KR0138123B1 - 엠피이지-2(mpeg-2) 시스템에서 타임 스템프를 코팅하는 장치 - Google Patents

엠피이지-2(mpeg-2) 시스템에서 타임 스템프를 코팅하는 장치

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Abstract

본 발명은 디지틀 TV 등에 사용하는 MPEG-2 시스템에서 비디오신호와 오디오신호의 동기를 맞추기 위한 타임 스탬프(Time Stamp)를 코딩하는 장치에 관한 것으로, 시스템 타임 클럭(1)과 비디오 엔코더로부터 입력신호를 받는 제 1 D-플립플롭(22)과 ; 시스템 타임 클럭(1)과 비디오 스트림 인터페이스(2)의 출력을 입력받는 제 2 D-플립플롭(26)과 ; 상기 제 1 D-플립플롭(22)의 출력과 상기 제 2 D-플립플롭(26)의 출력을 가산하는 제 1 가산기(27)와 ; 상기 제 1 가산기(27)의 출력과 오프셋운영자에 의한 고정값(29)을 가산하는 제 2 가산기(28)와 ; 초기화 클럭신호(31)와 상기 제 2 가산기(28)의 출력을 입력으로 받는 제 3 D-플립플롭(30)과 ; 엔코더에서 코딩을 시작하는 시점과 TS에서 실제 타임 스탬프를 코딩하는 시점사이의 간격만큼 오프셋(Offset)(34)을 더해주기 위하여 상기 D-플립플롭(22)의 출력과 제 3 D-플립플롭(30)의 출력을 더하여 DTS(Decoding Time Stamp) 신호를 PES헤더 발생기(5)에 출력하는 제 3 가산기(23) ; 및 상기 제 3 가산기(23)의 출력과 고정된값(24)을 더하여 PTS(Presentation Time Stamp)를 PES헤더 발생기(5)로 출력하는 제 4 가산기(25)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 타임 스탬프 발생장치.

Description

엠피이지-2(MPEG-2) 시스템에서 타임스탬프를 코딩하는 장치
제 1 도는 TS방식에 따른 일반적인 PES 패킷부의 블럭도,
제 2 도는 비디오 타임 스탬프 코딩장치의 블럭도,
제 3 도는 오디오 타임 스탬프 코딩장치의 블럭도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 시스템 타임 클럭 2 : 비디오 스트림 인터페이스
5, 11 : PES 헤더 발생기 8 : 오디오 스트림 인터페이스
22,26,30,41 : D-플립플롭 23,25,27,28,43 : 가산기
본 발명은 디지틀 TV 등에 사용하는 MPEG-2 시스템에서 비디오신호와 오디오신호의 동기를 맞추기 위한 타임 스탬프(Time Stamp)를 코딩하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 MPEG-2 시스템에서 비디오 신호와 오디오신호의 동기를 효율적으로 맞출 수 있는 타임 스탬프 코딩장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 비디오 타임 스탬프 발생장치에 있는 시스템 타임 클럭과 비디오 엔코더로부터 입력신호를 받는 제 1 D-플립플롭과 ; 시스템 타임 클럭과 비디오 스트림 인터페이스의 출력을 입력받는 제 2 D-플립플롭과 ; 상기 제 1 D-플립플롭의 출력과 상기 제 2 D-플립플롭의 출력을 가산하는 제 1 가산기와 ; 상기 제 1 가산기의 출력과 오프셋운영자에 의한 교정값을 가산하는 제 2 가산기와 ; 초기화 클럭신호와 상기 제 2 가산기의 출력을 입력으로 받는 제 3 D-플립플롭과 ; 엔코더에서 코딩을 시작하는 시점과 TS에서 실제 타임 스탬프를 코딩하는 시점사이의 간격만큼 오프셋(Offset)을 더해주기 위하여 상기 D-플립플롭의 출력과 제 3 D-플립플롭의 출력을 더하여 DTS(Decoding Time Stamp) 신호를 PES헤더 발생기에 출력하는 제 3 가산기 ; 및 상기 제 3 가산기의 출력과 고정된값을 더하여 PTS(Presentation Time Stamp)를 PES헤더 발생기로 출력하는 제 4 가산기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 오디오 타임 스탬프 발생장치는 오디오 스트림 인터페이스의 출력과 시스템 타임 클럭의 출력을 입력받는 D-플립플롭 ; 및 상기 D-플립플롭의 출력에 오프셋 운영자로 부터 고정된값을 더하여 PTS를 PES헤더 발생기로 입력하는 제 1 가산기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1도는 본 발명이 적용되는 일반적인 PES(Packetized Elementary Stream ; 이하, PES이라 칭함) 패킷부의 블럭도로서 TS(Transport Stream ; 이하 TS이라 칭함)방식을 사용하고 있다.
도면에 도시된 바와 같이 비디오 PES부(14)와 오디오 PES부(15)로 이루어지며 각각 동일한 시스템 타임클럭(1)을 이용하고 있다.
먼저, 비디오 PES부(14)의 구성을 살펴본다.
압축된 비디오 및 오디오 비트열(16, 17)과 보조데이타를 다중화하는 데에 필요한 프로토콜은 MPEG-2 시스템부에서 규정하고 있으며, 전송중에 에러가 많을 것으로 예상되는 응용에는 Transport Stream(TS)방식을 쓰도록 권고하고 있다.
이어서, 동작상태를 살펴본다.
압축된 비디오 비트열(Video Elementary Stream)(16)은 ES버퍼(4)에 입력됨과 동시에 비디오 스트림 인터페이스(Video Stream Interface)(2)에 입력되어 시스템 타임클럭(System Time Clock)(1)에 동기되는 비디오 타임 스탬프 발생기(Video Time Stamp Generator)(3)로 입력되어 비디오 타임 스트림이 생성되도록 한다. 그리고 이 비디오 타임 스트림은 PES 헤더 발생기(PES Header Generator)(5)에 입력되어 코딩되어 ES버퍼(Buffer)(4)의 출력과 함께 멀티플렉서(Mux)(6)에 입력되어 비디오 PES 신호를 생성한다. 이렇게 생성된 비디오 PES 신호는 비디오 버퍼(Video Buffer)(7)를 통해 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 망등에 접속이 쉽도록 하는 전송스트림(Transport Stream : TS)개층으로 전송된다.
마찬가지로 오디오 PES부(15) 역시 비디오 PES(14)와 동일한 구성으로 이루어지는데, 도면에서 8은 오디오 스트림 인터페이스, 9는 오디오 타임 스탬프 발생기, 10은 ES버퍼, 11은 PES 헤더 발생기, 12는 멀티플렉서, 13은 오디오 버퍼, 17은 압축된 오디오 비트열을 각각 나타낸다.
이와같이 TS 방식은 비디오 혹은 오디오 스트림(16, 17)을 패킷화하기 위한 Packetized Elementary Stream(이하, PES이라 칭함)와 PES를 일정한 크기로 나누고 헤더를 붙여서 ATM(Asynchronous Transfer Mode)망등에 접속이 쉽도록 하는 Transport Stream(TS)의 두개층으로 구성되어 있다.
비디오 타임 스탬프 발생기의 상세 블럭도를 나타낸 제 2 도를 통하여 비디오 혹은 오디오 타임 스탬프 코딩방식에 대해서 설명한다. 그리고 제 1 도와 동일부호는 동일명칭을 나타낸다.
먼저, MPEG-2에서는 PTS(Presentation Time Stamp) 및 DTS(Decoding Time Stamp)를 이용하여 디코딩 시점과 재현시점(Presentation Time)을 디코더에 알려줌으로서 오디오와 비디오의 동기를 맞춘다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 비디오 타임 스탬프 발생기 D-플립플롭과 가산기로 구성되어 있다.
먼저, D-플립플롭(22)은 시스템 타임 클럭(1)과 비디오 엔코더로부터 입력신호를 받고, D-플립플롭(26)은 시스템 타임 클럭(1)과 비디오 스트림 인터페이스(2)의 출력을 입력받는다. 이들 두 D-플립플롭(22, 26)의 출력은 가산기(27)에서 가산되고, 이 가산기(27)의 출력은 오프셋운영자에 의한 고정값(29)과 가산기(28)에서 가산되어 초기화 클럭(31)이 입력되는 D-플립플롭(30)의 입력단으로 입력된다. 또한, D-플립플롭(22)의 출력과 D-플립플롭(30)의 출력을 가산기(23)에서 가산하여 PES헤더 발생기(5)로 DTS를 출력한다. 계속하여, 가산기(23)의 출력은 가산기(25)에서 고정값(24)과 더해져 PTS를 PES헤더 발생기(5)로 출력한다.
더욱이, 비디오 스트림 인터페이스(2)는 ES콘트롤(ES control)(32)의 제어에 따라 억세스 유니트 검출기(Access Unit Detector)(33)에서는 비디오 엔코더 버퍼(Video Encoder Buffer)로부터 입력받은 신호를 ES버퍼로 출력한다. 또한, ES콘트롤(32)의 제어신호는 상기 D-플립플롭(26)에 입력된다.
상기 구성의 동작상태를 좀더 구체적으로 살펴본다.
영상그룹(Group Of Picture : GOP) 주기로 타임 스탬프를 코딩하며, GOP가 10장의 영상(Picture)인 경우 타임 스탬프는 약 0.3초 간격이 되므로 MPEG-2 규격에서 요구하는 0.7초 이내를 만족시킨다.
또한, 비디오 엔코더에서 GOP중에서 I Picture의 시작점에서 D플립플롭(DFF)(22)의 클럭에 신호(21)를 보내주면 27MHz의 시스템 타임 클럭(System Time Clock : STC)(1)에서 90KHz의 해상도로 샘풀링한 값을 래치하게 된다. 엔코더에서 코딩을 시작하는 시점과 TS에서 실제 타임 스탬프를 코딩하는 시점사이의 간격만큼 오프셋(Offset)(34)을 더해줌(23)으로서 시스템을 캐쥬얼(Casual)하게 하는 DTS(36)를 얻는다. PTS(35)는 한 Picture 간격이 해당하는 값 3003(29)을 DTS(36)에 더하여 얻을 수 있다. 이 값들은 소스 엔코더로 부터 받은 바이트 단위의 비디오 기초 스트림(16)을 입력으로하는 접근단위 검출부(33)에서 Sequence Header 혹은 GOP Start Code를 검출하는 시점(18)의 PES헤더(5)에 코딩한다.
다음에는 오프셋(34)을 계산하는 방법에 대해서 설명한다. 비디오 엔코더로 부터 GOP중에서 I Picture의 시작점에서 D 플립플롭(22)의 클럭에 신호(21)를 보내어 시스템 타임클럭(1)을 샘플링 및 래치하고 이 값과 접근단위 검출부(33)와 ES 제어부(32)를 이용하여 시퀀스 헤더(Sequence Header) 혹은 GOP 스타트 코드(Start Code)를 검출하는 시점의 값의 차이를 구하고(27), 엔코더 버퍼에서 지연될 것으로 예상되는 지연타임을 더하여(28) 오프셋(34)을 얻는다. 오프셋(34)은 D 플립플롭(30)을 이용하여 처음 한번만 계산한다. 엔코더 버퍼에서 지연될 것으로 예상되는 지연시간은, 버퍼용량에서 비디오 스트림(16) 속도를 나누어 지연시간을 계산하고, 이 시간의 90KHz 해상도값의 10%를 이용한다.
다음은 오디오 타임 스탬프 코딩장치에 대해서 설명한다. 오디오의 타임 스탬프를 5개의 PES 패킷 간격으로 코딩하며, 이때 약 0.38초의 간격이 되어 MPEG-2 규격의 0.7초보다 적게된다. 매 5번째 PES 패킷에서 첫번째 나타나는 오디오 프레임의 동기 워드를 검출하여 그 시점의 시스템 클럭을 샘플링하여 PTS로 이용한다.
이어서, 제 3 도를 통하여 오디오 타임 스탬프 발생기를 상세히 살펴보면, 도면에서 제 1 도와 동일부호는 동일명칭을 나타낸다.
먼저, 도면의 좌측하단에 도시된 바와 같이 오디오 타임 스탬프 발생기(9)에 연결된 오디오 스트림 인터페이스(8)은 상기 비디오 스트림 인터페이스(2)와 동일한 구성을 가지고 있다.
오디오 타임 스탬프 발생기(9)는 오디오 스트림 인터페이스(8)의 제어를 받아 시스템 타임 클럭(1)의 출력을 입력받는 D플립플롭(41)과 이 D플립플롭(41)의 출력은 오프셋 운영자로 부터 고정된값(42)과 가산기(43)에 더해져 PTS를 PES헤더 발생기(11)로 입력된다.
상기 구성에 있어서, ES 제어부(44)에서 매 5개의 PES 마다 신호를 D 플립플롭(44)에 내보내어 90KHz 해상도의 시스템 클럭을 래치하고 이 값에, 외부에서 조정되는 오프셋(42)를 더하여 PES 헤더발생기(5)에서 코딩한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 같은 비디오 혹은 오디오의 타임 스탬프 코딩장치를 이용함으로서 디코더에서 효율적으로 오디오와 비디오의 동기를 맞출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 엠피이지-2(MPEG-2) 시스템에서 비디오 타임 스탬프를 코딩하는 비디오 타임 스탬프 발생장치에 있어서,
    시스템 타임 클럭(1)과 비디오 엔코더로부터 입력신호를 받는 제 1 D-플립플롭(22)과 ;
    시스템 타임 클럭(2)과 비디오 스트림 인터페이스(2)의 출력을 입력받는 제 2 D-플립플롭(26)과 ;
    상기 제 1 D-플립플롭(22)의 출력과 상기 제 2 D-플립플롭(26)의 출력을 가산하는 제 1 가산기(27)와 ;
    상기 제 1 가산기(27)의 출력과 오프셋운영자에 의한 고정값(29)을 가산하는 제 2 가산기(28)와 ;
    초기화 클럭신호(31)와 상기 제 2 가산기(28)의 출력을 입력으로 받는 제 3 D-플립플롭(30)과 ;
    엔코더에서 코딩을 시작하는 시점과 TS에서 실제 타임 스탬프를 코딩하는 시점사이의 간격만큼 오프셋(Offset)(34)을 더해주기 위하여 상기 D-플립플롭(22)의 출력과 제 3 D-플립플롭(30)의 출력을 더하여 DTS(Decoding Time Stamp) 신호를 PES헤더 발생기(5)에 출력하는 제 3 가산기(23) ; 및
    상기 제 3 가산기(23)의 출력과 고정된값(24)을 더하여 PTS(Presentation Time Stamp)를 PES헤더 발생기(5)로 출력하는 제 4 가산기(25)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 타임 스탬프 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비디오 스트림 인터페이스(2)는, 비디오 엔코더 버퍼(Video Encoder Buffer)로 부터 신호를 입력받아 억세스 유니트를 검출하여 ES버퍼로 출력하는 억세스 유니트를 검출하는 억세스 유니트 검출기(Access Unit Detector)(33) ; 및
    상기 제 2 D-플립플롭(26), 상기 억세스 유니트 검출기(33), 를 및 상기 PES헤더 발생기(5)에 제어 신호를 출력하는 ES콘트롤(ES control)(32)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 타임 스탬프 발생장치.
  3. 엠피이지-2(MPEG-2) 시스템에서 오디오 타임 스탬프를 코딩하는 오디오 타임 스탬프 발생장치에 있어서,
    오디오 스트림 인터페이스(8)의 출력과 시스템 타임 클럭(1)의 출력을 입력받는 D-플립플롭(41) ; 및
    상기 D-플립플롭(41)의 출력에 오프셋 운영자로 부터 고정된값(42)을 더하여 PTS를 PES헤더 발생기(11)로 입력하는 제 1 가산기(43)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오디오 타임 스탬프 발생장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 오디오 스트림 인터페이스(8)는, 비디오 엔코더 버퍼(Video Encoder Buffer)로 부터 신호를 입력받아 억세스 유니트를 검출하여 ES버퍼로 출력하는 억세스 유니트를 검출하는 억세스 유니트 검출기(Access Unit Detecter)(45) ; 및
    상기 제 1 D-플립플롭(41), 상기 억세스 유니트 검출기(45), 를 및 상기 PES헤더 발생기(11)에 제어 신호를 출력하는 ES콘트롤(ES control)(32)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오디오 타임 스탬프 발생장치.
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