KR100390597B1 - 데이타 코딩/디코딩 방법 및 장치와 코드화된 데이타 기록매체 - Google Patents

데이타 코딩/디코딩 방법 및 장치와 코드화된 데이타 기록매체 Download PDF

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Abstract

화상 데이타(예를 들면, 비디오 데이타)를 수신하고, 하나의 I-화상과 2개의 연속하는 P-화상을 제공하기 위해 프레임내 코딩(intra-frame coding) 및/또는 예측 코딩을 이용해 화상 데이타를 코드화하고, I-화상과 연관된 2개의 P-화상의 위치를 나타내는 위치 정보를 발생하고, 또한 I-화상, 2개의 P-화상, 및 위치 정보를 기록 매체상에 기록하도록 동작하는 코드화된 화상 데이타를 기록 매체상에 기록하는 장치 및 방법이 제공된다. 상기 위치 정보를 이용해 데이타를 선택적으로 판독함으로써 코드화된 화상 데이타가 특별 재생 모드에서 기록 매체로부터 재생된다.

Description

데이타 코딩/디코딩 방법 및 장치와 코드화된 데이타 기록 매체{Data coding/decoding method and apparatus and coded data recording medium}
본 발명은 특별 재생을 위해 비디오 및 오디오 데이타를 코드화할 수 있는 데이타 코딩 방법 및 장치와, 광 디스크, 자기 디스크 등으로부터 기록된 비디오 및 오디오 데이타를 판독하고 판독된 데이타를 특별 모드로 재생하는 데이타 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 또한 코드화된 데이타가 특별 모드(special mode)에서 재생될 수 있도록 하는 방법으로 기록되는 기록 매체에 관한 것이다.
디지탈 비디오 디스크(이후, DVD라 칭한다.) 시스템에서 디스크 상에 기록될 디지탈 화상 신호 등은 MPEG(Motion Picture coding Experts Group)을 이용해 압축되고 코드화된다.
도 14A는 MPEG 시스템에서 사용되는 프레임간(inter-frame) 예측 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 이 예에서, 한 GOP(Group of Picture)는 예를 들면, I-화상(프레임내(intra-frame) 인코드된 화상) 한 프레임, P-화상(전방 프레임간 예측 인코드된 화상) 4 프레임, 및 B-화상(전방 및 후방 양방향 예측 인코드된 화상)으로 구성되는 나머지 10 프레임을 포함하는 15개의 프레임으로 구성된다.
I-화상은, 한 프레임이 데이타 압축된 프레임내 코드화된 화상이고, P-화상은, 이미 코드화된 시간적으로 선행하는 프레임(I-화상이나 P-화상)을 참조하여 프레임이 압축 인코드된 프레임간 전방 예측(inter-frame forward predictive) 코드화된 화상이고, 또한 B-화상은 프레임이 시간적으로 선행 및 후속하는 프레임을 참조하여 압축 인코드된 양방향성의 예측 코딩 화상이다.
특히, 도면에서 화살표로 도시된 바와 같이, I-화상(I0)은 임의의 다른 프레임을 참조하지 않고 스스로 처리되는 내부 프레임에 의해 코드화되고, P-화상(P0)은 I-화상(I0)을 참조하여 프레임간 예측에 의해 코드화되고, 또한 P-화상(P1)은 P-화상(P0)을 참조하여 프레임간 예측에 의해 코드화된다. 또한, B-화상(B0및 B1)은 I-화상(I0)과 P-화상(P0) 모두를 참조하여 프레임간 예측에 의해 코드화되고, B-화상(B2및 B3)은 P-화상(P0)과 P-화상(P1) 모두를 참조하여 프레임간 예측에 의해 코드화된다. 마찬가지로, 후속 화상들은 화살표로 표시된 방법에서 이러한 예측에 의해 코드화된다.
언급된 예측 코드화된 화상의 디코딩시, I-화상은 임의의 다른 프레임을 참조하여 코드화되지 않기 때문에 단독으로 디코드된다. 그러나, P-화상은 시간적으로 선행하는 I-화상이나 P-화상을 참조하여 예측 코드화되기 때문에 소정의 P-화상을 디코드하기 위해서는 선행하는 I-화상이나 선행하는 P-화상이 요구된다. 유사하게, B-화상이 시간적으로 선행 및 후속하는 I-화상이나 P-화상을 참조하여 코드화되기 때문에 소정의 B-화상을 디코드하기 위해서는 선행 및 후속하는 I-화상이나 P-화상이 요구된다.
이러한 이유로, 적절한 디코딩을 제공하기 위해, 기록 매체상에서 화상의 위치는 디코딩이 요구되는 화상이 먼저 디코드되도록 도 14A에서 도 14B 에 도시된 위치로 변한다.
도면에 도시된 바와 같이, 이러한 위치 변화는 B-화상(B-1및 B-2)을 디코딩하기 위해 I-화상(I0)이 요구되므로 I-화상(I0)이 B-화상(B-1및 B-2)에 선행하도록 이루어지고, 또한 P-화상(P0)의 위치는 B-화상(B0및 B1)에 선행하도록 변하는데, 이는 B-화상(B0및 B1)의 디코딩이 I-화상(I0)과 P-화상(P0)을 요구하기 때문이다. 유사하게, 다른 화상들도 위치가 변경되는데, 즉, B-화상(B2및 B3)을 디코딩하기 위해 P-화상(P0및 P1)이 요구되므로 P-화상(P1)은 B-화상(B2및 B3)에 선행하고, 또한 B-화상(B4및 B5)의 디코딩은 P-화상(P1및 P2)을 요구하므로 P-화상(P2)은 B-화상(B4및 B5)에 선행하도록 위치적으로 변한다. 같은 방법으로, P-화상(P3)이 B-화상(B6및 B7)에 선행하도록 위치 변화가 이루어진다.
도 14B의 순서로 배열된 I-화상, P-화상, 및 B-화상과, 오디오 데이타 및 서브타이틀(캡션(captions)) 데이타를 포함하는 다른 데이타로 구성된 비디오 데이타는 패킷화(다중화)되어 디스크와 같은 기록 매체상에 기록되거나 전송 채널을 통해 전송된다. 화상 데이타의 각 프레임의 코드량은 화상간에 고정되지 않고, 각 화상의 복잡성 또는 평이성(flatness)에 의존한다. 전형적으로, I-화상은 B-화상보다 더 많은 데이타로 나타나는 P-화상보다 더 많은 데이타로 나타난다.
도 15A 내지 도 15C는 데이타가 패킷화되는 방법의 예를 도시한다. 이 도면에서, 도 15A는 패킷화한 후 다중화된 MPEG2 시스템 스트림을 나타내고, 도 15B는 다중화된 스트림에서 비디오 패킷의 내용을 나타내고, 또한 도 15C는 비디오 층의 MPEG2 비디오 스트림을 나타낸다.
도 15C의 비디오 층을 구성하는 각 화상 데이타 V, V+1, V+2, ... 등에서, 화상 헤더(header) 정보와 화상 코딩 확장 정보는 선두 위치에 첨부된다. 도시된 예에서, D1으로 식별된 위치에서 비디오 층의 D3으로 식별된 위치까지의 비디오 스트림은 그 선두 위치에 패킷 헤더가 첨부된 하나의 비디오 패킷을 형성하고, 위치 D3에서 비디오 층의 D5로 식별된 위치까지의 비디오 스트림은 그 선두 위치에 패킷 헤더가 첨부된 또 다른 비디오 패킷을 형성한다.
이와 같이 패킷화된 비디오 패킷은, 오디오 패킷 및 서브타이틀 패킷과 함께 다중화되어 그에 의해 도 15A에 도시된 MPEG2 시스템 스트림을 형성한다.
도 16은 화상 헤더의 내용을 도시하고, 도 17은 화상 코딩 확장의 내용을 도시한다.
화상 헤더에는 고유 picture_start_code, temporal_reference(TR)(화상마다 주어지는 시계열 일련 번호), 및 picture_coding_type(I-, P-, 또는 B-화상)과 같은 정보의 항목이 있다.
화상 코딩 확장에는 고유 extension_start code, 고유 extension_start_code_identifier, picture structure, top_field_first, progressive_frame 등과 같은 정보의 항목이 있다.
화상 데이타에 대해, 두가지의 데이타 구조, 즉 하나의 화상이 한 프레임으로 구성된 프레임 구조와 하나의 화상이 두 필드(field)로 구성된 필드 구조가 공존할 수 있다. 화상 데이타가 화상당 한 프레임인 프레임 구조이거나 또는 화상당 두 필드인 필드 구조인지 여부는 다음의 세가지 정보 항목, 즉 (1) GOP 헤더의 존재유무, (2) 화상 헤더에서의 temporal_reference(TR), 및 3) 화상 코딩 확장에서의 picture_structure로부터 식별될 수 있다.
도 18은 느린 화상 재생, 빠른 재생, 역 재생 등과 같은 데이타의 특별 재생을 실행하도록 적합화되는데 데이타 디코딩 장치의 예를 설명하는 블럭도이다. 광 디스크(1)는 소정의 회전 속도로 스핀들 모터(도시되지 않음)에 의해 회전가능하고, 레이저 빔은 픽업(pickup)(2)에서부터 광 디스크(1)상의 트랙에 투사되어 트랙상에 기록된 MPEG 압축 디지탈 데이타가 판독된다. 디지탈 데이타는 8대 14 변조(EFM)를 복조하는 복조화 회로(3)에 의해 처리되어 섹터 검출 회로(4)에 공급된다. 픽업(2)의 출력은 또한 위상 동기 루프(PLL) 회로(9)에 공급되고, 여기서 클럭 신호는 재생되어 복조 회로(3)와 섹터 검출 회로(4)에 공급된다.
디스크(1)상에 기록된 디지탈 데이타는 각 섹터의 시작부에 첨부된 섹터 헤더(sector header)및 섹터 싱크(sector sync)와 함께 고정된 길이의 섹터 단위로 기록된 다중화 스트림을 포함한다. 섹터 검출 회로(4)는 섹터 싱크로부터는 각 섹터를, 그리고 섹터 헤더로부터는 섹터 어드레스를 검출하고, 이 정보는 제어 회로(6)에 공급된다.
복조된 디지탈 데이타는 섹터 검출 회로(4)를 통해 에러 검출 및 정정을 실행하는 ECC(에러 정정) 회로(33)에 공급된다. ECC 회로(33)는 제어 회로(6)의 제어하에서 기록되도록 링 버퍼(ring buffer)(5)에 에러 정정된 데이타를 공급한다.
ECC 회로(33)의 출력은 또한 스트림 검출기(50)에 공급되어, 특별 재생 모드에서 디스크(1)로부터 판독된 데이타 스트림 화상 헤더로부터 화상 종류를 결정하고 제어 회로(6)에 화상 종류 정보를 공급한다. 이 정보에 응답하여 제어 회로(6)는 특별 재생 모드에서 I-화상의 데이타와 연속되는 2개의 P-화상의 데이타가 링 버퍼(5)에 기록되는 방법으로 제어 동작을 실행한다.
촛점 제어 회로(도시되지 않음)와 트래킹 서보(tracking servo) 회로(8)는 각각 픽업(2)에 의해 판독된 정보로부터 얻어진 촛점 에러 신호 및 트래킹 에러 신호에 응답하여 시스템 제어기(도시되지 않음)의 제어하에서 픽업(2)의 촛점 및 트래킹을 제어한다.
섹터 검출 회로(4)에 의해 검출된 각 섹터의 섹터 어드레스에 따라, 제어 회로(6)는 대응하는 섹터를 링 버퍼(5)에 기록하기 위한 기록 어드레스를 기록 포인터(WP)에 의해 지정한다. 또한, 비디오 코드 버퍼(10)(도 18B)로부터 얻어진 코드 요청 신호에 따라, 제어 회로(16)는 링 버퍼(5)에 기록된 데이타의 판독 어드레스를 판독 포인터(RP)에 의해 지정한다. 제어 회로(6)는 판독 포인터(RP)의 위치로부터 데이타를 판독하고 판독된 데이타를 디멀티플렉서(32)에 공급한다.
디스크(1)상에 기록된 코드화된 데이타는 다중화된 비디오, 오디오, 및 서브타이틀 데이타를 포함하므로, 디멀티플렉서(32)는 링 버퍼(5)로부터 판독된 데이타를 비디오 데이타, 오디오 데이타, 및 서브타이틀 데이타로 분리시키고, 각 데이타를 비디오 디코더(20)(도 18B), 오디오 디코더(도시되지 않음), 및 서브타이틀 디코더(도시되지 않음)에 공급한다. 비디오 디코더(20)는 비디오 코드 버퍼(10)에 비디오 데이타를 저장한다.
그 후, 비디오 코드 버퍼(10)에 저장된 데이타는 화상 헤더를 검출하는 화상 헤더 검출기(34)에 공급된다. 또한 검출된 화상 헤더 정보는 GOP에서 프레임 순서를 의미하는 시간 기준(TR)과 비디오 데이타의 화상 종류(I, P, 또는 B 화상)를 식별하는데 사용된다. 화상 데이타 선택 회로(35)는 특별 재생 모드에서 화상 검출기(34)로부터 공급된 화상 종류 정보에 의해 식별된 바에 따라 I-화상과 P-화상만을 선택하고, 선택된 화상 데이타를 역 VLC(variable length coding) 회로(11)에 공급한다. 정상적인 재생 모드에서, 화상 데이타 선택 회로(35)는 임의로 미리 선택하지 않고 모든 화상 데이타를 역 VLC 회로(11)에 전달하도록 제어된다.
역 VLC 회로(11)에 공급된 데이타는 역 VLC를 이용해 처리되어 역양자화기(12)에 공급된다. 코드 요청 신호는, 새로운 데이타가 비디오 코드 버퍼(10)에서 전달될 수 있도록 역 VLC 회로로부터 비디오 코드 버퍼(10)에 복귀된다.
또한, 역 VLC 회로(11)는 양자화 단계 크기를 역양자화기(12)에 출력하고, 모션 벡터 정보를 모션 보상기(15)에 출력한다. 양자화 단계 크기와 모션 벡터 정보에는 비디오 데이타가 포함된다. 역양자화기(12)는 지정된 양자화 단계 크기에 따라 입력 데이타를 역양자화하고, 역양자화된 데이타를 역 DCT(discrete cosine transform) 회로(13)에 출력한다. 역 DCT 회로(13)는 비디오 정보를 복구하도록 역 DCT를 이용해 역양자화된 데이타를 처리하고, 복구된 비디오 정보를 가산기(14)에 공급한다.
가산기(14)는 화상 종류(I, P, 또는 B)에 따라 역 DCT 회로(13)의 출력과 모션 보상기(15)의 출력을 더하고, 그 결과, 즉 모션 보상된 비디오 데이타를 프레임 메모리 뱅크(frame memory bank)(16)에 공급한다.
그 후, 프레임 메모리 뱅크(16)로부터 판독된 데이타는 원래 프레임 순서(스위치(16E)에 의해 도 14A에 도시된 바와 같이)로 재배열된다. 재배열된 데이타는 디스플레이 장치(18)상에 표시되도록 데이타를 아날로그 비디오 신호로 변환하는 디지탈 대 아날로그(D/A) 변환기(17)에 공급된다.
다시 도 18A를 참조하면, ECC 회로(33)의 출력은, 디스크(1)에서 판독된 스트림 데이타로부터 화상 데이타를 검출하고 화상 종류 정보를 제어 회로(6)에 공급하는 스트림 검출기(50)에 공급된다. 이 정보에 응답하여, 특별 재생 모드에서 제어 회로(6)는 I-화상과 연속하는 2개의 P-화상의 데이타를 링 버퍼(5)에 기록한다.
따라서, 각 GOP의 시작부에서 I- 및 2개의 P-화상에 대응하는 세 프레임은 고속으로 링 버퍼(5)에 기록되고, 이 데이타는 임의의 원하는 타이밍에 디코더(20)에 의해 디코드되어 얻어질 수 있어, 그에 의해 특별 재생 모드에서 효과적인 데이타의 디코딩이 가능해진다.
예를 들어, 역 재생이 도 14A에 도시된 원래 프레임 순서 중 P-화상(P3)에서 시작된다고 가정하자. 다음의 순서로 디코드된 화상이 디스플레이될 필요가 있다:
P3→ B7→ B6→ P2→ B5→ B4→ P1→ B3→
B2→ P0→ B1→ B0→ I0→ ...
그러나, 기술된 바와 같이 각 P-화상은 프레임간 예측에 의해 코드화되므로, 화상 I0, P0, P1, 및 P2는 P-화상(P3)을 디코딩하기 이전에 디코드될 필요가 있다. 유사하게, P-화상(P2및 P3)은 B-화상(B7)을 디코딩하기 앞서 디코드될 필요가 있다. 그러므로, 정상적인 재생과 같이 각 화상을 단순히 한번 디코딩함으로써 역 재생이 실행되고자 한다면, GOP를 구성하는 화상만큼의 많은 프레임이 저장될 수 있는 큰 용량의 프레임 메모리 뱅크(16)가 사용될 필요가 있다.
이러한 요구를 만족시키기 위해 프레임 메모리 뱅크(16)의 저장 용량은 정상적인 재생 모드에서 요구되는 것 이상으로 증가되어야 한다. 또한, 적절한 순서의 역재생으로 화상을 전달하기 위해 디코드된 데이타는 순차적으로 프레임 메모리 뱅크에 저장되어야 한다.
B-화상을 건너뛰고 단순히 I- 및 P-화상만으로 수행하기 위한 다른 기술의역재생이 채택될 수 있어도, 정상적인 재생에 대해 요구되는 것보다 더 많은 프레임을 저장할 필요성이 계속 존재한다.
이러한 이유로, 도 18의 데이타 디코딩 장치는 하나의 I-화상과 2개의 시간적으로 연속하는 P-화상을 저장하기 위해 정상적인 재생에서 사용되는 바와 같이 같은 프레임 메모리 뱅크를 이용해, 즉 도 18의 예에서의 3개의 메모리 소자를 이용해 역 재생을 실행하도록 동작한다. 이러한 목적으로 제공된 스트림 검출기(50)는 I-화상과 2개의 연속하는 P-화상을 링 버퍼(5)에 기록한다. 그러나, 이는 스트림 검출기(50)의 동작과 구성이 I-화상과 2개의 연속하는 P-화상을 보다 복잡하게 검출하게 한다.
도 15A는 패킷화된(다중화된) MPEG2 시스템 스트림을 도시한다. MPEG2 비디오 스트림의 패킷이 패킷화 처리 중에 도 15C에 도시된 바와 같이 위치 D3에 정의될 때, 화상 데이타(V+2)의 화상 코딩 확장과 화상 헤더는, 도 15B에 도시된 바와 같이 두 패킷에 걸쳐 퍼진다.
화상 헤더와 화상 코딩 확장이 두 비디오 패킷에 걸쳐 퍼질 때, 화상 정보의요구 항목을 얻기 위해 두 비디오 패킷을 검출할 필요가 있다. 또한, 도 15A에 도시된 바와 같이 검출 처리가 복잡하도록 두 비디오 패킷간에 또 다른 패킷(예를 들면, 오디오 패킷)이 존재할 수 있어, 그에 의해 스트림 검출기(50)의 구성과 동작이 복잡해진다.
MPEG2 기술에 따라, 한 화상이 한 프레임으로 구성되는 프레임 구조에서의 비디오 데이타와, 한 화상이 두 필드로 구성되는 필드 구조에서의 비디오 데이타는 혼합될 수 있다. 모든 필드에 화상 헤더가 첨부되므로, 두 연속 화상의 화상 코딩 확장과 화상 헤더는 비디오 데이타의 데이타 구조를 결정하도록 판독되어야 한다.
그러므로, 상술된 정보의 세 항목, 즉 (1) GOP 헤더의 존재유무, (2) 화상 헤더에서의 시간 기준(TR), 및 (3) 화상 코딩 확장에서의 picture_structure 정보를 근거로 화상 데이타가 프레임 구조 또는 필드 구조로 형성되는가 여부를 확인하도록 결정이 이루어진다.
프레임 구조와 필드 구조간의 구분 방법에 대해 추후 상세한 설명이 주어진다.
도 19A와 도 19B는 각각 필드 구조 및 프레임 구조 포맷으로 된 비디오 데이타를 도시한다. 필드 구조 포맷에서, 비디오 데이타의 한 프레임은 각각에 화상 헤더와 화상 코딩 확장이 첨부된 화상 데이타의 두 필드로 구성된다. 프레임 구조 포맷에서, 비디오 데이타의 한 프레임은 화상 헤더와 화상 코딩 확장이 첨부된 화상 데이타의 한 프레임으로 구성된다.
필드 구조 포맷에서, 화상 데이타쌍의 각 화상 헤더내의 TR 정보값은 서로같게 설정된다. 화상 코딩 확장내의 picture_structure 정보는 도 20에 도시된 바와 같이, 각각 상부 필드와 하부 필드에 대해 "01"과 "10"이다. 또한, 프레임 구조의 화상 코딩 확장내의 picture_structure 정보는 도 20에 도시된 바와 같이, "11"이다.
화상 데이타의 포맷(필드 또는 프레임 구조)은, 먼저 GOP 시작 위치에서 GOP 헤더를 판독하고 그 다음 그 화상 데이타의 시작부에서 화상 코딩 확장의 picture_structure 정보를 판독함으로써 확인될 수 있다.
하나의 프레임을 검출함으로써 프레임 구조로 된 화상 데이타가 링 버퍼(5)(도 18A)에 로드될 수 있더라도, 한 쌍의 화상 데이타가 비디오 데이타의 한 프레임을 구성하는 필드 구조에서 유사하게 비디오 데이타를 로드하는 것은 어려운데, 이는, 쌍을 이룬 화상 데이타는 적절하게 로드될 수 있기 전에 검출되어야 하기 때문이다. 결과적으로, 각 화상 헤더내의 TR 정보는 판독되어 두 화상 데이타 유닛이 수적으로 같은 TR 값을 갖는 것을 나타낸다. 이러한 쌍이 발견될 때, 이들은 쌍을 이룬 화상 데이타로 식별되고 로드된다.
쌍을 이룬 필드 구조 화상 헤더는 두가지 다른 순서, 즉 상단/하단 및 하단/상단 중 하나로 배열된다. 이러한 배열이 도 21을 참조하여 설명된다. GOP 헤더(GOP H), 프레임 구조의 I-화상, 필드 구조의 B-화상, 필드 구조의 또 다른 B-화상, 이들로부터 간격을 두고 떨어져 있는 GOP 헤더, 및 필드 구조의 I-화상, GOP 헤더, 필드 구조의 또 다른 I-화상 등이 순차적으로 기록된다.
예를 들면, 총 3개의 프레임(하나의 I-화상과 2개의 후속하는 P-화상)이 링 버퍼(5)(도 18A)에 로드되는 경우에서 상단 (처음) GOP 헤더 다음의 프레임 구조의 I-화상은, 화상 데이타의 시작부에서 화상 코딩 확장내의 picture_structure 정보(프레임 구조의 경우에서는 "11"), 화상 헤더내의 picture_coding_type, 및 GOP 헤더로부터 검출되어 식별된다.
비트 스트림에서 랜덤 액세스(1)로 식별된 위치에서 재생하기 위해 액세스가 이루어질 때, 제 1 필드 구조 B-화상의 화상 코딩 확장과 화상 헤더가 판독된다. 이 때, "0"으로 표시된 TR이 또한 판독된다. 이어서, "0"으로 표시된 TR 뿐만 아니라 제 2의 필드 구조 B-화상의 화상 코딩 확장과 화상 헤더가 판독된다. 두 필드 구조 B-화상의 TR값이 같으므로, 이들은 쌍을 이룬 데이타로서(paired data) 검출된다.
비트 스트림에서 랜덤 액세스(2)로 식별된 위치에서 액세스가 이루어질 때는 제 1 화상의 화상 코딩 확장과 화상 헤더가 "0"으로 표시된 TR과 함께 판독된다. 이어서, 다음 화상의 화상 코딩 확장과 화상 헤더가 "1"로 표시된 TR과 함께 판독된다. TR의 각 수치값은 서로 일치하지 않으므로, 두 필드 구조 화상의 데이타는 쌍을 이룬 데이타로 검출되지 않는다.
비트 스트림에서 랜덤 액세스(3)로 식별된 위치에서 액세스가 이루어질 때, 2개의 화상 헤더내의 TR 수치값 각각은 상기 랜덤 액세스(1)의 경우와 같이 서로 일치하며(TR=1), 그러므로 화상은 쌍으로서 검출된다. "01" 또는 "10"의 화상 코딩 확장내의 화상 구조가 검출되는 경우, 이는 필드 구조로서 간주되며 쌍을 이룬 데이타가 검출된다.
비트 스트림에서 랜덤 액세스(4)로 식별된 위치에서 액세스가 이루어질 때, 제 1 화상의 화상 코딩 확장과 화상 헤더는 "0"으로 표시된 TR과 함께 판독된다. 이 화상 데이타는 화상 코딩 확장내의 picture_structure 정보와 화상 헤더내의 화상 코딩 종류 정보에 따라 필드 구조 I-화상으로 간주된다.
후속된 GOP 헤더의 검출 이후에, 다음 화상의 화상 코딩 확장과 화상 헤더는 "0"으로 표시된 TR과 함께 판독된다. 여기서, 2개의 연속하는 화상에서 TR의 각 수치값이 서로 일치하지만 두 화상 사이에 GOP 헤더가 존재하므로 이 두 화상이 쌍으로서 간주되지 않는다. TR은 GOP가 존재하고 GOP 헤더가 쌍을 이루는 화상간에 삽입되지 않으면 "0"으로 재설정된다는 것을 알 수 있다.
기술된 바와 같이, 스트림 검출기(50)는 화상 데이타를 링 버퍼(5)에 로드하도록 GOP 헤더, 화상 헤더 및 화상 코딩 확장의 다수의 플래그(flag)에 따라 화상에 관련된 정보의 다양한 항목을 검출하는 처리를 실행한다. 그러나, 이 처리 루틴은 매우 복잡하여 스트림 검출기(50)를 구성하는 것이 어렵게 된다.
스트림 검출기(50)가 로딩의 완료를 검출하는 방법은 도 22에 도시된 흐름도와 연관하여 설명된다. 이 흐름도에서는 랜덤 액세스에 응답하여 적절한 화상이 즉시 얻어질 수 있도록 I-화상 바로 전에 기록된 진입 섹터에서 랜덤 액세스가 이루어지는 것으로 가정한다.
단계(S10)에서, 스트림 검출기는 I-화상의 화상 헤더를 검출하기 위해 picture_header내의 picture_start_code를 탐색하고, 단계(S12)에서는 picture_start_code가 검출되었는가 여부를 결정하도록 질의가 이루어진다. 단계(S12)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 picture_start_code가 검출되면, 동작은 단계(S14)로 진행한다. 그러나, 단계(S12)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 picture_start_code가 검출되지 않으면, 단계(S12)에서의 처리는 picture_start_code가 검출될 때까지 반복된다.
단계(S14)에서는 검출된 화상 헤더에서 시간 기준이 판독되어 그 수치값이 레지스터에 TR0로 저장된다.
단계(S16)에서는 다음 화상을 검출하기 위해 화상 헤더내의 picture_start_code에 대한 또 다른 탐색(SRCH)이 이루어지고, picture_start_code가 검출되었는지 여부를 결정하도록 단계(S18)에서 질의가 이루어진다. 단계(S18)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 picture_start_code가 검출되면, 동작은 단계(S20)로 진행한다. 그러나, 단계(S18)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 단계(S18)에서의 처리는 picture_start_code가 검출될 때까지 반복된다.
화상 시작 코드에서 GOP 헤더가 검출되었는가 여부를 결정하고, 그에 의해 검출된 화상 데이타가 한 쌍의 일부인가 여부를 결정하도록 단계(S20)에서 질의가 이루어진다. 단계(S20)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 GOP 헤더가 검출되지 않으면, 동작은 단계(S22)로 진행한다. 그러나, 이 질의가 긍정적으로 응답되면, 즉 GOP 헤더가 검출되면, 화상 데이타간의 GOP 헤더의 존재가 이 화상 유닛이 쌍을 이루고 있을 가능성을 제거하기 때문에 동작은 단계(S26)로 진행한다.
검출된 화상 헤더로부터 시간 기준이 판독될 때, 이 수치값은 단계(S22)에 의해 나타난 바와 같이 TR1으로 레지스터에 저장되고, 레지스터 TR0 및 TR1에 각각 저장된 TR의 수치값이 같은가 여부를 결정하도록 동작은 단계(S24)의 질의로 진행한다. 단계(S24)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 두 수치값이 일치하면, 동작은 단계(S16)으로 복귀하고 단계(S16) 내지 (S24)와 관련되어 상술된 처리가 반복된다. 두 수치값의 일치는 화상 데이타쌍이 검출되었음을 의미한다는 것을 이해할 것이다.
그러나, 단계(S24)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 TR의 수치값이 같지 않으면, 동작은 단계(S26)으로 진행한다. 여기서는 다음 화상의 화상 헤더가 검출되고, 화상 헤더로부터 판독된 화상 코딩 종류가 레지스터에 저장된다. 저장된 화상 코딩 종류가 B-화상을 나타내는가 여부를 결정하도록 단계(S28)에서의 질의로 동작이 진행한다. 단계(S28)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 검출된 화상이 B-화상이면, B-화상을 찾고자 하는 것이 아니기 때문에 동작이 단계(S16)으로 복귀하고, 다음 화상을 검출하도록 단계 (S16) 내지 (S28)과 관련되어 상술된 처리가 반복된다.
그러나, 단계(S28)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 검출된 화상이 B-화상이 아니면, 검출된 화상 헤더 내의 시간 기준이 판독되고 단계(S30)에 의해 나타내진 바와 같이, 그 수치값이 TR2로 레지스터에 저장된다. 이러한 검출된 화상은 I-화상 이후에 나타나는 제 1 의 P-화상임을 이해할 것이다.
단계(S32)에서는 다음 화상을 검출하도록 화상 헤더내의 picture_start_code에 대한 또 다른 탐색(SRCH)이 이루어지고, 단계(S34)에서 picture_start_code가 검출되었는가 여부를 결정하도록 질의가 이루어진다. 단계(S34)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 동작은 단계(S36)로 진행한다. 그러나, 단계(S34)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 picture_start_code가 검출되지 않으면, 단계(S34)에서의 처리는 picture_start_code가 검출될 때까지 반복된다.
단계(S36)에서는 picture_start_code에 대한 탐색 동안에 GOP 헤더가 검출되었는가 여부를 결정하고, 그에 의해 검출된 화상 데이타가 한 쌍의 일부인가 여부를 결정하도록 질의가 이루어진다. 단계(S36)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 GOP 헤더가 검출되지 않으면, 동작은 단계(S38)로 진행한다. 그러나, 단계(S36)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 GOP 헤더가 검출되면, 화상 유닛들 사이의 GOP 헤더의 존재는 이들 화상 유닛들이 쌍을 이루고 있을 가능성을 제거하기 때문에 동작은 단계(S42)로 진행한다.
단계(S38)에서 검출된 화상 헤더로부터 시간 기준이 판독될 때, 그 수치값은 TR3으로서 레지스터에 저장되고, 동작은 TR2 및 TR3으로 레지스터에 각각 저장된 TR의 수치값간에 일치함이 얻어지는가 여부를 결정하도록 단계(S40)에서의 질의로 진행한다. 단계(S40)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 두 수치값이 같으면, 동작은 단계(S32)로 복귀하고 단계 (S32) 내지 (S40)과 관련되어 상술된 처리가 반복된다. 두 수치값의 일치는 화상 데이타쌍이 검출되었음을 의미하는 것임을 알 수 있다.
그러나, 단계(S40)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 TR의 수치값이 일치하지 않으면, 동작은 화상 종류를 판독하도록 단계(S42)로 진행한다. 동작은 저장된 화상 코딩 종류가 B-화상을 나타내는가 여부를 결정하도록 단계(S44)에서의 질의로 진행한다. 단계(S44)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 검출된 화상이 B-화상이면, 동작은 B-화상이 탐색되고 있는 것이 아니기 때문에 단계(S32)로 복귀하고, 단계(S32)내지 (S44)와 관련되어 상술된 처리가 다음 화상을 검출하도록 반복된다.
그러나, 단계(S44)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 검출된 화상이 B-화상이 아니면, 화상 헤더에서 검출된 시간 기준이 판독되고 그 수치값이 단계(S46)에 의해 나타내진 바와 같이 TR4로 레지스터에 저장된다. 이 검출된 화상은 I-화상 이후에 나타나는 제 2 의 P-화상임을 이해할 것이다.
단계(S48)로 진행하면, 다음 화상을 검출하도록 화상 헤더내의 picture_start_code에 대한 또 다른 탐색(SRCH)이 이루어지고, picture_start_code가 검출되었는가 여부를 결정하도록 단계(S50)에서 질의가 이루어진다. 단계(S50)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 picture_start_code가 검출되면, 동작은 단계(S52)로 진행한다. 그러나, 단계(S50)에서의 질의가 부정적인 응답이면, picture_start_code가 검출될 때까지 단계(S50)에서의 처리가 반복된다.
picture_start_code에 대한 탐색동안에 GOP 헤더가 검출되었는가 여부를 결정하고, 그에 의해 검출된 화상 데이타가 한 쌍의 일부인가를 결정하도록 단계(S52)에서 질의가 이루어진다. 단계(S52)에서의 질의가 부정적인 응답이면, 즉 GOP 헤더가 검출되지 않으면, 동작은 단계(S54)로 진행한다. 그러나, 단계(S52)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 GOP 헤더가 검출되면, 링 버퍼로의 화상 데이타의 로딩이 완료되고 처리는 종료된다.
검출된 화상 헤더로부터 시간 기준이 판독되고 그 수치값이 단계(S54)에 의해 나타난 바와 같이, TR5로서 레지스터에 저장될 때, 동작은 각각 TR4 및 TR5로서 저장된 TR의 수치값이 일치하는지의 여부를 결정하도록 단계(S56)에서의 질의로 진행한다. 단계(S56)에서의 질의가 긍정적인 응답이면, 즉 두 수치값이 일치하면, 동작은 단계(S48)로 복귀하고 단계(S48 내지 S56)와 관련되어 상술된 처리가 반복된다. 그러나, 단계(S56)에서의 질의가 부정적이면, 즉 TR의 두 수치값이 같지 않으면, 화상 데이타의 로딩은 완료되고 처리는 종료된다.
이와 같이, 스트림 검출기(50)는 하나의 I-화상과 2개의 연속하는 P-화상을 로드하기 위해 상기의 처리 루틴을 실행함으로써 비트 스트림을 로드할 수 있다. 그러나, 길게 설명된 바와 같이 이 복잡한 처리 루틴을 실행하는 것은 부담스럽다.
본 발명의 목적은 특별 재생, 예를 들면 빠른 전진 및 빠른 역 재생을 실행하기 위해 상술된 기술, 즉 상술된 복잡한 동작의 단점을 극복하는 데이타를 코딩하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술된 기술의 단점을 극복하는 특별 재생을 실행하기 위해 데이타를 디코딩하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술된 복잡한 동작을 실행하기 위해 처리기 제어 장치를 요구하지 않고 특별 재생을 실행하도록 처리기 제어 장치와 관련되어 사용되는 기록매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다양한 다른 목적, 이점, 및 특징은 상세한 설명으로부터 용이하게 명백해지고, 새로운 특징은 특히 첨부된 청구항에서 지적된다.
본 발명의 한 실시예에 따라, 코드화된 화상 데이타를 기록매체에 기록하는 장치 및 방법이 제공된다. 화상 데이타는 한 I-화상과 두 연속 P-화상을 제공하도록 프레임내 코딩 및/또는 예측 코딩을 이용해 코드화된다. I-화상에 관한 2개의 P-화상의 위치를 나타내는 위치 정보가 발생되어, I-화상, 두 P-화상, 및 위치 정보가 기록 매체상에 기록된다.
본 발명의 한 양태로서, 위치 정보는 I 화상에서 제 1 의 P 화상의 끝부분 및/또는 제 2 의 P 화상의 끝부분까지의 바이트 단위로 된 데이타 길이를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 기록매체로부터 코드화된 화상 데이타를 재생하는 장치 및 방법이 제공된다. I-화상에 관련된 두 P-화상의 위치를 나타내는 위치 정보가 검출되어 I-화상, 두 P-화상, 및 위치 정보를 포함하는 데이타 스트림이 발생된다. 데이타 스트림은 디코드되어 디스플레이된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 하나의 I-화상, 2개의 P-화상, 및 I-화상과 관련된 2개의 P-화상의 위치를 나타내는 위치 정보가 매체상에 기록되고 특별 재생을 상대적으로 용이하고 직접적으로 실행하도록 처리기 제어 장치에 의해 이용되는 처리기 제어 장치와 관련되어 사용되는 기록매체가 제공된다.
예로서 제공되는 이하의 상세한 기술은 첨부 도면과 관련하여 최상으로 이해될 것이며, 본 발명은 이들 예로만 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 데이타 코딩 장치의 한 실시예를 설명하는 블럭도.
도 2는 도 1의 데이타 코딩 장치에 의해 코드화된 패킷화 스트림의 예를 도시한 도면.
도 3은 진입점 정보의 레이아웃 도.
도 4는 PSM(program stream map)의 구문을 도시한 도면.
도 5는 기본 스트림 디스크립터의 구문을 도시한 도면.
도 6은 ip_ipp_descriptor의 구문을 도시한 도면.
도 7은 전역 디스크립터(global descriptor)의 구문을 도시한 도면.
도 8A 및 도 8B는 본 발명의 데이타 디코딩 장치의 실시예를 설명하는 블럭도.
도 9A 내지 도 9C는 도 8A 및 도 8B의 데이타 디코딩 장치 중 빠른 역 재생 모드에서 비디오 데이타가 판독되는 방법을 설명하는데 기준이 되는 비디오 데이타의 순서 예를 도시한 도면.
도 10은 도 8A 및 도 8B의 데이타 디코딩 장치 중 빠른 역 재생 모드를 설명하는데 기준이 되는 기록/판독 타이밍도.
도 11A 내지 도 11C는 도 8A 및 도 8B의 데이타 디코딩 장치 중 FF(fast forward) 재생 모드에서 비디오 데이타가 판독되는 방법을 설명하는데 기준이 되는 비디오 데이타의 순서 예를 도시한 도면.
도 12A 내지 도 12C는 도 8A 및 도 8B의 데이타 디코딩 장치 중 빠른 역 재생 모드에서 비디오 데이타가 판독되는 방법을 설명하는데 기준이 되는 비디오 데이타의 순서의 또 다른 예를 도시한 도면.
도 13은 도 8A 및 도 8B의 데이타 디코딩 장치 중 빠른 역 재생 모드에서 두 프레임 메모리를 이용해 비디오 데이타가 판독되는 방법을 설명하는데 기준이 되는 기록/판독 타이밍도.
도 14A 및 도 14B는 MPEG 시스템에서 화상의 기록 프레임과 원래 프레임간 예측 화상의 구조를 개략적으로 설명한 도면.
도 15A 내지 도 15C는 MPEG 비디오 스트림을 개략적으로 도시한 도면.
도 16은 MPEG 시스템에서 화상 헤더의 구조를 도시한 도면.
도 17은 MPEG 시스템에서 화상 코딩 확장의 구조를 도시한 도면.
도 18A 및 도 18B는 데이타 디코딩 장치를 설명하는 블럭도.
도 19A 및 도 19B는 필드 포맷과 프레임 포맷에서 비디오 데이타의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 20은 화상 구조의 내용을 설명하는 도표.
도 21은 두 비디오 포맷(필드 및 프레임)이 미분되는 방법을 도시한 비디오 스트림의 도면.
도 22는 필드 및 프레임 비디오 포맷이 혼합된 화상 데이타(한 I-화상과 두 P-화상)의 세 프레임을 로드하도록 스트림 검출기에서 실행되는 루틴의 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 광 디스크 2 : 픽업
3 : 복조화 회로 4 : 섹터 검출 회로
5 : 링 버퍼 6 : 제어 회로
9 : 위상 동기 루프(PLL) 회로 10 : 비디오 코드 버퍼
11 : 역 VLC 회로 12 : 역양자화기
13 : 역 DCT 회로 14 : 가산기
15 : 모션 보상기 16 : 프레임 메모리 뱅크
17 : 디지탈 대 아날로그(D/A) 변환기 20 : 비디오 디코더
32 : 디멀티플렉서 33 : ECC 회로
34 : 화상 헤더 검출기 35 : 화상 데이타 선택 회로
50 : 스트림 검출기
이후, 본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 데이타 코딩 장치의 실시예를 도시하는 블럭도이다. 오디오 인코더(102)는 오디오 입력 단자에 공급된 입력 오디오 신호를 압축 인코드하고, 비디오 인코더(101)는 비디오 입력 단자에 공급된 입력 비디오 신호를 압축 인코드한다. 인코드된 오디오 및 비디오 신호는 멀티플렉서(113)에 공급된다. 오디오 인코더(102)에서 출력되는 스트림은 MPEG2 오디오 스트림(오디오 층)이고, 비디오 인코더(101)에서 출력되는 스트림은 MPEG2 비디오 스트림(비디오 층)으로, 추후 도 15C에 도시된다.
멀티플렉서(113)는 도 15A에 도시된 시스템 스트림을 형성하도록 시분할 다중화에 의해 입력 MPEG2 비디오 스트림과 MPEG2 오디오 스트림을 패킷화한다.
도시되지는 않았지만, 서브타이틀 스트림이 또한 멀티플렉서(113)에 입력되어 비디오 스트림 및 오디오 스트림과 함께 다중화될 수 있다. 이러한 경우, 멀티플렉서(113)에서 출력된 MPEG2 시스템 스트림은 도 15A에 도시된 바와 같다.
진입점 데이타 메모리 회로(133A)의 입력 단자는 비디오 인코더(101)에 연결되고, 진입점 검출기(131)는 진입점 데이타 메모리 회로(133A)가 비디오 인코더(101)에서 수신된 진입점(I-화상 발생점에 대한 데이타)을 저장할 수 있게 한다.
TOC(table of contents) 데이타 발생기(156)는 진입점 데이타 메모리 회로(133A)의 내용을 근거로 TOC 데이타를 발생한다. TOC 데이타는 비디오 및 오디오 데이타가 기록된 디스크명, 디스크상에 기록된 각 챕터(chapter)명, 디스크상의 각 챕터의 시작 어드레스, 디스크의 재생 시간, 각 챕터의 재생 시간, 각 진입 섹터(sector)의 시작 어드레스 등을 포함한다.
멀티플렉서(113)에서 출력되는 패킷화된 스트림은 임시적으로 DSM(digital storage medium)(110)에 저장되고 TOC 첨자 회로(150)에 공급된다. TOC 첨자 회로(150)는 TOC 데이타를 패킷화된 스트림에 부가하여 화상 헤더 검출기/PSM(program stream map) 데이타 발생기-오버라이터(155)에 공급한다.
화상 헤더 검출기/PSM 데이타 발생기-오버라이터(155)는 화상 헤더를 검출하고, 진입 섹터의 시작에서부터 첫번째로 나타나는 P-화상의 끝부분까지 및/또는 진입 섹터의 시작에서부터 두번째로 나타나는 P-화상의 끝부분까지의 바이트인 데이타 길이를 나타내는 정보를 포함하는 PSM 데이타를 발생한다. 양호하게, PSM 데이타는 I-화상의 시작에서부터 첫번째로 나타나는 P-화상의 끝부분까지 및/또는 I-화상의 시작에서부터 두번째로 나타나는 P-화상의 끝부분까지의 바이트인 데이타 길이를 나타내는 정보를 포함한다. 발생된 PSM 데이타는 멀티플렉서(113)에 의해 패킷화된 스트림에서 앞서 예정된 진입 섹터에서의 영역에 기록된다. PSM 데이타의 상세한 설명이 이후 제공된다.
화상 헤더 검출기/PSM 데이타 발생기-오버라이터(155)의 출력은 섹터 헤더 첨자 회로(151)에 공급되고, 여기서 패킷화된 스트림은 각 섹터에 부가된 섹터 헤더를 갖는 섹터로 분할된다.
섹터 헤더 첨자 회로(151)의 출력, 즉 상술된 바와 같이, 그에 부가된 모든 다른 데이타를 포함한 비디오 및 오디오 데이타는 ECC 인코더(152)에 의한 에러 정정을 위해 인코드된다.
이어서, 변조기(153)는 8 대 14 변조(EFM)를 이용해 ECC 인코더(152)로부터의 인코드된 데이타를 변조하고, 변조된 데이타는 절단 기기(154)에 공급된다. 절단 기기(154)는 변조기(153)로부터 공급된 데이타에 따라 마스터 디스크(160)에 피트(pit)를 형성하고, 그에 의해 패킷화된 스트림 데이타는 마스터 DVD 디스크(160)에 기록된다. 예를 들면, 이 마스터 디스크(160)의 프레스 몰딩(press-molding)을 통해 복제 DVD 디스크가 생산된다.
이와 같이, 도 1의 데이타 코딩 장치는 시분할 다중화를 이용해 그에 입력된 오디도 신호와 비디오 신호를 인코드하고 패킷화하여 패킷화된 스트림을 만든다. 또한, 화상 헤더 검출기/PSM 데이타 발생기-오버라이터(155)는 패킷화된 스트림에 PSM 데이타를 발생하여 기록한다. 패킷화된 스트림은 마스터 DVD 디스크(160)에 기록된다.
도 2는 패킷화된 스트림, 예를 들면 화상 헤더 검출기/PSM 데이타 발생기-오버라이터(155)에서 출력되는 MPEG2 시스템 스트림의 예를 도시한다. 간략하게, 패킷화된 비디오 데이타 및 오디오 데이타만이 도시된다. 오디오 데이타는 재생동안 음향이 방해되지 않는 것을 확실히 하기 위해 MPEG2 시스템 스트림의 특정 부분에 삽입되고, I-, P-, 및 B-화상의 비디오 데이타는 오디오 데이타 중에 삽입된다.
진입점은 I-화상의 상단(또는 시작) 부분을 의미하고, 이러한 진입점을 포함하는 섹터는 진입 섹터라 칭하여진다. 도 2에서, 이러한 진입점의 위치는 진입점(n), 진입점(n+1),... 등으로 표시된다. 진입점 정보가 기록된 위치는 I-화상에 바로 앞서도록 미리 정해지므로, 픽업이 진입 섹터로부터 데이타를 판독한 후 즉시 완전한 화상이 디스플레이될 수 있다.
오디오 데이타는 진입점 정보와 I-화상간에 존재할 수 있지만, B-화상은 그들간에 존재할 수 없다.
도 3은 진입점 정보의 레이아웃을 도시한다. 진입점 정보는 선택적 시스템 헤더를 갖는 팩 헤더(pack header), PSD(Program Stream Directory), PSM(Program Stream Map), 및 다른 패킷을 포함한다.
도 4는 PSM의 구문을 도시한다. PSM은 고유 코드를 형성하는 24 비트의 packet_start_code_prefix, 8 비트의 map_stream_id, 임의 개수의 전역 디스크립터로 구성된 program_stream_info, stream_type, 및 임의 개수의 기본 스트림 디스크립터를 포함하는 elementary_stream_info를 포함한다.
도 5는 스트림이 비디오 데이타이면 dvd_video_descriptor와 ip_ipp_ descriptor로 구성되고, 스트림이 오디오 데이타이면 dvd_audio_descriptor와 ISO_639_language_descriptor로 구성되고, 또한 스트림이 서브타이틀 데이타이면 dvd_subtitle_descriptor와 ISO_639_language_descriptor로 구성되는 기본 스트림 디스크립터의 구문을 도시한다. 또한, 정보의 다른 항목이 도 5에 도시된다.
도 6에 도시된 바와 같이, ip_ipp_descriptor는 ip_ipp의 디스크립터를 의미하는 8 비트의 descriptor_tag, 디스크립터의 길이를 의미하는 8 비트의 description_length, 현재 진입 섹터의 제 1 바이트에서부터 첫번째로 나타나는 P-화상의 최종 비트까지의 바이트 수를 의미하는 32 비트의 bytes_to_first_P_pic, 및 현재 진입 섹터의 제 1 바이트에서부터 두번째로 나타나는 P-화상의 최종 비트까지의 바이트 수를 의미하는 32 비트의 bytes_to_second_P_pic로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, bytes_to_first_P_pic 및 bytes_to_second_P_pic는 데이타 길이를 나타낸다. bytes_to_first_P_pic 및 bytes_to_ second_P_pic의 정보에 의해 나타나는 오프셋(offset) 바이트의 수는 도 2에 도시된 바와 같이, I- 및 P-화상뿐만 아니라 중간 B-화상 및 오디오 패킷을 포함하는 것을 알 수 있다.
도 7은 도 4의 전역 디스크립터의 구문을 도시한다. 각 진입 섹터에 포함되는 PSD는 현재 진입 섹터에서 선행하는 진입 섹터 및 다음의 진입 섹터까지의 거리와, 1초, 3초 등이 경과한 후의 진입 섹터까지의 거리를 나타낸다. 이러한 거리는 오프셋 어드레스로 칭하여진다.
도 8A 및 도 8B는 본 발명의 데이타 디코딩 장치의 양호한 실시예의 블럭도이다. 간략하게, 도 18A 및 도 18B에 도시된 구성 요소들에 대응하는 도 8A 및 도 8B 에 도시된 구성 요소들은 동일한 참조 번호로 표시된다.
광 디스크(1)는 스핀들 모터(도시되지 않음)에 의해 소정의 회전 속도로 회전되고, 픽업(2)에서 광 디스크(1)상의 트랙까지 레이저 빔이 투사되어 트랙에 기록된 MPEG 압축 디지탈 데이타가 그로부터 판독된다. 디지탈 데이타는 복조기(3)에 의해 EFM 복조되고 섹터 검출기(4)에 입력된다. 픽업(2)의 출력은 또한 위상 동기 루프(PLL) 회로(9)에 공급되어, 복조기(3)와 섹터 검출기(4)에 모두 공급되는 클럭 신호를 복구한다.
상술된 바와 같이, 디지탈 데이타는 고정된 길이의 섹터 단위로 디스크(1)상에 기록되고, 섹터 싱크와 섹터 헤더는 각 섹터의 시작부에 기록된다. 섹터의 분할은 섹터 헤더로부터의 섹터 어드레스와 섹터 싱크의 검출로부터 결정되어, 제어 회로(6)에 공급된다. 양호하게, 제어 회로는 마이크로프로세서로 이행되어 예시된 장치에 걸쳐 처리기 제어를 행한다.
복조된 출력은 섹터 검출기(4)를 통해 에러 검출 및 정정을 실행하는 ECC(에러 정정) 회로(33)에 공급된다. ECC 회로(33)는 제어 회로(6)의 제어하에서 기록되도록 링 버퍼(5)에 에러 정정된 데이타를 공급한다.
ECC 회로(33)의 출력은 또한 PSM 검출기(40)에 공급된다. 특별 재생 모드에서, PSM 검출기(40)는 디스크(1)로부터 판독된 스트림 데이타에서 진입 섹터내의 PSM 정보를 검출하고, 검출된 PSM 정보를 제어 회로(6)에 공급한다. 제어 회로(6)는, 진입 섹터 이후의 I-화상에서부터 제 2 의 P-화상까지의 스트림 데이타 내의 길이 정보가 링 버퍼(5)에 기록되는 것을 보장하기 위해, ip_ipp_descriptor를 오프셋 바이트 수에 대한 정보에 따라 특별 재생 모드에서 링 버퍼(5)에 I- 및 P-화상을 기록(또는 로딩)하는 것을 제어하는데 이 PSM 정보를 사용한다.
촛점 제어 회로(도시되지 않음)와 트래킹 서보 회로(8)는 픽업(2)에 의해 판독된 정보로부터 얻어지는 촛점 에러 신호와 트래킹 에러 신호에 따라 시스템 제어기(도시되지 않음)의 제어하에서 각각 픽업(2)의 촛점과 트래킹을 제어한다.
섹터 검출기(4)에 의해 검출된 각 섹터의 섹터 어드레스를 근거로, 제어 회로(6)는 링 버퍼(5)에 적절한 섹터를 기록하기 위한 기록 어드레스를 기록 포인터(WP)로에 의해 지정한다. 또한, 비디오 코드 버퍼(10)(도 8B)에서 얻어지는 코드 요청 신호를 근거로, 제어 회로(6)는 링 버퍼(5)로부터 데이타가 판독될 판독 어드레스를 판독 포인터(RP)에 의해 지정한다. 판독 포인터(RP)에 의해 지정된 위치로부터 판독된 데이타는 디멀티플렉서(32)에 공급된다.
디스크(1)상에 기록된 코드화된 데이타는 다중화되고 패킷화된 비디오 데이타, 오디오 데이타, 및 서브타이틀 데이타로 구성되고, 디멀티플렉서(32)는 이에 공급된 데이타를 비디오 데이타, 오디오 데이타, 및 서브타이틀 데이타로 분리하고, 또한 각 데이타를 비디오 디코더(20)(도 8B), 오디오 디코더(도시되지 않음), 및 서브타이틀 디코더(도시되지 않음)에 공급한다.
그 결과, 링 버퍼(5)에서 판독된 비디오 데이타는 비디오 디코더의 비디오 코드 버퍼(10)에 저장된다. I-화상에서 제 2 의 연속 P-화상까지의 스트림 데이타는, 도 2에 도시된 바와 같이 비디오 패킷과 다른 패킷을 포함한다. 특별 재생 모드에서, 필요하지 않은 데이타, 즉 비디오 데이타와 다른 패킷은 디멀티플렉서(32)에 의해 제거된다.
비디오 코드 버퍼(10)에 저장된 데이타는 화상 헤더, 화상 종류 I, P, 또는 B를 의미하는 화상 종류 정보, 및 GOP에서 프레임 순서를 의미하는 시간 기준(TR)이 검출되는 화상 헤더 검출기(34)에 공급된다. 검출된 화상 종류 정보는 화상 데이타 선택기(35)에 공급되어, 특별 재생 모드에서 I- 및 P-화상만이 선택되고 선택된 화상은 역 VLC 회로(11)에 공급된다. 정상적인 재생 모드에서 화상 데이타 선택기(35)는 예비 선택을 실행하지 않고 모든 화상 데이타를 출력하도록 제어된다.
역 VLC 회로(11)에 공급된 데이타는 역 VLC를 이용해 처리되고, 역양자화기(12)에 공급된다. 코드 요청 신호는 새로운 데이타가 비디오 코드 버퍼(10)에서부터 전달되도록 역 VLC 회로에서부터 비디오 코드 버퍼(10)에 복귀한다.
또한, 역 VLC 회로(11)는 양자화 단계 크기를 역양자화기(12)에 출력하고, 모션 보상기(15)에 모션 벡터 정보를 출력한다. 역양자화(12)는 지정된 양자화 단계 크기에 따라 입력 데이타를 역양자화하고, 역양자화된 데이타를 역 DCT 회로(13)에 출력한다. 역 DCT 회로(13)는 역 DCT를 이용해 양자화된 데이타를 처리하고, 처리된 데이타를 가산기(14)에 공급한다.
가산기(14)는 화상 종류(I, P, 또는 B)에 따라 역 DCT 회로(13)의 출력과 모션 보상기(15)의 출력을 더하고, 그 결과의 모션 보상 비디오 데이타를 프레임 메모리 뱅크(16)에 공급한다.
그 후, 프레임 메모리 뱅크(16)로부터 판독된 데이타는 스위치(16e)에 의해 도 14A에 도시된 원래 프레임 순서로 재배열된다. 재배열된 데이타는 아날로그 비디오 신호로 변환되도록 디지탈 대 아날로그(D/A) 변환기(17)에 공급되어 디스플레이 장치(18)에서 디스플레이된다.
비디오 코드 버퍼로부터의 코드 요청 신호에 응답하여, 제어 회로(6)는 링 버퍼(5)에 저장된 데이타를 비디오 코드 버퍼(10)에 공급한다. 비디오 코드 버퍼(10)에서 역 VLC 회로(11)로 전달되는 데이타량이 예를 들면, 적은 데이타량을 나타내는 간단한 화상의 연속적인 데이타 처리의 결과로 감소될 때, 링 버퍼(5)에서 비디오 코드 버퍼(10)로 전달되는 데이타량도 또한 감소된다. 결과적으로, 링 버퍼(5)에 저장되는 데이타량이 증가될 수 있고, 잠재적으로 기록 포인터(WP)는 링 버퍼(5)의 오버플로우(overflow)를 일으키도록 판독 포인터(RP)를 통과시킬 수도 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위해, 제어 회로(6)는 기록 포인터(WP) 및 판독 포인터(RP)의 어드레스 위치를 근거로 링 버퍼(5)에 저장된 현재의 데이타량을 계산한다. 계산된 데이타량이 소정의 양을 넘을 때, 트랙 점프 결정 회로(7)는 링 버퍼(5)가 오버플로우가 가능한지 여부를 결정하고 트랙킹 서보 회로(8)에 트랙 점프 명령을 전송한다. 트랙 점프 명령에 응답하여, 트래킹 서보 회로(8)는 링 버퍼(5)의 오버플로우 또는 언더플로우를 방지하도록 픽업(2)이 링 버퍼(5)의 저장 용량에 따라 트랙을 점프하도록 한다. 이것은 유익하게도 디스크(1)상에 기록된 화상의 복잡성(또는 평이성)에 관계없이 균일한 화질을 갖는 연속적인 비디오 재생을 허용한다.
링 버퍼(5)로부터 비디오 코드 버퍼(10)로의 데이타 전달 속도는 비디오 코드 버퍼(10)가 트랙 점프에 관계없이 데이타 전달에 대한 코드 요청를 링 버퍼에 전달할 수 있도록 ECC 회로(33)에서 링 버퍼(5)로의 데이타 전달 속도보다 낮거나 같게 미리 설정된다.
정상적인 재생 모드에서는 예를 들면, I, P, 및 B 화상 데이타 I0, B-2, B-1, P0, B0, B1, ...가 도 14B에 도시된 순서로 디스크(1)상에 기록되는 것으로 가정한다. 이 예에서, 한 GOP는 I-화상 한 프레임을 포함하는, 화상 15 프레임, P-화상 4 프레임, 및 B-화상 10 프레임으로 구성된다. 화상의 정상적인 재생은 도 14B에 도시된 기록 순서로 코드화된 데이타를 순차적으로 판독 및 디코딩하고 디코드된 데이타를 도 14A에 도시된 순서로 디스플레이함으로써 실행된다.
보다 구체적으로, I-화상(I0)을 디코딩할 때, 역 DCT 회로(13)로부터 얻어진 디코드된 출력은 프레임 메모리 뱅크(16)에 직접 공급된다. 그러나, B-화상(B-2)을 디코딩할 때는, B-화상(B-2)을 예측 코딩하기 위한 기준으로 사용된 이전에 디코드된 P-화상(도시되지 않음)과 I-화상(I0) 모두가 프레임 메모리 뱅크(16)로부터 모션 보상기(15)에 공급되고, 역 VLC 회로(11)에서 공급된 모션 벡터 정보에 따라 모션 예측된 화상이 발생된다. 발생된 모션 예측된 화상은 모션 예측된 화상을 역 DCT 회로(13)의 출력에 더하는 가산기(14)에 공급하고, 그에 의해 프레임 메모리 뱅크(16)에서 B-화상(B-2)이 디코드되어 저장된다.
B-화상(B-1)은 B-화상(B-2)과 같은 방법으로 디코드되어 프레임 메모리 뱅크의 프레임 메모리(16a 내지 16c) 중 하나에 저장된 B-화상(B-2)에 오버라이트된다. P-화상(P0)을 디코딩할 때, I-화상(I0)은 역 VLC 회로에서 공급된 모션 벡터 정보와 함께 프레임 메모리 뱅크(16)에서 모션 보상기(15)에 공급된다. 모션 보상기는 P-화상(P0)을 디코드하도록 역 DCT 회로로부터 공급된 P-화상(P0)에 모션 예측된 화상을 더하는 가산기(14)에 모션 예측된 화상을 공급한다. 이와 같이 디코드된 P-화상(P0)은 프레임 메모리 뱅크(16)에 저장된 가장 오래된 데이타(I-화상이나 P-화상이 될 수 있는)에 기록된다.
이와 같이, 화상들은 상술된 바와 같이 순차적으로 디코드되지만, 원래의 순서로 프레임 메모리 뱅크(16)에서 판독되고 도 14A에 도시된 순서로 디스플레이 장치(18)상에 디스플레이된다.
빠른 재생 모드에서, 디스크(1)상에 기록된 데이타는 반대 순서로 디코드되어 디스플레이될 필요가 있다. 예를 들어, 비디오 데이타가 도 9A 및 도 9B에 도시된 순서로 기록된(간략하게 비디오 데이타만이 도시된) 디스크(1)로부터 B-화상(B07)이 디코드되면, 원하는 B-화상(B07)을 디코드하는데 기준으로 P-화상이 사용될 필요가 있기 때문에 B-화상(B07)을 디코딩하기 앞서 P-화상(P08및 P05)을 디코딩할 필요가 있다. 그러나, P-화상(P08)을 디코딩하는데는 디코드된 P-화상(P05)이 요구되고, P-화상(P05)을 디코딩하는데는 디코드된 I-화상(I02)이 요구된다는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 디코딩은 GOP의 시작부에 위치하는 I-화상으로부터 시작되어야 한다. 한 GOP의 디코딩이 종료되면, 디코딩 처리를 계속하기 위해 동작은 앞선 GOP로 다시 점프할 필요가 있다.
그러나, 이와 같은 디코딩 기법으로 역 재생이 수행되면, 화상을 디스플레이하는데 과도한 시간 지연이 생겨, 그에 의해 부자연스러운 화상이 디스플레이된다. 본 발명은 정상적인 재생 모드에서 I- 및 P-화상만을 디코딩함으로써 이러한 문제를 해결하지만, 정상적인 재생에 대해 요구되는 같은 세 프레임 메모리(16a), (16b), 및 (16c)만을 이용해 역 재생을 실행한다. 그래서, 본 발명은 유익하게도 I- 및 P-화상의 전체적인 시퀀스를 디코딩하는 것이 아니라 총 3개의 화상, 즉 진입 섹터 이후에 나타나는 I-화상과 두 연속 P-화상을 디코딩하여, 그에 의해 회로를 최소로 복잡하게 하여 빠른 역 재생을 실행할 수 있다.
본 발명은 상술된 바와 같은 복잡한 구성을 보이는 스트림 검출기를 사용하지 않고 간략한 회로 구성의 PSM 검출기(40)에 의해 빠른 역 재생을 실행할 수 있다. PSM 검출기(40)는 PSM에서 ip_ipp_descriptor에 주어진 오프셋 바이트 수를 나타내는 정보를 검출하므로, 진입 섹터 바로 이후에 나타나는 I-화상에서부터 I-화상 이후에 나타나는 2개의 연속하는 P-화상까지의 데이타 스트림의 최소 요구 범위만을 링 버퍼(5)에 기록하는 것이 가능하다.
빠른 역(FR) 재생 모드에서 도 8A 및 도 8B의 데이타 디코딩 장치에 의해 수행되는 동작은 도 9A 내지 도 9C를 참조하여 설명된다.
도 9A 및 도 9B는 디스크(1)상에 기록된 비디오 데이타의 순서를 도시한다. 이 도면에 도시된 비디오 데이타는 4개의 GOP에 대응하고, FR 재생 모드에서 제어 회로(6)는 픽업(2)이 비디오 데이타 아래의 화살표에 의해 표시된 순서로 디스크(1)로부터 비디오 데이타를 판독하는 방법으로 제어 작동을 실행한다. 보다 구체적으로, 픽업(2)은 연속적으로 I-화상(I32), B-화상(B30), B-화상(B31), P-화상(P35), B-화상(B33), B-화상(B34), 및 P-화상(P38)의 비디오 데이타를 이 순서로 판독하고, 그 다음 선행 GOP로 즉시 점프하고, 또한 I-화상(I22)으로부터 제 2 의 P-화상(P28)까지의 비디오 데이타를 판독한다. 후속해서 픽업(2)은 또 다른 선행 GOP로 점프하고, I-화상(I12)으로부터 제 2 의 P-화상(P18)까지의 비디오 데이타를 판독한다. 다음에는 픽업(2)이 또 다른 선행 GOP로 점프하고, I-화상(I02)으로부터 제 2 의 P-화상(P08)까지의 비디오 데이타를 판독한다. 이어서, 상기와 유사하게, 픽업(2)은 다음의 선행 GOP의 시작부에 위치하는 I-화상으로부터 그 I-화상 뒤에 위치하는 도 2 P-화상까지의 비디오 데이타를 판독한다.
이러한 판독 동작은 상술된 진입점 정보가 각 GOP의 상단에 형성된 진입 섹터에 기록되고, PSM 검출기(40)가 진입 섹터에서 ip_ipp_descriptor를 검출하고, 또한 검출된 ip_ipp_descriptor를 제어 회로(6)에 공급하기 때문에 가능하다. 결과적으로, 제어 회로(6)는 진입 섹터의 상단(또는 시작부)에서부터 ip_ipp_descriptor에 주어진 bytes_to_second_P_pic의 정보에 의해 나타내지는 바이트 수에 대응하는 데이타를 판독하도록 픽업(2)을 제어하고, 그에 의해 픽업(2)은 도 9A 내지 도 9C에서 화살표로 표시된 순서로 비디오 데이타를 판독할 수 있다.
바로 선행하는 GOP의 상단을 액세스하기 위해, 진입 섹터내의 PSD에서 오프셋 어드레스로서 표시된 거리(데이타 길이) 정보가 사용되고 이것은 선행하는 진입 섹터까지의 거리를 의미한다.
GOP의 시작부에 위치하는 I-화상으로부터 이 I-화상 뒤에 위치하는 제 2 의 P-화상까지의 판독된 비디오 데이타는, 디멀티플렉서(32)에 의해 오디오 데이타 및 다른 데이타로부터 분리된 다음, 비디오 코드 버퍼(10)에 기록된다. 화상 헤더 검출기(34)로부터 얻어진 검출 정보를 이용하고 프레임 메모리 뱅크(16)에 기록된 I- 및 P-화상만을 디코딩함으로써 B-화상이 제거된다. 이와 같이 기록된 비디오 데이타는 도 9C에 도시된 역 화상 디스플레이 순서로 프레임 메모리(16)로부터 판독되어 디스플레이 장치(18)에 디스플레이된다.
FR 재생 모드에서 프레임 메모리 뱅크(16)에 대한 데이타 판독/기록 타이밍이 도 10을 참조하여 설명된다. 양호하게, 프레임 메모리 뱅크(16)에는 도 8에 도시된 바와 같이, 3개의 프레임 메모리 (16a), (16b), 및 (16c)가 제공된다. 프레임 메모리(16a) 중 시작 GOP(도 9B를 참조)의 상단에서의 디코드된 I-화상(I32)의 기록은 시점(t0)에서 시작하고, 한 프레임 경과후 시점(t1)에서 종료한다. 이어서, 프레임 메모리(16b)에서, I-화상(I32)을 참조하여 디코드된, P-화상(P35)의 기록은 점(t1)에서 시작하고, 한 프레임 경과후 시점(t2)에서 종료된다.
또한, 프레임 메모리(16)에서, P-화상(P35)을 참조하여 디코드된, P-화상(P38)의 기록은 시간 점(t2)에서 시작하고, 한 프레임 경과후 시점(t3)에서 종료된다. P-화상(P38)의 한 필드가 판독 시작 시점까지는 프레임 메모리(16c)에 이미 기록되어 있다고 가정하면, 프레임 메모리(16c)로부터의 P-화상(P38)의 판독은 두 시작점 (t2)와 (t3) 사이의 중간점에서 시작될 수 있다. 그러므로, 판독 타이밍을 기록 타이밍으로부터 한 필드만큼 지연함으로써 같은 프레임 메모리로부터 동시에 판독되고 기록되는 것이 가능하다.
프레임 메모리(16c)로부터의 P-화상(P38)의 판독은 두 시점 t3 와 t4 사이의 중간점에서 종료되고, 프레임 메모리(16c) 내의 선행 GOP의 디코드된 I-화상(I22)의 기록은 시점(t3)에서 시작한다. 이 기록은 한 프레임 경과후 시점(t4)에서 종료된다.
기록 타이밍이 양호하게도 판독 타이밍에 대해 한 필드 지연되기 때문에 상기된 바와 같이, 앞서 기록된 화상 데이타를 판독하면서 동시에 프레임 메모리(16c)에 다른 화상 데이타가 기록될 수 있다.
그 후, 도 9A 및 도 9B에 도시된 바와 같이 디코드된 화상 데이타는 (I32), (P35), (P38), (I22), (P25), (P28), (I12), (P15), (P18), (I02), (P05), ...등의 순서로 프레임 메모리 (16a), (16b), 및 (16c)에 기록된다. 반면, 화상 데이타는 (P38), (P35), (I32), (P28), (P25), (I22), (P18), (P15), (I12), ...등과 같이 가장 오래된(가장 큰) 화상 번호에서보다 새로운(더 작은) 화상 번호로의 순서로 프레임 메모리 (16a), (16b), 및 (16c)로부터 판독된다.
결과적으로, 빠른 역 재생이 실행되고, 화상은 도 9C에 도시된 순서로 디스플레이된다. 예를 들면, 세 프레임 메모리가 사용될 때 GOP당 세 화상이 역으로 재생될 수 있다.
역 재생 모드에서, 화상에 할당된 식별 번호가 검출되며, 화상은 가장 오래된 번호에서 가장 새로운(가장 큰 번호 내지 가장 작은 번호) 번호의 순으로 프레임 메모리 뱅크(16)로부터 판독된다. 화상의 디스플레이 순서를 나타내는 번호를 의미하는, 시간 기준(TR)은 GOP의 각 상부에서 리셋되며, 이러한 시간 기준의 값은 0 내지 1023의 범위에 있다.
이제 도 11A 내지 11C 를 참조하면, 설명은 도 8A 및 8B의 데이타 디코딩 장치내에 실행되는 FF(fast forward) 재생을 제공한다. 도 11A 및 11B 는 디스크(1)상에 기록된 순으로 4개의 GOP의 비디오 데이타를 도시하며 비디오 데이타 아래의 화살표는 FF 재생 코드에서 판독될 비디오 데이타의 순서를 나타낸다.
FF 재생 모드에서, PSM 검출기(40)는 각 GOP의 상단에 기록된 진입 섹터에서 ip_ipp_descriptor을 검출하고, 검출된 ip_ipp_descriptor을 상술된 FR 재생 모드에서와 같이 제어 회로(6)에 공급한다. 제어 회로(6)는 픽업(2)이 진입 섹터의 상단에서부터 ip_ipp_descriptor에서 bytes_to_second_P_pic의 정보에 의해 나타나는 바이트 수에 대응하는 데이타를 판독하도록 제어하여, 그에 의해 비디오 데이타가 도 11C에서 화살표에 의해 표시된 순서로 판독된다.
각 화상 헤더에 식별이 주어지는 B-화상은 판독된 비디오 데이타로부터 제거되어 I- 및 P-화상만이 디코드된다. 디코드된 I- 및 P-화상은 디코딩 순서로 프레임 메모리 뱅크(16)로부터 판독되고, 도 11C에 도시된 바와 같이 (I02), (P05), (P08), (I12), (P15), (P18), (I22), (P25), (P28), (I32), (P35), (P38)의 순서로 디스플레이 장치(18)상에 디스플레이된다.
비록 양호하게 프레임 메모리 뱅크(16)에 3개의 프레임 메모리가 포함되었지만, 프레임 메모리의 개수는 3개에 제한되지 않고 임의의 원하는 수가 선택될 수 있다. FF(fast forward) 재생은 프레임 메모리와 수가 같은 I- 및 P-화상으로 실행된다.
프레임 메모리 뱅크(16)내의 두 프레임 메모리(16a 및 16b)만으로 실행된 FR 재생이 도 12A 내지 도 12C 및 도 13을 참조하여 설명된다.
도 12A 및 도 12B는 비디오 데이타가 디스크(1)상에 기록된 순서를 도시한다. 도 12A 및 도 12B에서의 비디오 데이타는 4개의 GOP에 대응하고, FR 재생 모드에서 제어 회로(6)는 픽업(2)이 비디오 데이타 아래의 화살표로 표시된 순서로 비디오 데이타를 디스크(1)에서 판독하도록 제어한다. 특히, 픽업(2)은 연속적으로 I-화상(I32), B-화상(B30), B-화상(B31), 및 P-화상(P35)의 비디오 데이타를 이 순서로 판독하고, 바로 선행하는 GOP로 점프하고, 또한 I-화상(I22)의 비디오 데이타를 제 1 의 P-화상(P25)까지 판독한다. 이어서, 픽업(2)은 다른 선행 GOP로 점프하고, I-화상(I12)부터 제 1 의 P-화상(P15)까지의 비디오 데이타를 판독한다. 다음에 픽업(2)은 또 다른 GOP로 점프하고, I-화상(I02)부터 제 1 의 P-화상(P05)까지의 비디오 데이타를 판독한다. 이어서, 상기와 유사하게, 픽업(2)은 다음의 선행 GOP의 시작부에 위치하는 I-화상부터 그 I-화상 뒤에 위치하는 제 1 의 P-화상까지의 비디오 데이타를 판독한다.
이러한 동작은 PSM 검출기(40)가 각 GOP 상단에 기록된 진입 섹터내의 ip_ipp_descrptor 내의 bytes_to_first_P_pic의 정보를 검출하고, 검출된 정보를 제어 회로(6)에 공급하기 때문에 이루어진다. 보다 구체적으로, 제어 회로(6)는 픽업(2)이 진입 섹터의 상단에서부터 ip_ipp_descriptor에 주어진 bytes_to_first_P_pic의 정보에 의해 나타나는 바이트 수에 대응하는 데이타를 판독하도록 제어하여, 그에 의해 픽업(2)이 도 9A 내지 도 9B에서 화살표에 의해 표시된 순서로 비디오 데이타를 판독할 수 있게 된다.
GOP의 시작부에 위치하는 I-화상부터 이 I-화상 뒤에 위치하는 제 1 의 P-화상까지의 판독된 비디오 데이타는 디멀티플렉서(32)에 의해 오디오 데이타 및 다른 데이타로부터 분리되어 비디오 코드 버퍼(10)에 기록된다. 이어서, 각 화상 헤더에 식별이 주어지는 B-화상은 제거되고 I- 및 P-화상만이 디코드되어 프레임 메모리 뱅크(16)에 기록된다. 이와 같이 기록된 비디오 데이타는 도 12C에 도시된 화상 디스플레이 순서로 프레임 메모리(16)로부터 판독되어 디스플레이 장치(18)에 디스플레이된다.
도 13은 2-프레임 용량을 갖는 프레임 메모리 뱅크(16)에 대한 데이타 판독/기록 타이밍을 도시한다. 도 12B에서 가장 최근의 GOP의 시작부에 있는 디코드된 I-화상(I32)을 프레임 메모리(16a)에 기록하는 것은 시점(t0)에서 시작하고, 한 프레임 경과후의 시점(t1)에서 종료한다. 이어서, 프레임 메모리(16b)에, I-화상(I32)을 참조하여 디코드된, P-화상(P35)을 기록하는 것은 점(t1)에서 시작하고, 한 프레임 경과후 시점(t2)에서 종료된다.
P-화상(P35)의 한 필드가 이미 판독 시작 시점에 프레임 메모리(16b)에 기록되어 있다고 가정하면, 프레임 메모리(16b)로부터 P-화상(P35)을 판독하는 것은 두 시점 (t1)과 (t2) 사이의 중간점에서 시작한다. 그러므로, 한 필드만큼 기록 타이밍에 대해 판독 타이밍을 지연함으로써 같은 프레임 메모리(16b)로부터 동시에 판독하고 기록하는 것이 가능하다. 이와 같이, 앞서 기록된 화상 데이타를 판독하면서 동시에 프레임 메모리(16b)에 다른 화상 데이타가 기록될 수 있다.
프레임 메모리(16b)로부터의 P-화상(P35)의 판독은 두 시점 (t2)와 (t3) 사이의 중간점에서 종료되고, 선행 GOP의 디코드된 I-화상(I22)을 프레임 메모리(16b)에 기록하는 것은 시점(t2)에서 시작한다. 이러한 기록은 한 프레임 경과후 시점(t3)에서 종료된다.
I-화상(I32)은 두 시점 (t2)와 (t3) 사이의 중간점에서 프레임 메모리(16a)로부터 판독되고, 이 판독 시작점에서 약 한 필드 지연한 후, 디코드된 P-화상(P25)을 프레임 메모리(16a)에 기록하는 것이 시작한다. 시점 (t3)와 (t4) 사이의 중간점에서 한 프레임의 I-화상(I32)이 완전히 판독되고, 이어서 프레임 메모리(16a)로부터 한 프레임의 P-화상(P25)이 완전히 판독된다. 또한, 선행하는 GOP에서 한 프레임의 I-화상(I12)은 시점 (t4)와 (t5) 사이에서 프레임 메모리(16a)에 기록된다.
도 12A 내지 도 12B에 도시된 바와 같이 디코드된 화상 데이타는 (I32), (P35), (I22), (P25), (I12), (P15), (I02), (P05), ...의 순서로 프레임 메모리 (16a) 및 (16b)에 기록되고, (P35), (I32), (P25), (I22), (P15), (I12), (P05), (I02), ...와 같이 오래된(가장 큰) 화상 번호로부터 새로운(더 작은) 화상 번호로의 순서로 판독된다.
상술된 바와 같이, 특별 재생 모드에서는 GOP당 하나의 I-화상과 2개 또는 하나의 P-화상이 디스플레이된다. 본 발명은 GOP당 한 I-화상만을 디코드하여 디스플레이하고 P-화상과 B-화상을 모두 제거하도록 변형될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 경우, I-화상의 끝부분까지의 바이트의 수를 검출하기 위한 정보가 PSD(Program Stream Directory)에 기록된다. 특히, MPEG 시스템(ISO 13818-1)에 따라 정의된 PSD에서, PSD 직후의 I-화상에 대한 정보는 기준 액세스 유닛으로 기록되고, PES_header_position_offset, reference_offset, 및 bytes_to_read의 세 값이 함께 더해져 PSD의 제 1 의 바이트로부터 I-화상의 끝부분까지의 데이타 길이(총 바이트 수)를 결정한다.
프레임 메모리의 저장 용량이 3개 프레임을 초과할 때, 특별 재생 모드에서 GOP당 3개 프레임 이상이 디코드되어 재생될 수도 있다. 이러한 경우, 데이타 길이를 나타내는 정보가 PSM에 기록되어 I-화상 이후에 나타나는 3개 이상의 P-화상이 액세스될 수 있다.
상기의 예는 특별 재생 모드에서 인접한 GOP로의 점프를 도시하지만, 특별 재생을 실행할 때 먼 GOP로 점프가 실행될 수 있다.
특별 재생 모드에서 픽업(2)이 점프하는 본 발명에서, 비디오 스트림내의 비디오 데이타는 그들의 압축도가 화상 종류(I, P, 또는 B)나 화상의 특성(평탄함 또는 복잡함)에 의존해 다르므로 다른 비율에 있다. 결과적으로, 탐색 시간이 고정되지 않아 등배수 속도의 FF/FR 재생을 실행할 때 어려움이 발생될 수 있다. 이러한 어려움을 피하기 위해 탐색 시간이나 디스플레이 간격이 시스템 제어기에 의해 측정되고, 측정된 시간에 따라 다음의 탐색이 변하여 그에 의해 피드백(feedback) 제어를 통해 속도 제어가 이루어진다. 예를 들면, 한 탐색에서 더 긴 시간이 취해지면, 픽업(2)은 GOP의 유닛에서 약간 먼 위치로 점프하여 필요한 거리를 얻는다.
본 발명은 광학 기록 매체와 연관되어 설명되었지만, 본 발명의 기록/재생 방법 및 장치는 압축된 비디오 데이타를 전달하는 다른 기록 매체와 사용될 수 있음을 알 수 있다.
역 재생과 같은 특별 재생이 더 적은 비용과 복잡성을 갖는 회로로 본 발명에 의해 실행될 수 있으므로, 기판 및 특정한 회로를 포함하는 장치의 몇몇 구성성분은 크기가 줄어들 수 있어 결과적으로 전력 소비를 감소시키으로, 열의 발생과 발열에 필요한 구조를 최소화할 수 있다.
특별 재생 모드에서는 I-화상만이 복구되거나, I-화상과 한 P-화상이 복구되거나, 또는 I-화상과 두 P-화상이 복구될 수 있다. 이러한 구조는 프레임 메모리에 로드되고 디스플레이되는 화상의 수를 변화시킴으로써 특별 재생 속도가 제어될 수 있도록 선택적으로 교환될 수 있다. I-화상에 부가하여 하나 또는 두 P-화상을 이용함으로써, 만족스러운 시각적 표시를 제공하도록 화면이 평활하게 디스플레이될 수 있다.
본 발명은 특히 양호한 실시예를 참조하여 도시되고 기술되었지만, 본 발명의 의도와 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변화가 이루어질 수 있음이 명백하다. 첨부된 청구항은 상술된 실시예, 설명된 다양한 다른 방법, 및 그에 동등한 모든 것을 포함하여 해석될 것이 의도된다.

Claims (6)

  1. 처리기-제어형 장치와 연관되어 사용되고 코드화된 화상 데이타가 그 표면에 기록되는 기록 매체에 있어서,
    상기 코드화된 화상 데이타는, 적어도 하나의 프레임내 코드화된 화상(I-화상), 적어도 2개의 예측 코드화된 화상들(P-화상들)과 위치 정보를 포함하고, 상기 위치 정보는 상기 적어도 하나의 I-화상의 위치와 상기 적어도 하나의 I-화상에 대한 상기 적어도 2개의 P-화상들의 위치를 나타냄으로써, 상기 처리기-제어형 장치로 하여금 상기 위치 정보를 사용하여 상기 P-화상 코드화된 화상 데이타를 선택하도록 함으로써 상기 기록 매체로부터 상기 코드화된 화상 데이타를 특별 재생 모드로 재생할 수 있도록 하는, 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치 정보는 상기 적어도 하나의 I-화상에서부터 상기 적어도 2개의 P-화상들 중 첫번째의 끝부분까지의 데이타 길이, 및 상기 적어도 하나의 I-화상에서부터 상기 적어도 2개의 P-화상들 중 두번째의 끝부분까지의 데이타 길이를 나타내는, 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 코드화된 화상 데이타가 섹터내에 기록되고, 상기 위치 정보가 상기 적어도 하나의 I-화상을 포함하는 상기 섹터의 시작부에서 상기 제 1 의 P-화상의 끝부분까지 및 상기 섹터의 시작부에서 상기 제 2 의 P-화상의 끝부분까지의 데이타 길이를 더 나타내는, 기록 매체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위치 정보는 섹터에 기록되는, 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 코드화된 화상 데이타가 복수의 양방향 예측 코드화된 화상 데이타들(B-화상들)을 포함하는, 기록 매체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 I-화상과 상기 적어도 2개의 P-화상들 각각은 하나의 프레임을 구성하는, 기록 매체.
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