KR100186409B1 - 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로 - Google Patents

피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피씨와 텔레비젼수상기에서 출력되는 색신호로 상호간에 피아이피 화면을 디스플레이하는 기술에 관한 것으로, 종래의 피아이피 영상신호 처리회로에 있어서는 VGA RGB신호를 티브이화면에 디스플레이하는 경우 화면이 수평방향으로 줄어들거나 반대로 늘어나고 수직주파수가 일치되지 않아 정상적인 피아이피화면을 디스플레이할 수 없었다. 따라서, 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 디지탈신호로 변환된 티브이의 원색신호나 VGA의 원색신호를 공급받아 선택신호(SEL)에 따라 각기 다른 패턴으로 압축하는 적응형 영상압축기(103)와; 적응형 영상압축기(103)로부터 영상신호를 공급받아 상기 모드판별 및 타이밍발생기(106)의 제어하에 부화면용 영상신호의 주기로 저장하고 주화면용 영상신호의 주기로 출력하는 듀얼포트 메모리(104)와; VGA동기신호(VGA.Sync)와 티브이 동기신호(TV.Sync)를 입력받아 수평,수직동기신호(Hsync),(Vsync)를 분리해냄과 아울러 상기 선택신호(SEL)를 출력하고, 주화면에 동기된 부화면용 압축영상신호를 출력하기 위하여 상기 듀얼포트 메모리(104)에 각종 제어신호(CS)를 출력하는 모드 판별 및 타이밍발생기(106)를 포함하여 피아이피 처리회로를 구현하였다.

Description

피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로
제1도는 휘도/색차신호 스위칭방식을 채택한 일반적인 피아이피 처리 블록도.
제2도는 피아이피화면을 위한 일반적인 영상압축 원리 설명도.
제3도의 (a) 내지 (d)는 제2도의 영상압축에 적용되는 각 제어신호의 파형도.
제4도는 VGA 원색신호의 수평,수직 주파수 표.
제5도의 일반적인 피아이피 처리 예시도로서,
(a)는 티브이에 표시된 VGA 윈도우모드의 영상 예시도.
(b)는 티브이에 표시된 VGA 텍스트모드의 영상 예시도.
(c)는 VGA화면상에 표시된 티브이의 영상 예시도.
제6도의 (a)는 순차주사된 VGA 영상의 예시도.
(b)는 (a)의 영상을 비월주사하였을때 영상 예시도.
제7도는 본 발명 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리 블록도.
제8도는 본 발명에 의한 모드별 화소 선택 설명도로서,
(a)는 티브이화면상에 티브이영상신호로 피아이피화면을 구현하는 경우에 대한 영상압축 설명도.
(b)는 티브이화면상에 VGA 텍스트모드와 영상신호로 피아이피화면을 구현하는 경우에 대한 영상압축 설명도.
(c)는 VGA화면상에 티브이 영상신호로 피아이피화면을 구현하는 경우에 대한 영상압축 설명도.
제9도의 (a)-(c)는 제8도의 (a)-(c)의 각각의 경우에 적용되는 각 제어신호의 타이밍도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : RGB 스위치 102 : A/D변환기
103 : 적응형 영상압축기 104 : 듀얼포트 메모리
105 : 영상데이타 출력부 106 : 모드판별 및 타이밍발생기
107 : 테두리신호 발생기 108 : D/A변환기
109 : 주부신호 혼합기
본 발명은 피씨와 텔레비젼수상기에서 출력되는 색신호로 상호간에 피아이피 화면을 디스플레이하는 기술에 관한 것으로, 특히 수직/수평주파수가 다른 피씨의 VGA 원색신호를 텔레비젼수상기의 피아이피 화면으로 디스플레이하거나 그 반대로 티브이신호를 피씨의 피아이피 화면으로 디스플레이하는데 적당하도록 한 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로에 관한 것이다.
픽쳐인픽쳐(PIP: Picture In Picture)는 널리 알려진 바와 같이, 티브이의 주화면중에 다른 채널 또는 다른 소오스의 크기가 제한된 영상을 디스플레이하는 기술로서 주화면에 부화면을 스위칭하는 방식에 따라 Y/C, Y/색차신호 스위칭방식으로 구별된다.
제1도는 Y/색차신호 스위칭방식을 채택한 일반적인 피아이피 처리 블록도로서 이의 작용을 제2도 내지 제6도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
부화면용 채널을 통해 입력되는 휘도신호(Y)/색신호(C)가 칼라디코더(1)를 통해 Y/색차신호(U,V)로 변환된 후 A/D변환기(3)를 통해 디지탈신호로 변환되는데, 이때, 샘플링클럭 발생기(7)는 상기 색신호(C)로 부터 샘플링클럭신호(4fsc)를 생성하여 이를 상기 A/D변환기(5)의 A/D변환에 필요한 샘플링클럭신호로 공급한다.
상기 A/D변환된 영상신호는 영상 압축기(3)를 통해 피아이피 화면 즉, 부화면으로 디스플레이하는데 적당하도록 압축된다. 제2도는 하나의 전체화면을 1/4 크기의 화면으로 압축하는 원리를 보인 개념도로서 이를 간단히 설명하면, 전체화면(FS)에서 발췌된 영상신호가 각각의 카운터(WVC: Writing Vertical Counter), (WHC: Writing Horizontal Counter)에서 제어하는 어드레스로 1/4메모리(QM)에 라이트(Write)된다. 그러나, 실제의 화면 구현시에는 선택된 화소와 상,하,좌,우측 화소의 값에 적당한 계수로 가중치(Weight)를 주어 더함으로써 발췌시 누락된 라인의 영상성분도 어느정도 나타낼 수 있게 된다.
이렇게 압축된 부화면용 영상신호가 싱글포트 메모리(4)에 저장되는데, 그 메모리(4)의 리드(Read)/라이트(Write)동작을 제어하기 위하여 동기분리기(5)가 상기 휘도신호(Y)로 부터 수평,수직동기신호(Hsync),(Vsync)를 분리해 내고, 메모리 제어부(6)는 그 동기신호(Hsync),(Vsync)를 가공하여 제3도의 (a)-(d)에서와 같은 라이트 리세트신호(WRST), 리드 리세트신호(RRST), 라이트 인에이블신호(WEN), 리드 인에이블신호(REN)를 생성하여 출력하게 된다.
상기 메모리 제어부(6)의 제어에 의해 상기 싱글포트 메모리(4)에서 출력되는 추출되는 영상신호가 영상데이타 출력부(8)의 일측 입력으로 공급되고, 테두리신호 발생기(9)에서 출력되는 테두리신호가 그 영상데이타 출력부(8)의 타측 입력으로 공급되어 합성된 후 D/A변환기(10)를 통해 다시 아날로그의 휘도(Ys)/색차신호신호(Us,Vs)로 변환된다.
이와 같은 과정을 통해 부화면용 영상신호로 처리된 휘도(Ys)/색차신호신호 (Us,Vs)가 주부신호 혼합기(11)에서 주화면용 휘도(Ym)/색차신호신호(Um,Ym)와 혼합되고, RGB디코더(12)를 통해 다시 베이스밴드의 원색신호(R,G,B)로 변환되어 씨피티 측으로 공급된다.
제2도에서 1/4메모리(QM)는 외부에서 인가되는 VGA 원색신호(RGB)의 수직동기신호와 티브이의 수직동기신호와의 타이밍을 맞추기 위한 지연작용을 한다.
VGA RGB 출력의 수직, 수평주파수는 매우 다양하며 그 중에서 대표적인 모드 만을 표시하면 제4도와 같다. 제4도의 표에서와 같은 VGA RGB 출력을 기존의 피아이피 시스템에서 구현하고자 하는 경우 주화면의 영상신호를 Y/C처리하고, Y/색차신호로 변환하여 처리하는 것과 달리 원색신호(R,G,B)로 변환하여 처리하여야 한다.
주화면이 원색신호(R,G,B)로 되어 있다고 가정하고 VGA RGB신호를 티브이 화면내에 디스플레이하면 수평주파수가 2배이므로 1수평라인구간(1H)이 반으로 줄어들게 되고, 이로 인하여 제5도의 (a)에서와 같이 피아이피 화면의 절반은 노이즈로 채워지고 디스플레이되는 부화면도 수평적으로 1/2 축소된다.
VGA 윈도우모드에서 수직주파수는 티브이와 동일한 60HZ이므로 수평주파수만을 고려해주면 되지만, VGA 텍스트모드는 수직주파수가 70HZ로서 티브이화면에 피아이피 화면으로 디스플레이하는 경우 제5도의 (b)에서와 같이 제5도의 (a)와 같은 문제점이 발생됨과 아울러 수직동기신호가 동기되지 않고 상측으로 올라가게 되는데, 이는 주/부화면의 수직주파수가 일치하지 않기 때문이다.
제5도의 (c)에서와 같이 VGA출력을 주화면으로 하고 티브이화면을 피아이피로 디스플레이하는 경우 상기 제5도 (a)의 반대 현상이 나타난다.
한편, VGA모드와 티브이모드의 또하나의 차이점은 VGA는 티브이의 비월주사(Interlaced)와 달리 순차주사(Non-Interlaced) 방식이라는 것이다. 따라서, 제6도의 (a) 및 (b)에서와 같이 순차주사된 VGA의 영상신호를 별도의 처리과정을 통하지 않고 비월주사방식으로 디스플레이하는 경우 VGA의 하단부 영상이 상단에 겹쳐서 디스플레이된다. 또한, VGA 텍스트모드 수직주파수 70HZ에서는 주사선수가 449라인으로서 이는 525라인과 비교해볼때 상당히 적은 라인수에 해당된다. 따라서, 피아이피 화면을 수직적으로 고정시켜 둔다고 하더라도 하단부가 비어있게 된다.
이와 같이 종래의 피아이피 영상신호 처리회로에 있어서는 VGA RGB신호를 티브이화면에 디스플레이하는 경우 화면이 수평방향으로 줄어들거나 반대로 늘어나고 수직주파수가 일치되지 않아 화면의 수직동기가 고정되지 않는 등의 문제점으로 인하여 정상적인 피아이피화면을 디스플레이할 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 수직/수평주파수가 다른 피씨의 VGA 원색신호를 텔레비젼수상기의 피아이피 화면으로 디스플레이하거나 그 반대로 티브이신호를 피씨의 피아이피 화면으로 디스플레이하는 적응형 피아이피 영상신호 처리회로를 제공함에 있다.
제7도는 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로에 대한 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 티브이의 원색신호(Rt,Gt,Bt)나 VGA의 원색신호(Rv,Gv,Bv)를 부화면용 영상신호로 선택하여 디지탈신호로 변환하는 RGB 스위치(101) 및 A/D변환기(102)와, 상기 A/D변환기(102)에서 출력되는 전체화면의 영상신호를 공급받아 모드판별 및 타이밍발생기(106)에서 출력되는 선택신호(SEL)에 따라 각기 다른 패턴으로 압축하는 적응형 영상압축기(103)와, 영상데이타의 출력포트와 입력포트를 별도로 구비하고 상기 적응형 영상압축기(103)로 부터 영상신호를 공급받아 상기 모드판별 및 타이밍발생기(106)의 제어하에 부화면용 영상신호의 주기로 저장하고 주화면용 영상신호의 주기로 출력하는 듀얼포트 메모리(104)와, 상기 듀얼포트 메모리(104)에서 출력되는 부화면용 영상신호의 외곽부분에 테두리신호 발생기(107)에서 출력되는 테두리신호를 합성하여 출력하는 영상데이타 출력부(105)와, VGA동기신호(VGA.Sync)와 티브이 동기신호(TV.Sync)를 입력받아 수평,수직동기신호(Hsync),(Vsync)를 분리해냄과 아울러 주화면에 동기된 부화면용 압축영상신호를 출력하기 위하여 상기 듀얼포트 메모리(104)에 각종 제어신호(CS)를 출력하는 모드판별 및 타이밍발생기(106)와, 상기 모드판별 및 타이밍발생기(105)로 부터 수평,수직동기신호(Hsync),(Vsync)를 공급받아 모드에 상응되는 크기의 부화면 테두리신호를 발생하는 테두리신호 발생기(107)와, 상기 영상데이타 출력부(105)에서 출력되는 부화면용 디지탈 영상신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A변환기(108)와, 상기 D/A변환기(108)에서 출력되는 부화면용 원색신호(Rs,Gs,Bs)와 외부로 부터 공급되는 부화면용 원색신호(Rm,Gm,Bm)를 합성하는 주부신호 혼합기(105)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제2도, 제8도 및 제9도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
티브이의 원색신호(Rt,Gt,Bt)와 VGA의 원색신호(Rv,Gv,Bv)가 RGB스위치(101)에 공급되고, 여기서 부화면신호로 선택된 원색신호가 A/D변환기(102)를 통해 디지탈신호로 변환된다. A/D변환에 필요한 샘플링클럭의 대표적인 주파수는 칼라신호의 반송주파수(fsc)인 3.58MHZ의 4체배 주파수 4fsc이다.
상기 디지탈신호로 변환된 부화면 영상신호는 적응형 영상압축기(103)를 통해 종래와 같은 압축원리로 즉, 제2도와 동일한 원리로 압축되는데, 여기에 3가지의 압축모드가 있다.
상기 적응형 영상압축기(103)의 압축동작모드를 결정하는 선택신호(SEL)는 VGA동기신호(VGA.Sync)와 티브이 동기신호(TV.Sync)를 입력받는 모드판별 및 타이밍발생기(106)로 부터 발생되며, 결정된 모드로 압축된 부화면용 영상신호가 1/4메모리(QM)에 저장된다.
듀얼포트메모리(104)는 데이타의 출력포트와 입력포트가 독립되어 있는 메모리로서 여기에 공급되는 메모리제어신호(CS) 즉, 수직/수평카운트신호, 리세트신호(RST), 라이트인에이블신호(WEN), 리드인에이블신호(REN)등의 타이밍신호는 입력된 VGA의 원색신호(Rv,Gv,Bv)의 모드 및 마이크로컴퓨터에 의해 제어된 신호들이다.
또한, 테두리신호 발생기(107)는 상기 모드판별 및 타이밍발생기(106)로 부터 수평동기신호(Hsync)와 수직동기신호(Vsync)를 입력받아 60HZ모드와 70HZ모드 별로 각각의 테두리신호를 생성하게 되고, 이렇게 생성된 테두리신호가 영상데이타 출력부(105)에 공급되어 상기 듀얼포트 메모리(104)에서 출력되는 영상신호의 외곽부분에 붙여진다.
이렇게 처리된 피아이피용 영상신호가 상기 영상데이타 출력부(105)에서 출력되어 D/A변환기(108)를 통해 아날로그의 부화면용 원색신호(Rs,Gs,Bs)로 변환된 후 주부신호 혼합기(109)에서 메인화면용 원색신호(Rm,Gm,Bm)와 혼합되는데, 이때, 상기 테두리신호 발생기(107)에서 출력되는 제어신호(YS)가 사용된다.
주화면용 영상신호와 부화면용 영상신호의 동기신호 오차는 상기 듀얼포트 메모리(104)를 이용하여 극복할 수 있으며, 이 메모리(104)에 영상신호를 저장하는 주기는 부화면 영상신호의 주기를 따르고 읽어내는 주기는 주화면 영상신호의 주기를 따른다.
여기서, 본 발명의 요지에 해당하는 영상압축과정을 제8도 및 제9도를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
제8도의 (a)는 티브이화면상에 티브이영상신호로 피아이피화면을 구현하는 경우에 대한 영상압축원리를 보인 것으로, 이때의 압축원리는 기존의 피아이피 원리와 동일하다. 예컨대 4fsc로 샘플링된 영상신호는 하나의 수평라인이 약 920개의 영상정보로 표현된다. 만약, 주화면의 1/4크기로 부화면을 구성하고자 하는 경우 4개의 화소중에서 1개의 화소만을 선택하면 된다.
제9도의 (a)는 이때 사용되는 제어신호 즉, 라이트인에이블신호(WEN), 라이트리세트신호(WRST), 리드인에이블신호(REN), 리드리세트신호(RRST), 티브이동기신호(TV.Sync)의 타이밍을 보인 것이며, 메모리상에서 영상데이타의 라이트주기와 리드주기는 동일하게 60HZ이다.
실제 피아이피화면의 화질향상을 위해서는 탭(Tap) 메모리를 사용하여 수평적인 평균화(LPF)를 도모하고, 라인메모리를 사용하여 상하간의 평균화(LPF)를 도모하여 선택되지 않은 화소들에 대한 중요한 영상정보가 어느정도 나타나게 한다.
제8도의 (b)는 티브이화면상에 VGA 텍스트모드의 영상신호로 피아이피화면을 구현하는 경우에 대한 영상압축원리를 보인 것이다. 본 모드에서는 VGA 영상 신호의 수평주파수가 티브 영상신호의 2배인 31.5KHZ로서 1수평라인(1H) 구간이 63.5㎲/2 라는 점에 착안하여 수평적으로 화소를 1/2로 걸러내지 않는다. 단순히 한 라인씩을 버림으로서 순차주사신호인 VGA 신호를 티브이 비월주사 시스템으로 변환함은 물론 수평해상도를 그대로 유지할 수 있게 된다.
제9도의 (b)는 이때 사용되는 제어신호 즉, 라이트인에이블신호(WEN), 라이트리세트신호(WRST), 리드인에이블신호(REN), 리드리세트신호(RRST), 티브이동기신호(TV.Sync), 브이지에이동기신호(VGA.Sync)의 타이밍을 보인 것이다. 여기서 주목할 사항은 메모리상에서 영상데이타의 라이트주기는 VGA신호의 70HZ로 하고, 리드주기는 티브이신호의 수직주파수에 해당하는 60HZ로 한다는 것이다. 참고로, VGA 윈도우모드(60HZ)의 경우는 본 모드의 경우에 비하여 한결 간단해진다.
제8도의 (c)는 피씨의 VGA화면상에 티브이의 영상신호로 피아이피화면을 구현하는 경우에 대한 영상압축원리를 보인 것으로, 이는 제8도의 (b)와 정반대 개념으로 설명되며, 제9도의 (c)는 이때 사용되는 각 제어신호의 타이밍을 보인 것이다.
이상의 메모리 제어에서 간과할 수 없는 사항은 데이타의 입력포트와 출력포트를 별도로 갖는 듀얼포트메모리(104)를 사용한다는 것이다. 왜냐하면, 영상데이타의 라이트주기와 리드주기가 다르므로 라이트하고자 하는 메모리 byte의 어드레스와 리드하고자 하는 메모리 byte의 어드레스가 어느 순간에 교차되는 것을 방지하기 위함이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 부화면용 영상신호로 공급되는 티브이신호나 VGA신호를 부화면용 영상신호로 압축함에 있어서 모드판별 및 타이밍발생기로 부터 공급되는 제어신호에 따라 적응적으로 압축하고, 메모리의 라이트주기는 부화면신호의 주기를 따르고, 리드주기는 주화면신호의 주기를 따름으로써 주파수가 다른 소오스영상신호를 하나의 화면에 정상적으로 디스플레이할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 디지탈신호로 변환된 티브이의 원색신호나 VGA의 원색신호를 공급받아 선택신호(SEL)에 따라 각기 다른 패턴으로 압축하는 적응형 영상압축기(103)와; 상기 적응형 영상압축기(103)로 부터 영상신호를 공급받아 상기 모드판별 및 타이밍발생기(106)의 제어하에 부화면용 영상신호의 주기로 저장하고 주화면용 영상 신호의 주기로 출력하는 듀얼포트 메모리(104)와; 상기 듀얼포트 메모리(104)에서 출력되는 부화면용 영상신호에 테두리신호 발생기(107)에서 출력되는 테두리 신호를 합성하여 출력하는 영상데이타 출력부(105)와; VGA동기신호(VGA.Sync)와 티브이 동기신호(TV.Sync)를 입력받아 수평,수직동기신호(Hsync),(Vsync)를 분리 해냄과 아울러 상기 선택신호(SEL)를 출력하고, 주화면에 동기된 부화면용 압축영상신호를 출력하기 위하여 상기 듀얼포트 메모리(104)에 각종 제어신호(CS)를 출력하는 모드판별 및 타이밍발생기(106)와; 상기 영상데이타 출력부(105)에서 출력되는 부화면용 디지탈 영상신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A변환기(108)와; 상기 D/A변환기(108)에서 출력되는 부화면용 원색신호(Rs,Gs,Bs)와 외부로 부터 공급되는 부화면용 원색신호(Rm,Gm,Bm)를 합성하는 주부신호 혼합기(109)로 구성한 것을 특징으로 하는 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로.
  2. 제1항에 있어서, 주파수가 다른 소오스 영상을 하나의 화면상에 디스플레이하기 위해 상기 듀얼포트 메모리(104)의 라이트주기는 부화면 신호의 주기를 따르고, 리드주기는 주화면 신호의 주기를 따르도록 제어하는 수단을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로.
  3. 제1항에 있어서, 듀얼포트 메모리(104)는 라이트어드레스와 리드어드레스가 충돌하는 것을 방지하기 위하여 데이타의 입력포트와 출력포트를 별도로 갖도록 구성한 것을 특징으로 하는 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로.
  4. 제1항에 있어서, 테두리신호 발생기(107)는 모드판별 및 타이밍발생기(105)로 부터 수평,수직동기신호(Hsync),(Vsync)를 공급받아 모드에 상응되는 크기의 부화면 테두리신호를 발생하도록 구성한 것을 특징으로 하는 피씨와 티브이 적응형 피아이피 영상신호 처리회로.
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