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KR100630545B1 - 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법 및 장치 - Google Patents

디지털 방송에서의 전송율 제어 방법 및 장치 Download PDF

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KR100630545B1
KR100630545B1 KR1020040064994A KR20040064994A KR100630545B1 KR 100630545 B1 KR100630545 B1 KR 100630545B1 KR 1020040064994 A KR1020040064994 A KR 1020040064994A KR 20040064994 A KR20040064994 A KR 20040064994A KR 100630545 B1 KR100630545 B1 KR 100630545B1
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Abstract

디지털 방송에서 각 채널에 할당된 방송 대역폭 내에서 비디오의 화질을 최대한 보장할 수 있는 전송율 제어 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 전송율 제어장치는, 비디오 인코더와, 오디오 인코더와, 데이터 발생기와, 시스템 패킷 발생기와, 비디오 인코더, 오디오 인코더, 데이터 발생기, 시스템 패킷 발생기로부터의 데이터 스트림을 멀티플렉싱하여 소정의 전체 전송 대역폭 BT로 전송하기 위한 멀티플렉서 및 스트림 전송 버퍼를 구비하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치에 있어서, 비디오 인코더로부터의 비디오 스트림을 패킷화하기 위한 비디오 스트림 패킷화 수단과, 상기 비디오 스트림 패킷화 수단으로부터의 비디오 패킷을 저장하고 상기 전체 전송 대역폭 BT에서 오디오 전송율 BA, 데이터 전송율 BD, 시스템 패킷 전송율 BS을 뺀 값 BV의 전송율로 저장된 비디오 패킷을 출력하는 비디오 스트림 큐를 더 포함한다. 본 발명에 따르면, Null 패킷을 적게 사용할 수 있도록 함으로써 전체 전송대역폭을 효율적으로 활용하는 효과가 있다.
디지털 방송, 패킷, Null packet, 스트림, 전송, 큐, 전송율, 대역폭, 비디오

Description

디지털 방송에서의 전송율 제어 방법 및 장치 {Apparatus and method for controlling transmission rate in digital broadcasting}
도 1은 종래의 방법에 따른 전송율 제어 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전송율 제어 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 비디오 인코더, 15 비디오 스트림 전송 큐,
20 오디오 인코더, 25 오디오 스트림 전송 큐,
30 데이터 발생기, 35 데이터 스트림 전송 큐,
40 시스템 패킷 발생기, 45 시스템 스트림 전송 큐,
50 Null 패킷 발생기, 60 패킷화 & 멀티플렉서 & 스트림 전송 버퍼.
본 발명은 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디지털 방송에서 각 채널에 할당된 방송 대역폭 내에서 비디오의 화질을 최대한 보장할 수 있는 전송율 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
디지털 방송에서 하나의 채널에 대한 대역폭은 방송 채널을 할당할 때 결정되어 고정된다. 이 고정된 대역폭 내에서 비디오, 오디오, 데이터, 시스템 정보가 방송된다. 한편, 디지털 방송에서 비디오와 오디오는 압축된 형태로 전송된다. 예를 들면, 비디오 신호는 MPEG과 같은 디지털 영상 신호 압축 표준에 따라서 압축 된다. 그런데, MPEG과 같은 디지털 영상 신호 압축 표준에서는 순간 순간의 전송율은 고정되어 있지 않고, 화면의 구성이나 움직임의 속도에 따라 데이터의 순간 전송율이 변화하게 된다. 오디오와 데이터 신호의 경우에도 이와 같은 순간적인 전송율 변화가 존재하지만, 비디오 신호만큼은 변화가 심하지 않다.
따라서, 고정된 대역폭 내에서 순간 순간 대역폭이 변하는 비디오, 오디오, 데이터, 시스템 정보를 전송하기 위하여, 비디오, 오디오, 데이터 패킷 이외에 Null 패킷을 추가하여 전체 대역폭을 맞추게 된다.
종래의 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치의 구성이 도 1에 도시되어 있다.
비디오 인코더(10)에서는 순간 비디오 전송율 B v 로 비디오 데이터를 인코딩하여 출력하고 있으며, 오디오 인코더(20)에서는 순간 오디오 전송율 B a 로 오디오 데이터를 인코딩하여 출력하고 있으며, 데이터 발생기(30)에서는 순간 데이터 전송율 B d 로 데이터를 생성하고 있으며, 시스템 패킷 발생기(40)에서는 순간 시스템 패 킷 전송율 B s 로 시스템 패킷을 생성하고 있다. Null 패킷 발생기(50)는 전체 전송대역폭과 순간 전송율과의 차이를 메우기 위한 Null 패킷을 발생한다. 이들 데이터는 패킷화 & 멀티플렉서 & 스트림 전송(TS) 버퍼(60)에서 패킷화되고 멀티플렉싱되어 전송 대역폭 BT로 출력된다.
방송 채널에 할당된 전체 전송대역폭을 BT라 하면, 평균 오디오 전송율을 BA, 평균 데이터 전송율을 BD, 평균 시스템 패킷 전송율을 BS, 평균 Null 패킷 전송율을 BN이라고 할 때, 전체 전송율 BT = BV + BA + B D + BS + BN 이 된다.
그런데, 순간적인 전송율은 평균 전송율과는 많은 차이를 보일 수 있으므로, 다음과 같은 식에 의해 결정되는 전송율에 따라 Null 패킷 발생기(50)에서 Null 패킷을 생성하여 전체 전송율을 할당된 전체 전송대역폭 BT가 되도록 맞추게 된다.
B n = BT - (B v + B a + B d + B s )
이와 같이 종래에는 비디오, 오디오, 데이터 및 시스템 패킷의 평균 전송율의 합을 전체 전송대역폭보다 작게 설정하고 나머지 전송대역폭을 Null 패킷의 전송에 할당함으로써, 비디오 전송율의 순간적인 변화를 흡수할 수 있도록 하고 있지만, 비디오 전송율의 순간적인 변화를 흡수할 수 있기 위해서는 평균 Null 패킷의 전송율을 상당한 레벨로 할당하여야 하므로, 전체 전송대역폭을 효율적으로 활용할 수 없다고 하는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, Null 패킷을 사용하지 않거나 또는 적게 사용하여 전체 전송대역폭을 효율적으로 활용할 수 있는 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 방법은, 전체 전송 대역폭 BT, 비디오 전송율 BV, 오디오 전송율 BA, 데이터 전송율 BD, 시스템 전송율 BS를 가진 디지털 방송 채널에서의 전송율 제어 방법에 있어서, 비디오 인코더로부터의 비디오 스트림을 큐에 저장하는 제1단계와, 전송율 BV = BT - (BA + BD + BS)가 되도록 상기 큐로부터 비디오 스트림을 출력하는 제2단계와, 상기 큐로부터의 비디오 스트림과, 오디오 인코더로부터의 오디오 스트림, 데이터 발생기로부터의 데이터 스트림, 시스템 패킷 발생기로부터의 시스템 패킷 스트림을 멀티플렉싱하여 전체 전송 대역폭 BT로 출력하는 제3단계를 구비한다.
제1단계는 비디오 인코더로부터의 비디오 스트림을 패킷화하는 제1-1단계와, 패킷화된 비디오 스트림을 큐에 저장하는 제1-2단계를 포함할 수 있다. 또한, 제3단계에서의 오디오 스트림은 오디오 인코더로부터의 오디오 스트림을 패킷화하여 큐에 저장하고, 큐로부터 전송율 BA로 출력되는 것이며, 제3단계에서의 데이터 스트 림은 데이터 발생기로부터의 데이터 스트림을 큐에 저장하고, 큐로부터 전송율 BD로 출력되는 것이며, 제3단계에서의 시스템 패킷 스트림은 시스템 패킷 발생기로부터의 시스템 패킷 스트림을 큐에 저장하고, 큐로부터 전송율 BS로 출력되는 것이다.
본 발명의 전송율 제어장치는, 디지털 비디오 신호를 생성하기 위한 비디오 인코더와, 디지털 오디오 신호를 생성하기 위한 오디오 인코더와, 디지털 방송에 필요한 부가 데이터를 발생시키기 위한 데이터 발생기와, 디지털 방송 시스템에서 필요로 하는 시스템 데이터를 생성시키기 위한 시스템 패킷 발생기와, 비디오 인코더, 오디오 인코더, 데이터 발생기, 시스템 패킷 발생기로부터의 데이터 스트림을 멀티플렉싱하여 소정의 전체 전송 대역폭 BT로 전송하기 위한 멀티플렉서 및 스트림 전송 버퍼를 구비하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치에 있어서, 비디오 인코더로부터의 비디오 스트림을 패킷화하기 위한 비디오 스트림 패킷화 수단과, 상기 비디오 스트림 패킷화 수단으로부터의 비디오 패킷을 저장하고 상기 전체 전송 대역폭 BT에서 오디오 전송율 BA, 데이터 전송율 BD, 시스템 패킷 전송율 BS을 뺀 값 BV의 전송율로 저장된 비디오 패킷을 출력하는 비디오 스트림 큐를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 비디오 스트림 큐는 큐가 일정 수준 이상으로 차게 되면 상기 비디오 인코더로 압축률을 낮추도록 하는 명령을 전송하고, 큐가 일정 수준 이상 비워지게 되면 상기 비디오 인코더로 압축률을 높이도록 하는 명령을 전송하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 오디오 인코더로부터의 오디오 스트림을 패킷화하기 위한 오디오 스트림 패킷화 수단과, 오디오 스트림 패킷화 수단으로부터의 오디오 패킷을 저장하고 전송율 BA로 저장된 오디오 패킷을 출력하는 오디오 스트림 큐를 더 포함할 수 있다.
또한, 데이터 발생기로부터의 데이터 스트림을 저장하고 전송율 BD으로 저장된 데이터 스트림을 출력하는 데이터 스트림 큐를 더 포함할 수 있으며, 시스템 패킷 발생기로부터의 시스템 패킷 스트림을 저장하고 전송율 BS로 저장된 시스템 패킷 스트림을 출력하는 시스템 패킷 큐를 더 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전송율 제어 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2에서 볼 수 있는 것처럼, 본 발명의 전송율 제어장치는 종래의 전송율 제어장치와 마찬가지로 디지털 비디오 신호를 생성하기 위한 비디오 인코더(10)와, 디지털 오디오 신호를 생성하기 위한 오디오 인코더(20)와, 디지털 방송에 필요한 부가 데이터를 발생시키기 위한 데이터 발생기(30)와, 디지털 방송 시스템에서 필요로 하는 시스템 데이터를 생성시키기 위한 시스템 패킷 발생기(40)와, 비디오 인코더, 오디오 인코더, 데이터 발생기, 시스템 패킷 발생기로부터의 데이터 스트림을 멀티플렉싱하여 소정의 전체 전송 대역폭 BT로 전송하기 위한 멀티플렉서 및 스트림 전송 버 퍼(60)를 구비하고 있다.
본 발명의 전송율 제어장치는 또한 비디오 인코더(10)로부터의 비디오 스트림을 패킷화하기 위한 비디오 스트림 패킷화 수단(12)과, 비디오 스트림 패킷화 수단(12)으로부터의 비디오 패킷을 저장하고 전체 전송 대역폭 BT에서 오디오 전송율 BA, 데이터 전송율 BD, 시스템 패킷 전송율 BS을 뺀 값 BV의 전송율로 저장된 비디오 패킷을 출력하는 비디오 스트림 큐(15)를 더 구비한다. 한편, 비디오 스트림 큐(15)는 비디오 인코더(10)에서 생성되는 비디오 스트림의 전송율이 높아져서 비디오 스트림 큐(15)의 용량이 일정 수준 이상으로 차게 되면, 비디오 인코더(10)에게 압축률을 높여서 생성되는 비디오 스트림의 전송율을 낮추도록 함으로써 큐가 오버로드 되는 것을 방지하도록 한다. 반대로, 비디오 인코더(10)에서 생성되는 비디오 스트림의 전송율이 낮아져서 비디오 스트림 큐(15)의 용량이 일정 수준 이상으로 비게 되면, 비디오 인코더(10)에게 압축률을 낮추어서 생성되는 비디오 스트림의 전송율을 높이도록 함으로써 생성되는 비디오의 영상 품질을 높일 수 있도록 한다.
이와 같이, 비디오 인코더(10)에서 발생하는 순간 전송율(B v )의 변화를 비디오 스트림 큐(15)에서 흡수하도록 구성함으로써 멀티플렉서 및 스트림 전송 버퍼(60)에 전달되는 패킷화된 비디오 스트림의 전송율이 항상 평균 비디오 전송율이 되도록 한다. 전술한 것처럼 오디오, 데이터, 시스템 패킷의 순간 전송율의 변화는 비디오에 비하여 훨씬 낮으므로, 이와 같이 비디오 패킷을 전송율의 변화를 없애는 것만으로도 평균적인 Null 패킷 전송율을 낮출 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 것처럼, 오디오 인코더(20)의 후단에도 오디오 인코더로부터의 오디오 스트림을 패킷화하기 위한 오디오 스트림 패킷화 수단(22)과, 오디오 스트림 패킷화 수단(22)으로부터의 오디오 패킷을 저장하고, 저장된 오디오 패킷을 전송율 BA로 출력하는 오디오 스트림 큐(25)을 마련함으로써 오디오 스트림의 전송율 변화도 흡수하게 하면 평균적인 Null 패킷 전송율을 더욱더 낮출 수 있다.
마찬가지로, 데이터 발생기(30)로부터의 데이터 스트림을 저장하고 저장된 데이터 스트림을 전송율 BD으로 출력하는 데이터 스트림 큐(35)를 마련하여 데이터 스트림의 전송율 변화도 흡수하게 하고, 시스템 패킷 발생기(40)로부터의 시스템 패킷 스트림을 저장하고, 저장된 시스템 패킷 스트림을 전송율 BS로 출력하는 시스템 패킷 큐(45)를 마련하여 시스템 패킷의 전송율 변화도 흡수하도록 하면 평균적인 Null 패킷 전송율을 거의 0으로 만들 수 있다.
이상, 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 멀티플렉서 및 스트림 전송 버퍼로 입력되는 비디오 전송율을 설계된 평균 전송율이 되도록 제어함으로써 Null 패킷을 적게 사용할 수 있도록 함으로써 전체 전송대역폭을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 비디오뿐만 아니라 오디오, 데이터, 시스템 패킷에 대해서도 멀티플렉서 및 스트림 전송 버퍼로 입력되는 순간 전송율을 설계된 평균 전송율이 되도록 제어함으로써 Null 패킷의 사용을 거의 0으로 만들 수 있다. 따라서, 종래에는 Null 패킷에 할당되던 대역폭을 비디오에 할당할 수 있으므로, 비디오의 영상 품질을 높일 수 있다.

Claims (10)

  1. 전체 전송 대역폭 BT, 비디오 전송율 BV, 오디오 전송율 BA, 데이터 전송율 BD, 시스템 전송율 BS를 가진 디지털 방송 채널에서의 전송율 제어 방법에 있어서,
    비디오 인코더로부터의 비디오 스트림을 패킷화하여 패킷화된 비디오 스트림을 비디오 스트림 큐에 저장하되, 비디오 스트림 큐가 일정 수준 이상으로 차게 되면 비디오 인코더의 압축률을 낮추고, 비디오 스트림 큐가 일정 수준 이상 비워지게 되면 비디오 인코더의 압축률을 높이는 제1단계와,
    전송율 BV = BT - (BA + BD + BS)가 되도록 상기 비디오 스트림 큐로부터 비디오 스트림을 출력하는 제2단계와,
    상기 비디오 스트림 큐로부터의 비디오 스트림과, 오디오 인코더로부터의 오디오 스트림, 데이터 발생기로부터의 데이터 스트림, 시스템 패킷 발생기로부터의 시스템 패킷 스트림을 멀티플렉싱하여 전체 전송 대역폭 BT로 출력하는 제3단계와,
    를 구비하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 제3단계에서의 오디오 스트림은 오디오 인코더로부터의 오디오 스트림을 패킷화하여 오디오 스트림 큐에 저장하고, 오디오 스트림 큐로부터 전송율 BA로 출력되는 것임을 특징으로 하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제3단계에서의 데이터 스트림은 데이터 발생기로부터의 데이터 스트림을 데이터 스트림 큐에 저장하고, 데이터 스트림 큐로부터 전송율 BD로 출력되는 것임을 특징으로 하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 제3단계에서의 시스템 패킷 스트림은 시스템 패킷 발생기로부터의 시스템 패킷 스트림을 시스템 패킷 큐에 저장하고, 시스템 패킷 큐로부터 전송율 BS로 출력되는 것임을 특징으로 하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법.
  6. 디지털 비디오 신호를 생성하기 위한 비디오 인코더와, 디지털 오디오 신호를 생성하기 위한 오디오 인코더와, 디지털 방송에 필요한 부가 데이터를 발생시키기 위한 데이터 발생기와, 디지털 방송 시스템에서 필요로 하는 시스템 데이터를 생성시키기 위한 시스템 패킷 발생기와, 비디오 인코더, 오디오 인코더, 데이터 발생기, 시스템 패킷 발생기로부터의 데이터 스트림을 멀티플렉싱하여 소정의 전체 전송 대역폭 BT로 전송하기 위한 멀티플렉서 및 스트림 전송 버퍼를 구비하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치에 있어서,
    상기 비디오 인코더로부터의 비디오 스트림을 패킷화하기 위한 비디오 스트림 패킷화 수단과,
    상기 비디오 스트림 패킷화 수단으로부터의 비디오 패킷을 저장하고 상기 전체 전송 대역폭 BT에서 오디오 전송율 BA, 데이터 전송율 BD, 시스템 패킷 전송율 BS을 뺀 값 BV의 전송율로 저장된 비디오 패킷을 출력하며, 큐가 일정 수준 이상으로 차게 되면 상기 비디오 인코더로 압축률을 낮추도록 하는 명령을 전송하고, 큐가 일정 수준 이상 비워지게 되면 상기 비디오 인코더로 압축률을 높이도록 하는 명령을 전송하는 비디오 스트림 큐
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 오디오 인코더로부터의 오디오 스트림을 패킷화하기 위한 오디오 스트림 패킷화 수단과,
    상기 오디오 스트림 패킷화 수단으로부터의 오디오 패킷을 저장하고 저장된 오디오 패킷을 전송율 BA로 출력하는 오디오 스트림 큐
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    데이터 발생기로부터의 데이터 스트림을 저장하고 저장된 데이터 스트림을 전송율 BD으로 출력하는 데이터 스트림 큐
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    시스템 패킷 발생기로부터의 시스템 패킷 스트림을 저장하고 저장된 시스템 패킷 스트림을 전송율 BS로 출력하는 시스템 패킷 큐
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송에서의 전송율 제어 장치.
KR1020040064994A 2004-08-18 2004-08-18 디지털 방송에서의 전송율 제어 방법 및 장치 KR100630545B1 (ko)

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