KR950012331B1 - 디지틀영상신호 기록방법 - Google Patents

디지틀영상신호 기록방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 영상신호 기록방법
제1도는 본 발명의 디지틀영상신호 기록방법을 사용하는 디지틀 VTR의 블록도.
제2도는 본발명에 의한 블록의 분할에 대한 설명도.
제3도는 본 발명에 의한 트랙포맷의 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. : 입력포트 2 : 8×8 볼록배열유닛
3 : 세그먼트분할유닛 4 : DCT 압축유닛
5 : ECC기록포맷팅유닛 6 : 자기헤드
7 : 자기기록테이프 8 : TV방식검출유닛
9 : TV 시스템 선택스위치
본 발명은 디지틀영상신호의 기록방법에 관한 것이다.
지금, 영상신호로서, 현행방식인 NTSC(60Hz), PAL(50Hz) 및 SECAM(50Hz) 방식뿐만 아니라 보다 진보한 주파수대역 압축형의 MUSE방식(60Hz)을 포함하는 고선명 텔레비젼(HDTV)방식(50/60Hz) 및 HD-MAC방식(50Hz)등이 사용되고 있다. 특히 디지틀형태의 영상신호가 더욱 바람직스러우며, 이러한 디지틀영상신호의 기록을 위해서, 디지틀 VTR(비데오 테이프 테코더)이 개발되었다. 예를들면, 방송에 사용되는 공지의 디지틀 VTR은 하나의 공통포맷으로 2개의 상이한 TV신호를 기록하기 위해 D-1방식을 사용한다.(SEPTE 224M : "Proposed American National Standard for component digital video recording 19-mm type D-1 cassete-tape record"참조)
D-1방식은 2개의 상이한 TV방식의 영상신호를 기록하기 위해서 설계되어 있다. NTSC방식과 같은 방식은 약 30프레임 초의 비율로 주사되어 1프레임마다 525라인을 형성하고 (이후 525-라인방식으로 칭함), PAL 또는 SECAM방식과 같은 방식은 약 25프레임/;초의 비율로 주사되어 1프레임마다 625라인을 형성한다. (이후 625-라인 방식으로 칭함). 1개의 프레임은 2개의 파일드로 구성되고, D-1방식에서는, 데이터는 각 피일드에 기록된다. 따라서, 매초마다 필일드수는 525-라인방식에서는 약 60개이고, 625-라인방식에서는 약 50개이다. 또한 영상신호의 휘도성분에 대한 피일드마다의 전체 유효화소는, 525-라인방식에서는 720열×250행으로 표현되고, 625-라인방식에서는 720열×300행으로 표현된다. 이상에서 알수 있는 바와같이 525-라인방식 및 625-라인방식은 모두 매초마다 유효화소수가 대략 같다(피일드×수평화소×수직화소). D-1방식에서는, 1피일드마다 유효화소는, 각 세그먼트가 동일의 화소수를 가질 수 있도록 525-라인방식의 10×300세그먼트 및 625-라인방식의 12×300세그먼트로 분류된다. 그리고 300개의 세그먼트가 기록테이프의 각 트랙에 기록된다.
상기 D-1방식의 2가지 주요 결점을 이하 설명한다.
(1) 525 라인방식의 유효화소가 250라인으로 정렬되어도, 영상신호의 실제 영상데이터는 242라인을 점유한다. 또한, 300라인 이외에, 625라인방식의 288라인은 영상신호의 실제 영상데이터로 채워진다. D-1방식은 1트랙마다 세그먼트의 수를 300개로 설정할 목적으로 수직방향으로 잉여의 유효화소를 형성한다. 그 결과, 요구되는 데이터보다 많은 데이터를 기록해야 하므로 기록테이프의 소비가 증가한다. 카세트테이프에 중복의 데이터가 기록되면, 상당한 크기의 카세트테이프가 필요하게 된다. 그러나 보다 작은 크기의 카세트 테이프는 D-1방식을 사용하는 방송방식의 VTR보다 가정용 TVR의 사용에 바람직하다.
(2) D-1방식은, 현존하는 TV방식의 2가지 다른 영상신호를 기록하기 위한 앞에서의 포맷을 형성하지만, 곧 방송될 HDTV방식에서는 사용할 수 없다.
본 발명의 목적은 공통의 포맷을 사용하여 현존하는 어느 TV방식의 영산신호는 물론 HDTV방식의 영상 신호도 기록될 수 있는 개선된 디지틀영상신호 기록방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 기록방법에 의해 유효화소에 대응하는 데이터만을 기록함으로써 기록테이프를 적게 소비할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 2개이상의 상이한 TV방식의 디지틀영상신호를 기록매체의 기록트랙상에 공통포맷으로 기록하는 디지틀영상신호 기록방법에 있어서, 입력디지틀영상신호의 1프레임의 데이터를 기록하기 위한 상기 디지틀영상신호기록방법은 상기 1프레임의 상기 데이터에 반응하는 유효화소를 27배수의 세그먼트로 분할하는 분할단계와, 상기 세그먼트의 압축부호화 디지틀영상데이터를 얻기 위해, 각각의 상기 세그먼트마다 소정의 비율로 디지틀영상신호성분을 압축하는 압축단계와, 상기 세그먼트의 압축 부호와디지틀영상데이터를 기록트랙마다 27개의 세그먼트의 포맷으로 기록매체의 기록트랙에 기록하는 기록단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
525-라인방식의 디지틀영상신호를 기록하기 위해, 디지틀영상신호의 1프레임데이터의 휘도신호성분은 수평 720화소×수직 480화소를 가지는 유효화소의 배열로 할당되고, 1프레임데이터는 27×10개의 세그먼트 분할 되어 기록매체의 10개의 트랙에 기록된다.
625-라인방식의 디지틀영상신호를 기록하기 위해, 디지틀영상신호의 1프레임데이터의 휘도신호성분은 수평 720화소×수직 576화소를 가지는 유효화소의 배열로 할당되고, 1프레임데이터는 27×12개의 세그먼트로 분할되어 기록매체의 12개의 트랙에 기록된다.
MUSE방식(일본 대역폭-압축형 HDTV방식)의 디지틀영상신호를 기록하기 위해, 디지틀영상신호의 1프레임데이터의 휘도신호성분은 수평 384화소×수직 1056화소를 가지는 유효화소의 배열로 할당되고 1프레임 데이터는 27×20개의 세그먼트로 분할되어 기록매체의 20개의 트랙에 기록된다.
HD-MAC방식(유럽 대역-압축형 HDTV방식)의 디지틀 영상신호를 기록하기 위해, 디지틀 영상신호의 1프레임데이터의 휘도 신호성분은 수평 720화소×수직 576화소를 가지는 유효화소의 배열로 할당되고, 1프레임데이터는 27×24개의 세그먼트로 분할 되어 기록매체의 24개의 트랙에 기록된다.
HV방식(일본국의 HDTV방식)의 디지틀 영상신호를 기록하기 위해, 디지틀영상신호의 1프레임데이터의 휘도 신호성분은 수평 1152화소×수직 1080화소를 가지는 유효화소의 배열로 할당되고 1프레임데이터는 27×20개의 세그먼트로 분할되어 기록매체의 20개의 트랙에 기록된다.
공지의 유럽 HDTV방식의 디지틀영상신호를 기록하기 위해, 디지틀영상신호의 1프레임데이터의 휘도 신호성분은 수평 1252화소×수직 1152화소를 가지는 유효화소의 배열로 할당되고, 1프레임데이터는 27×24개의 세그먼트로 분할되어 기록매체의 24개의 트랙에 기록된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부도면을 참조하면서 설명한다. 제1도는 본발명의 디지틀영상 신호 기록방법을 사용하는 디지틀 VTR에 대한 블록도이다. 제1도에서 (1)은 입력포트, (2)는 8×8블록배열유닛, (3)은 세그먼트 분할유닛, (4)는 DCT(이산코사인 변환)압축유닛, (5)는 ECC(오류정정부호)기록포맷팅 유닛, (6)은 자기헤드, (7) 은 자기기록 테이프, (8)은 TV방식검출유닛, (9)는 TV방식 선택스위치이다.
이하 제1도에 도시한 구성의 동작에 대해 설명한다. 입력포트(1)를 통하여 공급되는 디지틀영상신호는 복수의 8×8블록으로 분할되고, 8×8블고의 각각은 64개의 화소의 매트릭스(8개의 수평화소 ×8개의 수직화소)로 구성된다.
제2도는 프레임마다 유효라인수는 480개이고 라인마다 유효화소수가 720개인 525-라인방식의 8×8블록의 배열을 도시한다. 특히, 제2도는 525-라인방식에 있어 단일 화상의 휘도신호성분을 나타낸다. 도면으로부터 명백한 바와 같이, 화상은 복수의 8×8블록, 90개의 수평블록개의 수직블으로 분할된다. 따라서, 화상에 대한 휘도신호는 90×60=5400블록으로 할당된다. 8×8블록으로 할당된 입력신호는, TV방식 검출유닛(8)으로부터 공급되고 또한 입력신호와 관련된 TV방식의 형태를 나타내는 지시신호를 트리거되는 제1도의 세그먼트 분할유닛(3)에 의해, 세그먼트로 분할된다. TV방식 출 유닛(8)는 스위치(9)에 의해 수동으로 제어되어 이용하고자 하는 소정의 TV 방식을 선택할 수 있다. 또 동작중인 현재의 TV방식은, 디지틀영상입력 신호에 있어 프레임마다의 라인수를 검출하거나 다른 적절 방식에 의해 자동으로 식별될 수 있다.
일반적으로, 1프레임의 데이터를 유지할 수 있는 RAM에 입력신호의 데이터를 일시적으로 기록하고 출력어드레스의 제어에 의해 8×8블곡의 형태로 1세그먼트이 데이터부분을 검색함으로써, 입력신호를 세그먼트로 분할할 수 있다. 제2도에 도시한 525-라인방식에서는, 1세그먼트는, 20개의 8× 블록으로 구성된 휘도신호 성분과 10개의 8×8블록으로 구성된 색차신호성분으로 이루어진다. 따라서, 1세그먼트에 대해 모두 30개의 8×8블록으로 구성된 영산시호가 RAM으로부터 판독된다.
각 세그네트는 DCT기법에 의해 DCT압축유닛(4)으로 압축된다. DCT기법이란 화상데이터의 압축을 용이하게 하기 위해 8×8블록의 데이터가 주파수성분으로 변화되는 직교변환의 한형태이다. 본 발명은 입력신호를 각 세그먼트내에서 주어진 크기의 데이터로 압축시키기 위해 DCT기법을 사용한다. 주어진 크기로 압축된 데이터는 ECC기록 포맷팅유닛(5)에서 오류정정부호화 및 기록포맷팅에 의해 처리된 후, 자기헤드(6)에 의해 자기테이프(7)에 기록된다. 제3도는 27개의 세그먼트의 압축된 영상신호를 포함한 자기테이프(7)상의 각 트랙마다 기록포맷을 도시한다. 음성신호 및 ECC데이터의 다른 세그먼트가 있는 경우 영상신호 세그먼트에 부가될 수 있는 것이다. 제1도에 도시된 8×8블록의 할당, 세그먼트로의 분할, DCT압축에 대한 스텝의 순서는 필요에 따라 변경될 수도 있다. 또한, 8×8블록 할당 및 세그먼트로의 분할은 단일의 RAM을 사용해서 일시에 시행될 수 있다.
이하, 상이한 TV방식에 있어서의 세그먼트의 분할에 대해서 설명한다. 상기한 구성 사용해서, 현존하는 TV방식 및 몇몇 HDTV방식을 포함한 이산 TV 방식의 6개의 상이한 영상신호를 기록할 수 있다. 1프레임데이터의 입력영상신호는 27배수의 세그먼트로 분할 되고, 1트랙마다 27개의 세그먼트의 포맷으로 기록된다. 표1은 6개의 상이한 TV 방식, 즉 현존하는 525-라인방식 및 625-라인방식, 대역압축 HDTV형태인 MUSE방식 및 HD-MAC방식, 1125-라인방식(1프레임마다 1125개의 주사선을 가지는 일본국의 HDTV 방식) 및 1250-라인방시(1프레임마다 1250개의 주사선을 가지는 유럽의 HDTV방식)에 있어서 세그머트로의 분할을 나타낸다.
표 1은 1프레임영상신호에 있어서의 휘도 및 색차성분에 대한 유효화소수 및 유효라인수를 나타내고 있다. 또한, 1프레임 신호의 기록에 사용되는 트랙수 및 각 세그먼트에 있어서의 8×8블록수가 표시되어 있다.
1세그먼트마다 8×8블록의 수는 "(유효라인수)×(유효화소수)/(1프레임당 트랙수)/8×8/27"로 부터 계산된다. 표 1에 나타낸 1세그먼트마다의 8×8블록의 수는 휘도신호블록 및 색차신호블록의 합계이다. 각 TV방식에 있어서, 8×8블록의 수는 이러한 방식으로 결정된다. 특히, MUSE방식은 제어신호 등을 기록하는데 사용될 수 있는 세그먼트에 있어서의 블록수의 단편부분을 발생한다. 각각의 TV방식의 1세그먼트의 데이터는 같은 크기로 압축되어 동일한 절차에 의해 기록될 수 있다는 것은 명백한 일이다. 표1은 TV방식에 따라 특정한 압축비를 사용하여 실현되는 각 세그먼트의 데이터를 3072-비트형태로 압축하는 것을 나타낸다.
이로부터 알 수 있는 바와같이, 이들 각각의 TV방식에 있어서의 여러 가지 영상신호는 주파수 대역 압축시에 압축비를 제어함으로써 1트랙마다 세그먼트의 수와 각 세그먼트이 데이터를 통일 할 수 있다.
[표 1]
상기 세그먼트의 각각은, 실제 동작시에 자기테이프에의 기록전에 오류정정부호와 및 기록포맷팅의 양자에 의해 처리될 영상신호데이터의 기본적인 유닛을 포함한다. 따라서 세그먼트는 필요에 따라 보다 작은 세그먼트로 다시 분할될 수 있다.
본 실시예의 상기한 구성에 의해서, 데이터압축후의 공통의 세그먼트의 수 및 각 세그먼트이 데이터는 각 각 주어진 값 및 균일한 크기로 결정되어, 각긱 다른 TV방식에 대해 공통의 영상신호기록방법을 제공할 수 있다. 따라서, 각 TV방식의 각기 다른 영상신호를 기록할 수 있는 신규한 디지틀 VTR이 개발될 것이다. 또한, 발명의 이러한 기록방법은 가까운 장래에 소개될 신규의 HDTV방식에 적용할 수 있는 것이다.
본 발명에 의한 디지틀영상신호 기록방법은 상기한 설명에 한정되지 않고 다른 TV신호의 데이터전송에서 성공적으로 사용될 것이다. 본 실시예에서 할당된 유효화소수, 유효라인수, 1프레임당 트랙수, 세그먼트수, 휘도 및 색차성분사이의 비는 예시적인 것이며, 필요한 값으로 변경시킬 수도 있다. 또한, 상기한 6개의 상이한 TV방식은 설명의 편의상 선택된 것이다. 데이터비 압축의 절차는 공지의 방법에 의해서 실행될 것이며 동시에, 데이터압축을 필요로 하지 않는 신호가 채택될 수도 있다.

Claims (7)

  1. 2개이상의 상이한 TV방식의 디지틀영상신호를 기록매체의 기록트랙상에 공통의 포맷으로 기록하는 디지틀영상신호기록방법에 있어서, 입력디지틀영상신호의 1프레임의 데이터를 기록하기 위한 상기 디지틀 영상신호기록방법은, 상기 1프레임의 상기 데이터에 대응하는 유효화소를 27배수의 세그먼트로 분할 하는 단계와, 상기 세그먼트의 압축부호화 디지틀영상데이터를 얻기 위해, 각각의 상기 세그먼트마다 소정의 비율로 디지틀영상신호 성분을 압축하는 단계와, 상기 세그먼트의 압축부호화디지틀영상데이터를 기록트랙마다 27개의 세그먼트의 포맷으로 기록매체의 기록트랙에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지틀영상신호기록방법.
  2. 제1항에 있어서, 기록될 TV신호의 1프레임의 유효휘도신호가 수평 720화소×수직 480화소의 합계 345600화소인 경우에는, 상기 1프레임의 휘도신호를, 1블록이 1280화소로 이루어진 합계 270개의 블록으로 분할하고(345600/1280=270), 동시에 1프레임의 유효색차신호도 마찬가지로 270개의 블록으로 분할하고, 상기 휘도신호의 1블록과 색차신호의 1블록을 합해서 1세그먼트를 구성하고, 이에 의해 얻은 1프레임당 270개의 세그먼트를 각 세그먼트마다 소정의 데이터량으로 압축하고, 압축된 270개의 세그먼트를 각각 27세그먼트분의 데이터량으로 이루어진 10개의 트랙으로 분할하고(270/27=10), 각각의 트랙마다 기록매체에 배치하는 것을 특징으로 하는 디지틀영상신호기록방법.
  3. 제1항에 있어서, 기록될 TV신호의 1프레임의 유효휘도신호가 수평 720화소×수직 576화소의 합계 414720화소인 경우에는, 상기 1프레임의 휘도신호를 1블록이 1280화소로 이루어진 합계 324개의 블록으로 분할하고(4147720/1280=324), 동시에 1프레임의 유효색차신호도 휘도신호와 마찬가지로 324개의 블록으로 분할하고, 상기 휘도신호의 1블록과 색차신호의 1블록을 합해서 1세그먼트를 구성하고, 이에 의해 얻은 1프레임당 324개의 세그먼트를 각 세그먼트마다 소정의 데이터량으로 압축하고, 압축된 324개의 세그먼트를 각각 27세그먼트분의 데이터량으로 이루어진 12개의 트랙으로 분할하고(3247/27=12), 각각의 트랙마다 기록매체에 배치하는 것을 특징으로 하는 디지틀영상신호기록방법.
  4. 제1항에 있어서, 기록될 TV신호의 1프레임의 유효휘도신호가 수평 384화소×수직 1056화소의 합계 404404화소인 경우에는, 상기 1프레임의 휘도신호를 블록이 약 768화소로 이루어진 합계 540개의 블록으로 분할하고(404404/768<540), 동시에 1프레임의 유효색차신호도 휘도신호와 마찬가지로 540개의 블록으로 분할하고, 상기 휘도신호의 1블록과 색차신호의 1블록을 합해서 1세그먼트를 구성하고, 이에 의해 얻은 1프레임당 540개의 세그먼트를 각 세그먼트마다 소정의 데이터량으로 압축하고, 압축된 540개의 세그먼트를 각각 27세그먼트분의 데이터량으로 이루어진 20개의 트랙으로 분할하고(540/27=20), 각각의 트랙마다 기록매체에 배치하는 것을 특징으로 하는 디지틀영상신호기록방법.
  5. 제1항에 있어서, 기록될 TV신호의 1프레임의 유효휘도신호가 수평 720화소×수직 576화소의 합계 414720화소인 경우에는, 상기 1프레임의 휘도신호를, 1블록이 640화소로 이루어진 합계 648개의 블록으로 분할하고(414720/640=648), 동시에 1프레임의 유효색차신호도 휘도신호와 마찬가지로 648개의 블록으로 분할하고 상기 휘도신호의 1블록과 색차신호의 1블록을 합해서 1세그먼트를 구성하고, 이에 의해 얻은 1프레임당 648개의 세그먼트를 각 세그먼트마다 소정의 데이터량으로 압축하고, 압축된 648개의 세그먼트를 각각 27세그먼트분의 데이터량으로 이루어진 249개의 트랙으로 분할하고(648/27=24), 각각의 트랙마다 기록매체에 배치하는 것을 특징으로 하는 디지틀영상신호기록방법.
  6. 제1항에 있어서, 기록될 TV 신호의 1프레임의 유효휘도 신호가 수평 1152화소×수직 1080화소의 합계 1244160화소인 경우에는, 상기 1프레임의 휘도신호를, 1블록이 2304화소로 이루어진 합계 540개의 블록으로 분할하고(1244160/2304=540), 동시에 1프레임의 유효색차신호도 휘도신호와 마찬가지로 540개의 블록으로 분할하고, 상기 휘도신호의 1블록과 색차신호의 1블록을 합해서 1세그먼트를 구성하고, 이에 의해 얻은 1프레임당 540개의 세그먼트를 각 세그먼트마다 소정의 데이터량으로 압축하고, 압축된 540개의 세그먼트를 각각 27세그먼트분의 데이터량으로 이루어진 20개의 트랙으로 분할하고(5410/27=20), 각각의 트랙마다 기록매체애 배치하는 것을 특징으로 하는 디지틀영상신호기록방법.
  7. 제1항에 있어서, 기록될 TV신호의 1프레임의 유효휘도신호가 수평 1152화소×수직 1152화소의 합계 1327104화소인 경우에는, 상기 1프레임의 휘도 신호를, 1블록이 2048화소로 이루어진 합계 648개의 블록으로 분할하고(1327104/2048=648), 동시에 1프레임의 유효색차신호도 휘도신호와 마찬가지로 648개의 블록으로 분할하고, 상기 휘도신호의 1블록과 색차신호의 1블록을 합해서 1세그먼트를 구성하고, 이에 의해 얻은 1프레임당 648개의 세그먼트를 각 세그먼트마다 소정의 데이터량으로 압축하고, 압축된 648개의 세그먼트를 각각 27세그먼트분의 데이터량으로 이루어진 24개의 트랙으로 분할하고(648/27=24), 각각의 트랙마다 기록매체에 배치하는 것을 특징으로 하는 디지틀영상신호기록방법.
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