KR20070063832A - 음성 다중을 지원하는 방송 시스템 및 방법 - Google Patents

음성 다중을 지원하는 방송 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동형 방송 시스템에서 음성 다중을 지원하기 위한 방법, 및 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 송신측에서는 오디오 요소 스트림을 전송할 때에, 해당 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보 내에 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 포함하여 전송하고, 수신측에서는 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 참조하여 설정된 음성 언어에 해당하는 오디오 요소 스트림의 서술 정보를 파싱하고, 파싱된 정보를 기반으로 해당 오디오 요소 스트림을 디코딩하여 출력하도록 한다. 따라서 사용자는 이동형 방송 수신기에서도 음성 다중을 지원받을 수 있게 된다.
음성 다중, DMB, OD

Description

음성 다중을 지원하는 방송 시스템 및 방법{Broadcasting system and method for supporting sound multiplex}
도 1은 MPEG-4 시스템을 설명하기 위한 DMB 시스템 구조의 예를 보인 도면
도 2는 PAT 신택스 구조의 예를 보인 도면
도 3은 PMT 신택스 구조의 예를 보인 도면
도 4의 (a) 내지 (c)는 도 3의 PMT 신택스 내 IOD 필드, 스트림 타입 필드, 및 스트림 맵 테이블의 예를 보인 도면
도 5의 (a) 내지 (e)는 OD 스트림의 신택스 및 관련 정보의 예를 보인 도면
도 6은 본 발명에 따른 OD 스트림의 신택스 및 관련 정보의 예를 보인 도면
본 발명은 디지털 방송 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동형 방송 시스템에서 음성 다중을 지원하기 위한 방법, 및 장치에 관한 것이다.
고품질의 음성 및 영상 서비스를 언제 어디서나 제공할 수 있는 이동형 방송 중 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting ; DMB)은 듣는 방송에서 보고 듣는 방송으로 진화하였다. 그리고 뛰어난 이동수신 특성을 바탕으로 음 악, 문자, 동영상 등 다양한 콘텐츠를 휴대폰, PDA 등 휴대용 단말을 통해 전달함으로써, 고화질, 고음질을 추구하는 디지털 지상파 TV 방송과 보완적인 관계를 구축한다.
상기 DMB는 유럽의 지상파 라디오 표준으로 채택된 Eureka-147 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting : DAB)에 기반하고 있다. 즉, 상기 Eureka-147은 디지털 오디오 방송(DAB)을 위하여 창안되었으나 2MHz의 좁은 주파수 대역폭을 이용하여 작은 화면 크기의 동영상을 서비스하는 지상파 DMB의 기반 기술로도 사용되고 있다.
또한 DMB는 MPEG-4 방식의 데이터 전송 외에도 TPEG, BWS(Broadcast Website) 등 다른 형태들의 데이터 전송이 가능하여, 이동 수신의 멀티미디어 방송을 지원할 수 있다. 이런 점은 DMB 수신기 자체 뿐 아니라 PDA, 포터블 DVD, 모바일 폰 등 기존 모바일 기기에 많이 응용할 수 있다는 점에서 그 산업적 파급 효과가 매우 크다 할 수 있다.
이때 사용자는 방송사와 중간 사업자들이 보내주는 비디오, 오디오 그리고 데이터를 수신기를 통해 받아 볼 수 있다. 하지만 현재 DMB는 기존의 아날로그 TV나 지상파 DTV에서 사용 중인 음성다중 기능을 지원하지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 DMB에서 음성 다중 서비스가 가능하도록 하는 장치, 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 음성 다중을 지원하는 이동형 방송 시스템은, 오디오 요소 스트림을 전송할 때에, 해당 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보 내에 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 포함하여 전송하는 송신부; 및 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 참조하여 설정된 음성 언어에 해당하는 오디오 요소 스트림의 서술 정보를 파싱하고, 파싱된 정보를 기반으로 해당 오디오 요소 스트림을 디코딩하여 출력하는 수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보는 오브젝트 디스크립터(OD)이며, 각 오브젝트 디스크립터 내에 해당 오디오 요소 스트림의 종류를 식별할 수 있는 필드가 할당되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음성 다중을 지원하는 방법은, 오디오 요소 스트림을 전송할 때에, 해당 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보 내에 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 포함하여 전송하는 단계; 및 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 참조하여 설정된 음성 언어에 해당하는 오디오 요소 스트림의 서술 정보를 파싱하고, 파싱된 정보를 기반으로 해당 오디오 요소 스트림을 디코딩하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예 를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명은 각각의 오디오 요소 스트림(Audio Elementary Stream)을 구분할 수 있는 필드를 할당함으로써, DMB 상에서 음성 다중 서비스가 가능하도록 한다.
특히 본 발명은 MPEG-4 시스템(14496-1)의 오브젝트 디스크립터(Object Descriptor ; OD) 내에 음성 다중을 구분할 수 있는 필드를 할당함으로써, DMB 송/수신기에서 음성 다중을 엔코딩/디코딩할 수 있게 한다.
도 1은 상기 OD를 포함하는 MPEG-4 시스템을 설명하기 위한 DMB 시스템 구조의 예를 보이고 있다.
상기 MPEG-4는 이동 수신을 목적으로 개발되어 고정 및 이동 수신 환경에서 양질의 프로그램 수신을 보장함과 동시에, 이동 단말기(예를 들면, 차량 단말기, 휴대폰, PDA)를 통해 전달할 수 있어, 개인이동방송서비스 제공을 위한 매체로서의 역할을 할 수 있다. 즉, 이동 단말기에 DMB 수신기나 DMB 수신팩을 장착하면 이동 단말기에서 MPEG4-로 부호화된 동영상을 디코딩하여 디스플레이를 할 수 있다. 그러면, 사용자는 휴대폰이나 PDA를 통해 다양한 멀티미디어 서비스를 제공받을 수 있게 된다.
상기 MPEG-4 방식에서는 영상의 내용(contents)에 근거하여 영상 신호를 부호화한다. 즉, 상기 MPEG-4 방식은 내용에 기반한 영상 표현 방법을 사용하며, 화 면을 모양 정보, 움직임 정보, 질감 정보라는 속성을 가지는 비디오 오브젝트들로 분리하여 처리한다. 내용기반 영상표현 방법은 다양한 멀티미디어 응용에서 오브젝트 사이의 상호 관계를 정립하여 이들의 접근과 조작을 쉽게 한다. 다시 말해, MPEG-4에서의 오브젝트 지향 대화형 기능은 멀티미디어 데이터 액세스에 있어서 화면이나 음향의 오브젝트 요소들을 독립적으로 취급하면서 이들을 서로 링크에 의해 결합해 사용자가 화면이나 음향을 자유로이 구성할 수 있도록 한다. 예를 들어, 화면에서 배경을 그대로 둔 채 주인공만을 교체하는 등의 처리가 이전까지는 프로덕션 단계에서만 가능했으나 MPEG-4에서는 사용자 단계에서 가능해진다.
이를 위해 도 1에서와 같이 송신측에서는 다양한 데이터 서비스를 위한 확장성을 고려하여 MPEG-4 시스템에서 압축 부호화한 후 메타 정보와 함께 MPEG-2 시스템으로 전송한다. 즉, 상기 MPEG-4 시스템에서 비디오는 MPEG-4/AVC(Advanced Video Coding)(MPEG-4 파트 10)을 사용하여 압축 부호화한 후 MPEG-4 SL(Sync Layer)로 패킷화하고, 오디오는 MPEG-4/BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding) 방식을 사용하여 압축 부호화한 후 MPEG-4 SL로 패킷화한다. 또한 오브젝트 지향 대화형 기능을 지원하기 위해 MPEG-4 BIFS(Binary Format for Scenes) 대화형 콘텐츠들도 MPEG-4 SL로 패킷화한다.
상기 MPEG-2 시스템에서는 입력되는 MPEG-4 데이터를 PES 형태로 패킷화하고 이어 MPEG-2 TS(Transport Stream)) 형태로 패킷화한 후 추가적인 에러 정정(Forward Error Correction ; FEC)을 수행하여 유레카(Eureka-147) 시스템의 스트림 모드로 전송한다. 다시 말해, 상기 DMB 서비스의 경우 A/V 방송의 전송을 위한 다중화와 동기화는 MPEG-2 시스템을 사용하여 MPEG-2 TS 규격을 따르고, A/V 방송을 제외한 부가 데이터 방송은 MPEG-4 시스템을 사용한다.
이와 같이 지상파 DMB의 송신측에서는 MPEG-4 시스템 표준을 사용하여 오디오/비디오 오브젝트(AV Object)들을 전송하고, 이러한 AV 오브젝트들의 시공간상의 배치를 나타내는 장면 서술 정보(scene description information)를 전송함으로써, 수신기에서 장면을 구성한 후, 2차원 디스플레이에 맞게 렌더링하여 표시할 수 있게 한다. 실제적으로 장면 서술 정보는 트리 구조로 되어 있으며, 트리의 각 노드는 AV 오브젝트를 표시하게 된다. 그리고 상기 트리의 종단 노드에 오브젝트 서술자(Object Descriptor ; OD)가 연결되어 있는데, 이 OD는 오브젝트의 여러 가지 속성과 이 오브젝트에 해당하는 실제 데이터의 위치를 알려주는 정보를 포함하고 있다. 따라서 수신기는 우선 장면 구성 정보를 참조한 후 각 오브젝트의 시공간 상의 위치를 정하고, OD를 이용하여 오브젝트 데이터를 찾아와서 지정된 속성에 따라 이를 장면에 배치한다.
또한 송신측에서는 MPEG-2 TS의 PAT(Program Association Table)와 MPEG-4 시스템 표준의 초기 객체 서술자(Initial Object Descriptor ; IOD)를 다중화 스트림 내에 전송한다. 이때 상기 IOD는 MPEG-2 TS의 PMT(Program Map Table)에 포함된다.
도 2는 상기 PAT 신택스 구조의 일 예를 보인 것으로서, 프로그램의 정보를 담고 있는 TS 패킷의 PID 정보를 제공한다. 상기 PAT는 PID=0인 패킷에 의해 전송되는 특수 정보로서, 각 프로그램 번호마다 그 프로그램의 구성 요소를 기술하며, 프로그램 맵 테이블(PMT)을 전송하는 트랜스포트 패킷의 PID를 가리킨다.
즉, PID가 0인 PAT 테이블을 파싱하여 프로그램 번호(Program number)와 PMT의 PID를 알아낸다. 도 2의 경우 프로그램 번호는 0x0001이고, PMT의 PID는 0x0100임을 알 수 있다.
그리고 상기 PAT로부터 얻어낸 PMT는 도 3과 같이 프로그램을 구성하는 구성 요소들간의 상관 관계를 제공한다. 이때 지상파 DMB는 MPEG-4 콘텐츠가 전송되기 때문에, IOD가 PMT에 포함된다.
즉, MPEG-4로 압축 부호화된 멀티미디어를 MPEG-2 TS로 패킷화할 때, 상기된 PMT 신택스에 MPEG-4에서 정의된 IOD와 SL(Sync Layer) descriptor가 포함된다. 이때, 첫 번째 루프의 descriptor()영역에 IOD가 포함되고, 두번째 루프의 descriptor()영역에 SL descriptor가 포함된다.
상기 IOD는 도 4의 (a)와 같이 전송되는 MPEG-4 콘텐츠의 프로파일(profile)과 레벨(level) 정보를 알려준다. 또한 OD 스트림의 ES(Elementary Stream) ID와 SD(Scene Description) 스트림의 ES ID 정보를 포함한다.
즉, IOD의 ES_descriptor 필드에 OD 스트림에 관한 정보와 SD 스트림에 관한 정보가 기술되어 있다. 상기 IOD는 SD의 BIFS와 OD를 연결시키는 포인터 역할을 한다.
따라서 DMB 수신기의 MPEG-4 시스템에서 IOD를 해석하면 장면 기술에 관한 정보와 각각 오브젝트에 관한 정보를 전송하는 논리적 채널(ES_ID)을 얻을 수 있다. 이 후 각각의 논리적 채널에 접근해서 장면을 구성하고, 각각 오브젝트에 관한 정보를 얻은 후에 음향 혹은 영상에 관한 논리적 채널을 얻을 수 있다.
또한 상기 PMT의 두 번째 루프에는 도 4의 (b)와 같이 SL에서 패킷화된 스트림(packetized stream)이 PES(Packetized Elementary Stream) 타입으로 전송되는지 섹션 타입으로 전송되는지 구분할 수 있는 stream_type 필드와 각 스트림의 PID(elementary_PID) 필드, 그리고 해당 PID의 ES ID 정보를 포함하고 있다. 따라서 PMT 정보를 해석하면 TS로 전송되는 모든 프로그램의 정보를 얻을 수 있다.
즉, PID가 0x0100인 PMT 테이블을 파싱하여 IOD를 알아내고, 도 4의 (b)의 Elementary_PID, ES_ID를 이용하여 도 4의 (c)와 같이 스트림 맵 테이블(Stream Map Table ; SMT)을 만든다.
그리고 도 4의 (c)의 SMT의 SD와 OD의 PID를 이용하여 MPEG-2 TS로부터 도 5의 (a)의 BIFS_Command 스트림과 도 5의 (b)의 OD 스트림을 파싱한다.
즉, 상기 MPEG-2 TS로부터 OD PID를 가진 OD 스트림을 파싱해보면, 도 5의 (c)와 같이 오브젝트 디스크립터(OD)들로 구성되어 있다. 이런 OD 스트림은 동적으로 OD를 업데이트하거나 제거함으로써, 장면을 구성할 수 있다.
상기 각 OD는 ES_descriptor 필드를 포함하고, 상기 ES_descriptor 필드는 ES_ID 필드와 DecoderConfigDescriptor 필드를 포함한다. 상기 DecoderConfigDescriptor 필드는 전송되는 스트림의 종류를 표시한 streamType 필드, 오브젝트의 타입을 알 수 있는 objectTypeIndication 필드, 그리고 각 스트림에 대한 디코딩 정보를 알 수 있는 Decoderspecific info 필드를 포함한다.
일 예로, 스트림 타입 필드 값이 0x04이면 비쥬얼 스트림을, 0x05이면 오디 오 스트림을 나타낸다. 도 5의 (c)의 첫 번째 OD의 스트림 타임 필드는 오디오 스트림을 표시하고, 두 번째 OD의 스트림 타입 필드는 비쥬얼 스트림을 표시한다.
이때 오디오 스트림을 표시한 스트림 타입 필드를 포함한 OD의 ES_descriptor 필드를 파싱하면 오디오 스트림의 ES ID를 얻을 수 있고, 비쥬얼 스트림을 표시한 스트림 타입 필드를 포함한 OD의 ES_descriptor 필드를 파싱하면 비쥬얼 스트림의 ES ID를 얻을 수 있다. 그리고 이렇게 얻어진 ES ID를 이용하여 PMT에서 생성된 ES ID와 PID간의 맵핑 테이블에 의해 Video PID 와 Audio PID를 알아낼 수 있다.
그런데 도 5를 보면, objectTypeIndication 필드와 스트림 타입 필드에 의해서 비주얼 스트림은 H.264로 엔코딩되어 전송되고, 오디오 스트림은 BSAC으로 엔코딩되어 전송된 것만을 알 수가 있지, 음성 다중을 지원하는 필드가 없어 음성 다중 방송을 구분 할 수가 없었다. 즉 현재 오디오 스트림이 한국어로 되어 있는지, 영어로 되어 있는지, 또는 다른 언어로 되어 있는지를 수신측에서는 알 수가 없다.
따라서 본 발명에서는 상기 DecoderConfigDescriptor 필드 내의 사용되지 않는 필드(reserved field, 1비트)를 음성 다중을 위한 필드로 할당한다. 그리고 상기 음성 다중을 위한 필드에 현재 오디오 스트림의 언어 종류를 표시한다.
예를 들어, 상기 음성 다중을 위한 필드 값이 0일 경우 한국어, 1일 경우 제 2 외국어라고 정의하였다고 가정하자.
그러면 수신기가 음성 다중으로 코딩된 오디오 요소 스트림을 전송받았을 경우, 상기 음성 다중을 위한 필드 값을 참조함에 의해, 설정된 음성 언어로 사용자 가 DMB 서비스를 받을 수 있도록 해준다. 상기 설정된 음성 언어는 디폴트 또는 메뉴 화면을 통해 사용자가 설정한 음성 언어이다.
즉, 음성 언어를 선택할 수 있는 메뉴 화면에서, 사용자가 한국어를 선택하면 상기 음성 다중을 위한 필드 값이 0인 OD를 파싱하여 해당 오디오 요소 스트림의 속성 및 위치 정보들을 추출함에 의해 사용자가 한국어로 DMB 서비스를 받을 수 있게 한다. 그리고 사용자가 제2 외국어를 선택하면 상기 음성 다중을 위한 필드 값이 1인 OD를 파싱하여 해당 오디오 요소 스트림의 속성 및 위치 정보들을 추출함에 의해 사용자가 제2 외국어로 DMB 서비스를 받을 수 있게 한다.
이와 같이 본 발명은 MPEG-4 시스템의 ObjectDescriptor 내에 음성 다중을 위한 필드를 정의하여 오디오 스트림의 종류를 구분하도록 함으로써, 사용자는 DMB 방송을 음성 다중으로 서비스 받을 수 있게 된다. 즉, 수신측에서는 복수개 이상의 오디오 스트림이 수신될 경우, 사용자가 선택한 언어의 음성으로 DMB 방송을 서비스할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
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 음성 다중을 지원하는 방송 시스템 및 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 송신측에서 오디오 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 전송함으로써, DMB 수신기상에서 음성 다중 기능을 이용할 수 있게 한다.
둘째, 사용자에게 메뉴 화면 등을 통해 음성 다중 선택 기능을 제공해 줌으로써, DMB가 널리 확산되게 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 오디오 요소 스트림을 전송할 때에, 해당 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보 내에 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 포함하여 전송하는 송신부; 및
    상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 참조하여 설정된 음성 언어에 해당하는 오디오 요소 스트림의 서술 정보를 파싱하고, 파싱된 정보를 기반으로 해당 오디오 요소 스트림을 디코딩하여 출력하는 수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성 다중을 지원하는 이동형 방송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보는 오브젝트 디스크립터(OD)이며, 각 오브젝트 디스크립터 내에 해당 오디오 요소 스트림의 종류를 식별할 수 있는 필드가 할당되는 것을 특징으로 하는 음성 다중을 지원하는 이동형 방송 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수신부는
    적어도 복수개의 오디오 요소 스트림이 전송되면, 각 오디오 요소 스트림에 해당하는 음성 언어를 선택할 수 있는 메뉴 화면을 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 이동형 방송 시스템.
  4. 오디오 요소 스트림을 전송할 때에, 해당 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보 내에 상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 포함하여 전송하는 단계; 및
    상기 오디오 요소 스트림의 종류를 구분할 수 있는 정보를 참조하여 설정된 음성 언어에 해당하는 오디오 요소 스트림의 서술 정보를 파싱하고, 파싱된 정보를 기반으로 해당 오디오 요소 스트림을 디코딩하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음성 다중을 지원하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 오디오 요소 스트림의 속성 정보와 위치 정보를 서술하는 정보는 오브젝트 디스크립터(OD)이며, 각 오브젝트 디스크립터 내에 해당 오디오 요소 스트림의 종류를 식별할 수 있는 필드가 할당되는 것을 특징으로 하는 음성 다중을 지원하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    각 오디오 요소 스트림의 종류는 음성 언어를 기준으로 구분되는 것을 특징으로 하는 음성 다중을 지원하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신 단계에서 설정된 음성 언어는 디폴트 또는 메뉴 화면을 통해 사용자가 설정한 음성 언어인 것을 특징으로 하는 음성 다중을 지원하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 수신 단계는
    적어도 복수개의 오디오 요소 스트림이 수신되면, 각 오디오 요소 스트림에 해당하는 음성 언어를 선택할 수 있는 메뉴 화면을 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 다중을 지원하는 방법.
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