KR100424480B1 - 디지털 텔레비전이 수용가능한 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체와, 그에 따른 재생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 고밀도 광 기록매체와, 그에 따른 재생장치에 관한 것으로, 본 발명의 고밀도 디브이디는 기록 저장되는 데이터를, 디지털 텔레비전의 수신 데이터 규격에 대응되는 트랜스포트 스트림의 데이터 포맷으로 저장하고, 이를 재생하는 장치에서는, 독출 재생된 데이터를 별도의 재엔코딩(Re-Encoding) 및 TS 먹싱동작없이 IEEE 1394와 같은 디지털 인터페이스를 통해 연결 접속된 디지털 텔레비전으로 전송함으로써, 복잡한 알고리즘이 요구되는 A/V 엔코더부를 구비하지 않고서, 기록매체로부터 고화질의 영상데이터를 디지털 텔레비전에 전달할 수 있게 한다.

Description

디지털 텔레비전이 수용가능한 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체와, 그에 따른 재생장치 {A high-density recording medium having data format acceptable to a digital television and a data reproducing apparatus thereof }
본 발명은, 앰팩(MPEG) 방식의 트랜스포트 스트림(TS: Transport Stream)을 수용하는 디지털 텔레비전과의 호환성을 갖는 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체와, 그에 따른 재생장치에 관한 것이다.
우선, 광 기록매체는 컴팩트 디스크(CD)에서 저장이 가능했던 약 600 Mbyte의 기록용량에서, 디지털 다기능 디스크인 디브이디(DVD)로 발전하면서 약 4.7 Gbyte의 기록용량을 갖게 되었으며, 이에 따라, 한 개의 디브이디를 이용하여, MPEG-2 (Moving Picture Expert Group) 영상 및 AC-3 (Audio Coding)의 음향 효과를 약 135분 동안 연속적으로 재생할 수 있게 되었다.
한편, 최근에는 디지털 텔레비전(D-TV)의 상업화와 더불어 HD급 수준의 고화질 영상이 요구되고 있는 데, 상기와 같은 HD-TV 수준의 고화질 요구에 부응하기 위하여, 보다 많은 데이터의 기록용량을 갖는 고밀도 디브이디(HD-DVD: High Density Digital Versatile Disc)의 개발이 필요하게 되었다.
상기 고밀도 디브이디는, 현재의 잠정적인 규격상, 일반적인 디브이디의 기록용량인 약 4.7 Gbyte 보다 대략 3.2 배정도 증가된 약 15 Gbyte의 기록용량을 구비하는 것으로 되어 있으며, 이 용량은 HD급 수준에 대응되는 고화질 영상을 약 135분간 기록할 수 있게 된다.그런데, 고밀도 디브이디에 기록하는 데이터의 포맷은 아직 확정되지는 않았으며, 기존의 디브이디의 기록 데이터 포맷과 호환성을 갖도록 할 수가 있을 것이다. 이하에서는 상기와 같은 고밀도 디브이디에서의 데이터 기록포맷을, 일반적인 디브이디와 호환성을 갖는 프로그램 스트림 방식으로 기록한 경우에, 이를 독출 재생하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 디스크 매체를 사용하는 일반적인 디스크 장치의 구성을 도시한 것이다. 도 1의 디스크 장치는, 입력되는 비디오, 오디오, 부영상 및 하이라이트 데이터를, PS 먹스(2)를 사용하여 앰팩 방식의 프로그램 스트림(PS: Program Stream)으로 먹싱한 후, 고밀도 디브이디(1)에 기록 저장하게 되고, 상기와 같이 프로그램 스트림으로 기록된 데이터를 고밀도 디브이디(1)로부터 독출 재생하는 경우, 독출되는 프로그램 스트림을, PS 디먹스(3)를 사용하여 비디오, 오디오, 부영상 및 하이라이트 데이터로 각각 분리 출력한 후, 분리 출력되는 각각의 데이터를 비디오 디코더(4), 오디오 디코더(5), 부영상 디코더(6)를 사용하여 원래의 디지털 데이터로 디코딩하게 되는 데, 이때 사용자 선택 메뉴와 같은 OSD(On Screen Display) 데이터는, 하이라이트 데이터와 함께 디코딩된 부영상 데이터에 합성되며, 상기 OSD 데이터와 부영상 데이터는 다시 비디오 데이터와 후단의 합성기(10)에서 합성 출력된다.
그리고, 상기 디코딩 및 합성 출력되는 비디오 데이터를 앰팩 2 비디오 엔코더(7)를 사용하여 엔코딩함과 아울러, 상기 디코딩된 오디오 데이터를, AC-3 오디오 엔코더(8)를 사용하여 엔코딩한 후, 상기 엔코딩된 비디오 및 오디오 데이터를, TS 먹스(9)를 사용하여 트랜스포트 스트림으로 변환 출력하게 된다,
즉, 고밀도 디브이디에 기록되는 데이터 포맷을, 일반적인 디브이디와의 호환성을 갖는 프로그램 스트림으로 기록 저장하고, 독출 재생시 이를 비디오, 오디오, 부영상 및 하이라이트 데이터로 분리 및 디코딩한 후, 디지털 텔레비전에서 수용 가능한 트랜스포트 스트림으로 변환시키기 위한 재 엔코딩(Re-Encoding) 및 TS 먹싱동작을 수행하게 된다.
한편, 디브이디와의 호환성을 갖는 데이터 포맷으로 고밀도 디브이디의 기록포맷을 결정하면 그 데이터 포맷은, 도 2에 도시한 바와 같이, 파일 시스템 기록영역과 데이터 기록영역으로 크게 구분되는 디스크 구조를 갖게 되는 데, 상기 데이터 기록영역에는, 복수의 타이틀이 기록되고, 각각의 타이틀에는, 재생 제어 및 관리정보에 해당되는 네비게이션 데이터와, 비디오 및 오디오 데이터에 해당하는 프레젠테이션 데이터가 기록되며, 상기 프레젠테이션 데이터에는, 2048 바이트의 기록크기를 갖는 PS 팩(PS Pack)단위로 기록되며, 상기 PS 팩은, 팩 헤더영역과 팩 데이터 영역으로 나뉘어진다. 상기 팩 데이터 영역에는, 패킷 헤더와, 비디오, 오디오, 부영상, 또는 표현 제어 데이터를 포함하는 패킷 데이터로 구성되는 PES 포맷의 데이터가 기록된다.
상기와 같은 계층적 구조의 데이터를 갖는 고밀도 디브이디로부터 데이터를 독출 재생하게 되면 디코딩된 데이터는, PES 포맷이 되므로, 이를 수용하지 못하는 디지털 텔레비전으로 전송하기 위해서는, 디코딩된 디지털 데이터를, 다시 A/V 엔코더부(7,8)를 통해 재 엔코딩 한 다음 TS 먹스(9)를 통해 트랜스포트 스트림으로 변환하여 전송하게 된다.
따라서, 고밀도 디브이디를 기존 디브이디와 호환되는 기록 포맷을 채택하게 되면, 디지털 텔레비전으로 기록된 영상물을 볼 수 있도록 하기 위해서 복잡한 알고리즘이 요구되는 A/V 엔코더부가 반드시 필요하게 되는 문제점이 있다.
또한, 디지털 텔레비전에서는, 부영상과 OSD 데이터를 수신하여 재생 표시하는 기능이 별도로 마련되어 있지 않고, 외부 데이터로부터 메뉴(Menu)표시와 같은 정지영상 표시기능을 수행할 수 없다. 따라서, 기록매체 재생장치에서는, 전술한 바와 같이, 부영상 및 OSD 데이터를 디지털 텔레비전에서 수용할 수 있는 트랜스포트 스트림으로 다시 엔코딩 및 TS 먹싱하여 전송해야만 하며, 정지영상 표시기능을 위하여는, 고밀도 디브이디 재생장치의 A/V 엔코더부에서 동일한 영상을 반복적으로 출력하는 반복 출력동작을 수행하여야만 가능하다. 이러한 이유로 인하여, 전술한 바와 같은, 디코딩된 데이터를 다시 엔코딩 및 TS 먹싱하기 위한 복잡한 알고리즘이 요구되는 A/V 엔코더부가 반드시 필요하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 기록 저장할 데이터를, 디지털 텔레비전이 수용할 수 있는 앰팩 방식의 트랜스포트 스트림의 데이터 포맷으로 고밀도 디브이디와 같은 고밀도 광 기록매체에 기록 저장함과 아울러, 독출 재생시에 별도의 엔코딩 및 TS 먹싱동작 없이, 디지털 인터페이스를 통해 연결 접속된 디지털 텔레비전으로 전송하는 기록매체의 재생장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
도 1은 디스크 매체를 사용하는 일반적인 디스크 장치의 구성을 도시한 것이고,
도 2는 일반적인 디브이디와의 호환성을 갖는 데이터 기록 포맷을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명에 따라 디지털 텔레비전이 수용가능한 데이터 포맷으로 고밀도 기록매체에 A/V 데이터를 기록하는 구성을 도식화하여 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명에 따른 디지털 텔레비전의 수용가능 데이터 기록 포맷을 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 고밀도 디브이디 재생장치에 대한 구성을 도시한 것이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 고밀도 디브이디 32 : 광픽업
33 : 아날로그 신호처리부 34 : 디지털 신호처리부
35 : 데이터 분리부 36 : 인터페이스부
37 : 제어부 38 : 메모리
40 : 앰팩 디코더부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 텔레비전이 수용가능한 포맷의 데이터를 갖는 고밀도 광 기록매체는, 오디오 및 비디오 데이터가, 디지털 텔레비전의 수신 데이터 규격에 대응되는 트랜스포트 스트림의 포맷으로 기록되어 있는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 재생장치는, 고밀도 광 기록매체로부터 독출 및 재생신호 처리된 디지털 데이터를, 네비게이션 데이터와, 프레젠테이션 데이터로 분리하고 상기 분리된 프레젠테이션 데이터를 트랜스포트 패킷들로 분할 출력하는 데이터 분리수단; 및 상기 분할 출력되는 트랜스포트 패킷들을, 순차적으로 디지털 인터페이스를 통해 외부 기기로 전송하는 인터페이스 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 디지털 텔레비전과 수용포맷과 호환성을 갖는 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체와, 그에 따른 재생장치에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명에 따른 디지털 텔레비전(D-TV)의 수용가능 데이터 포맷으로 기록하는 방법은, 도 3에 도시한 바와 같이, 외부로부터 수신되는, 엔코딩된 비디오 데이터와 오디오 데이터를, TS 먹스(22)를 이용하여 먹싱한 후, 고밀도 디브이디(21)에 트랜스포트 스트림으로 기록 저장하게 되는 데, 상기 비디오 데이터에는, 엔코딩된 부영상 데이터 및 하이라이트 데이터와 같은 표현제어 데이터가 사전에 믹싱된다.
즉, 디지털 텔레비전에서 수용 가능한 비디오 및 오디오 데이터 형태인 트랜스포트 스트림으로 고밀도 디브이디에 기록 저장하기 위하여, 디지털 텔레비전에서의 메뉴영상 또는 자막영상 표시에 필요한 부영상 데이터와 하이라이트 데이터를 비디오 데이터와 사전에 믹싱하여, 상기 TS 먹스로 입력시킴으로써, 상기 고밀도 디브이디에 기록 저장되는 비디오 데이터에는, 부영상 및 하이라이트 데이터가 포함 기록된다.
참고로, 상기 부영상 데이터 및 하이라이트 데이터를 고밀도 디브이디에 기록 저장하기 위한 별도의 규격을 정해 오디오 및 비디오 데이터와 구분하여 TS 포맷으로 기록한 후, 상기 오디오 및 비디오 데이터와 함께 디지털 텔레비전으로 전송할 수도 있다. 이 때, 부영상 및 하이라이트 데이터는 오디오 및 비디오 데이터의 독출시점을 달리하여 독출된다. 만약 하이라이트 데이터를 TS 포맷으로 기록하지 않은 경우에는 IEEE 1394와 같은 디지털 인터페이스의 구분채널, 예를 들면 비동기 채널을 통해 전송할 수도 있다.
한편, 상기 오디오 및 비디오 데이터와, 재생제어를 위한 네비게이션 데이터는, 디지털 텔레비전에서의 정지영상 표시기능을 지원하기 위한 데이터 구조를 채택하여 기록 및 관리하게 된다.
한편, 디지털 텔레비전이 수용 가능한 데이터 포맷으로 고밀도 디브이디에 데이터를 기록하게 되면, 그 기록 데이터 포맷은, 도 4에 도시한 바와 같이, 파일 시스템 기록영역과 사용자 데이터 기록영역으로 크게 구분되는 디스크 구조를 갖게 되며, 상기 데이터 기록영역에는. 복수의 타이틀이 기록되고, 각각의 타이틀에는, 재생 제어 및 관리정보에 해당되는 네비게이션 데이터와, 비디오 및 오디오 데이터에 해당하는 프레젠테이션 데이터가 기록되며, 상기 프레젠테이션 데이터에는, 2048 바이트의 기록크기를 갖는 HD 팩(HD Pack)단위로 기록되며, 상기 HD 팩은, 팩 헤더 영역과 팩 데이터 영역으로 나뉘어진다. 상기 팩 데이터 영역에는, 188 바이트의 기록크기를 갖는 복수의 트랜스포트 패킷들이 기록된다. 하나의 트랜스포트 패킷은 프로그램 시각 기준정보(PCR: Program Clock Reference)가 포함 기록되는 패킷 헤더(Header)와 유료부하(Payload)로 구성되며, 상기 188 바이트의 TS 패킷은, 디지털 텔레비전의 규격, 예를 들어 미국에서 채택하고 있는 디지털 텔레비전의 규격 A/53(ATSC Digital Television Standard)을 준수하게 된다.
참고로, IEEE 1394와 같은 디지털 인터페이스를 통해 연결 접속된 디지털 텔레비전이, 유럽 또는 일본에서 사용되고 있는 디지털 텔레비전인 경우, 상기 트랜스포트 패킷은, 유럽 또는 일본에서 채택하고 있는 디지털 텔레비전의 규격을 준수하는 형태로 기록하게 된다.
그리고, 상기와 같은 계층적 구조의 데이터 포맷을 갖는 고밀도 디브이디로부터 데이터를 독출 재생하는 고밀도 디브이디 재생장치(300)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 디지털 텔레비전의 수용가능한 포맷의 데이터를 갖는 고밀도 디브이디(31)에 기록 저장된 데이터를 독출하는 광픽업(32); 상기 광픽업으로부터 출력되는 아날로그 신호를 신호처리하여 이진(binary) 신호로 출력하는 아날로그 신호처리부(33); 상기 아날로그 신호처리부로부터 출력되는 이진 신호를 복조하여 디지털 데이터로 복원하는 디지털 신호처리부(34); 상기 디지털 신호처리부로부터 출력되는 디지털 데이터를 비디오 및 오디오 재생을 위한 프레젠테이션 데이터와, 재생 제어를 위한 네비게이션 데이터로 각각 분리 출력하며, 분리된 프레젠테이션 데이터는 다시 해독하여 트랜스포트 패킷들로 분해 출력하는 데이터 분리부(35); 상기 분해 출력되는 트랜스포트 패킷들을 해당 패킷의 전송시간 간격에 맞추어 IEEE 1394와 같은 디지털 인터페이스를 통해 연결 접속된 디지털 텔레비전으로 전송하는 인터페이스부(36); 상기 네비게이션 데이터 또는 사용자 입력에 따라, 상기 구성수단들의 동작을 제어하는 제어부(37); 및 상기 제어부의 동작 제어에 필요한 데이터 및 재생에 필요한 임시 데이터를 저장하는 메모리(38)를 포함하여 구성된다. 한편, 상기 분리 출력되는 TP 형태의 프레젠테이션 데이터를 디코딩하여, 아날로그 비디오 및 오디오신호를 수용할 수 있는 외부 텔레비전으로 전송하기 위한 아날로그 비디오 및 오디오신호로 변환 출력하는 디코더부(40)가 선택적으로 추가 구성될 수 있다.
이에 따라, 디지털 텔레비전과가 수용가능한 포맷의 데이터를 갖는 고밀도 디브이디로부터 독출 및 신호 처리되는 TP형태의 프리젠테이션 데이터는, 상기 데이터 분리부(35)에 의해 트랜스포트 패킷(TP)으로 분할되어, 인터페이스부(36)로 출력되고, 상기 인터페이스부(36)는 각 TP들을 그 패킷에서 정해진 시간 간격으로, 연결 접속된 디지털 텔레비전 즉, 고밀도 디브이디로부터 독출 및 재생 신호처리된 TS 패킷의 오디오 및 비디오 데이터를 수용할 수 있는 규격을 채택하고 있는 디지털 텔레비전 또는 셋탑박스(STB)로 전송된다. 상기 인터페이스부(36)는 수신 트랜스포트 패킷을 지정되는 시간간격으로 보내기 위해 내부클럭(clock)을 가지고 있으며, 이 내부클럭은 트랜스포트 패킷의 헤더에 시간기준정보(PCR)이 있을 때마다 그에 맞게 조정된다.
따라서, 고밀도 디브이디로부터 독출되는 프레젠테이션 데이터는 별도의 엔코딩과 TS 먹싱의 동작 없이 외부의 디지털 텔레비전으로 제공할 수가 있게 된다.한편, 디지털 텔레비전에서는, 전송되는 비디오 데이터에, 부영상 데이터와 하이라이트 데이터가 믹싱되어 있으므로, 필요한 경우에는 이를 분리 추출하여 메뉴 선택 또는 자막영상 처리를 위한 정지영상으로 화면 표시하고, 그렇지 않은 경우에는 화면 출력하지 않는다.
한편, 상기와 같이 독출 전송되는 TS 패킷을 수용할 수 없는 텔레비전이 연결 접속되는 경우에는, 상기 데이터 분리부(35)에 의해 분리 출력되는 TS 패킷의 프레젠테이션 데이터를, 상기 디코더부(40)를 이용하여, 아날로그 비디오 및 오디오신호로 변환한 후, 이를 연결 접속된 외부 텔레비전으로 전송하게 된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 디지털 텔레비전과의 호환성을 갖는 고밀도 광 기록매체와, 그에 따른 재생장치는, 고밀도 디브이디로부터 독출되는 재생 데이터를, 트랜스포트 스트림으로 변환하기 위한 별도의 재엔코딩(Re-Encoding) 및 TS 먹싱동작이 불필요하게 되어, 그에 따른 복잡한 알고리즘이 요구되는 A/V 엔코더부를 삭제할 수 있게 됨은 물론, 디지털 텔레비전에서 메뉴 영상 또는 자막영상과 같은 정지영상을 화면 표시할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

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  11. 고밀도 광 기록매체에 있어서,
    오디오 및 비디오 데이터가, 디지털 텔레비전이 수신하도록 지정된 데이터 규격에 대응되는 트랜스포트 스트림의 포맷으로 기록됨과 아울러,
    상기 디지털 텔레비전에서의 메뉴 또는 자막에 해당하는 정지영상을 화면 표시할 수 있도록 하기 위한 부영상 또는 화면 장식 데이터가 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전과의 호환성을 갖는 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 비디오 데이터에는, 상기 디지털 텔레비전에서의 메뉴 또는 자막에 해당하는 정지영상을 화면 표시할 수 있도록 하기 위한 부영상 또는 화면장식 데이터가 사전에 믹싱(Mixing)되어 기록되는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전과의 호환성을 갖는 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 디지털 텔레비전에서의 메뉴 또는 자막에 해당하는 정지영상을 화면 표시할 수 있도록 하기 위한 부영상 또는 화면장식 데이터가, 상기 오디오 및 비디오 데이터와 구분 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전과의 호환성을 갖는 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 화면장식 데이터는 하이라이트 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전과의 호환성을 갖는 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 오디오 및 비디오 데이터는, 팩 헤더 영역과 팩 데이터 영역으로 구성되는 2048 바이트의 기록크기의 팩 단위로 기록되되, 상기 팩 데이터 영역에는, 188 바이트의 기록크기를 갖는 복수의 앰팩 트랜스포트 패킷들이 기록되는 계층적 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전과의 호환성을 갖는 데이터 포맷의 고밀도 광 기록매체.
  16. 고밀도 광 기록매체로부터 독출 및 재생신호 처리된 디지털 데이터를, 네비게이션 데이터와, 프레젠테이션 데이터로 분리하고 상기 프레젠테이션 데이터를 앰팩 트랜스포트(transport) 패킷들로 분할 출력하는 데이터 분리수단; 및
    상기 분할 출력되는 트랜스포트 패킷들을, 순차적으로 디지털 인터페이스를 통해 외부 기기로 전송하는 인터페이스 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 재생장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 프레젠테이션 데이터는, 부영상 또는 화면장식 데이터가 믹싱된 비디오 데이터와, 오디오 데이터인 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 재생장치.
  18. 제 16항에 있어서, 부영상 또는 화면장식 데이터는, 비디오 및 오디오 데이터로 구성된 상기 프레젠테이션 데이터와는 구분되어 출력되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 재생장치.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 인터페이스 수단은, 수신되는 188 바이트의 트랜스포트 패킷을, 그 패킷에 기록된 전송시각 간격에 기준하여 전송하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 재생장치.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 분할 출력되는 프레젠테이션 데이터의 트랜스포트 패킷들을 디코딩하여, 아날로그 비디오 및 오디오 신호로 변환 출력하는 변환수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 재생장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 변환 출력되는 아날로그 비디오 및 오디오 신호는, 상기 인터페이스 수단과는 별도의 경로를 통해 외부로 전송되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 재생장치.
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