KR19990054486A

KR19990054486A - Reverse playback of MPEG-2 program streams

Info

Publication number: KR19990054486A
Application number: KR1019970074307A
Authority: KR
Inventors: 임태범
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 저장 장치에 저장되어 있는 엠펙-2 프로그램 스트림(MPEG(Moving Picture Experts Group)-2 program stream) 중에서 비디오를 인덱스(index)를 이용하여 역방향 재생하도록하는 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 엠펙-2 프로그램 스트림을 역방향으로 추출하여 비디오 스트림에서 원하는 프레임을 찾아 이를 순차적으로 출력하는 장치측의 부하가 크게 걸리게 되어 역방향 재생이 불량해 지는 결점이 있었다. 본 발명에서는 프로그램 스트림 저장부(2)에 저장되어 있는 엠펙-2 프로그램 스트림을 역방향 재생시 그 엠펙-2 프로그램 스트림을 인덱스를 이용하여 프레임 단위로 추출 및 디코딩하도록 한다. 따라서 프로그램 스트림 추출부(8)의 부하가 감소되므로 역방향 재생이 순조롭게 이루어지는 효과가 있다.The present invention provides a method of reverse playback of an MPEG-2 program stream in which a video is played backward using an index from an MPEG-2 program stream stored in a storage device. In the related art, there is a drawback in that the reverse playback is poor because the load on the device side which extracts the MPEG-2 program stream in the reverse direction, finds a desired frame in the video stream, and sequentially outputs the load is applied. In the present invention, when the MPEG-2 program stream stored in the program stream storage unit 2 is played back, the MPEG-2 program stream is extracted and decoded in units of frames using an index. Therefore, since the load on the program stream extraction section 8 is reduced, the reverse playback is performed smoothly.

Description

Reverse playback of MPEG-2 program streams

본 발명은 엠펙-2 프로그램 스트림(MPEG(Moving Picture Experts Group)-2 program stream)의 역방향 재생(rewind play) 방법에 관한 것으로서, 특히 저장 장치에 저장되어 있는 엠펙-2 프로그램 스트림 중에서 비디오를 인덱스(index)를 이용하여 역방향 재생하도록하는 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for rewinding a MPEG-2 program stream (MPEG-2 program stream). In particular, the present invention relates to a method of indexing a video from an MPEG-2 program stream stored in a storage device. and a reverse playback method of an MPEG-2 program stream for reverse playback using index).

엠펙의 정식 명칭은 "ISO/IEC JTC1/SC29/WG11"으로, 1.5Mbps급 이상의 엠펙-1으로부터 시작하였으나 보다 높은 수준의 화질을 필요로하는 방송 등의 사용 목적을 고려하여 5Mbps급 이상의 엠펙-2에 대한 논의를 시작하였다. 방송용으로 사용될 엠펙-2 프로그램 스트림의 상영시 "재생, 일시 정지(pause), 고속 정방향 재생, 고속 역방향 재생 및 역방향 재생"과 같은 다양한 상영 기능이 요구되었다.The official name of the MPEG is "ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11", which starts with the MPEG-1 of 1.5 Mbps or more, but considering the purpose of broadcasting such as broadcasting that requires higher image quality. The discussion started. When screening an MPEG-2 program stream to be used for broadcasting, various screening functions such as "play, pause, fast forward play, fast reverse play and reverse play" were required.

이와 관련하여, 종래의 기술에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생을 보면, 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD) 등의 저장 장치에 저장되어 있는 엠펙-2 프로그램 스트림을 역방향으로 프레임(frame) 단위로 추출 및 디코딩(decoding)하여 역방향 재생시킨다.In this regard, in the reverse playback of the MPEG-2 program stream according to the related art, the MPEG-2 program stream stored in a storage device such as a hard disk drive (HDD) is reversely framed. Extracted and decoded in units to perform reverse playback.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 엠펙-2 프로그램 스트림을 역방향으로 추출하여 비디오 스트림에서 원하는 프레임을 찾아 이를 순차적으로 출력하는 장치측의 부하가 크게 걸리게 되어 역방향 재생이 불량해 지는 결점이 있다.However, this conventional technique has a drawback in that reverse playback is poor because the load on the device side which extracts the MPEG-2 program stream in the reverse direction, finds a desired frame in the video stream, and sequentially outputs the desired frame is severely applied.

본 발명은 상술한 결점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서, 저장 장치에 저장되어 있는 엠펙-2 프로그램 스트림을 역방향 재생시 그 엠펙-2 프로그램 스트림을 인덱스를 이용하여 프레임 단위로 추출 및 디코딩하도록하는 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described drawbacks, and when the MPEG-2 program stream stored in the storage device is played back, the MPEG-2 program stream is extracted and decoded in units of frames using an index. It is an object of the present invention to provide a method for reverse playback of two program streams.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 역방향 재생이 선택되지 않으면 다른 해당 기능을 수행하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 역방향 재생이 선택되면 현재 오프셋(offset)과 가장 근사치에 있는 인덱스값을 가지고 프로그램 스트림에서 그 오프셋에 따른 프레임을 다음 프레임의 픽처 스타트 코드(picture start code)를 가지고있는 패킷(packet)까지 프레임 단위로 추출 및 디코딩하여 이에 따른 프레임을 디스플레이(display)하는 제2 단계와, 다음 엔트리 인덱스(entry index)값을 받아 이전의 I-프레임(Intra-frame)이 있는 부분을 찾아가서 이 곳에서부터 다음 프레임의 픽처 스타트 코드(picture start code)를 가지고있는 패킷(packet)까지 프레임 단위로 추출하여 이에 따른 프레임을 디스플레이하는 것을 다른 기능이 선택될 때 까지 수행하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a first step of performing another corresponding function if reverse play is not selected, and an index value closest to the current offset when reverse play is selected in the first step. And extracting and decoding the frame according to the offset from the program stream in units of frames up to a packet having a picture start code of the next frame, and displaying the frame accordingly. Receives the next entry index and finds the previous I-frame, and from this point to the packet containing the picture start code of the next frame. And a third step of performing extraction and displaying a frame accordingly until another function is selected. It is characterized by.

도 1은 본 발명에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법에 따른 프로그램 스트림의 내부 구성을 나타낸 개략도,1 is a schematic diagram showing the internal configuration of a program stream according to the reverse playback method of the MPEG-2 program stream according to the present invention;

도 2는 도 1에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법을 하드웨어적으로 실현하기 위한 엠펙-2 프로그램 스트림 재생 장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도,FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an MPEG-2 program stream reproducing apparatus for hardware realizing the reverse playback method of an MPEG-2 program stream according to FIG. 1;

도 3은 도 2에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림 재생 장치에서 정상적인 재생의 일 실시 예를 단계별로 나타낸 순서도,FIG. 3 is a flowchart showing step by step an embodiment of normal playback in the MPEG-2 program stream playback apparatus according to FIG. 2;

도 4는 도 2에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림 재생 장치에서 도 1에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법의 일 실시 예를 단계별로 나타낸 순서도.4 is a flowchart illustrating a step-by-step embodiment of a method of reversely playing an MPEG-2 program stream according to FIG. 1 in the MPEG-2 program stream reproducing apparatus of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

2 : 프로그램 스트림 저장부 4 : 인덱스 저장부2: Program stream storage unit 4: Index storage unit

6 : 인덱스 탐색부 8 : 프로그램 스트림 추출부6: index search unit 8: program stream extraction unit

10 : 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더10: program stream demultiplexer and decoder

12 : 클록 제어부 14 : 비디오 디코더12: clock control unit 14: video decoder

16 : 오디오 디코더16: audio decoder

이하, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention for achieving the above object in detail.

도 1은 본 발명에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법에 따른 프로그램 스트림의 내부 구성을 나타낸 개략도로, 프로그램 스트림 팩 헤더(program stream pack header)에는 전체 스트림을 구성하는 프로그램 정보, 프로그램의 시간 정보 및 전체 시스템을 제어하기 위한 제어 정보 등이 들어가게 된다.1 is a schematic diagram showing the internal structure of a program stream according to the reverse playback method of an MPEG-2 program stream according to the present invention. In the program stream pack header, program information constituting the entire stream and time of a program are shown. Information and control information for controlling the entire system.

즉, 엘러먼터리 스트림(elementary stream)으로부터 PES 패킷(Packet Element Stream packet)을 구성하고 난 후, 팩의 유효 부하에 PES 패킷을 넣어 프로그램 스트림을 만든다.That is, after constructing a PES packet from an elementary stream, a PES packet is put into an effective load of a pack to create a program stream.

이와 같은 프로그램 스트림에서 역방향 재생을 보면, 먼저 역방향 재생 시에는 오디오의 재생은 무시하는데, 이는 비디오가 역방향으로 재생될 때 오디오의 재생이 의미가 없기 때문이다.In the reverse playback in such a program stream, first, audio playback is ignored during reverse playback, because audio playback is meaningless when the video is played backward.

따라서, 프로그램 스트림에서 디코딩할 때 비디오 엘러먼터리 스트림만을 뽑아서 디코딩하여 디스플레이함으로써 역방향 재생이 가능하다.Therefore, reverse decoding is possible by extracting and decoding only the video elementary stream when decoding from the program stream.

도 2는 도 1에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법을 하드웨어적으로 실현하기 위한 엠펙-2 프로그램 스트림 재생 장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도로, 프로그램 스트림 저장부(2)는 특정 타이틀(title)을 위한 엠펙-2 프로그램 스트림을 저장하고 있다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of an MPEG-2 program stream reproducing apparatus for hardware-implementing the reverse playback method of an MPEG-2 program stream according to FIG. 1. The program stream storage unit 2 may include a specific title ( title-2 program stream for the title).

다음, 인덱스 저장부(4)는 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)에게 "비디오 스트림에서 프레임의 스타트 코드를 가지고있는 팩의 시작 부분의 인덱스값"을 인가받아 저장한다. 인덱스 탐색부(6)는 인덱스 저장부(4)로부터의 인덱스값을 탐색한다.Next, the index storage unit 4 receives and stores "the index value of the beginning of the pack having the start code of the frame in the video stream" to the program stream demultiplexer and the decoder 10. The index search section 6 searches for an index value from the index storage section 4.

그리고 프로그램 스트림 추출부(8)는 인덱스 탐색부(6)의 제어를 받아 프로그램 스트림 저장부(2)로부터 인덱스 탐색부(6)로부터의 원하는 인덱스값에 따른 프로그램 스트림을 추출한다.The program stream extraction unit 8 extracts a program stream from the program stream storage unit 2 according to a desired index value from the index search unit 6 under the control of the index search unit 6.

또한, 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)는 인덱스 저장부(4)를 제어하여 그 인덱스 저장부(4)에 "비디오 스트림에서 프레임의 스타트 코드를 가지고있는 팩의 시작 부분의 인덱스값"을 저장시키며, 프로그램 스트림 추출부(8)로부터 추출된 프로그램 스트림을 인가받아 엘러먼터리 스트림으로 변환시킨다.In addition, the program stream demultiplexer and decoder 10 controls the index storage unit 4 to store the "index value of the beginning of the pack having the start code of the frame in the video stream" in the index storage unit 4. The program stream extracted from the program stream extraction unit 8 is received and converted into an elementary stream.

그리고 클록 제어부(12)는 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)로부터 정보를 인가받아 각 스트림간의 동기를 위한 클록을 제어하는 것으로, 비디오 디코더(14)는 클록 제어부(12)의 제어에 의해 오디오 스트림과 동기를 맞추어서 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)로부터 비디오 스트림을 디코딩하여 원래의 비디오 신호로 복원하여 디스플레이 장치(도면 중에 도시되지 않음)를 통해 해당 영상이 디스플레이되도록한다.The clock control unit 12 receives information from the program stream demultiplexer and the decoder 10 to control the clock for synchronization between the streams. The video decoder 14 controls the audio stream under the control of the clock control unit 12. In synchronization, the video stream from the program stream demultiplexer and decoder 10 is decoded and restored to the original video signal so that the corresponding image is displayed through a display device (not shown in the figure).

또한, 오디오 디코더(16)는 클록 제어부(12)의 제어에 의해 비디오 스트림과 동기를 맞추어서 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)로부터 오디오 스트림을 디코딩하여 원래의 오디오 신호로 복원하여 스피커(speaker)(도면 중에 도시되지 않음)를 통해 해당 음성이 출력되도록한다.In addition, the audio decoder 16 decodes the audio stream from the program stream demultiplexer and the decoder 10 in synchronization with the video stream under the control of the clock control unit 12, and restores the original audio signal to a speaker (Fig. (Not shown) so that the corresponding voice is output.

도 3은 도 2에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림 재생 장치에서 정상적인 재생의 일 실시 예를 단계별로 나타낸 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a step-by-step embodiment of normal playback in the MPEG-2 program stream playback apparatus of FIG. 2.

먼저, 사용자가 프로그램 스트림을 재생하기 위해 키(도면 중에 도시되지 않음)를 조작하면 프로그램 스트림 추출부(8)는 프로그램 스트림 저장부(2)로부터 프로그램 스트림을 추출하고 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)를 통해서 디멀티플렉싱한다(20,22).First, when a user manipulates a key (not shown in the figure) to play a program stream, the program stream extracting section 8 extracts the program stream from the program stream storage section 2 and the program stream demultiplexer and decoder 10. Demultiplexing through (20, 22).

이때, 디멀티플렉싱할 때 오디오 PES 패킷은 오디오 디코딩되어 사용되고 디멀티플렉싱될 때의 비디오 PES 패킷은 먼저 검증을 받는데, 만일 그 패킷이 프레임의 스타트 코드를 가지고있는 경우에는 인덱스 저장부(4)에 그 패킷의 오프셋을 저장하고 그 비디오를 디코딩해서 비디오 디코더(14)를 통해 디코딩된 비디오 신호를 프레임 단위로 디스플레이한다(24,26,28,30,32).At this time, when demultiplexing, the audio PES packet is decoded and used, and the video PES packet when demultiplexing is first verified. If the packet has a start code of the frame, the packet is stored in the index storage unit 4. The offset is stored and the video is decoded to display the decoded video signal through the video decoder 14 in units of frames (24, 26, 28, 30, and 32).

그 패킷이 프레임의 스타트 코드를 포함하지 않는 경우에는 바로 비디오 디코딩해서 비디오 디코더(14)를 통해 비디오 신호를 프레임 단위로 디스플레이한다(28,32,26).If the packet does not include the start code of the frame, video decoding is performed immediately and the video decoder 14 displays the video signal in units of frames (28, 32, 26).

여기서, 프레임의 시작을 가지는 패킷의 오프셋을 저장하는 이유는 역방향 재생을 할 경우 프로그램 스트림 저장부(8)에서 프레임 단위로 추출할 때 빠른 탐색을 하기 위해서이다.Here, the reason for storing the offset of the packet having the start of the frame is to perform a quick search when the program stream storage unit 8 extracts frame by frame in the reverse playback.

도 4는 도 2에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림 재생 장치에서 도 1에 따른 엠펙-2 프로그램 스트림의 역방향 재생 방법의 일 실시 예를 단계별로 나타낸 순서도로, 사용자의 키 조작에 의해 역방향 재생이 선택되지 않으면 다른 해당 기능을 수행한다(40,42).FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for reversely playing an MPEG-2 program stream according to FIG. 1 in the MPEG-2 program stream reproducing apparatus of FIG. 2, in which reverse reproduction is not selected by a user's key operation. Otherwise perform the corresponding function (40, 42).

다음, 상술한 단계(40,42)에서 역방향 재생이 선택되면 현재 오프셋과 가장 근사치에 있는 인덱스값을 인덱스 저장부(4)로부터 인덱스 탐색부(6)를 통해 인가받아 프로그램 스트림 저장부(2)에 저장되어 있는 프로그램 스트림에서 그 오프셋에 따른 프레임을 다음 프레임의 픽처 스타트 코드를 가지고있는 패킷까지 프레임 단위로 추출한 후, 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)와 비디오 디코더(14)를 통해 디코딩하여 이에 따른 프레임을 디스플레이한다(44).Next, if reverse play is selected in the above-described steps 40 and 42, the index value closest to the current offset is received from the index storage unit 4 through the index search unit 6, and then the program stream storage unit 2 is applied. After extracting the frame according to the offset from the program stream stored in the frame-by-frame to the packet having the picture start code of the next frame, the program stream demultiplexer and decoder 10 and the video decoder 14 to decode accordingly Display the frame (44).

상술한 단계(44)를 수행한 후, 다음 엔트리 인덱스값을 인덱스 저장부(4)로부터 인덱스 탐색부(6)를 통해 인가받아 프로그램 스트림 저장부(2)에 저장되어 있는 프로그램 스트림에서 이전의 I-프레임이 있는 부분을 찾아가서 이 곳에서부터 다음 프레임의 픽처 스타트 코드를 가지고있는 패킷까지 프레임 단위로 추출한 후, 프로그램 스트림 디멀티플렉서 및 디코더(10)와 비디오 디코더(14)를 통해 디코딩하여 이에 따른 프레임을 디스플레이하는 것을 다른 기능이 선택될 때 까지 수행한다(46,48,50).After performing step 44 described above, the next entry index value is received from the index storage section 4 through the index search section 6, and the previous I in the program stream stored in the program stream storage section 2 is stored. The frame is extracted and extracted from this place to the packet having the picture start code of the next frame in units of frames, and then decoded by the program stream demultiplexer and decoder 10 and the video decoder 14 to decode the frame accordingly. Display is performed until another function is selected (46, 48, 50).

이때, 역방향 재생의 일 실시 예를 보면 다음과 같다.At this time, an embodiment of reverse playback is as follows.

특정의 프레임들이 "I1, B1, B2, P, B3, B4, I2"의 프레임 순으로 저장되어 있다고 할 때, 추출은 그대로 "I1, B1, B2, P, B3, B4, I2"의 순으로 해서 "I2, P, B4, B3, I1, B2, B1"의 순서로 디코딩한다. 이어, "I2, B4, B3, P, B2, B1, I1"의 순서로 디스플레이함으로써 그 특정의 화면군이 역방향 재생되도록 할 수 있다.When certain frames are stored in the order of frames "I1, B1, B2, P, B3, B4, I2", extraction is performed in the order of "I1, B1, B2, P, B3, B4, I2" as it is. Decoding in the order of " I2, P, B4, B3, I1, B2, B1 ". Then, by displaying in the order of " I2, B4, B3, P, B2, B1, I1 ", the specific screen group can be reversely reproduced.

이와 같은 순서로 디코딩되는 이유를 보면, I-프레임(Intra-frame)은 프레임내 부호화(Intraframe coding)만이 적용되는 화면이다. 또한, P-프레임(Predicted-frame)은 이전의 I-프레임이나 P-프레임으로부터 전향 움직임 예측/보상(Motion estimation/compensation)으로 예측 부호화(Predictive coding)되는 프레임이다. 그리고 B-프레임(Bidirectionally-pedicted-frame)은 이전과 이후의 I-프레임이나 P-프레임의 두 프레임으로부터 양향(bidirectional) 움직임 보상(Motion compensation)되어 예측 부호화되는 프레임이기 때문이다.In view of the reason for decoding in this order, an I-frame (Intra-frame) is a screen to which only intraframe coding is applied. Also, a P-frame (Predicted-frame) is a frame that is predictively coded by motion estimation / compensation from a previous I-frame or P-frame. This is because a B-frame (Bidirectionally-pedicted-frame) is a frame that is predictively encoded by bidirectional motion compensation from two frames, i.e., a P-frame and a before and after.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 프로그램 스트림 저장부(2)에 저장되어 있는 엠펙-2 프로그램 스트림을 역방향 재생시 그 엠펙-2 프로그램 스트림을 인덱스를 이용하여 프레임 단위로 추출 및 디코딩하도록함으로써 프로그램 스트림 추출부(8)의 부하가 감소되므로 역방향 재생이 순조롭게 이루어지는 효과가 있다.As described above, the present invention extracts and decodes an MPEG-2 program stream stored in the program stream storage unit 2 so as to extract and decode the MPEG-2 program stream in units of frames using an index. Since the load on the unit 8 is reduced, there is an effect that the reverse regeneration is smoothly performed.

Claims

An MPEG-2 program stream reproducing apparatus comprising a program stream storage unit, an index storage unit, an index search unit, a program stream demultiplexer and decoder, and a video decoder:

A first step of performing another corresponding function if reverse play is not selected;

Receiving an index value closest to a current offset from the index storage unit through the index search unit when reverse play is selected;

Extracting a frame according to the offset from the program stream stored in the program stream storage unit to a packet having a picture start code of a next frame in units of frames;

A fourth step of decoding through the program stream demultiplexer and decoder and the video decoder and outputting a frame according thereto;

Receiving a next entry index value through the index search unit;

A sixth step of searching for a portion having a previous I-frame in a program stream stored in the program stream storage unit and extracting a packet having a picture start code of a next frame in units of frames from this place;

A seventh step of decoding through the program stream demultiplexer and decoder and the video decoder and outputting a frame according thereto;

And returning to the fifth step if no other function is selected, and performing an other corresponding function if another function is selected.