KR100323677B1

KR100323677B1 - 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법

Info

Publication number: KR100323677B1
Application number: KR1020000000643A
Authority: KR
Inventors: 서범주
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2002-02-07
Also published as: KR20010068631A

Abstract

본 발명은 타임 시프팅 응용에서 사용하는 주된 저장장치인 HDD의 타임 시프팅 성능을 동적으로 유지하기 위한 방법을 제공하기 위한 것으로서, 디스크 입/출력 요청 처리부를 통해 요청 카운트를 초기화하는 단계와, 메모리 제한에 따라 디스크의 입/출력을 시간적으로 제한하는 데드라인 값을 계산하는 단계와, 상기 계산된 데드라인 값을 이용하여 디스크 입/출력시에 데드라인 미스 여부를 확인하는 단계와, 상기 확인 결과 데드라인 미스로 판단되면 커런트(current) 미스를 통해 현재 데드라인 미스의 발생을 상기 모니터링 태스크가 인지하는 단계와, 상기 디스크 입/출력에 따른 요청 카운트를 증가하여 상기 증가된 요청 카운트와 전체 세션의 개수를 비교하는 단계와, 상기 비교결과 요청 카운트와 전체 세션의 개수가 일치하면 모니터링 태스크를 실행시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

Description

동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법{method for writing/reading the same time of digital video}

본 발명은 타임 시프팅 응용에 관한 것으로, 특히 동적인 타임 시프팅 성능 변화에 대응하여 프로그램의 개수를 조정하는 동시 녹화/재생 방법에 관한 것이다.

근래 일반 자기 테이프 기반의 저장장치(예들 들어, VCR)를 대신하여 고성능, 고용량의 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive : HDD)를 활용한 DVR(DigitalVideo Recording) 기술이 각광을 받고 있다.

그리고 이 분야의 선두주자로 티보(Tivo)와 리플레이(Replay) 티브이 등의 회사가 있는데, 상기 티보(Tivo), 리플레이티브이(ReplayTV) 등에 의하여 소개된 '퍼스널 비디오 레코더(Personal Video Recorder : PVR)'는 하드디스크 드라이브(HDD)를 TV, STB에 응용하여 최대 30시간까지 동시에 다른 방송국에서 각각 방송되는 프로그램들까지 녹화 가능하도록 설계함으로써 시청자로 하여금 '골라보는 재미'를 가질 수 있게 하였다.

특히 이들 회사는 방송용 아날로그 데이터를 수신하여 MPEG-2로 디지털화시켜 디스크에 저장시키는 기법을 제공하고 있다.

그리고 방송용 디지털 데이터를 직접 수신하여 하드디스크에 저장하는 방법을 제공하는 것으로는 MbTV(Metabyte TeleVision) 등이 있다.

또한 상기 HDD는 테이프 드라이브와는 달리 임의 접근(random access)이 가능하기 때문에 동시 녹화 및 재생이라는 타임 시프팅 응용이 가능하다.

상기 HDD가 갖추어야하는 타임 시프팅의 성능은 타임 시프팅을 통해서 녹화와 재생이 동시에 이루어져야 하는데 이때, 녹화와 재생시에 성능저하가 발생하지 않아야 한다.

녹화시 성능저하를 발생시키지 않기 위해서는 북미 ATSC 표준에 따라 HD(High Definition)급의 화질을 위해 요구되어지는 초당 19.4Mbit를 저장할 수 있는 능력을 지원해야 한다.

마찬가지로 재생시에서도 성능저하를 발생시키지 않기 위해서 초당 19.4Mbit를 저장할 수 있는 능력을 지원해야 한다.

따라서 녹화 및 재생이 동시에 이루어지기 위해서는 초당 38.8Mbit를 처리해야 하는 하드디스크의 성능이 요구되어 진다.

그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 동시 녹화 및 재생을 위한 HDD는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 고성능의 HDD인 경우는 위에서 제시한 타임 시프팅 성능을 충분히 보장할 수 있지만 소비자 생산품에서 주로 사용되는 저가형 HDD는 동일한 성능을 보장하기 어렵다.

둘째, HDD에서의 타임 시프팅 성능은 HDD상에서 읽는 위치와 쓰는 위치의 거리차, 읽거나 쓰는 현재 위치, 녹화하려는 방송 스트림의 품질 등과 같은 다양한 원인에 의해 보장되지 못하는 경우가 발생한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 타임 시프팅 응용에서 사용하는 주된 저장장치인 HDD의 타임 시프팅 성능을 동적으로 유지하기 위한 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 타임 시프팅을 지원하는 소프트웨어 구성 모듈을 나타낸 구성도

도 2 는 녹화 태스크내 파싱 모듈의 상세 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 녹화 태스크 110 : 파싱모듈

111 : PID 필터 112, 113, 114, 115 : 버퍼

200 : 재생 태스크 300 : 모니터링 태스크

400 : HDD 인터페이스부 500 : 하드디스크

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법의 특징은 디스크 입/출력 요청 처리부를 통해 요청 카운트를 초기화하는 단계와, 메모리 제한에 따라 디스크의 입/출력을 시간적으로 제한하는 데드라인 값을 계산하는 단계와, 상기 계산된 데드라인 값을 이용하여 디스크 입/출력시에 데드라인 미스 여부를 확인하는 단계와, 상기 확인 결과 데드라인 미스로 판단되면 커런트(current) 미스를 통해 현재 데드라인 미스의 발생을 상기 모니터링 태스크가 인지하는 단계와, 상기 디스크 입/출력에 따른 요청 카운트를 증가하여 상기 증가된 요청 카운트와 전체 세션의 개수를 비교하는 단계와, 상기 비교결과 요청 카운트와 전체 세션의 개수가 일치하면 모니터링 태스크를 실행시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

본 발명의 특징에 따른 작용은 여러 개의 방송 스트림을 동시에 녹화시키면서(한 채널에 입력되는 4 개의 SD 프로그램을 녹화하는 것이 가장 현실적인 예 이다.)재생시킬 때 HDD의 타임 시프팅 성능에 따라 현재 녹화중인 방송 스트림의 개수를 줄이거나 원상복귀하는 방법을 이용하여 타임 시프팅 성능을 보장할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 타임 시프팅을 지원하는 소프트웨어 구성 모듈을 나타낸 구성도로서, 도 1을 보면 방송망을 통해 전달된 방송 프로그램들을 저장 요청하는 녹화 태스크(100)와, 상기 저장된 방송 프로그램들을 읽어내는 재생 태스크(200)와, 상기 녹화 태스크(100)와 재생 태스크(200)에서 요청한 라이트 및 리드 요청에 대한 예정된 데드라인을 측정하여 주어진 시간이내 처리되지 못하는 요청의 횟수를 감시하고 시스템에서 미리 주어진 한계(threshold) 이상의 데드라인미스가 발생하면 녹화하는 SD 프로그램의 개수를 줄이도록 요청하는 모니터링 태스크(300)와, 상기 녹화 태스크(100)에서 요청된 SD 프로그램을 저장하는 HDD(500)와, 상기 녹화 태스크(100) 또는 재생 태스크(200)와 상기 HDD(500)간에 데이터의 전송을 제어하는 HDD 인터페이스부(400)로 구성된다.

이때 상기 녹화 태스크(100)와 재생 태스크(200)는 녹화된 프로그램의 위치 정보를 알 수 있도록 인덱스 구조를 공유하고 있다.

이와 같이 구성되어 복수개의 SD 프로그램을 녹화 태스크(100)에서 HDD 인터페이스부(400)를 통해 하드디스크 드라이브(500)에 녹화한다.

그리고 상기 녹화된 SD 프로그램 중 일부를 하드디스크 드라이브(500)로부터 읽어내어 HDD 인터페이스부(400)를 통해 재생 태스크(200)에서 재생한다.

상기 재생시에 PIP 기능을 사용하지 않는 경우, 상기 녹화된 SD 프로그램 중 한 개의 프로그램만 재생하게 된다.

도 2 는 녹화 태스크내 파싱 모듈의 상세 구성도를 나타낸 도면으로서, 도 2를 보면 생방송 프로그램들을 소프트웨어적으로 혹은 하드웨어적으로 각기 다른 버퍼(112)(113)(114)(115)에 할당한다.

그리고 상기 버퍼가 차면 해당 버퍼를 비우기 위해 HDD 인터페이스부(400)에게 녹화 요청을 보낸다.

여기서 상기 생방송 프로그램은 최대 4 개의 SD 프로그램을 가지며 예상되는 버퍼의 크기는 64KByte로서, 이는 SCSI나 IDE의 경우에 디스크 리드/라이트시 64KByte에서 성능 포화상태를 가지므로 그에 따라 정의된 크기이다.

그리고 생방송 프로그램은 SD 프로그램들이 포함된 후 파싱되는데, 그 이유는 각각의 SD 프로그램으로 파싱함으로써 타임 시프팅을 위한 리딩시 디스크 성능을 최소화시키기 위해서이다.

다시 말하면, 파싱하지 않고 SD1(112) 프로그램만을 재생할 경우 녹화된 SD1(112), SD2(113), SD3(114), SD4(115) 프로그램을 모두 읽어들여야 하지만, 미리 파싱시켜 놓는 경우, 각각의 SD 프로그램들을 파일 단위로 구분할 수 있을 뿐만 아니라 임의로 SD1(112) 프로그램만을 선택적으로 읽어들일 수 있기 때문에 최대 3/4만큼의 디스크 읽기 성능을 줄일 수 있다.

그리고 상기 녹화되는 SD 프로그램들은 인접하는 할당 단위로 저장된다.

따라서 SD 프로그램이 프로그램 정보를 갖는 경우, 미리 확보할 수 있는 프로그램의 저장 용량이 인접되도록 할당시켜 놓는다.

하지만 이런 프로그램 정보를 갖지 않는 경우를 고려하여 도 3에서 나타낸 것과 같이 미리 확보 가능한 프로그램의 저장 용량을 인접하는 할당 단위만큼 확보(100)하여 이 용량까지는 연속성을 보장시켜 준다.

따라서, 인접하는 할당 단위(100)는 블록(block) 크기의 정수배로 할당되어야 하며 타임 시프팅을 고려하여 하나의 리드와 라이트 요청이 한 인접하는 할당 공간 내에 유효하도록 크기가 지정된다.

그리고 인접하는 할당 단위(10)는 사용자가 임의로 정할 수 있지만 시스템에서는 최대 포즈(pause) 가능시간 정도의 용량으로 인접하게 할당하도록 권고한다.

만일 인접하는 할당 단위가 블록 크기와 일치하는 경우에는 동시에 발생하는리드/라이트 요청이 일치할 가능성이 희박하다.

예를 들어, 최대 포즈(pause) 가능시간을 1분으로 잡고 재생율이 4Mbyte급의 SD프로그램이라면 인접하는 할당 단위는 다음 수학식 1과 같이 계산된다.

((4Mbps * 60 / 8) / 블록 크기 + 1) 블록 크기

그리고 도 4와 같이 녹화할 SD 프로그램의 라이트 요청과 재생할 SD 프로그램의 리드 요청이 모두 처리될 때를 하나의 주기라고 한다.

그러면 디스크 인터페이스별로 입력되는 디스크 입/출력 요청을 처리하여 그 결과를 계산하고 감시하는 디스크 인터페이스부의 입/출력 요청 처리 루틴은 다음과 같다.

디스크 입/출력 요청 처리부를 통해 요청 카운트를 초기화한다.

그리고 데드라인 값을 계산한다.

이때의 데드라인 값은 메모리 제한에 따라 디스크의 입/출력에 시간적으로 제한을 설정한 값을 나타낸다.

이어 상기 계산된 데드라인을 바탕으로 디스크 입/출력을 요청 및 대기한다.

그리고 상기 디스크 입/출력시에 데드라인 미스 여부를 확인한다.

상기 데드라인 미스 여부 확인 방법은 상기 계산된 데드라인 값(제한 시간)을 초과하면 데드라인 미스로 판단한다.

그리고 상기 데드라인 미스로 판단되면 모니터링 태스크(300)내에서 데드라인 미스의 발생 빈도를 체크하는 커런트(current) 미스를 'FALSE'이면 'TRUE'로 변경하여 현재 데드라인 미스가 발생된 것을 상기 모니터링 태스크(300)가 인지하도록 한다.

그러면서 상기 디스크 입/출력에 따른 요청 카운트를 증가하여 만약 요청 카운트가 전체 세션의 개수와 일치하면 모니터링 태스크(300)를 실행시킨다.

이때 상기 전체 세션의 개수는 스트림 서비스 중 최대 1 개의 녹화, 4 개의 재생으로 한번의 서비스 주기를 나타낸다.

이때 상기 모니터링 태스크(300)는 녹화 태스크에서 요청한 라이트 요청과 재생 태스크에서 요청한 리드 요청에 대한 예정된 데드라인 값을 측정하여 주어진 시간이내에 처리되지 못하는 요청의 횟수를 감시하고 시스템에서 미리 주어진 한계 이상의 데드라인 미스가 발생하면 녹화 태스크에게 녹화하는 SD 프로그램의 개수를 줄이도록 제어한다.

이와 같은 제어를 하는 모니터링 태스크(300) 수행 수시로 발생되며 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.

처음 초기화 단계로 이전의 데드라인 미스와 현재의 데드라인 미스가 모두 없음을 다음과 같이 previous miss = FALSE, 그리고 current miss = FALSE로 정의한다.

그리고 디스크 입출력시에 데드라인에 따른 미스가 발생할 동안 대기한다.

상기 대기 중에 만약 현재 데드라인 미스와 이전의 데드라인 미스가 발생하면, 즉 current miss = true and previous miss = true 이면 상기 모니터링 데스크는 사용자에게 데드라인 미스를 보고한다.

그러면 사용자는 특정 SD 프로그램의 녹화 삭제를 요청한다.

이어 상기 모니터링 데스크는 녹화 리스트에 있는 요청된 SD 프로그램을 삭제하고 다시 대기상태로 돌아간다.

만약 사용자가 상기 녹화가 삭제되는 특정 SD 프로그램을 선택하지 않고, 시스템에게 삭제된 SD 프로그램의 선택권을 인정하면 상기 모니터링 태스크(300)는 탈락 SD 프로그램의 삭제를 위해 삭제할 SD 프로그램 선정 루틴 호출 후 특정 SD 프로그램을 녹화 리스트에서 탈락시킨 후 대기상태로 돌아간다.

또 다른 경우로 대기 중에 현재 데드라인 미스가 발생하고 이전 데드라인 미스는 발생하지 않으면, 즉 current miss = TRUE and previous miss = FALSE으로 정의되어 있으면 현재의 데드라인 미스의 발생을 삭제하고 이전 데드라인 미스가 발생한 것을 표시한다.

즉 current miss = FALSE; previous miss = TRUE로 정의된다.

그리고 다시 대기 상태로 돌아간다.

이때 상기 모니터링 태스크(300)를 통해 탈락되는 SD 프로그램 선정동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 녹화 리스트에서 탈락할 SD 프로그램의 선정시 주의할 점은 다음과 같다.

디스크 입/출력 서비스 요청에는 녹화 SD 프로그램들과 재생 SD 프로그램으로 구성되어 있다.

또, 도 4에서 나타낸 바와 같이 SDi는 현재 녹화 진행중인 SD프로그램 중 하나이거나 예전에 녹화된 다른 SD 프로그램으로 현재 시청자가 티브이를 통해 재생하면서 시청하는 타임 시프티드 출력으로 서비스 리스트에서 삭제되면 안된다.

따라서 현재 서비스에서 탈락하는 SD 프로그램은 녹화 리스트에 있는 프로그램이어야 하며 SDi가 현재 녹화 진행중인 SD 프로그램 중 하나일 경우 현재 녹화 진행중인 SD 프로그램 중 SDi와 동일한 SD 프로그램을 제외한 다른 SD 프로그램 중에서 선택해서 녹화 리스트에서 탈락시켜야 한다.

이와 같이 탈락시킬 SD 프로그램 선정에는 다음과 같은 요소가 고려된다.

1) 시청자가 미리 입력하여 우선적으로 명세한 키워드가 SD 프로그램의 프로그램 정보내 키워드로 존재하지 않을 때

2) 최근 타임 시프티드 재생(playback)의 재생 횟수가 적을 때

3) 빠른 재생의 개수가 많을 때(시청자는 자세한 내용을 보지 않겠음을 표시하는 것으로 간주함)

4) 되감기(rewind)의 개수가 적을 때(시청자는 되돌이켜 볼만큼 프로그램을 관심 있게 보는 것으로 간주함)에 탈락시킬 SD 프로그램으로 선정한다.

그리고 각각에 우선 순위를 정해 SD 프로그램 탈락에 따른 순위를 정한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 동시 녹화 재생 프로그램 개수 조정 방법은 현재 사용자의 취향을 고려하여 타임 시프팅에 따른 디스크의 성능 저하를 줄임으로써 적정한 수준의(성능의) 디스크를 최적으로 사용할 수 있는 효과가있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

디스크 입/출력 요청 처리부를 통해 요청 카운트를 초기화하는 단계와,

메모리 제한에 따라 디스크의 입/출력을 시간적으로 제한하는 데드라인 값을 계산하는 단계와,

상기 계산된 데드라인 값을 이용하여 디스크 입/출력시에 데드라인 미스 여부를 확인하는 단계와,

상기 확인 결과 데드라인 미스로 판단되면 커런트(current) 미스를 통해 현재 데드라인 미스의 발생을 상기 모니터링 태스크가 인지하는 단계와,

상기 디스크 입/출력에 따른 요청 카운트를 증가하여 상기 증가된 요청 카운트와 전체 세션의 개수를 비교하는 단계와,

상기 비교결과 요청 카운트와 전체 세션의 개수가 일치하면 모니터링 태스크를 실행시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 모니터링 태스크는 녹화 태스크에서 요청한 라이트 요청과 재생 태스크에서 요청한 리드 요청에 대한 예정된 데드라인 값을 측정하여 주어진 시간이내에 처리되지 못하는 요청의 횟수를 감시하는 단계와,

상기 감시된 요청의 횟수가 시스템에서 미리 주어진 한계 이상으로 데드라인미스가 발생하면 녹화 태스크에게 녹화하는 SD 프로그램의 개수를 줄이는 것을 특징으로 하는 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 모니터링 태스크는

이전의 데드라인 미스와 현재의 데드라인 미스가 모두 없음을 초기화하는 초기화 단계와,

디스크 입출력시에 데드라인에 따른 미스가 발생할 동안 대기하는 대기 단계와,

상기 대기 중에 현재 데드라인 미스와 이전의 데드라인 미스가 발생하면 사용자에게 데드라인 미스를 보고하는 보고 단계와,

상기 보고 받은 사용자는 특정 SD 프로그램의 녹화 삭제를 요청하는 요청 단계와,

상기 모니터링 데스크는 녹화 리스트에 있는 요청된 SD 프로그램을 삭제하고 다시 대기상태로 돌아가는 재대기 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 보고단계에서 보고 받은 사용자가 시스템에게 삭제할 SD 프로그램의 선택권을 인정하는 단계와,

삭제할 SD 프로그램 선정 루틴 호출 후 특정 SD 프로그램을 녹화 리스트에서탈락시킨 후 대기상태로 돌아가는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법.
제 3 항에 있어서,

대기 중에 현재 데드라인 미스가 발생하고 이전 데드라인 미스는 발생하지 않으면, 현재의 데드라인 미스의 발생을 삭제하고 이전 데드라인 미스가 발생한 것으로 설정한 후 대기 상태로 돌아가는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동영상 데이터의 동시 녹화/재생 방법.