KR0158643B1 - 크로마 대역 통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크로마 대역 통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기에 관한 것으로, 복합 비디오 신호의 컬러 버스트에 동기된 사인파형과 코사인파형의 컬러 서브캐리어를 발생시키는 컬러 서브캐리어 발생 수단과, 상기 복합 비디오 신호와 상기 컬러 서브캐리어 발생 수단의 두 출력 단자 신호를 각각 곱하여, 저주파 컬러 성분과 서브캐리어 주파수 성분 및 2배의 서브캐리어 주파수 성분 모두를 각 출력 단자로 내보내는 연산수단과, 상기 연산 수단의 두 출력 단자 신호를 입력받아, 각 단자에서 출력되는 신호 중 저역 부분의 신호만을 통과시켜 이득이 1/2인 컬러복조된 성분을 출력하는 필터링 수단으로 구성되었으며, NTSC용 컬러 복조기와 PAL용 컬러 복조기를 한 시스템에서 동시에 구현하고자 하는 경우, 크로마 BPF를 사용하지 않고 구현함으로써, 시스템을 간단화시키고 설계상의 오류를 줄인 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기에 관한 것이다.

Description

크로마 대역 통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기

제1도는 종래 컬러 복조기(Color Demondulator)의 블럭도이고,

제2도의 (a)∼(d)는 종래 컬러 복조기에서 주파수 영역의 변화를 나타낸 예시도이고,

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 크로마 대역통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기 블럭도이고,

제4도의 (a)∼(c)는 본 발명의 실시예에 따른 크로마 대역 통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기에서 주파수 영역의 변화를 나타낸 예시도이다.

본 발명은 크로마 대역 통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기에 관한 것으로서, 더 상세히 말하자면 NTSC(National Television System Committee)용 컬러 복조기와 PAL(Phase Alternating by Line system)용 컬러 복조기를 한 시스템에서 동시에 구현하고자 하는 경우, 크로마 대역 통과 필터(이하 BPF)를 사용하지 않고 구현함으로써, 시스템을 간단하게 하고, 설계상의 오류를 줄인 크로마 대역 통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래의 컬러 복조기에 대하여 설명하기로 한다.

제1도는 종래의 컬러 복조기의 블럭도이다.

제1도에 도시되어 있듯이, 종래 컬러 복조기의 구성은,

복합 비디오 신호(VIDEO INPUT)를 입력받고, NTSC 또는 PAL 방식의 선택 신호를 입력받아, 입력된 방식의 컬러 서브캐리어 주파수 대역만을 통과시키는 크로마 BPF(10)와;

상기 복합 비디오 신호(VIDEO INPUT)의 컬러 버스트에 동기된 사인형과 코사인형의 컬러 서브 캐리어를 발생시키는 컬러 서브캐리어 발생부(20)와;

상기 크로마 BPF(10)의 출력 신호와 상기 컬러 서브캐리어 발생부(20)의 두 출력 단자(SIN, COS) 신호를 각각 곱하여, 저주파 성분과 2배의 서브캐리어 주파수 성분 모두를 각 출력 단자로 내보내는 승산부(30)와;

상기 승산부(30)의 두 출력 단자 신호를 입력받아, 각 단자에서 2배의 서브캐리어 주파수 이하의 신호만을 통과시켜, 이득이 1/2인 컬러 복조된 성분을 출력하는 저역 통과 필터부(4)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 컬러 서브캐리어 발생부(20)의 구성은,

상기 복합 비디오 신호(VIDEO INPUT)의 컬러 버스트에 동기된 사인파형과 코사인파형의 컬러 서브캐리어를 발생시키기 위한 데이터를 저장하고 있는 룩업 테이블(Look Table;21)과;

상기 룩업 테이블(21)에 저장된 데이터를 순차적으로 리드(read)하기 위해 순차 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생기(22)로 이루어져 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래 컬러 복조기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1도에 도시되어 있는 복합 비디오 신호(VIDEO INPUT)는, 휘도 성분(Y)와 색 성분(C)의 합으로 이루어진 합성 비디오 신호로서, 다음의 수식으로 표현될 수 있다.

포인트(A) 신호 = Y + C

= Y + U*SIN(wt) + V*COS(wt) ······(1)

{U, V : 캐리어(carrier)가 90°위상 차이를 갖는 컬러 성분 ;

w : 컬러 버스트 주파수(Color Burst Frequency)}

제 2도의 (a)∼(d)는 종래 컬러 복조기에서 주파수 영역이 변화를 나타낸 예시도로서, 제2도의 (a)에서 볼 수 있는 것처럼, 주파수 영역에서 상기 휘도 신호(Y)는 주로 저역에 많은 정보를 가지고 있고, 상기 색신호(C)는 컬러 서브캐리어 주파수(Fsc) 주변에 많은 정보를 갖고 있다. 그리고, 상기 입력된 비디오 신호가 상기 BPF(10)를 통과하게 되면, 제2도의 (b)에서 볼 수 있는 것처럼, 색 신호(C) 성분만이 남게 된다. 그러므로, 상기 BPF(10)를 통과한 신호를 다음과 같이 표현할 수 있게 된다.

포인트(B) 신호 = U*SIN(wt) + V*COS(wt) ·········(2)

다음에, 상기 캐리어가 90。의 위상 차를 갖는 각 컬러 성분(U,V)에, 상기 컬러 서브캐리어 발생부(20)의 각 출력단다(SIN, COS)로 부터 출력되는 복합 비디오 신호의 컬러버스트에 동기(Locking)된 컬러 서브캐리어(SIV(w't), COS(w't))를 상기 승산부(30)에서 각각 곱하면, 제2도의 (c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 저주파 성분(제거하고자 하는 성분)과 2배의 서브캐리어 주파수 성분(제거하고자 하는 성분)이 만들어진다. 상기한 과정이 다음의 수식으로 표현될 수 있다. (여기서 w' : 입력 비디오 신호 컬러 버스트에 동기(Locking)된 컬러 서브캐리어 주파수)

다음에, 상기 승산부(30)로 부터 출력되는 신호가 상기 저역 통과 필터부(40)를 통과하면, 상기 2배의 서브캐리어 주파수 성분이 제거되므로, 다음의 결과를 얻을 수 있다.

상기 각 포인트(DU, DV)의 신호는 이득이 1/2인 컬러 복조된 성분들이며, 제2도의 (d)에서 이를 잘 보여주고 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래의 컬러 복조기에는, 세계적으로 가장 많이 이용되어지고 있는 비디오 규격인 NTSC 규격용과 PAL 규격용이 있다. 그러나, 오늘날은 입력되어지는 비디오 규격에 모두 적응할 수 있는 시스템을 개발하는 추세이기 때문에, NTSC용 컬러 복조기와 PAL용 컬러 복조기가 한 시스템에서 동시에 구현되어야 한다. 이를 구현하기 위해서는 두가지 방법이 있다.

첫 번째는 각각의 복조기를 이용하는 방법이 있고, 두 번째는 첫단에 있는 BPF가 NTSC 컬러 서브캐리어 대역과 PAL 컬러 서브캐리어 대역을 선택적으로 통과할 수 있도록 설계하는 방법이 있다. 첫 번째 방법인 각각의 복조기를 이용할 경우, 시스템의 복잡도가 두배로 증가하기 때문에, 두 번째 방법인 첫단에 있는 BPF를 조절하는 방법이 더 좋은 방법이라 하겠다.

그러나, 두 번째 방법을 사용하더라도 서로 다른 컬러 서브캐리어 대역을 통과시키는 BPF를 구현한다는 것은, 두 개의 BPF를 이용하거나 하드웨어적으로 복잡하게 구성해야함을 의미하는 것이다. 결과적으로, 컬러 복조기를 이용하는 시스템의 규모가 커지게 되고 복잡해지는 문제점이 있다. 또, 시스템이 복잡해짐에 따라 설계상 오류가 많이 생기고 원가도 올라가며 설계기간도 길어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, NTSC용 컬러 복조기와 PAL용 컬러 복조기를 한 시스템에서 동시에 구현하고자 하는 경우, 크로마 BPF를 사용하지 않고 구현함으로써, 시스템을 간단하게 하고, 설계상의 오류를 줄인 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구상은

복합 비디오 신호의 컬러 버스트에 동기된 사인파형과 코사인파형의 컬러 서브캐리어를 발생시키는 컬러 서브캐리어 발생 수단과;

상기 복합 비디오 신호와 상기 컬러 서브캐리어 발생 수단의 두 출력 단자 신호를 각각 곱하여, 저주파 컬러 성분과 서브캐리어 주파수 성분 및 2배의 서브캐리어 주파수 성분 모두를 각 출력 단자로 내보내는 연산수단과;

상기 연산 수단의두 출력 단자 신호를 입력받아, 각 단자에서 출력되는 신호 중 저역 부분의 신호만을 통과시켜 이득이 1/2인 컬러복조된 성분을 출력하며, 입력되어지는 NTSC 또는 PAL의 비디오 신호에 따라 필터의 특성이 바뀌도록 설계되고, 휘도 성분을 완전히 제거할 수 있도록 설계된 필터링 수단을 포함하여 이루어져 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도록 상세히 설명하기 위해 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 크로마 대역통과 필터를 사용하지 않는 컬러 복조기 블록도이다.

제3도에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기의 구성은,

복합 비디오 신호(VIDEO INPUT)의 컬러 버스트에 동기된 사인형과 코사인형의 컬러 서브 캐리어를 발생시키는 컬러 서브캐리어 발생부(20)와;

상기 복합 비디오 신호(VIDEO INPUT)와 상기 컬러서브캐리어 발생부(20)의 두 출력단자(SIN, COS) 신호를 각가 곱하여, 저주파 컬러성분(U, V)과 서브캐리어(Fsc) 성분(y') 및 2배의 서브캐리어 주파수(2Fsc) 성분(u', v') 모두를 각 출력 단자로 내보내는 승산부(30)와;

상기 승산부(30)의 두 출력 단자 신호를 입력받아, 각 단자에서 출력되는 신호 중 저역 부분의 신호만을 통과시켜 이득이 1/2인 컬러 복조된 성분(U)을 출력하며, 입력되어지는 NTSC 또는 PAL의 비디오 신호에 따라 필터의 특성이 바뀌도록 설계되고 휘도 성분을 완전히 제거할 수 있도록 설계된 저역 통과 필터부(4)를 포함하여 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 본 발명의 실시예에 따른 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기의 동작은 다음과 같다.

먼저, 제3도에 도시되어 있는 복합 비디오 신호(VIDEO INPUT)는, 휘도 성분(Y)와 색 성분(C)의 합으로 이루어진 합성 비디오 신호로서, 다음의 수식으로 표현될 수 있다.

제4도의 (a)∼(c)는 본 발명의 실시예에 따른 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기에서 주파수 영역의 변화를 나타낸 예시도로서, 제4도의 (a)에서 볼 수 있는 것처럼, 주파수 영역에서 상기 휘도 신호(Y)는 주로 저역에 많은 정보를 가지고 있고, 상기 색 신호(C)는 컬러 서브캐리어 주파수(Fsc) 주변에 많은 정보를 갖고 있다.

상기 색 신호 즉 컬러 신호 성분은, V성분의 캐리어가 U성분의 캐리어보다 위상이 90。빠른 것을 이용하여 변조되어 있다. 이같은 입력 비디오 신호를 상기 컬러 서브캐리어 발생부(20)로부터 출력되는 서브캐리어와 직접 곱한다. 이 때, V성분을 얻고자 하는 경로에 곱하는 서브캐리어의 위상은, U성분을 얻고자 하는 경로에 곱하는 서브캐리어의 위상보다 90。빠른 것을 이용해야 U/V성분을 구별할 수 있게 도니다.

즉, V경로에는 COS(w't)를 , U경로에는 SIN(w't)를 곱한다. 상기 COS(w't)와 SIN(w't)는 상기 컬러 서브캐리어 발생부(20)에서 생성되는 것으로, 입력되는 비디오 신호의 컬러 버스트에 동기된 캐리어이다. 또, 디지탈 시스템일 경우 룩업 테이블(Look Table)을 이용하여 상기 신호를 발생시킬 수도 있다. 이렇게 입력 비디오 신호와 컬러 서브캐리어와의 곱에 의한 결과의 주파수 영역에서의 특성을 제4도의 (b)에서 보여주고 있다.

상기 과정을 수식으로 표현하면 다음과 같다.

제4도의 (b)와 상기 제(8), (9)식에서 볼 수 있는 것처럼, 저역에 존재하던 휘도 성분은 서브캐리어 주파수(Fsc)의 위치로 이동되어지고, 컬러 성분은 0㎐와 2배의 서브캐리어 주파수(2Fsc)로 분산 이동되어진다.

종래의 방법에 의하면, 추출하고자 하는 U성분은 0㎐ 근처인저주파 영역에 있고, 제거되어야 할 u'성분은 2배의 서브캐리어 주파수 근처에 있기 때문에, 간단한 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 처리가 가능하였다.

그러나, 본 발명에 의하면 제4도의 (b)에서 볼 수 있듯이, U성분은 0㎐ 근방, u'성분은 2배의 서브캐리어 주파수(2Fsc) 근방 그리고 휘도 성분(y')은 서브캐리어 주파수(Fsc) 근방에 위치하고 있고, 상기 휘도 성분(y')은 전력(Power)이 많이 있기 때문에 제거되지 않은 약간의 휘도 성분이라도 컬러 성분에 큰 노이즈로 작용하게 된다.

따라서, 회로 마지막단에 있는 저역 통과 필터부(50)는 상기 휘도 성분을 완전히 제거할 수 있도록 설계되어야 한다.

상기 저역 통과 필터부(40)는 상기 승산부(30)의 결과에 대해 서브캐리어 주파수(Fsc) 이하의 성분만을 통과 시킴으로써, 다음과 같은 복조된 성분이 추출된다.

포인트(CU)의 신호 = 1/2U ········(10)

포인트(CU)의 신호 = 1/2V ········(11)

상기 제(10),(11)식에서 볼 수 있듯이, U경로에는 1/2V 성분이 나오며, 제4도의 (c)에서 이를 나타내고 있다. 만일, 필터의 이득이 2이면 최종 복조 결과는 U, V가 된다.

따라서, 상기와 같이 동작하는 본 발명의 실시예에 따른 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기의 효과는, 입력 비디오 신호에서 컬러가 있는 서브캐리어 대역만 통과시키는 BPF를 사용하지 않기 때문에, 시스템을 간단히 설계할 수 있고 시스템 규모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 신호처리에 소요되는 전체 지연 시간을 줄일 수 있다.

Claims (3)

1. 복합 비디오 신호의 컬러 버스트에 동기된 사인파형과 코사인파형의 컬러 서브캐리어를 발생시키는 컬러 서브캐리어 발생 수단과; 상기 복합 비디오 신호와 상기 컬러 서브캐리어 발생 수단의 두 출력 단자 신호를 각각 곱하여, 저주파 컬러 성분과 서브캐리어 주파수 성분 및 2배의 서브캐리어 주파수 성분 모두를 각 출력 단자로 내보내는 연산수단과; 상기 연산 수단의 두 출력 단자 신호를 입력받아, 각 단자에서 출력되는 신호 중 저역 부분의 신호만을 통과시켜 이득이 1/2인 컬러복조된 성분을 출력하는 필터링 수단을 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기.
2. 제1항에 있어서, 상기 컬러 서브캐리어 발생 수단은, 상기 복합 비디오 신호의 컬러 버스트에 동기된 사인파형과 코사인파형의 컬러 서브캐리어를 발생시키기 위한 데이터를 저장하고 있는 룩업 테이블과; 상기 룩업 테이블에 저장된 데이터를 순차적으로 리드(read)하기 위해 순차 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생 수단을 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기.
3. 제1항에 있어서, 상기 필터링 수단은, 입력되어지는 NTSC 또는 PAL의 비디오 신호에 따라 필터의 특성이 바뀌도록 설계되고, 휘도 성분을 완전히 제거할 수 있도록 설계된 저역 통과 필터로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 크로마 BPF를 사용하지 않는 컬러 복조기.