KR20060105326A - 디지털 방송 시스템의 ａｖ 출력 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 디지털 방송 시스템에 있어서, 표준 시간 정보에 따라 재생 시간을 PES 패킷에 삽입시켜 전송하는 단계와, 상기 PES 패킷을 수신하고 파싱하여 상기 삽입된 재생 시간 정보를 얻는 단계와, 표준 시간을 참조하여 상기 재생 시간에 디코딩을 수행하여 AV 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 채널의 지연이나 수신기의 구현 방법에 관계없이 같은 시간에 동일한 비디오 및 오디오 데이터가 출력되도록 하는 효과가 있다.

UTS, UTC, PTS, STC, AV 동기, PES 패킷

Description

디지털 방송 시스템의 ＡＶ 출력 방법 및 장치{Method and Apparatus for AV output in Digital broadcasting system}

도 1은 일반적인 MPEG 2 시스템에서 AV 출력 시간 조절 방법을 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 표준 시간을 이용한 AV 출력 방법을 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 UTS가 삽입된 PES 패킷의 구조를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 다른 UTS를 이용하여 디코딩 타임과 프리젠테이션 타임을 제어하는 AV 출력 장치를 나타낸 블록도

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : PES 버퍼 20 : STC 복원부

30 ; UTC 복원부 40 : 오디오 또는 비디오 디코더

41 : PES 파서 43 : 타임 비교기

본 발명은 AV 출력 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 비디오 방송 시스템에서 비디오와 오디오 신호의 출력 시간을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재 디지털 비디오 방송 시스템에서는 아날로그 오디오(Analog audio)와 비디오(Video) 신호를 디지털 신호로 변환하여 송신하며, 상기 송신된 신호를 수신기에서 수신하여 다시 아날로그로 변환하는 과정을 거치게 된다.

이때, 주어진 채널 용량에 보다 많은 디지털 데이터를 보내기 위해 상기 디지털 오디오와 비디오 데이터는 각각의 압축(compression) 알고리즘에 의해 압축되어 비트스트림 형태로 보내지고, 수신기에서는 상기 압축된 디지털 데이터를 신장(Decompression)하여 원래의 디지털 오디오와 비디오 데이터를 복원하게 된다.

상기 오디오 및 비디오 방송 시스템에서 수신단에 수신된 신호는 수신 시점에서 일정한 지연(Delay)후 화면이나 스피커로 출력되므로, 상기 오디오와 비디오의 출력 속도는 도착되는 수신 신호의 속도가 된다.

즉, 오디오는 샘플링 비율(sampling rate), 비디오는 프레임 비율(Frame rate)로 출력 속도를 나타내게 되는데, 상기 방송 시스템에서는 수신되는 신호로부터 이러한 출력 속도를 제어하는 클럭(clock) 신호가 복원되는 것으로 출력 속도를 맞추게 된다.

그러나, 디지털 비디오 방송 시스템에서는 압축비가 각 비디오 프레임마다 다르므로 같은양의 비디오 데이터가 압축이 되더라도, 일시적으로는 다른 양의 압축된 데이터가 송신될 수 있게 되므로, 보통 일정한 용량의 채널로 송신된 데이터는 수신기에서 수신되어 비트 스트림 버퍼에 버퍼링된 후 디코딩되어 출력되게 된다.

이때, 각 비디오 프레임의 수신 시점(버퍼에 입력되는 시점)과 디코딩되어 출력되는 시점(버퍼에서 출력되는 시점)은 일정하지 않고 버퍼링 상태에 따라서 달라진다.

그러므로, 각 비디오 프레임의 출력 시점을 지정해주기 위해서 DTS(Decoding Time Stamp)와 PTS(Presentation Time Stamp)를 이용한다. 상기 각 프레임의 DTS와 PTS는 압축된 프레임 데이터에 실려오게 된다.

이 값들은 수신단에서 복원된 STC(System Time Clock)와 비교되어 적용이 되는데, 수신단의 STC는 송신단의 STC와 같은 값을 갖도록 맞추어져 있다.

이처럼 송신단의 STC와 수신단의 STC가 같은 값을 갖도록 하기 위해서 송신되는 데이터에 STC 값을 실어 보내주는데, 상기 값을 PCR(Program Clock Reference)이라고 한다.

상기 PCR이 수신기에 도착하는 시간에 맞추어 수신기의 STC의 값을 조절하는 방법으로 송신단의 STC와 수신단의 STC를 맞추게 되며, 오디오와 비디오 디코더는 각 프레임의 DTS와 PTS를 이렇게 복원된 STC 값과 비교하여 디코딩 시간과 출력 시간을 제어하게 된다.

한편, MPEG-2 Part 1(ISO/IEC 13818-1)시스템 규격 중 하나인 트랜스포트 스트림(Transport Stream)은 송신 시스템과 수신기의 STC를 시스템 클럭으로 정해진 27MHz의 주파수 클럭을 이용하여 발생시키며, 상기 STC를 샘플링한 PCR은 MPEG-2 트랜스포트 스트림 패킷에 실어보내지고, 수신기에서 상기 PCR을 이용하여 STC를 복원하게 된다.

도 1은 일반적인 MPEG 2 시스템에서 AV 출력 시간 조절 방법을 나타낸 도면 으로, 특히, 송신부에서 보내진 타이밍 정보들이 수신부에서 AV 출력 시간 조절을 위해 어떻게 사용되는지 나타내고 있다.

도 1과 같이, 디지털 비디오 방송 시스템에서 송신부단에 입력된 오디오와 비디오 데이터는 수신단에서 디코딩되어 출력되기까지 여러번의 버퍼(buffer)에 저장되어지므로, 지연(delay)이 발생하게 된다.

만일, 전송 채널이 네트워크이거나 중계기를 거쳐야 할 경우에는 전송 경로(path)별로 다른 지연이 존재하게 되므로, 수신기마다 출력되는 시간에 차이가 있을 수 있다.

예를 들어, TV 방송국에서 매시 정시를 알려주는 방송을 보낼 경우, 전송 경로나 수신기의 구현 방법에 따라 다른 시간에 정시를 알리는 비디오 프레임을 내보낼 수 있는 것이다.

따라서, PCR을 이용한 STC 값을 정확하게 유지하거나, 전송되어진 비디오 및 오디오 데이터가 실제 수신기에서 출력될때 어느 수신기에서도 정해진 시간에 동일하게 출력될 수 있도록 하는 것은 중요한 문제가 아닐 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 디지털 방송 시스템에서 수신기에서 비디오 및 오디오 신호의 출력 시간을 어느 수신기에서도 전송상의 지연 차이에 관계없이 동일한 시간에 출력되도록 하는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법 및 장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 디지털 방송 시스템에 있어, 표준 시간 정보에 따라 재생 시간을 PES 패킷에 삽입시켜 전송하는 단계와, 상기 PES 패킷을 수신하고 파싱하여 상기 삽입된 재생 시간 정보를 얻는 단계와, 표준 시간을 참조하여 상기 재생 시간에 디코딩을 수행하여 AV 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법을 제공한다.

상기 재생 시간은 PES 패킷에 주기적으로 삽입되는 것이 바람직하다.

상기 표준 시간 정보는 시간 및 주파수 방송 채널, GPS, CDMA 채널 등 표준 시간을 전송하는 시스템을 이용하여 수신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 표준 시간 정보에 따라 재생 시간(UTS)을 PES 패킷에 삽입하는 엔코더와, 상기 PES 패킷을 파싱하여 표준 시간 정보에 따라 상기 삽입된 재생 시간(UTS)에 디코딩을 수행하여 AV 출력하는 디코더를 포함하여 구성되는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 장치를 제공한다.

상기 디코더는, 상기 PES 패킷을 파싱하여 PTS 정보와 DTS 정보를 얻는 PES 파서와, 시간 및 주파수 방송 채널을 통해 전송된 표준 시간을 복원하는 복원부와, PCR에 포함된 STC를 복원하는 STC 복원부와, 상기 PTS, STC, 재생 시간 및 표준 시간 정보에 따라 디코딩 시작 신호를 출력하는 타임 비교기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 채널의 지연이나 수신기의 구현 방법에 관계없이 같은 시간에 동일한 비디오 및 오디오 데이터가 출력되도록 하는 효과가 있다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예 를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 새로운 기술의 출현에 따라 본 발명에서 출원인이 가장 적합하다고 판단한 용어도 임의로 사용하였으며, 이에 대해서는 해당 설명부에서 용어의 의미를 명확히 설명하기로 한다. 따라서, 본 발명을 이해함에 있어 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 됨을 밝혀 두고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 표준 시간을 이용한 AV 출력 방법을 나타낸 도면이다.

도 2와 같이, 본 발명에 따른 AV 출력 방법은 표준 시간 정보를 활용한다.

참고로, 상기 표준 시간 정보란 라디오 채널을 통해 시간 정보를 보내어 주는 Atomic Clock(Time and Frequency Broadcasting)이나 위성을 이용하는 GPS에서 보내어 주는 정확한 시간 정보를 의미한다.

즉, 최근에는 표준 시간 정보를 통해 TV나 라디오 시보를 듣고 시계를 맞추지 않아도 자동으로 표준 시간이 설정될 수 있도록 되어 있는바, 이러한 시간 정보는 전송상의 지연이 문제 되지 않도록 설계된 시스템을 이용하여 어느곳에서나 같은 시간을 맞추도록 하는 것이다.

상기 표준 시간의 한 예로써 본 발명에서는 UTC(Universal Time Coordinated)를 사용하였다. 상기 UTC는 전술한 시간 및 주파수 방송 채널(Time and Frequency Broacast Channel)을 통해 수신 받거나, CDMA(Code Division Multiple Access)라든지 그 외 표준 시간을 보내주는 방식이라면 어떤 것이든 이용 가능하다.

이와 같은 UTC 정보를 이용하여, 엔코더(Encoder)측에서는 각 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷마다 시스템 클럭(system clock)을 기준으로 하는 PTS를 전송하면서 추가로 표준 시간 정보를 보내주게 된다.

즉, 상기 UTC 정보를 활용한 재생 시간 정보인 UTS(Universal Time Stamp)를 오디오 및 비디오 PES 패킷에 삽입하여 전송하게 되는 것이다.

상기 PES 패킷에 삽입된 UTS 형태는 첨부한 도 3에 도시하였다.

도 3은 본 발명에 따른 UTS가 삽입된 PES 패킷의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3과 같이, UTS를 시스템 클럭을 기준으로 하는 PTS와 함께 PES 패킷에 삽입시켜 준다. 이때, 상기 UTS는 모든 PES 패킷에 삽입될 필요없이 특정 프레임(Frame)에 해당하는 PES 패킷에 삽입시켜 주면 된다.

즉, 일정 주기를 갖고 PES 패킷에 삽입 시켜주거나, 예시적으로 중요한 패킷(ex,I-픽처 등)에 상기 UTS를 삽입시켜주는 등의 방법을 사용할 수 있는 것이다.

이는, 상기 UTS가 없는 경우라도 함께 삽입되는 PTS와 UTS의 관계로부터 각 PES 패킷의 PTS에 해당하는 UTS를 계산해 낼 수 있기 때문이다.

참고로, 만일 방송 데이터를 저장하여 재생하는 경우에는 상기 UTS는 무시되고, PTS 만으로 출력 시간을 조절할 수도 있다.

이와 같은 방법으로 PES 패킷에 UTS를 삽입하여 전송하게 되면, 디코더(Decoder)단에서는 상기 PES 패킷을 파싱하여 얻어진 UTS 정보를 통해 오디오 프레임과 비디오 프레임의 재생 시간에 스피커나 디스플레이(display) 장치로 데이터들 을 보내주게 된다.

이때, 상기 디코더 측에서는 표준 시간 정보를 수신하여 알고 있어야 하며, 기존 시스템에서 사용되던 PTS와 내부 시스템 클럭을 비교하여 재생시키는 부분을 함께 이용할 수도 있다.

이를 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 다른 UTS를 이용한 디코딩 타임과 프리젠테이션 타임을 제어하는 AV 출력 장치를 나타낸 블록도이다.

도 4와 같이, 본 발명에 따른 AV 출력 장치는, PES 패킷이 임시 저장되는 PES 버퍼(buffer)(10)와, STC를 복원하기 위한 STC 복원부(recovery)(20)와, 시간 및 주파수 방송 채널(Time and Frequency Broadcast channel)등을 이용하여 전송된 표준 시간 정보인 UTC를 복원하는 UTC 복원부(30) 및 오디오 / 비디오 디코더(40)를 포함하여 구성된다. 상기 오디오 / 비디오 디코더(40)는 다시 PES 패킷을 파싱(parsing)하는 PES 파서(parser)(41)와 타임 비교기(43)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 AV 출력 장치의 동작 관계를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, PES 버퍼(10)에 일시 저장된 PES 패킷은 PES 파서(parser)(41)를 통해 파싱되고, PES 헤더(Header)를 파싱하여 추출된 각 AU(Access Unit)의 PTS 및 UTS는 타임 비교기(43)로 입력된다.

또한, PCR을 이용한 STC는 STC 복원부(20)에서 복원되어 타임 비교기(43)로 입력되며, 시간 및 주파수 방송 채널로부터 수신된 UTC 정보는 UTC 복원부(30)에서 복원되어 상기 타임 비교기(43)로 입력된다.

상기 타임 비교기(43)는 상기 UTC 값과 PTS 및 UTS를 비교하여 디코딩 시점을 알려주는 디코딩 시작(decoding start) 신호를 발생시킨다.

이때, 실제 방송 시간일 경우 상기 타임 비교기(43)는 UTS를 이용하여 디코딩 시작 신호를 발생시키며, UTS가 없는 PES 패킷인 경우에는 이전의 PTS와 UTS의 관계로부터 현재 PTS에 해당하는 UTS를 유추하여 디코딩 시작 신호를 발생시키게 된다.

만일, 저장된 스트림이거나 실제 방송 시간을 맞출 필요가 없는 경우에는 종래와 같이, 상기 UTS 대신 PTS를 이용하여 STC와 비교함으로써 디코딩 출력 시간을 제어한다.

본 발명은 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.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법 및 장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 디지털 비디오 방송 시스템에서 표준 시간을 이용하여 비디오의 출력 시간을 제어함으로써 채널의 지연이나 수신기의 구현 방법에 관계없이 같은 시간에 동일한 비디오 및 오디오 데이터가 출력되도록 하는 효과가 있다.

둘째, 본 발명에 따른 AV 출력 방법은 사용자가 원하는 시간에 출력될 수 있 도록 제어할 수 있게 되어 시간과 관련된 컨텐츠의 효율적인 활용이 가능한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 디지털 방송 시스템에 있어서,

   표준 시간 정보에 따라 재생 시간을 PES 패킷에 삽입시켜 전송하는 단계;

   상기 PES 패킷을 수신하고 파싱하여 상기 삽입된 재생 시간 정보를 얻는 단계; 그리고,

   표준 시간을 참조하여 상기 재생 시간에 디코딩을 수행하여 AV 출력하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재생 시간은 PES 패킷에 주기적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 표준 시간 정보는 시간 및 주파수 방송 채널, GPS, CDMA 채널 등 표준 시간을 전송하는 시스템을 이용하여 수신하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 디지털 방송 시스템은 MPEG 2 시스템인 것을 특징으로 하는 디지털 방 송 시스템의 AV 출력 방법.
5. 디지털 방송 시스템에 있어서,

   표준 시간 정보에 따라 재생 시간(UTS)을 PES 패킷에 삽입하는 엔코더;

   상기 PES 패킷을 파싱하여 표준 시간 정보에 따라 상기 삽입된 재생 시간(UTS)에 디코딩을 수행하여 AV 출력하는 디코더를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 디코더는,

   상기 PES 패킷을 파싱하여 PTS 정보와 DTS 정보를 얻는 PES 파서;

   시간 및 주파수 방송 채널을 통해 전송된 표준 시간을 복원하는 복원부;

   PCR에 포함된 STC를 복원하는 STC 복원부;

   상기 PTS, STC, 재생 시간 및 표준 시간 정보에 따라 디코딩 시작 신호를 출력하는 타임 비교기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디지털 방송 시스템의 AV 출력 장치.

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