KR100247587B1 - 비디오 데이터의 복호 장치 - Google Patents

Abstract

개시된 복호 장치는 MPEG의 제안에 따라 부호화된 디지털 비디오 데이터를 원래의 디지털 비디오 테이터로 복호하는 것이다.

본 발명은 런 레벨 디코더가 입력되는 런을 블록 시작 신호에 따라 누산기가 누산하여 위치 신호를 출력하고, 입력되는 레벨을 레지스터가 저장 및 출력하고, 누산기가 출력하는 위치 신호에 따라 인버스 스캔부의 제어부가 메모리에 레지스터가 출력하는 레벨의 값을 저장하고, 메모리에 저장된 값은 미리 정해진 순서에 따라 출력함으로써 런 레벨 디코더가 런 및 레벨을 디코딩하여 출력하는데 하나의 클럭 신호만을 사용하면 되어 가변장 복호기를 계속 인에이블시켜 동작시킬 수 있다.

Description

비디오 데이터의 복호 장치

본 발명은 DBS(Direct Broadcasting Satellite) 및 고선명 텔레비전 방송신호 등과 같이 MPEG(Moving Picture Experts Group)의 제안에 따라 부호화된 디지털 비디오 데이터를 복호하는 비디오 데이터의 복호 장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 비디오 데이터를 전송하거나 또는 VCD(Video Compact Disk) 등의 기록 매체에 저장할 경우에 비디오 데이터의 용량이 매우 커 실시간으로 전송하기가 매우 어렵고, 저장 용량이 매우 커야 된다.

그러므로 디지털 비디오 데이터는 부호화하여 전송 및 저장하며, 부호화한 디지털 비디오 데이터를 출력할 경우에는 원래의 디지털 비디오 데이터로 복호하고 있다.

디지털 비디오 테이터의 부호화 및 복호화는 통상적으로 MPEG의 제안에 따르고 있다.

도 1은 MPEG의 제안에 따라 부호화된 디지털 비디오 데이터를 복호하는 종래의 복호 장치의 구성을 보인 회로도이다.

여기서, 부호 10은 입력되는 부호화된 디지털 비디오 데이터의 길이에 따라 복호하여 한 쌍의 런(Run) 및 레벨(Level)을 출력하는 가변장 복호기(variable length decoder)이다.

부호 20은 상기 가변장 복호기(10)에서 복호되어 출력되는 한 쌍의 런 및 레벨을 복호하는 런 레벨 복호기이다.

부호 30은 상기 런 레벨 복호기(20)에서 복호된 디지털 비디오 데이터를 미리 정해진 순서에 따라 출력하는 인버스 스캔부이다.

도 2는 상기 런 레벨 복호기(20)의 구성을 보인 상세 회로도이다.

여기서, 부호 21은 상기 가변장 복호기(10)에서 출력되는 런을 로드하고 다운 카운트하는 다운 카운터이고, 부호 23은 상기 가변장 복호기(10)에서 출력되는 레벨을 저장 및 출력하는 레지스터이다.

부호 25는 상기 다운 카운터(21)의 다운 카운트 값이 '0'인지를 판별하고 '0'일 경우에 제로 검출신호를 발생하여 상기 다운 카운터(21)가 런을 로드하고 상기 레지스터(23)가 레벨을 저장 및 출력하게 하는 제로 검출부이다.

부호 27은 상기 제로 검출부(25)가 검출한 제로 검출신호에 따라 스위칭되어 상기 레지스터(23)가 출력하는 레벨 및 제로 값을 선택적으로 출력하는 절환 스위치이다.

이와 같이 구성된 종래의 복호 장치는 입력되는 부호화된 디지털 비디오 데이터를 가변장 복호기(10)가 복호하여 런 및 레벨을 출력하게 된다.

상기 가변장 복호기(10)가 출력하는 런은 제로 검출신호에 따라 다운 카운터(21)에 로드되어 다운 카운트되고, 가변장 복호기(10)가 출력하는 레벨은 제로 검출신호에 따라 레지스터(23)에 저장 및 출력된다.

이와 같은 상태에서 다운 카운터(21)의 다운 카운트가 완료되면, 제로 검출부(25)가 '0'을 검출하여 제로 검출신호를 출력하고, 출력한 제로 검출신호에 따라 다운 카운터(21)가 다시 런을 로드 및 다운 카운트하고, 레지스터(23)가 레벨을 저장 및 출력하게 된다.

그리고 상기 제로 검출부(25)가 출력하는 제로 검출신호에 따라 절환 스위치(27)가 절환되어 상기 레지스터(23)가 출력하는 레벨 및 제로 값을 선택적으로 출력하게 된다.

즉, 제로 검출부(25)가 제로를 검출하지 못할 경우에 절환 스위치(27)가 제로 값을 출력하고, 제로 검출부(25)가 제로를 검출할 경우에는 절환 스위치(27)가 절환되면서 레지스터(23)가 출력하는 레벨을 출력하게 된다.

이와 같이 런 레벨 디코더(20)가 출력하는 신호는 인버스 스캔부(30)에 입력되어 미리 정해진 일정 순서 예를 들면, 단위 블록의 디지털 비디오 데이터를 순차적으로 출력하거나 또는 지그재그로 스캔하여 출력하게 된다.

그러나 상기한 종래의 기술은 가변장 복호기(10)가 출력하는 한 쌍의 런 및 레벨의 대하여 여러 개의 클럭 신호를 필요로 하고, 또한 런의 수에 따라 필요한 클럭 신호의 수가 상이하게 된다.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 가변장 복호기(10)에서 출력되는 런이 '5'이고, 레벨이 '-1'이라고 가정할 경우에 런인 '5'를 다운 카운터(21)가 로드 및 클럭 신호에 따라 다운 카운트함과 아울러 레벨인 '-1'을 레지스터(23)가 저장 및 출력하게 된다.

다운 카운터(21)가 다운 카운트를 완료하여 제로 검출부(25)가 '1'을 출력할 경우에 절환 스위치(27)가 절환되어 레지스터(23)에 저장된 레벨인 '-1'을 출력하는 것으로서 런 레벨 복호기(20)는 '0', '0', '0', '0', '0' 및 '-1'을 순차적으로 출력하여 6개의 클럭 신호를 필요로 한다.

그리고 가변장 복호기(10)에서 출력되는 런이 '3'이고, 레벨이 '10'이라고 가정할 경우에는 런 레벨 복호기(20)는 '0', '0', '0' 및 '10'을 순차적으로 출력하여 4개의 클럭 신호를 필요로 하는 것으로서 가변장 복호기(10)에서 출력되는 런의 수에 따라 런 레벨 복호기(20)가 필요로 하는 클럭 신호의 수가 상이하다.

또한 런 레벨 복호기(20)가 런 레벨 복호하여 출력을 완료하기까지 가변장 복호기(10)를 디스에이블시켜 동작을 정지시켜야 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 런 및 레벨의 쌍을 단위로 하여 바로 처리함으로써 한 쌍의 런 및 레벨을 처리하는 데 하나의 클럭 사이클만을 사용하여, 가변장 복호기를 디스에이블시키지 않고, 계속 인에이블시켜 동작시킬 수 있도록 하는 비디오 데이터의 복호 장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 종래의 복호 장치의 구성을 보인 회로도,

제2도는 제1도의 가변장 복호기를 보인 상세 회로도,

제3도는 제2도의 가변장 복호기의 동작을 보인 도표,

제4도는 본 발명의 복호 장치의 구성을 보인 회로도,

제5도는 본 발명의 복호 장치의 동작을 보인 도표이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 런 레벨 복호기 110 : 누산기

120 : 레지스터 200 : 인버스 스캔부

210 : 제어부 220 : 메모리

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비디오 데이터의 복호 장치는 런 레벨 디코더가 입력되는 런을 블록 시작 신호에 따라 누산기가 누산하여 위치 신호를 출력하고, 입력되는 레벨을 레지스터가 저장 및 출력한다.

상기 누산기가 출력하는 위치 신호에 따라 인버스 스캔부의 제어부가 메모리에 상기 레지스터가 출력하는 레벨의 값을 저장하고, 메모리에 저장된 값은 미리 정해진 순서에 따라 출력한다.

그러므로 본 발명에 따르면, 런 레벨 디코더가 런 및 레벨을 디코딩하여 출력하는 데 하나의 클럭 사이클만을 사용하면 되므로 가변장 복호기를 계속 인에이블시켜 동작시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도 4 및 도 5의 도면을 참조하여 본 발명의 비디오 데이터의 복호 장치를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 복호 장치의 구성을 보인 회로도이다.

여기서, 부호 100은 입력되는 런 및 레벨을 복호화하는 본 발명의 런 레벨 복호기이다.

상기 런 레벨 복호기(100)는, 블록 시작 신호에 따라 클리어된 후 입력되는 런을 누산하여 위치 신호(Acc_Run)로 출력하는 누산기(110)와, 입력되는 레벨을 저장 및 출력하는 레지스터(120)를 구비한다.

부호 200은 상기 런 레벨 복호기(100)가 출력하는 위치 신호(Acc_Run)의 위치에 상기 레지스터(120)가 출력하는 레벨을 저장하고 출력하는 인버스 스캔부이다.

상기 인버스 스캔부(200)는, 상기 런 레벨 복호기(100)가 출력하는 위치 신호(Acc_Run)로 위치를 판단하여 저장 및 출력을 제어하는 제어부(210)와, 상기 레지스터(120)가 출력하는 레벨을 상기 제어부(210)의 제어에 따라 저장하고 출력하는 메모리(220)를 구비한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 복호 장치는 블록 시작 신호에 따라 런 레벨 디코더(100)의 누산기(110)가 클리어된 후 런 레벨 디코딩되어 입력되는 런을 누산하여 위치 신호(Acc_Run)를 출력한다.

즉, 누산기(110)는 다음의 수학식 1과 같이 런을 누산하여 출력한다.

그리고 런 레벨 디코딩되어 입력되는 레벨을 레지스터(120)가 저장하고, 출력하게 된다.

이와 같이 런 레벨 디코더(100)의 누산기(110)가 위치 신호(Acc_Run)를 출력하고, 레지스터(120)가 레벨을 출력하면, 인버스 스캔부(200)의 제어부(210)가 위치 신호(Acc_Run)로 위치를 판단하고, 판단한 위치에 따라 메모리(220)를 제어하여 레지스터(120)가 출력하는 레벨을 저장하게 된다.

예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 블록 시작 신호가 입력되어 누산기(110)가 클러어된 후 입력되는 런 '5', '3', '4' 및 '14'를 상기한 수학식 1과 같이 누산하여 '5', '9', '14' 및 '29'를 위한 신호(Acc_Run)로 순차적으로 출력한다.

그리고 레지스터(120)는 입력되는 레벨 '-1', '10', '7' 및 '30'을 저장하고, 출력 레벨로 출력하게 된다.

이와 같이 출력되는 위치 신호(Acc_Run)의 값으로 제어부(210)는 위치를 판단하고, 판단한 위치에 따라 메모리(220)를 제어하여 상기 레지스터(120)가 출력하는 출력 레벨이 해당 위치에 저장되게 하며, 메모리(220)의 저장이 완료되었을 경우에 이를 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 출력한다.

여기서, 메모리(220)는 듀얼 포트 메모리를 사용하고, 듀얼 포트 메모리의 하나의 포트를 통해서는 저장하고, 다른 하나의 포트를 통해서는 출력하여 저장 및 출력을 동시에 수행할 수 있도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 입력되는 한 쌍의 런 및 레벨을 하나의 클럭 사이클만을 사용하여 바로 처리하므로 가변장 복호기를 계속 인에이블시켜 입력되는 부호화된 디지털 비디오 데이터를 가변장 복호하게 할 수 있다.

즉, 인버스 스캔부는 단위 블록의 비디오 데이터를 버퍼링하는 것이 필수적이므로 인버스 스캔부의 입력은 비정규적으로 이루어지고, 출력은 정규적으로 이루어지게 할 수 있다. 이것은 단위 블록당 발생할 수 있는 런 및 레벨의 쌍의 수가 단위 블록 내의 계수의 수보다는 항상 작거나 또는 같으므로 가변장 복호기가 디스에이블될 가능성이 없다.

구체적으로 MPEG의 경우를 살펴 보면, 하나의 단위 블록은 64개의 계수를 포함하고 있다. 이를 런 레벨 부호화하게 되면, 통계적으로 64개보다 적은 런 레벨 쌍을 이루게 된다. 가변장 복호기에서는 순수한 런 및 레벨 쌍 이외에 복호를 제어하기 위하여 별도의 제어 상태를 거쳐야 된다. 만일 종래의 런 레벨 복호기에서 복호할 경우에 하나의 단위 블록을 처리하기 위해서는 64개의 클럭 사이클 이외에 1 또는 2개의 클럭 사이클을 필요로 하고, 이는 인버스 스캔부가 하나의 단위 블록을 처리하기 위해서는 최소한 65 내지 66개의 클럭 사이클을 필요로 한다는 것을 뜻한다.

그러나 본 발명의 런 레벨 복호기에서 런 레벨 복호를 수행할 경우에는 가변장 복호기에서 순수한 런 및 레벨 쌍의 복호 이외에 복호를 제어하기 위하여 소요되는 최소 1 또는 2개의 클럭 사이클과 인버스 스캔부에서 연속 진행을 위하여 선진행되어야 하는 2 클럭 사이클 및 런 레벨 쌍의 수를 포함하여 64개보다 적으면, 인버스 스캔부가 하나의 단위 블록을 최소 단위인 64개의 클럭 신호로 처리할 수 있다.

더불어 매크로 블록에 속하는 정보들은 매크로 블록의 어드레스, 매크로 블록의 타입, 움직임(motion) 타입, DCT(Discrete Cosine Transform) 타입, 움직임 벡터 등에 관련하여 최소 2개에서 20여개가 된다.

이러한 매크로 블록을 종래의 런 레벨 복호기에서 복호할 경우에 이 추가 정보에 따른 클럭 사이클의 수가 바로 인버스 스캔부에서 처리하는 데 필요로 하는 클럭 신호의 수에 반영된다.

그러나 본 발명의 런 레벨 복호기에서 복호할 경우에는 가변장 복호기에서 순수한 런 및 레벨 쌍의 복호 이외에 복호를 제어하기 위하여 소요되는 클럭 사이클과 인버스 스캔부에서 연속 진행을 위하여 선 진행되어야 하는 클럭 신호 및 런 레벨 쌍의 수를 포함하여 64개보다 적으면, 인버스 스캔부가 하나의 단위 블록을 최소 단윈인 64개의 클럭 신호로 처리할 수 있고, 아니면, 64개 보다는 크지만 상대적으로 적은 수의 클럭 신호로 인버스 스캔부가 동작할 수 있다.

예를 들어 하나의 매크로 블록에 속하는 정부가 20여개 있고, 매크로 블록에 6개의 단위 블록이 있으며, 각각의 단위 블록당 30개의 런 레벨 쌍이 있다고 가정할 경우에 종래에는 20+6×64=404개의 클럭 신호를 필요로 하나, 본 발명에서는 최대((20+30), 64)+5×64=384개의 클럭 신호가 필요하다.

Claims (5)

1. 부호화된 비디오 데이터를 복호하는 데 런 레벨 쌍에서 런을 이용하여 단위 블록의 위치를 결정하고 결정한 위치와 레벨을 출력하는 런 레벨 복호기; 및 상기 런 레벨 복호기가 출력하는 결정 위치와 선택적으로 정의되는 매핑을 통해 어드레스를 결정하여 해당 어드레스에 상기 레벨을 저장하고 출력하는 인버스캔부로 구성됨을 특징으로 하는 비디오 데이터의 복호 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 런 레벨 복호기는; 입력되는 런을 누산하여 결정 위치로 출력하는 누산기; 및 입력되는 레벨을 저장 및 출력하는 레지스터로 구성됨을 특징으로 하는 비디오 데이터의 복호 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 누산기는 결정 위치 Acc_Run으로 Acc_Run+런의 수+1을 계산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 비디오 데이터의 복호 장치.
4. 제1항에 있어서, 인버스 스캔부는; 상기 런 레벨 복호기가 출력하는 결정 위치와 선택적으로 정의되는 매핑을 통해 어드레스를 결정하는 제어부; 및 상기 제어부가 결정한 해당 어드레스에 레벨을 저장 및 출력하는 메모리로 구성됨을 특징으로 하는 비디오 데이터의 복호 장치.
5. 제4항에 있어서, 메모리는; 듀얼 포트 메모리를 사용하는 것을 특징으로 하는 비디오 데이터의 복호 장치.

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