KR920010506B1 - 디자탈 신호 처리 장치 - Google Patents

디자탈 신호 처리 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

디자탈 신호 처리 장치
제1도는 본 발명의 실시예를 포함하는 디지탈 신호 처리 장치에 대한 개략적 블록선도.
제2도는 제4도는 제1도의 디지탈 신호 처리 장치를 이해하는데 유용한 전달 특성 그래프.
제3도, 제5도 및 제6도는 제1도의 디지탈 신호 처리 장치의 일부분의 실시예에 대한 개략적 블럭선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 디지탈 가산기 14 : 시프트 레지스터
12 : 디지탈 필터 16 : 디지탈 가산기
20 : 디지탈 코어링 회로 30 : 비교기
40 : 디지탈 코어링 제어 회로 42 : 디지탈 감산기
44 : 디지탈 시프터 46 : 기준 신호원
본 발명은 디지탈 신호 처리 장치에 관한 것이며, 특히 코어링(coring)될 디지탈 신호의 적어도 일부분에 응답하여 제어 가능한 코어링 임계(coring threshold)를 제공하는 디지탈 신호 처리 장치에 관한 것이다.
종종 잡음과 연관된 저레벨 신호 변화를 신호로부터 제거하여 신호대 잡음비를 개선하는 신호 처리 동작을 코어링이라 칭한다. 텔레비젼(TV)신호의 경우, 잡음은 전송통로, RF동조기 및 증폭기, IF증폭기 또는 외부 잡음원으로 인해 야기될 수 있다. 고정된 임계레벨을 초과하지 않는 저레벨 신호 변화를 제거하는 고정된 코어링 임계는 시청자가 밝은 장면(즉, 밝은 배경에서 암스포트)에서 보다 어두운 장면(즉, 어두운 배경에서 명스포트)에서 발생하는 잡음을 훨씬 더 인지할 수 있기 때문에 텔레비젼 수상기에서 부적합하다.
따라서, 저 휘도 신호 레벨(보다 어두운 장면)에 대해 비교적 높은 코어링 임계를 제공하고 고휘도 신호 레벨(보다 밝은 장면)에 대해 비교적 낮은 코어링 임계를 제공하는 것이 바람직 하다. 상기 바람직한 특성을 아날로그 신호를 처리하는 텔레비젼 수상기에 제공하는 아날로그 회로 장치가 1984년 3월 13일자로 엘.에이.코치란에서 허여된 ″다이나믹 코어링 회로″라는 명칭의 미합중국 특허원 제4,437,124호에 서술되어 있다.
그러나, 디지탈 신호 처리 장치에서, 디지탈 신호 코어링 장치는 신호 레벨 자체로 직접 코어링 동작을 수행하는 것이 아니라 신호 레벨을 표시하는 디지탈 수(digital number)인 신호로 코어링 동작을 수행하여야만 한다. 따라서, 디지탈 신호는 코어링 임계 신호를 발생시키고, 어떤 조건하에서 제어 신호를 발생시키고, 이 제어 신호에 응답하여 코어링된 디지탈 신호를 발생시키도록 사용된다.
따라서, 본 발명의 디지탈 신호 처리 장치는 디지탈 입력 신호에 응답하여 제어할 수 있는 디지탈 임계 신호를 발생하는 제어 장치와, 게이팅(gating)신호를 발생하도록 디지탈 입력 신호와 디지탈 임계 신호를 비교하는 비교 장치와, 디지탈 입력 신호 및 게이팅 신호에 응답하여 디지탈 출력 신호를 발생하는 게이팅 장치를 구비한다.
도면에서, 넓은 화살표는 다중 비트 병렬 디지탈 신호(multi-bit parallel digital signals)용 신호 통로를 표시하고 단일 비트 또는 직렬 디지탈 신호용 신호 통로를 표시한다.
제1도는 휘도 신호를 디지탈적으로 처리하는 텔레비젼 수상기의 디지탈 신호처리부의 일부분을 도시한 것이다. 비록 본 발명이 여러 분야에 활용될 수 있지만, 본 발명이 텔레비젼 수상기의 디지탈 휘도 신호 처리기 분야에 대해서 설명한 이유는 조정가능한 디지탈 임계 신호에 응답하여 제어가능한 디지탈 코어링 동작이 실행되는 장점이 있기 때문이다.
디지탈 가산기(10)는 코음-여파된(comb-filtered) 디지탈 색도 신호 CC포함된 수직 디테일 정보(vertical detail information)와 코음 여파된 디지탈 휘도 신호 YC를 가산하므로써 광대역 디지탈 휘도 신호 YW를 발생시키는 소스이다. 디지탈 휘도 신호 Y의 크기가 주파수 f의 함수로서 제2도에 도시되어 있으며, 상기 도면에서 광대역 디지탈 휘도 신호 YW가 식별된다.
제1도의 디지탈 필터(12)는 광대역 디지탈 휘도 신호 YW를 수신하고 신호 YW의 비교적 낮은 주파수 성분을 포함하는 저역통과 여파된 디지탈 휘도 신호를 YL을 발생한다. 필터(12)는 또한 신호 YW의 비교적 높은 주파수 성분을 포함하는 대역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YB를 발생한다. 여파된 디지탈 휘도 신호 YL및 YB는 제2도의 곡선 YL및 YB로 도시된 바와같이 주파수 스펙트럼 크기에 있어서 실제로 상보적이다.
제3도에 도시된 디지탈 필터(12)의 전형적인 실시예는 입력 신호 YW및 클럭킹 신호(도시안됨)에 응답하여 시프트 레지스터의 여러 출력 탭(tap)에서 광대역 디지탈 휘도 신호 YW의 지연된 복제 신호를 발생하는 다단 시프트 레지스터(14)를 포함한다. 시프트 레지스터(14)의 탭에서 발생된 지연된 디지탈 휘도 신호는 디지탈 배율기인 디지탈 가중회로 W1, W2, 및 W3에 의해 가중된다. 가중 회로 W1, W2 및 W3의 가중 계수의 값은 본 기술의 숙련가에게 공지된 바와같이 디지탈 필터(12)의 주파수 응답을 결정한다.
디지탈 가산기(16)는 대역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YB를 발생하도록 가중되고 지연된 휘도 신호를 합산한다. 시프트 레지스터(14)의 중앙단의 출력 탭은 지연된 광대역 디지탈 휘도 신호 YW'를 발생하며, 감산기(18)에 의해 상기 휘도 신호 YW'에서 대역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YB를 감산시켜 저역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YL를 발생시킨다. 이 방식으로, 신호 YB및 YL는 실제로 상보적이된다.
제1도의 디지탈 코어링 제어 회로(40)는 저역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YL에 응답하여 제어가능한 크기를 갖는 디지탈 임계 신호YT를 발생한다. 디지탈 휘도 신호 YL의 레벨이 비교적 높다면, 즉 밝은 화상에 대응한다면, 디지탈 임계 신호 YT는 비교적 낮은 값 YTW이 된다. 디지탈 코어링 회로(20)는 디지탈 임계 신호 YTW에 응답하여, 신호 YB의 크기가 디지탈 임계 신호 YTW의 크기를 초과할때 코어링된 디지탈 휘도 신호 YBC로서 대역통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YB를 발생시킨다. 제4도에 도시된 신호 YB대 신호 YBC의 전달특성(120)-(124)-(122)-(124')-(128)은 이러한 상태를 도시하는 부분(120), (128)을 포함한다. 신호 YB의 크기가 YTW의 크기 이하일때, 신호가 제4도의 부분(122)으로 도시된 바와같이 코어링된 디지탈 휘도 신호 YBC로서 디지탈적으로 발생된다.
디지탈 휘도 신호 YL의 레벨이 비교적 낮다면, 즉 어두운 화상에 대응하면, 디지탈 코어링 제어 회로(40)에 의해 발생된 디지탈 임계 신호 YT가 비교적 높은 값 YTB에 유지된다고 가정하자. 디지탈 코어링 회로(20)는 제4도에 도시된 전달 특성을 나타내는데, 상기 회로(20)는 비교적 증가된 코어링 범위(즉, -YTB및 +YTB)에 걸쳐서 신호 YB의 코어링을 표시하는 제4도에 도시된 세그먼트(120)-(126)-(122)-(126')-(128)를 포함하며 코어링된 디지탈 신호 YBC를 발생시킨다.
디지탈 코어링 제어 회로(40)다른 말로서, 디지탈 임계 신호 발생 수단 및 디지탈 코어링 회로(20)를 포함하는 장치가 제5도에 도시된다. 디지탈 코어링 제어 회로(40)는 저역통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YL의 크기와 기준 신호원 (46)에 의해 공급된 디지탈 기준 신호 YREF의 크기는 휘도 신호 YL의 명(화이트) 화상 레벨에 대응하는 크기와 대략 같다. 따라서 명(화이트) 화상 상태에서는, YL크기의 100%에 이른다. 디지탈 시프터(44)는 차신호를 N으로 나누어 임계 신호 YT를 발생시킨다. 수 N은 2의 거듭 제곱 즉, 2, 4, 8, 16등이다. 수학적으로, 제5도의 디지탈 코어링 제어 회로(40)는 다음식에 따라 디지탈 임계 신호 YT를 발생한다.
Figure kpo00001
기준 레벨 YREF가 대략 100% 명화상 휘도 레벨이 되고 분할 계수가 8이 되도록 선택하는 것이 좋다. 이와같이 선택하면 명화상에 대한 0%의 최소치와 암 화상에 대한
Figure kpo00002
의 최대치 사이에서 변화는 제어가능한 코어링 임계 레벨을 발생한다. 이러한 레벨은 아날로그 텔레비젼 수상기에서 만족되는 약 0%내지 10%의 코어링 임계 범위와 대응하고 디지탈 코어링 제어 회로(40)를 단순화시키는 장점이 있다.
제5도의 디지탈 코어링 회로(20)는 대역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YB를 디지탈 임계 신호 YT와 비교하여 게이팅 신호 GS를 발생하는 디지탈 비교기(30)를 포함한다. 디지탈 코어링 회로(20)는 다수의 AND게이트(22), (24), ...(28)를 포함하는데, 상기 게이트 각각은 제1입력에서 디지탈 신호YB의 한 비트를 수신한다. AND게이트 (22), (24), ...(28)의 제2입력은 게이팅 신호 GS를 수신한다. YB의 크기가 YT의 크기를 초과할때 비교기(30)는 고 디지탈 레벨로 게이팅 신호 GS를 발생하여, AND게이트(22), (24), ...(28)가 코어링된 대역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YBC로서 신호 YB를 통과시키며, 그렇지 않을 경우 비교기(30)는 AND게이트 (22), (24), ...(28)를 디스에이블하기 위하여 GS를 발생 시키는데, 이에 의해서 AND 게이트(22), (24), ...(28)는 소정크기 0를 갖는 신호 YBC를 발생한다(즉, 모든 비트가 0이다).
디지탈 비교기(30)의 전형적인 실시예는 제6도에 도시된 디지탈 윈도우 비교기(30')이다. 디지탈 신호 YB의 크기가 정극성시 임계 디지탈 신호 YT의 크기를 초과하는 경우, 비교기(32)는 OR게이트(38)를 경유하여 게이팅 신호 GS로서 공급되는 인에이블링 레벨 출력 신호를 발생한다. 음성화 회로(36)는 YT를 디지탈 비교기(34)에 인가되는 부의 값을 갖는 임계 신호-YT로 변환시킨다. YB의 크기가 -YT의 크기보다 큰 부(negative)의 값을 가지면, 비교기(34)는 OR 게이트(38)를 경유하여 게이팅 신호 GS로서 공급되는 인에이블링 레벨 출력 신호를 발생한다. YB가 YT와 -YT크기사이에 있거나 YT및 -YT와 동일할때, 비교기(32), (34) 둘다는 인에이블링 레벨 출력 신호를 발생하지 않고, 게이팅 신호 GS는 AND게이트 (22), (24), ...(28)를 디스에이블시킨다.
제1도의 피킹 제어 회로(52)는 예를들어 대역 통과 여파된 디지탈 휘도 신호 YB에 응답하여 피킹 배율기(50)에 인가되는 배율 계수를 발생한다. 배율기(50)는 상기 계수로 코어링된 디지탈 신호 YBC를 배율하여 제2도에 도시된 특성을 갖는 배율된 디지탈 휘도 신호 YM특성족을 발생한다. 본 명세서는 1983년 6월 24일 티.브이.볼거에 의해 출원된 ″제어 가능한 피킹 레벨을 구비한 디지탈 신호 피킹장치″라는 명칭의 미합중국 특허원 제507,554호를 참조하였으며, 여기에 피킹 제어 장치(52)가 자세하게 설명되어 있다.
광대역 디지탈 휘도 신호 YW는 지연된 디지탈 휘도 신호 YD를 발생하는 디지탈 지연 회로(56)에 의해 시간 지연된다. 지연 회로(56)는 통로(12), (20), (50)를 경유하는 광대역 디지탈 휘도 신호 YW에 응답하여 배율된 디지탈 휘도 신호 YM를 발생할때 일어나는 시간 지연과 실제로 동일한 지연을 제공하도록 선택된 다수의 스테이지를 갖춘 시프트 레지스터이다.
디지탈 가산기(54)는 지연된 광대역 디지탈 휘도 신호 YD와 배율되고 제어 가능한 코어링된 디지탈 휘도 신호 YM를 결합하여, 피킹된 휘도 신호 YP를 발생한다. 제2도는 YM특성족 중 각각 하나의 YM과 YW(YD로 표시됨)의 합인 피킹된 디지탈 휘도 신호 YP의 크기대 주파수 특성족을 도시한 것이다.
피킹 제어 회로(52)에 의해 발생된 배율 계수는 신호 YM가 광대역 디지탈 휘도 신호 YW, YD각각의 크기가 무시될 정도로 충분히 작을 수 있다. 이러한 조건에서, 휘도 신호 YP는 피킹되지 않는다.
합성 비데오 신호를 디지탈화하는 8비트(256 레벨) 아날로그-대-디지탈 변환기를 구비한 텔레비젼 수상기에서 전형적인 디지탈 신호 레벨은 다음과 같다. 여기서 디지탈 레벨은 2진 신호와 등가인 10진수로 설명된다. 디지탈 레벨 0이 -40 IRE단위 진폭에서 동기 펄스의 팁(tip)과 대응하고, 디지탈 레벨 256 이 합성 비데오 신호의 +120 IRE 단위 진폭에서 전체 화이트 레벨을 초과하는 레벨과 대응한다고 가정하자. 블럭 레벨(0 IRE 단위) 및 화이트 레벨(100 IRE 단위)은 디지탈 레벨 ″64″ 및 ″224″ 각각에 대응한다. 디지탈 기준 레벨은 224가 되도록 선택되고 N은 8이 되도록 선택된다. 이러한 장치에서, 디지탈 코어링 제어 회로(40)는 상기식(1)에 따라 다음식(2)와 같은 실제 화이트 화상에 대한 코어링 임계 레벨을 발생한다.
Figure kpo00003
마찬가지로, 실제 블랙 화상에 대한 코어링 임계 레벨은 다음식과 같다.
Figure kpo00004
본 발명의 코어링 동작이 기본 화상 정보와, 광대역 디지탈 휘도 신호 YW, YD를 표시하는 디테일에 영향을 미치지 않는다. 코어링은 비교적 낮은 레벨을 증가시키는 것을 방지하며, 본 발명에 이용되는 피킹 회로 장치로 인해 저레벨 신호의 고주파 신호 성분이 발생하는 것을 방지한다. 특히, 이러한 고주파수 신호 성분의 엠퍼시스는 시청자에게 잡음이 불분명하게 나타나는 비교적 밝은 화상에 대해서 보다 시청자에게 화상이 분명하게 나타나는 비교적 어두운 화상에 대해 크게 감소된다.

Claims (6)

  1. 처리될 디지탈 입력 신호(YW)를 제공하는 제1신호원(10)과, 상기 디지탈 입력 신호의 비교적 높은 주파수 성분 및 비교적 낮은 주파수 성분을 각각 포함하는 제1디지탈신호(YB) 및 제2디지탈 신호(YL)를 발생시키는 상기 제1신호원에 결합된 디지탈 여파수단(12)과, 상기 디지탈 여파 수단으로부터 나오는 상기 제2디지탈 신호를 수신하기 위하여 상기 여파 수단에 결합되어, 상기 제2디지탈 신호의 크기에 응답하는 제어가능한 디지탈 임계 신호를 발생시키는 디지탈 임계 신호 발생 수단(40)과, 상기 디지탈 여파 수단으로부터 나오는 제1디지탈 신호와 상기 디지탈 임계 신호 발생 수단으로부터 나오는 디지탈 임계 신호를 수신하기 위하여 상기 수단들에 결합되어, 제어가능한 코어링된 출력 신호(YBC)를 발생시키는 디지탈 코어링 수단(20)을 구비하며, 여기서 상기 디지탈 코어링 수단은 상기 제1디지탈 신호와 상기 디지탈 임계 신호를 비교하는 비교수단(30)을 포함하며 상기 비교의 제1결과에 응답하여 상기 제1디지탈 신호를 상기 출력 신호로서 발생하고 상기 비교의 제2결과에 응답하여 소정의 디지탈 신호를 상기 출력 신호로서 발생시키는 것을 특징으로 하는 디지탈 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기디지탈 여파 수단(12)이: 상기 디지탈 입력 신호의 연속적으로 지연된 샘플을 연속탭에서 발생시키는 지연 수단(14)과, 상기 탭들의 각각 하나의 탭에 결합되어, 상기 연속 지연된 샘플을 가중하는 다수의 가중 회로(W1, W2, W3)와, 가중 디지탈 샘플을 결합하기 위한 상기 다수의 가중 회로와 결합되어, 상기 제1디지탈 신호(YB)를 형성하는 제1디지탈 결합 수단(16)과, 상기 제1디지탈 신호와 상기 탭들중 소정 하나의 탭에서 발생된 지연된 샘플을 감산적으로 결합시키기 위한 상기 제1디지탈 결합 수단 및 상기 지연 수단에 결합되어 상기 제2디지탈신호를 형성하는 제2디지탈 결합 수단(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 디지탈 임계 신호 발생 수단(40)이: 디지탈 기준 신호를 제공하기 위한 제2신호원(46)과, 상기 제2디지탈 신호 및 상기 디지탈 기준 신호의 상대 크기에 응답하여 상기 제2디지탈 신호 및 상기 디지탈 기준 신호간의 차를 나타내는 신호를 발생시키는 제2비교수단(42)과, 상기 차 표시 신호를 상수로 제산하기 위한 제산 수단(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 신호 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상수는 2N이며, 여기서 N은 양수인 것을 특징으로 하는 디지탈 신호 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디지탈 입력 신호를 지연하기 위하여 상기 제1신호원(10)에 결합된 지연수단(56)과, 상기 디지탈 코어링 수단 및 상기 지연 수단의 각각의 출력에 응답하기 위하여 상기 수단들에 결합되어, 상기 디지탈 코어링 수단에 의해 발생된 상기 출력 신호 및 처리될 디지탈 신호(YP)를 발생 시키는 상기 지연 수단에 의해 제공된 상기 지연된 디지탈 입력 신호를 결합하기 위한 결합 수단(54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 신호 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 디지탈 코어링 수단(20)과 상기 결합수단(54)사이에 결합되어, 상기 디지탈 코어링 수단에 의해 발생된 상기 출력 신호의 크기를 배율하고 상기 배율된 출력 신호를 상기 결합 수단에 인가하는 디지탈 배율 수단(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 신호 코어링 장치.
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