KR102049348B1 - VoIP를 활용한 네트워크 기반의 선택적 품질의 음원 방송을 위한 기법 - Google Patents

VoIP를 활용한 네트워크 기반의 선택적 품질의 음원 방송을 위한 기법 Download PDF

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Abstract

네트워크 기반 음원 방송을 위한 기법이 개시된다. 네트워크 기반 음원 방송을 위한 송신측 장치는, 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스로부터 N개의 서브시퀀스들을 식별하고, N개의 서브시퀀스들로부터 네트워크 스트림들을 생성하며, 적어도 하나의 네트워크 스트림을 음원 방송 네트워크 상에서의 송신을 위한 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림으로 패킷화할 수 있다. 네트워크 기반 음원 방송을 위한 수신측 장치는, 음원 방송 네트워크 상에서 네트워크 기반 음원 방송을 위한 오디오 데이터의 네트워크 패킷 스트림을 수신하고, 네트워크 패킷 스트림을 네트워크 스트림으로 역패킷화하며, 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 네트워크 스트림과 연관된 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 사용될 것인지를 판정하고, 출력 아날로그 오디오 신호를 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성할 수 있다.

Description

VoIP를 활용한 네트워크 기반의 선택적 품질의 음원 방송을 위한 기법{TECHNIQUES FOR NETWORK-BASED AUDIO SOURCE BROADCASTING OF SELECTIVE QUALITY USING VOIP}
본 개시는 네트워크 기반 음원 방송(audio source broadcasting)을 위한 기법에 관한 것이다.
네트워크 기반 음원 방송은 디지털 오디오 데이터와 같은 음원 데이터를 네트워크를 통해 전송하는 기술이다. 이러한 네트워크 기반 음원 방송을 위한 시스템은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 종래의 전관방송(Public Address: PA) 시스템은 통상 건물 단위로 구축된 아날로그 기반 시스템이나, 네트워크 환경 내의 여러 건물 또는 단지에 걸쳐 통합적인 디지털 음원 방송을 제공하는 방식으로 구현된 네트워크 기반 PA 시스템이 점점 더 널리 사용되고 있다.
그런데, 일반적으로 네트워크 기반 음원 방송 시스템은 제한된 네트워크 대역폭, 방송 지연, 패킷 손실 등등과 같은 악조건을 겪을 수 있다. 또한, 최근에는 단순히 음원 데이터를 전달하는 수준을 넘어, 사람의 음성(저대역 신호)에서부터 고품질의 배경음악(BackGround Music:BGM)에 걸친 다양한 방송 상황에 부합하도록 선택적 품질의 음원 방송의 수요가 증가하고 있다. 더욱이, 네트워크 상황이 시시각각 격변하는 환경에서는 전달 및 재생을 위한 데이터의 특성(예컨대, 비트레이트(bitrate))의 가변성이 매우 중요하다.
종래의 몇몇 관련 기법들이 이러한 문제점에 대처하는 데에 어느 정도 유용할 수는 있지만, 네트워크 기반 음원 방송에 적용되기에는 한계가 있다. 예를 들어, 기존의 여러 전송 기법, 예컨대 한국 등록 특허 제10-1355975호에 개시된 기법은 전송될 데이터의 압축을 수반하는데, 이는 필요한 대역폭을 낮출 수는 있지만, 품질 및 지연의 측면에서 열화를 초래한다. 또한, 압축 데이터의 전송에 있어서, 다양한 품질 수준의 구비를 위해서 여러 개의 비트레이트를 갖는 스트림을 생성하는 것은 압축과 관련된 코덱(codec)의 복잡도를 증가시킨다. 이와 달리, 원본 디지털 데이터를 전송하는 기법은 압축 데이터 전송에 비해 품질 및 지연의 측면에서 양호할 수 있으나, 음원 데이터 채널당 하나의 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter: ADC)가 사용되는 경우에는 단일한 품질의 연속적인 방송 서비스를 제공할 수 있는 데에 그칠 뿐이어서, 서비스 품질의 변경을 위해서는 일시적으로 방송을 중단할 필요가 있다. 또한, 디지털 원본의 전송과 더불어 다양한 품질의 방송 서비스를 제공하기 위해서 채널당 여러 개의 ADC가 사용되는 경우에는 각종 부품이나 메모리와 같은 하드웨어의 구성에 더 많은 비용이 소요되고, 더 넓은 네트워크 대역폭이 필요하다.
따라서, 개선된 네트워크 기반 음원 방송 시스템의 필요성이 남아 있다.
네트워크 기반 음원 방송을 위한 개선된 기법이 본 문서에 개시된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 송신측 장치가 제공된다. 상기 송신측 장치는, 제1 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스(uncompressed sequence)로부터 오디오 샘플들의 N개의 서브시퀀스들을 식별하도록 구성된 다운샘플링부와, 상기 N개의 서브시퀀스들로부터 네트워크 스트림들을 생성하도록 구성된 스케일러블 스트림 생성기와, 네트워크 스트림들 중 적어도 하나를 패킷화하도록 구성된 네트워크 인터페이스부를 포함할 수 있다.
상기 N개의 서브시퀀스들 각각의 오디오 샘플들은 동일한 제2 샘플링 주파수를 가질 수 있다. 상기 제1 샘플링 주파수는 상기 제2 샘플링 주파수에 N 이상의 양의 정수가 곱해진 것일 수 있다. 상기 양의 정수는 N이되, 상기 N개의 서브시퀀스들을 식별하는 것은 상기 비압축 시퀀스를 상기 N개의 서브시퀀스들로 구별하는 것을 포함할 수 있다.
상기 네트워크 스트림들은 기본계층(Base-Layer: BL) 스트림 및 하나 또는 복수의 향상계층(Enhancement-Layer: EL) 스트림을 포함할 수 있다. 상기 BL 스트림은 상기 N개의 서브시퀀스들 중의 단 하나의 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있다. 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 각각은 상기 N개의 서브시퀀스들 중의 적어도 하나의 다른 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스부는 상기 BL 스트림을, 단독으로 또는 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중 적어도 하나와 함께, 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 송신을 위한 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림으로 패킷화하도록 또한 구성될 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스부는 상기 음원 방송 네트워크 상에서 상기 패킷화된 BL 스트림을 단독으로 송신할지 또는 상기 패킷화된 BL 스트림을 상기 하나 또는 상기 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림과 함께 송신할지를 선택하도록 또한 구성될 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스부는 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 상기 송신을 수행하도록 또한 구성될 수 있다. 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 상기 송신은 수신측 장치의 우선순위에 따라 상기 수신측 장치에 유니캐스트 방식으로 상기 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것을 포함할 수 있다. 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 상기 송신은 상기 음원 방송 네트워크의 대역폭에 따라 멀티캐스트 방식으로 상기 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것을 포함할 수 있다. 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 상기 송신은 상기 패킷화된 BL 스트림을 유니캐스트 방식으로 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것과, 상기 하나 또는 상기 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림을 멀티캐스트 방식으로 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것을 포함할 수 있다. 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 상기 송신은 상기 패킷화된 BL 스트림을 VoIP(Voice-over-Internet-Protocol) 프로토콜에 따라 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것과, 상기 하나 또는 상기 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림을 유니 캐스트 방식 및 멀티캐스트 방식 중 적어도 하나로 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 수신측 장치가 제공된다. 상기 수신측 장치는, 음원 방송 네트워크 상에서 상기 네트워크 기반 음원 방송을 위한 오디오 데이터의 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 수신하고, 상기 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 적어도 하나의 네트워크 스트림으로 역패킷화하도록 구성된 네트워크 인터페이스부(상기 적어도 하나의 네트워크 스트림은 기본계층(Base-Layer: BL) 스트림 및 하나 또는 복수의 향상계층(Enhancement-Layer: EL) 스트림 중 적어도 하나를 포함함)와, 각각 상기 BL 스트림 및 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중에서 선택된 적어도 하나의 온전한 또는 부분적인 스트림을 포함하는 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를 판정하도록 구성된 스트림 조성부와, 상기 출력 아날로그 오디오 신호를 상기 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성하도록 구성된 스트림 처리부를 포함할 수 있다.
상기 오디오 데이터는 제1 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스를 포함할 수 있다. 상기 비압축 시퀀스는 오디오 샘플들의 N개의 서브시퀀스들을 포함할 수 있다. 상기 N개의 서브시퀀스들 각각의 오디오 샘플들은 동일한 제2 샘플링 주파수를 가질 수 있다. 상기 제1 샘플링 주파수는 상기 제2 샘플링 주파수의 정수 배이고 상기 제2 샘플링 주파수의 N배 이상일 수 있다. 상기 제1 샘플링 주파수는 상기 제2 샘플링 주파수에 N이 곱해진 것일 수 있다. 상기 BL 스트림은 상기 N개의 서브시퀀스들 중의 단 하나의 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있고, 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 각각은 상기 N개의 서브시퀀스들 중의 적어도 하나의 다른 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 스트림 세트 각각은 복수의 샘플링 주파수 중의 특정 샘플링 주파수에 대응할 수 있다. 상기 복수의 샘플링 주파수 각각은 상기 제2 샘플링 주파수에 최대 N인 양의 정수가 곱해진 것일 수 있다.
상기 스트림 처리부는, 상기 판정된 특정 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 스케일링된 시퀀스(scaled sequence)를 상기 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성하는 것 및 상기 출력 아날로그 오디오 신호를 상기 스케일링된 시퀀스의 상기 오디오 샘플들로부터 생성하는 것에 의해 상기 출력 아날로그 오디오 신호를 상기 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성할 수 있다.
상기 스케일링된 시퀀스를 생성하는 것은 상기 판정된 특정 스트림 세트로부터 상기 스케일링된 시퀀스의 상기 오디오 샘플들로서의 사용을 위한 오디오 샘플들을 추출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 복수의 스트림 세트는 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중 어느 것과의 조합도 없이 상기 BL 스트림을 포함하는 제1 유형 스트림 세트를 포함하고, 상기 BL 스트림 및 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 제2 유형 스트림 세트를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 스트림 세트는 상기 BL 스트림과의 조합이 없이 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중 단 하나를 포함하는 적어도 하나의 제3 유형 스트림 세트, 상기 복수의 EL 스트림 중의 하나의 EL 스트림의 오직 일부분을 포함하는 적어도 하나의 제4 유형 스트림 세트, 또는 양자 모두를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지에 관한 상기 판정은, 상기 복수의 샘플링 주파수 중의 어느 샘플링 주파수가 상기 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를 판정하는 것과, 상기 복수의 스트림 세트 중에서 상기 판정된 샘플링 주파수에 대응하는 스트림 세트를 상기 특정 스트림 세트로서 판정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지에 관한 상기 판정은, 상기 네트워크 패킷 스트림들의 수신 동안의 상기 음원 방송 네트워크의 상황 및 상기 네트워크 기반 음원 방송의 사용자 지정된 서비스 중 적어도 하나에 기반하여 행해질 수 있다. 상기 판정은, 상기 복수의 샘플링 주파수 중의 어느 샘플링 주파수가 상기 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를 상기 상황 하에서 가능한 재생 품질 및 상기 사용자 지정된 서비스를 위해 요구되는 재생 품질 중 적어도 하나에 기반하여 판정하는 것과, 상기 복수의 스트림 세트 중에서 상기 판정된 샘플링 주파수에 대응하는 스트림 세트를 상기 특정 스트림 세트로서 판정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 스트림 처리부는 일차적 경로 모듈과, 이차적 경로 모듈과, 아날로그 다중화기를 포함할 수 있다. 상기 일차적 경로 모듈은 제1 아날로그 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 이차적 경로 모듈은 제2 아날로그 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 아날로그 다중화기는 상기 제1 아날로그 오디오 신호 및 상기 제2 아날로그 오디오 신호 중 어느 한쪽을 상기 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 상기 복수의 스트림 세트 중의 제1 스트림 세트가 사용될 것이라는 제1 판정이 행해지고 상기 수신측 장치가 제1 동작 모드로 진입하는 경우, 상기 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 상기 복수의 스트림 세트 중의 다른 소정의 스트림 세트가 사용될 것이라는 후속 판정이 행해질 때까지, 상기 수신측 장치는 계속해서 상기 제1 동작 모드에서 동작하되, 상기 일차적 경로 모듈은 상기 제1 스트림 세트로부터 상기 제1 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있고 상기 아날로그 다중화기는 상기 제1 아날로그 오디오 신호를 상기 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력할 수 있다. 상기 후속 판정은, 상기 제1 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수 대신에, 상기 복수의 샘플링 주파수 중의 다른 샘플링 주파수가 상기 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라는 판정과, 상기 다른 소정의 스트림 세트가 상기 다른 샘플링 주파수에 대응한다는 판정을 포함할 수 있다.
상기 제1 동작 모드 동안에, 상기 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 상기 복수의 스트림 세트 중의 제2 스트림 세트가 사용될 것이라는 제2 판정이 행해짐에 응답하여, 상기 수신측 장치는 제2 동작 모드로 진입할 수 있되, 상기 일차적 경로 모듈은 여전히 상기 제1 스트림 세트로부터 상기 제1 아날로그 오디오 신호를 생성하고, 상기 이차적 경로 모듈은 상기 제2 스트림 세트로부터 상기 제2 아날로그 오디오 신호를 생성하며, 상기 아날로그 다중화기는 여전히 상기 제1 아날로그 오디오 신호를 상기 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력하고, 이어서, 상기 일차적 경로 모듈은 상기 제2 스트림 세트로부터 상기 제1 아날로그 오디오 신호를 생성하고, 상기 이차적 경로 모듈은 여전히 상기 제2 스트림 세트로부터 상기 제2 아날로그 오디오 신호를 생성하며, 상기 아날로그 다중화기는 상기 제2 아날로그 오디오 신호를 상기 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력하고, 이어서, 상기 일차적 경로 모듈은 여전히 상기 제2 스트림 세트로부터 상기 제1 아날로그 오디오 신호를 생성하고, 상기 아날로그 다중화기는 상기 제1 아날로그 오디오 신호를 상기 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력하며, 상기 수신측 장치는 도로 상기 제1 동작 모드로 진입할 수 있다. 상기 제2 판정은, 상기 제1 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수 대신에, 상기 복수의 샘플링 주파수 중의 다른 샘플링 주파수가 상기 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라는 판정과, 상기 제2 스트림 세트가 상기 다른 샘플링 주파수에 대응한다는 판정을 포함할 수 있다.
상기 일차적 경로 모듈 및 상기 이차적 경로 모듈 각각은 스케일링부와, 필터와, 디지털-아날로그 변환기를 포함할 수 있다. 상기 스케일링부는 상기 복수의 샘플링 주파수 중의 각자의 특정 샘플링 주파수에 대응하는, 상기 복수의 스트림 세트 중의 각자의 판정된 특정 스트림 세트로부터, 상기 각자의 특정 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 각자의 스케일링된 시퀀스를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 필터는 상기 각자의 스케일링된 시퀀스에 대해 저역 통과 필터링을 적용하여 각자의 필터링된 디지털 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 각자의 필터링된 디지털 오디오 신호를 상기 제1 아날로그 오디오 신호 및 상기 제2 아날로그 오디오 신호 중 각자의 것으로 변환하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 네트워크 기반 음원 방송 시스템의 구현에서의 복잡도가 별달리 증가하지 않고도 네트워크 상황 및/또는 사용자 요구에 적합한 품질 수준의 방송 서비스가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 네트워크 기반 음원 방송 시스템은 높은 샘플링 주파수의 오디오 데이터에 시간적 스케일링가능성(temporal scalability)을 적용하여 네트워크 기반의 선택적 품질의 음원 방송을 지원할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 네트워크 기반 음원 방송 시스템은 압축을 위한 오디오 코덱을 사용하지 않고 비압축 오디오 데이터를 효율적으로 스트리밍하는 비압축 송신을 수반함으로써, 제한된 대역폭을 갖는 네트워크 환경에서 더 적은 하드웨어 비용으로 고품질, 저지연의 음원 방송을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 네트워크 기반 음원 방송 시스템은 에러가 잦은(error-prone) 환경에서 수신된 패킷 스트림 내에 에러가 발생하는 경우에도 유연하고 안정적으로 적정한 수준의 품질을 갖는 방송을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 네트워크 기반 음원 방송의 확장성, 안정성 및 품질 다양성 등을 충분한 수준에서 동시에 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반의 선택적 품질의 음원 방송을 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 송신측 장치의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 수신측 장치의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 수신측 장치의 오디오 시퀀스 처리부의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 수신측 장치의 스트림 처리부의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 예시적인 시스템이 동작하는 예시적인 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 예시적인 시스템의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 실시예를 가질 수 있고, 몇몇 실시예가 본 명세서에 개시된다. 그러나, 이는 본 발명에 대한 한정이 아니라 예시로서 제공되며, 본 발명의 사상 및 범주에 속하는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 망라하는 것으로 이해되어야 한다. 개시된 실시예에 따른 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 다음의 상세한 설명에서 특정한 세부사항이 제공되는데, 몇몇 실시예는 이들 세부사항 중 일부 또는 전부가 없더라도 실시될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 양상을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 공지 기술의 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
후술되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 한정적 의미로 고려되고자 의도된 것이 아니다. 단수 형태의 표현은 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 복수 형태의 의미를 포함한다. 또한, 이 문서에서, "포함하다" 또는 "가지다"와 같은 용어는 어떤 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 정보 또는 이들의 조합이 존재함을 나타내려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 정보 또는 이들의 조합의 존재 또는 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반의 선택적 품질의 음원 방송을 위한 시스템(100)을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 예시적인 음원 방송 시스템(100)은 네트워크 기반 음원 방송을 위한 송신측 장치(120) 및 네트워크 기반 음원 방송을 위한 적어도 하나의 수신측 장치(140-1, 140-2, ..., 140-n)(개별적으로 참조 번호 140으로 표기될 수 있음)을 포함한다. 예를 들어, 음원 방송 시스템(100)은 전관방송(Public Address: PA) 시스템일 수 있다.
도시된 바와 같이, 송신측 장치(120)와 수신측 장치(140)는 네트워크(130)를 통하여 통신가능하게 커플링될(communicatively coupled) 수 있다. 네트워크(130)는 송신 매체, 예컨대 유선 송신 매체, 무선 송신 매체, 또는 이들의 조합을 이용하여 유선 네트워크, 무선 네트워크, 또는 이들의 조합으로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 네트워크(130)는 인터넷(Internet), 유니캐스트(unicast) 네트워크, 멀티캐스트(multicast)네트워크, VoIP(Voice over Internet Protocol) 네트워크 및/또는 다른 유형의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 비록 도시되지 않았으나, 수신측 장치(140-1, 140-2, ..., 140-n) 각각은 송신 매체를 통하여 적어도 하나의 음원 방송 출력 장치(예컨대, 입력된 오디오 데이터에 따라 소리를 출력하는 오디오 스피커를 포함함)와 커플링될 수 있다.
예컨대, 송신측 장치(120)는 오디오 데이터를 전송하기 위한 서버 장치일 수 있고, 수신측 장치(140)는 그러한 송신측 장치(120)로부터 원격으로 위치되어 오디오 데이터를 수신하기 위한 클라이언트 장치일 수 있다.
실시예에서, 음원 방송 시스템(100)은 비압축 송신(uncompressed transmission)을 실현할 수 있는바, 송신측 장치(120)와 수신측 장치(140)는 압축/압축해제를 위한 오디오 인코더, 오디오 디코더 등등의 코덱을 사용하지 않고 비압축 오디오 데이터의 통신을 수행할 수 있다.
네트워크 기반 음원 방송을 위한 시스템(100)의 송신측 장치(120)
예시적인 송신측 장치(120)는 오디오 데이터를 음원 방송 네트워크(예컨대, 네트워크(130))를 통해 수신측 장치(140)로 송출하도록 구성된다. 그러한 오디오 데이터는 수신측 장치(140)로부터 원격인 마이크(이하에서 "원격 마이크"(Remote Microphone: RM)로 지칭될 수도 있음), CD 플레이어(Compact Disc Player: CDP), TTS(Text-To-Speech) 합성기 등등으로부터 유래할 수 있다. 예로서, 송신측 장치(120)는 스트리밍(streaming) 방식으로 오디오 데이터를 수신측 장치(140)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 송신측 장치(120)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다. 실시예에서, 송신측 장치(120)는 도시된 바와 같이 구성되어, 음원 방송 네트워크(예컨대, 네트워크(130)) 상에서 오디오 데이터를 스트리밍할 수 있다. 도 2를 참조하면, 송신측 장치(120)는 다운샘플링부(down-sampling unit)(220), 스케일러블 스트림 생성기(scalable stream generator)(240) 및 네트워크 인터페이스부(network interface unit)(260)를 포함하는 것으로 예시된다.
다운샘플링부(220)는 제1 샘플링 주파수(sampling frequency)를 갖는 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스(uncompressed sequence)를 수신하고, 비압축 시퀀스의 N개(단, N>1인 정수)의 다운샘플링된 버전을 생성하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 다운샘플링부(220)는 그러한 비압축 시퀀스로부터 오디오 샘플들의 서브시퀀스 N개를 식별할 수 있다. N개의 서브시퀀스 각각의 오디오 샘플들은 동일한 제2 샘플링 주파수를 가질 수 있다. 제1 샘플링 주파수는 제2 샘플링 주파수에 N보다 작지 않은 양의 정수(positive integer)가 곱해진 것과 같을 수 있다. 예컨대, 제1 샘플링 주파수는 제2 샘플링 주파수의 N배일 수 있고, 다운샘플링부(220)는 비압축 시퀀스를 N개의 서브시퀀스로 구별함으로써 N개의 서브시퀀스를 식별할 수 있다.
스케일러블 스트림 생성기(240)는 N개의 서브시퀀스로부터 네트워크 스트림들을 생성하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 그러한 네트워크 스트림들은 기본계층(Base-Layer: BL) 스트림 및 하나 또는 복수의 향상계층(Enhancement-Layer: EL) 스트림을 포함할 수 있다. 예컨대, BL 스트림은 N개의 서브시퀀스 중의 단 하나의 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있고, 하나 또는 복수의 EL 스트림 각각은 N개의 서브시퀀스 중의 적어도 하나의 다른 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(260)는 음원 방송 네트워크 상에서의 송신을 위해 네트워크 스트림들 중 적어도 하나를, 예를 들어 BL 스트림을 단독으로 또는 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 적어도 하나와 함께, 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림으로 패킷화하도록(packetized) 구성될 수 있다. 실시예에서, 네트워크 인터페이스부(260)는 음원 방송 네트워크 상에서 BL 스트림을 단독으로 송신할지 또는 BL 스트림을 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 적어도 하나와 함께 송신할지를 선택하고, 그러한 선택에 따라 송신될 적어도 하나의 네트워크 스트림을 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림으로 패킷화하며, 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림(예컨대, 패킷화된 BL 스트림을 단독으로 또는 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림과 함께 포함함)을 음원 방송 네트워크 상에서 송신할 수 있다. 예컨대, 전술된 바와 같이, 그러한 송신은 비압축 송신일 수 있다.
실시예에서, 네트워크 인터페이스부(260)는 음원 방송 네트워크 상에서의 송신을 다양한 방식으로, 예를 들어 유니캐스트 방식으로, 멀티캐스트 방식으로, 유니캐스트 방식과 멀티캐스트 방식의 조합을 사용하여, 유니캐스트 방식 및/또는 멀티캐스트 방식과 함께 VoIP 프로토콜을 사용하여, 또는 다른 가능한 방식으로 수행할 수 있다. 예로서, 네트워크 인터페이스부(260)는 수신측 장치(140)의 우선순위에 따라 수신측 장치(140)에 유니캐스트 방식으로 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 음원 방송 네트워크 상에서 송신할 수 있다. 다른 예에서, 네트워크 인터페이스부(260)는 음원 방송 네트워크의 대역폭에 따라 멀티캐스트 방식으로 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 음원 방송 네트워크 상에서 송신할 수 있다. 또 다른 예에서, 네트워크 인터페이스부(260)는 패킷화된 BL 스트림을 음원 방송 네트워크 상에서 유니캐스트 방식으로 송신하고, 패킷화된 EL 스트림이 있다면 이를 음원 방송 네트워크 상에서 멀티캐스트 방식으로 송신할 수 있다. 나아가 또 다른 예에서, 네트워크 인터페이스부(260)는 패킷화된 BL 스트림을 음원 방송 네트워크 상에서 VoIP 프로토콜에 따라 송신하고, 패킷화된 EL 스트림이 있다면 이를 음원 방송 네트워크 상에서 유니캐스트 방식 및 멀티캐스트 방식 중 적어도 하나로 송신할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 송신측 장치(120)는 임의의 적합한 유형의 컴퓨팅 장치일 수 있는데, 이는 하나 이상의 프로세서, 프로세서에 의해 판독가능한 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 다양한 주변기기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor: DSP), 중앙 처리 유닛(Central Processing Unit: CPU), 그래픽 처리 유닛(Graphics Processing Unit: GPU), 프로세서 코어, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Array: FPGA), 애플리케이션 특정 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit: ASIC), 무선 주파수 집적 회로(Radio-Frequency Integrated Circuit: RFIC), 다른 하드웨어 및 로직 회로, 또는 이의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체에는, 프로세서에 의해 실행되는 경우 송신측 장치(120) 하여금 본 발명의 실시예에 따라 몇몇 동작을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어가 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 판독 전용 메모리(Read-Only Memory: ROM), 랜덤 액세스 메모리(Random-Access Memory: RAM), 휘발성(volatile) 메모리, 비휘발성(non-volatile) 메모리, 착탈가능(removable) 메모리, 비착탈가능(non-removable) 메모리, 하드 디스크, 플래시(flash) 메모리, 자기 디스크 저장 매체, 광 디스크 저장 매체, 다른 저장 디바이스 및 저장 매체, 또는 이의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변기기는 다양한 입출력(Input/Output: I/O) 디바이스, 가령 마우스와 같은 포인팅 디바이스, 키보드, 키패드, 마이크, CD/DVD 플레이어, 하드웨어 TTS 합성기, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 터치 감지 디스플레이(touch-sensitive display), 스피커, 프린터, 통신 인터페이스 카드, 사운드 카드 등등을 포함할 수 있다.
네트워크 기반 음원 방송을 위한 시스템(100)의 수신측 장치(140)
예시적인 수신측 장치(140)는 송신측 장치(120)로부터 음원 방송 네트워크(예컨대, 네트워크(130))를 거쳐 수신된 음원 데이터 내의 오디오 데이터를 처리하여 (가령, 음원 방송 출력 장치에) 제공하도록 구성된다. 예로서, 수신측 장치(140)는 다양한 스케일러블 스트림의 형태로 전달된 오디오 데이터로부터 다양한 수준의 품질을 갖는 오디오 신호를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 수신측 장치(140)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다. 실시예에서, 수신측 장치(140)는 도시된 바와 같이 구성되어, 패킷화된 오디오 데이터를 음원 방송 네트워크(예컨대, 네트워크(130)) 상에서 수신할 수 있다. 도 3을 참조하면, 수신측 장치(140)는 네트워크 인터페이스부(320), 스트림 조성부(stream composition unit)(340) 및 스트림 처리부(stream processing unit)(360)를 포함하는 것으로 예시된다.
네트워크 인터페이스부(320)는 음원 방송 네트워크(예컨대, 네트워크(130)) 상에서 (예컨대, 송신측 장치(120)로부터) 네트워크 기반 음원 방송을 위한 오디오 데이터의 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 수신하고, 수신된 네트워크 패킷 스트림을 적어도 하나의 네트워크 스트림으로 역패킷화하도록(depacketize) 구성될 수 있다. 실시예에서, (예컨대, 송신측 장치(120)의 네트워크 인터페이스부(260)에 의해) BL 스트림 및 하나 또는 복수의 EL 스트림이 네트워크 패킷 스트림들로 패킷화되어 송신된 경우, 수신측 장치(140)의 네트워크 인터페이스부(320)는 그러한 네트워크 패킷 스트림들을 수신하고 BL 스트림 및 하나 또는 복수의 EL 스트림으로 역패킷화할 수 있다. 네트워크 패킷 스트림은 네트워크 기반 음원 방송을 위한 오디오 데이터를 전달하는데, 예를 들어 네트워크 기반 음원 방송에서의 비압축 송신을 위한 패킷 스트림일 수 있다. 따라서, 네트워크 패킷 스트림에 의해 전달되는 오디오 데이터는, 전술된 바와 같이, 제1 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스를 포함할 수 있다. 비압축 시퀀스는 오디오 샘플들의 N개의 서브시퀀스를 포함하되, N개의 서브시퀀스 각각의 오디오 샘플들은 동일한 제2 샘플링 주파수를 가질 수 있다. 제1 샘플링 주파수는 제2 샘플링 주파수의 정수 배(integer multiple)이고 제2 샘플링 주파수의 N배보다 작지 않을 수 있다. 예컨대, 제1 샘플링 주파수는 제2 샘플링 주파수에 N이 곱해진 것과 같을 수 있다. 실시예에서, BL 스트림은 N개의 서브시퀀스(즉, 비압축 시퀀스의 N개의 다운샘플링된 버전) 중의 단 하나의 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있고, 하나 또는 복수의 EL 스트림 각각은 N개의 서브시퀀스 중의 적어도 하나의 다른 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함할 수 있다.
스트림 조성부(340)는 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를 판정하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 복수의 스트림 세트 각각은 BL 스트림 및 하나 또는 복수의 EL 스트림 중에서 선택된 적어도 하나의 온전한 또는 부분적인 스트림을 포함할 수 있다. 예컨대, 복수의 스트림 세트는 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 어느 것과의 조합도 없이 BL 스트림을 포함하는 제1 유형 스트림 세트를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 스트림 세트는 BL 스트림 및 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 제2 유형 스트림 세트를 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 복수의 스트림 세트는 BL 스트림과의 조합이 없이 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 단 하나를 포함하는 적어도 하나의 제3 유형 스트림 세트 및/또는 복수의 EL 스트림 중의 하나의 EL 스트림의 오직 일부분을 포함하는 적어도 하나의 제4 유형 스트림 세트를 더 포함할 수 있다. 복수의 스트림 세트 각각은 복수의 샘플링 주파수 중의 특정 샘플링 주파수에 대응할 수 있는데, 복수의 샘플링 주파수 각각은 제2 샘플링 주파수에 최대 N인 양의 정수가 곱해진 것과 같을 수 있다.
실시예에서, 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를 판정하는 것은, 복수의 샘플링 주파수 중의 어느 샘플링 주파수가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를 판정하는 것과, 판정된 샘플링 주파수에 대응하는, 복수의 스트림 세트 중의 스트림 세트를, 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위한 특정 스트림 세트로서 판정하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에서, 스트림 조성부(340)는 음원 방송 네트워크의 상황을 나타내고/거나 네트워크 기반 음원 방송의 사용자 지정된(user-specified) 서비스를 나타내는 정보를 포함하는 상태 정보를 수신할 수 있다. 이에 따라, 스트림 조성부(340)는 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를, 네트워크 패킷 스트림의 수신 동안의 음원 방송 네트워크의 상황 및 네트워크 기반 음원 방송의 사용자 지정된 서비스 중 적어도 하나에 기반하여 판정할 수 있다. 예컨대, 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 특정 스트림 세트의 판정은, 복수의 샘플링 주파수 중의 어느 샘플링 주파수가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것인지를, 음원 방송 네트워크의 상황 하에서 가능한 재생 품질 및/또는 네트워크 기반 음원 방송의 사용자 지정된 서비스를 위해 요구되는 재생 품질에 기반하여 판정하는 것과, 복수의 스트림 세트 중에서 그러한 판정된 샘플링 주파수에 대응하는 스트림 세트를, 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 특정 스트림 세트로서 판정하는 것을 포함할 수 있다.
스트림 처리부(360)는 BL 스트림 및 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 적어도 일부를 사용하여 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 스트림 처리부(360)는 특정 샘플링 주파수(판정된 특정 스트림 세트가 이에 대응함)를 갖는 오디오 샘플들의 스케일링된 시퀀스(즉, 비압축 시퀀스의 스케일링된 버전(scaled version))을 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성하는 것과, 출력 아날로그 오디오 신호를 스케일링된 시퀀스의 오디오 샘플들로부터 생성하는 것에 의해 출력 아날로그 오디오 신호를 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성할 수 있다. 예컨대, 스케일링된 시퀀스를 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성하는 것은 스케일링된 시퀀스의 오디오 샘플들로서의 사용을 위한 오디오 샘플들을 판정된 특정 스트림 세트로부터 추출하고, 추출된 오디오 샘플들을 스케일링된 시퀀스로 집성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 출력 아날로그 오디오 신호를 스케일링된 시퀀스의 오디오 샘플들로부터 생성하는 것은 스케일링된 시퀀스의 오디오 샘플들을 필터링하고, 필터링된 오디오 샘플들을 출력 아날로그 오디오 신호로 변환하는 것을 포함할 수 있다.
실시예에서, 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 특정 스트림 세트의 판정은 스트림 조성부(340)에 의해 반복적으로 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들어 네트워크 기반 음원 방송의 다른 서비스가 사용자에 의해 지정되고/되거나 음원 방송 네트워크의 상황이 바뀐 경우, 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 스트림 세트가 (예컨대, 복수의 스트림 세트 중의 어떤 특정 스트림 세트로부터 어떤 다른 특정 스트림 세트로) 변경될 수 있다는 점, 또 나아가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 스트림 세트가 대응하는 샘플링 주파수도 (예컨대, 복수의 샘플링 주파수 중의 어떤 특정 샘플링 주파수로부터 어떤 다른 특정 샘플링 주파수로) 변경될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 실시예에 따르면, 스트림 처리부(360)는 그러한 변경에도 불구하고 출력 아날로그 오디오 신호의 원활한 재생을 가능하게 하는 구성을 가질 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여, 스트림 처리부(360)의 예시적인 구성이 아래에서 더 상세히 기술된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 수신측 장치(140)의 스트림 처리부(360)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다. 도 4를 참조하면, 스트림 처리부(360)는 일차적 경로 모듈(primary path module)(420), 이차적 경로 모듈(secondary path module)(440) 및 아날로그 다중화기(analog multiplexer)(460)를 포함하는 것으로 예시된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일차적 경로 모듈(420)은 제1 아날로그 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있고, 이차적 경로 모듈(440)은 제2 아날로그 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있으며, 아날로그 다중화기(460)는 제1 아날로그 오디오 신호 및 제2 아날로그 오디오 신호 중 어느 한쪽을 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 수신측 장치(140)는 적어도 두 개의 동작 모드, 예를 들어 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 가질 수 있다. 예컨대, 복수의 스트림 세트 중의 제1 스트림 세트가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라는 제1 판정이 스트림 조성부(340)에 의해 행해지고, 수신측 장치(140)가 제1 동작 모드에 진입한다고 가정하자. 이러한 경우에, 복수의 스트림 세트 중의 다른 어떤 스트림 세트(이는, 예컨대, 제1 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수와는 상이한 샘플링 주파수에 대응하는 스트림 세트일 수 있음)가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라는 후속 판정이 행해질 때까지, 일차적 경로 모듈(420)은 제1 스트림 세트로부터 제1 아날로그 오디오 신호를 생성하고 아날로그 다중화기(460)는 제1 아날로그 오디오 신호를 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력하면서, 수신측 장치(140)는 계속해서 제1 동작 모드에서 동작할 수 있다.
이제, 제1 동작 모드 동안에, 후속 판정, 예를 들어 복수의 스트림 세트 중의 제2 스트림 세트가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라는 제2 판정이 스트림 조성부(340)에 의해 행해진다고 가정하자. 예로서, 그러한 후속 판정은, 제1 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수 대신에, 복수의 샘플링 주파수 중의 다른 샘플링 주파수가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라는 판정과, 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것으로 판정된 그러한 다른 샘플링 주파수에 복수의 스트림 세트 중의 다른 어떤 스트림 세트(예컨대, 제2 스트림 세트)가 대응한다는 판정을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 그러한 후속 판정은, 제1 스트림 세트 대신에, 복수의 스트림 세트 중의 임의의 다른 스트림 세트(예컨대, 제2 스트림 세트)가 대응한다는 판정을 포함할 수 있다.
예로서, 제1 동작 모드 동안에 제2 판정이 행해짐에 응답하여, 수신측 장치(140)는 제2 동작 모드에서 동작할 수 있는데, 제2 동작 모드에서는 이차적 경로 모듈(440)가 제2 스트림 세트로부터 제2 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있고 아날로그 다중화기(460)가 제2 아날로그 오디오 신호를 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력할 수 있다. 그리고, 제2 동작 모드 동안에, 복수의 스트림 세트 중에서 제2 스트림 세트가 아닌 다른 어떤 스트림 세트(이는, 예컨대, 제2 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수와는 상이한 샘플링 주파수에 대응하는 스트림 세트일 수 있음)가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 특정 스트림 세트로서 스트림 조성부(340)에 의해 판정된 경우, 수신측 장치(140)의 동작 모드는 마찬가지 방식으로 제2 동작 모드에서 제1 동작 모드로 전환될 수 있다.
다른 예에서, 제1 동작 모드 동안에 제2 판정이 행해짐에 응답하여, 스트림 처리부(360)는 상이한 방식으로 동작할 수 있는데, 이에 대하여 도 4와 함께 도 5를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명한다.
우선, 복수의 스트림 세트 중의 제1 스트림 세트(예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 샘플링 주파수 중의 제1 샘플링 주파수(fs1)에 대응함)가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 특정 스트림 세트로서 판정되고, 수신측 장치(140)가 제1 동작 모드에 진입하는 경우, 복수의 스트림 세트 중의 다른 소정의 스트림 세트(이는, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 샘플링 주파수(fs1)가 아닌 다른 샘플링 주파수에 대응하는 스트림 세트일 수 있음)가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 특정 스트림 세트로서 판정될 때까지(예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 시점(t1)까지), 일차적 경로 모듈(420)은 제1 스트림 세트로부터 제1 아날로그 오디오 신호를 생성하고 아날로그 다중화기(460)는 제1 아날로그 오디오 신호를 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력하면서, 수신측 장치(140)는 제1 동작 모드에서 동작하는 것을 계속할 수 있다.
수신측 장치(140)가 이와 같이 제1 동작 모드에서 동작하는 동안에, 복수의 스트림 세트 중의 제2 스트림 세트(예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 샘플링 주파수(fs1)가 아닌 제2 샘플링 주파수(fs2)에 대응함)가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 특정 스트림 세트로서 판정된 경우, 수신측 장치(140)는 (예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 시점(t1)에서) 제2 동작 모드에 진입할 수 있는데, 일차적 경로 모듈(420)은 여전히 제1 스트림 세트로부터 제1 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있고, 이차적 경로 모듈(440)은 제2 스트림 세트로부터 제2 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있으며, 아날로그 다중화기(460)는 여전히 제1 아날로그 오디오 신호를 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력할 수 있다.
이어서, 수신측 장치(140)가 제2 동작 모드로 진입한 후 어느 시점부터(예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 시점(t2)부터), 일차적 경로 모듈(420)은 제2 스트림 세트로부터 제1 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있고, 이차적 경로 모듈(440)은 여전히 제2 스트림 세트로부터 제2 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있으며, 아날로그 다중화기(460)는 제2 아날로그 오디오 신호를 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력할 수 있다.
이어서, 어느 후속 시점부터(예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 시점(t3)부터), 일차적 경로 모듈(420)은 여전히 제2 스트림 세트로부터 제1 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있고, 아날로그 다중화기(460)는 제1 아날로그 오디오 신호를 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력할 수 있으며, 수신측 장치(140)는 도로 제1 동작 모드로 진입할 수 있다.
스트림 처리부(360)는 전술된 바와 같이 동작할 수 있는바, 어떤 스트림 세트가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라고 어떤 판정 시점에서 행해진 이전의 판정 후에, 다른 소정의 스트림 세트가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라는 후속 판정이 후속 판정 시점에서 행해진 경우, 출력 아날로그 오디오 신호의 재생이 더 원활할 수 있다. 특히, 몇몇 실시예에서, 앞서 예시된 바와 같이, 직전의 판정 시점에서 판정된 스트림 세트가 대응하는 샘플링 주파수와는 상이한 샘플링 주파수에 대응하는 다른 스트림 세트가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 사용될 것이라고 현재의 판정 시점에서 판정되는 경우에 스트림 처리부(360)가 전술된 바와 같이 동작하도록 구성할 수 있다. 스트림 처리부(360)의 이 구성은 유리할 수 있는데, 그렇지 않으면 그러한 샘플링 주파수 변경이 자칫 출력 아날로그 오디오 신호의 재생 중에 뚝뚝 끊어지는 소리를 야기할 수 있기 때문이다.
나아가, 실시예에서, 스트림 처리부(360)의 일차적 경로 모듈(420) 및 이차적 경로 모듈(440) 각각은 각자의 스케일링부(scaling unit)(422, 442)와, 각자의 필터(filter)(424, 444)와, 각자의 디지털-아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter: DAC)(426, 446)를 포함할 수 있다. 각각의 스케일링부(422, 442)는 복수의 샘플링 주파수 중의 각자의 특정 샘플링 주파수에 대응하는, 복수의 스트림 세트 중의 각자의 판정된 특정 스트림 세트로부터, 각자의 스케일링된 시퀀스(이는 각자의 특정 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 스케일링된 시퀀스임)를 생성하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 각각의 스케일링부(422, 442)는 각자의 판정된 특정 스트림 세트로부터 오디오 샘플들을 추출하고, 추출된 오디오 샘플들을 각자의 스케일링된 시퀀스로 집성할 수 있다. 각각의 필터(424, 444)는 각자의 스케일링된 시퀀스를 필터링하여 각자의 필터링된 디지털 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 각각의 필터(424, 444)는 각자의 스케일링된 시퀀스에 대해 (예를 들면, 앤티에일리어싱(anti-aliasing)을 위한) 저역 통과 필터링(low-pass filtering)을 적용하여 각자의 필터링된 디지털 오디오 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 각각의 DAC(426, 446)는 각자의 필터링된 디지털 오디오 신호를 제1 아날로그 오디오 신호 및 제2 아날로그 오디오 신호 중 각자의 아날로그 오디오 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 일차적 경로 모듈(420)에는 하나 이상의 스트림(예컨대, BL 스트림 및 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 적어도 일부, 가령 출력 오디오 신호의 생성에 사용될 것으로 판정된 스트림 세트 내의 적어도 하나의 온전한 또는 부분적인 스트림)과, 그러한 판정된 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수를 나타내는 제1 제어 신호가 입력될 수 있다. 특히, 제1 제어 신호는 일차적 경로 모듈(420)의 스케일링부(422), 필터(424) 및 DAC(426)의 동작을 위해 이들 각각에 제공될 수 있다.
마찬가지로, 도 4에 도시된 바와 같이, 이차적 경로 모듈(440)에는 하나 이상의 스트림(예컨대, BL 스트림 및 하나 또는 복수의 EL 스트림 중 적어도 일부, 가령 출력 오디오 신호의 생성에 사용될 것으로 판정된 다른 어떤 스트림 세트 내의 적어도 하나의 온전한 또는 부분적인 스트림)과, 그러한 다른 어떤 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수를 나타내는 제2 제어 신호가 입력될 수 있다. 특히, 제2 제어 신호는 이차적 경로 모듈(440)의 스케일링부(442), 필터(444) 및 DAC(446)의 동작을 위해 이들 각각에 제공될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 아날로그 다중화기(460)는 제1 아날로그 오디오 신호 및 제2 아날로그 오디오 신호를 입력으로서 수신하여 제1 아날로그 오디오 신호 및 제2 아날로그 오디오 신호 중 어느 한쪽을 출력 아날로그 오디오 신호로서 제공하는 일종의 아날로그 신호 선택기일 수 있다. 제3 제어 신호가 스트림 조성부(340)로부터 아날로그 다중화기(460)에 제공될 수 있는데, 이에 따라 아날로그 다중화기(460)는 제1 아날로그 오디오 신호를 출력하거나 아니면 제2 아날로그 오디오 신호를 출력할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 수신측 장치(140)의 각각의 요소는 하드웨어로 구현될 수 있다. 이러한 하드웨어는 적어도 하나의 프로세서(예컨대, DSP, CPU, GPU, 프로세서 코어, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, FPGA, ASIC, RFIC, 그리고/또는 다른 하드웨어 및 로직 회로)와, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(예컨대, ROM, RAM, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 착탈가능 메모리, 비착탈가능 메모리, 하드 디스크, 플래시 메모리, 자기 디스크 저장 매체, 광 디스크 저장 매체, 그리고/또는 다른 저장 디바이스 및 저장 매체)와, I/O 디바이스(예컨대, 통신 인터페이스 카드, DAC 등등)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체에는, 프로세서에 의해 실행되는 경우 수신측 장치(140)로 하여금 본 발명의 실시예에 따라 몇몇 동작을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어 또는 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보가 프로세서에 의해 액세스 가능한 형태로 저장되어 있을 수 있다.
네트워크 기반 음원 방송을 위한 시스템(100)의 예시적인 동작
도 6은 본 발명의 실시예에 따라, 네트워크 기반 음원 방송을 위한 예시적인 시스템(100)이 동작하는 예시적인 시나리오를 설명하기 위한 도면이다. 아래의 설명에서 어떤 구체적인 값들, 예를 들어 샘플링 주파수, 샘플당 비트의 개수, 채널의 개수, 서브시퀀스의 개수, 대역폭, 스트림의 개수 등등, 그리고 데이터의 포맷 및 형태, 네트워크의 유형 등등과 같은 특성은 한정적인 것이 아니라 예시적일 뿐임에 유의하여야 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 송신측 장치(120)는 비압축 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00001
을 획득할 수 있다. 실시예에서, 송신측 장치(120)는 사용자 상호작용을 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 예로서, CDP에 삽입된 CD에 기록된 어떤 오디오 트랙을 선택하는 사용자 입력을 사용자 인터페이스가 수신하는 것에 응답하여, 송신측 장치(120)는 그 오디오 트랙의 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00002
를 획득할 수 있다. 다른 예에서, RM 상에서의 발화(speech)를 위한 사용자 입력을 사용자 인터페이스가 수신하는 것에 응답하여, 송신측 장치(120)는 RM에 입력된 소리
Figure 112018112500002-pat00003
로부터 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter: ADC)에 의해 생성된 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00004
를 획득할 수 있다. 또 다른 예에서, TTS 합성기에 문구를 입력하는 사용자 입력을 사용자 인터페이스가 수신하는 것에 응답하여, 송신측 장치(120)는 TTS 합성기에 의해 그 문구로부터 생성된 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00005
를 획득할 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티미디어 소스로부터의 SDI(Serial Digital Interface)/HDMI(High Definition Multimedia Interface) 규격에 따른 디지털 비디오/오디오 전송 신호를 선택하는 사용자 입력을 사용자 인터페이스가 수신하는 것에 응답하여, 송신측 장치(120)는 그러한 전송 신호에 의해 전달되는 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00006
를 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 디지털 오디오 데이터는 송신측 장치(120)로부터 네트워크(130)를 통해 수신측 장치(140)로 스트리밍될 수 있다.
예시적인 시나리오에서, 도 6에서 볼 수 있듯이, 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00007
는 192 kHz의 높은 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 펄스 부호 변조(Pulse Code Modulation: PCM) 시퀀스일 수 있다. 예컨대, 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00008
는 HDMI 규격에 의해 지원되는 24 비트 192 kHz 비압축 오디오 데이터일 수 있다. 송신측 장치(120)의 다운샘플링부(220)는 압축되지 않은 원본 버전인 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00009
의 8 kHz 다운샘플링된 버전들, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 24개의 8 kHz의 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 서브시퀀스
Figure 112018112500002-pat00010
,
Figure 112018112500002-pat00011
, ...,
Figure 112018112500002-pat00012
을 획득할 수 있는데, 여기서
Figure 112018112500002-pat00013
이고, 위의 24개의 8 kHz 다운샘플링된 버전들은 다음과 같이 주어진다:
Figure 112018112500002-pat00014
예시적인 시나리오에서, 송신측 장치(120)의 스케일러블 스트림 생성기(240)는 시간적 스케일링 가능성(temporal scalability)을 위해 24개의 서브시퀀스를 네트워크 스트림들, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 BL 스트림
Figure 112018112500002-pat00015
과 5개의 EL 스트림
Figure 112018112500002-pat00016
,
Figure 112018112500002-pat00017
, ...,
Figure 112018112500002-pat00018
로 그룹화할(group) 수 있는데, 여기서 이 스트림들 및 디지털 오디오 데이터
Figure 112018112500002-pat00019
의 다운샘플링된 버전들
Figure 112018112500002-pat00020
,
Figure 112018112500002-pat00021
, ...,
Figure 112018112500002-pat00022
의 관계는 다음과 같을 수 있다:
Figure 112018112500002-pat00023
예시적인 시나리오에서, 송신측 장치(120)의 네트워크 인터페이스부(260)는 그러한 네트워크 스트림들 중 적어도 하나를 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림으로 패킷화하고 이를 네트워크(130)를 통하여 송신할 수 있는데, 다음 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 스트림 특징, 필요한 대역폭 등등을 감안하여 적절한 품질의 오디오 재생을 위해 전송될 네트워크 스트림을 복수의 사전정의된 네트워크 스트림 중에서 선택할 수 있다.
Figure 112018112500002-pat00024
예시적인 시나리오에서, 수신측 장치(140)의 네트워크 인터페이스부(320)는 네트워크(130) 상에서 음원 방송을 위한 오디오 데이터의 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림을 수신하고 이를 역패킷화하여 적어도 하나의 네트워크 스트림, 예를 들어 송신측 장치(120)로부터 송신가능한 스트림
Figure 112018112500002-pat00025
,
Figure 112018112500002-pat00026
,
Figure 112018112500002-pat00027
, ...,
Figure 112018112500002-pat00028
중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
예시적인 시나리오에서, 수신측 장치(140)의 스트림 조성부(340)는 수신된 스트림으로부터 특정 스트림 세트를 판정할 수 있는데, 다음 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성에서 사용가능한 사전정의된 샘플링 주파수, 복수의 사전정의된 스트림 세트(각각은 송신측 장치(120)로부터 송신가능한 스트림 중의 적어도 하나의 온전한 또는 부분적인 스트림을 포함하도록 정의됨) 중에서 각각의 사용가능한 샘플링 주파수에 대응하는 적어도 하나의 스트림 세트, 그러한 스트림 세트의 특징 등등을 감안하여, 네트워크(130) 상에서의 수신 상황 및/또는 사용자에 의해 지정된 서비스에 적어도 하나의 적합한 스트림(예컨대, 온전한 EL0 스트림, 온전한 EL1 스트림 등등과 같은 온전한 스트림, 또는 x6이나 x18인 부분적인 EL1 스트림, x4+x16이나 x8+x20인 부분적인 EL2 스트림 등등과 같은 부분적 스트림)을 선택적으로 적용할 수 있다. 또한, 설령 네트워크(130)가 에러가 잦은 것이어서 송신측 장치(120)로부터 송신된 어떤 네트워크 스트림에 상당한 에러가 발생하더라도, 수신측 장치(140)의 네트워크 인터페이스부(320)에서 제대로 내지 수용가능한 에러와 함께 수신된 적어도 하나의 다른 온전한 또는 부분적인 네트워크 스트림 및/또는 그러한 상당한 에러가 발생한 네트워크 스트림 중 가용한 부분(즉, 이 부분은 에러가 상대적으로 덜 발생하여 스트림 세트에 포함될 수 있는 경우)을 포함하는 위와 같은 특정 스트림 세트를 판정할 수 있다는 점에서, 네트워크 패킷 스트림에 발생한 에러에 유리하게 대처할 수 있다. 특히, 스트림 세트에서 부분적 스트림이 채용될 수 있으므로, 네트워크(130)에 에러가 빈번히 발생하는 환경에서, 비록 높은 품질의 음원 방송은 아니더라도, 적정한 수준의 품질(예컨대, 8 kHz 또는 16kHz 샘플링 주파수에 대응하는 품질)을 갖는 음원 방송을 제공할 수 있다.
Figure 112018112500002-pat00029
예시적인 시나리오에서, 판정된 스트림 세트가 전달되면, 수신측 장치(140)의 스트림 처리부(360)는 그 스트림 세트로부터 특정 샘플링 주파수(그 스트림 세트가 이에 대응함)를 갖는 오디오 샘플들의 스케일링된 시퀀스를 생성하고, 스케일링된 시퀀스에서 발생할 수 있는 에일리어싱(aliasing)을 제거하기 위해 그 스트림 세트에 부합하여 적절한 저역 통과 필터링을 수행하며, 디지털-아날로그 변환을 수행함으로써 출력 아날로그 오디오 신호를 생성할 수 있다. 앞서 언급된 제1 동작 모드에서는, 스트림 처리부(360)의 일차적 경로 모듈(420)로부터 생성된 제1 아날로그 오디오 신호가 아날로그 다중화기(460)에 의해 선택되어 출력 아날로그 오디오 신호로서 출력될 수 있다. 또한, 예시적인 시나리오에서, 스트림 처리부(360)의 이차적 경로 모듈(440)은 출력 아날로그 오디오 신호의 생성에서의 사용을 위한 샘플링 주파수가 변경된 경우에 앞서 언급된 제2 동작 모드에서 임시적으로 동작할 수 있는바, 오디오 재생에서의 탐탁지 않은 소리 끊김을 완화 내지 방지할 수 있다. 예로서, 앞서 언급된 바와 같이, 출력 아날로그 오디오 신호에서 사용될 샘플링 주파수가 바뀐 경우, 스트림 처리부(360)의 아날로그 다중화기(460)의 출력은 일단 일차적 경로 모듈(420)에 의해 생성되는 제1 아날로그 오디오 신호로 유지된 후, 이차적 경로 모듈(440)에 새로운 스트림 세트가 적용되고, 이어서 아날로그 다중화기(460)의 출력은 이차적 경로 모듈(440)에 의해 생성되는 제2 아날로그 오디오 신호로 변경되며, 일차적 경로 모듈(420)에도 이제 그 새로운 스트림 세트가 적용되고, 이어서 아날로그 다중화기(460)의 출력은 일차적 경로 모듈(420)에 의해 생성되는 제1 아날로그 오디오 신호로 변경되는 방식으로 스트림 처리부(360)가 동작할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라, 예시적인 음원 방송 시스템의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 도 7과 관련하여, 예시적인 음원 방송 시스템(100)에서 원본 디지털 오디오 데이터는 16비트의 양자화 비트수 및 스테레오 채널을 갖는다고 가정된다.
도 6의 예시적인 시나리오에서, 송신측 장치(120)와 같은 음원 방송 서버는 네트워크 패킷 스트림을 다음과 같은 방식으로 네트워크(130)를 통해 수신측 장치(140)와 같은 음원 방송 클라이언트에 송신할 수 있다.
우선, 네트워크 패킷 스트림 송신이 유니캐스트 환경에서 수행될 수 있다. 예컨대, 송신측 장치(120)와 같은 음원 방송 서버가 유니캐스트 방식으로 네트워크 패킷 스트림을 송신하는 것은 네트워크 기반 음원 방송의 안정성이라는 측면에서 유리할 수 있는데, 다만 수신측 장치(140)와 같은 클라이언트의 수가 증가함에 따라 필요한 대역폭도 비례하여 증가하므로 문제가 발생할 수 있다. 이를 극복하기 위해, 예시적인 시나리오에서, 네트워크 인터페이스부(260)는 네트워크 상황에 따라 여러 클라이언트 중 중요한 것에는 다수의 네트워크 패킷 스트림을 송신하고, 상대적으로 우선순위가 낮은 클라이언트에는 BL 스트림과 같은 기본적인 스트림을 송신하는 방식으로 밸런싱(balancing) 동작을 수행할 수 있다. 도 7에서 이러한 동작에 따른 개선을 볼 수 있다. 도 7의 그래프(720)는 192 kHz의 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 디지털 오디오 데이터를 전술된 방식으로 유니캐스트 환경에서 송신하는 어떤 경우에 요구되는 대역폭을 나타낸다. 반면에, 도 7의 그래프(710)는 그러한 디지털 오디오 데이터를 그대로 유니캐스트 방식으로 송신하는 경우에 요구되는 대역폭을 나타내는데, 접속된 클라이언트의 수가 클수록 그래프(720)에 비해 훨씬 더 많은 양의 전송 데이터를 보여준다.
또한, 네트워크 패킷 스트림 송신이 멀티캐스트 환경에서 수행될 수 있다. 예컨대, 송신측 장치(120)와 같은 음원 방송 서버가 멀티캐스트 방식으로 네트워크 패킷 스트림을 송신하는 것은 제한적인 대역폭을 갖는 네트워크를 통해 수신측 장치(140)와 같은 음원 방송 클라이언트 여러 개를 지원할 수 있는바, 제한된 대역폭으로도 다양한 품질의 음원 방송을 가능하게 할 수 있고, 클라이언트는 품질 선택적인 방식으로 필요한 네트워크 패킷 스트림을 획득할 수 있다. 다만, 멀티캐스트 환경은 송신 패킷의 손실이 발생하기 쉬운 열악한 환경이다. 예시적인 시나리오에서, 이러한 비신뢰성 통신에서의 패킷 손실의 발생이라는 문제점은, 몇몇 실시예와 관련하여 전술된 바와 같이, 수신측 장치(140)가 출력 아날로그 오디오 신호의 생성에서 가변적인 샘플링 주파수를 사용함으로써 극복될 수 있다. 또한, 송신측 장치(120)는 네트워크(130)의 대역폭이 부족한 경우에는 적응적으로 (예컨대, 실시간으로) BL 스트림과 같은 기본적인 스트림만 멀티캐스트 방식으로 송신할 수 있다. 도 7에서 이러한 동작에 따른 개선을 볼 수 있다. 도 7의 그래프(740)는 192 kHz의 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 디지털 오디오 데이터를 전술된 방식으로 멀티캐스트 환경에서 송신하는 경우에 요구되는 대역폭을 나타낸다. 반면에, 도 7의 그래프(730)는 그러한 디지털 오디오 데이터를 표 2의 샘플링 주파수 별로 서브시퀀스들을 구성하여 멀티캐스트 방식으로 송신하는 경우에 요구되는 대역폭을 나타내는데, 그래프(740)에 비해 약 2배 정도의 양의 전송 데이터를 보여준다.
나아가, 네트워크 패킷 스트림 송신이 유니캐스트 및 멀티캐스트 환경에서 수행될 수 있다. 예시적인 시나리오에서, 제한된 대역폭 내에서 많은 수의 클라이언트를 지원하는 확장성이 높으면서도 끊김 없는 안정적인 음원 방송을 가능하게 하기 위하여, 송신측 장치(120)와 같은 음원 방송 서버는 BL 스트림을 유니캐스트 방식으로 송신하고 EL 스트림을 멀티캐스트 방식으로 송신할 수 있다. 이에 따라, 유니캐스트 송신이 되는 BL 스트림으로 기본적인 서비스 품질을 보장하면서, 멀티캐스트 송신이 되는 EL 스트림으로 풍부한 품질의 오디오 재생을 가능하게 할 수 있다. 도 7의 그래프(750)는 192 kHz의 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 디지털 오디오 데이터를 전술된 방식으로 유니캐스트 및 멀티캐스트의 환경에서 송신하는 경우에 요구되는 대역폭을 나타낸다. 그래프(750)가 보여주는 전송 데이터의 양은 유니캐스트 송신에서 요구되는 제1 예상 대역폭과 멀티캐스트 송신에서 요구되는 제2 예상 대역폭을 합한 것이다. 제1 예상 대역폭은 (채널 수)×(양자화 비트수)×(BL 스트림에 포함된 오디오 샘플들의 가능한 샘플링 주파수)×(클라이언트 수)=2×16×8k×NC=256×NC kbps이고(여기서, NC는 음원 방송 클라이언트의 개수임), 제2 예상 대역폭은 (채널 수)×(양자화 비트수)×(EL0 스트림 내지 EL4 스트림에 포함된 오디오 샘플들의 가능한 샘플링 주파수)=2×16×(8k+16k+32k+32k+96k)=5888 kbps이며, 따라서 이 둘의 합은 5888 + 256×NC kbps이다. 도 7의 그래프(750)에서 볼 수 있듯이, 수신측 장치(140)와 같은 음원 방송 클라이언트의 수가 늘어남에 따라 필요한 대역폭이 늘기는 하지만, 그러한 대역폭 증가는 기본적인 8 kHz과 연관된 적은 양에 불과하다. 따라서, 음원 방송 시스템(100)의 확장성과 서비스 안정성, 그리고 재생 품질의 다양성을 모두 충분하게 할 수 있다.
더 나아가, 양방향 통신 및/또는 지연 없는 방송이 요구되는 경우, 네트워크 패킷 스트림 송신이 VoIP 프로토콜을 활용하여 수행될 수 있다. 예시적인 시나리오에서, 송신측 장치(120)와 같은 음원 방송 서버는 BL 스트림을 VoIP 프로토콜에 따라 송신하고 EL 스트림을 유니캐스트 방식 및/또는 멀티캐스트 방식으로 송신할 수 있다. 이에 따라, VoIP 네트워크 상에서 송신되는 BL 스트림으로 기본적인 서비스 품질의 저지연 음원 방송을 가능하게 할 수 있다. 이는 갑작스러운 안내 방송 또는 비상 상황을 알리는 비상 방송을 수행할 필요가 있는 PA 시스템에서 유용할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 음원 방송 시스템(100)은 BGM 방송 중에, VoIP 프로토콜에 따라 수신된 BL 스트림을 버퍼링한 후, 약간의 지연을 갖고 수신된 EL 스트림을 BL 스트림과 조합하고, 조합된 스트림을 고품질 방송을 위해 사용할 수 있다. 그러한 방송 도중에 안내 방송이나 비상 방송 등의 긴급한 방송이 요구되는 경우, 예시적인 음원 방송 시스템(100)은 VoIP 네트워크를 통해 수신된 BL 스트림만으로써 중요한 메시지(가령, 사람의 육성 발화, 또는 TTS 합성기에 입력된 문구)를 담은 오디오 데이터를 빠른 시간 안에 재생할 수 있다.
예시적인 실시예는 본 문서에 기술된 동작, 기법, 프로세스, 또는 이의 어떤 양상이나 부분이 체현된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서 구현될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에는 프로그램 명령어, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등등이 단독으로 또는 조합되어 포함될 수 있다. 개시된 동작, 기법, 프로세스, 또는 이의 어떤 양상이나 부분을 구현하거나 이용할 수 있는 프로그램은 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 어떤 유형의 (가령, 컴파일형(compiled) 또는 해석형(interpreted)) 프로그래밍 언어, 예컨대, 어셈블리(assembly), 기계어(machine language), 프로시저형(procedural) 언어, 객체지향(object-oriented) 언어 등등으로 구현될 수 있고, 하드웨어 구현과 조합될 수 있다. 용어 "컴퓨터 판독가능 저장 매체"는, 컴퓨팅 장치에 의한 실행을 위한 명령어(실행 시에 컴퓨팅 장치로 하여금 개시된 기법을 수행하게 함)를 저장할 수 있고, 그러한 명령어에 의해 사용되거나 이와 연관된 데이터 구조를 저장할 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 그리고 ROM, RAM, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트(solid-state) 메모리와 같은 메모리 디바이스를 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
이상에서 본 발명의 몇몇 실시예가 상세하게 기술되었으나, 이는 제한적이 아니고 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 개시된 실시예의 세부사항에 대해 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고서 다양한 변경이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범주는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정해져야 한다.
100: 네트워크 기반 음원 방송 시스템
120: 송신측 장치
130: 네트워크
140: 수신측 장치
220: 다운샘플링부
240: 스케일러블 스트림 생성기
260: 네트워크 인터페이스부
320: 네트워크 인터페이스부
340: 스트림 조성부
360: 스트림 처리부

Claims (10)

  1. 음원 방송 네트워크 상에서 오디오 데이터를 스트리밍하기 위한 장치로서,
    제1 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스(uncompressed sequence)로부터 오디오 샘플들의 N개의 서브시퀀스들을 식별하도록 구성된 다운샘플링부 - N은 1보다 큰 정수이고, 상기 N개의 서브시퀀스들 각각의 오디오 샘플들은 동일한 제2 샘플링 주파수를 갖되, 상기 제1 샘플링 주파수는 상기 제2 샘플링 주파수에 N 이상의 양의 정수가 곱해진 것임 - 와,
    상기 N개의 서브시퀀스들로부터 네트워크 스트림들을 생성하도록 구성된 스케일러블 스트림 생성기 - 상기 네트워크 스트림들은 기본계층(Base-Layer: BL) 스트림 및 하나 또는 복수의 향상계층(Enhancement-Layer: EL) 스트림을 포함하되, 상기 BL 스트림은 상기 N개의 서브시퀀스들 중의 단 하나의 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함하고, 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 각각은 상기 N개의 서브시퀀스들 중의 적어도 하나의 다른 서브시퀀스의 오디오 샘플들을 포함함 - 와,
    상기 BL 스트림을, 단독으로 또는 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중 적어도 하나와 함께, 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 송신을 위한 적어도 하나의 네트워크 패킷 스트림으로 패킷화하도록 구성된 네트워크 인터페이스부를 포함하되,
    상기 네트워크 인터페이스부는 상기 송신을 수행하도록 또한 구성되고, 상기 송신은 상기 패킷화된 BL 스트림을 VoIP(Voice-over-Internet-Protocol) 프로토콜에 따라 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것과, 상기 하나 또는 상기 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림을 유니캐스트 방식 및 멀티캐스트 방식 중 적어도 하나로 상기 음원 방송 네트워크 상에서 송신하는 것을 포함하는,
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 서브시퀀스들을 식별하는 것은 상기 비압축 시퀀스를 상기 N개의 서브시퀀스들로 구별하는 것을 포함하되, 상기 양의 정수는 N인,
    장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스부는 상기 음원 방송 네트워크 상에서 상기 패킷화된 BL 스트림을 단독으로 송신할지 또는 상기 패킷화된 BL 스트림을 상기 하나 또는 상기 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림과 함께 송신할지를 선택하도록 또한 구성된,
    장치.
  4. 네트워크 기반 음원 방송을 위한 컴퓨팅 장치로서,
    프로세서와,
    컴퓨터 실행가능 명령어가 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하되,
    상기 컴퓨터 실행가능 명령어는 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 컴퓨팅 장치로 하여금 동작을 수행하게 하되, 상기 동작은,
    제1 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스의 N개의 다운샘플링된 버전들로부터 네트워크 스트림들을 생성하는 것 - N은 1보다 큰 정수이고, 상기 N개의 다운샘플링된 버전 각각은 동일한 제2 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 서브시퀀스이되, 상기 제1 샘플링 주파수는 상기 제2 샘플링 주파수에 N 이상의 양의 정수가 곱해진 것이고, 상기 네트워크 스트림들은 기본계층(Base-Layer: BL) 스트림 및 하나 또는 복수의 향상계층(Enhancement-Layer: EL) 스트림을 포함하되, 상기 BL 스트림은 상기 N개의 다운샘플링된 버전들 중 단 하나를 포함하며, 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 각각은 상기 N개의 다운샘플링된 버전들 중 적어도 하나의 다른 것을 포함함 - 와,
    상기 BL 스트림을, 단독으로 또는 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중 적어도 하나와 함께, 음원 방송 네트워크 상에서의 송신을 위해 패킷화하는 것 - 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 상기 패킷화된 BL 스트림의 송신은 VoIP(Voice-over-Internet-Protocol) 프로토콜에 따르는 것이고, 상기 음원 방송 네트워크 상에서의 상기 하나 또는 상기 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림의 송신은 유니캐스트 방식과 멀티캐스트 방식 중 적어도 하나를 사용하는 것임 - 을 포함하는,
    컴퓨팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양의 정수는 N인,
    컴퓨팅 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 동작은,
    상기 음원 방송 네트워크 상에서 상기 패킷화된 BL 스트림이 단독으로 송신될지 또는 상기 하나 또는 상기 적어도 하나의 패킷화된 EL 스트림과 함께 송신될지를 선택하는 것을 더 포함하는,
    컴퓨팅 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 동작은,
    사용자 상호작용을 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 것과,
    멀티미디어 소스로부터의 SDI(Serial Digital Interface) 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 규격에 따른 디지털 전송 신호를 선택하는 사용자 입력을 상기 사용자 인터페이스가 수신하는 것에 응답하여 상기 비압축 시퀀스를 획득하는 것을 더 포함하는,
    컴퓨팅 장치.
  8. 네트워크 기반 음원 방송을 위한 컴퓨팅 장치로서,
    프로세서와,
    컴퓨터 실행가능 명령어가 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하되,
    상기 컴퓨터 실행가능 명령어는 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 컴퓨팅 장치로 하여금 동작을 수행하게 하되, 상기 동작은,
    음원 방송 네트워크를 통하여 송신된 적어도 하나의 네트워크 스트림을 획득하는 것 - 상기 적어도 하나의 네트워크 스트림은 VoIP(Voice-over-Internet-Protocol) 프로토콜에 따라 송신된 기본계층(Base-Layer: BL) 스트림 및 유니캐스트 방식과 멀티캐스트 방식 중 적어도 하나를 사용하여 송신된 하나 또는 복수의 향상계층(Enhancement-Layer: EL) 스트림 중 적어도 하나를 포함하되, 상기 BL 스트림은 제1 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 비압축 시퀀스의 N개의 다운샘플링된 버전들 중 단 하나를 포함하며, N은 1보다 큰 정수이고, 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 각각은 상기 N개의 다운샘플링된 버전들 중 적어도 하나의 다른 것을 포함하며, 상기 N개의 다운샘플링된 버전 각각은 동일한 제2 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 서브시퀀스이되, 상기 제1 샘플링 주파수는 상기 제2 샘플링 주파수의 정수 배이고 상기 제2 샘플링 주파수의 N배 이상임 - 과,
    재생을 위한 출력 아날로그 오디오 신호의 생성을 위해 복수의 스트림 세트 중의 어느 특정 스트림 세트가 사용될 것인지를 판정하는 것 - 상기 복수의 스트림 세트 각각은 상기 BL 스트림 및 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중에서 선택된 적어도 하나의 온전한 또는 부분적인 스트림을 포함하고 복수의 샘플링 주파수 중의 특정 샘플링 주파수에 대응하되, 상기 복수의 샘플링 주파수 각각은 상기 제2 샘플링 주파수에 최대 N인 양의 정수가 곱해진 것임 - 과,
    상기 판정된 특정 스트림 세트가 대응하는 특정 샘플링 주파수를 갖는 오디오 샘플들의 스케일링된 시퀀스(scaled sequence)를 상기 판정된 특정 스트림 세트로부터 생성하는 것 - 상기 스케일링된 시퀀스로부터 상기 출력 아날로그 오디오 신호가 생성됨 - 을 포함하는,
    컴퓨팅 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 동작은,
    상기 BL 스트림을 수신하여 버퍼링한 후, 지연을 갖고 수신된 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림을 상기 BL 스트림과 조합하여 음원 방송을 위해 사용하는 것과,
    상기 음원 방송 도중에 다른 음원 방송이 요구되는 경우, 상기 BL 스트림을 상기 하나 또는 상기 복수의 EL 스트림 중 어느 것과의 조합도 없이 상기 다른 음원 방송을 위해 사용하는 것을 더 포함하는,
    컴퓨팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다른 음원 방송은 비상 상황을 알리는 비상 방송인,
    컴퓨팅 장치.
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