KR101620083B1 - 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 엠펙 전송스트림 형태인 제1스트림의 출력 중에 상기 제1스트림으로 절체신호가 수신된 후 상기 제1스트림에서 유예신호에 도달하면, 엠펙 전송스트림 형태인 제2스트림에서 절체시점이 도달된 이후부터 출력이 제2스트림으로 전환되도록 하는 스플라이서부가 포함되어 구성된다.
본 발명의 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법에 따르면, 입력된 제1스트림이 출력 중, 절체신호 이후에 다른 하나의 입력된 제2스트림에서 절체시점이 도달하면 출력을 제2스트림으로 전환시키고, 마찬가지로 제2스트림이 출력 중, 절체신호 이후에 제1스트림에서 절체시점에 도달하면 출력을 제1스트림으로 전환 시킴으로써, 디지털 방송 송신시스템에서 특정 프로그램을 송신하는 중에 두 개의 이종 스트림의 전환을 위한 MPEG2-TS 레벨에서의 디코딩 후 인코딩 과정 없이 다른 프로그램을 삽입하여 송신하는 경우에도 화면의 끊김 없이 방송서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법{Splicing Apparatus for Multi Channel Digital Broadcasting and Method thereof}

본 발명은 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 방송 송신시스템에서 특정 프로그램을 송신하는 중에 다른 프로그램을 삽입하여 송신하는 경우에도 화면의 끊김 없이 방송서비스를 제공할 수 있게 하는 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

현재의 디지털 방송환경에서 다채널 방송과 일반(HD) 방송을 같은 채널을 통해 방송하기 위해서는 방송 절체 시스템이 필요하다.

일반(HD) 방송 -> 다채널 방송 -> 일반(HD) 방송으로 방송을 절체할 때는 방송이 끊김 없이 절체할 수 있는 특별한 방법이 필요하게 된다.

일반 방송은 메인 비디오 하나와 다수의 오디오를 포함하는 한 개의 채널을 가지는 MPEG-2 TS 스트림이다.

다채널 방송의 경우 일반 방송의 메인 비디오와 오디오를 기본으로 가지며, 복수의 비디오와 오디오를 포함하고, 복수의 채널을 가지는 MPEG-2 TS 스트림이다.

일반 방송 간에 절체를 하기 위해서는 압축되어 전송되는 두 개의 스트림을 디코딩한 이후 소스 신호 레벨에서 절체하고 이를 다시 인코딩하여 방송하는 방법이 있다.

그러나, 일반 방송과 다채널 방송을 절체하기 위해서는 일반 방송 간의 절체 방법으로는 해결할 수 없다.

일반(HD) 방송에서 다채널 방송으로 절체할 경우 메인 비디오의 원본 영상은 같지만 이종의 인코더를 사용해야 하므로, MPEG2 TS의 싱크 신호만 절체를 고려대상으로 할 경우 비디오의 블록킹 현상이나, 오디오의 ES Error가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 MPEG2 TS 레벨의 임의의 시점에서 두 개의 스트림을 절체하게 되면 비디오와 오디오의 연속성이 훼손될 뿐 아니라, 두 개의 이종 스트림을 만들어 내는 인코더의 클럭도 서로 다를 수 있으므로 장시간 플레이 할 경우 클럭의 오차가 커지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1087666호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 입력된 제1스트림이 출력 중, 절체신호 이후에 다른 하나의 입력된 제2스트림에서 절체시점이 도달하면 출력을 제2스트림으로 전환시키고, 마찬가지로 제2스트림이 출력 중, 절체신호 이후에 제1스트림에서 절체시점에 도달하면 출력을 제1스트림으로 전환 시킴으로써, 디지털 방송 송신시스템에서 특정 프로그램을 송신하는 중에 두 개의 이종 스트림의 전환을 위한 MPEG2-TS 레벨에서의 디코딩 후 인코딩 과정 없이 다른 프로그램을 삽입하여 송신하는 경우에도 화면의 끊김 없이 방송서비스를 제공할 수 있는 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치는 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치에 있어서, 엠펙 전송스트림 형태인 제1스트림의 출력 중에 상기 제1스트림으로 절체신호가 수신된 후 상기 제1스트림에서 유예신호에 도달하면, 엠펙 전송스트림 형태인 제2스트림에서 절체시점이 도달된 이후부터 출력이 제2스트림으로 전환되도록 하는 스플라이서부가 포함되어 구성된다.

상기 유예신호는 제1스트림에서 P프레임 또는 I프레임이 시작될 때이고, 상기 절체시점은 상기 제2스트림에서 I프레임이 시작될 때일 수 있다.

상기 유예신호와 절체시점 사이에 존재하는 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력될 수 있다.

제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력될 수 있다.

제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신된 후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달하면, 상기 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 적거나 같은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 널 패킷으로 대체하고, 이후부터 출력이 제1스트림으로 전환되어 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되도록 하는 스플라이서부가 포함되어 구성될 수 있다.

제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신된 후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달하면, 상기 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 많은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 내부 P프레임으로 대체하고, 이후부터 출력이 제1스트림으로 전환되어 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되도록 하는 스플라이서부가 포함되어 구성될 수 있다.

제2스트림에서 제1스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체될 수 있다.

그리고, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법은, 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법에 있어서, (a) 엠펙 전송스트림 형태인 제1스트림의 출력 중에 상기 제1스트림으로 절체신호가 수신되는 제1절체신호수신단계; (b) 상기 제1절체신호수신단계 이후 상기 제1스트림에서 유예신호에 도달할 때까지 대기하는 제1유예신호대기단계; 및 (c) 상기 제1유예신호대기단계 이후 제2스트림의 절체시점에 도달되면 출력을 엠펙 전송스트림 형태인 제2스트림으로 전환시키는 제1절체단계를 포함한다.

상기 제1유예신호대기단계에서 유예신호는 제1스트림에서 P프레임 또는 I프레임이 시작될 때이고, 상기 제1절체단계에서 절체시점은 상기 제2스트림에서 I프레임이 시작될 때일 수 있다.

상기 유예신호와 절체시점 사이에 존재하는 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1절체단계에서는 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력될 수 있다.

상기 제1절체단계 이후에, (d1) 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중에 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신되는 제2절체신호수신단계; (e1) 상기 제2절체신호수신단계 이후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달할 때까지 대기하는 제2유예신호대기단계; (f1) 상기 제2유예신호대기단계 이후 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 적거나 같은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 널 패킷으로 대체하는 대체단계; 및 (g1) 상기 대체단계 이후 출력은 제1스트림으로 전환되고, 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 제2절체단계를 포함할 수 있다.

상기 제1절체단계 이후에, (d2) 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중에 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신되는 제2절체신호수신단계; (e2) 상기 제2절체신호수신단계 이후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달할 때까지 대기하는 제2유예신호대기단계; (f2) 상기 제2유예신호대기단계 이후 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 많은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 내부 P프레임으로 대체하는 대체단계; 및 (g2) 상기 대체단계 이후 출력은 제1스트림으로 전환되고, 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 제2절체단계를 포함할 수 있다.

제2스트림에서 제1스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체되는 단계를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치 및 그 방법에 따르면, 입력된 제1스트림이 출력 중, 절체신호 이후에 다른 하나의 입력된 제2스트림에서 절체시점이 도달하면 출력을 제2스트림으로 전환시키고, 마찬가지로 제2스트림이 출력 중, 절체신호 이후에 제1스트림에서 절체시점에 도달하면 출력을 제1스트림으로 전환 시킴으로써, 디지털 방송 송신시스템에서 특정 프로그램을 송신하는 중에 두 개의 이종 스트림의 전환을 위한 MPEG2-TS 레벨에서의 디코딩 후 인코딩 과정 없이 다른 프로그램을 삽입하여 송신하는 경우에도 화면의 끊김 없이 방송서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치를 설명하기 위하여 도시한 블록도이며,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법을 설명하기 위하여 도시한 플로우차트이며,
도 4 내지 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법에서 비디오 스플라이싱의 예시를 도시한 도면이며,
도 15 내지 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법에서 오디오 스플라이싱의 예시를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치는 두 개의 서로 다른 인코더의 출력상에서 장면 및 사운드의 블럭킹 에러 및 끊어짐이 없이 서로 간에 절체하여 디지털 광고의 삽입, 3D TV 와 2D TV 간의 전환, MMS 서비스의 절체 등에 활용할 수 있는 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이, ASI(Asynchronous Serial Interface) 입력부(100), 클럭 동기화부(200), TS 분석부(300), 스플라이서부(400) 및 ASI 출력부(500)가 포함되어 구성된다.

상기 ASI 입력부(100)로 도 4에 도시한 바와 같이, 메인스트림(Main Stream)인 제1스트림과, 서브스트림(Sub Stream)인 제2스트림이 입력된다.

상기 제1스트림과 제2스트림은 인코더는 다르더라도 같은 특성(Property)을 갖는 스트림 이어야 한다.

상기 제1스트림 및 제2스트림에서 I프레임(Intra frame)의 간격(Interval)은 30프레임을 넘지 않아야 하고, B프레임(Bidirectionally predictive frame)은 연속해서 2프레임을 초과하지 않아야 한다.

예를 들어, 상기 제1스트림은 프로그램 공급자에서 생성된 디지털 방송 데이터일 수 있고, 상기 제2스트림은 광고 데이터일 수 있다.

상기 ASI 입력부(100)로 입력된 제1스트림 및 제2스트림은 모두 트랜스포트 스트림(Transport Stream, TS) 포맷으로 압축된 데이터이다.

트랜스포트 스트림을 병합하기 위해서는 압축된 데이터를 압축해제 즉,디코딩하여야만 한다.

따라서, 별도의 디코더(미도시)에 의해서 제1스트림 및 제2스트림 데이터는 디코딩된 후 디먹스(Demux; 미도시)에 의해 비디오 스트림 및 오디오 스트림으로 각각 분리된다.

상기 ASI 입력부(100)에서 출력되는 ASI의 클럭은 270Mbps 이며, Start/End를 제외하고 8Bit로 병렬화되며, 이는 27 MByte/S의 속도로 처리되게 된다.

이때 ASI 입력부(100)를 거쳐 나오는 신호는 Byte Clock 신호, SC Signal, Data Byte의 3개의 신호로 변환되어 FPGA로 들어오게 되며, 해당 신호의 Clock 신호는 인코더의 Clock Oscillator에 의해 발생 되게 된다.

동일한 인코더의 출력이라면 이 클럭 신호는 다른 포트라도 동일하겠지만 서로 다른 인코더의 출력은 각각의 Oscillator를 사용하게 되므로 오차가 생기게 된다(일반적으로 인코더는 외부 클럭에 동기화하지 않는다).

또한, 비트레이트의 설정이 다르면 유효한 Data Byte의 입력 속도 또한 서로 다르게 되므로 스플라이서부에서 패킷(188 TS Packet)단위로 처리하기 힘들게 된다.

이에 따라 스플라이싱부에 서로 다른 두 대의 인코더의 출력이 동기화된 패킷 단위로 입력될 수 있도록 하는 로직이 필요하다.

상기 클럭 동기화부(200)에서는 두 개의 입력라인에서 발생하는 데이터의 갯수를 단위 시간당 계산하고 서로의 차이가 188 바이트 이상이 나는 순간 데이터의 속도가 적은 쪽의 라인에 NULL 패킷을 임의로 삽입하여 다음 블록으로 전송하도록 하여 스플라이싱부에서는 패킷 단위로 입력을 받을 수 있게 된다.

동기화된 TS(Transport Stream) 188 byte 패킷이 처리되었다면 해당 패킷은 먼저 분석이 선행되어 진다.

해당 분석은 TS 분석부(300)에서 PAT(Program Association Table), PMT(Program Map Table), Data 패킷의 순서로 이루어지며 이 분석은 후술하는 스플라이싱을 위한 프로퍼티(Property)를 얻어내고자 함이다.(분석 자체로는 패킷을 바꾸지 않는다.)

이에 따라 다음과 같은 분석을 행하게 된다.

첫번째로 MPEG2 Video, AVC Video, Audio1, Audio2, PMT, PAT 등의 PID(Packet indentifier)의 타입, 두번째로 PCR(Program Clock Reference)이 존재하는지, 존재하면 그 값은 얼마인지, 세번째로 PES(Packerized Elementary Stream) Header가 존재하는지, 존재한다면 PTS(Presentation Timestamp), DTS(Decoding Timestamp) 값은 얼마인지, 네번째로 PTS, DTS, PCR의 패킷상 위치, 다섯번째로 오디오 패킷의 경우 AC3 Header가 존재하는지, 존재한다면 그 위치는 얼마인지, 오디오의 Channel수 및 Sampling Rate, Bitrate 정보, 여섯번째로 MPEG-2 비디오의 프레임 타입(I,B,P Frame), 장면의 시작점의 분석이 행하여 진다.

TS 분석은 ISO 13818-1 MPEG2 System 표준을 따르며, 장면 분석 및 오디오 분석은 ATSC 표준에 준하여 처리한다.

상기 스플라이서부(400)에서는 상기에서 분석되어진 TS의 정보를 바탕으로 한 개의 패킷단위로 스플라이싱을 실제로 수행한다.

상기 스플라이서부(400)는 In Memory P 프레임 블록, AC3 Silence ROM 블록 및 LONG Integer 연산 블록을 이용하게 된다.

In Memory P 프레임 블록은 7개의 188byte TS 패킷으로 구성되어 있으며 전체 사이즈는 905 바이트이다.

AC3 Silence ROM 블록은 규정하고 있는 모든 AC3 Bit Rate의 묵음을 미리 인코딩하여 롬으로 가지고 있는 블럭이다.

LONG Integer 연산 블록에서는 PCR, PTS, DTS 등은 32 bit를 넘는 사이즈를 가지게 되며, 이는 VHDL에서 문법적으로 처리할 수 있는 범위를 넘어서게 된다.

이에 따라, 33 bit Adder, multiplyer, 44 bit Adder, multiplyer를 따로 구성하여 사용하게 된다.

스플라이서부(400)에서 모든 처리 단위는 패킷이 되며, AC3를 제외하고는 버퍼링을 수행하지 않고 패킷단위로 처리하도록 구성되어 있다.

상기 ASI 출력부(500)는 상기 스플라이서부(400)로부터 스플라이싱된 데이터를 수신받아 재생성(Regeneration) 장치에서 변환되도록 한 후 통상의 방송시스템을 통해 사용자 단말기 등의 방송 수신기에 전송되도록 한다.

상술한 바와 같이 이루어진 스플라이싱부에서는 다음과 같은 과정으로 스플라이싱이 이루어진다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1스트림이 출력 중에 제2스트림으로 절체되는 과정을 설명한다.

제1스트림의 출력 중 도 5에 도시한 바와 같이, 외부의 절체 명령인 절체 신호가 수신되면(S101), 이때의 제1스트림의 상태를 판단하여 현재의 프레임이 I 프레임 또는 P 프레임이 시작될 때까지, 즉 유예신호가 도달할 때까지 대기한다(S102).

대기하는 시간만큼의 절체 지연이 발생할 수 있다.

이어서, 제1프레임의 I 프레임 또는 P 프레임이 도달되면(S103), 이때부터 제2스트림을 감시하면서, 도 6에 도시한 바와 같이, 제2스트림의 I 프레임의 시작이 될 때까지, 즉 절체시점까지 대기한다(S104).

제1스트림의 유예신호 이후부터 출력은 제1스트림의 골격은 유지하면서 제1스트림의 모든 프레임을 내부 P 프레임으로 대치하여 제1스트림이 출력되도록 하며, 이때 남는 부분은 널 패킷으로 채운다(S105).

참고로, 상기 내부 P 프레임은 매우 작으며, 모든 Residual은 0이고, 움직임 벡터는 0인 프레임으로써, 해당 프레임의 이전의 화면을 그대로 유지한 프레임이다.

이어서, 제2스트림의 I 프레임에 도달하면(S106), 도 7에 도시한 바와 같이 출력은 제2스트림으로 전환되어 출력되며, 이때의 I 프레임의 PTS, DTS는 제1스트림의 기준으로 보상하여 출력된다(S107).

여기서, 제2스트림으로 전환되어 출력 중에 처음 시작 I 프레임 다음에 B 프레임이 도달하면(S108), 도 8에 도시한 바와 같이 해당 B 프레임을 내부 P 프레임으로 대체한다(S109).

이렇게 하는 이유는 해당 B 프레임은 앞선 I 프레임, 그 앞의 P 프레임을 참조하게 되는데, 이를 그대로 놓으며, 참조 프레임이 제1스트림 및 제2스트림의 양쪽에 존재하게 되므로 ES Level 에서의 Seamless가 유지되지 않는다.

이어서, 이후부터는 제2스트림이 출력되며, Time은 계속 보정하여 출력한다.

이어서, 도 3에 도시한 바와 같이 제2스트림이 출력 중에 제1스트림으로 절체되는 과정을 설명한다.

먼저, 제2스트림이 출력될 때에는 제1스트림 및 제2스트림의 각각의 프레임이 흘러간 갯수를 계속하여 카운팅 하고 있는다(S201).

제2스트림 출력 중 도 9에 도시한 바와 같이, 외부의 절체 명령인 절체신호가 수신되면(S202), 이때의 제2스트림의 상태를 판단하여 현재의 프레임이 I 프레임 또는 P 프레임이 시작될 때까지, 즉 유예신호가 도달할 때까지 대기한다(S203).

대기하는 시간만큼의 절체 지연이 발생할 수 있다.

이어서, 제2프레임의 I 프레임 또는 P 프레임이 도달되면(S204), 미리 계산해 놓은 제1스트림의 출력된 프레임 수와, 제2스트림의 출력된 프레임 수를 비교하여, 제1스트림의 프레임수가 제2스트림의 프레임 수보다 작거나 같으면(S205), 도 10에 도시한 바와 같이 해당하는 프레임 수의 차이만큼, 제2스트림의 프레임을 널 패킷으로 대체하고 현재의 출력을 유지한다(S260).

또는, 제1스트림의 출력된 프레임 수와, 제2스트림의 출력된 프레임 수를 비교하여, 제1스트림의 프레임수가 제2스트림의 프레임 수보다 많으면, 도 11에 도시한 바와 같이 해당하는 프레임 수의 차이만큼, 제2스트림의 프레임을 내부 P 프레임으로 대체하고 현재의 출력을 유지한다(S207).

제1스트림의 출력된 프레임 수와, 제2스트림의 출력된 프레임 수를 비교하여 제2스트림의 프레임을 널 패킷으로 대체하거나 또는 내부 P 프레임으로 대체하는 이유는 제1스트림의 프레임 수와 제2스트림의 프레임 수를 일치시키기 위한 것이며, 대체시키는 동안에도 프레임은 계속 흘러가므로, 제1스트림 및 제2스트림의 프레임 값도 계속 업데이트 하면서 계산한다.

상술한 바와 같이, 제1스트림의 프레임수 및 제2스트림의 프레임수의 상관관계에 따라 처리가 이루어지면, 도 12에 도시한 바와 같이 출력은 제1스트림으로 전환되며, 이때, 제1스트림에서 I 프레임이 도달할 때까지는 제1스트림의 모든 프레임은 내부 P 프레임으로 대체되어 출력된다(S208).

이어서, 제1프레임의 I 프레임에 도달하면(S209), 도 13에 도시한 바와 같이 이때부터 제1스트림을 출력한다(S210).

이때, 상술한 바와 같이 제1스트림 및 제2스트림의 프레임 수를 맞추어 놓았기 때문에 제1스트림으로 전환되었을 때 타임 정보는 수정할 필요가 없다.

아울러, 제2스트림에서 제1스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임 다음에 B프레임이 나왔다면, 참조 프레임이 제1스트림 및 제2스트림 양쪽이 되므로, 이를 방지하기 위해 도 14에 도시한 바와 같이, 내부 P 프레임으로 대체한다.

이어서, 제1스트림이 계속하여 출력된다.

이하에서는 Audio 스플라이싱에 대해 설명한다.

오디오의 경우 도 15에 도시한 바와 같이, TS 패킷내에서 캡슐화되어 전송되며, 다수의 TS 패킷이 Audio PES(Packetized Elementary Stream) 블럭을 형성한다.

상술한 캡슐화 되어 있는 Audio PES를 분리해 내면, 도 16에 도시한 바와 같이, AC3 코딩되어 전송되어 진다.

이어서, MPEG-2 TS에서 Audio PES를 추출해 낸 후 각각의 Audio PES는 도 17에 도시한 바와 같이, AC3 링버퍼에 적재된다.

이때 TimeStamp 정보는 각각의 Audio PES 마다 한번씩만 오므로, 내부의 AC3 Frame의 시간은 이것으로부터 평가(Estimation)하여 AC3 Frame과 같이 저장한다.

이어서, 도 18에 도시한 바와 같이, 제1스트림 또는 제2스트림의 절체 시점에 맞추어 AC3 링버퍼 레벨에서의 절체를 수행한다.

이를 통하여 Seamless 절체가 가능하게 되며, 이렇게 절체된 AC3 Frame은 반대의 순서로 Audio PES로 변환되어 MPEG-2 TS 레벨로 변환하여 절체한다.

아울러, 본 발명에 따른 스플라이싱 장치는 외부에 절체 선택 스위치를 구비하여, 제1스트림 및 제2스트림 간의 절체를 자동(Auto), 수동(Manual) 등으로 수행할 수 있다.

그리고, RS-232 포트를 제공하여 원격에서 상태정보를 모니터링 하거나 제어를 할 수 있으며, 다음과 같은 명령들을 외부 인터페이싱을 통하여 처리할 수 있다.

1) Change Output

- 현재 출력을 스플라이싱 로직을 통해 변경할 수 있다.

2) Set Property

- H.264 AVC PTS, DTS 변경여부, PSI 정보를 제1스트림 기준으로 변경함, VIDEO, AUDIO PID를 제1스트림 기준으로 변경함, 에러로 인한 절체 시 에러복구 시 자동 절체의 4가지 사항을 원하는 대로 설정할 수 있다.

3) Request Line Status

- 현재의 출력 라인 상태, 입력 라인 상태 등의 정보를 모니터링을 위해 얻어올 수 있다.

4) Request Property

상기 2)에서 설명한 Property의 값을 읽어올 수 있다.

5) Request Error Status

- 현재의 Error 상태(Mini PIC의 기능)를 얻어올 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스플라이싱 장치는 다음과 같은 기능이 구비된다.

1) MPEG2 Video Stream 에서의 Transcoding 없이 Seamless switching 기능

- MEPG2 Video를 디코딩 후 인코딩의 형태인 트랜스 코딩을 사용하지 않으므로, 화질의 변화가 없으며, 딜레이를 수 ms 이내로 최소화한다.

2) AC3 Audio 에서의 접합부의 ES Level의 에러 없는 switching 기능

- AC3 Audio의 형태를 감지하여 프레임 단위로 절체하여, 소리의 끊김이 없는 처리가 가능하다.

3) PCR Regeneration

- 두 인코더의 PCR의 출력이 상이하므로, 절체 시에 PCR을 능률적으로 절체하여 디코더 입장에서 하나의 장치로 인식할 수 있도록 PCR를 보정하여 내어 놓는다.(PCR의 위치 보정은 하지 않으며 절체 순간에서는 PCR Interval을 고려하여 PCR이 삽입되어 질 수 있다.)

4) PTS, DTS Regeneration

- 비디오, 오디오 프레임의 Seamless 절체를 ES Level에서 완성하였다 하여도, PTS, DTS의 보정을 하지 않으면 디코더는 절체 시에 오동작할 가능성이 있으므로, PTS와 DTS의 시간정보는 절체 상황에서도 등 간격으로 유지할 수 있다.

5) ASI Clock이 상이한 두 대의 Encoder Clock을 레퍼런스 클럭으로 보정

- 일반적으로 인코더는 내부의 클럭을 사용한다.

외부의 HD-SDI 의 시그널에 맞추어 비트레이트를 보상하기는 하지만, 물리적인 시간에서의 TS Clock 신호는 서로 상이하게 된다.

따라서 논리적인 절체만으로는 두 스트림 간의 완전한 절체를 보장할 수 없으므로, 이를 레퍼런스 클럭으로 교정하여 한대의 인코더의 출력처럼 클럭을 보상한다.

6) 서로 다른 Bitrate 의 스트림을 Estimation 하여 NULL Packet 보정하는 기능

- 스트림 절체의 목적에 따라, 인코더의 Bitrate 세팅을 다르게 해야 하는 경우가 있다.

이때에 Null Packet을 조절하여 스트림간의 목적된 Bitrate를 맞출 수 있는 조건이라면, Null Packet Deletion, Insertion 을 사용하여 Bitrate의 절체도 가능하게 한다.

7) 멀티채널 오디오의 ES Level 스플라이싱 지원

- 국내 방송 환경에서는 일반적으로 서브(Sub) 오디오가 존재하거나, 음성 다중 방송에서 여러 채널의 음성이 존재할 수 있다. 본 장비는 2개까지의 음성의 Seamless 스위칭을 가능하게 한다.

8) Dual Stream 방식의 3D 스트림에서 AVC 스트림의 Time 보정 기능

- 국내 표준으로 지정된 3D 방송의 경우 우측 영상으로 AVC Stream 이 추가되어 진다.

이에 따라 좌/우 영상의 동기(PTS)가 정확하여야되는데, 본 장치는 2D에서 3D로 전환 시 좌측의 2D Base 영상에 맞추어 AVC 영상의 시간으로 보정할 수 있다.

9) PID Remapping 기능

- 두 개의 서로 다른 스트림은 서로 다른 PID 구성을 가질 수 있다.

본 장치는 서브(Sub) 스트림의 PID를 메인(Main) 스트림의 PID로 변경하여 동일한 구성을 유지할 수 있는 기능을 가지고 있다.

10) 한쪽 입력 부에 에러 시에 자동으로 정상 입력으로 스위칭되는 기능

- 본 장비는 Mini PIC(Programmable Input Changer)의 기능을 가지고 있어, 입력의 신호가 에러가 있는 경우 다른 신호를 즉시 절체하는 기능을 가지고 있다.

11) Audio ES 절체 시의 묵음 삽입기능

- AC3 의 오디오 절체 시에 TS 와 Audio ES 간의 간격의 문제, 지연 문제로 일정량의 데이터를 강제로 삽입하는 조건이 발생할 수 있으며, 이때 묵음(소리가 없는 ES)을 삽입하여 음성의 Tick 현상을 제거할 수 있다.

12) Video ES 절체 시의 InMemory P Frame(All Residual = 0) 삽입기능

- MEPG2 의 비디오 절체 시에 끊김 없는 비디오의 절체를 위해 내부에 마련된 가상의 P Frame을 사용하여 절체를 수행하며, 특수 사항에서는 강제로 임의의 P Frame 을 삽입할 수 있는 기능을 가지고 있다.

13) 모드에 따라, Errorless 모드, Time Accuracy Mode 의 두 가지 모드

- 두 개의 서로 다른 스트림을 절체할 때, 비디오/오디오의 ES Level에서의 Error가 전혀 없는 Errorless 모드(이때는 시간 정보의 오차가 발생할 수 있다), PCR, PTS, DTS 의 변동이 전혀 없이 원본 스트림에 기준하여 시간을 처리하는 Time Accuracy Mode(이때는 오디오의 경우 일부 ES Level 에서의 훼손이 발생할 수 있으며, 비디오의 ES Level에서의 에러는 없지만, 비디오 Time Stamp의 연속성의 손실이 발생할 수 있다)의 두 가지 모드를 선택하여 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 단계 S101 내지 단계 S109 및 단계 S201 내지 단계 S210에 따른 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법을 프로그램화하여 컴퓨터가 읽을 수 있도록 시디롬, 메모리, ROM, EEPROM 등의 기록매체에 저장시킬 수도 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: ASI 입력부 200: 클럭 동기화부
300: TS 분석부 400; 스플라이서부
500: ASI 출력부

Claims (15)

1. 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치에 있어서,
   엠펙 전송스트림 형태인 제1스트림의 출력 중에 상기 제1스트림으로 절체신호가 수신된 후 상기 제1스트림에서 유예신호에 도달하면,
   엠펙 전송스트림 형태인 제2스트림에서 절체시점이 도달된 이후부터 출력이 제2스트림으로 전환되도록 하는 스플라이서부
   가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하며, 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유예신호는 제1스트림에서 P프레임 또는 I프레임이 시작될 때이고, 상기 절체시점은 상기 제2스트림에서 I프레임이 시작될 때인 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 유예신호와 절체시점 사이에 존재하는 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신된 후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달하면,
   상기 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 적거나 같은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 널 패킷으로 대체하고, 이후부터 출력이 제1스트림으로 전환되어 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되도록 하는 스플라이서부
   가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치.
6. 청구항 1에 있어서, 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신된 후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달하면,
   상기 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 많은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 내부 P프레임으로 대체하고, 이후부터 출력이 제1스트림으로 전환되어 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되도록 하는 스플라이서부
   가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치.
7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 제2스트림에서 제1스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체되는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 장치.
8. 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법에 있어서,
   (a) 엠펙 전송스트림 형태인 제1스트림의 출력 중에 상기 제1스트림으로 절체신호가 수신되는 제1절체신호수신단계;
   (b) 상기 제1절체신호수신단계 이후 상기 제1스트림에서 유예신호에 도달할 때까지 대기하는 제1유예신호대기단계; 및
   (c) 상기 제1유예신호대기단계 이후 제2스트림의 절체시점에 도달되면 출력을 엠펙 전송스트림 형태인 제2스트림으로 전환시키는 제1절체단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제1절체단계에서는 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1유예신호대기단계에서 유예신호는 제1스트림에서 P프레임 또는 I프레임이 시작될 때이고, 상기 제1절체단계에서 절체시점은 상기 제2스트림에서 I프레임이 시작될 때인 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 유예신호와 절체시점 사이에 존재하는 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법.
11. 삭제
12. 청구항 8에 있어서, 상기 제1절체단계 이후에,
    (d1) 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중에 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신되는 제2절체신호수신단계;
    (e1) 상기 제2절체신호수신단계 이후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달할 때까지 대기하는 제2유예신호대기단계;
    (f1) 상기 제2유예신호대기단계 이후 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 적거나 같은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 널 패킷으로 대체하는 대체단계; 및
    (g1) 상기 대체단계 이후 출력은 제1스트림으로 전환되고, 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 제2절체단계
    를 포함하는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법.
13. 청구항 8에 있어서, 상기 제1절체단계 이후에,
    (d2) 제1스트림에서 제2스트림으로 전환되어 출력 중에 상기 제2스트림으로 절체신호가 수신되는 제2절체신호수신단계;
    (e2) 상기 제2절체신호수신단계 이후 상기 제2스트림에서 유예신호에 도달할 때까지 대기하는 제2유예신호대기단계;
    (f2) 상기 제2유예신호대기단계 이후 제2스트림의 프레임 갯수보다 상기 제1스트림의 프레임 갯수가 많은 경우, 프레임 갯수의 차이만큼 제2스트림의 출력 프레임을 내부 P프레임으로 대체하는 대체단계; 및
    (g2) 상기 대체단계 이후 출력은 제1스트림으로 전환되고, 제1스트림의 절체시점까지의 프레임은 내부 P프레임으로 대체되어 출력되는 제2절체단계
    를 포함하는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법.
14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 제2스트림에서 제1스트림으로 전환되어 출력 중 첫 번째 I프레임에 이어지는 B프레임은 내부 P프레임으로 대체되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 다채널 디지털 방송을 위한 스플라이싱 방법.
15. 삭제

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