KR100295226B1 - 아날로그비디오캠코더와퍼스널컴퓨터간인터페이싱을위한장치 - Google Patents

아날로그비디오캠코더와퍼스널컴퓨터간인터페이싱을위한장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 영상기록재생장치에 관한 것으로, 아날로그 비디오캠코더와 퍼스널컴퓨터간 인터페이싱을 위한 장치를 제공하기 위해, 디지털비디오캠코더용 PC인터페이스장치를 이용시 PC모니터의 화면 앞부분이 블랙부분이 되고 뒷부분이 짤리는 것을 막기 위해 수평동기신호를 일정시간 지연시키게 한다. 그래서 아날로그 캠코더의 정보를 PC에서 받아볼 수 있게 한다. 본 발명은 휴대용 촬영장치에 적용된다.

Description

아날로그 비디오캠코더와 퍼스널컴퓨터간 인터페이싱을 위한 장치{APPARATUS FOR INTERFACING BETWEEN ANALOG VIDEO CAMCORDER AND PERSONAL COMPUTER}
본 발명은 영상녹화재생장치에 관한 것으로, 특히 아날로그 비디오 캠코더(CAMCORDER: CAMera and reCORDER)와 퍼스널컴퓨터(Personal Computer: 이하 PC라 칭함)간 인터페이싱하기 위한 장치에 관한 것이다.
비디오캠코더는 휴대용 촬영장치의 대표적인 일예로서, 피사체를 촬영하는 일반적인 카메라(video camera)의 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 촬영된 피사체를 녹화할 수 있는 녹화기(video recorder)로서의 기능도 함께 가지고 있다. 이러한 비디오캠코더를 이용함으로써 사용자는 원하는 피사체를 촬영하여 기록매체에 녹화할 수 있고, 또한 이후에 기록매체에 녹화된 영상을 재생하여 다시 볼 수도 있다. 이때 사용자는 녹화된 피사체에 대한 영상을 비디오 캠코더 자체에 장착된 뷰파인더(view finder) 또는 액정표시창을 통해 볼 수도 있고, 외부 디스플레이장치 예를 들면, 텔레비젼 등을 통해서도 볼 수 있다.
비디오 캠코더는 크게 영상 녹화 및 재생처리를 아날로그로 수행하는 아날로그 비디오 캠코더와 디지털로 수행하는 디지털 비디오 캠코더로 나누어 질 수 있다. 디지털 비디오 캠코더는 디지털비디오캠코더용 RS-232C인터페이스 칩(일예로, 형명 SVC-9701) 등의 PC인터페이스장치를 사용하면 PC와 인터페이스할 수 있다. 그러나 아날로그 비디오 캠코더는 PC와 연결하여 사용할 수 없다. 그 이유는 아날로그 캠코더의 포맷은 PC와 인터페이스할 수 있는 디지털 비디오캠코더용 PC인터페이스장치들에는 호환될 수 없기 때문이다.
따라서 본 발명의 목적은 아날로그 비디오캠코더와 퍼스널컴퓨터간 인터페이싱을 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 퍼스널컴퓨터에서 아날로그 휴대용 촬영장치에서 촬영한 정지화상을 처리할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적에 따라, 본 발명은, 아날로그 비디오캠코더와 퍼스널컴퓨터간 인터페이싱을 위한 장치에 있어서, 상기 아날로그 비디오캠코더에 적용되는 클럭신호 및 제어신호들을 제공하는 신호제공부와, 상기 제어신호들중 수평동기신호를, 아날로그 비디오캠코더의 출력영상의 중앙화면이 퍼스널컴퓨터 모니터상에 최대한 포함되어 디스플레이되게 지연하는 수평동기신호 지연부와, 디지털 비디오캠코더와 상기 퍼스널컴퓨터간 인터페이스용이며, 상기 아날로그 비디오캠코더의 출력영상을 상기 지연된 수평동기신호 및 제어신호들을 이용하여 인터페이싱 처리하여 상기 퍼스널컴퓨터로 출력하는 인터페이스부로 구성함을 특징으로 한다.
도 1은 디지털 비디오캠코더의 525/60방식, 625/50방식에서 휘도신호 Y의 라인당 유효 화소 수를 설명하기 위한 도면,
도 2는 디지털 비디오캠코더의 525/60방식(NTSC방식)에서 수평동기신호 HD, 클럭신호 PCLK1, 라인당 휘도 화소데이터 DATA1을 보여주는 도면,
도 3은 아날로그 비디오캠코더의 525/60방식(NTSC방식)에서 수평동기신호 HD, 클럭신호 PCLK2, 라인당 휘도 화소데이터 DATA2를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 적용되는 아날로그 비디오캠코더 블록 구성 및 퍼스널컴퓨터 연결을 위한 블록 구성도,
도 5는 도 4의 RS-232C인터페이스부 22의 구체 블록도,
도 6은 디지털 비디오캠코더와 아날로그 비디오캠코더간의 유효화소구간의 차이를 설명하기 위한 도면,
도 7은 아날로그 비디오캠코더와 PC간 인터페이스시 본 발명의 실시예에 따라 수평동기신호 HD를 일정시간 지연함에 따라 PC에 디스플레이되는 화면의 상태를 설명하기 위한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
ITU(International Telecommunication Union)권고 ITU-R(Radio Communication Sector) BT(Broadcasting Technology association).601의 영상신호에 대한 구조를, 세계 공통 규격으로 정해진 디지털 VCR(Video Cassette Recorder)에서 실제로 채용하고 있는 있는 샘플링(sampling)구조를 이용하여 설명한다. ITU-R BT.601에서는 휘도신호 Y와 색차신호 CR, CB를 4:2:2의 성분포맷(component format)으로 샘플링하고 있다. 샘플링 클럭은 525/60방식(system)(NTSC방식), 625/50방식(PAL방식) 모두 휘도신호 Y가 13.5MHz, 색차신호 CR, CB가 6.75MHz를 가지고 있다. 그리고 라인당 유효 화소 수는 525/60방식, 625/50방식 모두 휘도신호 Y는 도 1에 도시된 바와 같이 720화소이고, 색차신호 CR, CB는 360화소인데(도 1에 도시되지 않음), 이는 수평동기구간에는 항상 변하지 않는 고정된 정보만 존재한다. 도 1에서 T는 1샘플링 주기를 의미한다.
도 2에서는 디지털 비디오캠코더에 채용된 525/60방식(NTSC방식)에서 수평동기신호 HD, 클럭신호 PCLK1, 라인당 휘도 화소데이터 DATA1을 보여주고 있다. 디지털 비디오캠코더에 적용된 525/60방식(NTSC방식)에서 수평동기신호 HD의 주기는 63.556㎲이고, 클럭신호 PCLK1의 주파수는 13.5MHz이다. 그러므로 PCLK1의 주기는 약 0.074㎲이다. 라인당 화소데이터 DATA1의 샘플수는 858개로서, 유효화소 샘플수는 720개이다. 상기 유효화소 샘플은 123번째부터 842까지이다. 상기 유효화소샘플이 있는 구간 이전과 이후의 구간은 수평블랭킹구간 및 버스트신호구간이다.
한편 도 3에서는 아날로그 비디오캠코더에 채용된 525/60방식(NTSC방식)에서 수평동기신호 HD, 클럭신호 PCLK2, 라인당 휘도 화소데이터 DATA2를 보여주고 있다. 아날로그 비디오캠코더(8mm 비디오캠코더)에 일예로 적용된 525/60방식(NTSC방식)에서 수평동기신호 HD의 주기는 디지털 비디오캠코더와 같이 63.556㎲이지만, 클럭신호 PCLK2 및 라인당 화소데이터 DATA2의 샘플수는 디지털 비디오캠코더의 것과는 다르다. 아날로그 비디오캠코더의 클럭신호 PCLK2의 주파수는 14.31818MHz이다. 그러므로 상기 PCLK2의 주기는 약 0.07㎲이다. 라인당 화소데이터 DATA2의 샘플수는 약 908개이다.
본 발명의 실시예에서는 도 2와 같은 타이밍의 디지털 비디오캠코더용 RS-232C인터페이스 칩(일예로, 형명 SVC-9701) 등의 PC인터페이스장치를 사용하여서 도 3과 같은 타이밍의 아날로그 비디오캠코더와 PC간을 인터페이스할 수 있도록 구현한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 적용되는 아날로그 비디오캠코더와 PC간 인터페이스 가능토록 PC인터페이스장치가 구비된 블록 구성을 보여주고 있다. 도 4를 참조하면, 아날로그 비디오캠코더 1은 디지털 비디오캠코더용 RS-232C인터페이스부 22, 레벨 쉬프터 24로 구성된 PC인터페이스부 30을 통해 PC 26과 인터페이스한다.
상기 아날로그 비디오캠코더 1에서, 렌즈부 2는 줌 렌즈(zoom lens), 포커스 렌즈(focus lens) 및 조리개 등을 포함하고 있다. 상기 줌렌즈는 줌 모터에 의해 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 배율이 확대 및 축소되도록 하는 렌즈이고,상기 포커스 렌즈는 포커스 모터에 의해 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 포커스가 맞아지도록 하는 렌즈이다. 상기 조리개는 조리개 제어부에 의해 구동되는 조리개 메터에 의해 개폐되어 입사 광량을 조절한다. CCD(Charge Coupled Device) 4는 렌즈부 2를 통과한 피사체의 광신호를 전기적 신호(촬상영상신호)로 변환출력하며, CDS/AGC(Correlated Double Sampling/Auto Gain Control) 6은 상기 촬상영상신호를 상관더블 샘플링하고, 자동이득조절하고, 쉐이딩보정 및 전위 감마보정을 수행한다. ADC(Analog to Digital Converter) 8은 CDS/AGC 6에서 출력되는 아날로그신호를 디지털데이터로 변환한다. ADC 8의 출력은 FCM(Frequency Conversion Memory) 10에 저장한다. 상기 FCM 10은 CCD구동클럭(예컨대, 18MHz)과 DSP(Digtal Signal Processor)구동클럭(예컨대, 14.31818MHz)간의 차이를 맞추기 위해 데이터를 저장하는 메모리이다. 즉 FCM 10에 데이터가 저장될 시에는 CCD구동클럭(예컨대, 18MHz)으로 저장되고, 독출될 시에는 DSP구동클럭(예컨대, 14.31818MHz)으로 독출된다. FCM 10에서 독출된 데이터는 메모리제어부 12의 제어에 의해 프레임메모리 14에 저장된다. 프레임메모리 14에는 1프레임 크기의 데이터가 저장된다. 상기 프레임메모리 14에 저장된 데이터는 메모리제어부 12에 의해 다시 독출되어 DSP(Digital Signal Processor) 6에 인가된다. DSP 6은 메모리제어부 12에서 출력된 1필드분의 영상신호를 NTSC(National Television System Committee) 또는 PAL(Phase Alternation by Line)방식의 영상신호(Y,C)로 처리하여 VCR(Video Cassette Recorder)부 18로 인가한다. 아날로그 비디오캠코더에 있는 타이밍제어부 19의 마이컴(도시되지 않음)에 제어에 의거하여 각종 타이밍제어신호를 발생한다.상기 각종 타이밍제어신호에는, 색차신호 CR,CB구분을 위한 클럭신호, 수평동기신호 HD, 수직동기신호, 클럭신호 PCLK2(=14.31818MHz) 등이 포함되어 있다.
도 4를 참조하면, 아날로그 비디오캠코더 1이 PC 26과 인터페이스하기 위해 PC인터페이스부 30을 구비하고 있다. 상기 PC인터페이스부 30은 RS-232C인터페이스부 22와 레벨쉬프터 24로 구성한다. 상기 PC인터페이스부 30은 상기 PC 26과 RS-232C케이블 25를 통해 연결되어 있다. RS-232C인터페이스부 22는 디지털 비디오캠코더용으로서 본 발명에서는 예컨대, 형명 SVC-9701를 사용한다.
상기 RS-232C인터페이스부 22는, 도 5에 도시된 바와 같이 마이컴출력부 40, 인에이블신호 발생부 42, 마이컴 입력부 44, 명령해독부 46, 캡쳐부 48, PC입력부 50, 메모리 52, PC출력부 54로 구성한다. 마이컴출력부 40은 PC 26에서 출력되는 명령을 아날로그 비디오캠코더 1의 마이컴으로 전송한다. 이때 RS-232C포맷 데이터를 시리얼데이터 포맷으로 변경한다. 인에이블신호발생부 42는 마이컴의 제어 하에 RS-232C인터페이스부 22내 각각의 블록에서 필요로 하는 각종 인에이블신호를 발생한다. 예를들면, 도 4의 타이밍제어부 19에서 출력되는 수평동기신호 HD 등도 수신하여 해당 블록에 전달한다. 마이컴 입력부 44는 PC 26으로 전송하기 위하여 마이컴에서 오는 데이터를 입력한다. 명령해독부(command decoder) 46은 PC 26에서 출력되는 명령을 분석하는 블록이다. 캡쳐부 48은 VCR부 18 또는 DSP 16에서 출력되는 영상신호(Y,C)를 기능에 따라 소정 제어(예를 들면, 다운샘플링 등)을 수행하고, 메모리 52에 임시로 저장하는 블록이다. PC입력부 50은 PC 26에서 오는 RS-232C데이터를 입력받는 블록으로서 PC 26에서 입력되는 Rx신호의 스타트(start)비트를 보고 전송속도(baud rate)를 결정한다. 메모리 52는 VCR부 18 또는 DSP 16에서 오는 영상신호(Y,C)를 임시저장하는 메모리이다. PC출력부 54는 캡쳐부 48에서 오는 영상신호(Y,C)에 스타트바이트(start byte)와 앤드바이트(end byte)를 추가한 후 PC 26으로 출력한다.
도 4로 다시 돌아가면, DSP 16에서 RS-232C인터페이스부 22로 입력되는 신호포맷은 Y:CR:CB=4:1:1이고 상기 RS-232C인터페이스부 22에서 레벨쉬프터 24로 출력되는 신호포맷은 Y:CR:CB=4:2:2이다.
RS-232C인터페이스부 22와 PC 사이에 위치한 레벨 쉬프터 24는 캠코더와 PC 26과의 사용전원 차이에 따른 데이터 레벨을 쉬프트(조정)하는 역할을 한다. PC 26은 주로 12볼트를 동작전원으로 사용하고 있고 아날로그 비디오캠코더의 DSP 16 또는 VCR부 18은 주로 5볼트, 3볼트 등을 동작전원으로 사용하고 있다. 따라서 레벨쉬프터 22는 RS-232C인터페이스부 22에서 PC 26쪽으로 데이터를 전송하는 경우에는 데이터의 레벨을 5VPP에서 ±12VPP에서 5VPP로 레벨쉬프트하고, PC 26에서 RS-232C인터페이스부 22쪽으로 데이터를 전송한 경우에는 데이터레벨을 ±12VPP에서 5VPP로 레벨쉬프트한다.
도 4 및 도 5에 도시된 RS-232C인터페이스부 22는 디지털 비디오캠코더용이다. 그러므로 도 4와 같은 구성이 이루어지면 PC 26의 모니터상에는 화면이 원래의 화상이 아닌 짤린 화상이 나타난다. 이를 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6에서, 디지털 비디오캠코더에 사용되는 클럭신호 PCLK1의 주파수13.5MHz로 샘플링할 때 화면을 구성하는 유효화소구간(123T∼842T) 이전까지의 시간 즉, 122T까지의 구간동안의 시간은 약 9μsec(≒1/13.5MHz×122T)가 된다. 한편 본 발명의 실시예에 따라 아날로그 비디오캠코더를 사용함에 의해 클럭신호 PCLK2의 주파수 14.31818MHz로 샘플링할 때 상기 122T까지의 구간 동안의 시간은 약 8.54μsec(≒1/14.31818MHz×122T)가 된다. 그러므로 디지털 비디오캠코더에서의 구성화면 시작점(123T)과 아날로그 비디오캠코더에서의 구성화면 시작점(123T)은 도 6에 도시한 바와 같이 약 P1=0.46μsec(=9-8.54)만큼 차이가 난다. 즉, 아날로그 비디오캠코더에서의 구성화면 시작점(123T)이 0.46μsec(약 8T: 14.31818MHz 기준임)정도 더 빠르다. 그러므로 상기 클럭신호 PCLK2의 주파수 14.31818MHz로 샘플링하면 디지털 비디오 캠코더일 경우의 유효화소 이전구간(블랙부분)을 8번 더 샘플링하게 된다.
또한 클럭신호 PCLK2의 주파수 14.31818MHz로 샘플링하면 구성화면 종료점(842T)이 디지털 비디오캠코더에서의 구성화면 종료점(842T)보다 약 3.5μsec(P2=4.62-1.18)(=50T)정도 빠르다. 그러므로 상기 클럭신호 PCLK2의 주파수 14.31818MHz로 샘플링하면 디지털 비디오캠코더일 경우의 유효화소구간을 50번이나 덜 샘플링하게 된다.
따라서 도 4의 아날로그 비디오캠코더 1, PC인터페이스부 30을 거쳐서 PC 26의 모니터상에 디스플레이되는 화면의 앞 8T정도만큼은 블랙부분이 나오고 뒤 50T정도는 잘려버린 상태로 된다.
그러므로 본 발명의 실시예에서는 디지털 비디오캠코더일 시의 유효화소구간에 아날로그 비디오캠코더에서 출력되는 영상의 중앙화면이 최대한 포함되도록 도 4의 RS-232C인터페이스부 22에 인가되는 수평동기신호 HD를 일정 시간동안 지연시킨다. 일정 시간 동안의 지연은 RS-232C인터페이스부 22에서 수행된다.
수평동기신호 HD의 지연정도는 도 6를 일예로 든다면, 아날로그 비디오캠코더 1의 출력영상의 중앙화면이 PC 26의 모니터상에 최대한 포함되는 29T=(50T+8T)/2정도가 바람직하다. 그 이유는 다음과 같다.
통상 촬영자는 피사체를 촬영할 경우 촬영화면 구도의 중앙에 피사체를 위치시키므로, 영상화면의 중앙부분이 대체로 정보의 중요도가 높게되며 영상화면의 앞뒤 가장자리부분은 중요도가 낮다. 그러므로 앞뒤부분은 조금씩 잘라버리도 영상화면에 큰 지장은 없다. 그렇지만 만약 수평동기신호 HD를 50T정도 지연시켜 버리면 영상화면의 뒷부분은 PC 26의 모니터상에 그대로 나타날 것이나 영상화면의 앞부분은 42T정도(=50T-8T)가 잘려져 버린다. 이렇게 되면 영상화면의 중앙부분은 화면의 뒷부분으로 치우쳐 있어 PC 사용자가 보고 불쾌감을 느낄 수 있으며, 다소 많이 잘린 영상화면에 중요정보가 있다면 중요정보의 손실을 초래하게 된다. 또한 만약 수평동기신호 HD를 8T정도 지연시켜 버리면 영상화면의 앞부분은 PC 26의 모니터상에 그대로 나타날 것이나 영상화면의 뒷부분은 42T정도(=50T-8T)가 잘려져 버린다. 이러한 경우에도 PC 사용자는 불쾌감을 느낄 것이고 다소 많이 잘린 영상화면에 중요정보가 있다면 중요정보의 손실을 초래할 것이다.
도 7에서는 수평동기신호 HD가 약 29T정도 지연됨에 따라, 아날로그 비디오캠코더의 출력영상이 PC 26의 모니터상에 사용자에게 별지장 없이 나타남을 보여주고 있다. 도 7에서, 상기 수평동기신호 HD가 약 29T지연된 수평동기신호가 DHD이다. 지연된 수평동기신호 DHD에 의해 PC 26의 모니터상에 디스플레이되는 아날로그 비디오캠코더의 출력영상은 도 7에 도시된 바와 같이, 앞뒤가 K1=8T, K2=8T로 잘려져버린다. 그렇지만, 출력영상의 앞뒤 부분이 8T정도 잘라버리도 PC 26의 사용자는 영상화면을 보는데는 큰 지장은 없다.
상기한 바와 같은 수평동기신호 HD를 일정시간 지연시키는 즉, 지연된 수평동기신호 DHD를 생성시키는 구성은 도 4의 RS-S32C인터페이스부 22내에 구현된다.
도 4의 RS-232C인터페이스부 22의 상세 블록인 도 5를 참조하면, 인에이블신호발생부 42에서 출력하는 수평동기신호 HD와 상기 수평동기신호 HD를 받아 들이는 캡쳐부 48 사이에 상기한 설명한 시간만큼을 지연시키는 지연소자를 두면, 상기 지연소자는 지연된 수평동기신호 DHD를 생성하게 된다. 다른 방법으로, 상기 인에이블신호발생부 42에서 발생하는 수평동기신호 HD에 응답하여 캡쳐부 48이 상기 설명한 시간만큼 지연시켜서 메모리 52의 영상데이터를 리드하면, 상기 지연된 수평동기신호 DHD를 생성하는 효과가 있다.
상기와 같은 구성에 의해서, 도 4의 아날로그 비디오캠코더 1의 프레임메모리 14에 저장되었던 정지화면은 PC 26으로 전송되고, PC 26의 모니터상에 사용자가 보기에 지장이 없을 정도로 디스플레이된다. 프레임메모리 14에는 상기 정지화면이 프레임단위로 저장된다. 그러므로, 사용자는 PC 26의 모니터 26을 통해서 프레임단위의 정지화면을 볼 수 있다. NTSC방식일 경우 1초당 30프레임의 정지화상이 PC 26으로 전송 가능하고, PAL방식일 경우 1초당 25프레임의 정지화상이 PC 26으로 전송가능하다.
상술한 본 발명의 설명에서는 수평동기신호 HD를 29T지연되는 것을 일예로 설명하였지만, 본 발명의 정신은 영상의 중앙화면이 PC화면상에 최대한 포함되어 디스플레이되게 지연시키는 것임을 이해하여야 한다. 또한 본 발명에서는 아날로그 비디오캠코더의 DSP로부터 RS-232C인터페이스부 22로 인가되는 영상신호에 대해서 설명을 하였지만, VCR부의 테이프에 녹화된 재생신호도 RS-232C인터페이스부 22로 인가될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 디지털 비디오캠코더용 PC인터페이스장치를 이용하여 아날로그 캠코더의 정보를 PC에서 받아볼 수 있게 한다.

Claims (2)

  1. 아날로그 비디오캠코더와 퍼스널컴퓨터간 인터페이싱을 위한 장치에 있어서,
    상기 아날로그 비디오캠코더에 적용되는 클럭신호 및 제어신호들을 제공하는 신호제공부와,
    상기 제어신호들중 수평동기신호를, 아날로그 비디오캠코더의 출력영상의 중앙화면이 퍼스널컴퓨터 모니터상에 최대한 포함되어 디스플레이되게 지연하는 수평동기신호 지연부와,
    디지털 비디오캠코더와 상기 퍼스널컴퓨터간 인터페이스용으로서 디지털 비디오 캠코더용 클럭신호를 사용하며, 상기 아날로그 비디오캠코더의 출력영상을 상기 지연된 수평동기신호 및 제어신호들 및 상기 디지털 비디오 캠코더용 클럭신호를 이용하여 인터페이싱 처리하여 상기 퍼스널컴퓨터로 출력하는 디지털 비디오 캠코더용 퍼스널컴퓨터 인터페이스부로 구성함을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수평동기신호 지연부는 상기 디지털 비디오 캠코더용 인터페이스부내에 구현되며, 상기 수평동기신호를 수십 샘플링 주기만큼 지연함을 특징으로 하는 장치.
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