KR930007988B1 - 경사차에 의한 변이 검출방식을 이용한 인터폴레이션회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

경사차에 의한 변이 검출방식을 이용한 인터폴레이션회로

제 1 도는 비월주사 구조의 예시도.

제 2 도는 비월주사의 주파수 스펙트럼 특성도.

제 3 도는 본 발명의 경사차를 이용한 변이 검출 주파수 특성도.

제 4 도는 필드 변이 검출의 주파수 특성도.

제 5 도는 변이 검출의 기본 예시도.

제 6 도는 본 발명에 따른 회로도.

제 7 도는 제 6 도중 경사변이 검출회로(300)의 구체회로도.

제 8 도는 제 7 도의 변이 검출의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 지연부 200 : 경사차 검출부

300 : 경사변이 검출회로 400 : 인터폴레이션부

본 발명은 텔레비젼 등과 같은 영상기기에 있어서 변이 검출을 이용한 인터폴레이션 회로에 관한 것으로서 특히 경사 방향의 차를 이용하여 비월주사를 순차 주사로 변환시키는 변이 검출 방식을 이용한 인터폴레이션 회로에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비젼 신호의 전송에 있어서 전송대역의 효율적 이용과 디스플레이 장치의 물리적 특성에 의해 비월주사(Interlace Scan)방식을 이용하였다.

그러므로 상기 비월주사 방식은 제 1 도와 같은 수직 및 시간축 방향의 평면상에서 주사 구조가 발생된다. 상기 제 1 도의 0는 신호가 있는 라인이고 X는 신호 없는 인터폴레이션(Interpolation)될 라인이다. 여기서 ψ와 ψ+π는 NTSC방식의 칼라신호의 위상을 나타낸 것이다.

여기서 Tt는 field 주기, Tv는 line 주기로 NTSC에서는ft, fv는 각각의 역수.

이러한 주사 구조는 수직모션상에서 화면상의 왜곡이나 화면의 떨림 등이 수반될 뿐만 아니라 디스플레이 장치가 대형화 되고 카메라 기술이 발전하면서 거친 주사전 구조가 감지되어 심각한 화질 열화 요인으로 대두되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 세계 각국은 IDTV(Improved Definition TV), EDTV(Extended Definition TV), AVT(Advance TV), HDTV(High Definition TV) 등과 같은 고화질 TV에 있어 순차 주사 처리를 하고 전송에 있어, 전송 대역의 효율적 이용을 위해 비월주사를 사용하게 되어도 수상기 내에서 순차 주사로 변환시키는 처리가 상용화되고 있는 추세이다.

이와 같이 순차주사로 변환시키는 처리에 있어 초기의 처리는 단순히 라인의 복사나 전후 라인의 평균에 의해 순차주사를 얻는 처리를 하였다.

그러나 이러한 평균에 의해 순차 주사를 얻는 처리는 수직 해상도와 샤프니스(Sharpness)의 감소를 가져왔고, 이의 해결을 위해 정지와 모션(변이) 영역에 따라 인터폴레이션 처리를 선택적으로 해주는 모션 검출에 의한 인터폴레이션 처리가 도입되었다(여기서 모션은 시간축상의 변이에 해당됨). 인터폴레이션 처리에 사용되는 모션 검출은 프레임차를 이용한 시간축 방향의 레벨 상관도에 의해 추정하는 것이 일반적으로 사용되었고 최근에 이르러 시간축 상관도에 수직방향의 차를 이용하여 검출한 수직축 상관도의 조립에 의한 모션 검출처리가 IDTV에서 제안되었다. 그러나 비월주사 TV 전송 가능 대역이 제 2 도의 a부분과 같이 시간축 및 수직축 방향의 주파수 평면에서 마름모꼴 형태를 가지기 때문에 시간축 프레임차에 의한 레벨 상관도나 수직방향 라인차에 의한 레벨상관도만으로는 본래 주파수 전송대역의 모든 방향에 대한 변이 성분을 검출할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 비월주사 방식의 전송 가능 대역에 대한 수직 및 시간 주파수 평면상에서 마름모꼴 형태의 모든 변이 성분(고역 성분)을 검출할 수 있는 인터폴레이션 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 시간축 및 수직축 평면상에서 경사방향의 차성분을 이용한 변이 검출에 의해 비월주사를 순차 주사로 변환시키는 인터폴레이션 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 시간축 및 수직축 평변상에서와 같은 샘플링 구조를 갖는 수직 및 수평 평면 또는 수평 및 시간 평면상에서의 경사방향의 차성분을 이용한 인터폴레이션 회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 3 도는 본 발명의 경사차를 이용한 변이 검출 주파수 특성도이며, 제 4 도는 필드 변이 검출의 주파수 특성도로서 제 4a 도는 263라인차 변이 검출의 주파수 특성을 나타내는 도면이고 제 4b 도는 262라인차 변이검출의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.

제 5 도는 본 발명의 경사변이 검출의 기본 예시도이고 제 6 도는 본 발명에 따른 회로도로서 디지털 변환된 휘도신호를 지연시켜 인터폴레이션을 수행하기 위한 인터폴레이션될 샘플 E점 주위의 시간 및 수직 방향의 성분 A, B, C, D신호를 검출하는 지연부(100)와, 상기 지연부(100)의 검출된 시간 및 수직 방향의 A, B, C, D신호를 입력하여 인터폴레이션될 샘플 E점 주위 4개의 경사성분의 차를 검출하는 경사차 검출부(200)와, 상기 경사차 검출부(200)에서 검출된 4개의 경사 성분의 차를 절대치하여 소정의 드레쉬 홀드값과 비교하여 수직 성분이나 시간성분의 변이를 검출하여 변이 계수를 출력하고 상기 변이가 검출되지 않을시 상기 4개의 경사 성분의 차를 평균하여 수직성분과 시간성분의 변이를 맵핑시켜 변이 계수를 출력하는 경사변이 검출회로(300)와, 상기 지연부(100)에서 검출된 시간 및 수직 방향의 경사 성분 A, B, C, D신호의 시간 성분과 수직 성분에 의해 상기 경사변이 검출회로(300)에서 출력되는 변이 계수 K값에 따라 인터폴레이션시키는 인터폴레이션부(400)로 구성된다.

상기 구성중 지연부(100)는 휘도신호의 현재신호 D를 입력하여 1필드 지연된 신호 C를 출력하는 제 1 필드메모리(11)와, 상기 제 1 필드메모리(11)에서 1필드 지연된 C신호를 입력하여 1라인 지연된 B신호를 출력하는 라인메모리(12)와, 상기 라인메모리(12)의 1라인 지연된 B신호를 입력하여 1필드 지연된 A신호를 출력하는 제 2 필드메모리(13)로 구성되며 상기 경사차 검출부(200)는 휘도신호의 현재 신호 D와 상기 라인메모리(12)의 출력인 B신호의 차를 검출한 D-B신호를 출력하는 제 1 감산기(21)와, 휘도신호인 D신호와 상기 제 1 필드메모리(11)의 출력인 C신호의 차를 검출한 D-C신호를 출력하는 제 2 감산기(22)와, 상기 제 1 필드메모리(11)의 출력인 C신호와 상기 제 2 필드메모리(13)의 출력인 A신호의 차를 검출한 C-A신호를 출력하는 제 3 감산기(23)와, 상기 라인메모리(12)의 출력인 B신호와 상기 제 2 필드메모리(13)의 출력인 A신호의 차를 검출한 B-A신호를 출력하는 제 4 감산기(24)와, 상기 제1-4감산기(21-24)의 출력신호를 각각 입력하여 절대값을 취하여 출력하는 제1-제 4ABS(25-28)로 구성되며 인터폴레이션부(400)는 휘도신호인 D신호를 2로 디바이더하는 제 1 디바이더(41)와, 상기 제 1 필드메모리(11)의 출력인 C신호를 2로 디바이더하는 제 2 디바이더(42)와, 상기 라인 메모리(12)의 출력인 B신호를 2로 디바이더하는 제 3 디바이더와(43) 상기 제 2 필드 메모리(13)의 출력인 A신호를 2로 디바이더하는 제 4 디바이더(44)와, 상기 제 1 디바이더(41)의 출력인 D/2신호와 상기 제 4 디바이더(44)의 출력인 A/2신호를 가산하여신호를 출력하는 제 5 가산기(45)와, 상기 제 2 디바이더(42)의 출력인 C/2신호와 상기 제 3 디바이더(43)의 출력인 B/2신호를 가산하여신호를 출력하는 제 6 가산기(46)와, 상기 제5-6가산기의 출력신호를 입력하여 상기 두 신호의 차를 검출하여신호를 출력하는 제 7 감산기(47)와, 상기 제 7 감산기(47)의 출력신호와 상기 경사변이 검출회로(300)의 출력인 변이계수 K값을 입력하여 승산함으로서K신호를 출력하는 승산기(48)와, 상기 승산기(48)의 출력신호와 상기 제 5 가산기(45)의 출력신호를 가산하여신호를 출력하는 제 8 가산기(49)로 구성된다.

제 7 도는 제 6 도중 경사변이 검출회로(300)의 구체회로도로서 경사차 검출부(200)의 제1-제 4-ABS(25-28)의 절대값을 입력하여 드레쉬홀드값(TH)과 비교하여 변이 콘트롤신호(T1)를 검출하는 수단과, 경사차검출부(200)의 경사차 성분의 절대값을 평균하는 수단과, 상기 변이콘트롤 검출수단의 변이콘트롤신호(T1)에 의해 변이계수 K값을 검출하며, 상기 변이콘트롤 검출수단의 변이가 검출되지 않을시에 상기 평균수단의 평균값을 맵핑시켜 변이계수 K값을 검출하는 변이계수 발생수단으로 구성된다.

상기 구성중 변이콘트롤 검출수단은 상기 제1-제 4 ABS(25-28)의 절대값을 드레쉬 홀드값(TH)과 각각 비교하여 출력하는 비교기(31-34)와, 상기 비교기(31-34)의 비교 출력된 신호를 입력하여 변이콘트롤신호(T1)을 결정하는 변이검출기(35)로 구성되고 평균값 검출수단은 상기 제1-제 2 ABS(25-26)의 절대값을 입력하여 가산 출력하는 제 9 가산기(53)와, 상기 제 9 가산기(53)의 출력신호를 2로 디바이더하는 제 6 디바이더(52)와, 상기 제3-제 4 ABS(27-28)의 절대값을 입력하여 가산하는 제 10 가산기(51)와, 상기 제 10 가산기(51)의 출력신호를 2로 디바이더하는 제 5 디바이더(54)와, 상기 제5-6디바이더(52, 54)의 출력신호를 각각 입력하여 가산하는 제11가산기(55)와, 상기 제11가산기(55)의 가산 출력 신호를 2로 디바이더하는 제 7 디바이더(56)로 구성된다.

상술한 구성에 의거 본 발명의 일실시예를 제 3-8도를 참조하여 설명한다.

먼저 비월주사를 순차적으로 변환하기 위해 주파수 전송대역의 모든 방향의 변이 검출은 제 3 도와 같이 마름모꼴 전송대역의 모든 방향의 변이를 검출하여야 한다. 상기 제 3 도와 같이 마름모꼴 전송대역의 모든 방향의 변이 검출은 제 4 도(a)(b)의 특성의 조합에 의해 얻을 수 있다. 그러므로 휘도신호를 수직 및 시간 평면상의 A, B, C, D로 분류하게 되는데 여기서 D는 휘도신호의 현재신호이고 C는 휘도신호가 262라인이 지연된 신호이며 B는 휘도신호가 263라인 지연된 신호이고 A는 휘도신호가 525라인이 지연된 신호이다.

입력단(P1)을 통해 휘도신호의 현재신호 D를 입력하는 제 1 필드메모리(11)는 1필드인 262라인을 지연시켜 C신호를 출력한다. 상기 제 1 필드메모리(11)에서 지연된 C신호를 입력하는 라인메모리(12)를 1라인 지연시켜 B신호를 출력한다. 상기 라인메모리(12)에서 1라인 지연된 B신호를 입력하는 제 2 필드메모리(13)는 262라인을 지연시켜 A신호를 출력한다.

한편 순차 주사로 변환하기 위해 제 5 도에서 보는 바와 같이 인터폴레이션시키고자 하는 샘플(Sample)이 E점이고 이를 위한 시간 및 수직 평면상에 A, B, C, D의 4개 샘플이 있다고 가정하면 ①, ②, ③, ④는 각 필드의 차에 해당하게 되며 제 8 도의 (8a)와 같이 흑색의 화면이 백색으로 시간축상에서 변할 때 E점은 시간축 변화부에 해당하기 때문에 B와 C를 이용한 수직방향 인터폴레이션이 바람직하고 제 8 도 (8b)와 같이 수직축으로 흑색 화면이 백색으로 변할 때 E점은 수직축 변화 부분에 해당하기 때문에 A와 D를 이용한 시간축 방향 인터폴레이션을 사용한다.

이때 E점은 모두 흑색이 되고, 만약 반대의 경우로 인터폴레이션 할 경우 E점은 회색이 되어 화질열화가 생긴다.

따라서 입력단(P1)을 통해 입력된 현재 신호 D와, 상기 라인메모리(12)의 출력인 B신호를 입력하는 제 1 감산기(21)는 상기 두 신호를 감산하여 D-B신호를 출력한다. 입력단(P1)을 통해 입력된 현재신호 D와 상기 제 1 필드메모리(11)의 출력인 C신호를 입력하는 제 2 감산기(22)는 상기 두 신호를 감산하여 D-C신호를 출력한다. 상기 제 1 필드메모리(11)의 출력인 C신호와 상기 제 2 필드메모리(13)의 출력인 A신호를 입력하는 제 3 감산기(23)는 상기 두 신호를 감산하여 C-A신호를 출력한다. 상기 라인메모리(12)의 출력인 B신호와 상기 제 2 필드메모리(13)의 출력인 A신호를 입력하는 제 4 감산기(24)는 상기 두 신호를 감산하여 E-A신호를 출력한다. 상기 제 1 감산기(21)의 감산출력된 D-B신호를 입력하는 제 1 ABS(25)는 절대값을 취하여 │D-C│신호를 출력한다. 상기 제 3 감산기(23)의 감산 출력된 C-A신호를 입력하는 제 3 ABS(27)는 절대값을 취하여 │C-A│신호를 출력한다. 상기 제 4 감산기(24)의 감산 출력된 B-A신호를 입력하는 제 4 ABS(28)는 절대값을 취하여 │B+A│신호를 출력한다. 상기 제1-제 4 ABS(25-28)의 절대값을 취한 신호를 각각 입력하는 경사변이 검출회로(300)는 드레쉬 홀드값(TH)과 비교하여 수직성분이나 시간 성분의 변이콘트롤 신호를 검출하여 변이 계수를 검출하고 상기 변이가 검출되지 않을시 상기 4개의 경사성분차 절대값을 평균하여 수직성분과 시간성분의 변이를 맵핑시켜 변이 계수 K를 출력한다.

이때 상기 경사변이 검출회로(300)에서 변이 계수 K를 검출하는 과정을 제 7 도를 참조하여 구체적으로 설명하면 상기 제1-제 4 ABS(25-28)의 절대값을 각각 입력하는 비교기(31-34)는 드레쉬 홀드값과 비교하여 출력한다. 상기 비교기(31-34)의 비교 출력값을 입력하는 변이검출기(35)는 상기 비교기(31, 32)의 출력이 1이거나 상기 비교기(33, 34)의 출력이 1인 경우 변이 검출회로(T1)을 1로 출력하고 상기 비교기(31, 33)의 출력이 1이거나 상기 비교기(32, 34)의 출력이 1인 경우 변이 검출신호(T1)을 0로 출력한다. 이때 상기 변이검출기(35)의 출력이 1이면 시간적 변이이므로 수직 인터폴레이션을 수행하도록 변이 계수 발생부(57)를 1로 세팅시키고 상기 변이 검출기(35)의 출력이 0이면 수직적 변이이므로 시간인터폴레이션을 위해 변이 계수 발생부(57)를 0로 세팅시킨다.

만약 상기 변이 검출기(35)의 출력값이 2이면(즉 상기 2가지 경우가 아닐 때)복잡한 화면으로 처리하여 상기 제1-제 4 ABS(25-28)의 절대값을 제9-11가산기(51, 53, 55)와 제5-7디바이더(52, 54, 56)에 의해 평균값으로 산출하여 변이 계수 콘트롤 신호를 변이 계수 발생부(27) 인가함으로서 변이 계수 K값을 결정하도록 한다(단 0≤K≤1이다.).

또한 입력단(P1)을 통해 입력된 현재신호 D와 상기 제1-2필드메모리(11, 13)과 라인메모리(12)의 출력인 A, B, C, D 신호를 제1-4디바이더(41-44)에 의해 2로 디바이더되어 A/2, B/2, C/2, D/2신호를 각각 출력한다. 상기 제1, 4디바이더(41, 44)에서 출력된 D/2신호와 A/2신호를 입력하는 제 5 가산기(45)는 상기 두 신호를 가산한신호를 출력한다. 상기 제 2 디바이더(42)의 출력인 C/2신호와 상기 제 3 디바이더(43)의 출력인 B/2신호를 입력하는 제 6 가산기(46)는 상기 두 신호를 가산하여신호를 출력한다.

상기 제 5 가산기(45)의 출력인신호와 상기 제 6 가산기(46)의 출력인신호를 입력하는 제 7 감산기(47)는 상기 두 신호를 감산하여신호를 출력한다. 상기 제 7 감산기(47)의 출력인신호와, 상기 변이 계수 발생부(57)에서 출력된 변이계수 K값을 입력하는 승산기(48)는 상기 두 신호를 승산하여K 신호를 출력한다. 상기 승산기(48)의 출력인K신호와 상기 제 5 가산기(45)의 출력인신호를 입력하는 제 8 가산기(49)는 상기 두 신호를 가산하여신호 출력하여 인터폴레이션 함으로서 보간된 E점이 구성된다.

상기 보간된 E점은 실체 존재하는 샘플 B점과 2배의 샘플링 속도로 읽어들임으로서 순차 주사로 변환된다. 이상의 설명은 시간 및 수직 평면상의 인터폴레이션시키는 동작을 설명하는데 제 1 도와 같은 샘플링 패턴을 갖는 수직 및 수평 평면상에서도 지연기를 변환하여 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

상술한 바와 같이 시간축 및 수직축 평면상에서 경사방향의 차성분을 이용하여 비월주사를 순차주사로 변환시킴으로서 화질의 열화를 방지하여 선명한 화질을 재현할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

1. 텔레비젼의 경사차에 의한 변이검출 방식을 이용한 인터폴레이션 회로에 있어서, 디지털 변환된 휘도신호를 입력하여 다수의 필드 메모리와 라인 메모리에 의한 시간-수직 평면상의 인터폴레이션될 포인트 주위의 4개 이상의 성분을 검출하는 지연수단과, 상기 지연 수단에 접속되어 인터폴레이션될 포인트 주위의 4개 이상의 경사 방향차 성분을 검출하여 변이계수(K)를 검출하는 경사 변이 검출수단과, 상기 지연수단에 접속되어 상기 경사명이 검출수단에서 출력되는 인터폴레이션될 포인트 주위의 4개 이상의 변이 성분에 변이 계수에 의해 제어되어 시간축 인터폴레이션과 수직축 인터폴레이션을 적응적으로 수행하는 인터폴레이션 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 경사차에 의한 변이 검출 방식을 이용한 인터폴레이션회로.
2. 제 1 항에 있어서, 경사 변이 검출 수단이 상기 지연수단에 의해 지연된 신호를 이용하여 제1-제 4 경사 방향차 신호를 구하는 제1-제 4 감산기와 상기 제 1-제 4 감산기에서 출력된 제1-제 4 경사방향차 신호를 각각 절대치화하는 제1-제 4 절대치기와, 상기 제1-제 4 절대치에서 절대치된 값을 입력 받아 각각 드레쉬홀드 값과 비교하여 수직 및 시간축의 변이계수(K)를 검출하는 변이 검출기와, 상기 변이 검출기의 출력과 상기 절대치화된 신호들을 입력받아 가산하고 나눗셈에 의해 이들을 평균하는 수단과, 상기 평균값에 의해 구해진 값을 0.1로 맵핑시키는 변이 계수(K)발생에 의해 인터폴레이션 제어 계수를 발생시키도록 구성됨을 특징으로 하는 경사차에 의한 변이 검출 방식을 이용한 인터폴레이션회로.
3. 상기 제 2 항에 있어서, 변이 검출기가 절대치기에서 절대값을 취한 제1-2경사 방향차 신호 또는 제 3-4경사 방향차 신호를 드레쉬 홀드 값과 비교하여 동시에 비교값이 1이 출력될 때 변이 계수 발생을 1로, 절대치기에서 출력된 제 1, 제 3 경사방향차 신호 또는 제 3, 제 4 경사방향차 신호를 드레쉬 홀드 값과 비교하여 비교값이 동시에 1로 출력될 때 모션 계수 발생을 0로 세팅시키도록 구성됨을 특징으로 하는 경사차에 의한 변이 검출 방식을 이용한 인터폴레이션회로.
4. 상기 제 2 항에 있어서, 변이 검출기는 상기 변이 계수(K) 발생이 0 또는 1로 세팅되지 않을시 제1-4경사차 성분의 평균에 의해 변이 계수(K)를 발생시키도록 함을 특징으로 하는 경사차에 의한 변이 검출 방식을 이용한 인터폴레이션회로.
5. 상기 제 1 항에 있어서, 인터폴레이션 수단이 인터폴레이션될 포인트 주위의 제1-4경사차 성분을 상기 경사 변이 검출 수단에 의해 출력된 변이계수 K(0≤K≤1)에 의해가 되도록 인터폴레이션시키는 경사차에 의한 변이 검출 방식을 이용한 인터폴레이션회로.