KR920001110B1

KR920001110B1 - 적응제어를 이용한 비디오신호 처리회로

Info

Publication number: KR920001110B1
Application number: KR1019890007069A
Authority: KR
Inventors: 조현덕
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1992-02-01
Also published as: JPH0454436B2; US5543860A; KR900019516A; JPH0310590A

Abstract

내용 없음.

Description

적응제어를 이용한 비디오신호 처리회로

제1도는 본 발명에 따른 적응제어를 이용한 비디오신호 처리회로.

제2도는 제1도의 공간시간 운동감지기의 상세도.

제3도는 제1도의 적응제어 휘도필터.

제4도는 제1도의 적응제어 색필터.

제5도는 운동량이 발생할 경우에 있어서 주파수 스펙트럼도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : ADC 14 : COMB

16 : 공간-시간감지기 18,20 : 제1, 제2드레쉬홀드

22,24 : 제1, 제2고립점제거기 26 : 적응제어 휘도필터

28 : 적응제어 색필터

본 발명은 복합영상신호 처리회로에 관한 것으로, 특히 복합영상신호를 공간 및 시간운동감지에 의해 적응제어(Adaptive control) 처리 출력하는 회로에 관한 것이다.

현재 NTSC 방송을 수행하는 텔레비전 및, 튜너를 가지는 VCR에는 NTSC 신호에 다중된(복합영상신호) 색신호와 휘도신호를 분리하기 위한 분리회로를 가지고 있다.

상기와 같이 복합영상신호로부터 색신호와 휘도신호를 분리하는 이유는 주지된 사실임으로 생략한다.

상기와 같은 복합영상신호로부터 색신호(C)와 휘도신호(Y)를 분리하기 위한 종래의 방법은 널리 알려져 있는 바와같이 소정 주파수대의 신호만을 필터링 출력하는 로우패스 필터와 밴드패스 필터를 사용하는 방식과, 빗살무늬형의 필터인 콤필터(COMB Filtor : 이하 COMB라 함)을 사용하는 방식이 있다.

상기 전자와 같이 2개의 필터를 사용하는 방식은 분리가 정확하지 않는 문제가 있고, 후자의 COMB를 사용하는 것은 성능이 아무리 좋더라도 어느 정도의 크로스포크(Crosstalk)를 야기시키는 문제가 남아 있다.

따라서, 필터만 사용하여 분리 재생할 경우에는 화면재생이 충실치 못한 결점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 복합영상신호의 운동량은 공간-시간 3차원적으로 감지하여 색신호와 휘도신호가 통과하여야 하는 대역을 지적하여 출력시키는 적응제어 비디오신호 처리회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 복합영상신호의 휘도신호와 주파수에 의해 수직 및 수평의 공간 및 시간운동을 감지하여 출력하는 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수직 및 수평의 운동량에 따라 휘도 및 색신호의 대역을 달리하여 필터링 출력하는 적응제어 휘도필터 및 색필터를 제공함에 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 적응제어 비디오신호 처리회로도로서, 입력되는 복합영상신호(CVS)를 디지탈 변환출력하는 ADC(Analog to Digital Converter)(12)와, 상기 ADC(12)의 디지탈 변환 복합영상신호(CVS)를 휘도신호(Y) 및 색신호(C)를 분리 출력하는 COMB(14)와, 상기 COMB(14)의 휘도신호(Y) 출력을 입력하여 그 주파수 분포에 따라 제1감지신호인 공간 수직방향 운동감지신호와 제2감지신호인 공간 수평방향 운동감지신호를 출력하는 공간-시간 운동감지기(16)와, 상기 공간-시간 운동감지기(16)의 제2감지신호의 추출상태에 따라 그의 논리를 출력하는 제2드레쉬홀드(20)와, 상기 제1, 제2드레쉬홀드(18)(20)의 출력을 각각 입력하며 그의 연속되는 논리의 고립점을 제거하여 제1, 제2적응제어신호(26)(28)로 각각 출력하는 제1, 제2고립점제거기(22,24)와, 상기 COMB(14)의 휘도신호(Y) 및 칼라신호(C)를 각각 입력하며 상기 제1, 제2고립점제거기(22,24)로부터의 제1,2적응제어신호에 의해 스위칭되어 각각의 입력신호를 소정의 대역으로 필터링 출력하는 적응제어 휘도필터(26) 및 적응제거 색필터(28)로 구성된다.

제2도는 제1도의 공간 시간 운동감지기의 상세도로서, 분리된 휘도신호(Y)를 525H 기간동안 지연하는 1프레임 지연기(30)와, 상기 입력된 현 프레임의 신호와 상기 1프레임 지연기(30)의 신호를 감산하는 제1감산기(31)와, 상기 제1감산기(31)의 신호를 절대값으로 취하여 시간방향의 운동신호를 출력하는 제1절대치기(32)와, 상기 제1절대치기(32)의 출력을 1H 지연하는 1H 지연기(34) 및 1P(Pixel) 지연하는 1P 지연기(36)와, 상기 제1절대치기(32)의 출력으로부터 상기 1H 지연기(34)의 출력을 감산하여 출력하는 제2감산기(38)와, 상기 제1절대치기(32)의 출력으로부터 상기 1P 지연기(36)의 출력을 감산하여 출력하는 제3감산기(42)와, 상기 제2감산기(38)의 출력을 절대값으로 하여 공간 수직방향의 운동감지신호를 출력하는 제2절대치기(40)와, 상기 제3감산기(42)의 출력을 절대값으로 하여 공간 수평방향의 운동감지신호를 출력하는 제3절대치기(44)로 구성된다.

제3도는 제1도의 적응제어 휘도필터의 상세회로도로서, 상기 COMB(14)의 분리 휘도신호(Y)를 소정 제1 및 제2대역으로 필터링 출력하는 제1,제2수평 LPF(46,48)와, 소정신호의 입력을 지연 출력하는 제1지연기(54) 및 소정 대역으로 필터링 출력하는 수직 LPF(52)와, 전술한 제2도의 제3절대치기(44)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제1,제2수평 LPF(46,48)의 출력을 상기 제1지연기(54)와 수직 LPF(52)에 입력시키는 제1스위치(50)와, 상기 제2도의 제2절대치기(40)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제1지연기(54) 또는 수직 LPF(52)의 출력을 적응제어 휘도신호로 출력하는 제2스위치(56)로 구성된다.

제4도는 제1도의 적응제어 색필터의 상세도로서, 상기 COMBC(14)의 분리색신호(C) 출력을 소정 제1,제2대역폭으로 필터링 출력하는 제1,2수평밴드패스필터(BPF)(58,60)와, 소정신호를 지연하는 제2지연기(66)와 소정신호를 수직 BPF 출력하는 수직 BPF(64)와, 전술한 제2도와 제3절대치기(44)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제1,제2수평 BPF(58,60)의 출력을 상기 제2지연기(66)와 수직 BPF(64)에 입력시키는 제3스위치(62)와, 상기 제2도의 제2절대치기(40)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제2지연기(66) 또는 수직 BPF(64)의 출력을 적응제어 색 신호로 출력하는 제2스위치(68)로 구성된다.

제5도는 운동량이 발생할 경우에 있어서의 주파수 분포도로서, 종축은 수직, 횡축은 수평을 나타낸다. 제5a도는 수직방향의 운동량이 적고 수평방향의 운동량이 클 때의 경우로써 스펙트럼의 분포가 수평방향으로 퍼져 있는 경우이다. 제5b도는 수직방향의 운동량이 크고, 수평방향의 운동이 적을때의 경우로서 스펙트럼의 분포는 수직방향이 더 크다. 제5c도는 수직, 수평방향의 운동이 모두 큰 경우로서 스펙트럼이 선 방향이 크게 퍼져 있다. 제5d도는 수직방향과 수평방향의 운동량이 적거나 거의 없을때로서 스펙트럼이 중심점에 집중된 것을 나타낸 경우이다.

이하, 본 발명의 동작예를 상술한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

지금, 제1도의 ADC(12)에 복합영상신호(CVS)가 입력되면, 이는 디지탈 변환되어 COMB(14)에 입력된다. 상기 COMB(14)는 입력 디지탈로된 복합 비디오신호(CVS)를 휘도신호(Y)와 칼라신호(C)로 분리하여 출력하며, 이중 휘도신호(Y)는 제2도와 같이 구성된 공간-시간 운동감지기(16)에 입력된다.

이때 공간 시간감지기(16)로 휘도신호(Y)를 제1감산기(31)의 (+)에 입력되고 1프레임 지연기(30)로도 입력된다. 상기 1프레임 지연기(30)도 입력 휘도신호(Y)를 프레임 지연하여 제1감산기(31)의 (-)에 입력시킨다. 따라서, 제1감산기(31)는 현 프레임과 이전 프레임의 휘도 차분신호를 제1절대치기(32)에 입력시킨다. 상기 휘도신호(Y)의 신호값을 X(n)이라고 하면 제1감산기(31)의 출력은 하기와 같이 된다.

그러므로 제1절대치기(32)의 절대값은 하기(2)식과 같이 된다.

따라서, 상기 식(2)의 값은 현 프레임의 신호와 현 프레임 바로직전의 프레임 차분에 의해 발생되는 운동신호를 감지한 신호로 되며, 이로인해 1프레임 지연기(30), 제1감산기(31), 제1절대치기(32)는 시간 방향의 운동을 감지하는 시간방향 필터임을 알 수 있다.

상기 (2)식과 같은 값을 출력하는 시간 방향 필터의 출력은 수평방향 운동감지와 수직방향 운동감지를 위해 1H 지연기(34), 제2감산기(38)와, 1P(Pixel) 지연기(36), 제3감지기(42)에 각각 입력된다.

상기 제1절대치기(32)의 절대치신호(시간 방향운동감지신호)는 1H 지연기(34)를 통하여 1H지연후 제2감산기(38)의 (-)에 입력됨으로, 상기 제2감산기(38)는 하기식(3)과 같은 출력신호를 제2절대치기(40)에 입력시키게 된다.

또, 제(3) 식과 같은 신호를 입력하는 제2절대치기(40)는 하기와 같은 (4)식의 절대값을 출력하게 된다.

따라서, 상기 식(4)의 출력은 시간과 수직방향으로 필터링된 운동감지신호이다. 즉, 공간-수직방향의 운동감지신호이다. 또한 1P 지연기(36)는 입력신호를 1P(Pixel) 지연하여 제3감산기(42)의 (-)에 제공함으로서, 상기 제3감산기(42)는 하기식(5)와 같은 감산신호를 제3절대치기(44)에 입력시킨다.

따라서 제3절대치기(44)의 출력은 식(6)과 같이 된다.

이때 상기 식(6)의 출력은 시간-수평방향으로 운동이 감지된 신호로 다시 말하면 공간-수평방향 운동감지신호이다.

결국 공간-시간 운동감지부(16) 출력은 두 개로서 하나는 공간-수직방향 운동감지신호이고, 다른 하나는 공간-수평방향 운동감지신호이다.

상기 두 운동감지신호는 출력라인(3)(4)를 통해 제1,2트레쉬홀드(18,20)에 각각 입력된다. 이때 상기 제1,2드레쉬홀드(18,20)은 상기 제2절대치기(40)와 제2절대치기(44)는 공간-수직방향 운동감지신호와 공간 수평감지신호가 각각 검출되면 논리 “1”를 미검출시에는 논리 “0”를 출력하게 된다.

상기 제1,2드레쉬홀드(18,20)의 각 출력은 제1고립점제거기(22,24)에 각각 입력되는데 상기 각 고립점제거기(22)(24)의 동작은 하기와 같다.

드레쉬홀드의 출력이 “11110001000”의 연속으로 진행된다면 논리 “0”의 값 사이에 있는 논리 “1”의 값을 운동성분으로 보지 않고 “0”으로 세팅출력하게 된다. 상기와 같이 고립점을 제거하는 이유는 운동성분이 어떤 특정한 포인트에서만 일어나지 않기 때문에 잡음성분에 의한 운동성분이 판단하기 위해서이다. 대개의 경우 1의 포인트(point = pixel)에서 나타내는 것은 외부의 잡음에 의한 것이기 때문에 이러한 것은 제거한다.

상기 제1,2고립점제거기(22,24)의 출력 즉, 공간-수직방향의 운동감지신호와 공간-수평방향의 운동감지신호는 제1도의 적응제어 휘도필터(20)와 적응제어 색필터(28)의 적응제어신호로써 각각 입력된다.

한편, COMB(14)에서 분리 출력하는 휘도신호(Y)와 색신호(C)를 각각 입력하고, 제1,2고립점제거기(20,22)의 출력을 입력하는 적응제어 휘도필터(26)와 적응제어색필터(28)는 하기와 같이 동작된다. 입력되는 복합영상신호(VS)에 운동성분의 신호가 포함되는 경우의 주파수 분포도를 살피며 크게 제5도와 같이 4가지의 경우가 발생된다.

예를들어 운동방향이 수직방향으로는 적고 수평방향의 운동성분이 클 경우에는 주파수 스펙트림은 제5a도와 같이 주파수가 분포된다. 복합영상신호(CVS)가 5a도와 같은 경우 상기 적응제어 휘도필터(26,28)의 스위치(56,58)은 LPF(52) 및 수직 BPF(64)로 스위칭된다. 또 스위치(50)과, (62)는 제1수평 LPF(46)와 제1수평 BPF(58)로 스위칭된다.

따라서, COMB(14)의 휘도출력(Y)는 제1수평 LPF(46)에 의해 4.2MSPF 필터링된후 수직 로우패스링 되어 출력되고, 색신호(C)는 2M-4.2MHZ BPF링 된후 수직 LPF되어 출력된다. 그러므로 제5a도와 같은 주파수 스펙트럼의 운동신호는 수직방향은 소정 대역으로 필터링되고 수평방향의 색신호 및 휘도신호 대역은 천대역을 걸쳐 살리게 된다.

제5b도와 같은 경우의 스펙트럼은 5a와는 반대로 수평방향의 운동이 적고, 수직방향의 운동량이 큰 경우로써 주파수 분포는 수직방향으로 분포되게 된다. 이때 스위치(50)과 (62)는 제1수평 LPF(48)와, 제2수평 BPF(60)로 스위칭되고, 스위치(56,58)은 제1지연기(54)와 제2지연기(66)의 출력단자로 각각 스위칭된다. 그러므로 COMB(14)의 휘도신호(Y)는 2MHZ 대역이하로 제2수평 LPF(48)에 의해 필터링되어지므로, 수평은 어느정도 제한 필터링되고, 제2지연기(54)에 의해 지연 출력된다. 상기 제1지연기(54)는 필터링은 하지 않으며, 단지 입력신호를 지연 출력하게 된다. 또 COMB(14)의 색신호(C)는 3.1-4.2MHZ의 제2수평 BPF(60)에 의해 소정 대역으로 대역필터링되어진 후 제2지연기(66)에 의해 지연되어 출력된다. 따라서 운동량이 수직방향으로 클때에는 수평방향의 휘도 및 칼라 주파수를 제한하고 수직방향의 휘도 및 칼라신호는 거의 패싱시키어 살려준다. 복합영상신호(CVS)의 스펙트럼이 제5c도와 같은 경우는 수직, 수평의 운동이 공히 클 경우로서 주파수 분포는 수직 및 수평방향으로 퍼져있다. 이때 크로스토크가 상당히 발생될 수 있는 경우이다. 이 경우 스위치(50)과 (62)는 제2수평 LPF(48)과 제1수평 BPF(58)의 출력단으로 스위칭되고, 스위칭(56)과 (68)은 수직 LPF(52) 및 수평 BPF(64)에 각각 스위칭된다.

따라서, COMB(14)의 출력 휘도신호(Y)의 주파수는 2MHZ의 대역으로 수평제한되고, 수정 대역으로는 수평제한된다. 또 칼라신호(C)는 2M-4.2MHZ 대역으로 수평 대역 패스된 후 소정 대역으로 수직주파수가 밴드패스필터링 후 출력된다. 그러므로 제5c도와 같은 경우에는 칼라 및 휘도신호의 대역을 공히 제한하여 출력하게 된다.

한편, 복합영상신호(CVS)가 수직과 수평방향의 운동이 공히 적거나 클 경우 제5d도와 같은 주파수 스펙트럼을 가지게 된다. 이때 휘도 주파수 스펙트럼은 중심점에 집성되어 있다.

상기와 같은 스펙트럼의 분포에서는 제3도 및 제4도의 스위치(50)(62)는 제1수평 LPF(46)와 제1수평 BPF(58)의 출력단으로 스위칭되고, 스위칭(56)(58)은 제1,2지연기(54,66)의 출력단으로 스위칭 된다.

따라서, COMB(14)의 분리휘도 및 색신호(Y,C)는 NTSC의 대역인 4.2MHZ의 대역으로 각각 필터링되어 전 대역의 신호가 전부 패싱출력된다. 이때 상기 제3도 및 제4도의 스위치(50,62,56,68)은 전술한 제1,2고립점제거기(22,24)의 출력에 의해서 스위칭되는 것으로, 상기 제1,2고립점제거기(22,24)의 출력인 공간-수직운동감지신호와 공간-수평운동감지신호 논리를 디코딩하여 공간-시간운동감지상태에 따라서 선택적으로 스위칭 할 수 있다.

따라서, 입력되는 복합영상신호(CVS)의 공간-수직, 공간수평방향의 운동량에 따라 휘도신호(Y) 및 칼라신호(C)를 적응제어 필터링하여 크로스 토크를 최소화할 수 있는 적응제어 휘도신호(Y´)와 적응제어 칼라신호(C´)를 출력한다.

상술한 바와같이 본 발명은 복합영상신호의 공간-시간에 대한 운동량을 감지하여 휘도신호와 색신호의 통과 대역을 결점함으로써 휘도신호와 색신호간의 주파수에 따른 크로스 토크를 방지함으로 영상신호의 재생을 양호하게 할 수 있다.

Claims

입력 복합영상신호(CVS)를 디지탈 변환출력하는 ADC(12)와, 상기 ADC(12)의 변환출력 복합영상신호(CVS)를 입력하여 휘도신호(Y)와 색신호(C)로 분리 출력하는 COMB(12)를 구비한 적응제어 비디오 처리회로에 있어서, 상기 COMB(14)의 휘도신호(Y) 출력을 입력하여 그 주파수 분포에 따라 제1감지신호인 공간 수직방향운동감지신호와 제2감지신호인 공간 수평방향 운동감지신호를 출력하는 공간-시간 운동감지기(16)와, 상기 공간-시간 운동감지기(16)의 제1감지신호의 추출상태에 따라 그의 논리를 출력하는 제1드레쉬홀드(18)와, 상기 공간-시간 운동감지기(16)의 제2감지신호의 추출상태에 따라 그의 논리를 출력하는 제2드레쉬홀드(20)와, 상기 제1, 제2드레쉬홀드(18)(20)의 출력을 각각 입력하며 그의 연속되는 논리의 고립점을 제거하여 제1, 제2적응제어신호(26,28)로 각각 출력하는 제1, 제2고립점제거기(22,24)와, 상기 COMB(14)의 휘도신호(Y) 및 칼라신호(C)를 각각 입력하며 상기 제1, 제2고립점제거기(22,24)로부터의 제1,2적응제어신호에 의해 스위칭되어 각각의 입력신호를 소정의 대역으로 필터링 출력하는 적응제어 휘도필터(26) 및 적응제어 색필터(28)로 구성됨을 특징으로 하는 적응제어 비디오신호 처리회로.
제1항에 있어서, 공간-시간 운동감지기(16)가 분리된 휘도신호(Y)를 525H 기간동안 지연하는 1프레임 지연기(30)와, 상기 입력된 현 프레임의 신호와 상기 1프레임 지연기(30)의 신호를 감산하는 제1감산기(31)와, 상기 제1감산기(31)의 신호를 절대값으로 취하여 시간방향의 운동신호를 출력하는 제1절대치기(32)와, 상기 제1절대치기(32)의 출력을 1H 지연하는 1H 지연기(34) 및 1P 지연하는 1P 지연기(36)와, 상기 제1절대치기(32)의 출력으로부터 상기 1H 지연기(34)의 출력을 감산하여 출력하는 제2감산기(38)와, 상기 제1절대치기(32)의 출력으로부터 상기 1P 지연기(36)으 출력을 감산하여 출력하는 제3감산기(42)와, 상기 제2감산기(38)의 출력을 절대값으로 하여 공간 수직방향의 운동감지신호를 출력하는 제2절대치기(40)와, 상기 제3감산기(42)의 출력을 절대값으로 하여 공간 수평방향의 운동감지신호를 출력하는 제3절대치기(44)로 구성됨을 특징으로 하는 적응제어 비디오신호 처리회로.
제1항에 있어서, 적응제어 휘도필터(26)가 상기 COMB(14)의 분리 휘도신호(Y)를 소정 제1 및 제2대역으로 필터링 출력하는 제1, 제2수평 LPF(46,48)와, 소정신호의 입력을 지연 출력하는 제1지연기(54) 및 소정 대역으로 필터링 출력하는 수직 LPF(52)와, 전술한 제2도의 제3절대치기(44)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제1,제2수평 LPF(46,48)의 출력을 상기 제1지연기(54)와 수직 LPF(52)에 입력시키는 제1스위치(50)와, 상기 제2도의 제2절대치기(40)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제1지연기(54) 또는 수직 LPF(52)의 출력을 적응제어 휘도신호로 출력하는 제2스위치(56)로 구성됨을 특징으로 하는 적용제어 비디오신호 처리회로.
제1항에 있어서, 적응제어 색필터(28)가 상기 COMBC(14)의 분리색신호(C) 출력을 소정 제1, 제2대역폭으로 필터링 출력하는 제1, 2수평밴드패스필터(BPF) (58,60)와 소정신호를 지연하는 제2지연기(66)와 소정신호를 수직 BPF 출력하는 수직 BPF(64)와, 전술한 제2도의 제3절대치기(44)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제1, 제2수평 BPF(58,60)의 출력을 상기 제2지연기(66)와 수직 BPF(64)에 입력시키는 제3스위치(62)와, 상기 제2도의 제2절대치기(40)의 출력에 의해 스위칭되어 상기 제2지연기(66) 또는 수직 BPF(64)의 출력을 적응제어 색 신호로 출력하는 제2스위치(68)로 구성됨을 특징으로 하는 적응제어 비디오신호 처리회로.