KR100498517B1 - 디스플레이방법및그장치 - Google Patents

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Abstract

동화상으로부터 발생되는 화상 파일 데이터에 기초하여 화상을 디스플레이하기 위해, 픽셀들의 개수가 신호 처리 동작에 의해 디스플레이 화면의 수평 또는 수직 방향에서 변화된다. 각종 텔레비젼 방송 규격들과 디스플레이 모드들이 지원된다. 예컨대, NTSC 방식에서 신호 처리 동작은 수평 방향의 픽셀들의 개수를 720에서 640으로 변환하는 8:9 픽셀 수 변환을 프레임 데이터(720×480 픽셀)에 적용한다. 그러므로, 화상 파일 데이터(즉, 정지 화상)에 기초하여 화상이 올바른 종횡비로 컴퓨터 화면 상에 디스플레이된다.

Description

디스플레이 방법 및 그 장치
본 발명은 화상 신호 처리에 관한 것으로, 특히 파일에 저장된 압축 화상 데이터를 복호화하고 복호화된 데이터를 왜곡되지 않은 정지 화상들로서 디스플레이하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이전에, 본 발명의 발명자들은 디지털 동화상에 기초하여 디지털 정지 화상 파일들을 발생하는 장치 및 방법을 제안하였다. 즉, 압축된 비디오 데이터의 정지 프레임들이 미리 선택된 비디오 신호 포맷에 따라 압축된 디지털 동화상으로부터 추출된다. 다음에, 프레임들은 컴퓨터의 기록 매체(예컨대, 하드 디스크) 상에 데이터 파일로서 저장된다. 상기 컴퓨터에 연결된 모니터 상에 정지 화상들을 디스플레이하기 위해, 저장된 화상 데이터가 상기 파일들로부터 복원되고, 미리 선택된 압축 포맷에 대응하는 처리 동작들에 의해 복호화된다.
상기 파일들에 포함된 화상 데이터는 다음의 방식으로 처리되는 디지털 동화상들로부터 추출됨에 주의한다. 예컨대, NTSC 방식에서는, 휘도(Y) 신호 성분이 수평 방향의 720 픽셀×수직 방향의 480 픽셀을 포함하는 화상 데이터의 1 프레임을 얻기 위해 13.5 MHz로 샘플링된다. 이 경우, 한 픽셀에 의해 점유되는 디스플레이 영역의 종횡비는 8:9이다. 따라서, 위에서 설명한 바와 같이 NTSC 방식의 화상 데이터로부터 발생된 파일에서, 한 픽셀에 의해 점유되는 디스플레이 영역의 종횡비는 8:9이다. 아날로그 화상 신호(디지털 영역으로부터의 변환 후)에 의해 표현되어 전형적인 텔레비젼 세트 상에 디스플레이되는 화상의 종횡비는 4:3이다.
대조적으로, 컴퓨터 모니터 상에서 한 픽셀에 의해 점유되는 디스플레이 영역의 종횡비는 일반적으로 1:1이다.
따라서, 화상 파일 데이터가 복호화되어 720×480 픽셀의 정지 화상으로서 컴퓨터 모니터 상에 디스플레이될 때, 수평적으로 확장된 변형 화상(시각적으로 왜곡된 화상)이 디스플레이된다. 이는, 실제 종횡비는 8:9인데 화상이 1:1 종횡비로 디스플레이된 결과이다.
유사하게, 상기 문제점은 PAL 방식에서도 존재한다. 특히, 미리 선택된 디지털 비디오 포맷에 따라 압축된 데이터의 1 프레임 당 픽셀의 수는 720(수평)×576(수직)이고, 한 픽셀에 의해 점유되는 디스플레이 영역의 종횡비는 16:15이다. 그 결과, PAL 방식에서는, 1:1 종횡비를 가진 컴퓨터 모니터 상에서 화상이 올바르지 않은 종횡비로 디스플레이된다. 즉, 디스플레이 화면 상에서 수직 방향으로 길게 늘어나 표시됨으로써 화상이 시각적으로 왜곡된다.
또한, 디지털 비디오 신호는 화상을 4:3 종횡비로 디스플레이하는 "노멀 모드"와 화상을 16:9 종횡비로 디스플레이하는 "와이드(wide) 모드"로 재생될 수 있다. 와이드 모드에서는, 1 프레임이 노멀 모드에서와 같이 NTSC 방식의 720 수평 픽셀× 480 수직 픽셀, 또는 PAL 방식의 720 수평 픽셀× 576 수직 픽셀을 포함한다. 이 2 가지 경우에서, 한 픽셀에 의해 점유되는 디스플레이 영역의 종횡비는 수평으로 길게 늘어진다. 와이드 모드 정지 화상이 컴퓨터 모니터(텔레비젼 세트와 대조적임) 상에 디스플레이될 때, 화상은 수평 방향으로 변형(수축)되어 나타난다. 즉, 올바르지 않은 종횡비를 가진 화상이 얻어진다.
본 발명의 목적은 동화상 데이터에 기초하여, 왜곡되지 않은 화상을 디스플레이하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 동화상 데이터에 기초하여, 왜곡되지 않은 화상을 각종 디스플레이 모드에서 디스플레이하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 미리 선택된 텔레비젼 포맷에 대응하는 동화상 데이터에 기초하여, 왜곡되지 않은 화상을 디스플레이하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 컴퓨터 화면상에 올바른 종횡비로 화상을 디스플레이하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 부호화된 동화상 데이터에 기초하여, 왜곡되지 않은 화상을 복호화하고 디스플레이하는데 있다.
발명의 개요
이들 목적과 다른 목적, 특성, 및 이점은 부호화된 디지털 동화상 데이터에 기초하여 화상을 디스플레이하는 장치 및 방법에 의해 달성된다. 본 발명에 따라, 프레임 데이터에 의해 표현되는 화상 데이터는 부호화된 디지털 동화상 데이터로부터 추출된다. 미리 결정된 개수의 픽셀로 정의되는 추출된 화상 데이터는 복호화된다. 그 후, 복호화된 화상 데이터는 상기 화상의 수평 또는 수직 방향에서 미리 결정된 개수의 픽셀을 선택적으로 변화시킴으로써 변환된다. 그 결과, 변환된 화상 데이터에 의해 표현되는 화상이 올바른 종횡비로 디스플레이된다.
본 발명의 한 형태에 따라, 화상 데이터에 대응하는 텔레비젼 시스템 포맷이 결정된다. 따라서, 상기 픽셀들의 미리 결정된 개수는 상기 텔레비젼 시스템 포맷에 기초하여 변화된다.
본 발명의 다른 형태에 따라, 화상 데이터에 대응하는 디스플레이 모드가 결정된다. 픽셀들의 미리 결정된 개수는 디스플레이 모드에 기초하여 변화된다.
바람직한 실시예
일반적으로, 본 발명은, 컴퓨터의 일부로서, 디지털 VTR로부터 디지털 신호로서 공급되는 동화상의 화상 신호 정보를 직접 포착하고 포착된 정지 화상으로부터 데이터 파일(이하, 화상 파일이라고 함)을 발생하는 화상 포착 보드(board)를 포함한다. 또한, 컴퓨터에 설치되어, 입력 신호 데이터로부터 화상 파일을 발생하도록 상기 화상 포착 보드에 연결된 처리 제어기와; 상기 처리 제어기의 제어 하에서, 발생된 화상 파일에 기초하여, 화상을 디스플레이하는 소프트웨어가 포함된다.
이제, 본 발명은 다음의 순서로 설명된다:
1. 화상 포착/디스플레이 시스템의 구조.
2. 화상 포착 동작.
3. 화상 파일의 포맷.
4. 화상 파일 데이터에 기초하여 화상을 디스플레이하는 신호 처리.
5. NTSC/PAL 방식과 노멀/와이드 모드의 검출.
6. NTSC 방식의 픽셀 변환(노멀 모드).
7, PAL 방식의 픽셀 변환(노멀 모드).
8. 와이드 모드에서의 픽셀 변환.
9. 픽셀 변환 순차 흐름도.
1. 화상 포착/디스플레이 시스템의 구조
도 1은 본 발명에 따른 화상 포착/디스플레이 시스템의 블록도이다. 디지털 VTR(1)은, 화상을 발생하여 동화상 디지털 신호로서 테이프 기록 매체(예컨대, 8mm 테이프 카세트) 상에 기록하는 디지털 캠코더이다. VTR(1)은 화상 정보(예컨대, 테이프 기록 매체로부터 재생될 수 있음)를 디지털 화상 신호 출력 단자(이하, DV 단자라고 함)(1a)를 통해 디지털 신호로서 직접 출력한다.
상기 VTR(1)에 의해 제공되는 화상 데이터의 포맷에 대한 상세한 설명은 생략된다. 화상 데이터는 소정의 포맷(즉, 비디오 전송 규격)에 따라 화상 신호를 샘플링함으로써 발생된다는 언급으로 충분하다. VTR(1)에 의해 기록 및/또는 재생되는 화상 신호 데이터의 포맷은 이하 DV 포맷이라고 한다.
컴퓨터(2)는 VTR(1)로부터 공급된 동화상으로부터 정지 화상을 발생하고 그 정지 화상을 데이터 파일에 저장한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 파일로부터 복원된 정지 화상은 컴퓨터(2)에 도시된 모니터 상에 디스플레이된다.
상기 컴퓨터(2)는 특히 VTR(1)로부터 화상 데이터를 DV 단자(3a)를 통해 수신하는 화상 포착 보드(3)를 가진다. 본 실시예에 의해 표현되는 시스템은 입력화상을 아날로그 영역으로의 변환 없이 직접 처리할 수 있다. 예컨대, IEEE 1394 디지털 직렬 버스가 각각 DV 단자(1a, 3a)를 통해 VTR(1)과 컴퓨터(2) 사이에서 디지털 동화상 데이터를 전달하는 네트워크 규격으로서 적용될 수 있다.
도 1에는, 또한 컴퓨터(2)의 각종 동작을 제어하는 프로그램 가능 제어기(4)가 도시되어 있다. 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)이 제어기(4)의 데이터 저장 영역에 저장된다: 프로그램(4a)의 명령들은 제어기(4)에 의해 실행되고, 이에 의해, 화상 포착 동작이 화상 포착 보드(3)에 의해 실행된다. 랜덤 억세스 메모리(RAM)(4b)는 제어기(4)에 의한 명령 실행과 관련된 데이터를 저장한다. 화상 포착 보드(3)와 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)은 조합되어(예컨대, 세트로서) 이용 가능함을 알 수 있다.
도 1에는 또한, 기록 매체(6)에 대해 수행되는 각각의 화상 파일에 대한 판독/기록 동작을 제어하는 기록/재생 수단(5)이 도시되어 있다. 한가지 특정 실시예에서는 내부 디스크 드라이브가 기록/재생 수단(5)으로서 사용되지만, 다른 드라이버 장치가 하드디스크, 플로피 디스크 또는 다른 기억 매체 상에 정보를 기록/재생하기 위해 사용될 수 있다.
상기 제어기(4)의 동작 명령들에 따라, 디스플레이 구동기(7)는 예컨대, 화상 파일로부터 RGB 신호로 화상 정보를 변환한다. 다음에, 모니터(9)가 디스플레이 구동기(7)로부터 공급되는 RGB 신호에 기초하여 화상을 디스플레이한다.
본 발명의 한 형태에 따라, 입력 수단(10)(예컨대, 키보드, 마우스 등)은 사용자에 의해 조작되는 입력 수단(10)으로부터의 명령이 키보드 인터페이스(8)를 통해 제어기(4)에 공급될 수 있도록 컴퓨터(2)에 연결된다. 입력 수단(10)에 입력되는 동작 명령에 따라 적절한 처리 동작이 실행된다.
2. 화상 포착 동작
다음에, 동화상들로부터 정지 화상을 포착하는 대표적인 사용자 동작들에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 초기에, 사용자는 DV 단자(1a) 및 (3a) 사이의 케이블 등을 통해 컴퓨터(2)(화상 포착 보드(3)를 가지고 있음)와 VTR(1)을 연결한다. 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)은 화상 포착 동작이 초기화되도록 입력수단(10)의 특정 입력키를 조작함으로써 활성화된다. 사용자가 이러한 방법으로 VTR(1)의 재생 동작이 시작되도록 할 때, 재생 화상 정보는 DV 단자(1a) 및 (3a)를 통해 디지털 신호로서 컴퓨터(2)에 공급된다.
도 2에는, 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)이 실행되는 동안에 모니터(9)상에 디스플레이되는 화상 포착 동작의 디스플레이 화면(P)이 도시되어 있다. 예컨대, VTR(1)의 재생 동작이 위에서 언급한 바와 같이 초기화될 때, 프로그램(4a)은 정지 화상으로 포착될 VTR 전송 입력 동화상의 후보 프레임에 대한 디스플레이 화상 정보를 발생한다. 동화상 정보는 도 2에 도시된 바와 같이 디스플레이 영역의 상단 좌측 코너에서 동화상 디스플레이 윈도우(W1) 내에 디스플레이된다. 즉, VTR(1)에 의해 현재 재생되고 있는 디지털 데이터는 동화상으로 윈도우(W1)내에 디스플레이된다. 원하는 화면이 포착될 때, 화상은 동화상이 윈도우(W1)내에서 관찰되는 동안 사용자에 의해 지정된다. 예컨대, 화상 포착 사용을 위한 화상 포착 키 디스플레이(K) 상에 커서(도시되지 않음)가 놓이고, 원하는 화상의 선택을 확인하도록 마우스 버튼이 클릭된다. 이것이 행해질 때, 상기 동작이 실행되었던 윈도우(W1)에 디스플레이된 프레임 화상을 포착하도록 프로그램(4a)내의 적절한 명령이 행해진다. 그 결과, 정지 화상 파일이 생성되어 기록 매체(6)에 저장된다.
도 2에서, 포착된 화상 디스플레이 윈도우(W2)는 사용자가 발생된 다수의 화상 파일들을 구별할 수 있도록 제공된다. 즉, 정지 화상 파일을 선택하기 위한 화상 파일 아이콘(I)이 예컨대, 화상의 순차적인(또는, 필요한 경우, 불규칙적인) 포착 동작에 따라 사용자 제어를 위해 디스플레이된다.
3. 화상 파일의 포맷
위에서 언급한 바와 같이, VTR(1)의 기록 포맷에 따라 전송된 화상 데이터는 정지 화상으로서 포착되어 컴퓨터(2)에 의한 후속 처리를 위해 파일에 저장된다.
특히, 화상 포착 보드(3)에는, 화상 데이터가 DV 단자(3a)를 통해 전송되는 디지털 데이터로부터 추출되어, 화상 프레임 단위로 내부 메모리(RAM 4b)에 기록된다. 프레임 데이터는 RAM(4b)으로부터 소정의 타이밍에서 복원되고 컴퓨터(2)의 버스선을 통해 제어기(4)에 공급된다. 제어기(4)는 도2의 동작에 따라 사용자에 의해 지시되는 복원된 프레임 데이터에 기초하여 화상 파일을 발생하기 위해 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)의 명령들을 실행한다. 다음에, 화상 파일은 기록 메모리(6)에 저장된다.
도3A에는 하나의 정지 화상(한 프레임)을 포함하는 화상 파일의 데이터 구조가 도시되어 있다. 화상 파일은 32 바이트로 구성된 헤더 영역(A1)으로 시작된다. 4 바이트 부분으로 배열된 헤더 영역(A1)은 기록 매체에 기록된 화상 파일을 관리하는데 사용되는 각종 파일 관리 정보(도 3B를 참조하여 후술됨)를 저장한다.
다음에, 화상 데이터를 위해 데이터 영역(A2)이 제공되며, 여기서는 데이터가 2 바이트 단위로 배열된다. 데이터 영역(A2)은 화상 데이터의 1 프레임을 포함한다. 비디오 방송 포맷이 NTSC 호환 가능(SD525)하면, 10 트랙으로부터 1490 데이터 블록이 순차적으로 배열된다(즉, 트랙 0 내지 트랙 9가 자기 테이프 상에 기록됨). 포맷이 PAL 호환 가능(SD625)하면, 12 트랙으로부터 1490 데이터 블록이 순차적으로 배열된다(즉, 트랙 0 내지 트랙 11). 그러므로, 화상 파일의 크기는 일정하다: SD525 포맷에서는 32(바이트) + 149(블록/트랙) * 80(바이트/블록) * 10(트랙) = 119232 바이트이고, SD625 포맷에서는 32(바이트) + 149(블록/트랙) * 80(바이트/블록) * 12(트랙) = 143072(바이트)이다.
DV 단자(1a)를 통해 VTR(1)에 의해 출력되는 화상 데이터에는 소정의 압축처리/부호화 동작이 행해진다. 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 화상 파일은 압축 처리된 화상 데이터의 1 프레임을 포함한다. 결과적으로, 화상 파일의 크기는 작고, 기록 매체의 기록 용량은 화상 파일 저장 동안에 효율적으로 사용된다.
도 3B에는 헤더 영역(A1)의 데이터 구성이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 32 바이트 헤더 영역(A1)은 파일 식별자 영역(A11), 파일 버전 영역(A12), 포맷의 상세한 정보 영역(A13), 데이터 속성 영역(A14), 파일 크기 영역(A15), 데이터 크기 영역(A16), 오프셋-데이터 영역(A17), 및 정의되지 않은 영역(A18)(8 바이트)으로 분할된다.
영역(A11)은 파일 식별을 위한 4 바이트의 ASCII 코드로 표현되고, 예컨대 본 실시예의 시스템에서는 "DVF"로 설정된다. 파일 버전 영역(A12)은 4 바이트의 ASCII 코드를 이용하여 파일 버전을 정의하고, 예컨대 1.00 버전에 대해 "1.00"으로 설정된다. 영역(A13)은 3 바이트의 ASCII 코드를 이용하여 당해 분야에서 적용되는 각종 텔레비젼 포맷으로부터 선택된 포맷을 나타낸다. 본 실시예에서 사용되는 2 가지 예의 코드는 SD525 포맷의 "SD5"와 SD625 포맷의 "SD6"이다. 본 실시예에서는, SD525 및 SD625 포맷만이 설명된다. 물론, 이러한 2가지 포맷 외에, 적어도 4가지 종류의 다른 포맷이 사용될 수 있음이 이해된다: 예컨대, ASCII 코드에 의해 각각 "SL5", "SL6", "H11", 및 "H12"에 의해 표현되는 SDL525, SDL625, HD1125(고품위 NTSC 호환), 및 HD1250(고품위 PAL 호환). 상기 데이터 속성 영역(A14)은 하나의 데이터 바이트를 이용하여 화상 파일에 관련된 속성을 나타내는 소정의 정보를 저장한다. 이 영역은 요구되는 속성 데이터가 정의된 8 비트 각각에 대해 정의되는 속성에 따라 2진수 0 또는 1을 저장하는데 사용된다. 파일 크기 영역(A15)은 4 바이트의 2진수 코드를 이용하여 전체 화상 파일의 데이터 크기를 정의한다. 위에서 언급한 바와 같이, SD525 포맷의 화상 파일 크기는 16진수 표시로 "0001D0C0"인 119232 바이트이다. 또한, SD625 포맷의 화상 파일의 데이터 크기는 16진수 표시로 "00022EE0"인 143072 바이트이다. 데이터 크기 영역(A16)은 4 바이트(2진수)를 이용하여 데이터 영역(A2)의 크기를 나타낸다. 전송 포맷이 SD525이면, 데이터 크기는 16진수로 "0001D1A0"인 119200 바이트(119232 - 32 = 119200)이다. 한편, 전송 포맷이 SD625이면, 데이터 크기는 16진수로 "00022EC0"인 143040바이트(143072 - 32 = 143040)이다. 데이터 오프셋 영역(A17)은 4 바이트(2진수로)를 이용하여 헤더 영역(A1)으로부터 데이터 영역(A2)까지의 오프셋(즉, 화상 파일의 시작으로부터 헤더 영역의 끝 부분 위치까지)을 정의한다. 이 경우에, 오프셋-데이터는 32 바이트(16진수 표시로 "00000020"인)이다. 예를 들어, 32 바이트 이상을 요구하여 헤더 영역(A1)에서의 항목(영역)수를 증가시킬 필요가 있으면, 데이터 오프셋 영역(A17)은 그에 따라 변하고, 이에 의해 미래의 포맷 변화와의 호환성 등이 제공된다.
프로그램(4a)의 명령들을 실행함으로써, 포착된 화상 데이터에 기초하여 화상 파일이 현재 사용되는 시스템(NTSC 또는 PAL)에 따라 제어기(4)에 의해 발생된다. 즉, 화상 포착 보드(3)로부터 제어기(4)에 공급된 프레임 데이터에 대해, 제공된 화상 종류(NTSC 규격, PAL 규격 등)에 대응하는 각 영역(A11-A18)의 정의 내용이 파일에 부가된 헤더 영역(A1)에 제공되어, 도 3A에 도시된 구성의 화상 파일이 발생된다. 이때, 적절한 파일명이 기록 매체(6)에 기록된 화상 파일에 제공된다.
4. 화상 파일 데이터에 기초하여 화상을 디스플레이하는 신호 처리
제어기(4)의 제어 하에서, 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)은 위에서 언급한 바와 같이 화상 파일을 발생하여 기억 매체(6)에 저장한다. 다음에, 화상 파일이 기록 매체(6)로부터 복원되고, 사용자가 원하는 바에 따라 화상 파일 데이터가 모니터(9) 상에 디스플레이된다. 이러한 동작은 또한 프로그램(4a)의 실행 지시에 따라 실행된다.
화상 파일의 화상 데이터(도 3A의 데이터 영역 A2)가 소정의 디지털 비디오 포맷에 따라 압축되므로, 화상 파일 데이터를 모니터(9) 상에 디스플레이하기 위해 이를 복호화할 필요가 있다.
도 4는 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)의 처리 동작에 따라 화상 파일에 저장된 화상을 디스플레이하기 위한 기능적인 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기록 매체(6) 상에 저장된 화상 파일로부터 복원된 데이터는 복호화 유닛(21)에 공급된다. 화상 파일 데이터는 도 6을 참조하여 후술되는 디지털 인터페이스(DIF) 블록 내에 배열된다.
복호화 유닛(21)은 휘도 신호 성분의 샘플 데이터(Y 신호 데이터), R-Y 색차 신호 성분의 샘플 데이터(CR 신호 데이터), 및 B-Y 색차 신호 성분의 샘플 데이터(CB 신호 데이터)를 발생하도록 화상 파일 데이터를 복호화한다. Y, CR, 및 CB 신호 데이터(신호 성분 데이터이라고 함)는 픽셀 수 변환기(22)에 공급된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복호화 유닛(21)은 화상 파일 데이터가 NTSC 또는 PAL 텔레비젼 시스템에 따라 디스플레이되어야 하는가의 여부를 결정하도록 NTSC/PAL 식별 신호를 공급한다. 또한, 화상 디스플레이 모드, 즉 노멀 모드(4:3 종횡비) 또는 와이드 모드(16:9 종횡비)를 나타내는 노멀/와이드 식별 신호가 복호화 유닛(21)에서 픽셀 수 변환기(22)로 제공된다. DIF 블록 데이터에 기초하여 NTSC/PAL 방식간 및 노멀/와이드 모드간의 식별이 이하 설명된다.
픽셀 수 변환기(22)는 저역 통과 디지털 필터(LPDF)로서 동작한다. 특히, 픽셀 수 변환기(22)는 NTSC/PAL 식별 신호와 노멀/와이드 모드 식별 신호에 기초하여 NTSC/PAL 규격과 노멀/와이드 디스플레이 모드에 따라 1 프레임에 대한 신호 성분 데이터를 처리한다. 픽셀 수 변환기(22)의 한가지 대표적인 처리 과정은 이하 상세히 설명되는 바와 같이, 프레임에서 수평 픽셀의 수를 변화시키는 것을 포함한다.
위에서 언급한 바와 같이, 화상 파일이 상기 픽셀 수 변환기(22)에 의한 픽셀 수 변환 처리 없이 컴퓨터 시스템의 디스플레이 장치 상에 디스플레이되면, 올바르지 않은 종횡비가 얻어진다. 한 픽셀에 의해 점유되는 부분의 종횡비가 모니터(9)의 디스플레이 화면상에서 1:1이더라도, 신호 성분 데이터의 종횡비는 1:1이 아니다(예컨대, NTSC 방식에 대해서는 8:9이고, PAL 방식에 대해서는 16:15).
본 발명에 따른 픽셀 수 변환기(22)에 의한 픽셀 변환으로 인해, 화상 파일 데이터는 어떠한 화상 왜곡도 없이 모니터(9) 상에 올바른 종횡비로 디스플레이된다.
도 4의 설명에 이어서, 픽셀 수 변환 후의 신호 성분 데이터가 RGB 신호를 발생하기 위해 RGB 변환기(23)에 공급된다. 발생된 RGB 신호는 모니터(9)의 디스플레이 화면(P) 상에서 포착된 화상 디스플레이 윈도우(W2)에 정지 화상을 디스플레이하도록 디스플레이 처리기(24)로 공급된다. 디스플레이 처리기(24)는 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)의 실행 지시에 따라 디스플레이 구동기(7)를 제어한다. 각종 디스플레이 모드가 종래 기술에서 공지되어 있으므로, 그에 대한 설명은 생략된다.
도 5는 도 4의 복호화 유닛(21)에 대한 상세한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 화상 파일 데이터(DIF 블록내)는 데이터 디멀티플렉서(31)로 전송된다. 데이터 디멀티플렉서(31)에 공급되는 화상 파일 데이터(즉, 도 3A에 도시된 데이터 영역(A2)의 데이터)는 4 종류의 DIF 블록, 즉 도 6을 참조하여 후술되는 바와 같은 서브코드 블록, VAUX 블록, 오디오 블록, 및 비디오 블록을 포함한다.
데이터 디멀티플렉서(31)는 화상을 디스플레이하는데 요구되는 비디오 블록(상기 4 종류의 DIF 블록으로부터 추출됨)으로부터 데이터를 선택하고, 선택된 데이터를 VLC 디코더(32)에 공급한다. 또한, 데이터 멀티플렉서(31)는 상기 4 종류의 DIF 블록으로부터 추출된 VAUX 블록에서 모드 결정 유닛(36)에 데이터를 공급한다. 후술되는 바와 같이, VAUX 블록 데이터는 화상 파일 데이터와 관련된 디스플레이 모드(노멀 또는 와이드) 및 텔레비젼 시스템 종류(NTSC 또는 PAL)에 관한 정보를 포함한다.
데이터 압축의 부호화 동작 동안에, 동화상 데이터는 이산 코사인 변환(DCT)에 의해 변환 및 양자화되고, 또한 가변 길이 부호화(VLC)가 행해짐을 알 수 있다. 따라서, VLC 디코더(32)는 VLC 부호화 데이터의 입력 비디오 블록을 복호화한다. 이때, 역양자화기(33)는 압축 처리 동작 동안 데이터의 양자화에 사용되었던 양자화 계수에 대응하는 역양자화 계수를 이용하여 VLC 복호화 데이터의 역양자화를 실행한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 확장된 데이터는 또한 역이산 코사인 변환(IDCT)/역가중치 유닛(34)에 공급된다. IDCT/역가중치 유닛(34)은 압축 처리의 DCT 동작 동안의 가중치 계수에 대응하는 역가중치 계수를 제공함으로써 역가중치 동작을 포함하는 역DCT 처리를 실행한다. 도 5를 참조로 상술된 동작의 결과로, 압축 이전의 화상 데이터와 실질적으로 같은 화상 데이터가 얻어진다.
또한, 디지털 비디오 포맷에 따라, 한 샘플링된 프레임의 픽셀은 데이터 압축 동안 각 Y, CR, 및 CB 신호 성분 데이터에 대한 DCT 변환의 기본 처리 유닛에 대응하는 블록으로(8 픽셀× 8 픽셀) 형성된다. 이때, Y 신호 성분 데이터의 4개 블록과 CR 및 CB 신호 성분 데이터의 한 블록(디스플레이 화면상에서 같은 위치 및 영역에 관련됨)은 매크로-블록(macro-black)을 형성한다.
따라서, IDCT/역가중치 유닛(34)으로부터 출력되는 데이터는 상술된 (8× 8 픽셀) 블록에 기초하여 매크로 블록으로 배열된다. 역블록화 유닛(35)은 도 5에 도시된 바와 같이, Y, CR, 및 CB 신호 데이터를 발생하기 위해 IDCT/역가중치 유닛(34)으로부터 공급된 데이터를 재배열하여 도 4의 픽셀 수 변환기(22)로 출력한다.
압축된 화상 데이터를 복호화하기 위해 상술된 수단(VLC 디코더(32)로부터 역블록화 유닛(35)까지)에 의해 실행되는 신호 처리 동작은 하드웨어 대신에 소프트웨어로 실현될 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 디스플레이 장치 상에 디스플레이되기 전에, 복호화된 화상 데이터는 아날로그 형태로 변환된다.
5. NTSC/PAL 방식 및 노멀/와이드 모드의 검출
도 4의 픽셀 수 변환기(22)에 의해 실행되는 픽셀 수 변환은, 화상 파일 데이터의 종류, 즉 텔레비젼 규격이 NTSC 또는 PAL인지의 여부 및 디스플레이 모드가 이러한 각 시스템의 대해 노멀 또는 와이드 모드인지의 여부의 함수이다.
위에서 언급한 바와 같이, 도 5의 모드 결정 유닛(36)은 화상 파일 데이터가 NTSC 또는 PAL 방식과 노멀 또는 와이드 모드에 대응하는지의 여부를 결정한다. 그러나, 모드 결정 유닛(36)의 처리 동작에 대한 상세한 설명에 앞서, 복호화 유닛(21)의 입력에서의 화상 파일 데이터(즉, DIF 블록)의 구조가 도 6을 참조로 설명된다.
도 6에는, 자기 테이프 상에 기록된 디지털 비디오 포맷에 따라 압축된 화상데이터의 한 트랙의 구조가 도시되어 있다. 실선으로 도시된 각 데이터 유닛은 DIF 블록이다: 한 DIF 블록은 80 바이트를 포함한다. 한 트랙의 실효 데이터는 도 6에서 연속적으로 1 내지 149로 번호가 지정된 149개의 DIF 블록을 가진다.
번호 0을 가진 제 1 DIF 블록("H0"으로 도시됨)은 압축된 화상 데이터가 미리 선택된 전송 규격(예컨대, IEEE 1394 규격)에 따라 VTR(1)로부터 전송될 때 각 트랙의 시작 위치를 나타내는 헤더이다. 이 헤더 블록은 자기 테이프에 기록된 데이터가 없는 경우나 데이터가 화상 파일 데이터로 변환된 때는 없다.
한 트랙내의 데이터 순서(즉, 데이터 전송 순서)는 도 6에 점선 화살표로 표시되어 있다. 즉, 트랙 데이터는 DIF 블록 번호의 오름 순서로 전송된다.
2개의 서브코드 블록(SC0 및 SC1), 3개의 VAUX 블록(VA0-VA2), 9개의 오디오 블록(A0-A8), 및 135개의 비디오 블록(V0-V134)이 한 트랙을 구성하는 DIF 블록이다.
시간 코드 등과 같은 데이터는 서브코드 블록에 기록되고, 화상 신호에 관한 각종 관리 및 정보 데이터는 VAUX 블록에 기록된다. 오디오 블록은 오디오 신호 데이터와 AAUX 데이터를 포함한다: AAUX 데이터는 오디오 신호 데이터와 연관된 각종 제어 및 정보를 가진다. 비디오 블록은 화상 신호 데이터를 포함한다.
위에서 언급한 바와 같이, 2가지 예의 포맷(즉, NTSC 방식에 기초하여 하는 SD525 및 PAL 방식에 기초하여 하는 SD625)이 VTR(1)에 의한 기록 포맷으로 사용된다. SD525 포맷에서는 자기 테이프 상에서 10 트랙의 데이터가 1 프레임을 형성하는 반면, SD625 포맷에서는 12 트랙이 1 프레임을 형성한다. 그러므로, SD525 포맷에서 1 프레임 부분에 대한 데이터 크기는,
80(바이트/블록) * 149(블록/트랙) * 10(트랙) = 119200 바이트이다. SD625 포맷에서 1 프레임 부분에 대한 데이터 크기는,
80(바이트/블록) * 149(블록/트랙) * 12(트랙) = 143040 바이트이다.
화상 포착 프로그램(4a)의 명령을 실행함으로써 발생되는 정지 화상의 화상 파일 데이터는 위에서 언급한 바와 같은 디지털 비디오 포맷에 따라 압축된 1 프레임의 데이터를 포함한다. 특히, NTSC 방식에서, 화상 파일(도 3A에 도시된 바와 같은 데이터 영역(A2))은 도 6을 참조하여 위에서 언급한 바와 같이, 각 트랙이 149 블록을 가진 10개 트랙으로부터의 데이터를 가진다. 유사하게, PAL 방식에서는 화상 파일에 12 트랙의 데이터가 저장된다.
도 3A의 데이터 영역(A2)으로부터의 데이터는 도 6에 도시된 블록 순서(즉, 한 트랙에 대한 DIF 블록의 전송 순서)로 복호화 유닛(21)(즉, 도 5의 데이터 디멀티플렉서(31))에 공급된다. 트랙의 경우, 데이터는 1 프레임을 형성하는 트랙의 트랙 번호에 따라 전송된다.
도 7 및 도 8은 VAUX 블록의 데이터 구조를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, VAUX 블록은 3 바이트의 헤드 ID 영역과 다음 77 바이트의 데이터 영역을 포함한다. 도 8은 2 바이트의 예정된 영역과 각 5 바이트인 15개 데이터 유닛(팩(pack)이라고 함)으로 구성되는 데이터 영역의 구조를 상세히 나타낸다.
도 6을 참조하면, 각 트랙에는 3개의 VAUX 블록(VA0-VA2)이 각각 DIF 블록 위치 번호 3 내지 5에 연속적으로 위치한다. 그러므로, 총 45 팩이 각 트랙내의 VAUX 블록 VA0 내지 VA2에 포함되고, 도 8에서 연속적으로 0 내지 44로 번호가 지정된다.
도 8에 또한 도시된 바와 같이, 한 팩은 5개의 영역을 포함한다. 각각 1 바이트인 PC0-PC4. PC0은 팩 헤더이고, 4 바이트 PC1-PC4는 팩 데이터 영역이다.
본 발명에 따라, VAUX 소스는 화상 파일 데이터가 NTSC 또는 PAL 규격에 맞는가의 여부를 나타내기 위한 정보를 포함하는 VAUX 데이터에 의해 정의된다. VAUX 소스 제어는 화상 파일 데이터가 노멀 또는 와이드 디스플레이 모드에 기초하여 하는지의 여부를 나타내기 위한 정보를 포함하는 VAUX 데이터에 의해 정의된다.
VAUX 소스 및 VAUX 소스 제어(도 8에서 각각 VS 및 VSC에 의해 표시됨)는 VAUX 블록(VA0-VA2)에서 홀수 번호의 트랙에 대해 각각 팩 0과 1로 점유되는 위치에 저장된다. 팩 39 및 40은 짝수 번호 트랙에 대해 각각 VS 및 VSC를 저장한다.
도 9는 VAUX 소스 정보에 관련된 한 데이터 팩의 데이터 구조를 도시한다. NTSC 또는 PAL 방식에 대한 화상 파일 데이터의 일치는 PC3에서 "50/60"이라고 하는 1 비트(최상위 비트(MSB)로부터 세 번째 비트)와 "Stype"이라고 하는 다음의 5 비트로 표현된다.
예컨대, 도 10의 테이블에 의해 설명되는 바와 같이, "Stype" 2진수 값 "00000"과 "50/60" 2진수값 "0"은 "525-60 시스템"(즉, NTSC 방식)을 나타내고, "Stype" 2진수값 "00000"과 "50/60" 2진수값 "1"은 "625-60 시스템"(즉, PAL 방식)을 나타낸다. 도 10의 테이블에서 나머지 부분은 자체적으로 설명되므로, 간단화를 위해 설명이 생략된다.
도 11에는, VAUX 소스 제어 정보에 관한 한 데이터 팩의 데이터 구조가 도시되어 있다. 노멀 또는 와이드 모드에 대한 화상 파일 데이터의 일치는 PC2에서 하위 3 비트의 "DISP" 내의 데이터와 PC3에서 하위 2 비트의 "BCSYS" 영역내의 데이터의 조합에 의해 표현된다.
예를 들어 도 12의 테이블에 따라, 노멀 및 와이드 모드에 대응하는 종횡비와 포맷은 "BCSYS" 및 "DISP"의 조합에 의해 정의된다. 본 실시예에서는, 4개의 디스플레이 모드만이 각각 BCSYS와 DISP 2진수값의 조합으로 다음과 같이 설명된다:
(00, 000) -- 4:3 전체 포맷
(00, 010) -- 16:9 전체 포맷(스퀴즈(squeeze))
(01, 000) -- 4:3 전체 포맷
(01, 111) -- 16:9 전체 포맷(일그러진)
4:3 전체 포맷에 대한 BCSYS 및 DISP값의 조합(00, 000) 또는 (01, 000)은 노멀 모드로 지정되는 반면, 16:9 전체 포맷에 대한 BCSYS 및 DISP값의 조합 (00, 010) 또는 (01, 111)은 와이드 모드로 지정된다.
VAUX 블록(VA0-VA2)은 도 5에 도시된 바와 같이 데이터 디멀티플렉서(31)에 의해 선택되어 모드 결정 유닛(36)에 공급된다.
모드 결정 유닛(36)은 상기 데이터 구조로 VAUX 소스와 VAUX 소스 제어를 나타내는 비트를 추출한다. 이 추출된 데이터에 기초하여, 모드 결정 유닛(36)은 위에서 언급한 바와 같이 VAUX 소스를 정의하는 "50/60" 및 "Stype" 영역 내의 데이터를 참조함으로써 NTSC 방식이나 PAL 방식에 대한 화상 파일 데이터의 일치를 결정한다. 이때, 화상 파일 데이터가 NTSC 방식 또는 PAL 방식에 맞는지의 여부를 나타내는 NTSC/PAL 식별 신호가 발생된다.
유사하게, 모드 결정 유닛(36)은 VAUX 소스 제어를 정의하는 "BCSYS" 및 "DISP"내의 데이터를 참조함으로써 화상 파일 데이터가 노멀 모드 또는 와이드 모드로 디스플레이될 것인지의 여부를 결정한다. 이때, 그 결정 결과에 기초하여 노멀 모드 또는 와이드 모드를 나타내는 노멀/와이드 식별 신호가 제공된다. 이 두 신호(NTSC/PAL 식별 신호와 노멀/와이드 모드 식별 신호)는 픽셀 수 변환기(22)로 공급된다.
6. NTSC 방식에서의 픽셀 변환(노멀 모드)
다음에, 도 4의 픽셀 수 변환기(22)에 의한 픽셀 수 변환이 설명된다. 픽셀 수 변환기(22)는 위에서 언급한 바와 같이 모드 결정 유닛(36)으로부터 공급되는 NTSC/PAL 식별 신호와 노멀/와이드 식별 신호에 기초하여 노멀 모드 또는 와이드 모드에서의 디스플레이를 위해 NTSC 또는 PAL 방식의 화상 파일 데이터에 대해 대표적인 처리를 실행한다.
초기에, 노멀 모드에서의 디스플레이를 위해 NTSC 방식의 화상 파일 데이터에 대한 픽셀 수 변환이 설명된다. 도 13A 내지 도 13C에는 복호화 유닛(21)으로부터 복호화되어 출력되는 1 프레임(NTSC 방식에서)에 대한 신호 성분이 도시되어 있다. 특히, 도 13A는 720(수평)× 480(수직) 픽셀(즉, 샘플 데이터)을 포함하는 Y 신호 데이터의 1 프레임을 나타낸다. 도 13B 및 도 13C는 각각 180(수평)× 480(수직) 픽셀을 포함하는 CR 및 CB 신호 데이터(즉, 색차 신호 데이터)의 1 프레임을 나타낸다.
상기 픽셀 수 변환기(22)는 Y 신호 데이터에서와 같은 픽셀의 수를 만들기 위해 CR 및 CB 신호 데이터를 변환시킨다. 즉, CR 및 CB 신호 데이터에 대해 수평 방향에서의 픽셀의 수가 180에서 720으로 변화된다(즉, 도 13B 및 도 13C의 CR 및 CB 신호 데이터가 도 14B 및 도 14C의 CR 및 CB 신호 데이터로 변화됨). 도 14A에 도시된 Y 신호 데이터는 도 13A의 Y 신호 데이터와 동일하게 유지된다.
도 17A 및 도 17B는 NTSC 방식의 색차 픽셀 수 변환도이다. 도 17A는 픽셀 수 변환기(22)에 입력되는 3 개의 색차 픽셀 A, B, 및 C(화면 상에서 수평 방향으로 배열됨)를 도시한다. 픽셀 수 변환기(22)는 이러한 3개의 픽셀을 다음과 같이 보간한다: (A+B)/2, (3A+B)/4, 및 (A+3B)/4. 부가되는 픽셀은 색차 픽셀 수 변환에 대한 디지털 필터링 동작을 실행함으로써 A 및 B 픽셀(도 17B)에만 관련되는 이러한 계산의 결과로 얻어진다. 유사하게, 픽셀 수 변환기(22)는 B 및 C 픽셀로부터 얻어지는 또 다른 3개의 픽셀을 다음과 같이 보간한다: (B+C)/2, (3B+C)/4, 및 (B+3C)/4.
수평 방향의 색차 신호 데이터의 픽셀 수는 이러한 보간 처리로 인해 원래 픽셀의 수의 4 배가 된다. 이러한 픽셀 수 변환의 결과로, 도 13B 및 도 13C에 도시된 신호 데이터는 도 14B 및 도 14C의 신호 데이터로 변한다.
색차 픽셀 수 변환에 의해 도 14B 및 도 14C에 도시된 바와 같은 픽셀 수를 가진 성분 신호 데이터가 얻어진 후, 도 14A, 도 14B, 및 도 14C에 도시된 성분 신호 데이터가 도 15A, 도 15B, 및 도 15C에 도시된 신호 데이터로 변화되도록 다른 픽셀 수 변환이 실행된다. 특히, 각각 Y, CR 및 CB 신호 데이터의 수평 방향의 픽셀 수는 720에서 640으로 변환된다. 640/720 = 8/9이므로, 픽셀 수 변환은 8:9 픽셀 수 변환이라고 한다. 8:9 픽셀 수 변환은 위에서 언급한 바와 같이 NTSC 방식의 노멀 디스플레이 모드에서 한 픽셀에 의해 점유되는 영역의 종횡비가 8:9이기 때문에 실행된다.
도 18A 및 도 18B는 NTSC 방식에서 8:9 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 나타낸 도면이다. 도 18A는 수평 방향으로 배열된 대표적인 픽셀 S9m-1 내지 S9m+10을 나타내고, 이 픽셀은 도 14A 내지 도 14C에 도시된 바와 같은 성분 신호 데이터를 구성한다. 디지털 필터는 출력 픽셀 데이터 D8n 내지 D8n+7을 얻기 위해 다음의 수학식 1에 따른 동작을 실행한다.
Figure pat00001
다음의 수학식 2에 따라 계산된 값은 상기 계수 a0 내지 a31로서 사용된다.
Figure pat00002
상기 신호 처리는 개별적으로 Y 신호 데이터, CR 신호 데이터, 및 CB 신호 데이터에 대해 실행된다. 즉, 도 15A, 도 15B, 및 도 15C에 도시된 바와 같이, 수평 방향에서의 픽셀 수를 720에서 640으로 변화시키도록, 도 14A, 도 14B, 및 도 14C에 도시된 바와 같은 Y, CR, 및 CB 신호 데이터에 8:9 픽셀 수 변환이 실행된다. 화상 파일 데이터가 NTSC 방식의 노멀 모드에서 디스플레이되면, 화상 파일로부터의 정지 화상이 모니터(9) 상에 순차적으로 디스플레이되도록 도 15A 내지 도 15C에 도시된 바와 같은 성분 신호 데이터는 픽셀 수 변환기(22)에서 적절한 디스플레이 처리기로 출력된다.
화상 파일 데이터가 도 14A 내지 도 14C에 도시된 바와 같은 픽셀 수를 가진 성분 신호 데이터를 이용하여 디스플레이되면(본 발명의 픽셀 수 변환 없이), 올바르지 않은 종횡비를 가진 화상이 디스플레이된다. 즉, 종횡비에서의 차이로 인해 수평 방향으로 확장되어 변형된 화상이 디스플레이된다. 디지털 비디오 포맷의 한 픽셀에 의해 점유되는 영역의 종횡비는 NTSC 방식에서 8:9인 반면에, 컴퓨터 디스플레이 화면 상에서 한 픽셀에 의해 점유되는 영역의 종횡비는 위에서 언급한 바와 같이 1:1이다.
대조적으로, 본 발명에 따라 종횡비 차이가 제거되기 때문에, 8:9 픽셀 수 변환이 행해져 640× 480 픽셀(도 15A 내지 도 15C)을 포함하는 성분 신호 데이터는 정확한 화상 디스플레이를 제공한다.
7. PAL 방식에서의 픽셀 변환 (노멀 모드)
다음에, 노멀 모드에서의 디스플레이를 위해 PAL 방식의 화상 파일 데이터에 대한 픽셀 수 변환이 설명된다.
도 19A 내지 도 19C는 복호화 유닛(21)으로부터 복호화되어 출력되는 1 프레임(PAL 방식에서)에 대한 신호 성분 데이터를 나타낸다. PAL 방식에서는 도 19A에 도시된 바와 같이 Y 신호 데이터의 1 프레임이 720(수평)× 576(수직) 픽셀을 가진 반면, 도 19B 및 도 19C에 도시된 바와 같이 CR 및 CB 신호 데이터의 1 프레임은 360×288 픽셀을 포함한다.
NTSC 규격에 대한 상기의 처리 동작과 유사하게, 픽셀 수 변환기(22)는 색차 신호 데이터의 픽셀 수를 Y 신호 데이터와 같게 하기 위해 CR 및 CB 신호 데이터를 변환시킨다. 따라서, 도 19B 및 도 19C의 CR 및 CB 신호 데이터에서 픽셀의 수는 수평 방향에서 360에서 720으로 변환되고 수직 방향에서 288에서 576으로 변환된다. 그 결과, 도 19A 내지 도 19C의 신호 성분 데이터는 도 20A 내지 도 20C에 도시된 바와 같은 픽셀 수를 가진 신호 성분 데이터가 된다. Y 신호 데이터는 변하지 않고 유지된다(도 19A 및 도 20A에 도시된 바와 같이).
도 23A 및 도 23B는 PAL 방식에서 색차 픽셀 수 변환 동안의 여과 처리 동작도이다. 도 23A는 화면상에서 수평/수직 방향으로 격자 형태에 배열된 대표적인 색차 신호 픽셀 A, B, C, 및 D를 나타낸다. 이러한 4개의 픽셀은 픽셀 수 변환기(22)의 입력 데이터를 나타낸다. 픽셀 수 변환기(22)는 PAL 방식에서 색차 픽셀 수를 변환시키기 위해 디지털 필터를 사용하여 도 23B에 도시된 바와 같이 픽셀 데이터를 보간한다. 즉, A와 B 픽셀 사이, A와 C 픽셀 사이, C와 D 픽셀 사이, B와 D 픽셀 사이의 중간점으로 각각 픽셀 (A+B)/2, (A+C)/2, (C+D)/2, (B+D)/2가 얻어진다. 다음의 연산, 즉 A와 B 픽셀 사이 및 C와 D 픽셀 사이의 대각선 교점을 그래픽적으로 나타내는 (A+B+C+D)/4에 의해 하나의 부가되는 픽셀이 보간된다.
이러한 보간 처리는 화면 상에서 수평 및 수직 방향으로 모두 색차 신호 데이터의 픽셀 수를 2 배로 만든다. 따라서, 픽셀 수는 도 19B 및 도 19C의 CR 및 CB 신호 데이터로부터 도 20B 및 도 20C에 도시된 데이터로 각각 변환된다.
성분 신호 데이터에 상술되고 도20A 내지 도20C에 도시된 바와 같이 색차 픽셀 수 변환이 행해진 후, 픽셀 수가 다시 변환된다. 도 20A, 도 20B, 및 도 20C의 신호 성분 데이터의 픽셀 수는 각각 도 21A, 도 21B, 및 도 21C에 도시된 것으로 변화된다. 즉, 수평 방향의 픽셀 수는 Y, CR 및 CB 신호 데이터에 대해 각각 720에서 768로 변한다. 768/720=16/15이므로, 이러한 픽셀 수 변환은 16:15 픽셀 수 변환이라고 한다. 16:15 픽셀 수 변환은 PAL 방식의 노멀 디스플레이 모드에서 한 픽셀에 의해 점유되는 영역의 종횡비가 위에서 언급한 바와 같이 16:15이기 때문에 실행된다.
도24A 및 도 24B는 PAL 방식에서 픽셀 수 변환기(22)에 의한 16:15 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 설명하는 도면이다. 도 24A는 수평 방향으로 배열된 대표적인 픽셀 S15n-1 내지 S15n+14를 나타내고, 이 픽셀은 도 20A 내지 도 20C에 도시된 바와 같이 성분 신호 데이터를 구성한다. 디지털 필터는 도 24B에 도시된 바와 같은 출력 픽셀 D16n 내지 D16n+15를 구하도록 다음의 수학식 3에 따른 동작을 실행한다.
Figure pat00003
Figure pat00004
다음의 수학식 4에 따라 계산된 값은 상기의 계수(a0내지 a63)로서 사용된다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
상기의 신호 처리는 각각 Y 신호 데이터, CR 신호 데이터, 및 CB 신호 데이터에 대해 실행된다. 즉, 16:15 픽셀 수 변환은 도 21A, 도 21B, 및 도 21C에 도시된 바와 같이 수평 방향의 픽셀 수를 720에서 768로 변화시키기 위해 도 20A, 도 20B, 및 도 20C에 도시된 Y, CR, 및 CB 신호 데이터에 실행된다. 화상 파일 데이터가 PAL 방식의 노멀 모드로 디스플레이되어야 하는 경우에는, 도 21A 내지 도 21C에 도시된 바와 같은 성분 신호 데이터는 화상 파일로부터의 정지 화상이 모니터(9) 상에 순차적으로 디스플레이되도록 하기 위해 적절한 디스플레이 처리를 위해 픽셀 수 변환기(22)로부터 출력된다.
화상 파일 데이터가 도 20A 내지 도 20C에 도시된 바와 같은 픽셀 수를 가진 성분 신호 데이터를 이용하여 디스플레이되면(본 발명의 픽셀 수 변환 없이), 올바르지 않은 종횡비를 가진 화상이 디스플레이된다. 즉, 종횡비의 차이로 인해 수직방향으로 왜곡된 화상이 디스플레이된다: PAL 방식에서는 디지털 비디오 포맷의 한 픽셀에 의해 점유되는 영역의 종횡비가 16:15인 반면에, 컴퓨터 디스플레이 화면상에서 한 픽셀에 의해 점유되는 영역의 종횡비는 위에서 언급한 바와 같이 1:1이다.
대조적으로, 16:15 픽셀 수 변환이 행해진 768× 576 픽셀(도 21A 내지 도 21C에 도시된 바와 같은)을 포함하는 성분 신호 데이터는 본 발명에 따라 종횡비 차이가 제거되기 때문에 정확한 화상 디스플레이를 제공한다.
8. 와이드 모드에서의 픽셀 변환
노멀/와이드 식별 신호에 기초하여 화상 파일 데이터가 와이드 모드에서 디스플레이되어야 하는 것으로 결정되면, 픽셀 수 변환기(22)는 NTSC 방식에서 도 15A 내지 도 15C의 성분 신호 데이터를 도 16A 내지 도 16C에 도시된 픽셀 수를 가진 성분 신호 데이터로 변환한다. 이러한 변환은 와이드 모드 디스플레이에 적합한 화상을 제공한다.
도 15A 내지 도 15C에 도시된 바와 같이, 수평 방향에서 Y, CR, 및 CB 신호 데이터의 픽셀 수는 640이다. 픽셀 수 변환에 이어서, Y, CR, 및 CB 신호 데이터는 도 16A 내지 도 16C에 도시된 바와 같이, 수평 방향에서 852로 변환된다. 다음에, 변환된 데이터는 화상 파일 데이터에 기초하여 정지 화상이 모니터(9) 상에 순차적으로 디스플레이되도록 하는 적절한 디스플레이 처리를 위해 픽셀 수 변환기(22)로부터 출력된다.
유사하게, 도 21A 내지 도 21C에 도시된 바와 같은 PAL 방식에서는 수평 방향에서 Y, CR, 및 CB 신호 데이터의 픽셀 수가 768이다. 픽셀 수 변환에 이어서, Y, CR, 및 CB 신호 데이터는 도 22A 내지 도 22C에 도시된 바와 같이 수평 방향에서 1024로 변환된다. 변환된 데이터는 순차적인 디스플레이를 위해 출력된다.
와이드 모드의 픽셀 수 변환비는 852/640(NTSC 방식의 경우) 및 1024/768(PAL 방식의 경우)이다. 852/640 = 1024/768 = 4/3이므로, 와이드 모드에 대응하는 픽셀 수 변환 처리는 4:3 픽셀 수 변환이라고 한다. 바꾸어 말하면, 두 가지 모드 예(NTSC 또는 PAL 방식)에서, 와이드 모드 디스플레이를 위해 4:3 픽셀 수 변환이 실행될 수 있다.
도 25A 및 도 25B는 와이드 모드에서 픽셀 수 변환기에 의한 4:3 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 나타내는 도면이다. 4:3 픽셀 수 변환을 위한 디지털 필터는 NTSC 및 PAL 방식에 적용 가능하다.
도 25A는 수평 방향으로 배열된 대표적인 픽셀 S3n-2 내지 S3n+4를 나타내고, 이 픽셀은 도 15A 내지 도 15C 또는 도 21A 내지 도 21C에 도시된 바와 같은 성분 신호 데이터를 구성한다. 디지털 필터는 출력 픽셀 데이터 D4n-1 내지 D4n+4를 구하기 위해 다음의 수학식 5에 따른 동작을 실행한다.
Figure pat00008
다음의 수학식 6에 따라 계산된 값은 상기의 계수 a0 내지 a15로 사용된다.
Figure pat00009
상기 픽셀 수 변환은 NTSC 방식에서 수평 방향의 픽셀 수를 640에서 852로 변화시키도록(도 16A 내지 도 16C), 또는 PAL 방식에서 수평 방향의 픽셀 수를 768에서 1024로 변화시키도록(도 21A 내지 도 21C), 도 15A 내지 도 15C 또는 도 20A 내지 도 20C에 도시된 Y, CR, 및 CB 신호 데이터에 대해 실행된다. 그러므로, 화상 파일 데이터는 와이드 모드로 정확히 디스플레이된다.
9. 픽셀 변환 순차의 흐름도
도 26은 화상 파일 데이터에 기초하여 화상이 모니터(9) 상에 정확히 디스플레이되도록 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)의 명령들을 실행함으로써 실행되는 픽셀 수 변환의 순차 흐름도이다. 흐름도는 도 4의 픽셀 수 변화기(22)에 의해 실행되는 처리 동작을 나타낸다. 도 5의 모드 결정 유닛(36)은 NTSC 또는 PAL 방식이 사용되는지의 여부와 화상이 노멀 또는 와이드 모드로 디스플레이되어야 하는지의 여부를 결정함을 알 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 먼저 단계(F101)에서 VAUX 블록내의 VAUX 소스 정보를 억세스함으로써 "Stype"이 00000(2진수)인지의 여부가 결정된다. "Stype"이 00000이 아니면, 단계(F108)에서의 예외적인 처리 과정이 실행된다. 대표적인 예외적 처리는 예컨대, 이 화상 파일이 처리될 수 없거나 이 파일이 화상 파일이 아님을 나타내는 에러 메시지를 모니터(9) 상에 디스플레이하는 것을 포함한다.
한편, "Stype"이 단계(F101)에서 00000인 것으로 결정되면(모드 결정 유닛(36)에 의해), 동작은 단계(F102)로 진행된다. 이 단계에서는 VAUX 소스내의 "50/60" 영역 데이터에 기초하여 화상 파일 데이터가 NTSC 방식 또는 PAL 방식에 대응하는지의 여부가 결정된다. 화상 파일 데이터가 (단계(F102)에서 결정되는 바와 같이) NTSC 방식에 따라 생성되면, 단계(F103)에서 NTSC 방식에 대응하는 픽셀 수 변환 처리가 실행된다. 즉, 복호화 유닛(21)으로부터 공급된 데이터에는 도 13A 내지 도 13C, 도 14A 내지 도 14C, 및 도 15A 내지 도 15C에서 설명된 바와 같은 색차 픽셀 수 변환과 8:9 픽셀 수 변환이 행해진다.
화상 파일 데이터가 단계(F102)에서 PAL 방식에 기초하여 한 것으로 결정되면, 단계(F104)에서는 PAL 방식에 대응하는 픽셀 수 변환 처리가 실행된다. 특히, 색차 픽셀 수 변환과 16:15 픽셀 수 변환이 도 19A 내지 도 19C, 도 20A 내지 도20C, 및 도 21A 내지 도 21C에서 설명된 바와 같이 실행된다.
상기 동작(단계(F103)이나 단계(F104)) 후에, 단계(F105)에서 VAUX 소스 제어내의 "BCSYS" 및 "DISP" 데이터 영역을 참조함으로써 (BCSYS, DISP)의 값이 결정된다. (BCSYS, DISP)가 각각 2진수 값 (00, 000) 또는 (01, 000)을 가지면, 화상 파일 데이터는 단계(F107)에서 노멀 모드로 출력된다. 즉, 픽셀 변환된 데이터가 도 4의 RGB 변환기(23)로 공급된다. 그 결과, 화상 파일 데이터에 기초하여 정지 화상이 모니터(9) 상에 노멀 모드로 디스플레이된다.
단계(F105)에서 (CSYS, DISP)가 (00, 010) 또는 (01, 111)로 검출되면, 화상 파일 데이터는 와이드 모드로 디스플레이되어야 한다. 단계(F106)에서, 단계(F103)이나 (F104)에서 변환된 화상 파일 데이터에 대해 도 25A 및 도 25B를 참조하여 설명된 바와 같이, 와이드 모드에 대응하는 4:3 픽셀 수 변환이 행해지고, 처리 과정은 단계(F107)의 처리 동작으로 진행된다. 따라서, 화상 파일 데이터(도 16A 내지 도 16C 또는 도 22A 내지 도 22B)는 와이드 모드로 올바른 종횡비를 가진 정지 화상으로 모니터(9) 상에 재생된다. (BCSYS, DISP)가 상기 2진수 조합(즉, (00, 000), (01, 000), (00, 010), 또는 (01, 111))에 대응하지 않으면, 이 화상 파일은 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)에 의해 처리될 수 없기 때문에 단계(F108)에서 예외적인 처리 동작이 실행된다.
본 실시예에 따라, 컴퓨터 모니터 상에 올바른 종횡비를 가진 화상을 디스플레이하도록 픽셀 수 변환(8:9, 16:15, 및/또는 4:3)하는 동안에, 변환 처리 동작은 수직 방향의 픽셀 수에는 영향을 주지 않지만, 수평 방향의 픽셀수는 변화된다. 물론, 유사한 방법으로 본 발명에 의해 반대 상황이 처리될 수 있음이 이해된다: 변환이 수평 방향의 픽셀 수는 변화시키지 않고 수직 방향의 픽셀 수를 변화시킨다.
또한, 본 실시예에서, 컴퓨터(2)는 디지털 화상 신호를 포착하고, 화상 파일을 발생하며, 또한 화상 파일에 대응하는 화상을 디스플레이하도록 명령들이 실행되는 화상 포착/디스플레이 프로그램(4a)을 포함한다. 또한, 본 실시예에 따라, 프로그램(4a)은 올바른 종횡비를 가진 화상을 디스플레이하기 위한 픽셀 수 변환을 실행한다. 다른 방법으로, 본 발명은 예를 들어 화상 포착 기능 없이 디지털 비디오 포맷에 기초하여 화상을 복호화하여 디스플레이하기 위해 "브라우저(browser)" 소프트웨어가 사용되는 컴퓨터 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명에 따라, 화상 파일 데이터는 동화상의 디지털 화상 신호로부터 프레임 단위로 추출된 화상 데이터에 기초하여 발생된다. 화상 파일 데이터에 기초하여 화상은 한 픽셀(표본)에 의해 점유되는 영역의 종횡비와 컴퓨터 화면상에 디스플레이되는 픽셀의 종횡비간 차이에 관계없이 올바른 종횡비로 컴퓨터 시스템의 화면 상에 디스플레이된다. 픽셀 수 변환은 화상 파일 데이터가 미리 선택된 텔레비젼 시스템 및 디스플레이 모드에 따르도록 선택적으로 변하므로, 많은 텔레비젼 시스템 및 디스플레이 모드에 따라 올바른 종횡비를 가진 화상이 디스플레이될 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 이러한 특정 실시예에 제한되지 않고, 청구항에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 각종 변화 및 수정이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 화상 포착/디스플레이 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 대표적인 화상 처리 동작 동안의 디스플레이 화면을 도시한 도면.
도 3A는 본 발명에 따른 화상 파일의 데이터 구조를 도시한 도면.
도 3B는 화상 파일의 헤더를 상세히 도시한 도면.
도 4는 화상 파일에 저장된 화상을 디스플레이하는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 디코더의 상세 블록도.
도 6은 화상 데이터의 1 트랙의 데이터 구조를 나타낸 도면.
도 7은 트랙 상에 기록된 한 VAUX 블록의 데이터 구조를 나타낸 도면.
도 8은 VAUX 블록의 데이터 영역을 나타낸 도면.
도 9는 VAUX 소스 정보를 참조하는 1 데이터 팩의 데이터 구조를 나타낸 도면.
도 10은 VAUX 소스를 정의하는 테이블을 나타낸 도면.
도 11은 VAUX 소스 제어 정보를 참조하는 1 데이터 팩의 데이터 구조를 도시한 도면.
도 12는 VAUX 소스 제어를 정의하는 데이블을 나타낸 도면.
도 13A 내지 도 13C는 NTSC 방식에서 신호 성분 데이터의 1 프레임 내의 픽셀 수를 블록도 형태로 나타낸 도면.
도 14A 내지 도 14C는 NTSC 방식에서 색차 픽셀 수 변환 후에 신호 성분 데이터의 1 프레임 내의 픽셀 수를 블록도 형태로 도시한 도면.
도 15A 내지 도 15C는 NTSC 방식에서 8:9 픽셀 수 변환(노멀 모드) 후에 신호 성분 데이터의 1 프레임내의 픽셀 수를 블록도 형태로 도시한 도면.
도 16A 내지 도 16C는 NTSC 방식에서 4:3 픽셀 수 변환(와이드 모드) 후에 신호 성분 데이터의 1 프레임내의 픽셀 수를 블록도 형태로 도시한 도면.
도 17A 및 도 17B는 NTSC 방식에서 색차 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 나타낸 도면.
도 18A 및 도 18B는 NTSC 방식에서 8:9 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 나타낸 도면.
도 19A 내지 도 19C는 PAL 방식에서 신호 성분 데이터의 1 프레임내의 픽셀 수를 블록도 형태로 도시한 도면.
도 20A 내지 도 20C는 PAL 방식에서 색차 픽셀 수 변환 후에 신호 성분 데이터의 1 프레임내의 픽셀 수를 블록도 형태로 도시한 도면.
도 21A 내지 도 21C는 PAL 방식에서 16:15 픽셀 수 변환 후에 신호 성분 데이터의 1 프레임내의 픽셀 수를 블록도 형태로 도시한 도면.
도 22A 내지 도 22C는 PAL 방식에서 4:3 픽셀 수 변환 후에 신호 성분 데이터의 1 프레임 내의 픽셀 수를 블록도 형태로 도시한 도면.
도 23A 및 도 23B는 PAL 방식에서 색차 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 나타낸 도면.
도 24A 및 도 24B는 PAL 방식에서 16:15 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 나타낸 도면.
도 25A 및 도 25B는 와이드 모드에서 4:3 픽셀 수 변환 동안의 필터링 동작을 나타낸 도면.
도 26은 픽셀 수 변환의 순차 흐름도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : VTR 2 : 컴퓨터
3 : 화상 포착 보드 4 : 제어기
5 : 기록/재생 수단 6 : 기록 매체
7 : 디스플레이 구동기 8 : 키보드 인터페이스
9 : 모니터 10 : 입력 수단

Claims (9)

  1. 부호화된 디지털 동화상 데이터에 기초하여 화상을 올바른 종횡비로 컴퓨터 디스플레이 상에 디스플레이하는 방법에 있어서,
    화상 데이터 파일을 생성하기 위해 상기 부호화된 디지털 동화상 데이터로부터 화상 데이터를 추출하는 단계로서, 상기 추출된 화상 데이터는 상기 부호화된 디지털 동화상 데이터의 프레임 데이터에 의해 표현되는, 상기 추출하는 단계와;
    미리 결정된 개수의 픽셀들에 의해 표현되는 상기 추출된 화상 데이터를 복호화하는 단계와;
    상기 화상의 수평 또는 수직 방향에서 상기 픽셀들의 미리 결정된 개수를 선택적으로 변화시킴으로써 상기 화상 데이터 파일의 복호화된 화상 데이터를 변환하여, 상기 변환된 화상 데이터에 의해 표현되는 상기 화상이 상기 올바른 종횡비로 디스플레이되도록 하는 변환 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상 데이터에 대응하는 텔레비젼 시스템 포맷을 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 픽셀들의 미리 결정된 개수는 상기 텔레비젼 시스템 포맷에 기초하여 변화되는, 디스플레이 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상 데이터에 대응하는 디스플레이 모드를 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 픽셀들의 미리 결정된 개수는 상기 디스플레이 모드에 기초하여 변화되는, 디스플레이 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모드는 노멀 모드 또는 와이드 모드로서 선택적으로 미리 결정되는, 디스플레이 방법.
  5. 부호화된 디지털 동화상 데이터에 기초하여 화상을 올바른 종횡비로 컴퓨터 디스플레이 상에 디스플레이하는 장치에 있어서,
    화상 데이터 파일을 생성하기 위해 상기 부호화된 디지털 동화상 데이터로부터 화상 데이터를 추출하는 수단으로서, 상기 추출된 화상 데이터는 상기 부호화된 디지털 동화상 데이터의 프레임 데이터에 의해 표현되는, 상기 추출하는 수단과;
    미리 결정된 개수의 픽셀에 의해 표현되는 상기 추출된 화상 데이터를 복호화하는 수단과;
    상기 화상의 수평 또는 수직 방향에서 상기 픽셀들의 미리 결정된 개수를 선택적으로 변화시킴으로써 상기 화상 데이터 파일의 상기 복호화된 화상 데이터를 변환하여, 상기 변환된 화상 데이터에 의해 표현되는 상기 화상이 상기 올바른 종횡비로 디스플레이되도록 하는 상기 변환 수단을 구비하는, 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 화상 데이터에 대응하는 텔레비젼 시스템 포맷을 결정하는 수단을 더 구비하며,
    상기 픽셀들의 미리 결정된 개수는 상기 텔레비젼 시스템 포맷에 기초하여 변화되는, 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 화상 데이터에 대응하는 디스플레이 모드를 결정하는 수단을 더 구비하며,
    상기 픽셀들의 미리 결정된 개수는 상기 디스플레이 모드에 기초하여 변화되는, 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모드는 노멀 모드 또는 와이드 모드로서 선택적으로 미리 결정되는, 디스플레이 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 부호화된 디지털 동화상 데이터를 제공하는 외부 소스를 더 구비하는 디스플레이 장치.
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