KR19980059946A - 엠펙(mpeg) 디코더의 메모리 재할당 방법 - Google Patents

엠펙(mpeg) 디코더의 메모리 재할당 방법 Download PDF

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Abstract

MPEG 디코더의 고석 재생시 메모리 재할당 방법에 관한 것으로서, 특히 외부로부터 배속재생모드가 선택되면 배속의 종류를 판별하는 제1단계와, 엠펙 디코딩되는 데이타가 저장되는 메모리의 픽쳐 디코딩 영역을 상기 제1단계에서 판별된 배속종류에 해당하는 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당하는 제2단계와, 입력되는 엠펙 영상신호를 디코딩하여 상기 제2단계에서 할당된 메모리의 픽쳐 디코딩 영역에 해당 픽쳐만을 저장함과 동시에 디스플레이를 위해 출력하는 제3단계로 이루어져, 배속 재생모드시 배속종류를 판별하여 I픽쳐만을 사용하는 높은 배속모드이면 프레임 메모리의 P.B 픽쳐 디코딩 영역을 모두 I 픽쳐 디코딩영역으로 재할당하고, I, P 픽쳐를 사용하는 낮은 배속모드이면 프레임 메모리의 B 픽쳐 디코딩 영역을 P 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당함으로써, 데이타 처리가 빠르게 이루어지더라도 재생된 영상의 여유분 데이타를 저장하고 순환적으로 디스플레이할 수 있으므로 디스플레이 시간을 제어할 수 있어 보다 고속의 재생모드를 실현할 수 있다.

Description

엠펙(MPEG) 디코더의 메모리 재할당 방법
본 발명은 엠펙(Moving Picture Experts Group;MPGE) 디코더에 관한 것으로서, 특히 MPGE으로 부호화 되어 있는 데이타의 고배속 재생시 프레임 메모리의 사용하지 않은 재생화상영역을 자주 사용하는 영역으로 재할당하는 MPGE 디코더의 메모리 재할당 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디지탈 영상 시스템에서 영상의 각 프레임은 화소(Pixel) 단위로 표본화되는데, 영상정보는 그 정보량이 매우 방대하므로 효율적인 전송 또는 저장을 위하여 영상압축(또는 부호화)하는 기술이 필요하다.
이는 주로 공간 및 시간 영역에서의 중복 정보를 제거하는 방법을 이용한다.
상기 공간 영역에서의 중복성은 한 프레임내에서 인접한 화소간에 그 변화정도가 크지않음에 기인하며, 시간영역에서의 중복성은 인접 프레임간에 물체 움직임의 변화가 미세한 것에 기인한다.
일반적인 MPGE 디코더의 구성은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 동영상 압축 및 복원에 관한 국제 표준 가격으로 시간 및 공간축 상에서의 중복성을 제거하여 영상신호를 압축하는 단일 MPGE 칩(11)과 상기 MPGE 칩(11)에서 압축된 데이타를 디코딩하여 저장하는 프레임 메모리(12)로 구성된다.
이때, 상기 프레임 메모리(12)는 비트 스트림 디코딩 영역(12a)과, 움직임 보상의 형식에 따라 인트라(Intra) 성분만으로 부호화하는 I 픽쳐 디코딩 영역(12b)과, 전방향 예측(Forward prediction)만 하는 P 픽쳐 디코딩 영역(12c)과, 전후의 양방향 예측(Forward, backward, bi-direction prediction)을 하는 B 픽쳐 디코딩 영역(12d)과 유저 데이타 영역(12e)으로 나누어 할당되어 있다.
도 3은 각 픽쳐(I, P, B)간에 예측 구조를 나타낸 도면으로서, MPGE에서는 동화상의 1 시퀀스(Sequence)를 복수의 프레임 즉, 픽쳐로 이루어지는 GOP(Group Of Picture)로 분할해 부호화를 행한다.
상기 부호화를 하는 화상 타입은 상기와 같이 I(인트라 코드), P(전방향 예측코드), B(양방향 예측 코드)의 3가지이고, 상호간의 관계는 도 3에 도시되어 있다.
즉, MPGE에서는 프레임간 예측 번호와 특징적인 B 픽쳐의 도입을 행하여 충분한 압축율을 확보하면서 적당한 간격에서 프레임내 부호화에 의한 I 픽쳐(Refresh frame)를 삽입해 오차의 축적에 의한 화질열화를 극복한다.
상기 GOP는 프레임내 부호화 화상인 I 픽쳐, 이미 부호화되어 시간적으로 전의 프레임에서 예측 처리하는 프레임간의 부호화 화상의 P 픽쳐 및 전후의 2 프레임에서 예측 처리하는 쌍방향 예측 보상화상인 B 픽쳐등으로 구성된다.
여기서, 상기 I 픽쳐는 그 프레임 자신의 정보만으로 코딩되어 압축율은 그다지 높게 취할 수 없지만 비트 스트림 내부부터의 랜덤 억세스를 기점으로 할 수 있다.
상기 P 픽쳐는 직전의 프레임에서 또는 직전의 P 프레임을 참조하여 프레임 코딩되는데, 동기 보상을 사용하여 코딩되기 때문에 상기 I 픽쳐 이상의 압축율을 얻을 수 있지만, 전의 P 프레임에서 예측할 때가 있기 때문에 코딩에러를 전달할 수가 있다.
한편, 상기 B 픽쳐는 과거와 미래의 프레임을 참조하여 프레임으로 사용하기 때문에 압축율을 높게 할 수 있다.
또다른 픽쳐나 상기 P 픽쳐를 참조 프레임으로 사용하지 않으면 상기와 같은 에러를 전달하지 않을 수 있다.
그리고, MPEG 영상 디코딩시 I 픽쳐, P 픽쳐, B 픽쳐를 모드 디코딩하는 경우 프레임 메모리는 상기 I, P, B 각 프레임 상 사이즈의 합을 만족시킬 수 있는 용량을 가진다.
이때, I, P, B 픽쳐 디코딩 영역(12b-12d)의 데이타는 디코딩되고나서 디스플레이되는데, I 픽쳐와 P 픽쳐는 다른 픽쳐의 참조가 되므로 디스플레이된 후에도 일정기간 대기상태로 있어야 한다.
이런 프레임 메모리 구조는 1 배속 재생과 같은 정상 동작시에는 별다른 문제가 없지만 고속 감지(Fast Forward;FF), 고속 되감기(Rewind;REW), 스캔등 고배속 재생을 하는 경우, 디코딩 시간과 디스플레이 시간과의 속도가 맞지않는 문제가 생긴다.
즉, 이전 화면을 다 디스플레이하기전에 현재 화면의 디코딩이 끝나야 연속하여 디스플레이가 이루어진다.
그러므로, FF 모드의 경우 매우 빠른 시간안에 이 동작을 수행하여야 하는데, 각 I, P, B 픽쳐를 저장하게 되는 프레임 메모리의 영역이 1개씩 밖에 없기 때문에 주어진 프레임 메모리의 디코딩 영역으로는 미처 디코딩을 끝마치지 못하는 경우가 생긴다.
이 경우 사용자는 이전 화면을 계속 보게되므로 충분한 고속 재생의 효과를 느끼지 못하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 n배속 재생시 n배속 재생모드에 해당하는 픽쳐만으로 프레임 메모리의 디코딩 영역을 재할당하여 효율적으로 메모리를 관리하는 MPEG 디코더의 고속 재생인 메모리 재할당 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MPEG 디코더의 고속 재생시 메모리 재할당 방법의 특징은, 외부로부터 배속재생모드가 선택되면 배속의 종류별 판별하는 제1단계와, 엠펙 디코딩되는 데이타가 저장하는 메모리의 픽쳐 디코딩 역할을 상기 제1단계에서 판별된 배속종류에 해당하는 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당하는 제2단계와, 입력되는 엠펙 영상신호를 디코딩하여 상기 제2단계에서 할당된 메모리의 픽쳐 디코딩 영역에 해당 픽쳐만을 저장함과 동시에 디스플레이를 위해 출력하는 제3단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
도 1은 일반적인 MPGE 디코더를 나타낸 구성블럭도
도 2는 일반적인 프레임 메모리의 구조를 나타낸 도면
도 3은 일반적인 각 화상간의 예측구조를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 MPGE 디코더의 메모리 할당방법을 수행하기 위한 구성 블럭도
도 5는 본 발명에 따른 MPGE 디코더의 메모리 할당방법을 수행하기 위한 흐름도
도 6a는 도 5에서 메모리의 I, P, B 픽쳐 디코딩 영역을 I 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당한 경우를 보여주는 도면
도 6b는 도 5에서 메모리의 I, P, B 픽쳐 디코딩 영역을 I, P 픽쳐 디코딩한 영역으로 재할당한 경우를 보여주는 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
41 : 프레임 메모리 42 : 키 입력부
43 : 제어부 44 : MPGE 디코더
45 : 영상 엔코더 46 : 디스플레이부
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 MPEG 디코더의 메모리 재할당을 수행하기 위한 구성 블럭도이다.
도 4를 보면, MPEG 디코딩된 데이타의 픽쳐를 해당 픽쳐 디코딩 영역에 저장하는 프레임 메모리(41), 배속 재생 모드를 선택하는 키 입력부(42), n배속 재생 모드시 n배속 재생모드에 해당하는 픽쳐 디코딩 영역으로 상기 프레임 메모리(41)를 재할당하는 제어부(43), 엔코딩된 MPEG 영상 데이타를 입력받아 제어부(43)의 제어에 의해 디코딩한 후 프레임 메모리(41)에 저장하는 MPEG 디코더(44), 상기 MPEG 디코더(44)의 출력신호를 엔코딩하여 비데오 신호로 출력하는 영상 엔코더(45), 및 영상 엔코더(45)의 출력을 디스플레이하는 디스플레이부(46)를 포함하여 구성한다.
도 5는 본 발명에 따른 MPEG 디코더의 메모리 재할당 방법을 수행하기 위한 흐름도이다.
이와같이 구성된 본 발명에서 MPEG 비트 스트림을 n배속 고속재생시에 보통 B 픽쳐가 스킵하거나 B 픽쳐, P 픽쳐가 스킵된다.
예를들어, 3배속 재생모드인 경우에는 B 픽쳐는 스킵되고 I와 P 픽쳐만을 출력하고, 12배속 재생모드인 경우에는 B, P 픽쳐는 스킵되고 I 픽쳐만을 출력한다.
이러한 경우 프레임 메모리(41)는 스킵되는 픽쳐 영역을 스킵하지 않는 픽쳐 영역으로 재할당함으로써, 고속재생을 보다 원활히 수행할 수 있다.
즉, 키입력부(42)를 통해 정상속도 재생모드가 선택되면 제어부(43)는 프레임 메모리(41)의 영역을 재할당하지 않으므로 MPEG 디코더(44)는 MPEG 데이타를 디코딩하여 I, P, B 픽쳐를 프레임 메모리(41)의 해당 픽쳐 영역에 저장함과 동시에 영상 엔코더(45)를 통해 디스플레이부(46)에 영상을 디스플레이한다(단계 501, 502).
한편, 상기 키입력부(42)를 통해 배속재생모드가 선택되면, 제어부(43)는 배속재생의 종류를 판별한다(단계 501, 503).
이때, 상기 단계 503에서 판별된 배속종류가 P, B 픽쳐를 스킵하고 I 픽쳐만을 사용하는 높은 배속모드인 경우 제어부(43)는 프레임 메모리(41)의 B, P 픽쳐 디코딩 영역을 도 6a에서와 같이 모두 I 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당한다(단계 504).
상기 단계 504에서 프레임 메모리(41)의 재할당이 완료되면 MPEG 디코더(44)는 압축된 MPEG 영상신호를 입력받아 디코딩한 후 I 픽쳐만을 제어부(43)의 제어에 의해 프레임 메모리(41)에 순차적으로 저장함과 동시에 영상 엔코더(45)로 출력한다(단계 506).
상기 영상 엔코더(45)는 상기 MPEG 디코더(44)의 출력을 디지탈/아날로그(Digital/Analog;D/A) 변환 및 PAL 또는 NTSC 방식 디스플레이에 필요한 형태로 변환한후 디스플레이부(46)로 출력한다(단계 507).
한편, 상기 단계 503에서 판별된 배속종류가 B 픽쳐를 스킵하고, I, P 픽쳐를 사용하는 낮은 배속모드인 경우 제어부(43)는 프레임 메모리(41)의 B 픽쳐 디코딩 영역을 도 6b 에서와 같이 P 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당한다(단계 505).
상기 단계 505에서 프레임 메모리(41)의 재할당이 완료되면 MPEG 디코더(44)는 압축된 MPEG 영상신호를 입력받아 디코딩한 후 I, P 픽쳐만을 제어부(43)의 제어에 의해 프레임 메모리(41)에 순차적으로 저장함과 동시에 영상 엔코더(45)로 출력한다(단계 506).
상기 영상 엔코더(45)는 상기 MPEG 디코더(44)의 출력을 D/A 변환 PAL 또는 NTSC 방식 디스플레이에 필요한 형태로 변환한 후 디스플레이부(46)로 출력한다(단계 507).
이렇게 배속종류에 따라 프레임 메모리(41)의 픽쳐 디코딩 영역이 재할당되면 디스플레이에 필요한 충분한 데이타를 확보할 수 있으므로 데이타 처리가 빠르게 이루어져도 충분히 대응할 수 있어 고속 재생을 효과적으로 수행할 수 있다.
즉, FF, REW, 스캔등과 같이 고배속 재생시에는 보통 한 화면을 디코딩하는 동안 이전 화면을 계속 디스플레이하고 있으므로 본 발명에 의해 프레임 메모리에 여러개의 재생 화상 영역을 가지고 있다면 순차적으로 재생화상을 저장하여 디스플레이할 수 있고 따라서, 고속 재생을 더욱 빠르게 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 MPEG 디코더의 메모리 재할당 방법에 의하면, 배속 재생모드시 배속종류를 판별하여 I 픽쳐만을 사용하는 높은 배속모드이면 프레임 메모리의 P, B 픽쳐 디코딩 영역을 모드 I 픽쳐 디코딩영역으로 재할당하고, I, P 픽쳐를 사용하는 낮은 배속모드이면 프레임 메모리의 B 픽쳐 디코딩 영역을 P 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당함으로써, 데이타 처리가 빠르게 이루어지더라도 재생된 영상의 여유분 데이타를 저장하고 순환적으로 디스플레이할 수 있으므로 디스플레이 시간을 제어할 수 있어 보다 고속의 재생모드를 실현할 수 있다.

Claims (3)

  1. 외부로부터 배속재생모드가 선택되면 배속의 종류를 판별하는 제1단계와, 엠펙 디코딩되는 데이타가 저장되는 메모리의 픽쳐 디코딩 영역을 상기 제1단계에서 판별된 배속종류에 해당하는 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당하는 제2단계와, 입력되는 엠펙 영상신호를 디코딩하여 상기 제2단계에서 할당된 메모리의 픽쳐 디코딩 영역에 해당 픽쳐만을 저장함과 동시에 디스플레이를 위해 출력하는 제3단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 엠펙 디코더의 메모리 재할당 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는 판별된 배속종류가 P 픽쳐, B 픽쳐를 스킵하고 I픽쳐만을 사용하는 높은 배속모드인 경우 상기 메모리의 B 픽쳐, P 픽쳐 디코딩 영역을 모두 I 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당함을 특징으로 하는 엠펙 디코더의 메모리 재할당 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는 판별된 배속종류가 B 픽쳐를 스킵하고 I픽쳐, P 픽쳐를 사용하는 낮은 배속모드인 경우 메모리의 B 픽쳐 디코딩 영역을 P 픽쳐 디코딩 영역으로 재할당함을 특징으로 하는 엠펙 디코더의 메모리 재할당 방법.
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