KR20150059722A - 신호 송수신 장치 및 신호 송수신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호 송수신 장치 및 신호 송수신 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 UHD 비디오로부터 HD 비디오를 생성하고, 상기 변환된 HD 비디오와 상기 UHD 비디오 중 상기 변환된 HD 비디오의 나머지 데이터인 residual data를 생성하는 단계; 및 상기 변환된 HD 비디오를 base layer 스트림으로, 상기 residual data를 인핸스먼트 레이어 스트림으로 전송하는 단계;를 포함하는 신호 송신 방법을 제공한다.

Description

신호 송수신 장치 및 신호 송수신 방법{SIGNAL TRANSCEIVING APPARATUS AND SIGNAL TRANSCEIVING METHOD}
본 발명은 신호 송수신 장치 및 신호 송수신 방법에 관한 것이다.
비디오 신호 처리 속도가 빨라지면서 초고해상도(ultra high definition; UHD) 비디오를 인코딩/디코딩하는 방안이 연구되고 있다. UHD 해상도는 HD (high definition) 해상도의 4배 또는 16배 정도의 고해상도 비디오 영상으로 정의된다. 단일 코덱으로 UHD 비디오 텔레비젼 신호를 전송하기 위한 고효율 코덱 기술의 개발이 몇몇 표준단체를 통해 진행 중이다. 그러나 현재 방송 시스템은 UHD 비디오를 전송할 수 있는 방법이 정의되지 않아 현재 방송 시스템으로는 초고해상도 비디오를 인코딩/디코딩하는 방안이 제안되더라도 UHD 비디오를 전송/수신할 방법이 없었다. 또한, UHD 비디오를 송수신하는 시스템이 제안된다고 하더라도 종래의 비디오 송수신 시스템과 호환되지 않으면 빨리 활용화 가능성이 낮기 때문에 종래의 방송 또는 비디오 송수신 시스템의 호환성도 문제점이 된다.
예를 들어 기존의 HDTV 수신기가 UHD 비디오를 수신했을 때, HD 비디오를 문제 없이 수신 또는 디스플레이 할 수 있는 방법이 없었다. 특히, UHD 신호를 전송하는 과정에서 하나의 UHD 비디오를 이용해 UHDTV와 기존의 HDTV가 모두 문제없이 비디오 신호를 수신 또는 출력할 수 있어야 하나 그런 방식이 제공되지 않았다. 특히 60장의 progressive 비디오로부터 60장의 interlaced 비디오 영상을 추출하는 방안이 제시되지 않았다.
즉, scan 방식이 상이하거나, frame rate가 다른 기존 HDTV 수신기에서도 UHDTV 스트림을 수신하더라도 문제없이 HD 호환 영상을 볼 수 있게 하는 방법이 없었다.
본 발명의 목적은 UHD 비디오를 송수신할 경우 기존의 방송 또는 비디오 송수신 시스템에 호환 가능한 방식을 제공하는 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 UHD 비디오를 송수신할 경우 기존의 HDTV 수신기가 UHD 비디오를 수신했을 때, HD 비디오를 문제 없이 수신 또는 디스플레이할 수 있는 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 UHD 비디오로부터 HD 비디오를 생성하고, 상기 변환된 HD 비디오와 상기 UHD 비디오 중 상기 변환된 HD 비디오의 나머지 데이터인 residual data를 생성하는 단계; 및 상기 변환된 HD 비디오를 base layer 스트림으로, 상기 residual data를 인핸스먼트 레이어 스트림으로 전송하는 단계;를 포함하는 신호 송신 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는, HD 비디오와 상기 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual data를 수신하는 수신부; 및 상기 HD 비디오를 디코딩하여 출력하거나, 상기 HD 비디오와 상기 residual data를 이용하여 상기 UHD 비디오를 복원하여 출력하는 출력부;를 포함하는 신호 수신 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면 UHD 비디오를 송수신할 경우 기존의 방송 또는 비디오 송수신 시스템에 호환 가능한 방식을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 UHD 비디오를 송수신할 경우 기존의 HDTV 수신기가 UHD 비디오를 수신했을 때, HD 비디오를 문제 없이 수신 또는 디스플레이할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 신호 송신 방법의 일 실시예를 예시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 UHD 비디오 신호를 구성하는 방법을 예시한 도면
도 3은 도 2의 상세한 구체적인 예를 나타낸 도면
도 4는 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 일 예를 예시한 도면
도 5는 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 다른 예를 예시한 도면
도 6는 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 다른 예를 구체적으로 예시한 도면
도 7은 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 또 다른 예를 구체적으로 예시한 도면
도 8은 UHD 비디오를 HD 비디오로 송신할 수 있는 송신 장치의 일 실시예를 나타낸 도면
도 9는 본 발명에 따른 비디오 수신 장치의 일 실시예를 예시한 도면
도 10은 HD 방송 수신기와 UHD 방송 수신기가 모두 수신할 수 있는 호환 가능한 방송 신호 구조의 일 예를 예시한 도면
도 11은 시그널링 정보로서 PMT를 예시한 도면
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 각 스트립의 스트립 타입 값은 예시한 도면
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 UHD program descriptor를 예시한 도면
도 14는 UHD_video_type 필드의 값과 그에 대한 설명을 예시한 도면
도 15는 UHD_sub_service_type필드의 값과 그에 대한 설명을 예시한 도면
도 16은 UHD_enhancement_descriptor의 예를 예시한 도면
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 시그널링 정보로서 VCT를 예시한 도면
도 18은 발명의 실시예에 따른 VCT에 포함될 수 있는 디스크립터를 예시한 도면
도 19는 시그널링 정보로서 SDT의 예시한 도면
도 20은 시그널링 정보로서 EIT의 예시한 도면
도 21은 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예를 예시한 도면
도 22는 본 발명에 따른 신호 송신 장치의 일 실시예를 예시한 도면
도 23 본 발명에 따른 신호 수신 장치의 일 실시예를 예시한 도면
발명의 실시를 위한 최선의 형태
이하 본 발명의 실시예를 용이하게 설명할 수 있도록 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 신호 송신 방법의 일 실시예를 예시한 도면이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 신호 송신 방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
UHD 비디오를 HD 비디오로 변환한다(S110).
예를 들어 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환할 경우, 제 1 frame rate의 UHD 비디오로부터, 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하고, 상기 변환된 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interlaced HD 비디오로 변환할 수 있다.
또는, UHD 비디오를 HD 비디오로 변환할 경우 제 1 frame rate의 UHD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interleaced HD 비디오로 변환할 수 있다.
UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 실시예는 도 3에서 예시한다. 도 3에 대한 상세한 실시예는 도 4 내지 도 8에서 예시한다.
변환된 HD 비디오와, 그 변환된 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual 데이터를 각각 전송한다(S120).
예를 들어 상기 base layer 스트림, 상기 인핸스먼트 레이어 스트림들을 시그널링하는 시그널링 정보를 생성하고, 상기 base layer 스트림, 상기 인핸스먼트 레이어 스트림, 및 상기 시그널링 정보를 다중화할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 8에서 예시하였다.
본 발명의 실시예는 추가적으로 전송되는 HD 비디오와, 그 HD 비디오를 이용하여 UHD 비디오로 복원할 수 있는 시그널링 정보를 함께 전송할 수도 있다. 시그널링 정보에 대한 설명은, 도 10과 내지 도 20에서 상세히 예시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 UHD 비디오 신호를 구성하는 방법을 예시한 도면이다.
UHD 비디오의 원본 소스를 SVC 코딩 방식을 이용하여 베이스 레이어(base layer)와 인핸스먼트 레이어(enhancement layer)로 인코딩할 수 있다. UHD 비디오의 원본 소스에서 HD 비디오 신호를 추출하여 베이스 레이어로 인코딩하고, HD 비디오 신호를 UHD 비디오 신호로 업스케일링하는데 필요한, 나머지 residual 비디오 신호는 인헨스먼트 레이어로 인코딩할 수 있다.
이 예에서, UHD 비디오의 원본 소스를, 60 interleaved HD 비디오 신호 또는 30 progressive HD 비디오 신호의 베이스 레이어로 인코딩한다 그리고, 60 progressive UHDTV 비디오 신호로 구성할 수 있도록 upscaling(30 progressive HD 비디오는 30 progressive UHD로 upscaling, 60 interlaced HD는 60 interlaced UHD로 upscaling)하고 residual 비디오 신호를 인헨스먼트레이어로 인코딩할 수 있다.
도 3은 도 2의 상세한 구체적인 예를 나타낸 도면이다. 이하에서 UHD 비디오를 HD 비디오로 분리하는 2가지 예에 대해 상술한다.
첫 번째 예시는, 예를 들어 4K UHD 비디오라면, 60장 progressive UHD 비디오(3840x2160@60p)를, 60장 progressive HD 비디오(1920x1080@60p)로 변환하는 제 1 단계, 추출된 60장 progressive HD 비디오를, 60장 interlaced HD 비디오 신호(1920x1080@60i) 또는 30장 progressive HD 비디오 신호(1920x1080@30p)의 HD 비디오로 변환하는 제 2단계를 포함한다.
이 도면에서 60장 progressive UHD 비디오를 scaling 또는 decimation 등의 기법을 사용해 60장 progressive HD 비디오로 다운샘플링하여 추출한다(UHD-to-HD down sampling). 그리고, 이 실시예는 60장 progressive HD 비디오를, 탑/다운 필드 샘플링을 이용하여 60i HD 비디오로 인코딩하거나, 또는 frame 단위로 even 혹은 odd frame으로 frame sampling 하여 30p HD 비디오로 인코딩할 수 있다. 인코딩된 60i HD 비디오 또는 30p HD 비디오는 베이스 레이어로 인코딩되어 전송된다.
두 번째 예시는, 위의 제 1 단계 없이 60장 progressive UHD 비디오(3840x2160@60p)를, 바로 60장 interlaced HD 비디오 신호(1920x1080@60i) 또는 30장 progressive HD 비디오 신호(1920x1080@30p)의 HD 비디오로 변환할 수 있다.
UHD 비디오에서 1920x1080@60i의 HD 비디오 신호는 down-sampling (scaling 또는 decimation) 과정을 거쳐 추출될 수 있고, 1920x1080@30p의 HD 비디오 신호는 frame skip과 down-sampling 을 병행하는 방법을 사용할 수 있다.
한편, 두 예시에서 UHD 비디오로부터 변환된 HD 비디오의 차이인 UHD residual data는 인헨스먼트 레이어로 인코딩되어 전송된다.
도 4는 위에서 설명한 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 일 예를 구체적으로 나타낸다. 이 도면에서 3840x2160@60p의 UHD 비디오는, 픽셀 샘플링을 통해 1920x1080@60p 또는 1920x1080@60i HD 비디오로 변환될 수 있다.
UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하기 위한 sampling 방법 중 하나는 샘플링을 통해 특정 위치의 pixel만 선택하여 변환하는 decimation이 있는데, sampling 위치에 따라 4가지 경우의 수가 가능하다. 즉 4개의 픽셀 영역에서, (1) 가로좌표 even, 세로좌표 even 위치 조합으로 샘플링, (2) even, odd 위치 조합으로 샘플링, (3) odd, even 위치 조합으로 샘플링, (4) odd, odd 위치 조합으로 샘플링하는 방법이 가능하다. 이 도면은 UHD 비디오에서 (even, even) 조합으로 단순 sampling을 통해 HD 비디오로 변환하는 decimation방식을 예시하고, 이렇게 얻은 1920x1080@60p HD 비디오에서 HD interlaced 비디오를 추출하면 1920x1080@60i HD 비디오를 얻을 수 있다. 4K UHD 영상인 경우 2x2의 4개의 픽셀 영역에서 선택하지만, 8K UHD 영상16K인 경우 4x4의 16개의 픽셀 영역을 사용할 수도 있다
도 5는 위에서 설명한 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 다른 예를 구체적으로 나타낸다. 4K UHD 비디오의 경우, 비디오 신호 중 2x2 픽셀 영역 안에 4개의 sample에 가중치를 주어 sampling하고 sampling된 HD video에서 interlaced field를 추출할 수 있다. 여기서 각 픽셀에 부여되는 수식은 도면에 예시한 바와 같고, 각 pixel의 계수의 합은 1이 되도록 할 수 있다. 즉, 4K UHD 비디오에서는 4개의 pixel당 1개의 새로운 HD pixel을 구성하도록 다운 샘플링할 수 있다. UHD 비디오에서 HD 비디오를 생성하는 또다른 방법은, spatial down-sampling을 하는 과정에서 사용되는 입력 pixel의 개수는 위의 실시 예의 2 x 2에 한정하지 않고 임의의 N x N 개의 주변 pixel을 사용할 수 있다.
도 6는 위에서 설명한 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 다른 예를 구체적으로 예시한다. 이 도면은, UHD 비디오(3840x2160@60p)를 HD 비디오 신호(1920x1080@60i)로 직접 변환시키는 예를 개시한다.
예를 들어 UHD 비디오(3840x2160@60p)에서 HD 비디오 신호(1920x1080@60i)로 다운 샘플링할 경우, odd frame이나 even frame 만을 선택한다. 이 예는 odd frame(frame #1, frame #3)을 예시한다. 서브 샘플링 할 경우, UHD 비디오 odd frame (frame #1)내 픽셀 UHD(2x, 2y) 를 이용해, HD 비디오의 odd top 필드의 픽셀 HD(x, y)가 결정되고, 동일한 UHD 비디오 odd frame (frame #1)내 픽셀 UHD(2x, 4y+2)가, HD 비디오의 odd bottom 필드의 픽셀 HD(x, y+1)로 결정될 수 있다. 동일한 시점의 frame(frame #1)을 이용하므로 시간차는 없는 UHD 비디오 프레임에서 HD 비디오 interlaced 프레임으로 변환할 수 있다.
마찬가지로 비디오 odd frame (frame #3)내 픽셀 UHD(2x, 2y) 를 이용해, HD 비디오의 odd top 필드의 픽셀 HD(x, y)가 결정되고, 동일한 UHD 비디오 odd frame (frame #3)내 픽셀 UHD(2x, 4y+2)가, HD 비디오의 odd bottom 필드의 픽셀 HD(x, y+1)로 결정될 수 있다.
60장의 UHD 원본 비디오 중에서 60장의 interlaced field를 만들기 위해서 매 홀수 (또는 짝수) 번째 frame에서 top field와 bottom field를 이용한다. 즉, top field와 bottom field는 같은 frame을 이용하고, UHD 비디오 frame에서 4 pixel의 가중치를 두고 1 pixel을 생성하는 방식이 적용되고 세로방향으로 2 pixel씩 건너뛰며 sampling한다.
이와 같이 하면 UHD 비디오(3840x2160@60p)는 HD 비디오 신호(1920x1080@60i)로 직접 변환시킬 수 있고, 변환된 프레임들은 베이스 레이어로 인코딩되어 전송될 수 있다.
도 7은 위에서 설명한 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 또 다른 예를 구체적으로 예시한다. 이 도면은 UHD 비디오(3840x2160@60p)를 HD 비디오 신호(1920x1080@60i)로 직접 변환시키는 다른 예를 나타낸다.
예를 들어 UHD 비디오(3840x2160@60p)에서 HD 비디오 신호(1920x1080@60i)로 다운 샘플링할 경우, 모든 프레임을 다운 샘플링의 대상으로 선택한다. 서브 샘플링 할 경우, UHD 비디오 frame (frame #1)내 픽셀 UHD(2x, 2y) 를 이용해, HD 비디오의 odd top 필드의 픽셀 HD(x, y)가 결정되고, 다음 UHD 비디오 프레임 frame (frame #2)내 픽셀 UHD(2x, 4y+2)가, HD 비디오의 even bottom 필드의 픽셀 HD(x, y+1)로 결정될 수 있다. 마찬가지로 UHD 비디오 frame인 frame #3과 frame #4를 이용하여 HD 비디오의 odd top 필드와 even bottom 필드를 결정할 수 있다.
이 예는 60장의 UHD 원본 비디오 frame 으로부터 60장의 interlaced field를 만들기 위해서 홀수 frame에서는 top field를 구성하고, 짝수 frame에서는 bottom field를 생성할 수 있는데 반대로 홀수 frame에서 bottom field, 짝수 frame에서 top field의 생성할 수도 있다. 즉, UHD 비디오의 매 frame으로부터 HD 비디오의 top field 혹은 bottom field를 만들 수 있다.
따라서 UHD 비디오(3840x2160@60p)는 HD 비디오 신호(1920x1080@60i)로 직접 변환시킬 수 있고, 변환된 프레임들은 베이스 레이어로 인코딩되어 전송될 수 있다.
예시한 UHD 비디오에서 HD 비디오를 분리해 내는 방법은, 도 4 및 도 5의 예와 같이 UHD 비디오를 HD 비디오로 sampling 한 후에 HD 비디오에서 interlaced field를 분리해 주는 방법이 있을 수 있다. 또한 도 6과 도 7과 같이 UHD 비디오를 HD 비디오로 sampling는 과정과 동시에 interlaced field를 분리해 내는 방법이 있다.
아울러 도 6과 도 7의 경우 UHD 비디오의 한 개의 pixel을 이용해 대응되는 HD 비디오의 pixel을 생성했으나 임의의 N 개의 pixel에 대한 weighted sum을 이용해 HD 비디오 pixel을 생성할 수도 있다. 즉, UHD 비디오에서 HD 비디오를 추출하기 위한 down-sampling 과정은 아래의 수학식 1과 같이 일반화시켜 표현할 수 있다.
Figure pct00001
도 8은 UHD 비디오를 HD 비디오로 송신할 수 있는 송신 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다. UHD 비디오가 입력된 경우 선택적으로 low pass filter (110)을 통해 필터링되고, Sub-video sampling factor가 다운 샘플링부(120)에 입력된다. 이 도면은, Sub-video sampling factor가 even, even 조합인 경우에 HD 비디오를 scan 방식에 따라 분류하는 예를 예시한다. 따라서, 다른 Sub-video sampling factor 도 가능하다. 다운 샘플링부(120)는 필터링된 UHD 비디오를 HD 비디오로 다운 샘플링한다. 다운 샘플링하는 방식은 도 3 및 도 4에서 예시하였다.
포맷 결정부(130)는 다운 샘플링 비디오에 대해 scan 방식에 따라 비디오 포맷이 interlaced 방식인지 progressive 방식인지 결정할 수 있다. 포맷 결정부(130)는 스캔 방식에 따라 top/bottom field를 분리해 생성한 60i HD 비디오 또는/및, frame 단위로 sampling 한 30p HD 비디오를 생성할 수 있고, 각각의 생성된 비디오에 interlaced 플레그와 progressive 플레그를 삽입할 수 있다.
도 6 및 7의 예의 경우 예시한 수식에 따라 다운샘플링부(120)와 포맷 결정부(130)가 동일한 기능블록에서 수행되어 다운 샘플링과 포맷변환을 동시에 수행할 수 있다.
비디오 송신 장치의 일 실시예는 설명한 바와 같이 UHD 비디오로부터 변환한 HD 비디오를 방송 신호로 전송할 경우 변환된 신호와 관련된 시그널링 정보를 생성하는 시그널링 부(미도시)와 변환한 HD 비디오와 생성된 시그널링 정보를 함께 전송하는 전송부(미도시)를 함께 구비할 수 있다.
이하에서는 이와 같은 비디오를 수신할 수 있는 수신 장치와 시그널링 정보에 대해 상술한다.
도 9는 본 발명에 따른 비디오 수신 장치의 일 실시예를 예시한 도면이다. 본 발명에 따른 비디오 수신 장치는 위에서 예시한 비디오의 구조에 따라 UHD 비디오를 재생할 수도 있고, HD 비디오를 재생할 수도 있다.
본 발명에 따른 비디오 수신 장치의 제 1 실시예는 역다중화부(210), 비디오 디코더(220a), 비디오 출력부(270)를 포함할 수 있다. 다른 예로서 본 발명에 따른 비디오 수신 장치의 제 2 실시예는 역다중화부(210), 비디오 디코더(220a, 220b), 업스케일링부(240), 비디오 변환부(250), 및 비디오 출력부(270a, 270b)를 포함할 수 있다.
각각의 실시예는 베이스 레이어의 HD 비디오 또는 베이스 레이어와 인헨스먼트 레이어의 UHD 비디오를 수신하여 재생할 수 있다. 이 실시예는 HD 비디오가 호환가능한 UHD 비디오 수신기의 예이다.
먼저 베이스 레이어의 HD 비디오를 재생하는 비디오 수신 장치의 제 1 실시예를 설명하면 다음과 같다. 제 1 실시예에 따른 비디오 수신 장치는 Enhancement layer를 인식하지 못하며 Base layer의 HD 비디오의 신호만을 인식하므로 UHDTV 방송 채널을 접속하더라도 HD 방송 신호만 수신하게 된다.
역다중화부(210)는 베이스 레이어의 비디오 스트림을 역다중화한다. 베이스 레이어의 비디오 스트림은 HD 비디오 신호 1920x1080@60i 또는 1920x1080@30p의 포맷을 가질 수 있다. 비디오 디코더(220a)는 역다중화한 베이스 레이어의 비디오 스트림을 복호하고, 비디오 출력부(270a)는 복호한 베이스 레이어의 비디오를 출력할 수 있다.
제 2 실시예에 따른 비디오 수신 장치는, 역다중화부(210)가 역다중화한 비디오 스트림을 출력할 수 있다. 업스케일링부(240)는 비디오 디코더(220a)가 디코딩한 1920x1080@60i 또는 1920x1080@30p의 포맷의 비디오를 UHD resolution으로 업스케일링 할 수 있다. 업스케일링 방식은 도 3 및 도 4에서 예시한 방법의 역과정에 따를 수 있다.
한편, 역다중화부(210)는 인헨스먼트 레이어의 비디오 스트림을 역다중화할 수 있고, 비디오 디코더(220b)는 역다중화된 인헨스먼트 레이어의 UHD residual 데이터를 복호할 수 있다.
비디오 변환부(250)는 업스케일링부(240)가 업스케일링한 UHD 업스케일링된 비디오 데이터와 비디오 디코더(220b)가 디코딩한 UHD residual 데이터를 합하여 UHD 비디오(일 예로, 3840x2160@60p)를 생성할 수 있다.
이 경우 1920x1080@60i 또는 1920x1080@30p의 HD 비디오를 3840x2160@60p의 UHD 비디오로 재생하는 경우를 예시한 것이고, 8K(7680x4320) 의 UHD 비디오인 경우, 업스케일링의 크기만 다를 뿐 동일한 방식으로 수행할 수 있다. 비디오 출력부(270b)는 비디오 변환부(250)가 합산한 UHD 비디오를 출력할 수 있다.
여기에서는 도시하지 않았으나, 위와 같은 구조를 시그널링하는 시그널링 정보를 디코딩하는 시그널링 부가 구비될 수 있다. 시그널링 정보가 방송 스트림 또는 별개의 스트림으로 전송된다면 수신기는 이를 이용하여 해당 방송 신호의 구조를 인식하고 그에 따라 복호할 수 있다. 이하에서 시그널링 정보에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 HD 방송 수신기와 UHD 방송 수신기가 모두 수신할 수 있는 호환 가능한 방송 신호 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 10은 HD 방송 수신기와 UHD 방송 수신기가 모두 수신할 수 있는 호환 가능한 방송 신호 구조의 일 예를 예시한다. 이 도면을 참고하여 HD 방송 수신기와 UHD 방송 수신기가 모두 수신할 수 있는 호환 가능한 방송 신호 구조의 일 예를 설명하면 다음과 같다.
프로그램 A는 서비스 A 또는 채널 A로 지칭할 수 있다. 그리고 프로그램 B는 서비스 B 또는 채널 B로 지칭할 수 있다.
먼저, HD 프로그램인 프로그램 A와 UHD 프로그램인 프로그램 B는 각각 별개의 프로그램 또는 별개의 방송 신호로 전송될 수도 있다. 예를 들어, HD 프로그램인 프로그램 A와 UHD 프로그램인 프로그램 B가 각각 별개의 스트림 또는 별개의 방송 신호로 전달될 수 있다.
이런 경우 HD 방송 수신기는 HD 프로그램 A을 수신하고, UHD 방송 수신기는 UHD 프로그램 B를 각각 수신할 수 있다.
다른 실시 예로서, HD 프로그램인 프로그램 A와 UHD 프로그램인 프로그램 B가 별개의 프로그램이 되지 않고, UHD 프로그램의 일부 컴포넌트가 HD 프로그램이 되도록 할 수 있다. 프로그램들에 포함되는 방송의 비디오 컴포넌트의 예로 설명하면 다음과 같다.
프로그램 A는 HD 비디오 컴포넌트(component 1)을 포함할 수 있고, 프로그램 B는 HD 비디오 컴포넌트(component 1)와 UHD 비디오를 위한 Enhancement 비디오 컴포넌트(component 2)를 포함할 수 있다. 따라서, HD 프로그램은 UHD 프로그램의 일부 element 또는 component가 될 수 있다.
이 경우 UHD 수신기는 HD 비디오 component1과 enhancement 비디오 component 2를 모두 수신해 두 component를 모두 이용해 UHD 비디오 신호로 복원할 수 있다.
따라서, HD 방송 수신기는 HD 비디오 component 1을 받고, UHD 방송 수신기는 HD 비디오 component 1와 UHD 비디오 component 2를 모두 수신한다.
이와 같이 방송 수신기가 엘레먼트 또는 컴포넌트를 수신할 수 할 수 있는 시그널링 정보를 예시하면 다음과 같다
도 11은 시그널링 정보로서 PMT를 예시한 도면이다 도 11을 참조하여 UHD 비디오 신호 구조를시그널링하는 예를 설명하면 다음과 같다.
PMT는 ISO/IEC 13818-1에 개시된 내용에 따를 수 있다. 이를 이용하여 해당 필드를 설명하면 다음과 같다.
table_id 필드는 PMT 테이블섹션의 타입을 지칭하는 8-bit 식별자를 나타낸다(table_id - This is an 8-bit field, which in the case of a TS_program_map_section shall be always set to 0x02)
section_syntax_indicator 필드는, VCT테이블 셕션에 대해 1로 셋팅되는 1비트 필드이다 (section_syntax_indicator - The section_syntax_indicator is a 1-bit field which shall be set to '1')
section_length 필드는 섹션의 길이를 나타낸다(section_length - This is a 12-bit field, the first two bits of which shall be '00'. The remaining 10 bits specify the number of bytes of the section starting immediately following the section_length field, and includin the CRC)
program_number 필드는 이 program_map_PID 가 적용가능한 프로그램을 지칭한다(program_number - program_number is a 16-bit field. It specifies the program to which the program_map_PID is applicable. One program definition shall be carried within only one TS_program_map_section. This implies that a program definition is never longer than 1016 (0x3F8). See Informative Annex C for ways to deal with the cases when that length is not sufficient. The program_number may be used as a designation for a broadcast channel, for example. By describing the different program elements belonging to a program, data from different sources (e.g. sequential events) can be concatenated together to form a continuous set of streams using a program_number.)
version_number 필드는 VCT의 버전 번호를 나타낸다 (version_number - This 5-bit field is the version number of the TS_program_map_section. The version number shall be incremented by 1 modulo 32 when a change in the information carried within the section occurs. Version number refers to the definition of a single program, and therefore to a single section. When the current_next_indicator is set to '1', then the version_number shall be that of the currently applicable TS_program_map_section. When the current_next_indicator is set to '0', then the version_number shall be that of the next applicable TS_program_map_section.)
current_next_indicator 필드는 이 PMT테이블 현재 적용가능한지 또는 다음에 적용 가능한지를 나타낸다 (current_next_indicator - A 1-bit field, which when set to '1' indicates that the TS_program_map_section sent is currently applicable. When the bit is set to '0', it indicates that the TS_program_map_section sent is not yet applicable and shall be the next TS_program_map_section to become valid)
section_number 필드는 섹션의 번호를 나타낸다(section_number - The value of this 8-bit field shall be 0x00)
last_section_number 필드는 마지막 섹션의 번호를 나타낸다(last_section_number - The value of this 8-bit field shall be 0x00.)
PCR_PID는, 프로그램 넘버에 의해 특정된 프로그램의 PCR 필드를 포함하는 TS 패킷의 PID를 나타낸다(PCR_PID - This is a 13-bit field indicating the PID of the Transport Stream packets which shall contain the PCR fields valid for the program specified by program_number. If no PCR is associated with a program definition for private streams, then this field shall take the value of 0x1FFF.)
program_info_length 필드는 이 필드 뒤의 프로그램 레벨의 디스크립터의 길이를 나타낸다(program_info_length - This is a 12-bit field, the first two bits of which shall be '00'. The remaining 10 bits specify the number of bytes of the descriptors immediately following the program_info_length field.)
stream_type 필드는, 프로그램 엘레먼트 스트림의 타입을 나타낸다(stream_type - This is an 8-bit field specifying the type of program element carried within the packets with the PID whose value is specified by the elementary_PID.)
elementary_PID 필드는, 관련 프로그램 엘레먼트를 전송하는 TS 패킷의 PID를 지정한다(elementary_PID - This is a 13-bit field specifying the PID of the Transport Stream packets which carry the associated program element.)
ES_info_length필드는 프로그램 엘레먼트 레벨 디스트립터의 길이를 나타낸다.(ES_info_length - This is a 12-bit field, the first two bits of which shall be '00'. The remaining 10 bits specify the number of bytes of the descriptors of the associated program element immediately following the ES_info_length field.)
CRC 32 필드는 CRC 값을 포함하는 32 비트 필드를 나타낸다.(CRC_32 - This is a 32-bit field that contains the CRC value that gives a zero output of the registers in the decoder)
PMT에는 프로그램 레벨 디스크립터와 엘레먼터리 스트림 레벨의 디스크립터가 포함될 수 있다.
PMT는 UHD 프로그램과 HD 프로그램을 각각 시그널링하는 디스크립터가 프로그램 레벨의 디스크립터를 포함할 수 있다. 이 실시예는 이 프로그램 디스크립터를 UHD_program_descriptor 로 표시하였다. PM의 program_info_length 필드 바로 뒤에 UHD_program_descriptor 를 이용해 UHD 프로그램의 특성을 시그널링할 수 있다.
PMT는, UHD 프로그램 또는 HD 프로그램의 엘레먼트들 또는 컴포넌트들을 각각 시그널링하는 디스트립터인 엘레먼터리 스트림 레벨의 디스크립터를 포함할 수 있다. 이 실시예는 이 엘레먼터리 스트림 레벨의 디스크립터를 UHD_enhancement_descriptor로 표시하였다. 각각의 elementary stream에 대해 ES_info_length 필드 바로 뒤에 elementary stream level descriptor를 이용해 각 엘레먼터리 스트림 또는 컴포넌트에 대한 특성을 시그널링 할 수 있다.
두 개의 디스크립터에 대해 상세한 내용은 다음과 같다.
도 10의 프로그램 B의 경우, 두 개의 비디오 컴포넌트가 PMT에서 시그널링될 수 있다. 예를 들어 HD 비디오 컴포넌트인 컴포넌트 1의 경우, stream tyep이 MPEG-2 video 또는 H.264/AVC, 또는 HEVC 등의 스트림 타입으로 시그널링될 수 있다. enhancement 비디오 컴포넌트의 경우, stream_type이 enhancement 비디오 컴포넌트를 지칭하는 스트림 타입 값으로 시그널링될 수 있다.
Enhancement 비디오 컴포넌트는 컴포넌트 2에 대한 압축 코덱을 지칭할 수 있는데 예를 들어 AVC/SVC 스트림, HEVC scalable extension 스트림, Hybrid delta 스트림을 AVC로 코딩한 스트림, hybrid delta 스트림을 HEVC로 코딩한 스트림을 지칭하는 스트림 타입 값이 될 수 있다.
여기서 hybrid delta의 의미는 base layer video 신호 (component 1)에 대한 enhancement video data를 component 1을 압축할 때 사용한 코덱과 다른 종류의 코덱을 사용한 경우를 의미한다. 즉, component 1은 HD 신호를 MPEG-2 비디오로 코딩하고 component 2는 UHD 비디오를 위한 enhancement layer를 HEVC로 코딩했을 때, component 2는 hybrid delta HEVC 스트림으로 호칭한다.
hybrid delta를 사용해 component 2 를 코딩 또는 디코딩하는 경우, 인코더 및 디코더에서는 component 1의 결과를 이용해 component 2를 인코딩 또는 디코딩할 수 있다. base layer 신호가 MPEG-2 video 스트림이고, enhancement layer 신호가 HEVC로 코딩한 스트림인 경우를 가정하면, base layer 신호를 decompress 한 후, UHD 신호에 맞추어 upscale을 수행할 수 있다. 그리고, HEVC로 압축된 enhancement layer 신호를 decompress 한 후 upscale 한 MPEG-2 video 신호를 결합해 최종적으로 UHD 비디오 신호를 출력할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 각 스트립의 스트립 타입 값은 예시한다. 예를 들어 AVC/SVC 코덱을 이용한 스트림의 경우 0x30의 스트림 타입 값을 가질 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 UHD program descriptor를 예시한 도면이다. 도 13을 참조하여 UHD program descriptor의 예를 설명하면 다음과 같다. UHD program descriptor는 프로그램이 UHD 프로그램임을 알려주고 두 개의 layer (base 및 enhancement)에 대한 전송 구조에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 descriptor는 PMT의 program_info_length 필드 바로 뒤에 위치할 수 있다.
UHD program descriptor는 descriptor의 식별자인 descriptor_tag와 descriptor의 길이를 나타내는 descriptor_length 필드를 포함할 수 있다.
UHD_video_type 필드는 UHD 비디오 포맷에 대한 정보를 시그널링하며, 비디오의 타입이 4K인지 8K인지 등에 대한 정보를 나타낸다. 이에 대한 상세한 설명은 도 14에 예시하였다.
UHD_sub_service_type필드는 UHD 서비스의 HD에 대한 호환성 및 전송 구조에 대한 정보를 나타낸다. 이에 대한 상세한 설명은 도 15에 예시하였다.
도 14는 위에서 설명한 UHD_video_type 필드의 값과 그에 대한 설명을 예시한 도면이다. 도 14는 UHD_video_type 필드의 값과 각 값에 따른 비디오 포맷을 예시한다. 예를 들어 UHD_video_type 필드 값이 001인 경우, 비디오 resolution이 3840X2160이고 단위 시간 당 60장 progressive HD 비디오(3840X2160@60P)를 예시한다.
도 15는 위에서 설명한 UHD_sub_service_type필드의 값과 그에 대한 설명을 예시한 도면이다. 예를 들어 UHD_sub_service_type필드값이 0x01인 경우, UHD 서비스가 HD 비디오와 호환되지 않는 경우를 나타낸다. hybrid delivery의 경우에는 UHD 서비스를 구성하는 비디오 스트림들이 다른 전송 경로 또는 protocol 등을 통해 전송됨을 의미한다. 예를 들어, base layer는 in-band로 전송되고 enhancement layer는 인터넷 실시간, 인터넷 다운로드, in-band 비실시간 등과 같은 다른 경로/프로토콜을 통해 수신되는 경우 등을 의미한다.
도 16은 위에서 설명한 UHD_enhancement_descriptor의 예를 예시한다. UHD enhancement descriptor는 enhancement layer에 해당하는 elementary stream에 대한 정보를 시그널링할 수 있고 PMT의 ES_info_length 필드 바로 뒤에 위치한다.
UHD_enhancement_descriptor는 descriptor의 식별자인 descriptor_tag와 descriptor의 길이를 나타내는 descriptor_length 필드를 포함할 수 있다.
UHD_enhancement_descriptor는, UHD 비디오 포맷에 대한 정보를 나타내는 UHD_video_type 필드와 , 업스케일링 파라미터를 나타내는 upscale_parameter_included 필드를 포함할 수 있다.
예를 들어 UHD_video_type 필드는 UHD 비디오 포맷에 대한 정보를 시그널링 하며 비디오가 4K인지 8K인지 등에 대한 정보를 나타낸다. 이에 대해서는 도 14와 동일한 값을 가질 수 있다.
upscale_parameter_included 필드는 base layer를 enhancement layer와 결합하기 전 base layer에 적용해야 하는 upscale parameter가 enhancement layer video stream에 포함되었는지 여부를 알려준다. 디코더는 이 upscale parameter를 이용해 base layer에 대해 UHD 레벨로 upsampling을 수행할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 시그널링 정보로서 VCT를 예시한 도면이다 도 17을 참조하여 UHD 비디오 신호 구조를 시그널링하는 예를 설명하면 다음과 같다.
VCT는 ATSC PSIP 규격에 따를 수 있다. ATSC PSIP에 따르면 각 필드의 설명은 다음과 같다. 각 비트 설명을 아래와 같이 개시한다.
table_id 필드는 테이블섹션의 타입을 지칭하는 8-bit unsigned 정수를 나타낸다 (table_id - An 8-bit unsigned integer number that indicates the type of table section being defined here. For the terrestrial_virtual_channel_table_section(), the table_id shall be 0xC8)
section_syntax_indicator 필드는, VCT테이블 셕션에 대해 1로 셋팅되는 1비트 필드이다(section_syntax_indicator - The section_syntax_indicator is a one-bit field which shall be set to ‘1’ for the terrestrial_virtual_channel_table_section()).
private_indicator 필드는 1로 셋팅된다(private_indicator - This 1-bit field shall be set to ‘1’)
section_length필드는 섹션의 길이를 바이트 수로 나타낸다. (section_length - This is a twelve bit field, the first two bits of which shall be ‘00’. It specifies the number of bytes of the section, starting immediately following the section_length field, and including the CRC.)
transport_stream_id 필드는 TVCT를 식별할 수 있는 PAT에서 처럼 MPEG -TS ID를 나타낸다 (transport_stream_id - The 16-bit MPEG-2 Transport Stream ID, as it appears in the Program Association Table (PAT) identified by a PID value of zero for this multiplex. The transport_stream_id distinguishes this Terrestrial Virtual Channel Table from others that may be broadcast in different PTCs.)
version_number 필드는 VCT의 버전 번호를 나타낸다(version_number - This 5 bit field is the version number of the Virtual Channel Table. For the current VCT (current_next_indicator = ‘1’), the version number shall be incremented by 1 whenever the definition of the current VCT changes. Upon reaching the value 31, it wraps around to 0. For the next VCT (current_next_indicator = ‘0’), the version number shall be one unit more than that of the current VCT (also in modulo 32 arithmetic). In any case, the value of the version_number shall be identical to that of the corresponding entries in the MGT)
current_next_indicator 필드는 이 VCT 테이블 현재 적용가능한지 또는 다음에 적용 가능한지를 나타낸다(current_next_indicator - A one-bit indicator, which when set to ‘1’ indicates that the Virtual Channel Table sent is currently applicable. When the bit is set to ‘0’, it indicates that the table sent is not yet applicable and shall be the next table to become valid. This standard imposes no requirement that “next” tables (those with current_next_indicator set to ‘0’) must be sent. An update to the currently applicable table shall be signaled by incrementing the version_number field)
section_number 필드는 섹션의 번호를 나타낸다(section_number - This 8 bit field gives the number of this section. The section_number of the first section in the Terrestrial Virtual Channel Table shall be 0x00. It shall be incremented by one with each additional section in the Terrestrial Virtual Channel Table)
last_section_number 필드는 마지막 섹션의 번호를 나타낸다 (last_section_number - This 8 bit field specifies the number of the last section (that is, the section with the highest section_number) of the complete Terrestrial Virtual Channel Table.)
protocol_version 필드는 추후 현재 프로토콜과 다르게 정의될 파라미터를 위한 프로토콜 버전을 나타낸다 (protocol_version - An 8-bit unsigned integer field whose function is to allow, in the future, this table type to carry parameters that may be structured differently than those defined in the current protocol. At present, the only valid value for protocol_version is zero. Non-zero values of protocol_version may be used by a future version of this standard to indicate structurally different tables)
num_channels_in_section 필드는 이 VCT의 가상 채널의 수를 나타낸다 (num_channels_in_section - This 8 bit field specifies the number of virtual channels in this VCT section. The number is limited by the section length)
short_name 필드는 가상 채널의 이름을 나타낸다(short_name - The name of the virtual channel, represented as a sequence of one to seven 16-bit code values interpreted in accordance with the UTF-16 representation of Unicode character data. If the length of the name requires fewer than seven 16-bit code values, this field shall be padded out to seven 16-bit code values using the Unicode NUL character (0x0000). Unicode character data shall conform to The Unicode Standard, Version 3.0 [13]. )
major_channel_number 필드는, 가상채널과 관련된 메이저 채널의 수를 나타낸다(major_channel_number - A 10-bit number that represents the “major” channel number associated with the virtual channel being defined in this iteration of the “for” loop. Each virtual channel shall be associated with a major and a minor channel number. The major channel number, along with the minor channel number, act as the user’s reference number for the virtual channel. The major_channel_number shall be between 1 and 99. The value of major_channel_number shall be set such that in no case is a major_channel_number/ minor_channel_number pair duplicated within the TVCT. For major_channel_number assignments in the U.S., refer to Annex B.)
minor_channel_number 필드는, 가상채널과 관련된 마이너 채널의 수를 나타낸다(minor_channel_number - A 10-bit number in the range 0 to 999 that represents the “minor” or “sub”- channel number. This field, together with major_channel_number, performs as a two-part channel number, where minor_channel_number represents the second or right-hand part of the number. When the service_type is analog television, minor_channel_number shall be set to 0. Services whose service_type is ATSC_digital_television, ATSC_audio_only, or unassociated/ small_screen_service shall use minor numbers between 1 and 99. The value of minor_channel_number shall be set such that in no case is a major_channel_number/ minor_channel_number pair duplicated within the TVCT. For other types of services, such as data broadcasting, valid minor virtual channel numbers are between 1 and 999.)
modulation_mode 모드는 가상채널과 관련된 캐리어의 변조 모드를 나타낸다(modulation_mode - An 8-bit unsigned integer number that indicates the modulation mode for the transmitted carrier associated with this virtual channel. Values of modulation_mode shall be as defined in Table 6.5. For digital signals, the standard values for modulation mode (values below 0x80) indicate transport framing structure, channel coding, interleaving, channel modulation, forward error correction, symbol rate, and other transmission-related parameters, by means of a reference to an appropriate standard. The modulation_mode field shall be disregarded for inactive channels)
carrier_frequency 필드는 캐리어 주파수를 식별할 수 있는 필드이다(carrier_frequency - The recommended value for these 32 bits is zero. Use of this field to identify carrier frequency is allowed, but is deprecated.)
channel_TSID 필드는 이 가상채널에 의해 레퍼런스된 MPEG-2 프로그램을 전송하는 TS와 관련된 MPEG-2 TS ID를 나타낸다 (channel_TSID - A 16-bit unsigned integer field in the range 0x0000 to 0xFFFF that represents the MPEG-2 Transport Stream ID associated with the Transport Stream carrying the MPEG-2 program referenced by this virtual channel8. For inactive channels, channel_TSID shall represent the ID of the Transport Stream that will carry the service when it becomes active. The receiver is expected to use the channel_TSID to verify that any received Transport Stream is actually the desired multiplex. For analog channels (service_type 0x01), channel_TSID shall indicate the value of the analog TSID included in the VBI of the NTSC signal. Refer to Annex D Section 9 for a discussion on use of the analog TSID)
program_number 필드는 이 가상채널과 PMT와 관련되어 정의되는 정수값을 나타낸다(program_number - A 16-bit unsigned integer number that associates the virtual channel being defined here with the MPEG-2 PROGRAM ASSOCIATION and TS PROGRAM MAP tables. For virtual channels representing analog services, a value of 0xFFFF shall be specified for program_number. For inactive channels (those not currently present in the Transport Stream), program_number shall be set to zero. This number shall not be interpreted as pointing to a Program Map Table entry.)
ETM_location 필드는 ETM의 존재와 위치를 나타낸다 (ETM_location - This 2-bit field specifies the existence and the location of an Extended Text Message (ETM) and shall be as defined in Table 6.6.)
access_controlled 필드는 access control된 가상채널과 관련된 이벤트를 지칭할 수 있다(access_controlled - A 1-bit Boolean flag that indicates, when set, that the events associated with this virtual channel may be access controlled. When the flag is set to ‘0’, event access is not restricted)
hidden 필드는 가상채널이 사용자의 직접 채널 입력에 의해 access되지 않는 경우를 나타낼 수 있다(hidden - A 1-bit Boolean flag that indicates, when set, that the virtual channel is not accessed by the user by direct entry of the virtual channel number. Hidden virtual channels are skipped when the user is channel surfing, and appear as if undefined, if accessed by direct channel entry. Typical applications for hidden channels are test signals and NVOD services. Whether a hidden channel and its events may appear in EPG displays depends on the state of the hide_guide bit.)
hide_guide 필드는 가상채널과 그 이벤트가 EPG에 표시될 수 있는지를 나타낼 수 있다(hide_guide - A Boolean flag that indicates, when set to ‘0’ for a hidden channel, that the virtual channel and its events may appear in EPG displays. This bit shall be ignored for channels which do not have the hidden bit set, so that non-hidden channels and their events may always be included in EPG displays regardless of the state of the hide_guide bit. Typical applications for hidden channels with the hide_guide bit set to ‘1’ are test signals and services accessible through application-level pointers.)
service_type 필드는 서비스 타입 식별자를 나타낸다(service_type - This 6-bit field shall carry the Service Type identifier. Service Type and the associated service_type field are defined in A/53 Part 1 [1] to identify the type of service carried in this virtual channel. Value 0x00 shall be reserved. Value 0x01 shall represent analog television programming. Other values are defined in A/53 Part 3 [3], and other ATSC Standards may define other Service Types9)
source_id 필드는 가상채널과 관련된 프로그램 소스를 식별하는 식별번호이다(source_id - A 16-bit unsigned integer number that identifies the programming source associated with the virtual channel. In this context, a source is one specific source of video, text, data, or audio programming. Source ID value zero is reserved. Source ID values in the range 0x0001 to 0x0FFF shall be unique within the Transport Stream that carries the VCT, while values 0x1000 to 0xFFFF shall be unique at the regional level. Values for source_ids 0x1000 and above shall be issued and administered by a Registration Authority designated by the ATSC.)
descriptors_length 필드는 뒤 따르는 디스크립터의 길이를 나타낸다(descriptors_length - Total length (in bytes) of the descriptors for this virtual channel that follows)
descriptor() 에 디스크립터가 포함될 수 있다.
descriptor() - Zero or more descriptors, as appropriate, may be included.
additional_descriptors_length - Total length (in bytes) of the VCT descriptor list that follows.
CRC_32 는 CRC값을 포함하는 32비트 필드이다(CRC_32 - This is a 32-bit field that contains the CRC value that ensures a zero output from the registers in the decoder.)
.
VCT는 UHD 방송과 관련된 서비스를 나타내는 service_type과 그 UHD 방송과 관련된 서비스를 기술하는 디스크립터를 포함할 수 있다. 예를 들어, service_type 필드는 parameterized service 를 나타내는 필드 값(예 0x07) 또는 extended parameterized service 를 나타내는 필드 값 (예 0x09) 또는 UHDTV를 나타내는 new DTV 서비스를 나타내는 필드 값(예 0x10)을 가질 수 있다.
Descriptor_length 다음의 디스크립터는 UHD 프로그램과 그 컴포넌트를 기술하는 디스크립터가 위치할 수 있다.
도 18은 발명의 실시예에 따른 VCT에 포함될 수 있는 디스크립터를 예시한 도면이다. 도 18을 참조하여 VCT에 포함될 수 있는 디스크립터를 설명하면 다음과 같다. 이 예는 VCT에 포함될 수 있는 디스크립터를 UHD_component_descritor로 호칭하였다.
UHD_component_descritor는 descriptor의 식별자인 descriptor_tag와 descriptor의 길이를 나타내는 descriptor_length 필드를 포함할 수 있다.
Num_of_component는 UHD 서비스에 포함되는 컴포넌트의 수를 나타낸다.
UHD_component_descritor는 각 컴포넌트에 대해 UHD_component_descritor는 UHD_video_codec_type, UHD_video_profile, UHD_video_resolution, UHD_video_frame_rate 및 UHD_component_type 필드를 포함할 수 있다.
UHD_video_codec_type 필드는 UHD 서비스를 구성하는 video element의 코덱을 나타낸다. 예를 들어 이 값은 PMT의 stream_type이 나타내는 코덱과 동일한 코덱을 나타낼 수 있다.
UHD_video_profile 필드는 해당 video stream에 대한 profile, 즉 해당 stream을 디코딩하기 위해 필요한 기본 tool을 나타낸다. UHD_video_profile는 해당 video 스트림의 color depth (4:2:0, 4:2:2 등), bit depth (8-bit, 10-bit), coding tool 등에 대한 requirement 정보 등을 나타낼 수 있다. UHD_video_level은 해당하는 profile 내의 decoding 가능한 maximum 사양을 알려준다. 즉, 본 field는 UHD_video_resolution 필드와 UHD_video_frame_rate를 필드에 대응되는 레벨 정보를 제공할 수 있다.
UHD_video_resolution 필드와 UHD_video_frame_rate 필드는 UHD 비디오의 해상도의 frame rate를 나타낸다. 예를 들어, UHD_video_resolution의 값이 ‘001’ 이면 3840x2160의 해상도를 의미할 수 있으며 UHD_video_frame_rate 값이 ‘010’ 이면 progressive 60Hz를 의미할 수 있다. 위에서 설명했던 PMT에 포함된 UHD_program_descriptor의 UHD_video_type 필드와 동일한 의미와 값을 가질 수 있다.
UHD_component_type 필드는 해당 video stream에 대해 이 스트림이 HD 호환 base layer 인지 UHD를 위한 enhancement layer인지에 대한 정보를 나타낼 수 있다.
한편 DVB SI에 위와 같은 정보가 HD 비디오와 호환 가능한 UHD 비디오를 시그널링하는 예는 다음과 같다.
도 19는 시그널링 정보로서 SDT의 예시한 도면이다.
SDT는 ETSI EN 300 468에 따를 수 있다. 이를 이용하여 각 필드를 설명하면 다음과 같다.
table_id 필드는 테이블의 식별자를 나타낸다.
section_syntax_indicator 필드는, SDT테이블 셕션에 대해 1로 셋팅되는 1비트 필드이다 (section_syntax_indicator: The section_syntax_indicator is a 1-bit field which shall be set to "1")
section_length 필드는, 섹션의 길이를 바이트 수로 나타낸다 (section_length: This is a 12-bit field, the first two bits of which shall be "00". It specifies the number of bytes of the section, starting immediately following the section_length field and including the CRC. The section_length shall not exceed 1 021 so that the entire section has a maximum length of 1 024 bytes.)
transport_stream_id 필드는 전송 시스템 내 다른 멀티플렉스와 구별하여, 이 SDT가 제공하는 TS 식별자를 나타낸다(transport_stream_id: This is a 16-bit field which serves as a label for identification of the TS, about which the SDT informs, from any other multiplex within the delivery system.)
version_number 필드는 이 서브 테이블의 버전 번호를 나타낸다(version_number: This 5-bit field is the version number of the sub_table. The version_number shall be incremented by 1 when a change in the information carried within the sub_table occurs. When it reaches value "31", it wraps around to "0". When the current_next_indicator is set to "1", then the version_number shall be that of the currently applicable sub_table. When the current_next_indicator is set to "0", then the version_number shall be that of the next applicable sub_table.)
current_next_indicator 필드는 이 서브 테이블이 현재 적용가능한지 또는 다음에 적용 가능한지를 나타낸다 (current_next_indicator: This 1-bit indicator, when set to "1" indicates that the sub_table is the currently applicable sub_table. When the bit is set to "0", it indicates that the sub_table sent is not yet applicable and shall be the next sub_table to be valid.)
section_number 필드는 섹션의 번호를 나타낸다(section_number: This 8-bit field gives the number of the section. The section_number of the first section in the sub_table shall be "0x00". The section_number shall be incremented by 1 with each additional section with the same table_id, transport_stream_id, and original_network_id.)
last_section_number 필드는 마지막 섹션의 번호를 나타낸다 (last_section_number: This 8-bit field specifies the number of the last section (that is, the section with the highest section_number) of the sub_table of which this section is part.)
original_network_id 필드는 전송 시스템이 네트워크 아이디를 식별자를 나타낸다(original_network_id: This 16-bit field gives the label identifying the network_id of the originating delivery system.)
service_id 필드는 TS내 서비스 식별자를 나타낸다(service_id: This is a 16-bit field which serves as a label to identify this service from any other service within the TS. The service_id is the same as the program_number in the corresponding program_map_section.)
EIT_schedule_flag 필드는, 서비스에 대한 EIT schedule 정보가 현재 TS에 있는지를 나타낼 수 있다(EIT_schedule_flag: This is a 1-bit field which when set to "1" indicates that EIT schedule information for the service is present in the current TS, see TR 101 211 [i.2] for information on maximum time interval between occurrences of an EIT schedule sub_table). If the flag is set to 0 then the EIT schedule information for the service should not be present in the TS.)
EIT_present_following_flag 필드는, 현재 TS에 서비스에 대한 EIT_present_following information 정보가 있는지 나타낼 수 있다(EIT_present_following_flag: This is a 1-bit field which when set to "1" indicates that EIT_present_following information for the service is present in the current TS, see TR 101 211 [i.2] for information on maximum time interval between occurrences of an EIT present/following sub_table. If the flag is set to 0 then the EIT present/following information for the service should not be present in the TS.)
running_status 필드는, DVB-SI 문서의 테이블 6에 정의된 서비스의 상태를 지칭할 수 있다(running_status: This is a 3-bit field indicating the status of the service as defined in table 6. For an NVOD reference service the value of the running_status shall be set to "0".)
free_CA_mode 필드는 서비스의 모든 컴포넌트 스트림이 스크래블되어 있는지 지칭한다(free_CA_mode: This 1-bit field, when set to "0" indicates that all the component streams of the service are not scrambled. When set to "1" it indicates that access to one or more streams may be controlled by a CA system.)
descriptors_loop_length 필드는 뒤따르는 디스크립터의 길이를 나타낸다(descriptors_loop_length: This 12-bit field gives the total length in bytes of the following descriptors).
CRC_32 는 CRC값을 포함하는 32비트 필드이다(CRC_32: This is a 32-bit field that contains the CRC value that gives a zero output of the registers in the decoder)
SDT의 service level에 도 13에서 예시한 UHD_program_descriptor를 위치시켜 해당 service에 대한 UHD 비디오 특성 및 전송 구조 등을 시그널링할 수 있다. 그리고, SDT의 service level에 도 18에서 예시한 UHD_component_descriptor를 위치시켜 해당 service에 포함된 UHD element의 특성을 시그널링할 수 있다.
도 20은 시그널링 정보로서 EIT의 예시한 도면이다.
EIT는 ETSI EN 300 468에 따를 수 있다. 이를 이용하여 각 필드를 기술하면 다음과 같다.
table_id: 테이블 식별자를 나타낸다.
section_syntax_indicator 필드는, EIT테이블 셕션에 대해 1로 셋팅되는 1비트 필드이다 (section_syntax_indicator: The section_syntax_indicator is a 1-bit field which shall be set to "1".)
section_length 필드는, 섹션의 길이를 바이트 수로 나타낸다(section_length: This is a 12-bit field. It specifies the number of bytes of the section, starting immediately following the section_length field and inclUHDing the CRC. The section_length shall not exceed 4 093 so that the entire section has a maximum length of 4 096 bytes.)
service_id 필드는 TS내 서비스 식별자를 나타낸다(service_id: This is a 16-bit field which serves as a label to identify this service from any other service within a TS. The service_id is the same as the program_number in the corresponding program_map_section.)
version_number 필드는 이 서브 테이블의 버전 번호를 나타낸다(version_number: This 5-bit field is the version number of the sub_table. The version_number shall be incremented by 1 when a change in the information carried within the sub_table occurs. When it reaches value 31, it wraps around to 0. When the current_next_indicator is set to "1", then the version_number shall be that of the currently applicable sub_table. When the current_next_indicator is set to "0", then the version_number shall be that of the next applicable sub_table.)
current_next_indicator 필드는 이 서브 테이블이 현재 적용가능한지 또는 다음에 적용 가능한지를 나타낸다(current_next_indicator: This 1-bit indicator, when set to "1" indicates that the sub_table is the currently applicable sub_table. When the bit is set to "0", it indicates that the sub_table sent is not yet applicable and shall be the next sub_table to be valid.)
section_number 필드는 섹션의 번호를 나타낸다(section_number: This 8-bit field gives the number of the section. The section_number of the first section in the sub_table shall be "0x00". The section_number shall be incremented by 1 with each additional section with the same table_id, service_id, transport_stream_id, and original_network_id. In this case, the sub_table may be structured as a number of segments. Within each segment the section_number shall increment by 1 with each additional section, but a gap in numbering is permitted between the last section of a segment and the first section of the adjacent segment.)
last_section_number 필드는 마지막 섹션의 번호를 나타낸다 (last_section_number: This 8-bit field specifies the number of the last section (that is, the section with the highest section_number) of the sub_table of which this section is part.)
transport_stream_id 필드는 전송 시스템 내 다른 멀티플렉스와 구별하여, 이 SDT가 제공하는 TS 식별자를 나타낸다(transport_stream_id: This is a 16-bit field which serves as a label for identification of the TS, about which the EIT informs, from any other multiplex within the delivery system.)
original_network_id 필드는 전송 시스템이 네트워크 아이디를 식별자를 나타낸다(original_network_id: This 16-bit field gives the label identifying the network_id of the originating delivery system.)
segment_last_section_number 필드는 이 서브 테이블의 이 세그먼트의 마지막 섹션 번호를 나타낸다 (segment_last_section_number: This 8-bit field specifies the number of the last section of this segment of the sub_table. For sub_tables which are not segmented, this field shall be set to the same value as the last_section_number field.)
last_table_id 필드는 (last_table_id: This 8-bit field identifies the last table_id used (see table 2).)
event_id 필드는 이벤트의 식별번호를 나타낸다.(event_id: This 16-bit field contains the identification number of the described event (uniquely allocated within a service definition)
start_time 필드는 이벤트의 시작시간을 포함한다(start_time: This 40-bit field contains the start time of the event in Universal Time, Co-ordinated (UTC) and Modified Julian Date (MJD) (see annex C). This field is coded as 16 bits giving the 16 LSBs of MJD followed by 24 bits coded as 6 digits in 4-bit Binary Coded Decimal (BCD). If the start time is undefined (e.g. for an event in a NVOD reference service) all bits of the field are set to "1".)
running_status 필드는, DVB SI 문서의 table 6에 정의된 이벤트의 상태를 나타낸다( (running_status: This is a 3-bit field indicating the status of the event as defined in table 6. For an NVOD reference event the value of the running_status shall be set to "0".)
free_CA_mode 필드는 서비스의 모든 컴포넌트 스트림이 스크래블되어 있는지 지칭한다 (free_CA_mode: This 1-bit field, when set to "0" indicates that all the component streams of the event are not scrambled. When set to "1" it indicates that access to one or more streams is controlled by a CA system.)
descriptors_loop_length 필드는 뒤따르는 디스크립터의 길이를 나타낸다 (descriptors_loop_length: This 12-bit field gives the total length in bytes of the following descriptors.)
CRC_32 는 CRC값을 포함하는 32비트 필드이다(CRC_32: This is a 32-bit field that contains the CRC value that gives a zero output of the registers in the decoder)
EIT의 event level에 도 13에서 예시한 UHD_program_descriptor와 도 18에서 예시한 UHD_component_descriptor를 위치시켜 각 event 단위로 UHD 프로그램에 대한 UHD 비디오 특성 및 전송 구조, 그리고 UHD 서비스를 구성하는 element에 대한 특성을 시그널링할 수 있다.
도 18에서 예시한 UHD_component_descriptor가 DVB의 SDT 또는 EIT에 포함되는 경우, UHD_component_descriptor는 component_tag 필드가 더 포함할 수 있다. component_tag 필드는 PSI 레벨인 PMT에서 시그널링하는 해당 스트림에 대한 PID 값을 나타낼 수 있다. 수신기는 component_tag 필드를 이용해 PMT와 함께 해당 스트림의 PID 값을 찾을 수 있다.
도 21은 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예를 예시한 도면이다. 본 발명에 따른 신호 수신 방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
HD 비디오를 수신하고, 그 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual data를 수신한다(S210).
상기 HD 비디오를 디코딩하여 출력하거나, 상기 HD 비디오와 상기 residual data를 이용하여 상기 UHD 비디오를 복원하여 출력한다(S220). S210 및 S220에 대한 상세한 설명은 도 9에서 예시하였다.
본 발명에 따른 신호 수신 방법의 일 실시예는 시그널링 정보를 수신하고, 상기 시그널링 정보를 이용하여 S220 단계를 수행할 수도 있다. 시그널링 정보에 대한 설명은 도 10 내지 도 20에서 설명하였다.
HD 비디오와, 그 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual data와 시그널링 정보가 다중화되어 전송되는 경우, HD 비디오 스트림, residual data의 스트림, 시그널링 정보가 각각 역다중화될 수 있다.
역다중화한 시그널링 정보가 복호되고, 복호된 시그널링 정보에 따라 역다중화된 HD 비디오를 복원하거나 또는 역다중화한 HD 비디오 스트림과residual data 스트림들을 이용하여 UHD 비디오를 복원할 수 있다.
도 22는 본 발명에 따른 신호 송신 장치의 일 실시예를 예시한 도면이다.
본 발명에 따른 신호 송신 장치의 일 실시예는, 변환부(310) 및 전송부(340)를 포함할 수 있다.
변환부(310)는 UHD 비디오를 HD 비디오로 변환한다.
예를 들어, UHD 비디오를 HD 비디오로 변환할 경우, 제 1 frame rate의 UHD 비디오로부터, 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하고, 상기 변환된 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interlaced HD 비디오로 변환할 수 있다.
또는, UHD 비디오를 HD 비디오로 변환할 경우 제 1 frame rate의 UHD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interleaced HD 비디오로 변환할 수 있다.
UHD 비디오를 HD 비디오로 변환하는 실시예는 도 3에서 예시하였다. 도 3에 대한 상세한 실시예는 도 4 내지 도 8에서 예시하였다.
전송부(340)는 변환부(310)가 변환한 HD 비디오와, 그 변환한 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual 데이터를 각각 전송한다.
본 발명에 따른 신호 송신 장치의 일 실시예는 시그널링부(320) 및 다중화부(330)을 더 포함할 수 있다. 시그널링부(320)는 전송되는 HD 비디오와, 그 HD 비디오를 이용하여 UHD 비디오로 복원할 수 있는 시그널링 정보를 생성한다. 시그널링 정보에 대한 설명은, 도 10과 내지 도 20에서 상세히 예시한다.
다중화부(330)는 변환부(310)가 변환한 HD 비디오, residual 데이터 와 시그널링부(320)가 생성한 시그널링 정보를 다중화한다.
그 경우 전송부(340)는 다중화부(330)가 다중화한 신호를 전송할 수 있다.
도 23 본 발명에 따른 신호 수신 장치의 일 실시예를 예시한 도면이다.
본 발명에 따른 신호 수신 장치의 일 실시예는 수신부(410), 디코딩부(440) 및 출력부(450)를 포함할 수 있다.
수신부(410)는 HD 비디오와, 그 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual data를 수신한다.
디코딩부(440)는 HD 비디오를 디코딩하거나, 그 HD 비디오와 residual data를 이용하여 UHD 비디오를 복원할 수 있다.
출력부(450)는 HD 비디오를 디코딩하거나, 그 HD 비디오와 residual data를 이용하여 UHD 비디오를 복원할 수 있다. 디코딩부(440)와 출력부(450)에 대한 설명은 S210 및 S220에 대한 상세한 설명은 도 9에서 예시하였다.
본 발명에 따른 신호 수신 장치의 일 실시예는, 역다중화부(420), 및 시그널링 정보 복호부(430) 를 더 포함할 수 있다.
HD 비디오와, 그 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual data와 시그널링 정보가 다중화되어 전송되는 경우, 역다중화부(420)는 HD 비디오 스트림, residual data의 스트림, 시그널링 정보를 역다중화할 수 있다.
시그널링 정보 복호부(420)는 역다중화한 시그널링 정보를 복호할 수 있다.
그러면 디코딩부(440)는 복호된 시그널링 정보에 따라 역다중화부(420)가 역다중화한 HD 비디오를 복원하거나 또는 역다중화한 HD 비디오 스트림과residual data 스트림들을 이용하여 UHD 비디오를 복원할 수 있다.
발명의 실시를 위한 형태
발명의 실시를 위한 형태는 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 기술되었다.
본원 발명은 방송 및 비디오 신호 처리 분야에서 사용 가능하고 반복 가능성이 있는 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (12)

  1. UHD 비디오로부터 HD 비디오를 생성하고, 상기 변환된 HD 비디오와 상기 UHD 비디오 중 상기 변환된 HD 비디오의 나머지 데이터인 residual data를 생성하는 단계; 및
    상기 변환된 HD 비디오를 base layer 스트림으로, 상기 residual data를 인핸스먼트 레이어 스트림으로 전송하는 단계;를 포함하는 신호 송신 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    제 1 frame rate의 UHD 비디오로부터, 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interlaced HD 비디오로 변환하는 단계를 포함하는 신호 송신 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 생성하는 단계는,
    제 1 frame rate의 UHD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interleaced HD 비디오로 변환하는 단계를 포함하는 신호 송신 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 송신 방법은,
    상기 base layer 스트림, 상기 인핸스먼트 레이어 스트림들을 시그널링하는 시그널링 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 base layer 스트림, 상기 인핸스먼트 레이어 스트림, 및 상기 시그널링 정보를 다중화 하는 단계를 더 포함하는 신호 송신 방법.
  5. HD 비디오와 상기 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual data를 수신하는 단계; 및
    상기 HD 비디오를 디코딩하여 출력하거나, 상기 HD 비디오와 상기 residual data를 이용하여 상기 UHD 비디오를 복원하여 출력하는 단계;를 포함하는 신호 수신 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 신호 수신 방법은,
    상기 HD 비디오, 상기 residual data, 및 상기 HD 비디오, 상기 residual data를 시그널링하는 시그널링 정보를 각각 역다중화하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 출력하는 단계는, 상기 역다중화한 시그널링 정보를 이용하여 상기 상기 HD 비디오를 디코딩하여 출력하거나, 상기 HD 비디오와 상기 residual data를 이용하여 상기 UHD 비디오를 복원하여 출력하는 신호 수신 방법
  7. UHD 비디오로부터 HD 비디오를 생성하고, 상기 변환된 HD 비디오와 상기 UHD 비디오 중 상기 변환된 HD 비디오의 나머지 데이터인 residual data를 생성하는 변환부; 및
    상기 변환된 HD 비디오를 base layer 스트림으로, 상기 residual data를 인핸스먼트 레이어 스트림으로 전송하는 전송부;를 포함하는 신호 송신 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 변환부는,
    제 1 frame rate의 UHD 비디오로부터, 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하고, 상기 변환된 제 1 프레임 레잇의 progressive HD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interlaced HD 비디오로 변환하는, 신호 송신 장치
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 변환부는,
    제 1 frame rate의 UHD 비디오를, 상기 제 1 프레임 레잇의 1/2인 제 2 프레임 레잇의 progressive HD 비디오로 변환하거나, 또는 상기 제 1 프레임 레잇의 interleaced HD 비디오로 변환하는, 신호 송신 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    신호 송신 장치는,
    상기 base layer 스트림, 상기 인핸스먼트 레이어 스트림들을 시그널링하는 시그널링 정보를 생성하는 시그널링부; 및
    상기 base layer 스트림, 상기 인핸스먼트 레이어 스트림, 및 상기 시그널링 정보를 다중화 하는 다중화부;를 더 포함하는, 신호 송신 장치.
  11. HD 비디오와 상기 HD 비디오와 함께 UHD 비디오를 복원할 수 있는 residual data를 수신하는 수신부; 및
    상기 HD 비디오를 디코딩하여 출력하거나, 상기 HD 비디오와 상기 residual data를 이용하여 상기 UHD 비디오를 복원하여 출력하는 출력부;를 포함하는 신호 수신 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 HD 비디오, 상기 residual data, 및 상기 HD 비디오, 상기 residual data를 시그널링하는 시그널링 정보를 각각 역다중화하는 역다중화부;를 더 포함하고,
    상기 출력하는 단계는, 상기 역다중화한 시그널링 정보를 이용하여 상기 상기 HD 비디오를 디코딩하여 출력하거나, 상기 HD 비디오와 상기 residual data를 이용하여 상기 UHD 비디오를 복원하여 출력하는 복원부;를 더 포함하는 신호 수신 장치.
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