KR100348264B1 - 디지털 방송 수신기의 ｖｃｒ 기능 제공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여러 프로그램이 동시에 전송되는 디지털 방송 환경에서 선택적으로 프로그램을 저장하기 위해 사용된 타임 스탬프 기법으로 VCR 기능을 제공하기 위한 것으로서, 수신된 방송 스트림을 소정 크기의 논리적인 단위로 정의하고 상기 논리적인 단위별로 저장하는 저장단계와, 상기 저장된 논리적인 단위에 따라 상기 방송 스트림 중 선택적으로 스킵(skip)하면서 다음 방송 스트림을 읽어와서 타임 스탬프를 재생성하며 재생하는 재생단계를 포함하여 이루어져서, 디지털 티브이에서 저장된 MPEG-2 스트림에 대한 실질적인 VCR 기능을 제공할 수 있다.

Description

디지털 방송 수신기의 ＶＣＲ 기능 제공 방법{method for VCR function offer in digital broadcasting receiver}

본 발명은 디지털 방송에 관한 것으로, 특히 디지털 방송 스트림을 저장하여 VCR 기능을 지원하는 방법에 관한 것이다.

최근 미국의 티보(Tivo), 리플레이(Replay) 티브이 등에 의하여 소개된 '퍼스널 비디오 레코더(Personal Video Recorder : PVR)'는 하드디스크를 TV, STB에 응용하여 최대 30시간까지 동시에 다른 방송국에서 방송되는 프로그램들을 녹화 가능하도록 하고 있다.

따라서 시청자는 현재 시청중인 프로그램 이외에도 타 방송 프로그램을 동시에 녹화하고, 후에 녹화된 프로그램을 이용하여 시청하고자 하는 프로그램을 선택하여 시청함으로써, 같은 시간대에 방송되는 모든 프로그램을 시청할 수 있다.

올해 초 상기 PVR과 관련한 보고서를 냈던 미디어 분석가 조쉬 버노프에 의해 "10년내에 80% 이상의 가정에서 PVR을 보게 될 것"이라는 조사 결과가 나와 업계에서 타임 시프터(time shifter) 기능의 필요성이 부각되고 있다.

상기 타임 시프터(time shifter)는 관련된 종래 기술이 특허화 된 것이 거의 없으며, 티보(Tivo), 리플레이(Replay) 티브이 등에서 타임 시프터 관련 특허가 출원 중에 있는 것으로 알려져 있다.

그러나 아직 정확히 어떤 종류의 것인지는 밝혀지지 않고 있다.

단지, 1999년 NAB인 회보(proceedings) 논문집에서 "디지털 HDTV 방송에서의 텔레비전 홈 서비스(television home server for digital HDTV broadcasting)"에서디지털 방송 신호(TS라 칭함) 저장 방법에 관한 내용이 기재되어 있다.

위 논문의 내용을 살펴보면 TS(Transport Stream)의 저장 및 저장된 TS의 플레이(play)시 각각 입력 및 출력의 TS 처리(processing) 과정을 거쳐 디스크의 저장용량을 향상시키는 부분에 대해 설명하고 있다.

즉, 입력 TP 처리(processing) 과정에서 입력되는 TS(Transport Stream)의 전 단계 처리로 PID(Packet IDentifier)를 바탕으로 원하는 스트림 선택과정을 통하여 일부분의(partial) TS를 만들어내도록 하고 있다.

그 실예로써 현재 개발 중인 디지털 방송에서 하나의 물리적(physical) 채널에 최대 4개의 SD 스트림이 서로 다른 대역폭(bandwidth)을 가지고 수신될 수 있는데, 이때 하나의 SD 스트림만을 선택적으로 수신하는데 사용될 수 있다.

도 1 은 다수개의 SD 스트림을 가진 MPEG-2 TS 스트림 중에서 선택적으로 SD 스트림을 저장할 때의 타임 스탬프를 생성하는 방법을 도식화한 것이다.

도 1을 보면 선택된 SD 스트림만을 골라 저장하기 위해서 입력 TS 처리를 통해 일부분의(partial) TS를 선택하여 생성된 스트림만으로 이루어진 제 2 신호(20)와 같이 생성한다.

이때, 올바른 디코딩을 위해서는 송신측에서의 스트림 전송률이 동일하게 디코더에게 전해져야 한다.

왜냐하면 상기 SD의 경우 4개의 가상 채널 중 하나의 가상 채널을 선택적으로 저장할 때, 원래 스트림(stream)(10)내의 PCR값 주기와 PID에 의해 선택적으로 저장된 스트림(20) 정보가 저장매체에서 읽어서 바로 디코더로 전송되어 디코딩하게 되면, PCR값의 주기가 일정하지 않을 수 있어 정상적인 디코딩이 이루어질 수 없기 때문이다.

따라서 상기 제 2 신호(20)는 향후 재생을 위해 상기 제 1 신호(10)에서 검출된 일부분의 TS를 만드는 과정에서 생략된 신호를 NULL 패킷으로 간주하고 NULL 패킷의 숫자를 카운트하여 헤더를 구성한다.

그리고 상기 일부분의(partial) TS 신호 사이사이에 헤더를 삽입시켜 제 3 신호(30)를 생성한다.

이어 상기 생성된 제 3 신호(3)를 디코딩할 때, 원래신호인 제 1 신호(10)와 같은 대역폭으로 처리하여 PCR값의 간격을 일정하게 유지시키기 위해서 제 2 신호(20)를 NULL 패킷 카운터만큼 실제 NULL 패킷을 생성하고 헤더를 제거하여 제 4 신호(40)와 같이 전송한다.

이와 같이 TS를 저장하거나, 재전송할 경우, 특히 선택적으로 PCR값의 간격을 일정하게 유지하여 디코딩을 정확하게 하기 위해 타임 스탬프를 사용한다.

상기 타임 스탬프를 사용하는 방법을 보면 상기 제 1 신호(10)와 같은 라이브 스트림(live stream)을 PID 필터링을 통해 선택적으로 TS 스트림을 검출하고, 이를 바탕으로 시스템 내부에 혹은 시스템의 클럭을 이용하여 현재의 클럭값을 헤더 형식으로 각각의 데이터 패킷에 결합하여 저장한다.

이와 같이 저장된 데이터를 플레이(play)하기 위해서는 저장된 별도의 클럭을 두거나, 시스템 클럭을 응용하여 카운터값을 저장된 데이터의 헤더와 비교한다.

그래서 디코딩을 위해 대기중인 데이터를 선택적으로 디코더로 전송한다.

그러나 이런 방법은 일반 플레이만 할 경우에는 디코딩하는데 아무런 문제가 없지만, MPEG-2 스트림을 논리적인 단위(예를 들어 GOP(Group Of Picture))로 건너뛰어야 하는 VCR 기능인 빠른 재생(forward), 또는 빠른 되감기(rewind)등을 수행하는 것은 불가능하게 된다.

다시 말해서, 하드디스크에서 논리적인 단위로 건너뛰면서 읽어 주더라도 주어진 타임 스탬프값 때문에 원하는 시간에 바로 디코딩되지 못하고, 또한 원래의 타임 스트림값이 될 때까지 기다리게 됨으로써 VCR 기능을 구현하지 못하게 된다.

이와 같이 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 타임 스탬프를 이용한 디지털 방송 수신기는 MPEG-2 스트림을 논리적인 단위로 건너뛰어야 하는 VCR 기능인 빠른 재생(forward), 빠른 되감기(rewind)등을 수행하는데 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 여러 프로그램이 동시에 전송되는 디지털 방송 환경에서 선택적으로 프로그램을 저장하기 위해 사용된 타임 스탭프 기법의 제한을 극복해서 VCR 기능을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 다수개의 SD 스트림을 가진 MPEG-2 TS 스트림 중에서 선택적으로 SD 스트림을 저장할 때의 타임 스탬프를 생성하는 방법을 도식화

도 2 은 본 발명에 따른 MPEG-2 스트림 편집기능을 제공하기 위한 PVR의 전체적인 시스템을 나타낸 구성도

도 3 은 본 발명에 따른 스트림 제어부의 저장단계를 나타낸 흐름도

도 4 는 본 발명에 따른 스트림 제어부의 재생단계를 나타낸 흐름도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제 1 신호 20 : 제 2 신호

30 : 제 3 신호 40 : 제 4 신호

100 : 튜너 200 : 디모듈레이터

300 : PID 필터부 400 : 타임 스탬프 헤더부

500 : 스탬프 제어부 600 : 저장 제어부

700 : 먹스부 800 : 저장부

900 : 디코더부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법의 특징은 수신된 방송 스트림을 소정 크기의 논리적인 단위로 정의하고 상기 논리적인 단위별로 저장하는 저장단계와, 상기 저장된 논리적인 단위에 따라 상기 방송 스트림 중 선택적으로 스킵(skip)하면서 다음 방송 스트림을읽어와서 타임 스탬프를 재생성하며 재생하는 재생단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

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

본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 VCR 기능을 제공하는 PVR의 구성도를 나타낸 도면으로서, 도 2를 보면 수신된 방송신호를 튜닝하는 튜너(100)와, 상기 튜너(100)에서 출력된 신호를 복조하여 라이브 스트림을 출력하는 디모듈레이터(200)와, 상기 디모듈레이터(200)에서 출력되는 라이브 스트림을 필터링하여 저장할 TS 스트림만을 검출하는 데이터 PID 필터부(300)와, 상기 데이터 PID 필터부(300)에서 검출된 TS 스트림 이외의 신호를 NULL 패킷으로 간주하고 상기 NULL 패킷의 숫자를 카운터하여 헤더를 구성하고, 상기 구성된 헤더를 상기 일부분의(partial) TS 신호 사이사이에 삽입시키는 타임 스탬프 헤더부(400)와, 상기 타임 스탬프 헤더부(400)에서 생성된 TS 신호를 저장하는 저장부(800)와, 상기 저장부(800)에 저장된 스트림을 편집 및 재생을 제어하는 스탬프 제어부(500)와, 상기 저장부(800)에 저장된 스트림을 관리하는 저장제어부(600)와, 상기 스탬프 제어부(500)와 디모듈레이터(200)에서 출력되는 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 먹스부(700)와, 상기 먹스부(700)에서 선택된 신호를 디코딩하는 디코더부(900)로 구성된다.

이때 상기 스트림 제어부(500)는 VCR 기능을 제공하기 위한 방법으로 저장단계와 재생단계 두 가지 단계로 진행된다.

먼저, 저장단계는 VCR 기능 수행 시 추가적인 시스템 자원을 사용하지 않고 논리적인 단위로 스킵(skip)하기 위해 MPEG-2 스트림의 논리적인 단위(예, GOP 혹은 1 프레임의 시작 오프셋 및 길이 등의 정보)에 대한 정보를 추출한다.

이 기능은 디코더의 인터럽트를 이용하거나, 스트림 제어기에서 직접 처리한다.

그리고, 재생 단계는 상기 저장단계에서 추출된 정보를 이용해서 해당 논리적인 단위로 건너뛰면서 저장된 MPEG-2 스트림을 읽어 오며, 타임 스트림 핸들러(handler)에 넘기기 전에 타임 스탬프를 재 생성한다.

그러면 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법에서 핵심이 되는 스트림 제어부의 저장단계와 재생단계를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하여 보도록 한다.

도 3 은 본 발명에 따른 스트림 제어부의 저장단계를 나타낸 흐름도로써, 도 3을 보면 외부에서 MPEG-2 스트림이 입력되면(S10) 상기 MPEG-2 스트림 중 선택적으로 저장할 SD 스트림을 지정한다(S20).

이어 논리적인 단위인 GOP 혹은 1 프레임의 시작 오프셋 및 길이 등의 정보를 정의한다(S30).

그리고 상기 수신된 MPEG-2 스트림이 TS 패킷(packet) 단위로 수신되면서 논리적인 단위의 크기를 계속적으로 증가시킨다(S50).

이때 상기 증가된 논리적인 단위의 크기와 상기 정의된 논리적인 단위의 크기와 비교한다(S60).

이어 상기 비교 결과 동일하면 그때의 논리적인 단위 정보를 저장하고(S70) 이어서 다음의 논리적인 단위를 시작하여(S30) 수신된 MPEG-2 스트림을 논리적인 단위별로 저장한다.

그리고 전송되는 TS 패킷이 모두 끝나면 저장을 종료한다(S40).

도 4 는 본 발명에 따른 스트림 제어부의 재생단계를 나타낸 흐름도로써, 도 4를 보면 먼저 사용자 또는 외부의 제어에 의해 VCR의 배속을 입력받는다(S100).

그리고 상기 입력되는 배속에 따라 논리적인 단위를 결정한다.

이때 상기 논리적인 단위는 다음 수학식 1을 통해 결정된다(S200).

클럭 오프셋(offset) =

현재 TS 패킷의 클럭 - 이전 TS 패킷의 클럭 + 평균 패킷간의 클럭 차

상기 수학식 1에 따라서 빠른 재생 또는 빠른 되감기 시에 스킵(skip)되는 TS 패킷에 의해 발생되는 클럭의 차이를 제거할 수 있다.

즉, 재생된 이전 TS 패킷의 마지막 패킷부분과 소정 패킷단위로 스킵된 후에 재생되는 현재 TS 패킷의 시작 패킷부분과의 클럭의 차이를 상기 수학식 1을 통해 제거하게 된다.

이와 같이 상기 수학식 1 에 의해 결정된 논리적인 단위를 이용하여 저장부에 저장된 TS 패킷을 소정패킷단위로 TS 패킷을 검출한다.

그리고 현재 TS 패킷의 클럭에서 상기 결정된 논리적 단위인 클럭 오프셋을 뺀 값을 다시 현재의 TS 패킷의 클럭으로 사용한다(S400).

이어 재생되는 TS 패킷이 논리적인 단위의 끝에 해당되면(S500) 소정패킷단위로 재생된 패킷간의 평균 클럭차를 계산한 후(S600) 다시 상기에서 입력된 배속에 따라 다음 논리적인 단위를 결정한다(S200).

그리고 TS 패킷이 모두 재생되면 종료한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 디지털 티브이에서 저장된 MPEG-2 스트림에 대한 실질적인 VCR 기능을 제공할 수 있다.

둘째,VCR 기능을 위한 추가적인 하드웨어 로직이 필요 없으므로 비용을 절감할 수 있다.

셋째, 아날로그 티브이에서 타임 시프티드 레코딩(time shifted recording) 기능을 구현할 경우 동일하게 적용 가능하다.

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 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (6)

1. 수신된 방송 스트림중 저장할 스트림에서 GOP(Group Of Picture) 혹은 1 프레임의 시작 오프셋 및 길이에 대한 정보를 추출하여 소정 크기의 논리적인 단위를 정의하고 상기 정의된 논리적인 단위별로 지정할 스트립을 저장하는 저장단계와,

   상기 저장된 논리적인 단위에 따라 상기 방송 스트림 중 선택적으로 스킵(skip)하면서 다음 방송 스트림을 읽어와서 타임 스탬프를 재생성하며 재생하는 재생단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저장 단계는

   외부에서 수신된 방송 스트림 중 선택적으로 저장할 방송 스트림을 지정하는 단계와,

   상기 지정된 방송 스트림에 상응하여 논리적인 단위 정보를 정의하는 단계와,

   상기 지정된 방송 스트림을 소정의 패킷(packet) 단위로 수신하면서 상기 정의된 논리적인 단위와 비교하는 단계와,

   상기 비교 결과 동일하면 현재의 논리적인 단위 정보로 방송 스트림을 저장하는 단계와,

   상기의 모든 단계를 반복 수행하여 수신되는 다수개의 방송 스트림을 논리적인 단위별로 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 논리적인 단위 정보는 GOP 또는 1 프레임의 시작 오프셋 및 길이에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 재생 단계는

   사용자 또는 외부의 제어에 의해 VCR의 배속을 입력받는 단계와,

   상기 입력된 배속에 따라 논리적인 단위 정보를 결정하는 단계와,

   상기 저장 단계에서 논리적인 단위로 저장된 방송 스트림을 소정패킷단위로 검출하여 재생하는 단계와,

   상기 재생되는 방송 스트림이 논리적인 단위의 끝에 해당되면 소정패킷단위로 재생된 패킷간의 평균 클럭차를 계산하여 재생될 다음 논리적인 단위를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 논리적인 단위 결정은 수학식

   클럭 오프셋(offset) = 현재 TS 패킷의 클럭 - 이전 TS 패킷의 클럭

   + 평균 패킷간의 클럭 차

   에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 현재 TS 패킷의 클럭은 현재 TS 패킷의 클럭에서 상기 클럭 오프셋을 뺀 값인 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 VCR 기능 제공 방법.