KR20040010960A - 비디오 디코더의 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 MPEG 비디오 디코더의 디코딩/스킵 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, MPEG-2 비디오 디코더에서 I, P 픽쳐만 반복되는 경우에도 픽쳐 스킵을 처리할 수 있도록 I픽쳐 바로 이전의 P 픽쳐임을 표시할 수 있는 방법을 제공 한다. 본 발명에 따른 비디오 디코더의 디코딩/스킵 처리 장치 및 방법은, 비디오 버퍼 내의 픽쳐에 번호를 할당하는 장치를 구성하고, 픽쳐 타입 정보를 분석하는 장치와 스킵 가능 P 픽쳐를 판단하는 것을 특징으로 한다.

Description

비디오 디코더의 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for decoding/skip picture in MPEG video decoder}

본 발명은 MPEG-2 비디오 디코더에 관한 것으로, 특히 비디오 디코더의 화면 디코딩/스킵 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

MPEG 비디오 디코더에서 픽쳐 디코딩/스킵 처리를 위해서는 전송측과 시스템 클럭의 동기를 맞추어 주고 동시에 오디오와 비디오 간의 동기를 맞추기 위헤 픽쳐의 스킵 또는 반복을 통한 제어가 필요하다.또한 디스플레이 장치의 프레임 레이트와 입력 비디오 스트림 간에는 1000:1001의 화면비 차이가 날 수 있기 때문에 픽쳐스킵의 구현이 필요하다.

종래의 MPEG 비디오 디코더의 경우 B 픽쳐만을 스킵 가능하도록 하는 경우가 많은데, 이 경우 B 픽쳐가 없이 P 픽쳐만 일정 시간 이상 들어오는 경우에는 픽쳐 스킵을 처리할 수 없어서 PTS를 맞추지 못하거나 프레임 레이트를 차이를 극복하지 못해서 화면 왜곡이나 비디오 버퍼의 오버 플로우를 초래할 수 있는 문제가 있다.

한편, B 픽쳐 외에 P 픽쳐에서도 픽쳐 스킵이 가능하게 구현 하는 방법도 일부 알려져 있다. 도 1은 종래의 픽쳐 스킵 처리 장치를 나타낸 도면 이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 장치에서는 버퍼를 통해 들어오는 픽쳐간에 I 픽쳐의 검출이 버퍼 입력 전에 이루어지고, 버퍼에서 출력된 픽쳐가 연속되는 P 픽쳐인 경우에 I 픽쳐 바로 이전의 P 픽쳐를 찾는 방법이 없다. 따라서 실제로 시스템에 적용할 수 있도록 하기 위해서는 입력과 출력간에 정확히 I 픽쳐 바로 이전의 P 픽쳐라는 정확한 정보를 교환할 수 있는 방법이 필요로 한다.

PES 입력을 처리하는 MPEG 비디오 디코더는 PES 디코딩과 PTS/DTS의 처리를 위해 PES 디코딩부(1)를 갖는다. 이때, 비디오 버퍼에 들어가는 비디오 픽쳐의 개수를 참조 데이터로 카운트 하기도 하며, 정확한 PTS를 픽쳐에 맞게 보내주기 위해 특정 헤더를 가지고 부가 정보를 만들어서 디코딩된 비디오 스트립에 삽입하여 비디오 버퍼(2)에 넣어줌으로써 해당 픽쳐와 PTS정보를 동기 시켜 비디오 디코더(3)에서 사용할 수 있도록 한다.

한편, 디지털 TV 방송 등에서는 고기능의 MPEG 인코더를 사용하는 경우 픽쳐 상황에 따라 I,P,B의 배열이 규칙성이 없이 올 수 있고, 시스템에서 클럭의 동기나프레임 레이트의 차이를 극복하기 위해서는 I 픽쳐와 P 픽쳐만 일정 기간 반복되는 경우에도 픽쳐 스킵을 가능하게 하는 장치를 추가해야만 디코딩 효율과 안정성을 더 높일 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, MPEG -2 비디오 디코더에서 I, P 픽쳐만 반복되어 들어오는 경우에도 픽쳐 스킵을 처리할 수 있도록 바로 이전의 P 픽쳐임을 표시할 수 있는 장치와 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 픽쳐 스킵 처리 장치의 구조를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치의 구조를 나타낸 도면.

도 3은 도 2의 부가정보 삽입부의 상세 구조를 나타낸 도면.

도 4는 도 2의 스킵가능 픽쳐 레지스터부의 상세 구조를 나타낸 도면.

도 5는 도 2의 디코딩 제어부의 픽쳐 디코딩/스킵 제어 동작을 설명하기 위한 흐름도.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치는 PES 디코더부나 비디오 버퍼 입력부의 전단에 비디오 버퍼내의 픽쳐에 번호를 할당하는 장치와, 픽쳐 타입 정보를 분석하는 장치, 및 스킵가능 P 픽쳐를 판단하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 비디오 버퍼내에 있는 픽쳐 중 스킵가능한 정보의 번호를 저장하는 레지스터부와 유효한 레지스터의 값을 판단하는 장치를 갖는데 있다.

본 발명의 또 다른 특징은, MPEG2 비디오 스트림에 부가 헤더로 번호를 삽입한 후 디코딩부에서 픽쳐 디코딩하면서 픽쳐 스킵이 필요한 상황이 발생시 이 값과 픽쳐 타입정보 그리고 입력단에서 넘겨주는 유효한 스킵가능 픽쳐 번호로 픽쳐 스킵을 제어 하는 장치를 갖는데 있다.

본 발명에 따른 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치는, 각 픽쳐 헤더를 검출하고 픽쳐 타입을 확인하여 스킵 가능 P 픽쳐의 경우 현재의 카운터 값을 저장해 두었다가 픽쳐 헤더 다음에 오는 비디오 헤더 앞에 킥쳐 카운터를 특징 부가 헤더 정보로 합입하는 PES 디코딩부(10)와, 부가정보를 포함하는 ES를 일시 저장하고 비디오 디코더의 요청에 따라 출력하는 비디오 스트림 버퍼(20)와, 일반적인 MPEG-2 비디오 스트림을 디코딩 하는 동시에 P 픽쳐 스킵 기능을 수행하는 비디오 디코더(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 픽쳐 디코딩/스킵 처리 방법은, 매 픽쳐 헤더를 디코딩 한 후 스킵 신호가 발생했는지를 확인하는 단계와(ST1), 프레임 레이트를 PTS에 맞추어 디코딩 하기 위해 픽쳐의 타입을 확인하는 단계와(ST2), 픽쳐 타입이 B 픽쳐인 경우 현재 픽쳐를 스킵하고 픽쳐 스킵 신호를 발생시키는 블록에 한 픽쳐의 스킵이 완료 되었음을 알리는 단계와(ST3), 픽쳐가 P 픽쳐인 경우는 현재의 픽쳐 번호를 디코딩하고 현재 픽쳐 번호와 PES 디코딩부로부터 입력되는 유효한 스킵 가능 P 픽쳐 번호와 현재 픽쳐 번호가 일치하는지를 비교하는 단계와(ST4), 스킵 가능 P 픽쳐 번호와 현재 픽쳐 번호가 일치하는 경우 현재 픽쳐를 스킵 처리하고 픽쳐 스킵 신호를 발생시키는 블록에 한 픽쳐의 스킵이 완료 되었음을 알리는 단계(ST5)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 다른 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치는 PES디코딩부와, 비디오 스트림 버퍼, 그리고 비디오 디코더의 연계동작으로 이루어 진다.

도 2에 나타낸 바와 같이, PES디코딩부(10)는 PES 디코더(11)와, 픽쳐 헤더검출부(12)와, 픽쳐 타입 검사기(13)와, 스킵가능 P 픽쳐의 경우 현재의 카운터 값을 저장해 두는 스킵가능 픽쳐 레지스터부(14)와 픽쳐헤더 뒤에 오는 다음 비디오 데이터 헤더 앞에 픽쳐 카운터를 특정 부가 헤더정보로 삽입하는 부가정보 삽입부 (15)로 구성된다. 여기서, 상기 픽쳐 헤더 검출부는 검출 장치에서 검출된 픽쳐 헤더를 카운트하는 카운팅 장치를 포함 한다.

비디오 스트림 버퍼(20)는, 일부 부가정보를 포함하는 비디오 ES가 저장 되었다가 비디오 디코더(30)의 요청에 의해 데이터가 출력되어지는 부분으로, 주로 SDRAM 등의 외부 메모리의 일부가 사용되어진다.

비디오 디코더(30)는 일반적인 MPEG-2 비디오 데이터를 디코딩하는 비디오 디코더에 P픽쳐도 스킵할 수 있는 기능을 갖는 픽쳐 디코딩 제어부(31)를 추가하여 구성되어 있다. 픽쳐 디코딩 제어부(31)에서는 픽쳐 헤더를 디코딩하여 일반적인 디코딩을 위해 필요한 동작을 하면서 동시에 앞 단에서 부가적으로 삽입한 픽쳐 카운터를 빼내어 현재 디코딩 중인 카운터 값으로 PES 디코딩부(10)에 알려주면서 PES 디코딩부에서 보내어지는 현재 스킵가능한 P 픽쳐의 픽쳐 카운트 정보와 픽쳐 타입정보 등으로 픽쳐 스킵을 제어 한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, PES 디코딩부(10)는 PES 디코딩과 동시에, 비디오 스트림 내의 픽쳐 헤더를 검출하는 장치(12)를 갖는다. 이때 픽쳐 헤더를 검출함과 동시에 픽쳐 타입을 검출하는 장치(13)를 갖는다. 픽쳐 헤더를 검출하는 장치(12)에서는 일정 비트 수를 갖는 카운터를 가지고 0에서 M-1 까지의 카운팅을 매 픽쳐 마다 수행한다. 카운트 비트 수에 의해 결정되는 M 값은 비디오 버퍼내에 포함될 수 있는 픽쳐의 수에 의해 결정 될 수 있을 것이다. 카운터가 M-1이 되었을 때는 0으로 라운딩 된다. 픽쳐 헤더의 카운터에서 카운팅 된 픽쳐 헤더의 번호는 PES 디코딩부(10) 내의 부가정보 삽입부(15)에 보내어 진다.

부가정보 삽입부(15)에서는, 매 픽쳐헤더부 뒤 다음 비디오 스트림의 헤더(예, 픽쳐 익스텐션 헤더 또는 유저 데이터 헤더)가 나오는 바로 앞 부분에 부가 정보를 삽입한다. 비디오 디코떠(30)의 원활한 동작을 위해 삽입되어질 부가정보는 헤더와 카운터 값으로 구성한다. 헤더는 MPEG-2 비디오 규격에 사용되어지는 시작코드 프리 픽스인 3 바이트 값 0, 0, 1후에 1바이트 값인 특정 스타트코드 X로 구성된다. 이때 X의 값은 사용자에 의해 설정되도록 할 수 있으며 레지스터에 저장되어 참조되어 질 수 있다. 이 값은 동시에 비디오 디코더(30)의 픽쳐 픽쳐 디코딩 제어부(31) 장치에서 픽쳐 번호 정보를 빼낼 때 사용되어 진다. 헤더부에 이어 앞에서 카운트 크기 M값의 길이 만큽의 픽쳐 헤더 번호가 덧 붙여진 값이 부가 정보로 삽입된다.

PES 디코딩부(10) 내의 픽쳐타입 검사기(13)에서는 이전 픽쳐 값을 저장하고 있고 현재 픽쳐 헤더 뒤에 오는 픽쳐의 타입 정보를 빼내어 확인한다. 이전 픽쳐의 타입이 P이고 현재 픽쳐의 타입이 I이면, 이전 픽처의 번호에 해당하는 값 즉 현재 픽쳐 카운트 값에서 1을 뺀 값을 스킵 가능 픽쳐 레지스터부(14)에서 저장하도록 보낸다.

PES 디코딩부(10) 내의 스킵가능 픽쳐 레지스터부(14)는 N 단의 레지스터를 가지고 있으면서 픽쳐 타입 검사기(13)에서 보내주는 유효한(스킵가능한 P 픽쳐의 번호) 픽쳐번호를 차례로 레지스터에 저장한다. 스킵가능 픽쳐 레지스터부(14)의 유효 레지스터 제어 장치(15)에서는 저장된 레지스터중에 버퍼내에 있는 픽쳐 중 가장 먼저 사용될 수 있는 스킵가능 P 픽쳐의 번호를 갖고 있는 레지스터의 번호를 지정해 준다.

상기 유효 레지스터제어 장치(15)는 하나 이상의 유효 데이터가 있는지 확인 하는 장치를 갖고 있고 유효한 값이 있을 경우, 매 클럭마다 현재 출력되고 있는 유효한 스킵가능 픽쳐 번호를 비디오 디코더(30)로 부터 보내어지는 현재 디코딩중인 픽쳐 번호와 비교 한다.

유효한 스킵가능 픽쳐 번호와 현재 디코딩중인 픽쳐 번호가 같아지면 다음 레지스터의 값이 유효한 경우 다음 레지스터의 값을 유효한 스킵가능 픽쳐 번호로 선택해서 내보내준다.

도 5는 본 발명에 따른 픽쳐 디코딩/스킵 처리 방법을 나타내는 도면으로, 비디오 디코더(30)의 픽쳐 디코딩 동작를 설명하는 흐름오디다. 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 디코딩/스킵 동작을설명하면 다음과 같다.

비디오 디코더(30)의 픽쳐 디코딩 제어부(31)에서는 매 픽쳐 헤더를 디코딩 한 후 스킵신호가 발생했는지 확인한다(ST1).

프레임 레이트는 PTS에 맞취 디코딩 하기 위해 또는 다른 이유로 스킵신호가 발생된 상태라면 픽쳐 타입을 확인한다(ST2).

픽쳐 헤더의 디코딩결과로 알고 있는 픽쳐 타입이 B인경우 현재 픽쳐를 스킵하도록 처리한다. 그리고 픽쳐 스킵신호를 발생시키는 블록에 한 픽쳐의 스킵이 완료 되었음을 알린다.(ST3)

픽쳐 타입이 P인경우에는 현재의 픽쳐 번호를 디코딩하고 현재 픽쳐 번호와 PES 디코더(11)에서 입력되어지는 유효한 스킵가능 P픽쳐 번호와 현재 픽쳐 번호가 일치 하는지 비교한다.(ST4)

스킵가능 P픽쳐 번호와 현재 픽쳐 번호가 일치 하는 경우에 현재 픽쳐를 스킵되도록 처리하고 픽쳐 스킵신호를 발생 시키는 블록에 한 픽쳐의 스킵이 완료 되었음을 알린다.(ST5)

이제 까지의 비교에서 스킵이 블가능한 픽쳐의 경우 픽쳐의 디코딩을 다음 픽쳐 헤더 디코딩까지 디코딩을 계속해서 수행 한다.(ST6)

이러한 PES 디코딩부(10)와 비디오 디코더(30)의 동작을 통해 필요시 B 픽쳐 또는 P픽쳐의 스킵을 제어한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 MPEG2 비디오를 디코딩하는 장치에서 픽쳐 스킵이 필요한 상황에 I,P 픽쳐만 연속으로 오는 경우에도 픽쳐 스킵을 수행할 수 있는 방법을 제공하므로. 픽쳐의 프레젠테이션 타임을 정확히 맞추거나 오디오 비디오 신호간 동기를 맞추는 일을 빠른 시간에 효율적으로 맞출 수 있는 효과가 있다.

또한, 디스플레이 장치의 프레임 레이트와 입력 비디오 비트스트림의 프레임레이트가 상이한 경우에도 화면 왜곡을 방지할 수 있다.

나아가 본 발명은 이러한 제어들이 필요한 상황에서 비디오 비트스트림 버퍼의 제어를 안정적으로 할 수 있는, 즉 비디오 스트림 버퍼의 오버플로우를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. MPEG 비디오 디코더의 픽쳐 디코딩/스킵 처리 방치에 있어서,

   각 픽쳐 헤더를 검출하고 픽쳐 타입을 확인하여 스킵 가능 P 픽쳐의 경우 현재의 카운터 값을 저장해 두었다가 픽쳐 헤더 다음에 오는 비디오 헤더 앞에 킥쳐 카운터를 특징 부가 헤더 정보로 합입하는 PES 디코딩부(10)와,

   부가정보를 포함하는 ES를 일시 저장하고 비디오 디코더의 요청에 따라 출력하는 비디오 스트림 버퍼(20)와,

   일반적인 MPEG-2 비디오 스트림을 디코딩 하는 동시에 P 픽쳐 스킵 기능을 수행하는 비디오 디코더(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 PES 디코딩부는

   PES 디코딩과 동시에 비디오 스트림내의 픽쳐 헤더를 검출하는 장치와,

   픽쳐 헤더의 검출과 동시에 픽쳐 타입을 검출하는 장치와,

   현재 픽쳐 헤더 뒤에 오는 픽쳐의 타입 정보를 확인하여 출력하는 픽쳐 타입 검사기와,

   픽쳐 타입에 따라 스킵 가능 P 픽쳐의 경우 현재의 카운터 값을 일시 저장하는 스킵가능 픽쳐 레지스터부와,

   매 픽쳐 헤더부 뒤 다음 비디오 스트림의 헤더가 나오는 바로 앞부분에 부가정보를 삽입하는 부가정보 삽입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 픽쳐 타입 검사기는, 이전 픽쳐의 타입이 P이고 현재 픽쳐의 타입이 I 이면 이전 픽쳐의 번호에 해당하는 값, 즉 현재 픽쳐 카운트 값에서 1을 뺀 값을 상기 스킵가능 픽쳐 레지스터부로 출력하는 것을 특징으로 하는 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 스킵가능 픽쳐 레지스터부는 N단의 레지스터를 갖고 있으면서 픽쳐타입 검사기에서 보내주는 유효한 스킵가능 P 픽쳐의 번호를 차례로 저장하는 것을 특징으로 하는 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 스킵가능 픽쳐 레지스터부는 저장된 레지스터 중에서 버퍼 내에 있는 픽쳐중 가능 먼저 사용될 수 있는 스킵 가능 P 픽쳐의 번호를 갖고 있는 레지스터의 번호를 지정해 주는 유효 레지스터 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽쳐 디코딩/스킵 처리 장치.
6. MPEG 비디오 스트림의 픽쳐 디코딩/스킵 처리 방법에 있어서,

   매 픽쳐 헤더를 디코딩 한 후 스킵 신호가 발생했는지를 확인하는 단계(ST1)와,

   프레임 레이트를 PTS에 맞추어 디코딩 하기 위해 픽쳐의 타입을 확인하는 단계와(ST2)와,

   픽쳐 타입이 B 픽쳐인 경우 현재 픽쳐를 스킵하고 픽쳐 스킵 신호를 발생시키는 블록에 한 픽쳐의 스킵이 완료 되었음을 알리는 단계와(ST3),

   픽쳐가 P 픽쳐인 경우는 현재의 픽쳐 번호를 디코딩하고 현재 픽쳐 번호와 PES 디코딩부로부터 입력되는 유효한 스킵 가능 P 픽쳐 번호와 현재 픽쳐 번호가 일치하는지를 비교하는 단계(ST4), 및

   스킵 가능 P 픽쳐 번호와 현재 픽쳐 번호가 일치하는 경우 현재 픽쳐를 스킵 처리하고 픽쳐 스킵 신호를 발생시키는 블록에 한 픽쳐의 스킵이 완료 되었음을 알리는 단계(ST5)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 픽쳐 디코딩/스킵 처리 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   스킵이 불가능한 픽쳐의 경우 픽쳐의 디코딩을 다음 픽쳐 헤더 디코딩까지 계속해서 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 픽쳐 디코딩/스킵 처리 방법.