KR101474193B1 - 계층적 영상 품질 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서 제시되는 일 실시예는 다채널 방송에서의 영상품질 모니터링 시스템에 관한 것으로, 계층적 영상품질 모니터링 시스템은, 방송 서버로부터 지역국으로 송출되는 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 메인 품질분석장치와, 지역국에서 각각의 댁내로 송출하는 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 제1 서브 품질분석장치와, 댁내(Customer-premises)의 사용자에 의해 선택된 하나의 채널의 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 제2 서브 품질분석장치 및 상기 메인 품질분석장치, 제1 서브 품질분석장치 및 제2 서브 품질분석장치로부터 실시간으로 제공받은 분석결과를 채널별로 수집하여 품질이상을 판단하고 채널 영상과 함께 분석결과 및 품질이상을 표시하는 품질장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

계층적 영상 품질 모니터링 시스템{hierarchical video quality management system}

본 발명은 다채널 방송에서의 영상품질 모니터링 시스템에 관한 것이다.

최근, 고화질 TV 및 IPTV 등 신규 미디어 출현으로 영상 품질에 대한 관심이 부쩍 높아졌다. 이에, IPTV 사업자의 입장에서는 방송 송출국단에서 송출되는 영상 신호를 모니터링하고, 그 결과를 컨텐츠 생성이나 전송 방식에 반영하여 고객의 만족도를 높이려 하고 있다.

하지만, 방송 송출국단(Front-end)에서 발생하는 왜곡(예를 들어, 원본 영상의 불량이나 인코딩 과정에서 유입된 왜곡) 이외에도 지방국을 거쳐 셋탑박스(set-top box)까지 전송되는 동안 여러가지 이유에 의해서 왜곡이 발생할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 성능열화에 따라 패킷 손실, 지연, 변이로 인한 왜곡이 발생할 수 있다.

종래의 방송 송출국단의 영상 신호 모니터링 방법으로는 시청자의 TV에 표현되는 셋탑박스의 재생 영상의 왜곡 발생사실을 고객이 신고하기 이전에 알기 어렵고, 고객 신고에 따라 왜곡 발생 사실을 알았다 하더라도 이미 발생한 시점 이후에 점검으로는 그 원인을 찾아내기가 쉽지 않다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 방송 송출된 영상부터 최종 시청자가 경험하는 영상까지의 영상 품질을 계층적으로 모니터링하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.

이를 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명에 따른 계층적 영상품질 모니터링 시스템은, 방송 송출국단(Front-end)에서 송출되는 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 메인 품질분석장치와, 지역국에서 각각의 댁내로 송출되는 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 제1 서브 품질분석장치와, 댁내(Customer-premises)의 관리자에 의해 모니터링하도록 선택된 하나의 채널의 영상 신호에 대하여 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 제2 서브 품질분석장치 및 복수개의 제1 서브 품질분석장치 및 복수개의 제2 서브 품질분석장치로부터 실시간으로 제공받은 분석결과를 채널별로 수집하여 품질이상을 판단하고 채널 영상과 함께 분석결과 및 품질이상을 표시하는 품질관리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서 제시된 일 실시예에 따르면, 송출된 영상 신호가 시청자에게 전달될 때까지의 영상품질에 대하여 종합적 모니터링이 가능하게 된다.

또한, 댁내의 영상 신호의 열화 사실도 고객의 적극적 신고 없이 확인 가능하게 되어 전체적인 영상 품질 서비스를 향상시킬 수 있다.

또한, 영상 신호의 열화 발생 위치를 쉽게 확인할 수 있게 되어 조속한 사후 대응을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 영상품질 모니터링 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 품질분석장치의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 품질모니터링장치의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 3의 품질관리장치의 디스플레이부(470)에 표시된 예시 화면이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 영상품질 모니터링 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

계층적 영상품질 모니터링 시스템은 메인 품질분석장치(100), 복수개의 제1 서브 품질분석장치(200), 복수개의 제2 서브 품질분석장치(300) 및 품질 모니터링 장치(400)를 포함할 수 있다.

메인 품질분석장치(100)는 방송 송출국에 설치되어 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 품질 모니터링 장치(400)에 제공한다.

제1 서브 품질분석장치(200)는 복수개의 지역국사에 각각 설치되고, 각각의 품질분석장치마다 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 품질 모니터링 장치(400)에 제공한다.

제2 서브 품질분석장치(300)는 각각의 지역국사에 포함된 복수개의 댁내(Customer-premises)에 각각 설치된다. 제2 서브 품질분석장치(300)는 각각의 품질분석장치마다 관리자에 의해 모니터링하도록 선택된 하나의 채널의 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 품질 모니터링 장치(400)에 제공한다.

제2 서브 품질 분석장치(300)는 모든 댁내에 설치되기 어렵기 때문에 지역국 중 랜덤하게 선택된 하나 이상의 댁내에 설치될 수 있다. 따라서, 제2 서브 품질 분석 장치(300)는 제1 서브 품질 분석 장치(200)의 수 이상일 수 있다.

분석결과는 IP와 포트(Port), 채널식별번호, 분석값을 포함할 수 있다.

다른 변형예에서는 분석결과에 IP와 포트(Port), 채널식별번호, 분석값 이외에 이외에도 PTS(Presentation Time Stamp) 값 및 콘텐츠를 식별하는 식별자인 프로그램 아이디를 포함시킬 수도 있다.

분석값은 디버깅 중 에러값, 정상 디버깅 후 정지화면(freeze), 검은화면(Black), 소리 없음(Silence), 소리 레벨 이상, 비디오 및 오디오 비트레이트(bitrate) 이상, TR 101 290 규격에 의한 에러값 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 분석값에 대하여는 도 2의 품질분석장치를 참조하여 이하에서 자세히 설명하기로 한다.

품질 모니터링 장치(400)는 메인 품질분석장치(100), 제1 서브 품질분석장치(200) 및 제2 서브 품질분석장치(300)로부터 실시간으로 제공받은 분석결과를 채널별로 수집하여 관리자에게 제공한다.

품질 모니터링 장치(400)는 채널별로 수집한 분석결과에 따라 품질이상을 판단하고 채널 영상과 함께 분석결과 및 품질이상을 표시할 수 있다.

본 명세서에서는 방송 송출국, 지역국, 댁내를 각각 계층으로 정의하고 방송의 송출 순서에 따라 이전 계층(또는 상부 계층)과 다음 계층(하부 계층)으로 정의한다. 도 1에서는 상부 계층에 방송 송출국을 두고 다음 각각의 계층에 지역국과 댁을 도시하였으나, 계층 사이에 다른 계층이 더 포함될 수 있다. 예컨대 지역국이 2개일 수도 있다.

또한, 방송 송출국을 제외한 다른 계층 즉, 지역국과 댁은 본 명세서에서 각각 2개와 3개만을 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 이것으로 한정하는 것은 아니다.

상부계층의 영상 신호에 이상이 있음이 검출되면 이상이 있는 영상 신호가 하부계층에 송출되므로 하부 계층의 영상 품질을 확인하지 않는다고 하더라도 하위 영상 품질의 이상있음을 판단하지 않아도 된다. 다만, 오류가 포함된 영상 신호가 송출되어 다음 계층에 도달한 경우 송출전과 송출 후 신호의 비교를 통해 네트워크 상태의 상태 등을 확인해 볼 수 있다는 점에서 오류 발생 다음 계층단의 분석 결과도 의미가 있다.

이때, 방송 송출국의 영상 신호를 받는 지역국사는 입력신호인 방송 송출국의 영상 신호에 이상이 있는 경우, 지역국사와 지역국사로부터 방송 송출된 영상신호를 수신하는 댁내의 영상신호에도 이상이 있음이 검출되므로, 메인 품질분석장치(100)의 분석결과에 기초하여 품질이상이 있다고 발견되는 경우, 그 하위 품질 분석 장치 즉 제1 서브 품질분석장치(200)와 제2 서브 품질분석장치(300)의 분석결과에 기초하여 품질이상을 판단하지 않아도 된다. 이와 같이 제1 서브 품질분석장치(200)의 분석결과에 기초하여 품질이상을 판단하고 채널 영상 오류가 있으면 제2 서브 품질분석장치(300)의 분석 결과에 기초하여 품질이상을 판단하지 않아도 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 품질분석장치의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.

품질분석장치는 수신부(110), 제어부(130), 저장부(150), 송신부(170) 및 뷰어 장치(180)를 포함할 수 있다. 뷰어 장치(180)는 품질분석장치(110)와 일체형일 수도 있고, 분리되어 구성될 수도 있다.

수신부(110)는 영상신호를 수신받고, 수신된 영상 신호를 제어부(130)로 출력시킨다.

제어부(130)는 품질분석장치의 동작을 전반적으로 제어하는 한편, 수신된 영상신호를 분석한다. 제어부(130)는 디코딩모듈(132)과 분석 모듈(134)을 포함할 수 있다.

디코딩모듈(132)은 영상 신호를 디코딩하여 JPEG 기반 모션(Motion) 스트림을 뷰어 장치(180)로 전송한다.

분석 모듈(134)은 영상 신호의 영상 품질을 분석하고 분석 결과를 뷰어 장치(180)와 품질 모니터링 장치(400)에 전송한다.

보다 구체적으로 분석 모듈(134)은 수신되는 영상 신호를 분석하여 TR101-290에 규정된 TS 전송 관련 에러나 MPEG-TS 계측 정보에 관한 에러를 확인한다.

TS 전송 관련 에러는 각각 Priority 1, Priority 2, Priority 3으로 카테고리를 나눌 수 있다. Priority 1에 해당하는 에러의 경우 TS의 복호 자체가 불가능한 에러를 일컬으며, Priority 2의 경우는 TS의 복호는 가능하나 비디오 혹은 오디오가 순간적으로 혹은 계속적으로 나오지 않는 경우를 의미하고, Priority 3의 경우는 데이터 전송과 같은 서비스가 제대로 이루어지지 않는 경우를 의미한다.

먼저 Priority 1의 경우 “TS SyncLoss”, “Sync Byte Error”, “PAT Error”, “Continuity Count Error”, “PMT Error”와 “PID Error”가 나타나는 경우를 의미하며, Priority 2의 경우 “Transport Error”, “CRC Error”, “PCR Error”,“PCR Accuracy Error”, “PTS Error” 및 “CAT Error”를 의미한다. Priority 3의 경우에는 ATSC 및 DVB에 규정된 프로그램 정보, 프로그램 시각, 프로그램 서비스 지역 정보 등과 같은 부가 정보들이 규정된 타이밍의 TS에 포함되어 있는가에 대한 에러 정보이다.

Priority 1의 오류가 나타나는 경우는, 부호화기에서 TS를 제대로 생성해낸다면 일반적으로 발생할 수 없는 오류들이며 보통은 전송 시의 오류나 전송선로 혹은 복호기의 오류로 관련 패킷을 상실하는 경우에 발생한다.

TS 전송시 가장 많이 나타나며 또한 각종 방송사고나 서비스 품질을 하락시키는 오류는 Priority 2에 해당하는 오류로서 주로 PCR 타이밍 및 CRC 등 패킷의 안정성과 관련된 오류들이다.

이외에 또 중요한 에러는 헤드엔드 시스템과 IP 셋톱박스간의 정합성 문제와, 시스템 및 모듈 상호간의 호환성 문제이다. 호환성 문제에 의해서는 심각한 화질 열화 현상(블로킹 현상, 화면 색상 변화 등)이 발생한다.

분석 모듈(134)은 메인 품질 분석 장치, 제1 서브 품질 분석 장치인지 또는 제2 서브 품질 분석 장치인지에 따라서 관리자에 의해 분석 알고리즘을 다르게 포함할 수 있다. 예를 들어 메인 품질 분석 장치에서는 셋탑박스에서의 장치 호환성에 의한 에러를 분석을 생략하고, 제2 서브 품질 분석장치는 다채널의 영상품질 분석이 아닌 하나의 채널의 영상품질을 분석하도록 구성할 수 있다.

뷰어 장치(180)는 디코딩모듈(132)로부터 디코딩된 JPEG 기반 모션(Motion) 스트림을 수신하여 채널별로 임의의 셀에 동영상으로 표시하고, 분석 결과 이상이 있다고 판단되면 해당 동영상이 표시되는 셀에 알람 표시를 제공하거나, 미리 정해진 소리를 출력할 수 있다.

저장부(150)는 품질분석장치의 구동에 필요한 프로그램를 통해 품질분석장치의 전체 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램을 저장한다. 또한, 저장부(150)는 품질분석장치의 분석결과를 저장할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 품질모니터링장치의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.

품질관리장치는 수신부(410), 제어부(430), 저장부(450) 및 디스플레이부(470)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(470)는 품질관리장치와 일체형일 수도 있고 분리되어 구성될 수도 있다.

수신부(410)는 복수개의 품질분석장치로부터 즉 메인 품질 분석장치와 서브 품질 분석장치들로부터 분석 결과를 수신받고 수신된 분석 결과를 제어부(430)에 전달한다.

제어부(430)는 품질관리장치의 동작을 전반적으로 제어하는 한편, 수신된 복수개의 분석 결과에 따라 저장부(450)에 저장된 기준값을 참조하여 품질 이상여부를 판단한다. 이상이 있다고 판단되면 디스플레이부(470)에 품질이상을 시각적으로 표시하도록 제어한다.

제어부(430)는 복수개의 품질분석장치로부터 수신받은 분석결과를 채널별로 정리하여 오류가 있다고 판단되면 미리 정해진 셀에 오류를 표시한다. 이때, 어느 품질분석장치로부터 수신된 분석결과에 오류가 있는지를 표시함으로써 관리자는 방송 송출단인지 지역국인지 댁내에 문제인지를 확인할 수 있게 된다.

제어부(430)는 상부 계층의 영상 품질에 이상있음을 감지하면 하부 계층에 알림 메시지를 전송할 수 있다. 예컨대, 제어부(430)가 분석값의 분석장치식별번호(예컨대 IP와 포트)를 이용하여 해당 분석장치식별번호가 제2 서브 품질관리장치인 경우, 상기 제2 서브 품질분석장치의 댁내에 영상 신호를 송출하는 지역국에 품질이상을 통지할 수 있다.

다른 실시예에서 제어부(430)는 이상이 있다고 판단되면 미리 등록된 관리자 단말 또는 장치에 알림 메시지를 전송할 수 있다.

도 4는 도 3의 품질관리장치의 디스플레이부(470)에 표시된 예시 화면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 각 채널별로 미리 정해진 각각의 셀(530)에 모션 스트림이 표시된다. 해당 셀의 임의의 영역에 각 계층의 영상 품질의 이상 있음이 표시된다. 각 계층마다 다른 영역에 표시할 수 있다. 방송 송출국단의 이상신호 알람영역(541) 지역국의 이상신호 알람영역(542), 댁내의 이상신호 알람영역(543)에 이상 있음을 표시함으로써 모니터 요원은 한눈에 어느 계층에서 이상이 발생하였는지 확인할 수 있다.

또 다른 실시예에서는 영상 품질의 이상있음을 표시하기 위하여 각 계층마다 다른 색을 사용할 수 있다. 예컨대 방송 송출국단의 이상신호는 빨간색, 지역국의 이상신호는 주황색, 댁내의 이상신호는 노란색 등으로 표시할 수 있다.

이상이 있음이 표시되면 해당 셀을 선택하여 자세한 품질 이상의 분석값이 임의의 영역(550)에 표시되도록 할 수 있다.

전술한 구성요소들은 모두 반드시 필요한 것은 아니며, 일부 생략될 수 있다.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 메인 품질분석장치
200 : 제1 서브 품질분석장치
300 : 제2 서브 품질분석장치
400 : 품질 모니터링 장치

Claims (5)

1. 방송 송출국단(Front-end)에서 송출되는 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 메인 품질분석장치;
   지역국에서 각각의 댁내로 송출되는 다채널 영상 신호의 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 제1 서브 품질분석장치;
   댁내(Customer-premises)의 관리자에 의해 모니터링하도록 선택된 하나의 채널의 영상 신호에 대하여 영상품질을 분석하고 분석결과를 실시간으로 제공하는 제2 서브 품질분석장치; 및
   상기 메인 품질분석장치, 제1 서브 품질분석장치 및 제2 서브 품질분석장치로부터 실시간으로 제공받은 분석결과를 채널별로 수집하여 품질이상을 판단하고 채널 영상과 함께 분석결과 및 품질이상을 표시하는 품질관리장치
   를 포함하고,
   상기 분석결과는 분석장치식별번호, 채널식별번호, 분석값을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 영상품질 모니터링 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 품질관리장치는 상기 분석값이 기저장된 기준값을 참조하여 이상이 있다고 판단되면 품질이상을 시각 또는 청각적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 계층적 영상품질 모니터링 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 품질관리장치는 분석장치식별번호를 이용하여 품질이상 해당 분석장치식별번호가 제2 서브 품질분석장치인 경우, 상기 제2 서브 품질분석장치의 댁내에 영상 신호를 송출하는 지역국에 품질이상을 통지하는 것을 특징으로 하는 계층적 영상품질 모니터링 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 분석값은 디버깅 중 에러값, 정상 디버깅 후 정지화면(freeze), 검은화면(Black), 소리 없음(Silence), 소리 레벨 이상, 비디오 및 오디오 비트레이트(bitrate) 이상 및 TR 101 290 규격에 의한 에러값 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 영상품질 모니터링 시스템.
   
   
   
   

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