KR100223049B1 - Mpeg-2 영상압축장치용 제어정보 가변장 부호화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 신호 압축알고리즘 중 MPEG-2 표준을 따르는 영상 부호와 장치에 이용되는 가변장 부호화 장치에 채용되는 MPEG-2 영상압축장치용 제어정보 가변장 부호화장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 제어정보 가변장 부호화장치는 시스템 제어부 및 가변장부호화 제어부로부터의 제어신호를 입력받아 상기 부호화장치내의 각 모듈에 제어신호를 출력하는 제어정보 부호화제어부와; 매크로블록 어드레스 인크리먼트를 입력받아 ESCAPE코딩 여부를 결정하고 이 결정에 따라 매크로블록어드레스 인크리먼트를 가변장부호화하는 매크로블록어드레스 인크리먼트 룩업테이블과; I 픽쳐 매크로블록 타입을 가변장부호화하는 I 픽쳐 룩업테이블과; P 픽쳐 매크로블록 타입을 가변장부호화하는 P 픽쳐 룩업테이블과; I 픽쳐 룩업테이블에서 가변장부호화된 I 픽쳐 매크로 블록타입과, P 픽쳐 룩업테이블에서 가변장부호화된 P 픽쳐 매크로블록타입을 멀티플렉싱하여 제어정보 멀티플렉서로 출력하는 멀티플렉서와; 모션벡터 타입을 입력받아 이르 부호화하는 모션타입 부호화부와; 슬라이스 카운터의 값을 입력받아 부호화하는 슬라이스 헤더부호화부와; 상기 각 부호화부의 부호화 결과를 길이와 데이터로 나누어 멀티플렉싱하여 패커부로 출력하는 멀티플렉서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

MPEG-2 영상압축장치용 제어정보 가변장 부호화장치

본 발명은 영상 신호 압축알고리즘 중 MPEG-2 표준을 따르는 영상 부호와 장치에 이용되는 가변장 부호화(VLC : Variable Length Coding) 장치에 채용되는 제어정보 가변장 부호화장치에 관한 것이다.

최근 들어 반도체 기술의 급격한 발달에 힘입어 신호처리 분야의 각 핵심 장치들이 기존의 대형 시스템이나 보드 수준에서 단일 ASIC(application specific integrated circuit) 칩으로 구현되는 추세이다. 이에 따라 고속 대용량의 하드웨어를 고집적 반도체(이하 VLSI) 구현에 적합하게 설계하는 것이 필요하다. 본 발명에서 제시하는 가변장 부호화장치의 구조는 시스템이나 보드 수준의 저속 대량의 하드웨어가 아니라 고속의 처리에 적합한 특수 구조에 관한 것으로 고속 영상 부호화기의 일부로써 효과적으로 채용될 수 있는 것이다.

본 발명은 디지탈 TV, 고선명 텔레비젼(HDTV) 등에 응용될 수 있으며, 칩면적을 줄이고 고속동작이 가능한 가변장 부호화장치의 VLSI 구현을 위한 하드웨어 구조를 제시하느 것을 과제로 한다.

제1도는 제어정보 가변장부호화장치의 입출력 신호 인터페이스,

제2도는 제어정보 부호화기 입출력신호 정의도,

제3도는 제어정보 가변장 부호화장치의 상세 블럭도,

제4도는 매크로블록 어드레스 인크리먼트의 가변장 부호화,

제5도는 매크로블록 타입,

제6도는 I 픽쳐에서 매크로블록타입의 가변장부호화.

제7도는 P 픽쳐에서 매크로블록 타입의 가변장 부호화,

제8도는 모션 타입 결정,

제9도는 제어정보 가변장부호화장치의 동작 타이밍도,

제10도는 제어정보 가변장부호화장치의 상태도,

제11도는 제어정보 가변장부호화장치의 상태도별 세부동작을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어정보 부호화 제어부 2 : ESCAPE 코딩 결정부

3 : 매크로블록 어드레스 인크리먼트 룩업테이브

4 : 제어정보길이 멀티플렉서 5 : I 픽쳐 LUT

6 : P 픽쳐 LUT 7 : 멀티플렉서

8 : 제어정보 데이터 멀티플렉서 9 : 모션타입 부호화부

10 : 슬라이스 헤더 부호화부

본 발명은 MPEG-2 표준에 의한 영상 부호화를 위해 사용되는 부호화기 중 제어 정보의 부호화에 필요한 구조 및 알고리즘을 제공한다. 제어정보 부호화기는 12개의 상태를 갖는 상태 머신으로 작동하며, 각 상태에서 MPEG-2문법에 맞는 제어신호를 출력한다. 제어정보 부호화에서는 스라이스 헤더, 매크로블록 어드레서인크리먼트, 매크로블록 타입, 모션타입, DCT 타입, 양자화레벨 등을 코딩한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은

시스템 제어부 및 가변장부호화제어부로부터의 제어신호를 입력받아 상기 부호화장치내의 각 모듈에 제어신호를 출력하는 제어정보 부호화제어부(1)와;

매크로블록 어드레스 인크리먼트를 입력받아 ESCAPE 코딩 여부를 결정하고 이 결정에 따라 매크로블록어드레스 인크리먼트를 가변장부호화하는 매크로블록어드레스 인크리먼트 룩업테이블(2,3)과;

I 픽쳐 매크로블록 타입(MB_TYPE)을 가변장부호화하는 I 픽쳐 룩업테이블(5)과;

P 픽쳐 매크로블록 타입(MB_TYPE)을 가변장부호화하는 P 픽쳐 룩업테이블(6)과;

I 픽쳐 룩업테이블(5)에서 가변장부호화된 I 픽쳐 매크로블록타입과, P 픽쳐 룩업테이블(6)에서 가변장부호화된 P 픽쳐 매크로블록타입을 멀티플렉싱하여 제어정보 멀티플렉서(4,8)로 출력하는 멀티플렉서(7)와;

모션벡터 타입을 입력받아 이를 부호화하는 모션타입 부호화부(9)와;

슬라이스 카운터의 값을 입력받아 부호화하는 슬라이스 헤더부호화부(10)와;

상기 각 부호화부의 부호화결과를 길이와 데이터로 나누어 멀티플렉싱하여 패커부로 출력하는 멀티플렉서부(4,8)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 제어정보 부호화제어부(1)는 외부 입력에 따라 상태가 천이되면서, 각각의 상태에서 제어신호를 출력하는 상태천이제어기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도1은 제어정보 가변장부호화장치의 인터페이스를 도시하며, 도2는 도1의 장치에 있어서, 입출력 신호에 대한 기술로, 외부모듈(시스템 제어기 : 부호화기 전체의 제어부)과 내부모듈(가변장 부호화 제어부 : 가변장 부호화기 전체의 제어부)과의 신호 구분 및 기능을 기술한다.

도3은 도1,2에 기술된 제어정보 가변장 부호화장치의 일실시예의 상세 블럭도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 제어정보 부호화기는 시스템 제어부 및 가변장 부호화 제어부에서 출력되는 데이터를 이용해서 슬라이스 헤더, 매크로블럭 어드레서 인크리먼트, 매크로블록 타입, 모션 타입, DCT 타입, 양자화레벨을 가변장부호화하여 그 데이터와 데이터 길이를 패커부로 출력한다. 제어정보 부호화 제어부는 가변장부호화 제어부에서 보낸 제어신호를 이용하여 멀티플렉서를 제어하여 패커부에 제어정보 가변장 부호화부에서 만든 데이터를 전송한다.

제어정보 부호화 제어부(1)는 도10과 같이 입력 조건에 따라 12개의 상태를 천이하면서 적절한 제어신호를 출력하는 제어부이다. 각 상태별 세부동작은 도11에서 기술된다. 도9는 제어정보 부호화제어부(1)의 동작을 나타낸 타이밍도이다.

ESCAPE 코딩 결정부(2)는 매크로블럭 어드레스 인크리먼트(MBAINC)값으로부터 ESCAPE 코딩을 할 것인지 하지 않을 것인지를 결정한다.

매크로블록어드레스 인크리먼트 룩업테이블(3)은 ESCAPE 코딩 결정부(2)의 출력신호에 따라 매크로블록어드레스 인크리먼트를 가변장부호화하는 룩업테이블(LUT)이다. 도4는 매크로블록 어드레스 인크리먼트의 가변장부호화를 기술한다.

I 픽쳐 룩업테이블(5)는 I 픽쳐를 위해 매크로블록 타입(MB_TYPE)를 가변장부호화하는 룩업테이블이다. 도6은 I 픽쳐 가변장부호화를 기술한다.

P 픽쳐 룩업테이블(6)는 P 픽쳐를 위해 매크로블록 타입(MB_TYPE)를 가변장부호화하는 룩업테이블이다. 도7은 P 픽쳐 가변장부호화를 기술한다.

멀티플렉서(7)은 I 픽쳐 룩업테이블(5)에서 가변장부호화된 I 픽쳐 매크로블록 타입과, P 픽쳐 룩업테이블(6)에서 가변장부호화된 P 픽쳐 매크로블록타입을 멀티플렉싱하여 제어정보 멀티플레서(4,8)로 출력한다.

모션타입 부호화부(9)는 모션벡터 타입을 입력받아 이를 부호화하는 구성으로 도8은 이의 코딩을 기술한다.

슬라이스 헤어부호화부(10)은 슬라이스 헤더의 부호화를 하며, 이는 슬라이스 카운터의 값을 입력으로 한다. 도9에 기술된 바와 같이 슬라이스 헤더의 부호화는 슬라이스카운터값을 0x00000100에 가산한 값이 된다.

제어정보 길이 멀티플렉서(4)는 각 코딩부에서 코딩된 데이터중 길이 데이터를 멀티플렉싱하며, 제어정보 데이터 멀티플렉서(8)은 각 코딩부에서 코딩된 데이터 부분을 멀티플렉싱한다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명은 가변길이 부호화장치의 하드웨어 구현에 관한 기본구조로서 고속처리에 적합한 구조이므로 디지틀 TV나 HDTV와 같이 MPEG-2 표준을 이용하는 응용분야에서 효과적으로 이용될 수 있다. 본 발명에서 제시하느 구조는 하드웨어 변경이나 비트열 문법의 변경시에도 용이하게 변경가능한 하드웨어 구조이다. 따라서 본 구조는 FPGA나 ASIC으로 구현하기에 적합하므로 MPEG-2 비디오 부호화기의 일부로 용이하게 사용될 수 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (2)

1. MPEG-2 영상압축을 위한 제어정보 가변장 부호화 장치에 있어서;

   상기 부호화장치는 :

   시스템 제어부 및 가변장부호화제어부로부터의 제어신호를 입력받아 상기 부호화장치내의 각 모듈에 제어신호를 출력하는 제어정보 부호화제어부와;

   매크로블록 어드레스 인크리먼트를 입력받아 ESCAPE 코딩 여부를 결정하고 이 결정에 따라 매크로블록어드레스 인크리먼트를 가변장부호화하는 매크로블록어드레스 인크리먼트 루겁테이블과;

   I 픽쳐 매크로블록 타입(MB_TYPE)을 가변장부호화하는 I 픽쳐 룩업테이블과;

   P 픽쳐 매크로블록 타입(MB_TYPE)을 가변장부호화하는 P 픽쳐 룩업테이블과;

   I 픽쳐 룩업테이블에서 가변장부호화된 I 픽쳐 매크로블록타입과, P 픽쳐 룩업테이블에서 가변장부호화된 P 픽쳐 매크로블록타입을 멀티플렉싱하여 제어정보 멀티플렉서로 출력하는 멀티플렉서와;

   모션벡터 타입을 입력답아 이를 부호화하는 모션타입 부호화부와;

   슬라이스 카운터의 값을 입력받아 부호화하는 슬라이스 헤더부호화부와;

   상기 각 부호화부의 부호화결과를 길이와 데이터로 나누어 멀티플렉싱하여 패커부로 출력하는 멀티플렉서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MPEG-2 영상압축을 위한 제어정보 가변장 부호화 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어정보 부호화제어부는 외부 입력에 따라 상태가 천이되면서, 각각의 상태에서 제어신호를 출력하는 상태천이제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 MPEG-2 영상압축을 위한 헤더정보 가변장 부호화 장치.