KR20020078340A - 디지털티브이디코더의메모리억세스제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 TV에 관한 것으로, 디지털 TV의 MPEG 비디오 디코더에 있어서 읽기/쓰기의 양을 줄일 수 있도록 메모리 억세스를 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 디코더에 디코딩 제한 영역 설정 모드를 구현하는 것을 특징으로 하며, 입력 비디오 데이터의 픽쳐 타입에 따라 제한 영역의 적용 여부를 결정하되 B 픽쳐의 일부를 디코딩 하지 않도록 설정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 디지털 영상 수신 장치에서 디코딩부와 화면 출력부가 메모리를 공유할 때 화면 출력 상황에 따라 디코딩부의 메모리 사용 억세스를 줄여 줌으로써 메모리 사용의 효율성을 증대시키며, 제한된 범위 내에서 다른 부가 기능을 가능한 많이 제공해 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

디지털 티브이 디코더의 메모리 억세스 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING MEMORY ACCESS IN A DIGITAL TV DECODER}

디지털 TV가 도입되면서 선명한 화질과 함께 같은 수의 채널에 더 다양한 데이터를 보내줄 수 있는 등 여러 가지 부가적 혜택이 시청자에게 제공될 것이 기대되고 있다.

디지털 방송 방식으로는 미국이나 한국 등지에서 채택된 ATSC 방식과, 유럽에서 채택된 DVB 방식은 비디오 압축 방법으로서 MPEG-2 비디오 압축 방법을 채택하고 있다.

MPEG-2 비디오에서 매 프레임의 화면은 I, P, 또는 B 프레임의 세 가지 가운데 하나의 형태를 갖는데, I 픽쳐나 P 픽쳐의 경우 복호화 순서에 따라 이후에 따라오는 화면의 움직임 보상의 레퍼런스로서 사용된다.

디코더에서 디코딩되는 매 프레임의 화면은 프레임 메모리에 저장되며, 포맷 변환 장치 등을 포함하는 영상 디스플레이 제어부가 이 데이터를 읽어가서 포맷 변환이나 후처리 등을 거쳐서 화면에 출력하게 된다. 일부 디지털 TV에서는 이러한 영상 처리부에서 PIP(Picture in Picture) 모드를 제공하기도 한다.

도 1은 디지털 방송 수신 장치에서 메모리 연결부의 구성 예를 나타낸 것이다. 트랜스포트 디멀티플렉서(Transport Demultiplexor)에 의해 비디오 데이터가 SDRAM의 일부 영역에 저장되면 디코딩부의 VLD 블럭에서 이를 가져다 디코딩하고, 다른 디코딩 과정을 거쳐 매크로 블록을 디코딩 한 후에 프레임 메모리에 저장하게 된다.

한편, P, B 픽쳐의 경우 인트라 코디드(Intra-coded) 블록 외에는 움직임 보상을 위해 다른 프레임 메모리에 저장된 인접한 I, P 블록으로부터 매크로 블록을 읽어오게 된다. 이 때, 디코딩된 프레임이 바로 영상의 출력장치로 보내지게 되는 경우도 있으나, 다양한 입력 포맷을 고화질의 출력 장치에서 출력하기 위해서는 포맷 변환 장치를 거치기도 한다. 이러한 디스플레이나 포맷 변환을 위한 블록에서 디코딩된 프레임 데이터를 메모리에서 읽어간다.

이러한 MPEG-2 비디오를 처리하는 ASIC이나 시스템에서 제한된 메모리에서 복호화 작업, 영상 포맷 변환을 포함하는 영상 처리, OSD 제어 등을 버스를 공유하면서 처리하기 위해서는 효율적인 메모리 콘트롤이 필요하게 된다. 특히 영상의 외부 입력 단자를 통한 부가적인 영상 입력까지 처리하려고 하거나 PIP 모드 등의 경우에는 메모리의 공간적 제한이나 억세스 제한에 의해 제공할 수 있는 서비스가 제한되게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 디지털 TV에 내장된 MPEG-2 비디오 디코더에서 화면 출력 상황에 따라 디코딩부에서의 메모리 영역 억세스를 줄일 수 있도록 제한하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 디코딩 되지만 사용되지 않는 영역에 대하여 데이터를 업데이트 하지 않도록 제어하고 그 영역을 만들어주기 위해 필요한 레퍼런스 메모리 읽기를 하지 않도록 하여 디지털 TV에서의 메모리 사용 효율성을 개선하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 제어를 통하여 제한된 메모리 내에서 더 많은 부가 서비스를 가능하도록 하는데 있다.

도 1은 디지털 방송 수신 장치의 메모리 연결부 구성의 예를 나타낸 도면.

도 2는 PIP 등으로 화면의 일부 영역이 가려지는 경우를 나타낸 도면.

도 3은 디스플레이 상황 변화에 따른 디코딩 제한 영역 설정 과정을 나타낸 도면.

도 4는 픽쳐 타입에 따른 매크로 블록 디코딩 제어시 제한 영역을 적용하는 흐름도.

본 발명의 제 1 특징은, MPEG-2 비디오 디코더에 디코딩 제한 영역을 설정하는 모드를 구현하는데 있다.

본 발명의 제 2 특징은, 입력 데이터의 픽쳐 타입에 따라 제한 영역의 적용 여부를 결정하는데 있다.

본 발명의 제 3 특징은, B 픽쳐의 일부 영역을 디코딩 하지 않도록 설정하는 데 있다.

본 발명의 제 4 특징은, 마지막 P 픽쳐를 찾는 모드를 가지고 이에 따라 그 일부 영역에 있는 매크로 블록의 디코딩을 하지 않도록 설정하는 데 있다.

상기한 특징을 갖는 본 발명에 따른 디지털 TV 디코더의 메모리 억세스 제어 방법은, 입력 비디오 데이터의 시퀀스 헤더를 읽어 화면이 가려지는 영역의 정보와 출력 포맷 정보를 획득하는 단계와, 제한 디코딩 모드 설정 여부를 확인하는 단계와, 제한 디코딩 모드 적용시 디코딩중인 비디오 데이터상의 위치를 계산하는 단계와, 비디오 데이터의 픽쳐 타입에 따라 디코딩 제한 영역 적용 여부를 결정하는 디코딩 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 다른 디지털 TV 디코더의 메모리 억세스 제어 방법은, B 픽쳐의 일부 영역을 디코딩하지 않도록 설정하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 디지털 TV 디코더의 메모리 억세스 제어 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

포맷 변환 장치를 갖고 외부 입력영상 또는 타 채널의 방송이 PIP 모드를 통해 디스플레이 하고 있는 경우의 예를 통하여 본 발명을 설명하고자 한다.

먼저, 도 2는 PIP 등으로 화면의 일부 영역이 가려지는 경우를 나타낸다. 이 때, 사용자의 입력에 의해 PIP 모드가 켜지는 등의 과정으로 화면 일부가 가려지는 상황이 될 때, 디스플레이 크기 정보와 함께 가려지는 영역의 정보인 가로 위치 x, 세로 위치 y, 가로 크기 W, 세로 크기 H가 디코딩부에 보내어진다.

입력 영상의 포맷이 디스플레이 포맷과 일치하는 경우라면 화면에서 PIP 등 다른 효과에 의해 주화면이 가려지는 부분은 디코딩에서의 한 픽쳐 내에서의 위치와 같다. 이 경우는 입력 영상과 화면 디스플레이의 포맷이 다를 때 보다 메모리 억세스도 상대적으로 작다.

MPEG 비디오 디코더에 입력되는 영상은 다양한 크기와 프레임 레이트의 포맷을 가질 수 있다. 이 정보는 시퀀스 헤더를 통해 알 수 있디. 주화면 디스플레이에 적합한 포맷으로 디코딩 된 영상이 포맷변환이 이루어지는 시스템이라면 화면에서 가려지는 영역에 대한 디코딩 픽쳐 데이터에서의 상대적 위치가 다르다.

실제로 가려지는 영역에 포함되는 매크로 블록 데이터를 판단하기 위해 디코딩부에서는 매 시퀀스 헤더를 처리하는 시점에서 그 정보를 가지고 디스플레이부에서 보내어지는 가려지는 영역의 정보와 출력 포맷에 대한 정보를 통하여 디코딩 프레임 내에서의 위치(x',y',W',H')를 계산하여 레지스터에 저장한다.

도 3의 순서도는 디코딩부와 디스플레이 제어부에서 디스플레이 상황의 변화에 따른 디코딩 제한 영역 설정 과정을 나타낸다.

요약하면, 제한 영역에 대한 정보가 레지스터에 업데이트 되고, 제한영역을 적용시키는 모드가 ON되면, 디코더부에서는 디코딩되는 픽쳐의 종류에 따라 제한 디코딩 적용 여부를 일차적으로 결정하는 것이다.

픽쳐의 타입에 따라 제한 디코딩을 적용하는 동작은 다음과 같다.

먼저 I 픽쳐는 I 픽쳐로만 구성된 영상이 아니라면 뒤에 오는 P 픽쳐 또는 B 픽쳐의 움직임 보상의 레퍼런스 데이터로 사용되므로, I 픽쳐의 경우 그냥 일반적인 디코더와 같이 동작한다. 즉, 모든 매크로 블록의 데이터를 다 디코딩하면서 프레임 메모리에 쓴다.

B 픽쳐의 경우에는 픽쳐의 디코딩 과정을 처리하다가 매크로 블록 단위의 처리에서 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 매크로 블록 하나하나가 복원하기 위한 처리를 할 때 매크로 블록의 위치를 앞에서 설정된 제한영역의 정보와 비교한다. 현 매크로 블록에 포함되는 모든 픽셀이 제한영역 내에 포함되는 매크로 블록의 경우 매크로 블록의 디코딩을 수행하지 않는다. 이 때, 매크로 블록이 인트라의 경우라면 복원 후 저장을 위한 메모리 쓰기가 생략되며, 움직임 보상이 있는 경우라면 이전 프레임의 레퍼런스 블록에 대한 읽기 메모리 억세스도 추가적으로 생략된다.

P 픽쳐의 경우라면, 일반적인 I, P, B 픽쳐 모두를 갖는 데이터의 경우엔 B픽쳐의 레퍼런스 블록으로 사용될 수 있으므로 제한영역 내에 있다고 하더라도 디코딩을 수행 한다. 하지만, I, P 만으로 구성된 스트림의 경우에는 I 픽쳐가 오기 전에 오는 마지막 P 픽쳐의 경우에는 레퍼런스 매크로 블록으로 사용되지 않을 것이므로 해당 영역의 디코딩을 수행하지 않을 수 있다.

P 픽쳐에 적용되기 위해서는 다음 픽쳐의 타입에 대한 정보를 미리 알 수 있는 장치가 부가적으로 있는 시스템에서만 가능하다.

상기한 바와 같이 픽쳐와 매크로 블록의 디코딩 제어에서 제한 영역을 적용하는 흐름도는 도 4와 같다. 요약하면, I픽쳐와 P 픽쳐의 경우는 그대로 디코딩을 수행하고, B 픽쳐의 경우는 매크로 블록의 위치가 제한 영역에 포함되는지를 판단하여, 포함되지 않을 경우에만 매크로 블록 디코딩을 수행하는 것이다.

PIP 화면에 실리게 되는 데이터는 외부 입력단을 통해 들어오는 다른 셋톱 박스(Settop Box)의 출력이나 멀티 디코딩이 가능한 경우에는 다른 프로그램의 디지털 방송 내용 등이 될 것이며, 이에 대한 디코딩은 전 영역이 이루어져야 한다.

하지만, 사이즈가 비교적 작은 점을 이용하여, 데이터 읽기 쓰기를 줄이는 다른 알고리즘이 적용될 수도 있다.

이러한 제한 영역의 적용은 GOP 내에서 B 픽쳐의 수가 많을수록 효과가 크다. B 픽쳐가 I, P 픽쳐에 비하여 메모리 억세스가 많으므로 이에 대해 부분적이나마 메모리 억세스를 줄이는 효과는 전체 시스템의 운용에 기여할 수 있을 것이다.

본 발명은 디저털 영상 수신장치에서 디코딩부와 화면 출력부가 메모리를 공유할 때 화면 출력상황에 따라 디코딩부의 메모리 사용 억세스를 줄여 줌으로써 메모리 사용의 효율성을 제공하여, PIP 등의 다른 부가 기능을 제한된 범위내에서 가능한 한 많이 제공할 수 있게 된다. 특히, PIP 모드에서는 허용되는 PIP 사이즈를 더 키울 수 있는 효과가 있으면 화면 일부를 그래픽 데이터가 차지하고 있을 때에 있어서도 더 낮은 동작 주파수에서 같은 메모리를 가지고 안정된 서비스를 할 수 있게하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 디지털 TV 디코더의 메모리 억세스 제어 방법에 있어서,

   입력 비디오 데이터의 시퀀스 헤더를 읽어 화면이 가려지는 영역의 정보와 출력 포맷 정보를 획득하는 단계와,

   제한 디코딩 모드 설정 여부를 확인하는 단계와,

   제한 디코딩 모드 적용시 디코딩중인 비디오 데이터상의 위치를 계산하는 단계와,

   비디오 데이터의 픽쳐 타입에 따라 디코딩 제한 영역 적용 여부를 결정하는 디코딩 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 디코더의 메모리 억세스 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서, 픽쳐 타입에 따라 디코딩 제한 영역 적용 여부를 결정하는 디코딩 단계는 B 픽쳐의 일부 영역을 디코딩하지 않도록 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 디코더의 메모리 억세스 제어 방법.
3. 제 2항에 있어서, I, P 픽쳐의 경우는 그대로 디코딩을 수행하고, B 픽쳐의 경우는 매크로 블록의 위치가 제한 영역에 포함되는지를 판단하여, 포함되지 않을 경우에만 매크로 블록 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV디코더의 메머리 억세스 제어 방법.