KR101519000B1

KR101519000B1 - 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비 및 자동전환 설정 방법

Info

Publication number: KR101519000B1
Application number: KR1020140048802A
Authority: KR
Inventors: 남재권; 이선민; 안효원
Original assignee: 오픈스택 주식회사
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2015-05-19

Abstract

본 발명은 본 발명에 따른 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비에 관한 것으로서, 오디오와 비디오 신호를 입력받아 압축하고 CBR(constant bit rate)형태의 MPEG-2 TS(transport stream) 형식으로 부호화하는 인코더(encoder)부, 상기 인코더부로부터 수신받은 MPEG-2 TS를 방송수신 장치로 송출하기 위해 가용주파수 채널로 RF변조하는 모듈레이터부, 인터넷망으로부터 IP 패킷을 수신받는 네트워크부 및 제어부를 포함하여, 수신된 IP 패킷이 유효한 MPEG-2 TS인지를 판단하여 상기 인코더부나 상기 모듈레이터부로 자동으로 전환 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

모듈레이터 내장형 인코더 방송장비 및 자동전환 설정 방법{Apparatus of an encoder embedded with a modulator for automatic switching and Method thereof}

본 발명은 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비 및 자동전환 설정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 네트워크부로 수신된 IP 패킷이 유효한 MPEG-2 전송스트림(transport stream: TS)이면 IP-to-RF 모드전환하고 그렇지 않으면 인코더 모드로 자동전환하는 방송장비 및 그 설정 방법에 관한 것이다.

지상파 방송, CATV 방송, IPTV 및 비디오 화상회의 등의 방송장치용 인코더는 HDMI, SDI, Component, XLR 등을 통해서 입력되는 영상과 음성신호를 H.264, MPEG-2의 영상 코덱과 MP2, AAC 등의 음성 코덱으로 압축하고, 이를 디지털 전송에 적합한 MPEG-2 TS로 포맷한 다음 RF, IP 혹은 DBV-ASI로 출력한다.

MPEG-2 TS를 방송수신 장치(TV 수신기)로 송출하기 위해서는 모듈레이터를 통해 가용주파수 채널로 RF변조를 해야 한다.

Full HD급 디지털방송은 8VSB(8-level vestigial sideband) 변조기술을 사용하며 그에 따라 모듈레이터 내장형(embedded) 인코더 방송장비가 사용되고 있다.

일반적으로 ENG(electronic news gathering) 시스템은 현장에서 직접 방송국으로 마이크로파전송을 할 수 있지만, 인터넷을 이용하여 전송할 수도 있다. 즉, 방송국 내의 모듈레이터 내장형 인코더는 방송국 외부의 현장 행사에 대하여 휴대용 텔레비전 카메라를 이용하여 인터넷망을 통하여 수신하고 모듈레이터를 거쳐 실시간으로 중계를 할 수 있다. 인터넷으로 전송하기 전에 휴대용 인코더로 MPEG-TS 포맷으로 만들어 IP 패킷으로 전송한다.

따라서 모듈레이터 내장형 인코더는 평상시에는 인코더 모드로 동작을 하고 있지만, 인터넷을 통한 외부 행사 중계시에는 IP-to-RF 모드로 전환을 할 필요가 있다. 이때마다 사용자가 장비의 설정을 인코더 모드 혹은 IP-to-RF 모드로 바꾸어 주어야 하는 불편함이 있다. 또한, 일반 사용자는 인코더 모드 또는 IP-to-RF 모드 등에 대한 이해도가 낮고 장비에 대한 막연한 두려움으로 인해 이를 사용자가 설정하도록 하는 것은 불편함과 오작동의 문제가 있다.

따라서 사용자가 일일이 인코더 모드 혹은 IP-to-RF 모드로 설정할 필요가 없이 장비가 스스로 판단을 해서 유효한 MPEG-2 TS가 네트워크로 수신이 되고 있으면 IP-to-RF 모드로 전환하고 그렇지 않으면 인코더 모드로 전환하는 방법이 필요하다.

특허문헌 1은 텔레비젼 수신기에 연결가능한 인터넷 모듈 셋탑에 관한 발명으로서, 인터넷의 하이퍼텍스트 멀티미디어 정보를 텔레비젼으로 제공하기 위한 인코더와 RF 모듈레이터만 제시되어 있으나, 모듈레이터 내장형 인코더가 아니고 IP 패킷의 유효성 판단을 하지 않고 있어, 불편함과 실수 가능성에 대한 문제점이 있는 종래의 기술에 불과하다.

1. 한국 공개특허 제1998-074039호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 네트워크로 수신된 IP 패킷에 대하여 MPEG-2 TS의 유효성을 판단하여 자동전환하는 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비와 이를 사용한 자동전환 방법을 제공하고자 한다.

상기의 해결하려는 과제를 위한 본 발명에 따른 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비는, 오디오와 비디오 신호를 입력받아 압축하고 CBR(constant bit rate)형태의 MPEG-2 TS(transport stream) 형식으로 부호화하는 인코더(encoder)부, 상기 인코더부로부터 수신받은 MPEG-2 TS를 방송수신 장치로 송출하기 위해 가용주파수 채널로 RF변조하는 모듈레이터부, 인터넷망으로부터 IP 패킷을 수신받는 네트워크부 및 상기 네트워크부에 수신된 IP 패킷이 유효한 MPEG-2 TS이면 상기 모듈레이터부로 입력하도록 하고, 수신된 IP 패킷이 없거나 유효한 MPEG-2 TS가 아니면 상기 인코더부로 입력하도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 인코더부는 HDMI, SDI, Component 또는 XLR 중 어느 하나를 통해서 입력되는 영상과 음성신호를 H.264 또는 MPEG-2 중 어느 하나의 영상 코덱과 MP2 또는 AAC 중 어느 하나의 음성 코덱으로 압축하고, MPEG-2 TS로 포맷으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 모듈레이터부는 CBR의 MPEG-2 TS만 수신하여 RF 변조하여 송출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로서, 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비를 이용하여 자동으로 인코더 모드 또는 IP-to-RF모드로 전환하는 방법은, 네트워크부에서 IP 패킷을 수신하는 메모리 버퍼를 리셋하고 시작 시간(Ts)을 0으로 설정하는 제1 단계, T1 시간 동안 수신된 IP 패킷이 있는지를 판단하는 제2 단계, 상기 IP 패킷을 메모리에 저장하고, 시작 시간(Ts)가 0 이면 시작 시간(Ts)를 현재 시간으로 설정하는 제3 단계, T2 시간 동안 복수의 IP 패킷을 수신하여 각 IP 패킷의 MPEG-2 TS 비트율(bit rate)를 계산하는 제4 단계 및 계산되어 연속된 복수의 MPEG-2 TS 비트율에서 바로 직전 이웃하는 비트율과의 차이를 구하여 각각의 차이 절대값을 임계값과 비교 판단을 하여 엔코더 모드 또는 IP-to-RF모드로 전환하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제2 단계에서 T1 시간 동안 수신된 IP 패킷이 없다면 인코더 모드로 설정하고, 상기 제5 단계에서 연속된 MPEG-2 TS 비트율에서 바로 직전 이웃하는 것과의 차이가 상기 임계값보다 적으면 CBR인 것으로 판단을 하여 IP-to-RF 모드로 설정을 하고, 상기 임계값보다 하나라도 더 큰 것이 있으면 CBR이 아니라고 판단하여 인코더 모드로 설정하는 것을 특징으로 한다.

종래에는 모드 변환을 사용자가 일일이 손으로 하였으나, 본 발명은 모듈레이터 내장형 인코더가 자동으로 전환하여 주기 때문에 간편하고 편리하다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈레이터 내장형 인코더 블록도.
도 2는 모듈레이터 내장형 인코더에서 자동전환 설정 알고리즘.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것은 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비의 블록도로서, 오디오와 비디오 신호를 입력받아 압축하고 CBR(constant bit rate)형태의 MPEG-2 TS(transport stream) 형식으로 부호화하는 인코더(encoder)부, 상기 인코더부로부터 수신받은 MPEG-2 TS를 방송수신 장치(TV 수신기)로 송출하기 위해 가용주파수 채널로 RF변조하는 모듈레이터부, 인터넷망으로부터 IP 패킷을 수신받는 네트워크부 및 제어부로 구성된다.

상기 인코더부는 HDMI, SDI, Component, XLR 등을 통해서 입력되는 영상과 음성신호를 H.264, MPEG-2의 영상 코덱과 MP2, AAC 등의 음성 코덱으로 압축하고, 이를 디지털 전송에 적합한 MPEG-2 TS로 포맷한다. 이러한 과정을 인코더 모드(mode) 또는 인코더 패스(path)라 정의한다. 인코더 모드는 RF 신호, IP 혹은 DBV-ASI 신호로 출력된다.

상기 네트워크부에서 수신된 IP 패킷이 CBR의 MPEG-2 TS일 경우 모듈레이터부로 전송된다. 이러한 과정을 IP-to-RF 모드 또는 IP-to-RF 패스라 한다.

상기 모듈레이터부는 수신받은 MPEG-2 TS를 방송수신 장치(TV 수신기)로 송출하기 위해 가용주파수 채널로 RF변조하는데, CBR의 MPEG-2 TS만 수신하여 RF 변조하여 송출한다.

상기 제어부는 네트워크부에 수신된 IP 패킷이 유효한 MPEG-2 TS이면 상기 모듈레이터부로 전환하고, 수신된 IP 패킷이 없거나 유효한 MPEG-2 TS가 아니면 상기 인코더부로 전환한다. 이 과정은 소프트웨어적으로 진행된다.

인코더 모드와 IP-to-RF 모드는 모듈레이터부를 공통으로 사용하기 때문에 서로 동시에 사용할 수 없다.

본 발명에서는 다음과 같은 알고리즘을 사용하여 사용자가 번거롭게 인코더 모드에서 IP-to-RF 모드 혹은 IP-to-RF 모드에서 인코더 모드로 수동으로 전환하는 대신에 자동으로 전환하는 방법을 제시하고자 한다.

먼저, 유효한 MPEG-2 TS의 기준을 설정한다.

첫 번째 기준은 ISO/IEC standard 13818-1에 따른 MPEG-2 TS이어야 한다.

두 번째 기준은 모듈레이터부는 VBR(variable bit rate)이 아닌 CBR만 처리할 수 있기 때문에 CBR이어야 한다.

세 번째 기준은 MPEG-2 TS가 네트워크상에서 끊김이 없이 일정하게 들어와야 한다.

도 2는 위와 같은 기준을 적용한 본 발명에 따른 모듈레이터 내장형 인코더에서 자동전환 설정 알고리즘을 도시한 것이다.

제1 단계는 네트워크부에서 IP 패킷을 수신하는 메모리 버퍼를 리셋하고 시작 시간(Ts)을 0으로 설정한다.

제2 단계는 T1 시간 동안 수신된 IP 패킷이 하나도 없다면 인코더 모드로 설정을 한다. T1은 임계값으로서 500 ms정도로 하나 이에 제한하지 않는다.

제3 단계는 IP 패킷을 메모리에 저장하고 시작 시간(Ts)이 0이면 시작 시간(Ts)를 현재 시간으로 설정한다. 즉, 유효한 IP 패킷이 수신되고 Ts가 0인 경우에만 다음 단계인 비트율(bit rate)을 계산하기 위하여 현재 시각으로 설정한다.

제4 단계는 T2 시간 동안 N보다 큰 IP 패킷을 수신하여 임의 갯수(예를들면 N은 10개)의 MPEG-2 TS 비트율(R1 ~ Rn)를 계산한다. MPEG-2 TS 비트율을 계산하는 방법은 MPEG-2 스트림 안에 있는 PCR(Program Clock Reference)을 사용해서 구할 수 있고 이 방법은 표준화되어 있어 구체적으로 기술하지는 않는다.

제5 단계는 앞서 계산된 연속된 MPEG-2 TS 비트율에서 연속하여 이웃하는 것과의 차이를 각각 구하여 각각의 절대값 차이가 임계값 D보다 적으면 CBR인 것으로 판단을 하여 IP-to-RF 모드로 설정을 한다. 즉, R2 ?? R1, R3-R2, ..., Rn ?? R(n-1) 의 절대값이 임계값 D보다 적으면 CBR인 것으로 판단을 하여 IP-to-RF 모드로 설정을 한다.

만약 인접 비트율 차의 절대값이 임계값 D보다 하나라도 더 큰 것이 있으면 CBR이 아니라고 판단하여 인코더 모드로 설정한다.

이상에서는 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

오디오와 비디오 신호를 입력받아 압축하고 CBR(constant bit rate)형태의 MPEG-2 TS(transport stream) 형식으로 부호화하는 인코더(encoder)부;
상기 인코더부로부터 수신받은 MPEG-2 TS를 방송수신 장치로 송출하기 위해 가용주파수 채널로 RF변조하는 모듈레이터부;
인터넷망으로부터 IP 패킷을 수신받는 네트워크부 및
상기 네트워크부에 수신된 IP 패킷이 유효한 MPEG-2 TS이면 상기 모듈레이터부로 입력하도록 하고, 수신된 IP 패킷이 없거나 유효한 MPEG-2 TS가 아니면 상기 인코더부로 입력하도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비.
제1항에 있어서,
상기 인코더부는 HDMI, SDI, Component 또는 XLR 중 어느 하나를 통해서 입력되는 영상과 음성신호를 H.264 또는 MPEG-2 중 어느 하나의 영상 코덱과 MP2 또는 AAC 중 어느 하나의 음성 코덱으로 압축하고, MPEG-2 TS로 포맷으로 변환하는 것을 특징으로 하는 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비.
제1항에 있어서,
상기 모듈레이터부는 CBR의 MPEG-2 TS만 수신하여 RF 변조하여 송출하는 것을 특징으로 하는 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비.
제3항의 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비를 이용하여 자동으로 인코더 모드 또는 IP-to-RF모드로 전환하는 방법에 있어서,
네트워크부에서 IP 패킷을 수신하는 메모리 버퍼를 리셋하고 시작 시간(Ts)을 0으로 설정하는 제1 단계;
T1 시간 동안 수신된 IP 패킷이 있는지를 판단하는 제2 단계;
상기 IP 패킷을 메모리에 저장하고, 시작 시간(Ts)가 0 이면 시작 시간(Ts)를 현재 시간으로 설정하는 제3 단계;
T2 시간 동안 복수의 IP 패킷을 수신하여 각 IP 패킷의 MPEG-2 TS 비트율(bit rate)를 계산하는 제4 단계 및
계산되어 연속된 복수의 MPEG-2 TS 비트율에서 바로 직전 이웃하는 비트율과의 차이를 구하여 각각의 차이 절대값을 임계값과 비교 판단을 하여 엔코더 모드 또는 IP-to-RF모드로 전환하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비의 자동전환 방법.
제4항에 있어서,
상기 제2 단계에서 T1 시간 동안 수신된 IP 패킷이 없다면 인코더 모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비의 자동전환 방법.
제4항에 있어서,
상기 제5 단계에서 연속된 MPEG-2 TS 비트율에서 바로 직전 이웃하는 비트율과의 차이 절대값이 상기 임계값보다 적으면 CBR인 것으로 판단을 하여 IP-to-RF 모드로 설정을 하고, 바로 직전 이웃하는 비트율과의 차이 절대값이 상기 임계값보다 하나라도 더 큰 것이 있으면 CBR이 아니라고 판단하여 인코더 모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 모듈레이터 내장형 인코더 방송장비의 자동전환 방법.