KR20120099837A

KR20120099837A - 디지털 비디오 방송 시스템에서 스케일러블 비디오 코딩을 지원하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120099837A
Application number: KR1020110018294A
Authority: KR
Inventors: 윤성렬; 정홍실; 양현구
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2012-09-12

Abstract

본 발명은 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 동작 방법은, 프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑된, 하나의 서비스에 대한 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 수신하는 과정과, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되며, 상기 수신된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림 중, 상기 서비스에 대해 단말이 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 추출하는 과정과, 상기 추출된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 SVC 디코딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 비디오 방송 시스템에서 스케일러블 비디오 코딩을 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING SCALABLE VIDEO CODING IN DIGITAL VIDEO BROADCASTING SYSTEM}

본 발명은 디지털 비디오 방송(DVB: Digital Video Broadcasting) 시스템에 관한 것으로, 특히, DVB 시스템에서 스케일러블 비디오 코딩(SVC: Scalable Video Coding)을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 방송은 고화질, 고음질, 그리고 보다 다양한 서비스를 사용자에게 제공하기 위하여 종래의 아날로그 방식이 아닌 디지털 방식으로 방송신호를 송출하는 기술을 의미한다. 이러한 디지털 방송은, 예를 들어 디지털 오디오 방송(DAB: Digital Audio Broadcasting), 디지털 비디오 방송(DVB: Digital Video Broadcasting), 디지털 멀티미디어 방송(DMB: Digital Multimedia Broadcasting) 등을 포함한다. 그 중 DVB는 유럽의 디지털 방송 기술로, 기존의 디지털 방송뿐만 아니라 이동용, 휴대용으로 디지털 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한 전송 규격이다.

DVB 시스템은 MPEG 2 TS(Moving Picture Experts Group 2 Transport Stream) 기반의 방송 데이터를 다중화하고, IP(Internet Protocol) 기반의 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다. 또한, DVB 시스템은 다양한 서비스에 따른 데이터 스트림들을 하나의 IP 스트림에 다중화하여 전송할 수 있다. 이 경우, 사용자는 IP 스트림을 수신하고, 이를 다시 개별 서비스에 따른 데이터 스트림으로 역다중화한 후, 상기 개별 서비스에 따른 데이터 스트림을 복조함으로써, 상기 복조된 데이터를 화면으로 출력할 수 있다.

종래에는 고정형 수신기에 방송 서비스를 제공하기 위한 표준으로 2세대 지상파 DVB(DVB-T2: Digital Video Broadcasting for a Second Generation Terrestrial) 시스템이 개발된 바 있다. 또한, DVB-T2 시스템의 물리적 계층 구조에 근거하여, 이동통신 기술과 같이 이동성이 고려되는 수신기를 제공하기 위한 표준으로 차세대 휴대 DVB(DVB-NGH: Digital Video Broadcasting for Next Generation Handheld) 시스템의 개발이 이루어지고 있다.

DVB-T2 시스템은 단일 물리계층 존 프레임 구조를 가지며, 하나의 프레임 구간 동안 하나의 시스템 파라미터를 가진다. 따라서, 시스템 파라미터가 변하지 않는 한 DVB-T2 시스템의 특성은 동일한 강인성(robustness)과 동일한 효율성(efficiency)를 가지게 된다.

반면, DVB-NGH 시스템은 방송 시스템의 효율을 높이기 위한 다수 물리계층 존(Multi PHY-zone : Multi Physical layer-zone) 프레임 구조를 가지며, 프레임을 구성하는 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들은 서로 다른 시스템 파라미터를 가진다. 따라서, DVB-NGH 시스템에서는 PHY-zone별로 강인성 또는 효율성을 달리할 수 있다. 또한, DVB-NGH 시스템은, 이와 같은 프레임 구조를 이용함에 따라, 서로 다른 방송환경의 다양한 사용자들, 예를 들어 이동(Mobile) 단말, 보행자(pedestrian) 단말, 정지(Fixed) 단말 등이 존재하는 환경에서 사용자 별로 시스템을 최적화시킬 수 있다. 일 예로, PHY-zone 0에는 이동 단말을 위한 시스템을 적용하고, PHY-zone 1에는 보행자 단말을 위한 시스템을 적용하며, PHY-zone 2에는 정지 단말을 위한 시스템을 적용하여, 효율성과 강인성을 동시에 고려하는 시스템을 구성할 수 있다.

한편, 스케일러블 비디오 코딩(SVC: Scalable Video Coding)은 하나의 컨텐츠를 서비스 형태에 따라 가변적으로 사용할 수 있도록 포맷을 변환하는 비디오 코딩 방식이다. 예를 들어, HDTV(High Definition Television)용으로 제작된 컨텐츠를 DMB에서 사용하기 위해서는 별도의 인코딩이 필요하나, SVC를 사용하면 HDTV는 물론, SDTV(Standard Definition Television), DMB에서도 해당 컨텐츠를 사용할 수 있다.

상기 SVC의 목적은 고화질 비디오 비트 스트림의 인코딩을 가능하게 하는 것이다. 이를 위해 비트 스트림은 SVC 인코더에 의해서 하나 이상의 서브셋(subset) 비트 스트림들로 인코딩되며, 각 서브셋 비트 스트림들은 기본 계층(Base Layer) 스트림 또는 하나 이상의 향상 계층(Enhanced Layer) 스트림으로 구성된다. 여기서, 기본 계층 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 비트 스트림이고, 하나 이상의 향상 계층 스트림은 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 비트 스트림이다. 이와 같이 인코딩된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림들은 채널을 통해서 수신기로 전송된다. 각 수신기는 SVC 디코더가 지원하는 데이터 전송률을 기반으로, 해당 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 결정하고, 채널을 통해서 수신되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림들 중 상기 결정된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 SVC 디코더를 통해 디코딩한다. 이로써, 각 수신기는 구현하고자 하는 데이터 전송률을 만족하는 비디오를 화면에 출력할 수 있다.

하지만, 현재 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 시스템에서 SVC를 지원하는 방안에 대해 논의되고 있지 않으며, 따라서 SVC를 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에 적용하기 위한 방안이 요구된다.

본 발명의 목적은 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 서로 다른 방송환경의 다양한 사용자들을 지원하기 위한 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들에 SVC를 적용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 서로 다른 방송환경의 다양한 사용자들을 지원하기 위한 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들에 SVC를 적용하기 위한 시그널링 요소(즉, SVC component)를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 동작 방법은, 프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑된, 하나의 서비스에 대한 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 수신하는 과정과, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되며, 상기 수신된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림 중, 상기 서비스에 대해 단말이 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 추출하는 과정과, 상기 추출된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 SVC 디코딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 동작 방법은, SVC 인코딩을 통해 서비스별로 비트 스트림을 하나 이상의 서브셋 비트 스트림으로 분리하는 과정과, 서비스별로, 해당 서비스에 대해 상기 분리된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑하여 단말들에게 전송하는 과정을 포함하며, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 견지에 따르면, DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 장치는, 프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑된, 하나의 서비스에 대한 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 수신하는 수신기와, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되며, 상기 수신된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림 중, 상기 서비스에 대해 단말이 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 추출하고, 상기 추출된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 SVC 디코딩하는 SVC 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 견지에 따르면, DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 장치는, SVC 인코딩을 통해 서비스별로 비트 스트림을 하나 이상의 서브셋 비트 스트림으로 분리하고, 서비스별로, 해당 서비스에 대해 상기 분리된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑하는 SVC 인코더와, 상기 프레임을 단말들에게 전송하는 송신기를 포함하며, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 서로 다른 방송환경의 다양한 사용자들을 지원하기 위한 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들에 SVC를 적용함으로써, 물리계층 존 별 시스템 성능을 SVC에 이용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에서 고려하는 다수 물리계층 존 프레임 구조를 도시한 예시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 다수 물리계층 존 프레임 구조를 도시한 예시도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 송신기의 동작 방법을 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 단말의 동작 방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 송신기의 구성 장치를 도시한 블럭도, 및
도 6은 본 발명에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 단말의 구성 장치를 도시한 블럭도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 시스템에서 서로 다른 방송환경의 다양한 사용자들을 지원하기 위한 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들에 SVC를 적용하기 위한 방안에 대해 설명하기로 한다. 이하 설명은, DVB 시스템을 예로 들어 설명할 것이나, 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지며 SVC의 적용이 요구되는 모든 시스템에 적용 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에서 고려하는 다수 물리계층 존 프레임 구조를 도시한 예시도이다.

상기 도 1을 참고하면, 다수 물리계층 존 프레임은, 제1 프리앰블 심볼(P1: Preamble symbol 1)(100)과 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들, 예를 들어 3개의 PHY-zone, 즉 PHY-zone 0(110), PHY-zone 1(111), PHY-zone 2(112)를 포함하여 구성된다.

P1(100)은 프레임의 시작 부분에 전송되는 프리앰블 신호로서, 단말은 이를 수신하여 프레임 동기를 획득할 수 있다. P1(100)은 또한 PHY-zone 0(110)의 FFT 사이즈(FFT_size), 보호구간(GI: Guard Interval)에 대한 정보를 포함하며, 단말은 이와 같은 정보를 기반으로 프레임 내 PHY-zone 0(110)의 전송 데이터를 수신할 수 있다.

프레임 내 첫 PHY-zone, 즉 PHY-zone 0(110)은 제2 프리앰블 심볼(P2: Preamble symbol 2)을 포함하는 영역이다. P2는 P1(100) 이후에 전송되는 프리앰블 신호로서, 물리계층 존 정보(120)와 데이터 맵(121)을 전송한다.

여기서, 물리계층 존 정보(120)는 다수의 물리계층 존을 위한 L1 시그널링(Layer 1 signalling) 정보를 의미한다. 여기서, 다수의 물리계층 존을 위한 L1 시그널링 정보는, 물리계층 존별 시스템 파라미터 정보로서 해당 물리계층 존의 길이(ZONE_LENGTH), 해당 물리계층 존에 사용된 파일럿 패턴(PILOT_PATTERN), 해당 물리계층 존의 FFT 사이즈(FFT_size), 해당 물리계층 존에 사용된 보호구간(GI: Guard Interval) 등의 정보를 포함한다. 또한, 다수의 물리계층 존을 위한 L1 시그널링 정보는, 물리계층 존별 PLP의 구성 요소에 대한 정보(L1-post signaling)로서 물리계층 존 내 해당 PLP의 식별자(PLP ID), 해당 PLP의 타입(PLP type), 해당 PLP의 페이로드 데이터 타입(PLP payload type), 추가적으로 본 발명에 따라, 물리계층 존 내 해당 PLP의 서브셋 비트 스트림을 구분하기 위한 SVC 컴포넌트(SVC_Component) 등의 정보를 포함한다. 단말은 이와 같은 물리계층 존 정보(120)를 기반으로 프레임 내 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들(110, 111, 112) 중 원하는 서비스가 전송되는 PHY-zone들의 전송 데이터를 수신할 수 있다.

여기서, 상기 SVC 컴포넌트는, 일예로 하기 <표 1>과 같은 시그널링 포맷(signaling format)으로 설정될 수 있다.

SVC Component	Value
1st Layer	00
2nd Layer	01
3rd Layer	10
Non SVC	11

여기서, 예를 들어, 1st Layer는 기본 계층 스트림으로 구성되고, 2nd Layer는 제1 향상 계층 스트림으로 구성되며, 3rd Layer는 제2 향상 계층 스트림으로 구성될 수 있다.

데이터 맵(121)은 다수의 물리계층 존(PHY-zone)들(110, 111, 112)의 자원할당정보를 포함한다. 종래 DVB-T2 시스템의 L1 시그널링 정보를 전송하기 위한 물리계층 존의 영역은 이미 정의되어있기 때문에 다수의 물리계층 시스템에 대한 추가 시스템 정보(L1 시그널링 정보)를 기존의 물리계층 존 영역에 전송하기에는 공간의 부족이 발생할 수 있다. 이러한 경우 상기 데이터 맵(121)을 정의하여 다수의 물리계층 존들(110, 111, 112)의 자원할당정보를 전송할 수 있다. 상기 데이터 맵(121)을 추가하여 종래 DVB-T2 시스템의 공존(Compatibility)를 유지할 수 있다.

다수의 물리계층 존(PHY-zone)들(110, 111, 112)은 방송 서비스 데이터 혹은 방송 서비스 데이터를 적절하게 수신하기 위한 정보를 전송하기 위한 영역으로, DATA_PZ(Data_Physical Zone) 및 CS_PZ(Closing Symbol Physical Zone)으로 구성된다. 여기서, DATA_PZ는 방송 서비스 데이터를 전송하는 영역이며, CS_PZ는 해당 PHY-zone의 마지막 OFDM 심벌로서 채널 추정을 위한 다수의 파일럿 심볼들을 포함하는 영역이다.

방송 시스템은 다수의 방송 서비스들을 제공할 수 있으며, 방송 서비스들 각각은 PHY-zone 0(110), PHY-zone 1(111), PHY-zone 2(112) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 제공된다. 상기 PHY-zone 0(110), PHY-zone 1(111), PHY-zone 2(112)는 서로 다른 방송 서비스를 제공할 수 있으며, 또는 본 발명과 같이 동일한 서비스에 대해 서로 다른 데이터 전송률 혹은 다른 부호율을 제공할 수 있다. 또는, 다수의 방송 서비스들이 하나의 PHY-zone을 통해 제공될 수도 있다. 예를 들어, PHY-zone 0(110)에는 방송 서비스 1,2,3이 제공될 수 있으며, PHY-zone 1(111)에서도 방송 서비스 1,2,3가 제공될 수 있다. 이 경우 PHY-zone 1(111)을 통해 제공되는 방송 서비스 1,2,3은 PHY-zone 0(110)을 통해 제공되는 방송 서비스 1,2,3와 다른 데이터 전송률 혹은 다른 부호율을 가질 수 있다. 각 방송 서비스는 해당 PHY-zone(110, 111, 112) 내에서 PLP(Physical layer Pipe)로 구분된다. 각 PHY-zone(110, 111, 112)에는 서로 다른 물리계층 시스템 파라미터(예를 들어, FFT 사이즈)가 적용된다. 여기서, 각 PHY-zone에 적용되는 FFT 사이즈에 따라 해당 PHY-zone 내 하나의 PLP 기본 단위를 구성하는 부반송파 간격과 심볼 구간(duration)이 달라진다.

이와 같은 다수 물리계층 존 프레임 구조를 이용함으로써, 방송 시스템은 서로 다른 방송환경의 다양한 사용자들, 예를 들어 이동(Mobile) 단말, 보행자(pedestrian) 단말, 정지(Fixed) 단말 등이 존재하는 환경에서 사용자 별로 채널특성에 따라 물리계층 시스템 파라미터(예를 들어, FFT 사이즈)를 최적화시킬 수 있다. 일 예로, PHY-zone 0(110)에는 이동 단말을 위한 시스템을 적용하고, PHY-zone 1(111)에는 보행자 단말을 위한 시스템을 적용하며, PHY-zone 2(112)에는 정지 단말을 위한 시스템을 적용하여, 효율성과 강인성을 동시에 고려하는 시스템을 구성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 다수 물리계층 존 프레임 구조를 도시한 예시도이다.

상기 도 2를 참조하면, 다수의 물리계층 존에 의해서 서로 다른 방송환경의 다양한 사용자들이 구별되는 DVB 시스템에서, PHY-zone 0은 기본 계층 스트림으로 구성되고, PHY-zone 1은 제1 향상 계층 스트림으로 구성되며, PHY-zone 2는 제2 향상 계층 스트림으로 구성될 수 있다.

이와 같은 DVB 시스템에서, 지원되는 다수의 PLP별로, 다수의 물리계층 존에 존재하는 해당 PLP(Physical Layer Pipe)에 대하여 SVC를 적용할 수 있다. 여기서, PLP는 방송 서비스를 구분한다.

이에 따라, PLP1의 경우, 먼저 PHY-zone 0의 사용자는 PHY-zone 0의 PLP1을 수신하게 된다. 여기서 PHY-zone 0의 PLP1은 SVC의 기본 계층 스트림으로 구성되며, 단말은 이와 같은 서브셋 비트 스트림을 SVC 디코딩함으로써, 일반적으로 저화질(QVGA: Quarter Video Graphic Array)의 화면을 출력하게 된다.

다음으로 PHY-zone 1의 사용자는 PHY-zone 0의 PLP1과 PHY-zone 1의 PLP1을 모두 수신하게 된다. 여기서 PHY-zone 0의 PLP1은 기본 계층 스트림으로 구성되고 PHY-zone 1의 PLP1은 제1 향상 계층 스트림으로 구성된다. 단말은 이와 같은 다수의 서브셋 비트 스트림들을 SVC 디코딩함으로써, 보다 높은 화질(SD: Standard Definition)의 화면을 출력하게 된다.

마지막으로 PHY-zone 2의 사용자는 PHY-zone 0의 PLP1과 PHY-zone 1의 PLP1과, PHY-zone 2의 PLP1을 모두 수신하게 된다. 여기서 PHY-zone 0의 PLP1은 기본 계층 스트림으로 구성되고 PHY-zone 1의 PLP1은 제1 향상 계층 스트림으로 구성되며 PHY-zone 2의 PLP1은 제2 향상 계층 스트림으로 구성된다. 단말은 이와 같은 다수의 서브셋 비트 스트림들을 SVC 디코딩함으로써, 가장 높은 화질(HD: High Definition)의 화면을 출력하게 된다.

여기서, 각 PHY-zone에는 서로 다른 물리계층 시스템 파라미터(예를 들어, FFT 사이즈)가 적용되며, 이에 따라 PHY-zone별로 강인성 또는 효율성을 달리할 수 있다. 각 PHY-zone을 구성하는 기본 계층 스트림 또는 하나 이상의 향상 계층 스트림에는 서로 다른 변조 및 부호율((modulation and coding rate)이 적용될 수 있으며, 이에 따라 각 서브셋 비트 스트림별로 강인성 또는 효율성을 달리할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 송신기의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 송신기는 301단계에서 다수의 단말들에 대하여 스케줄링을 수행한다.

이후, 상기 송신기는 303단계에서 단말들에게 프레임 동기 획득을 위한 P1을 생성한다.

이후, 상기 송신기는 305단계에서 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하는 물리계층 존 정보를 생성하고, 상기 생성된 물리계층 존 정보를 포함하는 P2를 생성한다.

이후, 상기 송신기는 307단계에서 SVC 인코딩을 통해 서비스별로 비트 스트림을 기본 계층 스트림 및 하나 이상의 향상 계층 스트림으로 분리한다.

이후, 상기 송신기는 309단계에서 서비스별로 기본 계층 스트림 및 하나 이상의 향상 계층 스트림을 다수의 물리계층 존에 각각 매핑한다.

이후, 상기 송신기는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도시하지는 않았으나, 일반적으로 상기 P1, P2 및 다수의 물리계층 존을 포함하도록 프레임을 구성하여 단말들에게 전송한다. 혹은 상기 P1, P2 및 다수의 물리계층 존을 각각 별도의 프레임 또는 전송 단위로 분할하여 전송할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 단말의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 단말은 401단계에서 송신기에 의해 전송되는 P1을 이용하여 프레임 동기를 획득한다.

이후, 상기 단말은 403단계에서 송신기에 의해 전송되는 P2를 이용하여 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하는 물리계층 존 정보를 획득한다. 여기서, 상기 단말은 상기 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 기반으로, 수신이 요구되는 서비스의 서브셋 비트 스트림들(즉, 기본 계층 스트림 및 하나 이상의 향상 계층 스트림들)이 각각 매핑된 물리계층 존을 확인할 수 있다. 이를 위해 상기 단말은 해당 서비스에 대한 PLP 식별자에 대한 정보와 서브셋 비트 스트림 개수에 대한 정보를 미리 알고 있어야 하며, 이와 같은 정보는 서비스 제공자가 주기적으로 방송하는 시스템 정보 혹은 프레임 내의 정보를 통해 획득할 수 있다.

이후, 상기 단말은 405단계에서 상기 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 기반으로, 수신이 요구되는 서비스에 대하여, 다수의 물리계층 존에 각각 매핑된 기본 계층 스트림 및 하나 이상의 향상 계층 스트림을 수신한다.

이후, 상기 단말은 407단계에서 내부 SVC 디코더에서 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 추출하고, 상기 추출된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 SVC 디코딩한다.

이후, 상기 단말은 409단계에서 상기 SVC 디코딩에 따라 획득된 비디오를 화면에 출력한다. 상기 단말은 구현하고자 하는 데이터 전송률을 만족하는 비디오를 화면에 출력할 수 있다.

예를 들어, 수신이 요구되는 서비스가 PLP1로서 구분되며, 해당 서비스의 비디오 비트 스트림이 기본 계층 스트림과, 제1 향상 계층 스트림 및 제2 향상 계층 스트림으로 구성된다면, 상기 단말은 상기 기본 계층 스트림과, 제1 향상 계층 스트림 및 제2 향상 계층 스트림 각각이 매핑된 물리계층 존을 확인하고, 확인된 물리계층 존에서 기본 계층 스트림과, 제1 향상 계층 스트림 및 제2 향상 계층 스트림 각각을 수신한다. 만약, 내부 SVC 디코더에서 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림이 기본 계층 스트림과 제1 향상 계층 스트림이라면, 상기 단말은 수신된 모든 서브셋 비트 스트림들 중 기본 계층 스트림과 제1 향상 계층 스트림만을 추출하여 SVC 디코딩을 수행한다. 이로써 상기 단말은 구현하고자 하는 데이터 전송률을 만족하는 비디오를 화면에 출력할 수 있다.

도시하지는 않았으나, 단말은 수신 상황이나 단말 성능 혹은 사용자 입력 등의 각종 조건에 따라 원하는 서브셋 비트 스트림만을 수신 혹은 복호할 수도 있다. 예를 들어, 단말의 SVC 디코더에서 지원하는 데이터 전송률이 HD급 비디오를 출력하기에 충분하다 하더라도, 단말의 메모리 혹은 프로세서의 현재 상태나 사용자의 선택 등에 의해 SD급 비디오를 출력할 수도 있다.

이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 5는 본 발명에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 송신기의 구성 장치를 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 송신기는, 스케줄러(500), 송신데이터 분류기(502), 패킷 생성기(504), 데이터 맵(map) 생성기(506), 물리계층 존 정보 생성기(508), 다중화기(MUX)(510), 물리계층 인코더(512), RF 송신기(516)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 물리계층 인코더(512)는 SVC 인코더(514)를 포함하여 구성된다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 스케줄러(500)는 송신데이터 분류기(502)로부터의 데이터에 대해 스케줄링을 수행하고, 상기 스케줄링 결과를 송신데이터 분류기(502), 데이터 맵 생성기(506), 물리계층 존 정보 생성기(508)로 출력한다.

상기 송신데이터 분류기(502)는 송신 데이터(또는 서비스 패킷)들을 종류별로 분류하여 버퍼링하였다가 상기 스케줄링 결과에 따라 출력한다.

상기 패킷 생성기(504)는 송신데이터 분류기(502)로부터의 송신 데이터들을 이용하여 패킷을 생성한다.

상기 데이터 맵 생성기(506)는 상기 스케줄링 결과에 따라 자원할당정보를 포함하는 데이터 맵(map)을 생성하고, 이를 출력한다.

상기 물리계층 존 정보 생성기(508)는 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하는 물리계층 존 정보를 생성하고, 이를 출력한다.

상기 MUX(510)는 패킷 생성기(504), 데이터 맵 생성기(506), 물리계층 존 정보 생성기(508)로부터의 패킷들을 미리 정해진 규칙에 따라 선택하여 출력한다. 예를 들어, 상기 MUX(510)는 프레임이 시작되면, 데이터 맵 생성기(506)와 물리계층 존 정보 생성기(508)의 출력을 선택하여 출력하고, 하향링크 데이터 구간에서 패킷 생성기(504)로부터의 패킷들을 선택하여 출력한다.

상기 물리계층 인코더(512)는 프레임의 시작 부분에 동기 획득을 위한 프리앰블 신호를 생성하여 출력하고, 이후 MUX(510)로부터의 패킷들을 물리계층 인코딩하여 출력한다. 여기서, 상기 물리계층 인코더(512)는 채널부호블럭, 변조블럭 등을 포함하여 구성될 수 있다. OFDM 시스템을 가정할 경우, 채널부호블럭은 채널인코더(channel encoder), 인터리버(interleaver), 등으로 구성되고, 변조블럭은 변조기(modulator) 및 송신 데이터를 다수의 직교하는 부반송파들에 싣기 위한 IFFT연산기 등으로 구성될 수 있다. 추가적으로, 본 발명에 따라 상기 물리계층 인코더(512)는 SVC 인코더(514)를 포함하여 구성되며, 상기 SVC 인코더(514)는 SVC 인코딩을 통해 서비스별로 비트 스트림을 기본 계층 스트림 및 하나 이상의 향상 계층 스트림으로 분리하고, 서비스별로 기본 계층 스트림 및 하나 이상의 향상 계층 스트림을 다수의 물리계층 존에 각각 매핑한다.

도시하지는 않았으나, 상기 SVC 인코더(514)는 경우에 따라 패킷 생성기(504)와 MUX(510)사이에 위치할 수 있다. 이 경우, 물리계층 인코더(512)는 SVC인코더(514)를 제외한 채널부호블럭, 변조블럭등으로 구성된다.

상기 RF 송신기(516)는 물리계층 인코더(512)로부터의 기저대역 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

도 6은 본 발명에 따른 다수 물리계층 존 프레임 구조를 가지는 DVB 시스템에서 SVC를 적용하기 위한 단말의 구성 장치를 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 단말은, RF 수신기(600), 물리계층 디코더(602), 역다중화기(DE-MUX)(606), 패킷 분석기(608), 데이터 맵 분석기(610), 물리계층 존 정보 분석기(612), 서비스 패킷 재조립기(614)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 물리계층 디코더(602)는 SVC 디코더(604)를 포함하여 구성된다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 RF 수신기(600)는 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

상기 물리계층 디코더(602)는 프레임의 시작 부분에 수신되는 프리앰블 신호를 이용하여 동기를 획득한 후, 상기 RF 수신기(600)로부터의 디지털 신호를 물리계층 디코딩하여 소정의 패킷들을 DE-MUX(606)로 전달한다. 여기서, 상기 물리계층 디코더(602)는 복조블럭, 채널복호블럭 등을 포함하여 구성될 수 있다. OFDM 시스템을 가정할 경우, 복조블럭은 각 부반송파에 실린 데이터를 추출하기 위한 FFT연산기, 복조기(demodulator) 등으로 구성되고, 채널복호블럭은, 디인터리버(deinterleaver), 채널디코더(channel decoder) 등으로 구성될 수 있다. 추가적으로, 본 발명에 따라 상기 물리계층 디코더(602)는 SVC 디코더(604)를 포함하여 구성되며, 상기 SVC 디코더(604)는 물리계층 존 정보 분석기(612)로부터의 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 기반으로, 수신이 요구되는 서비스에 대하여, 다수의 물리계층 존에 각각 매핑된 기본 계층 스트림 및 하나 이상의 향상 계층 스트림을 획득하고, 그 중 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 추출한 후, 상기 추출된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 SVC 디코딩한다.

상기 DE-MUX(606)는 상기 물리계층 디코더(602)로부터의 패킷들을 소정 규칙에 따라 분류하여 해당 분석기로 제공한다. 먼저, 상기 DE-MUX(606)는 프레임 시작 부분의 소정 영역에서 수신되는 패킷들을 데이터 맵 분석기(610)와 물리계층 존 정보 분석기(612)로 출력하고, 하향링크 데이터 구간에서 수신되는 데이터 패킷들을 패킷 분석기(608)로 출력한다.

상기 패킷 분석기(608)는 DE-MUX(606)로부터의 데이터 패킷들에 대한 에러검출 등을 수행하고, 헤더를 제거하여 페이로드를 출력한다.

상기 데이터 맵 분석기(610)는 DE-MUX(606)로부터의 패킷들을 분석하여 하향링크 버스트들 및 상향링크 버스트들에 대한 자원할당정보를 획득하고, 상기 획득된 자원할당정보를 상기 물리계층 디코더(602)로 제공한다.

상기 물리계층 존 정보 분석기(612)는 DE-MUX(606)로부터의 패킷들을 분석하여 물리계층 존 정보를 획득하고, 상기 획득된 물리계층 존 정보를 상기 물리계층 디코더(602)로 제공한다. 여기서, 상기 물리계층 존 정보는 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하여 구성된다.

상기 서비스 패킷 재조립기(614)는 패킷 분석기(608)로부터의 페이로드들을 가지고 서비스 패킷(예 : Service Data Unit)을 조립하여 출력한다. 이와 같이 처리된 서비스 패킷들은 응용계층에서 처리된다. 즉, 응용계층은 SVC 디코딩에 따라 획득된 비디오를 화면에 출력한다. 이로써, 상기 단말은 구현하고자 하는 데이터 전송률을 만족하는 비디오를 화면에 출력할 수 있다.

도시하지는 않았으나, 상기 SVC 디코더(604)는 경우에 따라 패킷 분석기(608)와 DE-MUX(606) 사이에 위치할 수 있다. 이 경우, 물리계층 디코더(602)는 SVC 디코더(604)를 제외한 채널복호블럭, 복조블럭등으로 구성된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

RF 수신기 600, 물리계층 디코더 602, SVC 디코더 604, 역다중화기 606, 패킷 분석기 608, 데이터 맵 분석기 610, 물리계층 존 정보 분석기 612, 서비스 패킷 재조립기 614

Claims

프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑된, 하나의 서비스에 대한 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 수신하는 과정과, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되며,
상기 수신된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림 중, 상기 서비스에 대해 단말이 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 추출하는 과정과,
상기 추출된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 스케일러블 비디오 코딩(SVC: Scalable Video Coding) 디코딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 방송(DVB: Digital Video Broadcasting) 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 동작 방법.
제 1 항에 있어서,
송신기에 의해 전송되는 P2를 수신하여 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하는 물리계층 존 정보를 획득하는 과정과,
상기 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 기반으로, 상기 서비스에 대한 하나 이상의 서브셋 비트 스트림이 각각 매핑된 물리계층 존을 확인하는 과정을 더 포함하며,
여기서, 상기 SVC 컴포넌트 값은 물리계층 존 내 해당 PLP의 서브셋 비트 스트림을 구분하는 값임을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 동작 방법.
제 1 항에 있어서,
기본 계층 스트림은 프레임 내 제0 물리계층 존에 매핑되고, 제1 향상 계층 스트림은 프레임 내 제1 물리계층 존에 매핑되며, 제2 향상 계층 스트림은 프레임 내 제2 물리계층 존에 매핑되는 것을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 동작 방법.
스케일러블 비디오 코딩(SVC: Scalable Video Coding) 인코딩을 통해 서비스별로 비트 스트림을 하나 이상의 서브셋 비트 스트림으로 분리하는 과정과,
서비스별로, 해당 서비스에 대해 상기 분리된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑하여 단말들에게 전송하는 과정을 포함하며, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 방송(DVB: Digital Video Broadcasting) 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 동작 방법.
제 4 항에 있어서,
물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하는 물리계층 존 정보를 생성하여 P2를 통해 단말들에게 전송하는 과정을 더 포함하며,
여기서, 상기 SVC 컴포넌트 값은 물리계층 존 내 해당 PLP의 서브셋 비트 스트림을 구분하는 값임을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 동작 방법.
제 4 항에 있어서,
기본 계층 스트림은 프레임 내 제0 물리계층 존에 매핑되고, 제1 향상 계층 스트림은 프레임 내 제1 물리계층 존에 매핑되며, 제2 향상 계층 스트림은 프레임 내 제2 물리계층 존에 매핑되는 것을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 동작 방법.
프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑된, 하나의 서비스에 대한 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 수신하는 수신기와, 여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되며,
상기 수신된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림 중, 상기 서비스에 대해 단말이 지원하는 데이터 전송률을 만족하기 위해 요구되는 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 추출하고, 상기 추출된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 스케일러블 비디오 코딩(SVC: Scalable Video Coding) 디코딩하는 SVC 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 방송(DVB: Digital Video Broadcasting) 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 장치.
제 7 항에 있어서,
송신기에 의해 전송되는 P2를 수신하여 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하는 물리계층 존 정보를 획득하는 물리계층 존 정보 분석기를 더 포함하며,
상기 SVC 디코더는, 상기 물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 기반으로, 상기 서비스에 대한 하나 이상의 서브셋 비트 스트림이 각각 매핑된 물리계층 존을 확인하며,
여기서, 상기 SVC 컴포넌트 값은 물리계층 존 내 해당 PLP의 서브셋 비트 스트림을 구분하는 값임을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 장치.
제 7 항에 있어서,
기본 계층 스트림은 프레임 내 제0 물리계층 존에 매핑되고, 제1 향상 계층 스트림은 프레임 내 제1 물리계층 존에 매핑되며, 제2 향상 계층 스트림은 프레임 내 제2 물리계층 존에 매핑되는 것을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 단말의 장치.
스케일러블 비디오 코딩(SVC: Scalable Video Coding) 인코딩을 통해 서비스별로 비트 스트림을 하나 이상의 서브셋 비트 스트림으로 분리하고, 서비스별로, 해당 서비스에 대해 상기 분리된 하나 이상의 서브셋 비트 스트림을 프레임 내 다수의 물리계층 존에 각각 매핑하는 SVC 인코더와,
상기 프레임을 단말들에게 전송하는 송신기를 포함하며,
여기서, 하나 이상의 서브셋 비트 스트림은 기본적인 데이터 전송률(data rate)을 가지는 기본 계층 스트림, 기본 계층 스트림보다 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 부가적으로 전송되는 하나 이상의 향상 계층 스트림 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 방송(DVB: Digital Video Broadcasting) 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 장치.
제 10 항에 있어서,
물리계층 존별 PLP별 SVC 컴포넌트 값을 포함하는 물리계층 존 정보를 생성하여 P2를 통해 단말들에게 전송하는 물리계층 존 정보 생성기를 더 포함하며,
여기서, 상기 SVC 컴포넌트 값은 물리계층 존 내 해당 PLP의 서브셋 비트 스트림을 구분하는 값임을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 장치.
제 10 항에 있어서,
기본 계층 스트림은 프레임 내 제0 물리계층 존에 매핑되고, 제1 향상 계층 스트림은 프레임 내 제1 물리계층 존에 매핑되며, 제2 향상 계층 스트림은 프레임 내 제2 물리계층 존에 매핑되는 것을 특징으로 하는 DVB 시스템에서 SVC를 지원하기 위한 송신기의 장치.