KR100276575B1 - 레터박스 디스플레이 - Google Patents

Abstract

비디오 디스플레이 제어 시스템은 제1포맷 디스플레이비를 갖는 비디오 디스플레이를 포함한다. 화상 높이 회로는 제2포맷 디스플레이비를 갖는 입력 비디오 신호로 부터 활성 비디오 화상 높이를 결정한다. 검출기 회로는 비디오 신호의 활성 비디오 화상 높이에 응답하는 레터박스 포맷을 식별하고 레터박스 화상의 포맷 디스플레이비를 결정한다. 줌 제어 회로는 화상의 크로핑이 발생되는 결과에도 불구하고 디스플레이 수단을 완전히 채우기 위해 상기 화상을 확대하는 제1동작 모드와, 디스플레이 수단의 일부가 사용되지 않음에도 불구하고 디스플레이 수단을 수직으로 완전히 채우기 위해 화상을 확대하는 제2동작 모드로 동작할 수 있다. 수직 팬 제어 회로는 두 동작 모드에서 화상을 자동으로 센터링할 수 있다. 검출기는 레터박스 포맷 화상의 포맷 디스플레이비를 식별할 수 있다. 편향 시스템은 가변 수직 주사율에 의해 수직 크기가 제어되며, 가변 수편 비디오 확장 및 압축에 의해 수평 크기가 제어되고, 위상의 가변 리셋을 변화시킴으로써 팬 위치가 제어된다.

Description

레터박스 디스플레이

제1(a)∼1(f)도는 광폭 스크린 텔레비전의 상이한 디스플레이 포맷을 도시하며, 이중 제1(d)도는 본 명세서에 사용된 용어를 예시한다.

제2도는 본 발명에 따른 광폭 스크린 텔레비전으로, 2h 수평 주사에서의 동작을 위해 조정된 광폭 스크린 텔레비전에 대한 블록도이다.

제3도는 제2도에 따른 텔레비전을 구현하기 위한 게이트 어레이에 대한 블록도로, 주경로, 보조 경로 및 출력 신호 경로를 예시하고 있다.

제4도는 제2도에 도시된 편향 회로에 대한 블록도와 회로도의 조합으로 예시된 도면이다.

제5도 및 제6도는 자동 레터박스 검출기의 동작 설명에 유용한 도면이다.

제7도는 제5도 및 제6도와 관련하여 설명된 바와 같은 자동 레터박스 검출기의 블록도이다.

제8도는 자동 레터박스 검출기의 실행을 위한 다른 회로의 블록도이다.

제9도는 자동 레터박스 검출기를 포함한 수직 크기 제어 회로의 블록도이다.

제10도는 조정 레터박스 디스플레이가 본 발명의 장치에 따라 실행되는 방법의 설명에 유용한 흐름도이다.

제11(a)도 및 11(b)도는 각각 조정 레터박스 디스플레이가 인터럽션후에 재실행되는 방법의 설명에 유용한 다이아그램과 흐름도이다.

본 출원은 1991. 5. 29일자로 출원되어 현재 계류중인 국제 출원번호 PCT/US91/03739의 계속 분할 출원이다.

본 발명은 특수한 디스플레이 포맷비 즉 종횡비의 시청 영역을 가지며 수직 시청 영역의 전체 사용이 가능하도록 신호의 활성 비디오부분을 판정하여 이 활성 비디오 부분을 적합하게 디스플레이하기 위한 큰트롤러를 포함하는 테레비전 수상기에 관한 것이다. 화상은 수평 및 수직으로 확대될 수 있다. 그러나, 수평 치수가 수평 스크린 치수에 대응하지 못한채 확대되는 경우, 화상은 수평으로 크로핑되거나 수직 사이드바(vertical sidebar)를 나타내며 디스플레이될 것이다. 본 발명은 활성 비디오의 포맷비를 변화하여 압축 또는 확장(확대) 및 팬(pan)의 부분을 선택적으로 조정하거나, 혹은 수신된 신호의 활성 비디오부분으로 전체 시청 영역을 채우거나 시청 영역을 수직으로 채울수 있다. 이러한 선택은 시청자 기호에 좌우되거나 또는 차후에 프로그래밍될 수도 있다. 시청자는 정보 내용이 부분적으로 크로핑되는 것을 감수하며 스크린을 가득 채운 화상을 시청할 수도 있다. 이와 달리, 전체 스크린을 이용하지 못하는 작은 화상을 시청하는 댓가로 완전한 정보 내용을 갖는 화상을 시청할 수도 있다.

텔레비전 수상기의 디스플레이 영역은 높이가 3이고 폭이 4("4 × 3" 혹은 "4 : 3으로 지칭됨)인 디스플레이 포맷비 또는 종래에는 광폭 스크린 혹은 영화 포맷비로 고려된 16 × 9(16 : 9)의 포맷비중 하나를 갖는다. 이러한 포맷비는 비록 다른 포맷비가 널리 알려져 있기 하지만 거의 표준치가 되었다. 특수한 포맷 디스플레이비를 갖는 수상기는 상이한 포맷비의 신호가 제공될 수 있는 방식이 제한된다. 마찬가지로, 다중 비디오 신호가 디스플레이되는 곳에서도, 소정의 한 신호에 사용 가능한 포맷비는 제한될 것이다.

상업 방송은 종래의 4 × 3 수상기의 풀 디스플레이 영역이 풀 화상으로 채워지도록 대개 4 × 3 디스플레이 포맷비(상대적으로 더 높거나 및/또는 협소함)를 이용한다. 시판되고 있는 대부분의 영상 기기가 이러한 4 × 3 포맷비를 갖고 있긴 하지만, 예를 들어 광폭 스크린 영화를 시청할 수 있는 광폭 스크린 디스플레이 또한 알려져 있다. 영화사들은 광폭으로 변화하는 종횡비를 이용하며, 16 × 9 포맷비(상대적으로 더 낮거나 및/또는 더 넓음)가 텔레비전용의 광폭 스크린 포맷에 대한 표준으로 자리잡아 가고 있다.

대개의 시청자는 영화와 관련하여 광폭 디스플레이 포맷비보다 4 × 3 디스플레이 포맷비에서 덜 만족하게 된다. 수상기에 상관없이, 광폭 포맷은 극장과 같은 느낌을 주는 반면 소폭 포맷은 시청자에게 가정 텔레비전 시청과 같은 느낌을 준다. 광폭 포맷 디스플레이는 원래 영화 화상을 크로핑하거나 왜곡시킬 필요없이 예를 들어 텔레신 장치(telecine device), 텔레비전 수상기내의 프로세서 등을 통해 풀 영화비 신호를 풀 영역으로 디스플레이한다.

16 × 9 디스플레이 장치상에 4 × 3 신호를 나타내거나 또는 4 × 3 디스플레이 유닛상에 16 × 9 신호를 나타내기 위해서는 디스플레이 유닛 영역이 모두 사용되지 못하거나 비디오 정보가 변경된다. 수신된 화상은 일차원으로 스크린을 채우기 위해 확대될 수 있으며, 이때 다른 차원의 부분은 신호에서 제거된다. 예를 들어, 4 × 3 신호의 상단 및 하단 부분이 크로핑되어 나머지 부분이 16 × 9 포맷 영역을 채우게 되거나, 16 × 9 신호의 측면 부분이 크로핑되어 나머지 부분이 4 × 3 영역을 채울수 있다. 신호를 확대하거나 축소시키기 보다는 폭 대 높이의 비율이 더 중요한 관심사이다.

신호를 단순히 크로핑하는 대신, 화면에서의 중요 정보의 손실을 방지하기 위해 자동으로 혹은 텔레신 오퍼레이터의 제어하에서 측면에서 측면으로 팬업(pan up)시키거나 팬다운(pan down)시키는 것이 공지되어 있다. 또한, 시네마스코프(16 × 9) 영화로 부터의 스크린 크레디트(screen credits)가 상업(4 × 3) 방송으로 디스플레이될 경우에 종종 나타나는 바와 같이 4 × 3 디스플레이 유닛상의 디스플레이를 위해 16 × 9 신호를 수평으로 압축하는 것과 같은 디스플레이될 신호의 왜곡 방법도 공지되어 있다. 크로핑, 패닝 및 왜곡 모두는 화상의 화질 및/또는 내용에 악영향을 주거나 일부를 누락시킨다.

다른 포맷비 디스플레이 유닛상에 크로핑이나 왜곡없이 한 포맷비 활성 비디오 신호를 디스플레이할 경우, 디스플레이된 신호가 스크린의 이용가능한 영역 전부를 채우지는 못한다. 디스플레이 유닛의 사용되지 않은 영역은 여백으로 남게되거나 혹은 배경 컬러 매트(matte)를 디스플레이하게 된다. 그러나, 이러한 넓은 영역은 메인 화상과 동시에 다른 화상을 디스플레이하거나 문자 정보를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다.

소위 "레터박스(letterbox)" 포맷에서, 광폭 포맷비 이미지가 협폭 포맷비 디스플레이 유닛의 전체 폭에 걸쳐 디스플레이되며, 상단 및/또는 하단 영역이 폭풍 경보, 뉴스 경고 등과 같은 문자를 디스플레이하기 위해 사용된다. 이러한 기능은 시청자의 옵션으로 선택가능하게 만들어질 수 있다. 왜곡이나 크로핑없이 상업적으로 방송될 광폭 포맷의 영화는 기존의 4 × 3 수상기 스크린상에 디스플레이될 수 있도록 방송기기에 의해 레터박스 포맷으로 변환된다. 방송기기는 경계 상단 및 하단의 여백이나 매트를 효과적으로 합하며, 합성 화상과 경계를 4 × 3 합성 이미지 신호로 방송한다. 16 × 9 포맷비와 4 × 3 포맷비를 표준형으로 간주하는 경우, 각각의 필드의 오직 181 수평 라인만이 메인 비디오를 구성하고 나머지 라인은 매트, 그레이 또는 블랙 경계가 된다. 경계는 메인 화상과 동시에 디스플레이된 제 2비디오 소스로 부터의 화상과 유사하다.

특히, 다중 활성 비디오 소스가 동시에 디스플레이되는 경우, 포맷비를 조정하는 것은 복잡한 문제가 된다. 예를 들어, 비동기 동시 디스플레이 소스로 부터의 타이밍 신호를 일정하게 전송하고, 다중 화상 디스플레이를 발생하기 위해 스캐닝 동안 다중 소스간을 스위칭하며, 및/또는 고해상도 화상 데이타 신호로부터 저해상도 압측 디스플레이를 제공하는 것이 필요할 것이다.

본 발명의 특징은 소정 범위내의 특정 디스플레이 포맷비를 수용하기 위해 비디오 소스 신호를 디스플레이하는 수단을 자동으로 조정하여 비디오 소스 신호의 활성 부분이 수직으로 확장되고 센터링되어 디스플레이 스크린을 채우게 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 비디오 소스 신호의 최초 라인과 최종 라인을 반복 검출하고 현재 활성 비디오가 디스플레이 영역을 채우게 될 확대 레벨 및 맨 위치를 계산하여 종횡비의 변화폭에 적합하게 응답하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 의사 라인 판독 및 무효 스크린인 여백에 영향을 주지않고 비디오 신호의 조정을 달성하는 것이다.

본 발명의 장치에 따라, 유입 신호는 사용자 선택이나 프로그래밍에 의해 어떠한 활성 비디오 디스플레이 포맷비에서 모든 이용가능한 수직 스크린 영역을 사용하는 디스플레이 포맷으로 연속적이며 적합하게 변환된다. 예를 들어 경계 문자표시(border lettering)가 레터박스 포맷 신호로 나타났다가 사라지는 곳에서 또는 유입 신호가 레터박스에서 종래의 것으로 즉 이전의 것으로 변경하는 곳에서와 같이 디스플레이 포맷비가 시청 동안 변화하는 경우에도, 본 발명에 따른 수상기는 연속 필드에 걸쳐 조정하기 위해 타이밍 및 디스플레이 파라미터를 재계산하여 이용가능한 디스플레이 영역의 최적 사용을 달정한다. 본 발명은 고해상도를 제공하며, 동일한 혹은 상이한 포맷비를 갖는 단일 또는 다중 비동기 소스로 부터 단일 또는 다중 화상 디스플레이를 제공하며, 선택가능한 디스플레이 포맷비를 제공한다.

본 명세서에서 설명된 바와 같은 광폭 스크린 텔레비전은 예를 들어 16 × 9의 디스플레이 포맷비를 가질 수 있다. 본 발명은 레터박스 포맷으로 수신된 신호를 디스플레이할 수 있는 가능성을 광범위하게 제공한다. 최초에는 16 × 9 종횡비로 발생되었지만 레터박스 이미지(예를 들어, 활성 비디오 부근에 여백의 상단 및 하단 경계를 갖는 4 × 3 이미지)로 변환된 신호는 원래 종횡비를 유지하며 스크린을 활성 비디오로 채우기 위해 확대되거나 확장될 수 있다.

활성 비디오가 디스플레이 스크린비보다 더 큰 소스(예를 들어, 20 : 9 소스 대 16 : 9 스크린)는 스크린을 수직으로 채우며 수평으로 크로핑된다. 스크린보다 더 큰 종횡비를 갖는 소스는 스크린을 수평으로 채우고 수직으로 크로핑된다. 매트 경계를 구성하는 4 × 3 방송 신호의 부분은 자동으로 크로핑된다. 상태가 변화할 때의 확대 및 팬의 정도를 계산하여 보정이 적합하게 이루어진다.

본 발명의 장치에 따른 비디오 디스플레이 제어 시스템은 변화하는 디스플레이 포맷비를 갖는 레터박스 포맷 입력 비디오 신호의 검출에 응답하여 비디오 디스플레이를 자동적으로 제어한다. 검출 회로는 비디오 신호의 활성 비디오의 최초 라인과 최종 라인을 지속적으로 검출한다. 이 활성 비디오의 최초 라인과 최종 라인에 대응하는 주사 라인 번호는 메모리에 기억된다. 화상의 높이는 활성 비디오의 최초 라인과 최종 라인의 주사 라인 번호로 부터 결정된다. 화상 높이는 레터박스 입력의 디스플레이 포맷비를 나타낸다. 비교기 회로는 이 화상 높이를 레터박스 입력 신호의 기대된 최대 광폭 디스플레이 포맷비에 대응하는 임계치에 비교한다. 마이크로 프로세서와 같은 제어 유닛은 화상 높이가 임계치를 초과하지 않는 경우 메모리로 하여금 기억된 주사 라인 번호를 지속적으로 갱신하게 하는 제1동작 모드와, 활성 비디오가 기억된 최초 라인 이하의 주사 라인 번호 혹은 기억된 최종 라인 이상의 주사 라인 번호에 대응하는 비디오 라인에서 검출되는 경우 메모리로 하여금 기억된 주사 라인 번호를 갱신하게 하는 제2동작 모드로 동작한다. 적어도 하나의 화상 크기 및 디스플레이 수단상의 크로핑은 화상 높이에 응답하여 제어된다.

제2모드의 동작 후에 제1모드의 동작을 개시하기 위한 회로는 자동 또는 수동으로 동작할 수 있다. 본 시스템은 입력 비디오 신호를 최대 이용가능 디스플레이 영역에 디스플레이할 수도 있으며, 혹은 문자등에 의해 경계가 차지되는 정도 및 레터박스에 이용된 특정 종횡비에 상관없이 최대 수직 높이로 디스플레이할 수도 있다.

다른 본 발명의 장치에 따른 비디오 디스플레이 제어 시스템은 제1디스플레이 포맷비를 갖는 비디오 디스플레이를 포함한다. 화상 높이 회로는 제2디스플레이 포맷비를 갖는 입력 비디오 신호로 부터 활성 비디오 화상 높이를 결정한다. 검축기 회로는 비디오 신호의 활성 비디오 화상 높이에 응답하여 레터박스 포맷을 식별하고 레터박스 화상의 디스플레이 포맷비를 결정한다. 확대 제어 회로는 화상의 결과적인 크로핑에도 불구하고 디스플레이를 완전히 채우도록 화상 크기를 확대시키는 제1동작 모드와, 디스플레이의 결과적인 비사용 부분에도 불구하고 디스플레이를 수직으로 완전히 채우도록 화상 크기를 확대시키는 제2동작 모드로 동작가능하다. 수직 팬 제어 회로는 두 동작 모드 모두에 있어서 화상을 자동으로 센터링한다. 검출기는 레터박스 포맷 화상의 디스플레이 포맷비를 식별할 수 있다. 식별된 디스플레이 포맷비에 응답하는 회로는 확대된 화상의 이미지 종횡비 왜곡을 제어한다. 편향 시스템은 가변 수직 주사율에 의해 수직 크기가 제어가능하며, 가변 수평 비디오 확장에 의해 수평 크기가 제어가능하고, 위상의 수직 리세트를 변화시킴으로써 팬 위치를 제어할 수 있다.

레터박스 비디오 신호는 3개의 지역(활성 비디오가 회상단 또는 최하단 대신에 중앙에 수직 배치된다면)을 갖도록 고려될 수도 있다. A, B 및 C로 표시된 이러한 지역들은 A 및 C지역이 활성 비디오를 갖지 않거나 혹은 루마(luma) 또는 루마 가변도의 소정 임계치 이하인 매트 칼라 비디오 루마 레벨을 갖는 지역이다. 이러한 경계는 상당히 어두운 즉 무형상 바(featureless bar)에 대응한다. 지역 B는 활성 비디오, 또는 소정 루마 임계치 이상이며 매우 가변적인 적어도 비디오 루마 레벨을 갖는데, 이들은 다크 바(dark bar)간의 화상에 대응한다. 지역 A, B 및 C의 각각의 시간 구간은 예를 들어 5 × 3 에서 24 × 9 까지의 범위를 가지며 이 범위내엣 16 × 9 의 포맷비가 가장 유용한 특정 레터박스 포맷의 함수이다.

지역 A 및 C의 수평 라인 시간 길이는 16 × 9 레터박스 포맷의 경우 각기 대략 20라인이다. 레터박스 검출기는 지역 A 및/또는 C에 대해 루마 레벨을 검사하는 동안 수평 라인을 카운트한다. 활성 비디오 또는 적어도 최소 비디오 루마 레벨이 지역 A 및/또는 C에서 발견되는 경우, 레터박스 검출기는 현재의 수평 주사 라인 카운트를 기억하는 출력 신호를 제공하여 활성 비디오의 최초 라인과 최종 라인을 일반적으로 최상단과 최하단인 소정 지점에 위치시키거나 또는 차지되는 스크린의 수평 폭의 결과로 나타날 각각의 높이에 위치시킬 변환 비율을 재계산한다. 사용자는 본 장치가 디스플레이시에 영향을 줄 수 있는 옵선 즉, 사용자로 하여금 여백 경계의 표시의 선택을 가능케 하거나 또는 크로핑, 압축, 확장 혹은 이들의 조합을 선택할 수 있다.

검출기의 동작은 수신된 신호의 종횡비 변화에 비례 응답하므로써 개선된다. 신호의 디스플레이를 위해 특정 종횡비 신호가 구성된 후, 디스플레이 영역의 외부에서 활성 비디오(예를 들어, 유입 신호의 레터박스 경계내에서의 디스플레이용 문자)가 검출된 경우, 디스플레이는 다수의 연속 프레임에 걸쳐 새로운 포맷비로 변화된다. 이러한 변화는 화상이 다수의 연속 프레임에 걸쳐 적절하게 확장 또는 축소하도록 포맷비의 변화량에 비례 응답하므로써 이루어진다. 증가 변화량은 새로운 종횡비에 도달하기 위해 필요한 보정 정도에 관련될 것이다. 지터(jitter)등의 감소를 위해, 보정이 이루어지기 전에 최소 라인 카운트 임계치가 확립될 수도 있다.

최상단과 최하단의 활성 비디오 영역은 비디오 필드내의 각 라인에 대한 두개의 기울기를 계산하므로써 검출된다. 두개의 기울기를 계산하기 위해 네개의 값 즉, 현재 라인의 최대값과 최소값 및 이전 라인의 최대값과 최소값이 필요하다. 양의 기울기로 표시된 제1기울기는 현재 라인의 최대값에서 이전 라인의 최소값을 감산하므로써 형성된다. 음의 기울기로 표시된 제2기울기는 이전 라인의 최대값에서 현재 라인의 최소값을 감산하므로써 형성된다. 두 기울기중 하나가 스크린 내용에 따라 양 또는 음의 값을 가질 것이지만, 두 기울기중 음의 값의 기울기는 무시될 것이다. 이것은 오직 하나의 기울기만이 음의 값을 가지며 양의 값을 갖는 기울기의 크기가 항상 음의 값의 기울기의 크기 이상일 것이기 때문이다. 이로써 기울기의 절대값을 계산할 필요성이 없기 때문에 회로가 간단해진다. 둘중 한 기울기가 프로그래밍 가능한 임계값을 초과하는 양의 값을 갖는 경우, 비디오는 현재 라인이나 이전 라인중 한 라인상에 표시될 것이다. 이러한 값은 마이크로 프로세서에 의해 비디오 소스가 레터박스 포맷인지의 여부를 결정하고 각각의 라인 번호를 판정하는데 이용될 수 있다. 이미지를 수직으로 센터링을 위한 수단이 제공된다면, 이러한 계산은 오직 상단(또는 하단)에 대해서만 실행될 수 있다. 활성 비디오의 검출이 루마 절대값보다는 기울기의 기능이기 때문에, 경계가 상당한(그러나 불변인) 루마 레벨인 경우에도, 본 장치는 소정 매트 칼라의 비활성 경계를 검출한다.

마찬가지로, 이미지의 수평 최외각 활성 영역은 연속 수평 라인의 개시점과 종료점에서의 연속 픽셀 또는 픽셀의 그룹에 대한 기울기를 계산하므로써 결정될 수 있다. 화상이 센터링된다면 이것 역시 한쪽에 대해서만 실행되도 무방하다.

제1도의 4부분은 본 발명의 다른 장치에 따라 실행될 수 있는 화상 디스플레이 포맷의 서브세트를 예시한다. 16 × 9 포맷과 4 × 3 포맷은 상이한 종횡비를 갖는 포맷을 중첩시키는 일례로서 서로 중첩되어 도시되어 있다. 본 발명에 따른 장치가 활성 비디오 종횡비를 자동으로 감지하여 디스플레이의 크기에 대한 표현을 최적화시키기 때문에 서로 중첩된 포맷은 특정 포맷으로 제한될 필요가 없다.

제1(a)도는 화상이 디스플레이될 수 있는 비교적 광폭(예를 들어, 16 × 9) 디스플레이 포맷비를 갖는 예컨대 직시 텔레비전 또는 영사 텔레비전을 예시한다. 4 × 3 화상이 제1(b)도에서와 같이 전송되어 디스플레이되는 경우, 수직의 블랙, 그레이 또는 매트 바로서 디스플레이된 비활성 비디오 영역이 측면에 나타난다. 마찬가지로, 16 × 9 화상이 제1(c)도에서와 같이 4 × 3 포맷 디스플레이상에 디스플레이되는 경우, 비활성 비디오 영역이 상단과 하단상에 수평 바로서 발생한다. 제1(c)도에 도시된 장치는 소스로 부터의 비디오 신호로 인코딩될 수 있으며 신호는 레터박스 포맷에서와 같이 공통적으로 지칭된다. 이 예에서, 시청된 화상은 비디오 정보를 크로핑 혹은 압축하지 않고 풀 수평 라인 정보의 디스플레이를 필요로 하는 경우, 이용가능한 디스플레이 영역보다 수직적인 면에서 작다. 16 × 9 포맷 디스플레이비 소스가 전송 이전에 변환되어 4 × 3 포맷 디스플레이의 시청면의 수직 범위를 채우는 경우, 정보가 좌측 및/또는 우측 사이드에서 크로핑되어 이 결과의 화상이 상대적인 수직 연장(상대적인 수평 압축과 마찬가지)에 의한 왜곡을 나타낼 것이라는 점이 제1(b)도에 도시되어 있다. 또한, 다른 방안으로, 디스플레이된 신호를 패닝하는 것도 가능하다. 이러한 다른 방안 모두는 신호의 기본요소를 누락시키거나 변화시키는 반면, 특별한 점은 없다.

본 발명의 자동 레터박스 검출 시스템은 원래의 종횡비를 유지하면서 텔레비전 스크린을 수직으로 채우기 위해 가변적인 종횡비를 갖는 레터박스 소스를 확장 및 센터링 한다. 16 × 9 이상의 종횡비를 갖는 소스는 수평으로 크로핑되는 반면 16 × 9 이하의 종횡비를 갖는 소스는 가시적인 사이드바로 디스플레이 된다. 수직 확대는 수직 주사율을 변화시킴으로써 제어되고, 수평 확대는 수평 확장/압축을 변확시킴으로써 제어되며, 수직 팬은 수직 리셋 펄스의 위상을 변화시킴으로써 조정된다. 최초의 확대 후에, 본 시스템은 이러한 파라미터를 계산하며, 활성 비디오가 디스플레이되지 않은 화상의 영역에서 검출되는 경우 이러한 파라미터를 갱신한다. 검출 회로로 부터의 라인 번호는 의사 판독을 제거하기 위해 필터링되며, 블랙 및 무효 스크린은 무시된다.

제1(d)도에서, 최초 라인 번호(현필드에서 검출된 활성 비디오의 최초 라인)는 최종 라인 번호와 마찬가지로 레터박스 검출 회로의 레지스터로 부터 획득된다. 또한, 비디오 개시 라인(상단 레터박스 영역과 활성 비디오 영역사이의 라인 번호) 및 비디오 종료 라인(하단 레터박스 영역을 경계지음)도 동일하게 획득된다. 화면 높이는 종료 라인 번호와 개시 라인 번호간의 차로서 계산될 수 있으며, 중앙 라인 번호는 이 둘의 평균으로서 계산된다. 스크린 중앙은 스크린의 중앙에서의 라인 번호를 가지며, 중심 라인 번호가 디스플레이될 지점이 바람직하다.

오차를 제거하기 위해, 화면의 높이는 최대 종횡비(일반적으로 24 : 9)에 대응하는 최소 높이 임계치에 비교된다. 이 임계치를 초과하는 경우, 현재 화면이 블랭크이거나 현재 라인 번호가 무효한 것으로 간주되며, 이러한 값에 대해 아무런 조정도 이루어지지 않는다.

지터를 제거하기 위해, 스크린 파라미터의 현재값과 종래값간의 차이가 변화 임계치에 비교된다. 차이가 임계치 이하인 경우에, 이 결과의 변화가 파라미터의 갱신을 보장하지는 못한다. 활성 비디오의 최초 및 최종 라인 번호에 대한 갱신된 값이 요청되는 경우, 레터박스 검출기 레지스터는 샘플링된다. 이것은 다중 프레임 동안 한 프레임에 대해 한번 발생한다. 그 결과가 예를 들어 2단 중간 필터(two stage median filter)를 통해 필터링되어 활성 비디오 영역과 레터박스 영역간의 경계를 결정하기 위해 사용된다.

본 시스템은 레터박스 비디오 소스가 제공되고 활성 비디오로 스크린을 수직적으로 채우는 것이 필요할 때 사용자에 의해 작동된다. 작동시에, 화면 높이와 화면의 중앙은 현재 화면의 최초 라인 번호와 최종 라인 번호로부터 계산된다. 화면 높이가 최소 높이 임계치 이하인 경우, 본 시스템은 임계치를 초과할 때까지 스크린 높이의 갱신을 지속한다. 이로써 본 시스템은 블랭크 화면과 잘못된 최초 및 최종 라인 번호를 무시할 수 있게 된다.

본 발명의 실제적인 효과는 제1(e)도와 제1(f)도를 비교함으로서 알 수 있다. 제1(e)도에서, 활성 레터박스 소스 신호가 광폭 포맷 디스플레이의 스크린을 채우기 위해 요구된 양만큼 확대된다. 도시된 실시예에서, 수평 및 수직 치수 모두의 확대(활성 비디오 신호의 종횡비를 유지하기 위해 비례)는 광폭 스크린 디스플레이 영역의 치수를 정확하게 부합시키도록 이루어진다. 디스플레이 영역보다 큰 종횡비를 갖는 활성 비디오 신호가 수신될 수 있으며, 그 결과 수직 영역을 채우므로써 수평 화상의 에지가 크로핑된다.

제1(f)도에 도시된 폭풍 경보와 같은 활성 비디오가 레터박스 영역에 나타난다면, 활성 비디오의 최종 라인 번호가 변화한다. 그 결과, 본 시스템은 새로운 최종 비디오 라인이 디스플레이 영역의 하단에 나타나도록 중앙 라인 번호와 확대 범위를 갱신한다. 이러한 동작은 제1(f)도에 도시된 바와 같이 확대 및 위치 선정이 적합하게 이루어지고 변화 환경을 수용하기 위해 필요한 디스플레이 스크린을 완전히 채울 것이기 때문에 단순히 한 포맷비에서 다른 포맷비로 전환하는 것과는 다르다. 문자에 의해 제공된 활성 비디오의 추가 영역의 효과는 디스플레이비 이하가 되도록 활성 비디오의 포맷비를 변화시킨다. 그 결과, 풀 수직 화면은 사이드바를 나타내며 디스플레이된다.

4 × 3 포맷 디스플레이 신호로 전송된 16 × 9 포맷 디스플레이비 레터박스 화상은 충분한 수직 해상도를 갖는 더 큰 디스플레이를 제공하기 위해 라인 더블링 혹은 라인 추가에 위해 점증적으로 주사될 수 있다. 본 발명에 따른 광폭 스크린 텔레비전은 메인 소스, 복수의 보조 소스 또는 외부 RGB 소스로 부터 16 × 9 포맷 디스플레이비 신호를 디스플레이할 수 있다.

디스플레이의 비활성 비디오 영역에 대한 각종 사용도 가능하다. 예를 들어, 비활성 영역은 레터박스 포맷 방송에서 날씨 또는 뉴스와 같은 문자 정보용으로 종종 사용된다. 비활성 영역은 예견대 다른 채널을 시청하기 위해 추가된 중첩 화상을 가질 수도 있다.

발명은 보조 비디오 신호 처리 경로에서의 데이타 샘플링 한계는 메인 비디오 신호로 부터의 디스플레이 정도로 큰 고해상도 화상의 발생을 어렵게 한다. 이러한 문제를 극복하기 위한 각종 방법이 개발되어 왔다.

본 발명의 장치를 포함하여 2h 수평 주사로 동작하도록 조정된 광폭 스크린 텔례비전에 대한 전체적인 블록도가 제2도에 도시되어 있다. 광폭 스크린 텔레비전(10)은 비디오 신호 입력부(20), 섀시 혹은 TV마이크로 프로세서(216), 광폭 스크린 프로세서(309)를 포함하는 광폭 스크린 프로세서(30), 1f_H대 2f_H변환기(40), 편향 회로(50), RGB 인터페이스(60), YUV 대 RGB 변환기(240), 키네스코프 구동기(242), 직시 혹은 영사 튜브(244) 및 전원 공급장치(70)를 포함한다. 각종 회로를 상이한 기능의 블록으로 그룹화한 것은 설명의 편리를 위한 것이지, 이러한 회로의 상호 위치, 패키징 혹은 특정 접속을 제한하려는 것은 아니다.

비디오 신호 입력부(20)는 상이한 비디오 소스로 부터 복수의 합성 비디오 신호를 수신하기 위해 사용된다. 비디오 신호는 메인 및 보조 비디오 신호로서의 디스플레이를 위해 선택적으로 스위칭될 수 있다. RF 스위치(204)는 두개의 안테나 입력(/UIT 1, ANT 2)을 갖는다. 이들은 직접 안테나 수신 및 케이블 수신에 따른 입력을 나타낸다. RF 스위치(204)는 어느 안테나 입력이 제1튜너(206)와 제2튜너(208)에 공급되는 지를 제어한다. 제1튜너(206)의 출력은 튜닝, 수평과 수직 편향 및 비디오 제어에 관련한 여러 기능을 수행하는 원칩 콘트롤러(202)에 입력된다. 도시된 원칩 콘트롤러는 TA 7777형이다. 원칩 콘트롤러에서 전개되어 튜너(206)로 부터의 신호에 의해 비롯된 기저대역 비디오 신호 VIDEO OUT은 비디오 스위치(200)와 광폭 스크린 프로세서(30)상의 TV 1입력단 모두에 입력된다. 비디오 스위치(200)에 대한 다른 기저대역 비디오 입력은 AUX 1과 AUX 2로 표시된다. 이것은 비디오 카메라, 레이저 디스크 플레이어, 비디오 테이프 플레이어, 비디오 게임등을 위해 사용될 것이다. 섀시 혹은 TV마이크로 프로세서(216)에 의해 제어되는 비디오 스위치(200)의 출력은 SWITCHED VIDEO로 표시된다. SWITCHED VIDEO는 광폭 스크린 프로세서(30)에 대한 다른 입력이 된다.

광폭 스크린 프로세서(30)의 스위치 SW1은 Y/C 디코더(210)에 입력되는 SELECTED COMP OUT 비디오 신호에 대한 소스를 선택하기 위해 TV1과 SWITCHED VIDEO 신호를 선택한다. Y/C 디코더(210)는 조정 라인 콤브 필터로서 실행될 수 있다. 두개의 추가 비디오 소스 S1 및 S2가 Y/C 디코더(210)에 입력된다. S1 및 S2 는 상이한 S-VHS 소스를 나타내며, 이들 각각은 별도의 휘도 및 색도 신호를 포함한다. 조정 라인 콤브 필터에서와 같이 Y/C 디코더의 일부로서 통합되거나 별도의 스위치로서 실행될 수 있는 스위치는 각각 Y_M 및 C_IN으로 표시된 출력으로서 한쌍의 휘도 및 색도 신호를 선택하기 위해 TV 마이크로 프로세서(216)에 응답한다. 선택된 쌍의 휘도 및 색도 신호는 메인 신호로 고려되며 메인 신호 겅로를 따라 처리된다. _M 또는 _MN을 포함한 신호 표시는 메인 신호 경로에 관련된다. 색도 신호 C_IN은 광폭 스크린 프로세서에 의해 원칩(202)으로 복귀되어 컬러 차이 신호 U_M과 V_M을 전개한다. 이러한 점에서, U는 (R-Y)에 대해 등가 표시이고, V는 (B-Y)에 대한 등가 표시이다. Y_M, U_M 및 V_M 신호는 추가 신호 처리를 위해 광폭 스크린 프로세서에서 디지탈 형태로 변환된다.

광폭 스크린 프로세서(30)의 일부로 형성된 제2튜너(208)는 기저대역 비디오 신호 TV2를 전개한다. 스위치 SW2는 Y/C 디코더(220)에 대한 입력을 위해 TV2 및 SWITCHED VIDEO 신호중 하나를 선택한다. Y/C 디코더(220)는 조정 라인 콤브 필터로서 실행될 것이다. 스위치 SW3 및 SW4는 Y/C 디코더(220)의 휘도 및 색도 출력을 선택하며, 외부 비디오 소스의 휘도 및 색도 신호는 Y_EXT 및 C_EXT로 표시된다. Y_EXT 및 C_EXT 신호는 S-VHS 입력 S1에 대응한다. Y/C 디코더(220) 및 스위치 SW3, SW4는 조정라인 콤브 필터내에서와 같이 결합된다. 스위치 SW3 및 SW4의 출력은 보조 신호로 고려되며, 보조 신호 경로를 따라 처리된다. 선택된 색도 출력은 Y_A로 표시된다. _A, _AX 및 _AUX를 포함하는 신호 표시는 보조 신호 경로에 관계된다. 선택된 색도는 컬러 차이 신호 U_A 및 V_A로 변환된다. Y_A, V_A 및 V_A 신호는 추가 신호 처리를 위해 디지달 형태로 변환된다. 메인 및 보조 신호 경로를 스위칭하는 비디오 신호 소스의 장치는 상이한 화상 디스플레이 포맷의 다른 부분에 대한 소스 선택을 폭 넓게 해준다.

Y_M에 대응하는 합성 동기 신호 COMP SYNC는 광폭 스크린 디스플레이에 의해 동기 분리기(212)에 제공된다. 수평 및 수직 동기 성분 H 및 V는 각각 수직 카운트다운 회로(214)에 입력된다. 수직 카운트다운 회로는 광폭 스크린 프로세서(30)로 입력되는 수직 리셋 신호를 전개한다. 광폭 스크린 프로세서는 RGB 인터페이스(60)에 입력되는 내부 수직 리셋 출력 신호 INT VERT RST OUT를 발생한다. RGB 인터페이스(60)는 편향 회로(50)에 입력되는 선택된 수직 동기 성분 SEL_VERT_SYNC을 발생하기 위해 외부 RGB소스의 수직 동기 성분과 내부 수직 리셋 출력 신호중 하나를 선택하는 스위칭 수단을 포함한다. 보조 비디오 신호의 수평 및 수직 동기 신호는 광폭 스크린 프로세서내의 동기 분리기(250)에 의해 전개된다.

1f_H대 2f_H변환기(40)는 각 수평 라인이 두번 디스플레이되거나 혹은 추가의 수평 라인 세트가 동일 필드의 인접 수평 라인을 보간함으로써 발생되는 것과 같이 인터레이스 비디오 신호를 점증적으로 주사된 인터레이스 신호로 변환한다. 어떤 경우에는, 이전 라인과 보간 라인의 선택 사용이 인접 필드 혹은 프레임 사이에서 검출되는 이동 레벨에 좌우될 것이다. 변환기 회로(40)는 비디오 RAM(420)과 함께 동작한다. 비디오 램은 한 프레임의 복수의 필드를 기억하여 점증적인 디스플레이를 가능케하기 위해 사용된다. 제2도에 Y_2f_H, U_2f_H및 V_2f_H로 도시된 변환된 비디오 데이타가 RGB 인터페이스(60)에 공급된다.

RGB 인터페이스(60)는 비디오 신호 입력부에 의한 디스플레이용으로 외부 RGB 비디오 데이타 혹은 변환된 비디오 데이타에 대한 선택을 가능케한다. 외부 RGB 신호는 2f_H주사를 위해 조정된 광폭 포맷 디스플레이비가 될 것이다. 메인 신호의 수직 동기 성분은 INT VERT RST OUT으로서 광폭 스크린 프로세서에 의해 RGB 인터페이스에 제공되며, 메인 비디오 혹은 외부 비디오에 대응하는 선택된 수직 동기가 편향 회로(50)에 대해 이용가능해진다. 광폭 스크린 텔레비전의 동작은 내부/외부 제어 신호 INT/EXT를 발생하므로써 외부 RGB 신호의 사용자 선택을 가능케한다. 그러나, 이러한 신호가 없는 상태에서 외부 RGB 신호 입력의 선택은 래스터의 수직 붕괴 및 음극선관 또는 투사관에 대한 전위 손상을 초래할 것이다. 따라서, RGB 인터페이스 회로는 외부 동기 신호의 존재를 검출하며, 이러한 손상을 방지하기 위해 비존재하는 외부 RGB 입력의 선택을 무시한다. WSP 마이크로 프로세서(WSP μP(3O9))는 외부 RGB 신호에 대한 칼라 및 색조 제어를 제공한다.

광폭 스크린 프로세서(30)는 보조 비디오 신호의 특별한 신호 처리를 위해 픽쳐-인-픽쳐 프로세서(301)를 포함한다. 픽쳐-인-픽쳐라는 용어는 간혹 PIP 혹은 pix-in-pix로 표시된다. 이러한 기능을 위해 게이트 어레이(300)는 다양한 디스플레이 포맷의 메인 및 보조 비디오 신호 데이타를 메인 디스플레이 영역이나 비활성 비디오 경계 영역에 디스플레이된 보조 신호와 합성한다. 픽쳐-인-픽쳐 프로세서(301)와 게이트 어레이(300)는 광폭 스크린 마이크로 프로세서(WSP μP)에 의해 제어된다. WSP 프로세서는 직렬 버스를 통해 TV 마이크로 프로세서(216)에 응답한다. 직렬 버스는 데이타, 클럭 신호, 인에이블 신호 및 리셋 신호에 대한 신호 경로를 포함한다. 광폭 스크린 프로세서(30)는 3레벨 샌드캐슬(sandcastle) 신호로서 합성 수직 블랭킹/리셋 신호를 발생한다. 이와 달리, 수직 블랭킹 및 리셋 신호는 별도의 신호로서 발생될 수 있다. 합성 블랭킹 신호는 비디오 신호 입력부에 의해 RGB 인터페이스에 공급된다.

제4도에 상세히 도시되어 있는 편향 회로(50)는 광폭 스크린 프로세서로 부터의 수직 리셋 신호, RGB 인터페이스(60)로부터의 선택된 2f_H수평 동기 신호, 및 광폭 스크린 프로세서로부터의 추가 제어 신호를 수신한다. 이러한 추가 제어 신호는 수평 위상, 수직 크기 조정 및 동-서 핀쿠션 보정에 관계한다. 편향 회로(50)는 광폭 스크린 프로세서(30), 1f_H대 2f_H변환기(40), 및 YUV 대 RGB 변환기(240)에 2f_H플라이백 펄스를 제공한다.

전체 광폭 스크린 디스플레이에 대한 동작 전압은 AC 메인 전원에 의해 전원공급되는 전원 공급 장치(70)에 의해 발생된다.

제2도에 있어서, 광폭 스크린 프로세서의 주요 장치는 게이트 어레이(300), 픽쳐-인-픽쳐 회로(301), 아날로그 대 디지탈 변환기와 디지탈 대 아날로그 변환기(도시되지 않음), 제2튜너(208), 광폭 스크린 마이크로프로세서 및 광폭 스크린 출력 인코더이다. 게이트 어레이(300) 및 포함된 신호 경로와 기능이 제3도에 상세히 도시되어 있다. 게이트 어레이(300)는 예를 들어 픽쳐-인-픽쳐를 갖는 포맷 혹은 스크린상의 디스플레이를 위해 복수의 소스의 다른 포맷과 같은 합성 광폭 스크린 디스플레이를 실행하기 위해 메인 및 보조 신호 경로로부터의 비디오 정보를 합성한다. 게이트에 대한 클러킹 정보는 선택된 소스의 1f_H신호를 트래킹하는 위상 고정 루프에 의해 제공된다.

메인 비디오 신호는 제2도에 도시된 Y/C 디코더(210) 및 원칩(202)으로부터 Y_M, U_M 및 V_M으로 표시된 신호와 같이 아날로그 형태와 YUV 포맷으로 광폭 스크린 디스플레이에 제공된다. 이러한 신호는 A/D 및 D/A 변환기(도시되지 않음)를 사용하여 필요한 경우에 디지탈 처리를 위해 아날로그에서 디지탈로 변환되며, 요구된 비디오 정보를 독출하기 위해 디지탈에서 아날로그로 변환된다.

칼라 성분 신호는 R-Y 혹은 B-Y 신호중 하나 또는 I 및 Q 신호로 지정될 수도 있는 U 및 V표시로 언급된다. 샘플링된 휘도 대역폭은 시스템 클럭 속도가 1024f_H, 즉 대략 16MHz이기 매문에 8MHz로 제한된다. 하나의 아날로그 대 디지탈 변환기 및 아날로그 스위치는 U 및 V신호가 50OKHz 즉 Wide I에 대해 1.5MHz로 제한되기 때문에 칼라 성분 데이타를 샘플링하기 위해 다중화될 수 있다. 라인 펄스의 개시는 각 수평 비디오 라인의 개시시에 다중화 장치를 동기시킨 후 수평 라인 동안 토글링하기 위해 발생될 수 있으며, Y 및 UV 데이타 스트림은 샘플을 정확하게 쌍을 이루도록 시프트된다. 각각의 UV쌍은 하나의 벡터를 표시하고, 칼라 시프트를 방지하기 위해 동일 벡터의 대응 V요소와 쌍을 이루어야만 한다.

PIP 회로 및/또는 게이트 어레이는 데이타 압축에도 불구하고 화상위에 중첩될 보조 데이타의 해상도를 향상시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 다수의 데이타 감소 및 데이타 기억 체계는 쌍을 이룬 픽셀 압축 및 디더링과 디디더링을 포함하여 전개된다. 더욱이, 상이한 수의 비트를 포함하는 상이한 디더링 순서 및 상이한 수의 비트를 포함하는 상이한 쌍의 픽셀 압축이 고려된다. 다수의 특정 데이타 감소 및 기억 체계중 하나는 각각의 특정 종류의 화상 디스플레이 포맷에 대한 디스플레이된 비디오의 해상도를 최대로 하기 위해 WSPμP(309)에 의해 선택된다.

게이트 어레이는 선입 선출 메모리 즉 FIFO(356,358)로서 실행될 수 있는 라인 메모리와 함께 동작하는 보간기를 포함한다. 보간기 및 FIFO는 요구된 바대로 메인 신호를 리샘플링하는데 사용된다. 추가 보간기가 보조 신호를 리샘플링할 수도 있다. 게이트 어레이내의 클럭 및 동기 회로는 메인 신호와 보조 신호 모두의 데이타 조작을 제어하며 이들을 Y_MX, U_MX 및 V_MX 성분을 갖는 하나의 출력 비디오 신호로 조합한다. 이러한 출력 성분은 1f_H대 2f_H변환기(40)와 관련된 디지탈 대 아날로그 변환기(도시되지 않음)에 의해 아날로그 형태로 변환된다. Y, U 및 V로 표시된 아날로그 형태 신호는 1f_H대 2f_H변환기(40)에 의해 넌인터레이스 주사로 변환된다.

사용자의 요구에 따라 이용 가능한 수직 및 수평 디스플레이 스팬의 장점을 이용하기 위해 디스플레이된 신호의 종횡비를 조정하기 위해서는, 편향 회로의 동작이 요구된 바대로 조정되어야 한다. 편향 회로(50)는 제4도에 더 상세히 도시되어 있다. 편향 회로(500)는 상이한 디스플레이 포맷을 실행하기 위해 필요한 요구된 양의 수적 오버스캔에 따라 래스터의 수직 크기를 조정하기 위해 제공된다. 도식적으로 예시된 바와 같이, 일정 전류원(502)은 수직 램프 커패시터(504)를 충전하는 일정 전류 I_RAMP를 제공한다. 트랜지스터(506)는 수직 램프 커패시터와 병렬 접속되며, 수직 리셋 신호에 응답하여 커패시터를 주기적으로 방전한다. 어떠한 조정도 없는 경우, 전류 I_RAMP는 래스터에 이용 가능한 최대 수직 크기를 제공한다. 이것은 확장된 4 × 3 포맷 디스플레이비 신호 소스에 의한 광폭 스크린 디스플레이를 채우기 위해 필요한 수직 오버스캔의 범위에 대응할 것이다. 더 적은 수직 래스터 크기가 요구될 때까지 조정 전류 소스(508)가 I_RAMP로부터 가변량의 전류 I_ADJ를 유도하여 수직 램프 커패시터(504)는 더 천천히 더 적은 피크 값으로 충전된다. 가변 전류원(508)은 수직 크기 조정 신호에 응답한다. 이 신호는 제9도에 도시된 수직 크기 제어 회로(1030)에 의해 발생되어 아날로그 형태로 제공되며, 수직 크기는 한 크기에서 다른 크기로 급작스럽게 변하지 않고 연속 범위에 걸쳐 자동적으로 조정된다. 수직 크기 조정(500)은 전위차계 혹은 후면 패널 조정 노브에 의해 실행될 수 있는 수동 수직 크기 조정 회로(510)에 무관하다. 여하튼, 수직 편향 코일(512)은 적절한 크기의 구동 전류를 수신한다. 수평 편향 조정은 이와 똑같이 이루어진다. 수평 크기는 위상 조정 회로(518), 동-서 핀 보정 회로(514), 2f_H위상 고정 루프(520) 및 수평 출력 회로(516)에 의해 변화된다.

RGB 인터페이스 회로(60)는 제2도에 도시되어 있다. 최종 디스플레이될 신호는 1f_H대 2f_H변환기(40)의 출력과 외부 RGB 입력중에서 선택될 것이다. 본 명세서에 설명된 광폭 스크린 텔레비전의 용도로 외부 RGB 입력이 광폭 포맷 디스플레이비로 가정된다. 합성 블랭킹 신호가 비디오 신호 입력부(20)로부터 이용 가능하다. 외부 RGB 신호에 대한 외부 2f_H합성 동기신호는 광폭 스크린 프로세서(30)에 접속된 외부 동기 검출 신호를 발생하기 위해 모든 곳에서 결합된다. 외부 또는 내부 동기의 선택은 WSP μP(309)에 의해 발생되며 INT/EXT 라인을 통해 RGB 인터페이스에 시그널링된다. 내부 또는 외부 비디오 소스의 선택은 사용자에 의해 결정된다. 그러나, 사용자가 의도적으로 외부 RGB 소스를 선택한다면, 실제로 동작하는 소스가 없는 경우, 오버라이드 제어 신호는 외부 RGB 소스의 선택을 방해한다. RGB 인터페이스(60)는 WSPμP(309)로부터 색조 및 칼라 제어 신호를 수신한다.

광폭 스크린 텔레비전은 사용자 선택 옵션에 따라 오버스캔의 양을 선택함으로써 포맷비를 조정할 뿐만 아니라 비디오를 압축 또는 팽창하도록 구성될 수도 있다. 마찬가지로, 비디오 해상도의 조정을 요구하는 픽쳐-인-픽쳐 효과와 같은 특수 효과가 달성될 수 있다. 픽쳐-인-픽쳐 프로세서는 요구된 효과를 달성하기 위해 대응 편향 조정과 함께 이루어지는 해상도에 대한 조정을 위해 아날로그 대 디지탈 변환 수단, 타이밍 회로와 제어 회로 및 디지탈 대 아날로그 변환부를 포함한다.

공지된 픽쳐-인-픽쳐 프로세서로는 The CTC 140 Picture In Picture(CPIP) Technical Training Manual 이라는 제목의 논문에 개시된 바와 같은 Thomson Consumr Electronics, Inc.에 의해 개발된 CPIP 칩이 있다. 하나의 화상 모드 또는 픽쳐-인-픽쳐 모드에서, 사용자로 하여금 예를 들어 단계적으로 신호 화상의 선택 부분상에서 확대하는 것과 같은 디스플레이되는 복수의 화상의 상대 크기를 변경하는 것이 가능하다. 확대 모드에서 사용자가 화상을 통해 서치하거나 패닝하는 동안, 사용자는 소화상, 대학상 또는 확대 화상을 프리즈 프레임(정지 프레임) 포맷 등으로 디스플레이할 수 있다.

픽쳐-인-픽쳐 프로세서는 복수의 선택 가능 디스플레이 모드중 한 모드로 비디오 데이타를 비동기적으로 압축할 수 있다. 한 동작 모드에서, 화상은 수평 방향으로는 4 : 1로 수직 방향으로는 3 : 1로 압축된다. 이러한 비대칭적 압축은 비디오 RAM에 저장된 바와 같은 종횡비 왜곡 화상을 발생시킨다.

그러나, 이러한 화상이 16 × 9 포맷 디스플레이비 스크린의 디스플레이 경우에, 예를 들어 채널 주사 모드로 정상적으로 독출된다면, 화상이 올바르게 나타난다. 화상은 스크린의 요구된 영역을 채우며 종횡비 왜곡이 발생하지 않는다. 픽쳐-인-픽쳐 프로세서에 의한 비대칭 압측은 외부 가속 회로없이 16 × 9 스크린상에 특별한 디스플레이 포맷을 발생할 수 있다.

메인 신호 및 보조 신호(예를 들어, PIP)와 관련한 해상도 및 편향 회로의 조정을 포함한 압축 및 팽창에 대해 게이트 어레이(300)의 메인 신호 경로(304), 보조 신호 경로(306) 및 출력 신호 경로(312)가 제3도에 블록도로 도시되어 있다. 게이트 어레이는 클럭/동기 회로(320) 및 WSP μP 디코더(310)를 포함한다. WSP MTA로 표시된 WSP μP 디코더(310)의 데이타 및 어드레스 출력 라인은 픽쳐-인-픽쳐 프로세서와 해상도 처리 회로 뿐만 아니라 상기 경로들과 메인 회로 각각에 제공된다. 제2도에 도시된 일례에서, PIP(301) 및 다른 장치는 광폭 스크린 프로세서(30)의 게이트 어레이(300)에 분리된 것으로 도시된다. 어떤 회로가 게이트 어레이의 일부인지의 여부는 게이트 어레이에 추가 기능을 포함시키거나 혹은 게이트 어레이에 별개인 회로에 의해 이루어지도록 어떤 기능을 제거하는 것이 용이하기 때문에 본 장치의 설명에 매우 편리하다.

게이트 어레이는 메인 비디오 채널의 비디오 데이타를 확장, 압축 및 크로핑을 담당하며, 필요한 경우 상이한 화상 디스플레이 포맷을 실행한다. 제3도에서, 휘도 성분 Y_MN은 휘도 성분의 보간 성질에 좌우되는 시간 길이 동안 선입선출(FIFO) 라인 메모리(356)에 기억된다. 합성된 색도 성분 U/V_MN은 FIFO(358)에 기억된다. 보조 신호 휘도 및 색도 성분 Y_PIP, U_PIP 및 V_PIP은 디멀티플렉서(355)에 의해 전개된다. 휘도 성분은 상술된 바와 같이 회로(357)에서 요구된 바대로 해상도 처리되며, 보간기(359)에 의해 필요한 만큼 확장되어 출력으로서 신호 Y_AUX를 발생한다.

어떤 경우에는, 보조 디스플레이가 메인 신호 디스플레이만큼 클 것이다. 픽쳐-인-픽쳐 프로세서 및 비디오 RAM(350)에 관련된 메모리 한계는 큰 디스플레이 영역을 채우기 위한 불충분한 수의 데이타 포인트 즉 픽셀을 초래할 수도 있다. 이러한 환경에서, 해상도 처리 회로(357)는 보조 비디오 신호에 대한 픽셀을 저장하기 위해 즉 데이타 압축 동안의 손실 즉 감소에 대해 픽셀을 삽입하도록 사용될 수 있다. 삽입된 픽셀은 반복되거나 이웃 픽셀의 값으로 정의된다. 디더링/디디더링 장치는 동일한 효과를 나타낸다.

보조 채널은 640f_H속도로 샘플링되는 반면 메인 채널은 1024f_H속도로 샘플링된다. 보조 채닐 FIFO(354)는 보조 채널 샘플 속도로부터의 데이타를 메인 채널 클럭 속도로 변환한다. 이러한 처리에서, 비디오 신호는 8/5 × 1024/640 압축된다. 이것은 보조 채널 신호를 정확하게 디스플레이 하기 위해 필요한 4/3 압축 이상이다. 따라서, 보조 채널은 4 × 3 소화상을 정확하게 디스플레이하기 위해 보간기(359)에 의해 확장되어야만 한다. 보간기(359)는 WSPμP(340)에 응답하는 보간기 제어 회로(371)에 의해 제어된다. 필요 보간 확장 크기는 5/6이다. 확장 계수 X는 다음과 같이 결정된다 :

색도 성분 U_PIP 및 V_PIP는 휘도 성분의 보간 성질에 좌우되는 시간 길이 동안 회로(367)에 의해 지연되어 출력으로서 신호 U_AUX 및 V_AUX 를 발생한다. 메인 신호와 보조 신호의 각각의 Y, U 및 V성분은 FIFO(354,356,358)의 판독 인에이블 신호를 제어함으로써 출력 신호 경로(312)의 각각의 멀티플렉서(315,317,319)에서 합정된다. 광폭 스크린 프로세서(30)는 보조 비디오 신호의 특별한 신호 처리를 위해 픽쳐-인-픽쳐 프로세서(301)를 포함한다.

픽쳐-인-픽쳐라는 용어는 간혹 PIP 혹은 pix-in-pix로 표시된다. 이러한 기능을 위해 게이트 어레이(300)는 다양한 디스플레이 포맷의 메인 및 보조 비디오 신호 데이타를 메인 디스플레이 영역이나 비활성 비디오 경계 영역에 디스플레이된 보조 신호와 합성한다. 픽쳐-인-픽쳐 프로세서(301)와 게이트 어레이(300)는 광폭 스크린 마이크로 프로세서(WSP μP)에 의해 제어된다. WSP 프로세서는 직렬 버스를 통해 TV 마이크로 프로세서(216)에 응답한다. 멀티플렉서(315,317,319)는 출력 멀티플렉서 제어 회로(321)에 응답한다. 출력 멀티플렉서 제어 회로(321)는 클럭 신호, 라인 신호의 개시점, 수평 라인 카운터 신호, 수직 블랭킹 리셋 신호 및 픽쳐-인-픽쳐 프로세서와 WSP μP(340)로 부터의 고속 스위치의 출력에 응답한다. 다중화된 휘도 및 색도 성분 Y_MX, U_MX 및 V_MX는 저역 통과 필터가 후속된 각각의 디지탈/아날로그 변환기(360,362,364)에 공급된다. 픽쳐-인-픽쳐 프로세서, 게이트 어레이 및 데이타 감소 회로의 각종 기능은 WSP μP에 의해 제어된다. WSP μP는 직렬 버스에 의해 접속된 TV μP(216)에 응답한다. 직렬 버스는 도시된 바와같이 데이타, 클럭 신호, 인에이블 신호 및 리셋 신호용의 라인을 갖는 네개의 와이어 버스가 가능하다. WSP μP는 WSP μP 디코더(310)를 통해 게이트 어레이의 다른 회로와 소통된다.

일례의 경우에, 디스플레이된 신호의 종횡비 왜곡을 방지하기 위해 4 × 3 NTSC 비디오를 4/3 계수로 압축하는 것이 필요하다. 다른 경우에, 비디오는 수직 줌에 의해 이루어진 수평 줌 동작을 실행하기 위해 확장될 수 있다. 33%까지의 수평 줌 동작은 압축값을 4/3 이하로 감소시킴으로써 이루어진다. 샘플 보간기는 S-VHS 포맷의 경우 5.5MHz에 이르는 휘도 비디오 대역폭이 1024f_H의 경우 8MHz인 주파수에 대해 큰 퍼센트의 나이퀴스트배(Nyquist fold)를 차지하기 때문에 새로운 픽셀 위치에 대한 유입 비디오를 계산하기 위해 사용된다.

제3도에 도시된 바와 같이, 휘도 데이타 Y_MN는 비디오의 압축 또는 확장을 기초롤 샘플값을 계산하는 메인 신호 경로(304)의 보간기(337)를 통하여 운송된다. 스위치 혹은 루트 선택기(323,331)의 기능은 FIFO(356) 및 보간기(337)의 상대 위치에 관련하여 메인 신호 경로(304)의 지형을 반전시키는 것이다. 특히, 이러한 스위치는 화상 압축의 경우에 요구된 바와 같이 보간기(337)가 FIFO(356)을 선행하는지의 여부 또는 화상 확장의 경우에 요구된 바와 같이 FIFO(356)가 보간기(337)를 선행하는 지의 여부를 선택한다. 스위치(323,331)는 WSP μP에 응답하는 루트 제어 회로(335)에 응답한다. 보조 비디오 신호는 비디오 RAM에 기억되기 위해 압축되며, 특별한 용도를 위해 확장만이 필요하다. 따라서, 보조 비디오 경로에서 요구된 비교가능 스위칭은 없다.

FIFO를 사용하여 비디오 압축을 실행하기 위해, 예를들어 매 네 번째의 샘플이 FIFO(356)에 기입되지 않을 수도 있다. 이로써 4/3 압축이 이루어진다. FIFO로 부터 독출된 데이타가 불규칙하지 않고 원활하도록 FIFO내에 기입되는 휘도 샘플을 재계산하는 것이 보간기(337)의 기능이다. 확장은 정확히 압축과 반대 방법으로 실행될 수 있다. 압축의 경우에, 기입 인에이블 신호는 포함된 클럭 게이팅 정보 금지 펄스의 형태로 갖는다. 데이타를 확장하기 위해, 클럭 게이팅 정보는 판독 인에이블 신호에 가해진다. 이것은 데이타가 FIFO(356)에서 판독되는 것을 중지시킬 것이다. 이 경우에, 샘플링된 데이타를 불규칙한 데이타에서 원활한 데이타로 재계산하는 것은 이러한 처리 동안 FIFO(356)를 후속하는 보간기(337)의 기능이다. 확장의 경우에, 데이타는 FIFO(356)에서 판독되는 동안 그리고 보간기(337)에서 클러킹되는 동안 중단해야만 한다. 압축 및 확장의 모든 경우에, 클럭 게이팅 동작은 결과가 시스템 클럭 1024f_H을 기초로 발생하는 비동기 방식으로 용이하게 실행될 수 있다.

보조 신호의 보간은 보조 신호 경로(306)에서 발생한다. PIP 회로(301)는 유입 비디오 데이타를 기억하기 위해 비디오 RAM의 6비트 Y, U, V, 8 : 1 : 1 필드 메모리를 처리한다. 이 비디오 RAM의 출력은 제3도의 4 대 8비트 변환기(352)에 접속된다. 비디오 RAM은 복수의 메모리 위치에 2필드의 비디오 데이타를 유지한다. 각각의 메모리 위치에는 8비트의 데이타가 유지된다. 각각의 8비트 위치에는 하나의 6비트 Y(휘도) 샘플(640f_H에서 샘플링됨) 및 2개의 다른 비트가 존재한다. 이러한 2개의 다른 비트는 U 또는 V샘플(80f_H의 더 낮은 속도로 샘플링됨)의 일부를 유지하기 위해 사용된다. 이와 달리, 어느 유형의 필드가 비디오 RAM에 기입되는지를 나타내기 위해 비트가 사용될 수도 있다. 비디오 RAM에 기억된 2필드의 데이타가 존재하고 전체 비디오 RAM이 디스플레이 구간동안 판독되기 매문에, 두 필드는 디스플레이 주사동안 판독된다. PIP 회로(301)는 어느 필드가 디스플레이될 메모리에서 독출될 것인가를 판정할 수 있다. PIP 회로는 동작 깨짐(motion tear) 문제를 해결하기 위해 기입되는 반대 필드 유형을 판독한다. 판독되는 필드 유형이 디스플레이 되는 것과 반대 유형인 경우, 비디오 RAM에 기억된 우수 필드는 필드가 메모리에서 독출되는 경우 필드의 상단 라인을 삭제함으로써 반전된다. 이 결과로 소화상은 동작 깨짐이 없이 정확한 인터레이스를 유지한다.

클럭/동기 회로(320)는 FIFO(354,356,358)를 동작시키기 위해 필요한 판독, 기입 인에이블 신호를 발생한다. 메인 및 보조 채널용의 FIFO는 후속 디스플레이에 요구되는 각 비디오 라인의 부분에 대한 기억 장소에 데이타를 기입하기 위해 인에이블된다. 데이타는 메인 또는 보조 채널중 한 채널로 부터 선택적으로 기입되지만, 디스플레이의 동일 비디오 라인(들)상의 각각의 소스로부터의 데이타를 표현하기 위한 경우는 그렇지 못하다.

보조 채널의 FIFO(354)는 보조 비디오 신호와 동기하여 기입되지만 메인 비디오 신호와 동기하여 메모리에서 독출된다. 메인 비디오 신호 성분은 메인 비디오 신호와 동기하여 FIFO(356,358)대에서 판독되며, 메인 비디오와 동기하여 메모리로 부터 판독된다. 그러나, 판독 기능은 메인 채널과 보조 채널간의 전후에서 스위칭되며 선택된 특수 효과의 기능이다.

크로핑된 양립(side-by-side) 화상과 같은 다른 특수 효과의 발생은 라인 메모리 FIFO에 대한 판독 및 기입 인에이블 제어 신호를 조작하므로써 달성된다. 예컨대 크로핑된 양립 디스플레이 회상의 경우, 보조 채널의 기입 인에이블 제어 신호 FIFO(354)는 크로핑에 영향을 주기 위해 디스플레이 활성 라인 구간의 일부분에 대해 활성화된다. 각각의 FIFO에서, 비디오 데이타는 시간대에 특정 포인트에서 독출되도록 버퍼링된다. 데이타가 각각의 FIFO로 부터 독출될 수 있는 활성 시간 구간은 선택된 디스플레이 포맷에 의해 결정된다. 양립 크로핑 모드에서, 메인 채널 비디오는 디스플레이의 좌측에 디스플레이 될 수 있고 보조 채널 비디오는 우측에 디스플레이될 수 있다. 피형의 비디오 부분은 메인 채널과 보조 채널의 경우에 상이하다. 메인 채널 FIFO의 판독 인에이블 제어 신호는 활성 비디오의 활성 비디오의 개시점(비디오 백 포치를 바로 후속함)으로 시작하는 디스플레이 활성 라인 구간의 50%정도에서 활성화된다. 기입 인에이블 제어 신호는 자신의 FIFO 입력 데이타(메인 또는 보조)와 동기하는 것이 바람직한 반면, 판독 인에이블 제어 신호는 메인 채널 비디오와 동기하는 것이 바람직하다.

예를 들어 16 × 9의 광폭 포맷 디스플레이비 디스플레이 장치상에 두 신호의 양립 디스플레이는 다른 예이다. 대개의 NTSC 신호는 12 × 9 에 대응하는 4 × 3 포맷으로 표현된다. 두개의 4 × 3 포맷 디스플레이비 NTSC 화상은 동일한 16 × 9 포맷 디스폴레이비 디스플레이 장치상에 표현될 수 있다. 이때, 화상을 33%로 크로핑하거나 스퀴징(Squeeze)하는 것이 필요하다. 이러한 정도로 크로핑하거나 스퀴징하는 것은 화상 손실 또는 수반된 종횡비 왜곡 때문에 사용자에게 받아들여지지 않는 경우, 더 적은 비율의 크로핑 및 왜곡의 조합이 더 적합할 것이다. 스위치 입력 및/또는 프로그래밍에 의해 선택된 바와 같은 사용자 기호에 따라, 화상 크로핑 및 종횡비 왜곡의 비율은 둘의 요구된 결과의 조합에 도달하기 위해 0∼33%의 한계 범위에서 설정될 것이다. 일례로서, 두개의 양립 화상은 16.7% 스퀴징되고 16.7% 크로핑되므로써 각각의 역효과를 최소화하도록 표현될 수 있다.

16 × 9 포맷 디스플레이비 디스플레이에 대한 수평 디스플레이 시간은 4 × 3 포맷 디스플레이비 디스플레이와 동일하며, 그 이유는 이들 모두가 62.5μs 정상 라인 길이를 갖기 때문이다. NTSC 비디오 신호는 왜곡없이 정확한 종횡비를 유지하기 위해 4/3 계수로 가속되어야만 한다. 4/3 계수는 두 디스플레이 포맷의 비율로서 졔산된다 :

비디오 신호를 가속시키기 위해 본 발명의 특징에 따라 가변 보간기가 사용된다. 종래에는, 입력 및 출력단에서 상이한 클럭 속도를 갓는 FIFO가 유사기능을 수행하기 위해 사용되었다. 이를 비교해보면, 두개의 NTSC 4 × 3 포맷 디스플레이비 신호가 하나의 4 × 3 포맷 디스플레이비 디스플레이 장치상에 디스플레이되는 경우, 각각의 화상은 왜곡 또는 크로핑되거나 혹은 50%로 조합되어야만 한다. 광폭 스크린 응용에 필요한 가속에 비교할 만한 가속은 불필요하다.

일반적으로, 비디오 디스플레이 및 편향 시스템은 메인 비디오 신호와 동기된다. 메인 비디오 신호는 광폭 스크린 디스플레이를 채우기 위해 상술된 바와 같이 가속되어야만 한다. 보조 비디오 신호는 제1비디오 신호 및 비디오 디스플레이와 수직 동기되어야만 한다. 보조 비디오 신호는 필드 메모리에서 필드 구간의 일부분에 의해 지연되며 그 후 라인 메모리에서 확장된다. 보조 비디오 데이타와 메인 비더오 데이타의 동기회는 신호를 확장하기 위해 필드 메모리 및 선입선출(FIFO) 라인 메모리 장치(354)로서 비디오 RAM(350)을 사용함으로써 이루어진다.

그러나, 판독 및 기입 클럭의 비동기 성질은 판독/기입 포인터 붕괴를 방지하기 위한 단계가 취해질 필요가 있다. 판독/기입 포인터 붕괴는 신규 데이타가 FIFO내에 기입되기 전에 구데이타가 FIFO에서 독출되는 경우에 발생한다. 판독/기입 포인터 붕괴는 구데이타가 FIFO에서 판독되기 전에 신규 데이타가 메모리에 오버라이팅되는 경우에 발생한다. FIFO의 크기는 판독/기입 포인터 붕괴를 방지하기 위해 필수적인 것으로 고려되는 최소 라인 기억 용량에 관련된다.

퍽쳐-인-픽쳐 프로세서는 보조 비디오 데이타가 유입 보조 비디오 신호의 수평 동기 성분에 고정된 640f_H클럭으로 샘플링되는 방식으로 동작한다. 이러한 동작은 직각으로 샘플링된 데이타가 비디오 RAM에 기억되게 한다. 데이타는 동일한 640f_H속도로 비디오 RAM에서 독출되어야만 한다. 데이타는 메인 및 보조 비디오 소스의 비동기 성질로 인한 변형없이 비디오 RAM으로부터 수직으로 디스플레이된다. 메인 신호에 대한 보조 신호의 동기를 용이하게 하기 위해, 독립적인 기입 및 판독 포트 클럭을 갖는 라인 메모리는 비디오 RAM의 출력 후에 보조 신호 경로에 배치된다.

보조 채널 FIFO로부터의 데이타의 판독 및 기입이 비동기적이고 판독 클럭 속도가 기입 클럭 속도보다 현저히 빠르기 때문에, 판독/기입 포인터 붕괴의 가능성이 존재한다. 판독/기입 포인터 붕괴는 이전에 이미 판독된 구데이타가 새로 기입된 데이타에 의해 대체되기 전에 판독 인에이블 신호가 수신되는 경우에 발생한다. 인터레이스 크기도 보존되어야만 한다.

추가 수직 해상도를 제공하기 위해 신호를 보간하는데 있어 필수적이기는 하지만 비교적 표준형인 16 × 9 레터박스 신호를 포함한 상이한 종횡비 신호가 광폭 포맷 디스플레이비 디스플레이 스크린을 채우기 위해 확장될 수 있다는 것은 광폭 포맷 디스플레이비 텔레비전의 특별한 장점이다. 본 발명의 특징에 따라, 상이한 종횡비에 따라 처리된 신호로 운반된 한 종횡비의 디스플레이의 비활성 비디오 영역 특징을 자동으로 검출하기 위해 자동 및 연속 가변 회로가 제공된다. 예를 들어, 본 발명은 협폭(예를 들어, 4 × 3)비의 디스플레이를 위해 전송 또는 독출된 신호에서 광폭(예를 들어, 16 × 9)비를 갖는 레터박스의 상단 및 하단에서의 비활성 비디오 영역의 발생을 감지할 수 있으며, 전술된 바와 같은 사용자 기호에 따라 이용 가능 디스플레이 영역 모두를 사용하기 위해 광폭 포맷 디스플레이비 레터박스 디스플레이(예를 들어, 16 × 9)를 포함하는 협폭 디스플레이비 신호(예를 들어, 4 × 3)의 확장을 자동으로 실행할 수 있다. 마찬가지로, 수평 확장은 광폭 디스플레이가 이용 가능하고 협폭 신호가 그곳에 표시되도록 하는 경우에 동일한 방법으로 실행될 수 있다. 줌(Zoom)은 본 발명에 따른 회로를 이용하여 확장, 압축 또는 크로핑의 일부 혹은 전부를 사용하여 실행될 수도 있다. 자동 레터박스 검출기는 비제한적 예로서의 표준형 4 × 3 및 16 × 9 종횡비를 이용하며 제5∼9도와 관련하여 상세히 설명된다.

레터박스 신호(예를 들어 16 × 9 활성 영역과 사용되지 않은 상단 및 하단 밴드를 갖는 4 × 3 신호)의 수직 높이를 증가시키기 위해, 화상의 상단 및 하단에서의 블랙 혹은 매트 지역이 제거되거나 최소한 감소되도록 디스플레이 비디오의 수직 주사율이 증가된다. 자동 레터박스 디코더는 비디오 신호가 제5도에 다이어그램 형태로 도시된 신호에 대응할 것이라는 것을 전제로 한다. 영역 A와 C는 활성 비디오를 갖지 않는다. 즉, 소정 루마 임계치 이하이며 예를 들어 블랙 또는 그레이 신호나 불변 착색 매트인 최소 비디오 루마 레벨을 갖는다. 영역 B는 활성 비디오를 갖는다. 즉, 소정 루마 임계치 이상이며 휘도, 포화 및/또는 색조가 변하는 비디오 루마 레벨을 갖는다. 영역 A, B 및 C의 각각의 시간 구간은 예를 들어 16 × 9 내지 21 × 9의 범위를 갖는 레터박스 포맷의 함수이다. 영역 A 및 C의 시간 지속은 16 × 9 레터박스 포맷에 대해 20라인이다. 레터박스 검출기는 영역 A 및/또는 C에 대한 루마 레벨을 조사한다. 활성 비디오 또는 적어도 최소 비디오 루마 레벨이 영역 A 및/또는 C에서 발견된다면, 레터박스 검출기는 정상 4 × 3 포맷 디스플레이비 NTSC 신호 소스를 표시하는 논리 O의 출력 신호를 제공한다. 그러나, 비디오가 영역 B에서는 검출되고 영역 A 및 C에서는 검출되지 않는다면, 비디오는 레터박스 신호 소스로 추정된다. 이 경우에, 출력 신호는 논리 1이다.

검출기의 동작은 제6도에 도시된 바와 같이 히스테리시스에 의해 향상될 수 있다. 특정 활성 종횡비에서의 레터박스 신호가 검출되는 겅우, 디스플레이가 새로운 종횡비 신호에 필수적인 것으로 변화되기 전에 비레터박스 신호의 최소의 연속 필드 또는 상이한 종횡비의 레터박스가 요구될 것이다. 광폭 또는 협폭 스크린 모드로 디스플레이를 스위칭하기 전에 최소 필드가 요구될 수도 있다.

이러한 기술을 실행하기 위한 회로(1000)가 제7도에 도시되어 있다. 회로(1000)는 라인 카운터(1004), 필드 카운트(1006) 및 검출기 회로(1002)를 포함하여, 여기서 비디오 신호를 분석하기 위해 전술된 알고리듬이 실행된다. 간략하게 설명하자면, 본 회로는 활성 비디오의 최초 라인과 최종 라인을 감지함으로써 화면 높이를 결정하고, 크로핑, 압축 확장 등에 대한 사용자 선택 옵션이 기능을 발휘하도록 동작한다. 본 발명의 목적이 전체 이용 가능 수직 높이까지 확장하는 것이라는 점을 감안하면, 최초 라인 번호와 최종 라인 번호가 결정되어야만 하며, 이 때 이 둘의 평균이 중심 라인 번호가 된다. 그리고 나서, 레터박스 검출기는 전체 스크린 이용 가능 영역의 수직 중앙으로의 중심 라인의 위치 설정을 트리거링하며, 최상단과 최하단에 최초 라인과 최종 라인을 위치시키기 위해(또는 다른 사용자 선택) 화상을 수직으로 선형 확장시킨다. 확장 범위가 활성 비디오 영역에 의해 결정되어 예를 들어 4 × 3과 16 × 9사이에서 간단하게 변환되지 않음에도 뷸구하고, 본 장치는 어떠한 디스플레이비도 수용한다.

레터박스 검출기는 다중 필드 프레임에 대해 프레임당 오직 한번 최초 라인과 최종 라인을 갱신하도록 배치될 수 있다. 갱신 범위는 디스플레이를 새로운 종횡비로 저속 즉, 여러 프레임에 걸쳐 확장 또는 축소하고 노이즈에 의해 야기된 반복적인 적은 변화에 기인한 지터를 방지하기 위해 필터링함으로써 제한될 수 있다. 이러한 필터링을 달성하기 위해, 본 장치는 어떠한 응답이 이루어지기 전에 변화 임계치를 초과하는 변화를 요구할 수 있다. 본 시스템은 A와 C의 레터박스 영역에서의 활성 비디오를 조사하므로 측면 에지에서의 플랫(블랭크) 필드를 갖는 화면에 의해 영향받지 않는다.

제1모드의 동작을 실행하며 최대 채움 또는 최대 수평 채움중 하나에 따른 최대 확대를 갖는 본 발명의 배치를 예시하는 흐름도가 제10도에 도시되어 있다. 측면 사이드바에서의 활성 비디오를 감지할 수 있는 반면, 예시된 실시예에서 이러한 감지는 잠재적으로 비활성인 비디오의 상부 및 하부 영역으로 제한된다. 최초 및 최종 라인 번호를 이용하여 확장, 압축 및 크로핑 파라미터를 선택함으로써, 본 장치는 여러 장점을 갖는다. 화상의 최초 줌이 실행되는 동안 줌이 최적 레벨을 지나친다면, 본 시스템은 연속 필드가 평가되는 때에 자신을 보정한다. 부제목, 폭풍 경보 또는 유사한 보충 정보가 경계 지역에서 나타나는 경우, 이들은 활성 비디오 라인으로서 검출되며, 줌의 범위가 감소되는 제2동작 모드로 이들을 디스플레이하도록 화상이 조정된다. 보충 정보가 사라지는 경우, 제1모드의 동작이 수동 또는 자동으로 재실행될 수 있다. 보충 정보를 갖지 않은 활성 비디오의 상단 및 하단 경계가 제11(a)도에 도시되어 있다. 제11(b)도에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 화면을 채우기 위한 기준에 따라 스크린을 비디오로 채우도록 줌-인한다. 그리고나서, 화상은 보충 정보가 검출된다면 이 보충 정보를 디스플레이하기 위해 필요한 만큼 줌-아웃된다. 보충 정보가 예를 들어 10초 정도의 소정 시간 동안 더 이상 검출되지 않는다면, 줌-인 모드의 동작이 재실행될 것이다. 이러한 재실행은 검출된 비디오의 최종 라인이 디스폴레이된 비디오의 최종 라인 이하인 경우(제11(b)도에 도시된 바와 같이), 혹은 디스플레이된 비디오의 최초 라인이 최초 라인 이상인 경우, 또는 이러한 두 경우가 동시에 발생되는 경우에 실행된다.

감지된 최초 및 최종 라인이 최소/최대 허용 값에 비교되며, 최초 및 최종 라인에 대한 감지된 값이 허용 범위 이하인 경우에 초기 종횡비가 보존된다. 이것은 블랭크 화면과 같은 발생에 대한 응답을 방지한다. 본 장치의 작용 후 최초 프레임 동안, 최초 검출된 최초 및 최종 라인 번호는 필터링 없이 단순히 로딩되며 이후 필요한 경우에 필터링으로 조정된다.

활성 비디오의 라인을 결정하기 위해 비디오 필드의 각 라인에 대해 두 개의 기울기가 계산된다. 두 개의 기울기를 계산하기 위해서는 현재 라인의 최대 값과 최소 값 및 이전 라인의 최대 값과 최소 값이 필요하다. 최상단과 최하단의 활성 비디오 영역은 비디오 필드대의 각 라인에 대한 두개의 기울기를 계산하므로써 검출된다. 두개의 기울기를 계산하기 위해 네개의 값 즉, 현재 라인의 최대값과 최소값 및 이전 라인의 최대값과 최소값이 필요하다. 양의 기울기로 표시된 제1기울기는 현재 라인의 최대값에서 이전 라인의 최소값을 감산하므로써 형성된다. 음의 기울기로 표시된 제2기울기는 이전 라인의 최대값에서 현재 라인의 최소값을 감산하므로써 형성된다. 두 기울기중 하나가 스크린 내용에 따라 양 또는 음의 값을 가질 것이지만, 두 기울기중 음의 값의 기울기는 무시될 것이다. 이것은 오직 하나의 기울기만이 음의 값을 가지며 양의 값을 갗는 기울기의 크기가 항상 음의 값의 기울기의 크기 이상일 것이기 때문이다. 이로써 기울기의 절대값을 계산할 필요성이 없기 때문에 회로가 간단해진다. 둘중 한 기울기가 프로그래밍 가능한 임계값을 초과하는 양의 값을 갖는 경우, 비디오는 현재 라인이나 이전 라인중 한 라인상에 표시될 것이다. 이러한 값은 마이크로 프로세서에 의해 비디오 소스가 레터박스 포맷인지의 여부를 결정하고 각각의 라인 번호를 판정하는데 이용될 수 있다. 이미지를 수직으로 센터링을 위한 수단이 제공된다면, 이러한 계산은 오직 상단(또는 하단)에 대해서만 실행될 수 있다. 활성 비디오의 검출이 루마 절대값보다는 기울기의 기능이기 때문에, 경계가 상당한(그러나 불변인) 루마 레벨인 경우에도, 본 장치는 소정 매트 칼라의 비활성 경계를 검출한다. 이러한 값은 활성 비디오의 최초 및 최종 라인을 결정하여 신호의 활성 영역의 특수 종횡비를 판정하기 위해 마이크로프로세서에 의해 사용될 수 있다. 이러한 판정으로 비디오 소스가 레터박스 포맷인지의 여부가 식별되며 디스플레이된 신호를 요구된 바대로 변환하기 위해 필요한 편향 회로 및 해상도 회로에 대한 변화 범위를 계산할 수 있다. 전술된 바와 같이, 이러한 변환은 신호에 대한 크로핑이나 왜곡 또는 이둘 모두의 정도에 관한 사용자 선택에 의해 부분적으로 실행될 것이다.

레터박스 평가 즉 레터박스 검출의 방법을 실행하기 위한 회로(1010)가 제8도에 블록도로 도시되어 있다. 회로(1010)는 루마 입력 필터, 라인 최대치 검출기(1020), 라인 최소치 검출기(1022) 및 출력 선택부(1024)를 포함한다. 루마 입력 필터는 가산기(1016,1018) 및 유한 펄스 응답(FIR)단(1012,1014)을 포함한다. 레터박스 검출 회로(1010)는 광폭 스크린 프로세서로부터의 디지탈 루마 데이타 Y_IN에 기초하여 동작한다. 입력 필터는 잡음 성능을 개선하고 더 신뢰적인 편향을 이루기 위해 사용된다. 필터는 다음과 같은 전달 함수를 갖는 두개의 캐스케이드형 FIR 단이다 :

각 FIR 단의 출력은 DC 이득을 1로 유지하기 위해 8비트(2개로 분할된)로 트렁케이팅된다(truncated).

라인 최대치 검출기(1020)는 두개의 레지스터를 포함한다. 제1레지스터는 라인 구간의 현재 포인트에서의 최대 픽셀 값을 기억한다. 상기 제1레지스터는 하나의 클럭 광폭 펄스 지정 SOL(Start of Line)에 의한 매 라인 구간의 개시점에서 80h의 값으로 초기화된다. 80h의 값은 두개의 보충 포맷에서의 8비트 번호에 대한 최소 가능 값을 나타낸다(가장 중요한 비트가 부호가 됨). 회로는 활성 비디오 라인의 대략 7O%에 이르는 LTRBX EN으로 표시된 신호에 의해 인에이블된다. 제2레지스터는 전체 이전 라인에 대한 최대 픽셀 값(최대치 라인)을 포함하며, 라인 구간당 한번 갱신된다. 유입 루마 데이타 Y_IN 는 최대 값 픽셀 레지스터에 기억된 현재 최대 픽셀값에 비교된다. 유입 루마 데이타가 레지스터 값을 초과하는 경우, 최대 픽셀 레지스터는 다음 클럭 사이클에서 갱신된다. 비디오 라인의 종료점에서, 최대 픽셀은 인에이블된 라인의 전체 부분에 걸쳐 최대 값을 포함할 것이다. 다음 비디오 라인의 개시점에서, 최대 픽셀 레지스터의 값은 최대 라인 레지스터로 로딩되며, 레지스터는 80h로 재로딩된다.

라인 최소치 검출기(1022)는 최대 라인 레지스터가 이전 라인에 대한 최소 픽셀 값을 포함할 것이라는 점을 제외하고는 동일한 방법으로 동작한다. 최소 픽셀 값은 두개의 보충 포맷에서의 8비트 번호에 대한 가능한 최대 픽셀 값인 7Fh의 값으로 초기화된다.

출력부(1024)는 최대 라인 레지스터 값과 최소 라인 레지스터 값을 취하여 이들을 라인당 한번 갱신되는 8비트 래치에 기억한다. 그리고 나서, 양의 기울기와 음의 기울기가 계산된다. 이러한 기울기중 하나가 음의 값을 갖고 프로그래밍 가능 임계치 이상인 필드의 최초 라인에 대해, 최초 라인 레지스터가 현재 라인 카운트 값으로 로딩되도록 하는 인에이블 신호가 발생된다. 기울기중 하나가 음이고 프로그래밍 가능 임계치를 초과하는 모든 라인에 대해, 최종 라인 레지스터가 현재 라인 카운트 값으로 로딩되게 하는 다른 인에이블 신호가 발생된다. 이러한 방법으로 최종 라인 레지스터는 임계치가 초과되는 필드에서의 최종 라인을 포함할 것이다. 이러한 인에이블 신호 모두 각 필드의 라인 24와 250 사이에서 발생하도록 허용된다. 이것은 폐쇄 자막 정보 및 VCR 헤드 스위칭과도 현상에 기인한 오류 검출을 방지한다. 매 필드의 개시점에서, 회로는 재초기화되며, 각각의 레터박스와 레지스터에 로딩된다. LTRBX_BEG 및 LTRBX_END 신호는 각각 한 레터박스 신호의 개시점과 종료점을 표시한다.

제9도는 수직 크기 제어 회로(1030)의 일부로서의 자동 레터박스 검출기를 도시한다. 수직 크기 제어 회로는 레터박스 검출기(1032), 수직 디스플레이 제어 회로(1032) 및 3상 출력 장치(1034)를 포함한다. 본 발명의 장치에 따라, 자동 레터박스 검출 회로는 16 × 9 포맷 디스플레이비 신호를 확장하기 위해 그리고 선택된 다른 포맷 디스플레이비 신호를 확장하기 위해, 요구된 바대로 수직 줌 또는 확장을 자동으로 실행할 수 있다. 출력 신호 VERTICAL SIZE ADJ가 활성화될 경우, 수직 편향 높이는 일반적으로 전체 수직 높이인 요구된 수직 높이를 이용하기 위해 필요한 비율로 증가된다. 이것은 이미지 종횡비 왜곡없이 16 × 9 광폭 스크린올 채우기 위해 4 × 3 신호의 레터박스 부분의 16 × 9 활성 비디오 부분을 인에이블시킨다. 디스플레이 스크린 혹은 각각의 포맷비가 다른 특정 값을 갖는 한, 사용자 선택은 요구된 바와 같은 화면을 디스플레이하기 위해 크로핑 혹은 왜곡을 형성할 수 있다.

자동 레터박스 검출기는 전적으로 활성 비디오 라인의 검출을 담당하며, 신호를 레터박스 신호로서 인식하는 레터박스 신호 소스에 의해 운반된 코드 워드나 신호를 디코딩하는 회로를 포함할 수도 있다. 이것은 시스템으로 하여금 비표준 크기를 보정할 수 있는 능력을 유지하면서 표준화된 레터박스 포맷에 정확하게 응답하도록 한다.

지금까지 설명된 본 시스템은 많은 다중 소스의 변이 즉 변경(크로핑, 확장 등)된 신호를 디스플레이할 수 있다. WSP μP(309)의 프로그래밍은 다수의 프리셋 디폴트를 포함하여 본 시스템은 신호의 조합 혹은 전술된 방법으로 변경된 신호를 디스플레이할 수 있다. 이와 달리, 사용자는 개개의 디스플레이 소스의 선택에 관련하여 설명된 바와 같이 온-스크린 프로그래밍 기술 등을 사용하여 디스플레이를 선택적으로 포맷할 수 있다. 다중 소스의 일부 혹은 전부가 합성 다중 소스 디스플레이의 소스에 할당된 영역과 동일한 종횡비로 활성 비디오를 포함하지 않는 특정 종횡비(레터박스 포맷을 포함)로 제공될 수 있다. WSPμP(309)는 각각의 소스에 대해 요구된 디스플레이를 제공하기 위해 필요한 확장, 압축 또는 기타 변경을 이루도록 배치될 수 있다. 이것은 활성 비디오의 라인이 각각의 소스에 대해 감지되고 활성 비디오를 디스플레이 영역에 적합하게 위치시키기 위해 요구된 디스플레이 지점에 위치되도록 하는 것을 필요로 한다.

Claims (17)

1. 제1포맷 디스플레이비를 갖는 비디오 디스플레이 수단과; 비디오 신호에 응답하여, 화상이 활성 비디오 부분에 의해 표현되고 상기 화상을 경계짓는 상부 및 하부 지역이 비활성 비디오 부분에 의해 표현되는 레터박스 포맷을 상기 비디오 신호가 갖고 있는 경우를 식별하는 수단과; 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우 상기 화상의 포맷 디스플레이비를 결정하기 위한 수단과; 상기 화상의 크로핑이 발생되는 결과에도 불구하고 상기 디스플레이 수단을 완전히 채우기 위해 상기 화상을 확대하는 제1동작 모드와, 상기 디스플레이 수단의 일부가 사용되지 않음에도 불구하고 상기 디스플레이 수단을 수직으로 완전히 채우기 위해 상기 화상을 확대하는 제2동작 모드로 동작할 수 있는 수단과; 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우 상기 제1모드의 동작과 제2모드의 동작중 한 동작을 선택하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 모든 상기 모드의 동작에서 상기 디스플레이 수단상에 상기 화상을 센터링하기 위한 수단을 구비하는 것올 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 비디오 신호에 응답하여 상기 비디오 신호가 레터박스 포맷을 갖고 있는 경우를 식별하는 상기 수단은 상기 화상 높이가 결정되게 하는 상기 화상을 형성하는 상기 활성 비디오 부분의 최초 주사 라인 및 최종 주사 라인을 식별하는 수단을 구비하며, 상기 레터박스 포맷의 상기 포맷 디스플레이비는 상기 화상 높이에 관련되는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 화상은 상기 제1 및 제2모드의 동작에서 각각의 계수만큼 확대되며, 상기 계수의 각각은 상기 화상의 상기 포맷 디스플레이비에 관련되는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
5. 제1포맷 디스플레이비를 갖는 비디오 디스플레이 수단과; 비디오 신호에 응답하여, 화상이 활성 비디오 부분에 의해 표현되고 상기 화상을 경계짓는 상부 및 하부 지역이 비활성 비디오 부분에 의해 표현되는 레터박스 포맷을 상기 비디오 신호가 갖고 있는 경우를 식별하는 수단과; 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우 상기 화상의 포맷 디스플레이비를 결정하기 위한 수단과; 상기 화상의 측면에서 수평 크로핑이 발생되는 결과에도 불구하고 상기 디스플레이 수단을 완전히 채우도록 상기 화상을 확대하기 위해 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우에 동작가능한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 화상을 상기 디스플레이 수단상에 수직으로 센터링하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 식별 수단 및 상기 결정 수단중 적어도 하나에 응답하여 상기 확대 화상의 이미지 종횡비 왜곡을 제어하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
8. 제5항에 있어서, 상기 화상 확대 계수는 수직 화상 크기, 수평 화상 크기 및 이미지 종횡비 왜곡중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
9. 제1포맷 디스플레이비를 갖는 비디오 디스플레이 수단과; 비디오 신호에 응답하여, 화상이 활성 비디오 부분에 의해 표현되고 상기 화상을 경계짓는 상부 및 하부 지역이 비활성 비디오 부분에 의해 표현되는 레터박스 포맷을 상기 비디오 신호가 갖고 있는 경우를 식별하는 수단과; 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우 상기 화상의 포맷 디스플레이비를 결정하기 위한 수단과; 상기 디스플레이 수단의 일부분이 사용되지 않음에도 불구하고 상기 디스플레이 수단을 수직으로 완전히 채우도록 상기 화상을 확대하기 위해 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우에 동작가능한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 화상을 상기 디스플레이 수단상에 수직으로 센터링하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
11. 제9항에 있어서, 상기 식별 수단 및 상기 결정 수단중 적어도 하나에 응답하여 상기 확대 화상의 이미지 종횡비 왜곡을 제어하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
12. 제9항에 있어서, 상기 화상 확대 계수는 수직 화상 크기, 수평 화상 크기 및 이미지 종횡비 왜곡중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
13. 제1포맷 디스플레이비를 갖는 비디오 디스플레이 수단과; 제2포맷 디스플레이비를 갖는 비디오 신호에 응답하여, 제3포맷 디스플레이비를 갖는 화상이 활성 비디오 부분에 의해 표현되고 상기 화상을 경계짓는 상부 및 하부 지역이 비활성 비디오 부분에 의해 표현되는 레터박스 포맷을 상기 비디오 신호가 갖고 있는 경우를 식별하는 수단과; 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우 상기 제3포맷 디스플레이비를 결정하기 위한 수단과; 상기 레터박스 포맷이 식별되는 경우 상기 화상을 상기 제1 및 제3포맷 디스플레이비에 관련된 계수만큼 확대하기 위한 수단과; 상기 상부 지역과 하부 지역간의 수직 비대칭에 따라 상기 비디오 디스플레이 수단상에서의 상기 확대 화상의 수직 센터링을 제어하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 화상의 센터링을 제어하는 수단은 상기 화상을 형성하는 상기 활성 비디오 부분의 최초 주사 라인 및 최종 주사 라인을 식별하는 수단올 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 화상의 센터링을 제어하는 수단은 상기 식별된 최초 및 최종 주사 라인으로부터 상기 화상에 수직으로 센터링된 주사 라인을 결정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
16. 제13항에 있어서, 상기 제1포맷 디스플레이비는 상기 제2포맷 디스플레이비와 상이한 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.
17. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제3포맷 디스플레이비는 상기 제2포맷 디스플레이비보다 큰 것을 특징으로 하는 비디오 디스플레이 제어 시스템.