KR100188705B1 - 멀티 모드 비디오 스크램블 장치 - Google Patents

멀티 모드 비디오 스크램블 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 멀티모드 비디오 스크램블 장치는 종합유선방송의 비디오 신호를 스크램블링하는 장치에 있어서, 복합동기신호에 의해 클리어되어 소정의 클럭을 카운팅하여 동기윈도우신호와 블럭클럭을 발생하는 제1카운터수단; 수직동기신호에 의해 클리어되어 상기 복합동기신호를 카운팅하여 윈도우제어신호를 발생하는 제2카운터수단; 상기 제2카운터 수단의 출력에 따라서, 4블럭윈도우신호, 8블럭윈도우신호 및 필드 윈도우신호를 발생하는 윈도우신호발생수단; 상기 블럭윈도우신호발생수단으로부터의 4/8블럭윈도우신호들과 필드윈도우신호와 상기 블럭클럭의 논리합에 의하여 4블럭래치클럭, 8블럭래치클럭 및 필드래치 클럭을 각각 발생하는 논리합수단; 상기 논리합수단으로부터의 4블럭래치클럭, 8블럭래치클럭 및 필드래치클럭과 외부로부터의 라인 PN_CODE를 받아서, 상기 동기윈도신호 및 외부 스크램블윈도우신호에 따라서, 래치된 4블럭PN_CODE, 8블럭PN_CODE 및 필드PN_CODE를 발생하는 래치수단; 및 상기 래치수단으로부터의 4블럭PN_CODE, 8블럭PN_CODE 및 필드PN_CODE와 상기 라인PN_CODE를 받아서 제1 및 제2신호에 따라서 선택된 모드의 PN_CODE를 출력하는 선택수단을 포함한다. 이로써, 본 발명은 기존 한국형 CATV 스크램블링 기법인 라인-라인 액티브 비디오 반전 알고리즘을 개선하여 4/8 블럭-블럭 및 필드-필드의 다양한 모드로 스크램블함으로서 화질 성능의 향상과 다양한 스크램블 효과를 얻을 수 있다.

Description

멀티 모드 비디오 스크램블 장치
제1도는 종래의 스크램블링 장치를 도시한 개략도.
제2도는 제1도의 스크램블 동작을 설명하기 위한 타이밍도.
제3도는 제1도 장치의 경우 스크램블된 화면을 나타내는 도.
제4도는 본 발명에 의한 멀티모드 비디오 스크램블 장치를 도시한 블럭도.
제5도는 제4도의 블럭-블럭 스크램블 동작을 설명하기 위한 타이밍도.
제6도는 제4도의 필드-필드 스크램블 동작을 설명하기 위한 타이밍도.
제7도는 제4도에서 블럭-블럭 및 필드-필드 스크램블된 화면을 도시한 도면들.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 글리치 필터링회로 20 : 8비트카운터
30 : 블럭클럭발생기 40 : 비디오동기예측기
50 : 4비트카운터 60,70 : 블럭윈도우신호발생기
80 : 필드윈도우신호발생기 90 : 논리합게이트부
100 : PN코드래치회로 110 : 멀티플렉서
본 발명은 종합유선방송(cable television :CATV)의 스크램블 기술에 관한 것으로, 특히 비디오를 라인-라인, 블럭-블럭 또는 필드-필드와 같이 멀티모드로 스크램블하는 종합유선방송의 스크램블 장치에 관한 것이다.
기존의 한국형 CATV의 스크램블 기법은 비디오 신호를 라인-라인(Line by Line) 단위로 의사랜덤코드(PN_CODE : pseudo random number code)에 따라 반전 및 비반전을 시키는 스크램블 기법을 사용하고 있다.
PN_KEY 데이터와 PN_Phase 데이터에 의해 발생되는 PN_CODE는 (232-1)의 주기를 가지며 매 라인별로 발생된다. 발생되는 PN_CODE값은 0일 때 비디오 신호를 반전시키며, 1일때는 바이패스(bypass)하여 정상비디오를 출력한다. 따라서 매 라인별로 휘도 신호 및 칼라성분이 랜덤하게 반전되기 때문에 효과적인 스크램블 화면을 발생 시킬 수 있다. 이에 대한 스크램블 비디오 신호의 파형은 제2도와 같다. 또한 스크램블 윈도우(scramble window) 개념을 사용하여 화면상의 스크램블 영역을 임의로 조절할 수 있으며 구현시의 스크램블 화면은 제3도에 도시되어 있다.
이러한 종래 기술은 제1-3도에 도시된 바와 같이, 비반전증폭기(2), 반전증폭기(4), 상기 비반전증폭기(2) 및 반전증폭기(4)의 신호중의 하나를 PN_CODE발생기(6)의 출력에 의해 선택하여 출력하는 스위치(8)로 구성된다. 따라서, 종래 기술은 반전 비디오 라인과 비반전 비디오 라인사이의 DC 옵셋 차 또는 이득의 차가 생길 경우에 화질의 열화를 가져올 수 있는데, 이때 각 비디오 라인 간에서 옵셋이 차이나게 되기 때문에 화질의 열화 정도가 눈에 잘 띄일 수 있다.
또한, 고주파 변복조(RF Modulation 및 Demodulation)시에 비디오 파형에 따라 필터링 또는 왜곡(distortion)되는 포인트가 달라지고, 비디오 신호의 라인과 라인간의 상관(correlation)관계가 높다는 특성 때문에, 성능이 떨어지는 고주파 변복조기를 사용할 경우에 화질의 열화를 가져올 수 있다.
본 발명은 상기 종래의 단점들을 해결하기 위하여, 기존 한국형 CATV의 기본 개념 및 원리를 그대로 사용하고 있으며, 기존의 디스크램블러 디지탈 ASIC의 PN_CODE를 이용하여 구현하였으며, 물론 구현방법은 여러 가지가 될 수 있지만 기존 디지탈 ASIC을 그대로 사용한다는 가정하에 구현한, 다양한 모드로 비디오 스크램블이 가능한 멀티모드 비디오 스크램블 장치를 제공함으로써 화질열화를 줄이는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 종합유선방송의 비디오신호를 스크램블링하는 장치에 있어서,
복합동기신호에 의해 클리어되어 소정의 클럭을 카운팅하여 동기윈도우신호와 블럭클럭을 발생하는 제1 카운터수단;
수직동기신호에 의해 클리어되어 상기 복합동기신호를 카운팅하여 윈도우제어신호를 발생하는 제2 카운터수단;
상기 제2카운터수단의 출력에 따라서, 4블럭윈도우신호, 8블럭윈도우신호 및 필드윈도우신호를 발생하는 윈도우신호발생수단;
상기 블럭윈도우신호발생수단으로부터의 4/8블럭윈도우신호들과 필드윈도우신호와 상기 블럭클럭의 논리합에 의하여 4블럭래치클럭, 8블럭래치클럭 및 필드래치클럭을 각각 발생하는 논리합수단;
상기 논리합수단으로부터의 4블럭래치클럭, 8블럭래치클럭 및 필드래치클럭과 외부로부터의 라인 PN_CODE를 받아서, 상기 동기윈도신호 및 외부 스크램블윈도우신호에 따라서, 래치된 4블럭PN_CODE, 8블럭PN_CODE 및 필드PN_CODE를 발생하는 래치수단; 및
상기 래치수단으로부터의 4블럭PN_CODE, 8블럭PN_CODE 및 필드PN_CODE와 상기 라인PN_CODE를 받아서 제1 및 제2신호에 따라서 선택된 모드의 PN_CODE를 출력하는 선택수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 비디오 스크램블 장치를 제공하고 있다.
바람직하게는 본 발명은 상기 복합동기신호를 받아서 글리치펄스를 제거하는 글리치필터링회로를 더 포함하고 있다.
또한 상기 제1카운터수단은 상기 글리치가 제거된 복합동기신호에 의해 클리어되고 소정의 클럭을 받아 카운팅하여 출력하는 카운터; 상기 카운터의 출력에 따라서 블럭클럭을 발생하는 블럭클럭발생기; 및 상기 카운터의 출력에 따라서 동기윈도우신호를 발생하는 동기예측기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하기로는 상기 제1카운터수단의 소정의 클럭은 4MHz클럭이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 동작에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
제4도는 본 발명에 의한 멀티모드 비디오 스크램블 장치를 도시하고 있다. 제4도에서, 멀티 모드 스크램블러는 라인-라인(line by line)스크램블 방식을 포함하여 블럭(Block by Block) 및 필드-필드(Field by Field)스크램블 방식을 통합하여 구현하였다. 각 블럭들의 기능은 글리치(Glitch) 필터링 회로(10)는 복합 동기신호로부터 3㎲이하의 펄스는 글리치(Glitch)로 간주하여 제거한다. 8비트 카운터(20)는 상기 복합동기신호에 의해 클리어되며 4MHz클럭을 받아서, 동기윈도우신호를 발생하는 비디오동기 예측기(40)와 블럭클럭을 발생하는 블럭클럭발생기(30)에 사용되는 클럭을 발생한다. 상기 블럭클럭발생기(30)는 PN_CODE 래치 회로(100)에서 사용되는 클럭을 발생하는 논리합게이트부(90)에 블럭클럭을 공급한다. 상기 비디오 동기예측기(40)는 비디오 신호를 스크램블할 때 수평동기부분은 스크램블에서 제외하기 위한 동기윈도우신호를 PN_CODE래치회로(100)의 제어신호로 발생한다. 블럭윈도우신호발생기(60,70)는 PN_CODE래치회로(100)의 래치구간을 결정하는 회로로 블럭-블럭윈도우신호를 발생하여 상기 논리합게이트부(90)에 공급한다. 필드윈도우신호발생기(80)는 PN_CODE의 래치구간을 결정하는 회로로 필드-필드 윈도우신호를 발생하여 상기 논리합게이트부(80)에 공급한다. 논리합게이트부(90)는 상기 블럭 클럭 발생기(30)로부터의 클럭에 따라서 상기 블럭윈도우신호발생기들(60,70) 및 상기 필드윈도우신호발생기(80)로부터의 윈도우신호들을 논리합하여 블럭단위 또는 필드단위의 래치클럭을 발생하여 상기 래치회로(100)에 공급한다. 상기 PN_CODE 래치회로(100)는 상기 동기윈도우신호신호와 외부로부터의 스크램블윈도우신호를 받아서, 블럭 또는 필드 윈도우에 따르는 래치클럭에 따라 입력되는 PN_CODE를 래치하는 회로이다. 멀티플렉서(MUX)(110)는 제1 및 제2 제어신호에 따라서, 상기 래치회로(100)로부터의 블럭-블럭(Block by Block), 필드-필드(Field by Field)단위의 래치된 PN_CODE와 외부로부터의 라인-라인(Line by Line) PN_CODE를 받아, 다양한 스크램블 방식중에 한가지를 택하기 위한 회로이다. 4비트 복합동기카운터(50)는 수직동기신호에 의해 클리어 되며 복합동기신호를 카운터하여 블럭 윈도우신호발생기들(60,70)과 필드윈도우신호발생기(80)의 카운터 값을 결정하기 위한 회로이다.
이상의 구성을 갖는 본 발명의 멀티모드 비디오 스크램블 장치의 동작에 대해서 이하 보다 상세히 설명하기로 한다.
동기 분리기(미도시에)에 의해 분리된 복합동기신호는 글리치 필터링회로(10)에 의해 글리치가 필터링된 후 8비트 카운터(20)에서는 클리어 신호로 사용된다. 또한, 상기 복합동기신호는 4비트카운터(50)에서는 클럭으로 사용된다. 8비트 카운터(20)는 4MHz의 클럭을 카운트하여 블럭클럭 발생기(30)와 동기예측기(40)의 타이밍을 결정한다. 동기예측기(40)에 의해 발생된 동기 윈도우신호를 PN_CODE래치회로(100)에 입력되어 수평 공기 부분의 반전을 막는데 사용된다.
블럭 및 필드 윈도우신호 발생기들(60,70,80)은 4비트카운터(50)에서 인가되는 카운팅값에 타이밍을 맞추어 블럭 및 필드윈도우신호들을 발생시키며 이 윈도우신호들은 상기 블럭클럭발생기(30)로부터의 블럭 클럭과 논립합게이트부(90)에서 논리적 오아링을 취하여 PN_CODE 래치 회로(100)의 래치된 PN_CODE값을 시프트시키는 클럭으로 사용한다. 여기서, 블럭윈도우신호발생기(60)는 4개의 블럭 단위로 블럭윈도우신호를 발생하여 오아게이트(92)에서 블럭클럭과의 오아링에 의해 4-블럭의 래치클럭을 발생한다. 한편, 상기 블럭윈도우신호발생기(70)는 8개의 블럭 단위로 블럭윈도우신호를 발생하여 오아게이트(94)에서 블럭클럭과의 오아링에 의해 8-블럭의 래치클럭을 발생한다. 또한, 상기 필드윈도우신호발생기(80)는 필드단위로 필드윈도우신호를 발생하여 오아게이트(96)에서 블럭클럭과의 오아링에 의해 필드의 래치클럭을 발생한다. 이들 래치클럭들의 타이밍을 이용하여 PN_CODE 래치회로(100)는 4-블럭-블럭, 8-블럭-블럭, 필드-필드와 라인-라인의 4가지 모드의 PN_CODE를 발생시키며, 멀티플렉서(100)(MUX)에 의해 제1 및 제2신호를 이용하여 선택적으로 PN_CODE타입이 선택된다.
이로써, 본 발명은 기존의 라인-라인 비디오 스크램블 방식을 4/8블럭-블럭 및 필드-필드 반전 방식으로 변형하여 구현할 수 있다. 구현시의 스크램블 화면은 제7도와 같고, 이 스크램블된 비디오 신호의 파형은 제5-6도에 예로써 도시되어 있다.
제5도에 도시된 바와 같이, 4/8블럭-블럭 스크램블링은 몇 개의 라인들을 묶음으로써 전체 화면을 4개 또는 8개의 블럭으로 나누어 스크램블하는 방식이고, 필드-필드 스크램블링은 제6도에 도시된 바와 같이, 홀수 및 짝수 필드별로 묶어서 스크램블링하는 방식이다. 이와같은 방법으로 스크램블된 비디오 신호의 파형은 PN_CODE의 논리값에 따라서 제5-6도에 도시된 바와 같다.
상술한 바와 같이, 기존 한국형 CATV 스크램블링 기법인 라인-라인 액티브 비디오 반전 알고리즘을 개선하여 4/8블럭-블럭 및 필드-필드의 다양한 모드로 스크램블함으로서 화질 성능의 향상과 다양한 스크램블 효과를 얻을 수 있다. 또한, 반전 비디오 라인들과 비반전 라인들 간에 약간의 DC 옵셋 및 게인차가 생겨도 시각적인 화질열화를 줄일 수 있다. 또한, 성능이 좋지 않은 고주파 변조기 및 복조기를 사용할 경우에 라인-라인(Line by Line)의 경우에는 필터링 또는 디스토션(왜곡)되는 포인트가 달라지고, 비디오 신호의 라이과 라인간의 상관도 관계가 높기 때문에 화질의 열화를 가져올 수 있으나, 블럭-블럭(Block by Block)(4,8)이나 필드-필드(Field by Field)는 블럭단위 또는 필드단위로 비디오 신호를 반전시키기 때문에 시각적인 화질 열화를 줄일 수 있다. 더욱이 본 발명의 블럭-블럭 반전 스크램블 방식은 내부 카운터값을 변형시킴으로써 전체 화면을 4블럭, 8블럭으로 처리하는 경우를 설명하였으나, 다른 실시예로서 n블럭(여기서, n은 양정수)으로 프로그래머블(Programmable)함은 당업자에게 명백하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

Claims (5)

  1. 종합유선방송의 비디오신호를 스크램블링하는 장치에 있어서, 복합동기신호에 의해 클리어되어 소정의 클럭을 카운팅하여 동기윈도우신호와 블럭클럭을 발생하는 제1카운터수단; 수직동기신호에 의해 클리어되어 상기 복합동기신호를 카운팅하여 윈도우제어신호를 발생하는 제2카운터수단; 상기 제2카운터수단의 출력에 따라서, 4블럭윈도우신호, 8블럭윈도우신호 및 필드윈도우신호를 발생하는 윈도우신호발생수단; 상기 블럭윈도우신호발생수단으로부터의 4/8블럭윈도우신호들과 필드윈도우신호와 상기 블럭클럭의 논리합에 의하여 4블럭래치클럭, 8블럭래치클럭 및 필드래치클럭을 각각 발생하는 논리합수단; 상기 논리합수단으로부터의 4블럭래치클럭, 8블럭래치클럭 및 필드래치클럭과 외부로부터의 라인 의사랜덤코드(PN_CODE)를 받아서, 상기 동기윈도신호 및 외부 스크램블윈도우신호에 따라서, 래치된 4블럭PN_CODE, 8블럭PN_CODE 및 필드PN_CODE를 발생하는 래치수단; 및 상기 래치수단으로부터의 4블럭PN_CODE, 8블럭PN_CODE 및 필드PN_CODE와 상기 라인PN_CODE를 받아서 제1 및 제2신호에 따라서 선택된 모드의 PN_CODE를 출력하는 선택수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 비디오 스크램블 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복합동기신호를 받아서 글리치펄스를 제거하는 글리치필터링회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 비디오 스크램블 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1카운터수단은 상기 글리치가 제거된 복합동기신호에 의해 클리어되고 소정의 클럭을 받아 카운팅하여 출력하는 카운터; 상기 카운터의 출력에 따라서 블럭클럭을 발생하는 블럭클럭발생기; 및 상기 카운터의 출력에 따라서 동기윈도우신호를 발생하는 동기예측기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 비디오 스크램블 장치.
  4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1카운터수단의 소정의 클럭은 4MHz클럭임을 특징으로 하는 멀티모드 비디오 스크램블장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2카운터수단은 4-비트카운터이고, 그 카운트값을 조절함으로써 원하는 블럭수로 스크램블할 수 있는 멀티모드 비디오 스크램블 장치.
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