KR19990067019A

KR19990067019A - 첨예도 제어

Info

Publication number: KR19990067019A
Application number: KR1019980702956A
Authority: KR
Inventors: 코르넬리스 안토니 마리아 야스퍼스
Original assignee: 요트.게.아. 롤페즈; 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1999-08-16
Also published as: KR100489457B1; EP0857395B1; DE69727547D1; WO1998009443A1; US6094205A; JPH11514823A; JP3999270B2; DE69727547T2; EP0857395A1

Abstract

영상 신호(Yin)의 질을 향상시키는 방법으로, 영상 신호(Yin)의 1차 미분값의 절대값(ST)이 얻어지고, 그리고 영상 신호(Yin)의 미분값의 절대값(ST)에 종속하여 영상 신호(Yin)가 처리된다.

Description

첨예도 제어

종래의 휘도 과도 개선 회로(luminance transient improvement circuit)에 있어서는, 입력 샘플(input sample)의 최소값 및 최대값과, 복수의 지연된 입력 샘플이 얻어진다. 선택 회로(selection circuit)는 중심지연된 입력 샘플과 최소값과 최대값중 어느 것을 출력할지를 결정한다. 선택 회로는 입력 신호의 2차 미분값을 얻는다. 만약 2차 미분값이 명백히 부(-)값을 갖는다면, 최소값이 출력 되고, 반면 2차 미분값이 정(+)값을 갖는다면, 최대값이 출력된다. 만약 2차 미분값이 영에 근사하다면, 중심지연된 입력 샘플이 출력된다. 그러나, 다양한 화면을 갖는 TV 스크린에 인가되는 합성 스텝 신호(resulting step signal)의 감지는 머리카락, 잔디, 나뭇잎 등과 같은 세밀한 것들에 관한 화면을 매우 부자연스럽게 하는 단점이 있다. 이는 영상의 세밀한 부분을 편집한 것 같은 인상을 주는데, 편집된 사물들에 대해 명백히 가시적인 아티팩트(artifact)를 제공하는 결과가 된다.

다소 가파른 스텝에 대해, 텔레비젼 수신기와 비디오 카메라에 사용되는, 라플라시안 필터(Laplacian filter)가 구비된 종래의 피킹 회로(peaking circuitry)에서는 오버슈트와 언더슈트가 발생한다. 그와 같은 과장된 '귀(ears)'에 의한 감지는 선명한 영상을 재생한다는 아이디어와 모순된다.

본 발명은 첨예도를 제어하기 위한 장치 및 방법과, 상기 첨예도 제어를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

도 1A 내지 도 1C는 본 발명에 따른 스텝 과도 검출 신호를 이해하기 위한 일 실시예를 도시한 도면.

도 2A 내지 도 2D는 스텝 과도 검출 신호를 이용하는 첨예도 제어를 도시한 도면.

도 3A 내지 도 3B는 최소-최대 회로(min-max circuit)와 이의 동작특징을 도시한 도면.

도 4A 내지 도 4C는 본 발명에 따른 컨투어 향상 회로의 동작을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 스텝 과도 제어된 첨예도 개선 회로(step transient controlled sharpness improvement circuit)의 일 실시예를 도시한 도면.

도 6은 도 5에 도시된 회로를 포함하는, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 일 실시예를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 카메라의 일 실시예를 도시한 도면.

본 발명의 목적은 첨예도 제어를 개선함에 있다. 상기 목적을 위한, 본 발명의 제 1 특징은, 청구항 1에서 정의되는 바와 같이, 영상신호의 질을 향상시키는 방법을 제공한다. 본 발명의 제 2 특징은, 청구항 4에서 정의되는 바와 같이, 영상신호의 질을 향상시키는 장치를 제공한다. 본 발명의 제 3 특징은, 청구항 5에서 정의된 바와 같은 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명의 제 4 특징은, 청구항 6에서 정의된 바와 같은 카메라를 제공한다. 양호한 실시예들은 종속항들에 의해 정의 된다.

본 발명에 따른 영상신호의 질을 향상시키는 방법에 있어서, 영상신호의 제 1차 미분값의 절대치가 얻어지고, 상기 영상신호는 상기 영상신호의 미분값의 절대치에 종속하여 처리된다.

본 발명의 한 특징은, 영상의 작고 미세한 부분내의 아티팩트(artifact)를 회피하기 위해서는 스텝 개선(step improvement)은 작은 저주파수 신호의 진폭에 비례하여 영으로 감소되고, 고주파수에는 영이 되어야 한다는 인식에 기초하고 있다. 다른 관점에서 보면, 스텝 개선은 대체로 낮은 주파수 신호에 비례하여 활성화되어야 한다. 일 실시예에서, 상기는 스텝 과도 검출 신호(step transient detection signal)를 얻고, 상기 스텝 과도 검출 신호를 휘도 과도 개선 신호와 하이 패스 신호(high pass signal) 간에 변동(fade)하는데에 사용함으로써 얻을 수 있다. 본 발명의 다른 특징에서는, 피킹(full-contour enhancement; peaking)의 실행이 방해받아 영상 신호내 큰 스텝이 있는 경우 오버슈트(overshoot)와 언더슈트(undershoot)는 제어될 수 있다.

본 발명의 이같은 특징과 다른 특징은 후술할 실시예에 의해 분명하게 이해될 것이다.

저주파 신호에서의 비례 제어는 신호진폭의 절대값을 출력하는 에지 검출기(edge detector)에 의해 가능하다. 이를 스텝 과도 검출기로 부른다. 도 1A-도 1C는, 5개의 탭과 배율기(9, 11, (없음), 13, 15)의 탭계수(-1, -1, 0, +1, +1)를 갖는 지연선(delay line)을 구비한 스텝 과도 검출 신호(ST)의 예를 도시한 도면이다. 이는 입력 휘도 신호(Yin)의 1차 미분값을 얻기위해 마련되었다. 스텝 과도 검출 신호(ST)는 풀 스케일 신호 진폭(full scale signal amplitude)에 의한 1차 미분값의 절대치(회로(17)의 절대값에 의해 얻어짐)를 나눔으로써 하나(도시되지 않음)로 규준화된다. 도 1A는 휘도신호가 증대하는 에지와 감소하는 에지의 지연선 중앙탭에서의 휘도신호를 도시한 것이고, 도 1B는 결과로서의 스텝 과도 검출 신호(ST)를 도시한 것이고, 도 1C는 스텝 과도 검출 신호(ST)를 얻기위한 일 실시예를 도시한 것이다.

극성 독립 스텝 과도 검출 신호(ST)는 페이더 회로(fader circuit; 63)에 제공되는데, 이는 도 5에 도시되어 있다. 페이더 회로는 스텝 과도 검출 신호(ST)에 종속하여 지연선(1, 3, 5, 7)의 중앙탭에서의 휘도 신호(Yc)와 휘도 과도 개선 신호(Ylti) 간에서 변동한다. 페이터 회로의 출력 신호는 Ysif=ST*Ylti+(1-ST)*Yc 로 표현된다. 도 2A를 보면, 가는 실선은 지연선(1, 3, 5, 7)의 5개의 탭에서의 휘도 신호 Yc+n(-2≤n≤+2)를 나타낸다. 또한 굵은 실선은 휘도 과도 개선 신호(Ylti)를 나타내는데, 휘도 과도 개선 신호(Ylti)는 휘도 신호의 2차 미분값이 명백히 부(-)값을 가질 때 휘도 신호(Yc+n)의 최소값(Ymin)이 되고, 2차 미분값(Y″)이 영근방일 때 중앙탭 신호(Yc)가 되고, 휘도신호의 2차 미분값(Y″)이 명백하게 정(+)값을 가질 때 휘도 신호(Yc+n)의 최대값(Ymax)이 된다. 도 2B는 페이더 회로(63)의 출력신호(Yout)를 나타낸다. 도 2C는 휘도 신호의 2차 미분값(Y″)을 나타낸다. 도 2D는 스텝 과도 검출 신호(ST)를 나타낸다.

도 3A-3B는 탭 신호(Yc)로부터 최소값(Ymin)과 최대값(Ymax)을 획득하기 위한 회로와, 그와 같은 최소-최대 회로의 동작특성을 나타낸다. 5개의 PNP트랜지스터(PNP_-2- PNP₊₂)의 베이스 단자는 각각 지연선(1, 3, 5, 7)의 5개의 탭에 연결되어 있다. 최소값(Ymin)은 5개의 PNP트랜지스터(PNP_-2- PNP₊₂)의 에미터 단자로부터 얻어진다. 5개의 NPN트랜지스터(NPN_-2- NPN₊₂)의 베이스 단자는 각각 지연선(1, 3, 5, 7)의 5개의 탭에 연결되어 있다. 최대값Ymax는 5개의 NPN트랜지스터(NPN_-2- NPN₊₂)의 에미터 단자로부터 얻어진다.

본 발명의 제 2특징은, 스텝 과도 검출 신호(ST)는 선택적으로 피킹필터(peaking filters)의 피킹오버슈트를 제어하기위해 사용될 수 있다는 것이다. 라플라시안 피킹 필터의 잘 알려진 단점은 가파른 스텝에 대해 매우 큰 오버슈트가 발생한다는 것이다. 상술한 의미는: 정(+) 스텝의 전에는 어두운 클로즈(dark close)가, 후에는 밝은 클로즈(light close)가 있고, 부(-) 스텝의 경우에는 그 역이 된다는 것이다. 상기 오버슈트를 방지하기 위해서, 스텝 과도 검출 신호는 피킹 필터의 오버슈트를 감소시키도록 인가될 수 있다. 그 알고리듬은:

Ypeak=(1-ST)*cont, 여기서 cont는 컨투어 신호(contour signal)이고 Ypeak 는 피킹필터의 보정된 출력신호이다. 도 4A-도 4C는 그와 같은 오버슈트 감소의 결과이다. 도 4C는 1-ST를 도시한 것이다. 도 4B는 실선으로 도시된 컨투어 신호와, 점선으로 도시한 보정된 컨투어 신호((1-ST)*cont)를 나타낸다. 도 4A는 굵은 실선에 의한 중앙탭 신호(Yc)와, 길게 단속되는 제 1 쇄선으로 표시한 비보정된 컨투어 신호 및 중앙탭 신호의 합성 신호와, 짧게 단속되는 제 2 쇄선으로 표시한 보정된 피크 휘도 신호(Yc+(1-ST)*cont)를 나타낸다.

도 5는 완전한 스텝 과도 제어된 첨예도 개선 회로의 바람직한 실시예를 보여준다. 입력 휘도 신호(Yin)는 네 개의 지연 셀(delay cell; 1, 3, 5, 7)을 포함하는 지연 블록(51)에 인가된다. 중앙탭 신호(Yc)는 페이더(63)의 Yc & Ylti에 인가된다.지연 블록의 5개의 탭 신호 모두는 도 3에 기술한 Ymin과 Ymax를 얻기 위해 최소-최대 회로(53)에 인가된다. 또한 선택 신호 셀(selection signal sel)을 얻기위해 지연 블록(51)으로부터 제공되는 5개의 탭신호는 선택 회로(selection circuit; 55)에 인가된다.상기 선택 신호 셀은 휘도 과도 개선 회로(57)를 제어하기 위한 휘도 신호의 2차 미분값(Y″)에 종속하는데, 마찬가지로 휘도 과도 개선 신호는 도2A에 기술된 것과 같이 공급받는다. 또한, 지연 블록(51)로부터 공급되는 5개의 탭신호는, 도 4B에 도시된 것과 같은 컨투어 신호 콘트(contour signal cont)를 얻기위한 컨투어 필터(contour filter; 65)와, 도 1C에 도시된 것과 같은 스텝 과도 검출 신호(ST)를 얻기위한 스텝 과도 검출 회로(59)에 제공된다. 회로(66)는 스텝 과도 검출 신호(ST)로부터 (1-ST)를 계산한다; 상기 결과는 신호 cont*(1-ST)를 얻기 위한 곱셈기(multiplier; 67)에 제공된다. 또한 과도 검출 신호(ST)는, ST와 (1-ST) 모두를 페이더(63)에 인가하기 위한 프로세서(61)에 인가된다. 페이더(63)과 곱셈기(67)의 출력 신호는 가산기(69)에 인가되어 첨예한 출력 휘도 신호(Yout)를 얻는다.

도 5에 도시한 실시예는, 본 발명의 바람직한 관점을 따른다.

- 상기 스텝 과도 검출기, 입력신호의 1차 미분값을 미분하기 위한 수단을 포함, 절대값 회로를 따름;

- 스텝 과도 검출 신호는 휘도 광도 개선 신호에 종속함으로써, 중앙탭 신호(Yc)와 상보적이 되도록 휘도 과도 개선 신호(Ylti)를 변동시킴;

그리고

- 스텝 과도 제어된 피킹을 얻기위해 컨투어 신호를 (1-ST)에 곱함.

바람직한 실시예에 있어서는, 휘도 과도 개선과 피킹(peaking)이 스텝 과도 검출 신호에 종속하여 수행되나, 본 발명은 또한 그 응용에도 관계 되는데, 이에는 휘도 과도 개선 또는 피킹 또는 스텝 과도 검출 신호에만 의존하는 이미지 강화가 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 바람직하게는 도 5의 스텝 과도 제어된 첨예도 회로는 텔레비젼 신호는 안테나(A)로부터 수신하는 튜너(71)와, 튜너(71)로부터 수신되는 영상신호에 통상의 영상 처리 조작을 수행하는 영상 프로세서(73)과, 도 5의 회로와, 그리고 도 5의 회로로부터 제공되는 출력 휘도 신호(Yout)를 디슬플레이 유닛(D)에 디스플레이하기에 적합하도록 만드는 출력 증폭 블록(output amplifier block; 75)를 갖는 디스플레이 장치에 인가된다.

도 7은 본 발명에 따른 카메라의 실시예를 도시한 것이다. 영상은 센서(S)에 의해 검출되고 프로세서(VP)에 의해 처리된다. 스텝 과도 제어 피킹 프로세서(P)는 도 5의 요소(51, 59, 그리고 65-67)을 포함한다. 출력 증폭기(OA)는 피킹 프로세서(P)의 출력 신호를 증폭하고 출력단자(O)에 카메라 출력 신호를 공급한다.

휘도 과도 개선을 제어하는 스텝 과도 검출 신호와 컨투어 향상의 장점은 다음과 같다. 자연스럽게 보이는 휘도 과도 개선은, 휘도 과도 개선이 장면의 큰부분에 대해서는 그에 비례하여 활성화되고, 머리카락, 잔디, 나뭇잎 등과 같은 장면의 섬세한 부분에는 그에 비례하여 비활성화되기 때문에 가능하다. 상술한 것처럼 비활성화되는 이유는 휘도 과도 개선을 제어하는 스텝 과도 검출 신호를 비활성화시킴으로써 부자연스럽게 자세한 디테일을 회피할 수 있기 때문이다. 나아가, 디테일을 조화롭게 향상시킬 수 있는데, 그 이유는 작은 스텝 과도 검출 신호는 디테일들이 강조되고, 큰 스텝 과도 검출 신호는 디테일들이 감소되기 때문이다. 더욱이, 스텝 과도 검출 신호에 의한 상기 감소는 부(-)의 피킹 진폭 뿐만 아니라 정(+)의 피킹 진폭에 대해서도 효과적인 제한기(limiter)의 역할을 한다. 따라서 오버슈트와 언더슈트는 회피될 수 있다.

상술한 실시예들이 본 발명을 한정할 수는 없고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖춘 자가 특허청구범위를 벋어남이 없이 다양한 선택적 실시예들을 고안할 수 있을 것이라는 것이 강조되어야 한다. 특허청구범위에서 괄호내의 어떠한 숫자도 청구범위를 감축하는 것이 아니다. 본 발명은 몇 가지 구별된 요소를 갖는 하드웨어나, 적절히 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다.

Claims

영상 신호(Yin)의 질을 향상시키는 방법에 있어서,

상기 영상 신호(Yin)의 1차 미분값을 얻는 단계와,

상기 영상 신호(Yin)의 상기 1차 미분값의 절대값(ST)을 얻는 단계와,

상기 영상 신호(Yin)의 상기 1차 미분값의 상기 절대값(ST)에 종속하여 상기 영상 신호(Yin)를 처리하는 단계를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리 단계는,

상기 영상 신호(Yin)로부터 휘도 과도 개선 신호(Ylti)를 얻는 단계와,

상기 영상 신호(Yin)의 상기 1차 미분값의 상기 절대값에 종속하여 상기 영상 신호(Yin)와 상보적인 상기 휘도 과도 개선 신호(Ylti)를 변동(fade)시키는 단계를 포함하는 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리단계는,

상기 영상 신호(Ylti)로부터 컨투어 신호(cont)를 도출시키는 단계와,

상기 컨투어 신호를 상기 영상 신호(Yin)의 상기 1차 미분값의 상기 절대값(ST)에 종속하는 인자로 곱하는 단계를 포함하는 방법.
영상 신호(Yin)의 질을 향상시키는 장치에 있어서,

상기 영상 신호(Yin)의 1차 미분값을 얻는 수단과,

상기 영상 신호(Yin)의 상기 1차 미분값의 절대값(ST)를 얻기 위한 수단과,

상기 영상 신호(Yin)의 상기 1차 미분값의 상기 절대값(ST)에 종속하여 상기 영상 신호(Yin)를 처리하는 수단을 포함하는 장치.
영상 신호를 표시하는 디스플레이 장치에 있어서,

영상 신호를 수신하고 처리하기 위한 수단(A, 71, 73)과,

청구항 4에 기재된, 영상 신호의 질을 향상시키기 위한 장치와,

상기 향상 장치의 출력 신호를 표시하기 위한 수단(D)을 포함하는 장치.
영상 신호를 제공하기 위해 이미지를 검출하는 센서(S)와,

청구항 4에 기재된 상기 영상 신호의 질을 향상시키기 위한 장치(D)와,

상기 향상 장치의 출력 신호를 공급하는 수단(OA)을 포함하는 카메라.