KR100261638B1 - 비디오시스템및그이용방법 - Google Patents

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샤이-핑 토마스 왕
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비센트 비.인그라시아
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Abstract

인접 수직 주사선들 간의 비균일 보간을 수행하는 실시간 비디오 시스템을 제공한다. 이 비디오 시스템은 콘버터(70), 메모리(72), 개량-비디오 회로(74), 및 동기 발생기(78)를 구비한다. 이 비디오 시스템은 NTSC, PAL, SECAM 신호와 같은, 아날로그 복합 비디오 신호를 디코드하여 디지털화하고, 이 아날로그 비디오 신호보다 많은 수의 수직 주사선들을 갖는 디지탈 비디오 신호를 발생한다. 이 비디오 시스템은 출력 디지탈 비디오 신호에서 서로 다른 수의 주사선을 갖을 수 있도록 프로그램가능하다.

Description

비디오 시스템 및 그 이용 방법{Video System and Method of Using Same}
＜관련 출원＞
본 발명은 본 출원과 동일 양수인에게 양도된 다음과 같은 출원들, 즉,
(1) 본 출원과 동일자로 “고해상도 비디오의 발생 방법”이란 명칭으로 출원된 미국 특허원 제 08/496,793 호; 및
(1) 본 출원과 동일자로 “비디오 신호들의 주사선을 보간하기 위한 회로 및 그 이용 방법”이란 명칭으로 출원된 미국 특허원 제 08/496,795호
에 관련된다.
이들 관련 출원의 주제는 본 발명의 개시에 참고로서 인용된다.
최초의 칼라 텔레비젼 시스템은 미국에서 개발되었고, 1953년 12월에 연방 통신 위원회(FCC)는 전송 표준을 인증했다. 칼라 전송 표준을 개발하기 위한 작업의 대부분은 전국 텔레비젼 시스템 위원회(NTSC)에 의해서 행해졌다. NTSC 표준에 의한 비디오 신호의 방송 포맷에서는 525개의 주사선(485개는 픽셀을 표현함), 60개 필드/초 및 2：1 비월방식을 활용한다. 미국, 일본 및 많은 다른 국가의 텔레비젼 방송은 현재 NTSC 표준을 채용하고 있다.
NTSC 표준에 대응하는 유럽 표준으로서는 PAL(Phase Alternation Line) 표준이 있는데, 이 유럽 표준에서는 625개의 주사선, 50개 필드/초 및 2：1 비월방식을 활용한다. 다른 유럽 표준인 SECAM은 1960년대에 프랑스에서 개발되었다. PAL과 마찬가지로, SECAM은 625개의 주사선, 50개 필드/초 및 2：1 비월방식을 활용한다.
세 개의 표준인 NTSC, PAL 및 SECAM은 비월 디스플레이 포맷을 가진 아날로그 비디오 소스를 제공한다. 즉, 비디오의 각 프레임은 수직 방향으로 일시적으로 분리되고 공간적으로 오프셋된 두 개의 필드로서 주사된다. 도 1은 비월 비디오 신호내 필드들의 일시적인 분리를 나타낸 것이다. 비디오 신호는 일련의 서로 교번하는 우수 및 기수 필드로 이루어지는데, 이들 필드는 그들의 동기를 위한 소정 기간에 의해 분리된다. 우수 필드는 프레임내에서 하나씩 걸러 나타나는 주사선 또는 우수번째 주사선들을 포함하며, 기수 필드는 기수번째 주사선들을 포함한다. 따라서, NTSC 필드는 262.5개의 주사선을 포함한다. 도 2는 기수 필드를 디스플레이하는 라스터의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 NTSC 복합 비디오 신호 파형의 일 예를 도시한 것이다. 도시된 파형은 두 개의 주사선을 나타낸다. 이 파형은 매 주사선마다 수평 동기 펄스(50) 및 칼라 버스트(52)를 포함한다.
전송 이미지 및 오디오의 품질을 개선하기 위해 새로운 텔레비젼 표준, 예를 들어 고해상도 텔레비젼(HDTV)을 도입하는 것에 관해 많은 논의가 있어 왔다. 새로운 전송 표준에서는 방송국 및 고객용의 새로운 장비에 대한 상당한 투자가 필요하다. 그러나, 현재의 방송 표준 하에서 HDTV 세트와 마찬가지의 기능을 수행하는 텔레비젼 수상기가 개발된다면, 그러한 수상기는 고객 및 방송국이 막대한 변환 비용을 지불할 것을 요구하지 않으면서도 제안된 표준과 동일한 목표를 효과적으로 달성할 것이다.
따라서, NTSC, PAL 및 SECAM과 같은 표준의 텔레비젼 포맷을 사용하여 비디오 신호로부터 고해상도의 이미지를 발생하는 비디오 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명은 일반적으로 비디오 시스템에 관한 것으로서, 특히 아날로그 비디오 신호들을 디지탈 비디오 신호들로 변환하는 비디오 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 청구의 범위에서 특히 지적된다. 그러나, 도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 특징들이 더욱 명백하게 될 것이며 본 발명이 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 비월 비디오 신호의 임시적인 블록도.
도 2는 도 1의 비월 비디오 신호에 표현된 라스터의 그래프도.
도 3은 NTSC 비디오 신호의 파형 세그먼트의 그래프도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 시스템의 블럭도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비디오 시스템의 블럭도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비디오 시스템의 블럭도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 시스템의 블럭도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 비균일 보간을 개념적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 선형적인 비균일 보간의 그래프도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 비선형적인 비균일 보간의 그래프도.
도 11은 도 4 내지 7에 도시된 비디오 시스템을 활용하는 방법의 흐름도.
도 12는 도 4 내지 7에 도시된 콘버터의 상세 블럭도.
도 13은 도 4 내지 7에 도시된 개량-비디오 회로의 상세 블럭도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4 내지 7에 도시된 또 다른 개량-비디오 회로의 상세 블록도.
도 15는 도 13 내지 14에 도시된 개량-비디오 회로를 사용하는 방법의 흐름도.
도 16은 고해상도 비디오 신호를 발생하기 위해 비월 비디오 신호를 처리하는 방법의 흐름도.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 고해상도 비디오 신호를 발생하기 위해 비월 칼라 비디오 신호를 처리하는 방법의 흐름도.
도 18은 도 4 내지 7에 도시된 비디오 시스템의 적어도 하나를 활용하는 방송 시스템의 개념도.
도 19는 도 4 내지 7에 도시된 비디오 시스템의 적어도 하나를 활용하는 케이블 방송 시스템의 개념도.
본 발명의 장점은 실시간으로 비디오 신호의 주사선들의 수를 증가시킴으로써 비디오 이미지의 품질을 상당히 개선시키는 비디오 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 장점은 기존의 NTSC 표준에 따라 포맷된 실시간 비디오 신호들을 받아 들여 고해상도 컴퓨터 모니터에서 디스플레이될 수 있는 개선된 비디오 이미지를 발생하는 비디오 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 장점은 광폭 스크린 프로젝션 TV 등과 같은 고객 텔레비젼 수상기에서 쉽게 구현될 수 있는 비디오 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 장점은 비디오 신호를 처리하여 많은 수의 주사선을 갖는 대응 출력 비디오 신호를 생성하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 시스템의 블록도가 도시된다. 이 비디오 시스템은 콘버터(70), 메모리(72), 개량-비디오 회로(74), 모니터(76) 및 동기 발생기(78)를 구비한다. 콘버터(70)는 비디오 신호(80)를 다수의 칼라 공간(space) 신호로 변환하기 위한 수단을 제공한다. 비디오 신호(80)의 포맷은 NTSC, PAL 또는 SECAM과 같은 텔레비젼 전송을 위한 통상의 표준에 입각한다. 칼라 공간 신호는 YIQ, YUV 또는 RGB 칼라 공간과 같은 소정 칼라 공간의 값들을 표현하는 이진 워드로서 해석될 수 있다. 이 칼라 공간 신호들은 콘버터(70)에서 메모리(72)로 전송된다. 메모리(72)는 입력 프레임에 대응하는 다수의 칼라 공간 신호를 저장하며 그들 칼라 공간 신호를 출력으로서 제공한다. 개량-비디오 회로(74)는 메모리(72)로부터 칼라 공간 신호를 수신하여, 인접한 칼라 공간 신호들 간의 비균일 보간을 수행한다. 비균일 보간의 수행 결과, 개량-비디오 회로(74)는 다수의 보간된 픽셀 신호를 발생하는데, 이들 보간된 픽셀 신호는 입력 프레임보다 많은 수의 수직 주사선을 갖는 출력 프레임을 나타낸다. 보간된 픽셀 신호들은 칼라 공간 신호와 동일한 칼라 공간의 값들을 나타내는 이진 워드로서 해석될 수 있다.
동기 발생기(78)는 동기 트리거 신호(86), 샘플링 신호(82) 및 필드 동기 신호(92)를 발생한다. 이들 신호의 모두는 비디오 신호(80)로부터 발생된다. 동기 트리거 신호(86)는 메모리(72) 및 개량-비디오 회로(74)에 배분되어, 메모리(72)로부터 개량-비디오 회로(74)로의 칼라 공간 신호의 전달을 조정한다. 샘플링 신호(82)는 콘버터(70) 및 메모리(72)의 동작을 동기시킨다. 비디오 신호(80)가 NTSC 신호이면, 샘플링 신호(82), 동기 트리거 신호(86) 및 필드 동기 신호(92)의 주파수들은 각각 대략 12.27㎒, 24.54㎒ 및 60㎐이다.
모니터(76)는 개량-비디오 회로(74)로부터 수신된 보간된 픽셀 신호에 의해 표현되는 이미지를 디스플레이한다. 일반적으로, 모니터(76)는 전자 신호에 의해 표현된 가시적 이미지를 수신하여 디스플레이하는 수단이다. 예를 들어, 모니터(76)는 고객 TV, 프로젝션 TV, 컴퓨터 모니터 또는 액정 디스플레이(LCD)일 수 있다.
도 5에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 비디오 시스템의 블록도가 도시된다. 비디오 시스템은 도 4에 도시된 콘버터(70), 메모리(72), 동기 발생기(78) 및 모니터(76)를 포함한다. 또한, 양호한 비디오 시스템은 PLL(104:위상 동기 루프) 및 개량-비디오 회로(100)를 구비하여 비디오 시스템이 출력 프레임의 수직 주사선의 수를 가변시킬 수 있도록 한다. PLL(104)은 아날로그 또는 디지탈 PLL일 수 있다. PLL(104)은 필드 동기 신호(92)로부터 적어도 하나의 고대역(high-band) 동기 신호를 발생한다. PLL(104)은 고대역 동기 신호를 개량-비디오 회로(100)에 제공한다. 고대역 동기 신호는 개량-비디오 회로(100)로부터 보간된 픽셀 신호를 전달하는데 사용된다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비디오 시스템의 블록도가 도시된다. 도 4의 비디오 시스템과 마찬가지로, 도 6의 비디오 시스템은 콘버터(70), 메모리(72), 개량-비디오 회로(74), 동기 발생기(78) 및 모니터(76)를 구비한다. 그러나, 이들 구성 요소외에도, 도 6의 비디오 시스템은 개량-비디오 회로(74)로부터의 보간된 픽셀 신호를 다수의 출력 포맷 신호로 변환하기 위한 칼라 공간 콘버터(124)를 구비한다. 이들 출력 포맷 신호는 모니터(76)에 전달되고, 이 모니터는 응답으로서 그들 신호에 의해 표현되는 이미지를 디스플레이한다. 가능한 출력 포맷 신호들의 예로서는 RGB 신호 및 YCrCb 신호가 있다. 칼라 공간 콘버터(124)는 칼라 공간 신호 및 모니터(76)의 칼라 공간들이 다를 때 유용하다. 예를 들어, 콘버터(70)는 다수의 YUV 신호를 출력으로서 발생할 수 있는 반면, 모니터(76)는 RGB 신호에 응답할 수도 있다. 이와 같은 환경에서, 칼라 공간 콘버터(124)는 YUV 신호를 이에 대응하는 RGB 신호로 변환할 것이다.
도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비디오 시스템의 블록도를 도시한다. 이 비디오 시스템은 도 5에 도시된 콘버터(70), 메모리(72), 동기 발생기(78), 모니터(76), 개량-비디오 회로(100) 및 PLL(104)을 구비한다. 또한, 이 비디오 시스템은 개량-비디오 회로(100)로부터의 보간된 픽셀 신호를 다수의 출력 포맷 신호로 변환하기 위한 칼라 공간 콘버터(124)를 구비한다. 이들 출력 포맷 신호는 모니터(76)에 전달되고, 이 모니터는 응답으로서 그들 신호에 의해 표현되는 이미지를 디스플레이한다. 가능한 출력 포맷 신호들의 예로서는 RGB 신호 및 YCrCb 신호가 있다.
개량 비디오 회로(100) 및 PLL(104)은 비디오 시스템이 출력 프레임의 수직 주사선의 수를 변화시킬 수 있도록 한다. PLL(104)은 필드 동기 신호(92)로부터 적어도 하나의 고대역 동기 신호를 발생한다. 고대역 동기 신호는 필드 동기 신호와 위상 동기시키며 이 필드 동기 신호의 배수인 주파수를 갖는다. PLL(104)은 고대역 동기 신호를 개량-비디오 회로(100) 및 칼라 공간 콘버터(124)에 제공한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 비균일 보간을 개념적으로 도시한 것이다. 비디오 시스템이 수신한 비디오 신호(80)는 다수의 주사선을 포함하는데, 이들 주사선들 중의 네 개가 도 8에 도시된다. 각각의 주사선은 다수의 칼라 공간 신호를 포함한다. 입력 주사선들은 프레임내의 그들의 상대 수직 위치에 따라 k부터 k+1까지 인덱싱된다. 비디오 시스템은 입력 비디오 신호를 처리하여 대응하는 다수의 출력 주사선을 발생한다. 각각의 출력 주사선은 다수의 보간된 픽셀 신호를 포함한다. 도시된 예에서, 각 쌍의 인접 주사선들 내의 칼라 공간 신호들은 보간되어 보간된 픽셀 신호들의 세 개의 출력 주사선이 생성된다. 예를 들어, 입력 주사선 k 및 k+1은 인접한 쌍의 주사선을 이루며, 따라서 다수의 인접한 칼라 공간 신호를 포함한다. 세 개의 최상위 출력 주사선은 비균일 보간에 의해 입력 주사선 k 및 k+1로부터 발생된다. 출력 주사선들은 등간격을 두고 있는 것으로서 도시되나, 비균일 보간을 사용하여 비규칙적인 간격을 가진 출력 주사선을 발생할 수도 있다. 또한, 인접 쌍의 입력 주사선들을 비균일하게 보간하여 소정 수의 대응하는 출력 주사선을 발생할 수 있다. 예를 들어, 프레임 당 대략 485개의 주사선을 가진 NTSC 신호를 비균일하게 보간하여 700, 800, 900, 1000, 1200 또는 1920개의 주사선을 가진 출력 프레임을 발생할 수 있다.
도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 선형적인 비균일 보간을 도시한 그래프도를 도시한다. 선형 보간이 비선형 보간의 특수한 경우라는 것은 당업자에게는 자명할 것이다. 선형적인 비균일 보간은 다음의 수학식 1에 근거한다.
상기 수학식 1에서 yⅰ는 보간된 픽셀 신호를 나타내며, dk및 dk+1은 한 쌍의 인접한 칼라 공간 신호들이며, c1ⅰk는 제 1 계수를 나타내며, c2ⅰk는 제 2 계수를 나타내며, ⅰ 및 k는 출력 주사선 및 입력 주사선에 제각기 대응하는 정수 인덱스이다. 계수들은 c1ⅰk+ c2ⅰk=1이고, 0≤c1ⅰk≤1이며, 0≤c2ⅰk≤1인 가중치인 것으로서 해석될 수 있다. 도 9에서, 보간된 픽셀 신호 yⅰ는 입력 주사선 k 및 k+1내에 위치하는 인접한 칼라 공간 신호 d1 및 d2에 제각기 대응한다. 변수 x1, x2 및 x3는 거리를 나타낸다. 계수들은 다음과 같이 결정된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 비선형적인 비균일 보간을 사실적으로 도시한 그래프도이다. 도 10은 다음의 수학식 4에 근거한 이차 비선형 보간을 도시한다.
상기 수학식 4에서 yⅰ는 보간된 픽셀 신호를 나타내며, dk, dk+1및 dk+2는 3개의 연속적인 인접 칼라 공간 신호들이며, c1ⅰk는 제 1 계수를 나타내며, c2ⅰk는 제 2 계수를 나타내며, c3ⅰk는 제 3 계수를 나타내며, ⅰ 및 k는 출력 주사선 및 입력 주사선에 제각기 대응하는 정수 인덱스이다. 계수들은 가중치인 것으로서 해석될 수 있다. 도 10은 이차 비선형 보간을 나타내지만, 본 발명의 실시예는 어떠한 n차 비선형 보간을 사용할 수도 있다. 또한, 비선형 보간은 n차 다항식에 근거할 수도 있다.
도 10에서, 보간된 픽셀 신호 yⅰ는 입력 주사선 k, k+1 및 k+2내에 위치하는 인접한 칼라 공간 신호 d1, d2 및 d3에 제각기 대응한다. 기본적으로, 이차(quadratic) 보간 함수는 보간된 픽셀 신호를 얻기 위해 세 개의 인접한 칼라 공간 신호들에 적용된다. 변수 x1, x2, x3, x4, x5 및 x6은 거리를 나타낸다. 계수들은 다음과 같이 결정된다.
도 11은 도 4 내지 7에 도시된 비디오 시스템을 사용하여 비디오 신호를 처리하는 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 박스(170)에서, 비디오 신호(80)는 적어도 하나의 수신기에 전송된다. 박스(172)에서, 비디오 신호는 수신기에 의해 수신된다. 수신기는 본 발명의 실시예에서 구현한 비디오 시스템을 포함한다. 예를 들어, 수신기는 전자 신호가 나타내는 가시적 이미지를 수신하여 디스플레이하기 위한 고객 TV, 프로젝션 TV, 컴퓨터 모니터, 액정 디스플레이(LCD) TV, LCD 컴퓨터 모니터 또는 다른 수단일 수 있다.
박스(174)에서, 동기 트리거 신호(86) 및 샘플링 신호(82)는 비디오 신호(80)로부터 발생된다. 동기 트리거 신호(86)는 메모리(72)와 개량-비디오 회로(74,100)에 분배되어, 메모리(72)로부터 개량-비디오 회로(74,100)로의 칼라 공간 신호의 전달을 조정한다. 또한, 샘플링 신호(82)는 콘버터(70) 및 메모리(72)에 분배되어 그들을 동기시킨다.
박스(176)에서, 비디오 신호(80)는 입력 프레임을 나타내는 다수의 칼라 공간 신호로 변환된다. 다음, 박스(178)에서, 입력 프레임을 나타내는 다수의 칼라 공간 신호는 메모리(72)에 저장된다. 메모리(72)는 전체 프레임의 칼라 공간 신호를 저장하기에 충분히 크게 할 수 있지만, 당업자라면 비디오 신호(80)를 두 개의 필드로 비월시키는 경우에는 메모리(72)가 그들 필드 중의 하나에 대응하는 칼라 공간 신호를 저장하는 것만으로 족함을 알 것이다.
박스(180)에서, 인접한 칼라 공간 신호들 간의 비균일 보간을 수행하여, 입력 프레임보다 많은 수의 수직 주사선을 가진 출력 프레임을 나타내는 다수의 보간된 픽셀 신호를 발생한다. 비균일 보간은 선형 또는 비선형 보간에 근거할 수 있다.
박스(182)에서, 보간된 픽셀 신호들이 나타내는 이미지는 모니터(76)에 의해서 디스플레이된다.
도 12는 도 4 내지 7에 도시된 콘버터(70)의 상세 블록도이다. 콘버터(70)는 A/D 콘버터(190), 신호 콘버터(192) 및 디코더(194)를 포함한다. A/D 콘버터(190)는 비디오 신호(80)를 이에 대응하는 다수의 이진 코드 신호로 디지탈화한다. 신호 콘버터(192)는 이진 코드 신호에 응답하여 다수의 색도(chrominance) 신호 및 조도(luminance) 신호를 발생한다. 색도 및 조도 신호를 수신하면, 디코더(194)는 대응하는 칼라 공간 신호를 발생한다. A/D 콘버터(190), 신호 콘버터(192) 및 디코더(194)는 샘플링 신호(82)에 의해서 동기화된다.
도 13은 도 4 내지 도 7에 도시된 개량-비디오 회로(74, 100)의 상세 블록도이다. 이 개량-비디오 회로는 수학식 1에 주어진 함수에 근거하여 비균일 보간을 계산하는데 사용될 수 있다. 이 개량-비디오 회로는 다수의 보간 회로(208a-c), 메모리(202), 제어 회로(200), 라인 버퍼(204), 지연 버퍼(206) 및 출력 버퍼(218)를 포함한다. 개량-비디오 회로가 어떠한 수의 보간 회로도 포함할 수도 있지만, 이 회로는 성분 칼라마다 하나의 보간 회로를 통상 포함한다. 예를 들어, 단색 비디오 신호에 대한 비균일 보간을 수행하는데 단지 하나의 보간 회로가 필요할 것이다. 도 13에 도시된 예시적인 개량-비디오 회로는 RGB 신호와 같은 최대 세 개의 칼라 성분을 갖는 비디오 신호를 처리하고자 하는 것으로, 따라서 이 회로는 세 개의 보간 회로(208a-c)를 포함한다.
당업자라면 개량-비디오 회로를 어떠한 포맷의 성분 비디오 신호로 비균일 보간을 수행할 수 있다는 것을 알 것이나, 도 11 및 12를 참조한 다음의 설명에서는 예를 들어 RGB 신호를 사용하여 다양한 개량-비디오 회로들의 기능을 설명하겠다.
보간 회로(208a-c)는 데이터 입력 버스 상에 수신된 다수의 칼라 공간 신호에 응답하여 다수의 보간된 픽셀 신호를 발생한다. 데이터 입력 버스는 적(red) 버스(224), 녹(green) 버스(226) 및 청(blue) 버스(228)를 포함한다. 도시된 예에서, 적 보간 회로(208a)는 적 버스(224)상에 있는 RGB 신호들의 적 성분을 나타내는 칼라 공간 신호를 수신하고, 녹 보간 회로(208b)는 녹 버스(226)상에 있는 RGB 신호들의 녹 성분을 나타내는 칼라 공간 신호를 수신하고, 청 보간 회로(208c)는 청 버스(228)상에 있는 RGB 신호들의 청 성분을 나타내는 칼라 공간 신호를 수신한다.
각각의 보간 회로는 인접한 칼라 공간 신호들 간의 비균일 보간을 수행하는 것으로서 적어도 하나의 산술 회로(210a-i)를 포함하여 비균일 보간을 계산한다. 보간 회로가 어떠한 수의 산술 회로도 포함할 수도 있으나, 주어진 예에서 각각의 보간 회로는 세 개의 산술 회로를 포함한다. 각각의 산술 회로는 제 1 승산기, 제 2 승산기 및 가산기를 포함하여 보간된 픽셀 신호를 발생한다. 예를 들어, 적 보간 회로(208a)는 세 개의 적 산술 회로(210a-c)를 포함하고, 녹 보간 회로(208b)는 세 개의 녹 산술 회로(210d-f)를 포함하며, 청 보간 회로(208c)는 세 개의 청 산술 회로(210g-i)를 포함한다.
산술 회로(210a-i)의 기능은 제 1 적 산술 회로(210a)를 참조하여 설명할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 1 적 산술 회로(210a)는 제 1 승산기(212), 제 2 승산기(214) 및 가산기(216)를 포함한다. 제 1 승산기(212)는 적 버스(224)상의 수신된 적 성분 신호와 계수를 승산하여 제 1의 승산적(product) 신호를 발생한다. 제 2 승산기(214)는 저장된 적 성분과 계수를 승산하여 제 2 승산적 신호를 발생한다. 가산기(216)는 제 1 및 제 2 승산적 신호를 합산하여 보간된 적 픽셀 신호를 발생한다. 계수들은 통상 다른 값들을 가지나, 어떤 상황 예를 들어 입력 주사선으로부터 등거리에 있는 출력 주사선을 발생하는 바와 같은 상황하에서는 그들 계수는 동일한 값을 가질 수 있다.
메모리(202)는 계수를 저장하기 위한 수단을 제공하며 보간 회로(208a-c)에 적어도 하나의 계수를 제공한다. 도시된 예에서, 적 성분 내에 있는 칼라 공간 신호의 비균일 보간에 사용되는 계수는 적 메모리 버스(238)를 통과하고, 녹 성분 내에 있는 칼라 공간 신호의 비균일 보간에 사용되는 계수는 녹 메모리 버스(240)를 통과하며, 청 성분 내에 있는 칼라 공간 신호의 비균일 보간에 사용되는 계수는 청 메모리 버스(242)를 통과한다.
제어 유니트(200)는 적어도 하나의 계수를 검색하기 위해 메모리(202)가 사용할 수 있는 어드레스(236)를 발생한다. 제어 유니트(200)는 보간되고 있는 인접 칼라 공간 신호에 대응하는 주사선 어드레스(222)의 수신에 응답하여 어드레스(236)를 발생한다. 제어 유니트(200)는 보간된 픽셀 신호들을 나타내는 주사선 수의 가변을 위해 프로그램가능하다. 이것은 제어 유니트(200)가 명령(220)을 수신한 다음 그 명령을 디코딩하여 어드레스(236)내에 포함되는 여러 다른 어드레스 오프셋 값을 선택하도록 함으로써 달성될 수 있다. 어드레스 오프셋은 기본적으로 다른 세트의 계수들을 포함하는 여러 다른 메모리 공간을 가리킨다. 한가지 개량-비디오 회로에서, 메모리(202)는 계수 세트들을 저장하여, 700, 800, 1000, 1200 또는 1920 주사선을 가진 출력 프레임을 발생시킨다.
제어 유니트(200)는 제어 신호들을 발생하며, 이들 제어 신호는 라인 버퍼(204), 지연 버퍼(206) 및 출력 버퍼(218)에 제공된다. 이러한 제어 신호들은 데이터의 전달을 조정하는데 사용될 수 있거나, 이들 제어 신호는 버퍼들의 초기화 또는 리세트에 또한 사용될 수 있다. 또한, 제어 유니트(200)는 제 1 출력 버스(230) 또는 제 2 출력 버스(232)를 통한 데이터의 전달에 사용되는 출력 동기 신호(234)를 발생한다.
라인 버퍼(204) 및 지연 버퍼(206)는 주사선에 대응하는 칼라 공간 신호를 저장하기 위한 버퍼를 구성한다. 지연 버퍼(206)는 주사선을 나타내는 칼라 공간 신호들의 시퀀스를 수신한다. 완성된 주사선에 대응하는 시퀀스의 수신 시에, 지연 버퍼는 그의 내용을 라인 버퍼(204)에 전달한다. 이 시점에서, 지연 버퍼(206)는 다음 주사선의 칼라 공간 신호를 저장하기 시작하며 라인 버퍼(204)는 이전에 완성된 주사선의 칼라 공간 신호를 유지한다. 라인 버퍼(204)내에 저장된 칼라 공간 신호는 보간 회로(208a-c)에 그들 제각기의 버퍼 버스를 통해 분배된다. 적 버퍼 버스(244)는 라인 버퍼(204)를 적 보간 회로(208a)에 접속한다. 녹 버퍼 버스(246)는 라인 버퍼(204)를 녹 보간 회로(208b)에 접속한다. 청 버퍼 버스(248)는 라인 버퍼(204)를 청 보간 회로(208c)에 접속한다. 기본적으로, 라인 버퍼(204) 및 지연 버퍼(206)는 인접한 주사선들의 칼라 공간 신호들을 저장하는 이중 버퍼로서 작용한다.
출력 버퍼(218)는 보간된 픽셀 신호를 보간 회로(208a-c)로부터 수신하여 현재 출력 주사선의 보간된 픽셀 신호를 출력 버스(230-232)에 전송한다. 현재 출력 주사선의 일부가 아닌 보간된 픽셀은 일시적으로 출력 버퍼(218)내에 저장된다. 출력 버스(230-232)의 각각은 적, 녹 및 청의 보간된 픽셀 신호인 RGB 신호를 동시에 전송할 수 있다. 두 개의 출력 버스는 출력의 대역폭을 증가시키기 위해 제공된다. 일반적으로, 출력 주사선들은 입력 주사선들 보다 높은 주파수로 전송된다.
출력 버퍼(218)는 주사선내의 인접한 픽셀들 간의 보간을 위한 수단(도시되지 않음)을 선택사양적으로 포함하여 출력 주사선 내에 보다 많은 수의 픽셀을 발생시킬 수 있다. 출력 버퍼(218)에서 수행된 보간은 선형 또는 비선형의 비균일 보간일 수 있다. 예를 들어, 보간은 수학식 1 또는 4에 근거될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 보간 수단은 두 개의 인접한 픽셀을 평균화하는 것에 의해 수평 보간된 픽셀들을 발생한다. 주사선 내에서 보간을 행함으로써, 즉 2차원 보간을 수행함으로써, 비디오 신호에 의해 표현되는 이미지의 정의는 더욱 증강될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4 내지 도 7에 도시된 또 다른 개량-비디오 회로의 상세 블록도이다. 이 개량-비디오 회로는 수학식 4에 주어진 함수에 근거하여 비균일 보간을 계산하는데 사용될 수 있다. 이 개량-비디오 회로는 다수의 보간 회로(272a-c), 메모리(202), 제어 회로(200), 제 1 라인 버퍼(266), 제 2 라인 버퍼(268), 지연 버퍼(206) 및 출력 버퍼(218)를 포함한다. 개량-비디오 회로가 어떠한 수의 보간 회로도 포함할 수 있지만, 이 회로는 성분 칼라마다 하나의 보간 회로를 통상 포함한다. 예를 들어, 단색 비디오 신호에 대한 비균일 보간을 수행하는데 단지 하나의 보간 회로가 필요할 것이다. 도 14에 도시된 예시적인 개량-비디오 신호는 RGB 신호와 같은 최대 세 개의 칼라 성분을 갖는 비디오 신호를 처리하고자 하는 것으로, 따라서 이 회로는 세 개의 보간 회로(272a-c)를 포함한다.
보간 회로(272a-c)는 데이터 입력 버스 상에 수신된 다수의 칼라 공간 신호에 응답하여 다수의 보간된 픽셀 신호를 발생한다. 보간 회로(272a-c)의 각각은 최대 세 개의 보간된 픽셀 신호를 동시에 발생할 수 있다. 데이터 입력 버스는 적(red) 버스(224), 녹(green) 버스(226) 및 청(blue) 버스(228)를 포함한다. 도시된 예에서, 적 보간 회로(272a)는 적 버스(224)상에 있는 RGB 신호들의 적 성분을 나타내는 칼라 공간 신호를 수신하고, 녹 보간 회로(272b)는 녹 버스(226)상에 있는 RGB 신호들의 녹 성분을 나타내는 칼라 공간 신호를 수신하고, 청 보간 회로(272c)는 청 버스(228)상에 있는 RGB 신호들의 청 성분을 나타내는 칼라 공간 신호를 수신한다.
각각의 보간 회로는 인접한 칼라 공간 신호들 간의 비선형 비균일 보간을 수행하는 것으로서 적어도 하나의 산술 회로(274a-i)를 포함하여 비균일 보간을 계산한다. 보간 회로가 어떠한 수의 산술 회로도 포함할 수도 있으나, 주어진 예에서 각각의 보간 회로는 세 개의 산술 회로를 포함한다. 각각의 산술 회로는 제 1 승산기, 제 2 승산기, 제 3 승산기, 제 1 가산기 및 제 2 가산기를 포함하여 보간된 픽셀 신호를 발생한다. 예를 들어, 적 보간 회로(272a)는 세 개의 적 산술 회로(274a-c)를 포함하고, 녹 보간 회로(272b)는 세 개의 녹 산술 회로(274d-f)를 포함하며, 청 보간 회로(272c)는 세 개의 청 산술 회로(274g-i)를 포함한다.
산술 회로(274a-i)의 기능은 제 1 적 산술 회로(274a)를 참조하여 설명할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 1 적 산술 회로(274a)는 제 1 승산기(286), 제 2 승산기(288), 제 3 승산기(290), 제 1 가산기(284) 및 제 2 가산기(282)를 포함한다. 제 1 승산기는 적 성분 신호와 계수를 승산하여 제 1 의 승산적(product) 신호를 발생한다. 제 2 승산기는 제 1의 저장된 적 성분과 계수를 승산하여 제 2의 승산적(product) 신호를 발생한다. 제 1 가산기는 제 1 및 제 2 승산적 신호를 합산하여 제 1의 합산 신호를 발생한다. 제 3 승산기(290)는 제 2의 저장된 적 성분 신호와 계수를 승산하여 제 3 의 승산적(product) 신호를 발생한다. 제 2 가산기(282)는 제 1 합산 신호와 제 3의 승산적 신호를 합산하여 보간된 적 픽셀 신호를 발생한다. 계수들은 통상 다른 값들을 가지나, 어떤 상황 예를 들어 입력 주사선으로부터 등거리에 있는 출력 주사선을 발생하는 바와 같은 상황하에서는 그들 계수는 동일한 값을가질 수 있다.
메모리(202)는 계수를 저장하기 위한 수단을 제공하며 보간 회로(272a-c)에 적어도 하나의 계수를 제공한다. 도시된 예에서, 적 성분 내에 있는 칼라 공간 신호의 비선형적인 비균일 보간에 사용되는 계수는 적 메모리 버스(276)를 통과하고, 녹 성분 내에 있는 칼라 공간 신호에 대한 계수는 녹 메모리 버스(278)를 통과하며, 청 성분 내에 있는 칼라 공간 신호에 대한 계수는 청 메모리 버스(280)를 통과한다.
제어 유니트(200)는 메모리(202)가 사용할 수 있는 어드레스(236)를 발생시켜 적어도 하나의 계수를 검색한다. 제어 유니트(200)는 보간되고 있는 인접 칼라 공간 신호에 대응하는 주사선 어드레스(222)의 수신에 응답하여 어드레스(236)를 발생한다. 제어 유니트(200)는 보간된 픽셀 신호들을 나타내는 주사선 수의 가변을 위해 프로그램가능하다. 이것은 제어 유니트(200)가 명령(220)을 수신한 다음 그 명령을 디코딩하여 어드레스(236)내에 포함되는 여러 다른 어드레스 오프셋 값을 선택하도록 함으로써 달성될 수 있다. 어드레스 오프셋은 기본적으로 다른 세트의 계수들을 포함하는 여러 다른 메모리 공간을 가리킨다. 한가지 개량-비디오 회로에서, 메모리(202)는 프레임마다 700, 800, 900, 1000, 1200 또는 1920 주사선을 가진 출력 프레임을 발생하기 위한 계수 세트들을 저장한다.
제어 유니트(200)는 제어 신호들을 발생하며, 이들 제어 신호는 제 1 라인 버퍼(266), 제 2 라인 버퍼(268), 지연 버퍼(206) 및 출력 버퍼(218)에 제공된다. 이러한 제어 신호들은 데이터의 전달을 조정하는데 사용될 수 있거나, 이들 제어 신호는 버퍼들의 초기화 또는 리세트에 또한 사용될 수 있다. 또한, 제어 유니트(200)는 제 1 출력 버스(230) 또는 제 2 출력 버스(232)를 통한 데이터의 전달에 사용되는 출력 동기 신호(234)를 발생한다.
제 1 라인 버퍼(266), 제 2 라인 버퍼(268) 및 지연 버퍼(206)는 세 개의 연속적인 주사선에 대응하는 칼라 공간 신호를 저장하기 위한 버퍼를 구성한다. 지연 버퍼(206)는 주사선을 나타내는 칼라 공간 신호들의 시퀀스를 수신한다. 완성된 주사선에 대응하는 시퀀스의 수신 시에, 지연 버퍼(206)는 그의 내용을 제 2 라인 버퍼(268)에 전달한다. 이 시점에서, 지연 버퍼(206)는 다음 주사선의 칼라 공간 신호를 저장하기 시작하며 제 2 라인 버퍼(268)는 이전에 완성된 주사선의 칼라 공간 신호를 유지한다. 다음 주사선의 수신 시에, 제 2 라인 버퍼(268)의 내용은 제 1 라인 버퍼(266)에 시프트되고 지연 버퍼의 내용은 제 2 라인 버퍼(268)에 시프트된다. 이 시점에서, 제 1 및 제 2 라인 버퍼는 두 개의 인접한 주사선의 칼라 공간 신호를 포함한다. 제 1 라인 버퍼(266) 및 제 2 라인 버퍼(268)내에 저장된 칼라 공간 신호는 보간 회로(272a-c)에 그들 제각기의 버퍼 버스를 통해 분배된다. 제 1 적 버퍼 버스(281)는 제 1 라인 버퍼(266)를 적 보간 회로(272a)에 접속하고, 제 2 적 버퍼 버스(287)는 제 2 라인 버퍼(268)를 적 보간 회로(272a)에 접속한다. 제 1 녹 버퍼 버스(283)는 제 1 라인 버퍼(266)를 녹 보간 회로(272b)에 접속하고, 제 2 녹 버퍼 버스(289)는 제 2 라인 버퍼(268)를 녹 보간 회로(272b)에 접속한다. 제 1 청 버퍼 버스(285)는 제 1 라인 버퍼(266)를 청 보간 회로(272c)에 접속하고, 제 2 청 버퍼 버스(291)는 제 2 라인 버퍼(268)를 청 보간 회로(272c)에 접속한다. 기본적으로, 제 1 라인 버퍼(266), 제 2 라인 버퍼(268) 및 지연 버퍼(206)는 세 개의 인접한 주사선들의 칼라 공간 신호들을 저장하는 삼중 버퍼로서 작용한다.
출력 버퍼(218)는 보간된 픽셀 신호를 보간 회로(272a-c)로부터 수신하여 현재 출력 주사선의 보간된 픽셀 신호를 출력 버스(230-232)에 전송한다. 현재 출력 주사선의 일부가 아닌 보간된 픽셀은 일시적으로 출력 버퍼(218)내에 저장된다. 출력 버스(230-232)의 각각은 적, 녹 및 청의 보간된 픽셀 신호인 RGB 신호를 동시에 전송할 수 있다. 두 개의 출력 버스는 출력의 대역폭을 증가시키기 위해 제공된다. 일반적으로, 출력 주사선들은 입력 주사선들 보다 높은 주파수로 전송된다.
출력 버퍼(218)는 주사선내의 인접한 픽셀들 간의 보간을 위한 수단(도시되지 않음)을 선택사양적으로 포함하여 출력 주사선 내에 보다 많은 수의 픽셀을 발생시킬 수 있다. 출력 버퍼(218)에서 수행된 보간은 선형 또는 비선형의 비균일 보간일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 보간 수단은 두 개의 인접한 픽셀을 단순히 평균화하는 것에 의해 수평 보간된 픽셀들을 발생한다. 주사선 내에 보간을 행함으로써, 즉 2차원 보간을 수행함으로써, 비디오 신호에 의해 표현되는 이미지의 정의는 더욱 증강될 수 있다.
본 발명의 개량-비디오 회로는 ASIC와 같은 집적 회로로서 바람직하게 구현될 수 있지만, 당업자라면 본 발명의 개량-비디오 회로가 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있음을 알 것이다.
도 15는 도 13 내지 14에 도시된 개량-비디오 회로를 사용하여 다수의 보간된 픽셀 신호를 발생하는 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 박스(300)에서, 다수의 인접한 칼라 공간 신호는 데이터 입력 버스 상에 수신된다.
박스(302)에서, 인접한 칼라 공간 신호들에 대응하는 적어도 하나의 계수가 메모리(202)로부터 선택된다. 이것은 인접한 칼라 공간 신호들에 대응하는 주사선 어드레스(222)를 수신하여 제어 유니트(200)에 의해 디코딩해서 어드레스(236)를 발생하는 때에 달성된다. 어드레스(236)에 저장된 계수들은 그다음 메모리(202)로부터 검색된다. 명령(200)을 디코딩함으로써, 제어 유니트(200)는 다른 계수 세트를 선택하는데 사용되는 어드레스 오프셋을 발생할 수 있다. 다른 계수 세트를 선택함으로써, 제어 유니트(200)는 보간된 픽셀 신호가 나타내는 다른 수의 주사선을 효과적으로 선택할 수 있다.
박스(304)에서, 검색된 계수를 사용하여 인접 칼라 공간 신호들 간의 비균일 보간을 수행해서 다수의 보간된 픽셀 신호를 발생한다. 도 13에 도시된 개량-비디오 회로는 수학식 1에 주어진 함수에 근거하는 선형 보간을 수행하며, 도 14에 도시된 개량-비디오 회로는 수학식 4에 주어진 함수에 근거하는 이차 비선형 보간을 수행한다.
당업자라면 개량-비디오 회로의 개념이 3차 이상의 비선형 보간을 수행하는 산술 회로를 포함하는데 확장될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 도 14에 도시된 보간 회로(272a-c)는 3차, 4차 또는 5차 보간을 구현하는 산술 회로를 포함할 수도 있다.
도 16은 비월 비디오 신호를 처리하여 고해상도 비디오 신호를 발생하는 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 도 4 내지 7에 도시된 비디오 시스템은 이같은 방법을 수행하는데 사용될 수 있다. 이 방법에 의하면, 비월 비디오 신호 보다 많은 수의 주사선을 가진 고해상도 비디오 신호가 발생된다.
박스(360)에서, 두 개의 연속적인 필드를 가진 비월 비디오 신호가 수신된다. 비월 비디오 신호는 PAL, NTSC 또는 SECAM과 같은 통상의 텔레비젼 전송 표준에 따라 포맷팅된다. 이러한 신호에서, 두 개의 연속적인 필드 중의 하나는 우수 주사선을 가지며, 다른 필드는 기수 주사선을 가진다. 대부분의 상황에서, 비월 비디오 신호는 세 개 필드 이상의 시퀀스를 포함하는 연속적인 신호이다.
박스(362)에서, 비월 비디오 신호를 디지탈화하여 두 개의 연속적인 필드에 대응하는 다수의 디지탈화된 필드를 가진 디지탈 신호를 생성한다. 일반적으로, 비월 비디오 신호의 필드와 디지탈 필드간에는 1:1 대응 관계가 존재한다. 그러나, 이 방법의 응용은 많이 존재하는데, 이들 응용에서는 예를 들어 비월 필드가 나타내는 이미지의 부분들을 개별적으로 조작할 때 단일의 비월 필드로부터 둘 이상의 디지탈화된 필드를 생성하는 것이 바람직하다.
박스(364)에서, 디지탈화된 필드들을 합병하여 우수 주사선들 및 기수 주사선들을 포함하는 프레임을 생성한다. 필드들의 합병에는 통상적으로 제 1의 수신된 필드를 저장하고 이를 추후 수신된 필드와 조합하는 것이 수반된다. 그러나, 여기서 제시한 방법은 필드들을 합병하는 특정 과정에 제한되지 않는다.
다음, 박스(366)에서, 프레임 내의 인접 주사선들 간의 비균일 보간을 수행해서 고해상도 비디오 신호를 발생한다. 고해상도 비디오 신호는 비월 비디오 신호 보다 많은 수의 수직 주사선을 갖는다.
박스(368)에서, 고해상도 비디오 신호가 나타내는 이미지가 도 4 내지 7에 도시한 바와 같이 모니터 상에 디스플레이된다.
박스(360-368)의 스텝들을 반복하여 다수의 프레임을 발생함으로써, 대응하는 다수의 이미지를 발생한다. 고해상도 비디오 신호가 나타내는 동화상은 프레임들의 각각을 여러 다른 연속적인 필드 쌍에 대응케 함으로써 제공될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라서 비월 칼라 비디오 신호를 처리하여 고해상도 비디오 신호를 발생하는 방법의 흐름도이다. 도 4 내지 7에 도시한 비디오 시스템은 이 방법을 수행하기 위해서 사용된다. 도 16에 도시한 스텝들 외에도, 도 17의 방법은 박스(374)에 주어진 스텝을 또한 포함한다. 박스(374)에서, 디지탈 비디오 신호는 다수의 칼라 성분 신호로 디코딩된다. 칼라 성분 신호들은 칼라 공간의 성분들을 나타낸다. 예를 들어, RGB 칼라 공간에서, 칼라 성분 신호들 중의 하나는 적 공간을 나타내고, 다른 것은 녹 공간을 나타내며, 제 3의 것은 청 공간을 나타낸다.
이 방법의 스텝들 중 박스(376-380)에 주어진 나머지 스텝들은 칼라 성분들의 각각에 대해 수행된다. 따라서, 계속 RGB 칼라 공간을 예로 들면, 박스(376)에서, 두 개의 연속적인 적 필드를 합병하여 우수 및 기수 주사선 모두를 포함하는 적 프레임을 생성한다. 마찬가지로, 두 개의 연속적인 녹 필드를 합병하여 녹 프레임을 생성하고 두 개의 연속적인 청 필드를 합병하여 청 프레임을 생성한다. 박스(378)에서, 각각의 칼라에 대해, 제각기의 성분 프레임내의 인접 주사선들 간의 비균일 보간을 수행한다. 칼라 성분의 결과적으로 보간된 픽셀들은 칼라 공간을 나타내는 고해상도 비디오 신호를 형성한다. 고해상도 비디오 신호는 원래의 비월 비디오 신호 보다 많은 수의 수직 주사선을 가진다. 박스(380)에서, 고해상도 비디오 신호가 나타내는 칼라 이미지가 도 4 내지 7에 도시한 모니터(76)와 같은 모니터 상에 디스플레이된다.
박스(370-380)의 스텝들을 반복하여 다수의 프레임을 발생함으로써, 대응하는 다수의 이미지를 발생한다. 고해상도 비디오 신호가 나타내는 칼라 동화상은 프레임들의 각각을 여러 다른 연속적인 필드 쌍에 대응케 함으로써 제공된다.
도 18은 도 4 내지 7에 도시한 비디오 시스템들 중의 적어도 하나를 이용하는 방송 시스템의 개념도이다. 이 방송 시스템은 방송국(420) 및 수상기(424)를 포함한다. 방송국(420)은 대기를 통해 수상기(424)로 전달되는 비디오 신호(422)를 방사하는 송신기(421)를 포함한다. 송신기(421)는 육상 안테나, 마이크로웨이브 중계기 또는 위성을 포함할 수 있다. 비디오 신호는 NTSC, PAL, SECAM 또는 이들 표준의 어떤 변형과 같은 통상적인 텔레비젼 전송 표준에 따라 포맷팅된 방송 정보를 포함할 수 있다. 수상기(424)는 본 발명의 일 실시예를 포함하는데, 이 수상기는 비디오 신호(422)를 수신하여 송신된 이미지를 디스플레이하기 위한 수단으로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 수상기(424)는 칼라 텔레비젼 수상기, 프로젝션 스크린 TV 또는 컴퓨터를 포함할 수도 있다.
도 19는 도 4 내지 7에 도시된 비디오 시스템의 적어도 하나를 활용하는 케이블 방송 시스템의 개념도이다. 이 케이블 방송 시스템은 비디오 소스(430), 동축 케이블과 같은 전송 매체(432) 및 수상기(434)를 포함한다. 비디오 소스(430)는 전송 매체(432)를 통해 수상기(434)로 전달되는 비디오 신호를 방사하는 송신기를 포함한다. 비디오 소스(430)는 비디오 카세트 플레이어, 이미지를 재생하는 비디오 카메라 또는 CD ROM을 포함할 수 있다. 비디오 신호는 NTSC, PAL, SECAM 또는 이들 표준의 어떤 변형과 같은 통상적인 텔레비젼 전송 표준에 따라 포맷팅된 방송 정보를 포함할 수 있다. 수상기(434)는 본 발명의 일 실시예를 포함하는 어떤 수단일 수 있는데, 이 수상기는 비디오 신호를 수신하여 송신된 이미지를 디스플레이하기 위한 것이다. 예를 들어, 수상기(434)는 텔레비젼, 프로젝션 스크린 TV 또는 컴퓨터를 포함할 수도 있다.
이로써, 비균일 보간을 이용하여 향상된 비디오 이미지를 발생하는 비디오 시스템의 개념 및 바람직한 실시예를 포함하는 수개의 실시예들을 설명했다. 상술한 비디오 시스템의 각종 실시예 및 이를 사용하는 방법은 비균일 보간을 수행하여 실시간적으로 비디오 신호의 주사선들의 수를 증가시키기 때문에, 이들은 품질이 상당히 향상된 비디오 이미지를 생성한다. 또한, 비디오 시스템의 각종 실시예는 종래의 NTSC 표준에 따라 포맷팅된 실시간 비디오 신호를 받아들이는 콘버터를 포함하므로, 고 해상도 컴퓨터 모니터 상에 표시될 수 있는 개선된 NTSC 비디오 이미지를 발생시킬 수 있다. 또한, 개량-비디오 신호의 각종 실시예는 통상적인 컴퓨터 칼라 공간들을 나타내는 신호들을 처리하기 때문에, 이들은 고해상도 컴퓨터 모니터 상에 디스플레이될 수 있는 향상된 비디오 이미지를 발생할 수 있다. 또한, 비디오 시스템의 각종 실시예는 집적 회로를 사용하여 구현하기에 값싸고도 실용적인 비균일 보간을 수행하기 위한 개선된 비디오 회로를 포함하므로, 이들은 고객 텔레비젼 수상기내에 설치될 수 있다.
이제까지 본 발명의 특정 실시예들을 도시하고 설명하였으나, 당업자라면 본 발명을 수많은 방식으로 변형할 수도 있으며 상술한 바람직한 형태와는 다른 많은 실시예로서 구현할 수도 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 본 발명의 모든 변형을 청구의 범위에 의해 포괄하고자 한다.

Claims (9)

  1. 비디오 시스템에 있어서,
    비디오 신호를 다수의 칼라 공간 신호들로 변환하기 위한 콘버터;
    입력 프레임의 인접한 상기 다수의 칼라 공간 신호를 기억하여, 상기 인접한 칼라 공간 신호들을 출력으로서 제공하기 위한 메모리;
    상기 메모리에 동작적으로 결합되어, 함수 y = c1* d1+ c2* d2에 근거하여 비균일 보간을 수행하여, 상기 입력 프레임보다 많은 수의 주사선들을 갖는 출력 프레임의 다수의 보간 픽셀 신호들을 발생시키기 위한 비디오 회로 - 상기 함수에서 y는 보간된 픽셀 신호 중의 하나를 나타내고, d1및 d2는 한 쌍의 인접한 칼라 공간 신호들을 나타내고, c1및 c2는 제1 계수 및 제2 계수를 나타냄 -; 및
    제1 신호 및 제2 신호를 비디오 신호의 함수로서 발생시키기 위한 동기 발생기
    를 포함하며,
    상기 인접한 칼라 공간 신호들은 상기 콘버터로부터 상기 메모리에 상기 제1 신호의 함수로서 전송가능하고, 상기 인접한 칼라 공간 신호들은 상기 메모리로부터 상기 비디오 회로에 상기 제2 신호의 함수로서 전송가능하며,
    상기 비디오 시스템은 상기 출력 프레임의 주사선의 수를 가변시키도록 프로그램 가능한 비디오 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 0 ≤ c1≤ 1이고, 0 ≤ c2≤1인 비디오 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비균일 보간은 다음의 함수, 즉,
    y = c1* d1+ c2* d2+ c3* d3
    에 근거하고,
    여기서, d3는 상기 인접한 칼라 공간 신호들 중의 제3 신호를 나타내며, c3는 제3 계수를 나타내는 비디오 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비디오 신호는 비월 필드들의 시퀀스를 포함하며, 상기 입력 프레임은 상기 비월 필드들의 시퀀스 중 2개의 필드들을 포함하는 비디오 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비디오 시스템은 상기 출력 프레임의 수직 주사선의 수를 가변시키도록 프로그램 가능한 비디오 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동기 발생기에 응답하는 위상 동기 루프를 더 포함하는 비디오 시스템.
  7. 비디오 시스템에 있어서,
    비디오 신호를 다수의 디지탈 신호들로 변환하기 위한 A/D 콘버터;
    상기 다수의 디지탈 신호들에 응답하여, 다수의 색도 신호(chrominance signals)와 다수의 조도 신호(luminance signals)를 발생하기 위한 신호 콘버터;
    상기 다수의 색도 신호와 조도 신호로부터 다수의 칼라 공간 신호들을 발생하기 위한 디코더;
    입력 프레임의 상기 다수의 칼라 공간 신호들을 기억하고, 이 칼라 공간 신호들을 출력으로서 제공하기 위한 메모리;
    상기 메모리에 동작적으로 결합되어, 함수 yi= c1ik* dk+ c2ik* dk+1에 근거하여 비균일 보간을 수행하여, 상기 입력 프레임보다 많은 수의 주사선들을 갖는 출력 프레임의 다수의 보간 픽셀 신호들을 발생시키기 위한 비디오 회로 - 상기 함수에서 yi는 보간된 픽셀 신호 중의 하나를 나타내고, dk및 dk+1는 한 쌍의 인접한 칼라 공간 신호들을 나타내고, c1ik는 제1 계수를 나타내고, c2ik는 제2 계수를 나타내고, i 및 k는 정수 인덱스임 -;
    상기 보간 픽셀 신호들을 다수의 출력 신호들로 변환하기 위한 칼라 공간 콘버터; 및
    제1 신호 및 제2 신호를 비디오 신호의 함수로서 발생시키기 위한 동기 발생기
    를 포함하며,
    상기 A/D 콘버터, 상기 신호 콘버터, 상기 디코더, 및 상기 메모리의 연산은 상기 제1 신호의 함수이며,
    상기 칼라 공간 신호는 상기 메모리로부터 상기 비디오 회로로 상기 제2 신호의 함수로서 전송 가능하며,
    상기 비디오 시스템은 상기 출력 필드의 주사선의 수를 가변시키도록 프로그램 가능한 비디오 시스템.
  8. 칼라 텔레비젼 수상기에 있어서,
    다수의 칼라 공간 신호들을 칼라 신호의 함수로서 발생하기 위한 디코더;
    상기 다수의 칼라 공간 신호들을 기억하기 위한 메모리;
    상기 메모리에 동작적으로 결합되어, 함수 y = c1* d1+ c2* d2에 근거하여 비균일 보간을 수행하여, 다수의 보간 픽셀 신호들을 발생시키기 위한 비디오 회로 - 상기 함수에서 y는 보간된 픽셀 신호 중의 하나를 나타내고, d1및 d2는 한 쌍의 칼라 공간 신호들을 나타내고, c1및 c2는 제1 계수 및 제2 계수를 나타냄 -; 및
    제1 신호 및 제2 신호를 비디오 신호의 함수로서 발생시키기 위한 동기 발생기
    를 포함하고,
    상기 칼라 공간 신호는 상기 디코더로부터 상기 메모리에 상기 제1 신호의 함수로서 전송 가능하며,
    상기 칼라 공간 신호는 상기 메모리로부터 상기 비디오 회로에 상기 제2 신호의 함수로서 전송 가능하며,
    상기 칼라 텔레비젼 수상기는 상기 주사선의 수를 가변시키도록 프로그램 가능한 칼라 텔레비젼 수상기.
  9. 비디오 시스템에 있어서,
    비디오 신호를 적어도 하나의 수신기로 방송하기 위한 송신기, 및
    상기 비디오 신호에 의해서 표현된 이미지를 발생하기 위한 수신기
    를 포함하며,
    상기 수신기는,
    상기 비디오 신호를 다수의 칼라 공간 신호들로 변환하기 위한 콘버터;
    입력 프레임의 상기 다수의 칼라 공간 신호들을 기억하기 위한 메모리;
    상기 메모리에 응답하여, 함수 y = c1* d1+ c2* d2에 근거하여 비균일 보간을 수행하여, 상기 입력 프레임보다 많은 수의 주사선들을 갖는 출력 프레임의 다수의 보간 픽셀 신호들을 발생시키기 위한 비디오 회로 - 상기 함수에서 y는 보간된 픽셀 신호 중의 하나를 나타내고, d1및 d2는 한 쌍의 칼라 공간 신호들을 나타내고, c1및 c2는 제1 계수 및 제2 계수를 나타냄 -;
    상기 보간된 픽셀 신호들에 응답하여, 상기 이미지를 디스플레이하기 위한 모니터; 및
    제1 신호 및 제2 신호를 비디오 신호의 함수로서 발생시키기 위한 동기 발생기
    를 포함하고,
    상기 칼라 공간 신호는 상기 콘버터로부터 상기 메모리에 상기 제1 신호의 함수로서 전송 가능하며,
    상기 칼라 공간 신호는 상기 메모리로부터 상기 비디오 회로에 상기 제2 신호의 함수로서 전송 가능하며,
    상기 수신기는 상기 주사선의 수를 가변시키도록 프로그램 가능한 비디오 시스템.
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