어짐으로써, 훨씬 더 또렷한 화면을 연출하게 된다. 하지만, 입력 다이내믹 레인지가 하드웨어 레인지에 가깝게 큰 경우, 즉, 흑신장을 할 필요가 없는 경우에도 흑신장을 수행한다. 이처럼 흑신장을 할 필요가 없음에도 불구하고 흑신장을 수행할 경우 흑 영역에 있는 대부분의 신호가 하드웨어 레인지의 최소값보다 작아져 영상을 구분할 수 없게 된다.

두 번째 흑신장 방법은 꺽임점(Yt) 이하에 존재하는 영역에 대해, 현재 화면의 최소값(Ymin)을 하드웨어 레인지의 최하 레벨로 떨어뜨리는 방법이다.

도 2는 종래기술에 의한 두 번째 흑신장 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 고정된 하드웨어 레인지를 고려하여, 항상 현 화면의 최소값(Ymin)을 하드웨어 레인지의 최하 레벨로 떨어뜨려, 다음 수학식 3에 의해 흑신장을 수행한다.

여기서,은 도 2에서 두 개의 좌표인 좌표 B와 좌표 Yt를 이용하여 구한 직선 22의 기울기이다. 수학식 3에 나타낸 수학식을 수학식 2와 같은 형태로 변환하면 다음 수학식 4를 얻을 수 있다.

여기서,은 수학식 2에서 기울기값 G를 나타낸다.

이상에서와 같이, 두 번째 방법은 흑신장한 최하 레벨을 하드웨어 레인지의 최하레벨인 0으로 고정시킨다. 따라서, 영상신호의 다이내믹 레인지가 큰 경우, 첫 번째 방법에서와 같이 흑신장한 신호의 레벨이 하드웨어 레인지의 최하 레벨보다 떨어지는 경우는 발생하지 않는다. 그러나, 밤 화면과 같이 일정한 톤의 화면 즉, 다이내믹 레인지가 작은 영상에서도, 그 화면의 최소값(Ymin)을 추출하여 이를 하드웨어 레인지의 최하레벨로 떨어뜨려 흑신장을 하기 때문에 화면이 검게 잠겨버리는 현상이 나타난다.

또한, 첫 번째 및 두 번째 방법 모두, 한 화면의 최소값과 최대값을 추출할 때에 화면에 존재하는 임펄스 잡음등에 의해 최소값 및 최대값이 잘못 추출되어 화면의 펄럭거림 현상이 발생할 수 있다. 또한, 캡션 방송과 같이, 화면의 특정 영역에서 흑레벨 또는 백레벨의 신호가 연속적으로 나타날 경우에도, 이들 흑레벨 또는 백레벨이 한 화면의 최소값 및 최대값 추출에 영향을 주어 흑신장이 오동작할 수 있다는 문제점이 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 임펄스 노이즈 또는 자막방송 등에 의해, 흑신장시 화면의 펄럭거림을 최소화하며, 입력되는 영상신호의 다이내믹 레인지에 따라 적응적으로 흑신장을 이루는 적응적 흑신장 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 임펄스 노이즈 또는 자막방송 등에 의해, 흑신장시 화면의 펄럭거림을 최소화하며, 흑신장 범위가 사용자에 의해 가변될 수 있는 흑신장 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치를 상세히 나타내는 상세 회로도이다.

도 5는 수평 LPF의 특성을 설명하기 위한 영상신호의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 6은 도 4에 도시된 수평 LPF의 차단 주파수에 따른 이득/주파수 관계를 나타내는 도면이다.

도 7은 도 4에 도시된 수직 LPF의 스텝 응답 특성을 나타내는 도면이다.

도 8은 도 4에 도시된 필드 LPF의 스텝 응답 특성을 나타내는 도면이다.

도 9는 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치에 의해 영상신호가 흑신장되는 경우를 보이는 도면이다.

도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치를 나타내는 개략적인블록도이다.

도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치를 상세히 나타내는 상세 회로도이다.

도 12는 도 11에 도시된 본 발명의 다른 일실시예에 따른 흑신장 장치에 의해 영상신호가 흑신장되는 경우를 보이는 도면이다.

도 13은 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치에서 수행되는 흑신장 방법을 도시한 흐름도이다.

도 14는 도 11에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치에서 수행되는 흑신장 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명의 일면에 따른 적응적 흑신장 장치는 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값 및 최대값을 한 필드 단위로 각각 추출하여 필드 최소값 및 필드 최대값으로서 출력하는 최소/최대값 추출부; 및 상기 필드 최소값 및 상기 필드 최대값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점과, 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 제1기울기를 구하며, 상기 영상신호의 다이내믹 레인지에 따라 상기 제1기울기 또는 사용자에 의해 결정되는 제2기울기중 하나를 선택하고, 선택된 기울기에 상응하여 상기 수신된 영상신호를 흑신장하는 적응적 흑신장부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명의 다른 일면에 따른 적응적 흑신장 장치는 상기 영상신호로부터 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음등을 제거하고, 잡음 제거된 신호로부터 라인별로 라인 최소값 및 라인 최대값을 추출하는 제1 저역 통과 필터링부; 상기 라인 최소값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최소값을 추출하여 필드 최소값으로서 출력하고, 상기 라인 최대값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최대값을 추출하여 필드 최대값으로서 출력하는 제2 저역 통과 필터링부; 및 상기 필드 최소값 및 상기 필드 최대값을 이용하여 흑신장 구간을 결정하는 꺽임점을 구하고, 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이하의 레벨을 가지면, 상기 영상신호를 흑신장하는 적응적 흑신장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 적응적 흑신장 방법은 (a) 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값 및 최대값을 한 필드 단위로 각각 추출하여 필드 최소값 및 필드 최대값을 구하는 단계; (b) 상기 필드 최소값 및 상기 필드 최대값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점을 구하는 단계; (c) 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 제1기울기를 구하는 단계; (d) 상기 영상신호의 다이내믹 레인지에 따라 상기 제1기울기 또는 사용자에 의해 결정되는 제2기울기중 하나를 선택하는 단계; 및 (e) 상기 선택된 기울기에 상응하여 상기 수신된 영상신호를 흑신장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 흑신장 장치는 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값을 한 필드 단위로 추출하여 필드 최소값으로서 출력하는 최소값 추출부; 상기 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호 중에서 흑영역에 속하는 영상신호의 평균값을 한 필드 단위로 추출하여 출력하는 흑영역 평균값 추출부; 및 상기 필드 최소값 및 상기 흑영역 평균값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점과, 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 예비 기울기를 구하고, 소정의 기울기 이득에 따라흑신장 기울기를 구하며, 상기 흑신장 기울기에 상응하여 상기 영상신호를 흑신장하는 흑신장부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 흑신장 방법은 (a) 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값을 한 필드 단위로 추출하여 필드 최소값을 구하는 단계; (b) 상기 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호 중에서 흑영역에 속하는 영상신호의 평균값을 한 필드 단위로 추출하여 출력하는 흑영역 평균값을 구하는 단계; (c) 상기 필드 최소값 및 상기 흑영역 평균값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점을 구하는 단계; (d) 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 예비 기울기를 구하는 단계; (e) 상기 예비 기울기와 소정의 기울기 이득을 곱하여 흑신장 기울기를 구하는 단계; 및 (f) 상기 흑신장 기울기에 상응하여 상기 수신된 영상신호를 흑신장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 적응적 흑신장 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치를 나타내는 개략적인 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 흑신장 장치는 최소/최대값 추출부(30) 및 적응적 흑신장부(50)를 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하여, 최소/최대값 추출부(30)는 영상신호(Yin)를 수신하고, 영상신호(Yin)의 최소값 및 최대값을 한 필드 단위로 각각 추출하여 필드 최소값(Ymin) 및 필드 최대값(Ymax)으로서 출력한다.

적응적 흑신장부(50)는 먼저, 필드 최소값(Ymin) 및 필드 최대값(Ymax)을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점(Yt)을 구한다. 또한, 적응적 흑신장부(50)는 필드 최소값(Ymin) 및 꺽임점(Yt)을 이용하여 필드 최소값(Ymin)이 소정값으로 흑신장되도록 하는 제1기울기(G1)를 구한다. 여기서, 소정값은 영상처리 시스템이 갖는 하드웨어 레인지의 최소레벨, 예를 들어 0을 나타낸다. 또한, 적응적 흑신장부(50)는 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지에 따라 제1기울기(G1) 또는 사용자에 의해 결정되는 제2기울기(G2)중 하나를 선택하고, 선택된 기울기에 상응하여 영상신호(Yt)를 흑신장한다.

이 때, 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지가 큰 경우에는 제1기울기(G1)에 상응하여 흑신장을 이루고, 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지가 작은 경우에는 제2기울기(G2)에 상응하여 흑신장을 이룬다. 이처럼, 본 발명에 따른 적응적 흑신장 장치는 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지에 따라 적응적으로 흑신장을 수행할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 적응적 흑신장 장치를 상세히 나타내는 상세 회로도이다. 본 발명에 따른 적응적 흑신장 장치의 최소/최대값 추출부(30)는 제1저역 통과 필터링부(32), 제2저역 통과 필터링부(38) 및 필드 LPF(44)를 포함하여 구성되고, 적응적 흑신장부(50)는 꺽임점 추출부(52), 기울기 계산부(54), 흑신장 수단(64) 및 출력부(68)를 포함하여 구성된다.

도 4를 참조하여, 제1 저역 통과 필터링부(32)는 영상신호(Yin)를 저역필터링(low-pass filtering)하여 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음 등을 제거하고, 잡음 제거된 신호로부터 라인별로 최소값 및 최대값을 추출한다. 이처럼 영상신호(Yin)를 저역필터링하여 임펄스 잡음(impulse noise) 등을 제거한 다음, 라인 최소값(Lmin) 및 라인 최대값(Lmax)를 구함으로써, 임펄스 잡음등이 라인 최소값(Lmin) 또는 라인 최대값(Lmax)으로 추출되는 오류를 방지할 수 있다. 좀 더 상세히, 제1저역 통과 필터링부(32)는 수평 LPF(34) 및 라인별 최소/최대값 추출부(36)를 포함하여 구성된다.

수평 LPF(34)는 영상신호(Yin)를 저역필터링하여 영상신호(Yin)의 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음 등을 제거한다. 라인별 최소/최대값 추출부(36)는 수평 LPF(34)에서 출력되는 임펄스 잡음등이 제거된 영상신호로부터 라인 단위로 라인최소값(Lmin) 및 라인 최대값(Lmax)을 추출하여 출력한다.

도 5는 수평 LPF(34)의 특성을 설명하기 위한 영상신호(Yin)의 일예를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 한 라인내에서 영상신호의 레벨이 갑자기 떨어지는 제1구간(T1)이 존재한다. 이를 임펄스 잡음으로 여기는가 또는 정상적인 영상신호(Yin)로 인정하는 가는 수평 LPF(34)의 필터링 특성에 따라 결정된다. 즉, 수평 LPF(34)의 차단 주파수가 낮으면 제1구간(T1)은 임펄스 잡음으로 인식될 것이고, 반면, 수평 LPF(34)의 차단 주파수가 높으면 제1구간(T1)은 정상적인 영상신호(Yin)로 인식될 것이다.

다음의 표 1은 수평 LPF(34)의 차단 주파수와 정상적인 영상신호로 인식할 수 있는 제1구간(T1)의 관계를 보여주는 표이다.

NO	차단주파수[kHz]	제1구간[us]
1	570	1.5
2	420	2
3	280	3
4	200	4
5	130	6
6	100	8
7	70	13
8	50	17

표 1을 참조하면, 차단주파수가 낮아질수록 제1구간의 시간이 길어야 정상적인 영상신호로 인식되는 것을 알 수 있다.

도 6은 도 4에 도시된 수평 LPF(34)의 차단 주파수에 따른 이득/주파수 관계를 나타내는 도면이다.

제2 저역 통과 필터링부(38)는 제1 저역 통과 필터링부(32)에서 출력되는 라인 최소값(Lmin)을 저역필터링한 제1신호(N1)의 최소값을 추출하여 필드 최소값(Ymin)으로서 출력하고, 제1저역 통과 필터링부에서 출력되는 라인 최대값(Lmax)을 저역필터링한 제2신호(N2)의 최대값을 추출하여 필드 최대값(Ymax)으로서 출력한다. 예컨대, 자막(caption)방송의 경우, 문자를 표시하기 위해 한 화면의 특정 라인들에 흑레벨의 신호 또는 백레벨의 신호가 연속된다. 이러한 흑레벨의 신호 또는 백레벨의 신호를 무시하지 않을 경우, 캡션 부분의 흑레벨 또는 백레벨의 신호가 필드 최소값(Ymin) 또는 필드 최대값(Ymax)으로 추출되는 오류가 발생된다. 따라서, 특정 라인들에 흑레벨 또는 백레벨이 연속될 경우, 제2 저역 통과 필터링부(38)는 이를 저역필터링 시켜, 한 필드내에서 필드 최소값(Ymin) 및 필드 최대값(Ymax)을 추출시 영향을 미치지 않도록 한다. 좀 더 상세히, 제2 저역 통과 필터링부(38)는 수직 LPF(40) 및 필드별 최소/최대값 추출부(42)를 포함하여 구성된다.

수직 LPF(40)는 제1 저역 통과 필터링부(32)로부터 출력되는 라인 최소값(Lmin) 및 라인 최대값(Lmax)을 각각 저역 필터링하고, 저역필터링된 신호를 제1신호(N1) 및 제2신호(N2)로서 출력한다. 필드별 최소/최대값 추출부(42)는 수직 LPF(40)로부터 출력되는 제1신호(N1)의 최소값을 추출하여 필드 최소값(Ymin)으로서 출력하고, 제2신호(N2)의 최대값을 추출하여 필드 최대값(Ymax)으로서 출력한다.

도 7은 도 4에 도시된 수직 LPF(40)의 스텝 응답 특성을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 수직 LPF(40)는 4~90라인 정도의 스텝 응답 특성을 갖는 대역으로 제어가능함을 보인다.

필드 LPF(44)는 필드간의 연속적이지 못한 필드 최소값(Ymin) 및 필드 최대값(Ymax)을 저역필터링한다.

도 8은 도 4에 도시된 필드 LPF(44)의 스텝 응답 특성을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 필드 LPF(44)는 3~180필드 정도의 스텝 응답 특성을 갖는 대역으로 제어가능함을 보인다.

꺽임점 추출부(52)는 필드 LPF(44)에서 발생되는 필드 최소값(Ymin) 및 필드 최대값(Ymax)을 이용하여 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점(Yt)을 구하여 출력한다. 여기서, 꺽임점(Yt)은 사용자에 의해 다르게 정의될 수 있다. 즉, 필드 최소값(Ymin)과 필드 최대값(Ymax)의 중간값을 꺽임점(Yt)으로 할 수 있으며, 또는 1/3지점, 2/3지점등 다양하게 선택할 수 있다. 또한, 꺽임점 추출부(52)는 사용자에 의해 정의되는 제2기울기(G2)에 상응하여 수학식 5와 같이, 필드 최소값(Ymin)을 흑신장한 결과(Yout)를 소정값(하드웨어 레인지의 최하 레벨=0)과 비교하고, 비교된 결과를 제1선택신호(S1)로서 출력한다.

기울기 계산부(54)는 필드 최소값(min)과 꺽임점(Yt)을 받아들여, 필드 최소값(Ymin)이 소정값으로 흑신장되도록 다음 수학식 6에 의해 제1기울기(G1)를 구하여 출력한다.

흑신장 수단(64)은 제1선택신호(S1)에 상응하여 제1기울기(G1) 또는 제2기울기(G2)중 하나의 기울기를 선택하고, 선택된 기울기(G)와 꺽임점(Yt)을 이용하여 영상신호(Yin)를 흑신장한다. 즉, 꺽임점 추출부(52)는, 수학식 5를 계산한 결과가 0보다 크면, 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지가 작은 경우로 판단하여, 흑신장 수단(64)이 제2기울기(G2)를 선택하도록 제1선택신호(S1)를 발생한다. 흑신장 수단(64)은 제2기울기(G2)에 상응하여 흑신장을 수행한다. 반면, 수학식 5에 의해 계산된 결과가 0보다 작으면, 꺽임점 추출부(52)는 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지가 큰 경우로 판단하여, 흑신장 수단(64)이 제1기울기(G1)를 선택하도록 제1선택신호(S1)를 발생한다. 흑신장 수단(64)은 제1기울기(G1)에 상응하여 흑신장을 수행한다. 좀 더 상세히, 흑신장 수단(64)은 제1선택기(56), 감산기(58), 곱셈기(60) 및 가산기(62)를 포함하여 구성된다.

제1선택기(56)는 제1기울기(G1) 및 제2기울기(G2)를 받아들이고, 제1선택신호(S1)에 상응하여 제1기울기(G1) 또는 제2기울기(G2)중 하나의 기울기를 선택하여 출력한다. 감산기(58)는 영상신호(Yin)에서 꺽임점(Yt)을 감산한다. 곱셈기(60)는 제1선택기(56)에 의해 선택된 기울기(G)와 감산기(58)에서 감산된 결과 'Yin-Yt'를 곱한다. 가산기(62)는 영상신호(Yin)에 곱셈기(60)에서 출력되는 신호 '(Yin-Yt)*G'을 가산하고, 가산된 결과를 흑신장된 영상신호로서 출력한다.

결국, 가산기(62)에서 출력되는 흑신장된 영상신호는, 제1선택신호(S1)에 상응하여 제1기울기(G1)가 선택되면 수학식 4와 같이 표현되고, 제1선택신호(S1)에 상응하여 제2기울기(G2)가 선택되면 수학식 2와 같이 표현될 수 있다. 즉, 본 발명은 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지가 크면 수학식 4에 의해 흑신장을 수행하고, 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지가 작으면 수학식 2에 의해 흑신장을 수행한다. 이처럼 영상신호(Yin)의 다이내믹 레인지에 따라 적응적으로 흑신장을 수행함으로써, 종래에 수학식 2을 이용한 첫 번째 흑신장 방법의 문제점과 종래에 수학식 4를 이용한 두 번째 흑신장 방법의 문제점을 보완한 최적의 흑신장을 수행할 수 있다.

출력부(66)는 흑신장 수단(64)에서 흑신장된 영상신호와 입력되는 영상신호(Yin)를 받아들이고, 감산기(58)의 감산결과에 따라 영상신호(Yin) 또는 흑신장된 영상신호중 하나를 선택하여 출력한다. 즉, 출력부(66)는 감산기(58)의 감산 결과가 양수이면 영상신호(Yin)를 선택하여 출력 영상신호(Yout)로서 출력한다. 여기서, 감산기(58)의 감산 결과가 양수이면 영상신호(Yin)가 꺽임점(Yt)보다 큰 레벨을 갖는 신호이므로, 이는 흑신장을 할 필요가 없는 영역의 신호이므로 영상신호(Yin)가 그대로 출력된다. 반면, 감산기(58)의 감산 결과가 음수이면, 출력부(68)는 흑신장된 영상신호를 선택하여 출력 영상신호(Yout)로서 출력한다. 여기서, 감산기(58)의 감산 결과가 음수이면 영상신호(Yin)가 꺽임점(Yt)보다 작은 레벨을 갖는 신호이므로, 흑신장된 영상신호가 선택되어 출력된다.

도 9는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 적응적 흑신장 장치에 의해 영상신호(Yin)가 흑신장되는 경우을 보이는 도면이다.

도 9를 참조하면, 점선으로 표시된 직선들(L1)은 제2기울기(G2)에 의해 영상신호(Yin)가 흑신장된 경우를 보이고, 실선으로 표시된 직선(L2)은 제1기울기(G1)에 의해 영상신호(Yin)가 흑신장된 경우를 보인다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치는 영상신호의 다이나믹 레인지에 따라 적응적으로 흑영역의 영상신호를 흑신장함으로써 과도한 흑신장을 방지하고, 또한 다단계의 저역 필터링을 통해 임펄스 잡음, 캡션 방송 등으로 인한 급격한 영상 차이를 줄임으로써 화면의 펄럭거림을 최소화한다. 그런데, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치는 필드 최소값 및 필드 최대값을 이용함으로써, 자막이 많은 화면과 자막이 전혀 없는 화면 사이에서 약간의 화면의 펄럭거림이 발생할 수도 있다. 이 점을 좀 더 보완한 흑신장 장치가 후술되는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치이다.

도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치를 나타내는 개략적인 블록도이다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치는 최소값 추출부(70), 흑영역 평균값 추출부(80) 및 흑신장부(90)를 포함하여 구성된다.

최소값 추출부(70)는 입력되는 영상신호(Yin)를 수신하고, 영상신호(Yin)의 최소값을 한 필드 단위로 추출하여 필드 최소값(Ymin)으로서 출력한다. 흑영역 평균값 추출부(80)는 입력되는 영상신호(Yin) 중에서 흑영역에 속하는 영상신호의 평균값을 한 필드 단위로 추출하여 흑영역 평균값(Yavr)으로서 출력한다. 흑영역에 속하는 영상신호란 흑영역 경계점보다 낮은 영상신호를 말한다. 흑영역 경계점은 사용자에 의해 설정될 수 있다.

흑신장부(90)는 먼저, 필드 최소값(Yin) 및 흑영역 평균값(Yavr)을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점(Yt)을 구한다. 또한, 흑신장부(90)는 필드 최소값(Ymin) 및 꺽임점(Yt)을 이용하여 필드 최소값(Ymin)이 소정값으로 흑신장되도록 하는 예비 기울기를 구한다. 여기서, 소정값은 영상처리 시스템이 갖는 하드웨어 레인지의 최소레벨, 예를 들어 0을 나타낸다. 도 12를 참조하면, 예비 기울기는 필드 최소값(Ymin)이 하드웨어 레인지의 최소값으로 되는 점(B)과 꺽임점(Yt) 사이의 직선(L4)의 기울기이다. 흑신장부(90)는 제1기울기(S1)와 사용자에 의해 설정된 기울기 이득(SG)를 곱하여 흑신장 기울기를 구한다. 그리고, 흑신장부(90)는 흑신장 기울기에 상응하여 영상신호(Yin)를 흑신장한다.

도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치를 상세히 나타내는 상세 회로도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 흑신장 장치의 최소값 추출부(70)는 제1 저역 통과 필터링부(72), 제2 저역 통과 필터링부(74) 및 필드 LPF(76)를 포함하여 구성되고, 흑신장부(90)는 꺽임점 추출부(92), 기울기 계산부(94), 흑신장 수단(96) 및 출력부(98)를 포함하여 구성된다.

도 11을 참조하면, 제1 저역 통과 필터링부(72)는 영상신호(Yin)를 저역필터링하여 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음등을 제거하고, 잡음 제거된 신호로부터 라인별로 최소값(Lmin)을 추출한다. 좀 더 상세하게는, 제1 저역 통과 필터링부(72)는 수평 LPF(721) 및 라인별 최소값 추출부(723)를 포함하여 구성된다.

수평 LPF(721)는 영상신호(Yin)를 저역필터링하여 영상신호(Yin)의 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음등을 제거한다. 라인별 최소값 추출부(723)는 수평 LPF(721)에서 출력되는 신호로부터 라인 단위로 라인 최소값(Lmin)을 추출하여 출력한다.

수평 LPF(721)는 도 4에 도시된 수평 LPF(34)와 마찬가지로 차단 주파수에 따라, 이득이 조절될 수 있다.

제2 저역 통과 필터링부(74)는 제1 저역 통과 필터링부(72)에서 출력되는 라인 최소값(Lmin)을 수직으로 저역필터링하고, 필드 최소값(Ymin)을 추출하여 출력한다. 좀 더 상세하게는, 제2 저역 통과 필터링부(74)는 수직 LPF(741) 및 필드별 최소값 추출부(743)를 포함하여 구성된다.

수직 LPF(741)는 제1저역 통과 필터링부(72)로부터 출력되는 라인 최소값(Lmin)을 저역 필터링하여, 이 신호를 출력한다. 필드별 최소값 추출부(743)는 수직 LPF(741)로부터 출력되는 신호의 최소값을 추출하여 필드 최소값(Ymin)으로서 출력한다. 필드 LPF(74)는 필드간의 연속적이지 못한 필드 최소값(Ymin)을 저역필터링한다.

수직 LPF(741)는 도 4에 도시된 수직 LPF(40)처럼 4~90라인 정도의 스텝 응답 특성을 갖는 대역으로 제어가능하고, 필드 LPF(76)도 도 4에 도시된 필드 LPF(44)처럼 3~180필드 정도의 스텝 응답 특성을 갖는 대역으로 제어가능하다.

흑영역 평균값 추출부(80)는 도 11에서는 상세한 회로가 도시되지 않고 있지만, 가산기(adder) 및 디바이더(divider) 등으로 간단히 구현 가능하다. 하나의 필드 내에서 흑영역에 속하는 영상신호를 모두 더한 값을 해당 필드에서 흑영역에 속하는 모든 영상신호의 수로 나눔으로써, 흑영역 평균값(Yavr)이 구해질 수 있다.

꺽임점 추출부(92)는 필드 최소값(Ymin) 및 흑영역 평균값(Yavr)을 이용하여흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점(Yt)을 구하여 출력한다. 꺽임점(Yt)은 다음 수학식 7에 의해 얻어질 수 있다.

여기서, RTO_TILT는 꺽임점 비율이다. 꺽임점 비율(RTO_TILT)은 흑영역 평균값(Yvar), 필드 최소값(Ymin)과 함께 꺽임점(Yt)을 결정하는 중요한 인자로서, 사용자에 의해 설정된다.

기울기 계산부(94)는 필드 최소값(Ymin)과 꺽임점(Yt)을 수신하여, 필드 최소값(Ymin)이 소정값(0)으로 흑신장될 때, 꺽임점(Yt)과 필드 최소값(Ymin)의 흑신장값(도 12의 B) 사이의 기울기, 즉 예비 기울기(S1)를 다음 수학식 8에 의해 구하여 출력한다.

흑신장 수단(96)은 예비 기울기(S1)에 기울기 이득(SG)을 곱하여, 영상신호(Ymin)의 흑신장 정도를 최종적으로 결정하는 흑신장 기울기(S2)를 구한다. 그리고, 흑신장 수단(96)은 흑신장 기울기(S2)와 꺽임점(Yt)을 이용하여 다음 수학식 9에 의해 영상신호(Yin)를 흑신장한다.

여기서, 기울기 이득(SG)은 사용자에 의해 설정되는 값으로서, 0에서 1 사이의 값이다. 기울기 이득(SG)이 1이면, 예비 기울기(S1)가 그대로 흑신장 기울기(S2)가 된다. 따라서, 필드 최소값(Ymin)은 소정값(0)으로 흑신장된다. 기울기 이득(SG)이 1보다 작을수록 흑신장되는 정도가 작아진다. 바람직하기로는, 기울기 이득(SG)은 흑신장 기울기(S2)가 필드 최소값(Ymin)과 꺽임점(Yt) 사이의 기울기 보다는 크고, 예비 기울기(S1)보다는 작거나 같도록 설정되는 것이 바람직하다.

좀 더 상세하게는, 흑신장 수단(96)은 제1 곱셈기(961), 제2 곱셈기(963), 감산기(965) 및 가산기(967)를 포함하여 구성된다.

제1 곱셈기(961)는 예비 기울기(S1) 및 기울기 이득(SG)를 곱하여, 흑신장 기울기(S2)를 출력한다. 감산기(965)는 영상신호(Yin)에서 꺽임점(Yt)을 감산한다. 제2 곱셈기(963)는 흑신장 기울기(S2)와 감산기(965)의 출력, 'Yin-Yt'를 곱한다. 가산기(967)는 제2 곱셈기(963)의 출력 '(Yin-Yt)*S2'에 꺽임점(Yin)을 더하고, 그 결과를 흑신장된 영상신호로서 출력한다.

출력부(98)는 흑신장 수단(96)에서 출력되는 흑신장된 영상신호와 영상신호(Yin)를 받아들이고, 감산기(965)의 감산결과에 따라 영상신호(Yin) 또는 흑신장된 영상신호중 하나를 선택하여 출력 영상신호(Yout)로서 출력한다. 즉, 출력부(98)는 감산기(965)의 감산 결과가 양수이면 영상신호(Yin)가 선택되어 출력 영상신호(Yout)로서 출력된다. 여기서, 감산기(965)의 감산 결과가 양수이면 영상신호(Yin)가 꺽임점(Yt)보다 큰 레벨을 갖는 신호이므로, 이는 흑신장을 할 필요가 없는 영역의 신호이므로 영상신호(Yin)를 그대로 출력한다. 반면, 감산기(965)의감산 결과가 음수이면, 출력부(98)는 흑신장된 영상신호를 선택하여 출력 영상신호(Yout)로서 출력한다. 여기서, 감산기(58)의 감산 결과가 음수이면 영상신호(Yin)가 꺽임점(Yt)보다 작은 레벨을 갖는 신호이므로, 흑신장된 영상신호가 선택되어 출력된다.

도 12는 도 11에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치에 의해 영상신호가 흑신장되는 경우를 보이는 도면이다.

도 12를 참조하면, 점선으로 표시된 직선들(L3)은 기울기 이득(SG)이 1보다 작은 경우에 영상신호(Yin)가 흑신장된 결과이고, 실선으로 표시된 직선(L4)은 기울기 이득(SG)이 1인 경우에 영상신호(Yin)가 흑신장된 결과이다. 기울기 이득(SG)이 1에 가까워질수록 영상신호(Yin)가 흑신장된 값은 실선에 가까워진다. 그러나, 기울기 이득(SG)의 최대값은 1이므로, 영상신호(Yin)가 흑신장된 값이 영상처리 장치의 최저값(0)보다 적은 값으로 과도하게 흑신장되지는 않는다.

따라서, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 종래의 과도한 흑신장에 따른 화면 왜곡이 최소화된다. 또한, 영상신호를 흑신장할 때, 필드 최대값 대신에 흑영역의 평균값을 사용함으로써, 자막이 많이 들어간 화면과 자막이 전혀 들어가지 않은 화면 사이와 같이 화면 패턴이 급격하게 변하는 경우 발생될 수 있는 화면 플리커링(flickering)이 최소화될 수 있다. 특히, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치는 흰색의 자막이 많은 화면의 펄럭거림을 방지하는 데 큰 효과를 갖는다. 그리고, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치에서는 기울기 이득을 사용자가 정함으로써, 흑신장의 정도가 사용자에 의해 조절될 수 있다.

도 13은 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치에서 수행되는 흑신장 방법을 도시한 흐름도이다. 이를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치에서 수행되는 흑신장 과정을 정리하면, 다음과 같다.

먼저, 입력되는 영상신호(Yin)가 수평으로 저대역 필터링되고, 라인별 최소/최대값(Lmin,Lmax)이 구해진다(S10). 라인별 최소/최대값(Lmin,Lmax)은 수직으로 저대역 필터링되고, 한 필드에서의 최소/최대값이 구해진다(S12). 그리고, S20 단계에서 얻어진 최소/최대값이 다시 저대역 필터링되어, 필드 최소값 및 필드최대값(Ymin,Ymax)이 얻어진다(S14).

필드 최소값 및 필드 최대값(Ymin,Ymax)을 사용하여 수학식 1에 의해 꺽임점(Yt)이 구해진다(S16). 필드 최소값(Ymin)을 하드웨어 레인지의 최소값으로 흑신장되게 하는 제1 기울기(G1)가 수학식 6에 의해 구해진다(S18).

사용자에 의해 설정된 제2 기울기(G2)를 이용하여 필드 최소값(Ymin)을 흑신장한 한 결과가 구해진다(S20).

S20 단계에서 구해진 결과가 소정값(0)보다 크거나 같은지를 판단하여(S22), 크거나 같으면 제2 기울기(G2)를 이용하여 수학식 2에 의해 영상신호(Yin)을 흑신장한다(S24). 그렇지 않으면, S18 단계에서 구한 제1 기울기(G1)를 이용하여 수학식 4에 의해 영상신호(Yin)를 흑신장한다(S26).

영상신호(Yin)가 꺽임점(Yt)보다 크거나 같은지를 판단하여(S28), 크거나 같으면, 흑신장되지 않은 영상신호를 출력한다(S30), 그렇지 않으면, 흑신장된 영상신호를 출력한다(S32).

이를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치에서 수행되는 흑신장 과정을 정리하면, 다음과 같다.

먼저, 입력되는 영상신호(Yin)가 수평으로 저대역 필터링되고, 라인별 최소값(Lmin)이 구해진다(S40). 라인별 최소값(Lmin)은 수직으로 저대역 필터링되고, 한 필드에서의 최소값이 구해진다(S42). 그리고, S42 단계에서 얻어진 필드별 최소값이 다시 저대역 필터링되어, 필드최소값(Ymin)이 얻어진다(S44).

한편, 한 필드에서 입력되는 영상신호(Yin) 중에서 흑영역에 해당되는 신호의 평균값을 구하여, 흑영역 평균값(Yavr)이 추출된다(S46).

필드 최소값(Ymin) 및 흑영역 평균값(Yavr)을 사용하여 수학식 7에 의해 꺽임점이 구해진다(S48). 다음으로, 예비 기울기(S1)가 수학식 8에 의해 구해진다(S50). 그리고, 사용자에 의해 설정된 기울기 이득(SG)을 이용하여 흑신장 기울기(S2)가 계산된다(S52).

S52 단계에서 구한 흑신장 기울기(S2)를 이용하여 수학식 9에 의해 영상신호(Yin)을 흑신장한다(S54).

영상신호(Yin)가 꺽임점(Yt)보다 크거나 같은지를 판단하여(S56), 크거나 같으면, 흑신장되지 않은 영상신호를 출력한다(S58), 그렇지 않으면, 흑신장된 영상신호를 출력한다(S60).

도 13 또는 도 14에 도시된 흐름도에서 각 단계들이 반드시 도시된 순서대로수행되어야 하는 것은 아니다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 흑신장 장치는 과도한 흑신장을 방지하고 또한 다단계의 저역 필터링을 통해 임펄스 잡음, 캡션 방송 등으로 인한 급격한 영상 차이를 줄임으로써 화면의 펄럭거림을 최소화한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 흑신장 장치는 영상신호의 다이나믹 레인지에 따라 적응적으로 흑영역의 영상신호를 흑신장함으로써, 필드간의 급격한 영상 차이 등으로 인한 오동작을 방지한다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치에서는 사용자가 흑신장 정도를 조절할 수 있다. 그리고, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 흑신장 장치는 필드 최대값이 아닌 흑영역 평균값을 이용하여 흑신장함으로써, 자막이 많은 화면, 특히 흰색 자막이 많은 화면의 펄럭거림을 최소화하는 데 큰 효과를 가진다.

Claims

영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값 및 최대값을 한 필드 단위로 각각 추출하여 필드 최소값 및 필드 최대값으로서 출력하는 최소/최대값 추출부; 및

상기 필드 최소값 및 상기 필드 최대값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점과, 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 제1기울기를 구하며, 상기 영상신호의 다이내믹 레인지에 따라 상기 제1기울기 또는 사용자에 의해 결정되는 제2기울기중 하나를 선택하고, 선택된 기울기에 상응하여 상기 수신된 영상신호를 흑신장하는 적응적 흑신장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 장치.
제1항에 있어서, 상기 적응적 흑신장부는

상기 꺽임점을 구하여 출력하고, 상기 제2기울기에 상응하여 상기 필드 최소값을 흑신장한 결과를 상기 소정값과 비교하고, 비교된 결과를 제1선택신호로서 출력하는 꺽임점 추출부;

상기 필드 최소값과 상기 꺽임점을 받아들여, 상기 필드 최소값이 상기 소정값으로 흑신장되도록 하는 상기 제1기울기를 구하여 출력하는 기울기 계산부;

상기 제1선택신호에 상응하여 상기 제1기울기 또는 상기 제2기울기중 하나의 기울기를 선택하고, 선택된 기울기와 상기 꺽임점을 이용하여 상기 영상신호를 흑신장하는 흑신장 수단; 및

상기 영상신호, 상기 꺽임점 및 상기 흑신장 수단에서 출력되는 흑신장된 영상신호를 수신하여, 상기 영상신호가 상기 꺽임점보다 큰 레벨을 가지면 상기 영상신호를 그대로 출력하고, 상기 영상신호가 상기 꺽임점보다 작은 레벨을 가지면 상기 흑신장된 영상신호를 출력하는 영상신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는적응적 흑신장 장치.
제2항에 있어서, 상기 흑신장 수단은

상기 제1기울기 및 상기 제2기울기를 받아들이고, 상기 제1선택신호에 상응하여 상기 제1기울기 또는 상기 제2기울기중 하나의 기울기를 선택하여 출력하는 선택기;

상기 영상신호의 레벨에서 상기 꺽임점의 레벨을 감산하는 감산기;

상기 선택기에 의해 선택된 기울기와 상기 감산기의 출력을 곱하는 곱셈기; 및

상기 영상신호에 상기 곱셈기에서 출력되는 값을 가산하고, 가산된 결과를 상기 흑신장된 영상신호로서 출력하는 가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 장치.
상기 영상신호로부터 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음등을 제거하고, 잡음 제거된 신호로부터 라인별로 라인 최소값 및 라인 최대값을 추출하는 제1 저역 통과 필터링부;

상기 라인 최소값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최소값을 추출하여 필드 최소값으로서 출력하고, 상기 라인 최대값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최대값을 추출하여 필드 최대값으로서 출력하는 제2 저역 통과 필터링부; 및

상기 필드 최소값 및 상기 필드 최대값을 이용하여 흑신장 구간을 결정하는 꺽임점을 구하고, 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이하의 레벨을 가지면, 상기 영상신호를 흑신장하는 적응적 흑신장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 장치.
제4항에 있어서, 상기 적응적 흑신장 장치는

상기 제2 저역 통과 필터링부와 상기 적응적 흑신장부 사이에 연결되어, 필드간의 연속적이지 못한 상기 필드 최소값 및 상기 필드 최대값을 저역필터링하는 필드 저역통과필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 저역 통과 필터링부는

상기 입력신호를 저역필터링하여 출력하는 수평 저역 통과 필터; 및

상기 수평 저역 통과 필터로부터 출력되는 신호의 최소값 및 최대값을 추출하여 각각 상기 라인 최소값 및 라인 최대값으로서 출력하는 라인별 최소/최대값 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2 저역 통과 필터링부는

상기 라인 최소값 및 라인 최대값을 각각 저역필터링하고, 저역필터링된 신호를 제1 및 제2 신호로서 출력하는 수직 저역 통과 필터; 및

상기 제1신호의 최소값을 추출하여 상기 필드 최소값으로서 출력하고, 상기제2신호의 최대값을 추출하여 필드 최대값으로서 출력하는 필드별 최소/최대값 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 장치.
제4항에 있어서, 상기 적응적 흑신장부는

상기 꺽임점을 구하여 출력하고, 소정의 제1기울기에 상응하여 상기 필드 최소값을 흑신장한 결과를 상기 소정값과 비교하고, 비교된 결과를 제1선택신호로서 출력하는 꺽임점 추출부;

상기 필드 최소값과 상기 꺽임점을 받아들여, 상기 필드 최소값이 상기 소정값으로 흑신장되도록 하는 제2기울기를 구하여 출력하는 기울기 계산부;

상기 제1선택신호에 상응하여 상기 제1기울기 또는 상기 제2기울기중 하나의 기울기를 선택하고, 선택된 기울기와 상기 꺽임점을 이용하여 상기 영상신호를 흑신장하는 흑신장 수단; 및

상기 영상신호, 상기 꺽임점 및 상기 흑신장 수단에서 출력되는 흑신장된 영상신호를 수신하여, 상기 영상신호가 상기 꺽임점보다 큰 레벨을 가지면 상기 영상신호를 그대로 출력하고, 상기 영상신호가 상기 꺽임점보다 작은 레벨을 가지면 상기 흑신장된 영상신호를 출력하는 영상신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 장치.
영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값을 한 필드 단위로 추출하여 필드 최소값으로서 출력하는 최소값 추출부;

상기 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호 중에서 흑영역에 속하는 영상신호의 평균값을 한 필드 단위로 추출하여 출력하는 흑영역 평균값 추출부; 및

상기 필드 최소값 및 상기 흑영역 평균값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점과, 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 예비 기울기를 구하고, 소정의 기울기 이득에 따라흑신장 기울기를 구하며, 상기 흑신장 기울기에 상응하여 상기 영상신호를 흑신장하는 흑신장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 흑신장 장치.
제9항에 있어서, 상기 흑신장부는

상기 필드 최소값, 상기 흑영역 평균값 및 소정의 꺽임점 비율을 이용하여 상기 꺽임점을 구하여 출력하는 꺽임점 추출부;

상기 최소값과 상기 꺽임점을 받아들여, 상기 예비 기울기를 구하여 출력하는 기울기 계산부;

상기 예비 기울기와 상기 기울기 이득을 이용하여 상기 흑신장 기울기를 구하고, 상기 흑신장 기울기에 상응하여 상기 영상신호를 흑신장하는 흑신장 수단; 및

상기 영상신호, 상기 꺽임점 및 상기 흑신장부에서 출력되는 흑신장된 영상신호를 수신하여, 상기 영상신호가 상기 꺽임점보다 큰 레벨을 가지면 상기 영상신호를 그대로 출력하고, 상기 영상신호가 상기 꺽임점보다 작은 레벨을 가지면 상기 흑신장된 영상신호를 출력하는 영상신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 흑신장 장치.
제9항에 있어서, 상기 최소값 추출부는

상기 영상신호로부터 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음등을 제거하고, 잡음 제거된 신호로부터 라인별로 라인 최소값을 추출하는 제1저역 통과 필터링부;

상기 라인 최소값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최소값을 추출하여 상기 필드 최소값으로서 출력하는 제2저역 통과 필터링부를 구비하는 것을 특징으로 하는 흑신장 장치.
제11항에 있어서, 상기 흑신장 장치는

상기 제2 저역 통과 필터링부와 상기 흑신장부 사이에 연결되어, 필드간의 연속적이지 못한 상기 필드 최소값을 저역필터링하는 필드 저역통과필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 흑신장 장치.
수신되는 영상신호를 흑신장하는 방법에 있어서,

(a) 상기 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값 및 최대값을 한 필드 단위로 각각 추출하여 필드 최소값 및 필드 최대값을 구하는 단계;

(b) 상기 필드 최소값 및 상기 필드 최대값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점을 구하는 단계;

(c) 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 제1기울기를 구하는 단계;

(d) 상기 영상신호의 다이내믹 레인지에 따라 상기 제1기울기 또는 사용자에 의해 결정되는 제2기울기중 하나를 선택하는 단계; 및

(e) 상기 선택된 기울기에 상응하여 상기 수신된 영상신호를 흑신장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 방법.
제13항에 있어서, 상기 (a) 단계는

(a1) 상기 영상신호로부터 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음등을 제거하고, 잡음 제거된 신호로부터 라인별로 라인 최소값 및 라인 최대값을 추출하는 단계;

(a2) 상기 라인 최소값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최소값을 추출하여 상기 필드 최소값으로서 출력하는 단계; 및

(a3) 상기 라인 최대값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최대값을 추출하여 상기 필드 최대값으로서 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 방법.
제13항에 있어서, 상기 (e) 단계는

(e1) 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이상인지를 판단하는 단계;

(e2) 상기 (e1)단계의 판단 결과, 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이상이면, 상기 영상신호를 그대로 출력하는 단계; 및

(e3) 상기 (e1)단계의 판단 결과, 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이상이 아니면, 상기 흑신장된 영상신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 흑신장 방법.
수신되는 영상신호를 흑신장하는 방법에 있어서,

(a) 상기 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호의 최소값을 한 필드 단위로 추출하여 필드 최소값을 구하는 단계;

(b) 상기 영상신호를 수신하고, 상기 영상신호 중에서 흑영역에 속하는 영상신호의 평균값을 한 필드 단위로 추출하여 출력하는 흑영역 평균값을 구하는 단계;

(c) 상기 필드 최소값 및 상기 흑영역 평균값을 이용하여, 흑신장할 구간을 결정하는 꺽임점을 구하는 단계;

(d) 상기 필드 최소값 및 상기 꺽임점을 이용하여 상기 필드 최소값이 소정값으로 흑신장되도록 하는 예비 기울기를 구하는 단계;

(e) 상기 예비 기울기와 소정의 기울기 이득을 곱하여 흑신장 기울기를 구하는 단계; 및

(f) 상기 흑신장 기울기에 상응하여 상기 수신된 영상신호를 흑신장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 흑신장 방법.
제16항에 있어서, 상기 (a) 단계는

(a1) 상기 영상신호로부터 각 라인에 존재하는 임펄스 잡음등을 제거하고, 잡음 제거된 신호로부터 라인별로 라인 최소값을 추출하는 단계; 및

(a2) 상기 라인 최소값을 저역필터링하고, 저역필터링된 신호로부터 최소값을 추출하여 상기 필드 최소값으로서 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑신장 방법.
제16항에 있어서, 상기 (e) 단계는

(e1) 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이상인지를 판단하는 단계;

(e2) 상기 (e1)단계의 판단 결과, 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이상이면, 상기 영상신호를 그대로 출력하는 단계; 및

(e3) 상기 (e1)단계의 판단 결과, 상기 영상신호가 상기 꺽임점 이상이 아니면, 상기 흑신장된 영상신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑신장 방법.