KR19990026428A - Address generator in frame memory - Google Patents

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KR19990026428A
KR19990026428A KR1019970048534A KR19970048534A KR19990026428A KR 19990026428 A KR19990026428 A KR 19990026428A KR 1019970048534 A KR1019970048534 A KR 1019970048534A KR 19970048534 A KR19970048534 A KR 19970048534A KR 19990026428 A KR19990026428 A KR 19990026428A
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Inventor
이수정
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전주범
대우전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 움직임 보상장치에 사용되는 프레임 메모리에 있어서 어드레스 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an address generator in a frame memory used in a motion compensation device.

이러한 본 발명의 장치는, 소정의 매크로블록 구조로 이루어지는 복수개의 RAS 박스로 맵핑되는 프레임 메모리에 있어서, 현재 매크로블록의 시작 어드레스(slice_pos, mb_pos)와 움직임 벡터(mv_h, mv_v) 각각에 대하여 따로 선형 어드레스를 구한 뒤 그 값들을 더하여 최종적인 선형 어드레스를 구할 수 있도록 하기 위하여 상기 시작 어드레스(slice_pos, mb_pos)에 대한 선형 어드레스를 발생시키는 제1 어드레스 발생코아(51), 상기 움직임 벡터(mv_h, mv_v)에 대한 선형 어드레스를 발생시키는 제2 어드레스 발생코아(52), 및 상기 제1 내지 제2 어드레스 발생코아의 출력을 가산하는 가산기(53)로 구성되어, 현재 매크로블록의 시작 어드레스와 움직임 벡터에 의해 예측된 매크로블록의 기준 포인트(RP)에 관련된 어드레스를 발생시킬 수 있다.The apparatus of the present invention is a frame memory mapped to a plurality of RAS boxes having a predetermined macroblock structure, and is linearly separated with respect to each of a start address (slice_pos, mb_pos) and a motion vector (mv_h, mv_v) of a current macroblock. A first address generation core 51 and a motion vector mv_h and mv_v which generate a linear address for the start address slice_pos and mb_pos so as to obtain an address and add the values to obtain a final linear address. And a second address generating core 52 for generating a linear address for the P, and an adder 53 for adding the outputs of the first to second address generating cores, by the start address and the motion vector of the current macroblock. An address related to the reference point RP of the predicted macroblock may be generated.

Description

프레임 메모리에 있어서 어드레스 발생장치(Apparatus of generating address in a frame memory)Apparatus of generating address in a frame memory

본 발명은 움직임 보상장치용 프레임 메모리에 관한 것으로서, 특히 예측된 매크로블록을 프레임 메모리로 읽어오기 위해 기준 포인트에 관련된 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a frame memory for a motion compensation device, and more particularly to an address generator for generating an address related to a reference point for reading a predicted macroblock into the frame memory.

MPEG(Moving Picture Experts Group)-2 표준안에 사용되는 움직임 보상기술은 매크로블록 단위로 시간적으로 인접한 두 화면간의 움직임을 추정하여 보상함으로써 시간적 중복성(temporal redundancy)을 줄이기 위한 것이다. 즉, 움직임 추정 및 보상과정에서는 인접한 영상과 현재 영상을 비교하여 물체의 움직임에 관한 정보인 움직임 벡터를 검출해 내고, 이 움직임 벡터를 이용하여 현재 영상을 예측해 낸다.The motion compensation technique used in the Moving Picture Experts Group (MPEG) -2 standard is to reduce temporal redundancy by estimating and compensating for motion between two adjacent temporal pictures in macroblock units. That is, in the motion estimation and compensation process, a neighboring image is compared with the current image to detect a motion vector, which is information about an object's motion, and the current image is predicted using the motion vector.

이러한 움직임 보상기술을 이용하는 MPEG-2 영상 복호화기(video encoder)에 있어서, P 픽쳐는 현재 영상에 대해서 이전 영상의 I 픽쳐 또는 P 픽쳐를 기준으로 하여 순방향 움직임 보상을 수행하고, B 픽쳐는 현재 영상에 대해서 이전 영상의 I 픽쳐 혹은 P 픽쳐, 및 다음 영상의 I 픽쳐 혹은 P 픽쳐를 기준으로 하여 순방향 움직임 보상, 역방향 움직임 보상 및 보간형 움직임 보상을 수행하여 얻은 움직임 보상 블록 중 최선의 것을 선택한다.In an MPEG-2 video encoder using such a motion compensation technique, the P picture performs forward motion compensation on the basis of the I picture or P picture of the previous picture with respect to the current picture, and the B picture performs the current picture. The best one is selected from among motion compensation blocks obtained by performing forward motion compensation, reverse motion compensation, and interpolated motion compensation based on the I picture or P picture of the previous picture and the I picture or P picture of the next picture.

그리고, 움직임 추정 및 보상을 위한 방법으로는 프레임 움직임 추정 및 보상 모드, 필드 움직임 추정 및 보상 모드, 듀얼 프라임(dual prime) 움직임 추정 및 보상 모드 등이 있으며, 기본적으로 모든 움직임 추정 및 보상은 반화소(half-pel) 단위까지 하는 것을 규정하고 있다.Methods for motion estimation and compensation include frame motion estimation and compensation mode, field motion estimation and compensation mode, dual prime motion estimation and compensation mode, and basically all motion estimation and compensation are half pixel. It is specified to have a half-pel unit.

이 중, 프레임 움직임 추정 및 보상 모드는 MPEG-1에서 부터 사용하여 온 것으로서, 상위 필드(top field 혹은 even field)와 하위 필드(bottom field 혹은 odd field)의 구분없이 프레임 구조로 움직임을 추정하고 보상한다. 이를 위하여, 현재 프레임의 부호화하고자 하는 매크로블록(MB)에 대해 기준 프레임의 탐색 영역내에서 반화소 정밀도까지 완전 탐색(full search)을 수행하여, 가장 작은 평균 절대 에러(MAE: Mean Absolute Error)를 발생시키는 위치를 해당 매크로블록에 대한 움직임 벡터로 결정한다. 실제로는 데이터가 화소 단위로 주어지므로 화소 단위의 1차 완전 탐색을 통해 화소 단위 움직임 벡터를 구한 다음, 반화소 단위의 보간 및 2차 완전 탐색을 통해 반화소 단위 움직임 벡터를 구한다. 프레임 움직임 추정의 경우, P 픽쳐에 대해서는 한 개의 매크로블록당 1 개의 움직임 벡터를 전송하고, B 픽쳐에 대해서는 한 개의 매크로블록당 1 개 혹은 2 개의 움직임 벡터를 전송하므로, 필드 움직임 추정에 비해 움직임 벡터 전송에 소요되는 비트 수가 적다.Among these, frame motion estimation and compensation mode has been used since MPEG-1, and motion estimation and compensation are performed in a frame structure without distinguishing a top field or even field and a bottom field or odd field. do. To this end, a full search is performed on the macroblock MB to be encoded of the current frame to the half-pixel precision in the search region of the reference frame, thereby obtaining the smallest mean absolute error (MAE). The position to generate is determined as a motion vector for the macroblock. In fact, since data is given in units of pixels, a pixel-by-pixel motion vector is obtained through the first-order full search in pixel units, and then a half-pixel motion vector is obtained through interpolation and a second full search in half-pixel units. In the case of frame motion estimation, one motion vector is transmitted per one macroblock for a P picture, and one or two motion vectors are transmitted per one macroblock for a B picture. The number of bits required for transmission is small.

다음, 필드 움직임 추정 및 보상 모드는 프레임 구조의 픽쳐에 있어서 각 필드별로 움직임 추정 및 보상을 수행한다. 이를 위하여, 현재 프레임의 상위 필드와 하위 필드, 기준 프레임의 상위 필드와 하위 필드 사이에서 각각 16*8 (pixels) 서브 매크로블록 단위로 상위에서 하위, 상위에서 상위, 하위에서 상위, 하위에서 하위의 4 가지 움직임 벡터를 구한 뒤, 현재 프레임의 상위 필드와 하위 필드 각각에 대하여 최소의 움직임 보상에러를 발생시키는 하나씩의 움직임 벡터를 선택한다. 따라서, P 픽쳐에 대해서는 한 개의 매크로블록당 2 개의 움직임 벡터, B 픽쳐에 대해서는 한 개의 매크로블록당 2 개 혹은 4 개의 움직임 벡터를 전송한다. MPEG-2 영상 부호화기에서는 모든 매크로블록에 대하여 프레임/필드 예측 모드를 모두 적용한 다음, 그 중 보다 작은 예측 오차를 갖는 예측 모드를 사용한다. 한편, MPEG-2 영상 복호화기에서는 부호화기에서 사용한 예측 모드가 전송되므로 이에 따라 움직임 보상을 수행하여 영상을 복원한다.Next, the field motion estimation and compensation mode performs motion estimation and compensation for each field in the picture of the frame structure. For this purpose, the upper and lower, upper and upper, lower and upper, lower and lower positions in the unit of 16 * 8 (pixels) sub macroblocks between upper and lower fields of the current frame and upper and lower fields of the reference frame, respectively. After four motion vectors are obtained, one motion vector is generated to generate a minimum motion compensation error for each of the upper and lower fields of the current frame. Therefore, two motion vectors per macroblock for a P picture and two or four motion vectors per macroblock for a B picture are transmitted. The MPEG-2 image encoder applies all the frame / field prediction modes to all macroblocks, and then uses the prediction mode having the smaller prediction error. Meanwhile, since the prediction mode used by the encoder is transmitted in the MPEG-2 image decoder, motion compensation is performed to restore the image.

한편, 필드 움직임 추정 및 보상 모드의 변형 모드로서 16*8 (pixels) 움직임 추정 및 보상 모드가 있는데, 이 모드에서는 각각의 매크로블록에 대하여 2개의 움직임 벡터가 사용되는데, 제1움직임 벡터는 상위 16*8 영역에 대하여, 제2움직임 벡터는 하위 16*8 영역에 대하여 사용된다. 양방향 예측된 매크로블록의 경우, 순방향 예측에 대하여 2개, 역방향 예측에 대하여 2개, 총 4개의 움직임 벡터가 사용된다.On the other hand, there is a 16 * 8 (pixels) motion estimation and compensation mode as a deformation mode of the field motion estimation and compensation mode, in which two motion vectors are used for each macroblock, and the first motion vector is the top 16. For the * 8 region, the second motion vector is used for the lower 16 * 8 region. In the case of the bi-predicted macroblock, four motion vectors are used, two for forward prediction and two for backward prediction.

다음, 듀얼 프라임 움직임 추정 및 보상 모드는 한 개의 매크로블록당 1 개의 움직임 벡터와 차분 움직임 벡터(dmv)만을 전송하는 것으로, 비교적 느린 움직임을 갖는 시퀀스에 효과적인 것으로 알려져 있다. 이 모드는 B 픽쳐를 사용하지 않는 경우에만 사용되도록 규정하고 있다. 즉, B 픽쳐가 허용되는 경우에는 이를 이용하여 더 좋은 화질을 얻을 수 있으나, B 픽쳐가 허용되지 않는 경우에는 듀얼 프라임 예측 모드를 사용함으로써, 가능한 한 적은 비트 발생량으로 화질의 향상을 가져 올 수 있다. 듀얼 프라임 예측 모드에서는 먼저, 필드 예측 모드에서 구한 상위에서 하위, 상위에서 상위, 하위에서 상위, 하위에서 하위의 4 가지 움직임 벡터 중 상위에서 상위와 하위에서 하위의 움직임 벡터는 그대로 기본 움직임 벡터로 사용하고, 상위에서 하위와 하위에서 상위의 움직임 벡터는 각각 스케일링(*2, *2/3)과 트렁케이션(truncation)을 하여 기본 움직임 벡터를 만든다. 다음, 이와 같이 만들어진 4개의 기본 움직임 벡터 각각에 대하여 수평 방향과 수직 방향으로 -1, 0, 1씩의 미세 조정을 가하여 두 개의 16*8 (pixels) 서브 매크로블록에 대해 움직임 보상에러가 최소가 되도록 하는 움직임 벡터와 차분 움직임 벡터를 전송한다. 듀얼 프라임 예측 모드는 영상 부호화기에서의 계산량이 상당히 많은 편으로 한 개의 기본 움직임 벡터당 9 개의 예측 후보값을 계산해 내야 하므로 총 36 가지의 후보 중 한 개의 기본 움직임 벡터와 차분 움직임 벡터를 계산해야 한다. 한편, 영상 복호화기에서는 전송되어 온 기본 움직임 벡터와 차분 움직임 벡터로 부터 2 개의 필드움직임 벡터를 계산하기만 하면 되므로 비교적 간단하게 구현 가능하다.Next, the dual prime motion estimation and compensation mode transmits only one motion vector and differential motion vector (dmv) per macroblock, and is known to be effective for sequences with relatively slow motion. This mode is specified to be used only when the B picture is not used. That is, when the B picture is allowed, a better picture quality can be obtained using the B picture. However, when the B picture is not allowed, the dual prime prediction mode can be used to improve the picture quality with as little bit generation as possible. . In the dual prime prediction mode, first, the motion vectors of the upper, upper, and lower part of the four motion vectors obtained from the field prediction mode from upper to lower, upper to upper, lower to upper, lower to lower are used as the basic motion vectors. The upper and lower motion vectors and upper and lower motion vectors are scaled (* 2, * 2/3) and truncated, respectively, to form a basic motion vector. Next, each of the four basic motion vectors thus created is fine-tuned by -1, 0, and 1 in the horizontal and vertical directions to minimize the motion compensation error for the two 16 * 8 (pixels) sub macroblocks. A motion vector and a differential motion vector are transmitted. Since the dual prime prediction mode has a large amount of computation in the image encoder, it is necessary to calculate nine prediction candidate values per one basic motion vector. Therefore, the basic motion vector and the differential motion vector of one of 36 candidates must be calculated. Meanwhile, the image decoder can be implemented relatively simply because only two field motion vectors need to be calculated from the transmitted basic motion vector and the differential motion vector.

프레임 메모리는 이와 같이 움직임 보상을 위한 참조영상인 이전 영상의 I 픽쳐 혹은 P 픽쳐, 및 다음 영상의 I 픽쳐 혹은 P 픽쳐를 저장하기 위하여 사용된다. 또한, 프레임 메모리는 MPEG-2 영상 복호화기에 있어서 복호화 순서와 디스플레이 순서가 서로 다른 관계로, 복호화가 완료된 픽쳐를 일시적으로 저장한 다음 디스플레이 순서에 맞게 독출하기 위하여 사용된다.The frame memory is used to store the I picture or P picture of the previous picture and the I picture or P picture of the next picture as the reference picture for motion compensation. In addition, the frame memory is used to temporarily store the decoded picture and read out the display order in a MPEG-2 video decoder because the decoding order and the display order are different from each other.

그러나, 상기한 바와 같은 프레임 메모리는 I 픽쳐와 P 픽쳐 혹은 P 픽쳐와 P 픽쳐간의 거리(M)에 따라 적어도 3 프레임 분의 영상 데이터를 저장할 수 있는 용량을 가져야 하므로 그 가격이 비싸고, 따라서 전체 영상 복호화기의 가격을 상승시키는 요인이 될 뿐 아니라, 복호화 완료 이후 디스플레이까지의 지연시간이 증가하는 문제점이 있었다.However, the frame memory as described above has a capacity to store at least three frames of image data according to the I picture and the P picture or the distance M between the P picture and the P picture, and therefore, the price is expensive, and thus, the entire picture. In addition to raising the price of the decoder, there is a problem that the delay time from the completion of decoding to the display increases.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 움직임 보상시 참조 영상 데이터를 저장하는 영역, 디스플레이를 위해 복호화가 완료된 영상 데이터를 저장하는 영역 및 영상 복호화기로 입력되는 부호화된 비트스트림을 저장하는 영역이 하나의 메모리 모듈 상에 구현된 프레임 메모리에 있어서, 움직임 보상하고자 하는 현재 매크로블록(MB)의 기준 포인트에 관련된 어드레스를 발생시키기 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and includes a region for storing reference image data, a region for storing decoded image data for display, and an encoded bitstream input to an image decoder. It is an object of the present invention to provide an apparatus for generating an address related to a reference point of a current macroblock MB to be motion compensated in a frame memory in which a storage area is implemented on one memory module.

상기와 같은 목적을 제공하기 위한 본 발명의 장치는, 소정의 매크로블록 구조로 이루어지는 복수개의 RAS 박스로 맵핑되는 프레임 메모리에 있어서, 현재 매크로블록의 시작 어드레스(slice_pos, mb_pos)를 입력으로 하고, 상기 시작 어드레스에 대한 선형 어드레스를 발생시키는 제1 어드레스 발생코아, 현재 매크로블록의 수평 및 수직 움직임 벡터(mv_h, mv_v)를 입력으로 하고, 상기 수평 및 수직 움직임 벡터에 대한 선형 어드레스를 발생시키는 제2 어드레스 발생코아, 및 상기 제1 내지 제2 어드레스 발생코아의 출력을 가산하여 예측된 매크로블록의 기준 포인트에 대한 선형 어드레스를 출력하는 가산기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for providing the above object, in the frame memory mapped to a plurality of RAS boxes having a predetermined macroblock structure, the start address (slice_pos, mb_pos) of the current macroblock as input, A first address generation core for generating a linear address for a start address, and a second address for generating a linear address for the horizontal and vertical motion vectors as input as the horizontal and vertical motion vectors mv_h and mv_v of the current macroblock. And an adder that adds a generation core and outputs of the first to second address generation cores to output a linear address with respect to a reference point of the predicted macroblock.

도 1은 본 발명에서 채택한 프레임 메모리의 구조를 나타낸 도면,1 is a diagram showing the structure of a frame memory adopted in the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 프레임 메모리의 스케쥴링 순서를 나타낸 도면,2 is a diagram illustrating a scheduling order of the frame memory shown in FIG. 1;

도 3은 도 1에 도시된 프레임 메모리에 있어서 1 프레임에 대한 RAS 박스 설정방법의 제 1 예를 나타낸 도면,3 is a diagram illustrating a first example of a method for setting a RAS box for one frame in the frame memory shown in FIG. 1;

도 4는 도 3에 도시된 RAS 박스에 있어서 매크로블록 구조의 예를 나타낸 도면,4 is a view showing an example of a macroblock structure in the RAS box shown in FIG.

도 5는 본 발명에 의한 어드레스 발생장치를 도시한 블록도이다.5 is a block diagram showing an address generator according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

51,52 : 어드레스 발생코아 53 : 가산기51,52: address generation core 53: adder

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에서 채택한 프레임 메모리의 구조를 나타낸 것으로서, 프레임 메모리(100)는 복원된 영상 데이터 쓰기 동작, 움직임 보상을 위한 데이터 읽기 동작, 디스플레이를 위한 데이터 읽기 동작이 메모리 제어부(미도시)에 의해 제어되며, 버스트 길이(burst length)가 8인 SDRAM(Synchronous-DRAM)을 예로 들기로 한다. 프레임 메모리(100)는 뱅크 1과 뱅크 2의 두 개의 메모리 뱅크를 가지며, 뱅크 1에는 제1 및 제2프레임 저장영역(100-1,100-2)이 있고, 뱅크 2에는 제3 및 제4프레임 저장영역(100-3,100-4)이 있다. 여기서, 제1 내지 제4프레임 저장영역(100-1,100-2,100-3,100-4)은 각각 1 프레임 분량의 화소 데이터를 저장할 수 있는 용량을 가지며, 제1 내지 제4프레임 저장영역(100-1,100-2,100-3,100-4)은 각각 1,024 개의 행 어드레스(row address)를 가지고, 256워드(여기서, 1워드는 8비트)의 열 어드레스(column address)를 가진다. 그리고, 하나의 어드레스에는 8개의 Y 화소, 2개의 Cr 화소 및 2 개의 Cb 화소, 총 12 화소 데이터가 저장된다. 여기서, 1,024 개의 행 어드레스는 RAS 박스의 번호를 의미한다. 그리고, 256워드의 열 어드레스는 하나의 RAS 박스당 8개의 매크로블록*한개의 매크로블록당 32개의 박스(=256 박스)에 의해 나온 것이다.1 illustrates a structure of a frame memory adopted in the present invention, in which the frame memory 100 includes a restored image data write operation, a data read operation for motion compensation, and a data read operation for display to a memory controller (not shown). Synchronous-DRAM (SDRAM) controlled by a burst length of 8 will be taken as an example. The frame memory 100 has two memory banks, bank 1 and bank 2, bank 1 has first and second frame storage areas 100-1 and 100-2, and bank 2 stores third and fourth frames. There are regions 100-3 and 100-4. Here, the first to fourth frame storage areas 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4 have a capacity for storing pixel data of one frame, respectively, and the first to fourth frame storage areas 100-1, 100-. 2,100-3 and 100-4 each have 1,024 row addresses, and have a column address of 256 words (where 1 word is 8 bits). One address stores eight Y pixels, two Cr pixels, two Cb pixels, and a total of 12 pixel data. Here, 1,024 row addresses mean the number of RAS boxes. The 256-word column address is derived by eight macroblocks per one RAS box * 32 boxes per macroblock (= 256 boxes).

한편, 프레임 메모리(100)의 실제 물리적인 행 어드레스(physical row address)는 제1 내지 제4프레임 저장영역(100-1~100-4)에 대하여 각각 000H~ 3FFH, 400H~ 7FFH, 800H~ BFFH, C00H~ FFFH로 할당된다. 그러나, 제1 내지 제4프레임 저장영역(100-1~100-4)은 각각 독립적으로 존재하며, 제1프레임 저장영역(100-1)의 소정 행 어드레스에 위치한 매크로블록에 대응하는 제2 및 제3프레임 저장영역(100-2,100-3)의 매크로블록은 동일한 행 어드레스를 가진다. 이와 같이, 제1 내지 제3프레임 저장영역(100-1~100-3) 내에서의 행 어드레스를 가상적인 행 어드레스(virtual row address)라 한다. 그리고, 움직임 보상시 도 2에 도시된 바와 같은 프레임 메모리(100)의 스케쥴링 순서에 의거하여, 참조 영상이 위치한 해당 저장영역에서의 가상적인 행 어드레스를 물리적인 행 어드레스로 변환시키는데 사용되는 어드레스를 프레임 옵셋 어드레스(frame offset address)라 하며, RA[11:10]라 둔다. 즉, RA[11:10]이 '00'이면 제1프레임 저장영역(100-1), '01'이면 제2프레임 저장영역(100-2), '10'이면 제3프레임 저장영역(100-3), '11'이면 제4프레임 저장영역(100-4)을 각각 나타낸다.The actual physical row address of the frame memory 100 is 000 H to 3FF H , 400 H to 7FF H for the first to fourth frame storage areas 100-1 to 100-4, respectively. , 800 H to BFF H and C00 H to FFF H. However, the first to fourth frame storage regions 100-1 to 100-4 exist independently, and the second and fourth frames corresponding to the macroblocks located at predetermined row addresses of the first frame storage region 100-1 are respectively provided. The macroblocks of the third frame storage areas 100-2 and 100-3 have the same row address. As such, the row address in the first to third frame storage areas 100-1 to 100-3 is referred to as a virtual row address. Then, based on the scheduling order of the frame memory 100 as shown in FIG. 2 during motion compensation, an address used to convert a virtual row address in a corresponding storage area in which a reference image is located into a physical row address is framed. It is called the frame offset address and is called RA [11:10]. That is, if RA [11:10] is '00', the first frame storage area 100-1, if '01', the second frame storage area 100-2, and if the '10', the third frame storage area 100 -3) and '11' indicate the fourth frame storage areas 100-4, respectively.

여기서, 제1 및 제2프레임 저장영역(100-1,100-2)은 복원된 I 픽쳐 혹은 움직임 보상된 P 픽쳐 영상 데이터를 움직임 보상을 위한 기준 영상으로 사용하는 것과 동시에 디스플레이하기 위하여 저장하는데 사용되고, 제3프레임 저장영역(100-3)은 움직임 보상된 B 픽쳐 영상 데이터를 디스플레이하기 위하여 저장하는데 사용되고, 제4프레임 저장영역(100-4)은 영상 복호화기로 입력되는 부호화된 비트스트림을 소정의 비트 단위로 저장하는데 사용된다.Here, the first and second frame storage areas 100-1 and 100-2 are used to store reconstructed I-picture or motion-compensated P-picture image data for use as a reference image for motion compensation and simultaneously for display. The three-frame storage area 100-3 is used to store the motion compensated B-picture image data, and the fourth frame storage area 100-4 stores the encoded bitstream input to the image decoder in units of predetermined bits. Used to save.

도 2는 도 1에 도시된 프레임 메모리(100)의 스케쥴링 순서를 나타낸 것으로서, 복호화 순서가 I,P,B,B,P,B,B,P,B,B,P,B,B,I,P,B,B,... 이고, 디스플레이 순서가 I,B,B,P,B,B,P,B,B,P,B,B,P,I,B,B,... 이고, 디스플레이 잠복기(display latency)가 2 픽쳐인 경우를 예로 든 것이다. 여기서, 밑줄이 그어져 있는 부분이 현재 복호화되고 있는 픽쳐를 나타내고, 화살표는 움직임 보상을 위해 참조되는 픽쳐를 나타내고, 'D'가 부가되어 있는 저장영역은 디스플레이를 위해 영상 데이터가 독출되고 있음을 나타낸다.FIG. 2 shows a scheduling order of the frame memory 100 shown in FIG. 1, and the decoding order is I, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, I. , P, B, B, ... and the display order is I, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, I, B, B, ... For example, the display latency is 2 pictures. Here, the underlined portion indicates the picture currently being decoded, the arrow indicates the picture to be referred for motion compensation, and the storage area to which 'D' is added indicates that image data is being read out for display.

도 3은 도 1에 도시된 프레임 메모리(100)에 있어서 1 프레임에 대한 RAS 박스 설정방법의 제 1 예를 나타낸 것으로서, 예를 들어 1 프레임이 1,920 화소*1,088 화소로 이루어지는 경우, 15 개 RAS 박스*68 개 RAS 박스, 총 1,020 개의 RAS(Row Address Strobe) 박스로 분할된다. 즉, RAS 박스의 번호가 프레임 메모리(100)의 행 어드레스(row address:RA)가 된다. 여기서, 하나의 RAS 박스는 8 개 매크로블록*1개 매크로블록, 총 8 개의 매크로블록(MB0~MB7)으로 이루어진다. 그리고, 각 매크로블록은 휘도(Y) 블록을 예로 들 경우, 4개의 블록(b0~b3)로 나누어진다.FIG. 3 illustrates a first example of a method for setting a RAS box for one frame in the frame memory 100 shown in FIG. 1. For example, when one frame includes 1,920 pixels * 1,088 pixels, 15 RAS boxes are illustrated. * 68 RAS boxes, divided into 1,020 RAS (Row Address Strobe) boxes. That is, the number of the RAS box is the row address (RA) of the frame memory 100. Here, one RAS box is composed of eight macroblocks * 1 macroblocks and a total of eight macroblocks MB0 to MB7. Each macroblock is divided into four blocks b0 to b3 when the luminance Y block is taken as an example.

도 4는 도 3에 도시된 RAS 박스에 있어서 매크로블록 구조의 예를 나타낸 것으로서, 4개의 휘도(Y) 블록, 1개의 색차(Cr) 블록 및 1개의 색차(Cb) 블록으로 구성되고, 4개의 휘도(Y) 블록은 각각 8개의 박스(b0-0~b0-7, b1-0~b1-7, b2-0~b2-7, b3-0~b3-7)로 구성되고, 2개의 색차(Cr,Cb) 블록은 각각 8개의 서브 박스(sb0-0~sb0-7, sb1-0~sb1-7, sb2-0~sb2-7, sb3-0~sb3-7)로 구성된다. 그리고, Y 블록을 구성하는 각 박스에는 8*1 포맷의 8개의 화소 데이터, Cr 블록을 구성하는 각 박스에는 2*1 포맷의 2개의 화소 데이터, Cb 블록을 구성하는 각 박스에는 2*1 포맷의 2개의 화소 데이터가 존재한다.FIG. 4 shows an example of a macroblock structure in the RAS box shown in FIG. 3, and includes four luminance (Y) blocks, one color difference (Cr) block, and one color difference (Cb) block. The luminance (Y) block consists of eight boxes (b0-0 to b0-7, b1-0 to b1-7, b2-0 to b2-7, and b3-0 to b3-7), respectively, and two color differences. The (Cr, Cb) block is composed of eight sub boxes (sb0-0 to sb0-7, sb1-0 to sb1-7, sb2-0 to sb2-7, sb3-0 to sb3-7), respectively. Then, 8 pixel data in 8 * 1 format for each box constituting the Y block, 2 pixel data in 2 * 1 format for each box constituting the Cr block, and 2 * 1 format for each box constituting the Cb block. There are two pixel data of.

한편, 움직임 보상하고자 하는 현재 매크로블록(MB)의 시작 어드레스, 즉 슬라이스 위치(slice_pos) 및 매크로블록 위치(mb_pos)와, 움직임 벡터(mv_v, mv_h)는 x,y의 직교좌표에서 각각의 위치를 나타내지만, 실제 프레임 메모리에서는 2차원상에 존재하는 각 요소들을 x,y로 나타내지 않고 선형 어드레스로 표현한다. 이를 위하여 어드레스 발생코아가 이용되는데, 움직임 보상하고자 하는 현재 매크로블록(MB)의 시작 어드레스, 즉 슬라이스 위치(slice_pos) 및 매크로블록 위치(mb_pos)와, 움직임 벡터(mv_v, mv_h)를 이용하여 기준 포인트를 만든다. 이를 위하여 어드레스 발생코아에서는 다음과 같은 일반적인 수식을 계산한다.On the other hand, the start address of the current macroblock MB to be compensated for motion, that is, the slice position (slice_pos) and the macroblock position (mb_pos), and the motion vectors (mv_v, mv_h) are respectively located in the rectangular coordinates of x and y. However, in the actual frame memory, elements present in two dimensions are represented by linear addresses instead of x and y. To this end, an address generation core is used. The reference point is obtained by using the start address of the current macroblock MB to be motion compensated, that is, the slice position (slice_pos) and the macroblock position (mb_pos), and the motion vectors (mv_v and mv_h). Make To do this, the address generation core calculates the following general formula.

여기서, slice_width는 120으로, 1 프레임(1920 화소 * 1088 화소)에 있어서 수평방향으로 120 개의 매크로블록이 존재함을 나타낸다.Here, slice_width is 120, indicating that there are 120 macroblocks in the horizontal direction in one frame (1920 pixels * 1088 pixels).

도 5는 본 발명에 따른 어드레스 발생장치의 제1 실시예를 도시한 블록도로서, 제1 내지 제2 어드레스 발생코아(51,52), 및 가산기(53)로 구성된다.Fig. 5 is a block diagram showing a first embodiment of the address generating apparatus according to the present invention, which is composed of first to second address generating cores 51 and 52 and an adder 53. Figs.

본 발명의 장치는 상기 수학식 1을 다음과 같이 변형시켜 이용한다.The apparatus of the present invention is used by modifying Equation 1 as follows.

즉, 도 5에 있어서 제1 어드레스 발생코아(51)는 움직임 보상하고자 하는 현재 매크로블록(MB)의 시작 어드레스, 즉 슬라이스 위치(slice_pos) 및 매크로블록 위치(mb_pos)를 입력받아 상기 수학식 2의 좌측 연산을 수행한다. 그리고, 제2 어드레스 발생코아(52)는 움직임 벡터(mv_v, mv_h)를 입력받아 상기 수학식 2의 우측 연산을 수행한다. 가산기(53)는 상기 제1 내지 제2 어드레스 발생코아(51,52)의 출력을 입력받아 최종적으로 18비트의 기준 포인트(RP) 관련 어드레스를 출력한다.That is, in FIG. 5, the first address generation core 51 receives the start address of the current macroblock MB to be motion compensated, that is, the slice position slice_pos and the macroblock position mb_pos. Perform left operation. The second address generation core 52 receives the motion vectors mv_v and mv_h and performs the right operation of Equation 2 above. The adder 53 receives the output of the first to second address generation cores 51 and 52 and finally outputs an 18-bit reference point (RP) related address.

한편, 상기한 상세한 설명은 여기에 제시된 특정의 실시예를 설명하고자 한 것이며, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 당업자라면, 상기한 상세한 설명 및 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상내에서 RAS 박스의 구조 및 매크로블록 블록의 구조에 따라 여러 가지 변형 및 수정을 가할 수 있을 것이다.On the other hand, the above detailed description is intended to describe particular embodiments presented herein and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art may make various changes and modifications according to the structure of the RAS box and the structure of the macroblock block within the technical spirit of the present invention with reference to the above detailed description and drawings.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 장치는 움직임 보상시 참조 영상 데이터를 저장하는 영역, 디스플레이를 위해 복호화가 완료된 영상 데이터를 저장하는 영역 및 영상 복호화기로 입력되는 부호화된 비트스트림을 저장하는 영역이 하나의 메모리 모듈 상에 구현된 프레임 메모리에 있어서, 현재 매크로블록의 시작 어드레스와 움직임 벡터에 의해 예측된 매크로블록의 기준 포인트에 관련된 어드레스를 발생시킬 수 있다.As described above, the apparatus of the present invention includes one region for storing reference image data, one region for storing decoded image data for display, and one region for storing an encoded bitstream input to the image decoder. In the frame memory implemented on the memory module of, it is possible to generate an address related to the start address of the current macroblock and the reference point of the macroblock predicted by the motion vector.

Claims (1)

소정의 매크로블록 구조로 이루어지는 복수개의 RAS 박스로 맵핑되는 프레임 메모리에 있어서,In a frame memory mapped to a plurality of RAS boxes having a predetermined macroblock structure, 현재 매크로블록의 시작 어드레스(slice_pos, mb_pos)를 입력으로 하고, 상기 시작 어드레스에 대한 선형 어드레스를 발생시키는 제1 어드레스 발생코아(51);A first address generation core 51 for inputting start addresses (slice_pos, mb_pos) of the current macroblock and generating a linear address for the start address; 현재 매크로블록의 수평 및 수직 움직임 벡터(mv_h, mv_v)를 입력으로 하고, 상기 수평 및 수직 움직임 벡터에 대한 선형 어드레스를 발생시키는 제2 어드레스 발생코아(52); 및A second address generation core 52 for inputting horizontal and vertical motion vectors mv_h and mv_v of the current macroblock, and generating linear addresses for the horizontal and vertical motion vectors; And 상기 제1 내지 제2 어드레스 발생코아의 출력을 가산하여 예측된 매크로블록의 기준 포인트에 대한 선형 어드레스를 출력하는 가산기(53)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 메모리에 있어서 어드레스 발생장치.And an adder (53) for adding the outputs of the first to second address generation cores to output linear addresses with respect to the reference points of the predicted macroblocks.
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