KR100343673B1 - 헬퍼신호처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 헬퍼 신호 처리 장치에 관한 것으로, 종래에는 헬퍼 신호를 포함한 팔프러스 신호를 기존의 티브이에 적합하게 변환할 때 4.43MHz에서 6dB 특성을 갖는 나이퀴스트(Nyquist) 필터를 아날로그 회로로 구현하기가 어렵고, 기록및 재생시 컬러 변복조를 다시 수행하는 과정에서 왜곡이나 신호 처리의 지연이 발생할 수 있는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명은 16:9 티브이 신호를 4:3 티브이 신호로 변환할 때 헬퍼 신호를 컬러 변조가 아닌 이산 코사인 변환함에 의해 DC 성분 근처에 밀집된 신호로 변환하고, 4:3 티브이 신호를 16:9 티브이 신호로 변환할 때 역이산 코사인 변환(IDCT)하여 원래의 신호로 변환함에 의해 기록,재생시의 컬러 변복조 및 재변조 과정을 제거함은 물론 영상의 눈 거슬림을 방지할 수 있도록 창안한 것으로, 본 발명은 이산 코사인 변환(DCT)및 역이산 코사인 변환(IDCT)을 이용하여 컬러 변조를 수행함이 없이 헬퍼 신호를 디스플레이 표시할 때 눈의 거슬림을 방지하고 또한, 브이씨알의 기록,재생시에도 컬러 변복조 및 재변조를 제거할 수 있다.

Description

헬퍼 신호 처리 장치
본 발명은 영상 표시 장치에 관한 것으로 특히, 티브이 시스템에 있어서 헬퍼 신호 처리 장치에 관한 것이다.
현재의 방송 시스템은 기존 방송과 호환성을 갖도록 개발중이다.
그 중 기존의 4:3 티브이와 호환성을 갖는 팔프러스(PALplus) 티브이는 16:9 와이드 스크린 화면의 해상도 또는 선명도등과 같은 화질을 향상시키고 전체 화면을 표시하기 위한 목적을 가진다.
여기서, 16:9 화면과 4:3 화면간에 호환성을 부여하는 방법중의 하나가 16:9 화면을 4:3 레터-박스 화면으로 변환시키는 장치를 엔코더에 부가하는 것이다.
제1도는 종래 헬퍼 신호 처리 장치의 구성도로서 이에 도시된 바와 같이, 16:9 입력 신호를 디지탈 변환하는 아날로그/디지탈 변환부(101)와, 이 아날로그/디지탈 변환부(101)의 출력을 수직 주파수 변환하여 레터-박스 신호를 출력하는 수직 라인 데시메이션부(102)와, 이 수직 라인 데시메이션부(102)의 출력 데이타중 메인 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 화면의 포멧으로 변환하는 메인 신호 처리부(103)와, 상기 수직 라인 데시메이션부(102)의 출력 데이타중 고역 성분인 헬퍼 신호를 선택 하여 4:3 레터-박스 포멧으로 변환하는 헬퍼 신호 처리부(104)와, 이 헬퍼 신호 처리부(104)의 출력을 컬러 변조하여 U신호로 변환하는 컬러 변조부(105)와, 이 컬러 변조부(105)의 출력과 상기 메인 신호 처리부(103)의 출력을 합성하는 덧셈기(106)와, 이 덧셈기(106)의 출력을 아날로그 변화하여 4:3 레터 박스 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환부(107)로 구성된다.
이와같은 종래 장치의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 16:9 신호가 엔코더(Encoder)에 입력됨에 따라 아날로그/디지탈 변환부(101)가 디지탈 변환하면 수직 라인 데시메이션부(102)는 수직 주파수 변환하여 라인 데시메이션(decimation)을 수행함에 의해 레터-박스 화면의 신호를 출력하게 된다.
여기서, 레터-박스 화면에는 상하로 검은 부분이 나타나는데, 이 부분에 주파수 변환시 발생하는 고역 성분인 헬퍼 신호를 처리하게 된다.
이때, 수직 라인을 계수함에 따라 메인 신호 처리부(103)와 헬퍼 신호 처리부(104)는 해당 라인을 각기 선택하여 4:3 레터-박스 신호로 변환하게 된다.
여기서, 헬퍼 신호는 휘도 신호로서 제2도(가)와 같은 주파수 분포를 갖으며 이 신호가 화면에 표시되면 눈에 거슬림을 주는 문제점이 있었다.
따라서, 컬러 변조부(105)는 제2도(가)와 같은 주파수 분포를 갖는 헬퍼 신호 처리부(104)의 출력을 컬러 변조하여 눈에 거의 띄지 않는 U 신호로 변환하게 된다.
상기 컬러 변조부(105)의 출력은 제2도(나)와 같은 주파수 분포를 갖게 된다.
이에 따라, 덧셈기(106)가 메인 신호 처리부(103)의 출력과 컬러 변조부(105)의 출력을 합성하여 4:3 레터-박스 화면의 신호로 변환하면 디지탈/아날로그 변환부(107)가 아날로그 신호로 변환하게 된다.
상기 디지탈/아날로그 변환부(107)의 4:3 레터 박스 신호는 기존의 4:3 티브이에서 화면에 영상으로 표시되거나 브이씨알에서 컬러 복조한 후 휘도 신호로 테이프에 녹화하게 된다.
상기에서 브이씨알의 기록 동작시 컬러 복조를 수행하는 이유는 U 신호 자체를 녹화하면 주파수 대역이 좁아 재생시 왜곡이 발생하기 때문이다,
이 후, 브이씨알에서 재생 동작을 수행하면 휘도 신호를 컬러 재변조하여 U 신호로 변환하게 된다.
그러나, 종래에는 제2도(나)와 같이 4.43MHz에서 6dB 특성을 갖는 나이퀴스트(Nyquist) 필터를 아날로그 회로로 구현하기가 어렵고, 기록및 재생시 컬러 변복조를 다시 수행하는 과정에서 왜곡이나 신호 처리의 지연이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 16:9 티브이 신호를 4:3 티브이 신호로 변환할 때 헬퍼 신호를 컬러 변조가 아닌 이산 코사인 변환함에 의해 DC 성분 근처에 밀집된 신호로 변환하고, 4:3 티브이 신호를 16:9 티브이 신호로 변환할 때 역이산 코사인 변환(IDCT)하여 원래의 신호로 변환함에 의해 기록,재생시의 컬러 변복조 및 재변조 과정을 제거함은 물론 영상의 눈 거슬림을 방지할 수 있도록 창안한 헬퍼 신호 처리 장치를 제공함에 목적이 있다.
즉, 본 발명은 16:9 와이드 스크린 티브이 화면과 4:3 레터-박스 화면을 상호 변환할 때 이산 코사인 변환(DCT) 또는 역이산 코사인 변환(IDCT)을 수행함으로써 컬러 변복조 및 재변조 과정을 제거하고 아울러 눈 거슬림을 방지하기 위한 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 16:9 입력 신호를 디지탈 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단과, 이 아날로그/디지탈 변환 수단의 출력을 수직 주파수 변환하여 라인 데시메이션(decimation)하는 수직 라인 데시메이션 수단과, 이 수직 라인 데시메이션 수단의 출력 데이타중 메인 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 화면의 포멧으로 변환하는 메인 신호 처리 수단과, 상기 수직 라인 데시메이션 수단의 출력 데이타중 고역 성분인 헬퍼 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 포멧으로 변환하는 헬퍼 신호 처리 수단과, 이 헬퍼 신호 처리 수단의 출력들 이산 코사인 변환하여 DC 성분 근처에 밀집된 신호로 출력하는 이산 코사인 변환 수단과, 이 이산 코사인 변환 수단의 출력과 상기 메인 신호 처리 수단의 출력을 합성하는 덧셈 수단과, 이 뎃셈 수단의 출력을 아날로그 변환하여 4:3 레터-박스 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환 수단으로 엔코더(Encoder )를 구성하고, 4:3 레터-박스 신호를 디지탈 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단과, 이 아날로그/디지탈 변환 수단의 출력중 메인 신호를 선택하여 16:9 포멧으로 변환하는 메인 신호 처리 수단과, 상기 아날로그/디지탈 변환 수단의 출력중 헬퍼 신호를 선택하여 16:9 포멧으로 변환하는 헬퍼 신호 처리 수단과, 이 헬퍼 신호 처리 수단의 출력을 역이산 코사인 변환하여 고역 성분으로 변환하는 역이산 코사인 변환 수단과, 이 역이산 코사인 변환 수단의 출력과 상기 메인 신호 처리 수단의 출력을 합성하는 덧셈 수단과, 이 덧셈 수단의 출력을 수직 주파수 변환하여 라인 보간하는 수직 라인 보간 수단과, 이 수직 라인 보간 수단의 출력을 아날로그 변환하여 16:9 티브이 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환 수단으로 디코더(Decodor)를 구성한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명의 엔코더 구성을 보인 실시예로서 이에 도시한 바와 같이,16:9 입력 신호를 디지탈 변환하는 아날로그/디지탈 변환부(201)와, 이 아날로그/디지탈 변환부(201)의 출력을 수직 주파수 변환하여 라인 데시메이션(decimation) 하는 수직 라인 데시메이션부(202)와, 이 수직 라인 변환부(202)의 출력 데이타중 메인 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 화면의 포멧으로 변환하는 메인 신호 처리부(203)와, 상기 수직 라인 변환부(202)의 출력 데이타중 고역 성분인 헬퍼 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 포멧으로 변환하는 헬퍼 신호 처리부(204)와, 이 헬퍼 신호 처리부(204)의 출력을 이산 코사인 변환하여 DC 성분 근처에 밀집한 신호로 출력하는 이산 코사인 변환부(205)와, 이 이산 코사인 변환부(205)의 출력과 상기 메인 신호 처리부(203)의 출력을 합성하는 덧셈기(206)와, 이 덧셈기(206)의 출력을 아날로그 변환하여 4:3 레터-박스 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환부(207)로 구성한다.
제6도는 본 발명의 디코더 구성을 보인 실시예로서 이에 도시한 바와 같이, 4:3 레터-박스 신호를 디지탈 변환하는 아날로그/디지탈 변환부(301)와, 이 아날로그/디지탈 변환부(301)의 출력중 메인 신호를 선택하여 16:9 포멧으로 변환하는 메인 신호 처리부(302)와, 상기 아날로그/디지탈 변환부(301)의 출력중 헬퍼 신호를 선택하여 16:9 포멧으로 변환하는 헬퍼 신호 처리부(303)와, 이 헬퍼 신호 처리부(303)의 출력을 역이산 코사인 변환하여 고역 성분인 휘도 신호로 변환하는 역이산 코사인 변환부(304)와, 이 역이산 코사인 변환부(304)의 출력과 상기 메인 신호 처리부(302)의 출력을 합성하는 덧셈기(305)와, 이 덧셈기(305)의 출력을 수직 주파수 변환하여 라인 보간하는 수직 라인 보간부(306)와, 이 수직 라인보간부(306)의 출력을 아날로그 변환하여 16:9 티브이 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환부(307)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 헬퍼 신호 처리 장치의 팔프러스(PALplus) 엔코더에 아날로그인 16:9 신호가 입력됨에 따라 아날로그/디지탈 변환부(201)가 디지탈 신호로 변환하면 수직 라인 데시메이션부(202)는 라인 데시메이션(decimation)하여 수직으로 라인수를 줄이므로써 레터-박스 화면의 포멧으로 변환하게 된다.
여기서, 4:3 레터-박스 신호는 저역 성분인 메인 신호와 고역 성분인 헬퍼 신호로 분리되어진다.
이때, 라인수를 계수함에 따라 메인 신호 처리부(203)와 헬퍼 신호 처리부(204)는 수직 라인 데시메이션부(202)의 출력중 해당 라인의 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 포멧으로 변환하는데, 이산 코사인 변환부(205)는 고역 성분인 상기 헬퍼 신호 처리부(204)의 출력을 이산 코사인 변환하여 DC 성분 근처에 밀집된 신호로 변환하게 된다.
이에 따라, 덧셈기(206)가 메인 신호 처리부(203)의 출력과 이산 코사인 변환부(205)의 출력을 합성하여 디지탈인 4:3 레터-박스 화면의 신호로 변환하면 디지탈/아날로그 변환부(207)가 아날로그 변환하여 4:3 레터-박스 신호를 출력하게 된다.
상기 디지탈/아날로그 변환부(207)의 출력인 4:3 레터-박스 신호는 기존의 4:3 티브이에서 영상으로 표시되거나 브이씨알에서 테이프에 직접 기록하고 재생하게 된다.
상기 이산 코사인 변환부(205)의 동작을 다시 설명하면 다음과 같다. 즉, 고역 통과 필터(HPF)를 거친 헬퍼 신호는 수직으로의 신호에 대해서는 고역 신호이지만 수평으로는 저역 신호로 볼 수 있는데, 고역 성분을 제외한 주파수 대역의 신호는 매우 미약하여 블랭킹(blanking) 신호와 흡사하므로 화면에 표시되어도 눈에 거의 감지되지 않는다.
따라서, 제4도(가)와 같은 임의의 라인상의 헬퍼 신호를 이산 코사인 변환(DCT)하면 제4도(나)와 같이 DC 성분 근처에 밀집된 신호로 변환되고 이 DC 성분 근처에 밀집된 신호는 저역 성분이 넓게 분포하는 경우에 대비하여 제4도(다)와 같이 양분하게 된다.
예를 들어, 제5도에서처럼 576개의 수평 스캔 라인은 실제 표시 구간과 오버 스캔 구간으로 구분되는데, 저역 성분의 분포가 넓으면 오버 스캔 구간을 넘어 실제 표시 영역에 겹침에 의해 눈에 거슬리므로 이를 방지하기 위하여 제4도(다)와 같이 양분하는 것으로, 이는 일반적인 동작이다.
상기에서 헬퍼 신호를 컬러 복조 및 재변조를 수행하지 않아도 녹화 및 재생할 수 있으므로 일반 브이씨알에서도 팔프러스 신호를 처리할 수 있게 된다.
한편, 송신 장치에서 4:3 레터-박스 신호가 수신 장치에 입력되면 아날로그/디지탈 변환부(301)는 디지탈 변환을 수행하게 된다.
이때, 아날로그/디지탈 변환부(301)의 디지탈인 4:0 레터-박스 신호를 계수함에 따라 메인 신호 처리부(302)와 헬퍼 신호 처리부(303)는 해당 라인의 신호를선택하여 출력하며, 역이산 코사인 변환부(304)는 상기 헬퍼 신호 처리부(303)의 출력을 제4도(다)에서 제4도(가)의 순으로 역이산 코사인 변환을 수행하여 원래의 헬퍼 신호로 변환하게 된다.
이에 따라, 덧셈기(306)가 메인 신호 처리부(302)의 출력과 역이산 코사인 변환부(304)의 출력을 합성하여 디지탈인 16:9 레터-박스 신호로 변환하면 수직 라인 보간부(306)가 수직으로 라인 보간(interpolation)을 수행하고 이 라인 보간에 의한 신호는 디지탈/아날로그 변환부(307)에서 아날로그 변환되어 원래의 16:9 티브이 신호로 출력하게 된다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 이산 코사인 변환(DCT)을 이용하여 컬러 변조를 수행함이 없이 헬퍼 신호를 디스플레이시 눈에 거슬리지 않게 하기 위한 방식이며, 일반 브이씨알에서도 컬러 복조/재변조를 수행함이 없이 헬퍼 신호를 녹화 및 재생할 수 있는 효과가 있다.
제1도는 종래의 헬퍼 신호 처리 장치의 구성도.
제2도는 제1도에서 헬퍼 신호의 주파수 분포를 보인 파형도.
제3도는 본 발명의 엔코더의 실시예를 보인 구성도.
제4도는 제3도에서 이산 코사인 변환을 보인 파형도.
제5도는 4:3 티브이 화면의 영역 구분을 보인 예시도.
제6도는 본 발명의 디코더의 실시예를 보인 구성도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
201,301 : 아날로그/디지탈 변환부 202 : 수직 라인 데시메이션부
203,302 : 메인 신호 처리부 204,303 : 헬퍼 신호 처리부
205 : 이산 코사인 변환부 206,305 : 덧셈기
207,307 : 디지탈/아날로그 변환부 304 : 역이산 코사인 변환부
306 : 수직 라인 보간부

Claims (2)

  1. 헬퍼 신호를 포함하는 16:9 티브이 신호를 4:3 티브이 신호로 부호화하는 장치에 있어서, 16:9 입력 신호를 디지탈 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단과, 이 아날로그/디지탈 변환 수단의 출력을 수직 방향으로 라인 데시메이션(decimation)하는 수직 라인 데시메이션 수단과, 이 수직 라인 데시메이션 수단의 출력 데이타중 메인 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 화면의 포멧으로 변환하는 메인 신호 처리 수단과, 상기 수직 라인 데시메이션 수단의 출력 데이타중 헬퍼 신호를 선택하여 4:3 레터-박스 화면의 포멧으로 변환하는 헬퍼 신호 처리 수단과, 이 헬퍼 신호 처리 수단의 출력을 이산 코사인 변환하여 저역 성분으로 출력하는 이산 코사인 변환 수단과, 이 이산 코사인 변환 수단의 출력과 상기 메인 신호 처리 수단의 출력을 합성하는 덧셈 수단과, 이 덧셈 수단의 출력을 아날로그 변환하여 4:3 레터-박스 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환 수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 헬퍼 신호 처리 장치.
  2. 이산 코사인 변환(DCT)된 헬퍼 신호를 포함한 4:3 티브이 신호를 16:9 티브이 신호로 복호하는 장치에 있어서, 4:3 레터-박스 신호를 디지탈 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단과, 이 아날로그/디지탈 변환 수단의 출력중 메인 신호를 선택하여 16:9 포멧으로 변환하는 메인 신호 처리 수단과, 상기 아날로그/디지탈 변환 수단의 출력중 헬퍼 신호를 선택하여 16:9 포멧으로 변환하는 헬퍼 신호 처리 수단과, 이 헬퍼 신호 처리 수단의 출력을 역이산 코사인 변환하여 헬퍼 신호를 복원하는 역이산 코사인 변환 수단과, 이 역이산 코사인 변환 수단의 출력과 상기 메인 신호 처리 수단의 출력을 합성하는 덧셈 수단과, 이 덧셈 수단의 출력을 수직 방향으로 라인 보간하는 수직 라인 보간 수단과, 이 수직 라인 보간 수단의 출력을 아날로그 변환하여 16:9 티브이 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환 수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 헬퍼 신호 처리 장치.
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