KR900000128B1 - 빗살형 필터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

빗살형 필터

제1도는 본 발명의 제1실시예의 블록도.

제2도는 본 발명의 제2실시예의 블록도.

제3도는 제1실시예를 설명하는 주파수특성도.

제4도는 본 발명의 제3실시예의 블록도.

제5도는 본 발명의 제4실시예의 블록도.

제6도는 본 발명의 제5실시예의 블록도.

제7도는 제5실시예를 설명하는 주파수특성도.

제8도 내지 제10도는 본 발명의 기타 실시예의 블록도.

제11도는 종래 기술의 귀환형 빗살형 필터의 블록도.

제12도는 제11도의 빗살형 필터의 주파수특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 입력단자 2 : 감산기

3 : 1H지연회로 4: 가산기

5 : 리미터회로 7 : 감산기

6, 8 : 계수회로 9 : 출력단자

본 발명은 빗살모양의 주파수 대역특성을 가지는 빗살형 필터에 관한 것으로, 특히 비데오테이프레코더의 색신호 처리회로에 이용되는 빗살형 필터에 관한 것이다.

그년, 비데오테이프레코더의 색신호처리에 귀환형 빗살형 필터가 사용되어 왔다. 제11도에 도시한 바와 같은 종래 기술의 귀환형 빗살형 필터의 대표적인 예는,일본국 공개특허공보 57-160287호 (1982)와 1983년 6월 8월에 개최된 소비자 전자공학에 관한 IEEE국제회의에서 야마시다 노리유끼씨등이 발표한 "New Systems for Video Processing ICs"에 개재 되어 있다. 제11도를 참조하면, 자기 테이프에서 재생된 입력반송색신호(Cin)는 입력단자(21)를 통하여 연산회로(22)에 공급된다. 연산회로(22)로부터의 신호(C1)는 연산회로(25)(26) 및 1H지연라인(H : 수평주사주기)에 공급된다. 연산회로(26)는 연산회로(22)로 부터의 신호(C1)에서 1H지연라인의 신호(Cd)을 감산하여 출력단자(27)에 전달될 출력색신호(Cout)를 얻는다. 연산회로(25)는 1H지연라인(23)의 신호(Cd)와 연산회로(22)의 신호(C1)를 가산하여 합성신호(C2)를 얻는다. 합성신호(C2)는 귀환회로(24)를 통하여 연산회로(22)에 공급된다.

제12도는 제11도에 도시한 귀환형 빗살형 필터의 주파수특성곡선을 도시한다. 귀환량이 0일 경우, 빗살형 필터는 곡선(a)로 도시한 바와 같은 종래 빗살형 필터의 특성곡선을 나타낸다. 귀환량이 클 경우, 빗살형 필터는 예를 들면 곡선(c)로 도시한 바와같은 귀환형 빗살형 필터의 특성곡선을 나타낸다. 귀환량을 적당히 조정하면, 빗살형 필터는 곡선(a)와 곡선(c)사이의 특성(예를 들면 곡선b)을 나타낸다.

곡선(c)의 경우에 있어서는, 채도 S/N의 개선효과는 크지만, 칼라화상의 윤곽부의 색어긋남 또는 색누출이 커지는 결점이 있다. 이러한 결점을 제거하기 위해서는 휘도신호와 채도신호의 상관이 큰 것을 이용하여 휘도신호의 수직상관을 검츨하고 이 정보에 따라 채도신호의 귀환량을 제어한다. 이러한 제어는 제11도의 블록도(31)에 의해 행하여 진다. 입력단자(30)에 입력된 재생휘도신호(Y)는 1H지연라인을 통과시켜서 지연시호(Yd)를 얻고, 연산회로(29)에 의해 신호(Yd)와 (Y)간의 차이를 검출하여 휘도신호의 수직상관을 나타내는 신호(Y1)를 얻는다. 연산회로(29)로부터의 신호(Y1)의 절대치가 클때에는 귀환회로(24)의 귀환량이 작아져서 색누출을 저감한다. 절대치가 작을때에는 귀환량은 많아져서 체도 S/N를 개선한다.

그러나, 상술한 구성에 있어서는 휘도신호와 채도신호간의 상관이 매우 커야할 필요가 있다. 상관이 작은 경우에는 수직방향으로의 색어긋남이 대단히 커져서 화질이 크게 저하된다. 또, 휘도신호와 채도신호간의 상관이 크다고 하더라도 상기 구성은 종래 빗살형 필터의 구성과 유사하기 때문에 1H주기 중에 색누출이 발생하게 되는 본질적인 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 입력신호의 수직상관이 클때에는 통상의 빗살형 필터특성을 나타내어 S/N 개선효과를 크게하고 수직상관이 작더라도 수직방향에서 신호의 대역악화를 거의 유발하지 않는 빗살형 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내부회로소자에서 발생한 시간지연을 보상할수 있는 빗살형 필터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 빗살형 필터는, 입력신호를 소정의 시간만큼 지연하여 지연신호를 얻는 지연수단과, 입력신호 및 지연신호로부터 입력신호의 수직상관을 검출하여 수직상관이 클 경우에는 그 수직상관에 대응하는 수직상관신호를 출력하고 수직상관이 작을 경우에는 어따한 신호도 출력하지 않는 수직상관검출수단과, 수직상관검출수단의 입력신호 및 출력신호를 연산하여 빗살형 필터의 출력신호를 얻는 제3연산수단으로 구성된다. 이러한 구성에 의한 본 발명의 빗살형 필터는 입력신호의 수직상관이 클때에는 통상의 빗살형 필터 특성을 나타내고 수직 상관이 작을때에는 입력신호를 그대로 통과시킨다

수직상관검출수단은, 예를 들면, 입력신호와 지연신호를 연산하여 수직상관신호를 얻는 제2연산수단과, 제2연산수단에서 출력된 수직상관신호의 진폭을 제한하는리미터로 구성된다.

지연수단앞에 제1연산수단을 설치하고, 수직상관검출 수단으로부터 소정의 귀환회로를 취출하고, 입력신호 및 귀환신호를 연산하여 지연수단에 공급할 귀환입력신호를 발생하도록 제1연산수단을 구성하면, 귀환형 빗살형 필터를 실현할 수 있다. 수직상관검출수단이 상술한 바와 같은 제2연산수단 및 리미터로 구성되는 경우에는, 귀환신호는 계수수단 또는 계수수단 및 제2리미터를 통하여 제2연산수단이나 리미터로부터 얻어진다.

또, 입력신호가 제3연산수단에 공급되기전에 제2지연수단을 통과하도록 하면 빗살형 필터의 부품에서 발생한 바람직하지 못한 시간지연을 보상할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예의 블록도이다. 제1도에 있어서, (1)은 입력단자, (2)는 감산기, (4)는 가산기, (7)은 감산기, (3)은 1H지연회로, (5)는 리미터회로, (6)(8)은 신호에 계수를 곱하는 계수회로, (9)는 출력단자이다.

입력단자(1)에서 입력된 입력신호는 감산기(2)의 양(+)의 입력단자, 가산기(4) 및 감산기(7)의 양(+)의 입력단자로 전달된다. 감산기(2)의 출력신호 1H지연회로(3)를 통과하여 1H지연된 다음 가산기(4)로 전달되고, 가산기(4)의 출력신호는 리미터회로(5)로 전달되어 진폭제한을 받는다. 리미터회로(5)의 출력신호 K1=K의계수를 가지는 계수회로(8)를 통하여 감산기(2)의 음(-)의 입력단자에 전달됨과 동시에 K2=(1+K)/2K의 계수를 가지는 계수회로(6)를 통하여 감산기(7)에 음(-)에 입력단자에 전달된다. 감산기(7)는 입력신호로부터 계수회로(6)의 출력신호를 감산하여 출력단자(9)에 빗살형 필터의 출력신호로서 전달될 감산신호를 얻는다.

이하, 색신호처리회로에 사용된 빗살형 필터의 동작에 관하여 제1도, 제2도 및 제3도를 참조하여 설명한다.

먼저, 색신호의 수직상관이 큰 경우에 관하여 설명한다. 가산기(4)의 출력신호인 수직상관신호는 작은 신호성분만을 포함하므로 리미터회로(4)에 의한 영향을 거의 받지 않는다. 이 경우 빗살형 필터의 변환함수(G)는 하기식으로 표시된다.

상기식에서

이다

이 경우 주파수 특성은 제12도에 도시한 바와 같은 귀환량(K)에 따라 변화한다.

K=0일 때, 주파수특성은 종래 빗살형 필터의 주파수특성(제12a도)으로 되고, S/N 개선효과는 약6dB로 된다. K=0.8(제12c도)일 때, S/N 개선효과는 약 10dB로 된다.

즉, 종래 빗살형 필터의 S/N 개선효과는 약 3dB이지만 예를 들어 K=0.8일때에는 약 10dB로 크게 향상된다. 또, 이 경우에 있어서는 수직상관이 크기 때문에 눈에 뜨일정도의 색누출은 발생하지 않는다.

다음은, 색신호의 수직상관이 매우 작은 경우에 관하여 설명한다. 이 경우에는 수직상관신호의 진폭이 크기 때문에 대부분의 신호성분은 리미터회로(5)에 의해 제한되고 그 결과 감산기(7)에는 신호가 전달되지 않는다

이 경우에 빗살형 필터의 변환함수(G)는 하기식으로 표시된다.

따라서, 입력신호는 그대로 출력되고 수직방향으로의 색누출이 발생하지 않는다.

본 발명은 다음의 방식으로 설명할 수도 있다. 제3도는 입력신호 레벨을 고려할 경우 본 발명의 빗살형 필터의 주파수특성을 도시한다.

많은 잡음이 존재하는 제3d도에 나타낸것과 같은 작은 신호레벨에서는, S/N은 귀환형 빗살형 필터의 영향으로 개선되고 수직방향으로의 색누출은 신호레벨이 작기 때문에 거의 찾아볼 수가 없다. S/N이 본질적으로 양호한 제3a도에 나타낸것과 같은 큰 신호레벨에서는 S/N 개선효과가 없더라도 수직방향으로의 색누출은 발생하지 않는다. 주파수 특성은 제3b도 및 c도에 나타낸 바와 같이 입력신호 레벨에 따라 변화한다.

제1실시예에 있어서 K=0일때에는 귀환회로를 제거한 경우에 상당한다. 이 경우에는 감산기(2) 및 계수회로(8)가 불필요하게 되므로 회로규모가 작아진다. 이 상태를 제2도에 제2실시예로서 도시한다.

제4도에 도시한 제3실시예에 있어서, 가산기(4)로부터의 수직상관신호는 리미터회로(5)를 거치지 않고 감산기(2)로 귀환시켜도 된다. 그러나, 제3실시예는 수직방향으로의 색어긋남을 저감하는 효과면에 있어서 제1실시예보다 열등하다. 그 이유를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

가산기(4)의 출력신호가 리미터회로(5)를 거치지 않고 감산기(2)로 귀환될 때 리미터회로(5)앞에서의 변환함수(G1)는 색신호의 수직상관의 존재여부에 관계없이 다음식으로 표시된다.

따라서, 귀환루우프가 항상 동작하는 것을 알 수 있다.

한편, 가산기(4)의 출력신호가 제1실시예에서와 같이 리미터회로(5)를 통하여 감산기(2)로 귀환될때에는, 색신호의 수직상관이 존재하는 경우의 변환함수(G1)는 위에서와 마찬가지로 하기 식으로 표시된다.

그러나, 색신호의 수직상관이 존재하지 않는 경우는 귀환신호가 K≒0으로 한정되므로 변환함수(G1)는 종래의 빗살형 필터와 마찬가지로 다음과 같이 된다.

다시말해서, 색신호의 수직상관이 존재하지 않는 경우는 제어루우프가 동작하지 않는다.

색신호의 수직상관이 존재하지 않는 경우, 리미터회로(5)에 의해 제한되지 않는 작은 신호는 감산기(7)에서 입력신호와 합성된 다음 출력되므로 약간의 색누출일 발생한다. 색누출이 근소하더라도 그 발생을 방지하는 것이 바람직하다. 다시말해서, 색신호의 수직상관이 존재하지 않을 때에는 귀환루우프를 동작시키지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 가산기(4)의 출력신호가 제1실시예에서와 같이 리미터회로(5)를 통하여 가산기(2)로 귀환되는 구성은, 가산기(4)의 출력신호가 리미터회로(5)를 거치지 않고 귀환되도록 하는 것이 바람직하다.

제5도에 도시한 제4실시예에 있어서, 리미터회로는 가산기(4)의 출력신호를 감산기(2)에 귀환하는 통로와 그것을 감산기(7)로 보내는 통로에 각각 접속된다. 이러한 구성은 각각의 통로에서 리미트레벨을 개별적으로 설정하는데에 유리하다

실제의 아날로그회로 소자로 상기 실시예를 구성하면, 리미터회로 또느 계수회로에서 약간의 시간지연이 발생하므로 빗살형 필터의 변환함수(G)는 다음과 같이 부정확해진다.

따라서, 빗살형 필터의 특성은 저하된다.

그러나, 다음에 설명하는 구성에 의하면, 리미터회로 또는 계수회로에서 약간의 시간지연이 발생하더라도 빗살형 필터의 특성은 보상할 수 있다.

다음은, 제6도 및 제7도를 참조하여 본 발명의 제5실시예를 설명한다.

귀환형 빗살형 필터의 리미터회로(5) 및 계수회로(6)등과 같은 내부소자에서 시간지연(t1)이 발생하고 지연회로(11)에서는 시간지연이 발생하지 않는다고 가정하면, 빗살형 필터의 변환함수(G)는 하기 식으로 표시된다.

상기식에서 D=exp(-jwt1)이다. 이 경우에 주파수특성은 제7도에 도시한 바와같이 특성곡선의 결절위치가 이동한 것으로 된다.

지연회로(11)의 지연시간이 t1으로 되면 리미터회로 또는 계수회로에서 발생한 시간지연(t1)은 삭제할 수 있다. 다시말해서, 변환함수(G)는 하기 식으로 표시할 수 있다.

상기식에서

이다.

출력신호는 모두(t1)만큼씩 지연되지만, 이 경우의 주파수특성은 예를 들면 제7도(b)에 도시된 것과 같이되고, 곡선(b)의 결절위치는 fH의 정수배 위치로 보상된다. 여기서 fH는 수평주파수를 나타내고 제7도에서 n은 정수를 나타낸다. 즉, 입력신호는 빗살형필터의 시간지연에 대응하는 시간지연을 가지는 지연회로(11)에 입력되고, 지연회고(11)의 출력신호 및 리미터회로의 출력신호는 가산기(7)에 입력되므로 빗살형필터의 특성을 보상할 수 있다.

제8도, 제9도 및 제10도는 제5실시예에 대한 각종 변형예를 도시한다.

제8도에 도시한 바와 같이 2개의 리미터회로(5)(10)를 사용해도 되고, 제9도에 도시한 바와같이 리미터회로(5)의 전단계로부터 감산기(2)로 귀환을 행하여도 된다.

제10도에서처럼 귀환형 빗살형 필터의 귀환통로에만 리미터회로(10)를 삽입한 경우에는, 색신호의 수직상관이 매우 작으면 빗살형필터의 출력은 단순 빗살형필터의 특성을 나타낸다. 제1실시예 내지 제4실시예와 비교하면, 수직 색어긋남은 1H만큼 발생하지만 S/N 개선효과는 3dB로 유지된다.

상기의 구성을 디지탈회로소자로 구성할 경우에는, 리미터회로 또는 계수회로에서 몇 클록의 시간지연이 발생하더라도, 지연회로(11)를 삽입하여 시간지연을 보상할수 있다. 이 경우 지연회로(11)는 시프트레지스터등으로 구성하면 된다.

상술한 각각의 실시예에 있어서, 귀환량을 나타내는 계수회로(8)의 계수(K)는 임의선택할 수도 있으나, 0.5 내지 0.8로 하는 것이 바람직하다. 또한, 리미터회로(5)의 리미터레벨은 임의로 선택해도 되지만, 가산기(4)에서 출력된 수직상관신호의 최대진폭의 10% 내지 30%로 하는 것이 바람직하다. 그 밖에도, K값 또는 리미터레벨은 기록 및 재생모우드(VHS-VTR의 경우는 2시간 모우드 및 4시간 모우드)에 따라 변환시킬 수 있다.

상술한 신호는 NTSC신호이지만, PAL신호로 해도된다. 그러나 PAL신호의 경우에 있어서는, 1H지연회로를 2H지연회로로 교환해야 하고, 기타 약간의 변형이 당연히 필요하다.

본 발명의 빗살형필터를 사용하면 색신호의 S/N 개선뿐만 아니라 휘도신호의 S/N 개선을 도모할 수 있다.

각 실시예에 도시한 변환함수는 색신호의 위상이 1H마다 반전한다는 가정에 기초를 두고 있기 때문에, 본 발명을 휘도신호장치로 개발하기 위해서는, 1H지연회로의 위상을 반전시켜야만 하고, 기타 약간의 변형이 필요하다. 이상에서는 이러한 관계를 제1도에 의하여서 설명하였으나, 지연회로(3)의 위상을 반전시키거나, 위상을 변화시키는 대신에 가산기(4)를 감산기로 교환해도 된다.

상기 실시예에 있어서 계수회로(6)(8)는 양의 계수를 가지지만, 만약 그들이 -0.5등과 같은 음의 계수를 가지는 경우에는 감산기(2)(7)를 각각 가산기로 대체해야 한다.

이와 같이 연산회로(2)(4)(7)는 가산기 또는 감산기로 정하여져 있는 것이 아니고 처리신호의 극성에 따라 달라진다.

Claims (20)

1. 입력신호를 소정시간만큼 지연하여 지연신호를 얻는 지연수단(3)과, 입력신호 및 지연신호로부터 입력신호의 수직상관을 검출하여 수직상관이 클 때에는 그 수직상관에 대응하는 수직상관신호를 출력하는 한편 수직상관이 작을 때에는 아무런 신호도 출력하지 않는 수직상관검출수단(4)(5)과, 상기 수직상관검출수단(4)(5)의 입력신호 및 출력신호를 연산하여 출력신호를 얻는 연산수단(7)으로 구성되고, 입력신호의 수직상관이 클 때에는 빗살형 필터특성을 나타내는 한편 수직상관이 작을 때에는 입력신호를 그대로 통과시키는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 지연수단(3)앞에서 상기 수직상관검출회로(4)(5)에서 얻은 입력신호 및 소정의 귀환신호를 연산하여 상기 지연수단에 공급될 귀환입력신호를 발생하는 제1연산수단(2)을 설치하므로써 귀환형 빗살형 필터를 형성시킨 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
3. 입력신호를 소정시간만큼 지연하여 지연신호를 얻는 지연수단(3)과, 입력신호 및 지연신호를 연산하여 입력신호의 수직상관을 나타내는 수직상관신호를 얻는 제2연산수단(4)과, 수직상관신호의 진폭을 제한하는 리미터수단(5)과, 상기 리미터수단의 입력신호 및 출력신호를 연산하여 출력신호를 얻는 제3연산수단(7)으로 구성되고, 입력신호의 수직상관이 클 때에는 빗살형 필터특성을 나타내는 한편, 수직상관이 작을 때에는 입력선호를 교대로 통과시키는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3연산수단(7)은 입력신호로부터 상기 리미터수단(5)의 출력신호를 감산하는 감산기인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
5. 제3항에 있어서, 상기 제2연산수단(4)은 입력신호와 지연신호를 가산하는 가산기인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
6. 제3항에 있어서, 상기 지연수단(3)은 1수평주사주기지연회로인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
7. 제3항에 있어서, 상기 지연수단(3)은 2수평주사주기지연회로인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
8. 제1입력단자에서 입력신호를 받는 제1연산수단(2)과, 상기 제1연산수단의 출력신호를 소정시간만큼 지연하여 지연신호를 얻는 지연수단(3)과, 입력신호 및 지연신호를 연산하여 입력신호의 수직상관을 나타내는 수직상관신호를 얻는 제2연산수단(4)과, 수직상관신호의 진폭을 제한하는 리미터수단(5)과, 상기 리미터수단의 입력신호와 출력신호를 연산하여 출력신호를 얻는 제3연산수단(7)과, 상기 제2연산수단 또는 상기 리미터수단의 출력신호로부터 소정의 귀환신호를 얻어서 그 귀환신호를 상기 제1연산수단(2)의 제2입력단자에 공급하는 귀환수단(8)으로 구성되고, 입력신호의 수직상관이 클 때에는 빗살형 필터특성을 나타내는 한편 수직상관이 작을 때에는 입력신호를 그대로 통과시키는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1연산수단(2)은 입력신호로부터 귀환신호를 감산하는 감산기이고, 상기 제3연산수단(7)은 입력신호로부터 상기 리미터수단(5)의 출력신호를 감산하는 감산기인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1연산수단(4)은 입력신호와 지연신호를 가산하는 가산기인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
11. 제8항에 있어서, 상기 지연수단(3)은 1수평주사주기지연회로인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
12. 제8항에 있어서, 상기 지연수단(3)은 2수평주사주기지연회로인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
13. 제8항에 있어서, 상기 귀환수단(8)은 계수K1을 가진 계수회로인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
14. 제13항에 있어서, 상기 리미터 수단(15)과 상기 제3연산수단(7)사이에는 계수 K2를 가진 계수회로(6)를 설치한 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
15. 제14항에 있어서, 상기 계수 K1 및 K2는 K2=(1+K1)/2의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
16. 제8항에 있어서, 상기 귀환수단은 리미터회로(10)인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
17. 입력신호를 소정시간만큼 지연하여 제1지연신호를 얻는 제1지연수단(3)과, 입력신호 및 제1지연신호로부터 입력신호의 수직상관을 검출하여 수직상관이 클 때에는 그 수직상관에 대응하는 수직상관신호를 출력하는 한편 수직상관이 작을 때에는 아무런 신호도 발생하지 않는 수직상관검출수단(4)(5)과, 입력신호를 소정시간만큼 지연시켜서 상기 수직상관검출수단의 출력신호가 입력신호로부터 지연된 시간을 보상하므로서 제2지연신호를 얻는 제2지연수단(11)과, 제2지연신호 및 상기 수직상관검출수단의 출력신호를 연산하여 출력신호를 얻는 연산수단(7)으로 구성되고, 입력신호의 수직상관이 클때에는 빗살형 필터특성을 나타내는 한편 수직상관이 작을 때에는 입력신호를 그대로 통과시키는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
18. 제17항에 있어서, 상기 수직상관검출수단(4)(5)은, 입력신호 및 제1지연신호를 연산하여 수직상관신호를 얻는 제2연산수단(4)과, 상기 제2연산수단에서 출력한 수직상관신호의 진폭을 제한하는 리미터수단(5)으로 구성된 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
19. 제17항에 있어서, 상기 제1지연수단앞에는 입력신호와 상기 수직상관검출수단으로부터 얻은 소정의 귀환신호를 연산하여 상기 제1연산수단에 공급될 귀환입력신호를 얻는 제1연산수단(2)을 설치한 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
20. 제17항에 있어서, 상기 제1지연수단(3)은 1수평주사주기지연회로인 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.

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