KR20220113028A - 디스플레이 스트림 압축(dsc)을 위한 인코딩 시스템 및 방법 - Google Patents

디스플레이 스트림 압축(dsc)을 위한 인코딩 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

DSC 인코딩 하드웨어 장치에서의 DSC 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 코어에 의해 설정된 DSC 인코딩 설정 변수를 적용하는 단계; 비디오 수신기를 통해 수신한 입력 영상이 저장된 이미지 버퍼에서 상기 입력 영상을 독출하는 단계; 상기 코어로부터 DSC 인코딩 동작 실행 명령을 수신하는 단계; 및 상기 DSC 인코딩 설정 변수에 기초하여 상기 DSC 인코딩 동작을 실행하는 단계를 포함한다.

Description

디스플레이 스트림 압축(DSC)을 위한 인코딩 시스템 및 방법{ENCODING SYSTEM AND METHOD FOR DISPLAY STREAM COMPRESSION}
본 발명은 디스플레이 스트림 압축(DSC)을 위한 인코딩 시스템 및 방법 에 관한 것이다.
최근 업계가 1080p HDTV 세대에서 4K 이상의 고해상도 디스플레이로 옮겨가면서 대역폭 요구사항은 극적으로 증가하였고, 이에 따라 디스플레이 인터페이스에 대한 압축이 더욱 필요해졌다.
VESA(Video Electronics Standards Association)에서는 화질저하 없이 입력 영상을 2:1 또는 3:1로 압축할 수 있는 DSC 알고리즘을 디스플레이 링크 비디오 압축을 위한 표준으로서 개발하였으며, 이는 Display Port 및 HDMI 포트의 표준 압축 알고리즘으로 채택되었다.
DSC 표준은 디스플레이 링크들을 통한 송신을 위해 비디오를 압축할 수 있는 비디오 압축 표준이다. 디스플레이들의 해상도가 증가함에 따라, 디스플레이들을 구동하는데 요구되는 비디오 데이터의 대역폭이 그에 따라서 증가된다. 일부 디스플레이 링크들은 이러한 해상도들에 있어 비디오 데이터의 모두를 디스플레이로 송신하는 대역폭을 갖지 않을 수도 있다. 따라서, DSC 표준은 디스플레이 링크들을 통한 상호 이용가능한, 시각적 무손실 압축을 위한 압축 표준을 규정한다.
도 1은 VESA에서 발표한 DSC 알고리즘을 도시한 도면이다.
도1 을 참조하면, 예측(Prediction), 양자화(Quatization), 재구성(Reconstruction), 색기록 참조 레지스터(Index Colored History, ICH), 속도 제어기(Rate Control) 등의 여러 과정의 연산을 포함하므로, 계산 복잡도가 높고, 영상을 압축하는데 긴 시간이 소요된다.
따라서, 고해상도의 영상을 압축하고 전송하는 과정에서 DSC 인코딩 동작이 병목 현상의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 실시예는 입력 영상에 대한 고속 압축이 가능하며 다양한 입력 지원이 가능한 DSC 인코딩 하드웨어 구조를 제공하는, 디스플레이 스트림 압축(DSC)을 위한 인코딩 시스템 및 방법을 제공한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 DSC 인코딩 하드웨어 장치에서의 DSC 인코딩 방법은 코어에 의해 설정된 DSC 인코딩 설정 변수를 적용하는 단계; 비디오 수신기를 통해 수신한 입력 영상이 저장된 이미지 버퍼에서 상기 입력 영상을 독출하는 단계; 상기 코어로부터 DSC 인코딩 동작 실행 명령을 수신하는 단계; 및 상기 DSC 인코딩 설정 변수에 기초하여 상기 DSC 인코딩 동작을 실행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 상기 코어와 ABP 인터페이스를 통해 상호 연결될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 DSC 인코딩 동작이 완료됨에 따라 출력되는 비트 스트림은 레이트 버퍼에 저장되고, 비디오 송신기는 상기 레이트 버퍼에 저장된 비트 스트림을 독출하여 영상 기기로 출력할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 RGB, YUV, YUV-422 및 YUV-420 중 적어도 하나의 입력 모드를 지원할 수 있다.
한, 본 발명의 제2 측면에 따른 DSC 인코딩 시스템은 비디오 수신기를 통해 수신한 입력 영상을 저장하는 이미지 버퍼와, DSC 인코딩 설정 변수를 설정하는 코어와, 상기 코어로부터의 DSC 인코딩 동작 실행 명령을 수신함에 따라, 상기 이미지 버퍼에서 상기 입력 영상을 독출하고, 상기 DSC 인코딩 설정 변수에 기초하여 DSC 인코딩을 실행하는 DSC 인코딩 하드웨어 장치와, 상기 DSC 인코딩 실행 결과를 저장하는 레이트 버퍼를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 상기 코어와 ABP 인터페이스를 통해 상호 연결될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 레이트 버퍼는 상기 DSC 인코딩 동작이 완료됨에 따라 출력되는 비트 스트림을 저장하고, 비디오 송신기는 상기 레이트 버퍼에 저장된 비트 스트림을 독출하여 영상 기기로 출력할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 RGB, YUV, YUV-422 및 YUV-420 중 적어도 하나의 입력 모드를 지원할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 입력 영상에 대한 고속 압축이 가능하며 다양한 입력 지원이 가능한 DSC 인코딩 하드웨어 구조를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 VESA에서 발표한 DSC 알고리즘을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 시스템의 블록도이다.
도 3은 DSC 인코딩 하드웨어 장치의 블록도이다.
도 4 및 도 5는 DSC 인코딩 하드웨어 장치의 입출력 타이밍을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 방법의 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 디스플레이 스트림 압축(DSC)을 위한 인코딩 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 비디오 코딩 및 압축을 수행하는 하드웨어 장치를 제공하는 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이 스트림 압축(Display Stream Compression, 이하 DSC)과 같은 디스플레이 링크 동작을 고속으로 처리하기 위한 것을 목적으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 시스템(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 시스템(100)의 블록도이다. 도 3은 DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)의 블록도이다. 도 4 및 도 5는 DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)의 입출력 타이밍을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 시스템(100)은 이미지 버퍼(110)와, 코어(120)와, DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)와, 레이트 버퍼(150)를 포함하여 구성된다.
먼저, 이미지 버퍼(110)가 비디오 수신기(10)를 통해 수신한 입력 영상을 저장한다. 입력 영상은 하나의 이미지들을 포함할 수 있다. 이미지들의 각각은 비디오의 일부를 형성하는 정지 화상이다. 일부의 경우, 이미지는 비디오 '프레임'으로서 지칭될 수도 있다.
코어(120)는 DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)의 DSC 인코딩 동작과 관련한 값인 DSC 인코딩 설정 변수를 설정하여 전달한다.
DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)는 코어(120)로부터 DSC 인코딩 동작 실행 명령을 수신함에 따라, 이미지 버퍼(110)에 접근하여 저장된 입력 영상을 독출한다. 이때, DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)는 도 4에 도시된 타이밍으로 이미지 버퍼(110)에 접근하여 입력 영상을 독출한다.
그 다음 DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)는 DSC 설정 변수에 기초하여 DSC 인코딩을 실행한다. DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)는 입력 영상을 인코딩할 때, 비트 스트림을 생성할 수 있다. 비트 스트림은 비디오 데이터의 코딩된 표현을 형성하는 비트들의 시퀀스를 포함할 수 있다. 비트 스트림은 코딩된 이미지들 및 연관된 데이터를 포함할 수도 있다.
이때, 코어(110)와 DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)는 APB 인터페이스(120)를 통해 상호 연결 접속된다.
도 3을 참조하면, DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)는 전역 제어기(Global Controller), 예측 계산기(Prediction Calculator), ICH, 편평도 검출기(Flatness Checker), 재구성 선택기(Reconstruction Selection), 가변 인코딩(VLC Group), 속도 제어기(Rate Controller), APB 인터페이스 및 메모리 버퍼로 구성된다.
일 실시예로, DSC 인코딩 하드웨어 장치(130)는 RGB, YUV, YUV-422 및 YUV-420 중 적어도 하나의 입력 모드를 지원하는 것을 특징으로 한다.
다시 도 2를 참조하면 레이트 버퍼(150)는 DSC 인코딩 결과를 저장한다. 레이트 버퍼(150)는 DSC 인코딩 동작이 완료됨에 따라 도 5에 도시된 타이밍으로 출력되는 비트 스트림을 저장한다.
이와 같이 저장된 비트 스트림은 비디오 송신기에서 독출하여 영상 기기로 출력하게 된다.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 2 내지 도 3에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 시스템(100)에 의해 수행되는 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 방법의 순서도이다.
한편, 도 6에 도시된 각 단계들은 DSC 인코딩 시스템(100)의 DSC 인코딩 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것으로 이해할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, DSC 인코딩 하드웨어 장치는 코어에 의해 설정된 DSC 인코딩 설정 변수를 적용한다(S110). 여기에서 DSC 인코딩 하드웨어 장치와 코어는 ABP 인터페이스를 통해 상호 연결된다.
다음으로, DSC 인코딩 하드웨어 장치는 비디오 수신기를 통해 수신한 입력 영상이 저장된 이미지 버퍼에서 입력 영상을 독출한다(S120). 일 실시예로, DSC 인코딩 하드웨어 장치는 RGB, YUV, YUV-422 및 YUV-420 중 적어도 하나의 입력 모드를 지원하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, DSC 인코딩 하드웨어 장치는 코어로부터 DSC 인코딩 동작 실행 명령을 수신하면(S130), DSC 인코딩 설정 변수에 기초하여 상기 DSC 인코딩 동작을 실행한다(S140).
DSC 인코딩 동작이 완료됨에 따라 출력되는 비트 스트림은 레이트 버퍼에 저장된다. 이에 따라 비디오 송신기는 레이트 버퍼에 저장된 비트 스트림을 독출하여 영상 기기로 출력한다.
한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 단계 S140 은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 2 내지 도 5에 기술된 내용은 도 6의 DSC 인코딩 방법에도 적용된다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 DSC 인코딩 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: DSC 인코딩 시스템
110: 이미지 버퍼
120: 코어
130: DSC 인코딩 하드웨어 장치
140: APB 인터페이스
150: 레이트 버퍼

Claims (8)

  1. DSC 인코딩 하드웨어 장치에서의 DSC 인코딩 방법에 있어서,
    코어에 의해 설정된 DSC 인코딩 설정 변수를 적용하는 단계;
    비디오 수신기를 통해 수신한 입력 영상이 저장된 이미지 버퍼에서 상기 입력 영상을 독출하는 단계;
    상기 코어로부터 DSC 인코딩 동작 실행 명령을 수신하는 단계; 및
    상기 DSC 인코딩 설정 변수에 기초하여 상기 DSC 인코딩 동작을 실행하는 단계를 포함하는 DSC 인코딩 하드웨어 장치에서의 DSC 인코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 상기 코어와 ABP 인터페이스를 통해 상호 연결되는 것인 DSC 인코딩 하드웨어 장치에서의 DSC 인코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 DSC 인코딩 동작이 완료됨에 따라 출력되는 비트 스트림은 레이트 버퍼에 저장되고,
    비디오 송신기는 상기 레이트 버퍼에 저장된 비트 스트림을 독출하여 영상 기기로 출력하는 것인 DSC 인코딩 하드웨어 장치에서의 DSC 인코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 RGB, YUV, YUV-422 및 YUV-420 중 적어도 하나의 입력 모드를 지원하는 것을 특징으로 하는 DSC 인코딩 하드웨어 장치에서의 DSC 인코딩 방법.
  5. 비디오 수신기를 통해 수신한 입력 영상을 저장하는 이미지 버퍼와,
    DSC 인코딩 설정 변수를 설정하는 코어와,
    상기 코어로부터의 DSC 인코딩 동작 실행 명령을 수신함에 따라, 상기 이미지 버퍼에서 상기 입력 영상을 독출하고, 상기 DSC 인코딩 설정 변수에 기초하여 DSC 인코딩을 실행하는 DSC 인코딩 하드웨어 장치와,
    상기 DSC 인코딩 실행 결과를 저장하는 레이트 버퍼를 포함하는 DSC 인코딩 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 상기 코어와 ABP 인터페이스를 통해 상호 연결되는 것인 DSC 인코딩 시스템
  7. 제5항에 있어서,
    상기 레이트 버퍼는 상기 DSC 인코딩 동작이 완료됨에 따라 출력되는 비트 스트림을 저장하고,
    비디오 송신기는 상기 레이트 버퍼에 저장된 비트 스트림을 독출하여 영상 기기로 출력하는 것인 DSC 인코딩 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 DSC 인코딩 하드웨어 장치는 RGB, YUV, YUV-422 및 YUV-420 중 적어도 하나의 입력 모드를 지원하는 것을 특징으로 하는 DSC 인코딩 시스템.
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