KR100319458B1 - 편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치 및 방법 - Google Patents

편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MPEG-2를 사용하여 랜덤 억세스기능을 사용하여 영상을 복원하는 장치에 관한 것으로 특히, 입력받는 MPEG-2 비트 스트림을 복원하는 MPEG-2 디코더와, MPEG-2 비트 스트림에서 추출되는 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 저장하고, 그에 따른 상관관계 정보를 저장하는 부가정보 저장장치, 및 MPEG-2 비트 스트림을 입력받아 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 검출하고 검출된 정보와 그에 따른 상관관계 정보를 상기 부가정보 저장장치에 저장하며, 랜덤 억세스 동작시 저장된 부가정보를 억세스하여 이를 기준으로 상기 MPEG-2 디코더측에 MPEG-2 비트 스트림을 입력시키는 MPEG-2 디먹스를 포함하는 것을 특징으로 하는 편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치 및 그에 따른 운영 방법을 제공하여 MPEG-2를 기반으로 하는 편집기에서 편집을 위하여 정확한 시간적인 프레임 위치 및 범위를 얻어 복원된 영상을 얻고자 하는 경우 사용할 수 있으며, 편집기등에서 랜덤 억세스의 기능을 수행하고자 하는 경우 지정된 정확한 위치와 범위를 복원하여 연결하는 것은 상당히 중요한 역할을 수행하게 된다.

Description

편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치 및 방법{MPEG-2 Random Access Decoder for Video editor and operating method for the same}
본 발명은 비선형 편집기에서 사용되는 MPEG-2 복호화기에서 랜덤 억세스(RANDOM ACCESS)를 구현하기 위한 방법에 관한 것으로 특히, MPEG-2를 기반으로 하는 편집기에서 편집을 위하여 정확한 시간적인 프레임 위치를 얻어 복원된 영상을 얻고자 하는 편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, MPEG-2의 경우 따로 비트 스트림(bit stream)안에 램덤 억세스를 할 수 있는 수단을 가지지 않은 경우, 랜덤 억세스를 구성하기 곤란하며 일반적으로는 순차적인 플레이를 하여야 한다.
만약, 꼭 랜덤 억세스를 하여야 하는 경우에 MPEG-2를 기반으로 하는 랜덤 억세스의 종래 기술은 영상 프레임이 독립적으로 부호화 되는 'I' 프레임만을 사용하여 MPEG-2를 부호화하거나, 또는 비트 스트림(bit stream)상에서 'I' 프레임 위치에서만 랜덤 억세스가 가능한 방식을 사용하였다.
왜냐하면, MPEG-2는 단순한 순차적인 파일 구조를 가지지 않고 시,공간상으로는 서로 상관관계를 가지는 파일구조를 가지고 있으므로 단순한 위치정보를 가지는 것만으로는 부족하다. 이러한 구조는 MPEG-2에서 영상을 압축하는 방식에 기인하는데, 영상 사이의 관련정보를 제거하기 위하여 부호화 하는 방법과 관련이 있다. 이러한 방식으로 부호화 된 영상을 각각 'I', 'P', 'B' 프레임으로 불리며, 'I' 프레임은 독립적으로 복호화가 가능한 영상을, 'P'와 'B' 프레임은 다른 영상에 의존성을 가지기 때문에 독립적으로 복호화가 불가능하며 다른 상관관계를 가지는 영상이 있어야 복호화가 되는 영상을 나타낸다.
따라서, 비선형 편집기와 같이 편집되는 대상인 MPEG-2 비트 스트림에서 임의의 위치 또는 범위를 시간 또는 프레임 위치를 지정하여 플레이 하고자 하는 경우 사용하기 곤란하다.
또한, 이러한 랜덤 억세스 가능한 플레이 구성을 얻기 위해서 플레이어는 각 영상의 시간과 비트 스트림상에서의 위치정보를 가지고 있어야 한다.
하지만, 이러한 방식은 정확한 위치가 필요한 편집도구에서 사용하는 경우 I 프레임만을 사용하면 정확한 위치를 얻을 수 있지만, 일반적으로 사용되는 기존의MPEG-2 비트 스트림의 일반구조를 지원하지 못하게 되며, 기존의 MPEG-2 비트 스트림을 사용하도록 지원하는 경우 정확한 위치를 얻지 못하고 1 프레임이 들어가는 위치 또는 'GOP(Group of Picture)'의 시작위치에서 만 랜덤 억세스가 가능하게 된다는 문제점이 발생되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 MPEG-2를 기반으로 하는 편집기에서 편집을 위하여 정확한 시간적인 프레임 위치를 얻어 복원된 영상을 얻고자 하는 경우 사용하기 위하여 기존의 기술이 가지는 단점인 정확한 위치에서 원하는 영상을 복원해 내지 못하는 것을 보완하고 지정된 정확한 위치를 다시 MPEG-2 비트 스트림으로부터 복원해 내는 편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 프레임 사이의 상관관계에 의한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치의 구성 예시도
도 2는 본 발명을 적용하기 위하여 위치와 상관관계를 저장하는 동작 순서도
도 3은 본 발명에 따라 랜덤 억세스를 사용하여 복호화하는 과정을 설명하기 위한 예시도
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, MPEG-2를 사용하여 랜덤 억세스기능을 사용하여 영상을 복원하는 장치에 있어서, 입력받는 MPEG-2 비트 스트림을 복원하는 MPEG-2 디코더와; MPEG-2 비트 스트림에서 추출되는 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 저장하고, 그에 따른 상관관계 정보를 저장하는 부가정보 저장장치; 및 MPEG-2 비트 스트림을 입력받아 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 검출하고 검출된 정보와 그에 따른 상관관계 정보를 상기 부가정보 저장장치에 저장하며, 랜덤 억세스 동작시 저장된 부가정보를 억세스하여 이를 기준으로상기 MPEG-2 디코더측에 MPEG-2 비트 스트림을 입력시키는 MPEG-2 디먹스를 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 입력받는 MPEG-2 비트 스트림을 복원하는 MPEG-2 디코더와; MPEG-2 비트 스트림에서 추출되는 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 저장하고, 그에 따른 상관관계 정보를 저장하는 부가정보 저장장치; 및 MPEG-2 비트 스트림을 입력받아 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 검출하고 검출된 정보와 그에 따른 상관관계 정보를 상기 부가정보 저장장치에 저장하며, 랜덤 억세스 동작시 저장된 부가정보를 억세스하여 이를 기준으로 상기 MPEG-2 디코더측에 MPEG-2 비트 스트림을 입력시키는 MPEG-2 디먹스를 구비하는 랜덤 억세스기능을 사용하여 영상을 복원하는 장치에서 비트 스트림상의 위치와 상관관계를 저장하는 방법에 있어서: 주어진 MPEG-2 비트 스트림으로부터 비트 스트림을 읽어 들이는 과정을 통해 비트 스트림에 구비되어 있는 패킷을 읽어들이는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 읽어들인 패킷안에 스퀀스 또는 'GOP' 정보가 있는가 확인하는 제 2과정과; 상기 제 2과정을 통해 스퀀스 또는 'GOP' 정보가 없다고 판단되면 주어진 비트 스트림 상에서 영상 프레임의 시작이 있는지 확인하는 제 3과정; 및 상기 제 2과정을 통해 스퀀스 또는 'GOP' 정보가 있는 경우 이 정보의 위치를 저장장치에 기억시키고 특히 복호화 파라메터 변화가 있는 경우 그 정보를 기억시키거나, 상기 제3 과정을 통해 영상 프레임의 시작이 있다고 판단되는 경우 그 위치를 저장하고 특히 영상 프레임의 종류가 다른 영상과 상관관계를 가지는 'P' 또는 'B' 프레임인 경우 복호화를 위하여 필요한 다른 영상 프레임의 위치를 상관관계 정보로 저장하는 제 4과정을 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 제 4과정을 통해 정보들이 저장되면 독립적인 복호화가 가능한가를 판단하는데, 독립적인 복호화가 가능하다고 판단되면 저장되어진 데이터에서 복호화를 위해 필요한 상관관계정보를 추출한 후 이를 다시 저장하는 제 5과정을 더 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은, 입력받는 MPEG-2 비트 스트림을 복원하는 MPEG-2 디코더와; MPEG-2 비트 스트림에서 추출되는 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 저장하고, 그에 따른 상관관계 정보를 저장하는 부가정보 저장장치; 및 MPEG-2 비트 스트림을 입력받아 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 검출하고 검출된 정보와 그에 따른 상관관계 정보를 상기 부가정보 저장장치에 저장하며, 랜덤 억세스 동작시 저장된 부가정보를 억세스하여 이를 기준으로 상기 MPEG-2 디코더측에 MPEG-2 비트 스트림을 입력시키는 MPEG-2 디먹스를 구비하는 랜덤 억세스기능을 사용하여 영상을 복원하는 장치에서 랜덤 억세스 복호화 방법에 있어서: 랜덤 억세스를 위한 위치 및 범위가 설정되는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 설정되어진 위치로부터 상기 부가정보 저장장치에서 MPEG-2 비트 스트림상의 위치와 부가정보의 내용을 억세스하는 제 2과정과; 상기 제 2과정을 통해 대응하는 부가 정보가 있는 경우 상관관계가 있는 영상 프레임을 먼저 찾는 제 3과정; 및 상기 제 3과정을 통해 찾아진 비트 스트림을 복호화기에 전달하여 복호화과정을 수행하는 제 4과정을 포함하는 데 있다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
MPEG-2 비트 스트림(bit stream)상에서 랜덤억세스를 구현하기 위해서는 우선적으로 랜덤억세스가 가능하도록 정확한 위치를 기억하고 있어야 하며, 이와 함께 이 영상을 복호화하기 위한 의존성을 가지는 영상 역시 기억을 하고 있어야 한다는 전제조건이 성립한다.
따라서, 본 발명에서는 랜덤억세스를 위하여 MPEG-2 비트 스트림상의 위치와 함께 그 영상을 복원하기 위한 상관관계를 가지는 영상의 정보 또한 기억을 하고 있어야 한다.
그러므로, 본 발명에서는 정확한 위치의 영상을 복원하기 위하여 복원하려는 MPEG-2 비트 스트림을 일단 각 영상의 위치와 상관관계를 구성하기 위하여 복원 전에 먼저 위치와 상관관계를 기억하는 단계를 거친다.
이러한 위치와 상관관계를 비트 스트림과 다른 별도의 저장장치를 사용하여 저장하며, 랜덤 억세스가 동작하는 경우 먼저 랜덤 억세스를 위한 상관관계와 위치를 저장하는 저장장치에서 필요한 정보를 읽어 와 이 정보를 사용하여 랜덤 억세스를 수행하게 된다.
즉, 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 참조번호 200으로 표시되는 MPEG-2 디먹스는 참조번호 400으로 표시되는 부가정보 저장장치와 참조번호 300으로 표시되는 MPEG-2 디코더측으로 입력받은 참조번호 100으로 표시되는 MPEG-2 비트 스트림을 전달한다.
이때, 상기 MPEG-2 디먹스(200)는 상기 부가정보 저장장치(400)에 저장된 부가정보를 통해 상기 MPEG-2 디코더(300)로 입력받은 MPEG-2 비트 스트림중 임의의 스트림만을 전달하고 그 외의 비트 스트림은 비트 스트림 입력측으로 제 전송한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치에서의 비트 스트림상의 위치와 상관관계를 저장하는 과정을 첨부한 도 2를 참조하고, 첨부한 도 3을 참조하여 랜덤 억세스를 사용하여 복호화하는 과정틀 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 알고리즘이 두 단계로 표현되는 이유는 위에서 제시한 것과 같이 랜덤 억세스를 구현하기 위해서 먼저 주어진 MPEG-2 비트 스트림을 검색하여 랜덤 억세스가 가능하도록 하는 저장구조를 구성하여야 하며, 이러한 구조가 구성이 된 후에 랜덤 억세스가 가능하기 때문이다.
첨부한 도 2를 참조하여 살펴보면, 스텝 S101에서는 주어진 MPEG-2 비트 스트림으로부터 비트 스트림을 읽어 들이는 과정을 통해 비트 스트림에 구비되어 있는 패킷(packet)을 읽어들인다.
상기 스텝 S101을 통해 읽어들인 패킷안에 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보가 있는지를 스텝 S102를 통해 확인하는데, 상기 스텝 S102에서 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보가 있다고 판단되면 스텝 S104로 진행하고, 없다고 판단되면 스텝 S103으로 진행한다.
상기 스텝 S103에서는 주어진 비트 스트림 상에서 영상 프레임의 시작이 있는지 확인하게 되는데, 있다고 판단되면 상기 스텝 S104로 진행하게 된다.
스텝 S104에서는 스텝 S102에서 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보가 있는 경우 이 정보의 위치를 저장장치에 기억시키고, 특히 복호화 파라메터 변화가 있는 경우 그 정보를 기억시킨다. 또한, 스텝 S103에서 주어진 비트 스트림상에서 영상 프레임의 시작이 있다고 판단되는 경우 그 위치를 저장하며, 특히 영상 프레임의 종류가 다른 영상과 상관관계를 가지는 'P' 또는 'B' 프레임인 경우 복호화를 위하여 필요한 다른 영상 프레임의 위치를 상관관계 정보로 저장한다.
상술한 저장과정을 통해 필요한 정보들이 저장되면 스텝 S105로 진행하여 독립적인 복호화가 가능한가를 판단하는데, 독립적인 복호화가 가능하다고 판단되면 저장되어진 데이터에서 복호화를 위해 필요한 상관관계정보를 추출한 후 이를 다시 저장한다.
상술한 과정을 통해 저장되어진 위치정보와 상관관계정보를 기준으로 랜덤 억세스를 사용하여 복호화하는 과정을 살펴보면, 스텝 S201에서 랜덤 억세스를 위한 위치 및 범위가 주어진다.
따라서, 스텝 S202와 스텝 S203에서는 상기 스텝 S201에서 주어진 위치로부터 저장장치에서 MPEG-2 비트 스트림상의 위치와 부가정보의 내용을 찾는다.
이후, 상기 스텝 S203의 과정을 통해 부가 정보가 있는 경우, 스텝 S204의 과정을 통해 상관관계가 있는 영상 프레임을 먼저 찾는다. 역시 찾아진 영상 프레임이 부가 정보가 있는 경우 상기 스텝 S202와 스텝 S203의 과정을 다시 수행한다.
상술한 스텝 S204의 과정을 통해 찾아진 비트 스트림을 복호화기에 전달하여 복호화과정을 수행(S205)하게 된다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, MPEG-2를 기반으로 하는 편집기에서 편집을 위하여 정확한 시간적인 프레임 위치 및 범위를 얻어 복원된 영상을 얻고자 하는 경우 사용할 수 있으며, 편집기등에서 랜덤 억세스의 기능을 수행하고자 하는 경우 지정된 정확한 위치와 범위를 복원하여 연결하는 것은 상당히 중요한 역할을 수행하게 된다.
또한, 본 발명은 랜덤 억세스를 하는 경우 MPEG-2 비트 스트림으로부터 정확한 위치로부터 지정된 영상을 복원해 내며, MPEG-2의 위치정보를 시,공간상의 상호 상관관계 정보와 함께 처리하여 비선형 편집기등에서 정확한 위치의 영상 프레임을 복원할 수 있다.

Claims (5)

  1. MPEG-2를 사용하여 랜덤 억세스기능을 사용하여 영상을 복원하는 장치에 있어서,
    입력받는 MPEG-2 비트 스트림을 복원하는 MPEG-2 디코더와;
    MPEG-2 비트 스트림에서 추출되는 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 저장하고, 그에 따른 상관관계 정보를 저장하는 부가정보 저장장치; 및
    MPEG-2 비트 스트림을 입력받아 스퀀스(sequence) 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 검출하고 검출된 정보와 그에 따른 상관관계 정보를 상기 부가정보 저장장치에 저장하며, 랜덤 억세스 동작시 저장된 부가정보를 억세스하여 이를 기준으로 상기 MPEG-2 디코더측에 MPEG-2 비트 스트림을 입력시키는 MPEG-2 디먹스를 포함하는 것을 특징으로 하는 편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부가정보 저장장치는 복호화 파라메터 변화가 있는 경우 그 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 편집기를 위한 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치.
  3. 입력받는 MPEG-2 비트 스트림을 복원하는 MPEG-2 디코더와; MPEG-2 비트 스트림에서 추출되는 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 저장하고, 그에 따른 상관관계 정보를 저장하는 부가정보 저장장치; 및 MPEG-2 비트 스트림을 입력받아 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 검출하고 검출된 정보와 그에 따른 상관관계 정보를 상기 부가정보 저장장치에 저장하며, 랜덤 억세스 동작시 저장된 부가정보를 억세스하여 이를 기준으로 상기 MPEG-2 디코더측에 MPEG-2 비트 스트림을 입력시키는 MPEG-2 디먹스를 구비하는 랜덤 억세스기능을 사용하여 영상을 복원하는 장치에서 비트 스트림상의 위치와 상관관계를 저장하는 방법에 있어서:
    주어진 MPEG-2 비트 스트림으로부터 비트 스트림을 읽어 들이는 과정을 통해 비트 스트림에 구비되어 있는 패킷을 읽어들이는 제 1과정과;
    상기 제 1과정을 통해 읽어들인 패킷안에 스퀀스 또는 'GOP' 정보가 있는가 확인하는 제 2과정과;
    상기 제 2과정을 통해 스퀀스 또는 'GOP' 정보가 없다고 판단되면 주어진 비트 스트림 상에서 영상 프레임의 시작이 있는지 확인하는 제 3과정과;
    상기 제 2과정을 통해 스퀀스 또는 'GOP' 정보가 있는 경우 이 정보의 위치를 저장장치에 기억시키고 특히 복호화 파라메터 변화가 있는 경우 그 정보를 기억시키거나, 상기 제3 과정을 통해 영상 프레임의 시작이 있다고 판단되는 경우 그 위치를 저장하고 특히 영상 프레임의 종류가 다른 영상과 상관관계를 가지는 'P' 또는 'B' 프레임인 경우 복호화를 위하여 필요한 다른 영상 프레임의 위치를 상관관계 정보로 저장하는 제 4과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠펙투 복호화기의랜덤 억세스 장치의 운영 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 4과정을 통해 정보들이 저장되면 독립적인 복호화가 가능한가를 판단하는데, 독립적인 복호화가 가능하다고 판단되면 저장되어진 데이터에서 복호화를 위해 필요한 상관관계정보를 추출한 후 이를 다시 저장하는 제 5과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치의 운영 방법.
  5. 입력받는 MPEG-2 비트 스트림을 복원하는 MPEG-2 디코더와; MPEG-2 비트 스트림에서 추출되는 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 저장하고, 그에 따른 상관관계 정보를 저장하는 부가정보 저장장치; 및 MPEG-2 비트 스트림을 입력받아 스퀀스 또는 'GOP' 정보에 대응하는 위치 및 영상 프레임의 시작 위치를 검출하고 검출된 정보와 그에 따른 상관관계 정보를 상기 부가정보 저장장치에 저장하며, 랜덤 억세스 동작시 저장된 부가정보를 억세스하여 이를 기준으로 상기 MPEG-2 디코더측에 MPEG-2 비트 스트림을 입력시키는 MPEG-2 디먹스를 구비하는 랜덤 억세스기능을 사용하여 영상을 복원하는 장치에서 랜덤 억세스 복호화 방법에 있어서:
    랜덤 억세스를 위한 위치 및 범위가 설정되는 제 1과정과;
    상기 제 1과정을 통해 설정되어진 위치로부터 상기 부가정보 저장장치에서 MPEG-2 비트 스트림상의 위치와 부가정보의 내용을 억세스하는 제 2과정과;
    상기 제 2과정을 통해 대응하는 부가 정보가 있는 경우 상관관계가 있는 영상 프레임을 먼저 찾는 제 3과정; 및
    상기 제 3과정을 통해 찾아진 비트 스트림을 복호화기에 전달하여 복호화과정을 수행하는 제 4과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠펙투 복호화기의 랜덤 억세스 장치의 운영 방법.
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