KR20010036410A - 엠펙 부호화기의 프레임 재배치장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치 및 그 방법은 부호화 특성상 프레임이 입력되는 순서대로 부호화하지 않고 부호화의 효율을 고려해 결정된 M(I 또는 P 타입의 픽쳐사이의 주기) ,N(B타입의 픽쳐간의 주기)값에 따라 픽쳐 타입을 결정해 그 타입에 따라 프레임을 재배치하여 부호화함으로써, 동적 GOP구조에서 M, N값이 바뀔때에도 별도의 처리과정없이 화면의 흔들림 없이 자연스럽게 프레임을 재 배치할 수 있도록 한 것이다.

Description

엠펙 부호화기의 프레임 재배치장치 및 그 방법{Method and apparatus for arranging frames in a MPEG decoder}

본 발명은 엠펙(Moving Picture Experts Group: 이하 MPEG이라 칭함)부호화기의 프레임 재배치장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 MPEG-2부호허ㅘ기에서 시간적인 순서로 입력되는 프레임의 순서를 MPEG-2부호화에 필요한 순서로 바꾸어 주는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치 및 그 방법에 관한 것이다. 즉, 프레임의 GOP(Group Of Picture)의 구조가 실시간으로 변경되는 경우에도 효율적으로 프레임을 재 배치하여 화면의 불연속성을 제거하고 자연스러운 화면 전환이 이루어지도록 프레임을 재 배치하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, MPEG부호화기는 입력 영상의 부호화 효율을 높이기 위해서 시간적으로 분리된 영상간에 존재하는 상관성(Correlation)을 줄이고, 차이 영상만을 부호화하여 전송한다. 이 과정에서 영상의 형태를 I, P, B픽쳐로 구분하고, 압축 알고리즘에 따라 영상간의 시간적인 순서를 재배치하는 과정을 프레임 재배치라고 한다.

즉, MPEG-2부호화기는 부호화 특성상 프레임이 입력되는 순서대로 부호화하지 않고, 부호화의 효율을 고려해 결정된 GOP구조에 따라 입력되는 프레임의 픽쳐타입을 결정하고, 그 타입에 따라 프레임을 재배치하여 부호화하는 것이다.

MPEFG부호화에서 사용되는 픽쳐타입은 부호화방법에 따라 I-픽쳐(Inyra-Picture), P-픽쳐(Predictive Picture), B-픽쳐(Bidirectionally Predictive Picture) 세가지로 구분된다.

I-픽쳐는 프레임내 부호화방법으로 부호화되는 프레임으로 부/복호화시 인접한 다른 프레임에 대한 정보를 필요로 하지 않으며, P픽쳐는 예측 부호화방법으로 부호화되는 프레임으로 시간적으로 앞에 위치한 I또는 P픽쳐타입의 프레임으로 부터 예측하여 부/복호화되는 프레임이다.

그리고, B픽쳐는 양방향 예측 부호화방법으로 부호화되는 프레임으로 부/복호화를 위해 시간적으로 앞에 위치하는 I 또는 P타입의 프레임과 뒤에 위치하는 I 또는 P-픽쳐의 프레임을 모두 필요로 하는 것이다.

따라서, B-픽쳐 타입을 부/복호화하기 위해서는 시간적으로 프레임의 순서를 재 배치해야 할 필요가 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 프레임을 재 배치해야 하는 것이다. 도 1은 엠펙 부호화기에서 프레임에 대한 입력 픽쳐 순서와 부호화 순서 및 출력픽쳐 순서를 나타낸 도면으로서, 입력 픽쳐의 순서가 1(I), 2(B), 3(B), 4(P), 5(B), 6(B), 7(P), 8(B), 9(B), 10(I), 11(B), 12(B), 13(P), 14(B), 15(B), 16(P),.....순으로 입력되는 경우, 입력되는 픽쳐들의 부호화순서는 1(I), 4(P), 2(B), 3(B), 7(P), 5(B), 6(B), 10(I), 8(B), 9(B), 13(P), 11(B), 12(B), 16(P), 14(B), 15(B), .....순으로 부호화하고, 이렇게 부호화된 프레임은 상기 프레임의 입력순으로 재배치 즉, 1(I), 2(B), 3(B), 4(P), 5(B), 6(B), 7(P), 8(B), 9(B), 10(I), 11(B), 12(B), 13(P), 14(B), 15(B), 16(P),.....순으로 재 배치하는 것이다.

GOP구조는 M, N값으로 구성되는데, 여기서 M은 IP-픽쳐타입이 나타나는 주기를 의미하고, N은 I- 픽쳐 타입이 나타나는 주기를 의미한다.

실제 MPEG-2 부호화기는 제한된 수의 프레임 메모리(미도시)를 사용하기 때문에, 입력되는 프레임의 순서를 부호화를 위해 필요한 순서로 재 배치하기 위해서는 이를 위한 프레임 재 배치 방법이 필요하게 된다.

이하, 종래 기술에 따른 MPEG 부호화기의 프레임 재 배치방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 살펴보기로 하자.

도 2는 종래 기술에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재배치 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

먼저, 새로운 화면이 입력되면(ST1), GOP구조의 변경여부를 판단한다(ST2).

판단결과, GOP의 구조가 변경된 경우에는 새로운 N/M값을 할당하고, M카운트(Mcnt)를 ″0″으로, N카운트(Ncnt)를 ″N-1″로, 홀드카운트(Holdcnt)를 ″M″값으로 설정하여 이전 픽쳐 타입을 P-픽쳐로 고정시킨다(ST3).

그러나, 새로운 화면이 입력되고 GOP구조가 변경되지 않은 경우에는 M카운트 값이 ″0″인지를 판단하여(ST4) M카운트값이 ″0″이면, 픽쳐타입이 I-픽쳐 또는 P-픽쳐라고 판단하고, 기록메모리의 프레임 인덱스(Fidx)를 현재의 프레임 인덱스로 지정해 주어 현재의 프레임 인덱스에 해당 픽쳐를 기록하도록 한다(ST5).

한편, 상기 ST4단계에서 M카운트값이 ″0″가 아닌 경우에는 M카운트값이 ″1″인지를 판단하여(ST6), M카운트 값이 ″1″ 인 경우에는 픽쳐타입이 B픽쳐이고, B-픽쳐중 첫 번째 B-픽쳐로 판단하여 기록메모리의 프레임 인덱스를 Fidx+2로 지정해 주어 현재의 프레임 인덱스에 2를 가산한 위치에 상기 첫 번째 B-픽쳐가 기록되도록 한다(ST7).

그러나, 상기 ST6단계에서, M카운트값이 ″1″이 아닌 경우에는 M카운트값을 ″2″로 판단하고, 이 경우에는 픽쳐 타입이 B-픽쳐이고, B-픽쳐중에서도 두 번째 B-픽쳐이므로 기록 메모리의 프레임 인덱스를 Fidx + 3으로 지정해 주어 현재의 프레임 인덱스에 3을 가산한 메모리의 위치에 두번째 B픽쳐가 기록되도록 한다(ST7).

이러한 과정으로 기록메모리의 할당 및 제어가 완료되면 다음 단계 ST9에서 다시 M카운트값을 검색하여 판독메모리의 위치를 결정한다. 즉, 상기 M카운트값이 ″0″이면, I-픽쳐 또는 P-픽쳐이므로 판독메모리는 바로 전에 기록한 메모리를 읽도록 설정하며(ST10), N카운트값이 ″0″인지를 판단한다(ST11). 판단결과 N카운트값이 ″0″이면 픽쳐타입이 I-픽쳐라고 판단하고(ST12), 이와는 달이 N카운트 값이 ″0″가 아닌 경우에는 픽쳐 타입을 P픽쳐로 판단하여(ST13) 상기 판단된 픽쳐 타입을 이전 픽쳐타입으로 저장하고, 이전 기록메모리에 해당 픽쳐를 기록하게 되는 것이다(ST14).

그리고, 상기 ST9단계에서 M카운트값이 ″0″가 아닌경우에는 M카운트값이 ″1″ 인지를 다시 판단하고(ST15), 판단결과, M카운트값이 ″1″인 경우에는 판독 메모리의 위치는 현재 프레임 메모리 인덱스에 3을 가산하여 프레임 메모리 인덱스를 설정하고, 그 위치의 기록 데이타를 판독한다(ST16). 이 경우에는 픽쳐 타입을 B-픽쳐라고 판단한다.

또한, ST15단게에서 M카운트값이 ″1″이 아닌 경우에는 판독 메모리의 위치를 현재 프레임 메모리 인덱스에 1을 가산하여 프레임 메모리 인덱스를 설정하고, 그 위치에 데이타를 판독한다. 이 경우에도 픽쳐 타입은 B-픽쳐라고 판단한다(ST17).

이와 같이, 기록메모리 및 판독메모리의 위치를 결정한 후, 상기 결정된 픽쳐 타입 즉, B픽쳐 타입이 계속적으로 유지되는지를 판단하고(ST18), 판단결과, 픽쳐 타입이 계속적으로 유지되는 경우에는 최종 판독 메모리를 이전 판독 메모리로 설정하고, 그 이전 판독 메모리의 위치에 대응하는 기록 데이타를 판독하며, 최종 픽쳐 타입을 이전 픽쳐 타입으로 설정한다(ST19).

그러나, ST18단계에서 픽쳐타입이 계속적으로 유지되지 않고 변경되는 경우에는 최종 판독 메모리를 현재 판독메모리로 설정하고, 현재 판독 메모리의 데이타를 판독하게 되며, 이 경우 최종 픽쳐 타입은 현재 픽쳐 타입으로 설정한다(ST20).

이어, M카운트 값인지를 판단하여(ST21), M카운트값이 최대값이 아닌 경우에는 M카운트값만 ″1″증가시키고, 프레임 인덱스, N카운트 값은 현재값을 그대로 유지시킨다(ST22). 그러나, 상기 판단결과, M카운트값이 최대값인 경우에는 M카운트값을 초기화시키고, 프레임 메모리 인덱스를 ″1″ 중가시킨다(ST23).

이어, N카운트값이 최대값인지를 검색하여(ST24) N카운트값이 최대값이면, N카운트값도 초기화시키고(ST25), N카운트값이 최대값이 아닌 경우에는 N카운트값을 ″1″ 증가시킨다(ST26).

이어, GOP구조의 변경여부를 검색하여 GOP구조가 변경되는 경우에는 GOP 변화여부를 알려주는 홀드 카운트(Holdcnt)를 ″1″ 감소시키고(ST28), 이와는 달리 GOP구조의 변경되지 않는 경우에는 상기 GOP변경 여부를 알려주는 홀드 카운트값을 현재값 그대로 유지하는 것이다(ST29).

이상에서와 같은 종래 기술에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법은 동적 GOP구조에서 부호화 중간에 M,N값을 바꿀 때, 별도로 수 프레임의 I-픽쳐를 삽입해야 한다. 따라서, M=3, N=2인 GOP구조를 M=2, N=2인 GOP구조로 바꿀 때에는 M=3, N=2 →M=1, N=1 →M=2, N=2의 과정을 거쳐야 한다. 이러한 과정을 거치지 않을 경우에는 GOP구조가 바뀔 때, 화면이 시간적으로 흔들리게 되는 문제점이 발생하는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 M(1-3), N(1-∝)값을 갖는 GOP구조는 물론 부호화도중에 M, N값이 변하는 동적 GOP구조에서 GOP구조가 바뀔 때, 불필요하게 I타입 프레임을 삽입하는 등의 부수적인 조치를 하지 않아도 화면이 흔들리지 않고 자연스럽게 프레임을 재배치할 수 있는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 프레임 재 배치장치의 동작과 상응하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치의 특징은 MPEG부호화기의 프레임 재배치 장치에 있어서, 프레임 데이타를 저장하기 위해 4장의 프레임 메모리로 구성된 프레임 메모리부와; 입력되는 데이타를 상기 프레임 메모리부의 프레임 메모리에 쓰면서 동시에 프레임 메모리로 부터 데이타를 읽어 출력하기 위해 프레임 메모리에 기록할 데이타를 역 다중화하고, 프레임 메모리로 부터 읽은 데이타를 다중화하는 다중화/역다중화부와; 상기 프레임메모리부의 각 프레임 메모리의 읽기 쓰기주소를 생성하고, 읽기신호(/RE), 쓰기신호(/WE), 프레임 메모리 선택신호(/CE), 읽기 쓰기 제어신호(RW_PHASE)등을 생성하는 프레임 메모리 제어부로 구성됨에 있다.

또한, 본 발명의 프레임 재 배치장치의 다른 특징으로, 상기 프레임 메모리 제어부는 프레임 메모리)에 기록된 프레임 데이타를 읽고, 프레임 메모리에 프레임 데이타를 쓸 때, 입력되는 프레임 데이타의 싱크(SYNC)신호에 따라 프레임 메모리의 주소를 생성하는 주소생성부와; GOP구조에 따라 입력되는 프레임의 픽쳐타입을 결정하고, 입력된 프레임을 기록할 프레임 메모리의 번호를 결정하는 픽쳐 타입 생성부와; I-픽쳐 및 P-픽쳐타입의 프레임 데이타가 기록된 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 저장하는 IPFIFO와; B-픽쳐 타입의 프레임 데이타가 기록된 프레임 메모리의 번호와 픽쳐타입을 저장하는 BFIFO와; 상기 픽쳐 타입 생성부에서 결정된 픽쳐 타입이 IP타입일 경우 해당 픽쳐타입을 IPFIFO로 출력하고, 픽쳐 타입 생성부에서 결정된 픽쳐 타입이 B타입일 경우 해당 픽쳐타입을 BFIFO로 출력하는 제 1 선택출력부와; 상기 픽쳐 타입 생성부에서 만들어진 입력픽쳐 타입을 4프레임 동안 지연시켜 참조 픽쳐 타입을 출력하는 픽쳐타입 지연부와; 상기 픽쳐타입 지연부에서 출력되는 참조 픽쳐 타입에 따라 IPFIFO 또는 BFIFO에서 출력되는 IP픽쳐 타입 또는 B픽쳐 타입을 선택 출력하고, 리드할 프레임 메모리 번호신호를 출력하는 제 2 선택출력부와; 상기 픽쳐 타입 생성부에서 출력되는 라이트할 프레임 메모리의 번호데이타와 제 2 선택출력부에서 출력되는 리드할 프레임 메모리 번호데이타에 따라 읽기신호(/RE), 쓰기신호(/WE), 프레임 메모리 선택신호(/CE) 및 읽기 쓰기 제어신호를 생성하여 프레임 메모리로 출력하는 제어신호 생성부로 구성됨에 있다.

또한, 본 발명에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법의 특징은 IPFIFO, BFIFO, 다수의 프레임 메모리를 구비한 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법에 있어서, 상기 IPFIFO와 BFIFO에 프레임데이타를 써야할 위치와 읽어야 할 위치값을 각각 초기화하고, 입력되는 프레임 데이타에서 I픽쳐 또는 P픽쳐 사이의 거리 및 B픽쳐사이의 거리값을 설정하는 단계와; I혹은 P타입의 픽쳐가 쓰여지는 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 상기 IPFIFO에 저장하고, B타입의 픽쳐가 쓰여지는 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 BFIFO에 각각 저장하는 단계와; 싱크의 입력에 따라 입력된 픽쳐의 타입을 결정한 후, 입력된 픽쳐를 4픽쳐 동안 지연시켜 참조픽쳐를 생성하는 단계와; 지연된 값이 4보다 큰지를 판단하고, 지연된 값이 4보가 작으면, 처음 입력되는 4장의 픽쳐는 입력된 픽쳐가 쓰여질 프레임메모리의 번호값을 상기 지연된 값과 동일하게 하여 상기 다수의 프레임메모리중 0-3프레임 메모리에 순서대로 기록하는 단계와; 입력된 픽쳐가 B픽쳐인지를 판단하여, 입력된 픽쳐 타입이 B픽쳐이면, 상기 설정된 BFIFO의 써야할 위치에 입력된 픽쳐가 저장될 프레임 메모리의 번호값을 저장하는 단계와; 상기 생성된 참조픽쳐가 B픽쳐인지를 판단하여, 참조픽쳐가 B픽쳐이면, 상기 설정된 BFIFO의 읽어야 할 위치에 저장된 프레임 메모리 번호값을 읽어 출력하기위해 읽을 프레임 메모리 번호에 B픽쳐를 할당한 후, 상기 과정을 다시 반복하는 단계로 이루어짐에 있다.

도 1은 엠펙 부호화기에서 프레임에 대한 입력 픽쳐 순서와 부호화 순서 및 출력 픽쳐 순서를 나타낸 도면,

도 2는 종래 기술에 따른 엠펙 부호화기의 프레임 재배치 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 엠펙 부호화기의 프레임 재 배치장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,

도 4는 도 3에 도시된 프레임 메모리 제어부에 대한 상세 블록구성을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 엠펙 부호화기에서 IP픽쳐타입이 나타나는 주기(M)이 3이고, I픽쳐타입이 나타나는 주기(N)를 2로 설정하였을 경우의 프레임 재 배치과정을 나타낸 도면,

도 6은 본 발명에 따른 엠펙 부호화기의 프레임 재 배치방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면,

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 다중화/역다중화부 20 : 프레임 메모리 제어부

21 : 픽쳐타입 생성부 22 : 주소생성부

23 : 제 1 선택출력부 24 : IPFIFO부

25 : BFIFO부 26 : 픽쳐타입 지연부

27 : 제 2 선택출력부 28 : 제어신호 생성부

30 : 프레임 메모리부

이하, 본 발명에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 MPEG 부호화기의 프레임 재 배치장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 프레임 메모리 제어부에 대한 상세 블록구성을 나타낸 도면으로서, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 구성을 살펴보면, 프레임 데이타를 저장하기 위해 4장의 프레임 메모리(31, 32, 32, 34)로 구성된 프레임 메모리부(30)와, 입력되는 데이타를 프레임 메모리부(30)의 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)에 쓰면서 동시에 프레임 메모리(31, 32, 34)로 부터 데이타를 읽어 출력하기 위해 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)에 기록할 데이타를 역 다중화하고, 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)로 부터 읽은 데이타를 다중화하는 다중화/역다중화부(10)와, 프레임메모리부(30)의 각 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)의 읽기 쓰기주소를 생성하고, 읽기신호(/RE), 쓰기신호(/WE), 프레임 메모리 선택신호 (/CE), 읽기 쓰기 제어신호(RW_PHASE)등을 생성하는 프레임 메모리 제어부(20)로 구성된다.

상기 프레임 메모리 제어부(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)에 기록된 프레임 데이타를 읽고, 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)에 프레임 데이타를 쓸 때, 입력되는 프레임 데이타의 싱크(SYNC)신호에 따라 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)의 주소를 생성하는 주소생성부(22)와, GOP구조에 따라 입력되는 프레임의 픽쳐타입을 결정하고, 입력된 프레임을 기록할 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)의 번호를 결정하는 픽쳐 타입 생성부(21)가 구성된다.

또한, I-픽쳐 및 P-픽쳐타입의 프레임 데이타가 기록된 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 저장하는 IPFIFO(IP First-in First-out)(24)와, B-픽쳐 타입의 프레임 데이타가 기록된 프레임 메모리의 번호와 픽쳐타입을 저장하는 BFIFO(25)와, 픽쳐 타입 생성부(21)에서 결정된 픽쳐 타입이 IP타입일 경우 해당 픽쳐타입을 IPFIFO(24)로 출력하고, 픽쳐 타입 생성부(21)에서 결정된 픽쳐 타입이 B타입일 경우 해당 픽쳐타입을 BFIFO(25)로 출력하는 제 1 선택출력부(23)가 구성된다.

또한, 픽쳐 타입 생성부(21)에서 만들어진 픽쳐 타입(IN_ICTYPE)을 4프레임 동안 지연시켜 참조 픽쳐 타입(REF_PICTYPE)을 출력하는 픽쳐타입 지연부(26)와, 픽쳐타입 지연부(26)에서 출력되는 참조 픽쳐 타입에 따라 IPFIFO(24) 또는 BFIFO(25)에서 출력되는 IP픽쳐 타입 또는 B픽쳐 타입을 선택 출력하고, 리드할 프레임 메모리 번호신호를 출력하는 제 2 선택출력부(27)가 구성된다. 여기서, 제 2 선택출력부(27)에서 출력되는 픽쳐 타입은 참조 픽쳐 타입과 동일한 픽쳐 타입이다.

또한, 픽쳐 타입 생성부(21)에서 출력되는 라이트할 프레임 메모리의 번호데이타와 제 2 선택출력부(27)에서 출력되는 리드할 프레임 메모리 번호데이타에 따라 읽기신호(/RE), 쓰기신호(/WE), 프레임 메모리 선택신호(/CE) 및 읽기 쓰기 제어신호(RW_PHASE)를 생성하여 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)로 출력하는 제어신호 생성부(28)로 구성된 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치의 동작에 대하여 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명해 보기로 하자. 도 5는 본 발명에 따른 엠펙 부호화기에서 IP픽쳐타입이 나타나는 주기(M)가 3이고, I픽쳐타입이 나타나는 주기(N)를 2로 설정하였을 경우의 프레임 재 배치과정을 나타낸 도면으로서, 도 6에서 입력 프레임 번호(IN_FRM_NUM)는 입력되는 프레임의 번호를 나타내는 것이다.

먼저, GOP구조(M, N)에 따라 프레임 동기신호(SYNC)가 입력될 때마다, 프레임 메모리 제어부(20)의 픽쳐 타입 생성부(21)는 입력되는 프레임의 입력 픽쳐 타입(IN_PICTYPE)과 입력되는 프레임을 기록할 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)번호(WR_FRM_NUM)를 생성한다. 이때, M=3, N=2이기 때문에 I, B, B, P, B, B, I, B, B, P, B, B,...의 순서로 입력 픽쳐 타입이 결정된다.

그리고, 처음 입력되는 4 프레임은 입력되는 순서대로 0 ∼ 1번 프레임 메모리(31, 32)에 순서대로 기록하고, 5번째 프레임 부터는 바로 전에 이미 읽은 프레임 메모리(RD_FRM_NUM)에 기록한다.

픽쳐 타입 생성부(21)에서 결정된 프레임 메모리 번호(WR_FRM_NUM)와 입력 픽쳐 타입(IN_PICTYPE)는 제 1 선택출력부(23)를 통해 입력 픽쳐 타입(IN_PICTYPE)에 따라 IP픽쳐 타입과 B픽쳐 타입으로 구분하여 선택적으로 출력되어 IP픽쳐 타이입은 IPFIFO(24)와 BFIFO(23)에 각각 순서대로 저장된다. 이때, IPFIFO(24)와 BFIFO(23)는 먼저 입력된 데이타가 먼저 출력되는 구조를 갖는다.

한편, IPFIFO(24)의 초기값은 프레임 메모리 번호 ″0″과 픽쳐타입 ″1″값을 갖도록 한다.

그리고, 픽쳐 타입 지연부(26)에서 출력되는 참조 픽쳐 타입(REF_PICTYPE)은 픽쳐 타입 생성부(21)로 부터 입력되는 입력 픽쳐 타입(IN_PICTYPE)을 4 픽쳐동안 지연시킨 후, 제 2 선택출력부(27)로 출력한다. 따라서, 제 2 선택출력부(27)는 픽쳐 타입 지연부(26)에서 제공되는 참조 픽쳐 타입에 따라 IPFIFO(24)와 BFIFO(23)에서 출력되는 IP픽쳐 타입 또는 B픽쳐 타입을 선택하여 제어 신호 생성부(28)로 출력하는 것이다. 여기서, 제 2 선택출력부(27)에서 출력되는 픽쳐 타입은 픽쳐 타입 지연부(26)에서 제공되는 참조 픽쳐 타입과 동일한 픽쳐타입인 것이다.

즉, 참조 픽쳐 타입(REF_PICTYPE)에 따라 IPFIFO(24)와 BFIFO(23)를 읽어 출력해야 할 프레임 메모리의 번호(RD_FRM_NUM)와 출력 픽쳐 타입(OUT_PICTYPE)을 결정하는데, 참조 픽쳐 타입이 IP 픽쳐 타입이면 IPFIFO(24)에 저장된 IP픽쳐 타입을 읽고, 참조 픽쳐 타입이 B픽쳐 타입이면 BFIFO(23)에 저장된 B픽쳐 타입을 읽어 제어신호 생성부(28)로 출력하는 것이다.

따라서, 제어신호 생성부(28)는 픽쳐 타입 생성부(21)에서 출력되는 라이트할 프레임 메모리의 번호데이타와 제 2 선택출력부(27)에서 출력되는 리드할 프레임 메모리 번호데이타에 따라 읽기신호(/RE), 쓰기신호(/WE), 프레임 메모리 선택신호(/CE) 및 읽기 쓰기 제어신호(RW_PHASE)를 생성하여 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)로 출력하는 것이다. 즉, 픽쳐 타입 생성부(21)에서 생성된 쓰기 프레임 메모리 번호 (WR_FRM_NUM)와 제 2 선택 출력부(27)에서 출력되는 읽기 프레임 메모리 번호(RD_FRM_NUM)에 따라 프레임 메모리 선택신호(/CE)를 제어하여 프레임 메모리(31, 32, 33, 34)를 선택하고, 매 클럭 주기마다 반전되는 읽기 쓰기 제어신호(RW_PHASE)에 따라 읽기신호(/OE)와 쓰기신호(/WE)를 제어한다. 이때, 출력되는 프레임 픽쳐 타입은 앞에서 결정된 즉, 제 2 선택 출력부(27)에서 출력되는 출력 픽쳐 타입(OUT_PICTYPE)으로 한다.

이와 같은 동작에 상응하는 본 발명에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 단계적으로 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 엠펙 부호화기의 프레임 재 배치방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

먼저, 초기화가 필요한 변수들의 값을 초기화한다(S101). 즉, ip_rd_idx=0, ip_wr_idx=2, b rd_idx=0, b wr_idx=0으로 초기화한다. 여기서, ip_rd_idx는 도 4에 도시된 IPFIFO(24)의 읽어야 할 위치이고, ip_wr_idx는 IPFIFO(24)의 써야 할 위치이며, b rd_idx는 BFIFO(23)의 읽어야 할 위치이고, b wr_idx는 BFIFO(23)의 써야 할 위치를 의미한다.

이어, GOP구조에 따라 MM, NN값을 설정한다(S102). 여기서, MM은 I 또는 P픽쳐 사이의 거리를 의미하며, NN은 I픽쳐사이의 거리를 의미한다.

이어, m = MM-1과 n =NN-1로 설정하고, IPFIFO(24)와 BFIFO(23)의 값을 초기화한 후, IPFIFO(24)에는 I 또는 P타입의 픽쳐가 쓰여지는 프레임 메모리의 번호와 픽쳐타입이 저장되고, BFIFO(23)에는 B타입의 픽쳐가 쓰여지는 프레임 메모리의 번호와 픽쳐타입이 저장된다(S103). 여기서, m은 I 또는 P픽쳐사이의 B픽쳐를 카운트하기 위한 값이고, n은 I픽쳐 사이의 P픽쳐수를 카운트하기 위한 값이다.

이어, 여기서, FIFO(23, 24)는 그 깊이가 4인 구조로 ip_rd_idx, ip_wr_idx, b rd_idx, b wr_idx들의 값을 이용해 먼저 입력된 값이 먼저 출력되도록 이루어진 것이다.

이어, 프레임 싱크가 입력되면(S104), 입력된 싱크값이 ″1″인지를 판단한다(S105).

판단결과, 입력된 싱크값이 ″1″인 경우에는 m값이 MM-1이고, n값이 NN-1이 아닌지를 판단하여(S106), 판단결과 m값이 MM-1이고, n값이 NN-1이 아닌 경우에는 N값을 ″1″증가시키고, M값을 ″0″으로 하며, 입력된 픽쳐의 타입을 P-픽쳐 타입으로 결정한다(S107).

그러나, 입력된 싱크값이 ″1″이고, m값이 MM-1이고, n값이 NN-1이 아닌경우에는 m값이 MM-1이고, n값이 NN-1인지를 판단하여(S108) 판단결과, m값이 MM-1이고, n값이 NN-1인 경우에는 N을 ″0″으로 하고, M을 ″0″으로 하며 입력된 픽쳐의 타입은 I-픽쳐 타입으로 결정한다(S109).

한편, 상기 S108단계에서 m값이 MM-1이고, n값이 NN-1이 아닌 경우에는 N은 그대로 두고, M을 ″1″증가시킨 후, 입력된 픽쳐 타입을 B-픽쳐 타입으로 결정하는 것이다(S110).

이어, 결정된 픽쳐타입(in_pictype)은 참조픽쳐(ref_pictype)을 이용해 4픽쳐동안 지연시킨다. 참조픽쳐타입은 입력픽쳐의 타입이 4픽쳐 지연된 값을 갖는다. (S111). 여기서, 참조픽쳐는 입력되는 입력픽쳐의 타입을 지연시키기 위해 사용된다.

이어, 카운트값 즉, 지연된값이 4보다 작은지를 판단하고(S112), 판단결과, 지연된 값이 4보다 작으면, 처음 입력되는 4장의 픽쳐는 쓰기 메모리 번호(wr_mem_num)값을 지연된 값 4와 같게 하여 0번부터 3번 프레임 메모리(31, 32, 33)에 순서대로 쓰여지도록 한다(S113). 반대로, 지연된 값이 4보다 크면, 쓰기 메모리 번호값을 읽기 메모리 번호(rd_mem_num)값과 같게하여 입력된 픽쳐가 바로 전에 읽은 프레임메모리에 쓰여지도록 한다(S114). 여기서, 쓰기 메모리 번호(wr_mem_num)은 입력된 픽쳐가 쓰여질 프레임 메모리의 번호를 의미하고, 읽기 메모리 번호(rd_mem_num)는 출력하기위해 읽을 프레임 메모리의 번호를 의미한다.

이어, 입력된 픽쳐 타입이 B 픽쳐 타입인지를 판단하여(S115) 판단결과, 입력된 픽쳐타입이 B픽쳐이면, BFIFO(23)의 b_wr_idx가 가리키는 곳에 쓰기 메모리 번호값을 저장하고, b_wr_idx는 1을 더한 후, 4로 나눈 나머지값을 갖게 된다(S116).

그러나, 입력된 픽쳐 타입이 B픽쳐 타입이 아닌 경우에는 IPFIFO(24)의 ip_wr_idx가 가리키는 곳에 쓰기 메모리 번호값과 입력 픽쳐 타입값을 저장하고 ip_wr_idx는 1을 더한 후, 4로 나눈 나머지 값을 갖게 된다(S117).

이어, 참조픽쳐 타입이 B픽쳐 타입인지를 판단하여(S118), 판단결과, 참조픽쳐값이 B픽쳐 타입인 경우에는 BFIFO(23)의 b_rd_idx가 가리키는 곳에서 출력할 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 얻는다. 즉, 참조픽쳐가 B픽쳐타입인 경우에는 BFIFO(23)의 b_rd_idx가 가리키는 곳에서 프레임 메모리 번호값을 읽어 리드 메모리 번호에 할당하고, 출력 픽쳐는 B픽쳐 타입으로 결정하는 것이다. 이때, b_rd_idx는 1을 더한 후, 4로 나눈 나머지 값을 갖게 된다(S119).

한편, 참조픽쳐 타입이 B픽쳐가 아닌 경우에는 IPFIFO(24)의 ip_rd_idx가 가리키는 곳에서 프레임 메모리 번호값과 픽쳐타입값을 읽어 읽기 프레임 메모리 번호와 출력 픽쳐 타입을 얻는다(S120). 이때, ip_rd_idx는 1을 더한 후, 4로 나눈 나머지 값을 갖게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치 및 그 방법은 부호화 특성상 프레임이 입력되는 순서대로 부호화하지 않고, 부호화의 효율을 고려해 결정된 M,N값에 따라 픽쳐 타입을 결정해 그 타입에 따라 프레임을 재배치하여 부호화함으로써, 동적 GOP구조에서 M, N값이 바뀔때에도 별도의 처리과정을 거치지 않고 화면의 흔들림 없이 자연스럽게 프레임을 재 배치할 수 있는 이점이 있다.

Claims (9)

1. MPEG부호화기의 프레임 재배치 장치에 있어서,

   프레임 데이타를 저장하기 위해 4장의 프레임 메모리로 구성된 프레임 메모리부와;

   입력되는 데이타를 상기 프레임 메모리부의 프레임 메모리에 쓰면서 동시에 프레임 메모리로 부터 데이타를 읽어 출력하기 위해 프레임 메모리에 기록할 데이타를 역 다중화하고, 프레임 메모리로 부터 읽은 데이타를 다중화하는 다중화/역다중화부와;

   상기 프레임메모리부의 각 프레임 메모리의 읽기 쓰기주소를 생성하고, 읽기신호(/RE), 쓰기신호(/WE), 프레임 메모리 선택신호(/CE), 읽기 쓰기 제어신호(RW_PHASE)등을 생성하는 프레임 메모리 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 MPEG부호화기의 프레임 재배치 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임 메모리 제어부는 프레임 메모리)에 기록된 프레임 데이타를 읽고, 프레임 메모리에 프레임 데이타를 쓸 때, 입력되는 프레임 데이타의 싱크(SYNC)신호에 따라 프레임 메모리의 주소를 생성하는 주소생성부와;

   GOP구조에 따라 입력되는 프레임의 픽쳐타입을 결정하고, 입력된 프레임을 기록할 프레임 메모리의 번호를 결정하는 픽쳐 타입 생성부와;

   I-픽쳐 및 P-픽쳐타입의 프레임 데이타가 기록된 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 저장하는 IPFIFO와;

   B-픽쳐 타입의 프레임 데이타가 기록된 프레임 메모리의 번호와 픽쳐타입을 저장하는 BFIFO와;

   상기 픽쳐 타입 생성부에서 결정된 픽쳐 타입이 IP타입일 경우 해당 픽쳐타입을 IPFIFO로 출력하고, 픽쳐 타입 생성부에서 결정된 픽쳐 타입이 B타입일 경우 해당 픽쳐타입을 BFIFO로 출력하는 제 1 선택출력부와;

   상기 픽쳐 타입 생성부에서 만들어진 입력픽쳐 타입을 4프레임 동안 지연시켜 참조 픽쳐 타입을 출력하는 픽쳐타입 지연부와;

   상기 픽쳐타입 지연부에서 출력되는 참조 픽쳐 타입에 따라 IPFIFO 또는 BFIFO에서 출력되는 IP픽쳐 타입 또는 B픽쳐 타입을 선택 출력하고, 리드할 프레임 메모리 번호신호를 출력하는 제 2 선택출력부와;

   상기 픽쳐 타입 생성부에서 출력되는 라이트할 프레임 메모리의 번호데이타와 제 2 선택출력부에서 출력되는 리드할 프레임 메모리 번호데이타에 따라 읽기신호(/RE), 쓰기신호(/WE), 프레임 메모리 선택신호(/CE) 및 읽기 쓰기 제어신호를 생성하여 프레임 메모리로 출력하는 제어신호 생성부로 구성됨을 특징으로 하는 MPEG부호화기의 프레임 재배치장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 선택출력부에서 출력되는 출력픽쳐 타입은 상기 픽쳐타입 지연부에서 출력되는 참조 픽쳐 타입과 동일한 픽쳐 타입인 것을 특징으로 하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치장치.
4. IPFIFO, BFIFO, 다수의 프레임 메모리를 구비한 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법에 있어서,

   상기 IPFIFO와 BFIFO에 프레임데이타를 써야할 위치와 읽어야할 위치 값을 각각 초기화하고, 입력되는 프레임 데이타에서 I픽쳐 또는 P픽쳐 사이의 거리 및 B픽쳐사이의 거리값을 설정하는 단계와;

   I혹은 P타입의 픽쳐가 쓰여지는 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 상기 IPFIFO에 저장하고, B타입의 픽쳐가 쓰여지는 프레임 메모리의 번호와 픽쳐 타입을 BFIFO에 각각 저장하는 단계와;

   싱크의 입력에 따라 입력된 픽쳐의 타입을 결정한 후, 입력된 픽쳐를 4픽쳐안 지연시켜 참조픽쳐를 생성하는 단계와;

   지연된 값이 4보다 큰지를 판단하고, 지연된 값이 4보가 작으면, 처음 입력되는 4장의 픽쳐는 입력된 픽쳐가 쓰여질 프레임메모리의 번호값을 상기 지연된 값과 동일하게 하여 상기 다수의 프레임메모리중 0-3프레임 메모리에 순서대로 기록하는 단계와;

   입력된 픽쳐가 B픽쳐인지를 판단하여, 입력된 픽쳐 타입이 B픽쳐이면, 상기 설정된 BFIFO의 써야할 위치에 입력된 픽쳐가 저장될 프레임 메모리의 번호값을 조장하는 단계와;

   상기 생성된 참조픽쳐가 B픽쳐인지를 판단하여, 참조픽쳐가 B픽쳐이면, 상기 설정된 BFIFO의 읽어야 할 위치에 저장된 프레임 메모리 번호값을 읽어 출력하기위해 읽을 프레임 메모리 번호에 B픽쳐를 할당한 후, 상기 과정을 다시 반복하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 지연된 값이 4보다 큰지를 판단하여 지연된 값이 4보가 크면, 입력된 픽쳐가 쓰여질 프레임 메모리의 번호값을 출력하기위해 읽어야 할 프레임 메모리외 번호값과 동일하게 하여 입력된 픽쳐를 바로 전에 읽은 프레임 메모리에 라이트 하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 MPEG불호화기의 프레임 재 배치 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 설정된 BFIFO의 써야할 위치에 입력된 픽쳐가 저장될 프레임 메모리의 번호값을 저장하는 단계에서 BFIFO의 써야할 위치값은 상기 지연된 값에 1을 더한 후, 4로 나눈값에 상응하는 것을 특징으로 하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 입력된 픽쳐가 B픽쳐인지를 판단하여, 입력된 픽쳐 타입이 B픽쳐타입이 아니면, 상기 설정된 IPFIFO의 써야할 위치에 입력된 픽쳐가 저장될 프레임 메모리의 번호값과 입력된 픽쳐값을 저장하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 IPFIFO의 써야할 위치값은 상기 지연된 값에 1을 더한 후, 4로 나눈 나머지 값인 것을 특징으로 하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 생성된 참조픽쳐가 B픽쳐인지를 판단하여, 참조픽쳐가 B픽쳐가 아니면, 상기 설정된 IPFIFO의 읽어야 할 위치에 저장된 프레임 메모리 번호값을 읽어 출력하기위해 읽을 프레임 메모리 번호에 I 또는 P픽쳐를 할당하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로하는 MPEG부호화기의 프레임 재 배치방법.