KR20080074366A - 계층적 복호화 장치 및 방법 - Google Patents

계층적 복호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계층적으로 부호화되어 다중화된 계층별 TS(Transport Stream)로부터 비디오 및 오디오 데이터를 복원할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 장치는 기본 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES(Packetized Elementary Stream) 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL(Sync Layer) 디패킷타이징을 수행하여 기본 계층 비디오 ES(Elementary Stream), 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS(Object Descriptor/Binary Format for Scene) 데이터, 기본 계층 IOD(Initial Object Descriptor) 데이터를 출력하는 기본 계층 역다중화부, 향상 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL 디패킷타이징을 수행하여 향상 계층 비디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 출력하고 향상 계층 오디오 ES는 선택적으로 출력하는 향상 계층 역다중화부, 상기의 기본 계층 비디오 ES, 향상 계층 비디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 입력하고 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 비디오 복호화 방식을 이용하여 계층적 비디오 복호화를 수행하고 비디오 데이터를 출력하는 비디오 복호화부, 그리고 상기의 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 입력하고 향상 계층 오디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터는 선택적으로 입력하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식을 이용하여 오디오 복호화 를 수행하고 오디오 데이터를 출력하는 오디오 복호화부로 구성된다.
계층적 복호화, 지상파 DMB

Description

계층적 복호화 장치 및 방법{Scalable decoding apparatus and method}
도 1 은 본 발명에 따른 계층적 복호화 장치의 구성도
도 2 는 본 발명의 기본 계층 역다중화부의 내부 구성도
도 3 은 본 발명의 향상 계층 역다중화부의 내부 구성도
도 4 는 본 발명에 따른 계층적 복호화 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 기본 계층 역다중화부 20 향상 계층 역다중화부
30 비디오 복호화부 40 오디오 복호화부
31 기본 계층 TS 역다중화부 32 기본 계층 PES 디패킷타이저부
33 기본 계층 섹션 분석부 34 기본 계층 SL 디패킷타이저부
41 향상 계층 TS 역다중화부 42 향상 계층 PES 디패킷타이저부
43 향상 계층 섹션 분석부 44 향상 계층 SL 디패킷타이저부
본 발명은 계층적으로 부호화되어 다중화된 TS 들로부터 비디오 및 오디오 데이터를 복원할 수 있는 장치에 관한 것이다.
현재 상용 서비스되고 있는 지상파 DMB의 경우 320(가로)x240(세로)의 해상도를 갖는 비디오 부호화 데이터와 CD 음질의 오디오 부호화 데이터가 방송국에서 만들어져서 공중파를 이용하여 수신기에 전달되고 있다.
지상파 DMB에서의 비디오 및 오디오 부호화는 공지의 MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding) 베이스라인 프로파일 방식과 MPEG-4 BSAC 혹은 MPEG-4 HE-AAC 방식이 사용되고 있다.
최근 DMB에서 컨텐츠의 고급화에 대한 요구가 생기면서, 비디오의 해상도를 높여서 화질을 개선시키려는 필요성이 크게 늘어나고 있다. 이런 요구에 대응하기 위해서는 무엇보다도 기존 지상파 DMB 부호화 방식과의 호환성을 유지하면서 비디오 해상도를 높일 수 있는 방법이 필요하다.
이를 만족시키기 위한 비디오 부호화 방식으로 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 부호화 방식이 적합한데, 이는 MPEG-4 SVC 부호화 방식이 계층적으로 부호화하는데 있어서 기본 계층으로 MPEG-4 AVC 부호화 방식을 사용하기 때문이다. 즉, MPEG-4 SVC 부호화 데이터가 기본 계층 데이터와 향상 계층 데이터를 생성하게 되면, 기존 지상파 DMB 수신기는 기본 계층 데이터인 MPEG-4 AVC 부호화 데이터만 이용하여 복호화 함으로써 320(가로)x240(세로)의 해상도를 갖는 비디오 데이터를 복원하는 것이 가능하고, 신규 지상파 DMB 수신기는 기본 계층 데이터와 향상 계층 데이터를 모두 이용하여 복호화 함으로써 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 비디오 데이터를 복원하는 것이 가능하게 된다.
또한 이를 만족시키기 위해서는 비디오 부호화 방식 뿐만 아니라 다중화 방식도 기존 지상파 DMB의 다중화 방식과 달라져야 한다. 기존 지상파 DMB의 다중화 방식은 모든 비디오 부호화 데이터, 오디오 부호화 데이터, 기타 관련 데이터를 한 개의 TS(Transport Stream)로 다중화하여 동일한 전송 채널로 전송한다. 하지만 계층별로 생성된 비디오 부호화 데이터를 다중화할 경우에 한 개의 TS로 다중화하여 동일한 전송 채널로 전송할 수도 있지만, 계층별 데이터를 채널 특성이 서로 다른 전송 채널을 통하여 차별적으로 전송하는 것에 대비하여 계층별로 별도의 TS를 생성하는 것이 필요하다.
따라서 본 발명의 장치는 상기 신규 지상파 DMB 수신기에 사용될 수 있는 장치로서, 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 비디오를 제공하기 위하여 계층적으로 부호화되어 다중화된 TS들을 수신하여 계층별로 역다중화하고 계층별로 복호화 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 계층적으로 부호화되어 다중화된 계층별 TS로부터 비디오 및 오디오 데이터를 복원할 수 있도록 하기 위하여, 계층별 TS를 역다중화하고 MPEG-4 SVC 복호화 방식과 MPEG-4 오디오 복호화 방식을 이용하여 복호화하도록 구성함으로써, 기존의 지상파 DMB 복호화 방식과 호환되면서도 비디오 해상도를 4배로 높인 화면을 제공할 수 있는 새로운 복호화 장치와 방법을 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 계층적 복호화 장치의 구성도 이다.
본 발명의 장치는 기본 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES(Packetized Elementary Stream) 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL(Sync Layer) 디패킷타이징을 수행하여 기본 계층 비디오 ES(Elementary Stream), 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS(Object Descriptor/Binary Format for Scene) 데이터, 기본 계층 IOD(Initial Object Descriptor) 데이터를 출력하는 기본 계층 역다중화부(10), 향상 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL 디패킷타이징을 수행하여 향상 계층 비디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 출력하고 향상 계층 오디오 ES는 선택적으로 출력하는 향상 계층 역다중화부(20), 상기의 기본 계층 비디오 ES, 향상 계층 비디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 입력하고 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 비디오 복호화 방식을 이용하여 계층적 비디오 복호화를 수행하고 비디오 데이터를 출력하는 비디오 복호화부(30), 그리고 상기의 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 입력하고 향상 계층 오디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터는 선택적으로 입력하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식을 이용하여 오디오 복호화를 수행하고 오디오 데이터를 출력하는 오디오 복호화부(40)로 구성된다.
기본 계층 역다중화부(10)는 기본 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL 디패킷타이징을 수행하여 기본 계층 비디오 ES, 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 출력한다.
향상 계층 역다중화부(20)는 향상 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL 디패킷타이징을 수행하여 향상 계층 비디오 ES, 향상 계층 오디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 출력한다.
비디오 복호화부(30)는 상기의 기본 계층 비디오 ES, 향상 계층 비디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 입력하여 공지의 국제 표준인 MPEG-4 SVC 복호화 방식을 이용하여 복호화하고, 그 결과 데이터로 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 비디오 화면 데이터를 출력한다. 비디오 복호화부(30)가 기본 계층 비디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터 만을 사용할 경우에는 320(가로)x240(세로) 해상도의 비디오 화면 데이터를 출력한다. 비디오 복호화부(30)가 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 비디오 화면을 복호화할 경우에는, 기본 계층 비디오 화면 데이터와 향상 계층 비디오 화면 데이터가 각 화면에 대하여 시간적으로 정확히 동기화 되어 표현되도록 복호화 되어야 한다.
오디오 복호화부(40)는 상기의 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 입력하고 향상 계층 오디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터는 선택적으로 입력하여 공지의 국제 표준인 MPEG-4 오디오 복호화 방식을 이용하여 복호화하고, 그 결과 데이터로 오디오 데이터를 출력한다. 오디오 복호화부(40)가 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터 만을 사용할 경우에는 기본 스테레오 채널의 오디오 데이터를 출력한다. 오디오 복호화부(40)가 멀티채널 오디오를 복호화할 경우에는 기본 계층 오디오 데이터(즉, 스테레오 오디오)와 향상 계층 오디오 데이터(즉, 서라운드 오디오)가 각 오디오 구간에 대하여 시간적으로 정확히 동기화 되어 표현되도록 복호 화되어야 한다.
본 발명의 장치가 기존의 지상파 DMB TS를 수신하면 상기 기본 계층 역다중화부(10)가 기본 계층 TS에 해당하는 기존의 지상파 DMB TS를 입력하여 역다중화 처리를 한 후에 기본 계층 비디오 ES, 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 출력하고, 상기 비디오 복호화부(30)는 기본 계층 비디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 이용하여 기존의 지상파 DMB 화면을 복원할 수 있는 비디오 복호화를 수행하고, 상기 오디오 복호화부(40)는 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 이용하여 기존의 지상파 DMB 오디오를 복원할 수 있는 오디오 복호화를 수행하게 된다.
도 2 는 본 발명의 기본 계층 역다중화부의 내부 구성도이다.
기본 계층 역다중화부(30)는 기본 계층 TS 역다중화부(31), 기본 계층 PES 디패킷타이저부(32), 기본 계층 섹션분석부(33), 그리고 기본 계층 SL 디패킷타이저부(34)로 구성된다.
기본 계층 TS 역다중화부(31)은 기본 계층 TS를 역다중화하고 역패킷화하여 기본 계층 PES 패킷과 기본 계층 14496 섹션 및 기본 계층 PSI 섹션으로 출력하고, 기본 계층 PES 디패킷타이저부(32)는 기본 계층 PES 패킷을 역패킷화하여 기본 계층 SL 패킷으로 변환 및 출력하고, 기본 계층 섹션분석부(33)는 기본 계층 14496 섹션 및 기본 계층 PSI 섹션을 입력하여 기본 계층 OD/BIFS SL 패킷과 기본 계층 IOD 데이터를 출력하고, 기본 계층 SL 디패킷타이저부(34)는 기본 계층 SL 패킷을 역패킷화하여 기본 계층 비디오 ES, 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 스트림, 기본 계층 IOD 데이터를 출력한다.
여기에서 기본 계층 IOD 데이터, 기본 계층 OD/BIFS 데이터는 공지의 국제 표준인 ISO/IEC 14496-1 표준에 따라 생성되며 기본 계층의 비디오 및 오디오 복호화에 필요한 정보를 갖고 있다. 또한 PAT, PMT 정보를 포함한 기본 계층 TS 데이터는 공지의 국제 표준인 ISO/IEC 13818-1 표준에 따라 생성된다.
도 3 은 본 발명의 향상 계층 역다중화부의 내부 구성도이다.
향상 계층 역다중화부(40)는 향상 계층 TS 역다중화부(41), 향상 계층 PES 디패킷타이저부(42), 향상 계층 섹션분석부(43), 그리고 향상 계층 SL 디패킷타이저부(44)로 구성된다.
향상 계층 TS 역다중화부(41)은 향상 계층 TS를 역다중화하고 역패킷화하여 향상 계층 PES 패킷과 향상 계층 14496 섹션 및 향상 계층 PSI 섹션으로 출력하고, 향상 계층 PES 디패킷타이저부(42)는 향상 계층 PES 패킷을 역패킷화하여 향상 계층 SL 패킷으로 변환 및 출력하고, 향상 계층 섹션분석부(43)는 향상 계층 14496 섹션 및 상기 기본 계층 PSI 섹션을 입력하여 향상 계층 OD/BIFS SL 패킷과 향상 계층 IOD 데이터를 출력하고, 향상 계층 SL 디패킷타이저부(44)는 향상 계층 SL 패킷을 역패킷화하여 향상 계층 비디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 스트림, 향상 계층 IOD 데이터를 출력하고 향상 계층 오디오 ES는 선택적으로 출력한다.
여기에서 향상 계층 IOD 데이터, 향상 계층 OD/BIFS 데이터는 공지의 국제 표준인 ISO/IEC 14496-1 표준에 따라 생성되며 향상 계층의 비디오 및 오디오 복호화에 필요한 정보를 갖고 있다. 또한 PAT, PMT 정보를 포함한 향상 계층 TS 데이터는 공지의 국제 표준인 ISO/IEC 13818-1 표준에 따라 생성된다.
도 4 는 본 발명에 따른 계층적 복호화 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
우선 기본 계층 TS 데이터와 향상 계층 TS 데이터를 입력하여 계층별 역다중화를 수행하는 단계(110), 상기 계층별 역다중화의 결과로 생성된 기본 계층 비디오 ES, 향상 계층 비디오 ES, 기본 계층 오디오 ES, 향상 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 스트림, 향상 계층 OD/BIFS 스트림, 기본 계층 IOD 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 이용하여 계층별 복호화를 수행하는 단계(120)로 이루어지고, 상기 과정을 복호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행한다.
상기 계층별 역다중화 단계(110)는 기본 계층 역다중화부(10)와 향상 계층 역다중화부(20)에서 각각 수행되며, 상기 계층별 복호화 단계(120)는 비디오 복호화부(30)와 오디오 복호화부(40)에서 각각 수행된다.
상기 계층별 역다중화 단계(110)는 향상 계층 TS 데이터를 선택적으로 입력한다. 즉, 기본 계층 TS 데이터만을 필요로 할 경우에는 향상 계층 TS 데이터를 사용하지 않을 수 있다.
상기 계층별 복호화를 수행하는 단계(120)는 향상 계층 오디오 ES를 선택적으로 이용한다. 즉, 스테레오 채널 데이터만 필요할 경우 향상 계층 오디오 ES에 대한 복호화 처리는 수행하지 않는다.
이상에서 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
본 발명은 계층적으로 부호화되어 다중화된 계층별 TS로부터 비디오 및 오디오 데 이터를 복원할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 320(가로)x240(세로)의 비디오 해상도를 갖는 기존의 지상파 DMB 데이터를 복호화할 수 있으면서 또한 640(가로)x480(세로)의 비디오 해상도를 갖는 새로운 지상파 DMB 데이터도 복호화하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 계층적으로 부호화되어 다중화된 계층별 TS로부터 비디오 및 오디오 데이터를 복원하는데 있어서,
    기본 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES(Packetized Elementary Stream) 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL(Sync Layer) 디패킷타이징을 수행하여 기본 계층 비디오 ES(Elementary Stream), 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS(Object Descriptor/Binary Format for Scene) 데이터, 기본 계층 IOD(Initial Object Descriptor) 데이터를 출력하는 기본 계층 역다중화부,
    향상 계층 TS 데이터를 입력하여 TS 역다중화, PES 디패킷타이징, 섹션 분석 및 SL 디패킷타이징을 수행하여 향상 계층 비디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 출력하고 향상 계층 오디오 ES는 선택적으로 출력하는 향상 계층 역다중화부,
    상기의 기본 계층 비디오 ES, 향상 계층 비디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 입력하고 MPEG-4 SVC(Scalable Video Coding) 비디오 복호화 방식을 이용하여 계층적 비디오 복호화를 수행하고 비디오 데이터를 출력하는 비디오 복호화부,
    그리고 상기의 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 입력하고 향상 계층 오디오 ES, 향상 계층 OD/BIFS 데이터, 향상 계층 IOD 데이터는 선택적으로 입력하여 MPEG-4 오디오 복호화 방식을 이용하여 오디오 복호 화를 수행하고 오디오 데이터를 출력하는 오디오 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비디오 복호화부가 640(가로)x480(세로)의 고해상도의 비디오 화면을 복호화할 경우에는, 기본 계층 비디오 화면 데이터와 향상 계층 비디오 화면 데이터가 각 화면에 대하여 시간적으로 정확히 동기화 되어 표현되도록 복호화하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오디오 복호화부가 멀티채널 오디오를 복호화할 경우에는, 기본 계층 오디오 데이터와 향상 계층 오디오 데이터가 각 오디오 구간에 대하여 시간적으로 정확히 동기화 되어 표현되도록 복호화하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기의 기본 계층 역다중화부, 비디오 복호화부, 오디오 복호화부가 기존의 지상파 DMB TS를 수신하면,
    상기 기본 계층 역다중화부가 기본 계층 TS에 해당하는 기존의 지상파 DMB TS를 입력하여 역다중화 처리를 한 후에 기본 계층 비디오 ES, 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 출력하고,
    상기 비디오 복호화부가 기본 계층 비디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 이용하여 기존의 지상파 DMB 화면을 복원할 수 있는 비디오 복호화를 수행하고,
    상기 오디오 복호화부가 기본 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 데이터, 기본 계층 IOD 데이터를 이용하여 기존의 지상파 DMB 오디오를 복원할 수 있는 오디오 복호화를 수행하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기본 계층 역다중화부는 기본 계층 TS 역다중화부, 기본 계층 PES 디패킷타이저부, 기본 계층 섹션분석부, 그리고 기본 계층 SL 디패킷타이저부로 구성되는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 향상 계층 역다중화부는 향상 계층 TS 역다중화부, 향상 계층 PES 디패킷타이 저부, 향상 계층 섹션분석부, 그리고 향상 계층 SL 디패킷타이저부로 구성되는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  7. 계층적으로 부호화되어 다중화된 계층별 TS로부터 비디오 및 오디오 데이터를 복원하는데 있어서,
    기본 계층 TS 데이터와 향상 계층 TS 데이터를 입력하여 계층별 역다중화를 수행하는 단계,
    상기 계층별 역다중화의 결과로 생성된 기본 계층 비디오 ES, 향상 계층 비디오 ES, 기본 계층 오디오 ES, 향상 계층 오디오 ES, 기본 계층 OD/BIFS 스트림, 향상 계층 OD/BIFS 스트림, 기본 계층 IOD 데이터, 향상 계층 IOD 데이터를 이용하여 계층별 복호화를 수행하는 단계로 이루어지고,
    상기 과정을 복호화가 끝날 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 계층별 역다중화를 수행하는 단계는 향상 계층 TS 데이터를 선택적으로 입력하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 계층별 복호화를 수행하는 단계는 향상 계층 오디오 ES를 선택적으로 이용하는 것을 특징으로 하는 계층적 복호화 장치 및 방법.
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