KR20060021391A - 휘도 및 컬러 분리 - Google Patents

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KR20060021391A
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클라우스 엔. 콜데스
한 제라드 드
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)로부터 휘도 신호(Y) 및 두 개의 컬러 신호들(U, V)을 추출하는 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300)이 개시된다. 필터 유닛(300)은 제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 다른 샘플들을 포착하는 포착 수단(302); 상기 제1 샘플과 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 상관성 추정 수단(304); 상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 관계들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하는 페널티 추정 수단(306); 상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 계산 수단(308); 대응하는 결합된 값에 기초하여 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 선택 수단(310); 및 상기 제1 샘플 및 특정 샘플에 기초하여 제1 픽셀에 대응하는 최종적인 휘도 값 및 두 개의 컬러 값들을 결정하는 디코딩 수단(312)을 포함한다.
필터 유닛, 휘도 및 색도, 상관성 추정 수단, 디코딩 유닛, 계산 유닛.

Description

휘도 및 컬러 분리{Luminance and color separation}
본 발명은 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도 신호(chrominance signal)를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호로부터 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들을 추출하는 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이미지 처리 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는:
휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호를 수신하는 수신 수단; 및
상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들을 추출하는 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛을 포함한다.
본 발명은 또한 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호로부터 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들을 추출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호로부터 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들을 추출하는 명령을 포함하는 컴퓨터 장치에 의해 로딩되는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이며, 상기 컴퓨터 장치는 처리 수단 및 메모리를 포함한다.
많은 시장들에서 용이하게 사용할 수 있게 된 HDTV 세트들에 의하여, 디지털 텔레비전은 급속하게 대중화되고 있다. 그러나, 아날로그 텔레비전은 가까운 미래에 가장 중요한 텔레비전 표준으로 남아있을 것이라고 예상된다. 상당히 높은 해상도를 나타내는 점점 더 큰 텔레비전들의 출현으로 인하여, 디코딩된 아날로그 텔레비전 신호의 품질 개선을 지속하는 것이 바람직하다.
아날로그 텔레비전에 지속적으로 존재하는 많은 아티팩트(artifact)들은 복합 컬러 비디오 신호들에서의 휘도 및 색도의 불완전한 분리에 의해 초래된다. 이러한 분리는 색도 요소(C)가 휘도의 고-주파수 부분, 즉 도1에 도시된 바와 같이, 그레이-값(Y) 스펙트럼에서의 서브-캐리어 상에서 색도 요소를 변조시킴으로써 전송된다는 사실 때문에, 필요로 된다. 양 요소들이 동일한 주파수 공간을 공유하기 때문에, 수신기 측에서의 그것들의 분리는 단지 불완전할 수 있고, 종종, 크로스-컬러(cross-color) 및 크로스-휘도(cross-luminance)로서 공지된 아티팩트를 발생시킨다.
저-비용 PAL 및NTSC 디코더의 제1 형태는 Y/C 분리를 위한 수평적인 대역-폭/노치 필터(notch filter)를 사용한다. K. Jack. Eagle Rock에 의한 "Video demystified: a handbook for the digital engineer 3rd edition": LLH Technical Publishing, 2001. ISBN 1-878707-56-6에서 페이지 428-433을 참조하라. 여기서, 휘도 경로 내의 노치 필터는 대부분의 색도를 억제하지만, 고-주파수 휘도를 또한 감쇠시킨다. 마찬가지로, 색도 경로 내의 대역 통과 필터는 색도를 통과시키지만, 고-주파수 휘도를 또한 통과시킨다. 따라서, 이러한 디코더들은 수평적인 휘도 해상도의 손실 및 강한 크로스-휘도와 크로스 컬러 아티팩트를 겪게 된다.
제2 형태의 보다 진보된 디코더들은 소위 쿰-필터(comb-filter)들을 사용함으로써 Y/C 분리를 개선시키기 위한 것이다. D. Teichner에 의한 IEEE Transactions in Consumer Electronics, Vol. 34(1988), No.1, pp.205-227의 논문 "Three-dimensional pre- and post-filtering for PAL TV signals"를 참조하라. 이 형태의 디코더들은 색도로부터 휘도를 분리하기 위하여 어떤 수직적이거나 시간적인 인접 샘플들의 반대 서브-캐리어 위상을 활용한다. 기본적인 원리는 임의의 위상(φ)에서 인코딩되는 복합 PAL 샘플(F1):
Figure 112005074476287-PCT00001
식(1)
및 동일한 휘도와 색도 값으로부터 인코딩되는 것으로 가정되는 180°+ φ에서 인코딩되는 제2 샘플(F2):
Figure 112005074476287-PCT00002
식(2)
을 취함으로써 설명될 수 있다.
이제, F1 및 F2를 합산하고 그 다음에 2로 나누면 개별적인 휘도(Y)가 발생되는 반면, 감산하고 2로 나누면 변조된 색도(Usin(φ) + Vcos(φ))가 발생된다. 이것은 완전한 Y/C 분리는 F1 및 F2가 실제로 매우 상관된 YUV 값으로부터 인코딩되는 경우에 가능하다는 것을 의미한다.
현재의 최첨단 쿰-필터들은 최고로 검출된 상관성의 방향을 따라서 필터링함으로써 다수의 공간적이고 시간적인 쿰-필터들을 적응형으로 결합한다. C.Hentshel. Stuttgart에 의한 "Video-Signalverabeitung": Teubner, 1998. ISBN 3-519-06250-X를 참조하라(도2를 또한 참조하라). 그러나, 특히, 수직으로 디테일되고/되거나 이동하는 영역에서, 사용 가능한 쿰-필터링 방향들은 필요로 되는 반대 서브-캐리어 위상으로 인하여 종종 너무 제한된다. 이와 같이, 현대의 3D 쿰-필터조차도 크로스-토크 아티팩트 및 해상도 손실을 겪게 된다.
본 발명의 목적은 개선된 휘도 및 컬러 분리를 갖는 서두 단락에 서술된 종류의 필터 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은:
제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하는 포착 수단;
상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 상관성 추정 수단;
상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 관계들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값(penalty value)들을 추정하는 페널티 추정 수단;
상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 계산 수단;
상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교되는 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 선택 수단; 및
상기 제1 샘플 및 특정 샘플에 기초하여, 제1 픽셀에 대응하는 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 한 세트의 값들 중 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하는 디코딩 수단을 포함하는 필터 유닛에서 달성된다.
예를 들어, 쿰-필터들에 기초한 종래 기술의 필터 유닛들에서, 선택된 디코딩 옵션, 즉, 특정 샘플은 단지 제1 샘플과 특정 샘플 사이의 상관성에 기초한다. 표준 두 샘플 필터 유닛에서의 제1 샘플의 Y/C 분리에 대하여, 상기 제1 샘플에 비교하여 소정의 서브-캐리어 위상 차이를 갖는 부가적인 샘플이 필요로 된다. 그러나, 그 조건을 충족시키는 샘플들의 수는 비교적 제한된다. 그것 이외에, 종종, 예를 들어, 많은 이미지 디테일 또는 모션의 경우에, 제1 샘플과 특정 샘플 사이의 실제 상관성은 비교적 낮다.
본 발명에 따른 필터 유닛에서, 더 일반적인 방법은 확장된 세트의 후보 샘플들, 즉, 디코딩 옵션들을 적용함으로써 사용된다. 가장 적절한 샘플, 즉, 특정 샘플의 선택은 두 개의 제1 샘플과 특정 샘플 사이의 상관성에 기초하고, 대응하는 페널티 값에 기초한다. 따라서, 제1 샘플 및 상기 제1 샘플에 대응하는, 픽셀의 소정의 공간적이거나 시간적으로 이웃한 픽셀에 대응하는 특정 샘플이 두 개의 샘플 필터 유닛에 대한 입력으로서 사용된다. 본 발명에 따른 필터 유닛의 기본적인 원리는 쿰-필터링이 샘플들의 정확한 공간적이거나 시간적인 방향에 관계없이, 최고의 대응성을 나타내는 샘플들에 대해 가장 바람직하다는 것이다. 이것은 엄격한 위상 요건, 예를 들어, 180°차이와 상관성 사이에 트레이드-오프(trade-off)가 존재한다는 것을 의미하는데, 예를 들어, 특정 샘플 및 제1 샘플은 정반대의 서브-캐리어 위상들이 아니라, 가령, 170°의 서브-캐리어 위상들의 차이를 가질 수 있다는 것을 의미한다. 그 경우에, 서브-캐리어 위상들의 차이가 170°일지라도, 특정 샘플이 자신의 높은 상관 값 때문에 선택될 수 있다. 이 방법은 디코딩 옵션들의 상당한 증가를 제공함으로써, 디코딩 품질의 증가를 보증한다.
본 발명에 따른 실시예에서, 상관성 추정 수단은 제1 휘도 값과 제2 휘도 값 사이의 차이를 계산함으로써 상관 값들 중 제1 상관 값을 계산하도록 배열되며, 상기 제1 휘도 값은 제1 픽셀에 속하고 휘도 신호의 제1 샘플의 근사치로 표현되며, 상기 제2 휘도 값은 상기 제1 픽셀에 이웃한 픽셀들 중 제2 픽셀에 속하고 상기 휘도 신호의 제2 샘플의 근사치에 의해 표현된다. 대안으로, 색도 값들은 상관 값들 중 제1 값을 추정하는데 적용된다. 휘도 신호의 근사치는 초기 분리 필터에 의해 수행되는 초기 Y/C 분리에 의해 획득된다. 이러한 초기 분리 필터는 상술된 바와 같은 임의의 공지된 형태의 Y/C 분리 필터, 예를 들어, 수평 대역-통과/노치 필터들 또는 공지된 쿰-필터에 기초할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서, 페널티 추정 수단은 제1 픽셀과 상기 제1 픽셀에 이웃한 픽셀들 중 제2 픽셀 사이의 거리를 계산함으로써 페널티 값들 중 제 1 값을 계산하도록 배열된다. 픽셀들 사이의 거리는 Y/C 분리에 적용될 대응하는 샘플들의 적합성을 결정하기 위한 적절한 측정치이다. 시간적이거나 공간적인 차이가 크면 클수록, 샘플이 더 적절하지 않다.
본 발명에 따른 실시예에서, 상기 페널티 추정 수단은:
제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플의 제1 서브-캐리어 위상과 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 다른 샘플들 중 제1 샘플의 제2 서브-캐리어 위상 사이의 제1 차이를 계산하고;
상기 제1 차이와 미리 결정된 값 사이의 제2 차이를 계산함으로써 페널티 값들의 제1 값을 계산하도록 배열된다.
두-샘플 필터 유닛의 경우에, 상기 미리 결정된 값은 180°에 대응한다. 세-샘플 필터 유닛의 경우에, 상기 미리 결정된 값은 120°에 대응한다. 후자의 경우에, 디코딩 수단은 제1 샘플, 특정 샘플 및 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 다른 샘플들 중 부가적인 샘플에 기초하여 제1 픽셀에 대응하는 최종적인 휘도 값 및 두 개의 컬러 값들을 결정하도록 배열된다. 최적의 서브-캐리어 위상으로부터의 편차는 Y/C 분리에 적용될 대응하는 샘플들의 적합성을 결정하기 위한 비교적 양호한 측정치이다. 최적의 서브-캐리어 위상으로부터의 편차의 계산은 간단하다.
본 발명에 따른 실시예에서, 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들은 상기 제1 픽셀을 중심으로 하고 상기 제1 픽셀이 속하는 제1 필드 내에 위치되는 윈도우에 위치된다. 대안으로, 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들의 제1 부분은 상기 제1 픽셀을 중심으로 하고 상기 제1 픽셀이 속하는 제1 필드 내에 위치되는 제1 윈도우에 위치되며, 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들의 제2 부분은 제2 필드 내에 위치되는 제2 윈도우에 위치된다. 제2 윈도우는 중앙 픽셀을 중심으로 한다. 제1 옵션은 제1 픽셀 및 중앙 픽셀이 서로 동일한 좌표를 갖는다는 것이다. 제2 옵션은 제1 픽셀 및 중앙 픽셀이 모션 궤도(motion trajectory)를 따라 위치된다는 것이다. 이것은 제1 픽셀의 좌표와 중앙 픽셀의 좌표 사이의 차이가 제1과 제2 필드의 부분들 사이의 모션을 나타내는 모션 벡터에 의해 결정된다는 것을 의미한다. 다수의 필드들에 대응하는 다수의 윈도우를 적용하는 장점은 적절한 특정 샘플을 선택할 가능성이 비교적 높다는 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 개선된 휘도 및 컬러 분리를 갖는 서두 단락에 서술된 종류의 이미지 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은:
제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하는 포착 수단;
상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 상관성 추정 수단;
상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 관계들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하는 페널티 추정 수단;
상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각각의 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 계산 수단;
상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교되는 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 선택 수단; 및
상기 제1 샘플 및 상기 특정 샘플에 기초하여, 상기 제1 픽셀에 대응하는 최종적인 휘도 값 및 두 개의 컬러 값들을 포함하는 한 세트의 값들 중 하나 이상의 최종적인 값을 결정하는 디코딩 수단을 포함하는 필터 유닛에서 달성된다.
선택적으로, 이미지 처리 장치는 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들에 의해 표현되는 이미지들을 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함한다. 이미지 처리 장치는 TV일 수 있다.
본 발명의 부가적인 목적은 개선된 휘도 및 컬러 분리를 발생시키는 서두 단락에 서술된 종류의 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은:
제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하는 단계;
상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 단계;
상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 관계들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하는 단계;
상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각각의 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 단계;
상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교되는 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 단계; 및
상기 제1 샘플 및 상기 특정 샘플에 기초하여, 상기 제1 픽셀에 대응하는 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 한 세트의 값들 중 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법에서 달성된다.
본 발명의 부가적인 목적은 개선된 휘도 및 컬러 분리를 발생시키는 서두 단락에 서술된 종류의 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은 로딩된 이후에:
제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하고;
상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하고;
상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 관계들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하고;
상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각각의 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하고;
상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교되는 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하고;
상기 제1 샘플 및 상기 특정 샘플에 기초하여, 상기 제1 픽셀에 대응하는 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 한 세트의 값들 중 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하는 성능을 상기 처리 수단에 제공하는 컴퓨터 프로그램 제품에서 달성된다.
본 발명에 따른 필터 유닛, 이미지 처리 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 이러한 양상들 및 다른 양상들이 첨부 도면 및 이하에 서술된 구현예들과 실시예들로부터 명백해지고, 이러한 도면 및 구현예들과 실시예들을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 복합 PAL 비디오 신호의 스펙트럼을 개략적으로 도시한 도면.
도2는 연속적인 필드에 대한 인접한 비디오 라인들 내의 샘플들의 서브-캐리어 위상들을 개략적으로 도시한 도면.
도3은 본 발명에 따른 필터 유닛의 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도4는 세 개의 샘플 디코딩 방식에 기초하는 본 발명에 따른 필터 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도5A는 고정된 위치에서 다음, 현재 및 이전 필드들 내의 후보 윈도우들을 개략적으로 도시한 도면.
도5B는 모션 보상된 위치에서 다음, 현재 및 이전 필드들 내의 후보 윈도우들을 개략적으로 도시한 도면.
도6은 디코딩된 색도로부터 휘도를 도출하도록 배열되는 본 발명에 따른 필터 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도7은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도면들에 걸쳐서 유사한 부분들에는 동일한 참조 번호들이 병기되어 있다.
도1은 복합 PAL 비디오 신호의 스펙트럼을 개략적으로 도시한 것이다.
Y/C 분리에 관련된 문제를 이해하기 위하여, ITU-R BT.470에 서술된 PAL, NTSC 및 SECAM 표준들과 같은 아날로그 컬러 텔레비전 신호들의 전송을 위한 표준을 이해해야만 한다. 이러한 표준들의 경우에, 기존 흑백 텔레비전들에 대한 역방향 호환성의 요건은 색도(C)의 전송이 그레이 스케일(Y)들에 사용 가능한 대역 내에서 발생해야만 한다는 것을 서술한다.
PAL의 경우, 색상 요소들(U 및 V)은 4.43MHz의 서브-캐리어 주파수 상으로 직교 변조된 진폭이다. 복합 PAL 비디오 신호의 결과적인 일-차원 스펙트럼이 도1에 도시되어 있다. 게다가, V-요소의 부호, 소위 V-스위치는 위상 에러들의 영향을 감소시키기 위하여 다른 라인마다 반전된다. 보다 공식적으로 상기의 것은 식3에서 설명되는데, 여기서
Figure 112005074476287-PCT00003
는 소정 필드(n)에서의 픽셀 위치를 나타내며, FSC는 서브-캐리어 주파수이고 F는 결과적인 복합 PAL 신호이다.
Figure 112005074476287-PCT00004
식(3)
NTSC의 경우, 다소 상이하게 규정된 색도 요소들(I 및 Q)은 3.58MHz의 서브-캐리어 주파수 상으로 직교 변조된 진폭이다. 색도 요소 중 하나에 교호적인 부호가 인가되지 않기 때문에, 디코딩된 픽처(decoded picture)의 잘못된 색조를 발생시킬 수 있는 위상 에러들에 대한 감도가 증가된다. 일-차원 스펙트럼은 지금 사용 가능한 비디오 대역폭이 대략 4.2MHz로 제한된다는 것을 제외하면, PAL과 유사하다. 식 4는 NTSC 인코딩을 공식적으로 규정한다:
Figure 112005074476287-PCT00005
식(4)
본 명세서의 나머지 부분은 PAL 복합 컬러 비디오 신호들의 Y/C 분리를 논의한다. 그러나, NTSC 신호들의 Y/C 분리는 동일한 V-스위치들을 갖는 PAL 신호들의 서술된 분리와 거의 동일하다. 우선, 종래 기술의 Y/C 분리 필터들의 간단한 설명이 제공된다.
텔레비전 수신기에서, Y 및 C의 필요로 되는 분리는 단지 요소들 둘 모두가 동일한 주파수 공간을 공유하기 때문에 불완전할 수 있다. PAL 및NTSC 복합 비디오 신호들을 위한 초기 디코더들은 복합 신호로부터 휘도 및 색도를 분리하기 위하여 두 개의 단일 일-차원 수평 필터들을 사용하였다. 이러한 필터들은 소위 노치 또는 대역-통과 필터들이다.
휘도 경로에서, 노치 필터는 수평 색도 요소들을 제거하기 위하여 서브-캐리어 주파수 부근의 주파수들을 억제한다. 노치 필터의 작은 저지 대역으로 인하여, 고-주파수 색도 요소들은 수평 유색 전이들(horizontal colored transition) 상에서 발생할 때, 불충분하게 감쇠될 것이다. 이것은 색도로부터 휘도로의 크로스-토크를 초래하여, 소위 크로스-휘도 아티팩트들을 발생시킨다. 더구나, 노치 필터가 저지-대역에서 임의의 휘도 요소들을 억제하기 때문에, 휘도 해상도가 상당히 감소된다.
색도 경로에서, 대역-통과 필터는 복합 신호로부터 고주파수 요소들을 분리한다. 대역-통과 필터의 통과-대역이 대부분의 색도 정보를 포함할지라도, 고-주파수 색도가 또한 존재한다. 크로스-토크는 고-주파수 휘도가 색도로서 디코딩될 때 발생하여, 소위 크로스-컬러 아티팩트들을 발생시킨다.
대역-통과 및 노치 필터들은 수평으로 인접한 샘플들의 휘도 및 색도 값이 동일한 경우, 여기서는 주파수 스펙트럼이 서브-캐리어 주파수에서 DC 휘도 요소 및 색도 요소로 이루어질 때, 완전한 Y/C 분리를 달성할 수 있다. 그러나, 수평 축을 따르는 상관성이 불충분한 경우, 주파수 스펙트럼은 고-주파수 휘도 및/또는 색도 요소들을 포함한다. 수평적인 분리는 이제 불완전하고 디코딩된 신호에서 크로스-토크 아티팩트들을 발생시킨다.
수평으로 인접한 샘플들이 불충분하게 상관되는 에어리어들에서, Y/C 분리를 위한 부가적인 방법들이 바람직하다. 그 때문에, 수직 또는 시간 축을 따라 휘도 및 색도를 분리하기 위하여 소위 쿰-필터들이 사용될 수 있다. 그것들의 기본적인 원리들은 표준 디코더의 원리와 유사한데, 즉, 원하는 주파수 요소들을 통과시키고 원하지 않는 주파수 요소들을 억제한다.
그러나, 휘도 및 색도는 이제 fh, 즉, 라인 주파수, 및 fv, 즉, 픽처 주파수의 고조파들로 변조된다. PAL 및 NTSC의 선택된 서브-캐리어 주파수들과 함께, 이것은 충분한 상관성이 존재하는 방향으로 인터리빙되고 중첩하지 않은 휘도 및 색도 주파수 요소들을 발생시킨다. 예를 들어, 픽처의 비-이동 에어리어에서, 상기 샘플들은 시간 축을 따라서 고도로 상관되며, 휘도 및 색도 요소들은 축을 따라서 인터리빙 되고 중첩하지 않는다. 따라서 그 특정 방향의 쿰-형상의 크기 응답이 휘도 및 색도를 분리하는데 사용될 수 있다.
전형적인 쿰-필터 구현예는 휘도와 색도를 분리하기 위하여 반대의 상대적인 위상들, 즉, 180°의 위상 차이를 갖는 두 개의 샘플들을 사용한다. 식 1 및 2를 참조한다.
그러나, 완전한 분리는 단지, 복합 샘플들 둘 모두가 동일한 Y, U 및 V 값들로부터 인코딩되는 경우에만 가능하다. 단지 이러한 경우에서만, 휘도 및 색도 주파수 요소들의 위치들이 쿰-필터의 위치에 대응한다. 따라서, 디코딩 에러들을 방지하기 위하여 쿰-필터링 방향을 따라서 충분한 상관성이 필요로 된다. 이것은 수평적인 수평 축을 따라서 충분한 상관성이 필요로 되는 대역-통과/노치 필터들과 유사하다.
표준 쿰-필터의 고유 결점은 필요로 되는 위상 관계를 충족시키고, 공간적이고/이거나 시간적인 인접 샘플들의 밀도가 낮다는 것이다. 이러한 제한된 샘플들로 인하여, 이웃 샘플들 중 어느 것도 현재의 샘플과 관련하여 충분한 상관성을 나타내지 않는 상황이 발생함으로써, 디코딩된 비디오에서 아티팩트들을 초래한다.
도2는 인접한 비디오 라인들(313, 1, 314, 2, 315 및 2)에서 그리고 연속적인 필드들(1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B 및 4A)에 대하여 샘플들(202, 204, 208, 210, 214 및 216)의 서브-캐리어 위상들을 개략적으로 도시한다. 여기서, 화살표는 서브-캐리어 위상과 동일하다. 예를 들어, 위를 가리키는 것은 d°를 나타내고, 오른쪽을 가리키는 것은 90°를 나타낸다. 이것 이외에, 표준 쿰-필터들을 위해 사용되는 샘플들(206, 212, 및 218)의 쌍들이 도시되어 있다:
샘플들(202 및 204)의 쌍(206)은 라인 쿰-필터에 대응하며;
샘플들(208 및 210)의 쌍(212)은 프레임 쿰-필터에 대응하며;
샘플들(214 및 216)의 쌍(218)은 필드 쿰-필터에 대응한다.
도3은 본 발명에 따른 필터 유닛(300)의 실시예를 개략적으로 도시한다. 특히, 도3은 PAL 디코더를 개략적으로 도시한다. 필터 유닛(300)은 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 신호 상에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)를 가지고 있다. 필터 유닛(300)의 출력은 휘도 신호(Y), 제1 컬러 신호(U) 및 제2 컬러 신호(V)를 포함한다. 필터 유닛(300)은:
제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하는 포착 수단(302);
상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 상관성 추정 수단(304);
상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 관계들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하는 페널티 추정 수단(306);
상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 계산 수단(308);
상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교되는 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 선택 수단(310);
상기 제1 샘플 및 특정 샘플에 기초하여, 제1 픽셀에 대응하는 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 한 세트의 값들 중 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하며, 예를 들어, 쿰-필터에 기초한 임의의 공지된 형태의 PAL 디코딩 필터인 디코딩 수단(312); 및
초기 분리 필터(314)를 포함한다.
샘플 포착 수단(302), 상관성 추정 수단(304), 페널티 추정 수단(306), 계산 수단(308), 선택 수단(310), 디코딩 수단(312) 및 초기 분리 필터(314)는 하나의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다. 통상적으로, 이러한 기능들은 소프트웨어 프로그램 제품의 제어 하에서 수행된다. 실행 동안, 통상적으로 소프트웨어 프로그램 제품은 RAM과 같은 메모리 내로 로딩되고, 메모리로부터 수행된다. 상기 프로그램은 ROM, 하드 디스크, 자기 및/또는 광 저장장치와 같은 백그라운드 메모리로부터 로딩되거나, 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 로딩될 수 있다. 선택적으로, 주문형 반도체가 게시된 기능을 제공한다.
다음으로, 본 발명에 따른 필터 유닛(300)의 동작이 설명될 것이다. 필터 유닛(300)의 중요한 양상은 관련된 샘플들을 선택하는 것이다. 이러한 선택은 복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)의 특성들에 기초한다. 이 경우에, 상기 선택은 샘플마다 수행된다. 이것은 디코딩될 모들 제1 샘플에 대하여, 가장 적절한 부가적인 샘플, 즉, 특정 샘플이 선택된다는 것을 의미한다. 가장 적절한 샘플은:
- 불충분하게 상관된 샘플들이 디코딩 에러를 발생시킬 수 있기 때문에, 상관성 추정 수단(304)에 의해 계산되는 상관 값, 및
- 페널티 추정 수단(306)에 의해 계산되는 페널티 값에 의해 결정된다. 페널티는 위상 측정치 및 선택적으로 거리 측정치에 기초한다. 공간적이고/이거나 시간적인 인접 샘플들은 일반적으로 인접하지 않은 샘플들보다는 현재의 샘플에 더 높은 상관성을 갖는 것으로 예상된다. 이와 같이, 더 큰 공간적이고/이거나 시간적인 거리들은 피해 져야만 한다.
사용 가능한 위상, 선택적으로 거리 및 상관성 정보에 의하면, 직접적인 방법은 공간적이고/이거나 시간적인 인접 샘플들, 소위 후보 세트에 기준을 적용하는 것이며, 이것은 포착 수단(302)에 의하여 발생된다. 그 후보 세트 내에서 선택 수단(310)에 의하여 선택되는 최적 샘플 또는 후보는 디코딩 유닛(312)으로의 입력의 역할을 함으로써, 현재 CVBS 샘플을 디코딩한다.
그러나, 샘플들 사이의 상관성을 결정하는 것은 컬러 텔레비전 신호(CVBS)를 디코딩하기 위하여 닭이 먼저냐 달걀이 먼저인가 하는 문제를 형성하여, 디코딩 이후에만 사용 가능한 샘플들 사이의 상관성을 인지할 필요가 있다. 이러한 사이클을 차단하기 위하여, 필터링은 초기 분리에 의해 개시되고, 이것은 예를 들어, 수평적인 대역-통과/노치 필터들의 조합에 기초하는 초기 분리 필터(314)에 의해 수행된다. 이러한 초기 분리가 완전하지 않을지라도, 실험적인 확인을 통하여 이 용도에 그것이 적합하다는 것이 나타났다.
후보 윈도우의 정확한 크기는 식5에 나타낸 바와 같이, 수평 및 수직 경계들(tx 및 ty)에 의해 결정된다. 다시,
Figure 112005074476287-PCT00006
은 제공된 필드(n) 내의 픽셀 위치(
Figure 112005074476287-PCT00007
)에서의 복합 샘플이다.
Figure 112005074476287-PCT00008
식(5)
여기서
Figure 112005074476287-PCT00009
(식6)이다.
단지 공간적인 후보들만 사용되는 경우, 즉, m=0인 경우, 이것은 식7을 유도하는데, 즉, 완전한 후보 세트(CS)는 공간적인 후보 세트(
Figure 112005074476287-PCT00010
)와 동일하다.
Figure 112005074476287-PCT00011
식(7)
그러나, CS는 공간적인 후보들 뿐만 아니라, 시간적인 후보들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 후보들이 이전, 현재 및 다음 필드의 후보 윈도우들로부터 발생하는 식8 및 도5A에 나타낸 후보 세트를 고려하라.
Figure 112005074476287-PCT00012
식(8)
현재의 공간적인 위치를 중심으로 한 시간적인 윈도우들과 반대되는 바와 같이, 모션 축을 따라 후보 윈도우들을 위치시킴으로써 일시적인 후보들의 상관성을 증가시키기 위하여 모션 보상이 사용되는 것이 바람직하다. 이것은 식9 및 도5에 나타나 있고, 여기서,
Figure 112005074476287-PCT00013
은 필드(n) 내지 필드(n+1) 내의 픽셀 위치(
Figure 112005074476287-PCT00014
)에서의 샘플의 변위를 설명한다. 필드(n)로부터 (n-1)로의 변위는
Figure 112005074476287-PCT00015
, 즉, 선형 이동인 것으로 추정된다.
Figure 112005074476287-PCT00016
식(9)
지연의 증가로 인해, 다음 필드를 사용하는 쿰-필터들은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 단지 이전 필드들만을 사용하는 다양한 구성들이 가능하다. 세 개의 예들이 식10에 나타나 있고, 여기서, 각각의 프레임 및 필드, 필드 단독, 그리고 프레임 단독 쿰-필터들이 규정된다.
Figure 112005074476287-PCT00017
식(10)
상관성 및 위상에 기초한 결합된 값의 계산은 다음과 같이, CSMAX 후보들의 후보 세트(CS)를 제공하는 경우, 결합된 값은 위상 관계 및 현재 샘플에 대한 상관성의 함수로서 각각의 후보로 할당된다. 이것은 식11에 나타나 있고, 여기서, 결합된 값(εi)은 각 후보들(CSi)에 대하여 계산되며, 상기 i ∈ [i,...,CSMAX]이다. 상기 결합된 값은 상관 값(L(CSi, Fi) 및 위상 페널티(P(CSi)의 가중된 합과 동일하고, 여기서 α1 및 α2는 각각의 가중 팩터들에 대응하고:
Figure 112005074476287-PCT00018
식(11)
여기서
Figure 112005074476287-PCT00019
(식(12))이다.
상관 값은 식13에 나타낸 바와 같이, 초기에 분리된 휘도 값의 절대적인 차이로서 직접적인 방법으로 계산된다.
Figure 112005074476287-PCT00020
식(13)
위상 페널티의 기본적인 개념은 상관 잡음의 증폭을 발생시키지 않는 위상 차이들이 가장 낮은 페널티로 발생되어야만 한다는 것이다. 두 개의 샘플 쿰-필터 커널에 대하여, 상기 상황은 엄격한 위상 요건들이 존재할 때, 간소화된다. 동일한 V-스위치들의 경우에, 두 개의 샘플 쿰-필터는 반대의 상대적인 위상, 즉, 180°의 차이를 필요로 하는 반면, 동일하지 않은 V-스위치들의 경우에, 두 개의 샘플들을 사용하는 쿰-필터링은 단지 샘플의 절대적인 위상들이 반대인 경우에만 가능하다.
우선, F1의 서브-캐리어 위상은 ∠(F1)으로 규정된다. [0,2π]로부터 상대적인 위상(β)을 변환하는 표준화된 위상 차이(βn)는:
Figure 112005074476287-PCT00021
식(14)
에 따라 결정된다.
그리고 나서, 동일한 V-스위치들을 갖는 샘플들에 대한 위상 페널티는
Figure 112005074476287-PCT00022
식(15)
에 따라 규정될 수 있다.
다음으로, 동일하지 않은 V-스위치들을 갖는 샘플들에 대한 위상 페널티는:
Figure 112005074476287-PCT00023
식(16)
이다.
후보 세트(CS) 내에서 CSMAX 후보들에 대한 페널티들을 결정하면, 최적의 후보, 즉, 가장 낮은 결합된 값을 갖는 후보가 특정 샘플(F2)로서 선택될 것이다. F1 및 F2 둘 모두는 이제 두 개의 샘플 쿰-필터 커널, 즉, 디코딩 수단(312)에 의해 디코딩될 수 있다.
선택적으로, 필터 유닛(300)은 보간에 의해 샘플링 격자의 증가된 밀도를 달성하도록 디자인되는 업-샘플링 수단(316)을 포함한다. 어떤 공간적인 거리 내에서, 원래 샘플링 격자에 비하여 k 회와 같은 수의 후보들이 사용 가능하며, 상기 k는 업-샘플링 팩터이다. 따라서, 후보들의 양은 증가되는 반면, 증간된 공간적인 거리로 인한 상관성의 저하가 피해진다.
두 개의 샘플들에 기초한 디코딩 이외에, 세 개의 샘플들에 기초한 디코딩 기술들이 존재한다. 이러한 후자 형태의 본 발명에 따른 필터 유닛이 도4와 관련하여 서술된다. 우선, 세 개의 샘플들에 기초한 디코딩이 설명되고 나서, 세 개의 적절한 샘플들을 선택하는 방법이 설명된다.
도4는 세 개의 샘플 디코딩 방식에 기초하는 본 발명에 따른 필터 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 필터 유닛(400)은 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)를 가지고 있다. 필터 유닛(400)의 출력은 휘도 신호(Y), 제1 컬러 신호(U) 및 제2 컬러 신호(V)를 포함한다. 필터 유닛(400)은:
수신된 복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)로부터 제1(F1), 제2(F2) 및 제3(F3) 샘플을 포착하고 비디오 데이터의 인코딩에 사용된 서브-캐리어에 대응하는 세 개의 신호들(α, β 및 γ)을 재생성하도록 배열되는 샘플 포착 유닛(402);
제1 중간 신호(Yn)를 계산하는 제1 처리 유닛(404);
제2 중간 신호(Un)를 계산하는 제1 처리 유닛(406);
제3 중간 신호(Vn)를 계산하는 제1 처리 유닛(408);
제4 중간 신호(E)를 계산하는 제1 처리 유닛(410); 및
중간 신호(Yn, Un, Vn 및 E)에 기초하여, 휘도 신호(Y), 제1 컬러 신호(U) 및 제2 컬러 신호(V)를 계산하는 분할 유닛(412)을 포함한다.
필터 유닛(400)은 복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)로부터 도출된 제1(F1), 제2(F2) 및 제3(F3) 샘플에 기초하여 특정 출력 픽셀의 출력 휘도 값, 특정 출력 픽셀의 제1 컬러 값 및 측정 출력 픽셀의 제2 컬러 값을 계산하도록 배열되며, 여기서, 상기 제1, 제2 및 제3 샘플은 서로 다른 서브-캐리어 위상들을 갖는다.
수신된 복합 샘플(
Figure 112005074476287-PCT00024
)은 세 개의 공지되지 않은 변수들, 즉, Y, U 및V의 값들 및 하나의 공지된 값, 즉, 국부적으로 재생성된 서브 캐리어 위상(ωt)을 도입한다. 기본적인 대수학은 세 개의 선형 식들이 제공되면, 이러한 세 개의 공지되지 않은 변수들이 해결될 수 있다는 것을 나타낸다. 이것은 Y, U 및 V 값들로부터 인코딩된 세 개의 복합 샘플들이 Y, U 및 V 요소들을 정확하게 분리하는데 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 복합 샘플들이 동일하지 않은 Y, U 및 V 값으로부터 인코딩되는 상황에서, 완전한 분리는 가능하지 않고, 디코딩된 값들 내에 에러들이 발생할 것이다.
반대되지 않는 위상들에 의한 샘플들의 디코딩을 더 상세히 논의하기 위하여, 세 개의 복합 샘플들의 V-스위치와 관련된 두 개의 상황:
세 개의 샘플들 모두의 V-스위치가 동일한 상황: 또는
세 개의 샘플들 중 하나가 다른 샘플들과 관련하여 동일하지 않은 V-스위치를 갖는 상황이 고려되어야만 한다.
따라서, 동일한 V-스위치들에 의한 샘플들의 디코딩과 동일하지 않은 V-스위치들에 의한 샘플들의 디코딩 사이의 차이가 만들어진다. 다음의 계산들이 PAL 신호들에 적용 가능할지라도, 동일한 원리들이 동일한 V-스위치들을 갖는 PAL 신호들에 대한 NTSC에 적용된다. 그리고 나서, U 및 V 대신에, 색도 요소들(I 및 Q)이 사용된다.
동일한 V-스위치들의 경우에, 식17에 나타낸 바와 같이 동일한 Y, U 및V 값들로부터 인코딩된 세 개의 복합 샘플들을 고려하자. 세 개의 독립적인 식들을 얻기 위하여, 위상들은 동일하지 않도록, 즉, α ≠ β ≠ γ이도록 선택된다. 또한, 모든 V 요소들의 V-스위치가 양인 것으로 선택된다. 모든 음의 V-스위치들의 경우에, 디코딩된 V 요소의 부호의 반전을 제외하고는 상황이 동일하다.
Figure 112005074476287-PCT00025
식(17)
Y, U 및 V 요소들에 대한 이러한 세 개의 선형 식들을 풂으로써, 식들(18 및 19)의 표현들이 얻어진다. 여기서, Y, U 및 V 요소들은 세 개의 원래 복합 샘플들 및 그것들의 대응하는 서브-캐리어 위상에 의하여 표현된다.
Figure 112005074476287-PCT00026
식(18)
여기서
Figure 112005074476287-PCT00027
식(19)이다.
동일하지 않은 V-스위치들을 갖는 샘플들에 대하여 유사한 계산이 수행된다. 두 가지 상황들:
하나의 복합 샘플의 V-스위치가 양인 반면, 나머지 샘플은 음의 V-스위치를 갖는 상황; 또는
하나의 복합 샘플의 V-스위치가 음인 반면, 나머지 샘플은 양의 V-스위치를 갖는 상황이 구별될 수 있다.
제1 상황은 식(20)에 나타나 있는 반면, 제2 상황은 이것이 디코딩된 V 요소의 부호의 반전을 제외하고는 동일하기 때문에 커버되지 않을 것이다.
Figure 112005074476287-PCT00028
식(20)
Y, U 및 V 요소들에 대해 이러한 식들을 풂으로써, 식들(21 및 22)에 기재된 표현들이 얻어질 수 있다.
Figure 112005074476287-PCT00029
식(21)
여기서
Figure 112005074476287-PCT00030
식(22)이다.
다음으로, 세 개의 샘플들의 경우에 페널티 값들의 계산이 규정된다. 동일한 V-스위치들의 경우에, 위상 페널티 값은 식(23)에 의해 규정된다:
Figure 112005074476287-PCT00031
식(23)
동일하지 않은 V-스위치들의 경우에, 위상 페널티 값은 0<α≤π/2에 대하여 식(25)에서 규정되는 반면, 다른 세 개의 사분면들에 대한, 즉, π/2,π,3π/2 및 2π 사이의 페널티는 αn에 의하여 제1 사분면으로 매핑될 수 있다:
Figure 112005074476287-PCT00032
식(24)
Figure 112005074476287-PCT00033
식(25)
여기서,
Figure 112005074476287-PCT00034
식(26)이다.
도6은 디코딩된 색도로부터 휘도 신호를 도출하도록 배열되는 본 발명에 따른 필터 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 본 발명에 따른 필터 유닛(600)은:
- 두 개의 컬러 신호들 중 제1 U 신호를 필터링하는 제1 저역 통과 필터(602);
- 두 개의 컬러 신호들 중 제2 V 신호를 필터링하는 제2 저역 통과 필터(604);
- 상기 제1 저역 통과 필터(602) 및 제2 저역 통과 필터(604)에 접속되며, 두 개의 컬러 신호들 중 필터링된 제1 ULPF 신호 및 두 개의 컬러 신호들 중 필터링된 제2 VLPF 신호를 재-변조하는 변조기(606); 및
- 복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)로부터 상기 변조기(606)의 출력을 감산하여 휘도 신호(Y)를 발생시키는 감산 유닛(608)을 포함한다.
제1(602) 및 제2 저역 통과 필터(604)는 PAL 인코더들에 적용되는 저역 통과 필터들과 정합하는 특성, 즉, 1.3MHz를 가지며, 변조기(606)는 PAL 인코더들에 적용되는 서브-캐리어로 변조되도록 배열된다. 본 발명에 따른 이 실시예에서, 두 개 의 필터링된 컬러 신호들(ULPF 및 2 VLPF)은 인코딩 이전의 원래 컬리 신호들에 존재하지 않는 주파수 요소들을 포함하지 않거나 거의 포함하지 않는다. 더구나, 휘도 신호는 또한 비디오 인코딩 유닛, 즉, PAL 인코더에 의한 인코딩 이전의 원래 휘도 신호와 더 양호하게 정합한다.
본 발명에 따른 필터의 부가적인 개선점은 동적인 윈도우 리사이징(dynamic window resizing)에 기초한다. 동적 윈도우 리사이징은 계산 비용의 감소를 달성하고 잘못된 초기화로 인한 디코딩 에러들을 방지할 수 있다. 평활한 에어리어에서, 즉, 매우 상관된 샘플들의 경우에, 후보 윈도우 크기는 초기화의 부정확성으로 인한 임의의 에러들을 피하기 위하여 감소될 것이다. 상당한 양의 디테일을 갖는 에어리어들에서, 윈도우 크기의 확대는 충분한 상관성 후보들이 쿰-필터에 사용 가능하다는 것을 보장하는데 필요로 된다.
도7은 - 입력 이미지를 나타내는 신호를 수신하는 수신 수단(302);
- 도3,4 및 6 중 어느 하나와 관련하여 서술된 바와 같은 필터 유닛(706); 및
- 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들에 의해 표현되는 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 장치(704)를 포함하는 본 발명에 따른 이미지 처리 장치(700)를 개략적으로 도시한다.
상기 신호는 안테나 또는 케이블을 통하여 수신된 브로드캐스트 신호일 수 있지만, VCR(비디오 카세트 레코더) 또는 디지털 버서타일 디스크(DVD)와 같은 저 장 장치로부터의 신호일 수 있다. 신호는 입력 커넥터(710)에 제공된다. 이미지 처리 장치(700)는 예를 들어, TV일 수 있다. 대안으로, 이미지 처리 장치(704)는 선택적인 디스플레이 장치를 포함하는 것이 아니라, 디스플레이 장치(704)를 포함하는 장치에 출력 이미지를 제공한다. 그리고 나서, 이미지 처리 장치(700)는 예를 들어, VCR 플레이어일 수 있다. 선택적으로 이미지 처리 장치(700)는 하드-디스크 또는 제거 가능한 매체 상에 저장하기 위한 수단, 예를 들어, 광 디스크들과 같은 저장 수단을 포함한다.
상술된 실시예들이 본 발명을 제한하기보다는 오히려 설명하며, 당업자들이 첨부된 청구항들의 범위를 벗어남이 없이 대안 실시예들을 디자인할 수 있다는 것이 주의되어야만 한다. 청구항들에서, 괄호들 사이의 임의의 참조 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않을 것이다. '포함하는'이라는 단어는 청구항에 목록화되지 않은 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 요소 앞의 "a"와 "an"라는 단어는 다수의 이와 같은 요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇 개의 상이한 요소들을 포함하는 하드웨어 및 적절히 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 몇 가지 수단을 열거하는 유닛 청구항에서, 이러한 수단 중 몇 가지는 하드웨어의 하나 및 동일한 아이템으로 구현될 수 있다.

Claims (15)

  1. 휘도 신호(Y)의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도(C) 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호(CVBS)로부터 휘도 신호(Y) 및 두 개의 컬러 신호들(U, V)을 추출하는 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300)으로서:
    - 제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하는 포착 수단(302);
    - 상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 상기 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 상관성 추정 수단(304);
    - 상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 관계들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하는 페널티 추정 수단(306);
    - 상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 계산 수단(308);
    - 상기 제3 세트의 결합된 값들의 부가적인 결합된 값들에 비교되는 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 선택 수단(310); 및
    - 상기 제1 샘플 및 특정 샘플에 기초하여, 상기 제1 픽셀에 대응하는 최종 적인 휘도 값 및 두 개의 컬러 값들을 포함하는 한 세트의 값들 중 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하는 디코딩 수단(312)을 포함하는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  2. 제1항에 있어서, 상기 상관성 추정 유닛(304)은 제1 휘도 값과 제2 휘도 값 사이의 차이를 계산함으로써 상관 값들 중 제1 상관 값을 계산하도록 배열되며, 상기 제1 휘도 값은 제1 픽셀에 속하고 휘도 신호의 제1 샘플의 근사치로 표현되며, 상기 제2 휘도 값은 상기 제1 픽셀에 이웃한 픽셀들 중 제2 픽셀에 속하고 상기 휘도 신호의 제2 샘플의 근사치에 의해 표현되는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  3. 제1항에 있어서, 상기 페널티 추정 유닛(306)은 제1 픽셀과 상기 제1 픽셀에 이웃한 픽셀들 중 제2 픽셀 사이의 거리를 계산함으로써 상기 페널티 값들 중 제 1 값을 계산하도록 배열되는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  4. 제1항에 있어서, 상기 페널티 추정 수단은:
    제1 픽셀에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플의 제1 서브-캐리어 위상과 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 다른 샘플들 중 제1 샘플의 제2 서브-캐리어 위상 사이의 제1 차이를 계산하고;
    상기 제1 차이와 미리 결정된 값 사이의 제2 차이를 계산함으로써 상기 페널 티 값들의 제1 값을 계산하도록 배열되는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  5. 제4항에 있어서, 상기 미리 결정된 값은 180°에 대응하는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  6. 제4항에 있어서, 상기 미리 결정된 값은 120°에 대응하며, 상기 디코딩 수단(312)은 제1 샘플, 특정 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 다른 샘플들 중 부가적인 샘플에 기초하여 상기 제1 픽셀에 대응하는 상기 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 값들의 세트의 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하도록 배열되는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 픽셀에 이웃한 상기 다른 픽셀들은 상기 제1 픽셀을 중심으로 하고 상기 제1 픽셀이 속하는 제1 필드 내에 위치되는 윈도우에 위치되는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 픽셀에 이웃한 상기 다른 픽셀들의 제1 부분은 상기 제1 픽셀을 중심으로 하고 상기 제1 픽셀이 속하는 제1 필드 내에 위치되는 제1 윈도우에 위치되며, 상기 제1 픽셀에 이웃한 상기 다른 픽셀들의 제2 부분은 제2 필드 내에 위치되는 제2 윈도우에 위치되는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 윈도우는 중앙 픽셀을 중심으로 하고, 상기 제1 픽셀 및 상기 중앙 픽셀은 서로 동일한 좌표들을 갖는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 윈도우는 중앙 픽셀을 중심으로 하고, 상기 제1 픽셀의 좌표와 상기 중앙 픽셀의 좌표간의 차이가 상기 제1 및 제2 필드의 부분들 사이의 모션을 나타내는 모션 벡터에 의해 결정되는, 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(300).
  11. 이미지 처리 장치(700)로서:
    - 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호를 수신하는 수신 수단(702); 및
    - 상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터 상기 휘도 신호 및 두 개의 색도 신호를 추출하는 휘도 및 컬러 분리 필터 유닛(706)을 포함하며, 상기 필터 유닛은:
    * 제1 픽셀에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하는 포착 수단(302);
    * 상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 상기 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나 타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 상관성 추정 수단(304);
    * 상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하는 페널티 추정 수단(306);
    * 상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 계산 수단(308);
    상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교되는 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 선택 수단(310); 및
    * 상기 제1 샘플 및 상기 특정 샘플에 기초하여, 상기 제1 픽셀에 대응하는 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 한 세트의 값들의 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하는 디코딩 수단(312)을 포함하는, 이미지 처리 장치(700).
  12. 제11항에 있어서, 상기 휘도 신호 및 상기 두 개의 컬러 신호에 의해 표현되는 이미지들을 디스플레이하는 디스플레이 장치(804)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치(700).
  13. 제12항에 따른 이미지 처리 장치(700)를 포함하는 TV.
  14. 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호로부터 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들을 추출하는 방법으로서:
    제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하는 단계;
    상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 상기 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하는 단계;
    상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하는 단계;
    상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각각의 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하는 단계;
    상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교하여 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하는 단계; 및
    상기 제1 샘플 및 상기 특정 샘플에 기초하여, 상기 제1 픽셀에 대응하는 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 한 세트의 값들의 적어도 하나의 최종적인 값을 결정하는 단계를 포함하는, 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들을 추출하는 방법.
  15. 휘도 신호의 주파수 스펙트럼의 고-주파수 부분에 위치되는 서브-캐리어 상 에서 변조되는 색도 신호를 포함하는 복합 컬러 텔레비전 신호로부터 휘도 신호 및 두 개의 컬러 신호들을 추출하는 명령들을 포함하는 컴퓨터 장치에 의해 로딩되는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 장치는 처리 수단 및 메모리를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 로딩된 이후에 상기 처리 수단에게,
    제1 픽셀에 대응하는 복합 컬러 텔레비전 신호의 제1 샘플 및 상기 제1 픽셀에 이웃한 다른 픽셀들에 대응하는 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 다른 샘플들을 포착하고;
    상기 복합 컬러 텔레비전 신호로부터의 상기 휘도 신호의 근사치의 초기 분리에 기초하여, 상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제1 세트의 상관 값들을 추정하고;
    상기 제1 샘플과 상기 각각의 다른 샘플들 사이의 상관성들을 나타내는 제2 세트의 페널티 값들을 추정하고;
    상기 제1 세트의 상관 값들 및 상기 제2 세트의 페널티 값들의 각각의 요소들을 결합함으로써 제3 세트의 결합된 값들을 계산하고;
    상기 제3 세트의 결합된 값들 중 부가적인 결합된 값들에 비교하여 대응하는 결합된 값에 기초하여, 상기 복합 컬러 텔레비전 신호의 특정 샘플을 선택하고; 및
    상기 제1 샘플 및 상기 특정 샘플에 기초하여, 상기 제1 픽셀에 대응하는 두 개의 컬러 값들 및 최종적인 휘도 값을 포함하는 한 세트의 값들의 적어도 하나의 최종적인 값을 결정할 수 있는 성능을 제공하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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