KR970002483B1 - 고속의 가변길이 복호화장치 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

고속의 가변길이 복호화장치
제1도는 종래의 가변길이 복호화장치도.
제2도는 일반적인 비트스트림구조.
제3도는 제1도의 각 부분의 처리기간을 나타낸 타이밍도.
제4도는 본 발명에 따른 고속의 가변길이 복호화장치도.
제5도는 제4도의 각 부분의 처리기간을 나타낸 타이밍도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제1래치 20 : 제2래치
30 : 제1배럴시프터(Barrel Shifter)
40 : 제1테이블(Table) 50' : 누산기(Accumulator)
60 : 제2배럴시프터 70 : 제2테이블
80 : 선택제어수단 90 : 선택수단
본 발명은 디지탈영상신호처리시스템에 있어서 고속의 가변길이 복호화장치에 관한 것으로, 특히 가변길이 부호화된 데이터에 대한 복원시 복원속도를 높혀 가변길이 부호를 복호화하기 위한 고속의 가변길이 복호화장치에 관한 것이다.
고품의 텔레비젼(High Definition Television), 멀티미디어(Multi-Media)등 데이터의 압축과 압축된 데이터의 복원 등을 필수로 하는 디지탈영상신호처리시스템에서는 대부분 매우 높은 압출율과 복원율을 갖는 허프만(Huffman)부호를 이용한 가변길이 부호화기(VLC : Variable Length Coder) 및 가변길이 복호화기(VL : Variable Length Decoder)를 채택하고 있다.
디지탈영상신호처리시스템에서 사용되는 종래의 가변길이 복호화장치는 제1도와 같은 내부 구성도에 의하여 가변길이 복호화 처리를 수행하였다. 즉, 가변길이 부호화장치에 의하여 압축되어(또는 부호화되어)선입선출버퍼(도시되지 않음)를 통해 제2도와 같은 구조로 이루어진 비트스트림 데이터가 소정단위(여기서는 24비트단위의 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.)로 인가되면(DATA IN), 우선 제1래치(10)로 인가된다.
제2도와 같은 구조의 비트스트림 데이터의 내용은 잘 알려져 있으나 여기서 간단하게 언급하자면, PSC는 Picture Start Code의 약자이고, SSC는 Slice Start Code의 약자이고, SVP는 Slice Vertical Position의 약자이고, SQUANT는 Slice Quantization Value의 약자이고, MBA는 Macro Block Address의 약자이고, MTYPE는 Macro Block Type의 약자이고, MVD는 Motion Vector의 약자이고, CBP는 Coded Block Pattern의 약자이고, TCF는 DCT Coefficient의 약자이고, EOB는 End Of Block의 약자이다. 이와 같은 순서로 인가되는 비트스트림 데이터는 가변길이 복호화를 제어하기 위한 제어기(도시되지 않음)에 의하여 분석되어 그에 따른 가변장복호화 처리가 되도록 제어된다. 다시 말해서 현재 가변길이 복호화를 위하여 인가되는 가 비트스프림 구조중 영상 스타트지점(PSC)인지 DCT 계수에 해당되는 것인지가 상술한 가변길이 복호화 제어기(도시되지 않음)에 의하여 분석되고 그에 따른 가변길이 복호화를 제어하기 위하여 상술한 가변길이 복호화 제어기(도시되지 않음)에서는 제어신호를 출력하게 된다.
한편 제1래치(10)로 인가된 데이터는 제2래치(20)를 통해 데이터의 전송폭을 확장하여 제1배럴시프터(30)로 전송된다. 여기서는 인가되는 데이터를 24비트인 경우로 예를 들었으므로 제1래치(10) 및 제2래치(20)에 의해 48비트로 확장되어 제1배럴시프터(30)로 인가된다. 제1배럴시프터(30)는 인가되는 시프트제어신호만큼 제1래치(10) 및 제2래치(20)에서 출력된 48비트의 데이터를 시프트하고 24비트를 윈도윙(Windowing)하여 제1테이블(40)로 출력하게 된다.
제1테이블(40)은 제1배럴시프터(30)에서 출력된 데이터를 해석하여 출력하는 것으로, 이를 위하여 제1배럴시프터(30)에서 출력되는 데이터를 어드레스신호로 하여 이미 저장된 데이터중 해당되는 데이터를 읽어 출력한다. 제1테이블(40)에는 보통 매크로블럭의 어드레스 테이블과, 매크로블럭타입테이블, 움직임벡터테이블, 이산여현변환(DCT; Discrete Cosine Transform, 이하 DCT라 함) 계수 테이블 등이 포함되어 있는데, 인가된 데이터 성분에 따른 해당 테이블의 선택은 상술한 가변길이 복호화 제어기(도시되지 않음)에 의해 이루어진다.
제1테이블(40)에서 출력된 코드데이터(DATA OUT)는 도시되지 않은 가변길이 복호화기내의 런랭스디코더(Runlength Decoder; RLD)로 출력되고, 동시에 출력되는 데이터의 코드길이(Length)는 누산기(50)로 출력된다.
누산기(50)는 제1테이블(40)에서 출력되는 코드길이데이터를 누적하여(즉, 이전에 인가되는 코드길이와 현재 인가되는 코드길이를 가산하는 방법에 의한 누적) 누적값이 제1배럴시프터(30)에서 윈도윙한 24개를 넘으면 전단의 선입선출버퍼(도시되지 않음)로부터 새로운 24비트의 데이터를 읽어오기 위한 읽기(READ)제어신호를 출력한다. 따라서 누산기(50)에서 제1배럴시프터(30)로 인가되는 시프트제어신호는 24보다 작은 값을 갖는다. 이때 누산기(50)는 읽기제어신호를 출력함과 동시에 상술한 가변길이 복호화 제어기(도시되지 않음)에 의하여 리셋된다.
이와 같이 처리되는 가변길이 복호화장치의 처리속도는 시스템 전체의 처리능력에 큰 영향을 미치고 있어 가변길이 복호화장치의 처리속도를 빠르게 할 경우 그 만큼 시스템의 효율을 높힐 수 있게 된다. 그러나 제1도와 같이 처리할 경우, 즉, 24비트단위의 데이터가 제3도의 (A)와 같은 첫번째 클럭신호의 상승에지에서 인가될 때 제1래치(10) 및 제2래치(20)에 의하여 제3도의 (B)와 같이 지연되게 되고, 또 제1배럴시프터(30)에 의해 제3도의 (C)와 같이 지연되게 되며, 제1테이블(40)에 의해 제3도의 (D)와 같이 지연된 뒤 제3도의 (E)와 같이 출력되고, 제1테이블(40)에서 출력된 코드길이 데이터에 대하여 제3도의 (F)와 같이 누적가산 처리기간을 거쳐 제3도의 (A)의 2번째 클럭신호의 라이징에지에서 제1배럴시프터(30)로 시프트제어신호를 출력하게 된다. 이와 같은 과정중 제1배럴시프터(30) 및 제1테이블(40)과 누산기(50)의 처리과정은 누산기(50)에서 이루어진 누적값이 상술한 바와 같이 24와 같게 될 때까지 계속적으로 수행된다. 이로 인하여 가변길이 복호화 처리시간은 상술한 처리과정만큼 소요되었다.
따라서 본 발명의 목적은 가변길이 복호화장치를 구비한 디지털영상신호처리시스템에 있어서, 가변길이 복호화 구조를 이중화하여 인가되는 데이터가 이산여현변환계수로 연속되는 경우에 가변길이 복호화 처리속도를 향상시키기 위한 고속의 가변길이 복호화장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 비트스트림 구조로 전송되는 데이터가 제1소정 단위로 안가되면 제2소정단위로 확장하기 위한 래치;래치로부터 출력되는 데이터를 시프트제어신호에 의하여 시프트하고 제1소정단위로 윈도윙하여 출력하기 위한 제1배럴시프터; 제1배럴시프터에서 출력되는 데이터에 대하여 소정길이의 코드로 변환하여 출력할 수 있도록 이미 저장되어 있는 데이터를 읽어 출력하고, 출력되는 데이터의 코드길이데이터를 출력하기 위한 제1테이블; 래치로 인가되는 데이터가 이산여현변환계수인 경우 인에이블되어, 제1테이블에서 출력되는 코드길이데이터에 의하여 제1배럴시프터로부터 인가된 데이터를 시프트하여 제1소정단위로 윈도윙하여 출력하기 위한 제2배럴시프터; 제2배럴시프터에서 출력되는 데이터에 의하여 이미 저장된 이산여현변환계수 데이터용의 복호화데이터를 출력함과 동시에 출력되는 데이터의 코드길이를 출력하기 위한 제2테이블; 제1테이블과 제2테이블에서 출력되는 데이터를 선택적으로 출력하기 위한 제1선택수단; 제1테이블과 제2테이블에서 출력되는 코드길이데이터를 선택적으로 출력하기 위한 제2선택수단; 제1 및 제2선택수단의 동작을 제어하기 위한 선택제어수단; 및 제1테이블과 제2테이블에서 출력되는 코드길이데이터를 누적하여 제1배럴시프터의 시프트제어신호로 출력하기 위한 누산기를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 가변길이 복호화처리를 이중화하고, 복호화 대상이 되는 데이터가 이산여현변환계수 영역인 경우에 이중화된 구조를 이용하여 가변길이 복호화 처리과정을 줄임으로써 가변길이 복호화처리 시간을 좀더 고속화하기 위한 것이다. 즉 제2도 같은 비트스트림의 구조중 80% 이상이 TCF 부분으로 구성되어져 있으며, 본 발명은 그러한 비트스트림의 성질을 이용한 것이다.
제4도는 본 발명에 따른 가변길이 복호화장치도로서, 디지털 전송을 위하여 가변길이 부호화 및 복호화 기술을 적용한 디지털영상신호처리시스템에서 사용된다.
제4도는 제1도와 동일하게 이루어진 제1래치(10) 및 제2래치(20), 제1배럴시프터(30), 제1테이블(40)과 제1배럴시프터(30)에서 제1테이블(40)로 출력되는 데이터를 입력신호로 하고 제1테이블(40)에서 출력되는 코드길이(Length)를 시프트제어신호로 하는 제2배럴시프터(60)와, 제2배럴시프터(60)에서 출력되는 데이터에 의하여 제1테이블(40)에서와 같이 소정의 데이터를 읽어 출력하고 동시에 출력되는 데이터의 코드길이(Length1)를 출력하기 위한 제2테이블(70)과, 제1테이블(40)과 제2테이블(70)에서 출력되는 데이터를 선택적으로 다음단의 런랭스디코더(도시되지 않음)로 출력하기 위한 제1선택수단(90)과, 제1테이블(40) 또는 누산기(50)에서 출력되는 코드길이(Length, Length1)를 선택적으로 출력하는 제2선택수단(100), 제1도에서와 동일하게 구동하면서 제2선택수단(100)으로부터 출력되는 코드길이(Length, Length1)를 입력신호로 하여 누적하고 누적결과를 제1배럴시프터(30)에 출력하고 누적결과가 제1도에서와 같이 24개가 되면, 전단의 선입선출버퍼(도시되지 않음)로 읽기제어신호를 출력함과 동시에 리셋되는 누산기(50')와, 제1래치(10)로 인가된 데이터가 DCT 계수인 경우에 제1테이블(40)과 제2테이블(70)에서 출력되는 코드길이(Length, Length1) 및 데이터를 선택적으로 출력하도록 제1선택수단(90)과 제2선택수단(100)을 제어하기 위한 선택제어수단(80)으로 이루어진다.
여기서 제2테이블(70)은 DCT 계수에 대한 데이터만을 저장하고 있고, 제2배럴시프터(60) 및 제2테이블(70)은 가변길이 복호화 제어기(도시되지 않음)에 의해 인가되는 데이터가 DCT 계수인 경우에만 인에이블되도록 제어한다. 선택제어수단(80)은 상술한 가변길이 복호화 제어기(도시되지 않음)에서 출력되는 제어신호에 의하여 동작될 수도 있고, 가변길이 복호화 제어기(도시되지 않음)내부에 포함될 수도 있다.
제5도는 제4도의 각부의 처리기간을 나타낸 것으로, 제5도의 (A)는 24비트 단위로 인가되는 데이터에 대한 가변길이 복호처리기간을 나타낸 클럭신호이고, 제5도의 (B)는 제1래치(10) 및 제2래치(20)에서 처리되는 기간을 나타낸 것이고, 제5도의 (C)는 제1배럴시프터(30)에서 처리되는 기간을 나타낸 것이고, 제5도의 (D)는 제1테이블(40)에서 처리되는 기간을 나타낸 것이고, 제5도의 (E)는 제1테이블(40)에서 출력되는 코드길이(Length)를 누산하는데 소요되는 기간을 나타낸 것이고, 제5도의 (F)는 제1테이블(40)에서 출력되는 데이터의 전달기간을 나타낸 것이고, 제5도의 (G)는 제2배럴시프터(60)에서 처리되는 시간을 나타낸 것이고, 제5도의 (H)는 제2테이블(70)에서 처리되는 기간을 나타낸 것이고, 제5도와 (I)는 제2테이블(70)에서 출력되는 코드길이(Length1)를 누산하는데 소요되는 기간을 나타낸 것이고, 제5도의 (J)는 제2테이블(70)에서 출력되는 데이터의 전달기간을 나타낸 것이다.
그러면 제4도의 작동을 설명하기로 한다.
설명에 앞서 제1도와 동일한 동작을 하는 부분은 간략하게 설명하기로 하고, 또한 제2도와 같은 구조로 전송되는 비트스트림 데이터에 대하여 제1도에서와 같이 24비트단위로 인가되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
제1래치(10) 및 제2래치(20)를 통해 48비트로 확장되어 제1배럴시프터(30)로 인가된 경우, 제1배럴시프터(30)는 누산기(50')에서 제공되는 시프트제어신호만큼 시프트하는데 현재는 처음으로 인가되는 데이터이므로 누산기(50')로부터 제공되는 시프트제어신호는 '0'으로 볼 수 있다. 따라서 인가된 데이터에 대해서 전혀 시프트를 하지 않고 24비트만큼 윈도윙하여 제1테이블(40)로 출력함과 동시에 제2배럴시프터(60)로도 출력한다.
제1테이블(40)은 인가된 데이터에 대하여 제1도와 같은 동작을 수행하여 변환된 코드데이터는 선택수단(90)으로 출력하고 코드길이(Length)는 제2선택수단(100) 및 제2배럴시프터(60)로 출력한다. 이때 제1선택수단(90) 및 제2선택수단(100)은 선택제어수단(80)에 의해 제어되어 제5도의 (E)와 같은 시점에서 제1테이블(30)에서 출력되는 데이터는 후단의 런랭스 디코더(도시되지 않음)로 출력하고, 코드길이(Length)는 누산기(50')로 출력한다. 이때 인가되는 데이터가 DCT계수데이터가 아닌 경우에는 제2배럴시프터(60)와 제2테이블(70)은 디스에이블 상태이므로, 제1배럴시프터(30)에서 데이터가 인가되어도 처리되지 않는다.
제1선택수단(90) 및 제2선택수단(100) 역시 선택제어수단(80)에 의해 제1테이블(40)에서 출력되는 데이터 및 코드길이(Length)를 출력하게 된다.
그러나 인가되는 데이터가 DCT계수인 경우에는 우선 제5도의 (F)와 같은 시점에서 제1선택수단(90)을 통해 다음단의 런랭스 디코더(도시되지 않음)로 데이터가 전송됨과 동시에 제2배럴시프터(60) 및 제2선택수단(100)으로 코드길이데이터(Length)를 출력한다.
제2배럴시프터(60)는 제5도의 (G)와 같이 제1배럴시프터(30)에서 출력된 데이터를 제1테이블(40)에서 출력되는 코드길이만큼 지연처리하고, 제1배럴시프터(30)에서와 같은 단위로 윈도윙하여 제2테이블(70)로 출력한다. 제2테이블(70)은 제1테이블(40)에서와 같이 제2배럴시프터(60)에서 출력된 데이터에 대하여 소정의 가변길이 복호화된 데이터와 출력되는 데이터의 코드길이(Length1)를 동시에 출력하는데, 데이터는 제5도의 (J)와 같은 시점에서 제1선택수단(90)으로 출력되고 코드길이는 제2선택수단(100)으로 출력된다.
이때 제1선택수단(90)은 선택제어수단(80)에 의해 제어되어 제2테이블(70)에서 출력되는 데이터를 다음단의 런랭스 디코더(도시되지 않음)로 전송하게 되어 종전의 누산기(50)에 의한 누산처리시간을 거치지 않고 바로 다음의 데이터를 전송하게 되어 그만큼 데이터처리시간을 줄일 수 있게 된다.
한편 제2선택수단(100)은 제1선택수단(90)과 같은 시점에서 선택제어수단(80)의 제어를 받아 제2테이블(70)에서 출력되는 코드길이(Length1)를 누산기(50')로 전송한다. 누산기(50')는 인가된 데이터가 DCT계수인 경우에는 제1테이블(40)과 제2테이블(70)로부터 각각 인가된 코드길이 데이터(Length, Length1)에 대하여 제5도의 (E)와 (H)와 같이 누적 가산하여 제1배럴시프터(30)의 시프트제어신호로 출력하게 된다. 그러나 인가되는 데이터가 DCT계수가 아닌 경우에는 제1테이블(40)에서 출력되는 코드길이 데이터로만 누적가산을 하게 된다.
이와 같은 누산기(50')의 동작에 의하여 제1배럴시프터(30)는 시프트상태가 제어된다.
이러한 일련의 작동은 제2도와 같은 비트스트림 구조의 데이터에 있어서 DCT계수값이 전송되는 TCF구간에서만 연속해서 이루어지고, TCF구간외의 구간에서는 제1도와 같은 종전의 방식과 동일하게 수행된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 인가되는 데이터가 가장 가변율이 높은 DCT계수인 경우에는 가변길이 복호화과정을 이중처리하여 누산처리시간을 줄임으로써, 전체적인 가변길이 복호화 처리를 고속화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 비트스트림 구조로 전송되는 데이터가 제1소정단위로 인가되면 제2소정단위로 확장하기 위한 래치; 상기 래치로부터 출력되는 데이터를 시프트제어신호에 의하여 시프트하고 상기 제1소정단위로 윈도윙하여 출력하기 위한 제1배럴시프터; 상기 제1배럴시프터에서 출력되는 데이터에 대하여 소정 길이의 코드로 변환하여 출력할 수 있도록 이미 저장되어 있는 데이터를 읽어 출력하고, 출력되는 데이터의 코드길이데이터를 출력하기 위한 제1테이블; 상기 래치로 인가되는 데이터가 이산여현변환계수인 경우 인에이블되어, 상기 제1테이블에서 출력되는 상기 코드길이데이터에 의하여 상기 제1배럴시프터로부터 인가된 데이터를 시프트하여 상기 제1소정 단위로 윈도윙하여 출력하기 위한 제2배럴시프터; 상기 제2배럴시프터에서 출력되는 데이터에 의하여 이미 저장된 이산여현변환계수 데이터용의 복호화데이터를 출력함과 동시에 출력되는 데이터의 코드길이 데이터를 출력하기 위한 제2테이블; 상기 제1테이블과 상기 제2테이블에서 출력되는 상기 데이터를 선택적으로 출력하기 위한 제1선택수단; 상기 제1테이블과 제2테이블에는 출력되는 상기 코드길이 데이터를 선택적으로 출력하기 위한 제2선택수단, 상기 제1 및 제2선택수단의 동작을 제어하기 위한 선택제어수단; 및 상기 제2선택수단을 통해 출력되는 상기 코드길이데이터를 누적가산하여 상기 제1배럴시프터의 상기 시프트제어신호로 출력하기 위한 누산기를 포함함을 특징으로 하는 고속의 가변길이 복호화장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택제어수단은 상기 제1소정단위로 인가된 데이터가 상기 비트스트림 구조중 상기 이산여현변환계수 데이터외인 경우에는 상기 제1테이블에서 출력되는 데이터 및 코드길이 데이터를 출력하도록 상기 제1 및 제2선택수단을 제어하고, 상기 이산여현변환계수 데이터인 경우에는 상기 제1테이블과 상기 제2테이블에서 출력되는 데이터 및 코드길이데이터를 교번적으로 출력할 수 있도록 상기 제1 및 제2선택수단을 제어함을 특징으로 하는 고속의 가변길이 복호화장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2소정단위는 상기 제1소정단위에 비해 적어도 2배이상 큰 단위임을 특징으로 하는 고속의 가변길이 복호화장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 누산기는 상기 인가되는 코드길이값에 대하여 누적한 값이 상기 제1소정 단위와 같게 되면 새로운 상기 제1소정단위의 데이터가 상기 래치로 인가되도록 읽기제어신호를 출력함을 특징으로 하는 고속의 가변길이 복호화장치.
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