KR100490154B1 - 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치 - Google Patents

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KR100490154B1 KR10-2002-0020207A KR20020020207A KR100490154B1 KR 100490154 B1 KR100490154 B1 KR 100490154B1 KR 20020020207 A KR20020020207 A KR 20020020207A KR 100490154 B1 KR100490154 B1 KR 100490154B1
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Abstract

본 발명은 DTV 테스트 스트림 생성 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수를 기반으로 하여 ES와 TS의 재생시간을 일치시킨 테스트 스트림이 저장되는 스트림 저장수단, 상기 스트림 저장수단에 저장된 테스트 스트림을 다중화하여 출력하는 다중화수단, 상기 저장수단에 저장된 테스트 스트림이 DTV 테스트를 위하여 상기 다중화 수단을 통해 출력되도록 제어하는 제어수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 DTV 스트림의 반복 재생시 ES와 TS간의 재생 시간 불일치로 인한 불연속 현상을 제거할 수 있고, 유한한 테스트 스트림을 반복하여 재생하여도 불연속 현상이 일어나지 않으므로 DTV 수신기 테스트 시에 그 기능이나 성능의 평가를 오류없이 정확하고 정밀하게 수행할 수 있는 기반을 제공한다.

Description

디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치{DTV Test Stream Generator}
본 발명은 디지털 텔레비젼 수신기(DTV 수신기)의 테스트를 위한 테스트 스트림(Test Stream) 생성 시스템에 관한 것으로서 특히, 테스트 스트림 반복 재생시 불연속 현상을 제거한 테스트 스트림 생성장치와 그 방법 및, 불연속 현상이 제거된 테스트 스트림이 기록된 기록매체에 관한 것이다.
디지털 방송 시스템(digital broadcast system)은 전 과정이 디지털 신호로 처리되어 화질이 선명하며, 저음역에서 고음역까지 음향 신호를 세분화하여 고음질을 구현할 수 있다. 따라서, 최근 디지털 방송 시스템은 지상파, 위성, 케이블 TV 등 다양한 매체를 통하여 빠른 속도로 응용, 확산되고 있다.
이와 같은 디지털 방송을 수신하기 위한 DTV의 테스트는 방송 시스템으로부터 신호를 받아서 기능이나 성능을 테스트해야 한다. 그러나, 실제 방송 시스템을 사용한 테스트는 동작 테스트는 가능하지만 수신기의 특수한 기능의 테스트나 수신기의 성능을 일정하게 하기 위한 특수한 신호는 제공되지 않고 있다. 그러므로 DTV 수신기 개발 및 제조자는 이러한 기능 테스트와 성능 평가를 위하여 가상의 방송 시스템을 구성하고 이 시스템을 이용해서 DTV 테스트를 수행하는 것이 일반적이다.
도1은 가상 방송 시스템을 이용한 DTV 테스트의 개념을 개략적으로 보여준다. 스트림 생성기(Stream Generator)(101)에서 DTV 수신기의 기능이나 성능 평가를 위한 소정의 오디오/비디오 테스트 스트림을 생성하고, 채널 엔코더(Channel Encoder)(102)에서 상기 테스트 스트림을 채널 엔코딩하고, 채널 업 컨버터(Channel Up Converter)(103)에서 상기 채널 엔코딩된 테스트 스트림을 RF 레벨로 변조 및 업 컨버팅하여 출력하고, DTV 수신기 즉, 셋탑 박스(Set-top Box)(104)에서 상기 RF 신호를 수신하고, 수신된 테스트 스트림에 대하여 오실로 스코우프와 같은 측정장비(105)나 HDTV/PC 모니터(106)를 이용해서 그 기능이나 성능 평가를 수행한다.
이와 같이 DTV 수신기를 생산할 때 필요한 테스트 스트림의 길이는 실제 방송에서와 같이 무한히 계속되어야 한다. 또한 DTV 수신기의 성능이나 기능 평가를 위해서 매우 다양한 종류의 테스트 스트림이 필요하며, 이에 따라 많은 채널과 대량의 데이터가 발생하게 된다. 그러나 DTV 테스트 스트림을 저장할 수 있는 컴퓨터 저장 매체의 용량이 유한하기 때문에 스트림의 길이는 최소화하고 유한한 테스트 스트림을 반복시켜 재생해야 한다. 이와 같이 유한한 길이의 테스트 스트림을 반복하여 재생할 경우 비디오 및 오디오 기본 스트림(elementary stream, ES)의 재생 시간과 트랜스포트 스트림(transport stream, TS)의 재생시간을 정확히 일치시키기 어렵다. 따라서, 테스트 스트림이 반복 재생될 경우 상기 TS와 ES의 불일치로 인하여 비디오 및 오디오의 불연속 현상이 발생하게 되고, 이로 인하여 DTV 수신기 생산 현장에서 테스트된 제품이 불량으로 오인될 우려가 있다.
도2에 종래의 TS와 ES의 불일치와 이에 따른 불연속 현상이 나타남을 예를 들어 표현하였다. 즉, 프로그램 유닛(Program Unit)에서 비디오 프레임(Video Frame)(201), 오디오 프레임 및 오디오 ES(Audio Frame and Audio ES)(202), 비디오 ES(Video ES)(203), TS 패킷(TS Packet)(204)의 관계를 표현하였다. 도2에 나타낸 바와 같이 ES와 TS간의 시간 차(tdiff), 즉 재생시간 불일치로 인하여 ES와 TS의 반복 재생시에 불연속 현상이 일어남을 알 수 있다.
즉, 도2는 DTV 수신기 생산 시 품질 검사를 위해 일부 주문 판매되고 있는 테스트 스트림이 비디오 프레임에서부터 TS까지 변화하는 경우, 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, 비디오 ES 단위시간 및 TS 패킷 단위 시간의 관계를 보여준다. 도2에서 비디오 및 오디오 ES의 재생과 TS의 재생 시간차(tdiff)가 일반적을 존재함을 알 수 있다. 따라서, 이와 같은 프로그램 TS를 단순히 반복 재생하면 재생 시간차(tdiff)가 누적되어 비디오 및 오디오 ES의 전송이 완료되어야 할 시점에서 아직 TS는 전송되지 않는 문제가 발생한다. 즉, TV에서 비디오 및 오디오가 재생되어야 할 시점에서 TS가 전송되지 않아 재생할 수 없는 문제가 발생하는 것이다.
스트림 명(Stream name) 비디오 런닝 타임(Video Running time) tvf, [sec] 비디오 ES 타임(Video ES time) tvES, [sec] 트랜스포트 스트림 타임(Transport stream time) tTS, [sec] tvES와 tTS의 시간차 tdiff, [sec]
np.ts 37.6 37.599577 67.6 0
sm4.ts 37.6 37.599577 67.6 0
sa,m2t.1 15.015 15.037111 15.04 0.025
sa.m2t.1.new 15.015 14.972825 14.975328 0.039672
TPhhi_bits.conf 1.840 1.840424 1.841548 0.001648
sample.trp 1.360 1.332960 1.398720 0.03872
VIDn002b.12t 4.0 4.000087 3.999982 0.000018
표1은 MPEG에서 제공하는 트랜스포트 스트림에 대해 재생시간을 분석해 놓은 것이다. 표1에서 비디오 프레임 재생시간, ES 재생시간, TS 재생시간은 길게는 수십 msec 정도 차이가 있음을 알 수 있다. 이는 TS가 패킷 단위로 구성되기 때문에 ES를 TS로 변환시킬 경우 TS 패킷의 재생시간과 ES의 재생시간의 차이가 발생하게 되는 것이다. 이 시간의 차이는 반복 재생이 아닌 경우에는 큰 문제가 없으나, 테스트를 위한 반복 재생의 경우는 일정한 길이의 TS 스트림을 반복 재생할 경우 디코더가 있는 오디오와 비디오 ES 버퍼의 크기, ES 스트림율 및 프레임 주기 등의 영향으로 비디오 및 오디오의 불연속 현상이 불규칙하게 발생하게 된다.
이와 같이 유한한 테스트 스트림을 반복하여 재생할 때 나타나는 TS와 ES간의 재생시간 불일치로 인한 불연속 현상은 앞서 기술한 바와 같이 DTV 수신기 테스트의 신뢰성에 영향을 주게 된다.
그러므로, DTV 수신기의 기능이나 성능 평가를 위한 테스트 스트림의 반복 재생 시에 TS와 ES의 재생시간 불일치로 인한 비디오 및 오디오의 불연속 현상을 방지하고, 반복 재생 시에도 불연속 현상이 일어나지 않는 테스트 스트림과 이를 생성하기 위한 연구가 필요하다.
본 발명은 DTV 테스트 스트림의 반복 재생시 불연속 현상이 일어나지 않도록 한 DTV 수신기 테스트 스트림 생성장치와, DTV 수신기 테스트 스트림 생성방법, 그리고 불연속 현상이 제거된 DTV 테스트 스트림이 기록된 기록매체를 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 DTV 테스트 스트림의 ES와 TS간의 재생시간을 일치시킴으로써, DTV 스트림의 반복 재생시에도 불연속 현상이 일어나지 않도록 한 DTV 수신기 테스트 스트림 생성장치와, DTV 수신기 테스트 스트림 생성방법, 및 ES와 TS간의 재생시간을 일치시킨 테스트 스트림이 기록된 기록매체를 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 DTV 테스트 스트림 생성장치는, 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수를 기반으로 하여 ES와 TS의 재생시간을 일치시킨 테스트 스트림이 저장되는 스트림 저장수단, 상기 스트림 저장수단에 저장된 테스트 스트림을 다중화하여 출력하는 다중화수단, 상기 저장수단에 저장된 테스트 스트림이 DTV 테스트를 위하여 상기 다중화 수단을 통해 출력되도록 제어하는 제어수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 DTV 테스트 스트림 생성방법은, 오디오/비디오 자원을 구하는 단계, 상기 오디오/비디오 자원을 ES 레벨로 압축하는 단계, 상기 압축된 오디오/비디오 스트림에 대하여 화질을 보장하기 위하여 반복해도 무방한 구간을 선택하는 단계, 상기 선택된 구간의 오디오/비디오 스트림에 대하여 반복 재생시 ES와 TS의 재생 시간을 일치시킨 소정 시간 주기로 ES/TS를 출력하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 DTV 테스트 스트림이 기록된 기록매체는, 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수를 기반으로 하여 ES와 TS의 재생시간을 일치시킨 소정의 시간 주기로 ES/TS가 기록되는 기록매체를 포함하여 구성되는것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 DTV 수신기 테스트 스트림 생성 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 실시예로서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도3은 본 발명의 테스트 스트림 생성장치의 실시예를 나타낸 블럭도로서, TS와 ES의 재생시간을 일치시킨 소정 시간격의 테스트 스트림이 저장된 저장장치(301)와, 상기 영상 저장장치(301)에 저장된 테스트 스트림을 다중화하여 출력하는 다중화기(302)와, 상기 영상 저장장치(301)에 저장된 테스트 스트림 출력을 제어하기 위한 CPU(303)와, 테스트 스트림의 선택과 출력 조작을 위한 사용자 인터페이스(304)와, 상기 사용자 인터페이스(304)를 이용한 테스트 스트림의 선택과 출력 정보의 디스플레이를 위한 디스플레이장치(305)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 저장장치(301)에 저장되는 테스트 스트림(T1,...,Tn)은 불연속 현상이 발생하지 않는 소정의 시간 단위로 구성된 ES와 TS이며, 테스트할 제품의 성능이나 기능의 평가 항목, DTV 시스템의 규격에 따라 적합한 소정의 패턴 및 시간 단위로 구성된 적어도 2개 이상의 테스트 스트림이다. 저장장치(301)는 기억장치로서 반도체 메모리 및 HDD를 예로 들 수 있다. 또는 저장장치(301)를 CD와 같은 광기록/재생매체를 이용할 수도 있다. 사용자 인터페이스(304)는 키보드나 키패드, 마우스, 또는 터치 스크린 등과 같이 사용자가 테스트 장비를 조작할 수 있는 인터페이스이며, 디스플레이장치(305)는 PC 모니터와 같은 디스플레이장치이다.
도3을 참조하여 테스트 스트림 생성동작을 설명한다. 먼저, 저장장치(301)에는 TS와 ES의 재생시간을 일치시킨 소정 시간 단위의 테스트 스트림들(T1,...Tn)은 DTV 수신기의 성능이나 기능 평가항목, DTV 시스템 규격 즉, 방송방식 등에 따라서 다양한 패턴과 TS/ES 재생시간을 일치시킨 소정 시간 단위로 구성되어 있다. 이와 같이 TS/ES 재생시간을 일치시킨 테스트 스트림을 구성하는 방법은 다음에 다시 상세하게 설명될 것이다. 사용자(DTV 수신기 테스트 작업자)는 사용자 인터페이스(304)와 디스플레이 장치(305)를 이용해서 소정의 테스트 스트림을 선택한다. 사용자가 선택한 테스트 스트림은 CPU(303)의 제어를 받아 저장장치(301)로부터 반복하여 재생출력되고, 이 출력된 소정의 테스트 스트림은 다중화기(302)를 통해서 출력되어 TS와 ES의 재생시간이 일치된 소정의 테스트 스트림으로써 반복 출력된다.
이렇게 출력된 테스트 스트림은 ES레벨 테스트, TS레벨 테스트, 채널 레벨 테스트, 기저대역 테스트, RF 레벨 테스트에 차례로 사용된다. 즉, 도3에 나타낸 테스트 스트림 생성기의 출력이 가상 방송 시스템, 예를 들면 도1에 나타낸 바와 같은 가상 방송 시스템의 채널 엔코더, 채널 업 컨버터 등을 거쳐서 채널 엔코딩, RF 변조 및 업 컨버팅 과정을 거침으로써 상기 ES 레벨 테스트로부터 RF 레벨 테스트에 이르는 일련의 테스트 과정이 가능하게 된다.
도4는 본 발명의 테스트 스트림 생성방법을 포함하는 DTV 수신기 테스트 과정의 실시예를 나타낸 플로우차트로서, 오디오 및 비디오(A/V) 자원을 구하는 단계(S401), 상기 A/V자원을 ES레벨로 압축하는 단계(S402), 상기 압축된 A/V자원에서 화질을 보장하기 위하여 반복해도 무방한 구간 즉, GOP나 블럭(Block)을 선택하는 단계(S403), 상기 선택된 구간에 해당하는 스트림을 ES 매칭시간 만큼 N회 반복시켜 ES 레벨 테스트를 수행하는 단계(S404,S404a), 상기 선택된 구간에 해당하는 스트림을 TS 매칭시간 만큼 M회 반복시키는 단계(S405), TS 매칭 시간만큼 i개의 ES를 다중화시켜 TS 레벨 테스트를 수행하는 단계(S406,S406a), 상기 TS 스트림을 채널 코딩하여 채널 레벨 테스트를 수행하는 단계(S407,S407a), 상기 채널 코딩된 스트림을 RF 변조하여 기저 대역에 대한 테스트를 수행하는 단계(S408,S408a), 상기 RF 변조된 스트림을 업 컨버팅하여 RF 레벨 테스트를 수행하는 단계(S409,S409a)를 포함하여 이루어지고 있다.
도4를 참조하여 본 발명의 테스트 스트림 생성방법을 포함하는 DTV 테스트 과정을 살펴본다. 먼저 단계(S401)는 테스트 스트림 생성을 위한 오디오/비디오(A/V)자원을 구하는 단계이고, 다음 단계(S402)는 A/V자원을 ES 레벨로 압축하는 단계이다. A/V자원은 비디오의 경우 패턴, 오디오의 경우 샘플을 구한다. 예를 들면 비디오의 경우 카메라로 촬영된 비디오 신호를 디지털 신호로 변환하여 소정의 영상 프레임을 얻고, 이 영상 프레임을 비디오 엔코더를 이용해서 MPEG 압축함으로써 영상 압축 스트림을 구할 수 있다. 오디오의 경우는 마이크를 이용해서 구한 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하여 오디오 샘플을 얻고, 이 오디오 샘플을 오디오 엔코더를 이용해서 Dolby AC-3으로 압축함으로써 오디오 압축 스트림을 구할 수 있다. 또는 A/V자원으로 PSIP를 기반으로 하여 PC에서 데이터를 생성하여 이 것을 사용할 수도 있다.
다음 단계(S403)는 ES 레벨로 압축된 스트림에서 안정 구간을 선택하는 단계이다. 즉, 반복 재생시 화질을 보장하기 위하여 반복해도 무방한 소정의 구간(GOP, Block)을 선택하는 단계이다. 이 단계는 동영상인 경우에 해당하며, 테스트를 위한 비디오 스트림이 정지영상인 경우에는 신호원의 배수가 되는 경우를 선택하면 무난하다.
다음 단계(S404)는 ES 매칭 시간만큼 상기 선택된 구간의 비디오 스트림을 N회(N프레임) 반복시켜서 재생 시간 차이가 없는 ES를 구성하는 단계이다. 이와 같이 구성된 ES를 이용해서 전술한 바와 같이 ES 레벨 테스트(단계 S404a)를 수행할 수 있다.
다음 단계(S405)는 TS 매칭 시간만큼 상기 ES를 M회(M프레임) 반복시키는 단계이고, 다음 단계(S406)는 TS 매칭 시간만큼 i개의 ES를 다중화하는 단계이다. TS 매칭 시간만큼 i개의 ES를 다중화함으로써 이 단계에서 생성된 TS 스트림을 이용하여 전술한 바와 같이 TS 레벨 테스트(단계 S406a)를 수행할 수 있다.
다음 단계(S407)는 TS 스트림을 채널 코딩하는 단계이고, 이와 같이 채널 코딩된 TS 스트림을 기반으로 하여 채널 레벨 테스트(단계 S407a)를 수행한다. 다음 단계(S408)는 채널 코딩된 TS 스트림을 RF변조하는 단계이고, 이와 같이 RF 변조된 TS 스트림을 기반으로 하여 기저 대역(baseband) 테스트(단계 S408a)를 수행한다.
마지막으로, 단계(S409)에서는 채널 업 컨버터를 이용해서, RF 변조된 TS 스트림을 채널 업 컨버팅하고, 이를 기반으로 하여 RF 레벨 테스트(단계 S409a)를 수행한다.
도5는 지금까지 설명한 바와 같이 TS/ES 재생시간을 일치시킨 테스트 스트림의 구성 예를 보여준다. 비디오 ES(Video ES)(501), 오디오 ES(Audio ES)(502), TS 패킷(TS Packet)(503)의 관계를 보여준다. 비디오 ES와 오디오 ES, 그리고 TS 패킷의 재생시간 즉, 비디오 ES 재생 시간(tvES), 오디오 ES 재생 시간(taES), TS 패킷 재생 시간(tTS)이 모두 일치한 것을 보여주고 있다. 도5에서 tvf는 비디오 프레임 재생 시간, taf는 오디오 프레임 재생 시간을 표현한다. 다음에는 이와 같이 TS/ES 재생 시간을 일치시킨 테스트 스트림을 제작하는 과정을 설명한다.
앞서 기술한 바와 같이 스트림 반복 재생 시 나타나는 불연속 현상은 ES와 TS의 재생시간 불일치가 주된 원인이다. 이 불연속 현상을 제거하기 위해서는 ES와 TS의 재생시간을 일치시키고, 재생시간이 일치된 ES와 TS를 제작하여 이 것을 사용한 DTV 수신기 테스트가 이루어져야 한다. 본 발명에선 불연속 현상 제거를 위하여, 비디오 프레임율(frame rate), 오디오 프레임율, TS 패킷 전송율 사이의 시간 관계식을 구하였다. 이 관계식을 이용해서 비디오 및 오디오 ES의 재생시간과 TS의 재생시간이 일치되는 시간을 구하였다. TS와 ES 재생시간이 일치되는 시간은 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수이다. 이 시간에 해당하는 프레임 수를 기본으로 하여 ES와 TS를 제작하면 ES와 TS의 재생시간이 일치하게 되어 반복 재생 시 불연속 현상이 일어나지 않는다.
비디오 프레임율 Rv, 오디오 프레임율 Ra, TS 패킷 전송율 Rt 사이의 관계를 이용하여 ES와 TS가 일치하는 시간 T를 다음과 같이 구한다.
T = nvf[frames]/Rv[frames/sec] = naf[frames]/Ra[frames/sec]
= ntp[packets]/Rt[packets/sec]
여기서 nvf는 비디오 프레임의 수, naf는 오디오 프레임의 수, ntp는 TS 패킷의 수로 각각 정수이다. 상기 관계를 만족시키는 최소 시간 Tmin은 다음과 같이 구한다.
Tmin = L.C.M.[1/Rv[sec/frame], 1/Ra[sec/frame], 1/Rt[sec/packet]]
여기서 L.C.M.은 최소 공배수(least common multiple)를 표현한다. 즉, TS와 ES의 재생시간을 일치시키기 위한 최소 시간 Tmin은 앞서 설명한 바와 같이 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수이고, 이 시간에 해당하는 프레임 수를 기본으로 하여 ES와 TS를 제작하면 ES와 TS의 재생시간이 일치하게 되어 반복 재생 시 불연속 현상이 일어나지 않는 것이다.
다음에는 Tmin을 KDTV(Korea Digital Television) 및 ATSC(Advanced Television System Committee) 표준안의 경우에서 구하는 예를 살펴본다.
KDTV 및 ATSC 표준안에서 TS의 전송율은 19.392658[Mbps]이며, TS 패킷은 188바이트로 구성되므로 TS 패킷의 전송율 Rt는,
Rt = (19.392658 ×106 [bits/sec])/(188[bytes/packet] ×8[bits/byte]) ≒ 12887.406 [packets/sec] 이다.
KDTV 및 ATSC 표준안에서 지원하는 1080I 비디오 포맷의 경우 각 프레임율에 대하여 관계식을 만족하는 최소 정수값 Tmin을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 계산하면 표2와 같다.
Frame Rate[Hz] Tmin[sec] nvf[frames] ntp[packets] TS size[Gbytes]
23.98 94,000 2,258,256 1,212,041,125 227.864
24 752 18,048 9,696,329 1.823
29.97 56,400 1,693,692 727,224,675 136.718
30 752 22,560 9,696,329 1.823
59.94 56,400 3,387,384 727,224,675 136.718
60 752 45,120 9,696,329 1.823
표2에서 알 수 있듯이 프레임율이 24, 30, 60인 경우에는 Tmin이 모두 752초로써 충분히 활용 가능함을 알 수 있다. 즉, 비디오 프레임율 Rv를 30[frames/sec], 오디오 프레임율 Ra를 31.25 [frames/sec]라고 하면 Tmin = 752초이고, 이 때 비디오 프레임의 수 nvf는 22,560, 오디오 프레임의 수 naf는 23,500, TS 패킷의 수 ntp 는 9,696,329 이다. 따라서, 752초 단위의 ES와 TS를 구성하면 불연속 현상이 발생하지 않는다. 이와 같이 752초 단위로 구성된 ES와 TS를 컴퓨터 저장매체 즉, 도3에서 저장장치(301)에 저장하고 이를 반복 재생하면 불연속 현상은 일어나지 않는다.
다음은 TS와 ES의 재생시간을 일치시킬 수 있는 Tmin의 다른 예로써 한국 위성방송 표준안의 경우를 살펴본다.
한국 위성방송 표준안의 경우 TS의 전송율은 34.352[Mbps]이며, TS 패킷은 188바이트로 구성되므로 TS 패킷의 전송율 Rt는,
Rt = (34.352 ×106 [bits/sec])/(188[bytes/packet] ×8[bits/byte]) ≒ 22840.4255 [packets/sec] 이다.
한국 위성방송 표준안에서 지원하는 각 프레임율에 대하여 관계식을 만족하는 최소 정수값 Tmin을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 계산하면 표3과 같다.
Frame Rate[Hz] Tmin[sec] nvf[frames] ntp[packets] TS size[Gbytes]
23.98 5875.00 141,141 134,187,500 25.227
24 11.75 282 268,375 0.05
29.97 32900.00 987,987 751,450,000 141.273
30 4.70 141 107,350 0.02
59.94 16450.00 987,987 375,725,000 70.636
60 2.35 141 53,675 0.01
표3에서 알 수 있듯이 프레임율이 24, 30, 60인 경우에는 Tmin이 모두 15초 이하로써 충분히 활용 가능함을 알 수 있다.
한편, 최소 정수 단위의 오디오 스트림을 포함하는 TS 스트림의 경우, 한국 위성방송 표준안에서 지원하는 각 프레임율에 대하여 관계식을 만족하는 최소 정수값 Tmin을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 계산하면 표4와 같다.
Frame Rate[Hz] Tmin[sec] nvf[frames] ntp[packets] TS size[Gbytes]
23.98 5875.00 141,141 134,187,500 25.227
24 47.00 1128 1,073,500 0.202
29.97 32900.00 987,987 751,450,000 141.273
30 47.00 1410 1,073,500 0.202
59.94 16450.00 987,987 375,725,000 70.636
60 47.00 2820 1,073,500 0.202
표4에서 알 수 있듯이 프레임율이 24, 30, 60인 경우에는 Tmin이 모두 47초로써 충분히 활용 가능함을 알 수 있다.
도6은 본 발명에서 제안한 비디오 테스트를 위한 스트림 제작 과정을 나타낸 도면으로서, 비디오 프레임(GOP 내의 프레임 수 ×n)을 ES 레벨로 압축하였을 때 비디오 프레임 재생시간(tvideo)과 ES N프레임 재생시간 사이의 차(tdiff_vES)를 극복하기 위하여, PSNR을 기반으로 안정화 구간 1 GOP를 선택하고, 이 선택된 GOP를 ES 레벨로 압축한 다음, ES N 프레임을 tdiff_vES = 0이 되도록 반복하여 ES를 제작하고, 다시 ES M 프레임을 tdiff_vTS = 0이 되도록 반복하여 TS를 제작하는 것을 보여준다.
도7은 본 발명에서 제안한 오디오 테스트를 위한 스트림 제작 과정을 나타낸 도면으로서, 오디오 프레임(Block내의 샘플 수 × n)을 ES 레벨로 압축하였을 때 오디오 프레임 재생시간(taudio)과 ES N프레임 재생시간 사이의 차(tdiff_aES)를 극복하기 위하여, PSNR을 기반으로 안정화 구간 1 사이클(1cycle)을 선택하고, 이 선택된 구간을 ES 레벨로 압축한 다음, ES N 프레임을 tdiff_aES = 0이 되도록 반복하여 ES를 제작하고, 다시 ES M 프레임을 tdiff_aTS = 0이 되도록 반복하여 TS를 제작하는 것을 보여준다.
본 발명은 DTV 수신기의 제품 테스트를 위해서 가상 방송 시스템을 구성하고, 이 가상 방송 시스템을 이용해서 DTV 수신기의 성능이나 기능을 평가할 때 필요한 테스트 스트림의 불연속 현상을 제거하였다.
따라서, DTV 수신기 테스트의 신뢰성을 보장할 수 있고, 최소한의 시간 단위로 구성되어 유한한 길이의 TS와 ES를 반복하여 재생해도 테스트 스트림의 불연속은 발생하지 않는다.
도1은 DTV 수신기 테스트를 위한 가상 방송 시스템을 나타낸 도면
도2는 종래의 테스트 스트림 반복 재생시 불연속 현상 발생을 설명하기 위한 프레임들과 재생 시간차를 나타낸 도면
도3은 본 발명의 테스트 스트림 생성장치의 실시예를 나타낸 블럭도
도4는 본 발명의 테스트 스트림 생성방법의 실시예를 나타낸 플로우차트
도5는 본 발명에 의하여 TS와 ES의 재생시간을 일치시킨 프레임들과 일치된 재생시간을 나타낸 도면
도6은 본 발명에서 제안한 비디오 테스트를 위한 스트림 제작 과정을 나타낸 도면
도7은 본 발명에서 제안한 오디오 테스트를 위한 스트림 제작 과정을 나타낸 도면

Claims (14)

  1. 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수를 기반으로 하여 ES와 TS의 재생시간을 일치시킨 테스트 스트림이 저장되는 스트림 저장수단, 상기 스트림 저장수단에 저장된 테스트 스트림을 다중화하여 출력하는 다중화수단, 상기 저장수단에 저장된 테스트 스트림이 DTV 테스트를 위하여 상기 다중화 수단을 통해 반복 출력되도록 제어하는 제어수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스트림 저장수단에 저장되는 테스트 스트림의 길이는 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수로 정해지는 재생시간을 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스트림 저장수단에 저장되는 테스트 스트림의 길이는 각각 752초, 47초, 11.75초, 4.7초, 2.35초 단위의 TS/ES인 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 스트림의 선택과 출력 제어를 위한 사용자 인터페이스 수단 및 디스플레이수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 스트림 저장수단은 PC의 하드 디스크 드라이브와 같은 영구 기억매체인 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  6. 오디오/비디오 자원을 구하는 단계, 상기 오디오/비디오 자원을 ES 레벨로 압축하는 단계, 상기 압축된 오디오/비디오 스트림에 대하여 화질을 보장하기 위하여 반복해도 무방한 구간을 선택하는 단계, 상기 선택된 구간의 오디오/비디오 스트림에 대하여 반복 재생시 ES와 TS의 재생 시간을 일치시킨 소정 시간 주기로 ES/TS를 반복하여 출력하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 테스트 스트림 생성방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 ES와 TS이 시간 길이는 752초, 47초, 11.75초, 4.7초, 2.35초 단위의 TS/ES 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성방법.
  8. 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수를 기반으로 하여 ES와 TS의 재생시간을 일치시킨 소정의 시간 길이로 ES/TS가 기록되는 기록매체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 테스트 스트림이 기록된 기록매체.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 ES와 TS의 시간 길이는 752초, 47초, 11.75초, 4.7초, 2.35초 단위의 TS/ES 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 테스트 스트림이 기록된 기록매체.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 ES와 TS의 재생시간을 일치시킨 소정의 시간 길이로 ES/TS가 기록되는 기록매체는 하드 디스크 드라이브 또는 광 기록매체 중 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 테스트 스트림이 기록된 기록매체.
  11. DTV 수신기 테스트를 위한 TS, ES 스트림의 재생시간이 소정의 설정된 시간 길이로 일치되어 기록된 스트림 저장수단과, 상기 스트림 저장수단에 저장된 TS,ES 스트림을 상기 설정된 길이마다 반복하여 재생 출력하는 재생수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 TS, ES 스트림은 DTV 방송방식, DTV 수신기의 평가 항목 등에 따라 서로 다른 패턴과 재생시간 길이를 갖는 스트림들이 복수개 저장되고 이 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 TS, ES 스트림의 재생시간 길이는 752초, 47초, 11.75초, 4.7초, 2.35초 단위의 TS/ES 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 TS, ES 스트림의 재생시간 길이는 비디오 프레임 주기, 오디오 프레임 주기, TS 패킷 주기의 최소 공배수로 정해지는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비젼 테스트 스트림 생성장치.
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