KR20010007567A - 디지털 복호화 방법 - Google Patents

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KR20010007567A
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다니야마마사유키
미야고시에이지
와타베아키히로
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 부호기의 개재 없이, 복호기 측만으로 동화상의 복수 장면의 이음새 없는 재생을 실현하는 것이다.
각 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 버퍼(15) 중 데이터 양이 규정량 이상이 되도록, 장면의 결합점마다, 버퍼(15) 중의 데이터 잔량에 따라 데이터 축적 매체(12)의 판독 속도를 제어한다.

Description

디지털 복호화 방법{DIGITAL DECODING METHOD}
본 발명은 동화상의 복수 장면이 이음새 없이(seamlessly) 재생되도록, 각 장면의 부호화 비트 스트림을 순차 복호화하는 디지털 복호화 방법에 관한 것이다.
동화상 압축 부호화 기술의 대표적인 것으로서 MPEG(Moving Picture Experts Group)를 들 수 있다. 일특개평 9-331524호 공보에는 각각 MPEG 규격에 따라서 부호화되는 복수의 비트 스트림(복수의 장면)을 이음새 없이 결합시키기 위한 디지털 부호화 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면 복호기 버퍼의 파탄(오버플로 및 언더플로)이 일어나지 않도록 제 1 장면 후에 제 2 장면을 이음새 없이 결합시키기 위하여, 제 1 비트 스트림의 종단 부근과 제 2 비트 스트림의 선두 부근의 각 부호화 비트율(압축률)이 제한된다.
상기 종래의 기술은 복수 장면의 이음새 없는 재생을 위한 준비를 부호기 측에서 행하는 것이었다. 따라서 결합돼야 될 장면이 특정되어 버리는 문제가 있었다. 또 각 장면 내에 화질 변동이 발생하는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은 부호기의 개재 없이, 복호기 측만으로 복수 장면의 이음새 없는 재생을 실현하는 데에 있다.
도 1은 본 발명에 관한 디지털 복호화 방법을 이용한 제 1 녹화재생 장치의 블록도.
도 2는 도 1의 비트 스트림 기억부(버퍼) 중의 데이터 양의 시간적 변화를 나타낸 타이밍도.
도 3은 본 발명에 관한 디지털 복호화 방법을 이용한 제 2 녹화재생 장치의 블록도.
도 4는 도 3의 비트 스트림 기억부(버퍼) 중의 데이터 양의 시간적 변화를 나타낸 타이밍 흐름도.
도 5는 본 발명에 관한 디지털 복호화 방법을 이용한 제 3 녹화재생 장치의 블록도.
도 6은 도 5의 비트 스트림 기억부(버퍼) 중 데이터 양의 시간적 변화의 일례를 나타낸 타이밍도.
도 7은 도 5의 비트 스트림 기억부(버퍼) 중 데이터 양의 시간적 변화의 다른 예를 나타낸 타이밍도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 부호기(인코더) 12 : 데이터 축적 매체
13 : 데이터 판독 제어부 14 : 데이터 입력 제어부
15 : 비트 스트림 기억부(버퍼)
16 : 데이터 출력 제어부 17 : 복호기(디코더)
18, 18a : 전송 속도 제어부 19 : 복호화 제어부
BS1~BS6 : 비트 스트림
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 제 1 방법은, 데이터 축적 매체로부터 판독된 동화상의 부호화 비트 스트림이 버퍼를 통하여 복호기로 공급되도록 구성된 디지털 재생 장치에서, 복수의 장면이 이음새 없이 재생되도록 각 장면의 비트 스트림을 순차 복호화하는 디지털 복호화 방법으로서, 다음 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양이 규정량 이상이 되도록, 상기 데이터 축적 매체로부터의 현 장면 판독 속도를 제어하는 것으로 한 것이다.
본 발명에 관한 제 2 방법은, 동화상의 부호화 비트 스트림이 버퍼를 통하여 복호기로 공급되도록 구성된 디지털 재생 장치에서, 복수의 장면이 이음새 없이 재생되도록 각 장면의 비트 스트림을 순차 복호화하는 디지털 복호화 방법이며, 각 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양을 예측하고, 어떤 장면의 복호화 개시 시점의 예측 데이터 양이 규정량에 미치지 않는 경우에는, 그 부족분 데이터 양을 상기 규정량에 추가하여 얻어진 양만큼 첫 장면의 데이터가 상기 버퍼 중에 축적되는 것을 기다려 첫 장면 첫 프레임의 복호화를 개시하는 것으로 한 것이다.
본 발명에 관한 제 3 방법은, 동화상의 부호화 비트 스트림이 버퍼를 통하여 복호기로 공급되도록 구성된 디지털 재생 장치에서, 복수의 장면이 이음새 없이 재생되도록 각 장면의 비트 스트림을 순차 복호화하는 디지털 복호화 방법으로서, 상기 버퍼로의 각 장면 입력 속도를 어떤 제어하에서 제한한 다음에, 각 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양을 예측하고, 어떤 장면의 복호화 개시 시점의 예측 데이터 양이 규정량에 미치지 않는 경우에는, 그 부족분의 데이터 양을 상기 규정량에 추가시켜 얻어진 양만큼 첫 장면의 데이터가 상기 버퍼 중에 축적되는 것을 기다려 첫 장면 첫 프레임의 복호화를 개시하는 것으로 한 것이다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
(실시예)
도 1은 본 발명에 관한 디지털 복호화 방법을 이용한 제 1 녹화재생 장치의 블록도이다. 도 1에서 11은 부호기(인코더), 12는 데이터 축적 매체, 13은 데이터 판독 제어부, 14는 데이터 입력 제어부, 15는 비트 스트림 기억부(버퍼), 16은 데이터 출력 제어부, 17은 복호기(디코더), 18은 전송 속도 제어부, BS1~BS6은 부호화 비트 스트림이다.
도 1의 장치는 부호기(11)와 복호기(17)를 구비한 이른바 코덱(CODEC)이다. 부호기(11)는 원동화상 신호의 압축 부호화에 의하여 비트 스트림(BS1)을 생성한다. 생성된 비트 스트림(BS1)은 데이터 축적 매체(12)에 기록된다. 이 데이터 축적 매체(12)는 광자기 디스크나 자기 테이프, 반도체 메모리 등의 기록 매체이다. 데이터 판독 제어부(13)는 데이터 축적 매체(12)로부터 가변 속도로 비트 스트림(BS2)을 판독할 수 있다. 데이터 입력 제어부(14)는 데이터 판독 제어부(13)로부터 비트 스트림(BS3) 및 동기 제어 신호를 받고 비트 스트림(BS2)의 판독에 동기하여 비트 스트림(BS4)을 버퍼(15)에 기입한다. 버퍼(15)는 데이터 입력 제어부(14)로부터 공급된 비트 스트림(BS4)을 일시적으로 기억하기 위한 메모리이다. 데이터 출력 제어부(16)는 버퍼(15)로부터 비트 스트림(BS5)을 판독한다. 복호기(17)는 데이터 출력 제어부(16)로부터 공급된 비트 스트림(BS6)을 복호화하고, 그 결과 얻어진 재생 동화상 신호를 출력한다. 전송 속도 제어부(18)는 데이터 입력 제어부(14)로부터 얻은 데이터 입력 정보(버퍼(15)의 기입 어드레스 정보)와, 데이터 출력 제어부(16)로부터 얻은 데이터 출력 정보(버퍼(15)의 판독 어드레스 정보)로부터 버퍼(15) 중의 데이터 잔량을 계산하고, 이 계산으로 얻어진 데이터 잔량의 정보와 각 장면의 프레임 수, 압축률 등의 화상 압축 정보에 기초하여 데이터 축적 매체(12)의 판독 속도를 결정하고, 이 속도에 관한 정보를 데이터 판독 제어부(13)로 전송 속도 정보로서 부여한다.
여기서 버퍼(15)로 입력되는 비트 스트림(BS4)의 비트율(버퍼 입력 속도)은 데이터 축적 매체(12)의 판독 속도와 같으며 또 가변이다. 복호기(17)의 복호화에 관한 비트율(복고화 속도)은 장면별 부호화 비트율(압축률)과 일치한다. 또 버퍼(15)에는 부호기(11), 복호기(17), 및 그 밖의 회로 블록이 공유하는 메모리 자원 중 그 일부가 할당된다.
도 2는 도 1의 복호화용 버퍼(15) 중의 데이터 양의 시간적 변화를 나타낸다. DI1, DI2, DI3은 각각 버퍼(15)로의 제 1 , 제 2, 및 제 3 장면의 비트 스트림 입력기간이다. 제 2 장면의 입력기간(DI2)은 시각(t20)에서, 제 3 장면의 입력기간(DI3)은 시각(t30)에서 각각 시작된다. 개개의 장면은 예를 들어 1개의 GOP(Group Of Picture)로 구성된다. 도 2 중 일점 쇄선으로 표시된 꺾인 선은, 각 장면의 버퍼 입력 속도를 서로 같은 값(Ri)으로 설정한 경우의 버퍼(15) 중 데이터 양의 궤적을 나타내고, 도 2 중 실선으로 표시된 꺾인 선은 제 1, 제 2, 및 제 3 장면의 버퍼 입력 속도를 각각 Ri(1), Ri(2), 및 Ri(3)로 설정한 경우의 버퍼(15) 중 데이터 양의 각 궤적을 나타낸다. 꺾인 선의 '우측 경사 선분'의 기울기는 버퍼 입력 속도를, 꺾인 선의 '수직 선분'의 길이는 1프레임별 픽처의 데이터 양을 각각 나타낸다. 여기서는 버퍼(15)로부터 각 픽처 데이터의 인출이 순간 완료되는 것으로 한다.
도 2 중 Sv는 부호기(11)에서의 부호 발생량 제어에 이용되는 가상 버퍼의 크기, 즉 MPEG에서 규정된 VBV(Video Buffering Verifier) 버퍼 사이즈를 나타낸다. 그러므로 각 장면에 대하여 규정량(Sv) 이상의 데이터가 버퍼(15) 중에 축적된 시점에서 첫 프레임의 복호화를 개시할 수 있다. 이 규정 데이터 양(Sv)은 버퍼(15)로부터 한번에 인출되는 최대의 데이터 양이기도 한다.
도 2 중 T는 1프레임 기간을 나타낸다. NTSC(National Television System Committee)의 비디오 속도(30프레임/s)로라면 T＝33.3㎳이다.
도 2에 의하면 시각(t10)로부터 1프레임 기간(T)만큼 경과한 시각(t11)에서, 버퍼(15) 중의 제 1 장면 데이터 양이 규정량(Sv)에 달한다. 따라서 시각(t11)에서 제 1 장면의 복호화를 개시할 수 있다. 또한 제 2 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시각(t21)에서의 버퍼(15) 중 데이터 양이, 일점 쇄선 및 실선의 어느 궤적에서도 규정량(Sv) 이상이므로, 버퍼(15)에 언더플로를 발생시키는 일없이 제 1 장면에 대하여 제 2 장면을 이음새 없이 결합시킬 수 있다. 또 제 3 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시각(t31)에서의 버퍼(15) 중 데이터 양이, 일점 쇄선 및 실선의 어느 궤적에서도 규정량(Sv)이므로, 버퍼(15)에 언더플로를 발생시키는 일없이 제 2 장면에 대하여 제 3 장면을 이음새 없이 결합시킬 수 있다.
도 2 중 일점 쇄선의 궤적을 상세하게 설명하면, 시각(t20)에서는 제 1 장면 마지막 프레임의 규정량(Sv)의 데이터가 버퍼(15)로부터 인출되어 복호기(17)에 출력된다. 얻어지는 1프레임 기간(T)에는 버퍼(15) 중 데이터 양이, 제 2 장면의 데이터 입력(버퍼 입력 속도(Ri))에 의하여 규정량(Sv)까지 회복된다. 그리고 시각(t21)에서 제 2 장면 첫 프레임의 규정량(Sv) 데이터가 버퍼(15)로부터 인출되어 복호기(17)에 출력되는 결과, 버퍼(15) 중 데이터 양이 0으로 된다. 즉 시각(t20)에서 데이터를 인출하기 전의 버퍼(15) 중 데이터 양은, 2×Sv－Ri×T이다. 따라서 규정량(Sv)의 데이터가 버퍼(15)로부터 2번 계속되어 인출된다는 최악의 경우를 생각하여도, 버퍼(15)의 전용량을 Sb로 할 때, 다음 수학식 1에서 나타나는 조건을 버퍼 전용량(Sb)이 만족시키는 한, 버퍼(15)의 파탄(오버플로 및 언더플로)을 발생시키는 일없이 제 1 장면에 대하여 제 2 장면을 이음새 없이 결합시킬 수 있다. 여기서 버퍼 전용량(Sb)이 2×Sv－Ri×T보다 커도 됨은 물론이다.
더욱이 도 2 중 일점 쇄선의 궤적에 의하면, 제 2 장면의 프레임 수를 N(2)으로 하고 이 장면의 부호화 비트율(압축률)을 Re(2)로 할 때, 제 2 장면에 대한 제 3 장면의 이음새 없는 결합을 위하여 시각(t31)에서 규정 데이터 양(Sv)을 확보하는 데에 있어서, 시각(t21)에서 시각(t31)까지의 시간(T×N(2)) 사이에, 버퍼(15) 중 데이터 양을 0에서 Ri-Re(2)의 비율로 규정량(Sv)만큼 증가시킬 필요가 있다는 것을 알 수 있다. 즉 다음 수학식 2를 만족시키도록 버퍼 입력 속도(Ri)를 설정하면 된다.
구체적으로는, Sv＝1.835Mbit, T＝33.3㎳, N(2)＝15, Re(2)＝8Mbps로 하면 수학식 2에서 Ri＝11.67Mbps가 되고, 또 수학식 1에서 Sb＝3.281Mbit가 된다. 즉 버퍼 전용량(Sb)을 3.281Mbit 이상으로, 버퍼 입력 속도(데이터 축적 매체(12)의 판독 속도)(Ri)를 11.67Mbps로 각각 설정함으로써, 버퍼(15)의 파탄(오버플로 및 언더플로)을 발생시키는 일없이 3개 장면이 이음새 없이 재생되도록 각 장면의 비트 스트림을 순차 복호화할 수 있다.
도 2 중 실선의 궤적에서는 시각(t20)에서 전용량(Sb)이 데이터로 채워진 버퍼(15)로부터, 제 1 장면 마지막 프레임의 규정량(Sv)보다 작은 양의 데이터가 인출되어 복호기(17)에 출력되는 것으로 한다. 이어지는 1프레임 기간(T)에서는 버퍼(15) 중 데이터 양이 제 2 장면의 데이터 입력에 의하여 규정량(Sv)을 초과하여 회복된다. 따라서 시각(t21)에서 제 2 장면 첫 프레임의 규정량(Sv) 데이터가 버퍼(15)로부터 인출되어 복호기(17)로 출력된 시점에서는, 버퍼(15) 중에 α(＞0) 만큼 데이터가 남는다. 이 데이터 잔량(α)에 따라서 전송 속도 제어부(18)는, 제 3 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시각(t31)에서의 버퍼(15) 중 데이터 양이 규정량(Sv)이 되도록 다음 수학식 3에 따라 제 2 장면의 버퍼 입력 속도(데이터 축적 매체(12)의 판독 속도)(Ri(2))를 제어한다. 이 경우에도 복호화 개시 시각(t31)에서 버퍼(15) 중에 규정량(Sv)의 데이터가 확보되므로, 버퍼(15)에 언더플로를 발생시키는 일없이 제 2 장면에 대하여 제 3 장면을 이음새 없이 결합시킬 수 있다. 뿐만 아니라 상기 일점 쇄선 궤적의 경우와 같은 조건으로, 예를 들어 α＝0.5Mbit로 하면, 수학식 3에 따라 Ri(2)＝10.67Mbps가 되므로 제 2 장면의 입력기간(DI2)에서의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
이상과 같이 도 1의 구성에 의하면, 장면의 결합점별로 버퍼(15) 중의 데이터 잔량에 따라 데이터 축적 매체(12)의 판독 속도를 제어함으로써, 복호기 측만으로 복수 장면의 이음새 없는 재생을 실현할 수 있다.
여기서 도 2 중의 예를 들어 시각(t20)에서의 데이터 잔량(β), 즉 제 1 장면 마지막 프레임의 데이터가 버퍼(15)로부터 인출되어 복호기(17)에 출력된 시점에서의 버퍼(15) 중 데이터 양에 따라, 제 2 장면의 버퍼 입력 속도(데이터 축적 매체의 판독 속도)(Ri(2))를 제어하도록 하여도 된다.
도 3은 본 발명에 관한 디지털 복호화 방법을 이용한 제 2 녹화재생 장치의 블록도이다. 도 3에서 11은 부호기, 12는 데이터 축적 매체, 13은 데이터 판독 제어부, 14는 데이터 입력 제어부, 15는 비트 스트림 기억부(버퍼), 16은 데이터 출력 제어부, 17은 복호기, 19는 복호화 제어부, BS1~BS6은 부호화 비트 스트림이다.
도 3의 장치는 부호기(11)와 복호기(17)를 구비한 이른바 코덱이다. 부호기(11)는 원동화상 신호의 압축 부호화에 의하여 비트 스트림(BS1)을 생성한다. 생성된 비트 스트림(BS1)은 데이터 축적 매체(12)에 기록된다. 이 데이터 축적 매체(12)는 광자기 디스크나 자기 테이프, 반도체 메모리 등의 기록 매체이다. 데이터 판독 제어부(13)는 데이터 축적 매체(12)로부터 고정 속도로 비트 스트림(BS2)을 판독한다. 데이터 입력 제어부(14)는 데이터 판독 제어부(13)로부터 비트 스트림(BS3)을 수취한다. 버퍼(15)는 데이터 입력 제어부(14)로부터 공급된 비트 스트림(BS4)을 일시 기억하기 위한 용량 가변 메모리이다. 이 버퍼(15)에는 부호기(11), 복호기(17), 및 그 밖의 회로 블록이 공용하는 메모리 자원 중, 그 일부가 할당된다. 데이터 출력 제어부(16)는 버퍼(15)로부터 비트 스트림(BS5)을 판독한다. 복호기(17)는 데이터 출력 제어부(16)로부터 공급된 비트 스트림(BS6)을 복호화하고, 그 결과 얻어진 재생 동화상 신호를 출력한다. 복호화 제어부(19)는 각 장면의 프레임 수나 압축률 등의 화상 압축 정보와, 장면의 재생 순서 등의 재생 정보에 기초하여 각 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 버퍼(15) 중 데이터 양을 예측하고, 어떤 장면의 복호화 개시 시점의 예측 데이터 양이 규정량(VBV 버퍼 사이즈)(Sv)에 미치지 않는 경우에는, 데이터 양의 부족이 발생하지 않는 것으로 가정하여 결정된 버퍼(15)의 용량(Sb)(수학식 1 참조)을, 부족 데이터 양(γ)만큼 증가시키도록 버퍼 사이즈 정보를 데이터 입력 제어부(14) 및 데이터 출력 제어부(16)에 부여한 다음에, 규정량(Sv)에 부족 데이터 양(γ)을 추가하여 얻어진 양만큼 첫 장면의 데이터가 버퍼(15) 중에 축적되는 것을 기다려, 첫 장면 첫 프레임의 복호화가 개시되도록 데이터 출력 제어부(16)에 복호화 개시 정보를 부여한다. 또 복호화 제어부(19)는 데이터 입력 제어부(14)로부터 얻은 데이터 입력 정보(버퍼(15)의 기입 어드레스 정보)와, 데이터 출력 제어부(16)로부터 얻은 데이터 출력 정보(버퍼(15)의 판독 어드레스 정보)로부터 버퍼(15) 중의 데이터 잔량을 파악할 수 있도록 되어 있다.
도 4는 도 3의 버퍼(15) 중 데이터 양의 시간적 변화를 나타낸다. 여기서 버퍼(15)의 입력 비트율(버퍼 입력 속도)(Ri)은 장면에 좌우되지 않고 일정하다. 도 4 중의 일점 쇄선으로 표시된 꺾인 선은, 시각(t11)에서 제 1 장면 첫 프레임의 복호화를 개시하면 시각(t31')에서 버퍼(15)에 언더플로가 발생하는 것을 나타내는, 버퍼(15) 중 데이터 양의 궤적이다. 이 경우, 버퍼(15)로의 제 1, 제 2, 및 제 3 장면의 비트 스트림 입력기간이 DI1', DI2', 및 DI3'이다. 제 2 장면의 입력기간(DI2')은 시각(t20')에서, 제 3 장면의 입력기간(DI3')은 시각(t30')에서 각각 시작된다. 또한 도 4 중 실선으로 표시된 꺾인 선은, 시각(t12)까지 제 1 장면 첫 프레임의 복호화를 지연시키면 버퍼(15)에 언더플로가 발생하지 않는 것을 나타내는, 버퍼(15) 중 데이터 양의 궤적이다. 이 경우 버퍼(15)로의 제 1, 제 2, 및 제 3 장면의 비트 스트림 입력기간이 DI1, DI2, 및 DI3이다. 제 2 장면의 입력기간(DI2)은 시각(t20)에서, 제 3 장면의 입력기간(DI3)은 시각(t30)에서 각각 시작된다.
도 4에 의하면 시각(t10)에서 1프레임 기간(T)만큼 경과한 시각(t11)에서, 버퍼(15) 중 제 1 장면의 데이터 양이 규정량(Sv)에 달한다. 일점 쇄선의 궤적에서는 이 시각(t11)에서 제 1 장면 첫 프레임의 복호화가 개시된다. 이 경우에도 시각(t20')으로부터 1프레임 기간(T)만큼 경과한 시각(t21')에서는, 버퍼(15) 중에 규정량(Sv)의 데이터가 확보되므로, 제 2 장면 첫 프레임의 복호화를 즉시 개시할 수 있다. 그러나 시각(t30')으로부터 1프레임 기간(T)만큼 경과한 시각(t31')에서는, 버퍼(15)에서 규정량(Sv)에 대하여 데이터 양 부족(γ)이 생기므로 제 3 장면 첫 프레임의 복호화를 즉시 개시할 수는 없고, 버퍼(15) 중에 규정량(Sv)의 데이터가 축적되는 시각(t32')까지 기다려야 한다. 즉 시각(t31')으로부터 시각(t32')까지, 이른바 VBV 지연(start-up delay)이 발생해 버려, 제 2 장면에 대하여 제 3 장면을 이음새 없이 결합할 수 없다. 예를 들어 제 2 장면 부호화 비트율이 매우 큰 경우에는 제 2 장면의 버퍼 입력 속도를 크게 하는 등의 대책을 실시하지 않으면, 이음새 없는 재생을 실현하지 못 할 수도 있다(수학식 3 참조).
상기 부족 데이터 양(γ)은 제 1 및 제 2 장면의 프레임 수를 각각 N(1) 및 N(2)으로 하고 양 장면의 부호화 비트율(압축률)을 각각 Re(1) 및 Re(2)로 할 때, 다음 수학식 4와 같이 견적을 낼 수 있다. 즉 부족 데이터 양(γ)은 연속 2 장면의 압축률의 차이 Re(2)－Re(1)와, 양 장면 프레임 수의 비 N(2)/N(1)에 의존하는 것이다.
도 4 중의 실선 궤적에 의하면, 시각(t11)으로부터 기간(DT)만큼 경과한 시각(t12)까지, 즉 수학식 4에 따라 예측되는 부족량(γ)을 규정량(Sv)에 추가하여 얻어진 양만큼 첫 장면의 데이터가 버퍼(15) 중에 축적되는 시각(t12)까지 기다려 제 1 장면 첫 프레임의 복호화를 개시한다. 이로써 제 2 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시각(t21)뿐만 아니라, 제 3 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시각(t31)에서도, 버퍼(15)에 언더플로가 발생하는 일은 없다. 즉 제 1 장면에 대하여 제 2 장면을, 제 2 장면에 대하여 제 3 장면을 각각 이음새 없이 결합시킬 수 있다. 단 버퍼(15)에 오버플로가 발행하지 않도록, 버퍼(15)의 전체용량을 Sb＋γ까지 증가시켜 둘 필요가 있다.
이상과 같이 도 3의 구성에 의하면, 예상되는 부족 데이터 양(γ)에 따라 첫 장면의 복호화 개시를 지연시킴으로써, 복호기 측만으로 복수 장면의 이음새 없는 재생을 실현할 수 있다.
여기서 도 3의 예에서는 데이터 축적 매체(12)의 판독 속도가 고정되기 때문에, 버퍼(15)의 입력 비트율(버퍼 입력 속도)이 장면에 상관없이 일정한 것으로 하였다. 단 데이터 축적 매체(12)의 판독 속도를 어느 상한 속도까지 변경할 수 있을 경우에는, 도 1 및 도 2에서 설명한 방법에 따라서 버퍼(15)로의 각 장면 입력 속도를 어느 정도 제어하는 것으로 한 다음에, 도 3 및 도 4에서 설명한 방법을 취하면 된다. 이에 의하면 도 4 중 버퍼(15)의 용량 증가분(γ)을 저감시킬 수 있다.
또한 결합될 장면 수, 각 장면의 부호화 비트율, 각 장면 프레임 수를 고려하여, 버퍼(15)의 용량을 데이터 부족분만큼 크게 확보함으로써, 4개 이상 장면의 이음새 없는 결합도 가능하다.
그런데 상기 제 1 및 제 2 녹화재생 장치에서는, 현 장면에 대하여 연속적으로 결합해야 할 다음 장면의 존재가 이미 부여된 것으로 하였다. 그러나 어느 장면의 재생 도중에 갑자기 장면 결합 요구가 주어질 경우도 있다. 다음에 설명하는 녹화재생 장치는 이와 같은 상황에 대처할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명에 관한 디지털 복호화 방법을 이용한 제 3 녹화재생 장치의 블록도이다. 도 5 중 전송 속도 제어부(18a)는, 장면 결합 요구를 수취하도록 구성된 점에서 도 1 중 전송 속도 제어부(18)와 다르다. 도 5 중 그 밖의 구성은 도 1과 같다.
도 5 중 전송 속도 제어부(18a)는 현 장면의 재생 도중에 부여된 장면 결합 요구에 응답하고, 결합해야 할 다음 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 버퍼(15) 중 데이터 양을 예측하여, 당해 예측 데이터 양이 규정량(Sv)에 미치지 않는 경우에는 그 부족 데이터 양(γ)을 보충하도록, 데이터 축적 매체(12)로부터의 현 장면 나머지 프레임의 판독 속도를 제어하는 것이다.
도 6은 도 5 중 복호화용 버퍼(15) 중의 데이터 양의 시간적 변화의 일례를 나타낸다. DI1과 DI2 및 DI3은 각각 버퍼(15)로의 제 1과 제 2 및 제 3 장면의 비트 스트림 입력기간이다. 제 2 장면 입력기간(DI2)은 시각(t20)에서, 제 3 장면 입력기간(DI3)은 시각(t30)에서 각각 시작된다. 여기서는 제 2 장면 재생 도중에 제 3 장면 결합 요구가 부여되는 것으로 한다. 도 6 중 일점 쇄선으로 표시된 궤적은, 각 장면의 버퍼 입력 속도(Ri(1), Ri(2), Ri(3))를 서로 같은 값(Ri)으로 유지하면, 시각(t31)에서 버퍼(15)에 언더플로가 발생하는 것을 나타낸다. 도 6 중 실선으로 표시된 궤적은, 장면 결합 요구에 응답하여 Te로 표시된 단기간만 제 2 장면의 버퍼 입력 속도(Ri)를 데이터 축적 매체(12)의 최대 판독 속도(Rimax)까지 증가시키면, 버퍼(15)에 언더플로가 발생하지 않는 것을 나타낸다.
도 6 중의 일점 쇄선의 궤적에 의하면, 시각(t30)으로부터 1프레임 기간(T)만큼 경과한 시각(t31)에서는, 버퍼(15)에서 규정량(Sv)에 대하여 데이터 양의 부족(γ)이 발생하므로, 제 3 장면 첫 프레임의 복호화를 즉시 개시할 수는 없고 버퍼(15) 중에 규정량(Sv)의 데이터가 축적되는 시각(t32)까지 대기해야 한다. 즉 시각(t31)으로부터 시각(t32)까지 VBV 지연이 발생해 버려, 제 2 장면에 대하여 제 3 장면을 이음새 없이 결합시킬 수 없다. 여기서 부족 데이터 양(γ)은 상기 수학식 4에 의하여 계산할 수 있다.
도 6 중의 실선 궤적에 의하면 장면 결합 요구의 부여 직후 시각(t22)부터 시작하는 1프레임 기간(T) 중, 부족 데이터 양(γ)의 보충에 필요한 기간(Te)만큼 제 2 장면 버퍼 입력 속도(데이터 축적 매체(12)의 판독 속도)(Ri(2))가 최대 속도(Rimax)로 증가된다. 즉 다음 수학식 5를 만족시키는 기간(Te) 동안, 버퍼 입력 속도(Ri(2))가 인상된다. 그리고 부족 데이터 양(γ)의 보충 종료 후에는, 원래 속도(Ri)로 복귀된다. 따라서 장면 결합 요구를 수취한 후 간단한 제어로써, 버퍼(15)에 언더플로를 발생시키는 일없이 제 2 장면에 대하여 제 3 장면을 이음새 없이 결합시킬 수 있다.
도 7은 도 5의 복호화용 버퍼(15) 중 데이터 양의 시간적 변화의 다른 예를 나타낸다. 도 6의 경우와 마찬가지로 제 2 장면 재생 도중에 제 3 장면 결합 요구가 부여되었을 때, 도 7 중 실선으로 표시된 궤적은, 장면 결합 요구에 응답하여 제 2 장면 나머지 프레임의 버퍼 입력 속도(데이터 축적 매체(12)의 판독 속도)(Ri(2))를 평균적으로 어느 속도(Rie)까지 증가시키면 버퍼(15)에 언더플로가 발생하지 않는 것을 나타낸다.
도 7 중의 실선 궤적에 의하면 장면 결합 요구를 수취한 직후의 시각(t22)부터 시작되는 복수 프레임 기간에 걸쳐, 부족 데이터 양(γ)의 보충에 필요한 속도(Rie)까지 제 2 장면 버퍼 입력 속도(Ri(2))가 증가된다. 즉 장면 결합 요구가 부여된 시점에서의 현 장면(제 2 장면)의 나머지 프레임 수를 Nr(2)로 할 때, 데이터 축적 매체(12)로부터의 현 장면 판독에 사용할 수 있는 남은 시간이 T×Nr(2)인 점을 감안하여, 다음 수학식 6을 만족시키는 속도(Rie)가 나머지 프레임의 판독 속도로서 채용된다. 따라서 도 6의 경우와 마찬가지로 버퍼(15)에 언더플로를 발생시키는 일없이 제 2 장면에 대하여 제 3 장면을 이음새 없이 결합시킬 수 있다.
이상과 같이 도 5의 구성에 의하면, 장면 결합 요구가 부여된 시점에서 예상되는 부족 데이터 양(Υ)에 따라 데이터 축적 매체(12)로부터의 현 장면 나머지 프레임의 판독 속도를 제어함으로써, 복호기 측만으로 복수 장면의 이음새 없는 재생을 실현할 수 있다.
여기서 도 6의 예에서는, Te＜T이므로 제 2 장면의 나머지 프레임 중 1프레임만의 판독 속도를 제어하였으나, 예를 들어 T＜Te＜2T이면 2프레임의 판독 속도를 제어하면 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 부호기를 개재하지 않고 복호기 측만으로 복수 장면의 이음새 없는 재생을 실현할 수 있다.

Claims (14)

  1. 데이터 축적 매체로부터 판독된 동화상의 부호화 비트 스트림이 버퍼를 통하여 복호기로 공급되도록 구성된 디지털 재생 장치에 있어서, 복수의 장면이 이음새 없이 재생되도록 각 장면의 비트 스트림을 순차 복호화하는 디지털 복호화 방법에 있어서,
    다음 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양이 규정량 이상이 되도록, 상기 데이터 축적 매체로부터의 현 장면 판독 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    현 장면 첫 프레임의 데이터가 상기 버퍼로부터 상기 복호기로 출력된 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양에 따라서, 상기 데이터 축적 매체로부터의 현 장면 판독 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    현 장면의 하나 앞 장면 마지막 프레임의 데이터가 상기 버퍼로부터 상기 복호기로 출력된 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양에 따라서, 상기 데이터 축적 매체로부터의 현 장면 판독 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    현 장면 재생 도중에 주어진 장면 결합 요구에 응답하고, 결합해야 할 다음 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양을 예측하고,
    상기 다음 장면 복호화 개시 시점의 예측 데이터 양이 상기 규정량에 미치지 않을 경우에는, 그 부족 데이터 양을 보충하도록 상기 데이터 축적 매체로부터의 현 장면 나머지 프레임의 판독 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 부족분의 데이터 양이 보충될 때까지 상기 데이터 축적 매체로부터의 판독 속도를 최대화하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 부족분의 데이터 양을 상기 데이터 축적 매체로부터의 현 장면 판독에 이용할 수 있는 남은 시간으로 나눔으로써, 판독 속도의 증가분을 구하고,
    상기 데이터 축적 매체로부터의 현 장면 나머지 프레임의 판독 속도를 상기 증가분 만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  7. 동화상의 부호화 비트 스트림이 버퍼를 통하여 복호기로 공급되도록 구성된 디지털 재생 장치에 있어서, 복수의 장면이 이음새 없이 재생되도록 각 장면의 비트 스트림을 순차 복호화하는 디지털 복호화 방법으로서,
    각 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양을 예측하고,
    어떤 장면의 복호화 개시 시점의 예측 데이터 양이 규정량에 미치지 않을 경우에는, 그 부족분의 데이터 양을 상기 규정량에 추가하여 얻어진 양만큼 첫 장면의 데이터가 상기 버퍼 중에 축적되는 것을 기다려 첫 장면 첫 프레임의 복호화를 개시하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 데이터 양의 부족이 발생하지 않는 것으로 가정하여 결정된 상기 버퍼 용량을, 상기 부족분의 데이터 양만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 버퍼의 용량 증가분을, 연속 2장면의 압축률 차이와 프레임 수의 비에 따라서 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  10. 동화상의 부호화 비트 스트림이 버퍼를 통하여 복호기로 공급되도록 구성된 디지털 재생 장치에 있어서, 복수의 장면이 이음새 없이 재생되도록 각 장면의 비트 스트림을 순차 복호화하는 디지털 복호화 방법으로서,
    상기 버퍼로의 각 장면 입력 속도를 어느 제한 조건하에서 제한한 다음에 각 장면 첫 프레임의 복호화 개시 시점에서의 상기 버퍼 중 데이터 양을 예측하고,
    어떤 장면의 복호화 개시 시점의 예측 데이터 양이 규정량에 미치지 않을 경우에는, 그 부족분의 데이터 양을 상기 규정량에 추가하여 얻어진 양만큼 첫 장면의 데이터가 상기 버퍼 중으로 축적되는 것을 기다려 첫 장면 첫 프레임의 복호화를 개시하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    각 장면 첫 프레임의 데이터가 상기 버퍼로부터 상기 복호기로 출력될 시점에서의 상기 버퍼 중 예측 데이터 양에 따라서, 상기 버퍼로의 각 장면 입력 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법
  12. 제 10항에 있어서,
    하나 앞 장면의 마지막 프레임의 데이터가 상기 버퍼로부터 상기 복호기로 출력되는 시점에서의 상기 버퍼 중의 예측 데이터 양에 따라서, 상기 버퍼로의 각 장면 입력 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 데이터 양의 부족이 발생하지 않는 것으로 가정하여 결정된 상기 버퍼 용량을, 상기 부족분의 데이터 양만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 버퍼 용량의 증가분을, 연속 2장면의 압축률 차이와 프레임 수의 비에 따라서 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 복호화 방법.
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