KR20010112667A - 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의압축/다중 화면 처리 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법은, 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리를 위하여 각 채널에 대하여 통합된 단일 아날로그/디지털 변환기들을 적용하되, 입력되는 비디오 신호의 even 필드/odd 필드에 따라서 아날로그/디지털 변환기들로부터 출력되는 디지털 비디오 신호의 해상도를 상이하게 스케일링하는 단계(a); 및 상기 단계에서 해상도가 스케일링된 디지털 비디오 신호를 해상도에 따라서 압축처리하거나 또는 다중화면처리하는 단계(b)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리장치는, 입력되는 다중채널 비디오 신호의 필드에 따라서 even 필드/odd 필드 지시자를 발생하고, even 필드/odd 필드에 따라서 각 채널의 비디오신호를 디지털 변환하되 압축처리를 위한 해상도 또는 다중화면처리를 위한 해상도로 스케일링하는 다중채널의 아날로그/디지털 변환기들; 상기 아날로그/디지털 변환기들의 even 필드/odd 필드 지시자에 따라서 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들로부터 출력되는 압축을 위한 비디오신호를 저장하는 압축 FIFO; 상기 아날로그/디지털 변환기들의 even 필드/odd 필드 지시자에 따라서 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들로부터 출력되는 다중화면처리를 위한 비디오신호를 저장하는 다중화면 FIFO; 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들, 상기 각 채널의 압축FIFO 및 다중화면 FIFO를 초기화하고, 입력되는 다중채널 비디오 신호의 필드에 따라서 디지털 변환 비디오신호가 다양한 해상도로 스케일링되도록 상기 각 채널의 아날로그 디지털 변환기들을 조정하는 CPU; 및 다중화면처리를 위해 정해진 규칙에 의해 상기 다중화면 FIFO에 입력된 비디오신호를 비디오 메모리로 전송하는 비디오 프로세서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치에 의하면, 압축/다중화면처리부는 even 필드와 odd 필드에 압축 FIFO 및 다중화면 FIFO로부터 압축과 다중화면을 순차적으로 처리할 수 있어, 도 1에 도시된 기존의 다채널 DVR 시스템이 N개의 채널에 대해 2xN 개의 아날로그/디지털 변환기들를 사용한 것에 비하여, 본 발명에 의한 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치는 동일한 N개의 채널에 대해 N개의 아날로그/디지털 변환기들를 사용하면서도 동일한 성능을 제공할 수 있다.
본 발명으로 아날로그/디지털 변환기들을 이중(2xN)으로 사용하는 기존의 시스템을 N 개의 아날로그/디지털 변환기들만으로 구현함으로써, 기존 시스템 대비 100%의 전력소비와 100%의 비용을 절감하였다. 또한, 아날로그/디지털 변환기의 수를 1/2로 줄임으로 인하여, 전력소비의 감소와 더불어 본 발명이 적용되는 다채널 DVR 시스템의 안정성도 높였다.

Description

멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중 화면 처리방법 및 그 장치{Method and Device for Digital Video Signal Compression and Multi-Screen Using Multi-thread Scaling}
본 발명은 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.
디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리는 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환하여 녹화/저장하거나, 실시간으로 보여주는 디지털 비디오 녹화기(Digital Video Recorder; DVR)에서 사용될 수 있다.
통상적으로 DVR은 여러 개의 카메라로부터 입력되는 다채널 비디오 신호를 압축저장하고 다중화면으로 보여주어야 한다.
이러한 다채널 DVR 시스템을 구성하는 여러 모듈 중 압축부와 다중화면처리부가 가장 중요한 모듈이며, 종래에 사용되던 다채널 DVR 시스템은 이러한 압축부와 다중화면처리부가 별도의 모듈로 구성되어 있다.
멀티쓰레드 스케일링은 인터레이싱(Interlacing; 비월주사)의 even 필드에서와 odd 필드에서 번갈아가며 다른 해상도의 화면처리를 하는 것을 의미한다.
도 1은 종래 기술로서 독립된 압축부와 다중화면처리부로 구성된 DVR 시스템을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 압축부(10)의 동작을 설명한다. 먼저, 중앙처리부(이하에서는 'CPU'라 함)(13)는 아날로그/디지털 변환기(11), 압축 FIFO(12)를 정해진 순서대로 초기화한다. 초기화된 아날로그/디지털 변환기(11)는 압축 FIFO(12)에 디지털 데이터를 저장한 후 CPU(13)에 인터럽트 예외처리를 요청한다. 보통 CPU(13)가 아날로그/디지털 변환기(11)를 폴링(Polling)한 후에 비디오 데이터를 가져올 수도 있지만, CPU(13)의 로드를 줄이고, 비디오 데이터의 전송 효율과 전송 오류를 줄이기 위하여 압축 FIFO(12)를 사용한다. CPU(13)의 예외처리 루틴은 압축 FIFO(12)로부터 비디오 데이터를 메모리(RAM)(30)에 직접데이터전송방식(Direct Memory Access)으로 전송하고, MPEG, JPEG, H.26x 등의 압축알고리즘을 사용하여 코딩한 후에 하드디스크와 같은 저장매체에 저장한다.
도 1에 도시된 다중화면처리부(20)의 동작을 설명한다. 다중화면처리부(20)는 디지털 신호로 변환된 비디오 데이터를 비디오 프로세서(Video Processor)(23)가 다중화면처리를 위해 정해진 규칙에 의해 다중화면 FIFO(22)에서 비디오 메모리(31)로 전송하면, TV나 VGA 모니터에 4화면/8화면/16화면 등의 다중화면으로 구성되게 된다.
상기한 바와 같이 종래 기술에서 압축부(10)와 다중화면처리부(20)를 별도의 독립된 모듈로 구성하는 것은, 압축부(10)와 다중화면처리부(20)가 각각 다른 해상도로 비디오 데이터를 처리하도록 프로그래밍 되어있기 때문이다. 즉, 압축부(10)는 352x240의 해상도에서 30프레임 전송모드로 프로그래밍 되어야만 실시간처리가 가능하며, 다중화면처리부(20)는 16화면인 경우 180x120의 해상도에서 30프레임 전송모드로 프로그래밍 되어야만 16화면 실시간 처리가 가능하게 된다. 따라서 압축부(10)와 다중화면처리부(20)가 별도의 모듈로 구성된 종래의 N 채널 실시간 DVR은 2 x N 개의 아날로그/디지털 변환기가 필요하게 된다.
그러나, 보통의 아날로그/디지털 변환기는 과다한 전류를 사용하여 전력 사용량이 많으며, 이로 인하여 많은 열을 발생시키므로 시스템의 안정성에 나쁜 영향을 준다. 또한 N 채널 x 2 개의 아날로그/디지털 변환기는 다채널 DVR 시스템의 높은 원가요인이다.
본 발명의 목적은 인터레이싱의 even 필드에서와 odd 필드에서 번갈아가며다른 해상도의 화면처리를 하는 멀티쓰레드 스케일링을 이용하여, 2xN 개의 아날로그/디지털 변환기를 사용하는 종래의 압축부와 다중화면처리부를 통합함으로써, N개의 아날로그/디지털 변환기를 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술로서 독립된 압축부와 다중화면처리부로 구성된 DVR 시스템을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명에 의한 방법에서 N개의 아날로그/디지털 변환기를 사용하는 N채널 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법의 흐름도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예로서 압축부과 다중화면처리부를 통합한 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리장치를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명에 의한 방법 및 장치에서 멀티쓰레드 스케일링의 동작원리를 도시한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법은, 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리를 위하여 각 채널에 대하여 통합된 단일 아날로그/디지털 변환기들을 적용하되, 입력되는 비디오 신호의 even 필드/odd 필드에 따라서 아날로그/디지털 변환기들로부터 출력되는 디지털 비디오 신호의 해상도를 상이하게 스케일링하는 단계(a); 및 상기 단계에서 해상도가 스케일링된 디지털 비디오 신호를 해상도에 따라서 압축처리하거나 또는 다중화면처리하는 단계(b)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리장치는, 입력되는 다중채널 비디오 신호의 필드에 따라서 even 필드/odd 필드 지시자를 발생하고, even 필드/odd 필드에 따라서 각 채널의 비디오신호를 디지털 변환하되 압축처리를 위한 해상도 또는 다중화면처리를 위한 해상도로 스케일링하는 다중채널의 아날로그/디지털 변환기들; 상기 아날로그/디지털 변환기들의 even 필드/odd 필드 지시자에 따라서 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들로부터 출력되는 압축을 위한 비디오신호를 저장하는 압축 FIFO; 상기 아날로그/디지털 변환기들의 even 필드/odd 필드 지시자에 따라서 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들로부터 출력되는 다중화면처리를 위한 비디오신호를 저장하는 다중화면 FIFO; 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들, 상기 각 채널의 압축 FIFO 및 다중화면 FIFO를 초기화하고, 입력되는 다중채널 비디오 신호의 필드에 따라서 디지털 변환 비디오신호가 다양한 해상도로 스케일링되도록 상기 각 채널의 아날로그 디지털 변환기들을 조정하는 CPU; 및 다중화면처리를 위해 정해진 규칙에 의해 상기 다중화면 FIFO에 입력된 비디오신호를 비디오 메모리로 전송하는 비디오 프로세서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 방법에서 N개의 아날로그/디지털 변환기를 사용하는 N채널 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법의 흐름도이다.
주변기기의 초기화(S100)는, CPU가 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들, 압축 FIFO, 다중화면 FIFO를 초기화하는 단계이다.
even 필드/odd 필드지시자 발생(S110)은, 초기화된 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들이 even 필드/odd 필드지시자를 발생하는 단계이다. 도 4는 발생된 even/odd지시자를 시간축을 기준으로 도시한 것이다.
발생된 even 필드/odd 필드지시자가 even 필드일 경우, 352x240 스케일링(S120)은, 352x240으로 스케일링된 디지털 변환 비디오신호를 출력하고, 출력된 상기 디지털 변환 비디오신호를 압축 FIFO로 전송하는 단계(S130)이다.
발생된 even 필드/odd 필드지시자가 odd 필드일 경우, 16화면을 위한 180x120, 9화면을 위한 240x160 또는 4화면을 위한 360x240으로 스케일링된 디지털 변환 비디오신호를 출력하고(S140), 출력된 상기 디지털 변환 비디오신호를 다중화면 FIFO로 전송하는 단계(S150)이다. 상기 S140단계에서는 CPU는 상기 even 필드/odd 필드지시자가 odd 필드일 경우에 16화면을 위한 180x120, 9화면을 위한 240x160 또는 4화면을 위한 360x240으로 스케일링이 가능하도록 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들의 동작레지스터를 조작할 수 있게 프로그래밍 된다.
도 3는 본 발명의 일실시예로서, N개의 아날로그/디지털 변환기를 사용하는 N채널 DVR시스템에서 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리장치를 도시한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 압축/다중화면처리부(40)가 통합되어 있다. 이하에서는 입력되는 아날로그 비디오 신호가 even field에서는 압축, odd field에서는 다중화면을 처리하는 경우, 다중화면이 4/9/16의 경우를 예로서 설명한다.
N개의 아날로그/디지털 변환기들(41)은 CPU(44)에 의하여 초기화된 후 even 필드/odd 필드지시자를 발생하고, 각 채널의 비디오신호를 디지털 변환하여 16화면을 위한 180x120, 9화면을 위한 240x160, 4화면을 위한 360x240 또는 통상의 화면을 위한 352x240의 해상도로 스케일링한다. 상기 even 필드/odd 필드지시자가 even 필드일 경우 352x240으로 스케일링된 디지털 변환 비디오신호는 압축 FIFO(42)에 저장되고, 상기 even 필드/odd 필드지시자가 odd 필드일 경우 16화면을 위한 180x120, 9화면을 위한 240x160 또는 4화면을 위한 360x240으로 해상도가 스케일링된 디지털 변환 비디오신호는 다중화면 FIFO(43)에 저장된다.
압축 FIFO(42)는 상기 even 필드/odd 필드지시자가 even 필드일 경우에 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들(41)의 출력 비디오신호를 저장한다. 보통 CPU(44)가 상기 아날로그/디지털 변환기 그룹(41)을 폴링한 후에 디지털 변환 비디오신호를 가져올 수도 있지만, CPU(44)의 로드를 줄이고, 비디오신호의 전송 효율과 전송 오류를 줄이기 위하여 상기 압축 FIFO(42)를 사용한다.
다중화면 FIFO(43)는 상기 even 필드/odd 필드지시자가 odd 필드일 경우에 다양한 해상도로 스케일링된 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들(41)의 출력 비디오신호를 저장한다.
CPU(44)는 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들(41), 상기 각 채널의 압축 FIFO 및 다중화면 FIFO를 초기화한다. 그리고, 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들(41)에서 발생된 상기 even 필드/odd 필드지시자에 따라 디지털 변환 비디오신호가 다양한 해상도로 스케일링되도록 상기 아날로그/디지털 변환기들(41)을 조정한다. 상기 CPU(44)는 상기 even 필드/odd 필드지시자가 odd 필드일 경우에 16화면을 위한 180x120, 9화면을 위한 240x160 또는 4화면을 위한 360x240으로 스케일링이 가능하도록 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들(41)의 동작레지스터를 조작할 수 있게 프로그래밍 된다.
비디오 프로세서부(45)는 다중화면처리를 위해 정해진 규칙에 의해 상기 다중화면 FIFO에 입력된 비디오신호를 비디오 메모리로 전송한다.
도 4는 본 발명에 의한 멀티 스케일링의 동작원리를 도시한 것이다.
도 4는 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들(41)에 의해 발생된 even 필드/odd 필드지시자를 시간축을 기준으로 도시한 것이다. 상기 even 필드/odd 필드지시자에 의하여 상기 CPU(44)는 상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들(41)의 동작레지스터를 조정한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치에 의하면, 압축/다중화면처리부는 even 필드와 odd 필드에 압축 FIFO 및 다중화면 FIFO로부터 압축과 다중화면을 순차적으로 처리할 수 있어, 도 1에 도시된 기존의 다채널 DVR 시스템이 N개의 채널에 대해 2xN 개의 아날로그/디지털 변환기들를 사용한 것에 비하여, 본 발명에 의한 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법 및 그 장치는 동일한 N개의 채널에 대해 N개의 아날로그/디지털 변환기들를 사용하면서도 동일한 성능을 제공할 수 있다.
본 발명으로 아날로그/디지털 변환기를 이중(2xN)으로 사용하는 기존의 시스템을 N 개의 아날로그/디지털 변환기만으로 구현함으로써, 기존 시스템 대비 100%의 전력소비와 100%의 비용을 절감하였다. 또한, 아날로그/디지털 변환기의 수를 1/2로 줄임으로 인하여, 전력소비의 감소와 더불어 본 발명이 적용되는 다채널 DVR 시스템의 안정성도 높였다.

Claims (9)

  1. 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법은,
    디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리를 위하여 각 채널에 대하여 통합된 단일 아날로그/디지털 변환기들을 적용하되, 입력되는 비디오 신호의 even 필드/odd 필드에 따라서 아날로그/디지털 변환기들로부터 출력되는 디지털 비디오 신호의 해상도를 상이하게 스케일링하는 단계(a); 및
    상기 단계에서 해상도가 스케일링된 디지털 비디오 신호를 해상도에 따라서 압축처리하거나 또는 다중화면처리하는 단계(b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)에서 even 필드에서는 압축처리를 위한 해상도를 가지도록 스케일링하는 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법.
  3. 제2항에 있어서,
    압축처리를 위한 해상도는 352x240인 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)에서, odd 필드에서는 다중화면처리를 위한 해상도를 가지도록 스케일링하는 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법.
  5. 제4항에 있어서,
    4화면, 9화면 또는 16화면의 다중화면처리인 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법.
  6. 제5항에 있어서,
    4화면처리 해상도는 360x240이고, 9화면처리 해상도는 240x160이고, 16화면처리 해상도는 180x120인 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 비디오 신호의 압축/다중화면처리방법.
  7. 입력되는 다중채널 비디오 신호의 필드에 따라서 even 필드/odd 필드 지시자를 발생하고, even 필드/odd 필드에 따라서 각 채널의 비디오신호를 디지털 변환하되 압축처리를 위한 해상도 또는 다중화면처리를 위한 해상도로 스케일링하는 다중채널의 아날로그/디지털 변환기들;
    상기 아날로그/디지털 변환기의 even 필드/odd 필드 지시자에 따라서 각 채널의 아날로그/디지털 변환기로부터 출력되는 압축을 위한 비디오신호를 저장하는 압축 FIFO;
    상기 아날로그/디지털 변환기의 even 필드/odd 필드 지시자에 따라서 각 채널의 아날로그/디지털 변환기로부터 출력되는 다중화면처리를 위한 비디오신호를 저장하는 다중화면 FIFO;
    상기 각 채널의 아날로그/디지털 변환기들, 상기 각 채널의 압축 FIFO 및 다중화면 FIFO를 초기화하고, 입력되는 다중채널 비디오 신호의 필드에 따라서 디지털 변환 비디오신호가 다양한 해상도로 스케일링되도록 상기 각 채널의 아날로그 디지털 변환기들을 조정하는 CPU; 및
    다중화면처리를 위해 정해진 규칙에 의해 상기 다중화면 FIFO에 입력된 비디오신호를 비디오 메모리로 전송하는 비디오 프로세서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아날로그/디지털 변환기들은, 상기 CPU에 의해서 초기화된 후에 even 필드/odd 필드 지시자를 발생하여,
    even 필드일 경우 352x240으로 스케일링된 디지털 변환 비디오신호를 상기 압축 FIFO에 저장하고,
    odd 필드일 경우 16화면을 위한 180x120, 9화면을 위한 240x160 또는 4화면을 위한 360x240으로 스케일링된 디지털 변환 비디오신호를 상기 다중화면 FIFO에 저장하는 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 CPU는, 상기 even 필드/odd 필드지시자가 odd 필드일 경우에 16화면을 위한 180x120, 9화면을 위한 240x160 또는 4화면을 위한 360x240으로 스케일링이 가능하도록 상기 아날로그/디지털 변환기의 동작레지스터를 조작할 수 있게 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 멀티쓰레드 스케일링을 사용하는 디지털 비디오 신호의 압축/다중화면처리장치.
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