KR0138100B1 - 텔리비젼 영상신호의 수직 해상도 개선장법 및 장치 - Google Patents

Abstract

텔레비젼 영상신호의 수직 해상도 개선장치가, 아날로그 영상 휘도신호를 디지탈 영상 휘도 데이타로 변환하는 변환기와, 변환기의 출력을 프레임 크기로 저장하여 1프레임 지연된 영상 휘도 데이타를 발생하는 프레임 메모리와, 변환기 및 프레임 메모리의 출력을 감산하여 차신호를 발생하는 감산기와, 감산기의 출력을 절대값으로 변환하는 절대치 변환부와, 절대치 변환부의 출력과 기준 레벨을 비교하여 동화면 유무를 판단하며, 동화면일 시 제1제어신호를 발생하고 그렇지 않으면 제2제어신호를 발생하는 동화판별부와, 변환기의 출력을 소정의 수평 지연하는 수평지연기와, 변환기 및 수평지연기의 출력을 입력하며 동화판별부의 출력에 의해 제1제어신호일 시 변환기 및 수평지연기의 출력을 순차적으로 선택하여 출력하고 제2제어신호일 시 변환기의 출력을 선택하여 출력하는 멀티플렉서로 구성된다.

Description

텔레비젼 영상신호의 수직해상도 개선장치

본 발명은 텔레비젼 영상신호의 수직 해상도 개선 장치에 관한 것으로, 특히 텔레비젼 영상신호의 수평 주사선 수를 확장하여 수직 해상도를 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 NTSC 방식의 텔레비젼 영상신호는 도1과 같은 비월 주사 방식(interrace mode)을 사용하며, 1프레임(frame)은 2필드의 525 수평라인으로 이루어지고, 1필드(field)는 262.5 수평라인으로 이루어진다. 그러나 1화면의 영상신호는 525 수평라인으로 구성되지만, 실제 NTSC 영상신호를 재생하는 캠코더(camcorder) 또는 VCR(Video Cassette Recorder) 등은 525 수평라인의 영상신호 중에서 350 수평라인 - 400 수평라인의 영상신호를 재생하게 된다.

현재 상기 텔레비젼 수신기 등과 같은 영상기기에서는 수신되는 영상신호의 화질을 개선하기 위하여 수평 해상도 및 수직 해상도를 개선하는 방법이 연구되고 있다. 이때 상기 수평 해상도는 수평 라인을 구성하는 화소들의 수에 의해 결정되며, 이에 대한 개선 방법은 영상 화면을 구성하는 화소와 화소 간의 보간 방법에 의해 수평 해상도를 증가시키는 방법이 일반적이다. 또한 상기의 영상신호의 수직 해상도는 수평 주파수, 즉, 수평 라인 수에 결정되는데, 현재 수평 해상도의 증가로 인해 상대적으로 수직 해상도가 저하되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 텔레비젼 영상신호를 재생하는 장치에서 프레임 전체의 화상을 검출하며, 동화상일 시 프레임 단위로 수평라인들을 보간하므로써 수직해상도를 향상시킬 수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는 텔레비젼 영상신호의 수직 해상도 개선장치가, 아날로그 영상 휘도신호를 디지탈 영상 휘도 데이타로 변환하는 변환기와, 상기 변환기의 출력을 프레임 크기로 저장하여 1프레임 지연된 영상 휘도 데이타를 발생하는 프레임 메모리와, 상기 변환기 및 프레임 메모리의 출력을 감산하여 차신호를 발생하는 감산기와, 상기 감산기의 출력을 절대값으로 변환하는 절대치 변환부와, 상기 절대치 변환부의 출력과 기준 레벨을 비교하여 동화면 유무를 판단하며, 동화면일 시 제1제어신호를 발생하고 그렇지 않으면 제2제어신호를 발생하는 동화판별부와, 상기 변환기의 출력을 소정의 수평 지연하는 수평지연기와, 상기 변환기 및 수평지연기의 출력을 입력하며 상기 동화판별부의 출력에 의해 제1제어신호일 시 상기 변환기 및 수평지연기의 출력을 순차적으로 선택하여 출력하고 제2제어신호일 시 상기 변환기의 출력을 선택하여 출력하는 멀티플레서로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 텔레비젼 영상신호의 비월주사 방식을 설명하기 위한 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비월주사 방식을 설명하기 위한 도면

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 텔레비젼 영상신호의 수직해상도를 개선하는 장치의 구성을 도시하는 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 텔레비젼 영상신호의 각 필드 간의 동기신호 위치를 도시하는 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : A/D 변환부2 : 프레임 메모리

3 : 감산기4 : 절대치 변환부

5 : 동화 판별부6 : 게이트

7 : 수평 지연기8 : 멀티플렉서

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 텔레비젼 영상신호의 비월 주사 방식을 도시하는 도면으로써, 화면의 상태에 따라 수평 라인 수를 증가시켜 1화면이 4필드의 1050 수평라인으로 이루어짐을 도시하고 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도2와 같이 수평 라인 수를 증가시켜 수직 해상도를 향상시키는 구성을 도시하고 있다.

상기 도3을 참조하면, A/D변환부 1은 아날로그 영상신호의 휘도신호 Y를 디지탈 휘도 데이타로 변환한다. 프레임 메모리2는 상기 A/D변환부 1에서 출력되는 디지탈 영상 데이타를 프레임 단위로 저장한다. 감산기3은 상기 A/D변환부 1에서 출력되는 영상데이타와 1프레임 지연된 상기 프레임 메모리2의 출력을 감산한다. 절대치 변환부 4는 상기 감산기 3의 출력을 절대치로 변환 출력한다. 동화판별부 5는 상기 절대치 변환부 4는 출력을 입력하여 동화상 유무를 판별하며, 일정 레벨 이상일 시 동화상으로 판별하여 제1제어신호를 발생하고 그렇지 않으면 제2제어신호를 발생한다. 게이트6은 상기 동화판별부5의 출력과 프레임 구분신호를 입력하여 제1선택신호 또는 제2선택신호를 발생한다. 수평지연기7은 상기 A/D변환부1의 출력을 1/4 수평주파수 크기로 수평 위치를 지연한다. 멀티플렉서8은 상기 수평ㅇ지연기7 및 A/D변환부 1의 출력을 입력하며, 상기 게이트6의 선택신호에 의해 상기 A/D변환부1의 출력 또는 수평지연기7의 출력 영상데이타를 선택 출력한다.

도 4는 수직동기신호를 기준으로 한 각 필드신호의 동기신호 위치를 도시하는 도면으로써, 등화 펄스(EQ pulse) 발생 후 첫번째 수평동기신호가 4개의 필드에서 각각 다르게 발생됨을 도시하고 있다.

상술한 도 2 - 도 4의 구성에 의거 본 발명의 실시예를 살펴본다.

일반적으로 NTSC 방식의 영상신호는 비월 주사 방식을 사용하게 되며, 수직 동기신호를 기준으로 하여 수평동기신호는 약 1/2 수평 주파수(horizontal frequency : 이하 f_H라 칭한다) 만큼의 차를 갖게된다. 즉, 상기 도 1에 도시된 바와 같이 제1필드 및 제2필드의 수평 라인은 약 1/2f_H차를 갖도록 주사됨을 알 수 있다. 본발명의 실시예에서는 제1필드의 수평라인 영상데이타를 1/4 f_H주기 지연시켜 제3필드의 수평라인 데이타를 생성하고, 제2필드의 수평라인 영상데이타를 1/4 f_H주기 지연시켜 제4필드의 수평라인 데이타를 생성하여, 1 화면신호를 4개의 필드로 구성하므로써 수직 해상도를 향상시킨다.

상기와 같은 본 발명의 실시예의 실행 과정을 구체적으로 살펴본다.

먼저 아날로그의 휘도신호 Y는 A/D변환부1을 통해 디지탈 영상데이타로 변환 된 후, 프레임 메모리2, 감산기3, 수평지연기7 및 멀티플렉서8의 제2입력단자 B에 동시에 인가된다. 따라서 상기 프레임 메모리2는 1 프레임의 영상신호에 해당하는 휘도신호를 저장하게 되며, 상기 프레임 메모리2에서 출력되는 감산기3에 인가되는 신호는 1 프레임 이전의 데이타가 된다. 이때 상기 감산기3은 상기 A/D변환기1에서 출력되는 현 프레임의 데이타와 상기 프레임 메모리2에서 출력되는 이전 프레임의 데이타를 감산하여 두 프레임의 영상신호 차를 발생한다. 그리고 상기 절대치 변환부 4는 상기 감산기3에서 출력되는 영상신호의 차 값을 절대 값으로 환산하여 양수의 신호로 출력한다.

상기 절대치 변환부4에서 출력되는 신호는 동화 판별부5에 인가되어 영상신호가 동화면(motion signal)인가 또는 정지화면(still signal)인가를 판별한다. 상기 동화 판별부4는 상기 절대치 변환부4의 출력을 소정의 기준 레벨과 비교하여 동화면 유무를 판별하는데, 상기 기준 레벨 보다 상기 절대치 변환부4의 출력 레벨이 크면 동화면으로 판단하여 제1제어신호를 발생하고, 상기 기준 레벨 보다 상기 절대치 변환부4의 출력 레벨이 작으면 정지화면으로 판단하여 제2제어신호를 발생한다.

상기 동화 판별부5의 출력은 상기 게이트6의 일측 입력단으로 인가되며, 상기 게이트6의 다측 입력단으로는 프레임 구분신호가 입력된다. 따라서 상기 게이트6은 상기 프레임 구분신호 및 동화 판별부6의 출력 상태에 따라 제1선택신호 또는 제2선택신호를 발생한다. 즉, 상기 게이트6은 상기 동화 판별부5에서 제1제어신호를 발생하고 상기 프레임 구분신호가 하이 논리이면 제1선택신호를 발생하여 상기 멀티플렉서8의 선택단자에 출력하고, 상기 동화판별부5에서 제2제어신호를 발생하거나 또는 상기 프레임 구분신호가 로우 논리이면 제2선택신호를 발생하여 상기 멀티플렉서8의 선택단자에 출력한다.

두번째로 상기 영상신호의 상태에 따라 수직 해상도를 개선하는 동작을 살펴 본다.

상기 A/D변환기1의 출력은 멀티플렉서8의 제2입력단자B에 인가되는 동시에 상기 수평지연기7에 인가된다. 이때 상기 수평지연기7은 상기 A/D변환기1의 출력을 1/4 f_H주기 지연시켜 상기 멀티플렉서8의 제1입력단자A에 인가한다. 이때 상기 수평 지연기7은 1프레임 영상신호를 구성하는 제1필드 영상신호 및 제2필드 영상신호를 각각 1/4 f_H주기 지연시키게되며, 이렇게 지연된 신호는 각각 제3필드 및 제4필드 영상신호로 사용된다.

그러면 상기 멀티플렉서8은 상기 게이트6에서 출력되는 선택신호에 의해 상기 수평지연기7의 출력 도는 상기 A/D변환기1의 출력을 선택하게 된다. 이때 상기 게이트6에서 출력되는 선택신호가 제2선택신호→제1선택신호→제2선택신호→제1선택신호로 출력되면, 상기와 같은 선택신호에 의해 상기 멀티플렉서8은 A/D변환기1의 출력(제1필드 영상신호)→수평지연기7의 출력(제3필드 영상신호)→A/D변환기1의 출력(제2필드 영상신호)→수평지연기7의 출력(제4필드 영상신호)를 선택하여 출력하게 된다.

1프레임의 영상신호에서 수직동기신호를 기준으로하여 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 등화 펄스 발생 후 첫번째 수평동기신호는 제1필드 - 제4필드가 각각 다르게 나타나며, 상기 제1필드 영상신호의 7번째 수평라인 동기시간을 기준으로 살펴보면 하기 표 1과 같은 특성을 갖게 된다.

따라서 상기 제1필드-제4필드는 각각 1/4 f주기 차이를 가지며, 1프레임이 4개의 필드들로 이루어지므로 수평주사선 수는 2배로 증가됨을 알 수 있다. 따라서 텔레비젼 영상의 수직 해상도가 향상되게 되는 것이다.

상기와 같이 영상 휘도신호를 디지탈 데이타로 변환한 후 프레임 메모리2에 저장하고, 현재의 프레임 데이타와 상기 프레임 메모리2에 저장된 이전 프레임 데이타를 비교하여 두 프레임의 데이타 값의 차이가 크면 동화면으로 판단한다. 이때 상기 영상신호가 동화면 영상신호로 판단되면, 제1필드 및 제2필드 영상신호는 그대로 출력하는 동시에 수직 동기 위치는 그대로 두고 수평 동기 위치만 1/4 f이동시킨 제3필드 및 제4필드의 영상신호를 발생한다. 따라서 1프레임의 영상신호가 4필드의 영상신호로 발생되므로, 수평라인 수가 증가되어 결국 수직 해상도를 향상 시키게 된다. 이때 상기 프레임 영상신호의 동화면 부분이 설정 값 보다 작으면, 해당 화면신호를 그대로 출력시킨다.

상술한 바와 같이 텔레비젼 영상신호 처리시 동화면 유무를 검출한 후, 동화면인 경우에는 수직 동기신호를 기준으로 제1필드 영상신호 및 제2필드 영상신호를 1/4 f주기 지연시켜 제3필드 영상신호 및 제4필드 영상신호를 발생하며, 이들 필드 영상신호를 이용하여 4개 필드 영상신호들로 이루어지는 1프레임 영상신호를 발생한다. 따라서 상기 1프레임의 525 수평라인 영상신호를 1050 수평라인 영상신호로 확장하여 수직 해상도를 개선할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 텔레비젼 영상신호의 수직 해상도 개선장치에 있어서,

   아날로그 영상 휘도신호를 디지탈 영상 휘도 데이타로 변환하는 변환기와, 상기 변환기의 출력을 프레임 크기로 저장하여 1프레임 지연된 영상 휘도 데이타를 발생하는 프레임 메모리와,

   상기 변환기 및 프레임 메모리의 출력을 감산하여 차신호를 발생하는 감산기와,

   상기 감산기의 출력을 절대값으로 변환하는 절대치 변환부와,

   상기 절대치 변환부의 출력과 기준 레벨을 비교하여 동화면 유무를 판단하며, 동화면일 시 제1제어신호를 발생하고 그렇지 않으면 제2제어신호를 발생하는 동화판별부와,

   상기 변환기의 출력을 소정의 수평 지연하는 수평지연기와,

   상기 변환기 및 수평지연기의 출력을 입력하며, 상기 동화판별부의 출력에 의해 제1제어신호일 시 상기 변환기 및 수평지연기의 출력을 순차적으로 선택하여 출력하고 제2제어신호일 시 상기 변환기의 출력을 선택하여 출력하는 멀티플렉서로 구성된 것을 특징으로 하는 텔레비젼 영상신호의 수직해상도 개선장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수평지연기가 상기 변환기의 출력을 1/4 수평 주기 지연하는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 영상신호의 수직해상도 개선장치.