KR950004459B1 - 영상신호의 천이영역 검출방법과 장치 - Google Patents

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Description

영상신호의 천이영역 검출방법과 장치

제1도의 (a),(b),(c)는 종래의 천이영역 검출장치의 블록구성도.

제2도는 본 발명의 천이영역 검출장치의 블록구성도.

제3도는 본 발명의 천이영역 검출장치의 상세회로도.

제4도의 (a) 내지 (f)는 본 발명 장치의 동작신호 파형도.

제5도는 본 발명 장치에서 ROM테이블의 데이타 구조도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

17 : 천이영역 성분 검출수단 18 : 천이영역폭 검출수단

19 : 천이영역 판별수단 20 : ROM

21 : 출력제어부

본 발명은 영상신호 처리기기(TV, VCR등등)에서 영상신호의 천이영역을 검출하는 방법 과 그 장치에 관한 것으로, 입력된 화소와 이웃한 화소의 차이값으로부터 천이영역 성분여부를 판별하고 판별결과를 사용자가 선택한 천이영역폭과 비교하여 최종적인 천이영역으로 인식하므로서 잡음의 영향을 배제시키고 영상대역폭에 따른 천이영역을 정확하게 검출할 수 있도록한 것이다.

종래에 영상신호에서 천이영역(라이징 엣지 및 폴링엣지)을 검출하는 장치는 제1도의 (가)에서와 같이 입력영상신호와 1샘플 지연된 영상신호의 차신호로부터 천이영역을 검출하는 경우와,(나)도에서와 같이 가산기를 이용한 연산을 통해 천이영역을 검출하는 경우와,(다)도에서와 같이 2샘플 지연된 영상신호로부터 천이영역을 검출하는 경우로 구분된다.

(가)도의 경우는 입력영상신호(VIDEO IN)를 1샘플 메모리(1)에서 지연시키고 이 지연된 영상신호와 입력영상신호를 감산기(2)에서 감산하여 그 차신호를 구하고 이 차신호를 절대값 연산기(3)에서 절대값으로 변환시겨 기준레벨(TH)과 비교기(4)에서 비교하여 차신호의 절대값이 기준레벨(TH)보다 크면 천이영역성분으로 판별하여 검출신호를 출력단(OUT)으로 출력하게 된다.

(나)도의 경우는 1샘플 메모리(5)로 지연된 신호와 1/2증폭기(6)로 증폭된 신호, 1샘플 메모리(5)(7)로 2샘플 지연되고 1/2증폭기(8)로 증폭된 신호를 가산기(9)에서 X。-(X1 +X-1)/2의 연산 처리하고 그 결과를 절대값 연산기(10)에서 절대값으로 변환시켜 기준레벨(TH)과 비교기(11)에서 비교하여 절대값이 기준레벨(TH)보다 크면 천이영역 성분으로 판별하게 된다.

(다)도의 경우는 1샘플 메모리(12)(13)로 2샘플 지연된 신호와 입력영상신호를 감산기(14)에서 감산하여 그 차신호를 구하고 이 차신호를 절대값 연산기(15)에서 절대값으로 변환시켜 기준레벨(TH)과 비교기(16)에서 비교하여 차신호의 절대값이 기준레벨(TH)보다 크면 천이영역 성분으로 판별하게 된다.

따라서 종래의 천이영역 검출장치는 1 또는 2샘플 기간 지연된 신호와 차신호의 절대값을 고정된 기준레벨과 비교하여 천이영역을 검출하므로 잡음을 천이영역으로 검출하는 오동작이 발생되기 쉽고, 영상신호의 대역폭에 따라 천이영역의 폭이 변화되는데 대처하지 못하여 천이영역의 검출에 신뢰성을 기할수 없는 문제점이 있다.

이는 영상신호의 대역폭과 천이영역의 폭이 반비례 관계를 갖게되므로 NTSC, PAL, VCR, S-VHS등 서로 다른 대역폭의 영상신호를 처리해주는 경우 영상신호마다 천이영역의 폭이 달라지게 되고, 따라서 상대적으로 대역폭이 큰 영상신호는 천이영역의 폭이 좁아지게 되어 일정하게 증가 또는 감소되는 영상신호에 대해서도 천이영역으로 인식하게 되고, 반대로 대역폭이 좁은 영상신호는 천이영역의 폭이 넓어지게 되어 천이영역을 천이영역으로 인식하지 못하게 되는 것이다.

이와 같은 오동작을 배제하기 어렵기 때문에 검출된 천이영역에 따라 영상의 강조처리(Enhancement)를 수행하게 되면 화질저하 현상을 피할수 없게 되어 전반적인 신호처리 관계에 신뢰를 기하기 어렵게 되는 것이다.

본 발명은 입력된 영상신호(화소)와 이웃하는 화소의 차이값을 비교한 결과로부터 천이영역 성분여부를 판별하고, 판별결과로부터 천이영역 폭을 검출하여 사용자가 가변적으로 정해놓은 일정한 영역(기준폭)내에 포함되는가의 여부로부터 천이영역을 검출해내므로서 잡음의 영향을 받지 않고 정확하게 천이영역을 검출하며 영상신호의 대역폭에 대응하여 검출폭을 임의로 가변시켜 설정해주므로서 영상 대역폭 변화에 따른 천이영역 검출동작에 신뢰를 기할수 있도록한 영상신호의 천이영역 검출방법과 그 장치를 제공함을 목적으로 하며, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 방법과 그에따른 장치의 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 천이영역 검출방법은, 입력영상신호 성분을 이웃하는 화소와 절대값 비교하여 천이영역성분인가를 판별하는 천이영역 성분 판별과정과, 상기 판별결과 천이영역 성분인 경우 천이영역 성분을 카운트하고 카운트값을 사용자가 설정한 천이영역 기준폭과 비교하여 천이영역 기준폭에 해당되는가의 여부를 판별하는 천이영역폭 판별과정과, 상기 판별결과 천이영역 기준폭에 해당되는 경우 상기 천이영역 성분으로 판별된 결과를 유지하고, 천이영역 기준폭에 해당되지 않은 경우에는 상기 천이영역 성분으로 판별된 결과를 비 천이영역 신호로 변환시켜 출력하는 검출출력 제어과정으로 이루어진다.

한편, 이와 같은 본 발명의 천이영역 검출방법이 수행되는 본 발명의 천이영역 검출장치는 제2도를 참조하면, 입력 영상신호와 이웃화소의 비교결과로부터 천이영역 성분의 유무를 검출해 대는 천이영역 성분 검출수단(17)과, 검출된 천이영역 성분을 카운트하여 천이영역의 폭을 검출하는 천이영역폭 검출수단(18)과, 검출된 천이영역폭을 사용자가 설정한 기준폭(NTHl)(NTH2)과 비교하여 검출된 천이영역 성분의 대역폭이 천이영역 기준폭에 해당되는가를 판별하는 천이영역 판별수단(19)과, 상기 천이영역 판별결과를 어드레스로 입력받아 천이영역 검출신호의 출력제어 데이타를 공급해주는 ROM(20)과, 상기 검출된 천이영역 성분을 ROM출력제어 데이타에 따라 선별 출력해주는 출력제어부(21)로 구성된다.

미설명부호 CLOCK은 시스템 클록, 22,23은 신호처리에 요구되는 지연시간을 보상해주는 지연 매칭부이고, 24는 입력영상신호의 천이영역 검출에 요구되는 시간을 보상해주는 n샘플 메모리이다.

이에따른 천이영역 검출동작 과정은 다음과 같다.

입력 영상신호는 천이영역 성분 검출수단(17)에서 1샘플 및 2샘플 지연되어 이웃화소와의 차신호를 산출하고 그 절대값을 서로 비교하여 현재 입력된 영상신호에 천이영역 성분이 존재하는가의 유무를 검출한다.

검출결과는 천이영역폭 검출수단(18)에 입력되고 지연매칭부(22)를 롱해 소정시간 지연 처리된후 출력제어부(21)에도 입력된다.

천이영역폭 검출수단(18)은 입력된 천이영역 성분 검출신호를 카운트한다.

카운트 결과는 입력된 천이영역 성분의 검출폭으로서 천이영역 판별수단(19)에 입력되고, 천이영역 판별수단(19)은 입력된 천이영역 검출폭을 사용자가 정해놓은 기준폭(NTHl)(NTH2)(단, NTH<NTH2)과 비교한다.

비교결과 NTH≤검출폭≤NTH2이면 검출된 천이영역 성분이 천이영역에 해당되는 신호인 것으로 판별하고 그 이외의 경우 즉, NTH1>검출폭 또는 검출폭>NTH2인 경우는 천이영역이 아닌 것으로 판별하며, 이 판별결과는 ROM(20)의 어드레스(ADDR)로 공급한다.

ROM(20)에는 천이영역 판별결과에 대응하여 천이영역 성분 검출수단(l7)의 출력을 검출신호로 출력시키거나 또는 비 천이영역 신호로 변환시켜 출력시켜주기 위한 출력제어 데이타가 구성되어 있다.

따라서 어드레스(ADDR)지정에 대응하여 ROM(20)의 출력단(D0 대지 Dn)에서는 출력제어 데이타가 출력되고, 이 출력제어 데이타에 따라 출력제어부(21)는 천이영역 성분 검출신호(지연매칭부(22)출력)를 출력단(OUT)으로 출력시키거나(천이영역으로 판별된 경우) 또는 천이영역성분 검출신호를 비 천이영역 신호성분으로 변환시켜 출력단(OUT)으로 출력시켜준다.

예를들어 기준폭(NTHl)(NTH2)을 3클록 내지 7클록(NTH1=3CLOCK, NTH2=7CLOCK)으로 설정하고 ROM(20)이 32비트의 데이타(D0 내지 D31)메모리 구조를 갖는 경우를 실시예로 하여 상기한 본 발명의 천이영역 검출동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제3도를 참조하면 이 경우의 실시예 회로구성을 나타낸 것으로, 천이영역 성분 검출수단(17)은 입력 영상신호의 1샘플 및 2샘플 지연을 위한 1샘플 메모리(1701)(1702)와, 이웃한 1샘플 및 2샘플 지연신호의 차신호를 산출하는 가산기(1703)(1704)(1705)와, 각 가산결과의 절대값을 산출하는 절대값 연산기(1706)(1707)(1708)와, 절대값 연산결과를 서로 비교하는 비교기(1709)(1710), 비교결과를 천이영역 성분 검출신호로 출력하는 앤드게이트(1711)로 구성되고, 상기 천이영역폭 검출수단(l8)은 천이영역 성분 검출시 클록(CLOCK)을 카운터(l802)에 공급해주는 앤드게이트(1801)와, 앤드게이트 출력을 천이영역 검출폭으로 카운트해주는 카운터(1802), 카운트 결과를 저장하는 출력 1비트 메모리(1803)(1804)(1805)(1806)(1807)와, 상기 천이영역 성분 검출신호를 반전시켜 메모리 클록으로 공급하는 인버터(1808)와, 카운터 캐리 출력을 카운터 초기화 신호로 공급해주는 인버터(1809) 및 앤드게이트(1810)로 구성되고, 상기 천이영역 판별수단(19)은 천이영역폭 검출신호를 기준폭(NTHl)(NTH2)과 비교하는 비교기(190l)(1902)와, 비교결과를 천이영역폭 판별결과로 출력해주는 앤드게이트(1903) 및 인버터(1904)와, 천이영역폭 판별결과에 의하여 상기천이영역폭 검출신호를 논리조합하여 ROM어드레스로 출력해주는 앤드게이트(1905)(1906)(1907)(1908)(1909)와, 상기 천이영역폭 검출신호를 소정시간 지연시켜 앤드게이트(1905 내지 1909)에 입력시켜주는 지연매칭부(1910)로 구성되고, 상기 출력 제어수단(21)은 ROM(20)의 출력 최하위비트 데이타로부터 차례로 천이영역 성분 검출신호를 논리곱하여 천이영역 검출신호로 출력시켜주는 앤드게이트(2101 내지 2132) 및 1비트 메모리(2133 대지 2164)로 구성된 것이다.

이에 따라 천이영역 검출동작은 다음과 같다.

입력 영상신호는 제4도의 (가)에서와 같은 클록(CLOCK)에 의하여 1샘플 메모리(1701)(1702)에 메모리되어 각각 l샘플 및 2샘플 지연처리되고, 가산기(1703)에서는 입력 영상신호와 1샘플 지연된 영상신호의 차신호를, 가산기(1704)에서는 1샘플 지연된 입력 영상신호와 2샘플 지연된 영상신호의 차신호를, 가산기(1705)에서는 입력 영상신호와 2샘플 지연된 영상신호의 차신호를 각각 출력하며, 각각의 차신호는 절대값연산기(1706)(1707)(1708)에서 절대값이 계산되어 출력된다.

출력된 차신호의 절대값은 비교기(1709)(1710)에서 비교되는데, 천이영역의 경우에는 2샘플차의 절대값이1샘플차의 절대값보다 큰 값이 된다.

즉, 천이영역에서 비교기(1709)(1710)의 비교결과는 하이가 되어 앤드게이트(1711)의 출력이 하이가 되고, 그 이외의 경우는 로우가 된다.

제4도의 (나)는 이와 같은 천이영역 성분의 검출결과를 나타낸다.

이 신호(앤드게이트(l711)의 출력)는 인버터(1808)로 제4도의 (다)와 같이 반전되어 1비트 메모리(1803내지 1807)의 메모리 클록으로 공급된다.

또한, 앤드게이트(1711)의 출력은 앤드게이트(1801)에 입력되고 시스템 클록(CLOCK)과 논리곱 되어 카운터(1802)의 클록으로 공급된다.

따라서 카운터(1802)는 천이영역 성분 검출신호(앤드게이트(1711)출력; 제4도의 (나)참조)가 하이인 구간동안 카운트를 수행하고 카운트 결과(Q0 내지 Q4)는 1비트 메모리(1803 내지 1807)에 인버터(1808)출력(제4도의 (다)참조)의 라이징 엣지에서 메모리된다.

즉, 천이영역 성분 검출신호(제4도의 (나)참조)의 폴링엣지에서 메모리된다.

한편, 천이영역 검출신호가 로우이거나 카운터(1802)에서 캐리(C)가 출력되어 인버터(1809)로 반전된 신호가 앤드게이트(1810)에 입력되면 그 출력이 로우신호로 카운터(1802)의 클리어신호(/CLEAR)로 입력되므로 카운터(1802)를 클리어시켜 준다.

메모리 출력데이타는 비교기(1901)(1902)에 입력되고 기준폭(NTH1=3)(NTH2=7클록)과 비교되어 카운트값이 3클록이상,7클록 이하인 구간에서만 제4도의 (라)에서와 같이 하이신호(앤드게이트(1903)출력)가 출력된다.

즉 천이영역 검출폭이 사용자가 설정해놓은 기준폭에 해당되는 경우에만 천이영역으로 판별해 내게 되는 것이다.

이 하이신호는 인버터(1904)로 반전되어 제4도의 (마)에서와 같이 앤드게이트(1905 내지 1909) 일측에 입력된다.

이 신호가 로우인 기간동안 앤드게이트(1905 내지 1909)의 출력은 로우(ADDR=00000)가 되고, 하이인 기간동안에는 지연매칭부(1910)의 출력인 천이영역 검출폭(카운트값; 메모리(1803 내지 1807)출력)이 ROM(20)의 어드레스(20)로 공급된다.

이와 같이 하여 공급되는 어드레스(ADDR)에 따라 ROM(20)에서는 제5도에 나타낸 바와 같은 일련의 출력제어 데이타를 그 출력단(D0 내지 D31)에서 출력하게 된다.

즉, ROM(20)의 출력중 최하위비트(D0) 데이타는 지연매칭부(22)를 통과한 천이영역 성분 검출신호와 앤드게이트(2101)로 논리곱되어 1비트 메모리(2133)에 입력되고,1비트 메모리(2133)의 출력은 다음의 최하위비트(Dl)데이타와 논리곱하여 1비트 메모리(2134)에 입력되며, 이와 같은 신호조합 과정이 최상위비트(D31)까지 이루어져서 최종적으로 제4도의 (바)와 같이 천이영역 검출신호를 출력하게 된다.

즉, 제4도의 (가)에서와 같이 사용자가 설정한 기준폭이 3클록(00011)에서 7클록(00l11)으로 제한하였으므로 이 구간이 검출되는 T1 및 T4구간의 천이영역 성분 검출신호가 천이영역 검출신호로 출력되고 나머지 T2, T3, T5구간은 3클록 미만 또는 7클록 초과의 경우이므로 비 천이영역 신호(ALL ZERO데이타 출력)로 변환시켜 출력되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 천이영역 성분검출시 입력된 화소와 이웃한 화소값의 차이값들의 이전과 이후의 화소 차이값과 비교하여 천이영역 성분을 인식하므로 잡음의 영향을 줄일수 있고 기준레벨 변화와 영상의 밝기 변화와 무관하게 일정한 천이영역 성분 검출결과를 얻을 수 있다.

또한 영상의 대역폭 변화에 용이하게 대응하여 천이영역폭에 대한 검출범위를 임의로 정할수 있으므로 다양한 대역폭의 입력신호(NTSC, PAL, VCR, S-VHS등)에도 용이하게 대처할 수 있으며, 정확한 천이영역의 검출을 통한 에러발생의 방지 및 화질향상을 기할수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 입력영상신호 성분을 이웃하는 화소와 절대값 비교하여 천이영역 성분인가를 판별하는 천이영역 성분판별과정과. 상기 판별결과 천이영역 성분인 경우 천이영역 성분을 카운트하고 카운트값을 사용자가 설정한 천이영역 기준폭과 비교하여 천이영역 기준폭에 해당되는가의 여부를 판별하는 천이영역폭 판별과정과, 상기 판별결과 천이영역 기준폭에 해당되는 경우 천이영역 성분으로 판별된 결과를 유지하고, 천이영역 기준폭에 해당되지 않는 경우에는 상기 천이영역 성분으로 판별된 결과를 비 천이영역 신호로 변환시켜 출력하는 검출출력 제어과정으로 이루어진 영상신호의 천이영역 검출방법.
2. 입력 영상신호와 이웃화소의 비교결과로부터 천이영역 성분의 유무를 검출해내는 천이영역 성분 검출수단(17)과, 검출된 천이영역 성분을 카운트하여 천이영역의 폭을 검출하는 천이영역폭 검출수단(18)과, 검출된 천이영역폭을 사용자가 설정한 기준폭(NTHl)(NTH2)과 비교하여 검출된 천이영역 성분의 대역폭이 천이영역 기준폭에 해당되는가를 판별하는 천이영역 판별수단(19)과, 상기 천이영역 판별과를 어드레스로 입력받아 천이영역 검출신호의 출력제어 데이타를 공급해주는 ROM(20)과, 상기 검출된 천이영역 성분을 ROM출력제어 데이타에 따라 선별 출력해주는 출력제어부(21)로 구성된 영상신호의 천이영역 검출장치.
3. 제2항에 있어서, 천이영역 성분 검출수단(17)은 입력 영상신호의 1샘플 및 2샘플 지연을 위한 1샘플메모리(1701)(1702)와, 이웃한 1샘플 2샘플 지연 신호의 차신호를 산출하는 가산기(1703) (l704) (1705)와, 각가산결과의 절대값을 산출하는 절대값 연산기(1706)(1707)(1708)와, 절대값 연산결과를 서로 비교하여 비교기(1709)(1710)와, 비교결과를 천이영역 성분 검출신호로 출력하는 앤드게이트(1711)로 구성된 영상신호의 천이영역 검출장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 천이영역폭 검출수단(18)은 천이영역 성분 검출시 클록(CLOCK)을 카운터(1802)에 공급해주는 앤드게이트(1801)와, 앤드게이트 출력을 천이영역 검출폭으로 카운트해주는 카운트(1802)와, 카운트 결과를 저장하는 출력 1비트 메모리(1803)(1804)(1805)(1806)(1807)와. 상기 천이영역 성분 검출신호를 반전시켜 메모리 클록으로 공급하는 인버터(1808)와, 카운터 캐리 출력을 카운터 초기화 신호로 공급해주는 인버터(1809) 및 앤드게이트(1810)로 구성된 영상신호의 천이영역 검출장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 천이영역 판별수단(19)은 천이영역폭 검춤신호를 기준폭(NTHl)(NTH2)과 비교하는 비교기(1901)(1902)와, 비교결과를 천이영역폭 판별결과로 출력해주는 앤드게이트(1903) 및 인버터(1904)와, 천이영역폭 판별결과에 의하여 상기 천이영역폭 검출신호를 논리 조합하여 ROM어드레스로 출력해주는 앤드게이트(1905)(1906)(1907)(1908)(1909)와, 상기 천이영역폭 검출신호를 소정시간 지연시켜 앤드게이트(1905 내지 1909)에 입력시켜주는 지연매칭부(1910)로 구성된 영상신호의 천이영역 검출장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 출력제어수단(21)은 ROM(20)의 출력 최하위비트 데이타로부터 차례로 천이영역 성분 검출신호를 논리곱하여 천이영역 검출신호로 출력시켜주는 앤드게이트(2101 대지 2132) 및 1비트메모리(2133 내지 2164)로 구성된 영상신호의 천이영역 검출장치.