KR940007160B1

KR940007160B1 - 동적용 주파수 중첩방법 및 장치

Info

Publication number: KR940007160B1
Application number: KR1019910010836A
Authority: KR
Inventors: 김용제
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 김광호
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1994-08-06
Also published as: JPH05191776A; DE4221019A1; KR930001684A; US5303059A

Abstract

내용 없음.

Description

동적용 주파수 중첩방법 및 장치

제1도는 본 발명에 의한 동적응 주파수 중첩장치의 구성도.

제2도는 제1도에 채용된 동신호 검출부의 상세 구성도.

제3도는 제1도에 채용된 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부의 특성도.

제4도는 제1도에 채용된 서브샘플링부의 동작을 보이기 위한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 80 : 수평 저역 통과 필터 20 : 수평 고역 통과 필터,

30 : 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부 40 : 동신호 검출부,

50 : 신호조절부 60 : 혼합부

70 : 서브샘플링부.

본 발명은 동적응(動適應) 주파수 중첩(重疊, folding)에 관한 것으로, 특히 제한된 주파수 대역을 가지는 기기인 텔레비전 수상기, 비데오 테이프 레코더, 레이저 디스크 플레이어등에 부가되어 일정 주파수 이상의 신호 성분을 동신호(動信號)의 양에 따라 일정 주파수 이하의 신호성분에 중첩시켜 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래 일반적인 텔레비젼, 세트 비데오 테이프 레코더 레이저 디스크 플레이어는 제한원 주파수 대역을 갖는 신호에 일정 주파수 이상이 성분을 갖는 신호가 중첩된 신호를 복구할 때 중첩 반송파와 주파수 인터리빙(interleaving)에 의해서 발생되는 도트 크롤 패턴(dotcrawl pattems)과 같은 아디팩트(adifact)를 제거하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서 텔레비젼 세트, 비데오 테이프 레코더, 레이저 디스크 플레이어에 있어서 제한된 주파수 대역의 신호를 동신호의 양에 따라 각각 다르게 중첩시킴으로써 동신호의 양이 많은 주파수 대역에서 나타나는 아티펙트의 제거가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 동적응 주파수 중첩방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 동적응 주파수 중첩방법에 적합한 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명에 따른 동적응 주파수 중첩방법은 휘도신호를 상기 전송가능한 주파수를 기준으로 그보다 높은 고주파수성분의 신호와 그 보다 낮은 저주파수성분의 신호로 분리하는 과정; 고주파성분의 신호를 그의 레벨에 따라 압축하는 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스 과정: 휘도신호의 동신호성분을 검출하는 과정; 레벨압축된 고주파성분의 신호를 동신호성분에 따라 크기를 조정하여 저주파성분의 신호와 혼합하는 과정; 그리고 혼합된 휘도신호를 전송가능한 주파수로 서브샘플링하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 동적응 주파수 중첩장치는 휘도신호를 유입하는 입력단자 ; 입력단자를 통하여 유입된 휘도신호로부터 전송가능한 주파수보다 낮은 저주파수성분의 휘도신호를 분리하는 수평 저역 통과 필터; 입력단자를 통하여 유입된 휘도신호로부터 전송가능한 주파수보다 높은 고주파수성분의 휘도신호를 분리하는 수평 고역 통과 필터; 수평 고역 통과 필터를 통하여 분리된 고주파성분의 휘도신호의 레벨을 압축하는 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부; 입력단자를 통하여 유입원 휘도신호의 동신호성분을 검출하는 동신호검출기; 동신호검출기를 통하여 검출된 동신호성분에 의해 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부를 통하여 레벨압축된 고주파성분의 신호의 크기를 조정하는 신호 조절부; 저역 통과 필터로부터의 저주파성분의 신호와 신호 조절부에서 제공되는 레벨압축 및 레벨조정된 신호를 혼합하는 혼합부; 그리고 혼합기의 출력을 전송가능한 주파수로 샘플링하는 샘플링부를 포함함을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명에 의한 동적응 주파수 중첩회로의 구성도이고, 제2도는 제1도에 채용된 동신호 검출부의 상세 구성도이다. 제1도 및 제2도에 의하면, 수평 저역 통과 필터(10)는 휘도신호(Y)를 받아서 일정 차단주파수(2.5∼3MHz) 이하의 신호성분만 추출되도록 이루어져 있고, 수평 고역 통과 필터(20)는 휘도신호(Y)를 받아서 일정 차단주파수(2.5∼3MHz) 이상의 신호 성분만 출력되도록 이루어져 있다.

적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)는 수평 고역 통과 필터(20)에서 출력되는 신호의 크기에 따라 그 신호 level을 줄이거나 높여주는 작용을 하는 것으로서 통상의 전화전송시스템에서의 압신방법에 의한 압축작용을 수행한다.

동신호 검출부(40)는 휘도신호를 받아 동신호를 검출하는 시간 고역 통과 필터(42)와, 시간 고역 통과 필터(42)로부터의 동신호를 정류하여 절대값 치환하는 절대치기(44)와, 절대치기(44)에서 절대값 치환된 동신호를 수평, 수직, 및 시간적으로 확산시켜 급격환 변화를 완화시키는 신호확산기(45)와, 신호확산기(45)에서 출력되는 동신호에 해당되는 동신호 인수값을 생성하는 동신호 인수값 생성부(46)로 구성된다.

신호 조절부(50)는 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)에서 전송되는 신호를 동신호 검출부(40)의 동신호 인수값 생성부(46)에서 생성되는 동신호 인수값(K)으로 조절하도록 이루어져 있다. 혼합부(60)는 수평 저역통과 필터(10)와 신호 조절부(50)에서 각각 전송되는 신호를 합성하도록 이루어져 있다.

서브샘플링부(70) 혼합부(60)에서 전송되는 합성신호를 받아서 필드 오프셋 서브샘플링(field offsetsub-smpling)하여 그 신호의 일정 대역 이상의 성분을 일정 대역 이하의 성분에 중첩 시키도록 한다.

그리고 수평 저역 통과 필더(80)는 서브 샘플링부(70)에서 전송되는 신호중 일정 주파수 이하의 신호만을 추출하도록 이루어져 있다.

제1도에 도시된 장치를 보다 상세히 기술하면 다음과 같다. 일반 VHS 비데오 데이프에는 2.5∼5MHz이상의 고주파성분의 신호가 Tape의 특성 때문에 기록될 수 없기 때문에 2.5∼3MHz가 차단(out-off) 주파수가 된다. 따라서 2.5MHz를 차단 주파수로 하면 수평 저역 통과 필터(10)는 2.5MHz 이하의 휘도신호(Y)성분만을 추출하고 수평 고역 통과 필터(20)는 2.5MHz 이상의 휘도신호(Y)성분만을 추출한다. 수평고역 통과 필터(20)를 통과한 2.5MHz 이상의 휘도신호(Y)는 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)에 입력되어 제3도에 나타난 바와 같은 특성 파형이 곱하여져서 출력된다.

적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)이 갖고 있는 특성 파형의 곡선이 6*A의 평방근(여기에서 A는 수평 고역 통과 필터(20) 출력값의 절대치이다)에 의해 결정되는 특성을 갖는다고 가정하고 수평 고역 통과 필터(20)의 출력값이 4이면, 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)의 출력값은 root(24)가 된다. 여기서, root는 평방근연산을 나타낸다. 즉, 수평 고역 통과 필터(20)에서 출력되는 값보다 큰 출력값이 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)에서 발생된다.

또한 수평 고역 통과 필터(20)의 출력값이 -9 또는 +9라면 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)의 출력갑은 각각 -root(54), root(54)가되어 수평 고역 통과 필터(20)에 입력되는 값보다 작아지게 된다. 이와 같이 수평 고역 통과 필터(20)의 출력값이 클수록 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)의 출력값은 제3도에 도시된 특성 파형에 따라 원래값의 1/4까지 작아진다. 이때 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)는 본 발명을 적용한비데오 테이프 레코더를 이용하여 비데오 테이프에 기록된 신호가 기존의 비데오 테이프 레코더로 재생된경우 중첩 성분이 화면상에 거슬리게 나타나므로 중첩되는 고주파성분의 크기를 조절하여 호환성을 갖도록한다.

한편, 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)에 입력되는 수평 고역 통과 필터(20)의 작은 출력값을 제3도의 특성파형중 이득이 1보다 큰 부분과 같이 크게 해준 이유는 비데오 테이프등과 같은 기록매체를 이용하여 미소한 신호를 기록하거나 재생할때 비데오 테이프의 특성으로 인하여 이 미소한 신호가 열화되거나 잡음(noise)이 혼입되어 재생시 신호로 판단하기 어렵게 되는 것을 방지하기 위한 것이다. 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)의 출력 신호는 신호 조절부(50)에 전송되는데, 후에 설명할 동신호 검출부(40)의 출력값 K에의하여 신호 조절부(50)의 출력값이 조절된다.

휘도신호가 정지화를 나타낼 경우 동신호 검출부(40)의 출력값 K는 K=0이 되어 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)의 출력값이 혼합부(60)로 바이패스(bypass)되어 입력되고 복합영상신호(CVS)가 준 동화임을 나타낼 경우 동신호 검출부(40)의 출력값 K=0.125와 같은 값으로 된다.

신호 조절부(50)는 동신호 검출부(40)에서 출력값 K=0.125이 전송되면 l-K=0.875가 되도록 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)의 출력값이 신호 조절부(50)를 통과되어 중첩이 이루어진다. 혼합부(60)는 수평저역 통과 필터(10)와 신호 조절부(50)의 각 출력신호를 입력으로 하여 신속한 동화를 나타낼 경우 동신호검출부(40)의 출력값 K는 K=1로 전송되어 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30)의 출력값이 신호 조절부(50)를 통과하지 못하게 되므로 중첩이 이루어지지 않는다. 혼합부(60)는 수평 저역 통과 필터(10)와 신호 조절부(50)의 각 출력신호를 입력으로 하여 합성하게 된다. 서브 샘플링부(70)는 혼합부(60)에서 합성된 신호를 필드 오프셋 서브샘플링하여 고주파성분의 신호가 저주파 성분의 신호에 중첩된다.

동신호성분의 크기에 따른 저주파성분의 신호에 혼합되는 고주파성분의 크기는 하기의 식에 의해 결정된다.

Sh'=(1-K)Sh

여기서, K는 동신호성분의 크기로서 정규환된 값이고, Sh는 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스에서 출력되는 고주파성분의 신호의 레벨이고, 그리고 Sn'는 동신호성분에 의해 그 레벨이 조정된 Sh를 나타낸다.

서브 샘플링부(70)에서 행해지는 주파주중첩에 대한 상세 설명을 부가하면 다음과 같다. 예를 들어 5MHz의 대역폭을 가진 복합영상신호(CVS)는 제1도에 도시되지 않은 아날로그/디지탈 컨버터에서 나이퀴스트(Nyquist) 이론을 만족하는 10MHz 샘플링된다. 샘플링된 복합영상신호는 제1도에 도시되지 않은 휘도/색도 신호분리단을 거치고 같은 수평 저역 통과 필터(10), 수평 고역 통과 필터(20), 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부(30), 그러고 신호 조절부(50)를 통과하여 서브 샘플링부(70)에 입력된다. 서브 샘플링부(70)는 입력되는 5MHz의 신호를 서브샘플링하여 2.5MHz를 중심으로 2.5MHz 이상의 고주파성분이 2.5MHz 이하의 저주파성분에 중첩되도록 한다.

서브 샘플링부(70)에서 수행되는 서브샘플링 방식은 l0MHz의 샘플링 주파수로 샘플링된 신호를 수평방향으로 한 샘플씩 건너서 다시 샘플링하는 방식이다. 즉 제 4도에 도시된 바와 같은 제1라인에서는 한 샘플씩 건너서 다시 샘플링하고 라인간에 있어서는 윗 라인과 반대의 방법으로 샘플링한다.

또한 필드간에 있어서는 제4도에 도시되어 있는 방법으로 샘플링하여 고주파 신호는 저주파성분의 신호에 중첩되는데, 이 중첩된 신호의 스펙트럼은 후키누키 홀(Fuki nuki hole) 부근에 위치하게 된다. 서브샘플링부(70)에서 중첩된 신호는 수평 저역 통과 필터(80)에 입력되어 2.5MHz 이상의 신호가 차단된 상태로 출력단(out)으로 전송된다. 이와 같이 2.5MHz 이상의 고주파 성분은 2.5MHz 이하의 주파수에 중첩되어 있고 2.5MHz 이하의 성분도 2.5MHz 이상의 주파수에 중첩되어 있으나 2.5MHz 이상에 포함된 중첩신호성분은 제거하여도 무방하다.

기존의 VHS 비데오 테이프 레코더의 경우에는 휘도신호의 대역이 약 2.5MHz로 제한되며 재생시의 호환성 유지를 위해 2.5MHz이상의 성분에 포함된 중첩 성분으로 인한 화면상의 거슬림을 방지하는데 대역제한이 필요하다. 수평 저역 통과 필터(80)의 출력신호는 적당한 기록 매체에 기록되거나 전용되게 되도록 출력단(out)으로 보내진다.

제2도의 동신호 검출부(40)를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 시간 고역 통과 필터(42)는 입력되는 휘도신호(Y)중 동신호를 검출하여 절대치기(44)에 시간 고역 통과 필더(42)로부터의 동신호는 양·음의 값을 포함하고 있으므로 절대치기(44)는 이를 정류하여 절대값 치환한다. 절대치기(44)에서 절대값 치환된 동신호는 신호확산기(45)에서 수평, 수직, 및 시간적으로 확산된다.

이때 신호확산기(45)로 동신호를 확산 해주는 이유는 동신호가 급격하게 변하는 부분에서 제1도에 도시된 신호 조절부(50)를 거치게 되면, 혼합부(60)에서 합성된 휘도 신호가 아티펙트(artifact)를 갖게 된다. 즉 정지화에서 동화로 바뀌는 엣지(edge) 부근에서 화면의 상태가 부자연스럽게 된다. 따라서 동신호의 분포를 넓혀 동신호가 서서히 변하도록 해주는 것이 확산 작용이다. 신호확산기(45)의 출력값을 이용하여 동신호 인수값 생성부(46)는 동신호 인수값(K)을 생성하여 제1도에 도시된 신호 조절부(50)에 전송 함으로써 중첩될 고역주파수 성분의 양을 조절한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 텔레비젼 수상기, 비데오 테이프 레코더, 레이저 디스크 플레이어 등에 척용됨으로써 제한된 대역내에 그 제한 대역 이상의 주파수를 가진 신호를 대역내에 동신호의 양야 따라 중첩시킴으로써 제한원 대역내에 광범위한 주파수를 가진 신호의 전송시 발생되는 아티펙트를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

전송가능한 주파수보다 높은 고주파수성분의 신호를 갖는 휘도신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기휘도신호를 상기 전송가능한 주파수를 기준으로 그보다 높은 고주파수성분의 신호와 그 보다 낮은 저주파수성분의 신호로 분리하는 과정: 상기 고주파성분의 신호를 그의 레벨에 따라 압축하는 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부 과정; 상기 휘도신호의 동신호성분을 검출하는 과정; 그리고 상기 레벨압축된 고주파수성분의신호를 상기 동신호성분에 따라 크기를 조정하여 상기 저주파수성분의 신호와 혼합하는 과정; 그리고 상기혼합된 휘도신호를 상기 전송가능한 주파수로 서브샘플링하는 과정을 포함하는 동적응 주파수중첩방법.
제1항에 있어서, 상기 동신호성분의 크기에 따른 상기 저주파성분의 신호에 혼합되는 레벨압축된 고주파성분의 크기는 하기의 식에 의해 결정됨을 특징으로 하는 동적응 주파수 중첩방법.

Sh'=(1-K)Sh

여기서, K는 동신호성분의 크기로서 정규화된 값이고, Sh는 상기 레벨압축과정의 결과로서 산출된 고주파성분의 신호의 레벨이고, 그리고 Sn'는 동신호성분에 의해 그 레벨이 조정된 Sh를 나타낸다.
전송가능한 주파수보다 높은 고주파수성분의 신호를 갖는 휘도신호를 전송시키기 위하여 전처리하는 장치에 있어서, 상기 휘도신호를 유입하는 입력단자; 상기 입력단자를 통하여 유입된 휘도신호로부터 상기전송가능한 주파수보다 낮은 저주파수성분의 휘도신호를 분리하는 수평 저역 통과 필터; 상기 입력단자를통하여 유입된 휘도신호로부터 상기 전송가능한 주파수보다 높은 고주파수성분의 휘도신호를 분리하는 수평고역 통과 필터; 상기 수평 고역 필터를 통하여 분리된 고주파수성분의 휘도신호의 레벨을 압축하는 적응엠퍼시스/디엠퍼시스부; 상기 입력단자를 통하여 유입된 휘도신호의 동신호성분을 검출하는 동신호검출기; 상기 동신호검출기를 통하여 검출된 동신호성분에 의해 상기 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부를 통하여 레벨압축된 고주파성분의 신호의 크기를 조정하는 신호 조절부, 상기 저역통과필터로부터의 저주파성분의 신호와 상기 신호 조절부에서 제공되는 레벨압축 및 레벨조정된 신호를 혼합하는 혼합부; 그리고 상기 혼합기의 출력을 상기 전송가능한 주파수로 샘플링하는 샘플링부를 포함하는 동적응 주파수중첩장치.
제3항에 있어서, 상기 신호 조절부는 상기 적응 엠퍼시스/디엠퍼시스부로부터 유입되는 입력은 Sh라하고, 상기 동신호 검출부로터 입력되는 정규화된 입력을 K라 할 때 그 출력이 Sh*(1-K)임을 특징으로하는 동적응 주파수 중첩장치.