KR100396929B1 - 입력비디오신호의애스팩트비변환장치및방법 - Google Patents

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에자키다다시
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Abstract

애스팩트비 변환기는 입력 비디오 신호의 입력 애스팩트비를 출력 애스팩트 비로 변환한다. 입력 비디오 신호는, 원하는 출력 애스팩트비를 갖는 비디오 화상의 거의 모든 부분을 구성하는 입력 비디오 신호의 일부를 나타내는 일부 영역 정보를 포함한다. 입력 비디오 신호는 어드레스가능한 메모리에 저장되며, 상기 입력 비디오 신호의 일부 영역에 대응하는 어드레스로 판독된다.

Description

입력 비디오 신호의 애스팩트비 변환 장치 및 방법
발명의 배경
본 발명은 비디오 화상의 애스팩트비를 변환하는 비디오 신호 애스팩트비 변환 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 비디오 화상에 부가된 식별 신호에 따라 애스팩트비를 변환하는 비디오 신호 애스팩트비 변환 장치 및 방법에 관한 것이다.
비디오 화상은 화상의 폭 대 높이의 비율인 애스팩트비를 갖는다. 애스팩트비는 다양한 비디오 화상 시스템들에 따라 변화된다. 예를 들어, NTSC 시스템을 이용하는 텔레비전 수신기들은 4:3의 애스팩트비를 갖는 비디오 화상을 생성한다. 따라서, 디스플레이 스크린은 거의 정사각형이며, 폭이 높이보다 단지 1.34배 더 크다.
통상의 영화 화상(movie picture)은 직사각형의 16:9 애스팩트비를 가지며,상대적으로, 상기 NTSC 시스템 보다 훨씬 큰 폭 대 높이(width to height)의 비를 갖는다. 상기 영화 화상은 와이드 스크린 화상으로 알려져 있으며, 사람들은 통상 높이 보다는 폭의 감각에서 현장감을 더욱 느낄 수 있기 때문에, 이러한 영화 화상은 거의 정사각형인 4:3 비디오 화상보다는 시각적으로 더 만족감을 준다.
최근, 와이드 디스플레이 스크린, 즉, 16:9의 애스팩트비를 갖는 텔레비전들이 생산되어, 사람들은 영화관에서 영화를 볼 때의 모든 즐거움을 가지면서 자신들의 가정에서 안락하게 비디오 기록 영화를 감상할 수 있게 되었다. 이들 와이드 스크린 텔레비전들은, 마치 NTSC 시스템의 텔레비전들이 소위 4:3 비디오 신호들을 수신하는 것처럼 와이드-스크린 비디오 신호들을 수신한다.
그러나, NTSC의 4:3 텔레비전이 와이드-스크린의 16:9 비디오 신호를 수신할 경우, 와이드-스크린 비디오 신호의 수평 라인들의 수가 상기 NTSC 텔레비전의 수평 라인들의 수와 일치하지 않기 때문에 문제가 발생하게 된다. 와이드-스크린 비디오 신호가 360 개의 수평 라인들을 갖는 반면 NTSC 비디오 신호는 525 개의 수평 라인들을 갖는다. 그 결과, 와이드-스크린 비디오 화상이 NTSC 텔레비전에 디스플레이 되면, 제 16c 도에 도시된 바와 같이 상기 비디오 화상의 상하 부분에 블랭크(blank)가 발생한다. 이러한 형태는 시청자들에게 "납작하게(squashed)" 보여지거나 와이드-스크린 화상의 좌우 부분이 절단되기 때문에 시각적으로 매력적이지 못하다. 또한, 상기 절단 부분이 중요한 화상 정보를 가지고 있어서, 결과적으로 시청자가 상기 비디오 화상의 중요한 부분을 지각할 수 없을 때는 중대한 문제가 된다.
유사하게, 4:3 비디오 화상이 16:9 와이드-스크린 텔레비전에 디스플레이 된다면, 상기 비디오 화상의 좌우 부분에 블랭크(blank)가 발생한다. 이것은 4:3 비디오 화상이 와이드-스크린 텔레비전의 폭보다 작은 폭을 가지기 때문이다. NTSC 텔레비전에 디스플레이 되는 와이드-스크린 비디오 화상의 경우와 유사하게, 원 화상의 상하 부분들이 제 17d도에 도시된 바와 같이 4:3 텔레비전에서 절단된다.
16:9 와이드-스크린 비디오 신호를 4:3 텔레비전에 디스플레이할 경우에 관련되는 다른 문제점은 디스플레이 되는 화상의 수직 해상도가 저하된다는 것이다. 이것은 와이드-스크린 비디오 신호에 대한 수직 방향의 유효 주사선의 수가 360 개이며 4:3 텔레비전에 대한 수직 방향의 유효 주사선의 수가 525 개이기 때문이다. 비록 와이드-스크린 비디오 신호의 주사선의 수가 보간 처리를 통해 480 정도로 증가된다고 하더라도, 여전히 원 화상과 동일한 수직 해상도를 얻을 수 없다. 이러한 것은 상기 와이드-스크린 비디오 신호가 480 라인의 비디오 신호를 360 라인의 비디오 신호로 데시메이팅(decimating)함으로써 얻어지며 이 과정에서 수직 해상도의 일부가 손실되기 때문이다.
와이드-스크린 비디오 신호를 4:3 텔레비전에 적응시키기 위해 제안된 기술이 제 18a 도 내지 제 18d 도에 도시되어 있다. 제 18a 도에 도시된 원 신호는 제 18b 도에 도시된 NTSC 비디오 화상으로 수직으로 길어지게(stretched) 된다. 그러나, 결과적인 수직으로 길어진 화상은 시청자에게는 비정상으로 보여지므로, 바람직하지 않다.
발명의 목적
따라서, 본 발명의 목적은, 블랭크 부분들을 발생시키지 않고서 와이드-스크린 화상이 NTSC 포맷으로 전송되도록 하는 비디오 신호 애스팩트비 변환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 원 화상의 형태를 변형시키지 않고서 와이드-스크린 비디오 화상이 4:3 텔레비전으로 전송되어 디스플레이될 수 있도록 하는 비디오 신호 애스팩트비 변환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이될 수 있는 원 화상의 일부 영역을 가변적으로 명시하는 비디오 화상 애스팩트비 변환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 장점들은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
발명의 개요
상기 목적들에 따라, 본 발명은, 디코더가 입력 비디오 신호로부터 입력 비디오 신호의 일부 영역 정보를 포함하는 식별 신호를 검색하는, 비디오 신호 애스팩트비 변환 장치로서 구현된다. 메모리는 상기 입력 비디오 신호를 저장하며, 판독 어드레스 발생기는 상기 검색된 식별 신호에 포함된 일부 영역 정보에 해당하는 메모리에 어드레스를 출력하여, 상기 일부 영역 정보가 출력 비디오 신호로서 출력되도록 한다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
본 발명의 완전한 이해와 많은 장점들은 첨부 도면들과 관련하여 고려된 이하의 상세한 설명을 통해 쉽게 얻어질 것이다.
도면을 참조하면, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 대응하는 부분들을 나타내며, 제 1 도에는 본 발명의 비디오 신호 재생 장치가 기술될 것이다.
비디오 신호는 비디오 디스크와 같은 기록 매체(1)로부터 재생된다. 비디오 신호는 수직 블랭킹부와 비디오 데이터부로 이루어진다. 수직 블랭킹부는, 전자빔 제어기가 전자빔의 위치를 상부의 왼쪽 코너로 재설정하는 동안 전자빔을 턴오프하도록 텔레비전(도시되지 않음)에 의해 사용된다. 대조적으로, 상기 비디오 데이터부는 비디오 화상을 구성하는 데이터를 포함한다.
상기 수직 블랭킹부는 또한 양호하게 비디오 신호의 애스팩트비 정보를 포함하고 있는 식별 신호를 전달한다. 상기 애스팩트비 정보에 따라, 비디오 화상을 방송하는 동안 텔레비전에 의해 적절한 애스팩트비가 선택된다. 또한 양호하게, 상기 식별 신호는, 입력 비디오 화상이 다른 애스팩트비로 변환될 때 디스플레이될 입력 비디오 화상의 일부 영역을 선택하기 위한 정보를 포함하고 있다. 예를 들어, 상기 입력 비디오 화상이 16:9의 애스팩트비를 갖는다면, 4:3 애스팩트비를 갖는 일부 영역은 상기 입력 비디오 화상으로부터 절단된다. 또한, 상기 식별 신호는 장르, 기록 날짜와 시간, 카테고리 및 복사 제한과 같은 정보를 포함할 수도 있다.
입력 비디오 신호는 재생 증폭기(2)에 의해 증폭되고, 스위치(SW1), 애스팩트비 변환기(3) 및 비디오-ID 디코더(4)로 출력된다. 스위치(SW1)의 스위치 설정은 재생된 비디오 신호 또는 변환된 비디오 신호가 텔레비전으로 출력되는지의 여부를 결정한다. N 단자는 변환되지 않은 비디오 신호를 출력하지만, W 단자는 변환된 비디오 신호를 출력한다.
스위치(SW1)는 입력 비디오 신호의 애스팩트비와 이에 접속된 텔레비전(도시되지 않음)의 애스팩트비가 일치하는지의 여부를 결정하는 마이크로컴퓨터(5)에 의해 제어되며, 일치하면 스위치(SW1)는 단자 N에 접속됨으로써, 재생 증폭기(2)에 의해 출력된 비디오 신호는 텔레비전으로 곧바로 출력된다. 애스팩트비 변환 스위치(6)는 차단기로서 기능하며, 애스팩트비 변환 스위치(6)가 오퍼레이터에 의해 턴 오프될 때, 스위치(SW1)는 N 단자에 항상 접속되어 있을 것이다. 반면에, 상기 마이크로 컴퓨터(5)가 비디오 신호의 애스팩트비와 텔레비전의 애스팩트비가 일치하지 않는다고 결정하고 상기 애스팩트비 변환 스위치(6)가 오퍼레이터에 의해 턴온되면, 상기 스위치(SW1)는 W 단자에 접속되어 애스팩트비 변환된 신호가 출력된다.
상기 애스팩트비 변환기(3)는 상기 비디오 신호의 애스팩트비를 텔레비전의 애스팩트비(도 3을 참조하여 이하에서 설명됨)로 변환한다. 비디오-ID 디코더(4)는 상기 비디오 신호의 수직 블랭킹부 내에 포함된 식별 신호를 디코딩하고 마이크로컴퓨터(5)에 애스팩트비 정보를 제공한다. 다음에, 마이크로컴퓨터(5)는 식별 신호에 포함된 애스팩트비 정보에 따라 애스팩트비 변환기(3)를 제어한다. 다음에, 식별 신호는 비디오-ID 인코더(7)에 의해 재기록되고 변환된 비디오 신호와 재기록된 식별 신호를 결합하는 가산기(8)로 출력되며, 결과적인 비디오 신호가 스위치(SW1)의 W 단자로 출력된다.
비디오 신호 재생 장치 동작의 일 예가 제 2 도의 흐름도를 참조하여 설명된다. 동작의 시작에서, 비디오 신호가 비디오 디스크(1)로부터 재생되어 재생 증폭기(2)에 의해 증폭된다.
마이크로컴퓨터(5)는 다음의 두 조건이 충족될 때, 즉, 1. 오퍼레이터가 비디오 화상의 애스팩트비 변환을 결정하여 애스팩트비 변환 스위치(6)를 턴온할 때, 2. 마이크로컴퓨터(5)가 입력 비디오 신호의 애스팩트비와 텔레비전의 애스팩트비가 일치하지 않는다는 것을 결정할 때, 단계 S1에서 애스팩트비 변환이 필요한지를 결정한다. 예를 들어, 제 2 조건은, 상기 마이크로컴퓨터(5)가 입력 비디오 신호가 4:3의 애스팩트비를 가지며 텔레비전(도시되지 않음)이 16:9의 애스팩트비를 가지고 있다는 것을 결정할 때 충족된다. 전술된 두 조건이 충족될 때, 상기 변환된 비디오 신호는 애스팩트비 변환기(3)로부터 출력된다. 만약 애스팩트비 변환이 필요하지 않다면, 스위치(SW1)는 단계 S2에서 N 단자에 설정되며 입력 비디오 신호는 텔레비전으로 직접(즉, 그대로) 출력된다.
만약 애스팩트비 변환이 필요하다고 결정되면, 비디오-ID 디코더(4)는 단계 S3에서 증폭된 비디오 신호로부터 식별 신호를 검색하고 애스팩트비 정보를 마이크로컴퓨터(5)에 출력한다. 마이크로컴퓨터는 4:3의 입력 애스팩트비로부터 16:9의 출력 애스팩트비로 애스팩트비를 설정한다. 상기 애스팩트비 변환기(3)는 단계 S4에서 4:3의 비디오 신호 애스팩트비를 16:9의 텔레비전 애스팩트비로 변환한다. 단계 S5에서, 비디오 ID 신호는 재기록되며, 단계 S6에서 스위치(SW1)는 W 단자로 스위칭된다. 가산기(8)는 다음에 변환된 비디오 신호와 재기록된 식별 신호를 결합하며, 결과적인 신호가 W 단자를 거쳐 16:9 텔레비전으로 출력된다.
식별 신호는, 텔레비전이 비디오 신호가 변환되어졌는지를 인지하지 못할 수도 있기 때문에, 단계 S5에서 재기록된다. 이러한 경우에, 텔레비전은 상기 비디오신호에 대한 통상의 애스팩트비 변환 처리들 중 하나를 실행할 수 있다. 텔레비전이 비디오 신호를 두 번 변환하는 것을 방지하기 위해, 본 발명은 식별 신호를 재기록하며, 그로부터 텔레비전은 비디오 신호가 이미 변환되었다는 것을 판정하게 되어, 다른 변환 처리는 수행되지 않을 것이다.
이제, 비디오 신호의 애스팩트비를 변환하는 애스팩트비 변환기(3)를 제 3a 도 및 제 3b 도를 참조하여 설명한다. 비디오 신호는 애스팩트비 변환기(3)로 입력되며 Y/C 분리기(11)에 의해 수신된다. Y/C 분리기(11)는 비디오 신호를 휘도(luminance) 신호(Y)와 색(chrominance) 신호(C)로 분리한다. 휘도 신호(Y)는 Y/C 분리기로부터 아날로그-디지털(A/D) 변환기(12)로 출력되며, 상기 A/D 변환기는 아날로그 휘도 신호(Y)를 디지털 신호로 변환한다. 디지털화된 휘도 신호(Y)는 라인 당 910 샘플들로 샘플링되어 라인 메모리(15)에 저장된다.
색 신호(C)는 Y/C 분리기(11)로부터 크로마(chroma) 디코더(13)로 출력되며, 크로마 디코더(13)는 색 신호(C)를 색차 신호들(U, V)로 디코딩하여, 상기 신호들(U, V)을 스위치(SW1)를 경유해 A/D 변환기(14)에 제공한다. 디지털화된 색차 신호들은 다시 라인 메모리(16)로 출력되어, 이들은 메모리에서 라인당 455 샘플들로 저장된다.
휘도 신호(Y)는 또한 동기화 분리기(synchronization separator)(17)로 공급되며, 상기 분리기(17)는, 예컨대, 상기 휘도 신호에 포함되어 있는 수평 동기 신호로부터 동기 신호를 유도한다. 동기 신호는, A/D 변환기들(12, 14), 라인 메모리들(15, 16) 및 스위치(SW2)의 동작들을 동기화시키기 위해 클럭 발생기(18)에 의해이용된다. 스위치(SW2)는 시분할에 기초하여 색차 신호들(U, V)에 대응하는 단자들(U, V) 사이에서 스위칭된다.
라인 메모리(16)에는 실제로 라인당 910 샘플들이 제공되지만, 스위치(SW2)가 시분할에 기초하여 U 및 V 색차 신호들 사이에서 스위칭하기 때문에, 라인 메모리 회로(16)는 455 샘플들의 U 색차 신호와 455 샘플들의 V 색차 신호를 합하여(도 4에 도시된 것과 같이) 전체 910 샘플들을 저장한다. 따라서, 휘도 신호(Y)는 라인당 910번 샘플링되고, U 색차 신호는 라인당 455개의 샘플들로 샘플링되며, V색차 신호는 라인당 455개의 샘플들로 샘플링된다. 따라서 Y:U:V 신호의 비는 4:2:2(910:455:455)이며, 샘플들로 이루어진 결과적인 비디오 화상은 4:2:2 비디오 화상이 된다.
따라서, 라인 메모리들(15 및 16)에 디지털 비디오 화상으로서 저장된 입력 비디오 신호는 애스팩트비 변환을 위해 준비된 상태가 된다. 디지털 비디오 화상은 단순히 디지털로 저장된 입력 비디오 화상이기 때문에, 디지털 비디오 화상은 입력 비디오 신호와 동일한 애스팩트비를 갖는다. 저장된 디지털 비디오 화상의 애스팩트비는 본 발명에서 라인 메모리들(15, 16)로부터 디지털 비디오 화상의 일부 영역을 출력시킴으로써 소정의 애스팩트비로 변환된다. 즉, 일부 영역은 입력 비디오 신호로부터 절단된 부분이며, 따라서 다른 애스팩트비를 갖는다.
애스팩트비와 상기 일부 영역의 위치는 식별 신호로부터 유도된다. 비디오-ID 디코더(19)는 입력 비디오 신호에 포함된 식별 신호를 디코딩하고 일부 영역 정보를 추출한다. 일부 영역 정보는 화상의 작가, 편집자, 감독, 또는 다른 제작자가화상의 가장 필수적인 부분으로 지정한 비디오 화상의 일부분에 해당한다. 예를 들어, 배우가 와이드-스크린 비디오 화상의 왼쪽에 있다면 작가는 왼쪽을 비디오 화상의 가장 필수 영역으로 지정할 수 있다. 비디오 ID 디코더(19)는 다음으로 일부 영역 정보를 판독 어드레스 발생기(20)에 출력하며, 상기 판독 어드레스 발생기는 일부 영역 정보에 해당하는 어드레스를 라인 메모리 회로들(15, 16)에 공급한다. 그리고 나서, 라인 메모리 회로들은 어드레스에 저장된 샘플들을 판독하며, 상기 샘플들은 적절한 출력 애스팩트비를 갖는 일부 영역을 구성한다. 이러한 방법으로, 입력 비디오 신호의 애스팩트비는 원하는 출력 애스팩트비로 변환된다.
상기 일부 영역을 구성하는 샘플들은 다시 클럭 발생기(18)에 의해 동기화되는 휘도 신호 보간 회로(21) 및 U/V 신호 보간 회로(22)로 출력되며, 상기 라인 메모리 회로들(15, 16)에 저장된 샘플들로부터 출력 애스팩트비를 갖는 비디오 신호를 재구성한다. 재구성된 휘도 신호는 다시 D/A 변환기(23)에 인가되어 아날로그 신호로 재변환되고, 유사하게, 재구성된 U/V 차 신호들은 D/A 변환기(24)에 인가되어 아날로그 신호로 재변환된다. 아날로그 휘도 신호(Y)는 혼합 또는 가산 회로(25)에서 비디오 ID 인코더(26)로부터 출력되는 재기록된 식별 신호와 결합되며, 아날로그 색차 신호들(U, V)은, 분리된 색차 신호들(U, V)을 생성하기 위해 판독 어드레스 발생기(20)에 의해 교대로 스위칭되는 스위치(SW3)에 의해, 색차 신호들(U, V)을 색 신호(C)로 인코딩하는 크로마 인코더(chroma encoder)(28)에 결합된다. 가산기(27)는 (재기록된 ID 신호와 함께) 휘도 신호(Y)와 색 신호(C)를 결합하며, 출력 애스팩트비를 갖는 그 결과적 비디오 신호를 텔레비전(도시되지 않음)에공급한다.
애스팩트비 변환의 예는 제 5a 도 내지 제 5d 도, 제 6a 도 내지 제 6c 도 및 제 7 도를 참조하여 설명된다. 제 5a 도 내지 제 5c 도 각각은 4:3 애스팩트비를 갖는 출력 비디오 화상을 나타내며, 제 5d 도는 16:9 애스팩트비를 갖는 입력 비디오 화상을 도시한다. 16:9 애스팩트비를 갖는 제 5d 도의 비디오 화상은 제 1도의 애스팩트비 변환기(3)에 입력되며, 전술한 바와 같이 제 3a 도의 라인 메모리들(15, 16)에 디지털 비디오 화상으로서 저장된다. 비디오-ID 디코더(19)는 비디오 신호로부터 식별 신호를 디코딩하며 일부 영역 정보를 검색한다. 전술한 바와 같이, 일부 영역 정보는 16:9 비디오 화상의 어느 부분이 4:3 비디오 화상으로서 출력될 것이라는 것을 나타낸다. 예를 들어, 일부 영역 정보는 제 5a 도에 도시된 왼쪽 부분을 16:9의 와이드 비디오 화상의 가장 필수적 부분으로 지정할 수도 있다. 일부 영역 정보는 판독 어드레스 발생기(20)에 연결되며, 상기 판독 어드레스 발생기(20)는 16:9 비디오 화상의 왼쪽 부분에 해당하는 어드레스를 발생시키고, 상기 왼쪽 부분을 구성하는 저장된 샘플들이 판독된다.
16:9 비디오 화상의 왼쪽 부분에 해당하는 메모리 영역의 일 예가 제 6a 도에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 왼쪽 부분의 기록 어드레스는 수평 라인의 샘플 1 내지 샘플 910으로 범위가 정해지며, 이러한 샘플들로 구성된 시간 주기는 63.5㎲이다. 왼쪽 부분의 판독 어드레스는 샘플 1 내지 샘플 682로 범위가 정해져 있으며, 이러한 판독 어드레스들로 구성된 시간 주기는 63.5㎲이다. 제 6a 도의 오른쪽 부분의 점선 및 실선은 매 63.5㎲ 마다 반복되는 기록 및 판독 동작을 나타낸다. 반면, 16:9 비디오 화상의 중앙 부분이 제 5b 도에 도시된 바와 같은 일부 영역으로 지정되면, 판독 어드레스는 제 6b 도에 도시된 바와 같이 샘플 114 내지 샘플 796으로 범위가 정해진다. 하지만, 16:9 비디오 화상의 오른쪽 부분이 일부 영역으로서 지정되면, 판독 어드레스는 샘플 228 내지 샘플 910으로 범위가 정해진다. 상기에서는 16:9 비디오 화상의 특정 영역(즉, 왼쪽, 중앙 및 오른쪽 영역)을 예시했지만, 본 발명은 16:9 비디오 화상의 어떠한 부분도 일부 영역으로서 지정할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이러한 방식으로, 16:9 비디오 화상의 일부 영역을 지정함으로써, 영화의 작가, 편집자, 감독 또는 다른 제작자는 비디오 신호의 어느 부분이 가장 필수 부분인지를 지정할 수 있다. 따라서, 변환된 비디오 화상은 필수적인 비디오 정보를 보유하게 되며, 시청되는 프로그램의 품질은 저하되지 않는다.
일단 16:9 디지털 비디오 화상의 일부 영역이 판독 어드레스 발생기(20)에 의해 지정되면, 라인 메모리들(15, 16)은 비디오 화상의 적절한 부분을 판독하여 비디오 화상의 디지털로 저장된 각각의 휘도 및 색차 샘플들을 보간하는 보간 회로들(21, 22)로 출력한다.
라인 메모리들(15, 16)에 저장된 샘플들은 비디오 화상을 구성하는 전체 픽셀 셋의 값을 나타낸다. 따라서, 샘플링되지 않은 픽셀들은 비디오 화상을 재구성할 때 샘플링된 픽셀들로부터 재구성된다. 비디오 화상을 재구성하기 위한 한가지 기술은 인접하는 샘플링된 픽셀들로부터 샘플링되지 않은 픽셀들의 값을 평가함으로써 샘플링된 픽셀들로부터 샘플링되지 않은 픽셀들을 보간하는 것이다. 샘플링되지 않은 각 픽셀이 보간될 때, 비디오 화상이 재구성되며 텔레비전 화면으로 출력될 수 있게 된다.
보간 회로들(21, 22)에 의해 수행되는 바람직한 보간 처리가 제 7도에 도시된다. 도시된 바와 같이, D3n으로 지정된 3개의 데이터 샘플들은 라인 메모리 유닛으로부터 판독되어, H4n으로 지정된 4개의 보간된 데이터 샘플들로 변환된다. H4n+1로 지정된 다음 4개의 보간된 데이터 샘플들은, 처음 3개의 판독 데이터 샘플들(D3n)을 1/4배하고, 다음 3개의 판독 데이터 샘플들(D3n+1)을 3/4배하여, 상기 곱해진 결과들을 가산함으로써 생성된다. 다음 4개의 보간된 데이터 샘플들(H4n+2)은, 상기 3개의 판독 데이터 샘플들(D3n+1)을 1/2 배하고, 다음 3개의 데이터 샘플들(D3n+2)을 1/2배하여, 상기 곱해진 결과들을 가산함으로써 생성된다. 마지막 4개의 보간된 데이터 샘플들(H4n+3)은, 상기 3개의 판독 데이터 샘플들(D3n+2)을 3/4배하고, 다음 세트의 3개의 판독 데이터 샘플들(D3(n+1))을 1/4 배하여, 상기 곱해진 결과들을 가산함으로써 생성된다. 제 7 도에 도시된 보간법은 다음의 식으로 설명된다.
상기 양호한 실시예에서는 상기 설명된 보간 처리를 이용했지만, 다른 적절한 보간 처리도 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제 7 도에 도시된 방식으로 생성된 보간된 휘도 신호 Y 와 보간된 U/V 신호들은 제 3b 도에 도시된 각 D/A 변환기(23, 24)에 제공된다. 전술된 방식으로, 상기 아날로그 보간된 휘도 신호 Y 는 가산기(25)에서 재기록된 식별 신호와 결합되며, 상기 아날로그 보간된 U/V 신호는 색 신호(C)를 재생성하기 위해 스위치(SW3)에 의해 크로마 인코더(28)에 선택적으로 스위칭된 후, 가산기(27)에서 휘도 신호와 결합된다. 그에 따라, 애스팩트비 변환이 완료된다.
상기 예는 16:9 비디오 화상을 4:3 텔레비전 화상으로 변환하는 애스팩트비 변환을 설명하고 있다. 그러나, 본 발명은 상기한 변환에 국한되지 않으며, 4:3 비디오 화상을 16:9 비디오 화상으로 변환하는데 적용될 수 있으며, 또한 임의의 애스팩트비를 변환시키는데 적용될 수도 있다. 4:3 비디오 화상을 16:9 와이드-스크린 텔레비전에 디스플레이하는 경우, 입력 비디오 신호는 일반적으로 전술된 바와 동일한 방식으로 처리된다. 그러나, 상기 일부 영역은 이 경우에 수평 방향 대신에 수직 방향으로 지정된다. 상기 4:3 비디오 화상이 상기 16:9 텔레비전 스크린(제 17e 도)보다 더 많은 수직 라인을 포함하고 있기 때문에, 상기 일부 영역은 수평 방향에서 확대되어야만 한다. 상기 일부 영역은 또한 상기 비디오 화상이 '찌그러져(squashed)" 나타나는 것을 방지하기 위해 수직 방향으로 확대되며 상기 스크린 외부로 수직 방향으로 연장되는 단부들은 절단된다. 수직 방향의 보간 회로(도시되지 않음) 내의 필드 메모리 유닛(도시되지 않음)은 상기 일부 영역을 수직 라인 방향으로 확대하기 위해 사용될 수 있으며, 그 결과 상기 일부 영역은 왜곡 없이16:9 와이드-스크린 텔레비전에 가득 차게 된다.
출력 비디오 신호로서 디스플레이될 입력 비디오 화상의 일부 영역을 명시하는 방식은 제 8 도 내지 제 10 도를 참조하여 설명된다. 제 8 도에서, 상기 일부 영역은 16:9 비디오 화상이 4:3 텔레비전에 디스플레이되는 경우에 수평 방향에서 선택된다. 디스플레이될 일부 영역의 수평 위치는 디스플레이될 일부 영역의 시작 위치를 나타내기 위해 0 내지 15까지 범위의 4 비트 값으로 표시될 수 있다. 여기서, 시작 위치는 상기 일부 영역의 상부 왼쪽 코너이다. 예를 들어, 제 5a 도에 도시된 일부 영역은 일부 영역의 시작 위치가 16:9 비디오 화상의 시작점에서 시작하기 때문에 0000 값으로 표시될 수도 있다(유사하게, 제 5b 도 및 제 5c 도에 도시된 일부 영역은 이진 값들 0110, 1000, 1111 등으로 표시될 수 있다).
4:3 비디오 화상을 16:9 텔레비전 스크린에 디스플레이할 때와 같이 수직 방향에서 상기 일부 영역의 위치를 명시하기 위해 유사한 방법이 사용될 수 있다. 제 9 도에 도시된 바와 같이, 상기 일부 영역은 실선으로 표시된 16:9 영역이며, 4:3 입력 비디오 화상을 표시하는 점선 내에 위치된다. 16:9 비디오 화상을 4:3 텔레비전에 디스플레이하는 경우, 제 9 도의 일부 영역의 수직 시작점은 0 내지 15까지 범위의 4 비트값으로 표시될 수 있으며, 상기는 입력 화상의 상단에서 일부 영역의 시작 위치까지의 거리를 나타낸다.
일부 영역은 제 10 도에 도시된 바와 같은 수평 및 수직 거리에 의해 오프셋될 수 있다. 이러한 경우, 일부 영역의 위치는 시작 수평 위치 및 시작 수직 위치에 각각 해당하는 X 및 Y 좌표 쌍으로 표현된다. 예를 들어, 시작 위치는 상기 일부 영역의 상부 왼쪽 코너에 해당하는 (X0, Y0)으로 표현될 수 있다. 일부 영역의 하부 오른쪽 코너에 대응하는 종료 위치는 (X1, Y1)으로 표현될 수 있다. 상기와 같이, 좌표들 (X0, Y0), (X1, Y1)을 표현하기 위해 디지털 값이 사용된다. 일부 영역을 명시하는 상기 방법은 위치들에 대한 특정값을 부여하지만, 일부 영역의 위치에 의존하는 어떠한 값들도 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 디지털 신호를 처리한다. 디지털 신호의 비트 할당의 예는 제 11 도 내지 15 도를 참조하여 설명된다. 제 11 도는 입력 비디오 신호의 수직 블랭킹 기간동안 전송된 식별 신호를 나타낸다. 식별 신호는 기준 펄스와 다음의 20 비트의 정보로 이루어진다. 기준 펄스는 식별 신호가 존재함을 나타내며 비디오 ID 디코더(19)는 식별 신호가 온다는 것을 통보 받는다. 기준 펄스 다음의 20 비트는 일부 영역 정보를 포함하는 입력 비디오 신호에 관한 정보를 나타낸다.
제 12a 도는 식별 신호의 20 비트의 비트 할당의 일 예를 나타낸다. 처음의 2 비트는 WORD 0으로 할당되고, 각각 전송된 애스팩트비와 화상 디스플레이 포맷을 나타낸다. 제 12b 도에 도시된 바와 같이, WORD 0의 비트 1이 이진값 "1"을 나타낼 때, 전송된 애스팩트비는 16:9이다. 반면, 비트 1이 이진값 "0"으로 설정되면 상기 전송된 애스팩트비는 4:3이다. 비트 2가 값 "1"로 설정되면, 화상 디스플레이 포맷은 문자 박스 포맷(제 16c 도 참조)이며, 비트 2가 값 "0"으로 설정되면, 상기 화상 디스플레이 포맷은 정규 포맷이다. 따라서, 본 발명은 식별 신호의 WORD 0으로부터 전송된 애스팩트비와 화상 디스플레이 포맷을 결정한다.
비트 3 내지 비트 6은 WORD 1로 할당되며 WORD 2로 전송된 내용을 규정한다. 제 12c 도에 도시된 바와 같이, WORD 1은 WORD 2에 대해 16개의 다른 정의들을 갖는다. WORD 1이 0100의 값을 갖는 경우, WORD 2 는 일부 영역 정보로 규정된다.
제 13 도에 도시된 바와 같이, 비트 7 내지 비트 10은 일부 영역의 수평 방향 위치를 나타내며, 비트 11 내지 비트 14는 일부 영역의 수직 방향 위치를 나타낸다. 전술된 바와 같이, 비트 7 내지 비트 10의 4 비트 데이터는 4:3 입력 비디오 화상이 16:9 텔레비전 화상으로 변환될 때 수평축에 따른 일부 영역의 위치를 기술하도록 인코딩된다. 유사하게, 비트 11 내지 비트 14 의 4 비트 데이터는 16:9 입력 비디오 화상이 4:3 텔레비전 화상으로 변환될 때 수직축에 따른 일부 영역의 위치를 나타낸다. 일부 영역의 수평 및 수직 위치가 제 10 도에 도시된 바와 같이 좌표(X, Y)쌍으로 표시되는 경우, 수평 방향 위치(비트 7 내지 비트 10)와 수직 방향 위치(비트 11 내지 비트14)가 사용된다.
본 발명은 상술한 비트 할당에 제한되는 것은 아니며, 다른 비트 할당을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 제 14 도는 대안적인 비트 할당을 갖는 WORD 2를 나타낸다. 비트 7 은 규정되지 않고, 비트 8은 스크린 사이즈를 규정하며, 비트 9와 비트 10은 비디오 화상의 캡션 위치를 규정하며, 비트 11 내지 비트 14는 수평 및 수직 방향 위치를 규정한다.
16:9 비디오 화상이 4:3 텔레비전 스크린에 디스플레이될 때, 16:9 화상의 일부 영역은 수평 및 수직 방향으로 확대되며, 제 15 도에 도시된 비트 할당이 이용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 비트 7은 비트 8 내지 비트 14가 수평 또는 수직 방향에 대응하는지의 여부를 나타낸다. 비트 8 내지 비트 10은 제 10 도에 도시된 바와 같이, 일부 영역의 종료 위치(X1, Y1)를 나타내며, 비트 11 내지 비트 14는 일부 영역의 시작 위치(X0, Y0)를 나타낸다. 상기 일부 영역은 왜곡 없이 4:3 텔레비전 스크린 전체를 채우도록 수평 및 수직 방향으로 확대된다.
전술된 본 발명에 따르면, 입력 비디오 화상은 입력 화상의 애스팩트비와 텔레비전 디스플레이의 애스팩트비가 일치하지 않을 때에도 텔레비전 디스플레이 스크린에 디스플레이될 수 있다. 본 발명에 의한 비디오 화상은 종래 기술의 경우와 같이 수직으로 늘려(stretch)지거나 변형되지 않는다. 본 발명에서는, 원 화상의 일부 영역, 즉 화상의 필수 부분을 포함하는 영역이 선택되며, 입력 비디오 화상의 상기 부분은 애스팩트비 변환 후에도 보존된다. 따라서, 영상의 품질 및 상태는 본 발명에서 그대로 보존된다. 또한, 본 발명의 결과적인 비디오 화상은, 시각적으로 관심을 끌지 못하는 블랭크 부분을 포함하지 않는다. 본 발명은 또한, 입력 비디오 화상이 이미 변환되었음을 텔레비전에 통보하도록 식별 신호를 재기록함으로써, 종래의 애스팩트비 변환 기능이 장착된 텔레비전 디스플레이 장치에도 사용될 수 있다.
본 발명은 몇몇 애스팩트비의 예를 이용하여 기술되었지만 본 발명은 임의의 특정 애스팩트비에 국한되는 것은 아니며, 임의의 애스팩트비를 변환시키기 위해 사용될 수 있으며, 다양한 변경 및 변형이 고려될 수 있다. 또한, 상기한 설명은출력 비디오 신호가 텔레비전에 직접 제공되는 것을 나타내고 있지만, 본 발명은 상기 변환된 비디오 신호를 임의의 다른 장치, 예를 들어, 비디오 레코더 또는 송신기에 출력할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 특허청구 범위의 범위 내에서, 본 명세서에 기술된 것 이외에도 적용될 수 있다.
제 1 도는 본 발명에 따른 비디오-신호 애스팩트비(aspect ratio) 변환 장치의 구성을 도시하는 블록도.
제 2 도는 본 발명에 따른 비디오 신호 애스팩트비 변환 장치의 동작을 설명하는 흐름도.
제 3a 도 및 제 3b 도는 본 발명에 따라 애스팩트비 변환을 실행하는 구성을 도시하는 블록도.
제 4 도는 제 3a 도의 A/D 변환기의 샘플링 동작을 설명하는 도면.
제 5a 도 내지 제 5b 도는 풀-모드(full-mode) 영상 소스(image source)를 4:3 텔레비전에 디스플레이할 때 화상의 수평 방향으로 선택된 일부 영역을 도시하는 도면.
제 6a 도 내지 제 6c 도는 제 5a 도 내지 제 5c 도의 수평 방향으로 선택된 일부 영역에 대응하는 메모리의 기록 및 판독 어드레스를 도시하는 도면.
제 7 도는 보간(interpolation) 처리를 도시하는 도면.
제 8 도는 16:9의 와이드 스크린 화상(wide-screen picture)을 4:3 텔레비전 스크린에 디스플레이하는 경우, 화상의 수평 방향으로 선택된 일부 영역을 나타내는 도시도.
제 9 도는 16:9의 와이드 스크린 화상을 4:3 텔레비전 스크린에 디스플레이하는 경우, 수직 방향으로 선택된 일부 영역을 도시하는 도면.
제 10 도는 4:3 텔레비전 스크린에서 수직 및 수평 방향으로 확대될 와이드 스크린 영상 소스의 일부 영역의 위치를 나타내는 도면.
제 11 도는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 식별 신호의 구성을 도시하는 도면.
제 12a 도 내지 제 12c 도는 제 11 도에 도시된 식별 신호의 20비트 식별 코드의 비트 할당을 도시하는 도면.
제 13 도는 제 12a 도 내지 제 12c 도에 도시된 식별 코드에 따라 수평 및 수직 방향의 위치를 명시하기 위한 정보 부분을 할당하는 일 예를 나타내는 도면.
제 14 도는 제 12a 도 내지 제 12c 도에 도시된 식별 코드에 따라 수평 및 수직 방향의 위치를 명시하기 위한 정보 부분을 할당하는 다른 예를 도시하는 도면.
제 15 도는 제 12a 도 내지 제 12c 도에 도시된 식별 코드에 따라 확대된 일부 디스플레이 영역을 명시하기 위한 정보 부분을 할당하는 일 예를 도시하는 도면.
제 16a 도 내지 제 16d 도는 4:3 또는 16:9 와이드 텔레비전에 디스플레이될 문자-박스 포맷(letter-box format)으로 전송된 와이드 화상을 도시하는 도면.
제 17a 도 내지 제 17e 도는 4:3 또는 16:9 와이드 텔레비전에 디스플레이될 전송된 4:3 화상을 도시하는 도면.
제 18a 도 내지 제 18d 도는 4:3 또는 16:9 와이드-스크린 텔레비전에 디스플레이될 전송된 16:9 와이드-스크린 영상 소스를 도시하는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 비디오 디스크 2 : 재생 증폭기
3 : 애스팩트비 변환기 4 : 비디오-ID 디코더
5 : 마이크로컴퓨터 6 : 애스팩트비 변환 스위치
8 : 가산기

Claims (12)

  1. 입력 애스팩트비를 갖는 입력 비디오 화상으로서, 상기 입력 비디오 화상의 가장 필수적인 부분으로서 편집자에 의해 수동으로 선택된 일부 영역을 나타내는 일부 영역 정보를 포함하는 입력 비디오 신호에 의해 표시되는 상기 입력 비디오 화상을, 텔레비전 수신기의 수신기 애스팩트비에 대응하는 변환된 애스팩트비를 갖는 변환된 비디오 화상으로 변환하는 장치에 있어서.
    상기 입력 비디오 신호로부터 상기 일부 영역 정보를 디코딩하기 위한 디코더 수단;
    상기 입력 비디오 신호의 샘플들을 저장하기 위한 어드레스가능한 메모리 수단;
    상기 일부 영역의 샘플들을 판독하기 위해, 상기 디코딩된 일부 영역 정보에 응답하여 어드레스들을 발생하는 판독 어드레스 발생기 수단으로서, 상기 어드레스들은 상기 입력 비디오 화상의 가장 필수적인 부분으로서 편집자에 의해 수동으로 선택된 상기 일부 영역을 구성하는 샘플들이 저장된 상기 어드레스가능한 메모리 수단내의 위치들을 나타내는, 상기 판독 어드레스 발생기 수단; 및
    상기 입력 비디오 화상의 상기 입력 애스팩트비와 상기 수신기 애스팩트비를 검출하고, 상기 입력 비디오 화상의 상기 검출된 입력 애스팩트비와 상기 수신기 애스팩트비에 기초하여 애스팩트비 변환 모드를 선택하고, 상기 편집자에 의해 수동으로 선택된 상기 입력 비디오 화상의 가장 필수적인 부분이 상기 변환된 비디오화상에서 절단되지 않도록, 상기 선택된 애스팩트비 변환 모드에 따라 상기 일부 영역 샘플들을 상기 변환된 애스팩트비를 갖는 상기 변환된 비디오 화상으로 변환하는 처리 수단을 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 비디오 신호는 상기 입력 비디오 신호의 입력 애스팩트비를 나타내는 ID 신호를 포함하고, 상기 변환된 애스팩트비를 갖는 상기 변환된 비디오 신호의 생성을 상기 ID 신호에 응답하여 선택적으로 제어하기 위한 마이크로컴퓨터를 더 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터에 연결되어, 상기 변환된 애스팩트비를 갖는 상기 변환된 비디오 신호의 생성을 디스에이블하기 위한 애스팩트비 변환 스위치를 더 구비하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 수단은, 상기 입력 비디오 신호의 애스팩트비가 변환되었다는 것을 나타내도록 식별 신호를 상기 변환된 비디오 신호에 재기록하기 위한 수단을 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 비디오 신호를 휘도 신호 및 색 신호로 분리하기 위한 Y/C 분리기 수단, 및 상기 휘도 및 색 신호들의 샘플들을 상기 어드레스가능한 메모리 수단에 공급하기 위한 수단을 더 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 샘플 공급 수단은, 상기 Y/C 분리기 수단에 연결되고, 상기 색 신호를 색차 신호들(U, V)로 분리하고, U 샘플들 및 V 샘플들을 상기 어드레스가능한 메모리 수단에 공급하기 위한 크로마(chroma) 디코더를 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 어드레스가능한 메모리 수단은, 한번에 한 라인씩 상기 휘도 신호의 샘플들을 저장하기 위한 휘도 메모리(luminance memory)와 한번에 한 라인씩 색차 신호들(U, V)의 샘플들을 저장하기 위한 색 메모리(chrominance memory)를 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 샘플 공급 수단은, 상기 휘도 메모리에 저장된 상기 휘도 샘플들이 상기 색 메모리에 저장된 상기 색차 샘플들(U, V)과 4:2:2의 비를 나타내도록, 상기색차 신호들(U, V) 사이에서 스위칭하여 상기 색 메모리에 상기 색차 신호들(U, V)을 번갈아 출력하기 위한 스위치 수단을 더 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 처리 수단은, 상기 휘도 메모리로부터 판독된 상기 휘도 샘플들을 수신하여 보간하기 위한 휘도 신호 보간 수단과, 상기 색 메모리로부터 판독된 상기 색차 샘플들(U, V)을 수신하여 보간하기 위한 U/V 신호 보간 수단을 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 처리 수단은, 상기 U/V 신호 보간 수단으로부터 출력된 상기 보간된 색차 신호들(U, V)을 재결합하기 위한 크로마 인코더 수단을 더 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 장치.
  11. 입력 애스팩트비를 갖는 입력 비디오 화상으로서, 입력 비디오 화상의 가장 필수적인 부분으로서 편집자에 의해 수동으로 선택된 일부 영역을 나타내는 일부 영역 정보를 포함하는 입력 비디오 신호에 의해 표시되는 상기 입력 비디오 화상을, 텔레비전 수신기의 수신기 애스팩트비에 대응하는 변환된 애스팩트비를 갖는 변환된 비디오 화상으로 변환하는 방법에 있어서:
    상기 입력 비디오 신호의 샘플들을 저장하는 단계;
    상기 일부 영역에 포함된 상기 저장된 샘플들만을 판독하는 단계;
    상기 입력 비디오 화상의 상기 입력 애스팩트비와 상기 수신기 애스팩트비를 검출하는 단계;
    상기 입력 비디오 화상의 상기 검출된 입력 애스팩트비와 상기 수신기 애스팩트비에 기초하여, 애스팩트비 변환 모드를 선택하는 단계; 및
    상기 판독된 샘플들을 상기 애스팩트비 변환 모드에 따라 변환하는 단계로서, 편집자에 의해 수동으로 선택된 상기 비디오 화상의 가장 필수적인 부분이 상기 변환된 비디오 화상에서 절단되지 않도록 상기 변환된 애스팩트비를 갖는 상기 변환된 비디오 화상을 나타내는 출력 비디오 샘플들을 생성하는, 상기 변환 단계를 포함하는, 입력 비디오 화상 변환 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 일부 영역은 상기 입력 비디오 화상과 상기 변환된 비디오 화상 양쪽 모두 보다 작은, 입력 비디오 화상 변환 방법.
KR1019950046966A 1994-12-06 1995-12-06 입력비디오신호의애스팩트비변환장치및방법 KR100396929B1 (ko)

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