KR930000982B1 - Movement detecting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 수평, 수직 평면상의 필터특성도.1 is a filter characteristic diagram on a horizontal and vertical plane.
제2도는 수직, 시간 평면상의 필터특성도.2 is a filter characteristic diagram on a vertical, time plane.
제3도는 TV 신호의 3차원 샘플링구조도.3 is a 3D sampling structure diagram of a TV signal.
제4도는 본 발명에 따른 회로도.4 is a circuit diagram according to the present invention.
제5도는 본 발명에 따른 레벨변환 특성도.5 is a level conversion characteristic diagram according to the present invention.
제6도는 본 발명에 따른 움직임 신호의 고립점 제거특성도.6 is an isolated point removal characteristic of a motion signal according to the present invention.
본 발명은 텔레비젼 수상기에 있어서 화질개선 회로에 관한 것으로, 특히 IDTV, EDTV, HDTV 등에서의 화질개선을 위한 Y/C분리, 주사선 보간등을 하기 위해 프레임간의 구해진 움직임 검출신호에 따라 적응적으로 처리할 수 있는 텔레비젼 수상기에 있어서 고립점 제거가 부가된 움직임 검출회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재의 NTSC 방식은 비월주사를 하고 있는데, 비월주사를 하게 되면 전송되는 데이타의 대역을 감소시키는 효과가 있는 반면에 라인플리커나 평탄한 동화상에 있어서 거치른 주사선 구조등이 나타나게 된다. 이를 효과적으로 제거 또는 감소시키기 위해 인접화상의 상관을 측정하여 상관이 큰 방향으로 휘도/색도분리(이하 ″Y/C분리″라 칭함)을 하게 되는데, 이를 인접화상 데이타의 움직임 신호를 검출하여 상관관계를 따져 적응적으로 처리하게 된다. 그에 따라 당연히 움직임 신호를 보다 정확하게 구해야만이 보다 정밀한 화상데이타를 얻게 된다.The current NTSC method performs interlaced scanning. When interlaced scanning has the effect of reducing the bandwidth of the transmitted data, the scanline structure shown in the line flicker or flat moving image appears. In order to effectively remove or reduce this, the correlation of adjacent images is measured, and luminance / chromatic separation (hereinafter referred to as `` Y / C separation '') is performed in a large correlation direction. Will be handled adaptively. As a result, the motion signal must be obtained more accurately to obtain more accurate image data.
상기 움직임 신호를 검출함에 있어서 종래의 방법은 콤포지트 영상신호가 입력되었을때 1프레임 또는 2프레임 간의 차를 구해서 얻었는데, 그 영상신호를 어떠한 처리없이 차를 구하게 되면 상당한 부작용이 발생하게 된다. 먼저 1프레임의 차를 처리없이 구했을 때는 제3도에서 보는 바와같이 색도(C)신호의 위상을 프레임마다 180°반전되어 있다. 제3도에서와 같이 A포인트에서 B포인트를 감산하게 되면 휘도(Y)신호에 대한 프레임차신호가 검출되지만, 색도(C)신호에 대해서는 정지화상에 있어서 프레임차값은 0가 되어야 하는데, 오히려 위상반전으로 인하여 2배의 색도(C)신호의 움직임 신호가 검출되어 움직임이 있는 것으로 잘못 검출하게 된다.The conventional method of detecting the motion signal is obtained by obtaining a difference between one frame or two frames when a composite video signal is input. However, a significant side effect occurs when the difference is obtained without any processing of the video signal. First, when a difference of one frame is obtained without processing, as shown in FIG. 3, the phase of the chromaticity (C) signal is inverted by 180 degrees for each frame. Subtracting the point B from the point A as shown in FIG. 3 detects the frame difference signal with respect to the luminance (Y) signal, but for the chromaticity (C) signal, the frame difference value should be zero in the still image. Due to the inversion, a motion signal of twice the chromaticity (C) signal is detected, which is incorrectly detected as having a motion.
이것을 피하기 위해 저역필터를 사용하여 저역에 분포되어 있는 휘도(Y)신호만 가지고 프레임 차를 구하는 경우가 있는데, 이러한 경우에는 고역 휘도(Y)신호와 색도( C)신호에 대해서는 검출이 불가능하게 된다. 다음 2프레임차의 운동검출을 살펴보면 수직축상으로 운동이 빠른 움직임 신호에 대해서는 정확한 움직임을 1프레임 차보다 부정확하게 검출하게 되는 문제점이 있었다.To avoid this, a low-pass filter is used to obtain a frame difference using only the luminance (Y) signal distributed in the low range. In this case, detection of the high-frequency luminance (Y) signal and chromaticity (C) signal is impossible. . Looking at the motion detection of the next two frame difference, there is a problem that the accurate movement is detected more accurately than the one frame difference for the motion signal with a fast motion on the vertical axis.
따라서 본 발명의 목적은 운동신호 검출시 고립점이 있게 되면 실제로 운동이 없어야 하는데 차에 의해 운동이 있는 것으로 되어 상기 고립점을 제거하여 운동검출의 에러를 줄일 수 있는 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a circuit that can reduce the error of motion detection by eliminating the isolated point because the motion is detected by the car when there is an isolated point when the motion signal is detected.
상기 목적을 수행하기 위한 본 발명의 목적은 합성비디오 신호를 수평, 수직, 시간축 대역필터에 입력되어 휘도(Y)와 색도(C)로 분리되는 수단과, 상기 분리된 C신호는 프레임간의 동작을 검출하기 위해 프레임메모리에 입력되어 1프레임만큼 지연되고 이 지연된 신호가 승산기에 입력시켜 위상을 180°로 반전시키고 상기 신호가 지연되지 않은 신호와 감산기에 의해 감산되어 색도(C)신호의 프레임간의 동작검출을 하는 수단과, 상기 원신호(초기신호)에서 색도(C)성분이 감산기에 의해서 감산되어 구해진 휘도(Y)신호가 프레임메모리에 입력되어 1프레임만큼 지연되고 상기 지연된 신호와 프레임 메모리에 입력되기 전의 신호와 감산기에 의해 감산되어 휘도(Y)신호에 대한 프레임간의 동작검출을 하는 수단과, 이상의 결과로 출력된 휘도(Y)신호와 색도(C)신호의 값을 각각 절대치기에 의해 절대값을 구하는 수단과, 상기 출력된 휘도(Y)신호와 색도(C)신호의 절대값을 최대치기에 의해 최대값을 구하는 수단과, 상기 출력중 움직임 신호의 고립점을 메디안 필터에 의해 제거하여 레벨변환기로 움직임신호를 0-1의 값으로 변환시켜 최종출력을 얻는 수단으로 구성됨을 특징으로 한다.An object of the present invention for performing the above object is a means for inputting a composite video signal to the horizontal, vertical, time-base band filter to separate the luminance (Y) and chroma (C), the separated C signal is the operation between the frame It is inputted into the frame memory for detection and delayed by one frame, and this delayed signal is inputted to the multiplier to invert the phase to 180 ° and the signal is subtracted by the non-delayed signal and the subtractor to operate between the frames of the chromaticity (C) signal. Means for detecting and a luminance (Y) signal obtained by subtracting a chromaticity (C) component from the original signal (initial signal) by a subtractor is input to a frame memory, delayed by one frame, and input to the delayed signal and the frame memory. Means for detecting the inter-frame operation of the luminance (Y) signal by subtracting the signal and the subtractor, and the luminance (Y) signal and chroma (C) output as a result of the above result. Means for obtaining an absolute value by absolute value of the arc respectively, means for obtaining a maximum value by maximizing an absolute value of the output luminance (Y) signal and chromaticity (C) signal, and It is characterized in that it comprises a means for removing the isolated point by the median filter and converting the motion signal to a value of 0-1 with a level converter to obtain a final output.
이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 수평, 수직면상의 필터특성도이고, 제2도는 수직, 시간 면상의 필터특성도이며, 제3도는 TV신호의 3차원 샘플링 구조이다. 제4도는 본 발명에 따른 회로도로서 입력단(41)을 통해 NTSC 합성 비디오 신호를 입력하여 수평축 대역통과 필터(100)와 수직축 대역통과 필터(101) 및 시간축대역통과 필터(102)에서 필터링하여 색도(C)신호를 얻어내고, 상기 입력단(41)의 입력신호를 딜레이라인(113)에서소정지연시켜 상기 시간축 대역통과 필터(102)를 통해 분리하여 얻어낸 색도(C) 신호와 감산기(108)에서 감산하여 휘도(Y)신호를 분리해내는 휘도/칼라 분리부(10)와, 상기 제 1 휘도/칼라분리부(10)에서 출력되는 칼라신호를 프레임간 동작검출을 위해 프레임 메모리(103)에 저장시켜 1프레임 단위로 지연한 후 승간기(104)에서 180°로 반전하여 상기 휘도/칼라 분리부(10)에서 얻어낸 칼라(C)신호와의 감산기(105)의 감산에 의해 색도(C)신호의 프레임간 동작을 검출하는 색도신호 프레임 동작 검출부(20)와, 상기 휘도/칼라 분리부(10)의 감산기(108)에서 얻어낸 휘도(Y)신호를 프레임 메모리(109)에 저장시켜 프레임 단위로 지연시켜 상기 1프레임 지연전의 신호와 감산기(110)의 감산에 의해 휘도(Y)신호의 동작을 검출하는 휘도신호 동작 검출부(30)와, 상기 색도신호 프레임 동작검출부(20) 및 휘도신호 동작 검출부(30)에서 검출된 색도 및 휘도 신호 동작 검출신호를 제1,2절대화 회로(106,111)에서 절대값으로 변환하는 절대값 변환처리부(40)와, 상기 절대값 변환회로부(40)에서 출력된 값을 받아 입력중 최대값을 발생하는 최대화회로(107)와, 상기 최대화 회로(107)의 출력으로부터 고립점을 제거하기 위한 메디안 필터(112)와, 상기 메디안필터(112)에서 운동검출 신호의 고립점이 제거된 움직임 신호를 0-1의 값으로 변환시켜 최종 출력을 얻기위해 레벨을 변환하는 레벨변환기(116)로 구성된다.1 is a filter characteristic diagram on horizontal and vertical planes, FIG. 2 is a filter characteristic diagram on vertical and temporal planes, and FIG. 3 is a three-dimensional sampling structure of a TV signal. 4 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention. An NTSC composite video signal is input through an input terminal 41 and filtered by a
제5도는 제4도의 레벨변환기(116)의 출력특성도이고, 제6도는 제4도의 메디안 필터(112)의 출력특성도로써 고립점이 제거된 특성도이다.FIG. 5 is an output characteristic diagram of the
따라서 본 발명의 구체적 일 실시예를 제1도-제6도를 참조하여 상세히 설명하면, 먼저 입력단(41)으로 NTSC 콤포지트 신호가 3차원 밴드패스 필터에 입력되게 되는데, 즉 수평, 수직, 시간 축 대역통과 필터(100,101,102)에 입력되는데, 그 과정을 살펴보면 수평 대역통과 필터(100)는 제3도에서 보는 바와 같이 수평축으로 4fsc(fsc= 3.58MHz)로 샘플링되고 적당한 샘플링점을 선택하여 FIR(Finite Impulse Response )필터를 구성하여 수평축으로 fsc가 위치하는 포인트를 중심으로 색도(C)신호의 대역인 0.5MHz의 통과대역을 갖게 한다.Therefore, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6, first, the NTSC composite signal is input to the three-dimensional bandpass filter through the input terminal 41, that is, the horizontal, vertical, and time axis. The band pass filters 100, 101, and 102 are inputted. In the process, the horizontal
비슷한 방법으로 하여 수직, 시간축상의 대역통과 필터(101)(102)를 구성하는데, 필터의 특성은 콤필터형태로 나타나게 되어 제1도 및 제2도에서 보는 바와같이 정교하게 색도(C)신호를 분리할 수 있게 되고, 상기 색도(C)신호와 원신호를 딜레이라인 (113)에서 소정 지연시켜 이 지연시킨 신호를 감산기(108)에 의해 감산하여 저역에서 고역까지의 휘도(Y)신호를 분리해 낸다. 즉 여기서 100,101,102는 각각 수평, 수직, 시간축 대역통과 필터이다.Similarly, the
상기 분리된 색도(C)신호에 대한 프레임 차를 통한 운동검출을 살펴보면, 상기에서 설명한 바와같이 색도(C)신호의 위상은 프레임간 180°반전되어 있으므로 프레임 메모리(103)을 통과한 신호는 승산기(104)에 의해 180°위상반전을 하게 하여 제1도에서의 B포인트는 위상이 ψ+π에서 ψ로 바뀌게 되어 감산기(105)에 의해 상기 프레임 메모리(103)의 입력전 신호와 감소(B-A)했을 때는 정확한 프레임간의 색도(C)신호의 차를 구할 수 있게 된다. 마찬가지로 하여 휘도(Y)신호에 대해서도 저역에서 고역까지 프레임 메모리(109)와 감산기(110)에 의해 휘도(Y)신호에 대한 운동검출을 할 수 있게 된다.Looking at the motion detection through the frame difference with respect to the separated chroma signal (C), as described above, since the phase of the chroma signal (C) is inverted by 180 ° between frames, the signal passing through the
상기 색도신호 프레임 동작검출부(20)와 휘도신호 동작 검출부(30)의 휘도(Y) 검출신호와 색도(C)검출신호는 양과 음의 값을 갖게 되는데, 제1,2절대화 회로(106, 111)에 의해 음의 값으로 변환시켜야 한다.The luminance (Y) detection signal and the chromaticity (C) detection signal of the chroma signal frame
이러한 과정을 거쳐야 최대화 회로(107)에 의해 정확히 비교할 수 있게 된다. 예를들어 감산기(105)의 출력이 3이고, 감산기(110)의 출력이 -6인 경우를 살펴보면 실제로는 3보다 -6의 값의 운동량이 3만큼 많은데 이를 각각 제1,2절대화 회로(106, 111)에서 절대화시켜 최대화 회로(107)에 3과 -6의 형태로 입력되면 3의 운동량이 -6보다 많은 것으로 출력되게 된다. 이상과 같이 하여 출력된 신호는 고립점 제거를 위해 메디안 필터(112)로 입력되는데, 상기 메디안 필터(112)는 몇개의 샘플치를 비교하여 중간값을 선택하는 특성을 갖는데, 제6도에서 보는 바와같이 운동신호를 검출했을때 노이즈등에 의한 고립점이 나타날 수 있다.Only after such a process can be accurately compared by the maximizing
상기 고립점이 있게 되면 실제로는 운동이 없어야 하는데 차를 구하게 되면 운동이 있는 것으로 되어 오류가 발생된다.When the isolated point is present, there should be no exercise, but when a car is found, there is an exercise and an error occurs.
이를 제거하기 위하여 메디안 필터(112)를 사용하면 제6도에서와 같이 고립점이 제거되는데, 제6도(6a)와 같이 A, B, C 포인트에서 B포인트가 고립점일때 메디안 필터(112)는 A, B, C 값중 중간값을 취하게 되므로 제 6b 도와 같이 고립점은 제거된다. 그리고 나머지 포인트에서는 거의 값의 변화가 없는 날카로운 저역필터 특성을 갖는다. 이 필터는 일반 저역필터보다 훨씬 날카로운 특성을 갖는다.When the
이렇게 출력된 신호는 레벨변환기(116)에 입력되는데, 상기 레벨변환기(116)은 일종의 비교기로서 입력에 드레시 홀드(threshold)값을 정하여 입력의 크기에 따라 0-1의 값으로 출력하게 된다.The output signal is input to the
제5도에서는 a와 b는 드레쉬홀드 값으로서 입력이 a값보다 작을 때는 0로, b보다 클때는 1로, a와 b사이의 값에서는 입력의 크기에 비례하는 출력을 0-1로 출력하는 특성을 갖는다. 제5도는 레벨변환기(116)에서 일어나는 특성이다.In FIG. 5, a and b are threshold values, 0 when the input is smaller than a, 1 when larger than b, and 0-1 output that is proportional to the size of the input between a and b. It has the characteristic to 5 is a characteristic occurring at the
이렇게 하여 최종 운동검출 신호가 출력하게 된다.In this way, the final motion detection signal is output.
상술한 바와같이 운동검출시 노이즈에 의한 고립점의 발생에 대해 칼라와 휘도신호의 움직임 검출후 메디안 필터를 사용하여 제거하므로 움직임 검출의 오동작을 방지하고 고화질을 얻는 이점이 있다.As described above, since the detection of the color and luminance signals is removed using the median filter for the generation of the isolated point due to the noise during the motion detection, there is an advantage of preventing malfunction of the motion detection and obtaining a high image quality.
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