KR20010090261A - 포맷 변환 장치 - Google Patents

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Abstract

포맷 변환 장치 및 이를 적용한 디지털 티브이 수신 장치에 관한 것으로서, 특히 기존의 해상도, 프레임 레이트, 주사 방식, 화면비 변환에 색 좌표, 색차 포맷, 감마 보정등을 하나의 칩으로 된 포맷 변환 장치에서 모두 수행함으로써, 디지털 TV에서 디지털 TV 신호뿐만 아니라 아날로그 TV, 컴퓨터 비디오 신호등 보다 광범위한 비디오 신호를 같은 블록에서 처리할 수 있게 하고, 이로 인해 다른 비디오 규격으로 변환되고 이들은 디스플레이 장치뿐만 아니라 보다 일반적인 비디오 신호 처리 장치로 입력될 수 있다.

Description

포맷 변환 장치{Apparatus for conversing format}
본 발명은 디지털 티브이(TV)에 관한 것으로서, 특히 다양한 비디오 포맷 및 색좌표, 색차 포맷등을 변환하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 비디오의 규격은 상당히 다양하다. 예를 들면, 디지털 TV,NTSC/PAL/SECAM, S-비디오, VGA/SVGA/XGA등등 적용되는 시스템에 따라서 많은 규격이 존재한다.
이를 분류하여 보면, 다음과 같은 것들을 기준으로 하여서 나뉘어질 수 있다.
1. 공간 해상도(resolution) : 720×480, 1280×720, 1920×1080등
2. 프레임 레이트(frame rate) : 24, 30, 59.94, 60, 80Hz등
3. 주사 방식(scan) : 비월주사/순차주사
4. 화면비(aspect ratio) : 4:3, 16:9, 14:9등
5. 색 좌표(color space) 및 감마 보정 : RGB, YCbCr, YUV, YIQ등
6. 색차 포맷(chroma format) : 4:2:0, 4:1:1, 4:2:2, 4:4:4등
특히, 상기 디지털 TV는 기존의 아날로그 TV와는 달리 멀티 포맷을 지원한다. 여기서, 포맷이란 일반적으로 상기된 공간 해상도, 프레임 레이트, 스캔 방식 및 화면비의 네가지를 말한다.
즉, 디지털 TV의 경우 HD(High Definition)급 영상과 SD(Standard Definition)급 영상, 컴퓨터 비디오 신호, 아날로그 TV 신호 등 다양한 크기를 갖는 영상이 입력될 수 있으며 이에 따라 여러 종류의 영상을 입력받아 처리할 수 있어야 한다. 또한, 디지털 TV의 경우 비월 주사 방식을 사용하는 기존의 브라운관 TV나 프로젝션(Projection) TV뿐만이 아니라 순차 주사 방식을 사용하는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 컴퓨터등 다양한 형태의 디스플레이 장치가 사용될 예정이며 이에 따라 다양한 출력 포맷을 요구한다.
따라서, 각각의 입력 포맷을 원하는 출력 포맷으로 변환시키는 포맷 변환 장치가 필요하다.
종래에는 통상 상기된 공간 해상도, 프레임 레이트, 스캔 방식에 대해서 포맷 변환으로 규정하고 있다. 여기에 화면비를 추가한 방법이 제안되어 있다.
그러므로, 디지털 TV의 포맷 변환 장치는 다양한 포맷의 신호가 입력되면 원하는 출력 포맷으로 변환하는데, 일 예로 공간 해상도, 프레임 레이트, 스캔 방식 및 화면비를 원하는 출력 포맷에 맞게 변환시킨다.
도 1은 디지털 TV에서 아날로그 TV 신호 및 컴퓨터 영상 신호를 처리하는 일반적인 포맷 변환 장치의 구성 블록도의 일 예로서, 다양한 포맷이 디지털 TV로 입력되면 포맷 변환부(105)에서 디스플레이 장치에 맞는 비디오 포맷(예, 1920*1080, 60Hz, YCbCr)으로 변환시켜 출력한다.
즉, 상기 포맷 변환부(105)는 디지털 방송 신호가 입력되면 디지털 비트스트림 내에 포함되어 있는 네가지의 포맷 신호를 해석하고 이를 이용하여서 적합한 포맷 변환을 수행한다.
이때, 아날로그 TV 신호 및 컴퓨터 영상 신호들은 이런 포맷 정보들이 없기 때문에 보통 CCIR 권고 601 포맷(즉, 콤포넌트 디지털 인터페이스 규격)으로 변환되어서 입력되어야 포맷 변환부(105)가 포맷 변환을 수행할 수가 있다.
즉, NTSC 복합 영상 신호가 입력되면 NTSC 디코더(101)에서 수평/수직 동기 신호 분리 및 휘도(Y)와 색신호(C)를 분리한다. 그리고, 필요한 경우 색 변환부(102)에서 색 좌표 변환(예, YIQ -> YCbCr) 및 색차 포맷 변환(예, 4:2:0 ->4:2:2)이 이루어진 후 포맷 변환부(105)로 입력된다.
또한, 컴퓨터 영상 신호인 VGA,SVGA등은 RGB 입력부(103)를 통해 RGB 형태로 입력되고, 필요한 경우 색 변환부(104)에서 색 좌표 변환(예, RGB -> YCbCr) 및 색차 포맷 변환(예, 4:4:4 -> 4:2:2)이 이루어진 후 포맷 변환부(105)로 입력된다.
상기와 같이 종래에는 외부 비디오 신호를 처리하기 위해서는 도 1과 같이 외부에서 독립적으로 각각의 색 좌표 및 색차 포맷 변환을 해야한다.
그러나, 이런 방식은 외부의 비디오 입력 신호가 추가될 때마다 포맷 변환부 외부에서 해당되는 변환을 위해 하드웨어를 추가해야 하는 문제가 생긴다. 앞으로는 점점 많은 미디어들이 디지털 TV에 통합되는 추세들을 고려하여 볼 때 더 다양한 많은 비디오 신호들이 디지털 TV에 입력되리라고 예측되고 이로 인해 외부의 변환부가 점점 더 증가하여 하드웨어의 크기가 커지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 색 좌표 및 감마 보정, 색차 포맷 변환을 포맷 변환부 내부에서 처리하는 포맷 변환 장치를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 포맷 변환 장치의 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 포맷 변환 장치의 개념도
도 3은 본 발명에 따른 포맷 변환 장치의 상세 블록도
도 4는 도 3의 영상 신호 포맷 검출부의 동작 흐름도
도 5는 색 좌표간의 변환 예를 보인 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200 : 포맷 변환 장치 201 : 비디오 신호 입력부
202 : 비디오 신호 포맷 검출부 203 : 비디오 디코딩부
204 : 포맷 변환부 205 : 비디오 인코딩부
206 : 비디오 신호 출력부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포맷 변환 장치 및 이를 적용한 디지털 티브이 수신 장치는, 입력되는 영상 신호의 공간 해상도, 프레임 레이트, 스캔 방식, 화면비, 색 좌표, 색차 포맷을 원하는 출력 포맷으로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 출력 영상에 감마 보정이 필요하면 감마 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기된 공간 해상도, 프레임 레이트, 스캔 방식, 화면비 변환뿐만 아니라 색 좌표, 감마 보정 및 색차 포맷 변환등도 포맷 변환부 내부에서 처리하는데 있다. 이는 기존의 포맷 변환을 더욱 더 넓게 확장하는 의미로 해석될 수 있다. 이를 통하여 디지털 TV가 처리할 수 있는 비디오 신호를 더욱 더 다양하게 하며 해상도의 포맷 변환의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 포맷 변환 장치의 개념도로서, 다양한 형태의 입력 신호에 대해서 별도의 부가 회로없이 원칩으로 된 비디오 신호 포맷 변환 장치(200)에서 원하는 포맷의 출력 신호로 변환한다.
도 3은 도 2의 상세 블록도의 일 예로서, 영상 신호를 입력받는 비디오 신호 입력부(201), 입력된 신호가 압축되어 있는 경우 이를 디코딩하는 비디오 디코딩부(203), 상기 비디오 신호 입력부(201), 비디오 디코딩부(203)를 통해 입력되는 비디오 신호 또는 사용자가 지정하는 포맷 정보로부터 입력 영상 신호의 포맷을 검출하는 비디오 신호 포맷 검출부(202), 상기 비디오 신호 포맷 검출부(202)에서 출력되는 입력 영상 포맷을 원하는 출력 영상 포맷으로 변환하는 포맷 변환부(204), 원하는 출력 영상이 압축된 형태인 경우 상기 포맷 변환된 영상 신호를 압축하는 비디오 인코딩부(205), 상기 각 부의 처리 결과를 저장하는 메모리(207), 및 원하는 규격의 출력 영상을 상기 메모리(207)로부터 읽어 와 출력하는 비디오 신호 출력부(206)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에서 입력은 다양한 규격의 비디오 신호들이며, 예를 들면 압축된 디지털 비트 스트림(예, 디지털 방송 신호), 아날로그 TV신호(예, NTSC/PAL/SECAM), 컴퓨터 영상 신호(예, VGA/SVGA/XGA), 디코딩된 디지털 비트 스트림(예, DVD, 셋톱 박스)등이다. 또한, 출력도 포맷 변환된 다양한 규격의 비디오 신호들이며, 예를 들면 모니터 비디오 신호, 디코딩된 디지털 비트 스트림, 아날로그 TV, 컴퓨터 비디오 신호등이다. 즉, 입력되는 영상 신호는 하나 또는 다수이며, 포맷 변환되어서 출력하는 영상 신호도 하나 또는 다수가 될 수 있다.
이를 위해 비디오 신호 입력부(201)는 상기된 다양한 규격의 영상 신호들중 어느 하나가 입력되면 인터페이스를 통해 메모리(207)에 저장하며, 포맷 검출을 위해 비디오 신호 포맷 검출부(202)로 출력한다.
또한, 비디오 디코딩부(203)는 입력 영상 신호가 압축되어 있는 경우에 메모리(207)를 통해 읽어 와 디코딩한 후 다시 메모리(207)에 저장함과 동시에 포맷 검출을 위해 상기 비디오 신호 포맷 검출부(202)로 출력한다. 즉, 상기 비디오 디코딩부(203)는 입력된 신호가 압축된 디지털 비트스트림인 경우에 이를 디코딩한다. 예를 들면, MPEG2 MP@HL 디코더이다.
상기 비디오 신호 포맷 검출부(202)는 상기 비디오 신호 입력부(201) 또는, 비디오 디코딩부(203)에서 출력되는 영상 신호 또는 사용자가 지정한 입력 영상 포맷으로부터 입력 영상 신호의 포맷을 검출하여 포맷 변환부(204)로 출력한다.
도 4는 상기 비디오 신호 포맷 검출부(202)의 동작 흐름도로서, 입력되는 영상 신호의 포맷 정보가 전송되는 경우에는 이들을 취하고, 전송되지 않는 경우에는 동기 신호를 이용하여 검출하거나 외부에서 알려주는 포맷 정보를 이용하여 검출한다.
즉, 영상 신호가 입력되면(단계 401), 디지털 신호(예, 압축된 디지털 비트 스트림)인지 외부 입력(예, 컴퓨터 영상 신호)인지를 판별한다(단계 402).
만일, 디지털 신호로 판별되면 즉, 디지털 방송이면 먼저 영상 신호 유무를 검출하여(단계 403), 신호가 없다고 판별되면(단계 404), 배경색 또는 기 설정된 패턴을 출력하고(단계 405), 신호가 있다고 판별되면 입력된 영상 신호로부터 영상 포맷 정보를 추출한다(단계 406). 일 예로, 영상 신호의 유무 및 영상 포맷 정보는 비디오 디코딩부(203)에서 디코딩된 영상 신호로부터 알 수 있다.
한편, 외부 입력으로 판별되면 포맷 정보가 전송되지 않으므로 입력 동기 신호로부터 영상 신호 유무를 검출하여(단계 408), 신호가 없다고 판별되면(단계 409), 배경색 또는 기 설정된 패턴을 출력하고(단계 405), 신호가 있다고 판별되면 입력된 동기 신호 또는, 사용자가 지정하는 입력 포맷에 의해 입력 영상의 포맷 정보를 추출한다(단계 410). 즉, 외부 입력인 경우에는 포맷 정보들이 없기 때문에 동기 신호를 이용하거나 사용자의 지정에 의해 입력 영상의 포맷을 추출한다.
상기와 같이 입력 영상의 포맷이 검출되면 이를 포맷 변환부(204)에 알린다.
상기 포맷 변환부(204)는 비디오 신호 포맷 검출부(202)에서 받은 입력 영상의 포맷을 사용자가 원하는 출력 영상 포맷에 맞추기 위해 일곱가지의 포맷 변환을 수행한 후 메모리(207)에 저장한다(단계 407). 즉, 해상도, 프레임 레이트, 주사 방식, 화면비, 색 좌표, 색차 포맷, 감마 보정등을 수행한다. 여기서, 감마 보정을 수행하게 되면 휘도(Y) 값이 달라지므로 감마 보정도 하나의 포맷 변환으로 볼 수 있다. 상기 감마 보정은 출력 장치가 TV인 경우에는 필요하나 PC인 경우에는 필요없다.
도 5는 상기 색좌표 간의 변환 예를 보인 것으로서, 일 예로 입력 영상의 색좌표가 Y(Cb-128)(Cr-128)이고, 원하는 출력 영상의 색좌표가 RGB인 경우 다음의 수학식 1과 같이 변환할 수 있다.
그리고, 사용자가 원하는 출력 영상 포맷이 압축된 비트스트림인 경우에 비디오 인코딩부(205)는 메모리(207)로부터 포맷 변환된 영상 신호를 읽어 와 압축한 후 메모리(207)에 다시 저장한다.
이때, 비디오 신호 출력부(206)는 인터페이스를 통해 출력 영상의 규격에 맞게 변환된 영상 신호를 메모리(207)로부터 읽어 와 출력한다.
일 예로, 입력 신호가 컴퓨터 비디오 신호라고 가정할 경우 색 좌표는 RGB 형태이고, 색차 포맷은 4:4:4 형태이다. 이를 디지털 TV에서 디스플레이하려면 포맷 변환부(204)는 해상도, 프레임 레이트, 주사 방식, 화면비뿐만 아니라 색 좌표는 YCbCr 형태로, 색차 포맷은 4:2:0의 형태로 변환하여 출력한다. 필요한 경우 감마 보정도 수행한다.
이와 같이 본 발명은 각종 비디오 규격간의 변환을 지원한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 포맷 변환 장치에 의하면, 기존의 해상도, 프레임 레이트, 주사 방식, 화면비 변환에 색 좌표, 색차 포맷, 감마 보정등을 추가함으로써, 디지털 TV에서 디지털 TV 신호뿐만 아니라 아날로그 TV, 컴퓨터 비디오 신호등 보다 광범위한 비디오 신호를 같은 블록에서 처리할 수 있게 한다. 또한, 이 결과는 다른 비디오 규격으로 변환되고 이들은 디스플레이 장치뿐만 아니라 보다 일반적인 비디오 신호 처리 장치로 입력될 수 있다.
즉, 본 발명은 디지털 TV에 적용하여서 디지털 비트스트림의 디코딩외에도 아날로그 TV 신호, 컴퓨터 비디오 출력 신호, 디지털 비디오 신호(디지탈/아날로그 형태)등 다양한 비디오를 지원하여 디스플레이 장치를 통하여서 볼 수 있을뿐만 아니라 다양한 규격을 만족하는 비디오 신호로 출력하는 효과를 볼 수 있으며, 또한 하나의 칩 내에서 모든 포맷 변환이 수행되므로 새로운 외부 입력 신호가 추가에 따른 하드웨어의 추가는 거의 없다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (5)

  1. 입력되는 영상 신호의 포맷 정보가 전송되는 경우에는 이들을 취하고, 전송되지 않는 경우에는 입력 영상의 동기 신호를 이용하여 검출하거나 외부에서 알려주는 포맷 정보를 추출하여 입력 영상의 포맷을 검출하는 입력 영상 포맷 검출부; 그리고
    상기 입력 영상 포맷 검출부에서 검출된 포맷 정보에 따라 입력되는 영상 신호의 공간 해상도, 프레임 레이트, 스캔 방식, 화면비, 색좌표, 색차 포맷을 원하는 출력 포맷으로 변환하는 포맷 변환부가 단일 칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 포맷 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 변환부는
    출력 영상에 감마 보정이 필요하면 감마 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 포맷 변환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 변환부는
    입력되는 영상 신호가 압축된 형태인 경우 이를 디코딩하는 비디오 디코더가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 포맷 변환 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 변환부는
    원하는 출력 영상 신호가 압축된 형태인 경우 포맷 변환된 영상 신호를 압축하는 비디오 인코더가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 포맷 변환 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    입력되는 영상 신호는 적어도 하나 이상이며, 포맷 변환되어 출력되는 영상 신호도 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포맷 변환 장치.
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