KR100508310B1 - Apparatus for recording and regenerating digital video therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대용량 데이터 저장 및 재생 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 전송 스트림을 갖는 대용량 멀티미디어 데이터 파일을 적어도 5분 이상 저장할 수 있는 클러스터들로 분할되어 있는 제 1영역과, 데이터 파일이 저장된 적어도 하나 이상의 클러스터들에 대한 주소 정보를 저장된 제 2영역으로 구성된 저장 매체를 이용하여 디지털 비디오 데이터를 재생 및 녹화함으로써, 데이터의 입출력을 위해 저장 매체의 헤더를 움직이는 횟수를 줄일 수 있어 저장 매체의 내구성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a mass data storage and reproducing apparatus, and in particular, the present invention relates to a first area divided into clusters capable of storing a mass multimedia data file having a transport stream for at least 5 minutes, and at least one data file is stored. By reproducing and recording digital video data using a storage medium configured as a second area in which address information of the above clusters is stored, it is possible to reduce the number of times the header of the storage medium is moved for input and output of data, thereby improving durability of the storage medium. You can.
또한, 상기와 같은 저장 매체를 이용한 디지털 비디오 녹화 및 재생 장치는 대용량 멀티미디어 데이터를 기록할 때 클러스터의 시작 위치에서 연속적인 클러스터에 기록함으로써, 끊김이 없는 데이터 스트림을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the digital video recording and reproducing apparatus using the storage medium can provide a seamless data stream to the user by recording in a continuous cluster at the start of the cluster when recording a large amount of multimedia data.
Description
본 발명은 디지털 비디오 녹화 및 재생 장치에 관한 것으로, 특히 멀티미디어용 대용량 데이터의 저장 및 재생을 빠르게 수행할 수 있는 디지털 비디오 녹화 및 재생 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a digital video recording and reproducing apparatus, and more particularly, to a digital video recording and reproducing system capable of quickly storing and reproducing a large amount of data for multimedia.
잘 알려진 바와 같이, 피브이알(PVR)은 개인용 디지털 비디오 녹화/재생 장치인 것으로, 녹화된 데이터(즉, 방송 프로그램 데이터)를 저장하기 위하여 내부에 대용량의 저장 매체(예를 들면, 하드디스크 드라이버(HDD) 등)를 구비하고 있으며, 이러한 저장 매체에 저장된 데이터를 재생하는 기능을 갖는다.As is well known, a PVR is a personal digital video recording / reproducing device, and a large storage medium (eg, hard disk driver) is used to store recorded data (ie, broadcast program data). (HDD) and the like, and has a function of reproducing data stored in such a storage medium.
디지털로 변환되어 저장 매체에 저장된 파일은 하드디스크에 기록하는 기본 단위인 클러스터(Cluster)로 관리되는데, 여기서 클러스터는 모든 하드디스크에 적용되는 하나의 값이 아니라 하드디스크의 용량 또는 하드디스크를 관리하는 파일 시스템에 따라 결정되는 값이다.Files converted to digital and stored on the storage media are managed as a cluster, which is a basic unit that writes to the hard disk, where the cluster is not a single value that applies to all hard disks, This is determined by the file system.
일반적으로 개인용 컴퓨터에 사용되는 파일 관리 시스템은 8192바이트를 하나의 클러스터로 사용하지만 하드디스크의 용량에 따라 4킬로바이트에서 32킬로바이트까지 선택적으로 사용한다. 그 예로써 최근 가장 많이 사용되는 파일 구조로 FAT32를 사용하는데, 이때 16∼32기가바이트 하드디스크의 클러스터 사이즈는 16킬로바이트이다.Generally, the file management system used for personal computers uses 8192 bytes as a cluster, but depending on the capacity of the hard disk, 4 to 32 kilobytes are selectively used. For example, FAT32 is used as the file structure most frequently used in recent years. In this case, a cluster size of 16 to 32 GB hard disk is 16 kilobytes.
개인용 컴퓨터에서 사용되는 파일 관리 시스템은 하드디스크에 데이터를 입출력할 때 입출력 속도를 증가시키기 위해서 한 단위의 파일을 섹터별로 다른 트랙으로 위치시키며, 입출력될 데이터가 1바이트(실제 하드디스크의 영역은 1클러스터)일 정도로 작은 데이터를 세밀하게 다루며 수천 개의 자료 파일을 관리하도록 설계되었다.The file management system used in personal computers puts a unit of file into different tracks for each sector to increase the input / output speed when inputting / outputting data to and from the hard disk. The data to be input / output is 1 byte (the actual hard disk area is 1). It is designed to handle data as small as a cluster, and to manage thousands of data files.
이러한 파일 관리 시스템은 각각의 파일을 입출력하기 위해서 FAT를 이용하는데, 이러한 FAT에는 파일의 내용을 알 수 있는 정보를 저장하며, 그 정보로는 파일 이름, 크기 종류, 변경 날짜 등이 있다.The file management system uses a FAT to input and output each file, and the FAT stores information for identifying the contents of the file. The information includes a file name, a size type, a change date, and the like.
파일 관리 시스템은 하드디스크에 저장된 데이터의 읽기 요청에 따라 파티션의 첫 부분에 저장된 FAT를 읽어들이고, FAT 정보를 이용하여 데이터가 어느 트랙의 섹터에 있는 지를 판단한 후 하드디스크의 헤더를 움직여 해당 트랙의 섹터에 있는 데이터를 읽어들인다. The file management system reads the FAT stored at the beginning of the partition in response to a request for reading the data stored on the hard disk, uses the FAT information to determine which track sector the data is in, and then moves the header of the hard disk to Read data in sector.
그러나, 파일의 용량에 상관없이 클러스터 단위로 파일을 입출력시키는 파일 관리 시스템을 관리할 파일 수가 적으며 파일 사이즈가 큰 디지털 비디오 재생 및 녹화 장치에 적용할 경우 디지털 비디오 재생 및 녹화는 데이터의 입출력을 위해 하드디스크의 헤더를 빈번하게 움직여야함으로 하드디스크의 내구성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.However, when applied to a digital video playback and recording device with a small number of files to manage a file management system that inputs and outputs files in a cluster unit regardless of file capacity, digital video playback and recording is used for data input and output. Since the header of the hard disk must be moved frequently, there is a problem of deteriorating the durability of the hard disk.
또한, 데이터의 빠른 입출력을 위해 한 단위의 파일을 섹터별로 다른 트랙에 나누어 저장하는 파일 관리 시스템은 안정적이면서 끊기지 않은 데이터 스트림을 중요시하는 AV용 데이터를 저장하는 디지털 비디오 녹화 및 재생 장치에는 부적합하다.In addition, a file management system for dividing and storing a unit of a file into different tracks for each sector for fast input and output of data is unsuitable for a digital video recording and reproducing apparatus for storing AV data that regards a stable and uninterrupted data stream.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고용량 디지털 멀티미디어 데이터에 적합한 크기의 클러스터를 갖는 저장 매체를 관리하는 파일 시스템을 이용하여 고용량 디지털 멀티미디어 데이터를 녹화 및 재생하는 디지털 비디오 녹화 및 재생 장치를 제공하고자 한다. An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, digital video recording for recording and playing high-capacity digital multimedia data using a file system for managing a storage medium having a cluster of a size suitable for high-capacity digital multimedia data And a reproducing apparatus.
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상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 튜너를 통해서 입력된 방송 데이터를 인코딩 과정을 통해 녹화된 데이터를 디코딩 과정을 통해 재생시키는 디지털 비디오 녹화 및 재생 장치에 있어서, 상기 방송 데이터 파일을 적어도 5분 이상 저장할 수 있는 클러스터들로 분할되어 있는 제 1영역과, 상기 데이터 파일이 저장된 적어도 하나 이상의 클러스터들에 대한 주소 정보가 저장된 제 2영역으로 구성된 저장 매체와, 녹화 모드 시에, 상기 제 2영역에 녹화 데이터가 기록될 상기 제 1영역의 클러스터의 주소 정보를 기록한 후에 상기 클러스터로부터 연속적인 클러스터들에 상기 녹화 데이터를 기록하고, 재생 모드 시에, 상기 제 2영역의 정보를 이용하여 재생 요구 데이터가 기록된 클러스터의 주소 정보를 검색하며, 상기 주소 정보에 대응되는 클러스터에서 데이터를 인출하는 파일 시스템을 더 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a digital video recording and reproducing apparatus for reproducing broadcast data input through a tuner through a decoding process, wherein at least 5 broadcast data files are reproduced. A storage medium comprising a first area divided into clusters capable of storing more than one minute, a second area storing address information of at least one cluster in which the data file is stored, and in the recording mode, the second area. Record the recording data from the cluster to successive clusters after recording the address information of the cluster of the first region in which the recording data is to be recorded in the recording data, and in the reproducing mode, the reproduction request data using the information of the second region. Search for address information of the recorded cluster, and correspond to the address information. Further it includes a file system that fetches the data from the cluster.
삭제delete
본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.There may be a plurality of embodiments of the present invention, and a preferred embodiment will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Those skilled in the art will be able to better understand the objects, features and advantages of the present invention through this embodiment.
도 1은 본 발명의 저장 매체 상의 데이터 구조 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 클러스터의 구조를 나타내는 구조 도이다. 1 is a data structure diagram on a storage medium of the present invention, Figure 2 is a structure diagram showing the structure of a cluster according to the present invention.
대용량 멀티미디어 데이터(일 예로서 사용자가 녹화를 요청한 방송 데이터(압축 부호화한 방송 데이터)를 기록할 수 있는 저장 매체(예를 들면, 하드디스크)의 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터를 갖는 파일을 기록하는 제 1영역(111), 데이터를 관리하는 정보가 기록된 제 2영역(112)으로 나누어진다.A structure of a storage medium (for example, a hard disk) capable of recording large-capacity multimedia data (for example, broadcast data (compression-coded broadcast data) requested by a user for recording) has a structure as shown in FIG. 1. It is divided into a first area 111 for recording a file to have and a second area 112 for recording information for managing data.
제 1영역(111)은 다수의 클러스터들로 이루어져 있는데, 3Mbps 전송 스트림을 5분 정도 저장할 수 있는 양을 하나의 파일로 관리하기 위해서 클러스터 크기를 120Mbyte로 설정하며, 클러스터들에는 다수개의 섹터들로 구성된다.The first region 111 is composed of a plurality of clusters. The cluster size is set to 120 Mbytes in order to manage an amount capable of storing a 3 Mbps transport stream for 5 minutes as a single file, and the clusters include a plurality of sectors. It is composed.
120Mbyte의 클러스터는, 도 2에 도시된 바와 같이, 방송 데이터의 오디오 및 비디오가 저장되는 데이터 영역과 소정의 크기의 갖으며 주소 정보가 기록될 주소 영역으로 나누어진다.The cluster of 120 Mbytes is divided into a data area in which audio and video of broadcast data is stored and an address area in which address information is to be recorded, having a predetermined size.
제 2영역(112)에는 제 1영역(111)에 기록되어 있는 데이터를 관리하는 정보가 테이블 형식으로 기록되어 있는데, 이러한 테이블에는 제 1영역(111)에 데이터가 기록된 시간에 관한 시간 정보(113/1), 제 1영역(111)에 저장되는 데이터의 음성, 화질, 채널 정보(113/2), 데이터가 저장된 제 1영역(111)의 클러스터 위치 정보(DAT, 113/3), 해당 데이터 파일이 저장된 클러스터의 시작 위치(113/4), 데이터 파일을 녹화(저장)하는데 필요한 용량(113/5) 등이 기록되어 있으며, 제 2영역(112)의 테이블 구조는 임의의 조작을 통해 새로운 필드를 추가 및 삭제할 수 있다.In the second area 112, information for managing data recorded in the first area 111 is recorded in a table format. In this table, time information about a time at which data is recorded in the first area 111 ( 113/1), voice, image quality, channel information 113/2 of data stored in the first region 111, cluster position information (DAT) 113/3 of the first region 111 where data is stored, and corresponding The start position (113/4) of the cluster where the data file is stored, the capacity (113/5) required for recording (storing) the data file, and the like are recorded. The table structure of the second area 112 is arbitrarily manipulated. New fields can be added and deleted.
상기와 같이 구성된 저장 매체들은 파일 시스템에 의해서 관리되는데, 파일 시스템은 저장 매체에 멀티미디어 데이터를 저장할 때 임의의 클러스터를 시작 위치로 하여 연속적인 클러스터들에 저장하는데, 이러한 클러스터에 데이터를 저장하면서 각각의 클러스터의 주소 영역에는 주소 정보를 기록한다. The storage media configured as described above are managed by a file system, which stores random clusters in successive clusters as starting positions when storing multimedia data on the storage media. Record the address information in the address area of the cluster.
또한, 파일 시스템은 제 2영역(112)에 제 1영역(111)에 기록된 데이터에 대한 녹화 시간 정보, 음성, 화질 채널 등과 방송 데이터에 대한 일반적인 정보를 기록한다.In addition, the file system records recording time information, voice, image quality channel, and the like of broadcast data of the data recorded in the first region 111 in the second region 112.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 저장 매체가 적용된 디지털 비디오 녹화 및 재생 장치를 나타내는 블록 구성 도로서, 그 구성은 제어 블록(100), 파일 시스템(101), 튜너 블록(102), MPEG 인코딩 블록(103), 저장 매체(104), MPEG 디코딩 블록(105) 및 방송 신호 처리 블록(106)을 포함한다.3 is a block diagram illustrating a digital video recording and reproducing apparatus to which a storage medium is applied according to an exemplary embodiment of the present invention. The configuration is a control block 100, a file system 101, a tuner block 102, and an MPEG encoding. Block 103, storage medium 104, MPEG decoding block 105, and broadcast signal processing block 106.
제어 블록(100)은, 예를 들면 마이크로 프로세서 등을 포함하여 디지털 비디오 녹화 및 재생 시스템의 전반적인 동작 제어를 수행하는 것으로, 이러한 동작 제어를 위하여 라인 L101을 통해 튜닝 제어신호를 발생하고, 라인 L103을 통해 인코딩 제어신호를 발생하고, 라인 L105를 통해 저장 및 인출 제어신호를 발생하며, 라인 L107을 통해 디코딩 제어신호를 발생한다.The control block 100 performs overall operation control of the digital video recording and reproducing system, including, for example, a microprocessor, and generates a tuning control signal through the line L101 for the operation control, An encoding control signal is generated, a storage and retrieval control signal is generated through a line L105, and a decoding control signal is generated through a line L107.
파일 시스템(101)은 저장 매체(104)가 디지털 데이터 재생 및 녹화 시스템이 온될 때 제 1영역(111)과 제 2영역(112)으로 파티션을 설정하는데, 제 1영역(111)은 다수의 클러스터들로 구성되며, 각각의 클러스터는 3Mbps 전송 스트림을 5분 정보 저장할 수 있는 양을 하나의 파일로 관리하기 위해서 120Mbyte로 설정된다. 각각의 클러스터 구조는 데이터가 기록되는 데이터 영역과 파일 시스템(101)에 의해서 부여된 주소가 기록될 주소 영역으로 나누어져 있다. The file system 101 partitions the first area 111 and the second area 112 when the storage medium 104 is turned on and the digital data reproduction and recording system is turned on. Each cluster is set to 120Mbytes in order to manage the amount of 3Mbps transport stream that can store 5 minutes of information in one file. Each cluster structure is divided into a data area in which data is recorded and an address area in which an address given by the file system 101 is to be recorded.
또한, 튜너 블록(102)은, 시스템의 파워가 온되고 라인 L101을 통해 제어 블록(100)으로부터 튜닝 제어신호에 제공될 때, 그에 응답하여 도시 생략된 안테나를 통해 수신되는 다수의 방송 채널 중 어느 한 채널을 튜닝하는 것으로, 이러한 채널 튜닝을 통해 얻어지는 방송 프로그램 신호는 MPEG 인코딩 블록(103)으로 전달된다.In addition, the tuner block 102, when powered on and provided to the tuning control signal from the control block 100 via the line L101, in response to any of a plurality of broadcast channels received via an antenna, not shown, in response. By tuning one channel, the broadcast program signal obtained through this channel tuning is delivered to the MPEG encoding block 103.
한편, MPEG 인코딩 블록(103)은, 라인 L103을 통해 제어 블록(100)으로부터 제공되는 인코딩 제어신호에 응답하여, 튜너 블록(102)통해 입력되는 방송 프로그램 신호(즉, 비디오, 오디오, 텍스트 등)를, 이 기술분야에 잘 알려진 압축 알고리즘(예를 들면, 움직임 보상, 양자화, DCT, 가변길이 부호화 등)에 따라 소정의 압축율로 부호화하는 것으로, 이와 같이 압축 부호화된 방송 프로그램 신호는 저장 매체(104)에 저장된다.On the other hand, the MPEG encoding block 103 is a broadcast program signal (ie, video, audio, text, etc.) input through the tuner block 102 in response to the encoding control signal provided from the control block 100 via the line L103. Is encoded at a predetermined compression rate according to a compression algorithm (eg, motion compensation, quantization, DCT, variable length coding, etc.) well known in the art, and the broadcast program signal thus compressed and encoded is stored in the storage medium 104. )
파일 시스템(101)은 사용자의 녹화 요청(제어 블록에서 저장 제어 신호 수신) 에 따라 MPEG 인코딩 블록(103)에 의해서 압축 부호화된 데이터를 저장 매체(104)에 저장하는데, 데이터를 저장하기 전에 저장 매체(104)의 제 2영역(112)에 데이터가 저장될 클러스터의 시작 위치 정보를 기록한 후에 시작 위치의 클러스터에 데이터를 저장하고, 이때 데이터들은 시작 위치의 클러스터로부터 연속적인 다수의 클러스터에 저장된다. The file system 101 stores data compressed and encoded by the MPEG encoding block 103 in the storage medium 104 according to a user's recording request (receiving a storage control signal in the control block), before storing the data. After recording the start position information of the cluster where the data is to be stored in the second area 112 of 104, the data is stored in the cluster of the start position, where the data is stored in a plurality of clusters consecutive from the cluster of the start position.
파일 시스템(101)은 저장 매체(104)의 제 2영역(112)에 기록되는 데이터의 화질, 음질, 채널 정보 등과 같은 정보를 테이블 형식으로 기록한다. The file system 101 records information such as image quality, sound quality, channel information, etc. of data recorded in the second area 112 of the storage medium 104 in a table format.
파일 시스템(101)은 제어 블록(100)의 재생 제어 신호에 따라 저장 매체(104)의 제 2영역(112)에 기록된 저장 데이터에 대한 테이블 정보를 검색하여 재생 요구한 데이터가 저장된 클러스터의 주소 정보를 파악한 후에, 주소 정보를 갖는 클러스터에 저장된 데이터를 MPEG 디코딩 블록(105)에 순차적으로 송출한다.The file system 101 searches the table information for the stored data recorded in the second area 112 of the storage medium 104 in accordance with the reproduction control signal of the control block 100 to retrieve the address of the cluster in which the data requested for reproduction is stored. After grasping the information, the data stored in the cluster having the address information are sequentially sent to the MPEG decoding block 105.
다음에, MPEG 디코딩 블록(104)에서는 저장 매체(104)에서 인출된 위성 방송 채널의 압축 부호화된 오디오 신호 및 비디오 신호인 데이터를, 예를 들면 비디오 신호의 시, 공간적인 상관성을 고려하여 압축 부호화된 비디오 신호를 가변길이 복호화, 역 DCT, 역양자화, 움직임 보상 등의 복호화 기법을 이용하여 부호화 전의 원신호로 복원하며, 여기에서 복원된 디지털 방송 비디오 신호는 다음 단의 방송 신호 처리 블록(106)으로 제공된다.Next, the MPEG decoding block 104 compresses and encodes data which is a compression-encoded audio signal and a video signal of the satellite broadcast channel drawn out from the storage medium 104, for example, in consideration of the temporal and spatial correlation of the video signal. The decoded video signal is restored to the original signal before encoding by using decoding techniques such as variable length decoding, inverse DCT, inverse quantization, and motion compensation, and the reconstructed digital broadcast video signal is subjected to the next stage broadcast signal processing block 106. Is provided.
방송 신호 처리 블록(106)에서는 시청 모드를 수행중일 때 MPEG 디코딩 블록(10에서 전달된 복원된 데이터를 TV 측으로 전달한다.The broadcast signal processing block 106 delivers the recovered data delivered in the MPEG decoding block 10 to the TV side when the viewing mode is being performed.
따라서, 도시 생략된 TV 측의 모니터에는 데이터의 영상 신호가 디스플레이 된다.Therefore, the video signal of the data is displayed on the monitor on the TV side not shown.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 대용량의 멀티미디어 데이터에 적합한 크기의 클러스트와 클러스터에 대한 주소 정보, 클러스터에 기록된 데이터에 대한 데이터의 녹화 시각 정보, 데이터의 음성 및 화질 정보를 기록할 수 있는 저장 매체를 제공함으로써, 디지털 비디오 재생 및 녹화는 데이터의 입출력을 위해 하드디스크의 헤더를 움직이는 횟수를 줄일 수 있어 종래 하드디스크의 내구성을 떨어뜨리는 문제점을 해결할 수 있다.As described above, the present invention provides a storage medium capable of recording clusters and address information of clusters suitable for a large amount of multimedia data, recording time information of data for data recorded in the cluster, audio and image quality information of data. By providing the digital video playback and recording can reduce the number of times to move the header of the hard disk for input and output of data can solve the problem of reducing the durability of the conventional hard disk.
또한, 대용량 멀티미디어 데이터를 기록할 때 클러스터의 시작 위치에서 연속적인 클러스터에 기록함으로써, 끊김이 없는 데이터 스트림을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, when recording a large amount of multimedia data, by recording in a continuous cluster at the start of the cluster, it is possible to provide a seamless data stream to the user.
도 1은 본 발명의 저장 매체 상의 데이터 구조 도이고, 1 is a data structure diagram on a storage medium of the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 클러스터의 구조를 나타내는 구조 도이고, 2 is a structural diagram showing a structure of a cluster according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 대용량 데이터를 처리하는데 적합한 파일 시스템을 구비한 디지털 비디오 녹화 및 재생 장치의 블록 구성 도이다. 3 is a block diagram of a digital video recording and reproducing apparatus having a file system suitable for processing large amounts of data according to the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100 : 제어 블록 101 : 파일 시스템100: control block 101: file system
102 : 튜너 블록 103 : MPEG 인코딩 블록102: tuner block 103: MPEG encoding block
104 : 저장 매체 105 : MPEG 디코딩 블록104: storage medium 105: MPEG decoding block
106 : 방송 신호 처리 블록 111 : 제 1영역106: broadcast signal processing block 111: first region
112 : 제 2영역112: second area
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