KR940008809B1 - 고품위 텔레비죤 수상기의 동검출 장치 - Google Patents

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Description

고품위 텔레비죤 수상기의 동검출 장치

제1도는 종래의 고품의 텔레비죤 수상기의 동검출장치.

제2도는 본 발명에 따른 동검출장치의 블럭도.

제3도는 제2도의 동검출기의 블럭도.

제4도(a)-(d)도는 본 발명의 동검출장치의 동작설명도.

본 발명은 고품의 테레비죤 수상기에서 화상의 움직임을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 대역압축된 텔레비죤 전송신호를 수신하기 위한 상기 수상기에서 사용하기 위한 동검출 장치에 관한 것이다.

대역압축에 의해 텔레비죤신호, 즉 고품위 텔레비젼 신호를 전송하기 위한 방법들중 하나의 방법은 프레임간 및 필드간 오프셋 서브 샘플링을 실현한 다음 서브 샘플링 전송시스템이다. 이러한 시스템의 일 예는 MUSE(Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding) 시스템이며 이 시스템은 효과적인 대역압축을 달성하고 있다.

상기 다중 서브 샘플링 전송시스템은 정치화상 부분을 처리하는 수단과, 동화상 부분을 처리하는 수단과, 인접한 프레임간 차신호로부터 동정보를 검출하는 동검출기와, 상기 동검출기로부터 검출된 동량에 따라 상기 정지화상과 동화상을 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기로부터의 신호를 프레임간 오프 셋 샘플링하는 수단을 가지고 있다. 상기 정지 화상처리 수단은 24MHz로 대역제한된 화상신호의 경사방향에서 고주파성분을 제거하기 위한 필드간 프리필터와, 상기 필드간 프리필터로부터의 신호를 입력하고 상기 24MHz의 샘플링 주파수에서 필드간 오프셋 서브 샘플링을 하는 샘플링회로와, 샘플링주파수만이 24MHz에서 32MHz로 변경되는 샘플링주파수 변환기로 구성되어 있다. 상기 동화상처리수단은 에일리어싱이 일어나지 않도록 상기 대역 제한된 화상신호의 주파수대역을 12MHz로 제한하고 경사방향에서 고주파 성분을 제거하기 위한 필드내 프리필터와, 상기 필드내 프리필터로부터의 출력을 24MHz의 샘플링 주파수에서 샘플링하는 샘플링 회로 및 샘플링 주파수만이 24MHz에서 32MHz로 변경되는 샘플링주파수 변환기로 구성되어 있다.

상기 동 및 정지화상 처리수단으로 부터의 동 및 정지화상은 동검출기로 부터의 동량에 따라 혼합기에 의해 선형으로 혼합된다.

상기 혼합기로 부터의 신호는 프레임간 오프셋 서브 샘플링수단에 의해 16MHz의 샘플링주파수에서 프레임간 오프셋 서브 샘플링이 되며 그 결과 동화상 시호는 0-4MHz의 주파수대역에서 에일리어싱 부분을 갖지 않는다. 상기 서브 샘플된 신호는 수신단에서 화상의 재구성에 필요한 제어신호, 예를 들어 카메라의 이동 또는 경사에 기민한 화상의 동을 보상하기 위한 동벡터와 함께 8HMz의 베이스 밴드로 전송된다.

제1도는 전술한 시스템의 수신기에서 디코오더의 일부를 보여주고 있는 블럭도이다.

상기 송신단에서 전송된 다중 서부 샘플링 전송신호로 부터 분리된 화상신호는 입력단자(10)로 입력한다.

정지화상처리부(12)는 입력던 화상신호로부터 정지호상 부분을 재생하기 위해 프레임간 내삽 필터(13) 샘플링주파수 변환기(14) 및 필드간 내삽필터(15)로 구성된다. 프레임간 내삽필터(13)는 플레임간 오프셋 서브샘플링에 의해 샘플되지 않았던 화소가 전 프레임의 화소와 교체되는 방식으로 정지화상을 처리한다. 상기 프레임간 내삽 필터(13)로 부터의 프레임 내삽된 신호는 샘플링주파수 변환기(14)에 의해 32MHz로 부터 24MHz의 샘플링 주파수로 변환된다. 필드간 내삽 필터(15)는 에일리어스가 없는 24MHz의 신호대역을 가지는 정지화상을 얻기 위해 사용된다. 한편 프레임간 내삽필터(13) 및 필드간 내삽필터(15)는 도시하지 않는 분리회로로부터 분리된 동벡터에 응답하여 카메라의 움직임 또는 경사와 같은 팬닝(panning)에 기인한 화상의 동을 보상하는 기능도 또한 수행한다.

동화상처리부(16)는 입력된 화상신호로 부터 동화상 부분을 재생하기 위해 필드내 내삽필터(17)와 샘플링 주파수 변환기(18)로 구성된다. 필드내 내삽필터(17)는 4-8MHz의 주파수 대역에서 에일리어스된 동화상 신호를 0-12MHz의 주파수대역에서 에일리어싱을 가지지 않는 동화상신호로 재생하기 위해 사용된다.

상기 재생된 동화상신호는 신호대역이 변경되지 않도록 32MHz에서 24MHz의 샘플링주파수로 샘플인 주파수 변환기(18)에 의해 변환된다.

동걸출기(20)는 전송된 동화상 신호로부터 인접한 프레임 간차 신호 즉 동량을 얻기 위해 4MHz까지 입력신호 대역을 제한한다.

상기 동 검출기(20)로부터의 동량에 따라 상기 정지화상처리부(12)로 부터의 정지화상과 상기 동화상 처리부(16)로부터의 동화상은 서로 선형으로 혼합기(22)에 의해 혼합되고 도시하지 않는 TCI(Time Compressed Intergration) 디코오더로 출력한다.

전술한 시스템(MUSE Ⅱ)은 1987년 9월 8일자로 발행된 미합중국 특허번호 제4,692,801호에 상세히 기제되어 있다.

전술한 바와같이 시스템의 수신기에서의 동영역 검출은 입력된 화상신호중 동화상신호로 부터 바로 인접한 프레임간차 신호를 얻고 상기 프레임간차신호의 동량에 따라 정지화상과 동화상을 선형으로 혼합하는 방식이다.

한편 정지화상처리부가 프레임 메모리와 템포랄 내삽기(temporal interpolator)로 구성되고 동화상처리부가 공간 내삽기(spatial interpolator)로 구성된 MUSE시스템(미합중국 특허번호 제 4,745,459호를 보라)에서 동검출기는 2프레임간 차신호에 의해 동영역 검출을 하여 왔다.

그러므로 상기와 같은 종래의 시스템 동영역 검출이 복잡한 문제점을 갖게 된다. 더우기, 회로의 복잡함은 수신기의 가격을 저하하는데 한계를 갖게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 다중 서브 샘플링 전송시스템의 고품위 텔레비죤 수상기에서 동영역 검출이 간단히 달성될 수 있는 동영역 검출장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기고품위 텔레비죤 수상기의 가격을 낮출 수 있는 동영역 검출장치를 제공함에 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적은 다중 서브 샘플링 전송시스템의 수신기에서의 동영역 검출장치가 입력하는 화상신호로 부터 정지화상을 재생하기 위한 정지화상 처리부와, 상기 입력된 화상신호로부터 동화상을 재생하기 위한 동화상처리부와, 상기 정지화상처리부와 상기 동화상처리부로 부터의 정지화상과 동화상을 선형으로 혼합하기 위한 혼합기와, 상기 혼합기로부터의 혼합된 화상신호와 상기 정지화상처리부로 부터의 재생된 정지화상신호로 부터 동영역을 검출하고 상기 정지화상과 동화상의 혼합비율을 상기 혼합기에 제공하기 위한 동검출기로 구성되는 장치에 의해 달성될 수 있다.

또한 상기 동 검출기는 상기 혼합기로부터 화상신호를 기억하기 위한 프레임 메모리와, 상기 프레임 메모리에 기억된 신호와 상기 정지화상 신호와의 차의 절대값을 계산하는 수단과, 동영역의 스폿에러를 제거하고 동영역의 경계선을 매끄럽게하기 위한 평활회로로 구성된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 동 검출장치가 상세히 설명된다. 도면들중 동일 참조번호들은 각각 동일 구성 및 부품들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

제2도를 참조하면, 본 발명에 따른 동검출 장치의 블럭도가 도시되어 있다.

제1도와 관련된 종래의 기술과 마찬가지의 방식으로 동화상처리부(16)와 정지화상처리부(12)는 입력단자(10)로 입력된 화상신호에 응답하여 필드내 내삽된 동화상 신호IMPS와 프레임간 및 필드간 내삽된 정지화상 신호 ISPS를 각각 출력한다.

그러므로 상기 정지화상처리부(12)로 부터 출력된 상기 신호 ISPS는 두 프레임에 의해 내삽되고 필드간 내삽된 신호이다. 그러므로 물체의 움직임에 의해 연속하는 두 프레임에서 화상의 이동이 일어나는 경우, 상기 정지화상 신호ISPS는 화상신호의 동영역을 포함하게 된다.

상기 두 신호들 ISPS와 IMPS는 후술하는 동검출기(24)로 부터의 동검출 신호에 따라 혼합기(22)에 의해 선형으로 혼합되고 그 결과 상기 연속하는 두 프레임들중 마지막 프레임의 화상신호에 대응하는 원화상 신호가 상기 혼합기(22)에 의해 얻어질 수 있다.

그러므로 본 발명의 특징에 따라 동검출기(24)는 상기 혼합기(22)에 의해 전프레임에서 얻어진 화상신호와 상기 정지화상처리부(12)에서 출력된 현재의 프레임과 바로전 프레임사이의 프레임간 내삽에 의해 얻어진 동영역을 포함하는 화상신호로 부터 동영역을 검출하고 이 검출된 동영역내에 있는 화소들에 대해 적절한 값을 가지는 동검출 신호를 상기 혼합기(22)로 출력한다.

제3도를 참조하면 동검출기(24)의 상세블럭도가 도시되어 있다. 도면중 프레임 메모리(26)는 상기 혼합기(22)로부터의 출력신호를 저장한다. 감산기(28)는 상기 프레임 메모리(26)에 기억된 바로 전프레임에서 얻어진 화상신호의 화소들과 상기 정지화상처리부(22)로부터 출력하는 현재의 프레임과 바로전 프레임사이의 프레임간 내삽에 의해 얻어진 동영역을 포함하는 화상신호의 화소들 간의 차신호를 출력한다. 상기, 감산기(28)로부터의 각 화소간의 차신호는 절대치회로(30)에 의해 절대값으로 변환된다. 그러므로 절대치 회로(30)에서의 출력값은 상기 정지화상처리부(12)로부터 출력하는 화상신호중 정지영역에 대응하는 화소들에 대해서는 "0"이며 상기 화상신호중 동영역에 대응하는 화소들에 대해서는 소정 값을 가진다. 결과적으로 상기 절대치회로(30)의 출력은 동영역 검출값이 될 것이다. 그러나 동영역의 에일리어싱 때문에 검출된 동영역에서 스폿트 에러가 발생할 수 있으며 동영역의 경계선이 매끄럽지 못하다. 상기 스폿트 에러를 제거하고 상기 동영역의 경계선을 매끄럽게 하기 위해, 평활회로(32)가 사용된다. 상기 평활회로(32)는 특정화소가 인접한 두화소에 대하여 상기 절대치회로(30)로부터 이루어진 3값의 중간값을 취하는 공지의 중간값필터 또는 평균값 회로등이 사용될 수 있다. 필요한 경우 5값의 중간값을 취하는 중간값 필터가 사용될 수 있지만 3값에 대한 중간값 필터가 사용되는 것이 회로의 복잡성을 피하기 위해 바람직하다.

상기 평활회로(32)에서 출력하는 비트수가 n이고 평활회로(32)로부터의 출력값, 즉 동영역 검출값을 M이라 가정한다면 상기 혼합기(22)의 혼합비율α는 하기의 식으로 표시할 수 있다.

또한 상기 혼합기(22)로 부터의 출력신호 MS는 하기의 식과 같이 표시할 수 있다.

MS-αㆍIMPS+(1-α)ㆍISPS…………………………………………(1)

그러므로 제(1)식에서 알 수 있는 바와 같이 화상신호의 정지영역에 대해서 상기 혼합기의 출력은α=0에 의해 정지화상처리부의 화상신호이며 동영역에 대해서α의 적절한 값을 주는 것에 의해 원화상의 재생을 달성할 수 있다.

통상적으로, 혼합기(22)의 회로의 단순성을 기하기 위해 상기 평활회로(32)의 출력의 비트수는 화소당 4비트이다.

그러나 평활회로(32)의 출력의 비트수가 화소당 4비트 이상, 예를 들어 8비트 16비트등 일 경우 상기 평활회로(32)와 혼합기사이에 4비트로 변환하기 위한 비트변환기가 사용될 수 있다. 이 비트변환기는 ROM(Read Only Memor)으로 구성될 수 있으며 8비트의 경우 최하위 비트로부터 2비트와 최상위 비트로부터 2비트를 제거하는 것에 의해 4비트 출력을 달성할 수 있다.

제4(a)-(d)도는 제2도의 본 발명에 따른 동검출 장치의 동작의 이해를 돕기 위한 설명도이다.

제4(a)도는 n-1번째 프레임에서 원(40)이 n번째 프레임에서 점선으로된 원(42)으로 이동된 경우를 보여주고 있다.

지금 원(40)이 n-1번째 프레임까지 움직이지 않았다고 가정한다. 그러면 동검출기(24)의 프레임 메모리(26)에 제4(b)도에 도시한 화상신호가 저장된다. 제4(b)도의 화상은 정지화상에 의해 얻어진 화상이기 때문에 화질의 저하가 없이 재생될 수 있으며 원화가 거의 같다. n번째 프레임에서 원(42)의 화상신호가 전송되면 정지화상처리부(12)로 부터의 정지화상신호 ISPS는 n-1번째 프레임과 n번째 프레임의 프레임간 내삽에 의해 얻어진 제4(c)도의 정지화상 신호이다. 제4(c)에서 알 수 있는 바와같이 상기 신호ISPS는 정지 영역(44)에 대한 신호와 동영역(46)에 대한 신호를 가지고 있다. 제4(c)도의 동영역(46)은 프레임간의 상관관계 없이 재생된 영역이기 때문에 상기 동영역(46)에서의 화소들의 화질은 저하되고 있다. 한편 동하상처리부(16)로부터의 동화상 신호IMPS는 현재는 프레임 즉 n번째 프레임을 가지고 필드내 내삽에 의해 얻어진 제4(d)도의 동화상신호이다. 그러므로 상기 프레임 메모리(26)에 저장된 제4(b)도의 화상신호와 제4(c)도의 정지화상신호는 감산기(28)에 의해 계산되고 상기 두 신호의 차의 절대값이 절대치회로(30)에서 출력한다. 그러므로 절대치회로(30)의 출력값은 정지영역(44)내에 있는 화소들에 대해서는 "0"이며 동영역(46)내에 있는 화소들에 대해서는 동영역 검출값인 소정값을 갖는다. 그러므로 동영역 검출이 달성될 수 있다.

이후 평활회로(32) 및 혼합기(22)의 동작은 전술한 바와 같다.

전술한 바와같이 본 발명이 동검출장치는 혼합기의 출력신호와 정지영역처리부의 정지화상 신호와의 차신호의 절대값으로 동영역을 검출하고 동영역내의 스폿트에러 및 동영역의 경계선을 매끄럽게 하는 동영역 검출신호를 발생하는 동검출기와 상기 동영역 검출신호의 제어하에 동화상신호와 정지화상 신호를 혼합하는 혼합기를 가짐으로써 간단하게 동영역 검출을 할 수 있고 간단한 회로를 달성할 수 있다.

Claims (4)

1. 다음 서브 샘플링 전송시스템의 화상신호로 부터 화상들의 움직임을 검출하기 위한 텔레비젼 수상기에 있어서, 상기 화상신호로부터 동 화상신호를 재생하기 위한 수단과, 상기 화상신호로부터 정지 화상신호를 재생하기 위한 수단과, 상기 동 화상신호와 정지 화상신호를 수신하며, 소정의 혼합 비율에 따라 상기 동화상신호와 정지 화상신호를 혼합하여 혼합된 화상신호를 재생하는 혼합 수단과, 상기 정지 화상신호와 혼합 화상신호를 수신하며, 상기 혼합수단의 혼합율을 결정하기 위하여 상기 정지 화상신호와 상기 혼합 화상 신호간의 차이로 부터 생성되는 동 검출신호를 발생하여 상기 혼합수단으로 인가하는 동검출 수단을 구비함을 특징으로 하는 동검출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 동검출 수단은, 상기 혼합수단으로 부터의 혼합화상신호를 저장하기 위한 메모리수단과, 상기 재생된 정지화상신호와 상기 메모리수단에 저장된 화상신호와의 절대값을 제공하기 위한 계산수단과, 상기 동영역을 평활화하기 위해 상기 절대값에 응답하여 동검출신호를 제공하는 평활수단을 구비함을 특징으로 하는 동검출 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 평활수단은, 중간값 필터로 구성함을 특징으로 하는 동검출 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 평활수단과 상기 혼합수단 사이에 비트변환기가 접속됨을 특징으로 하는 동검출 장치.

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