KR920003394B1 - Tv신호의 주사선 보간을 위한 움직임 검출회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

TV신호의 주사선 보간을 위한 움직임 검출회로

제1a도는 비월주사로 전송된 텔레비젼 신호의 수직-시간축 평면의 샘플링구조 및 칼라위상도,

제1b도는 상기 제1a도의 신호의 주파수영역의 스펙트럼도.

제2도는 본 발명에 따른 회로도.

제3도은 본 발명에 따른 주파수 특성도.

제3a도는 필드내 주사선 보간의 주파수 특성도,

제3b도는 필드간 주사선 보간의 주파수 특성도.

제4도는 본 발명에 따른 제2레벨변환회로(210)의 특성의 예시도.

본 발명은 텔레비젼 수상기에 있어서 움직임 검출회로에 관한 것으로, 특히 비월주사로 전송되는 텔레비젼 신호를 순차주사로 변환시켜 주는데 있어서 주사선 보간 기능을 신호의 움직임 성분에 따라 적응적으로 처리하여 정확한 움직임을 검출할 수 있는 TV신호의 주사선 보간을 위한 움직임 검출회로에 관한 것이다.

일반적으로 비월주사로 전송되는 텔레비젼 신호를 순차주사로 변환시켜 주는데 있어서 주사선 보간기능을 신호의 움직임 성분에 따라 적응적으로 처리할 수 있도록 하기 위해서는 움직임 검출회로가 요구된다. 이는 고화질 TV에 널리 사용되고 있다.

예를 들어, 비월주사된 텔레비젼 신호는 제1a도와 같이 시간, 수직 평면에 오프셋(offset)의 표본화된 형태로 도시되는데, 이를 주파수 공간의 시간과 수직축에 대한 형태로 나타내면 제1b도와 같이 된다.

여기서 순차주사에서는 비어 있던 (다)의 영역으로 비월주사에 의해 키리어가 들어오게 되고, 이에 의해서 (가)에 의한 라인플리커(line flicker)현상과 (나)에 의한 평탄한 동화상에 있어서의 주사선 구조의 방해등으로 인해서 화질의 열화요인이 생기게 된다.

이를 제거하기 위해 비월주사를 순차주사로 변환시켜 (다)의 캐리어를 제거하는 주사선 보간을 시행하게 되는데, 이러한 주사선 보간을 동(움직임) 정도에 따라 적응적으로 처리하여 그 효과를 배가시킬 수 있다.

그러나 종래의 동검출방식은 칼라 부반송파에 의한 칼라신호의 위상에 의해 위상을 검출하는데 있어서 2프레임을 사용하여 검출하고 상기 검출한 산호를 사용하여 움직임을 검출하기 때문에 2프레임 기간이내의 움직임에 대해서는 적응이 어려워 원활한 움직임 적응형의 주사선 보간을 위한 움직임 신호를 만들지 못하였다.

따라서 본 발명의 목적은 비월주사로 전송되는 텔레비젼 신호를 순차주사로 변환시켜 주는데 있어 주사선 보간기능을 신호의 움직임 성분에 따라 적응적으로 처리할 수 있도록 하여 고화질의 TV를 실현할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 수행하기 위한 본 발명은 비월주사에서 나타나는 화질열화 요인을 제거하기 위해 행해지는 주사선 보간에서 움직임 신호를 구하는 움직임 검출을 프레임 메모리와 감산기, 저역통과필터, 절대치회로를 통해 휘도대역(또는 저역)에서 움직임 신호를 검출하는 제1수단과, 상기의 휘도대역의 움직임 신호검출에 사용되는 프레임 메모리를 공유하고, 대역통과필터와 절대치회로, 감산기와 곱셈기로부터 칼라대역(또는 고역)에서 움직임 신호를 검출하는 제2수단과, 상기 제1, 2수단의 출력값을 제1최대치회로에 의해 최대값을 선택하고, 제1레벨변환회로에 의해 샘플의 비트수를 변화시키는 수단에 의해 움직임 신호를 1차 보정하고, 상기 보정된 신호를 필드메모리와 라인메모리, 제2최대치회로, 샘플딜레이, 제3최대치회로에 의해 구성되는 시간적, 공간적으로 확장시키는 수단에 의해 정확한 움직임 신호를 구할 수 있도록 구성되고, 상기의 움직임 신호를 주사선 보간에 이용할 수 있도록 0-1범위의 값으로 변환시키는 제2레벨변환회로로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 회로도로서, 제1움직임 검출수단(250)은 디지탈 데이타로 변환된 영상신호를 한 화면에 해당하는 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리(10)와, 상기 디지탈화된 영상데이타와 상기 프레임 메모리(10)의 출력을 감산하는 감산기(20)와, 상기 감산기(20)의 출력을 2분주하는 분주기(30)와, 상기 분주기(30)의 출력을 휘도 대역을 필터링하는 저역통과필터(40)와, 상기 저역통과필터(40)의출력을 절대값으로 변환하여 휘도대역(또는 저역)의 움직임을 검출해내는 제1절대치회로(50)로 구성된다.

제2움직임 검출수단(260)은 상기 디지탈화된 영상데이타와 상기 프레임 메모리(10)의 출력데이타를 칼라대역에서 필터링하는 제1, 2대역통과필터(60,70)와, 상기 제1,2대역통과필터(60,70)의 출력을 각각 절대값으로 변환하는 제1,2절대치회로(80,90)와, 상기 제1,2절대치회로(80,90)의 출력을 감산하는 제2감산기(100)와, 상기 제2감산기(100)의 출력을 절대값으로 변환하는 제4절대치회로(100)와, 상기 제4절대치회로(100)의 출력을 소정의 값으로 승산하는 곱셈기(120)로 구성된다.

상기 제1,2움직임 신호검출수단(250,260)의 최대값을 선택 출력하는 제1최대치회로(130)와, 상기 제1최대치회로(130)의 출력을 받아 샘플의 비트수 변환으로 상기 검출된 움직임 신호를 1차로 보정하는 제1레벨변환회로(140)와, 상기 제1레벨변환회로(140)의 출력데이타를 화면의 1필드분을 저장할 수 있는 필드메모리(150)와, 상기 필드메모리(150)에서 독출한 데이타를 라인별로 저장하는 라인메모리(160)와, 상기 제1레벨변환회로(140), 필드메모리(150), 라인메모리(160)에서 출력되는 최대치를 선택 출력하는 제2최대치회로(170)와, 상기 제2최대치회로(170)의 출력을 1샘플씩(1샘플지연은 샘플링지연은 샘플링 주파수의 역수만큼 지연됨) 각각 지연하는 제1,2지연소자(180,190)과, 상기 제2최대치회로(170) 및 제1,2지연소자(180,190)의 최대출력을 선택하는 제3최대치회로(200)와, 상기 제3최대치회로(200)에서 출력되는 움직임 신호를 주파선 보간에 이용할 수 있도록 0-1범위의 값으로 비트수를 변환시키는 제2레벨변환회로(210)로 구성된다.

제3도는 본 발명에 따른 주파수 특성도로서, 제3a도는 필드에 주사선 보간의 주파수 특성도이고, 제3b도는 필드간 주사선 보간의 주파수 특성도이다.

제4도는 제2레벨변환회로(210)의 예를 보인것이다.

따라서 본 발명의 구체적 일실시예를 제2도-제4도를 참조하여 상세히 설명하면, 텔레비젼 신호(MTSC 방식)의 비월주사는 전송주파수 대역폭을 반감시킬 수 있는 방식이지만 수상기의 해상도가 향상되게 되면 가느다란 가로줄 무늬의 플리커가 생기고, 동화상에서는 거치른 주사선 구조로부터 이루어지는 필드화상이 보이는 등의 화질열화가 생기게 된다.

이러한 상기 화질열화 요인을 제거하기 위하여 주사선 보간을 행하여 비월주사를 순차주사로 변환시키게 되는데, 이러한 주사선 보간은 인접 수직화소를 이용하거나 인접필드의 화소에 의한 연산에 의해 실행할 수 있다.

비월주사된 텔레비젼 신호의 스펙트럼 구조는 제1도와 같으며, 빗금친 부분이 베이스밴드 신호이다.(fv는 525, fT는 60, fv, fT는 각각 수직, 시간축의 샘플링 주파수임)

비월주사에 의해 형성된 제1b도의 (다)의 캐리어를 갖는 신호영역(마름모꼴의 주파수영역)에 있어서 제1b도의 (가)의 부분의 영향에 의해 수직방향으로 빠르게 변화하는 황무늬의 에지부분에서 라인플리커가 발생하게 되고, 또한 제1b도의 (나)의 영역에 의해 평탄한 동화상에서 거치른 주사선의 방해가 나타나게 된다.

따라서 이러한 화질열화요인을 제거하기 위한 주사선 보간은 제3도에 나타낸 바와 같이 필드내에서나 필드간의 보간 어느 한방향으로 고정시킬 경우 화질열화가 더욱 심화될 수 있다.

즉, 제3a도의 경우는 제1a도의 C를 보간할때 D와 E를 사용한 것으로 이 경우 통과대역은 빗금친 부분이 된다.

이 경우 ＜나＞의 영역은 제거(감쇄)가 되어 평탄화 동화상에 있어서의 거치른 주사선 구조 방해는 인식할 수 없지만 정지화상에 생기는 라인플리커에 대해서는 베이스밴드신호 (다)는 감쇄되고 ＜가＞는 남아 있어 원화상 이상으로 눈에 거슬리게 된다.

제3b도와 같이 제1a도의 C를 A와 B와(또는 A로) 보간할 경우에는 앞서 명한 경우의 반대결과로 (가)의 감쇄에 의해 라인플리커는 발생하지 않지만 시간축 대역의 제한에 의해 동화상의 열화가 나타난다.

따라서 이러한 주사선 보간을 확실히 하기 위해서는 화상의 상태에 따라 필드내, 필드간의 처리를 혼합해야 하며, 이런 이유에서 화상의 움직임 상태를 검출하게 된다. 그러나 종래의 움직임 검출회로는 칼라위상이 프레임마다 반전하기 때문에 2프레임 검출은 행하고 있지만 이는 2프레임 기간이내의 빠른 움직임에 대해서는 움직임 신호를 구할 수 없었다.

그러나 본 발명에서는 프레임과 필드간의 연산의 조합으로 빠른 움직임에 대해서도 움직임을 인식할 수 있는 회로를 제안했다.

이를 제1a도로 설명하면 C의 샘플점을 보간하기 위한 움직임 신호검출을 위해 D'와 D, A와 B, E'와 E의 1프레임차에 의한 움직임 신호를 칼라대역이 없는 저역에 대해서만 구하고-(칼라신호는 프레임마다 반전되기 때문에 1프레임 움직임 검출에 있어 에러가 발생할 수 있기 때문에)-여기에 칼라대역에 해당하는 통과영역을 갖는 대역통과팔터를 사용하여 칼라신호에 해당하는 신호를 구하며, 이를 이용하여 1프레임차에 의한 움직임 신호를 구하고, 앞서 구한 값과 비교하여 큰값을 움직임 신호로 하여 이를 다시 수평축에 대해서 평균적 의미(일종의 스무딩)인 비교회로를 통해 최대값을 구하면 이것이 움직임 신호가 된다.

이러한 회로를 통해서 C점의 주사선 보간을 위한 움직임의 정도를 확실히 구할수 있고 제3a도, 제3b도의 주사선 보간을 움직임에 따라 적응적으로 믹싱(Mixing)시킬 수 있는 움직임 신호를 구할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 실시예를 제2도를 참조하여 상세히 설명하면, 아나로그에서 디지탈 변화된 영상신호가 입력될때 프레임 메모리(10)에 의해 1프레임 정도로 딜레이되고 이 신호와 상기 디지탈화된 영상신호를 제1감산기(20)에서 감산을 행한다. 상기 감산값을 분주기(20)에서 2분주하여 평균하고[(분주기(20)는 실제로는 제1감산기(20)의 최하위 비트를 제거함으로써 처리된다.]이 값을 0-2.1MHz를 통과하는 저역통과필터(40)에서 통과되어 휘도신호에 대한 값만이 구하여진다. 이를 제1절대치회로(50)를 통과시켜 절대값을 만들어 제1최대치회로(130)로 입력된다.

또한, 상기 영상신호의 1프레임 딜레이 된 신호와 현 입력신호를 각각 제1,2대역통과필터(60,70)(칼라대역, 2.1-4.2MHz 4 또는 3.58MHz를 중심으로 한 대역통과필터)에서 통과되어 칼라신호 성분에 해당하는(또는 휘도신호의 고주파신호) 신호를 구한다.

이들의 절대값을 제2,3절대치회로(80,90)에서 취하여 앞서와 같이 제2감산기(100)를 통해 1프레임차를 구한다. 이를 절대값으로 제4절대치회로(110)에서 바꾸고 이 신호를 α값에 해당하는 배수의 값으로 승산기(120)에서 곱하여 웨이팅(weighting)을 준다.

상기 승산기(120)에서 α의 값만큼 웨이팅된 신호를 제1최대치회로(130)로 입력시킨다(여기서 α는 변화가능한 값으로 0-3의 범위가 적당하다)

상기 제1최대치회로(130)에 입력된 신호는 두신호 즉, 제1절대치회로(50), 승산기(120)의 출력의 비교에 의해 큰값의 신호를 선택하여 제1레벨변환회로(140)에 입력하고 상기 제1레벨변환회로(140)에서는 데이타의 비트수를 줄이는 방법에 의해 상기 제1최대치회로(130)의 출력값의 비트수를 줄이고(예를들어 8비트→4비트값으로 변환시킨다.)

이 값을 이용하여 262라인딜레이의 필드메모리(150)와 라인메모리(160)에 의해 딜레이된 출력 A,B,C를 제2최대치회로(170)에서 최대값을 구한다.

여기서 상기 라인메모리(160)의 출력단의 A입력은 제1a도에서 D와 D'에 의한 연산에 해당하고, B입력은 E와 E', C입력은 A와 B의 연산에 해당한다.

상기 제2최대치회로(170)에서 출력된 최대 움직임 출력은 다시 샘플딜레이(샘플딜레이는

sec, fsc는 칼라 부반송파 주파수)를 이용하여 수평축 방향의 연속하는 3샘플점의 움직임의 최대치를 구함으로써 이를 통해 일종의 평균적 의미를 움직임 검출의 누락에 대해 상당한 정도 보정할 수 있다.

상기 제2최대치회로(170)의 출력신호를 제1,2딜레이소자(180,190)를 통해 1샘플과 2샘플지연시켜 상기 제2최대치회로(170)의 출력과 제1,2딜레이소자(180,190)의 각 출력을 제3최대치회로(200)에 입력한다.

상기 제3최대치회로(200)는 비교에 의해 최대값을 선택하여 최종움직임 신호를 검출한다. 상기 움직임 신호는 제2레벨변환회로(210)에서 제4도와 같은 함수 특성에 의해 입력값에 대해 출력값은 0-1의 범위로 출력한다.

상기 제2레벨변환회로(210)의 특성은 상기 제3최대치회로(200)의 출력값이 a값이라 일때는 출력값이 제로(0)가 되도록 하는 스레스홀드작용과 a-b구간에서는 리니어하게, (또는 난리니어하게 구성할 수도 있음) b이상의 입력에 대해서는 1로 고정되게 되어 있다.

이 값을 이용하여 상술한 주사선 보간을 움직임에 따라 적응적으로 할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 비월주사로 전송되는 텔레비젼 신호를 순차적으로 변환시켜 주는데 있어 주사선 보간기능을 신호의 움직임 성분에 따라 적응적으로 처리할 수 있도록 하므로써 고화질 TV를 실현할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 텔레비젼 수상기의 주사선 보간을 위한 움직임 검출회로에 있어서, 상기 텔레비젼 수상기의 디지탈화된 영상신호 데이타는 1프레임 저장하는 프레임 메모리(10)와, 상기 프레임 메모리(10)를 통한 신호와 이전 데이타를 감산하여 1프레임차에 의해 움직임 신호를 칼라대역이 없는 저역에서 구하는 제1움직임 검출수단(250)과, 상기 프레임 메모리(10)를 통한 신호와 이전데이타로부터 상기 텔레비젼 수상기의 칼라에 해당하는 신호를 구하여 1프레임차에 의한 움직임 신호를 구하는 제2움직임 검출수단(260)과, 상기 제1,2움직임 신호검출수단(250,260)의 최대값을 선택 출력하는 제1최대치회로(130)와, 상기 제1최대치회로(130)의 출력을 받아 샘플의 비트수 변환으로 상기 검출된 움직임 신호를 1차로 보정하는 제1레벨변환회로(140)와, 상기 제1레벨변환회로(140)의 출력데이타를 화면의 1필드분을 저장할 수 있는 필드메모리(150)와, 상기 필드메모리(150)에서 독출한 데이타를 라인별로 저장하는 라인메모리(160)와, 상기 제1레벨변환회로(140), 필드메모리(150), 라인메모리(160)에서 출력되는 값에서 최대치를 선택 출력하는 제2최대치회로(170)와, 상기 제2최대치회로(170)의 출력을 1샘플씩 각각 지연하는 제1,2지연소자(180,190)과, 상기 제2최대치회로(170) 및 제1,2지연소자(180,190)의 최대출력에서 최대치를 선택하는 제3최대치회로(200)와, 상기 제3최대치회로(200)에서 출력되는 움직임 신호를 주사선 보간에 이용할 수 있도록 0-1범위의 값으로 비트수를 변환시키는 제2레벨변환회로(210)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
2. 제1항에 있어서, 제1움직임 검출수단(250)이 상기 디지탈화된 영상데이타와 상기 프레임 메모리(10)의 출력을 감산하는 감산기(20)와, 상기 감산기(20)의 출력을 2분주하는 분주기(30)와, 상기 분주기(30)의 출력에서 휘도대역에 해당하는 신호를 필터링하는 저역통과필터(40)와, 상기 저역통과필터(40)의 출력을 절대값으로 변환하여 휘도대역(또는 저역)의 움직임을 검출해내는 제1절대치회로(50)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
3. 제1항에 있어서, 제2움직임 검출수단(260)이 상기 디지탈화된 영상데이타와 상기 프레임 메모리(10)의 출력데이타를 각각 칼라대역에 대해 필터링하는 제1,2대역통과필터(60,70)와, 상기 제1,2대역통과필터(60,70)의 출력을 각각 절대값으로 변환하는 제1,2절대치회로(80,90)와, 상기 제1,2절대치회로(80,90)의 출력을 감산하는 제2감산기(100)와, 상기 제2감산기(100)의 출력을 절대값으로 변환하는 제4절대치회로(110)와, 상기 제4절대치회로(110)의 출력을 소정의 값으로 승산하는 승산(120)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.

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