KR0134706B1

KR0134706B1 - 영상 입출력 장치

Info

Publication number: KR0134706B1
Application number: KR1019940036113A
Authority: KR
Inventors: 황대환; 김선자; 박영덕; 최진상; 이의택
Original assignee: 양승택; 재단법인 한국전자통신연구원; 조백제; 한국전기통신공사
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1998-05-15
Also published as: KR960025189A

Abstract

본 발명은 개인용 컴퓨터(이하, PC라 칭함)에 애드 온(Add on) 보드 형태로 구현된 영상 입출력 장치에 관한 것으로, 현재 상용화 서비스를 개시하고 있는 ISDN 망의 장점을 부각, ISDN 활성화에 기여할수 있고, 별도의 전용 단말 또는 시스템이 아닌 PC에 장착할 수 있는 내장형 카드로 비교적 저가로 고품질의 서비스를 제공 받을 수 있는 효과가 있다. 또한 VGA 출력과 영상출력을 오버레이하는 기능을 부가, 그래픽 및 영상 화면을 PC 윈도우 환경하에 표현이 가능 하며, 영상 오버레이부에 포함된 비디오 램을 사용, 송수신 영상을 저장, 처리할 수 있으며, 그외 영상 루프백 기능을 이용, 고화질의 영상도 처리 가능하고, 별도의 NTSC 아날로그 출력 기능을 부가, 사영자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

영상 입출력 장치

제 1 도는 본 발명에 따른 영상 입출력 장치의 블럭도,

제 2 도는 제 1 도의 H.261 코덱모듈의 상세 구성 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : NTSC 디코더12 : H.261 코덱모듈

13 : NTSC 인코더14 : 시스템 제어부

15 : 컬러 스페이스 변환부

16 : 윈도우 및 오버레이 제어부

17 : 비디오 램18 : 비디오 램 변환부

본 발명은 개인용 컴퓨터(이하, PC라 칭함)에 애드 온(Add on) 보드 형태로 구현된 영상 입출력 장치에 관한 것이다.

이미 상용화 서비스를 개시하고 있는 ISDN은 전송 능력 및 전체전송 방식이 디지털화 되어 있다는 장점에도 불구하고 아직 PSTN 및 PSDN에 비해 일반 가입자에 널리 보급 되지 못하고 있는 실정이다.

따라서 기존의 PSTN 및 PSDN에서 제공하지 못하는 빠른 데이타 전송 능력등을 부가, 차별화 하는 서비스 및 단말의 개발이 시급한 실정이며 그 대표적인 단말 및 서비스의 예로 칼라 동영상 전화 및 영상회의 단말의 개발은 이에 가장 부합되는 방향이라 할수 있을 것이다.

종래의 ISDN상에서 구현되었던 영상 입출력 및 H.261 영상 코덱장치는 단지 동영상만을 입력, 출력하는 단순 영상 표시, 포착 기능만을 갖고 있는 영상 전화기로써의 기능만을 갖고 있었다. 따라서 영상 전화 통화 도중 발생되는 송/수신 영상 신호를 저장하거나 특정용도에 따라 처리하기 위해서는 이를 위한 별도의 복잡한 기능이 부가되어야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 첫번째 목적은 이미 국내에 수백만대 이상 보급되어 있는 PC에서 PC의 기능 및 그 입출력 장치를 공유할 수 있어 비교적 수월하고, 저가에 다기능을 구현할 수 있도록 PC에 애드 온(Add on) 보드 형태로 구현되는 영상 입출력 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

두번째 목적은 화면 표시 방식으로 대부분의 PC 사용자에 익숙한 윈도우 환경하에서 별도의 영상 전용 모니터를 구비 하지 않고도 PC의 VGA 출력과 영상 출력을 오버레이 시켜, PC의 일반 멀티-싱크(multi-sync) 모니터에 그래픽(graphic) 출력과 영상을 동시에 출력시킬 수 있는 영상 입출력 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

세번째 목적은 PC의 모니터로 캐드(CAD)등의 고해상도 그래픽 화면을 보는 사용자를 위해, 일반 TV에 영상을 출력할 수 있는 NTSC(National Television System Committee) 아날로그 출력 기능의 영상 입출력 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, NTSC(National Television System Committee) 아날로그 영상 신호(CVBS:Composite Video Blanking Signal, S-VIDEO)를 입력받아 CCIR601 디지털 신호 규격의 영상신호(Y,CbCr,Sync)로 변환하는 NTSC 디코딩수단과, 상기 CCIR601 디지털 신호 규격의 영상신호(Y,CbCr,Sync)를 소정의 포맷으로 정형화 하여 출력하는 코덱모듈과, 상기 코덱수단에서 소정의 포맷으로 정형화되어 출력되는 CCIR601 형태의 디지탈 영상신호(Y,CbCr,Sync)를 표준 NTSC 아날로그 신호로 변환하는 NTSC 엔코딩수단과, 상기 코덱수단의 출력 신호를 입력받아 R, G, B 신호로 변환하는 컬러 스페이스 변환수단(Color space converter)과, 상기 컬러 스페이스 변환 수단의 출력신호를 스케일링(scaling) 및 패닝(panning)을 하고 입력되는 그래픽 정보와의 오버레이를 위해 컬러 키(color key) 정보를 생성하는 윈도우 및 오버레이 제어수단(Windows overlay controller)과, 상기 코덱수단과 윈도우 및 오버레이 제어수단을 제어하는 시스템 제어수단과, VGA의 신호 접속을 위해 VGA 그래픽 정보를 출력하는 피쳐 연결수단(Feature connector)과, 상기 VGA 그래픽 정보와 비디오 램(RAM)을 통해 입력되는 윈도우 및 오버레이 제어수단의 출력신호를 컬러 키 정보에 따라 다중화하여 아날로그 RGB 신호를 출력하는 비디오 램 변환수단(Video RAMDAC)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 영상 입출력 장치는 IBM PC의 ISA 버스 슬롯(bus slot)에 애드 온(add-on) 카드 형태로 장착 할 수 있으며 그 구체적인 구성 형태는 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 따른 영상 입출력 장치의 블럭도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 의하면, 비디오 카메라에서 입력된 NTSC 아날로그 영상 신호(CVBS:Composite Video Blanking Signal, S-VIDEO)는 NTSC 디코더(11)를 통해 휘도(luminance)와 색도(chrominance) 성분의 배분이 4:2:2 형태를 갖는 CCIR601 디지털 신호 규격의 영상신호(Y,CbCr,Sync)로 변환되며, 시스템 제어부(14)의 관장하에 H.261 코덱모듈(12)의 입력 요구형태인 수직 동기신호 29.97Hz, 수평 동기신호 15.734KHz 그리고 720*240의 논-인터런스트(non-interlaced) 포맷으로 정형화 시킨다.

H.261 코덱모듈(12)에서 출력되는 CCIR601 형태의 디지탈 영상신호(Y,CbCr,Sync)는 TV에 화면을 출력시키기 위해 NTSC 엔코더(13)로 입력되면 표준 NTSC 아날로그 신호로 변환된다.

PC의 멀티싱크 모니터에 영상 화면을 출력시키기 위해 H.261 코덱모듈(12)의 출력 신호는 컬러 스페이스 변환부(Color space converter)(15)로 입력, 다음과 같이 R, G, B 각각 8비트의 신호로 변환된다.

R = Y + 0.526Cr

G = Y - 0.129Cb + 0.268Cr

B = Y + 0.665Cb

그리고 PC의 윈도우 및 오버레이 제어부(Windows overlay controller)(16)는 PC의 멀티싱크 모니터에 PC 윈도우(windows) 환경하에 부합되는 영상신호를 생성 시키기 위해 CCIR601 형태의 영상신호를 스케일링(scaling), 패닝(panning)하여 주며, 또한 VGA의 신호접속을 위해 사용되는 26핀 피쳐 콘넥터(Feature Connector)(19)를 통해 들어오는 VGA 그래픽 정보와의 오버레이를 위해 컬러 키(color key) 정보를 생성한다.

상기 PC 윈도우 및 오버레이 제어부(windows overlay controller)(16)에서 출력되는 영상신호는 비디오 램(RAM)(17)을 통해 픽셀의 기준 신호 및 수평, 수직 동기(Sync VGA Pixel)가 VGA 출력 신호에 맞춰져 동일 영역에서의 처리가 가능하도록 하여 준다.

비디오 램 변환부(Video RAMDAC)(18)는 이들 각각의 VGA 출력 신호와 영상 출력신호를 PC의 윈도우 환경에 부합하도록 컬러 키(color key) 정보에 따라 다중화 시킨후 이들 다중화된 디지털 신호는 D/A 변환기를 통해 아날로그 RGB 신호로 전환되어 멀티싱크 PC 모니터를 통해 출력 되어진다.

상기 H.261 코덱부에 의한 H.261 코드 흐름은 적용 응용 대상에 따라 다음 2가지로 나눌수 있다.

첫째, H.261 코덱부로의 H.261 코드 입출력을 PC의 자원인 DMA 제어기(controller)를 사용하여, PC의 주 메모리로 저장, 송수신하는 방법으로 PC의 자원 할당, 또한 H.261 코드를 ISDN에 접속 할때 별도의 직렬 데이타 전송 제어기를 부가 해야 한다는 문제점이 있는 반면, 영상 자동 응답등의 다양한 서비스를 고려할 수 있다는 장점이 있다.

두번째 방법으로는 H.261 코덱에 입출력되는 코드를 직접 망에 접속 시키는 것으로, H.261 코드의 흐름은 경로(path) 제어 신호에 따라 PC와의 연결 통로가 절체되며 병렬-직렬 데이타 변환 FIFO, 그리고 직렬-병렬 데이타 변환 FIFO를 통해 FEC(forward error correction)부에 접속된다.

상기 두번째 방법은 첫번째 방법에서 사용되었던 PC 자원의 절감과, 직접 코드를 망에 접속시킴으로서 FIFO 및 메모리 사용에 수반 되었던 영상 신호 지연등을 감소 시킬 수 있다.

다음은 흐름 제어 신호에 따른 H.261 코드의 연결 상태를 나타낸다.

제 2 도는 제 1 도의 H.261 코덱모듈의 상세 구성 블럭도로서, 외부의 PC 주 메모리부(201)에 연결된 양방향 버퍼(202)와, 상기 양방향 버퍼(202)에 연결되며 외부로 부터 DACKO²신호가 입력되면 동작되는 단방향 버퍼(203)와, 상기 양방향 버퍼(202)에 연결되며 외부로부터 DACK3²신호가 입력되면 동작되는 단방향 버퍼(204)와, 상기 단방향 버퍼(203)에 연결된 인코더 FIFO(First In First Out)(206)와, 상기 단방향 버퍼(204)에 연결된 디코더 FIFO(207)와, 상기 양방향 버퍼(205), 인코더 FIFO(206) 및 디코더 FIFO(207)에 연결되는 H.261코덱부(208)와, 상기 인코더 FIFO(206)에 연결되는 단방향 버퍼(213)와, 상기 인코더 FIFO(207)에 연결되는 단방향버퍼(214)와 상기 단방향 버퍼(213,214)에 각각 연결되고 외부의 FEC(210)를 통하여 IDSN(209)에 접속되도록 하는 병렬-직렬 변환 FIFO(211), 직렬-병렬 변환FIFO(212)와, 상기 두 단방향 버퍼(213,214)에 경로 제어 신호를 공급하는 부정 논리합 게이트를 구비한다.

상기와 같이 구성되는 H.261 코덱모듈(12)에 의해 부호화 및 복호화 되어야 할 H.261 코드의 흐름을 설명하면 다음과 같다.

첫째, H.261 코드가 PC 주 메모리(201)로 입출력되는 방식으로, 경로 제어 신호(DIRECT)가 논리 ‘0’일 경우 병렬-직렬 변환 FIFO(PTS ENCODER FIFO)(211)와 직렬-병렬 변환 FIFO(STP DECODER FIFO)(212)에 연결된 각각의 단방향 버퍼(UNI BUFFER)(213,214)의 입출력 상태는 하이 임피던스(High-impedance) 상태가 되어 절체상태가 되고, 이에 따라 H.261 코덱부(208)에 접속되어 H.261 코드의 입출력 흐름을 제어하는 각각의 병렬 변환 FIFO(PTP ENCODER FIFO, PTP DECODER FIFO)(206,207)와의 연결이 끊어지게 된다.

반면 PC에 대한 DMA 요구인 DRQO가 논리 ‘1’이 되고 그에 대한 응답인 DACKO²신호가 논리 ‘0’이 됨에 따라 병렬 변환 FIFO(206)에 저장된 H.261 코드는 단방향 버퍼(203)와 양방향 버퍼(202,205)가 PC쪽으로 열리면서 PC의 주 메모리(201)로 H.261 코드를 읽을 수 있도록 한다. 반대로 PC의 주 메모리(201)에 저장되어 있던 H.261 코드는 DMA 채널 DRQ3가 논리 ‘1’상태가 되고 그에 대한 응답으로 논리 ‘0’상태가 되는 DACK3²신호에 의해 양방향 버퍼(202,205)와 단방향 버퍼(204)가 병렬 변환 FIFO(PTP DECODER FIFO)(207)로 열림으로써 PC의 주 메모리(201)에 있던 H.261 코드는 병렬 변환 FIFO(PTS DECODER FIFO)(207)로 송신되며 이 송신된 H.261 코드는 H.261 코드는 H.261 코덱부(208)로 입력되어 원래의 영상을 복원하게 된다.

이와 같은 H.261 코드제어는 해당 코드가 PC의 주 메모리로 저장되므로 영상 응답 서비스 및 영상에 대한 그래픽 처리등이 가능하다는 장점이 있으나 실제 이들 코드가 ISDN 전송로를 통해 양방향 송수신이 되게 하기 위해서는 송신측에서는 8비트 병렬 데이타를 직렬 데이타로, 수신측에서는 입력된 직렬 데이타를 병렬 데이타로 변환하여주는 직렬 데이타 전송기를 부가하여야 한다.

둘째, H.261 코드가 직접 ISDN과 접속될 수 있는 방식으로, 경로 제어신호(DIRECT)가 논리 ‘1’일 경우 단방향 버퍼(213,214)는 하이임피던스 상태에서 데이타를 입출력할 수 있는 상태로 변환된다. 이때 단방향 버퍼 및 양방향 버퍼(202)는 PC에 대한 DNA요구인 IRQO 및 IRQ3의 요구가 없으므로 DACKO²및 DACK3²가 논리 ‘1’상태가 되어 절체상태가 된다. 따라서 H.261 코덱부(208)에서 출력되어 병렬 변환 FIFO(206)에 저장된 H.261 코드는 단방향 버퍼(213)를 통해 병렬-직렬 변환 FIFO(211)로 입력되며 이 입력된 8비트의 병렬 데이타는 직렬로 변환되어 FEC(210) 송신단을 통해 직렬-병렬 변환 FIFO(212)로 입력되며 다시 이 FIFO에서 8비트 병렬 데이타로 변환,단방향 버퍼(214)를 통해 병렬 변환 FIFO(207)로 보내지고 이 병렬 변환 FIFO(207)에 입력된 H.261 코드는 H.261 코덱부(208)로 입력되어 원래의 영상을 복원할 수 있게된다.

이와 같은 코드제어 방식을 사용할 경우 H.261 코드를 FEC(210) 및 ISDN(209)에 용이하게 접속할 수 있으며 PC자원인 DMA 채널을 절약하고 PC의 주 메모리에 H.261 코드가 저장됨으로서 야기되는 영상신호 지연을 감소시킬 수 있다.

상기한 바와같이 본 발명에 의하면 현재 상용화 서비스를 개시하고 있는 ISDN 망의 장점을 부각, ISDN 활성화에 기여할 수 있고, 별도의 전용 단말 또는 시스템이 아닌 PC에 장착할 수 있는 내장형 카드로 비교적 저가로 고품질의 서비스를 제공 받을 수 있는 효과가 있다.

그리고, VGA 출력과 영상출력을 오버레이하는 기능을 부가, 그래픽 및 영상 화면을 PC 윈도우 환경하에 표현이 가능 하며, 영상 오버 레이부에 포함된 비디오 램을 사용, 송수신 영상을 저장, 처리할 수 있으며, 그외 영상 루프백 기능을 이용, 고화질의 영상도 처리 가능하고, 별도의 NTSC 아날로그 출력 기능을 부가, 사용자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 았다.

Claims

NTSC(National Television System Committee) 아날로그 영상신호(CVBS:Composite Video Blanking Signal,S-VIDEO)를 입력받아 CCIR601 디지털 신호 규격의 영상신호(Y,CbCr,Sync)로 변환하는 NTSC 디코딩수단(11)과,

상기 CCIR601 디지털 신호 규격의 영상신호(Y,CbCr,Sync)를 소정의 포맷으로 정형화 하여 출력하는 코덱모듈(12)과,

상기 코덱수단(12)에서 소정의 포맷으로 정형화되어 출력되는 CCIR601 형태의 디지탈 영상신호(Y,CbCr,Sync)를 표준 NTSC 아날로그 신호로 변환하는 NTSC 엔코딩수단(13)과,

상기 코덱수단(12)의 출력 신호를 입력받아 R, G, B 신호로 변환하는 컬러 스페이스 변환수단(Color space converter)(15)과,

상기 컬러 스페이스 변환수단(15)의 출력신호를 스케일링(scaling) 및 패닝(panning)을 하고 입력되는 그래픽 정보와의 오버레이를 위해 컬러 키(color key) 정보를 생성하는 윈도우 및 오버레이 제어수단(Windows overlay controller)(16)과,

상기 코덱수단(12)과 윈도우 및 오버레이 제어수단(16)을 제어하는 시스템 제어수단(14)과,

VGA의 신호 접속을 위해 VGA 그래픽 정보를 출력하는 피쳐 연결수단(Feature connector)(19)과,

상기 VGA 그래픽 정보와 비디오 램(RAM)(17)을 통해 입력되는 윈도우 및 오버레이 제어수단(16)의 출력신호를 컬러 키 정보에 따라 다중화하여 아날로그 RGB 신호를 출력하는 비디오 램 변환수단(video RAMDAC)(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 입출력 장치,
제 1 항에 있어서, 상기 코덱모듈(12)은,

상기 CCIR601 디지털 신호 규격의 영상신호를 소정의 수직 동기신호, 소정의 수평 동기신호 그리고 소정의 논-인터런스트(non-interlaced) 포맷으로 정형화 시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 입출력 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 코덱모듈(12)은,

적용 응용 대상에 따라 소정의 코드가 개인용 컴퓨터의 주 메모리(201)로 입출력되거나 직접 망에 접속되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 입출력 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 코덱모듈(12)은,

외부의 PC 주 메모리부(201)에 연결된 양방향 버퍼(202)와,

상기 양방향 버퍼(202)에 연결되며 외부로 부터 DACKO²신호가 입력되면 동작되는 단방향 버퍼(203)와,

상기 양방향 버퍼(202)에 연결되며 외부로 부터 DACK3²신호가 입력되면 동작되는 단방향 버퍼(204)와,

상기 단방향 버퍼(203)에 연결된 인코더 FIFO(First In First Out)(206)와,

상기 단방향 버퍼(204)에 연결된 디코더 FIFO(207)와,

상기 양방향 버퍼(205), 인코더 FIFO(206) 및 디코더 FIFO(207)에 연결되는 코덱부(208)와,

상기 인코더 FIFO(206)에 연결되는 단방향 버퍼(213)와,

상기 인코더 FIFO(207)에 연결되는 단방향 버퍼(214)와,

상기 단방향 버퍼(213,214)에 각각 연결되고 외부의 FEC(210)를 통하여 IDSN(209)에 접속되도록 하는 병렬-직렬, 직렬-병렬 변환 FIFO(211,212)와,

상기 두 단방향 버퍼(213,214)에 경로 제어 신호를 공급하는 부정논리합 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 입출력 장치