KR100589020B1

KR100589020B1 - Ｍｐｅｇ 비디오 복호기 및 ｍｐｅｇ 비디오 복호 방법

Info

Publication number: KR100589020B1
Application number: KR19990038665A
Authority: KR
Inventors: 고노다다요시; 오타미추히코; 이나가키히로히코
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2006-06-13
Also published as: JP2008236784A; KR20000047482A; JP4769268B2

Abstract

본 발명은 MPEG 규격에 따라서 부호화된 비트 스트림을 복호화하는 MPEG 비디오 복호기 및 MPEG 비디오 복호 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 VBR 복호화된 MPEG 비트 스트림을 복호화하는 경우라도 에러 컨실먼트가 발생하기 어렵고, 순조로운 동화상 재생을 가능하게 하는 MPEG 비디오 복호기 및 3-2 풀 다운 재생 및 슬로우 재생 등의 특수 재생을 실현하는 MPEG 비디오 복호기를 제공하는 것이다. 본 발명의 화상 복호화부(12)는 복호 개시 명령 생성부(14)로부터 복호 개시 명령(22)이 입력되면, 1 화상분의 비트 스트림의 복호화를 개시하고, 복호화가 완료되면 복호 완료 통지(23)를 출력한다. 복호된 화상 데이타는 복호 프레임 버퍼(13)에 저장된다. 복호 프레임 버퍼(13)는 일정량의 화상 데이타를 저장하면 버퍼풀 통지(24)를 출력한다. 복호 개시 명령 생성부(14)는 화상 복호화부(12)로부터 복호 완료 통지(23)가 출력됨과 동시에 복호 프레임 버퍼(13)로부터 버퍼풀 통지(24)가 출력되고 있지 않은 때, 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다.

Description

ＭＰＥＧ 비디오 복호기 및 ＭＰＥＧ 비디오 복호 방법{MPEG VIDEO DECODER AND MPEG VIDEO DECODING METHOD}

도 1은 MPEG의 비트 스트림의 구조를 도시하는 모식도.

도 2는 MPEG 비디오 부호기를 도시하는 블록도.

도 3은 MPEG 비디오 복호기의 예를 도시하는 블록도.

도 4는 3-2 풀 다운에 의한 텔레시네 변환을 도시하는 모식도.

도 5는 MPEG 비디오 복호기의 예를 도시하는 블록도.

도 6은 도 5의 MPEG 비디오 복호기의 표시 제어부의 구성을 도시하는 블록도.

도 7은 도 5의 MPEG 비디오 복호기의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 8은 도 5의 MPEG 비디오 복호기의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 9는 도 5의 MPEG 비디오 복호기로 3-2 풀 다운 재생과 1/2 슬로우 재생을 실행했을 때의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 10은 도 5의 MPEG 비디오 복호기로 3-2 풀 다운 재생과 1/2 슬로우 재생을 실행했을 때의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 11은 본 발명의 제1 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기를 도시하는 블록도

도 12는 본 발명의 제1 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 13은 수직 동기 신호에 동기하여 비트 스트림의 복호화를 개시하는 MPEG 비디오 복호기와 본 발명의 제1 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 에러 컨실먼트가 발생하기 쉬운 것을 비교하기 위한 도면.

도 14는 본 발명의 제1 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 표시 포즈(일시 정지)시의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 15는 본 발명의 제2 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기를 도시하는 블록도.

도 16은 본 발명의 제2 실시 형태의 표시 제어부를 도시하는 블록도.

도 17은 본 발명의 제2 실시 형태의 복호 제어부의 동작을 도시하는 플로우 차트.

도 18은 본 발명의 제2 실시 형태의 표시 제어부의 동작을 도시하는 플로우 차트.

도 19는 본 발명의 제2 실시 형태의 표시 필드수 산출 방법을 도시한 도면.

도 20은 본 발명의 제2 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 21은 본 발명의 제2 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 22는 통상 재생시 및 특수 재생(3-2 풀 다운 재생 및 1/2 슬로우 재생)시의 STC의 경시 변화를 도시한 도면.

도 23은 3-2 풀 다운 재생, 1/2 슬로우 재생, 1/3 슬로우 재생, 1/4 슬로우 재생 및 1/8 슬로우 재생을 실현하기 위한 테이블을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 60, 110, 160 ; 입력 단자

11, 61, 111, 161 ; 비트 스트림 버퍼

12, 62, 112, 162 ; 화상 복호화부

13, 63, 113, 163 ; 복호 프레임 버퍼

14 ; 복호 개시 명령 생성부

14a ; 복호 제어부

14b, 64 ; 디코딩 스위치

15, 65 ; 화상 데이타 출력부

15a, 65a ; 표시 제어부

15b, 65b ; 디스플레이 스위치

15c, 65c ; 표시 버퍼

16, 66 ; 표시 장치

21 ; 복호 개시 허가

22, 72 ; 복호 개시 명령

23 ; 복호 완료 통지

24 ; 버퍼풀 통지

25 ; 비트 스트림 전송 통지

26, 76 ; 표시 타임 스탬프(PTS)

27 ; 포즈(일시 정지) 명령

28, 71 ; 수직 동기 신호

29, 73 ; 전송 명령

31 ; 시퀀스 헤더

32 ; GOP 헤더

33 ; 화상 헤더

34 ; 화상 데이타

35 ; 시퀀스 종료 코드

41 ; 화상 재배열부

42 ; 움직임 추정부

43, 51 ; 가산기

44 ; 이산 코사인 변환부(DCT)

45 ; 양자화부

46 ; 가변 길이 부호화부

47 ; 다중화부

49 ; 역양자화부

50 ; 역이산 코사인 변환부(IDCT)

52 ; 화상 축적부

53 ; 움직임 예측부

114, 164 ; 복호 제어부

115, 165 ; 표시 제어부

115a, 165a ; 프레임 리오더 레지스터

115b, 165b ; 커런트 레지스터

115c, 165c ; 필드 지연 레지스터

115d, 165d ; 표시 레지스터

115e ; V-Sync 계수 카운터

115f ; 표시 필드수 산출부

116 ; 스테이터스 레지스터

본 발명은 MPEG 규격에 따라서 부호화된 비트 스트림을 복호화하는 MPEG 비디오 복호기 및 MPEG 비디오 복호 방법에 관한 것이다.

화상 데이타의 고능률 부호화(bit rate reduction)의 국제 표준 규격으로서 MPEG이 이용되고 있다. MPEG 규격에 준거한 동화상 부호화 기술 및 동화상 복호화 기술은 최근의 멀티미디어 환경에 빠뜨릴 수 없는 기술이다. 그리고, MPEG 규격을 채용한 많은 동화상 부호화 장치 및 동화상 복호화 장치가 개발되고 있다.

MPEG 규격에 의한 고능률 부호화에는 부호화후의 데이타 발생량(데이타 레이트)이 거의 일정한 고정 속도 부호화(constant bit rate : 이하, CBR 부호화라고 함)와, 부호화후의 데이타 레이트가 일정하지 않은 가변 속도 부호화(variable bit rate : 이하, VBR 부호화라고 함)가 있다.

CBR 부호화는 전송로가 STM(Synchronous Transrer Mode)의 경우에 사용되고 있다. 또한, VBR 부호화는 전송로가 ATM(Asynchronous Transfer Mode)의 경우나 DVD와 같은 축적계 미디어(storage media)의 경우에 사용되고 있다.

이하, MPEG에서 사용되는 화상 타입, 비트 스트림(Bitstream), MPEG 비디오 부호기 및 MPEG 비디오 복호기에 관해서 설명한다.

(1) 화상 타입

MPEG에서는 고능률 부호화를 위해서, 인트라 화상(intra coded picture : 이하, I 화상라고 함), 예측 부호화 화상(Predictive coded picture : 이하, P 화상라고 함) 및 양방향 예측 부호화 화상(Bidirectionally predictive coded picture : 이하, B 화상라고 함)이라고 하는 3가지 타입의 화상을 사용한다.

I 화상은 다른 화상의 정보를 사용하지 않고, 그 자신의 화상의 정보만으로 부호화된다. P 화상은 과거의 I 화상 또는 P 화상을 참조 화상으로 하여 부호화된다. B 화상은 과거와 장래의 I 화상 또는 P 화상을 참조 화상으로 하여 부호화된다.

I 화상은 압축율은 낮지만, 다른 화상과는 독립하여 부호화가 가능하므로, 랜덤 액세스시의 액세스점으로서 이용된다. I 화상의 복호화에는 다른 화상의 정보는 불필요하다. P 화상은 I 화상보다도 압축율은 높지만, 그 복호화에는 과거의 I 화상의 정보가 필요하다. 또한, B 화상은 압축율은 가장 높지만, 그 복호화에는 과거와 장래의 I 화상 또는 P 화상의 정보가 필요하다.

(2) 비트 스트림

도 1은 MPEG의 비트 스트림의 구조를 도시하는 모식도이다. 비트 스트림은, 시퀀스 헤더(31 : sequence header), GOP 헤더(32 : group of pictures header), 화상 헤더(33 : picture header), 화상 데이타(34 : picture data) 및 시퀀스 종료 코드(35 : sequence end code)에 의해 구성된다. 비트 스트림에는 이들 외에 시퀀스 확장(sequence extension) 및 확장과 사용자 데이타(extension and user data)가 포함되지만, 여기서는 이들의 도시 및 설명은 생략한다.

시퀀스 헤더(31)는 비트 스트림의 최초에 반드시 존재한다. 시퀀스 헤더(31)내에는 화상의 수평 방향 및 수직 방향의 화소수(horizontal size value, vertical size value), 화소 어스팩트비를 나타내는 패러미터(aspect ratio information) 등이 포함된다.

GOP 헤더(32)는 다수의 화상을 GOP마다 관리하는 경우에 비트 스트림에 부가된다. GOP는 복수의 타입의 화상으로 이루어지고, GOP의 최초의 화상은 반드시 I 화상이다. GOP는 MPEG 1에서는 필수이지만, MPEG 2에서는 옵션으로 되어 있다.

화상 헤더(33)는 1화상분의 부호화된 데이타의 개시를 나타낸다. 화상 헤더(33)에는 화상의 순서를 도시하는 패러미터(temporal reference)나 화상 타입 등이 포함된다.

화상 데이타(34)는 1화상분의 부호화된 데이타이다. 화상 데이타(34)의 후 에는 GOP 헤더(32), 다음 화상 헤더(33) 또는 시퀀스 종료 코드(35)가 계속된다. 시퀀스 종료 코드(35)는 비트 스트림의 종료를 나타낸다.

(3) MPEG 비디오 부호기의 구성

도 2는 MPEG 비디오 부호기를 도시하는 블록도이다.

MPEG 비디오 부호기는 화상 재배열부(41), 움직임 추정부(42), 가산기(43), 이산 코사인 변환부(Discrete Cosine Transform : 이하, DCT라고 함)(44), 양자화부(45), 가변 길이 부호화부(variable length code)(46), 다중화부(multiplexer)(47), 버퍼(48), 역양자화부(49), 역이산 코사인 변환부(Inverse Discrete Cosine Transform : 이하, IDCT라고 함)(50), 가산기(51), 화상 축적부(52) 및 움직임 예측부(53)로 구성되어 있다.

MPEG에서는 과거와 장래의 화상을 참조하여 복호화하는 B 화상이 존재하기 때문에, 장래의 화상을 먼저 처리하는 것이 필요하게 된다. 화상 재배열부(41)는 처리하는 순서대로 화상을 재배열한다.

움직임 추정부(42)는, 화상 재배열부(41)로부터 화상을 입력받아, 복호시에 필요한 여러가지의 패러미터, 예컨대 화상 타입, 표시 타임 스탬프(presentation time stamp : PTS), 양자화 스텝 사이즈, 움직임 벡터(motion vector) 및 부호화 모드 등을 출력한다. 이들의 패러미터는 움직임 예측부(53)에 입력됨과 동시에 다중화부(47)의 비트 스트림에 부가된다.

가산기(43)는 움직임 추정부(42)에서 출력된 화상과 움직임 예측부(53)로부터 출력되는 참조 화상의 차분(differential)을 연산한다. I 화상을 처리하는 때 에는 움직임 예측부(53)에서 참조 화상이 출력되지 않기 때문에, 움직임 추정부(42)에서 출력되는 화상은 가산기(43)를 통하여 DCT부(44)에 입력된다. 또한, P 화상 또는 B 화상을 처리하는 경우, 가산부(43)는 움직임 추정부(42)에서 출력된 화상과 움직임 예측부(53)로부터 출력된 참조 화상의 차분을 연산하여 출력한다.

DCT부(44)에서는 입력된 데이타를 이산 코사인 변환하여 각 주파수 성분에 분할하고, 고주파 성분을 제거함으로써 데이타량을 삭감한다. 양자화부(45)는 비가역 과정인 양자화에 따라서 중요도가 작은 정보를 제거한다. 가변 길이 부호화부(46)는 양자화된 데이타를 지그재그 스캔(zigzag scan)하여 가변 길이 부호화하여 데이타량을 더욱 축소한다.

한편, 역양자화부(49) 및 IDCT부(50)는 DCT부(44) 및 양자화부(45)에서 이산 코사인 변환 및 양자화된 데이타를 역이산 코사인 변환 및 역양자화한다. 가산기(51)는 IDCT부(50)에서 출력된 데이타와 움직임 예측부(53)에서 출력된 참조 화상을 가산하여 화상을 복원하고, 화상 축적부(52)에 저장된다. 움직임 예측부(53)는 움직임 추정부(42)에서 출력된 움직임 벡터와 가산기(51)의 출력 및 화상 축적부(52)에 축적된 화상을 기초로 움직임 예측을 행한다. 또한, 움직임 예측부(53)는 가산기(51)의 출력 또는 화상 축적부(52)에 축적된 화상을 참조 화상으로 하여 해당 참조 화상을 가산기(43)에 출력한다.

다중화부(47)에서는 가변 길이 부호화부(46)에서 출력된 데이타와 움직임 추정부(42)에서 출력된 부호화 모드 및 움직임 벡터 등의 패러미터를 다중화하여 비 트 스트림을 작성한다. 버퍼(48)는 작성된 비트 스트림을 일시 저장한다.

(4) MPEG 비디오 복호기의 구성

도 3은 MPEG 비디오 복호기의 일례를 도시하는 블록도이다.

이 MPEG 비디오 복호기는 비트 스트림 입력 단자(60), 비트 스트림 버퍼(61), 화상 복호화부(62), 복호 프레임 버퍼(63), 디코딩 스위치(64), 화상 데이타 출력부(65)로 구성되어 있다. 또한, 화상 데이타 출력부(65)는 표시 제어부(65a), 디스플레이 스위치(65b) 및 표시 버퍼(65c)로 구성되어 있다.

비트 스트림 버퍼(61)는 입력 단자(60)로부터 입력된 비트 스트림을 저장하여 화상 복호화부(62)에 순차 출력한다. 디코딩 스위치(64)는 표시 제어부(65a)에서 수직 동기 신호(71)가 입력되면 복호 개시 명령(72)을 출력한다. 화상 복호화부(62)는 디코딩 스위치(64)에서 복호 개시 명령(72)이 입력되면, 비트 스트림 버퍼(61)로부터 1 화상분의 비트 스트림을 입력받아 가변 복호화 처리, 역양자화 처리, 역이산 코사인 변환 처리 및 움직임 예측을 행한다. 이와 같이 하여 화상 복호화부(62)에서 복호화된 화상은 복호 프레임 버퍼(63)에 순차 저장된다. 또, 화상 복호화부(62)는 비트 스트림의 복호시에 필요에 따라서 먼저 복호 프레임 버퍼(63)에 저장된 화상을 참조한다. 따라서, 복호 프레임 버퍼(63)는 복호화된 화상을 적어도 다른 화상의 복호화에 참조되지 않게 될 때까지 유지하는 것이 필요하다. 또, 화상 복호화부(62)는 비트 스트림을 복호화할 때에 비트 스트림으로부터 표시 타임 스탬프(76 : PTS)를 추출하여 화상 데이타 출력부(65)에 출력한다.

표시 제어부(65a)는 복호화된 화상의 표시 타임 스탬프와 자기의 기준 시계(systemn time clock : STC)를 비교하며, 양자가 일치하면 디스플레이 스위치(65b)에 전송 명령(73)을 출력한다. 디스플레이 스위치(65b)는 전송 명령(73)이 입력되면 복호 프레임 버퍼(63)로부터 1화상분의 데이타(화상 데이타)를 표시 버퍼(65c)에 전송한다. 표시 버퍼(65c)에 저장된 화상 데이타는 표시 제어부(65a)에서 출력되는 수직 동기 신호(71)에 동기되어 표시 장치(66)에 전달된다.

이와 같이 하여, 종래의 MPEG 비디오 복호기에서는 수직 동기 신호(71)에 동기한 타이밍으로 비트 스트림 버퍼(61)로부터 1 화상분씩 비트 스트림을 판독하여 복호 처리함과 동시에, 수직 동기 신호(71)에 동기한 타이밍으로 표시 버퍼(65c)로부터 표시 장치(66)로 화상을 전달한다. 이에 따라, 수직 동기 신호에 동기한 타이밍으로 표시 장치(66)에 표시되는 화상이 갱신되어 표시 장치(66)에 동화상이 표시된다.

그런데, 순조로운 동화상을 재생하기 위해서 MPEG 비디오 복호기에는 비트 스트림을 실시간으로 복호화하는 것이 요구된다. 그 요구를 만족시키기 위해서는, MPEG 비디오 복호기는 1 프레임 시간(1초당의 프레임 수의 역수) 안에 1 화상분의 비트 스트림의 복호화를 완료하여, 1 프레임 시간마다 1 화상분의 데이타를 표시 장치에 출력하는 능력이 필요하다. 종래의 MPEG 비디오 복호기에서는 1 화상분의 비트 스트림의 복호화가 1 프레임 시간내에 완료되는 것으로 되어 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 MPEG 비디오 복호기가 1 화상분의 비트 스트림의 복호화를 개시하는 타이밍과 MPEG 비디오 복호기로부터 표시 장치로 1 화상분의 데이타를 출력하는 타이밍 중 어느 것이나 수직 동기 신호에 동기시키고 있다.

(다른 종래 기술)

MPEG에서는 영화와 같이 프레임 레이트가 24 프레임/초인 영상을 프레임 레이트가 30 프레임/초인 텔레비젼용 영상으로 변환(텔레시네 변환)하는 경우, 3-2 풀 다운이라고 불리는 변환 프로세스를 행한다. 3-2 풀 다운에서는 최초 필드 반복이라는 커맨드가 사용된다. 최초 필드 반복 코맨드는 「최초에 표시한 필드를 또 한번 표시해라」라는 명령이다.

도 4는 3-2 풀 다운에 의한 텔레시네 변환을 도시하는 모식도이다. 도 4에서, * 표시는 화상의 반복을 나타내고, *’는 제1 필드 반복에 의한 동일한 화상의 반복을 나타낸다.

NTSC 방식의 텔레비젼 영상은 프레임이 2개의 필드(상부 필드 및 하부 필드)로 분할된다. 따라서, 1초 분의 텔레비젼 영상은 60 필드분의 화상으로 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 영화의 영상을 텔레비젼용 영상으로 변환하는 경우는 하나의 화상을 각 프레임의 상부 필드(T) 및 하부 필드(B)에 할당함으로써 24 프레임분의 화상 데이타가 생성된다. 그러나, 그대로 표시하면 6 프레임(12필드)분의 화상 데이타가 부족하게 된다. 따라서, 텔레시네 변환에서는 24 프레임 중의 12 프레임에 최초 필드 반복 커맨드를 부가하여 12 필드분의 화상 데이타를 생성한다. 즉, 예컨대 홀수 번째의 프레임에 최초 필드 반복 커맨드를 부가함으로써, 홀수 번째의 프레임의 화상이 3회(3 필드분) 표시된다. 도 4에서, 화살표(↓)는 최초 필드 반복 커맨드에 의해 반복 표시되는 화상을 도시한다. 이와 같이 하여, 3- 2 풀 다운에서는 24 프레임/초의 영상을 30 프레임/초의 영상으로 변환할 수 있다.

(5) MPEG 비디오 복호기의 구성

도 5는 3-2 풀 다운에 대응한 MPEG 비디오 복호기의 예를 도시하는 블록도이다. 이 MPEG 비디오 복호기는 비트 스트림 입력 단자(160), 비트 스트림 버퍼(161), 화상 복호화부(162), 복호 프레임 버퍼(163), 복호 제어부(164) 및 표시 제어부(165)로 구성되어 있다.

비트 스트림 버퍼(161)는 입력 단자(160)로부터 입력한 비트 스트림을 저장하여 화상 복호화부(162)에 1 화상분씩 순차 출력한다. 화상 복호화부(162)는 비트 스트림 버퍼(161)에서 출력되는 비트 스트림을 복호한다. 화상 복호화부(162)에서 복호된 화상은 복호 프레임 버퍼(163)에 전송된다.

복호 프레임 버퍼(163)는 예컨대 3 화상분의 기억 영역을 갖고 있고, 기억 영역이 1 화상마다 구획되어 있다. 1 화상분마다 구획된 기억 영역을 뱅크라고 한다. 각 뱅크는 각각 고유의 어드레스(뱅크 어드레스)를 갖는다.

복호 제어부(164)는 수직 동기 신호를 발생하는 VSync 발생기(도시 생략)를 내장하고 있어, 그 V-Sync 발생기로부터 출력되는 V-Sync에 동기하여 복호 개시 명령(172)을 발행한다. 화상 복호화부(162)는 복호 개시 명령(172)에 의해 화상의 복호를 개시한다. 이 복호 개시 명령(172)의 발행 주기는 기본적으로는 2필드 시간에 1회, 즉 1 프레임 시간에 1회이다. 이것은 표시의 속도가 1 프레임에 1장의 화상을 표시하기 위해서 복호의 속도를 표시의 속도와 일치시키기 위해서이다.

또한, 복호 제어부(164)는 전원 투입 후(콜드 스타트 후), 비트 스트림 버퍼(161)에 일정량의 비트 스트림이 저장되면, 초기 복호 개시 명령(171)을 발행한다. 이 초기 복호 개시 명령(171)이 발행되는 타이밍은 V-Sync에 관계하지 않는다.

표시 제어부(165)는 리오더 레지스터(165a), 커런트 레지스터(165b), 필드 지연 레지스터(165c) 및 표시 레지스터(165c)의 4개의 레지스터를 포함하고 있다. 그리고, 표시 제어부(165)에는 복호 제어부(164)로부터 복호 개시 명령(172), VSync(175), 뱅크 어드레스(176)가 입력되고, 화상 복호화부(162)로부터 비트 스트림의 복호에 의해 얻어진 시퀀스 패러미터 및 화상 패러미터 등의 각종 패러미터(173)가 입력된다. 또, 뱅크 어드레스(176)는 복호된 화상이 복호 프레임 버퍼(163)의 어느 뱅크에 저장된 것인가를 도시하는 데이타이다. 표시 제어부(165)는 후술하는 조건이 갖추어지면 복호 제어부(164)에 필드 대기 명령(174)을 출력한다. 필드 대기 명령(174)은 복호 개시 명령(172)의 발행을 1필드 기간 기다리게 하는 명령이다.

또한, 표시 제어부(165)는 후술하는 조건이 만족되면 표시 개시 명령(178)을 발행한다. 표시 제어부(165)로부터 발행되는 표시 개시 명령(178)에 의해 복호 프레임 버퍼(163)로부터 표시 장치에 소정의 화상이 전송되어 표시 장치에 화상이 표시된다.

이하, 표시 제어부(165)의 4개의 레지스터(165a∼165d)에 관해서 도 6의 모식도를 참조하여 설명한다.

① 리오더 레지스터(165a)

리오더 레지스터(165a)는 I 화상 및 P 화상의 패러미터 및 뱅크 어드레스를 저장한다. I 화상 및 P 화상은 복호가 완료되더라도 바로 표시하지 않고, B 화상의 재배열(리오더링)이 행해질 필요가 있다. 이 때문에, I 화상 및 P 화상의 패러미터 및 뱅크 어드레스를 리오더 레지스터(165a)로 일단 후퇴시킨다.

② 커런트 레지스터(165b)

커런트 레지스터(165b)는 이것으로부터 표시되는 화상의 패러미터 및 뱅크 어드레스를 저장한다. 또, B 화상은 복호가 완료된 후 바로 표시되기 때문에, B 화상의 패러미터 및 뱅크 어드레스는 리오더 레지스터(165a)에는 저장되지 않고, 직접 커런트 레지스터(165b)에 저장된다.

표시 제어부(165)는 커런트 레지스터(165b)에 저장된 패러미터를 분석하고, 최초 필드 반복 플래그가「1」이면 복호 제어부(164)에 필드 대기 명령(174)을 발행한다.

③ 필드 지연 레지스터(165c)

필드 지연 레지스터(165c)는 복호 시간을 1 프레임 시간으로 하기 위해서, 커런트 레지스터(165c)에서 전송되어 오는 뱅크 어드레스를 1필드 시간분만큼 지연시켜, 다음 표시 레지스터(165d)에 전송한다. 만약, 필드 지연 레지스터(165c)가 없는 경우, 표시 타이밍의 필드 슬롯이 복호 타이밍의 필드 슬롯의 직후의 필드 슬롯이 되어, 정확한 타이밍으로 표시될 수 없게 된다. 필드 지연 레지스터(165c)에 저장되는 데이타는 뱅크 어드레스(176) 뿐이다.

④ 표시 레지스터(165d)

표시 레지스터(165d)에는 지금 현재 표시되고 있는 화상의 뱅크 어드레스가 저장되고 있다. 바꿔 말하면, 표시 제어부(165)는 표시 레지스터(165d)에 저장된 뱅크 어드레스가 지시하는 화상을 표시하도록 표시 개시 명령을 발행한다. 표시 레지스터(165d)에 저장되는 데이타는 뱅크 어드레스(176) 뿐이다.

이들의 4개의 레지스터(165a∼165d)는 도 6에 도시된 바와 같이 시프트 레지스터 구조로 되어 있다. 리오더 레지스터(165a)와 커런트 레지스터(165b)의 시프트 펄스는 복호 개시 명령(172)이며, 필드 지연 레지스터(165c)와 디스플레이 레지스터(165d)의 시프트 펄스는 VSync(175)이다.

뱅크 어드레스(176)는 리오더 레지스터(165a)에서 표시 레지스터(165d)까지 전부 시프트하는 데 대하여, 패러미터(173)는 커런트 레지스터(165b)까지 밖에 시프트 하지 않는다.

다음으로, 상기한 MPEG 비디오 복호기의 동작에 관해서 도 7 및 도 8의 타임 챠트를 참조하여 설명한다. 단지, 이 예에서는 I 화상 "I2", B화상 "B0", B화상 "Bl", P화상 "P5", B화상 "B3", B화상 "B4",…의 순서로 비트 스트림이 입력되고, 화상 "B0", 화상 "B1", 화상 "I2", 화상 "B3", 화상 "B4", 화상 "P5",…의 순으로 표시하는 것으로 한다. 또한, B화상 "B0", B4 및 I 화상(I2)에는 최초 필드 반복 커맨드가 부가되는 것으로 한다.

전송로 또는 축적 미디어로부터 보내여져 온 MPEG 비트 스트림은 우선, 비트 스트림 버퍼(161)에 저장된다. 비트 스트림 버퍼(161)에 일정량의 데이타(예컨대, I 화상분의 데이타)가 축적되면 복호 제어부(164)는 초기 복호 개시 명령(171)을 발행한다. 화상 복호화부(162)는 초기 복호 개시 명령(171)을 수신하면 최초의 화상(I2)의 화상 헤더(I2)만을 복호화하고, 화상 헤더(I2)의 복호가 완료되면 복호 처리를 정지한다(시각 "t0").

그 후, 복호 제어부(164)는 VSync에 동기한 타이밍으로 복호 개시 명령(172)을 발행한다(시각 t1). 화상 복호화부(162)는 복호 개시 명령(172)을 수신하면 화상(I2)의 화상 헤더 이외의 계수(이하, 단순히「계수」라고 함)의 복호를 개시하고, 화상(I2)의 계수 복호가 완료되면 이어서, 다음 화상 "B0"의 화상 헤더(B0)를 복호한다. 화상 "B0"의 화상 헤더(B0)의 복호가 완료되면 복호 처리를 정지한다(시각 t2).

한편, 표시 제어부(165)는 시각(t1)에서, 화상 복호화부(164)로부터 화상(I2)의 패러미터를 수취하여 리오더 레지스터(165a)에 저장한다. 이 때, 리오더 레지스터(165a)는 복호 개시 명령(172)을 래치 펄스로서, 복호 개시 명령(172)에 동기한 타이밍으로 화상(12)의 패러미터를 저장한다.

시각 "t3"이 되면, 복호 제어부(164)는 VSync 175에 동기하여 다시 복호 개시 명령(172)을 발행하고, 이에 따라 화상 복호화부(162)로 화상 "B0"의 계수의 복호가 개시된다. 이와 동시에, 화상 "B0"의 패러미터(173)가 커런트 레지스터(165b)에 저장된다.

시각 "t3"에서 커런트 레지스터(165b)에 화상 "B0"의 패러미터가 저장되면, 표시 제어부(165)는 커런트 레지스터(165b)에 저장된 패러미터를 분석한다. 그 결과, 화상 "B0"의 최초 필드 반복 플래그가「1」이기 때문에, 표시 제어부(165)는 복호 제어부(164)에 대하여 필드 대기 명령(174)을 발행한다(시각 t3.5).

복호 제어부(164)는 필드 대기 명령(174)을 수신하면, 본래 시각 "t5"에서 발행해야 하는 화상 "B1"에 대한 복호 개시 명령(172)을 1필드분의 시간만큼 대기하여 시각 "t6"에서 발행한다.

시각 "t6"에서 화상 "B1"에 대한 복호 개시 명령(172)이 복호 제어부(164)에서 발행되면, 화상 복호화부(162)에서 화상 "B1"의 계수 복호가 개시됨과 동시에, 표시 제어부(165)의 커런트 레지스터(165b)에 화상 "B1"의 패러미터가 저장된다. 표시 제어부(165)는 커런트 레지스터(165b)에 저장된 패러미터를 분석하고, 그 결과 화상 "B1"은 최초 필드 반복 플래그가「0」이므로, 필드 대기 명령(174)은 발행하지 않는다.

필드 대기 명령이 발행되지 않기 때문에, 복호 제어부(164)에서는 다음 화상(P5) 화상에 대한 복호 개시 명령(172)은 1필드 시간 동안 대기하지 않고 시각 "t7"에서 발행된다.

시각 "t7"에서 화상(P5)에 대한 복호 개시 명령(172)이 발행되면, 이때까지 리오더 레지스터(165a)에 있던 화상(I2)의 패러미터가 커런트 레지스터(165b)로 시프트되고, 화상(P5)의 패러미터가 리오더 레지스터(165a)에 저장된다.

표시 제어부(165)에 의한 커런트 레지스터(165b)의 분석의 결과, 화상(I2)은 최초 필드 반복 플래그가「1」이므로, 필드 대기 명령(174)을 발행한다.

이하, 이 반복 즉, 커런트 레지스터(165b)를 조사하여 다음에 표시하는 화상의 최초 필드 반복 플래그가「1」이면 필드 대기 명령(174)을 발행하고, 복호 개시 명령(172)을 1필드 시간 동안 대기하여 발행한다고 하는 시퀀스를 반복함으로써 3-2 풀 다운을 실현한다. 즉, 종래의 MPEG 비디오 복호기에서는 3-2풀 다운을 최초 필드 반복 커맨드에 의해 1 프레임 시간만큼 복호하지 않는 방법에 의해 실현하고 있다.

본 발명자는 상술한 MPEG 비디오 복호기에는 이하에 제시하는 문제점이 있다고 생각한다. 즉, CBR 부호화와 같이 데이타 레이트가 거의 일정하면, 1 화상분의 비트 스트림의 복호화에 요하는 시간은 거의 균일해지고, 1 프레임 시간내에 1 화상분의 비트 스트림을 복호화하는 것은 비교적 용이하다. 그러나, ATM의 단말이나 DVD 플레이어와 같이 VBR 부호화 비트 스트림을 복호화하는 경우에는, 데이타 레이트가 크게 변화되기 때문에, 1 프레임 시간내에 1 화상분의 비트 스트림을 복호화할 수 없는 경우가 많아진다. 1 화상분의 비트 스트림을 1 프레임 시간내에 복호화할 수 없는 때는, 다음 1 프레임분의 시간을 사용하여 비트 스트림의 복호화를 완료시킨다. 그리고, 표시 장치에 출력하는 화상 데이타를 1 프레임분간 추출하여 재생 시간을 조정한다. 이와 같이 하여 화상 데이타를 추출하여 재생 시간을 조정하는 것을 에러 컨실먼트(error concealment)라고 한다.

ATM의 단말이나 DVD 플레이어 등의 VBR 부호화 비트 스트림을 복호화하는 경우, 전술한 바와 같이 데이타 레이트가 일정하지 않기 때문에, 1 화상분의 비트 스트림의 복호화에 1 프레임 시간 이상 걸리는 경우가 많고, 에러 컨실먼트가 빈번히 발생하여 원활한 동화상 재생이 곤란하게 된다.

또한, 전술한 종래의 MPEG 비디오 복호기에서는 3-2 풀 다운과, 1/2배속과 1/4 배속이라고 하는 슬로우 재생을 동시에 실현하고자 하면 문제점이 생긴다. 이것은 상술한 바와 같이, 종래의 MPEG 비디오 복호기에서는 3-2 풀 다운을 「1 프레임 시간만큼 복호를 쉰다」라고 하는 방법으로 실현하고 있지만, 슬로우 재생도「1 프레임 시간만큼 복호를 쉰다」라고 하는 방법으로 실현하고 있기 때문이다. 도 9, 도 10의 타이밍 차트를 참조하여 상기한 문제점을 보다 상세히 설명한다.

시각 "t 2.2"에서 1/2 배속 표시 명령(이하, 1/2 슬로우 재생 명령)이 발행되었다고 한다. 종래의 MPEG 비디오 복호기에서는 1/2 슬로우 재생 명령이 복호 제어부(164)에 입력된다. 복호 제어부(164)는 1/2 슬로우 재생 명령을 복호 제어부(164) 자신이 발행하는 복호 개시 명령(172)의 타이밍으로 샘플링하여 복호 제어를 행한다(시각 t3). 즉, 복호 개시 명령(172)을 발행한 때에 1/2 슬로우 재생 명령이「1」이면, 그 다음 화상의 복호 개시를 1 프레임 시간만큼 늦춰, 지금 복호 시작한 화상을 2 프레임 시간동안 표시시키는 제어를 행한다.

통상 재생에서는 1 화상을 1 프레임 시간만큼 표시하기 때문에, 1 화상을 2프레임 시간 표시하는 것은 영상을 1/2의 속도로 표시하는 것이 된다.

이 예에서는, 시각 "t3"에서 1/2 슬로우 재생 명령을 샘플링한 결과는「1」이다. 따라서, 화상 "B0"의 복호가 끝난 후, 다음 화상 "Bl"의 복호를 1 프레임 시간 늦추고, t 6.5에서 개시한다.

그런데, 화상 "B0"는 최초 필드 반복 플래그가「1」이므로, 필드 대기 명령(174)이 표시 제어부(165)에서 발행된다(시각 t3.5). 따라서, 복호 제어부(164)는 1/2 슬로우 재생 명령에 의한「1 프레임 시간(2 필드 시간) 대기」와 필드 대기 명령(174)에 의한「1 필드 시간의 대기」를 양방 실행하는 것이 된다. 이 때, 전자보다도 후자의 쪽이 기다리는 시간이 짧으므로, 후자는 무시되어 버린다 (시각 t5∼t6). 즉, 종래의 MPEG 비디오 복호기에서는 원래는「3-2 풀 다운 표시와 동시에 1/2 플로우 재생」을 해야 함에도 불구하고, 단순한「1/2 슬로우 재생」이 되어 버린다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 1/2 슬로우 재생 명령이 시각 "t 2.2"로부터 "t 6.7"까지「1」이었다고 하면, 원래 화상 "B0"를 6 프레임 기간 표시하지 않으면 안됨에도 불구하고, 2 프레임 기간밖에 표시되지 않게 된다.

본 발명의 목적은 VBR 복호화된 MPEG 비트 스트림을 복호화하는 경우라도 에러 컨실먼트가 발생하기 어렵고, 순조로운 동화상 재생을 가능하게 하는 MPEG 비디오 복호기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 3-2 풀 다운에 의한 영상 표시에 슬로우 재생을 병용할 수 있는 MPEG 비디오 복호기 및 MPEG 비디오 복호 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 MPEG 비디오 복호기는 도 11에 예시한 바와 같이, 복호 개시 명령(22)에 의해 소정의 화상분의 MPEG 비트 스트림의 복호화를 개시하고, 상기 소정의 화상분의 비트 스트림의 복호화가 종료되면 복호 완료 통지(23)를 출력하는 화상 복호화부(12)와, 상기 화상 복호화부(12)에서 복호화된 화상 데이타를 순차 저장하고, 일정량의 화상 데이타가 저장되면 버퍼 통지(24)를 출력하는 복호 프레임 버퍼(13)와, 상기 화상 복호화부(12)에서 상기 복호 완료 통지(23)가 출력되고, 또한 상기 복호 프레임 버퍼(13)에서 상기 버퍼 통지(24)가 출력되고 있지 않은 때에 상기 복호 개시 명령(22)을 출력하는 복호 개시 명령 생성부(14)와, 상기 복호 프레임 버퍼(13)에 저장된 화상 데이타를 표시 장치(16)에 전달하는 화상 데이타 출력부(15)를 포함한다.

본 발명에 있어서, 화상 복호화부(12)로부터 복호 완료 통지(23)가 출력되고, 또한 복호 프레임 버퍼(13)로부터 버퍼 통지(24)가 출력되고 있지 않으면, 복호 개시 명령 생성부(14)는 복호 개시 명령(22)을 출력한다. 이 복호 개시 명령(22)에 의해 화상 복호화부(12)는 소정의 화상분의 비트 스트림의 복호화를 개시한다. 1 화상분의 비트 스트림의 복호화가 완료되면, 화상 복호화부(12)는 복호 완료 통지(23)를 출력한다. 이에 따라, 복호 개시 명령 생성부(14)는 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다. 이와 같이 하여, 복호 프레임 버퍼(13)에 일정량의 화상 데이타가 저장될 때까지 화상 복호화부(12)는 연속적으로 화상 데이타를 복호화한다.

VBR 복호화 비트 스트림을 복호화하는 경우, 데이타 레이트가 크게 변화되기 때문에, 1 프레임 시간내에 1 화상분의 데이타의 복호가 완료하지 않는 경우가 많아진다. 종래와 같이, 1 화상분의 비트 스트림의 복호 개시의 타이밍을 수직 동기 신호에 동기시킨 경우, 1 프레임 시간내에 1 화상분의 비트 스트림의 복호화가 완료되지 않을 때는 반드시 다음 프레임으로 에러 컨실먼트가 발생한다. 그러나, 본 발명에 있어서, 상술한 바와 같이 복호 프레임 버퍼(13)에 여유가 있을 때는 비트 스트림의 복호화가 연속적으로 행해진다. 이 때문에, 예컨대 1 프레임 시간내에 1 화상분의 복호화가 완료되지 않는 경우라도 2프레임 시간내에 2화상분의 복호화가 완료되면, 에러 컨실먼트의 발생이 억제된다. 이에 따라 순조로운 동화상 재생이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 화상 복호화부(12)의 전단에 MPEG 비트 스트림이 입력되는 입력 단자(10) 및 비트 스트림을 일시 저장하는 비트 스트림 버퍼(11)를 설치하여도 좋다. 이 경우, 복호 개시 명령 생성부(14)는 외부(예컨대, 호스트 컴퓨터)로부터 주어지는 신호, 복호 완료 통지(23) 및 버퍼풀 통지(24)에 따라서 복호 개시 명령(22)을 출력하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 외부에서 복호 개시 조건을 설정할 수 있다. 예컨대, 비트 스트림 버퍼(11)에 소정 매수분의 화상 데이타(비트 스트림)이 저장될 때까지 복호화가 개시되지 않도록 할 수 있다.

화상 데이타 출력부(15)는 복호 프레임 버퍼(13)에 저장된 화상 데이타를 수직 동기 신호(28)에 동기한 타이밍으로 표시 장치(16)에 전달한다. 이에 따라, 표시 장치(16)에 화상이 표시된다. 화상 데이타 출력부(15)는 표시 장치(16)에 전달하는 화상 데이타를 일시 기억하는 표시 버퍼(15c) 및 복호 프레임 버퍼(13)로부터 표시 버퍼(15c)에 화상 데이타를 전송하는 표시 제어부(15a)로 구성된다. 이 경우, 이하와 같이 하여 포즈(일시 정지)를 실현할 수 있다. 즉, 외부(예컨대, 호스트 컴퓨터)에서 표시 제어부(15a)로 포즈 명령(27)이 입력되면, 표시 제어부(15a)는 복호 프레임 버퍼(13)로부터 표시 버퍼(15c)로의 화상 데이타의 전송을 중지한다. 한편, 화상 복호화부(12)는 복호 프레임 버퍼(13)에서 버퍼 통지(24)가 출력될 때까지 화상의 복호화를 계속한다. 그리고, 복호 프레임 버퍼(13)에 일정량의 화상 데이타가 축적되면, 복호 프레임 버퍼(13)에서 프레임 버퍼풀 통지(24)가 출력되고, 복호 개시 명령 생성부(14)로부터 복호 개시 명령(22)이 출력되어 없어진다. 이에 따라, 화상 복호화부(12)는 복호화를 중지한다. 또한, 표시 버퍼(15c)에 기억된 화상 데이타가 갱신되지 않기 때문에, 표시 장치(16)에는 동일한 화상이 표시된다.

또한, 본 발명의 MPEG 비디오 복호 방법은 도 11에 예시하는 바와 같이, MPEG 비트 스트림을 소정의 화상분씩 복호화하여 복호 프레임 버퍼(13)에 저장하고, 상기 복호 프레임 버퍼(13)에 저장된 화상 데이타를 표시 장치(16)에 1 화상분씩 전송하고, 상기 복호 프레임 버퍼(13)에 일정량의 화상 데이타가 축적되면 비트 스트림의 복호화를 중단하고, 상기 일정량보다도 적게 되면 비트 스트림의 복호화를 재개한다.

본 발명 방법에 있어서, 복호 프레임 버퍼에 일정량의 화상 데이타가 축적될 때까지 화상의 복호화를 연속적으로 행하기 때문에, 에러 컨실먼트의 발생이 억제되어 순조로운 동화상 재생이 가능하게 된다.

본 발명의 다른 MPEG 비디오 복호기는 도 15에 예시하는 바와 같이, 복호 개시 명령(122)에 의해 MPEG 비트 스트림의 복호화를 시작하는 화상 복호화부(112)와, 상기 화상 복호화부(112)에서 복호화된 화상 데이타를 저장하는 복호 프레임 버퍼(113)와, 상기 화상 복호화부(112)에서 복호화된 화상 데이타의 패러미터를 소 정의 화상분마다 해석하며, 그 결과에 따라서 상기 복호 프레임 버퍼(113)로부터 표시 장치로의 상기 화상 데이타의 전송을 제어하는 표시 제어부(115)와, 상기 화상 데이타의 패러미터에 기초하여 상기 복호 개시 명령(122)을 출력하는 복호 제어부(114)를 포함한다.

본 발명에 있어서, 표시 제어부(115)에 의해 화상 데이타의 패러미터가 해석되며, 그 결과에 따라서 복호 프레임 버퍼(113)로부터 표시 장치로의 화상 데이타의 전송이 제어된다. 예컨대, 어떤 하나의 화상에 대하여 표시 제어부(115)는 패러미터로부터 화상마다의 표시 필드수를 결정하여, 그 표시 필드수에 상당하는 시간만큼 표시 장치에 화상이 표시되도록 하며, 그 동안에 다음의 화상의 패러미터를 해석하여 표시 필드수를 결정한다. 그리고, 하나의 화상의 표시 시간이 지나면, 다음 화상의 표시를 개시시킨다.

이 구성에 의해, 패러미터와 표시 필드수의 관계를 설정해 두면, 3-2 풀 다운 재생과 1/2 슬로우 재생 등의 특수 재생에 용이하게 대응할 수 있다. 예컨대, 3-2 풀 다운 재생시만의 표시 필드수, 1/2 슬로우 재생시만의 표시 필드수 및 3-2 풀 다운 재생과 동시에 1/2 슬로우 재생시의 표시 필드수를 도 19에 예시하는 것과 같은 테이블 표시 제어부(115)에 기억시켜 놓는다. 표시 필드수를 결정할 때에 이 테이블을 참조함으로써 적절한 표시 필드수를 용이하게 결정할 수 있다.

표시 제어부(115)에는 리오더 레지스터(115a), 커런트 레지스터(115b), 필드 지연 레지스터(115c) 및 표시 레지스터(115d)의 4개의 시프트 레지스터가 설치되고 있고, 이들의 레지스터(115a∼115d)에 의해 복호 프레임 버퍼(113)내의 화상 데이 타가 관리된다. 이 경우, 각 레지스터(115a∼115d)의 상태를 용이하게 알 수 있도록 스테이터스 레지스터(116)를 설치하는 것이 바람직하다. 복호 제어부(114)는 스테이터스 레지스터(116)의 상태를 참조하여 리오더 레지스터(115a) 또는 커런트 레지스터(115b)에 데이타가 저장되어 있지 않는 경우 복호 개시 명령(112)을 출력한다. 또한, 표시 필드수 산출부(115f)는 스테이터스 레지스터(116)를 참조하여 표시 레지스터(115d)에 데이타가 저장된 경우, 표시 레지스터(115d)에 저장된 데이타에 대응하는 화상의 표시 필드수를 결정한다.

복호 제어부(114) 및 표시 제어부(115)가 스테이터스 레지스터(116)를 참조하는 타이밍은 예컨대, 수직 동기 신호에 동기한 타이밍으로 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 제1 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기를 도시하는 블록도이다. 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기는 비트 스트림 입력 단자(10), 비트 스트림 버퍼(11), 화상 복호화부(12), 복호 프레임 버퍼(13), 복호 개시 명령 생성부(14) 및 화상 데이타 출력부(15)로 구성되어 있다.

비트 스트림 입력 단자(10)에는 ATM 전송로 또는 DVD 같은 축적 미디어로부터 MPEG 비트 스트림이 입력된다. 비트 스트림 버퍼(11)는, 비트 스트림을 일시 기억하는 메모리이다.

화상 복호화부(12)는 비트 스트림 버퍼(11)로부터 비트 스트림을 입력하고, 가변 길이 복호화 처리, 역양자화 처리, 역이산 코사인 변환 처리 및 움직임 예측을 행하여 복호화를 행한다. 이 화상 복호화부(12)는 복호 개시 명령 생성부(14)로부터 복호 개시 명령(22)이 입력되면 1 화상분의 비트 스트림의 복호화를 개시한 다. 그리고, 1 화상분의 복호화가 완료되면 복호 개시 명령 생성부(14)에 복호 완료 통지(23)를 출력한다. 또, 화상 복호화부(12)는 비트 스트림을 복호화할 때에 비트 스트림으로부터 표시 타임 스탬프(26)를 추출하여 화상 데이타 출력부(15)에 출력한다.

복호 프레임 버퍼(13)는 복호된 복수의 화상을 기억한다. 상술한 바와 같이, 화상에는 I 화상, P 화상 및 B 화상의 3종류가 있다. I 화상을 복호화하는 경우, 화상 복호화부(12)는 다른 화상을 참조하지 않고 복호화를 행한다. P 화상을 복호화하는 경우에는 화상 복호화부(12)는 복호 프레임 버퍼(13)에 저장되어 있는 과거의 화상(I 화상 또는 P 화상)을 참조한다. B 화상을 복호화하는 경우에는 화상 복호화부(12)는 복호 프레임 버퍼(13)에 저장되어 있는 과거와 장래의 화상(I 화상 및 P 화상)을 참조한다. 따라서, B 화상을 사용하지 않는 경우, 즉 I 화상 및 P 화상만의 경우는 표시하는 순서로 화상의 복호화가 행하여진다. 한편, B화상을 사용하는 경우는 복호화하는 순서와 표시하는 순서가 다르기 때문에, 복호 프레임 버퍼(13)내에서 표시순으로 화상을 재배열한다.

복호화된 화상은 다른 화상의 복호화에 참조되는 일이 없게 될 때까지 복호 프레임 버퍼(13)내에 유지해 두는 것이 필요하다. 따라서, 복호 프레임 버퍼(13)의 용량은 어느 정도 큰 것이 필요하지만, 여기에서는 설명을 간단히 하기 위해 복호 프레임 버퍼(13)는 3화상분의 기억 용량을 가지고, P 화상 또는 B 화상의 복호화시에는 먼저 복호화된 1장 또는 2장의 화상이 참조되도록 한다. 복호 프레임 버퍼(13)는 소정수(본 예에서는 3장)분의 화상을 저장하면 버퍼풀 통지(24)를 출력한 다.

복호 개시 명령 생성부(14)는 복호 제어부(14a) 및 디코딩 스위치(14b)로 이루어진다. 복호 제어부(14a)는 외부(예컨대, 호스트 컴퓨터)로부터 전달되는 비트 스트림 전송 통지(25), 화상 복호화부(12)로부터 출력되는 복호 완료 통지(23) 및 복호 프레임 버퍼(13)로부터 출력되는 버퍼풀 통지(24)에 기초하여 복호 개시 허가(21)를 출력한다. 즉, 복호 제어부(14a)에는 호스트 컴퓨터로부터 비트 스트림 전송 통지(25)가 입력되고, 화상 복호화부(12)로부터 복호 완료통지(23)가 출력되고, 또한 복호 프레임 버퍼(13)로부터 버퍼 통지(24)가 출력되어 있지 않은 때에 복호 개시 허가(21)를 출력한다. 디코딩 스위치(14b)는 복호 제어부(14a)에서 복호 개시 허가(21)가 출력되면 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다.

본 실시 형태에 있어서, 호스트 컴퓨터는 1 화상분 이상의 비트 스트림을 비트 스트림 버퍼(11)에 전송한 때에 비트 스트림 전송 통지를 출력하는 것으로 한다. 따라서, 화상 복호화부(12)는 비트 스트림 버퍼(11)에 1 화상분 이상의 비트 스트림이 저장된 후에 최초 화상의 복호화를 개시한다.

화상 데이타 출력부(15)는 표시 제어부(15a), 디스플레이 스위치(15b) 및 표시 버퍼(15c)로 구성되어 있다. 표시 제어부(15a)는 복호화된 화상의 표시 타임 스탬프(26)와 자기의 기준 시계(STC)가 일치하면 디스플레이 스위치(15b)에 전송 명령(29)을 출력한다. 디스플레이 스위치(15b)는 전송 명령(29)이 입력되면 복호 프레임 버퍼(13)로부터의 화상 데이타를 표시 버퍼(15c)에 전송한다. 표시 버퍼(15c)에 저장된 화상 데이타는 표시 제어부(15a)에서 출력되는 수직동기 신호(28)에 동기하여 표시 장치(16)에 전달되며, 이에 따라 표시 장치(16)에 화상이 표시된다.

또, 표시 장치(16)는, NTSC 방식의 것이어도 좋고, PAL(Phase Alternation Line) 방식의 것이어도 좋다. 또한, 화상 복호화부(12), 복호 제어부(14a) 및 표시 제어부(15a)는 어느 것이나 하드 웨어(반도체 장치)에 의해 구성된 것이어도 좋고, 소프트 웨어에 의해 실현된 것이어도 좋다.

도 12는 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.

시각 "t0"에서, 입력 단자(10)로부터 비트 스트림 버퍼(11)에 비트 스트림이 입력 개시되었다고 한다. 시각(t1)에서, 비트 스트림 버퍼(11)에 1 화상분의 비트 스트림의 저장이 완료되면, 호스트 컴퓨터로부터의 비트 스트림 전송 통지(25)가 복호 제어부(14a)에 입력된다. 이에 따라, 복호 제어부(14a)는 복호 개시 허가(21)를 출력한다. 디코딩 스위치(14b)는 복호 제어부(14a)로부터 복호 개시 허가(21)를 입력받아 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다. 이에 따라, 화상 복호화부(12)는 첫번째의 화상 데이타(화상1)의 복호화를 개시하여 복호 프레임 버퍼(13)에 복호화한 화상 데이타가 저장되도록 한다.

시각 "t2"에서, 화상(1)의 복호화가 완료되면 화상 복호화부(12)는 복호 완료 통지(23)를 출력한다. 그 후, 시각 "t2"보다도 약간 후에 복호 프레임 버퍼(13)로의 화상(1)의 저장이 완료된다. 이 때, 복호 프레임 버퍼(13)의 3장분 의 저장 영역 중 1장분의 저장 영역 밖에 사용되고 있지 않기 때문에, 복호 프레임 버퍼(13)로부터 버퍼풀 통지(24)는 출력되지 않는다. 따라서, 복호 제어부(14a)는 화상 복호화부(12)로부터 복호 완료 통지(23)가 입력되면 복호 개시 허가(21)를 디코딩 스위치(14b)에 출력한다. 그리고, 디코딩 스위치(14b)는 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다. 이에 따라, 화상 복호화부(12)는 2번째의 화상 데이타(화상 2)의 복호화를 개시한다.

화상 복호화부(12)는 화상(2)의 복호화가 완료되면 복호 완료 통지(23)를 출력한다. 이에 따라, 복호 제어부(14a)는 디코딩 스위치(14b)에 복호 개시 허가(21)를 출력하고, 디코딩 스위치(14b)는 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다. 그리고, 화상 복호화부(12)는 3번째의 화상 데이타(화상 3)의 복호화를 개시한다.

한편, 표시 제어부(15a)는 디스플레이 스위치(15b)에 전송 명령(29)을 출력하여 복호 프레임 버퍼(13)로부터 표시 버퍼(15c)에 첫번째의 화상 데이타(화상 1)를 전송한다. 그리고, 수직 동기 신호(28)에 동기하여 표시 버퍼(15c)에서 표시 장치(16)로 화상(1)를 전달한다. 이에 따라, 표시 장치(16)에 화상(1)에 의한 화상이 1 프레임 기간(2수직 동기 기간) 표시된다.

시각 "t3"에서 화상(3)의 복호화가 완료되면, 화상 복호화부(12)로부터 복호 제어부(14a)에 복호 완료 통지(22)가 출력된다. 이에 따라, 복호 제어부(14a)는 복호 개시 허가(21)를 출력하고, 디코딩 스위치(14b)는 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다. 이에 따라, 화상 복호화부(12)는 4번째의 화상 데이타(화상 4)의 복호화를 개시한다.

한편, 복호 프레임 버퍼(13)는 화상(4)의 저장을 개시 종료하면(시각 t 4) 버퍼풀 통지(24)를 복호 제어부(14a)에 출력한다.

시각 "t5"에서, 화상(4)의 복호화가 완료되면 화상 복호화부(12)는 복호 완료 통지(23)를 복호 제어부(14a)에 출력한다. 그러나, 복호 제어부(14 a)는 복호 프레임 버퍼(13)로부터 버퍼풀 통지(24)가 출력되고 있기 때문에, 복호 개시 허가(21)를 출력하지 않는다. 따라서, 화상 복호화부(12)는 화상 데이타의 복호화를 중단한다.

시각 "t6"에서, 화상(1)에 의한 화상의 표시가 완료되면 표시 제어부(15a)는 복호 프레임 버퍼(13)에 저장되어 있는 화상 데이타의 표시 타임 스탬프와 자기의 기준 시계(SCR)를 비교한다. 이에 따라, 화상(2)을 출력하여야 할 시간인 경우, 표시 제어부(15a)는 디스플레이 스위치(15b)에 전송 명령(29)을 출력하여, 화상(2)을 복호 프레임 버퍼(13)로부터 표시 버퍼(15c)로 전송한다. 그리고, 수직 동기 신호(28)에 동기하여 표시 버퍼(15c)에서 표시 장치(16)로 화상(2)을 전달한다. 이에 따라, 표시 장치(16)에는 화상(2)에 의한 화상이 표시된다.

한편, 복호 프레임 버퍼(13)는 화상(2)이 표시 버퍼(15c)에 전송되었기 때문에 저장 영역에 공간이 생긴다. 이에 따라, 버퍼 통지(24)가 해제된다. 따라서, 복호 제어부(14a)에서 디코딩 스위치(14b)에 복호 개시 허가(21)가 출력되고, 디코딩 스위치(14b)에서 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)이 출력된다. 이 복호 개시 명령(22)에 의해 화상 복호화부(12)는 5번째의 화상 데이타(화상 5)의 복 호화를 개시한다.

시각 "t7"에 있어서, 복호 프레임 버퍼(13)에 화상(5)의 저장이 개시되면, 복호 프레임 버퍼(13)는 복호 제어부(14a)에 버퍼풀 통지(24)를 출력한다. 이에 따라, 화상(5)의 복호화가 완료되어 화상 복호화부(12)로부터 복호 제어부(14a)에 복호 완료 통지(23)가 출력되어도, 복호 제어부(14a)는 복호 개시 허가(21)를 출력하지 않는다. 따라서, 화상(5)의 복호화가 종료된 후, 화상 복호화부(12)는 복호화 처리를 중단한다.

시각 "t8"에 있어서, 화상(2)에 의한 화상의 표시가 완료되면, 표시 제어부(15a)는 디스플레이 스위치(15b)를 온으로 하여 화상(3)을 복호 프레임 버퍼(13)로부터 표시 버퍼(15c)에 전송한다. 그리고, 표시 제어부(15a)는 수직 동기 신호(28)에 동기하여 표시 버퍼(15c)에서 표시 장치(16)로 화상(3)을 전달한다. 이에 따라, 표시 장치(16)에 화상(3)에 의한 화상이 표시된다.

또한, 복호 프레임 버퍼(13)로부터 표시 버퍼(15c)에 화상(3)이 전송되기 때문에, 복호 프레임 버퍼(13)에 공간이 생겨 버퍼풀 통지(24)가 해제된다. 따라서, 복호 제어부(14a)에서 디코딩 스위치(14b)에 복호 개시 허가(21)가 출력되고, 디코딩 스위치(14b)에서 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)이 출력된다. 이에 따라, 화상 복호화부(12)는 6번째의 화상 데이타(화상 6)의 복호화를 개시한다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기는 화상 복호화부(12)로부터 출력되는 복호 완료 통지(23) 및 복호 프레임 버퍼(13)로부터 출력되는 버퍼풀 통지(24)에 따른 타이밍으로 화상 데이타의 복호화를 개시한다.

도 13은 수직 동기 신호에 동기하여 화상 데이타의 복호화를 개시하는 종래의 MPEG 비디오 복호기와 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 에러 컨실먼트가 발생하기 쉬움을 비교하기 위한 도이다. 도 13에서 해칭은 에러 컨실먼트가 발생하는 프레임을 도시한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 1 프레임 시간내에 복호화할 수 없는 화상(도 13에서는, P3, P6, P7)가 많이 포함되는 비트 스트림의 경우, 수직 동기 신호에 동기하여 복호화를 개시하는 종래의 MPEG 비디오 복호기에서 1 프레임 시간(2 수직 동기 기간)안에 1 화상분의 데이타의 복호화가 완료되지 않을 때는 반드시 에러 컨실먼트가 발생한다. 한편, 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기에서는 복호 프레임 버퍼(13)의 저장 영역에 공간이 있으면 화상을 연속적으로 복호화하기 때문에, 1 프레임 시간내에 1 화상분의 데이타의 복호화가 완료되지 않는 경우라도, 에러 컨실먼트를 회피할 수 있는 것이 있다. 도 13에 도시하는 예에서는 에러 컨실먼트가 발생하는 것은 한 번뿐이다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기는 복호 개시의 타이밍이 수직 동기 신호(28)에 동기되지 않는다. 즉, 복호 프레임 버퍼(13)의 저장 영역에 공간이 있으면, 화상 복호화부(12)에서는 비트 스트림의 복호가 연속적으로 행해진다. 이에 따라, 1 화상분의 데이타의 복호화에 1 프레임 시간 이상 걸리는 경우라도 에러 컨실먼트의 발생이 회피되어 동화상을 원활하게 재생할 수 있다.

도 14는 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 표시 포즈시의 동작을 도시하는 타이밍 차트이다.

시각 "t5"에서 시각 "t7.5"까지의 사이, 호스트 컴퓨터로부터 표시 제어부(15a)에 포즈 명령(27 : 도 11참조)이 출력되었다고 한다. 시각 "t5"에서는 표시 장치에 화상(1)에 의한 화상이 표시되어 있다. 또한, 복호 프레임 버퍼(13)에는 화상(2, 3)이 저장되어 있다. 화상 복호화부(12)에서는 화상(4)의 복호화가 종료된 직후이며, 화상(4)은 복호 프레임 버퍼(13)에 저장되어 있는 중이다.

호스트 컴퓨터로부터 표시 제어부(15a)에 포즈 명령(27)이 입력되면 표시 제어부(15a)는 복호 프레임 버퍼(13)에 저장된 화상의 표시 타임 스탬프와 자기의 기준 시계가 일치하더라도, 디스플레이 스위치(15b)를 온으로 하지 않는다. 이 때문에, 시각 "t6"가 되어도 표시 버퍼(45c)의 데이타는 갱신되지 않고, 표시 제어부(15a)는 수직 동기 신호(28)에 동기하여 화상(1)을 다시 표시 장치(16)에 전달한다. 이에 따라, 표시 장치(16)는 화상(1)에 의한 화상을 다시 표시한다. 또한, 신호 프레임 버퍼(13)은 3개의 화상을 저장하고 있기 때문에, 버퍼풀 통지(24)를 출력한 그대로이다. 따라서, 복호 제어부(14a)로부터 신호 개시 허가(21)가 출력되지 않고, 화상 신호화부(12)에서는 화상의 신호화가 중단한다.

시각 "t7.5"에서 포즈 명령(27)이 해제되면, 표시 제어부(15a)는 디스플레이 스위치(15b)에 전송 명령(29)을 출력하여 화상(2)이 복호 버퍼 프레임(13)에서 표시 버퍼(15c)로 전송되도록 한다. 그리고, 표시 제어부(15a)는 다음의 프레임 개시의 수직 동기 신호 V-Syne(28)에 동기하여 화상(2)을 표시 장치(16)에 전달한다. 또한, 복호 버퍼 프레임(13)의 저장 영역에는 빈 공간이 생기므로 버퍼풀 통지(24)가 해제된다. 이에 따라, 복호 제어부(14a)는 디코딩 스위치(14b)에 복호 개시 허가(21)를 출력하고, 디코딩 스위치(14b)는 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력한다. 이 복호 개시 명령(22)에 의해 화상 복호화(12)는 화상(5)의 신호화를 개시한다. 이렇게 하여, 포즈가 실현된다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 비트 스트림 버퍼(11)에 1 화상분 이상의 비트 스트림이 전송된 때에 신호화가 개시되는 경우에 대하여 설명하였으나, 복호화를 개시하는 조건은 이에 한정되지 않는다.

또한, 호스트 컴퓨터에서 입력되는 비트 스트림 전송 통지(25)에 대신하여 비트 스트림(11)에 일전량의 비트 스트림이 축적된 때에, 비트 스트림(11)에서 복호 제어부(14a)에 신호(비트 스트림 축적 신호)가 출력되도록 하여도 좋다. 이 경우, 복호 제어부(14a)는 비트 스트림 버퍼(11)에서 출력되는 복호 완료 통지(23)와 복호 프레임 버퍼(13)에서 출력되는 버퍼풀 통지(24) 등에 따라서 복호 개시 허가(21)를 출력한다.

(제2 실시 형태)

도 15는 본 발명의 제2 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기를 나타내는 블록도이다. 본 발명의 형태의 MPEG 비디오 복호기는 비트 스트림 입력 단자(110), 비트 스트림 버퍼(111), 화상 복호화부(112), 복호 프레임 버퍼(113), 복호 제어부(115) 및 스테이터스 레지스터(116)로 구성되어 있다.

비트 스트림 버퍼(111)는 입력 단자(110)로부터 입력된 비트 스트림을 저장하여 화상 복호화부(112)에 1 화상분씩 순차 출력한다. 화상 복호화부(112)는 복호 제어부(114)에서 복호 개시 명령(122)이 발행되면, 비트 스트림 버퍼(111)에서 출력되는 비트 스트림의 복호화를 개시한다. 화상 복호화부(112)에서 복호화된 화상은 복호 프레임 버퍼(113)에 저장된다.

복호 프레임 버퍼(113)는 예컨대 3화상분의 기억 영역을 갖고 있다. 기억 영역은 복수의 뱅크로 분할되어 있고, 하나의 뱅크에는 하나의 화상이 저장된다. 또한, 복호 프레임 버퍼(113)는 표시 제어부(115)에서 표시 개시 명령(127)이 발행되면, 표시 개시 명령(127)에 포함되는 뱅크 어드레스의 화상을 표시 장치에 전송한다.

복호 제어부(114)는 내장된 VSync 발생기(도시하지 않음)로부터 출력되는 VSync에 동기하여 화상 복호화부(112)에 복호 개시 명령(122)을 발행한다. 이 복호 개시 명령(122)의 발행 주기는 기본적으로는 2필드 시간에 한 번, 즉 1 프레임 시간에 한 번이다.

또한, 복호 제어부(114)는 전원 투입후(콜드 스타트 후), 비트 스트림 버퍼(111)에 일정량의 비트 스트림이 저장되면 VSync에 관계없이 초기 복호 개시 명령(121)을 발행한다.

표시 제어부(115)는 리오더 레지스터(115a), 커런트 레지스터(115b) 필드 지연 레지스터(115c), 표시 레지스터(115d)의 4개의 레지스터 외에 VSync 계수 카운터(115e) 및 표시 필드수 산출부(115f)를 포함하고 있다.

본 실시 형태에서, 도 16에 도시된 바와 같이 패러미터를 표시 레지스터(115d)까지 전송한다. 본 실시 형태에서는 표시 제어부(115)에서 화상마다 표시하여야 할 필드수를 결정할 필요에 의해 최초 필드 반복 플래그를 표시 레지스터(115d)까지 전송한다. 또한, 1/2 슬로우 재생 명령 플래그도 패러미터로서 표시 레지스터(115d)까지 전송한다. 표시 제어부(115)는 외부로부터의 슬로우 재생 명령(129)을 복호 개시 명령을 트리거로 하여 샘플링하고, 슬로우 재생 명령(129)이「1」이면, 그것을 슬로우 재생 플래그로서 표시 레지스터(115d)까지 전송한다.

표시 필드수 산출부(115f)는, 표시 제어부(115)내에서 표시하는 화상 필드수를 관리하기 위한 것이다. 표시 필드수 산출 동작은 후술한다. V Sync 계수 카운터(115e)는 표시 필드수 산출부(115f)에서 결정한 필드수분의 VSync 펄스를 계수하여 표시 필드수 산출부(115f)에서의 필드수의 관리에 사용한다.

스테이터스 레지스터(116)는 리오더 레지스터(115a), 커런트 레지스터(115b), 필드 지연 레지스터(115c) 및 표시 레지스터(115d)의 상태를 감시하여 4비트의 신호로 표현한다. 즉, 이들의 레지스터(115a∼115d)에 패러미터 및 뱅크 어드레스 등의 데이타가 저장되어 있으면 레지스터에 대응하는 비트의 값을「1」이라고 하고, 저장되어 있지 않으면「0」이라고 한다. 비트의 배열은 MSB(Most Significant Bit : 최상위 비트)로부터 리오더/커런트/필드 지연/표시의 순이다. 예컨대, 4개의 레지스터(115a∼115d)에 어느 것이나 데이타가 저장되어 있으면, 스테이터스 레지스터(116)의 값은「1111」이 되고, 4개의 레지스터(115a∼115d) 중 어느 쪽에도 데이타가 저장되어 있지 않을 때는 스테이터스 레지스터(116)의 값은「0000」이 된다.

도 17은 복호 제어부(114)의 동작을 도시하는 플로우 차트이다. 우선, 단계 "S11"에서 내장 VSync 발생기로 발생하는 VSync의 하강 타이밍이 검출되고 있다. 그리고, VSync의 하강에 의해 단계 "S12"로 이행하여 복호되는 화상이 B 화상인지 아닌지를 판정한다. B 화상이 아닌 경우, 즉 I 화상 또는 P 화상의 경우는 단계 "S13"로 이행하여 스테이터스 레지스터(116)의 비트(3)가「1」인지 아닌지를 판정한다. 비트(3)가「1」일 때, 즉 리오더 레지스터(115a)에 데이타가 저장되어 있을 때는 단계 "S13"으로부터 단계 "S11"로 되돌아간다. 단계 "S13"에서 비트(3)가「0」일때, 즉 리오더 레지스터(115a)에 데이타가 저장되어 있을 때는 단계 "S15"에 이행하여 복호 개시 명령을 발행하고, 그 후 단계 "S11"로 되돌아간다. 복호된 I 화상 또는 P 화상의 패러미터는 리오더 레지스터(115a)에 저장된다.

한편, 단계 "S12"에서 복호하는 화상이 B 화상의 경우는 단계 "S14"로 이행하여 스테이터스 레지스터(116)의 비트(2)가「1」인지 아닌지를 판정한다. 스테이터스 레지스터(116)의 비트(2)가「1」일때, 즉 커런트 레지스터(115b)에 데이타가 저장되어 있을 때는 단계 "S14"로부터 단계 "S11"로 되돌아간다. 또한, 단계 "S14"에서 스테이터스 레지스터(116)의 비트(2)가「0」일때, 즉 커런트 레지스터(115b)에 데이타가 저장되어 있지 않을 때는 단계 "S15"로 이행하여 복호 개시 명령을 발행하고, 그 후 단계 "S11"로 되돌아간다. 복호된 B 화상의 패러미터는 커런트 레지스터(115b)에 저장된다.

도 18은 표시 제어부(115)의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 단계 "S 21"에서 VSync의 하강 타이밍이 검출되고 있다. 그리고, VSync의 하강에 의해 단계 "S22"로 이행하여 스테이터스 레지스터(116)의 비트(0)가「1」인지 아닌지를 판 정한다. 스테이터스 레지스터(116)의 LSB(Least Significant Bit : 비트 0)가「0」일때, 즉 표시 레지스터(115d)에 데이타가 저장되어 있을 때는 단계 "S21"로 되돌아간다.

한편, 단계 "S22"에서 스테이터스 레지스터의 비트(0)가「1」일때, 즉 표시 레지스터(115d)에 데이타가 저장되어 있을 때는 단계 "S23"로 이행하여 표시 레지스터(115d)에 저장되어 있는 데이타를 분석한다. 그리고, 단계 "S24"로 이행하여 최초 필드 반복 플래그 및 슬로우 재생 명령 플래그에 따라서 표시 필드수를 결정한다. 표시 필드수가 결정되면 단계 "S25"로 이행하여 표시 개시 명령(127)을 발행한다.

그 후, 단계 "S26"로 이행하여 VSync 계수 카운터(115e)에 의해 VSync의 카운트가 개시된다. 그리고, 단계 "S27"에서 VSync 계수치와 표시 필드수가 일치할 때까지 대기하며 VSync 계수치와 표시 필드수가 일치하면, 단계 "S28"로 이행하여 표시 완료 통지(128)를 발행한다.

도 19는 표시 필드 산출부(115f)에 의한 표시 필드수 산출 방법을 도시한 도면이다. 표시 제어부(115)에는 도 19에 도시된 바와 같이, 최초 필드 반복 플래그 및 1/2 슬로우 재생 명령 플래그와 표시 필드수의 관계를 도시하는 테이블(룩 업 테이블)이 기억되어 있다. 표시 필드수 산출부(115f)는 해당 테이블을 참조하여 최초 필드 반복 플래그 및 1/2 슬로우 재생 플래그의 상태로부터 표시 필드수를 결정한다. 예컨대 최초 필드 반복 플래그 및 1/2 슬로우 재생 플래그 모두「0」일때는 표시 필드수를 2로 하고, 최초 필드 반복 플래그 및 1/2 슬로우 재생 플래그 모 두「1」일때는 표시 필드수를 6으로 한다.

도 20 및 도 21은 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 단지, 이 예에서는 I 화상 "I2", B화상 "B0", B화상 "B1", P화상 "P5", B화상 "B3", B화상 "B4",…의 순서로 비트 스트림이 입력되어 화상 "B0", 화상 "B1", 화상 "I2", 화상 "B3", 화상 "B4", 화상 "P5",…의 순으로 표시되는 것으로 한다. 또한, B화상 "B0", B4 및 I 화상(I2)에는 최초 필드 반복 커맨드가 부가되어 있는 것으로 한다.

시각 "t0"에서 예컨대, 전원이 온이 되면 복호 제어부(114)는 초기 복호 개시 명령(122)을 발행한다. 이에 따라 화상 복호화부(112)는 화상(I2)의 화상 헤더(12)를 복호한다.

이어, 시각 "t1"에서 복호 제어부(114)는 스테이터스 레지스터(116)로부터 출력되는 레지스터 데이타(124a)를 조사한다. 이 때, 스테이터스 레지스터(116)의 값은「0000」이기 때문에, 복호 제어부(114)는 복호 개시 명령(122)을 발행하고, 이에 따라 화상 복호화부(112)는 화상(12)의 계수 복호를 개시하여, 화상(I2)의 계수 복호가 완료되면 계속하여 화상(B0)의 화상 헤더(B0)를 복호한다.

화상(I2)의 패러미터 및 뱅크 어드레스는 리오더 레지스터(115a)에 저장된다. 이에 따라, 스테이터스 레지스터(116)의 값이「1000」이 된다(시각 t1.5).

더욱이, 시각 "t2"에서 복호 제어부(114)는 스테이터스 레지스터(116)로부터 출력되는 레지스터 데이타(124a)를 조사한다. 이때, 레지스터 데이타(124 a)의 값이「1000」이기 때문에, 복호 제어부(114)는 VSync에 동기한 타이밍으로 복호 개시 명령(112)을 발행한다. 이에 따라, 화상 복호화부(112)는 화상 (B0)의 계수 복호를 개시한다. 이 때, 표시 제어부(115)는 복호 개시 명령(122)의 하강을 트리거로 하여 1/2 슬로우 재생 명령(128)을 샘플링하며, 1/2 슬로우 재생 명령(128)이「1」로 되어 있기 때문에 1/2 슬로우 재생 플래그를「1」로서 커런트 레지스터(115b)에 저장한다. 또한, 이 예에서는 화상 "B0"에 최초 필드 반복 커맨드가 부가되어 있기 때문에, 최초 필드 반복 플래그를「1」로서 커런트 레지스터(115b)에 저장한다.

따라서, 이 경우는 1/2 슬로우 재생 명령 플래그 및 최초 필드 반복 플래그 모두「1」이라고 하는 값이 커런트 레지스터(115b)에 저장된다.

화상 "B0"의 데이타가 커런트 레지스터(115b)에 저장되었기 때문에, 뱅크 스테이터스 레지스터(116)의 값이「1100」이 된다(시각 t2.5).

이하 동일하게, 복호 제어부(114)는 VSync의 하강에서 뱅크 스테이터스 레지스터(116)의 값을 조사하고,「0」의 레지스터가 있으면 복호 개시 명령(122)을 발행한다. 화상 복호화부(112)는 복호 제어부(114)에서 복호 개시 명령(122)이 발행되면, 계수 복호를 개시하고 계수 복호가 완료되면 계속하여 다음 화상의 화상 헤더를 복호한다.

이와 같이 하여, 화상 "B1" 및 화상 "P5"가 복호화되지만, 시각 "t5"에서는 뱅크 스테이터스 레지스터(116)의 값이「1111」이 된다. 따라서, 복호 제어부(114)는 복호 개시 명령(122)의 발행을 정지한다. 이에 따라, 화상 복호화부(112)에서는 복호가 중지된다.

한편, 뱅크 스테이터스 레지스터(116)가「1111」이라는 것은 표시 레지스터(115d)에 표시하여야 할 화상이 존재한다는 것이기 때문에, 표시 제어부(115)는 표시 레지스터(115d)의 패러미터를 분석한다. 이 결과, 최초 필드 반복 플래그와 1/2 슬로우 재생 플래그가 함께「1」이기 때문에, 표시 필드수 산출부(115f)는 표시 필드수를 6으로 한다(도 19참조). 그리고, 표시 제어부(115)는 시각 "t 5.5"에서 표시 개시 명령(127)을 발행한다. 이로써, 표시 장치에 화상(B0)이 전송되고 화상(B0)의 표시가 개시된다. 그 후, 표시 제어부(115)는 6필드분의 표시를 하기 위해서 V-Sync 펄스를 5회 계수하고, 6필드 기간분의 시간이 경과하면 표시 완료 통지(128)를 스테이터스 레지스터(116)에 발행한다. 그리고, 표시 제어부(115)는 커런트 레지스터(115b)와 필드 지연 레지스터(115c)의 내용을 각각 필드 지연 레지스터(115c)와 표시 레지스터(115d)에 시프트한다. 이에 따라, 커런트 레지스터(115b)에 공간이 생기기 때문에 스테이터스 레지스터(116)의 값은「1011」이 된다(시각 t5.9).

복호 제어부(114)는 시각 "t6"에서 스테이터스 레지스터(116)의 값을 조사하며,「1011」이기 때문에 복호 개시 명령을 발행한다. 이에 따라, 화상 복호화부(112)는 화상 "B3"의 계수 복호를 개시한다. 화상(B3)의 패러미터는 커런트 레지스터(115b)에 저장된다. 이에 따라, 스테이터스 레지스터(116)의 값은「1111」이 된다.

또한, 표시 제어부(115)는 표시 레지스터(115d)에 전송된 화상 (B1)의 패러미터를 조사하며, 최초 필드 반복 플래그가「0」, 1/2 슬로우 재생 명령 플래그가 「1」이므로 표시 필드수를 4로 한다. 그리고, 표시 개시 명령(127)을 발행하고, 화상 "B1"의 표시를 개시한다 (시각 t6.5). 화상 "B1"의 표시 기간이 종료되면, 표시 제어부(115)는 표시 완료 통지(128)를 발행하여 커런트 레지스터(115b) 및 필드 지연 레지스터(115c)의 데이타를 필드 지연 레지스터(115c) 및 표시 레지스터(115d)로 시프트한다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태의 MPEG 비디오 복호기는 3-2 풀 다운과 1/2 슬로우 재생을 정확하게 실행한다.

상술한 바와 같이, 종래는 복호 제어부에 의해 표시 필드수가 결정되었던 것에 대하여, 본 실시 형태에서는 표시 제어부(115)가 도 19에 도시된 바와 같은 테이블을 사용하여 표시 필드수를 결정한다. 따라서, 3-2 풀 다운 재생, 1/2 슬로우 재생, 3-3 풀 다운 재생과 동시에 1/2 슬로우 재생 등의 특수 재생에 대응할 수 있다.

MPEG의 각 화상에는 PTS(Presentation Time Stamp)가 중첩되어 있다. PTS는 해당 화상을 표시하는 시간을 나타내는 데이타이며, 일반적으로 MPEG 비디오 복호기에서는 PTS와 복호기 내부의 STC(System Time Clock)를 사용하여 재생 시간을 관리한다.

도 22는 횡축을 시간으로 하고, 종축을 STC로 하여 통상 재생시 및 특수 재생(3-2 풀 다운 재생 및 1/2 슬로우 재생)시의 STC의 경시 변화를 도시한 도면이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 통상 STC는 시간의 경과와 동시에 단조롭게 증가한다. 여기서, 통상 재생시(노멀 플레이)의 STC의 증가량의 기울기를 1이라고 하면, 3-2 풀 다운 재생시는 기울기 2/3, 1/2 슬로우 재생시는 기울기 1/2, 3-2 풀 다운 또한 1/2 슬로우 재생시는 1/3이 되지 않으면 안된다.

그런데, 종래의 복호기에서는 3-2 풀 다운과 동시의 1/2 슬로우 재생이 1/2 슬로우 재생이 되어 버리기 때문에, STC의 증가량이 원래보다도 △STC만큼 커져 버린다. 따라서, 시각(t)에서 1/2 슬로우 재생을 해제하여, 3-2 풀 다운과 동시에 1/2슬로우 재생으로부터 3-2 풀 다운만의 재생으로 전환한 경우는 △STC분 감산하든가 새로운 PTS를 사용하여 강제적으로 STC를 수정할 필요가 있었다. 본 실시 형태에서는 슬로우 재생으로부터 통상의 재생으로 복귀된 때, STC를 수정할 필요가 없고 재생 속도를 복귀한 때에 STC를 수정한다고 하는 여분의 처리가 불필요하게 된다.

또, 상기한 예에서는 1/2 슬로우 재생의 경우에 관해서만 설명하였으나, 예컨대 도 23에 도시하는 최초 필드 반복 플래그 및 슬로우 재생 명령 플래그와 표시 필드수의 관계를 도시하는 테이블을 이용하고 표시 필드수를 결정함으로써, 3-2 풀 다운 재생, 1/2 슬로우 재생, 1/3 슬로우 재생, 1/4 슬로우 재생 및 1/8 슬로우 재생이 가능하게 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는 화상의 복호화를 VSync에 동기하여 행하고 있지만, 제1 실시 형태에 도시된 바와 같이 VSync에 동기시키지 않아도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 화상 복호화부(12)는 복호 개시 명령 생성부(14)로부터 출력되는 복호 개시 명령(22)에 의해 비트 스트림의 복호화를 개시하고, 복호화가 완료되면 복호화 완료 통지(23)를 출력하고, 복호 프레임 버퍼(13)는 복호화된 화상 데이타를 소정량 저장하면 버퍼풀 통지(24)를 출력하여 복호 개시 명령 생성부(14)는 복호화 완료 통지(23) 및 버퍼풀 통지(24)에 기초하여 화상 복호화부(12)에 복호 개시 명령(22)을 출력하기 때문에, 복호 프레임 버퍼(13)에 소정량의 화상 데이타가 저장될 때까지 복호화가 연속적으로 행해진다. 이에 따라, 1 프레임 시간내에 1 화상분의 비트 스트림의 복호화가 완료되지 않는 경우라도 에러 컨실먼트가 발생하는 것이 방지되어 순조로운 동화상의 재생이 가능하게 된다. 또한, 본원 다른 발명에 따르면 표시 제어부(115)에서 화상 데이타의「패러미터를 해석하고, 그 결과에 따라서 복호 프레임 버퍼(113)로부터 표시 장치로의 화상 데이타의 전송을 제어하기 때문에, 3-2 풀 다운 재생과 슬로우 재생, 3-2 풀 다운 재생과 동시의 플로우 재생 등의 특수 재생을 실현할 수 있다.

Claims

복호 개시 명령에 의해 소정의 화상분의 화상 데이타로서 MPEG 비트 스트림의 복호화를 개시하며, 상기 소정의 화상분의 비트 스트림의 복호화가 종료하면 복호 완료 통지를 출력하는 화상 복호화부와,

상기 화상 복호화부에서 복호화된 화상 데이타를 순차적으로 저장하며, 일정량의 화상 데이타를 저장하면 버퍼풀 통지를 출력하는 복호 프레임 버퍼와,

상기 화상 복호화부로부터 상기 복호 완료 통지가 출력되고, 또 상기 복호 프레임 버퍼로부터 상기 버퍼풀 통지가 출력되고 있지 않은 때에 상기 복호 개시 명령을 출력하는 복호 개시 명령 생성부와,

상기 복호 프레임 버퍼에 저장된 상기 화상 데이타를 표시 장치에 전달하는 화상 데이타 출력부를 포함하고,

상기 화상 복호화부가 복호화를 개시하는 제1 타이밍은 상기 화상 데이타 출력부가 전달을 행하는 제2 타이밍과 다른 것인 MPEG 비디오 복호기.
제1항에 있어서, 상기 화상 데이타 출력부는 수직 동기 신호에 동기하여 상기 화상 데이타를 상기 표시 장치에 전달하는 것인 MPEG 비디오 복호기.
제1항에 있어서, 상기 화상 복호화부는 상기 복호 프레임 버퍼에 저장된 화상 데이타를 참조하여 다른 화상 데이타의 복호화를 행하는 것인 MPEG 비디오 복호기.
제1항에 있어서, 상기 제2 타이밍은 수직 동기 신호와 동기하는 것인 MPEG 비디오 복호기.
복호 개시 명령에 의해 MPEG 비트 스트림의 복호화를 개시하는 화상 복호화부와,

상기 화상 복호화부에서 복호화된 화상 데이타를 저장하는 복호 프레임 버퍼와,

상기 화상 복호화부에서 복호화된 화상 데이타의 패러미터를 소정의 화상분마다 해석하고, 상기 패러미터의 해석 결과에 따라서 상기 복호 프레임 버퍼로부터 표시 장치로의 상기 화상 데이타의 전송을 제어하는 표시 제어부와,

상기 화상 데이타의 패러미터에 기초하여 상기 복호 개시 명령을 출력하는 복호 제어부

를 포함하며,

상기 화상 데이터의 패러미터에는 복수의 특수 재생 패러미터가 포함되고, 상기 표시 제어부는 상기 복수의 특수 재생 플래그 각각의 상태의 조합에 따라 상기 화상의 표시 필드수를 소정의 화상마다 결정하고, 상기 표시 필드수에 상당하는 시간만큼 상기 화상을 상기 표시 장치에 표시하는 것인 MPEG 비디오 복호기.
삭제
제5항에 있어서, 상기 표시 제어부는 상기 복수의 특수 재생 플래그 각각의 상태의 조합과 상기 표시 필드수와의 관계를 나타내는 테이블을 기억하는 것인 MPEG 비디오 복호기.
복호 제어부에서 출력되는 복호 개시 명령에 의해 MPEG 비트 스트림의 복호화를 개시하는 단계와,

복호화된 화상 데이타를 복호 프레임 버퍼에 저장하는 단계와,

상기 복호화된 화상 데이타의 패러미터를 표시 제어부에 저장하는 단계와,

상기 표시 제어부의 패러미터로부터 화상마다 표시 필드수를 결정하는 단계와,

각 화상을 표시 필드수에 상당하는 시간만큼 표시 장치에 표시하는 단계

를 포함하며,

상기 화상 데이터의 패러미터에는 복수의 특수 재생 플래그가 포함되고, 상기 표시 제어부에서 상기 복수의 특수 재생 플래그 각각의 상태의 조합에 따라 상기 표시 필드수를 결정하는 것인 MPEG 비디오 복호 방법.
화상 복호화부, 복호 프레임 버퍼, 복호 개시 명령 생성부 및 화상 데이터 출력부를 포함하는 MPEG 비디오 복호기의 MPEG 비디오 복호 방법에 있어서,

상기 화상 복호화부가 상기 복호 개시 명령 생성부로부터 복호 개시 명령이 입력되면 화상 데이터로서 소정의 화상분의 MPEG 비트 스트림의 복호화를 개시하고, 상기 소정의 화상분의 비트 스트림의 복호화가 종료하면 복호 완료 통지를 상기 복호 개시 명령 생성부에 출력하는 단계와,

상기 복호 프레임 버퍼가 상기 화상 복호화부에서 복호화된 화상 데이터를 순차적으로 저장하고, 일정량의 화상 데이터가 저장되면 버퍼풀 통지를 상기 복호 개시 명령 생성부에 출력하는 단계와,

상기 화상 데이터 출력부가 상기 복호화를 개시하는 타이밍과는 다른 타이밍에서 상기 복호 프레임 버퍼에 저장된 화상 데이터를 표시 장치에 소정의 화상분씩 전송하는 단계

를 포함하며,

상기 복호 개시 명령 생성부는 상기 화상 복호화부로부터 상기 복호 완료 통지가 출력되고, 또 상기 복호 프레임 버퍼로부터 상기 버퍼풀 통지가 출력되고 있지 않을 때에 상기 복호 개시 명령을 출력하고,

상기 복호 개시 명령 생성부는 상기 화상 복호화부로부터 상기 복호 완료 통지가 출력되고, 또 상기 복호 프레임 버퍼로부터 상기 버퍼풀 통지가 출력되고 있을 때에 상기 복호 개시 명령을 출력하지 않는 것인 MPEG 비디오 복호 방법.
제9항에 있어서, 상기 화상 데이타는 수직 동기 신호에 동기하여 소정의 타이밍으로 상기 표시 장치에 전달되는 것인 MPEG 비디오 복호 방법.
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