KR100547894B1 - 디브이디 오디오 디스크 및 이를 재생하는 장치 및 방법 - Google Patents

디브이디 오디오 디스크 및 이를 재생하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디브이디-오디오 디스크 재생방법으로서, 상기 디브이디-오디오 디스크는, 디브이디-오디오 디스크 재생 장치로부터 재생된 데이터를 저장하기 위한 데이터 영역 및 상기 재생된 데이터의 정보를 저장하기 위한 정보 영역을 포함하고, 상기 정보 영역은 비디오 타이틀 세트(비디오_TS) 및 오디오 타이틀 세트(오디오-TS)를 포함하고, 상기 오디오_TS 디렉토리는 오디오 타이틀들의 정보를 가지는 오디오 매니저(AMG) 정보를 포함하며, 상기 데이터 영역은 상기 오디오 타이틀들을 포함하고, 상기 오디오 타이틀들 각각은 오디오 타이틀 세트 정보(ATSI)와 상기 ATSI에 후속하는 복수의 연속된 오디오 객체들(AOBs)을 가지고, 상기 ATSI의 오디오 스트림 어트리뷰트들은 오디오 코딩 모드, 제1, 제2 또는 제3 양자화 비트수, 재생된 데이터에 해당하는 제 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 샘플링 주파수 및 상기 재생된 데이터의 다수의 오디오 채널과 관련된 디코딩 알고리즘 정보들을 가지고, 상기 AOB들 각각은 상기 오디오 스트림 어트리뷰트에 저장된 상기 디코딩 알고리즘에 대응되는 오디오 데이터가 저장된 오디오 팩들로 구성된다.

Description

디브이디 오디오 디스크 및 이를 재생하는 장치 및 방법{DVD-audio disk, and apparatus and method for playing the same}
도 1은 디브이디의 디렉토리 구조를 도시하는 도면
도 2는 디브이디의 논리데이타 구조를 도시하는 도면
도 3는 디브이디의 비디오 관리 구조(브이엠지) 및 비디오 타이틀 세트(브이티에스) 구조를 도시하는 도면
도 4는 디브이디의 비디오 관리 정보(브이엠지) 구조를 도시하는 도면
도 5는 디브이디의 타이틀 탐색 포인터 테이블(티티_에스알피티)의 구조를 도시하는 도면
도 6은 디브이디의 비디오 타이틀 세트 정보(브이티에스아이) 구조를 도시하는 도면
도 7은 디브이디에서 비디오 타이틀 세트 정보 관리 테이블(브이티에스아이_엠에이티)의 구성을 도시하는 도면
도 8a는 디브이디에서 비디오 타이틀 세트의 오디오 스트림 어트리뷰트 테이블(브이티에스_에이에스티_에이티알티)의 구성을 도시하는 도면이고, 도 8b는 비디오 타이틀 세트의 오디오 스트림 어트리뷰트(브이티에스_에이에스티_에이티알)의 내부 구성을 도시하는 도면
도 9a는 비디오 타이틀 세트의 멀티채널 오디오 스트림 어트리뷰트 테이블(브이티에스_엠유_에이에스티_에이티알티)의 구성을 도시하는 도면이고, 도 9b는 비디오 타이틀 세트의 멀티채널 오디오 스트림 어트리뷰트(1)(브이티에스_엠유_에이에스티_에이티알티(1))의 구성을 도시하는 도면이며, 도 9c는 비디오 타이틀 세트의 멀티채널 오디오 스트림 어트리뷰트(2)(브이티에스_엠유_에이에스티_에이티알티(2))의 구성을 도시하는 도면
도 10은 디브이디 오디오의 논리데이타 구조를 도시하는 도면
도 11은 디브이디 오디오의 오디오 관리 구조(에이엠지) 및 오디오 타이틀 세트(에이티에스) 구조를 도시하는 도면
도 12는 디브이디 오디오의 오디오 관리 정보(에이엠지) 구조를 도시하는 도면
도 13은 디브이디 오디오의 타이틀 탐색 포인터 테이블(티티_에스알피티)의 구조를 도시하는 도면
도 14는 디브이디 오디오의 오디오 타이틀 세트 정보(에이티에스아이) 구조를 도시하는 도면
도 15는 디브이디 오디오에서 오디오 타이틀 세트 정보 관리 테이블(에이티에스아이_엠에이티)의 구성을 도시하는 도면
도 16은 디브이디 오디오에서 비디오 타이틀 세트 메뉴의 오디오 스트림 어트리뷰트(에이티에스엠_에이에스티_에이티알)의 내부 구성을 도시하는 도면
도 17a는 디브이디 오디오에서 오디오 타이틀 세트의 오디오 스트림 어트리뷰트 테이블(에이티에스_에이에스티_에이티알티)의 구성을 도시하는 도면이고, 도 17b는 오디오 타이틀 세트의 오디오 스트림 어트리뷰트(에이티에스_에이에스티_에이티알)의 내부 구성을 도시하는 도면
도 18a는 오디오 타이틀 세트의 멀티채널 오디오 스트림 어트리뷰트 테이블(에이티에스_엠유_에이에스티_에이티알티)의 구성을 도시하는 도면이고, 도 18b는 오디오 타이틀 세트의 멀티채널 오디오 스트림 어트리뷰트(1)(에이티에스_엠유_에이에스티_에이티알티(1))의 확장(에이티에스_엠유_에이에스티_에이티알_이엑스티(1))의 구성을 도시하는 도면이며, 도 18c는 오디오 타이틀 세트의 멀티채널 오디오 스트림 어트리뷰트(2)(에이티에스_엠유_에이에스티_에이티알티(2))의 확장(에이티에스_엠유_에이에스티_에이티알_이엑스티(2))의 구성을 도시하는 도면
도 19는 디브이디 오디오에서 오디오 오브젝트 세트(에이오비에스)의 구조를 도시하는 도면
도 20은 디브이디 오디오의 팩 구조를 도시하는 도면
도 21a - 도 21d는 디브이디 오디오의 각 오디오 팩 구조를 도시하는 도면
도 22는 도 21a와 같은 구조를 갖는 오디오 팩에서 선형 피씨엠 오디오 패킷의 구성을 도시하는 도면
도 23은 디브이디 오디오의 선형 피씨엠 오디오 프레임의 구조를 도시하는 도면
도 24a - 도 24c는 선형 피씨엠의 샘플 데이터 배열을 도시하는 도면
도 25는 디브이디 오디오의 선형 오디오 패킷 구성을 도시하는 도면
도 26은 디브이디 오디오의 디티에스 오디오 패킷의 구조를 도시하는 도면
도 27은 본 발명의 실시예에 따라 디브이디-오디오의 재생 장치의 구성을 도시하는 도면
도 28은 도 27에서 오디오 디코더의 구성을 도시하는 도면
도 29는 본 발명의 실시예에 따라 디브이디-오디오 및 디브이디-비디오를 재생하는 장치의 구성을 도시하는 도면
도 30은 도 29에서 오디오/비디오 디코더의 구성을 도시하는 도면
도 31은 디브이디 오디오 재생장치에서 디브이디-오디오에 기록된 데이터를 재생하는 동작을 도시하는 흐름도
도 32는 디브이디 오디오 재생 장치에서 오디오 디코더의 동작 과정을 설명하는 흐름도
본 발명은 디브이디 디스크 재생장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 디브이디 오디오 디스크 및 디브이디 오디오 디스크를 재생할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 CD(Compact Disc)에 기록되는 오디오 데이타는 44.1KHz로 샘플링 되고 각 샘플은 16비트로 양자화된 선형 PCM 오디오 데이터(Linear Pulse Code Modulation audio data)이다. 그리고 재생기는 상기 CD에 기록된 디지털 데이터를 읽어내어 아날로그신호로 변환하여 재생한다. 상기와 같은 CD는 이전의 LP 등에 비해 사용 및 보관이 편리한 이점을 갖고 있으나, 음질의 면에서는 아날로그 LP 보다 떨어진다는 의견도 있었다. 즉, 44.1KHz로 샘플링되고 및 16비트로 양자화된 오디오 데이터를 재생하는 경우, 원음 재생이 어려울 뿐만 아니라 CD 이전 세대에서 사용되는 디스크 보다도 음질이 열화될 수 있다는 문제점이 있었다. 실제로 사람이 가청 가능한 음역은 20KHz 이상이 될 수 있으며, 다이내믹 레인지(dynamic range)도 120dB 이상이 되어야 한다. 그리고 상기 CD는 최대 2채널의 오디오 신호만을 기록할 수 있기 때문에, 현재 점차 관심이 높아지고 있는 멀티채널(multi channel) 음악에 관계된 오디오 데이터의 기록 및 재생이 불가능하다는 단점도 있었다.
따라서 오디오 데이터의 샘플링 주파수를 높이고 기록 채널 수를 크게하여 재생되는 음질을 향상시키기 위한 방법들이 제시되고 있다.
또한 현재에는 하나의 디스크 재생장치가 다양한 종류의 디스크들을 재생할 수 있도록 설계되고 있다. 상기와 같은 디스크 중에는 DVD(Digital Versatile Disc)가 있다. 상기 DVD는 비디오 데이터 및 오디오 데이터를 고밀도로 기록하며, 상기 비디오 데이터는 MPEG(Moving Picture Expert Group) 포맷으로 기록하고, 오디오 데이터는 선형 PCM(Linear Pulse Code Modulation) 포맷, 돌비 AC-3 포맷, MPEG 포맷 등으로 기록한다. 그리고 상기 DVD-비디오 디스크를 재생하는 장치는 비디오 데이터를 재생하는 구성 및 오디오 데이터를 재생하는 구성을 구비하여, 상기 DVD-비디오 디스크에 기록된 비디오 및 오디오 데이터를 각각 재생한다.
이때 상기와 같은 DVD-비디오는 영상 데이터를 포함하는 것을 가정하여 규격을 만들었으므로, 오디오 전용으로 사용하는 경우에는 디스크 공간의 낭비가 심화된다.
상기와 같이 DVD-비디오 디스크에 기록되는 오디오 데이터가 CD-오디오 디스크에 기록되는 오디오 데이터 보다 훨씬 양호한 음질을 갖게 된다. 즉, 상기 DVD 디스크에 기록되는 오디오 데이터는 상기 CD-오디오 디스크에 기록되는 오디오 데이터 보다 샘플링 주파수가 높고, 양자화 비트수가 많으며, 채널 수가 많다. 따라서 상기 DVD 재생장치는 고음질의 오디오 데이터를 멀티채널로 재생할 수 있다.
상기 DVD 디스크는 최대 10.08Mbps의 데이터 전송이 가능하다. 이를 기준으로 계산하면 192KHz로 샘플링된 데이터도 2채널 재생이 가능함을 알 수 있다. 또한 이런 값들은 일본에서 1996년 4월 개최된 ADA간담회(Advanced Digital Audio Conference)에서 차세대 오디오에 필요한 요구 사항으로 지정한 최대 샘플링 주파수에 근접하고 있다. 따라서 상기 DVD 디스크에 순수 오디오 데이터를 기록하고, DVD 재생장치가 상기 DVD-오디오 디스크를 재생하게 되면, 훨씬 양호한 음질의 오디오신호를 재생할 수 있게 된다.
따라서 본 발명은 최대 샘플링 주파수 및 최대 양자화 비트수를 사용하여 샘플된 디지털 오디오 신호를 데이터의 전송 속도에 의해 제한되는 채널 수 까지 선 형 PCM 방식으로 기록할 수 있는 DVD 오디오 디스크를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 최대 샘플링 주파수 및 최대 양자화 비트수를 사용하여 샘플된 디지털 오디오 신호를 설정된 방식으로 압축 코딩하고, 데이터의 전송 속도 및 코딩 방식에 의해 제한되는 채널 수 까지 기록할 수 있는 DVD 오디오 디스크를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 선형 PCM 방식으로 기록된 DVD-오디오 디스크를 재생할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 압축 코딩된 오디오 데이터를 저장한 DVD-오디오 디스크를 재생할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 DVD 재생장치가 DVD-비디오 디스크 및 DVD-오디오 디스크를 판별하며, 판별 결과에 따라 DVD-비디오디스크 또는 DVD-오디오 디스크를 재생할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 디브이디-오디오 디스크 재생방법에 있어서, 상기 디브이디-오디오 디스크는, 디브이디-오디오 디스크 재생 장치로부터 재생된 데이터를 저장하기 위한 데이터 영역 및 상기 재생된 데이터의 정보를 저장하기 위한 정보 영역을 포함하고, 상기 정보 영역은 비디오 타이틀 세트(비디오_TS) 및 오디오 타이틀 세트(오디오-TS)를 포함하고, 상기 오디오_TS 디렉토리는 오디오 타이틀들의 정보를 가지는 오디오 매니저(AMG) 정보를 포함하며, 상기 데이터 영역은 상기 오디오 타이틀들을 포함하고, 상기 오디오 타이틀들 각각은 오디오 타이틀 세트 정보(ATSI)와 상기 ATSI에 후속하 는 복수의 연속된 오디오 객체들(AOBs)을 가지고, 상기 ATSI의 오디오 스트림 어트리뷰트들은 오디오 코딩 모드, 제1, 제2 또는 제3 양자화 비트수, 재생된 데이터에 해당하는 제 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 샘플링 주파수 및 상기 재생된 데이터의 다수의 오디오 채널과 관련된 디코딩 알고리즘 정보들을 가지고, 상기 AOB들 각각은 상기 오디오 스트림 어트리뷰트에 저장된 상기 디코딩 알고리즘에 대응되는 오디오 데이터가 저장된 오디오 팩들로 구성되고, 오디오_TS 디렉토리가 유효한 데이터를 포함할 때 상기 AMG의 위치를 정하는 단계; 상기 AMG의 정보로부터 상기 디브이디-오디오 디스크의 다른 정보를 검증하는 단계; 상기 오디오 타이틀들 중 하나를 재생하기 위한 명령을 수신함과 동시에 AMG의 위치 정보에 따라 선택된 상기 오디오 타이틀들 중 하나의 위치 데이터를 인식하는 단계; 및 해당하는 ATSI-MAT에 대응되는 오디오 스트림 어트리뷰트를 인식함으로써 상기 오디오 타이틀들 중 하나를 재생하는 알고리즘을 수행하기 위한 오디오 디코더를 세팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 다른 실시예는, 디브이디로부터 데이터를 재생하는 방법에 있어서, 상기 디브이디는 데이터 영역 및 정보영역을 포함하고, 상기 정보 영역은 비디오 타이틀 세트(비디오_TS) 및 오디오 타이틀 세트(오디오_TS)의 디렉토리를 저장하고, 상기 오디오_TS는 오디오 타이틀의 정보를 저장하는 오디오 매니저(AMG)의 정보를 포함하고, 상기 비디오_TS는 비디오 타이틀의 정보를 저장하는 비디오 매니저(VMG)의 정보를 포함하며, 유효한 데이터가 상기 오디오_TS에 저장되어 있는지를 결정하고, 상기 유효한 데이터가 상 기 오디오_TS에 저장되어 있을 경우, 본 디스크는 디브이디-오디오인 것으로 판단하고, 상기 유효한 데이터가 상기 오디오_TS에 저장되어 있지 않을 경우, 상기 디스크는 디브이디-비디오인 것으로 판단하는 단계; 상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 오디오_TS를 독출함으로써 상기 AMG의 위치를 정하는 단계; 상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 AMG로부터 위치한 상기 오디오 타이틀들 중 지정된 하나를 찾는 단계; 상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 지정된 오디오 타이틀의 코딩 포맷을 결정하고 대응되는 디코딩 포맷을 선택하는 단계; 및 상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 결정된 디코딩 포맷을 이용하여 상기 지정된 오디오 타이틀을 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 또 다른 실시예는, 디브이디로부터 데이터를 재생하기 위한 방법에 있어서, 상기 디브이디는 비디오 디렉토리 및 오디오 디렉토리를 포함하고, 오디오 데이터 및 제어 정보가 상기 오디오 디렉토리에 저장된 경우 상기 디브이디는 디브이디-오디오인 것으로 결정하고, 오디오 데이터 및 제어 정보가 상기 오디오 디렉토리에 저장되지 않은 경우는 상기 디브이디는 디브이디-비디오인 것으로 결정하는 단계; 및 상기 디브이디가 디브이디-오디오일 경우, 상기 제어 정보에 따라 상기 오디오 디렉토리로부터 상기 오디오 데이터를 재생하고, 상기 디브이디가 디브이디-비디오일 경우, 상기 비디오 디렉토리로부터 상기 오디오 데이터를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
현재 차세대의 기록 매체로 각광받고 있는 DVD를 이용하여 현재 LD를 능가하는 영상 및 음향을 기록하여 재생하는 DVD-비디오를 상품화되었고, 이를 재생할 수 있는 DVD 재생장치들로 출현하고 있다. 본 발명은 상기와 같은 DVD의 높은 기록 용량을 이용하여 CD 및 DAT(Digital Audio Tape) 등의 디지털 오디오 성능을 능가하는 양질의 오디오 데이터를 기록 및 재생할 수 있는 디지털 오디오 디스크(이하 DVD-오디오라 칭한다) 및 DVD-오디오를 재생할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
여기서 상기 DVD-오디오는 DVD-비디오와 유사한 규격을 갖는다. 따라서 상기 DVD-오디오는 실제로 재생되어지는 오디오 데이터를 기록하는 데이터 영역과 상기 데이터 영역에 대한 정보를 기록하는 정보 영역으로 구분된다. 또한 상기 DVD 재생장치는 삽입되는 DVD-오디오만을 재생하는 DVD-오디오 재생장치와, DVD-오디오 및 DVD-비디오를 모두 재생할 수 있는 DVD-A/V재생장치를 구현할 수 있다.
위와 같은 DVD-오디오 재생장치 및 DVD-A/V 재생장치는 삽입되는 DVD가 DVD-오디오인가 DVD-비디오인가를 판단한 후, 해당하는 방식으로 삽입된 DVD를 재생할 수 있었다.
본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오는 상기 DVD-비디오의 구조를 대부분 사용하며, 오디오 데이터의 구조를 변경하여 양질의 오디오 데이터를 기록한다. 본 발명의 실시예에서는 DVD-오디오의 구조를 살펴보고, DVD 오디오에 기록된 데이터 를 재생하는 동작을 살펴본다.
상기 DVD-오디오의 정보 영역에 기록되는 기본파일 구조는 도 1과 같은 구조를 갖는다. 상기 도 1은 DVD-오디오 및 DVD-비디오의 디렉토리 구조(directory struture)를 도시하고 있다. 상기 도 1을 참조하면, DVD의 디렉토리는 크게 비디오_티에스(VIDEO_TS)와, 오디오_티에스(AUDIO_TS)와, 사용자 영역(User defined)으로 이루어지며, 각각의 디렉토리에는 할당될 수 있는 파일 명들의 파일(File of which file name shall be assigned)들이 연결된다. 상기 디렉토리 구조는 각 파일의 디스크 상에서의 위치를 나타낸다. 상기 VIDEO_TS 디렉토리에 연결된 파일들은 현재 상품화되고 있는 DVD-비디오 및 재생장치들을 위한 파일 구조이고, AUDIO_TS 디렉토리에 연결된 파일들은 DVD-오디오 및 재생장치들을 위한 파일 구조이다.
여기서 상기 DVD-비디오와 DVD-오디오는 각각 VIDEO_TS 디렉토리 및 AUDIO_TS를 모두 포함한다. 이때 상기 DVD-비디오는 AUDIO_TS 디렉토리가 존재하지만, AUDIO_TS 디렉토리 내부에는 아무것도 기록되지 않는 빈 디렉토리로 구성되어 있다. 그러나 상기 DVD-오디오는 AUDIO_TS 디렉토리에 디스크에 기록된 타이틀의 위치 정보가 기록되어 있고, 상기 VIDEO_TS에도 DVD-비디오 재생장치에서 재생 가능한 정보(spec: 예를 들면 샘플링 주파수 등)의 타이틀에 대한 위치정보가 기록되어 있다. 그러므로 상기 DVD 디스크의 판별은 AUDIO_TS 내부에 유효한 데이터의 기록 유무를 검사하여 판단할 수 있다. 즉, 디스크 판별시 상기 AUDIO_TS 내에 유효한 데이터가 없으면 DVD-비디오이고, 상기 AUDIO_TS 내에 유효한 데이터가 있으면 DVD-오디오가 되는 것이다. 따라서 DVD 재생장치는 DVD 삽입시 디렉토리의 상태를 확인하여 삽입된 디스크가 DVD-오디오인지 DVD-비디오인지를 판단할 수 있게 된다.
상기 도 1에서 DVD-비디오의 디렉토리 상에 연결되는 DVD-비디오 논리 데이터 구조(logical data structure of DVD-Video)의 개념을 도시하고 있다. 상기 DVD-비디오의 논리 데이터 구조는 볼륨 공간의 구조(struture of volume Space)와, 비디오 관리 구조(sturcture of Video Manager: 이하 VMG라 칭한다)와, 비디오 타이틀 세트 구조(structure of Video Title Set: 이하 VTS라 칭한다)와, 비디오 오브젝트 세트 구조(structure of Video Object Set: 이하 VOBS라 칭한다)를 갖는다. 도 2는 상기와 같은 DVD-비디오의 논리 데이터 구조를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, DVD-디스크의 볼륨 공간은 볼륨 및 파일 구조와, 단일 DVD-비디오 존(DVD-Video zone)과, DVD-아더스 존(DVD-others zone) 등으로 구성된다. 그리고 DVD-비디오의 데이터 구조가 할당되는 상기 DVD-비디오 존은 하나의 VMG와 적어도 1개에서 최대 99개까지의 VTS가 할당될 수 있다. 상기 VMG는 DVD-비디오 존의 앞부분에 배치되며, 2 또는 3개의 파일들로 구성된다. 또한 상기 VTS 들은 적어도 3개의 파일에서 최대 12개 이하의 파일들로 구성된다.
도 3은 VMG(Video Manager) 및 VTS(Video Title Set)의 구조를 도시하는 도면으로, 모든 VOB(Video Object)들이 블록(contiguous blocks)들에 기록된 형태의 예를 도시하고 있다. 상기 VOB는 비디오, 오디오, 서브-픽쳐(sub-picture) 등과 같은 데이터로 구성된다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 VMG는 제어데이타인 VMGI(Video Manager Information) 파일과, VOB 들의 메뉴(VMGM_VOBS) 파일과, VMGI 백업 파일등으로 구 성된다. 그리고 n개의 VTS는 제어데이타인 VTSI와, VOB들의 메뉴(VTSM_VOBS)와, VOB들의 타이틀(VTSTT_VOBS)와, VSTI의 백업 파일들로 구성된다. 또한 상기 VTSTT_VOBS는 다수의 C_IDN들로 구성된다. 여기서 C_IDN#은 VOB 내의 셀 ID 번호를 나타내고, VOB_IDN#은 VOB들 내의 VOB ID 번호를 나타낸다.
도 4는 상기 도 3에서 VMGI의 구조를 도시하는 도면으로서, 관련된 VIDEO_TS 디렉토리에 대한 정보들을 구비한다. 상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 VMGI는 VMGI_MAT(Video Manager Information Management Table)을 시작으로, TT_SRPT(Title Search Pointer Table), VMGM_PGCI_UT(Video Manager Menu PGCI Unit Table), PTL_MAIT(Parental Management Information Table), VTS_ATRT(Video Title Set Attribute Table), TXTDT_MG(Text Data Manager), VMGM_C_ADT(Video Manager Menu Cell Address Table), VMGM_VOBU_ADMAP(Video Manager Menu Video Object Unit Address Map) 등이 뒤이어진다.
도 5는 상기 VMGI의 TT_SRPT의 구조를 도시하고 있다. 상기 TT_SPPT는 VIDEO_TS 디렉토리 밑의 비디오 타이틀의 탐색 정보를 구비한다. 상기 TT_SRPT는 TT_SRPT 정보인 TT_SPRTI(Title Search Pointer Table Information)을 선두로 n 개의 타이틀 탐색 포인터 TT_SRP#(Title Search Pointer for Title #)들이 번호 순에 따라 순차적으로 뒤이어진다. 여기서 상기 TT_SPRT#는 0-99의 크기를 갖는다.
도 6은 상기 도 3에서 도시된 각 VTS 들의 앞에 위치되는 비디오 타이틀 세트 정보 VTSI(Video Title Set Information)의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 6을 참조하면, 상기 VTSI는 하나 또는 그 이상의 비디오 타이틀들 및 비디오 타이틀 세 트 메뉴 VTSM(Video Title Set Menu)의 정보를 구비한다. 상기 VTSI는 각 타이틀들의 관리 정보를 구비한다. 여기서 타이틀 관리 정보들은 PTT(Part_of_Title)를 참색하기 위한 정보, VOB들을 재생하기 위한 정보, VTSM 정보 및 VOB들의 어트리뷰트에 대한 정보들을 구비하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 VTSI는 VTSI_MAT(Video Title Set Information Management Table)을 시작으로, VTS_PTT_SRPT(Video Title Set Part_of_Title Search Pointer Table), VTS_PGCIT(Video Title Set Program Chain Information Table), VTSM_PGCI_UT(Video Title Set Menu PGCI Unit Table), VTS_TMAPT(Video Title Set Time Map Table), VTSM_C_ADT(Video Title Set Cell Address Table), VTSM_VOBU_ADMAP(Video Title Set Menu Video Object Unit Address Map), VTS_C_ADT(Video Title Set Cell Address Table), VTS_VOBU_ADMAP(Video Title Set Video Object Unit Address Map) 등이 뒤이어진다.
도 7은 DVD-비디오의 비디오 타이틀 세트 정보 관리 테이블 VTSI_MAT (Video Title Set Information Management Table) 구조를 도시하고 있다. 상기 VTSI_MAT는 VTSI의 각 정보와 VTS 내의 VOBS의 어트리뷰트의 시작 어드레스를 표시하고 있다.
상기 도 7과 같은 구조를 갖는 VTSI_MAT에서 RBP 516 - 579의 VTS_AST_ATRT (Audio Stream attribute table of VTS)는 도 8a와 같이 8개의 오디오 스트림의 VTS_AST_ATR #0-#7 RBP 들을 저장하고 있으며, 각 VTS_AST_ATR은 도 8b와 같은 구조를 갖는 8바이트로 구성되며, 각 필드의 값은 VTSM_VOBS의 오디오 스트림 내부의 정보가 된다.
상기 도 8b를 참조하여 VTS_AST_ATR의 구조를 살펴보면, 먼저 b63-b61에 기록되는 오디오 코딩 모드(audio coding mode)의 정보가 하기<표 1>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00001
두 번째로 b60의 멀티채널 확장(multichannel extension)은 멀티 채널 확장 유무 정보를 저장하는 영역으로, 0b가 기록되면 멀티 채널 확장 기능이 선택하지 않았음을 의미하며, 1b가 기록되면 도 7의 VTSI_MAT의 RBP 792-983에 기록된 VTS_MU_AST_ATRT의 정보에 따라 멀티 채널 확장 기능이 수행됨을 의미한다.
세 번째로 b59-b58의 오디오 타입(audio type)은 하기 <표 2>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00002
네 번째로 b57-56의 오디오 응용 모드(audio application mode)는 하기 <표 3>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00003
다섯 번째로 b55-b54에는 양자화 정보(Quantization/DRC)가 하기와 같이 저장된다. 오디오 코딩 모드가 “000b"이면 11b가 기록된다. 그리고 상기 오디오 코딩 모드가 010b 또는 011b이면, 상기 양자화 정보는 다음과 같이 정의된다.
00b: 다이내믹 레인지 제어데이타가 MPEG 오디오 스트림에 존재하지 않음
01b: 다이내믹 레인지 제어데이타가 MPEG 오디오 스트림에 존재함
10b: reserved
11b: reserved
상기 오디오 코딩모드가 100b이면 양자화정보는 하기 <표 4>와 같이 저장된다.
Figure 112005008233555-pat00004
여섯 번째로 샘플링주파수 fs를 나타내는 b53 - b52는 하기 <표 5>와 같다.
Figure 112005008233555-pat00005
일곱 번째로 오디오 채널의 수를 나타내는 b50 - b48은 하기 <표 6>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00006
또한 상기 도 7의 VTSI_MAT에서 RBP 792 - 983의 VTS_MU_ATRT(Multichannel Audio stream attribute table of VTS)는 도 9a와 같이 8개의 오디오 스트림의 VTS_MU_AST_ATR #0-#7 RBP 들을 저장하고 있다. 그리고 상기 각 VTS_MU_AST_ATR은 도 9b와 같은 8바이트의 VTS_MU_AST_ATR(1)과 도 9c와 같은 16바이트의 VTS_MU_AST_ATR(2)로 이루어진다.
상기한 바와 같이 DVD-비디오의 정보 영역 VIDEO_TS는 도 2 - 도 9c와 같이 구성되며, 이런 정보 영역은 DVD-비디오의 디스크 정보에 위치된다. 상기 DVD-비디오는 상기한 바와 같이 비디오 데이터 및 오디오 데이터를 기록하게 되므로, 양질의 오디오 데이터를 저장할 수 없게 된다. 따라서 상기 DVD-비디오에 기록되는 오디오 데이터는 DVD의 최대 비트율인 10.08Mbps로 기록할 수 없다. 즉, 상기 DVD-비디오에서 기록할 수 있는 오디오 데이타의 최대 비트 레이트(maximum bit rate)는 6.75Mbps이며, 최대 샘플링 주파수는 96KHz이다. 상기 DVD-비디오에서 선형 PCM 멀티채널 오디오 데이터는 하기 <표 7>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00007
본 발명의 실시예에서는 비디오 데이터를 기록하지 않고 순수 오디오 데이터만을 기록하는 DVD-오디오를 제공하는 것이다. 따라서 DVD-오디오는 상기 DVD-비디오와 달리 DVD의 최대 비트율인 10.08Mbps를 넘지 않는 범위에서 다채널의 오디오 데이터를 기록할 수 있다. 따라서 상기 DVD-오디오는 최대 192KHz 샘플링 주파수를 사용할 수 있으며, 오디오 채널의 수도 13 채널 까지 확장할 수 있다.
상기 DVD-오디오의 정보 영역에 기록되는 기본 파일 구조도 상기 도 1과 같은 구조를 갖는다. 상기 도 1과 같은 파일 구조에서 AUDIO_TS 디렉토리에 연결된 파일들은 DVD-오디오 및 재생장치들을 위한 파일 구조이다. 그러므로 상기한 바와 같이 상기 DVD-오디오에는 AUDIO_TS와 VIDEO_TS가 모두 존재하고, 상기 VIDEO_TS에는 DVD-비디오에서 재생 가능한 타이틀의 위치 정보 및 VMG의 위치 정보가 기록되고, AUDIO_TS에는 DVD-오디오에서 재생가능한 위치 정보 및 AMG의 위치정보가 기록된다. 따라서 DVD 재생장치는 DVD 삽입시 디렉토리의 상태를 확인하여 삽입된 디스크가 DVD-오디오인지 아닌지를 판단할 수 있게 된다.
도 10은 상기 도 1에서 DVD-오디오의 디렉토리 상에 연결되는 DVD-오디오 논리 데이터 구조(logical data structure of DVD-Audio)의 개념을 도시하고 있다. 상기 DVD-오디오의 논리 데이터 구조는 볼륨 공간의 구조(struture of volume Space)와, 오디오 관리 구조(sturcture of Audio Manager: 이하 AMG라 칭한다)와, 오디오 타이틀 세트 구조(structure of Audio Title Set: 이하 ATS라 칭한다)와, 오디오 오브젝트 세트 구조(structure of Audio Object Set: 이하 AOBS라 칭한다)를 갖는다. 도 10은 상기와 같은 DVD-오디오의 논리 데이터 구조를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참조하면, DVD-디스크의 볼륨 공간은 볼륨 및 파일 구조와, 단일 DVD-오디오 존(DVD-Audio zone)과, DVD-아더스 존(DVD-others zone) 등으로 구성된다. 그리고 DVD-오디오의 데이터 구조가 할당되는 상기 DVD-오디오 존은 하나의 AMG와 적어도 1개에서 최대 99개 까지의 ATS가 할당될 수 있다. 상기 AMG는 DVD-오디오 존의 앞 부분에 배치되며, 2 또는 3개의 파일들로 구성된다. 또한 상기 ATS 들은 적어도 3개의 파일에서 최대 12개 이하의 파일들로 구성된다.
상기 AMG 및 ATS의 구조는 도 11 - 도 17c에 도시된 바와 같이 DVD-비디오의 VMG 및 VTS와 동일하거나 유사한 구조를 갖는다. 그러나 DVD-비디오의 선형 PCM, 무손실 압축 코딩 데이터(Lossless Coded data) 및 의사-무손실 압축 코딩 데이터 PLPCD(Pseudo-Lossless Psychoacoustic coded data)를 위한 구조는 DVD-오디오의 새로운 샘플링 주파수에 의한 선형 PCM이나 의사-무손실 압축 코딩 데이터를 처리하기에 부적합하다. 따라서 상기 VMG 및 VTS와는 약간 다른 구조를 가져야한다. 즉, 상기 DVD-오디오에서 변형되어야 하는 내용은 상기 VMG 및 VTS에서 오디오 어트리뷰트를 지정하는 부분에서 샘플링 주파수 및 채널 수를 지정하는 부분을 확장해서 AMG 및 ATS로 사용하여야 한다.
따라서 상기 DVD-오디오는 도 10과 같은 볼륨 구조를 가진다. 상기 도 10을 참조하면, DVD-디스크의 볼륨 공간은 볼륨 및 파일 구조와, 단일 DVD-오디오 존(DVD-Video zone)과, DVD-아더스 존(DVD-others zone) 등으로 구성된다. 그리고 DVD-오디오의 데이터 구조가 할당되는 상기 DVD-오디오 존은 하나의 AMG와 적어도 1개에서 최대 99개 까지의 ATS가 할당될 수 있다. 상기 AMG는 DVD-오디오 존의 앞 부분에 배치되며, 2 또는 3개의 파일들로 구성된다. 또한 상기 ATS 들은 적어도 3개의 파일에서 최대 12개 이하의 파일들로 구성된다.
도 11은 AMG(Audio Manager) 및 ATS(Audio Title Set)의 구조를 도시하는 도면으로, 모든 AOB(Audio Object)들이 블록(contiguous blocks)들에 기록된 형태의 예를 도시하고 있다. 상기 AOB는 오디오 데이터로 구성된다.
상기 도 11을 참조하면, 상기 AMG는 제어데이타인 AMGI(Audio Manager Information) 파일과, AOB 들의 메뉴(AMGM_AOBS) 파일과, AMGI 백업 파일등으로 구성된다. 그리고 n개의 ATS는 제어데이타인 ATSI와, AOB들의 메뉴(ATSM_AOBS)와, AOB들의 타이틀(ATSTT_VOBS)와, ASTI의 백업 파일들로 구성된다. 또한 상기 ATSTT_AOBS는 다수의 C_IDN들로 구성된다. 여기서 C_IDN#은 AOB 내의 셀 ID 번호를 나타내고, AOB_IDN#은 AOB들 내의 AOB ID 번호를 나타낸다.
도 12는 상기 도 11에서 AMGI의 구조를 도시하는 도면으로서, 관련된 AUDIO_TS 디렉토리에 대한 정보들을 구비한다. 상기 도 12에 도시된 바와 같이 상기 AMGI는 AMGI_MAT(Audio Manager Information Management Table)을 시작으로, TT_SRPT(Title Search Pointer Table), AMGM_PGCI_UT(Audio Manager Menu PGCI Unit Table), PTL_MAIT(Parental Management Information Table), ATS_ATRT(Audio Title Set Attribute Table), TXTDT_MG(Text Data Manager), AMGM_C_ADT(Audio Manager Menu Cell Address Table), AMGM_AOBU_ADMAP(Audio Manager Menu Audio Object Unit Address Map) 등이 뒤이어진다.
도 13은 상기 AMGI의 TT_SRPT의 구조를 도시하고 있다. 상기 TT_SRPT는 AUDIO_TS 디렉토리 밑의 비디오 타이틀의 탐색 정보를 구비한다. 상기 TT_SRPT는 TT_SRPT 정보인 TT_SPRTI(Title Search Pointer Table Information)을 선두로 n 개의 타이틀 탐색 포인터 TT_SRP#(Title Search Pointer for Title #)들이 번호 순에 따라 순차적으로 뒤이어진다. 여기서 상기 TT_SPRT#는 0-99의 크기를 갖는다.
도 14는 상기 도 11에 도시된 각 ATS 들의 앞에 위치되는 오디오 타이틀 세트 정보 ATSI(Audio Title Set Information)의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 14를 참조하면, 상기 ATSI는 하나 또는 그 이상의 오디오 타이틀들 및 오디오 타이틀 세트 메뉴 ATSM(Audio Title Set Menu)의 정보를 구비한다. 상기 ATSI는 각 타이틀들의 관리 정보를 구비한다. 여기서 타이틀 관리 정보들은 PTT(Part_of_Title)를 참색하기 위한 정보, AOB들을 재생하기 위한 정보, ATSM 정보 및 AOB들의 어트리뷰트에 대한 정보들을 구비하고 있다.
상기 도 14에 도시된 바와 같이 상기 ATSI는 ATSI_MAT(Audio Title Set Information Management Table)을 시작으로, ATS_PTT_SRPT(Audio Title Set Part_of_Title Search Pointer Table), ATS_PGCIT(Audio Title Set Program Chain Information Table), ATSM_PGCI_UT(Audio Title Set Menu PGCI Unit Table), ATS_TMAPT(Audio Title Set Time Map Table), ATSM_C_ADT(Audio Title Set Cell Address Table), ATSM_AOBU_ADMAP(Audio Title Set Menu Audio Object Unit Address Map), ATS_C_ADT(Audio Title Set Cell Address Table), ATS_AOBU_ADMAP(Audio Title Set Audio Object Unit Address Map) 등이 뒤이어진다.
도 15는 DVD-오디오의 오디오 타이틀 세트 정보 관리 테이블 ATSI_MAT (Audio Title Set Information Management Table) 구조를 도시하고 있다. 상기 ATSI_MAT는 ATSI의 각 정보와 ATS 내의 AOBS의 어트리뷰트의 시작 어드레스를 표시하고 있다. 상기 DVD-오디오의 ATSI_MAT(Audio Title Set Information Management Table)은 도 15와 같은 구조의 ATSI_MAT에서 RBP 260-267의 ATSM_AST_ATR과, RBP 516-579의 ATS_AST_ATRT와, RBP 792-1298의 ATS_MU_AST_ATR_EXT를 구비한다.
여기서 상기 ATSM_AST_ATR과 ATS_AST_ATRT의 오디오 코딩모드(audio coding mode)에는 DVD-오디오에 기록된 오디오 데이터의 코딩 정보를 저장한다. 본 발명의 실시예에서는 선형 PCM 방식, 무손실 압축 코딩 방식과 의사-무손실 압축 코딩 방식(Pseudo-Lossless Psychoacoustic coding: 이하 무손실 압축 코딩 방식과 의사 무손실 압축 코딩 방식을 압축 코딩방식이라 칭한다)의 오디오 데이터를 DVD-오디오 디스크에 기록하는 예를 살펴본다. 또한 본 발명의 실시예에서는 상기 압축 코딩 모드는 DTS 코딩 방식을 사용한다고 가정한다. 왜냐하면 상기 DTS는 무손실 압축 코딩 방식과 의사 무손실 압축 코딩 방식을 모두 지원할 수 있기 때문이다. 이때 DTS 코딩 모드는 옵션으로 사용할 수 있으며, b63-b61이 “110b"이면 DTS 오디오 코딩모드가 된다.
먼저 ATSM_AST_ATR의 변경을 살펴보면, 도 16에 도시된 바와 같이 b55 - B48의 데이터 패턴 및 정의를 변경한다. 즉, ATSM_AST_ATR의 b55 - b48에서 b53-b52의 샘플링 주파수 데이터를 변경하고, b51의 reserved 비트를 오디오 채널 비트(Number of Audio Channels)에 흡수시킨다.
상기 도 16에 도시된 바와 같이 ATSM_AST_ATR에서 변경된 정의를 살펴보면, 오디오 샘플링 주파수fs는 하기 <표 8>과 같이 변경한다.
Figure 112005008233555-pat00008
두 번째로 ATS_AST_ATRT의 변경을 살펴보면, 상기 도 15의 ATSI_MAT에서 RBP 516 - 579의 ATS_AST_ATRT (Audio Stream attribute table of ATS)는 도 17a와 같이 8개 오디오 스트림의 ATS_AST_ATR #0-#7 들을 저장하고 있으며, 각 ATS_AST_ATR은 도 17b와 같은 구조를 갖는 8바이트로 구성되며, 각 필드의 값은 ATSM_AOBS의 오디오 스트림 내부의 정보가 된다.
도 17b에 도시된 바와 같이 b55 - b48의 데이터 패턴 및 정의를 변경한다. 즉, 상기 도 8b에 도시된 바와 같은 ATS_AST_ATRT의 b55 - b48에서 b51의 reserved 비트를 오디오 채널 비트(Number of Audio Channels)에 흡수시킨다. 상기 도 17b에서 변경된 정의를 살펴보면, 오디오 샘플링 주파수fs는 상기 <표 8>과 같이 변경한다.
세 번째로 ATS_MU_AST_ATRT에서는, 도 18b 및 도 18c와 같은 정보를 상기 도 9b 및 도 9c에 추가한다. 상기 ATS_MU_AST_ATR(1) 및 ATS_MU_AST_ATR(2)는 8채널 까지의 오디오 데이터 정보 및 채널의 믹싱 계수에 대한 정보를 제공하기 때문에 8채널 이상의 선형 PCM 오디오에 대해서는 정보를 제공하지 못한다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 최대 13채널 까지 가능하므로, 9번째 채널에서 13번째 채널 까지의 정보를 ATS_MU_AST_ATR(1) 및 ATS_MU_AST_ATR(2) 뒤의 reserved 영역에 기록한다. 따라서 도 18a에 도시된 바와 같이 ATS_MU_AST_ATRT를 구성한다. 상기 도 18a를 참조하면, 13개의 오디오 채널에 대한 정보 및 믹싱 계수 정보를 저장하기 위한 39바이트의 크기를 13개의 ATS_MU_AST_ATR #1-#12를 구비하게 한다.
그리고 상기 각각의 ATS_MU_AST_ATR 들은 도 18b와 같은 오디오 채널 정보 및 도 18c와 같은 믹싱 계수 정보들로 구성된다. 여기서 상기 도 18b는 확장된 5개의 오디오 채널 정보인 ATS_MU_AST_ATR_EXT(1)이 도시되어 있으며, 8채널의 오디오 데이터 정보를 기록하기 위한 ATS_MU_AST_ATR(1)의 구성이 생략되어 있다. 또한 도18c는 확장된 5개 채널의 오디오 채널의 믹싱 계수 정보를 기록하기 위한 ATS_MU_ATS_ATR_EXT(2)가 도시되어 있으며, 8채널의 오디오 데이터 채널에 대한 믹싱(mixing) 계수가 기록되는 ATS_MU_AST_ATR(2)의 구성이 생략되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 ATSI_MAT는 DVD-오디오에 기록된 오디오 데이터의 정보로서, 각 오디오 타이틀의 처음 부분에 구성된다. 그리고 상기 ATSI_MAT의 다음에는 실제 오디오 데이터들인 AOBS들이 연속하여 연결된다. 또한 상기 도 7과 같은 VTSI_MAT도 DVD-비디오에 기록된 비디오 데이터, 서브 픽쳐 데이터 및 오디오 데이터의 정보로서, 각 비디오 타이틀의 처음 부분에 구성된다. 그리고 상기 VTSI_MAT의 다음에는 실제 데이터들인 VOBS들이 연속하여 연결된다. 상기 AOBS는 도 19와 같이 구조를 가지며, 다수개의 오디오 팩들을 구비하여 오디오 데이터들을 기록한다. 그리고 상기 VOBS는 도 19와 유사한 구조를 가지며, 다수개의 비디오 팩, 서비 픽쳐 팩, 오디오 팩들을 구비하여 비디오 데이터, 서브 픽쳐 데이터, 오디오 데이터들을 저장한다. 상기 AOBS의 오디오 팩과 VOBS의 오디오 팩은 동일한 구조를 갖는다.
여기서 먼저 VOBS의 구조를 살펴보고, 다음에 AOBS의 구조를 살펴본다.
상기 VOBS의 구조를 살펴보면, 하나의 VOBS는 다수개의 비디오 오브젝트 VOB_IDN1-VOB_IDNi들로 구성되며, 하나의 비디오 오브젝트 VOB는 다수개의 셀 C_IDN1-C_IDNj로 구성되고, 하나의 셀은 다수개의 비디오 오브젝트 유니트 VOBU(Video Object Unit) 들로 구성되며, 하나의 VOBU는 비디오 팩들로 구성된다.
DVD-비디오에 기록되는 비디오 데이터는 팩(pack) 단위로 이루어지며, 도 20은 DVD에서 패딩 패킷(padding packet)이 없는 팩의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 20을 참조하면, 1개의 팩은 2048 바이트 크기를 가지며, 14바이트의 팩 헤더(pack header)와 2034 바이트의 패킷(packets for video, audio, sub-picture, DSI or PCI)들로 구성된다. 그리고 상기 14바이트의 패킷 헤더는 4바이트의 팩 시작코드(pack start code)와, 6바이트의 SCR과, 3바이트의 프로그램-먹스-레이트(program_mux_rate)와, 1바이트의 스터핑 길이(stuffing _length)로 구성된다.
도 21a - 도 21d는 DVD-비디오에서 사용되는 오디오 팩의 구조를 도시하는 도면으로서, 도 21a는 선형 PCM 오디오 팩의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 21a를 참조하면, 14비트의 팩헤더와 2034바이트의 선형 오디오 패킷으로 구성된다. 여기서 상기 오디오 패킷의 구성을 살펴보면, 1바이트의 패킷 헤더(packet header)와, 1바이트의 서브-스트림-id(sub_stream_id)와, 3바이트의 오디오 프레임 정보(audio frame information)와, 3바이트의 오디오 데이터 정보(audio data information)와, 1바이트 이상 2013 바이트 이하의 크기를 갖는 선형 PCM 오디오 데이터로 구성된다.
상기 도 21b는 돌비 AC-3 오디오 팩의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 21b를 참조하면, 14비트의 팩헤더와 2034바이트의 돌비 AC-3 오디오 패킷으로 구성된다. 여기서 상기 오디오 패킷의 구성을 살펴보면, 1바이트의 패킷 헤더(packet header)와, 1바이트의 서브-스트림-id(sub_stream_id)와, 3바이트의 오디오 프레임 정보(audio frame information)와, 1바이트 이상 2016 바이트 이하의 크기를 갖는 AC-3 오디오 데이터로 구성된다.
상기 도 21c는 확장 비트 스트림(extention bitstream)을 갖지 않는 MPEG-1 오디오 또는 MPEG-2오디오 팩의 구조를 도시하고 있으며, 도 21d는 확장 스트림을 갖는 MPEG-2 오디오 팩의 구조를 도시하고 있다.
상기 도 21a - 도 21d와 같은 구조를 각각의 오디오 팩은 하기 <표 10a> 및 <표 10b>와 같은 구조를 동일하게 구비하게 되며, 별도로 각각의 포맷에 대응되는 개별 데이터 영역(private data area)을 구비하게 된다.
Figure 112005008233555-pat00009
Figure 112005008233555-pat00010
상기 <표 10a,10b>에서 Note 1과 Note 2는 다음과 같다.
Note 1: “PTS[32..0]은 오디오 프레임의 첫 번째 샘플이 포함되는 오디오 패킷 마다 들어가게 된다.
Note 2: 이 값은 각 VOB의 최초의 오디오 패킷에만 포함된다. 그리고 그 이후의 오디오 패킷에는 포함되지 않는다.
그리고 상기 도 21a와 같은 구조를 갖는 선형 PCM 데이터의 오디오 패킷에서 상기 <표 10a,10b>과 같은 공통 데이터 이외의 개별 데이터 영역에 기록되는 데이터는 하기 <표 11>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00011
상기 <표 11>에서 Note 1 - Note10은 하기와 같다.
Note 1: ***는 디코딩 오디오 데이터 스트림 번호(decoding audio data stream number)를 표시한다.
Note 2: "number_of_frame_headers"는 해당 오디오 패킷 내에 최초 바이트가 포함되어 있는 오디오 프레임 수를 나타낸다.
Note 3: 억세스 유니트(access unit)는 오디오 프레임이다. 첫 번째 억세스 유니트(first_access_unit)는 해당 오디오 패킷 내에 최초의 바이트가 포함되어 있는 오디오 프레임들 중 최초의 것을 말한다.
Note 4: “audio_emphasis_flag"는 엠퍼시스의 상태를 나타낸다. 오디오 샘플링 주파수(audio_sampling_frequency)가 96KHz일 때 이 영역에는 ”앰퍼시스 오프(emphasis off)"가 기록된다. 앰퍼시스는 첫 번째 억세스 유니트의 샘플부터 적용된다.
ob: 앰퍼시스 오프(emphasis off)
1b: 앰퍼시스 온(emphasis on)
Note 5: “audio mute flag"는 오디오 프레임 내의 모든 데이터가 제로인 경우 뮤트(mute) 상태를 나타낸다. 뮤트는 첫 번째 억세스 유니트의 첫 샘플부터 적용된다.
ob: 뮤트 오프(mute off)
1b: 뮤트 온(mute on)
Note 6: "audio frame number"는 오디오 패킷의 첫 번째 억세스 유니트의 오디오 프레임 그룹(Group of audio frame: GOF) 내에서의 번호이다. 이 번호는 “0”에서 “19” 까지가 있다.
Note 7: “quantization _word_length"는 오디오 샘플의 양자화에 사용된 비트수를 말한다.
00b: 16비트
01b: 20비트
10b:24비트
11b: reserved
Note 8: "audio_sampling_frequency"는 오디오 샘플의 샘플링에 사용된 샘플링 주파수를 나타낸다.
00b: 48KHz
01b: 96KHz
others: reserved
Note 9: "number_of_channels"는 오디오 채널의 수를 표시한다.
000b: 1ch (mono)
001b: 2ch (stereo)
010b: 3ch (multichannel)
011b: 4ch (multichannel)
100b: 5ch (multichannel)
101b: 6ch (multichannel)
110b: 7ch (multichannel)
111b: 8ch (multichannel)
Note 10: "dynamic range control"은 첫 번째 억세스 유니트로부터 다이내믹 레인지를 압축하기 위한 다이내믹 레인지 제어 워드를 말한다.
이때 상기 도 21a - 도 21d와 같은 오디오 패킷 들에서 스트림 id는 다음과 같이 결정된다. 먼저 선형 PCM 오디오 패킷의 스트림 id는 1011 1101b(private_stream_1)이 되고, 서브 스트림 id는 1010 0***b가 된다. 두 번째로 AC-3 오디오 패킷의 스트림 id는 1011 1101b(private_stream_1)이 되고, 서브 스트림 id는 1000 0***b가 된다. 세 번째로 MPEG 오디오 패킷의 스트림 id는 1100 0***b 또는 1101 0***b가 되고, 서브 스트림 id는 없다. 상기 스트림 id 또는 서브 스트림 id에서 “***”는 0과 7 사이의 값을 갖는 디코딩 오디오 스트림 번호를 표시하며, 상기 디코딩 오디오 스트림 번호는 오디오 압축 모드에 관계없이 동일한 번호로 할당되지 않는다.
도 22는 오디오 팩과 오디오 스트림의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 상기 DVD-오디오에 사용되는 오디오 데이터는 선형 PCM 데이터, 돌비 AC-3 데이터, MPEG 오디오 데이터 등으로 구성될 수 있다. 상기와 같은 오디오 스트림은 상기한 바와 같이 다수의 오디오 팩들로 분할된다. 그리고 상기 오디오 팩들은 상기한 바와 같이 2048바이트 단위로 조정된다.
이때 상기 선형 PCM 오디오 데이터의 코딩 형태는 하기 <표 12>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00012
상기 <표 12>에서 선형 PCM 오디오 스트림 데이터는 인접하는 GOF(Group of audio frames)들로 구성되며, 각 GOF는 마지막 GOF을 제외하고 20 오디오 프레임들로 구성된다. 상기 마지막 GOF는 20 오디오 프레임과 같거나 작게 구성된다.
도 23은 DVD-비디오에서의 오디오 프레임의 구조를 도시하는 도면이다. 상기 도 23에 도시된 바와 같이 하나의 오디오 프레임은 1/600 초의 설정된 시간에 따르는 샘플데이타들을 구비하고 있다. 상기 샘플링주파수 fs=48KHz일 때, 하나의 오디오 프레임은 80 오디오 샘플 데이터를 포함하며, 샘플링주파수 fs=96KHz일 때, 하나의 오디오 프레임은 160 오디오 샘플 데이터를 포함한다. 하나의 GOF는 1/30 초에 일치한다.
도 24a - 도 24c는 선형 PCM의 샘플 데이터 배열(sample data alignment for Linear PCM)을 도시하고 있다. 샘플 데이터는 동일 시점에서 샘플되는 각 채널 데이터들로 구성된다. 따라서 샘플 데이터의 크기는 오디오 스트림 어트리뷰트(attribute)에 따라 변화되며, 각 샘플 데이터는 계속적으로 배열된다. 도 24a - 도 24c는 각 모드에서의 두 샘플 데이터의 형태를 도시하고 있다. 여기서 상기 도 24a는 16비트 모드의 샘플 데이터 배열을 도시하고 있으며, 도 24b는 20비트 모드의 샘플 데이터 배열을 도시하고 있고, 도 24c는 24비트 모드의 샘플 데이터 배열을 도시하고 있다.
상기와 같은 선형 PCM 오디오의 패킷 데이터 구조는 하기 <표 13>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00013
이때 샘플 들의 수가 상기 <표 13>에 도시된 값들 보다 작으면, 패딩 패킷의 길이는 팩 사이즈를 조정하기 위하여 증가된다. 샘플들은 패킷 바운더리(boundary)에 할당된다. 즉, 상기 선형 PCM 오디오에 대한 모든 오디오 패킷의 샘플 데이터들은 항상 상기 <표 13>에 도시된 바와 같이 S2n의 첫 번째 바이트와 함께 시작된다.
상기 선형 PCM의 채널 할당을 살펴보면, 스테레오 모드에서 ACH0 및 ACH1 채널은 각각 L 채널 및 R 채널에 대응된다. 멀티 채널 모드는 상기 스테레오 모드와 호환성을 가질 수 있도록 코딩한다.
두 번째로 상기 DVD-오디오의 AOBS의 구조를 살펴보면, 상기 AOBS의 구조는 상기 도 19와 같이 구성된다. 상기 DVD-오디오는 오디오 데이터 만을 기록하므로, 비디오 팩 V_PCK 및 서브 픽쳐 팩 SP_PCK이 없거나 있어도 하는 작은 양 만이 존재하게 된다. 상기 AOBS는 상기 VOBS와 마찬가지로 오디오 팩들의 집합으로 구성되며, 상기 오디오 팩의 일반적인 구조는 상기 도 20과 동일하며, 오디오 팩의 구조도 상기 도 21a - 도 21d와 동일하다. 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오는 MPEG 및 AC-3을 사용하지 않는다고 가정한다. 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오는 선형 PCM 방식과 압축 코딩 방식의 오디오 데이터를 기록한다고 가정한다.
먼저 선형 PCM 방식의 오디오 데이터 패킷을 살펴본다. 상기 <표 10a>, <표 10b> 및 <표 11>은 DVD-비디오의 선형 PCM 오디오 패킷을 표시하고 있다. 그러나 DVD-오디오의 선형 PCM 패킷은 상기와 같은 DVD-비디오의 선형 PCM 패킷을 변경해야 한다. 상기 DVD-오디오의 선형 PCM 방식을 살펴보면, 샘플링 주파수는 48KHz, 96KHz, 192KHz, 44.1KHz, 88.2KHz, 176.4KHz가 되고, 양자화 비트수는 16비트, 20비트, 24비트가 되며, 기록 채널 수는 1채널에서 비트 레이트가 허용하는 최대한 까지이다. 상기 기록 채널 수를 결정하는 방법은 하기 <수학식 1>과 결정할 수 있다.
Figure 112005008233555-pat00014
Fs: 샘플링주파수(Hz) ⇒ 48KHz, 96KHz, 192KHz, 44.1KHz, 88.2KHz, 176.4KHz
Qb: 양자화 비트 수(bits) ⇒ 16비트, 20비트, 24비트
Mbr: DVD 디스크의 최대 데이터 전송률(Mbps) ⇒ 10.08Mbps
N: DVD 디스크의 데이터 전송율, 샘플링 주파수, 양자화 비트수에 의하여 정해지는 수록 가능한 최대 채널 수
상기 <수학식 1>에 의해 결정되는 채널 수는 하기 <표 14>와 같다.
Figure 112005008233555-pat00015
상기와 같은 DVD-오디오의 선형 PCM 오디오 팩 구조는 도 25와 같이 구성된다. 상기 도 25와 같은 선형 PCM 오디오 팩의 구조는 상기 도 21a에 도시된 바와 같은 DVD-비디오의 선형 PCM 오디오 팩 구조와 동일한 형태를 갖는다. 즉, 상기 DVD-오디오의 선형 PCM 방식에서, 하나의 오디오 팩은 14바이트의 팩 헤더와 최대 2021 바이트의 선형 PCM 패킷으로 구성된다. 상기 도 25에서 팩 헤더(pack header)는 MPEG2 시스템 레이어의 규정에 따른다.
상기 선형 PCM 오디오 패킷의 구조도 상기 MPEG2 시스템 레이어의 규정을 기본으로 한다. 상기 선형 PCM의 오디오 패킷은 하기 <표 15a>, <표 15b> 및 <표 16>과 같은 구조를 갖는다. 여기서 상기 <표 15a>, <표 15b>는 상기 DVD-비디오의 선형 PCM 오디오 패킷 구조인 <표 10a>, <표 10b>와 동일한 형태를 가지며, 개별 데이터 구조를 표시하는 <표 16>은 상기 DVD-비디오의 선형 PCM 오디오 패킷 구조에서 개별 데이터 구조를 표시하는 상기 <표 11>과 다른 구조를 갖는다.
Figure 112005008233555-pat00016
Figure 112005008233555-pat00017
Figure 112005008233555-pat00018
상기 <표 16>에서 Note 1 - Note10은 하기와 같다.
Note 1: ***는 디코딩 오디오 데이터 스트림 번호(decoding audio data stream number)를 표시한다.
Note 2: "number_of_frame_headers"는 해당 오디오 패킷 내에 최초 바이트가 포함되어 있는 오디오 프레임 수를 나타낸다.
Note 3: 억세스 유니트(access unit)는 오디오 프레임인데, 첫 번째 억세스 유니트(first_access_unit)는 해당 오디오 패킷 내에 최초의 바이트가 포함되어 있는 오디오 프레임들 중 최초의 것을 말한다.
Note 4: “audio_emphasis_flag"는 엠퍼시스의 상태를 나타낸다. 오디오 샘플링 주파수(audio_sampling_frequency)가 96KHz, 88.2KHz, 192KHz, 176.4KHz인 경우에는 ”앰퍼시스 오프(emphasis off)"로 표시되어야 한다. 앰퍼시스는 첫 번째 억세스 유니트의 샘플부터 적용된다.
ob: 앰퍼시스 오프(emphasis off)
1b: 앰퍼시스 온(emphasis on)
Note 5: “audio mute flag"는 오디오 프레임 내의 모든 데이터가 제로인 경우 뮤트(mute) 상태를 나타낸다. 뮤트는 첫 번째 억세스 유니트의 첫 샘플부터 적용된다.
ob: 뮤트 오프(mute off)
1b: 뮤트 온(mute on)
Note 6: "audio frame number"는 오디오 패킷의 첫 번째 억세스 유니트의 오디오 프레임 그룹(Group of audio frame: GOF) 내에서의 번호이다. 이 번호는 “0”에서 “19” 까지가 있다.
Note 7: “quantization _word_length"는 오디오 샘플의 양자화에 사용된 비트수를 말한다.
00b: 16비트
01b: 20비트
10b:24비트
11b: reserved
Note 8: "audio_sampling_frequency"는 오디오 샘플의 샘플링에 사용된 샘플링 주파수를 나타낸다.
000b: 48KHz
001b: 96KHz
010b: 192KHz
011b: reserved
100b: 44.1KHz
101b: 88.2KHz
110b: 176.4KHz
111b: reserved
Note 9: "number_of_channels"는 오디오 채널의 수를 표시한다.
000b: 1ch (mono)
001b: 2ch (stereo)
010b: 3ch (multichannel)
011b: 4ch (multichannel)
100b: 5ch (multichannel)
101b: 6ch (multichannel)
110b: 7ch (multichannel)
111b: 8ch (multichannel)
Note 10: "dynamic range control"은 첫 번째 억세스 유니트로부터 다이내믹 레인지를 압축하기 위한 다이내믹 레인지 제어 워드를 말한다.
상기와 같은 구조를 갖는 DVD-오디오의 선형 PCM 오디오 패킷의 구조와 해당 프레임 길이를 48KHz/96KHz/192KHz인 가정한 경우의 예는 하기의 <표 17a, 17b>과 같다.
Figure 112005008233555-pat00019
Figure 112005008233555-pat00020
이때 샘플의 수가 상기 <표 17a>, <17b>의 샘플 수 보다 작으면, 패딩 패킷의 길이가 늘어나서 팩의 길이를 맞춘다. 그리고 상기 샘플들은 패킷 바운더리(packet boundery)에 맞춰진다. 즉, 모든 오디오 패킷의 시작은 S2n의 첫 바이트로부터 시작된다. 이는 상기 한 패킷 내의 오디오 샘플의 수는 항상 짝수가 된다.
상기한 바와 같이 DVD-오디오 포맷에서 선형 PCM 데이터는 프레임 및 그 프레임들의 집합인 GOF(Group of Audio Frames)의 단위로 처리된다. 상기 DVD-오디오에서는 상기한 바와 같이 192KHz의 샘플링 주파수를 사용할 수 있는데, 이런 경우 하기 <표 18>과 같은 선형 PCM 코딩 기본 룰을 설정할 수 있다.
Figure 112005008233555-pat00021
그리고 오디오 프레임은 샘플링 주파수가 192KHz인 경우, 하나의 오디오 프레임은 320개의 오디오 샘플 데이터를 가지게 되고, 하나의 GOF는 DVD-비디오에서와 같이 1/30초의 시간에 해당한다. 상기 96KHz의 샘플링 주파수를 사용하여 멀티채널을 구현할 수 있어 양질의 오디오 데이터를 저장할 수 있다.
두 번째로 상기 DVD-오디오에서 압축 코딩 방식을 사용하는 경우를 살펴본다.
상기 선형 PCM방식의 오디오 데이터를 기록하는 경우, 상기한 바와 같이, 48KHz 샘플링 주파수와 16비트의 양자화기를 사용하는 경우에는 13채널의 수록이 가능하여 현재 멀티 채널 음악에서 요구하는 채널 수인 10채널 까지의 오디오 데이터 기록이 가능하다. 그러나 192KHz 샘플링 주파수 및 24비트 양자화기를 사용하는 경우, 최대 2채널의 오디오 데이터를 기록하게 되어 멀티 채널 오디오에 대한 요구를 충족시킬 수 없게 된다. 따라서 높은 샘플링 주파수에서 많은 비트를 사용하여 샘플링하는 경우에는 멀티 채널 오디오 기능을 구현하기 어렵다. 이를 구현하기 위하여 압축 코딩(Lossless coding 또는 Pseudo-Lossless Psychoacoustic coding)을 사용하면 된다. 무손실 압축 코딩(Lossless coding)의 압축률은 대부분 2:1 정도이고, 의사 무손실 압축 코딩의 압축률은 4:1 정도이다.
본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오에서 사용하는 압축 코딩(Pseudo_Lossless Psychoacoustic Coding) 기법은 상용 압축률이 4:1 정도인 DTS(Digital Theater System) 코딩 방법을 사용한다고 가정한다. 그리고 상기 DTS는 무손실 압축 코딩도 가능하다. 상기 DTS 코딩 방법은 별다른 음질의 열화없이 충분한 수의 채널을 담을 수 있다. 예를들면, DTS의 경우는 현재 발표된 다른 압축 코딩 알고리즘과는 달리 192KHz와 24비트의의 높은 스펙에 대해서도 코딩이 가능하고, 비트 레이트의 감축 보다는 음질의 열화를 최소화하는 방향으로 개발된 알고리즘이다. 그리고 샘플링 주파수는 48KHz, 44.1KHz, 96KHz, 88.2KHz, 192KHz, 176.4KHz가 되고, 양자화 비트수는 16비트, 20비트, 24비트가 되며, 기록 채널 수는 1채널에서 코딩 방식과 비트 레이트가 허용하는 최대한 까지이다. 상기 기록 채널 수를 결정하는 방법은 하기 <수학식 2>와 결정할 수 있다.
Figure 112005008233555-pat00022
Fs: 샘플링주파수(Hz) ⇒ 48KHz, 44.1KHz, 96KHz, 88.2KHz, 192KHz, 176.4KHz
Qb: 양자화 비트 수(bits) ⇒ 16비트, 20비트, 24비트
Mbr: DVD 디스크의 최대 데이터 전송률(Mbps) ⇒ 10.08Mbps
Ccr:Pseudo-Lossles Psychoacoustic Coding의 압축비
N: DVD 디스크의 데이터 전송율, 샘플링 주파수, 양자화 비트수에 의하여 정해지는 수록 가능한 최대 채널 수
여기서, 상기 압축 코딩 기법은 압축률이 4:1인 DTS 코딩 방법을 사용한다고 가정하며, 이런 경우 상기 <수학식 2>에 의해 결정되는 채널 수는 하기 <표 19>와 같다. 따라서 상기 <수학식 2>에 의하면, 각 샘플링 주파수에 대하여 모두 8채널 이상을 지원할 수 있음을 알 수 있다.
Figure 112005008233555-pat00023
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오 구조는 MPEG2 시스템 레이어의 구조를 기본으로 하고 있으므로, 압축 코딩된 오디오 팩 구조는 도 26과 같이 구성된다. 따라서 상기 압축 코딩된 오디오 팩은 14바이트의 팩 헤더와 최대 2021 바이트의 압축 코딩된 오디오 패킷으로 구성된다. 상기 도 26에서 팩 헤더는 MPEG2 시스템 레이어의 규정에 따른다.
상기 압축 코딩된 오디오 패킷의 구조도 상기 MPEG2 시스템 레이어의 규정을 기본으로 한다. 상기 압축 코딩된 오디오 패킷은 하기 <표 20a>, <표 20b> 및 <표 21>과 같은 구조를 갖는다. 여기서 상기 <표 20a>, <표 20b>는 상기 DVD-비디오의 선형 PCM 오디오 패킷 구조인 <표 10a>, <표 10b>와 동일한 형태를 가진다.
Figure 112005008233555-pat00024
Figure 112005008233555-pat00025
Figure 112005008233555-pat00026
상기 <표 21>의 Note 1 - Note 3은 하기와 같다.
Note 1: "sub_stream_id"는 압축 코딩 기법에 따라 다르며, 압축 코딩 기법이 DTS이면 “1000 1***b"가 된다. 그리고 상기 서브_스트림_id에서 ***는 디코딩 오디오 스트림 번호이다.
Note 2: "number_of_frame_headers"는 해당하는 오디오 패킷 내에 최초의 바이트가 포함되어 있는 오디오 프레임 수를 말한다.
Note 3: 억세스 유니트는 오디오 프레임인데, first_access_unit는 해당하는 오디오 패킷 내에 최초의 바이트가 포함되어 있는 오디오 프레임들 중 최초의 것을 말한다.
상기한 바와 같이 압축 코딩 기법의 DVD-오디오 디스크는 하기와 같은 사양을 갖는다. 먼저 압축 코딩 가능한 채널 수는 8채널 이상의 코딩이 가능하고, 두 번째로 샘플링 주파수는 48KHz, 44.1KHz, 96KHz, 88.2KHz, 192KHz, 176.4KHz의 사용이 가능하며, 세 번째로 양자화 비트수는 16비트, 20비트, 24비트가 가능하고, 네 번째로 압축비는 1:1에서 5:1 이상까지 가능하며, 다섯 번째로 다운믹싱(down mixing), 다이내믹 레인지 제어(dynamic range control), 타임 스탬프(time stamp) 등의 기능이 있고, 여섯 번째로 음질의 우수성을 실제로 공인 받은 것으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에서 DVD-오디오의 압축 코딩 방식은 4:1 정도의 사용 압축비를 갖는 DTS를 사용한 예를 가정하고 있다.상기 DTS 압축 알고리즘은 압축비가 낮아 음악용으로 사용할 수 있을 만큼 음질이 좋으며, DVD-비디오에서는 옵션으로 채택이 가능하게 되어 있다. 상기 DVD-비디오는 DTS 팩의 구조와 패킷 구조 그리고 DTS 오디오에 대한 제한 아이템(restricted item)이 있다. 상기 제한 아이템을 살펴보면, DTS의 경우에는 압축 후의 비트율이 1.5Mbps 까지이고, 압축 가능 데이터의 샘플링 주파수도 48KHz밖에 사용할 수 없다. 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오에서는 상기 DTS 알고리즘을 사용하는 경우, 샘플링 주파수는 192KHz, 양자화 비트수는 24비트, 멀티채널 데이터는 약 4:1 정도의 수준으로 압축하여 양질의 재생이 가능하도록 확장한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오에서 사용하는 압축 코딩 방식은 샘플링 주파수 48KHz/44.1KHz/96KHz/88.2KHz/192KHz/176.4KHz를 사용할 수 있으며, 양자화 비트수는 16비트/20비트/24비트의 멀티채널 선형 PCM 데이터를 음질의 열화없이 약 4:1 정도로 압축 가능하다.
상기와 같은 DVD-오디오는 DVD-비디오를 재생하는 장치와의 호환성을 위하여, 상기 DVD-비디오의 정보 영역에 해당하는 VIDEO_TS와 VMG를 별도로 구비할 수 있다. 그러나 상기 DVD-비디오는 오디오 스트림 하나의 전송율이 상기한 바와 같이 6.144Mbps를 초과할 수 없도록 규정하고 있다. 즉, DVD-비디오는 하기 <표 22>와 같이 전송 레이트의 제한(restrictions on transfer rate)을 규정하고 있다.
Figure 112005008233555-pat00027
따라서 상기 DVD 비디오를 재생하는 장치는 DVD-오디오의 모든 데이터를 재생하지 못하고, DVD-비디오의 규정에 맞는 데이터만 재생이 가능하게된다. 상기와 같이 DVD-비디오 재생장치에서 선형 PCM 데이터를 재생할 경우 상기 <표 7>과 같고, 압축 코딩된 DTS 데이터를 재생할 경우에도 DVD-비디오에서 규정된 DTS 스트림 만을 재생할 수 있다. 예를 들어 디스크에 저장될 타이틀 들이 하기 <표 23>과 같다고 가정한다.
Figure 112005008233555-pat00028
그러면 상기 DVD-오디오의 VIDEO_TS와 VMG에는 타이틀 1 - 타이틀 3의 성질에 대한 정보 및 위치 정보가 기록되고, 타이틀 4 - 타이틀 5에 대한 정보는 기록되지 못한다. 그러나 DVD-오디오의 AUDIO_TS와 AMG에는 타이틀 1 - 타이틀 5 에 대한 정보를 모두 기록할 수 있다. 왜냐하면, 상기 타이틀 1 - 타이틀 3은 DVD-비디오의 규정에도 포함되지만, 타이틀 4 - 타이틀 5는 DVD-비디오의 규정에는 포함되지 않고, DVD-오디오의 규정에만 포함되기 때문이다. 따라서 상기 타이틀 4 및 타이틀 5는 DVD-오디오를 재생하는 장치에서만 가능하다. 이런 경우, 상기 데이터 영역에 여유가 있으면, 상기 타이틀 4 및 타이틀 5가 상기 DVD-비디오를 재생하는 장치에서 재생될 수 있도록 샘플링 주파수, 양자화 비트수 및 채널 수를 낮추어서 타이틀 4` 및 타이틀 5`를 별도로 기록하고, VIDEO_TS 및 VMG에도 타이틀 4` 및 타이틀 5`에 대한 정보를 기록하여 재생할 수도 있다.
또한 압축 코딩 방식의 DTS가 DVD-비디오 규격을 벗어나는 경우(예를 들어 전송율, 채널수, 원래 데이터의 샘플링 주파수, 양자화 비트수 등)에도 AUDIO_TS와 AMG에만 그 정보를 기록하고, VIDEO_TS 또는 VMG에는 정보를 기록하지 않는다. 단지 DVD-비디오 규격 내의 DTS 스트림만 VIDEO_TS와 VMG에 기록할 수 있다. 상기 DVD-비디오 규정을 벗어나는 DTS 스트림을 DVD-비디오 재생장치에서 재생하기 위해서는 해당 오디오 스트림을 DVD-비디오의 규정에 맞는 전송율, 채널 수, 샘플링 주파수, 양자화 비트수에 맞게 다시 코딩하여 별도로 저장한 후, 이 타이틀의 정보를 VIDEO_TS와 VMG에 기록하여야 한다.
상기 DVD-오디오의 AMG 및 ATSI_MAT는 상기한 바와 같이 DVD-비디오의 VMG 및 VTSI_MAT와 같은 구조를 가지며, 상기 DVD-오디오가 상기 DVD-비디오 규정을 초과하는 192KHz, 및 8채널 이상의 채널 수등의 오디오 데이터를 처리하기 위해서는 상기한 바와 같이 약간 수정하여 사용하는 경우에는 하기와 같은 방식으로 디스크를 만든다.
먼저 디스크에 담겨질 타이틀의 내용이 모두 DVD-규격을 넘지 않는 경우, VMG 또는 AMG 중 하나만 두고, VIDEO_TS와 AUDIO_TS에서 모두 이 하나의 파일을 VMG 또는 AMG로 가리키게 한다. 이런 경우 동일한 구조이기 때문에 DVD-오디오 재생장치는 이 파일을 AMG로 간주하여 재생하고, DVD-오디오 재생장치에서는 VMG로 생각하여 재생을 하게된다.
두 번째로 디스크에 담겨질 타이틀 중 하나라도 DVD-비디오의 규정을 초과하는 오디오 스트림이 있는 경우, VMG와 AMG를 따로 구비하고 상기 VMG에서는 상기 DVD-비디오의 규정을 벗어나는 타이틀에 대한 정보를 기록하지 않는다. 상기 AMG에서도 해당 타이틀들을 DVD-비디오 재생장치가 재생을 할 수 있도록 샘플링 주파수, 양자화 비트수, 채널수 등을 변경한 타이틀에 대한 정보를 저장하지 않아도 된다.
그러나 DVD-오디오의 AMG나 ATSI_MAT가 DVD-비디오의 VMG나 VTSI_MAT와 전혀 다른 구조를 가지는 경우, 두 경우 모두 다 VMG나 AMG를 별도로 구비하고, 상기 VTSI_MAT와 ATSI_MAT도 별도로 한다. 물론 VMG나 VTSI_MAT에는 DVD-비디오의 규정에 맞는 오디오 타이틀의 정보 만이 기록되게 한다.
상기와 같은 DVD-오디오를 재생하는 장치의 구성을 살펴본다. 상기 DVD-오디오 디스크 재생장치는 독립적으로 구성될 수 있으며, 또한 DVD 비디오 재생장치에 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오 재생장치를 부가하여 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 먼저 DVD-오디오 재생장치를 살펴보고, 두 번째로 DVD-비디오 재생장치에 DVD-오디오를 재생하는 장치를 부가한 재생장치를 설명한다.
먼저 DVD-오디오 재생장치의 구성이 도 27에 도시되어 있다. 시스템 제어부111은 DVD-오디오 디스크 재생장치의 전반적인 동작을 제어하며, 사용자와 인터페이스(user interface) 기능을 수행한다. 상기 시스템 제어부111은 디스크의 디스크 정보 영역에 위치된 VIDEO_TS 디렉토리 및 AUDIO_TS 디렉토리를 읽어 유효 데이터의 여부를 확인하여 DVD-비디오 또는 DVD-오디오를 판단한다. 이때 상기 AUDIO_TS 디렉토리에 유효 데이터가 존재하면, 상기 시스템 제어부111은 삽입된 디스크가 DVD-오디오임을 판단하고 DVD-오디오의 재생 동작을 제어한다. 그러나 상기 AUDIO_TS에 유효 데이터가 존재하지 않으면, 상기 시스템 제어부111은 삽입된 디스크가 DVD-비디오임을 판단하고 재생 동작을 중단시킨다.
픽업부(pick-up unit)112는 DVD-오디오 디스크에 기록된 데이터를 판독하는 기능을 수행한다. 서보제어부(servo controller)113은 상기 시스템 제어부111의 제어하에서 상기 픽업부112의 구동을 제어하여 각종 서보 기능을 수행한다. 데이터 수신부114는 상기 픽업부112에서 출력되는 오디오 데이터의 에러 분석 및 정정하는 기능을 수행한다. 상기 데이터 수신부114는 ECC(Error Correction Circuit)를 포함한다. 오디오 디코더(audio decoder)115는 상기 데이터 수신부114에서 출력되는 오디오 정보를 상기 시스템 제어부111에 전달하며, 상기 시스템 제어부111의 제어하여 수신되는 오디오 데이터를 디코딩하여 출력한다.
상기 오디오 디코더115는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 데이터를 디코딩하기 위하여 선형 PCM 오디오 데이터와 압축 코딩된 오디오 데이터를 각각 디코딩하는 구성을 구비하며, 그 구성은 도 28과 같다.
상기 도 28을 참조하면, 입력버퍼(input data buffer)211은 상기 데이터 수신부114에서 출력되는 오디오 데이터를 입력하여 저장한다. 스트림 셀렉터(stream selecter)212는 상기 시스템 제어부111의 제어하에 상기 입력버퍼211에서 출력되는 오디오 데이터 스트림을 선택적으로 출력한다. 선형PCM 디코딩부(linear PCM Decoding circuit)213은 상기 스트림 셀렉터212에 출력되는 선형 PCM 오디오 데이터를 입력하여 원래의 오디오 데이터로 디코딩 출력한다. 코딩데이타 디코딩부214(Pseudo-Lossless Psychoacoustic Decoding circuit)는 상기 스트림 셀렉터212에서 출력되는 압축 코딩된 데이터를 입력하여 원래의 오디오 데이터로 디코딩 출력한다. 출력버퍼(output data buffer)215는 상기 디코딩부213 및 214에서 출력되는 오디오 데이터를 저장한 후 출력한다. 디지털 오디오 포맷터(digital audio formatter)216은 상기 디코딩부213 및 214에서 출력되는 오디오 데이터를 상기 시스템 제어부111에서 지정한 포맷으로 변경하여 출력한다. 타이밍제어부210은 상기 시스템 제어부111의 제어하여 상기 오디오 디코더115의 각 구성들에 대한 동작을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다.
디지털 처리부(High-bit High-sampling Digital Filter)116은 상기 오디오 디코더115에서 출력되는 오디오 데이터를 입력하며, 시스템 제어부111의 제어신호에 의해 입력된 오디오 데이터를 디지털 필터링하여 출력한다. 오디오 출력부(High Performance Digital to Analog Converters and Analog Audio Circuitry)117은 상기 디지털 처리부116에서 출력되는 오디오 데이터를 아날로그 신호로 변환 및 처리하여 출력하는 기능을 수행한다.
상기 도 27 및 도 28을 참조하면, 상기 데이터 수신부114는 상기 픽업부112를 통해 DVD-오디오 디스크에서 재생된 오디오 데이터를 오디오 디코더115에 전달한다. 그러면 상기 재생되는 오디오 데이터는 오디오 디코더115의 입력버퍼211에 순차적으로 저장된다. 그리고 상기 스트림 셀렉터212는 상기 시스템 제어부111의 제어하에 상기 입력버퍼211에 저장된 데이터를 해당하는 디코딩부213 또는 214에 선택적으로 출력한다. 즉, 상기 시스템 제어부111에서 선형 PCM의 오디오 데이타 디코딩을 요구하면, 상기 스트림 셀렉터212는 상기 입력버퍼211에 저장된 오디오 데이터를 상기 선형PCM 디코딩부213에 전달한다. 또한 상기 시스템 제어부111에서 압축 코딩된 데이터의 디코딩을 요구하면, 상기 스트림 셀렉터212는 상기 입력버퍼211에 저장된 오디오 데이터를 상기 코딩데이타 디코딩부214에 전달한다.
먼저 선형PCM 오디오 데이터의 디코딩 동작을 살펴보면, 상기 선형 PCM 디코딩부213은 크게 멀티채널 다운믹싱(multichannel downmixing), 샘플링 주파수 변환(sampling frequench conversion), 입력신호의 재 양자화(requantization of the input signal)하는 기능들을 수행한다. 예를 들어, 상기 시스템 셀렉터212에서 출력되는 데이터가 8채널의 데이터이고, 출력시 2채널의 데이터로 변환하여 출력이 요구된 경우, 상기 선형 PCM 디코딩부213은 멀티 채널 다운 믹싱을 수행하여 원하는 채널 수의 출력을 만들어낸다. 두 번째로 입력되는 데이터가 192KHz로 샘플링된 상태이고 상기 시스템 제어부111에서 96KHz의 샘플링 데이터 출력을 요구하면, 상기 선형 PCM 디코딩부213은 샘플링 주파수 변환을 수행하여 요구된 샘플링 주파수를 갖는 오디오 데이터로 변환 출력한다. 세 번째로 입력되는 오디오 데이터가 24비트 양자화 데이터이고 상기 시스템 제어부111에서 16비트의 양자화 데이터 출력을 요구하면, 상기 선형 PCM 디코딩부213은 재 양자화 처리(requantization process)를 수행하여 원하는 비트수의 출력 오디오 데이터를 발생한다.
두 번째로 압축 코딩된 오디오 데이터의 디코딩 동작을 살펴보면, 상기 코딩데이타 디코딩부214는 상기 시스템 제어부111의 제어하에 해당하는 알고리즘을 이용하여 압축 코딩된 오디오 데이터를 디코딩 출력한다. 이때 상기 코딩데이타 디코딩부214에서 출력되는 오디오 데이터의 형태는 상기 시스템 제어부111에서 지정하는 형태가 된다. 본 발명의 실시예에 따르면 상기 코딩데이타 디코딩부214는 DTS 디코딩부가 될 수 있다. 또한 상기 코딩데이타 디코딩부214는 지정된 알고리즘의 디코딩 뿐만 아니라, 상기한 바와 같은 멀티채널 다운믹싱, 샘플링 주파수 변환 및 입력신호의 재 양자화 기능들을 수행한다.
상기와 같은 디코딩부213 및 214에서 출력되는 디코딩된 오디오 데이터는 출력버퍼215와 디지털 오디오 포맷터216에 전달된다. 그러면 상기 출력버퍼215는 입력되는 디코딩 오디오 데이터를 저장한 후, 상기 타이밍제어부210에서 출력되는 제어신호에 동기시켜 외부에 출력한다. 그리고 상기 디지털 오디오 포맷터216은 디코딩된 오디오 데이터를 디지털 기기 간의 전송 포맷에 맞춰 포맷팅을 한 후, 상기 타이밍제어부210에서 출력되는 제어신호에 동기시켜 외부로 전송한다. 이때 상기 외부로 전송되는 오디오 데이터는 같은 전송 포맷을 갖는 오디오/비디오 기기 또는 컴퓨터로 출력될 수 있다.
상기와 같이 오디오 디코더115에서 출력되는 디코딩된 오디오 데이터는 디지털 처리부116에서 디지털 필터 처리되어 출력되며, 오디오출력부117은 상기 디지털 처리부116에서 출력되는 오디오 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 여기서 상기 디지털 처리부116은 디지털 필터들로 구성되며, 오디오 신호 대역 이외의 잡음 성분을 제거하는 기능을 수행한다. 이때 상기 192KHz로 샘플링되고 24비트로 양자화된 오디오 데이터를 처리하기 위해서, 상기 디지털 처리부116은 현재 DVD 또는 CD에서 사용하는 디지털 필터들 보다 훨씬 높은 해상도 및 탭수를 가는 필터계수를 필요로 한다. 물론 상기 96KHz, 192KHz의 D/A변환기가 일반화되면, 상기 디지털 처리부116은 D/A변환기 내부에 포함될 수 있게 될 것이다. 상기 오디오 출력부117은 D/A변환기들로 구성되며, 상기 디지털 처리부116에서 잡음이 제거된 오디오 데이터를 아날로그 오디오 신호로 변환 출력한다.
두 번째로 DVD-비디오 디스크 및 DVD-오디오 디스크를 병행하여 재생할 수 있는 재생장치의 구성이 도 29에 도시되어 있다. 시스템 제어부311은 DVD-비디오 디스크 및 DVD-오디오 디스크를 재생하는 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 사용자와 인터페이스(user interface) 기능을 수행한다. 상기 시스템 제어부111은 디스크의 디스크 정보 영역에 위치된 VIDEO_TS 디렉토리 및 AUDIO_TS 디렉토리를 읽어 유효 데이터의 여부를 확인하여 DVD-비디오 또는 DVD-오디오를 판단한다. 이때 상기 AUDIO_TS 디렉토리에 유효 데이터가 존재하면, 상기 시스템 제어부111은 삽입된 디스크가 DVD-오디오임을 판단하고 DVD-오디오의 재생 동작을 제어한다. 그러나 상기 AUDIO_TS에 유효 데이터가 존재하지 않으면, 상기 시스템 제어부111은 삽입된 디스크가 DVD-비디오임을 판단하고 DVD-비디오 재생 동작을 제어한다.
픽업부(pick-up unit)312는 DVD 디스크에 기록된 데이터를 판독하는 기능을 수행한다. 서보제어부(servo controller)313은 상기 시스템 제어부311의 제어하에서 상기 픽업부312의 구동을 제어하여 각종 서보 기능을 수행한다. 데이터 수신부314는 상기 픽업부312에서 출력되는 오디오 데이터의 에러 정정 및 분석하는 기능을 수행한다. 상기 데이터 수신부314는 ECC(Error Correction Circuit)를 포함한다. 오디오/비디오 디코더(audio/video decoder)315는 상기 데이터 수신부314에서 출력되는 정보를 상기 시스템 제어부311에 전달하며, 상기 시스템 제어부311의 제어하여 수신되는 오디오/비디오 데이터를 디코딩하여 출력한다.
상기 오디오/비디오 디코더315는 비디오 데이터 및 오디오 데이터를 디코딩하는 구성을 구비하며, 그 구성은 도 30과 같다. 상기 도 30을 참조하면, 입력버퍼(input data buffer)411은 상기 데이터 수신부314에서 출력되는 오디오 및 비디오 데이터를 입력하여 저장한다. 스트림 파서(stream parser)412는 상기 시스템 제어부311의 제어하에 상기 입력버퍼411에서 출력되는 오디오 및 비디오 데이터 스트림을 선택적으로 출력한다. 오디오 디코딩부413은 상기 스트림 파서412에서 선택 출력되는 오디오 데이터를 입력하며, 상기 시스템 제어부311에서 출력되는 제어데이타에 의해 설정된 방식으로 오디오 데이터를 디코딩 출력한다. 디코딩 오디오 출력부414는 상기 오디오 디코딩부413에서 출력되는 디코딩된 오디오 데이터를 출력하는 기능을 수행한다. 비디오 디코딩부415는 상기 스트림 파서412에서 선택 출력되는 비디오 데이터를 입력하며, 상기 시스템 제어부311에서 출력되는 제어 데이터에 의해 해당 방식으로 비디오 데이터를 디코딩 출력한다. 디코딩 비디오 출력부416은 상기 비디오 디코딩부415에서 출력되는 디코딩된 비디오 데이터를 출력하는 기능을 수행한다. 타이밍제어부410은 상기 시스템 제어부311의 제어하에 상기 오디오/비디오 디코더315의 각 구성들에 대한 동작을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다.
상기 도 30에서 오디오 디코딩부413은 선형 PCM 방식, MPEG 방식, AC-3 방식 및 압축 코딩 방식등에 각각 대응되는 디코딩 장치를 구비하여야 한다. 여기서 상기 선형PCM 방식 및 압축 코딩 방식은 본 발명의 실시예에 따른 디스크 장치에 기록된 오디오 데이터들을 재생하기 위한 구성을 더 구비하여야 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 샘플링 주파수, 양자화비트, 오디오 채널 수에 따른 오디오 데이터를 재생할 수 있는 디코딩부 들을 구비하며, 이들 각 디코딩부 들에 해당하는 오디오 데이터를 분배하기 위한 스트림 선택기를 구비한다.
디지털 처리부(High-bit High-sampling Digital Filter)316은 상기 오디오/비디오 디코더315에서 출력되는 오디오 데이터를 입력하며, 시스템 제어부311의 제어신호에 의해 입력된 오디오 데이터를 디지털 필터링하여 출력한다. 오디오 출력부(High Performance Digital to Analog Converters and Analog Audio Circuitry)317은 상기 디지털 처리부316에서 출력되는 오디오 데이터를 아날로그 신호로 변환 및 처리하여 출력하는 기능을 수행한다. 비디오 출력부(NTSC Encoder Video Digital to Analog Converter`s Analog Video Circuitry)318은 상기 오디오/비디오 디코더315에서 출력되는 비디오 데이터를 NTSC 코딩한 후 아날로그 비디오 신호로 변환하여 출력한다.
상기 도 29 및 도 30을 참조하면, 상기 픽업부312에서 출력되는 디스크의 재생 데이터는 데이터 수신부314에서 전달되며, 상기 데이터 수신부314는 수신된 데이터를 에러 정정 및 분석하여 오디오/비디오 디코더315에 전달한다. 상기 데이터 수신부314에서 출력되는 데이터는 오디오/비디오 디코더315의 입력버퍼411에 인가되어 저장된다. 그러면 시스템 파서412는 상기 시스템 제어부311의 제어 데이터에 의해 필요한 스트림을 선택하고 입력되는 데이터를 분석하여 비디오 데이터를 비디오 디코딩부415에 전달하고 오디오 데이터를 오디오 디코딩부413에 전달한다.
상기 오디오 디코딩부413은 상기 스트림 파서412에서 출력되는 오디오 데이터를 상기 시스템 제어부311의 요구에 따라 변형하여 출력한다. 상기 오디오 디코딩부413은 DVD-비디오 디스크의 오디오 디코딩 기능과 DVD-오디오 디스크의 오디오 디코딩 기능을 포함하여야 한다.
상기 비디오 디코딩부415는 입력된 비디오 데이터를 시스템 제어부311의 요구 사이에 따라 디코딩한 후 변형하여 출력한다. 상기 비디오 디코딩부415의 비디오 데이터 변형은 서브-타이틀 처리(sub-title process), 팬-스캔(pan-scan) 등의 비디오 신호 처리를 말한다.
상기 오디오 디코딩부413 및 오디오 디코딩부415에서 출력되는 디코딩된 오디오 데이터 및 비디오 데이터는 각각 디코딩 오디오 출력부414 및 디코딩 비디오 출력부416에 출력된다. 그러면 상기 출력부414 및 416은 입력되는 디코딩된 데이터를 저장한 후 타이밍제어부410에서 출력되는 타이밍 제어신호에 동기시켜 외부로 출력한다. 이때 상기 디코딩 오디오 출력부414는 디코딩된 오디오 데이터를 디지털 기기 간의 전송 포맷에 맞추어 포맷팅된 디지털 오디오 데이터도 타이밍에 맞춰 외부로 전송하는 기능을 수행한다. 상기 디코딩 오디오 출력부414에서 출력되는 오디오 데이터는 다른 오디오/비디오기기 또는 컴퓨터로 전달된다.
여기서 상기 도 29와 같은 구성을 갖는 재생장치의 오디오/비디오 디코더315는 비디오 신호를 처리할 시 DVD-비디오의 규격을 따르고, 오디오 신호를 처리할 시 본 발명의 실시예에 따른 알고리즘과 DVD-비디오의 규격에 따른 오디오 디코딩 알고리즘을 모두 처리한다. 따라서 상기 오디오 디코딩부413은 DVD-비디오에서의 오디오 규격 중 선형 PCM 및 DTS 알고리즘을 포함하고 있기 때문에, DVD-비디오 디스크가 삽입된 경우에도 재생이 가능하고, 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오 디스크가 삽입된 경우에도 재생이 가능하여야 한다.
이때 상기 DVD-비디오의 오디오 디코딩에 필요한 알고리즘은 선형 PCM 디코딩(1) + AC-3 디코딩 + MPEG 디코딩이며, 본 발명의 실시예에 따른 DVD-오디오의 오디오 디코딩에 필요한 알고리즘은 선형 PCM 디코딩(2) + 코딩 데이터 디코딩(Pseudo-Lossless Psychoacoustic Decoding)이다. 따라서 DVD-비디오 디스크에서의 선형 PCM 알고리즘은 본 발명의 실시예에 따른 선형 PCM 알고리즘에 포함된다. 따라서 DVD-비디오 및 DVD-오디오를 재생하는 장치에 사용되는 디코딩 알고리즘은 하기 <수학식 3>과 같은 기능들을 포함하여야 하며, 이는 오디오 디코딩부413에서 수행된다.
오디오 디코더 = Linear PCM Decoder(2) + Pseudo-Lossless Psychoacoustic Decoder + AC-3 Decoder + MPEG Decoder
상기와 같이 DVD-비디오 및 DVD-오디오를 동시에 재생하는 재생장치는 삽입된 DVD의 VIDEO_TS 및 AUDIO_TS를 검색하여 오디오 디코딩 모드를 설정한다.
여기서 상기 DVD-비디오에 기록되는 오디오 데이터를 살펴본다. 먼저 DVD-오디오에서 비디오 데이터를 배제하고 오디오 데이터만을 기록한 경우는 하기 <표 24>와 같은 결과를 얻게 된다.
Figure 112005008233555-pat00029
두 번째로 DVD-비디오에서 규정된 압축 코딩 방식을 사용하는 경우, 최대 448Kbps 까지 압축을 할 수 있다. 압축이 가능한 샘플링 주파수는 48KHz이고, 압축 가능한 양자화 비트수는 16비트이다. 따라서 한정된 종류의 데이터만 다룰 수가 있고, 압축비가 10:1 정도이기 때문에 오디오 전용으로 사용하기에는 음질에 문제가 많다. 압축 알고리즘이 돌비 AC-3 알고리즘인 경우, 양자화 방식은 16비트 선형 PCM이고, 샘플링주파수가 48KHz이며, 수록 가능한 최대 채널 수는 5.1채널이고, 가능한 비트 레이트는 192Kbps-448Kbps이다. 상기 돌비 AC-3 알고리즘은 코딩 가능한 양자화 비트수, 샘플링 주파수가 제한되고 압축비가 높아 음질의 열화가 심하여 오디오 전용으로 사용하기에 부적합하다. 또한 상기 압축 알고리즘이 MPEG2 알고리즘인 경우, 양자화 방식은 16비트-24 비트 선형 PCM이고, 샘플링 주파수가 48KHz이며, 수록 가능한 최대 채널 수가 7.1 채널이고, 가능 비트 레이트는 64Kbps-912Kbps이다. 상기 MPEG2 알고리즘은 코딩 가능한 양자화 비트수 및 수록 가능한 채널 수는 높으나 샘플링 주파수가 제한되어 있고, 압축비가 높아 열화 문제가 있다.
그러나 DVD-오디오의 경우 전송레이트가 10.08Mbps이며, 재생 시간을 80분으로 가정하고, 샘플링 주파수가 48KHz, 88.2KHz, 192KHz인 경우를 가정하면, 선형 PCM 오디오는 하기 <표 25>와 같이 구현할 수 있다. 그리고 상기 샘플링 주파수가 44.1KHz, 88.2KHz, 176.4KHz인 경우에도 하기 <표 25>와 유사한 값을 갖는다.
Figure 112005008233555-pat00030
그리고 압축 코딩 방식으로 DTS를 사용하는 경우, 양자화 방식은 16비트, 20비트, 24비트의 선형 PCM을 사용하고, 샘플링 주파수는 48KHz, 44.1KHz, 96KHz, 88.2KHz, 192KHz, 176.4KHz를 사용하며, 수록 가능한 최대 채널수는 13채널이고, 압축비는 4:1 정도가 된다. 상기 DTS 압축 코딩 방식은 코딩 가능한 양자화 비트수 및 샘플링 주파수가 크고, 압축비가 낮아 고음질을 유지할 수 있다.
상기 도 27 및 도 29와 같은 재생장치는 삽입된 디스크의 AUDIO_TS 디렉토리의 내용을 읽어 유효데이타의 유무를 검사하여 DVD 디스크의 종류를 판단한다. 이때 상기 도 27과 같은 DVD-오디오 재생장치는 상기 AUDIO_TS 디렉토리에 유효한 데이터가 존재하면 삽입된 디스크가 DVD-오디오임을 감지하고 DVD-오디오 재생 기능을 수행하며, 상기 AUDIO_TS 디렉토리에 유효한 데이터가 존재하지 않으면 삽입된 디스크가 DVD-비디오임을 감지하고 재생 동작을 중단한다. 또한 상기 도 29와 같은 DVD-비디오 및 DVD-오디오를 재생하는 장치는 상기 AUDIO_TS 디렉토리에 유효한 데이터가 존재하면 삽입된 디스크가 DVD-오디오임을 감지하고 DVD-오디오 재생 기능을 수행하며, 상기 AUDIO_TS 디렉토리에 유효한 데이터가 존재하지 않으면 삽입된 디스크가 DVD-비디오임을 감지하고 DVD-비디오 재생 기능을 수행한다.
본 발명의 실시예에서는 상기 재생장치가 도 29와 같은 구조를 갖는 DVD-오디오 및 DVD-비디오를 재생할 수 있는 장치로 가정하여 설명한다.
먼저 DVD가 삽입되면, 상기 시스템 제어부311은 511단계에서 이를 감지하고, 513단계에서 디스크의 내주 영역에 위치되는 디스크 정보 영역에 할당된 도 2와 같은 구성을 갖는 DVD 디렉토리 중에서 AUDIO_TS 디렉토리의 내용을 읽는다. 이후 상기 시스템 제어부311은 515단계에서 상기 AUDIO_TS에 유효한 데이터가 기록되어 있는지 검사한다. 여기서 상기 삽입된 DVD가 DVD-비디오인 경우에는 AUDIO_TS 디렉토리는 존재하지만 실제 해당 디렉토리 내에는 데이터가 기록되어 있지 않다. 즉, DVD-비디오는 AUDIO_TS 디렉토리가 비어있다. 그러나 상기 삽입된 DVD가 DVD-오디오이면, 상기 AUDIO_TS 디렉토리 내에는 상기 도 10 - 도 18c와 같은 오디오 데이터들의 위치 정보들이 기록되어 있다.
따라서 상기 시스템 제어부311은 상기 515단계에서 AUDIO_TS 디렉토리에 유효한 데이터가 기록되어 있으면, 517단계에서 삽입된 디스크가 DVD-오디오임을 감지한다. 이후 상기 시스템 제어부311은 519단계에서 상기 AUDIO_TS 디렉토리를 읽어 도10 및 도 11과 같은 구조를 갖는 AMG의 위치를 파악하며, 521단계에서 상기 픽업부312를 제어하여 픽업을 해당 AMG가 기록된 위치로 이동시킨 후, 상기 AMG를 읽어 DVD-오디오에 기록된 전체 오디오 데이터의 위치 정보를 확인한다. 상기 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 AMG에는 DVD-오디오에 기록된 전체 오디오 타이틀에 관한 정보가 기록되어 있으며, 또한 각 타이틀의 성격 및 위치 정보도 포함되어 있다.
이후 상기 시스템 제어부311은 523단계에서 특정 오디오 타이틀의 재생 요구가 있는가 검사한다. 상기 타이틀의 재생 요구는 사용자 또는 DVD-오디오에 기록된 명령에 의해 발생된다. 상기 523단계에서 타이틀의 재생 요구가 감지되면, 상기 시스템 제어부311은 525단계에서 상기 AMG에서 확인한 위치 정보에 따라 해당 타이틀의 존재하는 디스크 위치를 파악하며, 527단계에서 상기 픽업부312을 제어하여 픽업을 해당 타이틀의 ATSI_MAT 위치까지 이동시킨 후 해당 타이틀 위치의 ATSI_MAT를 읽는다. 이후 상기 시스템 제어부311은 529단계에서 상기 도 15 - 도 18c와 같은 구조를 갖는 ATSI_MAT의 정보를 분석하여 재생하여야 할 오디오 타이틀의 종류 및 성질을 확인하여 재생 알고리즘을 파악하고, 531단계에서 확인된 재생 알고리즘에 따라 DVD-오디오에 기록된 오디오 데이터를 재생할 수 있도록 상기 오디오/비디오 디코더의315의 오디오 디코딩부413을 세팅한다. 이때 상기 오디오 디코딩부413을 세팅하는 정보는 오디오 코딩모드, 샘플링 주파수, 양자화 비트수 및 채널 수 등이 된다.
이후 상기 시스템 제어부311은 533단계에서 오디오 디코딩부413에서 디코딩되는 해당 오디오 타이틀을 재생한다.
그러나 상기 515단계에서 상기 AUDIO_TS 디렉토리 내에 유효한 데이터가 존재하지 않으면, 상기 시스템 제어부311은 535단계에서 삽입된 디스크를 DVD-비디오로 판단하고, 537단계에서 VIDEO_TS 디렉토리에서 VMG의 위치를 파악하고, 539단계에서 상기 픽업부312를 해당 위치로 이동시켜 VMG의 정보를 읽어 DVD-비디오의 전체 정보를 확인한다. 이후 상기 시스템 제어부311은 타이틀 재생 요구시 541단계를 수행하여 해당 타이틀의 VTSI_MAT의 정보에 따라 해당하는 타이틀의 비디오, 서브 픽쳐 및 오디오 데이터를 재생한다.
그러나 상기 DVD-오디오를 재생하는 장치인 경우, 삽입된 디스크가 DVD-오디오인 경우에는 상기 511단계-533단계를 동일하게 수행하지만, DVD-비디오인 경우에는 515단계에서 이를 감지하고 재생 동작을 중단한다.
상기와 같이 ATSI_MAT 정보에 따라 오디오 디코딩부413을 세팅하고 난 후, 상기 시스템 제어부111은 상기 533단계에서 도 32와 같은 과정으로 DVD-오디오의 데이터 영역(data area)에 저장된 오디오 팩을 분석하여 오디오 데이터를 재생한다.
먼저 상기 시스템 제어부311은 611단계에서 세팅된 상기 오디오 디코딩부413을 제어하여 디코딩 동작 시작을 명령하고, 613단계에서 상기 스트림 파서412를 제어하여 수신되는 오디오 데이터를 해당하는 오디오 알고리즘을 구비한 오디오 디코딩부413에에 전달한다. 그러면 해당하는 오디오 디코딩부413은 상기한 바와 같이 시스템 제어부311에서 세팅한 알고리즘에 따라 수신되는 오디오 데이터를 디코딩하여 출력한다. 이때 상기 시스템 제어부111은 615단계에서 오디오 디코딩부413의 동작 상태를 검사한다. 이때 디코딩 이상 발생시 621단계로 진행하여 동작중인 오디오 디코딩부413을 제어하여 디코딩 동작을 중단시키고, 상기 스트림 파서412를 제어하여 데이터의 전송을 중단시키며, 해당 이상 상태에 따른 치유 알고리즘을 구동한 후 상기 611단계로 되돌아간다.
그러나 상기 615단계에서 동작 중인 오디오 디코딩부413이 정상 동작을 수행하는 경우, 617단계에서 디코딩된 오디오 데이터를 디코딩 오디오출력부414를 통해 외부로 출력시킨 후, 619단계에서 오디오 디코딩부413의 동작 상태를 검사한다. 이때 디코딩 이상 상태가 발생되면, 상기 621단계로 진행하며, 정상적인 동작을 하는 경우에는 다음 오디오 데이터를 디코딩할 수 있도록 리턴한다.
상기와 같이 오디오 디코딩부413에서 오디오 스트림의 디코딩이 종료되면, 상기 시스템 제어부111은 상기 디지털 처리부316 및 오디오 출력부317을 제어하면서 디코딩된 오디오 데이터를 아날로그 오디오 신호로 변환 출력한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 DVD는 디스크에 VIDEO_TS와 AUDIO_TS 디렉토리를 구비하며, 이들 디렉토리 상의 유효 데이터 존재 유무에 따라 DVD-오디오 및 DVD-비디오를 판단할 수 있다. 그리고 상기 DVD-오디오는 최대 192KHz의 샘플링 주파수 및 24비트의 양자화된 오디오 데이터가 기록할 수 있으며, 또한 오디오 채널 수도 크게 확장할 수 있다. 따라서 상기 DVD-오디오에 기록된 오디오 데이터를 충실하게 재생하면, 양호한 오디오 신호를 재생할 수 있으며, 멀티 채널 음악에도 대응할 수 있다. 그리고 사용하는 디스크의 데이터 전송 속도, 신호의 샘플링 주파수, 그리고 샘플의 양자화 비트 수에 의해서 제한되는 기록 가능 채널 수는 코딩 알고리즘등을 이용하여 높은 샘플링 주파수 및 많은 양자화 비트들로 만들어지는 오디오 신호로 기록할 수 있어 멀티 채널로 청취할 수 있다.
상기 192KHz의 샘플링을 이용하여 얻어진 선형 PCM 데이타를 96KHz의 선형 PCM 데이타와 그 상위 데이타로 나누어 96KHz의 데이타는 그대로 기록하고, 그 상위 데이타는 무손실 부호화 기법을 이용하여 기록한 타이틀을 만드는 경우, 본 발명의 실시예에 AUDIO_TS에는 그 타이틀을 샘플링 주파수 192KHz, 기록 방식을 선형PCM+무손실부호화 방식으로 기록하고, VIDEO_TS에는 그 타이틀을 샘플링 주파수 96KHz, 기록방식을 선형 PCM으로 기록한다. 이때 상기 DVD-오디오 재생장치는 AUDIO_TS를 읽어보고 이 데이타를 무손실복호화 방식을 사용하여 복호한 후 96KHz 데이타와 합쳐 192KHz의 데이타로 재생을 한다. 그리고 DVD-비디오 재생장치는 VIDEO_TS를 읽어보고 96KHz의 데이타로 재생을 한다. 즉, 하나의 타이틀을 만들어 본 발명의 AUDIO_TS와 VIDEO_TS에 각각 따로 기록하여 DVD-dheldh 재생장치에서는 192KHz로 재생이 가능하게 하고, DVD-비디오 재생장치에서는 96KHz로 재생이 가능하게 만들 수 있다.
또한 기존의 CD를 위해 만들어진 44.1KHz의 샘플링을 이용한 음악 데이타를 영상과 같이 DVD로 제공하고자 하는 경우, 종래의 DVD-비디오 포맷을 이용하여 제 공하기 위해 44.1KHz의 음악 데이타를 48KHz의 음악 데이타로 바꾸어야 하고, 이 과정에서 음질의 열화가 생기게 된다. 본 발명의 실시예에서는 DVD-오디오 포맷에서는 44.1KHz 계열의 오디오 샘플링 주파수도 지원하기 때문에 샘플링 주파수의 변환 없이 그대로 기록되어 영상과 같이 제공하는 것이 가능하므로, 보다 나은 음질을 녹음된 그대로 제공하는 것이 가능하다.
일반적인 DVD-비디오 재생장치는 상기와 같은 DVD-오디오 디스크의 스펙에 못미치는 스펙을 가지므로, 자기의 성능에 맞게 192KHz, 24비트의 데이타를 재생할 수 있는 DVD-오디오 재생장치를 상기 DVD-비디오 재생장치에 병렬 배치하여 사용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 디브이디-오디오 디스크 재생방법에 있어서,
    상기 디브이디-오디오 디스크는, 디브이디-오디오 디스크 재생 장치로부터 재생된 데이터를 저장하기 위한 데이터 영역 및 상기 재생된 데이터의 정보를 저장하기 위한 정보 영역을 포함하고, 상기 정보 영역은 비디오 타이틀 세트(비디오_TS) 및 오디오 타이틀 세트(오디오-TS)를 포함하고, 상기 오디오_TS 디렉토리는 오디오 타이틀들의 정보를 가지는 오디오 매니저(AMG) 정보를 포함하며,
    상기 데이터 영역은 상기 오디오 타이틀들을 포함하고, 상기 오디오 타이틀들 각각은 오디오 타이틀 세트 정보(ATSI)와 상기 ATSI에 후속하는 복수의 연속된 오디오 객체들(AOBs)을 가지고,
    상기 ATSI의 오디오 스트림 어트리뷰트들은 오디오 코딩 모드, 제1, 제2 또는 제3 양자화 비트수, 재생된 데이터에 해당하는 제 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 샘플링 주파수 및 상기 재생된 데이터의 다수의 오디오 채널과 관련된 디코딩 알고리즘 정보들을 가지고, 상기 AOB들 각각은 상기 오디오 스트림 어트리뷰트에 저장된 상기 디코딩 알고리즘에 대응되는 오디오 데이터가 저장된 오디오 팩들로 구성되고,
    오디오_TS 디렉토리가 유효한 데이터를 포함할 때 상기 AMG의 위치를 정하는 단계;
    상기 AMG의 정보로부터 상기 디브이디-오디오 디스크의 다른 정보를 검증하는 단계;
    상기 오디오 타이틀들 중 하나를 재생하기 위한 명령을 수신함과 동시에 AMG의 위치 정보에 따라 선택된 상기 오디오 타이틀들 중 하나의 위치 데이터를 인식하는 단계; 및
    해당하는 ATSI-MAT에 대응되는 오디오 스트림 어트리뷰트를 인식함으로써 상기 오디오 타이틀들 중 하나를 재생하는 알고리즘을 수행하기 위한 오디오 디코더를 세팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디브이디-오디오 디스크 재생 방법.
  2. 디브이디로부터 데이터를 재생하는 방법에 있어서,
    상기 디브이디는 데이터 영역 및 정보영역을 포함하고, 상기 정보 영역은 비디오 타이틀 세트(비디오_TS) 및 오디오 타이틀 세트(오디오_TS)의 디렉토리를 저장하고, 상기 오디오_TS는 오디오 타이틀의 정보를 저장하는 오디오 매니저(AMG)의 정보를 포함하고, 상기 비디오_TS는 비디오 타이틀의 정보를 저장하는 비디오 매니저(VMG)의 정보를 포함하며,
    유효한 데이터가 상기 오디오_TS에 저장되어 있는지를 결정하고, 상기 유효한 데이터가 상기 오디오_TS에 저장되어 있을 경우, 본 디스크는 디브이디-오디오인 것으로 판단하고, 상기 유효한 데이터가 상기 오디오_TS에 저장되어 있지 않을 경우, 상기 디스크는 디브이디-비디오인 것으로 판단하는 단계;
    상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 오디오_TS를 독출함으로써 상기 AMG의 위치를 정하는 단계;
    상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 AMG로부터 위치한 상기 오디오 타이틀들 중 지정된 하나를 찾는 단계;
    상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 지정된 오디오 타이틀의 코딩 포맷을 결정하고 대응되는 디코딩 포맷을 선택하는 단계; 및
    상기 디스크가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 결정된 디코딩 포맷을 이용하여 상기 지정된 오디오 타이틀을 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디브이디로부터 데이터를 재생하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 디스크가 상기 디브이디-비디오일 경우, 상기 비디오_TS를 독출함으로써 상기 VMG의 위치를 정하는 단계;
    상기 디스크가 상기 디브이디-비디오일 경우 상기 VMG로부터 위치하는 상기 비디오 타이틀들 중 지정된 하나를 찾는 단계; 및
    상기 디스크가 상기 디브이디-비디오일 경우, 상기 지정된 비디오 타이틀을 재생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디브이디로부터 데이터를 재생하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 지정된 오디오 타이틀을 재생하는 단계는,
    상기 오디오 타이틀의 오디오 데이터를 디코드하기 위한 오디오 디코딩 회로 를 구동하는 단계;
    상기 오디오 디코딩 회로의 작동 상태를 결정하는 단계;
    상기 작동 상태가 정상일 경우, 상기 오디오 디코딩 회로를 이용하여 상기 오디오 데이터를 디코딩하고, 상기 오디오 디코딩 회로의 작동상태를 확인하여, 상기 디코드된 오디오 데이터를 출력하는 단계 및
    상기 작동 단계가 비정상일 경우, 상기 오디오 디코딩 회로의 구동을 정지한 후 상기 오디오 데이터의 리페어 알고리즘을 수행하고, 상기 오디오 디코딩 회로의 구동을 재시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디브이디로부터 데이터를 재생하는 방법.
  5. 디브이디로부터 데이터를 재생하기 위한 방법에 있어서, 상기 디브이디는 비디오 디렉토리 및 오디오 디렉토리를 포함하고,
    오디오 데이터 및 제어 정보가 상기 오디오 디렉토리에 저장된 경우 상기 디브이디는 디브이디-오디오인 것으로 결정하고, 오디오 데이터 및 제어 정보가 상기 오디오 디렉토리에 저장되지 않은 경우는 상기 디브이디는 디브이디-비디오인 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 디브이디가 디브이디-오디오일 경우, 상기 제어 정보에 따라 상기 오디오 디렉토리로부터 상기 오디오 데이터를 재생하고, 상기 디브이디가 디브이디-비디오일 경우, 상기 비디오 디렉토리로부터 상기 오디오 데이터를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디브이디로부터 데이터를 재생하기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 오디오 데이터를 재생하는 단계는,
    상기 디브이디가 상기 디브이디-오디오일 경우, 상기 지정된 오디오 데이터의 코딩 포맷을 결정하고 대응되는 디코딩 포맷을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 디코딩 포맷을 이용하여 오디오 데이터를 재생하는 단계를 포함하는 디브이디로부터 데이터를 재생하기 위한 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 디브이디-오디오의 상기 오디오 디렉토리로부터의 상기 오디오 데이터는 176.4KHz 및 192 KHz 중 하나의 샘플링 주파수를 가지며, 상기 디브이디-비디오의 상기 비디오 디렉토리로부터의 상기 오디오 데이터가 88.2 KHz 및 96 KHz 중 하나의 샘플링 주파수를 갖는 디브이디로부터 데이터를 재생하기 위한 방법.
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