KR950011044B1 - Hdtv decoder - Google Patents

Abstract

The device simplifies the deshuffler(10B) and improves the sample generation method for the HD-MAC television system. The device is composed of a storage and delay unit(10) which receives brightness signal from the channel and provides four consecutive video informations; a deshuffler(20) which provides the information from the restored sub-samples; a sub-sample pattern converter(SSPC)(30) which provides the required sample for screen interpolation; a motion compensation interpolator(MCI)(50) which restores 40ms even field and nonexistence samples using 4 pixel; and a MUX(70) which selectively provides the information for interpolating the nonexistence sample and the adjacent blocks

Description

고선명 텔레비젼 디코더 장치High definition tv decoder device

제1도는 일반적인 고선명 TV의 디코더를 도시한 블럭도.1 is a block diagram showing a decoder of a typical high definition TV.

제2도는 본 발명에 따른 고선명 TV의 디코더를 도시한 블럭도.2 is a block diagram showing a decoder of a high definition TV according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 필드 메모리 20 : 디셔플러10: field memory 20: deshuffler

30 : 서브 샘플 패턴 변환기 40,80 : 지연소자30: subsample pattern converter 40,80: delay element

50 : 움직임 보상 보간기 70 : 멀티 플렉서50: Motion Compensation Interpolator 70: Multiplexer

90 : 보간기90: interpolator

본 발명은 유럽형 고화질 맥 텔레비젼(HD MAC TV) 디코더 장치에 관한 것으로, 특히 디코더의 하드웨어 구조가 보다 간단하고, 화질을 보다 개선한 고선명 텔레비젼 디코더 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a European-style high-definition MAC television decoder device, and more particularly, to a high-definition television decoder device having a simpler hardware structure and more improved image quality.

제1도에는 일반적인 유럽형 HD MAC TV의 디코더가 도시된다. 일반적인 유럽형 HD MAC TV의 디코더는, 도시된 바와 같이, 필드 메모리(10A), 디셔플러(10B), 서브 샘플 패턴 변환기(SSPC)(10C), 움직임 보상 보간기(MCI)(10A), 가산기(11E), 제1 및 제2멀티 플렉서(MUX)(11F)(11G), 지연소자(11H) 및 보간기(11I)로 구성된다.In Fig. 1 a decoder of a typical European HD MAC TV is shown. The decoder of a typical European HD MAC TV is, as shown, a field memory 10A, a de-shuffler 10B, a subsample pattern converter (SSPC) 10C, a motion compensation interpolator (MCI) 10A, an adder 11E, first and second multiplexers (MUX) 11F, 11G, delay elements 11H, and interpolators 11I.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 디코더에서 디셔플러(10B)는 다수의 가산기와 알테라 하드웨어 디스크립션 랭귀지(AHDL)를 포함하며, 상기 필드 메모리(10A)로 부터 전달받은 데이타에서 80㎳ 모드 드셔플링을 위한 부재 샘플(missing sample)이 발생되는 경우 좌,우 샘플을 보간한 신호를 생성하기 위해 다수의 가산기를 이용하여 80㎳ 모드 부재 샘플을 생성한다.In the decoder of the present invention configured as described above, the deshuffler 10B includes a plurality of adders and Altera hardware description language (AHDL), and 80 Hz mode deshuffling on the data received from the field memory 10A. When a missing sample is generated, a 80 ㎳ mode member sample is generated using a plurality of adders to generate a signal interpolating the left and right samples.

그러나, 전술한 바와 같이 일반적인 HD MAC TV의 디코더에서는 80㎳ 모드이 부재 샘플을 공급하기 위해 상기 디셔플러(10B)에서 가산 연산 및 상기 AHDL의 제어장치의 동작등이 복잡하므로 상기 디셔플러(10B)는 그 만큼 하드웨어 구조가 복잡하다는 문제점이 있다.However, as described above, in the decoder of the general HD MAC TV, the 80 ms mode is complicated to add operations in the deshuffler 10B and operation of the control device of the AHDL to supply the absent sample. ) Has a problem in that the hardware structure is complicated.

또한, SSPC(10C)는 80㎳ 모드에서 부재 샘플시 상,하 샘플을 평균하여 보간하고 40㎳ 모드에서의 부재샘플시 좌,우 샘플을 평균하여 보간하며, 20㎳ 모드에서의 부재 샘플시에는 좌 또는 우를 복사하여 보간한다. 이와 같이 만들어진 패턴으로 라인 1 및 3은 상기 제2MUX(11G)로 전달하고, 라인 2 및 4는 지연소자(11H)를 거쳐 수직보간기(11C)로 전달한다. 이와 같이 일반적인 HD MAC TV의 디코더에서의 SSPC(10C)는 부재 샘플을 좌,우 혹은 상,하 두 샘플만을 이용하여 보간함으로 영상의 고품질을 실현하는데 어려움이 있다.In addition, the SSPC 10C interpolates the upper and lower samples in the absence sample in the 80 ms mode and interpolates the left and right samples in the absence sample in the 40 ms mode. Copy and interpolate left or right. In this pattern, the lines 1 and 3 are transferred to the second MUX 11G, and the lines 2 and 4 are transferred to the vertical interpolator 11C via the delay element 11H. As described above, the SSPC 10C in the decoder of the general HD MAC TV has difficulty in realizing high quality of the image by interpolating the absent sample using only left, right or up and down samples.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 디코더의 하드웨어 구조를 보다 간단하게 구현하기 위해 디셔플러의 하드웨어 구조를 보다 간단하게 구현하였으며, 보다 고품질의 영상을 구현하기 위해 서브 샘플 패턴 변환기의 샘플 발생 기법을 개선하는 고선명 텔레비젼 디코더 장치를 제공하는데 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention has simply implemented the hardware structure of the de-shuffler in order to more simply implement the hardware structure of the decoder, and the subsample pattern converter to implement a higher quality image. To provide a high-definition television decoder device that improves the sample generation technique.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 발명은, 채널을 통해 전송된 휘도 신호를 수신하여 저장 및 지연시켜 4개의 연속 화면 정보를 제공하는 저장 및 지연 수단과, 상기 저장 및 지연 수단에서 제공되는 4개의 화면 정보를 통해 원래의 서브 샘플 패턴으로 복원하기 위해 80 I, 80II, 80III 정보를 제공하는 디셔플러 수단과, 상기 디셔플러 수단으로부터 제공되는 정보를 통해 각 모드에서 화면보간을 위해 요구되는 샘플들을 공급하는 서브 샘플 패턴 변환 수단과, 상기 서브 샘플 패턴 변환 수단에서 공급되는 정보에 의해 40㎳ 짝수 필드의 데이타를 복원하고, 좌,우,상,하 4개의 화소를 이용하여 부재 샘플드를 보간하는 움직임 보상 보간 수단과, 상기 디셔플러 수단 및 움직임 보상 보간 수단에서 제공되는 정보에 의해 80㎳ 모드 부재 샘플과 인접 블럭 보간을 하도록 소정의 데이타를 선택적으로 제공하는 MUX 수단과, 상기 MUX 수단을 통해 전달되는 데이타로 각 모드의 부재 샘플들을 상,하,좌,우의 보간 방법으로 보간하는 보간기(interpolator) 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a storage and delay means for receiving, storing and delaying the luminance signal transmitted through a channel to provide four consecutive picture information, and the four provided in the storage and delay means. Deshuffler means for providing 80 I, 80II, and 80III information to restore the original subsample pattern through the screen information, and samples required for interpolation in each mode through the information provided from the deshuffler means. Subsample pattern converting means for supplying the data and the information supplied from the subsample pattern converting means to restore 40 ms even field data, and interpolate the member sampled using four pixels of left, right, top, and bottom. The motion compensation interpolation means and the information provided by the deshuffler means and the motion compensation interpolation means. MUX means for selectively providing predetermined data to the liver, and interpolator means for interpolating absent samples of each mode by interpolation methods of each mode by data transmitted through the MUX means. Characterized in that.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명의 HD MAC TV의 디코더를 도시한 블럭도로써, 상기 디코더(200)는 필드 메모리(field memory : FM), 디셔플러(deshufler)(20), 서브 샘플 패턴 변환기(SSPC)(30), 지연소자(delay)(40)(80), MUX(70), 움직임 보상 보간기(MCI)(50) 및 보간기(interpolator)(90)를 포함한다.1 is a block diagram illustrating a decoder of the HD MAC TV of the present invention, wherein the decoder 200 includes a field memory (FM), a deshufler 20, and a subsample pattern converter (SSPC). 30, a delay 40, 80, a MUX 70, a motion compensation interpolator (MCI) 50, and an interpolator 90.

FM(10)은 3개의 FM(11 내지 13)으로 구성되며, 신호 압축을 위해 화면의 움직임 속도에 따라 80㎳, 40㎳, 20㎳ 모드로 구분되어 16×16을 한 블럭으로하여 각 블럭의 모드 정보와 함께 전송된 휘도(luminance) 신호를 입력하여 데이타를 FM(11)에 먼저 저장하고, 이 FM(11)을 통해 1지연된 데이타 및 FM(11)을 통과한 데이타는 FM2(12)에 전달되고, FM2(12)의 출력은 다시 FM3(13)로 전달된다. 전술한 바와 같이 FM1(11)으로 입력되는 데이타의 각 화면 기억 소자 FM2(12), FM3(13)를 통과한 출력들은 4개의 연속 화면을 형성하여 디셔플러(20)로 전달된다.The FM 10 is composed of three FMs 11 to 13, and is divided into 80 로, 40㎳, and 20㎳ modes according to the movement speed of the screen for signal compression. The luminance signal transmitted together with the mode information is input to store the data in the FM 11 first, and the data delayed through the FM 11 and the data passed through the FM 11 are sent to the FM 2 12. And the output of FM2 12 is passed back to FM3 13. As described above, the outputs passing through the screen storage elements FM2 (12) and FM3 (13) of the data input to the FM1 (11) form four consecutive screens and are transmitted to the de-shuffler (20).

디셔플러(20)는 AHDL(도시안됨)로 이루어지며 엔코더부에서 샘플된 화면을 전송할 때 80㎳, 20㎳, 모드에서 라인 셔플플링(line shuffling)을 행하고 MAC 채널로 전송하기 때문에, 디코더부에서는 상기 FM(10)으로부터 제공되는 4개의 연속화면을 다시 원래의 서브 샘플패턴(subsample pattern) 으로 복원하여, 도시된 바와 같이 SSPC(30) 및 지연소자(40)로 80I, 80II 및 80III를 전달하는데, 여기서 80 I 는 홀수 필드 처리시에는 전술한 AHDL로부터 출력되는 D1, D3이고, 짝수 필드 처리시는 D2, D4이다. 80II는 홀수 필드 처리시는, D2, D4이며, 짝수 필드 처리시는 D1, D3가 전달된다. 또 80III는 다음 홀수 필드 데이타를 나타낸다.Since the de-shuffler 20 is made of AHDL (not shown) and performs line shuffling in the 80 kHz, 20 kHz, mode and transmits the MAC screen when the sampled screen is transmitted from the encoder section, the decoder section In the present invention, four continuous images provided from the FM 10 are restored to the original subsample pattern, and 80I, 80II, and 80III are transferred to the SSPC 30 and the delay element 40 as shown. Here, 80 I is D1 and D3 output from the above-mentioned AHDL during odd field processing, and D2 and D4 for even field processing. 80II indicates D2 and D4 for odd field processing, and D1 and D3 are transferred for even field processing. 80III shows the next odd field data.

이와 같이 본 발명에서의 디셔플러(20)는 80㎳ 모드의 부재 샘플을 후술하는 SSPC(30)에서 샘플 공급함으로, 전술한 바와 같이 가산 연산 작용이 불필요하며, 또한 AHDL의 제어 동작이 보다 간단하게 구현될 수 있다.As described above, the deshuffler 20 according to the present invention supplies the sample of the 80 kHz mode member sample to the SSPC 30 which will be described later. Therefore, the addition operation is unnecessary as described above, and the AHDL control operation is simpler. Can be implemented.

SSPC(30)는 보간을 위해 요구되는 화소를 공급하여 보간기(90)로 전달하며, 또한 움직임 보상 보간 샘플 공급을 위해 요구되는 화소를 공급하여 움직임 보상 보간기(motion compensated interpolator:MCI)(50)로 제공한다.The SSPC 30 supplies a pixel required for interpolation and delivers it to the interpolator 90, and also supplies a pixel required for supplying a motion compensated interpolation sample, and provides a motion compensated interpolator (MCI) 50 To provide.

일반적인 HD MAC TV의 디코더에서의 SSPC에서는 인접블럭의 보간을 위해 샘플을 공급하였으나, 본 발명에서는 상기와 같은 동작을 수행하지 않고, 전술한 디셔플러(20)에서 공급되는 80I, 80II 및 80III로 홀수 필드 처리시는 40㎳ 모드 패턴을 생성하여 후술하는 MCI(50)내의 40A(51) 및 40C(52)로 동일하게 공급한다. 또한 짝수 필드 처리시는 시간적으로 MCI(50)를 수행하기 위해, 전,후의 홀수 필드가 요구됨으로, 이전의 홀수 필드를 40㎳ 모드 패턴으로 생성하여 40A(51)로 전달하고 이후의 홀수 필드를 40㎳ 모드 패턴으로 생성하여 40C(52)로 전달한다.The SSPC in the decoder of a typical HD MAC TV supplies samples for interpolation of adjacent blocks. However, in the present invention, the above-described operation is performed with 80I, 80II, and 80III supplied from the above-described deshuffler 20 without performing the above operation. During odd field processing, a 40-kHz mode pattern is generated and supplied equally to 40A 51 and 40C 52 in MCI 50 described later. In addition, since even field processing is required in order to perform MCI 50 in time during even field processing, a previous odd field is generated in a 40 kHz mode pattern and transferred to 40A 51, and subsequent odd fields are transferred. It generates a 40-kHz mode pattern and passes it to 40C (52).

전술한 바와 같이, SSPC(30)는 상,하,좌,우 4개의 샘플을 이용하여 보간하도록 함으로써 별도의 하드웨어 추가없이도 보다 고화질을 구현할 수 있다.As described above, the SSPC 30 can implement higher quality without adding additional hardware by interpolating using four samples up, down, left, and right.

MCI(50)는 40A(51), 40C(52), MCIA(53), MCIC(54) 및 가산기(55)를 포함하며, 40A(54)와 40C(52) 각각의 출력은 대칭 MCI를 위해 MCIA(53)와 MCIC(54)로 전달된다. 가산기(55)는 상기 블럭(53)(54)으로 부터 제공되는 데이타를 전달받고, 이때 홀수 필드 처리시는 MCIA(53)로부터 홀수 및 짝수 필드를 전달받아서 그대로 K1 및 K2 데이타를 후술하는 MUX(70)로 공급한다. 또한 짝수 필드 처리시는 MCIA(53)와 MCIC(54)를 가산하여 짝수 필드를 도시된 바와 같이 K1으로 전달하고, 홀수 필드는 MCIA(53) 출력을 K2로 전달한다.MCI 50 includes 40A (51), 40C (52), MCIA (53), MCIC (54) and adder 55, with the outputs of each of 40A (54) and 40C (52) for symmetric MCI. It is delivered to the MCIA 53 and the MCIC 54. The adder 55 receives the data provided from the blocks 53 and 54, and in this case, the odd field and the even field are received from the MCIA 53 when the odd field is processed. 70). In addition, during even field processing, the MCIA 53 and MCIC 54 are added to transfer the even field to K1 as shown, and the odd field transfers the MCIA 53 output to K2.

지연소자(40)(80)는 상기 SSPC(30)로 부터 후술하는 MUX(70)로 직접 공급되는 정보와 MCI(50)를 거쳐서 공급되는 정보간의 지연차를 보상하기 위해 구비된다.The delay elements 40 and 80 are provided to compensate for the delay difference between the information directly supplied from the SSPC 30 to the MUX 70 to be described later and the information supplied through the MCI 50.

MUX(70)는 상기 MCI(50)와 지연소자(40)에 결합되며, 80㎳ 모드 부재 샘플과 인접 블럭 보간을 위한 각 모드 샘플을 이용하여 보간하도록 K1 및 K2를 공급한다. 예를 들면 4화면정보가 다음과 같을 경우,The MUX 70 is coupled to the MCI 50 and the delay element 40 and supplies K1 and K2 to interpolate using the 80 ms mode member sample and each mode sample for adjacent block interpolation. For example, if the 4 screen information is as follows,

[표 1]TABLE 1

상기 표 1에서 ×부분이 80I, 80II로부터의 입력의 부재 샘플을 표시하며, 이 위치로 상기 MCI(50)에서 제공하는 샘플 'K1'(홀수 필드)의 샘플을 공급한다.In Table 1, the x part indicates an absence sample of input from 80I and 80II, and supplies a sample of the sample 'K1' (odd field) provided by the MCI 50 to this position.

또, 4화면의 정보가 다음과 같을 경우,In addition, when information of four screens is as follows,

[표 2]TABLE 2

여기서의 ×부분에는 상기 MCI(50)에서 제공하는 'K1'의 샘플이 공급된다.Herein, a sample of 'K1' provided by the MCI 50 is supplied to the x part.

또한, 짝수 필드 처리시에는 4화면의 정보가 다음과 같을 경우,In the case of even field processing, if the information on the four screens is as follows,

[표 3]TABLE 3

여기에서의 ×부분에는 상기 MCI(50)에서 제공하는 'K1' 및 'K2'의 샘플이 공급된다.In this case, samples of 'K1' and 'K2' provided by the MCI 50 are supplied to the x part.

전술한 바와 같은 동일한 방법으로, 4화면의 정보가 다음과 같을 경우,In the same manner as described above, when the information on the four screens is as follows,

[표 4]TABLE 4

× × 40 40 (짝수 필드)× × 40 40 (even field)

이때는 상기 MCI(50)에서 제공하는 K1을 m1으로 출력하여 보간기(90)로 전달한다.In this case, K1 provided by the MCI 50 is output as m1 and transmitted to the interpolator 90.

또, 4화면의 정보가 다음과 같을 경우,In addition, when information of four screens is as follows,

[표 5]TABLE 5

× × 20 20 (짝수 필드)× × 20 20 (even field)

여기서는 상기 디셔플러(20)에서 제공하는 80I를 m1으로 출력하는 식으로 구현될 수 있다.In this case, it may be implemented by outputting 80I provided by the de-shuffler 20 as m1.

보간기(interpolator)(90)는 20㎳ 보간기(91), 40㎳ 보간기(92), 수직 보간기(vertical interpolator)(93) 및 80㎳ 보간기(94)를 포함하며, 상기 MUX(70) 및 지연소자(80)를 통해 전달되는 화면의 정보들에서 요구되는 모드의 보간 방법으로 부재 샘플들의 화소를 보간하여 복원한다. 상기 블럭(90)에서의 수직 보간기(93)는 80㎳ 모드 보간시 상, 하 블럭의 샘플을 보간한다.The interpolator 90 includes a 20 ms interpolator 91, a 40 ms interpolator 92, a vertical interpolator 93 and an 80 ms interpolator 94, the MUX ( 70) and the pixels of the member samples are interpolated and reconstructed by the interpolation method of the mode required in the information of the screen transmitted through the delay element 80. The vertical interpolator 93 in the block 90 interpolates the samples of the upper and lower blocks during the 80 ms mode interpolation.

일반적이 HD MAC TV의 디코더에서의 보간 기법에서는 보간을 위한 샘플을 충분히 공급할 수 없는 문제점등이 발생하였으나, 본 발명에서는 20㎳ 보간기(91)에서 사전에서 요구되는 부분의 샘플을 행하였기 때문에 어떠한 문제도 발생치 않는다.In general, in the interpolation technique of the HD MAC TV decoder, there is a problem that the samples for interpolation cannot be supplied sufficiently. However, in the present invention, since the sample of the part required in advance is performed in the 20 kHz interpolator 91 There is no problem.

전술한 바와 같이 본 발명은, 디셔플러(20)에서 80㎳ 모드 부재 샘플 보간을 행하지 않고, SSPC(30) 및 MCI(50)에서 이를 수행함으로, 선행기술 보다도 하드웨어 구조가 보다 간단해졌으며, 선행 기술이 상,하 혹은 좌,우의 2개의 화소로 부재 샘플 보관을 행하는데 반해 본 발명은 동시에 상,하, 좌,우 4개의 화소를 이용하여 부재 샘플을 보간함으로 보다 고화질의 영상을 구현하는 등의 이점이 있다.As described above, in the present invention, the SSPC 30 and the MCI 50 do not perform the 80 kHz mode member sample interpolation in the deshuffler 20, thereby making the hardware structure simpler than the prior art. While the prior art stores the member samples in two pixels of up, down, left, and right, the present invention simultaneously implements a higher quality image by interpolating the member samples using four pixels in up, down, left, and right. And the like.

Claims (1)

채널을 통해 전송된 휘도 신호를 수신하여 저장 및 지연시켜 4개의 연속 화면 정보를 제공하는 저장 및 지연 수단(10)과, 상기 저장 및 지연 수단(10)에서 제공되는 4개의 화면 정보를 통해 각 모드별로 원래의 서브 샘플 패턴으로 복원하며, 상기 복원된 서브 샘플들에서 제1, 제2 및 제3정보를 제공하는 디셔플러 수단(20)과; 상기 디셔플러 수단(20)으로부터 제공되는 정보를 통해 각 모드에서 화면보간을 위해 요구되는 샘플들을 공급하는 서브 샘플 패턴 변환(SSPC) 수단(30)과; 상기 SSPC 수단(30)에서 공급되는 정보에 의해 40㎳ 짝수 필드를 복원하고, 좌,우,상,하 4개의 화소를 이용하여 부재 샘플들을 보간하는 움직임 보상 보간(MCI) 수단(50)과; 상기 디셔플러 수단(20) 및 MCI 수단(50)에서 제공되는 정보에 의해 80㎳ 모드 부재 샘플과 인접 블럭 보간을 하도록 소정의 정보를 선택적으로 제공하는 MUX 수단(70)과; 상기 MUX 수단(70)을 통해 전달되는 데이타로 각 모드의 부재 샘플들을 상,하,좌,우의 보간 방법으로 보간하는 보간기(interpolator) 수단(90)을 포함하는 고선명 텔레비젼 디코더 장치.Storage and delay means 10 for receiving, storing, and delaying the luminance signal transmitted through the channel to provide four continuous screen information, and each mode through the four screen information provided by the storage and delay means 10. A deshuffler means (20) for restoring the original subsample pattern for each other and providing first, second, and third information in the restored subsamples; Subsample pattern conversion (SSPC) means (30) for supplying samples required for interpolation in each mode through the information provided from the deshuffler means (20); Motion compensation interpolation (MCI) means (50) for restoring an even field of 40 ms by information supplied from the SSPC means (30) and interpolating member samples using four left, right, top, and bottom pixels; MUX means (70) for selectively providing predetermined information to interpolate adjacent block interpolation with the 80 ms mode member sample by the information provided by the deshuffler means (20) and the MCI means (50); And interpolator means (90) for interpolating the absent samples of each mode by the data transmitted through the MUX means (70) in an interpolation method of up, down, left, and right.