KR0155386B1 - 디지탈 신호의 클럭 주파수 변환 방법 - Google Patents

디지탈 신호의 클럭 주파수 변환 방법

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KR0155386B1 KR1019910022121A KR910022121A KR0155386B1 KR 0155386 B1 KR0155386 B1 KR 0155386B1 KR 1019910022121 A KR1019910022121 A KR 1019910022121A KR 910022121 A KR910022121 A KR 910022121A KR 0155386 B1 KR0155386 B1 KR 0155386B1
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에이치. 알루츠 헤르베르트
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레오노르 회트닉
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Abstract

1차원 또는 다차원 디지탈화한 신호(s; sd)는 분할 대역 신호의 클럭 주파수 변환에 의해 1차원 또는 다차원 출력 신호(sa; sad)로 변환 된다. 출력 신호(sa; sad)의 합성은 1차 분할 대역 신호의 적어도 하나의 연속적인 부세트로 구성되고 그 부세트는 최저 주파수 범위를 갖는 분할 대역 신호를 포함한다. 수평적으로 그리고 수직적으로 주사되고 디지탈화한 영상의 재생동안, 절대적 및 상대적인 포맷 변환은 클럭 주파수 변환에 의해 실현될 수 있다.

Description

디지탈 신호의 클럭 주파수 변환 방법
제1도 및 제2도는 1차원 신호로 부터 분할 대역(subband)신호의 발생을 개략적으로 도시한 도면.
제3도 및 제4도는 불충분한 분할 대역 신호의 세트로 부터 출력 신호의 재생을 개략적으로 도시한 도면.
제5도 및 제6도는 외삽된 분할 대역 신호의 세트로 부터 출력 신호의 재생의 일례를 도시한 도면.
제7도는 다차원 신호의 클럭 주파수(clock rate)를 변환하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
제8a도 내지 제8e도는 16개의 분할 대역 신호를 갖는 1차 매트릭스가 1차 영상 데이터 영역으로 부터 형성되는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
제9a도 내지 제9e도는 변환된 포맷을 갖는 영상이 1차 매트릭스의 부분으로 부터 형성되는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
제10도는 영상의 포맷이 외삽된 1차 매트릭스에 의해 변화되는 방법의 일례를 개략적으로 도시한 도면.
제11도는 도표 형태로 공지된 재생 표준의 유효 화상 주사선의 수를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
F1 : 제1필터장치 F2 : 제2필터장치
Gi : 데시메이션 필터 U : 부표본화단
Di : 데시메이터 Gi' : 보간 필터
OS : 과다표본화단 I : 보간회로
Fd1 : 제1다차원 필터장치 Fd2 : 제2다차원 필터장치
bh : 수평 필터 뱅크 bh' : 역수평 필터뱅크
bs : 2차 영상 재생장치 M' : 2차 매트릭스
M : 1차 매트릭스
본 발명은 신호 그자체의 본질적 특성이 클럭 주파수 변환에 의하여 영향을 받는 디지탈 신호의 클럭 주파수 변환 방법에 관한 것이다.
본 발명은 신호를 분할 대역 신호로 분해한다. 분할 대역 신호 처리 기술은 예를들면 화상데이터 압축에 대한 유럽특허출원 제413,570호에 개시되어 있다.
분할 대역 신호는 필터 뱅크에 의한 신호로 부터 유도된 개개의 주파수 범위에 관련된 성분 신호이다. 역필터 뱅크에 의해, 바람직한 출력 신호는 필요하다면 수정되는 개개의 분할 대역 신호로 부터 가능한한 원신호에 가깝게 재생될 수 있다.
분할 대역 분해는 아날로그 신호 처리로 부터 오랫동안 공지되어 왔지만, 디지탈 필터 및 디지털 신호 처리 회로의 정확성 및 안정성 때문에, 출력 신호의 차후의 재생 또는 합성 동안 신호 왜곡을 일으키는 어떠한 스퓨리어스 신호도 발생하지 않으므로 디지털 신호 처리에 대해 현재 관심이 집중되고 있다. 이것은 가청 신호와 같은 1차원 신호와 텔레비젼 신호와 같은 2차원 또는 다차원 신호에 적용된다.
영상 성분의 수평 및 수직 주사의 중첩은 2차원 비디오 신호에 해당 한다. 연속적인 영상 시퀀스가 제3의 주사 시퀀스로서 고려된다면, 이것은 매우 다른 3차원의 주사율을 갖는 종래의 3차원 비디오 신호에 해당한다.
본 발명에 따른 클럭 주파수 변환의 장점은 특히 1차원 신호일 경우 데이터 기억 또는 데이터 전송의 영역에 있고 또다른 한편 다른 재생장치가 또한 다른 비디오 포맷을 가질 수 있도록 다른 표준의 텔레비젼 신호를 적응시키는 다차원신호의 래스터 - 크기 변화에 있다. 이것은 다른 해상도를 갖는 텔레비젼 신호의 상향 또는 하향 변환 뿐만 아니라 다른 주사선 수에 대한 적응을 포함한다. 이것은 고해상도 텔레비젼 표준의 호환성에 대해 대단히 유리하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 신시예에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
제1도는 본질적으로 n개의 1차 분할 대역 신호(sp1 내지 spn : 예를들면 n=4)를 발생하는 제1필터 장치(F1)를 도시한 것이다. 제1필터 장치(F1)는 제1클럭 주파수(t1)에서 디지탈화한 디지탈 신호(S)가 공급되는 입력 단자(e)를 갖는 필터 뱅크를 형성한다. 필터 뱅크의 n개의 필터 각각은 데시메이션 필터(decimation filter)(G1) 및 부표본화단(U)으로 이루어지는 데시메이터(decimator)(D1)에 의해 형성된다. 데시메이션 필터는 저역통과필터에 의해 최저 주파수 범위에서 대체될 수 있는 대역 통과 필터이다. 제2도는 상위 부분을 참조하면 데시메이션 필터 개개의 주파수 범위는 서로 인접해 있고 디지털 신호(S)의 전주파수 범위 maxfs는 n개의 부범위로 분할된다.
데시메이터(D1)에서, 각 데시메이션 필터(G1)는 필터된 신호의 클럭 주파수를 인자 n 즉, 도시된 예에서 4만큼 필터된 신호의 클럭 주파수를 감소시키는 부표본화단(U)의 다음에 온다. 이것은 데시메이션 필터(G1)가 인자 1/n로 원 신호 대역폭을 감소시키므로 정보의 손실없이 가능하다.
제2도의 하위 부분을 참조하면, 개개의 1차 분할 대역 신호(sp1 내지 sp4)의 표본화율은 이러한 신호의 각 주파수 범위에 관계없음을 주목해야한다. 디지탈화한 신호(S)의 클럭 주파수(t1)가 적어도 이 신호의 최대주파수 maxfs의 2배라면 특히 최고 주파수 분할 대역 신호(sp4)일 경우의 표본화 정리의 위배는 관련된 데시메이션 필터(G4)의 대역폭 제한 때문에 일어나지 않는다.
1차 분할 대역 신호(sp1 내지 spn)로 디지탈화한 신호의 분해는 또한 분해 단계에 적용된다. 제3도 및 제4도를 참조하면, 바람직한 클럭 주파수를 갖는 디지탈 출력 신호(Sa)는 제2필터 장치(F2)에 의해 m개의 2차 분할 대역 신호(sp1 내지 spm)로 부터 유도되고 합성단계에 의해 수행된다. m개의 2차 분할 대역 신호는 최저 주파수 범위를 포함하는 상승 주파수에 따라 배치되는 제1필터 장치(F1)의 1차 분할 대역 신호의 적어도 하나의 연속적인 부분을 포함한다. 제3도 및 4도에서 m은 n보다 적다.
m이 n보다 크다면, 즉 어떤 충분한 1차 분할 대역 신호(sp1 내지 spn)가 존재치 않는다면, 생략된 1차 분할 대역 신호는 의사 분할 대역 신호에 의해 대체된다; 제5도 및 제6도를 참조하면, 생략된 분할 대역 신호(sp5)는 점선에 의해 표시된다.
제3도는 제1도 및 제2도의 4개의 분할 대역 신호중 단지 처음 3개의 1차 분할 대역 신호(sp1, sp2, sp3)만이 사용될 경우의 개략적인 주파수 스펙트럼을 도시한 것이다. 그러나, 이러한 3개의 신호는 출력 신호(sa)의 전주파수 범위 maxfsa까지 확장된다. 이 때문에, 주파수 범위 maxfsa는 서로 인접해 있는 m=3의 동일 부범위로 분할된다. 그 3개의 주파수 부범위는 3개의 보간 필터(G1', G2', G3')에 의해 형성된다; 최저 주파수 부범위는 대역 통과 또는 저역 통과 필터에 의해 실현되고 두 개의 상위 부범위는 대역 통과 또는 저역 통과 필터에 위해 실현되고 두 개의 상위 부범위의 각각은 대역 통과 필터에 의해 실현된다.
제4도는 제3도에 속하는 회로의 블록도 즉, 바람직한 제2클럭 주파수(t2)를 갖는 출력 신호(sa)를 전달하는 제2필터 장치(F2) 및 종속합산장치(Su)를 도시한다. 제2필터 장치(F2)는 m개의 필터를 갖는 역필터 뱅크인데, m개의 필터 각각은 과다표본화 단(Oversampling stage)(Os) 및 보간 필터(G1')로 이루어진 보간회로(interpolator)(I)에 의해 형성된다. 보간 필터(G1')는 최저 주파수 부범위에서 대역 통과 필터 및/또는 저역 통과 필터로서 설계된다. 보간회로(I)에 의하여, 밴드 스프레딩은 각 2차 분할 대역 신호를 보간 필터(G1')의 개개의 통과대역에 충만시키도록 수행된다. 이 때문에, n개의 2차 분할 대역 신호(sp1 내지 spm) 각각의 클럭 주파수는 보간 필터(G1')바로 앞의 과다 표본화 단(Os)에 의하여 인자 m만큼 증가된다. 제2필터 장치(F2)의 출력은 따라서 m개의 수정된 분할 대역 신호(sp1 내지 spm)(제4도의 실시예에서, m=3)를 공급하고 이 신호는 합산장치(Su)에 의해 결합되어 바람직한 클럭 주파수를 갖는 출력 신호(sa)가 된다.
분해 단계 동안 인자 n만큼 표본화율의 감소와 합성단계 동안 인자 m만큼 표본화율의 증가는 인자 m/n(m 및 n은 임의의 정수인자)에 의한 제1클럭 주파수(t1)와 다른 출력 신호(sa)의 표본화율(=제2클럭 주파수 t2)에 의해 기인한다.
제5도 및 6도는 제1도 및 2도의 분해 예로 부터 시작한 m이 n보다 클 경우 관련된 회로의 합성 단계를 도시한다. 제2필터 장치(F2)에서, m=5인 2차 분할 대역 신호(sp1 내지 sp5(=spm))는 분해 단계로 부터 얻을수 있는 단지 4개의 1차 분할 대역 신호(sp1 내지 sp4)로서 처리된다. 따라서, 최고 주파수 2차 분할 대역 신호(sp5)는 의사 분할 대역 신호에 의해 대체되어야만 한다. 제2필터 장치(F2)의 5개의 주파수 부범위는 5개의 보간 필터에 의해 형성되고 출력 신호(sa)의 전주파수 점위 maxfsa는 제5도를 참조하면 5개의 중간 부분이 인접하는 동일 부범위로 분할된다.
제6도는 인가된 2차 분할 대역 신호의 클럭 주파수가 인자 m(예를들면, m=5)만큼 증가되는 과다 샘플링 단(Os)보다 각 보간 필터(G1')가 앞서는 것을 도시한 것이다.
제2필터 장치(F2)의 제5필터 섹션(점선)은 디지탈 값0이 의사 분할 대역 신호(sb5)에 인가된다면 불필요하게 된다. 이 필터 색션의 출력 신호(sb5)는 합에서 나타나지 않을 것이다.
클럭 주파수 변화의 중요한 응용은 대체로 전송될 신호의 대역폭이 동일하지 않는, 즉 크거나 또는 작은 전송 대역폭을 갖는 현존의 전송 서비스에 의한 신호 전송에 있다. 본 발명에 의하면, 정보의 손실 또는 신호 왜곡없이 원 신호를 재생시키도록 수신단에서 재결합되는 여러 전송 서비스 사이의 원 분할 대역 신호 세트를 분할하는 것이 가능하다. 무방비의 전송 서비스의 경우, 전송 품질은 재생된 신호에 대해 덜 중요한 무방비의 전송 서비스에 의해 단지 그러한 분할 대역을 전송함으로써 향상될 수 있다.
합성될 분할 대역의 수가 합성측에서 요구되는 품질에 의해 결정됨에 따라, 분해측의 모든 분할 대역 신호를 낮은 품질 레벨로 발생하거나 또는 전송시킬 필요가 없다. 이것은, 예를들면 재생된 신호에 어떠한 교란 영향도 주지않는 데이터 압축에 의해 가능하게 행해진다. 이러한 데이터 압축의 사용은 또한 더 밀집한 기억을 허용한다. 클럭 주파수 변환의 다른 응용은 디지탈 가청 방송에 있는데, 여기에서 48KHz로 디지탈화한 가정 신호는, 예를들면 32분할 대역의 데이터 스트림으로 분해될 수 있다. 이것은 예를 들면 1.5KHz단계로 조정될 재생된 가청신호의 채널 대역폭을 허용한다.
또다른 클럭 주파수 변환의 더욱 중요한 경우는 다차원 비디오 신호에 관련될 경우이다. 클럭 주파수 변환에 의하여, 비디오 포맷은 절대적 및 상대적인 종횡비로 변화 가능하다. 다차원 신호의 클럭 주파수 변환은 1차원 신호의 클럭 주파수 변환의 원리에 기초를 두고 있다- 이것은 제7도에 개략적으로 예시되어 있다.
제7도에서, 아날로그 다차원 신호(V)는 아날로그-디지탈 변환기(cu)에 의하여 디지탈화 하고, 디지탈화율은 시스템클럭(c1)에 의해 결정된다.
디지탈화는 제1다차원 필터 장치(Fd1)의 입력에 인가되는 다차원 디지탈 신호(sd)를 산출한다. 이 필터장치(Fd1)에서, 디지탈 신호(sd)는 차원(d1)을 갖는 다차원 어레이(=분할대역 매트릭스)(FD)의 형태로 상승 주파수에 따라 배열될 수 있는 P1의 1차 분할 대역 신호로 분해된다. 제1다차원 필터 장치(Fd1)의 주파수 범위는 각 차원의 쪽으로 서로 인접한다. 1차 분할 대역 신호의 수 P1은 개개의 차원(d1)에 관련된 주파수 범위의 수(=n1)의 곱에 의해 결정된다. 수의 예에 따라, di를 3으로 하면, 즉 3차원 신호가 가정되면 이것은 차원(d1)에서 n1=5인 주파수 범위로, 차원(d2)에서 n2=4인 주파수 범위로, 차원(d3)에서 n3=3인 주파수 범위로 분해될 것이다. 이것은 3차원 매트릭스에서 상승 주파수에 따라 배열될 수 있는 P1=n1×n2×n3=60의 1차 분할 대역 신호를 제공한다.
제7도는 P1=27의 1차 분할 대역 신호를 갖는 분할 대역 매트릭스(FD)를 개략적으로 도시한 것이다. 3개의 차원(d1,d2,d3)의 각각은 3개의 주파수 범위로 분할된다. 제1다차원 필터 장치(Fd1)에 의해, 1차 분할 대역 신호의 클럭 주파수는 인자 P1만큼 제1클럭 주파수(=시스템 클럭 c1)로 부터 감소된다.
합성 단계동안, P2=18의 2차 분할 대역 신호는 개개의 차원(d3,d2,d1)에서 서로 인접하는 주파수 범위를 갖는 제2다차원 필터 장치(Fd2)의 2차 매트릭스(FD')에 공급된다. 1차원 경우와 유사하게, 전 주파수 범위는 각 차원의 주어진 부범위의 수로 분할된다. 예를들면, 제7도에서 가정된 합성 단계에 대해 차원(d1,d2,d3)은 각각 m1=3, m2=2, 및 m3=3인 주파수 부범위로 분할된다. 따라서 합성측의, 출력 신호는 P2=m1×m2×m3=18의 2차 분할 대역 신호로 부터 재생된다. P2의 분할 대역 신호는 최저 주파수 부범위로 부터 시작하는 상승 다차원 주파수 범위에 따라 배치된 제1필터장치(Fd1)의 1차 분할 대역 신호의 연속 부분을 포함한다. 초과 1차 분할 대역 신호는 합성에 포함되지 않는다.
충분한 1차 분할 대역 신호가 존재하지 않는다면, 즉 P2가 P1보다 크다면, 생략된 분할 대역 신호는 의사 분할 대역 신호에 의해 대체된다. 가장 단순한 경우에서, 값0은 1차원 경우에 대해 상기 기술된 바와같이 의사 분할 대역 신호로 인가된다.
1차원 배열과 같은 제2필터 장치(Fd2)는 각 주파수 부범위에 대해 보간필터 및 인자 P2만큼 개개의 분할 대역 신호의 클럭 주파수를 증가시키는 과다 표본화 단으로 이루어지는 보간회로를 포함한다. 제1 및 제2다차원 필터장치(Fd1,Fd2)에서 클럭 주파수 변환은 하나 또는 그이상의 단계에서 실행될 수 있다; 이것은 다차원 필터 장치의 내부 구조에 달려 있고, 최적 해결방법은 제7도의 예에 의해 예시된 필터 뱅크의 종속 배치이다.
제7도의 분해 단계는 각단이 차원(d1,d2,d3)의 하나로 할당되는 필터 뱅크의 3단 종속 배치이다. 제 1차원(d1)의 제1필터 뱅크는 n1개의 다른 주파수 범위를 갖는다. n1개의 출력 각각에 접속되는 것은 제2차원(d2)의 제2필터 뱅크이다. 이러한 제2필터 뱅크 각각은 n2개의 다른 주파수 범위를 갖는다. 총n1×n2인 이 출력의 각각은 n3개의 다른 주파수 범위를 갖는 제3차원(d3)의 지3필터 뱅크에 결합된다.
총 P1=n1×n2×n3인 이러한 출력의 각각은 P1의 1차 분할 대역 신호의 하나를 제공한다. 클럭 주파수가 각각 인자 n1,n2 및 n3만큼 제1,제2 및 3필터 뱅크에서 감소되므로, 멀티플렉스 작동에 의해 병렬 필터 뱅크의 수를 과감하게 감소시키는 것은 특정 상황하에서 가능하다.
분해단계에 상응하지만 합성단계에서 역전된 종속 배열은 각 차원(d1,d2,d3)이 보간 필터 및 과다 표본화 단에 의하여 클럭 주파수를 증가시키는 역 필터 뱅크의 한세트에 할당 됨으로써 유리하다. 역필터 뱅크는 또한 개개의 신호를 합산한다.
제8a도는 주사선 주사 및 디지탈화된 1차 영상에 상응하는 1차 영상 데이터 영역(P)을 도시한 것이다. 각 데이터행(zi)은 하나의 주사선에 상응한다. 제8b도는 개개의 데이터행(zi)의 시퀸스가 어떻게 수평 필터 뱅크(bh)로 인가되는 지를 도시한 것이다. 도시된 예에서, 전 수평 주파수 범위(fH)는서로 인접하는 4개의 동일 주파수(n1=4)로 분할된다. 최저 주파수 부범위는 저역 통과 필터로 형성한다. 수평 필터 뱅크(bh)로 부터 4개의 출력 신호는 4개의 h행 신호(h1 내지 h4(=hn1))이다. 1차 영상 데이터 영역(P)은 따라서 4개의 h주사선 신호에 의해n1=4의 다른 H 데이터 영역(H1 내지 H4(=Hn1))으로 분해된다.1ck 데이터율의 데시메이션 이 수평 필터 뱅크의 각 필터에 제공되므로, 수평 방향에서 각 H데이터 영역의 데이터 볼륨은 단지 데이터행(zi)의 원 데이터 볼륨의 1/4이다. H 데이터 영역의 수직 방향에서의 데이터 볼륨은 1차 영상 데이터 영역(P)의 데이터 볼륨과 같다. 제8c도에서, H데이터 영역의 데이터 볼륨은 직사각형 형태에 의해 개략적으로 도시되어 있다. -도시된 도면은 화상 내용의 단방향성 압축을 상징적으로 나타낸다.
이러한 4개의 데이터 영역(H1 내지 H4)의 열(si)의 판독 출력은 1차 영상의 라인 주사율에서 일어나고 n1=4 열신호(v1 내지v4(=vn1))를 제공한다. 각 H데이터 영역은 수직 필터 뱅크(bv1 내지 bv4(bvn1))에 관련되고, 이것은 제8d도에 개략적으로 도시되어 있다. 4개의 수직필터 뱅크의 각각은 n2=4의 필터로 구성된다 -1차 영상의 수직 주파수 범위(fv)는 따라서 서로 인접하는n2=4의 동일 부범위로 분할된다. 이러한 4개 필터로 부터 출력은 hv열 신호(hv11,...,hv44(hvn1n2))를 형성한다. 수직 필터 뱅크의 필터 각각은 데시메이터를 포함하고, 따라서 hv열 신호의 데이터율은 인자 1/P1(P1=n1×n2)만큼 원 라인주사율로 부터 감소된다. 각 hv열 신호로 부터 형성된 HV 데이터 영역의 데이터 볼륨은 인자 1/P1만큼 H데이터 영역의 데이터 볼륨으로 부터 감소된다. 이것은 HV 데이터 영역(HV11,...,HV44(=HVn1n2))의 상응하는 크기의 축소와 형태에 의해 제8도에 개략적으로 도시되어 있다. 각 수직 필터 뱅크에서 최저 통과 주파수를 갖는 필터는 저역통과 필터로서 설계된다.
제8e도는 개개의 HV 데이터 영역으로 형성되는 1차 매트릭스(M)을 도시하는데, 이 개개의 데이터 영역은 각각 상승하는 수평 및 수직 주파수 범위에 따라 배열된다. 수평 주파수 범위(fH) 및 수직 주파수 범위(fv)가 4개의 부범위로 분할되는 도시된 예에 있어서, P1=16의 HV 데이터 영역으로 구성되는 1차 매트릭스(M)이 얻어진다. 이중 데시메이션의 결과로서 1차 매트릭스(M)의 총 데이터 볼륨은 1차 영상 데이터 영역(P)의 데이터 볼륨과 같다. HV 데이터 영역의 각각은 수평 및 수직 방향에서 1차 영상 데이터 영역(P)의 주어진 주파수 범위를 나타낸다. HV 데이터 영역(HV11)은 수평 및 수직 방향에서 정상 성분을 갖는 최저 주파수 범위에 걸친다. HV 데이터 영역(HV11)은 양 방향에서 최고 주파수 범위에 걸친다.
1차 매트릭스(M)은 주파수 범위로 분할되는 1차 영상의 전 내용을 포함한다. 고주파수 성분을 갖는 HV 데이터 영역이 저주파수 성분을 갖는 HV 데이터 영역 보다 화상 재생에 있어서 덜 중요하다는 것은 명백하다.
제9a도는 제8e도의 1차 매트릭스(M)으로 부터 형성되는 2차 매트릭스(M')을 도시한 것이다. n1=4 또는 n2=4(점선)를 갖는 모두 7개의 HV 데이터 영역이 생략 되었고, 따라서 2차 매트릭스(M')은 단지 원 HV 데이터 영역(n1(1 내지 3), n2(1 내지 3))을 포함한다. 함께 소속된 이러한 9개의 HV 데이터 영역의 hv 열 신호(usi)는 m1=3의 역 수직 필터 뱅크(bv1',bv2',bv3')에 인가되고, 동일한 수평 주파수 범위를 갖는 hv 열 신호는 동일한 역 수직 필터 뱅크에 인가된다. 개개의 hv 열 신호는 상승 주파수에 따라 필터의 입력에 할당된다.
제9b도는 단일 수직열 신호(v1',v2',v3'(=vn1'))가 역 수직 필터 뱅크에 의해 HV 데이터 영역 각각의 3개의 hv 열 신호(usi)으로 부터 어떻게 형성되는지를 개략적으로 도시한 것이다. 각 역수직 필터 뱅크는 2차 영상 재생 장치(bs)의 전 수직 주파수 범위(f')를 3개의 동일한 인접하는 부범위로 분할하는 m2=3의 필터를 포함하고, 그 최저 주파수 부범위는 저역 통과 필터로서 실현된다. 역 수직 필터 뱅크의 각 필터는 보간 필터와 과다 표본화 인자 m2를 갖는 과다 표본화 단을 포함하고, 따라서 수직열 신호(v1',v2',v3')의 표본화 및 데이터율은 인자 m2=3만큼 개개의 HV 데이터 영역의 hv 열 신호(usi)의 표본화율 및 데이터율보다 크다. 이것은 2차 H데이터 영역(H1',H2',H3'(=Hm1'))의 포맷 및 크기에 의해 제9c도에 개략적으로 도시되어 있다. 수직열 신호는 3개의 2차 H데이터 영역(H1',H2',H3'(=Hm1'))의 열(tsi)을 형성하고 데이터로서 수평 방향에서 행(tzi)을 형성한다. 행(tzi)의 데이터로부터, h행 신호(h1',h2',h3)가 형성된다.
역수직 필터링은, 제9d도를 참조하면 3개의 2차 H데이터 영역의 모든 h행 신호(h1',h2',h3'(=hm1'))가 하나의 역수평 필터 뱅크(bh')는 2차 영상 재생장치(bs)의 수평 주파수 범위(fH')를 저역 통과 필터로써 실현하는 최저 주파수 부범위를 갖는 m1=3의 동일한 인접하는 부범위로 분할한다. 역 수평 필터 뱅크(bh')로 부터 출력은 2차 행신호(zi')이다. 역 수평 필터 뱅크가 보간 필터 및 과다 표본화 인자 m1=3을 갖는 과다 표본화 단을 포함하므로 이 신호의 데이터 율은 인가된 h행 신호(h1',h2',h3)의 데이터 율보다 인자 m1=3만큼 크다.
2차행 신호(zi')으로 부터, 2차 영상 데이터 영역(S)는 행 대 행으로 구성될 수 있다. 그것의 데이터 볼륨은 제9e도를 참조하면 1/4만큼 수평 및 수직 방향에서 원 1차 영상 데이터 영역(P)의 데이터 볼륨으로 부터 감소된다. 영상 재생이 1차 데이터율로 일어나면, 2차 영상 데이터 영역(S)은 짧은 시간에 판독 출력되고, 따라서 2차 영상은 더욱 적게 될 것이다. 2차 영상 재생장치(bs)가 1차 영상 보다 수평 방향에서 화상 성분의 수가 더 크다면, m1개의 역 수평 필터 뱅크 및 단일 역 수평 필터 뱅크에서 주파수 분할이 2차 영상 재생장치의 전주파수 범위(f',f'v)에 관련되므로, 2차 영상은 인자 n1/m1 및 n2/m2 만큼 크기가 감소된 2차 영상 재생장치에 나타날 것이다.
비디오 신호가 한 주사선 표준에서 다른 주사선 표준으로, 즉 프레임당 625 주사선을 갖는 PAL표준에서 프레임당 525 주사선을 갖는 NTSC표준으로 변환될 텔레비젼 신호라면 래스터 주사 영상의 포맷 변환이 또한 필요하다. 이것은 근본적으로 보다큰 주사선 간격을 사용함으로써 NTSC주사선 표준에서 보상되는 수직 방향에서 영상 크기의 감소를 의미하는데, 수직 해상도의 손실은 이 방법에서 피할 수 없다. 주사선 표준의 변화는 수직 주사율의 변화에 상응한다. 이것은 제3차원 텔레비젼 신호의 제2차원 신호이다.
본 발명에 따르는 특히 간단한 포맷 변환은, 1차 매트릭스가 n1=6 및 n2=6를 갖는 36의 HV 데이터 영역으로 부터 형성되고 m1=6 및 m2=5를 갖는 30의 HV 데이터 영역으로 이루어진 2차 매트릭스(M')으로 변형된다면 PAL/NTSC변환 동안 가능하다.
프레임당 625주사선 중에서, 단지 유효 주사선 만이 포맷 변환에 사용된다. 역 및 비역 수직 필터 뱅크에서 개개의 필터는 개개의 주파수 범위가 전체 주사선 수에 관련될 수 있다면 디지탈 필터로서 쉽사리 실현될 수 있다.
상기 예에서, 이것은 96주사선에 상응하고 거의 실제 유효 영상 영역에 상응하는 PAL주사선 표준에서 576유효 주사선과 NTSC주사선 표준에서 480유효 주사선을 제공한다 - 1차 영상에서, 몇몇 공백 주사선이 삽입될 수 있거나 또는 몇몇 한계 주사선이 생략될 수 있다.
앞으로, 텔레비젼 표준의 수는 고해상도 주사선 표준이 증가하는 것처럼 계속 증가될 것이다. 기술된 방법은 유리한 방법으로 다른 텔레비젼 표준간에 변환을 허용한다. 새로운 텔레비젼 표준은 1250, 1150, 1050의 프레임 주사선 총수에 기초를 두고 있다. 본 발명에 따르면, 지금까지 사용된 625 또는 525 주사선 표준으로서 호환성이 확립될 수 있다.
1250주사선 표준에 따른 비디오 신호로 형성되는 1차 매트릭스(M)은 유리하게도 n1=12 와 n2=12를 갖는 144 HV 데이터 영역을 포함한다.
이 1차 매트릭스로 부터, 2차 매트릭스(M')는 다음과 계속되는 재생 표준에 대해 열거될 m1 및 m2를 갖는 바람직한 텔레비젼 또는 영상 재생 표준에 따라 형성된다(m2는 바람직한 수평 해상도에 따라 열거될 것이고, 괄호안의 값은 단지 양호한 예이다) :
프레임당 625 주사선(578 유효 주사선에 상응하는)을 갖는 PAL텔레비젼 표준에 대해 m1=6(m2=6),
프레임당 525 주사선(480 유효 주사선에 상응하는)을 갖는 NTSC텔레비젼 표준에 대해 m1=5(m2=5),
프레임당 1250 주사선(1152 유효주사선에 상응하는)을 갖는 텔레비젼 표준에 대해 m1=12(m2=12),
프레임당 1150 주사선(1056 유효 주사선에 상응하는)을 갖는 텔레비젼 표준에 대해 m1=11(m2=11),
프레임당 1050 주사선(960 유효 주사선에 상응하는)을 갖는 텔레비젼 표준에 대해 m1=10(m2=10),
768 유효 주사선(=대형 포맷 VGA)을 갖는 컴퓨터의 제1그래픽 재생 표준에 대해 m1=8(m2=8),
480 유효 주사선(=소형 포맷 VGA)을 갖는 컴퓨터의 제2그래픽 재생 표준에 대해 m1=5(m2=5),
그래픽 재생 표준이 다색의 스크린을 갖는 데이터 처리 장치에 관련되므로, 장래에 데이터 처리 장치의 고해상도 스크린상에서 훨씬 적은 크기 및 적합한 변환 장치에 의해 스크린 상의 주어진 윈도우 크기를 갖는 화상 내 화상으로서 또한 스크린 상의 주어진 윈도우 크기를 갖는화상 내 화상으로서 또한 시청하는 것이 가능하다. 제11도는 개략적인 도표에서 종래 재생 표준의 유효 주사선의 수를 도시한 것이다.
제10도는 단순한 데이터 영역 구성의 도움으로 보다 큰 포맷에 대해 텔레비젼 화상의 상향 변환 또는 외삽을 도시한 것이다. 1차 매트릭스(M)은 단지 16의 HV 데이터 영역을 포함한다. 고주파 성분(점선)을 갖는 9의 HV 데이터 영역은 2차 매트릭스(M')내에 존재치 않고 9의사 HV 데이터 영역에 의해 합성 동안 대체되어야 한다. 그러므로, 제1합성단에서 제10도에 속하는 회로(도서생략)는 단지 4개의 제1역 필터 뱅크가 필요하다. 이것들은 열 방향에서 다른 것보다 위에 하나가 배치되는 동일 수평 주파수 범위를 갖는 1차 매트릭스(M)의 HV 데이터 영역을 4개의 2차 H데이터 영역(H1' 내지 H4')에 결합시킨다.
제1역필터 뱅크는 2차 영상 재생장치(bs)의 전 수직 주파수 범위(fv')를 단지 4개의 최저 주파수 부범위 각각이 하나의 1차 분할 대역 신호로 공급되는 5개의 동일 부범위로 분할한다. 이러한 4개의 제1역필터 뱅크의 출력은 2차 영상 재생장치의 전 수평 주파수 범위(fH')를 5개의 동일 부범위로 분할하는 제2역필터 뱅크의 4개의 최저 주파수 입력에 공급된다. 이 제2역필터 뱅크로 부터의 출력은 수평 및 수직 방향에서 인자 1/5만큼 증가된 원형 포맷 A, B를 갖는 바람직한 신호이다.

Claims (10)

  1. 제1클럭 주파수로 디지탈화한 신호(S)의 클럭 주파수를 인자 m/n만큼 변환하는 방법에 있어서, 분해 단계동안, 제1디지탈 필터 장치(F1)가 상기 디지털 신호(S)를 개개의 주파수 범위가 서로 인접하고 개개의 클럭 주파수가 인자 n만큼 제1클럭 주파수(t1)보다 적은 n개의 1차 분할 대역 신호(sp1,...,spn)로 변환시키는 단계와; 합성단계동안, 주파수 범위가 서로 인접하고 m개의 출력이 m개의 수정된 분할 대역 신호(sb1,...,sbm)를 제공하는 제2필터 장치(F2)에 m개의 2차 분할 대역 신호(sp1,...,spm)를 공급하는 단계를 포함 하는데, 상기 클럭 주파수는 인자 m만큼 제2필터 장치에서 증가되고; 합성단계동안, m개의 수정된 분할 대역 신호(sb1,...,sbm)가 합산장치(Su)에 의해 결합되어 소망하는 제2클럭 주파수(t2)를 갖는 출력신호(sa)를 발생하는 단계와; 상기 m개의 2차 분할 대역 신호(sp1,...,spm)가 최저 주파수 범위로 부터 시작하는 상승 주파수에 따라 배치된 1차 분할 대역 신호의 적어도 하나의 연속적인 부세트를 포함하는 단계와; 충분한 1차 분할 대역 신호(sp1,...,spm)가 존재하지 않는 경우에, 그 생략된 1차 분할 대역 신호가 의사 분할 대역 신호로 대체되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 주파수 변환 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1필터 장치(F1)는 데시메이션 필터(Gi)와 부표본화단(U)으로 이루어지는 데시메이터(Di)에 의해 형성된 n개의 필터 각각으로 구성되는 제1필터 뱅크이고; 상기 데시메이션 필터(Gi)는 최저 주파수 범위에 대해 저역 통과 필터에 의해 대체 가능한 대역 통과 필터이며; 상기 제2필터 장치(F2)는 보간 필터(G1')와 과다 표본화 단(Os)으로 이루어지는 보간회로(I)에 의해 형성된 m개의 필터 각각으로 구성되는 역필터 뱅크이고; 상기 보간 필터(G1')는 최저 주파수 범위에서 대역 통과 필터 및/또는 저역 통과 필터로써 실현되는 것을 특징으로 하는 클럭 주파수 변환 방법.
  3. 디지탈화한 가청 신호를 전송 또는 기억하는 회로 장치에 있어서, 제1클럭 주파수(t1)로 디지탈화한 가청 신호로 부터 클럭 주파수가 데시메이터(Di)에 의해 인자 n만큼 감소되는 제1분할 대역 신호의 수(=n)를 형성하는 분해장치와; 상기 분해장치에 의해 발생된 상기 n개의 분할 대역 신호의 적어도 하나의 연속부분(=부세트)으로 공급되는 다중채널 전송장치 및/또는 다중 채널 기억장치를 구비하는데, 상기 부세트는 최저 주파수 범위로서 개시되며; 상기 부세트를 포함하는 제2분할 대역 신호의 수(=m)로 부터 디지탈 가청 출력 신호를 형성하고, 그곳에 포함된 보간회로(I)에 의하여 인자 m만큼 클럭 주파수를 증가시키는 합성 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다중채널 전송장치 및/또는 다중 채널 기억장치는 각각 전송 및/또는 기억 품질을 증가시키는 순서로 제1분할 대역 신호의 수(=n)만큼 점유되고; 오류가 분할 대역 신호에서 발생할 경우, 상기 오류 신호 섹션은 0값의 반복, 예견 또는 삽입에 의해 대체되는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  5. 제1클럭 주파수로 디지탈화한 다차원 신호(sd)의 클럭 주파수를 관련된 차원(di)에 적용되는 적어도 하나의 인자 m1/n1만큼 변환하는 방법에 있어서, 분해 단계동안, 상기 다차원 신호(sd)가 제1다차원 필터 장치(Fd1)에 의해 개개의 차원(di)을 갖는 어레이(FD)형태로 상승 주파수에 따라 배치될 수 있는 P1(P1=n1×...×nd)의 1차 분할 대역 신호로 변환 되는 단계와; 상기 제1다차원 필터 장치(Fd1)의 상기 주파수 범위가 각차원(di)의 방향으로 서로 인접하는 단계와; 상기 1차 분할 대역 신호의 클럭 주파수가 상기 제1다차원 필터 장치(Fd1)에 의해 상기 제1클럭 주파수(t1)로 부터 상기 인자 P1만큼 감소되는 단계와; 합성단계동안, P2(P2=m1×...×md)의 2차 분할 대역 신호가 상기 개개의 차원(di)에서 서로 인접하는 주파수 범위의 제2다차원 필터 장치(Fd2)에 공급되는 단계와; 상기 제2다차원 필터 장치(Fd2)가 상기 P2의 2차 분할 대역 신호로 부터 다차원 출력 신호(sad)를 형성하고 인자 P2만큼 내부적으로 상기 클럭 주파수를 증가시키는 단계와; 상기 P2의 2차 분할 대역 신호가 최저 주파수 영역으로 부터 시작하는 상승 주파수 영역에 따라 배치된 상기 제1필터 장치(Fd1)의 상기 1차 분할 대역 신호의 적어도 하나의 연속적인 부세트를 포함하는 단계와; 충분한 1차 분할 대역 신호가 존재하지 않는 경우; 상기 생략한 1차 분할 대역 신호가 의사 분할 대역 신호로 대체되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 주파수 변환 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1다차원 필터 장치(Fd1)가 각 차원(di)에 대하여 데시메이션 필터(Gi)와 부표본화단(U)으로 이루어진 데시메이터(Di)에 의해 형성된 ni개의 필터 각각으로 구성된 적어도 하나의 필터 뱅크를 포함하는 단계와; 상기 데시메이션 필터(Gi)가 최저 주파수 범위에 대하여 대역 통과 필터 및/또는 저역 통과 필터로써 실현되는 단계와; 상기 제2다차원 필터 장치(Fd2)가 각차원(di)에 대하여 보간 필터(G1')와 과다 표본화 단(Os)으로 이루어진 mi개의 필터 각각으로 구성된 적어도 하나의 역 필터 뱅크를 포함하는 단계와; 상기 보간 필터(G1')가 최저 주파수 범위에 대하여 대역 통과 필터 및/또는 저역 통과 필터로써 실현되는 단계와; 상기 필터 뱅크와 상기 역 필터 뱅크가 상기 관련된 차원(di)의 상기 전 주파수 범위를 균등하게 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 클럭 주파수 변화에 의해 래스터 주사 영상의 포맷을 변환하기 위한 것으로서 상기 비디오 신호가 시스템 클럭 주파수(C1)로 디지탈화 되고 상기 포맷이 수평 방향으로 인자 m1/n1만큼 변경되고, 수직 방향으로 인자 m2/n2만큼 변경되도록 하는 회로 장치에 있어서, 단일 수평 필터 뱅크(bh)와 n1개의 수직 필터 뱅크(bv1,...bvn1)에 의하여, 1차 매트릭스(M)에서 상승 주파수 범위에 따라 배치된 P1(P1=n1×n2)의 HV 데이터 영역(HV11,...HVn1n2)(=분할 대역)으로 분해되는 1차 영상 데이터 영역(P)을 구비하고; 상기 수평 필터 뱅크(bh)가 상기 1차 영상 데이터 영역(P)의 상기 개개의 수평 주파수 범위(fH)를 n1개의 인접하는 동일 주파수 부범위로 분할하고, 상기 수직 필터 뱅크(bv1,...,bvn1)가 상기 1차 영상 데이터 영역(P)의 상기 개개의 전수직 주파수 범위(fv)를 n2개의 인접하는 동일 주파수 부범위로 분할하며; 상기 1차 매트릭스(M)의 적어도 하나의 부세트는 수평방향으로 1부터 m1까지 수직 방향으로 1부터 m2까지의 상기 HV 데이터 영역(HV11,...,HVm1m2)을 포함하는 P2(P2=m1×m2)의 HV 데이터 영역을 갖는 2차 매트릭스(M')로 변환되고; 상기 2차 매트릭스(M')의 상기 동일 1내지 m1의 수평 주파수 범위에 관련된 상기 P2의 HV 데이터 영역의 각 hv 열 신호(usi)가 2차 영상 재생장치(bs)상기 전 수직 비디오 주파수 범위(f'v)를 m2개의 인접하는 동일 부표본화단(U)로 분할하는 m1개의 역 수직 필터 뱅크(bv1',...,bvm1')중의 하나에 인가되며; 상기 m1개의 역 수직 필터 뱅크(bv1',...,bvm1')으로 부터의 상기 출력 신호(v1',...,vm1')가 상승 주파수 부범위에 따라 배치되는 m1개의 2차 H데이터 영역(H1',...,Hm1')을 형성하고; 상기 m1개의 역 수직 필터 뱅크(bv1',...,bvm1'))의 상기 신호 처리가 상기 2차 영상 재생장치의 상기 수평 데이터율로 발생되며; 상기 m1개의 2차 H데이터 영역(H1',...,=Hm1')의, 상기 h행 신호가 상기 2차 영상 재생장치의 상기 전 수평 비디오 주파수 범위(f'H)를 m1개의 인접하는 동일 주파수 부범위로 분할하는 단일 역 수평 필터 뱅크(bh')에 공급되고, 상기 2차 H데이터 영역(H1',...,=Hm1')이 상승 주파수에 따라 상기 역 수평 필터 뱅크(bh')의 상기 개개의 주파수 부범위에 할당되며; 상기 역 수평 필터 뱅크(bh')로 부터 상기 출력 신호가 2차 영상 데이터 영역(S)을 형성하고; 상기 역 수평 필터 뱅크(bh')의 상기 신호 처리가 상기 2차 영상 재생장치의 상기 수평 데이터율로 발생되며; 상기 2차 영상 데이터 영역(S)이 상기 2차 영상 재생장치(bs)의 상기 전 데이터 영역인 것을 특징으로 하는 회로장치.
  8. 제7항에 있어서, 프레임당 625 주사선의 PAL주사선 표준을 갖는 텔레비젼 화상이 프레임당 525 주사선의 NTSC주사선 표준을 갖는 텔레비젼 화상으로 변환되고; 상기 1차 매트릭스(M)가 n1=6 및 n2=6인 P1=36의 HV 데이터 영역을 포함하고; 상기 2차 매트릭스(M')가 m1=6 및 m2=5인 P2=30의 HV 데이터 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  9. 제7항에 있어서, 포맷 변환 인자 m1/n1 및 m2/n2가 1보다 큰 경우에 있어서, 상기 m1개의 역 수직 필터 뱅크(bv1',...,bvm1'))와 상기 역 수평 필터 뱅크(bh')는 상기 HV 데이터 영역 m1,n2,m2 및 n2로 부터 신호가 공급되는 대신 현존하지 않는 0데이터 신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 1차 매트릭스(M)가 프레임당 1250주사선의 주사선 표준을 갖는 텔레비젼 화상의 비디오 데이터로 부터 형성되고 n1=12 및 n2=12인 144HV 데이터 영역을 포함하며; 상기 1차 매트릭스(M)가 다음과 같이 상기 후 속의 재생 표준에 대해 지정되는 m1을 갖는 2차 매트릭스(M')로 변환되는 것을 특징으로 하는 회로장치. m1=6(프레임당 625주사선을 갖는 PAL텔레비젼 표준인 경우), m1=5(프레임당 525주사선을 갖는 NTSC텔레비젼 표준인 경우), m1=12(프레임당 1250주사선을 갖는 텔레비젼 표준인 경우), m1=11(프레임당 1150주사선을 갖는 텔레비젼 표준인 경우), m1=10(프레임당 1050주사선을 갖는 텔레비젼 표준인 경우), m1=8(768유효 주사선을 갖는 제1그래픽 재생 표준인 경우), m1=5(480유효 주사선을 갖는 제2그래픽 재생 표준인 경우),
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