KR19990050558A - 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법 - Google Patents

전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법 Download PDF

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최진상
박종훈
이종형
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이계철
한국전기통신공사
정선종
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 외부 변수를 입력받아 미디어별 전송스트림을 주기별로 제어하므로써 디코더측에 안정된 입력 환경을 제공하고, 감시주기내에 전송해야할 계산된 바이트 수와 실제 전송된 바이트 수와의 차이를 외부에 출력하고 이를 입력 변수로 제어하여 균일한 출력 속도를 갖는 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 미디어별 초당 출력속도 및 전송스트림 초당 출력속도를 입력받는 제 1 단계; 계산된 소주기내에서 전송해야 할 미디어별 출력속도 및 널 전송스트림 패킷 총 바이트 수와 전송된 바이트 수와의 차이값을 비교하는 제 2 단계; 및 상기 차이값을 외부에 출력하는 나머지 바이트의 계수들을 소정의 상수와 비교하여 소주기내에서 전송해야 할 전송스트림을 결정하는 제 3 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 엠펙 시스템 등의 출력 속도 제어에 이용됨.

Description

전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법
본 발명은 고품질의 오디오/비쥬얼(Audio-Visual) 통신 서비스를 제공하기 위하여 다지점 접속 제어 시스템(MCS : Multipoint Control System)의 전송스트림(TS : Transport Stream) 다중화부에서 출력되는 TS의 연발성(Burstness)을 최소화하고 균일한 출력속도를 제공하는 출력속도 제어 방법에 관한 것이다.
현재, 엠펙2(MPEG-2 : Moving Picture Expert Group-2) 시스템은 MPEG-1 시스템보다 넓은 적용 영역 및 고품질의 영상을 제공할 수 있으므로 방송, 가전, 및 통신 등 모든 산업 분야에서 주목받고 있다.
따라서, 국제 표준화 기구인 국제전기통신연합의 통신부(ITU-T : Telecommunication of International Telecommunication Union)는 광대역 종합정보통신망(B-ISDN : Broadband-Integrated Services Digital Network) 환경하에서 각종 미디어 스트림들의 다중화/역다중화를 위해 H.222 권고안을 발표하였다.
이러한 H.222 권고안은 H.222.0 및 H.222.1 권고안으로 나눌 수 있는데, H.222.0은 ISO/IEC 합동 기술 위원회(JTC1 : Joint Technical Committee1)의 권고안 13818-1(MPEG-2 시스템)을 그대로 받아들여 사용되고 있고, H.222.1은 ISO/IEC 18818-1에 대한 B-ISDN과의 정합을 위한 부가 권고이다.
종래에는 TS 다중화부에서 출력되는 TS의 연발성(Burstness)이 잦고, 출력 속도가 불균일하여 출력 화면이 종종 깨지는 현상이 발생되었으며, 디코더 버퍼가 넘쳐나거나 고갈되는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 외부 변수를 입력받아 미디어별 전송스트림을 주기별로 제어하므로써 디코더측에 안정된 입력 환경을 제공하고, 감시주기내에 전송해야할 계산된 바이트 수와 실제 전송된 바이트 수와의 차이를 외부에 출력하고 이를 입력 변수로 제어하여 균일한 출력 속도를 갖는 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 다지점 접속 제어 시스템(MCS)의 일예를 도시한 블록 구성도.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 출력 속도 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 엠펙2(MPEG-2 : Moving Picture Expert Group-2) 시스템
11 : 비디오 부호화부
12 : 오디오 부호화부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법에 있어서, 미디어별 초당 출력속도 및 전송스트림 초당 출력속도를 입력받는 제 1 단계; 입력된 출력속도로부터 계산된 소주기내에서 전송해야 할 미디어별 출력속도 및 널 전송스트림 패킷 총 바이트 수와 전송된 바이트 수와의 차이값을 비교하는 제 2 단계; 및 상기 차이값을 외부에 출력하는 나머지 바이트의 계수들을 소정의 상수와 비교하여 소주기내에서 전송해야 할 전송스트림(TS)을 결정하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 다지점 접속 제어 시스템(MCS)의 일예를 도시한 블록 구성도이다.
다지점 접속 제어 시스템(MCS : Multipoint Control System)은 비디오 부호화부(11), 오디오 부호화부(12), 및 MPEG-2 시스템(10)을 구비한다.
MPEG-2 시스템(10)은 비디오 패킷화된 기본스트림(PES : Packetized Elementary Stream) 생성부(101), 오디오 PES 생성부(102), 및 각 미디어들의 동기를 맞추고 다중화하는 전송스트림(TS) 다중화부(103)를 구비한다.
일반적으로, 비디오 및 오디오의 부호화된 전송스트림(TS : Transfort Stream) 및 그밖의 전송스트림을 하나로 묶어 실제 응용 서비스에 적용하는 경우에, 동기를 포함하는 통합된 하나의 전송스트림으로 구성한다. 여기서, TS는 네트워크 환경에 따라 고유한 물리 프레임 또는 프로토콜에 적합한 형식으로 만들거나 응용에 따라 보조 데이터를 부가하여 사용할 수 있다.
비디오 및 오디오 PES 생성부(101,102)는 비디오 및 오디오 부호화부(11,12)로부터 출력된 기본스트림(ES : Elementary Stream)를 입력받아 다중화시 필요한 부가 데이터들이 포함된 PES 패킷을 생성한다.
TS 다중화부(103)는 비디오 및 오디오 PES 생성부(101,102)로부터 출력된 PES 패킷을 입력받아 TS 패킷을 생성하고, 이를 다중화하여 외부로 출력한다.
TS 다중화부(103)는 복수의 프로그램을 하나의 전송스트림으로 구성할 수 있으므로 TV방송 등에 적합하고, 자유로운 편성이나 스크램블 기능 등에도 적절히 대처할 수 있다. 또한, MPEG-2 비디오에 대응하기 위한 확장 기능 및 각종 응용을 위한 부가 기능을 수행한다.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 출력 속도 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
본 발명은 외부 변수를 입력받아 각각의 미디어(즉, 오디오, 비디오, 및 사용자 데이터 등) 다중화를 선택적인 주기별로 제어하고, 감시 주기내에 전송해야할 계산된 바이트 수와 실제로 전송된 바이트 수와의 차이를 입력 변수로 제어한다.
본 발명의 계산 단위는 바이트(byte) 단위로 이루어지며, 출력속도 감시 주기의 단위는 ms 또는 초(sec)가 될 수 있다. 여기서, 1초(sec)는 10ms * 100이다.
MPEG-2 시스템(10)의 최종 출력인 전송스트림(TS)의 개수는 TS 다중화부(103)에서 비디오 및 오디오 PES 생성부(101,102)의 입력제어신호(enable signal)를 생성하는데 사용된다.
MPEG-2 TS 다중화부(103)에서 출력속도를 제어하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 외부에서 비디오 및 오디오 부호화부(11,12)의 초당 출력속도 및 MPEG-2 TS 다중화부(103)의 초당 출력속도(byte/sec)를 입력받아(201) 감시 주기내에 전송해야 할 미디어별 TS 개수 및 나머지 바이트를 계산한다(202). 여기서, 나머지 바이트가 생성되는 이유는 하나의 TS가 188바이트 단위로 구성되나 출력속도는 임의의 수로 구성되기 때문에 생성된다.
이후, 계산된 미디어별 TS 개수를 근거로 감시 주기내에 생성된 미디어별 TS 패킷 헤더(header)의 바이트 수를 계산한다(203).
MPEG-2 시스템(10)은 미디어별 TS 이외에 프로그램 상세 정보(PSI : Program Specific Information) 및 널(Null) TS 패킷을 정의한다. 여기서, 널 패킷은 출력 속도의 제어하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, TS 다중화부(103)의 초당 출력 속도에 따른 널 패킷의 총 바이트 수가 계산 되어야 한다(204).
상기한 바와같이 기본적인 계수들을 계산한 후, 10의 누승 단위로 나누어진 소주기(즉, 소주기는 감시주기/10n이고, n은 1, 2, 또는 3)내에 전송하여야 할 각 미디어들 및 널 TS 개수(이하, 계수(a)라 함)와 나머지 바이트(이하, 계수(b) 및 계수(c)라 함)를 계산한다(205). 여기서, 계수(b)는 미디어별 TS 패킷에 적용하고, 계수(c)는 널 TS 패킷에 적용된다.
즉, 계수(a)는 초당 미디어별 출력속도를 상수1(b)로 나눈값이고, 미디어별 출력속도는 계수(a)에 계수(b)를 더한값이며, 널 TS 패킷 총 바이트 수는 계수(a)에 계수(c)를 더한 값이다. 여기서, 상수1(b)은 (188-TS 패킷 헤더 바이트 수)/2이다.
한편, n값이 작으면 출력속도의 변화폭이 커질 수 있다. 따라서, 출력속도의 변화폭이 커지면 하드웨어를 구현하기가 어려워진다.
그러므로, 본 발명은 소주기 단위로 계산된 TS 개수 및 나머지 바이트를 근거로 이루어지며, 전체 감시주기를 계수(a) 및 계수(a)+1의 전송 주기로 나눈다.
이때, 이러한 결정은 계수(b) 및 계수(c)를 두 가지 상수(즉, 상수1(b)은 (188-TS 패킷 헤더 바이트 수)/2이고, 상수1(c)은 94)와 비교하여 결정된다(206). 여기서, 상수1(b)은 미디어별 TS 패킷에 적용하고, 상수1(c)은 널 TS 패킷에 적용된다.
소주기내에 TS를 전송하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
비교결과, 계수(b)가 상수1(b)보다 크고 계수(c)가 상수1(c)보다 크면 주기 카운터값을 1 증가시키고, 상수2(b)에는 계수(b)를 누적시키며, 상수2(c)에는 계수(c)값을 누적시킨다(207).
이후, 계수(a)+1개의 TS를 전송하고, 상수2(b)에는 상수2(b)와 상수3과의 차이값을 누적하며, 상수2(c)에는 상수2(c)과 188과의 차이값을 누적시킨다(208). 여기서, 상수3은 188에서 TS 패킷 헤더 바이트 수를 뺀값이다.
다음으로, 계수(b) 및 계수(c)를 상수2(b) 및 상수2(c)와 비교한다(209).
만일 주기 카운터값이 1보다 클 때 상수2(c)가 계수(c)보다 크고 상수2(c)가 계수(c)보다 크면 주기 카운터값을 1 증가시키고, 계수(a)개의 TS를 전송하며, 상수2(b)에는 상수2(b)와 계수(b)와의 차이값을 누적시키고, 상수2(c)에는 상수2(c)와 계수(c)와의 차이값을 누적시킨다(210).
한편, 주기 카운터값이 1보다 클 때 상수2(b)가 계수(b)보다 작거나 같고 상수2(c)가 계수(c)보다 작거나 같으면 주기 카운터값을 1 증가시키고, 계수(a)+1개의 TS를 전송하며, 상수2(b)에는 상수3과 상수4(b)와의 차이값을 누적시키고, 상수2(c)에는 188과 상수4(c)와의 차이값을 누적시킨다(211). 여기서, 상수4(b)는 계수(b)에서 상수2(b)를 뺀값이고, 상수4(c)는 계수(c)에서 상수2(c)를 뺀값이다.
비교결과, 계수(b)가 상수1(b)보다 작거나 같고 계수(c)가 상수1(c)보다 작거나 같으면 주기 카운터값을 1 증가시키고, 상수2(b) 및 상수2(c)를 0으로 초기화 시킨다(212).
이후, 계수(a)개의 TS를 전송하고, 상수2(b)에는 계수(b)값을 누적시키고, 상수2(c)에는 계수(c)값을 누적시킨다(213).
다음으로, 상수2(B)가 상수3보다 크고 상수2(C)가 188보다 큰지를 판단한다(214).
만일 주기 카운터값이 1보다 클 때 상수2(b)가 상수3보다 크고 상수2(c)가 188보다 크면 계수(a)+1개의 TS를 전송하고, 상수2(b)에는 상수2(b)와 상수3과의 차이값을 누적시키며, 상수2(c)에는 상수2(c)과 188과의 차이값을 누적시킨다(215).
한편, 주기 카운터값이 1보다 클 때 상수2(b)가 상수3보다 작거나 같고 상수2(c)가 188보다 작거나 같으면 계수(a)개의 TS를 전송하고, 상수2(b)에는 상수2(b)와 상수3과의 차이값을 누적시키고, 상수2(c)에는 상수2(c)와 188과의 차이값을 누적시킨다(216).
마지막으로, MPEG-2 디코더측의 전송 중지 요구에 따라(217) 전송을 중지한다.
본 발명에서 사용된 주기 카운터는 소주기를 계수한 값이고, 감시주기마다 그 값이 초기화된다. 따라서, 본 발명은 감시주기내에 전송해야 할 계산된 바이트 수와 실제 전송된 바이트 수와의 차이값을 외부에 출력하여 입력 변수로 제어하므로써 균일한 출력속도를 갖는다.
그러므로, 본 발명을 TS 다중화부(103)에 구현하므로써 고품질의 MPEG-2급의 통신 서비스를 제공하여 사용자들의 통신 서비스에 대한 욕구를 충족시켜 주고, 나아가 멀티미디어 서비스의 보급 확산에 기여할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 외부 변수 제어에 의해 각각의 미디어 전송스트림을 선택적인 주기별로 감시 제어하므로써 출력 화면의 깨짐을 방지하고, 디코더측에 안정된 입력 환경을 제공한다. 또한, 균일한 출력 속도를 전송스트림 다중화부에 구현하므로써 고품질의 MPEG-2급의 통신 서비스를 제공하여 사용자들의 통신 서비스에 대한 욕구를 충족시켜 줄 수 있어 멀티미디어 서비스의 보급 확산에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법에 있어서,
    미디어별 초당 출력속도 및 전송스트림 초당 출력속도를 입력받는 제 1 단계;
    입력된 출력속도로부터 계산된 소주기내에서 전송해야 할 미디어별 출력속도 및 널 전송스트림 패킷 총 바이트 수와 전송된 바이트 수와의 차이값을 비교하는 제 2 단계; 및
    상기 차이값을 외부에 출력하는 나머지 바이트의 계수들을 소정의 상수와 비교하여 소주기내에서 전송해야 할 전송스트림(TS)을 결정하는 제 3 단계
    를 포함하여 이루어진 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    감시주기내에 전송해야 할 미디어별 전송스트림 개수 및 나머지 바이트를 구하는 제 4 단계;
    계산된 미디어별 전송스트림 개수로부터 감시주기내에 생성된 미디어별 전송스트림 패킷 헤더의 바이트 수를 구하는 제 5 단계;
    입력된 전송스트림 초당 출력속도에 따른 널 패킷의 총 바이트 수를 구하는 제 6 단계;
    미디어별 출력속도를 제1 상수로 나눈 제1 계수에 나머지 바이트의 미디어별 전송스트림 패킷에 적용되는 제2 계수를 누적하여 소주기내에 전송해야할 미디어별 출력속도를 구하고, 제1 계수에 나머지 바이트의 널 전송스트림 패킷에 적용되는 제3 계수를 누적하여 소주기내에 전송해야할 널 전송스트림 패킷의 총 바이트 수를 구하는 제 7 단계; 및
    제2 계수 및 제3 계수가 제1 상수 및 제2 상수보다 큰지를 판단하는 제 8 단계
    를 포함하여 이루어진 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 제 8 단계의 판단결과, 제2 계수 및 제3 계수가 제1 상수 및 제2 상수보다 크면 주기 카운터값을 일 증가시키고, 제2 계수를 누적시킨 제3 상수 및 제3 계수를 누적시킨 제4 상수를 구하는 제 9 단계;
    제1 계수보다 일 큰 개수의 전송스트림을 전송하고, 소정의 값과의 오차값을 누적하여 제4 상수를 구하며, 제3 상수에서 제5 상수와의 오차값을 누적하여 제3 상수를 구하는 제 10 단계;
    제3 상수 및 제4 상수를 제2 계수 및 제3 계수와 비교하는 제 11 단계;
    주기 카운터값이 일보다 클 때 제3 상수 및 제4 상수가 제2 계수 및 제3 계수보다 크면 주기 카운터값을 하나 증가시키고, 제1 계수개의 전송스트림을 전송하며, 제3 상수와 제2 계수의 오차값을 누적하여 제3 상수를 구하고, 제4 상수와 제3 계수와의 오차값을 누적하여 제4 상수를 구하는 제 12 단계;
    주기 카운터값이 일보다 클 때 제3 상수 및 제4 상수가 제2 계수 및 제3 계수보다 작거나 같으면 주기 카운터값을 하나 증가시키고, 제1 계수보다 하나 큰 개수의 전송스트림을 전송하며, 제5 상수와 제6 상수의 오차값을 누적하여 제3 상수를 구하고, 제7 상수와 상기 소정의 값의 오차값을 누적하여 제4 상수를 구하는 제 13 단계;
    상기 제 8 단계의 판단결과, 제2 계수 및 제3 계수가 제1 상수 및 제2 상수보다 작거나 같으면 주기 카운터값을 일 증가시키고, 제3 상수 및 제4 상수를 초기화시키는 제 14 단계;
    제1 계수의 전송스트림을 전송하고, 제2 계수를 누적시켜 제3 상수를 구하며, 제3 계수를 누적시켜 제4 상수를 구하는 제 15 단계;
    제3 상수 및 제4 상수를 제5 상수 및 상기 소정의 값과 비교하는 제 16 단계;
    주기 카운터값이 일보다 클 때 제3 상수 및 제4 상수가 제5 상수 및 상기 소정의 값보다 크면 제1 계수보다 일 큰수의 전송스트림을 전송하고, 제3 상수와 제5 상수와의 오차값을 누적하여 제3 상수를 구하며, 제4 상수와 상기 소정의 값과의 오차값을 누적하여 제4 상수를 구하는 제 17 단계;
    주기 카운터값이 일보다 클 때 제3 상수 및 제4 상수가 제5 상수 및 상기 소정의 값보다 작거나 같으면 제1 계수 개의 전송스트림을 전송하고, 제3 상수와 제5 상수와의 오차값을 누적하여 제3 상수를 구하며, 제4 상수와 상기 소정의 값과의 오차값을 누적하여 제4 상수를 구하는 제 18 단계; 및
    디코더로부터 전송 중지 요구를 받아 전송을 중지하는 제 19 단계
    를 포함하여 이루어진 전송스트림 다중화부에서의 출력속도 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제10, 13, 16, 17, 및 18단계의 소정의 값 각각은,
    188 바이트인 것을 특징으로 하는 전송스트림 다중화부에서의 출력 속도 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 7 단계의 상기 제1 상수는,
    (188-전송스트림 패킷 헤더 바이트 수)/2인 것을 특징으로 하는 전송스트림 다중화부에서의 출력 속도 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 8 단계의 제2 상수는,
    94인 것을 특징으로 하는 전송스트림 다중화부에서의 출력 속도 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 13 단계의 제6 상수 및 제7 상수는,
    제6 상수는 제2 계수에서 제3 상수를 뺀값이고, 제7 상수는 제3 계수에서 제4 상수를 뺀값인 것을 특징으로 하는 전송스트림 다중화부에서의 출력 속도 제어 방법.
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