KR20030062138A - 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및그 방법 - Google Patents

디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, ATSC(Advanced Television Systems Committee) 기반 지상파 디지털 방송 환경하에서 엠펙-4 데이터를 포함한 부가데이터를 방송프로그램과 동기화시켜 전송할 수 있도록 ATSC 데이터 방송 표준(A/90)에 따라 부가 데이터를 부호화하기 위한 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 부호화 정보에 따라 제어 신호를 발생하기 위한 제어수단; 상기 제어 신호에 따라, 부가데이터를 데이터 방송 표준(A/90)에서 정의한 프로토콜로 캡슐화하기 위한 프로토콜 캡슐화수단; 상기 제어 신호에 따라, 엠펙-4 파일을 IOD(Initial Object Descritor), BIFS(Binary Format For Scene), OD(Object Descritor), 스트림(Stream)으로 객체 분리하기 위한 객체 분리수단; 상기 제어 신호에 따라, 데이터 방송 수신 장치에서 데이터 방송 전송 스트림의 역다중화(Demultiplexing)에 필요한 PSI/SDF(Program Specific Information/Service Description Framework) 테이블을 생성하기 위한 테이블 생성수단; 상기 제어 신호에 따라, 상기 프로토콜 캡슐화수단과 상기 테이블 생성수단으로부터 입력되는 전송 스트림 패킷을 버퍼 모델을 고려하여 다중화하기 위한 다중화수단; 및 상기 제어 신호에 따라, 상기 다중화수단으로부터 입력된 전송 스트림을 출력하기 위한 출력수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 데이터 방송 송출 시스템 등에 이용됨.

Description

디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및 그 방법{Data encoding apparatus and method for digital terrestrial data broadcasting}
본 발명은 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 디지털 데이터 방송 서비스를 위한 엠펙-4 데이터를 포함한 부가데이터를 방송 프로그램과 동기화시켜 전송하기 위하여, 부가 데이터를 부호화하기 위한 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
종래의 데이터 방송 시스템은 데이터 방송 사업자마다 자체적으로 정의한 전송 프로토콜로 구현되어 데이터 방송 장비 및 수신 장치간에 상호 호환성을 보장할 수가 없었다. 이는 데이터 방송 서비스의 정착 및 활성화를 저해하는 요인으로 작용하였다.
이를 해결하기 위한 일환으로 미국의 ATSC(Advanced Television Systems Committee)에서는 데이터 방송 전송 프로토콜을 표준화한 데이터 방송 표준(A/90)을 정의하였다. 그리고, ATSC에서는 A/90을 이용한 데이터 방송 시스템의 실제 구현을 위하여 시스템 모듈의 기능 및 모듈 간의 인터페이스 규격을 정의한 데이터 방송 송출 시스템 모델을 제시하였다.
ATSC 데이터 방송 표준인 A/90에서 정의된 부가 데이터를 시각적인 관점에서 분류한다면 비동기(Asynchronous), 동기(Synchronous) 및 동기화(Synchronized) 데이터가 있다. 수신부에서 재생되는 시각이 정해지지 않은 데이터를 비동기 데이터라고 하고 그렇지 않은 경우는 동기 및 동기화 데이터라고 한다.
여기서, 동기 데이터는 어느 특정 스트림과 시각적인 관련성없이 재생되는 데이터를 말하고, 동기화 데이터는 그 스트림의 특정 프레임 또는 필드에 재생되는 데이터를 말한다.
한편, ATSC 기반 데이터 방송 송출 시스템의 한 모듈인 데이터 서버는 비동기, 동기, 동기화 데이터를 A/90에 따라 부호화하여 출력하는 기능을 가지고 있는 장치이다. 따라서, 데이터 서버가 동기화 데이터를 전송할 때 동기화 데이터가 수신장치에서 정확한 시점에 재생되어야 하므로, 이 데이터 전송 시작 시점에 대한 세심한 제어가 필요하다. 그러나, 동기화 데이터의 재생시각은 수신장치에서 오디오 및 비디오의 지연시각과 비교하여 수초 또는 수분의 긴 시각이 걸릴 수도 있는 문제점이 있어 데이터 서버가 어느 시점에 동기화 데이터를 전송하여야 할 지 판단하기 어렵다. 따라서 동기화 데이터를 수신장치에서 정확한 시각에 재생할 수 있도록 재생시각 전에 전송 시각과 디코딩 시각을 고려하여 미리 전송하는 데이터 서버의 설계가 요구된다.
또한, 진보된 대화형 데이터 방송 서비스를 위하여 시청자가 수신 장치의 화면에 재생된 부가데이터를 자유자재로 제어하고 처리할 수 있는 기능이 필요하다. 이를 위하여, 객체별 제어가 용이한 엠펙-4 콘텐츠를 부가데이터의 하나로 사용할 수 있다. 그러나, ATSC 데이터 방송 표준에서는 엠펙-4 데이터에 대한 콘텐츠 타입은 정의되어 있지 않으므로, ATSC 기반 데이터 서버에 의하여 엠펙-4 데이터를 전송하는데 문제점이 있다. 따라서, 엠펙-4 데이터의 전송을 지원하는 데이터 서버의 설계가 요구된다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, ATSC(Advanced Television Systems Committee) 기반 지상파 디지털 방송 환경하에서 엠펙-4 데이터를 포함한 부가데이터를 방송프로그램과 동기화시켜 전송할 수 있도록 ATSC 데이터 방송 표준(A/90)에 따라 부가 데이터를 부호화하기 위한 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 ATSC 기반 데이터 방송 송출 시스템의 구성 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법중 PSI/SDF 테이블 생성 과정에 대한 일실시예 흐름도.
도 5 는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법중 동기화 데이터 전송시각 계산 과정에 대한 일실시예 흐름도.
도 6 은 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법중 부가데이터 출력 과정에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21 : 전송 제어부22 : 프로토콜 캡슐화부
23 : 엠펙-4 파일 객체분리부24 : 테이블 생성부
25 : 다중화부26 : 출력부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 부호화 정보에 따라 제어 신호를 발생하기 위한 제어수단; 상기 제어 신호에 따라, 부가데이터를 데이터 방송 표준(A/90)에서 정의한 프로토콜로 캡슐화하기 위한 프로토콜 캡슐화수단; 상기 제어 신호에 따라, 엠펙-4 파일을 IOD(Initial Object Descritor), BIFS(Binary Format For Scene), OD(Object Descritor), 스트림(Stream)으로 객체 분리하기 위한 객체 분리수단; 상기 제어 신호에 따라, 데이터 방송 수신 장치에서 데이터 방송 전송 스트림의 역다중화(Demultiplexing)에 필요한 PSI/SDF(Program Specific Information/Service Description Framework) 테이블을 생성하기 위한 테이블 생성수단; 상기 제어 신호에 따라, 상기 프로토콜 캡슐화수단과 상기 테이블 생성수단으로부터 입력되는 전송 스트림 패킷을 버퍼 모델을 고려하여 다중화하기 위한 다중화수단; 및 상기 제어 신호에 따라, 상기 다중화수단으로부터 입력된 전송 스트림을 출력하기 위한 출력수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 데이터 방송 송출 시스템에 적용되는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법에 있어서, 외부의 다중화 관리기 또는 사용자로부터 데이터 부호화 정보를 입력받아 분석하는 제 1 단계; 상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라, PSI/SDF(Program Specific Information/Service Description Framework) 테이블 생성하는 제 2 단계; 데이터 방송 표준(A/90)에 따라, 프로토콜로 캡슐화 할 부가 데이터를 저장 매체로부터 읽어들이는 제 3 단계; 상기 읽어들인 부가 데이터를 이용하여 상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라 부가데이터를 캡슐화하는 제 4 단계; 상기 캡슐화된 PES(Packetized Elementary Stream) 또는 섹션을 엠펙-2 전송 스트림과 그와 관련된 정보를 생성하는 제 5 단계; 및 상기 생성된 엠펙-2 전송 스트림을 외부의 프로그램 다중화기 또는 송출 다중화기로 출력하는 제 6 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 데이터 방송 송출 시스템에, 외부의 다중화 관리기 또는 사용자로부터 데이터 부호화 정보를 입력받아 분석하는 제 1 기능; 상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라, PSI/SDF(Program Specific Information/Service Description Framework) 테이블 생성하는 제 2 기능; 데이터 방송 표준(A/90)에 따라, 프로토콜로 캡슐화 할 부가 데이터를 저장 매체로부터 읽어들이는 제 3 기능; 상기 읽어들인 부가 데이터를 이용하여 상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라 부가데이터를 캡슐화하는 제 4 기능; 상기 캡슐화된 PES(Packetized Elementary Stream) 또는 섹션을 엠펙-2 전송 스트림과 그와 관련된 정보를 생성하는 제 5 기능; 및 상기 생성된 엠펙-2 전송 스트림을 외부의 프로그램 다중화기 또는 송출 다중화기로 출력하는 제 6 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 ATSC 기반 데이터 방송 송출 시스템의 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, ATSC 기반 데이터 방송 송출 시스템은, 비디오(Video)/오디오(Audio) 인코더(11,12)와, 프로그램 다중화기(ProgramMultiplexer)(13)와, 데이터 서버(데이터 부호화 장치)(14)와, PSIP(Program and System Information Protocol for Terrestrial Broadcast and Cable) 서버(15)와, 송출 다중화기(Emission Multiplexer)(16)와, 다중화 관리기(Multiplexer Manager)(17)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 ATSC 기반 데이터 방송 송출 시스템의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
비디오/오디오 인코더(11,12)는 엠펙-2 비디오 표준에 따라 압축 부호화된 비디오 스트림을 생성하는 비디오 인코더(11)와, AC(Audio Coding)-3 표준에 따라 압축 부호화된 오디오 스트림을 생성하는 오디오 인코더(12)로 구성되며, 압축 부화된 비디오/오디오 스트림을 프로그램 다중화기(13)로 출력하는 기능을 한다.
프로그램 다중화기(13)는 비디오/오디오 인코더(13)를 통해 압축 부호화된 비디오/오디오 기본 스트림(Elementary Stream)을 엠펙-2 시스템 표준에 따라 PES(Packetized Elementary Stream), 엠펙-2 전송 스트림(Transport Stream)으로 패킷화 한 후 이들을 다중화하여 하나의 엠펙-2 전송 스트림을 생성하는 일반적인 기능과, 데이터 서버(14)로부터 입력된 부가 데이터 엠펙-2 전송 스트림 패킷과 비디오/오디오 전송 엠펙-2 전송 스트림 패킷을 다중화한 하나의 엠펙-2 전송 스트림을 송출 다중화기(16)로 출력하는 부가적인 기능을 가진다.
데이터 서버(14)는 ATSC 데이터 방송 표준 문서인 A/90에서 정의된 전송 프로토콜로 부가 데이터를 캡슐화하고, 프로그램 구성 테이블인 PAT(Program Association Table) 및 PMT(Program Map Table)와 데이터 방송 테이블인 DST(DataService Table)및 NRT(Network Resource Table) 등을 생성하여 프로그램 다중화기(13) 또는 송출 다중화기(16)로 출력하는 기능을 한다.
PSIP 서버(15)는 방송 프로그램 편성 정보의 전송을 위하여 PSIP 테이블을 생성하여 송출 다중화기(16)로 출력하는 기능을 가진다.
송출 다중화기는(16)는 PSIP 테이블, 비디오/오디오와 부가 데이터에 대한 각각의 전송 스트림을 다중화하여 하나의 엠펙-2 전송 스트림을 생성하여 송출하는 기능을 한다.
다중화 관리기(17)는 방송 프로그램 편성 정보를 전송하기 위하여, PSIP 서버(15)를 제어하고, 또한 부가데이터를 전송하기 위하여 프로그램 다중화기(13), 데이터 서버(14)를 제어하는 기능을 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치(14)는, 외부로부터 입력되는 부호화 정보에 따라 데이터 캡슐화 및 PSI/SDF(Program Specific Information/Service Description Framework)의 생성을 제어하기 위한 전송 제어부(21)와, 전송 제어부(21)의 제어 신호에 따라, 부가데이터를 데이터 방송 표준(A/90)에서 정의한 프로토콜로 캡슐화하기 위한 프로토콜 캡슐화부(22)와, 전송 제어부(21)의 제어 신호에 따라, 엠펙-4 파일을 IOD(Initial Object Descritor), BIFS(Binary Format For Scene), OD(Object Descritor), 스트림(Stream) 등으로 객체 분리하기 위한 엠펙-4 파일객체분리부(23)와, 전송 제어부(21)의 제어 신호에 따라, 데이터 방송 수신 장치에서 데이터 방송 전송 스트림의 역다중화(Demultiplexing)에 필요한 PSI/SDF 테이블을 생성하기 위한 테이블 생성부(24)와, 전송 제어부(21)의 제어 신호에 따라, 프로토콜 캡슐화부(22)와 테이블 생성부(24)로부터 입력되는 전송 스트림 패킷을 버퍼 모델을 고려하여 다중화하기 위한 다중화부(25) 및 전송 제어부(21)의 제어 신호에 따라, 다중화부(25)로부터 입력된 전송 스트림을 출력하기 위한 출력부(26)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
전송 제어부(21)는 외부의 다중화 관리기(17) 또는 사용자로부터 입력받은 데이터 부호화 정보에 따라, 부가데이터를 ATSC 데이터 방송 표준(A/90)에서 정의한 전송 프로토콜로 캡슐화하도록 프로토콜 캡슐화부(22)를 제어하는 기능과 데이터 방송 프로그램의 엠펙-2 전송 스트림에 대한 정보를 포함하고 있는 프로그램 구성 정보(PSI : Program Specific Information)와 데이터 서비스 서술 정보(SDF : Service Description Framework)에 관한 테이블을 생성하도록 테이블 생성부(24)를 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 전송 제어부(21)는 동기화 데이터에 대한 엠펙-2 전송 스트림 패킷을 생성할 때, 다중화부(25)로부터 엠펙-2 전송 스트림 크기와 재생시각(PTS : Presentation Time Stamp)을 입력받아 동기화 전송 스트림의 전송 시작 시각을 계산한다. 또한, 전송 제어부(25)는 출력부(26)가 다중화부(25)에서 입력받은 전송스트림이 비동기/동기 전송 스트림일 경우는 송출 다중화기(16)로 전송하고, 동기화 전송 스트림일 경우는 전송 제어부(21)에서 계산된 전송 시작 시각 이전에 송출 다중화기(16)로 전송하도록 제어한다.
한편, 데이터 방송 송출 시스템의 다중화 관리기(17) 또는 사용자로부터 전송 제어부(21)로 입력되는 부호화 정보에는 비동기 비스트림 데이터(Asynchronous Non-Stream Data), 동기화 비스트림 데이터(Synchronous Non-Stream Data), 동기 스트림 데이터(Synchronous Stream Data), 동기화 스트림 데이터(Synchronized Stream Data) 등의 프로토콜 캡슐화 정보와 프로그램 구성 정보인 PAT, PMT와 데이터 서비스와 관련된 DST, NRT에 대한 테이블 생성 정보를 포함한다.
그리고, 프로토콜 캡슐화부(22)는 부가데이터를 A/90에서 정의된 프로토콜에 따라, 비동기 스트리밍 데이터나 동기화된 비스트리밍 데이터는 DSM-CC(Digital Storage Media - Command and Control) 섹션으로 캡슐화하고, IP(Internet Protocol) 데이터그램(datagram)은 MAC(Multimedia Access Control)주소를 포함하는 DSM-CC 어드레서블(Addressable) 섹션으로 캡슐화하고, 동기 스트리밍 데이터와 동기화된 스트리밍 데이터는 엠펙-2 PES 로 캡슐화하여 다중화부(25)로 출력한다.
또한, 엠펙-4 데이터를 전송하기 위하여 엠펙-4 파일 객체분리부(23)로부터 전송된 엠펙-4 플렉스먹스(FlexMux) 스트림은 데이터 파이핑(Data Piping) 형태로 프라이빗 섹션(Private Section) 또는 프라이빗 PES(Private PES)로 캡슐화하여 다중화부(25)로 출력한다.
그리고, 엠펙-4 파일 객체분리부(23)는 파일 형태로 존재하는 엠펙-4 데이터를 IOD(Initial Object Descritor), BIFS(Binary Format For Scene), OD(Object Descritor), 오디오/비디오 미디어 등의 객체로 분리하여 IOD 정보는 전송 제어부(21)로 출력하고 BIFS, OD, 오디오/비디오 미디어 등의 객체 등은 엠펙-4 플렉스먹스(FlexMux) 스트림 형태로 프로토콜 캡슐화부(25)로 출력한다.
테이블 생성부(24)는 전송 제어부(21)의 제어에 따라, 데이터 방송 프로그램의 엠펙-2 전송 스트림에 대한 정보를 포함하고 있는 프로그램 구성 정보(PSI : Program Specific Information)와 데이터 방송 테이블(SDF : Service Description Table)을 생성하여 다중화부(25)로 출력하는 기능을 한다. 또한, 테이블 생성부(24)는 엠펙-4 데이터를 전송할 때 전송 제어부(21)로부터 IOD를 입력받아 IOD 기술자를 PMT 의 첫번째 기술자 루프(loop)에 삽입하고 전송 스트림에 대한 부가 데이터를 식별하기 위하여 두번째 기술자 루프(loop)에 어소시에이션_태그(association_tag) 기술자를 삽입한다. 또한, 테이블 생성부(24)는 엠펙-4 데이터를 전송할 때, 엠펙-4에 대한 전송 프로토콜 타입이 정해져 있지 않으므로 데이터 파이핑으로 전송하여야 한다. 즉, DST(Data Service Table) 생성시 필요한 콘텐츠 마임(MIME) 타입을 "application/mp4", "application/m4", "application/mpeg-4" 또는 "application/mpeg4"로 정의한다. 따라서, 데이터 서비스 테이블(DST : Data Service Table)에서는 프로토콜 타입을 식별해주는 프로토콜_인캡슐레이션(protocol_encapsulation)이라는 필드 값을 "0xOB"로 설정하여야 한다.
또한, ATSC에서는 현재 전송되는 스트림의 콘텐츠 타입을 수신부에서 식별가능하도록 부가데이터의 콘텐츠 타입을 MIME(Multimedia Internet Mail Extension) 타입으로 정의하여 데이터 서비스 테이블(DST)에 포함시켜 전송하지만, 엠펙-4 데이터에 대한 콘텐츠 타입을 따로 정의하고 있지 않다. 따라서, 엠펙-4 데이터에 대한 콘텐츠 타입으로서 가능한 MIME 타입을 하기의 [표 1]과 같이 정의한다. 따라서, 이중 하나의 콘텐츠 타입을 선택하여 콘텐츠 타입 기술자(Contents Type Descriptor)를 생성한 후 데이터 서비스 테이블(DST)의 탭 인포 루프(TagInfo Loop)에 삽입한다.
그리고, 다중화부(25)는 전송 제어부(21)의 제어 신호에 따라 프로토콜 캡슐화부(22)로부터 입력받은 PES 패킷이나 각 섹션 데이터에 엠펙-2 전송 스트림 패킷 헤더를 붙임으로써 엠펙-2 전송 스트림을 생성하여 출력부(26)로 전송한다.
또한, 다중화부(25)는 동기화 데이터에 대한 전송 스트림을 생성할 때는 그 스트림에 대한 크기와 재생 시각(PTS)을 전송 제어부(21)로 출력한다.
그리고, 출력부(26)는 전송 제어부(21)의 제어 신호에 따라 다중화부(25)로부터 입력받은 전송 스트림이 비동기/동기 데이터인 경우는 외부의 송출 다중화기(16)로 출력하고, 동기화 데이터인 경우는 전송 시작 시각 이전에 프로그램 다중화기(13)로 출력한다.
다음으로, 상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치의 동작 과정에 대해 더욱 상세하게 살펴보면 다음의 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 서버(데이터 부호화 장치)(14)는 외부의 다중화 관리기(17) 또는 사용자로부터 입력받은 데이터 부호화 정보를 분석하여 엠펙-4 파일 데이터의 전송이 정의되어 있으면, 엠펙-4 파일에서 객체를 분리한다(301).
이어서, 객체 분리된 IOD 정보를 엠펙-2 시스템 표준에서 정의한 IOD 기술자로 변환하여 PMT의 첫번째 기술자 루프에 삽입하고, 상기 [표 1]에서 정의된 엠펙-4 콘텐츠 타입에 따라 콘텐츠 타입 기술자를 DST의 탭 인포 루프(TabInfo loop)에 삽입하고, 테이블 생성 정보에 따라 PSI/SDF 테이블을 생성한다(302).
그리고, 데이터 서버(14)는 프로토콜 캡슐화 정보에 따라, 저장 매체로부터 부가데이터를 읽어들여(303) A/90에서 정의된 프로토콜로 캡슐화하고, 엠펙-4 객체 스트림은 데이터 파이핑으로 캡슐화한다(304).
그리고 나서, 캡슐화된 부가데이터의 PES 또는 섹션을 엠펙-2 전송 스트림으로 생성하는데, 이때 동기화 데이터에 대한 전송 스트림일 경우 데이터 크기와 재생 시각을 이용하여 상기 스트림의 전송 시작 시각을 계산한다(305).
마지막으로, 데이터 서버(14)는 전송 스트림이 비동기/동기 전송 스트림일 경우 외부의 송출다중화기(16)로 출력하고, 동기화 전송 스트림일 경우 계산된 전송시작 시각 이전에 외부의 프로그램 다중화기(13)로 출력한다(306).
여기서, 동기화 데이터 전송을 위하여 데이터 서버가 전송 시작 시간을 계산하는 구체적인 방법은 다음과 같다.
전송 시작 시작 시각의 계산을 위하여 필요한 시각 정보는 전송 시간, 디코딩 시간 그리고 재생 시각 등이 있다.
여기서, 전송 시간은 데이터의 크기와 전송률에 따라 정해지는 시간이고, 디코딩 시간은 데이터의 복잡성과 수신부의 처리 능력에 따라 정해지는 시간이고, 재생시각은 데이터방송 시스템이 동기화 데이터와 함께 PTS 값을 PES 또는 동기화된 DSM-CC 안에 실어서 전송하므로 알 수 있는 시각이다. 마지막으로, 데이터 서버가 데이터 전송 시점을 결정하는 전송 시작 시각은 재생시각, 디코딩시간 그리고 전송 시간을 고려하여 하기의 [수학식 1]과 같이 계산된다.
본 발명에서 제안하는 ATSC 디지털 데이터 방송 환경하에서 엠펙-4 데이터를전송하기 위한 구체적인 방법은 ATSC에서 정의한 콘텐츠 타입 기술자를 이용하여 엠펙-4 데이터의 전송을 수신부에 알리는 것이다. 그러나, 엠펙-4 데이터에 대한 콘텐츠 타입이 정의되어 있지 않기 때문에 상기 [표 1]에서 정의한 콘텐츠 타입을 사용하여 콘텐츠 타입 기술자를 생성한다. 콘텐츠 타입 기술자는 기술자_태그(descriptor_tag), 기술자_길이(descriptor length)와 컨텐츠 타입 바이트(ContentsTypeByte)로 기술되고 다음과 같이 나타낸다.
ContentTypeDescriptor() {
descriptor_tag
descriptor_length
for (j=0; j<descriptor_length; j++)
{ contentTypeByte }
}
상기 방법으로 생성된 콘텐츠 타입 기술자는 DST의 탭 인포 루프(TapInfo Loop)에 삽입되어 전송되고, 엠펙-4 데이터가 데이터 파이핑으로 전송되므로 프로토콜_인캡슐레이션(protocol_encapsulation) 값은 "0x0B"로 설정된다.
DST
Applications loop
CompatibilityDescriptor()
SubDescriptor loop
AppID()
Tap loop
Protocol_encapsulation =0x0B
SystemStateFlag
ResourceLocation
Tap()
TapInfo loop
String AppData
AppInfo loop
… … ‥
도 4 는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법중 PSI/SDF 테이블 생성 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 테이블 생성 정보에 따라 PSI/SDF 테이블을 생성(302)하기 위하여, 먼저 전송할 부가 데이터중 엠펙-4 파일이 존재하는지의 여부를 확인하여(401) 존재하면 엠펙-4 파일로부터 IOD 정보를 획득하고(402), IOD 정보를 IOD 기술자로 변환하여 PMT의 첫번째 기술자 루프에 삽입한 후(403), 콘텐츠 타입 기술자를 DST의 텝 인포 루프(TapInfo loop)에 삽입하고(404), 테이블 생성 정보에 따라 PSI/SDF 테이블을 생성하여(405), PSI/SDF 테이블을 엠펙-2 전송스트림 패킷으로 생성한다(406).
한편, 엠펙-4 파일이 존재하지 않으면 바로 테이블 생성 정보에 따라 PSI/SDF 테이블을 생성하여(405), PSI/SDF 테이블을 엠펙-2 전송 스트림 패킷으로 생성한다(406).
도 5 는 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법중 동기화 데이터 전송시각 계산 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 캡슐화된 PES 또는 섹션을 엠펙-2 전송 스트림으로 생성하고 그와 관련된 정보(크기, 재생시간)를 생성(305)하기 위하여, 캡슐화된 데이터를 엠펙-2 전송 스트림으로 생성하고(501), 엠펙-2 전송 스트림이 동기화 데이터인지를 확인하여(502) 동기화 데이터이면 엠펙-2 전송 스트림으로부터 크기, 재생 시간을 획득하여 데이터 전송 시작 시간을 계산한다(503).
도 6 은 본 발명에 따른 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법중 부가데이터 출력 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 엠펙-2 전송 스트림을 프로그램 다중화기 또는 송출 다중화기로 출력하기 위하여, 엠펙-2 전송 스트림 패킷을 다중화하여(601), 전송 패킷이 동기화 데이터인지를 확인한다(602).
확인결과(602), 동기화 데이터가 아니면 다중화된 전송 패킷을 송출 다중화기로 전송하고(603), 동기화 데이터이면 전송 패킷을 프로그램 다중화기로 전송한다(604).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 시청자에게 일방적으로 정보를 전달하는 기존 방송 서비스에서 벗어나 교육 방송, 퀴즈 오락, 게임, 광고, 일기예보, 주가 정보 제공, 뉴스 제공, 홈 쇼핑, 홈 뱅킹과 같은 대화형 방송을 서비스하기 위한 부가 데이터를 제공하는 데이터 방송 송출 시스템 구축에 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, ATSC 기반 지상파 디지털 데이터 방송환경에서 엠펙-4 데이터 전송을 지원함으로써 다양한 데이터 방송 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치에 있어서,
    외부로부터 입력되는 부호화 정보에 따라 제어 신호를 발생하기 위한 제어수단;
    상기 제어 신호에 따라, 부가데이터를 데이터 방송 표준(A/90)에서 정의한 프로토콜로 캡슐화하기 위한 프로토콜 캡슐화수단;
    상기 제어 신호에 따라, 엠펙-4 파일을 IOD(Initial Object Descritor), BIFS(Binary Format For Scene), OD(Object Descritor), 스트림(Stream)으로 객체 분리하기 위한 객체 분리수단;
    상기 제어 신호에 따라, 데이터 방송 수신 장치에서 데이터 방송 전송 스트림의 역다중화(Demultiplexing)에 필요한 PSI/SDF(Program Specific Information/Service Description Framework) 테이블을 생성하기 위한 테이블 생성수단;
    상기 제어 신호에 따라, 상기 프로토콜 캡슐화수단과 상기 테이블 생성수단으로부터 입력되는 전송 스트림 패킷을 버퍼 모델을 고려하여 다중화하기 위한 다중화수단; 및
    상기 제어 신호에 따라, 상기 다중화수단으로부터 입력된 전송 스트림을 출력하기 위한 출력수단
    을 포함하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    외부의 다중화 관리기 또는 사용자로부터 입력 받은 데이터 부호화 정보에 따라 부가 데이터를 A/90에서 정의한 전송 프로토콜로 캡슐화하도록 상기 프로토콜 캡슐화수단을 제어하고, 데이터 방송 프로그램의 엠펙-2 전송 스트림에 대한 정보를 포함하고 있는 프로그램 구성 정보(PSI : Program Specific Information)와 데이터 서비스 서술 정보(SDF : Service Description Framework)에 관한 테이블을 생성하도록 상기 테이블 생성수단을 제어하며, 상기 다중화수단이 동기화 데이터에 대한 엠펙-2 전송 스트림 패킷을 생성할 때, 상기 다중화수단으로부터 엠펙-2 전송 스트림 크기와 재생시각(PTS)을 입력받아 동기화 전송 스트림의 전송 시작 시각을 계산하고, 상기 출력수단이 상기 다중화수단을 통해 입력받은 비동기/동기 전송 스트림일 경우 송출 다중화기로 전송하고, 동기화 전송 스트림일 경우 상기 제어수단에서 계산된 전송 시작 시각 이전에 상기 송출 다중화기로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프로토콜 캡슐화수단은,
    상기 객체 분리수단으로부터 생성된 엠펙-4 플렉스먹스(FlexMux) 스트림을프라이빗 섹션 또는 프라이빗 PES(Packetized Elementary Stream)로 캡슐화하여 데이터 파이핑(Data Piping) 형태로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 객체 분리수단은,
    파일 형태로 존재하는 엠펙-4 데이터를 IOD, BIFS, OD, 오디오/비디오 미디어 등의 객체로 분리하여 IOD 정보는 상기 제어수단으로 출력하고 BIFS, OD, 오디오/비디오 미디어 등의 객체는 엠펙-4 플렉스먹스(FlexMux) 스트림 형태로 상기 프로토콜 캡슐화수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 테이블 생성수단은,
    상기 제어수단의 제어 신호에 따라, 데이터 방송 프로그램의 엠펙-2 전송 스트림에 대한 정보를 포함하고 있는 프로그램 구성 정보(PSI : Program Specific Information)와 데이터 방송 테이블(SDF : Service Description Table)을 생성하여 상기 다중화수단으로 출력하며, 엠펙-4 데이터를 전송할 때 상기 제어수단으로부터IOD를 입력받아 IOD 기술자를 PMT(Program Map Table)의 첫번째 기술자 루프(loop)에 삽입하고 전송 스트림에 대한 부가 데이터를 식별하기 위하여 두번째 기술자 루프에 어소시에이션_태그(association_tag) 기술자를 삽입하여, DST(Data Service Table)생성시 필요한 콘텐츠 마임(MIME) 타입을 "application/mp4", "application/m4", "application/mpeg-4" 또는 "application/mpeg4"로 정의하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다중화수단은,
    동기화 데이터에 대한 전송 스트림을 생성할 때, 그 스트림에 대한 크기와 재생 시각(PTS)을 상기 제어수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 장치.
  7. 데이터 방송 송출 시스템에 적용되는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법에 있어서,
    외부의 다중화 관리기 또는 사용자로부터 데이터 부호화 정보를 입력받아 분석하는 제 1 단계;
    상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라, PSI/SDF(Program SpecificInformation/Service Description Framework) 테이블 생성하는 제 2 단계;
    데이터 방송 표준(A/90)에 따라, 프로토콜로 캡슐화 할 부가 데이터를 저장 매체로부터 읽어들이는 제 3 단계;
    상기 읽어들인 부가 데이터를 이용하여 상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라 부가데이터를 캡슐화하는 제 4 단계;
    상기 캡슐화된 PES(Packetized Elementary Stream) 또는 섹션을 엠펙-2 전송 스트림과 그와 관련된 정보를 생성하는 제 5 단계; 및
    상기 생성된 엠펙-2 전송 스트림을 외부의 프로그램 다중화기 또는 송출 다중화기로 출력하는 제 6 단계
    를 포함하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    전송할 부가 데이터중 엠펙-4 파일이 존재하는지의 여부를 확인하는 제 7 단계;
    상기 제 7 단계의 확인결과, 엠펙-4 파일이 존재하면 엠펙-4 파일로부터 IOD 정보를 획득하고, IOD 정보를 IOD 기술자로 변환하여 PMT의 첫번째 기술자 루프에 삽입하는 제 8 단계;
    콘텐츠 타입 기술자를 DST(Data Service Table)의 텝 인포 루프(TapInfoloop)에 삽입하고, 테이블 생성 정보에 따라 PSI/SDF 테이블을 생성하여, 상기 PSI/SDF 테이블을 엠펙-2 전송 스트림 패킷으로 생성하는 제 9 단계; 및
    상기 제 7 단계의 확인결과, 엠펙-4 파일이 존재하지 않으면 바로 테이블 생성 정보에 따라 PSI/SDF 테이블을 생성하여, 상기 PSI/SDF 테이블을 엠펙-2 전송 스트림 패킷으로 생성하는 제 10 단계
    를 포함하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는,
    상기 캡슐화된 데이터를 엠펙-2 전송 스트림으로 생성하고, 엠펙-2 전송 스트림이 동기화 데이터인지를 확인하여, 그 결과에 따라 동기화 데이터이면 엠펙-2 전송 스트림으로부터 크기, 재생 시간(PTS)을 획득하여 동기화 전송 스트림의 전송 시작 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 6 단계는,
    엠펙-2 전송 스트림 패킷을 다중화하여, 전송 패킷이 동기화 데이터인지를확인하여, 그 결과에 따라 동기화 데이터가 아니면 다중화된 전송 패킷을 송출 다중화기로 전송하고, 동기화 데이터이면 전송 패킷을 상기 프로그램 다중화기로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터 부호화 정보는,
    부가 데이터를 데이터 방송 표준(A/90)에서 정의한 프로토콜로 캡슐화 할 때 요구되는 프로토콜 캡슐화 정보와 PSI/SDF 테이블을 생성할 때 필요한 테이블 생성 정보를 포함하며, 상기 프로토콜 캡슐화 정보는 비동기 비스트림 데이터(Asynchronous Non-Stream Data), 동기화 비스트림 데이터(Synchronous Non-Stream Data), 동기 스트림 데이터(Synchronous Stream Data), 동기화 스트림 데이터(Synchronized Stream Data) 등의 프로토콜 캡슐화 정보를 포함하고, 상기 PSI/SDF 테이블 생성 정보는 방송 프로그램의 시스템 정보인 PAT(Program Association Table) 및 PMT(Program Map Table)와 데이터 방송 테이블인 DST(Data Service Table)및 NRT(Network Resource Table)에 대한 부호화 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엠펙-4 파일은,
    데이터를 전송할 때, [표 1]에서 정의한 콘텐츠 타입을 사용하여 콘텐츠 타입기술자를 생성한 후, 상기 DST의 기술자로 삽입하는 것을 특징으로 하는 디지털 지상파 데이터 방송을 위한 데이터 부호화 방법.
  13. 프로세서를 구비한 데이터 방송 송출 시스템에,
    외부의 다중화 관리기 또는 사용자로부터 데이터 부호화 정보를 입력받아 분석하는 제 1 기능;
    상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라, PSI/SDF(Program Specific Information/Service Description Framework) 테이블 생성하는 제 2 기능;
    데이터 방송 표준(A/90)에 따라, 프로토콜로 캡슐화 할 부가 데이터를 저장 매체로부터 읽어들이는 제 3 기능;
    상기 읽어들인 부가 데이터를 이용하여 상기 분석된 데이터 부호화 정보에 따라 부가데이터를 캡슐화하는 제 4 기능;
    상기 캡슐화된 PES(Packetized Elementary Stream) 또는 섹션을 엠펙-2 전송 스트림과 그와 관련된 정보를 생성하는 제 5 기능; 및
    상기 생성된 엠펙-2 전송 스트림을 외부의 프로그램 다중화기 또는 송출 다중화기로 출력하는 제 6 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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