KR19990037065A - 비디오 오버레이 회로 및 비디오 신호 오버레이 방법 - Google Patents

비디오 오버레이 회로 및 비디오 신호 오버레이 방법 Download PDF

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KR19990037065A
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Abstract

비디오 오버레이 회로(110)는 제 1 비디오 신호(COMPVID)를 제 2 비디오 신호(LUM2, CHROM2)에 오버레이한다. 제 1 비디오 신호는 제 1 휘도 성분(LUM1)을 생성하도록 제 1 비디오 신호로부터 빼낸 제 1 색도 성분(CHROM1)을 필터링 처리함으로써 분리된다. 고속 스위치(5)는 오버레이된 휘도 신호를 생성하도록 클럭 사이클의 변환 주기상에서 제 2 비디오 신호의 제 1 휘도 성분 및 제 2 휘도 성분(LUM2)사이를 스위칭한다. 저속 스위치(6)는 오버레이된 색도 신호를 생성하도록 고속 스위치의 전송 주기 보다 긴 전송 주기상에서 제 2 비디오 신호의 제 1 색도 성분 및 제 2 색도 성분(CHROM2)사이를 스위칭한다. 가산기(7)는 복합 출력 신호(VIDEO)를 생성하도록 오버레이된 휘도 및 색도 신호를 합산한다.

Description

비디오 오버레이 회로 및 비디오 신호 오버레이 방법
본 발명은 일반적으로 비디오 처리 회로에 관한 것이며, 특히 집적된 비디오 오버레이 회로에 관한 것이다.
비디오 오버레이는 제 1 비디오 신호가 적어도 부분적으로 제 2 비디오 신호에 의해 부분적으로 덮여지는 프로세스가 된다. 비디오 오버레이 회로는 텍스트 또는 그래픽을 기존의 비디오 스트림에 가산하는데 통상 이용된다. 실례로, 많은 텔리비전 수상기는 비디오 화면의 모퉁이에 채널 식별 또는 제어 정보를 디스플레이하도록 인입하는 비디오 신호를 오버레이 신호로 오버레이한다. 그러한 정보는 종종 케이블 텔리비전 셋 탑 수상기에 국부적으로 발생된다. 비디오 오버레이는 전체적이거나 또는 부분적으로 될 수 있으며, 오버레이 비디오는 인입하는 비디오를 가리거나 또는 투명하게 하여, 인입하는 비디오를 오버레이 비디오를 통해 부분적으로 나타내게 한다.
종래 기술의 한 비디오 오버레이 시스템에 있어서, 오버레이 비디오 신호는 각각 색도 성분과 휘도 성분 모두를 포함하는 복합 인입 비디오 신호와 복합 오버레이 비디오 신호 사이를 스위칭함으로써 발생된다. 하지만, 종래 기술에서 디스플레이되는 영상은 휘도 신호로서 텔리비전 수상기에 의해 잘못 처리된 루마 대역폭내에 크로마 측파대를 발생하는 스위칭 과도현상에 의해 야기된 디스플레이 에러를 갖게 된다. 이러한 스위칭은 출력 신호의 크로마 서브캐리어의 위상 및 진폭의 변화를 유도하여, 텔리비전 스크린상에 관측될 때 링잉 및 다른 디스플레이 아티팩트를 야기한다. 이러한 스위칭 횟수가 측파대를 줄이도록 늦춰진다면, 디스플레이 아티팩트는 감소되지만, 휘도 부분의 대역폭 또한 줄어들게 되어, 오버레이 영상의 에지가 침침하고, 희미한 또는 선명하지 않게 나타나게 된다.
또다른 종래 기술의 비디오 오버레이 회로는 인입하는 신호를 YUV 또는 RGB 성분 신호로 디코드하여, 대응하는 오버레이 성분 신호로 스위칭한 다음, 복합 출력 신호를 발생하도록 결합된 신호를 재인코딩한다. 하지만, 디코딩 및 인코딩 처리는 인입하는 신호에 포함된 정보를 변경하거나 파괴할 수 있다. 실례로, 디코더 회로의 필터들은 크로마 대역폭을 실질적으로 감소시켜, 디스플레이될 때 크로마를 선명치 않게 한다. 부가하여, 디코딩은 종종 버스트 로크 회로에 위상 에러를 유도하고, 디코더의 자동 칼라 제어 회로에 진폭 에러를 유도한다. 유사하게, 인코더 회로에 발생된 에러는 색조 및 채도 아티팩트를 야기한다.
그러므로, 텔리비전 수상기의 비용을 증가시키지 않고서 디스플레이 아티팩트를 감소시키는 복합 비디오 신호를 오버레이하는 방법 및 오버레이 회로에 대한 필요성이 존재하게 된다.
도 1은 텔리비전 수상기의 블록도.
도 2는 비디오 그래픽 발생기의 블록도.
도 3은 분할 회로를 포함하는 비디오 오버레이 회로의 블록도.
도 4는 고속 스위치의 블록도.
도 5는 저속 스위치의 블록도.
도 6은 대체 실시예에서의 분할 회로의 블록도.
도 7은 분할 회로의 다른 실시예의 블록도.
도 8은 분할 회로의 또다른 실시예의 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 노드 2 : 지연 회로
3 : 대역 필터 4 : 감산기
5 : 고속 스위치 6 : 저속 스위치
7 : 결합 회로 8 : 출력
10 : 분할 회로
도 1은 입력 장치(102), 무선 주파수(RF) 회로(104), 복조기(106), 아날로그 대 디지탈 변환기(ADC)(108), 비디오 오버레이 회로(110), 오버레이 신호 프로세서(112), 및 디스플레이 장치(114)를 포함하는 텔리비전 시스템(100)의 블록도이다. 입력 장치(102)는 비디오 영상을 나타내는 비디오 신호로 변조된 송신 RF 캐리어 신호를 수신한다. 입력 장치(102)는 대체로 안테나 또는 변조된 RF 케이블 텔리비전 신호를 수신하기 위한 동축 케이블과 같은 다른 기능적으로 유사한 장치를 구비한다. RF 회로(104)는 입력 장치(102)에 의해 수신된 캐리어 신호를 선택하여 증폭하며, RF 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 하향 주파수 변환하는 국부 발진기 및 혼합기 회로를 포함한다. 복조기(106)는 휘도 및 색도 성분 신호 모두를 포함하는 복합 비디오 신호(VCOMP)를 발생하도록 IF 신호로부터 비디오 신호를 추출한다.
ADC(108)는 13.5 메가헤르쯔의 샘플율로 VCOMP를 샘플링하여, VCOMP에 포함된 정보를 보존하는 표시 비디오 디지탈 데이터 스트림(COMPVID)으로 VCOMP의 진폭 및 위상 정보를 변환한다. COMPVID는 휘도 및 색도 성분 신호(LUM1 및 CHROM1) 각각을 포함한다.
오버레이 신호 프로세서(112)는 비디오 영상에 오버레이하기 위한 채널 또는 제어 정보와 같은 그래픽 및/또는 텍스트 데이터를 제공하는 그래픽 발생기를 포함한다. 오버레이 신호 처리기(112)는 COMPVID의 휘도 및 색도 성분(LUM1 및 CHROM1)을 수신하며, 오버레이 신호의 대응하는 휘도 및 색도 성분(LUM2 및 CHROM2)을 발생한다. LUM1 및 CHROM1은 LUM2 및 CHROM2의 진폭 및 위상을 조절하는 기준으로서 작용한다.
오버레이 신호 프로세서(112)는 일반적으로 케이블 텔리비전 셋 탑 박스에 격납되며, LUM2 및 CHROM2 데이터를 기억하기 위해 메모리 회로를 포함할 수 있다. 많은 응용에 있어서는 그래픽 영상을 갱신하도록 데이터를 수신하기 위한 텔리비전 케이블에 접속된 부가적인 입력(도시되지 않음)을 포함한다.
비디오 오버레이 회로(110)는 LUM2 및 CHROM2 각각으로 오버레이되는 휘도 및 색도 성분 LUM1 및 CHROM1으로 COMPVID를 분할하도록 필터 회로를 사용한다. 비디오 오버레이 회로(110)는 디스플레이 장치(114)에 의해 처리될 수 있는 출력 데이터 스트림(VIDEO)을 생성하도록 사전설정된 비율로 LUM1을 LUM2와 결합하고 CHROM1을 CHROM2와 결합한다. 사전설정된 비율은 VIDEO 진폭의 퍼센트로 표시될 수 있는 오버레이 영상의 소정 투명 정도에 따라 설정된다. 디스플레이의 비오버레이 영역에 있어서, LUM1 및 CHROM1은 제로 투명도를 가지며, LUM2 및 CHROM2는 100％의 투명도를 가지므로, VIDEO는 LUM2 및 CHROM2의 성분을 포함하지 않는다. 오버레이 영역에 있어서, 투명도는 LUM1과 LUM2의 혼합과 CHROM1과 CHROM2의 혼합을 변환함으로써 원하는 레벨로 설정될 수 있다. 실례로, 50%의 투명도 오버레이 신호는 동일한 LUM1과 LUM2의 혼합과 CHROM1과 CHROM2의 혼합을 포함하여, 인입하는 영상 및 오버레이 영상은 디스플레이의 오버레이 영역에서 동일하게 볼 수 있게 된다.
이러한 회로 구성이 디지탈 회로 구성으로 도시되고 설명되긴 하였으나, 본 발명의 원리 및 기술은 이에 제한되지 않는다는 것을 이해해야한다. 많은 시스템에 있어서 디지탈 신호 처리가 바람직하지만, 다른 시스템에 있어서는 아날로그 회로 및 신호로 본 발명을 실행함으로써 특정의 이점을 이끌어낼 수 있다. 실례로, 현재의 텔리비전 방송 신호는 아날로그 복합 비디오 신호로 변조된다. 오버레이 기능이 아날로그 영역으로 실행된다면, ADC는 필요치 않게 되며, VCOMP는 비디오 오버레이 회로(110)에 의해 직접적으로 처리될 수 있게 된다. 더욱이, 다른 시스템은 양쪽 종류의 신호에 대한 특정 이점으로부터 이익을 얻도록 아날로그 및 디지탈 처리를 결합할 수도 있다.
디스플레이 장치(14)는 VIDEO 스트림을 수신하는 비디오 입력을 가지며 표시 오버레이 영상을 디스플레이하는 텔리비전 스크린, 모니터 또는 유사한 디스플레이 장치를 구비한다.
도 2는 오버레이 신호 프로세서(112)를 도시하는 블록도이며, 더욱 구체적으로 보면, 버스트 레벨 검출기(16), 버스트 위상 고정 루프(PLL)(17), 그래픽 비디오 발생기(18), 변조기(19), 루마 레벨 검출기(40), 및 레벨 제어 회로(20 및 41)를 포함한다. 상기 도면들에 있어서, 동일한 참조 부호를 갖는 소자는 유사한 기능을 실행한다. 오버레이 신호 프로세서(112)는 오버레이된 영상을 생성하도록 LUM1 및 CHROM1 상에 오버레이될 그래픽 영상의 성분으로서 LUM2 및 CHROM2를 발생한다. 버스트 레벨 검출기(16)는 그 칼라 기준 버스트 성분의 진폭을 검출하도록 비디오 오버레이 회로(110)로부터 노드(11)에서 CHROM1을 수신한다. 제어 데이터는 CHROM1 및 CHROM2의 진폭을 동일하게 하기 위해 레벨 제어 회로(20)의 이득을 조절하도록 출력에서 생성된다. 대체 실시예에서, 버스트 레벨 검출기(16)는 COMPVID를 수신하여, 제어 데이터를 발생하도록 그 칼러 버스트를 검출한다.
유사하게, 루마 레벨 검출기(40)는 비디오 오버레이 회로(110)로부터 LUM1을 수신하고 그 진폭을 검출하기 위해 노드(12)에서 입력을 갖는다. 출력은 LUM2 및 LUM1의 진폭을 동일하게 하도록 레벨 제어 회로(41)의 이득을 조절하기 위해 제어 데이터를 제공한다.
버스트 PLL(17)은 미국에서는 3.58 메가헤르쯔인 시스템(100)에 이용되는 비디오 표준에 의해 결정된 주파수에서 색도 서브캐리어 신호를 발생한다. 크로마 서브캐리어는 CHROM1의 크로마 기준 버스트 성분의 주파수 및 위상 정보를 사용하여 발생된다. 버스트 PLL(17)은 CHROM2를 CHROM1으로 위상 정렬하도록 변조기(19) 및 레벨 제어 회로(20)를 통한 신호 지연을 오프셋하기 위해 크로마 서브캐리어 위상을 선행시키는 회로를 포함한다.
그래픽 비디오 발생기(18)는 LUM1으로 동기화된 오버레이 영상의 색도 성분(U 및 V) 및 휘도 성분(Y)을 생성하도록 노드(12)에서 LUM1을 샘플링한다. 대체 실시예에서, COMPVID가 색도 및 휘도 성분을 LUM1에 동조하도록 샘플링될 수 있다. 색도 성분(U 및 V)은 변조기(19)를 통한 신호 지연을 오프셋하기 위해 휘도 성분(Y)에 대하여 선행되는 위상에 제공된다. COMPVID가 동기화 기준으로서 이용될 때, U 및 V는 지연 회로(2) 및 감산기(4)를 통한 지연을 정합시키기 위한 부가적 양 만큼 선행된다. 그래픽 비디오 발생기(18)는 오버레이 그래픽 영상을 기억하기 위한 메모리를 포함하며, 텔리비전 케이블 시스템 등으로부터의 외부 영상을 다운로드하기 위한 부가적 입력(도시되지 않음)을 가질 수 있다.
변조기(19)는 표준 시스템 포맷의 재구성 크로마 서브캐리어를 변조하도록 색도 성분(U 및 V)을 사용한다. 실례로, NTSC 시스템에 있어서, 크로마 서브캐리어는 영상의 순간적인 색조로 위상 변조되고, 순간적인 채도로 진폭 변조된다. 특정 실시예에 있어서, 변조기(19)가 공지된 진폭의 출력 신호를 생성하도록 형성되어, 버스트 레벨 검출기(16)로부터의 제어 데이터가 CHROM1과 동일한 CHROM2의 진폭을 설정하도록 레벨 제어 회로(20)로 순방향 공급될 수 있으며, 이러한 것은 네가티브 피드백에 대한 필요성을 제거시키고 회로 복잡성을 감소시킨다.
레벨 제어 회로(20)는 프로그램 가능한 이득 증폭기가 되며, 상기 증폭기의 이득은 노드(14)에서 CHROM2를 생성하도록 변조된 칼라 서브캐리어를 증폭하기 위해 버스트 레벨 검출기(16)로부터의 데이터에 의해 설정된다. 레벨 제어 회로(41)는 노드(13)에서 LUM1과 동일한 진폭으로 LUM2를 발생하도록 휘도 레벨 검출기(40)로부터의 제어 데이터에 의해 설정된 이득으로 휘도 성분(Y)을 증폭하는 프로그램 가능한 이득 증폭기가 된다.
도 3은 표준 집적 회로 프로세스를 사용하는 집적 회로와 같은 구성으로 실행되는 비디오 오버레이 회로(110)의 블록도이다. 비디오 오버레이 회로(110)는 대역 필터(BPF)(3), 지연 회로(2) 및 감산기(4)를 포함하는 분할 회로(10)에서 휘도 및 색도 성분(LUM1 및 CHROM1) 각각으로 분할하기 위해 노드(1)에서 COMPVID를 수신한다. 비디오 오버레이 회로(110)는 또한 LUM1을 LUM2로 오버레이하기 위한 고속 스위치(5)와 CHROM1을 CHROM2로 오버레이하기 위한 저속 스위치(6)를 포함한다. 스위치(5 및 6)의 출력은 오버레이된 복합 비디오 신호(VIDEO)를 발생하도록 결합 회로(7)에 연결된다.
BPF(3)는 CHROM1으로 표시된 신호를 발생하기 위해 크로마 대역폭의 주파수 성분을 통과하도록 구성된다. 동작 지역의 비디오 시스템에 따라서, BPF(3)는 그 중심 주파수가 3.58 메가헤르쯔 또는 4,43 메가헤르쯔인 1.0 메가헤르쯔 및 2.4 메가헤르쯔 사이의 대역폭을 갖는다. 그러므로, CHROM1은 COMPVID의 색도 또는 "C" 성분으로 통상 언급되는 신호에 근접하게 된다.
BPF(3)는 COMPVID로부터 모든 색도 정보를 정확하게 추출할 필요는 없는데, 이는 본 발명에 따라 처리될 경우 이러한 정보의 일부를 선택하는 것이라도 오버레이 디스플레이 아티팩트를 줄이기 때문이다. 따라서, BPF(3) 통과 대역 에지의 가파름이나 대역폭 어느것도 중요하지 않다. 예컨대, 미국에서는 연방 텔리비전 시스템 위원회(NTSC) 비디오 표준은 크로마 서브캐리어가 ±0.6 메가헤르쯔의 대역폭으로 3.58 메가헤르쯔에서 동작되는 것을 지정하고 있다. 그러한 시스템에 있어서, 대역폭이 3.58 메가헤르쯔에서 중심을 두고, 코너 주파수가 3.18 및 4.38 메가헤르쯔인 단일 폴 네트워크에 의해 대역 에지가 규정되는 간단한 대역 필터가 오버레이 영상의 에지의 표현을 상당히 개선시킨다. 명백하게, 더욱 선택적인 필터는 더욱 복잡하다고 하더라도 비례하여 보다 큰 개선을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 필터 변환 영역에서 BPF(3)의 복잡성, 비용 및 실행을 조절하는데 광범위한 범위를 시스템 디자이너에게 제공한다.
지연 회로(2)는 감산기(4)의 입력에서 COMPVID 및 CHROM1의 위상들을 동기화하도록 지연이 BPF(3)를 통한 지연과 정합되는 지연 라인으로서 동작하는 시프트 레지스터 또는 유사한 회로가 된다.
감산기(4)는 CHROM1과 지연된 COMPVID 사이의 차이를 계산함으로써 노드(12)에서 LUM1을 생성한다. CHROM1이 COMPVID의 칼라 성분을 나타내기 때문에, COMPVID로부터 CHROM1을 감산함으로써 계산된 나머지 LUM1은 COMPVID의 "Y" 성분 또는 휘도로서 통상 공지된 신호를 나타낸다. 그러므로, COMPVID는 최초 COMPVID에 포함된 모든 정보를 포함하는 성분(CHROM1 및 LUM1)으로 분할된다. 감산기(4)의 감산 동작은 하기에 기술될 바와 같이 정보의 신호 손상 또는 손실 없이 CHROM1 및 LUM1이 이후 COMPVID를 재구성하도록 결합될 수 있다는 점에서 역으로 될 수 있다.
고속 스위치(5)는 스캔 라인이 디스플레이의 오버레이 영역의 에지에 도달함에 따라 LUM1 및 LUM2 사이를 스위칭한다. 고속 스위치(5)는 LTRANS 데이터에 의해 설정되는 원하는 투명도 레벨을 나타내는 비율로 LUM1 및 LUM2를 결합하는 회로를 포함한다. 디스플레이의 비오버레이 영역내에서 LUM2는 100% 투명도이거나 또는 보이지 않게 되어, 고속 스위치(5)는 단지 LUM1 만을 출력으로 전송한다. 오버레이 영역내에서 만일 LUM2에 대해 제로 투명도(100% 불투명도)가 요구된다면, 고속 스위치(5)는 단지 LUM2 만을 그 출력으로 전송한다.
고속 스위치(5)가 LUM1 및 LUM2 사이를 스위칭할 때, 스위칭 과도현상은 정규 휘도 대역폭을 초과하는 주파수 성분을 유도한다. 비록 대부분의 비디오 시스템은 아니라도 많은 경우에서, 이들 성분은 이들의 주파수 또는 진폭이 극도록 높지 않는한 오버레이 변환 에지들을 보다 급격하게 할 수 있다. 종래 기술의 시스템은 때때로 휘도 대역폭을 제한하며, 종종 침침한 변환 에지들을 결과적으로 갖게된다. 따라서, 고속 스위치(5)는, 복합 신호가 그 후에 텔리비전 수상기 또는 모니터에서 처리되는 방식에 따라서, 최적의 길이가 다양한 비디오 시스템들 사이에서 광범위하게 변화하는 비교적 짧은 변환 주기상에서 LUM1 및 LUM2 사이를 스위칭한다. 13.5 메가헤르쯔 데이터율을 사용하는 통상적인 시스템에 대하여, 진폭 또는 주파수가 바람직하지 않은 링잉 또는 다른 디스플레이 아티팩트를 발생할 수 있는 측대역 스위칭을 피하면서, 세 클럭 사이클의 변환 주기는 오버레이 영상의 에지에서 고도의 급격함을 달성한다.
저속 스위치(6)는 오버레이된 색도 신호를 생성하도록 투명도 레벨을 나타내는 비율로 CHROM1 및 CHROM2을 결합한다. 칼라 정보를 디스플레이하는데 있어서 균일성을 제공하기 위하여, 비율은 통상적으로 고속 스위치(5)의 비율과 동일하다. 하지만, 오버레이 에지에서의 크로마 디스플레이 아티팩트는, 하기에 보다 상세히 설명될 바와 같이, 크로마 스위칭 변환 주기를 루마 변환 주기 보다 길게되도록 형성함으로써 감소된다.
결합 회로(7)는 출력(8)에서 복합 오버레이 신호(VIDEO)를 생성하도록 스위치(5 및 6)로부터 오버레이된 휘도 및 색도 신호를 결합한다. 한 실시예에 있어서, 결합 회로(7)는 디스플레이 장치(114)를 구동하기 위한 인터페이스 회로를 포함하는 도면에서 도시된 바와 같은 가산기로서 구성된다. LUM1이 분할 회로(10)에서 COMPVID로부터 CHROM1을 감산함으로써 발생된다는 것을 생각해보면, 본 비디오 오버레이 시스템의 특징으로서, 결합 회로(7)는 오버레이되지 않은 영역의 감산 동작을 효과적으로 역으로 하여, LUM1 및 CHROM1는 COMPVID에 최초 포함된 모든 정보를 총괄적으로 포함한다. 그러므로, 오버레이되지 않은 영역에서, VIDEO는 실질적으로 정보의 손실없이 COMPVID를 복사한다.
도 4는 곱셈기(151 및 152), 감산기(153), 가산기(154) 및 루마 테이블(155 및 156)을 포함하는 보다 상세한 고속 스위치(5)를 도시하는 블록도이다. 오버레이 영상의 에지에서, 고속 스위치(5)는 오버레이된 휘도 신호를 생성하도록 LUM1 및 LUM2 사이를 스위칭한다. 고속 스위치(5)는 통상적으로 다수의 클럭 사이클을 스패닝하는 루마 변환 주기상에서 신호를 보간함으로써 LUM1 및 LUM2 사이에서 스위칭할 때 극도로 큰 진폭 변경을 방지하도록 구성된다.
클럭 사이클의 수를 편의상 정수 N으로 나타내면, N 클럭 사이클의 루마 변환 주기상에서 고속 스위치(5)는 LUM1의 크기를 전체 진폭으로부터 그 투명도 진폭으로 각각의 클럭 사이클에서 점진적으로 감소시키며, LUM2의 크기를 제로 진폭으로부터 RM 투명도 진폭으로 점진적으로 증가시킨다.
루마 변환 주기 동안에, LUM2는 값 0.0 으로 시작하여 0.0과 1.0 사이의 소수로 표시된 LUM2 투명도 레벨의 최종값으로 연속하여 증가하는 LTRANS로 표시된 일련의 N 보간 소수로 승산된다. 최종값의 예로서, 60% 투명도의 오버레이된 영상이 요구된다면, LTRANS는 0.6의 최종값을 갖는다. 보간 소수는 증가하는 크기의 일련의 LUM2 변환 값을 생성하도록 곱셈기(152)에서 LUM2로 승산하기 위해 루마 테이블(156)에서의 증가 순서로 기억된다.
클럭 CLKLUM의 연속하는 사이클상에서, 루마 테이블(156)은 그 상태가 신호의 어느 부분이 현재 처리되는지에 종속하는 OVERLAY 제어 신호에 의해 결정되므로 증가 또는 감소 순서로 LTRANS 데이터를 곱셈기(152)로 이동시킨다. 오버레이 영역의 시작점에서, OVERLAY가 선언되고, 클럭 신호 CLKLUM의 N 펄스가 루마 테이블(156)로 공급되어 제로에서 그 투명도 레벨로 LUM2의 크기를 증가하는 증가 순서로 LTRANS 데이터를 곱셈기(152)로 이동시킨다. 오버레이 영상의 끝에서, OVERLAY는 상태를 변화하고, CLKLUM의 N 펄스가 선언되어 그 투명도 레벨로부터 다시 제로로 LUM2의 값을 줄이는 감소 순서로 LTRANS 데이터를 곱셈기(152)로 이동시킨다. 실례로, N=3 및 LTRANS=0.5가 되는 세 클럭 사이클의 변환 주기를 가정하면, 보간 데이터 0.0, 0.25 및 0.5를 루마 테이블(156)로부터 이동되게 한다. 오버레이 영역으로 스위칭할 때, 곱셈기(152)는 LUM2를 세 사이클상에서 0.0에서 50% 투명도로 증가하도록 크기가 0.0, 0.25*LUM2 및 0.5*LUM2가 되는 출력에서 보간 신호를 생성한다. 비오버레이 영역으로 다시 스위칭될 때, 데이터는 LUM2를 50% 투명도에서 다시 0.0으로 줄이도록 역순서로 공급된다.
LUM1의 처리는 역으로 된다. LUM1에 대한 보간 소수부는, 감산기(153)에서 값이 1.0으로 되는 상수로부터 LTRANS 데이터 값을 감산함으로써 생성되는, 1-LTRANS로 표시되는 데이터 스트림에 포함된다. 따라서, 1-LTRANS의 값은 1.0으로 시작하여, 0.0과 1.0 사이의 소수로 표시되는 LUM1 투명도 레벨로 감소한다. LUM2에 대하여 60% 투명도의 오버레이 영상이 요구되는 곳에서, 1-LTRANS는 전체 휘도를 100%에서 유지하도록 LUM1의 40% 투명도를 나타내는 0.4의 값을 갖는다. 변환 주기의 각각의 클럭 사이클에서, LTRANS 데이터와 1-LTRANS 데이터의 합은 1.0이 되고, 오버레이와 비오버레이 영역 사이에서 일정한 100% 휘도 레벨을 유지한다.
1-LTRANS 데이터는 감소 순서로 루마 테이블(155)에 기억되고, OVERLAY 값에 따라 감소 또는 상승 순서로 생성된다. 루마 테이블(156)이 상승 순서로 LTRANS 데이터를 생성할 때, 루마 테이블(155)은 감소 순서로 1-LTRANS 데이터를 생성하고, 그 역으로도 된다. 즉, LUM1이 증가하는 동안, 역으로 LUM2는 감소한다. 실례로, 곱셈기(152)의 연속하는 출력 신호가 0.0, 0.25*LUM2 및 0.5*LUM2가 될 때, 곱셈기(151)의 연속하는 출력 신호는 1.0*LUM1, 0.75*LUM1 및 0.5*LUM1이 된다.
가산기(154)는 오버레이 루마 신호를 생성하도록 곱셈기(151-152)로부터의 보간된 신호의 합을 계산한다. 그러므로, 오버레이 루마 신호는 가산기(154)의 출력에서 큰 순간적 진폭 변화가 디스플레이 결함으로 발생되는 것을 방지하도록 수 클럭 사이클의 변환 주기상에서 오버레이 신호 및 인입하는 휘도 성분을 혼합함으로써 발생된다.
일부 종래 기술의 비디오 시스템은 동일한 변환 주기상에서 휘도 및 색도 신호를 스위칭한다. 하지만, 만일 색도 신호가 휘도 신호와 동일한 변환 주기내에서 스위칭된다면, 크로마 스위칭 과도현상은 크로마 대역폭의 외부에 있게 되는 측파대를 발생할 수 있다. 대다수의 하위 측파대는 휘도 대역의 속에 포함되며, 따라서 색도 신호 보다는 휘도 신호로서 텔리비전 수상기 또는 모니터에 의해 해석되어 처리된다. 이들 잘못 처리된 측파대가 디스플레이될 때, 이들은 오버레이된 영상의 에지에 바람직하지 않은 링잉 또는 다른 아티팩트를 나타낸다.
그러한 디스플레이 아티팩트를 방지하기 위하여, 고속 스위치(5)의 루마 변환 주기 보다 긴 크로마 변환 주기상에서 스위칭하는 저속 스위치(6)가 구성된다. 보다 느린 스위치 속도는 크로마 대역의 밖으로 떨어지는 스위칭 측파대를 감쇠시키거나 또는 억제한다. 감쇠의 정도와 그에 따른 영상의 품질은 루마 변환 주기에 대한 크로마 변환 주기의 증가에 의해 결정된다. 하지만, 실질적인 어떠한 증가도 휘도내에 포함되는 스위칭 측파대의 크기 및 주파수를 감소하게 되므로, 디스플레이 아티팩트를 감소하는데 유익한 이점을 갖게 된다. 그러므로, 고속 스위치(5)가 세 클럭 사이클의 변환 주기상에서 휘도 신호를 스위칭한다면, 저속 스위치(6)에 대한 적어도 네 사이클의 변환 주기는 개선된 영상을 주게된다. 13.5 메가헤르쯔의 데이터율에 대해, 크로마 변환 주기는 통상 열 사이클 및 열 두 사이클 사이의 길이를 갖는다.
도 5는 보다 상세한 저속 스위치(6)의 블록도이며, 곱셈기(161 및 162), 감산기(163), 가산기(164) 및 크로마 테이블(166)을 포함한다. 저속 스위치(6)는 고속 스위치(5)가 LUM1 및 LUM2로 동작하는 방식과 유사한 방식으로 CHROM1 및 CHROM2로 동작하지만, 고속 스위치(5) 보다 긴 변환 주기상에서 스위칭한다. 실례로, 루마 변환 주기가 상술한 바와 같이 N 클럭 사이클인 것으로 가정하고, 크로마 변환 주기의 클럭 사이클 수가 정수 M으로 표시된다면, M은 N 보다 크게 된다.
저속 스위치(6)는 값이 0.0에서 시작하고 연속하여 0.0과 1.0 사이의 소수로서 표시된 CHROM2의 투명도 레벨로 증가하는 CTRANS로 표시되는 상승하는 일련의 M 크로마 보간 소수를 보간한다. CTRANS 데이터는 증가하는 크기 순서로 크로마 테이블(166)에 기억되고, OVERLAY로 설정된 방향으로 연속하는 클럭 사이클로 곱셈기(162)로 이동된다. 즉, 오버레이 영상의 시작점에서, OVERLAY가 선언되어, M 펄스의 CLKCHR이 발생되며, CTRANS 데이터를 감소 순서로 곱셈기(162)에 공급하여 곱셈기(162)의 출력에서 제로에서 CHROM2 투명도 레벨로 CHROM2의 크기를 증가시키게 된다. 오버레이 영상의 끝에서, OVERLAY는 곱셈기(162)의 출력에서 CHROM2 투명도 레벨로부터 다시 제로로 신호의 크기를 감소하는 감소 순서로 곱셈기(162)에 CTRANS 데이터를 클럭하는 논리 상태를 변화한다.
CHROM1의 처리는 역으로 된다. 1-CTRANS로서 참조되는 일련의 M 감소 보간 소수는 감산기(163)에서 값이 1.0인 정수로부터 CTRANS 데이터를 감산함으로써 발생된다.
따라서, 1-CTRANS의 값은 1.0으로 시작하여, 0.0과 1.0사이의 소수로 표시된 CHROM1 투명도 레벨로 감소한다. 각각의 CLKCHR 사이클에서, CTRANS 데이터와 대응하는 1-CTRANS 데이터의 합은 1.0이 되어, 오버레이 영역과 비오버레이 영역 사이에서 일정한 100% 색도 레벨을 유지한다.
크로마 테이블(165)은 테이블(166)이 증가 순서로 크로마 값을 곱셈기(162)의 입력에 공급하고, 테이블(165)이 감소 순서로 대응하는 값을 곱셈기(161)의 입력에 공급하는 경우와 그 반대의 경우를 제외하고는 크로마 테이블(166)에서와 유사한 방식으로 동작한다. 그러므로, M 사이클의 변환 주기상에서, CHROM2는 제로에서 그 투명도 레벨로 증가하는 동안 CHROM1은 전체 진폭에서 그 투명도 레벨로 감소하고, 또는 그 역으로 된다.
가산기(164)는 오버레이 크로마 신호를 발생하도록 곱셈기(161-162)로부터 보간된 신호의 합을 계산한다. 가산기(163) 출력에서의 큰 순간적 크기 변화는 LUM1과 LUM2를 혼합하는 변환 주기 보다 긴 변환 주기 상에서 크로마 신호 CHROM1과 CHROM2를 혼합함으로써 방지된다. 휘도 성분이 혼합되는 속도 보다 느린 속도에서의 색도 성분의 그러한 혼합은 디스플레이 아티팩트를 감소시키며, 영상 품질을 개선시킨다.
도 6은 분할 회로(10)의 대체 실시예에 대한 블록도이다. 저역 필터(LPF)(22)는 색도 신호를 차단하면서 COMPVID로부터 휘도 정보를 LUM1으로서 추출하는 차단 주파수를 갖는다. 지연 회로(23)는 LUM1을 COMPVID와 동기화하도록 LPF(22)를 통한 지연을 정합하도록 구성된다. 감산기(24)는 주로 COMPVID의 색도 정보를 포함하는 CHROM1을 발생하도록 COMPVID와 LUM1사이의 차를 계산한다.
도 7은 분할 회로(10)의 또다른 실시예의 블록도이다. 고역 필터(HPF)(29)는 대부분의 휘도 성분을 차단하면서 COMPVID의 색도 정보를 CHROM1으로서 통과시키는 차단 주파수를 갖는다. COMPVID는 COMPVID을 CHROM1과 동기화하도록 HPF(29)를 통한 지연을 정합하도록 지연 회로(28)를 통하여 지연된다. 감산기(30)는 주로 COMPVID의 휘도 정보를 포함하는 LUM1을 발생하도록 지연된 COMPVID와 CHROM1 사이의 차를 계산한다.
도 8은 분할 회로(10)의 또다른 실시예의 블록도이다. 대역 소거 필터(34)는 노드(12)에서 휘도 신호(LUM1)를 발생하도록 COMPVID로부터 색도 정보를 제거한다. COMPVID는 주로 COMPVID의 색도 정보를 포함하는 CHROM1을 발생하도록 지연된 COMPVID로부터 LUM1을 감산하는 감산기(36)의 입력에서 COMPVID를 LUM1과 동기화하도록 지연 회로(35)를 통하여 지연된다.
이제는 본 발명이 배경 영상에 그래픽 영상을 오버레이하는 개선된 회로 및 방법을 제공하다는 인정할 수 있을 것이다. 디스플레이 아티팩트는 배경 영상을 나타내는 인입하는 신호를 오버레이 그래픽 영상을 나타내는 오버레이 신호로 오버레이하는 텔리비전이나 다른 비디오 시스템에서 감소하게 된다. 인입하는 신호와 오버레이 신호의 휘도 성분 사이의 스위칭은 오버레이 영상의 에지에서 급격한 변환을 갖는 오버레이 휘도 신호를 발생하도록 비교적 짧은 변환 주기상에서 스위치하는 고속 스위치에서 실행된다.
저속 스위치는 오버레이 색도 신호를 생성하도록 인입하는 신호와 오버레이 신호의 색도 성분 사이를 스위치한다. 저속 스위치는 휘도 대역폭에 포함되는 오버레이 색도 신호의 스위칭 측파대를 억압하거나 감쇠하도록 고속 스위치 보다 긴 변환 주기상에서 스위칭된다. 이러한 측파대를 감쇠함으로써, 보다 긴 변환 주기는 휘도 신호로서 측파대를 잘못 처리하여 오버레이 영상의 에지에서 링잉과 다른 디스플레이 아티팩트를 감소함으로써 디스플레이 품질을 개선시킨다. 오버레이된 휘도 및 색도 신호는 결합되어 복합 오버레이된 신호를 생성하며, 짧은 휘도 변환 주기는 오버레이된 영상의 에지에서의 선명함을 보호하고 보다 긴 색도 변환 주기는 링잉 및 다른 디스플레이 아티팩트를 감소시킨다.

Claims (4)

  1. 비디오 오버레이 회로에 있어서:
    오버레이된 휘도 신호를 생성하도록 제 1 변환 주기상에서 제 1 및 제 2 휘도 신호(LUM1, LUM2)사이를 스위칭하기 위한 제 1 스위치 회로(5);
    오버레이된 색도 신호를 생성하도록 제 1 변환 주기 보다 긴 제 2 변환 주기상에서 제 1 및 제 2 색도 신호(CHROM1, CHROM2)사이를 스위칭하기 위한 제 2 스위치 회로(6); 및
    복합 출력 신호(VIDEO)를 제공하도록 오버레이된 휘도 신호 및 오버레이된 색도 신호를 결합하기 위한 회로(7)를 구비하는, 비디오 오버레이 회로.
  2. 비디오 오버레이 회로에 있어서:
    복합 비디오 신호를 수신하기 위해 연결된 입력과, 복합 비디오 신호를 제 1 휘도 신호 및 제 1 색도 색도 신호로 분할하기 위한 제 1 및 제 2 출력을 갖는 분할 회로(10);
    제 1 휘도 신호 및 제 2 휘도 신호를 각각 수신하기 위해 연결된 제 1 및 제 2 입력을 가지며, 출력에서 오버레이된 휘도 신호를 생성하도록 제 1 변환 주기내에서 제 1 휘도 신호 및 제 2 휘도 신호 사이를 스위칭하는 제 1 스위치 회로(5);
    제 1 색도 신호 및 제 2 색도 신호를 각각 수신하기 위해 연결된 제 1 및 제 2 입력을 가지며, 출력에서 오버레이된 색도 신호를 생성하도록 제 1 변환 주기 보다 긴 제 2 변환 주기상에서 제 1 색도 신호 및 제 2 색도 신호 사이를 스위칭하는 제 2 스위치 회로(6); 및
    제 1 및 제 2 스위치 회로에 연결되어, 오버레이된 복합 출력 신호(VIDEO)를 제공하도록 오버레이된 휘도 신호와 오버레이된 색도 신호를 합산하기 위한 합산 회로(7)를 구비하는, 비디오 오버레이 회로.
  3. 비디오 신호를 오버레이하는 방법에 있어서:
    오버레이된 휘도 신호를 생성하도록 제 1 변환 주기상에서 제 1 및 제 2 휘도 신호(LUM1, LUM2)사이를 스위칭하는 단계;
    오버레이된 색도 신호를 생성하도록 제 1 변환 주기 보다 긴 제 2 변환 주기상에서 제 1 및 제 2 색도 신호(CHROM1, CHROM2)사이를 스위칭하는 단계; 및
    복합 오버레이된 신호(VIDEO)를 생성하도록 오버레이된 휘도 신호를 오버레이된 색도 신호와 결합하는 단계를 구비하는, 비디오 신호 오버레이 방법.
  4. 비디오 신호 오버레이 방법에 있어서, 오버레이된 비디오 신호(VIDEO)의 휘도 부분을 생성하도록 제 1 속도에서 비디오 신호의 휘도 성분(LUM1, LUM2)을 혼합하고 오버레이된 비디오 신호의 색도 성분을 생성하도록 제 1 속도 보다 작은 제 2 속도에서 비디오 신호의 색도 성분(CHROM1, CHROM2)을 혼합하는 단계를 구비하는, 비디오 신호 오버레이 방법.
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