KR101682978B1 - Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법 - Google Patents

Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법에 있어서, 마스터서버와 하나 이상의 슬레이브단말이 네트워크로 연결되고 상기 마스터서버와 상기 슬레이브단말과의 시간을 Precision Time Protocol(PTP)를 이용하여 동기화하는 시스템에 있어서, 상기 마스터서버의 시간(Tm)과 상기 슬레이브단말의 시간(Ts)의 시간오차(Td)를 계산하는 계산부; 입력되는 영상데이터에서 Tstc(동화상 재생 Time Stamp; 이하 Tstc)를 추출하는 추출부; 상기 계산부에서 계산된 시간오차와 상기 추출부에서 추출된 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하는 재생부;를 포함하는 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 슬레이브단말에서 출력되는 영상의 재생을 동기화하기 위해 네트워크로 연결된 마스터서버의 시간과 각 슬레이브단말의 시간을 서로 동기화하고, 영상의 재생시 동기화되며 계산된 오차시간이 각 슬레이브 단말마다 영상의 재생시간에 합산되어 재생되기 때문에 각 슬레이브단말사이의 재생을 동기화하는 것이 가능한 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.

Description

Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법{.}
본 발명은 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나 이상의 슬레이브단말에서 출력되는 영상의 재생을 동기화하기 위해 네트워크로 연결된 마스터서버의 시간과 각 슬레이브단말의 시간을 서로 동기화하고, 영상의 재생시 동기화되며 계산된 오차시간이 각 슬레이브 단말마다 영상의 재생시간에 합산되어 재생되기 때문에 각 슬레이브단말사이의 재생을 동기화하는 것이 가능한 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 동기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
영상을 출력하는 개별의 단말기는 단말기 내부의 시간이 흐르는 속도에 차이가 있다.
이는, 단말기의 시간 계산에 이용되는 Crystal의 발진의 오차에서 기인한다.
즉, 각 단말기 내부의 시간이 각각 다르고 내부 시간이 흐르는 속도가 다르기 때문에 같은 영상을 출력하더라도 동시에 출력될 수 없었다.
만약, 근접한 공간에 설치 된 복수의 단말기에서 방송이 재생되는 경우, 이와 같은 재생의 시간차가 발생하며, 동일 공간에서 복수의 단말기에서 시간차가 있는 소리가 발생하면, 하울링 현상과 유사한 소리의 울림 현상이 발생하게 된다.
위의 소리의 울림 현상을 방지하기 위한 방법으로 복수의 단말기 중
특정 단말기의 소리만을 활용해 음향 시스템에 입력하고, 나머지 단말기는 음을 소거하거나, 또는 영상만을 표현하는 시스템으로 구축되지만, 음이 소거된 단말기를 시청하는 경우 영상과 음성이 동기화가 이루어지지 않아 시청자는 괴리감을 느끼게 된다.
또한, 복수의 단말기의 재생에서, 단말기간의 시작 시점을 동기화하거나, 재생지점을 동기화하더라도, 단말기 내부의 시간이 다르기 때문에 재생의 시간차가 발생할 수 밖에 없다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제1600891호 등에 개시되어 있으나, 상술한 문제점에 대한 근본적인 해결책은 제시되고 있지 못하는 실정이다.
상술한 바와 같은 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 하나 이상의 슬레이브단말에서 출력되는 영상의 재생을 동기화하기 위해 네트워크로 연결된 마스터서버의 시간과 각 슬레이브단말의 시간을 서로 동기화하고, 영상의 재생시 동기화되며 계산된 오차시간이 각 슬레이브 단말마다 영상의 재생시간에 합산되어 재생되기 때문에 각 슬레이브단말사이의 재생을 동기화하는 것이 가능한 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법을 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템은, 마스터서버와 하나 이상의 슬레이브단말이 네트워크로 연결되고 상기 마스터서버와 상기 슬레이브단말과의 시간을 Precision Time Protocol(PTP)를 이용하여 동기화하는 시스템에 있어서, 상기 마스터서버의 시간(Tm)과 상기 슬레이브단말의 시간(Ts)의 시간오차(Td)를 계산하는 계산부; 입력되는 영상데이터에서 Tstc(동화상 재생 Time Stamp; 이하 Tstc)를 추출하는 추출부; 상기 계산부에서 계산된 시간오차와 상기 추출부에서 추출된 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하는 재생부;를 포함하고, 상기 재생부는, 시간오차와 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하되, 재생시점부터 재생종료까지 10ms 이내의 간격으로 상기 시간오차를 계산하여 실시간으로 계산되는 시간오차와 Tstc를 합산하여 재생하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계산부는, IEEE-1588 표준시나리오를 통해 멀티캐스트 또는 유니캐스트 방식으로 슬레이브단말의 시간을 마스터서버의 시간과 동기화시켜 상기 시간오차를 계산하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 Tstc는, Tstc = Tc+(T(dev)-T(start))*f 인 것을 특징으로 하고, 상기 Tc는, 단말 재생속도가 변경될 때의 기준 시간이고, T(dev)는, 동기화된 슬레이브 단말의 시간이며, 상기 T(start)는, 영상의 재생이 시작되는 시간이고, f는 슬레이브 단말의 재생 속도 비율 factor인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 Precision Time Protocol(PTP)를 이용한 영상 재생 동기화 방법은, 마스터서버와 하나 이상의 슬레이브단말이 네트워크로 연결되고 상기 마스터서버와 상기 슬레이브단말과의 시간을 Precision Time Protocol(PTP)를 이용하여 동기화하는 방법에 있어서, (a) 상기 마스터서버의 시간(Tm)과 상기 슬레이브단말의 시간(Ts)의 시간오차(Td)를 계산하는 단계; (b) 입력되는 영상데이터에서 Tstc(동화상 재생 Time Stamp; 이하 Tstc)를 추출하는 단계; (c) 상기 (a)단계에서 계산된 시간오차와 상기 (b)단계에서 추출된 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하는 재생부;를 포함하고, 상기 (c)단계는, 시간오차와 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하되, 재생시점부터 재생종료까지 10ms 이내의 간격으로 상기 시간오차를 계산하여 실시간으로 계산되는 시간오차와 Tstc를 합산하여 재생하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (a)단계는, IEEE-1588 표준시나리오를 통해 멀티캐스트 또는 유니캐스트 방식으로 슬레이브단말의 시간을 마스터서버의 시간과 동기화시켜 상기 시간오차를 계산하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 Tstc는, Tstc = Tc+(T(dev)-T(start))*f 인 것을 특징으로 하고, 상기 Tc는, 단말 재생속도가 변경될 때의 기준 시간이고, T(dev)는, 동기화된 슬레이브 단말의 시간이며, 상기 T(start)는, 영상의 재생이 시작되는 시간이고, f는 슬레이브 단말의 재생 속도 비율 factor인 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 하나 이상의 슬레이브단말에서 출력되는 영상의 재생을 동기화하기 위해 네트워크로 연결된 마스터서버의 시간과 각 슬레이브단말의 시간을 서로 동기화하고, 영상의 재생시 동기화되며 계산된 오차시간이 각 슬레이브 단말마다 영상의 재생시간에 합산되어 재생되기 때문에 각 슬레이브단말사이의 재생을 동기화하는 것이 가능한 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템을 나타낸 예시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템의 구성을 나타낸 블럭도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템의 제공순서를 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템 및 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
본 발명은, 마스터서버와 하나 이상의 슬레이브단말이 네트워크로 연결되고 상기 마스터서버와 상기 슬레이브단말과의 시간을 Precision Time Protocol(PTP)를 이용하여 동기화하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에서의 Precision Time Protocol(PTP)는, 원격 장치에 구비된 타이머에 따른 로컬 시간을 글로벌 시간에 맞춰 동기화하는 기술이다.
이러한 Precision Time Protocol(PTP)는, 글로벌 시간을 제공하는 마스터와 로컬 시간을 가지는 슬레이브가 서로 간에 특수한 메시지들을 주고 받으면서 슬레이브가 마스터의 글로벌 시간에 대해 슬레이브의 로컬 시간이 얼마나 오차를 가지고 있는지, 나아가 메시지 전송에 걸리는 지연 시간은 어느 정도인지를 산출하고, 그에 따라 슬레이브가 자신의 타이머를 보정하는 방식이라고 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명인 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화하는 시스템은, 계산부(110), 추출부(120) 및 재생부(130)를 포함한다.
계산부(110)는, 상기 마스터서버(200)의 시간(Tm)과 상기 슬레이브단말(100)의 시간(Ts)의 시간오차(Td)를 계산한다.
여기서, 슬레이브단말(100)의 시간(Ts)는 실시간으로 마스터서버(200)의 시간Tm에 맞춰지도록 계산되기 때문, 마스터서버(200)의 시간이 슬레이브단말(100)의 시간보다 큰 경우, 슬레이브단말(100)의 시간이 커지는 쪽으로 보정되기 때문에 시간오차(Td) 역시 커지고, 마스터서버(200)의 시간이 슬레이브단말(100)의 시간보다 작은경우, 슬레이브단말(100)의 시간이 작아지는 쪽으로 보정되기 때문에 시간오차 역시 작아진다.
즉, Td는 Tm-Ts로 계산된다.
이를 통해, Tstc의 변화가 마스터서버(200)의 시간에 맞춰져서 다수의 슬레이브단말(100) 사이의 Tstc오차가 최소화 될 수 있다.
여기서, 상기 계산부(110)는, IEEE-1588 표준시나리오를 통해 멀티캐스트 또는 유니캐스트 방식으로 슬레이브단말(100)의 시간을 마스터서버(200)의 시간과 동기화시켜 상기 시간오차를 계산한다.
본 발명에서의 Tstc는, 동화상 컨텐츠의 재생에 있어 소리 출력, 화면 표시의 기준이 되는 시간 값으로써, 영상 재생에 대한 시간 기준값이다.
Tstc가 증가하면서 영상데이터에 포함된 영상, 음성의 실제 재생되어야 하는 시간(PTS: Presentation Time Stamp)에 도달하면 해당 영상과 음성을 출력하게 된다.
추출부(120)는, 입력되는 영상데이터에서 Tstc(동화상 재생 Time Stamp; 이하 Tstc)를 추출한다.
여기서, 상기 Tstc는, Tstc = Tc+(T(dev)-T(start))*f 인 것을 특징으로 하고, 상기 Tc는, 단말 재생속도가 변경될 때의 기준 시간이고, T(dev)는, 동기화된 슬레이브 단말의 시간이며, 상기 T(start)는, 영상의 재생이 시작되는 시간이고, f는 슬레이브 단말의 재생 속도 비율 factor인 것을 특징으로 한다.
위 계산식을 통해 슬레이브단말(100)의 재생속도 변화에 대해서 각 슬레이브단말(100)의 Tstc의 값이 IEEE-1588을 이용한 단말 사이의 오차 수준으로 유지되는 것이 가능하다.
즉, 고속, 저속 재생에 있어서, 동화상 내 재생속도 변경의 기준점인 Tx는 마스터서버와 슬레이브단말간에 공유하기 때문에 모두 같은 시간값을 기준으로 하게된다.
또한 재생 속도 변경을 시작하는 시간(T(start))도 마스터서버와 슬레이브 단말 사이에 공유하게 되므로 동일한 값을 가진다.
단말 자체의 시간이 T(start)에 도달하는 순간 동화상 재생 속도가 변경되는데, 원래 각 단말의 시간인 T(dev)는 크리스탈 발진 오차에 의해 점점 차이가 나게 되지만 PTP를 통해 T(dev)가 마스터서버와 슬레이브 단말간에 동기화가 유지되기 때문에 모든 단말의 T(dev)-T(start)값이 오차범위내로 같은 값을 유지하게 된다.
따라서, 오차범위 내의 거의 동일한 값을 유지하고 있는 T(dev)-T(start) 값에 재생 속도 비율인 f를 곱해도 (T(dev)-T(start))*f 값 역시 동기화된 상태로 유지하게 된다.
따라서, 위 계산식을 이용해 영상데이터의 재생속도를 변경 가능하다.
재생부(130)는, 상기 계산부(110)에서 계산된 시간오차와 상기 추출부(120)에서 추출된 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생한다.
즉, 슬레이브단말(100)에서 재생되는 영상데이터는 Tstc+Td로 계산되어 재생되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 재생부(130)는, 시간오차와 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하되, 재생시점부터 재생종료까지 10ms 이내의 간격으로 상기 시간오차를 계산하여 실시간으로 계산되는 시간오차와 Tstc를 합산하여 재생하는 것을 특징으로 한다.
즉, 10ms이내의 간격으로 시간오차가 계산되어 Tstc와 합산되기 때문에 재생속도 역시 동기화가 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템의 제공순서를 나타낸 순서도이다.
도 3을 참고하면, 우선, 상기 마스터서버(200)의 시간(Tm)과 상기 슬레이브단말(100)의 시간(Ts)의 시간오차(Td)를 계산한다(S110).
그 다음, 입력되는 영상데이터에서 Tstc(동화상 재생 Time Stamp; 이하 Tstc)를 추출한다(S120).
마지막으로, 상기 (S110)단계에서 계산된 시간오차와 상기 (S120)단계에서 추출된 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생한다.
그리고, 위 (S110)단계, (S120)단계 및 (S130)단계는 영상의 재생에 따라 10ms이내의 간격으로 반복되는 것이 바람직하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 슬레이브단말 110: 계산부
120: 추출부 130: 재생부
200: 마스터서버

Claims (8)

  1. 마스터서버와 하나 이상의 슬레이브단말이 네트워크로 연결되고 상기 마스터서버와 상기 슬레이브단말과의 시간을 Precision Time Protocol(PTP)를 이용하여 동기화하는 시스템에 있어서,
    상기 마스터서버의 시간(Tm)과 상기 슬레이브단말의 시간(Ts)의 시간오차(Td)를 계산하는 계산부;
    입력되는 영상데이터에서 Tstc(동화상 재생 Time Stamp; 이하 Tstc)를 추출하는 추출부;
    상기 계산부에서 계산된 시간오차와 상기 추출부에서 추출된 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하는 재생부;를 포함하고,
    상기 재생부는,
    시간오차와 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하되, 재생시점부터 재생종료까지 10ms 이내의 간격으로 상기 시간오차를 계산하여 실시간으로 계산되는 시간오차와 Tstc를 합산하여 재생하는 것을 특징으로 하는 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계산부는,
    IEEE-1588 표준시나리오를 통해 멀티캐스트 또는 유니캐스트 방식으로 슬레이브단말의 시간을 마스터서버의 시간과 동기화시켜 상기 시간오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 Tstc는,
    Tstc = Tc+(T(dev)-T(start))*f 인 것을 특징으로 하고,
    상기 Tc는, 단말 재생속도가 변경될 때의 기준 시간이고, T(dev)는, 동기화된 슬레이브 단말의 시간이며, 상기 T(start)는, 영상의 재생이 시작되는 시간이고, f는 슬레이브 단말의 재생 속도 비율 factor인 것을 특징으로 하는 Precision Time Protocol를 이용한 영상 재생 동기화 시스템.
  5. 마스터서버와 하나 이상의 슬레이브단말이 네트워크로 연결되고 상기 마스터서버와 상기 슬레이브단말과의 시간을 Precision Time Protocol(PTP)를 이용하여 동기화하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 마스터서버의 시간(Tm)과 상기 슬레이브단말의 시간(Ts)의 시간오차(Td)를 계산하는 단계;
    (b) 입력되는 영상데이터에서 Tstc(동화상 재생 Time Stamp; 이하 Tstc)를 추출하는 단계;
    (c) 상기 (a)단계에서 계산된 시간오차와 상기 (b)단계에서 추출된 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하는 재생부;를 포함하고,
    상기 (c)단계는,
    시간오차와 Tstc를 합산하여 상기 영상데이터를 재생하되, 재생시점부터 재생종료까지 10ms 이내의 간격으로 상기 시간오차를 계산하여 실시간으로 계산되는 시간오차와 Tstc를 합산하여 재생하는 것을 특징으로 하는 Precision Time Protocol(PTP)를 이용한 영상 재생 동기화 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 (a)단계는,
    IEEE-1588 표준시나리오를 통해 멀티캐스트 또는 유니캐스트 방식으로 슬레이브단말의 시간을 마스터서버의 시간과 동기화시켜 상기 시간오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 Precision Time Protocol(PTP)를 이용한 영상 재생 동기화 방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 Tstc는,
    Tstc = Tc+(T(dev)-T(start))*f 인 것을 특징으로 하고,
    상기 Tc는, 단말 재생속도가 변경될 때의 기준 시간이고, T(dev)는, 동기화된 슬레이브 단말의 시간이며, 상기 T(start)는, 영상의 재생이 시작되는 시간이고, f는 슬레이브 단말의 재생 속도 비율 factor인 것을 특징으로 하는 Precision Time Protocol(PTP)를 이용한 영상 재생 동기화 방법.
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