KR970009665B1

KR970009665B1 - 움직임 보상을 위한 메모리 장치

Info

Publication number: KR970009665B1
Application number: KR1019930005962A
Authority: KR
Inventors: 신헌기
Original assignee: 대우전자 주식회사; 배순훈
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1997-06-17
Also published as: KR940025368A

Abstract

내용 없음.

Description

움직임 보상을 위한 메모리 장치

제1도는 프레임 구성의 일예를 도시하는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 움직임 보상을 위한 메모리 장치.

제3도 및 제4도는 움지임 보상을 위한 메모리 장치의 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 3슬라이스 메모리 12,14 : 가산기

16,18 멀티플렉서 20 : 프레임 메모리

17 : 어드레스 발생부

본 발명은 디지틀 영상 신호를 처리하는 복호기의 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 프레임간 움직임 보상 예측 부호화가 수행된 영상 신호를 디스플레이시키기 위하여 한 프레임과 3슬라이스 용량의 메모리를 사용하여 움직임을 보상하는 움직임 보상을 위한 메모리 장치에 관한 것이다.

HDTV, 영상 전화치 등과 같은 영상을 디지틀로 처리하는 장치에서 영상 신호는 음성 신호에 비해 대역폭이 넓기 때문에 디지틀 방식으로 이를 처리하려고 할때 상당히 많은 데이타가 발생하게 된다. 하지만 이를 전송하는데 적합한 사용가능한 대역폭은 한정되어 있으므로 이를 전송하기 위해서는 데이타를 함축시켜야 한다.

종래에는 일련의 영상 신호를 전송할때, 1장의 화면과 그 다음 화면의 대응되는 화소마다 비교하여 차감을 추출, 전송하는 프레임간 차분 부호화방식을 사용하였다. 이 경우 수신기에서는 수신된 차분 신호를 이전 프레임의 신호에 더하여 현재 프레임을 만들게 된다. 현재 프레임을 처리할때, 참고할 이전 프레임의 데이타를 메모리에 가지고 있어야 한다. 본 회로는 현재 프레임의 데이타를 처리해 가면서 이전 프레임의 동일한 메모리 위치에 현재 프레임의 데이타를 기록하는 방식이기 때문에 하나의 프레임 메모리를 사공하여도 데이타를 충분히 처리할 수 있다.

현재, 디지틀 영상신호를 효과적으로 전송하기 위하여 데이타를 효과적으로 압축하는 다양한 기법이 제시되고 있다. 그중에서 일반적 을로 사용되고 있는 압축 기법으로서 이산 코사인 변환과 같은 프레임내 상관성을 줄이는 변환 부호화 .방식과, 움직임 보상을 이용하여 프레임간의 시간적 상관성을 줄이기 프레임간 움직임 보상 예측 보호화 방식이 있다.

여기에서, 움직임 보상이란 영상 신호 처리에서 뭍체의 움직임 정도를 소정의 알고리즘으로 추정하여 이전 프레임(또는 필드)의 신호를 움직임 벡터(즉, 움직임 영상신호에서 현재 프레임의 화소(또는 화소들의블록)들이 이전 프레임에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 나타내는 화소단위의 벡터량)만큼 이동시켜 주는 것이다.

프레임간 움직임 보상 예측 부호화 방식은 전술한 움직임 보상을 이용하여 부호화하는 영상 압축 방법으로서, 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 현재 프레임의 영상이 이전 프레임의 영상에 비해 어느 방향으로 얼마나 움직였는지를 추정한 움직임 벡터와 이전 프레임으로써 움직임 보상을 실시하고, 현제 프레임의 신호에서 움직임 보상된 신호를 감산한 차이신호를 압축부호화하는 것이다. 수신기에선 이전 프레임신호와 움직임 벡터로 움직임 보상을 하고 이것을 차분신호에 더하여 현재 프레임 신호를 복호화하게 된다.

즉, 이 방식은 현재 프레임의 값을 이전 프레임의 똑같은 위치의 값에서 단순히 리는 차분 부호화 방식과는 달리 이전 프레임과 현재 프레임간의 움직임 정보를 검출하여 움직임 탐색 영역내에서 가장 작은 차분을 내는 위치에 있는 부분과의 차분을 구하는 젓이다.

이 경우 상기한 차분부호화 방식과 마찬가지로 수신기에서는 각각 이전 프레임이 기록되는 메모리가 필요하다. 하지만 이 경우에는 복호화될 위치의 이전 프레임 데이타가 인접한 부분의 움직임 보상에 사용되므로 즉, 움직임 탐색 영역에 속하게 되므로, 복호화된 데이타를 이전 프레임의 똑같은 위치에 기록하게 된다면, 이로 인하여 인접한 부분의 움직임 보상을 할 수 없게 된다. 따라서 상기한 차분부호화 방식에서와 같이 프레임 메모리를 공유할 수 없고, 두 프레임분의 메모리로 처리하고 있다. 이러한 프레임 메모리의 증가는 송·수신기의 가택을 상승시키고 또한 송·수신기에서 상당한 부피를 차지한다.

따라서, 본 발명븐 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프레임간 움직임 보상 예측 부호화가 수행된 영상 신호의 디스플레이시 한 프레임과 3슬라이스 용량의 메모리로 디스플레이를 위한 움직임 보정을 수행할 수 있는 메모리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 움직임 보상을 위한 메모리 장치는 연속적으로 수신되는 영상신호의 화소 데이타 및 움직임 벡터를 이용하여 영상신호의 움직임을 보상하여 디스플레이시키기 위한 것으로, 다수의 슬라이스로 구성된 하나의 영상 프레임 용량을 데이타를 저장하는 프레임 메모리와, 상기 프레임 메모리에 저장된 영상 신호를 디스플레이시키기 위하여 상기 프레임 메모리의 데이타를 판독하는 판독 어드레스를 발생시키는 프레임 메모리 판독 어드레스 발생 수단과, 디스플레이를 위하여 관독된 데이타가 입력되며, 적어도 3개의 슬라이스 용량의 데이타를 저장하는 3슬라이스 메모리와, 상기 3슬라이스 메모리로 입력되는 데이타의 어드레스를 발생시키는 3슬라이스 메모리 기록 어드레스 발생 수단과, 상기 움직임 벡터를 이용하여 상기 3슬라이스 메모리에 기록된 데이타를 판독하기 위한 3슬라이스 메모리 판독 어드레스 발생수단과, 상기 3슬라이스 메모리로부터 판독된 데이타와 상기 화소 데이타를 가산하는 수단과, 상기 가산된 데이타를 상기 메모리에 기록하기 위한 상기 프레임 메모리 기록 어드레스 발생 수단을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 프레임 구성의 일 예를 도시한다.

프레임은 하나의 텔레비젼 화면을 이루는 단위로서, 본 실시 예에서는 수평축으로 1408, 수직 축으로 960개의 화소로 구성된다. 화소(또는 픽셀(pixel))는 영상 신호를 디지틀적으로 신호 처리하기 위하여 표본화를 할때의 표본을 말하며, 공간적인 영상을 분해 또는 구성하는 최소단위이다.

구획(Block)는 8×8개의 화소로 이루어지며, 2차원 이산코사인 변환을 수행할 떼의 기본 단위가 된다.

거대구획(Macro Block)은 4개의 구획(Block)으로 구성되며, 32×16화소로 이루어지며, 움직임 보상과 적응 양자화의 기본 단위가 된다.

슬라이스(slice)는 일 프레임의 좌단에서 우단에 이르는 다수의 거대구획으로 이루어진다. 본 실시예에서는 하나의 슬라이스는 44개의 거대구획으로 이루어지며 그리고 60개의 슬라이스가 하나의 프레임을 구성한다.

제2도는 본 발명에 따른 움직임 보상을 위한 메모리 장치를 도시한다. 도시시된 바와 같이, 움직임 보상을 위한 메모리 장치는 프레임 메모리(20), 어드레스 발생부(17), 3슬라이스 메모리(10), 멀티플렉서(16),(18) 및 가산기(12),(14)로 구성 된다.

프레임 메모리(20)는 60개의 슬라이스로 구성된 하나의 영상 프레임 용량의 데이타를 저장한다. 이 영상프레임의 데이타는 어드레스 발생기(17)의 디스플레이를 위한 프레임 메모리 판독 어드레스(ARD)에 의해 판독되며, 그리고 가산기(14)로부터 출력되는 데이타(하기에서 상술됨)가 어드레스 발생기(17)의 프레임 메모리 기록 어드레스(AWP)에 따라 기록된다.

3슬라이스 메모리(10)는 디스플레이를 위한 판독된 데이타를 입력으로 하며, 그 용량은 3개의 슬라이스를 저장할 수 있도록 구성된다.

어드레스 발생부(17)는 디스플레이를 위한 프레임 메모리의 판독 어드레스(ARD), 움직임 보상된 데이타를 프레임 메모리에 기록하기 위한 프레임 메모리 기록 어드레스(AWP) 및 3슬라이스 메모리(10)로 입력되는 데이타를 기록하기 위한 3즐라이스 메모리 기록 어드레스(AWPS)를 각각 발생시킨다.

멀티플렉서 1(18)는 프레임 메모리의 기록 어드레스(AWP)와 판독 어드레스(ARD)를 프레임 메모리(20)에 교대로 제공하며, 멀티플렉서 2(16)는 3슬라이스 메모리(10)의 기록 어드레스(AWPS)와 판독 어드레스(ARM)를 슬라이스 메모리로 교대로 제공된다.

가산기(12)는 프레임 메모리 기록 어드레스(AWP)와 움직임 엑티(HVD)를 합산하여 3슬라이스 메모리(10)의 판독 어드레스(ARM)을 발생시킨다.

가산기(14)는 3슬라이스 메모리(10)로부터 판독된 데이타와 입력되는 화소 데이타를 가산한다.

전술한 바와 같이, 3슬라이스 메모리(10)는 3개의 슬라이스를 저장할 수 있다. 3슬라이스 메모리 모듈 0, 모듈 1, 모듈 2로 나누어 생각하면, 3슬라이스 메모리의 수직 어드레스(AV)큰 0에서 15까지의 모듈 0, 16에서 31까지의 모듈 1, 32에서 47까지의 모듈 2로서, 전체가 0에서 47까지가 되며, 수평은 프레임 메모리와 동일한 순서로 기록된다.

3슬라이스 메모리에서의 판독과 기록은 움직임 보상을 위하여 1슬라이스의 차이를 가지고 수행한다. 예를 들면, AV7t 16부터 기록할때까지 움직임 보상을 위한 판독은 수행되지 않는다. AV가 16닌 부분에서움직임 보상을 위한 데이타 판독이 시작되며, 움직임 보상을 위한 어드레싱을 수직 어드레스가 0에서 탐색영역만큼 가산된 어드레스로 데이타를 판독하게 된다. 그 범위는 수직어드레스가 7까지이다. 디스플레이 데이타가 AV=47에서 기록될 경우 움직임 보상을 위한 판독은 AV=31에서 일어난다.

제3도를 참조하면 수직 동기 신호를 기준으로 본 프레임 메모리 및 3슬라이스 메모리의 기록 및 판독어드레스에 대한 타이밍을 도시한다. 수직 동기 신호가 하이가 된 후, 화소 데이타가 입력되는 시간에 맞추어 AWP에 의해 기록이 시작된다. 이때 AWP는 2T로 동작을 한다. 유효 주사 라인(Active Line)이 하이인 기간 동안은 ARD도 동작을 하게 된다. 이때 ARD도 27로 동작을 하게 된다. 수직 소거 기간, 즉 유효주사 라인이 로우로 나타난다.

여기서 멀티플랙서 1은 ARD와 AWP가 교대로 나타나는 스위칭 역할을 한다.

프레임 메모리의 디스플레이 데이타는 디스플레이 쪽으로도 전송되지만 3슬라이스 메모리(10)로도 제공된다. 이때의 디스플레이 데이타에 맞게 AWPS가 동작을 하게 된다. 제4도에 도시된 바와 같이, AWPS 역시 27 주기로 동작을 하며, 수직 방향으로 1슬라이스 차이 이상, 즉 16개의 라인의 차이가 되면 ARM이 작동하기 시작한다. 역시 주기는 27이며, AWP와 교대로 발생하게 된다. 멀티플렉서 2(16)는 ARM과 AWPS를 27 주기로 스위칭한다. 수직 소거 기간동안에는 ARD는 동작을 안하지만 ARD 및 AWPS는 16개의 수직 라인 차이로 인하여 16개의 수직 라인 차이만큼 늦게 동작이 완료되며 또한 수직 동기 신호가 발생할 때 까지는 모든 동작이 완료된다.

본 발명에 따른 움직임 보상을 위한 메모리 장치는 하나의 프레임과 3슬라이스의 매모리 분량으로 디스플레이를 위한 움직임 보상을 수행함으로써 복호기에서의 메모리가 차지하는 부피를 줄일 수 있으며, 특히 복호기의 가격을 낮출 수 있다.

Claims

연속적으로 수신되는 영상신호의 화소 데이타 및 움직임 벡터를 이용하여 영상신호의 움직임을 보상하여 디스플레이시키기 위한 것으로, 다수의 슬라이스로 구성된 하나의 영상 프레임 용량의 데이타를 저장하는 프레임 메모리와; 상기 프레임 메모리에 저장된 영상 신호를 디스플레이시키기 위하여 상기 프레임 메모리의 데이타를 판독하는 어드레스를 발생시키는 프레임 메모리 판독 어드레스 발생 수단과; 디스플레이를 하기 위하여 판독된 데이타가 입력되며, 적어도 3개의 슬라이스 용량의 데이타를 저장하는 3슬라이스 메모리와; 상기 3슬라이스 메모리로 입력되는 데이타의 어드레스를 발생시키는 3슬라이스 메모리 기록 어드레스 발생 수단과; 상기 움직임 벡터를 이용하여 상기 3슬라이스 메모리에 기록된 데이타를 판독하기 위한 3슬라이스 메모리 판독 어드레스 발생수단과; 상기 3슬라이스 메모리로부터 판독된 데이타와 상기 화소 데이타를 가산하는 수단과; 상기 가산된 데이타를 상기 메모리에 기록하기 위한 상기 프레임 메모리 기록어드레스 발생 수단을 포함하는 움직임 보상을 위한 메모리 장치.
제1항에 있어서, 상기 3슬라이스 메모리 판독 어드레스를 발생시키기 위하여 상기 프레임 메모리 기록 어드래스와 상기 움직임 벡터를 가산하는 가산수단을 더 포함하는 움직임을 보상을 위한 메모리 장치.
제1항에 있어서, 상기 프레임 메모리의 기록 어드레스와 판독 어드레스를 상기 프레임 메모리에 교대로 제공하는 제1멀티플렉서와, 상기 3슬라이스 메모리의 기록 어드레스와 판독 어드레스를 상기 3슬라이스 메모리에 교대로 제공하는 제2멀티플렉서를 더 포함하는 움직임 보상을 위한 메모리 장치.