KR100323716B1 - 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치 - Google Patents

방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비디오 디코딩 장치외에 추가로 PIP(Picture In Picture) 비디오 디코더 블록을 구성하여 현재 디스플레이되는 화면에 다른 프로그램의 화면을 지원하여 탐색할 수 있도록 한 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치에 관한 것으로서, 복수개의 방송 프로그램중 현재 셀렉트된 방송국의 프로그램 및 외부의 프로그램 셀렉트 신호를 입력으로 하여 PIP로 디스플레이될 서브 프로그램을 추가로 셀렉트하는 프로그램 셀렉트부와, 상기 프로그램 셀렉트부에서 셀렉트된 프로그램을 입력으로 받아 비디오 비트스트림과 오디오 비트스트림을 출력하는 디멀티플렉서부와, 상기 디멀티플렉서부의 비디오 비트스트림을 받아 비디오 신호를 출력하는 비디오 디코더부와, 상기 디멀티플렉서부의 오디오 비트스트림을 받아 오디오 신호를 출력하는 오디오 디코더부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치{Broadcast receiving equipment and video decoding equipment}
본 발명은 방송 수신 장치에 관한 것으로, 특히 특정 프로그램(Program)을 디코딩(Decoding)하여 화면에 디스플레이(Display)되는 상황에서 다른 프로그램을 동시에 디코딩하여 화면 탐색 및 전환을 지원하는데 적당하도록 한 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 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 MPEG2(MPEG2 : Moving Experts Picture Group 2)가 주로 사용되며, 압축율도 1/40에서 1/60정도로 매우 크다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 방송 수신 장치를 나타낸 구성 블록도이다.
도 1에서와 같이, 현재 방송국의 방송 프로그램중 압축된 비트스트림을 입력으로 받아 오디오 비트스트림(Audio Bitstream)과 비디오 비트스트림(Video Bitstream)을 출력하는 디멀티플렉서(DMUX)부(10)와, 상기 디멀티플렉서부(10)의 비디오 비트스트림을 입력으로 받아 비디오 신호를 출력하는 비디오 디코더부(20)와, 상기 디멀티플렉서부(10)의 오디오 비트스트림을 입력으로 받아 오디오 신호를 출력하는 오디오 디코더부(30)를 포함하여 구성된다.
상기 압축된 비디오 비트스트림은 I(Intra), P(Previous), B(Bidirectional) 픽처(Picture)로 구성된다.
먼저, I 픽처는 움직임 보상(Motion Compensation)이 필요 없는 오리지널 이미지(Original Image)가 그대로 코딩(Coding)된 픽처 데이터이다.
이어, P 픽처는 I 픽처와 대조(Referencing)하여 움직임 보상이 요구되는 픽처 데이터이고, B 픽처는 I,P 픽처를 대조하여 움직임 보상이 요구되는 픽처 데이터이다.
한편, I 픽처는 데이터량이 많은 대신 디코딩 과정이 간략하다. 반면에 P, B 픽처는 데이터량이 적은 대신 움직임 보상 과정을 거치기에 컴퓨팅 로드(Computing Load)가 I 픽처보다 크다. I, P 픽처는 움직임 보상의 대상이 되기에 버퍼(Buffer)에 저장되어 있다.
도 2는 종래의 비디오 디코딩 장치의 구성 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 비디오 디코딩 장치는, 압축되어 전송된 비트스트림에서 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수와 움직임 벡터(MV)등을 가변 길이 디코딩하여 출력하는 VLD(Variable Length Decoding)부(11)와, 상기 VLD부(11)에서 디코딩된 DCT 계수를 역스캔하는 역스캔(Inverse Scan)부(12)와, 상기 역스캔부(12)에서 역스캔된 DCT 계수들을 역양자화하는 역양자화부(13)와, 상기 역양자화부(13)에서 역양자화된 값을 역 이산 코사인 변환을 수행하여 공간적인 화소값들로 출력하는 IDCT(Inverse DCT)부(14)와, 기준 프레임(Frame) 및 필드(Field)들을 저장하는 프레임 메모리부(15), 상기 VLD부(11)에서 출력된 움직임 벡터들(MV)을 이용하여 상기 프레임 메모리부(15)에서 화소값을 읽어서 움직임을 보상하는 움직임 보상부(16)와, 상기 움직임 보상부(16)에서 보상된 값을 디스플레이하는 디스플레이 제어부(17)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 MPEG 비디오 디코딩 장치에서, VLD부(11)는 입력되는 압축 비트스트림에서 DCT 계수와 움직임 벡터 등을 가변 길이 디코딩하여 출력한다.
그리고, 역스캔부(12)는 상기 VLD부(11)에서 디코딩된 DCT 계수들을 역스캔한 후 역양자화부(13)를 통해 역양자화를 수행하여 IDCT부(14)로 출력한다.
상기 IDCT부(14)는 역양자화된 값을 역 이산 코사인 변환을 수행하여 공간적 화소값들로 변환한 후 움직임 보상부(16)로 출력한다.
상기 움직임 보상부(16)는 상기 VLD(11)에서 출력되는 움직임 벡터들(MV)과 프레임 모드에 따라서 프레임 메모리부(15)에서 화소값을 읽어서 움직임 보상을 수행한 디스플레이 제어부(17)를 통해 디스플레이한다.
여기서, I 픽처는 움직임 보상이 사용되지 않아 IDCT만으로 디코딩이 이루어지고, P 픽처와 B 픽처는 IDCT와 움직임 보상이 함께 사용되어 디코딩된다.
그러나 상기와 같은 종래의 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 현재 디스플레이되는 화면에 다른 프로그램의 화면을 지원하여 탐색할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 비디오 디코딩 장치외에 추가로 PIP(Picture In Picture) 비디오 디코더 블록을 구성하여 현재 디스플레이되는 화면에 다른 프로그램의 화면을 지원하여 탐색할 수 있도록 한 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 방송 수신 장치를 나타낸 구성 블록도
도 2는 종래의 비디오 디코딩 장치를 나타낸 구성 블록도
도 3은 본 발명에 의한 방송 수신 장치를 나타낸 구성 블록도
도 4는 본 발명에 의한 비디오 디코딩 장치를 나타낸 구성 블록도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 프로그램 셀렉트부 200 : 디멀티플렉서부
300 : 비디오 디코더부 400 : 오디오 디코더부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 방송 수신 장치는 복수개의 방송 프로그램중 현재 셀렉트된 방송국의 프로그램 및 외부의 프로그램 셀렉트 신호를 입력으로 하여 PIP로 디스플레이될 서브 프로그램을 추가로 셀렉트하는 프로그램 셀렉트부와, 상기 프로그램 셀렉트부에서 셀렉트된 프로그램을 입력으로 받아 비디오 비트스트림과 오디오 비트스트림을 출력하는 디멀티플렉서부와, 상기 디멀티플렉서부의 비디오 비트스트림을 받아 비디오 신호를 출력하는 비디오 디코더부와, 상기 디멀티플렉서부의 오디오 비트스트림을 받아 오디오 신호를 출력하는 오디오 디코더부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비디오 디코딩 장치는 압축되어 전송된 비디오 메인 비트스트림 또는 서브 비트스트림에서 DCT 계수와 움직임 벡터(MV)등을 가변 길이 디코딩하여 출력하는 VLD부와, 상기 VLD부에 PIPS 신호가 입력되면 메인 비트스트림의 파라미터 및 컨스레인을 저장하는 PCB부와, 상기 VLD부에서 디코딩된 DCT 계수를 역스캔하는 역스캔부와, 상기 역스캔부에서 역스캔된 DCT 계수들을 역양자화하는 역양자화부와, 상기 역양자화부에서 역양자화된 값을 역 이산 코사인 변환을 수행하여 공간적인 화소 값들로 출력하는 IDCT부와, 기준 프레임들을 저장하는 프레임 메모리부와, 상기 VLD부에서 출력된 움직임 벡터들(MV)을 이용하여 상기 프레임 메모리부에서 화소값을 읽어서 움직임을 보상하는 움직임 보상부와, 상기 움직임 보상부에서 보상된 값을 디스플레이하는 디스플레이 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 방송 수신 장치를 나타낸 구성 블록도이다.
도 3에서와 같이, 복수개의 방송 프로그램중(P1, P2, …,Pn) 현재 셀렉트된 방송국의 프로그램 및 외부의 프로그램 셀렉트 신호(PSS : Program Select Signal)를 입력으로 하여 PIP(Picture In Picture)로 디스플레이(Display)될 서브(Sub) 프로그램을 추가로 셀렉트하는 프로그램 셀렉트부(100)와, 상기 프로그램 셀렉트부(100)에서 셀렉트된 방송 프로그램의 압축된 비트스트림을 입력으로 받아 비디오 비트스트림(Video Bitstream)과 오디오 비트스트림(Audio Bitstream)을 출력하는 디멀티플렉서(DMUX)부(200)와, 상기 디멀티플렉서부(200)의 비디오 비트스트림을 받아 비디오 신호를 출력하는 비디오 디코더부(300)와, 상기 디멀티플렉서부(200)의 오디오 비트스트림을 받아 오디오 신호를 출력하는 오디오 디코더부(400)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 PIP 기능을 지원하기 위해 오디오 디코더부(300)에 추가되는 블록은 필요하지 않다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 방송 수신 장치에서 프로그램 셀렉트부(100)는 프로그램 셀렉트 신호(PSS)에 의해 PIP로 디스플레이될 서브 프로그램을 셀렉트한다.
이어, 상기 프로그램 셀렉트부(100)에서 셀렉트된 방송 프로그램의 압축된 비트스트림은 디멀티플렉서부(200)를 통하여 오디오 비트스트림과 비디오 비트스트림으로 나누어진다.
한편, 본 발명에서는 PIP를 위해 오디오 데이터는 필요없기 때문에 버리고 비디오 비트스트림은 비디오 디코더부(300)로 보내진다.
도 4는 본 발명에 의한 비디오 디코딩 장치를 나타난 구성 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 압축되어 전송된 비디오 메인 비트스트림(Video Main Bitstream) 또는 서브 비트스트림(Sub Bitstream)에서 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수와 움직임 벡터(MV)등을 가변 길이 디코딩하여 출력하는 VLD(Variable Length Decoding)부(31)와, 상기 VLD부(31)에 PIPS(Picture In Picture Select) 신호가 입력되면 비디오 메인 비트스트림의 파라미터 및 컨스레인을 저장하는 PCB(Parameters Constrains Buffer)부(32)와, 상기 VLD부(31)에서 디코딩된 DCT 계수를 역스캔하는 역스캔(Inverse Scan)부(33)와, 상기 역스캔부(33)에서 역스캔된 DCT 계수들을 역양자화하는 역양자화부(34)와, 상기 역양자화부(34)에서 역양자화된 값을 역 이산 코사인 변환을 수행하여 공간적인 화소 값들로 출력하는 IDCT(Inverse DCT)부(35)와, 기준 프레임(Frame) 및 필드(Field)들을 저장하는 프레임 메모리부(36), 상기 VLD부(31)에서 출력된 움직임 벡터들(MV)을 이용하여 상기 프레임 메모리부(36)에서 화소값을 읽어서 움직임을 보상하는 움직임 보상부(37)와, 상기 움직임 보상부(37)에서 보상된 값을 디스플레이하는 디스플레이 제어부(38)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 비디오 디코딩 장치는 PIPS가 액티브(Active)되면 현재 VLD부(31)에서 디코딩하는 메인 비트스트림의 파라메타(Parameters)와 컨스트레인(Constrains)을 PCB부(32)에 저장한다. 그리고 서브 비트스트림 디코딩을 시작한다.
한편, 상기 서브 비트스트림의 화질과 화면크기는 메인 비트스트림보다 작고 화질이 높을 필요는 없다.
그리고 PIP로 디스플레이되는 픽처는 I 픽처만 원래의 픽처 사이즈에 관계없이 작은 크기로 화면의 하단에 디스플레이 되도록 한다.
보통 I 픽처는 15프레임마다 1프레임씩 날아오기 때문에 I 픽처들로도 충분히 PIP기능을 지원할 수 있다.
PIP 픽처와 메인 디스플레이 픽처의 화면 변경은 1/15(또는 1/60)초의 디스플레이후에 선택된 화면으로 전환하도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 비디오 디코딩 장치에서, VLD부(31)에 픽처 인 픽처 셀렉트 신호(PIPS : Picture In Picture Select)가 입력되면 메인 비트스트림을 PCB부(32)에 저장한 후, 서브 비트스트림의 DCT 계수와 움직임 벡터 등을가변 길이 디코딩하여 출력한다.
그리고, 역스캔부(33)는 상기 VLD부(31)에서 디코딩된 DCT 계수들을 역스캔한 후 역양자화부(34)를 통해 역양자화를 수행하여 IDCT부(35)로 출력한다.
상기 IDCT부(35)는 역양자화된 값을 역 이산 코사인 변환을 수행하여 공간적 화소값들로 변환한 후 움직임 보상부(37)로 출력한다.
상기 움직임 보상부(37)는 상기 VLD부(31)에서 출력되는 움직임 벡터들(MV)과 프레임 모드에 따라서 프레임 메모리부(36)에서 화소값을 읽어서 움직임 보상을 수행한 디스플레이 제어부(38)를 통해 디스플레이한다.
한편, 상기 PIPS가 VLD부(31)에 입력되지 않으면 메인 비트스트림이 서브 비트스트림과 같은 동작을 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 방송 수신 장치 및 비디오 디코딩 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
즉, I 픽처만을 디코딩하므로 P, B 픽처 디코딩시 처럼 움직임 보상 과정이 필요 없다. 이런 이유로 기존 비디오 비트스트림의 디코딩에 큰 로드 없이 PIP용 비트스트림을 디코딩할 수 있다.

Claims (3)

  1. 복수개의 방송 프로그램중 현재 셀렉트된 방송국의 프로그램 및 외부의 프로그램 셀렉트 신호를 입력으로 하여 PIP로 디스플레이될 서브 프로그램을 추가로 셀렉트하는 프로그램 셀렉트부와,
    상기 프로그램 셀렉트부에서 셀렉트된 프로그램을 입력으로 받아 비디오 비트스트림과 오디오 비트스트림을 출력하는 디멀티플렉서부와,
    상기 디멀티플렉서부의 비디오 비트스트림을 받아 비디오 신호를 출력하는 비디오 디코더부와,
    상기 디멀티플렉서부의 오디오 비트스트림을 받아 오디오 신호를 출력하는 오디오 디코더부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 방송 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 서브 비트스트림의 화질과 화면크기는 메인 비트스트림보다 작은 것을 특징으로 하는 방송 수신 장치.
  3. 압축되어 전송된 비디오 메인 비트스트림 또는 서브 비트스트림에서 DCT 계수와 움직임 벡터(MV)등을 가변 길이 디코딩하여 출력하는 VLD부와,
    상기 VLD부에 PIPS 신호가 입력되면 메인 비트스트림의 파라미터 및 컨스레인을 저장하는 PCB부와,
    상기 VLD부에서 디코딩된 DCT 계수를 역스캔하는 역스캔부와,
    상기 역스캔부에서 역스캔된 DCT 계수들을 역양자화하는 역양자화부와,
    상기 역양자화부에서 역양자화된 값을 역 이산 코사인 변환을 수행하여 공간적인 화소 값들로 출력하는 IDCT부와,
    기준 프레임들을 저장하는 프레임 메모리부와,
    상기 VLD부에서 출력된 움직임 벡터들(MV)을 이용하여 상기 프레임 메모리부에서 화소값을 읽어서 움직임을 보상하는 움직임 보상부와,
    상기 움직임 보상부에서 보상된 값을 디스플레이하는 디스플레이 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 비디오 디코딩 장치.
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