KR101172060B1 - 오디오, 비디오 및/또는 기타 데이터를 포함하는 데이터스트림을 동기화하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

오디오, 비디오 및/또는 기타 데이터를 포함하는 데이터스트림을 동기화하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

몇몇 데이터 스트림은 비디오, 오디오 및/또는 기타 데이터를 포함한다. 데이터 스트림의 일부는 저장 매체 상의 멀티플렉스에 사전기록되는 반면, 다른 데이터 스트림은 저장 매체 상의 데이터 스트림 멀티플렉스 외부에 위치한다. 데이터 스트림은, 데이터 스트림의 부분을 가리키는 디스크립터(PlayItems,SubPlayItems)를 포함하는 네비게이션 파일(List of PlayItem)을 사용하여 동기화되며, 디스크립터는 데이터 스트림에 대한 시간에 있어서의 배열을 데이터 서브 스트림 경로에 의해 정의한다.
Figure R1020057006093
데이터 스트림, 멀티플렉스, 디스크립터, 네비게이션 파일, 동기화

Description

오디오, 비디오 및/또는 기타 데이터를 포함하는 데이터 스트림을 동기화하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZING DATA STREAMS CONTAINING AUDIO, VIDEO AND/OR OTHER DATA}
본 발명은, 오디오, 비디오 및/또는 기타 데이터를 포함하는 데이터 스트림을 동기화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 데이터 스트림의 일부는 저장 매체 상의 멀티플렉스에 기록되며, 다른 데이터 스트림은 데이터 스트림 멀티플렉스 외부에 위치한다.
광 저장 매체는, 하나 이상의 비디오 및 오디오 데이터, 및/또는 서브타이틀 및 서비스 정보와 같은 기타 데이터를 포함하는 시청각(AV) 신호의 기록 및 재생을 용이하게 한다. www.dvdforum.org에 의해 공표된 DVD(Digital Versatile Disc) 표준에 기초하여, 사전기록된 영화 타이틀은 판독전용 광 디스크를 사용하여 대량으로 복제된다. 적색 레이저 기반의 DVD 표준이 도입 및 확산된 다음, 최근에는 더 높은 용량의 청색 레이저 기반의 매체 시스템이, BD('Blu-ray Disc')로 표시된 브랜드명 하에 공표되었다.
요즈음 DVD의 경우, 콘텐츠 공급자는 많은 상이한 목표의 국가를 위한 비디오를 생성한다. 이는, 많은 상이한 언어 및 서브타이틀을 포함한다. AV 머티어리 얼(material)의 특정 언어 버전 외에, 광 디스크에는 멀티 앵클(multi-angle) 및 멀티 스토리(multi-story)의 애플리케이션이 존재한다. BD 애플리케이션에 있어서, SDTV 및 HDTV 비디오처럼 상이한 비디오 포맷을 도입하면 이러한 가능성은 확대될 것이다. 광으로 기록 및 사전기록하는 경우, 위에서 열거된 모든 상이한 기초 스트림(비디오 각, 오디오 트랙, 서브타이틀 등)은 단일 멀티플렉스 전송 스트림으로 패킷화되어야 한다. 재생하는 동안, 디코더는 이 멀티플렉스를 판독하며, 선택된 스트림에 속한 패킷을 디코딩한다.
<발명의 개요>
본 발명은 다음과 같은 사실의 인식에 기초한다. AV 멀티플렉스가 모든 이용가능한 컴포넌트를 구비하기 때문에, 또 다른 사운드 트랙 또는 또 다른 웹 페이지와 같은 추가적인 머티어리얼을 추후에 제공하는 것이 불가능하다. 즉, 콘텐츠 공급자가 저작 툴(authoring tool)을 사용하여 BD 영화를 제작하는 경우, 영화를 제작하기 전에, 모든 기초 스트림이 알려져 있어야 한다. AV 멀티플렉스 제공 이후에는, 또 다른 기초 스트림을 추가하는 것이 불가능하다. 한편, 여분의 데이터 스트림이 나중에 추가될 경우, 이미 존재하는 데이터 스트림과의 동기화를 필요로 한다.
그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 저장 매체 상의 멀티플렉스에 기록된 데이터 스트림을, 이 데이터 스트림 멀티플렉스 외부에 위치하는 여분의 데이터 스트림과 동기화하는 것이다.
이러한 과제는, 청구항 1에 개시한 방법 및 청구항 6에 개시한 대응 장치에 의해서 해결된다.
원칙적으로, 본 방법은 비디오, 오디오 및/또는 기타 데이터를 포함하는 데이터 스트림을 동기화하게 하는데, 데이터 스트림의 일부는 저장 매체 상의 멀티플렉스에 사전기록되며, 네비게이션 파일은 데이터 스트림의 부분을 가리키는 디스크립터를 포함하며, 디스크립터는 데이터 스트림에 대한 시간에 있어서의 배열을 데이터 서브 스트림 경로에 의해 정의한다.
본 발명에 유익한 추가 실시예는 각각의 종속 청구항에서 개시한다.
도 1은 상이한 비디오, 오디오 및 서브타이틀 스트림 경로를 포함하는 플레이 리스트의 예를 보여주는 도면으로서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 설명한다.
도 1은, 스트림 경로의 재생을 위해 디코딩되어야 하는 PlayItems 또는 SubPlayItems를 구비한 상이한 비디오, 오디오 및 서브타이틀 스트림 경로를 포함하는 플레이 리스트 List_of_PlayItems의 예를 보여준다. PlayItems의 제1 스트림 경로는 AV 멀티플렉스 스트림을 포함한다. 또한, 몇몇 SubPlayItems는, 도시한 것과 같이 오디오, 비디오 및 서브타이틀 스트림 경로를 기술한다.
도시한 바와 같이, 복수의 스트림 경로는 PlayList의 광범위한 시간 축에 대해서 병렬로 존재할 수도 있다. 시간 축의 일부분이 비어 있는 스트림 경로는, 리키(leaky)로 정의될 수 있다.
PlayItem 또는 SubPlayItem에 의해 기술된 임의의 스트림이, 기초 스트림 또는 스트림의 멀티플렉스가 될 수도 있다.
광 디스크 상의 메인 AV 멀티플렉스 외부에 위치하는 기초 스트림의 동기화에 대해 이하에서 설명한다.
2개의 상이한 경우에 대한 동기화를 고려한다. 첫 번째 경우는, 시간에 있어서의 상대적인 관계에 관한 컴포넌트의 동기화이다. 이는, 개개의 컴포넌트가 어떤 시간에 시작되고, 종료되는지를 결정한다. 두 번째 경우는, 스위칭에 관한 컴포넌트의 동기화이다. 이는, 시간 및 2진 스트림에서의 어떤 포인트에서 하나의 컴포넌트의 디코딩이 다른 컴포넌트의 디코딩으로 대체될 수 있는지를 결정한다. 비디오 컴포넌트의 스위칭은, 예를 들어 멀티 앵글 애플리케이션에 유용하다.
그러한 애플리케이션용으로 바람직한 매체는 DVD 용량을 초과하게 될 것이며, 예를 들어 블루 레이 디스크는 멀티플렉스 비트 스트림 판독의 외부의 것을 위해 필요한 전송율을 제공한다.
멀티플렉스 시맨틱(semantic)의 범위를 벗어남으로써, 디스크 및 인터넷 또는 또 다른 저장 매체를 통해 들어오는 스트림의 조합을 포함하는 상이한 기초 스트림을 조합한 블루 레이 디스크 AV 스트림을 재생하는 능력을 제공한다. 예를 들어, 비디오 스트림이 블루 레이 디스크로부터 판독되고, 오디오 스트림이 하드 디스크로부터 판독되며, 서브타이틀이 인터넷 서비스로부터 판독되는 영화를 재생할 수 있다.
멀티플렉스 AV 머티어리얼의 외부를 위한 디스크립션은, 네비게이션 파일과 스트림 파일을 포함하는 상이한 파일로 구성된다. 네비게이션 파일은, 시간 축, 시야각, 서브타이틀 및 오디오 채널 등에 포인트가 존재하기 때문에, 네비게이션을 위한 모든 엔트리 포인트를 스트림 파일 내에 제공한다. 네비게이션 파일의 더 높은 계층에서, AV 머티어리얼의 재생에 속한 모든 스트림 부분을 설명하는 플레이 항목의 리스트가 존재한다.
이하에서, 더 높은 레벨의 네비게이션 파일에 대한 일반 구문을 설명한다. 표 1～4에서, 본 발명에 필수적인 엘리먼트만을 나타내고 있으며, 여기서 기술되지 않은 추가적인 엘리먼트뿐만 아니라 상이한 명령도 가능할 수도 있다.
표 1에서 정의한 바와 같이, 영화의 임의의 부분(예컨대, 장)이 될 수도 있는 디스크 상의 재생 엘리먼트는, List_of_PlayItems에 의해 기술된다. 이는, 구조의 완전한 길이를 바이트로 나타내는 길이, PlayItem() 엘리먼트의 수를 나타내는 playItems 및 List_of_PlayItems 구조 내 SubPlayItems()의 수를 나타내는 subPlayItems로 구성된다. 적어도 하나의 PlayItem이 List_of_PlayItems에 필수적인 반면, SubPlayItems는 임의적이다. SubPlayItem(s)의 시간 축은 PlayItem(s)의 시간 축으로 간주한다.
Figure 112005018455361-pct00001
표 2에서 정의한 바와 같이, PlayItem 구조는, 구조의 완전한 길이를 바이트로 나타내는 길이, 기초 스트림 파일에 대한 링크를 기술하는 StreamFile, StreamFile 내 PlayItem의 프리젠테이션 시작 시간을 기술하는 Start_time 및 StreamFile 내 PlayItem의 프리젠테이션 종료 시간을 기술하는 End_time으로 구성된다.
추가로, 그 구조는 바이트 정렬을 보호하기 위한 "예비" 엘리먼트, 이 PlayItem이 컴포넌트 간의 심리스(seamless) 변환을 제공하는지를 나타내는 Seamless_presentation_flag로 구성된다. Seamless_presentation_flag는 SubPlayItem(표 3)에서와 동일한 의미이며, 표 3에서 상세하게 설명한다.
Figure 112005018455361-pct00002
표 3에서 정의한 바와 같이, SubPlayItem 구조는 PlayItem의 구조와 매우 비슷하다. 이는, 구조의 완전한 길이를 바이트로 나타내는 길이, 기초 스트림 파일에 대한 링크를 기술하는 StreamFile, StreamFile 내 PlayItem의 프리젠테이션 시작 시간을 기술하는 Start_time 및 StreamFile 내 PlayItem의 프리젠테이션 종료 시간을 기술하는 End_time으로 구성된다.
추가로, 그 구조는 바이트 정렬을 보호하기 위한 "예비" 엘리먼트, 이 PlayItem이 컴포넌트 간의 심리스(seamless) 변환을 제공하는지를 나타내는 Seamless_presentation_flag, 서브 스트림 경로의 종료를 나타내는 Stream_path_end 및 SubPlayItem용으로 주어진 서브 스트림 경로의 타입을 나타내는 8비트 필드의 SubStream_type으로 구성된다.
Figure 112005018455361-pct00003
표 4에서 정의한 바와 같이, SubStream_type은 SubPlayItem의 타입을 정의한다. 이는, 오디오 더빙을 위한 보조 오디오 스트림 경로, 비디오 스트림 경로, 오디오 스트림 경로, 서브타이틀 스트림 경로 또는 그래픽 스트림 경로일 수 있다. 6～255의 값이 미래의 스트림 경로 포맷을 위해 사용될 수 있다.
Figure 112005018455361-pct00004
표 5에서 도시한 바와 같이, SubStream_type의 대안적인 정의가 가능하다. 상이한 기초 스트림 경로 대신 보조 전송 스트림 경로를 예측하는 장점은, 임의의 기초 스트림이 또 다른 멀티플렉스 스트림 내에 임베디드될 수 있다는 점, 즉 몇몇 상이한 서브타이틀이 단일 파일 내에 함께 멀티플렉스될 수도 있다는 점이다.
Figure 112005018455361-pct00005
Seamless_presentation_flag는, 재생 동안, 컴포넌트의 심리스 스위칭에 관한 동기화의 경우를 지원한다.
Seamless_presentation_flag는 PlayItem/SubPlayItem 내에 위치하며, PlayItem/SubPlayItem에 의해 참조되는 전송 스트림이 기초 스트림 간의 심리스 변환을 지원하는지를 나타낸다. Seamless_presentation_flag가 "참"으로 설정되면, 전송 스트림 내 모든 기초 스트림은 심리스 변환 제한을 준수한다.
심리스 변환 제한은 Splice Point를 기초 스트림 내에 제공한다. Splice Point는, 하나의 기초 스트림의 디코딩이 중지될 수 있으며, 재생 동안 임의의 현저한 효과 없이 또 다른 디코딩이 시작될 수 있는 포인트이며, 2개의 기초 스트림이 심리스 변환 제한을 준수함으로써 인코딩된다고 가정한다. Splice Point의 생성은, 필수적인 GOP 래스터(raster), 예를 들어 고정된 GOP 길이를 정의함으로써, 그리고 요구되는 버퍼 사이즈를 한정함으로써, 인코딩 동안에 이루어지며, 디코딩 동안에 상이한 기초 스트림을 스위칭할 때의 버퍼 오버플로어(overflow)를 예방한다.
심리스 변환을 위한 전형적인 애플리케이션이 멀티 앵글 비디오이다. 멀티 앵글 비디오는 비디오를 위한 상이한 카메라 각, 예를 들어 레이스 카 내부의 카메라, 박스를 보여주는 또 다른 카메라, 결승선을 보여주는 카메라 등을 제공한다. 멀티 앵글 비디오가 재생되는 경우, 사용자는 상이한 카메라 트랙 간의 심리스를 스위치할 수 있다.
Stream_path_end 및 SubStream_type은, 시간에 있어서의 컴포넌트의 상대적인 관계에 관한 동기화의 경우를 지원한다.
Stream_path_end: 이 플래그는 스트림 경로의 종료를 나타낸다. 스트림 경로는 SubPlayItems의 정돈된 세트이다. 이는, 스트림 경로에 속한 모든 SubPlayItems의 수 및 순서를 정의한다. 제1 스트림 경로는 제1 SubPlayItem에서 시작되며, Stream_path_end 플래그 세트 "참"을 갖는 제1 SubPlayItem에서 종료된다. 제2 스트림 경로는, 이전 스트림 경로에 후속한 제1 SubPlayItem에서 시작되며, Stream_path_end 플래그 세트 "참"을 갖는 제1 SubPlayItem에서 종료된다. 최종 스트림 경로는 최종 SubPlayItem에서 종료된다. PlayList의 최종 SubPlayItem을 위해 Stream_path_end 플래그를 "참"으로 설정하는 것은, 임의적이다. 스트림 경로의 모든 SubPlayItems는 동일한 SubPlayItem_type을 갖는다.
스트림 경로의 재생은, Stream_path_end 플래그 세트 "참"을 갖는 제1 SubPlayItem 또는 PlayList의 최종 SubPlayItem을 포함하는 스트림 경로에 속한 SubPlayItems의 연속적인 세트를 디코딩할 것이다.
전송 스트림(TS)은, ISO/IEC 13818-1, 동화상 및 관련 오디오 정보의 일반 코딩에서 지정된 바와 같이, MPEG-2 시스템 표준에 의해 구성된다. 그러나 디코딩 동안의 충돌없는 재생과 동시에, 콘텐츠의 최근의 독자적인 추가, 예를 들어 메인 저작이 이미 종료된 후 보조 서브타이틀의 추가를 보장하기 위하여, 다음과 같은 제한 규칙이 전송 스트림을 위해 필요하다.
PlayItems의 TS는 PAT(Program Association Table)과 PMT(Program Map Table)을 포함해야 한다. 이들은, 멀티플렉스 내 모든 TS 컴포넌트(기초 스트림)를 위해 PID 테이블과 언어 정보를 제공한다.
SubPlayItems의 TS는 보조 스트림을 포함한다. 보조 스트림의 바람직한 포맷은 TS이다.
SubPlayItem의 TS 내에는 PAT가 허용되지 않는다. 이는, PlayItem의 TS와의 충돌을 방지한다.
SubPlayItem의 TS는, PID가 PlayItems의 TS 내에 사용되지 않은 PMT를 포함해야 한다.
PlayItems뿐만 아니라 SubPlayItems를 위한 모든 TS 내 기초 스트림과 관련된 모든 PID는 상이해야 한다.
위에서 열거된 TS 규칙의 장점은, 단일 PID 필터로 모든 기초 스트림을 디코딩하기 충분하다는 점이다. TS 규칙을 위반하는 경우, 입력 데이터를 버퍼링하거나, 상이한 버퍼를 분리하기 전에, PID 재스탬핑이 필요하게 된다.
본 발명은 몇몇 장점을 갖는다.
본 발명은 사전기록된 블루 레이 디스크의 저작을 위한 양호한 융통성을 제공한다. 예를 들어, 메인 AV 멀티플렉스의 종료 이후, 추가 언어를 추후에 그 디스크에 용이하게 추가할 수 있다. 이는, 예를 들어 다른 언어에서의 오디오 및 서브타이틀 정보를 포함하는 보조 AV 멀티플렉스가, 독자적으로 준비될 수 있으며, 기본 AV 멀티플렉스를 변경하지 않으면서(기록하지 않음, 재멀티플렉싱 요구됨) 디스크에 추가될 수 있기 때문이다.
멀티플렉스용으로 주어진 대역폭에 의해 야기된 오디오, 서브타이틀, 비디오 각, AV 포맷 등의 최대 수에 대한 제한은 존재하지 않는다. 그 제한은 볼륨 용량에 의해 간단하게 정의된다.
디스크 콘텐츠, 예를 들어 하드 디스크 또는 인터넷 서버로부터의 특정 사운드 트랙에 외부 소스의 임의적인 바인딩을 가능하게 하여, 사전기록된 디스크에 새로운 스트림을 바인딩함으로써 추가된 값이 된다.
또한, 상이한 전송 스트림으로부터 들어오는 기초 스트림의 단순한 디코딩 및 상이한 전송 스트림을 교차하는 심리스 스트림 스위칭(예컨대, 멀티 앵글 비디오 용)을 위한 규칙을 제공한다.

Claims (8)

  1. 비디오, 오디오 및/또는 기타 데이터를 포함하는 데이터 스트림들을 배열하기 위한 방법으로서,
    광 저장 매체에 기록된 멀티플렉스된 기초 스트림들의 기본 AV MPEG-2 전송 스트림의 부분들을 가리키는 연속적인 디스크립터들(PlayItem) - 상기 디스크립터들은 상기 기본 AV MPEG-2 전송 스트림의 상기 부분들을 재생하기 위한 시간에 있어서의 배열을 정의함 - 의 기본 스트림 경로를 정의하는 단계,
    상기 기본 스트림 경로에 병렬로 존재하는 하나 이상의 연속적인 디스크립터들(SubPlayItem)의 다수의 서브 스트림 경로들 - 상기 디스크립터들의 상기 서브 스트림 경로들은 상기 기본 AV MPEG-2 전송 스트림의 외부에 위치하는 데이터 스트림들 또는 상기 데이터 스트림들의 부분들을 가리키며, 상기 서브 스트림 경로들은, 비디오 스트림 경로 타입(type), 오디오 스트림 경로 타입, 서브타이틀 스트림 경로 타입 또는 그래픽 스트림 경로 타입의 서브 스트림 경로 타입들 중 적어도 두 개로 이루어진 서로 다른 타입들이며, 상기 기본 AV MPEG-2 전송 스트림의 외부에 위치하는 상기 데이터 스트림들은 MPEG-2 전송 스트림으로서 구성됨 - 을 정의하는 단계,
    상기 서브 스트림 경로들 각각의 타입을 나타내는 단계, 및
    대응 서브 스트림 경로의 상기 하나 이상의 디스크립터들(SubPlayItem)에 의해 상기 데이터 스트림을 가리킴으로써, 외부 데이터 소스로부터 기원하는 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 기본 AV MPEG-2 전송 스트림에 바인딩(binding)하는 단계
    를 포함하는 데이터 스트림 배열 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스크립터들은, 데이터 스트림들의 개개의 부분들의 시작 시간 및 종료 시간을 정의함으로써, 시간에 있어서의 상대적인 관계에 관한 상기 데이터 스트림의 부분들의 동기화를 정의하는 데이터 스트림 배열 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스크립터들은, 데이터 스트림의 일부의 디코딩이 다른 데이터 스트림의 일부의 디코딩으로 대체될 수 있는 시간 및 2진 스트림에서의 포인트들을 정의함으로써, 스위칭에 관한 데이터 스트림들의 부분들의 동기화를 정의하는 데이터 스트림 배열 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본 AV MPEG-2 전송 스트림은 판독 전용 디스크 상에 사전기록되며, 상기 기본 AV MPEG-2 전송 스트림에 바인딩된 상기 적어도 하나의 데이터 스트림은 인터넷을 통해 제공되는 데이터 스트림 배열 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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