KR100300945B1 - 시디-지재생화면과외부영상과의오버레이장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CD-G 디스크에서 재생된 그래픽 화면을 외부 영상에 오버레이 시킴으로써 간단한 장치로 가라오케(Karaoke) 시스템의 구현이 가능토록 한 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 외부 영상으로부터 비디오 동기 신호를 분리하는 동기신호 분리부; 비디오 동기신호에 동기되어 CD-G 디스크로부터 재생된 영상을 디코딩 하는 디코더; 비디오 동기신호에 동기된 부반송파를 생성하는 제1 위상 동기 루프부; 비디오 동기신호에 동기된 화소 클록을 발생하는 제2 위상 동기 루프부; 화소 클록에 동기되어 디코더에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B 데이터)를 아날로그 신호로 변환하고 비디오 동기신호에 따라 변환한 아날로그 신호에 부반송파를 혼합하여 티브이 컬러 신호를 만들어 내부 영상으로 출력하는 엔코더; 화소 클록과 동기 신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호에 따라 디코더에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B)를 처리하고 그 결과치를 스위칭 제어신호로 발생하는 스위칭 신호 발생기; 스위칭 제어신호에 따라 외부 영상에 내부 비디오 신호를 오버레이 시켜 비디오 신호로 출력하는 비디오 스위칭부를 구비함으로써, CD-G 재생화면이 그림 또는 가사일 경우에는 외부 영상에 CD-G 재생화면이 오버레이 된다.

Description

시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치
본 발명은 시디-지(CD-G : 컴팩트 디스크 그래픽) 재생화면과 외부 영상과의 오버레이(Overlay)에 관한 것으로, 특히 배경화면으로는 외부 영상을 사용하고, CD-G 디스크에서 그래픽 화면이 재생되는 경우에는 그 그래픽 화면을 외부 영상에 오버레이 시킴으로써 간단한 장치로 가라오케(Karaoke) 시스템을 구현토록 한 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, CD-G 디스크는 그래픽 영상(그림 및 가사 데이터)과 음악 데이터가 저장된다.
따라서 CD-G 디스크 플레이어로 상기 CD-G 디스크를 재생하면, 모니터에는 정지 영상이 디스플레이되고, 동시에 자막(가사)이 디스플레이되며 스피커를 통해서는 음악이 송출된다.
여기서 CD-G 디스크 플레이어로 CD-G 디스크를 재생하는 과정을 좀 더 살펴보면 다음과 같다.
상기 CD-G 디스크 플레이어는, 콤팩트디스크에서 읽혀진 CD-G 데이터를 디코딩 하는 CD-G 데이터 디코더와; 상기 디코딩된 데이터를 저장하는 램과; 상기 CD-G 데이터 디코더에서 얻어지는 제어신호에 따라 상기 램에 저장된 데이터를 R, G, B 색신호 데이터로 변환하는 비디오 디코더 및 시스템 제어부와; 상기 비디오 디코더 및 시스템 제어부에서 얻어지는 디지털 R, G, B 신호를 그에 상응하는 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기로 구성된다.
이와 같이 구성된 CD-G 디스크 플레이어는, 콤팩트디스크로부터 읽혀진 CD-G 데이터를 디코더에서는 해석 및 분리(음악 데이터와 화상 데이터)하고, 이를 램에 저장한다. 그런 후 데이터 해석에 따른 제어신호에 의해 비디오 디코더 및 시스템 제어부는 램에 저장된 데이터를 인출하여 R, G, B 색신호 데이터로 변환한 후 R, G, B 각각 8비트 단위로 디지털/아날로그 변환기에 전달한다. 그러면 디지털/아날로그 변환기는 이를 아날로그 영상신호로 변환하여 출력하게 되고, 이와 같이 출력된 아날로그 영상신호가 화면에 디스플레이된다.
그러나 이러한 CD-G 디스크 플레이어를 이용하여 노래방이나 가라오케 시스템을 구현한 경우, 영상이 16가지 컬러로 제한된 정지화상만이 자막과 함께 디스플레이되며, 또한 정지화상은 간주기간(노래 사이사이)에만 바뀌게 되므로 사용자에게 지루한 느낌을 주게 되어 사용자의 욕구를 충족해주지 못하는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 배경화면으로는 외부 영상을 사용하고, CD-G 디스크에서 그래픽 화면이 재생되는 경우에는 그 그래픽 화면을 외부 영상에 오버레이 시킴으로써 간단한 장치로 가라오케(Karaoke) 시스템을 구현토록 한 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기술적 수단은,
입력되는 외부 영상으로부터 비디오 동기 신호를 분리하는 동기신호 분리부와;
상기 동기신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호에 동기되어 CD-G 디스크로부터 재생된 영상을 디코딩 하는 디코더와;
상기 동기신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호에 동기된 부반송파를 생성하는 제1 위상 동기 루프부와;
상기 제1 위상 동기 루프부에서 생성된 부반송파를 소정 시간 지연시켜 외부 비디오신호와 내부 비디오 신호의 색위상을 동기시켜주는 지연부와;
상기 동기신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호에 동기된 화소 클록을 발생하는 제2 위상 동기 루프부와;
상기 제2 위상 동기 루프부에서 얻어지는 화소 클록에 동기되어 상기 디코더에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B 데이터)를 아날로그 신호로 변환하고 상기 비디오 동기신호에 따라 상기 변환한 아날로그 신호에 상기 부반송파를 혼합하여 티브이 컬러 신호를 만들어 내부 영상으로 출력하는 엔코더와;
상기 제2 위상 동기 루프부에서 얻어지는 화소 클록과 상기 동기 신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호에 따라 상기 디코더에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B)를 처리하고 그 결과치를 스위칭 제어신호로 발생하는 스위칭 신호 발생기와;
상기 스위칭 신호 발생기에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 상기 외부 영상에 상기 내부 비디오 신호를 오버레이 시켜 비디오 신호로 출력하는 비디오 스위칭부로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기에서, 스위칭 신호 발생기는, 상기 동기신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호와 상기 제2 위상 동기 루프부에서 얻어지는 화소 클록에 따라 R, G, B 데이터를 샘플링하기 위한 래치 인에이블 신호를 발생하는 래치 제어기와; 상기 래치 제어기에서 발생된 인에이블 신호에 따라 구동이 되어 상기 디코더에서 얻어지는 R, G, B 데이터를 각각 래치하는 래치부와; 상기 래치부에서 출력되는 R', G', B'신호와 상기 래치부에 입력되는 상기 R, G, B신호를 선택적으로 배타적 논리합하여 그 결과치를 R", G", B" 데이터로 출력하는 논리 연산부와; 상기 논리 연산부에서 출력되는 R", G", B" 데이터를 논리합하여 그 결과치를 스위칭 신호로 발생하는 논리합소자로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 래치부는 상기 래치 제어기에서 출력되는 래치 인에이블 신호에 따라 구동이 되어 상기 입력되는 R, G, B 데이터를 각각 래치하는 제1 내지 제3 래치로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 논리 연산부는, 상기 래치부내의 제1 내지 제3 래치에서 각각 출력되는 R', G', B' 신호와 상기 래치부에 입력되는 R, G, B 데이터를 동일 화소별로 각각 배타적 논리합하는 제1 내지 제3 배타적 논리합소자로 구성됨을 특징으로 한다.
도1은 본 발명에 의한 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치 블록구성도,
도2는 도1의 스위칭 신호 발생기 상세구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 동기신호 분리부 20: 디코더
30: 제1위상 동리 루프부 40: 지연부
50: 제2위상 동기 루프부 60: 엔코더
70: 스위칭 신호 발생기 80: 비디오 스위칭부
71: 래치 제어기 72: 래치부
73: 논리 연산부 74: 논리합소자
이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도면 도1은 본 발명에 의한 CD-G 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 입력되는 외부 영상(EXTERNAL VIDEO)으로부터 비디오 동기 신호(VIDEO SYNC.)를 분리하는 동기신호 분리부(10)와; 상기 동기신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호에 동기되어 CD-G 디스크로부터 재생된 영상을 디코딩 하는 디코더(20)와; 상기 동기신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호에 동기된 부반송파를 생성하는 제1 위상 동기 루프부(30)와; 상기 제1 위상 동기 루프부(30)에서 생성된 부반송파를 소정 시간 지연시켜 외부 비디오신호와 내부 비디오 신호의 색위상을 동기시켜주는 지연부(40)와; 상기 동기신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호에 동기된 화소 클록을 발생하는 제2 위상 동기 루프부(50)와; 상기 제2 위상 동기 루프부(50)에서 얻어지는 화소 클록에 동기되어 상기 디코더(20)에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B 데이터)를 아날로그 신호로 변환하고 상기 비디오 동기신호에 따라 상기 변환한 아날로그 신호에 상기 부반송파를 혼합하여 티브이 컬러 포맷에 맞는 신호를 만들어 내부 영상으로 출력하는 엔코더(60)와; 상기 제2 위상 동기 루프부(50)에서 얻어지는 화소 클록과 상기 동기 신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호에 따라 상기 디코더(20)에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B)를 처리하고 그 결과치를 스위칭 제어신호로 발생하는 스위칭 신호 발생기(70)와; 상기 스위칭 신호 발생기(70)에서 출력되는 스위칭 신호에 따라 상기 외부 영상에 상기 내부 비디오 신호를 오버레이시켜 비디오 신호로 출력하는 비디오 스위칭부(80)로 구성된다.
도면중 미설명 부호 91은 외부 영상을 입력받는 영상 입력단이고, 92는 상기 CD-G 디스크로부터 복원된 그래픽 컴맨드(Command) 형태의 CD-G 데이터를 입력받는 그래픽 데이터 입력단이며, 93은 외부 영상에 CD-G 그래픽 영상을 오버레이시킨 영상을 출력하는 영상 출력단이다.
또한, 상기 스위칭 신호 발생기(70)는, 상기 동기신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호와 상기 제2 위상 동기 루프부(50)에서 얻어지는 화소 클록에 따라 R, G, B 데이터를 샘플링하기 위한 래치 인에이블 신호를 발생하는 래치 제어기(71)와; 상기 래치 제어기(71)에서 발생된 인에이블 신호에 따라 구동이 되어 상기 디코더(20)에서 얻어지는 R, G, B 데이터를 각각 래치하는 래치부(72)와; 상기 래치부(72)에서 출력되는 R', G', B' 신호와 상기 래치부(72)에 입력되는 상기 R, G, B 신호를 선택적으로 배타적 논리합하여 그 결과치를 R", G", B" 비교결과 데이터로 출력하는 논리 연산부(73)와; 상기 논리 연산부(73)에서 출력되는 R", G", B" 비교결과 데이터를 논리합하여 그 결과치를 스위칭 신호로 발생하는 논리합소자(74)로 구성된다.
또한, 상기 래치부(72)는 상기 래치 제어기(71)에서 출력되는 래치 인에이블 신호에 따라 구동이 되어 상기 입력되는 R, G, B 데이터를 각각 래치하는 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)로 구성된다.
또한, 상기 논리 연산부(73)는 상기 래치부(72)내의 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)에서 각각 출력되는 R', G', B' 신호와 상기 래치부(72)에 입력되는 R, G, B 데이터를 동일 화소별로 각각 배타적 논리합하는 제1 내지 제3 배타적 논리합소자(73a ~ 73c)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 CD-G 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치의 동작은 다음과 같다.
먼저, 가라오케용 CD-G 디스크는 배경색으로 가사용 그래픽 데이터가 저장되어 있다. 여기서 오버레이시 배경색은 불필요하며, 글자 및 글자 윤곽선에 해당하는 부분만 외부 영상에 오버레이 시키면 된다. 물론 CD-G 디스크에는 그래픽 영상도 첨가되어 있을 수 있는데, 이 그래픽 영상도 상기 외부 영상에 오버레이 시키면 된다.
이를 구현하기 위해서 동기신호 분리부(10)는 영상 입력단(91)을 통해 입력되는 외부 영상으로부터 비디오 동기신호(VIDEO SYNC.)를 분리한다. 여기서 비디오 동기신호에는 컴포지트 동기신호(CSYNC.), 수평 동기신호(/HSYNC.), 수직 동기신호(/VSYNC.)가 포함되어 있다.
이렇게 분리된 동기신호는 비디오 오버레이를 위한 기준 신호로 디코더(20), 제1 및 제2 위상 동기 루프부(30)(50), 엔코더(60), 스위칭 신호 발생기(70)에 각각 입력된다.
한편, 제1 위상 동기 루프부(30)는 상기 입력되는 비디오 동기신호에 대응되는 부반송파(sub carrier)를 생성하게 되고, 지연기(40)는 외부 비디오 신호와 내부에서 생성된 내부 비디오 신호간의 색위상을 맞추기 위해 상기 생성된 부반송파를 소정 시간 지연시켜 상기 엔코더(60)에 전달해준다.
그리고, 디코더(20)는 상기 동기신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호에 따라 그래픽 데이터 입력단(92)을 통해 입력되는 CD-G 디스크로부터 재생된 그래픽 데이터를 디코딩한 후, R, G, B 데이터로 출력하게 된다. 상기에서 디코더(20)는 일반적인 MPEG 디코더를 사용한다.
아울러 제2위상 동기 루프부(50)는 상기 동기신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호에 동기된 화소 클록(PIXEL CLOCK)을 생성하여 상기 디코더(20), 엔코더(60), 스위칭 신호 발생기(70)에 각각 전달해준다.
그러면 엔코더(60)는 상기 제2 위상 동기 루프부(50)에서 얻어지는 화소 클록에 따라 상기 디코더(20)에서 얻어지는 R, G, B 데이터를 아날로그 R, G, B 신호로 변환하게 되고, 상기 동기신호 분리부(10)에서 얻어지는 비디오 동기신호에 맞추어 상기 아날로그 R, G, B신호와 상기 지연부(40)에서 얻어지는 부반송파를 혼합하여 NTSC 칼라 포맷에 맞는 내부 영상 신호로 출력하게 된다.
여기서 엔코더(60)는 후단의 영상 처리 방식이 PAL/SECAM일 경우에는 그 방식에 맞는 칼라 포맷으로 엔코딩한다.
한편, 스위칭 신호 발생기(70)는, 입력되는 화소 클록과 비디오 동기신호에 따라 상기 디코더(20)에서 얻어지는 R, G, B신호를 처리하여 외부 영상과 내부 영상을 오버레이 시키기 위한 스위칭 제어신호를 생성하게 된다.
이하, 상기 스위칭 신호 발생기(70)의 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2에 도시된 바와 같이, 래치 제어기(71)는 입력되는 화소 클록과 비디오 동기신호에 따라 수평 라인의 시작부로부터 수 화소 클록내에서 R, G, B값을 샘플링 하도록 하는 래치 인에이블 신호를 발생하게 된다.
이와 같이 발생된 래치 인에이블 신호는 래치부(72)내의 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)에 각각 입력되며, 이에 따라 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)는 상기 래치 인에이블 신호에 따라 구동이 되어 각각 입력되는 R[7:0], G[7:0], B[7:0] 데이터를 래치하여 출력하게 된다.
즉, 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)는 외부 영상으로부터 분리한 비디오 동기신호를 이용하여 수평 라인의 시작부로부터 수 화소 클록내에서 CD-G 재생화면(배경색 가사 그래픽 영상 및 그림 그래픽 영상을 뜻함)의 R, G, B 데이터를 샘플링 하게 된다. 이 샘플값이 CD-G 재생화면중 배경색에 해당하며 한 수평 라인에서 화소 데이터를 비교하기 위한 기준 데이터가 된다.
아울러 논리 연산부(73)내의 제1 내지 제3 배타적 논리합소자(73a ~ 73c)는 상기 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)와 각각 일대일로 대응되어, 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)에서 출력되는 R',G',B' 데이터와 상기 제1 내지 제3 래치(72a ~ 72c)에 각각 입력되는 R, G, B 데이터를 화소별로(R, G, B별로) 배타적 논리합하여 그 결과치를 출력하게 된다.
즉, 논리 연산부(73)는 상기 래치부(72)에서 얻어지는 각 화소별 샘플값과 다음에 입력되는 화소별 R, G, B값을 비트별로 비교하는 역할을 수행하여, 동일하면 로우신호(0)를 출력하고, 다르면 하이신호(1)를 출력하게 된다.
이렇게 출력되는 R",G",B" 비교값은 논리합 소자(74)에서 논리합 되고 그 결과치가 오버레이를 위한 스위칭 제어신호로 출력되어 비디오 스위칭부(80)에 입력된다.
다시 말해, 논리합 소자(74)의 출력은 샘플링된 값(배경색)과 다음 입력값이 모두 동일하면 입력되는 재생화면이 배경색이므로 로우신호(0)를 출력하게 되고, 이와는 달리 샘플링된 값과 다음 입력값중 한 비트라도 다르면 입력되는 재생화면이 그림 또는 가사 부분이므로 하이신호(1)를 출력하게 된다.
이에 따라 비디오 스위칭부(80)는 상기 스위칭 신호 발생기(70)에서 발생된 스위칭 제어신호를 선택신호로 입력받아, 상기 영상 입력단(91)으로 입력되는 외부 영상과 상기 엔코더(60)에서 출력되는 내부 영상중 하나를 선택하여 최종 영상으로 영상 출력단(93)에 전달해준다.
즉, 비디오 스위칭부(80)는 상기 스위칭 신호 발생기(70)의 출력이 로우신호(0)일 경우에는, 현재 CD-G 재생화면은 배경색이므로 입력되는 두 영상중 외부 영상을 선택하여 출력시키게 되고, 상기 스위칭 신호 발생기(70)의 출력이 하이신호(1)일 경우에는, 현재 CD-G 재생화면은 그림 또는 가사 부분이므로 입력되는 두 신호중 내부 영상을 선택하여 출력시키게 된다.
따라서 CD-G 재생화면이 배경색일 경우에는 외부 영상만이 화면에 디스플레이되며, CD-G 재생화면이 그림 또는 가사일 경우에는 상기 외부 영상에 그림 또는 가사가 오버레이 되어 화면에 디스플레이된다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 배경화면으로는 외부 영상을 사용하고, CD-G 디스크에서 그래픽 화면(그림 또는 가사)이 재생되는 경우에는 그 그래픽 화면을 외부 영상에 오버레이 시킴으로써, 간단한 장치로 가라오케(Karaoke) 시스템의 구현이 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 외부 영상으로부터 비디오 동기 신호를 분리하는 동기신호 분리부, 상기비디오 동기신호에 동기되어 CD-G 디스크로부터 재생된 영상을 디코딩하는 디코더, 상기 비디오 동기신호에 동기된 부반송파를 생성하는 제1 위상 동기 루프부, 상기 부반송파를 소정 시간 지연시켜 외부 비디오 신호와 내부 비디오 신호의 색위상을 동기시켜주는 지연부, 상기 비디오 동기신호에 동기된 화소 클록을 발생하는 제2 위상 동기 루프, 상기 화소 클록에 동기되어 상기 디코더에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B 데이터)를 아날로그 신호로 변환하고 상기 비디오 동기신호에 따라 상기 변환한 아날로그 신호에 상기 부반송파를 혼합하여 티브이 컬러 신호를 만들어 내부 영상으로 출력하는 엔코더를 구비한 CD-G 디스크 재생화면과 외부의 영상 신호를 오버레이 시키는 장치에 있어서,
    상기 제2 위상 동기 루프부에서 얻어지는 화소 클록과 상기 동기 신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호에 따라 상기 디코더에서 얻어지는 화소 데이터(R, G, B)를 처리하고 그 결과치를 스위칭 제어신호로 발생하는 스위칭 신호 발생기와;
    상기 스위칭 신호 발생기에서 출력되는 스위칭 신호에 따라 상기 외부 영상에 상기 내부 비디오 신호를 오버레이 시켜 비디오 신호로 출력하는 비디오 스위칭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 신호 발생기는, 상기 동기신호 분리부에서 얻어지는 비디오 동기신호와 상기 제2 위상 동기 루프부에서 얻어지는 화소 클록에 따라 R, G, B 데이터를 샘플링하기 위한 래치 인에이블 신호를 발생하는 래치 제어기와; 상기 래치 제어기에서 발생된 인에이블 신호에 따라 구동이 되어 상기 디코더에서 얻어지는 R, G, B 데이터를 각각 래치하는 래치부와; 상기 래치부에서 출력되는 R',G',B' 신호와 상기 래치부에 입력되는 상기 R, G, B신호를 선택적으로 배타적 논리합하여 그 결과치를 R";,G";,B"; 데이터로 출력하는 논리 연산부와; 상기 논리 연산부에서 출력되는 R";,G";,B"; 데이터를 논리합하여 그 결과치를 스위칭 신호로 발생하는 논리합소자로 구성된 것을 특징으로 하는 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 래치부는, 상기 래치 제어기에서 출력되는 래치 인에이블 신호에 따라 구동이 되어 상기 입력되는 R, G, B 데이터를 각각 래치하는 제1 내지 제3 래치로 구성된 것을 특징으로 하는 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 논리 연산부는, 상기 래치부내의 제1 내지 제3 래치에서 각각 출력되는 R', G', B' 신호와 상기 래치부에 입력되는 R, G, B 데이터를 동일 화소별로 각각 배타적 논리합하는 제1 내지 제3 배타적 논리합소자로 구성된 것을 특징으로 하는 시디-지 재생화면과 외부 영상과의 오버레이 장치.
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