KR0181899B1 - 시청자 선택형 자막 방송의 데이타 오류 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전송되는 데이터의 오류 발생을 검출하기 위한 시청자 선택형 자막 방송의 데이터 오류 검출 방법에 관한 것으로서, D0-D8의 LSWord, D9-D17의 MSWord로서 18비트 문자 데이터를 구성한 데이터 패킷의 오류 검출 방법에 있어서, D7과 D16의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면, D0∼D16의 패리티 값과 D17값의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면, (D5, D6)과 (D14, D15)의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않고(D5, D6)과 (D14, D15)의 값이 (0,0)가 아니면 문자 코드로 판정하고 문자 코드 오류를 검출하는 단계; 및 상기 단계에서 오류가 검출되지 않고 (D5, D6)과 (D14, D15)의 값이 (0,0)이면 제어 코드로 판정하고 제어 코드 오류를 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

시청자 선택형 자막 방송의 데이터 오류 검출방법

제1도는 본 발명에 의한 시청자 선택형 자막 방송을 위한 텔레비젼 방송시스템의 구성을 나타낸 블록도.

제2도는 본 발명에 의한 시청자 선택형 자막 방송을 수신하기 위한 텔레비젼 수상장치의 구성을 나타낸 블록도.

제3도는 본 발명에 의한 자막신호의 구성을 나타낸 신호구성도.

제4도는 본 발명에 의한 자막 데이터의 데이터 패킷구성을 나타낸 도면.

제5도는 본 발명에 따른 오류 검출 방법을 설명하기 위한 순서도.

본 발명은 시청자 선택형 자막 방송에 관한 것으로서, 특히 전송되는 데이터의 오류 발생을 검출하기 위한 시청자 선택형 자막 방송의 데이터 오류 검출 방법에 관한 것이다.

텔레비젼 방송에서 자막 방송방식은 텔레비젼 신호의 액티브 구간에 자막신호를 중첩시켜서 시청자의 선택없이 방송자의 선택에 의해 긴급뉴스나 알림사항 등을 나타내는 오픈 캡션(open caption)방식과, 텔레비젼 신호의 넌액티브 구간, 즉 수직 블랭킹 구간에 자막신호를 실어서 송신하면 시청자의 선택에 의해 텔레비젼 화면과 대사내용을 자막으로 볼 수 있는 클로즈드 캡션(closed caption)방식이 있다.

클로즈드 캡션방식의 자막 방송은 수화없이는 화면의 대사내용을 알 수 없는 청각 장애인을 위하여 미국에서 1978년부터 시행되고 있으며 외국어 학습에도 매우 유익한 것이다.

1994년 3월에 간행된 미국특허 USP 5,294,982호에서는 로마자와 음절문자의 클로즈드 캡션방송방식을 개시하고 있다. 특히, 한국어의 캡션방식에 대해 매우 상세하게 설명하고 있으며, 상기 미국특허의 발명에서는 한국어를 클로즈드 캡션방식으로 방송하기 위하여 한글 한문자를 초성, 중성, 종성의 각 음소로 분할하여 각 음소에 대응하는 ASCII코드를 전송하고 수신장치에서는 이 ASCII코드를 디코딩하여 초성, 중성, 종성을 맵핑함으로써 한글 한문자를 표시한다.

그러나 이와 같은 종래의 캡션방식은 한글 한문자를 표현하기 위하여 적어도 3 내지 4바이트를 사용하게 되므로 전송속도와 표시속도가 늦고 디코딩 과정에서 3 내지 4바이트를 조합하여 한문자의 위치를 찾아야 하므로 디코딩처리가 복잡하다는 문제점이 있었다. 디코딩 처리의 복잡성은 디코더의 코스트를 상승시킨다. 이는 방송국에서만 필요한 인코더에 비해 수백만 시청자가 부담해야 하는 디코더의 코스트 상승을 초래하는 문제점을 야기시킨다.

또한, 부가정보 표시 중간에 대사정보를 표시하고 다시 부가정보를 표시할 경우에 제어코드가 필요하므로 대사정보와 부가정보의 사이에 독립성이 없고, 대사정보의 표시모드를 구별하기 위한 제어체계가 전체 전송 효율상 복잡하고, 수신장치를 작동시키기 시작한 시점에 표시모드 제어코드를 수신하지 못하면 다음 차례의 제어코드를 수신하기 전까지는 대사정보를 표시할 수 없다.

특히, 상술한 발명에서는 미국의 텔레비젼 송출환경, 즉 평지가 많은 지리적 환경을 토대로 개발된 것이므로 산지가 70%이상인 한국의 지리적 환경에서는 수신장치의 수신상태가 불량하여 자막표시의 품질이 떨어지는 문제점이 지적되고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 한국어의 자막 방송을 효과적으로 할 수 있도록 시청자 선택형 자막 방송의 데이터 오류 검출 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 D0-D8의 LSWord, D9-D17의 MSWord로서 18비트 문자 데이터를 구성한 데이터 패킷의 오류 검출 방법에 있어서, D7과 D16의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면, D0∼D16의 패리티 값과 D17값의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면, (D5, D6)과 (D14, D15)의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않고(D5, D6)과 (D14, D15)의 값이 (0,0)가 아니면 문자 코드로 판정하고 문자 코드 오류를 검출하는 단계; 및 상기 단계에서 오류가 검출되지 않고 (D5, D6)과 (D14, D15)의 값이 (0,0)이면 제어 코드로 판정하고 제어 코드 오류를 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

제1도는 시청자 선택형 자막 방송 기능을 가진 텔레비젼 방송장치의 구성을 나타낸다. 마이크(10)를 통하여 입력된 오디오신호는 음성신호처리부(30)에서 믹싱 및 증폭되어 텔레비젼신호 변조부(50)로 전달된다. 비디오 카메라(20)를 통하여 입력된 비디오신호는 비디오신호처리부(40)에서 증폭되고 편집되어 텔레비젼신호 변조부(50)로 전달된다. 텔레비젼신호 변조부(50)에서는 전달된 음성신호를 FM변조시키고 비디오신호를 잔류측대파방식의 AM변조시키고 AM변조신호와 FM변조신호를 주파수 다중하고 주파수 천이시켜서 고주파 신호로 고주파 출력부(60)에 전달하고 고주파 출력부(60)에서는 고주파신호를 증폭하여 안테나를 통하여 텔레비변 신호를 공중에 송출한다.

자막인코딩부(70)에서는 문자정보 입력부(71)를 통하여 텔레비젼 화면과 관련된 대사정보 또는 긴급뉴스나 전달사항 등의 부가정보가 입력되게 된다. 제어신호 입력부(72)를 통하여는 자막제어를 위한 여러 가지 제어정보가 입력되게 된다. 문자정보 입력부(71)는 한글, 영어, 한자, 일어 등의 문자나 특수문자 등을 입력하기 위한 키보드를 포함하고, 입력된 문자정보를 2바이트 한글 완성형 코드(KSC5901)로 출력한다. 제어정보 입력부(72)는 모드선택키, 기능선택키 등의 키패드들을 포함하고 입력된 제어정보를 7비트 2진코드로 출력한다.

문자코드 발생부(73)에서는 입력된 2바이트의 문자코드의 각 바이트의 MSB를 대사자막/부가정보 플래그로 사용하여 부가 정보인 경우에는 MSB를 '0'으로 치환하고 각 바이트에 패리티 비트를 추가하여 총 18비트의 문자코드의 데이터 패킷을 발생한다.

제어코드 발생부(74)에서는 입력된 7비트 이진수를 상위 4비트 하위 3비트로 분할하고 상위 4비트에 대한 패리티 비트, 2비트의 제어코드식별비트, 대사/부가 플래그를 추가하여 상위 바이트를 생성하고 하위 3비트에 대한 제1패리티 비트, 제2패리티 비트, 2비트의 제어코드식별비트, 대사자막/부가정보 플래그를 추가하여 하위 바이트를 생성한다. 생성된 각 바이트에 패리티 비트를 추가하여 총 18비트의 제어코드의 데이터 패킷을 발생한다. 상술한 데이터 패킷에 대한 구체적인 내용은 후술하고자 한다.

데이터 패킷 변조부(75)에서는 문자코드 발생부(73) 또는 제어코드 발생부(74)에서 발생된 데이터 패킷을 디지탈 변조방식에 의해 변조한다.

동기카운터부(76)에서는 비디오신호 처리부(40)에서 제공되는 동기신호를 입력하여 수직동기신호에 의해 리세트되고 수평동기신호를 카운팅하여 주사선수를 계수한다. 윈도우신호 발생부(77)에서는 동기카운터부(76)의 계수치를 입력하여 윈도우신호를 발생한다. 윈도우신호는 비디오신호 처리부(40)에서 출력되는 비디오신호의 미리 정해진 특정 라인상에 자막신호를 중첩시키기 위해 스위칭수단(78)을 스위칭시키는 구동신호이다.

제2도는 참조하면, 시청자 선택형 자막 방송 수신용 텔레비젼 수상기의 구성을 나타낸다.

튜너부(110)에서는 안테나에 수신되는 고주파신호중에서 선택된 채널의 텔레비젼신호를 복조하여 음성신호와 비디오신호를 출력한다. 음성신호는 음성신호 처리부(120)에 전달되어 등화 및 증폭되어 스피커(130)를 통하여 음성으로 출력된다. 비디오신호는 비디오신호 처리부(140)에 전달되어 휘도 및 색처리된 다음에 RGB신호로 출력된다. RGB신호는 믹서기(150)을 거쳐서 표시구동부(160)에 전달되고 표시구동부(160)에서는 전달된 RGB신호에 응답하여 CRT(170)를 구동하여서 스크린 상에 텔레비젼 화면을 표시하게 된다.

자막디코딩부(200)에서는 A/D변환기(210)를 통하여 비디오신호를 디지탈변환하여 디지탈신호를 자막처리부(230)에 전달한다. 또한 동기분리기(220)에서는 비디오신호로부터 동기신호를 분리하여 수직 및 수평동기신호를 자막처리부(230)에 전달한다.

자막처리부(230)에서는 비디오신호 처리부(140)의 컬러버스트신호에 동기된 클럭신호를 발생하여 디지탈신호로부터 자막 데이터패킷을 추출한다. 추출된 데이터패킷을 디코딩하여 디코딩된 제어코드에 응답하여 자막처리를 제어하고 디코딩된 문자코드에 응답하여 폰트롬(240)으로부터 문자데이터를 독출하여 디스플레이 램(250)에 저장한다. 그리고 디스플레이 램에 저장된 문자데이터를 RGB신호로 변환하여 믹서기(150)에 전달한다. 자막처리부(230)는 세트의 시스템 제어부(180)와 제어 데이터를 주고 받는다. 시스템 제어부(180)에서는 명령입력부(19)을 통하여 입력되는 자막관련 명령을 자막처리부(180)에 전달하고 자막처리부(180)로부터 전달된 제어 데이터에 응답하여 시스템을 제어한다.

상술한 자막 방송 송수신 시스템에서 사용하고자 한 자막정보의 구체적 구성은 다음과 같다.

대한민국에서는 방송신호로서 525라인, 60필드/초의 M-NTSC TV신호를 사용하고 있으며, 수직귀선소거기간을 주사선 10에서 주사선 20까지로 규정하고 있다.

수직귀선소거시간의 신호사용에 대하여 정보통신부에서 정한 표준은 아직 없으며, 참고할 만한 것으로는 ITU-R 권고 Rec 473-2와 미국의 FCC Report and Order 83-120이 있다.

자막신호는 자막데이터의 전송을 위해 수직귀선소거기간의 주사선들(10-20) 또는 주사선 21 또는 주사선 262 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다. 데이터 전송량을 늘이거나, 기타의 목적으로 하나 이상을 사용할 수도 있다. 그러나 자막 방송에서 전 필드 데이터 전송은 의미가 없으므로 고려하지 않는다.

자막 데이터의 전송비트율은 447443.125bps±125bps이어야 하고 장기간 변화율의 최대치는 ±196이내(0.0125bps)로 하고, 캡션데이터신호는 반드시 칼라TV신호의 전송에만 사용되고, 전송 비트율은 색부반송파주파수 fsc(3579545±10㎐)의 1/8로 정해지며, 컬러버스트에 주파수동기가 되어 있어야 한다. 화면편집 등의 이유로 색부반송파의 위상이 불연속적일 경우 최소한 해당 주사선의 컬러버스트에 위상동기가 되어 있어야 한다.

데이터 변조방식으로는 논리값 '1'에 해당하는 것을 위상이 0도이고 fsc/8(447.443㎑)의 주파수를 갖는 1주기의 정현파로 표시하고, 논리값 '0'에 해당하는 것은 위상이 180도이고 fsc/8(447.443㎑)의 주파수를 갖는 1주기의 정현파로 표시하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 또는 PRK(Phase Reversal Keying)이라 불리는 디지탈 변조 방식을 사용한다. 위상 지터의 최대 범위는 ±10도로 한다. 최적의 신호파형은 TV채널의 주파수 스펙트럼 특성에 따라 달라질 수 있으므로 앞으로 규정되어질 것이다. 그러나, 기본적인 대역 제한 주파수에 의해 BPSK파형이 논리값 천이가 일어나는 부분에서 심한 왜곡현상을 겪을 수 있으므로 3.5㎒의 차단 주파수를 갖는 2차 Butterworth 필터를 통과한 후 위상보정이 된 파형을 방송에 사용하기로 한다. 사용되는 Butterworth 필터의 임펄스 응답식은 다음과 같다.

무선국 검사항목 중 번호 I-7(TV 방송국) 항목 4(문자다중방송) 나항(데이터라인의 중첩위치 및 문자신호의 진폭)에 검사방법 및 근거가 정의되어 있는데, 캡션신호의 파형은 NRZ가 아니고 순수한 정현파이므로 위 기준을 적용할 필요는 없지만 한국과 같이 산지가 70%이상인 지역특성상 수신가능지역을 넓히기 위해 정현파의 최대치를 90±5 IRE로 하기로 한다. 정규 데이터 신호의 최대 진폭을 정의하였으나 필터통과대역특성 등에 의해 오버슈트(Overshoot)를 포함할 수 있으므로 오버슈트의 절대값 최대치를 5IRE로 한다.

제3도를 참조하면, 자막신호의 데이터 라인은 6주기의 비트클럭 동기신호(302)와 워드시작신호(304) 및 18비트의 데이터열(306)로 구성된다.

비트클럭 동기신호(302)는 6주기의 정현파신호로 자막디코딩부에서 이 신호를 추출하여 18비트 데이터의 비트 주기를 판독하는데 사용할 수 있는 데 주파수는 fsc/4(89.886㎑)이다. 해당 주사선의 색부반송파의 위상이 0도인 경우 수평동기신호의 하강엣지(Falling Edge) 중간지점(0H)으로부터 9.5usec(컬러 버스트 34주기)만큼 떨어진 지점에서 시작되며, 해당 주사선의 색부반송파의 위상이 180도인 경우 수평동기신호의 하강엣지(Falling Edge) 중간지점(0H)으로부터 9.64usec(컬러 버스트 34.5주기)만큼 떨어진 지점에서 시작된다. 이 신호를 해당 라인의 컬러버스트와 주파수동기가 되어 있으므로 컬러버서트로부터 비트클럭 동기신호를 추출할 수도 있다.

워드시작신호(304)는 fsc/16(223.722㎑)이고 위상이 180도인 정현파신호 1주기로서 18비트 데이터 패킷의 시작을 나타내는 역할을 한다.

데이터열(306)은 18비트로 구성되고, 비트율은 fsc/8(447.443㎑)이며 BPSK방식으로 변조된다.

제4도를 참조하면, 데이터 패킷은 워드단위의 패리티(p), 대사자막/부가정보 플래그(C/T), 코드값의 세 부분으로 구성된다. D0∼D8은 하위 워드, D9∼D17은 상위 워드로 부르기로 한다. D17은 D0∼D16에 대한 짝수 패리티를 나타낸다. 이 패리티 비트는 전송상의 에러는 우선 검출하기 위한 것이다. D7과 D16은 대사자막/부가정보 플래그인데, 대사 자막시에는 0, 부가정보시는 1이며, D7과 D16의 값은 반드시 일치해야 한다. 이 플래그는 워드 단위의 우선순위를 유지하는 데에 이용된다. D0∼D6과 D9∼D15는 함께 코드값을 나타낸다. 코드값은 D5, D6, D14, D15가 모두 0이면 제어코드로 해석하고, 그렇지 않으면 문자코드로 해석한다.

제5도를 참조하면, 전송되는 데이터의 오류 검출한 다음과 같다.

수신기에서 자막신호를 디코딩하여 오류를 검출하는 방법 및 처리과정은 다음의 번호 순서에 따른다.

① D7과 D16이 동일하지 않으면 데이터 오류로 판정한다.

② D17과 D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D16이 동일한가 검사하고 동일하지 않으면 데이터 오류로 판정한다.

③ D5, D6이 각각 (0, 0)이고, D14, D15도 각각 (0, 0)이면, 제어코드로 판정한다.

D5, D6이 각각(0, 1) 또는 (1, 0) 또는 (1, 1)이고, D14, D15가 각각(0. 1) 또는 (1, 0) 또는 (1, 1)이면, 문자코드로 판정한다.

D5, D6과 D14, D15중 어느 하나가 각각(0, 0)이고, 다른 하나는 (0, 1) 또는 (1, 0) 또는 (1, 1)이면, 제어코드와 문자코드가 동시에 수신되는 경우는 없으므로 이 코드를 오류로 판정한다.

④ 앞의 ③번에 문자코드로 판별시, D8과 D0D1D2D3D4D5D6D7의 일치여부 및 D17과 D9D10D11D12D13D14D15D16의 일치여부를 검사하여 다르면 오류로 판정한다.

⑤ 위의 ④에서 오류가 아니라고 판정되면, KSC5601에 정의된 문자코드인지 확인하여 정의 되지 않은 코드이면 '?' 또는 ''등으로 표시하고, 정의된 코드이면 화면에 해당 문자를 표시한다.

⑥ 위의 ③번에서 제어코드로 판별시, LSWord에서 D0와 D1D2D3D9의 일치여부, D4와 D1D2D11D12의 일치여부, D8과 D2D3D10D11의 일치여부, D13과 D9D10D11D12의 일치여부를 검사하여 적어도 하나가 일치하지 않으면 오류로 판정한다.

⑦ 위의 ⑥번에서 오류가 아니라고 판정되면, 제어코드 표에 정의된 것인지 확인하여 정의되지 않은 코드이면 오류로 판정하고, 정의된 제어코드이면 동일한 LSWord와 MSWord의 반복 전송을 기다리는 상태가 된다.

⑧ 동일한 LSWord와 MSWord가 반복 전송되면 제어코드의 적용이 이루어진다.

상술한 데이터 오류 검출 및 처리는 가장 바람직한 실시예를 나타내는 것이고 이와 유사하게 변형 실시도 가능하다. 예를 들면, 제어코드의 패리티의 조합을 달리하는 것 등을 들을 수 있다. 특히, 제어코드의 오류를 방지하기 위한 여러 가지 방식들이 채용될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 시청자 선택형 자막 방송방법 및 수신방법에 있어서, 특히 한국어와 같은 음절문자의 전송코드를 음절을 구성하는 복수의 음소코드로 전송하는 것이 아니라 음절 자체를 2바이트로 코딩하여 전송하는 방식을 채택함으로써 문자전송속도를 높일 수 있고, 다양한 언어를 혼용하여 자막표시가 가능하며, 데이터의 에러정정능력의 향상으로 난시청지역이 많은 산악지형에서도 자막 방송의 수신감도를 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. D0-D8의 LSWord, D9-D17의 MSWord로서 18비트 문자 데이터를 구성한 데이터 패킷의 오류 검출 방법에 있어서, D7과 D16의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면, D0∼D16의 패리티 값과 D17값의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면, (D5, D6)과 (D14, D15)의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않고(D5, D6)과 (D14, D15)의 값이 (0,0)가 아니면 문자 코드로 판정하고 문자 코드 오류를 검출하는 단계; 및 상기 단계에서 오류가 검출되지 않고 (D5, D6)과 (D14, D15)의 값이 (0,0)이면 제어 코드로 판정하고 제어 코드 오류를 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 시청자 선택형 자막 방송의 데이터 오류 검출방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 문자 코드 검출 단계는 상기 단계에서 (D5, D6)과 (D14, D15)가 각각 (0, 0)으로 검출되지 않으면 각각 (1, 1)인가의 여부에 의하여 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 거출되지 않으면 문자 코드로 판정하고, D1∼D7의 패리티 값과 D8값의 동일 여부와, D9∼D16의 패리티 값과 D17값의 동일 여부에 의한 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면 KSC5601에 정의된 문자코드인가를 체크하는 단계; 및 상기 단계에서 KSC5601에 정의된 문자 코드로 체크되면 해당 문자를 표시하고, 체크되지 않으면 미리 정해진 특수 문자를 표시하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 시청자 선택형 자막 방송의 데이터 오류 검출방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어 코드의 오류 검출 단계, 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면 제어 코드로 판정하고, D1, D2, D3, D9의 패리티 값과 D0값의 동일 여부와, D1, D2, D11, D12의 패리티 값과 D4값의 동일 여부와, D2, D3, D11, D12의 패리티 값과 D8값의 동일 여부와, D9, D10, D11, D12의 패리티 값과 D13값의 동일 여부에 의하여 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면 전송된 제어 코드가 제어 코드표에 정의된 코드인가의 여부에 의하여 오류를 검출하는 단계; 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면 동일한 LSWord와 MSWord의 반복 전송되는가의 여부에 의하여 오류를 검출하는 단계; 및 상기 단계에서 오류가 검출되지 않으면 제어 코드에 다른 동작 수행을 하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 시청자 선택형 자막 방송의 데이터 오류 검출방법.