KR20060109081A - 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 방송 수신기에 있어서, 특히 음성 지연 조정 값을 제공한 후, 사용자가 입력 소스 또는 채널 별로 음성 지연 값을 조정함으로써 음성 및 영상의 동기화가 가능토록 한 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법은, 디지털 방송 수신기에 있어서, 초기에 영상 및 음성의 립 싱크에 대한 파라미터 정보가 저장되는 단계; 사용자가 시청하고자 하는 채널별 또는 입력 소스별로 상기 저장된 립 싱크에 대한 파라미터 정보를 사용자가 조정하는 단계; 상기 조정된 립 싱크 파라미터 정보를 이용하여 영상 및 음성의 립 싱크 차이를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

방송 수신기, 립 싱크, 조정

Description

디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법{Synchronization method of video and audio in the digital broadcasting receiver}

도 1은 일반적인 PCR 회복 개념도.

도 2는 종래 디지털 방송 수신기의 클럭 회복 장치를 나타낸 구성도.

도 3은 종래 도 2의 디코더의 상세 구성도.

도 4는 종래 영상 디코더에서의 PTS 또는 DTS를 기준으로 표시 시간 결정 예를 나타낸 도면.

도 5는 종래 음성 디코더에서의 PTS 또는 DTS를 기준으로 표시 시간 결정 예를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 수신기에서의 음성 지연 값 조정을 위한 메뉴 예를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명 실시 예에 따른 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명 실시 예에 따른 메뉴 각 항목의 조정 예를 나타낸 도면.

도 9는 본 발명 도 8에서의 채널 항목에 대한 조정 및 음성 지연 값 조정 예를 나타낸 도면.

본 발명은 디지털 방송 수신기에 있어서, 특히 음성 지연 조정 값을 제공한 후, 사용자가 입력 소스 또는 채널 별로 음성 지연 값을 조정함으로써 음성 및 영상의 동기화가 가능토록 한 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법에 관한 것이다.

현재 디지털 방송은 영상 압축을 위해 MPEG-2 인코딩(Encoding) 기술을 사용하고 있으며, 이때 송신측 인코더(Encoder)에서는 시스템 클럭(System clock)을 27Mhz를 기준으로 동작을 한다. 따라서 수신단의 디코더(Decoder)에서도 상기 인코더의 27Mhz와 정확히 일치하는 클럭을 회복(Recovery)해서 메인 클럭으로 사용해야만 수신단의 비트스트림 디코딩을 제어하여, 인코더의 버퍼의 넘침/고갈 현상이 생기지 않게 된다.

이를 위해, 송신단에서는 스트림(TS: Transport Stream)을 보낼때 27Mhz를 기준으로 카운트를 한 카운터 값을 스트림 중간 중간에 소정 주기로 도 1과 같이 PCR(Program Clock Reference)로 보내준다. 그러므로, 디코더에서는 실시간으로 스트림을 수신해서 여기에서 나오는 카운터 값을 기준으로 자기의 클럭의 빠르고/느림을 조절하는 방법을 취하게 된다. 여기서, 상기 PCR은 MPEG1과 호환성을 위해 PCR 베이스 필드와 PCR 확장 필드로 나누어서 전송된다.

또한 프로그램이 바뀐 경우나 동일 프로그램에서도 시간 기준이 바뀔 수 있 는데, 이와 같이 시간 기준값이 불연속이 되는 부분이 스트림 패킷 헤더에 있는 불연속 지시자(discontinuity_indicator)를 통해 알려주게 된다.

이러한 PCR은 허용되는 정확도가 있는데, 정확도란 수신되는 PCR값에서 허용되는 초?? 오차를 의미한다. 이 PCR 값의 오차는 PCR 값 발생 당시의 오차를 포함하여 중간의 재 다중화 과정에서 생길 수 있는 오차 등이 있다. MPEG 시스템에서 명시하는 PCR의 정확도는 ±50ns이다.

이와 같이 생성된 TS 신호가 정확하게 디코딩되기 위해서는 인코더의 비율과 디코더의 비율이 같아야 하는데, 이를 위해 인코더와 디코더사이에 시간관련 정보를 주고받으며 서로가 동기를 맞추어 주어야 한다. 그 방법으로 MPEG에서 제안된 방법이 시스템 타임 클럭(STC)을 이용하는 방법이다. 즉, 음성, 영상의 올바른 표시(presentation)와 디코딩 시간을 위하여 상기 시스템 타임 클럭(STC)을 기반으로 타임 스트림을 생성한다.

이와 같이, 디코더 측에서 시스템 타임 클럭(STC)을 바탕으로 올바르게 디코딩하기 위해서는 디코더의 시스템 타임 클럭(STC)을 인코더 측의 시스템 타임 클럭(STC)과 동일하게 하였을 때 인코딩된 영상, 음성이 정확하게 디코딩된다. 그리고 TS에서의 PCR 값은 트랜스포트 인코더에서 자신의 시스템 타임 클럭(STC)에 의해 계산되는 시스템시간 값을 일정한 주기로 샘플링하여 트랜스포트 스트림과 결합되어 전송된다. 그러면 트랜스포트 디코더는 PCR 값이 수신되는 순간에 이 값을 통해 디코더의 시스템 클럭을 회복하여 디코더의 시스템 클럭으로 사용한다.

이와 같이 클럭 회복(recovery)을 정확히 수행하여야 디코더 내부의 버퍼의 언더플로우(underflow)/오버플로우(overflow)를 방지하고, 또한 음성/영상의 립(lip) 동기를 맞추며 정확하게 디코딩할 수 있다.

도 2는 일반적인 클럭 회복 시스템 구성도이다.

도 2를 참조하면, 송신단에서 전송 스트림에 시스템 클럭(PCR)을 실어 전송하는 인코더(11)와, 수신된 전송 스트림으로부터 시스템 클럭(PCR)을 추출하여 시스템 클럭(PCR)과 전압제어발진기(VCO, 22)의 클럭 주파수(27MHz)를 카운트한 STC 값을 비교한 클럭 에러를 전압제어발진기(22)로 출력하여 클럭을 회복하는 디코더(21)로 구성된다.

도 2을 참조하면, 인코더(11)에서는 송신단 시스템 클럭(27MHz)을 전송 스트림(TP Stream)에 실어 수신단으로 전송하면, 수신단의 인코더(21)는 수신되는 비트 스트림으로부터 PCR 값을 추출하고, 추출된 PCR 값과 전압제어발진기(22)의 시스템 클럭 주파수를 카운트 한 현재의 STC 값을 비교하게 된다. 이때 두 값(PCR, STC)을 비교하여 그 차에 해당하는 클럭 에러(Clock error) 값을 외부 전압제어발진기(22)에 전달함으로써, 전압제어발진기(22)의 시스템클럭 주파수를 가변시켜 주어, 클럭 회복을 수행하게 된다.

다시 설명하면, 인코더(22)는 도 3에 도시된 바와 같이, PCR 추출부(31), STC 카운터(32), 감산기(33)로 구성되며, 감산기(33)는 PCR 추출부(31)에서 추출된 PCR 값과 27MHz의 시스템 클럭 주파수를 STC 카운터(32)에서 카운트된 그 시점의 STC 값을 감산하여 그 차를 검출한다. 상기 감산기(33)에서 감산된 값은 두 값의 차로서, 클럭 에러신호로 외부 전압제어발진기(34)에 전달되어, 시스템 클럭 주파 수를 가감시켜 줌으로써, 시스템 클럭 주파수를 조절하여 클럭을 회복하게 된다. 이러한 동작을 반복하면서 보다 정확한 클럭 회복을 수행하게 된다.

도 4는 영상 디코더에서의 디코딩 시간 결정 예를 나타낸 도면이며, 도 5는 음성 디코더에서의 디코딩 시간 결정의 예를 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5는 도 2와 같은 PCR 회복된 STC를 기준으로 영상 및 음성 디코더는 각각 PTS 또는 DTS를 기준으로 디코딩 및 표시 시간을 결정하게 된다.

그러나, 디코더의 27MHz 클럭이 정확한 27MHz 보다 약간 느리면 디코더에서 DTS(Decoding Time Stamp)나 PTS(Presentation Time Stamp)를 만나서 STC 값과 비교했을 때 DTS나 PTS가 STC 값 보다 오차 범위 이상으로 크게 되어 이를 건너뛰어(skip) 계속 버퍼 엠티(buffer empty)가 되고, 반대의 경우가 되면 버퍼 풀(buffer full)이 된다.

또한 현재 디지털 방송의 경우는 각각의 방송사별로 각각의 시스템에 맞는 PCR 정보와 디코딩을 위한 타이밍 정보를 보내고 있다. 하지만, 이를 구현한 디지털 방송 기기 내에서의 영상 및 음성 전송 경로 등의 차이로 인해, 모든 채널에 대해 A/V 립 싱크(Lipsync)의 구현은 많은 노력이 필요하다.

그리고, 기존의 아날로그 방송의 경우에는 주요 메어지 방송국 외에 군소 방송국이 난립하고 있다. 하지만 이러한 군소 방송국의 경우에는 기존의 아날로그 방송을 하더라도 방송국에서부터 A/V 립싱크가 맞지 않는 방송을 하는 경우가 있다.

본 발명의 제 1목적은 방송채널별 및 입력 소스별로 링 싱크에 대한 변수를 각각의 사용자가 환경에 맞게 세팅할 수 있도록 한 디지털 방송 수신기의 음성 및 영상 동기화 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 2목적은 영상과 음성의 립싱크에 대한 정보를 저장한 후, 상기 저장된 정보를 제공할 수 있도록 한 디지털 방송 수신기의 음성 및 영상 동기화 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 3목적은 방송국으로부터 수신된 영상과 음성의 링 싱크 차이에 대한 정보를 채널별 또는 입력 소스별로 사용자가 조정, 저장할 수 있도록 함으로써, 상기 사용자가 설정한 정보를 이용하여 영상과 음성의 동기화를 수행하는 음성 및 영상 동기화 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법은,

디지털 방송 수신기에 있어서,

초기에 영상 및 음성의 립 싱크에 대한 파라미터 정보가 저장되는 단계;

사용자가 시청하고자 하는 채널별 또는 입력 소스별로 상기 저장된 립 싱크에 대한 파라미터 정보를 사용자가 조정하는 단계;

상기 조정된 립 싱크 파라미터 정보를 이용하여 영상 및 음성의 립 싱크 차이를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 립 싱크 파라미터 항목은 메뉴 상에 구현되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 사용자가 채널별 또는 입력 소스별로 조정한 립 싱크에 대한 파라미터 값이 갱신되어 저장되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 실시 예에 따른 디지털 방송 수신기의 음성 및 영상 동기화 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 디지털 방송 수신기의 영상과 음성의 립 싱크에 대한 정보를 내부에 저장하고, 이에 대한 정보를 사용자에게 제공해 준다. 뿐만 아니라, 상기 저장된 영상과 음성에 대한 립 싱크에 대한 정보를 채널별, 그리고 입력 소스별로 사용자가 편의에 의해 조정할 수 있도록 서비스 메뉴를 제공해 준다.

도 6은 발명에 따른 서비스 메뉴를 화면(100)상에 구현한 예이다.

도 6은 사용자가 채널별 영상(Video)과 음성(Audio)의 차이를 사용자 취향에 맞게 세팅한 다음, 그 설정 값을 기억시키는 과정을 메뉴 상에 설명한 것으로서, 메인 메뉴(110)에는 채널, 영상, 음성, 시간, 일반 항목이 제공되며, 상기 채널의 서브 메뉴(120) 항목에는 채널 설정, 채널 편집, 음성 지연(Audio Delay) 항목이 제공된다.

이때, 상기 메인 메뉴(110) 항목 중에서 " 채널" 선택하면, 채널 항목에 대한 서브 메뉴(120)가 표시된다. 상기 서브 메뉴(120) 항목 중에서 음성 지연 항목을 선택하면 음성 지연시간 조정 툴이 표시된다. 이때, 사용자가 음성 지연 시간을 빠르게 설정하거나 느리게 설정할 수도 있으며, 설정된 값들에 대응하여 지연시간 조정 바(130)가 가감된다. 여기서, 지연시간의 가감되는 정도는 조정 바의 이동에 따라 사용자가 확인할 수도 있고, % 등의 비율로 나타낼 수 도 있다. 이렇게 설정된 값들은 사용자의 선택에 의해 메모리에 저장된다.

이때, 사용자는 일차적으로 상기 음성 지연시간을 조정함과 함께 현재 영상과 음성의 립 싱크를 확인한 후, 다시 재조정하거나 아니면 상기 설정된 값을 저장하여 준다.

도 7은 본 발명 실시 예에 따른 디지털 방송 수신기의 음성 및 영상 동기화 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 7을 참조하면, 시청하고자 하는 입력 소스를 선택하게 된다(S101). 이때, 입력 소스는 현재 방송되는 방송 채널이나 녹화된 방송 프로그램 등이 될 수 있다. 이때, 입력 소스의 음성 및 영상의 립 싱크를 확인한 후, 사용자가 립 싱크가 맞지 않으면 사용자가 립 싱크를 조정하는 과정을 수행하게 된다.

먼저, 메인 메뉴를 검색하고(S102), 상기 메인 메뉴의 각 메뉴 항목별로 립 싱크를 위한 세팅 값, 특히 음성 지연 값을 조정하게 된다(S103). 이때, 상기 음성 지연 값의 조정과 동시에 화면 시청을 통해 확인하는 과정이 함께 보여짐으로써, 음성 지연 값을 미세하게 조정할 수 있다.

이후 세팅 종료 여부를 확인한 후(S104), 세팅 종료이면 상기 세팅된 값들을 메모리에 저장하게 된다(S105). 그리고, 상기 메모리에 저장된 립 싱크 파라미터 정보를 상기 입력 소스에 제공해 줌으로써, 음성 및 영상의 립 싱크를 맞추어 줄 수 있다(S106).

다시 말하면, 사용자가 채널이나 입력 소스에 따라 영상과 음성의 립 싱크 파라미터 즉, 음성 지연 값을 사용자의 취향에 맞게 설정해 놓으면, 방송국별로 다른 조건의 영상과 음성의 차이를 사용자의 설정만으로 최적의 조건하에서 시청하는 것이 가능하게 된다.

즉, 사용자 입장에서는 방송국별로 또는 입력소스별로 영상과 음성이 차이가 나는 경우 즉, 립 싱크가 맞지 않는 경우, 이에 대한 차이를 한 번 설정 및 저장해 놓으면, 디지털 방송 수신기 사용자가 상기 저장된 정보 값들을 쉽게 재 조정하여 립 싱크(동기화)을 조정할 수 있다. 이러한 본 발명의 음성 조정을 통해 동기화 방법은 종래의 PCR 회복 방법과 호환되어 사용될 수도 있다.

도 8은 본 발명 실시 예에 따른 디지털 방송 수신기에서의 각 메뉴 항목 조정 예를 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 사용자가 메인 메뉴를 선택하면(S100), 채널 모드(S110), 영상 모드(S120), 음성 모드(S130), 시간 모드(S140), 일반 모드(S150) 항목들이 표시된다. 이때, 사용자가 영상 모드를 선택하면, 상기 영상 모드(S120)에서의 자동 영상(S121), 명암(S122), 밝기(S123), 색 농도(S124), 선명도(S125), 색상(S125) 등의 항목들이 표시됨으로써, 사용자가 원하는 항목을 선택한 후 세팅 값을 조정할 수 있다. 예를 들면, 자동 영상 항목은 디폴트 값으로 설정되어 있어 조정이 불가능하며, 다른 항목의 값들은 사용자가 설정한 값으로 세팅된다.

그리고, 사용자가 음성 모드를 선택하면, 음성 언어(S131), 자동 음량(S132), 자동 음성(S133), 고음 및 저음(S134,S135), 입체 음향(S136), TV 스피커 (S137) 등의 항목들이 표시되면, 이 중에서 사용자가 원하는 항목을 선택한 세팅된 값을 조정할 수 있다. 예를 들면, 음성 언어는 사용자가 원하는 언어 하나를 설정할 수 있으며, 자동 음량은 꺼짐 또는 켜짐 중 선택하고, 자동 음성은 스포츠, 영화, 음악 등에서 선택되며, 고음 및 저음은 사용자가 설정한 값으로 세팅된다. 그리고 입체 음향은 꺼짐, 3D, SRS 중 선택할 수 있으며, TV 스피커는 꺼짐 또는 켜짐 중에서 선택된다.

이러한 영상 또는 음성에 대한 파라미터의 조정뿐만 아니라 채널 모드의 조정도 가능하다.

도 9는 본 발명 실시 예에 따른 메인 메뉴 항목에서 채널 모드가 선택되면(가), 채널 스캔(S111), 매뉴얼 스캔(S112), 채널 편집(S113), 주 화면 입력(S114), 부 화면 입력(S115), 음성 지연(S116) 등의 항목이 표시된다. 여기서, 사용자가 채널 스캔을 선택하면 채널 탐색이 이루어지고, 매뉴얼 스캔을 선택하면 수정 채널 탐색이 이루어지며, 채널 편집을 선택하면 채널을 편집할 수 있으며, 주/부화면 입력 항목을 선택하면 주/부 화면의 입력 크기가 조정된다.

그리고, 입력 소스 또는 채널별 링 싱크를 위해 상기 제공되는 음성 지연 항목(S116)을 선택하면 음성 지연 조정 정보가 표시되고, 상기 음성 지연으로 세팅된 값을 조정하고 그 조정된 음성 지연 값을 음성 지연 정보로 저장하게 된다.

이와 같이, 사용자가 시청하고자 하는 입력 소스를 선택한 후 메뉴를 눌러, 영상모드, 음성 모드, 화면 크기, 음성 지연 등을 세팅한 후 시청하게 되는데, 해당 값들의 설정이 끝나면 메모리에 기억됨으로써, 음성 지연 조정을 통해 이후 모 든 입력 소스에 대한 음성과 영상의 립 싱크를 맞출 수 있게 된다.

또한, 입력 소스별로 최적의 상태 값을 사용자가 선택하게 되고, 입력 소스별로 각각 관리함으로써, 사용자의 취향에 맞는 음성 지연 설정을 제공할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법에 의하면, 사용자가 시청하고자 하는 입력소스를 선택한 후 메뉴를 통해 음성 지연 셋팅 값을 조정하고 메모리에 저장함으로써, 입력 소스 별로 최적의 상태 값을 사용자가 선택할 수 있고, 입력 소스 별로 각각 관리할 수 있는 효과가 있다.

또한 사용자의 취향에 맞는 음성 지연 설정을 제공하고, 자신의 환경에 맞는 최적화된 영상과 음성의 환경에서 시청할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 디지털 방송 수신기에 있어서,

   초기에 영상 및 음성의 립 싱크에 대한 파라미터 정보가 저장되는 단계;

   사용자가 시청하고자 하는 채널별 또는 입력 소스별로 상기 저장된 립 싱크에 대한 파라미터 정보를 사용자가 조정하는 단계;

   상기 조정된 립 싱크 파라미터 정보를 이용하여 영상 및 음성의 립 싱크 차이를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 립 싱크 파라미터 항목은 메뉴 상에 구현되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 사용자가 채널별 또는 입력 소스별로 조정한 립 싱크에 대한 파라미터 값이 갱신되어 저장되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기에서의 음성 및 영상 동기화 방법.

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