KR0167999B1 - 휘도 및 색신호 분리회로 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 NTSC방식 휘도 및 색신호의 분리장치에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
메모리량을 줄이고, 연속하는 프레임간에서 움직임화소를 검출하여 프레임간 Y/C를 분리하는 모션검출방법을 구비하는 휘도 및 색신호 분리회로를 제공함에 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 연속되는 프레임간의 모션량차이에 검출하여 상기 모션량을 소정 임계치값과 비교하여 상기 모션량이 클 때 2차원 Y/C분리를 수행하며, 상기 모션량이 작을 때 연속하는 프레임간의 C신호를 이용하여 Y/C분리를 수행한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 와이드텔레비전, 고품위텔레비젼 등 영상신호 수신기 등에 광범위하게 이용될 수 있다.
Description
제1도는 종래의 Y/C분리회로의 블럭구성도.
제2도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 Y/C분리회로의 블록구성도.
제3도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모션검출방법의 일례를 도시한 상태도.
본 발명은 휘도 및 색신호의 분리장치에 관한 것으로서, 특히 연속되는 프레임간의 모션량 차이에 의해 복합 영상신호로부터 휘도(Luminance, 이하 Y라고 함)신호 및 색(Chrominance, 이하 C라고 함)신호를 분리하는 휘도 및 색신호 분리회로에 관한 것이다.
일반적으로 칼라 텔레비젼의 송신방식 중 NTSC방식의 특징을 4.2MHz 대역을 갖는 휘도신호와, 3.58MHz를 중심주파수로 하는 색신호의 다중화된 복합영상신호를 전송함에 있다. 따라서 상기 복합영상신호의 수신단에서는 상기 휘도신호와 색신호를 적절한 방법으로 분리하여야하며, 본 발명은 상술한 NTSC방식 복합영상신호로부터의 휘도 및 색신호 분리회로에 특히 관계된다.
제1도는 종래 Y/C분리회로의 블록구성도로서, 1992년 8월 IEEE Transaction on Consumer Electronics, Vol. 38, No. 3, A NEW MOTION-ADAPTIVE VIDEO PROCESSING SYSTEM FOR TV RECIEVERS AND VCRS 에서 상세히 개시되고 있다.
상기 종래 Y/C분리회로를 간략히 설명하면, 상기 종래 Y/C분리회로는 4fsc NTSC 신호를 복조하여 기저대역으로 변환하고, 기저대역의 4fsc신호를 서브샘플링을 통하여 fsc신호로 변환하며, fsc기저대역신호에서 인접하는 연속 프레임간의 모션차량을 구해서 Y 모션량과 C 모션량을 비교해서 모션이 있다고 판정되면 프레임간 Y/C분리를 수행하며, 모션이 없다고 판정되면 2차원 Y/C분리를 수행하여 화질향상을 이룬다. 따라서 상술한 종래 회로는 4fsc NTSC신호를 복조하여 기저대역신호로 변환시킨 후 fsc 샘플링하므로, 프레임간 Y/C분리에 사용되는 메모리량이 작아진다는 장점이 있다.
그러나 상술한 종래 Y/C분리회로는 모션량(Y모션량, C모션량)에 따른 모션검출방법이 복잡하며, 이전 프레임의 모션량을 고려하므로 정확한 Y/C분리가 어렵다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 이전 프레임에서 움직임화소를 검출하여 프레임간 Y/C를 분리하는 휘도 및 색신호 분리회로를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 메모리량을 줄이고, 연속하는 프레임간에서 움직임화소를 검출하여 프레임간 Y/C를 분리하는 모션검출방법을 구비하는 휘도 및 색신호 분리회로를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 NTSC방식 휘도 및 색신호 분리회로에 있어서, 4fsc NTSC신호를 입력받아 기저대역의 4fsc NTSC신호로 복조출력하는 복조수단과, 상기 복조수단의 출력신호를 서브샘플링하여 fsc신호로 출력하는 서브 샘플링수단과, 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 Y성분을 저역필터링하여 fsc Y신호를 출력하는 저역필터링수단과, 상기 서브샘플링수단의 출력신호와 상기 저역필터링수단의 출력신호를 입력받으며, 상기 서브셈플링수단의 출력신호로부터 상기 저역필터링수단의 출력신호를 감산하여 출력하는 제1감산수단과, 상기 제1연산수단의 출력신호를 입력받이 1프레임 지연하여, 각각 현재 및 이전 프레임에서의 상기 제1연산수단의 출력신호를 간직하는 프레임 지연수단과, 상기 프레임 지연수단에 간직된 현재 및 이전 프레임에서의 상기 제1연산수단의 출력신호를 서로 비교하여 움직임화소를 검출하고 상기 움직임화소의 모션량을 출력하는 모션량 검출수단과, 소정 임계치값을 구비하며, 상기 모션량과 상기 임계치값을 비교하여 그 비교값을 출력하는 임계치 비교수단과, 상기 비교값에 대응하여 상기 움직임화소와 대응하는 현재화소간의 프레임 콤브 필터링을 수행하고 필터링출력신호를 보간 및 복조하여 4fsc C2신호를 생성출력하며, 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C2신호를 감산하여 4fsc Y2신호를 출력하는 움직임 추정 Y/C분리수단과, 상기 비교값에 대응하여 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 라인상관을 이용하여 4fsc C1신호를 분리출력하며, 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C1신호를 감산하여 4fsc Y1신호와 상기 4fsc C1신호를 출력하는 2차원 Y/C분리수단으로 구성한다.
이하 본 발명의 바람직한 구성 및 동작의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 Y/C분리회로의 블록구성도로서, 복조기(110;demodulator)는 4fsc NTSC신호를 입력받아 기저대역의 4fsc NTSC신호로 복조출력한다.
서브샘플러(120;sub sampler)는 상기 기저대역의 4fsc NTSC신호를 서브샘플링하여 fsc신호를 출력한다.
LPF(130;Low Pass Filter)는 4fsc NTSC신호를 저역필터링하여 Y성분을 저역필터링하여 2.5MHz의 fsc YL신호를 생성출력한다.
제1감산기(140)는 상기 서브샘플러(120)의 출력신호로부터 상기 fsc YL신호를 감산하여 fsc C성분신호를 출력한다.
1프레임 지연기(150)는 프레임 메모리(frame memory)로서 입력신호를 1프레임 지연하여 각각 현재 및 이전 프레임에서의 fsc C성분신호를 간직한다.
C모션검출기(160;C motion detector)는 상기 1프레임 지연기(150)에 간직된 이전 및 현재 프레임에서의 fsc C성분신호를 비교하여 움직임 화소에 따른 C모션량을 출력한다.
임계치비교기(170)는 소정 임계치값을 구비하며, 상기 C모션량과 상기 임계치값을 비교하여 그 비교값을 출력한다.
2차원 Y/C분리기(180;2 dimentional Y/C separator)는 상기 비교값에 대응하여 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 라인상관을 이용하여 4fsc Y신호와 4fsc C신호로 분리하고 4fsc C신호(C2)를 출력한다.
제2감산기(190)는 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C신호를 감산하여 4fsc Y신호(Y1)를 출력한다.
1프레임콤브필터(200;frame comb filter)는 상기 비교값에 대응하여 상기 C모션검출기에서 검출된 움직임화소와 이에 대응하는 현재 프레임화소간의 프레임 콤브 필터링을 수행하여 fsc C신호를 생성출력한다.
보간기(210;interpolator)는 상기 1프레임콤브필터(200)로부터 입력되는 fsc C신호를 보간하여 4fsc C 샘플링신호로 출력한다.
변조기(220;modulator)는 상기 4fsc C 샘플링신호를 입력받아 4fsc C신호(C1)로 변조출력한다.
제3감산기(230)는 변조기(230)으로부터 상기 4fsc C신호를 입력받으며, 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C신호를 감산하여 4fsc Y신호(Y2)를 출력한다.
제3도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모션검출방법을 나타내는 상태도이다.
이하 상술한 제2도의 구성 및 제3∼4도를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 살펴본다.
외부로부터 입력되는 4fsc NTSC신호는 각각 제2감산기(190), 2차원 Y/C분리기(180), 복조기(110), LPF(130) 및 제3감산기(230)으로 입력된다.
먼저 복조기(110)는 4fsc NTSC신호(Y+C)를 입력받아 기저대역신호로 복조하여 출력한다. 서브샘플러(120)는 상기 복조기(110)의 복조출력신호를 입력받아 서브샘플링하여 fsc신호(Y+C)를 출력한다. LPF(130)는 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 Y성분(luminance)을 저역필터링하여 2.5MHz대의 fsc YL신호를 생성출력한다. 따라서 제1감산기(140)는 상기 서브샘플러(120)의 fsc NTSC신호(Y+C)로부터 상기 LPF(130)의 fsc YL신호를 감산하여 fsc C신호를 출력한다. 이후 1프레임 지연기(150)는 상기 fsc C신호를 입력받아 1프레임 지연하여 이전 및 현재 프레임의 fsc C신호를 간직하며, C모션검출기(160)는 상기 1프레임 지연기(150)에 간직된 이전 및 현재 프레임에서의 fsc C신호를 비교하여 움직임 화소에 따른 C모션량을 출력한다.
이하 상술한 C모션검출기(160)에서의 모션량검출과정을 첨부된 제3도 및 제4도의 상태도를 참조하여 상세히 살펴본다.
먼저 모션검출은 제3도의 fsc NTSC신호의 Y와 C의 배열에서 t프레임과 t-1프레임의 Y의 위상이 반전이되는 화소만이 추정 가능한 화소로 보고 3단계로 움직임을 검출한다. 그러므로 1단계에서 이전 프레임중에서 첫 번째로 1번군에 있는 화소들과의 MSE(Mean Square Error)를 구하여 가장 작은 에러를 가지는 화소로 이동한다. 이후 2단계에서 상기 1번군내의 가장 작은 에러를 가지는 화소를 포함하는 2번군에서 다시 상술한 1단계의 계산과정을 수행하여 가장 작은 에러를 가지는 화소로 이동한다. 마지막으로 3단계에서 상기 2번군내의 가장 작은 에러를 가지는 화소를 포함하는 3번군에서 다시 상술한 1단계의 계산과정을 수행하여 가장 작은 에러를 가지는 화소를 구하여 움직임 화소로 검출한다.
이후 임계치비교기(170)는 상기 움직임화소의 MSE값과 임계치값을 비교하여 그 비교결과를 출력한다.
따라서 2차원 Y/C분리기(180)은 상기 임계치비교기(170)의 비교결과를 입력받아, 상기 움직임화소의 MSE값이 상기 임계치값보다 큰 비교결과에 응답하여, 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 라인상관을 이용하여 4fsc Y신호와 4fsc C신호로 분리하고 4fsc C신호(C2)를 출력한다. 이후 제2감산기(190)는 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C신호를 감산하여 4fsc Y신호(Y1)를 출력한다.
그러나 상기 움직임화소의 MSE값이 상기 임계치값보다 작음이 비교되면, 상기 1프레임 콤브 필터(200)은 움직임 화소와 현재 화소간의 프레임 콤브 필터링을 수행하여 Y/C분리를 행하여 fsc C신호를 출력한다. 이후 보간기(210;interpolator)는 상기 1프레임콤브필터(200)로부터 입력되는 fsc C신호를 4샘플링 보간하여 4fsc C 샘플링신호로 출력하며, 변조기(220)는 상기 4fsc C 샘플링신호를 입력받아 4fsc C신호(C1)로 변조출력한다. 따라서 제3감산기(230)는 변조기(230)으로부터 입력된 4fsc C신호를 상기 4fsc NTSC신호로부터 감산하여 4fsc Y신호(Y2)를 출력한다.
따라서 상술한 바와 같이 본 발명은 소정(12×16 영역)의 움직임이 있는 화소를 움직임 화소로 추정하여 정확한 Y/C분리를 행하며, 9×9영역 밖의 화소는 2차원 Y/C분리를 행하므로 정확한 Y/C분리를 수행하는 장점이 있다.
또한 본 발명은 텔레비젼수신기의 와이드화에 따른 휘도 및 색도신호의 간섭에 의한 크로스-칼라(cross-color), 크로스-휘도(cross-luminance)의 상대적 화질열화특성이 증폭됨을 감안할 때 더욱 선명한 화질을 제공할 수 있다.
Claims (4)
- NTSC방식 휘도 및 색신호 분리회로에 있어서; 4fsc NTSC신호를 입력받아 기저대역의 4fsc NTSC신호로 복조출력하는 복조수단과, 상기 복조수단의 출력신호를 서브샘플링하여 fsc신호로 출력하는 서브 샘플링수단과, 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 Y성분을 저역필터링하여 fsc Y신호를 출력하는 저역필터링수단과; 상기 서브샘플링수단의 출력신호와 상기 저역필터링수단의 출력신호를 입력받으며, 상기 서브셈플링수단의 출력신호로부터 상기 저역필터링수단의 출력신호를 감산하여 출력하는 제1감산수단과; 상기 제1연산수단의 출력신호를 입력받이 1프레임 지연하여, 각각 현재 및 이전 프레임에서의 상기 제1연산수단의 출력신호를 간직하는 프레임 지연수단과; 상기 프레임 지연수단에 간직된 현재 및 이전 프레임에서의 상기 제1연산수단의 출력신호를 서로 비교하여 움직임화소를 검출하고 상기 움직임화소의 모션량을 출력하는 모션량 검출수단과; 소정 임계치값을 구비하며, 상기 모션량과 상기 임계치값을 비교하여 그 비교값을 출력하는 임계치 비교수단과; 상기 비교값에 대응하여 상기 움직임화소와 대응하는 현재화소간의 프레임 콤브 필터링을 수행하고 필터링출력신호를 보간 및 복조하여 4fsc C2신호를 생성출력하며, 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C2신호를 감산하여 4fsc Y2신호를 출력하는 움직임 추정 Y/C분리수단과, 상기 비교값을 입력받아 그에 대응하여 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 라인상관을 이용하여 4fsc C1신호를 분리출력하며, 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C1신호를 감산하여 4fsc Y1신호와 상기 4fsc C1신호를 출력하는 2차원 Y/C분리수단으로 구성함을 특징으로 하는 휘도 및 색신호 분리회로.
- 제1항에 있어서, 상기 움직임 추정 Y/C분리수단은, 상기 비교값에 대응하여 상기 움직임화소와 대응하는 현재화소간의 프레임 콤브 필터링을 수행하여 fsc C신호를 출력하는 프레임 콤브 필터링수단과, 상기 프레임콤브필터링수단의 출력신호를 보간하여 4fsc C2 샘플링 신호로 출력하는 보간수단과, 상기 4fsc C2 샘플링신호를 입력받아 4fsc C2신호로 변조출력하는 변조수단과, 상기 4fsc C2신호와 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C2신호를 감산하여 4fsc Y2신호를 출력하는 제2감산수단으로 구성함을 특징으로 하는 휘도 및 색신호 분리회로.
- 제1항에 있어서, 상기 프레임 지연수단이 프레임 메모리임을 특징으로 하는 휘도 및 색신호 분리회로.
- 제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 2차원 Y/C분리수단은; 상기 비교값을 입력받으며, 상기 모션량이 상기 임계치값보다 큰 비교값에 응답하여 상기 4fsc NTSC신호를 입력받아 라인상관에 따라 4fsc C1신호를 분리하여 출력하는 2차원 Y/C분리수단과, 상기 4fsc NTSC신호와 상기 4fsc C1신호를 입력받으며, 상기 4fsc NTSC신호로부터 상기 4fsc C1신호를 감산하여 4fsc Y1신호를 출력하는 제3감산수단으로 구성함을 특징으로 하는 휘도 및 색신호 분리회로.
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| KR1019940032812A KR0167999B1 (ko) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 휘도 및 색신호 분리회로 |
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