KR920003397B1 - Tv신호처리를 위한 움직임 검출회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

TV신호처리를 위한 움직임 검출회로

제1도, 제2도는 본 발명의 구성도.

제3도는 제1도중 제1, 2레벨변환회로(35,42)의 파형도.

제4도는 본 발명에 따른 시간-수직평면상의 해석도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 12, 15, 16, 39 : 제1-5필드메모리 13, 14, 38 : 제1-3라인메모리

17, 25, 29 : 제1-3감산기

18, 23, 24, 26, 31 : 제1-5절대치회로

19, 28, 30, 32, 41 : 제1-5저역통과필터 20, 33 : 제1, 2변환지연소자

21, 22 : 제1, 2 대역통과필터 27 : 레벨증가부

34, 40 : 제1, 2최대치회로 35, 42 : 제1, 2레벨변환회로

36 : 가산기 37 : 승산기

본 발명은 TV신호처리회로에 관한 것으로, 특히 주사선 보간기능을 움직임신호 성분에 의해 적응적으로 처리할 수 있도록 하기 위한 움직임 검출회로에 관한 것이다.

현재의 TV신호는 주파수적으로 칼라신호가 휘도신호에 다중되어 있고, 순차주사에 의한 플리커(Flicker) 문제와 전송대역 문제등에 기인한 비월주사를 사용하고 있기 때문에 수신측에서는 다중된 색신호를 분리하고 비월주사를 순차주사로 변환시켜 주는 처리가 필요하게 되었다. 정확한 휘도/칼라 분리와 주사선보간(Iuterpolation)을 위해 화상의 움직임에 따라 적응적으로 이들 처리를 행해야 하기 때문에 움직임 검출회로가 필요하게 된다.

종래의 움직임 검출회로는 휘도/칼라 분리를 위하여 제안되었지만 대화면의 추세에 있어 제안된 수직주파수 때문에 비월주사를 순차주사로 변환시키기 위한 움직임 신호가 화질향상에 중요한 요인으로 작용하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 휘도/칼라 분리를 위한 움직임신호뿐만이 아니라 비월주사를 순차주사로 변환시키기 위한 움직임신호도 발생하여 움직임신호 성분에 의해 적응적으로 처리할 수 있는 TV신호처리를 위한 움직임 검출회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도와 제2도는 본 발명의 구성도로서, 복합영상신호(1)가 필드메모리 및 라인메모리에 의해 지연되어 2프레임차 및 1프레임차의 지연신호를 발생하기 위해 제1-4필드메모리(11,12,15,16) 및 제1, 2라인메모리(13,14)로 이루어진 지연수단과, 상기 2프레임차 지연신호의 절대치를 구해 직류화하므로 이 직류된 신호를 소정 지연하여 2프레임차 운동신호(2)를 발생하기 위해 제1감산기(17) 및 제1절대치회로(18) 및 제1저역통과필터(19) 및 제1변환지연소자(20)로 이루어진 제1움직임신호 검출수단과, 상기 1프레임 지연신호의 저역성분을 절대치화하여 직류화한 후 이 신호를 소정 지연하여 1프레임차 저역운동신호(4)를 발생하기 위해 제3감산기(29) 및 제3저역통과필터(30) 및 제5절대치회로(31) 및 제4저역통과필터(32) 및 제2변환지연소자(33)로 이루어진 제2움직임신호 검출수단과, 상기 제1프레임차 지연신호와 2프레임차 지연신호 각각의 고역성분을 절대치화하여 이 절대치화한 두신호를 감산한후 다시 절대치화하여 1프레임 고역성분의 레벨로 보정한 직류화 된 1프레임차 고역운동신호(3)를 발생하기 위해 제1, 2대역통과필터(21,22) 및 제2-4절대치회로(23,24,26) 및 제2감산기(25) 및 승산기(27) 및 제2저역통과필터(28)로 이루어진 제3움직임신호 검출수단과, 상기 제1-3움직임신호 검출수단의 출력신호를 입력하여 최대치를 구해 움직임의 양의 따라 레벨 변환한 후 휘도/칼라 분리용 움직임 신호를 발생하기 위해 제1최대치회로(34) 및 제1레벨변환회로(35)로 이루어진 제4움직임신호 검출수단과, 상기 제2, 3움직임신호 검출수단의 출력신호를 가산하여 1/2한신호와 이 신호를 소정 지연한 신호와 상기 제4움직임신호 검출수단에서의 최대값을 소정 지연한 신호의 세값을 최대값을 구해 평균화한 후 움직임의 양에 따라 레벨 변환하여 주사선 보간용 움직임 신호(6)를 발행하기 위해 가산기(36) 및 승산기(37) 및 제3라인메모리(38) 및 제5필드메모리(39) 및 제2최대치회로(40) 및 제5저역통과필터(41) 및 제2레벨변환회로(42)로 이루어진 제5움직임신호 검출수단으로 구성한다.

제3도는 제1도중 제1, 2레벨변환회로(35,42)의 파형도이다.

제4도는 본 발명에 따른 시간-수직 수직평면상의 해석도이다.

상술한 구성에 의거 본 발명을 제1-4도를 참조하여 상세히 설명한다. 우선 텔레비젼 신호처리에 있어 휘도/칼라분리와 주사선 보간을 움직임에 따라 처리할 수 있도록 하는 움직임 검출회로로써 먼저 휘도/칼라분리에 대해 설명한다. TV신호는 휘도신호의 대역에 칼라신호를 주파수 다중시켜 전송하기 때문에 수신측에서 이들을 분리하여 R(적색), G(녹색), B(청색)를 만들어 내는데 완전한 휘도/칼라 분리가 이루어지지 않으면 크로스칼라(cross-color)나 크로스루미넌스(cross-luminence)와 같은 크로스토오크(cross-talk)가 발생하게 된다. 이와 같은 크로스토오크는 전반적인 화질의 열화를 가져오는 중요한 요인이기 때문에 이를 최소화하는 것이 필요하다. 그래서 가장 간단한 방법으로 고정형 1차원 콤필터는 화상의 경계부근에서 블루링(blurring) 현상이 나타날 뿐만 아니라 화면을 구성하는 반복과정에서 프레임내 혹은 프레임간에 존재하는 리던던시(redundancy)가 항상 일정하지 않기 때문에 디테일(detail)화상에 손상을 가져온다. 따라서 화상의 변화에 따라 적응하는 적응형 필터가 요구되었고 이와 함께 1차원적 필터에서 3차원적 휘도/칼라분리 필터로 필터기술이 확장되기에 이르렀다. 이러한 필터의 구성에 있어 정지와 동화상의 변화를 검출하는 움직임 검출기의 특성이 전체 필터특성에 지대한 영향을 미치게 된다. 또한, 전송대역등의 문제로 현재의 TV신호는 비월주사로 전송되고 있기 때문에 수상기의 해상도가 향상되게 되면 가느다란 가로줄모양의 플리커(flicker)가 생긴다. 또 한편 동화상에서는 거치른 주사선 구조로부터 이루어진 필드화상이 눈에 보이는등의 화질열화가 생기게 된다. 그렇기 때문에 인접수직 화소를 이용하거나 인접필드의 화소를 이용한 연산에 의해 비월주사를 순차주사로 변환시키는 보간에 있어서도 화상의 움직임에 따라 수직과 필드간의 연산을 적절히 섞어(mix)줌으로써 고화질을 얻을 수 있다. 지금까지의 움직임 검출회로가 휘도/칼라 분리에 주안점을 두어왔고 주사선보간에 사용한다고 하더라도 주사선 보간이 휘도신호만으로 실행되기 때문에 휘도/칼라 분리한 휘도신호로 다시 움직임검출을 해야하는 어려운점이 있었다. 그래서 휘도/칼라 분리 및 주사선 보간의 양자에 필요한 움직임신호를 단일회로내에서 검출하는 본 발명을 제1도와 제2도로 설명한다. 입력하는 복합영상신호(1)는 262라인에 해당하는 제1-4필드메모리(11,12,15,16)들과 1라인기간에 해당하는 제1,2라인메모리(13,14)에 의해 지연되어 지연신호를 만들게 된다. 제1필드메모리(11)의 입력신호와 제4필드메모리(16)의 출력신호간에 2프레임의 차이가 나기 때문에 칼라신호가 동상이므로 두 신호를 제1감산기(17)에서 감산할 경우 휘도와 칼라 양성분의 움직임신호(2프레임 차분에 의한 움직임 신호)를 구할 수 있다. 상기 움직임 신호는 제1절대치회로(18)에서 절대값이 되어 제1저역통과필터(19)에서 직류화되고, 신호간의 연산 타이밍을 위한 제1변환지연소자(Variable delay)(20)를 통해 2프레임차 운동신호(2)가 출력된다. 제1라인메모리(13)의 출력과 제4필드메모리(16)의 출력간에는 1프레임간의 차가 생기고 칼라신호는 역상이 되며 이들 신호를 각각 제1, 2대역통과필터를 통과시켜 칼라대역(고역)의 신호만을 뽑아낸다. 상기 칼라대역의 신호는 각각 제2, 3절대치회로(23,24)에서 절대치를 취하여 제2감산기(25)에서 감산함으로써 1프레임차의 고역움직임 신호를 구한다. 상기 고역움직임신호를 제4절대치회로(26)에서 절대치하여 고역성분의 레벨을 올려주는 레벨증가부(27)에서 α배를 하여 준다. (α는 0-3) 즉, 저역성분에 비해 고역성분의 에너지가 낮기 때문이다. 상기 α배된 신호는 상기 2프레임 운동신호에서와 같이 제2저역통과필터(28)에 의해 직류화(또는 스무딩)되어 1프레임차 고역(칼라대역) 운동신호(3)를 출력한다. 또한 제3감산기(29)에서 제1라인메모리(13)의 출력과 제4필드메모리(16)의 출력의 차로 1프레임차 성분을 구하여 칼라대역을 제외한 휘도의 저역성분만을 구하는 제3저역통과필터(30)를 통하여 저역의 1프레임차 신호를 구한다. 상기 제1프레임차 신호는 제5절대치회로(31)에서 절대치화하여 제4저역통과필터(32)를 통해 직류화(또는 스무딩)한 후, 각 출력과 연산타이밍을 맞추기 위한 제2변환지연소자(33)를 통하여 제1프레임차 저역(휘도대역) 운동신호(4)를 출력한다. 여기서 상기 제1, 2대역통과필터(21,22), 제3저역통과필터(30)는 수직-수평의 2차원적 구조를 가지며, 신호비트를 사용할 경우 제1-5절대치회로는 신호비트에 따라 값을 변환시키는 방법으로 구성할 수 있다. 상기 2프레임차, 1프레임차 고역 및 1프레임차 저역운동신호(2,3,4)는 제1최대치회로(34)에 입력되어 이 세개의 값을 비교하므로 최대값을 고른다. 상기 최대값은 제1레벨변환회로(35)에서 움직임의 양에 따라 0-1의 범위의 값을 갖도록 하여 휘도/칼라 분리용 움직임신호(5)를 출력한다. 또한 상기 1프레임차 고역, 저역운동신호(3,4)를 가산기(36)에서 가산하여 승산기(37)에서 1/2한 값과 이 값을 제3라인메모리(38)를 통해 지연한 값, 제1최대치회로(34)의 출력신호를 제5필드메모리(39)를 통해 지연한 값의 세가지 값을 비교하여 최대값을 선택하는 제2최대치회로(40)에서 최대값을 구한다. 상기 최대값은 제5저역통과필터(41)에서 스무딩(일종의 레벨평균화)시켜주고, 이를 제2레벨변환회로(42)에서 움직임양에 따라 0-1의 값을 갖도록 한다. 상기 0-1의 출력값이 주사선보간을 위한 주사선 보간용 움직임신호(6)로 출력한다. 여기서 제1, 2레벨변환회로(35,42)는 제3a도에서 도시한 바와 같은 특성을 갖는데 입력값이 a이하인 경우에는 출력값이 0가 되도록 스레쉬홀드(threshold)를 주고 b이상의 입력은 출력을 1로 고정시키도록 되어 있다. 상기 제1, 2레벨변환회로(35,42)는 스레쉬홀드 a 와 최대점 입력 b에서 출력값이 급변하는 단점을 가지므로 이 부근의 값을 스무드하게 처리하기 위해 제3b도와 같이 a1와 a2, b1와 b2를 넌리니어(Non Linear)하게 처리하고 a2와 b2사이를 리니어하게 처리할 수 있다. 또한 상기 제5필드메모리(39)는 263라인에 해당한다.

본 발명을 제5도에 의해 설명하면 TV신호(NTSC방식)를 수직측과 시간축 평면에서 살펴보기로 한다. 휘도/칼라 분리용 움직임신호(5)는 A와 B, A와 C의 고역·저역의 연산으로 구하게 된다. 또한 주사선 보간용 움직임신호(6)는 상기 값을 263라인 딜레이하면 D와 E의 고역·저역, D와 F의 연산값이 되므로 이 값과 A와 C의 고역·저역을 가산하여 1/2한 값과 이를 1라인 지연시킨 G와 H의 연산값의 비교로 구할 수 있게 된다.(X점의 주사선 보간을 위하여) 이러한 처리에 의해 주사선 보간에 있어서는 수직으로 서서히 움직이는 물체에 있어서는 움직임을 정확하게 구할 수 있어 정확한 주사선 보간이 가능하게 된다. 또한 휘도/칼라 분리용 움직임 신호의 검출에 있어서는 주사선 보간용 움직임 신호의 검출과 달리 A와 B, A와 C의 연산에 의해서만 구하는데, 이는 주사선 보간의 경우, 없는 정보를 주위의 정보로 만들어 주는 것이기 때문에 주위와 평준화시키는 성향이 강하기 때문이고 휘도/칼라 분리는 있는 정보에서 휘도와 칼라를 분리하는 것이기 때문이며, 제1, 2대역통과필터(21,22)와 제3저역통과필터(30)가 2차원(수직-수평) 필터로 구성되면 수직쪽 성분도 보상되기 때문에 휘도/칼라 분리용 움직임신호(5) 출력으로 충분하게 된다. 또한 제1, 2라인메모리(13,14)를 양쪽으로 제1-4필드메모리(11,12,15,16)를 연결하여 제1, 2라인메모리(13,14)중심에 좌우대칭으로 1프레임씩 되도록 하며 필터구성이 용이하도록 지연소자 구성을 했다.

상술한 바와 같이 TV신호처리에 있어 휘도/칼라분리와 비월주사를 순차주사로 바꾸어 주는 주사선 보간기능을 움직임신호 성분에 의해 적응적으로 처리함으로써 고화질 TV에 사용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. TV신호처리를 위한 움직임 검출회로에 있어서, 복합영상신호(1)가 필드메모리 및 라인메모리에 의해 지연되어 2프레임차 및 1프레임차의 지연신호를 발생하는 지연수단과, 상기 2프레임차 지연신호의 절대치를 구해 직류화하므로 이 직류된 신호를 소정 지연하여 2프레임차 운동신호(2)를 발생하는 제1움직임신호 검출수단과, 상기 제1프레임차 지연신호의 저역성분을 절대치화하여 직류화한 후 이 신호를 소정 지연하여 1프레임차 저역운동신호(4)를 발생하는 제2움직임신호 검출수단과, 상기 제1프레임차 지연신호와 2프레임차 지연신호 각각의 고역성분을 절대치화하여 이 절대치화한 두신호를 감산한 후 다시 절대치화하여 1프레임 고역성분의 레벨로 보정한 직류화된 1프레임차 고역운동신호(3)를 발생하는 제3움직임신호 검출수단과, 상기 제1-3움직임 신호 검출수단의 출력신호를 입력하여 최대치를 구해 움직임의 양의 따라 레벨변환한 후 휘도/칼라 분리용 움직임신호를 발생하는 제4움직임신호 검출수단과, 상기 제2, 3움직임신호 검출수단의 출력신호를 가산하여 1/2한 신호와 이 신호를 소정 지연한 신호와 상기 제4움직임신호 검출수단에서의 최대값을 소정 지연한 신호의 세값을 최대값을 구해 평균화한 후 움직임의 양에 따라 레벨 변환하여 주사선 보간용 움직임 신호(6)를 발생하는 제5움직임신호 검출수단으로 구성함을 특징으로 하는 회로.
2. 제1항에 있어서, 지연수단이 두개의 라인메모리를 중심으로 양쪽에 필드메모리를 두개씩 연결하여 이 두 라인 메모리 중심에 좌우 대칭으로 1프레임씩 됨을 특징으로 하는 TV신호처리를 위한 움직임 검출회로.
3. 제2항에 있어서, 레벨변환이 움직임량에 따라 0-1의 값을 갖게 함을 특징으로 하는 TV신호 처리를 위한 움직임 검출회로.
4. 제3항에 있어서, 제3움직임신호 검출수단이 고역성분의 레벨을 올려주기 위해 절대치값에 0-3배 하여 줌을 특징으로 하는 TV신호 처리를 위한 움직임 검출회로.

Images