KR100469258B1 - 썸네일 영상 생성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데시메이션, 평균 및 중복 기법을 사용하여 다양한 포맷을 갖는 동영상들의 크기의 차이를 보정하는 썸네일 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 MPEG으로 부호화된 비디오 스트림의 I 픽쳐의 DC 값을 이용하여 썸네일 영상을 생성하되, HD급 비디오 스트림에 대해서는 데시메이션이나 평균 기법을 적용하여 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록의 DC 값들을 1/N 축소시켜 썸네일 영상을 생성한다. 따라서 썸네일 영상의 사이즈 변환에 필요한 스케일 연산 및 영상 화소 보간법 등의 복잡한 연산 없이 SD급 비디오 스트림의 썸네일과 비슷한 크기의 썸네일 영상을 생성할 수 있다. 또한, 본 발명은 필드 픽쳐에 대하여 영상의 리사이징(resizing)알고리즘을 적용하지 않고 간단한 버퍼 리드 포인터의 제어에 의하여 프레임 픽쳐와 동일한 크기의 썸네일 영상을 생성할 수 있다.
Description
본 발명은 디지털 TV에 장착된 개인용 비디오 녹화기(Personal Video Recorder ; PVR)등에서 제공하는 부가 기능 중 서로 다른 포맷을 갖는 동영상으로부터 일관적인 크기를 갖는 썸네일 영상을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 썸네일 영상은 브라우징(browsing) 혹은 탐색(searching) 등의 목적으로 동영상의 특정 프레임을 원래의 크기 보다 작게 표현한 것이다. 이런 썸네일 영상은 주로 디지털 TV에 장착된 개인용 비디오 녹화기(Personal Video Recorder ; PVR) 등에서 제공하는 부가 기능 중 저장된 동영상 미디어에 대한 프로그램 가이드, 스토리 보드(story board), 내용 요약(content summary) 기능 및 키 프레임(key frame) 생성 등의 기능을 제공하는데 사용된다. 특히, 개인용 비디오 녹화기에서 스토리 보드와 같은 부가 기능에서 녹화된 비디오의 내용을 함축적으로 디스플레이 하기 위해 한 화면에 여러 장의 썸네일 영상을 표시하는 기능 또는 프로그램 가이드 등에서 사용할 대표 영상의 생성 등 그 활용 분야가 다양하다.
썸네일 영상을 생성하는 종래의 방법은 MPEG으로 부호화된 비디오의 프레임 중 I 픽쳐(picture)의 DC 값을 이용하는 방법이 있다. 이 방법은 해당 비디오 프레임 전체를 재생하는데 필요한 가변 복호화기(variable length decoder ; VLD)를 필요로 하지 않으며 썸네일 영상의 생성을 위한 추가적인 축소에 필요한 스케일링 연산을 요구하지 않으므로 하드웨어적인 부담을 크게 줄이면서 가로 및 세로 방향으로 각각 1/8 만큼 축소된 영상을 생성할 수 있다. 즉, 비교적 간단한 방법으로 하드웨어적인 부담 없이 원 영상의 1/64의 크기에 해당하는 썸네일 영상을 생성할 수 있는 장점이 있다.
그러나 일반적으로 디지털 TV로 시청할 수 있는 MPEG 비디오 스트림은 크게 HD(High Definition)급 및 SD(Standard Definition)급의 다양한 포맷을 가지며 이러한 다양한 포맷에 따라 비디오의 각 프레임의 해상도 역시 차이가 있다.
따라서 기존의 DC 값을 이용한 썸네일 영상 생성 방법은 입력되는 비디오의 포맷에 관계없이 원 영상의 1/64의 크기에 해당하는 썸네일을 생성한다. 예를 들어 1920x1088의 해상도를 갖는 HD급 비디오와 720x480의 해상도를 갖는 SD급 비디오의 썸네일 영상은 각각 240x136, 90x60의 해상도를 갖는다. 즉 비디오의 포맷에 따라 썸네일 영상의 크기가 6배 이상 차이가 날 수 있다. 이러한 차이는 스토리 보드 구성과 같은 응용 분야에서 썸네일 영상의 배치가 비디오 포맷에 따라 다르게 정의 되어야 하는 문제를 발생시키며 또한, 한 화면에 여러 다른 포맷의 비디오에 대한 썸네일 영상을 디스플레이 하는 경우 각각의 썸네일 크기의 차이에 의해 사용자로 하여금 시각적인 불편을 초래할 수 있다. 즉, 여러 장의 썸네일 영상을 화면에 표시하기 위한 디스플레이 맵이 각 포맷마다 다르게 정의되어야 하며 썸네일을 저장하는 디바이스, 예를 들어 메모리에서의 저장 공간을 정의하는 메모리 맵 역시 이러한 크기의 불일치에 의해 각각의 동영상 포맷에 따라 다르게 정의해야 하는 문제점이 존재한다. 아울러 이러한 썸네일 영상의 크기의 불일치를 해결하기 위해 스케일링 또는 보간법 등과 같은 후처리 과정을 수행하려면 복잡한 연산과 그에 수반하는 계산량 및 추가적인 메모리 부담 등의 하드웨어적인 문제점이 존재한다.
또한, 썸네일 영상을 생성하는 종래의 방법은 각 필드가 독립적으로 부호화 된 비디오 스트림의 경우 한 필드에 대해서만 썸네일 영상을 생성하며 결과적으로 세로 방향으로 1/2 만큼 축소된 썸네일이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 방법은 톱 필드(top field)와 바텀 필드(bottom field)에서 얻어진 각각의 썸네일 필드를 인터레이스(interlace)하여 썸네일 프레임을 생성한다. 그러나 인터레이스된 시퀀스(interlaced sequence)의 경우 이러한 방법에 의해 얻어진 썸네일 영상은 홀수 주사선과 짝수 주사선 사이에 존재하는 시간적 차이와 필드간에 존재하는 움직임에 의하여 깜박임(flickering)이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 비디오 스트림의 포맷에 관계없이 일관적인 크기의 썸네일 영상을 생성하는 썸네일 영상 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 인터레이스 시퀀스의 경우에 대하여 하나의 필드만을 사용하여 썸네일 영상을 생성하며 이 과정에서 각 라인을 중복(duplication)시켜 프레임과 같은 크기의 썸네일 영상을 생성하는 썸네일 영상 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 일 실시예를 보인 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 동작 중 데시메이션 모드의 일 실시예를 보인 흐름도
도 3은 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 동작 중 평균 모드의 일 실시예를 보인 흐름도
도 4a, 도 4b는 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 HD급 픽쳐 및 SD급 픽쳐에 대한 내부 버퍼 구성의 일 실시예를 보인 도면
도 5는 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 동작 중 HD급 필드 픽쳐에 대한 중복 수행의 일 실시예를 보인 흐름도
도 6은 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 동작 중 SD급 필드 픽쳐에 대한 중복 수행의 일 실시예를 보인 흐름도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : DC 디코더 102 : 버퍼 제어기
103 : 버퍼 104 : 시스템 메모리 인터페이스
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치 및 방법은, I 픽쳐의 DC값을 사용하여 썸네일 영상을 생성하되 HD급 비디오 스트림에 대해서는 추가적으로 1/N(예, N은 4)만큼 더 축소된 썸네일 영상을 생성하는 두 가지 모드를 포함함을 특징으로 한다. 첫번째 모드는 데시메이션 모드로서, 4:1 데시메이션 기법을 적용하여 하나의 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록 중 한 개의 휘도 블록에 대한 DC값만을 버퍼에 저장하는 것을 특징으로 한다. 두번째 모드는 평균 모드로서, 하나의 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록의 DC값들에 대한 평균값을 계산한 후 이 평균값을 버퍼에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 필드 시퀀스에 대하여 톱, 바텀 필드 중 어느 하나의 필드만을 사용하여 썸네일 영상을 생성하며, 이때 프레임과 같은 크기를 갖게 하기 위해 썸네일 영상의 각 라인을 중복시켜 출력하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치는, 입력되는 비디오 스트림으로부터 I 픽쳐의 DC값만을 파싱하는 DC 디코더와, 상기 DC 디코더에서 출력되는 DC 값을 저장하는 버퍼와, 상기 DC 디코더에서 출력되는 DC값이 포함되는 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 서브 블록들의 DC값을 1/N(N은 2이상의 자연수) 축소하여 상기 버퍼에 저장하도록 제어하며, 상기 버퍼에 저장된 DC값을 썸네일 영상을 생성하기 위해 시스템 메모리로 출력하는 버퍼 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 버퍼 제어기는 입력되는 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록 중 어느 하나의 휘도 블록에 대한 DC 값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC값이 버퍼에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 버퍼 제어기는 입력되는 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에포함되는 4개의 휘도 블록의 DC값들에 대한 평균을 구한 후 상기 평균값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC 값이 버퍼에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 버퍼 제어기는 입력되는 매크로 블록이 SD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록에 대한 DC 값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC값이 버퍼에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 버퍼 제어기는 입력되는 비트 스트림이 필드 픽쳐인 경우, 톱과 바텀 필드 중 어느 하나의 필드에 대한 DC값만 상기 버퍼에 저장하도록 제어하며, 상기 버퍼에 저장된 데이터를 시스템 메모리로 전송시 버퍼의 리드 포인트 제어에 의해 상기 버퍼로부터 하나의 썸네일 영상 라인에 해당하는 데이터를 중복시켜 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 방법은, 입력되는 비디오 스트림으로부터 I 픽쳐의 DC값만을 파싱하는 단계와, 상기 파싱 단계에서 입력되는 DC값이 포함된 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 서브 블록들의 DC 값을 1/N(N은 2이상의 자연수) 축소하여 상기 버퍼에 저장하는 단계와, 상기 파싱 단계에서 입력되는 DC값이 포함된 매크로 블록이 SD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 모든 서브 블록들에 대한 DC 값을 상기 버퍼에 저장하는 단계와, 상기 매크로 블록이 포함되는 슬라이스가 종료하면 상기 버퍼에 저장된 DC값들을 시스템 메모리로 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명은 보간법(interpolation) 또는 사이즈 변환 등의 복잡한 과정을 거치지 않고 최소한의 하드웨어로써, HD급과 SD급 동영상 및 필드/프레임 영상과 같이 서로 다른 포맷을 갖는 동영상들로부터 생성된 썸네일 영상의 크기가 일관적인 크기를 갖도록 하는데 있다. 또한, 본 발명은 인터레이스 시퀀스(interlaced sequence)의 경우에 대하여 하나의 필드만을 사용하여 썸네일 영상을 생성하며 이 과정에서 각 라인을 중복(duplication)시켜 프레임과 같은 크기의 썸네일 영상을 생성함으로써, 서로 다른 필드를 인터레이스시킴으로써 발생할 수 있는 플리커링(flickering) 현상을 방지하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 일 실시예를 나타낸 구성 블록도로서, 비디오 입력으로부터 I 픽쳐의 DC 값만을 파싱하는 DC 디코더(101), 상기 파싱된 DC값을 저장하기 위한 버퍼(103), 및 상기 DC값을 버퍼(103)에 저장시키고 또한, 상기 버퍼(103)에 저장된 DC값을 시스템 메모리 인터페이스(104)를 통해 시스템 메모리로 전송하며, 전체적인 흐름을 제어하는 버퍼 제어기(102)로 구성된다.
즉, 상기 버퍼 제어기(102)는 시스템 메모리 인터페이스(104)를 통해 버퍼(102)에 저장된 데이터를 시스템 메모리의 특정 위치에 저장될 수 있도록 한다.
상기 DC 디코더(101)는 일반적인 MPEG 비디오 디코더의 VLD에 비해 매우 간단한 구조로 I 픽쳐의 DC값만을 파싱할 수 있는 구조를 갖는다. 즉, 썸네일 영상을 생성하는 것이 목적이므로 P 픽쳐 및 B 픽쳐를 복호화 할 필요가 없으며, 기타 AC 값을 구하기 위해 필요한 가변 복호화 테이블 및 하드웨어 부분이 제거된 구조이다.
그리고, 상기 버퍼(103)는 두 개의 버퍼(103a,103b)로 구성되며, 상기 두 개의 버퍼(103a,103b)는 상기 버퍼 제어부(102)에서 더블 버퍼링(double-buffering) 기법을 사용하여 제어한다. 즉, 하나의 버퍼에 DC값이 다 채워지는 경우 이 버퍼로부터 DC값을 시스템 메모리로 전송하며 새로 입력되는 DC값은 또 다른 버퍼에 저장되는 방식이다.
이때, 각각의 버퍼는 하나의 슬라이스(slice)를 저장할 만큼의 크기를 가지며 본 발명에 의한 썸네일 영상 생성 장치에서는 각각의 버퍼가 360바이트(byte)의 크기를 갖도록 설정하였다. 이 크기는 입력 가능한 비디오 포맷 중에서 가장 많은 데이터 량을 갖는 1920x1088의 해상도를 갖는 HD급 영상을 기준으로 한 것이며 매크로 블록 당 총 3개의 DC값(즉, 매크로 블록당 하나의 Y와 Cb,Cr의 DC 값)을 저장하므로 슬라이스 당 120x3개의 DC값을 저장하기 위한 360바이트 크기로 설정하였다.
각 슬라이스가 종료하면 버퍼(103)에 저장된 DC 값을 시스템 메모리 또는 하드디스크로 전송한다. 슬라이스의 종료는 슬라이스의 마지막 DC값이 입력되면 버퍼제어기(102)에서 발생시킨다. 또한, 슬라이스가 종료하면 버퍼 제어기(102)에서 시스템 메모리 인터페이스(104)를 통해 메모리 접근 요청을 하며 일련의 제어 과정을 거쳐 슬라이스 데이터가 시스템 메모리에 전송된다. 이때, 시스템 메모리 상에서 현재 썸네일 영상이 저장될 어드레스 정보를 버퍼 제어기(102)에서 계산하여 전송한다. 즉, 각 슬라이스에 해당하는 DC값을 전송할 때마다 슬라이스 데이터의 크기만큼 시작 어드레스를 증가하면 시스템 메모리 상에서 자동적으로 이전에 저장된 슬라이스 데이터에 연속적으로 연결되어 현재 슬라이스 데이터가 저장된다.
따라서, 이와 같은 과정을 거쳐 완전한 형태의 썸네일 영상이 시스템 메모리에 저장된다. 시스템 메모리에 저장된 썸네일 영상은 하드디스크와 같은 저장 장치에 저장될 수 있으며 본 발명은 썸네일 영상의 생성 장치에만 국한되므로 저장 장치와의 인터페이스에 대한 언급은 하지 않는다.
본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치는 SD급의 동영상에 대해서는 매크로블록 당 4개의 썸네일 영상 화소를 생성하며, HD급의 동영상에 대해서는 매크로블록 당 1개의 썸네일 영상 화소를 생성한다.
이때, HD급의 동영상 썸네일 영상 화소를 생성하는 경우, 두 가지 다른 모드가 존재하며 각각 데시메이션(Decimation) 모드와 평균(Averaging) 모드로 구분된다. 상기 데시메이션 모드 및 평균 모드의 제어는 버퍼 제어기(102)에서 이루어진다.
본 발명은 생성될 썸네일 영상의 크기의 기준을 720x480의 해상도를 갖는 SD급 영상을 기준으로 하는 것을 일 실시예로 한다. 그 이유는 본 발명의 목적인 하드웨어의 간략화와 복잡도를 최대한 생략하는 동시에 입력 포맷의 차이에 따른 썸네일 영상의 크기의 불일치를 최소화하는데 있다. 즉, HD급 영상을 기준으로 할 경우, SD급 영상에 대하여 크기 변환을 수행하는 회로가 필요하며 이는 이미지 변환 및 보간법 등의 연산을 요구하므로 메모리 및 하드웨어적 복잡도가 매우 크다. 또한, 720x480 크기의 영상에 대한 썸네일을 생성할 경우 90x60의 해상도를 갖는 썸네일 영상이 생성되는데 이 크기는 사용자에게 브라우징 및 검색 등의 기능을 제공하는데 충분한 크기이다.
따라서 본 발명에 의한 썸네일 생성 장치에 의해 1920x1088의 크기를 갖는 HD급 영상의 경우 매크로 블록 당 한 개의 썸네일 화소를 생성하게 되므로 결과적으로 120x68의 크기를 갖는 썸네일 영상이 생성되며 이는 SD급에 비해 불과 1.5배 정도의 크기 차이를 보인다. 결국, 최소한의 복잡도로 최대한의 사이즈 변환 효과를 낼 수 있다.
결과적으로 본 발명에 의한 썸네일 생성 장치에 의해 SD급 동영상에 대해서 한 매크로블록 당 4개의 썸네일 화소가 생성되며, 각 매크로블록 당 4개의 Y성분과 1개씩의 Cb, Cr 성분이 생성되므로 4:2:0 컬러 포맷을 갖는 썸네일 영상이 생성된다. 반면 HD급 동영상에 대해서 한 매크로블록 당 1개의 썸네일 화소가 생성되며, 각 매크로블록 당 1개씩의 Y, Cb, Cr 성분이 생성되므로 결과적으로 4:4:4 컬러 포맷을 갖는 썸네일 영상이 생성된다.
도 2는 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 동작 중 데시메이션 모드의 일 실시예에 따른 흐름도로서, 입력되는 영상은 MPEG으로 부호화된 비디오 스트림중 I 픽쳐에 국한되며 상기 버퍼 제어기(102)의 제어에 따라 각 I 픽쳐의 DC값은 버퍼(103)에 저장된다. 각 DC값은 0에서부터 255의 값을 가지며 이는 1바이트의 데이터로 표현된다. 일반적으로 4:2:0의 포맷을 갖는 MPEG 비디오에서 DC값은 각 블록의 평균값을 의미하며 하나의 매크로블록 당 6개의 블록이 존재하므로 하나의 매크로 블록으로부터 6개의 DC값이 입력된다. 이 중 처음 4개(블록 0∼3)의 DC값은 휘도 신호에 해당하는 Y 성분의 DC값이며, 나머지 2개(블록 4, 5)는 각각 Cb, Cr 성분의 DC값에 해당된다.
즉, 매크로 블록이 시작되면(단계 201), 입력된 매크로 블록이 HD급인지 SD급인지를 판별한다(단계 202). 상기 단계 202에서 HD급으로 판별되면 매크로 블록당 존재하는 4개의 Y 블록 중 한 개의 Y블록에 해당하는 DC 값과 Cb,Cr 블록의 DC값을 버퍼(103)에 저장한다(단계 203). 즉, HD급의 비디오 스트림에 대하여 각 매크로 블록마다 한 개의 Y 성분만을 버퍼(103)에 저장한다.
그리고 나서, 상기 매크로 블록이 포함되는 슬라이스가 종료되었는지를 판별한다(단계 205). 상기 슬라이스 종료 판별에 대해서는 위에서 언급하였으므로 상세 설명을 생략한다.
상기 단계 205에서 슬라이스가 종료되지 않았다고 판별되면 다음 매크로 블록을 입력받아 HD급인지, SD급인지를 판별하는 단계로 되돌아가고, 슬라이스가 종료되었다고 판별되면 버퍼(103)에 저장된 DC값을 시스템 메모리로 전송한다(단계 207).
입력된 매크로 블록이 HD급인 경우, 본 발명에서는 4개의 Y 블록 중 블록 0번의 DC값을 저장하는 일 실시예로 한다. 이것은 하나의 실시예이며, 경우에 따라서 블록 1, 2, 3번 중 어느 하나를 저장할 수도 있으며, 이는 전체적인 성능에 큰 영향을 끼치지 않는다. 결과적으로 HD급의 영상인 경우 하나의 썸네일 화소는 원 영상의 매크로블록에 해당하는 데이터가 된다.
따라서, 1920x1088의 경우 한 슬라이스는 120개의 매크로 블록으로 구성되며 각 버퍼(103a,103b)에는 120개의 썸네일 화소가 저장된다. 결국, 매크로블록 당 한 개의 썸네일 화소를 생성함으로써, 가로 및 세로 방향으로 각각 1/16의 사이즈 축소를 수행하는 효과를 갖는다.
한편, 상기 단계 202에서 SD급으로 판별되면 매크로 블록에 존재하는 모든 블록의 DC값 즉, 4개의 Y 블록과 1개의 Cb,Cr 블록에 대한 DC값을 버퍼(103)에 저장한다(단계 204). 그리고 나서 슬라이스가 종료되었는지를 판별한다(단계 205). 마찬가지로, 상기 단계 205에서 슬라이스가 종료되지 않았다고 판별되면 다음 매크로 블록을 입력받아 HD급인지, SD급인지를 판별하는 단계로 되돌아가고, 슬라이스가 종료되었다고 판별되면 버퍼(103)에 저장된 DC값을 시스템 메모리로 전송한다(단계 207).
도 3은 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 동작 중 평균 모드의 일 실시예에 따른 흐름도로서, 입력되는 동영상이 HD급인 경우, 데시메이션 모드와 마찬가지로 하나의 매크로블록 당 한 개의 썸네일 화소를 출력한다. 그러나, 썸네일 화소의 Y 성분을 한 개의 대표값이 아닌 Y 성분에 해당하는 모든 블록, 즉 블록 0번부터 3번까지의 값을 평균한 값으로 설정한다.
즉, 매크로 블록이 시작되면(단계 301), 입력된 매크로 블록이 HD급인지 SD급인지를 판별한다(단계 302). 상기 단계 302에서 HD급으로 판별되면 매크로 블록당 존재하는 4개의 Y 블록의 DC값들에 대해 평균을 구한 후 상기 평균값과 Cb,Cr 블록의 DC값을 버퍼(103)에 저장한다(단계 303).
그리고 나서, 상기 매크로 블록이 포함되는 슬라이스가 종료되었는지를 판별한다(단계 305). 상기 단계 305에서 슬라이스가 종료되지 않았다고 판별되면 다음 매크로 블록을 입력받아 HD급인지, SD급인지를 판별하는 단계로 되돌아가고, 슬라이스가 종료되었다고 판별되면 버퍼(103)에 저장된 DC값을 시스템 메모리로 전송한다(단계 307).
상기와 같은 평균 모드의 경우, 고주파 성분이 많은 영상일 때는 스무싱(smoothing) 효과를 얻을 수 있으므로 보다 더 부드러운 썸네일 영상을 얻을 수 있는 장점이 있으나 일반적인 영상에 적용할 경우 약간의 블러(blur)가 존재한다. 따라서 시스템에서 입력 영상의 특성을 판단하여 고주파 성분이 많은 경우 평균 모드를 사용하면 보다 효과적으로 썸네일 영상을 생성할 수 있다.
한편, 데시메이션 및 평균 모드의 경우에 SD급 동영상에 대한 썸네일 영상의 생성 방식은 동일하다. 즉, 상기 단계 302에서 SD급으로 판별되면 매크로 블록에 존재하는 모든 블록의 DC값 즉, 4개의 Y 블록과 1개의 Cb,Cr 블록에 대한 DC값을 버퍼(103)에 저장한다(단계 304). 그리고 나서 슬라이스가 종료되었는지를 판별하여(단계 205), 슬라이스가 종료되지 않았다고 판별되면 다음 매크로 블록을 입력받아 HD급인지, SD급인지를 판별하는 단계로 되돌아가고, 슬라이스가 종료되었다고판별되면 버퍼(103)에 저장된 DC값을 시스템 메모리로 전송한다(단계 307).
이와 같이, SD급 비디오 스트림에 대해서는 데시메이션 모드 및 평균 모드에 상관없이 매크로 블록의 모든 DC값을 사용하여 썸네일 영상을 생성하며, 결과적으로 매크로블록 당 4개의 썸네일 화소를 생성한다.
도 4는 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치의 내부 버퍼(103a,103b)의 구성 혹은 버퍼 맵의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 도 4a는 HD급 영상이 저장되는 버퍼의 맵을, 도 4b는 SD급 영상이 저장되는 버퍼의 맵을 보이고 있다.
즉, 각 버퍼에는 하나의 슬라이스에 해당하는 비디오 데이터가 저장된다. 이때 썸네일 영상을 기준으로 할 때, SD급 동영상의 경우 Y신호에 대해 2개의 썸네일 라인을 저장하게 되며, HD급 동영상의 경우에는 1개의 썸네일 라인을 저장하게 된다. 도 4b의 SD급 동영상에 대한 버퍼의 구성도를 기준으로 설명하면 한 개의 라인에 저장되는 처음 90바이트의 데이터는 {DC0, DC1, DC0, DC1, DC0, DC1,...}과 같이 구성되며 DC0와 DC1은 각각 0번과 1번 블록으로부터 얻어진 DC값을 의미한다. 또한, 두 번째 라인에 저장되는 91번째부터 180번째 바이트는 {DC2, DC3, DC2, DC3, DC2, DC3,...}과 같이 구성된다. DC2와 DC3은 각각 2번과 3번 블록으로부터 얻어진 DC값을 의미한다. 즉, SD급인 경우 하나의 버퍼의 저장 영역은 4개(Y1,Y2,Cb,Cr)로 구성되며, Y1 저장 영역에는 슬라이스 단위로 0과 1번 블록으로부터 추출된 DC값이 저장되고, Y2 저장 영역에는 슬라이스 단위로 2와 3번 블록으로부터 추출된 DC 값이 저장된다. 그리고, Cb,Cr 저장 영역에는 슬라이스 단위로 Cb,Cr 블록의 DC 값이 각각 저장된다.
한편, HD급 동영상의 경우, 한 슬라이스 당 최대 120개씩의 Y, Cb, Cr 썸네일 화소가 생성되며, 데시메이션 및 평균 모드 여부에 상관없이 같은 개수의 Y 성분의 썸네일 화소가 생성되므로 두 모드가 동일한 버퍼 구성도를 갖는다. 즉, HD급인 경우 하나의 버퍼의 저장 영역은 Y,Cb,Cr 3개로 구성되며, Y 저장 영역에는 슬라이스 단위로 Y 성분에 대한 DC값이 저장되고, Cb,Cr 저장 영역에는 슬라이스 단위로 Cb,Cr 블록의 DC 값이 각각 저장된다.
도 5와 도 6은 입력되는 비디오 스트림이 필드 픽쳐인 경우 중복(duplication) 모드를 수행하는 흐름도로서, 도 5는 HD급의 필드 픽쳐에 대한 흐름도이고, 도 6은 SD급의 필드 픽쳐에 대한 흐름도이다.
즉, 입력되는 동영상이 필드 픽쳐인 경우, 톱 또는 바텀 필드에 관계없이 첫번째 디코딩되는 필드에 대하여 썸네일 영상을 생성한다. 이 경우, 두번째 입력되는 필드에 대해서는 썸네일 영상을 생성하지 않는다. 중복 모드의 수행은 버퍼 제어기(102)에서 수행하며, 특히 시스템 메모리로 썸네일 데이터를 전송시 버퍼(103)로부터 하나의 썸네일 라인에 해당하는 데이터를 중복시켜 전송함에 의해 이루어진다.
따라서, 버퍼의 구성도 또는 버퍼 맵에는 변함이 없으며 버퍼를 읽는 리드 포인트를 제어함으로써, 썸네일 영상을 세로 방향으로 두 배 확대하는 효과를 보일 수 있다. 도 5와 6에서 버퍼 리드(buffer read) 수행이라고 표시한 블록은 데이터를 버퍼(103)로부터 읽는 수행과 읽은 데이터를 시스템 메모리로 전송하는 단계를 모두 포함한 의미로 사용되었다. 그리고, 리드 포인트의 제어는 각 컬러 성분별로하나의 썸네일 라인에 해당하는 데이터를 중복 전송할 수 있도록 조절하며 결과적으로 시스템 메모리에는 중복이 된 썸네일 영상이 저장된다.
상기 버퍼(103)의 구성도가 도 4a와 같다고 가정할 경우, HD급 비디오 스트림의 경우 도 5와 같이 120바이트 단위로 중복시켜 데이터를 전송한다. 먼저 Y 성분에 대해서는 버퍼(103)의 1번째부터 120번째 바이트를 읽어 시스템 메모리로 전송한 다음, 버퍼 리드 포인터를 1번째 바이트로 이동시켜 다시 120바이트를 읽어 시스템 메모리로 중복 전송한다(단계 501∼504). 상기 단계 501∼504가 수행되고 나면 Cb 성분에 대한 버퍼 리드가 시작된다. 즉, Cb 성분에 대해서는 121번째부터 240번째 바이트를 읽어 시스템 메모리로 전송한 다음, 버퍼 리드 포인터를 121번째 바이트로 이동시켜 다시 240바이트를 읽어 시스템 메모리로 중복 전송한다(단계 505∼508). 그리고, Cr 성분에 대해서는 241번째부터 360번째 바이트를 읽어 시스템 메모리로 전송한 다음, 버퍼 리드 포인터를 241번째 바이트로 이동시켜 다시 360바이트를 읽어 시스템 메모리로 중복 전송한다(단계 509∼512).
결과적으로 버퍼(103)에 360 바이트의 데이터가 저장되어 있다면 필드 픽쳐의 경우, 중복 수행에 의해 그 두 배의 수치인 720 바이트의 데이터가 시스템 메모리로 전송된다.
한편, 버퍼(103)의 구성도가 도 4b와 같다고 가정할 경우, SD급 비디오 스트림의 경우 2개의 Y 성분 썸네일 데이터와 1개의 Cb 및 Cr 성분 썸네일 데이터가 존재한다.
따라서, 입력되는 비디오 스트림이 필드 픽쳐이면서 SD급 비디오 스트림인경우 도 6과 같이 하나의 썸네일 라인을 중복 전송하므로 처음 90 바이트를 중복시켜주며 그 다음 90 바이트를 중복 전송하며, 나머지 데이터의 경우 각각 45 바이트씩 중복 전송을 수행한다. 즉, 먼저 버퍼(103)의 Y1 저장 영역에 대해서 1번째부터 90번째 바이트를 읽어 시스템 메모리로 전송한 다음, 버퍼 리드 포인터를 1번째 바이트로 이동시켜 다시 90바이트를 읽어 시스템 메모리로 중복 전송한다(단계 601∼604). 상기 단계 601∼604가 수행되고 나면 Y2 저장 영역에 대한 버퍼 리드가 중복 수행된다(단계 605∼608). 즉, 단계 605∼608에서는 버퍼 리드 포인터를 91번째 바이트로 이동하여 90 바이트의 데이터를 시스템 메모리로 전송한 다음, 다시 91번째 바이트로 버퍼 리드 포인터를 옮겨 90 바이트의 데이터를 시스템 메모리로 중복 전송하게 된다. 이는 각 90 바이트가 하나의 썸네일 라인을 의미한다. 이후 Cb 및 Cr 성분의 경우 45 바이트씩 중복 전송을 하면 된다(단계 609∼612, 단계 613∼616).
따라서, 시스템 메모리에는 4:2:0 컬러 포맷을 갖는 썸네일 영상이 저장된다. HD급 영상의 경우와 마찬가지로 필드 픽쳐에 대해서 SD급 영상의 슬라이스 데이터를 저장하기 위해 최대 270바이트만큼의 데이터가 필요하며 시스템 메모리로 전송하는 데이터의 크기는 중복 수행에 의해 540 바이트가 된다.
이때, 데이터를 한번에 시스템 메모리로 전송하는 단위는 썸네일 영상 생성 장치, 메모리 인터페이스 및 시스템 메모리 사이의 데이터 버스의 규격에 의해 결정되며 일반적으로 8 또는 16 바이트가 쓰일 수 있으나 전체 시스템의 효율성을 고려하여 적절한 다른 값을 가질 수도 있다. 또한 전송의 효율성을 고려하여 버퍼의데이터 저장 단위 또한 전송 단위에 의해 결정될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 썸네일 생성 장치에서는 필드 픽쳐에 대하여 버퍼 용량에 대한 추가 또는 버퍼의 구성에 대한 수정 없이 버퍼 리드 포인터에 대한 제어만으로 세로 방향으로의 썸네일 영상의 확대 효과를 보일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 디지털 TV의 개인용 비디오 녹화기 또는 비디오 검색 장치 등에서 비디오 스트림에 대한 프로그램 가이드, 스토리 보드, 내용 요약 및 비디오에 대한 함축적 정보 전달에 관련된 기타 응용 분야 등에 적용하여 사용자에게 비디오 스트림의 포맷에 관계없이 일관된 크기의 썸네일 영상을 제공할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 썸네일 영상 생성 장치 및 방법에 의하면, HD급과 SD급의 비디오 스트림이 가지고 있는 영상의 해상도의 차이에 의한 썸네일 영상의 심화된 불일치를 해결하여 비교적 일관된 크기의 썸네일 영상을 생성하는 효과가 있다.
또한, 썸네일 영상의 사이즈 변환에 필요한 스케일 연산 및 영상 화소 보간법 등의 복잡한 연산 없이 데시메이션이나 평균 기법에 의하여 HD급 동영상에 대한 썸네일 영상의 크기를 1/4로 축소하는 효과가 있다. 즉, MPEG으로 부호화된 비디오 스트림의 I 픽쳐의 DC 값을 이용하여 썸네일 영상을 생성하되, HD급 비디오 스트림에 대해서는 데시메이션이나 평균 기법을 적용하여 썸네일 영상을 생성함으로써, 추가적인 스케일링 없이 SD급 비디오 스트림의 썸네일과 비슷한 크기의 썸네일 영상을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명은 필드 픽쳐에 대하여 영상의 리사이징(resizing) 알고리즘을 적용하지 않고 간단한 버퍼 리드 포인터의 제어에 의하여 프레임 픽쳐와 동일한 크기의 썸네일 영상을 생성하는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
Claims (13)
- 입력되는 비디오 스트림으로부터 I 픽쳐의 DC값만을 파싱하는 DC 디코더;상기 DC 디코더에서 파싱된 전체 DC 값 또는 1/N(N은 2이상의 자연수)로 축소된 DC 값을 저장하는 버퍼; 그리고상기 DC 디코더에서 파싱된 DC값이 포함되는 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 휘도 블록들의 DC값을 1/N 축소하여 상기 버퍼에 저장하고, 상기 버퍼에 저장된 DC값을 썸네일 영상을 생성하기 위해 시스템 메모리로 출력하는 버퍼 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼 제어기는입력되는 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록 중 어느 하나의 휘도 블록에 대한 DC 값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC값이 버퍼에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼 제어기는입력되는 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록의 DC값들에 대한 평균을 구한 후 상기 평균값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC 값이 버퍼에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼는슬라이스 단위로 입력되는 DC 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼 제어기는입력되는 매크로 블록이 SD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록에 대한 DC 값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC값이 버퍼에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼는두 개의 버퍼로 구성되며, 상기 두 개의 버퍼는 상기 버퍼 제어기의 제어에 의해 더블 버퍼링을 수행하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 각 버퍼는 HD급인 경우 각각이 하나의 썸네일 영상 라인에 해당하는 3개의 저장 영역으로 구성되고, 하나의 저장 영역에는 Y 성분에 대한 DC값이, 다른 하나의 저장 영역에는 Cb 성분에 대한 DC 값이, 또 다른 하나의 저장 영역에는 Cr 성분에 대한 DC 값이 각각 슬라이스 단위로 저장되는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 각 버퍼는 SD급인 경우 각각이 하나의 썸네일 영상 라인에 해당하는 4개의 저장 영역으로 구성되고, 하나의 저장 영역에는 2개의 휘도 블록으로부터 파싱한 DC 값이, 다른 하나의 저장 영역에는 다른 2개의 휘도 블록으로부터 파싱한 DC 값이, 나머지 두 저장 영역에는 Cb,Cr 블록에 대한 DC 값이 각각 슬라이스 단위로 저장되는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼 제어기는입력되는 비트 스트림이 필드 픽쳐인 경우, 톱과 바텀 필드 중 어느 하나의 필드에 대한 DC값만 상기 버퍼에 저장하도록 제어하며, 상기 버퍼에 저장된 데이터를 시스템 메모리로 전송시 버퍼의 리드 포인트 제어에 의해 상기 버퍼로부터 하나의 썸네일 영상 라인에 해당하는 데이터를 중복시켜 전송하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 장치.
- 입력되는 DC 값을 저장하는 버퍼를 이용하여 썸네일을 생성하는 방법에 있어서,입력되는 비디오 스트림으로부터 I 픽쳐의 DC값만을 파싱하는 단계;상기 파싱 단계에서 파싱된 DC값이 포함된 매크로 블록이 HD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 휘도 블록들의 DC 값을 1/N(N은 2이상의 자연수) 축소한 후 Cb,Cr 블록의 DC 값과 함께 상기 버퍼에 저장하는 단계;상기 파싱 단계에서 파싱된 DC값이 포함된 매크로 블록이 SD급이면 상기 매크로 블록에 포함되는 휘도 블록들의 DC 값을 Cb,Cr 블록의 DC 값과 함께 상기 버퍼에 저장하는 단계; 그리고상기 매크로 블록이 포함되는 슬라이스가 종료하면 상기 버퍼에 저장된 DC값들을 시스템 메모리로 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 방법.
- 제 10항에 있어서, 상기 HD급 저장 단계는상기 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록 중 어느 하나의 휘도 블록에 대한 DC 값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC값을 상기 버퍼에 썸네일 영상 라인 단위로 저장하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 HD급 저장 단계는상기 매크로 블록에 포함되는 4개의 휘도 블록의 DC값들에 대한 평균을 구한 후 상기 평균값과 Cb,Cr 블록에 대한 DC 값을 상기 버퍼에 썸네일 영상 라인 단위로 저장하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 방법.
- 제 10 항에 있어서,입력되는 비트 스트림이 필드 픽쳐인 경우, 톱과 바텀 필드 중 어느 하나의 필드에 대한 DC값만 상기 버퍼에 저장하고, 상기 버퍼에 저장된 데이터를 시스템메모리로 전송시 버퍼의 리드 포인트 제어에 의해 상기 버퍼로부터 하나의 썸네일 영상 라인에 해당하는 데이터를 중복시켜 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 썸네일 영상 생성 방법.
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