KR100970731B1 - 비디오와 오디오 신호를 동기 시키는 무선 송수신 시스템및 그 방법 - Google Patents

비디오와 오디오 신호를 동기 시키는 무선 송수신 시스템및 그 방법 Download PDF

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Abstract

무선 오디오/비디오 신호 전송시 오디오와 비디오간에 동기화를 구현한 무선 송수신 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다. 본 발명은 소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신기의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하고 상기 트랜스포트 스트림의 오디오 비트 스트림을 상기 딜레이값 만큼 딜레이시켜 디코딩하는 송신 수단, 전송되는 무선 신호를 수신하여 트랜스포트 스트림으로 복조하고, 그 트랜스포트 스트림으로부터 비디오 신호를 디코딩하는 수신 수단을 포함한다.

Description

비디오와 오디오 신호를 동기 시키는 무선 송수신 시스템 및 그 방법{Wireless transmitting/receiving system for synchronizing video signal and audio signal}
도 1은 통상적인 무선 송수신 시스템을 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템에서 송신기의 제1실시예이다.
도 2b는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템에서 송신기의 제2실시예이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 수신기의 일실시예이다.
도 4는 도 2a 및 2b에서 화면에 표시되는 시간 딜레이 조정의 OSD를 도시한 것이다.
본 발명은 무선 송수신 시스템에 관한 것이며, 특히 무선 오디오/비디오 신호 전송시 오디오와 비디오간에 동기화를 구현한 무선 송수신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
근래 들어 연결 케이블이 없이 무선으로 영상 신호를 송수신하는 무선 송수신 시스템이 개발되고 있다.
도 1은 통상적인 무선 송수신 시스템을 도시한 것이다.
도 1의 무선 송수신 시스템은 세탑박스(110)와 무선으로 연결된 텔레비전 셋트(150)를 포함한다. 그리고 세탑박스(110)에는 케이블로 DVD(220), VCR(230), D-VHS(140)와 같은 외부 영상 기기들이 연결된다. 이 셋탑박스(110)는 안테나로부터 수신된 방송 신호로부터 비디오/오디오 트랜스포트 스트림을 추출하여 소정 포맷의 무선 신호로 변환한다. 텔레비전 세트(150)는 셋탑박스(110)로부터 입력되는 비디오/오디오 트랜스포트 스트림을 디코딩하여 화면에 디스플레이한다. 이 텔레비전 세트(150)는 다른 제3자가 시청할 수 있도록 셋탑박스(210)와 일정 간격 떨어져 위치할 수 있다.
이때 셋탑박스(110)로 입력되는 비디오 신호는 아날로그 디코딩과 MPEG 인코딩 과정을 거쳐 무선으로 전송되고 텔레비전 세트(150)에서 다시 MPEG 디코딩 과정을 거쳐 화면에 디스플레이되며, 오디오 신호는 셋탑박스(110)에서 아날로그 디코딩만 거쳐 앰프로 직접 출력된다. 다른 실시예로 외부 영상 기기로부터 신호를 입력할 경우에도 마찬가지로 비디오 신호는 아날로그 디코딩과 MPEG 인코딩 과정을 거쳐 무선으로 전송되고 텔레비전 세트(150)에서 다시 MPEG 디코딩 과정을 거쳐 화면에 디스플레이 되며, 오디오 신호는 텔레비전 세트(150)에서 아날로그 디코딩만 거쳐 앰프로 직접 출력된다.
이때 셋탑박스(110) 또는 외부 영상 기기에서 직접 오디오 신호를 이용할 경우 오디오 신호는 직접 앰프로 출력시키나 비디오 신호는 화면에 디스플레이하기 위해 셋탑박스(110) 및 텔레비전 세트(150)에서 인코딩 및 디코딩을 수행해야한다. 따라서 비디오 신호의 인코딩 및 디코딩 처리로 인해 텔레비전 세트(150)의 화면과 셋탑박스(110)/외부 영상기기의 음성간에는 시간 딜레이가 발생한다. 예컨대, 셋탑박스(210) 또는 외부 영상 기기에서 직접 오디오 신호를 이용할 경우 그 음성이 텔레비전 세트(150)에서 디스프레이되는 영상보다 약 1-1.5초 딜레이된다.
따라서 사용자는 영상과 음성이 일치하지 않는 화면을 시청하게되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 사운드 시간 딜레이를 위한 FIFO(First In First Out) 버퍼를 구현함으로써 비디오 신호와 오디오 신호의 동기를 맞추는 무선 송수신 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 무선 송수신 시스템에 있어서,
소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신기의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하고 상기 트랜스포트 스트림의 오디오 비트 스트림을 상기 딜레이값 만큼 딜레이 시켜 디코딩하는 송신 수단;
상기 전송되는 무선 신호를 수신하여 트랜스포트 스트림으로 복조하고, 그 트랜스포트 스트림으로부터 비디오 신호를 디코딩하는 수신 수단을 포함하며,
상기 송신 수단은
입력되는 비디오 및 오디오 신호를 소정의 포맷으로 인코딩하여 트랜스포트 스트림으로 생성하는 인코더부;
상기 인코더부에서 생성된 트랜스포트 스트림을 소정 대역의 무선 신호로 변조하여 송신하는 송신 모듈부;
상기 인코더부에서 생성된 트랜스포트 스트림으로부터 오디오 비트스트림을 선택적으로 출력하는 디먹스부;
상기 디먹스부에서 출력되는 오디오 비트스트림에 대해 설정된 딜레이 시간량 만큼 버퍼링하는 버퍼부;
상기 버퍼부에서 저장된 오디오 비트스트림을 오디오 신호로 디코딩하는 사운드 복원부;
소정값으로 설정되는 오디오 시간 딜레이 정도에 따라 상기 버퍼부에 버퍼량을 설정한 후 그 딜레이 정도에 따라 오디오 비트 스트림의 선입 선출을 제어하는 중앙 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 무선 채널로 연결된 송신기와 수신기를 구비한 무선 송수신기 시스템에서 송신기에서 비디오와 오디오 신호간의 동기 방법에 있어서,
소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신기의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하는 과정;
상기 시간 딜레이 정도에 따라 신호의 오디오 신호의 버퍼링 크기를 조정하 는 과정;
상기 조정된 버퍼링 크기에 따라 입력되는 오디오 데이터를 딜레이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 송신기의 제1실시예이다.
도 2를 참조하면, 튜너부(220)는 ATSC(Advanced Television Sub-Committee) 표준에 따른 DTV(Digital TV) 신호 또는 NTSC(National Television Systems Committee) 표준에 따른 아날로그 TV 신호를 수신한다. 즉, 튜너부(220)는 CPU(280)에서 발생하는 선국 신호에 따라 안테나(210)로부터 수신되는 아날로그 NTSC 신호/디지털 ATSC 신호를 선국한다. 이때 NTSC 신호는 IF 신호로 변환되어 IF 처리부(232)로 출력되고, ATSC 신호(Advanced Television System Committee)는 채널복조부(240)로 출력된다.
채널복조부(240)는 선국된 ATSC 신호로부터 제1트랜스포트 스트림(transport stream)으로 복조한다. 일 실시예로서 채널복조부(240)는 VSB(Vestigial Side Band) 복조기를 이용한다.
IF(intermediate frequency) 처리부(232)는 선국된 IF 신호로부터 베이스 밴드 신호 즉, CVBS(Composite Video Broadcasting)신호/오디오 신호를 추출한다.
아날로그 디코더(234)는 IF 처리부(232)에서 추출된 베이스밴드 신호/오디오 신호 또는 외부 기기로부터 입력되는 비디오 신호/오디오 신호 중 어느 하나를 CCIR 601 또는 656 포맷의 아날로그 비디오 신호/아날로그 오디오 신호로 변환한다.
MPEG 인코더(238)는 CPU(280)의 인코딩 제어 신호에 따라 아날로그 디코더(234)에서 변환된 CCIR601 또는 656 포맷의 비디오 신호를 디지털 신호로 변환한 후 MPEG 규격으로 인코딩하여 제2 트랜스 포트 스트림을 생성한다.
스위칭부(250)는 채널 복조부(240)에서 복조된 제1트랜스포트 스트림과 MPEG 인코더(238)에서 인코딩된 제2트랜스포트 스트림을 CPU(280)에서 발생하는 신호 선택 신호에 따라 선택적으로 출력한다.
송신모듈부(260)는 스위칭부(250)에서 스위칭된 트랜스포트 스트림을 소정 대역 예컨대, 5GHz 대역의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexor)신호로 변조하여 안테나(262)를 통해 무선으로 전송한다.
디먹스부(Demux:270)는 제1트랜스포트 스트림 또는 제2트랜스포트 스트림으로부터 CPU(280)의 선택 제어 신호에 따라 오디오 비트스트림을 선택적으로 출력한다.
버퍼부(274)는 디먹스부(Demux:270)에서 출력되는 오디오 비트스트림을 일정량 버퍼링하여 출력하며, CPU(280)의 버퍼 제어 신호에 따라 오디오 비트스트림에 대해 FIFO(First In First Out) 동작을 수행한다.
사운드 복원부(290)는 버퍼부(274)에서 저장된 오디오 비트스트림을 MPEG 규격 또는 AC3의 오디오 신호로 디코딩한다.
사운드 처리부(292)는 사운드 복원부(290)에서 디코딩된 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하여 스피커(298)로 출력한다.
표시부(284)는 프론트 판넬 표시 소자나 유선 케이블로 연결된 CRT등에 해당되며, CPU(280)에 의해 도 4와 같은 사운드 시간 딜레이 조정을 OSD 형태로 표시한다.
CPU(Central Process Unit:280)는 각 블록의 동작을 제어하며, 특히 키 입력부(282)를 통해 사용자에 의해 설정되는 오디오 시간 딜레이 정도에 따라 버퍼부(274)의 버퍼량을 조정한다. 즉, CPU(280)는 표시부(284)에 도 4에 도시된 바와 같이 사운드 타임 딜레이 조정을 디스플레이하고, 사용자가 수신기의 화면을 보고 비디오와 립 싱크되는 오디오 시간 조정값(예를 들면, 4초)을 결정하고, 그 시간 조정값이 키 입력부(282)를 통해 입력되면 그 시간 딜레이량에 맞게 버퍼부(274)의 버퍼량(예를 들면, 4초 용량)을 조정한다. 예컨데, I2S 포맷으로 디먹스부(270)에서 48KHz 샘플링 레이트 및 16비트의 오디오 비트 스트림이 출력된다고 가정할 경우, 1초에 대해 48K * 16비트 = 96 k 바이트가 되며, 10초에 대해 48K*10*16비트 = 960 k 바이트의 버퍼량이 필요하게 된다. 또한 시간 딜레이 정밀도(시간 단위)에 있어서는 I2S 포맷으로 디먹스부(270)에서 48KHz 샘플링 레이트 및 16비트의 오디오 비트 스트림이 출력된다고 가정할 경우, 1/48(=0.02msec)초 만큼씩 시간 딜레이를 설정할 수 있다.
이때, 스피커(292)로 출력되는 오디오 신호는 버퍼부(274)는 CPU(280)에서 화면의 비디오 신호와 동기되게 조정된 버퍼링 크기에 따라 딜레이된다.
도 2b는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템에서 송신기의 제2실시예이다.
도 2b를 참조하면, 디먹스부(Demux:270)에서 출력되는 오디오 비트스트림을SDRAM부(274), CPU(280)를 통해 소프트 웨어적으로 처리됨으로써 사운드 복원부가 생략되는 것을 제외하고는 도 2a와 동작이 동일한다. 즉, 디먹스부(270)에서 출력되는 오디오 비트스트림은 SDRAM부(274)에 OSD에서 사용자가 설정한 버퍼량만큼 지연되며, CPU(280)의 사운드 디코딩 프로그램을 통해 MPEG 규격 또는 AC3의 오디오 신호로 디코딩된다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 수신기의 일실시예이다.
도 3을 참조하면, 수신모듈부(320)는 안테나(310)를 통해 5GHz 대역으로 수신되는 OFDM의 무선 신호를 비디오 트랜스포트 스트림으로 복조한다.
MPEG 디코더(330)는 제어부(350)의 디코딩 제어 신호에 따라 수신 모듈부(330)에서 복조된 트랜스포트 스트림을 MPEG 규격의 아날로그/디지털 R, G, B/Y, Pb, Pr 신호로 복조한다.
디스플레이부(340)는 MPEG 디코더(330)에서 출력되는 비디오 신호를 디스플레이한다.
결국, 사용자는 디스플레이부(340)에서 표시되는 화면을 보면서 송신기에서 출력되는 오디오 신호의 지연량을 조절함으로써 오디오 신호와 비디오 신호간에 시간 차이를 제거할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 사용자가 인식할 수 있는 정도의 비디오 및 오디오간의 동기 에러가 발생하면 사용자가 직접 OSD를 통해 사운드 딜레이를 설정함으로써 비디오 신호와 오디오 신호의 동기를 맞출 수 있다.

Claims (5)

  1. 무선 송수신 시스템에 있어서,
    소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신 수단의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하고 상기 생성된 트랜스포트 스트림의 오디오 비트 스트림을 상기 설정된 오디오 시간 딜레이값 만큼 딜레이시켜 디코딩하고 그 디코딩된 오디오 신호를 스피커로 출력하는 송신 수단;
    상기 전송되는 무선 신호를 수신하여 트랜스포트 스트림으로 복조하고, 그 트랜스포트 스트림으로부터 비디오 신호를 디코딩하여 화면에 표시하는 수신 수단을 포함하는 무선 송수신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신 수단은
    입력되는 비디오 및 오디오 신호를 소정의 포맷으로 인코딩하여 트랜스포트 스트림으로 생성하는 인코더부;
    상기 인코더부에서 생성된 트랜스포트 스트림을 소정 대역의 무선 신호로 변조하여 송신하는 송신 모듈부;
    상기 인코더부에서 생성된 트랜스포트 스트림으로부터 오디오 비트스트림을 선택적으로 출력하는 디먹스부;
    상기 디먹스부에서 출력되는 오디오 비트스트림에 대해 설정된 딜레이 시간량 만큼 버퍼링하는 버퍼부;
    상기 버퍼부에서 저장된 오디오 비트스트림을 오디오 신호로 디코딩하는 사운드 복원부;
    소정값으로 설정되는 오디오 시간 딜레이 정도에 따라 상기 버퍼부에 버퍼량을 설정한 후 그 딜레이 정도에 따라 오디오 비트 스트림의 선입 선출을 제어하는 중앙 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수신 수단은
    상기 전송되는 무선 신호로부터 비디오 트랜스포트 스트림을 복조하는 수신 모듈부;
    상기 수신 모듈부에서 복조된 비디오 트랜스포트 스트림을 아날로그 비디오 신호로 복조하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 시스템.
  4. 무선 채널로 연결된 송신기와 수신기를 구비한 무선 송수신기 시스템에서 송신기에서 비디오와 오디오 신호간의 동기 방법에 있어서,
    소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신기의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하는 과정;
    상기 시간 딜레이 정도에 따라 신호의 오디오 신호의 버퍼링 크기를 조정하는 과정;
    상기 조정된 버퍼링 크기에 따라 입력되는 오디오 데이터를 딜레이하는 과정을 포함하는 비디오와 오디오 신호간의 동기 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 시간 딜레이값은 사용자에 의해 수신기의 화면에 표시되는 비디오 신호를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 비디오와 오디오 신호간의 동기 방법.
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