KR100472435B1

KR100472435B1 - Tlv 기능을 제공하는 디지털 비디오 기록 재생장치

Info

Publication number: KR100472435B1
Application number: KR10-1998-0024406A
Authority: KR
Inventors: 백승웅; 송광섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2005-06-08
Also published as: KR20000003215A

Abstract

TLV(Time Lapse VCR) 기능을 제공하는 디지털 비디오 캠코더(Digital Video Camcoder:DVC)에 관한 것이며, 연속 데이터를 정상기록재생하는 모드와 상기 TLV 기능 모드를 선택하는 멀티플렉서, 상기 멀티플렉서에서 TLV 기능 모드 선택시 상기 버퍼에 라이트된 데이터량을 판단하고, 그 데이터량과 기록 범위에 해당하는 레벨값을 비교하여 데크 서보의 재생과 정지 동작을 제어하는 TLV 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 디지털 비디오 캠코더에 TLV 기능을 수행하는 장치를 추가함으로써 특정 프레임의 카메라 출력을 녹화하여 재생할 시 고화질의 영상을 제공할 수있다.

Description

ＴＬＶ 기능을 제공하는 디지털 비디오 기록재생 장치

본 발명은 디지털 비디오 기록재생 장치에 관한 것으로서, 특히 TLV(Time Lapse VCR) 기능을 제공하는 디지털 비디오 캠코더(Digital Video Camcoder:DVC)에 관한 것이다.

일반적으로 TLV는 2 ∼ 20 프레임 마다 액티브되는 트리거를 사용하여 그 프레임에서만 녹화하는 VCR이다.

도 1은 통상적으로 TLV에 이용되는 VCR의 녹화 및 재생 시스템을 도시한 것이다.

먼저, 녹화 모드시 아날로그-디지털 변환된 녹화계의 휘도(RECY) 및 칼라(RECC)는 수평 동기에 록킹된 클럭으로 제1FIFO(110) 및 제2FIFO(120) 메모리에 기록되고, 제1비디오 인코더(130)에서 휘도 및 칼라 비디오 신호로 인코딩되고, 그 휘도 및 칼라 비디오 신호가 제1믹서(140)에서 믹스(Mix)되어 VCR에 녹화된다. 재생 모드시 재생계의 휘도(MONY) 및 칼라(MONC)는 제1비디오램(150) 및 제2비디오램(160)에 기록되고, 제2비디오 인코더(170)에서 휘도 및 칼라 비디오 신호로 인코딩되고, 그 휘도 및 칼라 비디오 신호가 제2믹서(180)에서 믹스(Mix)되어 모니터에 표시된다. 도 1의 시스템 앞단에서 TLV의 트리거에 맞춰 수직 동기로 동기화를 수행시킨다. 이와 같이 TLV는 더빙과 기본적인 아날로그 녹화에서 발생하는 화질 열화가 문제된다.

본 발명이 이루고자하는 기술적과제는 디지털 비디오 캠코더에 TLV 기능을 수행하는 장치를 추가함으로써 특정 프레임의 카메라 출력을 녹화하여 재생할 시 발생하는 화질 열화를 방지한 디지털 비디오 기록재생 장치를 제공하는 데있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 데이터를 저장하는 버퍼를 구비하여 TLV 기능을 수행하는 디지털 비디오 기록재생 장치에 있어서,

연속 데이터를 정상기록재생하는 모드와 상기 TLV 기능 모드를 선택하는 멀티플렉서;

상기 멀티플렉서에서 TLV 기능 모드 선택시 상기 버퍼에 라이트된 데이터량을 판단하고, 그 데이터량과 기록 범위에 해당하는 레벨값을 비교하여 데크 서보의 재생과 정지 동작을 제어하는 TLV 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 기록재생 장치이다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 TLV 기능을 제공하는 디지털 비디오 캠코더를 보이는 블록도이다. 도 2의 DVC는 녹화계의 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터를 입력으로 하여 소스(source)부(211), 제1,제2,제3,제4MUX(multiplexer: 212, 213, 214, 215), 채널부(216)로 이루어진 DVC 처리부(210)와 마이콤(240), DRAM(250)이 연결된 TLV제어부(230)로 구성된다.

도 2에 도시된 장치의 동작을 기록모드와 동작모드로 나누어 설명하면 다음과 같다.

기록모드시, 카메라로부터 발생되는 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터가 DVC 처리부(210)로 입력되면 소스부(211)에 의해서 약 1/5정도 압축되고 나서 녹화선택신호(RECPB)에 제어되는 제3MUX(215)를 통하여 TLV제어부(230)로 입력된다. TLV제어부(230)는 마이콤(240)으로부터 데이터 기록 제어 정보를 인가받아 압축된 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터를 FRP(Frame Reset Pulse) 기준 신호와 데이터에 동기된 버스인에이블신호(BUS_EN)에 맞춰서 DRAM(250)에 기록한다. 그리고 TLV제어부(230)는 DRAM(250)에 기록된 압축 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터가 마이콤(240)으로부터 발생하는 일정한 레벨이상일 경우 그 데이터를 리드하여 DVC 처리부(210)내의 제2MUX(213)로 입력시킨다. DVC 처리부(210)내의 제2MUX(213) 및 제3MUX(214)는 TLV 및 DIF(Digital Interface) 선택 신호에 따라 입력되는 압축 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터를 채널부(216)로 출력한다. 또한 TLV제어부(230)는 DRAM(250)내의 데이터를 리드하여 채널부(216)에 송신하고 나서 서보계로 재생 신호를 인가한다.

이때 TLV제어부(230)는 DRAM(250)을 리드하는 속도가 기록하는 속도보다 빠르기 때문에 일정한 기간이 지나면 기록하는 위치와 리드하는 위치가 근접하게 된다. 이때 마이콤(240)이 TLV제어부(230)에 DRAM(250)을 리드하게하는 동작을 중단시키면, 잠시후 TLV제어부(230)는 DVC의 서보계를 중지시키는 스톱 명령을 서보계로 인가한다. 한편 DVC 처리부(210)내의 채널부(216)는 입력된 압축 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터에 패리티(parity)를 부가하고 24/25 변조시켜 DVC 테이프로 출력시킨다.

재생 모드시, DVC 테이프로부터 재생된 압축 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터가 DVC 처리부(210)로 입력된다. 채널부(216)는 입력되는 압축 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터를 25/24 복조하여 ECC에 의해 채널상의 에러를 제거하여 제1MUX(212)로 출력한다. 소스부(211)는 DIF 선택 신호에 의해 제어되는 제1MUX(212)를 통해 입력된 압축 휘도(RECY) 및 칼라(RECC) 데이터를 신장하고 모니터로 출력한다. 모니터계에서는 화면 분할, 확대, 특정 채널 표시등의 기능이 수반된다.

또한 상기 제1,제2,제4멀티플렉서(212,213,214)는 TLV 기능을 수행하지 않을시 TLV 선택 신호 및 DIF 선택 신호의 제어에 따라 원래의 연속적인 데이터를 선택하여 출력한다.

도 3은 도 2의 소스부(211)의 상세도이며, 소스부(320)는 휘도(Y) 데이터 및 칼라(C) 데이터를 입력한다.

먼저, 동기 발생기(321)는 안정된 54MHz를 기준으로 각 블록에서 사용될 27, 18, 9MHz의 복수개 클럭과 참조 신호 및 외부 인터페이스용 수평, 수직 동기 신호를 발생시킨다.

데시메이션(decimation)/인터폴레이션(interpolation)기(322)는 동기 발생기(321)에서 발생하는 동기 신호에 의해 데시메이션 및 인터폴레이션을 수행하기 위해 기록 모드시와 재생 모드시로 나누어 동작된다. 즉, 기록 모드시 NTSC 모드에서 4:2:2로 입력되는 Y, Cr, Cb 신호를 수평 방향의 앤티-엘리어싱(Anti-Aliasing)용 로우패스필터를 통해 4:1:1의 신호로 데시메이션하고 PAL 모드에서 4:2:2로 입력되는 Y, Cr, Cb 신호를 수직 방향의 앤티-엘리어싱(Anti-Aliasing)용 로우패스필터를 통해 4:2:0의 신호로 데시메이션하며, 재생 모드시 NTSC 모드에서 4:1:1, PAL 모드에서 4:2:0으로 입력되는 신호를 4:2:2의 신호로 인터폴레이션한다. 또한 기록 모드시 입력되는 데이터의 범위가 0 ∼ 255인데, 휘도(Y) 신호의 경우 16 ∼ 254로, Cr, Cb 신호의 경우 16 ∼ 240으로 범위를 억제하고 나서 MSB(Most Significant Bit)를 2의 보수 코드(2'Complement Code)로 출력한다. 즉, 휘도(Y) 신호의 경우 -112 ∼ 126, 칼라의 경우 -112 ∼ 112의 범위에 해당한다. 재생시는 기록시의 경우와 역과정으로 출력한다.

셔플(shuffle)/디셔플(deshuffle)기(324)는 기록시 데시메이션(decimation)/인터폴레이션(interpolation)기(322)에서 데시메이션된 비디오 신호를 SDRAM(350)을 사용하여 화면내에서 인접하지 않은 5개의 마크로 블록으로 뒤섞어 하나의 비디오 세그먼트 단위로 셔플링하며, 재생시 원위치로 디셔플하여 인터폴레이션기(322)로 출력한다.

DCT/IDCT(Discrete Cosine Transform/Inverse Discrete Cosine Transform)기(325)는 동기 발생기(341)에서 발생되는 동기 신호와 셔플/디셔플기(324)에서 발생되는 셔플된 시간 영역의 비디오 신호를 기록시 주파수 영역의 DCT 블록 단위의 비디오 신호로 변환하거나 재생시 그 역으로 변환한다. DCT 블록은 크기가 8X8인 화소로 구성된다. DCT기는 입력되는 화면속 대생들의 움직임에 따라 압축의 효율성을 고려하여 프레임 단위로 처리하는 8X8 DCT 모드 및 필드 단위로 처리하는 2X4X8 DCT 모드로 나누어진다. 즉, 움직임이 많은 단위는 2X4X8 DCT 모드로 선택되고 그외의 블록은 8X8 DCT 모드로 선택된다. DCT의 출력은 DC(직류) 계수의 경우 9비트이며, AC(교류) 계수의 경우 10비트이다. DCT 계수들은 DC 성분을 시작으로 주파수가 높은 AC 계수로 지그-재그(zig-zag) 순서로 출력된다.

양자화기/역양자화기(328)은 기록시 DCT기(325)에서 출력되는 DCT된 비디오 신호를 양자화(Quantization)하고 재생시 역으로 양자화(Inverse Quantization)한다. 기록시 압축률 및 화질을 결정하는 양자화 스텝 사이즈는 1, 2, 4, 8, 16의 5가지이며, 클래스 넘버(Class Number), 에어리어 넘버(Area Number), QNO(Quantizer Number)의 조합에 의해 결정된다. 클래스 넘버는 DCT 블록의 양자화 잡음에 의해 4단계로 정해지며 이에 따라 AC 계수가 10비트에서 9비트로 변환된다. 클래스 넘버는 DCT 블록 단위로 정해진다. 에어리어 넘버는 DCT 블록내의 주파수 성분에 4단계로 나누어진다. QNO는 마크로 블록별로 정해지며, "0"에서 "15"까지의 계수를 갖는다.

RLC/RLD(Run Length Coding)/(Run Length Decoding)기(330)는 재생시 양자화기(328)에서 양자화된 비디오 신호를 런렝스와 진폭(amplitude)을 출력하고 재생시 디코딩하여 런렝스와 진폭에서 AC 계수를 추출한다.

VLC/VLD(Variable Length Coding/Variable Length Decoding)기(331)는 기록시 RLC기(330)에서 출력되는 런렝스와 진폭값에 따라 2차원 허프만 코딩의 가변장 코딩되어 입력되는 심볼의 빈도수에 따라 길이가 다른 부호로 출력되며, 재생시 역 과정이 수행된다.

정렬기/역정렬기(Arranger/De-Arranger)(332)는 기록시 VLC기(331)에서 출력되는 하나의 비디오 세그먼트의 데이터를 정렬기에서 385 바이트로 고정 시키며, 재생시 역정렬기에서 역 과정이 수행된다. VLC기의 특성상 출력되는 부호의 길이가 일정하지 않지만 고속 탐색을 위하여 1개의 비디오 세그먼트 단위로 비트량을 강제적으로 고정 시킨다. 비디오 세그먼트에 부호화된 데이터의 기록 과정은 3단계로 나누어진다. 먼저, 각각의 DCT 블록에서 발생되는 부호화된 데이터는 할당된 고정 영역을 채우며, 할당된 고정 영역보다 발생된 데이터가 적은 경우 맨 마지막에 EOB(End Of Block)을 기록하고 나서 나머지 영역은 비워두고 그 다음 DCT 블록 처리된다. 이상의 과정을 30개의 DCT 블록에 대해서 반복 수행한다. 할당된 영역 끝 까지 채우고 남은 데이터 즉, MR(Macroblock Remaining) 데이터는 같은 매크로 블록내에서 데이터가 차지 않은 고정 영역에 순서대로 채운다. 그 후에 남은 데이터는 VR(Video segment Remaining) 데이터이며, 순서대로 비디오 세그먼트내에서 데이터가 차지 않은 고정 영역에 남은 영역을 채운다. VR 처리가 끝나고도 남는 데이터가 있으면 강제로 종료되며 EOB 코드가 기록되지 않는다.

I²C기(326)은 NTSC/PAL, 마이콤(310)으로부터 수신된 기록 및 재생 모드등 각종 제어 신호를 양방향의 클럭과 데이터의 2 버스를 통해 통신한다.

시스템 데이터 처리기(329)는 비디오 보조 데이터 및 오디오 보조 데이터, 서브 코드 데이터등을 마이콤(310)과 주고 받으며, 마이콤(3100으로부터 받은 데이터를 버퍼(327)에 기록하여 외부 버스를 통해 출력하고, 외부 버스에서 받은 데이터를 버퍼(327)에 기록한 후 마이콤(310)에 전달한다.

비디오 인코더(323)는 재생시 인터폴레이션기(322)에서 인터폴레이션된 휘도와 칼라 데이터를 인코딩하여 아날로그 형태의 콤포지트(Composite) 비디오 및 휘도(Y) 및 칼라(C)를 출력한다.

오디오 처리기(333)는 기록시 1비트의 데이터를 32KHz에는 12비트로, 48KHz에는 16비트로 변환 한 후 바이트 변환시키고, 버스트 에러를 방지하기 위하여 오디오 샘플과 더미 데이터를 한 프레임내에서 셔플링한다. 재생시 이의 역과정이 수행된다. 또한 기록시 32KHz, 48KHz의 2채널이 기록되고 재생시 32KHz의 4채널, 44.1KHz와 48KHz의 2채널이 재생된다.

도 4는 도 2의 채널부(216)와 그 부가회로의 상세도이며, 점선 블록(440)이 채널부에 해당한다.

ECC 제어기(449)는 오디오/비디오 버스를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 데이터와 시스템 데이터를 DRAM(470)에 저장하거나 읽어내며, ECC(Error correcting Code)를 위한 외부 패리티를 코딩/디코딩하기 위해 DRAM(470)로부터 데이터를 읽어내어 R/S 코어기(448)로 출력하고나서 코딩 및 디코딩된 데이터를 다시 DRAM(470)에 저장하며, 인코딩 모드시 내부 패리티의 코딩을 위해 DRAM(470)으로부터 데이터를 읽어내어 R/S 코어기(448)로 데이터를 출력하고 나서 인코딩된 데이터를 24/25 변조기(446)로 출력하며, 디코딩 모드시 24/25 복조기(447)로부터 입력되는 데이터를 DRAM(470)에 저장한다.

R/S 코어기(448)는 ECC 제어기(449)로부터 오디오, 비디오, 서브 코드 데이터를 입력하여 리드-솔로몬 코드를 이용한 에러정정을 수행한다. 특히 오디오와 비디오 데이터는 내부(Inner)와 외부(Outer) 코드를 동시에 사용하는 데 오디오의 경우 내부 코드(Inner Code)가 (85,77)이고, 외부 코드(Outer Code)가 (14,9)이며, 비디오의 경우 내부 코드가 (85,77)이고, 외부 코드(Outer Code)가 (149,139)이다. 24/25 변조기(446)는 41.85MHz에 따라 ECC 제어기(449)에서 오류정정 부호가 부가된 24비트 데이터에 부가적으로 1비트를 첨가하여 NRZI(Non Return To Zero Inverse) 변조한다.

25/24 복조기(447)는 25비트 데이터로부터 1비트를 제거하여 ECC 제어기(449)로 입력한다.

적응 EQ(Equalizer)기(442)는 REC/PB앰프(411), ATF/아날로그EQ(412), ADC(413)를 통해 입력된 데이터 왜곡을 보상시킨다.

비터비(443)는 적응 EQ(Equalizer)기(442)로부터 보상된 데이터를 자기 테이프에 기록시 PRML(Partial Response Maximum Likelihood)에 의해 발생하는 각종 간섭으로부터 보호하기 위해 비터비 복호한다.

ATF(Automatic Tracking Finder)(441)는 재생시 헤드가 F0 트랙을 주행시 데이터로부터 f1의 파일롯와 f2의 파일롯을 검출하여 어느 한 쪽으로 치우치지 않도록 PWM 신호를 생성하여 데크메커니즘(410)을 조절한다.

TED(Time Error Detection)기(444)는 재생시 적응 EQ(Equalizer)기(442)로부터 출력되는 데이터로 부터 캐리어의 샘플링 포인트의 값을 비교하여 에러를 검출한다. 한편 그 에러 전압은 LPF(445)를 거친후 외부의 DAC(450), VCO(460)에 전송하여 ADC(413)의 샘플링 포인트를 찾아준다.

도 5는 도 2의 TLV 제어부(230)의 상세도이다.

우선, 마이콤(510)은 마이콤인터페이스(520)를 통해 라이트타이밍발생기(530)에 기록 신호를 인가한다. 이 시점에서 라이트타이밍발생기(530)는 버스인에이블(BUS_EN)신호에 맞추어 입력되는 데이터를 버퍼링하고 나서 버스인에이블(BUS_EN)신호의 일정 구간(예를 들면, 버스인에이블의 하이 구간)을 할당하여 어드레스 발생부(550)로 출력한다. 또한 리드타이밍발생기(540)는 버스인에이블 신호중 기록하지 않는 구간을 할당한다. 어드레스 발생기(550)는 라이트타이밍발생기(530)와 리드타이밍발생기(540)에서 발생하는 리드타이밍 신호 및 라이트 타이밍 신호에 의해 DRAM의 리드 어드레스와 라이트 어드레스를 발생시키며, 멀티플렉싱된 최종 DRAM의 어드레스를 발생시킨다. 메모리제어기(560)는 라이트타이밍발생기(530)와 리드타이밍발생기(540)에서 발생하는 리드타이밍 신호 및 라이트 타이밍 신호에따라 DRAM을 조절하기 위한 각종 어드레스(예를 들면, RAS, CAS, SC, DT등)을 발생시킨다. 감산기(570)는 어드레스 발생기(550)에서 발생하는 라이트 어드레스에서 리드어드레스를 감산하여 DRAM내 데이터량을 나타내는 어드레스 차이가 구해진다. 예를 들면 처음에는 데이터를 DRAM에 기록해야하기 때문에 감산기(570)는 라이트 어드레스가 큰값을 출력한다. 그리고 DRAM을 리드하는 속도가 기록하는 속도보다 빠르기 때문에 일정한 시간이 지남에 따라 감산기(570)는 어드레스 차이가 없는 값을 출력하게 될 것이다.

비교기(580)는 감산기(570)에서 구해진 어드레스차이값과 마이콤(510)에서 마이콤인터페이스(520)를 통해 발생시키는 기록 범위값에 해당하는 기준 레벨을 비교하여 DVC 데크의 서보를 온/오프한다. 예를 들면 어드레스 차이값이 기준 레벨보다 크다면 DRAM내의 데이터를 읽어내고 나서 서보계를 재생시키는 재생 신호를 출력하며, 어드레스 차이값이 기준 레벨보다 적다면 DRAM 내의 데이터량이 비어있는 경우이므로 데이터DRAM의 리드를 중지시키고 서보계를 중지시키는 스톱 신호를 출력한다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 즉, 여러개의 카메라 입력을 순차적으로 녹화하는 멀티플렉서 시스템에도 응용할 수있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 디지털 비디오 캠코더에 TLV 기능을 수행하는 장치를 추가함으로써 특정 프레임의 카메라 출력을 녹화하여 재생할 시 고화질의 영상을 제공할 수있다.

도 2는 본 발명에 따른 TLV 기능을 제공하는 디지털 비디오 캠코더를 보이는 블록도이다.

도 3은 도 2의 소스부의 상세도이다.

도 4는 도 2의 채널부와 그 부가회로의 상세도이다.

도 5는 도 2의 TLV 제어부의 상세도이다.

Claims

데이터를 저장하는 버퍼를 구비하여 TLV 기능을 수행하는 디지털 비디오 기록재생 장치에 있어서,

연속 데이터를 정상기록재생하는 모드와 상기 TLV 기능 모드를 선택하는 멀티플렉서;

상기 멀티플렉서에서 TLV 기능 모드 선택시 상기 버퍼에 라이트된 데이터량을 판단하고, 그 데이터량과 기록 범위에 해당하는 레벨값을 비교하여 데크 서보의 재생과 정지 동작을 제어하는 TLV 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 기록재생 장치.
제2항에 있어서, 상기 TLV 제어부는

데이터를 기록하는 구간을 할당하는 라이트 타이밍 신호를 발생하는 라이트타이밍발생기;

데이터를 재생하는 구간을 할당하는 리드 타이밍 신호를 발생하는리드타이밍발생기;

상기 라이트타이밍 발생기 및 리드 타이밍 발생기로부터 데이터가 라이트되고 리드될 라이트 및 리드 어드레스를 발생하는 어드레스 발생기;

상기 어드레스 발생기에서 발생하는 라이트어드레스와 리드어드레스의 차이값과 기록 범위에 해당하는 기준레벨값을 비교하여 데크 서보 재생 및 정지를 제어하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 기록재생 치.
제2항에 있어서, 상기 비교기는 상기 데이터량이 기록 범위보다 크면 재생 신호를 출력하고, 상기 데이터량이 기록 범위보다 적으면 정지 신호를 발생하는 것임을 특징으로 하는 디지털 비디오 기록재생 장치.
제1항에 있어서, 상기 디지털 비디오 신호 처리 장치는 디지털 비디오 캠코더임을 특징으로 하는 디지털 비디오 기록재생 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터량은 라이트 어드레스와 리드어드레스의 차에 의해 검출되는 것임을 특징으로 하는 디지털 비디오 기록재생 장치.