KR100202157B1 - 텔레비젼에 대한 수직 줌 및 패닝을 제어하는 디스플레이 시스템 - Google Patents

텔레비젼에 대한 수직 줌 및 패닝을 제어하는 디스플레이 시스템 Download PDF

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Abstract

디스플레이 시스템은 수직 줌 및 패닝을 제어한다. 비디오 디스플레이는 제1 디스플레이 포맷비를 갖는다. 예컨대, 라스터를 발생시키는 것으로서, 회로(30)는 수직 동기화 성분을 갖는 비디오 신호로 표현되는 조절 가능한 화상 디스플레이 영역을 상기 비디오 디스플레이상에 맵핑한다. 상기 비디오 신호를 표현되는 상기 화상은 제 2 디스플레이 포맷비를 갖는다. 예컨대, 수직 편향전류를 제어함으로써, 상기 라스터의 수직 높이를 조절하는것으로서 수직 높이 제어회로(500)는 상기 비디오 디스플레이에 대한 상기 화상 디스플레이 영역을 선택적으로 확대시킨다. 패닝 제어회로(518)는 상기 확대된 화상영역중 어느 부분은 디스플레이 되게하고 어느 부분은 디스플레이되지 않도록 제어하기 위해 상기 수직 동기화 성분에 대한 수직 블랭킹 구간을 동상으로 조절한다. 상기 디스플레이 포맷비는 동일하거나 상이할 수 있는데, 예를들어 상기 비디오 디스플레이에 대한 포맷비는 16 x 9 이고 화상에 대한 포맷비는 4 x 3으로 상이하다.

Description

텔레비젼에 대한 수직 줌 및 패닝을 제어하는 디스플레이 시스템
제1(a)-1(i)도는 와이드 스크린 텔레비젼의 상이한 디스플레이 포맷을 설명하는 도면.
제2도는 본 발명에 따라 2fH수평 주사로 동작하도록 적합화된 와이드 스크린 텔레비젼의 블록도.
제3도는 제2도에 도시된 와이드 스크린 프로세서의 블록도.
제4도는 제3도에 도시된 와이드 스크린 프로세서를 보다 상세히 도시한 블록도.
제5도는 제4도에 도시된 PIP(picture-in-picture)프로세서의 블록도.
제6도는 메인, 보조 및 출력 신호 경로를 설명하는, 제4도에 도시된 게이트 어레이의 블록도.
제7도 및 제8도는 완전히 크로핑된 신호를 사용하여 제1(d)도에 도시된 디스플레이 포맷의 발생을 설명하는데 유용한 타이밍도.
제10도는 제2도에 도시된 편향 회로에 대한 블록 및 회로도.
제11도는 제2도에 도시된 RGB 인터페이스의 블록도.
제12도는 자동 문자 박스를 포함하는 수직 크기 제어 회로의 블록도.
제13도는 수직 패닝의 실행을 설명하는데 유용한 타이밍도.
제14(a)-14(c)도는 제13도의 타이밍도를 설명하는데 유용한 디스플레이 포맷도.
본 발명은 비동기 비디오 신호에 대한 다중 화상 디스플레이를 구비한 텔레비젼 분야에 관한 것으로서, 특히 와이드 디스플레이 포맷비 스크린을 갖는 텔레비젼에 관한 것이다. 오늘날 대부분의 텔레비젼은 수평 폭 대 수직 높이가 4:3인 디스플레이 포맷비를 갖는다. 와이드 디스플레이 포맷비는, 예컨대 16:9인 영화의 디스플레이 포맷비와 거의 일치한다. 본 발명은 직시(direct view)텔레비젼과 투사(projection)텔레비젼에 모두 적용된다.
흔히 43으로도 표현되는 4:3의 디스플레이 포맷비를 갖는 텔레비젼은 단일 및 다중 비디오(영상) 신호 소스를 디스플레이할 수 있는 방식이 제한되어 있다. 상업 방송사의 텔레비젼 신호 전송은 실험적인 경우를 제외하고는, 43 디스플레이 포맷비로 방송된다. 많은 시청자들은 영화와 관련된 더 넓은 폭의 포맷비를 갖는 디스플레이가 43의 포맷비를 갖는 디스플레이보다 훨씬 큰 만족을 가져다 준다는 것을 알고 있다. 와이드 디스플레이 포맷비를 갖는 텔레비젼은 보다 큰 만족을 주는 디스플레이를 제공할 뿐만 아니라 와이드 디스플레이 포맷 신호 소스를 이에 대응하는 와이드 디스플레이 포맷으로 디스플레이할 수 있다. 영화는 크로핑(cropping:잘려짐)이나 왜곡(distortion)이 없는 것으로 보인다. 영화용 비디오 소스가 필름에서 영상으로 변환될 때는, 예를 들어 텔리신(telecine) 장치 또는 텔레비전의 프로세서에 의해 크로핑될 필요가 없다.
또 와이드 디스플레이 포맷비를 갖는 텔레비젼은 종래의 디스플레이 포맷 신호 및 와이드 디스플레이 포맷 신호 모두를 다양하게 디스플레이하고, 이들 디스플레이 포맷 신호를 조합하여 다중 화상으로 디스플레이하는데 적합하다. 그러나, 와이드 디스플레이 포맷비용 스크린의 사용에는 많은 문제점들이 있다. 이러한 문제점들을 크게 나누어 보면, 다중 신호 소스의 디스플레이 포맷비를 변경하는 문제, 비동기적이면서 동시에 디스플레이된 소스로부터 일관된 타이밍 신호를 형성하는 문제, 신호 소스들을 전환하여 다중화상 디스플레이를 생성하는 문제 및 압축된 데이타 신호들로부터 고해상도의 화상을 제공하는 문제가 있다. 이러한 문제점들은 본 발명에 따른 와이드 스크린 텔레비전에 의해 해결될 수 있다. 본 발명의 여러구성에 따른 와이드 스크린 텔레비젼은 유사 또는 상이한 포맷비를 갖는 단일 및 다중의 비동기 소스로부터 고해상도의 단일 및 다중 화상 디스플레이를 제공할 수 있으며, 디스플레이 포맷비를 선택할 수도 있다.
현재 소비자가 이용할 수 있는 거의 모든 비디오들은 43의 디스플레이 포맷비를 갖는데, 상기 디스플레이 포맷비는 폭넓게 변화될 수 있다. 43보다 큰 종횡비가 비디오에 사용되는 경우, 소비자의 텔레비젼의 디스플레이나 화상왜곡이 발생하기 전에 종횡비의 변환이 수행되어야 한다. 중횡비 변환의 한가지 방법은 문자박스 방식(letterboxing; 화면 상하 절단 방식)으로 알려져 있다. 문자박스 방식은 보다 많은(또는 모든)수평정보를 각 필드의 디스플레이된 라인의 수를 이용하여 유지시킨다. 169포맷으로 생성된 비디오 소스는 43의 문자박스 표맷으로 변환될 경우 각 필드 당 181 비디오 라인을 포함할 수 있다. 각 필드에 사용되지 않은 여분의 라인들은 편평한 필드 블랙(또는 그레이)레벨로 설정될 수 있다. 보다 높은 종횡비 소오스는 필드당 보다 적은 라인을 비례적으로 포함할 수 있다.
예를 들어 본문에서 서술되는 바와같이, 와이드 스크린 텔레비젼은 169의 디스플레이 포맷비를 가질 수 있다. 이는 보다 나은 융통성을 갖는 문자막스 포맷으로 신호를 디스플레이 할 수 있게 해준다. 처음에 169 종횡비로 생성된 문자박스 신호를 수평 정보의 손실이나 왜곡 없이 수직으로 스크린을 채우도록 줌(zoom;원근 이동), 즉 확장될 수 있다. 자동 문자박스 검출기는 비디오 신호가 활성 비디오를 갖지 않는다는 가정, 즉 임계값보다 높지 않는 실제로 일정한 휘도값을 갖는다는 가정을 기초로 할 수 있다. 또한, 문자막스 검출은 비디오 필드의 각 라인에 대한 두가지 경사도(gradient)를 계산함으로써 수행될 수 있다. 포지티브 경사도로 지정된 제1경사도는 현재 라인의 최대값으로부터 이전 라인의 최소값을 감산하여 형성된다. 네가티브 경사도로 지정된 제2경사도는 이전 라인의 최대값으로부터 현재 라인의 최소값을 감산하여 형성된다. 2개의 경사도는 장면 내용에 따라 포지티브 값 또는 네가티브 값을 가질 것이지만 두 경사도 모두가 네가티브 값이면 무시될 것이다. 둘 중의 한 경사도가 프로그램 가능한 임계값을 초과하는 포지티브 값을 가질 경우, 비디오는 현재 라인이나 이전 라인 중의 하나에 나타나는 것으로 간주된다. 이들 값은 비디오 소스가 문자박스 포맷내에 존재하는지의 여부를 판정하기 위해 마이크로 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 도시되진 않았지만 또 다른 실시예에 있어서, 자동 문자박스 검출기는 신호가 문자박스 포맷임을 식별하는 문자박스 신호원에 의해 수반되는 신호나 부호(code) 워드를 복호화하기 위한 회로를 포함할 수 있다.
자동 문자박스 검출기는 수직 크기 제어 회로의 일부를 형성할 수 있다. 상기 수직 크기 제어 회로는 문자박스 검출기와 수직 디스플레이 제어 회로를 포함한다. 수직 블랭킹 및 수직 리셋 펄스는 독립적인 신호로서 또는 단일의 3 레벨 신호로서 전송될 수 있다. 자동 문자박스 검출 회로는 169 디스플레이 포맷비의 문자박스 디스플레이를 포함하는 43 디스플레이 포맷비 신호의 수직 줌, 즉 확장을 수행할 수 있다. 출력 신호가 활성화되면, 수직 편향 높이(vertical deflection height)는 4/3까지 증대되고, 이는 문자박스 신호의 활성 비디오 부분이 이미지 종횡비 왜곡 없이 와이드 스크린에 채워지도록 해준다.
본 발명의 구성에 따라, 수직 디스플레이 제어 회로는 과주사(overscan)된 라스터의 일부가 스크린상에 디스플레이 되는 것을 제어하기도 하는데, 이는 수직 패닝(vertical panning;상하 이동)이라 언급되는 특징이기도 하다. 수직으로 과주사된 비디오 신호가 문자박스 포맷이 아닌 경우, 종래의 디스플레리 포맷 화상은 줌, 즉 확장되어 오이드 스크린 포맷을 시뮬레이팅한다. 그러나, 이와 같은 경우에 있어서, 4/3수직 과주사에 의해 크로핑된 화상의 일부가 활성 비디오 정보를 포함할 것이다. 그러므로 화상의 1/3을 수직으로 크로핑하는 것이 필요하다. 추가적인 제어가 없으면, 상부의 1/6 및 하부의 1/6이 항상 크로핑된다. 그러나, 화상내용에 따라 화상의 하부보다 상부가 더 많이 크로핑될 수도 있고 또는 그 반대로 될 수도 있다. 예컨대, 모든 동작이 하부면에서 이루어질 경우, 시청자는 상부가 더 많은 크로핑되기를 선호할 것이다. 수직 패닝 성능에 의해 확장된 화상의 표시 부분과 크로핑 부분에 대한 선택이 가능하게 한다.
제1(a)도 내지 제1(i)도는 본 발명의 상이한 구성에 따라 구현될 수 있는 단일 및 다중 화상 디스플레이 포맷의 각종 조합의 전부가 아닌 일부만을 도시하고 있다. 도면에 도시된 것은 본 발명의 구성에 따른 와이드 스크린 텔레비젼을 구현하는 특정 회로의 설명을 용이하게 하기 위한 것들이다. 본 명세서의 기재상의 편의를 위해, 비디오 소스 또는 신호에 대한 폭 대 높이의 종래 디스플레이 포맷비는 통상 43으로 간주하고, 반면에 와이드 스크린 디스플레이 포맷비는 통상 169로 간주한다. 그러나, 본 발명의 구성은 이러한 정의로 제한되지는 않는다.
제1(a)도는 종래의 43 디스플레이 포맷비를 갖는 직시 텔레비젼 또는 투사 텔레비젼의 화면을 도시한다. 169 디스플레이 포맷비 화상이 43 디스플레이 포맷비 신호로서 전송될 경우, 스크린의 상단과 하단에 검은 막대 부분이 나타난다. 이것을 보통 문자박스(letterbox) 포맷이라고 지칭한다. 이 경우, 인지 가능한 화상은 전체 이용 가능한 디스플레이 면적보다 약간 작게 나타난다. 이에 대한 대안으로서, 43 디스플레이 포맷의 시청화면의 수직 범위를 채울 수 있도록, 169 디스플레이 포맷비 소스를 전송 전에 변환시킨다. 그러나, 이 경우에는 스크린의 좌측 및/또는 우측에서 많은 정보가 크로핑될 것이다. 또 다른 대안으로서, 문자박스 화상을 수평이 아닌 수직으로 확장시킬 수도 있으나, 수직 확장시킨 결과, 화상에 홰곡이 나타나게 될 것이다. 세 가지 대안들 중 그 어느 것도 특별히 관심을 끌지는 못한다.
제1(b)도는 169 스트린을 도시하고 있다. 169 디스플레이 포맷비 비디오 소스는 크로핑 및 왜곡이 없이 전체가 디스플레이된다. 그 자체가 43 디스플레이 포맷비 신호인 169 디스플레이 포맷비 문자박스 화상은 충분한 수직 해상도를 갖는 보다 큰 디스플레이를 제공하기 위해 라인 배가(line doubling) 또는 라인 부가(line addition)에 의해 순차적으로 주사될 수 있다. 본 발명에 따른 와이드 스크린 텔레비젼은 제공되는 소스가 메인 소스인지 보조 소스인지의 여부에 상관없이 외부 RGB 소스건간에 이러한 169 디스플레이 포맷비 신호를 디스플레이할 수 있다.
제1(c)도는 43 디스플레이 포맷비 삽입(inset) 화상이 디스플레이 되는 169 디스플레이 포맷비 메인 신호를 도시하고 있다. 메인 비디오 신호와 보조 비디오 신호가 169 디스플레이 포맷비 소스일 경우, 삽입 화상도 역시 169 디스플레이 포맷비를 가질 수 있다. 삽입 화상은 다수의 상이한 위치에 디스플레이될 수 있다.
제1(d)도는 메인 비디오 신호와 보조 비디오 신호가 동일한 크기의 화상으로 디스플레이 되는 디스플레이 포맷을 도시하고 있다. 각 디스플레이 영역은 169 및 43 포맷비와는 다른 89의 디스플레이 포맷비를 갖는다. 이러한 디스플레이 영역에 수평 또는 수직 왜곡이 없이 43 디스플레이 포맷비 소스를 나타내기 위해서는, 신호가 좌측 및/ 또는 우측에서 크로핑되어야 한다. 화상의 수평 압착(squeezing)에 의한 약간의 종횡비 왜곡이 허용된다면, 화상의 대부분은 거의 크로핑 없이 나타내어질 수 있다. 수평 압착은 화상의 물체를 수직 확장시키는 경과를 초래한다. 본 발명에 따른 와이드 스크린 텔레비젼은 종횡비 왜곡없이 크로핑을 최대로 하거나 크로핑없이 종횡비 왜곡을 최대로 하는 범위에서 크로핑과 종횡비 왜곡을 임의로 조합할 수 있다.
보조 비디오 신호 처리 경로에서는 데이타 샘플링이 제한되기 때문에, 메인 비디오 신호로부터 생성되는 디스플레이 크기 정도되는 큰 크기의 고해상도 화상을 생성하는 것이 곤란하게 된다. 이러한 곤란한 문제점들을 극복하기 위해 여러가지 방법이 개발될 수 있다.
제1(e)도는 43 디스플레이 포맷비 화상이 169 디스플레이 포맷비 스크린의 중앙에 디스플레이되는 디스플레이 포맷을 도시하고 있다. 이 경우, 어두운 막대 부분이 스크린 좌우측에 나타난다.
제1(f)도는 하나의 대형 43 디스플레이 포맷비 화상과 3개의 소형 43 디스플레이 포맷비 화상이 동시에 디스플레이 되는 디스플레이 포맷을 도시하고 있다. 대형 화상의 바깥쪽 주변에 있는 소형 화상은 PIP(picture-in-picture)가 아닌 POP(picture-outside-picture)이다. PIP라는 용어는 본 명세서에서 2개의 디스플레이 포맷에 대해 사용된다. 와이드 스크린 텔레비젼에 2개의 튜너가 제공될 경우, 즉 2개의 내부 튜너 또는 하나의 내부 튜너와 예를 들어 비디오 카세트 레코드에 설치된 하나의 외부 튜너가 제공될 경우, 디스플레이된 화상중 2개의 화상은 그 소스에 따라 움직임을 실시간으로 디스플레이할 수 있다. 그외의 화상들은 정지(freeze) 프레임 포맷으로 디스플레이될 수 있다. 투너 및 보조 신호 처리 경로를 추가하면 3개 이상의 동화상을 제공하는 것이 가능하다. 한쪽의 대형 화상과 다른 쪽의 3개의 소형 화상은 제1(g)도에 도시된 바와 같이 위치가 전환될 수 있다.
제1(h)도는 43 디스플레이 포맷비 화상이 중심부에 있고 6개의 소형 43 디스플레이 포맷비 화상이 그 양측에 수직열로 디스플레이 되는 또 다른 디스플레이 포맷을 도시한다. 상술한 포맷에서와 같이, 2개의 튜너가 제공된 와이드 스크린 텔레비젼은 2개의 동화상을 제공할 수 있다. 나머지 11개의 화상은 정지 프레임 포맷으로 존재하게 된다.
제1(i)도는 격자(grid) 형태로 된 12개의 43 디스플레이 포맷비 화상을 갖는 디스플레이 포맷을 도시하고 있다. 이러한 디스플레이 포맷은 각 화상이 채널이 다른 정지 프레임으로 표시되는 채널 선택 안내를 하는 경우에 특히 적합한다. 상술한 바와 같이, 동화상의 수는 이용가능한 튜너 및 신호 처리 경로의 수에 따라 다르게 된다.
제1도에 도시된 여러 종류의 포맷은 나머지 도면에 도시되고 이하에 상세히 설명되는 와이드 스크린 텔레비젼에 의해 구현될 수 있다.
제2도에는 2fH수평 주사로 동작하도록 되어 있고 본 발명의 장치에 따른 와이드 스크린 텔레비젼(10)에 대한 전체적인 블록도가 도시되어 있다. 텔레비젼(10)은 일반적으로 비디오 신호 입력부(20), 새시(chassis) 또는 TV 마이크로프로세서(216), 와이드 스크린 프로세서(30), 1fH대 2fH변환기(40), 편향 회로(50), RGB 인터페이스(60), YUV 대 RGB 변환기(240), 키네스코프 구동기(242), 직시관 또는 투사관(244) 및 전원(70)을 포함한다. 설명의 편의상 여러회로를 상이한 기능의 블록으로 묶어 놓았지만, 이것은 이러한 회로들의 상호간의 물리적인 위치를 제한하고자 하는 것은 아니다.
비디오 신호 입력부(20)는 상이한 비디오 소스로부터 복수의 복합 비디오 신호를 수신하도록 되어 있다. 비디오 신호는 메인 비디오 신호 및 보조 비디오 신호로서의 디스플레이를 위해 선택적으로 전환될 수 있다. RF 스위치(204)는 2개의 안테나 입력 ANT1과 ANT2를 갖는다. 이들은 옥외 안테나 및 케이블(유선)수신을 위한 입력을 나타낸다. RF 스위치(204)는 어느 안테나 입력이 제1 튜너(206)와 제2튜너(208)에 공급되는지를 제어한다. 제1 튜너(206)의 출력은 튜닝(선국),수평 편향, 수직 편향 및 비디오 제어와 관련된 수많은 기능을 수행하는 원-칩(202)에 입력된다. 도시된 특정 원-칩은 TA7777 형이다. 제1 튜너(206)로부터 제공되는 신호에 따라 원-칩에서 형성된 기저대 비디오 신호 VIDEO OUT 는 비디오 스위치(200)와 와이드 스크린 프로세서(30)의 입력단 TV1에 입력된다. 비디오 스위치(200)에 제공되는 다른 기저대 비디오 입력은 AUX1과 AUX2로 표시되어 있다. 이들은 비디오 카메라, 레이저 디스크 플레이어, 비디오 테이프 플레이어, 비디오 게임기 등에 사용될 수 있다. 새시 또는 TV 마이크로프로세서(216)에 의해 제어되는 비디오 스위치(200)의 출력은 SWITCHED VIDEO 로 표시되어 있다. SWITCHED VIDEO는 와이드 스크린 프로세서(30)에 입력된다.
와이드 스크린 프로세서(30)를 상세히 도시하고 있는 제3도를 참조하면, 와이드 스크린 프로세서의 스위치 SW1는 TV1 신호와 SWITCHED VIDEO 신호중의 하나를 선택하여 SEL COMP OUT 비디오 신호로서 Y/C 복호화 회로(210)에 입력한다. Y/C복호화 회로(210)는 적응 라인 콤 필터(adaptive line combfilter)로서 구현될 수 있다. 2개의 추가 비디오 소스 S1과 S2도 역시 Y/C 복호화 회로(210)에 입력된다. 각각의 비디오 소스 S1과 S2는 상이한 S-VHS 소스를 나타내며, 이들 각각은 별도의 휘도 신호 및 색도 신호로 구성된다. 일부의 적응 라인 콤 필터에서와 같이, Y/C 복호화 회로의 일부로서 통합되거나 별도의 스위치로서 실시될 수 있는 스위치는 TV 마이크로프로세서(216)에 응답하여 각각 Y_M 및 C_IN으로 표시된 출력으로서의 한 쌍의 휘도 및 색도 신호를 선택한다. 선택된 휘도 및 색도 신호쌍은 그후 메인 신호로 간주되어 메인 신호 경로를 따라 처리된다. _M 또는 _MN을 포함하는 신호 표시는 메인 신호 경로에 관한것이다. 색도 신호 C_IN는 와이드 스크린 프로세서에서 원-칩으로 반송되어 색차 신호 U_M 및 V_M을 형성한다. 여기서, U는 (R-Y)와 등가 표시이며, V는 (B-Y)와 등가 표시이다. Y_M,U_M 및 V_M 신호는 추가의 신호 처리를 위해 와이드 스크린 프로세서에서 디지탈 형태로 변환된다.
와이드 스크린 프로세서(30)의 일부로서의 기능으로 한정된 제2튜너(208)는 기저대 비디오 신호 TV2를 형성한다. 스위치 SW2는 Y/C 복호화 회로(220)에 대한 입력으로서 TV2 신호와 SWITCHED VIDEO 신호중 하나를 선택한다. Y/C 복호화 회로(220)는 적응 라인 콤 필터로서 구현될 수 있다. 스위치 SW3와 SW4는 Y/C 복호화 회로(220)의 휘도 출력 및 색도 출력과 각각 Y_EXT 및 C_EXT로 표시된 외부 비디오 소스의 휘도 신호 및 색도 신호중의 하나를 선택한다. Y_EXT 신호 및 C_EXT 신호는 S-VHS 입력 S1에 대응한다. Y/C 복호화회로(220)와 스위치 SW3 및 SW4는 일부 적응 라인 콤 필터에서와 같이 결합될 수 있다. 스위치 SW3 및 SW4의 출력은 그후 보조신호로 간주되어 보조 신호 경로를 따라 처리된다. 선택된 휘도 출력은 Y_A로 표시된다. _A, _AX 및 _AUX 를 포함한 신호 표시는 보조 신호 경로에 관한 것이다. 선택된 색도 신호는 색차 신호 U_A 및 V_A로 변환된다. Y_A, U_A 및 V_A 신호는 추가의 신호처리를 위해 디지탈 형태로 변환된다. 비디오 신호 소스를 메인 신호 경로와 보조 신호 경로로 전환함으로써 상이한 화상 디스플레이 포맷의 상이한 부분을 위한 소스 선택을 처리하는데 있어서의 유연성이 최대가 된다.
Y_M에 대응하는 복합동기 신호 COMP SYNC는 와이드 스크린 프로세서(30)에 의해 동기 분리기(212)에 제공된다. 이 동기 분리기(212)의 수평 동기 성분 H와 수직 동기 성분 V은 수직 카운트 다운 회로(214)에 입력된다. 수직 카운트 다운 회로(214)는 와이드 스크린 프로세서(30)로 향하는 VERTICAL RESET 신호를 발생한다. 와이드 스크린 프로세서는 RGB 인터페이스(60)로 향하는 내부 수직 리셋 출력 신호 INT VERT RST OUT를 발생시킨다. RGB 인터페이스(60)에서의 스위치는 내부 수직 리셋 출력 신호와 외부 RGB 소스의 수직 동기 성분 신호중 하나를 선택한다. 이 스위치의 출력으로서 선택된 수직 동기 성분 SEL_VERT_SYNC은 편향 회로(50)에 입력된다. 보조 비디오 신호의 수평 및 수직 동기 신호는 와이드 스크린 프로세서에 있는 수평 및 수직 동기 복호화 회로(250)에 의해 형성된다.
1fH대 2fH변환기(40)는 예를 들어, 각 수평 라인을 두번 디스플레이하거나 동일 필드의 인접 수평 라인을 보간(interpolation)하여 추가의 수평 라인 세트를 발생함으로써 비월주사(interlace) 방식의 비디오 신호를 순차 주사인 비비월주사(noninterlace) 방식의 신호로 변환시키는 기능을 한다. 일부 경우, 인접 필드 또는 인접 프레임간에 검출된 움직임의 레벨에 따라 이전의 라인이 사용될지 또는 보간된 라인이 사용될지의 여부가 결정된다. 변환기 회로(40)는 비디오 RAM(420)과 관련하여 동작한다. 비디오 RAM은 순차 디스플레이가 가능하도록 프레임의 하나 또는 그 이상의 필드를 저장하는데 사용될 수 있다. Y_2fH대 U_2fH및 V_2fH신호와 같은 변환된 비디오 데이타가 RGB 인터페이스(60)에 공급된다.
제11도에 보다 상세히 도시된 RGB 인터페이스(60)는 디스플레이하기 위한 변환 비디오 데이타 또는 외부 RGB 비디오 데이타 중 하나의 선택이 비디오 신호 입력부에 의해 가능하도록 한다. 외부 RGB 신호는 2fH주사에 적합한 와이드 디스플레이 포맷비 신호로 간주된다. 메인 신호의 수직 동기 성분은 와이드 스크린 프로세서에 의해 INT VERT RST OUT으로서 RGB 인터페이스에 공급되어, 선택된 수직 동기 성분(fVm또는 fVext)이 편향회로(50)에 이용될 수 있게 한다. 와이드 스크린 텔레비젼의 동작은 내부/외부 제어 신호 INT/EXT를 발생시킴으로써 사용자가 외부 RGB 신호를 선택할 수 있게 해준다. 그러나, 외부 RGB 신호가 존재하지 않는 경우 외부 RGB 신호 입력을 선택하면, 라스터의 수직 붕괴가 일어날 수도 있고, 음극선관 또는 투사관에 손상을 초래할 수도 있다. 따라서, RGB 인터페이스 회로는 존재하지 않는 외부 RGB 입력 신호의 선택을 무효로 하기 위해 외부 동기 신호를 검출한다. 와이드 스크린 프로세서 마이크로 프로세서(WSPP;340)도 역시 외부 RGB 신호에 대한 컬러 및 색조를 제어한다.
와이드 스크린 프로세서(30)는 보조 비디오 신호의 특수한 신호 처리를 위해 PIP 프로세서(320)를 포함한다. 화상내 화상이라는 용어는 때때로 축약하여 PIP 또는 Pix-in-pix 로도 표현된다. 게이트 어레이(300)는 제1(b)도 내지 제1(i)도의 예에 나타낸 바와 같이 메인 비디오 신호 데이타와 보조 비디오 신호 데이타를 각종의 디스플레이 포맷으로 조합한다. PIP 프로레서(320)와 게이트 어레이(300)는 와이드 스크린 프로세서 마이크로프로세서(340)에 의해 제어된다. 이 WSP 마이크로프로세어(340)는 직렬 버스를 통해 TV 마이크로프로세서(216)에 응답한다. 직렬버스는 4개의 신호 라인 즉, 데이타, 클록 신호, 인에이블(enable) 신호 및 리셋 신호를 위한 라인을 포함한다. 와이드 스크린 프로세서(30)는 또한 3 레벨 샌드캐슬(sandcastle) 신호로서의 복합 수직 블랭킹(blanking)/리셋 신호를 발생시킨다. 이와 달리, 수직 블랭킹(소거) 신호 및 수직 리셋 신호는 별개의 신호로서 발생될 수도 있다. 복합 블랭킹 신호는 비디오 신호 입력부에 의해 RGB 인터페이스에 제공된다.
제10도에 보다 상세히 도시된 편향회로(50)는 와이드 스크린 프로세서로부터 제공되는 수직 리셋 신호, RGB 인터페이스(60)로부터 제공되는 선택된 2fH수평 동기 신호 및 와이드 스크린 프로세서로부터 제공되는 추가의 제어 신호를 수신한다. 이들 추가의 제어 신호는 수평 위상 맞춤, 수직 크기 조절 및 동-서 핀 조절과 관련이 있다. 편향 회로(50)는 2fH귀선(flyback) 펄스를 와이드 스크린 프로세서(30), 1fH대 2fH변환기(40) 및 YUV 대 RGB 변환기(240)에 제공한다.
전체 와이드 스크린 텔레비젼에 대한 동작 전압은 AC 메인 전원에 의해 전원 공급되는 전원 공급 장치(70)에 의해 발생된다.
와이드 스크린 프로세서(30)는 제3도에 보다 상세히 도시되어 있다. 와이드 스크린 프로세서의 주요 구성 요소로는 게이트 어레이(300), PIP 회로(301), 아날로그/디지탈 변화기 및 디지탈/아날로그 변환기, 제2 튜너(208), 와이드 스크린 프로세서 마이크로프로세서(340) 및 와이드 스크린 출력 부호화 회로(227)가 있다. 예를 들어 PIP 회로와 같이 1fH및 2fH새시 모두에 공통되는 와이드 스크린 프로세서의 추가의 세부 요소는 제4도에 도시되어 있다. PIP 회로(301)의 주요 부분을 형성하는 PIP 프로세서(320)는 제5도에 보다 상세히 도시되어 있다. 게이트 어레이(300)는 제6도에 상세히 도시되어 있다. 제3도에 도시되어 있으며 메인 및 보조 신호 경로의 일부를 형성하는 다수의 구성 요소들에 대해서는 이미 설명한 바 있다.
제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 튜너(208)는 IF 단(224) 및 오디오단(226)과 관련되어 있다. 제2 튜너(208)는 또한 WSP 마이크로프로세서(340)와 관련하여 동작한다. WSP 마이크로프로세서(340)는 입출력 I/O부(340A)와 아날로그 출력부(340B)를 포함한다. I/O부(340A)는 색조 및 컬러 제어 신호, 외부 RGB 비디오 소스를 선택하기 위한 INT/EXT 신호 및 스위치(SW1 내지 SW6)에 대한 제어 신호를 제공한다. I/O부는 또한 편향 회로와 음극선관을 보호하기 위하여 RGB 인터페이스로부터의 EXT SYNC DET 신호를 모니터한다. 아날로그 출력부(340B)는 각 인터페이스 회로(254,256,258)를 통해 수직 크기, 동서 조절 및 수평 위상에 대한 제어 신호를 제공한다.
게이트 어레이(300)는 예를 들어 제1도에 구분되어 도시된 각종의 디스플레이 포맷 중 어느 하나로 복합 와이드 스크린 디스플레이를 구현하기 위해 메인 및 보조 신호 경로로부터의 비디오 정보를 합성하는 기능을 한다. 게이트 어레이에 대한 클록 정보는 저역 통과 필터(LPF;376)와 관련하여 동작하는 위상 동기 루프(PLL;374)에 의해 제공된다. 메인 비디오 신호는 Y_M, U_M 및 V_M 으로 표시된 신호와 같이 YUV 포맷과 아날로그 형태로 와이드 스크린 프로세서에 공급된다. 이들 메인 신호는 제4도에 보다 상세히 도시된 아날로그/디지탈 변환기(342,346)에 의해 아날로그에서 디지탈 형태로 변환된다.
컬러 성분 신호는 일반적인 표식 U 및 V 또는 I 및 Q 신호로 참조되며, U 및 V 는 각각 R-Y 신호 및 B-Y 신호로 지정될 것이다. 샘플링된 휘도 대역폭은 시스템 클록율이 1024fH이고, 이 1024fH가 대략 16MHz 이기 때문에 8MHz 로 제한된다. U 신호 및 V 신호가 와이드 I에 대해 500KHz 또는 1.5MHz 로 제한되므로, 단일 아날로그/디지탈 변환기와 아날로그 스위치가 컬러 성분 데이타를 샘플링하기 위해 사용된다. 아날로그 스위치 또는 멀티플렉서(344)에 대한 선택 라인 UV_MUX 은 시스템 클록을 2로 분주함으로써 유도된 8MHz 신호이다. 1 클럭 폭의 라인 개시 SOL(start of line) 펄스는 이 신호를 각 수평 비디오 라인의 개시시에 0 으로 동기적으로 리셋시킨다. UV_MUX 라인은 수평 라인에 걸쳐 각 클록 사이클 상태에서 토글(toggle) 된다. 라인 길이가 짝수의 클록 사이클이기 때문에, 일단 초기화되면 UV_MUX 의 상태는 중단없이 지속적으로 0,1,0,1,... 상태로 토글할 것이다. 아날로그/디지탈 변환기(342,346)가 각각 1 클록 사이클 만큼 지연되므로, 아날로그/디지탈 변환기(342,346)로부터의 Y 및 UV 데이타 스트림은 시프트(shift:자리 이동)된다. 이러한 데이타 시프트를 조절하기 위해, 메인 신호 처리 경로(304)로부터의 클록 게이팅 정보도 유사하게 지연되어야 한다. 만일 클록 게이팅 정보가 지연되지 않는다면, UV 데이타는 삭제될 때 정확하게 쌍을 이루지 않을 것이다. 이것은 UV 데이타의 각 쌍이 하나의 벡터를 나타내기 때문에 매우 중요한 문제가 된다. 하나의 벡터로부터의 U 엘리멘트는 컬러 시프트를 유발하지 않고서는 다른 벡터로부터의 V 엘리멘트와 쌍을 이룰 수 없다. 그 대신 이전 쌍으로부터의 V 샘플이 현재의 U 샘플과 함께 검출될 것이다. 이러한 UV 멀티플렉싱 방법은 컬러 성분(U,V) 샘플의 모든 쌍에 대해 2개의 휘도 샘플이 있기 때문에 2:1:1로서 관련된다. U 및 V에 대한 나이퀴스트 주파수(Nyquist frequency)는 휘도 나이퀴스트 주파수의 절반으로 감소되는 것이 효과적이다. 따라서, 휘도 성분에 대한 아날로그/디지탈 변화기 출력의 나이퀴스트 주파수는 8MHz인 반면에, 컬러 성분에 대한 아날로그/디지탈 변환기 출력의 나이퀴스트 주파수는 4MHz이다.
PIP 회로 및/또는 게이트 어레이는 데이타 압축에도 불구하고 보조 데이타의 해상도를 보강하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 예를 들어 쌍을 이루고 있는 화소 압축과 디더링(dithering) 및 디디더링(dedithering)을 포함하는 다수의 데이타 감소 및 데이타 복원 방식이 개발되었다. 더욱이, 상이한 비트수를 포함하는 상이한 디더링 시퀀스와 상이한 비트수를 포함하는 상이한 쌍을 이루고 있는 화소 압축이 고려되고 있다. 각각의 특정 종류의 화상 디스플레이 포맷에 대한 디스플레이된 비디오의 해상도를 최대로 하기 위해 다수의 특정 데이타 감소 및 복원 방식중의 한 방식이 WSP 마이크로프로세서(340)에 의해 선택될 수 있다.
게이트 어레이는 FIFO(356,358)로서 실시될 수 있는 라인 메모리와 관련하여 동작하는 보간 회로(interpolator)를 포함한다. 보간 회로와 FIFO는 메인 신호를 요구된 바대로 재샘플링하는데 사용된다. 보간 회로를 추가하면, 보조 신호를 재샘플링할 수 있다. 게이트 어레이 내의 클록 및 동기 회로는 메인 신호와 보조 신호를 조합하여 Y_MX, U_MX 및 V_MX 성분을 갖는 단일의 출력 비디오 신호를 형성하는 데이타 조작을 포함한 메인 및 보조 신호 모두에 대한 데이타 조작을 제어한다. 이들 출력 성분들은 디지탈/아날로그 변환기(360,362,364)에 의해 아날로그 형태로 변환된다. Y,U 및 V로 표시된 아날로그 형태의 신호는 순차 주사로의 변환을 위해 1fH대 2fH변환기(40)에 공급된다. Y, U 및 V 신호는 또한 부호화 회로(227)에 의해 Y/C 포맷으로 부호화되어 패널 잭(panel jack)에서 이용 가능한 와이드 포맷비 출력 신호 Y_OUT_EXT/C_OUT_EXT를 형성한다. 스위치 SW5는 게이트 어레이로부터의 신호 C_SYNC_MN 또는 PIP 회로로부터의 신호 C_SYNC_AUX 중에서 부호화 회로(227)에 대한 동기 신호를 선택한다. 스위치 SW6은 와이드 스크린 패널 출력에 대한 동기 신호로서 Y_M과 C_SYNC_AUX 중 하나를 선택한다.
수평 동기 회로의 일부분이 제9도에 보다 상세히 도시되어 있다. 위상 비교기(228)는 저역 통과 필터(230), 전압 제어 발진기(232), 분주기(234) 및 커패시터(236)를 포함하는 위상 동기 루프의 일부로서 포함되어 있다. 전압 제어식 발진기(232)는 세라믹 공진기(238) 또는 이와 유사한 기능의 것에 응답하여 32fH에서 동작한다. 공진기의 32fHREF 출력은 1fH대 2fH변환기(40)에 입력된다. 전압 제어식 발진기의 출력은 32로 분주되어 적합한 주파수의 제2 입력 신호를 위상 비교기(228)에 제공한다. 분주기(234)의 출력은 와이드 스크린 프로세서 및 1fH대 2fH변환기에 공급되는 1fHREF 타이밍 신호이다. 원-칩으로부터의 32fHREF 및 1fHREF 타이밍 신호는 16으로 분주하는 카운터(400)에 공급된다. 2fH출력은 펄스폭 회로(402)에 공급된다. 1fHREF 신호에 의해 분주기(400)를 프리세팅함으로써 분주기는 비디오 신호 입력부의 위상 동기 루프와 동기적으로 동작하게 된다. 펄스 폭 회로(402)는 저역 통과 필터(406)와 2fH전압 제어식 발진기(408)를 포함하는 제2 위상 동기 루프의 일부를 형성하는, 예를 들어 CA1391 형의 위상 비교기(404)의 적절한 동작을 위해 2fHREF 신호가 적합한 펄스 폭을 갖게 한다. 전압 제어식 발진기(408)는 순차적으로 주사되는 디스플레이를 구동시키는데 사용되는 내부 2fH타이밍신호를 발생시킨다. 위상 비교기(404)에 대한 다른 입력 신호는 편향 회로(50)로부터의 2fH귀선 펄스 또는 그와 관련된 타이밍 신호이다. 위상 비교기(404)를 포함한 제2 위상 동기 루프는 각각의 2fH주사 기간이 입력 신호의 각 1fH기간내에서 대칭이 되도록 한다. 그렇지 않으면, 디스플레이는 예컨대, 비디오 라인의 절반이 우측으로 시프트되고 나머지 절반이 좌측으로 시프트되는 라스터 스플릿(split)을 나타낼 것이다.
편향 회로(50)는 제10도에 보다 상세히 도시되어 있다. 상이한 디스플레이 포맷을 구현하는데 필요한 요구된 수직 과주사(overscan)의 양에 따라 라스터의 수직 크기를 조절하기 위한 회로(500)가 제공된다. 도시적으로 설명하자면, 정전류원(502)은 수직 램프와 커패시터(504)를 충전시키는 일정량의 전류 IRAMP를 제공한다. 트랜지스터(506)는 수직 램프 커패시터와 병렬로 접속되고, 수직 리셋 신호에 응답하여 커패시터를 주기적으로 방전시킨다. 어떤 조절도 없는 경우, 전류 IRAMP는 라스터를 위한 최대 이용 가능한 수직 크기를 제공한다. 이것은 제1(a)도에 도시된 바와 같이 확장된 43 디스플레이 포맷비 신호 소스에 의해 와이드 스크린 디스플레이를 채우는데 필요한 수직 과주사의 범위에 일치한다. 더 적은 수직 라스터의 크기가 요구되는 정도까지, 수직 램프와 커패시터(504)가 저속으로 보다 작은 피크 값으로 충전되도록 조절 가능한 전류원(508)은 전류 IRAMP를 가변량의 전류 IADJ로 전환한다. 가변 전류원(508)은 수직 크기 제어 회로에 의해 발생되는 예를 들어 아날로그 형태의 수직 크기 조절 신호에 응답한다. 수직 크기 조절 회로(500)는 전위차계 또는 백 패널 조절 노브(back panel adjustment knob)에 의해 구현될 수 있는 수동의 수직 크기 조절 회로(510)와는 무관하다. 어떤 경우에도, 수직 편향 코일(512)은 적절한 크기의 구동 전류를 수신한다. 수평 편향은 위상 조절 회로(518), 동서 핀 보정 회로(514), 2fH위상 동기 루프(520) 및 수평 출력 회로(516)에 의해 제공된다.
RGB 인터페이스 회로(60)는 제11도에 보다 상세히 도시되어 있다. 최종적으로 디스플레이 되어야 할 신호는 1fH대 2fH변화기(40)의 출력과 외부 RGB 입력 중에서 선택될 것이다. 본 명세서에 기술된 와이드 스크린 텔레비젼에 대해서는 외부 RGB 입력이 와이드 디스플레이 포맷비를 갖는 순차 주사된 소스인 것으로 가정된다. 비디오 신호 입력부(20)로부터의 외부 RGB 신호와 복합 블랭킹 신호는 YUV 변환기(610)의 RGB 단자에 입력된다. 외부 RGB 신호를 위한 외부 2fH복합 동기 신호는 외부 동기 신호 분리기(600)에 입력된다. 스위치(608)는 수직 동기 신호를 선택하고, 스위치(604)는 수평 동기 신호를 선택하며, 스위치(606)는 비디오 신호를 선택한다. 각각의 스위치(604, 606, 608)는 WSP 마이크로프로세서(340)에 의해 발생된 내부/외부 제어 신호에 응답한다. 내부 비디오 소스 또는 외부 비디오 소스는 사용자가 선택한다. 그러나, 외부 RGB 소스가 접속되어 있지 않거나 턴온되지 않았을 때 사용자가 부주의하게 외부 RGB 소스를 선택할 경우 또는 외부 소스가 결락(drop out)될 경우, 수직 라스터가 붕괴되고, 음극선관에 심각한 손상을 초래할 것이다. 따라서, 외부 동기 검출기(602)는 외부 동기 신호가 존재하는지를 검사한다. 외부 동기 신호가 없는 경우, 각 스위치(604,606,608)로부터의 신호가 존재하지 않으면, 외부 RGB 소스의 선택을 방지하기 위해 스위치 오버라이드 제어 신호(switch override control signal)가 각 스위치에 전송된다. RGB 대 YUV 변환기(610)는 또한 WSP 마이크로프로세서(340)로부터의 색조 및 컬러 제어 신호를 수신한다.
제4도는 제3도에 도시된 와이드 스크린 프로세서(30)를 보다 상세히 도시한 블록도이다. Y_A, U_A 및 V_A 신호는 해상도 처리 회로(370)를 포함할 수 있는 PIP 프로세서(320)에 입력된다. 본 발명의 특징에 따른 외이드 스크린 텔레비젼은 비디오 화상을 확장 및 압축시킬 수 있다. 제1도에 별도 부분으로 예시된 여러 종류의 복합 디스플레이 포맷에 의해 실시된 특정 효과는 해상도 처리 회로(370)로 부터의 해상도 처리된 데이타 신호 Y_RP, U_RP 및 V_RP 를 수신할 수 있는 PIP 프로세서(320)에 의해 나타난다. 해상도 처리 과정이 항상 필요한 것은 아니고 선택된 디스플레이 포맷 동안만 필요하다. PIP 프로세서(320)는 제5도에 보다 상세히 도시되어 있다. PIP 프로세서의 주요 구성요소로는 아날로그/디지탈 변환기(322), 입력부(324), 고속 스위치(FSW) 및 버스부(326), 타이밍 및 제어부(328), 디지탈/아날로그 변환기(330)가 있다.
PIP 프로세서(320)는 톰슨 콘슈머 일렉트로닉스 인코오포레이티드사에서 개발된 기존 CPIP 칩의 개선된 변형물로서 실시될 수 있다. 기본 CPIP 칩에 대해서는 인디애나주 인디아나폴리스에 소재한 톰슨 컨슈머 일렉트로닉스, 인코오포레이티드사에서 입수 가능한 The CTC 140 Picture in Picture(CPIP) Technical Training Manual 이라는 명칭의 간행물에 구체적으로 기술되어 있다. 다수의 특수한 특징 또는 효과가 가능하며 이에 대해 후술할 것이다. 기본적인 특수 효과는 제1(c)도에 도시된 바와 같이 대형 화상의 일부분에 소형 화상을 중첩한 디스플레이이다. 대형 화상 및 소형 화상은 동일한 비디오 신호 또는 상이한 비디오 신호로부터 발생될 수 있으며 이들은 상호 교체되거나 혹은 스왑(swap)될 수 있다. 일반적으로, 오디오 신호는 항상 대형 화상에 대응하도록 전환된다. 소형 화상은 스크린 상의 어떠한 위치로로 이동되거나 또는 다수의 소정 위치를 통하여 단계적으로 이동될 수 있다. 줌(zoom;원근 이동) 특징은 소형 화상의 크기를 예를 들어 이미 설정된 수많은 크기들중 임의의 어느 하나로 증가 및 감소시키는 것이다. 제1(d)도에 도시된 디스플레이 포맷에서처럼 어떤 지점에서는 대형 화상과 소형 화상이 사실상 동일한 크기가 된다.
제1(b)도, 제1(e)도 또는 제1(f)도에 도시된 도면과 같은 단일 화상 모드에서, 사용자는 예를 들어 1.0:1 내지 5.0:1의 비율로 단계적으로 단일 화상의 내용을 확장 및 축소시킬 수 있다. 줌 모드 동안, 사용자가 화상 내용을 검사 또는 패닝할 수 있어 스크린 이미지가 화상의 상이한 영역을 가로질러 이동할 수 있게 될 것이다. 어떤 경우에든 즉, 소형 화상이나 대형 화상 또는 줌 화상은 고정 프레임(정지 화상 포맷)으로 디스플레이 될 수 있다. 이러한 기능은 비디오의 최종 9 프레임의 비디오가 스크린상에 반복될 수 있는 스트로브 포맷을 가능하게 한다. 프레임 반복율은 초당 30 프레임에서 초당 0 프레임까지 변경될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구성에 따른 와이드 스크린 텔레비전에 사용되는 PIP 프로세서는 전술된 기본 CPIP 칩의 현재 구조와은 상이하다. 기본 CPIP 칩이 169 스크린을 갖는 텔레비젼에 비디오 속도 증가 회로(speedup circuit)가 없이 사용될 경우, 삽입 화상은 더 넓은 169 스크린 상의 주사에 의해 발생되는 실질적인 4/3배의 수평 확장으로 인해 종횡비 왜곡을 나타낼 것이다. 화상내의 물체는 수평으로 연장될 것이다. 외부의 속도 증가 회로가 이용될 경우, 종횡비 왜곡은 발생하지 않지만 전체 스크린에 화상이 전부 채워지지는 않을 것이다.
종래의 텔레비젼에 사용된 바와 같은 기본 CPIP 칩에 기반을 둔 PIP 프로세서는 어떤 바람직하지 않은 결과를 낳는 특정 방식으로 동작된다. 유입되는 비디오 신호는 메인 비디오 소스의 수평 동기 신호에 동기되는 640fH클록으로 샘플링된다. 즉, CPIP 칩과 관련된 비디오 RAM에 저장된 데이타는 유입 보조 비디오 소스에 대해 직교적으로 샘플링되지 않는다. 이것이 필드 동기에 대한 기본 CPIP 방법상의 근본적인 한계이다. 입력 샘플링율의 비직교 특성(nonorthogonal nature)은 스큐 에러(skew error)를 유발시킨다. 이러한 한계는 CPIP 칩과 비디오 RAM이 함께 사용되어 데이타를 기록 및 판독하기 위해서는 동일한 틀록을 사용해야만 하기 때문이다. 비디오 RAM(350)과 같은 비디오 RAM으로부터 제공되는 데이타가 디스플레이될 경우, 스큐 에러는 화상의 수직 에지를 따라 불규칙한 지터(jitter)로 나타나며, 이러한 지터는 통상 매우 바람직하지 않은 것으로 간주된다.
기본 CPIP 칩과는 달리, 본 발명의 장치에 따른 PIP 프로세서(320)는 비디오 데이타를 복수의 선택 가능한 디스플레이 모드들 중 하나의 모드로 비대칭 압축시키는데 적합하다. 이러한 동작 모드에서, 화상은 수평 방향으로 4:1, 수직 방향으로 3:1 압축된다. 이러한 비대칭 압축모드에 의해 비디오 RAM에의 저장을 위한 종횡비 왜곡된 화상이 생성된다. 화상에서의 물체는 수평으로 압착된다. 그러나, 이들 화상이 169 디스플레이 포맷비 스크린의 디스플레이를 위해 예를 들어 채널 주사 모드에서와 같이 정상적으로 판독될 경우, 화상은 올바르게 나타난다. 이때 스크린에는 화상이 전부 채워지게 되며 종횡비에는 왜곡이 나타나지 않는다. 본 발명의 이러한 특징에 따른 비대칭 압축 모드에 의해 외부의 속도 증가 회로 없이도 169 스크린 상에 특수 디스플레이 포맷을 발생할 수 있게 된다.
풀 스크린(full screen) PIP 모드에 있어서, PIP 프로세서는 비안정(free run) 발진기(348)와 함께, 예컨대 적응 라인 콤 필터와 같은 복호 회로로부터 Y/C 입력을 수신하고, 그 신호를 Y, U, V 컬러 성분으로 복호화하여, 수평 및 수직 동기 펄스를 발생시킬 것이다. 이들 신호는 줌 모드, 정지 모드, 채널 주사 모드 등의 여러가지 풀 스크린 모드를 위해 PIP 프로세서에서 처리된다. 예를 들어, 채널 주사 모드 동안, 비디오 신호 입력부로부터 제공된 수평 및 수직 동기는 샘플링된 신호(상이한 채널)가 동기 펄스와 관련이 없고 조만간 불규칙한 움직임에서 스위칭될 것이기 때문에 많은 불연속성을 가질 것이다. 따라서, 샘플 클록(및 판독/기록 비디오 RAM 클록)은 비안정 발진기에 의해 결정된다. 정지 모드 및 줌 모드의 경우, 샘플 클록은 이러한 특수 경우에 디스플레이 클록 주파수와 동일하게 되는 유입 비디오 수평 동기로 동기될 것이다.
제4도를 참조하면, PIP 프로세서로부터 출력된 아날로그 형태의 Y, U, V 및 C_SYNC(복합 동기 신호)는 3.58MHz 발진기(380)와 관련하여 동작하는 부호화 회로(366)에 의해 Y/C 성분으로 재부호화될 수 있다. 이 Y/C_PIP_ENC 신호는 Y/C 스위치(도시되지 않음)에 접속될 수 있고, 이로써 재부호화된 Y/C 성분이 메인 신호의 Y/C 성분 대신 사용될 수 있게 된다. 이 점에서, PIP 부호화된 Y, U, V 및 동기 신호는 새시의 나머지 부분에서 수평 및 수직 타이밍의 기초가 된다. 이러한 모드의 동작은 메인 신호 경로에서의 보간 회로 및 FIFO의 동작에 의거하여 PIP에 대해 줌 모드를 실행하는데 적합한다.
제5도에서, PIP 프로세서(320)는 아날로그/디지탈 변환부(322)와, 입력부(324)와, 고속 스위치 FSW와, 버스 제어부(326)와, 타이밍 및 제어부(328)와, 디지탈/아날로그 변환부(330)를 포함한다. 일반적으로, PIP 프로세서(320)는 비디오 신호를 휘도 신호(Y) 및 색차 신호(U,V)로 디지탈화하고 서브 샘플링하여 그 결과를 상술한 바와 같은 1Mbit 비디오 RAM(350)에 저장한다. PIP 프로세서(320)와 관련된 비디오 RAM(350)은 1Mbit의 메모리 용량을 갖는데, 이것은 8비트 샘플을 갖는 비디오 데이타의 전체 필드를 저장하기에 충분하지는 않은 용량이다. 메모리 용량을 증가시키면, 비용이 상승되고, 보다 복잡한 관리 회로를 필요로 할것이다. 보조 채널에서의 샘플당 비트수를 작게 하면 시종일관 8 비트 샘플로 처리되는 메인 신호와 관련한 양자화 해상도 또는 대역폭이 감소된다. 이러한 대역폭의 실질적인 감소는 보조 디스플레이 화상이 비교적 작을 때는 항상 문제가 되는 것은 아니지만 보조 디스플레이 화상이 , 예를 들어 메인 디스플레이 화상과 동일한 크기인 경우와 같이, 큰 경우에는 곤란한 문제가 될 수 있다. 해상도 처리 회로(370)는 보조 비디오 데이타의 양자화 해상도 또는 유효 대역폭을 증가시키기 위한 한가지 이상의 방식을 선택적으로 실행할 수 있다. 예를 들어 쌍을 이루는 화소 압축(paired pixel compression) 방식과 디더링 및 디디더링 방식을 포함한 다수의 데이타 감소 및 데이타 복원 방식이 개발되었다. 디디더링 회로는 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같은 게이트 어레이의 보조 신호 경로에서의 비디오 RAM(350)의 후단에 배치될 것이다. 또한, 상이한 비트수를 포함하는 상이한 디더링 및 디디더링 시퀀스와 상이한 비트수를 포함하는 상이한 쌍을 이루는 화소 압축이 고려된다. 각각의 특수한 종류의 화상 디스플레이 포맷에 대한 디스플레이 비디오의 해상도를 최대로 하기 위해 다수의 특수한 데이타 감소 및 복원 방식중의 한 방식이 WSP 마이크로프로세서에 의해 선택될 수 있다.
보조 신호의 휘도 및 색차 신호는 8:1:1의 6-비트 Y, U, V 유형으로 PIP 프로세서의 비디오 RAM(350) 형성부에 저장된다. 즉, 각 성분은 6-비트 샘플로 양자화 된다. 색차 샘플의 쌍 마다에 대해 8개의 휘도 샘플이 존재한다. 간단히 말해서, PIP 프로세서(320)는 유입 비디오 데이타가 유입 보조 비디오 동기 신호에 동기된 640fH클록율로 샘플링되는 모드로 동작된다. 이 모드에서는 비디오 RAM(350)에 저장된 데이타가 직교적으로 샘플링된다. 데이타가 PIP 프로세서 비디오 RAM(350)으로부터 판독될 경우, 그 데이타는 유입 보조 비디오 신호에 동기된 동일한 640fH클록을 사용하여 판독된다. 그러나, 이러한 데이타가 직교적으로 샘플링 및 저장되어 직교적으로 독출될 수 있다고 하더라도, 메인 비디오 소스와 보조 비디오 소스의 비동기적 성질로 인하여 비디오 RAM(350)으로부터 직접 직교적으로 디스플레이될 수는 없다. 메인 비디오 소스와 보조 비디오 소스는 이들이 동일한 비디오 소스로부터의 신호를 디스플레이하는 경우에만 동기될 수 있을 것이다.
게이트 어레이(300)의 메인 신호 경로(304), 보조 신호 경로(306) 및 출력 신호 경로(312)가 제6도에 블록도로 도시되어 있다. 게이트 어레이는 또한 클록/동기 회로(341)와 WSP 마이크로프로세서 복호 회로(310)를 포함한다. WSP DATA로 표시된 WSP 마이크로프로세서 복호회로(310)의 데이타 및 어드레스 출력 라인은 PIP 프로세서(320) 및 해상도 처리 회로(370) 뿐만 아니라 각 메인 회로와 전술된 신호 경로에 공급된다. 게이트 어레이의 일부로서 특정회로가 형성되는지의 여부는 본 발명의 장치에 대한 설명을 용이하게 하기 위한 편리성과 상당한 관련이 있다.
게이트 어레이는 필요할 경우 상이한 화상 디스플레이 포맷을 구현하도록 메인 비디오 채널의 비디오 데이타를 확장, 압축 및 크로핑하는 기능을 한다. 휘도 성분 Y_MN은 휘도 성분의 보간 성질에 좌우되는 시간 길이동안 선입선출(FIFO) 라인 메모리(356)에 저장된다. 합성된 색도 성분 U/V_MN은 FIFO(358)에 저장된다. 보조 신호 휘도 및 색도 성분 Y_PIP, U_PIP, V_PIP은 디멀티플렉서(355)에 의해 형성된다. 휘도 성분은 필요한 경우 회로(357)에서 해상도 처리되고, 필요한 경우 출력으로서 신호 Y_AUX를 발생하는 보간 회로(359)에 의해 확장된다.
어떤 경우에는 보조 디스플레이가 제1(d)도의 예에 도시된 바와 같이 메인 신호 디스플레이 정도의 크기가 될 것이다. PIP 프로세서 및 비디오 RAM(350)과 관련된 메모리는 제한되어 있기 때문에, 이러한 큰 디스플레이 영역을 채우기에는 데이타 포인트 또는 화소의 수가 불충분하게 된다. 이러한 상황에서, 해상도 처리 회로(357)는 데이타 압축 즉, 데이타 축소 동안 손실된 픽셀을 원래대로 위치시키기 위하여 보조 비디오 신호에 대한 픽셀을 복원하도록 사용될 수 있다. 그 해상도 처리 과정은 제4도에 도시된 회로(370)에 의해 취해진 해상도 처리 과정과 일치할 수도 있다. 예를 들면, 회로(370)로는 디더링 회로가 가능하고, 회로(357)로는 디디더링 회로가 가능하다.
보조 채널은 640fH의 샘플율로 샘플링되는 반면 메인 채널은 1024fH의 샘플율로 샘플링된다. 보조 채널 FIFO(354)는 보조 채널 샘플율에서 메인 채널 클록율로 데이타를 변환시킨다. 이 과정에서, 비디오 신호는 8/5(1024/640)로 압축된다. 이것은 보조 채널 신호를 정확히 디스플레이 하는데 필요한 4/3 압축보다 더 많은 수치이다. 따라서, 보조 채널은 43 소형 화상을 정확히 디스플레이하기 위해 보간 회로(359)에 의해 확장되어야 한다. 보간 회로(359)는 WSP 마이크로프로세서(340)에 응답하는 보간 제어 회로(371)에 의해 제어된다. 요구되는 보간회로의 확장량은 5/6이다. 확장 비율 X는 다음 식과 같이 결정된다.
X=(640/1024)*)4/3)=5/6
색도 성분 U_PIP 및 V_PIP은 휘도 성분의 보간 성질에 좌우되는 시간 길이동안 라인 지연 회로(367)에 의해 지연되며, 이 지연회로는 출력으로서 신호 U_AUX 및 V_AUX를 발생시킨다. 메인 및 보조 신호의 각 Y,U 및 V 성분은 FIFO(354,356,358)의 판독 인에이블 신호를 제어함으로써 출력 신호 경로(312)에서의 각 멀티플렉서(315,317,319)에서 합성된다. 멀티플렉서(315,317,319)는 출력 멀티플렉서 제어 회로(321)에 응답한다. 출력 멀티플렉서 제어 회로(321)는 클록 신호, 라인 개시 신호, 수평 라인 카운터 신호, 수직 블랭킹 리셋 신호 및 PIP 프로세서와 WSP 마이크로프로세서(340)로부터의 고속 스위치의 출력에 응답한다. 멀티플렉싱된 휘도 및 색도 성분 Y_MX, U_MX 및 V_MX는 각 디지탈/아날로그 변환기(362,362,364)에 각각 공급된다. 디지탈/아날로그 변환기 다음에는 제4도에 도시된 바와 같이 각각 저역 통과 필터(361,363,365)가 후속된다. PIP 프로세서, 게이트 어레이 및 데이타 감소 회로의 여러 기능들은 WSP 마이크로프로세서(340)에 의해 제어된다. WSP 마이크로프로세서(340)는 직렬 버스에 의해 접속되어 있는 TV 마이크로프로세서(216)에 응답한다. 직렬 버스로는 도시된 바와 같이 데이타, 클록 신호, 인에이블 신호 및 리셋 신호를 위한 라인을 갖는 4개의 와이어 버스가 가능하다. WSP 마이크로프로세서(340)는 WSP 마이크로프로세서 복호 회로(310)를 통해 게이트 어레이의 상이한 회로들과 연결되어 있다.
한 경우에서, 디스플레이된 화상의 종횡비 왜곡을 방지하기 위해 43 NTSC 비디오 신호는 4/3 비율만큼 압축시킬 필요가 있다. 또 다른 경우에서, 비디오 신호는 보통 수직 줌에 의해 일반적으로 수반되는 수평 줌 동작을 실행하도록 확장될 수 있다. 33%까지의 수평 줌 동작은 압축을 4/3 이하가 되도록 감소시킴으로써 달성될 수 있다. S-VHS에 대해서는 최대 5.5MHz 인 휘도 비디오 대역폭이 1024fH클록에 대해 8MHz 인 나이퀴스트 폴드 오버(Nyquist fold over) 주파수의 상당 퍼센트를 차지하고 있기 때문에, 샘플 보간 회로는 새로운 화소 위치에 대한 유입 비디오를 재계산하는데 사용된다.
제6도에 도시된 바와 같이, 휘도 데이타 Y_MN는 비디오 신호의 압축 또는 확장에 근거한 샘플 값을 검사하는 메인 신호 경로(304)에서의 보간회로(337)를 통해 경로 설정된다. 스위치, 즉 전송로 선택기(323,331)의 기능은 FIFO(356)및 보간 회로(337)의 상대적 위치에 대해 메인 신호 경로(304)의 토폴로지(topology)을 반전시키는 것이다. 특히, 이들 스위치는 보간 회로(337)가 화상 압축을 위해 요구된 바와 같이 FIFO(356)보다 선행할지 아니면 FIFO(356)가 화상확장을 위해 요구된 바와 같이 보간 회로(337)보다 선행해야 할 것인지를 선택한다. 스위치(323,331)는 전송로 제어 회로(335)에 응답하며, 전송로 제어 회로(335)는 또한 WSP 마이크로프로세서(340)에 응답한다. 보조 비디오 신호가 비디오 RAM(350)에의 저장을 위해 압축되며 실질적으로는 확장만이 필요하다는 사실은 이미 설명하였다. 따라서, 보조 신호 경로에서는 메인 경로에서와 같은 스위칭은 필요치 않다.
FIFO를 사용하여 비디오 압축을 실현하기 위하여, 예컨대 모든 4 번째 샘플마다 FIFO(356)에 기록되는 것이 금지될 수 있다. 이런식으로 하여 4/3 압축이 행해진다. 보간 회로(337)의 기능은 FIFO로부터의 데이타 판독이 들쭉날쭉하지 않고 원활히 될수 있도록 FIFO에 기록되는 휘도 샘플을 재계산하는 것이다. 확장은 압축과는 반대의 방법으로 정확히 실행될 수 있다. 압축의 경우에 있어서, 기록 인에이블 신호는 금지 펄스의 형태로 그것에 결부되어 있는 클록 게이팅 정보를 갖는다. 확장 데이타에 있어서는, 클록 게이팅 정보가 판독 인에이블 신호에 인가된다. 이로인해 클록 게이팅 정보가 FIFO(356)로부터 판독될 때 데이타는 일시 중단될 것이다. 이 경우, 이 과정 동안 FIFO(356)의 다음에 위치한 보간 회로(337)의 기능은 샘플링된 데이타를 들쭉날쭉한데서 고르게 재계산하는 것이다. 확장의 경우에, FIFO(356)로부터 판독되고 보간 회로(337)로 클록킹(clocking)되는 동안 데이타가 한동안 멈추어야 한다. 이는 데이타가 보간 회로(337)를 통해 연속적으로 클록되는 압축의 경우와는 다르다. 이러한 압축 및 확장의 경우에 있어서, 클록 게이팅 동작은 동기적으로 용이하게 실행될 수 있다. 즉, 시스템 클록 1024 fH의 상승 구간에 근거하여 동작이 일어날 수 있다.
보조 신호의 보간은 보조 신호 경로(306)에서 발생한다. PIP 회로(301)는 유입 비디오 데이타를 저장하도록 6비트 Y,U,V 8:1:1 필드 메모리인 비디오 RAM(350)을 조정한다. 비디오 RAM(350)은 복수의 메모리 위치에 2개 필드의 비디오 데이타를 유지한다. 각 메모리 위치는 8비트의 데이타 비트를 유지한다. 각 8-비트 위치에는 하나의 6-비트 Y(휘도) 샘플(640fH로 샘플링된) 및 다른 2개의 비트가 있다. 이들 2개의 다른 비트는 고속 스위치 데이타(FSW-DAT), 아니면 U 또는 V 샘플(80fH로 샘플링된)의 일부를 유지한다. FSW_DAT 값은 어느 유형의 필드가 비디오 RAM에 기록되어 있는지를 나타낸다. 비디오 RAM(350)에 2개 필드의 데이타가 저장되어 있고 전체 비디오 RAM(350)이 디스플레이 기간 동안 판독되기 때문에, 디스플레이 주사 동안 2개의 필드 모두가 판독된다. PIP회로(301)는 고속 스위치 데이타를 사용하여 어느 필드가 메모리로부터 판독되어 디스플레이될지를 결정할 것이다. PIP 회로는 움직임 손상(motion tear) 문제를 해소하기 위해 기록되어 있는 반대의 필드 타입을 항상 판독한다. 판독되는 필드타입이 디스플레이 되는 필드 타입과 반대 타입일 경우, 비디오 RAM에 저장된 짝수 필드는 이 필드가 메모리로부터 판독될 때 필드의 최상부 라인을 삭제시킴으로써 반전된다. 그 결과, 소형 화상은 움직임 손상없이 정확한 비월주사를 유지한다.
클록/동기 회로(341)는 FIFO(354,356,358)를 동작시키는데 필요한 판독, 기록 및 인에이블 신호를 발생시킨다. 메인 채널 및 보조 채널용의 FIFO는 후속 디스플레이를 위해 요구되는 각 비디오 라인의 메인 채널 부분과 보조 채널 부분을 위한 저장 공간에 데이타를 기록하도록 인에이블된다. 메인 채널과 보조 채널 양자의 데이타가 기록되지 않고 메인 채널 또는 보조 채널 중의 한 채널로부터의 데이타가 기록되므로, 각각의 소스로부터의 데이타를 디스플레이의 동일 비디오 라인 또는 복수 비디오 라인으로 합성하는 것이 필요하다. 보조 채널의 FIFO(354)는 보조 비디오 신호에 동기하여 기록되고, 메인 비디오 신호에 동기하여 메모리로부터 판독된다. 메인 비디오 신호 성분은 메인 비디오 신호에 동기하여 FIFO(356,358)에 기록되고, 메인 비디오에 동기하여 메모리로부터 판독된다. 메인 채널과 보조 채널간의 판독 순서가 전환되는 횟수는 선택된 특수 효과에 좌우된다.
크로핑되어 나란하게 디스플레이 되는 화상(cropped side-by-side pictures)과 같은 상이한 특수 효과는 라인 메모리 FIFO에 대한 판독 및 기록 인에이블 제어 신호를 조작함으로써 발생된다. 이러한 디스플레이 포맷에 대한 처리는 제7도 및 제8도에 도시되어 있다. 크로핑되어 나란하게 디스플레이된 화상의 경우, 보조 채널의 20488 FIFO(354)에 대한 기록 인에이블 제어 신호(WR_EN_AX)는 제7도에 도시된 바와 같이 (1/2)*(4/3)=0.67 또는 보조 채널 활성 라인 기간(속도 증가 전)의 대략 67% 동안 활성 상태가 된다. 이것은 보조 채널 비디오에 대해 실행되는 대략 33% 크로핑(대략 67% 활성 화상)과 일치한다. 제8도의 상부에 도시된 메인 비디오 채널에서, 9108 FIFO(356,358)에 대한 기록 인에이블 제어 신호(WR_EN_MN_Y)는 메인 채널 활성 라인 기간의 (1/2)*(4/3) = 0.67(67%) 동안 활성 상태가 된다. 이것은 9108 FIFO에 의해 메인 채널 비디오에 대해 실행되는 대략 33% 크로핑 및 4/3의 압축율과 일치한다.
각 FIFO에서는, 비디오 데이타가 버퍼링되어 제시간에 특정 포인트에서 판독된다. 데이타가 각 FIFO로부터 판독될 수 있는 시간의 활성 영역은 선택된 디스플레이 포맷에 의해 결정된다. 크로핑되어 좌우 양측에 화상이 디스플레이 되는 모드의 예에서, 메인 채널 비디오는 화면의 중간 지점을 기준으로 좌측에 디스플레이 되고 보조 채널 비디오는 우측에 디스플레이된다. 임의의 비디오 부분의 파형은 도시된 바와 같이 메인 채널과 보조 채널이 서로 상이하다. 메인 채널 9108 FIFO의 판독 인에이블 제어 신호(RD_EN_MN)는 비디오 백 포치(back porch)에 후속되는 활성 비디오의 개시점에서 시작되는 디스플레이의 디스플레이 활성 라인 기간중 50% 동안 활성화 된다. 보조 채널 판독 인에이블 제어 신호(RD_EN_AX)는 RD_EN_MN 신호의 하강 에지에서 시작되고 메인 채널 비디오 프런트 포치(front porch)의 시작점에서 종료되는 디스플레이 활성 라인 기간의 나머지 50% 동안 활성화된다. 기록 인에이블 제어 신호는 각각의 FIFO 입력 데이타(메인 또는 보조)에 동기되는 한편, 판독 인에이블 제어 신호는 메인 채널 비디오에 동기된다.
제1(d)도에 도시된 디스플레이 포맷은 2개의 거의 전체 필드의 화상을 좌우 양측에 디스플레이하는 포맷으로 디스플레이하고자 할 때 특히 바람직하다. 이러한 디스플레이는 예를 들어 169의 와이드 디스플레이 포맷비 디스플레이를 위해 특히 적합하다. 대부분의 NTSC 신호는 43 포맷으로 표시되며, 이 포맷비는 당연히 129 포맷과도 대응한다. 2개의 43 디스플레이 포맷비 NTSC 화상은 화상을 33% 크로핑하거나 압착하여 종횡비를 왜곡시킴으로써 동일한 169 디스플레이 포맷비 디스플레이로 제공될 수 있다. 사용자의 기호에 따라서, 화상 크로핑 대종횡비 왜곡의 비는 0% 내지 33% 범위내에서 설정될 수 있다. 예를 들어, 2개의 좌우 양측 디스플레이된 화상은 16.7% 압착 및 크로핑된 형태로 제공될 수 있다.
169 및 43 디스플레이 포맷비 디스플레이가 모두 62.5sec의 통상적인 라인 길이를 가지므로 169 디스플레이 포맷비 디스플레이를 위한 수평 디스플레이 시간은 43 디스플레이 포맷비 디스플레이와 동일하다. 따라서, NTSC 비디오 신호는 왜곡 없이 정확한 종횡비를 유지하기 위해 4/3 비율로 속도 증가되어야 한다. 4/3 비율은 2개의 디스플레이 포맷의 비로 다음과 같이 계산된다.
4/3 = (16/9)/(4/3)
본 발명의 특징에 따라 비디오 신호의 속도를 증가시키기 위해 가변 보간 회로가 이용된다. 종래에는 동일 기능을 실행하기 위해 입력 및 출력에서 상이한 클록율을 갖는 FIFO가 사용되어 왔다. 2개의 NTSC 43 디스플레이 포맷비 신호가 하나의 43 디스플레이 포맷비 디스플레이상에 디스플레이될 경우, 각 화상은 50%로 왜곡 또는 크로핑되거나 아니면 50%로 왜곡과 크로핑이 조합되어야 한다. 와이드 스크린 응용에 필요한 속도 증가에 필적할 만한 속도 증가는 불필요하다.
일반적으로, 비디오 디스플레이 및 편향 시스템은 메인 비디오 신호에 동기화된다. 메인 비디오 신호는 상술한 바와 같이, 와이드 스크린 디스플레이를 채우기 위해 속도가 증가되어야 한다. 보조 비디오 신호는 제1비디오 신호와 비디오 디스플레이에 수직으로 동기화되어야 한다. 보조 비디오 신호는 필드 메모리에서의 필드 주기의 일부만큼 지연되어 그 후 라인 메모리에서 확장될 수 있다. 신호를 확장시키기 위해 비동 RAM(350)을 필드 메모리 및 선입선출(FIFO) 메모리 소자(354)로서 사용하여 보조 비디오 데이타와 메인 비디오 데이타의 동기화를 실행할 수 있다.
그러나, 판독 및 기록 클록의 비동기적 특성으로 인한 판독/기록 포인터 충돌을 방지할 조치가 필요하다. 판독/기록 포인터 충돌은 새로운 데이타가 FIFO에 기록될 기호를 갖기 전에 이전의 데이타가 FIFO로부터 판독될 때 발생한다. 또한 이전의 데이타가 FIFO로부터 판독될 기회를 갖기 전에 새로운 데이타가 메모리에 기록될 때 판독/기록 포인터 충돌이 일어난다. FIFO의 크기는 판독/기록 포인터 충돌을 방지하는데 필요하다고 생각되는 최소한의 라인 저장 용량과 관련이 있다.
PIP 프로세서는 보조 비디오 데이타가 입력 보조 비디오 신호의 수평 동기화 성분으로 동기된 640fH클록으로 샘플링되는 방식으로 동작한다. 이와 같은 동작으로 직교적으로 샘플링된 데이타는비디오 RAM(350)에 저장된다. 데이타는 동일한 640fH비율로 비디오 RAM 으로부터 판독되어야 한다. 이 데이타는 메인 및 보조 비디오 소스의 비동기 특성에 기인한 변경 없이 비디오 RAM 으로부터 직교적으로 디스플레이될 수 없다. 보조 신호를 메인 신호에 동기화하는 것을 용이하게 하도록, 독립적인 기록 및 판독 포인터를 갖는 라인 메모리가 비디오 RAM(350)의 출력 다음에 보조 신호 경로 내에 배치된다.
더욱 상세히 말하자면, 제4도에 도시된 바와 같이, 비디오 RAM(350)의 출력은 2개의 4비트 래치(352A, 352B)의 제1 래치에 대한 입력이 된다. VRAM_OUT 출력은 4비트 데이타 블록 내에 존재한다. 이 4비트 래치들은 보조 신호를 8비트 데이타 블록으로 다시 재합성하는데 이용된다. 또한 이 래치들은 1280 fH에서 640 fH까지 데이타 클록율을 감소시킨다. 상기 8비트 데이타 블록은 비디오 RAM(350)내에 저장하기 위해 보조 비디오 데이타를 샘플링하는데 이용되는 상기 640fH클록에 의해 FIFO(354)에 기록된다. FIFO(354)의 크기는 20488 이다. 8비트 데이타 블록은 1024fH디스플레이 클록에 의해 FIFO(354)로부터 판독되는데, 이 클록은 메인 비디오 신호의 수평 동기 성분에 동기된다. 독립적인 기록 및 판독 포트 클록을 갖는 다수의 라인 메모리를 이용한 이와 같은 기본 구성에 의해, 직교적으로 샘플링된 데이타를 직교적으로 디스플레이할 수 있다. 상기 8비트 데이타 블록은 디멀티플렉서(355)에 의해 6비트 휘도 및 색차 샘플로 분할된다. 이어서, 데이타 샘플들은 바람직한 디스플레이 포맷비의 필요에 따라 보간되고 비디오 데이타 출력으로서 기록될 수 있다.
상기 보조 채널 FIFO로부터의 데이타 판독 및 기록이 비동기적이기 때문에, 판독/기록 포인터 충돌의 가능성이 있다. 판독/기록 포인터 충돌은 새로운 데이타가 FIFO에 기록된 기회를 갖기 전에 이전 데이타가 FIFO로부터 판독되는 경우에 발생될 수 있다. 비월 주사 무결성은 물론 보존되어야만 한다. 보조 채널 FIFO 내에 판독/기록 포인터 충돌을 방지하기 위해 최초에는 충분히 큰 메모리 용량이 선택되어야만 한다.
와이드 디스플레이 포맷비의 특별한 장점은 수직 해상도를 향상시키기 위해 문자박스 신호의 보간이 필요하지만 와이드 디스플레이 포맷비의디스플레이 스크린을 채우도록 상기 문자박스 신호가 확장될 수 있다는 점이다. 본 발명의 특징에 다르면, 169 디스플레이 포맷비의 문자박스 디스플레이를 포함하는 43 디스플레이 포맷비 신호의 확장을 자동적으로 수행하는 자동 문자박스 검출 회로가 제공된다.
상기 문자박스 신호의 수직 높이를 증대시키기 위해서는, 화상의 상부 및 하부에서의 블랙 영역이 제거되거나 상당히 감소되도록 디스플레이 디스플레이 비디오의 수직 주사율을 증가시켜야 한다. 자동 문자박스 검출기는 비디오 신호가 활성 비디오를 갖지 않는다는가정, 즉 임계값보다 높지 않는 실제로 일정한 휘도값을 갖는다는 가정을 기초로할 수 있다. 또한, 문자박스 검출기는 상기 비디오 필드의 각 라인에 대한 두가지 경사도를 계산함으로써 수행될 수 있다. 2개의 경사도를 계산하기 위해서는 4개의 값, 즉 현재 라인의 최대 및 최소값과 이전 라인이 최대값 및 최소값이 필요하다. 포지티브 경사도로 지정된 제1 경사도는 현재 라인의 최대값으로부터 이전 라인의 최소값을 감산함으로써 형성된다. 네가티브 경사도로 지정된 제2 경사도는 이전 라인의 최대값으로부터 현재 라인의 최소값을 감산함으로써 형성된다. 2개의 경사도는 장면 내용에 따라 포지티브 값 또는 네가티브 값을 가질 것이지만 두 경사도 모두가 네가티브 값이면 무시될 것이다. 이것은 한번에 단지 한 경사도만이 네가티브가 될 것이고, 포지티브 값을 갖는 경사도의 크기는 네가티브 값을 갖는 경사도의 크기보다 항상 크거나 같기 때문이다. 이로써 경사도의 절대 값을 계산해야 할 필요성이 제거되므로 회로가 간략화된다. 둘 중의 한 경사도가 프로그램 가능한 임계 값을 초과하는 포지티브 값을 갖을 경우, 비디오는 현재 라인이나 이전 라인 중의 하나에 나타나는 것으로 간주된다. 이들 값은 비디오 소스가 문자박스 포맷내에 존재하는지의 여부를 판정하기 위해 마이크로 프로세서에 의해 사용될 수 있다.
도면으로 도시되지 않은 또 다른 실시예에서, 자동 문자박스 검출기는 문자 박스 신호원에 의해 반송된 신호나 부호(code) 워드를 복호화하여 신호를 문자박스 포맷으로서 식별화하는 회로를 포함할 수도 있다.
제12도는 수직 크기 제어 회로(1030)의 일부로서의 자동 문자박스 검출기를 도시하고 있다. 상기 수직 크기 제어 회로는 문자박스 검출기(1032), 수직 디스플레이 제어 회로(1034) 및 3상 출력 장치(1036)를 포함하고 있다. 이와 달리, 수직 블랭킹 펄스 및 수직 리세트 펄스는 별도의 신호로서 전송될 수 있다. 본 발명에 따르면, 자동 문자박스 검출회로는 16 x 9 디스플레이 포맷비의 문자박스 디스플레이를 포함하는 4 x 3 디스플레이 포맷비의 신호의 확장 혹은 수직 줌을 자동적으로 수행할 수 있다. 출력 신호 VERTICAL SIZE ADJ가 활성화되면, 수직 편향 높이(제10도 참조)는 문자박스 신호의 활성 비디오 부분이 이미지 종횡비 왜곡 없이 상기 와이드 스크린을 채우도록 4/3정도 증가된다.
또한, 상기 수직 디스플레이 제어 회로(1034)는 과주사된 라스터의 어느 부분이 스크린상에 디스플레이 되는지, 즉 수직 패닝으로 지칭되는 특징을 제어한다. 수직으로 과주사된 비디오 신호가 문자박스 포맷이 아닌 경우, 종래의 디스플레이 포맷 화상은 줌, 즉 확장되어 와이드 스크린 포맷을 시뮬레이팅한다. 그러나, 이와 같은 경우에 있어서, 4/3 수직 과주사에 의해 크로핑된 화상의 일부가 활성 비디오 정보를 포함할 것이다. 따라서 화상의 1/3을 수직으로 크로핑하는 것이 필요하다. 추가적인 제어가 없으면, 상부의 1/6 및 하부의 1/6이 항상 크로핑된다. 그러나, 화상 내용에 따라 화상의 하부보다 상부가 더 많이 크로핑될 수도 있고 또는 그 반대로 될 수도 있다. 예컨대, 모든 동작이 하부면에서 이루어질 경우, 시청자는 상부가 더 많은 크로핑되기를 선호할 것이다. 수직 패닝 성능에 의해 확장된 화상의 표시 부분과 크로핑 부분에 대한 선택이 가능하게 한다.
제13도 및 제14(a)도 내지 제14(c)도를 참조하여 수직 패닝을 설명한다. 제13도의 상단에 세가지 레벨의 합성 수직 블랭킹/리셋 신호가 도시되어 있다. 이 신호들은 별도적으로 발생될 수 있다. 수직 블랭킹 펄스는 신호 L_COUNT가 VRT_BLNKO와 일치할 때 시작해서 L_COUNT가 VRT_BLNK1와 일치할 때 종료된다. 수직 리셋 펄스는 L_COUNT가 VRT_PHASE와 일치할 때 시작해서 10수평 라인 동안 지속된다. 상기 L_COUNT는 VSYNC_MN의 선행 에지에 대한 1/2 수평 라인의 트랙을 유지하는데 이용되는 10비트 카운터의 출력이다. VSYNC_MN은 게이트 어레이에 제공되는 메인 신호의 수직 동기 성분인 VDRV_MN의 동기화된 버젼이다. VRT_BLNKO 및 VERT_BLNK1는 수직 패닝 명령에 따라 마이크로 프로세서에 의해 제공된다. VRT_PHASE는 COMP_SYNC 출력에서의 수직 동기 성분의 상승 에지에 대해 VERT_RST 출력의 상대적인 위상을 만든다(program). 상기 COMP_SYNC 출력은 J_K 플립/플롭의 출력이 된다. 플립/플롭의 상태는 L_COUNT 및 H_COUNT의 출력을 복호화함에 의해서 결정된다. H_COUNT는 수평 위치 카운터이다. L_COUNT 카운터는 COMP_SYNC 신호를 수평 동기 펄스, 등화 펄스 및 수직 동기 펄스에 대응하는 3개이 세그먼트로 분할하는데 이용된다.
과주사가 없는 경우의 수직 편향 전류, 실질적으로는 정상적인 6% 과주사를 반영하고 있는 수직 편향 전류는 점선으로 도시되어 있으며, 이 점선이 대응의 수직 블랭킹 신호이다. 과주사가 없는 경우의 수직 블랭킹 펄스의 폭은 C이다. 수직 동기 펄스는 수직 리셋 펄스와 동위상으로 존재한다. 과주사 모드인 경우의 수직 편향 전류는 실선으로 도시되어 있으며, 이 실선이 해당 블랭킹 펄스가 되고 펄스폭D를 갖는다.
하부 과주사 A가 상부 과주사 B에 일치하면, 디스플레이는 제14(a)도에 도시된 바와 같이 이루어진다. 수직 리셋 펄스가 수직 동기 펄스보다 뒤쳐지도록 발생되면, 하부 과주사 A는 상부 과주사보다 적게되고, 이로써 제14(b)도에 도시된 디스플레이가 된다. 이것이 하향 수직 패닝이며, 상기 화상의 하부를 디스플레이하고 상기 화상 상부의 1/3 을 블랭킹한다. 반대로, 수직 리셋 펄스가 수직 동기 펄스보다 선행하도록 발생되면, 하부 과주사 A는 상부 과주사 B보다 커지게 되고, 이로써 제14(c)도에 도시된 디스플레이가 된다. 이것이 상향 수직 패닝이며, 화상의 상부를 디스플레이하고 화상 하부의 1/3을 블랭킹한다. 수직 동기 신호 및 수직 리셋 신호의 상대 위상은 WSPP(340)에 의해 제어 가능하여 과주사 동작 모드 동안 수직 패닝이 가능하게 된다. 과주사된 라스터는 수직 패닝 동안에 상기 화상 튜브나 스크린상에 수직으로 중앙에 위치된 상태 즉, 대칭 상태로 존재한다. 블랭킹 간격은 화상의 하부보다 상부에서 화상의 보다 많은 부분이 블랭킹되도록 또는 그 반대로 블랭킹되도록 라스터의 중앙에 대해 비대칭적으로 수직 이동 또는 위치될 수 있다.

Claims (8)

  1. 비디오 디스플레이 수단과; 상기 비디오 디스플레이 수단상에 동기화 성분을 갖는 비디오 신호로 표현되는 조절 가능한 화상 디스플레이 영역을 맵핑하기 위한 수단과; 상기 비디오 디스플레이 영역을 적어도 1차원에서 상기 비디오 디스플레이 수단보다 더 크게 선택적으로 확장시키기 위한 수단과; 상기 확장된 화상 영역 중에서 디스플레이 되는 부분과 디스플레이 되지 않는 부분을 제어하기 위해 상기 동기화 성분에 대한 블랭킹 구간을 동위상으로 제어하는 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화상 디스플레이 영역은 수직으로 조절될 수 있으며, 상기 동기화 성분은 수직 동기화 성분이고, 상기 블랭킹 구간은 수직 블랭킹 영역인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비디오 디스플레이 수단과, 상기 비디오 신호로 표현되는 상기 화상 디스플레이 영역은 상이한 디스플레이 포맷비를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비디오 디스플레이 수단과, 상기 비디오 신호로 표현되는 상기 화상 디스플레이 영역은 상이한 디스플레이 포맷비를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비디오 디스플레이 수단의 디스플레이 포맷비는 상기 비디오 신호로 표현되는 상기 화상 디스플레이 영역의 디스플레이 포맷비보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  6. 비디오 디스플레이 수단과; 상기 비디오 디스플레이 수단상에, 동기화 성분을 갖는 비디오 신호로 표현되며 상기 비디오 디스플레이 수단과 상이한 디스플레이 포맷비를 갖는 조절가능한 화상 디스플레이 영역을 맵핑하는 수단과; 상기 비디오 디스플레이 수단에 대하여 상기 화상 디스플레이 영역을 선택적으로 확장하는 수단과; 상기 확장된 화상 영역 중에서 디스플레이 되는 부분과 디스플레이 되지 않는 부분을 제어하기 위해 상기 동기화 성분에 대하여 블랭킹 구간을 동위상으로 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화상 디스플레이 영역은 수직으로 조절될 수 있으며, 상기 동기화 성분은 수직 동기화 성분이고, 상기 블랭킹 구간은 수직 블랭킹 영역인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 비디오 디스플레이 수단의 디스플레이 포맷비는 상기 비디오 신호로 표현된 상기 화상 디스플레이 영역의 디스플레이 포맷비보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
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