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KR20080050471A - 상이한 해상도들로 비디오를 재생하기 위한 시스템 - Google Patents

상이한 해상도들로 비디오를 재생하기 위한 시스템 Download PDF

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Publication number
KR20080050471A
KR20080050471A KR1020087008242A KR20087008242A KR20080050471A KR 20080050471 A KR20080050471 A KR 20080050471A KR 1020087008242 A KR1020087008242 A KR 1020087008242A KR 20087008242 A KR20087008242 A KR 20087008242A KR 20080050471 A KR20080050471 A KR 20080050471A
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KR
South Korea
Prior art keywords
signals
video data
data signals
encoded
base stream
Prior art date
Application number
KR1020087008242A
Other languages
English (en)
Inventor
윌헬머스 에이치. 에이. 브룰스
웨일 스틴 드
린컨 에스. 로보
버그트 헨리 반
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 디바이스는 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하고, 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 상기 비디오 데이터 신호들로 디코딩하기 위한 처리 유닛을 갖는다. 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림(801)과 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림(802)을 포함한다. 상기 처리 유닛은 예를 들어, 인터레이스되지 않거나 명확하게 인터레이스된 것과 같은 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드를 검출하고, 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 상기 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 디코딩을 적응시키는 검출 유닛을 갖는다. 바람직하게, 상기 디코딩은 상기 검출된 인터레이스되지 않은 인코딩된 비디오 신호들에 기초하여 재-인터레이스된 비디오에서 라인 플리커를 감소시키기 위한 수직 필터링을 포함할 수 있거나, 재-인터레이스된 비디오에서 모션 저더를 감소시키도록 셔플된 비디오에 기초하여 인코딩된 비디오 신호들의 리셔플을 포함할 수 있다.
Figure P1020087008242
베이스 스트림, 강화 스트림, 인터레이싱 모드, 수직 필터링, 셔플

Description

상이한 해상도들로 비디오를 재생하기 위한 시스템{System for video reproduction in different resolutions}
본 발명은 비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 상기 디바이스는 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하기 위한 입력 수단; 및 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 비디오 데이터 신호들로 디코딩하기 위한 처리 수단을 포함하고, 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림과 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함한다.
본 발명은 또한 비디오 데이터 신호들을 디코딩하는 방법에 관한 것으로, 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하는 단계; 및 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 상기 비디오 데이터 신호들로 디코딩하는 단계를 포함하고, 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림과 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함한다.
본 발명은 또한 비디오 데이터 신호들을 인코딩하는 방법에 관한 것으로, 상기 비디오 데이터 신호들을 수신하는 단계; 및 상기 비디오 데이터 신호들을 인코딩된 비디오 데이터 신호들로 인코딩하는 단계를 포함하고, 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림과 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함한다.
본 발명은 또한 상기 방법들을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다.
본 발명은 또한 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 포함하는 신호 어셈블리, 및 기록 캐리어에 관한 것이다.
디지털로 압축된(인코딩된) 비디오 및 오디오 정보가 저장된 저장 매체를 사용하는 비디오 신호 처리 시스템은 그러한 매체에 저장된 프로그램 또는 비디오 타이틀의 프리젠테이션을 제어하는 광범위한 수의 옵션을 제공한다. 급속한 인기를 얻고 있는 하나의 이러한 시스템은 DVD(Digital Video Disc 또는 Digital Versatile Disk) 기록 캐리어에 저장된 정보를 처리하도록 구성된 비디오 디스크 플레이어를 포함한다. 현재의 DVD 표준은 아날로그 텔레비전 표준 PAL 및 NTSC 각각에서 이용되는 것으로서 25Hz에서 720x576 라인들 또는 29.97Hz에서 720x480 라인들의 최대 해상도의 비디오 이미지들을 지원한다. 이들 텔레비전 표준들은 일반적으로 표준 해상도 텔레비전(SDTV)로 나타낸다.
최근, 디지털 텔레비전 표준이 고품질 비디오, 오디오 및 보조 데이터를 전송 및 처리하기 위해 개발되었다. 특히, 고해상도 텔레비전(HDTV)은 예를 들어 1920x1080 라인들 또는 1280x720 라인들의 개선된 픽처 해상도를 제공한다. 본원의 고-해상도 비디오(HDTV)는 표준 해상도 비디오(SDTV)와 비교하여 고 공간 해상도(프레임 당 더 많은 화소들) 및/또는 고 시간 해상도(초 당 더 많은 프레임들)를 포함한다.
비디오 압축 기술에서 가장 최신 기술은 SDTV 해상도의 듀얼-레이어 DVD 디스크에 현재 이용되는 것과 같은 동일한 비트 레이트로 HDTV 해상도 비디오 품질을 달성하는데 적용될 수 있다는 것을 유의한다. 이러한 해상도가 얻어지면, HDTV 디스크는 설치된 제조 프로세스들을 이용하여 생산될 수 있다. 부가적으로, 현재의 드라이브들이 플레이어들에 이용될 수 있다. 단, 오서링 체인(authoring chain)에서의 인코딩 시스템 및 플레이어를 위한 디코딩 칩들만이 업그레이드될 필요가 있다. 또한, 결과적인 디스크들은 DVD 플레이어들의 설치된 베이스와 역 호환(backward compatible)되지 않는다.
문서 WO 03/03474는 비디오 데이터 신호 재생 장치 및 역 호환 방식으로 비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 기록 캐리어를 개시한다. 상기 장치는 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하기 위한 입력 수단 및 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 비디오 데이터 신호들로 디코딩하기 위한 처리 수단을 포함한다. 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림 및 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함한다. 상기 장치는 이들 스트림들을 디코딩 및 조합함으로써 고-해상도 비디오 데이터를 재생할 수 있다. 기록 캐리어에 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는데 관련된 다양한 수단들 또한 개시된 다.
개별적인 베이스 스트림 및 강화 스트림을 적용하는 것이 역 호환에 대해 옵션들을 제공하지만, SDTV 품질에서 재생의 품질은 완전히 만족되지 않는다.
본 발명의 목적은 다양한 해상도로 유연한 재생을 가능하게 하고 인터레이스 모드로 고품질의 재생을 가능하게 하는 비디오 인코딩 및 저장 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명의 제 1 양상에 따라, 서문에 기술된 바와 같은 디바이스에서 처리 수단은 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드(interlacing mode)를 검출하고, 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 상기 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 상기 디코딩을 적응시키기 위한 검출 수단을 포함한다.
이러한 목적을 위해, 본 발명의 제 2 양상에 따라, 서문에 기술된 바와 같은 디코딩 방법으로서, 상기 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드를 검출하는 단계, 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드와 상관없이 상기 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 상기 디코딩을 적응시키는 단계를 포함한다.
이러한 목적을 위해, 본 발명의 제 3 양상을 따라, 서문에 기술된 바와 같은 인코딩 방법에서, 인코딩 단계는 상기 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따르고, 상기 인코딩된 신호들은 상기 신호들의 베이스 스트림의 디코딩을 적응시키기 위한 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시한다.
이러한 목적을 위해, 본 발명의 제 4 양상을 따라, 서문에 기술된 바와 같은 신호 어셈블리 및 기록 캐리어에서, 신호들의 베이스 스트림은 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 인코딩되고, 상기 인코딩된 신호들은 상기 신호들의 베이스 스트림의 디코딩을 적응시키기 위한 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시한다.
본 발명에 따른 수단은 재생동안, 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 생성하는데 이용된 특정한 미리 규정된 인터레이싱 모드가 재생 디바이스에 의해 검출되는 효과를 갖는다. 예를 들어, 특정한 미리 결정된 인터레이싱 모드는 인터레이스되지 않거나 특정하게 인터레이스된다. 이어서, 디코딩이 인코딩 동안 이용된 각각의 인터레이싱 모드의 원치 않는 결과를 보상하도록 적응된다. 디코딩 후에, 디코딩이 인코딩 동안 적용된 특정한 미리 규정된 인터레이싱 모드 및 비디오 데이터 신호들을 재생하는 데 이용된 디스플레이 유형으로 조정되기 때문에, 비디오 데이터 신호들의 품질이 개선되는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 다음의 인식에 기초한다. MPEG2와 같은 인코딩 비디오에 대한 알려진 기존의 표준들은 인터레이스되지 않은 모드를 허용한다. 또한 많은 디스플레이들은 공통 TV 디스플레이들과 같은 인터레이스된 유형이다. 인터레이스되지 않은 인코딩된 비디오가 인터레이스된 비디오를 발생하도록 이용되지만, 본 발명자들은 이러한 재-인터레이스된 비디오 신호들이 다소의 품질 결함을 갖는 것을 알았다. 그래서, 인코딩 동안 이용된 인터레이싱 모드를 검출하는 것에 기초한 해결책이 제공된다. 인터레이스되지 않은 인코딩 모드를 검출하는 단계 및 대응하게 디코딩을 적응시키는 단계는 표준 해상도, 인터레이스된 비디오를 출력하기 위한 저급의 디바이스(low-end device) 및 고-해상도, 인터레이스되지 않은 비디오를 출력하기 위한 고급 디바이스(high-end device)에서 수행될 수 있다. 상기 디바이스들은 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 기초하여 비디오 처리를 적응시킬 것이다. 또한, 특정한 인터레이싱 모드에서 베이스 스트림에 대한 전용 인코딩 모드가 인터레이스된 디스플레이들 상의 품질 결함들을 완화하도록 제안된다.
디바이스의 실시예에서, 검출 수단은 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에서, 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 상태 표시자를 검출하고, 또는 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에서, 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 비디오 파라미터들을 검출하고, 또는 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드로 디코딩을 적응시키도록 하는 사용자 명령을 검출하도록 구성된다. 상기 상태 표시자는 인코딩 동안 이용된 미리 규정된 인터레이싱 모드를 직접 표시하는 장점을 갖는다. 비디오 파라미터들을 검출하는 단계는 더 복잡한 검출로, 인코딩 동안 포함될 특정한 표시자를 요구하지 않고 인터레이스되지 않은 베이스 스트림들의 검출을 허용한다. 최종적으로, 처리를 적응시키도록 디바이스에 사용자가 명령하도록 하여, 자동 검출에서의 에러들을 보상한다.
디바이스의 실시예에서 처리 수단은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드와 상관없이, 신호들의 베이스 스트림을 인터레이스된 디스플레이 상에 디스플레이하기 위해 인터레이스된 비디오 데이터 신호들로 변환하는 수단을 포함한다. 일반적으로 재-인터레이싱은 교대하는 라인들을 스킵(skipping)함으로써 수행될 수 있다. 베이스 스트림은 인터레이스되지 않은 것에서 인터레이스된 것으로 변환될 수 있고 상기 처리는 특정한 미리 결정된 인터레이싱 모드로 적응될 수 있다는 것을 유의한다. 대안적으로, 신호들의 베이스 스트림 및 적어도 하나의 신호들의 강화 스트림은 둘 다 복구될 수 있고, 먼저 풀 레이트(full rate) 인터레이스되지 않은 비디오 신호가 두 스트림들에 기초하여 발생될 수 있다. 이어서, 각 프레임으로부터 각각의 교대하는 라인들이 인터레이스된 비디오 신호를 발생하도록 이용될 수 있다.
인터레이스된 출력을 위한 디바이스의 또 다른 실시예에서, 처리 수단은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드와 상관없이, 상기 인터레이스된 비디오 데이터 신호들의 수직 공간 주파수 스펙트럼에서 고주파 성분을 감소시키도록 수직 필터링을 하는 필터링 수단을 포함한다. 본 발명자들은 놀랍게도, 전체 수직 주파수 범위에 기초한 재-인터레이스된 비디오 디스플레이가 원치않는 라인 플리커(line flicker)를 발생하는 것을 알았다. 인터레이스된 디스플레이에 대한 전체 인식된 픽처 품질은 수직 공간적 주파수 스펙트럼에서 고주파 성분이 감소될 때 더 좋아지는 것으로 나타났다.
디바이스의 실시예에서 처리 수단은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드와 상관 없이, 상기 신호들의 베이스 스트림과 상기 신호들의 강화 스트림을 인터레이스되지 않은 디스플레이 상에 디스플레이하도록 인터레이스되지 않은 비디오 데이터 신호들로 조합하는 조합 수단을 포함한다. 두 스트림들은 먼저 조합되고, 이어서 단일 디코더에서 디코딩되거나, 먼저 (적어도 부분적으로)디코딩되고 이어서 조합된다. 또한, 인터레이스되지 않은 비디오 데이터 신호들은 또한 상기 논의된 바와 같이 인터레이스된 신호들로 변환될 수 있다. 조합은 처리가 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드를 고려하면서, 고-해상도 인터레이스되지 않은 신호를 발생하는 장점을 갖는다.
두 스트림들을 조합하는 디바이스의 다른 실시예에서, 처리 수단은 필드 픽처들이 대응하는 인터레이스된 비디오 신호의 바텀 필드(bottom field)가 되는 특별한 경우에, 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드가 상기 베이스 스트림이 연속하는 비디오 프레임들의 쌍들의 필드 픽처들을 셔플(shuffle)함으로써 인코딩된 모드가 되고, 필드 픽처들의 쌍들을 리셔플(reshuffle)하는 리셔플 수단을 포함한다. 본 발명자들은 인터레이스된 디스플레이에 대한 강화없이 재생될 때, 베이스 스트림이 일시적으로 정보가 결핍되는 것을 알았다. 이는 움직이는 물체의 인식된 품질에 해로운, 소위 모션 저더(motion judder)를 유발한다. 유리하게, 셔플링은 예를 들어 NTSC 기반 시스템에서 60Hz인 전체 주파수 정보를 포함하는 베이스 스트림을 생성한다. 실제로, 대응하는 인터레이스된 신호의 바텀 필드들은 인코딩 동안 교환된다. 셔플링을 적용함으로써, 리거시 디바이스(legacy device)들이 수정된 베이스 스트림에 기초한 인터레이스된 비디오 신호들에 대해 더 나은 품질을 나타낼 것이다. 결론적으로, 새로운 고급 디바이스들은 비디오 데이터의 오리지널 시퀀스를 복구하기 위해 리셔플링을 적용할 필요가 있다.
본 발명에 따른 디바이스들의 더 바람직한 실시예들이 첨부된 청구항들, 본원에 참조로서 통합된 개시들에 주어진다.
본 발명의 이들 및 다른 양상들은 이하 설명에서 예로서 기술된 실시예들 및 첨부된 도면들을 참조하여 더 명확해지고 명료해진다.
도 1은 비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 장치의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 다-각도(경로) 포인터를 이용함으로써 SD 및 ENH 데이터의 인터리빙을 도시하는 도면.
도 3은 트랙-버퍼의 필링(filling)을 시간의 함수로서 도시한 도면.
도 4는 대응하는 SD 데이터보다 앞선 시간에서 MPEG 스트림에서 ENH 데이터의 멀티플렉싱을 도시하는 도면.
도 5는 인터레이스된 모드에서 비디오 데이터 신호들의 재생을 위한 장치를 도시하는 도면.
도 6은 일시적 강화 스트림을 갖는 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 도시하는 도면.
도 7은 비디오 신호에서 필드 셔플링을 도시하는 도면.
도 8은 셔플된 비디오 신호를 인코딩된 비디오 신호들로 인코딩하는 것을 도시하는 도면.
도 9는 셔플된 비디오 신호에 기초하여 베이스 스트림의 디코딩을 도시하는 도면.
도 10은 고해상도 비디오를 재생하기 위한 필드 픽처들의 리셔플링을 도시하 는 도면.
도 1은 비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 장치의 실시예를 도시한다. 상기 장치는 인코딩된 신호들을 수신하기 위한 판독 유닛(101) 및 처리 유닛(111)을 포함한다. 상기 처리 유닛(111)은 상기 판독 유닛(101)으로부터 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하고 비디오 데이터 신호들로 디코딩한다. 상기 판독 유닛은 본 실시예에서 기록 캐리어(103)로부터 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 판독하기 위한 광 판독 헤드인 판독 헤드(102)를 포함한다. 또한, 배치 수단(104)은 상기 헤드(102)를 기록 캐리어(103)를 반지름 방향으로 가로질러 위치시키기 위해 존재한다. 판독 증폭기(105)는 상기 기록 캐리어(103)로부터 판독된 신호를 증폭하기 위해 존재한다. 모터(106)는 모터 제어 신호 발생기 유닛(107)에 의해 공급된 모터 제어 신호에 응답하여 상기 기록 캐리어(103)를 회전하는데 사용가능하다. 마이크로프로세서(108)가 제어 라인들(109 및 110)을 통해 모든 회로를 제어하기 위해 존재한다.
상기 처리 유닛(111)은 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림 및 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함하는 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 디코딩하고 상기 표준 해상도 부분 및 고 해상도 부분을 비디오 데이터 신호들로 조합하도록 구성된다. 상기 신호들의 베이스 스트림은 베이스 디코더(112)에 의해 디코딩되고, 상기 신호들의 강화 스트림은 강화 디코더(113)에 의 해 디코딩된다. 디코더들(112 및 113)로부터 나오는 신호들은 고-해상도의 비디오 데이터 신호들을 형성하도록 조합 유닛(114)에서 조합된다. 상기 처리 유닛은 버퍼들, 예를 들어 신호들의 베이스 스트림을 위한 데이터 메모리(115) 및 신호들의 강화 스트림을 위한 데이터 메모리(116)를 포함한다.
입력 유닛(101) 또는 처리 유닛(111)은 신호들의 베이스 스트림 및 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 MPEG 스트림으로부터 디멀티플렉싱하기 위한 디멀티플렉서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 상기 처리 유닛(111)은 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드를 검출하기 위한 검출 유닛(117)을 구비한다. 상기 검출 유닛(117)은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 상기 디코딩을 적응시키기 위해 제어 라인(118, 119)을 통해 디코더 유닛들(112, 113)에 조합된다. 예를 들어, 상기 검출 유닛(117)은 정규 DVD 플레이어들에 영향을 미치지 않지만, 디코딩을 적응시키도록 이용될 수 있는 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에 포함된 시그널링 비트들(signaling bits)을 인식할 수 있다. 예를 들어 상기 검출 유닛은 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에서, 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 상태 표시자를 검출하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 상기 유닛은 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에서 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 비디오 파라미터들을 예를 들어, 상기 인코딩된 비디오 프레임들의 모션 정보를 비교함으로써 검출할 수 있다. 또한, 상기 유닛은 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드로 상기 디코딩을 적응시키도록 하는 사용자 명령을 검출할 수 있다. 사용자는, 인터레이스되지 않은 모드 또는 특정하게 인터레이스된 모드의 상기 디스플레이된 신호들로부터 알거나 통보될 수 있고, 상기 디코딩을 적응시키도록 대응하게 디바이스에 명령한다. 상기 처리 유닛(117)은 이하에 설명되는 바와 같은 리셔플링 유닛(120)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 처리 유닛(111)은,
- 인코딩된 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하는 단계;
- 인코딩된 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들이 적어도 하나의 강화 스트림을 디코딩하는 단계;
- 상기 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드를 검출하는 단계, 및
- 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 상기 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 상기 디코딩을 적응시키는 단계를 포함하는 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 디코딩하는 방법을 수행한다.
상기 입력 유닛(101)에 의해 수신된 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은,
- 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림을 인코딩하는 단계;
- 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 인코딩하는 단계를 포함하고,
- 상기 인코딩은 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모 드에 따르고, 상기 인코딩된 신호들은 상기 신호들의 베이스 스트림의 디코딩을 적응시키기 위한 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는, 비디오 데이터 신호들의 인코딩 방법에 의해 본 발명에 따라 발생된다.
다른 구성에서, 예컨대 컴퓨터에서 비디오 신호들을 이용할 때, 인코딩 및 디코딩을 위한 상기 방법들은 프로그램 메모리의 소프트웨어 기반 컴퓨터의 프로세서에서 수행될 수 있다. 상기 소프트웨어는 예를 들어 기록 캐리어에 저장된 제품으로서 또는 인터넷을 통해 다운로드함으로써 배포될 수 있다.
상기 인코딩 방법은, 각각의 압축 스트림이 디스크 상에서 표준 DVD 플레이어가 단지 제 1(베이직) 스트림만을 볼 수 있는 방법으로 서로 개별적으로 할당되는, 스케일러블 압축(scalable compression)과 함께 두 개(또는 그 이상)의 스트림 접근을 이용하는 오서링 DVD에 적용될 수 있다.
비디오 데이터 신호들의 인코딩은 이하 설명되는 바와 같은 MPEG 스트림 내의 신호들의 베이스 스트림 및 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 멀티플렉싱하는 단계를 포함하도록 수정될 수 있다.
바람직하게, 상기 입력 유닛(101)은 케이블, 인터넷 또는 무선 링크를 통해 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하도록 입력 단자에 의해 대체될 수 있다. 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 데이터 파일 또는 전송 신호와 같은 신호 어셈블리(signal assembly)에 포함될 수 있고, 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림 및 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함한다. 상기 신호들의 베이스 스트림은 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 인코딩되었고, 상기 인코딩된 신호들은 상기 신호들의 베이스 스트림의 디코딩을 적응시키도록 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시한다. 예를 들어, 상기 신호 어셈블리에서, 상기 인코딩된 신호들은 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 상태 표시자를 포함한다.
상기 처리 유닛(111)은 하나 이상의 강화 스트림을 디코딩하기 위한 하나 이상의 디코더를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 조합 유닛을 포함할 수 있다. 또한 상기 처리 유닛은 이하 도 5를 참조하여 기술될 바와 같이 인터레이싱된 비디오를 출력하도록 구성될 수 있다. 이는 다양한 상이한 해상도를 갖는 비디오 데이터 신호들의 재생을 허용한다.
레코딩 장치의 실시예는 상이한 인코딩 기술들을 이용하여 신호들의 베이스 스트림 및 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림이 인코딩된, 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 디코딩하도록 상기 처리 유닛(111)을 적응시킴으로써 실현된다. 예를 들어, 상기 베이스 스트림은 MPEG-2 압축 기술을 이용하여 인코딩될 수 있는 반면, 강화 스트림이 더 전진된 방법들을 이용하여 인코딩될 수 있다. 이러한 해결책은 리거시 디바이스들에 역 호환성을 제공한다. 동시에 강화 스트림들은 고 효율로 전송될 수 있다.
특정한 구현에서, 상기 베이스 디코더(112)는 SDTV 신호들을 디코딩하도록 적응되고, 상기 강화 디코더(113)는 HDTV 잔여 신호들을 디코딩하도록 적응되고 상기 조합 유닛(114)은 HDTV 신호들을 생성하도록 적응된다.
유리하게, 상기 판독 유닛(101)은 DVD 광 디스트 매체로부터 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하도록 적응된다.
DVD 디스크의 이러한 유형이 리거시 DVD 플레이어들이 보통의 DVD 매체로부터와 같이 비디오 데이터의 베이스, 표준 해상도(SD) 부분을 재생할 수 있는 방법으로 비디오 데이터가 제공된다면 유익하다. 이는 다양한 방법으로 베이스 데이터 및 강화 데이터(ENH)를 분리함으로써 성취될 수 있다.
DVD 표준으로부터 알려진 바와 같이 비디오 객체 파일들(VOBs)의 레벨로 이들 데이터를 인터리브할 수 있다. 이러한 목적을 위해 다 (카메라) 각도 포인터들 또는 다 경로 포인터들을 이용할 수 있다. 예를 들어 SD 데이터는 디폴트 카메라 각 트랙에 포함될 수 있고 HD 잔여 데이터는 대안 카메라 각도 트랙에 포함될 수 있다. 이는 도 2에 도시되어 있다. 모든 DVD 플레이어는 예를 들어 C1 Mb의 미리 결정된 크기의 소위 트랙 버퍼를 갖는다. SDTV 스트림의 인코딩 및 멀티플렉싱은 모든 개별 포인트에서 강화 섹터들 상을 점프하는데 걸리는 시간 갭을 브리지하기 위한 트랙-버퍼의 비트들이 충분한 방법으로 이뤄져야 한다. 새로운 SD 섹터들이 다시 판독되기 전에 점프에 T0 초가 걸린다고 가정한다. T0 동안 디코더에 공급되는 평균 비트 레이트는 BRav이다. 이는 점프하는 순간 버퍼에 T0*BRav 비트들이 반드시 있어야한다는 것을 의미한다. DVD 플레이어가 판독할 수 있는 피크 레이트는 BRpk이다. 판독은 가능한 한 최대 레이트 BRpk로 수행되어야 한다. 또한 판독 동안, 필요 한 SD 비트들을 공급해주어 트랙-버퍼는 BRpk-BRav의 레이트로 성장한다. 일반적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 비트들은 판독하는 동안 SD 섹터들 T1*(BRpk-BRav1), 점프 위상 동안 필요한 더 많은 비트들 T0*BRav2를 형성한다. 이는 SD 인코더에 부가적인 제약을 주고, 이는 비트 레이트 및 멀티플렉싱의 정규화를 위해 이 모델과 이들 파라미터들은 이용해야 한다.
상기 입력 유닛(101)은 상기 기술된 방법으로 기록 캐리어(103) 상에 인터리브된 SD 및 ENH 데이터 스트림들을 수신하도록 적응될 수 있다.
SD 및ENH 데이터를 분리하는 다른 방법은 이들을 개별 파일들/트랙들로 기록 캐리어(103) 상에 저장하고 따라서 입력 유닛(101)을 적응시키는 것이다. 본 실시예에서 입력 유닛(101)은 SD 데이터의 블록(1초의 비디오를 말함)을 매우 빠르게 판독하고 메모리에 두고, 이어서 HD 잔여 데이터 영역으로 점프하고 ENH 데이터의 블록(또한 1초의 비디오를 말함)을 매우 빠르게 판독하고 이들을 메모리에 둘 수 있다. 이러한 방식으로 드라이브는 SD 및 ENH 섹터들을 교대로 판독하는 것을 계속한다. 상기 베이스 디코더(112) 및 상기 강화 디코더(113)를 이 메모리로부터 판독할 수 있다. 상기 입력 유닛(101) 및 상기 메모리는 충분히 빠르고 크게 되어 디코더들(112 및 113)은 데이터가 넘치는 일이 없고 이에 따라 방해받지 않는 지속적인 HD 비디오 데이터 신호를 전달할 수 있다. 이러한 방안에서, 1 초의 간격에 대해 dir 2MB의 메모리가 필요하다.
또 다른 옵션은 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 베이스 데이터 및 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 강화 데이터를 기록 캐리어(103) 상의 상이한 물리 계층들에 두는 것이다. 이 경우 상기 입력 유닛(101)은 멀티-레이어 광 디스크로부터 인코딩된 비디오 데이터 신호를 수신하도록 적응될 수 있다.
상기에 부가하여, MPEG 스트림 레벨에서(MPEG-2 프로그램 스트림 레벨에서, MPEG-2(또는 MPEG-1) 베이스 스트림 레벨에서) 역 호환 가능한 방식으로 SD 및 ENH 데이터를 분리하는 다른 방법들이 있다.
MPEG-2 프로그램 스트림 레벨에서, 강화 데이터는 개별 스트림에 포함될 때 멀티플렉싱될 수 있다. DVD 디스크에 대한 실시예는 현재 예약된 DVD sub_stream-id(각각의 서브스트림의 식별자)와 함께 MPEG private_stream_1 패킷에 ENH를 두는 것이다. 대안적으로, HD 잔여 데이터는 시퀀스에서, group_of_pictures에서 또는 픽처 레벨에서 extension_and_user data 세그먼트의 MPEG-2 비디오 베이스 스트림에 포함될 수 있다. 부가 데이터를 직접 MPEG 스트림으로 포함하는 것의 단점은 멀티플렉싱된 레이트를 10.08Mbps로 제한하도록 하는 DVD 표준 요구 사항이다. 전체 데이터 스트림에 대한 타겟 평균이 약 8 Mbps(듀얼-레이어 DVD 디스크에 135 분 동안의 레코딩을 허용하는)이고, 피크 레이트는 최대값 이상일 수 있다. 리거시 플레이어들은 이 최대 비트 레이트가 초과되면 망가질 수 있다. 따라서, ENH 데이터에 대한 할당 규칙은 피크 레이트 주변의 초과 데이터가 스트림에서 더 넓은 영역으로 더 균일하게 흩어질 수 있게 하는 방식으로 완화되어야 한다. 이는 대부분의 스트림들을 처리하기에 충분히 크고, MPEG-2 시스템 타겟 디코더 모델에서 ENH 데이터 스트림에 대해 필요한 분리 버퍼의 크기를 규정함으로써 달성될 수 있다. 예외적인 경우들에서 피크 비트 레이트 문제는 적절한 전처리(필터링) 및/또는 압축 레이트를 국부적으로 조정함으로써 해결될 수 있다.
도 4는 대응하는 SD 데이터보다 빠른 시간에서 MPEG 스트림의 ENH 데이터의 멀티플렉싱을 도시한다. 입력 유닛(101)에 의한 판독 후에 프리-페치된 ENH 데이터(pre-fetched ENH data)는 강화 디코더(113)에 의해 요구될 때까지 ENH 데이터 메모리(116)에 유지된다. 평균 프리-페치 시간 오프셋이 1 분 만큼 클 때에도, 대응하는 메모리 크기는 더 현실적이다(60 초 * 2 Mbps < 16MB). 특정 실시예에서 1x 드라이브보다 빠르고 선택적인 SD 데이터 메모리(115)가 이용될 수 있다.
MPEG 레벨에서 SD 및 HD 잔여 스트림들을 분리하는 것은 다수의 장점들을 갖는다:
- 두 개의 스트림들이 MPEG 레벨에서 코딩 후에 바로 조합되는 것처럼 오서링이 비교적 간단하다. 오서링 처리의 다른 단계들이 거의 영향받지 않는다;
- 장치에서 점프 잡음은 낮게 유지된다(스트림들이 더 먼 물리적 거리에 있는 경우와 비교하여);
- ENH 데이터를 포함하는 MPEG 스트림은 부가적인 처리 없이, 현재의 표준을 이용하여 재분배될 수 있다;
- 이러한 MPEG 출력 스트림이 고정 비트 레이트 작용을 더 또는 덜 가지기 때문에, 무선 링크를 통해 다소 쉽게 전송될 수 있다.
기록 캐리어(103) 상의 강화 데이터는 베이스 데이터와는 상이한 기술로 보 호될 수 있어서, 기록 캐리어(103)의 불법 복제들은 더 나쁜 품질을 갖게 된다.
도 5는 인터레이스된 모드의 비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 장치를 도시한다. 상기 장치는 도 1을 참조로 상기에 기술된 바와 같이, 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하기 위한 판독 유닛(101) 및 처리 유닛(511)을 포함한다.
상기 처리 유닛(511)은 상기에 규정된 바와 같이 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 디코딩하도록 적응된다. 신호들의 베이스 스트림은 베이스 디코더(512)에 의해 인터레이스되지 않은 모드로 디코딩된다. 신호들의 강화 스트림은 또한 이하에 설명될 바와 같이, 베이스 디코더(512)에 의해 이용될 수 있다. 상기 디코더(512)로부터의 인터레이스되지 않은 신호들은 인터레이스된 디스플레이를 위한 비디오 데이터 신호들을 형성하기 위해 변환 유닛(converter unit; 514)에서 인터레이스된 신호로 변환된다. 상기 처리 유닛(511)은 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 임시로 저장하기 위한 버퍼들, 예컨대 데이터 메모리(515)를 가질 수 있다.
본 발명에 따라, 처리 유닛(511)은 신호들의 베이스 스트림에 대해 미리 규정된 인터레이싱 모드를 검출하기 위한 검출 유닛(517)을 구비한다. 상기 검출 유닛(517)은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 디코딩을 적응시키도록 제어 라인들(518, 519)을 통해 디코더 유닛(512) 및 변환 유닛(514)에 결합된다. 상기 처리 유닛(511)은 이하에 기술될 바와 같이 수직 필터링(vertical filtering)을 위한 필터링 유닛(520)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 디코더 및 변환 유닛들의 다양한 구성들이 단일 디바이스로 조합될 수 있고, 예를 들어, 신호 처리기를 이용하는 펌웨어에서 구현된 기능 유닛들과 같이 소프트웨어 구조들의 상이한 하드웨어에서 수행될 수 있다는 것을 유의한다.
도 6은 일시적 강화 스트림을 갖는 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 도시한다. 도면의 상위 열은 "480p60"으로 마킹된 60Hz에서 전진 모드이고 480라인들의 해상도의 오리지널 인코딩된 비디오 신호를 도시한다. 제 2 열은 "480p30 베이스"로 마킹된 30Hz에서 전진 모드이고 480라인들의 해상도를 갖는 신호들의 베이스 스트림을 도시한다. 제 3 열은 상기 베이스 스트림으로부터 일시적으로 강화된 고 해상도 비디오로 재생가능한 표준 해상도 비디오의 강화를 위한 신호의 강화 스트림을 도시한다. 상기 열은 "일시적 강화"로 마킹되고, 예컨대 B 프레임들(MPEG에 따라 양방향 예측된)과 같은, 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하는데 필요하지 않은 비디오 데이터만을 포함한다.
제 2 및 제 3 열에 도시된 바와 같이 베이스 및 일시적 강화 신호들을 포함하는 인코딩된 비디오 신호들에 의해, 저 비용 SDTV 역 호환 가능 HDTV 포맷이 시간적 스케일러빌러티(scalability) 및 다운 스케일된 전진 480p@60Hz 포맷을 이용함으로써 가능해진다. 호환가능한 전진 베이스 층은 정규 SDTV 인터레이스된 포맷으로 포맷되어, 리거시 플레이어가 신호를 재생할 수 있게 된다. 그러나, 재생된 신호의 품질은 너무 만족스럽지 못하고, 베이스 스트림을 인코딩하는데 이용된 인터레이싱 모드를 검출하고 이어서 디코딩을 적응시킴으로써 강화될 것이다.
예를 들어 DVD 디스크의 제한된 용량으로 인해, 제한된 양의 데이터를 이용하여 호환 가능한 방식으로 HDTV 신호들을 전송하기 위해, 예를 들어 해상도를 1920*1080에서 1280*720으로 낮추는 일종의 다운-변환 포맷이 필요하다. 상기 아이디어는 픽처 품질 손실을 최소화하는 방식으로 다운스케일(downscale)하는 것이다. 다른 특징은 명백하게 다운스케일된 포맷이 DVD 표준에 의해 지원되지 않아, 이러한 디스크가 보통의 리거시 장비에서 재생되면, 어떠한 픽처도 생성되지 않게 되는 문제를 발생시킨다.
비디오에 대해 듀얼 플레이어 DVD+R 디스크(총 용량 8.5GB) 상에 약 2.5시간의 레코딩 시간이 가능하게 하기 위해 7Mbs의 MPEG2 평균 레이트가 사용가능하다. 이들 비트 레이트에 대해, 잘 알려진 기술로 1080i(1920*540*2@30Hz)로부터 평범한 480i(720*240*2@30Hz)보다 480p(720*480*1@60Hz)로 다운스케일링이 이렇게 압축된 포맷들로부터 1080i로 렌더링 백(rendering bask)된 후 현저한 픽처 품질 개선을 제공하는 예가 도시된다. 그러나 이러한 인터레이스되지 않은 480p 포맷은 DVD와 호환 가능하지 않고 큰 결함으로 보인다.
도 6에 도시된 아이디어는 공통 DVD 480i 포맷으로서 디스크 상에 포맷된 480p30Hz로 소위 시간적 스케일러빌러티에 의해 480p60Hz 스트림을 분할한다. 신호들의 베이스 스트림은 I, P 및 짝수 B 프레임들을 갖고, 신호들의 강화 스트림은 홀수 B 프레임들을 포함한다. 이는 도 6에서 M=4인 것처럼 짝수개의 MPEG-2 M 파라미터로 가능하다.
리거시 DVD 플레이어가 480i 베이스만을 보도록 하기 위해, 일시적 강화 비 디오 데이터는 다양한 방법으로 디스크 상에 포맷될 수 있다. DVD 상의 일시적 강화 데이터는 도 2 내지 도 4를 참조하여 상기된 바와 같이, 즉 보통의 DVD 플레이어에서는 보이지 않게 저장될 수 있다. 판독 원리를 교대하는 것이 신호의 강화 스트림이 10Mbs의 DVD 피크 비트 레이트 제한에 대해 포함되지 않기 때문에 바람직하다. 이러한 방법으로 리거시 DVD 플레이어는 (인터레이스)보통 SDTV 상에 480p30Hz를 정확하게 할 수 있지만, 특히 라인 플리커로 인해 픽처 품질은 완벽하지 않다.
디코딩은 상기 라인 플리커를 감소시키도록 적응될 수 있다. 상기 라인 플리커는 인터레이스된 신호들의 인코딩 동안 통상적으로 필터링되는, 인터레이스된 신호의 고주파 성분들로부터 생긴다. 인코딩 동안의 이러한 필터링은 종종, Hsu, S.C.,(1986). The Kell Factor: Past and Present. SMPTE 저널---동영상 및 텔레비전 기술자 학회(Society of Motion Picture and Television Engineeres), 95, 206-214에 기술된 Kell 필터링으로 명명된다.
Kell 필터링은 인터라인 플리커(interline fliker)라 불리는, 인터레이스된 스캔 공간 해상도 문제에 관련되고 수직 상세의 상당 부분을 포함하고, 인터라인 플리커는 교대하는 인터레이스된 필드들에서 연속한 라인들에서 발생한다. 인터라인 플리커는 미국에서는 30Hz, 유럽에서는 25Hz이고 존재하면, 시청거리가 SDTV 픽처 높이의 6배보다 짧을 때(HDTV는 3배) 보인다. Kell이 이러한 효과를 기술했던 1930년대에는, 인터라인 플리커가 감소된 전송 대역폭에 대해 지불하는 작은 비용으로 생각되었다. Kell 필터링은 약 30%의 수직 해상도 손실을 준다. 전진 스캐닝 디스플레이는 인터라인 플리커의 영향을 받지 않지만, 2 배의 비디오 신호 대역폭 을 필요로 한다. 따라서 전진 비디오 신호들은 필터링되지 않는다.
본 발명에 따라, 처리 유닛(517)은 먼저, 리거시 플레이어에 인터레이스된 신호로 나타나는 SDTV 신호의 인터레이스되지 않은 인코딩 모드를 검출한다. 이어서, 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록, 인터레이스된 비디오 데이터 신호들의 수직 공간 주파수 스펙트럼에서 고주파 성분들을 감소시키기 위해 수직 필터링이 필터링 유닛(520)에 의해 디코더 기능에 부가된다. 필터링은 인코딩으로부터 알려진 Kell 필터링과 유사하다.
특정한 인터레이싱 모드를 검출하기 위해 이 레코딩이 특별한 클래스의 레코딩임을 표시하도록 인코딩된 비디오 신호들의 (멀티플렉싱된)스트림의 개별 데이터 영역에 상태 플래그가 부가될 수 있다.
본 실시예에서, 특별한 인터레이싱 모드를 검출하는 것에 응답하여, 상기 디바이스는 두 층들을 디코딩하고(더블 스피드 디코더를 구현함으로써), 이어서 Kell 필터링을 적용함으로써 완전한 품질의 보통의 인터레이스된 SDTV 신호를 렌더링하도록 구성될 수 있다. 인터레이스된 비디오 신호에 대한 변환은 재-인터레이싱함으로써, 예컨대 교대하는 라인들을 스킵함으로써 수행된다.
이러한 포맷의 장점은, 전진(인터레이스되지 않은) 신호 480p60Hz를, 인코딩 동안 Kell 필터가 적용하지 않고 인코딩함으로써 인터레이스되지 않은 디스플레이 상에 HDTV 품질을 재생할 때 최적의 수직 해상도로 SDTV 호환 가능성을 조합하는 것이다. 또한, HDTV 레코더/플레이어에 대해, 480p60Hz 신호는 1080i(1920*540*2@30Hz) 또는 720p(1280*720*1@60Hz)와 같은 다른 HDTV 포맷으로 비교적 쉽게 변환될 수 있지만, 이러한 포맷들에 대해 좋은 품질을 위해 아주 복잡한 모션 보상된 디-인터레이서를 480i(720*240*2@30Hz)로 시작하는 것이 필요할 수 있다.
실시예에서 인터레이싱 모드의 인코딩은 신호들의 강화 스트림에서 B 프레임들의 크기를 실질적으로 감소시키기 위해 소위 '자연적인 모션' 원리를 적용하도록 구성될 수 있다. 이 원리는 WO03/054795에 기술된다. 이는 전체 비트 레이트의 충분히 감소되게 하고(실제로 ~7Mbs로부터 ~4Mbs까지) 4.7GB DVD+RW와 같은 단일 층 소거가능 디스크 상의 HDTV의 증가된 레코딩 시간을 허용한다.
더 개선된 실시예가 인터레이스된 비디오 신호들의 객체들의 움직임과 관련된다. 재-인터레이스된 신호들의 픽처 품질은, 신호들의 전진 베이스 스트림에 기초한 재-인터레이스된 신호들에서 50/60Hz 정보의 결여에 의해 유발된 모션 저더(motion judder)로 인해 충분히 만족스럽지 못하다. 상기 모션 저더를 감소시키기 위해, 인코딩은 2 필드 픽처들에서 480p@60Hz 신호의 각 프레임의 분할 및 연속 프레임들의 각 쌍들의 바텀 필드의 셔플링에 의해 적응된다. 따라서, 인터레이스되지 않은 비디오를 재생하기 위한 디바이스는 도 10을 참조로 설명될 바와 같이 리셔플링을 수행하는, 도 1에 도시된 바와 같은 리셔플링 유닛(120)을 구비한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 신호들의 베이스 스트림 및 신호들의 일시적 강화 스트림을 발생한 후 각 480p 프레임은 탑 필드 및 바텀 필드로 나눠진다. 다음 단계는 프레임들의 각 쌍의 바텀 필드들을 "교환"되는 것에 의해 "셔플링"을 수행하는 것이다. 이러한 방식으로, 스트림이 인코딩된 후, 베이스 스트림은 여전히 신호 들의 베이스 스트림을 인터레이스된 신호로 디코딩할 때 모션 저더의 발생을 막는 60Hz 정보를 포함한다.
도 7은 비디오 신호에서 셔플링 필드들을 도시한다. 픽처들의 상위 열은 "480p60"으로 마킹된, 60Hz에서 전진 모드이고 480 라인들의 해상도의 프레임들의 열로서 오리지널 인코딩된 비디오 신호를 도시한다. 제 2 열은 480i120으로 마킹된 120Hz에서 인터레이스된 비디오 스트림의 필드로 변환된 동일한 데이터를 도시한다. 인터레이스된 신호는 이어서 디스플레이될 짝수 및 홀수 라인들을 포함하는 탑 필드(At, Bt...) 및 바텀 필드(Ab, Bb...)를 갖는다. 제 3 열은 셔플링된 필드들과 함께 인터레이스된 신호, 특히 셔플링된 필드들을 갖는 한 쌍의 프레임들을 구성하는 Bb와 조합된 At 및 Ab와 조합된 Bt를 도시한다. 결과적인 "셔플링된" 비디오 신호는 이어서 MPEG-인코딩되고, 즉 셔플링된 프레임들은 인코딩되고 신호들의 베이스 스트림으로서 전송된다.
실시예에서, 셔플링된 비디오 신호의 인코딩은 필드 픽처가 된다. 이는 그 구성으로 인해 더 효율적인 방법이 된다. 그러나, 이는 엄격한 요구사항들은 아니고 신호는 또한 전진 프레임들로서 인코딩될 수 있다. 셔플링 동작때문에 전진 인코딩 처리는 오리지널 480p60 신호를 인코딩하는 것보다 약간 덜 효율적이다. 도 6과 같이, MPEG 베이스 스트림은 I, P 및 짝수 B 픽처들로 형성되고 신호의 MPEG 강화 스트림은 홀수 B 픽처들로 형성된다.
도 8은 셔플링된 비디오 신호를 인코딩된 비디오 신호들로 인코딩하는 것을 도시한다. 도 7과 같이 상위 열은 셔플링된 필드를 갖는 인터레이스된 신호를 도시 한다. 제 2 열은 보통 I, P, B로 마킹된 MPEG 인코딩된 필드 픽처들을 도시한다. 제 3 열은 셔플링된 비디오 신호에 기초하여 30Hz에서 전진 모드 및 480 라인들의 해상도를 갖는 신호들의 베이스 스트림(801)을 도시한다. 제 4 열은 셔플링된 비디오 신호들에 기초하여 단지 B 프레임들만 포함하는 신호들의 강화 스트림(802)을 도시한다. 리거시 DVD 플레이어는 베이스 스트림(제 3 열)만을 디코딩하고 이를 480i 스트림으로서 처리한다.
도 9는 셔플링된 비디오 신호에 기초하여 베이스 스트림의 디코딩을 도시한다. 제 1 열은 셔플링된 비디오 신호에 기초하여 30Hz에서 전진 모드 및 480 라인들의 해상도를 갖는 신호들의 베이스 스트림을 도시한다. 제 2 열은 디코딩 후의 탑 필드 및 바텀 필드를 도시한다. 제 3 열은 480i 모드에서 인터레이스된 60Hz 디스플레이된 디스플레이로서 (오리지널 480i20 신호의)탑 필드를 도시한다. 60Hz 정보가 여전히 사용가능하기 때문에(즉 모든 오리지널 480p60 프레임들로부터 일부 정보가 존재) 모션 저더가 관찰되지 않는다.
고 해상도 모드에서 재생하기 위한 디바이스의 본 실시예에서, 셔플링된 비디오 신호에 기초한 비디오 신호들의 인코딩된 스트림을 디코딩하기 위해, 특별한 셔플링된 인터레이스되지 않은 모드를 검출할 것이다. HDTV를 위한 디바이스는 신호들의 베이스 스트림 및 신호들의 강화 스트림을 도 1에 도시된 바와 같이, 인터레이스되지 않은 디스플레이 상에 디스플레이하기 위해 인터레이스되지 않은 비디오 데이터 신호들로 조합하는 단계를 포함하는 디코딩 유닛을 갖는다. 셔플링된 비디오 신호를 검출하면, 디코딩이 이하와 같이 적응된다. 조합 유닛(114)은 필드 픽 처들의 쌍들의 리셔플링을 수행한다.
도 10은 고 해상도 비디오를 재생하기 위한 필드 픽처들의 리셔플링을 도시한다. 상위 열은 셔플링된 비디오 신호에 기초하여 30Hz에서 전진 모드 및 480 라인들의 해상도를 갖는 신호들의 베이스 스트림을 도시한다.제 2 열은 셔플링된 비디오 신호에 기초하여, B 프레임들만을 포함하는 신호들의 강화 스트림을 도시한다. 제 3 열은 두 스트림들을 조합한 후 완전한 MPEG 스트림을 도시하고 제 4 열은 여전히 셔플링 상태에 있는 디코딩 후의 비디오를 도시한다. 제 5 열은 예를 들어 버퍼 메모리에서 바텀 필드들을 재-오더링(re-irdering)함으로써 생성되는 리셔플링된 비디오를 도시한다. 마지막으로, 제 6 열은 고 해상도 전진 포맷, 즉 480p60 모드의 결과적인 비디오를 도시한다. 따라서, HDTV 플레이어에서, 베이스 및 강화 스트림들은 디코딩되고 조합된다. 이어서 디코딩된 비디오는 원래 동일한 480p60 프레임에 속했던 필드들을 다시 쌍을 만들기 위해 "리셔플링"된다. 필드들의 쌍들은 오리지널 480p60 프레임들(A, B, C..로 마킹됨)을 재구성하도록 조합된다.
본 발명이 일시적 강화 스트림들을 분리하는 실시예에 의해 주로 설명되었지만, 본 발명은 해상도 강화와 같은 다른 강화 스트림들에 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 예들이 CD 또는 DVD 듀얼 레이어 기록 캐리어에 기초하지만, 임의의 기록 캐리어 또는 전송 매체가 본 발명을 구현하는데 적합하다.
또한, 용어 "포함하는" 및 "포함한다" 등은 명시되지 않은 소자들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않고, 소자들에 선행하는 'a' 또는 'an'와 같은 단어는 복수의 이러한 소자들의 존재를 배제하지 않고 상기 논의된 제어 유닛의 소자들은 상이 한 디바이스들의 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 존재할 수 있고, 임의의 참조 부호들은 청구항의 범위를 제한하지 않고, 본 발명은 하드웨어 및 소프트웨어 둘 다에 의해 구현될 수 있고, 몇몇 수단은 하나 및 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 범위는 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 본 발명은 상술된 특징들의 조합 또는 각각 및 모든 새로운 특징들에 내재되어 있다.

Claims (17)

  1. 비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 디바이스로서:
    - 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하기 위한 입력 수단(101); 및
    - 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 비디오 데이터 신호들로 디코딩하기 위한 처리 수단(111)을 포함하고,
    상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림과 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함하고,
    상기 처리 수단(111, 511)은,
    - 상기 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드(interlacing mode)를 검출하고,
    - 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 상기 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 상기 디코딩을 적응시키기 위한 검출 수단(117, 517)을 포함하는, 비디오 데이터 신호 재생 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 수단(117, 517)은,
    - 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에서, 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 상태 표시자를 검출하거나;
    - 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에서, 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 비디오 파라미터들을 검출하거나; 또는
    - 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드로 상기 디코딩을 적응시키도록 하는 사용자 명령을 검출하도록 구성되는, 비디오 데이터 신호 재생 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 수단(517)은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드와 상관없이, 상기 신호들의 베이스 스트림을 인터레이스된 디스플레이 상에 디스플레이하도록 인터레이스된 비디오 데이터 신호들로 변환하는 수단(514)을 포함하는, 비디오 데이터 신호 재생 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리 수단(517)은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 상관없이, 상기 인터레이스된 비디오 데이터 신호들의 수직 공간 주파수 스펙트럼에서 고주파 성분들을 감소시키도록 수직 필터링을 하는 필터링 수단(520)을 포함하는, 비디오 데이터 신호 재생 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 수단(117)은 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드에 상관없이, 상기 신호들의 베이스 스트림과 상기 신호들의 강화 스트림을 인터레이스되지 않은 디스플레이 상에 디스플레이하도록 인터레이스되지 않은 비디오 데이터 신호들로 조합하는 조합 수단(114)를 포함하는, 비디오 데이터 신호 재생 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 처리 수단(117)은 필드 픽처들의 쌍들을 리셔플(reshuffle)하는 리셔플 수단(120)을 포함하고, 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드는 상기 베이스 스트림이 연속하는 비디오 프레임들의 쌍들의 필드 픽처들을 셔플(shuffle)함으로써 인코딩된 모드가 되고, 특별한 경우에 필드 픽처들은 대응하는 인터레이스된 비디오 신호의 바텀 필드들(bottom fields)이 되는, 비디오 데이터 신호 재생 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 수단(101)은 기록 캐리어(103)로부터 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 검색하기 위한 판독 수단(102, 104, 105, 106, 107)을 포함하는, 비디오 데이터 신호 재생 디바이스.
  8. 비디오 데이터 신호들을 디코딩하는 방법으로서,
    - 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 수신하는 단계;
    - 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 상기 비디오 데이터 신호들로 디코딩하는 단계로서, 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림과 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함하는, 디코딩 단계;
    - 상기 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드를 검출하는 단계; 및
    - 상기 검출된 미리 규정된 인터레이싱 모드와 상관없이 상기 신호들의 베이스 스트림을 디코딩하도록 상기 디코딩을 적응시키는 단계를 포함하는, 비디오 데이터 신호 디코딩 방법.
  9. 비디오 데이터 신호들을 인코딩하는 방법으로서,
    - 상기 비디오 데이터 신호들을 수신하는 단계;
    - 상기 비디오 데이터 신호들을 인코딩된 비디오 데이터 신호들로 인코딩 하는 단계를 포함하고,
    상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림과 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림을 포함하고,
    - 상기 인코딩은 상기 신호들의 베이스 스트림에 대한 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따르고, 상기 인코딩된 신호들은 상기 신호들의 베이스 스트림의 디코딩을 적응시키기 위한 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는, 비디오 데이터 신호 인코딩 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인코딩 단계는 상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들에 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 상태 표시자를 포함하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터 신호 인코딩 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 인코딩 단계는,
    - 연속한 비디오 프레임들의 쌍들의 필드 픽처들을 셔플하는 단계로서, 특별한 경우 상기 필드 픽처들은 대응하는 인터레이스된 비디오 신호의 바텀 필드가 되는, 상기 셔플하는 단계, 및
    - 상기 셔플된 필드 픽처들을 갖는 비디오 프레임들을 포함함으로써 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드에서 상기 신호들의 베이스 스트림을 형성하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터 신호 인코딩 방법.
  12. 비디오 데이터 신호들을 재생하기 위한 신호 어셈블리로서,
    상기 비디오 데이터 신호들로 디코딩될 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 포함하고,
    상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은,
    - 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림(801), 및
    - 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림(802)을 포함하고,
    상기 신호들의 베이스 스트림은 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 인코딩되고, 상기 인코딩된 신호들은 상기 신호들의 베이스 스트림의 디코딩을 적응시키기 위한 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는, 신호 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인코딩된 신호들은 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 상태 표시자를 포함하는, 신호 어셈블리.
  14. 비디오 데이터 신호들로 디코딩될 인코딩된 비디오 데이터 신호들을 담고 있는 기록 캐리어(103)로서,
    상기 인코딩된 비디오 데이터 신호들은,
    - 상기 비디오 데이터 신호들의 표준 해상도 부분을 나타내는 신호들의 베이스 스트림(801), 및
    - 상기 비디오 데이터 신호들의 고-해상도 부분을 나타내는 신호들의 적어도 하나의 강화 스트림(802)을 포함하고,
    상기 신호들의 베이스 스트림은 미리 규정된 인터레이싱 모드에 따라 인코딩되고, 상기 인코딩된 신호들은 상기 신호들의 베이스 스트림의 디코딩을 적응시키기 위한 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는, 기록 캐리어.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 인코딩된 신호들은 상기 미리 규정된 인터레이싱 모드를 표시하는 상태 표시자를 포함하는, 기록 캐리어.
  16. 비디오 데이터 신호들을 디코딩하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    프로세서로 하여금 제 8 항에 따른 방법을 수행하도록 동작하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  17. 비디오 데이터 신호들을 인코딩하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    프로세서로 하여금 제 9 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 동작하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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