KR100551951B1

KR100551951B1 - 동영상 복호화 처리 시스템 및 가변장 복호화 시스템

Info

Publication number: KR100551951B1
Application number: KR1020020063878A
Authority: KR
Inventors: 조현덕; 유한주; 채 열 임
Original assignee: 주식회사 모티스; 주식회사 렛스비전
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2006-02-20
Also published as: KR20040035132A

Abstract

본 발명은 비트열 중에서 이산변환계수의 복호화 과정을 소프트웨어, 하드웨어로 분할 처리하는 동영상 복호화 처리 시스템 및 가변장 복호화 시스템에 관한 것으로서, 본 발명은 비트열 중에서 헤더와 움직임 벡터의 전 복호화 과정, 및 이산변환계수의 일부 복호화 과정을 소프트웨어적으로 처리하고, 이산변환계수의 나머지 복호화 과정을 하드웨어적으로 처리하여 데이터양을 대폭 감소시킴에 따라 시스템 성능을 향상시키고, 아울러 하드웨어의 버퍼 사이즈를 줄일 수 있고, 또한 시스템 유연성이 높아져 규격의 변화 및 채널 에러에 대처하기가 용이해진다.

동영상 복호화기, 가변장 복호화기, 복호화기 핵심부, 심볼생성부, 런레벨 복호화부, 코드테이블

Description

동영상 복호화 처리 시스템 및 가변장 복호화 시스템 {Variable Length/Code Decoding System and Moving Picture Decoding System}

도 1은 일반적인 동영상 복호화 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는 가변장 복호화부로 입력되는 비트열의 구성을 도시한 것이다.

도 3은 도 1의 일부 구성요소인 가변장 복호화기가 소프트웨어로 구현되는 예를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 실시예의 가변장 복호화 시스템의 구성을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 가변장 복호화 시스템의 하드웨어 구현결과를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 제1 실시예의 가변장 복호화 시스템의 심볼 생성부의 구성이 도시된 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 제2 실시예의 가변장 복호화 시스템의 심볼 생성부의 구성이 도시된 도면이다.

도 8은 도 7의 심볼 생성부를 하드웨어로 구현한 예를 도시한 것이다.

본 발명은 동영상 복호화 처리 시스템 및 가변장 복호화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비트열 중에서 이산변환계수의 복호화 과정을 소프트웨어, 하드웨어로 분할 처리하는 동영상 복호화 처리 시스템 및 가변장 복호화 시스템에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 동영상 복호화기의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 동영상 복호화 처리 시스템은 가변장 복호화기(10), 복호화기 핵심부(20), 디스플레이부(30)를 포함하고 있다.

가변장 복호화기(10)는 입력되는 비트열을 복호화하여 원하는 출력값을 만들어 내는 것이다.

도 2는 가변장 복호화기(10)로 입력되는 비트열의 구성을 도시한 것이다.

도 2에 나타나 있듯이, 비트열은 매크로 블록마다 크게 헤더, 움직임 벡터, 이산변환계수로 구성되는 데, 이들은 가변하는 길이와 부호로 구성되어 있다.

1개의 영상이 비트열로 구성되면, 1개의 영상은 여러 개의 매크로 블록으로 나누어진다. 이 영상에 해당하는 비트열은 픽쳐헤더와 매크로 블록 헤더(MB 헤더), 움직임 벡터, 이산변환계수로 구성된다. 대개, 픽쳐헤더와 매크로 블록 헤더는 합쳐서 헤더로 표현된다.

도 2에서는 매크로 블록이 20개이므로 헤더와 움직임 벡터, 이산변환계수의 쌍은 20개가 된다.

헤더와 움직임 벡터, 이산변환계수 중에서, 이산변환계수는 처리 데이터양이 전체의 70~80%로 가장 많지만 규격의 변화가 거의 없고, 다소의 규격 변화는 복호화를 위한 코드 테이블 변경으로 해소한다.

반면에, 헤더와 움직임 벡터는 처리 데이터양이 적음에도 불구하고 규격의 변화가 주로 발생하는 부분이고, 채널 에러에 대해 효율적 대응이 필요한 부분이다.

위의 내용을 토대로 하면, 가변장 복호화기(10)는 비트열이 움직임 벡터에 해당하는 것이면 움직임 벡터를 출력하고, 비트열이 이산변환계수에 해당하는 것이면 이산변화계수를 출력한다.

복호화기 핵심부(20)는 역양자화기, 역이산변환기, 움직임 보상기 등을 포함하고 있고 가변장 복호화기(10)의 출력값을 이용하여 영상을 재생한다.

디스플레이부(30)는 LCD, 유기 EL, CRT와 같은 디스플레이 장치와의 인터페이스를 담당한다.

위에서 가변장 복호화기(10)는 하드웨어로 구성되거나 소프트웨어로 구성된다.

가변장 복호화기(10)가 하드웨어로 구성될 경우에 유연성이 낮아 규격의 변화에 대응하기 어렵고, 채널 에러로 인한 비트열의 변화에 대처하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.

도 3은 도 1의 일부 구성요소인 가변장 복호화기(10)가 소프트웨어로 구현되는 예를 도시한 것이다.

도 3에 나타나 있듯이, 가변장 복호화기(10)가 소프트웨어로 구성될 경우에, 가변장 복호화기(10)는 외부 인터페이스(11), 프로그램 메모리(13), 중앙처리장치(15)를 포함한다.

외부 인터페이스(11)는 비트열을 공급해주는 장치와의 인터페이스를 담당하고, 중앙처리장치(15)는 외부 인터페이스(11)를 통해 비트열을 입력받아 프로그램 메모리(13)에 저장되어 있는 소프트웨어적인 가변장 복호화기로 가변장 복호화기(10)의 기능을 수행한다.

이와 같이 가변장 복호화기(10)가 소프트웨어로 구성될 경우에, 가변장 복호화기는 유연성이 높아져 규격 변화 및 채널 에러에 대처하기 용이하지만, 중앙처리장치(15)가 소프트웨어로 처리한 가변장 복호화 결과를 하드웨어인 복호화기 핵심부(20)에 전송할 때의 데이터 량이 많아지는 문제점이 있다.

따라서 중앙처리장치(15)와 복호화기 핵심부(20)를 연결하는 시스템버스의 대역이 대량의 데이터 량을 처리해야 하므로 그만큼 많이 소요되고, 그로 인해 전체 시스템 성능이 저하되며, 복호화기 핵심부(20)가 가변장 복호화기의 가변장 복호화 결과를 전송받기 위한 버퍼 메모리가 커지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가변장 복호화부로 입력되는 비트열에서 헤더와 움직임 벡터 부분은 소프트웨어로 처리하고 이산변환계수 부분은 하드웨어와 소프트웨어로 분할 처리하는 가변장 복호화 시스템 및 동영상 복호화 처리 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 가변장 복호화 시스템의 특징은, 가변장 헤더, 움직임 벡터, 및 이산변환계수를 포함하는 비트열이 입력되면, 상기 비트열 중에서 이산변환계수를 길이정보를 토대로 소프트웨어적으로 심볼을 생성하는 심볼 생성부; 및 상기 심볼 생성부에서 생성된 심볼을 하드웨어적으로 처리하여 이산변환계수를 출력하는 런레벨 복호화부를 포함한다.

상기 심볼 생성부는, 상기 비트열 중에서 이산변환계수를 상기 길이 정보에 따라 정해진 길이만큼 천이시키는 천이기; 및 상기 천이기에서 일정 길이만큼씩 천이되어 전송되는 이산변환계수를 (런, 레벨)(Run, Level) 심볼로 생성하는 코드테이블을 포함한다.

상기 코드테이블은, 상기 런(Run)은 이진수로 표현되는 이산변환계수에서 0이 아닌 계수가 나올 때까지의 0의 개수, 레벨(Level)은 0이 아닌 계수의 값으로 나타낸다.

상기 심볼 생성부는, 상기 비트열 중에서 이산변환계수의 길이정보를 발생시키는 제1심볼 생성부; 및 상기 제1심볼 생성부에서 발생된 길이정보를 토대로 상기 이산변환계수의 심볼을 생성하는 제2심볼 생성부를 포함한다.

상기 제1심볼 생성부는 소프트웨어로, 제2심볼 생성부는 하드웨어로 구현된다.

본 발명에 따른 동영상 복호화 처리 시스템의 특징은, 가변장 헤더, 움직임 벡터, 및 이산변환계수를 포함하는 비트열이 입력되면, 상기 헤더, 움직임 벡터의 복호화 과정과 이산변환계수의 일부 복호화 과정을 소프트웨어적으로 처리하고, 상 기 이산변환계수의 나머지 복호화 과정을 하드웨어적으로 처리하는 가변장 복호화부; 상기 가변장 복호화부에서 복호화된 데이터를 전달받아 이 데이터를 이용하여 영상을 재생하는 복호화기 핵심부; 및 상기 복호화기 핵심부에서 재생된 영상이 출력되도록 디스플레이 기기와 인터페이스를 수행하는 디스플레이부를 포함한다.

상기 가변장 복호화부는,

상기 비트열이 입력되는 외부 인터페이스; 상기 비트열 중에서 이산변환계수를 정해진 길이정보를 토대로 소프트웨어적으로 심볼을 생성하는 심볼생성 알고리즘이 저장되는 프로그램 메모리; 상기 외부 인터페이스를 통해 비트열이 입력되면, 상기 프로그램 메모리에 저장되어 있는 심볼생성 알고리즘을 실행하여 이산변환계수의 심볼을 생성하는 중앙처리장치; 상기 중앙처리장치와 시스템버스로 연결되고, 상기 시스템버스를 통해 이산변환계수의 심볼을 전달받아 데이터 처리를 통해 이산변환계수를 출력하는 런레벨 복호화부를 포함한다.

한편, 상기 가변장 복호화부는,

상기 비트열이 입력되는 외부 인터페이스; 상기 비트열 중에서 이산변환계수의 길이정보를 생성하는 심볼생성 알고리즘이 저장되는 프로그램 메모리; 상기 외부 인터페이스를 통해 비트열이 입력되면, 상기 프로그램 메모리에 저장되어 있는 심볼생성 알고리즘을 실행하여 이산변환계수의 길이정보를 생성하는 중앙처리장치; 상기 중앙처리장치와 시스템버스로 연결되고, 상기 시스템버스를 통해 전달되는 비트열과 이산변환계수의 길이정보를 토대로 이산변환계수의 심볼을 생성하는 심볼 생성부; 상기 심볼 생성부에서 생성되는 이산변환계수의 심볼을 전달받아 데이터 처리를 통해 이산변환계수를 출력하는 런레벨 복호화부를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

어느 한 실시예에서 언급한 내용 중 다른 실시예에도 적용할 수 있는 내용은 다른 실시예에서 특별히 언급하지 않아도 이를 적용할 수 있는 것은 당업자에게 자명하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 가변장 복호화 시스템은 헤더, 움직임 벡터, 이산변환계수로 이루어진 비트열 중에서 특히 이산변환계수를 분할 처리하기 위해 심볼 생성부(110), 런레벨 복호화부(150)를 포함한다.

심볼 생성부(110)는 이진수로 구성된 비트열(Run, Level)로부터 이산변환계수의 심볼을 생성하고, 런레벨 복호화부(150)는 심볼 생성부(110)에서 생성된 이산변환계수의 심볼을 처리하여 이산변환계수로 복호화기 핵심부(200)로 출력한다.

그러면, 복호화기 핵심부(200)는 런레벨 복호화부(150)에서 출력되는 이산변환계수를 이용하여 영상을 재생한다.

위에서, 심볼 생성부(110)는 소프트웨어로 구성되고, 런레벨 복호화부(150)는 하드웨어로 구성된다.

이렇게 구성되는 본 발명에 따른 실시예의 가변장 복호화 시스템을 하드웨어 로 구현하면 도 5와 같다.

도 5는 본 발명에 따른 제1실시예의 가변장 복호화 시스템의 하드웨어 구현결과를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1실시예에서는 외부 인터페이스(101)를 통해 비트열이 중앙처리장치(103)로 입력되면, 중앙처리장치(103)는 프로그램 메모리(102)에 저장되어 있는 소프트웨어적인 심볼 생성부(110)를 수행하여 이산변환계수의 심볼을 생성한다.

하드웨어적인 런레벨 복호화부(150)는 시스템 버스를 거쳐 전달되는 이산변환계수의 심볼을 이산변환계수로 변환하여 복호화기 핵심부(200)로 출력한다.

여기서, 이산변환계수의 심볼의 데이터양은 이산변환계수에 비해 작기 때문에 시스템 성능이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 복호화기 핵심부(200)의 버퍼 크기도 줄일 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 제1실시예의 가변장 복호화 시스템의 심볼 생성부의 구성이 도시된 도면이다.

도 6에 나타나 있듯이, 심볼 생성부(110)는 천이기(shifter, 111)와 코드테이블(112)를 포함한다.

천이기(111)는 코드테이블(112)에 이미 저장되어 있는 길이 정보를 토대로 비트열을 천이시키는 역할을 담당한다.

코드테이블(111)은 길이정보와 심볼 정보를 포함하고 있는데 아래 표 1을 이용해 더욱 자세히 살펴본다.

No	이산변환계수의 심볼	부호(code)
1	(0,1)	10
2	(0,2)	01
3	(0,3)	0001
4	(1,1)	001
5	(1,2)	00000
6	(1,3)	00001
7	(2,1)	110
8	(2,2)	1110
9	(2,3)	11111
...	...	...

이산변환계수의 심볼, 즉 (런, 레벨)(Run, Level) 심볼에서 런(Run)은 0이 아닌 계수가 나올 때까지의 0의 개수이고, 레벨(Level)은 0이 아닌 계수의 값이다.

즉, 표 1에서 이산변환계수의 심볼이 (2,1)이면, 이산변환계수는 0,0,1로 나타내고, (1, 3)는 0,3을 나타내며, (0,2)은 2를 나타낸다.

비트열(1100000101...)이 천이기(111)를 통해 코드테이블(112)로 입력되면 코드테이블(112)은 (2,1), (1,3), (0,2)의 심볼을 생성한다.

런레벨 복호화부(150)의 최종 출력은 코드테이블(112)에서 (2,1), (1,3), (0,2)의 심볼이 입력되면 0,0,1,0,3,2의 이산변환계수가 된다.

일반적으로, 런(Run)은 0에서 64의 값을 갖고, 런(Run)의 평균값이 5라고 가정하면, 런레벨 복호화부(150)의 전단의 심볼 데이터양과 최종 출력인 이산변환계수의 데이터양은 5배 차이가 난다.

도 7에서는 심볼 생성부가 두개로 분리되어 있는데, 제1심볼 생성부(120)는 코드테이블이 길이정보를 발생시키고, 제2심볼 생성부(130)는 심볼을 발생시킨다.

제1심볼 생성부(120)와 제2심볼 생성부(130)는 천이기(121, 131)와 코드테이블(122. 132)를 각각 포함하고 있지만, 제1심볼 생성부(120)와 제2심볼 생성부(130) 모두가 소프트웨어로 구성되거나 하드웨어로 구성될 경우에는 1개의 천이기를 공유할 수 있다.

그런데, 도 7에서는 제1심볼 생성부(120)는 소프트웨어로 구성되고, 제2심볼 생성부(130)는 하드웨어로 구성되어 있어, 비트열의 데이터 량이 심볼의 데이터양보다 작기 때문에 시스템 버스를 사용하는 데이터양이 더욱 줄어들게 된다.

도 8에서 외부 인터페이스(105)는 비트열이 입력되고, 제1심볼 생성부(120)는 프로그램 메모리(106)에 저장되어 있고 중앙처리장치(107)에 의해 실행된다.

따라서 비트열과 길이정보가 두개의 경로로 제1심볼 생성부(120)와 제2심볼 생성부(130)로 전송되고, 두 비트열과 길이정보는 동일한 시스템버스에 실어 제2심볼 생성부(130)로 전송되지만 어드레스로 구분 가능하다.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의한 가변장 복호화 시스템 및 동영상 복호화 처리 시스템은 비트열 중에서 헤더와 움직임 벡터의 전 복호화 과정, 및 이산변환계수의 일부 복호화 과정을 소프트웨어적으로 처리하고, 이산변환계수의 나머지 복호화 과정을 하드웨어적으로 처리하여 데이터양을 대폭 감소시킴에 따라 시스템 성능을 향상시키고, 아울러 하드웨어의 버퍼 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 가변장 복호화 시스템 및 동영상 복호화 처리 시스템은 유연성이 높아져 규격의 변화 및 채널 에러에 대처하기가 용이해진다는 효과가 있다.

Claims

삭제
가변장 헤더, 움직임 벡터, 및 이산변환계수를 포함하는 비트열이 입력되면, 상기 비트열 중에서 이산변환계수를 길이정보를 토대로 소프트웨어적으로 심볼을 생성하는 심볼 생성부; 및 상기 심볼 생성부에서 생성된 심볼을 하드웨어적으로 처리하여 이산변환계수를 출력하는 런레벨 복호화부를 포함하고,

상기 심볼 생성부는, 상기 비트열 중에서 이산변환계수를 상기 길이 정보에 따라 정해진 길이만큼 천이시키는 천이기; 및 상기 천이기에서 일정 길이만큼씩 천이되어 전송되는 이산변환계수를 (런, 레벨)(Run, Level) 심볼로 생성하는 코드테이블을 포함하는 가변장 복호화 시스템.
제2항에 있어서,

상기 코드테이블은,

상기 런은 이진수로 표현되는 이산변환계수에서 0이 아닌 계수가 나올 때까 지의 0의 개수, 레벨은 0이 아닌 계수의 값으로 나타내는 것을 특징으로 하는 가변장 복호화 시스템.
삭제
가변장 헤더, 움직임 벡터, 및 이산변환계수를 포함하는 비트열이 입력되면, 상기 비트열 중에서 이산변환계수를 길이정보를 토대로 소프트웨어적으로 심볼을 생성하는 심볼 생성부; 및 상기 심볼 생성부에서 생성된 심볼을 하드웨어적으로 처리하여 이산변환계수를 출력하는 런레벨 복호화부를 포함하고,

상기 심볼 생성부는, 상기 비트열 중에서 이산변환계수의 길이정보를 발생시키며 소프트웨어로 구현되는 제1심볼 생성부; 및 상기 제1심볼 생성부에서 발생된 길이정보를 토대로 상기 이산변환계수의 심볼을 생성하며 하드웨어로 구현되는 제2심볼 생성부를 포함하는 가변장 복호화 시스템.
삭제
가변장 헤더, 움직임 벡터, 및 이산변환계수를 포함하는 비트열이 입력되면, 상기 헤더, 움직임 벡터의 복호화 과정과 이산변환계수의 일부 복호화 과정을 소프트웨어적으로 처리하고, 상기 이산변환계수의 나머지 복호화 과정을 하드웨어적으로 처리하는 가변장 복호화부; 상기 가변장 복호화부에서 복호화된 데이터를 전달받아 이 데이터를 이용하여 영상을 재생하는 복호화기 핵심부; 및 상기 복호화기 핵심부에서 재생된 영상이 출력되도록 디스플레이 기기와 인터페이스를 수행하는 디스플레이부를 포함하고,

상기 가변장 복호화부는, 상기 비트열이 입력되는 외부 인터페이스; 상기 비트열 중에서 이산변환계수를 정해진 길이정보를 토대로 소프트웨어적으로 심볼을 생성하는 심볼생성 알고리즘이 저장되는 프로그램 메모리; 상기 외부 인터페이스를 통해 비트열이 입력되면, 상기 프로그램 메모리에 저장되어 있는 심볼생성 알고리즘을 실행하여 이산변환계수의 심볼을 생성하는 중앙처리장치; 상기 중앙처리장치와 시스템버스로 연결되고, 상기 시스템버스를 통해 이산변환계수의 심볼을 전달받아 데이터 처리를 통해 이산변환계수를 출력하는 런레벨 복호화부를 포함하는 동영상 복호화 처리 시스템.
가변장 헤더, 움직임 벡터, 및 이산변환계수를 포함하는 비트열이 입력되면, 상기 헤더, 움직임 벡터의 복호화 과정과 이산변환계수의 일부 복호화 과정을 소프트웨어적으로 처리하고, 상기 이산변환계수의 나머지 복호화 과정을 하드웨어적으로 처리하는 가변장 복호화부; 상기 가변장 복호화부에서 복호화된 데이터를 전달받아 이 데이터를 이용하여 영상을 재생하는 복호화기 핵심부; 및 상기 복호화기 핵심부에서 재생된 영상이 출력되도록 디스플레이 기기와 인터페이스를 수행하는 디스플레이부를 포함하고,

상기 가변장 복호화부는, 상기 비트열이 입력되는 외부 인터페이스; 상기 비트열 중에서 이산변환계수의 길이정보를 생성하는 심볼생성 알고리즘이 저장되는 프로그램 메모리; 상기 외부 인터페이스를 통해 비트열이 입력되면, 상기 프로그램 메모리에 저장되어 있는 심볼생성 알고리즘을 실행하여 이산변환계수의 길이정보를 생성하는 중앙처리장치; 상기 중앙처리장치와 시스템버스로 연결되고, 상기 시스템버스를 통해 전달되는 비트열과 이산변환계수의 길이정보를 토대로 이산변환계수의 심볼을 생성하는 심볼 생성부; 상기 심볼 생성부에서 생성되는 이산변환계수의 심볼을 전달받아 데이터 처리를 통해 이산변환계수를 출력하는 런레벨 복호화부를 포함하는 동영상 복호화 처리 시스템.