KR20060065478A - 모션 한도 로직용 서브캐리어 검출 - Google Patents

Abstract

루마 성분과 크로마 성분으로 구성되면서 서브캐리어 신호 상에서 변조되는 복합 비디오 신호를 수신하는 비디오 디코더를 포함하는 장치가 제시된다. 상기 비디오 디코더는 다수의 주파수 영역에서 루마 성분 및 크로마 성분에 대해 모션 검출 동작을 실행한다. 상기 비디오 디코더에 연결된 가변 한도 로직은, 다수의 주파수 영역 각각에 대해 고유 한도 값을 상기 비디오 디코더에 제공한다. 상기 장치는 가변 한도 로직에 연결된 서브캐리어 검출 로직을 추가로 포함하며, 상기 서브캐리어 검출 로직은 서브캐리어 검출 로직의 공간적 및 시간적 특성을 체크함으로서 서브캐리어 신호를 검출한다.

Description

모션 한도 로직용 서브캐리어 검출{SUB-CARRIER DETECTION (SCD) FOR MOTION THRESHOLD LOGIC}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 디코더에 의해 실행되는 프로세스의 순서도.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 디코더의 블록도표.

도 3은 도 1의 모션 검출 동작의 순서도.

도 4A는 저주파수 모션을 검출하기 위한 회로의 블록도표.

도 4B는 저주파수 모션 검출 프로세스의 순서도.

도 5A는 크로마 및 루마에 대한 고주파수 모션을 검출하는 데 사용되는 로직의 블록도표.

도 5B는 고주파수 크로마 및 루마에 대한 모션 검출 프로세스의 순서도.

도 6A는 루마 모션이 적은 경우에 크로마 및 루마에 대한 고주파수 모션을 검출하는 데 사용되는 로직의 블록도표.

도 6B는 모션이 적은 경우에 고주파수 크로마 및 루마에 대한 모션 검출 프로세스의 순서도.

도 7은 NTSC 모션을 결정하는 방법의 블록도표.

도 8은 디코더의 블렌더(110)의 동작에 대한 블록도표.

도 9는 디코더의 적응성 한도 로직(120)에 대한 블록도표.

도 10은 시간적인 크로마 특성을 체크하는 시간 검출 블록의 개략도.

도 11은 공간 검출 블록의 개략도.

도 12는 공간 크로마 특성을 체크하는 검출 블록의 개략도.

도 13은 라인 크로마 특성을 검출하기 위한 또다른 검출 블록의 개략도.

도 14는 모션 제어 한도 신호들을 발생시키는 로직 블록의 도면.

도 15는 적응성 한도 로직(120)의 가변 한도 로직 블록(710)을 도시하는 블록도표.

도 16은 5-탭 적응성 한도 윈도의 일례의 개략도.

도 17은 크로마 진폭을 시간에 따라 검출하기 위해 디코더에 사용되는 로직의 블록도표.

도 18은 4fsc 샘플링의 공간적 체크를 실행하기 위해 디코더에 사용되는 로직의 블록도표.

도 19는 도 13의 크로마 샘플 비교 블록의 상세도.

도 20은 가변 한도 로직 블록(710)에 의해 사용되는 최종 크로마/루마 상태 값이 발생되는 방법을 나타내는 개략도.

도 21은 디코더에서 PAL에 대한 저주파수 모션을 검출하기 위한 블록도표.

도 22는 디코더에서 PAL에 대한 크로마 모션을 검출하기 위한 블록도표.

도 23은 본 발명의 한 실시예에 따라, 디코더에서 PAL에 대한 루마 모션을 검출하기 위한 블록도표.

도 24는 본 발명의 또다른 실시예에 따라, 디코더에서 PAL에 대한 루마 모션을 검출하기 위한 블록도표.

도 25는 디코더에서 PAL 모션을 검출하는 데 사용되는 로직의 블록도표.

도 26은 디코더에서 3차원 크로마 신호를 발생시키는 데 사용되는 로직의 블록도표.

도 27은 조합된 NTSC/PAL 시스템에 대한 최종 모션 결정을 행하는 데 사용되는 로직의 블록도표.

도 28은 PAL 신호의 경우 고주파수 칼라 스틸 영역에 대해 발생되는 거짓 모션들을 제거하는 데 사용되는 마스크 로직의 블록도표.

본 발명은 비디오 처리에 관한 발명으로서, 특히, NTSC 및 PAL 비디오 신호들을 디코딩하기 위한 모션 검출용 적응성 한도 로직 장치 및 방법에 관한 것이다.

TV 송신을 위한 NTSC(National TV Systems Committee) 표준에서, TV 카메라로부터의 RGB 신호들은 루마 신호와 크로마 신호로 변환되어 효율적인 전송을 구현한다. Y 로 표시되는 푸마 신호는 TV 카메라에 등록된 화상의 밝기와 최대 디테일을 나타낸다. 크로마 신호는 두개의 칼라 차이 신호 R-Y(적색-Y)와 B-Y(청색-Y)의 조합으로서, 이 두 신호는 1MHz로 제한되는 대역폭을 가진다. 칼라 차이 신호들은 3.58MHz 서브캐리어 신호의 위상 및 진폭을 변조하는 데 사용된다. 위상 변조는 의 도한 색조나 특정 칼라를 표현하며, 진폭 변조는 칼라 차이 신호의 강도나 새츄레이션을 표현한다. 크로마 신호가 루마 신호와 주파수 인터리빙되어 크로마 신호와 루마 신호 간에 어떤 에너지 간섭도 가지지 않는 단일 복합 신호를 발생시키도록, 서브캐리어의 주파수가 선택된다.

TV 세트가 NTSC 복합 신호를 수신할 때, 복합 신호는 루마 및 크로마 신호들을 분리시키기 위해 디코더에서 디코딩된다. 크로마 신호는 RY와 B-Y 성분 신호로 복조되어, TV 스크린에 디스플레이할 RGB 신호를 재생성하는 데 사용될 수 있다. 루마 신호와 크로마 신호가 3.58 MHz 부근에서 동일한 주파수 대역폭을 가지기 때문에, 그리고 이들이 더해지기 전엔 두 신호가 사전필터링되지 않기 때문에, 루마 신호와 크로마 신호는 디코딩 과정에서 완전하게 분리될 수는 없다. 따라서, 루마 신호와 크로마 신호 간의 누화의 결과로, 다양한 디코딩 부작용들이 나타난다. 디코딩 부작용들을 최소화시키기 위해 디코딩 과정 중 루마 및 크로마 신호들을 훨씬 양호하게 분리시키는 다수의 방법들이 고안되고 있다.

일반적으로, 루마 및 크로마 신호들을 분리시키는 데는 두가지 방법이 있다. 둘 모두 복합 신호의 한 부분을 다른 한 부분과 구분하도록 설계된 필터들을 이용한다. 첫번째 방법은 "노치/대역통과 필터"를 이용하며, 두번째 방법은 "콤 필터(comb filter)"를 이용한다. 콤 필터에는 여러가지 종류가 있으며, 모두 특별한 장점 및 단점들을 가진다.

노치 필터는 3.58 MHz에 집중되는 크로마 신호의 주파수를 제외하곤, 복합 신호의 모든 주파수를 통과시키도록 설계된다. 그 결과, 크로마 신호가 제거되지 만, 루마 신호의 대응하는 부분도 제거되어, 고주파수 루마 정보의 손실을 일으킨다. 노치 필터는 대역통과 필터와 병렬로 사용되어, 좁은 크로마 대역의 주파수만 통과시키고 루마 신호의 고주파수 부분과 크로마 신호를 출력한다. 요약하자면, 노치/대역통과 필터 방법은 수직 해상도 손실을 거의 일으키지 않으면서(즉, 저주파수) 간단하고 저렴한 접근법이 되는 장점을 가진다. 단점이라면, 고주파수 루마가 크로마로 처리될 때(무지개 패턴 부작용이라 알려짐), 그리고 크로마가 루마로 처리될 때(도트 크롤(dot crawl) 현상이라 불림), 부담스런 디스플레이 부작용들이 나타나며, 루마 해상도가 손실된다는 것이다.

콤 필터링 방법에서는 두 인접 이미지 라인들 간에(이에 따라 두 인접 프레임들 간에, 왜냐하면 한 프레임 내에 홀수개의 라인들이 존재하기 때문) 180도만큼 역전되도록 서브캐리어 위상이 설계된다. 콤 필터링에는 크게 두가지 종류가 있다. 즉, 라인 콤 방식(line combing)과 프레임 콤 방식(frame combing)이 있다. en 방법에서, 기본 개념은 180도만큼 역전된 크로마 위상을 가진 두개의 동일한 신호들을 더하거나 빼는 것이다. 신호들을 더할 때, 크로마 신호가 소거되어 루마 신호가 출력되며, 신호들을 빼면 루마 신호가 소실되고 크로마 신호가 출력된다.

인-라인 콤 방식에는 한 라인, 두 라인, 또는 세 라인이 사용될 수 있다. 한 라인이 사용될 경우, 입력 비디오 신호는 한 라인만큼 지연되며, 이에 따라 지연된 화소 및 지연되지 않은 화소들이 더하고 빼져서 루마 신호와 크로마 신호를 각기 획득한다. 두 라인이 사용될 경우, 한-라인 지연 화소, 두-라인 지연 화소, 그리고 지연없는 화소들의 가중된 덧셈 및 뺄셈이 사용되어, 루마 신호와 크로마 신호를 각각 획득한다. 세 라인이 사용될 경우, 라인 1과 2 그리고 라인 2와 3 사이에서 상관도가 결정된다. 최적의 상관도를 가진 두 라인에 대해서 콤 필터링이 실행된다. 세-라인 적응성 콤 필터는 2차원 적응성 콤 필터라고도 불린다. 모든 라인 콤 방법들은 노치/대역통과 필터 방법에 비해 우수한 결과를 도출하지만, 한-라인 칼라가 존재할 때의 크로스-칼라, 수직 해상도 손실, 도트 크롤(dot crawl) 등을 여전히 나타낸다.

프레임 콤 방식은 라인 콤 방식과 유사하다. 단, 단일 프레임 내의 두 인접 라인들을 비교하는 대신에, 두 인접 프레임 내에서 동일 위치를 가진 두 라인들이 콤에 사용되어, 콤 필터링을 시간 도메인으로 확장한다. 그러나, 프레임 콤 방식은 이미지의 스틸 부분에만 실행될 수 있다. 모션이 존재할 경우, 2차원 콤 방식으로 다시 되돌아가야 한다. 라인 콤 방식으로부터 프레임 콤 방식으로 콤 필터링을 변경하기 위해 모션 검출을 이용하는 방법은 모션-적응성 디코딩, 또는 3차원 적응성 디코딩이라 불린다. 3차원 적응성 디코딩은 스틸 이미지에 대해 도트 크롤이나 크로스 칼라없이 수직 및 수평의 풀(full) 해상도를 유지시킨다. 그러나, 대영역 도트 크롤과 잔상 효과같은 모션 부작용이 존재할 수 있다.

3차원 적응성 디코딩에서, 콤 필터링은 3차원 및 2차원 필터링 방법 사이에서 화소단위로 스위칭된다. 모션이 존재하지 않을 경우 3차원 콤 필터가 적용되고, 모션이 존재할 경우 2차원 콤 필터가 적용된다. 따라서, 두 프레임 간에 "참 모션"이 존재하는 지, 또는 인지된 모션이 지터(jitter)나 노이즈로 인한 "거짓 모션"인 지를 정확하게 검출함으로서 모션 부작용을 최소화시킬 필요가 있다.

본 발명에 따른 장치는 비디오 디코더를 포함하며, 상기 비디오 디코더는 루마 및 크로마 성분을 가지면서 서브캐리어 신호 상에서 변조되는 복합 비디오 신호를 수신한다. 상기 비디오 디코더는 다수의 주파수 영역에서 루마 성분과 크로마 성분에 대해 모션 검출 동작을 실행하도록 구성된다. 상기 비디오 디코더는 비디오 디코더에 연결된 가변 한도 로직을 포함하며, 상기 가변 한도 로직은 다수의 주파수 영역 각각에 대해 비디오 디코더에 고유 한도 값을 제공한다. 이 장치는 가변 한도 로직에 연결된 서브캐리어 검출 로직을 추가로 포함하며, 상기 서브캐리어 검출 로직은 서브캐리어 검출 로직의 공간적 시간적 특성을 체크함으로서 서브캐리어 신호를 검출하도록 구성된다.

개요

본 발명은 TV 세트에 의해 수신되는 복합 NTSC, PAL 신호, 또는 성분 비디오 신호같은 비디오 신호들에서 모션을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 먼저, 신규한 모션 검출 기법을 구현하는 디코더에 대한 개요가 제시될 것이며, 그후 여러 주파수 영역에서의 모션 검출이 제시될 것이다. 이어서, 개별 한도 값들이 어떻게 조정되는 지, 그리고 검출된 모션이 디코더의 블렌더에 의해 어떻게 사용되어 2차원 또는 3차원 디코딩 신호로 출력되는 지를 결정하는 것이 설명될 것이다. NTSC 시호들에 대해 본원의 논의가 집중될 것이지만, PAL 신호나 성분 비디오 신호에도 일부 작은 수정사항과 함께 동등하게 적용될 것이다.

도 1은 신규한 모션 검출 기법을 구현하는 3차원 디코더에 의해 실행되는 프로세스(1000)의 순서도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 크로마 및 루마 성분을 지닌 복합 비디오 신호가 디코더에서 수신된다(단계 1002). 입력 복합 비디오 신호에 대해 모션 검출 동작이 실행된다(단계 1004). 모션 검출 동작은 여러 주파수 영역에서 크로마 및 루마에 대해 실행된다. 각각의 주파수 영역은 조정가능한 고유 한도값을 가져, "참 모션"과 "거짓 모션"을 양호하게 검출할 수 있고, 따라서, 기존 3차원 디코더에 비해 모션 부작용이 적은 디코딩 이미지를 도출할 수 있다. 프로세스는 모션 검출 동작에서 모션이 검출되었는 지 여부를 점검한다(단계 1006). 모션이 검출되면, 프로세스는 단계 1008로 진행하여, 복합 신호 디코딩에 2차원 로직을 이용한다. 그러나, 단계 1006에서 모션이 검출되지 않았다면, 프로세스는 단계 1010으로 진행하여 복합 신호 디코딩에 3차원 로직을 이용한다.

도 2는 TV 세트에 의해 수신되는 NTSC 복합 신호들을 디코딩하기 위한 디코더(100)의 도식적 블록도표를 도시한다. 3차원 디코더(100)는 복합 비디오 신호(102)를 수신한다. 복합 비디오 신호(102)는 제 1, 2 라인 지연(104; 106)에서 각각 한라인 및 두라인만큼 지연된다. 현 라인 신호(L1)는 한라인지연신호(L2)와 두라인지연신호(L3)와 함께, 수직 로직, 수평 로직, 단일라인 로직을 구비한 적응성2차원 디코더(108)에 입력된다. 적응성 2차원 디코더(108)는 복합 비디오 신호로부터 크로마 신호(2D_C)를 필터링하며, 필터링된 2D_C 크로마 신호를 블렌더(110)로 전송한다. 한라인지연신호(L2)는 지연 소자(112)에 또한 전달되며, 지연 소자(112)는 크로마 신호를 필터링하는데 필요한 처리 시간을 보상하여, 루마 신호(Y)를 발 생시킨다. 적응성 2차원 디코더(108)에 추가하여, 디코더(100)는 모션-적응성 3차원 크로마 신호(3D_C)를 발생시키는 로직을 포함한다. 3차원 크로마 신호(3D_C) 역시 블렌더(110)로 전달된다. 두 프레임(즉, 프레임 F0과 F2) 사이에서 크로마 샘플들이 같은 위상임에 따라 두개의 프레임 메모리(114;116)가 크로마 모션의 검출에 사용된다. 모션 검출 블록(118)에서 손실없는 상관도가 쉽게 결정될 수 있다.

도 3은 모션 검출 블록(118)에 의해 실행되는 도 1의 모션 검출 동작의 순서도를 도시한다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 모션 검출 프로세스는 입력 프레임 신호, 한프레임지연신호, 그리고 두프레임지연신호를 수신함으로서 시작된다(단계 3002). 입력 프레임 신호의 제 1 화소가 선택된다(단계 3004). 모션 검출 블록(118)은 가변 한도 로직 블록(120)으로부터 저주파수 루마 도메인, 고주파수 크로마 도메인, 그리고 고주파수 루마/크로마 도메인에 대해 개별적인 한도값들을 수신한다(단계 3006). 가변 한도 로직 블록(120)이 각각의 화소 및 각각의 주파수 도메인에 대해 개별적인 한도값을 공급함에 따라, 모션 검출은 기존 모션 검출 기술에 비해 크게 개선된다. 한 실시예에서, 한도 값들은 바로 인접한 화소들에 대한 화소의 값을 바탕으로 한다. 프로세스는 여러 다른 주파수 도메인에서의 모션 중 최대 모션을 상기 화소에 대한 최종 모션 값으로 결정한다(단계 3008). 그후 프로세스는 입력 프레임의 모든 화소들이 처리되었는 지를 체크한다(단계 3010). 모든 화소들이 처리되었다면, 프로세스는 종료된다. 그렇지 않을 경우, 입력 프레임의 다음 화소가 선택되고(단계 3012), 프로세스는 모든 화소가 처리될 때까지 단계 3006에서 단계 3010까지를 반복한다. 이 모션 검출 프로세스는 각각의 수신 프레임에 대해 실행된다.

도 2에서, 최종 모션 값이 결정되면, 최종 모션 값이 모션 검출 블록(118)으로부터 3-탭 중간 필터(122) 및 지연 블록(124)을 통해 블렌더(110)에 전달된다. 중간 탭 필터(122)는 최대 모션 값을 필터링하여, 화소 스트림에서 스파클 모션이나 비-모션 포인트들을 제거한다. 3차원 크로마 신호(3D_C)는 현화소 및 한프레임 이전(F2-F1)의 대응 화소로부터 발생하며, 2로 나누어진다(126). 신호가 블렌더(110)에 전달되기 전에 신호에 대역통과 필터(128)와 지연 블록(130)을 거친다. 대역통과 필터는 신호가 블렌더(110)에 도달하기 전에 3차원 크로마 신호의 대역폭을 제한한다. 한 구현에서, 크로마 대역통과 필터(128)는 -1/4, 0, 1/2, 0, -1/4의 계수를 가진 5-탭 필터로서, 중간 탭은 디코딩을 수행중인 현 화소이며 양쪽에 두 화소들이 존재한다. 또다른 구현에서, 크로마 대역 통과 필터(128)는 서브캐리어 주파수에 집중되는 3MHz 부근의 통과 대역을 가진 광대역 통과 필터일 것이다.

모션 검출 블록(118)에서 검출된 모션을 바탕으로, 블렌더(110)는 2차원 크로마 신호와 3차원 크로마 신호 중 어느 신호를 출력할 지를 결정한다. 모션이 존재할 경우 2D_C 신호가 출력되며, 모션이 존재하지 않을 경우 3D_C 신호가 블렌더(110)로부터 출력된다. 블렌더로부터의 신호는 칼라 킬러(132)에 입력되며, 칼라 킬러(132)는 칼라 버스트 신호가 없는 단색 입력같은 경우처럼 여러가지 이유로 적정 칼라가 디스플레이될 수 없는 경우에 크로마 정보를 제거하도록 동작한다. 마지막으로, 분리된 크로마(C) 및 루마(Y) 신호들이 RGB 신호 생성을 위해 TV 세트에 출력되어 TV 스크린 상에 디스플레이될 것이다.

저주파수 모션 검출

도 4A는 저주파수 모션을 검출하기 위해 모션 검출 블록(118)의 한 구현에 사용되는 로직의 개략적 블록도표이다. 도 4B는 도 4A의 모션 검출 블록(118)에서 실행되는 저주파수 모션 검출 프로세스의 순서도이다. 저주파수 모션은 입력 프레임으로부터 한프레임지연된 샘플을 뺌(즉 F1-F0)(단계 4002)으로서 결정된다. 상술한 바와 같이, NTSC에서, 두 인접 프레임들에 대한 서브캐리어는 180도만큼 위상차를 보인다. 크로마 신호가 서브캐리어 상에서 변조되기 때문에, 프레임 F2와 F0의 뺄셈의 결과, 루마가 소거되고 크로마 및 모션이 나타난다. 뺄셈 F2-F1으로부터 발생한 신호는 저역통과 필터링(204)되어, 크로마를 포함한 고주파수 성분을 제거한다(단계 4004). 루마 모션이 적은 경우에 크로마/루마에 대한 고주파수 모션을 검출하는 데 사용되는 로직에 대한 입력으로 앞서와 동일한 신호(C)가 또한 사용된다. 이는 도 6을 참고하여 아래에서 자세하게 설명될 것이다.

한 구현에서, 저역통과 필터(204)는 1/4, 0, 1/2, 0, 1/4의 계수를 가진 세개의 5-탭 필터(2+2)와, 1/4, 1/2, 1/4의 계수를 가진 한개의 3-탭 저역통과 필터(1+1)를 출력에 포함한다. 저역 통과 필터(204)에서의 필터들의 이러한 조합은 모션 경로에서의 노이즈를 감소시키고, 모션으로 오인할 수 있는 서브캐리어 부분을 제거한다. 저역통과 필터링된 신호는 정류기(206)로 전달되며, 정류기(206)는 음의 신호나 값을 양의 신호나 값으로 변환하여(단계 4006) 한도 로직 블록(208)에 전달한다. 한도 로직 블록(208)은 정류된 입력 모션 값으로부터 가변 한도 로직(120)에 의해 결정되는 한도값을 뺀다(단계 4008). 결과적인 신호가 제한된다(210). 즉, 임 의의 음수 값들은 0으로 클리핑되며 양의 값들은 불변으로 남아 저주파수 모션 값을 얻을 수 있고(단계 4010), 저역통과 필터링된 모션 검출 값이 출력된다(단계 4012).

한 구현에서, 세번째 5-탭 필터는 바이패스 옵션을 가진다. NTSC 신호에 대한 저역통과 필터 블록(204)의 감쇠를 표 1에서 발견할 수 있으며, PAL 신호에 대한 감쇠는 아래 표 2에 리스트되어 있다.

주파수(MHz)	감쇠(dB)
2	-25
3	-80
4	-100
4.5	-60
5	-40

표 1: NTSC 신호의 감쇠

주파수(MHz)	감쇠(dB)
2	-15
3	-40
4	-100
5	-95
6	-46

표 2: PAL 신호의 감쇠

한 구현에서, 3차원으로의 스위칭을 더 매끄럽게 하기 위해, 도 4A에서 블록(212~~220)을 따라 표시되는 바와 같이, 동일한 저주파수 모션 검출이 한프레임 지연과 두프레임 지연에 각각 적용된다. 또한, 신호 F0으로부터 신호 F1을 뺌으로서 발생하는 신호(D)가 루마 모션이 적은 경우의 크로마/루마에 대한 고주파수 모션 검출용 로직에 입력으로 사용된다(도 6A 참조). F2-F1 모션과 F1-F0 모션의 최대값은 최종 저주파수 루마 모션으로 각각 결정된다.

크로마 / 루마 고주파수 모션 검출

도 5A는 고주파수 크로마/루마 모션을 검출하기 위해 모션 검출 블록(118)에 사용되는 로직의 한가지 구현에 대한 블록도표이다. 도 5B는 고주파수 크로마/루마용 모션 검출 프로세스의 순서도이다. 도 5A와 5B에 제시되는 바와 같이, 고주파수 모션을 검출하기 위해, 입력 프레임으로부터 두프레임 지연된 샘플을 뺀다(F2-F0)(302)(단계 5002). 도출된 신호는 정류되어(304)(단계 5004) 한도 로직 블록(306)에 전달된다. 한도 로직 블록(306)은 입력 모션 값으로부터, 가변 한도 로직(120)에 의해 결정되는 제 2 한도 값을 뺀다(단계 5006). 도출된 신호는 제한되고(308)(단계 5008), 1/4, 1/2, 1/4의 계수들을 가진 3-탭 저역통과 필터(1+1)로 저역통과 필터링된다(단계 5010). F0 및 F2의 서브캐리어가 동일 위상을 가지기 때문에, 이 검출 기법은 적절한 크로마 모션과 고주파수 루마 모션을 제공한다. 도출된 신호가 출력된다(단계 5012).

한 구현에서, 신호 F2와 F0은 단계 5002에서 빼지기 전에 대역통과 필터링될 수 있다. 이에 따라 저주파수 루마 모션이 필터링되고 크로마 대역 모션만이 존재하게 된다. 그 결과, 도출된 신호 출력(단계 5012)은 크로마 대역 모션만을 지닐 것이다.

루마 모션이 적은 크로마 / 루마 모션

도 6A는 루마 모션이 적은 크로마/루마에 대한 고주파수 모션을 검출하기 위해 모션 검출 블록(118)에 사용되는 로직의 블록도표이다. 도 6B는 모션 검출 블록(118)에서 실행되는 대응하는 모션 검출 프로세스의 순서도이다. 도 6A와 6B에 도시되는 바와 같이, 이 모션 추정은 도 5A 및 5B를 참고하여 앞서 설명한 고주파수 모션 추정과 상당히 유사하다. 도 6A에 도시되는 로직은 두 모드로 동작할 수 있다. 제 1 모드에서, 로직은 루마 모션이 적은 경우에 두 프레임들 간의 크로마 모션을 검출하도록 동작한다. 제 2 모드에서, 로직은 한프레임 크로마 모션을 검출하도록 동작한다.

먼저, 프로세스(6000)는 두프레임 크로마 모드와 한프레임 크로마 모드 중 어느 것이 사용되어야 하는 지를 결정한다(단계 6002). 한 구현에서, 이는 한프레임 크로마 모션 허가 비트가 설정되었는 지를 체크함으로서 결정된다. 한프레임 크로마 모션 허가 비트가 설정되지 않은 경우, 두프레임 모드가 사용되어 프로세스는 단계 6004로 진행한다. 단계 6004에서는 도 4A로부터의 두개의 한프레임 차이 신호 C(즉, F2-F1)와 D(즉, F1-F0)가 정류된다. 신호 C로부터 신호 D를 빼서(단계 6006), 결과적인 신호가 정류된다(단계 6014). 그후 한도 로직 블록은 가변 한도 로직(120)에 의해 결정된 제 3 한도 값을, 정류된 입력 모션 값으로부터 뺀다(단계 6016). 결과적인 신호는 제한되고(308)(단계 6018), 1/4, 1/2, 1/4의 계수들을 가진 3-탭 저역통과 필터(1+1)에서 저역통과 필터링된다(단계 6020). 도출된 신호가 출력되고(단계 6022) 프로세스가 종료된다.

한프레임 크로마 모션 허가 비트가 설정되어있다고 단계 6002에서 결정되면, 즉, 한프레임 크로마 모션 검출이 사용되어야 하면, 프로세스(6000)는 신호 C와 D를 이용하지 않고 대신에 프레임 F2와 F1을 이용한다. 각각의 프레임 F2와 F1은 대역통과 필터링되고(단계 6008) 정류된다(단계 6010). 신호 F2의 정류된 버전으로부터 신호 F1의 정류된 버전을 뺀다(단계 6012). 도출된 차이 신호는 정류된다(단계 6014). 단계 6014에서 차이 신호가 정류된 후, 프로세스는 단계 6016에서 6022RK지를 상술한 바와 같이 수행한다.

최종 모션

도 7은 여러 다른 주파수 영역들에 대해 결정된 모션을 바탕으로 하여 최종 NTSC 모션이 어떻게 결정되는 지를 설명하는 블록도표이다. 최종 모션 파일은 여러 주파수 영역들에 대해 앞서 결정한 모션들의 최대값이다. 도 2에 제시된 바와 같이, 최종 모션은 3-탭 수평 중간 필터(122)를 통과한다. 3-탭 수평 중간 필터(122)는 스파클 모션과 비-모션 포인트나 라인들을 제거한다. 최종 NTSC 모션은 5비트 폭이 되도록 클리핑된다. 16의 최대 모션 값은 디코더로 하여금 2차원 루마 및 크로마 신호들만을 출력하게 할 것이다. 0의 최소 모션 값은 디코더로 하여금 3차원 루마 및 크로마 신호들만을 출력하게 할 것이다. 0과 16 사이의 임의의 값들은 디코ㅋ더로 하여금 2차원 및 3차원 신호의 블렌딩 신호를 출력하게 할 것이다. 이러한 블렌딩은 블렌더(110)에서 이루어지며, 지금부터 상세하게 설명할 것이다.

블렌더

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 디코더의 블렌더(110)의 동작을 도시하는 블록도표이다. 도 8에 제시된 바와 같이, 2차원 크로마 신호(2D_C)는 2차원 크로마/루마 분리기로부터 입력되며, 3차원 크로마 신호(3D_C)는 3차원 크로마/루마 분리기로부터 입력된다. 모션 검출 블록(118)으로부터의 5-비트 모션 출력은 블렌더(110)에 대한 입력으로 또한 사용된다. 블렌더로부터의 크로마 출력은 2D_C와 3D_C 신호들을 바탕으로 하며, 다음과 같이 블렌딩된다.

크로마 출력 = (2D_C*모션)/16 + (3D_C*(16-모션))/16

루마 출력은 입력 복합 비디오(L2)로부터 크로마 출력을 뺌으로서 도출된다. 펌웨어에 의해 허가되고 불허될 수 있는 칼라 킬러는, 입력 비디오 신호(L2)가 단색 비디오 신호일 때처럼 적정 칼라가 디스플레이될 수 없는 경우에, 칼라 디스플레이를 제거하는 데 사용된다. 일부 구현에서, 적응성 제어 필터같은 필터가 크로마 경로에 적용되어, 크로스-칼라 억제를 개선시킬 수 있다. 마찬가지로, 크로스-루마 효과를 감소시키기 위해 루마 경로에 적응성 필터들이 놓일 수 있다.

모션 검출용 한도 로직

상술한 바와 같이, 복합 신호를 디코딩하기 위한 한가지 효율적 방식은 3차원 콤 필터(3D comb filter)를 이용하여 모션 기반의 적응성 시간 디코딩을 실행하는 것이다. 이에 따라, 모션이 존재하지 않을 경우 시간 코밍(temporal combing)(3차원)이 실행되고, 그렇지 않을 경우 공간 코밍(spatial combing)(2D)이 실행된다. 2차원 디코딩은 크로스 칼라 및 도트 크롤 부작용을 가지지만, 3차원 디코딩은 이미지의 스틸 부분에 대해 이러한 부작용들을 가지지 않는다. 따라서, 모션 검출 로직은 모션을 정확하게 검출하여 우수한 이미지 품질을 달성하는 데 사용된다.

한가지 구현에서, 모션 검출은 현 프레임과 이전 프레임 간의 차이를 화소 단위로 연구함으로서 달성된다. 검출된 차이, 즉, "순수 차이(raw difference)"는 참 모션을 검출하기 위해 처리될 필요가 있다. 일반적으로, 모션 검출 로직은 어떤 종류의 한도 로직을 지니며, 이는 시스템 노이즈를 바탕으로 얼마나 많은 순수 모션이 억제될 것인 지를 제어한다. 이 한도 값이 증가하면 실제 모션이 일부 경우에 소실될 것이고, 이 한도 값이 감소하면 시스템 노이즈가 상당한 모션 표시사항을 발생시킬 것이다. 따라서, 적응성 한도 로직을 가지는 것이 바람직하다. 더우기, 적응성 한도 로직이 동적일수록, 모션 검출 로직이 양호하게 실행될 것이다. 적응성 한도 로직에 고려되어야할 여러가지 문제점들을 이해하기 위해, 다양한 노이즈 종류에 대한 간단한 설명이 바로 다음에 이어질 것이다.

모션 검출 부정확성의 가장 주된 원인은 임의적인 잡음, 샘플링 클럭 노이즈나 지터(jitter), 카메라 불빛으로 인한 사선 전이 노이즈, 클램프 노이즈, 등등에 있다. 다음의 내용은 샘플링 클럭 노이즈나 지터, 그리고 사선 전이 노이즈에 집중될 것이다. 비디오 신호의 임의적인 저진폭 노이즈에 추가하여, 3차원 디코더 모션 검출 로직을 위한 고진폭 고주파수 노이즈가 에지 노이즈며, 이는 프레임 간 거짓 모션을 야기하고, 따라서, 3차원이 사용되어야 함에도 불구하고 이미지의 영역에서 2차원으로 스위칭을 야기한다. 에지 노이즈는 클럭 에지 노이즈, PLL 불안정성, PLL 트래킹, 또는 루프 필터 설정 등과 같은 여러가지 이유 때문에 A/D 컨버터 샘플링 클럭 지터의 결과로 발생한다.

샘플링 클럭 지터의 결과로, 모든 신호 에지에서 샘플링된 신호 진폭에는 여러가지 변화가 나타난다. 이러한 변화는 에지 노이즈를 나타나게 하고, 이 에지 노이즈는 클럭 지터와 에지 진폭이나 기울기에 정비례한다. 즉, 에지의 한 쪽에 위치한 두 화소들의 화소값 간의 차이에 비례한다. 한 구현에서, 이 차이는 현 화소와 이전 화소의 첫번째 차이, 그리고 현 화소와 다음 화소 간의 두번째 차이를 결정함으로서, 그리고 두 결정된 차이의 최대값을 선택함으로서 결정된다. 이 문제점을 해결하기 위해, 화소 단위로 에지 기울기와 에지 검출을 바탕으로 한도가 동적으로 변화할 필요가 있다.

에지/기울기 적응성 한도는 서브캐리어 검출을 바탕으로 하여 추가적으로 개선될 수 있다. 일반적으로, 디지털화된 복합 비디오 신호에서, 고주파수 루마 부분의 에지 노이즈는 고주파수 크로마 부분의 에지 노이즈보다 높다. 왜냐하면, 샘플링 클럭이 서브캐리어 신호의 칼라 버스트 부분에 잠기기 때문이다. 더우기, 루마 에지는 크로마 에지보다 가파른 기울기를 가진다. 왜냐하면, 루마 에지가 최대 5MHz 부근의 고해상도를 가지기 때문이다. 고주파수 루마 에지 노이즈를 마스킹하도록 에지 한도가 높게 설정되면, 실제 크로마 모션의 일부 관련된 손실이 또한 나타날 것이다. 그러나, 에지/기울기 한도가 서브캐리어 검출에 바탕하여 적응성으로 구현되면, 한도 로직은 보다 효과적으로 개선될 것이다. 이에 관하여 이제부터 설명할 것이다.

적응성 한도 로직의 에지 및 서브캐리어 검출 로직의 구현

도 9는 에지 검출 로직 블록(710)과 서브캐리어 검출(SCD) 로직 블록(720)을 포함하는 한도 로직(120)의 개략적 블록도표이다. 에지 검출 로직 블록(710)은 한도 값을 에지의 백분율로 설정하게 하는, 즉, 기울기 진폭 중 얼마가 에지 한도로 할당되어야 하는 지를 백분율로 설정하게 하는 로직을 포함한다.

이 에지-기반 한도는 SCD 로직 블록(720)을 통해 적응성으로 구현된다. SCD 로직 블록(720)은 다음과 같이 에지 검출 로직 블록(710)과 상호작용한다. 사용자는 x와 y%처럼, 특정 에지에 대해 두개의 백분율을 설정할 수 있다. SCD 로직 블록 (720)이 서브캐리어를 검출하지 못하면 기울기 백분율 한도 값으로 x가 사용되고, SCD 로직 블록(720)이 서브캐리어를 검출하면 특정 에지에 대한 기울기 백분율 한도 값으로 y%가 사용된다. x%가 y%보다 높게 설정되면, 이미지의 루마 부분용으로 높은 기울기 백분율 한도 값이 사용될 수 있고, 이미지의 크로마 부분용으로 낮은 기울기 백분율 한도 값이 사용될 수 있다. 따라서, 크로마 모션 손실을 감소시키고 화소 단위로 SCD에 입각한 동적 한도 변화를 실현할 수 있다. 루마 및 크로마 부분에 대한 독립적인 제어 때문에, 크로마 모션의 큰 손실없이 루마 에지 노이즈를 상당분 억제하도록 한도 로직이 프로그래밍될 수 있다.

SCD ( 서브캐리어 검출) 로직 블록

SCD 로직 블록(720)은 서브캐리어 특성을 시간적으로(즉, 라인 사이) 그리고 공간적으로(즉, 프레임 사이) 체크함으로서 서브캐리어를 검출한다. 공간 도메인에서, 샘플링 클럭은 서브캐리어 주파수의 네배이고 칼라 버스트를 통해 서브캐리어에 잠기기 때문에, 교대하는 서브캐리어 샘플들이 크기는 거의 같고 위상(또는 부호)은 반대일 것이다. 더우기, 서브캐리어는 라인 사이에서 180도만큼 위상이 변한다. 이 역시 사용될 수 있다. 시간 도메인에서, 서브캐리어는 매 프레임마다 1810도 위상이 역전되어, 두 프레임 간에 상당한 차이가 나타날 것이며, 인접한 두 프레임에 해당하는 프레임들 간에는 차이가 훨씬 적을 것이다. 따라서, 공간 도메인과 시간 도메인을 모두 고찰함으로서, 한도 로직을 제어하도록 적절한 서브캐리어 검출이 구현될 수 있다. 도 9에 제시되는 바와 같이, SCD 블록(720)은 서브캐리어 검출을 위해 세 프레임 탭 F2, F1, F0(현 프레임, 이전 프레임, 이전 프레임의 이 전 프레임)을 수신한다. 아래 제공되는 정의들은 SCD 검출 블록의 차후 설명에 유용하다.

1. CLD_Status1_A는 상태 신호로서, 시간 크로마 진폭 특성 체크를 바탕으로 하여, 샘플들이 크로마인지 여부를 표시한다.

2. CLD_status1_B는 상태 신호로서, 시간 크로마 극성 특성 체크를 바탕으로 하여, 샘플들이 크로마인지 여부를 표시한다.

3. CLD_status2_A는 상태 신호로서, 현 비디오 라인(1차원) 내의 공간 크로마 진폭 및 극성 체크를 바탕으로 하여, 샘플들이 크로마인지 여부를 표시한다.

4. CLD_status2_B는 상태 신호로서, 세 라인(NTSC에 대해 한라인 지연과 PAL에 대해 두라인 지연)(즉, 2차원)에 대한 공간 크로마 진폭 및 극성 체크를 바탕으로 하여 샘플들이 크로마인지 여부를 표시한다.

5. 최종 cld_status1,2,3 각각은 상기 CLD_status1_A/B,2_A/B 상태 신호들의 임의의 조합일 수 있다. 독립적으로 프로그래밍가능한 이 세개의 상태 신호들은 세개의 모션 경로(즉, 저주파수 루마 모션 경로, 고주파수 루마 모션 경로, 크로마 모션 경로)에 대한 모션 한도들을 제어한다.

CLD 상태 신호들은 단일 또는 멀티 비트 폭의 신호일 수 있다.

CLD Status1 (시간 도메인 체크)

도 10에서는 시간 크로마 특성을 체크하는 SCD 로직 블록(720)의 시간 검출 블록(1010)의 도면이 제시된다. 시간 검출 블록(1010)은 세 신호 F0, F1, F2와 한도 입력(1012)을 수신한다. 시간 검출 블록(1010)은 두 프레임 사이의 크로마 진폭 과 한 프레임 사이의 크로마 진폭을 분석함으로서 시간 크로마 특성을 체크한다. 대안의 실시예에서, 크로마 진폭은 시간 부호/ 극성을 바탕으로 하여 체크될 수 있다. 시간 검출 블록(1010)의 출력은 CLD_Status1 A로 지정되며, 시간 검출 블록(1010)에 의해 실행되는 시간 체크의 결과를 표시한다. CLD_Status1A는 크로마 진폭을 기반으로 한다.

도 11을 참조해보자. SCD 로직 블록(720)의 시간 검출 블록(1110)을 설명하는 도면이 제시된다. 시간 검출 블록(1110)은 신호 F0, F1, F2를 각각 수신하는 세개의 대역통과 필터(BFP)(1112, 1114, 1116)을 포함한다. 세 대역통과 필터(BPF)(1116, 1114, 1112)의 출력은 세 세트의 지연 소자(D1, D2, D3, D4)(D5, D6, D7, D8)(D9, D10, D11, D12)에게 제공된다. 지연 소자 D1~D12의 출력은 로직 블록(1118)에 제공되어, 출력 CLD_Status1_B 신호를 발생시킨다. 샘플 부호가 두 프레임마다 동일하고 한프레임마다 반대일 경우, 출력 CLD_Status1_B는 참이다. 따라서 CLD_Status1_B는 시간 극성 기반이다.

CLS _ Status2 (공간 도메인 체크)

도 12를 참조해보자. 공간 크로마 특성을 체크하는 검출 블록(1210)의 개략도가 도시된다. 이 블록은 4fsc로 잠긴 비디오 스트림에서 네개의 인접 샘플들을 바라봄으로서 공간적으로 크로마 특성들을 체크하며, 이 윈도 내 네개의 샘플의 크로마 진폭과 부호를 체크한다. 검출 블록(1210)은 복합 비디오 신호(가령, F2)를 수신하는 대역통과 필터(BPF)(1212)를 포함한다. BPF(1212)의 출력은 네개의 지연 소자 D1, D2, D3, D4에 각기 제공된다. 지연 소자 D1과 D3의 출력은 합산 소자 (1214)에 의해 더하여지며, 지연 소자 D2와 D4의 출력은 합산 소자(1216)에 의해 더하여진다. 두 합산 소자(1214, 1216)의 출력은 정류되어 로직 블록(1218)에서 한도 THR과 비교된다. 한도 THR은 제어가능한 레지스터에 저장되며 사용자에 의해 설정된다. 합산 소자(1214, 1216)로부터의 출력들이 THR보다 작은 경우 로직 블록(1218)의 출력은 로직 1이다. 그렇지 않을 경우, 출력은 낮다(low). 또다른 로직 블록(1220)은 지연 소자 D1~D4에 의해 수신되는 교대하는 샘플들을 체크한다. 교대하는 샘플들이 반대 부호를 가질 경우, 로직 블록(1220)의 출력은 로직 1이다. 그렇지 않을 경우 출력은 0이다. 로직 블록(1218, 1220)의 출력이 모두 로직 1일 경우, 로직 블록(1222)의 출력은 역시 높다(high). 로직 블록(1222)에 대한 입력 중 하나 또는 둘 모두가 낮을 경우, 출력은 낮다. 마지막으로, 로직 블록(1126)에서, 로직 블록(1222)의 출력이 로직 1일 경우, 이 상태를 네개의 샘플 폭까지로 확장하며, 그렇지 않을 경우 확장하지 않는다. 검출 블록의 출력은 CLD_status2_A로서, 공간 도메인에서 현 라인의 크로마 루마 상태를 표시한다. 상태가 1일 경우, CLD_status2가 크로마 상태로 간주된다. 그렇지 않을 경우, 루마 상태로 간주된다. 블록(1218)은 정류된 입력 크로마 진폭 차이 신호들을, 사용자가 프로그래밍할 수 있는 한도 THR와 비교하는 비교 회로이다. 블록(1220)은 교대하는 샘플들의 부호가 반대 극성인 지를 체크한다. 즉, D1 및 D3 샘플들의 부호가 반대 극성인 지를 확인하고, D2와 D4 샘플들의 부호가 반대 극성인 지를 확인한다. 참이면, 로직 1이 출력된다. 블록(1222)은 로직 AND 회로이다. 블록(1126)은 도 19의 플립플롭 섹션과 비슷하며, 상태가 로직 1일 경우 신호 스트레치를 행한다.

CLD_Status2가 인접 라인 크로마 특성 체크를 바탕으로 할 수도 있다. 도 13에서, 라인 크로마 특성을 검출하기 위한 또다른 검출 블록(1310)이 도시된다. 검출 블록(1310)은 세개의 라인 지연 샘플 L1, L2, L3를 각기 수신하도록 설정된 세개의 대역통과 필터(BPF)(1312, 1314, 1316)를 포함한다. 지연된 라인 샘플들 각각 L1, L2, L3는 동일 필드로부터 지연된 라인 샘플들이다. 세 대역 통과 필터(1312, 1314, 1316)의 출력은 세 세트의 지연 소자(D1, D2, D3, D4)(D5, D6, D7, D8)(D9, D10, D11, D12)에게 제공된다. 로직 블록(1318)은 지연 소자 D1~D12의 출력을 수신하도록 설정된다.

샘플 부호가 두라인마다 동일하고 한라인마다 반대일 경우, 로직 블록(1318)의 출력은 로직 1이다. 다시 말해서, 두 라인 간의 샘플 부호가 동일하고(현 샘플과 두라인지연샘플이 모두 양이거나 모두 음인 경우) 한 라인간의 샘플 부호가 반대(현 샘플과 한라인지연샘플이 반대 부호를 가지는 경우)인 지를 확인한다. 이는 4fsc 복합 비디오 신호가 대역통과 필터링된 후 대역통과 필터의 출력이 4fsc 샘플들의 부호를 가지기 때문이다.

도 14를 참조해보자. 상태 신호 CLD_status1_A,B와 CLD_status2_A,B를 믹싱하는 로직 블록이 도시된다. 로직 블록(1410)은 수신한 입력 및 크로마/루마 제어 신호로부터 세개의 상태 출력 Final_cld_status_1, Final_cld_status_2, Final_cld_status_3을 발생시킨다. 세개의 상태 출력 신호들 Final_cld_status_1, Final_cld_status_2, Final_cld_status_3 각각은 입력 신호 CLD_status1_A,B와 CLD_status2_A,B의 임의의 조합으로 독립적으로 설정될 수 있다. 세개의 출력 상태 신호들 각각은 저주파수 모션 경로, 고주파수 크로마 모션 경로, 그리고 두개의 프레임 모션 경로 등등과 같은 세가지 모션 경로 한도 제어를 제어할 수 있다. 로직 블록(1410)은 프로그래밍가능한 믹서로서, 다수의 믹싱 함수들을 실행한다. 가령, cld_status_1 출력은 i) CLD_Status1_A AND CLD_Status1_B의 로직 AND, ii) CLD_Status1_A AND CLD_Status2_A의 로직 AND, iii) CLD_Status2_A AND CLD_Status2_B의 로직 AND, 또는, iv) CLD_Status1_A,B AND CLD_Status2_A,B의 로직 AND로부터 도출될 수 있다. 추가적으로, 입력들의 상기 조합 각각은 로직 AND 옵션 대신에 로직 OR로 조합될 수 있다. 마지막으로, Final_cld_status_1, Final_cld_status_2, Final_cld_status_3 신호들의 출력들은 로직 1 또는 로직 0으로 개별적으로 설정될 수 있다.

가변 한도 로직 블록

도 15는 가변 한도 로직 블록(710)의 블록도표이다. 도 15에 도시되는 바와 같이, 복합 비디오 신호가 입력되고, 현 화소(Pn)가 선택되어, 이에 대한 가변 한도가 결정될 것이다. 로직은 현 화소(Pn)를 이전 화소(Pn-1) 및 다음 화소(Pn+1)와수평 방향으로 비교하고, 상술한 바와 같이 최대 차이를 선택한다. 이 차이는 검출된 최대 기울기 진폭을 나타낸다. 현 라인에 대한 화소(Pn), 이전 라인의 동일 위치의 화소 및 다음 라인의 동일 위치의 화소를 선택함으로서 수직 차이 평가 블록에서 수평방향으로, 앞서와 대응하는 결정이 또한 이루어진다. 최대 수평 및 수직 기울기가 결정되면, 현 화소에 대한 한 세트의 한도 값들이 발생된다. 한도 값들은검출된 기울기 값에 선형으로 비례한다. 비례상수는 변할 수 있다. 일부 구현에서, 한도 값들이 검출된 기울기 값에 대해 비-선형일 수 있다. 또한, 최소 및 최대 클리핑 함수들은 연산된 한도에 대해 동작하도록 프로그래밍될 수 있어서, 최종 한도 값들이 어떤 최소 한도를 가지도록 프로그래밍되거나 어떤 최대 한도를 넘지않도록 프로그래밍될 수 있다. 한 구현에서, 가변 한도 로직 블록(710)은 F2, F1, F0과 같은 여러가지 인접 프레임들에 대한 한도값들을 결정할 수 있고, 해당 프레임에 대해 결정된 최소값이나 최대값이 되도록 최종 한도값을 결정할 수 있다.

가변 한도 로직은 샘플링 클럭 지터/변화로 인한 신호 에지의 화소값 변화 때문에 거짓 모션을 제거하는 것을 돕는다. 신호 에지가 높을수록, 동일 크기의 지터에 대해 변화가 클 것이다. 따라서, 가파른 기울기로 위치하는 화소들이 더 큰 한도값을 가져야 한다. 동시에, 이 에지들에서는 모션 값이 높아서, 한도가 실제 모션을 마스킹하지 않을 것이다. 가변 한도는 화소가 위치한 기울기의 10%(한 예임)같은 백분율을 취함으로서 발생된다. 이 백분율은 칼라 버스트 변화 측정을 바탕으로 하여 적응성으로 결정된다.

한 구현에서, 3-탭 수평 윈도가 3-탭 수직 윈도와 조합되어, 5-탭 적응성 한도 윈도를 형성한다. 도 16은 이러한 5-탭 적응성 한도 윈도의 예를 도시한다. 한도 결정 하의 현 화소는 해당 윈도의 중간에 위치한다. 현 화소와 인접 화소간의 절대 차이가 결정되고 결정된 차이 중에서 최대 차이가 기울기로 결정된다. 가령 도 16에서, 현 화소값 Pn이 값 1, 2, 3, 4와 비교된다. 이 값 1, 2, 3, 4는 주변 화소들의 값이며 , 최대 차이는 최종 기울기로 선택되며, 이 최종 기울기로부터 화소 Pn에 대한 한도가 도출된다. 이 백분율 값은 크로마/루마 검출에 바탕한 루마/ 크로마 화소 값(가령, x% 또는 y%)을 바탕으로 하여 적응성으로 구현된다.

한 구현에서, 수평 한도 값은 다음의 수식에 따라 연산된다.

Vthr(수평) = [[Max{|Pn-(Pn+1)|, |Pn-(Pn+1)|}]*(프로그래머블 감쇠)]

+ 프로그래머블 DC 한도(min level)

한 구현에서, 디코더는 동기 에지나 칼라 버스트 영역을 검출할 수 있고, 펌에워 등을 이용하여 그 모션 변화를 결정할 수 있다. 이 검출된 변화는 한프레임 모션이거나 두 프레임 모션에 대한 것으로서, 프로그래밍가능한 한도 이득인 선형 백분율 한도값을 프로그래밍하는 데 사용될 수 있다. 프로그래밍가능한 가변 한도 백분율 이득은 검출된 크로마/루마를 바탕으로 적응될 수 있다. 한도 로직은 프로그래밍가능한 최소 DC 오프셋을 또한 가진다. 한도가 프로그래밍된 상한 값에 도달할 경우, 클리핑 로직은 출력 레벨을 상한값까지 클리핑한다. 동일한 로직이 라인 사이인 수직 도메인에도 놓인다. 수평 및 수직 탭들에 대한 DC 오프셋과 한도 백분율은 개별적으로 프로그래밍될 수 있다. 따라서, 수직 로직에 대하여 라인 메모리들이 필요하기 때문에, 2차원 로직 라인 메모리들이 공유될 수 없다면 수평 로직만이 유지될 수 있다. 마지막으로, 도 9에 제시되는 바와 같이, 모션 검출 로직 블록(730)의 모션 값으로부터 가변 한도 값을 빼서, motion_out 값을 발생시킨다.

크로마 / 루마 검출 로직

도 15의 크로마/루마 검출 로직 블록(810)은 두 팩터를 바탕으로 크로마 특성/시그너처를 체크함으로서 크로마/루마 신호들을 개략적으로 검출한다. 첫번째 팩터는 4fsc 샘플링을 바탕으로 한다. 대상 화소가 크로마 사이클의 일부분일 경 우, 모든 교대하는 샘플의 크기는 거의 같아야 하며, 부호는 반대여야 한다. 정류 후, 네 크로마 화소들에 대한 인접 화소들 간의 절대값 차이는 거의 동일하여야 한다. 두번째 팩터는 크로마 진폭 체크이다. 스틸 이미지의 경우 한프레임 차이가 두프레임 차이보다 클 경우 크로마가 검출되고, 그렇지 않을 경우 화소는 크로마 화소가 아니다.

이러한 두 체크사항을 바탕으로 하여, 디코딩 하의 화소가 크로마 사이클에 있는 지 루마 신호에 있는 지를 결정할 수 있다. 더우기, 이러한 결정을 바탕으로 하여, 크로마/루마 화소에 대해 서로 다르게 가변 한도 백분율이 결정된다. 가령, 루마는 30%, 크로마는 10%로 결정된다. 한도 백분율(이득)과 DC 오프셋 최소 및 최대 클립 값들은 각각의 모션 경로에 대해 독립적으로 프로그래밍가능하다.

크로마/루마 검출 로직(810)의 여러 다른 부분에 대한 상세도가 도 17-20에 제시된다. 도 17은 시간 크로마 진폭 체크용 로직을 도시하며, 이 로직은 한프레임 차이와 두프레임 차이를 각각 체크하고, 1이나 0의 제 1 크로마/루마 상태값을 출력한다. 이때, 1의 값은 크로마를 표현한다. 도 18은 4fsc 공간 샘플링 체크용 로직을 도시하며, 이 로직은 교대하는 매 샘플의 크기는 거의 같고 부호는 반대인 지를 체크하며, 1이나 0의 제 2 크로마/루마 상태 값을 출력한다. 이때, 1의 값은 크로마를 표현한다. 도 19는 도 18의 크로마 샘플 비교 블록의 상세도로서, 이때, 크로마가 검출될 경우 모두 네개의 플립플롭들이 1로 설정된다. 마지막으로, 도 20은 가변 한도 로직 블록(710)에 의해 이용되는 최종 크로마/루마 상태 값을 발생시키기 위해 제 1, 2 크로마/루마 상태 값들이 어떻게 비교되는 지를 도시한다.

PAL에 대한 적응

PAL(Phase Alternating Line)은 유럽에서 사용되는 비디오 표준으로서, 여러측면에서 NTSC 표준과 차이를 보인다. 본 출원의 목적을 위해, 가장 중요한 차이는 서브캐리어가 두프레임마다 180도 위상차를 가지지만 NTSC에서처럼 한프레임마다에서는 그렇지 않다는 점이다. 결과적으로, 서브캐리어는 매 4 프레임마다 같은 위상을 가진다. PAL의 경우, 3차원 크로마 신호는 두 프레임 떨어진 비디오 신호들을 뺌으로서 발생된다. 크로마 모션은 현재 신호, 한프레임 지연 신호, 두프레임 지연 신호(즉, F2, F1, F0 탭)를 이용하여 검출된다.

도 21은 PAL용 저주파수 모션을 검출하기 위한 블록도표로서, 도 4A 및 4B를참고하여 설명한 NTSC용 저주파수 모션의 검출과 유사하다. 단, PAL의 경우 두프레임 차이만이 사용된다는 점에 차이가 있다.

도 22는 PAL용 크로마 모션을 검출하기 위한 블록도표로서, 도 5A 및 5B를 참고하여 설명한 NTSC용 크로마 모션의 검출과 유사하다. 단, PAL의 경우 F0과 F2 신호가 빼지는 것이 아니라 더하여지고 클리핑되는 점에 차이가 있다. Z

도 23은 PAL 전용의 M5_P 루마 모션을 검출하기 위한 블록도표이다. 도 18에 도시된 로직은 루마 전용 영역에 적정 모션만을 제시한다. 도 18의 로직이 칼라 영역에 사용될 경우, 상당한 거짓 모션이 발생할 것이다. M5_P 모션은 차후 상세하게 설명될 것이다.

도 24는 PAL 전용의 M6_P 루마 모션을 검출하기 위한 블록도표이다. 도 19에 도시된 로직은 루마 전용 영역에 대해 적정 모션만을 제시한다. 도 19의 로직이 칼 라 영역에 사용도리 경우, 상당한 거짓 모션이 발생될 것이다. M6_P 모션은 아래에서 상세하게 설명될 것이다.

도 25는 PAL 모션을 검출하기 위한 블록도표이다. PAL1 신호는 도 23, 24, 5A에 도시된 바대로 획득한 M5_P, M6_P, M3_NP의 최대값으로서, 루마 모션의 풀 범위를 검출하는 데 사용된다. PAL2 신호는 도 4A, 21, 6A, 22에 도시된 바대로 획득한 신호 M1_NP, M2_NP, M3_P, M4_NP, 그리고 M8_P의 최대값으로서, 크로마 모션 및 저주파수 루마 모션을 검출하는 데 사용된다. PAL 모션은 PAL1과 PAL2 의 최소값으로 결정된다.

도 25에 제시되는 바와 같이, M8_P와 M4_P PAL 모션 경로들은 고주파수 칼라 스틸 영역에 대해 발생된 거짓 모션을 제거하는 마스크 로직(M8 마스크)을 가진다. M8 마스크 로직은 크로마 신호가 고주파수 칼라 영역에 대해 두프레임 덧셈에 의해 소거되지 않기 때문에 필요하다. 크로마 신호는 서브캐리어 주파수 근처의 루마를 포함하며, 이로 인해 비디오 신호가 두프레임마다 정확하게 180도 위상차를 보이지 않게되며, 따라서 거짓 모션이 나타난다. 그러므로, M8 마스크 로직은 스틸 고주파수 칼라 영역에 대해 거짓 모션을 마스킹한다. 또한, 크로마 칼라 전이로 인한 거짓 모션을 마스킹한다. M8 마스크 로직의 상세도가 도 28에 제시되어 있다. 도 28을 통해 알 수 있는 바와 같이, M8 마스크 로직은 M1_NP, M2_NP, M3_P, M4_NP, M5_P, M6_P, M8_P, F2, F1, F0, CLD STATUS, M8 Mask En, M8_Mask_threshold_control_regs의 입력을 수신한다. M8 마스크 로직은 F2, F1, F0 간의 4-샘플 윈도의 평균값, F2, F1, F0 간의 크로마 신호 극성, 저주파수 모션, 시간 크로마 시그너처, 공간 크로마 시그너처 등등과 같은 신호 특성을 점검하여, 마스크 신호(M8_Mask)를 발생시킨다. 도 28의 구현에서, 마스크 신호가 PAL 모션 검출 블록에 의해 추가적으로 처리되기 전에, M8_Mask 신호에 대한 스트레치/확장 로직이 또한 제공된다.

한 구현에서, 한프레임 크로마가 사용될 때 NTSC용으로 소형 마스크 로직이 제공된다. 한프레임 크로마 모션이 사용될 때, 복합 신호가 형성되는 방식으로 인해 한프레임 크로마 모션 회로에 의해 거짓 모션이 발생될 수 있다. 이 마스크 로직은 이러한 거짓 모션을 검출하여 마스킹한다.

도 26은 3차원 크로마 신호의 발생 방식에 대한 블록도표이다. 도 21에 제시된 바와 같이, PAL의 경우 프레임 F2 및 F0을 이용하여 3차원 크로마가 발생되지만, NTSC의 경우 프레임 F2와 F1을 이용하여 3차원 크로마가 발생된다. 3차원 크로마 대역통과 필터용으로 바이패스 옵션이 또한 존재한다. 한 구현에서, 디폴트는 바이패스 옵션을 사용하는 것이다. 그래서, 크로마 신호에 대해 풀 대역폭을 이용할 수 있다. 그러나, 일부 이유로 인하여 큰 대역폭들이 크로마 오버슈트같은 부작용을 발생시킬 경우, 저주파수 모션이 이 경로 상의 대역 통과 필터에 의해 불허될 수 있다.

마지막으로, 도 27은 조합된 NTSC/PAL 시스템용 최종 모션 결정의 블록도표이다. NTSC 모션은 M1_NP, M2_NP, M3_NP, M4_NP 신호들의 최대값으로서, 도 7과 관련하여 설명한 바 있다. PAL 모션 신호는 도 25를 참고하여 상술한 바와 같이 발생된다. NTSC/PAL 모드 검출 신호를 바탕으로 하여, NTSC_MOTION이나 PAL/MOTION 신 호가 선택된다. 선택된 모션 신호는 3-탭 중간 필터에서 필터링되어 스파이크를 제거하며, 최종적으로 5비트로 클리핑되어, 모션 신호가 16의 최대값을 가지게 된다. 모션 신호는 도 2의 블렌더(110)에 입력되며, 블렌더(110)는 상술한 바와 같이 2차원 및 3차원 디코딩을 조합한다.

본 발명은 디지털 전자 회로로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 장치는 프로그래밍가능한 프로세서에 의해 실행하기 위한 기계-판독형 스토리지 장치에 유형으로 구현되는 컴퓨터 프로그램 프로덕트로 구현될 수 있으며, 본 발명의 방법 단계들은 입력 데이터에 대한 동작과 출력 발생에 의해 발명의 기능들을 실행하게 하는 명령들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍가능한 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 본 발명은 프로그래밍가능한 시스템 상에서 실행가능한 한개 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있다. 상기 프로그래밍가능한 시스템은 한개 이상의 프로그래밍가능한 프로세서를 포함하며, 데이터 스토리지 시스템, 한개 이상의 입력 장치, 그리고 한개 이상의 출력 장치로부터 데이터 및 명령을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령을 송신하도록 상기 프로세서가 연결된다. 각각의 컴퓨터 프로그램은 하이-레벨 절차형 또는 객체-지향형 프로그래밍 언어로 구현될 수 있고, 또는 필요에 따라 어셈블리나 기계어로 구현될 수 있다. 어느 경우에도 언어는 컴파일된, 또는 프로그래밍된 언어일 수 있다. 적합한 프로세서로는 범용 마이크로프로세서, 전용 마이크로프로세서 등등이 있다. 일반적으로, 프로세서는 ROM이나 RAM으로부터 명령과 데이터를 수신할 것이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터 파일을 저장하기 위한 한개 이상의 대량 스토리지 장치를 포함할 것이다. 이러한 장치의 예로는 내장형 하드디스크나 탈착식 디스크같은 자기 디스크, 자기-광학 디스크, 광학 디스크 등이 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 유형으로 구현하기에 적합한 스토리지 장치들의 예로는 EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 장치 등등과 같은 반도체 메모리 장치, 내장형 하드 디스크나 탈착식 디스크같은 자기 디스크, 자기-광학 디스크, CD-ROM 디스크 등등과 같은 모든 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다. 이들 중 어떤 것도 ASIC에 통합되거나 ASIC에 의해 보완될 수 있다.

사용자와의 대화를 제공하기 위해, 발명은 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위해 모니터나 LCD 스크린같은 디스플레이 장치를 가진 컴퓨터 시스템에서 구현될 수 있다. 사용자는 키보드, 마우스, 트랙볼, 마이크로폰, 터치식 디스플레이, 트랜스듀서 카드 리더기, 자기 또는 종이 테이프 리더기, 태블릿, 스타일러스, 음성 또는 수기 인식기, 또는 그외 다른 잘 알려진 입력 장치 등등처럼, 다양한 입력 장치를 통해 컴퓨터 시스템에 입력을 제공할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하도록 프로그래밍될 수 있어서, 이 인터페이스를 통해 컴퓨터 프로그램이 사용자와 대화할 수 있다.

마지막으로, 프로세서는 네트워크 연결을 이용하여 인터넷이나 인트라넷같은 컴퓨터망이나 통신망에 연결될 수 있다. 이 네트워크 연결을 통해 프로세서는 네트워크로부터 정보를 수신할 수 있고, 상술한 방법 단계들을 실행하는 경로에서 네트워크에 정보를 출력할 수 있다. 프로세서를 이용하여 실행될 일련의 명령들로 표현 되는 이러한 정보는 반송파로 구현되는 컴퓨터 데이터 신호 형태(일례에 불과함)로, 네트워크로부터 수신되거나 네트워크에 출력될 수 있다. 상술한 장치 및 물질들은 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 분야에서 친숙할 것이다.

본 발명은 컴퓨터 시스템에 저장되는 데이터에 관련된 다양한 컴퓨터-구현 동작들을 이용한다. 그러나 이러한 동작들은 물리적 양의 물리적 조작을 요건으로 할 수 있다. 일반적으로, 이러한 물리적 양들은 저장되거나 전송되거나 조합되거나 비교되거나 조작되는 등의 기능이 가능한 전기 신호나 자기 신호의 형태를 취한다. 본 발명의 일부분을 형성하는 동작들은 유용한 기계 동작들이다. 실행되는 조작들은 생성, 식별, 실행, 결정, 비교, 다운로딩, 검출 등등의 용어로 표현된다. 비트, 값, 소자, 변수, 문자, 데이터, 등등으로 이러한 전기적 신호나 자기적 신호를 언급하는 것이 편리한 경우가 많다. 그러나, 이들 모두 및 이와 유사한 용어들은 적절한 물리적 양과 연계되어야 한다.

본 발명은 상기 동작들을 실행하는 소자, 시스템, 또는 장치에 관한 것이다. 본 시스템은 요건 목적을 위해 전용으로 구성될 수 있고, 또는 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 구성되거나 선택적으로 활성화되는 범용 컴퓨터일 수도 있다. 상술한 프로세스들은 특정 컴퓨터나 그외 다른 연산 장치에 내재적으로 관련된 것이 아니다. 특히, 본원의 가르침에 따라 기록된 프로그램들을 이용하여 다양한 범용 컴퓨터들이 사용될 수 있으며, 또는, 요건 동작들의 실행을 위해 보다 전용화된 컴퓨터 시스템을 구성하는 것이 더 편리할 수도 있다.

본 발명은 NTSC 및 PAL 비디오 신호를 참고하여 설명되었으나, 본 발명은 DVD 플레이어로부터 출력되는 비디오 신호같은 성분 비디오에도 똑같이 적용될 수 있다.

Claims (7)

1. - 루마 성분과 크로마 성분으로 구성되어 서브캐리어 신호 상에서 변조되는 복합 비디오 신호를 수신하는 비디오 디코더로서, 이때, 다수의 주파수 영역에 대해 상기 루마 성분 및 상기 크로마 성분에 대해 모션 검출 동작을 각기 실행하는 상기 비디오 디코더,

   - 상기 비디오 디코더에 연결되어, 상기 다수의 주파수 영역 각각에 대한 고유 한도 값을 상기 비디오 디코더에 제공하는 가변 한도 로직, 그리고

   - 상기 가변 한도 로직에 연결된 서브캐리어 검출 로직으로서, 이때, 상기 서브캐리어 검출 로직의 공간적 및 시간적 특성을 체크함으로서 상기 서브캐리어 신호를 검출하는 상기 서브캐리어 검출 로직

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 서브캐리어 검출 로직은 제 1 프레임, 제 2 프레임, 제 3 프레임을 수신하고, 이때, 상기 제 1 프레임은 현 프레임, 상기 제 2 프레임은 상기 현 프레임의 이전 프레임, 상기 제 3 프레임은 상기 이전 프레임의 이전 프레임인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 서브캐리어 검출 로직은 상기 서브캐리어 신호의 제 1 프레임과 제 2 프레임 중에서, 그리고 상기 서브캐리어 신호의 단일 프레임 중에 서, 크로마 진폭을 분석함으로서 상기 서브캐리어 신호의 시간적 크로마 성분을 체크하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 서브캐리어 검출 로직은 상기 서브캐리어 신호의 시간적 극성을 분석함으로서 상기 서브캐리어 신호의 시간적 크로마 성분을 체크하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 서브캐리어 검출 로직은,

   - 상기 제 1 프레임, 제 2 프레임, 제 3 프레임을 각기 수신하는 제 1 대역통과 필터, 제 2 대역통과 필터, 제 3 대역 통과 필터, 그리고

   - 상기 제 1, 2, 3 대역 통과 필터로부터의 출력들을 수신하는 제 1, 2, 3 지연 소자로서, 상기 제 1, 2, 3 프레임의 네 인접 샘플들을 각기 저장하는 상기 제 1, 2, 3 지연 소자

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 서브캐리어 검출 로직은,

   - 비디오 신호를 수신하는 대역 통과 필터,

   - 상기 대역 통과 필터에 연결되어 상기 대역 통과 필터로부터 네개의 샘플들을 각기 저장하는 네개의 지연 소자,

   - 제 1, 3 지연 소자에 저장된 샘플들을 합산하는 제 1 합산 소자,

   - 제 2, 4 지연 소자에 저장된 샘플들을 합산하는 제 2 합산 소자,

   - 상기 제 1, 2 합산 소자의 출력을 정류하여 한도 전압과 비교하는 정류기,

   - 상기 두 합산 소자의 출력들이 상기 한도 전압보다 작은 경우 제 1 로직 상태의 제 1 신호를 발생시키는 제 1 로직 회로,

   - 네개의 지연 소자로부터의 교대하는 샘플들이 반대 로직 상태를 가질 경우 제 1 로직 상태의 제 2 신호를 발생시키는 제 2 로직 회로, 그리고

   - 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호가 제 1 로직 상태에 있을 경우 크로마 상태 신호를 발생시키는 제 3 로직 회로

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 서브캐리어 검출 로직은 상기 복합 비디오 신호의 라인 크로마 특성을 검출하고, 상기 서브캐리어 검출 로직은,

   - 상기 복합 비디오 신호의 제 1, 2, 3 라인을 수신하기 위한 제 1, 2, 3 대역 통과 필터,

   - 상기 제 1, 2, 3 대역 통과 필터에 연결되어, 각각 네개의 라인 샘플들을 저장하는 제 1, 2, 3 지연 소자, 그리고

   - 상기 제 1, 2, 3 지연 소자에 저장된 라인 샘플들을 수신하여 라인 크로마 신호를 발생시키는 로직 회로

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

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