KR950011037B1 - 순차주사 변환회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

순차주사 변환회로

제1(a)도는 263H 지연하여 검출한 동작검출 주파수 응답 특성도.

제1(b)도는 262H 지연하여 검출한 동작검출 주파수 응답 특성도.

제2도는 수직, 시간축 상에서의 색신호의 위상변화도.

제3도는 물체의 동작을 통해 검출하는 동작검출도.

제4도는 동작검출의 실패하는 경우도.

제5도는 본 발명에 따른 동작검출 방식도.

제6도는 본 발명에 따른 샘플 위치도.

제7도는 본 발명에 따른 동작적응계수 발생기의 특성도.

제8도는 믹서구성도.

제9도는 본 발명에 따른 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 수평 로우패스필터 101,103 : 262라인 지연기

104,106,107 : 절대치기 108 : 최소치 선택기

102,109,119 : 1라인 지연기 110 : 최대치 선택기

111,113 : 메디안필터 112,114 : 동작적응계수 발생기

116,120 : 승산기 117,118 : 매칭지연기

122 : 경사상관 보정기 123 : 263라인 지연기

124,121 : 믹서 125 : 멀티플랙서

126 : 순차주사 변환기

본 발명은 고화질 텔레비젼에서 화질의 개선을 위해 비월주사를 순차주사로 변환하는 회로에 관한 것으로, 특히 필드간 동작을 이용하여 순차주사로 변환하는 회로에 관한 것이다.

일반적으로 화질의 개선을 위한 현행 NTSC의 비월주사를 순차주사로 변환시키고자 할 경우 정확한 동작검출은 매우 중요하다. 만일 동작검출이 부정확하게 검출될시에는 해상도의 저하 및 잘못된 보간값으로 인하여 얻고자 하는 화질과 상당히 동떨어진 열악한 화질을 얻게 된다.

그런데 일반적으로 동작을 검출할시에는 프레임간의 차를 구하여 동작을 검출하게 되는데, 비월주사 방식에서는 필드간에 1/2의 오프셋을 갖는 특성이 있어 프레임간의 시간방향 고주파 성분에 대해서는 동작이 검출이 불가능하게 된다. 즉, 필드간 변하는 물체의 변화는 프레임간 감산에 의해 검출이 불가능하므로 동작오검출이 발생하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 비월주사를 행하는 필드에서 보다 정확한 동작을 검출하여 비월주사를 순차주사로 변환할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제9도는 본 발명에 따른 회로도로서, 입력 복합영상신호를 수평방향 로우패스필터링에 의해 저역으로 대역제한하고 대역제한한 신호를 저역휘도신호로서 출력하는 수평 로우패스필터(100)와, 상기 저역휘도신호에 대하여 인접한 프레임간 동작을 검출하고 검출한 동작량에 대응하는 제1동작적응계수를 발생하는 제1동작 검출수단과, 상기 입력 복합영상신호를 인접한 라인 및 프레임간에 서로 가산하여 라인 및 프레임간 휘도성분을 추출하고 추출한 라인 및 프레임간 휘도성분을 상기 제1동작적응계수에 의해 서로 혼합하여 휘도신호로서 발생하며 발생한 휘도신호를 상기 입력 복합영상신호에서 감산하여 색신호를 분리하는 휘도/색 분리수단과, 상기 저역휘도신호에 대하여 인접한 필드간 동작을 검출하고 검출된 동작량에 대응하는 제2동작적응계수를 발생하는 제2동작검출수단과, 상기 휘도/색 분리수단의 휘도신호를 필드내 경사상관 보간하는 동시에 일정 지연하고 보간 및 지연한 휘도신호를 상기 제2동작적응계수에 의해 서로 혼합하여 휘도보간신호로서 발생하며 발생한 휘도보간신호를 상기 휘도/색 분리수단의 휘도신호와 교호적으로 순차주사 출력하는 제1순차주사 출력부(126)와, 상기 휘도/색 분리수단의 색신호를 필드내 경사상관 보간하는 동시에 일정 지연하고 보간 및 지연한 휘도신호를 상기 제2동작적용계수에 의해 서로 혼합하여 색보간신호로서 발생하며 발생한 색보간신호를 상기 휘도/색 분리수단의 색신호와 교호적으로 순차주사 출력하는 제2순차주사 출력부 128로 구성한다.

상기 제9도의 구성중 제1동작검출수단은 저역휘도신호를 262라인 지연하는 262라인 지연기(101)와, 262라인 지연기(101)의 출력을 다시 1라인 지연하는 1라인 지연기(102)와, 1라인 지연기(102)의 출력을 다시 262라인 지연하는 262라인 지연기(103)와, 저역휘도신호를 262라인 지연기(103)의 출력신호와 감산하는 감산기(131)와 감산기(130)의 출력을 절대치화하는 절대치기(107)와, 절대치기(107)의 출력에 대하여 중간값을 취하는 메디안 필터(113)와, 메디안 필터(113)의 출력값에 대응하는 크기의 제1동작적응계수를 발생하는 동안적응계수 발생기(114)로 구성한다.

휘도/색 분리수단은 입력 복합영상신호를 각각 일정 지연하는 매칭 지연기(117,118)와, 매칭 지연(117)의 출력을 1프레임 지연하는 프레임 지연기(115)와, 매칭 지연기(117)와 프레임 지연기(115)의 출력을 가산하는 가산기(135)와, 가산기(135)의 출력을 1/2승산하여 프레임간 휘도성분으로서 출력하는 승산기(116)와, 매칭 지연기(118)의 출력을 1라인 지연하는 1라인 지연기(119)와, 매칭 지연기(118)와 1라인 지연기(119)의 출력을 가산하는 가산기(136)와, 가산기(136)의 출력을 1/2승산하여 라인간 휘도성분으로서 출력하는 승산기(120)와 승산기(116,120)에서 각각 출력되는 프레임간 휘도성분과 라인간 휘도성분을 감산하는 감산기(132)와, 승산기(116)의 출력에 제1동작적응계수를 곱하는 곱셈기(139)와, 가산기(132)와 곱셈기(139)의 출력을 가산하여 휘도신호로서 출력하는 가산기(137)와, 매칭 지연기(118)의 출력과 가산기(137)의 출력을 감산하여 색신호로서 출력하는 감산기(134)로 구성한다.

제2동작검출수단은 저역휘도신호를 262라인 지연하는 262라인 지연기(101)와, 저역휘도신호를 262라인 지연한 저역휘도신호와 감산하는 감산기(129)와, 감산기(129)의 출력을 절대치화하는 절대치기(104)와, 262라인 지연기(101)의 출력을 다시 1라인 지연하는 1라인 지연기(102)와, 저역휘도신호를 1라인 지연기(102)의 출력신호와 감산하는 감산기(130)와, 감산기(130)의 출력을 절대치화하는 절대치기(106)와, 절대치기(104,106)의 출력 중에 작은 값을 선택 출력하는 최소치 선택기(108)와, 최소치 선택기(108)의 출력을 1라인 지연하는 1라인 지연기(109)와, 최소치 선택기(108)와 1라인 지연기(109)의 출력 중에 큰 값을 선택 출력하는 최대치 선택기(110)와, 최대치 선택기(110)의 출력에 대하여 중간값을 취하는 메디안 필터(111)와 메디안 필터(111)의 출력값에 대응하는 크기의 제2동작적응계수를 발생하는 동작적응계수 발생기(112)로 구성한다.

제1순차주사 출력부(126)는 휘도신호를 필드내 경사관 보간하는 경사상관 보간기(122)와, 휘도신호를 263라인 지연기(123)의 출력을 감산하는 감산기(133)와 263라인 지연기(123)의 출력에 제1동작적응계수를 곱하는 곱셈기(140)와, 감산기(133)와 곱셈기(140)의 출력을 가산하여 휘도보간신호로서 출력하는 가산기(138)와, 휘도신호와 가산기(138)의 출력 휘도보간신호를 2배의 수평주파수 클럭에 의해 교호적으로 선택출력하는 멀티플렉서(125)로 구성한다.

이하 본 발명에 따른 제9도의 동작예를 제1도 내지 제8도를 참조하여 상세히 설명한다.

일반적으로 비월주사를 순차주사로 변환시 즉, 보간시 잘못된 동작검출에 의한 에러에 의해 수직 해상도의 감소와 에러가 포함된 보간값에 의해 출력으로서 열악한 화질을 얻게 된다. 또한 복합영상신호 즉, 휘도와 색차신호가 합성된 신호를 분리하기 위한 동작검출을 위해서는 전체 신호의 대역을 휘도만의 신호로 제한할 필요가 있다. 이러한 이유는 색차신호의 위상이 제2도에서 보는 바와 같은 구조로 되어 있다. 이에따라 예를들어 프레임간 차를 구할 경우 실제로는 정지화상인데 프레임간 색차신호 위상이 180°차가 나게 되어 결과적으로 동작이 있는 것으로 판단되는 출력을 내게 되는 경우가 발생하기 때문이다.

그러므로 입력 복합영상신호를 수평 로우패스필터(110)를 통해 휘도만의 신호로 대역을 제한한다. 이때 색차신호가 제거되는 동시에 휘도신호의 고역 성분도 제거되므로 고역 휘도신호에 대한 동작의 검출은 불가능하게 된다.

상기와 같이 대역제한된 신호는 262라인 지연기(101,103) 및 1라인 지연기(102)를 통과한 신호와 감산하게 되어 프레임간 샘플값의 차이를 얻게 되고 이를 이용하여 휘도/색 분리가 행하여진다. 이때 얻어진 신호를 이용하여 적응적으로 프레임간 가산값과 라인간 가산값을 혼합함으로써 색차신호와 휘도신호 사이의 크로스토크(crosstalk)를 방지하게 된다. 이러한 원리는 프레임간, 라인간 색차신호의 위상이 180°변화한다는 것과 정지화상의 경우는 프레임간 상관이 강함에 따라 프레임간 평균으로 하여 거의 완벽한 분리를 행할 수 있고, 동작이 심한 화상에 있어서는 프레임간 평균값보다는 프레임내 평균값이 상관도가 강함에 따라 프레임내 평균값을 이용한 휘도/색 분리의 기능이 우월하다는 것을 이용한다.

동작검출된 신호는 절대치기(107)를 통하여 양의 값으로 변환되고 이는 메디안 필터(103)를 통하게 된다. 이는 화상에 부가된 임펄스 노이즈에 의해 잘못된 동작량을 제거하기 위한 것이다.

이와 같이 해서 얻어진 신호는 동작적응계수 발생기(104)를 통하여 동작에 따라 0~1의 값으로 선형적으로 변하게 되는데, 제7동서와 같이 입력으로 유입되는 동작량을 기준값 1(TH1)과 기준값 2(TH2)로 비교하여 기준값 1(TH1) 보다 작을때는 동작이 없는 것으로 간주하여 0값을 출력하고 기준값 2(TH2) 보다 큰 경우에는 1로 출력하며 기준값 1(TH1) 보다 크고 기준값 2(TH2) 보다 작은 경우에는 0~1 사이의 값을 제1동작적응계수 K1로서 선형적으로 출력한다.

제8도는 믹서(121)의 구성으로서 휘도/색 분리의 경우에는 프레임간 평균값과 라인간 평균값을 구해진 제1동작적응계수 K1값에 따라 혼합하게 된다. 상기와 같이 구해진 휘도와 색신호는 각각 제1순차주사 출력부(126)에 입력되고, 휘도/색 분리와 비슷한 방법으로 동작량을 검출하게 되는데, 휘도/색 분리에서와는 다르게 262라인 지연된 샘플과 263라인 지연된 샘플과의 차이 즉, 동작을 이용한다.

이러한 동작검출기의 특성은 제1도에서 나타낸 바와 같이 수직, 시간 주파수 축상에서 사선방향으로 필터링하는 특성을 갖는다. 즉, 제1도에서 빗금친 부분의 신호 성분을 이용하게 된다. 그런데 색신호의 보간시에도 휘도신호의 동작을 이용하는데, 이는 휘도의 색도신호는 강한 상관성을 갖는다는 원리를 이용한다.

제4도에 프레임간 동작을 구해 보간시 발생하는 에러를 나타낸다. 일예로 A와 C 사이를 보간시 A와 C샘플의 전 프레임간의 차이(동작)을 구하면 동작이 없는 것으로 판명된다. 이에따라 보간값은 G샘플 값을 취하게 됨으로써 잘못된 보간을 하게 되어 열악한 화질을 얻게 된다. 즉, 실제는 필드간, N-1과 N필드 사이에는 동작이 있는데 필드가 차가 아닌, 프레임간 차를 구함으로서 필드간 변하는 빠른 동작을 검출하지 못하게 됨으로써 에러가 발생되는 것이다.

그러므로 본 발명에서는 수평 로우패스필터링된 신호와 262라인 지연된 신호와 차이를 구한 후, 262라인 지연기(101)와 지연기(102)를 통하여 총 263라인 지연된 신호와의 차를 구한다. 다음에 상기 두신호를 각각 절대치기(104),(106)를 통과한 후 최소치 선택기(108)를 통하여 적은값을 선택한다. 또한 선택한 값을 1H 지연되어 출력되는 1라인 전의 동작 값과 최대치 선택기(110)를 통하여 큰 값을 선택한다. 이를 휘도/색 분리에서와 같은 방법으로 메디안 필터(113)와 동작적응계수 발생기(114)를 통하여 0~1값을 갖는 제2동작적응계수 K2값을 얻게 된다. 이를 제5도에 도시하였다. 상기한 바와 같이 프레임간 차에 의해 구할 경우 동작 오검출을 방지할 수 있게 된다. 제3도에 물체의 동작에 의해 구해진 동작 유.무를 도시하엿다.

상기한 바와 같이 구해진 제2동작적응계수 K2에 의해 보간이 이루어지는데 보간을 위한 값으로서 현 샘플 위치에서 263라인 지연된 신호와 현재 샘플이 위치하는 필드내에서 인접 샘플들을 이용하여 얻는 필드내 경사상관 보간값을 이용한다. 경사상관 보간이란 제6도에 나타낸 바와 같이 P위치의 필드내에서 보간하기 위해 예를들어 (E-B), (C-D), (A-F)의 값을 구하여 가장 그 차가 적은 값을 갖는 축으로 선택하는 방법이다. 즉, 상관도가 가장 높은 샘플값으로 보간하는 것이다. 그러면 단순히 라인사이의 평균값을 사용하는 것보다 보다 뛰어난 보간을 할 수 있게 된다.

이후 경사상관 보간값과 262라인 지연된 값을 제2동작적응계수 K2에서 따라 제1순차주사 출력부(126)에서 적응적으로 보간값을 출력하게 한다. 이때 멀티플렉서(125)는 실제의 라인과 보간된 라인을 번갈아가며 선택하는 역할을 한다. 이렇게 하여 휘도와 색에 대한 보간을 동시에 실시하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 시간축의 상관도를 이용하여 휘도신호와 색신호를 분리하고, 분리한 휘도신호와 색신호에 대하여 각각 동작검출에 의해 비월주사를 순차주사로 변환함으로서 정확한 보간과 양질의 화면을 얻을 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

1. 비월주사된 디지탈의 입력 복합영상신호를 순차주사 변환하는 회로에 있어서, 상기 입력 복합영상신호를 수평방향 로우패스필터링에 의해 저역으로 대역제한하고 대역제한한 신호를 저역휘도신호로서 출력하는 필터수단과, 상기 저역휘도신호에 대하여 인접한 프레임간 동작을 검출하고 검출한 동작량에 대응하는 제1동작적응계수를 발생하는 제1동작검출수단과, 상기 입력 복합영상신호를 인접한 라인 및 프레임간에 서로 가산하여 라인 및 프레임간 휘도성분을 추출하고 추출한 라인 및 프레임간 휘도성분을 상기 제1동작적응계수에 의해 서로 혼합하여 휘도신호로서 발생하며 발생한 휘도신호를 상기 입력 복합영상신호에서 감산하여 색신호를 분리하는 휘도/색 분리수단과, 상기 저역휘도신호에 대하여 인접한 필드간 동작을 검출하고 검출된 동작량에 대응하는 제2동작적응계수를 발생하는 제2동작검출수단과, 상기 휘도/색 분리수단의 휘도신호를 필드내 경사상관 보간하는 동시에 일정 지연하고 보간 및 지연한 휘도신호를 상기 제2동작적응계수에 의해 서로 혼합하여 휘도보간신호로서 발생하며 발생한 휘도보간신호를 상기 휘도/색 분리수단의 휘도신호와 교호적으로 순차주사 출력하는 제1순차주사 출력부와, 상기 휘도/색 분리수단의 색신호를 필드내 경사상관 보간하는 동시에 일정 지연하고 보간 및 지연한 휘도신호를 상기 제2동작적응계수에 의해 서로 혼합하여 색보간신호로서 발생하며 발생한 색보간신호를 상기 휘도/색 분리수단의 색신호와 교호적으로 순차주사 출력하는 제2순차주사 출력수단으로 구성하는 것을 특징으로 하는 순차주사 변환회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1동작검출수단이 상기 저역휘도신호를 262라인 지연하는 262라인 지연기(101)와, 상기 262라인 지연기(101)의 출력을 다시 1라인 지연하는 1라인 지연기(102)와, 상기 제1라인 지연기(102)의 출력을 다시 262라인 지연하는 262라인 지연기(103)와, 상기 저역휘도신호를 상기 262라인 지연기(103)의 출력신호와 감산하는 감산기(131)와, 상기 감산기(130)의 출력을 절대치화하는 절대치기(107)와, 상기 절대치기(107)의 출력에 대하여 중간값을 취하는 메디안 필터(113)와, 상기 메디안 필터(113)의 출력값에 대응하는 크기의 상기 제1동작적응계수를 발생하는 동작적응계수 발생기(114)로 구성하는 것을 특징으로 하는 순차주사 변환회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 휘도/색 분리수단이 상기 입력 복합영상신호를 각각 일정 지연하는 매칭 지연기(117,118)와, 매칭 지연기(117)의 출력을 1프레임 지연하는 프레임 지연기(115)와, 상기 매칭 지연기(117)와 프레임 지연기(115)의 출력을 가산하는 가산기(135)와, 상기 가산기(135)의 출력을 1/2승산하여 상기 프레임간 휘도성분으로서 출력하는 승산기(116)와, 상기 매칭 지연기(118)의 출력을 1라인 지연하는 1라인 지연기(119)와, 상기 매칭 지연기(118)와 1라인 지연기(119)의 출력을 가산하는 가산기(136)와, 상기 가산기(136)의 출력을 1/2승산하여 상기 라인간 휘도성분으로서 출력하는 승산기(120)와, 상기 승산기(116,120)에서 각각 출력되는 프레임간 휘도성분과 라인간 휘도성분을 감산하는 감산기(132)와, 상기 승산기(116)의 출력에 제1동작적응계수를 곱하는 곱셈기(139)와, 감산기(132)와 곱셈기(139)의 출력을 가산하여 상기 휘도신호로서 출력하는 가산기(137)와, 매칭 지연기(118)의 출력과 상기 가산기(137)의 출력을 감산하여 상기 색신호로서 출력하는 감산기(134)로 구성하는 것을 특징으로 하는 순차주사 변환회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2동작검출수단이 상기 저역휘도신호를 262라인 지연하는 262라인 지연기(101)와, 상기 저역휘도신호를 262라인 지연한 저역휘도신호와 감산하는 감산기(129)와, 상기 감산기(129)의 출력을 절대치화하는 절대치기(104)와, 상기 262라인 지연기(101)의 출력을 다시 1라인 지연하는 1라인 지연기(102)와, 상기 저역휘도신호를 1라인 지연기(102)의 출력신호와 감산하는 감산기(130)와, 상기 감산기(130)의 출력을 절대치화하는 절대치기(106)와, 상기 절대치기(104,106)의 출력 중에 작은 값을 선택 출력하는 최소치 선택기(108)와, 상기 최소치 선택기(108)의 출력을 1라인 지연하는 1라인 지연기(109)와, 상기 최소치 선택기(108)와 1라인 지연기(109)의 출력 중에 큰 값을 선택 출력하는 최대치 선택기(110)와, 상기 최대치 선택기(110)의 출력에 대하여 중간값을 취하는 메디안 필터(111)와, 상기 메디안 필터(111)의 출력값에 대응하는 크기의 제2동작적응계수를 발생하는 동작적응계수 발생기(112)로 구성하는 것을 특징으로 하는 순차주사 변환회로.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1순차주사 출력수단이 상기 휘도신호를 필드내 경사상관 보간하는 경사상관 보간기(122)와, 상기 휘도신호를 263라인 지연하는 263라인 지연기(123)와, 상기 경사상관 보간기(122)와 263라인 지연기(123)의 출력을 감산하는 감산기(133)와, 상기 263 라인 지연기(123)의 출력에 상기 제1동작적응계수를 곱하는 곱셈기(140)와, 상기 감산기(133)와 곱셈기(140)의 출력을 가산하여 상기 휘도보간신호로서 출력하는 가산기(138)와, 상기 휘도신호와 상기 가산기(138)의 출력 휘도보간신호를 2배의 수평주파수 클럭에 의해 교호적으로 선택 출력하는 멀티플렉서(125)로 구성하는 것을 특징으로 하는 순차주사 변환회로.