KR19980015858A - 영상신호 발생장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

영상신호 발생장치 및 그 방법은 별도의 기록장치를 이용하여 정상화면과 슬로우화면을 동시에 엔코딩하여 전송하는 것이 제안된다.
종래기술에 따른 이중화면의 발생은 송신장치로 부터 송신된 영상신호를 받아 수신 장치에서 이중화면을 발생하므로 수신기에 이중화면 발생기를 내장해야 하며, 화질의 저하가 발생되는 문제점이 발생함에 따라 비디오 카메라로 부터 전달된 신호를 정상 비디오 화면에 대한 신호로 변환하고, 정상 비디오 화면에 대한 신호를 제어신호에 따라 기록하여 변속재생하여 제어신호에 따라 정상 비디오 화면에 대한 신호와 변속재생된 화면에 대한 신호를 보간 및 데시메이션하여 이중화면된 화면정보를 출력하고, 변조 후 송신함으로써 이중화면 발생장치를 구비하지 않은 수신기에서도 이중화면을 좋은 화질로 정상화면과 슬로우 모션을 즐길 수 있은 이점이 있다.

Description

영상신호 발생장치 및 그 방법
본 발명은 별도의 기록장치를 이용하여 정상화면과 슬로우화면을 동시에 엔코딩하여 전송하는 영상신호 발생장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 영상신호를 송신하는 송신장치는 도 1에 도시된 바와 같이 휘도 및 칼라신호 변환부(10)와, 타이밍 삽입부(20)와, 저역 필터부(30)와, 칼라신호 변조부(40)와, 가산기(50)와, 송신부(60)로 구성된다.
이와같이 구성된 일반적인 송신장치는 카메라로 부터 R(Red), G(Green), B(Blue) 신호가 휘도 및 칼라신호 변환부(10)에 입력되면 신호처리에 적당한 휘도신호(Y), 칼라신호(U, V)로 전환하여 휘도신호(Y)는 타이밍 삽입부(20)로 입력되고, 색차신호(U,V)는 저역 필터부(30)로 입력된다.
타이밍 삽입부(20)는 수평 및 수직동기신호 그리고 페데스탈(Pedestal) 레벨 등 각종 기준신호를 입력된 Y신호에 삽입하여 출력한다.
그리고 저역 필터부(30)는 입력된 U, V신호를 변조하여 출력한다.
가산기(50)는 타이밍 삽입부(20)의 출력신호와 저역 필터부(30)에서 변조된 신호를 더하여 송신부(60)로 출력하고, 이 송신부(60)는 가산기(50)에서 더해진 신호를 진폭 변조 하여 전송한다.
이렇게 송신장치에서 송신된 영상신호를 수신하여 이중화면을 발생하는 수신장치를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래기술에 따른 이중화면을 발생하는 수신장치를 설명하기 위한 블록도로써, 화면의 왼쪽 화면을 발생하는 좌화면 발생부(100)와, 화면의 오른쪽 화면을 발생하는 우회면 발생부(200)와, 한 수평 및 수직신호에 두화면을 실어 보내주는 신호 선택부(300)로 구성된다.
여기서 좌화면 발생부(100)와 우화면 발생부(200)는 각각 튜너 및 영상증폭부(101)(201)와, 클럭 발생부(102)(202)와, A/D 변환부(103)(203)와, 휘도 및 칼라신호 분리부(104)(204)와, 칼라신호 복조부(105)(205)와, 수직 및 수평 크기 감쇄부(106)(206)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래기술에 따른 이중화면을 발생하는 수신장치의 튜너 및 영상증폭부(101)(201)는 서로 다른 채널을 입력받아 복합 비디오 신호(CV1)(CV2)를 출력한다.
서로 다른 복합 비디오 신호는 각각 A/D 변환부(103)(203)에 입력되어 디지탈 신호로 변화되고, 이 변환된 디지탈 신호는 각각 휘도 및 칼라신호 분리부(104(204)에 입력되어 휘도신호(Y)와 칼라신호(C)로 분리된다.
이 칼라신호는 칼라신호 복조부(105)(205)에서 U/V로 각각 복조되어 Y, U, V로 전환된 디지탈 신호는 수평 및 수직으로 감쇄시키기 위해 각각 수직 및 수평 크기 감쇄부(106)(206)로 입력된다.
그러면 수평적으로 크기가 절반으로 감소되고, 수직쪽으로 크기가 3/4정도 감소된 크기의 신호(Y1, U1, V1)(Y2, U2, V2)가 좌화면 발생부(100)와 우화면 발생부(200)에서 각각 출력한다.
이때 좌화면 발생부(100)와 우화면 발생부(200)에서 각각 사용되는 기준 클럭은 튜너 및 영상증폭부(102)(201)의 출력신호에 동기된 클럭을 사용하는데 클럭 발생부(102)(202)로부터 입력받아 사용한다.
특히 좌/우화면의 입력신호가 서로 다르기 때문에 동기신호가 서로같지 않으므로 둘 중 어느 하나의 화면의 동기를 기준으로 삼아 처리해야 한다.
여기서는 좌화면 발생부(100)의 클럭 발생부(102)로 부터 출력하는 수평 및 수직동기신호를 이중화면 디스플레이 하는 데 기준신호로 사용된다.
결국 좌화면 발생부(100)와 우화면 발생부(200)에서 각각 출력된 수평적으로 크기가 절반으로 감소되고, 수직쪽으로 크기가 3/4 정도 감소된 크기의 (Y1, U1, V1)(Y2, U2, V2)는 신호 선택부(300)에 각각 동시에 입력된다.
이때 신호 선택부(300)는 클럭 발생부(102)에서 출력된 정상적인 수평동기신호의 절반인 제어신호로 제어되므로 한 수평 및 수직신호에 두화면을 실어보낼 수 있는 신호(DWY, DWU, DWV)를 출력한다.
종래기술에 따른 이중화면의 발생은 송신장치로 부터 송신된 영상신호를 받아 수신장치에서 이중화면을 발생하므로 화질의 저하가 발생되는 문제점이 발생된다.
또한 수신장치에서 이중화면을 만들어야 하기 때문에 시청자가 이중화면으로 시청하기를 원한다면 이중화면 발생기가 내장된 수신기를 구입해야 하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 정상 화면과 슬로우 화면의 이중화면 발생시 송신측에서 이루어져 송신하는 영상신호 발생장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 영상신호를 송신하는 송신장치에 대한 블록도
도 2는 종래기술에 따른 이중화면을 발생하는 수신장치를 설명하기 위한 블록도
도 3은 본 발명에 따른 송신측 이중화면 발생에 대한 영상신호 발생장치의 구성을 설명하기 위한 블록도
도 4는 본 발명에 따른 이중화된 발생부의 수평 데이메이션을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명에 따른 이중화면 발생부의 수직 데시메이션을 설명하기 위한 도면
도 6a는 본 발명에 따른 수직변환을 하지 않았을때의 이중화면을 보여주는 도면
도 6b는 본 발명에 따른 수직변환을 3/4만큼 축소 시켰을 때의 이중화면을 보여주는 도면
도 6c는 본 발명에 따른 수직변환을 2/3만큼 축소 시켰을 때의 이중화면을 보여주는 도면
도 7은 본 발명에 따른 슬로우 화면을 포함한 이중화면 영상신호를 송신하는 영상신호 발생방법을 설명하기 위한 플로우챠트
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
310, 320, 330 : 감마 보정부340 : 신호변환부
350, 360 : LPF370 : 기록재생부
380 : 스위치390 : 이중화면 발생부
400, 430, 440 : 곱셈기410, 460 : DAC
420 : SIN/COS 변조부450, 470 : 가산기
본 발명에 따른 영상신호 발생장치 및 그 방법은 송신측에 기록재생부와 이중화면 발생부를 두어 정상 화면과 슬로우 화면을 동시에 엔코딩하여 전송하는 데 특징이 있다.
이하, 본 발명에 따른 영상신호 발생장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 송신측 이중화면 발생에 대한 영상신호 발생장치의 구성을 설명하기 위한 블록도로써, 비디오 카메라로 부터 전달된 R(Red), G(Green), B(Blue) 신호가 각각 입력되어 충실한 색재현을 위해 감마 보정(gamma correction)을 수행하는 제 1, 2, 3 감마 보정부(310)(320)(330)와, 제 1, 2, 3 감마 보정부(310)(320)(330)에서 보정된 R, G, B 신호를 신호처리에 알맞은 디지탈 신호의 휘도신호(Y), 칼라신호(U/I, V/Q)로 변환하여 출력하는 신호 변환부(340)와, 신호 변환부(340)에서 출력된 U/I, V/Q를 각각 입력받아 1.3MHz 이상의 고역 주파수를 제거하는 제 1, 2 저역통과 필터(Low Pass Filter : LPF)부(350)(360)와, 외부의 이중화면 제어신호에 따라 신호 변환부(340)에서 출력된 Y신호와 제 1, 2 LPF(350)(360)에서 출력된 U/I, V/Q신호를 기록하여 슬로우 모션으로 재생하는 기록재생부(370)의 출력을 제어하는 스위치(380)와, 샘플 메모리(도시 생략함)와 라인 메모리(도시 생략함)를 내장하여 외부의 이중화면 제어신호와 스위치(380)의 온/오프에 따라 신호 변환부(340)에서 출력된 Y신호와 제 1, 2 LPF(350)(360)에서 출력된 U/I, V/Q 신호와 기록재생부(370)에서 변속 재생된 신호를 처리하여 한 주파수 대역폭에 맞게 보간(Interpolation) 및 데시메이션(Decimation)하여 이중화면 휘도신호(DWY) 및 이중화면 칼라신호(DWU/I)(DWV/Q)를 출력하는 이중화면 발생부(390)와, 정상적인 화면의 동기신호와 페데스탈 및 타이밍신호와 이중화면 발생부(390)에서 출력된 이중화면 휘도신호를 멀티플렉싱하여 출력하는 제 1 곱셈기(400)과, 제 1 곱셈기(400)의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하여 아날로그 이중화면 휘도신호 출력하는 제 1 DAC(Digital/Analog Converter)(410)와, 사인(SIN)과 코사인(COS)성분으로 변조하여 출력하는 SIN/COS 변조부(420)와, 이중화면 발생부(390)에서 출력된 이중화면 칼라신호와 SIN/COS 변조부(420)에서 출력된 SIN/COS 성분을 각각 멀티플렉싱하여 출력하는 제 2 , 3 곱셈기(430(440)와, 제 2, 3 곱셈기(430)(440)의 출력을 더하여 출력하는 가산기(450)와, 가산기(450)의 출력을 아날로그 신호로 변환하여 아날로그 이중화면 칼라신호를 출력하는 제 2 DAC(460)와, 제 1 DAC(410)의 아날로그 이중화면 휘도신호와 제 2 DAC(460)의 아날로그 이중화면 칼라신호를 가산하여 복합비디오 방송신호(Composite Video Broadcast Signal : CVBS)를 출력하는 제 2 가산기(470)로 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 영상신호 발생장치의 동작을 도 7의 플로우 챠트를 함께 참조하여 상세히 설명하면, 먼저 제 1, 2, 3, 감마 보정부(310)(320)(330)에서 비데오 카메라로 부터 전달된 R, G, B 신호의 라이트 값과 시그날 값과의 비선형적인 성분을 보상하여 준다(S71).
이 보상된 R, G, B신호는 신호 변환부(340)에서 신호처리에 알맞는 디지탈 신호인 휘도신호(Y), 칼라신호(U/I, V/Q)로 변환된다(S72).
여기서 휘도신호(Y)는 직접 이중화면 발생부(390)에 입력되고, 칼라신호(U/I, V/Q)는 각각 제 1, 2 LPF(350)(360)에서 1.3MHz만큼 필터링되어 이중화면 발생부(390)에 입력된다(S73).
한편 신호 변환부(340)에서 출력되는 휘도신호(Y)와 제 1, 2 LPF(350)(360)에서 각각 출력되는 칼라신호(U/I, V/Q)는 기록재생부(370)에 입력되어 기록된다(S74).
이중화면 발생부(390)는 스위치(380)가 온이고(S75), 이중화면 제어신호가 온이면 기록재생부(370)에서 출력되는 슬로우 비디오 모션이 선택되어 정상적인 비디오 화면과 슬로우 화면을 동시에 처리하고(S76), 이 두개의 화면 처리시 수평/수직동기신호는 서로 같은 방송 화면이므로 같은 동기신호를 가진다.
우선 이중화면 발생부(390)에서 이중화면을 만들기 위해서는 한 라인에 해당하는 신호 변환부(340)에서 출력되는 휘도신호(Y)와 제 1, 2 LPF(350)(360)에서 각각 출력되는 칼라신호(U/I, V/Q)가 샘플단위로 샘플 메모리에 저장되고 읽힌다.
그리고 라인 메모리에 라이트할 때는 도 4와 같이 샘플 메모리에 저장된 한 수평 라인의 샘플단위를 두개씩 평균내어 평균화된 샘플을 저장한다.
또한 이중화면 제어신호에 따라 기록재생부(370)는 기록된 정상화면을 슬로우 비디오모션으로 이중화면 발생부(390)에 재생하여 출력한다.
이중화면 발생부(390)에 입력된 슬로우 비디오 모션의 한 라인의 정보가 샘플단위로 샘플메모리에 저장되고 읽힌다.
그리고 라인 메모리에 라이트할때는 상기 설명한 바와 동일하게 샘플 메모리에 저장된 한 수평라인의 샘플단위를 두개씩 평균내어 평균화된 샘플을 저장한다.
그러므로 이중화면 발생부(390)가 이중화면을 만들려면 라인 메모리 리드시 각각 수평주파수의 1/2 주기만큼 번갈아 가면서 읽는다.
여기서 이중화면 발생부(390)의 샘플 메모리를 읽어 라인 메모리에 라이트할 때 샘플 메모리에 저장된 두개의 샘플 데이타의 평균을 저장하지 않고, 하나의 샘플 데이타를 한칸씩 걸러서 쓸수도 있다.
그런데 이중화면을 한화면으로 바꾸기 위해 수평쪽으로만 데시메이션하면 수직쪽으로 확장된 것처럼 보이므로 수직쪽으로도 축소를 하여 좌/우 화면이 적당한 화면 사이즈가 되도록 한다.
이중화면 발생부(390)의 제어신호로 수직쪽으로의 변환은 선택할 수 있으며, 수직쪽으로의 변환을 원하지 않으면 PAL 방식에서는 625라인이므로 도 6a와 같이 625라인전체가 엔코딩되고, 수평쪽으로만 데이메이션 하여 이중화면을 한화면으로 만든다.
또한 수직쪽으로의 변환을 선택하면 도 5에 도시된 바와 같이 필드 메모리를 사용하여 네 라인중 한 라인을 빼면서 수직쪽으로 축소하면 3/4만큼 축소된다. 즉, PAL방식에서는 625라인이 약 469개의 라인으로 전환되어 엔코딩되므로 도 6b와 같은 이중화면이 된다.
그리고 세 라인중 한 라인을 빼면서 수직쪽으로 축소하면 2/3만큼 축소되어 PAL 방식에서는 625라인에서 약 417개의 라인으로 전환된 후 엔코딩되므로 도 6c와 같은 이중화면이 된다.
즉, 이중화면 발생부(390)는 스위치(380)의 상태에 따라 화면만을 출력할 수도 있고(S77), 정상적인 화면과 슬로우 화면을 동시에 처리하여 두개의 비디오 정보를 한 주파수 대역폭에 맞게 처리하여 이중화면으로 출력할 수 있다.
이중화면 출력 선택시 이중화면 발생부(390)는 이중화면에 대한 휘도신호(Double Window Y : DWY)와 이중화면에 대한 칼라신호(Double Window U/I : DWU/I, Double Window V/Q : DWV/Q)를 출력한다(S78).
출력된 이중화면에 대한 휘도신호는 동기신호 및 타이밍 신호와 함께 제 1 곱셈기(400)에서 변조되고, 다시 제 1 DAC(410)로 입력되어 아날로그 이중화면에 대한 휘도신호(Analog Double Window Y : ADWY)로 변환출력된다.
또한 출력된 이중화면에 대한 칼라신호는 각각 SIN/COS 변조부(420)에서 출력된 SIN/COS 성분과 제 2, 3 곱셈기(430)(440)에서 변조되고, 다시 제 2, 3 곱셈기(430)(440)에서 변조된 신호는 제 1 가산기(450)에서 합해져 제 2 DAC(460)로 입력되어 아날로그 이중화면에 대한 칼라신호(Analog Double Window C : ADWC)로 변환출력한다(S79).
제 1 DAC(410)와 제 2 DAC(460)에서 변환출력된 아날로그 이중화면에 대한 휘도신호와 아날로그 이중화면에 대한 칼라신호는 제 2 가산기 (470)에서 더해져 복합비디오 방송신호(CVBS)를 출력한다.
즉, 복합 비디오 방송신호를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
복합 비디오 신호 = Y+SIN(wt)*U+COS(wt)*V, w=2*pi*Fsc
= 아날로그 Y + 아날로그 C
여기서 Fsc는 서브캐리어 샘플링 주파수인데 NTSC인 경우 3.58MHz이고, PAL인 경우 4.43MHz이다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 정상화면과 기록재생부(370)에서 재생되는 슬로우 화면을 한화면으로 엔코딩한 복합비디오 방송신호를 전송한다.
본 발명에 따른 영상신호 발생장치 및 그 방법은 송신측에서 디지탈화된 이중화면 휘도신호와 칼라신호를 엔코딩하여 전송하므로 데이타 손실이 적어 수신측에서 좋은 화질의 이중화면을 시청할 수 있는효과가 있다.
또한, 이중화면 발생장치를 구비하지 않은 수신기에서도 이중화면을 이용한 정상화면과 슬로우 모션을 즐길 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 비디오 카메라로 부터 전달된 신호를 정상 비디오 화면에 대한 신호로 변환하여 출력하는 신호처리부와,
    신호처리부에서 출력된 정상 비디오 화면에 대한 신호를 제어신호에 따라 기록하여 변속재생하는 기록재생부와,
    제어신호에 따라 신호처리부에서 출력된 정상 비디오 화면에 대한 신호와 기록재생부에서 출력된 변속재생된 화면에 대한 신호를 보간 및 데시메이션하여 이중화면된 화면정보를 출력하는 이중화면 발생부와,
    이중화면된 화면정보를 변조하여 아날로그신호로 변환 후 복합비디오 방송신호로 송신하는 이중화면 송신부로 구성됨을 특징으로 하는 영상신호 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기록재생부는 슬로우 모션 화면으로 재생하여 출력함을 특징으로 하는 영상신호 발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    기록재생부에서 변속재생된 화면의 신호를 제어신호에 따른 스위칭으로 이중화면 발생부로 출력하는 스위치를 더 부가함을 특징으로 하는 영상신호 발생장치.
  4. 비디오 카메라로 부터 전달된 신호를 정상 비디오 화면에 대한 신호로 변환하는 단계와,
    정상 비디오 화면에 대한 신호를 제어신호에 따라 기록하여 변속재생하는 단계와,
    제어신호에 따라 정상 비디오 화면에 대한 신호와 변속재생된 화면에 대한 신호를 보간 및 데시메이션하여 이중화면된 화면정보를 출력하는 단계와,
    이중화면된 화면정보를 변조하여 송신하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 영상신호 발생방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이중화면된 화면정보를 출력하는 단계에서 변속재생된 화면에 대한 신호는 슬로우 모션 화면으로 재생된 신호임을 특징으로 하는 영상신호 발생방법.
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