KR0185914B1 - 복호화측의 버퍼점유량 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복호화측의 버퍼점유량을 적정하게 조절하기 위한 버퍼점유량의 제어방법에 관한 것으로, 비트삽입과 아울러 적정크기로 버퍼용량을 확장하므로써 버퍼에서의 언더플로우 또는 오버플로우의 발생을 방지하므로써 24Hz의 프레임레이트로 부호화된 비트스트림을 60Hz의 필드주파수에 따라 디코딩하여 디스플레이할 경우 구성부품의 추가없이 영상을 양호이 재현할 수 있는 효과가 있다.

Description

복호화측의 버퍼점유량 제어방법

제1도는 종래의 복호화과정에서의 버퍼점유량을 나타낸 그래프.

제2도는 본 발명의 복호화과정에서의 버퍼점유량을 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A,a,B,b,C,c,D,d,E,e : 버퍼점유변화량

M0, M1, M2,M3,M4,N0,N1,N2,N3,N4 : 버퍼점유변화량

가,바 : 초기지연구간 나,다,라,마,사,자,차,타 : 복호화구간

아,카 : 복호화정지구간

본 발명은 24Hz의 프레임레이트(frame rate)로 부호화된 비트스트림을 60Hz의 필드주파수에 따라 디스플레이하기 위해 버퍼점유량을 적정하게 조절할 수 있도록 한 버퍼점유량의 제어방법에 관한 것이다.

근래 들어 HDTV를 비롯한 새로운 방송방식의 표준화가 활발해짐에 따라 디지탈신호의 부호화방식, 전송방식, 복호화방식등에 관한 권고안을 여러나라에서 제안한 바 있으며, CCIR과 같은 국제표준화기구에서 권고초안을 통일화하려는 노력이 지속되고 있다.

일반적으로 송신측의 부호화기의 출력데이타량은 외부 정보원으로부터 입력되는 영상신호의 장면변화나 움직임의 크기에 따라 변동한다. 이를 고정속도를 갖는 전송채널을 통해 전송하기 위해서는 부호화측의 버퍼에 의한 평활화가 필요하다. 특히, 표준안의 부호화방식에서는 가변장부호화를 이용하므로 발생비트량은 변화하며 대부분의 전송매체가 고정레이트를 가진다. 복호화측에서는 부호화과정의 역과정을 통해서 본래의 신호를 복원하며 전송된 신호를 저장하는 버퍼의 점유량을 적절하게 조절하는 것이 요구된다. 가령, 전술한 60Hz의 필드주파수에 따라 디스플레이할 경우 복호화측버퍼(이하, 버퍼라 약칭함.)의 점유상태를 고려치 않는다면 버퍼는 '오버플로우' 또는 '언더플로우' 현상을 일으켜 양호한 영상을 얻을 수 없게 된다.

일예로 24Hz의 프레임레이트로 부호화된후 전송되어진 비트스트림을 원래의 신호로 복원하여 화면상에 재현하기 위해서는 부호화측과 상응하는 24Hz로 동기로킹(locking)하면서 복호화하여야만 버퍼의 '오버플로우' 또는 '언더플로우' 현상이 발생하지 않는다. 제1도는 24Hz의 동기신호에 따라 복호화할 경우의 버퍼점유량을 나타낸 것이다. 제1도에서 수평축(시간축)을 구분하는 (a)내지 (e)는 버퍼 점유량의 번화에 대응하는 구간을 나타내며, 그중 (a)는 초기지연구간(vbv-delay)으로 다음과 같이 정의된다.

vbv-delay = (Bn/R)×900000 (N=2,3,4‥) ] ……식(1)

여기서, Bn : N번째의 화상데이타를 버퍼에서 출력한 직후의 버퍼 점유량이며, 단위는 비트

R : 전송비트레이트

모든 픽처헤더(picture header)는 초기지연구간(vbv_delay)을 갖고 있다. 또, (b)내지 (e)는 각각 24Hz의 프레임레이트를 갖으며 복호화기가 수행하는 복호화기간에, 해당한다. 이후 뒤따르는 복호화과정을 거친후 디스프레이과정을 통해 화상을 재현하게 된다.

그러나, 복호화의 버퍼상태에 대한 고려없이 24Hz의 프레임레이트로 부호화된 비트스트림을 60Hz의 필드주파수에 따라 디코딩하여 디스플레이할 경우 버퍼에서는 언더플로우 또는 오버플로우현상이 발생하여 불량한 영상이 재현된다.

따라서, 본 발명은 24Hz의 프레임레이트로 부호화된 비트스트림을 60Hz의 필드주파수에 따라 디코딩하여 디스플레이할 경우 버퍼의 언더플로우'나 '오버플로우'를 방지하기 위해 복호화측의 버퍼점유량을 적정하게 유지할 수 있도록 한 버퍼점유량 제어방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 24Hz의 프레임레이트로 부호화된 비트스트림을 60Hz의 필드주파수에 따라 디스플레이하기 위해 복호화측의 버퍼점유량을 제어하는 방법에 있어서, 초기지연구간이 경과직후 소정 구간동안 복호화측의 버퍼에 소정 비트를 추가로 삽입하는 단계와, 상기 비트삽입에 의해 복호화측의 버퍼가 오버플로우를 일으키는 것을 방지하기 위해 소정 크기로 버퍼용량을 확장하는 단계에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 제2도에 따라 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 버퍼점유량을 나타낸 것으로, 점선으로 도시한 부분은 초기지연시간의 변동이 없는 경우이고, 실선은 비트를 추가로 삽입하여 초기지연시간이 증가된 경우이다. 도면 부호 a,c,e는 데이타프레임을 복호화하려는 시점의 버퍼의 점유량을 나타내며, 도면부호 b, d는 데이타 프레임을 복호화하는 과정을 일시중단하려고 하는 시점의 버퍼점유량이다.

또, 도면부호 M0,M1,M2,M3,M4는 구간변화에 따른 버퍼점유변화량을 나타낸다.

먼저, 24Hz의 프레임레이트로 부호화된 비트스트림을 60Hz로 동기로킹을 하면서 복호화하려면 주파수 차이에 대한 보상이 필요하며 이를 위해 3:2 풀다운(pull down)기법을 사용한다. 즉, 종래기술에서는 일정시간(1/24)마다 일률적으로 복호화동작을 수행하였으나, 본 발명에서는 복호화구간(2/60) 사이에 복호화정지구간(1/60)을 적정하게 설정하므로써 버퍼점유량을 최적상태로 유지할 수 있다. 이러한 3:2풀다운 기법에 의하면 제2도에 도시한 바와같이 복호화구간(g)(i)(j)(l)을 설정하고 그 구간에 적정하게 복호화정지구간(h)(k)을 설정한다. 이와 같이 일정구간(1/60)동안 복호화동작을 일시 중단하는 복호화정지구간(h)(k)은 화면재현시 각각 전구간(g)(j)에서 복호화된 데이타프레임의 하나의 필드를 재차 디스플레이하는 동작에 해당하는 만큼 복호화과정을 일시 중단하는 구간이다.

그런데, 전원공급시나 채널변경이 발생할 경우 시퀀스헤더(sequence header)에 뒤따르는 픽쳐헤더(picture header)가 갖고 있는 초기지연구간(vbv-delay)을 그대로 적용하면 버퍼점유량은 제2도의 점선을 도시한 것과 같이 나타난다. 이러한 경우 복호화구간(사)또는 복호화구간(자)을 완료한 직후의 버퍼점유량은 각각 적정한 버퍼점유량(b)또는 버퍼점유량(c)을 갖지 못하여 버퍼의 언더플로우현상의 가능성이 존재하게 된다.

이를 해결하기 위해 실시예에서는 상기 초기지연구간(vbv-delay)을 소정 시간 연장하여 초기지연구간(vbv-delay)보다 1/120(sec)만큼 더 연장한 구간을 초기지연구간(f)으로 　정하므로써 연장된 구간에 대응하는 비트량(T)이 버퍼에 추가로 삽입된다. 상기 비트량(T)을 산정하는 계산식은 다음과 같다.

T = (시스템클럭)×(연장구간)[고정레이트로 입력되는 비트량]‥식(2)

또, 비트를 추가로 삽입하는 비트삽입시간(Time)은 아래와 같이

Time = (90kHz)×(1/120) = 750 [클럭]

계산된다. 식(2)에서 알 수 있는 바와 같이 버퍼에 추가로 삽입되는 비트량(T)는 750클럭동안 입력되는 비트량이며, 이 비트추가에 의해 언더플로우현상을 방지할 수 있다.

한편, 추가된 비트에 의해 버퍼는 오버플로우를 발생할 수 있으므로 이를 해소하기 위해 적정 크기로 버퍼용량을 늘여야 하는데, 그 계산식은 다음과 같다.

확장된 버퍼용량 = (전송비트율)×(1/120)…… 식(3)

식(3)에 따른 확장된 버퍼용량은 식(2)에 따른 추가삽입된 비트량(T)과 일치하며, 이에 따라 비트추가로 인한 버퍼용량의 초과분을 상쇄하는 효과를 갖는다. 이와 같은 버퍼용량의 확장에 따라 버퍼능력의 여유가 생겨 전술한 비트추가에 의한 오버플로우현상을 막을 수 있으므로 60Hz로 디코딩하더라도 버퍼에서 '언더플로우' 또는 '오버플로우'가 발생되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 소정 비트량의 삽입에 의해 버퍼에서의 언더플로우현상을 방지함과 아울러 비트삽입에 따른 오버플로우현상을 해소하기 위해 적정크기로 버퍼용량을 확장하므로써 24Hz의 프레임레이트로 부호화된 비트스트림을 60Hz의 필드주파수에 따라 디코딩할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 24Hz의 프레임레이트로 부호화된 비트스트림을 60Hz의 필드주파수에 따라 디스플레이하기 위해 복호화측의 버퍼점유량을 제어하는 방법에 있어서, 복호화측버퍼에 기설정된 초기지연구간이 경과직후, 소정 구간동안 복호화측의 버퍼에 소정 비트를 추가로 삽입하는 단계와; 상기 비트삽입에 의해 복호화측의 버퍼가 오버플로우를 일으키는 것을 방지하기 위해 소정 크기로 버퍼용량을 확장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화측의 버퍼점유량 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 비트삽입단계는 60Hz의 필드주파수에 따라 디코딩할 경우 복호화측버퍼가 언더플로우현상을 일으키지 않도록 추가로 삽입하려는 비트량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화측의 버퍼점유량 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 비트량산출단계는 아래의 계산식에 의해 비트량을 산출하는 것을 특징으로 하는 복호화측의 버퍼점유량 제어방법.

   T = (시스템클럭)×(연장구간)[고정레이트로 입력되는 비트량]

   여기서, T는 추가된 비트량이다.
4. 제1항에 있어서, 상기 버퍼용량확장단계는 비트삽입단계에서 삽입하는 비트량에 상응하는 확장분만큼의 버퍼용량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화측의 버퍼점유량 제어방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 버퍼용량산출단계는 아래의 계산식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 복호화측의 버퍼점유량 제어방법.

   확장된 버퍼용량 = (전송비트율)×(연장구간)

   여기서, 전송비트율은 버퍼에 입력되는 비트레이트[비트/sec]