KR0158651B1

KR0158651B1 - 디지탈 피아이피 줌 시스템

Info

Publication number: KR0158651B1
Application number: KR1019950007124A
Authority: KR
Inventors: 김동욱
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR960036592A

Abstract

이 발명은 디지털 피아이피 줌 시스템에 관한 것으로 하나의 렌즈만으로 전체 화면안에 부 화면을 만들고 전체 화면중의 일부를 주밍(Zooming)하여 부화면에 나타내므로써 시원스러운 전체화면과 촬영하고자 하는 특정 대상을 피아이피(PIP:Picture In Picture)화면을 통해 확대하여 동시에 볼 수 있게 한 디지털 피아이피 줌 시스템에 관한 것이다.

Description

디지털 피아이피 줌 시스템

제1도는 종래의 샤프사의 줌 시스템(모델명:LX-1)의 구성도.

제2도는 종래의 삼성사의 줌 시스템(모델명:SV- H37)의 구성도.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 구성도.

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 피아이피 제어부의 구성도.

제5도는 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 피아이피 기능을 나타낸 화면의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 디멀티플렉서 32 : 제2이미지 버퍼

33 : 제1이미지 버퍼 34 : 제1멀티플렉서

35 : 줌 프로세서 36 : 카운터

37 : 제3멀티플렉서 38 : 어드레스 제너레이터

39 : 제4멀티플렉서 40 : 피아이피 제어부

42 : 앤드 게이트 43 : 제2멀티플렉서

이 발명은 디지털 피아이피 줌 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 전체 화면안에 부 화면을 만들고 전체 화면중의 일부를 주밍(Zooming)하여 부화면에 나타내므로써 시원스러운 전체화면과 촬영하고자 하는 특정 대상을 피아이피(PIP:Picture In Picture)화면을 통해 확대하여 동시에 볼 수 있게 한 디지털 피아이피 줌 시스템에 관한 것이다.

종래에 캠코더(Camcorder)를 이용하여 촬영하는 경우 줌기능을 자주 사용하게 되는데, 이때 배율이 올라갈수록 촬영자가 촬영하고자 하는 곳의 주변부에 대한 정보를 얻기가 어렵고 특정 부위만이 강조되므로써 화면의 구성미가 떨어지고 있다.

반면에, 배율을 낮추면 넓은 화면을 잡을 수가 있는 반면 촬영하고자 하는 대상이 전체속에 묻히게 되어 뚜렷이 부각시키기 어려운 경우가 있다.

상기한 종래의 줌 시스템을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 종래의 샤프사의 줌 시스템(모델명:LX-1)의 구성도이다.

제1도에 도시되어 있듯이, 종래의 샤프사의 줌 시스템(모델명:LX-1)의 구성은, 줌 전용 렌즈(11)를 통과한 영상신호가 제1신호 처리부(12)에 연결되고, 제1신호 처리부(12)의 출력은 혼합부(13)에 연결되며, 광각렌즈(14)의 출력도 제2신호 처리부(15)를 통해 혼합부(13)로 입력되는 구조로 이루어진다.

상기 구성에 의한 종래의 샤프사의 줌 시스템의 동작은 다음과 같다.

먼저 사용자에 의해 전원이 인가되면, 종래의 샤프사의 줌 시스템의 동작이 시작된다.

동작이 시작되면, 넓은 화면을 촬영하기 위한 광각렌즈(14)와 확대촬영을 위한 줌 전용렌즈(11)를 통해 입력된 두 개의 영상신호는 각각 제2신호 처리부(15)와 제1신호 처리부(12)를 통하여 신호처리가 된다.

신호처리된 신호는 혼합부(13)에 입력되어 피아이피(PIP) 기능이 수행되도록 화면을 재구성한다.

상기한 종래의 샤프사의 줌 시스템은 아날로그 방식을 채택하고 있으며, 광각렌즈(14)와 줌 전용렌즈(11)를 별도로 사용하고 있다.

그래서 종래의 샤프사의 줌 시스템은 다음과 같은 단점이 있다.

1.두개의 렌즈를 사용하기 때문에 원가 부담이 크다.

2.한개의 렌즈를 사용하는 일반적인 캠코더에 비해 렌즈부가 커진다.

3.두개의 고정된 렌즈를 사용하기 때문에 전체 영상에서 확대하고자 하는 부위가 차지하는 위치가 고정되어 있다.

제2도는 종래의 삼성사의 줌 시스템(모델명:SV- H37)의 구성도이다.

제2도에 도시되어 있듯이, 종래의 삼성사의 줌 시스템(모델명:SV- H37)의 구성은, 필드신호(Field)와 입력영상신호가 디멀티플랙서(21)에 입력되고, 그 출력은 이븐/아드(Even/Odd)에 따라 각각 제1이미지 버퍼(23)와 제2이미지 버퍼(22)로 입력되며, 그 출력은 제1멀티플렉서(24)를 통해 줌 프로세서(25)로 입력되며, 세신호(Clock, V Sync, H Sync)를 입력받는 카운터(26)의 출력신호는 어드레스 제너레이터(27)로 입력되어 이미지 버퍼(22,23)로 어드레스를 출력하는 구조로 이루어진다.

상기 구성에 의한 종래의 삼성사의 줌 시스템의 동작은 다음과 같다.

먼저 사용자에 의해 전원이 인가되면 종래의 삼성사의 줌 시스템의 동작이 시작된다.

동작이 시작되면, 입력되는 영상신호는 필드신호(Field)에 의해 조정되는 디멀티플랙서(21)에 의해 짝수/홀수 필드별로 나뉘어 제1이미지 버퍼(23), 제2이미지 버퍼(22)에 각각 저장된다.

이때 데이터가 저장되는 버퍼를 제외한 다른 버퍼는 제1멀티플렉서(24)를 통해 줌 프로세서(25)에 데이터를 공급한다.

카운터(26)에서는 각종신호(Clock, V Sync, H Sync)를 입력받아 전체 영상의 크기에 맞추어 연속적인 수직 어드레스와 수평 어드레스가 발생된다.

어드레스 제너레이터(27)에서는 데이터가 저장되고 있는 이미지 버퍼(22)에 카운터(26)에서 발생된 연속적인 어드레스(H/V Address1)를 공급하고, 데이터가 읽혀지고 있는 이미지 버퍼(23)에 줌 비율(ZR:Zoom Ratio)에 맞도록 적절히 계산된 어드레스(H/V Address2)를 공급한다.

줌 프로세서(25)에서는 제1멀티플렉서(24)를 통해서 입력되는 영상 데이터를 줌 비율(ZR)에 따라 확대하여 출력한다.

그러나, 상기한 종래의 삼성사의 줌 시스템은 피아이피 기능이 없는 결점이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 종래의 단점 및 결점을 해결하기 위한 것으로, 한 개의 렌즈를 사용하여 원가부담이 적으며, 전체 영상에서 확대하고자 하는 부위가 차지하는 위치가 조정가능한 디지털 피아이피 줌 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 필드신호(Field)와 입력영상신호를 입력받기 위한 디멀티플랙서와; 상기 디멀티플랙서의 출력 및 어드레스 신호를 입력받아 전달하기 위한 제1, 제2이미지 버퍼와; 필드신호의 반전입력 및 상기 제1,제2이미지 버퍼의 출력을 입력받아 교대로 전달하기 위한 제1멀티플렉서와; 외부에서 입력된 줌 비율 신호 및 상기 제1멀티플렉서의 출력을 입력받아 줌 기능을 수행하기 위한 줌 프로세서와; 세신호(Clock, V Sync, H Sync)를 입력받아 연속적인 수직 어드레스와 수평 어드레스를 발생시키기 위한 카운터와; 피아이피 기능을 수행하기 위한 피아이피 제어부와; 상기 피아이피 제어부 및 카운터의 출력신호를 입력받아 줌 기능을 하기 위한 어드레스를 출력하기 위한 어드레스 제너레이터와; 원하는 영상의 위치신호를 입력받아 피아이피 제어부의 제어신호에 따라 전달하기 위한 논리곱 수단과; 상기 어드레스 제너레이터의 출력을 입력받아 제1, 제2이미지 버퍼로 신호를 전달하기 위한 제3, 제4멀티플렉서와; 상기 피아이피 제어부의 제어신호에 따라서 줌 프로세서의 신호 또는 기준값 중 하나를 출력하기 위한 제2멀티플렉서로 이루어진다.

상기 구성에 의해 이 발명을 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 구성도이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 피아이피 제어부의 구성도이고, 제5도는 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 피아이피 기능을 나타낸 화면의 개략도이다.

제3도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 구성은, 필드신호(Field)와 입력영상신호가 디멀티플랙서(31)에 입력되고, 출력은 각각 제1이미지 버퍼(33)와 제2이미지 버퍼(32)로 입력되며, 그 출력은 제1멀티플렉서(34)를 통해 줌 프로세서(35)로 입력되고, 줌 프로세서(35)의 출력은 경계값과 함께 제2멀티플렉서(43)로 입력되며, 세신호(Clock, V Sync, H Sync)를 입력받는 카운터(36)의 출력신호는 어드레스 제너레이터(38)로 입력되고, 어드레스 제너레이터(38)의 출력은 제1가산기(44)의 출력과 함께 제3멀티플렉서(37)로 입력되고, 어드레스 제너레이터(38)의 또 다른 출력은 제2가산기(41)의 출려과 함께 제4멀티플렉서(39)로 입력되고, 상기 카운터(36)의 출력은 피아이피 제어부(40)로 각종 신호(ZR, PIP_Enable, Window_XY)와 함께 입력되고, 그 출력은 앤드게이트(42)와 제2멀티플렉서(43)로 출력되며, 상기 제3멀티플렉서(37), 제4멀티플렉서(39)의 출력은 각각 제2이미지 버퍼(32) 및 제1이미지 버퍼(33)로 어드레스를 출력하는 구조로 이루어진다.

제4도에 도시되어 있듯이, 상기한 피아이피 제어부(40)의 구성은, 카운터(36)로부터 입력되는 순차적인 주소(Sequencial Address)와 부화면의 경계지점의 주소와 비교하기 위한 비교부(46)와; 상기 비교부(46)에 연결되어 그 출력들을 적절하게 조합시키는 조합 로직부(47)와; 필요에 따라 줌 비율을 스위칭시키는 신호(ZRV)를 발생하기 위한 신호 발생부(48)로 이루어진다.

상기한 비교부(46)는 4개의 비교기(46-1, 46-2, 46-3, 46-4)가 카운터(36)로부터 입력되는 순차적인 주소(Sequencial Address)와 부화면의 경계지점의 주소(LB, RB, TB, BB)를 각각 입력받는 구조로 되어있는 것을 특징으로 한다.

상기한 비교기(46-1, 46-2, 46-3, 46-4)의 입력신호인 부화면의 경계지점의 주소(LB, RB, TB, BB)는 다음 조건에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다.

LB(Left Boundary) = 340 + Window_X

RB(Right Boundary) = 510 + Window_X

TB(Top Boundary) = 160 + Window_Y

BB(Bottom Boundary)= 240 + Window_Y

이때 외부입력 Window_XY는 Window_X부분과 Window_Y부분으로 구성되며 Window_X부분과Window_Y부분의 범위는 각각 다음과 같다.

-340 Window_X 0

-160 Window_Y 0

상기한 신호 발생부(48)의 구성은, 줌 비율 신호(ZR)와 온신호('1')가 멀티플렉서(48-1)로 입력되고, 피아이피 인에이불신호(PIP_Enable)와 조합 로직부(47)로부터 출력되는 서브윈신호(SUB_WIN)가 앤드 게이트(48-3)로 입력되고, 앤드 게이트(48-3)의 출력신호는 멀티플렉서(48-1)로 입력되는 구조로 이루어진다.

상기한 조합 로직부(47)의 구성식은 다음과 같은 논리식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 작용은 다음과 같다.

먼저 사용자에 의해 전원이 인가되면 이 발명의 실시예에 따른 디지털 피아이피 줌 시스템의 동작이 시작된다.

이하, 동작설명을 피아이피 인에이불신호(PIP_Enable)의 유무에 따라 나누어 설명하기로 한다.

1)PIP_Enable=0 일 때

동작이 시작되면, 입력되는 영상신호는 필드신호(Field)에 의해 조정되는 디멀티플랙서(31)에 의해 짝수/홀수 필드별로 나뉘어 제1, 제2이미지 버퍼(32,33)에 저장된다. 예를 들어 필드신호가 0인 경우에는 제1이미지 버퍼(33)에 저장된다.

이때 데이터가 저장되는 버퍼가 아닌 제2이미지 버퍼(32)에 저장되어 있던 영상신호는 제1멀티플렉서(34)를 통해 줌 프로세서(35)에 전달된다.

한편, 카운터(36)에서는 순차적인 어드레스(Sequencial Address)가 어드레스 제너레이터(38)로 공급된다.

다음 어드레스 제너레이터(38)에서는 입력받은 순차적인 어드레스(Sequencial Address)를 이용하여 줌 프로세서(35)에서 필요로 하는 어드레스를 발생시킨다.

즉, 오퍼레이션(Operation)을 수행중인 제1이미지 버퍼(33)에는 순차적인 어드레스(Sequencial Address)를 그대로 공급하고, 리드 오퍼레이션(Read Operation)이 수행중인 제2이미지 버퍼(32)에는 줌 방식에 맞도록 어드레스를 계산하여 공급하게 된다.

줌 프로세서(35)에서는 외부에서 입력된 줌 비율(ZR)에 따라 어드레스 제너레이터(38)에 의해 제2이미지 버퍼(32)에서 읽혀진 데이터를 공급받아 줌 기능을 수행하며 제2멀티플렉서(43)를 통해 출력된다.

필드신호가 '1'일 경우에는 제1이미지 버퍼(33)와 제2이미지 버퍼(32)의 역할만 서로 바뀔뿐 전체 동작은 필드가 '0'일 경우와 동일하다.

2)PIP_Enable=1, Position_XY=(0,0), Window_XY=(0,0) 일 때

피아이피 줌에 관련된 디폴트(Default)값은 제5도에 도시한 바와 같다.

즉, 부화면은 화면의 우측 하단에 위치하게 되며, 부화면의 크기는 전체화면 크기의 1/9이다.

그리고 확대되는 부위는 전체 영상의 중심을 그 기준으로 하고 있다.

따라서 위와 같은 조건을 가질 경우 화면의 우측 하단에 전체 영상의 1/9의 크기를 갖는 부화면이 만들어지고, 부화면에는 원래 화면의 중앙부가 줌 비율(ZR)에 의해 확대되어 보여진다.

회로 동작을 살펴보면 피아이피 제어부(40)를 제외한 모든 부분의 동작은 PIP_Enable='0'인 경우와 동일하며, 단지 차이점은 어드레스 제너레이터(38)가 피아이피 제어부(40)의 제어를 받게 된다는 점이다.

다시 상세하게 말하자면, PIP_Enable='0'인 경우에는 줌 비율(ZR)에 따라 전화면에 걸쳐 연속적으로 줌 기능을 수행하였으나, PIP_Enable='1'인 경우에는 현재 화소가 부화면에 속하느냐 아니냐에 따라서 줌 기능을 수행할 것인가, 아니면 그대로 출력할 것인가를 결정하게 된다.

상기 결정을 내리는 계산식이 제4도의 회로를 통해 이루어진다.

제4도에서 조합 로직부(47)의 출력 신호(SUB_WIN)는 현 화소의 위치가 부화면의 내부에 있다는 것을 알리는 신호이며, 조합 로직부(47)의 출력 신호(BOUNDARY)는 현 화소의 위치가 부화면의 경계선 상에 있다는 것을 알리는 신호이다.

주화면과 부화면의 경계가 바로 인접하다면 경계선 부근에서의 왜곡이 일어나는 경우도 있고, 시각적으로도 자연스럽지 못하기 때문에 부화면에 일정한 값(Boundary Value)을 갖는 경계선을 생성시킴으로써 이를 해결하였다.

제2멀티플렉서(43)는 이 역할을 하며, 줌 프로세서(35)에서 출력되는 신호를 바로 출력하다가 조합 로직부(47)의 출력 신호(BOUNDARY)값이 '1'이 되면 고정된 값(Boundary Value)를 출력하게 된다.

한편, 조합 로직부(47)의 출력 신호(SUB_WIN)는 부화면에 속하는 화소만이 확대되도록 하기 위해 줌 비율(ZR)을 변화시킨다.

즉, 주화면에 속하는 화소를 처리하는 경우에는 멀티플렉서(48-1)의 출력(ZRV)을 1로 고정시킴으로써 원래 화면을 그대로 출력시키고, 부화면의 화소를 처리하는 경우에는 멀티플렉서(48-1)의 출력(ZRV)에 줌 비율(ZR)값을 전달시킴으로써 화면 확대 기능을 수행토록 한다.

3)Window_XY가 변화할 때

Window_XY는 부화면의 위치를 변화시키기 위한 변수로서, 수평축 이동을 위한 Window_X부분과 수직축 이동을 위한 Window_Y부분으로 구성되어 있다.

이 두 개의 변수(Window_X, Window_Y)는 제5도에 도시한 바와 같이 부화면의 네 개의 경계선을 계산할 때 씌여지며, Window_X의 값의 크기가 커질수록 부화면의 위치는 주화면상에서 왼쪽으로 이동하며 Window_Y의 값의 크기가 커질수록 부화면의 위치는 위쪽으로 이동한다.

4)Position_XY가 변화할 때

Position_XY는 확대하고자 하는 영상의 위치를 변화시키기 위한 변수로서, 수평축 이동을 위한 Position_X 부분과 수직축 이동을 위한 Position_Y 부분으로 구성되어 있다.

이 두 개의 변수는 제3도에서 볼 수가 있듯이 현재 리드 오퍼레이션(Read Operation)을 수행중인 이미지 버퍼(32,33)의 어드레스에만 영향을 미치며, 동시에 피아이피 제어부(40)의 제어를 받아서 부화면에 속하는 화소들을 처리하는 동안에만 영향을 미친다.

결국 현재 확대하려고 하는 부위의 위치를 수평적으로 혹은 수직적으로 이동시키고자 하는 용도로 사용되는 변수이다.

상기한 바와 같이 전체화면에서 부화면의 위치 및 영상의 위치를 이동해 가면서 시원스러운 전체 화면과 촬영하고자 하는 특정 대상을 피아이피 화면(부화면)을 통해 확대하여 볼 수가 있다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서 2개의 렌즈부를 1개로 줄임으로써 원가 절감의 효과가 크고 생산성 향상면에서도 효과를 볼 수가 있으며, 현재 판매중인 캠코더의 대부분이 디지털 줌 방식을 채택하고 있으므로 간단한 회로 수정만으로도 피아이피 줌 기능을 실현할 수 있어 제품의 차별화를 기할 수가 있는 디지털 피아이피 줌 시스템을 제공할 수 있다.

Claims

필드신호(Field)와 입력영상신호를 입력받기 위한 디멀티플랙서와; 상기 디멀티플랙서의 출력을 제1, 제2어드레스 신호에 따라 전달하기 위한 제1, 제2이미지 버퍼와; 외부의 필드신호의 반전입력 및 상기 제1, 제2이미지 버퍼의 출력을 입력받아 교대로 전달하기 위한 제1멀티플렉서와; 외부에서 입력된 줌 비율 신호 및 상기 제1멀티플렉서의 출력을 입력받아 줌 기능을 수행하기 위한 줌 프로세서와; 클럭신호, 수직동기신호 및 수평동기신호를 입력받아 연속적인 수직 어드레스와 수평 어드레스를 발생시키기 위한 카운터와; 피아이피 기능을 수행하기 위한 피아이피 제어부와; 상기 피아이피 제어부 및 카운터의 출력신호를 입력받아 줌 기능을 하기 위한 어드레스를 출력하기 위한 어드레스 제너레이터와; 원하는 영상의 위치신호를 입력받아 상기 피아이피 제어부의 제어신호에 따라 전달하기 위한 논리곱 수단과; 상기 어드레스 제너레이터의 출력을 입력받아 제1, 제2이미지 버퍼로 상기 제1, 제2어드레스 신호를 출력하기 위한 제3, 제4멀티플렉서와; 상기 피아이피 제어부의 제어신호에 따라서 줌 프로세서의 신호 또는 기준값 중 하나를 출력하기 위한 제2멀티플렉서를 포함하며, 상기한 피아이피 제어부는, 상기 카운터로부터 입력되는 순차적인 주소와 부화면의 경계지점의 주소를 비교하기 위한 비교부와; 상기 비교부의 출력들을 논리 조합시켜 서브윈 신호와 바운더리 신호를 출력하는 조합 로직부와; 상기 조합 로직부의 서브윈 신호 및 피아이피 인에이블 신호의 제어에 따라 줌 비율을 스위칭 시키는 신호(ZRV)를 발생하기 위한 신호 발생부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 피아이피 줌 시스템.
제1항에 있어서, 상기한 비교부(46)는 4개의 비교기(46-1, 46-2, 46-3, 46-4)가 카운터(36)로부터 입력되는 순차적인 주소(Sequencial Address)와 부화면의 경계지점의 값(LB, RB, TB, BB)을 각각 입력받는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 피아이피 줌 시스템.
제1항에 있어서, 상기한 비교기(46-1, 46-2, 46-3, 46-4)의 입력신호인 부화면의 경계지점의 주소(LB, RB, TB, BB)는 다음 조건에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 디지털 피아이피 줌 시스템.

LB(Left Boundary) = 340 + Window_X

RB(Right Boundary) = 510 + Window_X

TB(Top Boundary) = 160 + Window_Y

BB(Bottom Boundary)= 240 + Window_Y
제3항에 있어서, 상기한 외부입력 Window_XY는 Window_X 부분과 Window_Y 부분으로 구성되며 Window_X 부분과 Window_Y 부분의 범위는 각각 다음과 같은 것을 특징으로 하는 디지털 피아이피 줌 시스템.

-340 Window_X 0

-160 Window_Y 0
제1항에 있어서, 상기한 신호 발생부(48)의 구성은, 줌 비율 신호(ZR)와 온신호('1')가 멀티플렉서(48-1)로 입력되고, 피아이피 인에이블신호(PIP_Enable)와 조합 로직부(47)로부터 출력되는 서브윈신호(SUB_WIN)가 앤드 게이트(48-3)로 입력되고, 앤드 게이트(48-3)의 출력신호는 멀티플렉서(48-1)로 입력되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 피아이피 줌 시스템.
제1항에 있어서, 상기한 조합 로직부(47)의 구성식은 다음과 같은 논리식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 피아이피 줌 시스템.