KR100240176B1 - 독립적으로 압축된 짝수 및 홀수 필드 데이타용 영상 신호 압축해제 장치 - Google Patents

Abstract

영상 신호의 홀수 및 짝수 필드가 프레임내 및 프레임간 압축 모드의 시퀀스에서 독립적으로 압축되고 전송을 위해 인터리빙되는 압축 영상 데이터를 압축해제하는 영상 압축해제 시스템에서 (제4도), 홀수 및 짝수 필드는 독립적으로 압축해제된다. 유효 압축해제된(45, 46) 홀수/짝수 필드 데이터가 이용가능하지않은 구간에 있어서, 짝수/홀수 필드 데이터는 이용가능하지 않은 홀수/짝수 필드 데이터를 대체한다(47-51). 데이터의 짝수 및 홀수 필드의 독립적 압축해제 과정 및 이용가능하지 않은 데이터를 데이터의 반대 필드로 대체하는 과정에 의해 시스템 시동 및 채널 변경 동안에 영상 표시 도달 시간을 유리하게 감소시킬 수 있다.

Description

독립적으로 압축된 짝수 및 홀수 필드 데이터용 영상 신호 압축해제 장치

제1a,b,c도는 본 발명의 설명에 사용되는 영상 신호의 필드의 인코딩된 시퀀스의 회화도이다.

제2도는 본 발명에 따라 구현된 예시적 영상 신호 인코딩 시스템의 블럭도이다.

제3도는 예시적 영상 신호 압축 장치의 블럭도이다.

제4도는 예시적 영상 신호 디코딩 시스템의 블럭도이다.

제5도는 예시적 영상 신호 압축 해제 장치의 블럭도이다.

제6도는 압축 신호 포맷의 회화도이다.

제7도는 본 발명의 설명에 사용되는 필드 에러 메모리의 회화도이다.

제8도는 예시적 영상 신호 에러 맵 발생 처리의 플로우 챠트이다.

제9도는 제5도의 장치의 시동 시퀀스의 플로우 챠트이다.

본 발명은 MPEG 필드/프레임 프로토콜에 관한 것인바, 프레임내 및 프레임간 압축 신호의 주기적 시퀀스를 제공하는 어떠한 인코딩 포맷에도 응용가능하다.

제1a도를 참조하면, 박스행은 인코딩된 영상 신호의 각 필드에 해당한다. 짝수 및 홀수의 박스는 각각 짝수 및 홀수 필드에 해당한다. 각 필드(I, B 또는 P)에 적용되는 인코딩 유형은 각 박스상의 문자에 의해 지시된다. 지시된 바와 같이, 홀수 필드의 시퀀스는 MPEG 프로토콜에 해당한다. 짝수 필드가 시퀀스에 가산되고 필드당 라인의 갯수와 라인당 픽셀의 갯수가 증가됨에 따라 프로토콜이 변경되어 텔레비젼 영상 재생 정보가 충분히 공급된다.

제1b도는 본 발명을 따른, 영상 재생 잠재 시간을 감소시키고 신호 전송 데이터 손실 또는 훼손을 은폐하기 위한 향상된 코딩 포맷을 도시한다. 제1b도에서, 짝수 필드는 홀수 필드와는 무관하게 인코딩되고, 프레임내 인코딩된 필드는 주기적 시퀀스의 약 1/2의 필드에 의해 오프셋된다. 제1b도의 시퀀스로부터 얻는 장점은 다음과 같다. 영상 재생을 시작하기 위해 I 필드/프레임이 요구된다. 제1a도의 시퀀스가 17필드당 1개의 I 필드/프레임을 포함하는데 반해, 제1b도의 시퀀스는 9필드당 1개의 I 필드/프레임을 포함한다. 따라서, 제1b도의 시퀀스는 코딩된 데이터량의 증가없이 제1a도의 시퀀스 구간의 1/2 구간에서 신호 진입점을 제공한다. 절반의 수직 해상도를 가질지라도 영상은 짝수 필드 데이터에서만 재생되거나 홀수 필드 데이터에서만 재생될 수 있다. 그러나, 시동점에서 영상을 출력하기 위한 채널 주사 과정에 있어서(즉, 채널을 통한 순차화 과정에 있어서), 저해상도의 영상을 고속 재생하는 것이 저해상도의 영상으로 전체 해상도의 영상을 구현하기 위해 두배만큼 기다리는 것보다 훨씬 더 수용가능하다. 에러 은폐과정에 있어서, 데이터는 제1a도의 I 필드(1, 2)의 한 부분으로부터 손실되는 것으로 가정한다. 이 손실된 데이터는 필드(1-18)로부터 영상의 재생에 영향을 끼질 것이고, 받아들일 수 없는 영상 아티팩트를 유발할 수 있다. 제1b도의 시퀀스의 필드(1, 2)로부터 등가량의 데이터 손실을 고려해보면, 필드(2)가 양방향성 예측 디코딩되어 있으므로 필드(2)의 손실된 데이터는 필드(2)에 해당하는 재생 영상에 영향을 끼칠 것이다. 홀수 I 필드(1)의 손실된 데이터는 시퀀스의 모든 홀수 필드에 영향을 주는 전위를 가지고, 따라서 시퀀스의 모든 프레임을 훼손한다. 그러나, 홀수 필드 시퀀스의 분실된 데이터를 검출하는 중, 짝수 필드 시퀀스의 데이터는 표시를 위해 대체될 수 있다. 이러한 대체는 낮은 영상 해상도를 순간적으로 제공하지만, 훼손된 영상보다 더욱 수용가능하다.

제1a도 및 1b도는 인코딩 유형에 무관하게 보통 발생하는 필드의 시퀀스를 도시한다. 제1c도는 MPEG 시스템에 전송되는 필드 시퀀스를 도시한다. 예컨대, 양방향성 예측 인코딩된 필드(3, 5)가 I 필드(1)와 P 필드(7)부에서 발생한다고 고려해보면, B 필드(3, 5)를 디코딩하기 위해, I 필드(1)와 P 필드(7)는 미리 디코딩되어 있어야 한다. 그러므로, 용이하게 디코딩하고 수신기의 요구 데이터 저장량을 감소시키기 위해, 인코딩된 B 필드는 디코딩된 I 및 P 필드의 발생에 이어지도록 배열되어 있다. 제1c도에 도시되는 필드 전송 배열은 제1b도의 코딩 시퀀스에 대응한다.

예컨대, 제1c도의 필드 포맷을 따라 영상 신호를 인코딩하는 장치는 제 2도에 도시되어 있다. 영상 신호는 소스(10)에 의해 공급되는데, 이 소스는 영상 카메라 및 전처리 회로를 포함할 수 있다. 상기 전처리 회로는 격행 주사 포맷과 펄스 코드 변조(pulse code modulation : PCM) 포맷에 따라 영상 신호의 필드를 출력한다. 일반적으로 소스(10)는 휘도 신호(Y)와 색신호(U, V) 및 색차 신호를 공급하고, 이들 신호는 모두 영상 신호로 칭해진다. 명목상, 휘도 및 색 신호는 독립적으로 압축되거나 인코딩되어 전송을 위해 결합하는데, 영상 신호 압축 분야의 기술자라면 상기 기법을 알 수 있고 쉽게 구현할 수 있다.

소스(10)의 영상 신호는 멀티플렉서(12)에 결합되는데, 이 멀티플렉서(12)는 영상 데이터의 짝수 필드를 제1압축기(16)로 공급하고 영상 데이터의 홀수 필드를 제 2압축기(17)에 공급한다. 멀티플렉서(12)는 영상 소스(10)에서 출력되는 필드 구간 타이밍 신호에 응답하는 시스템 제어기(14)에 의해 제어된다.

압축기(16)는 제어기(14)에 의해 조정되어 프레임내 및 프레임간 코딩 모드, 예컨대, I, B, P 모드의 소정의 시퀀스에 따라 영상 데이터의 각 짝수 필드를 압축한다. 압축된 영상 데이터는 버퍼 메모리(18)에 인가된다. 버퍼(18)에서 출력되는 압축 데이터는 전송 패킷화 회로(20)에 결합한다. 이 패킷화 회로(20)는 대응하는 수신기 장치의 각 블록의 검출을 동기화하는 바커(Barker)코드와 같은 정보뿐아니라 각 블록을 식별하는 헤더 정보를 포함하는 소정량의 데이터 블록으로 데이터를 파싱하는 회로를 포함한다. 이 회로(20)는 또한, 전송될 데이터에 에러 체크 코드를 부가하는 에러 보정 회로를 포함할 수 있다. 에러 보정 회로는 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 에러 보정 인코더의 형태로 구현될 수 있다. 전송 블록은 데이터 버스만큼 간단하거나 방송 송신기만큼 복잡할 수도 있는 송신기(21)에 결합한다. 후자의 경우에, 데이터의 전송 블록은 전송 안테나에 인가되는 캐리어 신호를 직각 진폭 변조(quadrature amplitude modulation : QAM)하도록 조정될 수 있다.

압축기(17)는 시스템 제어기(14)에 의해 조정되어 프레임내 및 프레임간 인코딩 모드, 즉, I, B, P 의 소정의 시퀀스에 따라 영상 데이터의 홀수 필드를 압축한다. 모드 시퀀스는 짝수 필드에 적용되는 모드 시퀀스와 유사할 수도 있고, 또는 대체 시퀀스일 수도 있다. 양 경우에 있어서, 홀드 필드에 적용되는 모드 시퀀스는 프레임내 인코딩된 홀수 필드가 프레임내 인코딩된 짝수 필드간의 거의 중간쯤에서 발생할 수 있도록 선택되며, 그 역도 성립한다.

압축기(17)에서 공급되는 압축된 홀수 필드 영상 데이터는 버퍼 메모리(19)를 경유하여 전송 패킷화 회로(20)에 결합된다.

전송 패킷화 회로는 제어기(14)에 의해 조정되어, 버퍼(18)에서 출력되는 압축 데이터의 짝수 필드와 버퍼(19)에서 출력되는 압축 데이터의 홀수 필드에 대해 교대로 동작한다.

각 필드의 압축된 데이터량이 영상 데이터의 필드에 의해 나타나는 세부 수반 영상과 이용되는 압축 모드에 따라 차이가 있기 때문에 버퍼(18, 19)가 포함된다. 데이터량의 차이에 의해 상이한 시간 구간을 확보하는 압축 데이터의 필드가 야기됨에 따라, 압축 데이터의 홀수 및 짝수 필드를 인터리빙하기에 편리한 시간에서 압축기(16, 17)의 데이터가 출력되지 않을 수도 있다. 상기 버퍼는 각 압축기에서 출력되는 압축 데이터간에 발생하는 차이를 조정해준다.

제2도의 장치는 데이터의 짝수 및 홀수 필드를 압축하는 별도의 제1 및 제2압축 회로를 구비하여 도시된다. 단일 압축기가 이용되어 짝수 및 홀수 필드 양자의 압축 동작을 수행할 수 있다.

제3도는 제1c도에 도시된 시퀀스에 따라 짝수 및 홀수 필드 양자를 압축하기 위해 이용될 수 있는 예시적 압축 장치를 도시한다. 영상 신호의 소스 필드는 재배열되어 제1c도에 도시된 바와 같이 넘버링된 시퀀스를 이룬다고 가정한다. 압축기는 I, B, P 모드에 따라 압축 데이터를 출력한다. 프레임간 압축화는 8×8 블록의 픽셀에 대해 이산 코사인 변환을 수행하고 변환 계수를 가변장 인코딩하도록 되어 있다. 예측 압축화(P 필드)는 현재 필드의 16×16 블록의 픽셀에 가장 근접하게 해당하는 이전 I 필드로부터 16×16 블록의 픽셀을 가리키는 움직임 벡터를 결정하도록 되어 있다. 예측 필드는 이전 I 필드의 데이터 및 움직임 벡터를 사용하여 발생되고, 픽셀 대 픽셀 단위로 현재 필드에서 감산되어 나머지를 발생하게 된다. 이어서 이산 코사인 변환이 8×8 블록의 나머지에 대해 수행된다. 나머지의 변환 계수는 가변장 인코딩되고, 나머지 계수가 플러스된 움직임 벡터는 코딩된 P 필드를 형성하도록 추가로 결합되어 있지 않다. 양방향성 예측 필드 (B)는 움직임 벡터와 해당하는 나머지가 영상 데이터의 이전에 발생한 필드 및 다음 필드에 관계되는 점을 제외하고는 유사하게 P 필드로 형성된다.

도시된 장치는 압축 휘도 데이터를 발생하기 위해 요구되는 회로만을 포함한다. 압축 색 (U, V) 데이터를 발생하기 위해 유사한 장치가 요구된다. 제3도에서, 메모리 및 기억 소자(101, 102, 114, 115)가 데이터의 홀수 필드 및 데이터의 짝수 필드를 별도의 메모리부에 저장하도록 각각 설치되어 있다. 짝수(홀수)필드 처리시, 짝수(홀수) 필드를 저장하도록 지시된 각 메모리 및 기억 소자부가 접근된다. 게다가, 전방향 및 후방향 움직임 벡터를 각각 계산하는 소자로 지시된 소자(104, 105)가 구비된다. 움직임 벡터가 전방향이든 후방향이든 간에 현재 필드가 이전 또는 다음 필드에 대해 합성되는지에만 의존하므로, 상기 소자(104, 105)들은 유사한 회로로 구현되고, 실제로는 양소자들(104, 105)은 필드/프레임을 기준으로 전방향 및 후방향 벡터를 발생시키는 사이를 교대하게 된다. 상기 소자(104, 105)는 에스지에스-톰슨 마이크로일렉트로닉스사에서 시판되고 있는 에스티아이 3220 움직임 추정 프로세서로 명칭된 유형의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 상기 각 소자(104, 105)에 요구되는 처리 속도를 이루기 위해, 각 영상의 다른 영역에 대해 동시에 동작하는 다수의 상기 집적 회로를 포함할 수 있다.

DCT 및 양자화 소자로 명칭된 소자(109)는 변환 계수의 양자화 및 이산 코사인 변환을 수행하고, 에스지에스-톰슨 마이크로일렉트로닉스사에서 시판되는 STV 3200 이산 코사인 변환으로 명칭된 유형의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 소자(109)는 영상의 다른 영역을 동시에 처리하기 위해 병렬로 동작하는 다수의 소자로 구현될 수도 있다.

짝수 및 홀수 필드는 교대로 및 연속적으로 발생하고, 제3도의 압축기는 홀수 및 짝수 필드를 교대로 압축한다. 짝수 및 홀수 필드의 압축화는 프레임내 및 프레임간 압축 모드의 상대적 시퀀스를 제외하면 유사하다. 상기 시퀀스는 짝수 및 홀수 필드 시퀀스용 제어기(116)로 프로그래밍되어 제어 버스(CB)를 통해 각 처리 소자에 연결된다. 짝수 및 홀수 필드 시퀀스에 대한 각 압축 작용은 개념적으로 동일하므로 이하 짝수 필드 압축화에 대해서만 설명한다.

제1c도에서 짝수 필드(10)가 현재 이용가능하다고 가정한다. 이전에 발생한 짝수 P 필드(4)가 스내치되어 버퍼 메모리 B(101)의 짝수 필드부에 저장된다. 또한, 이전에 발생한 예측 짝수 필드(4)는 버퍼 기억 소자(114) 또는 (115)의 한쪽의 짝수 필드부에 저장되어 있다. 필드(10)가 발생하면 버퍼 메모리 A(102)의 짝수 필드부에 저장된다. 더욱이 필드(10)는 동작중인 버퍼 메모리(100)에 인가된다. 필드(10)가 발생하면 적절한 블록의 영상 데이터가 메모리(100)에서 감산기(108)의 피감수 입력으로 결합된다. I 필드의 압축화 동안에 감산기(108)의 감수 입력은 0값에 유지되어 데이터는 변경되지 않으면서 감산기(108)를 통과한다. 이 데이터는 양자화된 변환 계수를 소자(110, 112)에 출력하는 DCT 및 양자화 소자(109)에 인가된다. 소자(112)는 계수에 대해 역양자화 및 역 DCT 변환을 수행하여 재생 영상을 발생한다. 상기 재생 영상은 가산기(113)를 통해 버퍼 기억 소자(114, 115)에 인가되고, 연속되는 B 및 P 필드를 압축하기 위해 상기 버퍼 기억 소자(114, 115)중 한쪽의 짝수 필드부에 저장된다. I 프레임의 압축화 동안에는 소자(112)에서 출력되는 재생 영상 데이터에 어떠한 정보도(가산기(113)에 의해)가산되지 않는다.

소자(110)는 소자(109)에 의해 발생하는 DCT 계수의 가변장 인코딩(VLC)을 수행한다. VLC 부호어는 포맷기(111)에 인가되는데, 이 포맷기는 데이터를 리하고 적절한 헤더 정보를 부가하여 디코딩을 용이하게 해준다. 이어서, 소자(111)로부터의 코딩 데이터는 추가의 버퍼 메모리(도시되지 않음)에 출력된다. 포맷기는 해당되는 전송 블록 헤더를 발생하는 전송 패킷화 회로에 필드 표시 신호를 공급하도록 배열될 수도 있다. 각 소자(109, 110, 111)는 시스템 제어기(116)에 의해 제어되어 적절한 시간에 적절한 동작을 주기적으로 수행할 수 있다.

짝수 필드(10)가 발생하고 압축되면 짝수 필드(6, B)가 발생되어 버퍼메모리 (100)로 로드된다. 짝수 필드(6)로부터의 데이터는 두 소자(104, 105)에 결합된다. 메모리(100)에 저장된 짝수 필드(6)로부터의 데이터와 메모리(101)에 저장된 짝수 필드(4)로부터의 데이터에 응답하는 소자(104)는 16×16 필셀의 영상 데이터의 각 블록의 전방향 움직임 벡터를 산출한다. 또한, 상기 소자(104)는 각 전방향 움직임 벡터의 상대적 정확도를 나타내는 왜곡 신호를 출력한다, 전방향 움직임 벡터와 해당 왜곡 신호는 해석기(106)에 결합된다.

메모리(100)에 저장된 필드(6)로 부터의 데이터와 메모리(102)에 저장된 I 필드(10)로부터의 데이터에 응답하는 소자(105)는 해석기(106)에 또한 결합되는 후방향 움직임 벡터와 해당 왜곡 신호를 발생한다. 해석기(106)는 스레시홀드에 대해 각 왜곡 신호를 비교하여 두 신호가 스레시홀드를 초과하게 되는 경우에는 두 전방향 및 후방향 움직임 벡터를 움직임 벡터로써 출력하고 왜곡 신호들의 비에 대한 해당 신호를 또한 출력한다. 재생 과정에 있어서, 전방향 및 후방향 벡터와 획득되는 해당 필드 데이터를 사용하여 예측 영상이 발생된다. 왜곡 신호의 비율에 따라 보간 필드는 전방향 및 후방향 예측 필드로부터 발생된다. 두 전방향 및 후방향 움직임 벡터의왜곡 신호가 스레시홀드 미만인 경우에는 더 작은 값의 해당 왜곡 신호를 가지는 움직임 벡터가 블록 움직임 벡터로써 선택된다.

움직임 벡터가 결정되면 이전에 재발생된 필드(10) 또는 필드(4) 또는 양자로부터의 벡터 또는 벡터들에 의해 설정되며 기억 소자(114, 115)의 짝수 필드부에 저장되는 적절한 데이터 블록을 접근시키는 움직임 보상 예측기(107)에 상기 움직임 벡터가 인가된다. 상기 데이터 블록은 버퍼 메모리(100)에 의해 출력되는 현재 필드(6)로부터의 해당 블록의 픽셀 데이터로부터 픽셀 대 픽셀 단위로 감산되는 감산기(108)의 감수 입력으로 인가된다. 이어서 그 차이 또는 나머지는 소자(109)에서 인코딩되고 계수는 소자(110)에 인가된다. 해당 블록의 벡터는 또한 소자(110)에 인가된다. 움직임 벡터는 소자(110)에서 가변장 인코딩된다. 이어서 코딩된 벡터 및 계수는 포맷기(111)에 전달된다. 인코딩된 B 필드는 다음 인코딩화에 사용되지 않으므로 소자(112)에서 역 양자화 및 역변환되지 않는다.

P 필드는 전방향 움직임 벡터가 발생되는 점을 제외하면 유사하게 인코딩된다. 예컨대, P 필드(16)는 해당 블록의 I 필드(10) 및 P 필드(16)에 관계된 움직임 벡터로 인코딩된다. P 필드의 인코딩 과정에서, 소자(112)는 해당하는 디코딩된 나머지를 출력하고 소자(107)는 해당하는 예측 P 필드를 출력한다. 예측 필드 및 나머지는 가산기 (113)에서 픽셀 대 픽셀 단위로 가산되고 예측 짝수 P 필드가 발생되고 짝수 필드 정보를 포함하지 않는 기억 소자(114, 116)중 한 쪽의 짝수 필드부에 저장되는 재생 필드를 발생한다. 재생 및 저장된 짝수 P 필드는 다음 짝수 B 필드의 인코딩에 사용된다. P 및 B 필드의 경우 움직임 벡터는 메크로블록(예, 2×2 매트릭스의 휘도 블록 또는 16×16 픽셀의 매트릭스)단위로 산출되는 반면 DCT는 블록단위(예, 8×8 픽셀의 매트릭스)로 수행된다.

제4도는 프레임내 및 프레임간 인코딩 모드의 시퀀스로 독립적으로 인코딩되는 인터리빙된 홀수 및 짝수 필드로써 발생하는 전송된 압축 영상 신호를 처리하는 예시적 수신 장치를 도시한다. 전송 신호는 튜너, IF 회로 및 QAM 복조기를 포함할 수 있는 검출기(40)에 의해 검출된다. 검출기(40)는 제2도의 전송 패킷화 회로(20)에 의해 출력되는 신호와 일치하는 신호를 출력한다. 이 신호는 전송 처리 회로(43)에 결합된다. 전송 처리 회로(43)는 에러 체크/보정 회로를 포함하는데, 이 에러 체크/보정 회로는 전송 신호에 부가된 에러 체크 코드에 응답하며 전송 과정에서 야기된 신호 에러를 보정한다. 보정되지 않은 에러가 발생하게 되면 플래그가 발생하여 수신 시스템 제어기(42)에 연결된다. 전송 블록에 포함되는 전송 헤더 정보에 응답하는 전송 처리 회로(43)는 데이터의 홀수 및 짝수 필드를 식별하고 전송 블록 포맷에서 제2도의 버퍼(18, 19)에 의해 출력되는 압축 정보에 일치하는 포맷으로 상기 전송된 신호를 재배열한다. 재배열된 데이터는 멀티플렉서(44)에 결합된다. 현재 필드 유형 (홀수/짝수)에 해당하는 제어 신호는 멀티플렉서(44)를 조정하는 전송 처리 회로(43)에 의해 출력되어 홀수 필드 데이터는 압축 해제 장치(45)에 공급되고 짝수 필드 데이터는 압축해제 장치(46)에 공급된다. 압축해제 장치(45, 46)는 홀수 및 짝수 필드 압축 영상 데이터를 각각 압축해제 하여 이 압축해제된 영상 신호를 버퍼 메모리(47, 48)에 출력한다.

이 실시예에서 압축 신호는 제1c도는 도시된 형태이고 압축해제 장치(45, 46)는 제1b도에서와 같은 정상 필드 시퀀스로 재배열되는 압축해제 데이터를 출력한다고 가정한다. 버퍼 메모리(47, 48)로부터 재배열된 필드는 멀티플렉서(51)에 결합되는데, 이 멀티플렉서는 정상 상태에서 데이터의 손실 또는 훼손없이 데이터의 홀수 및 짝수 필드를 영상 표시 RAM(52)에 선택적으로 결합한다. 표시 RAM은 한 프레임의 데이터를 유지하기에 충분한 기억 용량을 가진다고 가정한다. 데이터의 프레임은 이어서 표시 목적의 격행 포맷이나 비격행 포맷의 표시 RAM으로부터 독출된다. 상기 수신 장치는 제어기(42)에 의해 제어되는데, 이 제어기는 정상 사이클 동작에 따라 수신된 영상 데이터의 표시 및 압축해제를 조정하도록 프로그래밍되어 있다.

시스템이 턴 온되거나 또는 사용자 제어부(41)에 의해 채널이 변경된 직후에 시스템 제어기(42)는 시동 사이클을 초기화하여 가능한 한 빨리 재생 영상을 출력하도록 한다. 일단 데이터 필드의 완전한 시퀀스(두 개의 연속 프레임내 인코딩된 상호 배타적 홀수 또는 짝수 필드를 포함하는 시퀀스)의 영상 표시가 완성되면, 제어기는 정상 압축해제 사이클 동작으로 스위칭한다. 시동시 프레임간 인코딩된 필드(P 또는 B)의 재생화는 프레임내 인코딩된 필드로부터의 데이터를 요구하므로 적어도 한 개 이상의 프레임내 인코딩 필드가 수신될 때까지 영상의 재생화는 일어날 수 없다. 제어기(42)는 전송 처리회로(43)에 의해 출력되는 헤더 데이터에 응답하여 수신되는 필드 유형을 모니터링한다. 제어기는 프레임내 인코딩된 필드가 검출될 때까지 수신된 필드 데이터 표시를 방지해준다. 필드 유형(홀수 또는 짝수)이 체크되고, 최초 발생 프레임내 인코딩 필드와 동일한 유형의 연속 필드에 대해 압축해제가 수행된다. 최초 프레임내 인코딩 필드가 검출된 후 다수의 특정 필드를 발생하는 유형의 최초 발생 프레임내 인코딩 필드가 발생할 때까지 반대 유형의 필드 표시가 선행된다. 시동시 최초 압축해제된 I 프레임의 표시 과정은 I 인코딩 필드후에 발생하는 최초 P 인코딩 필드에 이어지는 최초 B 인코딩 필드와 I 인코딩 필드간의 다수의 프레임 구간에 대해 반복될 수 있다. 제1c도를 참조하면 필드(10)가 최초 발생 I 인코딩 필드인 경우 B 필드(6, 8)는 이전 P 인코딩 필드(4)없이 디코딩될 수 없다(이용가능하지는 않다). 정상 표시 필드 시퀀스의 I 필드(10)다음에 표시될 다음 짝수 필드는 필드(10)다음의 4 프레임 구간을 발생하는 필드(12)이다. 선택적으로, 최초 발생 I 필드를 반복적으로 표시하기보다는 영상 표시는 예컨대, 최초 I 필드가 발생된 다음의 4 프레임을 위해 저지될 수도 있다.

채널이 변경되는 과정에 있어서, 시스템이 새롭게 선택된 채널로부터 영상을 표시할 수 있도록 동기화될 때까지 시스템은 이전 채널로부터의 최종 영상을 반복적으로 표시하도록 조정될 수 있다.

최초 프레임내 인코딩 필드는 홀수라고 가정한다. 연속 홀드 필드는 압축해제되어 버퍼 메모리(47)에 의해 멀티플렉서(51)로 공급된다. 이때, 수신 데이터 표시에 관한 여러 방법이 이용가능하다. 첫째는, 표시 RAM(52)의 홀수 필드 라인에 홀수 필드를 기록하고 표시 RAM의 짝수 필드 라인을 예컨대 중간 그레이값으로 표시 RAM의 짝수 필드 라인을 설정하여 영상을 표시하는 방법이다. 둘째는 표시 RAM의 홀수 필드 라인에 홀수 필드 데이터를 기록한후, 버퍼 메모리 (47)의 동일 홀수 필드 데이터를 재차 독출하고, 이 독출된 데이터를 표시 RAM의 짝수 필드 라인에 기록하여 영상을 표시하는 방법이다. 두 번째 방법은 첫 번째 방법에서보다 명확한 고해상도의 밝은 영상을 제공할 것이다. 셋째는 표시 RAM의 홀수 필드 라인에 홀수 필드 데이터를 기록한 후 버퍼 메모리(47)로부터 동일 필드를 독출하여 이 동일 필드를 멀티플렉서(49)를 통해 보간기(50)에 인가하는 방법이다. 보간기(50)는 홀수 필드 신호의 연속 라인쌍으로부터의 데이터의 보간 라인을 발생하도록 배열됨으로써(수직 평균화)표시 RAM(52)의 짝수 필드 라인에 연속적으로 기록되는 데이터의 가상 짝수 라인을 만들 수 있다. 셋째 방법은 두 번째 방법에서보다 명확한 고해상도를 가지는 영상을 만들 수 있다.

이용되는 특정 방법은 제어기(42)에 프로그래밍되어 시동 사이클부가 된다. 전송 처리 회로(43)에 의해 출력되는 데이터에 응답하는 제어기는 적절한 버퍼 메모리(47 또는 48)로부터의 데이터 독출을 (최초 프레임내 인코딩 필드가 홀수인지 짝수인지에 의존하여)제어하고, 멀티플렉서(49, 51)의 스위칭을 제어한다. 예컨대, 세 번째 방법에서 최초 프레임내 인코딩 필드가 홀수라고 가정하면, 버퍼 메모리(47)는 각 필드의 두 번 독출하도록 조정되고, 멀티플렉서(49)는 버퍼 메모리(47)로부터의 신호를 통과하도록 조정되고, 멀티플렉서(51)는 버퍼 메모리(47) 및 보간기(50)로부터의 신호 필드를 교대로 통과시키도록 조정된다. 소정량의 필드가 상기 방법에 따라 처리된 후, 제어기는 정상 상태 제어 사이클로 스위칭하여 홀수 및 짝수 필드 유형의 데이터를 압축해제하게 된다.

상기한 바와 같이, 전송 처리 회로는 손실 또는 보정되지 않은 에러를 나타내는 에러 플래그를 출력할 수 있다. 상기 에러 또는 손실된 데이터로부터의 수용가능하지 않은 전위 영상 훼손을 개선하기 위해, 제어기는 훼손되지 않은 신호를 대치하도록 수신 시스템을 조정할 수 있다. 예컨대, 손실 또는 에러 데이터가 프레임내 인코딩 필드에서 발생하는 경우에, 제어기는 (최초 프레임내 인코딩 필드를 기다릴 필요가 없는 점을 제외하고) 상기 세 번째 방법과 유사한 처리 방법으로 복귀할 수 있다. (손실 데이터가 홀수 필드 또는 짝수 필드에서만 발생한다고 가정하면; 선택적으로, 데이터가 홀수 및 짝수 필드에서 분실되는 경우에, 제어기는 시동 사이클에 복귀할 것이다). 데이터가 P 필드에서 손실되는 경우에, 제어기는 세 번째 방법에서처럼 시스템이 동작하도록 조정할 수 있게 재배열될 수 있다. 선택적으로, 데이터가 B 필드로부터 손실되는 경우에, 제어기는 단일 필드 단위로 또는 부분 필드 단위로 두 번째 또는 세 번재 방법에 따라 상기 데이터를 보간 데이터로 대치하도록 시스템을 조정할 수 있게 배열될 수도 있다.

제5도는 짝수 및 홀수 필드 데이터 압축 해제용 단일 압축 해제 장치의 예시적 구성을 도시한다.

일반적으로, 제5도의 회로는 MPEG 형 포맷에서 제공되는 영상 데이터를 압축 해제하도록 구성된다. 상기 장치는 두 버퍼 메모리(314, 316)를 포함하는데, 각 메모리는 압축해제된 영상 데이터의 홀수 필드 및 짝수 필드를 저장할 수 있는 메모리 용량을 가진다. 홀수(짝수) 필드가 압축해제되고 있는 경우에, 메모리의 홀수(짝수) 필드부는 인에이블되고 그 역도 성립한다. 압축해제 데이터는 가산기 (312)에 의해 공급되어 멀티플렉서(320)와 메모리(314, 316)에 인가된다. B 필드가 압축해제되고 있는 경우에, 영상 데이터는 가산기(312)로부터 멀티플렉서(320)를 통과하여(멀티플렉서(322)를 경유하고) 표시 RAM(318)에 공급된다. I 또는 P 필드가 압축 해제되는 경우에, 압축 해제된 영상 데이터는 버퍼 메모리(314 또는 316)의 한 쪽에 기록되어, 연속적으로 발생하는 B 필드의 압축해제후에(멀티플렉서(320, 322)를 경유하여)표시 RAM으로 통과된다. 여기서, 전송 필드 시퀀스는 정상 필드 시퀀스로 재배열된다. 명목상으로는, 멀티플렉서(322)는 멀티플렉서(320)로부터 표시 RAM(318)으로 영상 데이터를 통과하도록 조정된다. 에러 은폐가 요구되는 구간에 있어서, 멀티플렉서(322)는 필드 메모리(324)로부터 영상 데이터를 통과시키도록 조정된다. 에러 은폐는 상기한 셋째 방법에 따라 제공된다. 데이터의 각 필드가 멀티플렉서(320)에 의해 공급되면, 영상 데이터의 보간 필드가 현제 필드에서 발생되어 다음 발생 필드의 전체 또는 부분에서의 대체를 위해 필드 메모리(324)에 저장된다. 시동 또는 채널이 변경되는 동안에, 데이터의 필드는 멀티플렉서(320) 및 필드메모리(324)로부터 표시 RAM에 교대로 인가된다.

전송처리회로(43)로부터의 압축 영상 데이터는 버퍼 메모리(300)에 인가된다. 이 데이터는 헤더 데이터가 추출되어 프로그래밍되는 압축 해제 제어기(302)에 의해 접근된다. DCT 계수에 해당하는 가변장 부호어가 추출되어 가변장 디코더(VLD, 308)에 인가되고, 움직임 벡터에 해당하는 가변장 부호어는 가변장 디코더(VLD, 306)에 인가된다. VLD(308)는 제어기(302)의 제어에 따라 적절한 역 실행길이 디코딩 및 가변장 디코딩을 수행하는 장치를 포함한다. VLD(308)로부터 디코딩된 데이터는, 각 DCT 계수를 역 양자화하고 이 계수를 픽셀 데이터의 매트릭스로 전환하는 회로를 포함하는 역 DCT 회로(301)에 인가된다. 이어서, 픽셀 데이터는 가산기(312)의 제1입력단에 결합되고, 이 가산기의 출력은 멀티플렉서(320)와 버퍼 메모리(314, 316)에 결합된다.

VLD(306)는 가변장 인코딩된 움직임 벡터를 제어기(302)의 제어에 따라 디코딩하는 회로를 포함한다. 디코딩된 움직임 벡터는 움직임 보상 예측기(304)에 인가된다. 움직임 벡터에 대해, 예측기는 하나의 (전방향) 또는 두(전방향 및 후방향)버퍼 메모리(314, 316)에 저장되어 있는 해당 블록의 픽셀을 접근시킨다. 예측기는(한 쪽의 버퍼 메모리부터의)블록 데이터 또는 (두 버퍼 메모리의 각 블록에서 야기되는)보간된 블록의 데이터를 가산기(313)의 제2입력단에 출력한다.

감압화는 다음과 같이 수행된다. 입력 영상 데이터의 필드가 프레임내 인코딩된 경우라면, 픽셀값의 블록에 해당하는 디코딩된 DCT 계수나 움직임 벡터는 존재하지 않는다. 따라서, 프레임내 인코딩 데이터의 경우, 예측기(304)는 가산기(312)에 0을 인가하고, 디코딩된 DCT 계수는 연속 움직임 보상 프레임(B 또는 P)을 인코딩하기 위해, 최종 압축 해제된 P 필드를 저장하지 않은 버퍼 메모리(314, 316)의 한쪽으로 가산기(312)에 의한 변경이 없이 통과된다.

입력 데이터의 필드가 전방향 움직임 보상된 P 필드에 해당하는 경우에, 디코딩된 DCT 계수는 현재 예컨대, 짝수 필드와 최종 발생한 짝수 I 또는 P 필드간의 차이 또는 나머지에 해당한다. 디코딩된 움직임 벡터에 대한 예측기(304)는 버퍼메모리(314) 또는 (316)에 저장되는 해당 블록의 I 또는 P 필드 데이터를 접근시켜, 상기 블록의 나머지가 예측기(304)에 의해 출력되는 해당 블록의 픽셀 데이터에 가산되는 가산기에 상기 블록의 데이터를 출력한다. 가산기(312)에 의해 발생하는 합은 P 필드의 각 블록에 대한 픽셀 값에 해당하는데, 이 픽셀값은 예측 픽셀 데이터를 발생하는데 이용되는 픽셀 데이터의 I 또는 P 필드를 저장하지 않는 버퍼 메모리(314, 316)의 한쪽에 인가된다.

각 움직임 벡터가 전방향 또는 후방향 벡터인지 또는 양방향 벡터인지에 의존하여 버퍼 메모리(314, 316) 양자에 저장되는 I 및 P 픽셀 데이터로부터 예측값이 접근되는 점을 제외하고는 상기 동작은 양방향성 인코딩(B) 필드에 대해서도 유사하다. 발생된 B 필드 픽셀 값은 표시 RAM(318)을 갱신하기 위해 멀티플렉서(320)를 통해 인가되는데, B 필드가 화상 데이터의 다른 필드를 발생시키는데 이용되지 않는다면 버퍼 메모리(314, 316)의 어느쪽에도 저장되지 않는다.

시동시 및 채널이 변경되는 동안에, 영상의 잠재시간은 사소한 영상 에러에 의해 단축될 수도 있다. 필드(10)(제1c도)가 시동 또는 채널이 변경된 후의 최초 발생 I 필드라고 가정한다. 연속되는 B 필드(6, 8)를 압축 해제하기 위해, 압축해제된 P 필드(4)가 요구되는데, 이 과정에서는 이용가능하지 않다. 그러나, 일반적으로, 영상 데이터의 연속 필드/프레임은 상당히 과잉된다고 가정한다. 따라서, 압축해제된 I 필드(10)는 압축해제된 P 필드(4)와 유사해야 하고, P 필드로 대체될 수도 있다. 이는, 최초 압축해제 I 필드를 두 메모리(314, 316)에기록함으로써 간단히 이룰 수 있다. 이에 따라 B 필드는(6, 8)는 압축 해제되고 표시될 수 있다.

제어기(302)는 수신된 홀수 및 짝수 필드의 특정 시퀀스에 따라 특정 처리 소자를 사이클링하도록 프로그래밍되어 있다. 이는 또한, 시스템 제어기로부터 제어 버스(CB)상에 공급되는 제어 신호에 대해 초기화되는 시동 및 채널 변경 시퀀스로 프로그래밍된다. 시동시, 최초 I 필드가 수신될 때까지 표시는 억제된다. 수신된 신호에서 공급되는 헤더 데이터로부터 그 유형(홀수/짝수)이 결정되고, 그 유형의 데이터에 대해, 단지 홀수 또는 짝수 필드가 소정량의 필드 구간에 대해 멀티플렉서(320)로 공급된다. 이 기간 동안에, 멀티플렉서(322)는, 필드 메모리(324)에서 출력되는 데이터의 보간 필드와 인터리빙되는 멀티플렉서 (320)에 의해 출력되는 실제 영상 데이터의 필드를 출력하도록 상기 필드율로 스위칭할 수 있게 조정된다. 채널 변경 과정에 있어서, 시스템은 유사한 방식으로 동작하도록 조정되고, 또는 I 필드가 수신될 때까지 표시를 억제하기 보다는, 최종 수신 채널로부터 표시 RAM에 저장된 데이터의 정지 표시를 출력할 수 있다.

보간기(323)는 특정 필드 내의 라인을 평준화하는 공간 보간기로 기술되어 있다. 보간기(323)는 동일 유형(홀수 또는 짝수)의 현재 필드 및 이전 필드로부터 순간적으로 평준화된 데이터를 발생하도록 배열될 수 있다.

간헐적인 데이터 손실의 은폐는 전송처리회로(43)에서 제공되는 에러 지시에 의해 지시되는데, 시스템이 채널 변경 동작 모드에 진입하도록 간단히 조정함으로써 구현될 수 있다. 이 유형의 은폐화로 인해 갑작스런 찌그러짐 및 다른 표시 아티팩트가 발생한다. 그러나, B 필드에서 손실 또는 훼손 데이터가 발생하는 경우에, 이 B 필드는 표시된 영상에 대한 심각한 방해를 발생하지 않고 보간 필드로 대체될 수 있다.

압축 신호의 코딩 계층을 도시하는 제6도를 참조하면, 압축 신호는 톱 레벨에서 그룹 필드(GOFi)(홀수 또는 짝수)로써 공급되는데, 각 필드는 적어도 한 개 이상의 I 필드를 포함한다. 각 필드는 슬라이스로 분리된다. 각 슬라이스는 다수의 매크로블록을 포함한다. 각 매크로블록은 휘도(Y) 및 색(U, V) 데이터로 구성된다. 이 데이터는 8×8 배열 매트릭스의 영상 픽셀 정보로 구성되는 각 블록을 가지는 블록에 배열된다. 상기와 같이, 각 매크로 블록은 인코딩 영상의 16개의 인접 필드선으로부터 정보를 포함한다. 적절한 경우에, 매크로블록은 움직임 벡터 및 디코딩에서 요구되는 표시 신호를 포함하기도 한다.

전송 패킷화 회로(20)는 에러 검출 코드를 슬라이스 단위로 압축 데이터에 인가하여 수송 에러가 각 슬라이에 대해 제한되어 검출될 수 있다고 가정한다. 소정의 데이터 구성 및 국부적 에러 은폐화가 슬라이스 단위로 수신기에서 수행될 수 있다. 그러나, 에러가 I 또는 P 필드의 슬라이스에서 발생하는 경우에, 이 에러는 GOF의 나머지를 통해 전달될 수 있다. 따라서, 에러 은폐화가 수행되는 경우에는 에러가 발생하는 필드의 유형에 주의해야 한다.

수신기의 시스템 제어기(42)는 각 필드의 각 슬라이스에 대한 에러 지시를 저장하는 에러 메모리를 포함하는데, 이 에러 지시는 전송처리회로(43)에 의해 공급된다. GOF에 대한 슬라이스 에러 데이터를 저장하기에 충분한 용량을 가진(시스템 제어기(42)에 포함되며) 에러 메모리를 도시하는 제7도를 참조하면, 필드 에러 메모리의 각 열은 GOF에 특정 필드에 대한 슬라이스 에러 데이터를 나타낸다. 각 필드의 유형은 각 열의 최상단의 문자 I, B, P 에 의해 지시된다. GOF의 I 필드에 대한 에러 데이터를 포함하는 열(1)을 참조하면, 메모리 위치의 "1"은 해당 슬라이스에서 에러가 검출된 것을 지시하고, "0"은 에러 부재를 지시한다. 슬라이스(3)에서 에러가 지시되어 있다. 이 에러는 압축해제 과정 동안 GOF의 모든 나머지 필드를 통해 차단될 수 있다. 따라서, 적절한 에러 은폐화가 제공될 경우에 에러 지시는 에러 메모리에 전달되어야 한다. 에러 지시 전달은 슬라이스(3)의 열(1)에서 열(9)로 화살표로 지시된다. 유사하게, P 필드의 에러 지시 전달은 메모리의 각 화살표로 지시된다(혼돈을 방지하기 위해, 메모리 열을 "1"과 "0"으로 완전히 채우지 않았다).

I/P로 명칭된 추가의 동작 메모리를 사용하여 필드 에러 메모리의 에러 지시 전달이 수행될 수 있다. 일반적으로, I 필드 슬라이스 에러 데이터는 필드 에러 메모리의 I 필드부 및 I/P 메모리에 로드될 수 있다. B 필드 슬라이스 에러 데이터가 발생되면, 이 데이터는 I/P 메모리의 해당 슬라이스 에러 데이터와 OR 되고, 그 결과는 필드 에러 메모리의 각 B 필드부에 로드된다. 연속되는 P 필드 슬라이스 에러 데이터가 발생되면, 이 데이터는 I/P 메모리의 해당 슬라이스 데이터와 OR 되고, 그 결과는 필드 에러 메모리의 각 P 필드부에 로드되고 또한, I/P 메모리의 해당 슬라이스 에러 데이터를 대체하는데 사용된다. 이 방법에서, I 및 P 필드 슬라이스 에러 데이터는 GOF의 필드 에러 메모리의 각 필드를 통해 전달된다.

제8도는 에러 맵 발생 처리의 플로우 챠트이다. 플로우 챠트에서는 단지 홀수 또는 짝수 GOF용 맵 발생 처리가 도시되어 있지만, 각 에러 맵은 홀수 및 짝수 그룹 필드에 대해 발생된다. 보통, 정상 상태 압축해제 사이클에 진입함으로써 이 처리는 초기화된다. 초기화되면, 시스템은 필드 동기 펄스를 대기하여(600), 전송 패킷의 헤더에서 필드 유형 데이터를 독출한다(601). 이 필드 유형이 I 인코딩 필드인지를 설정하기 위해 그 유형을 검색한다(602). I 필드의 경우에, 카운터(607)는 0으로 리셋되고, 슬라이스 에러 지시는 필드 에러 메모리(FEM)의 I 부로 로드되고 I/P 메모리의 해당 슬라이스 에러 데이터와 OR 된다. OR 결과는 I/P 메모리에서 대체된다. 예컨대, 이전 GOF로부터 두 연속 B 필드가 아직 압축해제되지 않기 때문에, I 필드가 발생하는데 있어서 I/P 메모리가 I 필드 슬라이스 에러 데이터로 로드 되지 않는 점을 상기해야 한다. 이 B 필드가 수신된 후, I 필드 에러 데이터는 I/P 메모리에서 대체된다. 이는 필드 동기 펄스를 카운트함으로써 성취되고(607), I 필드가 수신된 후 적절한 수의 필드가 발생하게 되면(608), I 필드에 대한 슬라이스 에러 데이터가 FEM 으로부터 독출되어 I/P 메모리로 출력된다(609).

상기한 에러 맵 발생 처리에 의해 그룹 프레임에 시간적으로 및 슬라이스 내에 수평적으로 전달되는 에러를 은폐시키는 에러 데이터가 공급된다. 그러나, 영상 움직임에 따라, 에러는 연속 필드내에 수직적으로 전달될 수도 있다. 슬라이스 에러 데이터를 수직적으로 전파함으로써 수직 에러 전달의 은폐화를 수행할 수 있다. 예컨대, I 필드 (1)의 슬라이스(3)에서 슬라이스 에러가 발생하는 경우에, 이 에러 지시는 슬라이스(2, 4)에 해당하는 메모리 에러 위치에 포함될 수 있다. 대표적으로, 대부분의 영상의 경우, 얼마간의 수직 방향 움직임을 포함하여 대부분의 수평 방향 움직임이 발생한다. 따라서, 단지 매우 작고 사소한 영상의 훼손을 가져오는 수직 에러 전달은 일반적으로 무시할 수 있다.

에러 맵 데이터는 예컨대 압축 해제 제어기(302)에 공급되고, 그에 대해 멀티플렉서(322)를 조정하여 이전 필드로부터 표시 RAM(318)으로 보간된 슬라이스가 에러를 포함하도록 지시되어진 압축해제된 영상데이터의 현재 슬라이스로 대체되도록 한다.

제9도는 시스템 제어기(42)에 대한 예시적 시동/채널 변경 시퀀스의 플로우 챠트를 도시한다. 시동 또는 채널 변경 동안에 플래그가 발생된다. 이 플래그는 시동 또는 채널 변경이 수행되는지를 결정하기 위해 검색된다(300). 시동 모드가 요구되는 경우에는, 영상 데이터 표시가 억제되고 필드 카운터(303)가 디스에이블된다(301). 선택적으로, 채널 변경이 요구되는 경우에는, 표시 장치는 표시 RAM에 포함되는 영상 데이터를 반복적으로 표시하도록 조정되고, 필드 카운터(303)는 디스에이블된다. 시스템은 다음 필드 동기 펄스를 대기하여(302), 펄스가 발생하면 수송 헤더 데이터가 검색된다(305). 시스템은 I 인코딩 필드의 발생을 대기하는데(306), 이 필드는 그 홀수/짝수 필드 유형(307)에 대해 검색된다. 카운터(303)는 I 필드이 발생점에서 인에이블된다. 짝수 필드인 경우에, I 필드는 압축해제 되지만(308), 소정량(N)의 필드가 수신될 때까지(309) 표시 RAM에 기록되지 않는다. 수(N)는 연속 압축 해제된 필드 출력에 요구되는 시간과 I 필드 출력에 요구되는 시간과 I 필드의 수신 사이의 지연 구간을 일치시킬 수 있도록 설정된다. N 필드가 수신된 후에, 압축해제된 데이터는 표시 RAM에 기록되고, 표시 모드는 인에이블된다 (312). 또한, 압축해제된 짝수 필드에서 발생되는 보간된 홀수 필드는 표시 RAM에 기록된다. 이 모드는 M 필드가 수신될 때까지 계속되는데(315), 이 때 정상 상태 압축 해제 모드(316)가 동작된다. 유효한 압축해제된 홀수(짝수) 필드 데이터가 이용 가능하게 되는 짝수(홀수) 필드가 발생된 후의 필드의 수만큼 수(M)가 선택된다. 예컨대, 제1c도의 경우, 수(M)는 N+9 필드와 동일하다.

유사하게, 처음으로 검출되는 I 인코딩 필드가 홀수인 경우에(307), 유사한 처리(310, 311, 314. 315, 316)가 수행된다.

표시가 억제되지 않는 차이점만 제외하고 채널변경이 요구되는 경우면 시스템은 유사한 시퀀스를 따른다. 표시가 억제되지 않으므로, 새로운 데이터가 표시 RAM에 기록되는 제어점(312 또는 314)에서, 영상은 자동적으로 변경된다.

본 발명은 기록 또는 전송에 관해 압축 영상 데이터를 압축해제(decompress)하는 장치에 관한 것이다.

지난 이십여년 동안에, 영상 저장 및 전송을 위한 디지탈 영상 신호의 압축에 대해 많은 노력을 기울여 왔다. 그 결과, 이산 코사인 변환, 부대역 인코딩, 피라미드 변환, 프레임내 인코딩, 프레임간 인코딩 및 이들의 조합을 포함한 다양한 유형의 압축 기술이 발전되었다. 최근에, 국제 표준화 기구(ISO)는 영상 저장의 응용, 예컨대, CD-ROM의 사용에 대한 영상 압축 표준을 제안하였다. 상기 제안된 규격은 문헌"동화상과 관련 오디오의 코딩"(ISO-IEC JTCI/SC2/WG11, MPEG 90/176 Rev. 2; 1990년 12월 18일)에 기술되어 있다. 이하 상기 시스템을 MPEG라 칭한다.

MPEG 규격의 한 특징은 이산 코산인 변환, 실행 길이 인코딩 및 통계적(허프만)인코딩의 조합 동작에서 프레임내 및 프레임간 코딩 기술을 사용하는 것이다. 일반적으로 프레임내 인코딩은 단일 소스 프레임의 영상 프레임 인코딩에 관련되어 단지 프레임내 인코딩 데이터로부터 영상의 재생을 위해 충분히 인코딩된 데이터를 공급한다. 프레임간 인코딩에서는, 예컨대, 현재 소스 프레임으로 부터의 정보와 이전 프레임에서 예측되는 프레임간의 차이에서 오는 인코딩 프레임 데이터가 발생된다. 이러한 영상은 이전 프레임의 정보없이 프레임간 인코딩 데이터의 프레임으로부터 재생될 수 없다. MPEG 시스템에서는 두 유형의 프레임간 인코딩을 결합한다. 제1유형은 현재 프레임 및 하나의 이전 프레임으로부터(P 프레임으로 명칭되는) 예측 프레임을 발생하는 것이다. 제 2유형은 현재 프레임과 하나 혹은 두개의 이전 및 다음 프레임으로부터(B 프레임으로 명칭되는)양방향성 예측 프레임을 발생하는 것이다. 예컨대, 프레임은 순차적(F1, F2, F3, F4.....)으로 발생하고, 프레임(F1)은 프레임내 인코딩 되어지고(I 프레임으로 명칭됨), 프레임(F2, F3)은 B 프레임 인코딩 되어지고, 프레임(F4)은 P프레임 인코딩 되어진다고 가정한다. P 인코딩 프레임은 I 프레임(F1)만의 디코딩 버젼에서 발생되는 예측 프레임과 프레임(F4)간의 차이로부터 발생된다. 프레임(F2, F3)으로 표시되는 B 인코딩 프레임은 I 프레임(F1)의 디코딩 버젼과 P프레임(F4)의 디코딩 버젼에서 발생되는 예측 프레임과 프레임(F2, F3)의 차이에서 발생된다. I, B, P 인코딩 프레임을 발생하는 예시적 회로는 Alvin Artieri 와 Oswald Colavin 에 의한 "영상 압축용 칩 세트 코어(A Chip Set Core for Image Compression)"에 기술되어 있는데, 상기 회로는 에스 지 에스-톰슨 마이크로 일렉트로닉스사의 영상 처리 사업부(17, avenue des Marturs-B.P 217, 38019 Grenoble Cedex France)로부터 상용화되어 있다.

I, B, P 인코딩 프레임의 예시적 시퀀스가 제1a도에 도시되어 있다. 제1a도에서, 상부 블록은 격행 영상 데이터의 홀수 필드에 해당하고 하부 블록은 격행 영상 데이터의 짝수 필드에 해당한다. MPEG 시스템 프로토콜은 각 프레임의 홀수 필드가 인코딩 되어질 때만 적용된다. 상기 예시적 시퀀스는 시퀀스가 주기적으로 발생하는 I, B, P 인코딩 데이터의 9프레임을 포함한다. I 프레임의 인코딩 데이터량은 P 프레임의 인코딩 데이터량보다 크고, B 프레임의 인코딩 데이터량은 P 프레임의 인코딩 데이터량보다 작다. I 프레임간의 P 프레임 수와 P 또는 I 와 P 프레임간의 B 프레임 수는 변화할 수 있는데. 즉, 특정 한정 범위내에서 사용자의 선택에 달려있다. 명목상, 이 선택은 채널 대역폭 및 영상 내용에 의존한다.

MPEG 프로토콜(예, 1.5M bits/s 의 연속 데이터 전송 속도의 홀수 필드만)에 따라 제공되는 인코딩 레벨은 컴퓨터 표시 환경에서 수용가능한 영상을 발생하기에 충분하다. 그러나, 텔레비젼 신호 처리 분야의 기술자라면 상기 지정된 MPEG 프로토콜이 현재 방송 특성의 영상을 제공하지 않는 점을 쉽게 인식할 것이다. 또한, 프로토콜을 조금 변경함으로써 방송 특성 텔레비젼 영상 또는 HDTV 영상을 발생하기에 충분한 데이터가 공급되는 것을 알 수 있다. 이 변경에는 필드당 라인수와 라인당 픽셀수의 증가뿐아니라. 인코딩될 필드수를 두배로 하는 것이 포함된다. 그러나, MPEG 프로토콜을 상기와 같이 변경하더라도 영상 수신에 대해 수용 가능한 수행을 방해하는 특정 결합이 여전히 존재한다.

MPEG 시스템의 TV 환경에 관한 첫 번째 결함은 수신기의 턴 온 또는 채널 변경시 영상 재생의 도달 시간이다. 데이터의 프레임내 인코딩 프레임이 수신기에 수용가능해질때까지 영상이 재생될 수 없다. 제1a도에 도시된 인코딩된 프레임의 시퀀스에 있어서 최악의 경우 영상 재생에는 적어도 9 프레임 구간의 도달 시간이 걸린다. 두 번째 결함은 데이터 전송시의 데이터 분실 또는 훼손에 의한 영상 훼손의 지연에 있다. 즉, 인코딩된 I 프레임의 데이터가 분실되거나 훼손되는 경우에, 연속 8프레임동안 재생된 영상은 에러에 있게 될 것이고, 이 에러는 상기 구간동안 거듭 악화될 수 있다.

프레임내 인코딩된 홀수 필드가 프레임내 인코딩된 짝수 필드 사이의 중간에 위치되도록 하는 영상 데이터의 홀수 및 짝수 필드의 독립적 인코딩 과정은 채널 변경시의 영상 재생 및 시동 구간을 상당히 감소시키는데 이용될 수 있다. 또한, 상기 과정에 따르면, 신호 에러 은폐에 이용될 수 있는 신호 정보가 공급된다.

본 발명은 프레임내 및 프레임간 압축 모드의 각 시퀀스에 따라 영상 데이터의 홀수 및 짝수 필드가 독립적으로 인코딩되어지는 영상 데이터를 압축 해제하는 장치를 제시하고 있다.

영상 데이터의 홀수 및 짝수 필드가 프레임간 및 프레임내 인코딩 모드의 각 시퀀스에 따라 독립적으로 압축되는 유형의 압축 영상 데이터 수신 및 압축해제 장치는 영상 데이터의 상기 압축된 홀수 및 짝수 필드를 독립적으로 압축해제하는 회로를 포함한다. 영상 데이터의 압축 해제된 홀수 및 짝수 필드는 표시를 위해 인터리빙 (interleaving)된다. 유효 짝수/홀수 필드 데이터가 이용가능하지 않은 경우에 홀수/짝수 필드 데이터로 짝수/홀수 필드 데이터를 대체하는 추가의 회로가 포함된다.

특정 실시예에서, 시스템 시동 또는 채널 변경에 있어서, 최초 프레임내 인코딩 필드가 수신되는(데이터의 다른쪽 홀수 또는 짝수 필드를 제외하고)데이터의 한쪽의 압축해제된 홀수 또는 짝수 필드에 해당하는, 소정의 구간동안 영상 표시 신호를 출력하는 장치가 포함된다.

Claims (15)

1. 영상 데이터의 홀수 및 짝수 필드가 프레임간 및 프레임내 인코딩 모드의 각 시퀀스에 따라 독립적으로 압축되는 유형의 압축 영상 데이터를 수신 및 압축해제하는 장치에 있어서, 영상 데이터의 상기 압축된 홀수 및 짝수 필드는 독립적으로 압축해제하는 수단(44, 45, 46)과; 유효 짝수/홀수 필드 데이터가 이용가능하지 않은 경우에 짝수/홀수 필드 데이터를 홀수/짝수 필드 데이터로 대체하는 수단(47-51)을 포함하는 것을특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 각각의 채널들에 전달되며 압축 영상 데이터를 포함하는 다수의 신호를 수신하고, 사용자의 제어에 응답하여 상기 채널들 중 한 채널로부터 신호를 수신하여 선택하는 수단과, 사용자가 이전에 선택된 채널과 상이한 채널의 선택을 유도한 후의 소정 구간동안 상기 짝수 또는 홀수 필드 데이터의 단지 한쪽으로 부터 압축해제된 영상 데이터의 영상 표시 신호를 공급한 후, 상기 짝수 또는 홀수 필드 데이터 양쪽으로부터 압축해제된 영상 데이터의 영상 표시 신호를 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 수신된 신호에 응답하여 영상 데이터이 압축 홀수 필드는 제1 접속부로 통과시키고 압축 영상 데이터의 짝수 필드를 제 2접속부로 통과시키는 수단과 ; 상기 제1접속부에 결합되어 압축해제된 영상 데이터의 홀수 필드를 공급하는 제1압축해제 수단과; 상기 제2접속부에 결합되어 압축해제된 영상 데이터이 짝수 필드를 공급하는 제2압축해제 수단과 ; 상기 제1 및 제2 압축해제 수단에 결합되어 영상 데이터의 압축해제된 홀수 및 짝수 필드의 인터리빙된 필드를 포함하는 영상 표시 신호를 공급하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 수신된 압축 영상 데이터에 응답하여 상기 압축 영상 데이터의 에러를 검출하고 에러 표시 신호를 공급하는 수단을 추가로 포함하고, 인터리빙된 필드를 포함하는 영상 표시 신호를 공급하는 상기 수단이, 상기 표시 신호 및 영상 데이터의 압축해제된 홀수 및 짝수 필드에 응답하여 상기 에러에 해당하는 짝수 및 홀수 필드 영상 데이터에 의해 표시되는 영상부를 홀수 및 짝수 필드로부터 얻어진 데이터로 대체하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 시동 모드 및 정상 상태 모드를 갖추며, 프레임간 및 프레임내 인코딩 모드의 각 시퀀스에 따라 압축되는 유형의 전송된 압축 영상 데이터를 압축해제 하는 장치에 있어서, 상기 전송된 압축 영상 데이터를 검출하는 수단(40)과; 검출된 압축 영상 데이터에 응답하여 압축 영상 데이터의 필드가 홀수 또는 짝수인지의 여부와 프레임내 인코딩되는 것인지 또는 프레임간 인코딩되는 것인지의 여부를 나타내는 표시 신호를 발생하는 수단(43)과; 검출된 압축 영상 데에 응답하여 홀수 필드 압축 영상 데이터의 시퀀스 및 짝수 필드 압축 영상 데의 시퀀스를 상호 독립적으로 압축해제하는 수단(44, 45, 46)과 ; 상기 표시 신호와 압축해제된 홀수 및 짝수 필드 영상 데이터에 응답하여 정상 상태 모드의 압축해제된 홀수 및 짝수 필드 영상 데이터의 영상 표시 신호를 형성하고, 시동 모드의 소정 구간동안 데이터의 압축해제된 홀수 필드 또는 짝수 필드의 단지 한 쪽의 필드로부터의 압축 해제된 영상 데이터의 영상 표시 신호를 형성하고, 데이터의 상기 압축해제된 홀수 필드 또는 짝수 필드의 한쪽 필드가 압축 영상 데이터의 최초로 수신된 프레임내 인코딩된 필드를 가지는 프레임간 및 프레임내 인코딩된 압축 영상 데이터의 시퀀스에 대응하는 데이터의 홀수 또는 짝수 필드로 이루어지는 수단(47-51)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 데이터의 상기 압축해제된 홀수 필드 또는 짝수 필드의 한 쪽 필드에 응답하여 데이터의 보간된 필드를 발생하는 수단을 추가로 포함하고, 시동 모드에서 영상 표시 신호를 형성하는 상기 수단이 데이터의 상기 압축 해제된 홀수 필드 또는 짝수 필드중 한쪽 필드 및 데이터의 상기 보간된 필드로부터 영상 표시 신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서 검출된 압축 영상 데이타에 응답하여 수신 데이터의 손실 또는 에러를 검출하는 수단을 추가로 포함하고, 상기 보간 수단이 정상 상태 모드에서 압축해제된 데이터의 짝수/홀수 필드로부터 데이터의 보간된 홀수/짝수 필드를 발생하고, 상기 형성 수단이 데이터 손실 또는 에러가 검출되는 홀수/짝수 필드 데이터에 대응하는 영상 표시 신호를 보간된 홀수/짝수 필드 데이터로 대체하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제5항에 있어서, 검출된 압축 영상 데이터에 응답하여 홀수 필드 압축 영상 데이터의 시퀀스와 짝수 필드 압축 영상 데이터의 시퀀스를 상호 독립적으로 압축해제하는 상기 수단이, 상기 검출된 압축 영상 데이터에 응답하여 영상 데이터의 압축된 홀수 필드를 제1 접속부로 통과시키고 압축된 영상 데이터의 짝수 필드를 제2접속부로 통과시키는 수단과; 상기 제1접속부에 결합되어 압축해제된 영상 데이터의 홀수 필드를 공급하는 제1압축해제 수단과; 상기 제2접속부를 결합되어 압축해제된 영상 데이터이 짝수 필드를 공급하는 제2압축해제 수단과; 상기 제1 및 제2 압축해제 수단에 결합되어 영상 데이터의 압축해제된 홀수 및 짝수 필드의 인터리빙된 필드를 포함하는 영상 표시 신호를 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 데이터의 상기 압축해제된 홀수 필드 또는 짝수 필드의 한 쪽 필드에 응답하여 데이터의 보간된 필드를 발생하는 수단을 추가로 포함하고, 시동 모드에서 영상 표시 신호를 형성하는 상기 수단이 데이터의 상기 보간된 필드및 데이터의 상기 압축해제된 홀수 필드 또는 짝수 필드의 한 쪽 필드로부터 영상 표시 신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 프레임 그룹으로 압축된 영상 신호를 압축해제하는 유형으로서, 각각의 프레임 그룹에서 적어도 첫 번째 프레임은 프레임간 엔코딩되고, 나머지 프레임 그룹은 예측 엔코딩되며, 나머지 프레임이 예측 엔코딩되는 각각의 프레임 그룹의 프레임은 앵커 프레임으로서 설정되고, 상기 압축된 영상 표시 신호는 프레임보다 작은 데이터 세그먼트로 발생하여 전송시에 에러를 초래할 여지가 있으며, 상기 세그먼트는 세그먼트 에러를 검출할 수 있는 에러 체크 비트를 포함하는 비디오 신호 프로세서 장치에 있어서, 상기 압축 영상 표시 신호에 응답하여, 보정 불가능한 데이터 각각의 세그먼트에서 에러를 검출하고 이러한 에러를 포함하는 데이터 각각의 세그먼트에 대하여 에러 표시(E)를 발생하는 에러 검출/보정 수단과; 상기 에러 표시(E)에 응답하여, 에러 맵에서 상기 보정 불가능한 에러를 매핑하여, 상기 앵커 프레임의 에러표시(E)를 프레임 그룹내 연송 앵커 프레임에 대응하는 맵 위치에 전단하는 수단과; 상기 전달된 에러 표시에 응답하여, 상기 매핑된 표시(E)에 의해 표시된 에러를 가지는 각각의 프레임 일부에 대체 영상 데이터를 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 프로세서 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 에러 표시 전달 수단은 프레임 그룹내 이전 앵커 프레임의 대응 공간 위치에서 에러 표시와 현재 앵커 프레임의 에러 표시를 OR하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 프로세서 장치.
12. 제11항에 있어서, 에러 표시를 전달하는 상기 수단은 수직으로 인접하는 영상 영역에 대응하는 위치로 상기 에러 표시를 전달하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 프로세서 장치.
13. 제10항에 있어서, 대체 데이터를 제공하는 상기 수단은: 상기 검출된 세그먼트에 응답하여 압축해제된 영상 데이터를 발생하는 수단과; 상기 압축해제된 영상 데이터에 응답하여, 에러가 없는 영상 데이터로 부터 보간 신호를 발생하는 보간기와; 에러 표시가 없는 이용 수단에 압축 해제된 영상 데이터를 인가하고, 상기 에러 맵의 에러 표시에 응답하여, 보간 영상 데이터를 상기 이용 수단에 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 프로세서 장치.
14. 제10항에 있어서, 각각의 프레임의 홀수 및 짝수 필드는 독립적으로 압축되고, 상기 비디오 신호 프로세서에서 독립적으로 압축해제되며, 상기 대체 데이터 제공 수단은 상기 에러 맵의 에러 표시에 응답하여, 보정 불가능한 에러를 가지는 압축된 데이터 세그먼트에 대응하는 압축 해제된 짝수 필드 영상 데이터를 압축해제된 홀수 필드 영상 데이터로 대체하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 비디오 신호 프로세서 장치.
15. 제10항에 있어서, 상기 보정 불가능한 에러를 매핑하는 상기 수단 및 상기 에러 표시를 전달하는 상기 수단은 에러 맵 메모리 및 동작 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 프로세서 장치.