KR100303137B1 - 엠펙디코더를이용한영상출력장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치에 관한 것으로, 엠펙 디코더와 축소필터, 메모리, 픽쳐 제어부를 포함하여 이루어진다. 축소필터는 엠펙 디코더에 의해 디코딩된 영상 데이타를 입력받아 단위 프레임의 수직 해상도 또는 수평 해상도를 제어한다. 메모리는 축소필터에서 출력되는 영상 데이타를 저장한다. 픽쳐 제어부는 메모리에 저장된 영상 데이타를 입력받아 축소필터에서 제어된 수직 해상도 또는 수평 해상도에 따라 단위 프레임의 수직크기 또는 수평크기를 제어하여 소정의 출력장치로 출력한다. 이와 같은 본 발명은 엠펙 디코더에서 출력되는 디코딩된 영상 데이타를 축소하거나 수직/수평 비율을 제어할 수 있는 축소필터를 엠펙 디코더와 메모리 사이에 구비하여, 필요한 경우 엠펙 디코더에서 출력되는 완전한 프레임의 영상 데이타를 축소 변환하여 메모리에 저장함으로써 완전한 프레임의 영상 데이타를 저장하는 경우에 대하여 상대적으로 추가 메모리 영역을 확보하는 효과를 얻을 수 있도록 한다.

Description

엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치
본 발명은 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치에 관한 것으로, 특히 엠펙 디코더를 이용하여 디코딩한 데이타를 소정의 메모리 영역에 저장해 두었다가 픽쳐 제어부를 통하여 출력장치로 출력하는 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치에 관한 것이다.
엠펙 디코더는 인코더를 통하여 압축 변환된 디지탈 영상 데이타를 전송받아 이를 원래의 디지탈 영상 데이타로 복원하는 장치이다. 대부분의 엠펙 디코더는 인코더를 내장하고 있으며, 인코더와 디코더가 함께 결합된 것을 통칭하여 엠펙 디코더라고 한다.
이 엠펙 디코더는 압축 변환된 디지탈 영상 데이타(이하 비트 스트림이라고 칭함)를 입력받아 이를 원래의 영상 데이타로 복원하여 소정의 출력장치를 통해 출력되도록 한다.
도 1은 종래의 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치를 나타낸 블록도이다. 도 1에서 엠펙 디코더(11)는 비트 스트림을 입력받아 이를 복원하여 출력한다. 이때 엠펙 디코더(11)에 입력되는 비트 스트림에는 I픽쳐(Intra picture)와 P픽쳐(Predictive picture), B픽쳐(Bidirectional predictive picture)의 영상 데이타가 포함된다. I픽쳐와 P픽쳐는 움직임 보상과 예측에 사용되며, B픽쳐는 I픽쳐와 P픽쳐를 통하여 만들어지는 것으로서 출력장치를 통하여 실제로 출력되는 영상 데이타이다.
엠펙 디코더(11)에서 출력되는 디코딩된 영상 데이타는 일단 메모리(12)에 저장된다. 메모리에 저장되어 있는 영상 데이타 가운데 I픽쳐와 P픽쳐는 그대로 티브이 인코더(14)에 전달되지만, B픽쳐는 픽쳐 제어부(13)에서 소정의 변환과정을 거친 다음 티브이 인코더(14)에 입력된다. 픽쳐 제어부(13)에서 이루어지는 B픽쳐의 변환으로는 수직 해상도 또는 수평 해상도를 제어하는 것이 있는데, 이를 통하여 화면의 크기를 축소하거나 화면의 수직/수평 비율을 제어하는 것이다.
즉, 픽쳐 제어부(13)의 역할은 엠펙 디코더(11)에서 디코딩되어 메모리(12)에 입력된 완전한 프레임의 영상 데이타를 적절히 변환하여 전체화면의 일부분에 해당하는 축소된 화면을 만들거나, 수평/수직 화면비가 16대 9인 와이드 영상을 4대 3의 일반 화면 크기로 변환하는 것이다. 픽쳐 제어부(13)에 의해 변환된 영상 데이타는 티브이 인코더(14)에 전달되어 티브이 등을 통하여 최종 출력된다.
이와 같은 종래의 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치는 실제로 출력할 화면의 크기가 정상적인 경우보다 작은 경우에도 영상 데이타 전부를 디코딩하여 메모리에 저장해야 하므로 적어도 I픽쳐와 P픽쳐, B픽쳐를 각각 하나씩 저장할 수 있는 메모리 영역이 요구된다. 이 가운데 I픽쳐와 P픽쳐는 B픽쳐를 만드는데 사용되기 때문에 하나의 픽쳐그룹(GOP, Group of Picture)의 출력이 완료될 때까지는 메모리에 저장할 필요가 있지만, B픽쳐의 경우에는 일단 출력되면 더이상 메모리에 존재해야 할 필요가 없기 때문에 화면을 축소시켜서 출력하는 경우에는 완전한 프레임의 영상 데이타를 디코딩하여 저장할 필요가 없다.
본 발명은 엠펙 디코더에서 출력되는 디코딩된 영상 데이타를 축소하거나 수직/수평 비율을 제어할 수 있는 축소필터를 엠펙 디코더와 메모리 사이에 구비하여, 필요한 경우 엠펙 디코더에서 출력되는 완전한 프레임의 영상 데이타를 축소 변환하여 메모리에 저장함으로써 완전한 프레임의 영상 데이타를 저장하는 경우에 대하여 상대적으로 추가 메모리 영역을 확보하는 효과를 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 엠펙 디코더와 축소필터, 메모리, 픽쳐 제어부를 포함하여 이루어진다. 축소필터는 엠펙 디코더에 의해 디코딩된 영상 데이타를 입력받아 단위 프레임의 수직 해상도 또는 수평 해상도를 제어한다. 메모리는 축소필터에서 출력되는 영상 데이타를 저장한다. 픽쳐 제어부는 메모리에 저장된 영상 데이타를 입력받아 축소필터에서 제어된 수직 해상도 또는 수평 해상도에 따라 단위 프레임의 수직크기 또는 수평크기를 제어하여 소정의 출력장치로 출력한다.
도 1은 종래의 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치를 나타낸 블록도.
도 3은 엠펙 디코더에서 다루어지는 단위 영상 데이타인 매크로 블록의 구성을 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11, 21 : 엠펙 디코더 12, 22 : 메모리
13, 23 : 픽쳐 제어부 14, 24 : 티브이 인코더
25 : 축소필터
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치를 나타낸 블록도이며, 도 3은 엠펙 디코더에서 다루어지는 단위 영상 데이타인 매크로 블록(macro block)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에서 엠펙 디코더(21)는 비트 스트림을 입력받아 이를 복원하여 출력한다. 이때 엠펙 디코더(21)에 입력되는 비트 스트림에는 I픽쳐와 P픽쳐, B픽쳐의 영상 데이타가 포함된다. I픽쳐와 P픽쳐는 움직임 보상과 예측에 사용되며, B픽쳐는 I픽쳐와 P픽쳐를 통하여 만들어지는 것으로서 출력장치를 통하여 실제로 출력되는 영상 데이타이다.
엠펙 디코더(21)에서 출력되는 디코딩된 영상 데이타 가운데 B픽쳐는 축소필터(25)에 입력되어 필요에 따라 소정 크기로 축소되거나 수직/수평 비율이 변환된다. 축소필터(25)에서 변환된 B픽쳐는 메모리(22)에 저장된다. 이때 B픽쳐와 함께 I픽쳐와 P픽쳐도 함께 저장된다. 메모리에 저장되어 있는 영상 데이타 가운데 B픽쳐는 그대로 티브이 인코더(24)에 전달되지만, I픽쳐와 P픽쳐는 픽쳐 제어부(23)에서 소정의 변환과정을 거친 다음 티브이 인코더(24)에 입력된다. 픽쳐 제어부(23)에서 이루어지는 B픽쳐의 변환으로는 수직 해상도 또는 수평 해상도를 제어하는 것이 있는데, 이를 통하여 화면의 크기를 축소하거나 화면의 수직/수평 비율을 제어하는 것이다. 픽쳐 제어부(23)에 의해 제어된 영상 데이타는 티브이 인코더(24)에 전달되어 티브이 등을 통하여 최종 출력된다.
엠펙 디코더(21)에서 출력되는 완전한 프레임의 영상 데이타의 수직크기와 수평크기를 각각 1/2로 축소시켜서 출력할 때 축소필터(25)에서 이루어지는 영상 데이타의 축소동작을 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 도 3에 나타낸 매크로 블록은 16×16=256개의 화소로 구성된다. 이 매크로 블록은 다시 8×8=64개의 화소로 구성되는 블록(block)으로 나눌 수 있다. 하나의 매크로 블록은 네 개의 블록 또는 256개의 화소로 구성되는 것이다. 단 도 3에 나타낸 매크로 블록은 영상 데이타 가운데 휘도 신호(luminance)를 나타낸 것이며, 색신호(chrominance)의 경우에는 Cb신호와 Cr신호가 각각 두 개의 블록으로 구성되어 휘도 신호와 Cb 신호 Cr 신호의 비는 4:2:2가 된다.
화면의 크기를 1/2로 축소하는 것은 매크로 블록의 가로와 세로의 화소를 1/2로 감소시킴으로서 이루어진다. 이때 휘도 신호만을 1/2로 축소시키면 색신호와의 비가 2:2:2로 균형을 이루게되므로 화소의 수를 1/2로 감소시키기 위해서는 휘도 신호를 1/2로 감소시키는 것으로 충분하다.
도 3에서 수직크기를 1/2로 축소하기 위하여 첫 번째 열(row)(1, 2, 3, ···, 15, 16)의 휘도와 두 번째 열(17, 18, 19, ···, 31, 32)의 휘도의 중간값을 취한다. 이와 같은 방법으로 세 번째 열(33, 34, 35, ···, 47, 48)과 네 번째 열(49, 50, 51, ···, 63, 64)을 비롯한 나머지 열 가운데 이웃한 두 개의 열의 휘도의 중간값을 취하여 1/2로 축소된 새로운 휘도 신호를 만들어낸다.
수평크기를 1/2로 축소할 때에도 상술한 수직크기의 축소와 같은 개념이 적용된다. 즉, 첫 번째 행(column)(1, 17, 33, ···, 225, 241)과 두 번째 행(2, 18, 34, ···, 226, 242)의 휘도의 중간값을 취한다. 이와 같은 방법으로 세 번째 행(3, 19, 35, ···, 51, 67)과 네 번째 행(4, 20, 36, ···228, 244)을 비롯한 나머지 행 가운데 이웃한 두 개의 행의 휘도의 중간값을 취하여 1/2의 새로운 휘도 신호를 만들어낸다.
이와 같은 과정을 통하여 16×16=256개의 화소가 8×8=64개의 화소로 축소되는 것이다.
도 2의 엠펙 디코더(21)에 입력되는 비트 스트림의 영상이 16대 9의 와이드 영상일 때 축소필터(25)에서 이를 4대 3의 일반 영상 크기로 변환하여 출력하는 동작을 역시 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 16대 9의 비율을 갖는 영상을 4대 3의 비율로 축소하기 위해서는 매크로 블록의 수직크기를 3/4로 축소시켜야 하기 때문에 매크로 블록의 행을 구성하는 16개의 화소를 12개로 감소시킨다.
16개의 화소를 12개로 감소시키기 위해서는 먼저 하나의 행을 구성하는 화소들을 모두 네 그룹으로 나누고, 하나의 그룹을 형성하는 네 개의 화소를 세개로 감소시킨다. 도 3에서 첫 번째 그룹(1, 17, 33, 49)의 첫 번째 화소(1)를 a, 두 번째 화소(17)를 b, 세 번째 화소(33)를 c, 네 번째 화소(49)를 d라고 가정하여 화소의 수를 감소시키는 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 화소 a와 b의 휘도의 중간값을 얻기 위해서는 1/4(3a+b)를 만족하도록 휘도를 변환하면 된다. 다음으로 화소 b와 c의 휘도의 중간값을 얻기 위해서는 1/2(b+c)를 만족하도록 휘도를 변환하면 된다. 마지막으로 화소 c와 d의 휘도의 중간값을 얻기 위해서는 1/4(c+3d)를 만족하도록 휘도를 변환하면 된다.
이와 같은 휘도의 변환과정을 통해 기존의 네 개의 화소가 새로운 휘도를 갖는 세 개의 화소로 감소되는 것이다. 이때 새로운 휘도신호와 색신호인 Cb, Cr은 3:2:2의 비율을 갖기 때문에 균형을 갖도록 하기 위하여 도 2의 픽쳐 제어부(23)에서 색신호인 Cb와 Cr의 화소를 4/3배로 증가시킨다.
본 발명은 엠펙 디코더에서 출력되는 디코딩된 영상 데이타를 축소하거나 수직/수평 비율을 제어할 수 있는 축소필터를 엠펙 디코더와 메모리 사이에 구비하여, 필요한 경우 엠펙 디코더에서 출력되는 완전한 프레임의 영상 데이타를 축소 변환하여 메모리에 저장함으로써 완전한 프레임의 영상 데이타를 저장하는 경우에 대하여 상대적으로 추가 메모리 영역을 확보하는 효과를 얻을 수 있도록 한다.

Claims (4)

  1. (정정) 엠펙 디코더에 의해 디코딩된 영상 데이타를 입력받아 단위 프레임의 수직 해상도 또는 수평 해상도를 제어하는 축소필터와; 상기 축소필터에서 출력되는 영상 데이타가 저장되는 메모리와; 상기 메모리에 저장된 상기 영상 데이타를 입력받아 상기 축소필터에서 제어된 수직 해상도 또는 수평 해상도에 따라 단위 프레임의 수직크기 또는 수평크기를 제어하여 소정의 출력장치로 출력하는 픽쳐 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 축소필터에 의해 이루어지는 상기 수직 해상도의 제어는 이웃한 두 개 스캔라인을 구성하는 각 화소의 휘도의 중간값을 취하여 새로운 프레임의 수직 해상도를 결정하고, 상기 축소필터에 의해 이루어지는 상기 수평 해상도의 제어는 단위 프레임의 영상 데이타에서 수평 방향으로 이웃한 두 개 화소의 휘도의 중간값을 취하여 새로운 프레임의 수평 해상도를 결정하는 것이 특징인 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 축소필터에서 이루어지는 수직 해상도의 제어는 상기 단위 프레임의 수직 해상도를 3/4으로 축소시키는 것이 특징인 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 축소필터에서 수직 해상도가 3/4으로 축소되는 단위 프레임의 수평크기와 수직크기의 비율이 16대 9인 것이 특징인 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 축소필터에서 단위 프레임의 수직 해상도가 3/4으로 축소되는 경우 상기 픽쳐 제어부는 상기 단위 프레임의 색신호의 해상도를 3/2배로 확대하여 출력하는 것이 특징인 엠펙 디코더를 이용한 영상 출력장치.
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