KR20030039090A - 퍼스널 컴퓨터와 인터페이스 가능한 개인용 디지털 비디오녹화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네틱 테이프에 오디오/비디오(A/V) 신호를 저장하는 VCR과 달리 하드디스크에 정보를 기록하여 재생하는 디지털 비디오 녹화장치에 관한 것으로, 위성신호, 케이블을 통한 신호 및 기타 전송되는 디지털 신호를 수신하고, 수신된 정보를 하드디스크에 FAT16/FAT36인 파일시스템으로 저장하여 USB를 통해 일반 OS를 사용하는 PC로 개인용 디지털 비디오 녹화장치의 하드디스크에 저장된 정보를 처리할 수 있도록 인터페이스가 가능한 개인용 디지털 비디오 녹화장치이다.

따라서, 상기와 같이 정보를 저장함으로 기존의 개인용 디지털 비디오 녹화장치와는 다르게 PC로부터 정보를 받거나 제공할 수가 있고, 또한 PC를 통하여 개인용 디지털 비디오 녹화장치에의 하드디스크에 저장된 정보를 편집, 출력이 가능한 특징이 있다.

Description

퍼스널 컴퓨터와 인터페이스 가능한 개인용 디지털 비디오 녹화장치{PVR useable to interface with PC}

본 발명은 개인용 디지털 비디오 저장장치에 관한 것으로, 특히 하드디스크에 정보를 FAT16/FAT32 파일시스템을 이용하여 저장함으로 해서 일반 OS를 사용하는 PC와 인터페이스가 가능한 것을 특징으로 하는 개인용 디지털 비디오 저장장치에 관한 것이다.

이하 개인용 비디오 저장장치의 종래 기술을 살펴보면 다음과 같다.

우선 일반적으로 VCR(Video Cassette Recorder)이라고 불려지는 장치는 저장TAPE을 이용하여 아날로그 오디오/비디오 정보를 자기신호로 저장을 한다.

따라서, 저장되는 정보는 자기신호로 연속적으로 저장이 됨으로 인해 저장시간이 짧고, 저장된 정보에 대한 검색이 어려우며 검색하는데 많은 시간이 걸리는 문제점과 정보가 자기신호로 저장됨으로 인해 반복적인 재생으로 정보가 손상이 되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결한 것이 개인용 디지털 비디오 저장장치인 일명 PVR(Personal Video Recorder)이라 불리는 장치다.

VCR과 같이 별도의 TAPE이 필요 없이 내부에 있는 하드디스크에 정보를 저장함으로 인해 하드디스크의 용량에 따라, 최대 30시간의 영상정보를 저장할 수 있고 동시에 여러 정보를 저장할 수 있다.

특히, 저장된 정보는 파일재생방식으로 재생이 됨으로 파일 검색이 간단하며 무한적으로 재생을 해도 정보가 손상이 되지 않는 장점이 있으나,

PVR을 구동시키기 위한 별도의 운영체제를 사용함으로 단순히 방송 스트림만을 저장 및 재생 기능만을 가지게 됨으로 인해 일반적인 OS를 사용하는 PC와 인터페이스가 되질 않아 PC로부터 정보의 다운로드 및 PVR로부터 PC로의 파일저장이 불가능함은 물론 PC를 통해 PVR의 하드디스크에 저장된 정보를 재생하는 것도 불가능한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, FAT16/FAT32 파일시스템을 이용하여, 정보를 PVR의 하드디스크에 저장하여, 일반적인 OS를 사용하는 PC와 인터페이스가 가능하도록 하여 PC 또는 전용재생기를 통해야만 재생할 수 있었던 오디오/비디오(이하 A/V라 한다.)파일을 PVR로 다운로드 하여 저장 및 재생을 할 수 있고, 반대로 PVR에 저장된 A/V 파일을 PC로 다운로드 하여 저장 및 재생이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 실시 형태의 구성을 나타내는 전체도.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 오디오/비디오(A/V) 신호의 처리과정을 나타내는 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 장치의 구성을 나타낸 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 FAT16/32 파일시스템을 이용한 디지털 A/V 신호의 저장방법을 개념적으로 보인 블럭도.

도 5는 본 발명에 따른 Trick Mode기능을 단계적으로 보인 순서도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 개인용 디지털 비디오 저장장치(PVR)

20 : 개인용 컴퓨터(PC)30 : Television(TV)

40 : Video Cassette Recorder(VCR)

50 : RF송수신기60 : 인공위성

70 : 디지털 유선방송 케이블80 : 디멀티플렉서(DEMUX)

90 : 디코더(DECODER)100 : 비디오변환기

110 : 인코더(ENCODER)120 : CPU

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 위성신호, 케이블을 통한 신호 및 기타 전송되는 디지털 A/V 신호를 수신하고, 수신된 A/V 신호를 하드디스크에 FAT16/FAT36인 파일시스템으로 저장하여 USB를 통해 일반 OS를 사용하는 PC로 개인용 디지털 비디오 녹화장치의 하드디스크에 저장된 A/V 신호를 처리할 수 있도록 인터페이스가 가능한 개인용 디지털 비디오 녹화장치이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 형태의 구성을 나타내는 전체도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명 PC와 인터페이스 가능한 개인용 디지털 비디오 녹화장치(Personal Video Recorder)는 인공위성(60), 디지털 유선방송 케이블(70), PC(20)로부터 디지털 A/V 신호를 입력받고, 또한 VCR(40), RF송수신기(50)를 통해서 아날로그 A/V 신호를 입력받는다.

입력된 A/V 신호는 PVR의 하드디스크에 저장되는 동시에 PC(20), TV(30), VCR(40) 또는 RF송수신기로 출력을 한다.

또한, 인터넷망에 접속하여 PC(20)로 다운로드한 디지털 A/V 신호를 PVR(10)로 다운로드 하여 저장 및 재생을 할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 A/V 신호의 처리과정을 나타내는 블록도이다.

이에 도시한 바와 같이, 인공위성으로부터 입력받은 디지털 A/V 신호(트랜스포트 스트림)를 네트워크 인터페이스 모듈을 통해 튜닝 및 QPSK

(Quadrature Phase Shift Keying)변조를 한다.

여기서 QPSK는 디지털 주파수 모듈레이션 기술로서 데이터를 동축 케이블 네트워크를 통해 보낼 때 사용되며, 실행 방법이 간단하고 소음에 저항력이 강하다.

상기 네트워트 인터페이스 모듈을 거쳐 변조된 신호 중 scrambling이 된 디지털 A/V 신호는 Common 인터페이스를 거쳐 descrambling이 된 후에 STi5518칩으로 전송되고, 일반 디지털 A/V 신호는 곧바로 STi5518칩으로 전송된다.

여기서, STi5518칩은 내부에 CPU, 디멀티플렉서, 디코더, 비디오 변환기, 및 인코더 등이 내장된 마이크로프로세서의 일종이다.

또한, 변조된 A/V 신호는 STi5518칩으로 전송됨과 동시에 데이터버스를 통해 하드디스크(HDD)에 저장된다.

상기 하드디스크에 저장된 A/V 신호와 데이터버스를 통해 전송되는 A/V 신호는 USB칩을 통해 PC와 인터페이스를 한다.

상기 STi5518칩으로 전송된 디지털 A/V 신호는 비디오 신호와 오디오 신호로 분리되어 각각 아날로그 신호로 변환된다.

상기 아날로그 신호로 변환된 비디오신호는 A/V스위치로 전송되고, 아날로그 신호로 변환된 오디오신호는 펄스부호변조(PCM)를 통해 디지털 신호로 변환되어 오디오DAC으로 전송된다.

상기 PCM변조되어 전송된 디지털 오디오신호는 상기 오디오DAC에서 아날로그오디오신호로 변환되어 A/V스위치로 전송된다.

여기서 PCM은 아날로그 데이터 전송을 위한 디지털 변조기로서, PCM 내의 신호들은 바이너리, 즉 논리 1(높음)과 논리 0(낮음)으로 표현되는 오직 두 가지 상태만이 가능하며, 아무리 복잡한 아날로그 파형이 있다해도 이것은 변하지 않는다.

PCM을 사용하여 동영상 비디오, 음성, 음악, 원격측정, 그리고 가상 현실 등을 포함한 모든 형태의 아날로그 데이터를 디지털화하는 것이 가능하다.

상기 A/V스위치로 전송된 아날로그 A/V 신호는 TV(30), VCR(40) 또는 RF송수신기(50)로 출력된다.

또한, 데이터버스를 통해 STi5518칩으로부터 전송되는 프로그램 스트림과 제어신호는 필요한 장치주소를 통해서 선별되어 PVR의 동작을 수행한다.

본 발명의 상세한 설명에서는 인공위성(60)으로부터 디지털 A/V 신호를 입력받는 것을 실시 예로 보이고 있으나, 디지털 유선방송 케이블(70)을 통해 디지털 A/V 신호를 입력받는 경우도 마찬가지다.

도 3은 본 발명에 따른 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 A/V 신호처리부는 디멀티플렉서(80), 디코더(90), 비디오변환기(100), 인코더(110) 및 CPU(120) 등으로 이루어져 있다.

디멀티플렉서(80)는 입력수단을 거쳐 출력되는 디지털 신호 중에서 제어 신호와 A/V 신호를 분리한다.

상기 디멀티플렉서(80)에서 분리된 디지털 A/V 신호는 디코더(90)를 통해 아날로그 A/V 신호로 변환된다.

상기 디코더(90)를 통해 아날로그 A/V 신호로 변환된 신호 중 아날로그 비디오 신호는 비디오변환기(100)를 통해 TV(30)로 출력할 수 있는 신호로 변환한다.

상기 인코더(110)는 RF송수신기(50) 및 VCR(40)로부터 입력되는 아날로그 A/V 신호를 디지털 A/V 신호로 변환한다.

상기 CPU(120)는 상기 디멀티플렉서(80)에서 분리된 제어 신호에 따른 명령을 수행하고, PVR의 모든 동작을 제어한다.

본 발명의 상세한 설명에서는 A/V 신호처리부로 STi5518칩을 실시 예로 보이고 있으나, 여기에 국한되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명에 따른 FAT32 파일시스템을 이용한 디지털 A/V 신호의 저장방법을 개념적으로 보인 블록도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 하드디스크에 디지털 A/V 신호를 저장하는 방법은 FAT16/32 파일시스템을 이용하여 저장을 한다.

우선, FAT16/32 파일시스템에 관하여 살펴보면 FAT(File Allocation Table)란 파일 할당표로 파일이 저장되어 있는 클러스터들의 위치를 제공하는 일종의 파일 배치표다.

새로운 파일이 하드디스크에 저장될 때, 그 파일은 적어도 하나 또는 그 이상의 클러스터에 저장되는데, 여러 개의 클러스터에 저장되는 경우 디스크의 여러 곳에 흩어진다.

이 때 운영체계 새로운 파일에 대해 각 클러스터의 위치와 순서를 기록한 FAT 엔트리를 만들며, 파일을 읽을 때 여러 클러스터로부터 읽어들인 파일의 내용을 순서에 맞게 다시 짜 맞추어 전체 내용을 함께 보여준다.

도 4에 도시한 바와 같이, 입력되는 디지털 A/V 신호마다 FAT32 파일시스템을 이용해서 REC파일을 만들고, 상기 신호를 파일 형태로 REC파일에 저장한다.

여기서 REC파일이란, MPEG2로 압축되어 전송된 디지털 A/V 신호를 저장하기 위한 파일이다.

또한, REC파일에 저장된 스트림중에 I-영상이 저장되어 있는 클러스터의 주소를 INFO파일에 저장한다..

여기서 INFO파일은 본 발명에서 새롭게 정의되는 파일이며, INFO파일에는 MPEG2로 압축된 디지털 A/V 신호에서 I-영상(Intra-Frame)이 저장된 클러스터의 위치가 저장된다.

상기 I-영상은 MPEG2에서 화상정보를 구성하고 있는 세 가지 요소중에 하나를 말하는 것이며, 세 가지 요소는 I-영상(Intra-Frame), P-영상(Predict-Frame), B-영상(Bidirectional-Frame)이다.

I-영상(Intra-Frame)은 정지 영상을 압축하는 것과 동일한 방법을 사용하는 것으로 연속되는 화면의 기준을 이루는 화면이다.

P-영상(Predict-Frame)은 이전에 재생된 영상을 기준으로 삼아 I-영상과의 차이점만을 보충하여 재생하는 화면이며 그 다음에 재생될 P-영상의 기준이 되기도 한다.

B-영상(Bidirectional-Frame)은 I-영상과 P-영상 또는 P-영상과, 다음 P-영상 사이에 들어가는 재생된 영상으로 두 개의 기준영상을 양방향에서 예측하여 붙여내는 영상이라서 이러한 이름을 갖는다.

만일, 저장되는 디지털 A/V 신호파일의 용량이 4GB가 넘는 경우는 상기 INFO파일의 헤더(header)필드에 REC파일의 수를 저장한다.

예를 들어, 12GB의 디지털 A/V 신호를 저장하는 경우, 4GB씩 3개의 REC파일을 생성되고, INFO파일의 헤더필드에 REC파일이 3개란 정보가 저장된다.

상기 디지털 A/V 신호파일을 재생시, INFO파일의 헤더필드에 저장된 REC파일의 수만큼을 OPEN하여 재생한다.

이렇게 함으로 해서, 4GB가 넘는 디지털 A/V 신호의 재생시에, 파일이 바뀌면서 다른 파일을 OPEN하면서 발생하는 시간적인 지연 문제를 해결할 수 있다.

이상에서와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시 예의 동작 과정을 기능별로 나누어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 기능은 크게 녹화기능, 재생기능, Trick Mode기능, Time Shift기능, Jump기능, 예약녹화기능이 있다.

녹화기능은 상기 디지털 A/V 신호 저장방법에서 설명한 바와 같이, 입력받은디지털 A/V 신호는 PVR의 하드디스크에 REC파일로 저장됨과 동시에 REC파일에 저장된 I-영상의 위치정보를 저장하는 INFO파일을 생성하여 수신된 디지털 A/V 신호를 저장하고, 만일 저장되는 디지털 A/V 신호 파일의 크기가 4GB가 넘는 경우는 다수의 REC파일을 생성하고, 생성된 REC파일의 수를 INFO파일의 헤더필드에 저장하며 녹화기능을 수행한다.

재생기능은 사용자가 실행을 원하는 REC파일을 선택하는 단계 후, 선택된 REC파일에 저장되어 있는 디지털 A/V 신호의 I-영상이 저장되어 있는 INFO파일의 정보에 따라 파일을 재생한다.

만일, INFO파일의 헤더필드에 다수의 REC파일정보가 저장되어 있는 경우는 저장된 수의 REC파일을 모두 OPEN하여 재생한다.

Trick Mode기능은 FF(Fast Forward) Mode와 Revers Mode가 있다.

디지털 A/V 신호파일 마다 생성된 INFO파일은 I-영상의 위치정보가 저장되어 있고, Trick Mode에서는 FAT를 검색하여 실행을 한다.

FF Mode에서는 현 위치에서 전방 검색을 함으로 검색시간이 매우 짧으나, Revers Mode의 경우에는 FAT를 검색하는데 있어서, FAT의 특성상 후방 검색은 존재하지 않으므로 FAT의 처음부터 검색을 하게되므로 검색시간이 매우 오래 걸리는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 재생시, 재생된 I-영상의 위치정보를 Buffer에 저장하여,Revers Mode시에 FAT를 검색하지 않고, Buffer에 저장된 I-영상의 위치정보를 검색하여 사용자가 원하는 영상을 검색하는 시간을 단축시켰다.

도 5는 본 발명에 따른 Trick Mode기능을 단계적으로 보인 순서도이다.

이에 도시한 바와 같이, Trick Mode(S10)는 FF Mode(S20)와 Revers Mode(S60)가 있으며, FF Mode가 선택되면, 전방 FAT 검색(S30)을 통해 I-영상을 검색하고, 검색된 위치의 I-영상을 INFO파일에서 검색(S40)하여, 검색된 I-영상을 재생(S50)한다.

예를 들어 2배속 FF Mode인 경우, INFO파일에 저장된 I-영상의 위치정보에 따른 재생은 I-영상을 한번씩 건너뛰면서 재생한다.

Revers Mode는 Revers Mode(S60)가 선택되면, 재생된 I-영상의 위치정보가 저장된 버퍼를 검색(S70)하고, 검색된 위치의 I-영상을 INFO파일에서 검색(S80)하고, 검색된 I-영상을 재생(S50)한다.

이러한 단계를 통해서, Revers Mode 실행시에 FAT의 처음부터 검색할 필요 없이, 버퍼에 저장된 I-영상의 위치정보만을 검색함으로 검색시간을 대폭 줄일 수 있다.

Time Shift기능은 사용자가 일시 정지를 원하는 경우, 현재 수신되어 출력되고 있는 디지털 A/V 신호의 출력을 일시 정지하며, 동시에 수신은 계속 이루어져 수신된 디지털 A/V 신호는 하드디스크에 저장된다.

후에, 사용자가 다시 출력을 원하는 경우, 일시 정지된 시점부터 하드디스크에 저장된 내용이 재생되며, 동시에 연속적으로 수신되는 내용은 계속 하드디스크에 저장된다.

이와 같은 경우에, 계속된 저장으로 인해 하드디스크의 낭비가 생기고 또한 FAT32에서 구현의 어려움이 있으나, 본 발명은 최초의 하드디스크 포맷 또는 최초의 Time Shift시에 16M(약 5분)정도의 Time Shift전용 파일을 만들어 일시 정지 시에 바로 그 순간부터 저장이 가능하도록 한다.

Jump기능은 디지털 A/V 신호가 출력될 시에 시간당 출력되는 I-영상의 개수를 계산하여, 사용자가 원하는 시간을 입력하면 입력된 시간에 해당하는 I-영상의 위치로 이동하여 재생을 한다.

예약 녹화기능은 EPG(Elctronic Program Guide)에 있는 디지털 A/V 신호의 날짜와 시간 정보를 가지고 예약 녹화를 한다.

여기서 EPG란 시청자들을 위한 정보를 제공하는 규격의 일부로서 예를 들면 DVB-SI(Service Information)나 프로그램 배열정보와 같은 기능을 실현하기 위한 규격을 말하는데, 네트워크 내에서 PID(Packet Identifier)를 식별하는 수단 등 시스템 전반에 걸친 부분을 SI(System Information)로 하고 사용자를 위한 대화적인 전자 프로그램 안내를 실현하기 위한 부분을 EPG로 규격화하고 있다.

상기 발명의 상세한 설명에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 하드디스크에 저장되는 정보의 관리를 FAT16/32 파일시스템을 이용함으로 해서 일반 OS를 사용하는 PC와 USB를 통해 인터페이스가 가능하여 사용자가 PC를 이용하여 PVR의 하드디스크에 저장되어 있는 정보를 저장, 재생이 가능하여 PC나 전용 재생기에서만 가능했던 작업을 PVR을 통해 구현이 가능한 효과가 있다.

또한, MPEG2로 압축되어 전송되는 디지털 A/V 신호를 저장하는 과정에서 I-영상이 저장된 위치를 저장하는 INFO파일을 생성하여, 녹화기능, 재생기능, Trick Mode기능, Time Shift기능 및 Jump기능을 빠르고 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 디지털 신호를 수신하여 이를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털 신호 수신처리장치에 있어서,

   외부로부터 디지털 신호를 입력받아 변조하는 입력수단과;

   상기 입력수단을 거쳐 변조된 디지털 신호의 정보를 저장하는 저장수단과;

   상기 입력수단을 거쳐 변조된 디지털 신호의 정보 또는 상기 저장수단에 저장된 정보에서 제어 디지털 신호와 영상/음성 디지털 신호를 분리하는 디멀티플렉서와;

   상기 디멀티플렉서로부터 분리된 영상/음성 디지털 신호를 아날로그 신호화하는 영상/음성 디코더와;

   상기 영상/음성 디코더로부터 출력되는 영상 아날로그 신호를 영상매체로 출력하도록 아날로그 신호를 변환하는 신호 변환수단과;

   일반 OS환경을 갖는 PC와 디지털신호를 제공하거나 받기 위한 USB와;

   상기 저장수단에 저장된 디지털 신호의 정보를 처리하는 CPU

   를 포함하여 이루어진, PC와 인터페이스 가능한 디지털 비디오 저장장치.
2. 제 1항에 있어서, 디지털 신호를 저장하는 저장수단은,

   상기 PC를 통해 저장, 재생이 가능하도록 PC의 운영체계와 같은 FAT16/FAT32 파일시스템을 이용하여 MPEG2로 압축된 디지털 A/V 신호를 저장하는 REC파일과;

   상기 REC파일에 저장된 상기 신호의 I-영상 위치정보를 저장하고, 생성된 REC파일이 다수인 경우 생성된 REC파일의 수를 저장하는 헤더필드로 이루어진 INFO파일을 생성하여 저장하는, PC와 인터페이스 가능한 개인용 디지털 비디오 녹화장치.