KR100215446B1 - 와이드화면 영상신호의 기록방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이드화면의 영상신호를 기록하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 16:9화면의 영상신호를, 4:3화면영역과 그의 잉여영역에 해당하는 신호들로 분할하고 다시 잉여영역은 4:3화면영역의 세그먼트와 동일한 수로 영역을 분할한 후, 일반적인 4:3화면의 영상신호를 압축할 때 보다 높은 압축률로 4:3화면영역과 그외 잉여영역에 해당하는 신호들은 각각 압축하여 부호화하므로써, 4:3화면을 위한 기록트랙에 16:9화면의 영상신호를 기록한다. 이와 같은 본 발명은 4:3화면을 위한 트랙구조 변경하지 않고도, 16:9화면의 영상신호를 기록할 수 있어 화면비가 다른 영상신호에 대해 호환성을 갖는 기록매체 및 DVCR을 제공하는 효과를 가져온다.

Description

와이드화면 영상신호의 기록방법 및 그 장치
제 1 도는 1매크로블럭의 비트스트림에 대한 배치도,
제 2 도는 1세그먼트의 비트스트림에 대한 배치도,
제 3 도는 본 발명에 의한 와이드화면의 영상신호를 기록/재생하는 (a)부호화기, (b)복호화기를 나타낸 블럭구성도,
제 4 도는 본 발명에 의한 16:9화면의 영상신호를 4:3화면영역과 잉여영역으로 분할하는 예를 설명하기 위한 도면,
제 5 도는 제 4 도에서 잉여영역을 분할하는 예를 설명하기 위한 도면,
제 6 도는 본 발명에 의한 16:9화면의 비트스트림에 대한 배치도.
본 발명은 와이드화면(Wide Screen)의 영상신호를 기록하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히, 4:3화면의 영상데이타량을 기록할 수 있는 기록영역에 16:9화면의 압축영상데이타를 기록할 수 있도록 한 와이드화면 영상신호의 기록방법 및 그 장치에 관한 것이다.
디지탈 영상 및 음성을 효율적으로 전송하거나, 저장하기 위하여 데이타량을 압축하는 각종 부호화 알고리즘이 제시되어 있다. 디지탈 영상데이타는 DCT변환, 양자화, 및 가변장부호화로 대표되는 소정의 부호화과정을 통해 비트스트림(Bitstream)형태로 변환된다. 이와 같이 얻어진 비트스트림은 전송이나 기록을 위해 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 바와 같이 배치된다.
제 1 도는 하나의 매크로블럭(Macroblock)의 비트스트림에 대한 배치상태를 보여주며, 제 2 도는 매크로블럭 5개가 모여서 된 하나의 세그먼트(Segment)의 비트스트림에 대한 배치상태를 보여준다.
DVCR등에서 영상신호를 압축부호화하는 독립된 단위는 '세그먼트'이다. 좀 더 자세히 설명하면, 각 매크로블럭내의 블럭들(Y0, Y1, Y2, Y3, Cr, Cb)은 우선 각 블럭의 할당영역에 자신의 비트스트림을 최우선적으로 기록한다. 여기서, 모자라거나 남는 데이타가 있으면 동일 매크로블럭내의 다른 블럭으로부터 데이타를 받거나 남는 데이타를 준다. 매크로블럭내의 블럭 단위로 데이타의 주고받기가 끝나면 이번에는 5개의 매크로블럭 즉, 세그먼트단위로 데이타를 주고 받는다. 최종적으로 1세그먼트의 기록영역에 모든 블럭들의 데이타를 기록하고 남는 데이타는 다른 세그먼트로 넘기로 않고 버리게 된다.
기록되는 영상신호의 화면비(aspect ratio)가 4:3인 경우, 부호화된 비트스트림을 소정의 기록매체에 기록할 때, 영상신호의 수직주파수가 50Hz인 경우 1프레임의 (압축)영상신호는 12개의 트랙에, 그리고 60Hz인 경우에는 10개의 트랙에 기록된다.
향후 16:9의 화면비를 갖는 와이드화면이 보편화될 것으로 보이며, 따라서 상술한 기록매체에 16:9화면의 영상신호를 기록할 필요가 발생하게 된다. 그러나 , 16:9화면의 영상은 4:3화면에 비해 데이타량이 많기 때문에, 4:3화면의 영상신호를 압축하는 방법과 동일하게 압축할 경우 상술한 12개의 트랙, 또는 10개의 트랙에 1프레임의 영상신호를 다 기록하지 못한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 와이드화면의 압축영상데이타를 4:3화면의 압축영상데이타량을 기록할 수 있는 영역에 기록할 수 있도록 하는 와이드화면 영상신호의 기록방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 방법을 구현한 와이드화면 영상신호의 기록장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 와이드화면 영상신호의 기록방법은, 16:9화면의 영상신호를 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하기 위한 방법에 있어서, 상기 16:9화면의 영상신호를 4:3화면영역과 그외의 잉여영역으로 분할하는 제1단계; 상기 분할된 16:9화면 각 영역들의 영상신호를, 상기 4:3화면영역의 기록트랙에 기록할 수 있도록 소정의 압축률로 부호화하는 제2단계; 및 상기 독립적으로 부호화된 각 영역의 영상신호를 상기 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하는 제3단계를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 와이드화면 영상신호의 기록장치는, 16:9화면의 영상신호를 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하기 위한 장치에 있어서, 상기 16:9화면의 영상신호를, 상기 4:3화면영역에 해당하는 영상신호와 그외의 잉여영역에 해당하는 영상신호로 분할하는 영역분할부; 상기 분할된 각 영역의 영상신호를 각각 입력받아 소정의 블럭들로 분할하는 블록분할부들; 상기 블럭분할부로부터 분할된 블록들의 각 영상신호를 입력받아, 상기 4:3화면영역의 기록트랙에 기록할 수 있도록 소정의 압축률로 부호화하는 부호화부; 및, 상기 부호화된 각 영상신호들을 상기 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하는 기록부를 포함한다.
이하, 첨부한 제 3 도 내지 제 6 도를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제 3 도는 본 발명에 의한 16:9화면의 영상신호를 4:3화면의 데이타량을 기록할 수 있는 기록영역에 기록/재생하기 위한 장치를 나타낸 것으로, (a)부호화기, (b)복호화기를 나타낸다.
먼저, 본 발명의 부호화기는 16:9화면의 영상신호중 4:3화면영역과 그외 영역의 영상신호를 각각 입력받아 소정의 블럭들로 분할하고 셔플링하기 위한 제 1 및 제 2 블럭분할/셔플링부(11, 12)를 구비한다. 블럭분할/셔플링부들(11, 12)이 공통출력단에는 각 영역으로부터 셔플링된 데이타를 입력받아 변환계수를 출력하기 위한 DCT부(13)가 연결되며, DCT부(13)에는 변환계수를 초기 양자화하기 위한 양자화부(14)가 연결된다. 양자화부(14)에는 양자화된 변환계수를 입력받아 부호량을 추정하는 부호량추정부(15)가 연결되며, 양자화부(14)와 부호량추정부(15)의 출력단에는 부호량 추정결과에 근거하여 양자화하는 적응양자화부(16)가 연결된다. 그리고, 적응양자화부(16)에는 양자화된 변환계수를 가변장부호화하기 위한 가변장부호화부(17)와, 가변장부호화된 데이타를 디셔플링하기 위한 디셔플링부(18)가 차례로 연결된다.
한편, 제 3 도의 (b)는 상술한 부호화기로부터 부호화된 16:9화면의 영상신호를 복호화하는 장치를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 복호화기는 상술한 부호화의 역과정을 수행하는 가변장복호화부(31)와, 역양자화부(32), 및 역 DCT부(33)를 차례로 구비한다. 그리고, 역DCT부(33)에는 4:3화면영역과 그외의 영역에서 복원된 영상신호를 각각 입력받아 원래 화면으로 구성하는 제 1 및 제 2 화면재구성부(34, 35)가 병렬로 연결된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 제 4 도 내지 제 6 도를 참조하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 제 4 도는 본 발명에 의하여 16:9화면을 소정의 영역으로 분할하여 개별적으로 부호화하기 위한 개념도를 보여준다. 제 4 도에서 (a)는 4:3화면을 (b)는 16:9화면을 나타낸다. 본 발명에 의한 16:9화면의 영상신호는 도시한 바와 같이, 4:3화면크기(A)를 갖는 영역(BA=A)과, 이 영역을 제외한 좌,우측의 잉여영역(B1, B2)으로 크게 분할된다.
그리고, 본 발명은 기존의 1세그먼트의 기록영역에 상술한 4:3화면영역으로부터 얻어질 비트스트림과 잉여영역으로부터 얻어질 비트스트림을 함께 기록하기 위한 방법을 제시한다.
이를 위해 본 발명은 4:3화면영역과 잉여영역에서 독립적으로 부호화되는 블럭의 갯수를 동일하게 맞추어 준다. 제 5 도는 본 발명에 의한 잉여영역의 분할개념을 설명하기 위한 것이다. 4:3화면영역에서 발생되는 세그먼트의 갯수가 k개이면, 잉여영역은 k개의 블럭으로 분할된다. 이렇게 분할된 잉여영역의 독립된 블럭들을 '프래그먼트(Fragment)'라 한다.
4:3화면영역과 잉여영역으로 분할된 16:9화면의 영상데이타는 부호화기의 제 1 및 제 2 블럭분할/셔플링부(11, 12)에 각각 입력된다. 먼저, 제 1 블럭분할/셔플링부(11)는 4:3화면영역의 영상데이타를 입력받아, 일반적인 4:3화면의 영상데이타의 처리동작과 동일하게 소정의 블럭들로 분할하고 셔플링한다. 제 2 블럭분할/셔플링부(12)는 잉여영역(B1, B2)의 영상데이타를 입력받아 소정의 블럭들로 분할하고 셔플링한다. 제 1 및 제 2 블럭분할/셔플링부(11, 12)는 각 영역으로부터 셔플링된 영상데이타를 DCT부(13)로 인가한다. DCT부(13)는 입력신호를 저주파수의 에너지신호로 변환하여 변환계수를 발생한다. 각 영역에서의 변환계수들은 양자화부(14)로 인가되어, 적절한 대표값으로 초기 양자화된다. 양자화부(14)는 초기 양자화된 변환계수를 적응양자화부(16)와 부호량추정부(15)로 인가한다. 부호량추정부(15)는 초기 양자화된 변환계수의 부호량을 계산하여 기록영역에 기록할 수 있는 부호량을 추정한다. 적응양자화부(19)는 부호량추정부(15)로부터 인가받는 부호량 정보에 따라서 초기 양자화된 데이타를 적응적으로 양자화한다.
16:9화면의 영상신호를 일반적인 4:3화면에서 사용되는 압축률로 압축하게 되면 4:3화면을 위한 세그먼트 기록영역에 기록할 수 없다. 따라서, 적응양자화부(16)는 본 발명에 의한 16:9화면에서 4:3화면영역의 영상데이타를 일반적인 4:3화면에서의 압축률보다 높게 양자화계수를 선택하므로써 데이타량을 더욱 압축시킨다. 즉, 일반적인 4:3화면(A)의 압축률이 R이라면, 16:9화면(A+B ; B=B1+B2)의 압축률(R')은 다음과 같이 얻을 수 있다.

Claims (7)

16:9화면의 영상신호를 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하기 위한 방법에 있어서, 상기 16:9화면의 영상신호를 4:3화면영역과 그외의 잉여영역으로 분할하는 제 1 단계; 상기 분할된 16:9화면 각 영역들의 영상신호를, 상기 4:3화면영역의 기록트랙에 기록할 수 있도록 소정의 압축률ㄹ 부호화하는 제 2 단계; 및 상기 독립적으로 부호화된 각 영역의 영상신호를 상기 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하는 제 3 단계를 포함하는 와이드화면 영상신호의 기록방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는, 상기 16:9화면의 중심부로부터 상기 4:3화면영역만큼의 영역을 할당하고, 상기 4:3화면영역의 좌·우로 남는 영역을 상기 잉여영역으로 할당하는 것을 특징으로 하는 와이드화면 영상신호의 기록방법.
제 1 항에 있어서, 상기 압축률(R')은 아래 식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 와이드화면 영상신호의 기록방법.
여기서, R은 4:3화면의 압축률이고, A 및 B는 상기 4:3화면 및 16:9화면에서 동일부분(요소)에 대한 값이다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉여영역을 상기 4:3화면영역으로부터 생성되는 세그먼트와 동일한 수의 블럭으로 분할하여 각 블럭을 독립적으로 부호화하여, 부호화된 상기 4:3화면영역의 하나의 세그먼트와 상기 잉여영역의 하나의 블럭을, 상기 4:3화면을 위한 기록트랙상의 하나의 세그먼트 영역에 기록하는 것을 특징으로 하는 와이드화면 영상신호의 기록방법.
16:9화면의 영상신호를 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하기 위한 장치에 있어서, 상기 16:9화면의 영상신호를, 상기 4:3화면영역에 해당하는 영상신호와 그외의 잉여영역에 해당하는 영상신호로 분할하는 영역분할부; 상기 분할된 각 영역의 영상신호를 각각 입력받아 소정의 블럭들로 분할하는 블럭분할부들; 상기 블럭분할부로부터 분할된 블록들의 각 영상신호를 입력받아, 상기 4:3화면영역의 기록트랙에 기록할 수 있도록 소정의 압축률로 부호화하는 부호화부; 및, 상기 부호화된 각 영상신호들을 상기 4:3화면을 위한 기록트랙에 기록하는 기록부를 포함하는 기록부를 포함하는 와이드화면 영상신호의 기록장치.
제 5 항에 있어서, 상기 압축률(R')은 아래 식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 와이드화면 영상신호의 기록장치.
여기서, R은 4:3화면의 압축률이고, A 및 B는 상기 4:3화면 및 16:9화면에서 동일부분(요소)에 대한 값이다.
제 5 항에 있어서, 상기 블럭분할부들은 상기 잉여영역을 상기 4:3화면영역으로부터 생성되는 세그먼트와 동일한 수의 블럭으로 분할하며, 상기 기록부는 부호화된 상기 4:3화면영역의 하나의 세그먼트와 상기 잉여영역의 하나의 블럭을, 상기 4:3화면을 위한 기록트랙상의 하나의 세그먼트 영역에 기록하는 것을 특징으로 하는 와이드화면 영상신호의 기록장치.
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KR100338763B1 (ko) * 2000-09-07 2002-05-30 윤종용 화면 스테이터스 검출방법 및 이에 적합한 장치

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