KR20010005738A - 엠펙-4 시스템 적합 체계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 스레딩 동작 시스템에 의해 조종되는 특정 테스크를 갖는 키 모듈들로 세분된 MPEG-4 시스템 적합 체계와 관련한다. MPEG-4 디멀티플렉서는 세 레벨의 프로세스로 분할된다. 각각의 프로세스는 서로간에 독립적이지만, 동기 프리미티브들이 버퍼 사이즈들이 가능한 작게 유지되도록 하기 위해 버퍼들을 제어하는 신호장치의 형태로 동작 시스템에 의해 제공된다. 응용: 모든 종류들의 산업 MPEG-4 설비(데스크-탑, 셋-탑 박스).

Description

엠펙-4 시스템 적합 체계{MPEG-4 systems compliant architecture}
MPEG-4 표준의 시스템 부분은 MPEG-4 다중매체 데이터(비디오, 오디오, 2D 및 3D 그래픽)를 액세스하는 체계를 규정한다. 더욱 구체적으로, MPEG-4 시스템은 "MPEG-4 시스템",ISO/IEC JTC1/SC28/WG11 N 1901, 1997년 11월 21, 의 문서에 기술되어 있다. 그러한 체계는, 예컨대 대다수의 자원들(네트워크, 방송, 보관,...)로부터 비롯된 오디오 및 비디오 스트림들과 같은 임의의 스트림들에 대한 액세스를 제공해야하므로, 복잡하게 된다. 특히, 그러한 표준은, 오디오 및 비디오 데이터의 동기성에 대하여, 타임 스템프에 의해 일시적 정보들을 상기 다른 스트림들에 도입할 수 있는 메카니즘을 지정하고 있다.
이러한 관련 가능한 결과물들의 대부분은 비트 전송률에 있어서 어떠한 안정적인 형태를 갖는 네트워크 기술(예컨대, 이동 네트워크, 인터넷)을 이용할 것이다. 이들 네트워크 상에서는 비트 전송률의 변동이 발생하게 된다(인터넷에서는 하루 중의 시간에 따라, 이동 네트워크에서는 가장 인접한 베이스 스테이션에 대한 거리에 따라). MPEG-4 적합 체계(그 토폴로지는 세션중에 고정되어 있지만 통상 동적으로 전개될 수 있는 소위 "구성 배치"에 대하여 조절될 수 있어야 함)는 명확하게 구성될 다수의 메모리 버퍼들을 처리해야하며, 최적 체계의 실행은 적합한 버퍼 관리를 보장해야한다. 따라서, 이러한 정황에서 해결해야될 문제들은 다음과 같은 단점들을 피하기 위하여 상기 체계의 다른 모듈 간의 정보 교환과 관련하게 된다.
- "파이프-라인" 효과의 파괴, 예컨대 비동기화로 유도될 수 있는 스트림의 유실(오디오 스트림의 파괴 또는 비디오 스트림에 대한 오디오 신호들의 비동기화는 실수요자에 의해 상당히 지각될 수 있으므로, 용인할 수 없다);
- 비디오 회의와 같은 상호작용의 응용에서는 지나치게 긴 처리 시간;
- 초과 사이즈의 버퍼들이 이용될 경우 메모리 자원의 낭비.
이들 문제들에 대한 해결책들 간의 절충은 얻어내기가 어렵게 되는데, 그러한 이유는, 네트워크의 효과를 감소하기 위한 유일한 방법은 버퍼들의 사이즈를 증가시켜, 지연 및 처리 시간 등을 증가시킨다. 더욱이, 이전의 응용(예컨대, TV 방송 분야의 MPEG-2 표준)에 대한 경우에서 체계의 이전 단계의 실행에서 버퍼들의 사이즈를 예측하는 것은 현실적이지 못하다.
본 발명은 MPEG-4 시스템 적합 체계에 관한 것이다. 본 발명은 MPEG-4 다중 매체의 스트림에 대한 MPEG-4 표준과 관련한 응용을 포함한다.
도 1은 MPEG-4 시스템 버퍼 분할 모델(소위 Win32 동작 시스템의)을 도시하는 도면.
도 2는 다른 스레드들을 효과적으로 유지하는데 이용되는 신호장치를 갖는 제어 관리를 도시하는 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 이들 문제점들을 해소하고자 하는 것이다. 이러한 목적을 위하여, 본 발명은, 키 모듈들, 체계의 각 부분에 지정되는 다중 스레딩 동작 시스템에 의해 조종된 특정 테스크, 및 다중 스레드 동작 시스템에 의해 제공된 특정 동기 프리미티브에 기초하여 최적으로 되는 버퍼 관리에 대한 스트래티지로 세분되는 것을 특징으로 하는 체계와 관련한다.
MPEG-4 시스템의 실행은, 매우 간단하거나(예컨대, 오디오 플로우 및 비디오 플로우로 구성된 영화) 또는 매우 복잡하거나(원격지간 회의의 상호작용 다중 사용자 가상 현실의 응용), 구성 배치의 다른 성분들을 동적으로 설명할 수 있어야 한다. 다중 스레딩 동작 시스템의 마이크로프로세서에 기초한 MPEG-4 시스템의 모든 실행에 대한 포괄적인 체계를 규정하는 본 발명에 따른 기술적 해법은 상기 문제에 대한 해법이 된다. 모든 다중 스레딩 환경에 존재하는 기본적 프리미티브를 사용하는 제시된 체계는 실행 및 관리에 실제로 단위적이고, 유연하며, 동적이고, 확장가능하며, 용이하다. 더욱이, 다중 스레딩 동작 시스템은 목표 프로세서에 최적화되며, 다수 테스크들의 동기를 효과적으로 관리할 수 있도록 이루어진다.
이제, 본 발명의 상기 및 다른 특징들이 첨부된 도면을 참고하여 다음에 설명된다.
제시된 해법은 다음의 결과를 제기한다. 먼저, 최적 버퍼 관리에 대한 키 모듈들이 규정되며, MPEG-4 시스템의 특정의 포괄적 분할을 수반한다. 이들 모듈 각각은 다중 스레딩 동작 시스템(최적의 방법으로 버퍼들의 필링을 조정하기 위하여, 다중 스레딩 동작 시스템에 의해 제공된 특정의 동기 프리미티브를 사용)에 의해 조종되는 테스크로서 실행된다. 최종적으로, 버퍼 관리를 위한 스트래티지가 규정된다.
MPEG-4 시스템의 키 모듈들의 규정에 대하여, MPEG-4 디멀티플렉서의 각 부분에 대한 특정 테스크를 지정하도록, 도 1에 도시된 트랜스먹스, 플렉스먹스, 기본적 스트림의 세 개의 다른 레벨들로 상기 디멀티플렉서를 분할하는 것이 제안된다. 액세스 유닛들(AUs)을 판독하고 플레이(영상, 사운드)될 수 있는 프레임들을 생성하기 위하여 디코더 버퍼(오디오, 비디오,...)가 또한 규정되지만, 이러한 테스크는 디멀티플렉서에 의해 실행되는 부분은 아니다.
도 1의 구성은 다중 스레딩 기능성을 제공하는 예컨대 Win32 동작 시스템(=Window95)상에서 실행된다. 한 스레드는 각각 다음을 처리하도록 지정된다:
- 디스크 DK 또는 네트워크 NW 상의 데이터를 판독하고, 다수 N의 플렉스먹스 패킷 데이터 유닛들(=FM-PDUs)을 저장하기 위한 트랜스먹스 스레드(TMX);
- FM-PDU 버퍼 내의 이들 FM-PDU들을 판독하고, N 액세스 유닛 레이어 패킷 데이터 유닛들(=AL-PDUs)을 저장하며, N 액세스 유닛들(=AUs), 플렉스먹스 FMX 및 실행에 있어 하나의 단일 스레드로 구성되는 기본적 스트림 ELS를 복원하기 위한 플렉스먹스 스레드(FMX);
- 디코더들에 대해 액세스 유닛들(AUs)로 N 프레임들을 이루기 위한 디코더 스레드(DEC).
이들 스레드 각각은 서로간에 독립적이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 버퍼들은 큐로서, 즉 어떠한 고정된 길이 없이 FIFO(선입,선출)로서 실행된다(결과적으로 커다란 버퍼들도, 결핍된 테스크들도 갖지 않도록 하기 위하여 이들 버퍼들의 상태를 제어하도록 의뢰된다).
하지만, 테스크들은, 다른 스레드들을 효과적으로 유지하는 신호장치들(또는, 카운터들)에 의해 실행되는 소위 동기 프리미티브를 사용하여 서로간에 감시해야한다. 동작 시스템에 의해 제공되는 이들 신호장치 각각은 디멀티플렉서의 각 버퍼(FM-PDU, AL-PDU, AU)를 제어한다. 각 디코더에는 디코더 버퍼를 제어하기 위한 하나의 신호장치, 및 AU 버퍼가 지나치게 크게되는 경우 정지하도록 트랜스먹스에 신호전송하기 위한 신호장치가 있다.
이들의 작용은 도 2에 도시되며, 신호장치에 의한 제어 관리를 설명한다. 단계 (1) 및 (2)는 다음의 테스트들에 대응한다: (1)은 "N 이 0 보다 큰 경우, 작업"을 의미하고, (2)는 N 이 최대 보다 큰 경우, 정지"를 의미한다.
동작 시스템의 동기 설비에 기초하여, 이들 제어 기능은 다음의 버퍼 관리 스트래티지에 따라 실행된다.
(a) 실행시간중, 제 1 동작은 로컬 디스크 DK 또는 네트워크 NW 상의 데이터를 판독하는 트랜스먹스 TMX 에 의해 실행된다.
(b) 플렉스먹스 FMX는 트랜스먹스 TMX를 감시한다.
(c) 기본적인 스트림 ELS는 플렉스먹스 FMX를 감시한다.
(d) 실시간 디코딩 프로세스는 AU들이 AU 버퍼에 존재할 때 개시한다.
(e) 트랜스먹스 TMX 의 조정은 AU 버퍼가 임계 상태에 있지 않도록 조종하는 AU 피드백 신호장치에 의해 이루어진다.
이러한 버퍼 관리 스트래티지의 원리는 버퍼 사이즈를 가능한 작게되도록 유지하는 것이다. AL-PDUs의 수가 AU를 복원하기에 충분할 때 즉시 실행되어야 한다. 따라서 디코드용 데이터가 항상 존재하게 된다.
더욱이, 중요한 것은 이용되는 스랜스먹스의 형태를 고려하는 것이다. 트랜스먹스의 두가지 형태, 느린 것(네트워크 액세스)과 빠른 것(디스크 액세스)이 구별될 수 있다. 디스크 액세스들은 대기시간에 있어 빠르며 안정적이고, 그러한 형태의 액세스로 다른 버퍼들 내에 다수의 데이터를 저장할 필요가 없게 되는데, 이는 손실이 발생하지 않고 최대 임계값이 다소 낮게 될 수 있기 때문이다. 반대로, 네트워크 액세스들은 약간의 대기시간을 야기할 수 있으며(예컨대, 인터넷), 따라서 디코더를 결핍하게 하지 않도록 버퍼들 내에 보다 많은 데이터를 저장하는 것이 중요하게 된다.
한 디코더 보다 많은 경우에 있어서, 디코딩 스레드를 결핍되지 않도록(멀티플렉싱 스트래티지는 전송측의 목적으로 적합된 것으로 가정) 모든 AU 버퍼들이 임계 최대값에 도달한 경우에만 트랜스먹스가 정지되도록 지시되어야 한다.
본 발명은, 모든 종류들의 산업 MPEG-4 설비(데스크-탑, 셋-탑 박스)에 이용된다.

Claims (3)

  1. 엠펙-4 시스템 적합 체계에 있어서, 키 모듈들, 체계의 각 부분에 지정되는 다중 스레딩 동작 시스템에 의해 조정된 특정 테스크, 및 다중 스레드 동작 시스템에 의해 제공된 특정 동기 프리미티브에 기초하여 최적으로 되는 버퍼 관리에 대한 스트래티지로 세분되는 것을 특징으로 하는 엠펙-4 시스템 적합 체계.
  2. 제 1 항에 있어서, 엠펙-4 디멀티플렉서는, 로컬 디스크 또는 네트워크 상의 데이터를 판독하고 이들을 패킷 데이터 유닛들에 의해 저장하기 위해 제공되는 첫 번째의 트랜스먹스, 상기 패킷 데이터 유닛들을 판독하고 액세스 유닛 레이어 패킷 데이터 유닛들에 저장하기 위해 제공되는 두 번째의 플렉스먹스, 및 액세스 유닛들을 복원하기 위한 세 번째의 것의 세 가지의 다른 레벨들의 프로세스로 분할되는, 엠펙-4 시스템 적합 체계.
  3. 제 2 항에 있어서, 각각의 프로세스는 서로 간에 독립적이며, 동기 프리미티브들은 버퍼 사이즈들이 가능한 작게 유지되도록 하기 위해 각 버퍼를 제어하는 신호장치에 의해 서로간에 감시하도록 상기 동작 시스템에 의해 제공되는, 엠펙-4 시스템 적합 체계.
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