KR20020053337A - Apparatus for preparing bitstreams for data partitioning - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 데이터 전송에서 오류 발생 가능성이 높은 환경으로 인한 정보의 손실을 줄이고자 정보의 중요도에 따라 데이터를 여러 부분으로 나누어 이를 재배열하는 데이터 분할(Data Partitioning) 응용에서 실시간으로 데이터를 재배열할 수 있도록 지원하는 비트스트림 제작 장치에 관한 것이다.The present invention can be rearranged in real time in a data partitioning application in which data is divided into several parts and rearranged according to the importance of information in order to reduce the loss of information due to an error-prone environment in data transmission. The present invention relates to a bitstream production apparatus that supports such an operation.
현재, 표현 미디어(문자, 음성, 데이터 그리고 더욱 광범위하게 영상 등이 모두 포함된 정보를 표현하는 수단)와 전달 미디어(통신 네트워크, 방송 네트워크, 저장 미디어) 그리고 이들을 운용하는 시스템 성능의 지속적인 발전으로, 소용량 단일 미디어로 이루어진 모노미디어 보다 복수의 모노미디어로 구성된 대용량 멀티미디어 데이터의 이용이 활발해지고 있다. 동영상 신호의 압축 부호화 및 복호화는 저속 채널(low rate channel)을 통한 동영상 정보의 전송을 가능하게 할 뿐만 아니라 해당 영상을 저장하는데 요구되는 메모리의 용량을 감소시킬 수 있기 때문에, 동영상의 저장(storage), 전송(transmission) 등의 응용(application)을 요구하는 멀티미디어(multimedia) 산업에 있어서 매우 중요한 기술이다. 대표적인 동영상 압축 부호화 및 복호화 방법은 영상을 직교변환하고, 양자화, 및 가변길이부호화하고 상태 비트인 각종 헤더 등을 부가하여 비트스트림 형태로 수신단으로 전송하고, 수신단에서 이러한 비트스트림으로부터 원래의 정보를 복원하는 것이다. 한편, 이러한 과정에서 오류 발생 가능성을 줄이기 위해 정보의 중요도에 따라 데이터를 여러 부분으로 분할하여 재배열하는 데이터 분할(Data Partitioning) 기술이 이용된다. 종래의 데이터 분할 방법은 순차적으로 발생하는 비트스트림을 저장하여 필요한 모든 정보가 생성되어야 이를 재배열하여 최종 비트스트림으로 제작할 수 있었다. 따라서 발생하는 정보를 저장하기 위한 메모리가 필요하며 필요한 정보가 쌓이기 전까지는 최종 비트스트림을 제작할 수 없는 문제점이 있었다. 특히 발생하는 정보량에 따라 데이터 분할 구간이 결정되는 경우 데이터 분할이 실행되어야 하는 시점을 미리 알 수 없기 때문에 작업의 다중화가 어렵다. 또한 실시간 동작의 경우, 데이터 분할을 처리하기 위한 지연이 발생하는 문제점이 있었다.At present, with the continuous development of expression media (means for representing information that includes text, voice, data, and more broadly images) and transmission media (communication networks, broadcast networks, storage media) and the system performance to operate them, The use of large-capacity multimedia data composed of a plurality of monomedia is more active than monomedia consisting of a small capacity single media. Compression encoding and decoding of video signals not only enables the transmission of video information through a low rate channel, but also can reduce the amount of memory required to store the video, thereby storing video. It is a very important technology in the multimedia industry that requires applications such as transmission and transmission. A typical video compression encoding and decoding method orthogonally transforms an image, quantizes it, variable-length encodes it, and adds various headers, which are status bits, and transmits it to the receiver in the form of a bitstream, and the receiver recovers original information from the bitstream. It is. Meanwhile, in order to reduce the possibility of error, a data partitioning technique is used, which divides and rearranges data into several parts according to the importance of information. In the conventional data partitioning method, the bitstreams generated sequentially are stored and all necessary information is generated to rearrange them to produce the final bitstream. Therefore, a memory is needed to store the generated information, and there is a problem in that the final bitstream cannot be produced until necessary information is accumulated. In particular, when the data segmentation section is determined according to the amount of information generated, multiplexing of tasks is difficult because it is not known in advance when the data segmentation should be performed. In addition, in the case of real-time operation, there is a problem that a delay for processing data partitioning occurs.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하는 것으로, 데이터 분할 처리로 인한 지연 문제를 해결하기 위해 최종 비트스트림이 저장되기 위한 메모리외에 재배열에 사용하기 위한 메모리를 이용하여 실시간으로 데이터 분할을 처리함으로써 속도를 향상시킨 데이터 분할을 지원하는 비트스트림 제작장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and to solve the delay problem caused by the data partitioning process, data partitioning is performed in real time by using a memory for rearrangement in addition to the memory for storing the final bitstream. The present invention provides a bitstream production apparatus that supports data segmentation with improved speed.
즉, 본 발명은 데이터 분할 기능을 지원하기 위한 다수의 내부 비트스트림 저장공간;That is, the present invention provides a plurality of internal bitstream storage spaces for supporting a data partitioning function;
n개의 입력을 구분하여 첫번째 파티션은 외부 출력 비트스트림 저장공간에 저장하고, 나머지 n-1개의 입력은 내부 비트스트림 저장공간에 저장하는 재배열기; 및a rearranger for dividing n inputs and storing a first partition in an external output bitstream storage space and storing the remaining n-1 inputs in an internal bitstream storage space; And
재배열기의 구동에 의해 구분된 내부 비트스트림 저장공간들의 정보들을 최종 비트스트림 순서에 맞게 외부 출력 비트스트림 저장공간으로 출력시키는 비트스트림 출력기를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분할을 위한 비트스트림 제작장치를 제공하는 것이다.And a bitstream output unit for outputting information of the internal bitstream storage spaces separated by driving the rearranger to the external output bitstream storage space in accordance with the final bitstream order. To provide.
도 1은 본 발명에 의한 데이터 분할을 위한 비트스트림 제작장치의 내부구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the internal configuration of a device for producing a bitstream for data division according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 외부프로세서 20: 재배열기10: external processor 20: rearranger
30: 내부 비트스트림 저장공간 40: 비트스트림 출력기30: internal bitstream storage 40: bitstream output
50: 외부 출력 비트스트림 저장공간50: External output bitstream storage
이하에서 본 발명을 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 비트스트림 제작 장치(100)는 최종 비트스트림을 저장하기 위한 메모리 이외에 재배열을 위한 추가적인 메모리, 즉 내부 비트스트림 저장공간을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 비트스트림 제작 장치에서 이러한 추가적인 메모리는 실시간 처리를 위한 방법에 이용되어 단순히 정보만을 저장하는 차원에서 벗어나 실제 최종적으로 제작될 비트스트림을 저장하는 공간으로 활용된다. 또한 추가되는 메모리를 줄이기 위해 최종 비트스트림을 위한 메모리를 재배열 과정에서 사용한다.Bitstream production apparatus 100 of the present invention is characterized in that it comprises an additional memory for rearrangement, that is, an internal bitstream storage space in addition to the memory for storing the final bitstream. In the bitstream manufacturing apparatus of the present invention, such additional memory is used in a method for real-time processing, and is used as a space for storing a bitstream to be finally produced, instead of simply storing information. Also, to reduce the memory added, the memory for the final bitstream is used in the rearrangement process.
도 1은 본 발명의 데이터 분할을 지원하는 비트스트림 제작장치의 블록도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 데이터 분할을 지원하는 비트스트림 제작장치(100)는 재배열기(20), 비트스트림 출력기(40), 및 다수의 내부 비트스트림 저장 공간(30)을 포함하며, 입력 멀티미디어 정보로부터 추출된 압축 정보를 외부 프로세서들(10, 10-1, ---, 10-n)로부터 입력받아 데이터 분할된 최종 비트스트림을 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)에 저장한다. 여기서 다수의 외부 프로세서들(10, 10-1, ---, 10-n)은 입력되는 멀티미디어로부터 압축과정을 통해 생성된 비트 정보들을 출력하며 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)은 정해진 형식으로 출력될 최종 비트스트림을 저장하는 공간이다.1 is a block diagram of an apparatus for producing a bitstream supporting data partitioning according to the present invention. Referring to FIG. 1, the bitstream manufacturing apparatus 100 supporting the data partitioning of the present invention includes a rearranger 20, a bitstream outputter 40, and a plurality of internal bitstream storage spaces 30. Compressed information extracted from the input multimedia information is received from the external processors 10, 10-1, ---, and 10-n to store the final bitstream obtained by dividing the data in the external output bitstream storage space 50. Here, the plurality of external processors 10, 10-1, ---, 10-n output bit information generated through compression from the input multimedia, and the external output bitstream storage space 50 has a predetermined format. A space for storing the final bitstream to be output.
본 발명의 데이터 분할을 지원하는 비트스트림 제작장치(100)에서 재배열기(20)는 외부 프로세서들(10, 10-1, --- 10-n)로부터 입력되는 비트 정보를 데이터 분할 형식에 따라 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)과 내부 비트스트림저장공간(30, 30-1, --- 30-m)에 분배/저장하는 기능을 담당한다. 외부 프로세서들로부터 입력된 데이터는 m개의 파티션(Partition)으로 나누어지는데, 재배열기(20)는 저장되는 비트스트림의 전체 길이를 카운트하여 각 파티션(Partition)의 출력 시점을 비트스트림 출력기(40)에 알려주는 역할을 담당한다. 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)에 저장되는 경우는 최종 비트스트림 형식에서 제일 먼저 출력되어야 하는 파티션에 해당하는 비트 정보들이며 이 파티션의 비트 길이도 전체 길이에 포함된다. 첫번째 파티션을 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)에 저장하는 것은 내부 비트스트림 저장공간에 저장한 다음 출력할 필요가 없기 때문이며 따라서 첫번째 파티션에 해당하는 만큼의 내부 저장공간을 절약할 수 있다.In the bitstream production apparatus 100 supporting the data partitioning of the present invention, the rearranger 20 uses bit information input from external processors 10, 10-1, --- 10-n according to the data partitioning format. It is responsible for distributing / storing in the external output bitstream storage space 50 and the internal bitstream storage space 30, 30-1, --- 30-m. The data input from the external processors is divided into m partitions. The rearranger 20 counts the total length of the stored bitstream, and outputs the output time of each partition to the bitstream output unit 40. It is responsible for informing. When stored in the external output bitstream storage space 50, bit information corresponding to a partition to be output first in the final bitstream format is included in the total length. The storage of the first partition in the external output bitstream storage space 50 is because it is not necessary to store the output in the internal bitstream storage and then output, thus saving the internal storage space corresponding to the first partition.
도 3의 본 발명의 비트스트림 제작 장치에서 비트스트림 출력기(40)는 내부 비트스트림 저장공간(30, 30-1, ---, 30-m)에 저장된 각 파티션 비트스트림을 순서에 맞게 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)으로 출력시키는 역할을 담당한다. 비트스트림 출력기(40)에서 각 파티션 비트스트림들을 출력시키는 시점은 재배열기(20)의 지시에 따라 정해진다.In the bitstream production apparatus of the present invention of FIG. 3, the bitstream output unit 40 outputs each partition bitstream stored in the internal bitstream storage spaces 30, 30-1, ---, 30-m in order. It is responsible for outputting to the bitstream storage space 50. The time point at which the bitstream output unit 40 outputs each partition bitstream is determined according to the instructions of the rearranger 20.
본 발명의 데이터 분할 지원을 위한 비트스트림 제작장치에서 상기 재배열기(20) 및 비트스트림 출력기(30)는 하드웨어적으로 구현되거나 펌웨어에 의해 구현될 수 있다.In the bitstream manufacturing apparatus for data partitioning support of the present invention, the rearranger 20 and the bitstream outputter 30 may be implemented in hardware or by firmware.
상기 재배열기(20)는 입력되는 비트 정보의 길이를 기준으로 비트스트림 출력기(40)를 구동하거나 입력되는 비트 정보의 갯수를 기준으로 비트스트림출력기(40)를 구동시킬 수 있다.The rearranger 20 may drive the bitstream output unit 40 based on the length of the input bit information or may drive the bitstream output unit 40 based on the number of input bit information.
상기 비트스트림 출력기(40)는 내부 비트스트림 저장 공간의 비트스트림을 순차적으로 출력시키거나, 내부 비트스트림 저장 공간의 비트스트림을 임의의 순서로 출력할 수 있다. 이 때 각 내부 비트스트림 저장 공간 비트스트림 사이에 임의의 정보를 삽입하여 출력할 수 있다.The bitstream output unit 40 may sequentially output the bitstreams of the internal bitstream storage space or output the bitstreams of the internal bitstream storage space in any order. At this time, arbitrary information may be inserted and output between each internal bitstream storage space bitstream.
이하에서 본 발명의 비트스트림 제작장치의 동작에 대해서 설명한다. 외부 압축 프로세서는 임의의 n개(10, 10-1, --- 10-n)까지 존재할 수 있으며 입력된 데이터는 m개의 파티션(Partition)으로 나누어진다. 비트스트림 제작기내의 재배열기(20)는 n개의 입력을 구분하여 n-1개의 내부 비트스트림 저장공간와 1개의 외부 출력 비트스트림 저장공간에 저장하도록 한다. n개의 데이터 구분에서 첫번째로 출력되는 비트스트림에 해당하는 부분은 내부 비트스트림 저장공간에 저장하지 않고 바로 외부 출력 비트스트림 저장공간으로 출력함으로써 내부 비트스트림 저장공간을 줄인다. 비트스트림 출력기(40)는 구분된 내부 비트스트림 저장공간(30, 30-1, ---, 30-m)의 정보들을 최종 비트스트림 순서에 맞게 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)으로 출력시킨다.The operation of the bitstream production apparatus of the present invention will be described below. An external compression processor may exist up to n (10, 10-1, --- 10-n) and the input data is divided into m partitions. The rearranger 20 in the bitstream producer divides n inputs and stores them in n-1 internal bitstream storage spaces and 1 external output bitstream storage space. The portion corresponding to the first bitstream output from the n data divisions is not stored in the internal bitstream storage space, but is directly output to the external output bitstream storage space to reduce the internal bitstream storage space. The bitstream output unit 40 outputs the information of the divided internal bitstream storage spaces 30, 30-1, ---, 30-m to the external output bitstream storage space 50 in the order of the final bitstream. .
예를 들어, d1(t), d2(t), d3(t), d4(t), ..., dn(t)가 각각 외부 압축 프로세서 p1, p2, p3, p4, ..., pn 으로부터 시간 t에 출력되는 비트정보라고 가정하자. 시간 1, 2, .., t까지 비트정보가 출력된다고 할 경우 최종 비트스트림 출력이 시간 t에 대해 연속적인 경우는 비데이터 분할(Non Data Partitioning)이고, 시간 t에 대해 연속적이지 않은 경우는 데이터 분할(Data Partitioning)이다.For example, d 1 (t), d 2 (t), d 3 (t), d 4 (t), ..., d n (t) are the external compression processors p1, p2, p3, p4, Suppose that bit information is output from pn to time t. If bit information is output until time 1, 2, .., t, the last bitstream output is non data partitioning if the output is continuous for time t, and data if it is not continuous for time t. Partitioning.
예를 들어 d1(1) d3(1) d4(1) d9(1) ... dn(1) ... d2(1) d1(2) d3(2) d4(2) .. dn(2) . d2(2) ... d2(t) 순서로 최종 비트스트림이 제작되는 경우, 즉 연속적인 임의의 비트정보 d(t)와 d(q) 사이에 t≤q인 조건이 항상 만족할 때는 비데이터 분할인 경우이다. 여기서 크다는 것은 시간적으로 나중을 뜻한다.For example, d 1 (1) d 3 (1) d 4 (1) d 9 (1) ... d n (1) ... d 2 (1) d 1 (2) d 3 (2) d 4 (2) .. d n (2). When the final bitstream is produced in order of d 2 (2) ... d 2 (t), i.e., when the condition of t≤q is always satisfied between successive arbitrary bit information d (t) and d (q). In case of non-data partitioning. Big here means later in time.
한편, d1(1) d2(1) d1(2) d2(2) .. d1(t) d2(t) d3(1) d3(2) ... 와 같이 연속적인 비트정보 d(t)와 d(q) 사이에 t>q인 경우가 있는 경우는 데이터 분할 비트스트림이다. t≤q인 비트정보들의 집합을 파티션(Partition)이라고 한다. n-1개의 내부 비트스트림 저장 공간(30, 30-1, --- 30-m)이 있는 경우 (본 발명에서는 정확한 갯수가 중요한 것이 아니라 여러 개로 구분가능한 내부 비트스트림 저장공간이면 된다) m개까지의 파티션을 지원할 수 있다.Meanwhile, d 1 (1) d 2 (1) d 1 (2) d 2 (2) .. d 1 (t) d 2 (t) d 3 (1) d 3 (2) ... If there is a case where t> q between the bit information d (t) and d (q), it is a data division bitstream. A set of bit information of t≤q is called a partition. If there are n-1 internal bitstream storage spaces (30, 30-1, --- 30-m) (the exact number is not important in the present invention, but may be any number of internal bitstream storage spaces that can be distinguished) Up to partitions can be supported.
이상과 같이 재배열기(20)는 각 외부 압축 프로세서(10, 10-1, ---, 10-n)에 의해 출력되는 비트 정보들을 조합하기 위한 정보를 입력 받아야 한다. 즉 외부 압축 프로세서(10, 10-1, ---, 10-n)는 비트스트림 제작기에 비트정보와 함께 이 비트정보가 어떤 내용(syntax)을 의미하는지 알려주어야 한다. 본 발명의 비트스트림 제작기는 이러한 정보를 이용하여 조합할 순서를 판단하며 각각 적절한 내부 비트스트림 저장공간에 저장한다.As described above, the rearranger 20 needs to receive information for combining bit information output by each external compression processor 10, 10-1, ---, 10-n. That is, the external compression processor 10, 10-1, ---, 10-n should inform the bitstream producer what the syntax means with the bit information. The bitstream producer of the present invention uses this information to determine the order of combining and store each in the appropriate internal bitstream storage space.
다시 말해 본 발명의 비트스트림 제작기는 외부 압축 프로세서(10, 10-1, ---, 10-n)로부터 비트정보와 그러한 비트정보의 의미를 나타내는 정보를 입력받는다. 일례로 외부 프로세서(10, 10-1, ---, 10-n)에서 재배열기(20)로 이진코드로 "100001"의 비트가 입력되고 그 의미가 미디어 타입을 나타내는 정보가 입력될 수 있다.In other words, the bitstream producer of the present invention receives bit information and information representing the meaning of the bit information from the external compression processors 10, 10-1, ---, 10-n. For example, a bit of “100001” may be input as a binary code from the external processor 10, 10-1, ---, and 10-n to the rearranger 20, and information may be input, the meaning of which indicates a media type. .
재배열기(20)는 입력되는 각 비트스트림을 올바른 저장공간에 저장되도록 배분한다. 또한 입력되는 비트 길이를 더하여 이 값이 일정한 값을 넘어서면 내부 비트스트림 저장 공간(30, 30-1, ---, 30-m)의 데이터를 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)에 출력하도록 비트스트림 출력기(40)를 구동시킨다. 이후 비트 길이를 다시 0으로 설정하며 상기 동작을 반복한다. 상술한 동작은 발생한 비트정보의 길이를 기준으로 데이터 분할을 결정하는 방법이며, 또 다른 방법으로는 일정한 비트 갯수의 정보가 저장되면 비트스트림 출력기(50)를 구동시키는 방법이 있다. 즉, 외부 압축 프로세서로부터 각각 N개의 비트 정보가 입력되면 (비트 정보의 길이가 아님) 비트스트림 출력기(50)를 구동하여 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)으로 비트스트림을 출력하도록 할 수 있다. 두 경우 모두 비트스트림 출력기(40)는 각 내부 비트스트림 저장공간(30, 30-1, ---, 30-m)에 저장된 비트스트림들을 순서대로 출력하거나, 임의의 순서대로 출력할 수 있으며 이는 최종 비트스트림의 출력 형식 (syntax)에 의해 결정한다.The rearranger 20 distributes each input bitstream to be stored in a correct storage space. Also, if the input bit length is added and the value exceeds a certain value, the data of the internal bitstream storage spaces 30, 30-1, ---, 30-m is output to the external output bitstream storage space 50. The bitstream output device 40 is driven. The bit length is then set to zero again and the operation is repeated. The above-described operation is a method of determining data partitioning based on the length of generated bit information. Another method is to drive the bitstream output unit 50 when a certain number of bits of information is stored. That is, when N bit information is input from the external compression processor (not the length of the bit information), the bitstream outputter 50 may be driven to output the bitstream to the external output bitstream storage space 50. In both cases, the bitstream output unit 40 may output the bitstreams stored in each of the internal bitstream storage spaces 30, 30-1, ---, 30-m in order, or in any order. Determined by the output format (syntax) of the final bitstream.
비트스트림 출력기(40)는 재배열기(20)로부터 구동신호가 인가되면 내부 비트스트림 저장공간(30, 30-1, ---, 30-m)의 내용을 순차적으로 외부 출력 비트스트림 저장공간(50)으로 출력한다. 비트스트림 출력기(50)는 각 내부 비트스트림저장공간의 비트스트림을 단순히 출력하는 동작외에도 각각의 파티션을 구분할 수 있는 특정 비트스트림을 파티션 사이에 삽입하여 출력할 수도 있다.When the driving signal is applied from the rearranger 20, the bitstream output unit 40 sequentially stores the contents of the internal bitstream storage spaces 30, 30-1, ---, and 30-m. 50). In addition to simply outputting a bitstream of each internal bitstream storage space, the bitstream output unit 50 may insert and output a specific bitstream between partitions to distinguish each partition.
본 발명의 비트스트림 제작장치는 실시간으로 데이터 분할을 처리함으로써 속도가 향상되는 현저한 효과를 제공한다. 아울러 데이터 분할을 지원하지 않는 경우 입력되는 여러 외부 프로세서의 정보를 최종 비트스트림 출력 형식으로 조합하는 단순한 기능을 갖는 종래의 비트스트림 제작장치와 달리, 데이터 분할을 지원하지 않는 경우와 지원하는 경우 모두 적용 가능하다. 또한 재배열기와 비트스트림 출력기를 펌웨이로 제작할 경우 미디어 형식 (비디오, 오디오, 데이터 등)에 상관없이 소프트웨어가 제공된다면 똑같은 비트스트림 제작기를 활용할 수 있다. 또한 같은 미디어 형식이라도 사용하는 압축 알고리즘에 따른 비트스트림 형식 변경에 상관없이 소프트웨어만을 지원하면 어느 경우에나 적용할 수 있는 이점을 갖는다.The bitstream production apparatus of the present invention provides a remarkable effect of speed improvement by processing data segmentation in real time. In addition, unlike the conventional bitstream production apparatus, which has a simple function of combining information from multiple external processors into the final bitstream output format when data partitioning is not supported, it is applicable to both the case and the case where the data partitioning is not supported. It is possible. In addition, if you re-arrange the rearranger and the bitstream output to firmware, you can use the same bitstream producer if software is available, regardless of the media format (video, audio, data, etc.). In addition, regardless of the change of the bitstream format according to the compression algorithm using the same media format, only software can be applied in any case.
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