KR100950867B1 - 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법, 및 비디오 방송 방법 - Google Patents

패킷화된 비디오 데이터 처리 방법, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법, 및 비디오 방송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패킷화된 비디오 데이터를 처리하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 제 1 디스플레이 해상도를 갖는 제 1 비디오 프로그램을 나타내는 인코딩된 데이터가 수신되고, 상기 제 1 디스플레이 해상도보다 더 낮은 제 2 디스플레이 해상도의 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 인코딩된 데이터가 수신된다. 전송 식별 정보는 상기 제 1 디스플레이 해상도에서 상기 제 2 디스플레이 해상도로의 변환을 시그널링하기 위해 생성되고, 상기 제 1 비디오 프로그램 인코딩된 데이터, 상기 제 2 비디오 프로그램 인코딩된 데이터, 및 상기 식별 정보는 패킷화된 데이터에 통합된다. 상기 패킷화된 데이터는 출력을 위해 전송 채널에 제공된다.
디지털 비디오 디코더, 무결절성 스트림 스위칭, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법, 인코딩된 데이터 수신, 전송 식별 정보

Description

패킷화된 비디오 데이터 처리 방법, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법, 및 비디오 방송 방법{A method for processing packetized video data, a method fro decoding image data, and a video broadcasting method}
발명의 분야
본 발명은 비디오 처리 시스템들에 관한 것이고, 특히, 다른 해상도들을 갖는 제 1 및 제 2 비디오 스트림들을 인코딩하고 디코딩 동안 한 스트림에서 또 다른 스트림으로 무결절성 변환하는 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
종래 기술의 설명
데이터 신호들은 종종 데이터 압축 또는 인코딩, 및 데이터 압축 해제 또는 디코딩과 같은 컴퓨터 처리 기술들에 영향을 받는다. 데이터 신호들은 예를 들어, 비디오 신호들일 수 있다. 비디오 신호들은 일반적으로 모션 비디오 시퀀스의 비디오 화상들(이미지들)을 나타낸다. 비디오 신호 처리에서, 비디오 신호들은 디지털 인코딩된 비트스트림을 형성하기 위해, 특정한 코딩 표준에 따라 비디오 신호를 인코딩함으로써 디지털로 압축된다. 인코딩된 비디오 신호 비트스트림(비디오 스트림 또는 데이터스트림)은 원 비디오 신호들에 대응하는 디코딩된 비디오 신호들을 제공하도록 디코딩될 수 있다.
"프레임"이라는 용어는 통상적으로 비디오 시퀀스의 유닛에 사용된다. 프레임은 비디오 신호의 공간 정보의 라인들을 포함한다. 프레임은 비디오 데이터의 하나 이상의 필드들로 구성될 수 있다. 따라서, 인코딩된 비트스트림의 각종 세그먼트들은 소정의 프레임 또는 필드를 나타낸다. 상기 인코딩된 비트스트림은 비디오 디코더에 의한 나중의 검색을 위해 저장될 수 있고/거나, 통합 서비스 디지털 네트워크(Integrated Services Digital Network; ISDN)와 공중 교환 전화 네트워크(Public Switched Telephone Network; PSTN) 전화 접속들, 케이블, 및 직접 위성 시스템(direct satellite system; DSS)들과 같은 전송 채널들 또는 시스템들을 통해 원격 비디오 신호 디코딩 시스템에 전송될 수 있다.
비디오 신호들은 종종 텔레비전(TV)형 시스템들에 사용하기 위해 인코딩되고, 전송되고, 디코딩된다. 예를 들어, 북미에서 대다수의 공용 TV 시스템들은 (30*1000/1001)=29.97 fps(frames/second)로 동작하는 NTSC(National Television Systems Committee) 표준에 따라 동작한다. NTSC의 공간 해상도는 때때로 SDTV 또는 SD(standard definition) TV라 칭한다. NTSC는 원래 60 싸이클 AC 전력 공급 시스템의 주파수의 반인 30 fps를 사용하였다. 그것은 나중에 전력과 "위상이 다른" 것으로 하여 고주파 일그러짐들을 줄이기 위해 29.97 fps로 변경되었다. PAL(Phase Alternation by Line)과 같은 다른 시스템들이 또한, 예를 들어, 유럽에서 사용된다.
NTSC 시스템에서, 데이터의 각각의 프레임은 일반적으로 홀수 필드와 인터레이싱되거나 인터리빙된 짝수 필드로 구성된다. 각각의 필드는 화상이나 프레임의 교번하는(alternating) 수평 라인들에서의 픽셀들로 구성된다. 따라서, NTSC 카메라들은 29.97 fps로 비디오를 제공하도록 초당 아날로그 비디오 신호들의 29.97 ×2 = 59.95 필드들을 출력하고, 이는 29.97 홀수 필드들과 인터레이싱된 29.97 짝수 필드들을 포함한다.
소정의 비디오 코딩 표준에 대한 코딩된 비트스트림을 지정하는 각종 비디오 압축 표준들이 디지털 비디오 처리에 사용된다. 이 표준들은 International Standards Organization/International Electrotechnical Commission(ISO/IEC) 11172 Moving Pictures Experts Group-1 국제 표준("Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media")(MPEG-1), 및 ISO/IEC 13818 국제 표준("Generalized Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information")(MPEG-2)을 포함한다. 다른 비디오 코딩 표준은 International Telegraph Union(ITU)에 의해 개발된 H.261(P ×64)이다. MPEG에서, "화상"이라는 용어는 데이터의 프레임이나 (즉, 두 필드들 모두) 데이터의 단일 필드 중 어느 하나를 나타낼 수 있는 데이터의 비트스트림을 말한다. 따라서, MPEG 인코딩 기술들은 비디오 데이터의 필드들 또는 프레임들로부터 MPEG "화상들"을 인코딩하는 데 사용된다.
1994년 봄에 채택된 MPEG-2는, MPEG-1에 기초하여 만들어진, MPEG-1와 호환가능한 확장이며, 또한 인터레이싱된 비디오 포맷들과 HDTV(고선명 TV)를 지원하기 위한 특징들을 포함하는 많은 다른 발전된 특징들을 지원한다. MPEG-2는, 부분적으로는, NTSC형 방송 TV 샘플 레이트들(29.97 fps로 프레임당 480 라인들에 의한 720 샘플들/라인)로 사용되도록 설계되었다. MPEG-2에 의해 채용된 인터레이싱에 있어서, 프레임은 두 필드들, 상위 필드와 하위 필드로 분리된다. 이 필드들 중 하나는 다른 필드의 한 필드 기간 후에 시작한다. 각각의 비디오 필드는 따로 전송된 화상의 픽셀들의 부분 집합(subset)이다. MPEG-2는, 예를 들어, 이 표준에 따라 인코딩된 방송 비디오에 사용될 수 있는 비디오 인코딩 표준이다. MPEG 표준들은 각종 프레임 레이트들 및 포맷들을 지원할 수 있다.
MPEG 트랜스포트 비트스트림 또는 데이터스트림은 일반적으로 하나 이상의 오디오 스트림들과 멀티플렉스된 하나 이상의 비디오 스트림들 및 타이밍 정보와 같은 다른 데이터를 포함한다. MPEG-2에서, 특정 비디오 시퀀스를 기술하는 인코딩된 데이터는 여러 개의 내포된 층들, 즉 Sequence 층, GOP 층, Picture 층, Slice 층, 및 Macroblock 층으로 나타내어진다.
이 정보를 전송하는 것을 보조하기 위해, 다중 비디오 시퀀스들을 나타내는 디지털 데이터 스트림은 여러 개의 보다 작은 유닛들로 분할되고, 각기 이 유닛들은 각각의 패킷화된 기본 스트림(packetized elementary stream; PES) 패킷 내에 캡슐화된다. 즉, 트랜스포트 스트림은 함께 멀티플렉스된 독립적 시간축들을 갖는 하나의 프로그램 또는 다수 프로그램들을 포함할 수 있다. 전송을 위해, 각각의 PES 패킷은, 복수의 고정 길이 트랜스포트 패킷들 중에서 차례로 분할되고, 각각의 프로그램은 공통의 시간축을 갖는 하나 이상의 PES로 구성될 수 있다. 각각의 트랜스포트 패킷은 단 하나의 PES 패킷과 관련된 데이터를 포함한다. 기본 스트림은 압축된 비디오 또는 오디오 소스 자료로 구성된다. PES 패킷들은 트랜스포트 스트림 패킷들 내에 삽입되고, 그것들 각각은 하나의 데이터와 단 하나의 기본 스트림을 운반한다. 트랜스포트 패킷은 또한 트랜스포트 패킷을 디코딩하는 데 사용될 제어 정보를 보유하는 헤더를 포함한다.
따라서, MPEG 스트림의 기본 유닛은 패킷 헤더와 패킷 데이터를 포함하는 패킷이다. 예를 들어, 각각의 패킷은 데이터의 필드를 나타낼 수 있다. 패킷 헤더는 스트림 식별 코드를 포함하고, 하나 이상의 시간 스탬프들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 데이터 패킷은 패킷 식별자(packet-identifier; PID) 필드를 포함하는 최초의 두 개의 8-비트 바이트들을 갖는 100 바이트 이상일 수 있다. 트랜스포트 패킷 헤더의 PID는 그 패킷에 운반된 기본 스트림을 특이성 있게 식별한다. DSS 응용에서는, 예를 들어, PID는 SCID(service channel ID)와 각종 플래그들일 수 있다. SCID는 일반적으로 데이터 패킷이 속하는 특정 데이터 스트림을 특이성 있게 식별하는 특이성 있는 12-비트 숫자이다.
프로그램 정보를 운반하는 것 이외에, 트랜스포트 패킷들은 또한 서비스 정보와 타이밍 기준들을 운반한다. MPEG 표준에 의해 지정된 서비스 정보는 프로그램 지정 정보(program specific information; PSI)로서 알려져 있고, 그것은 그것 자신의 PID 값으로 각기 태그되어 있는 4개의 표들로 배열된다.
트랜스포트 스트림은 결국 수신기 측에 위치된 통합 수신기 디코더(integrated receiver decoder; IRD)에 의해 디멀티플렉스되어야 할 것이다. 그러므로, 그것은 압축된 오디오 및 비디오 정보가 적시에 디코딩되고 표시(presented)되도록 동기 정보(synchronization information)를 운반해야 한다. 인코더에서 클록은 이 정보를 생성한다. 트랜스포트 스트림에서 각각 별개의 시간축을 갖는 다수 프로그램들이 있는 경우에, 개별 클록이 각각의 프로그램에 대해 사용된다. 이들 클록들은 샘플 간격들에 클록 자신의 순간값들을 나타내는 시간 스탬프들뿐만 아니라 오디오 및 비디오의 정확한 디코딩 및 표현을 위해 디코더에 기준을 제공하는 시간 스탬프들을 생성하기 위해 사용된다.
정보가 디코더 버퍼로부터 추출되고 디코딩되는 시간을 나타내는 시간 스탬프들은 디코딩 시간 스탬프들(decoding time stamps; DTS)이라 불린다. 그것의 대응하는 음향과 함께 디코딩된 화상이 뷰어에 표시되는 시간을 나타내는 것들은 표현 시간 스탬프들(presentation time stamps; PTS)이라 불린다. 상기 둘간의 정확한 상대적인 타이밍을 운반하도록 설계된 오디오와 비디오를 위한 별개의 PTS들이 존재한다. 시간 스탬프들의 하나의 다른 세트는 프로그램 클록의 값을 나타낸다. 이들 스탬프들은 프로그램 클록 기준들(program clock references; PCR)이라 불린다. 디코더는 이들 PCR들을 사용하여, 인코더에 의해 생성된 프로그램 클록 주파수를 재구성한다.
DSS MPEG 시스템에서, DSS 전송들이 채용될 때, MPEG-2 인코딩된 비디오 비트스트림은 DSS 패킷들에 의해 트랜스포트될 수 있다. DSS 시스템들은 사용자들이 DSS 수신기로써, 위성들로부터 방송된 TV 채널들을 직접 수신할 수 있게 한다. DSS 수신기는 일반적으로 케이블에 의해 MPEG IRD 유닛에 접속된 소형 18 인치 위성 접시를 포함한다. 상기 위성 접시는 위성들을 향해 조준되고, IRD는 종래의 케이블 TV 디코더와 유사한 방식으로 사용자의 텔레비전에 접속된다. 대안적으로, IRD는 로컬 스테이션으로부터 신호를 수신할 수 있다. 이들 신호들은 전국적인 네트워크로부터 위성을 통해 로컬 스테이션에 의해 수신된 전국적인 프로그래밍의 재전송들뿐만 아니라 로컬 프로그래밍을 포함할 수 있다.
MPEG IRD에서, 전단 회로(front-end circuitry)는 위성으로부터 신호를 수신하고, 그것을 원 디지털 데이터 스트림으로 변환하고, 이것은 트랜스포트 추출 및 압축 해제를 수행하는 비디오/오디오 디코더 회로들에 공급된다. 특히, IRD의 트랜스포트 디코더는 PES 패킷들을 리어셈블(reassemble)하기 위해 트랜스포트 패킷들을 디코딩한다. 상기 PES 패킷들은 차례로, 이미지를 나타내는 MPEG-2 비트스트림을 리어셈블하기 위해 디코딩된다. MPEG-2 비디오에 대해서는, IRD는 수신 압축된 비디오를 압축 해제하는 데 사용되는 MPEG-2를 포함한다. 소정의 트랜스포트 데이터 스트림은, 예를 들어, 인터리빙된 트랜스포트 패킷들로서, 다중 이미지 시퀀스들을 동시에 운반할 수 있다.
일반적인 북미 텔레비전 네트워크들에서, 소정의 텔레비전 네트워크의 네트워크 스테이션은 일반적으로 위성에 의한 HD 피드(feed)를 전송한다. 이 신호는 전송 대역폭을 보다 효과적으로 사용하기 위해, 로컬 지점들의 로컬 스테이션들에 의해 재전송되는 것보다는 오히려 사용자 IRD들에 의해 직접 수신된다. 로컬 스테이션들은 일반적으로 또한 네트워크 비디오 피드를 수신하여, 동기, 및 로컬 스테이션의 지리적인 영역에서 IRD들에 로컬 프로그램 또는 광고를 방송하게 하는 허가와 같은 다른 신호들을 제공한다. 로컬 피드들은 일반적으로 로컬 스테이션에서 위성으로 업링크되고, 위성은 그후 네트워크 HD 피드와 로컬 프로그래밍을 동시에 전송한다. 이것들은 동일한 트랜스폰더(transponder)를 사용하여 (즉, 동일한 전송 "채널"를 통해) 전송될 수 있거나 전송되지 않을 수 있다.
만약 HD 스트림과 SD 스트림 둘다 IRD(동일한 채널 또는 다른 채널들에서) 에 의해 수신되고, 사용자의 IRD가 로컬 광고를 디코딩하기 위해 비트스트림들간에 단순하게 스위칭된다면, 바람직하지 않은 아티팩트(artifact)들이 도입될 수 있다. 예를 들어, 신규 프로그램으로 스위칭하고 신규 데이터를 획득하는 데 필요한 시간 동안, IRD는 블랙 프레임들을 디스플레이해야 하거나, 신규 프로그램 데이터가 획득될 때까지 계속해서 최종 디코딩된 화상을 반복해야 할 수 있다.
그러한 아티팩트들을 방지하는 대안적인 방식은, 먼저 HD 비트스트림들을 디코딩하고 허락될 때마다 로컬 광고를 삽입 및 다시 인코딩함으로써, 비디오 도메인에 로컬 컨텐트를 삽입하는 것이다. 그러나, 이것은, HD 신호들을 디코딩하고 다시 인코딩하는 데 필요한 하드웨어 때문에 로컬 스테이션에서 시스템 비용을 증가시킨다. 다른 방식은 원 HD 피드를 대체하도록 비트스트림 도메인에 로컬 광고를 위한 다른 비트스트림을 삽입하는 것이다. 이것은 비트스트림 스플라이싱(splicing)이라 불린다. 그러나, 이 방식은 또한 전체 시스템에 부가적인 비용을 더한다.
발명의 개요
본 발명의 아이디어는 하나의 비디오 해상도에서 다른 것으로 스위칭하도록 다른 해상도들을 갖는 2개의 비디오 스트림들을 디지털 비디오 디코더와 함께 이용하는 것이다. 버퍼에서 각각의 스트림으로부터의 비디오 데이터를 저장함으로써, 상기 버퍼가 비디오 스트림들을 스위칭하는 데 걸리는 시간을 매칭하기 위해 비디오 데이터를 보유하고 출력한다면, 디지털 비디오 디코더는 각각의 비디오 스트림간을 무결절성 스위칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 디지털 비디오 방송 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 3개의 다른 디코더들에 대한 시간에 대한 평균 버퍼 점유율의 변경예들을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 무결절성 스트림 스위칭을 달성하기 위해, 도 1의 시스템의 HD 인코더와 디코더 버퍼들에 의해 채용된, HD 스트림들에 대한 VBV 지연 변경예들을 도시하는 도면.
본 발명에서는, 디지털 비디오 디코더에서 무결절성 스트림 스위칭을 위한 방법과 시스템이 제공된다. 여기서 사용되는 것으로서, "스트림 스위칭"은, 데이터 스트림들이 동일한 채널에서 전송되든 안되든, 하나의 디지털 데이터(예를 들어, 비디오) 스트림에서 다른 것으로의 소정의 IRD 스위칭을 말한다.
바람직한 실시예에서, 제 1 해상도(예를 들어, HD)를 갖는 제 1 비디오 스트림은, 제 2 해상도(예를 들어, SD)를 갖는 제 2 비디오 스트림과 동일한 채널상에서, 로컬 스테이션에 의해 전송된다. (다른 채널들도 또한 사용될 수 있다.) 제 1 스트림은 메인 프로그램, 예를 들어 로컬 스테이션이 지점인 전국적인 텔레비전 방송 네트워크로부터 수신된 메인 TV 피드를 포함한다. 제 2 스트림은 로컬 TV 뉴스 프로그램 또는 로컬 광고와 같은 로컬 컨텐트를 포함한다.
이 실시예에서, 로컬 스테이션은 HD 스트림을 수신하고, 로컬 SD 스트림을 생성한다. 상기 스트림 모두 적절한 송신기, 예를 들어 위성 또는 라디오 타워를 통해, 양호하게는 동일한 채널상에서 송신된다. 두 스트림들, HD 및 SD 인코더들, 및 IRD는 아래에서 보다 상세히 설명된 바와 같이, IRD가 HD 스트림에서 SD 스트림으로, 및 그 반대로도 무결절성 스위칭될 수 있도록 구성된다. 스트림들 간의 스위칭은, 블랙 스크린들, 비디오 프리즈들(freezes)이나 반복들 등과 같은 주목할 만한 아티팩트들 없이도 행해지기 때문에, 무결절성이다.
따라서, 본 발명은 MPEG 비디오 스트림과 같은 하나의 비디오 스트림에서 다른 것으로 무결절성으로 특정 시간들에서 스위칭하는 IRD를 제공한다. 실시예에서는, 특정 신호의 수신시에, IRD는 자동으로, 특성들(튜닝 주파수, PID들, 기타 등등)이 IRD로 이전에 전송된 다른 프로그램으로 튜닝한다. 그렇게 하는 동안, IRD는 이미 그것의 버퍼에 있는 이전의 비디오 프로그램으로부터 데이터를 디코딩하는 것을 유지한다. 만약 버퍼에 신규 프로그램을 스위칭하고 신규 데이터를 획득하는 데 필요한 총시간을 커버할 충분한 데이터가 있다면, 변환은 무결절성이고, 블랙 프레임들을 디스플레이하거나 유효 데이터의 부재를 마스킹하기 위해 최종 디코딩된 화상을 되풀이하여 반복할 필요가 없다. 본 발명의 무결절성 채널 스위칭을 달성하기 위해, 두 개의 비디오 스트림들은 함께 동기화된다. 또한, 스플라이싱 시점들에서의 위치들은 인코더들과 디코더들(IRD) 모두에 의해 충분히 알려진다. 그러한 무결절성 변환을 가능하게 하기 위해 직면하게 될 제약들이 아래에서 보다 상세히 설명되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는, 디지털 비디오 방송 시스템(100)이 도시되어 있다. 시스템(100)은 HD 인코더(111)를 포함하는 네트워크 스테이션(110)을 포함한다. HD 인코더(111)는 네트워크의 메인 피드를 포함하는 복수의 HD 비디오 스트림들을 포함하는 HD 피드(114)를 생성한다. 이 HD 피드(114)는 사용자 IRD들로의 재전송을 위해 위성(115)에 전송된다. 네트워크 스테이션(110)에서 생성된 HD 네트워크 피드(116)는, 또한 일반적으로 로컬 스테이션(120)과 같은, 네트워크의 로컬 지점들의 로컬 스테이션들에 전송된다.
로컬 스테이션(120)은 로컬 컨텐트를 SD 비디오 스트림으로 인코딩하기 위한 SD 인코더(121)를 포함한다. 송신기(122)는, IRD(130)와 같은 로컬 스테이션(120)과 연관된 소정의 로컬 영역의 IRD들에 재전송하기 위해, 복수의 로컬 SD 스트림들을 포함하는 로컬 SD 피드(123)를 위성(115)에 전송(업링크)한다. HD 피드(114)로부터의 HD 스트림(136)과 로컬 SD 피드(123)로부터의 SD 스트림(137)은 위성(115)로부터 소정의 사용자의 IRD(130)에 의해 수신된다. 만약 위성이 이들 데이터스트림들을 전송하기 위해 동일한 트랜스폰더를 사용한다면, 그들은 동일한 채널에 있다. 따라서 IRD(130)에 의한 HD 스트림(136)에서 SD 스트림(137)으로의 스위칭은 스위칭 스트림들은 포함하지만 스위칭 채널들은 포함하지 않는다. 그러나, 만약 상기 스트림들이 다른 트랜스폰더들을 사용하는 위성(115)에 의해 전송된다면, 스트림 스위칭 또한 스위칭 채널들을 포함한다.
따라서, 예를 들어, IRD(130)에 의해 수신된 HD 스트림(136)은 신호를 복제해야 하고, 매우 많은 이용가능한 대역폭을 차지하게 될 로컬 피드들을 생성해야 하는 것을 방지하기 위해 전국적인 HDTV 피드 방송의 부분이 될 수 있다. SD 스트림(137)은 광고들, 로컬 뉴스, 및 다른 로컬 프로그래밍과 같은 로컬 프로그래밍을 나타낸다. SD 스트림(137)에 운반된 로컬 프로그래밍을 특정 시간들에 HD 프로그램 "내에" "삽입"하기 위해, HD 프로그램을 현재 디코딩하고 있는 IRD들은 SD 스트림(137)으로 스위칭하기 위해 적절한 스트림 스위칭 신호에 의해 명령받는다. 동시에, SD 스트림(137)은, 비디오 또는 비트스트림 스플라이싱이 실제로 사용되었다면, HD 스트림(136)에 삽입되었어야 할 로컬 프로그래밍을 나타낼 것이다. 만약 HD 스트림(136)과 SD 스트림(137)이 정확하게 동기화되고 변환이 무결절성이라면, 사용자들은 아무것도 인지하지 못할 것이다. 로컬 프로그램의 종료시에, IRD들은 다음 스플라이싱 점까지, HD 스트림(136)으로 다시 스위칭한다.
물리적 스위칭은 상당한 시간이 걸리기 때문에, 시간 제약들이 고려되어야 하며, IRD 디코더 버퍼들은 제한된 크기를 갖는다. 본 발명은 두 스트림들간의 정확한 동기화를 유지하고 상기 스트림들간의 스위칭시 클록 불연속성들을 방지한다. 시스템(100)과 같은 방송 시스템에서, DVD 디코딩과 같은 다른 유형의 디코딩과는 다르게, IRD 디코더는 전송 비트레이트에 대한 어떤 제어도 갖지 않는다. 따라서, 데이터는 스트림들이 스위칭될 때, "버스트 모드(burst mode)"에서 판독될 수 없고, 따라서 버퍼(132)는 비게(empty)될 수 있다. 또한, 데이터는 항상 방송("푸쉬")되고 있기 때문에, 디코더(131)는 입력 데이터를 버퍼링하는 것을 마음대로 정지할 수 없고, 그렇지 않으면 버퍼(132)는 오버플로우할 것이다.
이제 도 2를 참조하면, 3개의 다른 디코더들(210,220,230)에 대한 시간에 대한 평균 버퍼 점유율(occupancy)의 변동들을 도시하고 있는 도면들이 도시된다. 첫 번째 도면은 항상 HD 프로그램에 튜닝된 채 남아 있는 HD 디코더(210)에 대응하는 제 1 디코더(210)에 대한 시간 대 버퍼 점유율을 도시한다. HD 인코더(예를 들어, (111))는 HD 디코더(210) 버퍼 점유율의 정확한 모델을 유지하며, 비트 레이트 제어 방식에 의해 이루어진 모든 결정들은 그것에 기초하고 있다. 제 2 디코더(220)는 항상 SD 프로그램에 튜닝된 채 남아 있는 SD 디코더(220)에 대응한다. HD 인코더와 유사하게, SD 인코더(121)는 SD 디코더(220) 버퍼 점유율의 정확한 모델을 유지한다. 제 3 디코더(230)는 제 1 스플라이싱 점의 검출시에 SD 스트림으로 스위칭하고, 그 후 제 2 스플라이싱 점의 검출시에 초기 HD 스트림으로 다시 스위칭하는 HD 디코더(230)에 대응한다. HD 디코더(230)는 디코더(131)의 동작들 및 상태를 나타낸다.
본 발명의 체계에 포함된 다른 메커니즘들을 설명하기 위해, IRD(130)에 의한 HD 비디오 스트림(136)과 SD 비디오 스트림(137)간의 스위칭의 예를 고려한다. 비디오 스트림들의 스위칭은 또한 두 개의 SD 스트림들 또는 두 개의 HD 스트림들간의 스위칭에 적용가능하거나, 일반적으로, 스위칭 전에 버퍼링된 데이터에 의해 커버될 수 있는 디코더 버퍼 크기들과 최대 지연에 대한 적절한 변경들을 갖는, 두 개의 다른 데이터 스트림들간의 스위칭에 적용가능하다.
본질적으로, 디코더 측에서의 두 개의 스트림들간의 스위칭은 디코더 버퍼(132)에서의 직접적인 두 개의 스트림들의 스플라이싱을 행하는 것과 대등하다. 단계들은, 이것이 정확하게 행해지고 어떤 버퍼 문제들(오버플로우 또는 언더플로우)도 야기하지 않을 것임을 보증하도록 취해져야 한다. 사실, HD 인코더(111)도 SD 인코더(121)도 스트림 스위칭을 실제로 수행하는 HD 디코더(131)에서 버퍼(132) 레벨을 모니터할 능력을 갖고 있지 않다. 두 인코더들 모두, 디코더 버퍼 레벨이 한 쌍의 스트림 스위칭들(HD 대 SD 및 SD 대 HD) 후에 HD 디코더(210) 버퍼 모델의 버퍼 레벨을 정확하게 매칭한다고 가정한다. 다시 말해, 일련의 스위칭들 각각의 이전 및 이후의 (디코더(131)와 같은) HD 디코더들의 버퍼 레벨들은, 그것들이 스위칭들을 수행하든 아니든, HD 인코더(111)에 의해 유지되는 HD 디코더 모델(210)의 버퍼 레벨을 매칭해야 한다.
그렇게 하기 위해, HD 스트림(136)과 SD 스트림(137)간의 완전한 동기화를 유지하는 것이 필요하다. 그것들은 동일한 기준 클록 및 PTS들을 가져야만 한다. HD 스트림(136)과 SD 스트림(137)에서 스플라이싱 점들은 동일한 PTS에 대해 동시에 생겨야 한다. 이상적으로는, 다른 스트림(시간 방향)에서 화상 및 그것의 균등물이 정확하게 동일한 유형(I, P, B, 프레임 또는 필드 구조, 상위 또는 하위 제 1, 제 2 또는 제 3 필드 프레임)이라면, 두 개의 스트림들의 GOP(Group of Pictures) 구조조차도 동일해야 한다. 그러나, 이 GOP 구조 동기는 달성하기 어렵다. 따라서, 실시예에서는, GOP 구조들은 동일하도록 요구되지 않지만, 폐쇄 GOP가 각각의 스플라이싱 점 직후에 시작하도록 요구된다. 이 조건은 아래에서 더 충분히 설명된다.
도 2에 도시된 예에서, 제 1 스플라이싱 점이 시점 t0에 생기고 제 2 스플라이싱 점이 시점 t1에서 생긴다고 가정하자. 만약 두 개의 스트림들이 정확하게 동기화된다고 가정한다면, 다음의 조건들이 고려되는 경우 무결절성 변환이 얻어질 수 있다:
t0hd ≥ts + t0sd
t1sd ≥ts + t1hd
여기서:
ts: HD 디코더(131)에 의해 스위칭하고 새로운 시퀀스 헤더를 찾기 시작하기 위해 필요한 시간;
t0hd: 제 1 스위칭이 일어날 때, 버퍼(132)에서 HD 데이터에 의해 커버된 시간 기간;
t0sd: 제 1 스위칭(SD VBV(video buffering verifier) 지연) 후 디코더 버퍼(132)를 채우기 위해 필요한 획득 시간;
t1sd: 제 2 스위칭이 일어날 때, 버퍼(132)에서 SD 데이터에 의해 커버되는 시간 기간; 및
t1hd: 제 2 스위칭(SD VBV 지연) 후 디코더 버퍼(132)를 채우기 위해 필요한 획득 시간.
ts의 일반적인 값은 약 0.3초이다. 이 값은 튜닝 시간(만약 신규 프로그램이 다른 주파수로 전송될 경우)과 신규 디스크램블링 키들을 획득하고 처리하는데 필요한 시간을 포함한다(만약 조건적 액세스(Conditional Access)가 사용 중인 경우). 획득 시간들(VBV 지연들)은 디코더 버퍼(132)의 크기와 인코딩 비트레이트에 의존한다. 인코더들은 디코더들에서 버퍼 점유율을 제어하고, 그러므로 소정의 값에 대한 획득 시간을 설정한다. 대부분의 시간 동안, 만약 인코딩 비트레이트가 고정된다면, 평균 획득 시간은 전 시퀀스에 걸쳐 동일하게 유지된다. 그러나, 인코더들은 코딩 곤란의 더 나은 처리를 가능하게 하기 위해 장면 컷들(scene cuts)이나 페이드들과 같은 특정한 경우들에서 평균값을 임시로 변경할 수 있다.
적용가능한 인코더는 두 스트림들간의 스위칭 직전에 버퍼(132)에 저장된 데이터의 양을 결정한다. 버퍼링된 데이터에 의해 커버될 수 있는 최대 시간 기간은 최대 디코더 버퍼 크기 및 인코딩 비트레이트에 따라 변한다. MPEG-2 사양은 SD 스트림에 대해 1.835008 메가비트(Mbits) 및 HD 스트림에 대해 7.340032 메가비트(Mbits)의 최대 VBV 버퍼 크기를 제공한다. 예를 들어, 만약 스위칭이 일어날 때 버퍼에 약 0.5초의 비디오가 있다면(0.3 + 0.1 + 두 스트림들의 동기에서 부정확에 대해 보충할 마진), 0.3초의 스위칭 시간과 0.1초의 최소 획득 시간으로, 무결절성 변환을 달성하는 것이 이론적으로 가능하다. 디코더 버퍼(132)가 최대 크기를 갖기 때문에, 무결절성 변환을 달성하는 데 사용될 수 있는 최대 인코딩 비트레이트에 대한 제한이 있다. 그 제한은 SD 스트림에 대해서는 약 3.5 Mbit/s이고 HD 스트림에 대해서는 약 14 Mbit/s이다. 최대 비트레이트들에 대한 제한을 증가시키는 유일한 방법은 더 큰 크기 디코더 버퍼들을 사용하거나(그러나 그것들은 MPEG-2 컴플라이언트형이 아닐 것이다), 버퍼링된 데이터에 의해 커버될 시간을 감소(실제로는 ts를 감소시킴)시키는 것이다.
본 발명에서, 인코더들(111, 121)은 두 개의 다른 태스크들을 수행하도록 구성된다. 그들은 먼저 각각의 스플라이싱 점 전에 특정 값들에 대한 디코더 버퍼 점유율을 설정해야 하고, 이것은 비트레이트 제어 메커니즘에 대한 변경을 요구한다. 그들은 또한, 진행 중의 GOP 내의 어떠한 스플라이싱 점의 위치일지라도, 스플라이싱 점 직후에 폐쇄 GOP를 시작해야 한다. 이들 태스크들은 하기의 두 단락들에서 보다 상세히 설명된다.
HD 스트림(136)에서 SD 스트림(137)으로 스위칭할 때, HD 인코더(111)는 t0hd를 최대화하기 위해 디코더 버퍼(132)를 충전해야 한다. 동시에, 획득 시간(t0sd)을 가능한 많이 감소시키기 위해, SD 디코더의 가상 디코더 버퍼를 비워야 한다. SD에서 HD로 다시 스위칭할 때, 그것은 내내 다른 방법이다. 이 경우에, HD 인코더(111)가 t1hd를 감소시키기 위해 HD 디코더(210)의 가상 디코더 버퍼를 비우는 반면, SD 인코더(121)는 t1sd를 최대화시키기 위해 디코더 버퍼(132)를 충전시킨다. 도 3은 HD 스트림들에 대한 VBV 지연 변동들을 도시한다. 당업자들은 SD 스트림에 대한 변동들이 도 3의 마지막 2개의 그림들(320, 330)을 반전시킴으로써 얻어질 수 있음을 이해할 것이다.
그림들(310,320,330)에 도시된 단-대-단(end-to-end) 지연은 인코더 및 디코더 버퍼들 모두를 통과하는 어떤 데이터에 의해 소요된 총 시간량에 대응한다. 이 지연은 일정하고 다수의 인코딩된 프레임들로서 표현될 수 있다. VBV 지연은 디코더 버퍼(132) 내의 소정의 프레임에 의해 소요된 시간이다. VBV 지연은 반드시 상수가 아니며, 그것의 변동들은 인코딩에 타깃이 된 비트레이트인 Rin, 및 전송 비트레이트인 Rout에 의존한다. 예를 들어, 그림(310)에서 Rin와 Rout은 일정하고, 비디오 스트림이 스플라이싱 없이 방송되고 있고 VBV 지연이 일정한 경우, 평균 버퍼 레벨을 나타낸다. Rin과 Rout이 다른 값들을 갖을 때마다, VBV 지연도 따라서 변경된다. 그림(320)에서, 하나의 비디오 스트림을 다른 비디오 스트림에 대해 스플라이싱하기 직전에, Rin은 Rout보다 더 작아져서 VBV 지연을 증가시킨다(더 많은 프레임들이 HD 디코더 버퍼에 존재한다). 그림(330)에서는, 제 2 비디오 스트림 스플라이싱 직전에, Rin은 Rout보다 더 커져서 VBV 지연을 강하한다(더 적은 프레임들이 HD 디코더 버퍼에 존재한다).
어느 인코더도 멀티플렉서에 의해 할당되는 Rout에 대한 제어를 조금도 갖지 않는다. 그러나, 인코더는, 타깃된 VBV 지연이 각각의 스플라이싱 점 전에 도달되는 방식으로 Rin을 조정할 수 있다. 스플라이싱 점들은 VBV 값에 있어서 스무스한 변환을 가능케 하기 위해 미리 여러 GOP들로 알려져야 한다. 급속한 변환은 인코딩 비트레이트의 갑작스런 변경에 의해서만 달성될 것이며, 이것은 화상들의 질에 있어서 주목할 만한 변동들을 초래할 것이다. 일단 타깃된 VBV 지연이 도달되면, 인코더는 인코딩 비트레이트 값을 Rout에 다시 설정한다. 통계적인 멀티플렉싱 구성에서, Rout은 만약 인코더가 멀티플렉서로부터 소정의 비트레이트를 직접 요청할 수 있다면, Rin 대신에 조정될 수 있다.
인코더들 모두 각각의 스플라이싱 점의 발현을 정확하게 알고 그것이 제 1 스트림(예에서 HD 스트림(136))에 대한 GOP의 끝과 항상 대응한다는 것이 가정된다. 이러한 후자의 제약은, 만약 HD 인코더(111)가 스플라이싱 점들의 삽입을 제어한다고 가정된다면, 쉽게 충족될 수 있다. 두 개의 스트림들이 동기화됨을 가정한다. 즉, 그것들이 동일한 기준 클록을 공유하고 그들 모두 동일한 PTS/DTS 값들을 사용한다고 가정한다. 만약 디텔레신 모드(detelecine mode)가 사용 중이여서, 반복된 필드들이 드롭핑되는 것을 허가한다면, 두 개의 스트림들간의 완전한 PTS/DTS 동기를 유지하는 것은 더 어려울 것이다. 스플라이싱이 일어나는 정확한 PTS/DTS 값이 미리 여러 GOP들로 완전히 알려지므로, SD 인코더(121)는, 만약 다가오는 프레임들(상위 필드 먼저) 중 어느 것도 이 소정의 PTS/DTS와 정확하게 연관되지 않는다면, 마지막 하나가 될 때까지, 얼마간의 필드들을 인위적으로 반복할 수 있다.
대안적으로는, IRD 자체가, 두 개의 스트림들간의 PTS/DTS 차이들을 보충하기 위해 약간의 필드들을 스킵핑하거나 반복함으로써, 스플라이싱 점에서 PTS/DTS 불연속성들을 처리할 수 있다. 일반적인 문제로서, 필드들을 스킵핑하는 것은 무결절성 변환이 요구되기 때문에, 필드들을 반복하는 것보다 바람직하다. 그러나, 제 2 스트림의 화상들의 디스플레이를 시작하기 전에 제 1 스트림의 한 쌍의 필드들을 반복하는 것이 가시적이지 않아야 하고 변환은 여전히 무결절성으로 고려될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 두 개의 스트림들간의 완전한 동기화가 이루어진다 하더라도(기준 클록과 PTS들/DTS들이 관련되어 있는 한), 두 개의 스트림들이 동일한 GOP 구조를 표시할 것을 보장하는 것은 거의 불가능하다. 다시 말해서, 스플라이싱 점이 제 1 스트림에 대한 GOP의 끝에 생길지라도, 그것은 스플라이싱 점 이후의 제 1 화상이 제 2 스트림에 대한 신규 GOP의 제 1 프레임임을 의미하지 않는다. 그러나, 만약 PTS/DTS 불연속성을 방지하길 원한다면, 이것은 필수적이다. 이전의 것(폐쇄 GOP)으로부터 완전히 독립된 신규 GOP는 스플라이싱 점 직후에 시작해야 한다. 그러므로, 인코더들(111,121)은 리셋할 필요없이, 플라이(fly)상에서 현재 인코딩 구조를 변경할 수 있어야 한다. 이것은 본질적으로 동일한 시퀀스 내에서 다른 길이들의 GOP들과 다른 크기들의 P 기간들을 가질 수 있음을 의미한다. 대부분의 인코더들에 대해, GOP의 길이의 변경은 문제가 아니어야 하지만, 플라이상에서 B 화상들의 수의 변경은 불가능할 수 있다. 이것은 인코터 파이프라인 초기화(encoder pipeline initialization) 또는 모션 추정 칩의 동작 방식 때문일 수 있다. 만약 그렇다면, 스플라이싱 점과 신규 GOP의 제 1 프레임간의 P 기간까지의 지연이 있을 수 있다. 다시 한번, 상기 문제를 해결하는 유일한 방법은 분실한 필드들을 보충하기 위해 필드들을 반복하는 메커니즘을 IRD(130)에서 구현하는 것이다. 대안적으로는, 신규 GOP는 IRD에서 제 1 스트림의 오버랩핑 필드들을 스킵핑하는 동안, 스플라이싱 점 이전에 시작될 수 있다. 이러한 메커니즘은 무결절성 변환을 유지하는 동안 두 개의 스트림들간의 동기 제약들이 완화될 수 있게 한다.
표준 IRD는 본 발명의 무결절성 스트림 변환을 제공하는 IRD(130)를 구현하도록 아래에서 설명된 바와 같이 변경될 수 있다.
첫째로, IRD(130)는 버퍼(132)에서 미리 데이터를 계속해서 디코딩하는 동안, 스플라이싱 점의 검출시에 또 다른 스트림으로 자동적으로 스위칭해야 한다. 일 실시예에서, 스플라이싱 정보는 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 비디오 스트림에 대해 다음과 같이 운반된다: MPEG-2 트랜스포트 스트림의 적응 필드는 1 비트의 "splicing_point_flag"를 갖는다. 1로 설정되는 경우, 그것은 스플라이싱 점의 발현을 지정하는, "splice_countdown_field"가 연관된 적응 필드에 존재함을 나타낸다. "splice_countdown"은 양 또는 음일 수 있는 값을 나타내는 8 비트 필드이다. 양의 값은 스플라이싱 점이 도달되기 전에 동일한 PID의 남아 있는 임포트 패킷들(import packets)의 수를 지정한다. 스플라이싱 점은 연관된 splice_countdown field가 제로에 도달하는 트랜스포트 패킷의 최종 바이트 직후에 위치된다. HD 인코더(111)와 SD 인코더들(121) 모두 스플라이싱 정보를 삽입해야 한다.
그러나, 그러한 스플라이싱 정보는 단지 동일한 PID의 스트림들간의 스위칭을 나타낼 수 있다. 그러나, 어떤 경우들에는, IRD는 스위칭할 시간뿐만 아니라 스위칭할 주파수(또는 채널 또는 비디오 및 오디오 PIDS)도 알아야 한다. 따라서, 일 실시예에서는, 프로그램 및 시스템 정보 프로토콜(Program and System Information Protocol; PSIP)이 스플라이싱 정보를 제공하기 위해, "splicing_point_flag" 이외에 사용된다.
스플라이싱 정보 이외에, 신규 기술자(descriptor) 또한 가상 채널 테이블(Virtual Channel Table; VCT)에서 생성될 수 있다. 이 기술자는 신규 프로그램을 위한 스트림들의 PID들뿐만 아니라, 스위칭 시간과 캐리어 주파수를 IRD들에게 전하도록 설계될 수 있다. 또한, 이 기술자는 로컬 프로그래밍을 삽입할 때를 로컬 방송국 사업자들에게 전할 수 있다. 이 기술자의 주 필드들은, 응용 시간, 지속 기간(duration), 서비스 유형(SD 또는 HD), 캐리어 주파수, 프로그램 수, PCR_PID, 기본 스트림들의 수, 기본 스트림들 각각에 대한 PID 및 스트림 유형, 및 필요하다면 어떤 다른 정보도 포함할 수 있다. VCT는 매 400밀리초(ms)로 전송된다.
아래의 표 1은 가능한 기술자의 예를 제공한다:
카테고리 정보 장소
프로그램 자체에 대해 캐리어 주파수 VCT 테이블 본체
프로그램 수 VCT 테이블 본체
서비스 유형(예: HDTV) VCT 테이블 본체
기본 스트림들의 수 서비스 위치 기술자
ES 1에 대한 PID 서비스 위치 기술자
ES 2에 대한 스트림 유형 (예: 오디오) 서비스 위치 기술자
ES 2에 대한 PID 서비스 위치 기술자
필요시 부가적인 정보에 대한 필드 서비스 위치 기술자
대안적인 프로그램에 대해 응용 시간(스플라이싱 점)
지속 기간(예: 10분)
캐리어 주파수 대안적인 서비스 위치 기술자
프로그램 수 대안적인 서비스 위치 기술자
서비스 유형(예: SDTV) 대안적인 서비스 위치 기술자
기본 스트림들의 수(예: 2) 대안적인 서비스 위치 기술자
ES 1에 대한 스트림 유형 (예: 비디오) 대안적인 서비스 위치 기술자
ES 1에 대한 PID 대안적인 서비스 위치 기술자
ES 2에 대한 스트림 유형 (예: 오디오) 대안적인 서비스 위치 기술자
ES 2에 대한 PID 대안적인 서비스 위치 기술자
필요시 부가적인 정보에 대한 필드 대안적인 서비스 위치 기술자
삭제
스플라이싱 정보와 결합된 상기 기술자 내의 정보는 충분한 스위칭 정보를 제공할 것이다. 이 스위칭 정보가 스플라이싱 점보다 앞서서 제공될 수 있다면, HD 사용을 위해 구성된 IRD들은 스위칭 시간, 즉 스플라이싱 점뿐만 아니라, 대안적인 프로그램의 주파수, 비디오 및 오디오 스트림들의 PID들 등도 알 것이다. 이것은 IRD들이 스플라이싱 점에서 특정한 대안적인 프로그램으로의 스위칭을 시작하는 것을 허락한다.
SD 프로그램(137)에서 HD 프로그램(136)으로 다시 스위칭하기 위해, SD 인코 더(121)는 또한 스플라이싱 정보 및 유사한 기술자를 갖는 VCT 모두를 전송해야 한다. 그러나, 이 시간에, 대안적인 프로그램의 서비스 유형은, SD 사용을 위해 구성된 IRD들이 스위칭 신호를 무시할 수 있도록 HDTV이여야 한다.
상기 설명된 바와 같이, 2 스트림들간에 완전한 동기화는 없을 것이며 PTS/DTS 불연속성들이 일어날 수 있다는 것은 가능하다. 그러한 불연속성들은 스플라이싱 점 주위에서 허용되어야 하며, 신규 PTS가 도달되지 않는 한 최종 프레임을 프리징함으로써 단순하게 처리되어야 한다. 대부분의 IRD들에 대해, 이것은 문제가 아니여야 한다. PTS들 불연속성들은, 모든 포인터들이 리셋되어 버퍼 내의 현재 데이터가 유실되게 하는 것을 제외하곤, 보통 동일한 방식으로 처리된다. 버퍼 내의 모든 데이터는 추측컨대 유효하므로, 리셋은 스플라이싱 경우에는 불필요하다.
본 발명의 스트림 스위칭 시스템과 방법은 디코더 버퍼(132)에서의 직접적인 두 개의 MPEG 비디오 스트림들의 무결절성 스플라이싱을 제공한다. 양 스트림들의 VBV 지연은, 제 1 스트림의 VBV 지연이 신규 스트림으로 스위칭하고 신규 데이터를 획득하는 데 필요한 총시간을 커버하는 방식으로 조정된다. 실시예에서, 신규 스트림의 VBV 지연은 획득 시간을 감소시키도록 변경될 수 있고, 따라서 구 스트림으로부터의 데이터에 의해 커버되도록 지연을 감소시킨다. 두 개의 스트림들이 적어도 동일한 기준 클록(PCR 샘플들)을 공유하도록 두 개의 스트림들을 정확하게 동기화하는 것이 또한 필요하다. 만약 두 개의 스트림들이 동일한 PTS들을 정확하게 사용하고, 적어도 스플라이싱 점 주위에서, 동일한 GOP 구조를 표시한다면, 완전한 무결절성 변환이 가능하다. 그와 같은 매우 높은 동기 레벨은 달성하기 어렵기 때문에, PTS 불연속성이 스플라이싱 점에서 생성될 것이라는 것은 매우 가능성 있다.
실시예에서, 본 발명의 스트림 스위칭은, 이를테면, 스플라이싱 점 이후 가능한 빨리 폐쇄 GOP의 시작을 보증하기 위해 GOP 구조를 변경함으로써 또는 제 1 스트림의 PTS 값들을 매칭하기 위해 제 2 스트림의 PTS 값들을 조정함으로써(필드들을 반복함으로써), 불연속성을 가능한 많이 감소시키고자 단계들를 취한다. 그렇게 함으로써, 스플라이싱 점에서의 불연속성은 4 필드들 이하(3의 값에 제한된 P 기간)로 될 것이다. IRD(130)는 신규 PTS가 나중에 4 필드들 이하로 도달될 때까지 불연속성을 무시해야 하고 최종 디스플레이된 프레임을 프리징해야 한다. 비록 그렇다 하더라도, 변환은 "의사 무결절성(quasi-seamless)"으로 간주될 수 있다. 스플라이싱 동안 양 스트림들에 대해 허용된 최대 인코딩 비트레이트들에 제한들이 가해진다. 그 제한들은 IRD가 스위칭하는 데 필요한 디코더 버퍼 크기 및 최소 시간 기간에 기인한다.
당업자들은, 주로 두 개의 비디오 스트림들을 참조하여 상술된, 본 발명의 스트림 스위칭이 오디오 스트림들과 같은 다른 종류의 데이터 스트림들에도 확장가능하다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 양태들은 컴퓨터 실행된 처리들 및 그 처리들을 실행하기 위한 장치들의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 각종 양태들은, 플로피 디스켓들, CD-ROM들, 하드 드라이브들, 또는 어떤 다른 컴퓨터 판독가능 저장 매체와 같은 실체적인 매체들에서 구현된 컴퓨터 프로그램 코드의 형태로 구현될 수 있고, 컴퓨터 프로그램 코드가 컴퓨터 내에 로딩되고 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터는 본 발명을 실행하는 장치가 된다. 또한, 본 발명은, 예를 들어, 저장 매체 내에 저장되어 있거나, 컴퓨터 내에 로딩되고/거나 컴퓨터에 의해 실행되거나, 또는 몇몇 전송 또는 전파 매체를 통해, 이를테면 전기 배선이나 케이블링을 통해, 광섬유들을 통해, 또는 전자기 방사를 통해, 전파된 컴퓨터 데이터나 다른 신호로써 전송되거나, 또는 그렇지 않으면 반송파에서 구현되는, 컴퓨터 프로그램 코드의 형태로 구현될 수 있고, 컴퓨터 프로그램 코드가 컴퓨터 내로 로딩되고 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터는 본 발명을 실행하는 장치가 된다. 범용 마이크로프로세서상에서 실행될 때, 컴퓨터 프로그램 코드 세크먼트들은 원하는 처리를 수행하는 특정 논리 회로들을 생성하도록 마이크로프로세서를 구성한다.
상술된 시스템은 로컬 HD 전송 설비에 자본 투자를 할 여유가 없는 로컬 방송 사업자를 위해 사업을 하는 유리한 방법을 나타낸다. 상술된 시스템은 유리하게도 로컬 방송 사업자로 하여금 고선명(HD) 및 표준 선명(SD) 비디오 정보 모두를 제3자에 의해 제공된 위성 링크를 통해 소비자에게 전달하는 것을 가능케 한다. 로컬 방송 사업자는, 예를 들어, 로컬 방송 사업자를 지원하도록 수익을 발생시킬 로컬 뉴스 및 광고들을 포함하는, HD 및 로컬 SD 프로그래밍간에 스위칭할 능력을 유지하면서도, 고가의 HD 방송 설비에 투자할 필요가 없다. 앞에서 상세히 설명된 바와 같이, MPEG 인코딩된 신호의 컨텍스트에서, HD 자료의 적절한 양으로 (VBV) 버퍼를 채우는 것은 HD에서 SD 프로그램 자료로의 무결절성 변환을 가능하게 하고, SD에서 HD로의 변환의 경우에는 그 역과 같다.
본 발명의 특징을 설명하기 위해 상기 설명되고 예시된 세부 사항들, 자료들, 및 부품들의 배열들에 있어서 다양한 변경들이 하기의 청구 범위들에서 기재되 어 있는 바와 같이 본 발명의 원리 및 범위를 벗어나지 않고서 당업자들에 의해서 행해질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (20)

  1. 패킷화된 비디오 데이터를 처리하는 방법에 있어서,
    제 1 디스플레이 해상도를 갖는 제 1 비디오 프로그램을 나타내는 인코딩된 데이터를 포함하고 제 1 패킷 식별자와 연관된 제 1 비디오 스트림의 방송 전송을 수신하는 단계;
    상기 제 1 디스플레이 해상도보다 낮은 제 2 디스플레이 해상도의 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 인코딩된 데이터를 포함하고 제 2 패킷 식별자와 연관된 제 2 비디오 스트림의 방송 전송을 동시에 수신하는 단계;
    상기 제 1 디스플레이 해상도 프로그램에서 상기 제 2 디스플레이 해상도 프로그램으로의 변환을 알리기(signaling) 위한 전송 식별 정보를 처리하는 단계;
    상기 제 1 비디오 프로그램 인코딩된 데이터와 상기 제 2 비디오 프로그램 인코딩된 데이터 및 상기 식별 정보를 패킷화된 데이터에 무결절성으로(seamless) 통합하는 단계; 및
    상기 패킷화된 데이터를 무결절성 스트림으로 출력하기 위해 전송 채널에 제공하는 단계를 포함하는, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환은 상기 제 1 및 제 2 비디오 스트림들을 전환하기 위한 시간과 매칭시키기 위해 충분한 비디오 데이터를 유지 및 출력하는 버퍼를 채용하는 무결절성 변환인, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 비디오 프로그램에 무결절성 삽입을 위해 제 2 해상도의 광고들을 제공하도록 디코더에서 상기 제 2 디스플레이 해상도의 상기 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 상기 인코딩된 데이터를 업컨버팅하는 단계를 더 포함하는, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 비디오 프로그램은 비디오 광고를 포함하는, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 비디오 프로그램은 네크워크 비디오 피드이고 상기 제 2 비디오 프로그램은 로컬 비디오 프로그램인, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 비디오 프로그램은 로컬 뉴스 프로그램인, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 비디오 프로그램을 나타내는 상기 인코딩된 데이터는 네트워크 스테이션에 의해 생성되고, 상기 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 상기 인코딩된 데이터는 로컬 스테이션에 의해 생성되는, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패킷화된 데이터는 위성에 의해 전송 채널에 출력되는, 패킷화된 비디오 데이터 처리 방법.
  9. 제 1 디스플레이 해상도의 비디오 프로그램을 나타내는 입력 데이터를 포함하고 더 낮은 제 2 디스플레이 해상도의 비디오 세그먼트들을 통합하는 이미지 데이터를 디코딩하는 방법에 있어서,
    제 1 패킷 식별자와 연관되고, 제 1 디스플레이 해상도의 비디오 프로그램을 나타내는 인코딩된 데이터의 제 1 비디오 스트림의 방송 전송을 식별하는 단계;
    제 2 패킷 식별자와 연관되고, 상기 비디오 프로그램 내에 삽입하기 위해 상기 제 1 디스플레이 해상도보다 더 낮은 제 2 디스플레이 해상도의 비디오 세그먼트를 나타내는 인코딩된 데이터의 제 2 동시 스트림의 방송 전송을 식별하는 단계;
    상기 제 1 디스플레이 해상도에서 상기 제 2 디스플레이 해상도로의 변환을 알리기 위한 식별 정보를 획득하는 단계;
    상기 식별 정보를 사용하여, 디코딩된 제 1 해상도 데이터 출력 및 디코딩된 제 2 해상도 데이터 출력을 각각 동시에 제공하기 위해 상기 비디오 프로그램 인코딩된 데이터 및 상기 비디오 세그먼트 인코딩된 데이터를 디코딩하는 단계; 및
    디스플레이를 위해 상기 제 1 및 제 2 해상도 디코딩된 데이터 출력들을 무결절성으로 포맷팅하는 단계를 포함하는, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 비디오 프로그램에 무결절성 삽입을 위해 제 1 해상도의 비디오 세그먼트 데이터를 제공하도록 상기 디코딩된 제 2 해상도 데이터를 업컨버팅하는 단계를 더 포함하는, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 비디오 세그먼트는 비디오 광고를 나타내고, 상기 디코딩은 상기 제 1 및 제 2 비디오 스트림간의 전환을 위한 시간을 매칭시키기 위해 충분한 비디오 데이터를 유지 및 출력하는 버퍼를 채용하는, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 비디오 프로그램은 네트워크 비디오 피드이고 상기 비디오 세그먼트는 로컬 비디오 프로그램인, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 비디오 세그먼트는 로컬 뉴스 프로그램인, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 비디오 프로그램을 나타내는 상기 인코딩된 데이터는 네트워크 스테이션에 의해 생성되고, 상기 비디오 세그먼트를 나타내는 상기 인코딩된 데이터는 로컬 스테이션에 의해 생성되는, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 입력 데이터는 패킷화된 데이터를 포함하고,
    상기 패킷화된 데이터는 위성에 의해 전송 채널에 출력되는, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 디코딩 단계는 버퍼에 상기 비디오 프로그램을 나타내는 데이터와 상기 비디오 세그먼트를 나타내는 데이터 모두를 저장하는 단계를 포함하는, 이미지 데이터를 디코딩하는 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 비디오 방송 방법에 있어서,
    로컬 스테이션에서 네크워크 제공자로부터 고선명 비디오 정보를 포함하고 제 1 패킷 식별자와 연관된 제 1 비디오 스트림의 방송 전송을 수신하는 단계;
    저선명도의 비디오 정보를 포함하고 제 2 패킷 식별자와 연관된 제 2 로컬 비디오 스트림의 방송 전송을 상기 로컬 스테이션에 동시에 제공하는 단계;
    고선명 비디오 정보를 포함하는 상기 제 1 비디오 스트림 및 상기 제 2 비디오 스트림을 스위치 시간 및 캐리어 주파수를 포함하는 가상 채널 테이블 기술자 및 스트림 스위치 신호를 포함하는 패킷화된 데이터에 무결절성으로 통합하는 단계, 및
    상기 고선명 비디오 정보 및 상기 제공된 저선명 비디오 정보를 포함하고, 상기 무결절성으로 통합된 제 1 및 제 2 비디오 스트림들, 기술자 및 스트림 스위치 신호를 포함하는 상기 패킷화된 데이터를 상기 로컬 스테이션으로부터 위성으로 업링크 경로를 통해 전송하는 단계를 포함하는, 비디오 방송 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 고선명 비디오 정보는 고선명 텔레비전 정보이고,
    상기 제공된 저선명 비디오 정보는 표준 선명 텔레비전 프로그램 정보, 뉴스, 및 광고들 중 적어도 하나를 포함하는, 비디오 방송 방법.
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