KR100333829B1

KR100333829B1 - 특정 픽쳐타입 엠펙 비디오 데이터에 대한 선택 디코딩이가능한 비디오 디코더 및 방법

Info

Publication number: KR100333829B1
Application number: KR1019990036613A
Authority: KR
Inventors: 유필호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2002-04-25
Also published as: KR20010019935A

Abstract

본 발명은 비디오 디코더에 관한 것으로, 외부로부터 인가되는 픽쳐선택신호에 따라 보통재생모드시에는 입력되는 엠펙(MPEG) 비디오 데이터를 픽쳐타입에 관계없이 모두 디코딩하여 출력시키며, 고속탐색모드시에는 입력되는 엠펙 비디오 데이터중 특정 픽쳐타입만을 선택하여 디코딩 출력시키는 가변장복호화부와, 상기 가변장복호화부로부터 출력되는 비디오 데이터의 이산여현변환계수들을 역스캔시키는 역스캔부와, 상기 역스캔된 비디오 데이터의 이상여현변환계수들을 역양자화하는 역양자화부와, 상기 역양자화된 비디오 데이터의 이상여현변환계수들을 역이산여현변환시켜 출력하는 역이산여현변환부를 적어도 구비하여 엠펙 비디오 데이터중 특정 픽쳐타입에 대한 선택 디코딩이 가능하도록 구현한 비디오 디코더 및 방법을 제공함을 특징으로 한다.

Description

특정 픽쳐타입 엠펙 비디오 데이터에 대한 선택 디코딩이 가능한 비디오 디코더 및 방법{DECORDER AND METHOD FOR SELECTIVLY DECORDING SPECIFIC PICTURE TYPE VIDEO SIGNAL}

본 발명은 비디오 디코더에 관한 것으로, 특히 고속 탐색시 엠펙(Moving Picture Experts Group: 이하 'MPEG'라 칭함) 비디오 데이터중 특정형태의 픽쳐타입만을 선택 디코딩할 수 있는 비디오 디코더 및 방법에 관한 것이다.

최근 디지탈통신기술의 눈부신 신장과 고집적 반도체(VLSI), 그리고 신호처리(DSP)기술의 접목에 따라 종래에는 이질적이고 독립적으로 생성, 처리되어 오던 비디오 데이터, 오디오 데이터 및 기타 데이터들이 정보소스나 매체등의 구별없이 매우 다양한 형태로 처리, 이용될 수 있게 되었다. 이와 같은 환경에서 서로 다른 기기간의 원활한 정보전송 및 공유를 위한 디지털 데이터의 국제적 전송규격 표준화의 필요성이 대두되었고, 이러한 필요성에 따라 정지화상의 전송을 위한 제이펙(Joint Picture Experts Group) 및 동화상의 전송을 위한 MPEG 등이 표준화되었다.

상기 MPEG 표준화에 따르면 디지탈 비디오 데이터와 오디오 데이터를 압축한 후 다중화하여 전송하는 방법 및 압축되어 전송된 비디오 데이터와 오디오 데이터를 디코딩하는 방법 등이 규정되어 있다. 이 규정된 내용에 따르면 디지털 데이터는 이산여현변환(Discrete Cosine Transform), 양자화(Quantization), 스캔(Scan)을 거친 후 최종적으로 가변장부호화(Variable Length Coding)에 의해 더욱 압축된다. 이렇게 압축되어 전송된 데이터는 다시 가변장복호화(Variable Length Decoding), 역양자화, 역이산여현변환 등의 과정을 거친 후 복원된다.

도 1은 상기와 같이 MPEG 처리되어 입력되는 MPEG 데이터를 디코딩하는 MPEG 디코더 장치의 개략적인 블록 구성도를 도시한 것이다. 통상적으로 MPEG 데이터는 TS(Transport Stream)와 PES(Packetized Elementary Stream) 그리고 ES(ELementary Stream)와 같은 계층적 구조의 데이터 스트림으로 구성되는데, 상기 ES는 비디오 또는 오디오 등이 부호화되어 압축된 스트림이고, PES는 각 ES들을 패킷화하여 서로 섞여도 분리될 수 있게 한 스트림이며, TS는 비디오 PES들 또는 오디오 PES들을 188바이트 단위의 패킷으로 섞은 스트림이다. 또한 PS는 비디오 PES들 또는 오디오 PES들을 일정하지 않은 길이의 패킷으로 섞은 스트림이다. MPEG 인코더와 MPEG 디코더간에는 PS(Program Stream) 또는 TS형태로 스트림이 송/수신되는 것이 일반적이다. 이때 상기 PS는 상대적으로 에러가 없는 환경에서 사용되는 것을 위하여 설계되어 멀티미디어 응용에서 소프트웨어로 처리하는 경우 등과 같은 응용에 적합하며, TS는 패킷들을 잃어버리기 쉽거나 노이즈가 있는 매체에서의 저장 또는 전송과 같은 에러가 있는 환경에서 사용되는 것을 위하여 설계된다.

이제 상기 도 1을 참조하면, MPEG 디코더 장치(100)는 통상적으로 상기 도 1에서와 같이 TS 디코더(102)와 비디오 디코더(104), 그리고 오디오 디코더(106)로 구성된다. TS 디코더(102)는 디지털 TV 수신기 또는 VCR 등으로부터 입력되는 TS를 디코딩하여 비디오 PES들은 비디오 디코더(104)로, 오디오 PES들은 오디오 디코더(106)로 보낸다. 그러면 비디오 디코더(104)는 상기 비디오 PES들을 디코딩하여 복원하며, 오디오 디코더(106)는 상기 오디오 PES들을 디코딩하여 복원한다.

도 2는 상기 도 1의 비디오 디코더(104)의 상세 블록 구성을 도시한 것으로, 상기 도 2를 참조하면, 비디오 디코더(104)는 가변장복호화부(Variable Length Decorder: VLD)(200), 역스캔부(Inverse Scan)(202), 역양자화부(Inverse Quantizer)(204), 역이산여현변환부(Inverse Discrete Cosine Transform: IDCT)(206), 움직임보상부(Motion Compensation)(208), 프레임 메모리(Frame Memory)(210)로 구성된다. VLD(200)는 입력되는 MPEG 비디오 데이터의 비트 스트림을 원래의 고정된 길이의 부호로 복원하는 동작을 수행한다. 역스캔부(202)는 전송시 이산여현변환 및 양자화과정을 거친 후, 지그재그 스캔(Zigzag Scan) 또는 얼터너티브 스캔(Alternative Scan)을 통해 1차원 배열된 DCT계수들을 원래 순서대로 재배열한다. 역양자화부(204)는 양자화변환된 DCT계수들을 원래의 값으로 복원한다. 역이산여현변환부(206)는 역양자화를 통해 복원된 DCT계수들을 역이산여현변환을 통해 원래의 화면으로 복원한다. 움직임 보상부(Motion Compensation)(208)는 역이산여현변환부(206)를 통해 복원된 원래화면을 움직임 보상하여 최종출력시킨다. 프레임 메모리(210)는 상기 움직임 보상부로부터 출력된 화면을 일시 저장하는데 이는 다른 화면들의 복원에 이용된다.

그런데 상기한 바와 같은 MPEG 비디오 디코더는 I(Intra),B(Bidirectionally Predictive),P(Predictive)픽쳐의 GOP(Group Of Pictures)구조로 구성되어 입력되는 MPEG 비디오 데이터 스트림을 단순히 재생하는 역할만을 수행하기 때문에 고속탐색을 수행하기 위해서는 외부에서 미리 특정형태의 픽쳐타입만을 선별해서 상기 MPEG 비디오 디코더(104)로 인가시키는 별도의 회로가 구비되어야 하였던 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래 MPEG 비디오 디코더는 I,B,P픽쳐의 GOP구조로 구성되어 입력되는 MPEG 비디오 데이터 스트림을 단순히 재생하는 역할만을 수행하기 때문에 고속탐색을 수행하기 위해서는 외부에서 미리 특정형태의 픽쳐타입만을 선별해서 상기 MPEG 디코더로 인가시키는 별도의 회로가 구비되어야 하였던 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 MPEG 비디오 데이터중 특정형태의 픽쳐타입만을 선택 디코딩할 수 있는 비디오 디코더 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 MPEG 디코더 장치의 블록 구성도,

도 2는 상기 도 1의 MPEG 디코더 장치내 비디오 디코더의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 디코더의 블록 구성도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 픽쳐타입만을 선택 디코딩 가능하도록 하는 동작 제어흐름도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 MPEG 비디오 데이터의 GOP 구성 일예도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비디오 디코더에 있어서, 외부로부터 인가되는 픽쳐선택신호에 따라 보통재생모드시에는 입력되는 MPEG 비디오 데이터를 픽쳐타입에 관계없이 모두 디코딩하여 출력시키며, 고속탐색모드시에는 입력되는 MPEG 비디오 데이터중 특정 픽쳐타입만을 선택하여 디코딩 출력시키는 VLD와, 상기 VLD로부터 출력되는 비디오 데이터의 DCT계수들을 역스캔시키는 역스캔부와, 상기 역스캔된 비디오 데이터의 DCT계수들을 역양자화하는 역양자화부와, 상기 역양자화된 비디오 데이터의 DCT계수들을 IDCT시켜 출력하는 역이산여현변환부를 적어도 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 특정형태의 픽쳐타입만을 선별하여 디코딩수행할 수 있도록 구현된 비디오 디코더의 상세 블록 구성을 도시한 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 디코더(302)의 VLD(300)는 전술한 바와 같이 비디오 디코더(104)에서 고속탐색을 위해 특정 형태의 픽쳐타입만을 디코딩 출력시키는 경우 외부에서 미리 그 특정 형태의 픽쳐타입만을 선별하는 즉, 비디오 ES에 포함되어 있는 각 픽쳐마다의 픽쳐관련 정보들을 추출하여 비디오 디코더(104)로 입력시키는 별도의 회로가 필요하였던 종래와는 달리, 외부로부터 인가되는 픽쳐선택신호에 따라 TS디코더(102)를 통해 입력되는 비디오 데이터 스트림으로부터 각 픽쳐의 픽쳐 형태를 디코딩하여 상기 픽쳐선택신호에 해당하는 픽쳐타입만을 디코딩하여 출력시키고, 나머지 픽쳐타입들은 디코딩하지 않고 버리게 된다. 즉, 상기 픽쳐관련 정보의 추출은 VLD(300)의 처리과정에서도 수행되는 동작이므로 본 발명의 실시 예에서와 같이 VLD(300)자체에서 특정 형태의 픽쳐타입만을 선택하도록 하는 것이 픽쳐관련 정보 추출 동작의 중복 수행을 방지하여 훨씬 효율적이 된다.

이하 본 발명의 실시 예에 따른 상기 VLD(300)의 동작을 좀더 상세히 설명하기로 한다. 먼저 상기 MPEG 비디오 데이터 스트림(PES)은 통상적으로 NTSC MPEG 데이터의 경우 도 5에 도시된 바와 같이 1초당 2프레임의 I픽쳐, 8프레임의 P픽쳐, 20프레임의 B픽쳐로 구성된다. 이때 예를 들어 픽쳐선택신호 "1"은 고속탐색을 위해 I픽쳐만을 디코딩하여 디스플레이하는 고속탐색모드 제어신호로, 픽쳐선택신호 "0"은 통상적으로 I,B,P픽쳐를 모두 디코딩하여 디스플레이하는 보통재생모드 제어신호로 설정되었다면, VLD(300)는 상기 픽쳐선택신호 "1"이 인가되는 경우에는 입력되는 비디오 데이터 스트림중 I픽쳐만을 디코딩하여 출력시키고, 나머지 B,P픽쳐들은 디코딩하지 않고 버리게 된다. 이와 달리 상기 픽쳐선택신호 "0"이 인가되는 경우에는 입력되는 비디오 데이터 스트림중 통상적인 경우와 마찬가지로 I,B,P픽쳐를 모두 디코딩하여 출력시키게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비디오 디코더(302)내 VLD(300)에서 특정형태의 픽쳐타입만이 선별되어 출력되도록 하기 위한 동작 제어 흐름도를 도시한 것이다. 이하 상기 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 설명의 편의상 VLD(300)로 입력되는 MPEG 비디오 데이터는 저장매체에 MPEG 규격으로 압축 저장된 비디오 데이터 스트림이 VCR 등과 같은 영상재생장치를 통해 저장매체로부터 독출되어 입력되는 데이터임을 가정한다.

먼저 보통재생모드에서 사용자로부터의 재생요구에 따라 MPEG 규격으로 압축된 비디오 데이터 스트림이 저장매체로부터 독출되어 인가되는 경우 VLD(300)는 (400)단계에서 비디오 신호가 입력됨을 인식하고 (402)단계로 진행해서 픽쳐선택신호의 논리 레벨을 검사하여 현재 재생모드가 보통재생모드인지 고속탐색모드인지 여부를 검사한다.

이때 사용자는 상기와 같이 저장매체에 저장된 MPEG 비디오 데이터를 보통재생모드로 재생하여 시청하는 도중에 고속탐색을 필요로 하는 경우 키조작 등을 통해서 고속탐색모드를 설정하게 된다. 상기 고속탐색모드라 함은 I,B,P픽쳐를 모두 디코딩하여 출력시키는 보통재생모드와는 달리 상기 I,B,P픽쳐중 특정 픽쳐타입만을 선택하여 재생시키는 모드를 의미하는 것으로, 상기 I,B,P픽쳐중 특정 형태의 픽쳐타입만을 선택 재생시키기 때문에 그만큼 고속재생이 가능하며, 또한 고속탐색이 가능하게 된다. 이때 상기와 같이 사용자에 의해 고속탐색모드의 설정을 위한 명령이 있는 경우 이에 대한 픽쳐선택신호가 발생되어 VLD(300)로 인가되는데, 상기 픽쳐선택신호는 예를 들면 사용자로부터의 모드 설정 명령에 응답한 마이컴(도시하지 않았음)으로부터 VLD(300)로 인가되는 제어신호로써 상기 VLD(300)가 현재 동작모드에 맞게 동작할 수 있도록 한다.

그러면 VLD(300)는 (402)단계에서 상기 픽쳐선택신호의 논리상태에 따라 현재 설정모드를 인식하게 되는데, 이때 사용자에 의해 논리 하이(High) 즉, "1"상태인 픽쳐선택신호는 고속탐색을 위해 I픽쳐만을 디코딩하여 디스플레이하는 고속탐색모드 제어신호로, 또한 논리 로우(Low) 즉, "0"상태인 픽쳐선택신호는 통상적으로 I,B,P픽쳐를 모두 디코딩하여 디스플레이하는 보통재생모드 제어신호로 미리 설정되어 있다면 VLD(300)는 상기 (402)단계에서 상기 픽쳐선택신호의 논리 레벨이 "0"상태인 경우에는 상기 (404)단계로 진행하여 통상적인 경우와 마찬가지로 상기 도 5에서와 같이 입력되는 I,B,P픽쳐를 모두 디코딩하여 출력시킨다. 따라서 상기 VLD(300)로부터 디코딩된 각 픽쳐는 역양자화, 역이산여현변환 등의 과정을 거친 후 움직임보상되어 화면상에 디스플레이된다.

이와 달리 상기 픽쳐선택신호의 논리 레벨이 "1"상태인 경우 VLD(300)는 현재 동작모드가 고속탐색모드임을 인식하고, (406)단계로 진행해서 입력되는 비디오 신호의 픽쳐타입을 검사하여 상기 도 5에 도시된 바와 같이 입력되는 픽쳐타입들중 I픽쳐타입의 비디오 신호가 입력되는 경우에는 상기 (404)단계로 진행해서 디코딩하여 재생시키고, 이와 달리 B,P픽쳐타입의 비디오 신호가 입력되는 경우에는 (408)단계로 진행하여 디코딩하지 않고 버림으로써 비디오 데이터 스트림을 고속으로 재생시키게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 비디오 디코더에서 고속탐색시 특정 형태의 픽쳐타입을 선별하는 별도의 회로를 구비하지 않고도 원하는 특정 형태의 픽쳐타입만을 선택 출력할 수 있게 되는 이점이 있다.

Claims

비디오 디코더에 있어서,

외부로부터 인가되는 픽쳐선택신호에 따라 보통재생모드시에는 입력되는 엠펙(MPEG) 비디오 데이터를 픽쳐타입에 관계없이 모두 디코딩하여 출력시키며, 고속탐색모드시에는 입력되는 엠펙 비디오 데이터중 특정 픽쳐타입만을 선택하여 디코딩 출력시키는 가변장복호화부와,

상기 가변장복호화부로부터 출력되는 비디오 데이터의 이산여현변환계수들을 역스캔시키는 역스캔부와,

상기 역스캔된 비디오 데이터의 이상여현변환계수들을 역양자화하는 역양자화부와,

상기 역양자화된 비디오 데이터의 이상여현변환계수들을 역이산여현변환시켜 출력하는 역이산여현변환부를 적어도 구비함을 특징으로 하는 엠펙 비디오 데이터중 특정 픽쳐타입에 대한 선택 디코딩이 가능한 비디오 디코더.
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