KR0186113B1 - 디지탈 브이씨알의 가변장 데이타 기록 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈 브이씨알의 가변장 데이타 기록 방법에 관한 것으로, 종래에는 압축된 비트 스트림의 데이타를 포멧팅하여 기록할 때 각 단위별로 보조 메모리를 부가함으로써 회로의 크기가 증가함은 물론 제조 단가가 상승하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명은 각 단위별로 일정 크기로 할당된 고정 메모리에 2개의 보조 메모리를 부가하여 단위별로 데이타를 저장할 때 고정 메모리를 초과하는 데이타를 1개의 보조 메모리에 일시 저장한 후 데이타가 발생하지 않는 시간동안 고정 메모리의 빈공간에 다시 저장하고 한 단위의 종료까지 고정 메모리에 저장하지 못한 데이타는 다른 1개의 보조 메모리에 일시 저장한 후 다시 고정 메모리의 빈공간에 저장하도록 창안한다. 따라서, 본 발명은 1개의 보조 데이타를 이용하여 각 단위별 데이타를 저장하는 동작을 수행하므로 직렬로 실시간 저장할 수 있고, 모든 데이타를 저장하는 동작에 2개의 보조 메모리만이 필요하므로 회로 구현 면적이 감소함은 물론 제조 단가를 절감할 수 있다.

Description

디지탈 브이씨알의 가변장 데이타 기록 방법

제1도는 일반적인 데이타 압축 과정을 보인 블럭도.

제2도는 1 프레임의 디지탈 데이타를 슈퍼 블럭으로 표시한 예시도.

제3도는 슈퍼 블럭을 매크로 블럭으로 표시한 예시도.

제4도는 매크로 블럭을 이산 코사인 변환(DCT) 블럭으로 표시한 예시도.

제5도는 본 발명의 가변장 데이타 기록 장치의 블럭도.

제6도는 제5도에서 데이타 저장부의 구성도.

제7도는 본 발명을 5개의 패킷에 적용한 구성도.

제8도는 제7도에 따른 타이밍도.

제9도는 본 발명을 디포멧터에 적용한 예시도.

제10도는 제9도에 따른 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 가변장 부호화기 102 : 비트 고정 처리부

103 : 데이타 저장부

본 발명은 가변장 데이타의 저장에 관한 것으로 특히, 디지탈 브이씨알에서 영상 데이타를 처리함에 의한 단위별 가변장 데이타를 일정 크기의 저장 영역에 저장하는 디지탈 브이씨알의 가변장 데이타 기록 방법에 관한 것이다.

일반적으로 데이타 압축 과정을 간략하게 표시하면 제1도와 같다.

즉, 화상 데이타가 입력되어 아날로그/디지탈(A/D) 변환되면 이산 코사인 변환(DCT)을 통해 주파수 영역의 데이타로 변환되어 저주파 영역에 에너지가 밀집되고, 이 변환 계수가 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan) 방식에 의해 비트 스트림 데이타로 변환되어 세그먼트 지연된 후 양자화되면 대표값으로 변환되어 1차적으로 데이타가 압축되어 진다.

이때, 양자화된 데이타는 런렝스-코딩(Run Length Coding) 방식에 의해 비트 스트림의 코딩 데이타로 변환되어 압축되고 이 압축된 비트 스트림의 코딩 데이타는 소정 기록 형태로 포멧팅되어 진다.

이에 따라, 소정 기록 형태로 포멧팅된 데이타에 재생시의 에러 정정을 위한 코드가 부가되고 이 에러 정정 코드가 부가된 데이타는 변조된 후 테이프에 기록되어 진다.

상기에서 이산 코사인 변환(DCT) 과정은 1블럭의 모든 입력 픽셀을 선형 조합하여 각각 새로운 픽셀 형태를 가진 픽셀 블럭으로 만드는 선형 변환이다.

여기서, 하나의 선형 변환은 각 변환된 픽셀을 정의하는 선형 변환에서 사용되는 계수 세트에 의해 다른 계수들과 비교되며, 이산 코사인 변환(DCT)에서 사용되는 계수 세트는 최적의 세트로 근사화되고 빠른 계산 알고리즘을 유도하는 특성을 가지고 있다.

한편, 디지탈 데이타의 1 프레임 구조는 720 픽셀 * 480 라인으로 형성되며, 슈퍼(super) 블럭으로 표시하면 제2도와 같고 그 슈퍼 블럭을 매크로 블럭으로 표시하면 제3도에 도시한 바와 같다.

여기서, 1 슈퍼 블럭은 27 매크로 블럭으로 이를 이산 코사인 변환(DCT) 블럭으로 나타내면 제4도에 도시한 바와 같이 4개의 휘도 성분의 블럭, 2개의 색도 성분의 블럭으로 이루어지며, 1 이산 코사인 변환(DCT) 블럭은 8*8 픽셀로 이루어진다.

종래의 이산 코사인 변환(DCT) 알고리즘은 프라임 팩터 알고리즘(PFA)을 1차원에서 2차원으로 전개하는 방법으로, 이는 입력 데이타(x[n])를 2차원 데이타(x[n1,n2])로 맵핑하여 DCT 연산을 수행하고 1차원 입력 데이타를 2차원 입력 데이타로 옮겨주는 입력 맵핑 과정과, 입력 맵핑값을 이산 코사인 변환(DCT) 연산에 대응하여 수학적으로 이산 코사인 변환(DCT) 커널(kernel) cosθ를 cosθ1, cosθ2로 전개하여 증명하는 과정과, 이 과정에서 계산된 계수값(x[m])을 출력(x[m1, m2])으로 맵핑시켜주는 출력 맵핑 과정으로 이루어진다.

이와같이 입력 데이타(압축 대상인 화상 정보)를 1차원에서 2차원으로 맵핑시켜 주면 곱셈 연산의 수가 블럭크기 N인 경우 2차원으로 전개시 N=N1N2로 변환되어 N²에서 N(N1+N2)개로 감소하게 되는 것이다.

여기서, 감소 대상에는 중복된 계산과 0 또는 1이 곱셈 연산되는 경우의 수를 모두 포함하게 된다.

상기 블럭 크기(N)는 화상 정보 처리의 기본 단위로서 1블럭 = 8*8 픽셀의 크기이고 통상 2*2 = 1매크로 블럭으로 정의하여 화상 회의 시스템이나 고선명 티브이에서의 데이타 압축(디코더측에서는 압축 데이타의 신장 : IDCT) 처리 기법에 적용되는 것이다.

상기한 종래의 이산 코사인 변환(DCT) 연산 방법은 수식적으로 1차원 이산 코사인 변환(DCT) 계산식으로 유도하여 곱셈 연산량을 줄이는 방법이다.

즉, 1차원 이산 코사인 변환(DCT) 식 (1)∑x[m] cos[π(2n+1)m/2N], (단, m=0,1,2,...,(N-1))에서 2차원 이산 코사인 변환(DCT) 식 (2)x[m1, m2] = ∑{∑x[m1,m2]cos[π(2n+1)m2/2N)cos[π(2n2+1)m2/2N2]}을 유도한다.

이 과정은 입력 맵핑값을 이산 코사인 변환(DCT) 연산에 대응하여 수학적으로 이산 코사인 변환(DCT) 커널 cosθ를 cosθ1, cosθ2로 전개, 증명하는 과정이고, 이를 위한 입력 맵핑 함수(1차원 입력 데이타를 2차원 입력 데이타로 옮겨 주는 입력 맵핑 과정)는 f(n1,n2) = n1N2 + n2N1, (조건 ; n1N2 + n2N1 N, f(n1,n2) = 2N-(n1N2+n2N1)으로서 1차원 입력 데이타를 2차원 입력 데이타에 맵핑시켜 준다.

이에 대한 출력 맵핑 함수는 k1=k1 (조건 : k1N1), k1=2N1-1-k1, k2=k2, (조건 : k2N2), k2=2N2-1-k2로서 상기 이산 코사인 변환(DCT) 연산의 계산식을 출력 데이타로 맵핑시켜 주는 것이다.

그러나, 종래에는 압축된 비트 스트림의 데이타를 포멧팅하여 기록할 때 n단위에 대하여 각 단위별로 고정 메모리와 보조 메모리를 부가함으로써 회로의 크기가 증가함은 물론 제조 단가가 상승하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 n단위에 대하여 각 단위별로 일정 크기로 할당된 고정 메모리에, n단위에 2개의 보조 메모리를 부가하여 단위별로 데이타를 저장할 때 고정 메모리를 초과하는 데이타를 1개의 보조 메모리에 일시 저장한 후 데이타가 발생하지 않는 시간동안 고정 메모리의 빈공간에 다시 저장하고 한 단위의 종료까지 고정 메모리에 저장하지 못한 데이타는 다른 1개의 보조 메모리에 일시 저장한 후 다시 고정 메모리의 빈공간에 저장하도록 창안한 디지탈 브이씨알의 가변장 데이타 기록 방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가변장 데이타를 일정 크기의 데이타로 고정하는 단계와, 상기에서 일정 크기로 고정된 데이타를 일정 크기의 고정 메모리 영역에 순차적으로 저장하는 단계와, 상기에서 일정 크기의 고정 메모리 영역에 저장되는 데이타량을 판별하는 단계와, 상기에서 일정 크기의 고정 메모리 영역을 초과하는 데이타를 제1 보조 메모리에 저장하는 단계와, 상기에서 일정 크기로 고정된 데이타가 발생하지 않는 동안 제1 보조 메모리의 저장 데이타를 고정 메모리 영역에 저장하는 단계와, 상기에서 제1 보조 메모리의 저장 데이타를 고정 메모리 영역의 빈공간에 모두 저장하지 못한 상태에서 데이타가 발생하면 그 제1 보조 메모리의 남은 데이타를 제2 보조 메모리에 저장한 후 고정 메모리 영역의 빈공간에 다시 저장하는 단계를 수행한다.

이하, 본 발명은 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제5도 및 제6도는 본 발명을 위한 장치의 블럭도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력 데이타를 가변장 부호화하여 가변 길이의 데이타를 출력하는 가변장 부호화기(101)와, 이 가변장 부호화기(101)의 출력을 고정 길이로 패킹하는 비트 고정 처리부(102)와, 이 비트 고정 처리부(102)의 출력을 고정 공간의 메모리 영역(104)에 순차적으로 저장하면서 각 고정 공간을 초과한 데이타를 보조 공간(105)(106)에 저장하여 상기 비트 고정 처리부(102)에서 데이타가 발생하지 않는 동안 상기 보조 공간(105)(106)의 저장 데이타를 고정 메모리 영역(104)의 빈 공간에 저장하는 데이타 저장부(103)으로 구성한다.

이와같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가변장 부호화기(101)가 입력 데이타를 가변장 부호화하여 가변 길이의 비트 스트림을 출력하면 비트 고정 처리부(102)에서 일정 길이의 데이타로 고정하여 간헐적으로 데이타 저장부(103)에 출력하게 된다.

여기서, 가변장 부호화에 의한 데이타는 불규칙한 길이 데이타로 발생함으로 일정 크기로 변환하면 발생률이 불규칙하여 단위별 총 데이타 량도 가변적이 된다.

이때, 비트 고정 처리부(102)의 패킹(packing) 데이타를 입력받은 데이타 저장부(103)는 고정 메모리(104)에 일정 크기로 할당된 영역에 각 단위별로 데이타를 저장하는데, 각 단위별 데이타 발생률이 가변적이므로 각 단위별로 고정 메모리(104)의 일정 크기의 할당 영역에 데이타를 저장하면서 데이타의 저장량을 판별하고 그 할당 영역에 데이타가 모두 채워지지 않을 경우 빈 공간의 크기를 판별하게 된다.

그리고, 각 단위별로 고정 메모리(104)에 데이타를 저장할 때 비트 고정 처리부(102)에서 발생한 데이타 량이 할당 영역량을 초과하는 경우에는 그 초과하는 데이타를 제1 보조 메모리(104)에 일시 저장하고 이 후, 상기 비트 고정 처리부(102)가 데이타를 발생시키지 않는 동안 상기 제1 보조 메모리(105)에 저장된 데이타를 상기 고정 메모리(104)의 다른 할당 영역중 데이타가 모두 채워지지 않은 빈 영역에 저장하게 된다.

이때, 제1 보조 메모리(105)의 저장 데이타를 각 단위별로 할당된 고정 메모리(104)의 빈 공간에 저장할 때 상기 제1 보조 메모리(105)의 저장 데이타를 상기 고정 메모리(104)의 빈 영역에 모두 저장하지 못한 경우에 비트 고정 처리부(102)에서 데이타가 발생하면 상기 제1 보조 메모리(105)의 남은 데이타는 제2 보조 메모리(106)에서 저장하게 된다.

이 후, 비트 고정 처리부(102)에서 데이타가 발생하지 않을 동안 제2 보조 메모리(106)의 저장 데이타를 고정 메모리(104)에 다시 저장하게 된다.

여기서, 고정 메모리(104)의 빈 영역에 모두 저장하는 동안 다음 단위의 데이타는 상기 고정 메모리(104)의 해당 할당 영역에 저장되어 진다.

따라서, 상기와 같은 동작을 연속적으로 입력되는 비트 스트림에 대하여 반복적으로 수행함으로써 각 단위별로 보조 메모리가 없이도 직렬적으로 n개 단위의 데이타를 고정 메모리(104)에 저장하고 기록 매체에 기록하게 된다.

상기와 같은 동작을 수행하는 본 발명을 5개의 패킷인 경우 적용하면 제7도와 같은 신호 경로에 의해 가변장 데이타를 기록하게 되며 이때의 타이밍은 제8도에 도시한 바와 같다.

한편, 상기와 같은 동작으로 기록된 데이타를 재생하는 경우 에러를 정정한 후 원래의 데이타 형태로 변환하는데, 5개의 패킷을 처리하는 경우 디포멧터(deformatter)는 제9도와 같은 신호 경로에 의해 구현할 수 있으며 이때의 타이밍은 제10도에 도시한 바와 같다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 각 단위별로 발생하는 가변 길이의 데이타를 고정 공간에 저장할 때 그 고정 공간량을 초과하는 데이타를 보조 공간에 일시 저장한 후 데이타가 발생하지 않는 동안 데이타 발생량이 적은 다른 단위의 고정 공간의 빈 공간에 저장하고 보조 메모리의 저장 데이타가 다 비워지기 전에 데이타가 발생하면 보조 메모리의 저장 데이타를 다른 보조 메모리에 일시 저장하게 된다.

따라서, 본 발명은 각 단위별로 데이타를 저장하는 동작을 수행하므로 직렬로 실시간 저장할 수 있고, 모든 데이타를 저장하는 동작에 2개의 보조 메모리만이 필요하므로 회로 구현 면적이 감소함은 물론 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. (정정) 가변장 데이타를 일정 크기 이하의 데이타로 변환하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 일정 크기 이하로 변환된 데이타를 고정된 크기로 할당된 메모리 영역에 각 단위별로 순차 저장하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 고정된 크기의 할당된 메모리 영역을 초과하는 데이타를 제1보조 메모리 영역에 저장한 후 제2단계에서 고정된 크기의 데이타가 입력되지 않는 기간 동안 제1보조 메모리 영역의 저장 데이타를 고정 메모리 영역의 빈공간에 저장하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 제1보조 메모리 영역을 초과하는 데이타가 발생할 때 그 초과하는 데이타는 제2 보조 메모리 영역에 저장한 후 상기 제2단계에서 고정된 크기의 데이타가 입력되지 않는 기간 동안 고정 메모리 영역의 빈 공안에 다시 저장하는 제4단계를 수행함을 특징으로 하는 디지탈 브이씨알의 가변장 데이타 기록 방법.
2. (삭제)