KR20040078488A - 영상재생장치의 기록/재생방법 - Google Patents

영상재생장치의 기록/재생방법 Download PDF

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KR20040078488A KR1020030013441A KR20030013441A KR20040078488A KR 20040078488 A KR20040078488 A KR 20040078488A KR 1020030013441 A KR1020030013441 A KR 1020030013441A KR 20030013441 A KR20030013441 A KR 20030013441A KR 20040078488 A KR20040078488 A KR 20040078488A
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Abstract

영상재생장치의 기록/재생방법이 개시된다. 본 기록/재생방법은, MPEG포멧의 방송신호를 영상신호/음성신호로 분리하는 디-멀티플렉서, 영상신호/음성신호를 압축해제하는 MPEG디코더, 및 영상신호/음성신호를 저장하는 저장매체를 구비하는 영상 기록/재생장치의 기록/재생방법에 있어서, 영상신호를 구성하는 각각의 단위프레임의 I, P, B 프레임중 소정 프레임을 선택하는 단계, 선택된 프레임에 따른 영상신호 및 선택된 프레임에 대한 정보를 저장매체에 저장하는 단계, 및 프레임에 대한 정보에 따라, 저장매체에 저장된 영상신호를 구성하는 I, P, B 프레임중 선택된 프레임을 소정횟수 반복하여 MPEG디코더에 인가하는 단계를 갖는다. 이러한 기록/재생방법에 의하면, 별도의 MPEG인코더를 필요로 하지 않으면서도 하드디스크 드라이브와 같은 데이터 저장장치에 장시간 영상신호 및 음성신호를 기록 가능하다. 따라서, 본 발명이 적용되는 영상 기록/재생장치를 생산시, 생산비용이 낮아지게 되며, 저장매체에 영상신호 및 음성신호의 기록시간이 증가하게 된다.

Description

영상재생장치의 기록/재생방법{Method for record/reproducing of Image display device}
본 발명은 영상재생장치의 데이터 기록/재생방법에 관한 것으로, 특히 하드디스크 드라이브와 같은 데이터 저장장치를 구비하는 영상재생장치의 데이터 기록시간을 증가시키는 기록/재생방법에 관한 것이다.
잘 알려진바와 같이, 아날로그 영상신호/음성신호를 디지털 영상신호/음성신호로 변환시 데이터량이 비약적으로 증가한다. 이와 같이 증가된 디지털 영상신호/음성신호를 메모리(memory)나 하드디스크 드라이브(hard disk drive)와 같은 저장장치에 저장시 많은 저장공간을 필요로 하게된다.
도 1은 디지털 영상신호/음성신호를 기록 가능한 셋탑박스(set top box)의 블록개념도를 도시한 것이다.
도시된 셋탑박스는 튜너부(10), 디-먹스(de-mux)(20), MPEG디코더(30), 비디오 인코더(40), MPEG인코더(50), 하드디스크 드라이브(HDD)(60), 마이크로 프로세서(CPU)(70), 및 램(RAM)(80)을 갖는다.
튜너부(10)는 방송국 또는 케이블망을 통하여 송신되는 방송신호를 수신하고, 수신된 방송신호에서 반송파를 제거하여 MPEG포멧을 갖는 디지털 데이터스트림을 생성하고 이를 디-먹스(de-mux)(20)로 출력한다.
디-먹스(de-mux)(20)는 튜너부(10)로부터 인가되는 디지털 데이터스트림을 영상신호와 음성신호로 분리한다.
MPEG디코더(30)는 디-먹스(de-mux)(20)에서 MPEG-2포멧에 따라 출력되는 영상신호 및 음성신호를 압축 해제한다.
비디오 인코더(40)는 영상신호와 음성신호를 텔레비전(90)과 같은 영상디스플레이장치가 갖는 영상포멧, 예컨데 NTSC(National Television System Committee)나 PAL(phase alternation line)과 같은 포멧으로 변환한다.
MPEG인코더(50)는 MPEG디코더(30)에서 출력되는 영상신호 및 음성신호를 MPEG포멧에 따라 소정의 압축률로 압축하고 이를 하드디스크 드라이브(HDD)(60)에 저장한다.
마이크로 프로세서(CPU)(70)는 시스템버스를 통해 셋탑박스의 데이터 흐름을 전반적으로 제어하며, 램(RAM)(80)은 마이크로 프로세서(CPU)(70)가 프로그램을 수행하면서 발생시키는 임시데이터를 저장한다.
한편, 상기한 구성을 갖는 셋탑박스에서 튜너부(10)를 통해 인가되는 방송 프로그램을 장시간 저장하고자 할때는 하드디스크 드라이브(HDD)(60)의 용량을 증가시키거나, MPEG인코더(50)로 영상신호 및 음성신호를 소정의 압축률로 압축하여 하드디스크 드라이브(HDD)(60)로 저장하여야 한다.
하드디스크 드라이브(HDD)(60)의 용량을 증대시키기 위해서는 새로운 하드디스크 드라이브를 추가하여야 하나 이는 셋탑박스의 생산비용을 증가시키게 된다. 이에 따라, 하드디스크 드라이브의 저장시간을 증가시키기 위해 종래에는 MPEG포멧을 갖는 영상신호 및 음성신호를 MPEG인코더(50)에서 소정의 압축률로 압축하여 하드디스크 드라이브에 저장하였다. 그러나, 복잡한 MPEG 포멧에 따라 영상신호와 음성신호를 실시간으로 압축해야 하는 MPEG인코더(50)는 통상 셋탑박스에서 별도의 집적회로 및 주변회로로 구현되며, 이러한 MPEG인코더(50)를 셋탑박스와 같은 영상 기록/재생장치에 적용시, 영상 기록/재생장치의 생산비용을 증가시키는 문제점이있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 인코더를 필요로 하지 않으면서도 하드디스크 드라이브와 같은 데이터 저장장치에 장시간 영상신호 및 음성신호를 기록 가능한 영상재생장치의 기록/재생방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 디지털 영상신호/음성신호를 기록 가능한 셋탑박스의 블록개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 셋탑박스의 블록개념도,
도 3은 본 발명에 따른 영상재생장치의 기록방법의 바람직한 일실시예에 따른 순서도,
도 4a와 도 4b는 도 3의 S100단계를 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2에 도시된 영상 기록/재생 장치의 하드디스크 드라이브에 기록된 데이터의 구조를 도시한 도면,
도 6은 도 4에 도시된 방법에 따라 하드디스크 드라이브에 저장된 영상신호를 재생하는 방법에 대한 바람직한 일실시예에 따른 순서도, 그리고
도 7a와 도 7b는 도 6에 도시된 S600단계를 개념적으로 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, MPEG포멧의 방송신호를 영상신호/음성신호로 분리하는 디-멀티플렉서, 영상신호/음성신호를 압축해제하는 MPEG디코더, 및 영상신호/음성신호를 저장하는 저장매체를 구비하는 영상 기록/재생장치의 기록/재생방법에 있어서, 영상신호를 구성하는 각각의 단위프레임의 I, P, B 프레임중 소정 프레임을 선택하는 단계, 선택된 프레임에 따른 영상신호 및 선택된 프레임에 대한 정보를 저장매체에 저장하는 단계, 및 프레임에 대한 정보에 따라, 저장매체에 저장된 영상신호를 구성하는 I, P, B 프레임중 선택된 프레임을 소정횟수 반복하여 MPEG디코더에 인가하는 단계에 의해 달성된다.
I, P, B 프레임중 적어도 하나 이상을 선택하는 단계는, 영상신호를 구성하는 각각의 단위프레임에서 단위프레임을 구성하는 I, P, B 프레임중 적어도 하나 이상을 선택하는 단계, 선택된 프레임으로 영상신호를 재구성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
저장매체에 저장하는 단계는, 저장매체에 재구성된 영상신호와, 음성신호를교번으로 저장하는 것이 바람직하다.
MPEG디코더로 반복하여 인가하는 단계는, 선택된 프레임중 제n프레임과 제n+1프레임 사이에는 영상신호가 소정의 프레임레이트를 갖도록 제n프레임을 소정횟수 반복하여 MPEG디코더로 인가하는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 셋탑박스의 블록개념도를 나타낸다.
도시된 셋탑박스는, 튜너부(100), 디-먹스(de-mux)(200), MPEG디코더(300), 비디오 인코더(400), 하드디스크 드라이브(HDD)(500), 플래시롬(Flash Rom)(600), 마이크로 프로세서(CPU)(700), 및 램(RAM)(800)을 갖는다.
튜너부(100)는 방송국 또는 케이블망을 통하여 송신되는 방송신호를 수신하고, 수신된 방송신호에서 반송파를 제거하여 MPEG포멧을 갖는 디지털 데이터스트림을 생성한 다음 이를 디-먹스(de-mux)(200)로 출력한다.
디-먹스(de-mux)(200)는 튜너부(100)로부터 인가되는 디지털 데이터스트림을 영상신호와 음성신호로 분리한다.
MPEG디코더(300)는 영상신호와 음성신호 및 디-먹스(de-mux)(200)에서 출력되는 영상신호와 음성신호를 압축해제한다. 이때, MPEG디코더(300)는 MPEG-2규격에 따라 압축된 영상신호와 음성신호를 압축 해제하며, 비디오 인코더(400)는 영상신호와 음성신호를 텔레비전과 같은 영상디스플레이장치가 갖는 영상포멧, 예컨데 NTSC(National Television System Committee)나 PAL(phase alternation line)과 같은 포멧으로 변환한다.
하드디스크 드라이브(HDD)(500)는 디-먹스(de-mux)(200)에 의해 분리된 영상신호와 음성신호를 저장한다. 이때, 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장된 영상신호와 음성신호는 MPEG-2규격에 따라 압축된 상태이며, 별도의 인코더를 사용하지 않고 디-먹스(de-mux)(200)에서 출력되는 음성신호와 소정의 프레임 레이트를 갖는 영상신호를 저장한다.
플래시롬(Flash Rom)(600)은 셋탑박스의 운영체제 및 디-먹스(de-mux)(200)에서 출력되는 영상신호를 소정의 프레임레이트(frame rate)로 낮추기 위한 응용 프로그램을 저장한다.
마이크로 프로세서(CPU)(700)는 셋탑박스의 데이터 흐름을 전반적으로 제어하며, 플래시롬(Flash Rom)(600)에 저장된 응용프로그램에 의해 구동되어 디-먹스(de-mux)(200)에서 출력되는 영상신호를 구성하는 단위프레임의 I(Intra picture), P(Predictive picture), B(Bi dircetionally predictive picture)프레임중 I 프레임, 및 P프레임을 선택하여 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장하거나, 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장된 영상신호/음성신호를 재생시, 영상신호를 구성하는 단위프레임의 I, P 프레임이 소정갯수(예컨데 30프레임/초)가 되도록 복원하여 이를 MPEG디코더(300)로 인가한다. 예컨데, 디-먹스(de-mux)(200)에서 출력되는 각각의 단위 프레임에서 B 프레임만을 선택적으로 스킵(skip)하여 I 프레임과 P 프레임만을 하드디스크(HDD)(500)로 인가함으로서 하드디스크(HDD)(500)에 저장되는 데이터량을 감소시킬 수 있으며, 이와 같은 방법에 의해 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장된 영상신호를 MPEG디코더(300)로 인가시, 스킵된 B 프레임의 위치에 I 프레임과 P 프레임을 선택적으로 반복하여 인가함으로서 저장된 영상신호/음성신호를 재생시, 영상신호를 구성하는 단위프레임의 I, P 프레임이 소정갯수(예컨데 30프레임/초)가 되도록 한다.
램(RAM)(800)은 마이크로 프로세서(CPU)(700)가 프로그램을 수행하면서 발생시키는 임시데이터를 저장한다.
도 3은 본 발명에 따른 영상재생장치의 기록방법의 바람직한 일실시예에 따른 순서도를 나타낸다.
먼저, 디-먹스(de-mux)(200)에서 출력되는 MPEG포멧의 영상신호 및 음성신호는 시스템버스를 통해 마이크로 프로세서(CPU)(700)로 인가된다. 마이크로 프로세서(CPU)(700)는 플래시롬(Flash Rom)(600)에 저장된 응용프로그램에 의해 구동되어 영상신호를 구성하는 단위프레임을 구성하는 I, P, B 프레임중 소정 프레임을 선택한다(S100). 예컨데, 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장 가능한 시간을 증가시키기 위해서 I 프레임을 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장되도록 하거나, I프레임 및 P 프레임만을 저장되도록 한다. 여기서, I 프레임은 각각의 단위프레임의 시작 프레임으로서 정지영상이고, P 프레임은 I 프레임 또는 선행되는 P 프레임과의 차값을 갖는 프레임이며, B 프레임은 선행 프레임과 후행 프레임, 및 선행 프레임과 후행 프레임을 합한 프레임중 최소 차값을 갖는 프레임에 대한 정보를 갖는다.
다음으로, 마이크로프로세서(CPU)(700)는 각각의 단위프레임을 구성하는 I,P, B 프레임중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 프레임으로 각 단위프레임을 재구성한다(S200). 예컨데 I 프레임과 P 프레임을 선택하는 경우, I 프레임과 P 프레임만으로 각 단위프레임을 재구성하고 선택된 프레임(I 프레임, P 프레임)에 대한 정보를 시스템버스를 통해 하드디스크 드라이브(HDD)(500)로 인가한다. 마지막으로, 재구성된 단위프레임 및 선택된 프레임에 대한 정보를 하드디스크 드라이브(HDD)(500)로 인가하여 이를 저장하도록 한다(S300). 이때, 하드디스크 드라이브(HDD)(500)는 영상신호/음성신호 및, 프레임레이트 정보를 서로 다른 공간에 저장한다.
도 4a와 도 4b는 도 3의 S100단계를 개념적으로 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 각각의 단위프레임은 I, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, I, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B와 같은 형태의 프레임으로 구성된다. 한편, 화면전환이 거의 없는 주식관련 프로그램, 미술/음악 프로그램, 및 뉴스프로그램과 같은 방송 프로그램에서는 단위프레임을 구성하는 I, P, B 프레임을 순차적으로 모두 재생하지 않아도 된다. 예컨데, I 프레임, 또는 I 프레임과 P 프레임만을 재생하여도 방송 프로그램의 동적 영역이 적으므로 방송 프로그램을 시청시, 모든 프레임을 재생하는 것에 비해 큰 차이를 느끼지 않게된다. 이에 따라, 이와 같은 방송프로그램을 저장시, 플래시롬(Flash Rom)(600)에 저장된 응용 프로그램에 의해 구동되는 마이크로 프로세서(CPU)(700)는 30개의 프레임(1 ∼ 30)중 I 프레임과 P 프레임만을 선택적으로 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장하며, 모든 프레임(1 ∼ 30)을 저장하는 것에 비해 더 많은 영상신호를 저장 할 수 있게된다.
도 5는 도 2에 도시된 영상 기록/재생 장치의 하드디스크 드라이브에 기록된 데이터의 구조를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 하드디스크 드라이브(HDD)(500)는 동영상/정지영상을 저장하기 위한 프로그램 영역(GOP:Group Of Program)(500a)과, 저장된 동영상/정지영상에 대한 부가정보를 저장하기 위한 사용자정의 영역(500b)으로 구분된다. 프로그램 영역(500a)은 MPEG-2포멧에 따른 동영상, 및 정지영상을 기록하며, 영상신호와 음성신호가 교대로 저장된다. 사용자정의 영역(500b)은 프로그램 영역(500a)과 링크하기 위한 헤더(Header)와 사용자정의 데이터를 가지며, 사용자정의 데이터는 프로그램 영역(GOP)(500a)에 대한 부가데이터, 예컨데, 프로그램 재생시간(file-length), 프로그램 타이틀(title), 시간정보(date), 및 단위프레임중 선택되는 프레임에 대한 정보(select)를 갖는다.
여기서, 부가정보에 포함된 정보(select)에 따라 마이크로 프로세서(CPU)(700)는 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장된 영상신호의 반복재생 방법을 선택하게 되며, 이는 차후 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 도 4에 도시된 방법에 따라 하드디스크 드라이브에 저장된 영상신호를 재생하는 방법에 대한 바람직한 일실시예에 따른 순서도를 나타낸다.
먼저, 마이크로 프로세서(CPU)(700)는 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장된 영상신호를 시스템버스를 통하여 인가받는다(S500). 인가된 영상신호는 소정의 정보(select)를 가지며, 단위프레임을 구성하는 I, P, B 프레임중 일부 프레임(예컨데 I프레임, P프레임)만이 램(RAM)(800)에 임시 저장된다.
다음으로, 마이크로 프로세서(CPU)(700)는 램(RAM)(800)에 임시 저장된 프레임을 시스템버스를 통해 비디오 인코더(400)로 출력하되, 각각의 프레임을 소정횟수 반복하여 MPEG디코더(300)로 인가한다(S600). 예컨데, I 프레임과 P프레임만으로 구성되는 영상신호인 경우, 영상신호를 구성하는 각각의 P 프레임을 두번 반복하여 MPEG디코더(300)에 인가함으로서 단위시간(예컨데 1초)당 30프레임이 MPEG디코더(300)에 인가되도록 한다. 비디오 인코더(400)는 MPEG디코더(300)에서 출력되는 영상신호를 NTSC나 PAL형식으로 변환하여 텔레비전에 전송하게 된다.
도 7a와 도 7b는 도 6에 도시된 S600단계를 개념적으로 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
먼저, 도 7a는 도 4b에 도시된 바와 같은 방식으로 하드디스크 드라이브(HDD)(500)에 저장된 영상신호를 나타낸다.
도 7b는 도 7a에 도시된 바와 같이 저장된 영상신호가 마이크로 프로세서(CPU)(700)에 의해 단위시간당 30프레임으로 재현되는 과정을 설명한다.
도시된 바와 같이, 도 7a의 프레임 2, 5, 8은 도 7b에서와 같이, 두번씩 반복되어 MPEG디코더(300)로 인가되며, MPEG디코더(300)에서 압축해제된 영상신호와 음성신호는 비디오 인코더(400)로 인가된다. 이에 따라, 비디오 인코더(400)는 각각의 프레임(2, 5, 8 ... ,26)을 두번씩 반복하여 하나의 영상신호로 재구성한다. 즉, 단위시간당 30프레임의 프레임레이트를 갖게된다. 이때, 첫번째 I프레임(1),두번째 I 프레임(15), 및 마지막 P 프레임(28) 반복되지 않는다. 이에 따라, 도 7b에 도시된 프레임을 모두 표현하면 다음의 표 1과 같다.
1 2,2,2, 5,5,5, 8,8,8, 11,11,11, 14,14,14, 15, 16,16,16, 19,19,19, 22,22,22, 25,25,25, 28
상기한 바와 같이, 비디오 인코더(400)에서 출력되는 영상신호는 단위시간당 30프레임의 프레임레이트를 갖게되므로 뉴스 프로그램, 주식시세 프로그램, 및 미술/음악 프로그램과 같이 움직임이 적은 프로그램일 경우 자연스러운 동영상으로 인식할 수 있게된다. 또한, 디-먹스(de-mux)(200)에서 출력되는 영상신호의 프레임(P 프레임)을 소정갯수 선택하여 하드디스크 드라이브에 영상신호를 저장하므로 하드디스크 드라이브에 MPEG포멧으로 압축하기 위한 별도의 MPEG인코더를 필요로 하지 않는다. 본 실시예에서는 P 프레임을 저장 및 재생하는 방법을 위주로 설명하였으나, 이 외에도 I 프레임을 소정횟수 반복하여 저장 및 재생할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 별도의 MPEG인코더를 필요로 하지 않으면서도 하드디스크 드라이브와 같은 데이터 저장장치에 장시간 영상신호 및 음성신호를 기록 가능하다. 따라서, 본 발명이 적용되는 영상 기록/재생장치를 생산시, 생산비용이 낮아지게 되며, 저장매체에 영상신호 및 음성신호의 기록시간이 증가하게 된다.

Claims (4)

  1. MPEG포멧의 방송신호를 영상신호/음성신호로 분리하는 디-멀티플렉서, 상기 영상신호/음성신호를 압축해제하는 MPEG디코더; 및 상기 영상신호/음성신호를 저장하는 저장매체를 구비하는 영상 기록/재생장치의 기록/재생방법에 있어서,
    상기 영상신호를 구성하는 각각의 단위프레임의 I, P, B 프레임중 소정 프레임을 선택하는 단계;
    상기 선택된 프레임에 따른 영상신호 및 상기 선택된 프레임에 대한 정보를 상기 저장매체에 저장하는 단계; 및
    상기 프레임에 대한 정보에 따라, 상기 저장매체에 저장된 상기 영상신호를 구성하는 상기 I, P, B 프레임중 선택된 프레임을 소정횟수 반복하여 상기 MPEG디코더에 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상재생장치의 기록/재생방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 I, P, B 프레임중 적어도 하나 이상을 선택하는 단계는,
    상기 영상신호를 구성하는 각각의 단위프레임에서 상기 단위프레임을 구성하는 I, P, B 프레임중 적어도 하나 이상을 선택하는 단계;
    상기 선택된 프레임으로 상기 영상신호를 재구성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상재생장치의 기록/재생방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저장매체에 저장하는 단계는,
    상기 저장매체에 상기 재구성된 영상신호와, 상기 음성신호를 교번으로 저장하는 것을 특징으로 하는 영상재생장치의 기록/재생방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 MPEG디코더로 반복하여 인가하는 단계는,
    상기 선택된 프레임중 제n프레임과 제n+1프레임 사이에는 상기 영상신호가 소정의 프레임레이트를 갖도록 상기 제n프레임을 소정횟수 반복하여 상기 MPEG디코더로 인가함을 특징으로 하는 영상재생장치의 기록/재생방법.
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