KR960013217B1 - Video and audio signal synchronization apparatus for mpeg decoder system - Google Patents

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Abstract

The apparatus uses a display time value and an audio generating time value every time difference corresponding to the least common multiple for a video frame difference. The MPEG system including the apparatus comprises a demultiplexor(60) for extracting the least common multiple and drawing a video and audio frame; a buffering devices(70,80) to store temporarily the video and audio frame drawn; a system time clock(STC)(90) initialized with a system clock reference; a video and audio present time stamp register(100) for storing the video displaying time and the audio generating time; a comparator(110) for generating a pulse at a synchronizing point; a video and audio time interval generator(140) for generating strobe signals; and a video and audio decoder(160) for outputting the video and audio frame with the pulse according to the certain frame difference.

Description

엠펙 부호화 시스템의 영상 및 음성 신호 동기 장치Video and Audio Signal Synchronizer in MPEG Coding System

제1도는 MPEG 시스템에서 프레임의 디스플레이 및 복호화 순서를 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a display and decoding order of frames in an MPEG system.

제2도는 종래의 MPEG 복호화 시스템이 개략적인 블록도.2 is a schematic block diagram of a conventional MPEG decoding system.

제3도(a) 및 (b)는 종래의 MPEG 복호화 시스템의 영상 및 음성 복호화와 디스플레이 순서를 도시한 도면.3 (a) and (b) show video and audio decoding and display procedures of a conventional MPEG decoding system.

제4도는 본 발명에 따른 MPEG 복호화 시스템을 도시한 도면.4 illustrates an MPEG decoding system according to the present invention.

제5도는 제4도의 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 실현되는 영상 및 음성 복호화 순서 및 디스플레이 순서를 도시한 도면.FIG. 5 is a diagram showing a video and audio decoding order and a display order realized through the preferred embodiment of the present invention of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10,40,70,80 : 버퍼 20,140 : 영상 복호기10,40,70,80: Buffer 20,140: Video decoder

50,150 : 음성 복호기 60 : DMUX50,150: voice decoder 60: DMUX

90 : 시스템 타임 클럭 100 : 영상 및 음성 상연 타임 스탬프 레지스터90: system time clock 100: video and audio performance time stamp register

110 : 비교기 120 : 영상 타임 인터벌 발생기110: comparator 120: video time interval generator

130 : 음성타임 인터벌 발생기130: voice time interval generator

본 발명은 엠펙의 복호화 시스템에서 영상 및 음성 신호 동기 장치에 관한 것으로, 특히 불규칙한 프레임 순서로 전송되는 영상 및 음성 신호의 비트 스트림을 수신하여 영상 및 음성 신호를 동기화하는 엠펙 복호화 시스템의 영상 및 음성 신호 동기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for synchronizing video and audio signals in an MPEG decoding system. In particular, the present invention relates to a video and audio signal of an MPEG decoding system that receives a bit stream of video and audio signals transmitted in an irregular frame order and synchronizes the video and audio signals. It relates to a synchronizer.

엠펙(moving picture experts group : MPEG)은 연속 전송 속도가 1.5M bits/sec 까지인 콤펙트 디스크(compact disk : CD), 디지탈 오디오 테이프(digital audio tape : DAT), 씨디-롬(CD read only memory;CD-ROM) 또는 자기 하드 디스크 같은 디지털 기록 매체에 영상과 음성을 압축시키는 방법의 권고안이다.Moving picture experts group (MPEG) includes compact disks (CDs), digital audio tapes (DAT) and CD-ROMs (CD read only memory) with continuous transmission rates up to 1.5M bits / sec; CD-ROM) or a method of compressing video and audio onto digital recording media such as magnetic hard disks.

제1도를 참조하면, 이와 같은 MPEG 압축 방법을 이용한 시스템에서는 프레임의 순서가 변경되면서 전송이 됨을 알 수 있다. 예컨대 전송되는 프레임의 순서(복호순서)는 인트라(Intra; I)프레임, 예측(predicted;P)프레임, 양방향 예측(bidirectionally predicted; B) 프레임, B프레임, P프레임, B프레임, B프레임, P프레임 등과 같으며, 이와 같은 프레임들이 모여서 하나의 GOP(group of pictures)단위가 된다. 또한 디스플레이 순서는 I, B, B, P, B, B, P 등과 같은 프레임 순서로 표시된다. 상기에서 I 프레임은 프레임내 부호화(intraframe coding)만이 적용되는 화면을 나타내며, P프레임은 이전의 I프레임 P프레임으로부터 전향 움직임 예측/보상(forward motion estimation/ compensation)으로 예측 부호화(predictive coding)되는 프레임을 나타낸다.Referring to FIG. 1, it can be seen that in the system using the MPEG compression method, transmission is performed while the order of the frames is changed. For example, the order of the transmitted frames (decoding order) is intra frame (I) frame, predicted frame (P) frame, bidirectionally predicted frame (B frame), frame B, frame P, frame B, frame B, frame P. Like a frame, these frames are grouped together to form a group of pictures (GOP). In addition, the display order is indicated by the frame order such as I, B, B, P, B, B, P, and the like. In the above, the I frame represents a screen to which only intraframe coding is applied, and the P frame is a frame that is predictively coded by forward motion estimation / compensation from a previous I frame P frame. Indicates.

또한 B 프레임은 이전과 이후의 I 프레임이나 P프레임의 두 프레임으로 부터 양방향 움직임 보상되어 예측 부호화되는 프레임을 나타낸다. 이와 같이 프레임의 순서를 바꾸는 MPEG 시스템에서 어떠한 외부적인 장치나 제어장치를 가지지 않는다면 영상과 음성의 동기가 맞지 않게 된다.In addition, the B frame represents a frame that is predictively encoded by bidirectional motion compensation from two frames, i and P frames before and after. As such, if the MPEG system that changes the frame order does not have any external device or control device, video and audio are not synchronized.

제2도에는 일반적인 MPEG 의 복호화 시스템에서의 개략적인 블록도가 도시된다. 도시된 바와 같이 일반적인 MPEG 영상 복호화 시스템의 영상 섹션에는 버퍼(10), 복호기(20) 및 램(21)으로 구성되고, 음성 섹션에는 버퍼(40), 복호기(50) 및 램(51)으로 구성된다.2 shows a schematic block diagram of a typical MPEG decoding system. As shown, a video section of a typical MPEG video decoding system includes a buffer 10, a decoder 20, and a RAM 21, and an audio section includes a buffer 40, a decoder 50, and a RAM 51. do.

이와 같이 구성된 종래의 동연상 및 음성 처리 기술은 실시간(real time)으로 영상을 압축하거나 신장하여 디스플레이하고 동시에 음성을 실시간으로 압축하거나 신장하여 연주하는 식으로 이루어진다.Conventional image and speech processing techniques configured as described above are performed by compressing or stretching an image in real time and displaying the same, and simultaneously compressing or stretching an audio in real time.

그러나, MPEG의 동영상을 매우 높은 압축율을 위해서 양방향(bidirectional)으로 운동보상을 하고 있기 때문에 전술한 바와 같이 전송 순서(복호 순서)가 달라지게 되어 실시간 압축이 어렵다. 또한 실시간 압축을 행한다 하더라 필연적으로 프레임 지연이 발생되어 음성과 동기를 일치시키기 위해서는 음성이 영상에 맞추어 지연하는 방식으로 해서 영상에 보조를 맞추어야 한다.However, since motion compensation is performed bidirectionally for a very high compression ratio, the transmission order (decoding order) is different as described above, and thus real-time compression is difficult. In addition, even though real-time compression is performed, frame delay is inevitably generated, and in order to synchronize the audio with the audio, the audio must be synchronized with the video in such a manner that the audio is delayed in accordance with the video.

제3도(a)에 도시된 바와같이, 영상 신호는 기준신호인 수직 동기신호(Vsync)에 맞추어서 하나의 프레임의 복호를 시작하고 혹은 디스플레이를 행한다. IO 프레임은 수직 동기 신호에 맞추어 복호를 시작하여 한 프레임 간격내에 복호가 끝나고 프레임 재배열 메모리(21)에 저장된다. 다음 수직 동기에 맞추어 다음으로 전송되어 나오는 P3프레임을 복호한다. 이때 P3 프레임은 IO 프레임을 근거하여 운동보상을 하게 된다. 복호된 P3프레임도 프레임 재배열 메모리(21)에 저장된다. 다음 수직 동기에 맞추어 B1 프레임을 복호하면서 IO 프레임을 디스플레이 한다. 이때 B1 프레임을 재배열 메모리에 저장되어 있는 IO 프레임과 P3 프레임을 이용하여 운동 보상을 한다. 또한 다음 수직동기에 맞추어 B2프레임을 복호하면서 B1 프레임을 디스플레이 한다. 이와 같은 방식으로 다음 수직 동기에 P6을 복호하면서 B2 프레임을 디스플레이 하고 그 다음 수직 동기가 되어서야 P3 프레임을 디스플레이 한다. MPEG에서는 이러한 수직 동기펄스가 발생하는 시간의 순간값을 영상의 복소와 디스플레이 타이밍 신호로 사용할 수 있다.As shown in Fig. 3A, the video signal starts decoding one frame or displays the display in accordance with the vertical synchronization signal Vsync, which is a reference signal. The IO frame starts decoding in accordance with the vertical synchronization signal, ends decoding within one frame interval, and is stored in the frame rearrangement memory 21. Decode the next P3 frame transmitted in accordance with the next vertical synchronization. At this time, the P3 frame performs motion compensation based on the IO frame. The decoded P3 frame is also stored in the frame rearrangement memory 21. Display the IO frame while decoding the B1 frame in accordance with the next vertical sync. At this time, the B1 frame is compensated for motion by using the IO frame and the P3 frame stored in the rearrangement memory. Also, the B1 frame is displayed while decoding the B2 frame in accordance with the next vertical synchronization. In this way, the B2 frame is displayed while decoding P6 at the next vertical sync, and the P3 frame is displayed only after the next vertical sync. In MPEG, the instantaneous value of the time when this vertical sync pulse occurs can be used as a complex image and a display timing signal.

제3도(b)를 참조하면, MPEG의 음성 복호기는 하나의 음성 프레임 기간동안 하나의 프레임을 복호하고 동시에 이전 프레임을 연주하도록 구현된다. 예를 들어, AO 프레임이 복호되고 그 다음의 프레임인 A1이 복호될 때 AO가 연주하게 된다.Referring to Fig. 3 (b), the MPEG voice decoder is implemented to decode one frame during one voice frame period and simultaneously play the previous frame. For example, AO will play when the AO frame is decoded and the next frame A1 is decoded.

전술한 바와 같은 MPEG 영상 및 음성 시스템은 영상과 음성의 데이터를 패킷(packet)으로 다중화(multiplexing)하여 전송하거나 저장하도록 되어 있다. 이 영상과 음성을 디멀티플렉서(demultiplexer)가 분리하여, 영상 복호기, 음성복호기 각각에 전송해 준다. 이에 따라 영상 및 음성 복호기는 각각의 비트 스트림(bitstream)을 받아서 복호를 시작한다.The MPEG video and audio system as described above is designed to multiplex and transmit or store data of video and audio in packets. The video and audio are separated by a demultiplexer and transmitted to the video decoder and the audio decoder, respectively. Accordingly, the video and audio decoder receives each bitstream and starts decoding.

따라서, 이와 같이 작동하는 종래의 기술에서는 전술한 도면에 도시된 바와 같이 IO와 AO가 디스플레이 되는 순간이 영상 프레임의 복호 지연 때문에 화상의 디스플레이 및 음성의 발생이 일치되지 않는 문제점이 있다.Therefore, in the conventional technology operating as described above, there is a problem in that the display of the image and the generation of audio do not coincide due to the decoding delay of the video frame at the moment when the IO and the AO are displayed, as shown in the above-described drawings.

따라서 본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 MPEG 복호화 시스템에서 프레임 순서가 변경되어 전송되는 영상(화면)과 음성 신호의 동기를 영상 프레임 간격과 음성 프레임 간격의 최소 공배수에 해당하는 시간 간격마다 영상의 디스플레이 시간값과 음성의 음성 발생 시간값을 이용하여 일치되도록 한 MPEG 복호화 시스템의 영상 및 음성 신호 동기 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to synchronize the video (screen) and audio signals transmitted by changing the order of frames in the MPEG decoding system to a minimum common multiple of the video frame interval and the audio frame interval. The present invention provides an apparatus for synchronizing video and audio signals of an MPEG decoding system in which a display time value of an image and an audio generation time value of an audio are matched at corresponding time intervals.

본 발명에 따른 엠펙 복호화 시스템의 영상 및 음성 신호 동기 장치는 영상 프레임의 순서가 바뀌어 전송되는 엠펙(MEPE) 시스템에서 영상 및 음성 신호의 비트 스트림(bit stream)을 수신하여 영상 및 음성 신호를 동기화하는 것으로서, 상기 비트 스트림을 수신하여 영상 및 음성 프레임을 추출하며, 상기 영상 및 음성이 디스플레이(display)될 시간 정보 및 프레임 인터벌 값의 최소 공배수값을 추출하는 디멀티 플렉서(demultiplexer;DMUX)와 상기 DMUX로부터 추출된 영상 및 음성 프레임 데이터를 소정 시간동안 임시 수용하는 버퍼 수단과, 상기 MPEG 시스템의 기준 시각을 제공하기 위해 상기 DMUX로부터 추출된 시스템 클럭 기준(system clock reference)에 의해 초기화 되는 시스템 타임 클럭(STC)과, 상기 DMUX로부터 추출된 영상의 디스플레이 시간 값과 음성의 음성 발생 시간값이 일치할 때의 시간값을 저장하는 영상 및 음성 상연 타임 스탬프 레지스터(presentation time stamp register : PTSR)와, 상기 시스템 타임클럭으로 부터 출력되는 시스템 타임 클럭값과 PTSR로부터 출력되는 영상 및 음성 프레임의 공통 디스플레이 값을 비교하여 일치되는 순간 소정의 펄스를 발생하는 비교수단과, 상기 비교수단의 출력에서 소정의 펄스(pulse)가 발생될 때 초기화되며, 이 초기화된 순간부터 계수(counting)를 계속행하여 상기 DMUX로부터 제공되는 프레임 간격값만큼 한번씩 펄스를 발생할 때 스트로브 신호(strobe signal)를 발생하는 영상 타임 인터벌 발생(video time interval generater; VTIG)수단과, 상기 비교수단의 출력에서 소정의 펄스가 발생될 때 초기화되며, 이 초기화된 순간부터 계수를 계속 행하여 상기 DMUX로부터 제공되는 프레임 간격값만큼 한번씩 펄스를 발행할 때 스트로브를 발생하는 음성 타임 인터벌 발생(audio time interval generator; ATIG) 수단과, 상기 버퍼 수단을 통과한 영상 및 음성 프레임을 복호한 후 상기 발생기로부터 소정의 프레임 간격값만큼 한번씩 펄스를 발행할 때 스트로브를 발생하는 음성 타임 인터벌 발생(audio time interval generator; ATIG) 수단과, 상기 버퍼 수단을 통과한 영상 및 음성 프레임을 복호한 후 상기 발생기로부터 소정의 프레임 간격값에 의해 제공되는 펄스에 의해 영상 및 음성 프레임을 출력하는 영상 및 음성 복호(video and audio decoder) 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for synchronizing video and audio signals of an MPEG decoding system according to the present invention receives a bit stream of video and audio signals and synchronizes the video and audio signals in a MEPE system in which the order of video frames is changed. And a demultiplexer (DMUX) for extracting a video and audio frame by receiving the bit stream and extracting a least common multiple of time information and a frame interval value at which the video and audio are to be displayed. A buffer means for temporarily receiving video and audio frame data extracted from DMUX for a predetermined time, and a system time clock initialized by a system clock reference extracted from the DMUX to provide a reference time of the MPEG system. (STC), the display time value of the image extracted from the DMUX and the sound of the voice A video and audio presentation time stamp register (PTSR) for storing time values when the inter-values match, a system time clock value output from the system time clock, and a video and audio frame output from the PTSR. Comparison means for generating a predetermined pulse by comparing a common display value, and initializing when a predetermined pulse is generated at the output of the comparing means, and counting continues from this initializing time. Video time interval generater (VTIG) means for generating a strobe signal when generating a pulse by the frame interval value provided from the DMUX, and a predetermined pulse is generated at the output of the comparison means. Is initialized, and counting continues from the initializing time by one frame interval value provided from the DMUX. An audio time interval generator generating a strobe when issuing a pulse once; ATIG) and audio time interval generator (ATIG) for generating a strobe when a pulse is issued once by a predetermined frame interval value from the generator after decoding the video and audio frames passing through the buffer means. Means for decoding the video and audio frames that have passed through the buffer means and for outputting video and audio frames by means of pulses provided by the frame interval values from the generator. Characterized in that it comprises a.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings of the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 MPEG 복호화 시스템을 예시하는 상세블럭도이다. 이와 같은 MPEG 복호화 시스템은 디멀티 플렉서(DMUX) (60), 버퍼(70) 및 (80), 시스템 타임 클럭 (system time clcok; STC) (90), 영상 및 음성 상연 타임 스탬프 레지스터(video and audio presentation time stamp register; VAPTSR)(100), 비교기(comparator)(110), 영상 시간 인터벌 발생기(video time interval generator; VTIG)(120), 음성 시간 인터벌 발생기(ATIG)(130), 영상 복호기(140), 음성 복호기(150), 램(141) 및 (151)으로 구성된다.4 is a detailed block diagram illustrating an MPEG decoding system according to the present invention. Such MPEG decoding systems include demultiplexer (DMUX) 60, buffers 70 and 80, system time clock (STC) 90, video and audio performance time stamp registers, and audio presentation time stamp register (VAPTSR) 100, comparator 110, video time interval generator (VTIG) 120, voice time interval generator (ATIG) 130, video decoder ( 140, voice decoder 150, RAM 141, and 151.

DMUX(60)는 부호기(도시되지 않음)의 멀티플렉서(MUX)를 통해 MUX하고 채널을 통해 전송되는 비트스트림을 수신하여 각각의 영상 및 음성 프레임을 통해 자신의 디스플레이 될 시간을 갖고 있는 영상, 음성 및 시간 정보를 추출하여 상기 블록들(90), (100), (120) 및 (130)로 각기 제공한다. 또한 영상 및 음성 프레임은 소정시간 동안 버퍼(70) 및 (80)에 각기 저장한다.The DMUX 60 receives the bitstream transmitted through the channel by MUX through a multiplexer (MUX) of an encoder (not shown) and has its own time to be displayed through each video and audio frame. The time information is extracted and provided to the blocks 90, 100, 120, and 130, respectively. Also, the video and audio frames are stored in the buffers 70 and 80 for a predetermined time, respectively.

예컨대 영상 및 음성비트 프레임을 분리하여 영상 프레임의 디스플레이 순간과 음성 프레임의 연주 순간이 일치되는 L간값을 영상 프레임 시간 간격과 음성 프레임 시간 간격의 최소 공배수에 해당하는 소정의 시간 간격마다 상기 일치되는 시간값을 VAPTSR(100)에 저장한다. 여기서 영상 프레임간격과 음성 프레임 간격의 최소 공배수에 해당하는 시간이란, 영상 프레임과음성 프레임의 시작시간이 일치하는 순간으로서 예를 들면 영상 프레임 간격이 40msec, 음성 프레임 간격이 24msec라면 120msec에 한번씩 일어난다. 상기 DMUX로 수신되는 상기 시스템 비트 스트림으로부터 기준 시간 정보인 시스템 클럭 기준(system clock reference ; SCR) 신호를 추출하여 상기 시스템 타임 클럭을 조정한다. 시스템 타임 클럭을 본 시스템의 기준 시각을 제공하기 위한 카운터counter)이다. 이것은 상기 SCR 값에 의해 초기화 되고 시스템 클럭 90KHz를 입력받아 계속적으로 값을 증가시키면서 동작한다.For example, by separating the video and audio bit frames, the value L between the display instant of the video frame and the playing instant of the audio frame is matched at predetermined time intervals corresponding to the least common multiple of the video frame time interval and the audio frame time interval. The value is stored in the VAPTSR (100). Here, the time corresponding to the minimum common multiple of the video frame interval and the audio frame interval is a moment at which the start time of the video frame and the audio frame coincide. For example, if the video frame interval is 40 msec and the audio frame interval is 24 msec, it occurs once every 120 msec. A system clock reference (SCR) signal, which is reference time information, is extracted from the system bit stream received by the DMUX to adjust the system time clock. A counter for providing a reference time of the system with the system time clock. It is initialized by the SCR value and operates while continuously increasing the value by receiving a system clock of 90 KHz.

VAPSTR(100)는 상기 DMUX(60)으로부터 제공되는 타임 정보를 각기 전달받아 저장한다. 전술한 레지스터(100)에 소정시간동안 저장되어 있는 시간 정보는 상기 DMUX(60)에 의해 제공되어 갱신된다.The VAPSTR 100 receives and stores time information provided from the DMUX 60, respectively. The time information stored for the predetermined time in the above-described register 100 is provided by the DMUX 60 and updated.

비교기(110)는 상기 STC(90)로부터 출력되는 시스템 타임값(91)과 VAPTSComparator 110 is a system time value 91 and VAPTS output from the STC (90)

R(100)로부터 출력되는 영상 및 음성 프레임의 스트로브신호가 일치하는 순간의 시간값(101)을 비교하는데, 예를 들어 이때 비교하는 값(91)과 (101)이 서로 일치하는 경우는 펄스(pulse)를 발생하여 상기 VTIG(120) 및 TIG(130)로 동시에 전달한다.Compare the time value 101 at the instant when the strobe signal of the video and audio frame output from the R 100 is matched. For example, when the values 91 and 101 to be compared coincide with each other, a pulse ( pulse) and simultaneously transmits to the VTIG 120 and the TIG (130).

VTIG(140)는 상기 비교기(110)에서 펄스가 발생된 경우 초기화 된다. 즉 상기 시스템 타임 클럭 값(91)과 상기 상연 시간값(101)이 일치되는 경우에만 작동한다. 이 VTIG(140)는 프로그래머블 카운터(programmable counter)로 이루어지며, 한번 초기화가 되는 순간부터 카운팅을 계속해서 주어진 간격, 즉 비디오 프레임 간격, 예를 들어 1초에 25프레임인 경우는 40ms 만큼에 한번씩 펄스를 계속 발생시킨다.The VTIG 140 is initialized when a pulse is generated in the comparator 110. In other words, it operates only when the system time clock value 91 and the performance time value 101 coincide. The VTIG 140 consists of a programmable counter, which counts continuously from the moment it is initialized, pulses once every 40ms for a given interval, i.e. 25 frames per second, for a video frame interval. Continue to occur.

또한 타임 인터벌, 즉 프레임 간격값은 DMUX(60)로부터 시스템 기동시에 전달받는다. 또한, 상기 VTIG(140)는, 상기 DMUX(60)으로부터 VAPTSR이 한번 PTS-O를 전달 받아서 상기 STC와 일치하여 초기화가 되면, 상기 VTIG(140)는 계속적으로 수직 동기의 순간에 해당하는 펄스를 발생시킨다.In addition, the time interval, that is, the frame interval value, is transmitted from the DMUX 60 at system startup. In addition, when the VTIG 140 receives a PTS-O from the DMUX 60 and is initialized in accordance with the STC, the VTIG 140 continuously generates a pulse corresponding to the instant of vertical synchronization. Generate.

동작시에 화면 정지와 같은 특수 기능후에 다시 블럭(100)에 그 대응되는 값을 전달하면 다시 비교기(120)가 STCR(90) 및 VAPTSR(100)으로부터의 시스템 타임 클럭값(91)과 상기 최소공배수 시간값(101)을 비교하여 VTIG(140)를 재초기화 한다. 정상적으로 동작하는 가를 확인하기 위해 전술한 바와 같이 영상 프레임 시간간격과 음성 프레임의 시간간격의 최소공배수에 해당하는 시간에 한번씩 영상 및 음성 프레임 간격의 최소공배수에 해당하는 시간값(PTS-1,PTS-2,)을 DMUX(60)로수터 전달받게 할 수도 있다.In operation, after passing a corresponding value to the block 100 again after a special function such as freezing, the comparator 120 again returns the system time clock value 91 from the STCR 90 and the VAPTSR 100 and the minimum. The VTIG 140 is reinitialized by comparing the common multiple time value 101. As described above, the time value corresponding to the least common multiple of the video and audio frame intervals (PTS-1, PTS-) once each time corresponds to the least common multiple of the video frame time interval and the audio frame time interval. 2,) may be delivered to the DMUX 60 by the receiver.

영상 복호기(140)는 전술한 버퍼(70)에 소정시간동안 저장 되어 있는 영상 프레임을 복호한 후 상기 VTIG(120)로부터 제공되는 시간 인터벌 제어신호, 즉 디스플레이 스트로브(strobe) 신호에 의해 차례대로 프레임 데이터를 출력하여 디스플레이 한다. 램(141)은 상기 영상 복호기(140)에서 복호가 끝난 프레임을 저장한다.The image decoder 140 decodes the image frame stored in the above-described buffer 70 for a predetermined time and then sequentially frames by the time interval control signal provided from the VTIG 120, that is, the display strobe signal. Output the data and display it. The RAM 141 stores the decoded frame in the video decoder 140.

음성 프레임 처리도 전술한 영상 프레임 처리과정과 동일하다. 즉, 비교기(110)는 상기 STC(90)로부터 출력되는 시스템 타임 클럭값(91)과 VAPTSR(100)로부터 출력되는 영상 및 음성 프레임의 시간간격의 최소 공배수값(101)을 비교하는데, 이때 비교하는 값(91)과 (101)이 서로 일치하는 경우 펄스를 ATIG(130)로 전달하여 초기화하고, ATIG(130)는 음성 프레임 시간간격으로 펄스를 계속 발생시킨다.Audio frame processing is the same as the above-described image frame processing. That is, the comparator 110 compares the system time clock value 91 output from the STC 90 with the least common multiple value 101 of the time intervals of the video and audio frames output from the VAPTSR 100. When the values 91 and 101 coincide with each other, the pulse is transmitted to the ATIG 130 to be initialized, and the ATIG 130 continuously generates the pulse at the voice frame time interval.

ATIG(130)는 전술한 바와 같이 상기 비교기(110)로부터 펄스가 발생될 때에만 작동되며, 즉 상기 시스템 타임 클럭 신호(91)와 상기 최소공갭수 시간값(101)이 일치되는 경우에만 작동되는데, 이와 같은 VTIG(120) 및 ATIG(130)는 초기화되는 수단과 프로그래머블 카운터로 구성되며, 한번 초기화가 되는 순간부터 카운팅을 계속해서 주어진 간격, 즉 음성 프레임의 시간간격 예를 들어 24ms에 해당하는 간격을 두고 음성 발생 스트로브 신호를 생성하여 음성 복호기(150)로 전달한다.ATIG 130 operates only when a pulse is generated from the comparator 110 as described above, i.e., only when the system time clock signal 91 and the minimum gap time value 101 coincide. The VTIG 120 and the ATIG 130 are composed of a means for initializing and a programmable counter, and the counting interval continues for a given interval, i.e., a time interval of, for example, 24 ms, from the moment of initializing. Then, a voice generating strobe signal is generated and transmitted to the voice decoder 150.

음성 복호기(150)는 전송한 버퍼(80)에 소정 시간동한 저장되어 있는 음성 비트 스트림을 전달받고 복호화한후 램(151)에 저장한다. 이때 상기 DMUX(60)는 전술한 바와 같이 복호된 음성 프레임이 램(151)에서 고갈되거나 넘침이 없도록 전송률을 조정한다.The voice decoder 150 receives and decodes the voice bit stream stored for a predetermined time in the transmitted buffer 80 and stores the decoded voice bit stream in the RAM 151. At this time, the DMUX 60 adjusts the transmission rate such that the decoded voice frame is depleted or overflowed in the RAM 151 as described above.

제5도는 전술한 제4도의 본 발명에 다른 바람직한 실시예를 통해 실현되는 수직 동기 신호(Vsync)와 영상 디스플레이 프레임 및 음성 발생 프레임의 스타트점이 모두 일치됨을 나타내는 도면이다. 전술한 제4도를 다시 참조하면, 상기 DMUX(60)에서 설정한 시간간격마다, 즉 제5도에 도시된 프레임 순서대로 디스플레이 혹은 음성 발생 스트로브 신호를 영상 및 음성 복호기(140) 및 (150)으로 제공하여 영상 및 음성 프레임을 모니터 또는 스피커를 통해 표시 및 음성 발생하게 된다.FIG. 5 is a diagram showing that the start points of the vertical synchronization signal Vsync and the image display frame and the voice generation frame are realized according to another embodiment of the present invention of FIG. 4 described above. Referring to FIG. 4 again, the image and audio decoders 140 and 150 display or display the voice generating strobe signal at the time intervals set in the DMUX 60, that is, in the frame order shown in FIG. Provides video and audio frames to display and generate audio through monitor or speaker.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, MPEG 복호화 시스템에서 프레임 순서가 변경되어 전송되는 영상(화면)과 음성신호의 동기를 일치시켜 보다 고품격의 영상 및 음성을 시청할 수 있는 커다란 잇점이 있다.As described above, according to the present invention, the MPEG decoding system has a great advantage in that video and audio of higher quality can be viewed by synchronizing the video (screen) and audio signal transmitted by changing the frame order.

Claims (4)

영상 프레임 순서가 바뀌어 전송되는 엠펙(moving picture expert group; MPEG) 시스템에서 영상 및 음성 신호의 비트 스트림(bit stream)을 수신하여 복호하고, 복호된 영상 및 음성 신호를 동기화하는 것으로, 상기 비트 스트림을 수신하여 영상 및 음성 프레임을 추출하며, 상기 영상 및 음성이 디스플레이(display)될 시간 정보 및 프레임 인터벌 값의 최소 공배수값을 추출하는 디멀티 플렉서(demultiplexer; DMUX)(60)와; 상기 DMUX(60)로부터 추출된 영상 및 음성 프레임을 소정 시간 동안 임시 수용하는 버퍼 수단(70) 및 (80)과; 상기 MPEG 시스템의 기준 시각을 제공하기 위해 상기 DMUX(60)로부터 추출된 시스템 클럭 기준(system clock reference)에 의해 초기화되는 시스템 타임 클럭(STC)(90)과; 상기 DMUX(60)로부터 추출된 영상의 디스플레이 시간값과 음성의 음성 발생 시간값을 저장하는 영상 및 음성 현재 타임 스탬프 레지스터(video and audio presentation time stamp register : VAPTSR)(100)와; 상기 시스템 타임 클럭(90) 및 레지스터(100)로부터 출력되는 시스템 타임 클럭값(91)과 영상 및 음성 프레임 디스플레이 시간값(101)을 비교하여 일치되는 순간 소정의 펄스를 발생하는 비교수단(110)과; 상기 비교수단(110)의 출력에서 소정의 펄스(pulse)가 발생될 때 초기화되며, 이 초기화된 순간부터 계수(counting)를 계속행하여 상기 DMUX(60)로부터 제공되는 프레임 간격값만큼에 한번씩 펄스를 발생할 때 스트로브 신호(strobesignal)를 발생하는 영상 타임 인터벌발생(video time interval henerator; VTIG) 수단(140)과; 상기 비교수단(110)의 출력에서 소정의 펄스가 발생될 때 초기화되며, 이 초기화된 순간부터 계수를 계속 행하여 상기 DMUX(60)로부터 제공되는 프레임 간격값만큼에 한번씩 펄스를 발생할 때 스트로브 신호를 발생하는 음성 타임 인터벌 발생(audio time interval generator; ATIG) 수단(150)과; 상기 버퍼 수단(70) 및 (80)을 통과한 영상 및 음성 프레임을 복호한 후 상기 발생기(120) 및 (130)로부터 소정의 프레임 간격값에 의해 제공되는 펄스에 의해 영상 및 음성 프레임을 출력하는 영상 및 음성 복호(video and audio decoder) 수단(160) 및 (170)을 포함하는 엠펙 복호화 시스템의 영상 및 음성 신호 동기 장치.Receives and decodes a bit stream of video and audio signals in a moving picture expert group (MPEG) system in which video frame order is changed, and synchronizes the decoded video and audio signals. A demultiplexer (DMUX) 60 which receives and extracts a video and audio frame, and extracts a minimum common multiple of time information and frame interval value at which the video and audio are to be displayed; Buffer means (70) and (80) for temporarily receiving the video and audio frames extracted from the DMUX (60) for a predetermined time; A system time clock (STC) 90 initialized by a system clock reference extracted from the DMUX 60 to provide a reference time of the MPEG system; A video and audio present time stamp register (VAPTSR) 100 for storing a display time value of an image extracted from the DMUX 60 and a voice generation time value of an audio; Comparing means 110 for comparing the system time clock value 91 output from the system time clock 90 and the register 100 with the video and audio frame display time value 101 to generate a predetermined pulse at the same time. and; It is initialized when a predetermined pulse is generated at the output of the comparing means 110, and counting is performed once per frame interval value provided from the DMUX 60 by continuing counting from this initializing moment. Video time interval henerator (VTIG) means 140 for generating a strobe signal when generated; It is initialized when a predetermined pulse is generated at the output of the comparing means 110, and the count is continuously generated from this initializing moment to generate a strobe signal when generating a pulse once per frame interval value provided from the DMUX 60. Audio time interval generator (ATIG) means 150; After decoding the video and audio frames passing through the buffer means 70 and 80, the video and audio frames are output by the pulses provided by the predetermined frame interval values from the generators 120 and 130. A video and audio signal synchronizing apparatus of an MPEG decoding system comprising video and audio decoder means (160) and (170). 제1항에 있어서, 상기 복호화 시스템이 상기 VAPTSR(100)에 최초의 영상과 음성의 디스플레이 시간값을 저장한 후, 영상 프레임 간격과 음성 프레임 간격의 최소 공배수에 해당하는 시간값을 더해서 상기 VAPTSR(100)에 전달하여 영상과 음성의 동기를 맞추는 것을 특징으로 하는 엠펙 복호화 시스템의 영상 및 음성 시간 동기장치.The method according to claim 1, wherein the decoding system stores the display time values of the first video and audio in the VAPTSR 100, and then adds the time values corresponding to the least common multiple of the video frame interval and the audio frame interval. And a video and audio time synchronization device of an MPEG decoding system, characterized in that: 제1항에 있어서, 상기 VTIG(140) 및 ATIG(150)는 프로그램 가능한 카운터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엠펙 복호화 시스템의 영상 및 음성 신호 동기장치.The apparatus of claim 1, wherein the VTIG (140) and the ATIG (150) comprise a programmable counter. 제1항에 있어서, 상기 DMUX(60)는 동작중에 화면정지와 같은 특수효과 발생 후 영상 및 음성 디스플레이 시간값을 상기 레지스터(100)에 보내주어 상기 VTIG (140)와 ATIG(150)를 재 초기화하는 것을 특징으로 하는 엠펙 복호화 시스템의 영상 및 음성 신호 동기장치.According to claim 1, The DMUX (60) re-initializes the VTIG 140 and ATIG 150 by sending a video and audio display time value to the register 100 after a special effect such as screen freeze during operation Video and audio signal synchronization device of the MPEG decoding system, characterized in that the.
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