KR920009608B1 - Motion factor control circuit - Google Patents

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강진구
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Abstract

The circuit detects the vertical and horizontal edge exactly and controls the motion factor according to detected edges to improve picture quality of high definition digital television. The circuit comprises a horizontal edge deector (100) for detecting pure edge component from input complex video signal (VH) using a first and a second bandpass filter, a vertical edge detector (200) for detecting brightness signal using comb filter and low-pass filter, a first and a second absolute value operators (4,8) for detecting absolute value of output signal of the edge detectors, a comparator (300) for selecting larger absolute value, and a motion factor detector (400) for detecting motion factor using the selected absolute edge value and external frame difference signal.

Description

운동량 제어회로Momentum control circuit

제1도는 본 발명의 운동량 제어회로도.1 is a momentum control circuit diagram of the present invention.

제2도는 영상신호 스팩트럼 분포도.2 is a video signal spectrum distribution diagram.

제3도는 수직윤곽 검출부에 의해 대역 제한되는 스팩트럼영역 예시도.3 is an exemplary view of a spectrum region band limited by a vertical contour detection unit.

제4도는 에지 검출 크기에 따른 운동량의 변화량 예시도.4 is a diagram illustrating an amount of change in momentum according to an edge detection magnitude.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 제1밴드패스필터 2 : 제2밴드패스필터1: first band pass filter 2: second band pass filter

3 : 제1감산기 4 : 제1절대치부3: first subtractor 4: first absolute part

5 : 비교기 6 : 2H 콤필터5: comparator 6: 2H comb filter

7 : 로우패스필터 8 : 제2절대치부7: low pass filter 8: second absolute part

9 : 멀티플랙서 10 : 조절부9: multiplexer 10: control unit

11 : 계수 발생회로 12 : 제2감산기11 coefficient generator 12 second subtractor

100 : 수직에지 검출부 200 : 수평에지 검출부100: vertical edge detector 200: horizontal edge detector

300 : 비교선택부 400 : 운동량검출부300: comparison selection unit 400: momentum detection unit

본 발명은 동작 적응형 처리방식을 채용하는 영상 처리 시스템에 있어서 운동량(motion factor)제어 회로에 관한 것으로, 특히 수평 및 수직방향의 에지(edge) 검출에 의한 운동량 제어회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion factor control circuit in an image processing system employing a motion adaptive processing scheme, and more particularly, to a motion control circuit by edge detection in the horizontal and vertical directions.

일반적으로 고화질 디지탈 텔레비젼과 같이 동작 적응형 처리방식을 채용하는 경우 윤곽이 잘못 처리되면 화질열화가 발생할 확률이 높다.In general, in the case of adopting a motion adaptive processing method such as a high-definition digital television, if the contour is incorrectly processed, there is a high possibility of deterioration of image quality.

왜냐하면 동작 적응형 처리시 동작의 검출은 프레임(frame)간의 차 신호에 의해 이루어지므로 에지부분이 어떠한 이유로 인해 약간이라도 움직이게 되면 그 부분의 프레임간의 차 신호는 상당히 크게 검출되어질 뿐만 아니라 곧바로 동작 모드로 처리되어지기 때문이다.Because motion detection in motion adaptive processing is done by the difference signal between frames, if the edge part moves slightly for some reason, the difference signal between the frames of that part is not only largely detected but also processed into the operation mode immediately. Because it is done.

물론 정지화상을 동화상으로 검출하는 것은 동화상을 정지 화상으로 검출하는 경우 보다 화질 열화의 정도가 덜 하지만 아주 미소하게 움직인 피사체의 에지부분이 동작 처리되면 화질이 매우 열화되는 현상이 나타난다.Of course, detecting a still image as a moving image is less deteriorated in image quality than when detecting a moving image as a still image, but the image quality deteriorates very much when the edge portion of a subject which is moved very minutely is processed.

여기서 에지부분이 미세하게 진동하여 상기와 같은 문제가 발생하게 되는 몇가지 원인을 예로 들어보면 카메라의 진동이나 광비디오 디스크의 지타 혹은 일반 비디오 소스의 결함등이 있고, 화질 열화현상을 쉽게 볼 수 있는 예는 비디오 상영시 자막 글씨가 일그러진 채 보이는 경우 등이다.Here, some of the causes of the above-mentioned problems due to the slight vibration of the edge part include camera vibration, zetta of optical video disc, or defect of general video source, and it is easy to see the deterioration of image quality. The subtitles are distorted when the video is displayed.

따라서 본 발명의 목적은 에지성분을 정확히 검출하고 그에 따라 동작 상태를 제어하도록 하여 화질 향상을 도모하는 운동량 제어회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an amount of motion control circuit which accurately detects an edge component and controls an operating state accordingly to improve image quality.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명의 일실시예의 회로도로서, 현 스캔라인(scan line)의 복합영상신호(VH)를 제1대역에서 필터링하여 수평 에지성분을 추출하고 상기 현 스캔라인의 복합영상신호(VH)를 제2대역에서 필터링하여 칼라 성분을 제거하며 상기 수평 에지 성분으로 부터 상기 칼라 성분이 제거된 신호를 감산하여 순수 에지 성분만을 검출하는 수평 에지 검출부(100)와, 1H전 스캔라인의 복합영상신호(VHH)와 현 스캔라인의 복합영상 신호(VH) 및 1H후 스캔라인의 복합 영상신호(V)를 콤필터링하여 칼라신호 및 휘도신호를 검출하고 상기 검출한 신호를 로우패스필터링하여 휘도신호만을 검출하는 수직 에지검출부(200)와, 상기 수평 및 수직 에지검출부(100,200)출력을 각각 절대치화하여 크기 성분으로 변환 하는 제1 및 제2절대치부(4,8)와, 상기 두 크기 성분을 비교하여 에지 성분이 큰 값을 선택적으로 출력하는 비교 선택부(300)와, 상기 선택된 에지 성분의 크기를 조절하여 외부로 부터 공급되는 프레임간의 차 신호(FS)로 부터 감산하고 그 감산 결과에 응답하여 에지 성분 검출에 따른 변화된 운동량을 출력하는 운동량 검출부(400)로 구성된다.1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, in which a horizontal edge component is extracted by filtering a composite image signal V H of a current scan line in a first band and a composite image signal V of the current scan line is extracted. H ) is filtered in the second band to remove color components, and the horizontal edge detector 100 detects only pure edge components by subtracting the signal from which the color components are removed from the horizontal edge components, and a composite of a scan line before 1H. Combining the video signal (V HH ) and the composite video signal (V H ) of the current scan line and the composite video signal (V) of the 1H post-scan line to detect color signals and luminance signals, and low-pass filtering the detected signals. Vertical edge detector 200 for detecting only a luminance signal, first and second absolute values 4 and 8 for converting the horizontal and vertical edge detectors 100 and 200 to absolute magnitudes and converting the magnitude components into magnitude components; Comparing Size Components The edge component is large and the value of the comparison selection for selectively outputting section 300, controlling the size of the selected edge component is subtracted from the difference signal (F S) between the frames supplied from the outside and in response to the subtraction result The momentum detection unit 400 outputs the changed momentum according to the edge component detection.

여기서, 상기 수평 에지 검출부(100)는, 현 스캔라인의 복합영상신호(VH)를 제1대역에서 필터링하여 수평 에지 성분을 추출하는 제1밴드패스필터(1)와, 상기 현 스캔라인의 복합영상신호(VH)를 제2대역에서 필터링하여 칼라 성분을 제거하는 제2밴드패스필터(2)와, 상기 제1밴드패스필터(1) 출력으로 부터 상기 제2밴드패스필터(2) 출력을 감산하여 순수 에지 성분만을 검출하는 제1감산기(3)로 이루어진다.Here, the horizontal edge detector 100 may include a first band pass filter 1 which extracts a horizontal edge component by filtering the composite video signal V H of the current scan line in a first band, and the current scan line. A second band pass filter 2 for filtering a complex video signal V H in a second band to remove color components, and the second band pass filter 2 from an output of the first band pass filter 1 It consists of a first subtractor 3 which subtracts the output to detect only pure edge components.

또한 상기 수직 에지 검출부(200)는, 1H전 스캔라인의 복합영상신호(VHH)와 현 스캔라인의 복합영상신호(VH) 및 1H후 스캔라인의 복합영상신호(V)를 콤필터링하여 칼라신호 및 휘도신호를 검출하는 2H콤필터(6)와, 상기 2H콤필터(6)의 출력을 로우패스필터링하여 휘도신호만을 검출하는 로우패스필터(7)로 이루어진다.In addition, the vertical edge detection unit 200 may filter the composite video signal V HH of the scan line before 1H, the composite video signal V H of the current scan line, and the composite video signal V of the scan line after 1H. A 2H comb filter 6 for detecting a color signal and a luminance signal, and a low pass filter 7 for detecting only a luminance signal by low pass filtering the output of the 2H comb filter 6.

상기 비교 선택부(300)는, 상기 제1 및 제2절대치부(4,8) 출력을 비교하는 비교기(5)와, 상기 비교기(5)의 출력상태에 따라 상기 제1 및 제2절대치부(4,8)의 출력 중 에지 성분이 큰 값을 선택하여 출력하는 멀티플랙서(9)로 이루어진다.The comparison selector 300 includes a comparator 5 for comparing the outputs of the first and second absolute values 4 and 8 and the first and second absolute values according to the output state of the comparator 5. It consists of the multiplexer 9 which selects and outputs a value with a large edge component among the outputs of (4,8).

또한 상기 운동량 검출부(400)는, 소정의 변수값 만큼 상기 멀티플랙서(9) 출력의 크기를 조절하는 조절부(10)와, 외부로 부터 공급되는 프레임간의 차 신호(FS)로 부터 상기 크기 조절된 에지 성분을 감산하는 제2감산기(12)와, 상기 제2감산기(12) 출력을 입력하여 에지 성분 검출에 따른 변화된 운동량을 출력하는 계수 발생회로(11)로 이루어 진다.In addition, the momentum detection unit 400, the control unit 10 for adjusting the size of the output of the multiplexer 9 by a predetermined variable value and the difference signal (F S ) between the frame supplied from the outside A second subtractor 12 for subtracting the scaled edge component and a coefficient generator circuit 11 for inputting the output of the second subtractor 12 to output the changed momentum according to the edge component detection.

제2도는 영상신호 스팩트럼 분포도이고, 제3도는 수평 에지 검출부(200)에 의해 대역 제한되는 스팩트럼 영역 예시도이며, 제4도는 에지 검출크기에 따른 운동량의 변화량 예시도이다.FIG. 2 is an example of an image signal spectrum distribution, and FIG. 3 is an example of spectrum region band limited by the horizontal edge detector 200, and FIG.

상술한 구성에 의거 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Based on the above-described configuration, an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저 수평 에지 검출에 관하여 설명하면, 제2도의 스팩트럼 분포에서와 같이 영상신호 중의 휘도신호 성분의 2.58MHZ 근처에서 수평 에지(윤곽)의 검출이 이루어지게 되는데, 이 부분에서는 약간의 칼라 성분이 포함되어 있으므로 상기 칼라 성분을 제거함과 동시에 그 부분의 휘도 성분을 대역여파기로 필터링 해주어 수평 에지를 구해준다.First, the horizontal edge detection will be described. As shown in the spectral distribution of FIG. 2, the horizontal edge (contour) is detected near 2.58 MHZ of the luminance signal component in the video signal. Therefore, the color component is removed and the luminance component of the portion is filtered by a band filter to obtain a horizontal edge.

즉 제1도에서 현 스캔라인의 복합영상신호(VH)를 제1 및 제2밴드패스필터(1,2)에서 각각 입력하여 상기 제1밴드패스필터(1)는 2.58MHZ부근의 수평에지 성분을 추출한다.That is, in FIG. 1, the composite video signal V H of the current scan line is input from the first and second band pass filters 1 and 2, respectively, so that the first band pass filter 1 has a horizontal edge near 2.58 MHz. Extract the ingredients.

이때 상기 수평에지 성분에는 칼라성분이 포함되어 있기 때문에 상기 제2밴드패스필터(2)는 3.58MHZ±0.5MHZ의 대역이 필터링 되도록 한다.In this case, since the horizontal edge component includes a color component, the second band pass filter 2 allows the band of 3.58MHZ ± 0.5MHZ to be filtered.

다음으로 제1감산기(3)를 이용하여 상기 제2밴드패스필터(2) 출력에서 상기 제1밴드패스필터(1) 출력을 감산해서 순수한 수평에지 성분만을 얻어내게 되고 그 결과를 제1절대치부(4)에서 절대치화 하여 크기만의 성분으로 바꾸어준다.Subsequently, the first band pass filter 2 output is subtracted from the output of the second band pass filter 2 using the first subtractor 3 to obtain only pure horizontal edge components. Absolute value in (4) is changed to the component of size only.

한편 수직 에지 검출은 하기와 같이 이루어진다.Meanwhile, vertical edge detection is performed as follows.

1H전 스캔라인의 복합영상신호(VHH)와 현 스캔라인의 복합영상신호(VH) 및 1H후의 복합영상신호(V)를 2H콤필터(6)에서 필터링한다.The composite video signal V HH of the scan line before 1H, the composite video signal V H of the current scan line, and the composite video signal V after 1H are filtered by the 2H comb filter 6.

상기 2H콤필터링 결과로는 칼라신호와 에지 성분인 고역의 휘도신호가 검출된다. 그러므로 상기 필터링 신호를 로우패스필터(7)를 통과하여 휘도신호 성분만을 추출하고 전술한 수평에지 검출시와 마찬가지로 제2절대치부(8)를 거쳐 절대치화하여 크기만의 성분으로 바꾸어준다.As a result of the 2H comb filtering, a color signal and a high frequency luminance signal as an edge component are detected. Therefore, the filtering signal is passed through the low pass filter 7 to extract only the luminance signal component, and as in the above-described horizontal edge detection, the absolute value is changed through the second absolute value unit 8 to be converted into a component of size only.

여기서 상기 2H콤필터(6)와 상기 로우패스필터(7)에 의해 대역 제한 되는 스팩트럼 영역을 살펴보면 제3도와 같다.The spectrum region limited by the 2H comb filter 6 and the low pass filter 7 is shown in FIG. 3.

상기와 같은 과정을 통해 제1 및 제2절대치부(4,8)에서 각각 검출된 수평 및 수직에지 성분은 비교기(5)에서 그 크기가 비교된다.Through the above process, the horizontal and vertical edge components detected by the first and second absolute portions 4 and 8, respectively, are compared in size in the comparator 5.

즉 상기 제1절대치부(4)의 출력이 상기 비교기(5)의 단자(a)에 입력되고 상기 제2절대치부(8)의 출력이 상기 비교기(5)의 단자(b)에 입력되는 경우, 만일 상기 단자(a)에 입력되는 상기 제1절대치부(4)의 출력이 상기 단자(b)에 입력되는 제2절대치부(8)의 출력보다 크면 상기 비교기(5)의 출력은 로우(low : ø) 상태가 된다.That is, when the output of the first absolute value unit 4 is input to the terminal a of the comparator 5 and the output of the second absolute value unit 8 is input to the terminal b of the comparator 5 If the output of the first absolute value part 4 input to the terminal a is greater than the output of the second absolute value part 8 input to the terminal b, the output of the comparator 5 is low ( low: ø) state.

왜냐하면 상기 비교기(5)는 단자(a)에 입력되는 신호가 단자(b)로 입력되는 신호 보다 작을 때 하이(high : 1) 상태신호를 발생하기 때문이다.This is because the comparator 5 generates a high state signal when the signal input to the terminal a is smaller than the signal input to the terminal b.

한편 로우상태인 상기 비교기(5)의 출력은 멀티플렉서(9)의 선택단자(A'/B)로 입력되어 상기 멀티플랙서(9)의 단자(A)를 선택하여 그 입력을 출력하도록 한다.On the other hand, the output of the comparator 5 in the low state is input to the selection terminals A '/ B of the multiplexer 9 to select the terminal A of the multiplexer 9 to output the input.

즉 상기 멀티플렉서(9)는 선택단자(

Figure kpo00001
/B)가 ø이면 단자(A)입력을, 1이면 단자(B)입력을 선택하여 출력시킨다.That is, the multiplexer 9 has a selection terminal (
Figure kpo00001
If / B) is ø, terminal A input is selected, and if it is 1, terminal B input is selected and output.

그러므로 상기 경우 비교기(5)의 출력이 그대로 인가되는 선택단자(

Figure kpo00002
/B)가 ø상태이고 단자(A)로 입력되는 데이타가 상기 제1절대치부(4)의 출력이기 때문에, 결국 상기 멀티플렉서(9)의 출력은 제1절대치부(9)의 출력인 수평에지 성분이 된다.Therefore, in this case, the selection terminal to which the output of the comparator 5 is applied as it is (
Figure kpo00002
Since / B) is in the ø state and the data input to the terminal A is the output of the first absolute value unit 4, the output of the multiplexer 9 eventually becomes the horizontal edge which is the output of the first absolute value unit 9. It becomes an ingredient.

이상의 동작은 상기 제1절대치부(4)와 제2절대치부(8)의 각 출력을 상호 비교해서 크기가 더 큰 것을 선택하여 출력시키기 위한 것임을 알 수 있다.It can be seen that the above operation is for selecting and outputting a larger one by comparing the outputs of the first absolute value part 4 and the second absolute value part 8 with each other.

상기 멀티플렉서(9)에서 출력되는 에지성분은 조절부(10)에서 소정의 변수(parameter) 값에 의해 크기를 조절하게 되는데 지나치게 운동량을 에지의 크기에 따라 많이 감소시키면 역효과가 나타날 수 있으므로 주의해야 한다. 그러므로 제4도에 도시된 바와 같은 에지 검출에 따른 움직임량의 변화량을 잘 고려하여 최적치를 얻을 수 있도록 조정 변수를 설정한다. 상기 크기 조절된 에지성분은 제2감산기(12)로 입력된다. 이때 상기 제2감산기(12)는 입력되는 프레임간의 차신호(FS)로 부터 상기 크기 조절된 에지 성분을 감산하여 계수 발생히로(11)로 인가하게 되고 상기 계수 발생회로(11)는 에지 성분 검출에 따른 변화된 운동량(k)을 출력하게 된다. (상기 계수 발생회로(119의 상세한 구성 및 동작 설명은 선출원 된바 있는 ＂출원 번호 89-8017＂을 참조바람)The edge component output from the multiplexer 9 is adjusted by a predetermined parameter value in the adjuster 10. However, care should be taken because excessively reducing the momentum depending on the size of the edge may cause an adverse effect. . Therefore, the adjustment variable is set so that an optimum value can be obtained in consideration of the amount of change in the amount of motion according to the edge detection as shown in FIG. The scaled edge component is input to the second subtractor 12. In this case, the second subtractor 12 subtracts the scaled edge component from the difference signal F S between the input frames and applies the coefficient to the generation generator 11, and the coefficient generation circuit 11 performs the edge component. The amount of exercise k changed according to the detection is output. (For details on the configuration and operation of the coefficient generation circuit 119, refer to the previously filed application number 89-8017).

상술한 바와 같은 본 발명은 피사체의 에지 검출을 보다 정밀하게 수행하여 에지부분의 운동량을 정확히 제어하도록 함으로써 고화질을 얻을 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage in that a high picture quality can be obtained by accurately performing edge detection of a subject to precisely control the amount of motion of the edge portion.

Claims (1)

동작 적응형 처리방식의 영상 처리 시스템에 있어서, 현 스캔라인의 복합영상신호(VH)를 제1대역에서 필터링하여 수평 에지 성분을 추출하고 상기 현 스캔라인의 복합영상신호(VH)를 제2대역에서 필터링하여 칼라 성분을 제거하며 상기 수평 에지 성분으로 부터 상기 칼라 성분이 제거된 신호를 감산하여 순수 에지 성분만을 검출하는 수평 에지 검출부(100)와, 1H전 스캔라인의 복합영상신호(VHH)와 현 스캔라인의 복합영상 신호(VH) 및 1H후 스캔라인의 복합 영상신호(V)를 콤필터링하여 칼라신호 및 휘도신호를 검출하고 상기 검출한 신호를 로우패스필터링하여 휘도신호만을 검출하는 수직 에지검출부(200)와, 상기 수평 및 수직 에지검출부(100,200)출력을 각각 절대치화하여 크기 성분으로 변환 하는 제1 및 제2절대치부(4,8)와, 상기 두 크기 성분을 비교하여 에지 성분이 큰 값을 선택적으로 출력하는 비교 선택부(300)와, 상기 선택된 에지 성분의 크기를 조절하여 외부로 부터 공급되는 프레임간의 차 신호로 부터 감산하고 그 감산 결과에 응답하여 에지 성분 겸출에 따른 운동량을 출력하는 운동량 검출부(400)로 구성됨을 특징으로 하는 운동량 제어회로.In an image processing system of an adaptive motion processing method, a composite image signal V H of a current scan line is filtered in a first band to extract a horizontal edge component, and a composite image signal V H of the current scan line is extracted. The horizontal edge detector 100 detects only pure edge components by subtracting the signal from which the color components are removed from the horizontal edge components by filtering in two bands, and the composite image signal V of the 1H scan line. HH ) and the composite video signal V H of the current scan line and the composite video signal V of the 1H post-scan line to detect color signals and luminance signals, and low-pass filter the detected signals to obtain only luminance signals. Compare the two size components with the vertical edge detector 200 to detect, the first and second absolute values 4 and 8 that convert the horizontal and vertical edge detectors 100 and 200 to absolute values and convert them into size components, respectively. And a comparison selection unit 300 for selectively outputting a large value of the edge component, and subtracting from the difference signal between the frames supplied from the outside by adjusting the size of the selected edge component and combining the edge components in response to the subtraction result. An exercise amount control circuit, characterized in that the exercise amount detecting unit 400 for outputting an exercise amount according to the present invention.
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