KR100277953B1

KR100277953B1 - 디지털 티브이 수신 장치

Info

Publication number: KR100277953B1
Application number: KR1019980038509A
Authority: KR
Inventors: 최승종
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR20000020082A

Abstract

프레임 메모리의 크기를 가변할 수 있는 디지털 TV 수신 장치에 관한 것으로서, 특히 IDCT부를 변경하고 기존의 프레임 메모리, 엔코더와 디코더 및 DCT부의 신호처리를 이용하여 다양한 압축 모드를 설정하고 사용자가 이를 선택적으로 취할 수 있도록 함으로써, 사용자의 자유도를 높이는 동시에, 높은 압축율에서 고화질을 유지하면서 프레임 메모리의 크기를 줄일 수 있다. 특히, 수신기의 구조를 크게 바꾸지 않으므로 저가형 디지털 TV 수신기에 이용할 수 있다. 또한, 압축 모드에 따라 사용되는 프레임 메모리의 크기가 달라지므로 사용자가 부가적인 메모리의 추가없이 다양한 기능을 지원할 수 있다.

Description

디지털 티브이 수신 장치

본 발명은 디지털 TV에 관한 것으로서, 특히 사용되는 프레임 메모리의 크기를 가변할 수 있는 디지털 TV 수신 장치에 관한 것이다.

최근 디지털 TV 방송에 관한 관심이 높아지고 있으며, 고화질의 선명한 화면을 가정에서 TV 수신기로 볼 수 있도록 비디오 데이터를 압축하여 송신하고자 하는 노력이 기울여지고 있다. 비디오 신호를 압축하기 위하여 사용되는 알고리즘으로는 MPEG2가 주로 사용되고 있다. 이러한 알고리즘 덕분에 기존에 다루기조차 힘들었던 고화질의 디지털 데이터를 일반 방송 채널로 전송하여 가정에서 즐길 수 있도록 하려는 연구가 계속되고 있다. 따라서, 디지털 TV 수신기는 이렇게 압축되어 수신된 데이터를 원래의 고화질의 비디오 데이터로 복원하여야 하는 비디오 디코더가 필요하다.

특히, 고화질의 비디오 신호를 디코딩하기 위해서는 일반 화질의 비디오 디코더보다 5에서 6배정도의 데이터 처리속도가 필요하며 사용되는 메모리의 양도 많아지게 된다.

도 1은 종래의 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, 엔코더에서 전송된 입력 비디오 비트스트림은 가변 길이 디코더(Variable Length Decoder ; VLD)(101)에서 가변길이 디코딩되어 움직임 벡터, 양자화 값, DCT 계수 등으로 분리된다.

상기 VLD(101)의 출력중 DCT 계수에 해당하는 값이 역스캔(Inverse Scan ; IS)/역양자화(Inverse Quantizer ; IQ)부(102)로 입력되어 라스터 스캔 방식으로 변환된 후 양자화값에 따라 역 양자화된다.

그리고, 역 이산 코사인 변환(Inverse Discrete Cosine Transform ; IDCT)부(103)는 역 양자화된 DCT 계수에 대해 IDCT를 수행하여 움직임 보상부(104)로 출력하고, 상기 움직임 보상부(104)는 IDCT된 프레임 종류(I,P,B)와 VLD(101)에서 디코딩된 움직임 벡터를 이용하여 메모리(106)에 저장된 프레임의 움직임 보상을 수행한 후 상기 메모리(106)를 통해 포맷 변환부(105)로 출력한다.

상기 포맷 변환부(105)는 디스플레이 포맷에 따라 메모리(106)로부터 데이터를 읽어와 포맷을 변환한다.

이때, 도 1과 같은 디지털 TV 수신기에서 디램(DRAM)과 같은 외부 메모리(106)가 사용되는데, 상기 메모리(106)에서 비트 스트림의 쓰기와 읽기, 움직임 보상을 위하여 필요한 I, P 프레임의 쓰기와 읽기, 디코딩된 데이터의 쓰기 및 디스플레이될 데이터의 읽기 동작이 수행된다. 이와 같이, 하나의 메모리를 여러 용도로 사용하기 위해서는 여러 종류의 메모리 억세스 요구를 처리해주어야 한다. 이때, 각 블록에서 요구하는 신호는 모두 비디오 디코딩을 하기 위해 필요한 메모리 억세스이므로 이를 잘 제어해주어야 디코딩 효율을 높일 수 있다. 또한, 많은 양의 데이터를 처리하기 위해서는 처리속도도 매우 빨라야 한다.

즉, MPEG 2 MP@HL의 비디오 데이터를 디코딩하기 위해서는 초당 약 93M 바이트 이상의 데이터를 처리해야 하므로 사용되는 메모리의 크기도 그만큼 커지고 데이터의 전송 속도도 그만큼 빨라져야 한다. 이것은 또한 클럭 주파수가 너무 높아서 하드웨어 부담이 너무 커지는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위한 디지털 TV 수신기가 도 2에 도시되어 있으며, 유럽 특허 EP 778,709 A1에 개시되어 있다.

도 2는 프레임 메모리(106)를 고정 길이(fixed length) ADPCM(adaptive differential pulse coded modulation)을 이용하여서 줄이는 방법에 관한 것이다. 즉, 도 1의 디지털 TV 수신기에 프레임 메모리 엔코더(202)와 프레임 메모리 디코더(201,203)를 더 구비하여 디코딩을 모두 마친 후 프레임을 메모리(106)에 쓰기전에 프레임 메모리 엔코더(202)에서 압축하여 저장하고, 움직임 보상을 위해서 움직임 보상부(104)가 메모리(106)로부터 데이터를 읽어 올 때 프레임 메모리 디코더(201)에서 압축을 풀어줌으로써 전체적인 HDTV 수신기의 동작을 수행한다. 또한, 디스플레이를 위해서 포맷 변환부(105)가 메모리(106)로부터 데이터를 읽어 올 때도 프레임 메모리 디코더(203)에서 압축을 풀어준다.

따라서, 도 2는 필요한 메모리의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 메모리를 읽고 쓰는 밴드폭이 줄어드는 장점이 있다. 그러나, 압축율이 50%정도 이상이 되면 화질의 손상이 심하게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 움직임 보상시의 동작이 압축을 안한 것과 비교하여서 메모리를 읽고 쓰는 밴드폭(bandwidth)은 데이터를 50%정도 압축하였을 때 필터링을 사용하는 방법보다는 늘어나는 단점이 있다.

도 3은 그 차이를 보여주는데, 압축을 안한 경우에는 도 3a의 빗금친 부분만을 메모리에서 읽어오면 된다. 그러나, 압축이 되어 있는 경우에는 먼저, 압축을 풀고 움직임 보상을 수행하여야 하므로 도 3b와 같이 걸쳐져 있는 모든 매크로 블록을 읽어야 한다.

그리고, 디지털 TV 수신기에서 프레임 메모리의 크기를 줄이는 용도로 사용할 수 있는 압축 방법에는 다른 경우와는 다른 제한이 있다. 즉, 일반적으로 부호화 효율을 높이기 위해서 사용되는 가변장 부호화가 이 경우에는 사용하기가 상당히 어렵다. 왜냐하면 움직임 보상시에 일부 블록만을 읽어오기 위해서 상당히 많은 부분의 복호화를 행하여야 하기 때문이다. 이와 같은 이유로 고정 길이 코딩이 바람직하며, 상기 프레임 메모리 엔코더(202)는 고정 길이 ADPCM을 사용하였다.

상기 ADPCM은 약 3비트/픽셀(엔트로피 코딩(entropy coding)을 사용하지 않음) 이상에서는 상당히 좋은 성능을 보인다. 그러나, 그 이상의 프레임 압축을 할 때에는(즉 3비트/픽셀 이하) 화질의 손상이 심해지므로 다른 방법을 사용하여야 한다. 예를 들면, DCT를 이용하는 것이다.

이는 JPEG과 상당히 유사한 방법인데, 고정 길이 코딩을 사용한다. 이 방법을 사용하는 경우에는 DCT 변환 후 8×8 계수를 양자화한다. 양자화의 예로는 아래의 표 1과 같은 행렬이 사용될 수 있다.

2비트/픽셀인 경우의 양자화

8 7 6 5 4 3 2 17 6 5 4 3 2 1 06 5 4 3 2 1 0 05 4 3 2 1 0 0 04 3 2 1 0 0 0 03 2 1 0 0 0 0 02 1 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0

상기 표 1에서 양자화 행렬의 값들은 8×8 DCT 계수의 각각에 사용되어지는 비트수를 나타낸다. 즉, DCT 계수에서 8비트 할당됨을 나타낸다.

따라서, 할당된 총 비트수는 8 + 7 + ... + 1 = 128비트이므로, 가 된다.

그러나, 이 방법은 게이트 수가 많아지는 단점이 있다.

즉, 프레임 메모리 엔코더(202)에 8×8 DCT부가 한 개, 프레임 메모리 디코더(201,203)에 8×8 IDCT부가 각각 1개씩 두 개가 필요한데, 일반적으로 DCT/IDCT부는 4-5만개 정도의 게이트가 필요하므로 부가적인 하드웨어나 계산량이 너무 커지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 복호화를 모두 수행한 후 프레임 메모리에 저장시 프레임 압축율을 높이면서 화질의 저하를 감소시키는 디지털 TV 수신 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 디지털 TV 수신기의 구조를 크게 바꾸지 않은 상태에서 압축 모드에 따라 사용되는 메모리의 크기를 다르게 하며 다양한 사용자의 선택에 대응할 수 있도록 하는 디지털 TV 수신 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 디지털 TV 수신 장치의 일 예를 나타낸 구성 블록도

도 2는 종래의 디지털 TV 수신 장치의 다른 예를 나타낸 구성 블록도

도 3a는 움직임 보상을 위해 압축이 안되어 저장된 프레임을 메모리에서 읽는 예를 보인 도면

도 3b는 움직임 보상을 위해 압축 저장된 프레임을 메모리에서 읽는 예를 보인 도면

도 4는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신 장치의 구성 블록도

도 5a는 도 4에서 수평 데시메이션 전 상태의 예를 보인 도면

도 5b는 도 4에서 수평 데시메이션 후 상태의 예를 보인 도면

도 6a는 ADPCM 부호화를 수행하는 프레임 메모리 엔코더의 일반적인 구성 블록도

도 6b는 ADPCM 복호화를 수행하는 프레임 메모리 디코더의 일반적인 구성 블록도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 가변길이 디코딩부 102 : 역스캔/역양자화부

103 : 역이산 코사인 변환부 104 : 움직임 보상부

105 : 포맷 변환부 106 : 프레임 메모리

201,203 : 프레임 메모리 디코더 202 : 프레임 메모리 엔코더

301 : 제로 패딩부 302 : 수평 데시메이터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 TV 수신 장치는, 입력되는 비트스트림의 DCT 계수와 움직임 벡터등을 디코딩하고 디코딩된 DCT 계수를 역스캔한 후 역양자화하는 입력 신호 처리부와, 상기 입력 신호 처리부에서 출력되는 DCT 값을 IDCT하여 공간적인 화소값들로 변환시 수평 방향의 데이터를 줄이는 IDCT부와, 입력되는 비트스트림 또는 움직임 보상된 프레임들을 저장하는 메모리와, 상기 입력 신호 처리부에서 디코딩된 움직임 벡터와 IDCT된 프레임 종류에 따라 상기 메모리에 저장된 프레임의 움직임 보상을 수행하는 움직임 보상부와, 상기 움직임 보상된 데이터를 압축하여 상기 메모리에 저장하고, 압축 저장된 데이터를 메모리로부터 읽어와 신장하는 프레임 엔코더 및 디코더와, 압축 모드에 따라 상기 IDCT부와 프레임 엔코더 및 디코더의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 IDCT부는 상기 입력 신호 처리부에서 출력되는 DCT 계수중에서 수평 저주파수에 해당하는 4×8 부분만을 필터링하고 나머지 고주파수 부분에는 0을 채우는 제로 패딩부와, 상기 제로 패딩부의 출력에 8×8 IDCT를 수행한 후 수평 방향으로 데시메이션하는 수평 데시메이터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 IDCT부는 상기 입력 신호 처리부에서 출력되는 DCT 계수에 대해 8×8 IDCT를 수행한 후 8×8 계수를 4×8 계수로 변환하는 것을 특징으로 한다.

상기 메모리는 상기 제어부에서 선택되는 압축 모드에 따라 사용되는 크기가 달라지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 약 2비트/픽셀, 75% 압축율의 고정 길이 ADPCM만으로는 어려우므로 본 발명에서는 기존의 ADPCM 즉, 프레임 메모리 엔코더(202), 프레임 메모리 디코더(201,203)를 그냥 사용하고 수신기에 반드시 있는 8×8 IDCT부를 변경한다.

도 4는 본 발명에 따른 디지털 TV 수신기의 구성 블록도로서, 도 2와 같은 디지털 TV 수신기에서 IS/IQ부(102)와 IDCT부(103) 사이에 제로 패딩(zero padding)부(301)를, IDCT부(103)와 움직임 보상부(104) 사이에 수평 데시메이터(302)를, 그리고 압축 모드에 따라 상기 제로 패딩부(301), 수평 데시메이터(302), 프레임 메모리 엔코더(202), 프레임 메모리 디코더(201,203)의 동작을 제어하는 제어부(401)를 더 구비한다. 이때, 제로 패딩부(301)는 IS/IQ부(102)에서 출력되는 DCT 계수 중 수평 저주파수에 해당하는 4×8 부분만을 필터링하고 나머지 고주파수 부분에는 0을 채운 후 8×8 IDCT부(103)로 출력하고, 수평 데시메이터(302)는 IDCT(103)의 출력에 수평방향 데시메이션을 수행한다. 따라서, 데이터의 양을 반으로 줄일 수 있다. 이 결과는 I 프레임에 대해서는 DCT 변환을 이용한 것과 같아진다. 이는 I 프레임이 움직임 보상을 하지 않기 때문이다. 그리고, 양자화 행렬로는 다음의 표 2를 이용한 것과 같은 결과가 된다.

8 8 8 8 0 0 0 08 8 8 8 0 0 0 08 8 8 8 0 0 0 08 8 8 8 0 0 0 08 8 8 8 0 0 0 08 8 8 8 0 0 0 08 8 8 8 0 0 0 08 8 8 8 0 0 0 0

그런데, P나 B 프레임에 대해서는 움직임 보상을 하지 않은 상태에서 제로-패딩(zero-padding)을 하기 때문에 모든 MPEG-2 복호화를 하고나서 프레임 메모리에 저장하기 전에 하는 DCT 변환 부호화하고는 다른 결과가 되며 일반적으로 성능 저하가 생긴다.

따라서, 여러 가지의 압축 모드를 설정하고 이를 선택할 수 있도록 한다. 하기의 표 3은 입력 비디오 신호가 1920×1080일 때 압축 모드와 그에 따른 동작 상태를 나타내고 있다.

압축모드	압축율(%)	사용되는 기술	동작하는 블록	포맷변환부 입력
1	약 25	고정길이 ADPCM(6비트/픽셀)	201,202,203	1920×1080
2	약 50	고정길이 ADPCM(4비트/픽셀)	201,202,203	1920×1080
3	50	DCT 계수 필터링	301,302	960×1080
4	약 75	DCT 계수 필터링/고정길이 ADPCM(6비트/픽셀)	201,202,203, 301,302	960×1080

1.압축모드 1의 경우

프레임 메모리(106)의 크기가 약 25%(6비트/픽셀)정도 줄어든다. 즉, 입력 비디오 신호가 1920×1080인 경우에 대략 프레임 메모리의 크기로는 1920×1080×0.75=1555200바이트가 필요하다(휘도 신호의 경우). 이때에는 고정길이 ADPCM이 사용된다. 즉, 제어부(401)의 제어에 의해 프레임 메모리 엔코더(202)와 프레임 메모리 디코더(201,203)가 동작하고 제로 패딩부(301)와 수평 데시메이터(302)는 동작하지 않는다.

2.압축모드 2의 경우

압축모드 1과 기본적으로 같으나, 픽셀당 할당되는 비트수를 6비트/픽셀에서 4비트/픽셀로 줄여서 프레임 메모리(106)의 크기를 더욱 줄인다. 즉, 프레임 메모리(106)의 크기가 약 50%(4비트/픽셀)정도 줄어든다. 예를 들어, 입력 비디오 신호가 1920×1080인 경우에 대략 프레임 메모리(106)의 크기로는 1920×1080×0.5=1036800바이트가 필요하다(휘도 신호의 경우). 이때에도 제어부(401)의 제어에 의해 프레임 메모리 엔코더(202)와 프레임 메모리 디코더(201,203)가 동작하고 제로 패딩부(301)와 수평 데시메이터(302)는 동작하지 않는다.

3.압축모드 3의 경우

이 모드도 프레임 메모리(106)의 크기를 50%정도 줄인다. 그러나, 이 모드에서는 ADPCM을 사용하지 않고 DCT 계수의 필터링과 데시메이션을 8×8 IDCT부(103) 앞뒤에서 수행함으로써, 프레임 메모리(106)의 크기를 줄인다. 이때에는 상기 제어부(401)의 제어에 의해 프레임 메모리 엔코더(202)와 프레임 메모리 디코더(201,203)는 동작하지 않고, 제로 패딩부(301)와 수평 데시메이터(302)는 동작한다.

그러므로 상기 제로 패딩부(301)는 상기 IS/IQ부(102)로부터 출력된 8×8 DCT 계수중에서 저주파 성분 4×8만을 필터링하고 필터링된 고주파수 4×8 부분에는 0을 채운 후 8×8 IDCT부(103)로 출력하여 8×8 IDCT를 수행한다. 그리고나서, 수평 데시메이터(302)에서 수평 방향으로 데시메이션한다. 도 5a는 데시메이션 전 상태를 나타내고 도 5b는 데시메이션 후의 상태를 나타내며, 데이터가 50% 줄어듦을 알 수 있다.

이때, 상기 포맷 변환부(105)로는 수평 방향으로 1/2이 작은 크기의 프레임들이 입력되므로 보간을 통해서 픽셀수를 늘려서 디스플레이한다(디스플레이 모드가 1920×1080인 경우).

여기서, 압축모드 2와 압축모드 3은 압축율이 모두 50%정도이나 약간의 차이가 있다. 즉, 압축모드 3은 압축모드 2에 비해 화질은 조금 떨어지나 하드웨어가 단순하고 특히 메모리 밴드폭이 더 많이 줄어든다. 이는 ASIC 설계시 그만큼 빠른 클럭을 사용하지 않아도 되는 잇점이 있으며 저가의 메모리를 사용하는 것도 가능하다.

4.압축모드 4의 경우

프레임 메모리(106)의 크기를 약 70%정도 줄이면서 ADPCM만을 사용하는 경우보다 화질을 개선시키는 모드이다. 이때에는 상기 제어부(401)의 제어에 의해 프레임 메모리 엔코더(202)와 프레임 메모리 디코더(201,203), 그리고 제로 패딩부(301)와 수평 데시메이터(302)가 모두 동작한다. 즉, 제로 패딩부(301)에서 DCT 계수의 필터링을 수행하고 수평 데시메이터(302)에서 각각 8×8 픽셀들에 대해서 4×8 픽셀들을 얻는다. 그리고, 복호화를 수행한 후 2:1 압축을 갖는 프레임 메모리 엔코더(202)에서 ADPCM 부호화(4비트/픽셀)를 수행하여 프레임 메모리(106)의 크기를 더욱 줄인다. 결과적으로 약 75% 정도의 압축이 이루어지지만 화질은 종래 기술인 도 2의 경우보다 개선된다.

한편, 움직임 보상을 할 경우와 디스플레이할 때에는 프레임 메모리 디코더(201,203)에서 ADPCM 복호화를 먼저 수행한다.

또한, 압축모드 3과 마찬가지로 포맷 변환부(105)로는 수평 방향으로 1/2이 작은 크기의 프레임들이 입력되므로 보간을 통해서 픽셀수를 늘려서 디스플레이한다(디스플레이 모드가 1920×1080인 경우).

도 6a와 도 6b는 각각 ADPCM 부호화 및 복호화를 수행하는 프레임 메모리 엔코더와 프레임 메모리 디코더의 일반적인 구성 블록도이다.

먼저, 도 6a의 ADPCM 부호화 과정을 보면, 입력되는 8×8, 또는 4×8에 대해서 입력 비디오가 비월주사인지 순차주사인지에 따라서 필드별로 또는 프레임별로 수행하고, 첫 번째 픽셀은 PCM으로 전송(8비트/픽셀)한다.

이때, 분산 계산부(601)는 블럭의 분산을 계산한 후 양자화부(602)로 출력한다. 예측기(606)는 양자화기(602)의 출력과 예측 결과가 가산기(605)를 통해 가산되어 입력되면 각 픽셀에 대해서 공간적인 예측을 하기의 수학식 1과 같이 수행한다.

그리고, 감산기(603)는 입력되는 픽셀(e[y][x])로부터 상기 예측기(606)의 출력을 빼 하기의 수학식 2와 같이 예측 에러값을 구한 후 양자화기(602)로 출력한다.

상기 양자화기(602)는 예측 에러값을 양자화하여 코드 할당부(604)와 가산기(605)로 출력하는데, 이때의 양자화 레벨수는 압축율에 따라서 정해진다(예, 4비트/픽셀인 경우에는 16레벨임).

또한, 상기 양자화기(602)는 블록의 분산과 픽셀당 양자화 값을 저장한다.

한편, 도 6b의 ADPCM 복호화 과정은 상기 ADPCM 부호화 과정의 반대가 된다. 즉, ADPCM 부호화된 데이터는 분산 계산부(701)와 역양자화부(702)로 입력되어 분산 계산 및 역양자화가 이루어지고 가산기(703)에서 예측 결과와 더해진 후 복호화된 픽셀로 출력된다. 이때, 상기 가산기(703)의 출력을 예측기(704)로 피드백된다.

그리고, ADPCM을 사용하는 경우에는 MPEG-2 복호화가 끝난 후, 매크로 블록별로 ADPCM 부호화로 압축을 수행하여서 메모리에 저장하고, 움직임 보상을 위해서 메모리에서 읽어올 때에는 ADPCM 복호화로 압축을 풀어서 움직임 보상을 한다.

또한, 디스플레이를 위해서 읽어올 때에도 ADPCM 복호화로 압축을 풀어서 포맷 변환부(105)에 전송한다.

예를 들어, 픽셀당 4비트/픽셀로 압축한 경우에 정확히 매크로 블록을 나타내는 데에 필요한 비트 수는 다음의 수학식 3과 같다(첫번째 픽셀은 8비트, 분산은 6비트로 부호화한 비월 주사의 경우).

즉, 압축율은 정확히 50%가 아니라 약 42%가 됨을 알 수 있다.

그리고, 상기 포맷 변환부(105)는 복호화되어 프레임 메모리에 저장되어 있는 프레임을 디스플레이하고자 하는 크기나 프레임 레이트 또는 주사 방식등에 맞추어서 변환을 시킨다.

예를 들면, 압축 모드 3의 경우에 복호화된 크기는 960×1080인데(입력 영상이 1920×1080인 경우), 디스플레이가 1920×1080이면 수평보간을 이용하여서 크기를 키운다. 원하는 디스플레이가 720×480이면 수평 방향으로 960:720만큼, 수직 방향으로는 1080:480만큼을 변환한다. 또는 순차주사인 경우에는 디인터레이싱(비월 주사 -> 순차 주사)를 수행한다.

또한, 압축을 하지 않는 모드일 때는 도 1과 같은 디지털 TV 수신기와 구조가 완전히 같다. 즉, 고화질을 원할 경우에는 압축을 하지 않는 모드를 선택하면 된다.

한편, 본 발명은 상기 제로 패딩부(301)와 수평 데시메이터(302) 대신 8×8 IDCT부(103)의 출력단에 8×8 계수를 4×8 계수로 변환하는 4×8 변환부를 구비하여 압축모드 3 또는 압축모드 4를 수행할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 TV 수신 장치에 의하면, 다양한 압축 모드를 설정하고 사용자가 이를 선택적으로 취할 수 있도록 함으로써, 사용자의 자유도를 높이고 동시에, 압축율이 높은 모드에서 고화질을 유지하면서 프레임 메모리의 크기를 줄일 수 있다. 특히, 수신기의 구조를 크게 바꾸지 않으므로 저가형 디지털 TV 수신기에 이용할 수 있다.

또한, 압축 모드에 따라 사용되는 메모리의 크기가 달라지므로 사용자는 부가적인 메모리의 추가없이 다양한 기능을 지원할 수 있다. 즉, 본 발명은 메모리의 밴드폭을 줄임으로써, 기존의 프레임 메모리를 그대로 사용하면서 남는 영역을 다른 응용 프로그램(application program)과 공유할 수 있다. 예로서는 제안된 구조의 디지털 TV를 두 개 사용하여서 메모리의 추가없이 하나 이상의 비트스트림을 동시에 복호화하여서 PIP(picture in picture)나 더블 윈도우(double window)등으로 동시에 시청할 수 있다.

그리고, ASIC등과 같이 하드웨어로 수신기를 제작하는 경우뿐만 아니라 미디어 프로세서등과 같이 DSP(digital signal process)와 유사한 프로세서를 사용하여 소프트웨어로 제작하는 경우에도 적용이 될 수 있다. 즉, PC와 같은 구조에서도 디지털 TV 수신을 위해서 사용되는 메모리의 크기가 수행되는 다른 소프트웨어에 의해서 가변적이므로 그때 그때 메모리의 크기를 바꾸어가면서(예, GOP 단위) 복호화할 수 있다. 또한, HD 다운 컨버젼에 이용하는 것도 가능하다.

Claims

입력되는 비트스트림의 이산 코사인 변환(DCT) 계수와 움직임 벡터등을 디코딩하고 디코딩된 DCT 계수를 역스캔한 후 역양자화하는 입력 신호 처리부와;

상기 입력 신호 처리부에서 출력되는 DCT 값을 역이산 코사인 변환(IDCT)하여 공간적인 화소값들로 변환시 수평 방향의 데이터를 줄이는 IDCT부와;

입력되는 비트스트림 또는 움직임 보상된 프레임들을 저장하는 저장부와;

상기 입력 신호 처리부에서 디코딩된 움직임 벡터와 IDCT된 프레임 종류에 따라 상기 저장부에 저장된 프레임의 움직임 보상을 수행하는 움직임 보상부와;

상기 움직임 보상된 데이터를 압축하여 상기 저장부에 저장하고, 압축 저장된 데이터를 저장부로부터 읽어와 신장하는 프레임 엔코더 및 디코더와;

압축 모드에 따라 상기 IDCT부와 프레임 엔코더 및 디코더의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 티브이 수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 IDCT부는

상기 입력 신호 처리부에서 출력되는 DCT 계수중에서 수평 저주파수에 해당하는 4×8 부분만을 필터링하고 나머지 고주파수 부분에는 0을 채우는 제로 패딩부와,

상기 제로 패딩부의 출력에 8×8 IDCT를 수행한 후 수평 방향으로 데시메이션하는 수평 데시메이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 티브이 수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 IDCT부는

상기 입력 신호 처리부에서 출력되는 DCT 계수에 대해 8×8 IDCT를 수행한 후 8×8 계수를 4×8 계수로 변환하는 것을 특징으로 하는 디지털 티브이 수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 저장부는

상기 제어부에서 선택되는 압축 모드에 따라 사용되는 크기가 달라지는 것을 특징으로 하는 디지털 티브이 수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 프레임 엔코더 및 디코더는

고정 길이 적응차 펄스코드변조(ADPCM) 부호화 및 복호화를 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 티브이 수신 장치.