KR19980014895A - 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치 - Google Patents

Abstract

자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치가 제공된 바, 사용자가 기록된 자막(추가정보)를 보고싶지 않는 경우에도 자막을 뺀 배경화면만을 재생시켜 줄 수 없는 문제점과 그래픽정보와 동화상과 같은 복잡한 화면은 구성하지 못하고 단순히 하나의 화면만을 구성할 수 밖에 없는 다른 문제점이 있다.

이를 해결하기 이하여 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치의 특징은 입력되는 원 영상과 사용자의 선택에 따라 입력되는 부가정보를 각각 제 1, 2 엔코딩수단에서 엔코딩하여 테이프의 일 기록영역에 각각 기록하고, 상기 테이프에 기록된 원 영상 및 부가정보를 재생시 각각 제 1, 2 디코딩수단에서 디코딩하여 원 영상은 그대로 재생하고 부가정보는 사용자의 선택에 따라 재생되도록 하여 사용자가 자유스럽게 추가정보의 기록 및 재생을 임의대로 선택할 수 있는 이점과 캡션자막, OSD정보, 그래픽 및 동화상 등의 다양한 추가정보를 기록 및 재생을 할 수 있어 사용자에게 다양한 정보를 제공할 수 있는 이점을 가진 것이다.

Description

자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치

본 발명은 자기기록매체의 기록 및 재생장치에 관한 것으로서, 특히 자기기록매체에서 사용자가 원하는 추가정보를 기록하고 재생하는 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로, SD(Standard Definition)-DVC(Digital Video Camcoder)의 규격에서는 한 프레임의 화면이 720 × 480, HD(High Definition)에서는 1008 × 1024로 구성된다.

이 화면은 8 × 8의 DCT블록으로 나누어지고 4개의 Y(휘도신호)DCT블록과 Cb, Cr(색차신호)블록 각 1개씩 모두 6개의 DCT블록이 모여서 하나의 매크로 블록을 구성하는 것이다.

도 1a은 매크로 블록의 구조를 나타낸 것이고, 도 1b는 부호화된 매크로 블록의 비트열의 구조를 나타낸 것이다.

종래에는 OSD(On Screen Display) 등의 정보를 화면에 뿌려주면 그 정보를 원래의 배경화면과 같이 기록한다.

이때, 상기 OSD정보 뒤에 가려진 원 화면의 정보는 완전히 잃어버린채로 기록되는 것이다.

또한, 이렇게 기록된 화면은 사용자가 원하지 않을 때에도 재생시 항상 기록된 OSD정보와 같이 재생된다.

현재, SD-DVC규격에는 테이프의 서브코드 영역에 텍스트 팩(Text Pack)을 선택적으로 사용할 수 있도록 마련해 놓고 있다.

이 팩에는 글자의 폰트와 크기 등을 기록해 놓고 재생시에 이와 같은 텍스트 정보를 재생시키는 것이다.

상기 텍스트 팩의 사이즈는 32비트로 작은 양이기 때문에 한 화면에 디스플레이될 텍스트 정보를 여러 프레임의 서브코드영역에 나누어 기록할 수 있는 것이다.

이것은 텍스트 정보가 몇 프레임동안 변하지 않는다는 특성을 고려한 것이다.

여기에 기록된 텍스트 정보는 재생시 사용자의 편의에 따라서 재생시킬 수도 있고 재생시키지 않을 수도 있는 것이다.

이러한 방법은 미리 정해진 몇개의 글자나 그림에 대해서는 효과적일 수는 있으나 미리 수많은 외국어 등의 글자나 그래픽 등을 모두 약속기호로서 정할 수는 없는 것이다.

또한, 원래의 화면 위에 추가로 부가하고 싶은 그림이나 화면 등을 모두 기록할 수는 없는 것이다.

즉, 이 방법은 극히 제한적인 텍스트와 그래픽정보를 기록할 수 있는 방법인 것이다.

종래에는 캡션(Caption)자막이나 OSD 등과 같이 원래화면 이외의 추가정보를 기록하는 방법이 있다.

그러나, 기존의 아나로그 VCR이나 현재의 DVC규격에서는 캡션자막 또는 OSD 등을 표시한 후 기록을 하면 자막이 배경화면을 가린채로 같이 녹화되기 때문에 자막 위에 있던 원래의 배경화면이 사라지게 되어 다시는 그 배경화면을 재생할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 사용자가 기록된 자막(추가정보)를 보고싶지 않는 경우에도 자막을 뺀 배경화면만을 재생시켜 줄 수 없는 다른 문제점이 있다.

또한, 그래픽정보와 동화상 등과 같은 복잡한 화면은 구성하지 못하고 단순히 하나의 화면만을 구성할 수 밖에 없는 또 다른 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 자기기록 및 재생장치에 있어 원 영상신호와 부가신호 즉, 캡션자막, OSD정보, 그래픽 및 동화상 등의 신호를 기록하고, 기록된 테이프를 재생시 사용자가 상기 기록된 정보를 선택적으로 볼 수 있도록 한 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치를 제공함에 있다.

도 1a와 도 1b는 종래 기술에 따른 테이프에 저장되는 매크로 블록의 비트열 구조를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치를 나타낸 블록 구성도

도 3은 입력되는 원 영상과 추가정보에 대한 DCT블록을 나타낸 것으로 도 2의 입력처리부에서 수행되는 신호처리의 일 실시예를 일 화면으로 나타낸 도면

도 4는 입력되는 원 영상과 추가정보에 대한 DCT블록을 나타낸 것으로 도 2의 입력처리부에서 수행되는 신호처리의 다른 실시예를 일 화면으로 나타낸 도면

도 5는 원 영상에 추가정보가 삽입된 화면의 일예를 나타낸 도면

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 매크로 블록과 추가정보가 삽입된 DCT블록의 비트스트림의 배열을 나타낸 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 추가정보 입력부11 : 입력처리부

12, 13 : 제 1, 2 압축부14 : 부호화부

15 : 기록/재생부16 : 복호화부

17, 18 : 제 1, 2 신장부19 : 제어부

20 : 재생처리부

본 발명에 다른 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치의 특징은 입력되는 원 영상과 사용자의 선택에 따라 입력되는 부가정보를 각각 제 1, 2 엔코딩수단에서 엔코딩하여 테이프의 일 기록영역에 각각 기록됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 테이프에 기록된 원 영상 및 부가정보를 재생시 각각 제 1, 2 디코딩수단에서 디코딩하여 원 영상은 그대로 재생하고 부가정보는 사용자의 선택에 따라 재생됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징은 상기 부가정보의 일 기록영역은 원 영상신호가 기록되는 DCT블록의 일부 영역에 기록되어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징은 상기 부가정보 기록이 시작될 때 상기 일부 영역에 부가정보 시작코드를 삽입한 뒤에 부호화된 추가정보를 기록함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 3은 입력되는 원 영상과 추가정보에 대한 DCT블록을 나타낸 것으로 도 2의 입력처리부에서 수행되는 신호처리의 일 실시예를 일 화면으로 나타낸 도면이며, 도 4는 입력되는 원 영상과 추가정보에 대한 DCT블록을 나타낸 것으로 도 2의 입력처리부에서 수행되는 신호처리의 다른 실시예를 일 화면으로 나타낸 도면이다.

또한, 도 5는 원 영상에 추가정보가 삽입된 화면의 일예를 나타낸 도면이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 매크로 블록과 추가정보가 삽입된 DCT블록의 비트스트림의 배열을 나타낸 도면이다.

우선, 도 2를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 추가정보 입력부(10), 입력처리부(11), 제 1, 2 압축부(12, 13), 부호화부(14), 기록/재생부(15), 복호화부(16), 제 1, 2 신장부(17, 18), 제어부(19) 및 재생처리부(20)로 구성된다.

먼저, 원 영상정보 및 추가정보 기록시의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 추가정보 입력부(10)는 사용자의 선택에 따라 원하는 캡션자막이나 OSD정보 등의 추가정보를 발생시켜 원 영상정보와 함께 입력처리부(11)로 인가된다.

입력처리부(11)는 상기 입력되는 원 영상 및 추가정보를 DVC규격에 맞도록 샘플링 및 블록화를 하고 셔플링(Shufling)을 한다.

또한, 배경화면의 여러블록들 중에서 어떤 블록들이 추가정보가 삽입되는 블록인지를 판단하여 다음 DCT블록에 넘어가는 블록값을 결정하는 것이다.

상기 입력처리부(11)에서 블록화되는 추가정보는 원 영상의 화소값에서 추가정보의 화소값을 뺀 값을 화소값으로 하는 것이다.

여기서, 원 영상 블록과 추가정보가 삽입된 블록을 상기 입력처리부(11)에서 처리하는 과정을 도 3에 도시하였다.

즉, 원 영상 블록은 그대로 제 1 압축부(12)로 인가되어 DCT변환되고 변환된 영상을 부호화부(14)로 인가되지만, 추가정보 블록은 원 영상에서 추가정보 삽입블록을 뺀 화소값으로 이루어진 블록을 제 2 압축부(13)에서 DCT변환처리하여 상기 부호화부(14)로 인가되는 것이다.

이때, 원 영상 블록과 추가정보 블록의 DCT는 도 2와 같이 압축부(12, 13)를 각각 달리 처리하도록 병렬로 연결구성하거나 또는 동일한 하나의 압축부를 사용하여 DCT처리를 할 수도 있는 것이다.

여기서, 동일한 하나의 압축부로 구성할 경우에는 추가정보 블록을 DCT하는 블록수 만큼의 여유시간이 있어야 하고, 병렬구조로 도 2와 같이 압축부(12, 13)를 사용하게 되면은 원 영상 블록과 추가정보 블록을 동시에 DCT처리하게 되므로 여유시간은 필요없게 되는 것이다.

추가정보가 부가되지 않은 블록은 종래의 처리장치와 동일하게 처리하면 되는 것이다.

그리고, 원화상 블록은 제 1 압축부(12)에서 DCT하고 양자화를 한다.

이때, 추가정보가 들어간 블록과 그렇지 않은 블록을 구분하면서 추가정보가 들어가지 않은 블록은 종래의 양자화과정과 동일하게 양자화하고 양자화 크기를 결정한다.

그러나, 추가정보가 부가된 블록은 부호화했을 때 그 비트열이 112 - N비트 이하가 되도록 양자화 크기를 결정한다.

상기 112 - N비트에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 상기에서 설명한 바와 같이, 추가정보 블록을 DCT할 때 원 영상에서 뺀 값을 DCT한다고 설명하였다.

그러나, 한 블록에서 추가정보가 부가된 화소의 양이 매우 커지면 원 영상에서 뺀 값을 DCT하는 것보다 추가정보 블록만을 그대로 DCT하는 것이 부호화 효율이 높을 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 원 영상 블록과 추가정보 블록을 완전히 각각 DCT하여 기록해 놓고 재생시에 적당한 방법으로 복구시키는 것이다.

단, 이 방법은 추가정보가 흰색이나 검정색 등의 특정한 값으로 지정된 경우에 가능한 것이다.

재생시 블록값을 재생시킬 때 원 영상 블록과 추가정보 블록의 화소값을 비교하면서 추가정보 블록에 특정값으로 나오는 화소값은 추가정보로 재생시키고 그렇지 않은 경우에는 배경화면으로 재생시키는 방법으로 할 수도 있다.

이렇게 제 1, 2 압축부(12, 13)에서 DCT된 계수값들은 부호화부(14)에서 비트열로 부호화된다.

즉, 부호화부(14)에서는 프레임의 전체 비트열을 포매팅하고 에러정정코드와 각각의 블록에 대한 ID를 부가하여 샘플링을 하는 것이다.

이렇게 샘플링된 비트열은 기록/재생부(15)의 테이프에 기록되는 것이다.

상기와 같이 기록된 원 영상 및 추가정보가 부가된 영상의 재생시의 동작을 살펴보면, 테이프에 기록된 정보를 기록/재생부(15)에서 복조하여 복호화부(16)로 인가된다.

상기 복호화부(16)는 재생된 비트열을 디스크램블링하고 기록시 부가한 에러정정코드를 이용하여 에러를 정정한 후, 매크로 블록단위로 디포맷팅한다.

그리고, 상기 각 매크로 블록의 비트열은 DCT블록단위로 복호화되어 상기 제 1, 2 신장부(17, 18)로 인가된다.

이때, 추가정보가 부가되어 있지 않는 블록은 비트열이 모두 원 영상 블록의 DCT값들로 복호화되고, 추가정보가 부가된 블록은 원 영상블록의 DCT값과 추가영상정보의 DCT값들로 복원된다.

이렇게 복호화된 DCT계수값들은 각각 추가정보영상은 제 1 신장부(17)에서 IDCT되고, 원 영상의 DCT값은 제 2 신장부(18)에서 IDCT되어 화소값으로 각각 복원되는 것이다.

상기 제 1, 2 신장부(17, 18)는 상술한 제 1, 2 압축부(12, 13)와 마찬가지로 하나의 신장부로서 같은 칩을 사용하거나, 도 2와 같이 병렬구조로 사용할 수 있다.

이때, 복원된 추가정보 블록 화소값은 원 영상 블록에서 뺀 화소값으로서 화면에 디스플레이하기 위해서는 원 영상 블록과 더해진 값으로 복원되어 재생처리부(20)로 인가된다.

재생처리부(20)에서는 매크로 블록들을 디셔플링시키고 최종적으로 복원된 영상을 화면에 출력하게 되는 것이다.

이때, 사용자가 추가정보를 보고 싶은 경우에는 사용자의 추가정보 온/오프 선택신호에 의해 제어부(19)는 일 제어신호를 상기 재생처리부(20)로 인가하여 재생처리부(20)로 인가되는 원 영상과 추가정보 영성을 더한 화면을 출력한다.

한편, 사용자가 추가정보를 보고 싶지 않은 경우에는 사용자의 추가정보 온/오프선택신호에 의해 제어부(19)에서는 원 영상 선택 제어신호를 재생처리부(20)로 인가하여 원 영상만을 출력하도록 하는 것이다.

도 5는 원 영상에 OSD 등의 추가정보가 부가된 화면을 나타낸 것으로, 원 영상은 8 × 8크기의 DCT블록으로 나누어져 부호화되는데 이러한 블록들은 사용자의 선택에 따라 추가정보가 부가된 블록들과 부가되지 않는 블록들로 도 6a와 같이 나눌 수 있는 것이다.

도 6a를 살펴보면, 4개의 DCT블록으로 이루어진 매크로 블록이 있고, 상기 DCT블록중 Y₀DCT블록은 사용자의 선택에 따라 추가정보가 부가된 블록이다.

도 6b에 도시된 바와 같이, Y DCT블록은 14 Byte(112Bit)의 길이로 부호화되므로 AC값은 각 Y블록이 100Bit가 할당되고 Cr, Cb블록은 68Bit가 할당되어 부호화되는 것이다.

상기 AC값을 모두 부호화한 뒤에는 도 6c에서와 같이, EOB(End of Block)코드를 부가함으로써, 각 블록의 끝을 나타내도록 한 것이다.

본 발명에서는 추가정보를 기록할 때, 추가정보가 나타나는 DCT블록에 대하여 도 6c에서와 같은 포맷으로 테이프에 기록하는 것이다.

도 6c는 기존의 DCT블록 배열 중에서 미리 정해진 N비트 만큼의 추가정보를 기록하는 것으로서, 추가정보는 원 영상에서 추가정보를 뺀 값을 DCT하고, 부호화하여 기록된다.

즉, 각 DCT블록의 전체 사이즈가 112bit이고 추가정보의 기록 사이즈가 Nbit일 때, 원 영상의 DCT블록은 상기 Nbit 만큼 뺀 나머지(112 - Nbit)를 할당하여 부호화하는 것이다.

이때, 원 영상은 Nbit만큼의 화질열화가 발생하지만 그 만큼의 추가정보를 대신 기록하므로서 상기 화질열화의 발생을 제거할 수 있는 것이다.

추가정보의 기록이 시작될 때, 추가정보 기록영역에 추가정보 시작코드(Caption Start Code)를 삽입한 후에 부호화된 추가정보를 기록한다.

일반적으로, OSD정보나 캡션자막 등의 추가정보는 전체화면에서 차지하는 크기가 작으므로 이러한 추가정보가 섞이게 되는 블록은 그 수가 제한적이다.

그러므로 화질저하는 크지 않게 되는 것이다.

기록 및 재생신호 처리과정에서 이러한 추가정보가 부가된 블록과 부가되지 않은 블록은 서로 다른 구조로 부호화되고 복호화된다.

즉, 추가정보가 부가되지 않은 블록은 기존의 DVC규격을 그대로 하여 부호화 및 복호화를 하게 되고, 추가정보가 부가된 블록만을 추가정보 기록포맷으로 기록하는 것이다.

여기서, 추가정보 복호화 장치가 없는 일반 DVC의 경우는 추가정보가 부가된 DCT블록을 복호화할 때, 도 6c와 도 6d에서와 같이 AC마지막 비트에 EOB(End of Block) 코드가 있으므로 더 이상의 복호화를 하지 않고 원 영상만을 복원하게 되는 것이다.

따라서, 추가정보 복호화장치가 없는 일 DVC에서도 추가정보가 기록된 테이프를 재생할 수 있는 것이다.

단, 이 경우에 추가정보는 재생할 수 없는 것이다.

한편, 추가정보 복호화장치가 있는 본 발명에 따른 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치에서는 원 영상 블록의 EOB를 복호화하고 난 후, 추가정보 시작코드를 읽어내면 그 다음 데이타를 추가정보로 인식하고 나머지 추가정보를 복호화하는 것이다.

이때, 사용자 선택에 따라 기록한 추가정보는 사용자의 추가정보 선택신호에 따라 복호화를 할 수도 있고 하지 않을 수도 있는 것이다.

본 발명에 따른 자기기록매체의 추가정보 기록 및 재생장치는 사용자가 원하는 추가정보를 원 영상과 분리하여 기록하고 재생시에 추가정보의 재생을 사용자가 원하는 경우에만 원래의 배경화면과 추가정보를 재생시켜주며, 사용자가 추가정보의 재생을 원하지 않는 경우에는 추가정보를 뺀 원 영상만을 재생시킬 수 있도록 하여 사용자가 자유스럽게 추가정보의 기록 및 재생을 임의대로 선택할 수 있는 이점이 있다.

또한, 캡션자막, OSD정보, 그래픽 및 동화상 등의 다양한 추가정보를 기록 및 재생을 할 수 있어 사용자에게 다양한 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (10)

1. 자기기록 재생장치에 있어서,

   입력되는 원 영상신호를 엔코딩하는 제 1 엔코딩수단;

   사용자의 선택에 따라 부가정보를 엔코딩하는 제 2 엔코딩 수단;

   상기 엔코딩된 원 영상신호 및 부가정보를 각각의 기록영역에 기록하는 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 기록장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 부가정보의 일 기록영역은 원 영상신호가 기록되는 DCT블록의 일부 영역에 기록되어짐을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 기록장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 부가정보 기록이 시작될 때 상기 일부 영역에 부가정보 시작코드를 삽입한 뒤에 부호화된 추가정보를 기록함을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 기록장치.
4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,

   부가정보는 원 영상에서 상기 부가정보를 뺀 화소값을 DCT하고 부호화하여 기록함을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 기록장치.
5. 자기기록 재생장치에 있어서,

   각각의 기록영역에 기록된 원 영상신호 및 부가정보를 재생하는 재생수단;

   재생된 원 영상신호를 디코딩하는 제 1 디코딩수단;

   상기 재생된 부가정보를 디코딩하는 제 2 디코딩수단;

   상기 디코딩된 원 영상신호와 부가정보를 사용자의 선택에 따라 선택출력되도록 일 출력 제어신호를 제공하는 제어수단;

   상기 제어수단의 일 출력 제어신호에 따라 상기 부가정보가 부가된 영상신호 또는 원 영상만을 재생처리하는 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 재생장치.
6. 자기기록 재생장치에 있어서,

   입력되는 원 영상에 상응하는 다양한 추기정보를 사용자의 선택에 따라 발생하는 추가정보 입력부;

   입력되는 원 영상 및 상기 발생된 추가정보를 블록화하여 원 영상블록 및 추가정보 삽입블록을 각각 출력하는 입력처리부;

   상기 입력처리부에서 출력되는 원 영상블록을 DCT처리하는 제 1 압축부;

   상기 추가정보 삽입블록을 DCT처리하는 제 2 압축부;

   상기 각각 DCT된 계수값들을 비트열로 부호화하는 부호화부;

   상기 부호화된 원 영상정보 및 추가정보를 각각의 일 기록영역에 기록하는 기록부로 구성됨을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 재생장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 부가정보의 일 기록영역은 원 영상신호가 기록되는 DCT블록의 일부 영역에 기록되어짐을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 재생장치.
8. 제 6 항 및 제 7 항에 있어서,

   상기 부가정보 기록이 시작될 때 상기 일부 영역에 부가정보 시작코드를 삽입한 뒤에 부호화된 추가정보를 기록함을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 재생장치.
9. 제 6 항 및 제 7 항에 있어서,

   부가정보는 원 영상에서 상기 부가정보를 뺀 화소값을 DCT하고 부호화하여 기록함을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 재생장치.
10. 자기기록 재생장치에 있어서,

    기록된 원 영상정보와 추가정보가 삽입된 영상정보를 재생하는 재생부;

    상기 재생된 영상정보의 비트열을 복호화하는 복호화부;

    상기 복호화된 원 영상정보를 IDCT처리하는 제 1 신장부;

    상기 복호화된 추가정보가 삽입된 영상정보를 IDCT처리하는 제 2 신장부;

    상기 IDCT처리된 원 영상신호와 추가정보가 삽입된 영상정보를 사용자의 선택에 따라 선택 출력되도록 일 출력 제어신호를 제공하는 제어부;

    상기 제어수단의 일 출력 제어신호에 따라 상기 부가정보가 부가된 영상신호 또는 원 영상만을 재생처리하는 재생처리부로 구성됨을 특징으로 하는 자기기록매체의 추가정보 재생장치.