KR100780937B1

KR100780937B1 - 영상 신호의 수평 동기 추출을 위한 디지털 처리 장치 및방법

Info

Publication number: KR100780937B1
Application number: KR1020040108822A
Authority: KR
Inventors: 변효진; 임경묵; 임형준; 정세웅; 박성철; 박재홍
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2007-12-03
Also published as: KR20060070169A; TW200631407A; TWI295138B; US20060170821A1; CN1812488A; US7697067B2; CN1812488B

Abstract

영상 신호의 수평 동기 추출을 위한 디지털 처리 장치 및 방법이 개시된다. 상기 디지털 영상 신호 처리 장치에서는, 동기 레벨 검출부가 다이내믹스를 기반으로 수평 동기 위치와 수평 동기 레벨을 검출하고, 블랭크 레벨 검출부가 추정된 백 포치 구간의 블랭크 레벨을 검출한다. 이에 따라 임계치 생성부는 상기 추정된 수평 동기 레벨과 블랭크 레벨에 따라 임계치를 결정하여 갱신함으로써, 후보 마스킹부는 수평 동기 위치 결정을 위한 후보 다이내믹스를 결정하는 기준을 제공한다.

Description

영상 신호의 수평 동기 추출을 위한 디지털 처리 장치 및 방법{Digital processing apparatus and method for estimating horizontal sync included in video signal}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 일반적인 영상 신호 처리 장치의 블록도이다.

도 2는 종래의 수평 동기 검출 장치의 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 신호 처리 장치의 블록도이다.

도 4는 도 3의 동기 검출부의 구체적인 블록도이다.

도 5는 입력 영상 신호와 다이내믹스의 관계를 나타내는 타이밍도이다.

도 6은 필터 출력의 동기 구간을 확대한 도면이다.

도 7은 다이내믹스, 동기 레벨, 및 블랭크 레벨 계산에 참조되는 샘플들을 나타내는 도면이다.

도 8은 동기 레벨 및 블랭크 레벨을 가지는 실제 영상 신호에서의 임계치와 다이내믹스의 실제 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

도 9는 정밀한 동기 위치 추정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 영상 신호 처리 장치에 관한 것으로서, 특히 수평 동기를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

DVD(Digital Video Disk)와 같은 광디스크 플레이어(optical disk player), VCR(Video Cassette Recoder), TV(Television), PC(Personal Computer) 등의 디스플레이 시스템은 입력되는 영상 신호를 처리하기 위한 장치를 구비한다. 일반적인 영상 신호 처리 장치(100)의 블록도가 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 상기 영상 신호 처리 장치(100)는 Y/C 분리기(110), 동기 검출기(120) 및 복조기(demodulator)(130)를 포함한다. 상기 동기 검출기(120)는 입력 영상 신호로부터 수평 및 수직 스캔(scan) 주기를 정의하는 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를 검출한다. 상기 Y/C 분리기(110)는 상기 동기 검출기(120)에서 검출된 동기 신호들을 기반으로 입력 영상 신호로부터 휘도(luminance) 신호(Y)와 색차(chrominance) 신호(C)를 분리한다. 이에 따라, 상기 복조기(130)는 상기 휘도 신호(Y)와 색차 신호(C)를 보간하고, LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 장치의 규격에 맞는 색신호를 생성한다. 상기 복조기(130)는 디스플레이 장치의 규격에 따라 삼색 신호(R, G, B 신호) 또는 휘도 신호(Y)와 색차 성분 신호들(Cb, Cr) 등과 같은 형태로 색신호를 생성한다. 상기 색신호는 디스플레이 장치에서 사용자가 볼 수 있도록 디스플레이된다.

수평 동기 신호(HSYNC)를 검출하기 위한 종래의 수평 동기 검출 장치(200)의 한 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 상기 수평 동기 검출 장치(200)는 슬라이서(slicer)(210), 슬라이스 레벨 생성부(220), 위상 검출부(230), 콘트롤부(240) 및 PLL(Phase Lock Loop)(250)를 포함한다. 상기 슬라이스 레벨 생성부(220)에서 생성되는 슬라이스 레벨에 따라 상기 슬라이서(slicer)(210)는 입력 영상 신호를 슬라이스한다. 상기 위상 검출부(230)는 상기 슬라이스 결과와 출력 수평 동기 신호(HSYNC) 사이의 위상 차이를 검출하고, 상기 PLL(250)은 상기 검출된 위상 차이에 따라 상기 수평 동기 신호(HSYNC)를 결정하여 출력한다. 상기 슬라이스 레벨 생성부(220)와 상기 위상 검출부(230)는 상기 콘트롤부(240)의 제어를 받는다. 이와 같은 종래의 수평 동기 검출 장치(200)에 대해서는 미국 특허 등록 번호 6,028,642에 자세히 기술되어 있다.

상기 입력 영상 신호는 주로 CVBS(Composite Video Blanking Sync: 복합 비디오) 신호일 수 있다. 일반적으로 위와 같이 CVBS 신호가 일정 레벨로 슬라이스된 신호로부터 수평 동기 신호(HSYNC)가 결정되며, 수평 동기 신호(HSYNC)에 오류가 있으면 디스플레이 장치의 출력 화면이 흔들리는 불안정한 상태로 된다. 특히, CVBS 신호에 잡음이 섞일수록 종래의 수평 동기 검출 장치(200)에서 추출되는 수평 동기 신호(HSYNC)의 정확성은 점점 낮아진다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 잡음에 강인한(robust) 수평 동기 추출을 위하여, 입력 영상 신호의 변화량을 추정한 다이내믹스(dynamics)를 기반으로 수평 동기 위치를 결정하고, 수평 동기 위치 결정에 이용되는 후보 다이 내믹스를 선정하는 기준이되는 임계치를 갱신하는 디지털 영상 신호 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 입력 영상 신호의 변화량을 추정하기 위한 다이내믹스의 계산과 후보 다이내믹스로부터 수평 동기 위치를 결정하는 영상 신호 처리 방법을 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 신호 처리 장치는, 후보 마스킹부 및 동기 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 후보 마스킹부는 입력 영상 신호와 임계치를 비교하여 후보 마스킹 신호를 생성한다. 상기 동기 검출부는 상기 후보 마스킹 신호를 이용하여 상기 입력 영상 신호로부터 수평 동기 위치를 검출하고 상기 임계치를 갱신시킨다.

상기 입력 영상 신호는 컬러 성분이 제거된 동기 레벨 및 블랭크 레벨을 포함하는 신호인 것을 특징으로 한다. 상기 동기 검출부는 상기 입력 영상 신호의 변화율을 나타내는 다이내믹스를 생성하고, 상기 다이내믹스를 기반으로 상기 수평 동기 위치와 상기 임계치를 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 동기 검출부는 동기 레벨 예측부, 블랭크 레벨 예측부 및 임계치 생성부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 동기 레벨 예측부는 상기 입력 영상 신호의 변화율을 나타내는 다이내믹스를 생성하고, 상기 다이내믹스를 기반으로 예측 동기 레벨을 추정한다. 상기 블랭크 레벨 예측부는 상기 다이내믹스를 기반으로 예측 블랭크 레벨을 추정한다. 상기 임계치 생성부는 상기 예측 동기 레벨과 상기 예 측 블랭크 레벨로부터 상기 임계치를 생성한다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 신호 처리 방법은, 입력 영상 신호와 임계치를 비교하여 후보 마스킹 신호를 생성하는 단계; 및 상기 후보 마스킹 신호를 이용하여 상기 입력 영상 신호로부터 수평 동기 위치를 검출하고 상기 임계치를 갱신하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 검출 단계는, 상기 후보 마스킹 신호에 따라 결정되는 다이내믹스의 최소 및 최대 위치 사이의 동기 구간에서 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 평균을 예측 동기 레벨로서 추정하는 단계; 상기 결정된 다이내믹스가 최대되는 위치 이후의 백 포치 구간에서 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 평균을 예측 블랭크 레벨로서 추정하는 단계; 및 상기 예측 동기 레벨과 상기 예측 블랭크 레벨로부터 상기 임계치를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명의 일실시예에 따른 영상 신호 처리 장치(300)의 블록도가 도 3에 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 상기 영상 신호 처리 장치(300)는 아날로그-디지털 변환부(310), 필터(filter)(320), 후보 마스킹부(masking unit)(330) 및 동기 검출 부(340)를 구비한다.

상기 영상 신호 처리 장치(300)는 잡음에 강인한(robust) 수평 동기 추출을 위한 장치로서, DVD(Digital Video Disk)와 같은 광디스크 플레이어(optical disk player), VCR(Video Cassette Recoder), TV(Television), PC(Personal Computer) 등의 디스플레이 시스템에 이용될 수 있다. 상기 영상 신호 처리 장치(300)는 입력 아날로그 영상 신호로부터 수평 동기 위치(HSP)와 임계치(THV)를 생성한다. 상기 수평 동기 위치(HSP)는 도 1과 같은 상기 Y/C 분리기(110)에서의 휘도(luminance) 신호(Y)와 색차(chrominance) 신호(C) 분리에 이용될 수 있다. 상기 임계치(THV)는 상기 후보 마스킹부(330)에서의 후보 마스킹(masking) 신호(MASK) 생성에 기준이 된다.

상기 아날로그-디지털 변환부(310)는 입력 아날로그 영상 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하여 변환된 디지털 신호를 상기 필터(320)로 출력한다. 상기 입력 아날로그 영상 신호는 5와 같은 프론트 포치(front porch) 신호(510), 백 포치(back porch) 신호(520), 액티브 비디오 신호(530) 및 동기 레벨 신호(550)를 포함하는 CVBS(Composite Video Blanking Sync) 신호일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 일반적인 디스플레이 시스템에 입력으로 사용되고 있는 휘도(luminance) 신호(Y), 3색 신호(Red, Green, Blue 신호) 등 일 수 있다. 즉, 상기 입력 아날로그 영상 신호는 블랭크(blank) 레벨(540, 550) 및 동기 레벨(550)을 포함하는 신호이면 어느 것이나 가능하다.

상기 필터(320)는 상기 아날로그-디지털 변환부(310)로부터 입력되는 디지털 영상 신호를 저역 통과 필터링(low pass filtering)한다. 상기 필터(320)는 상기 입력 영상 신호에 포함된 잡음이나 CVBS의 경우 컬러 성분 등을 제거하여 수평 동기 위치, 동기 레벨 및 블랭크 레벨을 안정적으로 추정할 수 있도록 한다. 상기 필터(320)의 출력 신호는 도 5와 같이, 일정 DC(Direct Current) 레벨로 평균화된 프론트 포치 레벨(540), 동기 레벨(550), 백 포치 레벨(560), 액티브 비디오 레벨(570)을 가진다. 상기 평균화된 프론트 포치 레벨(540) 및 백 포치 레벨(560)은 블랭크 레벨에 해당한다. 다시 말하여, 상기 필터(320)의 출력 신호는 적어도 백 포치에 실리는 컬러 버스트 신호가 제거되고, 블랭크 레벨 및 동기 레벨을 포함하는 신호이다. 이때, 상기 아날로그-디지털 변환부(310)에 입력되는 상기 입력 아날로그 영상 신호가 휘도 신호(Y) 또는 녹색(Green) 신호인 경우와 같이 백 포치에 컬러 버스트 신호가 실리지 않았을 때에는 상기 필터(320)는 입력 영상 신호의 잡음을 제거하는 역할을 한다.

상기 후보 마스킹부(330)는 상기 필터(320)로부터 입력되는 영상 신호와 임계치(THV) 레벨을 비교하여 후보 마스킹 신호(MASK)를 생성한다. 상기 후보 마스킹부(330)에서 생성되는 후보 마스킹 신호(MASK)는 도 5와 같이 상기 필터(320)의 출력 신호 중에서 상기 임계치(THV) 레벨 이하 신호에 대응하는 다이내믹스들(d_i) 만이 수평 동기 추출에 이용되는 후보가 되도록 한다.

상기 동기 검출부(340)는 상기 필터(320) 출력 신호의 변화율을 나타내는 다이내믹스(d_i)를 생성하고, 상기 후보 마스킹 신호(MASK)에 따라 결정되는 다이내믹 스(d_i)를 기반으로 상기 수평 동기 위치(HSP)와 상기 임계치(THV)를 검출한다.

다이내믹스(d_i)는 [수학식 1]에 따라 계산될 수 있다. [수학식 1]에서, i는 샘플 위치 인덱스, N은 상기 필터(320) 출력 신호를 샘플링 할 때의 샘플 수로서 i샘플을 포함하여 전후 N 개에 의한 총 2N+1 윈도우(window)의 샘플이 참조된다. W()는 가중치 함수로서 k=0일 때 최대값을 가지는 대칭 함수함수, s는 상기 필터(320) 출력 신호의 값이다. 즉, d_i는 샘플 위치 i에서의 다이내믹스 값이고, 이는 상기 필터(320) 출력 신호의 변화율을 나타낸다.

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 1]에서 분모식은 i와 관계 없는 수, 즉, 상수가 되므로 다이내믹스(d_i)의 최대 또는 최소를 구하는데는 아무런 영향을 줄 수 없으므로 생략될 수 있다. 또한 가중치 함수 W()를 1/|k|로 가정하면 [수학식 2]와 같이 간략화될 수 있다.

[수학식 1] 또는 [수학식 2]와 같이 계산될 수 있는 상기 다이내믹스(d_i)는 도 8의 840과 같이 미분값 형태로 나타난다. 본 발명에서는 상기 필터(320)의 출력 신호 중에서 상기 임계치(THV) 레벨 이하 신호에 대하여 계산되는 다이내믹스들(d_i)만이 수평 동기 추출에 이용되는 후보가 되도록 상기 후보 마스킹부(330)에서 생성되는 후보 마스킹 신호(MASK)를 이용한다. 즉, 상기 계산된 다이내믹스(d_i) 중에서 도 5와 같이 상기 필터(320) 출력 신호에서 동기 레벨(550)의 하강 에지 중심에서 나타나는 최소 다이내믹스 근처와 상승 에지 중심에서 나타나는 최대 다이내믹스 근처 사이의 후보 다이내믹스들이, 상기 후보 마스킹 신호(MASK)에 의하여 결정될 수 있다. 여기서, 액티브 비디오 신호(530) 구간에서 발생할 수 있는 더 큰 다이내믹스들(d_i)은 상기 후보 마스킹 신호(MASK)에 의하여 수평 동기 추출을 위한 고려의 대상에서 제외된다.

도 3의 동기 검출부(340)의 구체적인 블록도가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 상기 동기 검출부(340)는 동기 레벨 예측부(341), 블랭크(blank) 레벨 예측부(342) 및 임계치 생성부(343)를 포함한다.

상기 동기 레벨 예측부(341)는 상기 필터(320)의 출력 신호의 변화율을 나타내는 다이내믹스(d_i)를 계산하고, 도 6과 같이 결정된 다이내믹스(d_i)의 최소 위치(i_start) 및 최대 위치(i_end) 사이의 동기 구간에 있는 상기 필터(320)의 출력 신호의 샘플 값들 다수개(2N+1)의 평균을 예측 동기 레벨(SL)로서 추정한다.

도 4에서, 상기 동기 레벨 예측부(341)는 다이내믹스 결정부(414), 최소 결정부(415), 최대 결정부(416), 및 동기 레벨 계산부(417)를 포함한다.

상기 다이내믹스 결정부(414)는 상기 필터(320)의 출력 신호를 샘플링하여 샘플 값들로부터 샘플 위치 i에서의 다이내믹스(d_i)를 계산한다. 여기서는, [수학식 2]를 변경한 [수학식 3]과 같은 방식으로 다이내믹스(d_i)가 계산된다. [수학식 3]에서 ASUM_i는 현재 샘플 위치 i 이전의 샘플 값들 N 개(도 7의 A(N))의 합이고, BSUM_i는 현재 샘플 위치 i 이후의 샘플 값들 N 개(도 7의 B(N))의 합이다. N은 샘플 주파수를 고려하여 적절하게 정해질 수 있다.

[수학식 3]

d_i = BSUM_i - ASUM_i

이를 위하여, 상기 다이내믹스 결정부(414)는 제1 합산부(412), 제2 합산부(413), 및 후보 결정부(414)를 포함한다. 상기 제1 합산부(412)는 상기 필터(320)의 출력 신호로부터 샘플 위치 i이후의 샘플 값들 N 개(도 7의 B(N))의 합을 계산하고, 제2 합산부(413)는 상기 필터(320)의 출력 신호로부터 샘플 위치 i이전의 샘플 값들 N 개(도 7의 A(N))의 합을 계산한다. 이에 따라 상기 후보 결정부(414)는 제2 합산부(413)의 결과에서 제1 합산부(412)의 결과를 감산하여 다이내믹스(d_i)를 생성한다. 또한, 상기 후보 결정부(414)는 상기 후보 마스킹 신호(MASK)에 따른 후보 다이내믹스를 결정하여 결정된 다이내믹스를 출력한다. 상기 후보 마스킹 신호(MASK)는 상기 임계치(THV) 보다 큰 상기 필터(320)의 출력 신호로부터 계산되는 다이내믹스가 후보에서 제외되도록 한다.

샘플 위치 i이후(도 7의 B(N)) 및 i이전(도 7의 A(N))의 샘플 값들을 12개씩으로 하고, N_skip은 3, 블랭크 레벨 예측을 위한 샘플 값들(도 7의 C(N))을 15개로 한 경우의, 실제 영상 신호와 다이내믹스의 관계가 도 8에 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 810은 상기 필터(320)의 출력 신호에 대응되는 입력 신호 파형, 820은 BSUM_i 와 ASUM_i를 이용하여각 위치에서 동기 레벨(SL)을 추적한 파형, 830은 C(15)를 이용하여 블랭크 레벨(BL)을 추적한 파형, 및 840은 [수학식 3]에 의하여 계산된 다이내믹스이다. 즉, 후보 결정부(414)에서 제2 합산부(413)의 결과에서 제1 합산부(412)의 결과를 감산한 다이내믹스가 840과 같이 나타난다. 도 8과 같이, [수학식 3]에 의하여 계산된 다이내믹스는 동기 구간 이외, 즉, i_start및i_end사이 이외에서 최소 또는 최대가 나타날 수 있다. 이는 [수학식 3]에 따른 액티브 비디오 신호(503)의 미분값에 의하여 동기 구간 이외 위치의 다이내믹스가 최소 또는 최대될 수 있기 때문이다. 상기 후보 결정부(414)는 후보 마스킹 신호(MASK)에 따라 상기 필터(320)의 출력 신호 중에서 상기 임계치(THV) 레벨 이하 신호의 다이내믹스들(d_i) 만을 후속 처리의 후보로서 결정하고, 동기 구간 이외 위치의 다이내믹스를 무시한다. 예를 들어, 상기 필터(320)의 출력 신호가 상기 임계치(THV)보다 작은 구간에서 상기 후보 마스킹 신호(MASK)는 논리 로우(low) 상태이고, 이때 상기 후보 결정부(414)는 [수학식 3]에 의하여 계산된 다이내믹스를 후보 다이내믹스로서 결정하여 출력할 수 있다. 또한, 상기 필터(320)의 출력 신호가 상기 임계치(THV)보다 큰 구간에서 상기 후보 마스킹 신호(MASK)는 논리 하이(high) 상태이고, 이때 상기 후보 결정부(414)는 [수학식 3]에 의하여 계산된 다이내믹스를 무시하고 일정 값(예를 들어, 제로(0) 디지털 값)을 결정하여 출력할 수 있다.

이에 따라, 상기 최소 결정부(415)는 수평 스캔 주기 마다 [수학식 4]에 따라 상기 후보 결정부(414)에서 결정된 다이내믹의 최소 위치(i_start)를 결정한다. 상기 최대 결정부(416)는 수평 스캔 주기 마다 [수학식 5]에 따라 상기 후보 결정부(414)에서 결정된 다이내믹의 최대 위치(i_end)를 결정한다.

[수학식 4]

[수학식 5]

도 6과 같이, 상기 후보 결정부(414)에서 결정된 다이내믹스는 동기 레벨(550) 근처의 상승 에지(edge) 중심에서 최대값을 가지고, 상기 후보 마스킹부(330) 출력 신호에서 동기 레벨(550) 근처의 하강 에지 중심에서는 최소값을 가진다.

상기 동기 레벨 계산부(417)는 [수학식 6]과 같이 상기 결정된 다이내믹스(d_i)의 최소 위치(i_start) 및 최대 위치(i_end) 사이의 임의의 위치에서 상기 필터(320) 출력 신호를 샘플링한 전후 값들 다수개(2N+1)의 평균을 계산하여 그 계산값이 최소되는 위치를 결정한다. 상기 동기 레벨 계산부(417)는 상기 계산된 평균이 최소 되는 위치에서의 그 평균을 예측 동기 레벨(SL)로서 추정한다.

[수학식 6]

상기 블랭크 레벨 예측부(342)는 상기 결정된 다이내믹스가 최대되는 위치 이후의 백 포치 구간에 있는 상기 필터(320)의 출력 신호의 샘플 값들 다수개(도 7의 C(N))의 평균을 예측 블랭크 레벨(BL)로서 추정한다.

도 4에서, 상기 블랭크 레벨 예측부(342)는 합산부(421) 및 평균화부(divider)(422)를 포함한다. 상기 합산부(421)는 상기 결정된 다이내믹스의 최대 위치(i_end) 이후의 백 포치 구간에 있는 상기 필터(320)의 출력 신호의 샘플 값들 다수개(도 7의 C(N))의 합을 계산한다. 도 7과 같이, B(N)과 C(N) 사이에는 소정 샘플 수(N_skip) 만큼의 스킵(skip) 구간이 반영된다. 여기서, 스킵 구간을 두는 것은, 도 6과 같이 동기 레벨(550)로부터 백 포치 레벨(560)에 이르는 상기 필터(320)의 출력 신호의 상승 에지 구간에 해당하는 샘플 값들이 C(N)에 포함되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 스킵 구간에 의하여 백 포치 구간에 있는 샘플 값들이 블랭크 레벨 예측에 안정적으로 이용될 수 있다. 상기 평균화부(422)는 상기 합산부(421)의 합산 결과를 상기 합산에 사용된 샘플수(N_BP)로 나누어 평균값을 구하고 그 결과를 상기 예측 블랭크 레벨(BL)로서 추정한다.

[수학식 7]

이에 따라, 상기 임계치 생성부(343)는 [수학식 8]과 같이 상기 예측 동기 레벨(SL)과 상기 예측 블랭크 레벨(BL)로부터 상기 임계치(THV)를 생성한다. [수학식 8]에서 α가 0.5이면 도 2에서와 같은 종래의 단순 슬라이서의 슬라이스 레벨과 같은 의미를 가지며 그 효과도 같다. 본 발명의 일실시예에서는, 잡음이 많은 환경에서도 수평 동기 신호의 상승 및 하강 에지의 중심이 후보에 포함되도록 하고, 비디오 액티브 구간에서의 다이내믹스는 제외되도록 하기 위하여, α 값이 3/4으로 설정되는 것이 바람직하다.

[수학식 8]

상기 임계치 생성부(343)는 [수학식 9]와 같이 현재의 값으로 추정된 상기 예측 동기 레벨(SL)과 상기 예측 블랭크 레벨(BL)에, 이전에 추정된 예측 동기 레벨 SL(i-1)와 예측 블랭크 레벨 BL(i-1)을 반영하여 상기 임계치(THV)로서 생성할 수 있다. [수학식 9]에서 α는 0과 1사이의 값이고, 결정되는 α값에 따라서 이전에 추정된 예측 동기 레벨 SL(i-1)과 현재의 값으로 추정된 예측 동기 레벨 SL의 가중치가 정해진다. 또한, 결정되는 α값에 따라서 이전에 추정된 예측 블랭크 레벨 BL(i-1)과 현재의 값으로 추정된 예측 블랭크 레벨 BL의 가중치가 정해진다. [수학식 9]와 같이 이전 추정 값들 SL(i-1) 및 BL(i-1)이 반영됨에 따라 좀더 안정 적인 임계치(THV) 추정이 가능할 수 있다.

[수학식 9]

SL(i) = αSL(i-1) + (1- α)SL

BL(i) = αBL(i-1) + (1- α)BL

THV = {(1-α)SL(i) + αBL(i)}/2

이와 같이, 상기 동기 검출부(340)는 상기 후보 결정부(414)에서 결정된 다이내믹스의 최소 위치(i_start) 및 최대 위치(i_end) 사이의 동기 구간에서 필터(320) 출력 신호의 샘플 값들 다수개(2N+1)의 평균을 예측 동기 레벨(SL)로서 추정한다. 또한, 상기 동기 검출부(340)는 상기 결정된 다이내믹스가 최대되는 위치(i_end) 이후의 백 포치 구간에서 필터(320) 출력 신호의 샘플 값들 다수개(C(N))의 평균을 예측 블랭크 레벨(BL)로서 추정한다. 상기 예측 동기 레벨(SL)과 상기 예측 블랭크 레벨(BL)에 따라 추정되는 임계치(THV)는 상기 후보 마스킹부(330)로 피드백됨으로써 후보 마스킹 신호(MASK) 생성의 기준으로 갱신된다.

상기 동기 검출부(340)에서 후보로 결정된 다이내믹스(d_i)의 최소 위치(i_start) 또는 최대 위치(i_end)는 수평 동기 위치(HSP)로 정해질 수 있다. 즉, 수평 스캔 주기마다 결정되는 다이내믹스(d_i)의 최소 위치(i_start) 또는 최대 위치(i _end)가 수평 동기 위치(HSP)이고, 후속 회로에서는 수평 동기 위치(HSP)마다 액티브되는 펄스 신호를 수평 동기 신호로서 생성할 수 있다.

한편, 추정되는 상기 수평 동기 위치(HSP)는 도 9와 같이 실질적인 수평 동기 위치 HSP'와 다를 수 있다. 필터(320)의 출력 신호 또는 Y 신호를 샘플링한 값들로부터 상기 다이내믹스(d_i)가 추정되므로, 다이내믹스(d_i)의 첨두치 위치 HSP'의 값이 샘플링 되지 않을 수도 있기 때문이다. 도 9에서, 다이내믹스(d_i)의 최대 위치(i_end)로 추정된 i가 수평 동기 위치로서 결정된 경우에, 해당 다이내믹스들을 지나는 두선(910, 920)의 교점인 첨두치의 위치 HSP'로 수평 동기 위치를 보정할 필요가 있다. 두선(910, 920)에 의하여 보정되는 수평 동기 위치는 그 교점의 정밀 위치를 나타내는 [수학식 10]과 같이 결정될 수 있다. [수학식 10]에서 HSP는 보정된 수평 동기 위치, i는 상기 다이내믹스가 최소 또는 최대되는 샘플 위치, d는 해당 샘플 위치에서의 다이내믹스이다. 도 9에서 i+1 위치가 상기 다이내믹스의 최소 또는 최대되는 샘플 위치인 경우에도, [수학식 10]이 성립한다. [수학식 10]에서 보정된 수평 동기 위치는 정수 i에 소수점 이하의 실수 값을 합한 값으로 표시됨을 알 수 있다.

[수학식 10]

위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 신호 처리 장치(300)에서는, 동기 레벨 검출부(341)가 다이내믹스(d_i)를 기반으로 수평 동기 위치(HSP)와 수평 동기 레벨(SL)을 검출하고, 블랭크 레벨 검출부(342)가 추정된 백 포 치 구간의 블랭크 레벨(BL)을 검출한다. 이에 따라 임계치 생성부(343)는 상기 추정된 수평 동기 레벨(SL)과 블랭크 레벨(BL)에 따라 임계치(THV)를 결정하여 갱신함으로써, 후보 마스킹부(330)에서의 후보 마스킹 신호(MASK)의 기준을 제공한다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 영상 신호 처리 장치에서는, 임계치를 기준으로 하여 후보 마스킹된 후의 후보 다이내믹스를 기반으로 수평 동기 위치를 추정하고, 상기 후보 다이내믹스로부터 추정된 수평 동기 레벨과 블랭크 레벨에 따라 상기 임계치를 갱신시키므로, 입력 영상 신호에 잡음이 혼재하더라도 상기 갱신된 임계치와 후보 다이내믹스에 의하여 안정적으로 수평 동기를 추출할 수 있는 효과가 있다.

Claims

입력 영상 신호와 임계치를 비교하여 후보 마스킹 신호를 생성하는 후보 마 스킹부; 및

상기 후보 마스킹 신호를 이용하여 상기 입력 영상 신호로부터 수평 동기 위치를 검출하고 상기 임계치를 갱신시키는 동기 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 입력 영상 신호는,

컬러 성분이 제거된 동기 레벨 및 블랭크 레벨을 포함하는 신호인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 동기 검출부는,

상기 입력 영상 신호의 변화율을 나타내는 다이내믹스를 생성하고, 상기 다이내믹스를 기반으로 상기 수평 동기 위치와 상기 임계치를 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 3항에 있어서, 상기 동기 검출부는,

상기 후보 마스킹 신호에 따라 결정된 다이내믹스의 최소 및 최대 위치 사이의 동기 구간에서 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 평균을 예측 동기 레벨로서 추정하고, 상기 결정된 다이내믹스가 최대되는 위치 이후의 백 포치 구간에서 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 평균을 예측 블랭크 레벨로서 추정하여, 상기 예측 동기 레벨과 상기 예측 블랭크 레벨로부터 상기 임계치를 생성하 는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 4항에 있어서, 상기 수평 동기 위치는,

상기 결정된 다이내믹스가 최소되는 위치인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 4항에 있어서, 상기 수평 동기 위치는,

상기 결정된 다이내믹스가 최대되는 위치인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 4항에 있어서, 상기 수평 동기 위치는,

수학식

(여기서, HSP는 수평 동기 위치, i 또는 i+1은 상기 결정된 다이내믹스가 최소 또는 최대되는 샘플 위치, d는 해당 샘플 위치에서의 다이내믹스)에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 동기 검출부는,

상기 입력 영상 신호의 변화율을 나타내는 다이내믹스를 생성하고, 상기 다 이내믹스를 기반으로 예측 동기 레벨을 추정하는 동기 레벨 예측부;

상기 다이내믹스를 기반으로 예측 블랭크 레벨을 추정하는 블랭크 레벨 예측부; 및

상기 예측 동기 레벨과 상기 예측 블랭크 레벨로부터 상기 임계치를 생성하는 임계치 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 8항에 있어서, 상기 임계치 생성부는,

현재의 값으로 추정된 상기 예측 동기 레벨에 이전 예측 동기 레벨을 반영한 동기 레벨과 현재의 값으로 추정된 상기 예측 블랭크 레벨에 이전 예측 블랭크 레벨을 반영한 블랭크 레벨로부터 상기 임계치를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 8항에 있어서, 상기 동기 레벨 예측부는,

상기 입력 영상 신호를 샘플링하여 현재 위치 이전의 샘플 값들 합과 현재 위치 이후의 샘플 값들 합의 차이를 상기 다이내믹스로서 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 8항에 있어서, 상기 동기 레벨 예측부는,

상기 입력 영상 신호를 샘플링하여 샘플 값들로부터 상기 다이내믹스를 계산하고, 상기 후보 마스킹 신호에 따른 후보 다이내믹스를 결정하며, 상기 결정된 다 이내믹스를 출력하는 다이내믹스 결정부;

상기 결정된 다이내믹의 최소 위치를 결정하는 최소 결정부;

상기 결정된 다이내믹의 최대 위치를 결정하는 최대 결정부; 및

상기 결정된 다이내믹스의 최소 및 최대 위치 사이의 임의의 위치에서 상기 입력 영상 신호를 샘플링한 전후 값들 다수개의 평균을 계산하여 그 계산값이 최소되는 위치를 결정하고, 결정된 위치에서의 그 평균을 상기 예측 동기 레벨로서 추정하는 동기 레벨 계산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 11항에 있어서, 상기 후보 마스킹 신호는,

상기 임계치 보다 큰 상기 입력 영상 신호로부터 계산된 상기 다이내믹스가 후보에서 제외되도록 하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 11항에 있어서, 상기 블랭크 레벨 예측부는,

상기 결정된 다이내믹스의 최대 위치 이후의 백 포치 구간에 있는 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 합을 계산하는 합산부; 및

상기 합산 결과를 상기 합산에 사용된 샘플수로 나누어 나눈 결과를 상기 예측 블랭크 레벨로서 추정하는 평균화부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 영상 신호 처리 장치는,

입력 디지털 CVBS(Composite Video Blanking Sync) 신호를 필터링하여 적어도 동기 레벨 및 블랭크 레벨의 디지털 값을 포함하는 신호를 생성하여 생성된 신호를 상기 입력 영상 신호로서 출력하는 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 영상 신호 처리 장치는,

입력 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 변환된 디지털 신호를 상기 입력 영상 신호로서 출력하는 아날로그-디지털 변환부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
제 15항에 있어서, 상기 입력 아날로그 영상 신호는 컬러 성분이 제거된 동기 레벨 및 블랭크 레벨을 포함하는 신호인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
입력 영상 신호와 임계치를 비교하여 후보 마스킹 신호를 생성하는 단계; 및

상기 후보 마스킹 신호를 이용하여 상기 입력 영상 신호로부터 수평 동기 위치를 검출하고 상기 임계치를 갱신하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 17항에 있어서, 상기 입력 영상 신호는,

컬러 성분이 제거된 동기 레벨 및 블랭크 레벨을 포함하는 신호인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 17항에 있어서, 상기 입력 영상 신호의 변화율을 나타내는 다이내믹스를 기반으로 상기 수평 동기 위치와 상기 임계치가 검출되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 19항에 있어서, 상기 다이내믹스는,

상기 입력 영상 신호를 샘플링하여 현재 위치 이전의 샘플 값들 합과 현재 위치 이후의 샘플 값들 합의 차이인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 19항에 있어서, 상기 검출 단계는,

상기 후보 마스킹 신호에 따라 결정되는 다이내믹스의 최소 및 최대 위치 사이의 동기 구간에서 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 평균을 예측 동기 레벨로서 추정하는 단계;

상기 결정된 다이내믹스가 최대되는 위치 이후의 백 포치 구간에서 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 평균을 예측 블랭크 레벨로서 추정하는 단계; 및

상기 예측 동기 레벨과 상기 예측 블랭크 레벨로부터 상기 임계치를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 21항에 있어서, 상기 수평 동기 위치는,

상기 결정된 다이내믹스가 최소되는 위치인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 21항에 있어서, 상기 수평 동기 위치는,

상기 결정된 다이내믹스가 최대되는 위치인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 21항에 있어서, 상기 수평 동기 위치는,

수학식

(여기서, HSP는 수평 동기 위치, i 또는 i+1은 상기 결정된 다이내믹스가 최소 또는 최대되는 샘플 위치, d는 해당 샘플 위치에서의 다이내믹스)에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 21항에 있어서, 상기 임계치는,

수학식

(여기서, THV는 상기 임계치, SL은 상기 예측 동기 레벨, BL은 상기 예측 블랭크 레벨)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 21항에 있어서, 상기 임계치는,

현재의 값으로 추정된 상기 예측 동기 레벨에 이전 예측 동기 레벨을 반영한 동기 레벨과 현재의 값으로 추정된 상기 예측 블랭크 레벨에 이전 예측 블랭크 레벨을 반영한 블랭크 레벨로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 21항에 있어서, 상기 예측 동기 레벨 추정 단계는,

상기 입력 영상 신호를 샘플링하여 샘플 값들로부터 상기 다이내믹스를 계산하는 단계;

상기 후보 마스킹 신호에 따라 상기 계산된 다이내믹스 중 후보 다이내믹스를 결정하는 단계;

상기 결정된 다이내믹의 최소 위치를 결정하는 단계;

상기 결정된 다이내믹의 최대 위치를 결정하는 단계;

상기 결정된 다이내믹스의 최소 및 최대 위치 사이의 임의의 위치에서 상기 입력 영상 신호를 샘플링한 전후 값들 다수개의 평균을 계산하는 단계; 및

상기 계산된 평균이 최소되는 위치를 결정하고, 결정된 위치에서의 그 평균을 상기 예측 동기 레벨로서 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 27항에 있어서, 상기 후보 마스킹 신호는,

상기 임계치 보다 큰 상기 입력 영상 신호로부터 계산된 상기 다이내믹스가 후보에서 제외되도록 하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 27항에 있어서, 상기 블랭크 레벨 추정 단계는,

상기 결정된 다이내믹스의 최대 위치 이후의 백 포치 구간에 있는 상기 입력 영상 신호의 샘플 값들 다수개의 합을 계산하는 단계; 및

상기 합산 결과를 상기 합산에 사용된 샘플수로 나누어 나눈 결과를 상기 예측 블랭크 레벨로서 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 17항에 있어서, 상기 영상 신호 처리 방법은,

입력 디지털 CVBS 신호를 필터링하여 적어도 동기 레벨 및 블랭크 레벨의 디지털 값을 포함하는 신호를 생성하여 생성된 신호를 상기 입력 영상 신호로서 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 17항에 있어서, 상기 영상 신호 처리 방법은,

입력 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 변환된 디지털 신호를 상기 입력 영상 신호로서 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
제 31항에 있어서, 상기 입력 아날로그 영상 신호는 컬러 성분이 제거된 동기 레벨 및 블랭크 레벨을 포함하는 신호인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.