KR20000022149A - 비디오 화상을 기록 및 재생하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

MPEG 포맷에 따라 코딩된 복수의 비디오 프레임을 재생하는 방법에 개시되는데, 본 방법에서는 기록물이 설치된 기록매체가 공칭 재생속도와 다른 속도로 재생되고, 표시장치로 전송되어 판독과정에 의해 발생되는 프레임의 수가, 단위시간당 평균 개수가 복수의 B 프레임을 반복하거나 스킵함으로써 소정의 공칭값과 동일하게 되도록 보상된다.

Description

비디오 화상을 기록 및 재생하는 방법 및 장치

본 발명은, 화상 정보(비디오)의 기록 및 재생에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 정규 속도 이외의 속도로 기록된 화상 정보를 재생하는 것과 관련된 일반적인 문제에 관한 것이다.

공지된 것과 같이, 비디오 화상(프레임)은 소정의 포맷에 따라 텔레비젼 수상기와 같은 표준 화상 표시장치 상에 재생되는데, 이때 프레임의 복수의 픽셀은 동시에 재생되는 것이 아니고 순차적으로 재생된다. 특히, 인접한 복수의 픽셀은 연속적으로 기록되어 수평 라인을 기록하며, 프레임의 수평 라인은 연속적으로 기록된다(인터레이스된다). 따라서, 1개의 프레임을 재생하는데 필요한 시간, 즉 프레임을 구성하는 모든 화상 라인을 기록하는데 필요한 시간은 PAL 포맷에 있어서는 1/25s이다. 그 결과, 실제 재생시간이 100s인 장면은 2500개의 연속적인 프레임으로 이루어진 시퀀스에 해당한다.

예를 들어, 자기 테이프와 같은 기록매체 상에 비디오 화상을 기록하기 위해, 연속적인 복수의 픽셀이 기록매체의 재생 방향에 대해 경사진 기록 트랙 상에 서로 인접하여 기록하여 아날로그식 방법이 알려져 있다. 이에 따르면, 각각의 기록 트랙은 1개의 화상 라인에 해당한다. 이러한 형태의 기록물로는, 슬로모션(slow-motion) 또는 패스트모션(fast-motion) 재생에 대한 가능성이 제한을 받는다. 예를 들면, 정규 속도의 5배의 속도로 하나의 장면을 재생하기를 원하는 경우에, 기록매체는 정규 속도의 5배의 속도로 판독헤드를 통과하게 된다. 이것은, 화상 표시장치에 의해 단일 화상을 재생하는데 필요한 시간에 5개의 연속적인 화상이 판독헤드를 통과한다는 것을 의미한다. 이에 따라, 표시 스크린 상에 재생된 화상은 이들 5개의 연속적인 화상의 5개의 단편의 형태를 가지며, 이들 단편은 서로의 상단에 표시되며 왜곡된 화상 부분에 의해 서로 분리된다.

최근에는, MPEG으로 불리는 디지탈 기록방법이 개발된 바 있다. 이와 같은 방법에서는, 화상과 관련된 정보가 디지탈식으로 코딩 및 압축되어 기록매체 상에 선형적으로 저장되는데, 이것은 연속적인 복수의 비트가 기로매체의 기록 및 판독 방향으로 서로 일렬로 배치된다는 것을 의미한다.

이와 같은 기록물이 재생될 때, 판독되는 복수의 비트는 연속적으로 재생되는 프레임의 복수의 픽셀에 대응하지 않는다. 디코딩되어 1개 또는 그 이상의 연속적인 프레임으로 이루어진 화상 콘텐트를 재구성하기 위해서는, 복수의 비트가 수집되어야 한다. 이를 위해 필요한 버퍼 메모리와 연산장치는, 재생장치 내부 또는 표시장치 내부에 설치될 수 있다. 이때, 평균적으로는 판독된 비트 수가 기록매체의 정규 재생속도에서 초당 25개의 프레임에 해당한다는 점에 주목해야 한다. 원리상, 기록매체가 판독헤드를 통과하도록 더 빠르게 또는 더 느리게 움직일 수 있다. 그러나, 텔레비젼 수상기와 같은 표준 표시장치는 이와 같이 수신된 신호를 정규 프레임으로 변환할 수 없다는 문제점이 있다.

결국, 본 발명의 목적은, MPEG 방식에 따라 생성된 비디오 기록물을 텔레비젼 수상기와 같은 표준 표시장치 상에 충분한 마진 내에서 조정가능한 재생속도로 재생할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

특히, 본 발명의 목적은, 이와 같은 재생장치의 사용자가 슬로모션 및 패스트모션 재생 사이에서 거의 연속적으로 재생속도를 변환할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 이러한 발명내용, 특징부 및 이점과 또 다른 발명내용, 특징부 및 이점은, 다음의 첨부도면을 참조하여 주어지는 본 발명에 따른 방법 및 장치의 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다:

도 1a∼도 1e는 MPEC 코딩에 의해 절약되는 정보량을 나타낸 것이고,

도 2a는 MPEG 시퀀스의 일례를 나타낸 것이며,

도 2b는 도 2a에 도시된 시퀀스로부터 도출된 슬로모션 재생에 대한 시퀀스의 일례를 나타낸 것이고,

도 2c는 도 2a에 도시된 시퀀스로부터 도출된 패스트모션 재생에 대한 시퀀스의 일례를 나타낸 것이며,

도 3은 본 발명에 따른 장치의 개략적 블록도이다.

MPEG 코딩은 이미 공지되어 있으므로, 도 1을 참조하여 MPEG 기록과정의 일부 필수적인 면에 대해서만 간단히 설명한다. 특히, 한 개의 프레임에 대한 3가지 서로 다른 형태의 MPEG 코딩에 대해 간략하게 설명하는데, 이와 같은 형태의 코딩은 I 코딩, P 코딩 및 B 코딩으로 불리며, 이러한 기재 순서에 따라 프레임당 줄어든 비트수를 필요로 한다.

도 1a는 자기 테이프와 같은 기록매체 상에 기록될 연속적인 복수의 프레임으로 이루어진 시퀀스를 나타낸 것으로, 각각의 프레임은 시퀀스 번호 N, N+1, N+2 등을 갖는다. PAL 포맷에 있어서 이러한 각각의 프레임은 1/25s의 재생시간에 해당한다.

도 1b는 연속적인 기록영역 R, R+1, R+2 등이 그 위에 표시된 자기 테이프(10)를 개략적으로 나타낸 것으로, 이들 영역은 동일한 길이를 갖는데, 즉 이들 기록영역 R, R+1, R+2 등의 각각은 동일한 비트수를 포함한다. 각각의 프레임 N, N+1, N+2 등이 디지탈식으로 코딩된 형태로 개별적으로 기록되는 경우에, 도 1a에 도시된 시퀀스의 기록물은 도 1b에 개략적으로 나타낸 형태를 갖는다.

디지탈 정보의 판독과정 동안 그리고 이와 같이 판독된 정보를 재생장치로 전송하는 동안 비트/초로 표시되는 정보량을 줄이기 위해, 화상정보는 기록하기 전에 압축된다. 도 1c에, 기록매체(10)가 도 1b에 도시된 대응하는 기록영역 R, R+1, R+2 등의 길이보다 작은 길이를 각각 갖는 연속적인 기록영역 C, C+1, C+2 등을 지닌 것으로 이것을 개략적으로 나타내었다. 특히, 도 1c는 각각의 개별적인 프레임 N, N+1, N+2 등의 정보가 기록되기 이전에 압축된 프레임으로 압축되는 경우에 발생하는 상황에 관련된 것이다. 이와 같은 경우에, 관련된 원본 프레임 N, N+1, N+2 등은 압축해제 및 디코딩 과정에 의해 각각의 압축된 프레임 C, C+1, C+2 등으로부터 도출될 수 있다. 이러한 특징을 갖는 코딩 및 압축된 프레임을 고유 프레임(intrinsic frame) 또는 I 프레임으로 칭한다.

통상적으로 한 시퀀스의 연속적인 복수의 프레임은 서로 매우 큰 유사성을 갖고 있다는 사실로부터 정보량의 추가적인 감소가 가능하다. 한 개의 프레임에 대해서 그것의 이전 프레임과의 차이만을 기록한다면, 이와 같은 프레임을 기록하는데 더욱 더 작은 정보가 필요하게 된다. 이와 같은 프레임은, 예측 프레임(predicted frame) 또는 P 프레임이라 칭하며, 프레임 부분의 움직임 정보를 포함한다. 도 1d는, 프레임 N이 I 프레임으로 기록되고 다음의 2개의 프레임 N+1 및 N+2가 P 프레임으로 기록된 상태를 개략적으로 나타낸 것이다. 이때, 예를 들면, 프레임 N+1에 해당하는 P 프레임 만의 기록된 정보를 압축해제 및 디코딩함으로써 프레임 N+1을 재구성할 수는 없으며, 이를 위해서는 프레임 N+1에 대응하는 P 프레임의 기록된 정보를 프레임 N에 대응하는 I 프레임과 합성하는 것이 필요하다는 것은 명백하다. 그러나, 2개의 연속적인 프레임 N 및 N+1을 기록하는데에는 비교적 적은 수의 비트만이 필요하다는 점도 명백하다.

MPEG은, 양방향 프레임(bidirectional frame) 또는 B 프레임으로 불리는 세 번째 형태의 코딩 및 압축된 프레임을 더 포함한다. 도 1e에 개략적으로 나타낸 것 같이, B 프레임을 기록하기 위해서는 P 프레임을 기록하는 것보다 더 적은 비트가 필요하다. 이러한 B 프레임에 대응하는 원본은, 3가지의 코딩 및 압축된 프레임, 즉 상기한 B 프레임, 그것에 앞서는 최종 I 프레임 또는 P 프레임과, 상기한 B 프레임에 뒤따르는 첫 번째 I 프레임 또는 P 프레임의 정보로부터 재구성된다.

이때, 기록될 정보량은 연속적인 복수의 프레임의 화상 콘텐트에 의존한다는 점에 주목해야 한다. 예를 들면, 1시간의 화상 시퀀스의 재생에는 대략 540 Gbit(67.5Gbyte)가 필요하지만, 이와 같은 정보량은 MPEG 기록과정에 의해 대략 10.8 Gbit(1.35 Gbyte)로 압축될 수 있다.

이하, 이와 같이 코딩된 비디오 기록물의 재생과정을 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2a는 저장된 복수의 비디오 프레임으로 이루어진 시퀀스의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다. 이들 프레임은 도 2a의 상단부에 표시된 것 같이 번호 1, 2, 3, …을 연속적으로 가지며, 각각의 프레임의 형태는 도 2a의 하단부에 나타내었다. 간략을 기하기 위해, I, P 및 B 프레임은 동일한 크기를 갖는 것으로 도시하였다. 코딩 구조 IBBPBBPBB는 반복적일 수 있는데, 이러한 경우에 9개의 연속적인 프레임으로 구성된 그룹을 "픽처 그룹(Group of Pictures)" 즉 GOP로 부른다. 이때, MPEG에 있어서 GOP의 길이(즉, 본 경우에 있어서는 9개의 프레임)는 가변적이라는 점에 주목해야 한다. 더구나, GOP의 구조, 특히 다음의 B 프레임의 개수는 가변적이며, 기록될 프레임의 화상 콘텐트에 의존한다. 또한, 어떤 프레임이 I 프레임, P 프레임 또는 B 프레임으로 기록되어야 하는지는 기록장치(비디오 레코더)에 의한 시퀀스의 기록과정 동안 결정되지만, 이러한 판정이 이루어지는 방법은 본 발명과 관련이 없다는 점에 주목해야 한다. 본 발명의 범주 내에서, 기록된 시퀀스는 얼마간의 규칙적인 코딩 구조를 갖는 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 포함한다고 가정할 수 있다.

이와 같이 기록된 시퀀스가 텔레비젼 수상기와 같은 표시장치를 사용하여 정상적인 방식으로(즉, 실시간으로) 재생될 경우에는, 코딩된 복수의 프레임이 재생장치(비디오 레코더)에 의해 연속적으로 판독되어, 코딩된 형태로 상기한 표시장치로 공급된다. 또한, 각각의 코딩된 프레임은 코딩 형태와 관련된 정보를 포함한다. 전술한 것 같이, I 프레임의 기록물은 P 프레임 및 B 프레임보다 더 많은 정보를 포함함으로써, P 프레임을 판독하여 표시장치로 전송하는 것은 I 프레임의 판독 및 전송에 비해 더 작은 시간을 필요로 하며, B 프레임의 판독 및 전송에는 더욱 더 짧은 시간이 걸린다. 그러나, 평균적으로 판독 및 전송되는 PAL-포맷 프레임(I, P 및 B 프레임 모두)은 초당 25개이다.

표시장치에서는 수신된 복수의 프레임이 압축해제 및 디코딩된 후, 디코딩된 프레임이 버퍼 메모리에 기억된다. 기억된 복수의 프레임은 이 버퍼 메모리로부터 판독되어 표시되는데, PAL 포맷에 있어서 각 프레임의 재생에는 그것이 I 프레임, P 프레임 또는 B 프레임으로 코딩되었는지 여부에 무관하게 1/25초가 걸린다.

정규속도 이외의 속도(패스트모션 재생 또는 슬로모션 재생)로 기록된 시퀀스를 시청하기를 원하는 경우에는, 기록매체를 단순히 판독헤드를 지나쳐 더 높거나 낮은 속도로 움직이는 것은 부적절하다. 실제로, 이와 같은 경우에 상기 버퍼 메모리에 기억되는 프레임의 수는 공칭수보다 크거나 작을 수 있는 한편, 표준 표시장치에 있어서 복수의 프레임은 공칭 속도(PAL 포맷에 있어서는 초당 25개)로 이 버퍼 메모리에서 판독된다. 본 발명은, 후술하는 것과 같이, 기록매체가 더 높거나 낮은 속도로(패스트모션 재생 또는 슬로모션 재생) 판독헤드를 통과하는 경우에도, 표시장치로 주어지는 코딩된 복수의 프레임의 평균 개수가 공칭수와 동일하게 유지될 수 있도록 하는 방법을 제공한다.

도 3은, 기록매체(10) 상에 기록된 정보를 판독하도록 구성된, 본 발명에 따른 재생장치(100)를 개략적으로 나타낸 것이다. 이 재생장치(100)는 판독헤드(30)와 기록매체(10)를 판독헤드(30)를 지나쳐 움직이는 수단(20)을 구비한다. 기록매체(10)가 자기 테이프인 경우에, 상기 이송수단(0)은 테이프에 대한 권취 릴을 구동하는 모터를 구비한다. 기록매체(10)가 자기 또는 광학 디스크인 경우에, 상기 이송수단(20)은 디스크를 회전시키는 모터를 구비한다.

상기 재생장치(100)는 제어장치(40)를 구비하는데, 이 제어장치는 예를 들면 적절히 프로그래밍된 (하드웨어 지향 또는 소프트웨어 지향의) 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 이 제어장치(40)는 이송수단(20)에 접속되어 이송수단(20)이 판독헤드(30)를 통과하여 기록매체(20)를 움직일 때의 속도를 제어한다.

더구나, 상기 제어장치(40)는 판독헤드(30)에 접속되어 판독헤드(30)에 의해 판독된 정보를 수신하는데, 이 정보는 전술한 것 같이 비디오 프레임에 대한 코딩된 정보에 해당한다. 상기 제어장치(40)는, 후술하는 것과 같이, 판독헤드(30)에 의해 판독된 정보를 출력(101)으로 선택적으로 인가하기 위해 재생장치(100)의 출력(101)에 더 접속된다.

상기한 재생장치(100)는 제어장치(40)에 접속된 재생속도 선택 스위치(50)를 구비하는데, 이 스위치는 사용자에 의해 구동될 수 있다. 상기한 선택 스위치(50)는 다양한 구성을 가질 수 있다. 한가지 구성에 있어서, 선택 스위치(50)는 눈금을 따라 움직일 수 있는 포인터로서 구성될 수 있는데, 이러한 포인터는 예를 들면 저항 트랙을 따라 움직일 수 있는 와이퍼를 구동한다. 또 다른 구성에 있어서는, 상기 선택 스위치(50)는 알파뉴메릭 키보드일 수 있다. 또한, 본 발명에 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 자명한 것 같이, 이들 구성을 결합할 수도 있다.

이와 같은 선택 스위치(50)를 사용하여, 사용자는 원하는 재생속도를 선택하기 위해 제어장치(40)에 명령을 내릴 수 있다. 보통, 사용자는 도 3에 "N"으로 표시된 정규 재생속도를 선택할 것이다. 상기한 제어장치(40)는, 기록매체(10)가 이하에서 정규속도로 c이하는 거의 일정한 소정의 속도를 갖고 움직이도록 이송수단(20)을 제어한다. 이에 따라 판독헤드(30)로부터 수신된 비디오 신호는 그 전체가 출력(10)으로 전송된다.

또한, 이 제어장치(40)는, 판독헤드(30)로부터 수신된 데이터 스트림을 감시하며, 이 데이터 스트림에 있어서 단위시간당 프레임의 평균 개수를 측정하도록 구성된다. 제어장치(40)는, 측정된 평균값을 이하에서 공칭값으로 불리는 소정의 고정된 값과 비교하는데, 이때 공칭값은 PAL 포맷의 경우에는 초당 25의 값을 갖는다. 측정된 평균값이 이러한 공칭값보다 큰 경우에, 제어장치(40)는 이송수단(20)을 제어하여 기록매체가 판독헤드(30)를 더 천천히 지나쳐 움직이도록 하며, 측정된 평균값이 이 공칭값보다 작은 경우에, 제어장치(40)는 이송수단(20)을 제어하여 기록매체가 더 신속하게 판독헤드(30)를 지나쳐 움직이도록 함으로써, 단위시간당 출력(101)으로 주어지는 프레임의 수가 상기한 공칭값과 동일하게 되도록 한다.

사용자가 공칭속도 이외의 재생속도를 선택하기를 원하면, 사용자는 선택 스위치(50)를 구동하여 속도 인수(speed factor) ∝를 입력시킨다. 이하에서는, 속도 인수 ∝를 공칭 재생속도가 곱해져야 하는 인수로서 정의하는데, 1보다 큰 속도 인수 ∝는 패스트모션 재생에 대응하며, 0과 1 사이에 있는 속도 인수 ∝는 슬로모션 재생에 해당한다.

본 발명의 중요한 일면에 따르면, 상기 속도 인수 ∝는 일정한 한계값 이내에서 연속적으로 조정될 수 있다. 또 다른 변형예에 있어서는, 사용자가 (비교적 큰) 일정한 수의 소정값으로부터 단지 속도 인수 ∝만을 선택할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

이하, 본 발명의 원리를 예시하기 위해, 본 발명에 따른 슬로모션 재생의 일례를 도 2b를 참조하여 설명한다. 도 2b는, 각각의 B 프레임을 1회 반복함으로써 제어장치(40)에 의해 도 2a에 도시된 시퀀스로부터 도출한 복수의 프레임으로 이루어진 시퀀스를 나타낸 것이다. 마찬가지로, 새로운 시퀀스 내부의 복수의 프레임은 도 2b의 상부에 표시된 번호 1, 2, 3, …을 가지며, 각각의 프레임의 형태를 도 2b의 하단부에 나타내었는데, 이 프레임의 원본 시퀀스 번호(도 2a)는 괄호 안에 기재하였다.

따라서, 본 실시예에 있어서, 15개의 프레임으로 구성된 새로운 시퀀스가 9개의 프레임을 포함하는 원본 시퀀스로부터 도출된다. 중요한 특징부는, 이 새로운 시퀀스가 MPEG 포맷을 완전히 따름으로써, 제어장치(40)가 이러한 변형된 시퀀스를 직접 표준 표시장치로 공급할 수 있으며, 표준 표시장치는 이러한 변형된 시퀀스를 직접 디코딩 및 표시할 수 있다는 점이다. 이와 같이 변형된 시퀀스(15개의 프레임)의 재생시간은 원본 시퀀스(9개의 프레임)보다 길기 때문에, 슬로모션 재생이 이루어지는데, 그 결과 본 경우에 있어서 속도 인수 ∝는 9/15 즉 0.6이 된다.

이때, 1보다 작은 더 큰 수의 "깨끗한(clean)" 속도 인수 ∝가 존재한다는 것은 자명하다. 도 2a에 예를 들기 위해 도시된 GOP의 시퀀스에 있어서, GOP 내부의 B 프레임을 1번, 2번, 3번, 4번 또는 5번 반복함으로써, 9/10, 9/11, 9/12, 9/13 및 9/14의 인수를 얻는 것이 가능하다. 더욱 더 많은 연속적인 복수의 GOP를 고려함으로써 이와 다른 분수를 얻을 수 있는데, 2개의 연속적인 GOP를 고려하는 경우에, 예를 들어 첫 번째 및 두 번째 GOP 내부의 2개 및 3개의 B 프레임을 각각 반복함으로써 18/23의 속도 인수를 얻을 수 있다.

이때, B 프레임을 1회 이상 반복함으로써 매우 작은 슬로모션 인수를 얻을 수 있다는 점에 주목해야 한다. 예를 들면, 도 2a에 도시된 GOP의 B 프레임은 각각 연속적으로 4번 전송되는데, 이러한 경우에 결과적으로 얻어진 슬로모션 인수는 9/27 = 0.33이다. 그러나, 더욱 더 작은 수의 슬로모션 인수의 경우에는, 재생된 화상이 시청자에서 갑자기 움직이는 느낌을 제공할 수도 있다.

실제적으로, 복수의 GOP의 길이는 반드시 상수일 필요가 없으므로, 주어진 원하는 속도 인수가 임의의 GOP에서 실현될 수 있는지는 확실하지 않다. 그러나, 이것은 중요하지 않으며, 본 발명의 중요한 특징은, 복수의 프레임의 지연된 판독과정의 경우에, 복수의 B 프레임을 반복함으로써 출력(101)에서 평균적으로 공칭 프레임 수를 얻을 수 있다는 점이다.

이하, 도 3을 참조한다. 제어장치(40)는, 공칭속도의 ∝배와 거의 동일한 속도로 슬로모션 재생모드에서 이송수단을 구동하도록 구성된다. 그 결과, 판독헤드(30)에 의해 단위시간당 판독된 프레임의 평균 개수는 공칭값의 ∝배와 거의 같다. 전술한 것과 같이, 상기한 제어장치(40)는 판독헤드(30)로부터 판독된 데이터 스트림을 감시하며 단위시간당 전송된 프레임의 개수를 계수하도록 구성된다. 계수된 값이 공칭값보다 작은 것으로 밝혀질 때 마다, 제어장치는 B 프레임 데이터에 X배를 한 것을 출력(101)에 공급한다. 이를 위해, 제어장치(40)는 B 프레임 데이터를 기억하기 위한 메모리(41)를 구비한다.

원칙적으로, X는 2로 선택된다. 그러나, 선택된 속도 인수가 너무 작아, 공칭 프레임 전송속도를 유지하기 위해 B 프레임 데이터를 2배 곱한 것을 공급하는 것이 적절하지 않은 경우에는, 제어장치(40)는 X를 3 또는 심지어 4로 증분한다.

이러한 구성은 다시 단위시간당 출력(101)으로 공급되는 프레임의 평균 개수가 거의 상기한 공칭값과 동일한 값이 되도록 한다. 이때, 변형된 시퀀스 내부의 프레임의 평균 개수가 항상 프레임의 공칭값과 동일하고 변형된 시퀀스가 MPEG 포맷을 따르기 때문에, 표시장치 측에서 변형된 신호를 수신하기 위해 어떠한 변형도 필요하지 않다는 점에 주목해야 한다. 상기 표시장치는, "정상적인" 방식으로 수신된 각각의 프레임을 디코드하여, 그것을 공급원에 무관하게, 즉 그것이 "정규" 또는 "반복된" 프레임인지 여부에 관계없이, 공칭시간(PAL 포맷에 있어서는 1/25초)으로 스크린 상에 재생한다.

더구나, 원리상, 각각의 GOP 내부에서 동일한 개수의 B 프레임을 반복할 필요가 없기 때문에, 명백하게 적당한 한계값 내에서, 임의의 원하는 슬로모션 인수를 얻을 수 있다는 점에 주목해야 한다. 임의의 판독속도(기록매체의 재생속도)에 대해서, 더 긴 시간에 걸쳐 평균값을 취한 전송된 복수의 프레임의 총수가 항상 공칭값과 거의 같아지도록, B 프레임이 일정한 순간에 반복된다는 점이 중요하다. 따라서, GOP의 실제 길이는 관계가 없다.

이하, 본 발명의 원리를 예시하기 위해, 본 발명에 따른 패스트모션 재생의 일례를 도 2c를 참조하여 설명한다. 도 2c는, 매 2번째의 B 프레임을 스킵(skip)함으로써 제어장치(40)에 의해 도 2a에 도시된 시퀀스로부터 도출한 복수의 프레임으로 이루어진 시퀀스를 나타낸 것이다. 마찬가지로, 새로운 시퀀스 내부의 복수의 프레임은 도 2c의 상부에 표시된 번호 1, 2, 3, …을 가지며, 각각의 프레임의 형태를 도 2c의 하단부에 나타내었는데, 이 프레임의 원본 시퀀스 번호(도 2a)는 괄호 안에 기재하였다.

따라서, 본 실시예에 있어서, 6개의 프레임으로 구성된 새로운 시퀀스가 9개의 프레임을 포함하는 원본 시퀀스로부터 도출된다. 중요한 특징부는, 이 새로운 시퀀스가 MPEG 포맷을 완전히 따름으로써, 제어장치(40)가 이러한 변형된 시퀀스를 직접 표준 표시장치로 공급할 수 있으며, 표준 표시장치는 이러한 변형된 시퀀스를 직접 디코딩 및 표시할 수 있다는 점이다. 이와 같이 변형된 시퀀스(6개의 프레임)의 재생시간은 원본 시퀀스(9개의 프레임)보다 짧기 때문에, 패스트모션 재생이 이루어지는데, 그 결과 본 경우에 있어서 속도 인수 ∝는 9/6 즉 1.5가 된다.

이때, 1보다 큰 더 큰 수의 "깨끗한" 속도 인수 ∝가 존재한다는 것은 자명하다. 도 2a에 예를 들기 위해 도시된 GOP의 시퀀스에 있어서, GOP 내부의 B 프레임을 1개, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 6개 스킵함으로써, 9/8, 9/7, 9/6, 9/5, 9/4 및 9/3의 인수를 얻는 것이 가능하다. 더욱 더 많은 연속적인 복수의 GOP를 고려함으로써 이와 다른 분수를 얻을 수 있는데, 2개의 연속적인 GOP를 고려하는 경우에, 예를 들어 첫 번째 및 두 번째 GOP 내부의 2개 및 3개의 B 프레임을 스킵함으로써 18/13의 속도 인수를 얻을 수 있다.

이때, 얻을 수 있는 최대의 패스트모션 인수는 GOP 내부의 프레임 수에 의존한다는 것은 자명하다. 또한, 복수의 P 프레임을 스킵함으로써 더 큰 패스트모션 인수도 얻을 수 있지만, 이것은 이러한 P 프레임과 연관된 모든 B 프레임이 마찬가지로 스킵되는 경우에만 허용된다. 모든 P 프레임이 스킵되는 경우에는, GOP의 단지 1개의 프레임만이 본 실시예에 있어서 표시되는데, 이때 결과적으로 얻어지는 패스트모션 인수는 9/1이 된다.

이하, 도 3을 참조한다. 제어장치(40)는, 공칭속도의 ∝배와 거의 동일한 속도로 패스트모션 재생모드에서 이송수단을 구동하도록 구성된다. 그 결과, 판독헤드(30)에 의해 단위시간당 판독된 프레임의 평균 개수는 공칭값의 ∝배와 거의 같다. 전술한 것과 같이, 상기한 제어장치(40)는 판독헤드(30)로부터 판독된 데이터 스트림을 감시하며 단위시간당 전송된 프레임의 개수를 계수하도록 구성된다. 계수된 값이 공칭값보다 큰 것으로 밝혀질 때 마다, 제어장치(40)는 B 프레임 데이터(필요한 경우에는, P 프레임의 데이터도)를 봉쇄함으로써, 이 데이터가 출력(101)에 도달할 수 없게 된다.

이러한 구성은 다시 단위시간당 출력(101)으로 공급되는 프레임의 평균 개수가 거의 상기한 공칭값과 동일한 값이 되도록 한다. 이때, 변형된 시퀀스 내부의 프레임의 평균 개수가 항상 프레임의 공칭값과 동일하고, 더구나 변형된 시퀀스가 MPEG 포맷을 따르기 때문에, 표시장치 측에서 변형된 신호를 수신하기 위해 어떠한 변형도 필요하지 않다는 점에 주목해야 한다. 상기 표시장치는, "정상적인" 방식으로 수신된 각각의 프레임을 디코드하여, 공칭시간(PAL 포맷에 있어서는 1/25초)으로 스크린 상에 재생한다.

더구나, 원리상, 각각의 GOP 내부에서 동일한 개수의 B 프레임을 스킵할 필요가 없기 때문에, 명백하게 적당한 한계값 내에서, 임의의 원하는 패스트모션 인수를 얻을 수 있다는 점에 주목해야 한다. 임의의 판독속도(기록매체의 재생속도)에 대해서, 더 긴 시간에 걸쳐 평균값을 취한 전송된 복수의 프레임의 총수가 항상 공칭값과 거의 같아지도록, B 프레임이 일정한 순간에 스킵된다는 점이 중요하다. 따라서, GOP의 실제 길이는 관계가 없다.

본 발명에 따라 제시된 방법의 중요한 이점은, 재생된 화상이 어떠한 교란을 나타내지 않으며, 화상의 움직임 성분이 실제로 더 신속한 이동을 나타낸다는 것이다. 전술한 것과 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는 최대 패스트모션 인수는, GOP 내부의 B 프레임(가능한 경우에는 P 프레임)의 개수에 의존한다. 명백하게, I 프레임을 스킵함으로써 더 큰 패스트모션 인수를 얻을 수 있다. 그러나, 이와 같이 높은 재생속도(9 또는 그 이상의 패스트모션 인수)에서는, 이에 따라 더 빠르게 움직이는 화상을 시청자가 따라갈 수 없으므로, 본 발명에 의해 제공되는 이러한 가능성이 거의 실제적인 이점을 갖지 못한다.

본 발명은, 시청자에 대해 보다 안정된 화상을 발생하는 대안을 제시한다. 이러한 변형예에 따르면, 먼저 소정의 제 1 개수의 연속적인 프레임이 표시장치로 전송된 다음, 소정의 제 2 개수의 연속적인 프레임이 스킵된다. 이때, 상기한 제 1 및 상기한 제 2 개수는 복수의 GOP의 전체 개수와 일치하는 것이 바람직하다. 1개의 GOP가 전송된 후, 9개의 연속적인 GOP가 스킵되는 예에 있어서는, 결과적으로 얻어진 패스트모션 인수는 10/1이 된다.

본 발명에 의해 제시된 이러한 패스트모션 재생방법이 지닌 이점은, 시청자가 항상 짧은 시간동안 정상적으로 움직이는 화상 장면을 볼 수 있으며, 연속적인 화상 장면이 시간 상의 점프에 의해 서로 분리된다는 것이다. 이러한 시간 점프의 길이는 거의 추정할 수가 없거나 추정이 불가능하므로, 이점에 있어서 5의 패스트모션 인수를 사용하여 재생되는 것을 시청하는 것은 50의 패스트모션 인수를 사용하여 재생되는 것을 시청하는 것과 유사하다.

청구범위에 규정된 것과 같은 본 발명의 보호 범위는 첨부도면에 도시되고 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 발명사상의 범주 내에서 본 발명에 따른 장치 및 방법에 대한 전술한 실시예를 변형하거나 변경하는 것이 가능하다는 것은 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 자명하다.

Claims (5)

1. MPEG 포맷에 따라 코딩된 복수의 비디오 프레임으로 구성되고, 복수의 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 포함하는 시퀀스를 판독하는 방법에 있어서, 기록물이 설치된 기록매체가 공칭 재생속도와 다른 속도로 재생됨으로써, 상기 시퀀스의 복수의 비디오 프레임이 공칭속도와 다른 속도(단위시간당 프레임의 수)로 공급되고, 이와 같이 판독된 복수의 프레임 중에서 1개 또는 그 이상의 B 프레임이 반복되거나 스킵됨으로써, 단위시간당 복수의 프레임의 평균 개수가 소정의 공칭값과 동일한 변형된 시퀀스를 표시장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기록매체는 공칭 재생속도보다 높은 속도로 재생되고, 복수의 B 프레임에 덧붙여, 복수의 P 프레임이 스킵되는 것을 특징으로 하는 판독방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기록매체는 공칭 재생속도보다 높은 속도로 재생되고, 소정의 제 1 개수의 연속적인 프레임이 표시장치로 전송된 후, 소정의 제 2 개수의 연속적인 프레임이 스킵될 때마다, 상기 제 2 개수는 상기 제 1 개수보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 판독방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 소정의 제 1 개수의 연속적인 프레임은 복수의 GOP의 전체 수에 해당하고, 상기 소정의 제 2 개수의 연속적인 프레임은 복수의 GOP의 전체 수에 해당하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
5. 청구항 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하며,

   기록매체(10) 상에 기록된 정보를 판독하는 판독헤드(30)와,

   상기 기록매체(10) 및 상기 판독헤드(30)를 서로에 대해 조정가능한 속도로 움직이는 이송수단(20)과,

   코딩된 복수의 프레임으로 구성된 시퀀스를 공급하는 출력(101)과,

   판독되는 정보를 수신하기 위해 판독헤드(30)에 접속되고, 판독된 정보를 상기 출력(101)으로 선택적으로 공급하기 위해 출력에 접속된 제어장치(40)와,

   상기 제어장치(40)와 관련되어, 판독된 복수의 B 프레임을 임시 기억하는 메모리(41)와,

   사용자에 의해 구동되며 상기 제어장치(40)에 접속된 속도 선택 스위치(50)를 구비한 장치(100)에 있어서,

   상기 제어장치(40)는, 상기 이송수단(20)에 접속되고, 상기 속도 선택 스위치(50)로부터 수신된 신호에 응답하여, 기록매체(10)의 이송 속도가 소정의 공칭속도의 ∝배가 되도록 상기 이송수단(20)을 제어하도록 구성되고, 이때 ∝는 속도 선택 스위치(50)를 사용하여 선택된 속도 인수이며,

   상기 제어장치(40)는, 상기 판독헤드(30)로부터 판독된 데이터 스트림을 감시하여, 상기 데이터 스트림 내부의 단위시간당 프레임의 수를 소정의 공칭 평균값과 비교하도록 구성되고,

   상기 제어장치(40)는, 단위시간당 계수된 프레임의 수가 공칭 평균값보다 작은 경우에, B 프레임의 데이터를 메모리(41)에 기억시키고, 상기 데이터를 출력(101)으로 전송한 후에, 상기 데이터를 메모리(41)에서 판독하여 상기 데이터를 다시 출력(101)으로 전송하도록 구성되며,

   상기 제어장치(40)는, 단위시간당 계수된 프레임의 수가 공칭 평균값보다 큰 경우에, B 프레임의 데이터가 출력(101)에 도달하지 못하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치(100).