KR20080084472A - 자동 신호 게인 조정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
비디오 수신 시스템에서 싱크 팁 심도(sync tip depth)에 따라 어댑티브하게 신호 게인을 조정하는 자동 신호 게인 조정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 비디오 신호로 부터 동기 신호를 검출하는 과정, 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정, 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정, 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 입력되는 비디오 신호의 게인을 다르게 조정하는 과정을 포함한다.
Description
도 1의(a) 및 (b)는 종래의 AGC 장치의 동작을 설명하기 위한 비디오 신호의 파형도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 신호 게인 조정 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2의 어댑티브 게인 조정부의 상세도이다.
도 4는 어댑티브 게인 조정부에서 구현하는 게인 특성도의 일실시예이다.
도 5는 어댑티브 게인 조정부에서 구현하는 게인 특성도의 다른 실시예이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 신호 게인 조정 방법을 보이는 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 룩-업 테이블에 저장된 게인 특성도이다.
본 발명은 비디오 수신 시스템에 관한 것이며, 특히 싱크 팁 심도(sync tip depth)에 따라 어댑티브하게 신호 게인을 조정하는 자동 신호 게인 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 AGC 장치(automatic gain controller)는 입력 신호의 진폭 변동을 검출하여 출력 신호의 진폭이 항상 일정하게 유지되도록 게인을 자동적으로 조절한다.
도 1의(a) 및 (b)는 종래의 AGC 장치의 동작을 설명하기 위한 비디오 신호의 파형도이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 비디오 영역은 액티브 비디오 영역(111) 및 싱크 팁 영역(112)으로 구분된다. 또한 싱크 팁 영역은 블랭크 레벨(120)과 싱크 팁 레벨(110)로 구성된다. 그리고 NTSC 방식의 경우 표준 액티브 비디오 영역(110)의 레벨은 100IRE(the Institute of Radio Engincer)이고, 싱크 팁 싱크 영역(112)의 레벨은 40IRE이다.
도 1의 (b)를 보면, 액티브 비디오 영역의 레벨은 100IRE로 정상적인데 싱크 팁 심도가 약간 적으면(110-1에 해당) 싱크 팁을 표준 레벨(110)로 키워 주어야한다. 따라서 종래의 AGC 장치는 싱크 팁 심도가 표준보다 적으면 싱크 팁 레벨을 정상적으로 유지하기 위해 액티브 비디오 영역의 레벨을 키우게 된다.
그러나 종래의 액티브 비디오 영역의 레벨을 키우게 되면 도 1(b)에서 보듯이 액티브 비디오 영역의 칼라 신호가 포화(saturation)되어 버린다. 따라서 종래에는 표준 액티브 비디오 영역의 레벨(140)을 벗어난 칼라 신호의 일부 영역(140)이 손실되는 문제점이 발생한다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 비디오 수신 시스템에서 싱크 팁 심 도 변화 구간에 따라 비선형 또는 선형적으로 어댑티브하게 신호의 게인을 조정하는 자동 신호 게인 조정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상기 자동 신호 게인 조정 방법이 적용된 자동 신호 게인 조정 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 자동 신호 게인 조정 방법에 있어서,
비디오 신호로부터 동기 신호를 검출하는 과정;
상기 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정;
상기 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정;
상기 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 입력되는 비디오 신호의 게인을 다르게 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 자동 신호 게인 조정 장치에 있어서,
비디오 신호의 동기 신호를 검출하는 저역통과필토부;
상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 블랭크 레벨을 검출하는 블랭크 레벨 검출부;
상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 싱크 팁 레벨을 검출하는 싱크 팁 검출부;
상기 블랭크 레벨 검출부에서 검출된 블랭크 레벨과 상기 싱크 팁 검출부로부터 검출된 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 추출하는 싱크 팁 심도 추출부;
싱크 팁 심도 추출부에서 추출된 싱크 팁 심도에 따라 입력되는 신호에 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 부여하는 어댑티브 게인 조정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 신호 게인 조정 장치의 블록도이다.
도 2의 자동 신호 게인 조정 장치는 튜너부(200), ADC부(210), LPF부(220), 클램프부(230), 블랭크 레벨 검출부(240), 싱크 팁 레벨 검출부(250), 싱크 팁 심도 추출부(260), 곱셈부(270), 가산부(282), PI제어부(284), 어댑티브 게인 조정부(290)로 구성된다.
먼저, 튜너부(200)는 안테나로부터 수신된 RF 형태의 공중파 TV 신호를 베이스 밴드 비디오 신호로 다운 믹스한다. 이때 비디오 신호는 휘도 신호와 색상 신호가 합쳐진 콤포지트 신호이다.
ADC(Analog-Digital Converter)부(210)는 튜너부(200)에서 다운믹스된 베이스 밴드비디오 신호를 디지털 비디오 신호로 변환하고, 클램프부(230)에서 인가되는 클램핑 업/다운 신호에 의해 클램프된 디지털 비디오 신호를 출력한다.
LPF(Low Pass Filter)부(220)는 ADC부(210)로부터 출력되는 비디오 신호의 고주파 성분을 제거한다. 이때 비디오 신호는 액티브 비디오 영역의 레벨(100IRE)과 싱크 팁 레벨(40IRE)의 중간에 블랭크 레벨로 클램핑되어 있다.
블랭크 레벨 검출부(240)는 클램핑된 비디오 신호로부터 블랭크 레벨 신호를 검출한다. 일실시예로 블랭크 레벨 신호는 블랭크 신호의 샘플값을 이용하여 검출할 수 있다.
싱크 팁 레벨 검출부(250)는 클램핑된 비디오 신호로부터 블랭킹 레벨 밑으로 최대로 내려가는 싱크 팁 레벨 신호를 검출한다. 일 실시예로 싱크 팁 레벨 신호는 싱크 신호의 샘플값을 이용하여 검출할 수 있다.
싱크 팁 심도 추출부(260)는 블랭크 레벨 검출부(240)에서 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨 검출부(250)로부터 검출된 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 추출한다.
곱셈부(270)는 싱크 팁 심도 추출부(260)에서 추출된 싱크 팁 심도값과 PI제어부(284)에서 출력되는 싱크 팁 심도값을 곱한다.
가산부(282)는 사용자에 의해 정의되는 타겟 싱크 팁 심도값과 곱셈부(270)에서 출력되는 싱크 팁 심도값을 더한다.
PI(Proportional Integrated)제어부(284)는 가산부(282)에서 출력되는 싱크 팁 심도값을 순차적으로 누적함으로써 싱크 팁 크기를 급격하게 변화시키지 않고 부드럽게 변화시킨다.
어댑티브 게인 조정부(290)는 PI 제어부(284)에서 출력되는 싱크 팁 심도값 에 따라 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 적용하여 신호의 게인을 어댑티브하게 조정하고, 최종 AGC된 신호를 출력한다. 이때 싱크 팁 심도의 비선형 변화 구간 및 비선형 게인 특성은 사용자에 의해 최적으로 값으로 변경될 수 있다.
따라서 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하면 비 선형적 게인 특성을 통해 입력 신호의 게인을 조정하고, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 벗어나면 선형적 게인 특성을 통해 입력 신호의 게인을 조정한다.
다른 실시예로 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도 추출부(260)에서 추출된 싱크 팁 심도값에 따라 어댑티브하게 신호의 게인을 조정할 수 있다.
다른 실시예로 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도값들을 게인값들과 매핑하여 룩-업 테이블에 저장시키고, 그 룩-업 테이블에서 비디오 신호의 싱크 팁 심도에 해당하는 게인값을 독출하고, 그 게인값을 입력되는 비디오 신호에 곱하여 신호 게인을 자동으로 조절할 수 있다.
클램프부(230)는 어댑티브 게인 조정부(290)에서 출력되는 비디오 신호에서 액티브 비디오 영역의 레벨(100IRE)과 싱크 팁 레벨(40IRE)의 중간 레벨을 블랭크 레벨로서 클램핑시키고, 그 클램핑 업/다운 신호를 ADC(210)로 피드백한다.
도 3은 도 2의 어댑티브 게인 조정부의 상세도이다.
도 3의 어댑티브 게인 조정부는 곱셈부(310), 게인제어부(320), 게인 룩-업 테이블부(330)로 구성된다.
게인 룩-업 테이블부(320)는 싱크 팁 심도값들에 대응하는 선형 및 비선형 특성의 게인값들이 룩-업 테이블 형태로 저장되어 있다. 선형 및 비선형 게인 특성들은 도 4 및 도 5에 일실시예로 도시되어 있다.
게인제어부(320)는 입력되는 싱크 팁 심도값에 해당하는 게인값을 룩-업 테이블부(320)로부터 독출한다. 특히, 게인 제어부(320)는 싱크 팁 심도와 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 비교하여 비선형 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택하고, 또한 레지스터를 이용하여 게인 룩-업 테이블부(320)의 게인 특성을 조절할 수 있다.
곱셈부(310)는 게인 제어부(320)로 부터 추출된 싱크 팁 심도에 해당하는 게인값과 ADC부(210)에서 샘플된(sampled) 데이터를 곱하여 AGC된 비디오 신호를 출력한다.
도 4는 어댑티브 게인 조정부에서 구현하는 게인 특성도의 일실시예이다.
도 4를 참조하면, 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도의 변화들(410, 420, 430)에 따라 그에 대응하는 비선형적인 개선된 AGC 게인(improved AGC gain)을 사용하여 신호의 게인을 조정한다. 이때 사용자의 요구에 따라 싱크 팁 심도의 변화에 둔감하게 신호의 게인을 변화하는 싱크 팁 심도 구간(점선으로 표시됨)을 임의로 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 싱크 팁 심도의 변화가 적은 구간에서는 비선형 게인 특성으로 신호의 게인을 조정하고, 싱크 팁 심도의 변화가 큰 구간에서는 선형 특성으로 신호의 게인을 조정한다.
도 5는 어댑티브 게인 조정부에서 구현하는 게인 특성도의 다른 실시예이다.
도 5를 참조하면, 어댑티브 게인 조정부(290)는 싱크 팁 심도의 변화들에 따라 비선형적인 개선된 AGC 게인을 사용한다. 이때 사용자의 요구에 따라 싱크 팁 심도 구간(점선으로 표시됨)에서 게인의 기울기를 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 점선으로 표시된 미리 설정된 싱크 팁 심도 변화 구간(예를 들면, 표준 싱크 팁 심도의 95% - 105%)에서 AGC게인을 "1"로 정할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 신호 게인 조정 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 소프트웨어 엔지니어 또는 셋트 사용자등에 의해 AGC 성능(performance)에 기반한 싱크 팁 에러 레인지(예를 들면, ±2%)를 설정하고(610 과정), 또한 싱크 팁 에러 레인지에서 채택될 게인값을 미리 설정한다(620 과정). 이때 싱크 팁 에러 레인지는 싱크 팁이 변해도 액티브 비디오 영역의 신호 게인을 증가시키지 않을 정도에 해당하는 싱크 팁 심도값들을 포함한다.
이어서, 비디오 신호를 수신하여 동기 신호를 검출한다(624 과정).
이어서, 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하고, 그 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출한다(630 과정).
이어서, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하는 가를 체크한다(640 과정).
이때 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 벗어나면(싱크 팁 크기의 변화가 크면) 도 7c와 같은 선형 게인 특성이 저장된 테이블을 이용하여 입력 신호의 게인을 조정한다(680 과정). 도 7c에서 빗금친 부분은 사용자가 정의한 싱크 팁 에러 레인지를 벗어난 영역이다.
반면에, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하면 그 싱크 팁 에러 레인지에서 사용자에 의해 정의된 게인값을 신호에 승산하는가를 체크한다(650 과정).
이때 사용자에 의해 정의된 게인값을 신호에 승산하는 것으로 체크되면 도 7a와 같은 비선형 게인 특성이 저장된 테이블내의 비선형 게인값을 이용하여 입력 신호 게인을 조정한다(660 과정). 도 7a에서 빗금친 부분은 사용자가 정의한 싱크 팁 에러 레인지에 해당된다. 예를 들면, 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에서 게인값들은 "0.95 - 1.05"로 조정된다.
또한 사용자에 의해 정의된 게인을 신호에 승산하지 않은 것으로 체크되면 도 7b와 같은 비선형 게인 특성이 저장된 테이블내의 비선형 게인값을 이용하여 입력 신호의 게인을 조정한다(670 과정). 도 7b에서 빗금친 부분은 사용자가 정의한 싱크 팁 에러 레인지이며, 싱크 팁 에러 레인지내에서 싱크 팁 심도값들에 해당되는 게인값들을 모두 "1"이다.
결국, 본 발명은 싱크 팁 심도에 따라 액티브 비디오 크기를 조정하는 AGC회로에서 싱크 팁 심도 변화가 적은 구간과 큰 구간에서 게인의 변화를 다르게 부여한다. 즉, 싱크 팁 심도의 변화가 적은 구간에서는 비선형적 게인 특성을 적용하여 AGC를 구동하고, 싱크 팁 심도의 변화가 큰 구간에서는 선형적 게인 특성을 적용하여 AGC를 구동하도록 한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자 에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
또한 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 싱크 팁 심도에 따라 AGC 게인에 선형 및 비선형 게인 특성을 선택적으로 적용함으로써 칼라 포화 및 신호의 클리핑을 경감할 수 있다. 특히 액티브 비디오 영역은 정상 수준인데 동기 팁 심도가 미세하게 작을 경우 신호의 게인을 비선형적으로 조정함으로써 화질을 개선시킬 수 있다. 또한 사용자의 입장에 따라 싱크 팁 심도의 구간별로 자유롭게 AGC를 위한 게인을 변경할 수 있다.
Claims (10)
- 자동 신호 게인 조정 방법에 있어서,비디오 신호로부터 동기 신호를 검출하는 과정;상기 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정;상기 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정;상기 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 입력되는 비디오 신호의 게인을 다르게 조정하는 과정을 포함하는 자동 신호 게인 조정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비디오 신호의 게인 조정 과정 과정은 싱크 팁 심도의 변화 구간에 따라 비디오 신호에 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 부여하는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 싱크 팁 심도의 비선형 변화 구간 및 비선형 게인 특성은 사용자에 의해 변경되는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 게인 조정 과정은 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지내에 존재하면 비 선형적 게인 특성으로 신호의 게인을 조정하고, 싱크 팁 심도가 미리 설정된 싱크 팁 에러 레인지를 벗어나면 선형적 게인 특성으로 신호의 게인을 조정하는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 싱크 팁 에러 레인지에서 채택될 게인값은 사용자에 의해 설정되는 것임을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 게인 특성 데이터는 룩-업 테이블에 할당되는 것을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 방법.
- 자동 신호 게인 조정 장치에 있어서,비디오 신호의 동기 신호를 검출하는 저역통과필터부;상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 블랭크 레벨을 검출하는 블랭크 레벨 검출부;상기 저역 통과 필터부로부터 검출된 동기 신호의 싱크 팁 레벨을 검출하는 싱크 팁 검출부;상기 블랭크 레벨 검출부에서 검출된 블랭크 레벨과 상기 싱크 팁 검출부로부터 검출된 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 추출하는 싱크 팁 심도 추출부;싱크 팁 심도 추출부에서 추출된 싱크 팁 심도에 따라 입력되는 신호에 비 선형적 게인 특성과 선형 게인 특성을 선택적으로 부여하는 어댑티브 게인 조정부 를 포함하는 자동 신호 게인 조정 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 어댑티브 게인 조정부는상기 싱크 팁 심도들에 대응하는 게인값들을 저장한 게인 룩-업 테이블부;입력되는 싱크 팁 심도에 해당하는 게인값을 상기 게인 룩-업 테이블로부터 독출하는 게인 제어부;상기 게인 제어부에서 독출한 싱크 팁 심도에 대응하는 게인값과 입력 신호를 곱하는 곱셈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 룩-업 테이블부는 비선형 및 선형 게인 특성 데이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 신호 게인 조정 장치.
- 자동 신호 게인 조정 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체에 있어서,비디오 신호를 수신하여 동기 신호를 검출하는 과정;상기 동기 신호의 동기 구간에서 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨을 검출하는 과정;상기 검출된 블랭크 레벨과 싱크 팁 레벨간의 차이로 싱크 팁 심도를 검출하는 과정;상기 검출된 동기 팁 심도의 변화 구간에 따라 상기 비선형 또는 선형 게인 특성을 선택적으로 적용하여 신호 게인을 조정하는 과정을 포함하는 코드를 기록하는 기록 매체.
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