KR100281577B1 - 피아피 비디오 디코딩 장치 - Google Patents

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Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 피아피 비디오 디코딩 장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 주영상 스트림과 PIP 스트림를 디코딩하여 다수 채널의 영상이 한 화면에 동시에 표시되록 PIP를 재생함에 있어, 각 채널의 비디오를 선택적으로 디코딩하므로써, 구조를 간단하게 할 수 있는 비디오 디코딩 장치를 제공함에 목적이 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 주영상 스트림과 PIP 스트림을 분리하는 영상 분리수단; 분리된 주영상 스트림을 저장하는 제 1 저장수단; 분리된 PIP 스트림을 저장하는 제 2 저장수단; 제 1 및 제 2 저장수단에 각각 저장된 주영상 스트림과 PIP 스트림을 스위칭하는 스위칭수단; 주영상 스트림을 디코딩한 후 PIP 스트림을 디코딩하는 영상 디코딩수단; 및 스위칭수단을 제어하고, 영상 디코딩수단의 디코딩을 제어하기 위한 상기 디코딩 제어수단을 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 다수 채널의 영상을 한 화면에 동시에 표시하는데 이용됨.

Description

피아피 비디오 디코딩 장치
본 발명은 PIP(Picture In Picture) 비디오 디코딩 장치에 관한 것으로서, 특히 주영상 스트림과 PIP 스트림를 디코딩하여 다수 채널의 영상이 한 화면에 동시에 표시되록 PIP를 재생하는 비디오 디코딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 텔레비젼(TV : Television)에서의 PIP는 2채널 이상의 비디오를 하나의 모니터에 동시에 재생하는 것이다.
종래의 아날로그 TV에서는 2채널 이상을 동시에 수신할 수 있어야 하며, 또한 종래의 디지털 TV에서는 2개 이상의 비디오 디코더가 필요하였다.
도 1은 종래의 PIP 비디오 재생 시스템의 구성 블록도로서, 역다중화부(110)와, 비디오 디코더(120, 130)들과, 필터(140)와, 가산기(150)와, 모니터(160)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래의 PIP 비디오 재생 시스템의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 및 제 2 채널의 PIP를 내장한 프로그램이 다중화된 MPEG 시스템 스트림이 역다중화부(110)로 전달되면, 역다중화부(110)는 다중화된 제 1 및 제 2 채널의 엠펙 시스템 스트림을 역다중화하여 제 1 채널의 주영상용 비디오 스트림은 비디오 디코더(120)로 전달하고, 제 2 채널의 주영상용 비디오 스트림은 비디오 디코더(130)로 전달한다.
이어서, 비디오 디코더(120)는 전달된 제 1 채널의 주영상용 비디오 스트림을 디코딩하여 주영상을 가산기(150)로 전달하고, 또한 비디오 디코더(130)는 전달된 제 2 채널의 주영상용 비디오 스트림을 디코딩하여 주영상을 필터(140)로 출력한다.
그리고, 필터(140)는 비디오 디코더(130)로부터 전달된 제 2 채널의 주영상을 필터링하여 PIP 영상용으로 공간 해상도를 줄인 후 가산기(150)로 출력한다.
이와 같이, 제 1 채널의 주영상과 공간 해상도가 PIP 영상용으로 축소된 제 2 채널의 영상이 가산기(150)로 전달되면, 가산기(150)는 비디오 디코더(120)로부터 전달된 제 1 채널의 주영상과 필터(140)로부터 전달된 제 2 채널의 영상을 가산하여, 제 1 채널의 주영상에다 제 2 채널의 PIP용 영상을 오버레이(overlay)한다.
따라서, 모니터(160)에는 제 1 채널의 주영상과 제 2 채널의 PIP 영상이 모니터링된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 PIP 비디오 재생 시스템의 경우, 채널의 수에 따라 비디오 디코더의 수를 늘려야 하므로써, 구조가 매우 복잡해지고, 이를 사용하는 통신망 및 저장매체의 자원이 불필요하게 낭비되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주영상 스트림과 PIP 스트림를 디코딩하여 다수 채널의 영상이 한 화면에 동시에 표시되록 PIP를 재생함에 있어, 각 채널의 비디오를 선택적으로 디코딩하므로써, 구조를 간단하게 할 수 있는 PIP 비디오 디코딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 PIP 비디오 디코딩 장치의 구성 블록도.
도 2는 본 발명이 적용되는 PIP 비디오 재생 시스템의 일실시예 구성 블록도.
도 3은 본 발명이 적용되는 PIP 비디오 재생 시스템의 다른 실시예 구성 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 PIP 비디오 디코딩 장치의 일실시예 구성 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 PIP 비디오 디코딩 장치의 다른 실시예 구성 블록도.
도 6은 본 발명에 사용되는 주영상 및 PIP 데이터의 구조도.
도 7은 본 발명에 사용되는 PIP 확장 데이터의 신택스에 대한 설명도.
도 8은 본 발명에 사용되는 PIP 데이터의 구조도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
410: 영상 분리부 420: 주영장 저장부
430: PIP 저장부 440: 스위치
450: 영상 디코딩부 451: 가변장 복호화부
452: 역 양자화부 453: 역 이산여현 변환부
454: 영상 저장 및 보상부 455: 영상 가산기
456: 영상 재정렬부 460: 디코딩 제어부
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피아피(PIP : Picture In Picture)를 내장한 비디오 스트림(stream)을 디코딩하는 비디오 디코딩 장치에 있어서, 소정의 신택스(syntax)에 따라, 상기 PIP를 내장한 비디오 스트림을 입력받아 주영상 스트림과 PIP 스트림을 분리하여 전달하는 영상 분리수단; 상기 영상 분리수단으로부터 전달된 주영상 스트림을 일시 저장하기 위한 제 1 저장수단; 상기 영상 분리수단으로부터 전달된 PIP 스트림을 일시 저장하기 위한 제 2 저장수단; 디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 제 1 저장수단에 저장된 주영상 스트림과 상기 제 2 저장수단에 저장된 PIP 스트림을 선택적으로 스위칭하기 위한 스위칭수단; 상기 디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 PIP를 재생시키기 위하여, 상기 주영상 스트림을 디코딩한 후 상기 PIP 스트림을 디코딩하는 영상 디코딩수단; 및 상기 소정의 신택스에 따라, 상기 스위칭수단의 스위칭을 제어하고, 상기 영상 디코딩수단의 디코딩을 제어하기 위한 상기 디코딩 제어수단을 포함한다.
또한, 본 발명은, 분리되어 전달되는 주영상 스트림과 피아피(PIP : Picture In Picture) 스트림을 디코딩하여 PIP를 재생하는 비디오 디코딩 장치에 있어서, 상기 주영상 스트림을 일시 저장하기 위한 제 1 저장수단; 상기 PIP 스트림을 일시 저장하기 위한 제 2 저장수단; 디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 제 1 저장수단에 저장된 주영상 스트림과 상기 제 2 저장수단에 저장된 PIP 스트림을 선택적으로 스위칭하기 위한 스위칭수단; 상기 디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 PIP를 재생시키기 위하여, 상기 주영상 스트림을 디코딩한 후 상기 PIP 스트림을 디코딩하는 영상 디코딩수단; 및 소정의 신택스에 따라, 상기 스위칭수단의 스위칭을 제어하고, 상기 영상 디코딩수단의 디코딩을 제어하기 위한 상기 디코딩 제어수단을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 PIP 비디오 재생 시스템의 일실시예 구성 블록도로서, 역다중화부(210)와, PIP 비디오 디코딩 장치(220)와, 모니터(230)를 구비한다.
이는, 도 4에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 PIP 비디오 디코딩 장치를 적용한 것으로서, 역다중화부(210)에 의해 역다중화된 PIP를 내장한 주영상 비디오 스트림을 디코딩하여, PIP를 재생시킨다.
이렇게, 재생된 PIP는 모니터(230)상에 주영상과 함께 모니터링된다.
도 3은 본 발명이 적용되는 PIP 비디오 재생 시스템의 다른 실시예 구성 블록도로서, 역다중화부(310)와, PIP 비디오 디코딩 장치(320)와, 모니터(330)를 구비한다.
이는, 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 PIP 비디오 디코딩 장치를 적용한 것으로서, 역다중화부(310)에 의해 역다중화되어 분리된 주영상용 비디오 스트림과 PIP용 비디오 스트림을 디코딩하여, PIP를 재생시킨다.
이렇게, 재생된 PIP는 모니터(330)상에 주영상과 함께 모니터링된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상기 도 2의 PIP 비디오 디코딩 장치의 구성 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PIP 비디오 디코딩 장치는, 미리 설정된 신택스(syntax)에 따라, PIP를 내장한 비디오 스트림을 입력받아 주영상 스트림과 PIP 스트림을 분리하여 전달하는 영상 분리부(410)와, 영상 분리부(410)로부터 전달된 주영상 스트림을 일시 저장하기 위한 주영상 저장부(420)와, 영상 분리부(430)로부터 전달된 PIP 스트림을 일시 저장하기 위한 PIP 저장부(430)와, 주영상 저장부(420)에 저장된 주영상 스트림과 PIP 저장부(430)에 저장된 PIP 스트림을 선택적으로 스위칭하기 위한 스위치(440)와, PIP를 재생시키기 위하여, 주영상 스트림을 디코딩한 후 PIP 스트림을 디코딩하는 영상 디코딩부(450)와, 미리 설정된 신택스에 따라, 스위치(440)의 스위칭을 제어하고, 영상 디코딩부(450)의 디코딩을 제어하기 위한 디코딩 제어부(460)를 구비한다.
영상 디코딩부(450)는 디코딩 제어부(460)으로부터 전달된 가변장 부호를 복호화하기 위한 가변장 복호화부(451)와, 디코딩 제어부(460)로부터 전달된 양자화 스케일(scale)에 따라, 가변장 복호화부(451)에 의해 복호화된 신호를 역 양자화하기 위한 역 양자화부(452)와, 역 양자화부(452)에 의해 역 양자화된 신호를 역 이산여현 변환(DCT : Discrete Cosine Transform)하기 위한 역 이산여현 변환부(453)와, 이전 영상을 저장하고, 디코딩 제어부(460)로부터 전달되는 영상 이동벡터 신호 및 영상 이동보상 제어신호에 따라, 이전 영상을 보상하기 위한 영상 저장 및 보상부(454)와, 역 이산여현 변환부(453)의 출력 영상과 영상 저장 및 보상부(454)로부터 전달된 영상을 가산하여 원래의 영상을 출력하는 영상 가산기(455)와, 영상 가산기(455)에 의해 가산된 영상을 원래의 영상 순서에 맞게 재정렬하여 출력하는 영상 재정렬부(456)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 PIP 비디오 디코딩 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
PIP를 내장한 비디오 스트림이 전달되면, 영상 분리부(410)는 미리 설정된 신택스(syntax)에 따라, 전달된 PIP를 내장한 비디오 스트림로부터 주영상 스트림과 PIP 스트림을 분리한 후, 주영상 스트림과 PIP 스트림을 각각 주영상 저장부(420)와 PIP 저장부(430)에 저장시킨다.
이렇게, 분리된 주영상 스트림과 PIP 스트림이 저장되면, 디코딩 제어부(460)는 미리 설정된 신택스에 따라 스위치(440)를 주영상 저장부(420) 방향으로 스위칭시켜서, 주영상 저장부(420)에 저장된 주영상 스트림을 입력받아 영상 디코딩부(450)의 디코딩 과정을 제어하게 된다.
이러한, 스위치(440)의 스위칭 동작에 의해 PIP 스트림을 주영상 스트림과 함께 재생할 수도 있고, 기존의 MPEG 스트림을 재생할 수도 있는 후방향 호환성이 보장된다.
이때, 영상 디코딩부(450)는 디코딩 제어부(460)의 제어를 받아 주영상 스트림을 디코딩하여 출력한다.
이와 같이, 주영상 스트림에 대한 디코딩 과정이 수행된 후, 디코딩 제어부(460)는 신택스에 따라 스위치(440)를 PIP 저장부(430) 방향으로 스위칭시켜서, PIP 저장부(430)에 저장된 PIP 스트림을 입력받아 영상 디코딩부(450)의 디코딩 과정을 제어하게 된다.
이때, 영상 디코딩부(450)는 디코딩 제어부(460)의 제어를 받아 PIP 스트림을 디코딩하여 PIP를 재생시킨다.
전술한 바와 같은 상기 영상 디코딩부의 영상 디코딩 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
디코딩 제어부(460)가 주영상 스트림 또는 PIP 스트림을 입력받아 가변장 부호를 출력하면, 가변장 복호화부(451)는 전달된 가변장 부호를 복호화하여 역 양자화부(452)로 출력한다.
이어서, 역 양자화부(452)는 디코딩 제어부(460)로부터 전달된 양자화 스케일(scale)에 따라, 가변장 복호화부(451)에 의해 복호화된 신호를 역 양자화하여 역 이산여현 변환부(453)로 출력한다.
이렇게, 역 양자화된 신호는 역 이산여현 변환부(453)를 통해 역 이산여현 변환된 후, 영상 가산기(455)로 전달된다.
그리고, 영상 저장 및 보상부(454)는 영상 가산기(455)에 의해 원래의 영상으로 가산된 이전 영상을 저장하면서, 디코딩 제어부(460)로부터 전달되는 영상 이동벡터 및 영상 이동보상 모드에 따라, 이전 영상을 보상하여 영상 가산기(455)로 출력한다.
이어서, 영상 가산기(455)는 역 이산여현 변환부(453)의 출력 영상과 영상 저장 및 보상부(454)로부터 전달된 영상을 가산하여 가산한 원래의 영상을 영상 저장 및 보상부(454)와 영상 재정렬부(456)로 출력한다.
그리고, 영상 재정렬부(456)는 영상 가산기(455)에 의해 복원된 원래의 영상이 모니터(230)상에 표시되도록 재정렬한다. 물론, 영상 재정렬부(456)는 모니터(230)상에 주영상과 PIP가 함께 표시되도록 재정렬시키는 역할도 수행한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 도 3의 PIP 비디오 디코딩 장치의 구성 블록도로서, 상기 도 4의 영상 분리부만을 제외하고는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 PIP 비디오 디코딩 장치와 동일한 구성을 갖는다.
즉, 상기 도 5의 PIP 비디오 디코딩 장치는 분리된 주영상 스트림과 PIP 영상 스트림을 각각 입력받아 주영상 저장부(420)와 PIP 영상 저장부(430)이 저장하게 된다.
물론, 이하의 디코딩 과정은 상기 도 4에서 전술한 바와 동일하다.
도 6은 본 발명에 사용되는 주영상 및 PIP 데이터의 구조도이다.
도 7은 본 발명에 사용되는 PIP 확장 데이터의 신택스에 대한 설명도이다.
PIP_ID는 확장데이터가 PIP 데이터임을 알리며, 현재 MPEG에서 사용하지 않는 '1011'의 4비트를 사용한다. 물론, 다른 값도 정의할 수 있다.
PIP 플래그(flag) 값이 '1'이면, PIP용 데이터가 주영상 데이터에 내장되어 있음을 의미하며, '0'인 경우에는 별도로 전송됨을 의미한다.
Reserved는 '111' 값을 갖는다.
PIP_horizontal_offset은 16 비트의 값으로서, PIP 영상이 시작되는 수평 방향 위치를 나타낸다.
PIP_vertical_offset은 16비트의 값으로서, PIP 영상이 시작되는 수직 방향 위치를 나타낸다.
PIP_horizontal_size는 PIP 영상의 수평방향 화소의 수이다.
PIP_vertical_size는 PIP 영상의 수직 라인(line) 수 이다.
PIP_data_bytes는 16비트의 값을 갖으며, PIP 데이터의 바이트 수를 의미한다.
PIP_data는 PIP 플래그(flag)가 '1'인 경우에 내장되는 PIP 데이터의 바이트 수이다.
도 8은 본 발명에 사용되는 PIP 데이터의 구조도이다.
상기 도 6 내지 도 8에서 도시된 바와 같이, PIP 영역이 아니면 기존의 방법으로 주영상 데이터의 각 슬라이스를 디코딩하다가, PIP 영역에 포함되면 디코딩 제어부(460)는 스위치(430)를 PIP 저장부(430) 방향으로 스위칭시켜 PIP 데이터를 디코딩한다.
이와 같이, PIP 영상 데이터의 한 슬라이스(slice)를 디코딩하고 나면, 하나의 슬라이스가 디코딩 되며, 이 재생 영상은 PIP 영상이 포함된 결과를 나타내게 된다. 이렇게 하여 모든 슬라이스를 처리하면 PIP 스트림의 재생이 가능하게 된다.
그리고, PIP 데이터 구조는 슬라이스를 가장 큰 단위로 하는데, 일반적인 MPEG의 슬라이스 헤더(header)와는 달리, 슬라이스 헤더의 양자화기 값(즉, 상기 도 8의 slice_quantized_scale 코드임)과 3비트의 '111'을 사용한다.
한편, 나머지 매크로블록은 일반적인 MPEG의 매크로블록과 동일하다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 스위치를 이용하여 주영상 스트림과 PIP 스트림을 선택적으로 디코딩하도록 하므로써, 다수 채널의 비디오를 하나의 영상 디코더만을 통해 디코딩할 수 있고, 또한 구조를 간단하게 하여 경제성을 현저하게 햐상시킬 수 있으며, 특히 본 발명을 사용하는 통신망 및 저장매체의 자원을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 피아피(PIP : Picture In Picture)를 내장한 비디오 스트림(stream)을 디코딩하는 비디오 디코딩 장치에 있어서,
    소정의 신택스(syntax)에 따라, 상기 PIP를 내장한 비디오 스트림을 입력받아 주영상 스트림과 PIP 스트림을 분리하여 전달하는 영상 분리수단;
    상기 영상 분리수단으로부터 전달된 주영상 스트림을 일시 저장하기 위한 제 1 저장수단;
    상기 영상 분리수단으로부터 전달된 PIP 스트림을 일시 저장하기 위한 제 2 저장수단;
    디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 제 1 저장수단에 저장된 주영상 스트림과 상기 제 2 저장수단에 저장된 PIP 스트림을 선택적으로 스위칭하기 위한 스위칭수단;
    상기 디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 PIP를 재생시키기 위하여, 상기 주영상 스트림을 디코딩한 후 상기 PIP 스트림을 디코딩하는 영상 디코딩수단; 및
    상기 소정의 신택스에 따라, 상기 스위칭수단의 스위칭을 제어하고, 상기 영상 디코딩수단의 디코딩을 제어하기 위한 상기 디코딩 제어수단
    을 포함하여 이루어진 피아피 비디오 디코딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 디코딩수단은,
    상기 디코딩 제어수단으로부터 전달된 가변장 부호를 복호화하기 위한 가변장 복호화수단;
    상기 디코딩 제어수단으로부터 전달된 양자화 제어신호에 따라, 상기 가변장 복호화수단에 의해 복호화된 신호를 역 양자화하기 위한 역 양자화수단;
    상기 역 양자화수단에 의해 역 양자화된 신호를 역 이산여현 변환하기 위한 역 이산여현 변환수단;
    영상 가산수단에 의해 가산된 이전 영상을 저장하고, 상기 디코딩 제어수단으로부터 전달된 영상 이동벡터 신호 및 영상 이동보상 제어신호에 따라, 상기 이전 영상을 보상하기 위한 영상 저장 및 보상수단;
    상기 역 이산여현 변환수단의 출력 영상과 상기 영상 저장 및 보상수단으로부터 전달된 영상을 가산하여 원래의 영상을 출력하는 영상 가산수단; 및
    상기 영상 가산수단에 의해 가산된 영상을 원래의 영상 순서에 맞게 재정렬하여 출력하는 영상 재정렬수단
    을 포함하여 이루어진 피아피 비디오 디코딩 장치.
  3. 분리되어 전달되는 주영상 스트림과 피아피(PIP : Picture In Picture) 스트림을 디코딩하여 PIP를 재생하는 비디오 디코딩 장치에 있어서,
    상기 주영상 스트림을 일시 저장하기 위한 제 1 저장수단;
    상기 PIP 스트림을 일시 저장하기 위한 제 2 저장수단;
    디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 제 1 저장수단에 저장된 주영상 스트림과 상기 제 2 저장수단에 저장된 PIP 스트림을 선택적으로 스위칭하기 위한 스위칭수단;
    상기 디코딩 제어수단의 제어에 따라, 상기 PIP를 재생시키기 위하여, 상기 주영상 스트림을 디코딩한 후 상기 PIP 스트림을 디코딩하는 영상 디코딩수단; 및
    소정의 신택스에 따라, 상기 스위칭수단의 스위칭을 제어하고, 상기 영상 디코딩수단의 디코딩을 제어하기 위한 상기 디코딩 제어수단
    을 포함하여 이루어진 피아피 비디오 디코딩 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 영상 디코딩수단은,
    상기 디코딩 제어수단으로부터 전달된 가변장 부호를 복호화하기 위한 가변장 복호화수단;
    상기 디코딩 제어수단으로부터 전달된 양자화 제어신호에 따라, 상기 가변장 복호화수단에 의해 복호화된 신호를 역 양자화하기 위한 역 양자화수단;
    상기 역 양자화수단에 의해 역 양자화된 신호를 역 이산여현 변환하기 위한 역 이산여현 변환수단;
    영상 가산수단에 의해 가산된 이전 영상을 저장하고, 상기 디코딩 제어수단으로부터 전달된 영상 이동벡터 신호 및 영상 이동보상 제어신호에 따라, 상기 이전 영상을 보상하기 위한 영상 저장 및 보상수단;
    상기 역 이산여현 변환수단의 출력 영상과 상기 영상 저장 및 보상수단으로부터 전달된 영상을 가산하여 원래의 영상을 출력하는 영상 가산수단; 및
    상기 영상 가산수단에 의해 가산된 영상을 원래의 영상 순서에 맞게 재정렬하여 출력하는 영상 재정렬수단
    을 포함하여 이루어진 피아피 비디오 디코딩 장치.
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