KR100285109B1 - 디지탈 영상데이타 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털영상데이타 처리방법에 관한 것으로서, 1프레임분량의 상기 아날로그영상신호를 소정 압축방식과 무관하게 압축을 하여 디지털영상데이타로 변환한 후 압축처리를 위한 제1의 메모리에 순차로 저장하고, 상기 제1의 메모리에 저장된 상기 디지털영상데이타를 소정의 셔플링순서대로 읽어내어 소정분량 압축처리한 후 압축한 데이타를 ECC의 인터리빙 방법대로 데이타를 다시한번 그 순서를 바꿔서 제2의 메모리에 저장하며, 상기 제2의 메모리로부터 데이타를 압축하기 위해 사용하는 메모리를 이용하여 에러정정에 필요한 최소 분량의 데이타를 읽어내고 제1의 에러정정코드를 부가한 후 제3의 메모리에 기억시키며, 상기 제3의 메모리로부터 제1의 에러정정코드가 부가된 데이타를 읽어내고 제2의 에러정정코드를 부가한 후 상기 매체에 기록하고, 상기 제2의 메모리에 저장된 상기 제1프레임분량의 데이타에 대하여 상기 제1 및 제2에러정정코드부가 과정과 매체기록과정을 상기 ECC의 인터리빙 방법에 의해 순서대로 반복적으로 수행함으로써, 내부코딩을 위한 메모리의 기억용량을 곱코드를 구성할 수 있는 최소 데이타량으로 줄일 수 있어 내부코딩용 메모리를 종래의 방식에 비해 1/30정도까지 줄일 수 있게 되므로 매우 큰 경제적인 효과를 갖는다.

Description

디지탈 영상데이타 처리방법

제1도는 통상적인 디지털 VTR에서 영상데이타의 압축 및 셔플링(shuffling)을 위한 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 블록도.

제2도는 에러정정을 위한 곱코드블럭(product code block)의 구조를 나타낸 도면.

제3도는 1프레임(frame)의 영상데이타에 해당하는 디지탈 데이타의 샘플링 구조를 나타낸 도면.

제4도는 제1도에서 데이타압축부의 구성을 나타낸 도면.

제5도는 제3도에서 45개의 단위블럭(16×16)으로 이루어지는 16×720분량의 데이타를 압축처리한 경우의 데이타 구조를 나타낸 도면.

제6도는 제5도에서 열방향으로 외부에러정정코드가 부가된 상태를 나타낸 도면.

제7도는 제1도에서 셔플링을 위한 메모리(50)에 압축된 데이타가 저장되는 구조를 나타낸 도면.

제8도는 메모리(50)의 데이타에 행방향으로 내부에러정정코드가 부가된 상태를 나타낸 도면.

제9도는 1프레임 분량의 곱코드블럭을 나타낸 도면.

제10도는 종래기술에 의한 테이프포맷을 나타낸 도면.

제11도는 본 발명에 따른 데이타압축부의 구성을 나타낸 도면.

제12도는 본 발명에 따라 메모리(50)에 저장되는 데이타의 저장구조를 나타낸 도면.

제13도는 본 발명에 따른 테이프포맷을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : ADC 20 : 데이타 압축부

30,50 : 메모리 40,60 : 에러정정부호화부

70 : 비디오테이프

본 발명은 RAM을 사용하여 디지털 영상데이타를 압축처리하는 가정용 디지털 VCR에서 영상데이타를 처리하는 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 고속재생, 에러은폐(error conceament) 등을 위해 데이타를 셔플링하는 방법에 관한 것이다.

영상데이타를 디지털방식으로 기록하고 재생하는 디지털 VCR은 종래의 아날로그 VCR에 비해 다양한 기능을 제공할 수 있는 장점을 갖고 있으나 처리해야 하는 데이타의 양이 급증하는 문제에 직면하게 되는데, 상기 디지털 VCR에서 현재의 아날로그 VCR용 비디오테이프를 사용하여 녹화 및 재생을 수행하기 위해서는 테이프에 기록되는 데이타의 양을 줄여야 하며, 이를 위하여 영상 데이타에 대한 압축처리가 수행된다.

상기 압축처리된 영상데이타를 기록매체에 기록하고, 기록매체로부터 데이타를 읽어 영상을 재생하는 과정에서는 압축처리되지 않은 데이타의 기록 및 재생코드과정에서 보다 에러 발생율이 더욱 높아지게 되는데, 이와같은 결점을 보완하기 위해 압축된 데이타에 에러정정코드(error correction code)를 부가하여 발생된 에러를 교정할 수 있도록 하는 방식은 이미 잘 알려진 것이다.

제1도는 위와 같은 방식에 따라 영상데이타를 처리하는 시스템 중기록과 관련된 시스템의 구성만을 간략하게 나타낸 것인데, 이에 대한 설명에 앞서 에러를 교정하는 방법에 대해서 먼저 간략하게 설명하도록 하겠다.

먼저 압축된 영상데이타를 매체에 기록하고 그로부터 영상을 재생하는 시스템에서 데이타의 기록과정 또는 재생과정 중 발생되는 산발에러(random error)와 연집에러(burst error)로부터 데이타를 보호하기 위한 전형적인 방법으로서 2개의 에러정정코드를 사용하는 방법이 제2도에 도시되어 있다.

상기 에러정정코드 중 하나인 내부코드(inner code)는 산발에러의 검출 및 정정을 위한 부가정보이고, 다른 하나인 외부코드(outer code)는 연집에러의 검출 및 정정을 위한 부가정보로서, 이와같이 순수영상정보에 부가정보를 덧붙인 데이타구조를 곱코드구조라 하며, 이와같은 곱코드구조는 데이타기록과정에서 에러가 발생하면 재생시 에러를 정정할 수 있게 된다.

이제부터 제1도를 참조하면서 종래의 영상데이타처리방식에 대하여 설명하면, 1프레임에 해당하는 아날로그영상신호는 ADC(Analog to Digital Converter)(10)에 의해 예를들면, 720pe1×4801ine의 영상에 해당하는 구조(제3도 참조)의 디지털데이타로 샘플링(sampling)되어 데이타압축부(20)로 제공되며, 상기 데이타압축부(20)는 제3도에 예로서 나타낸 16pe1×161ine으로 이루어지는 단위화소블럭과 관련된 데이타(통상, 16×16바이트)를 32바이트(byte)의 데이타로 압축하게 된다.

다음 제4도는 상기한 데이타압축부(20)의 구성을 간략하게 나타낸 것으로, 이를 참조하면서 데이타압축과정에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 데이타압축부(20)는 프레임메모리(21)와 제어부(22) 및 압축 알고리즘처리부(23)를 포함하는데, 상기 프레임메모리(21)는 Adc(10)로부터 제공되는 1프레임분량의 디지털영상데이타를 소정의 시간동안 저장하기 위한 것이고, 제어부(22)는 압축처리에 요구되는 제반 제어처리를 수행하며, 압축 알고리즘 처리부(23)로부터 단위화소블럭(16pe1×161ine)에 해당하는 단위블럭데이타(통상, 16×16바이트)를 순차로 읽어들인 후 소정의 압축알고리즘에 따라서 32바이트의 데이타로 압축하여 출력하며, 이상과 같이 압축처리된 데이타는 순차로 메모리(30)로 제공되어 저장되고, 상기 데이타압축부(20)로부터 순차로 제공되는 32바이트 크기의 단위블럭압축데이타는 제5도에 도시된 바와 같이, 메모리(30)에서 가로(행)방향으로 32바이트가 기록되고 세로(열방향)으로 45개씩 기록된다.

따라서, 상기 메모리(30)는 1프레임에 해당하는 16×16단위화소블럭(제3도 참조)의 개수가 1350(=30×45)개이기 때문에 적어도 32byte×45×30 이상의 기억용량을 가져야 한다.

따라서, 32bute×45의 크기를 갖는 데이타(제5도 참조)를 하나의 블럭이라 하면 메모리(30)에는 30개의 블럭이 존재하게 된다. 즉, 1 프레임의 데이타는 30개의 데이타블럭(32bute×45)으로 이루어진다.

이상과 같이 메모리(30)에 기록된 데이타는 세로방향으로 45바이트씩 읽혀져 외부코드를 부가하기 위한 제 1 부호화부(40)로 제공된다.

상기 부호화부(40)는 메모리(30)로부터 읽어낸 45바이트의 데이타에 제6도에 도시된 바와 같이, 4 바이트의 부가정보(즉, 외부코드)를 덧붙여 메모리(50)로 제공한다.

지금까지 설명된 바와 같이 영상데이타를 압축하고 에러정정 코드를 부가하여 기록매체에 기록하고 재생하는 VCR시스템에서 고속재생을 위해서 또는, 발생된 에러로 인한 화질의 저하를 방지하기 위한 에러은폐(Error Concealment) 등과 같은 동작을 수행하기 위해서 통상적으로 데이타에 대한 셔플링(여기서, 셔플링이란 데이타를 순차적으로 기록하지 않고 화질을 향상 시키기 위해 고속재생 알고리즘이나 에러은폐 알고리즘 등에 의해 규정된 방식으로 데이타를 기록하는 것을 말함)이 수행된다.

상기 설명한 바와 같이 종래에는 데이타의 압축률을 높이기 위해서 데이타 압축을 위해 메모리내에서 데이타를 셔플링(shuffling)하는 것이다.

상기한 메모리(50)는 이와같은 셔플링을 수행하기 위한 것이다.

제 2 메모리(50)에서는 제 1 부호화부(40)에 의해 부가정보(제6도 참조)가 붙혀진 49바이트의 데이타가 세로방향으로 32번 저장되어 하나의 데이타블럭을 이루게 되는데, 상기 부호화부(40)로부터 제공되는 데이타는 이렇게 형성되는 49×32의 데이타블럭이 모두 30개가 될 때까지 동일한 방식으로 반복해서 상기 메모리(50)에 저장된다.

제7도는 부호화부(40)로부터 제공되는 1프레임분량의 데이타가 메모리(50)에 저장되는 상태를 나타낸 것이다.

이와같이 저장된 데이타는 1EB1, 2EB1,‥‥, 30EB1, 1EB2, 2EB2,‥‥, 30EB2, 1EB3,‥‥, 30EB4, 1P1, 2P1, 2P2,‥‥, 30P1, 1P2,‥‥, 30P4 순서로 읽혀져 제 1 부호화부(60)로 제공되며, 상기 제 2 부호화부(60)는 상기 메모리(50)로부터 제공되는 32바이트의 데이타에 제8도와 같이 4바이트의 내부코드(또는 부가정보)를 부가한 후 테이프(70)에 소정의 포맷으로 기록되는데, 이때, 제 1 부호화부(60)에 의해 처리된 1프레임의 데이타는 제9도와 같이 30개의 곱코드블럭으로 구성되며, 이들은 제10도에 도시된 바와 같이 6개의 트랙(track)으로 나뉘어 테이프상에 기록된다.

이상에서 설명한 바와 같이 종래에는 데이타압축과 셔플링이 각각 별도로 수행되도록 함으로써 셔플링만을 위해서도 적어도 36×49×30바이트이상 기억용량을 갖는 메모리(50)가 별도로 필요하게 되어 메모리의 구성에 많은 비용이 드는 문제점이 있었다.

상기 종래의 데이타 처리방법은 연집 에러(burst error)의 정정 능력을 높이기 위해서 본 발명의 ECC(Error Correction Code)에서 사용하는 인터리빙(interleaving)은 수행할 수 없는 것이다.

본 발명은 이와같은 경제적인 결점을 보완하기 위하여 시스템을 구헝함에 있어 소요되는 메모리의 양을 대폭 감소시킬 수 있는 데이타처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 데이타처리방법은, 1프레임분량의 상기 아날로그영상신호를 소정 압축방식과 무관하게 압축을 하여 디지털영상데이타로 변환한 후 압축처리를 위한 제1의 메모리(21)에 순차로 저장하는 단계, 상기 제1의 메모리(21)에 저장된 상기 디지털영상데이타를 소정의 셔플링순서대로 읽어내어 소정분량 압축처리한 후 압축한 데이타를 ECC의 인터리빙 방법대로 데이타를 다시한번 그 순서를 바꿔서 제2의 메모리(30)에 저장하는 단계, 상기 제2의 메모리(30)로부터 데이타를 압축하기 위해 사용하는 메모리를 이용하여 에러정정에 필요한 최소 분량의 데이타를 읽어내고 제1의 에러정정코드를 부가한 후 제3의 메모리(50)에 기억시키는 단계, 상기 제3의 메모리(50)로부터 제1의 에러정정코드가 부가된 데이타를 읽어내고 제2의 에러정정코드를 부가한 후 상기 매체에 기록하는 단계 및 상기 제2의 메모리(30)에 저장된 상기 제1프레임분량의 데이타에 대하여 상기 제1 및 제2에러정정코드부가 과정과 매체기록과정을 상기 ECC의 인터리빙 방법에 의해 순서대로 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이제부터 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세히 설명해 나가겠다.

본 발명을 실현하기 위한 시스템의 하드웨어적인 구성은 종래의 기술에 따른 구성(제1도 참조)에서 다음의 두가지 사항을 제외하고는 동일하다.

종래기술과 본 발명의 구성상 차이점은 먼저, 데이타압축부(20)의 구성이 상이하다는 것인데, 이미 설명된 바와 같이 종래의 데이타압축부(20)는 제4도와 같은 구성을 갖고 있지만 본 발명에 따른 데이타압축부의 구성은 제11도와 같다.

본 발명에 따른 압축부의 구성을 살펴보면, 종래의 압축부(제4도)에서 제2제어부(22′)가 추가된 것 이외에는 종래의 구성과 동일하며, 상기 제2제어부(22′)는 데이타압축부(20)에서 셔플링이 수행되도록 하는 기능을 수행하는 즉, 제어부(22′)는 종래의 기술에서는 데이타압축을 위해서만 사용되었던 프레임메모리(21)를 사용하여 화질향상을 위한 데이타셔플링이 이루어지도록 메모리의 기입/독출동작을 제어한다.

본 발명에 따른 구성상의 다른 차이점은 제2메모리(50)가 종래의 기술에 비해 수십분의 일로 축소된 기억용량을 갖는다는 것이다.

본 발명의 ECC의 인터리빙 방법은 데이타 압축부에서 어떠한 방식으로 데이타를 압축하든지 상관없이 압축을 한 데이타를 ECC의 인터리빙 방법대로 데이타를 다시 한번 그 순서를 바꿔서 기록매체에 기록하기 위한 방법에 관한 것이다.

상기 기능을 수행하기 위하여 사용된 메모리의 양을 줄이기 위한 데이타 압축을 위해 사용하는 메모리를 이용하여 ECC의 인터리빙 방법에 의한 순서대로 데이타를 출력하도록 함으로써, 전체적으로 메모리의 양을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

이와같이 메모리(50)의 용량을 대폭 줄일 수 있는 본 발명의 데이타처리가 어떻게 이루어지는지에 대해 이제부터 설명해 나가도록 하겠다.

먼저 아날로그 영상데이타는 ADC(10)에 의해 디지털데이타로 바뀌어 데이타압축부(9)로 제공되면, ADV(10)로부터 제공되는 1프레임의 데이타, 이미 설명된 바와 같이, 제11도의 프레임메모리(21)에 제3도와 같은 구조로 저장된다.

상기 프레임메모리(21)에 저장된 데이타는 제2제어부(22′)에 의해 제어되어 1EB1, 2EB1, 3EB1,‥‥, 30EB1, 1EB2, 2EB2,‥‥, 29EB45, 30EB45 순서로 압축알고리즘부(23)로 제공되면, 상기 압축알고리즘처리부(23)는 제1제어부(22)의 지시에 따라 메모리(21)로부터 읽어들인 단위블럭데이타(예를들면, 1EB1)를 32바이트의 데이타로 압축처리한 후 순차로 메모리(30)에 저장하는데, 이때, 메모리(30)에 저장되는 데이타의 저장구조는 제12도에서 부가정보(1P1, 1P2,‥‥‥, 30P4)를 제외한 부분과 동일한 구조를 갖는다.

이때 제1부호화부(40)는 위와 같은 구조로 메모리(30)에 저장된 총 30블럭의 데이타중 첫 번째 블록부터 데이타를 세로방향으로 45바이트(단위 블럭)씩 읽어내어 4바이트의 부가정보(외부코드)를 붙인 후 메모리(50)에 저장시킴으로써, 상기 메모리(50)는 최소한의 곱코드구조를 형성하는데 필요한 49×32바이트(데이타블럭)를 저장할 수 있는 기억용량만을 가지게 된다.

그리고 제2부호화부(60)는 상기 메모리(50)에 저장된 49×32바이트의 데이타를 가로방향으로 32바이트씩 순차로 읽어내어 4바이트의 부가정보(외부코드)를 덧붙여 곱코드블럭을 형성한 후 제13도와 같은 포맷으로 테이프(70)에 기록하면, 상기 메모리(30)에 저장된 두 번째블럭, 세 번째블럭, ‥‥, 30번째블럭에 대해서도 위와같은 처리를 반복함으로써 1프레임에 대한 데이타처리가 완료된다.

상기 열거한 사항에 대하여 제10도와 제13도를 상호 대조해보면 본 발명에 따른 영상데이타의 처리는 종래기술과 동일한 결과 즉, 1프레임의 데이타가 6개의 트랙으로 나뉘어 테이프상에 기록되는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따라서 화질향상을 위한 데이타셔플링이 데이타압축과정에서 이루어지도록 함으로써 내부코딩을 위한 메모리의 기억용량을 곱코드를 구성할 수 있는 최소 데이타량으로 줄일 수 있어 내부코딩용 메모리를 종래의 방식에 비해 1/30정도까지 줄일 수 있게 되므로 매우 큰 경제적인 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 아날로그영상신호를 디지털방식으로 매체에 기록하고 영상을 재생하기 위해 메모리를 이용하여 영상신호를 디지털방식에 의해 처리하는 방법에 있어서, 1프레임분량의 상기 아날로그영상신호를 소정 압축방식과 무관하게 압축을 하여 디지털영상데이타로 변환한 후 압축처리를 위한 제1의 메모리에 순차로 저장하는 단계; 상기 제1의 메모리에 저장된 상기 디지틸영상데이타를 소정의 셔플링순서대로 읽어내어 소정분량 압축처리한 후 압축한 데이타를 ECC의 인터리빙 방법대로 데이타를 다시한번 그 순서를 바꿔서 제2의 메모리에 저장하는 단계; 상기 제2의 메모리로부터 데이타를 압축하기 위해 사용하는 메모리를 이용하여 에러정정에 필요한 최소 분량의 데이타를 읽어내고 제1의 에러정정코드를 부가한 후 제3의 메모리에 기억시키는 단계; 상기 제3의 메모리로부터 제1의 에러정정코드가 부가된 데이타를 읽어내고 제2의 에러정정코드를 부가한 후 상기 매체에 기록하는 단계; 및 상기 제2의 메모리에 저장된 상기 제1프레임분량의 데이타에 대하여 상기 제1 및 제2에러정정코드부가 과정과 매체기록과정을 상기 ECC의 인터리빙 방법에 의해 순서대로 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털영상데이타 처리방법.