KR20060083312A - Decoding method of digital broadcasting receiver - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 방송 수신기에서 실시간 방송을 할때, A/V 복호부에서 A/V 동기화시 복호부 버퍼의 제어를 통해서 동기화 오류정정을 하는 디지털 방송 수신기의 복호 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a decoding method of a digital broadcast receiver that performs synchronization error correction through control of a decoder buffer during A / V synchronization in an A / V decoder when a real time broadcast is performed in a digital broadcast receiver.
본 발명은 액세스 유닛(AU) 단위로 입력되는 데이터를 디코딩하는 단계와, 상기 단계의 디코딩 후 현재의 STC와 상기 AU의 PTS간의 차이로부터 지연시간을 구하고, 현재 PTS와 이전 PTS 차이에 오차범위를 감안한 임계값을 추정하는 단계와, 상기 지연시간이 상기 임계값보다 크면 지연시간을 현재의 PTS와 이전 PTS 차이 값으로 대체하는 단계와, 상기 지연시간만큼 기다린 후, 디코딩된 데이터를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 복호방법을 제공한다. The present invention provides a method for decoding data input in units of an access unit (AU), obtaining a delay time from a difference between a current STC and a PTS of the AU after decoding, and calculating an error range on a difference between a current PTS and a previous PTS. Estimating the considered threshold value, if the delay time is greater than the threshold value, replacing the delay time with a difference between the current PTS and the previous PTS value, waiting for the delay time, and outputting decoded data. It provides a decoding method of a digital broadcast receiver comprising a.
따라서 복호부의 버퍼 제어를 통해서 적절한 시간에 맞춰서 디코딩을 해주어 버퍼의 넘침(overflow)과 모자람(underflow)을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the overflow and underflow of the buffer by decoding at the appropriate time through the buffer control of the decoder.
버퍼, 복호, 오류정정, STC, PTSBuffer, Decoding, Error Correction, STC, PTS
Description
도 1은 종래의 서로 다른 표본률로 표본화된 비디오와 오디오를 재생하는 시간을 나타내는 도면1 is a diagram illustrating time of playing video and audio sampled at different sample rates in the related art.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 복호된 오디오와 비디오의 동기화 방법을 설명하기 위한 흐름도2 is a flowchart illustrating a method of synchronizing decoded audio and video in a digital broadcast receiver according to the present invention.
도 3a와 도 3b는 시간축상에 PTS와 STC를 표현한 제1실시예를 나타낸 도면3A and 3B show a first embodiment in which PTSs and STCs are represented on the time axis;
도 4a와 도 4b는 시간축상에 PTS와 STC를 표현한 제2실시예를 나타낸 도면4A and 4B show a second embodiment representing PTS and STC on the time axis.
본 발명은 디지털 방송 수신기의 복호 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 A/V 복호기에서 A/V 동기화를 위한 동기화 오류정정 및 복호기 버퍼 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a decoding method of a digital broadcast receiver, and more particularly, to a synchronization error correction and decoder buffer control method for A / V synchronization in an A / V decoder of a digital multimedia broadcasting receiver.
디지털 멀티미디어 방송(DMB)의 스트림은 패킷 단위로 다중화하면서 비디오와 오디오의 동기를 맞추기 위해 공통된 시스템 클럭을 사용한다. 비디오와 오디오 디코더는 각각의 재생 기준 시간(Presentation Time Stamps, 'PTS')에 맞게 재생하 며, 이로서 비디오와 오디오를 동기화하는 것이다. Streams of digital multimedia broadcasting (DMB) use a common system clock to synchronize video and audio while multiplexing packets. The video and audio decoders play back at each presentation time stamp (PTS), which synchronizes the video and audio.
도 1은 종래의 서로 다른 표본률(sampling rate)로 표본화(sampling)된 비디오와 오디오를 재생하는 시간을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a time for playing video and audio sampled at different sampling rates in the related art.
이상적인 복호기의 경우 신호를 복호하는데 시간이 걸리지 않고, 전송할 때의 지연시간은 고정되었다고 가정할 수 있는데, 실제로 이러한 디코더는 존재하지 않을 뿐만 아니라 때에 따라서는 디코딩하는데 지연되는 시간의 영향을 받아 버퍼의 제어에 영향을 끼칠 수 있다. In the case of an ideal decoder, it can be assumed that it takes no time to decode the signal, and that the delay in transmission is fixed. In practice, such a decoder does not exist and is sometimes affected by the delay in decoding. May affect.
또한 디지털 멀티미디어 방송 시스템에서는 복호기 시스템의 공통된 클럭을 비디오와 오디오 복호기에서 참조하며 부호화기에서 정한 재생 기준 시간(PTS)에 맞춰 재생을 한다.Also, in the digital multimedia broadcasting system, the common clock of the decoder system is referred to by the video and audio decoder, and playback is performed according to the reproduction reference time (PTS) determined by the encoder.
그러나, 상술한 종래의 디지털 방송 수신기의 복호 방법은 적절한 시간에 맞춰서 디코딩을 해주지 않으면 버퍼의 넘침(overflow)과 모자람(underflow)이 발생하는 문제점이 있었다.However, the above-described decoding method of the conventional digital broadcasting receiver has a problem that overflow and underflow of the buffer occurs when the decoding is not performed at an appropriate time.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 디지털 방송 수신기에서 실시간 방송을 할 때, A/V 복호부에서 A/V 동기화시 복호부 버퍼의 제어를 통해서 동기화 오류정정을 하는 디지털 방송 수신기의 복호 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide synchronization error correction through control of a decoder buffer during A / V synchronization in an A / V decoder when real-time broadcasting is performed in a digital broadcast receiver. It is to provide a decoding method of a digital broadcast receiver.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액세스 유닛(AU) 단위로 입력되는 데이터를 디코딩하는 단계와, 상기 단계의 디코딩 후 현재의 STC와 상기 AU의 PTS간의 차이로부터 지연시간을 구하고, 현재 PTS와 이전 PTS 차이에 오차범위를 감안한 임계값을 추정하는 단계와, 상기 지연시간이 상기 임계값보다 크면 지연시간을 현재의 PTS와 이전 PTS 차이 값으로 대체하는 단계와, 상기 지연시간만큼 기다린 후, 디코딩된 데이터를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 복호방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is to decode the data input in units of an access unit (AU), to obtain a delay time from the difference between the current STC and the PTS of the AU after decoding, Estimating a threshold value considering an error range with respect to a previous PTS difference, replacing the delay time with a current PTS difference and a previous PTS difference value if the delay time is larger than the threshold value, waiting for the delay time, and then decoding It provides a decoding method of a digital broadcast receiver comprising the step of outputting the data.
그리고, 상기 STC 에러가 있으면 이를 보정하는 단계와, 상기 지연시간이 상기 STC 최대값의 절반보다 작은지를 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기의 복호방법을 제공한다.And if there is an STC error, correcting the STC error, and determining whether the delay time is less than half of the STC maximum value.
따라서, 본 발명에 의하면, 복호부의 버퍼 제어를 통해서 적절한 시간에 맞춰서 디코딩을 해주어 버퍼의 넘침(overflow)과 모자람(underflow)을 방지할 수 있으며, 복호된 비디오와 오디오 신호의 동기화 방법으로 실제 복호기의 상황을 고려하여 처리하는 것이므로 MPEG System을 따르는 디지털 멀티미디어 방송과 같은 복호부에서 비디오와 오디오의 동기화 방식에 응용이 가능하다.Therefore, according to the present invention, the decoding is performed at an appropriate time through the buffer control of the decoder so that overflow and underflow of the buffer can be prevented. It is possible to apply to video and audio synchronization method in the decoder such as digital multimedia broadcasting that follows MPEG system because it processes in consideration of the situation.
이하 상기의 목적으로 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can be specifically realized for the above purpose.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 복호된 오디오와 비디오의 동기화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of synchronizing decoded audio and video in a digital broadcast receiver according to the present invention.
본 발명은 크게 세 부분의 단계로 이루어진다. The present invention is largely divided into three parts.
첫번째 부분은, 액세스 유닛(Access Unit, 'AU')을 복호한 후 현재의 System Time Clock (STC)과 상기 AU의 Presentation Time Stamps(PTS)를 설정하고 설정된 값의 오류를 추정하는 부분이다. In the first part, after decoding the access unit (AU), the current system time clock (STC) and the presentation time stamps (PTS) of the AU are set and the error of the set value is estimated.
두번째 부분은, 상기 PTS와 STC의 차이인 지연시간(Delta delay)를 구하고 상기 지연시간 오류를 수정한 후 복호기가 사용하는 처리장치(Processor)의 타이머를 설정하고 부분이다. The second part is to obtain a delay (Delta delay), which is the difference between the PTS and the STC, correct the delay error, and set a timer of a processor used by the decoder.
마지막은, 상기 복호기의 처리장치에 설정된 타이머에 맞춰 지연을 시킨 후 출력하는 부분이다. Lastly, a delay is output in response to a timer set in the decoder of the decoder.
이하 각 단계별로 상세히 알아본다.Learn more about each step below.
먼저 DMB 수신기의 디코더로부터 디코딩된 액세스 유닛(Access Unit, 'AU')의 결과 프레임이 출력지연 버퍼에 저장된다(S10).First, a result frame of an access unit (AU) decoded from the decoder of the DMB receiver is stored in the output delay buffer (S10).
상기 입력된 AU의 PTS를 체크하고, 시스템 디코더로부터 STC를 체크한다(S20).The PTS of the input AU is checked, and the STC is checked from the system decoder (S20).
그리고 상기 STC와 PTS를 체크 후 상기 STC에 에러가 있는지 판단하고(S30), 상기 STC에 에러가 있으면 STC를 보정하고(S40), 상기 STC에 에러가 없으면 상기 PTS와 STC의 절대값 차인 지연시간(Delta delay, 'dt')와 상기 PTS의 주기인 임계값(threshold)을 계산한다(S50). After checking the STC and the PTS, it is determined whether there is an error in the STC (S30). If there is an error in the STC, the STC is corrected (S40). If there is no error in the STC, the delay time is the absolute difference between the PTS and the STC. (Delta delay, 'dt') and a threshold which is a period of the PTS is calculated (S50).
이때 상기 임계값은 오차범위(ε)를 두어 오류를 정정할 수 있다.In this case, the threshold value may be corrected by giving an error range ε.
실제 사용되는 DMB 시스템의 경우에 dt를 구함에 있어서 많은 예외 경우가 발생한다. 비디오와 오디오의 동기화를 하기 위한 정보들도 각종 예외의 경우에 대비한 해결책을 위한 것이 본 발명의 목표이므로 이하 여러 예외 경우를 다음과 같 이 세분화하여 설명한다.In the case of real-world DMB systems, many exceptions occur in obtaining dt. The information for synchronizing video and audio is also the object of the present invention to provide a solution in case of various exceptions. Hereinafter, various exceptions will be described in detail as follows.
도 3a와 도 3b는 시간축상에 PTS와 STC를 표현한 제1실시예를 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a first embodiment in which PTSs and STCs are represented on a time axis.
상기 도 3a와 도 3b에서 가로축은 프로세서가 진행해 가는 축으로 절대 시간을 나타낸다. 세로축은 PTS와 STC가 설정된 값을 나타내는데, STC는 24시간을 주기로 변하는 것이므로 클럭 카운터 가이드 선을 따라 가는 것이 정상적인 형태이다.3A and 3B, the horizontal axis represents an absolute time as the processor proceeds. The vertical axis represents the set values of the PTS and STC. Since the STC changes every 24 hours, it is normal to follow the clock counter guide line.
여기서 도 3a와 도 3b의 별 모양 점은 부호화 때 삽입된 PTS의 값으로 프로세스가 가로축의 절대 시간상에 도달했을 때, 복호된 데이터를 출력해주는 시점이 된다. 반면, 둥근 모양 점은 복호기가 데이터 복호를 끝낸 시점에서 STC를 가져온 값으로 PTS에 해당하는 절대 시간을 비교하기 위한 참조값이다. Here, the star point of FIGS. 3A and 3B is a value of the PTS inserted during encoding, and is a point in time when the process reaches the absolute time on the horizontal axis, the decoded data is output. On the other hand, the round point is a reference value for comparing the absolute time corresponding to the PTS with the STC obtained when the decoder finishes decoding the data.
따라서, STC값이 PTS값과 같아 질때야 비로소 복호된 데이터를 출력하게 되는데 본 발명에서는 STC와 PTS의 차이를 이용해 복호기가 사용하고 있는 프로세서의 클럭에 해당하는 값으로 변환해 지연시켰다. Therefore, the decoded data is output only when the STC value is equal to the PTS value. However, in the present invention, the difference between the STC and the PTS is converted to a value corresponding to the clock of the processor used by the decoder and delayed.
도 3a는 이상적인 경우의 PTS와 STC를 나타낸 것으로 언제나 복호가 재생시간(PTS)보다 빠르게 끝나 재생 시간만큼 지연시킨 후 출력하는 경우를 보여주고 있다. 이 경우 STC의 주기가 끝나는 부분에서 처리가 중요해 지연 시간의 연산을 다음과 같이한다. Fig. 3A shows the PTS and STC in the ideal case, and shows that the decoding is always performed before the playback time (PTS) and delayed by the playback time before being output. In this case, processing is important at the end of STC cycle, so the calculation of delay time is as follows.
상기 수학식 1에서 %는 모듈러스(modulus) 연산을 나타내며, MAX는 STC의 최대값을 나타낸다. 또한 상기 dt는 0보다 크다.In Equation 1,% represents a modulus operation, and MAX represents a maximum value of the STC. And dt is greater than zero.
상기 S50 단계 후, 지연시간이 MAX/2보다 작은지 판단(S60)하여, 상기 지연시간가 MAX/2보다 크게 되면 재생 시점을 지난 것이므로 바로 재생하여 AU를 디스플레이 한다(S100).After the step S50, it is determined whether the delay time is less than MAX / 2 (S60). If the delay time is greater than MAX / 2, the playback time is past, and thus the playback time is immediately displayed (S100).
관련하여, 도 3b에서는 복호기의 복호가 늦어지거나 하는 이유에서 PTS를 지나쳤을 경우의 판단을 위해 dt는 MAX/2보다 작아야한다. In relation to FIG. 3B, dt should be smaller than MAX / 2 in order to determine when the PTS has passed the PTS due to the delay of the decoder.
상기 S60 단계에서 지연시간이 MAX/2보다 작으면, 지연시간이 임계값(Threshold)보다 작은지 판단한다(S70).If the delay time is less than MAX / 2 in the step S60, it is determined whether the delay time is smaller than a threshold (S70).
DMB의 비디오의 경우 최대 30FPS로 일정한 표본화율을 갖고 있다. 따라서, 프로그램마다 PTS는 대체로 일정한 주기를 갖는다. 그러므로 AU간의 재생 지연시간이 이들의 주기보다 짧아야 하므로 이들의 주기를 임계값(Threshold)로 사용하되 오차범위( ε )를 두어 오류를 정정할수 있도록한다. DMB video has a constant sampling rate of up to 30 FPS. Therefore, the PTS for each program has a substantially constant period. Therefore, since the delay time between AUs should be shorter than their periods, these periods should be used as thresholds, but the error range ε can be corrected for errors.
상기 PTS current 는 현재의 PTS이고, PTS previous 는 이전의 PTS이다.The PTS current Is the current PTS and PTS previous is the previous PTS.
상기 S70 단계에서 지연시간이 임계값보다 작으면 CPU 타이머(timer)에서 지연시간을 카운트하고(S90), 지연시간이 임계값보다 크면 지연시간을 보정한다(S80).If the delay time is less than the threshold value in step S70, the delay time is counted by the CPU timer (S90). If the delay time is greater than the threshold value, the delay time is corrected (S80).
상기 S90 단계 후 AU를 디스플레이 한다(S100).After the step S90, the AU is displayed (S100).
도 4a와 도 4b는 시간축상에 PTS와 STC를 표현한 제2실시예를 나타낸 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating a second embodiment in which PTSs and STCs are represented on a time axis.
도 4a는 STC 값이 예상되는 것보다 큰 차이를 보이는 경우인데, 그 원인은 다음과 같이 생각될 수 있다. 첫째, 프로그램 시간 참조(PCR)가 변한경우, 즉 프로그램이 바뀐 경우 참조가 변하게 되면 시간의 기저(base)가 변하게 되므로 보정을 해줘야한다. 이런 경우 HOST 시스템을 통해 시간의 기저가 변하였음을 검사할수 있으므로 이런 경우를 대비해서 보정값을 다음과 같이 구한다. 4A is a case where the STC value shows a larger difference than expected, and the cause may be considered as follows. First, if the program time reference (PCR) is changed, that is, if the program is changed, the base of the time is changed. In this case, it is possible to check that the basis of time has changed through the HOST system.
상기 수학식 3에서 1과 2는 서로 다른 시간의 기저를 의미한다.In Equation 3, 1 and 2 mean different time bases.
그리고 상기 보정값(offset)은 PTS의 값이 같은 시간의 기저로 돌아올 때까지 유효하다.The offset is valid until the value of the PTS returns to the base of the same time.
상기 S40단계에서 보정된 STC 값은 상기 수학식 3에서 구한 보정값을 이용하여 다음과 같이 구한다.The STC value corrected in step S40 is obtained by using the correction value obtained in Equation 3 as follows.
이외에, MAX값보다 큰 값을 참조했을 경우는 STC값의 오류로 판단하고 STC를 다시 요청한다. In addition, when a value larger than the MAX value is referred, it is determined that the STC value is an error and the STC is requested again.
도 4b는 PTS가 기대되는 값보다 크게 설정이 되었을 경우인데, 이런 경우는 이미 언급된 것과 같이 PTS간의 주기적 차이(임계값)보다 크지 않게 제한 조건을 둔다.4B is a case where the PTS is set larger than the expected value. In this case, as described above, the constraint is not greater than the periodic difference (threshold) between the PTSs.
기본적으로 출력되려는 시간에 맞춰주려면 지연시간(Delta_delay)만큼 기다려야한다. 상기 지연시간 값은 STC와 PTS에 의존하는데, 앞서 언급한 이 값들의 오류에 의해 실제로 출력을 위해 프로세서가 기다려야하는 시간의 오차가 발생할 경우 이를 보정해 주어야한다. By default, you have to wait for the delay time (Delta_delay) to match the time you want to print. The delay value depends on the STC and the PTS. When the error of these values mentioned above actually causes an error in the time that the processor has to wait for the output, it should be corrected.
이렇게 발생한 오류를 판단하기 위해 임계값(threshold)을 설정하였고, Delta_delay가 상기 임계값보다 작으면 지연시간(Delta_delay)만큼 지연 시키고 출력을 하지만(S90) 그렇지 않을 경우 지연시간(Delta_delay)을 다음과 같이 보정한다(S80).In order to determine the error that occurred, threshold is set.If Delta_delay is smaller than the threshold, delay value is delayed by Delta_delay and output (S90). Otherwise, delay time (Delta_delay) is Correct (S80).
또한, 도 1에서 처럼 재생 시간은 비교적 일정한 시간 간격을 두고 있기 때문에, PTS와 STC의 값의 차가 이 보다 크지 않게 하도록 보정하다. 보정하는 방법은 이전 PTS의 데이터를 이용한다. In addition, since the reproduction time has a relatively constant time interval as shown in FIG. 1, the difference between the values of the PTS and the STC is corrected so as not to be larger than this. The correction method uses the data of the previous PTS.
관련하여, PTS의 간격(즉, 출력되는 시간의 간격)은 30FPS 일때 비디오의 경우 33msec 으로 일정한 것이 바람직하다. 따라서, 상기의 경우, 이전에 출력되었던 시점을 기준으로 33msec되는 시점에 출력을 하도록 지연시간(Delta_delay)를 계산한다.In this regard, the interval of the PTS (ie, the interval of output time) is preferably constant at 33 msec for video at 30 FPS. Therefore, in the above case, the delay time Delta_delay is calculated to be output at a time point 33 msec based on a time point previously output.
Current_CPU_CLOCK = GetCPUClock( );Current_CPU_CLOCK = GetCPUClock ();
Delta_delay = (Previous_CPU_CLOCK + PTS_INTERVAL) - Current_CPU_CLOCK;Delta_delay = (Previous_CPU_CLOCK + PTS_INTERVAL)-Current_CPU_CLOCK;
Wait for Delta_delay seconds. Wait for Delta_delay seconds .
update Previous_CPU_CLOCK = Current_CPU_CLOCK; update Previous_CPU_CLOCK = Current_CPU_CLOCK;
상기 수학식 5는 상기 S80 단계의 지연시간(Delta_delay) 보정을 하는 방법으로 지연시간만큼 기다린 다음 출력하고 Previous_CPU_CLOCK을 출력된 시점의 CPU Clock으로 업데이트 하면서 보정한다.Equation 5 is a method for correcting the delay time (Delta_delay) of the step S80 and waits for the delay time and outputs the correction.
본 발명을 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and as can be seen in the appended claims, modifications can be made by those skilled in the art to which the invention pertains, and such modifications are within the scope of the present invention.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기의 복호 방법 효과를 설명하면 다음과 같다. The decoding method effect of the digital broadcast receiver according to the present invention described above is as follows.
첫째, 본 발명은 복호부의 버퍼 제어를 통해서 적절한 시간에 맞춰서 디코딩을 해주어 버퍼의 넘침(overflow)과 모자람(underflow)을 방지할 수 있게 된다. First, the present invention can decode at an appropriate time through the buffer control of the decoder to prevent the overflow and underflow of the buffer.
둘째, 본 발명은 복호된 비디오와 오디오 신호의 동기화 방법으로 실제 복호기의 상황을 고려하여 처리하는 것이므로 MPEG System을 따르는 디지털 멀티미디어 방송과 같은 복호기에서 비디오와 오디오의 동기화 방식에 응용될 수 있다. Second, since the present invention processes the decoded video and audio signals in consideration of the actual decoder situation, the present invention can be applied to the synchronization method of video and audio in a decoder such as a digital multimedia broadcasting according to the MPEG system.
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