KR100507881B1 - A bit stream decoder in digital broadcasting receiver system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자 통신 기술에 관한 것으로, 특히 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치에 관한 것이며, 비디오 스트림의 디코딩 및 디스플레이시 동기의 정확도를 확보할 수 있는 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치에 있어서, 입력된 비트스트림을 파싱하기 위한 트랜스포트 수단; 상기 트랜스포트 수단으로부터 시스템 타임 클럭(STC)과, 비디오 프레젠테이션 타임 스탬프(PTS) 및 비디오 디코딩 타임 스탬프(DTS)를 입력 받아 STC-DTS값에 따라 비디오 디코딩시 픽쳐의 스킵 및 대기를 결정하고, STC-PTS값에 따라 비디오 디스플레이시 픽쳐의 스킵 및 대기를 결정하기 위한 동기화 제어 수단; 상기 동기화 제어 수단에 제어 받아 파싱된 비디오 스트림을 디코딩하기 위한 비디오 디코딩 수단; 및 상기 동기화 제어 수단에 제어 받아 디코딩된 비디오 스트림을 출력하기 위한 비디오 디스플레이 수단을 구비한다.The present invention relates to an electronic communication technology, and more particularly, to a bitstream decoding apparatus of a digital broadcast reception system, and provides a bitstream decoding apparatus of a digital broadcast reception system capable of ensuring accuracy of synchronization in decoding and displaying a video stream. Its purpose is to. The present invention provides a bitstream decoding apparatus of a digital broadcast receiving system, comprising: transport means for parsing an input bitstream; A system time clock (STC), a video presentation time stamp (PTS), and a video decoding time stamp (DTS) are input from the transport means, and according to the STC-DTS value, the skip and wait of a picture during video decoding are determined. Synchronization control means for determining skip and wait of a picture in video display according to the PTS value; Video decoding means for decoding the parsed video stream under control of the synchronization control means; And video display means for outputting a decoded video stream controlled by the synchronization control means.
Description
본 발명은 전자 통신 기술에 관한 것으로, 특히 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to electronic communication technology, and more particularly, to a bitstream decoding apparatus of a digital broadcast reception system.
디지털 방송 수신 안테나를 통해 들어오는 비트스트림은 일단 트랜스포트단에서 파싱(parsing)이 이루어진다. 이때, 시스템 동기를 맞추기 위한 프로그램 클럭 레퍼런스(Program Clock Reference, PCR)가 들어오며, 이는 내부의 시스템 타임 클럭(System Time Clock, STC)을 동기시키는데 사용된다. 또한, 패킷화된 엘리멘터리 스트림(Packetized Elementary Stream, PES) 수준에서 오디오, 비디오 각각의 PES에 대한 프레젠테이션 타임 스탬프(Presentation Time Stamp, PTS) 값이 들어오게 되는데, 이는 현재 들어온 비트스트림이 실제로 디스플레이되거나 소리를 내보낼 시간을 결정한다. 아울러 비디오 스트림의 경우 효율적인 압축을 위한 B 픽처 사용시 디코딩 순서와 디스플레이 순서가 다르므로 디코딩 타임 스탬프(Decoding Time Stamp, DTS)를 갖게 된다.The bitstream coming through the digital broadcast receiving antenna is parsed at the transport stage. At this time, a program clock reference (PCR) for synchronizing the system comes in, which is used to synchronize an internal system time clock (STC). In addition, at the packetized elementary stream (PES) level, a presentation time stamp (PTS) value for each PES of audio and video is received, which means that the present bitstream is actually displayed. Time to make a sound or to emit sound. In addition, the video stream has a decoding time stamp (DTS) because the decoding order and the display order are different when using a B picture for efficient compression.
첨부된 도면 도 1은 종래기술에 따른 비트스트림 디코더의 블록 구성을 도시한 것이다.1 is a block diagram of a bitstream decoder according to the prior art.
종래기술에 따른 비트스트림 디코더은, 입력된 비트스트림을 파싱하기 위한 트랜스포트부(10)와, 파싱된 오디오 스트림과 STC 및 오디오 PTS를 입력 받아 STC-PTS 값을 계산하여 제한된 범위안에 값이 들어가면 디코딩 및 오디오 출력을 수행하는 오디오 디코더부(11)와, 파싱된 비디오 스트림과 STC 및 비디오 PTS/DTS를 입력 받아 STC-PTS(또는 DTS) 값을 결정하여 디코딩을 수행하는 비디오 디코더부(12)와, 비디오 디코더부(12)에 제어 받아 실제 비디오 출력을 수행하는 비디오 디스플레이부(13)를 구비한다.The bitstream decoder according to the related art receives a transport unit 10 for parsing an input bitstream, receives a parsed audio stream, an STC and an audio PTS, calculates an STC-PTS value, and decodes a value within a limited range. And an audio decoder 11 for performing audio output, a video decoder 12 for receiving a parsed video stream, an STC and a video PTS / DTS, and determining a STC-PTS (or DTS) value to perform decoding. And a video display unit 13 which is controlled by the video decoder unit 12 to perform actual video output.
즉, 비디오 스트림의 경우, 전적으로 비디오 디코더부(12)의 제어에 의존하여 실제 디스플레이를 수행하게 된다. 이와 같은 방식으로 동기를 맞추는 경우, 오디오 스트림의 경우에는 데이터의 크기가 작기 때문에 크게 문제가 되지 않으나, 비디오 스트림의 경우에는 디코딩이 이루어지는 시점과 실제 디스플레이가 일어나는 시간까지 비디오 디스플레이부(13)를 거치는 시간이 포함된다.That is, in the case of a video stream, the actual display is performed solely under the control of the video decoder unit 12. In the case of synchronizing in such a manner, it is not a big problem because the data size is small in the case of the audio stream, but in the case of the video stream, the video display unit 13 passes through the time when the decoding is performed and the time when the actual display occurs. Time is included.
예컨대, I,P,B 픽쳐로 이루어진 비트스트림의 경우, 현재 디코딩되어지는 P픽쳐의 디스플레이는 다음에 계속되는 B 픽쳐가 모두 디스플레이된 이후에 실행된다. 이와 같이 실제 디스플레이 되는 시점에 PTS를 사용하여 동기를 맞추는 것이 아니라, 전적으로 디코딩 시점에 디스플레이와 디코딩의 결정이 이루어지므로, 동기를 맞추는데 있어서 정확도가 떨어지게 되며, 특히 정밀한 시스템의 경우에는 소리와 움직임이 다르거나, 동일한 스트림으로 동시에 여러 시스템을 구동시킬 때 서로 다른 화면이 나오는 경우가 종종 발생하게 된다.For example, in the case of a bitstream consisting of I, P, and B pictures, the display of the P picture currently being decoded is performed after all subsequent B pictures are displayed. In this way, the PTS is not synchronized to the actual display time, but the display and decoding decisions are made entirely at the decoding time. Therefore, the accuracy of the synchronization is inferior, especially in a precise system. However, different screens often appear when you run multiple systems simultaneously with the same stream.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 특히 비디오 스트림의 디코딩 및 디스플레이시 동기의 정확도를 확보할 수 있는 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a bitstream decoding apparatus of a digital broadcast receiving system that can ensure the accuracy of synchronization during decoding and display of a video stream. .
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치에 있어서, 입력된 비트스트림을 파싱하기 위한 트랜스포트 수단; 상기 트랜스포트 수단으로부터 시스템 타임 클럭(STC)과, 비디오 프레젠테이션 타임 스탬프(PTS) 및 비디오 디코딩 타임 스탬프(DTS)를 입력 받아 STC-DTS값에 따라 비디오 디코딩시 픽쳐의 스킵 및 대기를 결정하고, STC-PTS값에 따라 비디오 디스플레이시 픽쳐의 스킵 및 대기를 결정하기 위한 동기화 제어 수단; 상기 동기화 제어 수단에 제어 받아 파싱된 비디오 스트림을 디코딩하기 위한 비디오 디코딩 수단; 및 상기 동기화 제어 수단에 제어 받아 디코딩된 비디오 스트림을 출력하기 위한 비디오 디스플레이 수단을 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a bitstream decoding apparatus of a digital broadcast receiving system, comprising: transport means for parsing an input bitstream; A system time clock (STC), a video presentation time stamp (PTS), and a video decoding time stamp (DTS) are input from the transport means, and according to the STC-DTS value, the skip and wait of a picture during video decoding are determined. Synchronization control means for determining skip and wait of a picture in video display according to the PTS value; Video decoding means for decoding the parsed video stream under control of the synchronization control means; And video display means for outputting a decoded video stream controlled by the synchronization control means.
또한, 본 발명의 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치는, 상기 트랜스포트 수단으로부터 파싱된 오디오 스트림과, 상기 시스템 타임 클럭(STC) 및 오디오 프레젠테이션 타임 스탬프(PTS)를 입력 받아 STC-PTS값을 계산하여 제한된 범위를 만족하면 오디오 디코딩 및 출력을 수행하는 오디오 디코딩 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the bitstream decoding apparatus of the digital broadcast reception system of the present invention receives an audio stream parsed from the transport means, the system time clock (STC) and an audio presentation time stamp (PTS), and receives an STC-PTS value. Preferably, the apparatus further comprises audio decoding means for performing audio decoding and output if the calculated range is satisfied.
바람직하게, 본 발명의 디지털 방송 수신 시스템의 비트스트림 디코딩 장치는, 상기 트랜스포트 수단으로부터 파싱된 오디오 스트림을 입력 받아 오디오 디코딩 및 출력을 수행하는 오디오 디코딩 수단을 더 구비하며, 상기 동기화 제어 수단은, 상기 트랜스포트 수단으로부터 상기 시스템 타임 클럭(STC) 및 오디오 프레젠테이션 타임 스탬프(PTS)를 입력 받아 STC-PTS값에 따라 상기 오디오 디코딩 수단을 제어한다.Preferably, the bitstream decoding apparatus of the digital broadcast receiving system of the present invention further comprises audio decoding means for receiving audio parsed from the transport means and performing audio decoding and output, wherein the synchronization control means, The audio decoding means is controlled according to the STC-PTS value by receiving the system time clock (STC) and the audio presentation time stamp (PTS) from the transport means.
바람직하게, 상기 동기화 제어 수단은, 비디오 디스플레이시 한 픽쳐 단위로 스킵 및 대기를 결정하며, 그 결과를 상기 비디오 디코딩 제어에 피드백 시킨다.Preferably, the synchronization control means determines skipping and waiting in units of pictures during video display and feeds the result back to the video decoding control.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced in order to enable those skilled in the art to more easily carry out the present invention.
첨부된 도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비트스트림 디코더의 블록 구성을 도시한 것으로, 이하 이를 참조하여 설명한다.2 is a block diagram of a bitstream decoder according to an embodiment of the present invention, which will be described below with reference to the drawing.
본 실시예에 따른 비트스트림 디코더(200)는 입력된 비트스트림을 파싱하기 위한 트랜스포트부(20)와, 파싱된 오디오 스트림과 STC 및 오디오 PTS을 입력 받아 STC-PTS 값을 계산하여 제한된 범위안에 값이 들어가면 디코딩 및 오디오 출력을 수행하는 오디오 디코더부(21)와, 동기화 제어부(24)에 제어 받아 파싱된 비디오 스트림을 디코딩하기 위한 비디오 디코더부(22)와, 동기화 제어부(24)에 제어 받아 디코딩된 비디오 스트림을 출력하기 위한 비디오 디스플레이부(23)와, 트랜스포트부(20)로부터 STC 및 비디오 PTS/DTS를 입력 받아 STC-DTS 값에 따라 비디오 디코딩시 픽쳐의 스킵 및 대기를 결정하고, STC-PTS 값에 따라 비디오 출력시 픽쳐의 스킵 및 대기를 결정하기 위한 동기화 제어부(24)를 구비한다.The bitstream decoder 200 according to the present embodiment receives the transport unit 20 for parsing the input bitstream, the parsed audio stream, the STC, and the audio PTS, and calculates an STC-PTS value within a limited range. If the value is entered, the audio decoder 21 performs decoding and audio output, the video decoder 22 for decoding the parsed video stream under the control of the synchronization controller 24, and receives the control from the synchronization controller 24. The video display unit 23 for outputting the decoded video stream and the STC and the video PTS / DTS are received from the transport unit 20 to determine skip and wait of the picture during video decoding according to the STC-DTS value. And a synchronization controller 24 for determining skip and waiting of a picture at the time of video output according to the STC-PTS value.
즉, 본 실시예에서는 오디오 스트림에 대해서는 기존과 같은 디코딩/출력 절차를 거치며, 비디오 스트림에 대해서는 비디오 디코더부(22)와 비디오 디스플레이부(23)를 각각 제어하는 동기화 제어부(24)를 더 구비한다.That is, in the present embodiment, the audio stream is subjected to the same decoding / output procedure as before, and the video stream is further provided with a synchronization controller 24 for controlling the video decoder unit 22 and the video display unit 23, respectively. .
한편, SDRAM 프레임 버퍼(210)는 동기화 제어부(24)에 제어 받아 비디오 디코더부(22)에서 디코딩되어 출력된 픽쳐를 저장하고 저장된 픽쳐를 비디오 디스플레이부(23)로 출력한다.The SDRAM frame buffer 210 is controlled by the synchronization controller 24 to store a picture decoded and output by the video decoder 22 and outputs the stored picture to the video display unit 23.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 비트스트림 디코더(200)의 동작을 살펴본다.Hereinafter, the operation of the bitstream decoder 200 having the above configuration will be described.
비디오 스트림이 트랜스포트부(20)로부터 비디오 디코더부(22)로 들어오게 되면 동기화 제어부(24)는 이 비디오 스트림을 디코딩할 지를 결정하게 된다.When the video stream enters the video decoder section 22 from the transport section 20, the synchronization control section 24 determines whether to decode the video stream.
첨부된 도면 도 3은 동기화 제어부 내의 DTS 제어부의 처리 흐름을 예시한 것으로, DTS 제어부는 우선 DTS를 체크하고(30), 현재 픽쳐의 SDTS(=STC-DTS)값이 최소 SDTS값(Dmin)보다 작은지를 체크하여(31), 작으면 조건을 만족할 때까지 즉, SDTS값이 최소 SDTS값(Dmin)보다 작을 때까지 스킵(skip)을 수행하고(33), 작지 않으면 SDTS값이 최대 SDTS값(Dmax)보다 큰지를 체크한다(32).3 is a diagram illustrating a processing flow of the DTS controller in the synchronization controller, in which the DTS controller first checks the DTS (30), and the SDTS (= STC-DTS) value of the current picture is smaller than the minimum SDTS value (Dmin). If it is small (31), if it is small, skip is performed until the condition is satisfied, that is, until the SDTS value is smaller than the minimum SDTS value (Dmin) (33), and if it is not small, the SDTS value is the maximum SDTS value ( Greater than Dmax) (32).
체크 결과, SDTS값이 최대 SDTS값(Dmax)보다 크면, 조건이 만족할 때까지 대기를 수행하고(34), SDTS값이 최대 SDTS값(Dmax)보다 크지 않으면 비디오 스트림에 대한 디코딩을 수행한다(35).As a result of the check, if the SDTS value is larger than the maximum SDTS value Dmax, the apparatus waits until the condition is satisfied (34). If the SDTS value is not larger than the maximum SDTS value Dmax, the decoding of the video stream is performed (35). ).
여기서, 디코딩을 결정하게 되는 SDTS의 최대값 Dmax와 최소값 Dmin 값은 MPEG-2 스탠다드(standard)에 정의된 조건을 만족하는 값을 갖게 되는데, 대략 압축된 비트스트림으로 픽쳐 4∼5장 정도를 포함하게 된다. 즉, 이 범위내에서 픽쳐를 스킵하고 대기를 수행하게 되며, 이 과정을 통해 먼저 디코딩이 결정된다.Here, the maximum value Dmax and the minimum value Dmin of the SDTS, which determine the decoding, have a value satisfying the conditions defined in the MPEG-2 standard. The compressed bitstream includes approximately 4 to 5 pictures. Done. In other words, the picture is skipped and waited within this range, and decoding is first determined through this process.
상기와 같은 디코딩 과정을 수행 후 비디오 디스플레이 과정을 수행하게 된다.After performing the decoding process as described above, the video display process is performed.
첨부된 도면 도 4는 동기화 제어부 내의 PTS 제어부의 처리 흐름을 예시한 것으로, PTS 제어부는 우선 PTS를 체크하고(40), 현재 픽쳐의 SPTS(=STC-PTS)값이 최소 SPTS값(Pmin)보다 작은지를 체크하여(41), 작으면 1 픽쳐만큼 스킵을 수행하고(43), 작지 않으면 SPTS값이 최대 SPTS값(Pmax)보다 큰지를 체크한다(42).4 is a diagram illustrating a processing flow of the PTS controller in the synchronization controller, in which the PTS controller first checks the PTS (40), and the SPTS (= STC-PTS) value of the current picture is smaller than the minimum SPTS value (Pmin). If it is small (41), if it is small, it skips by one picture (43). If it is not small, it is checked whether the SPTS value is larger than the maximum SPTS value (Pmax) (42).
체크 결과, SPTS값이 최대 SPTS값(Pmax)보다 크면, 1 픽쳐만큼 대기를 수행하고(44), SPTS값이 최대 SPTS값(Pmax)보다 크지 않으면 비디오 스트림에 대한 디스플레이를 수행한다(45).As a result of the check, if the SPTS value is greater than the maximum SPTS value Pmax, the standby is performed for one picture (44). If the SPTS value is not greater than the maximum SPTS value Pmax, the display of the video stream is performed (45).
즉, 앞에서 설명한 디코딩 과정을 수행한 후, PTS 제어부를 통해서 2차적인 스킵과 대기의 상태를 제어하게 된다. 다시 말해, 디코딩과 실제 디스플레이가 일어나는 시간이 차이가 있으므로, 이를 보정하기 위해 디스플레이 직전에 이 픽쳐가 SPTS의 조건을 만족하는지를 체크하게 된다. 이때, SPTS의 최대값(Pmax)와 최소값(Pmin)은 DTS 제어부와는 다르게 값을 최소로 두어 즉, 픽쳐 1 장 정도의 시간차를 둠으로써 인코딩시에 구현된 PTS 값과 픽쳐와의 시간과 아주 정확히 맞추는 것을 가능하게 한다.That is, after performing the above-described decoding process, the secondary skip and wait state are controlled through the PTS controller. In other words, since there is a difference in time between decoding and actual display, it is checked to see if the picture satisfies the conditions of the SPTS immediately before the display to correct this. At this time, the maximum value (Pmax) and minimum value (Pmin) of the SPTS is different from the DTS control unit, so that the minimum value, that is, the time difference between the PTS value and the picture implemented at the time of encoding by putting a time difference of about one picture. Makes it possible to match exactly.
이렇게 PTS 제어부에서 결정된 스킵과 대기의 상태는 DTS 제어부와 마찬가지로 디코딩의 상태를 결정하는데 피드백(feedback)될 뿐만 아니라, 현재 디스플레이될 프레임 버퍼(210)를 제어하게 된다.The skip and wait states determined by the PTS control unit are not only fed back to determine the decoding state like the DTS control unit, but also control the frame buffer 210 to be currently displayed.
한편, 오디오 스트림의 미세한 조정을 위해 동기화 제어부(24)에서 오디오 PTS의 제어가 가능하도록 하여 동기화의 정확성을 더욱 높일수 있다.On the other hand, the synchronization control unit 24 to control the audio PTS for fine adjustment of the audio stream can further increase the accuracy of the synchronization.
전술한 본 발명은 비디오 디코딩 및 디스플레이시 동기화를 효율적으로 제어하여 립싱크(lip sync)를 최적화할 수 있으며, 특히 동일한 스트림으로 동시에 여러 시스템을 구동시킬 때 서로 다른 화면이 나오는 것을 방지할 수 있어 고성능, 고품질의 디지털 방송 수신 시스템을 구현할 수 있도록 한다. The present invention described above can efficiently optimize the lip sync by controlling synchronization during video decoding and display, and in particular, it is possible to prevent different screens from appearing when several systems are simultaneously driven with the same stream. To realize high quality digital broadcasting reception system.
도 1은 종래기술에 따른 비트스트림 디코더의 블록 구성도.1 is a block diagram of a bitstream decoder according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비트스트림 디코더의 블록 구성도.2 is a block diagram of a bitstream decoder according to an embodiment of the present invention.
도 3은 동기화 제어부 내의 DTS 제어부의 처리 흐름 예시도.3 is an exemplary process flow diagram of a DTS controller in a synchronization controller.
도 4는 동기화 제어부 내의 PTS 제어부의 처리 흐름 예시도.4 is an exemplary process flow of the PTS control unit in the synchronization control unit.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
20 : 트랜스포트부20: transport unit
21 : 오디오 디코더부21: audio decoder
22 : 비디오 디코더부22: video decoder
23 : 비디오 디스플레이부23: video display unit
24 : 동기화 제어부24: synchronization control unit
200 : 비트스트림 디코더200: bitstream decoder
210 : SDRAM 프레임 버퍼210: SDRAM frame buffer
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