KR940005175B1 - Hdtv용 칼라 신호 처리 회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

HDTV용 칼라 신호 처리 회로]

제1도는 3차원으로 데이터를 압축하는 회로도.

제2도는 QMF 의 분석회로도.

제3도는 QMF의 합성회로도.

제4도는 3차원으로 데이터를 확대하는 회로도.

제5도는 본 발명에 따른 엔코딩 회로도.

제6도는 본 발명에 따른 디코딩 회로도.

제7도는 칼라신호를 주파수 상으로 3차원으로 도시한 것이며 빗금친 부분은 상기 제1도에서 압축시킨 것을 나타낸 도면.

제8도는 제7도의 빗금친 부분을 확대시킨 예시도.

제9도는 제3도에 의해 수평, 수직방향으로 2×2밸드로 분할한 도면.

제10도는 제9도에서 DC성분을 나타낸 도면.

본 발명은 HDTV용 칼라 신호 처리장치에 있어서 화질 개선 회로에 관한 것으로, 특히 수신신회로부터 위도 및 색신호의 대부분을 점유하는 DC성분을 분리하고 이들 디지털 신호로 전송토록하여 전송 효율을 개선시키고 화질 열화를 방지할 수 있는 HCTV용 칼라신호처리 회로에 관한 것이다.

일반적으로 칼라신호는 휘도신호와 마찬가지로 낮은 주파수대역에 대부분 정보가 있다. 신호전송에 있어 채널은 제한되어 있으며, 상기 제한된 채널로 데이터를 전송시키되, 여기서 우수한 영상신호를 얻기 위해서는 신호의 압축과 함께 디지털 및 아나로그 신호의 전송을 병행할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

그러나 종래 정보가 많이 포함되어 있는 낮은 대역의 신호를 그대로 전송할 경우 화상의 형상 선명도에서 떨어져 화질의 열화를 초래하였다. 따라서 본 발명의 목적은 수신 영상신호로부터 휘도 및 색신호의 대부분을 점유하는 저역에서 DC 성분을 분리하여 디지털 데이터로 변환하여 전송하되, 상기 저역 이외의 다른 부분은 아나로그 신호와 같이 병행하여 전송하여 전송효율을 개선토록하며, 상기 전송된 디지털 신호는 인터폴레이션한 후 전송된 아나로그 신호와 더하여 화질열화를 방지할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 3차원 데이터 압축회로도로서, 입력 화상신호를 수평축(H)으로 저역통과 필터링(H-LPF)하는 제1수평 저역통과필터(101)와, 상기 제1수평저역통과필터(101)에서 수평축으로 필터링된 출력에 대해 M_H: 1(Mn ; 데시메이숀 요소, n; H, V, T)의 값이 되도록 다운 샘플링에 의해 샘플수를 줄이는 제1데시메이터(102)와, 상기 제1데시메이터(102)의 출력에 대해 수직축의 소정 대역을 저역 필터링하는 제1수직 저역통과필터(103)의 출력에 대해 M_V: 1이 값이 되도록 다운 샘플링에 의해 샘플수를 줄이는 제2데시메이터(104)와, 상기 제2데시메이터(104)의 출력에 대해 시간축의 소정대역을 저역통과 필터링하는 제1시간축 저역통과필터(105)와 상기 제1시간축 저역통과필터(105)의 출력에 대해 M_T: 1 값이 되도록 다운샘플링에 의해 샘플수를 줄이는 제3데시메이터(106)으로 구성된다.

상기 제1도에 의해 칼라를 수직, 수평, 시간축의 주파수를 기준으로 처리하면 제7도와 같이 빗금친 형태의 압축시킨 크기를 얻을 수 있다.

제2도는 본 발명에 따른 QMF에 의한 분석회로도로서, 상기 제1도의 제3데시메이터(106)의 출력에 대해 다시 수평축으로 저역통과 필터링하는 제2수평 저역통과 필터(301)와, 상기 제3데시메이터(106)의 출력에 대해 고역통과 필터링하는 제1수평 고역통과필터(303)와, 상기 제2수평 저역통과필터(301)의 출력에 대해 a : 1(a; 데시메이션요소, a=정수)이 되도록 다운 샘플링하여 샘플수를 줄이는 제4데시메이터(302)과, 상기 제1수평 고역통과필터(303)의 출력에 대해 a : 1이 되도록 다운 샘플링하여 샘플수를 줄이는 제5데시메이터(304)와, 상기 제4데시메이터(302)의 출력에 대해 수직축으로 소정대역을 저역통과 필터링하는 제3수직 저역통과필터(305)와, 상기 제4데시메이터(302)의 출력에 대해 수직축으로 소정 대역을 고역통과 필터링하는 제2수직 고역통과필터(307)와, 상기 제3수직 저역통과필터(305)의 출력에 대해 b : 1(b; 데시메이션요소, b=정수)이 되도록 다운 샘플링하여 최종 출력으로 수평축과, 수직축의 각각에서 저역성분을 얻도록(LL) 샘플수를 줄이는 제6데시메이터(306)와, 상기 제2수직 고역통과필터(307)의 출력에 대해 b : 1이 되도록 다운 샘플링하여 최종 출력으로 수평축에서 저역성분을, 수직축에서 고역성분을 얻도록(LH)샘플수를 줄이는 제7데시메이터(308)와, 상기 제5데시메이터(304)의 출력을 수직축에서 소정 대역을 저역 통과 필터링하는 제4수직 저역통과필터(309)와, 상기 제5데시메이터(304)의 출력을 수직축에서 소정 대역을 고역통과팔터링하는 제3수직 고역통과필터(311)와, 상기 제4수직 저역통과필터(309)의 출력에 대해 b : 1이 되도록 다운 샘플링하여 최종출력으로 수평축에서 고역성분을, 수직축에서 저역 성분을 얻도록(HL)샘플수를 줄이는 제8데시메이터(310)와, 상기 제3수직 저역통과필터(311)의 출력에 대해 b : 1이 되도록 다운샘플링하여 최종출력으로 수평축에서 고역성분을, 수직에서 고역성분은 얻도록(HL) 샘플수를 줄이는 제9데시메이터(312)로 구성된다.

제2도의 처리에 따라 제8도로부터 제9도와 같이 분할시킬 수 있음을 알 수 있다.

제3도는 제2도의 각 출력(LL,LH,HL,HH)으로부터 본 발명에 따른 QMF에 의한 합성예를 나타내는 회로도로서, 상기 제2도의 제6데시메이터(306)의 출력 수평, 수직의 저역(LL) 영역에서 1 : b(b : 인터폴게이션 요소, b:정수)가 되도록 보간하는 제1인터폴레이터(401)와, 상기 제7데시메이터(308)의 출력 수평의 저역과 수직의 고역(LH)영역을 1 : b가 되도록 보간하는 제2인터폴레이터(403)와, 상기 제8데시메이터(310)의 출력 수평의 고역과 수직의 저역(HL) 영역을 1 : b가 되도록 보간하는 제3인터폴레이터(408)와, 상기 제9데시메이터(312)의 출력의 수직 수평의 고역(HH)영역을 1 : b가 되도록 보간하는 제4인터폴레이터(409)와, 상기 제1인터폴레이터(401)의 출력을 수직에서 저역통과 필터링하는 제5수직 저역통과필터(402)와, 상기 제2인터폴레이터(403)의 출력을 수직에서 고역 통과 필터링하는 제4수지 고역통과필터(404)와, 상기 제5수직 저역통과필터(402)의 출력과 제4수직 고역통과필터(404)의 출력을 가산하는 제1가산기(405)와, 상기 제3인터폴레이터(408)의 출력을 수직에서 소정 대역을 저역통과필터링하는 제6수직 저역통과필터(410)와, 상기 제4인터폴레이터(409)의 출력을 수직에서 소정 대역을 고역통과필터링하는 제5수직 고역통과필터(411)와, 상기 제6수직 저역통과필터(410)의 출력과 제5수직 고역통과필터(411)의 출력을 가산하는 제2가산기(412)와, 상기 제1가산기(405)의 출력이 1 : a(a; 인터폴레이션요소, a;정수) 값이 되도록 보간하는 제4인터폴레이터(406)와, 상기 제2가산기(412)의 출력이 1 : a값이 되도록 보간하는 제5인터폴레이터(413)와, 상기 제4인터폴레이터(406)의 출력을 수평축에서 저역통과필터링하는 제3수평 저역통과필터(407), 상기 제5인터폴레이션(413)의 출력을 수평축에서 고역통과필터링하는 제2수평 고역통과필터(414)와, 상기 제3수평 저역통과필터(407)의 출력과 제2수평 고역통과필터(414)의 출력을 가산하는 제3가산기(415)로 구성된다.

제4도는 전송된(제1도)를 복구하는 방법을 나타내는 회로도로서, 상기 제1도의 출력에 대해 업(Up)샘플링하여 1 : M_T(Mn:인터폴레이션요소, n; H, V, T)이 되도록 보간하는 제6인터폴레이터(201)과, 상기 제6인터폴레이터(201)의 출력을 시간축에서 저역통과 필터링하는 제2시간축 저역통과필터(202)와, 상기 제2시간 축저역통과필터(202)의 출력을 업(Up)샘플링하여 1 : M_V로 되도록 보간하는 제7인터폴레이터(203)와, 상기 제7인터폴레이터(203)의 출력을 수직축에서 저역통과 필터링하는 제7수직 저역통과필터(204)와, 상기 제7수직 저역통과필터(204)의 출력을 업샘플링하여 1 : M 로 되도록 보간하는 제8인터폴레이터(205)와, 상기 제8인터폴레이터(205)의 출력을 수평에서 저역통과 필터링하는 제4수평 저역통과필터(206)로 구성된다.

제5도는 본 발명에 따른 엔코딩 회로도로서, 압축부(501)는 상기 제1도와 같이 구성되는 것으로 영상신호입력을 수평, 수직, 시간축으로 필터링하고 데시메이숀에 의해 압축하도록 되어 있다.

QMF분선기(502)는 상기 제2도와 같이 구성되는 것으로 상기 압축부(501)의 출력을 수평과 수직방향으로 필터링하고 데시메이션에 의해 4개 분할영역(LL,LH,HL,HH)으로 통과대역을 분할한다.

DC 성분 추출기(503)는 상기 QMF 분석기(502)에서 분할되는 제1분할영역(LL)의 값으로부터 DC 성분을 추출하여 디지털 신호로 전송한다.

제1가산기(504)는 상기 QMF 분석기(502)의 제1영역(LL)의 출력값(+)과 상기 DC성분 추출기(503)의 출력값(-)을 가산하여 제1영역(LL)의 차신호[LL']로 출력한다.

제6도는 본 발명에 따른 디코딩 회로도로서, 보간기(601)는 상기 DC성분 추출기(503)의 출력을 보간한다.

제2가산부(602)는 상기 제1가산부(504)의 출력[LL']과 상기 보간기(601)의 출력을 가산한다.

QMF 합성기(603)는 상기 제3도와 같이 구성되는 것으로 상기 제2가산부(602)의 출력 제1분할영역(LL)과, 상기, 엔코딩에 의한 QMF 분석기(502)의 제2-4분할 영역(LH,HL,HH)을 역으로 보간하며 수직과 수평방향의 QMF 필터링에 의해 합성한다.

확장부(604)는 상기 제4도와 같이 구성되는 것으로 상기 QMF 합성기(603)의 출력을 수직, 수평 및 시간축 방향으로 필터링함과 동시에 보간에 의해 확장된다.

상기에서 기술하지 않은 제10도는 본 발명에 따른 제1영역(LL)에서 DC 부분을 구체적으로 도시한 것으로 빗금친 부분이 된다.

따라서 본 발명의 구체적 일실시예를 제1도-제10도를 참조하여 상세히 설명하면, 예를 들어, 제7도에서 수평(H)으로 640 픽셀을 2밴드로 분할하고, 수직(V)으로 720라인을 4밴드로 분할하며 시간축(T)으로 60프레임을 4밴드로 분할할 경우(제8도) 이 영상신호를 제5도의 MF 분석기(502)에 입력된다.

상기 압축부(501)는 제1도와 같이 구성되어지는 것으로 제1수직, 수평, 시간축 저역통과필터(101, 103, 105)에서 3차원적으로 소정 대역을 필터링한다.

제1데시메이터(102)는 수평입력에 대해 2 : 1, 제2데시메이터(104)는 수직입력에 대해 4 : 1, 제3데시메이터(106)는 시간축 입력에 대해 4 : 1이 되도록 다운 샘플링한다.

즉, 제7도의 빗금친 부분이 된다. 이를 확대하여 도시하면 제8도와 같다. 이때 수직축으로 180라인이 되고, 수평축으로 320픽셀이 되며, 시간축으로 15가 된다.

상기 압축부(501)에서 처리된 제8도의 영상신호를 QMF 분석기(502)에 입력한다. 상기 QMF 분석기(502)는 제2도와 같이 구성된 것으로 제2수평 저역통과필터(301)에서 소정 대역을 저역통과필터링하고, 제1수평 고역통과필터(303)에서 소정대역을 고역통과필터링한다.

상기 제2수평 저역통과필터(301)의 출력이 제4데시메이터(302)에서 a : 1(a=2)이 되도록 다운 샘플링하여 줄이고, 상기 제1수평 저역통과필터(303)의 출력이 제5데시메이터(304)에서 a : 1(a=2)이 되도록 다운샘플링하여 줄인다.

그리고 상기 제4데시메이터(302)의 출력을 수직축으로 제3수직 저역통과필터(305)에서 저역통과필터링하고, 제2수직 고역통과필터(307)에서 고역통과필터링한다.

그리고 상기 제3수직 저역통과필터(305)의 출력을 제6데시메이터(306)에서 b : 1(b=4)이 되도록 다운 샘플링하며 줄여 제1영역(LL)의 밴드를 분할해 낸다.

제2수직 저역통과필터(307)의 출력을 제7데시메이터(308)에서 b : 1(b=4)이 되도록 다운 샘플링하여 제2영역(LH)의 밴드를 분할해 낸다.

제5데시메이터(304)의 출력을 수직으로 제4수직 저역통과필터(309)에서 저역통과필터링하여 제8데시메이터(310)에서 b : 1(b=4)이 되도록 다운 샘플링하여 출력이 제3영역(HL)의 밴드를 분할해 낸다.

상기 제5데시메이터(304)의 출력을 수직으로 제3수직 고역통과필터(311)에서 고역통과필터링하여 제9데시메이터(312)에서 b : 1(b=4)이 되도록 다운 샘플링하여 출력이 제4영역(HH)의 밴드를 분할해 낸다.

상기 밴드를 분할하는 QMF의 기본기술은 공지로 1980년 4월 발행, IEEE의 291-240 페이지 "A Filter Family Designed Use in Quadrature Mirror Filter"에 나타나 있다.

상기 QMF 분석기(502)의 출력중 제1영역(LL)의 값을 DC 성분 검출기(503)에 입력하여 이 영역에 포함되어 있는 DC 성분을 추출한 후 디지털 데이터로 변환하여 전송한다.

상기 제1영역(LL)의 출력값(+)과 상기 DC 성분 추출기(503)의 값(-)을 제1가산부(504)에서 가산하여 차신호[LL']를 얻어내어 보간된다.

QMF 분석기(502)의 출력은 아나로그신호가 실려진 상태로 되며 이 상태를 상기 DC성분 추출기(503)로부터 DC성분을 추출하여 디지털 데이터로 전송하고 제1가산부(504) 출력(LL')는 아날로그신호 전송된다.

제5도 엔코더에서 출력된 차신호[LL']와 LH, HL, HH 신호를 제6도의 디코더로 입력하되, 상기 DC 성분추출기(503)의 출력을 보간기(601)에 의해 보간하여 제2가산부(602)에서 차신호[LL']와 가산하여 LL영역의 신호를 얻고, LL, LH, HH신호를 QMF 합성기(603)로 입력한다.

상기 QMF 합성기(603)는 제3도와 같이 구성된 것으로, 상기 제1-4영역(LL, LH, HL, HH)의 신호를 제1-4인터폴레이터(401,403,408,409)에서 1:b(b=4)가 되도록 각 보간하고 제4,5 수직 저역 및 고역통과필터(402,404) 및 제5,6 수직 저·고역통과필터(410,411)에서 저역 및 고역필터링한다.

상기 제4,5,6 수직 저역 및 고역통과필터(402,404,410,411)의 출력을 제1, 2가산기(405, 412)에서 가산하여 제4,5인터폴레이션(406,413)에서 1 : a(a=2)이 되도록 보간한다.

상기 제4,5 인터폴레이션(406,413)의 출력을 수평축으로 제3, 2저역 및 고역통과필터(407),(414)에서 필터링하여 제3가산기(415)에서 가산한다. 이때 제9도의 형태가 제8도가 되고 제4도와 같이 구성된 제6도의 확장부(604)의 제6, 7, 8인터폴레이션(201,203,305)에서 수평으로 1 : 2 수직으로 1 : 4 시간축으로 1 : 4로 하여 업 샘플링에 의해 보간하고 시간축(T) 및 수직, 수평축 저역통과필터(202,204,206)에서 필터링하여 제7도의 빗금친 부분의 예와 같이 원래 상태로 한다.

따라서 LL영역에서 DC성분을 분리하여 디지털정보로 손실없이 전송되어 합성되므로 화질의 열화를 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 휘도 및 색신호(칼라)의 대부분을 점유하는 저역에서 DC성분을 분리하여 디지털 데이터로 전송하되, 다른 부분의 아날로그 신호와 같이 전송하여 전송효율을 개선하고 화질열화를 방지 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. HDTV용 영상신호 처리장치의 엔코더에 있어서, 상기 영상신호 입력을 수평, 수직, 시간축으로 필터링하고 데시메이숀에 의해 대역을 압축하는 압축부(501)와, 상기 압축부(501)의 출력을 수평과 수직방향으로 필터링하고 데시메이숀에 의해 제1-4분할영역(LL.LH.HL.HH)으로 대역을 분할하는 QMF 분석기(502)와, 상기 QMF 분석기(502)의 상기 제1분할영역(LL)이 값으로부터 DC성분을 추출한 후 디지털 신호로 변환하여 전송하는 DC성분 추출기(503)와 상기 QMF 분석기 (502)의 제1영역(LL)의 출력값(+)과 상기 DC성분 추출기(503)의 출력 값(-)을 가산하여 제1영역(LL)의 차신호(LL')로 출력하는 제1가산부(504)와, 상기 DC성분 추출기(503)의 디지털 전송신호를 일정 값으로 보간하는 보간기(601)와, 상기 제1가산부(504)의 출력[LL']과 상기 보간기(601)의 출력을 가산하는 제2가산부(602)와, 상기 제2가산부(602)의 출력 제1분할영역(LL)과 상기 QMF 분석기(502)에서 엔코딩한 제2-4분할영역(LH,HL,HH)을 역으로 보간하고 수직과 수평 및 시간축 방향을 필터링한 후 합성하는 QMF 합성기(603)와, 상기 QMF 합성기(603)의 출력을 수직, 수평 및 시간축 필터링과 보간에 의해 확장하는 확장부(604)로 구성됨을 특징으로 하는 HDTV용 칼라 신호 처리 회로.

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