KR100937590B1 - 다중 품질 서비스 영상 콘텐츠 제공 시스템 및 그것의업그레이드 방법 - Google Patents

다중 품질 서비스 영상 콘텐츠 제공 시스템 및 그것의업그레이드 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 영상 콘텐츠 서비스 시스템은, 원본 영상 데이터를 제 1 계층 데이터로 부호화하는 제 1 인코더; 그리고 상기 제 1 계층 데이터보다 업그레이드된 영상 콘텐츠를 제공하기 위하여 상기 제 1 계층 데이터를 참조하여 상기 원본 영상 데이터를 제 2 계층 데이터로 부호화하는 모듈화된 제 2 인코더를 포함한다.
상술한 구성을 통하여 본 발명의 영상 콘텐츠 서비스 시스템은 업그레이드에 따른 주파수 대역 및 인코딩 시스템의 자원 낭비를 최소화하고, 다중 품질의 콘텐츠 서비스를 제공할 수 있다.

Description

다중 품질 서비스 영상 콘텐츠 제공 시스템 및 그것의 업그레이드 방법{MULTIPLE QUALITY IMAGE CONTENTS SERVICE SYSTEM AND UPGRADE METHOD THEREOF}
본 발명은 영상 콘텐츠 서비스 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 기존 서비스 시스템을 재사용율을 극대화할 수 있는 다중 품질 서비스 제공 시스템 및 그것의 업그레이드 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2005-S-103-03, 과제명 : 통방융합 환경에서의 유비쿼터스 콘텐츠 서비스 기술 개발].
대부분의 영상 처리 시스템들은 표준화된 비디오 코덱으로 압축된 영상 데이터들을 이용한다. 일반적으로 사용되는 비디오 코덱으로는 국제전기통신연합(ITU: International Telecommunication Union)에서 권고하는 H.261, H.262, H.263 등과 동화상 전문가 그룹(Motion Picture Experts Group: 이하, MPEG라 칭함)에서 권고하는 앰팩-1(MPEG-1), 앰팩-2(MPEG-2), 앰팩-4(MPEG-4)의 코덱 표준이 있다. 그리고, 최근에는 더 높은 압축률을 구현할 수 있는 H.264 비디오 코덱이 보편화되어 있다.
방송통신융합 환경에서 지능형방송 컨텐츠를 제공할 때 다양한 네트워크 환경과 다양한 단말기에서 최적의 서비스를 제공할 수 있도록 하여야 한다. MPEG 위원회에서는 급변하는 네트워크 환경에 따라 스케일러블 비디오 코딩(Scalable Video Coding : 이하 SVC) 방식을 새로운 비디오 압축 방식으로 채택하고 있다. SVC 방식에 따르면, 하나의 영상 컨텐츠를 다양한 공간적 해상도(Spatial resolution)와 화질(Quality), 다양한 프래임율(Frame-rate)을 갖는 하나의 비트 스트림으로 영상 콘텐츠를 인코딩한다. 그리고 각각의 단말에서 단말기의 특성 및 능력에 맞도록 전송된 비트 스트림을 받아 복원한다. 현재, 영상을 전송하는 매체가 다양한 전송 속도를 가지고, 사용자마다 단말기의 해상도가 다르기 때문에 각 매체와 단말기에 맞는 전송률을 가지는 영상 데이터가 필요하다. 이를 위해 영상 데이터 제공자가 각 매체의 전송속도와 사용자의 해상도에 맞는 다수의 영상 데이터를 보유하여 제공하는 방법이 가능하지만, 이것은 저장 공간의 제약으로 인해 한계를 가진다. 하지만, 영상 데이터가 스케일러빌리티(Scalability)를 가지는 영상 압축 표준으로 부호화되어 있다면, 각 매체의 전송 속도와 사용자의 해상도에 맞게 영상 데이터를 추출하여 사용자에게 제공될 수 있다.
디지털 동영상 콘텐츠를 제공하는 서비스(예를 들면, 디지털방송, DMB, 인터넷 스트리밍 서비스 등)는 특정 부호화/복호화 기법을 사용하여 전송 측(또는, 서버 측)에서 동영상 콘텐츠를 부호화(Encoding) 한다. 부호화된 동영상 콘텐츠는 전송 매체를 통하여 가입자의 위치까지 전달된다. 각종 단말들은 전달된 동영상 콘텐츠를 수신하여 복호화(Decoding)한다. 그리고 복호화된 영상 신호에 의해서 재생되 는 화면으로 가입자에게 서비스된다.
일반적으로 서비스 가입자들은 최초 제공되는 서비스 품질(QoS)에 만족하지 않고 지속적으로 보다 고품질의 서비스를 요구한다. 이러한 가입자들의 요구에 발맞추어 서비스 제공자들은 더 향상된 품질을 제공하기 위한 기술과 플랫폼들을 개발하고 있다. 고정된 플랫폼에서도 플랫폼이 허용하는 한도 내에서 최상의 서비스 품질을 제공하기 위하여 기술은 진화한다. 기술의 진화와 복잡화에 따라 진보된 기술과 자원을 수용하기 위해서는 플랫폼의 변경이나 전환도 필수 불가결하다.
예를 들면, 기존의 동영상 콘텐츠 제공 시스템에서는 특정 부호화/복호화 기법을 이용하여 서비스를 시작하여 운용하고 있다고 가정한다. 일정 시간이 지나면 기존에 운용중이던 동영상 콘텐츠 서비스(이하, 기존 서비스)보다 고품질의 동영상 콘텐츠 서비스(이하, 고화질 서비스)를 제공할 필요성이 대두된다. 진화된 고화질 서비스를 제공하기 위해서는, 기존에 운용중이던 서비스 시스템과 독립적으로 고화질의 신규 동영상 콘텐츠 서비스를 위한 전송 시스템 및 전송 채널을 별도로 추가하여야 한다. 이러한 경우, 기존 서비스 시스템은 고화질 서비스 제공을 위해서 전혀 사용될 수 없으며 기존 서비스와는 별도로 고화질 서비스를 위한 전송 대역폭을 추가로 확보하여야 한다.
도 1은 상술한 진화된 고품질 서비스를 제공하기 위한 시스템의 단계적 업그레이드 양상을 간략히 보여주는 도면들이다. 도 1을 참조하면, 최초에 제공되는 서비스 시스템 (a)와 단계적으로 고품질의 서비스를 제공하기 위한 진보되는 서비스 시스템들 (b), (c), (d)가 도시되어 있다.
최초 제공되는 서비스 시스템 (a)는 원본 영상 데이터로부터 기본 계층(Basic layer)의 신호를 생성하기 위한 제 1 인코더(11, Enc_1)와, 제 1 인코더(11)에 의해서 생성된 부호화된 영상 콘텐츠를 전송하는 채널 시스템(12) 및 단말 측에 대응하는 제 1 디코더(13, DEC_1)를 포함한다. 제 1 인코더(11)는 서비스 시스템 (a)에서 제공되는 대역폭(B1, Band width)을 고려한 비트율(Bit rate) 또는 부호률(Code rate)로 부호화한다. 부호화된 영상 콘텐츠는 서비스 시스템 (a)의 전송 매체인 채널 시스템(12)을 통해서 채널 부호화(Channel coding)되고 단말 측의 제 1 디코더(13)로 전달된다. 이후, 단말 측의 제 1 디코더(13)에 의해서 복호된 동영상 콘텐츠는 재생될 것이다.
최초, 서비스 시스템 (a)로 제공되는 서비스 품질보다 진화 또는 업그레이드된 서비스를 제공하기 위한 서비스 시스템 (b)는 고품질의 영상 콘텐츠를 지원하기 위한 제 2 인코더(21, Enc_2)를 구비해야 한다. 또한, 제 2 인코더(21)로부터 부호화된 영상 콘텐츠를 전송하기 위한 채널 대역폭 (BW=B1+B2)에 대응하는 채널 시스템(22) 및 제 2 디코더(23, DEC_2)를 필요로 한다. 제 2 인코더(21)는 제 1 인코더(21)가 부담하던 원본 영상 데이터의 부호화 기능과, 업그레이드를 위한 부호화 기능을 모두 수행해야 한다.
그리고, 서비스 시스템 (b)의 제 2 인코더(21)나 채널 시스템(22) 및 제 2 디코더(23)들은 업그레이드되기 이전의 시스템 (a)의 점유 주파수 대역과 다른 주파수 영역에 채널 대역폭 (BW=B1+B2)이 제공되어야 한다. 이러한 조건에서 서비스 시스템 (b)는 서비스 시스템 (a)와 독립적인 운용이 가능하다. 이러한 서비스 시스 템 (b)로의 업그레이드는 업그레이드된 영상 콘텐츠를 제공하기 위한 제 2 인코더(21)와 기하 급수적으로 증가하는 채널 대역폭에 대응하는 채널 시스템(22)과 제 2 디코더(23)와 같은 부호화/복호화 시스템을 추가적으로 필요로 한다. 또한, 서비스 시스템 (b)는 서비스 시스템 (a)를 전혀 활용하지 못하고 과도한 비용 투자를 필요로 한다.
그리고 서비스 시스템 (b)로부터 업그레이드된 서비스 시스템 (c) 및 (d)도 고품질의 서비스 품질을 제공하기 위해서는 업그레이드 이전의 인코더의 부호화 기능을 포함하는 확장된 인코더들(Enc_3, Enc_n)을 각각 구비해야 한다. 그리고 증가된 채널 대역폭들(BW=B1+B2+B3, BW=B1+B2+B3+…+Bn) 각각에 대응하는 부호율(Coding rate)로 고품질의 영상 콘텐츠를 부호화/복호화 및 송수신하기 위한 각각의 별도의 장치들(DEC_3,DEC_n)이 추가적으로 지원되어야 할 것이다.
이상의 점진적으로 진화하는 서비스 품질의 업그레이드에 따라, 진화된 서비스를 제공하기 위한 기능들을 구비하지 못한 기존 시스템들의 재사용은 용이하지 못한 어려움이 있다. 서비스의 진화에 따라 기존 시스템들은 단계적으로 도태되어야 하는 낭비 문제가 발생한다. 또한, 신규 고품질의 서비스가 제공될 때마다, 새롭게 제공되어야 하는 전송 채널의 대역폭은 기존 서비스의 대역폭과 신규 서비스를 위한 추가적인 대역폭이 요구된다. 즉, 채널의 주파수 대역은 기존 서비스가 종료되지 않는 한 고정적으로 유지되기 때문에 신규 서비스의 경우 기존 서비스에 대응하는 대역폭과 새롭게 추가되는 대역폭이 다른 주파수 윈도에 제공되어야 한다. 따라서, 서비스의 고품질화를 위해 요구되는 채널 대역폭은 기하급수적으로 증가하 게 된다.
결국, 점진적으로 고품질의 서비스를 제공하기 위한 업그레이드에 따라 업그레이드 이전의 기능을 포함하는 인코더를 제공하기 위해서는 서비스 시스템의 비효율성과 과중한 비용부담이 뒤따른다. 따라서, 장비 추가의 비용 감소 및 채널 대역폭의 과중한 부담을 해결할 수 있는 기술이 절실한 실정이다.
본 발명은 서비스 질의 향상에 따라 요구되는 채널 대역폭 및 기존 서비스 시스템의 재사용율을 극대화하기 위한 시스템 및 코딩 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 콘텐츠 서비스 시스템은, 원본 영상 데이터를 제 1 계층 데이터로 부호화하는 제 1 인코더; 그리고 상기 제 1 계층 데이터보다 업그레이드된 영상 콘텐츠를 제공하기 위하여 상기 제 1 계층 데이터를 참조하여 상기 원본 영상 데이터를 제 2 계층 데이터로 부호화하는 모듈화된 제 2 인코더를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 인코더는 상기 제 1 계층 데이터의 코딩 파라미터 및 상기 원본 영상 데이터로부터 상기 제 2 계층 데이터를 생성한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 계층 데이터에는 코팅 파라미터로 주파수 대역 및/또는 비율이 포함된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 계층 데이터는 상기 제 1 계층 데이터와는 다른 주파수 대역 및/또는 비트율을 할당받아 전송된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 계층 데이터는 상기 제 1 계층 데이터로 제공되는 영상 콘텐츠의 서비스 품질을 업그레이드하기 위한 추가 데이터이다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 계층 데이터를 전송하기 위한 주파수 대역 및 비트율은 상기 업그레이드 이후에도 재사용된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 인코더는, 기본 서비스를 제공하는 기본 인코더와; 그리고 상기 기본 인코더에 의한 서비스를 단계적으로 업그레이드하기 위한 모듈화된 복수의 업그레이드 인코더들을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 업그레이드 인코더들 각각은 상기 기본 인코더로부터 생성된 부호화 데이터와 업그레이드 이전에 생성되는 부호화 데이터들로부터 코딩 파라미터를 제공받는다.
이 실시예에 있어서, 상기 복수의 부호화 데이터들 각각을 전송하기 위한 주파수 대역들은 상기 업그레이드 이후에도 재사용된다.
이 실시예에 있어서, 상기 복수의 부호화 데이터들 각각은 서로 다른 주파수 대역 및/또는 서로 다른 비트율을 이용하여 전송된다.
이 실시예에 있어서, 상기 기본 인코더는 H.264 표준에 따라 원본 영상 데이터를 부호화한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 계층 데이터를 제공받아 제 1 단계 서비스를 제공하는 제 1 단계 가입자 단말과; 그리고 상기 제 1 계층 데이터와 상기 제 2 계층 데이터를 동시에 제공받아 업그레이드된 영상 콘텐츠를 제공하기 위한 제 2 단계 가입자 단말을 더 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 콘텐츠 제공 서비스의 업그레이드 방법은, 기존 서비스에서 제공되는 원본 영상 데이터로부터 부호화된 제 1 계층 데이터로부터 코딩 파라미터를 추출하는 단계; 상기 코딩 파라미터를 참조하여 업그레이드된 동영상 콘텐츠를 제공하기 위한 제 2 계층 데이터를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 제 2 계층 데이터는 상기 제 1 계층 데이터와는 다른 주파수 대역으로 전송된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 계층 데이터는 상기 원본 영상 데이터로부터 부호화되며, 상기 제 1 계층 데이터를 업그레이드하기 위한 추가 데이터이다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 계층 데이터와 상기 제 2 계층 데이터는 서로 다른 주파수 대역을 통해서 동시에 전송된다.
이 실시예에 있어서, 상기 서로 다른 주파수 대역을 통해서 전송되는 상기 제 1 계층 데이터와 상기 제 2 계층 데이터 각각을 전송받아 업그레이드된 디지털 콘텐츠로 재생하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 계층 데이터만을 전송받아 업그레이드 이전의 디지털 콘텐츠를 재생하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 계층 데이터는 H.264 표준에 따라 부호화된 영상 데이터이다.
이상의 구성을 통한 본 발명에 따른 시스템은 모듈화 구성을 통해서 업그레이드에 소요되는 장치의 재사용율을 극대화하고, 단계적으로 업그레이드 가능한 시스템을 제공하여 경제성을 획기적으로 높일 수 있다.
앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다. 이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 계층적 구조를 가진 부호화 기법으로 부호화된 동영상 콘텐츠(이하, 계층적 동영상 콘텐츠) 데이터(100)의 구조를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 계층적 동영상 콘텐츠 데이터(100)는 기본 계층 데이터(P1, 110) 및 각 계층별 부호화된 데이터인 부 데이터들(P2, … , Pi; Sub-data)로 이루어진다. 한편, 본 발명에 사용되는 부호화 데이터는 서비스 가능 부분 부호화 데이터(110,120,130,140) 및 전체 부호화 데이터(150)으로 이루어진다.
기본 계층 데이터(P1, 110)는 서비스 시스템의 근간이 되는 가장 기본적인 코덱 방식으로 인코딩된 데이터이다. 예를 들면, 대폭 강화된 압축률과 인식 능력을 제공하는 H.264 표준에 따라 부호화된 데이터일 수 있다.
부 데이터 (P2)는 기본 계층 데이터(P1)로 제공되는 서비스 품질보다 향상된 서비스 품질(예를 들면, 화질, 해상도 또는 프레임율)을 제공하기 위한 추가 데이터이다. 예를 들면 2단계로 업그레이드된 서비스를 제공받기 위해서는 기본 계층 데이터 (P1)와 부 데이터 (P2)를 모두 전송받아야 한다. 서비스 품질의 순차적인 업그레이드에 따라 이러한 부 데이터들은 점차 증가하게 되고, 영상 콘텐츠의 품질을 결정하는 부 데이터는 부 데이터(Pi)까지 증가할 수 있다. 영상 콘텐츠에 대응 하는 부호화 데이터들 이외의 기타 메타 데이터(Meta data)와 같은 제어 데이터들이 더 제공될 수 있음은 이 분야에서 통상의 지식을 습득한 자들에게는 자명하다.
다시 도면을 참조하면, 본 발명은 기본 계층 데이터(P1, 110)와 업그레이드를 위한 부 데이터(P2)를 모두 제공하기 위해서(즉, 120), 업그레이드를 위한 부 데이터 (P2)만을 부호화하기 위한 인코더만을 기존 시스템에 추가한다. 그리고 부 데이터 (P2)에 대응하는 대역폭(B2)만이 추가적으로 제공되며, 단말 측에서는 기존 시스템의 기본 계층 데이터(P1)와 부 데이터(P2)를 서로 다른 채널을 통해서 제공받을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템은 업그레이드를 위해 추가되는 데이터만을 인코딩하기 위한 인코더만을 더 필요로 한다. 따라서, 업그레이드를 위해 소요되는 비용의 로드를 최소화할 수 있는 시스템을 제공할 수 있다.
결국, 본 발명은 점진적으로 업그레이드되는 서비스 시스템의 특성에 최적화될 수 있는 인코딩 시스템을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 콘텐츠의 부호화를 수행하는 인코더부(200)의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 서비스 시스템의 인코더부(200)는 원본 영상 데이터(210)로부터 서비스 품질에 대응하는 계층적인 부호화를 수행한다. 그리고 업그레이드를 위한 인코더들(230, 240, 250)은 모듈화 구조로 설계되어 업그레이드 시에 단계적으로 추가될 수 있는 구성들로 제공될 수 있다.
채널 대역폭 (B1)에 의한 베이스 계층의 동영상 콘텐츠 제공 서비스를 제공하기 위해서, 제 1 단계 인코더(220)는 채널 대역폭 (B1)에 대응하는 부호율로 원본 영상 데이터(210)를 부호화한다. 예를 들면, 제 1 단계 인코더(220)는 H.264 표 준에 따라, 제공되는 원본 영상 데이터(210)를 부호화하고 압축한다. 제 1 단계 인코더(220)로 압축 및 부호화된 기본 계층 데이터(P1)는 채널 대역폭(B1)에 최적화된 비트율을 갖게 되며, 제 1 단계 가입자 터미널로 제공되기 위해 채널 시스템(260)으로 전달된다.
제 2 단계 인코더(230)는 제 1 단계 서비스보다 소정의 시점에 업그레이드된 서비스를 제공하기 위해 추가되는 구성이다. 제 2 단계 인코더(230)는 원본 영상 데이터(210)와 제 1 단계 인코더(220)로부터 생성된 기본 계층 데이터(P1)를 동시에 제공받는다. 제 2 단계 인코더(230)는 제공된 원본 영상 데이터(210)로부터 업그레이드를 위해 단말 측으로 제공되는 부 데이터 (P2)를 생성한다. 제 2 단계 인코더(230)는 기본 계층 데이터(P1)로부터 부 데이터(P2)를 생성하기 위한 코딩 파라미터를 제공받는다. 여기서, 코딩 파라미터는 원본 영상 데이터(210)로부터 부 데이터(P2)를 생성하기 위해 고려되는 비트율(Bit Rate) 및/또는 주파수 대역 정보를 포함할 것이다.
즉, 제 2 단계 인코더(230)는 코딩 파라미터를 이용하여 기본 계층 데이터 (P1)만으로는 제공할 수 없는 업그레이드된 영상 콘텐츠 데이터만을 원본 영상 데이터(210)로부터 추가적으로 추출한다. 그리고 제 2 단계 인코더(230)는 기본 계층 데이터(P1)를 인코딩하기 위해 제공된 대역폭 크기를 참조하여 기본 영상 데이터(210)로부터 부 데이터(P2)를 생성한다. 이때, 생성된 부 데이터(P2)는 전송을 위해 채널 시스템(260)으로 전송될 것이다.
제 2 단계 업그레이드에 대응하는 추가적인 부 데이터(P2)만을 전송하기 때 문에 부 데이터(P2)는 채널 코딩 시에 요구되는 대역폭 (B2)만이 제공된다. 제 2 단계 업그레이드 서비스를 제공하기 위해서 기존의 서비스 시스템에 의해서 제공 중이던 제 1 단계 인코더(220) 및 대역(B1)은 재사용된다. 그리고 업그레이드에 필요한 부 데이터(P3)의 전송을 위해 필요한 대역폭 (B2)만 추가적으로 소요된다. 따라서, 전체적으로 제 2 단계 업그레이드된 서비스를 제공하기 위해 소요되는 대역폭은 기존 서비스 대역의 재사용에 따라 대역폭 (B2)만이 더 제공된다.
제 3 단계 인코더(240)는 제 2 단계 서비스로부터 업그레이드된 서비스를 제공하기 위해 추가된다. 제 3 단계 인코더(240)는 원본 영상 데이터(210)와 제 1 단계 인코더(220)로부터 생성된 기본 계층 데이터(P1), 제 2 단계 인코더(230)로부터 생성된 부 데이터(P2)를 동시에 제공받는다. 제공된 원본 영상 데이터(210)로부터 제 3 단계 인코더(240)는 업그레이드를 위해 단말 측으로 제공될 부 데이터 (P3)를 생성한다. 원본 영상 데이터(210)와 동시에 제공된 기본 계층 데이터(P1), 부 데이터(P2)로부터 제 3 단계 인코더(240)는 부 데이터(P3)를 생성하기 위한 비율율 및 주파수 대역 정보 즉, 코딩 파라미터를 제공받는다.
즉, 제 3 단계 인코더(240)는 기본 계층 데이터와 부 데이터(P2)로는 제공할 수 없는 업그레이드 수준에 대응하는 영상 콘텐츠 데이터만을 원본 영상 데이터(210)로부터 추출한다. 그리고 제 3 단계 인코더(230)는 기본 계층 데이터(P1)와 부 데이터(P2)에 제공된 대역폭 크기를 참조하여 기본 영상 데이터(210)로부터 부 데이터(P3)를 생성한다. 이때, 생성된 부 데이터(P3)는 전송을 위해 채널 시스템(260)으로 전송될 것이다. 제 3 단계 업그레이드에 대응하는 추가적인 부 데이 터(P3)만을 전송하기 때문에 부 데이터(P3)는 채널 코딩 시에 요구되는 대역폭 (B3)만이 제공된다.
제 3 단계 업그레이드 서비스를 제공하기 위해서 기존의 서비스 시스템에 의해서 제공 중이던 기본 계층 데이터(P1)와 부 데이터(P2)에 할당된 대역폭이 재사용된다. 그리고 업그레이드에 필요한 부 데이터(P3)의 전송을 위해 필요한 대역폭 (B3)만 추가적으로 소요된다. 따라서, 전체적으로 제 3 단계 업그레이드된 서비스를 제공하기 위해 소요되는 대역폭은 기존 서비스 대역의 재사용 및 추가적인 대역폭 (B3)만이 더 소요될 뿐이다.
이러한 방식으로 제 3 단계 인코더(240)도 부 데이터 (P3)를 생성한다. 부 데이터 (P3)는 또한 원본 영상 데이터(210)를 제공받아 제 3 단계 업그레이드를 지원하기 위한 부호화를 수행한다. 그리고, 제 3 단계 인코더(240)는 제 1 내지 제 2 단계 인코더(220, 230)로부터 제공되는 부 데이터들 (P1, P2)을 참조하여 부 데이터 (P3)를 생성한다. 제 3 데이터 (P3)는 기존 서비스 시스템에 비하여 제 3 단계 업그레이드된 서비스를 지원하는 부 데이터 (P3)를 전송하기 위한 대역폭 (B3)를 더 포함한다. 따라서, 부 데이터 (P3)가 가입자 단말에 전달되기 위해서는 대역폭 (B3)만 소요된다. 기존 시스템에 의해서 제공되던 기본 계층 데이터 (P1) 및 부 데이터(P2)와 부 데이터 (P3)의 결합에 의하여 3단계 업그레이드된 고화질의 영상 콘텐츠가 가입자에게 제공될 수 있다.
이런 방식으로 각 단계의 계층적 동영상 콘텐츠를 획득하기 위해서는 부호화의 원래 대상 데이터인 원본 영상 데이터(210)와 특정 단계의 바로 전 단계에 해당 하는 계층적 동영상 콘텐츠의 부 데이터들이 필요하다. 예를 들어, 제 i 단계의 인코더(250)는 부 데이터 (Pi)을 생성하기 위해, 기존 계층 데이터(P1) 및 그 이전 단계들의 부 데이터(P2,...,Pi-1)가 더 필요하다.
이상을 정리하면, 본 발명의 시스템은 업그레이드시 기존에 사용중이던 이전 단계의 인코더들을 재사용한다. 그리고 업그레이드된 특성을 위해 추가되는 부호화 동작을 위해 새롭게 인코더를 추가하더라도 기존에 제공되던 단계의 서비스 대역이 업그레이드된 서비스에서도 그대로 재사용 가능하다. 따라서, 업그레이드되는 이전 단계의 시스템과 이전 단계의 채널 대역폭의 재사용이 가능하다. 또한, 모듈화 구성을 통해서 업그레이드 시기마다 인코더가 새롭게 추가될 수 있으므로 서비스 제공자의 업그레이드 비용이 최소화될 수 있다.
도 4는 상술한 도 3의 인코더부(200)로부터 제공되는 부호화된 영상 콘텐츠를 제공받기 위한 가입자 단말들의 수신 방식을 보여주는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 채널 시스템(260)으로부터 제공되는 기본 계층 데이터(P1)와 각 업그레이드 단계들에 대응하는 부 데이터(P2~Pi)들이 각각의 업그레이드 가입자 단말들(320, 330, 340, 350)에 전달된다.
기본 서비스 가입자 단말(320)은 채널 시스템(260)으로부터 제공되는 기본 계층 데이터(P1)만을 수신한다. 수신된 기본 계층 데이터(P1)를 디코딩하여, 기본 서비스 가입자 단말(320)은 가장 낮은 서비스 품질에 대응하는 기존 서비스에 해당하는 영상 콘텐츠를 가입자에게 제공하게 될 것이다.
2단계 업그레이드 가입자 단말(330)은 전송되는 부 데이터들(P1~Pi) 중에 2 단계 업그레이드된 서비스 품질의 영상 콘텐츠를 재생할 수 있는 부 데이터들만을 수신한다. 즉, 2단계 업그레이드 가입자 단말(330)은 기본 계층 데이터(P1)와 2단계 부 데이터(P2)만을 수신한다. 2단계 업그레이드 가입자 단말(330)은 수신된 부 데이터(P1, P2)를 디코딩하여 업그레이드된 품질의 영상 콘텐츠를 가입자에게 제공한다.
3단계 업그레이드 가입자 단말(340) 또한 3단계의 업그레이드된 영상 콘텐츠 서비스를 제공하기 위하여 기본 계층 데이터(P1)와 2단계 부 데이터(P2), 그리고 3단계 부 데이터(P3)를 수신한다. 그리고 수신된 기본 계층 데이터(P1)와 부 데이터들(P2, P3)를 디코딩하여 가입자에게 영상을 제공한다.
이러한 방식으로 제공되는 i 단계 업그레이드된 단말(350)은 채널 상에 존재하는 기본 계층 데이터(P1)와 각 단계별 계층적으로 제공되는 부 데이터들(P2~Pi)을 디코딩하여 고화질의 영상 콘텐츠를 재생할 수 있다. 결론적으로, 서비스 시스템의 업그레이드는 업그레이드 이전의 기존 시스템에 비하여 업그레이드에 소요되는 부 데이터에 대응하는 대역폭만 더 확보되면 가능하다. 그리고 업그레이드를 위해 업그레이드에 소요되는 인코더만을 추가하고 기존의 인코더들은 재사용되기 때문에 고품질의 서비스를 위한 업그레이드에 따라 소요되는 장치의 추가를 최소화할 수 있다. 결국, 본 발명의 서비스 시스템은 업그레이드에 소요되는 채널 대역폭 및 장치의 추가를 최소화하고도 저비용으로 고품질의 영상 콘텐츠를 제공하기 위한 업그레이드를 가능케 한다.
도 5는 본 발명에 따른 기본 계층 데이터(P1) 및 부 데이터들(P2~Pi)이 차지 하는 채널 주파수 대역폭을 간략히 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 기본 계층 데이터(P1)를 전송하기 위한 대역폭과, 업그레이드된 품질에 대응하는 부 데이터를 전송하기 위한 업그레이드 대역폭만 확보되면 업그레이드가 가능하다.
기본 계층 데이터(P1)를 제공하기 위한 채널 대역폭이 (B1)이라 가정하면, 서비스 업그레이드를 위해 소요되는 부 데이터(P2)를 기본 계층 데이터(P1)에 동기하여 전송하기 위해 소요되는 채널 대역폭으로 (B2)가 추가적으로 필요하다. 따라서, 2 단계 업그레이드된 영상 콘텐츠 서비스를 가입자 단말에 전송하기 위해서는 기본 계층 데이터(P1)와 부 데이터(P2)에 대응하는 채널 대역폭(B1+B2)이 소요될 것이다.
본 발명에 따른 시스템은, (i-1) 단계의 서비스를 제공하던 중에 상위 품질의 영상 콘텐츠 서비스를 제공하기 위한 업그레이드를 수행하기 위해서는 기존 서비스로부터 업그레이드에 소요되는 부 데이터(Pi)를 생성하기 위한 인코더가 추가된다. 추가되는 인코더는 기존 서비스 시스템으로부터 부호화된 데이터(P1~Pi-1)의 점유 대역을 코딩 파라미터로 하여 업그레이드에 소요되는 부 데이터(Pi)를 전송하기 위해 소요되는 대역폭을 산정할 수 있다. 따라서, (i) 단계의 업그레이드된 서비스를 제공하기 위해 대역폭은 (B1+B2+…+Bi)가 소요된다.
이상에서 설명된 본 발명에 따른 시스템은 단계적으로 업그레이드되는 서비스를 제공하기 위해서는 업그레이드에 할당되는 부 데이터(Px)를 생성하기 위한 인코더와 부 데이터(Px)에 대응하는 크기의 대역폭(Bx)만 추가되면 된다. 따라서, 기존에 서비스되는 시스템을 유지하면서 채널 대역폭의 증가를 최소화할 수 있는 시 스템을 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 영상 콘텐츠의 업그레이드 방식을 간략히 보여주는 도면;
도 2는 본 발명에 따른 계층적 데이터 구조를 간략히 보여주는 도면;
도 3은 본 발명의 업그레이드에 따른 인코딩 방식을 보여주는 블록도;
도 4는 본 발명의 업그레이드에 따른 단말들의 영상 콘텐츠 수신 방법을 보여주는 블록도;
도 5는 본 발명의 대역폭 재사용 효과를 보여주는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
210 : 원본 영상 데이터
220, 230, 240, 250 : 계층적 구조 인코더
260, 260 : 채널
320, 330, 340, 350 : 계층적 가입자 단말

Claims (15)

  1. 원본 영상 데이터를 제 1 계층 데이터로 부호화하는 제 1 인코더; 그리고
    상기 제 1 계층 데이터보다 업그레이드된 영상 콘텐츠를 제공하기 위하여 상기 제 1 계층 데이터를 참조하여 상기 원본 영상 데이터를 제 2 계층 데이터로 부호화하는 모듈화된 제 2 인코더를 포함하되,
    상기 제 2 인코더는 상기 제 1 계층 데이터의 코딩 파라미터 및 원본 영상 데이터로부터 상기 제 2 계층 데이터를 생성하는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계층 데이터에는 코딩 파라미터로 비트율 및 주파수 대역 정보가 포함되는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 계층 데이터는 상기 제 1 계층 데이터와는 다른 주파수 대역 또는 다른 비트율을 할당받아 전송되는 것을 특징으로 하는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 계층 데이터는 상기 제 1 계층 데이터로 제공되는 영상 콘텐츠의 서비스 품질을 업그레이드하기 위한 추가 데이터인 것을 특징으로 하는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 계층 데이터를 전송하기 위한 주파수 대역은 상기 업그레이드 이후에도 재사용되는 것을 특징으로 하는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 계층 데이터 각각은 서로 다른 주파수 대역 또는 서로 다른 비트율로 전송되는 것을 특징으로 하는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 인코더는 H.264 표준에 따라 원본 영상 데이터를 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계층 데이터를 제공받아 제 1 단계 서비스를 제공하는 제 1 단계 가입자 단말과; 그리고
    상기 제 1 계층 데이터와 상기 제 2 계층 데이터를 동시에 제공받아 업그레이드된 영상 콘텐츠를 제공하기 위한 제 2 단계 가입자 단말을 더 포함하는 영상 콘텐츠 서비스 시스템.
  10. 디지털 콘텐츠 제공 서비스의 업그레이드 방법에 있어서:
    기존 서비스에서 제공되는 원본 영상 데이터로부터 부호화된 제 1 계층 데이터로부터 코딩 파라미터를 추출하는 단계;
    상기 코딩 파라미터를 참조하여 업그레이드된 동영상 콘텐츠를 제공하기 위한 제 2 계층 데이터를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 2 계층 데이터는 상기 제 1 계층 데이터와는 다른 주파수 대역으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 계층 데이터는 상기 원본 영상 데이터로부터 부호화되며, 상기 제 1 계층 데이터를 업그레이드하기 위한 추가 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 계층 데이터와 상기 제 2 계층 데이터는 서로 다른 주파수 대역을 통해서 동시에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 서로 다른 주파수 대역을 통해서 전송되는 상기 제 1 계층 데이터와 상기 제 2 계층 데이터 각각을 전송받아 업그레이드된 디지털 콘텐츠로 재생하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 계층 데이터만을 전송받아 업그레이드 이전의 디지털 콘텐츠를 재생하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 계층 데이터는 H.264 표준에 따라 부호화된 영상 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
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