KR19990076951A

KR19990076951A - 이미지 신호 처리 장치 및 디지털 데이터 신호 처리 방법

Info

Publication number: KR19990076951A
Application number: KR1019980705079A
Authority: KR
Inventors: 알브레히트 마이어
Original assignee: 피터 토마스; 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1999-10-25
Also published as: JP2000503134A; EP0872119A1; DE59602034D1; DE19600195C2; DE19600195A1; EP0872119B1; TW355903B; WO1997025811A1

Abstract

본 발명은 소정의 제 1 데이터 포멧을 가지는 제 1 디지털 데이터 신호(23,24) 및 상기 제 1 데이터 포멧과는 다른 소정의 제 2 데이터 포멧을 가지는 제 2 디지털 데이터 신호(28,29)를 처리하여, 상기 제 1 및/또는 제 2 디지털 데이터 신호로부터 파생된 이미지 신호(3)를 이미지 디스플레이 장치(2)로 출력하기 위한 이미지 신호 처리 장치에 관한 것이다. 상기 이미지 신호 처리 장치는 두 개의 상이한 소정의 데이터 포멧을 가지는 제 1 (23,24) 및 제 2(28,29) 디지털 데이터 신호가 인가되는 입력 회로(10), 상기 입력 회로에 할당되며, 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호에 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 데이터 신호가 상기 포멧 값을 사용하여 변화되는 처리 회로(17), 상기 처리 회로(17)에 결합되며, 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값에 의해 변화되는 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호가 일시적으로 저장되는 이미지 저장 매체(5), 상기 이미지 저장 매체(5)에 할당되며, 상이한 데이터 포멧을 가지고 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값을 사용하여 변화되어 일시적으로 저장되는 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호가 상기 이미지 저장 매체(5)로부터 시간순으로 연속하여 독출되어 입력되며, 상기 디지털 신호(23,24,28,29)의 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 상기 포멧 값(30)의 기능에 따라 상기 제 1 (23,24) 및/또는 제 2 (28,29) 디지털 신호의 적어도 하나의 데이터 포멧을 화면 포멧으로 변환시키는 좌표 회로, 상기 좌표 회로(32)의 다음단에 접속되며, 상기 파생 비디오 신호(3)를 상기 화면 포멧에 기초하여 생성하고 상기 화면 디스플레이 장치로 출력하는 출력 회로(9)를 포함한다.

Description

이미지 신호 처리 장치 및 디지털 데이터 신호 처리 방법

화면, 즉 컬러와 계조 값을 가지는 자연 또는 인공적으로 생성된 물체의 2차원 이미지를 디지털 처리함에 있어서, 비디오 데이터의 상이한 데이터 포멧은 원하는 화면 정의 및/또는 원하는 컬러 또는 계조 값 해상도에 의존하여 사용된다. 소위 적색, 녹색 및 청색의 원색을 사용한 RGB 표현은 일반적으로 컴퓨터에 접속된 스크린 상에 화면을 출력하기 위해 사용된다. 스크린을 구동하기 위해, 컴퓨터에 결합된 공지된 그래픽 카드가 존재하며, 이를 사용하여 스크린 상에 화면을 표현하기 위한 RGB 비디오 데이터가 발생된다. 랜덤 액세스 타입의 다이내믹 반도체 메모리, 소위 프레임 버퍼가 일시적으로 비디오 데이터를 저장하기 위해 그래픽 카드에 제공되며, 1024·768 화소의 통상적인 스크린 해상도를 사용하면 상기 버퍼는 약 1.5 메가바이트의 저장 용량을 가진다. RGB 포멧에서 화소당 16 비트의 해상도가 스크린 상에 컬러의 화면을 표현하기에 충분한 것으로 간주된다.

부가적으로, 특히 비디오 분야에서 디지털 화면을 표현하는 데 있어서, 특히 표현되어야 하는 화면의 컬러 및 계조 값 해상도에 대한 보다 엄격한 요구가 존재할 때, 휘도 및 색차 성분을 사용한 표현은 비디오 데이터의 처리, 전송 및 축적에 대해 보다 유용하다는 것이 판명되었다.

YUV 표현으로 언급될 수 있는 이러한 타입의 표현을 사용하여, 컬러 값은 휘도 성분(Y, 밝기) 및 두 개의 색차 성분(U 및 V(색))으로 표현된다. 이러한 표현은 인간의 눈이 색에 대해서보다 휘도에 대해서 상당히 양호한 공간 해상도(망막의 간상체)를 가진다는 사실을 고려한다. 색차 성분에 대한 낮은 공간 해상도에 의해, 많은 압축 방법은 이러한 특성을 직접적으로 사용한다. 휘도 성분은 상당한 정보 밀도를 가지며, 이것은 전반적으로 양호한 압축 능력을 유도한다. YUV 모델은 텔레비젼 분야의 화면 디지털 표현에 특히 성공적으로 입증되었다. 게다가, 다양한 다른 휘도/색차 표현에 있어서, 예를 들어 컬러, 채도 및 밝기 값 성분을 가지는 HSV 모델(Hue, Saturation, Value) 뿐만 아니라, 컬러, 밝기 및 채도 성분을 가지는 소위 HLS(Hue, Lightness, Saturation)도 있다. 이러한 추가의 모델들은 인간의 눈 능력에 특별하게 매칭된다.

휘도 및 색차 성분을 가지는 표현의 형태가 디지털 비디오 압축의 분야에서 용인될지라도, 넓은 응용 스펙트럼의 컬러 표현 및 매우 상이한 요구는 세계 표준으로 용인된 어떠한 컬러 모델도 야기하지 않는다.

특히 멀티미디어 응용을 위한 퍼스널 컴퓨터의 분야에서, 스크린 또는 특히 프린터 또는 플로터와 같은 다른 화면 디스플레이 장치 상에 상이한 데이터 포멧의 비디오 데이터를 표현하는 것을 가능하게 하는 것도 바람직하며 필수적이다. 이러한 목적으로, 상이한 데이터 포멧을 가지는 비디오 데이터를 화소 단위로 단일 프레임 버퍼에 저장하고 이어 프레임 버퍼에 할당된 처리 회로에서 그들을 처리하는 것이 우선 필요하다. 앞의 방법에 있어서, 비디오 데이터는 프레임 버퍼에 저장되기 전에 표현에 영향을 미치는 화면 디스플레이 소자에 상당하는 공통 포멧을 따르게 되며, 이것은 표현되어야할 화면의 질이 감소되거나 메모리 요구가 불필요하게 높아지는 결과를 갖게 된다. RGB 표현에 있어서 화소당 16 비트의 해상도는 2차원 또는 3차원 그래픽을 표현하기에 충분한 것으로 간주된다. 반면에 이러한 컬러 도메인으로 변환된 비디오 신호에 대한 이러한 컬러 양자화는 낮은 해상도에 기인한 수용할 수 없는 결과를 낳는다. 만약 RGB 컬러 도메인이 예를 들어 화소당 24 비트의 높은 해상도를 가지고 표현되어 화질 요구가 원칙적으로 달성될 수 있을지라도, 예를 들어 4 : 2: 2의 YUV 포멧과 같은 자신의 표현 형태의 디지털 비디오 신호가 본질적으로 화소당 단지 16 비트만을 요구할지라도, 프레임 버퍼에서는 약 50% 정도로 메모리 공간 요구가 증가하게 되는 결과를 낳는다.

본 발명은 디지털 데이터 신호 처리 장치 및 디지털 데이터 신호를 처리하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 상기 장치 및 상기 방법은 적어도 두 개의 상이한 미리 결정된 데이터 포멧에 기초하여 화면 디스플레이 장치 상에 디지털 비디오 데이터 신호를 프레임 버퍼의 메모리 공간 요구를 증가시키지 않고 처리 및 디스플레이하는 것을 가능하게 하며, 동시에 원하는 컬러 및 계조 값 해상도에 대해 많아야 약간 감소된 요구를 갖도록 한다.

상기 목적은 청구항 1 항에 따른 비디오 신호 처리 장치 및 청구항 12 항에 따른 디지털 데이터 신호 처리 방법에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 비디오 신호 처리 장치는, 두 개의 상이한 미리 결정된 데이터 포멧을 가지는 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호가 인가되는 입력 회로를 포함하며, 상기 입력 회로에 할당된 처리 회로를 포함하는데, 상기 처리회로에서는 상기 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호에 할당된 데이터 포멧 타입을 식별하는 포멧 값을 제공하거나 상기 디지털 데이터 신호를 상기 포멧 값을 사용하여 변화시키며, 상기 처리 회로에 결합된 프레임 버퍼를 포함하는데, 상기 프레임 버퍼에는 상기 포멧 값이 제공되거나 상기 포멧 값을 사용하여 변화된 상기 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호가 일시적으로 저장되며, 상기 프레임 버퍼에 할당된 좌표 회로를 포함하는데, 상기 좌표 회로에서는 상이한 데이터 포멧을 가지고 상기 포멧 값을 제공받거나 상기 포멧 값을 사용하여 변화되어 일시적으로 저장된 상기 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호가 상기 프레임 버퍼로부터 시간순으로 연속하여 독출되어 입력되고 디지털 데이터 신호의 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값의 기능에 따라 화면 포멧으로 상기 제 1 및/또는 제 2 디지털 데이터 신호중 적어도 하나의 데이터 포멧을 변환하며, 그리고 좌표 회로의 다음단에 접속된 출력 회로를 포함하는데 상기 출력 회로는 파생 비디오 신호를 화면 포멧에 기초하여 발생시켜 화면 디스플레이 장치로 출력한다.

본 발명에 따른 방법은 다음의 단계; 상이한 데이터 포멧을 가지는 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호를 입력 회로로 인가하는 단계, 상기 입력 회로에 할당된 처리 회로내에서 할당된 데이터 포멧 타입을 식별하는 포멧 값을 상기 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호에 제공하거나 상기 포멧 값을 사용하여 상기 디지털 데이터 신호를 변화시키는 단계, 상기 처리 회로에 결합된 프레임 버퍼에서 포멧 값이 제공되거나 포멧 값을 사용하여 변화된 디지털 데이터 신호를 일시적으로 저장하는 단계, 상이한 데이터 포멧을 가지고 포멧 값이 제공되거나 포멧 값을 사용하여 변화되어 일시적으로 저장된 디지털 데이터 신호를 상기 프레임 버퍼에 할당된 좌표 회로로 시간순으로 연속하여 독출하는 단계, 디지털 데이터 신호의 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값의 기능에 따라 화면 포멧으로 독출된 디지털 데이터 신호의 데이터 포멧을 변환시키는 단계 및 파생 비디오 신호를 화면 포멧에 기초하여 발생시켜 좌표 회로의 다음단에 접속된 출력 회로를 통해 화면 디스플레이 장치로 비디오 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 상이한 표현 형태, 즉 컬러 도메인의 공간 배열, 컬러 도메인 성분의 해상도 등에 관련된 상이한 데이터 포멧을 가지는 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호로서 설정된 비디오 데이터를 프레임 버퍼에 저장하며, 이러한 저장은 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값이 제공되거나 상기 포멧 값을 사용하여 많아야 약간 변화시킨 후에 특히 화소 또는 화소 그룹으로 이루어지는 견지 및 표현에 영향을 미치는 화면 디스플레이 장치로의 독출에만 기초하여 화면 디스플레이 장치에 의해 처리될 수 있고 인지된 화면 포멧으로 컬러 도메인 변환을 수행하는 견지에 기초한다. 프레임 버퍼에서 상이한 데이터 포멧의 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호에 대한 구별력은 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값으로부터 기인한다. 이러한 해법은 약 1/3 정도 감소된 프레임 버퍼 크기에 대한 요구를 가능하게 할뿐만 아니라, 부가적으로 약 1/3정도 감소된 프레임 버퍼에 대한 밴드 폭 요구도 가능하게 한다. 본 발명에 따른 비디오 신호 처리 장치의 주요 응용으로 현재 사용된 거의 모든 그래픽 카드에 있어서 효과적인 그래픽 성능은 메모리 밴드폭에 의해 본질적으로 결정되기 때문에, 밴드 폭 감소는 중요하다.

비디오 신호가 지금까지 통용되어 왔던 것처럼 프레임 버퍼에 일시적으로 출력되는 표현 형태로 저장되지 않고 본질적으로 변화되지 않은 원래 표현 형태, 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값만이 제공되거나 또는 상기 포멧 값에 의해서만 변화되는 형태로 저장되며, 이것은 동시에 대부분의 경우 메모리에 관해 가장 효율적인 선택으로 이루어진다는 점에서, 본 발명에 따른 해법은 지금까지 공지된 실현과는 본질적으로 다르다. 컬러 화면의 단지 약간 감소된 해상도에 관련하여, 본 발명에 따른 해법은 상이한 포멧의 비디오 신호 또는 컬러 도메인 표현이 종래의 공지된 구현물과 비교하여 실질적으로 감소된 메모리 공간 요구를 가지는 단일 프레임 버퍼를 사용하여 처리되는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 비디오 신호 처리 장치 및 본 발명에 따른 방법을 계속하여, 식별 및 할당 회로를 포함하는 좌표 회로가 제공되는데, 상기 좌표 회로는 상기 프레임 버퍼에 할당되며, 상기 회로에서는 포멧을 값을 사용하여 식별되는 포멧 값이 제공되거나 포멧 값을 사용하여 변화되며 변환 회로에 인가되는 디지털 제 1 데이터 신호가 변환 회로에 인가되도록 하며, 상기 변환 회로는 제 1 디지털 데이터 신호가 화면 포멧으로 변환된다. 게다가, 상기 프레임 버퍼에 할당된 식별 및 할당 회로는 포멧 값을 사용하여 포멧 값이 제공되거나 포멧 값을 사용하여 변화되어 동기 회로에 인가되도록 하고, 상기 동기 회로에서 제 2 디지털 데이터 신호가 출력 클록 신호와 동기화된다.

본 발명의 원리에 따라, 디지털 데이터 신호는 미리 결정된 고정 워드 길이를 가지는 연속된 비트 신호로 이루어지며, 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값은 디지털 데이터 신호의 각 워드내의 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 개별적인 비트 신호를 가진다.

특히, 디지털 데이터 신호는 상이한 컬러 코딩을 갖지만 동일한 워드 길이를 가지는 데이터 비트로 존재하며, 포멧 타입 또는 코딩 타입을 식별하는 포멧 값은 하나 또는 두 개의 이진 상태 값의 포멧 비트 값으로 이루어진다. 결과적으로, 상이한 표현 형태를 가지고 비디오 데이터에 할당된 디지털 데이터 신호는 화소 또는 화소 그룹으로 프레임 버퍼에 저장되며, 이것은 프레임 버퍼 내의 하나 이상의 추가 비트 플레인(bit plane)에 의해 화소 또는 화소 그룹의 상이한 표현 형태들 사이의 구별을 가능하게 한다. 프레임 버퍼 내의 이러한 비트 플레인은 특히 비디오 신호의 컬러 성분에 대한 컬러 해상도를 약간 감소시키므로써 형성될 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예에 있어서, 각각의 디지털 데이터 신호는 출력되어지는 비디오 화소당 16 비트의 워드 길이를 가지며, 디지털 데이터 신호중 적어도 하나의 비트는 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값으로 대체된다. 이러한 경우, 16 비트의 깊이를 가지는 프레임 버퍼는 상이한 표현 형태를 가지는 비디오 데이터의 디지털 데이터 신호를 저장하기에 충분하다.

본 발명의 특히 바람직한 응용에 있어서, 제 1 디지털 데이터 신호의 데이터 포멧은 RGB 그래픽 포멧으로 이루어지고, 제 2 디지털 데이터 신호의 데이터 포멧은 비디오 포멧 또는 비디오 화소 포멧(YUV)으로 이루어진다. 두 데이터 포멧에 대한 화소당 16 비트의 워드 길이가 주어지면, 1024·768 화소의 화면 디스플레이 장치에 대한 통상적으로 충분한 해상도를 얻는 것이 가능하다. 약 1.5메가 바이트의 크기를 가지는 프레임 버퍼가 이것을 위해 요구된다. 그래픽 포멧(RGB) 및 비디오 화소 포멧(YUV) 데이터 사이의 구별을 위해 단일 비트가 사용된다면, 15 비트는 여전히 컬러 코딩을 위해 유용할 수 있다. 결과적으로 화소 당 15 비트를 사용하면, RGB 컬러 성분 당 각각 5 비트의 해상도를 가지는 5 : 5 : 5의 높은 컬러 포멧은 표현되어지는 그래픽을 위해 사용되며, 이의 결과로서 2¹⁵= 32768개의 상이한 컬러가 표현될 수 있다. 비디오 화소(YUV) 데이터 신호에 대해, 두 개의 인접한 화소는 두 개의 연속된 16 비트 워드로 코딩되고, 두 개의 휘도 값이 제 1 워드 내에 저장되고 두 화소에 의해 공유되는 두 개의 색차 값은 제 2 워드 내에 기록된다. 휘도 값 및 색차 값의 양자화는 컬러 도메인(RGB 또는 YUV)을 미분하기 위한 비트에 의해 7 비트의 해상도까지 약간 감소된다.

본 발명의 바람직한 응용은 특히 멀티미디어 응용 분야에서 통상적으로 유용한 퍼스널 컴퓨터용 그래픽 카드에 관한 것이며, 상기 응용 분야에서는 그래픽 신호와 비디오 신호의 동시적인 표현이 요구된다. 본 발명은 컴퓨터 및 비디오 화면에 의해 발생된 두 그래픽이 수용 가능한 화질로 디스플레이되도록 한다. 특히, 두 그래픽 포멧들, 예를 들어 비디오 화면이 통상적으로 사용 가능한 스크린 상에 디스플레이되는 사용자 인터페이스 윈도우 내에 디스플레이될 수 있다.

본 발명의 다른 특징, 이점 및 편의는 도면을 참조한 실시예에 관한 상세한 설명으로부터 알 수 있다.

본 발명은 비디오 신호 처리 장치 및 디지털 데이터 신호를 처리하고, 비디오 신호 처리 장치에 결합되어 출력 디지털 비디오 신호와 관련하여 발생된 이미지를 생성하는 비디오 화면 출력 장치로 디지털 비디오 신호를 출력하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 따른 비디오 신호 처리 장치를 도시한 블록도.

도 2는 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값을 갖으며 실시예에서 사용되는 비디오 데이터 포멧을 도시한 블록도.

도 1은 본 발명에 따른 그래픽 카드(1) 형태의 비디오 신호 처리 장치의 실시예를 도시하며, 상기 카드는 스크린(2) 또는 특히 프린터, 플로터 등과 같은 다른 화면 디스플레이 장치를 구동시키기 위해 요구되는 비디오 신호(3)를 제공한다.

본 발명의 특징을 설명하기 위해 요구되지 않고 그에 따라 간략화를 목적으로 도 1에 도시되지 않은 다른 회로 성분들 이외에, 그래픽 카드(1)는 반도체 칩 상에 집적된 디자인의 그래픽 회로(4)(그래픽 IC) 및 상기 그래픽 회로에 전기적으로 결합된 프레임 버퍼(5)를 가지며, 상기 프레임 버퍼는 랜덤 액세스 메모리(DRAM)를 사용한 다이내믹 반도체 메모리의 형태이며, 1.5 메가바이트의 프레임 버퍼 크기를 가지고 화소당 16 비트의 메모리 깊이를 가진다. 프레임 버퍼(5) 및 그래픽 회로(4)는 상호 데이터 교환을 위해 64 비트의 폭을 가지는 버스(6)를 통해 접속된다.

그래픽 카드(1)는 스크린(2) 상에 화면 정보를 확정하기 위해 요구되는 아날로그 RGB 비디오 신호(3)를 제공하고, 결국에는 퍼스널 컴퓨터(8)의 버스 시스템(7) 사이에서 인터페이스로 작용하고 퍼스널 컴퓨터(8)의 마더보드 상의 확장 삽입 위치 중 하나에 플러그되는 확장 보드로서 설계된다. 버스 시스템(7)을 통해 그래픽 카드(1)에 인가되고 처리되어 비디오 신호로서 일시적으로 스크린(2)에 저장되도록 한다. 비디오 신호(3)의 아날로그 신호 전달은 예를 들어 그래픽 카드(1)에 제공되어 초기에는 3개의 디지털/아날로그 변환기를 포함하는 디지털/아날로그 변환기(9)에 의해 가능해지며, 상기 변환기 각각은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)에 할당된다. 각각의 디지털/아날로그 변환기는 8 비트의 폭을 가져서 이러한 방식으로 2⁸즉, 256개의 상태를 생성할 수 있는 입력을 가진다. 3 개의 집적된 디지털/아날로그 변환기는 각각의 원색에 대해 256 개의 등급을 생성한다. 이것은 256개의 가능한 적색이 256개의 가능한 녹색 및 256개의 가능한 청색과 조합되어 혼합된 컬러를 형성하며, 256³의 컬러 스펙트럼, 즉 16M의 다른 컬러를 야기한다는 것을 의미한다. 스크린(2)을 구동하기 위해, 하나의 라인이 각각의 원색을 위해 사용될 수 있으며, 상기 라인의 신호 세기는 각 색깔의 농도의 원인이 된다. 모두 3 개의 컬러 라인에 대한 최대 신호 레벨은 절대적인 밝기를 가지고 화소를 발광시키고, 즉 흰색이 되고 최소 레벨은 흑색 즉 무 또는 암흑이 된다.

그래픽 카드(1)는 PCI 인터페이스 회로(11) 및 비디오 인터페이스 회로(12)를 가지는 입력 회로(10)를 가진다. 상기 PCI 인터페이스 회로(11)는 버스 시스템을 통해 퍼스널 컴퓨터와 통신하며, 화소 당 16 비트의 워드 길이, 즉 화소당 65536 컬러의 컬러 해상도를 가지는 그래픽 포멧(RGB)으로 디지털 데이터 신호를 수신하며, 상기 버스 시스템은 데이터 및 32 비트의 어드레스 버스 폭을 가지는 PCI 버스 시스템으로 이루어진다. 비디오 화소 포멧의 디지털 데이터 신호는 16 비트의 폭을 가지는 신호 라인(13)을 통해 비디오 카메라(14)에 수용된 비디오 디코더 신호 회로(15)로부터 입력 회로(10)의 비디오 인터페이스 회로(12)로 인가된다. 비디오 디코더 신호 회로(15)를 포함한 비디오 카메라(14) 대신에, 비디오 디코더 등과 같은 비디오 인터페이스 회로(12)를 적합한 TV 튜너/디지타이져 회로에 접속하는 것도 가능하며, 상기 TV 튜너/디지타이져는 비디오 화소 포멧의 디지털 데이터 신호를 제공한다. 비디오 화소 포멧의 디지털 데이터 신호는 라인(16)을 통해 점선으로 개략적으로 표시된 처리 회로(17)내에 제공된 비디오 스케일링 회로(18)에 인가된다. 이러한 비디오 스케일링 회로에 있어서, 비디오 화소 포멧을 가지는 디지털 데이터 신호에는 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값이 제공되거나 또는 상기 디지털 데이터 신호가 상기 포멧 값을 사용하여 변화된다. 입력 회로(10)의 PCI 인터페이스 회로(11)에 의해 제공되고 그래픽(RGB) 포멧을 가지는 디지털 데이터 신호는 라인(19,20)을 통해 VGA 제어 회로(21) 및 특성 발생 회로(22)에 각각 인가되며, 상기 회로들(21,22)은 상기 처리 회로(17)에 유사하게 제공된다. 이러한 회로에 있어서, 그래픽(RGB) 포멧을 가지는 디지털 데이터 신호에 유사하게 할당된 데이터 포멧의 타입을 유사하게 식별하는 포멧 값이 제공되거나 또는 상기 디지털 데이터 신호가 포멧 값을 사용하여 변화된다.

결과적으로, 처리 회로(17)의 출력단에는 도 2에 따른 도면을 참조하여 상세히 설명되는 포멧 값을 가지는 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호가 제공된다. 각각 16 비트의 워드 길이를 가지는 직접적으로 연속된 그래픽(RGB) 화소(23,24)에 대한 데이터 포멧이 도시되었다. 각 디지털 데이터 신호(23,24)의 제 1 비트(25)에는 포멧 값 "1"이 제공되어 그래픽(RGB) 포멧을 식별한다. 제 2 비트(26) 내지 제 16 비트(27)인 나머지 비트들은 적색, 녹색 및 청색의 3 가지 컬러 성분에 대한 변화되지 않은 컬러 정보를 포함한다. 결과적으로 15 비트는 컬러 코딩을 위해 사용 가능하며, 이의 결과로서 RGB 컬러 성분 당 5비트의 해상도를 가지는 소위 5: 5: 5의 높은 컬러 포멧이 그래픽 표현을 위해 사용될 수 있다. 이것은 2¹⁵= 32768 가지의 컬러가 표현될 수 있다는 것을 의미한다. 비디오 화소(YUV) 포멧의 디지털 데이터 신호에 대해, 두 개의 인접한 화소는 두 개의 직접적으로 연속된 16 비트 워드로 코딩되며, 즉 각 데이터 신호(28,29)의 제 1 비트(25)는 할당된 데이터 포멧의 식별로서 포멧 값"0"이 기입된다. 두 개의 휘도 값(Yn+1, Yn)은 데이터 신호(28)의 제 1 워드내에 저장되고 두 개의 화소에 의해 공유된 두 개의 색차 값(Vn, Vn+1) 및 (Un, Un+1)은 제 2 워드 내에 저장된다. 이에 따라 휘도 값 및 색차 값의 양자화는 컬러 도메인(RGB 또는 YUV)을 구별하기 위한 제 1 비트(25)에 의해 7 비트의 해상도까지 감소된다.

이러한 방식으로 포멧 값(30)이 제공되거나 또는 포멧 값을 사용하여 변화된 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)는 라인(31)을 통해 좌표 회로(32)에 인가되며, 상기 회로는 프레임 버퍼(5)에 할당되며 도 1에서는 점선으로 개략적으로 표시되었으며, 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값에 의해 변화된 제 1 및 제 2 디지털 데이터 신호가 상기 프레임 버퍼 내에 일시적으로 저장된다. 상기 프레임 버퍼(5)는 1.5 메가 바이트의 메모리 크기를 가지며 화소당 16 비트로 구성된다. 프레임 버퍼(5)내에 물리적 화면 리프레시 메모리는 바람직하게 16 메모리 플레인의 양으로 바람직하게 구성되며, 화소 또는 화소 그룹으로 프레임 버퍼에 저장된 비디오 데이터의 표현에 대한 다른 형태를 구별하기 위한 포멧 값(30)에 하나의 메모리 플레인을 할당하는 것이 가능하다. 이러한 비트 플레인은 결과적으로 컬러 성분의 컬러 해상도를 감소시키므로써 형성되며, 이의 결과로서 예를 들어 16 비트의 깊이를 가지는 프레임 버퍼를 관리할 수 있다. 이러한 해법은 프레임 버퍼에 대한 요구가 1/3 정도 감소되는 것을 가능케 할뿐만 아니라 프레임 버퍼에 대한 밴드폭 요구가 1/3 정도 감소되는 것을 가능하게 한다. 종래의 그래픽 카드를 사용한 표현 화질에 대한 동일한 요구가 주어지면, RGB 컬러 도메인은 화소당 24 비트를 사용하여 표현되어야 하며, 이것은 프레임 버퍼의 메모리 공간 요구에 있어서 약 50% 정도 증가를 의미한다.

도 1에 따른 식별 및 할당 회로(34)는 좌표 회로(32)에 제공되어 메모리 인터페이스 회로(33)의 다음단에 접속되고, 할당된 데이터 포멧의 개별적인 타입을 식별하는 포멧 값(30)을 사용하여 프레임 버퍼(5)로부터 시간순으로 연속적으로 독출되고 시프트 레지스터 식별 및 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)를 식별하고, 포멧 값"1"을 가지는 데이터 신호가 관련된다면 상기 데이터 신호들을 시프트 레지스터로 이루어진 동기 회로(35)에 인가하며, 포멧 값 "0"을 가지는 데이터 신호가 관련된다면 컬러 도메인 변환 회로(37)로 인가한다. 상기 그래픽(TGB) 포멧의 디지털 데이터 신호는 시프트 레지스터(35)를 통해 아날로그 비디오 신호(3)를 생성하기 위한 디지털/아날로그 변환기(9)로 직접 전송된다. 비디오 화소(YUV) 포멧의 디지털 데이터 신호의 경우, 이러한 신호는 컬러 도메인 변환 회로(37)에 의해 변환되고 순차적으로 출력 회로(36), 즉 디지털/아날로그 변환기(9)로 인가된다. 이러한 경우에 변환은 예를 들어 다음과 같은 방정식;

G = Y - 0.698·V - 0.336·U

R = V + Y

B = U + Y 에 따라 발생한다.

설명된 실시예에서와 같이, 입력 회로(10)는 두 개의 물리적으로 분리된 입력단을 가지며, 상기 입력단으로 디지털의 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 데이터 신호가 인가되며, 이의 결과로서 상이한 데이터 포멧을 가지는 데이터 신호(23,24,28,29)는 명확하게 하드웨어적으로 분리된다. 게다가, 간략화를 위해 도 1에서 상세히 도지 되지 않은 컴포넌트들에 입력 회로(10)의 단일 입력단에 제공되어야 하는 상이한 데이터 포멧을 가지는 두 개의 데이터 신호(23,24,28,29)가 제공될 수 있다. 이러한 경우, 인가된 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)의 데이터 포멧을 구별하는 것은 입력 회로(10) 또는 처리 회로(17) 등에 할당되어 그래픽 카드(1) 상에 집적된 디자인과 유사한 제어 회로에 의해 소프트웨어적으로 실현될 수 있다. 게다가, 도 1에 따른 회로에 있어서, (도 1에 자세히 도시되지 않은) 라인을 통해 비디오 스케일링 회로(18)에 인가되는 RGB 데이터 포멧의 디지털 데이터 신호뿐만 아니라 YUV 포멧의 디지털 데이터 신호를 특별하게 PCI 인터페이스 회로(11)에 인가하기 위한 준비가 존재하며, 상기 스케일링 회로(18)에서는 상기 데이터 신호에는 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값이 제공되거나 상기 데이터 신호가 상기 포멧 값을 사용하여 변화된다. 처리 회로(17) 및/또는 입력 회로(10)에 할당된 제어 회로는 이러한 경우에도 요구되며, 상기 제어 회로는 상이한 데이터 포멧을 가지는 인가된 디지털 데이터 신호에 대한 소프트웨어적 차이를 식별하고 처리 회로(17)에서 포멧 값(30)의 해당 할당을 제어한다. 처리 회로(17)로서 설계된 회로가 입력 측상에서 상이한 데이터 포멧을 가지는 인가된 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)를 식별하여 해당 포멧 값을 할당하며, 이의 결과로서 출력측 상에서 할당된 데이터 포멧의 할당된 타입을 식별하는 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값을 사용하여 변화되는 데이터 신호가 라인(31)상에 제공된다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 도시되고 기술되고, 다양한 형태의 변화 및 변형이 첨부된 청구범위에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어진다는 것이 당업자에게 이해된다.

Claims

미리 정해진 제 1 데이터 포멧을 가지는 제 1 디지털 데이터 신호(23,24) 및 상기 제 1 데이터 포멧과는 다른 미리 정해진 제 2 데이터 포멧을 가지는 제 2 디지털 데이터 신호(28,29)를 처리하고, 비디오 신호 처리 수단에 결합되어 상기 제 1 및/또는 제 2 디지털 데이터 신호로부터 파생된 비디오 신호(3)를 상기 출력 비디오 신호(3)에 따라 생성된 이미지를 형성하는 화면 디스플레이 장치로 출력하기 위한 비디오 신호 처리 수단에 있어서,

- 두 개의 상이한 미리 결정된 데이터 포멧을 가지는 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호가 인가되는 입력 회로(10);

- 상기 입력 회로에 할당되며, 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호에 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 데이터 신호가 상기 포멧 값을 사용하여 변화되는 처리 회로(17);

- 상기 처리 회로(17)에 결합되며, 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값에 의해 변화되는 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호가 일시적으로 저장되는 프레임 버퍼(5);

- 프레임 버퍼(5)에 할당되며, 상이한 데이터 포멧을 가지고 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값을 사용하여 변화되어 일시적으로 저장되는 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호가 상기 프레임 버퍼(5)로부터 시간순으로 연속하여 독출되어 입력되며, 상기 디지털 신호(23,24,28,29)의 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 상기 포멧 값(30)의 기능에 따라 상기 제 1 (23,24) 및/또는 제 2 (28,29) 디지털 신호의 적어도 하나의 데이터 포멧을 화면 포멧으로 변환시키는 좌표 회로(32);

- 상기 좌표 회로(32)의 다음단에 접속되며, 상기 파생 비디오 신호(3)를 상기 화면 포멧에 기초하여 생성하고 상기 화면 디스플레이 장치로 출력하는 출력 회로(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 좌표 회로(32)는 상기 프레임 버퍼(5)에 할당된 식별 및 할당 회로(34)를 포함하며, 상기 회로(34)내에서는 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값을 사용하여 변화되는 상기 제 1 디지털 데이터 신호(23,24)가 상기 포멧 값(30)을 사용하여 식별되어 상기 데이터 신호(23,24)는 상기 제 1 디지털 데이터 신호(23,24)가 상기 화면 포멧으로 변환되는 변환 회로(37)로 입력되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 프레임 버퍼(5)에 할당된 상기 식별 및 할당 회로(34)는 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값(30)을 사용하여 변화되는 상기 제 2 디지털 데이터 신호(28,29)를 상기 포멧 값(30)을 사용하여 식별하고 상기 제 2 디지털 데이터 신호(28,29)가 출력 클록 신호와 동기화되는 동기 회로(35)로 입력하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 데이터 시호(23,24,28,29)는 미리 결정된 고정 워드 길이를 가지는 연속된 비트 신호로 이루어지며, 상기 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값(30)은 상기 디지털 데이터 신호(23,24,28,29) 각 워드내의 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 개별적인 비트 신호를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 시간순으로 연속된 상기 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)는 상이한 컬러 코딩을 가지지만 동일한 워드 길이의 데이터 비트를 가지는 두 개의 상이한 데이터 포멧으로 존재하며, 포멧 타입 또는 컬러 코딩 타입을 식별하는 상기 포멧 값은 하나 또는 두 개의 이진 상태 값의 포멧 비트 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 각각의 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)는 출력되어지는 비디오 화소당 16 비트의 워드 길이를 가지며, 상기 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)중 적어도 한 비트는 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 상기 포멧 값(30)으로 대체되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호의 한 데이터 포멧은 RGB 그래픽 포멧으로 이루어지며, 시간순으로 연속된 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)의 다른 데이터 포멧은 비디오 포멧으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 입력 회로(10)는 비디오 포멧의 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)가 인가되는 비디오 인터페이스 회로(12) 및 RGB 그래픽 포멧의 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)가 인가되는 버스 인터페이스 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 회로는 디지털/아날로그 변환기(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화면 출력 장치는 1024·768의 화소 해상도를 갖는 통상적으로 유용한 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비디오 신호 처리 장치는 통상적으로 유동한 퍼스널 컴퓨터(8)에서 사용하기 위한 그래픽 카드(1)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
미리 정해진 제 1 데이터 포멧을 가지는 제 1 디지털 데이터 신호(23,24) 및 상기 제 1 데이터 포멧과는 다른 미리 정해진 제 2 데이터 포멧을 가지는 제 2 디지털 데이터 신호(28,29)를 처리하고, 상기 제 1 및/또는 제 2 디지털 데이터 신호로부터 파생된 비디오 신호(3)를 상기 출력 비디오 신호(3)에 따라 생성된 이미지를 형성하는 화면 디스플레이 장치로 출력하기 위한 방법에 있어서,

- 상이한 데이터 포멧을 가지는 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호를 입력 회로(10)에 인가하는 단계,

- 상기 입력 회로에 할당된 처리 회로(17)에서 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 포멧 값(30)을 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호에 제공하거나 상기 디지털 데이터 신호를 상기 포멧 값을 사용하여 변화시키는 단계,

- 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값(30)에 의해 변화되는 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호를 상기 처리 회로(17)에 결합된 프레임 버퍼(5)에 일시적으로 저장하는 단계,

- 상이한 데이터 포멧을 가지고 상기 포멧 값(30)이 제공되거나 상기 포멧 값을 사용하여 변화되어 일시적으로 저장되는 상기 제 1 (23,24) 및 제 2 (28,29) 디지털 데이터 신호를 시간순으로 연속하여 독출하여 상기 프레임 버퍼(5)에 할당된 좌표 회로(32)로 입력하며, 상기 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)의 할당된 데이터 포멧의 타입을 식별하는 상기 포멧 값(30)의 기능에 따라 상기 독출된 디지털 데이터 신호(23,24,28,29)의 데이터 포멧을 화면 포멧으로 변환시키는 단계, 및

- 파생 비디오 신호(3)를 상기 화면 포멧에 기초하여 생성하여, 좌표 회로(32)의 다음단에 접속된 출력 회로(9)를 통해 상기 화면 디스플레이 장치로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.