KR100375800B1 - Mpeg영상신호처리시스템용애니메이션osd장치 - Google Patents

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Abstract

MPEG 등의 방식으로 압축된 영상 및 음성 정보를 나타내는 스트림 데이터 패킷 형태의 텔레비젼 정보를 처리하는 본 발명에 의한 디지털 텔레비젼 시스템은 영상 정보용으로 이용되는 동일한 압축 방식으로 판독 전용 메모리(ROM)에서 그래픽 데이터를 기억함으로써, 애니메이션 등의 섬세한 그래픽을 디스플레이하는 OSD 장치를 포함한다. 그래픽 데이터는 비압축 형태의 영상 정보를 나타내는 디지털 신호를 형성하도록 영상 패킷에 포함된 영상 데이터를 처리하는 동일 영상 디코드 및 압축 해제 유닛에 전송되며, 그곳에서의 전송된 데이터는 영상 데이터를 그래픽 이미지 데이터로 형성되는 방식과 동일한 방식으로 변환된다. 멀티플렉싱 배열이 제공되어, 애니메이션 그래픽을 나타내는 디지털 신호는 비트맵 표시로부터 추출된 스태틱 그래픽 이미지 데이터를 나타내는 디지털 신호로 멀티플렉싱 처리된다.

Description

MPEG 영상 신호 처리 시스템용 애니메이션 OSD 장치{ANIMATED "ON-SCREEN" DISPLAY PROVISIONS FOR AN VIDEO SIGNAL PROCESSING SYSTEM}
텔레비젼 수상기, 비디오 카세트 레코드(이하 "VCR"라 칭함) 및 비디오 디스크 플레이어와 같은 최근의 소비자용 전자 제품은 상태 정보, 문자(문자·숫자식) 형태의 지시(instruction)를 디스플레이하기 위해, 통상적으로 "OSD"라 불리는 장치를 포함한다.
초기의 OSD 시스템은, 채널 또는 현재 방영되는 프로그램의 채널 번호 및 현재 시간 등 제한된 상태 정보에 국한하여 디스플레이가 가능하였다. 이후의 OSD는 텔레비젼 수상기의 대비 및 밝기 설정 또는 VCR에 의해 차후에 기록될 프로그램의 채널 번호와 기록 시간 설정 등의 조정을 위해, 사용자에게 안내되는 지시 정보의 디스플레이가 가능해졌다.
통상의 OSD 시스템에 있어서, OSD 그래픽 정보는 공지되어 있는 "비트맵(bit-mapped)" 형식으로 메모리에 기억된다. "비트맵"은 화소(이를"픽셀(pixel)"이라고도 함)가 직사각형으로 배열된 것이며, 디스플레이될 그래픽 형태를 한정한다. 비트맵 메모리의 각 메모리 위치에는 각각의 그래픽 픽셀에 대한 코드어를 포함한다. 코드어는 강도 레벨 또는 그래픽 픽셀의 색상을 한정한다. 문자 정보에 있어서, 코드어 각각은 단순히 특정 강도 레벨(예컨대, 흰색) 또는 색상을 갖는 픽셀의 존재(예컨대, 논리 "1" 레벨) 또는 부재(예컨대, 논리 "0" 레벨)를 지정하는 단일 비트를 포함할 수 있다. 그림류(pictorial)의 그래픽에 있어서, 코드어 각각은 복수개의 색상 중 임의의 하나를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 4 비트 코드어는 16(24)의 색차를 나타낼 수 있다. 각 픽셀에 대한 색상 정보는 "색상 팔레트(color palette)"라 불리는 메모리에 기억되며, 코드어는 색상 팔레트를 어드레스하는데 이용된다. 다시 말하자면, 색상 팔레트 메모리는 그래픽 픽셀의 색상에 대한 "룩업(look-up)" 테이블로서 이용된다.
최근의 OSD 시스템은 제한된 애니메이션 그래픽을 포함하는 매우 섬세한 그래픽을 디스플레이할 수 있다. "애니메이션"은 움직이는 효과를 제공하는 방식으로 연속적인 그래픽 정보를 포함한다. 소비자용 제품에서의 OSD 애니메이션 제공에 관한 공지된 기술은 마이크로프로세서의 제어하에서 일련의 비트맵 그래픽 이미지를 기억하는 단계와, 적절한 시퀀스로 메모리에 기억된 비트맵 그래픽 이미지를 개별적으로 판독(read-out)하는 단계를 포함한다. 애니메이트션 디스플레이 영역의 사이즈에 따라, 일련의 비트맵 그래픽 이미지를 기억하는데 필요한 메모리의 양은 매우 중요한 요인이 된다. 게다가, 비트맵 그래픽 이미지 조작 및 판독에 필요한 마이크로프로세서 작업 부하가 상당히 높아지게 된다. 이러한 메모리 및 마이크로 프로세서에 대한 요구 사항으로 인해, 소비자용 제품에서 이용되고 있는 고품질 애니메이션 프로의 가격을 상승시키는 요인이 되고 있다.
소비자용 전자 제품에 관한 IEEE의 39(1993), No.4(11월) "A NEW ARCHITECTURE FOR A TV GRAPHICS ANIMATION MODULE" 논문에서, 작자는 문자·숫자를 표시하는 디지털 신호와 아날로그 영상 신호를 수신할 수 있는 워크스테이션을 이용하는 TV 그래픽 애니메이션 재생/편집 시스템에 관하여 설명하고 있다. 이 2가지 신호에 대하여 실시간 압축이 적용되고 있으며, 이들은 디스크 메모리에 기억된다. 그 후에 데이터는 디스크 메모리로부터 판독(read-out)되며, 실시간으로 압축되어 모니터에 디스플레이된다.
1994년 5월 18일자로 공고된 유럽 특허 공개 제0 597 616호에서는 컴퓨터 디스플레이 스크린상에 디스플레이하기 위해 애니메이션 시퀀스를 컴퓨터 그래픽 정보와 결합시키는 시스템이 설명되어 있다. 애니메이션 시퀀스는 압축 포맷으로서 기억된다. 압축된 애니메이션 시퀀스는 기억 장치로부터 검색되며, 컴퓨터 그래픽 정보와 함께 압축 및 동기화된 후에 컴퓨터 모니터에 제공된다.
1995년 6월 28일자로 공고된 유럽 특허 공개 제0 660 609호에서의 MPEG 엔코딩 방법은 I 프레임을 배경 이미지 및 다양한 P 프레임으로 엔코딩하는데 이용되어, 드롭-다운 리스트 또는 버튼과 같은 윈도우와 같은 사용자 제어 또는 메뉴를 제조하는데 필요한 배경 이미지 I 프레임으로 변환된다. 이러한 프레임들은 케이블 헤드와 같은 중앙부로부터 수신기 위치로 송신되어 그 중앙부와 대화할 수 있는 사용자 그래픽 인터페이스를 제공한다.
1994년 6월 15일자로 공고된 유럽 특허 공개 제0 601 647호에서는 영상 데이터가 내부 포맷에 기억되는 시스템에 관하여 설명하고 있다. 입력 엔코더는 다양한 포맷의 영상 신호를 수신하며, 이 포맷으로부터 영상 신호를 내부 포맷으로 변환한다. 출력 디코더는 내부 포맷 영상 데이터를 수신하며, 이를 각각의 출력 포맷으로 변환한다. 멀티플렉서는 출력 디코더들 중 어느 하나를 디스플레이 장치에 접속시키는 역할을 한다.
본 발명은 MPEG 등의 디지털 압축 표준화 방식에 따라 압축된 영상 정보(video information)를 처리하기 위해, 디지털 텔레비젼 시스템 등의 영상 신호 처리 시스템에 이용되는 "OSD(On-Screen Display)" 장치에 관한 것이다.
도 1은 압축되어, 디지털식으로 엔코딩된 영상 신호를 처리하는 디지털 위성 텔레비젼 시스템의 블록도이며, 본 발명에 따라 구성된 OSD 배열을 포함하고 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 디지털 위성 텔레비젼 시스템에 대한 영상 디코드 및 압축 해제 유닛의 블록도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 영상 디코드 및 압축 해제 유닛에서 이용되는 포맷 변환기에 대한 블록도이다.
본 발명은 MPEG 표준화 방식에 따라 압축된 영상 및 음성 정보를 나타내는 디지털 패킷 스트림 형태의 텔레비젼 정보를 처리하는 디지털 영상 신호 처리 시스템에 있어서, 그 복잡성 또는 추가의 가격이 거의 없는 애니메이션과 같은 섬세한 OSD 그래픽을 제공하기 위한 장치이다.
본 발명에 따라, 비트맵 형태의 그래픽을 저장하는 대신에, 그래픽은 영상 정보로 이용되는 MPEG와 같은 영상 압축 표준화 방식에 따른 압축 형태로 기억된다.
본 발명은 특히, 애니메이션 그래픽을 제공하는데 유용하다. 압축된 애니메이션을 기억하는데 필요한 메모리 양은 비트맵 형태의 동일 애니메이션을 기억하는데 필요한 양보다 적다. 또한, 압축된 애니메이션 처리에 따른 마이크로프로세서 작업 부하는 비트맵 형태의 동일 애니메이션을 처리하는데 필요한 부하보다 적다.
특히, 본 발명은 압축된 영상 및 음성 정보를 나타내는 패킷 스트림 형태의영상 정보를 처리하는 방식이며, 패킷 내에 포함된 헤더 정보에 따라 패킷의 페이로드 데이터를 디지털 신호 처리 섹션의 각 디코드 및 압축 해제 유닛으로 유도하는 디멀티플렉서(이를 "전송 유닛"이라 칭한다)를 포함하는 디지털 영상 신호 처리 시스템에 대한 OSD 배열을 지향하는 것이다. 본 발명의 사상에 따르면, 영상 정보용으로 이용되는 것과 이와 동일한 압축 형태의 OSD 그래픽 정보를 나타내는 OSD 그래픽 데이터를 기억하는 "메모리"와, 이 OSD 그래픽을 디스플레이하고자 할 때, OSD 그래픽 데이터를 전송 유닛에 선택적으로 유도하는 "제어기" 를 포함한다. OSD 그래픽 데이터는 영상 데이터와 동일한 방식으로 그래픽 데이터를 디코드 및 압축 해제하는 영상 디코드 및 압축 해제 유닛에 지향시키는 전송 유닛에 의해 경로 설정되어, 그래픽 표시 디지털 신호가 발생하게 되며, 최종적으로 OSD 그래픽이 디스플레이 된다.
본 발명의 또 다른 특징에 있어서, OSD 배열은 비트맵 형태의 문자 또는 그림류 그래픽과 같은 "스태틱" OSD 그래픽 표시 데이터를 기억하기 위한 장치를 포함한다. 스태틱 그래픽 데이터에 기초한 비트맵은 디지털 신호 처리 섹션에 결합되어 그 섹션에서 변환하게 되며, 바람직하게는 영상 디코드 및 압축 해제 유닛에서 스태틱 그래픽 표시 디지털 영상 신호로 변환된다. 스태틱 그래픽을 표시하는 디지털 영상 신호는 애니메이션 그래픽 데이터에 기초로한 압축으로부터 추출된 애니메이션 그래픽을 표시하는 디지털 신호와 함께 멀티플렉싱되어, 스태틱 그래픽과 애니메이션 그래픽의 결합이 이루어진다.
이러한 본 발명의 사상과 이와 다른 사상들은 이하, 첨부된 도면과 참조하여상세히 설명될 것이다.
본 명세서에서는 이하, 텔레비젼 정보가 MPEG 프로토콜 또는 표준화 방식에 따라 압축 및 엔코딩된 텔레비젼 정보가 있는 디지털 위성 텔레비젼 시스템에 관하여 기술될 것이다. MPEG(MPEG)은 동화상 전문가 그룹(Motion Picture Expert Group)에 의해 진전된 것이며, 동화상과 이에 결합되는 음성 정보의 코딩 표시에 대한 국제 표준화 방식이다. 이를 더욱 자세하게 설명한다. 즉, 송신전에, 아날로그 영상 및 음성 신호는 디지털 신호로 각각 변환된다. 이 디지털 영상 및 음성 신호는 송신 대역폭을 감소하기 위해 용장성(redundant) 정보를 제거하도록 압축되며, 최종적인 디지털 신호는 음성 및 영상 비디오 패킷의 스트림으로 포맷된다. 각각의 패킷은 영상 또는 음성 데이터를 포함하는 "페이로드(payload)"부를 포함하며, 패킷의 페이로드부에 의해 표시되는 정보 형태를 식별하는 패킷 "헤더(head)" 코드를 포함한다. 제어부에 해당하는 패킷과 기타 데이터 또한 패킷 스트림에 부가된다. 순방향 에러 정정(FEC) 데이터가 패킷에 부가되어 송신 경로에서 발생할지 모르는 잡음으로 인한 에러를 정정한다. 잘 알려진 비터비(Viterbi) 및 리이드-솔로몬(Reed-Solomon) 형태의 순방향 에러 정정 코딩 방식이 모두 채택되는 것이 바람직하다. 압축, 포맷 및 에러 정정 연산에서 디지털 데이터는 디지털 송신 분야에서 "QPSK"(Quaternary Phase Shift Keying) 변조로서 잘 알려진 형태의 캐리어로 변조된다.
도 1에 나타낸 디지털 위성 텔레비젼 시스템에서, 송신 안테나(3)가 연결된 송신기(1)는 압축되어 디지털 방식으로 엔코딩된 텔레비젼 신호를 정지 궤도의 위성(5)로 송신하는 역할을 한다. 위성(5)은 송신된 텔레비젼 신호를 수신하여, 이를 다시 지구로 재송신한다. 재송신된 텔레비젼 신호는 안테나 어셈블리 또는 "외부 유닛"(7)에 의해 수신된다. 안테나 어셈블리(7)는 접시 모양의 안테나(9)와 주파수 변환기(11)를 포함한다. 안테나(9)는 수신된 텔레비젼 신호를 주파수 변환기(11)로 지향하게 한다. 주파수 변환기(11)는 수신된 텔레비젼 신호의 주파수를 각각의 저 주파수로 변환시킨다. 변환기(11)에 의해 발생된 RF 텔레비젼 신호는 쌍축 케이블(13)을 경유하여 위성 텔레비젼 수신기(15)에 접속된다. 위성 수신기(15)는 종종 "내부 유닛"으로 칭해지는데, 이는 실내에 배치되기 때문이다. 위성 수신기(15)는 수신된 텔레비젼 신호를 이하에 상세히 설명될 튜닝, 복조, 디코드, 압축 해제 및 기타 처리를 행하여, 기존의 텔레비젼 수신기(17)에 의해 처리되는데 적합한 포맷(예컨대, NTSC, PAL 또는 SECAM)으로 서로 결합된 아날로그 영상 및 "우측·좌측" 스테레오 음성 신호를 발생시킨다. 텔레비젼 수상기(17)는 "우측·좌측" 음성 신호에 응답하는 스피커(21a, 21b)에 의해 "우측·좌측" 가청 응답과 영상 신호에 응답하여 디스플레이 스크린(19) 상에 이미지를 발생시킨다.
더욱 자세하게 설명하면, 위성 수신기(15)는 안테나 어셈블리(7)로부터 수신된 복수개의 RF 신호중 사용자가 원하는 프로그램에 대응하는 RF 신호를 선택하여, 이 선택된 RF 신호의 주파수를 낮추어, 중간 주파수로 변환하여 IF 신호를 발생시키는 튜너(1501)를 포함한다. IF 신호는 QPSK 복조기(1503)에 의해 복조되어 복조된 디지털 신호가 된다. 순방향 에러 정정(FEC) 유닛(1505)은 전송 전에 삽입된 FEC 데이터에 기초하여, 복조된 디지털 신호에 포함된 데이터를 정정한다. 예를 들어, FEC 유닛(1505)은 비터비(Viterbi) 및 리이드-솔로몬(Reed-Solomon) 에러 정정 알고리즘에 따라 동작할 수 있다. 튜너(1501), QPSK 복조기(1503) 및 FEC 유닛(1505)은 게르마타운 소재의 휴즈 네트워크 시스템스(Hughes Network Systems) 또는 캘리포니아 샌디에고 소재의 컴스트림 코오포레이티드(Comstream Corp.)에서 시판되는 단일 어셈블리에 포함될 수 있다.
전송 유닛(1507)은 패킷 내에 포함된 헤더 정보에 따라 데이터 버스를 통해, FEC 유닛(1505)에 의해 생성된 에러 정정 디지털 신호의 영상 패킷에 대한 페이로드 데이터를 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)으로 경로 설정하며, 음성 패킷의 페이로드 데이터를 음성 디코더 및 압축 해제 유닛(1511)으로 경로 설정하는 디멀티플렉서이다. 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)은 예컨대, 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 형태의 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1513)와 함께 결합되어, 휘도(Y)와 색차(U 및 V) 성분 각각을 나타내는 순차적인 디지털어로 형성되도록, 영상 데이터를 디코드 및 압축 해제한다. 디지털어(digital word)를 나타내는 순차적인 영상 성분은 디지털어를 나타내는 성분을, 종래의 텔레비젼 표준 방식인 라인 및 필드 래스터 스캐닝 포맷에 따라 크로미넌스(C) 정보를 나타내는 순차적인 디지털어와, 휘도(Y) 정보를 나타내는 순차적인 디지털어로 변환시키는 텔레비젼 엔코더(1515)에 결합된다. 텔레비젼 신호 엔코더(1515)는 라인(H) 및 필드(V) 레이트(rate) 신호를 발생하고, 영상 디코더(1509)에 결합되어 디지털어를 나타내는 성분 발생을 동기화하는 화소(픽셀) 클록 신호(PC)를 발생한다. 디지털어를 나타내는 휘도 및 크로미넌스는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(1517) 섹션 각각에 의해 아날로그 휘도 및 크로미넌스 신호로 변환된다.
음성 디코딩 및 압축 해제 유닛(1509)은 음성 페이로드 데이터를 디코딩 및 압축 해제하여, 디지털 음성 신호를 DAC(1519)에 의해 기저대역 아날로그 음성 "우측·좌측" 신호로 변환시킨다(설명의 편의를 위하여 도 1에서는 단지 하나의 음성 채널만이 도시되어 있다).
기저대역 아날로그 영상 및 음성 신호는 각각의 기저대역 커넥션을 경유하여 텔레비젼 수상기(17)에 결합된다. 기저대역 아날로그 영상 및 음성 신호는, 기저대역 입력 없이 텔레비젼 수상기의 안테나 입력에 결합되기 위한 종래의 텔레비젼 표준 방식에 따라, 아날로그 신호를 RF 캐리어로 변조하는 변조기(1521)에 또한 결합된다.
마이크로프로세서(1523)는 "판독 전용" 메모리(ROM)(1525)에 기억기억된 제어 프로그램에 응답하여 연산하여 위성 수신기(15)의 각종 섹션을 제어한다. 제어프로그램은 ROM(1525)의 "제어 프로그램" 섹션(1525-1)에 저장된다. 마이크로프로세서(1523)는 주파수 선택 제어 데이터는 튜너(1501)에 제공되어, 튜너(1501)의 동작을 제어한다. 마이크로프로세서(1523) 또한 전송기(1507)과 함께 상호 동작하여 페이로드 데이터의 경로를 제어한다. 마이크로프로세서(1523)는 제어 버스를 경유하여, 추가적으로 제어 데이터를 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)과 음성 디코드 및 압축 해제 유닛(1511)으로 제공한다.
마이크로프로세서(1523) 또한 ROM(1525)과 함께 연산하여, 그래픽 이미지가 텔레비젼 수상기(21)의 스크린(19)에 디스플레이되게 한다. 그래픽 이미지는 상태 정보, 동작 지시 및, 일반적으로 위성 수신기(15)를 이용한 사용자 안내를 제공한다. 2 종류의 그래픽 이미지가 디스플레이될 수 있다. 즉, 그림류 그래픽 및 문자·숫자식 기호를 포함하는 스태틱 그래픽 이미지와, 애니메이션 그래픽 이미지가 디스플레이될 수 있다. 이 2가지의 그래픽 이미지에 대한 데이터는 ROM(1525)에 기억된다. 스태틱 그래픽 이미지는 "비트맵" 형식으로 저장된다. 하지만, 메모리의 공간을 보장하기 위해, 애니메이트 그래픽 이미지는 송신기(1)로부터 수신된 "라이브(live)" 또는 영상 이미지를 나타내는 페이로드 데이터와 같은 예컨대 MPEG으로 압축된 형태로 저장된다. 비트맵 그래픽용 데이터는 ROM(1525)의 "비트맵 그래픽" 섹션(1525-3)에 저장되며, MPEG 그래픽용 데이터는 ROM(1525)의 "MPEG 그래픽" 섹션(1525-5)에 저장된다.
각각의 비트맵 OSD 그래픽 이미지를 위해 "비트맵" 및 "헤더"가 존재한다. 비트맵은 픽셀대 픽셀에 기초로 픽셀에 대한 각각의 비트맵 OSD 그래픽 이미지의모양을 한정한다. 더욱 자세하게 설명하면, 비트맵은 수직 방향의 스크린(19)에 대응하는 "Y" 좌표와, 수평 방향의 스크린(19)에 대응하는 "X" 좌표를 갖는 직사각형 배열(array) 및 그리드(grid)이다. 각 픽셀의 색상과 픽셀에 대응하는 각 그리드 위치는 각각의 그리드 "위치에서" 디지털어로써 나타내어진다. "헤더"는 각 비트맵의 각 픽셀에 대한 색상을 한정하는 "색상 팔레트"를 포함한다. 비트맵의 그리드 위치에 대한 디지털어는 색상 팔레트를 어드레스하는데 이용되어, "룩업" 테이블 방식의 각 픽셀용 색상을 추출하게 된다. 동일한 색상의 팔레트는 디스플레이될 그래픽 이미지의 속성에 따라, 복수개의 비트맵과 결합될 수 있다. 색상 팔레트는 이하에 보다 상세히 설명될 것이다. 헤더 또한 각각의 비트맵의 제1 픽셀에 대한 수직 및 수평 위치에 대응하는 OSD 그래픽 이미지의 위치를 한정하는 데이터를 포함한다.
전술한 바와 같이, 그래픽 이미지의 각 픽셀에 대해, 그 픽셀의 색상을 표시하는 디지털어가 있다. 디지털어를 나타내는 색상에 포함된 다수의 비트는 각각의 픽셀이 가질 수 있는 상이한 색상의 가지수를 결정한다. 그 예의 하나로서의 본 발명에 있어서, 색상 표시어는 2개의 비트를 포함한다. 따라서, 각 그래픽 픽셀은 2 비트 색상어의 4개의 가능한 이진 상태(00, 01, 10, 11)에 대응하는 4개의 색상 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 색상 팔레트에 있어서, 픽셀 색상 정보는 각각의 색상어용으로서, 디지털어를 나타내는 단일 그룹의 성분이 있는 성분 형식으로 조직되며, 이는 다음의 표 1과 같다.
Figure pct00001
이 성분들은 영상 이미지 정보의 송신에 이용되는 성분처럼 동일한 방식으로 선택된다. 즉, 휘도(Y)와 한쌍의 색차 성분(U, V)이 선택된다. 영상 이미지와 그래픽 이미지에 대한 동일 성분의 선택은 OSD 배열을 단순화시키는데, 한 세트의 성분을 다른 세트의 성분으로 변환할 필요가 없기 때문이다. 그래픽 픽셀의 사실상의 개별 색상(테이블에서 아래 첨자 A, B, C, D에 의해 나타냄)은 각 그룹의 디지털어를 나타내는 성분에 의해 제시된 값에 의존하게 된다.
비트맵 그래픽 데이터는 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)에 제어 데이터와 같이 전송되며, 도 2에 대해 이하에서 설명하는 방식의 이미지 데이터로 변환된다. 하지만, MPEG 그래픽은 전송기(1507)와 데이터 버스를 경유하여, 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)으로 전송되며, 도 2에 대해 이하에서 설명될 수신 영상 데이터 패킷과 동일한 방식으로 이미지 데이터로 변환된다. MPEG 그래픽 이미지 정보가 수신된 영상 이미지 페이로드 정보와 같은 동일한 압축 형태로 ROM 섹션(1525-5)에 기억되면서, 이미지 정보로서 패킷 헤더의 식별없이 기억된다.
영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)에 대한 일부의 상세한 내용은 도 2에 도시되어 있다. 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)은 전송기(1507)로부터의 상대적으로 작은 세그먼트내에서 요구된 영상 데이터를 수신하며, 메모리제어기(1509-3)를 경유하여 상대적으로 큰 세그먼트인 것을, 디코드 및 압축 해제를 위해 준비된 영상 RAM(1513)의 섹션(1513-1)에 결합시키는 FIFO(first in, first out) 버퍼 메모리(1509-1)를 포함한다. 영상 RAM(1513)은 메모리 제어기(1509-3)의 제어하에 어드레스된다. RAM(1513)의 디코드 및 압축 해제 섹션(1513-1)은 수신된 영상 데이터를 기억하는 레이트 버퍼 섹션(1513-1-1)과, 디코드 및 압축 해제 연산 동안에 영상 정보의 프레임을 기억하는 프레임 저장 색션(1513-1-3)을 포함한다. 영상 이미지 디스플레이 유닛(1509-5)은 저장된 영상 데이터를 디코드 및 압축 해제하여, 텔레비젼 신호 엔코딩 유닛(1515)에 결합된 디지털어(Y, U, V)를 나타내는 영상 이미지 성분을 형성한다. 이러한 목적을 위하여, 영상 디스플레이 유닛(1509-5)은 요구된 대로, 메모리 제어기(1509-3)를 경유하여 영상 RAM(1513)의 디코드 및 압축 해제 섹션(1513-1)의 데이터를 리퀘스트(request)한다. 디지털어를 나타내는 성분은 텔레비젼 신호 엔코더(1515)에 의해 발생된 필드(V), 라인(H), 픽셀(PC) 레이트 신호와 동기된다. 마이크로프로세서(1523)에 의해 발생된 제어 데이터는 마이크로프로세서 인터페이스 유닛(1509-7)에 의해 수신되며, 내부 제어 버스를 경유하여, 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)의 다양한 부분에 결합된다.
영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)의 출력단에 발생된 디지털어를 나타내는 시퀀스 영상 이미지 성분은 성분들의 그룹으로 그룹지어진다. 본 발명에 있어서, 그룹을 나타내는 각 영상 이미지는 2 픽셀에 대응하게 된다. 각 그룹은 제1 픽셀에 대응하는 디지털어를 나타내는 제1 휘도, 제2 픽셀에 대응하는 디지털어를 나타내는 제2 휘도 및 제1, 제2 픽셀의 각각에 대응하는 디지털어를 나타내는 한쌍의 색차를 포함한다. 이러한 것은 디지털 영상 신호 처리 필드에서 "4:2:2" 포맷과 관련된다. 색차 신호의 서브샘플링은 송신 대역폭을 저감하는 목적을 위해 송신 이전에 발생하는 이미지 데이터 압축과 관련된다. 더욱 자세하게 설명하면, 송신된 이미지 데이터는 4 픽셀중 각 하나에 대응하는 4개의 휘도 표시어와, 4 픽셀의 각각에 대응하는 한쌍의 색차 표시어가 존재하는 잘 알려진 "4:2:2" 포맷으로 조직된다. 그룹 표시 4:2:0 이미지는 영상 디스플레이 유닛(1509-5)내의 보간에 의한 그룹 표시 4:2:2 이미지로 변환된다. 각 픽셀용의 성분에 대한 완성 세트(4:4:4)는 텔레비젼 신호 엔코더(1515)내의 보간에 의해 발생된다.
영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)은 ROM(1525)의 섹션(1525-3)(도 1에 나타냄)내에 기억된 비트맵 그래픽 데이터로부터 그래픽 이미지 데이터를 발생하기 위하여, 비트맵 OSD 제어 섹션(1509-9)과 비트맵 OSD 그래픽 이미지 데이터 변환기를 포함한다. 비트맵 OSD 그래픽을 디스플레이하기를 원할 경우, ROM(1525)의 섹션(1525-3)내에 기억된 비트맵 그래픽 데이터는, 마이크로프로세서(1523)의 제어하에서, 제어 버스, 마이크로프로세서 인터페이스 유닛(1509-7) 및 메모리 제어기(1509-3)을 경유하여 RAM(1513)의 OSD 섹션(1513-3)에 전송되어 기억된다. 비트맵 OSD 제어 유닛(1509-9)은 비트맵 데이터로 하여금 메모리 제어기(1509-3)를 경유하여 RAM(1513)의 비트맵 OSD 섹션(1513-3)으로부터 판독하게 하며, 각 픽셀 표시어 색상을 결합된 헤더내에 포함된 색상 팔레트 데이터에 따라 그룹 표시 성분에 대응하게 변환시킨다. 비트맵 OSD 제어 유닛(1509-9)에 의해 디지털어를 나타내는 그래픽 이미지 성분 또한 텔레비젼 신호 엔코더(1515)에 의해 발생된 필드(V), 라인(H), 픽셀(PC) 레이트 신호와 함께 동기화된다.
전술한 바와 같이, 영상 이미지 디스플레이 유닛(1509-5)에 의해 발생된 그룹 표시 영상 이미지 성분은 각 2개의 휘도 표시어와 소위 4:2:2 포맷으로 한쌍의 색차 표시어가 있는 매 2 픽셀에 대한 서브샘플된 형태의 영상 이미지 정보를 나타낸다. 한편, 미리 설정된 비트 수를 한정하도록 많은 수의 색상이 허용되기 때문에 4:4:4 형태가 그래픽용으로 바람직한데, 그 이유는 각 그래픽 픽셀에 대하여 2개의 단일 색차 성분과 단일 휘도 성분을 제공하기 때문이다. 하지만, 4:4:4 그래픽 이미지 시퀀스는 4:2:2 영상 이미지 시퀀스와 호환되지 않으며, 그래픽 이미지를 영상 이미지로 삽입하도록 용이하게 멀티플렉싱될 수 없게 된다.
이러한 문제를 해소하기 위하여, 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)은 그래픽 이미지 성분용으로 이용되는 4:4:4 시퀀스를 영상 이미지 성분용으로 이용되는 4:2:2 시퀀스로 변환하기 위한 비트맵 OSD 그래픽 이미지 데이터 변환기(1509-11)를 포함한다. 도 2에서 도시한 바와 같이, 매 2개의 그래픽 픽셀용으로서, 변환기(1509-11)는 제1 픽셀을 위해서 한쌍의 색차 성분을 선택하며, 제2 픽셀용 한쌍을 제거한다. 도 3에서 나타낸 바와 같이, 비트맵 변환기(1509-11)는 2개 그룹의 그래픽 이미지 성분 표시어를 기억하는 래치(1509-11-1)와, 출력 레이트에서 래치(1509-11-1)내에 저장된 것들로 부터 순차적으로 적절한 성분 표시어를 선택하는 멀티플렉서(1509-11-3)를 포함할 수 있다. 라인 당 성분을 나타내는 그래픽 이미지(그래픽 이미지 표시 성분)의 4:4:4 그룹의 수는 짝수개인 것이 바람직한데,원래의 4:4:4 그래픽 이미지 그룹의 2개는 4:2:2 그래픽 이미지 그룹중의 새로운 하나를 발생하기 위해 이용되기 때문이다.
출력 멀티플렉서(1509-13)는, 비트맵 OSD 제어 유닛(1509-9)에 의해 발생된 멀티플렉스 제어 신호에 응답하여, 비트맵 OSD 그래픽 이미지 데이터 변환기(1509-11)에 의해 제공된 그래픽 이미지 성분 표시어의 그룹 또는 영상 이미지 디스플레이 유닛(1509-5)에 의해 제공된 영상 이미지 성분 표시어의 그룹 중 어느 하나를 선택한다. 영상 이미지 전용의 동작 모드에 있어서, 출력 멀티플렉서(1509-13)는 영상 이미지 그룹만을 선택한다. 그래픽 이미지 전용 모드 동작에 있어서, 출력 멀티플렉서(1509-13)는 그래픽 이미지 그룹만을 선택된다. "슈퍼임포오즈(superimpose)" 또는 "오버레이(overlay)" 동작 모드에서, 그래픽 이미지는 영상 이미지 내에 삽입되며, 출력 멀티플렉서(1509-13)는 영상 이미지 그룹 또는 픽셀대 픽셀에 기초로 그래픽 이미지 그룹을 선택한다. 출력 멀티플렉서(1509-13)에 의해 발생된 성분 표시어의 4:2:2 출력 시퀀스는 텔레비젼 엔코더(1515)에 결합된다.
애니메이션과 같은 MPEG 그래픽을 디스플레이하기를 원할 경우, ROM(1525)의 섹션(1525-5)에 저장된 MPEG 그래픽 데이터는 마이크로프로세서(1523)의 제어하에서, 전송 유닛(1507) 및 데이터 버스(도 1에 나타냄), FIFO(1509-1) 유닛(1509-7) 및 메모리 제어기(1509-3)를 경유하여 RAM(1513)의 레이트 버퍼 섹션(1513-1-1)에 전송된다. MPEG 그래픽 데이터는 데이터의 양에 따라 세그먼트로 전송될 수 있다. 그후에, MPEG 그래픽 데이터는 성분에 대한 4:2:2 그래픽 이미지 표시 그룹을 발생하도록 MPEG 영상 데이터와 동일 방식으로 영상 디스플레이 유닛(1509-5)에 의해 디코딩 및 압축되어, MPEG에 기초한 그래픽의 최종 디스플레이가 행해진다. 보다 큰 유동성을 제공하기 위해, 비트맵에 기초한 그래픽이 영상 이미지와 결합되는 방식과 동일한 방식으로 출력 멀티플렉서(1509-13)의 "슈퍼임포오즈" 동작 모드에 기인하여, 비트맵에 기초한 그래픽은 MPEG에 기초한 그래픽과 결합될 수 있다.
바람직한 영상 디코드 및 압축 해제 유닛(1509)은 단일 집적 회로(IC)에 통합될 수 있다. 전술한 OSD 장치를 제외한, 이와 유사한 영상 디코드 및 압축 해제 IC는 상업적으로 시판되고 있다. 예를 들어, 분류 번호 ST3240에 의해 확인된 MPEG 디코드 및 압축 해제 IC는 프랑스 소재의 SGS 톰슨사에서 시판되고 있다.
결국, 전술한 바는, 영상 정보를 수신, 디코드 및 압축 해제하며, 영상 정보로서 동일한 방법으로 압축되어 기억된 그래픽 정보를 검색하며, 그것을 디지털 영상 신호 처리 시스템의 디코드 및 압축 해제 섹션에 결합하며, 그 섹션에서 압축되어 영상 정보와 같은 방법으로 디코딩 및 압축 해제되는 단계 및 수단들을 포함하는 디지털 영상 신호 처리 시스템에 이용되는 OSD 장치 및 그 방법에 관한 것이었다. 서두에 설명한 바와 같이, 이러한 시스템은 비트맵 OSD 기술에 비교된 제어 작업 부하의 필요성과 과다한 메모리의 필요성 없이 애니매이션을 포함하는 고도의 섬세한 그래픽 제품의 실현을 가능하게 한다. 게다가, 정밀한 스태틱 그래픽 및 더많은 움직임의 애니매이션의 가능성을 증대시킨다. 이 개시된 장치 및 방법은 보다 증대된 색해상도의 가능을 제공한다.
본 발명은 특정 실시예에 관하여 설명하였지만, 변형이 가능할 것이다. 예를들어, 본 발명은 위성 텔레비젼 시스템에 관하여 설명하였지만, 압축된 형태의 영상 정보를 처리하고 수신하는 다른 종류의 디지털 영상 처리 시스템이 적용될 수 있다. 이러한 견지에서, 본 발명은 재생 장치로부터 압축된 영상 정보를 수신하는 디지털 영상 처리 시스템뿐만 아니라 송신 사이트로부터 압축된 영상 정보를 수신하는 디지털 영상 처리 시스템에도 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 영상 정보를 처리하도록 컴퓨터에 이용되는 소위 "비디오 카드"에도 적용될 수 있다. 심지어, 본 발명은 OSD 데이터가 시스템내의 메모리에 기억되는 같은 실시예를 설명하였지만, 그 그래픽 데이터는 외부원으로부터 수신("다운로드")될 수도 있다. 게다가, 본 발명은 MPEG 표준화 방식에 따라 압축 및 엔코딩된 영상 정보를 수신하는 시스템에 관하여 언급하였지만, 다른 표준화 방식에 따라 압축 및 엔코딩된 영상 정보를 처리하고 수신하는 시스템이 적용될 수도 있다. 또한, 메모리 공간의 할당 및 신호의 경로 설정, 기능 섹션의 분할을 포함하는 것과 같은 시스템 구조에 대한 변형의 가능도 고려할 수 있다. 게다가, 본 발명은 하드웨어에 관한 실시예를 설명하였지만, 소프트웨어에 의해 행해질 수 있는 디코드 및 압축 해제 등 다양한 기능의 소프트웨어적 실시에도 적용할 수 있다. 전술한 변형 및 기타 변형들은 이하의 특허청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위내에 있음을 고려할 수 있다.

Claims (4)

  1. 압축된 텔레비젼 영상 정보를 나타내는 수신된 데이터의 스트림을 처리하는 텔레비젼 수상기 OSD 시스템으로서,
    텔레비젼 영상 정보를 나타내는 상기 데이터를 압축 해제하여 압축 해제된 영상 정보를 나타내는 디지털 신호를 발생하는 수단(1509, 1509-5)과,
    상기 수신된 텔레비젼 영상 정보와 동일한 방식으로 압축된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 데이터를 기억하는 제1 ROM 수단(1525-5)과,
    압축된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 데이터를 상기 제1 ROM 수단으로부터 검색하여 이 검색된 데이터를, 상기 압축된 OSD 그래픽 데이터로부터 추출된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 디지털 신호를 형성하도록 압축 해제 처리하는 상기 영상 압축 해제 수단(1509)에 선택적으로 접속하는 수단(1507, 1523)을 포함하는 OSD 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수신된 영상 정보와 동일한 방식으로 압축되지 않은 추가의 OSD 그래픽을 나타내는 스태틱 데이터를 기억하는 제2 ROM수단(1525-3)과,
    비압축 스태틱 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 데이터를, 비압축 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 스태틱 데이터로부터 추출된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 디지털 신호로 변환하는 수단(OSD 변환기)과,
    비압축 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 스태틱 데이터를 상기 변환수단(OSD 변환기)에 선택적으로 접속하는 수단(1509-9)과,
    상기 영상 압축 해제 수단(1509-5)과 상기 변환 수단(OSD 변환기)에 접속되어, 텔레비젼 영상 정보를 나타내는 상기 디지털 신호와 상기 스태틱 비압축 OSD 그래픽 데이터로부터 추출된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 디지털 신호와 접속하는 수단(1509-13)을 더 포함하는 OSD 시스템.
  3. 압축되어 디지털 방식으로 엔코딩된 텔레비젼 영상 정보를 나타내는 수신된 데이터를 처리하기 위해 압축되어 디지털 방식으로 엔코딩된 텔레비젼 영상 정보를 나타내는 상기 수신된 데이터를 디코딩 및 압축 해제하는 수단(1509-5)을 구비하여 압축 해제된 영상 정보를 나타내는 디지털 신호를 발생하는 텔레비젼 수상기 시스템에서 OSD 정보를 제공하는 방법으로서,
    판독 전용 메모리로부터 상기 영상 정보를 처리하는 방식과 동일한 방식으로 압축되어 디지털 방식으로 엔코딩된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 데이터를 검색하는 단계(1525-5)와
    상기 검색된 OSD 그래픽을, 상기 텔레비젼 영상 정보와 동일한 방식으로 압축되어 디지털 방식으로 엔코딩된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 데이터로부터 추출된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 디지털 신호를 형성하도록 압축 해제하는 상기 영상 압축 해제 수단(1509-5)에 접속하는 단계(1507)를 포함하는 OSD 정보 제공 방법.
  4. 제3항에 있어서, 추가의 판독 전용 메모리로부터 상기 텔레비젼 영상 정보를 처리하는 방식과 동일한 방식으로 압축되지 않은 추가의 OSD 그래픽을 나타내는 스태틱 데이터(1525-3)를 검색하는 단계와,
    비압축된 OSD 그래픽 데이터를 나타내는 상기 스태틱 데이터를, 비압축된 추가의 OSD 그래픽을 나타내는 상기 스태틱 데이터로부터 추출된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 디지털 신호로 변환(OSD 변환기)하는 단계와,
    비압축된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 스태틱 데이터로부터 추출된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 상기 디지털 신호를 압축 OSD 그래픽 정보를 나타내는 데이터로부터 추출된 OSD 그래픽 정보를 나타내는 디지털 신호와 접속하는 단계 (1509-13)를 더 포함하는 OSD 디스플레이 정보 제공 방법.
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