KR20070088961A - 색 신호의 천이 특성을 향상시키는 영상 신호 처리 방법 및영상 신호 처리 장치 - Google Patents

색 신호의 천이 특성을 향상시키는 영상 신호 처리 방법 및영상 신호 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 색 신호의 천이 특성을 향상시키는 영상 신호 처리 방법 및 영상 신호 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상 신호 처리 방법 및 영상 신호 처리 장치에서는, 휘도 신호에 대한 미분 신호와 색 신호에 대한 미분 신호를 이용하여 에지 특성(Edge characteristics)이 향상된 색 신호를 생성하고, 에지 특성이 향상된 색 신호의 언더슈트(Undershoot)와 오버슈트(Overshoot)를 제거하여 천이 특성(Transient characteristics)이 향상된 색 신호를 생성한다.
색 신호, 에지 향상, 천이 향상, 언더슈트, 오버슈트

Description

색 신호의 천이 특성을 향상시키는 영상 신호 처리 방법 및 영상 신호 처리 장치{Method and apparatus for improving the transient characteristics of chrominance signal}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 이해하기 위하여 각 도면에 대한 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 휘도 신호의 천이 특성과 색 신호의 천이 특성을 예시하는 도면이다.
도 2는 색 신호의 에지 특성 향상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 신호 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에서의 에지 색 신호(C_e)를 생성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 휘도 신호(Y)의 천이 유형과 색 신호(C)의 천이 유형에 따른 에지 색 신호(C_e)의 유형을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에서의 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 생성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 클램핑(Clamping)시켜 천이 향상된 색 신호(C_ti)를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치를 나타내는 도면이다.
< 도면의 참조 번호에 대한 설명 >
802: 제 1 미분기 804: 제 2 미분기
806: 색 신호 최소값 검출기 808: 색 신호 최대값 검출기
810: 에지 색 신호 생성기 812: 에지 향상된 색 신호 생성기
814: 천이 향상된 색 신호 생성기
본 발명은 색 신호의 천이 특성을 향상시키는 영상 신호 처리 방법 및 영상 신호 처리 장치에 관한 것으로서, 특히 휘도 신호에 대한 미분 신호와 색 신호에 대한 미분 신호를 이용하여 에지 특성(Edge characteristics)이 향상된 색 신호를 생성하고, 에지 특성이 향상된 색 신호의 언더슈트(Undershoot)와 오버슈트(Overshoot)를 제거하여 천이 특성(Transient characteristics)이 향상된 색 신호를 생성하는 영상 신호 처리 방법 및 영상 신호 처리 장치에 관한 것이다.
촬영 장치가 피사체를 촬영하여 생성한 영상 신호는 변조 등의 신호 처리 과정을 거친 뒤 유무선 채널을 통하여 디스플레이 장치로 전송된다. 디스플레이 장치는 수신된 신호를 복조 등의 신호 처리 과정을 통해 복원하여 화면에 표시하게 된다.
촬영 장치가 생성하는 R/G/B 신호는 영상 신호 전송 시스템의 유형에 따른 Y/C 신호로 변환되어 컬러 TV와 같은 디스플레이 장치로 전송된다. Y/C 신호 중에서 Y 신호는 휘도 신호(Luminance signal)를 나타내고 C 신호는 색 신호(Chrominance signal)를 나타낸다.
휘도 신호의 전송 대역에 비하여 색 신호의 전송 대역은 고주파 대역이 제한되기 때문에, 휘도 신호의 천이 특성(Transient characteristics)에 비하여 색 신호의 천이 특성은 완만하게 나타낸다.
도 1은 휘도 신호의 천이 특성과 색 신호의 천이 특성을 예시하는 도면이다.
도 1에는 상승 천이하는 휘도 신호(Y)와 상승 천이하는 색 신호(C)가 도시되어 있다.
도 1에서 보듯이, 색 신호(C)의 천이(Transition)는 휘도 신호(C)의 천이보다 완만하다. 천이가 완만하다는 것은 천이의 기울기가 완만하다는 것을 의미하며, 천이가 완만할수록 천이 시간(Transition time)은 길다고 할 수 있다.
영상 신호의 천이가 완만하여 천이 시간이 길면, 영상의 선명도(Sharpness)가 저하되어 영상에서의 에지(Edge) 영역을 제대로 표시할 수 없다. 그래서, 영상 신호의 천이 기울기를 증가시키고 천이 시간을 줄여서 영상의 선명도를 향상시키려는 다양한 천이 향상 기법이 제안되고 있다. 휘도 신호의 천이 특성을 향상시키는 기법을 휘도 천이 향상(LTI: Luminance Transient Improvement) 기법이라 하고, 색 신호의 천이 특성을 향상시키는 기법을 색 천이 향상(CTI: Chrominance Transient Improvement) 기법이라고 한다. 이와 같은 천이 향상 기법에 의하여 영상 신호의 에지 특성이 향상되게 된다.
미국 공개발명 제2003-206245호에 개시된 "METHOD AND APPARATUS FOR ADJUSTING COLOR EDGE CENTER IN COLOR TRANSIENT IMPROVEMENT"이라는 명칭의 발명도 이러한 CTI 기술에 속한다고 할 수 있다.
도 2는 색 신호의 에지 특성 향상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서 C는 원래의 색 신호를 나타내고, C_ei1과 C_ei2는 에지 특성이 향상된 색 신호를 나타낸다.
에지 특성이 향상된 색 신호(C_ei1, C_ei2)를 얻기 위하여 먼저, 원래의 색 신호(C)에 대한 1 차 미분 신호와 2차 미분 신호를 생성한다. 생성된 1 차 미분 신호와 2 차 미분 신호를 서로 곱한 결과에 소정의 이득 상수를 다시 곱하여 생성되는 신호를 원래의 색 신호(C)에 더하면, 도 2와 같이 에지 특성이 향상된 색 신호(C_ei1, C_ei2)를 얻을 수 있다. 상기 소정의 이득 상수의 크기에 따라서 에지 특성 향상의 결과가 C_ei1과 C_ei2의 차이처럼 달라지게 된다.
에지 특성이 향상된 색 신호 C_ei1은 원래의 색 신호(C)에 비하여 천이 기울기가 증가하였다. 그러나, 에지 특성이 향상된 신호 C_ei2는, 원래의 색 신호(C)에 비하여 천이 기울기가 증가하였으나, 언더슈트(Undershoot)와 오버슈트(Overshoot)를 포함하게 되었다. 상기 소정의 이득 상수를 증가시키면, 천이 기울기를 증가시킬 수 있으나 더불어 언더슈트와 오버슈트도 커지게 된다. 언더슈트와 오버슈트는 영상의 선명도를 향상시키는 요인이 될 수도 있으나, 대개 과도한 언더슈트와 오버슈트로 인하여 원래의 영상이 왜곡되어 화질이 저하되는 문제가 발생한다.
그리고, 위와 같은 에지 향상 기법에서는, 오직 색 신호(C)만을 이용하여 색 신호의 에지 향상을 위한 신호 처리를 수행할 뿐, 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)의 상관 관계는 고려되지 않는다. 휘도 신호(Y)의 천이 특성을 고려하지 않고 색 신호(C)만을 이용하여 색 신호의 에지 향상을 위한 신호 처리를 수행하는 경우에는, 휘도 신호(Y)와 에지 향상된 색 신호(C_ei1, C_ei2)와의 부조화로 인하여 부자연스러운 영상이 표시되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은, 휘도 신호와 색 신호를 함께 이용하여 에지 특성(Edge characteristics)이 향상된 색 신호를 생성하고, 에지 특성이 향상된 색 신호의 언더슈트(Undershoot)와 오버슈트(Overshoot)를 제거하여, 천이 특성(Transient characteristics)이 향상된 색 신호를 생성하는 영상 신호 처리 방법 및 영상 신호 처리 장치를 제공하여 상기와 같은 문제점을 해결하고자 한다.
휘도 신호와 색 신호를 포함하는 영상 신호를 입력받아 천이(Transition) 향상된 색 신호를 출력하는 영상 신호 처리 방법에 있어서, 본 발명에 따른 영상 신호 처리 방법은 상기 휘도 신호에 대한 1 차 미분 신호의 부호값, 상기 휘도 신호에 대한 2 차 미분 신호의 부호값, 상기 색 신호에 대한 1 차 미분 신호 및 이득 상수를 곱하여 에지(Edge) 색 신호를 생성하는 단계; 상기 에지 색 신호와 상기 색 신호를 더하여 에지 향상된 색 신호를 생성하는 단계; 상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간 중의 소정 구간에서 상기 색 신호의 최소값을 검출하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 작은 구간에서는 상기 최소값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 큰 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력하는 단계; 및 상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간 중의 소정 구간에서 상기 색 신호의 최대값을 검출하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 큰 구간에서는 상기 최대값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 작은 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력하는 단계를 구비한다.
본 발명의 어느 한 실시예에 있어서, 상기 이득 상수는, 상기 색 신호의 에지 향상 정도를 고려하여 조절될 수 있다.
본 발명의 어느 한 실시예에 있어서, 상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간 중의 소정 구간은, 상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간 중에서, 상기 휘도 신호와 상기 색 신호의 신호 특성 및 상기 이득 상수의 크기를 고려하여 정해질 수 있다.
본 발명의 어느 한 실시예에 있어서, 상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간 중의 소정 구간은, 상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간 중에서, 상기 휘도 신호와 상기 색 신호의 신호 특성 및 상기 이득 상수의 크기를 고려하여 정해질 수 있다.
본 발명의 어느 한 실시예에 있어서, 상기 에지 색 신호가 갖는 불연속점의 위치는, 상기 색 신호의 변곡점(Point of inflection)의 위치에 대응된다.
또한, 휘도 신호와 색 신호를 포함하는 영상 신호를 입력받아 천이(Transition) 향상된 색 신호를 출력하는 영상 신호 처리 장치에 있어서, 본 발명에 따른 영상 신호 처리 장치는 제 1 미분기, 제 2 미분기, 에지 색 신호 생성기, 에지 향상된 색 신호 생성기, 색 신호 최소값 검출기, 색 신호 최대값 검출기 및 천이 향상된 색 신호 생성기를 구비한다.
상기 제 1 미분기는 상기 휘도 신호에 대한 1 차 미분 신호와 상기 색 신호에 대한 1 차 미분 신호를 생성한다. 상기 제 2 미분기는 상기 휘도 신호에 대한 2 차 미분 신호와 상기 색 신호에 대한 2 차 미분 신호를 생성한다. 상기 에지 색 신호 생성기는 상기 휘도 신호에 대한 1 차 미분 신호의 부호값, 상기 휘도 신호에 대한 2 차 미분 신호의 부호값, 상기 색 신호에 대한 1 차 미분 신호 및 이득 상수를 곱하여 에지(Edge) 색 신호를 생성한다. 상기 에지 향상된 색 신호 생성기는 상기 에지 색 신호와 상기 색 신호를 더하여 에지 향상된 색 신호를 생성한다. 상기 색 신호 최소값 검출기는 상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간에서 상기 색 신호의 최소값을 검출하고, 상기 색 신호 최대값 검출기는 상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간에서 상기 색 신호의 최대값을 검출한다. 상기 천이 향상된 색 신호 생성기는 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 색 신호의 최소값과 상기 색 신호의 최대값 사이의 값을 갖도록 상기 에지 향상된 색 신호를 클램핑(Clamping)시켜 상기 천이 향상된 색 신호를 생성한다.
본 발명의 어느 한 실시예에 있어서, 상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구 간에서 상기 천이 향상된 색 신호 생성기는, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 작은 구간에서는 상기 최소값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 큰 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력한다.
본 발명의 어느 한 실시예에 있어서, 상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간에서 상기 천이 향상된 색 신호 생성기는, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 큰 구간에서는 상기 최대값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 작은 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력한다.
본 발명에 따른 영상 신호 처리 방법 및 영상 신호 처리 장치는, 상기 휘도 신호가 상승 천이하고 상기 색 신호도 상승 천이하는 경우, 상기 휘도 신호는 상승 천이하고 상기 색 신호는 하강 천이하는 경우, 상기 휘도 신호는 하강 천이하고 상기 색 신호는 상승 천이하는 경우 및 상기 휘도 신호가 하강 천이하고 상기 색 신호도 하강 천이하는 경우 모두에 대하여 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서, 에지 특성이 향상되었다 함은 영상 신호의 천이 기울기가 향상되었다는 것을 의미하고, 천이 특성이 향상되었다 함은 영상 신호의 천이 기울 기가 향상된 것과 함께 언더슈트 및 오버슈트의 문제도 제거되었다는 것을 의미한다. 예컨대, "에지 향상된 색 신호(도 7a 및 도 7b에서의 C_ei)"라는 명칭과 "천이 향상된 색 신호(도 7a 및 도 7b에서의 C_ti)"라는 명칭은 위와 같은 점을 반영한 명칭이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 신호 처리 방법을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 도 4 내지 도 7b를 참고하여 도 3에 도시된 영상 신호 처리 방법을 설명한다.
먼저, 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)를 포함하는 영상 신호를 입력받아, 휘도 신호(Y)에 대응되는 영상에 휘도 에지(Luminance edge)가 있는지 및 색 신호(C)에 대응되는 영상에 색 에지(Chrominance edge)가 있는지를 검출한다(도 3의 S302). 휘도 신호(Y)가 상승 천이하거나 하강 천이하는 경우에 휘도 신호(Y)에 대응되는 영상에는 휘도 에지가 있다고 볼 수 있고, 색 신호(C)가 상승 천이하거나 하강 천이하는 경우에 색 신호(C)에 대응되는 영상에는 색 에지가 있다고 볼 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 처리 방법에서는, 색 신호(C)만을 이용하여 색 신호(C)의 에지 특성을 향상시키는 종래의 영상 신호 처리 방법과는 달리, 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)를 함께 이용하여 색 신호(C)의 에지 특성을 향상시킨다. 이를 위하여, 색 신호(C)에 대응되는 영상에 색 에지가 있는지 뿐만 아니라 휘도 신호(Y)에 대응되는 영상에 휘도 에지가 있는지도 검출하는 것이다. 색 신호(C)와 상관 관계에 있는 휘도 신호(Y)를 함께 이용하여 색 신호(C)의 에지 특성을 향상시킴으로써, 휘도 신호(Y)와 에지 향상된 색 신호와의 부조화를 방지할 수 있다.
휘도 에지 및 색 에지가 검출되면 에지 색 신호(C_e)를 생성하는 단계가 수행된다(도 3의 S304).
도 4는 도 3에서의 에지 색 신호(C_e)를 생성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 휘도 신호(Y)로부터 휘도 신호(Y)에 대한 1 차 미분 신호(Y_d1)와 휘도 신호(Y)에 대한 2 차 미분 신호(Y_d2)를 구한다. 그리고, 휘도 신호(Y)에 대한 1 차 미분 신호(Y_d1)의 부호값[sign(Y_d1)], 휘도 신호(Y)에 대한 2 차 미분 신호(Y_d2)의 부호값[sign(Y_d2)] 및 제 1 상수(도 4에서는 -1로 예시됨)를 곱하여 제 1 처리 신호 <-sign(Y_d1)*sign(Y_d2)>를 생성한다.
다음으로, 색 신호(C)에 대한 1 차 미분 신호(C_d1)를 구하고, 색 신호(C)에 대한 1 차 미분 신호(C_d1)에 제 2 상수(K)를 곱하여 제 2 처리 신호 <KㆍC_d1>를 생성한다.
그리고, 상기 제 1 처리 신호 <-sign(Y_d1)*sign(Y_d2)>와 상기 제 2 처리 신호 <KㆍC_d1>를 곱하여 에지 색 신호(C_e)를 생성한다.
한편, 도 4에서는 휘도 신호(Y)가 상승 천이하고 색 신호(C)도 상승 천이하는 경우를 도시하고 있는데, 본 발명은 이러한 경우만으로 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명은 휘도 신호(Y)가 상승 천이하고 색 신호(C)도 상승 천이하는 경우, 휘도 신호(Y)는 상승 천이하고 색 신호(C)는 하강 천이하는 경우, 휘도 신호(Y)는 하강 천이하고 색 신호(C)는 상승 천이하는 경우 및 휘도 신호(Y)가 하강 천이하고 색 신호(C)도 하강 천이하는 경우 모두에 대하여 적용될 수 있다.
도 5는 휘도 신호(Y)의 천이 유형과 색 신호(C)의 천이 유형에 따른 에지 색 신호(C_e)의 유형을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 보듯이, 휘도 신호(Y1)가 상승 천이하고 색 신호(C1)도 상승 천이하는 경우에는 에지 색 신호가 C_e1과 같이 생성되고, 휘도 신호(Y2)는 하강 천이하고 색 신호(C2)는 상승 천이하는 경우에는 에지 색 신호가 C_e2와 같이 생성되고, 휘도 신호(Y3)는 상승 천이하고 색 신호(C3)는 하강 천이하는 경우에는 에지 색 신호가 C_e3과 같이 생성되며, 휘도 신호(Y4)가 하강 천이하고 색 신호(C4)도 하강 천이하는 경우에는 에지 색 신호가 C_e4와 같이 생성된다.
도 4 및 도 5에서 보듯이, 에지 색 신호(C_e)는 휘도 신호(Y)에 대한 1 차 미분 신호(Y_1)의 부호값[sign(Y_d1)], 휘도 신호(Y)에 대한 2 차 미분 신호(Y_d2)의 부호값[sign(Y_d2)], 색 신호(C)에 대한 1 차 미분 신호(C_d1) 및 이득 상수를 곱하여 생성된다.
도 4의 경우에서는 제 1 상수 -1과 제 2 상수 K를 곱한 -K가 이득 상수로 된다. 이득 상수는 색 신호(C)의 에지 향상 정도를 고려하여 조절되는 것으로서, 이득 상수가 클수록 에지 특성은 향상되지만 언더슈트와 오버슈트도 커지게 된다.
에지 색 신호(C_e)가 생성되면 다음으로 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 생성하는 단계가 수행된다(도 3의 S306).
도 6은 도 3에서의 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 생성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
에지 향상된 색 신호(C_ei)는 상기 에지 색 신호(C_e)와 상기 색 신호(C)를 더함으로써 생성된다. 상승 천이하는 색 신호(C_R)와 상승 천이 향상을 위한 에지 색 신호(C_eR)를 더하여 에지 향상된 색 신호 C_eiR을 생성하고, 하강 천이하는 색 신호(C_F)와 하강 천이 향상을 위한 에지 색 신호(C_eF)를 더하여 에지 향상된 색 신호 C_eiF를 생성한다.
도 6을 살펴 보면, 에지 색 신호(C_eR, C_eF)가 갖는 불연속점의 위치는 색 신호(C_R, C_F)의 변곡점(Point of inflection)의 위치에 대응된다는 것을 알 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 클램핑(Clamping)시켜 천이 향상된 색 신호(C_ti)를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 상승 천이하는 색 신호(C)의 경우를 나타낸 것이고, 도 7b는 하강 천이하는 색 신호(C)의 경우를 나타낸 것이다. 도 7a 및 도 7b에서, 색 신호(C)는 원래의 색 신호를 나타내고, 에지 향상된 색 신호(C_ei)는 원래의 색 신호(C)의 에지 특성을 향상시킨 색 신호를 나타내며, 천이 향상된 색 신호(C_ti)는 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 언더슈트와 오버슈트를 제거한 신호를 나타낸다.
먼저, 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인지 음인지를 판단하여(도 3의 S308), 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인 구간 중의 소정 구간에서 색 신호(C)의 최소값(Cmin)을 검출한다(도 3의 S310). 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인 구간에서는 색 신호(C)가 아래로 볼록하므로 최소값(Cmin)을 검출하는 것이다.
상기 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인 구간 중의 소정 구간은, 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인 구간 중에서, 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)의 신호 특성 및 이득 상수(도 4에서는 -K로 예시됨)의 크기를 고려하여 정해진다. 도 7a 및 도 7b에는, 상기 소정 구간이 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인 구간(도 7a에서 T1 구간과 T2 구간, 도 7b에서 T7 구간과 T8 구간)과 일치하는 예가 도시되어 있다.
이 경우에, 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 상기 최소값(Cmin)보다 큰가를 판단하여(도 3의 S312), 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 상기 최소값(Cmin)보다 작은 구간(도 7a의 T1 구간, 도 7b의 T8 구간)에서는 상기 최소값(Cmin)을 천이 향상된 색 신호(C_ti)의 크기값으로서 출력한다(도 3의 S316). 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 상기 최소값(Cmin)보다 큰 구간(도 7a의 T2 구간, 도 7b의 T7 구간)에서는 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 천이 향상된 색 신호(C_ti)로서 출력한다(도 3의 S314).
다시, 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인지 음인지를 판단하고(도 3의 S308), 색 신호(C)의 2 차 미분값이 음인 구간 중의 소정 구간에서 색 신호(C)의 최대값(Cmax)을 검출한다(도 3의 S320). 색 신호(C)의 2 차 미분값이 음인 구간에서는 색 신호(C)가 위로 볼록하므로 최대값(Cmax)을 검출하는 것이다.
상기 색 신호(C)의 2 차 미분값이 음인 구간 중의 소정 구간은, 색 신호(C)의 2 차 미분값이 음인 구간 중에서, 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)의 신호 특성 및 이득 상수(도 4에서는 -K로 예시됨)의 크기를 고려하여 정해진다. 도 7a 및 도 7b에는, 상기 소정 구간이 색 신호(C)의 2 차 미분값이 음인 구간(도 7a에서 T3 구간과 T4 구간, 도 7b에서 T5 구간과 T6 구간)과 일치하는 예가 도시되어 있다.
이 경우에, 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 상기 최대값(Cmax)보다 작은가를 판단하여(도 3의 S322), 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 상기 최대값(Cmax)보다 큰 구간(도 7a의 T4 구간, 도 7b의 T5 구간)에서는 상기 최대값(Cmax)을 천이 향상된 색 신호(C_ti)의 크기값으로서 출력한다(도 3의 S326). 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 상기 최대값(Cmax)보다 작은 구간(도 7a의 T3 구간, 도 7b의 T6 구간)에서는 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 천이 향상된 색 신호(C_ti)로서 출력한다(도 3의 S324).
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 신호 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 8에는 제 1 미분기(802), 제 2 미분기(804), 색 신호 최소값(Cmin) 검출기(806), 색 신호 최대값(Cmax) 검출기(808), 에지 색 신호(C_e) 생성기(810), 에지 향상된 색 신호(C_ei) 생성기(812) 및 천이 향상된 색 신호(C_ti) 생성기(814)가 도시되어 있다.
제 1 미분기(802)는 휘도 신호(Y)에 대한 1 차 미분 신호(Y_d1)와 색 신호(C)에 대한 1 차 미분 신호(C_d1)를 생성한다.
제 2 미분기(804)는 휘도 신호(Y)에 대한 2 차 미분 신호(Y_d2)와 색 신호(C)에 대한 2 차 미분 신호(C_d2)를 생성한다.
색 신호 최소값(Cmin) 검출기(806)는 휘도 신호(Y)에 대한 1 차 미분 신호(Y_d1)의 부호값[sign(Y_d1)], 휘도 신호(Y)에 대한 2 차 미분 신호(Y_d2)의 부호값[sign(Y_d2)], 색 신호(C)에 대한 1 차 미분 신호(C_d1) 및 이득 상수를 곱하여 에지 색 신호(C_e)를 생성한다. 도 4에 도시된 예시에서는 -K가 이득 상수로 된다 는 점은 앞서 설명한 바 있다.
에지 향상된 색 신호(C_ei) 생성기(812)는 에지 색 신호(C_e)와 색 신호(C)를 더하여 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 생성한다.
색 신호 최소값(Cmin) 검출기(806)는 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인 구간에서 색 신호(C)의 최소값(Cmin)을 검출하고, 색 신호 최대값(Cmax) 검출기(808)는 색 신호(C)의 2 차 미분값이 음인 구간에서 색 신호의 최대값(Cmax)을 검출한다.
천이 향상된 색 신호(C_ti) 생성기(814)는 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 색 신호의 최소값(Cmin)과 색 신호의 최대값(Cmax) 사이의 값을 갖도록 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 클램핑(Clamping)시켜 천이 향상된 색 신호(C_ti)를 생성한다.
클램핑(Clamping)시킨다는 것은 색 신호의 최소값(Cmin)보다 작은 값을 잘라버리고 색 신호의 최대값(Cmax)보다 큰 값을 잘라버린다는 것을 의미한다. 색 신호(C)의 2 차 미분값이 양인 구간에서 천이 향상된 색 신호 생성기(814)는, 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 색 신호의 최소값(Cmin)보다 작은 구간에서는 색 신호의 최소값(Cmin)을 천이 향상된 색 신호(C_ti)의 크기값으로서 출력하고, 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 색 신호의 최소값(Cmin)보다 큰 구간에서는 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 천이 향상된 색 신호(C_ti)로서 출력한다. 또한, 색 신호(C)의 2 차 미분값이 음인 구간에서 천이 향상된 색 신호 생성기(814)는, 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 색 신호의 최대값(Cmax)보다 큰 구간에서는 색 신호의 최대값(Cmax)을 천이 향상된 색 신호(C_ti)의 크기값으로서 출력하고, 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 크기값이 색 신호의 최대값(Cmax)보다 작은 구간에서는 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 천이 향상된 색 신호(C_ti)로서 출력한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 영상 신호 처리 장치는, 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)를 함께 이용하여 에지 향상된 색 신호(C_ei)를 생성하고, 에지 향상된 색 신호(C_ei)의 언더슈트와 오버슈트를 제거하여 천이 향상된 색 신호(C_ti)를 생성한다. 본 발명에 따른 영상 신호 처리 장치는, 휘도 신호(Y)가 상승 천이하고 색 신호(C)도 상승 천이하는 경우, 휘도 신호(Y)는 상승 천이하고 색 신호(C)는 하강 천이하는 경우, 휘도 신호(Y)는 하강 천이하고 색 신호(C)는 상승 천이하는 경우 및 휘도 신호(Y)가 하강 천이하고 색 신호(C)도 하강 천이하는 경우 모두에 대하여 적용될 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 색 신호와 상관 관계에 있는 휘도 신호를 함께 이용하여 색 신호의 에지 특성을 향상시킴으로써, 휘도 신호와 에지 향상된 색 신호와의 부조화를 방지할 수 있다.
둘째, 에지 향상된 색 신호의 언더슈트와 오버슈트를 제거함으로써, 언더슈트와 오버슈트로 인하여 원래의 영상이 왜곡되는 화질 저하 문제를 방지할 수 있다.

Claims (12)

  1. 휘도 신호와 색 신호를 포함하는 영상 신호를 입력받아 천이(Transition) 향상된 색 신호를 출력하는 영상 신호 처리 방법에 있어서,
    상기 휘도 신호에 대한 1 차 미분 신호의 부호값, 상기 휘도 신호에 대한 2 차 미분 신호의 부호값, 상기 색 신호에 대한 1 차 미분 신호 및 이득 상수를 곱하여 에지(Edge) 색 신호를 생성하는 단계;
    상기 에지 색 신호와 상기 색 신호를 더하여 에지 향상된 색 신호를 생성하는 단계;
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간 중의 소정 구간에서 상기 색 신호의 최소값을 검출하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 작은 구간에서는 상기 최소값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 큰 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력하는 단계; 및
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간 중의 소정 구간에서 상기 색 신호의 최대값을 검출하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 큰 구간에서는 상기 최대값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고, 상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 작은 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력하는 단계;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이득 상수는,
    상기 색 신호의 에지 향상 정도를 고려하여 조절되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간 중의 소정 구간은,
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간 중에서, 상기 휘도 신호와 상기 색 신호의 신호 특성 및 상기 이득 상수의 크기를 고려하여 정해지는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간 중의 소정 구간은,
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간 중에서, 상기 휘도 신호와 상기 색 신호의 신호 특성 및 상기 이득 상수의 크기를 고려하여 정해지는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 색 신호가 갖는 불연속점의 위치는,
    상기 색 신호의 변곡점(Point of inflection)의 위치에 대응되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 신호가 상승 천이하고 상기 색 신호도 상승 천이하는 경우, 상기 휘도 신호는 상승 천이하고 상기 색 신호는 하강 천이하는 경우, 상기 휘도 신호는 하강 천이하고 상기 색 신호는 상승 천이하는 경우 및 상기 휘도 신호가 하강 천이하고 상기 색 신호도 하강 천이하는 경우 모두에 대하여 적용되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  7. 휘도 신호와 색 신호를 포함하는 영상 신호를 입력받아 천이(Transition) 향상된 색 신호를 출력하는 영상 신호 처리 장치에 있어서,
    상기 휘도 신호에 대한 1 차 미분 신호와 상기 색 신호에 대한 1 차 미분 신호를 생성하는 제 1 미분기;
    상기 휘도 신호에 대한 2 차 미분 신호와 상기 색 신호에 대한 2 차 미분 신호를 생성하는 제 2 미분기;
    상기 휘도 신호에 대한 1 차 미분 신호의 부호값, 상기 휘도 신호에 대한 2 차 미분 신호의 부호값, 상기 색 신호에 대한 1 차 미분 신호 및 이득 상수를 곱하여 에지(Edge) 색 신호를 생성하는 에지 색 신호 생성기;
    상기 에지 색 신호와 상기 색 신호를 더하여 에지 향상된 색 신호를 생성하 는 에지 향상된 색 신호 생성기;
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간에서 상기 색 신호의 최소값을 검출하는 색 신호 최소값 검출기;
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간에서 상기 색 신호의 최대값을 검출하는 색 신호 최대값 검출기;
    상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 색 신호의 최소값과 상기 색 신호의 최대값 사이의 값을 갖도록 상기 에지 향상된 색 신호를 클램핑(Clamping)시켜 상기 천이 향상된 색 신호를 생성하는 천이 향상된 색 신호 생성기;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 양인 구간에서 상기 천이 향상된 색 신호 생성기는,
    상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 작은 구간에서는 상기 최소값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고,
    상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최소값보다 큰 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 색 신호의 2 차 미분값이 음인 구간에서 상기 천이 향상된 색 신호 생성기는,
    상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 큰 구간에서는 상기 최대값을 상기 천이 향상된 색 신호의 크기값으로서 출력하고,
    상기 에지 향상된 색 신호의 크기값이 상기 최대값보다 작은 구간에서는 상기 에지 향상된 색 신호를 상기 천이 향상된 색 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 이득 상수는,
    상기 색 신호의 에지 향상 정도를 고려하여 조절되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 에지 색 신호가 갖는 불연속점의 위치는,
    상기 색 신호의 변곡점(Point of inflection)의 위치에 대응되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 휘도 신호가 상승 천이하고 상기 색 신호도 상승 천이하는 경우, 상기 휘도 신호는 상승 천이하고 상기 색 신호는 하강 천이하는 경우, 상기 휘도 신호는 하강 천이하고 상기 색 신호는 상승 천이하는 경우 및 상기 휘도 신호가 하강 천이하고 상기 색 신호도 하강 천이하는 경우 모두에 대하여 적용되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
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