KR100650127B1 - 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

상기 방법 및 장치는, 수신된 프로그램의 부분을 저장하는 단계와, 출력 신호로 재생할 동안 프로그램의 부분의 시간-압축된 버전을 제공하기 위해 저장된 정보를 억세스하는 단계를 포함하는 성능을 제공한다. 시청할 때, 시간-압축된 신호는 최초 시간 지속 기간의 프렉션(fraction)에 프로그램 부분을 제공한다. 주 화상이 입력 비디오 신호를 디스플레이하는 반면, 재생 신호는 보조 화상으로 디스플레이될 수 있다. 재생할 동안, 새로운 시간-압축된 정보는 저장될 수 있다. 새로운 데이터의 재생은 저장 속도보다 빠른 속도로 발생하고, 그 결과, 재생 및 원시 수신된 신호가 적시에 일치할 동안 "과거" 신호가 발생한 때가 있을 것이다. 이 때에 출력 신호는 수신된 프로그램 신호로 자동적으로 복귀하도록 스위치된다.

Description

비디오 신호 처리 방법 및 장치{VIDEO SIGNAL PROCESSING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 (디스플레이 장치를 갖든지 혹은 없든지)텔레비전 수상기와 같은 오디오-비디오 시스템, 및 디지털 위성 수신기와 같은 셋톱 박스에서의 디지털 신호 처리에 관한 것이다.
예를 들어, 비디오 카세트 리코더(VCR: Video Cassette Recorder)를 사용하는 오디오-비디오 신호의 녹화는 흔히 있는 일이다. 녹화는 시청자가 훗날 편리한 시간에 프로그램을 보려고 할 때 유용하다. 녹화가 재생될 때, 시청자는 보고 싶어하는 프로그램의 부분을 선택할 수 있거나, 재생은 언제라도, 즉, 전화 통화를 받기 위해 중단될 수 있다. 그러나, 수신되는대로 프로그램을 시청할 때, 시청자는 그 프로그램을 중단할 수 없다. 누군가와 이야기하거나 방을 나가면, 방송 위성 신호 제공자, 텔레비전 방송국, 또는 케이블 텔레비전 소스로부터와 같은 "실시간"(즉, 비디오 테이프에 녹화되지 않음)으로 수신되는 프로그램의 부분을 시청자가 시청하지 못할 수 있다.
전술한 문제는, 비디오 프로그램을 나타내는 수신된 비디오 신호를 처리하는 방법을 제공함으로써 극복되는데, 상기 방법은, 적절히(in time) 압축된 비디오 신호의 부분을 나타내는 제 1 신호 성분을 발생시키기 위해 제 1 간격 동안 일어나는 비디오 프로그램의 부분을 나타내는 디지털 데이터를 처리하는 단계와, 제 2 간격 동안 상기 제 1 신호 성분을 갖는 출력 신호를 제공하는 단계, 및 출력 신호에 있는 제 1 신호 성분을 제 2 간격의 종료(the end of the second interval)에 응답하여 입력 비디오 신호를 나타내는 제 2 신호 성분으로 교체하는 단계를 포함한다.
본 발명의 측면에 따라, 제 1 신호 성분은 재생 동작 모드 동안 출력 신호에 포함되고, 새로운 시간-압축(time-compressed)된 정보는 재생 모드 동안 연속으로 저장된다. 재생 모드 동안 시간 압축된 정보의 출력은 새로운 데이터가 저장되는 속도보다 더 빠른 속도로 발생한다. 출력되는 데이터가 저장되는 데이터와 동일한 시점(a point in time)은 제 2 간격의 종료를 지시할 때 검출되고, 제 1 신호 성분은 제 2 간격의 종료의 검출에 응답하여 출력 신호에서의 제 2 신호 성분으로 자동적으로 대체된다.
본 발명은 다중-화상(multi-picture) 디스플레이 작동 모드 동안 다중-화상 이미지를 나타내는 출력 신호를 발생시키기 위한 시스템에 구현될 수 있다. 출력 신호는 제 1 및 제 2 이미지 영역을 동시에 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치에 결합하기에 적합하다. 제 1 신호 성분은 제 1 이미지 영역에 디스플레이되고, 제 2 신호 성분은 제 2 이미지 영역에서 디스플레이된다. 재생 모드의 활성화는 다중-화상 디스플레이 모드를 자동적으로 활성화하고, 다중-화상 디스플레이 모드는 제 2 간격의 종료에 응답하여 자동적으로 종료한다.
본 발명의 또 다른 측면은 재생 동작 모드의 활성화에 응답하여 디스플레이 특성을 자동적으로 변경하는 단계를 포함한다.
본 발명은 후속하는 구체적인 기술을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 측면을 병합하는 오디오/비디오 신호 처리 시스템의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 비디오 신호 처리 부분의 실시예의 블록도.
도 3, 도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 시스템의 작동을 이해하는데 유용한 신호 타이밍도.
도 6은 도 1에 도시된 시스템의 비디오 신호 처리 부분의 또 다른 실시예의 블록도.
도 7은 도 1에 도시된 시스템의 오디오 신호 처리 부분의 실시예를 도시한 도면.
도 1은 본 명세서에서 "현재로의 복귀(back to the present)"로 언급된 재생 능력을 구현하는 본 발명의 측면을 병합하는 시스템의 블록도를 도시한다. 도면에서, 비교적 넓은 신호 라인은 다중-비트(multiple-bit) 병렬 디지털 신호를 전달하는 버스를 나타내고, 비교적 좁은 신호 라인은 단일-비트 제어 또는 아날로그 신호를 전달하는 연결을 나타낸다. 도 1에서, 비디오 및 오디오 입력 신호, 즉 "디지털 비디오 데이터" 및 "디지털 오디오 데이터"는 각각 각 데이터 감소 회로(10 및 11)에서 먼저 처리된 디지털 데이터 신호이다. 비디오 및 오디오 데이터 감소 방법은 당업자에게 공지되어 있고, 여기에 기술되지 않을 것이다. 예를 들어, MPEG 인코딩은 널리 공지된 데이터 감소(또는 압축) 접근법이다. 입력 신호 중 하나의 신호 또는 다른 하나의 신호가 이미 압축되어 있다면, 즉, 입력 신호가 MPEG 인코딩되어 있다면, 대응 데이터 감소 기능은 필요하지 않을 것이다.
각 데이터 감소 회로는 데이터 시간-압축 회로(12 및 13)에 각각 연결된다. 시간-압축 회로는, 예를 들어, 데이터의 일부를 버림으로써 데이터 속도(data rate)를 감소시킨다. 시간 압축 인자 "F"는 다음과 같이 정의된다.
F= 출력 신호의 데이터 속도/입력 신호의 데이터 속도, 여기서 F<1.
시간-압축을 한 후에, 비디오 및 오디오 데이터는 선입선출(FIFO: first-in-first-out) 메모리로 구성된 각 메모리(14 및 15)에 저장된다. 2개의 메모리가 도 1에서 도시되어 있지만, 오디오 신호와 비디오 신호 모두를 저장하기 위해 하나의 메모리를 사용할 수 있다. 그러므로, 재생 시간은 저장된 데이터의 양과 그리하여 메모리 크기에 달려있다. 메모리 크기에 따라, 재생 시간은 몇 초에서 몇 분으로 변경될 수 있다. 비디오 메모리(14)는 "M"개의 비디오 필드를 저장하기에 충분한 용량을 갖는다. PAL 및 NTSC 표준을 가정하면, 하나의 비디오 필드는 수직 편향 속도(vertical deflection rate)에 대응하는데, 즉 하나의 비디오 필드는 매 20 ms마다 또는 16.683 ms마다 각각 발생한다. 다른 디지털 시스템, 즉 MPEG에서, 하나의 필드는 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, MPEG 인코딩된 신호에서의 한 필드는 MPEG 인코딩된 디지털 데이터의 미리 결정된 수의 패킷에 대응할 수 있다.
오디오 및 비디오 메모리 출력은 각각 오디오 및 비디오 스위치(16 및 17)의 입력("B")에 연결된다. 각 스위치의 입력("B")은, 상기 입력(B)에 연결된 신호가 과거의 비디오 또는 오디오 프로그램을 나타내는, 즉, 신호가 저장된 정보를 나타내는 것을 지시하는 "과거(past)"라고 또한 명명(labeled)되어 있다. 원시 오디오 및 비디오 입력 신호는 각 스위치의 입력("A")에 연결된다. 입력("A")는, 입력 ("A")에 연결된 신호가 현재의 비디오 또는 오디오 프로그램을 나타내는데, 즉 저장되지 않은 정보를 나타내는 것을 지시하는 "현재" 입력으로 또한 지정되어 있다. 두 스위치는 필드 계수기의 출력 신호인 "A/B 선택" 신호(signal "select A/B")에 의해 제어된다. 이 계수기의 입력 신호는 "재생" 또는 "필드 속도 클록"이다. 일반적으로 "A/B 선택" 신호는, 입력("A")에서 "현재" 신호를 선택하는 제 1 논리 레벨, 즉, 레벨("0")에 있다. 사용자가 "과거" 비디오를 재생하고 싶을 때, 사용자는 예를 들어, 리모트 컨트롤 상의 "재생" 키를 누름으로써 "현재로의 복귀" 성능을 활성화한다. 재생 특성의 활성화는, 필드 계수기(18)의 입력에 있는 재생 신호가 제 1 논리 레벨, 즉, 저 논리 "0" 레벨로부터 제 2 논리 레벨, 즉, 고 논리 "1" 레벨로 변경하게 한다. 논리 레벨에서의 이러한 변경은 계수기가 필드 속도 클록과 동일한 속도로 계수하기 시작하게 한다. 동시에, 출력 신호인 "A/B 선택" 신호는, 입력(B)에서 "과거" 신호가 선택되도록 제 2 논리 레벨, 즉, 논리 "1"로 변경한다.
TPLAYBACK과 동일한 재생 시간 후에, 계수기(18)는 리셋되어, 계수기(18)의 출력 신호 "A/B 선택" 신호는 제 1 논리 레벨, 즉, 논리 "0" 레벨로 되돌아가고, 및 입력("A")에서 초기 수신된 신호, 즉, "현재" 신호가 선택된다. 계수 시간 "TPLAYBACK"은 다음 방정식에서 결정된다.
Figure 112000013767930-pct00001
여기서, Tfield는 필드 주기(period)이다. PAL 시스템에서, Tfield=20ms인 반면, NTSC 시스템에서는, Tfield=16.683ms이다. 재생 시간은, 비디오 재생 시퀀스 "과거"가 수신된 신호 "현재"와 부합할 때에 정확하게 마친다. 이후의 기술과 아래에 제공된 예는 기술된 시스템의 작동을 더 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 부분의 예시적인 실시예를 더 구체적으로 도시한다. 도 2에 도시된 시스템은 다중-화상 특성을 포함하는 텔레비전 수상기의 부분을 포함한다. 즉, 도 2의 시스템은 출력 신호를 발생시킬 수 있는데, 상기 출력 신호는 주 화상을 나타내는 제 1 신호 성분과, 제 2 또는 보조 화상을 나타내는 제 2 신호 성분을 갖는다. 도 2에 도시된 실시예는, 보조 화상이 주 화상내에 삽입되어 있는 작은 화상인 화상-내-화상(picture-in-picture), 즉 PIP, 시스템에 관한 것이다. 도 2에 도시된 실시예와는 다른 본 발명을 병합한 실시예도 가능하다. 예를 들어, 본 발명은, 보조 화상이 주 화상의 외부, 즉, 주 화상의 측면을 따라 디스플레이된 화상-외부-화상(picture-outside-picture), 즉 POP 시스템에도 응용가능하다. 또한, 도 2의 실시예는 다중-화상 특성을 구현하기 위한 2개의 튜너(21 및 22)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 도 6에 도시된 시스템과 같은 단일 튜너 시스템, 또는 도 2에 도시된 시스템과 유사한 시스템에서 또한 응용가능한데, 상기 도 2에 도시된 시스템에서 제 2 비디오 신호는 시스템에 포함된 제 2 튜너와 다른 소스로부터, 예를 들어, VCR과 같은 외부 장치에 있는 튜너로부터 수신된다.
도 2에서, 튜너(21)는 주 신호를 수신하고, 튜너(22)는 보조, 즉 PIP 이미지를 나타내는 신호 성분을 발생시키는데 사용된 제 2 신호를 수신한다. 본 발명의 측면에 따라, 도 2에 도시된 실시예와 같은 실시예에서, 제 2 튜너, 즉, 튜너(22)의 출력은 재생을 제공하도록 저장된 신호를 제공하기 위해 사용되고, 튜너(22)는, PIP 윈도우가 스크린 상에서 디스플레이되지 않는 동안 튜너(1)와 동일한 채널로 자동적으로 동조된다. 이것은, 재생을 위해 저장된 프로그램이 주 화상, 즉, 튜너(21)의 출력에서 사용자에 의해 시청된 프로그램과 동일하다는 것을 보장한다.
복조되고, 아날로그/디지털 변환된 PIP 비디오 데이터는 PIP 특성의 부분으로서 시스템에 이미 포함된 데이터 감소 회로(23)에 연결된다. 데이터 감소 회로(23)의 출력 신호는, 32 MB DRAM 모듈(24)의 쌍방향 데이터 입력/출력("D0 내지 D7"), 및 3-상태 버퍼(25)의 입력과, 추가적으로 3-상태 래치(latch)(26)의 입력에 연결된다. 32 MB 메모리는 컴퓨터에서 폭 넓게 사용되는 비용이-절감되는 모듈이다. 상기 메모리는 병렬로 연결된 8개의 4 MB DRAM을 포함한다.
제어 회로(27)의 입력에 있는 "재생" 신호는 일반적으로 재생이 디스에이블 하다는 것을 나타내는 제 1 논리 레벨, 예를 들어, 저 레벨 또는 논리 "0"에 있는 반면, 플립-플롭(flip-flop)의 "현재" 및 "과거" 출력 신호는 일반적으로 논리 레벨, 예를 들어, 고 레벨 "1" 및 저 레벨 "0"에 있는데, 이것은, 버퍼(25)의 출력이 인에이블 하여 "현재" 신호를 선택하는 논리 레벨과, 래치(26)의 출력이 디스에이블 하여 "과거" 신호를 선택해제 하는(de-selecting) 논리 레벨을 각각 나타낸다. 즉, 3-상태 버퍼(3-state buffer)는 활성화되고, 3-상태 래치는 고 임피던스 상태에서 비활성화된다. 따라서, 노드("A")에서 비디오 데이터, 3-상태 버퍼 및 3-상태 래치의 공통 출력은 수신된 "현재" PIP 신호이다. 그러나, 노드(A)에서 비디오 데이터 신호는 비-재생 모드 동안 스크린 상에 디스플레이되지 않는데, 이는 "현재" PIP 신호가 주 화상 신호(PIP 신호의 데이터 감소를 제외한)와 동일한 비디오 프로그램 정보를 나타내고, 그리하여 주 이미지와 실질적으로 동일한 PIP 이미지의 디스플레이가 반드시 필요하지 않기 때문이다.
시청자가 예를 들어 리모트 컨트롤 상에서 "재생" 키를 누름으로써 재생 모드를 활성화시키면, 제어 회로(27)의 입력에 있는 "재생" 신호는 예를들어, 고 "1" 레벨과 같은 제 2 논리 레벨로 상태를 변경한다. 그 결과, 제어 회로의 출력에서 트리거(trigger) 펄스 신호{"필드 계수기 인에이블(field counter enable)" 신호 및 "세트" 신호}는 모두 필드 계수기(28) 및 플립-플롭(29)을 트리거한다. 이에 응답하여, 필드 계수기(28)는 계수하기 시작하고, 플립-플롭은 세팅되어, 플립-플롭의 "현재" 및 "과거" 출력 신호는 각각 예를 들어, 저 레벨 "0" 및 고 레벨 "1" 레벨로 상태를 변경한다. 이것은 3-상태 버퍼가 고 임피던스 상태에서 비활성화되게 하고, 3-상태 래치가 활성화되게 한다. 이 경우에, 3-상태 버퍼 및 3-상태 래치의 공통 출력에서의 데이터는 저장된 "과거" PIP 신호인데, 상기 신호는 PIP 윈도우의 형태로, 재생을 위해 스크린 상에서 이제 자동적으로 디스플레이된다. 래치 출력 신호는 메모리 판독 사이클 동안 발생하는 래치 클록의 상승 에지(rising edge)에 동기화된다.
필드 계수기(28)는 재생 간격의 지속 기간을 결정하기 위해 입력 비디오 신호에서 발생하는 필드 간격을 계수한다. 계수기에 의해 발생된 계수가, "TPLAYBACK"의 재생 시간에 대응하는 미리 결정된 수의 필드 간격이 발생한다는 것을 나타낼 때, 계수기는 플립-플롭을 리셋하여, "현재" 및 "과거" 제어 신호는, 각각 재생 간격이 끝났다는 것을 나타내는, 고 "1" 및 저 "0" 레벨로 논리 레벨을 변경한다. "과거" 및 "현재" 신호 레벨에서의 변경에 의해 나타나는 바와 같이 재생 간격의 종료를 검출하는 것에 의해, 시스템이 자동적으로 비-재생 모드로 변경하게 하고, "현재" 수신된 데이터가 3-상태 버퍼의 출력에서 다시 출현하게 한다. 동시에, PIP 디스플레이는 자동적으로 디스에이블 하게 되고, PIP 윈도우는 주 화상만의 디스플레이를 제공하기 위해 스크린으로부터 자동적으로 사라진다.
DRAM 모듈(24)을 어드레스하기 위해 사용된 3개의 어드레스 계수기가 있다. 이러한 계수기는, 출력{(A0 내지 A21)W}를 갖는 22 비트 기록-어드레스-계수기 (201), 출력{(A0 내지 A21)R}을 갖는 22 비트 판독-어드레스-계수기(202), 및 출력 {(A0 내지 A10)RE}을 갖는 11 비트 복원(refresh)-어드레스-계수기(203)이다. 22 비트는 4 MB를 어드레스하는데 필요하다. DRAM만이 11개의 어드레스 입력을 갖기 때문에, 어드레스 계수기는 멀티플렉스(multiplexed)되어야 한다. 어드레스 멀티플렉서(204)는 "A 선택" 및 "B 선택" 신호에 의해 제어된다. 일반적인 DRAM 제어 신호는 또한 도 2에서 WE, RAS0, RAS1, RAS2, RAS3, CAS0, CAS1, CAS2, CAS3로 도시된다. 제어 회로의 입력에서 마스터 클록의 주파수는 PAL 칼라 부반송파 주파수의 4배인 17.7344㎒이다(17.7344㎒=4×4.4336㎒). 이 클록 주파수는 ITT에서 제조된 "PIP2250 화상-내-화상 프로세서"와 같은 PIP 프로세서에 사용된다.
판독-어드레스-계수기(202)는 프로그래밍가능한 계수기인데, 즉, 출력이 어느 논리 레벨에도 동기적으로 프리셋(preset)될 수 있다. 계수기(202)의 로드 입력에서의 저 레벨은 계수기를 디스에이블 시키고, 다음 클록 펄스 후에 계수기 출력이 프리셋 값("셋업 데이터" 신호)이 되게 한다. "셋업 데이터" 신호 내의 프리셋 값은 기록-어드레스-계수기(201)의 출력에서 발생된다. 재생 시간(TPLAYBACK)의 초기에, 판독-어드레스-계수기(202)의 입력에서 로드 제어 신호 "로드"는 프리셋 작동을 인에이블 시키는 논리 레벨, 예를 들어, 저 레벨로 변경한다. 이 순간에 기록-어드레스-계수기의 출력에서의 현재 어드레스가 "N"과 동일하다고 가정하면, 판독-어드레스-계수기에 대한 프리셋 어드레스는 다음 클록 펄스에서 발생하여, "N+1"이 될 것이다. 판독 사이클이 기록 사이클 전에 발생하여, 어드레스 "N+1"로부터 판독된 데이터는 메모리내에 저장된 "가장 오래된" 비디오 정보가 되게 한다. 이 데이터는 재생 신호의 시작점이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 도 2에 도시된 시스템은 재생 모드 동안 재생 신호 디스플레이 상에 시청자의 주의를 집중시키기 위해 또한 제공한다. 특히, 도 2에 도시된 시스템은 재생 디스플레이 강조 특성을 제공하기 위해 유닛(290, 291, 291 및 293)을 포함한다. 유닛(290 내지 293)의 이러한 특성과 작동은 아래에서 구체적으로 설명된다.
도 3은 비디오 시간 압축이 어떻게 실현되는지를 도시한 신호 파형을 보여준다. 예시적인 실시예에서, 매 두 번째 비디오 필드는 메모리에 저장(기록)되는데, 즉, 2개의 필드 중 하나의 필드는 무시된다(F=1/2). 다른 압축 인자도, 또한, 가능하며 예를 들어, F=2/3이 되는 3개의 필드 중 2개의 필드를 기록하거나, 또는 F=4/6을 갖는 6개의 필드 중 4개의 필드를 기록할 수 있다. 도 3에서, 기록 인에이블 신호(write enable signal)는 매 두 번째 필드마다 활성화되는 반면, 판독 인에이블 신호(read enable signal)는 매 필드마다 활성화된다(또한 도 2를 참조). F=1/2의 압축 인자에 대해, 최종적으로 "저장된" PIP 신호는 원시 화상보다 2배 빠르다. 64개의 PIP-라인이 매 2개의 필드마다 저장되고, 매 라인은 128개의 샘플을 포함한다는 것을 도 3에서 알 수 있다. 이러한 수는 다만 가능한 값을 나타내며, 다른 값이 사용될 수도 있다. 비디오 신호의 활성 부분만이 저장되는데, 즉 어떠한 동기 신호도 저장되지 않는다. 압축 동작은, 비디오 프로그램의 부분을 포함하는 제 1 간격 동안 수신된 신호에 비디오 프로그램의 부분을 나타내는 데이터를 저장한다. 시간 압축된 데이터는 재생 간격인 제 2 간격 동안 출력된다.
도 4는 기록 어드레스 계수기의 기록 클록을 도시한 신호 파형을 보여준다. 신호 파형에는 비디오 라인 당 16개의 어드레스 사이클이 존재한다. DRAM의 8개의 병렬 블록이 있기 때문에, 동일한 어드레스는 8개의 상이한 블록에 있는 8개의 샘플을 저장하도록 사용된다. 이러한 방법으로, 라인 당 샘플의 총수는 128 샘플(8×16)과 동일하다. 복원 클록(refresh clock)은 기록 및 판독 클록에 독립적 이고, 유리하게도, 훨씬 더 빠를 수 있다.
도 5는 8개의 판독/기록 사이클을 도시한 파형을 보여준다. 도 5에 도시된 DRAM 제어 신호는 당업자에 친숙한 일반적인 DRAM 제어 신호이다. 본 발명의 측면에 따라, 메모리 판독 사이클이 메모리 기록 사이클 전에 발생해야 하는데, 즉, 과거 데이터를 현재 데이터로 덮어쓰기 전에 과거 데이터가 먼저 판독된다는 것을 주의해야 한다.
도 6은 본 발명을 병합시키지만 도 2에 도시된 특성과 같은 다중 화상 특성을 포함하지 않는 장치의 실시예의 블록도를 보여준다. 도 6에 도시된 특성은 도 2에 있는 동일-번호가 매겨진(like-numbered) 특성과 유사하여, 여기에 구체적으로 다시 설명되지 않을 것이다. 도 6의 시스템이 "과거" 비디오의 재생을 디스플레이하기 위한 보조 화상 "윈도우"를 제공하지 않기 때문에, 완전히 수신된 "현재" 화상은 재생 동안 스크린으로부터 사라지고, 그 대신 "과거" 비디오가 나타난다. 재생 시간(TPLAYBACK) 후에, 원시 비디오 화상은 다시 나타난다.
도 6에 도시된 시스템에 의해 발생되고, 재생 모드 동안 재생 이미지인 주 이미지만이 있기 때문에, 재생하는 동안 현재 신호와 관련된 이미지를 볼 수 없다. 그러므로, 사용자가 재생할 동안 현재 신호에서 발생하는 프로그램의 부분을 놓칠 수 있다는 것이 분명해 보인다. 그러나, 재생할 동안 시간-압축된 데이터를 연속으로 저장하는 단계를 포함하는 본 발명의 측면은 이러한 문제를 해결한다. 즉, 재생이 발생하는 동안, 새로운 시간 압축된 데이터는, 상기 데이터가 이미 재생(판독 동작)된 메모리 위치에 저장(기록 동작)되어 진다. 재생은 새로운 데이터가 저장되는 속도보다 더 높은 속도로 발생한다. 즉, 재생 신호를 발생하기 위한 메모리 판독 동작의 속도는 재생할 동안 새로운 데이터를 저장하는 메모리 기록 동작의 속도를 초과한다. 따라서, 재생은 적시의 시점에서 방금 녹화된 데이터가 바로 재생될 때까지 재생할 동안 새로운 데이터의 저장을 최종적으로 포착(catch up to)할 것이다. 적시의 시점에서, 재생은 현재 시간에 도달되고, "현재로 복귀"된다. 시스템은 전술한 바와 같이 필드 계수기를 사용하여 적시에 그 시점을 검출하고, 자동적으로 재생 동작을 취소하며, 현재 신호의 디스플레이를 다시 시작한다. 압축된 데이터의 저장은 제 1 간격 및 재생 동안 발생하며, 또는 압축된 데이터의 판독은 제 2 간격 동안 발생한다. "현재로의 복귀" 상태를 나타내는 것은 제 2 간격의 종료, 즉, 재생의 종료이다.
기술된 문제는 도 2에서 도시된 시스템에 존재하지 않는데, 그 이유는 재생이 보조 이미지에서 나타나고 현재 신호가 주 이미지에서 디스플레이되기 때문이다. 사용자는 재생할 동안 현재 신호를 보고, 프로그램의 부분을 놓치지 않는다. 그러므로, 재생할 동안 데이터를 연속으로 저장하는 것은 도 2에 도시된 시스템에 반드시 필요하지 않다. 그러나, 재생할 동안 데이터를 연속으로 저장하는 것은 도 2의 시스템에 유리하다. 예를 들어, 도 2의 시스템에 이 특성을 구현하는 것은, PIP 이미지가 재생이 종료하는 때에 주 이미지와 동일하다는 것과, PIP 이미지가 재생 모드의 종결에 의해 자동적으로 제거되는 것을 보장한다. 더욱이, 특히 과거 신호(작은 화상)의 오디오 신호가 재생 동작 모드 동안 활성화(출력됨)되기 때문에, 시청자가 2개의 상이한 비디오 신호를 보는데 당황할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 재생할 동안 재생 신호에 응답하여 발생된 이미지, 예를 들어 도 2에 도시된 시스템에 의해 발생된 보조 화상에 시청자의 주의를 집중시키는 단계를 포함한다. 이것은 다양한 접근법을 사용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 현재 신호 디스플레이(예를 들어, 도 2에 도시된 시스템에 의해 발생된 주 이미지) 칼라는 이동될 수 있고, 현재 신호 디스플레이는 블랙(black) 및 화이트(white)로 디스플레이될 수 있고, 현재 신호 디스플레이의 콘트라스트(contrast) 및/또는 브라이트니스(brightness)는 재생 신호 디스플레이에 대해 감소될 수 있으며, 재생 신호 디스플레이의 콘트라스트 및/또는 브라이트니스는 현재 신호 디스플레이에 대해 증가될 수 있으며, 또는 이러한 기술(techniques)의 조합이 사용될 수 있다. 재생 시간의 종료시에, 원시 디스플레이 특성은 리셋된다.
본 발명의 재생 신호 강조 측면의 실시예는 도 2에 도시된 시스템에 포함된다. 특히, 현재 디스플레이 및 과거 디스플레이에 대한 화상 제어 특성을 나타내는 데이터(예를 들어, 하나 이상의 칼라, 콘트라스트, 및 브라이트니스 파라미터)는 각각 유닛(290 및 291)에 저장된다. 이러한 제어 특성은 셀렉터(selector), 또는 MUX(292)를 통해 디스플레이 제어 유닛(293)에 연결된다. MUX(292)는 플립-플롭(29)으로부터 "현재" 신호에 의해 제어된다. 따라서, 재생 모드가 비활성화될 때{논리(1)에 있는 "현재" 신호}, MUX(292)는 유닛(290)의 출력을 유닛(293)의 제어 입력에 연결시킨다. 그 결과, 현재 화상 즉 주 화상 디스플레이에 대한 정상(normal) 화상 제어 특성이 주 화상을 제어하고 발생시키는데 사용된다. 따라서, 주 화상은 칼라, 브라이트니스 및 콘트라스트와 같은 "정상" 특성을 나타낼 것이다. 재생 모드가 활성화되면{논리(0)에 있는 "현재" 신호}, MUX(292)는 유닛 (291)의 출력을 유닛(293)의 제어 입력에 연결시켜서, 디스플레이 제어기가 "과거" 모드 디스플레이 파라미터에 따라, 현재 화상 신호를 변경하게 한다. 예를 들어, 재생 모드가 활성화될 때, 유닛(291)에 저장된 데이터는, 디스플레이 제어 유닛 (293)이 주 또는 현재 신호의 칼라를 변경하게 하고, 신호가 블랙 및 화이트로 변경하게 하며, 콘트라스트를 감소시키게 하고, 브라이트니스, 또는 이러한 변경의 몇몇 조합을 감소시키게 할 수 있다. 따라서, 사실상, 재생 디스플레이를 강조하여 시청자의 주의를 재생 디스플레이 상에 집중되게 하는 현재 신호는 강조 해제(de-emphasized)된다. 재생이 끝날 때, 현재 신호의 디스플레이는 정상으로 복귀한다.
재생 신호 강조 특성의 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 도 2가 주 화상을 변경하기 위한 주 (현재) 화상 신호 처리 경로에 디스플레이 제어 유닛(293)을 도시하고 있지만, 유사한 특성이 PIP 또는 과거 이미지를 변경하기 위해 PIP (과거) 비디오 경로에 포함될 수도 있다. 즉, 재생 모드가 활성화될 때, 과거 이미지는 향상될 수 있어서(예를 들어, 증가된 브라이트니스 및/또는 콘트라스트), 재생 디스플레이를 강조한다. 또한, 유닛(293)과 같은 디스플레이 제어 유닛은, 과거 및 현재 이미지의 디스플레이 특성을 독립적으로 또는 동시에 제어하기 위해 현재 신호와 과거 신호 경로 중 하나 또는 모두에 포함될 수도 있다. 또한, 재생 이미지를 향상시키는 다른 방법이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 시스템과 같은 다중-화상 디스플레이 시스템에서, 전술한 바와 같이, 보조 이미지에서 디스플레이된 재생 이미지는 그 대신에 주 이미지에서 디스플레이될 수 있다. 즉, 주 이미지 및 보조 이미지의 "교환(swap)"은 재생 특성의 활성화에 응답하여 발생할 수 있다. 재생 특성의 종결은 현재 신호를 주 디스플레이에 복구하기 위해 다시 교환하게 된다.
도 7은 "현재로의 복귀" 성능에 따라 오디오 신호 처리를 제공하는 실시예를 보여준다. 도 7에 도시된 시스템은 재생 모드 동안 출력되는 시간 압축된 오디오 정보를 발생시키고 저장한다. 오디오 정보의 압축에 의해 오디오 정보를 이해할 수 하는 것으로 보일지라도, 재생 동안 오디오 정보를 출력하는 첫째 목적은 재생 간격 동안 발생된 음성을 사용자에게 제공하는 것이다. 음성은 연속적이지 않은데, 즉, 음성에는 중지(pause)가 있고, 압축은 대부분의 음성 정보를 존속시키기 위해 중지를 이용할 수 있고, 실질적으로 음성의 명료도(intelligibility)를 유지할 수 있다. 도 7에서, 오디오 신호가 디지털 형태로 이용가능하지 않다고 가정된다. 아날로그 오디오 신호는 10㎑의 차단 주파수를 갖는 저역 필터(71)에 먼저 인가된다. 그 후에 신호는, 자동 이득 제어된 증폭기(72)에 결합되며, 이 증폭기(72)는 후속하는 A/D 변환(73)에 유용한 전압 범위내로 오디오 신호 진폭을 유지한다. A/D 변환기의 샘플링 클록은 22㎑가 되도록 선택된다. A/D 변환기 출력 신호는 데이터 감소 회로(723)에 인가된 후, 도 7에 도시된 메모리(724), 제어 회로(727), 메모리 어드레스 제어 유닛(7201, 7202, 7203 및 7204)을 사용하는 비디오 신호의 방법과 유사한 방법으로 처리된다. 도 7에서 나타낸 바와 같이, 오디오 처리에 필요한 DRAM의 크기는 2 MB이다. 이 오디오 메모리 크기는 아래에 제공된 일예에 의해 도시된 바와 같이 계산된다. 재생 오디오 디지털 정보는 디지털/아날로그 변환기(74)를 사용하여 아날로그 신호 "과거 오디오 신호"로 변환된다. 아날로그 스위치(75)는 "과거/현재" 신호에 응답하여 현재 또는 과거 오디오 아날로그 신호 중 하나를 선택적으로 출력한다. 도 7에 있는 과거/현재 신호는 비디오 채널에서 생성된 신호와 동일한 신호일 수 있다.
다음의 예는 기술된 시스템의 작동을 예시한다. 상기 예는 도 2에서 도시된 실시예를 언급하고, PAL 표준 신호를 가정한다.
비디오 처리:
1. 압축 인자:
F=(1 sec에 기록된 필드의 수/1 sec에 판독된 필드의 수)
=25/50
=1/2
2. 32 MB DRAM에 저장된 필드의 수("M")
한 필드는 64개의 라인을 포함한다.
한 라인은 128개의 데이터 샘플, "바이트"를 포함한다.
따라서, 한 필드는 64×128=8192 바이트를 포함한다.
바이트 단위로 이용가능한 메모리 셀의 총 수=33554432 바이트.
DRAM에 저장된 필드("M")=33445532/8192=4096 필드.
이 필드의 수는 다음에 대응한다:
(4096×Tfield)sec=4096×20 ms=81.92 sec=1.365 min.
이 시간은 여기서 저장 시간(Tstore)으로 언급된다.
즉, Tstore=81.92 sec=1.365 min.
사실상, Tstore는 사용자에 의해 다시 볼 수 있는 비디오 정보의 {(4096/F)×Tfield}sec를 나타낸다. 이 시간은 여기서 정보 시간(Tinfo)으로 지정되고, 즉, Tinfo=4096×2×20 ms=163.84 sec=2.7307 min.
3. 재생 시간(Tplayback)은 다음과 같이 계산될 수 있다.
(a)저장된 4096개의 필드를 판독할 동안, 새로운 2048개의 필드는 저장되어야 한다(4096×F).
(b)(a)에 저장된 2048개의 필드를 판독할 동안, 새로운 1024개의 필드는 저장되어야 한다.
(c)(b)에 저장된 1024개의 필드를 판독할 동안, 새로운 512개의 필드는 저장되어야 한다.
(d)(c)에 저장된 512개의 필드를 판독할 동안, 새로운 256개의 필드는 저장되어야한다... 기타도 이와 같다.
이러한 필드의 합=4096+2048+1024+512+.....+8+4+2+1+0.5+0.25+.....
이것은 과거 및 현재 필드가 일치할 때까지 저장되어야 하는 필드의 총 수를 나타낸다.
상기 합은 "기하 수열"로 알려진 수학적 수열이고, 이 수열의 합은 다음과 같다.
4096/(1-1/2)=4096×2=8192 필드.
따라서, Tplayback=8192×20 ms=2.7307 min.
일반적으로, Tplayback=M/(1-F)×Tfield.
오디오 처리:
Tinfo=163.84 sec
초 당 샘플의 수=22000 샘플
샘플의 총 수=22000×163.84=3604480 바이트
압축 인자 F=1/2
저장된 데이터의 총 수=3604480/2=1.802240 Mbyte
따라서 2 MB DRAM은 오디오 신호를 저장하기에 충분하다.
본 발명은 여기에서 기술된 특정 실시예에 한정되도록 의도된 것이 아니고, 다만 여기에서 기술된 원리와 새로운 특성에 일치하는 가장 넓은 범주로 용인되어야 한다. 전술한 바와 같이, 본 발명은, 텔레비전 수상기와 같은 오디오-비디오 시스템, 및 디지털 위성 수신기와 같은 셋톱 박스에서의 디지털 신호 처리에 이용가능하다.

Claims (11)

  1. 비디오 프로그램을 나타내는 수신된 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    제 1 신호 성분을 발생시키기 위해 제 1 간격 동안 발생하는 상기 비디오 프로그램의 일부분을 나타내는 디지털 데이터를 처리하는 단계로서, 상기 제 1 신호 성분은 시간에 따라 압축된 상기 비디오 신호의 부분을 나타내는, 디지털 데이터를 처리하는 단계와,
    제 2 간격 동안 상기 제 1 신호 성분을 갖는 출력 신호를 제공하는 단계와,
    상기 제 2 간격의 종료(the end of the second interval)에서 상기 출력 신호의 상기 제 1 신호 성분을 입력 비디오 신호를 나타내는 제 2 신호 성분으로 대체하는 단계로서, 상기 제 1 신호 성분은 처리하는 동안, 추가된 임의의 시간 관련 정보를 포함하지 않는, 대체 단계
    를 포함하되, 상기 대체 단계는,
    상기 처리하는 단계 동안 입력 비디오 신호에 추가된 시간 관련 정보를 참조하지 않고 상기 입력 비디오 신호와 연관된 재생 지속기간 정보를 결정하는 단계, 상기 재생 지속기간 정보가 미리 결정된 재생 지속기간 정보에 대응하는 때를 결정하는 단계, 및 상기 재생 지속기간 정보가 상기 미리 결정된 재생 지속기간 정보에 대응할 때 상기 제 1 신호 성분을 상기 출력 신호로부터 분리하고 상기 제 2 신호 성분을 상기 출력 신호에 결합하는 단계
    를 포함하는, 수신된 비디오 신호를 처리하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 데이터를 처리하는 상기 단계는,
    상기 비디오 프로그램의 부분에 포함된 복수의 비디오 정보 필드를 나타내는 디지털 데이터를 수신하는 단계와,
    상기 복수의 비디오 정보 필드의 프렉션(fraction)을 메모리에 제 1 속도로 기록하는 단계와,
    상기 복수의 비디오 정보 필드의 상기 저장된 프렉션을 상기 메모리로부터 제 2 속도로 판독하는 단계, 및
    상기 제 1 신호 성분을 발생시키기 위해 상기 메모리로부터 판독된 상기 비디오 정보 필드를 처리하는 단계를 포함하는, 수신된 비디오 신호를 처리하는 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2항에 있어서, 상기 출력 신호는 제 1 및 제 2 영역을 갖는 이미지를 발생시키기 위해 디스플레이 장치에 결합하기에 적합하며, 상기 제 1 영역은 상기 제 1 신호 성분에 응답하여 이미지를 디스플레이하고, 상기 제 2 영역은 상기 제 2 신호 성분에 응답하여 이미지를 디스플레이하는, 수신된 비디오 신호를 처리하는 방법.
  7. 삭제
  8. 비디오 프로그램을 나타내는 수신된 비디오 신호를 처리하기 위한 장치에 있어서,
    제 1 신호 성분을 발생시키기 위해 제 1 간격 동안 일어난 비디오 프로그램의 한 부분을 나타내는 디지털 데이터를 처리하는 수단으로서, 상기 제 1 신호 성분은 적절히 압축된 상기 비디오 신호의 상기 부분을 나타내고, 상기 제 1 신호 성분은 처리하는 동안, 추가된 임의의 시간 관련 정보를 포함하지 않는, 처리수단과,
    제 2 간격 동안 상기 제 1 신호 성분을 갖는 출력 신호를 제공하고, 상기 제 2 간격의 종료에서 상기 출력 신호의 상기 제 1 신호 성분을 입력 비디오 신호를 나타내는 제 2 신호 성분으로 대체하는 수단으로서, 상기 대체하는 수단은,
    상기 입력 비디오 신호와 연관된 재생 지속기간 정보를 결정하는 수단과,
    상기 처리하는 동안 입력 비디오 신호에 추가된 시간 관련 정보를 참조하지 않고 상기 재생 지속기간 정보가 미리 결정된 재생 지속기간 정보에 대응할 때를 결정하는 수단, 및
    상기 미리 결정된 재생 지속기간 정보에 대응하는 상기 재생 지속기간 정보에 따라 상기 제 1 신호 성분을 상기 출력 신호로부터 분리하고 상기 제 2 신호 성분을 상기 출력 신호에 결합하는 수단
    을 포함하는, 제공하고 대체하는 수단, 및
    상기 제 2 간격의 상기 종료를 검출하는 수단
    을 포함하는, 수신된 비디오 신호를 처리하기 위한 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 처리 수단은,
    상기 비디오 프로그램의 부분에 포함된 복수의 비디오 정보 필드를 나타내는 디지털 데이터를 수신하는 수단과,
    상기 복수의 비디오 정보 필드의 프렉션(fraction)을 메모리에 제 1 속도로 기록하는 수단과,
    상기 복수의 비디오 정보 필드의 상기 저장된 프렉션을 상기 메모리로부터 제 2 속도로 판독하는 수단, 및
    상기 제 1 신호 성분을 발생시키기 위해 상기 메모리로부터 판독된 상기 비디오 정보 필드를 처리하는 수단
    을 포함하는, 수신된 비디오 신호를 처리하기 위한 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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