KR100286221B1 - 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치 - Google Patents

고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 동기신호를 입력받아 입력된 비디오신호를 비디오신호 메모리에 쓰고 읽기 위한 주소를 계산하여 생성하는 주소제어부와; 상기 주소제어부의 주소제어에 따라 비디오 데이터를 저장하는 비디오신호 메모리와; 입력된 비디오 데이터의 속도를 비디오 출력을 위한 데이터 속도로 변환해주는 속도변환부와; 상기 주소제어부에서 출력된 신호에 따라 상기 속도변환부에서 속도 변환된 데이터를 입력받아 실시간으로 상기 비디오신호 메모리에 데이터를 쓰고 읽을 수 있도록 데이터를 다중화 또는 역다중화하는 다중화/역다중화부와; 상기 다중화/역다중화부에서 출력된 래스터 순서로 읽은 색차신호를 저역 통과 필터링하여 보간된 영상을 출력하는 수직방향 저역통과필터로 이루어짐으로써, 색차신호 보간을 이용한 비디오 데이터의 형식변환을 쉽게 구현할 수 있을 뿐만 아니라 종래에 비해 주소제어가 단순하여 비디오 출력부가 다양한 규격의 비디오 데이터를 다룰 수 있도록 확장할 수 있게 되는 것이다.

Description

고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치{Apparatus for outputting video signal in coder of HDTV}
본 발명은 고해상도 텔레비전(High Definition Television, HDTV)의 부호화기에 관한 것으로, 특히 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력부에서 매크로 블록 순서로 들어오는 4:2:0 또는 4:2:2 형식의 비디오 데이터를 4:2:2 형식의 비디오 데이터로 바꾸어 래스터(Raster) 순서로 내보내는 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고해상도 텔레비전 부호화기는 MPEG-2(Moving Picture Export Group, 통합계 동영상압축의 국제표준) 부호화 방법을 이용해 디지털 비디오 데이터를 전송 및 저장에 용이한 형태로 압축하는 기기이다. 부호화기에서 비디오 출력부는 부호화 과정에서 만들어지는 비디오 데이터를 모니터로 출력이 가능한 형식의 데이터로 바꾸어주는 역할을 수행하게 된다.
도1은 종래 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치의 블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 동기신호를 입력받아 색차신호를 메모리에 쓰고 읽기 위한 주소를 계산하여 생성하는 색차신호 주소제어부(1)와; 동기신호를 입력받아 휘도신호를 메모리에 쓰고 읽기 위한 주소를 계산하여 생성하는 휘도신호 주소제어부(2)와; 상기 색차신호 주소제어부(1)의 주소에 따라 색차신호 데이터를 저장하는 색차신호 메모리(3)와; 상기 휘도신호 주소제어부(2)의 주소에 따라 휘도신호 데이터를 저장하는 휘도신호 메모리(4)와; 입력된 비디오 데이터의 속도를 비디오 출력을 위한 데이터 속도로 변환해주는 속도변환부(5)와; 상기 속도변환부(5)에서 속도 변환된 데이터를 입력받아 실시간으로 상기 색차신호 및 휘도신호 메모리(3)(4)에 데이터를 쓰고 읽을 수 있도록 데이터를 다중화 또는 역다중화하는 다중화/역다중화부(6)로 구성되었다.
이와 같이 구성된 종래 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 종래 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치는 4:2:0 형식의 비디오 데이터를 4:2:2 형식의 비디오 데이터로 변환하기 위해 색차신호를 보간하는 방법을 사용하지 않고, 단순히 같은 필드의 데이터를 두 번 반복해서 읽는 방법을 사용한다.
그래서 속도변환부(5)로 입력되는 데이터는 휘도신호와 색차신호로 나뉘어 매크로블록 순서로 입력된다. 여기서 매크로블록 순서란 매크로블록의 좌측 상단에 위치한 데이터로부터 시작해서 한 줄씩 차례로 읽는 순서를 의미한다.
속도변환부(5)에서 출력되는 데이터는 래스터 순서로 출력되며, 보텀(BOTTOM) 필드가 먼저 출력되고 탑(TOP) 필드가 나중에 출력된다. 여기서 래스터 순서는 영상의 좌측 상단에 위치한 데이터부터 시작해 한 줄씩 차례로 읽는 순서를 의미한다. 보텀 필드는 영상의 짝수 번째 줄에 해당하는 데이터를 의미하고, 탑 필드는 홀수 번째 줄에 해당하는 데이터를 의미한다.
그리고 색차신호 및 휘도신호 주소제어부(1)(2)는 프레임 메모리인 색차신호 및 휘도신호 메모리(3)(4)에 데이터를 각각 쓰고 읽기 위한 주소를 계산하여 생성한다. 색차신호 및 휘도신호 메모리(3)(4)는 부호화기 내에서 부호화를 위해 바뀌어진 영상의 순서를 원래의 순서대로 바꾸고 매크로블록 순서의 비디오 데이터를 모니터로 출력이 가능한 순서로 바꾸기 위해 데이터를 잠시 보관하는 역할을 한다. 속도변환부(5)는 부호화기 내에서 사용하던 데이터 속도를 비디오 출력을 위한 데이터 속도로 변환해주는 역할을 한다. 다중화/역다중화부(6)는 실시간으로 메모리(3)(4)에 데이터를 쓰고 읽을 수 있도록 데이터를 다중화하거나 역다중화하게 된다.
그래서 휘도신호를 프레임 메모리인 휘도신호 메모리(4)에 쓸 때에는, 영상의 탑 필드에 해당하는 데이터가 프레임 메모리(4)의 짝수 번지에 위치하고, 보텀 필드에 해당하는 데이터가 프레임 메모리(4)의 홀수 번지에 위치하도록 주소를 계산하여 생성한다. 반면에 휘도신호를 프레임 메모리인 휘도신호 메모리(4)로부터 읽을 때에는, 보텀 필드를 먼저 읽고 탑 필드는 나중에 읽어야 하기 때문에 홀수 번지를 먼저 읽고 나서 짝수번지를 읽도록 휘도신호 주소제어부(2)에서 주소를 생성한다.
4:2:0 형식의 색차신호를 프레임 메모리인 색차신호 메모리(3)에 쓸 때에는, 휘도신호를 휘도신호 메모리(4)에 쓸 때와 같은 주소를 사용하고, 다만 색차신호 메모리(3)의 짝수 번지에 데이터를 쓸 때에는 색차신호 주소제어부(1)에서 출력되는 /REN 신호를 이용해 속도변환부(5)에서 데이터를 읽지 않도록 한다.
따라서 색차신호가 기록되는 프레임 메모리인 색차신호 메모리(3)의 짝수 번지에는 쓸모없는 값이 쓰이게 된다.
반면에 색차신호 메모리(3)로부터 색차신호를 읽을 때에는, 색차신호 프레임 메모리(3)의 홀수 번지만을 두 번 읽는다.
이처럼 종래의 장치는 휘도신호와 색차신호를 프레임 메모리에 쓸 때에는 동일한 주소를 사용할 수 있지만, 읽을 때에는 서로 다른 주소를 사용해야 하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력부에서 매크로 블록 순서로 들어오는 4:2:0 또는 4:2:2 형식의 비디오 데이터를 4:2:2 형식의 비디오 데이터로 바꾸어 래스터(Raster) 순서로 내보낼 수 있는 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치는,
동기신호를 입력받아 입력된 비디오신호를 비디오신호 메모리에 쓰고 읽기 위한 주소를 계산하여 생성하는 주소제어부와; 상기 주소제어부의 주소제어에 따라 비디오 데이터를 저장하는 비디오신호 메모리와; 입력된 비디오 데이터의 속도를 비디오 출력을 위한 데이터 속도로 변환해주는 속도변환부와; 상기 주소제어부에서 출력된 신호에 따라 상기 속도변환부에서 속도 변환된 데이터를 입력받아 실시간으로 상기 비디오신호 메모리에 데이터를 쓰고 읽을 수 있도록 데이터를 다중화 또는 역다중화하는 다중화/역다중화부와; 상기 다중화/역다중화부에서 출력된 래스터 순서로 읽은 색차신호를 저역 통과 필터링하여 보간된 영상을 출력하는 수직방향 저역통과필터로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도1은 종래 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치의 블록도이고,
도2는 본 발명에 의한 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치의 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 주소 제어부 20 : 비디오신호 메모리
30 : 속도 변환부 40 : 다중화/역다중화부
50 : 수직방향 저역통과필터
이하, 상기와 같은 본 발명 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 비디오 출력부의 여러 가지 기능 중 하나가 비디오 데이터의 색차신호 형식을 변환하는 것이다. 부호화 과정에서 생성되는 비디오 데이터는 4:2:0 형식 또는 4:2:2 형식을 가질 수 있는 데, 이를 4:2:2 형식으로 출력하기 위해서는, 비디오 데이터의 형식을 변환할 필요가 있다. ITU-R(International Telecommunications Union, Radio-Communications sector, 국제전기통신연합 무선통신 표준화부문) 권고 601에 따르면, 4:2:0 형식은 색차신호의 수평/수직 방향 해상도가 휘도신호의 1/2인 것을 의미하며, 4:2:2 형식은 색차신호의 수평방향 해상도는 휘도신호의 1/2이고 수직방향 해상도는 휘도신호의 해상도와 같은 것을 의미한다. 따라서 4:2:0 형식의 데이터를 그 보다 색차신호의 수직해상도가 두 배 높은 4:2:2 형식의 데이터로 변환해주기 위해서는 보간(Interpolation Filtering)이 필요하다. 보간을 하는 일반적인 방법은 보간할 위치에 먼저 영 값을 삽입한 후에 저역 통과를 필터를 이용해 필터링을 하는 것이다. 본 발명은 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오의 출력부에 필요한 색차신호 형식을 변환하는 하드웨어를 효과적으로 구현하기 위한 것이다.
도2는 본 발명에 의한 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치의 블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 동기신호를 입력받아 입력된 비디오신호를 비디오신호 메모리(20)에 쓰고 읽기 위한 주소를 계산하여 생성하는 주소제어부(10)와; 상기 주소제어부(10)의 주소제어에 따라 비디오 데이터를 저장하는 비디오신호 메모리(20)와; 입력된 비디오 데이터의 속도를 비디오 출력을 위한 데이터 속도로 변환해주는 속도변환부(30)와; 상기 주소제어부(10)에서 출력된 신호에 따라 상기 속도변환부(30)에서 속도 변환된 데이터를 입력받아 실시간으로 상기 비디오신호 메모리(20)에 데이터를 쓰고 읽을 수 있도록 데이터를 다중화 또는 역다중화하는 다중화/역다중화부(40)와; 상기 다중화/역다중화부(40)에서 출력된 래스터 순서로 읽은 색차신호를 저역 통과 필터링하여 보간된 영상을 출력하는 수직방향 저역통과필터(50)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명이 종래의 장치와 가장 큰 차이점은 다중화/역다중화부(40)에서 주소제어부(10)에서 출력된 /REN 신호를 이용한다는 점이다. /REN 신호는 프레임 메모리(20)의 주소를 제어하는 주소제어부(10)에 생성하는 신호로서, /REN이 '0'일 때에는 속도변환부(30)로부터 색차신호를 읽고 그렇지 않을 때에는 색차신호를 읽지 않는다. 다중화/역다중화부(40)는 주소제어부(10)의 /REN 신호를 보고, /REN 신호가 '0'일 때에는 속도변환부(30)로부터 읽은 색차신호를 다중화하여 프레임 메모리(20)로 출력하고, /REN 신호가 '1'일 때에는 강제로 '0' 값을 다중화하여 프레임 메모리(20)로 출력한다.
이렇게 하면 보간할 위치를 따로 계산하지 않고도 쉽게 보간할 위치에 영 값을 삽입할 수 있게 된다.
따라서 색차신호를 프레임 메모리(20)에서 읽을 때에도, 휘도신호를 읽을 때와 마찬가지로 보텀 필드에 해당하는 홀수번지를 먼저 읽고 나서 탑 필드에 해당하는 짝수번지를 읽으면 된다.
종래에는 휘도신호와 색차신호의 데이터를 프레임 메모리에 쓰고 읽기 위해 서로 다른 방법으로 주소를 제어해야 했지만, 본 발명은 하나의 주소제어에 의해 휘도신호와 색차신호의 데이터를 모두 프레임 메모리(20)에 쓰고 읽을 수 있다. 따라서 프레임 메모리의 주소 제어 구조가 보다 간단해진다.
이렇게 프레임 메모리(20)에서 래스터 순서로 읽은 색차신호가 수직방향 저역통과필터(50)에서 저역 통과 필터링을 거치게 되면 보간된 영상을 얻을 수 있다. 이때 사용하는 저역 통과 필터는 일반적으로 사용되는 수직 방향 저역 통과 필터이다.
이처럼 본 발명은 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력부에서 매크로 블록 순서로 들어오는 4:2:0 또는 4:2:2 형식의 비디오 데이터를 4:2:2 형식의 비디오 데이터로 바꾸어 래스터 순서로 내보내게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치는 색차신호 보간을 이용한 비디오 데이터의 형식변환을 쉽게 구현할 수 있을 뿐만 아니라 종래에 비해 주소제어가 단순하여 비디오 출력부가 다양한 규격의 비디오 데이터를 다룰 수 있도록 확장하는 것이 용이해지는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

  1. 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치에 있어서,
    동기신호를 입력받아 입력된 비디오신호를 비디오신호 메모리에 쓰고 읽기 위한 주소를 계산하여 생성하는 주소제어부와;
    상기 주소제어부의 주소제어에 따라 비디오 데이터를 저장하는 비디오신호 메모리와;
    입력된 비디오 데이터의 속도를 비디오 출력을 위한 데이터 속도로 변환해주는 속도변환부와;
    상기 주소제어부에서 출력된 신호에 따라 상기 속도변환부에서 속도 변환된 데이터를 입력받아 실시간으로 상기 비디오신호 메모리에 데이터를 쓰고 읽을 수 있도록 데이터를 다중화 또는 역다중화하는 다중화/역다중화부와;
    상기 다중화/역다중화부에서 출력된 래스터 순서로 읽은 색차신호를 저역 통과 필터링하여 보간된 영상을 출력하는 수직방향 저역통과필터로 구성된 것을 특징으로 하는 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다중화/역다중화부는,
    상기 주소제어부에서 출력된 /REN 신호의 값이 '0'일 때에는, 상기 속도변환부로부터 읽은 색차신호를 다중화하여 상기 비디오신호 메모리로 출력하고, /REN 신호가 '1'일 때에는 강제로 '0' 값을 다중화하여 상기 비디오신호 메모리로 출력하며, 색차신호를 상기 비디오신호 메모리에서 읽을 경우 보텀 필드에 해당하는 홀수번지를 먼저 읽고 나서 탑 필드에 해당하는 짝수번지를 읽는 것을 특징으로 하는 고해상도 텔레비전 부호화기의 비디오 출력 장치.
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