KR0183137B1 - 고선명 텔레비젼 부호화 시스템 - Google Patents

고선명 텔레비젼 부호화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고선명 텔레비젼(TV) 부호화 시스템에 관한 것으로, 외부의 고선명 TV 신호 발생기로부터 아날로그 혹은 디지탈 고선명 TV 신호를 입력받아 화면 동기 신호를 검출하고, 비디오 데이타를 분리한 후에 74.25MBytes/sec 속도의 데이타를 4개 병렬로 출력시키는 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부; 상기 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부로부터 병렬로 출력되는 비디오 신호를 입력받아 메모리의 4바이트 동시 쓰기가 가능하도록 하여 고선명 TV 영상 데이타를 주사선 방향으로 하여 해당되는 분할 화면이 출력되는 동안에 해당되는 분할 화면으로만 데이타 쓰기 인에이블 신호를 출력하는 다수의 분할화면 데이타 처리부; 및 상기 분할화면 데이타 처리부로부터의 압축 부호화된 분할화면신호를 입력받아 하나의 비디오 데이타 스트림으로 출력하는 부호조합기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

고선명 텔레비젼 부호화 시스템
제1도는 본 발명에 따른 고선명 TV 부호화 시스템 구성도.
제2도는 한 필드 구간내 화면 분할 및 각 분할 화면 쓰기 구간 예시도.
제3도는 고선명 TV 화면 분할기 구성도.
제4도는 4바이트 병렬 쓰기를 이용한 분할 화면의 메모리 맵 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
15 : ECL/TTL 변환기 16 : 화면동기 신호검출 및 데이터 분리기
17 : 4바이트 병렬 변환기 18 : 쓰기용 어드레스 및 제어신호발생기
19 : 데이타 버스
본 발명은 고선명 텔레비젼(TV) 부호화 시스템에 관한 것이다.
고선명 TV 신호는 신호 대역이 R,G,B 신호에 대해 각각 30MHz 이상으로서 샘플링 주파수는 74.25MHz이다. 고선명 TV 부호화 시스템은 아날로그 혹은 디지탈 고선명 TV 신호를 입력받아 이를 MPEG-2 규격으로 압축, 부호화한 후 출력한다. R,G,B 각각 샘플 당 8비트로 샘플링하는 경우 디지탈 고선명 TV 데이타는 1.782Gbps의 크기로서 이를 약 20Mbps 정도로 압축하기 위하여 여러가지 압축 부호화 방법을 갖는다. 고선명 TV 부호화 시스템은 각각 74.25Mbytes/sec의 고속으로 입력되는 R,G,B 데이타를 처리하면서 기존의 표준 디지털 TV 부호화 시스템(동작 속도가 약 27MHz)에서 사용되는 디바이스들은 사용하여 설계할 수 있도록 하기 위해서 고선명 TV 전체 화면을 몇 개로 분할한 후, 각 분할된 화면을 병렬로 부호화한 후에 각 부호화 모듈로부터의 부호화 스트림을 하나의 비트 스트림으로 다중화하여 출력한다. 즉, 각각의 분할 화면의 크기를 표준 NTSC 디지탈 TV 화면 크기가 되도록 분할하여 각각의 분할된 화면을 병렬로 압축 부호화를 한다면 약 27MHz급의 속도로 데이타를 처리할 수 있다. 이를 위하여 고선명 TV 화면을 입력받아 병렬 부호화를 수행하는 각 분할화면 처리보드로 분할된 화면을 제공할 수 있는 화면 분할기가 필요하다. 그러나 화면을 8개로 분할할 경우 각각의 분할화면 보드로 데이타 및 쓰기 어드레스 신호를 입력시키기 위해서 8 × 8개의 데이타라인과 16 × 8개의 어드레스 라인이 필요하다. 그러나 이와 같은 방법은 접속되어야 하는 신호의 수가 너무 많기 때문에 하드웨어의 크기를 크게 하는 원인이 된다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 고선명 TV 부호화 시스템에서 병렬 부호화 수행을 위해 필요한 고선명 텔레비젼 부호화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부의 고선명 TV 신호발생기로부터 아날로그 혹은 디지탈 고선명 TV 신호를 입력받아 화면동기 신호를 검출하고, 비디오 데이타를 분리한 후에 74.25MBytes/seC 속도의 데이타를 4개 병렬로 출력시키는 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부; 상기 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부로부터 병렬로 출력되는 비디오 신호를 입력받아 메모리의 4바이트 동시 쓰기가 가능하도록 하여 고선명 TV 영상 데이타를 주사선 방향으로 하여 해당되는 분할 화면이 출력되는 동안에 해당되는 분할 화면으로만 데이타 쓰기 인에이블 신호를 출력하는 다수의 분할화면 데이타 처리부 및 상기 분할화면 데이타 처리부로부터의 압축 부호화된 분할화면신호를 입력받아 하나의 비디오 데이타 스트림으로 출력하는 부호조합기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 고선명 TV 부호화 시스템의 구성도로서, 도면에서 1은 고선명 TV 신호 발생기, 2는 고선명 TV 부호화 시스템, 3은 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부, 4는 국부 메모리, 5는 고선명 TV 화면 분할기, 6은 분할화면 압축 부호화기, 7은 분할화면 데이타 처리 보드, 8은 부호조합기, 9는 오디오 부호화기, 10은 다중화기, 11은 전송망, 12는 고선명 TV 복호화기, 13은 고선명 TV 모니터를 각각 나타낸다.
도면에 도시한 바와 같이, 고선명 TV 신호 발생기(1)로부터 아날로그 혹은 디지탈 고선명 TV 신호가 고선명 TV 부호화 시스템(2)으로 출력된다. 고선명 TV 부호화 시스템(2)내의 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부(3)에서는 고선명 TV 신호를 입력받아 화면 동기 신호를 검출하고, 비디오 데이타를 분리한 후에 74.25MBytes/sec 속도의 데이타를 4개 병렬로 출력시킨다. 즉, 4개중 하나의 데이타 버스로 출력되는 데이타 속도는 74.25/4 MBytes/sec이다. 데이타를 4개 병렬로 변환시키는 이유는 약 30MHz에서 동작하는 통상의 메모리를 이용할 수 있도록 하기 위해서다.
각각의 분할화면 데이타 처리보드(7)내의 국부 메모리를 4바이트 동시쓰기가 가능하도록 구성한다. 고선명 TV 영상 데이타가 출력되는 순서는 주사선 방향으로 하고, 각각의 분할화면 데이타 처리보드(7)로 공통의 버스를 통해 주사선 방향으로 출력되면서 해당되는 분할 화면이 출력되는 동안에 해당되는 분할 화면으로만 데이타 쓰기 인에이블 신호가 출력된다.
각각의 분할화면 압축 부호화기(6)에서는 분할화면을 입력받아 압축 부호화를 수행한 후 부호 조합부(8)로 출력시키고, 부호 조합부(8)에서 하나의 비디오 데이타 스트림으로 다중화된 데이타는 다중화기(10)로 출력되어 오디오 부호화기(9)로부터의 오디오 압축 데이타와 함께 다중화된 후 디지탈 전송망(11)으로 출력된다. 디지탈 전송망(10)으로 출력된 고선명 TV 데이타는 고선명 TV 복호화기(12)에 의해 복호화된 후 고선명 TV 모니터(13)에 의해 디스플레이 된다.
제2도는 한 필드 구간내 화면 분할 및 각 분할화면 쓰기 구간을 나타낸다. SMPTE 274M 규격의 고선명 TV 화면은 제2도에서와 같이 하나의 필드 구간 동안 유효 화소 구간이 주사선 방향인 가로 방향으로 1920개 화소, 세로 방향으로 540개 라인으로서 격행 주사 방식이다. 제2도에서 보인 바와 같이 8개의 화면으로 분할하여 각각의 분할화면 데이타 처리보드(6)에서는 해당되는 분할 화면만을 국부 메모리에 쓰기를 수행하고, 다음 필드 구간 동안 표준 NTSC 디지탈 부호화가 처리할 수 있는 속도로 읽기를 수행한다. 분할화면 압축 부호화(5)로 출력한다. 국부 메모리는 한 필드의 분할 화면 크기를 갖는 메모리 2개로 구성하여 두 개의 메모리가 필드 간격으로 쓰기와 읽기를 교대로 수행한다.
제3도는 고선명 TV 화면 분할기의 구성도이다. 도면에서 14는 고선명 TV 신호 발생기, 15는 아날로그 혹은 디지탈 고선명 TV 신호 접속부, 16은 화면 동기 신호 검출 및 데이타 분리부, 17은 4바이트 병렬 데이타 변환부, 18은 쓰기 어드레스 및 제어 신호 발생부, 19는 분할 화면간 공유 버스, 20은 분할화면 1의 필드 쓰기 메모리, 21은 분할화면 1의 필드 2쓰기 메모리, 22는 분할화면 8의 필드 1쓰기 메모리, 23은 분할화면 8의 필드 2쓰기 메모리, 24는 분할화면 1압축 부호화기, 25는 분할화면 8의 압축 부호화기, 26은 부호 조합부를 각각 나타낸다.
도면에 도시한 바와 같이, 고선명 TV 신호 발생기(14)로부터의 아날로그 혹은 디지탈 고선명 TV 신호는 아날로그 및 디지탈 고선명 TV 신호 접속부(15)를 거쳐 아날로그 신호는 디지탈 데이타로 변환되며, 디지탈 고선명 TV 신호가 입력되는 경우 입력되는 고선명 TV 신호는 ECL 타입이므로 ECL/TTL 변환기에 의해TTl 타입으로 변화되어 화면 동기 신호 검출 및 데이타 분리부(16)로 출력된다.
화면 동기 신호 검출 데이타 분리부(16)에서는 입력되는 데이타로부터 화면 동기 신호를 검출하여 비디오 테이프를 분리한 후 4바이트 병렬 변환부(17)로 출력한다. 또한 화면 동기 신호를 쓰기 어드레스 및 제어 신호 발생부(11)로 출력한다. 4바이트 병렬 벼환부는 1바이트씩 입력되는 데이타를 4바이트로 변화시켜 74.25MBytes/sec 의 속도로 감속시킨다.
4바이트로 감속된 데이타는 모든 분할화면 데이타 처리 보드(24, 25)가 공유하는 데이타 버스(19)에 연결된다. 쓰기 어드레스 및 제어 신호 발생부(18)은 화면 동기 신호를 입력받아 분할화면 데이타 처리 보드 내 국부 메모리(20, 21, 22, 23)으로 데이타를 쓰기 위한 어드레스 신호를 발생시키며 이는 모든 분할화면 데이타 처리보드(24, 25)가 공유하고 있는 어드레스 버스(19)로 연결된다. 4바이트 데이타는 하나의 어드레서 버스에 의해 쓰기가 수행된다. 즉, 4바이트의 데이타는 제4도에 보인 바와 같이 국부 메모리(20, 21, 22, 23)내의 4개의 서브 메모리에 같은 어드레스 번지를 가지고 동시에 쓰여진다. 쓰기 어드레스 및 제어 신호 발생부(18)에서는 또한 각 분할화면 데이타 처리 보드(24, 25)가 공유하고 있는 데이타 버스 및 어드레서 버스로 전체 고선명 TV에 관한 데이타가 입력되므로 이들 중에서 해당되는 분할화면 데이타만을 국부 메모리(20, 21, 22, 23)로 쓰도록 하기 위하여 쓰기 인에이블 신호를 각각의 분할화면 데이타 처리 보드로 출력시킨다.
각각의 분할화면 데이타 처리보드(24, 25)내 국부 메모리(20, 21, 22, 23)는 필드 간격으로 쓰기와 읽기를 교대로 수행하기 위하여 한 필드를 저장할 수 있는 크기의 메모리를 두개씩 둔다. 데이타 버스(19)를 통해서 필드 1의 데이타가 입력되는 동안 두 메모리 중 필드 1 메모리(20, 21)는 쓰기 보드가 되어 입력되는 데이타 중 해당되는 분할화면 구간 동안 쓰기 인에이블 신호가 입력되면 쓰기를 수행한다. 필드 1이 입력되는 동안에 필드 2메모리(21,23)는 읽기 모드가 되어 한 필드 구간 동안 분할화면 압축 부호화부(24, 25)가 읽을 수 있는 데이타 포맷으로 읽기를 수행한다. 각각의 압축 부호화부(24, 25)는 국부 메모리(20, 21, 22, 23)로부터 필드 단위로 데이타를 입력받아 압축 부호화를 수행한 후 부호 조합부(26)로 출력시킨다.
제4도는 4바이트 병렬 쓰기를 이용한 분할 화면에 메모리 맵 구성도이다. 가로 방향으로 1920화소, 세로 방향으로 540라인의 고선명 TV 화면을 제4도에서와 같이 8개로 분할하면 하나의 분할화면은 가로 방향으로 480화소, 세로 방향으로 270라인에 해당된다. 각 분할화면 데이타 처리 보드(25)내의 국부 메모리맵의 구성은 제4도의 27, 28과 같이 동일한 어드레스 맵을 갖는다. 하나의 분할 화면의 크기가 가로 방향으로 480화소, 세로 방향으로 270라인이므로 이를 4바이트 동시 쓰기를 하기위해서 제4도의 (27)에서와 같이 4개의 서브 메모리를 구성하여 4바이트 동시 쓰기를 수행한다. 주사선 방향으로 4바이트씩 동시에 쓰기를 수행하므로, 하나의 서브 메모리의 크기는 가로 방향으로 120화소, 세로 방향으로 270라인으로 구성한다. 이러한 각각의 서브 메모리로 4바이트 동시 쓰기를 위해 입력되는 쓰기 어드레스 신호는 제4도의 (28)과 같다. 즉, 첫번째 라인 구간 동안은 분할화면 1, 2, 3, 4의 쓰기가 수행되는데, 각각의 분할 화면에 입력되는 어드레스는 같고, 단지 쓰기 인에이블 신호로서 (29)동안은 분할화면 1 쓰기 인에이블 신호를, (30)동안은 분할화면 2 쓰기 인에이블 신호를, (31)동안은 분할화면 3 쓰기 인에이블 신호를, (32)동안은 분할화면 4 쓰기 인에이블 신호를 출력시키며 다시 2번째 라인 구간 동안 (33)과 같이 분할화면 1의 쓰기가 수행된다.
따라서 본 발명은 고선명 TV 압축 부호화 시스템에서 화면 분할에 의하여 병렬 압축 부호화를 수행하는데 필요한 분할화면 데이타를 제공하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 외부의 고선명 TV 신호 발생기로부터 아날로그 혹은 디지탈 고선명 TV 신호를 입력받아 화면 동기 신호를 검출하고, 비디오 데이타를 분리한 후에 74.25MBytes/sec 속도의 데이타를 4개 병렬로 출력시키는 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부(3); 상기 입력 접속 및 쓰기 어드레스 발생부(3)로부터 병렬로 출력되는 비디오 신호를 입력받아 메모리의 4바이트 동시 쓰기가 가능하도록 하여 고선명 TV 영상 데이타를 주사선 방향으로 하여 해당되는 분할 화면이 출력되는 동안에 해당되는 분할 화면으로만 데이타 쓰기 인에이블 신호를 출력하는 다수의 분할화면 데이타 처리부(7); 및 상기 분할화면 데이타 처리부(7)로부터의 압축 부호화된 분할화면신호를 입력받아 하나의 비디오 데이타 스트림으로 출력하는 부호조합기(8)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 부호화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부호조합기(8)로부터의 입력된 비디오 데이타 스트림을 다중화하여 출력하는 다중화기(10); 상기 다중화기 (10)로 오디오 압축 데이타를 제공하는 오디오 부호화기(9); 상기 다중화기(10)로부터의 다중화된 데이타를 입력받아 전송하는 디지탈 전송망(11); 상기 디지탈 전송망(10)으로 출력된 고선명 TV 데이타를 복호하여 출력하는 고선명 TV 복호화기(12); 및 상기 복호화기(12)로부터 복호화된 고선명 TV 데이타를 디스플레이하는 모니터(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 부호화 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분할화면 데이타 처리부(7)는, 4바이트 동시 쓰기가 가능하도록 구성된 국부메모리(4); 상기 국부메모리(4)로부터 분할화면을 입력받아 압축 부호화를 수행한 후 상기 부호 조합부(8)로 출력시키는 분할화면 압축 부호화기(6)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 부호화 시스템.
  4. 제1항 및 제3항에 있어서, 상기 분할화면압축 부호화기(6)는, 상기 고선명 TV 신호 발생기로부터의 아날로그/디지탈 고선명 TV 신호를 입력받아 디지탈/아날로그 신호로 변환하며, 디지탈 고선명 TV 신호가 입력되는 경우 TTL 타입으로 변화되어 출력되는 ECT/TTL 변환기(15); 상기 ECL/TTL 변환기(15)로부터 입력되는 데이타로부터 화면 동기신호를 검출하여 비디오 테이프를 분리한 후 출력하는 화면 동기 신호 검출 및 데이타 분리부(16); 상기 화면 동기 신호 검출 및 데이타 분리부(16)로부터 1바이트씩 입력되는 데이타를 4바이트로 변화시켜 74.25MBytes/sec 의 속도로 감속시키는 4바이트 병렬 변환부(17); 상기 상기 화면 동기 신호 검출 및 데이타 분리부(16)로부터 화면 동기 신호를 입력받아 상기 분할화면 데이타 처리부내 국부 메모리로 데이타를 쓰기 위한 어드레스 신호를 발생시키는 쓰기 어드레스 및 제어 신호 발생부(11); 상기 4바이트 병렬변환기(17)로부터의 4바이트로 감속된 데이타와 상기 쓰기 어드레스 및 제어 신호 발생부(18)로부터의 화면 동기 신호를 입력받고 모든 상기 분할화면 데이타 처리부에 연결되어 공유하도록 하는 데이타 버스(19); 상기 데이타 버스(19)에 연결되어 필드 간격으로 쓰기와 읽기를 교대로 수행하기 위하여 한 필드를 저장할 수 있는 크기의 메모리를 두개씩 갖는 분할 화면 필드 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 고선명 텔레비젼 부호화 시스템.
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