KR930002126B1 - 휘도신호 분리용장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

휘도신호 분리용장치

제1a도 및 제1b도는 라인코움필터와 필드코움필터에 포함된 특정 수평라인을 표시하는 재생영상의 개략도.

제2도는 본 발명을 구체화하는 인터필드 휘도코움필터의 블록선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 입력단자 20,30 : 지연소자

40,70 : 신호 가산기 50,60,100 : 신호 감산기

100 : 저역통과필터

본 발명은 합성비데오 신호에서 색도 및 휘도성분을 분리하는 회로에 관한 것으로 특히, 한 필드지연을 사용하고 동작 유도된 인위구조를 보상하기 위한 회로를 내장하고 있는 코움필터에 관한 것이다.

색도 및 휘도분리용 코움필터의 사용은 비데오 처리에 있어서 본 기술에 능숙한 사람에게는 잘 알려져 있다. 그러나 비교적 간단한 인터라인 코움필터에 대한 이용은 코스트면에서 일반적으로 제한을 받는다. 인터라인 코움필터에 대한 기술은 디. 에이취. 프리챠드(D.H.Pritchard)씨의 논문에서 "칼라 TV수상기 화상증가용 CCD코움필터"란 제목으로 기사화된 1980년 3월 알 씨 에이 리뷰(Review)지 책 41권 제1호의 3 내지 28페이지에서 설명되어져 있다.

인터라인 코움필터는 효율적으로 색도와 휘도성분을 분리시키지만 여러가지 불만족한 현상을 나타낼 수도 있다. 이를 현상은 대각선 해상도손질, 수직 해상도 감소 및 수직천이를 따라 "행잉 도트(hanging dot)"발생등이다.

정수 비데오 프레임 간격으로 분리된 신호에 의해 동작하는 인터프레임 코움필터는 상술된 불만족스러운 현상을 나타내지 않고 색도 및 휘도성분을 분리한다. 그러나, 인터프레임 코움필터는 웅직이는 영상물체의 엣지 둘레에서 심한 인위구조를 발생할 수도 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 적합한 코룸필터를 사용하도록 제안되어져 왔다. 이러한 적합한 필터는 라인 코움필터와 프레임 코움필터를 조합한다. 이러한 배열에서, 분리된 휘도 및 색도는 내부영상 동작의 간격동안 라인코움필터와 동작 부재시에 프레임 코움필터에서 얻어진다. 비록 일반적으로 개선된 신호를 발생하는 적합한 시스템은 비교적 값이 비싸고 수행을 손상시킨다..

본 발명은 일반적으로 인터라인 코움필터 또는 적합한 인터프레임 코움필터보다 우수하고 인터프레임 코움필터보다 상당히 적은 하드웨어를 필요로 하는 코움필터 시스템을 포함한다.

본 발명은 인터필드 코움필터 및 인터라인 코움필터를 사용하여 합성비데오에서 휘도신호를 분리하는 장치로 구성된다. 휘도동작 보상신호는 예를들어 262개 라인으로 분리된 동상 합성신호를 감산함으로써 얻어질 수 있다. 이 보상신호는 코움필터된 휘도신호와 조합하여 심한 동작 유발되는 인위구조 없이 그리고 단지 가장자리에서만 감지 가능한 해잉도트를 갖는 휘도신호를 발생한다.

이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하고자 한다.

제1a도를 참조하면, 도면의 중심부는 비월라스터 주사된 영상의 주사선을 표시한다. 굵은 수평선은 홀수필드의 주사선이고 사이에 낀 점선은 짝수필드의 주사선을 표시한다. 도면의 좌측엣지에서 세개의 연속필드에서 주사선을 가리키는 세단의 번호이다. 선번호에 연관된(±)부호는 각 선에 연관된 색도신호의 상대위상을 표시한다. 비데오 시스템의 본 기술에 능숙한 사람에게는 종래의 NTSC신호의 한 필드가 262 1/2선이라는 것을 쉽사리 알 수 있을 것이다. 두개 필드마다 절반선(종료 절반)으로 시작되고 한편으로 사이에 끼는 필드는 절반선(시작절반)으로 종료된다. 절반 선 주기에 더하지거나 감해지는 한 필드주기만큼 지연된 신호는 수직으로 정렬된 샘플과 상응하며 인접하는 비월선에 위치된다. NTSC 시스템에서, 262개 선으로 분리된 신호샘플은 동상 색도 부반송파 관계를 갖으며 한편 263개선으로 분리된 신호 샘플은 180° 이상인 색도 부반송파 관계를 갖는다.

도면의 우측에서는 색도진폭의 변화를 나타내는 파형을 도시하여 화상폭 즉 표시영상에서 수평 칼라엣지에 걸려 있는 수직천이를 도시한다. 천이는 종래의 라스터 주사 비데오 카메라의 효율적인 샘플링 속도(수직 방향으로)로 인하여 발생할 수 있는 가장 빠른 색도신호 변화를 나타낸다.

"a"로 표시된 수직열을 따른 곡선 화살표는 라임코움필터된 휘도신호를 발생하도록 가산적으로 조합된 신호의 수평선을 표시한다. 열 "a"의 좌측에서의 곡선 화살표는 짝수필드에서 조합된 선을 표시한다. 예를들어, 홀수필드에서 선 1은 선2에 가산되어 표시된 선 2와 상응하는 휘도신호를 발생한다. 선 2는 선 3에 가산되어 표시된 선 3과 상응하는 휘도신호를 발생한다. 등등

수직색도 천이동안 색도신호는 라인 코움필터된 휘도신호에서 완전히 상쇄되지는 않는다. 코움필터된 휘도에서 잔여 색도신호는 수평 엣지를 따라 "행잉 도트"로서 알려져 있는 것을 발생시킨다. 제1a도로부터 선이 264 및 265가 평균되면 생성된 신호는 Y+△C/2이며 여기서 Y는 휘도신호를 나타내고, △C는 선 264 및 265사이에서 색도신호의 변화이다. △C/2이란 용어는 불만족스러운 잔여 색도신호이다. 동일하게, 선 2와 3이 가산되어 합이 2로 나누어지면, 생성된 신호는 Y+△C이며 여기서 △C는 불만족스러운 잔여 색도신호이다. 잔여 색도 값은 일반적으로 수직 대쉬 선 b를 따른 수평 화살표로 그라프적으로 표시된다. 화살표의 길이는 코움 여파된 신호의 각 선에 연관된 잔여 색도의 상대 진폭을 표시한다. 우측으로 향하는 화살표는 색도천이와 동일한 상대극성을 갖는 잔여 색도를 표시하고, 좌측으로 향하는 화살표는 반대 극성이다.

수직선 b'는 점 b에서 색도 부반송파의 절반 사이클과 상응하는 간격의 점에서 나타난다. 점 b'에서의 색도신호는 점 b에서의 색도신호와 180°이상이다. 따라서, 수직선 b'를 따라(색도천이와 같은) 코움필터휘도신호에서 잔여 색도의 극성은 대쉬선 b의 것과 반대이다. 잔여색도가 선형적으로 휘도신호에서 가산/감산되므로, 수평 칼라 영상 엣지를 따라, 잔여색도가 색도 신호의 교체 절반 사이클에서 화이트 및 블랙레벨쪽으로 교체로 휘도진폭을 구동시키려는 것을 알 수 있다. 또한, 두개선 사이에서 발생하는 칼라 천이에서, 잔여색도는 라인코움필터된 휘도신호의 세개선에서 발견될 수 있다는 것도 알 수 있다.

다음으로 코움필터 시스템에서 인접한 비월선을 사용하여 도시된 것 이옷에는 제1a도와 동일안 제1b도를 고려해보자. 대쉬수직 "C"의 좌측에서의 곡선 화살표는 필드 코움필터된 휘도신호의 제1필드동안 조합된 신호의 수평선을 표시하며 수직 "C"의 우측에서의 곡선 화살표는 코움필터된 신호의 그다음 연속 필드에서 사용된 수평선을 표시한다. 휘도 코움필터된 샘플은 두개 연속 필드에서 샘플 평균값이다.

공간적으로 샘플은 1/2선 떨어지는데 즉, 샘플은 라인코움필터에서 조합된 샘플이 분리되는 수직거리의 절반만큼 분리된다. 고유 대역폭 제한으로, 색도변화의 진폭은 단일 필드의 선 사이에서 색도천이의 진폭보다 필연적으로 적다. 이것은 동일한 색도천이에서 인터라인 코움필터된 신호에서 보다 인터필드 코움필터된 신호에서 더 적은 코움필터 휘도신호를 오염시키는 잔여색도의 최대진폭을 나타낸다.

수직선 "d" 및 "d'"를 따르는 화살표는 도면의 우측에서 도시된 색도신호의 필드코움필터된 휘도신호에서 잔여 색도신호를 표시한다. 잔여색도의 발생은 두개선으로 제한되고 최대진폭은 라인코움된 신호에서 나타난 최대진폭의 절반이다. 또한, 잔여 색도신호의 극성은 인접선에서 반대이다. 이들 세가지 특성은 필드코움된 휘도신호에서 "해잉도트"의 가관 특성을 드라마틱하게 감소시킨다. 한 선에서 한 극성의 잔여색도는 화상을 밝게 하려고 하며 한편으로 인접한 비월선상에서 반대극성의 잔여색도는 화상을 어둡게 하려는 경향이 있다. 두점은 사람의 눈이 행잉도트를 인식하지 않으려는 화상면적에서 밝기를 조정할만큼 충분히 밀접되어 있다.

라인 코움필터에서와 같이, 필드코움된 휘도신호에서 수직상세의 고유한 손실이다. 즉, 어떠한 코움필터된 선에서 휘도신호는 예를들어 두개선에 대해서 평균된 휘도신호이다. 이와같이, 만일 필드 1의 선 2로 부터 필드 2의 선 265까지 휘도신호 Y가 △Y양만큼 변화하면, 필드코움된 휘도신호에서의 효율적인 변화는 △Y/2이다. 코움필터된 신호를 회복하기 위해서 △Y/2값은 참 휘도천이를 발생하기 위해서 도로 첨가되어질 것이다.

제1b도의 좌측을 관찰하여 코움필터된 휘도신호가 첨가 선 2 및 265에서 얻어지고 선에서 휘도천이는 수직방향으로 발생되도록 가정을 하면, 동일한 천이가 선 265와 527사이에서 발생한다. 선 265와 527은 동일한 위상색도 신호를 갖는다. 이와같이, 나머지에서 부터 하나를 감산하면 휘도천이와 상응하는 신호가 발생할 것이다. 이러한 신호를 갗으면 코움필터된 휘도신호내로 도로 추가하도록 바람직한 수직상세가 나타난다. 그러나, 코움필터된 신호를 발생하기 위해 선 2,265와 527에서 동시에 동작하는 시스템은 두개의 기억필드를 필요로 한다는 것에 주목된다.

본 발명의 원리에 따라, 단지 한개의 기억필드만이 필요로 된다. 이것은 코움필터에서 사용된 선에 인접된 가장 근접한 동상선을 조합하여서 수행된다. 여기서 선 2와 265가 코움필터된 휘도를 발생하도록 평균되는 경우에, 차신호를 발생하는 적당한 동상선은 선 265와 3이다. 만일 휘도천이가 수개선에 걸쳐 있고 일반적으로 단조이면, 이 차신호는 정확할 것이고 이것은 일반적인 경우이다. 또한 영상동작이 필드 사이에서 존재하면, 이 동작정보는 차신호에 포함될 것이다. 이 동작정보를 코움된 휘도신호내로 다시 첨가하면 필드코움된 영상에서 발생하는 인위구조를 보정하려고 한다는 것에 주목된다.

비데오 코움필터에 대해서 본 기술에 능숙한 사람에게는 차신호는 휘도수직상세 및 휘도 동작상세뿐만아니라 색도동작 및 수직 상세 정보를 포함하는 것이다 라는 것을 알 수 있을 것이다. 그러므로 차신호를 코움 휘도신호에 첨가하기전에 저역통과 여파시켜 색도성분을 제거하는 것이 바람직한 것처럼 보인다. 사실상, 이루어지는 데는 트레이드 오프가 있다. 색도성분이 차신호에서 여파되어지면, "해잉도트"는 적게 나타나지만 빠르고 수평으로 이동하는 물체의 엣지는 덜 규정된다. 이와같이, 해잉도트 또는 수평 운동 상세 사이에서 선택이 있다. 제1b도를 다시 참조하면, 수직선 "e"를 따르는 화살표는 다시 첨가된 광대역 차신호를 갖는 코움필터된 휘도신호에서 잔여 색도를 가르킨다. 이 잔여색도는 "해잉도트"를 발생하려고 하지만 인터라인 코움필터된 신호에서 보다는 상당히 덜 나타난다. 잔여색도는 예리한 색도 천이에서만 보다 나쁘다. 수개선에 걸친 천이에서 잔여색도는 일반적으로 개선된다.

제2도는 합성 비데오에서 동작 보정 분리된 휘도신호를 발생하기 위해 상술된 필드 코움 필터링을 수행하는 회로의 블록선도이다. 회로는 처리되어질 신호에 좌우되어 디지탈 또는 아나로그 장치를 사용할 수 있다.

제2도에서, 기저대 합성 비데오는 입력단자(10)로 인가되어 262전 지연소자(20), 신호가산기(40) 및 신호 감산기(50)의 입력포트로 루트된다. 지연소자(20)는 262개 수평 비데오 선 주기만큼 인가된 신호를 지연시킨다. 지연소자(20)로부터 나온 지연된 신호는 한 수평 비데오선 주기만큼 신호를 지연시키는 다른 지연소자(30)에 인가된다. 소자(20)로 부터 나온 지연된 신호는 또한 신호감산기(60) 및 제2감산기(60)의 입력·포트 각각에도 인가된다. 지연소자(30)로부터 나온 지연된 신호는 신호 가산기(40) 및 신호 감산기(60)의 입력포트 각각에 인가된다. 마지막으로 가산기(40)로부터의 신호합과 감산기(50)로부터의 신호차는 신호가 산기(70)의 각 입력포트에 인가된다. 가산기(70)의 출력(80)은 코움여파되고, 동작 보정된 휘도신호이다. 감산기(60)의 출력(90)은 라인코움된 색도신호이다.

수평선 n에서 나온 신호가 지연소자(30)의 출력에서 존재하는 것으로 생각하자. 소자(30)의 입력에서의 신호는 그러므로 선 n+1과 상응한다. 선 n 및 n+1은 연속선이고, 그들의 색도성분은 180°이상이다. 감산기(60)의 선 n+1에서 감산되어진 선 n은 인가된 비데오 신호의 휘도성분을 상쇄시켜 다른 색도처리에서 절반될 2배 진폭의 색도신호를 발생시킨다.

지연소자(20)로부터 나온 출력신호가 선 n+1이면 소자(20)의 입력은 선 n+263이다. 지연소자(30)에서 나온 선 n과 n+263은 가산기(40)에서 합산된다. 만일 n이 홀수이면 n+263은 짝수가 된다.

NTSC 신호에서, 흘수된 선은 모두 동상 색도 부반송파를 갖으며 짝수된 선은 반대 위상 부반송파를 갖는다. 선 n과 n+263은 263개 선이나 또는(NTSC 신호에서)절반 선주기에 한 필드주기에 의해 분리된다. 가산기(40)에서 짝수 및 홀수된 선을 가산하면 색도성분을 상쇄시켜 분리된 휘도신호를 발생시킨다. 이 휘도신호는 색도 천이에서 잔여색도를 포함하고, 수직 휘도상세의 부가 결핍되고 인터필드 동작으로 인하여 인위구조를 포함한다.

지연소자(20)에서 나온 선 n-1과 n+263은 감산기(50)에 인가된다. 이들 선은 둘다 홀수 또는 둘다 짝수이므로, 동일한 색도위상을 갖는다. 이들 선은 절반선 주기 보다 적은 전체 필드주기로 분리된다. 선 n+1은 선 n+263에서 감산되어 수직상세 및 동작정보를 포함하는 차신호를 발생시킨다. 이 차신호는 수직상세 및 동작정보를 재삽입하기 위해서 가산기(40)에서 분리된 휘도신호와 조합되는 경우 가산기(70)의 한 입력에 인가된다.

휘도신호에 관해서 제2도 회로에 의해서 수행된 연산은 다음의 방정식으로 정의될 수 있다. 즉,

Y = Sn + 263 + Sn + (Sn + 263 - Sn + 1) (1)

여기서 Y는 출력포트(80)에서 발생된 신호이고 Sn은 선 n에서 나온 신호이며 여기서 "n"은 정수이다.

상술한 바와 같이, 휘도신호내에 재삽입하기 전에 차신호를 저역통과 여파시키는 것이 적합된다. 이것은소자(50와 70) 사이에서 점선으로 결합된 소자(100)에 의해서 표시된다. 만일 이러한 소자(100)가 회로내에 내장되면, 소자(40과 70) 사이에 지연소자를 삽입시켜 소자(100)에서 고유한 신호지연을 보상하는 것이 삽입시켜 소자(100)에서 고유한 신호지연을 보상하는 것이 요구된다.

편의를 도모하기 위해서, 인터라인 색도 코움필터는 한 선지연소자(30)를 사용하여 도시된다. 교체 색도코움필터는 감산기(100)를 포함하는 점선으로 도시된다. 이 교체에서, 한선만큼 지연된 신호는 지연소자(20)에서 탭(tap)되어 입력단자(10)에서 인가된 신호로부터 감산기(110)에서 감산된다. 이러한 교체색도 코움이 사용될때 코움필터된 휘도, 차신호 및 코움필터된 색도 모두는 선 n+263에서 공헌된다.

Claims (7)

1. 합성 비데오 신호를 지연시키고 상기 합성 비데오 신호와 실제로 한 필드 주기만큼 지연된 합성 비데오 신호를 조합하여 코움필터된 신호를 제1수단(20,30,40)을 구비하는 색도 및 휘도신호성분을 포함하는 합성비데오신호에서 휘도신호를 분리하는 장치에 있어서, 상기 합성비데오 신호와 상기 한 필드주기 보다적은 한 수평 선 주기만큼 지연된 합성 비데오신호를 감산적으로 조합하여 차신호를 발생하는 제2수단(50)과, 상기 차신호와 상기 코움필터된 휘도를 가산적으로 조합하여 상기 분리된 휘도신호를 출력에서 발생하는 제3수단(70)을 구비하는 것을 특징으로 하는 휘도 신호분리용 장치.
2. 제1항에 따른 장치에 있어서, 상기 한 필드주기는 한 필드 주기의 지속에 한 수평선의 절반 지속을 더한 것을 특징으로 하는 휘도 신호 분리용 장치.
3. 합성 비데오 신호를 인가하는 입력단자(10)를 갖는 제1항 또는 제2항에 따른 장치에 있어서, 상기 제1수단은 상기 입력단자에 결합된 입력포트와 한 필드주기 및 상기 한 필드주기보다 적은 한 수평선 주기만큼 지연된 신호가 공급되는 제1 및 제2출력 탭을 갖는 신호지연수단(20,30)과, 상기 입력단자(10) 및 상기 제1탭(출력(30))에 각각 결합된 제1및 제2입력포트를 가져 인가된 신호를 가산적으로 조합하는 제1신호조합수단(40)을 포함하고, 상기 제2수단은 상기 입력단자(10) 및 상기 제2탭(출력(20))에 각각 결합된 제1 및 제 2 입력포트를 가져 인가된 신호를 감산적으로 조합하는 제2신호 조합수단(50)을 포함하고, 상기 제3수단은 상기 제1 및 제2신호 조합수단에 각각 결합된 제1 및 제2입력포트를 가져 발생된 신호를 가산적으로 조합하고, 상기 분리된 휘도신호가 발생되는 출력포트를 갖는 제3신호 조합수단(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 신호 분리용 장치.
4. 제3항에 따른 장치에 있어서, 상기 제3신호 조합수단(70)은 색도 신호 주파수를 레파하는 전달응답을 갖는 필터(100)를 통하여 상기 제2조합수단(50)에 결합되는 것을 특징으로 하는 휘도 신호 분리용 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 따른 장치에 있어서, 상기 합성신호에서 색도신호를 분리하는 수단을 구비하고, 상기 수단은 상기 제1및 제2탭에 각각 결합된 제1 및 제2입력포트를 가져 인가된 신호를 감산적으로 조합하고 분리된 색도신호가 발생되는 출력포트를 갖는 제4신호 조합수단(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 신호 분리용 장치.
6. 제3항 또는 제4항에 따른 장치에 있어서, 상기 합성신호에서 색도신호를 분리하는 수단을 구비하며, 상기 수단은 한 수평선 주기만큼 지연된 신호가 공급되는 상기 신호지연수단(20,30)상의 제3출력탭(1H)과, 상기 입력단자(10)와 상기 제3출력탭(1H)에 각각 결합된 제1 및 제2입력포트를 가져 인가된 신호를 감산적으로 조합하고 분리된 색도신호가 공급되는 출력포트를 갖는 제4신호 조합수단(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 신호 분리용 장치.
7. 상기 비데오 신호가 각 연속필드의 영상선이 선행된 필드에서 영상선으로 표시비월되도록 필드 포맷에서 공급되는 제3항에 따른 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2출력탭에서 나온 상기 신호가 상기 입력단자(10)에 인가된 영상선과 상응하는 신호에 바로 선행 및 후행하는 비월선과 상응하고, 상기 제1 및 제2출력탭에서 나온 비데오 신호의 색도 성분은 180°이상이고 상기 제1 및 제2출력탭중 하나에서 나온 색도성분은 상기 입력단자에서 색도성분과 동상이고, 상기 제1신호 조합수단(40)은 상기 입력단자에서 나온 비데오 신호와, 상기 입력단자에 인가된 비데오신호와 180°위상관계인 색도성분을 갖는 상기 제1 및 제2출력탭중 한탭에서 나온 지연된 신호와를 가산적으로 조합하고, 상기 제2신호 조합수단(70)은 상기 입력단자에서 나온 비데오 신호와, 상기 제1 및 제2출력탭의 나머지에서 나온 지연된 신호와를 감산적으로 조합하여 상기 입력단자에 인가된 비데오 신호와 동상의 색도 성분을 갖는것을 특징으로 하는 휘도 신호 분리용 장치.

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