KR940002613B1

KR940002613B1 - 적응형 필터를 이용한 휘도 및 색신호 분리회로 및 방법

Info

Publication number: KR940002613B1
Application number: KR1019910010969A
Authority: KR
Inventors: 최광석
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1994-03-26
Also published as: KR930001725A

Abstract

내용 없음.

Description

적응형 필터를 이용한 휘도 및 색신호 분리회로 및 방법

제1도는 종래의 휘도 및 색신호 분리회로도.

제2도는 종래의 적응형 필터를 이용한 휘도 및 색신호 분리회로도.

제3도는 종래의 적응형 필터특성과 본 발명에 따른 적응형 필터의 특성도.

제4도는 본 발명에 따른 적응형 필터를 이용한 휘도 및 색신호 분리회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51,56 : 제1-제6샘플지연기 57,60 : 제1-제5 1/4증폭기

61,62 : 제1-제2 1/16 증폭기 63 : 3/8증폭기

64 : 1/2증폭기 65,67 : 제1-제3가산기

68,69 : 제1-제2ABS 70,72 : 감산기

71 : MUX

본 발명은 영상처리 시스템에 있어서 휘도신호 및 색신호 분리회로에 관한 것으로 특히 적용 필터를 이용하여 NISC 복합 영상신호를 휘도신호 및 색신호를 분리하는 휘도 및 색신호 분리회로 및 방법에 관한 것이다.

현재 칼라 텔레비젼에 있어서 입력 영상신호를 휘도신호의 색신호로 분리하는 것은 필수적이 과정이며, 이 과정의 수행은 통상적으로 콤필터(Comb Filter)로써 이루어진다.

특히 최근의 고화질을 요하는 ID(Improved Definition) 텔레비젼, ED(Extended Definition) 텔레비젼 등의 디지탈 칼라 텔레비젼에 있어서는 보다 효율적인 휘도신호와 색신호의 분리가 요구되는 실정이다.

휘도신호(Y)와, 색신호(I,Q)는 같은 주파수 대역내에 존재하게 되며 I신호는 1.5MHz, Q신호는 0.5MHz의 대역을 가지고 있다.

여기서 상기 휘도신호(Y) 및 색신호(C=I신호 및 Q신호 포함)가 같은 주파수 대역을 가지는데 따른 여러가지 현상이 나타나는데, 대표적인 것이 크로스 칼라(Cross Color) 및 크로스 루미넌스(Cross Luninance) 및 행잉도트(hanging dot)현상이다. 상기 크로스 칼라는 휘도신호의 고역성분이 색신호로 검출되어 발생되는 현상이고, 상기 크로스 루미넌스는 도트 코롤(dot crawl)이라고 하여 색신호가 휘도신호로 검출되어 발생되는 현상을 말하는데 상기와 같은 현상들을 제거하기 위하여 텔레비젼이나 영상기록 및 재생자치에서는 휘도신호와 색신호를 반드시 완전하게 분리해줄 필요가 있는 것이다.

제1도는 종래의 휘도 및 색신호 분리회로도로서 디지탈 복합 영상신호가 입력단자(101)을 통해 입력되면 상기 디지탈 영상신호는 제1 1H지연회로(1)에서 1H만큼 지연되어 제2 1H지연기(2)와 지연회로(8)로 출력된다. 그리고 상기 제2 1H지연기(2)는 상기 1H지연된 영상신호(V_H)를 다시 1H지연시켜 2H 지연된 영상신호(V_HH)를 감산기(3)로 출력한다. 그러므로 상기 감산기(3)는 상기 영상신호 입력단자(101)를 통하여 입력되는 영상신호(V)와 2H지연된 영상신호(V_HH)를 가산한다. 즉 색시호가 동위상인 두 영상신호를 더함으로써 휘도신호 레벨(Level)과 색신호 레벨이 각각 더해진 영상신호를 제1 1/2증폭기(4)로 출력한다. 이때 제1 1/2증폭기(4)는 증폭도가 1/2이며 상기 가산된 영상신호의 레벨을 1/2로 줄임으로서 2H 지연영상신호(V)와 현재 입력영상신호(V)를 평균한 레벨의 영상신호를 감산기(5)로 출력한다.

상기 감산기(5)는 상기 1H지연된 영상신호(V_H)에서 상기 평균한 레벨의 영상신호를 감산하여 휘도신호 성분을 제기하고 색시호 성분만을 출력한다.

한편 NTSC방식 영상신호에서의 1H 전후의 영상신호의 색신호는 위상이 반전되므로, 현재 상기 2H 지연 영상신호(V_HH)와 현재 입력 영상신호(V)의 색신호 위상은 같으며, 상기 1H 지연 영상신호(V_H)와 2H 지연 영상신호(V_HH)의 색신호 위상은 서로 반전된 상태이고 1H 지연 영상신호(V_H)와 현재 입력 영상신호(V)의 색신호 위상은 서로 반전된 상태가 된다.

그리고 상기 1H 전후의 영상신호의 휘도신호의 레벨은 거의 변화가 없다고 가정하고 상기 1H 지연 영상신호(V_H)에서 상기 평균 레벨의 영상신호를 감산하면, 휘도신호 성분은 상쇄되고 색신호 성분만의 레벨을 합한 레벨이 되어 상기 감산기(5)에서 출력된다. 그러므로 제2 1/2증폭기(6)는 상기 합한 레벨의 색신호 성분을 입력하여 1/2로 레벨을 줄임으로서 2H 지연 영상신호(V_HH)의 색신호 성분과 입력 영상신호(V)의 색신호 성분의 평균 레벨의 색신호 성분을 출력한다.

상기 제2 1/2증폭기(6)의 출력은 수직방향으로 필터링된 색신호 성분을 포함하며 BPF(7)에서 대역 여파되어 완전한 색신호(C)를 출력한다. 이때 상기 BPF(7)는 수평방향으로 색신호 대역의 신호만을 통과시키는 필터이다.

또한 지연회로(8)는 상기 1H 지연 영상신호(V_H)를 상기 색신호(C)가 상기와 같은 회로를 거치면서 지연된 시간만큼 지연시키는 회로로서, 상기 1H 지연 영상신호(V_H)를 색신호(C)와 타이밍(timing)을 맞추어 출력한다. 그러면 가산기(9)는 상기 1H 지연 영상신호(V_H)에서 상기 색신호(C)를 감산함으로서 휘도신호(Y)만을 분리하여 출력한다.

따라서 상기 입력 디지탈 영상신호는 디지탈 휘도신호(Y)와 색신호(C)로 분리출력한다.

상기 제1도와 같은 종래의 휘도 및 색신호 분리회로는 연속되는 3개의 수평주사 라인 가운데 수직방향의 트랜지션이 발생하는 라인이 생길경우 크로스 칼라 및 크로스 루미넌스 등의 아티팩트가 발생되어 화질 열화가 나타나게 된다. 그러므로 제1도와 같이 2H 콤필터를 사용하여 휘도 및 색신호를 분리하는 경우 화면의 변화가 크면 분리 오차가 커지게 되어 이에 적절한 대응이 필요하게 되어 적응형 필터를 사용하게 된다.

상기 적응 필터의 원리는 분리하고자 하는 화소의 수직상관과 수평상관을 구하여 상관이 큰방향으로 필터링하는 것이다.

즉 NTSC신호의 경우 적응형 필터를 사용하여 검출하는 색신호(C)는 하기 식(1)에 의해 구해진다.

여기서 fsc : 색부반송파

B-Y, R-Y : 색차신호

이와 같이 적응형 필터를 이용한 제2도의 휘도 및 색신호 분리회로의 동작은 살펴보면, 디지탈 복합 영상신호가 입력단자(P1)을 통해 입력하게 되면 제1샘플지연기(11)에서 908 픽셀 만큼 지연되어 제2샘플지연기(12)와 제2 1/4증폭기(16)로 출력된다.

그리고 상기 제2샘플지연기(12)는 상기 908픽셀 지연된 영상신호를 다시 2픽셀지연시켜 한수평라인을 지연하게 된다.

상기 제2샘플지연기(12)에서 한 수평라인 지연된 영상신호는 제3샘플지연기(13)에서 2픽셀 지연 출력된다. 상기 제3샘플지연기(13)에서 2픽셀 지연된 영상신호는 제4샘플 지연기(14)에서 다시 908픽셀 만큼 지연되어 2수평라인 지연된 영상신호를 출력하게 된다.

또한 입력단자(P1)을 통해 입력된 디지탈 영상신호를 입력하는 제1 1/4증폭기(15)는 영상신호 레벨을 1/4로 줄여 출력하게 된다. 상기 제1샘플지연기(11)에서 908픽셀 지연된 영상신호를 입력하는 제2 1/4증폭기(16)는 영상신호의 레벨은 1/4로 출력하게 된다. 상기 제2샘플지연기(13)에서 한수평라인 지연된 영상신호 2픽셀 지연된 영상신호를 입력하는 제3 1/4증폭된(18)는 입력 영상신호 레벨 1/4로 줄여 출력하게 된다. 상기 제4샘플지연기(14)에서 2수평라인 지연된 영상신호를 입력하는 제4 1/4증폭기(19)는 입력 영상신호의 레벨은 1/4로 줄여 출력하게 된다.

따라서 상기 제2 1/4증폭기(16)에서 레벨이 1/4감소된 영상신호와 상기 1/2 증폭기(17)에서 레벨이 1/2감소된 영상신호 및 상기 제3 1/4증폭기918)에서 레벨이 감소된 영상신호를 감산하는 제1가산기(20)는 감산된 영상신호를 MUX(27)의 한 입력단자(A)로 출력하게 된다. 상기 제1 1/4증폭기(15)에서 레벨 1/4감소된 영상신호와 상기 1/2 증폭기(17)에서 레벨이 1/2감소된 영상신호 및 상기 제4 1/4증폭기(19)에서 레벨이 1/4감소된 영상신호를 가산하는 제2가산기(21)는 가산된 영상신호를 상기 MUX(27)의 입력단자(B)로 출력하게 된다.

상기 제2 1/4증폭기(16)에서 레벨이 감소된 영상신호에서 상기 제3 1/4증폭기(18)에서 레벨이 감소된 영상신호를 감산하는 제1감산기(22)는 수평방향의 상관도를 검출하여 제1ABS(24)로 출력하게 된다. 상기 제1 1/4증폭기(15)에서 레벨이 감소된 영상신호에서 상기 제4 1/4증폭기(19)에서 레벨의 감소된 영상신호를 감산하는 제2감산기(23)는 수직방향의 상관도를 검출하여 제2ABS(25)로 출력하게 된다.

이로인해 상기 제1-제2ABS(24,25)는 상기 제1-2감산기(22,23)에서 감산된 영상신호에 대해 각각 절대값을 취하여 출력하게 된다. 상기 제1-제2ABS(24,25)에서 각각 절대값을 취한 신호는 제3감산기(26)에서 감산되어 상기 MUX(27)의 선택 제어단자(S)로 출력하게 된다.

이때 상기 MUX(27)는 상기 제1ABS(24)에서 절대값을 취한 수평방향 상관도가 상기 제2ABS(25)에서 절대값을 위한 수직방향의 상관도보다 높으면 입력단자(A)를 통해 입력된 수평성분 영상신호를 선택 출력되고 상기 수평방향의 상관도가 수직방향의 상관도보다 적으면 입력단자(B)로 입력된 수직성분 영상신호는 출력하게 된다.

상기 MUX(27)에서 선택 출력된 수직 성분이나 수평성분의 영상신호를 입력하는 밴드패드필터(28)는 대역 필터링하여 색신호를 출력하게 된다.

따라서 상기 제2샘플 지연기(12)에서 한 수평라인 지연된 영상신호에서 상기 밴드패스필터(28)에서 출력된 색신호를 가산하는 제4감산기(29)는 휘도신호를 출력하게 된다.

이때 상기 밴드패스필터(28)에서 대역 필터링하여 색신호 검출시 수평 밴드패스필터의 주파수 응답특성은 제3도의 (A)와 같이 나타난다.

이와 같이 제2도와 같은 종래의 적응형 필터를 이용한 휘도 및 색신호 분리회로는 돗트 크롤 현상은 감소되나 크로스 칼라 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 수평방향 및 수직방향의 화소간의 상관도에 따라 적응적으로 휘도신호 및 색신호를 분리하는 회로 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수평 및 수직 상관도에 따라 적응적으로 콤필터링하여 돗트크롤이나 크로스 칼라가 발생되지 않도록 휘도신호 및 색신호를 분리하는 회로 및 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 따른 휘도 및 색신호 분리 회로도로서 디지탈 복합 영상신호를 입력하여 소정 픽셀만큼 각각 지연 출력하는 샘플지연 수단과, 상기 샘플 지연수단에서 소정 픽셀 지연된 각각의 영상신호의 레벨을 압축하는 레벨 압축 수단과, 상기 레벨 압축 수단에서 압축된 영상신호를 입력하여 수직 상관데이타를 발생하는 수직 상관 데이타 검출수단과, 상기 레벨 압축 수단에서 압축된 영상신호를 입력하여 제1-제2수평상관데이타를 발생하는 수평 상관데이타 검출 수단과, 상기 수직 상관 데이타와 상기 제2수평상관데이타를 비교하여 수직 및 수평 상관도의 크기를 판별하는 상관도 판별 수단과, 상기 수직 상관 데이타와 제1수평 상관 데이타를 입력하여 상기 상관도 판별수단의 판별신호에 따라 적응적으로 선택 출력하는 색신호 출력수단과, 상기 샘플 지연 수단에서 소정 샘플 지연된 영상신호에서 상기 색신호 출력수단의 색신호를 감산하여 휘도신호를 분리하는 휘도신호 분리수단으로 구성된다.

상기 구성중 샘플 지연수단은 제1-제6샘플 지연기(51-56)으로 구성되고 레벨 압축 수단은 제1-제4 1/4증폭기(57-60) 제1 1/16증폭기(61,62) 1/2증폭기(64)로 구성되며 상기 수직 상관 데이타 검출수단은 제1가산기(650로 구성되고 상기 수평상관 데이타 검출수단은 제2-제3가산기(66,67)로 구성되며 상기 상관도 판별수단으로 제1-제2ABS(68,69) 및 감산기(70)으로 구성되고 색신호 출력수단은 MUX(71)로 구성되며 휘도신호 분리수단으로 감산기(72)로 구성된다.

상술한 구성에 의거 본 발명은 제3-4도를 참조하여 상세히 설명한다. 디지탈 복합 영상신호(C1)가 입력단자(P2)를 통해 입력하게 되면 제1샘플지연기(51)에서 906픽셀 만큼 지연되어 출력하게 된다.

상기 제1샘플지연기(51)에서 906픽셀 지연된 영상신호(C2)를 입력하는 제2샘플지연기(52)에서 다시 2픽셀 지연되어 908픽셀 만큼 지연된 영상신호(C3)를 출력하게된다. 상기 제2샘플지연기(52)에서 908픽셀 지연된 영상신호(C3)를 입력하는 제3샘플지연기(53)는 다시 2픽셀 지연시켜 1H지연된 영상신호(C4)를 출력하게 된다. 상기 제3샘플지연기(53)에서 1H지연된 영상신호(C4)를 다시 2픽셀 지연 출력하게 된다. 상기 제4샘플지연기(54)에서 2픽셀 지연된 영상신호(C5)를 입력하는 제5샘플지연기(55)는 다시 2픽셀 지연시켜 4픽셀 지연된 영상신호(C6)를 출력하게 된다. 상기 제5샘플지연기(55)에서 4픽셀 지연된 영상신호(C6)를 입력하는 제6샘플지연기(56)는 다시 906픽셀 지연시켜 2H지연된 영상신호(C7)를 출력하게 된다. 상기 입력단자(P2)를 통해 입력된 디지탈 복합 영상신호(C1)를 입력하는 제1 1/4증폭기(57)는 입력 영상신호(C1)의 레벨은 -1/4로 줄여 출력하게 된다. 상기 906픽셀 지연된 영상시호(C2)를 입력하고 제1 1/16증폭기(61)는 입력 영상신호(C2)의 레벨을 1/16로 줄여 출력하게 된다.

상기 908픽셀 지연된 영상신호(C3)를 입력하는 제2 1/4증폭기(58)는 상기 입력 영상신호(C3)의 레벨은 -1/4로 줄여 출력하게 된다.

상기 1H지연 영상시호(C4)를 입력하는 3/8증폭기(63)는 상기 입력 영상신호(C4)의 레벨을 3/8로 줄여 출력하게 된다.

상기 2픽셀 지연된 1H 지연 영상신호(C5)를 입력하는 제3 1/4증폭기(59)는 입력 영상신호(C5)의 레벨은 -1/4로 줄여 출력하게 된다.

상기 4픽셀 지연된 1H 지연된 영상신호(C6)를 입력하는 제2 1/16증폭기(62)는 입력 영상신호(C6)의 레벨을 1/16로 줄여 출력하게 된다.

상기 2H 지연 영상신호(C7)를 입력하는 제4 1/4증폭기(60)로 입력 영상시호(C7)의 레벨을 -1/4로 줄여 출력하게 된다.

이때 NTSC방식의 영상신호에서 1H전후의 영상신호의 색시호 위상은 서로 반전되므로 C1,C3,C5=Y+C이고, C2,C4,C6=Y-C이며 C7=Y+C가 된다. 따라서 상기 제1 1/4증폭기(57)에서 레벨이 -1/4감소된 영상신호(C1)와 상기 1/2증폭기(64)에서 레벨이 1/2감소된 영상신호(C4)와 상기 제4 1/4증폭기(60)에서 레벨이 -1/4감소된 영상신호(C7)를 가산하는 제1가산기(65)는 수직 상관 데이타를 검출하여 제2ABS(69)와 MUX(71)의 입력단자(B)로 출력하게 된다.

여기서 수직상관 데이타는 수직방향의 색신호가 된다.

또한 제1-제2 1/16증폭기(61,62) 제2-3 1/4증폭기958,59), 3/8증폭기(63)에서 각각 레벨이 감소된 영상신호(C2,C3,C4,C5,C6)를 감산하는 제2가산기(66)는 제1수평상관 데이타를 검출하게 된다. 여기서 상기 수평상관 데이타 수평방향의 색신호가 된다. 상기 제2-제3 1/4 증폭기(58,59) 1/2증폭기(64)에서 각각 레벨이 감소된 영상신호(C3,C4,C5)를 가산하는 제3가산기(67)는 제2수평상관 데이타를 검출하여 MUX(71)의 이력단자(A)로 출력하게 된다.

상기 제1가산기(65)에서 가산출력된 수직상관 데이타를 입력하는 제2ABS(69)는 절대값을 취하여 출력하게 된다.

상기 제3가산기(67)에서 가산출력된 제2수평상관 데이타를 입력하는 제1ABS(68)는 절대값을 취하여 출력하게 된다.

상기 제1ABS(68)에서 절대값을 취한 제2수평상관 데이타와 상기 제2ABS(69)에서 절대값을 취한 수직 상관 데이타를 감산하는 감산기(70)는 수직 및 수평 상관도를 판별하여 MUX(71)의 선택 제어단(S)로 출력하게 된다.

이때 상기 제2수평상관 데이타가 수직상관 데이타보다 크게되면 상기 MUX(71)는 입력단자(A)로 입력된 수평방향의 색신호를 출력하게 된다. 그러나 상기 제2수평상관 데이타가 수직상관 데이타보다 작게되면 상기 MUX(71)는 입력단자(B)로 입력된 수직방향의 색신호를 출력하게 된다. 따라서 제3b도와 같이 색신호의 응답 특성이 좁아지게 되어 휘도 및 색신호의 분리 특성이 향상된다. 한편 상기 제3샘플지연기(53)에서 1H지연된 영상신호(C4)에서 상기 MUX(71)에서 출력된 색신호를 감산하는 감산기(68)는 출력하게 된다.

상술한 바와 같이 수평방향 및 수직방향의 상관도에 따라 적응적으로 휘도 및 색신호를 분리 함으로서 돗트크롤의 발생을 방지하여 선명한 화질을 재현할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

영상 처리 시스템에서 적응형 필터를 이용한 휘도 및 색신호 분리회로에 있어서 디지탈 복합 영상신호를 입력하여 소정 픽셀 만큼 각각 지연 출력하는 샘플지연 수단과, 상기 샘플 지연 수단에서 소정 픽셀 지연된 각각의 영상신호의 레벨을 압축하는 레벨 압축 수단과, 상기 레벨 압축 수단에서 압축된 영상신호를 입력하여 수직 상관데이타를 발생하는 수직 상관 데이타 검출 수단과, 상기 레벨 압축 수단에서 압축된 영상신호를 입력하여 제1-제2수평상관 데이타를 발생하는 수평 상관 데이타 검출 수단과, 상기 수직 데이타와 상기 제2수평상관 데이타를 비교하여 수직 및 수평 상관도의 크기를 판별하는 상관도 판별 수단과, 상기 수직 상관 데이타에 제1수평 상관 데이타를 입력하여 상기 상관도 판별수단의 판별신호에 따라 적응적으로 선택 출력하는 색신호 출력수단과, 상기 샘플 지연 수단에서 소정 샘플 지연된 영상신호에서 상기 색신호 출력수단의 색신호를 감산하여 휘도신호를 분리하는 휘도신호 분리수단으로 구성함을 특징으로 하는 회로.
영상처리 시스템에서 적응형 필터를 이용한 휘도 및 색신호 분리방법에 있어서, 디지탈 복합 영상신호를 입력하여 소정 픽셀만큼 각각 지연 출력하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 소정 픽셀 지연된 각각의 영상신호를 입력하여 레벨을 압축하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 각각 압축된 영상신호를 입력하여 제1-제2상관데이타를 검출하는 제3과정과, 상기 제2과정에서 각각 압축 영상신호를 입력하여 수직상관 데이타를 검출하는 제4과정과, 상기 수직상관 데이타 상기 제2수평상관 데이타를 비교하여 수직 및 수평상관도의 크기를 판별하는 제5과정과, 상기 수직 및 제2수평상관 데이타를 상기 수직 및 수평상관도 크기판별 신호에 따라 적응적으로 선택 출력하는 제6과정과, 상기 제1과정에서 소정 샘플 지연된 영상신호에서 상기 제6과정에서 선택 출력된 색신호를 감산하여 휘도신호를 분리하는 제7과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.