KR20070061031A - 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치및 그 방법 - Google Patents

방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 다양한 망(방송망, 통신망)을 통해 실시간으로 전송(유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트)되는 다양한 형태의 멀티미디어 스트림을 각종 복호기에서 요구하는 데이터 형태로 사전 처리하여 전달함으로써, 단일 장비를 이용하여 멀티미디어 스트림(디지털 방송 프로그램 등)의 수신이 가능하도록 하기 위한, 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치에 있어서, 방송망을 통해 수신되는 멀티미디어 스트림을 복조하기 위한 제1 분석 수단; 상기 제1 분석 수단으로부터 전달받은, 오디오/비디오 패킷 식별자에 해당되는 엠펙 TS 패킷을 선별하여 복호화를 위해 전달하기 위한 제2 분석 수단; 통신망을 통해 수신되는 패킷의 물리계층 주소 및 IP 주소를 확인하여 상기 패킷의 최종 수신을 결정하기 위한 제3 분석 수단; 상기 제3 분석 수단으로부터 IP 패킷을 전달받음에 따라 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지로 분류하기 위한 제4 분석 수단; 상 기 제4 분석 수단으로부터 전달받는 스트림 제어 메시지를 처리하기 위한 스트림 제어 메시지 처리 수단; 상기 제4 분석 수단으로부터 전달받는 데이터 메시지를 처리하여 복호화를 위해 전달하기 위한 데이터 메시지 제어 수단; 상기 제2 분석 수단과 상기 데이터 메시지 제어 수단으로부터 멀티미디어 스트림을 각각 전달받아 각 복호화 방식별로 저장하기 위한 저장 관리 수단; 및 상기 저장 관리 수단으로부터 전달받는 멀티미디어 스트림을 해당되는 복호화 방식으로 복호화하고, 디스플레이하기 위한 복호화 및 그래픽 처리 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 멀티미디어 스트림 수신 장치 등에 이용됨.
멀티미디어 스트림, 방송ㆍ통신 융합 환경, 디지털 방송, 멀티캐스트

Description

방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치 및 그 방법{Multimedia stream receiving apparatus and method in convergence environment of communication and broadcasting}
도 1 은 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치에서 이용하는 멀티미디어 프로토콜 스택에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치 내 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부에서의 IP 패킷 처리 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 4 는 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치 내 IP 패킷 분석부에서의 IP 패킷 처리 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치 내 데이터 메시지 제어부에서의 데이터 메시지 처리 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 6 은 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치에서 멀티미디어 스트림 수신 방법에 대한 일실시예 전체 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 멀티미디어 스트림 수신 장치 101 : 방송망 물리계층 분석부
102 : 엠펙 TS 분석부 103 : 엠펙 TS 제어 메시지 처리부
104 : 복호화 및 그래픽 처리부 105 : 종합 제어부
200 : 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부
300 : IP 패킷 분석부 400 : 스트림 제어 메시지 처리부
500 : 데이터 메시지 제어부 600 : 버퍼 관리부
본 발명은 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 망(방송망, 통신망)을 통해 전송(유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트)되는 다양한 종류의 멀티미디어 스트림을 복호화, 화면 디스플레이하기 위해 사전 처리함으로써, 방송ㆍ통신 융합 환경에서 단일 장비를 통해 멀티미디어 스트리밍 서비스를 사용할 수 있도록 하기 위한, 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
멀티미디어 스트리밍이란 오디오/비디오 데이터를 다양한 형태의 부호화 방식(예 : H.264, 엠펙 4)으로 부호화 및 패킷화하고 전송 프로토콜을 이용하여 전송하는 기술을 말한다. 이러한 멀티미디어 스트리밍이 적용되는 서비스 분야로는 인터넷 방송, 사이버 강의, 주문형 비디오 서비스(VOD) 등을 예로 들 수 있다.
기존 방송망을 이용한 멀티미디어 수신 장치(인터넷 프로토콜 텔레비전 등)의 발전과 더불어, 각종 통신망을 통한 실시간 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 요구가 높아짐에 따라 이러한 서비스를 제공하기 위한 여러 방안들이 모색되고 있다.
먼저, 부호화 분야에서는 실시간 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 다양한 방안들이 제시되었는데 엠펙 2-기초 스트림(MPEG 2-Elementary Stream, 이하 "MPEG 2-ES"라 함), 엠펙 전송 스트림(MPEG-Transmission Stream, 이하 "MPEG-TS"라 함), 엠펙 4, H.264 등이 좋은 성능을 제공하는 것으로 알려져 있다. 또한, 이렇게 부호화된 멀티미디어 데이터를 통신망을 통해 전송하기 위해서는 패킷화가 필요한데 실시간 전송 프로토콜(RTP : Real Transport Protocol, 이하 "RTP"라 함), 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP : User Datagram Protocol, 이하 "UDP"라 함)/전송 제어 프로토콜(TCP : Transmission Control Protocol, 이하 "TCP"라 함)과 같은 각 전송 프로토콜에서 요구하는 형식으로 패킷화되어 멀티미디어 스트림이 전송되고 있다.
또한, 멀티미디어 스트리밍 서비스에는 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트의 전송 방식이 적용될 수 있다. 여기서, 유니캐스트 전송 방식의 경우에는 서버에 많은 부담을 주게 되므로 서비스를 제공받을 수 있는 사용자의 수가 제한되고, 브로드캐스트 전송 방식의 경우에는 엄청난 양의 트래픽을 발생시켜 망에 부담을 주게 된다. 이에 따라, 그룹에 가입한 사용자에게만 데이터를 전송하는 멀티캐스트 전송 방식이 실시간 멀티미디어 스트리밍 서비스에 보다 유용하다고 할 수 있다.
그런데, 상기와 같은 멀티미디어 스트리밍 기술을 통해 전송되는 멀티미디어 스트림은 기존의 방송망을 통해 전송되는 멀티미디어 데이터와는 별도의 장치를 통해서 수신되어 복호화 및 디스플레이되고 있는 실정이다. 그에 따라, 방송ㆍ통신 융합 환경에서 방송망과 통신망을 통해 동시에 디지털 방송 등을 수신하는 경우에는 여러 기능이 중복되어 혼재 문제가 발생하게 된다. 또한, 복호화 과정이 수신 장치 내 여러 곳에서 동시에 수행됨으로 말미암아 큰 성능 부하를 발생시키고 복호화에 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있었다. 그뿐 아니라, 현재 각 서비스 업체는 다양한 부호화 방식이 적용된 멀티미디어 스트림을 유니캐스트 전송 방식으로 전송하고 있다. 그러므로, 멀티캐스트 전송 방식을 지원하면서, 각종 전송 프로토콜(RTP, UDP, TCP 등)을 통해 전송되는 멀티미디어 스트림을 복호화 전 단계에서 사전 처리할 수 있는 수신 장치가 필요한 상황이다.
한편, 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 송수신과 관련된 종래 기술을 하나씩 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
제1 선행 특허로서, 대한민국 등록특허 "데이터 송수신 시스템 및 방법(등록번호 10-0431003, 2004.4.29)"에 대하여 살펴보면, 실시간 전송 프로토콜을 사용하여 멀티미디어 데이터를 송수신하는 시스템에서 데이터 종류 및 시간관련 정보를 기초로 IP(Internet Protocol, 이하 "IP"라 함)/UDP/RTP 패킷을 생성하여 전송하고, 전송된 데이터의 수신 결과에 따른 재전송 제어정보에 따라 수신오류가 발생한 데이터를 재전송함으로써, 송신과정에서 손실되는 패킷에 대한 재전송 제어가 가능하도록 한다. 그에 따라, 전송되는 데이터의 특성에 따라 재전송횟수 또는 재전송 우선순위를 달리하여 데이터의 특성에 적합한 재전송이 가능하도록 하고 데이터의 복원에 영향력이 큰 데이터를 보다 안정적으로 수신할 수 있도록 한 기술이다.
그런데, 상기 제1 선행 특허는 전송 데이터의 손실시 이를 복원하기 위한 재전송 방법을 제공하는데 그 목적이 있으므로, 방송ㆍ통신 융합 환경에서 멀티미디어 스트림 수신 기능의 융합을 위해 적용하기에는 무리가 있다.
또한, 제2 선행 특허로서, 대한민국 등록특허 "멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 파일 포맷팅과 동기화 방법 및 그 장치(등록번호 10-0422068, 2004.2.26)"에 대하여 살펴보면, 멀티미디어 데이터를 다중화하고 저장하여 스트리밍 서비스와 로컬 플레이어에 적합한 형태의 파일을 생성하여 스트림 서비스를 제공하는 서버나 재생기로부터 동기화에 대한 기술을 최소화하고 사용자 요구와 시스템 성능에 따라 동기화 요소를 제어할 수 있도록 하는 기술이 게시되어 있다.
즉, 인코딩된 비디오/오디오 데이터가 입력되면 유닛의 크기를 결정하고 그에 따라 헤더를 생성한 후, 비디오/오디오 유닛 듀레이션을 체크하여 경과되었을 경우에 비디오/오디오 헤더를 생성하고 이를 포함하는 멀티미디어 비디오/오디오 데이터와 상기 생성된 스트림 파일의 헤더를 조합하여 멀티미디어 스트림 파일을 생성하는 방식으로 동작함으로써, 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 동기화가 필요한 각종 응용에서 손쉽게 동기화를 구현할 수 있도록 한다. 그런데, 상기 제2 선행 특허 역시 전송 프로토콜과 무관하게 동기화를 유지하면서 전송하는 파일 포맷 방법과 동기화 방법을 제공하는데 그 목적이 있으므로, 방송ㆍ통신 융합 환경에서 멀티미디어 스트림 수신 기능의 융합을 위해 적용하기에는 무리가 있다.
또한, 제3 선행특허로서, 대한민국 등록특허 "디지털 멀티미디어 방송 전송 스트림 분석 장치 및 그 방법(등록번호 10-0513041, 2005.8.30)"에 대하여 살펴보면, 멀티미디어 데이터를 가지는 앙상블전송접속(ETI) 프레임에서 엠펙-2 스트림을 추출하고 분석하여, 상기 엠펙-2 스트림 분석정보를 바탕으로 엠펙-4 패킷을 추출하고 분석하는 기술이 게시되어 있다. 이때, 상기 스트림들은 분석 제어신호에 의해 분석된다.
즉, 엠펙-2 스트림 분석정보를 바탕으로 엠펙-4 IOD 정보를 추출하고, 엠펙-4 OD/BIFS 패킷, 엠펙-4 오디오 및/또는 비디오 패킷을 구성 및 상기 엠펙-4 IOD 정보를 바탕으로 엠펙-4 OD/BIFS 패킷, 엠펙-4 오디오 및/또는 비디오 패킷을 분석함으로써, 멀티미디어 서비스를 위해서 엠펙-4로 부호화하고 엠펙-2 시스템 규격을 이용하는 DMB를 위해 제작된 스트림이 정상적으로 구성되어 있는지를 검증할 수 있도록 하는 효과가 있다. 그런데, 상기 제3 선행 특허는 특정 망의 특정 패킷의 검증 방안을 제공할 수 있으나, 방송ㆍ통신 융합 환경에서 전송망의 종류에 독립적이면서도 다양한 멀티미디어 형식을 지원하기에는 한계가 있다.
또한, 제4 선행 특허로서, 대한민국 공개특허 "데이터 송수신을 위한 시스템 및 방법(공개번호 10-2005-0083898, 2005.8.26)"에 대하여 살펴보면, 확대형 실시간 프로토콜(RTP)을 통해 오디오, 비디오 및 시뮬레이션 데이터와 같은 실시간 데이터를 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트와 같은 전송 방식으로 송수신하는 기술이 게시되어 있다. 그런데, 상기 제4 선행 특허는 RTP를 통해 새로운 데이터(MP3 파일, 텍스트 파일, PDF 파일, 멀티미디어 메시지 등)를 전송할 수 있도록 하나, RTP 외에 다양한 패킷 형식을 지원할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다양한 망(방송망, 통신망)을 통해 실시간으로 전송(유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트)되는 다양한 형태의 멀티미디어 스트림을 각종 복호기에서 요구하는 데이터 형태로 사전 처리하여 전달함으로써, 단일 장비를 이용하여 멀티미디어 스트림(디지털 방송 프로그램 등)의 수신이 가능하도록 하기 위한, 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치에 있어서, 방송망을 통해 수신되는 멀티미디어 스트림을 복조하기 위한 제1 분석 수단; 상기 제1 분석 수단으로부터 전달받은, 오디오/비디오 패킷 식별자에 해당되는 엠펙 TS 패킷을 선별하여 복호화를 위해 전달하기 위한 제2 분석 수단; 통신망을 통해 수신되는 패킷의 물리계층 주소 및 IP 주소를 확인하여 상기 패킷의 최종 수신을 결정하기 위한 제3 분석 수단; 상기 제3 분석 수단으로부터 IP 패킷을 전달받음에 따라 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지로 분류하기 위한 제4 분석 수단; 상기 제4 분석 수단으로부터 전달받는 스트림 제어 메시지를 처리하기 위한 스트림 제어 메시지 처리 수단; 상기 제4 분석 수단으로부터 전달받는 데이터 메시지를 처리하여 복호화를 위해 전달하기 위한 데이터 메시지 제어 수단; 상기 제2 분석 수단과 상기 데이터 메시지 제어 수단으로부터 멀티미디어 스트림을 각각 전달받아 각 복호화 방식별로 저장하기 위한 저장 관리 수단; 및 상기 저장 관리 수단으로부터 전달받는 멀티미디어 스트림을 해당되는 복호화 방식으로 복호화하고, 디스플레이하기 위한 복호화 및 그래픽 처리 수단을 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 방법에 있어서, 방송망과 통신망을 통해 멀티미디어 스트림을 수신하는 수신 단계; 상기 방송망을 통해 수신한 엠펙 TS 패킷을 분석하고, 상기 통신망을 통해 수신한 IP 패킷을 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지로 분류하는 패킷 분석ㆍ분류 단계; 상기 분류한 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지를 각각 처리하는 처리 단계; 상기 분석한 엠펙 TS 패킷과, 상기 데이터 메시지를 복호화하는 복호화 단계; 및 상기 복호화한 멀티미디어 스트림을 디스플레이하는 출력 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은, 다양한 망(방송망 및 통신망)을 통해 다양한 전송 프로토콜(RTP, UDP, TCP 등)을 이용하여 전송되는 멀티미디어 스트림(디지털 방송 등)을 각 복호기에 적합한 데이터 포맷으로 사전 처리하여 전달함으로써, 단일 장비를 통해 방송망과 통신망의 멀티미디어 스트림을 동시에 수신할 수 있도록 한다(이때, 멀티미디어 스트림 수신 장치 내의 기능상 중복성을 배제한다). 여기서, 본 발명에 따른 상기 멀티미디어 스트림 수신 장치는 유니캐스트와 브로드캐스트 뿐만 아니라, 멀티캐스트 전송 방식도 지원한다.
또한, 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치는 방송망을 통한 멀티미디어 스트림의 수신을 위해, 기존 방송 수신 장치의 각 구성요소를 내부에 포함한다.
도 1 은 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치의 일실시예 구성도이다.
먼저, 방송망을 통한 멀티미디어 스트림의 수신과 관련된 각 구성요소(즉, 기존의 방송 수신 장치와 동일한 내부 구성요소임)를 살펴보기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치는, 외부로부터 멀티미디어 스트림을 수신하여 방송망의 변조 방식을 분석하고 그에 대응되는 복조 방식으로 복조하기 위한 방송망 물리계층 분석부(101), 상기 방송망 물리계층 분석부(101)로부터 전달받는 엠펙 TS 패킷을 분석하여 프로그램 지정 정보(PSI : Program Specific Information, 이하 "PSI"라 함) 섹션 정보와 서비스 정보(SI : Service Information, 이하 "SI"라 함) 섹션 정보를 분석(추출)하고, 오디오/비디오 패킷 식별자(PID : Packet IDentifier, 이하 "PID"라 함)에 해당되는 엠펙 TS 패킷을 선별하여 복호화를 위해 전달하기 위한 엠펙 TS 분석부(102), 상기 추출된 PSI/SI 정보 및 각종 부가 데이터 정보를 테이블로 정리하여 종합 제어부(105)로 전달하기 위한 엠펙 TS 제어 메시지 처리부(103), 상기 엠펙 TS 제어 메시지 처리부(103)로부터 전달받는 테이블 형식의 PSI/SI 정보를 수집, 처리, 관리하기 위한 종합 제어부(105), 및 엠펙 TS 패킷에 대하여 부호화 규격에 따른 복호화 기능을 수행하고, 화면 디스플레이를 수행하기 위한 복호화 및 그래픽 처리부(104)를 포함한다.
이때, 엠펙 TS 분석부(102)는 오디오/비디오 패킷 식별자(PID)에 해당되는 엠펙 TS 패킷을 선별하고, 복호화 및 그래픽 처리부(104)로 전달되도록 하기 위해 버퍼 관리부(600)로 전달한다.
한편, 일반적인 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV)의 수신 장치는 통신망을 통한 멀티미디어 스트림을 수신하기 위하여, 단말기의 운영체제에서 지원하는 UDP/IP 혹은 TCP/IP 프로토콜 스택을 그대로 사용하면서 RTP/RTCP(RTP Control Protocol, 이하 "RTCP"라 함), RTSP(Real-Time Streaming Protocol, 이하 "RTSP"라 함) 프로 토콜을 상위 계층에서 사용한다.
다음으로, 통신망을 통한 멀티미디어 스트림의 수신과 관련된 각 구성요소를 살펴보면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치는, 통신망을 통해 수신한 패킷(물리계층 및 IP 주소 정보를 포함함)의 물리계층 주소 및 IP 주소를 각각 확인하여 수신/폐기 여부를 결정하기 위한 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부(200), 상기 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부(200)로부터 전달받는 IP 패킷을 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지로 분류하기 위한 IP 패킷 분석부(300), 상기 IP 패킷 분석부(300)로부터 스트림 제어를 위한 호 처리 제어 메시지(호 처리 프로토콜 메시지)를 전달받음에 따라 이를 처리하기 위한 스트림 제어 메시지 처리부(400), 상기 IP 패킷 분석부(300)로부터 데이터 메시지(전송 프로토콜 메시지)를 전달받음에 따라 이를 처리하여 해당되는 부호화 방식에 따라 복호화되도록 버퍼 관리부(600)로 전달하기 위한 데이터 메시지 제어부(500), 및 상기 데이터 메시지 제어부(500)로부터 전달받는 데이터 메시지가 해당되는 부호화 방식에 따라 복호화되도록 하기 위해 종류별로 복호화 버퍼를 포함하고 있는 버퍼 관리부(600)를 포함한다.
이때, IP 패킷 분석부(300)는 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부(200)로부터 전달받는 IP 패킷을 호 처리 제어 메시지(이하, 스트림 제어 메시지)와 데이터 메시지로 분류하여 스트림 제어 메시지 처리부(400)와 데이터 메시지 제어부(500)로 각각 전달한다. 여기서, RTSP, SIP(Session Initiation Protocol), RTCP, IGMP(Internet Group Management Protocol, 이하 "IGMP"라 함) 및 IOD/OD/BIFS 정보를 스트림 제어 메시지 처리부(400)로 전달하고, RTP/UDP/TCP 패킷을 데이터 메시지 제어부(500)로 전달한다.
또한, 상기 IP 패킷 분석부(300)는 방송 서비스를 위한 메시지 외에 다른 메시지를 전달받았을 경우에는 일반 데이터 처리를 위하여 곧바로 종합 제어부(105)로 전달한다.
그리고, 데이터 메시지 제어부(500)는 IP 패킷 분석부(300)로부터 전달받은 패킷이 엠펙 TS 패킷일 경우, 이를 엠펙 TS 분석부(102)로 전달하여 중복 처리되지 않도록 한다.
그리고, 버퍼 관리부(600)는 방송망 및 통신망을 통한 멀티미디어 스트림을 모두 처리하기 위하여 망 종류의 구분 없이 기초 스트림(ES : Elementary Stream)의 형태로 엠펙 2, 엠펙 4, H.264 등과 같은 각종 부호화 방식으로 부호화된 데이터를 저장한다. 그리고, 해당되는 부호화 방식에 대응되는 복호화부로 전달한다. 이때, 각 복호화부는 복호화 및 그래픽 처리부(104)의 구성요소로 포함되어 있다.
상기에서 설명한, 통신망을 통한 멀티미디어 스트림의 수신과 관련된 구성요소들의 내부 동작에 관해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치에서 이용하는 멀티미디어 프로토콜 스택에 대한 일실시예 설명도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치가 지원하는, 통신망을 통한 멀티미디어 스트리밍 프로토콜의 스택은 일반적인 멀티미 디어 스트리밍 프로토콜 스택과 다음과 같은 면에서 차이점을 갖는다.
즉, 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치에 적용된 멀티미디어 스트리밍 프로토콜 스택은 엠펙 2, 엠펙 4 등과 같은 다양한 부호화 방식에 의하여 부호화된 멀티미디어 데이터를 IP를 이용하여 하부 전송망에 의존하지 않고 멀티미디어 스트림을 처리할 수 있도록 한다. 또한, 서로 다른 내부 장치가 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지를 각각 처리하도록 함으로써, 즉 스트림 제어 메시지 처리부(400)와 데이터 메시지 제어부(500)가 구분되어 동작하도록 함으로써, 다양한 제어 프로토콜과 데이터 전송 방식을 혼합하여 이용할 수 있도록 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치 내 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부에서의 IP 패킷 처리 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
먼저, 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부(200)는 통신망을 통해 패킷을 수신한다(301).
그리고, 상기 수신한 패킷의 물리계층 주소를 분석하여(302) 전송 방식의 종류를 판단한다(303). 예를 들어, 이더넷 주소일 경우 목적지 이더넷 주소를 분석하여 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 물리계층 주소를 서로 구분한다. 그리고, 이를 이용하여 전송 방식을 판단한다.
상기 전송 방식 판단 결과(303), 유니캐스트 물리계층 주소일 경우 멀티미디어 스트림 수신 장치(100)의 물리계층 주소 및 IP 주소와, 상기 수신한 패킷의 물리계층 주소 및 IP 주소를 각각 비교하여(304) 일치하는지의 여부를 판단한다(305). 상기 판단 결과(305), 일치하지 않을 경우에는 상기 패킷을 폐기하 고(307), 일치하는 경우에는 최종 수신을 결정한다(306).
한편, 상기 전송 방식 판단 결과(303), 멀티캐스트 혹은 브로드캐스트 물리계층 주소일 경우 멀티미디어 스트림 수신 장치(100)가 가입된 멀티캐스트 그룹 주소 혹은 브로드캐스트 주소가 맞는지 확인한다(308). 상기 확인 결과(308), 가입된 멀티캐스트 그룹 주소가 아니거나 혹은 브로드캐스트 주소가 아닐 경우에는 상기 패킷을 폐기하는 과정(307)으로 진행하고, 가입된 멀티캐스트 그룹 주소 혹은 브로드캐스트 주소가 맞을 경우에는 상기 패킷의 최종 수신을 결정하는 과정(306)으로 진행한다.
여기서, 패킷을 수신하는 경우에는 상기 패킷의 물리계층 주소 및 IP 주소 정보를 함께 전달받는다.
도 4 는 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치 내 IP 패킷 분석부에서의 IP 패킷 처리 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
먼저, IP 패킷 분석부(300)는 통신망과 방송망을 통해 수신되는 IP 패킷을 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부(200)와 엠펙 TS 분석부(102)로부터 각각 전달받는다(401).
이후, 상기 전달받는 IP 패킷의 헤더를 분석하여(402) 주소의 종류를 판단한다(403).
상기 주소 종류 판단 결과(403), IGMP에 할당된 그룹 주소일 경우 상기 IP 패킷을 곧바로 스트림 제어 메시지 처리부(400)로 전달한다(404).
한편, 상기 주소 종류 판단 결과(403), 유니캐스트/멀티캐스트/브로드캐스트 주소일 경우 UDP/TCP 헤더를 분석한다(405). 그리고, 멀티미디어 데이터 전달 방식을 판단한다(406). 상기 멀티미디어 데이터 전달 방식 판단 결과(406), UDP 패킷 혹은 TCP 패킷에 멀티미디어 데이터가 포함되어 있거나, RTP 패킷일 경우에는 데이터 메시지 제어부(500)로 IP 패킷을 전달한다(407). 반면에, 상기 멀티미디어 데이터 전달 방식 판단 결과(406), UDP/TCP 포트 번호를 통한 RTSP, SIP 혹은 RTCP 패킷일 경우에는 스트림 제어 메시지 처리부(400)로 전달하는 과정(404)으로 진행한다.
여기서, 스트림 제어 메시지 처리부(400)는 기존의 호 처리 프로토콜인 SIP/RTSP 프로토콜과 RTCP 메시지를 처리하는 기능을 수행한다. 이때, 기존의 통신망의 호 처리 기능을 재사용한다.
한편, 그 외 종류의 패킷일 경우에는 방송 서비스를 위한 메시지가 아니므로, 일반 데이터 처리를 위하여 종합 제어부(105)로 바로 전달한다.
도 5 는 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치 내 데이터 메시지 제어부에서의 데이터 메시지 처리 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
먼저, 데이터 메시지 제어부(500)는 UDP/TCP 혹은 RTP를 통하여 전송된 패킷이 포함하고 있는 멀티미디어 패킷의 부호화 규격을 판단한다(501).
상기 멀티미디어 패킷의 부호화 규격 판단 결과(501), 엠펙 TS 패킷일 경우 엠펙 TS 분석부(102)로 전달하여 중복 처리되지 않도록 한다(502). 이때, 엠펙 TS 분석부(102)는 기존의 방송 수신 장치 내부 구성요소이다.
한편, 상기 멀티미디어 패킷의 부호화 규격 판단 결과(501), 각 부호화 규격 을 따르는 ES 패킷일 경우 각 부호화 규격을 지원하는 RTP 패킷 구성 표준에 따라 RTP 패킷을 모은 후 ES를 추출한다(503).
예를 들어, 엠펙 2-ES일 경우에는 RFC2250의 정의에 따라 엠펙 2-ES를 구성하고, 엠펙 4-ES일 경우에는 RFC3640의 정의에 따르며, H.264일 경우에는 RFC3984의 정의에 따른다. 이때, 기타 부호화 규격일 경우에는 각 규격에 적합한 RTP 페이로드 구성 방식에 따라 ES를 구성한다. 이와 같이, 표준화 절차에 의해 공지된 방법에 따라 멀티미디어의 ES를 구성한다.
이후, 상기 구성한 멀티미디어의 ES를 버퍼 관리부(600)로 전달한다(504).
여기서, 상기 버퍼 관리부(600)는 각 복호화 장치(즉, 각 복호화 방식별로)에 일 대 일로 매칭되는 각 버퍼를 포함하고 있으며, ES 패킷의 입출력을 제어한다. 상기 방식별 복호화 장치는 복호화 및 그래픽 처리부(104)의 내부에 포함되어 있다.
도 6 은 본 발명에 따른 멀티미디어 스트림 수신 장치에서 멀티미디어 스트림 수신 방법에 대한 일실시예 전체 흐름도이다.
먼저, 방송망 물리계층 분석부(101)와, 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부(200)가 각각 방송망과 통신망을 통해 패킷(엠펙 TS 패킷과 IP 패킷임)을 수신한다(601). 즉, 멀티미디어 스트림은 방송망과 통신망을 통해 동시에 전송된다.
이후, 엠펙 TS 분석부(102)가 방송망 물리계층 분석부(101)로부터 전달받은 엠펙 TS 패킷을 분석하여 복호화를 위해 버퍼 관리부(600)로 전달한다(602).
그리고, IP 패킷 분석부(300)가 통신망 물리계층 및 IP 헤더 분석부(200)로 부터 전달받은 IP 패킷을 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지로 분류하여 스트림 제어 메시지 처리부(400), 데이터 메시지 제어부(500)로 각각 전달한다(603).
이후, 스트림 제어 메시지 처리부(400)와 데이터 메시지 제어부(500)가 IP 패킷 분석부(300)로부터 각각 전달받은 스트림 제어 메시지, 데이터 메시지를 처리한 후 종합 제어부(105), 버퍼 관리부(600)로 각각 전달한다(604). 이때, 데이터 메시지 제어부(500)가 전달받은 패킷이 엠펙 TS 패킷일 경우에는 이를 엠펙 TS 분석부(102)로 전달하여 중복 처리되지 않도록 한다.
이후, 버퍼 관리부(600)가 데이터 메시지 제어부(500)와 엠펙 TS 분석부(102)를 통해 각각 전달받은 멀티미디어 스트림을 ES 패킷의 형태로 구성하여 복호화 및 그래픽 처리부(104)로 전달한다(605). 이때, 버퍼 관리부(600)는 각 복호화 방식에 일 대 일로 매칭되는 버퍼를 포함하고 있다.
이후, 복호화 및 그래픽 처리부(104)가 멀티미디어 스트림을 해당되는 복호화 방식으로 복호화한 후(606), 디스플레이한다(607).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 방송망과 통신망을 통해 멀티미디어 스트림을 동시에 수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 물리계층에 독립적으로 호 처리 프로토콜 메시지와 전송 프로토콜 메시지를 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유니캐스트, 브로드캐스트 전송 방식은 물론 멀티캐스트 전송 방식도 지원할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 엠펙 TS 패킷의 처리가 중복되지 않도록 내부 구성요소를 구현함으로써, 기능상 중복성을 배제할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치에 있어서,
    방송망을 통해 수신되는 멀티미디어 스트림을 복조하기 위한 제1 분석 수단;
    상기 제1 분석 수단으로부터 전달받은, 오디오/비디오 패킷 식별자에 해당되는 엠펙 TS 패킷을 선별하여 복호화를 위해 전달하기 위한 제2 분석 수단;
    통신망을 통해 수신되는 패킷의 물리계층 주소 및 IP 주소를 확인하여 상기 패킷의 최종 수신을 결정하기 위한 제3 분석 수단;
    상기 제3 분석 수단으로부터 IP 패킷을 전달받음에 따라 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지로 분류하기 위한 제4 분석 수단;
    상기 제4 분석 수단으로부터 전달받는 스트림 제어 메시지를 처리하기 위한 스트림 제어 메시지 처리 수단;
    상기 제4 분석 수단으로부터 전달받는 데이터 메시지를 처리하여 복호화를 위해 전달하기 위한 데이터 메시지 제어 수단;
    상기 제2 분석 수단과 상기 데이터 메시지 제어 수단으로부터 멀티미디어 스트림을 각각 전달받아 각 복호화 방식별로 저장하기 위한 저장 관리 수단; 및
    상기 저장 관리 수단으로부터 전달받는 멀티미디어 스트림을 해당되는 복호화 방식으로 복호화하고, 디스플레이하기 위한 복호화 및 그래픽 처리 수단
    을 포함하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 메시지 제어 수단은,
    상기 제4 분석 수단으로부터 엠펙 TS 패킷을 전달받음에 따라 상기 제2 분석 수단으로 전달하여 중복 처리되지 않도록 하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터 메시지 제어 수단은,
    상기 제4 분석 수단으로부터 각 부호화 규격에 따르는 ES 패킷을 전달받음에 따라, 각 부호화 규격을 지원하는 RTP 패킷 구성 표준에 따라 RTP 패킷을 모은 후 ES를 추출하여 상기 저장 관리 수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 분석 수단은,
    상기 패킷의 물리 계층 주소를 분석하여,
    유니캐스트 물리계층 주소일 경우에 상기 패킷의 물리계층 주소 및 IP 주소 와, 상기 멀티미디어 스트림 수신 장치의 물리계층 주소 및 IP 주소를 각각 비교하여 일치함에 따라 상기 패킷의 최종 수신을 결정하고,
    멀티캐스트/브로드캐스트 물리계층 주소일 경우에 상기 멀티미디어 스트림 수신 장치가 가입된 멀티캐스트 그룹 주소/브로드캐스트 주소로 확인됨에 따라 상기 패킷의 최종 수신을 결정하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 분석 수단은,
    상기 전달받은 IP 패킷의 헤더를 분석하여 IGMP에 할당된 그룹 주소일 경우에 상기 스트림 제어 메시지 처리 수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 분석 수단은,
    상기 전달받은 IP 패킷의 헤더를 분석하여 유니캐스트/멀티캐스트/브로드캐스트 주소일 경우에 UDP/TCP 헤더를 분석하여,
    UDP/TCP 패킷에 멀티미디어 데이터가 포함되어 있음에 따라 상기 데이터 메 시지 제어 수단으로 전달하고
    RTP 패킷임에 따라 상기 데이터 메시지 제어 수단으로 전달하며,
    UDP/TCP 포트 번호를 통한 RTSP, SIP 혹은 RTCP 패킷임에 따라 상기 스트림 제어 메시지 처리 수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장 관리 수단은,
    각 복호화 방식에 일 대 일로 매칭되는 각 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치.
  8. 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 방법에 있어서,
    방송망과 통신망을 통해 멀티미디어 스트림을 수신하는 수신 단계;
    상기 방송망을 통해 수신한 엠펙 TS 패킷을 분석하고, 상기 통신망을 통해 수신한 IP 패킷을 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지로 분류하는 패킷 분석ㆍ분류 단계;
    상기 분류한 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지를 각각 처리하는 처리 단계;
    상기 분석한 엠펙 TS 패킷과, 상기 데이터 메시지를 복호화하는 복호화 단계; 및
    상기 복호화한 멀티미디어 스트림을 디스플레이하는 출력 단계
    를 포함하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 패킷 분석ㆍ분류 단계는,
    상기 분석한 엠펙 TS 패킷을 복호화 방식에 따라 해당되는 버퍼로 전달하고,
    상기 처리 단계는,
    상기 분류한 스트림 제어 메시지와 데이터 메시지를 각각 처리하고, 상기 처리한 데이터 메시지를 복호화 방식에 따라 해당되는 버퍼로 전달하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 수신 단계는,
    상기 통신망을 통해 수신한 패킷의 물리계층 주소를 분석하여,
    유니캐스트 물리계층 주소일 경우 상기 수신한 패킷의 물리계층 주소 및 IP 주소와, 멀티미디어 스트림 수신 장치의 물리계층 주소 및 IP 주소를 각각 비교하 여 일치함에 따라 상기 패킷의 최종 수신을 결정하고,
    멀티캐스트/브로드캐스트 물리계층 주소일 경우에 상기 멀티미디어 스트림 수신 장치가 가입된 멀티캐스트 그룹 주소/브로드캐스트 주소로 확인됨에 따라 상기 패킷의 최종 수신을 결정하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 패킷 분석ㆍ분류 단계는,
    상기 통신망을 통해 수신한 IP 패킷의 헤더를 분석하여 IGMP에 할당된 그룹 주소일 경우에 스트림 제어 메시지로 분류하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 패킷 분석ㆍ분류 단계는,
    상기 통신망을 통해 수신한 IP 패킷의 헤더를 분석하여 유니캐스트/멀티캐스트/브로드캐스트 주소일 경우에 UDP/TCP 헤더를 분석하여,
    UDP/TCP 패킷에 멀티미디어 데이터가 포함되어 있음에 따라 데이터 메시지로 분류하고,
    RTP 패킷임에 따라 데이터 메시지로 분류하며,
    UDP/TCP 포트 번호를 통한 RTSP, SIP 혹은 RTCP 패킷임에 따라 스트림 제어 메시지로 분류하는 것을 특징으로 하는 방송ㆍ통신 융합 환경에서의 멀티미디어 스트림 수신 장치에서의 멀티미디어 스트림 수신 방법.
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