KR100525373B1 - 비디오 플레이어 및 비디오 플레이어의 고속 감기제어 방법 - Google Patents

Abstract

비디오 플레이어 및 비디오 플레이어의 고속 감기(FF) 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 FF 신호에 따라 디지털 저장 미디어(DSM)에 저장된 비트스트림 중에 각 GOP의 전반부 일부만을 리드하고 이 사이에 에러 코드를 삽입하여 스킵된 비트스트림을 출력하는 단계와, 상기 스킵된 비트스트림으로부터 각 픽쳐의 헤더 시작 코드와 에러 코드를 검출한 후 비디오 버퍼를 이용하여 불완전한 픽쳐 비트스트림을 제거하는 단계와, 상기 단계로부터 픽쳐 정렬된 비트스트림을 입력받아 정상 디코딩을 수행하는 단계로 이루어져, 비트스트림 디코더는 정상 디코딩의 단일 모드로 구현할 수 있고 DSM의 비트스트림을 리드하는 부에 의해서 독립적으로 FF가 구현되고 있기 때문에 종래와 같이 상호 연관되는 복잡한 제어를 없앨 수 있다. 또한, FF의 속도에 따라 복잡하게 제어하지 않고 단순히 리드되는 데이터의 양만을 조절하여 FF를 수행할 수 있기 때문에 임의의 속도에 대해서 쉽게 구현할 수 있다.

Description

비디오 플레이어 및 비디오 플레이어의 고속 감기 제어 방법

본 발명은 엠펙(Moving Picture Experts Group ; MPEG) 비디오 플레이어에 관한 것으로서, 특히 비디오 플레이어의 고속 감기 제어 방법에 관한 것이다.

통상, DVD(Digital Versatile Disc), DVCR(Digital Video Cassette Recorder)등 영상을 압축하여 저장하는 디지털 저장 매체(Digital Storage Media ; DSM)의 비디오 플레이어에서는 기존의 아날로그 영상 저장 매체의 비디오 플레이어와 같이 고속 감기(fast forward ; FF), 슬로우 모션(slow motion), 스틸(still)등과 같은 트릭 모드(trick mode) 기능을 필요로 한다.

이때, DSM의 비트스트림 리드부와 비트스트림 디코딩부는 기능이 서로 상이하기 때문에 독립적으로 구현된다. 특히, 이러한 부분이 단일 주문형 집적회로(ASIC)화되고 있는 현재는 더더욱 그렇다. 이때, 노말 재생의 경우는 이러한 것이 큰 문제가 없으나 트릭 모드의 경우에는 독립적으로 동작하여서는 구현이 어렵다. 따라서, 트릭 모드의 경우 각 부분은 다른 한쪽을 고려하여 설계가 되어야 하며, 실제 동작시는 하나의 호스트 마이크로 프로세서가 있어 각 트릭 모드마다 양쪽을 적절히 제어해 주어야 하는 어려움이 있다.

특히, 제어가 복잡한 FF 기능은 디지털 영상 데이터를 MPEG 비디오 압축 규격에 따라 압축하여 저장하는 구조로 인하여 단순한 고속 리딩(fast reading)과 고속 디코딩(fast decoding)만으로 구현되기 어렵다.

즉, DSM의 고속 리딩은 일반적으로 리드하는 속도가 제한되어 있기 때문에 FF의 속도가 제한을 받는다. 따라서, 이것을 극복하기 위하여 데이터를 임의로 스킵하면서 리드하면 MPEG의 비트스트림 구조상 화면 에러가 발생한다.

또한, 고속 디코딩도 FF 속도만큼의 고속 비디오 디코더가 필요하게 되어 현실적으로 문제가 있다.

이것을 극복하기 위하여 MPEG의 신택스(syntax) 및 디코딩 에러를 일으키지 않는 범위내에서 디코딩 스킵을 이용하여 FF를 구현하기도 하는데 이 또한 FF의 속도에 따라 DSM과 비디오 디코더에 복잡한 제어가 필요하며 MPEG으로 엔코딩된 구조에 따라 많은 제약을 받는다.

즉, 비트스트림 중 I 픽쳐와 P 픽쳐만을 디코딩하고 B 픽쳐를 스킵하여 FF를 구현하거나, I 픽쳐만을 디코딩하여 FF를 구현하였다. 그러나 이러한 방법은 MPEG의 구조상 화면 에러를 만들지 않으나 디코딩 스킵을 이용하기 때문에 비디오 디코더 내부에 정상적인 디코딩 모드 외에 추가의 디코딩 모드를 만들어야 하고, 이것을 시스템에서 DSM과 연동하여 제어해 주어야 한다. 또한, 비디오 디코더가 리드된 비트스트림 중에서 해당 픽쳐를 스킵하면서 디코딩하기 때문에 비디오 디코더의 입력 인터페이스의 속도가 증가되어야 하고, 스킵을 하는 시간만큼 비디오 디코더의 퍼포먼스(performance)에 손실이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제어가 단순하면서 FF의 속도 조절이 용이한 비디오 플레이어 및 비디오 플레이어의 FF 제어 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비디오 플레이어의 FF 제어 방법은, FF 모드가 선택되면 DSM에 저장된 비트스트림 중에 각 GOP의 전반부 일부만을 리드하고 이 사이에 에러 코드를 삽입하여 스킵된 비트스트림을 출력하는 단계와, 상기 스킵된 비트스트림으로부터 각 픽쳐의 헤더 시작 코드와 에러 코드를 검출한 후 비디오 버퍼를 이용하여 불완전한 픽쳐 비트스트림을 제거하는 단계와, 상기 단계로부터 픽쳐 정렬된 비트스트림을 입력받아 정상 디코딩을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 스킵된 비트스트림 출력 단계는 FF 속도에 따라 각 GOP의 전반부에서 리드하는 비트스트림 양을 다르게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 스킵된 비트스트림 출력 단계는 FF 속도에 따라 GOP를 스킵하면서 소정 GOP의 전반부 일부만을 리드하는 것을 특징으로 한다.

상기 에러 코드는 시퀀스 에러 코드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 비디오 플레이어는, FF 신호에 따라 상기 DSM에 저장된 비트스트림 중에 GOP의 전반부 일부만을 리드하고 이 사이에 에러 코드를 삽입하여 스킵된 비트스트림을 출력하는 DSM 제어부와, 상기 DSM 제어부를 통해 입력되는 비트스트림으로부터 각 픽쳐의 헤더 시작 코드와 에러 코드를 검출하여 헤더 시작 코드 검출 신호와 에러 코드 검출 신호 그리고, 스킵된 비트스트림을 출력하는 STC 검출부와, 상기 스킵된 비트스트림을 비디오 버퍼에 일시 저장함과 동시에 상기 헤더 시작 코드 검출 신호와 에러 코드 검출 신호에 따라 상기 비디오 버퍼의 라이트 어드레스 포인터를 제어하여 불완전한 픽쳐 비트스트림을 제거하는 비디오 버퍼 제어부와, 상기 비디오 버퍼 제어부를 통해 픽쳐 정렬된 비트스트림을 입력받아 정상적인 디코딩을 수행하는 비디오 디코더로 구성되는 것을 특징으로 하는 한다.

상기 비디오 버퍼 제어부는 상기 STC 검출부로부터 헤더 시작 코드 검출 신호가 전달될 때마다 그때의 비디오 버퍼의 라이트 어드레스 포인터를 레지스터에 저장하다가 상기 에러 코드 검출 신호가 전달되면 상기 비디오 버퍼의 현재의 라이트 어드레스 포인터 값을 레지스터의 값으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비디오 플레이어의 구성 블록도로서, MPEG 비디오 비트스트림을 저장하는 DSM(12), FF 신호(FF_v)에 따라 상기 DSM(12)에 저장된 비트스트림 중에 GOP(Group Of Picture)의 전반부 N 바이트만을 읽어내고 이 사이에 에러 코드(error code)를 삽입하여 스킵된 비트스트림을 출력하는 DSM 제어부(11), 상기 DSM 제어부(11)를 통해 입력되는 비트스트림으로부터 헤더 시작 코드(header start code)와 에러 코드(error code)를 검출하고 이에 상응하는 h_stc 타이밍 신호와 e_stc 타이밍 신호 그리고, 스킵된 비디오 비트스트림을 출력하는 STC 검출부(13), 상기 스킵된 비트스트림을 비디오 버퍼(15)에 일시 저장함과 동시에 상기 h_stc 신호와 e_stc 신호에 따라 상기 비디오 버퍼(15)의 라이트 어드레스 포인터를 제어하는 비디오 버퍼(Video buffer ; VB) 제어부(14), 상기 VB 제어부(14)를 통해 입력되는 비트스트림을 일시 저장함과 동시에 상기 VB 제어부(14)의 제어에 의해 픽쳐 정렬된 비트스트림을 출력하는 비디오 버퍼(15), 및 상기 VB 제어부(14)를 통해 픽쳐 정렬된 비트스트림을 입력받아 디코딩을 수행하는 비디오 디코더(16)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에서, DSM(12)는 DVD나 DVCR와 같은 디지털 저장 미디어로서, DSM 제어부(11)의 제어에 의해 저장되어 있는 MPEG 비디오 비트스트림을 출력한다.

이때, 상기 DSM 제어부(11)는 FF 재생을 수행하기 위하여 FF_v 신호에 따라 DSM(12)에 저장되어 있는 비트스트림 중에 도 2의 (a)와 같이 GOP의 전반부 N 바이트만을 읽어내고 이 사이에 도 2의 (b)와 같이 에러 코드를 삽입하여 스킵된 비트스트림을 STC 검출부(13)로 출력한다.

여기서, 상기 FF_v 신호는 FF의 속도를 나타내고 이 FF_v 신호에 따라 N 값이 정해진다. 즉, FF의 속도가 빠를수록 N값은 작아지고 느릴수록 N값은 커진다. 이때, 더욱 높은 FF를 할 경우는 그만큼 GOP를 건너뛰면서 N 바이트를 읽어낸다. 상기 스킵된 비트스트림은 FF_v 신호에 따라 각 GOP에서 N 바이트씩만 읽어내므로 GOP의 마지막 브레이크된 픽쳐가 완전한 픽쳐가 아니라 도 2의 (c)와 같이 일부 잘린 불완전한 픽쳐가 될 수도 있다.

또한, MPEG에서는 부호화된 영상 데이터가 전후의 픽쳐 데이터를 바탕으로 만들어지기 때문에 한 픽쳐만으로는 정보가 완결되지 않는다. 이 때문에 몇장의 픽쳐 데이터를 한 묶음으로 한 GOP를 단위로 랜덤 억세스가 가능하게 하고 있다.

상기 GOP 내의 픽쳐 수나 I 또는 P 픽쳐가 나타나는 주기에는 제한이 없고 다만, 비트 영상에서 GOP의 최초는 I 픽쳐라는 규칙이 있다.

따라서, FF 재생시에 GOP의 전반부에서 N 바이트를 읽어내야 도 2의 (c)와 같이 FF 속도에 상관없이 스킵된 비트스트림에 디코딩에 기준이 되는 I 픽쳐가 항상 포함되어 정상적인 디코딩이 이루어진다.

즉, FF를 위해 화면들 중 일부 화면만을 선택하여 디코딩을 위해 출력하는데, MPEG에서는 임의로 건너뛰어 디코딩하면 중간의 I 또는 P 픽쳐가 손실이 되어 이 이후의 GOP내의 모든 화면이 깨지게 된다. 따라서, 화면이 깨지지 않도록 하면서 일부만 디코딩하기 위하여 GOP의 전반부의 N 바이트에 대해서만 디코딩하고 후반부는 버리는 것이다.

또한, 상기 에러 코드는 브레이크 포인트(break point)를 VB 제어부(14)에 알려주기 위하여 삽입된다. 여기서, 상기 에러 코드는 비디오 비트스트림의 어디에나 삽입해도 유일(Unique)하게 검출할 수 있는 그런 코드로 예를들어, MPEG의 시퀀스 에러 코드(sequency error code) 같은 것이다. 즉, 상기 MPEG의 시퀀스 에러 코드는 MPEG 규격에 따라 결정되어 있으므로 이를 그대로 사용하면 시스템이 단순해진다.

한편, STC 검출부(13)는 상기 DSM 제어부(11)를 통해 스킵된 비트스트림을 입력받아 VB 제어부(14)로 출력함과 동시에 상기 스킵된 비트스트림으로부터 헤더 시작 코드와 시퀀스 에러 코드를 검출한 후 이에 대응하는 h_stc 타이밍 신호와 e_stc 타이밍 신호로 만들어 VB 제어부(14)로 출력한다. 여기서, 헤더 시작 코드는 각 픽쳐의 시작을 알리는 코드이다.

이때, 상기 STC 검출부(13)에서 헤더 시작 코드와 삽입된 시퀀스 에러 코드를 검출하는 목적은 VB 제어부(14)에 이것을 전달함으로써, 스킵된 비트스트림의 각 GOP의 마지막 브레이크된 불완전한 픽쳐를 제거하기 위한 것이다. 이렇게 하지 않고 스킵된 비트스트림을 그대로 비디오 디코더(16)에서 디코딩하게 되면 불완전한 픽쳐에 의해 화면에서 에러가 발생하게 된다.

상기 VB 제어부(14)는 입력된 비트스트림을 비디오 버퍼(15)에 일시 저장하였다가 다시 읽어 비디오 디코더(16)로 출력한다. 이때, 상기 VB 제어부(14)는 리드 어드레스 포인터와 라이트 어드레스 포인터를 이용하여 비디오 버퍼(15)를 선입선출(First Input First Output ; FIFO)처럼 제어한다.

여기서, 상기 라이트 어드레스 포인터는 현재 입력되는 비트스트림이 저장될 비디오 버퍼(15) 내의 어드레스를 지정하고, 일단 한 데이터 워드에 해당되는 비트스트림이 상기 라이트 어드레스 포인터가 지정하는 어드레스에 저장되면 상기 라이트 어드레스 포인터는 1 증가하여 다음에 입력되는 비트스트림이 저장될 어드레스를 지정한다. 또한, 리드 어드레스 포인터는 비트스트림을 비디오 디코더(16)로 출력할 어드레스를 지정하고, 상기 리드 어드레스 포인터가 지정하는 리드 어드레스에 있는 비트스트림이 디코딩을 위해 리드되면 상기 리드 어드레스 포인터는 1 증가하여 다음 리드 어드레스를 지정한다.

그리고, 상기 비디오 버퍼(15)는 비디오 비트스트림이 송신측에서 VLC(Variable Length Coding) 과정에 의해 가변 레이트로 코딩되어 있으므로 이를 일시 저장하였다가 고정 레이트로 비디오 디코더(16)에 출력하기 위하여 필요하다.

이때, 상기 VB 제어부(14)는 STC 검출부(13)로부터 h_stc 타이밍 신호가 전달될 때마다 그때의 라이트 어드레스 포인터를 레지스터에 저장한다. 그러다가 e_stc 타이밍 신호가 전달되면 현재의 라이트 어드레스 포인터 값을 레지스터의 값으로 바꾸어 준다.

즉, 상기 비디오 버퍼(15)는 라이트 어드레스 포인터가 지정하는 어드레스에 입력되는 비트스트림을 저장하므로, 각 GOP의 마지막 브레이크된 불완전한 픽쳐가 입력되더라도 일단 비디오 버퍼(15)에 저장된다. 이때, 상기 불완전한 픽쳐의 헤더 시작 코드가 저장된 라이트 어드레스가 레지스터에 저장되어 있다. 그러므로 상기 VB 제어부(14)는 시퀀스 에러 코드로부터 만든 e_stc 신호가 입력되면 비디오 버퍼(15)의 현재 라이트 어드레스 포인터를 상기 레지스터에 저장된 라이트 어드레스 포인터로 피드백한다. 그러면, 다음 GOP의 비트스트림은 상기 라이트 어드레스 포인터가 지정하는 어드레스에 저장되므로 불완전한 픽쳐가 저장된 어드레스에 새로운 GOP의 비트스트림이 오버라이트된다. 결국, GOP 마지막의 불완전 픽쳐 비트스트림이 자연스럽게 제거된다.

따라서, 상기 비디오 버퍼(15)로부터 비트스트림을 리드할때는 도 2의 (d)와 같이 픽쳐 정렬된 비트스트림이 리드된다.

그리고, 비디오 디코더(16)에서 입력되는 픽쳐 정렬된 비트스트림을 정상적으로 디코딩하면 화면에는 자연스럽게 FF 재생이 이루어진다. 즉, 상기 비디오 디코더(16)는 상기 VB 제어부(14)를 통해 비디오 버퍼(15)로부터 리드되는 비트스트림에서 오버헤드(각종 헤더 정보, 스타트 코드등)를 제거하고, 순수한 데이터 정보를 가변 길이 디코딩(Variable Length Decoding ; VLD)한 후 역양자화 과정, 역 이산 코사인 변환(IDCT), 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상 과정을 거쳐 원래 화면의 픽셀 값을 복원하여 모니터로 출력한다.

이때, 상기 비디오 디코더(16)는 FF 재생을 위해 고속 디코딩을 할 필요가 없으며 또한, 추가의 디코딩 모드를 만들 필요도 없다. 즉, VB 제어부(14)를 통해 입력되는 비트스트림만 정상적으로 디코딩하면 된다. 이는 이미 DSM(12)에서 FF 속도에 따라 스킵된 비트스트림이 출력되기 때문이다. 이로 인해 비디오 디코더(16)의 입력 인터페이스의 속도가 증가될 필요가 없다.

이러한 본 발명은 DSM의 비디오 플레이어에서 FF 재생에 유용하게 사용될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 비디오 플레이어 및 비디오 플레이어의 FF 제어 방법에 의하면, 비트스트림 디코더는 정상 디코딩의 단일 모드로 구현할 수 있고 DSM의 비트스트림을 리드하는 부에 의해서 독립적으로 FF가 구현되고 있기 때문에 종래와 같이 상호 연관되는 복잡한 제어를 없앨 수 있다. 또한, FF의 속도에 따라 복잡하게 제어하지 않고 단순히 리드되는 데이터의 양만을 조절하여 FF를 수행할 수 있기 때문에 임의의 속도에 대해서 쉽게 구현할 수 있다.

그리고, FF 속도에 따라 GOP의 전반부 N 바이트만을 읽어내고 GOP의 마지막 브레이크된 불완전한 픽쳐는 제거한 후 디코딩을 함으로써, FF 재생시에 화면에서 에러가 발생하지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 비디오 플레이어의 구성 블록도

도 2의 (a) 내지 (d)는 도 1에서 고속 감기를 수행하기 위한 각 부의 디코딩 타이밍도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : DSM 제어부 12 : 디지털 저장 미디어(DSM)

13 : STC 검출부 14 : 비디오 버퍼(VB) 제어부

15 : 비디오 버퍼 16 : 비디오 디코더

Claims (10)

1. 영상을 압축하여 저장하는 디지털 저장 미디어(DSM)의 비디오 플레이어에서의 고속 감기 제어 방법에 있어서,

   고속 감기 모드가 선택되면 상기 DSM에 저장된 비트스트림 중에 각 GOP(Group Of Picture)의 전반부 일부만을 리드하고 이 사이에 에러 코드를 삽입하여 스킵된 비트스트림을 출력하는 단계와,

   상기 스킵된 비트스트림으로부터 각 픽쳐의 헤더 시작 코드와 에러 코드를 검출한 후 비디오 버퍼를 이용하여 불완전한 픽쳐 비트스트림을 제거하는 단계와,

   상기 단계로부터 픽쳐 정렬된 비트스트림을 입력받아 정상 디코딩을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어의 고속 감기 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스킵된 비트스트림 출력 단계는

   고속 감기 속도에 따라 각 GOP의 전반부에서 리드하는 비트스트림 양을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어의 고속 감기 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스킵된 비트스트림 출력 단계는

   고속 감기 속도에 따라 GOP를 스킵하면서 소정 GOP의 전반부 일부만을 리드하는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어의 고속 감기 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 에러 코드는

   시퀀스 에러 코드인 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어의 고속 감기 제어 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 불완전한 픽쳐 비트스트림 제거 단계는

   상기 각 픽쳐의 헤더 시작 코드와 에러 코드에 의해 상기 비디오 버퍼의 라이트 어드레스 포인터를 제어하여 불완전한 픽쳐 비트스트림을 제거하는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어의 고속 감기 제어 방법.
6. 영상을 압축하여 저장하는 디지털 저장 미디어(DSM)의 비디오 플레이어에 있어서,

   고속 감기 신호에 따라 상기 DSM에 저장된 비트스트림 중에 GOP(Group Of Picture)의 전반부 일부만을 리드하고 이 사이에 에러 코드를 삽입하여 스킵된 비트스트림을 출력하는 DSM 제어부와,

   상기 DSM 제어부를 통해 입력되는 비트스트림으로부터 각 픽쳐의 헤더 시작 코드와 에러 코드를 검출하여 헤더 시작 코드 검출 신호와 에러 코드 검출 신호 그리고, 스킵된 비트스트림을 출력하는 STC 검출부와,

   상기 스킵된 비트스트림을 비디오 버퍼에 일시 저장함과 동시에 상기 헤더 시작 코드 검출 신호와 에러 코드 검출 신호에 따라 상기 비디오 버퍼의 라이트 어드레스 포인터를 제어하여 불완전한 픽쳐 비트스트림을 제거하는 비디오 버퍼 제어부와,

   상기 비디오 버퍼 제어부를 통해 픽쳐 정렬된 비트스트림을 입력받아 정상적인 디코딩을 수행하는 비디오 디코더로 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 DSM 제어부는

   고속 감기 속도에 따라 DSM에 저장된 비트스트림 중 각 GOP의 전반부에서 리드하는 비트스트림 양을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 DSM 제어부는

   고속 감기 속도에 따라 GOP를 스킵하면서 소정 GOP의 전반부 일부만을 리드하는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 DSM 제어부에서 삽입하는 에러 코드는

   시퀀스 에러 코드인 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 비디오 버퍼 제어부는

    상기 STC 검출부로부터 헤더 시작 코드 검출 신호가 전달될 때마다 그때의 비디오 버퍼의 라이트 어드레스 포인터를 레지스터에 저장하다가 상기 에러 코드 검출 신호가 전달되면 상기 비디오 버퍼의 현재의 라이트 어드레스 포인터 값을 레지스터의 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 비디오 플레이어.