KR0152045B1 - 디지탈브이시알의 가변속 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈브이시알의 가변속 재생장치에 관한 것으로, 트랙상에서 헤드의 수평위치와 수직위치에 따라 캡스턴의 회전속을 가변시켜 기록매체의 이동속도를 조정하면 헤드는 비선형적으로 주행하면서 데이타를 읽어낸다. 따라서, 정상재생은 물론 배속재생시 헤드가 필요한 I프레임을 정확하게 읽어낼 수 있게 되여 화질이 열화을 근원적으로 방지할 수 있으며 양호한 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

디지탈브이시알(DVCR)의 가변속 재생장치

제1도는 1GOP단위로 압축하여 기록하는 경우 I프레임의 배치도.

제2도는 I프레임을 계층화하기 위해 저해상도성분에 따라 구분하는 것을 나타내는 예시도.

제3도는 배속재생시 헤드의 주행궤적을 나타내는 예시도.

제4도는 본 발명의 디지탈브이시알의 가변속 재생장치의 구성도.

제5도는 본 발명에 따른 헤드의 주행궤적을 나타내는 예시도.

제6도는 제4도의 각부파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 수직위치검출부 20 : 수평위치검출부

30 : 헤드궤적조정부 40 : 드럼제어부

50 : 드럼구동부 60 : 캡스턴제어부

70 : 캡스턴구동부 80 : 캡스턴속도검출부

90 : 드럼모터 100 : 캡스턴모터

본 발명은 프레임간의 차분정보를 이용하여 영상데이타를 압축하는 고압축방식에 따라 화상을 기록하거나 재생하는 디지탈브이시알(DVCR)에 관한 것으로, 특히 헤드위치에 따라 캡스턴모터를 가변적으로 구동제어함으로써 I프레임의 유실을 최소화하여 궁극적으로 양호한 영상을 얻을 수 있도록 한 디지탈브이시알의 가변속 재생장치에 관한 것이다.

MPEG(동영상전문가그룹)에서 제안한 권고안중 동영상데이타에 관한 세부사항에 따르면, 동영상데이타는 여러종류의 층으로 된 계층구조의 비트열형태로 이루어진다. 즉, 선두에 비디오시퀀스층이 위치하며 이어서 GOP(Group Of Picture)층, 프레임층, 슬라이스층, 매크로블럭층, 블럭층이 뒤따르는 데이타구조를 갖는다. 일예로 GOP층은 IBBPBBP‥‥형태를 갖는 것이 일반적이며, 프레임층은 자신의 정보만으로 이루어진 I프레임과 전방 또는 전/후방의 정보와의 차분을 취하여 부호화하는 P프레임과 B프레임등으로 구분되며 각 프레임은 복수의 슬라이스층으로 이루어지는 계층구조를 갖는다. 일반적으로, 연속된 동화상에서는 전후의 화상과 현재의 화상과는 거의 유사하므로 전방과 후방의 프레임과의 차분을 구하여 부호화하므로써 처리데이타량을 줄인다. 또, 차분치를 부호화함과 아울러 동벡터(Motion Vector)를 이용하여 동보상(Motion Compensation)하여 데이타량을 더욱 줄이는 기법을 사용한다.

이러한 MPEG의 압축화상방식에 있어서, 변속재생(Trick Play)을 수행하는 경우 재생가능한 부분은 전,후프레임과 상관관계가 없으며 자신의 정보만으로 이루어진 I프레임을 이용하여 양질의 화상을 얻기 위한 변속재생방식이 제시되었다. 이를 위해 자기기록매체에 영상데이타를 기록할 경우 1GOP단위로 데이타를 기록하는 전형적인 예를 도시하면 제1도와 같다.

제1도는 1GOP단위로 압축하여 기록하는 경우 I프레임의 배치도이다. 제1도에서 I프레임은 중요도에 따라 트랙상에 분할배치하며, 고속재생시 I프레임을 선별적으로 재생하게 되면 해당 배속에 따른 영상을 얻는다. 이를 위해 제2도와 같이 중요성분에 따라 I프레임을 계층화할 필요가 있는데, 저해상도순으로 분류할 경우 제1계층에서 제5계층으로 나누는 방법이 널리 사용된다. 제1계층은 저역성분만으로 이루어지며, 범위가 넓어지면서 고역성분을 포함한다. 즉, 좌상(左上)쪽으로 갈수록 변화율이 적은 DC성분이 많아지고 우하(右下)쪽으로 갈수록 변화율이 큰 AC성분이 많아진다.

이와 같이 I프레임을 계층화하는 목적은 고속으로 재생시 화면이 어지럽게 변화하므로 움직임에 대한 사람의 시각특성을 고려할때 자신의 정보만으로 이루어진 I프레임의 저역성분만으로도 유효한 영상재현이 가능하여 화면전체의 윤곽을 파악할 수 있기 때문이다.

제3도는 배속재생시 헤드의 주행궤적을 나타내는 예시도로서, 실선은 16배속으로 재생할 경우 헤드의 주행궤적을 나타내는 것이며 파선은 8배속 재생시 헤드의 주행궤적을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 각각의 배속재생시 마다 공통으로 헤드가 통과하는 지점에 우선도가 높은 I프레임(화상데이타)을 계층적으로 배치하게 되면 각 배속에 따라 데이타를 공용할 수 있을 뿐만 아니라 정상속도로 재생시에도 공용할 수 있다. 즉, 2배속, 4배속, 8배속, 16배속으로 배속재생시 중요도에 따라 기록매체에 I프레임을 계층적으로 배치하고 해당 배속재생에 필요한 I프레임을 선별적으로 읽어내면 고역성분 데이타가 없더라도 시각특성상 눈에 띄지 않아 유효한영상을 재현할 수 있다. 이와 같이 해당 배속에서 필요한 화상데이타를 공통지점에 집중적으로 배치하면 특정부분을 스킵하거나 보고싶은 장면을 서치할 때 짧은 시간에 원하는 부분을 찾을 수 있었다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 의하면 배속재생시 헤드를 주행시키기 위한 드럼모터와 기록매체를 이동시키는 캡스턴모터는 해당 배속에 따라 구동하게 되므로 일단 배속이 정해지면 설정된 배속에 상응하게 정속(定速)으로 구동되며, 이를 제어하는 서보부(드럼과 캡스턴을 포함)에 의해 제어되는 헤드의 주행궤적은 선형적으로 나타나게 된다. 따라서, 고배속(일예로 4배속이상)으로 재생시에는 집중적으로 배치된 I프레임중에서 해당 배속에 필요한 데이타를 읽지 못하는 경우가 자주 발생될 뿐만 아니라 이를 서보부가 조정하는데 시간적인 지연이 발생하고 해당배속에 필요한 I프레임의 유실등으로 인해 돌발적으로 눈에 거슬리는 화질열화현상이 화면상에 나타나는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 트랙상에서 헤드가 차지하는 수평측위치와 수직측위치에 따라 캡스턴모터의 속도를 가변적으로 구동제어함으로써 고속으로 재생시에도 양호한 영상을 얻을 수 있도록 한 디지탈브이시알의 가변속 재생장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 드럼구동부와 캡스턴구동부에 의해 각각 구동되는 드럼과 캡스턴을 설정모드로 구동시키기 위해, 트랙상의 헤드위치에 따라 캡스턴의 회전속을 가변시킴으로써 고속재생시 헤드가 소정의 배속재생에 필요한 I프레임을 선별적으로 읽어내어 재생하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치에 있어서, 상기 트랙의 수직방향에 대해 헤드의 현재위치를 검출하기 위해 드럼의 회전속에 비례하는 드럼PG신호와 그 드럼FG신호를 비교하기 위한 소정의 기준클럭을 입력받아 그 차이에 상응하는 수직위치신호를 출력하는 수직위치검출부와, 상기 헤드가 픽업한 재생신호로부터 추출되는 트랙킹신호를 입력받아 상기 트랙의 수평방향에 대해 헤드의 현재위치를 나타내는 수평위치신호를 출력하는 수평위치검출부와, 상기 수직위치검출부와 수평위치검출부의 출력측에 각각 연결되며, 외부로부터 입력되는 변속명령신호에 따라 헤드궤적을 변경하기 위해 상기 수직위치신호와 수평위치신호에 따라 속도변위신호를 캡스턴제어부로 출력하는 헤드궤적조정부와, 상기 변속명령신호를 입력받으며, 변속명령신호에 대응하는 변속수로 드럼모터를 구동시키기 위해 드럼속도제어신호를 드럼구동부로 출력하는 드럼속도제어부와, 상기 헤드궤적조정부의 출력단에 접속되며, 상기 속도변위신호와 캡스턴FG신호에 따라 캡스턴모터의 회전속을 가변시키기 위해 캡스턴속도제어신호를 캡스턴구동부로 출력하는 캡스턴제어부에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명의 디지탈브이시알의 가변속 재생장치의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명은 수직위치검출부(10)와 수평위치검출부(20)에 각각 연결된 헤드궤적조정부(30)를 구비한다. 캡스턴모터(100)에 의해 좌에서 우로 전송되는 기록매체(A)로부터 신호를 픽업하는 헤드(91)는 캡스턴모터(100)보다 앞쪽에 위치하는 드럼에 설치되는 것이 일반적이다. 종래의 아날로그방식의 브이시알에서와 같이 디지탈브이시알에서도 신호재생계와 서보제어계로 대분할 수 있다. 먼저, 기록된 신호를 픽업하여 재생하는 신호재생계에 대한 구체적인 설명은 이미 알려져 있으므로 간략히 설명한다. 헤드(91)에 의해 픽업된 신호는 그 크기가 미약하므로 신호처리가 가능하도록 적정크기로 증폭시키기 위해 증폭기(110)에 인가된다. 증폭기(110)에서 증폭된 신호는 픽업동작 또는 증폭동작에 의해 발생되는 신호의 비선형적특성을 보상하기 위해 등화기(120)에 인가되며, 증폭신호가 갖는 이득과 위상을 조정하는 등화과정을 통해 특성보상된 등화신호는 동기록킹(locking)하기 위해 PLL/데이타검출부(130)에 인가된다. PLL/데이타검출부(130)를 통해 동기록킹된 재생신호는 데이타발생량이 유동적이므로 시간적으로 일정하게 유지할 필요가 있다. 이를 위해 PLL/데이타검출부(130)의 출력측에 Time Base Correction(이하, TBC라 약칭한다)(140)가 연결된다. TBC(140)는 일종의 버퍼메모리로서 유동적인 데이타를 입력받아 일정량 만큼 데이타를 읽어내는 것으로, 도시하지 않은 마이컴에서 출력하는 읽기어드레스(Read)와 쓰기어드레스(Write)에 따라 데이타를 저장하거나 출력한다. 이에 대한 입출력파형은 제6도에 도시되어 있다.

한편, 서보제어계는 드럼모터(90)와 캡스턴모터(100)를 제어하기 위해 재생신호나 드럼모터(90)와 캡스턴모터(100)에서 발생되는 자신의 정보신호를 입력받는다. 종래에는 드럼모터(90)가 구동되기 시작하면 그 회전속도에 비례하여 발생하는 드럼PG신호와 드럼FG신호를 이용하여 드럼모터(90)를 제어하며, 캡스턴모터(100)의 회전에 의해 발생되는 캡스턴FG와 재생신호로부터 추출되는 트랙킹신호를 이용하여 캡스턴모터(100)를 구동제어하였다.

전술한 바와 같이, 이러한 종래의 서보제어계는 드럼모터(90)와 캡스턴모터(100)가 주어진 동작모드에 따라 정속회전하게 되므로 헤드(91)가 선형적으로 주행하면서 해당 데이타를 읽어낸다. 따라서, 외부요인등으로 인해 정해진 궤적을 이탈하는 경우 필요데이타를 읽지 못하여 데이타의 유실이 발생되고, 본래의 궤적으로 복귀하는데 시간지연이 발생됨으로 인해 화질열화가 나타나 눈에 거슬리는 현상이 발생되었다.

본 발명에서는 트랙상에 주행하는 헤드(91)의 위치를 파악하여 이를 척도로 서보제어하므로써 필요데이타의 유실로 인한 화질열화를 최소화하기 위한 것이다. 이를 위해 헤드궤적조정부(30)가 추가로 구성되며, 상기 헤드궤적조정부(30)는 수직위치검출부(10)와 수평위치검출부(20)로부터 위치검출신호를 인가받아 헤드(91)의 궤적을 변경할 것인지를 결정한다. 물론, 헤드(91)의 궤적을 변경하려는 것은 트랙에 기록된 데이타를 빠짐없이 읽기 위한 것이며, 규정치와 오차가 발생하는 경우 이를 수정하여 원하는 데이타를 읽어낼 수 있도록 조정하기 위한 것이다.

먼저, 제4도에서 수직위치검출부(10)는 드럼모터(90)로부터 드럼PG신호를 입력받음과 아울러 도시하지 않은 발진부로 부터 기준클럭을 입력받는다. 수직위치검출부(10)는 드럼PG신호가 입력되면 다음 드럼PG신호가 인가될 때까지 기준클럭을 이용하여 그 발생간격을 계수하며, 그 계수값에 따라 현재 헤드(91)가 기록매체의 폭방향으로 즉, 수직방향으로 위치해 있는가를 나타내는 수직위치신호를 헤드궤적조정부(30)로 출력한다. 일예로, 드럼이 정속주행할때 하이상태의 드럼PG신호의 발생간격을 소정 주파수로 인가되는 기준클럭으로 계수한 다음 그 계수값을 드럼(92)의 회전주기로 나누면 헤드(91)의 이동에 따른 수직위치를 검출할 수 있다. 또, 수평위치검출부(20)는 트랙킹신호를 입력받아 기록매체의 이동방향 즉, 수평방향에 대한 헤드(91)의 현위치를 판별하여 그에 상응하는 수평위치신호를 헤드궤적조정부(30)로 출력한다. 상기 트랙킹신호는 증폭기(110)에 의해 증폭된 재생신호로 부터 도시하지 않은 트랙킹신호검출부에 의해 추출된다. 한편, 헤드궤적조정부(30)는 외부로 부터 변속명령신호가 입력되면 그에 상응하게 변속재생을 하기 위해 캡스턴제어부(60)로 속도변위신호를 출력하는데, 각 동작모드에 따라 헤드(91)가 주행하도록 속도변위신호를 출력한다. 즉 헤드궤적조정부(30)는 정상모드, 2배속, 4배속, …에 상응하는 캡스턴모터(100)의 구동방식을 규정한 테이블 또는 계산식을 이용하여 수직위치신호와 수평위치신호가 입력되면 헤드(91)의 현재위치가 적정한 지를 판별한다. 판별결과 헤드(91)의 현위치가 늦거나 빠른 경우 이를 수정하기 위한 속도변위신호를 출력한다. 상기 속도변위신호를 입력받는 캡스턴제어부(60)는 캡스턴FG신호를 입력받는 캡스턴속도검출부(80)로부터 캡스턴속도신호를 입력받아 기록매체(A)의 이동속도를 조정시킬 것인지를 판별하여 그에 따른 캡스턴속도제어신호를 캡스턴구동부(70)로 출력한다. 캡스턴구동부(70)는 캡스턴속도제어신호에 따라 기록매체(A)를 이동시키기 위한 구동신호를 캡스턴모터(100)로 출력한다. 한편, 헤드궤적조정부(30)에 인가되는 변속명령신호의 일단을 인가받는 드럼제어부(40)는 드럼FG신호를 입력받는 드럼속도검출부(93)로부터 드럼속도신호를 입력받아 상기 변속명령신호에 따라 드럼(92)을 구동시키기 위해 드럼구동부(50)로 드럼속도제어신호를 출력하고, 이에 따라 드럼구동부(50)의 구동신호에 의해 드럼모터(90)는 정속회전한다.

이와 같이 헤드궤적조정부(30)에 의해 제어되는 서보제어계는 정상모드에서 배속모드로 변속되는 경우에도 헤드(91)의 위치에 따라 캡스턴모터(100)를 가변속으로 구동시키므로 특히 고속재생시 발생확률이 높은 데이타의 유실을 최소화할 수 있다. 제5도는 본 발명에 따른 헤드의 주행궤적을 나타내는 예시도로서 헤드(91)의 궤적은 비선형적으로 나타나게 된다. 따라서, 기록매체에 I프레임을 각 배속재생에 따라 중첩되게 배치하지 않은 경우에도 헤드궤적조정부(30)의 제어에 의해 원하는 I프레임을 헤드(91)가 읽어낼 수 있다. 제5도에서 중요도가 가장 높은 I프레임은 흑색으로 칠해진 부분(a)이고 가장 중요도가 낮은 I프레임은 백색부분(c)이고 중간정도의 I프레임은 빗금친 부분(b)이다. 물론, 기록매체의 기록방식마다 I데이타를 배치하는 포맷(format)을 가지고 있으므로, 이 포맷에 대한 정보에 따라 헤드궤적조정부(30)가 서보제어를 수행하므로써 각 동작모드로 변속재생할 수 있다.

여기서, 상기 헤드궤적조정부(30)는 다음 세가지 조건을 고려하여 캡스턴의 구동동작을 제어하여야 양호한 영상재현이 가능하다. 첫째, 전술한 신호재생계에 있어서 PLL/데이타검출부(130)가 동기록킹하기 어려울 정도로 가변속제어하는 경우 둘째, TBC(140)가 시간축 고정이 흔들리는 정도로 가변속제어하는 경우 셋째, 기록매체에 손상을 줄 정도로 가변속제어하는 경우와 같이 헤드궤적조정부(30)가 과도하게 가변속제어하는 경우에는 시간적으로 I프레임이 혼재하거나 I프레임을 읽기가 어려우므로 화질에 악영향을 미친다. 상기 세가지 조건내에서 헤드궤적조정부(30)는 가변속제어하여야 한다.

상술한 실시예에서는 적용하지 않았으나 수직위치검출부(10)가 드럼PG신호의 발생간격을 계수하기 위해 입력받는 기준클럭 대신에 드럼모터(90)에서 발생하는 드럼FG신호를 사용하여 발생간격을 계수하므로써 헤드(91)의 수직위치를 검출할 수 있다. 또, 수평위치검출부(20)도 트랙킹신호 대신에 헤드(91)가 픽업한 재생신호와 엔벨로프를 검출하여 그 크기레벨을 이용하여 헤드(91)의 수평위치를 검출하거나 기록매체에 기록된 파일럿신호에 의해서도 헤드(91)의 수평위치를 검출할 수 있다. 아울러 수평위치검출부(20)는 기록매체(A)의 콘트롤트랙에 기록된 콘트롤신호와 캡스턴속도검출부(80)가 출력하는 캡스턴속도신호를 적분하므로써 얻어지는 기록매체(A)의 이동거리에 따라 헤드의 수평위치를 검출할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 재생시 기록매체를 전송하는 캡스턴의 구동동작을 가변적으로 제어함에 따라 헤드가 고정된 궤적을 따라가지 않고 재생용 I데이타를 픽업할 수 있도록 헤드위치를 변경하여 헤드의 궤적을 가변시킨다. 이에 따라 재생시보다 많은 I데이타를 획득할 수 있으므로 화질이 열화을 근원적으로 방지할 수 있다. 특히 데이타의 유실될 확률이 높은 배속재생시도 헤드의 위치에 따라 캡스턴을 가변적으로 제어함으로써 재생속도에 대하여 양호한 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 드럼구동부와 캡스턴구동부에 의해 각각 구동되는 드럼과 캡스턴을 해당 모드로 구동시키기 위해, 트랙상의 헤드위치에 따라 캡스턴의 회전속을 가변시킴으로써 고속재생시 헤드가 소정의 배속재생에 필요한 I프레임을 선별적으로 읽어내어 재생하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치에 있어서. 상기 트랙의 수직방향에 대해 헤드의 현재위치를 산출하기 위해 드럼의 회전속에 비례하는 드럼PG신호와 그 드럼PG신호를 비교하기 위한 소정의 기준클럭을 입력받아 그 차이에 상응하는 수직위치신호를 출력하는 수직위치검출부. 상기 헤드가 픽업한 재생신호로 부터 추출되는 트랙킹신호를 입력받아 상기 트랙의 수평방향에 대해 헤드의 현재위치를 나타내는 수평위치신호를 출력하는 수평위치검출부. 상기 수직위치검출부와 수평위치검출부의 출력측에 각각 연결되며, 외부로 부터 입력되는 변속명령신호에 따라 헤드궤적을 변경하기 위해 상기 수직위치신호와 수평위치신호에 따라 속도변위신호를 캡스턴제어부로 출력하는 헤드궤적조정부. 상기 변속명령신호를 입력받으며, 해당 변속으로 드럼모터를 구동시키기 위해 드럼속도검출부의 드럼속도신호에 따라 드럼속도제어신호를 상기 드럼구동부로 출력하는 드럼제어부; 및 상기 헤드궤적조정부의 출력단에 접속되며, 상기 속도변위신호와 캡스턴속도신호에 따라 캡스턴모터의 회전속을 가변시키기 위해 캡스턴속도제어신호를 상기 캡스턴구동부로 출력하는 캡스턴제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수직위치검출부는 상기 드럼이 정속회전하는 경우 드럼의 구동에 의해 발생되는 드럼PG신호와 드럼FG신호를 각각 입력 받은 다음 드럼PG신호의 한 주기내에서 발생하는 드럼FG신호를 계수하여 헤드의 수직위치신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 수평위치검출부는 상기 헤드가 픽업한 재생신호로 부터 추출되는 재생엔벨로프신호의 크기레벨에 따라 헤드의 수평위치신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 수평위치검출부는 상기 트랙에 기록되어 있는 파일럿신호를 검출하여 헤드의 수평위치신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 수평위치검출부는 드럼PG신호의 한 주기내에서 발생하는 콘트롤트랙의 콘트롤신호와 캡스턴속도신호를 적분하므로써 얻어지는 기록매체의 이동거리에 따라 헤드의 수평위치신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 헤드궤적조정부는 상기 헤드가 픽업한 재생신호를 동기록킹하는 PLL(Phase Loop Lock)에서 동기이탈이 발생하지 않는 범위내에서 속도변위신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 헤드궤적조정부는 PLL에 의해 동기록킹된 재생신호의 시간적인 데이타발생량을 균일하게 조정하는 TBC(Time Base Correction)에서 시간축붕괴가 일어나지 않는 범위에서 속도변위신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 헤드궤적조정부는 캡스턴의 속도변화에 의해 기록매체에 손상되지 않는 범위에서 속도변위신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이시알의 가변속 재생장치.