KR20000059380A - Ｄｖｄ 정보 전송 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에는 DVD(Digital Versatile Disc) 정보 전송 장치 및 그 방법이 개시되어 있다. 본 발명은 DVD로부터 읽혀진 MPEG-2 프로그램 스트림(program stream) 포맷의 오디오 및 비디오 정보를 MPEG-2 전송 스트림(transport stream) 포맷으로 변환하여 제1 스트림을 제공하는 스트림 포맷 변환기, DVD로부터 읽혀진 비디오와 서브픽쳐 정보를 합성하여 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계에 의해 재부호화하여 제2 스트림을 제공하는 재부호화기 및 사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력에 따라 제1 스트림 또는 제2 스트림을 선택해서 전송 채널을 통해 다른 기기로 전송하는 스트림 선택기를 포함하여 최적의 전송 방식 즉, MPEG-2 전체 재부호화, MPEG-2 I 픽쳐 재부호화, DV(Digital Video) 형식의 재부호화 또는 원래 DVD에 수록되어 있는 정보를 MPEG-2 TS 패킷으로 변환 등을 선택하여 얻어진 정보를 전송함으로써 DVD 정보를 어떠한 기기에 전송하더라도 DVD 정보의 시청이 가능케한다.

Description

ＤＶＤ 정보 전송 장치 및 그 방법{Apparatus for transferring DVD information and method thereof}
본 발명은 디지털 정보 전송 분야에 관한 것으로, 특히 본 발명은 DVD(Digital Versatile Disc)에 수록된 디지털 영상 및 음성 정보를 전송 규격이 서로 상이한 다양한 기기에 용이하게 전송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
DVD에 수록되어 있는 정보에는 비디오 및 오디오 뿐만 아니라 서브픽쳐라는 영상 정보가 있어서 이를 비디오 신호에 겹쳐서(overlayed) 화면에 표시하여야 한다. 따라서, DVD 시스템(예로서 DVD 플레이어)과 연결되는 다른 기기에서도 비디오 및 서브픽쳐를 모두 표현할 수 있으려면 두 정보를 모두 전송받을 필요가 있다. 이를 위해서 현재까지 제안된 방법으로는 DVD 플레이어 내부에 구성되어 있는 비디오 디코더와 서브픽쳐 디코더에서 복호화된 비디오와 서브픽쳐 정보를 겹쳐서 합성된 영상 정보를 생성해서 합성된 영상 정보를 다시 MPEG(Moving Picture Expert Group)이나 DV(Digital Video) 형식 등으로 다시 압축하여 전송하는 방법이 있다. 다른 한 방법은 DVD 플레이어로부터 제공되는 압축된 비디오 및 서브픽쳐 정보 각각을 전송받은 기기에서 이를 겹쳐서 디스플레이하는 방법이 있다.
전자의 방법은 DVD에 수록된 비디오 정보는 MPEG-2 비디오 디코더에 의하여 복호화되고 영상 프레임 메모리에 저장된 다음, 복호화된 비디오 신호를 MPEG-2 또는 DV 등의 압축 체계(schemes)를 사용하여 다시 압축 부호화한 후 MPEG-2 전송 스트림(Transport Stream:TS) 패킷 형태로 전송한다. 한편, 사용자에게 서브픽쳐를 표현할 필요가 있는 경우 서브픽쳐 디코더에 의해 서브픽쳐 정보를 복호화한 후 얻어진 비트맵 영상을 복호화된 비디오 신호가 저장되어 있는 영상 프레임 메모리의 적절한 위치에 겹쳐쓰고 이 합성 영상을 다시 압축하여 전송하게 된다.
후자의 방법은 DVD에 수록된 비디오 및 오디오 정보는 압축된 상태에서 그대로 MPEG-2 TS 패킷 형태로 변환되어 다른 기기로 전송된다. 한편, 서브픽쳐 정보는 DVD 플레이어에서 복호화된 상태로 별도의 채널을 통해 전송되거나 또는 원래의 서브픽쳐 정보 그대로 전송되어 전송받은 기기에서 복호화될 수도 있다. 이때, DVD 정보를 전송받은 기기에서는 복호화된 서브픽쳐 정보와 복호화된 비디오 신호를 합성하여 화면에 디스플레이시킨다.
그러나, MPEG-2 I 픽쳐로만 재부호화하여 영상 정보를 전송하는 전자의 방법은 압축률이 전대역 MPEG-2 부호화(full MPEG-2 encoding)에 비하여 낮아지기 때문에 요구되는 대역폭이 매우 커진다. 따라서, 전송하려는 채널의 대역폭이 좁거나 전송받을 기기의 정보 처리 속도가 MPEG-2 I 픽쳐 재부호화시 요구되는 대역폭과 비트레이트에 미치지 못한다면 전송이 불가능해진다. 또한, 재부호화 과정에서 필연적으로 화질 저하가 발생하는 문제점이 있었다.
후자의 방법은 원래 영상 정보의 화질 및 음성 정보의 품질 그리고 전송 대역폭을 그대로 유지할 수 있는 장점이 있으나, 서브픽쳐 정보를 전송하고 전송받기 위해서 DVD 플레이어 또는 DVD 정보를 전송받는 기기에서 서브픽쳐 정보의 복호 및 표시를 제어하는 복잡한 서브픽쳐 처리 회로가 필요하게 되는 단점이 있었다. 따라서 이러한 복잡한 서브픽쳐 처리 회로가 구비하고 있지 않는 기기로는 서브픽쳐 정보를 전송할 수 없게 되는 문제점도 있었다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 전송받을 기기의 기능 및 구성과 관계없이 DVD 정보를 전송할 수 있는 전송 장치와 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭, 전송받을 기기의 정보 처리 능력(비트레이트, 서브픽쳐 처리회로 유무) 등에 따라서 사용자에게 가장 좋은 화질 및 음질의 DVD 정보를 출력할 수 있도록 적절히 전송 형식을 변경해서 전송함으로써 DVD 정보를 전송받는 어떠한 기기에서도 DVD 정보의 시청이 가능케하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 DVD 정보 전송 장치는 DVD(Digital Versatile Disc) 정보를 다른 기기로 전송하는 장치에 있어서: DVD로부터 읽혀진 프로그램 스트림 포맷의 오디오 및 비디오 정보를 전송 스트림 포맷으로 변환하여 제1 스트림을 제공하는 스트림 포맷 변환기; DVD로부터 읽혀진 비디오와 서브픽쳐 정보를 합성하여 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계에 의해 재부호화하여 제2 스트림을 제공하는 재부호화기; 및 사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력 등에 따라 제1 스트림 또는 제2 스트림을 선택해서 전송 채널을 통해 다른 기기로 전송하는 스트림 선택기를 포함함을 특징으로 하고 있다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 DVD 정보 전송 방법은 DVD(Digital Versatile Disc) 정보를 다른 기기로 전송하는 방법에 있어서: DVD로부터 읽혀진 프로그램 스트림 포맷의 오디오 및 비디오 정보를 전송 스트림 포맷으로 변환하여 제1 스트림을 제공하는 단계; DVD로부터 읽혀진 비디오와 서브픽쳐 정보를 합성하여 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계에 의해 재부호화하여 제2 스트림을 제공하는 단계; 및 사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력 등에 따라 제1 스트림 또는 제2 스트림을 선택해서 전송 채널을 통해 다른 기기로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하고 있다.
도 1은 본 발명에 의한 DVD 정보 전송 장치의 일 실시예에 따른 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 비디오 엔코더의 출력 스트림에서 PS/TS 변환기의 출력 스트림으로 전환해서 전송하는 경우 TS 패킷 선택기를 통해 전송되는 프레임 순서의 일 예를 보인 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 PS/TS 변환기의 출력 스트림에서 비디오 엔코더의 출력 스트림으로 전환해서 전송하는 경우 TS 패킷 선택기를 통해 전송되는 프레임 순서의 일 예를 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 DVD 정보 전송 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1에 있어서, DVD 플레이어(100)의 재생 신호 처리기(104)는 디스크(102)로부터 재생되는 신호를 픽업하는 픽업부, 픽업부에 의해 픽업된 고주파(RF) 신호를 증폭하는 RF 증폭기, RF 증폭기로부터 제공되는 EFM(Eight to Fourteen Modulation) 신호를 복조하고, 검출된 동기를 이용하여 PLL(Phase Locked Loop)에 의한 복조된 데이터의 위상 보정, 디스크램블링(discrambling), 에러 검출/정정 기능을 수행하는 디지털 처리 프로세서 등을 포함하고 있고, 이러한 재생 신호 처리기(104)의 구성 및 동작은 주지되어 있다.
서보 콘트롤러(106)는 재생신호 처리기(104)로부터 제공되는 서보와 관련된 재생 신호에 따라 디스크(102)상의 데이터를 정확하게 읽을 수 있도록 디스크 회전 제어, 픽업의 포커싱(focusing) 및 트래킹(tracking) 제어 등을 수행한다.
재생신호 처리기(104)로부터 제공되는 데이터는 디스크에 따라서 디지털 복제(copy) 방지를 위해서 스크램블된 데이터일 수 있다. 이 경우에는 CSS(Content Scramble System) 디코더(108)에 의해서 디스크램블된다. 디스크램블된 스트림은 MPEG에서 규정하고 프로그램 스트림이다. 이 프로그램 스트림은 MPEG-1 또는 MPEG-2 포맷의 비디오 팩(Pack), MPEG, AC(Audio Coding)-3 또는 선형 PCM(Pulse Coded Modulation) 형식의 오디오 팩, 서브픽쳐 팩, 네비게이션 팩 등으로 구성되어 있다. 본 발명에서는 비디오 팩과 오디오 팩, 그리고 압축 부호화 체계는 특별히 명시되지 않는 한 MPEG-2 포맷으로 설명한다.
여기서, 네비게이션 팩은 비트스트림을 제어할 수 있는 각종 정보, 예를 들어 메뉴용 버튼 정보, 하이라이트(highlight) 정보, 각도(angle) 선택을 위한 정보, 디스크 탐색 정보 등이 포함되어 있다. 그리고, 자막, 메뉴 등을 표시하는 영상 정보는 서브픽쳐 팩에 포함되어 있다. 메뉴는 화면상에서 버튼의 위치, 색깔(color), 버튼의 개수, 선택되었을 때의 색깔, 실행되었을 때의 색깔 등의 정보를 포함하고 있는 화면 제어 정보를 네비게이션 팩으로부터 참조하여 디스플레이된다.
분석기(parser, 110)는 CSS 디코더(108)로부터 제공되는 프로그램 스트림(PS)을 분석하여 오디오와 비디오(A/V) 팩들은 PS/TS 변환기(112)에 제공하고, 오디오 팩은 오디오 디코더(114)에, 비디오 팩은 비디오 디코더(116)에, 서브픽쳐 팩은 서브픽쳐 디코더(118)에, 네비게이션 팩은 네비게이션 디코더(120)에 각각 제공한다. PS/TS 변환기(112)는 분석기(110)로부터 제공되는 A/V 팩들을 MPEG-2 TS 형식으로 변환하여 TS 패킷 선택기(130)로 제공한다.
한편, 오디오 디코더(114), 비디오 디코더(116), 서브픽쳐 디코더(118) 및 네비게이션 디코더(120)는 각각 오디오 팩, 비디오 팩, 서브픽쳐 팩, 네비게이션 팩을 복호화한다. 오디오 디코더(114)는 오디오 팩을 복호화하여 복호화된 오디오 신호 또는 입력된 오디오 팩 자체를 TS 형식으로 변환하여 TS 패킷 선택기(130)로 제공한다.
비디오 오버레이(122)는 비디오 디코더(116) 및 서브픽쳐 디코더(118)로부터 제공되는 복호화된 비디오 신호와 복호화된 서브픽쳐 영상 정보를 겹쳐서 최종적으로 사용자에게 보여질 하나의 영상 프레임 단위로 생성하여 이를 비디오 엔코더(124)로 제공한다. 비디오 엔코더(124)는 영상 프레임들을 MPEG-2 또는 DV 등 적절한 영상 정보의 압축 부호화 체계를 사용하여 압축 부호화한 후 MPEG-2 TS 패킷 형태로 생성하여 TS 패킷 선택기(130)로 제공한다.
여기서, PS/TS 변환기(112)는 스트림 포맷 변환기로, 비디오 디코더(116), 서브픽쳐 디코더(118), 비디오 오버레이(122), 비디오 엔코더(124)를 재부호화기로, TS 패킷 선택기(130)은 스트림 선택기로 각각 지칭될 수 있다.
서브픽쳐 디코더(118)는 네비게이션 디코더(120)로부터 하이라이트 정보 및 칼라 팔렛트(pallatte) 정보에 따라 서브픽쳐 팩을 서브픽쳐 영상으로 구성해서 이 서브픽쳐 영상 정보를 비디오 오버레이(122)와 OSD(On Screen Display) 비트맵 이미지 발생기(126)로 전송한다.
네비게이션 디코더(120)는 분석기(110)로부터 제공되는 네비게이션 팩의 정보를 해석하고, DVD 플레이어(100)의 리모콘이나 프론트 패널 또는 DTV(300)의 사용자 인터페이스 제어기(314)를 통해 입력된 사용자 키입력에 대응하는 명령 데이터를 생성하는 DVD 플레이어(100)의 사용자 인터페이스 제어기(user interface manager, 128)를 통해 제공되는 사용자 입력에 대응한 명령 데이터에 따라 메뉴 네비게이션 또는 데이터 탐색(search) 등의 동작을 제어한다. 즉, 네비게이션 디코더(120)는 DVD 플레이어(100) 자체의 OSD 메뉴를 생성하도록 하는 명령을 OSD 비트맵 이미지 발생기(126)에 제공하거나, 데이터 탐색을 제어하는 서보 콘트롤러(106)를 제어한다.
여기서, DTV(300)의 사용자 인터페이스 제어기(314)를 통해 제공되는 명령 데이터는 일 예로서 IEEE 1394 비동기 채널(asynchronous channel) 등의 전송 채널(200)을 통해 DVD 플레이어(100)의 사용자 인터페이스 제어기(128)에 제공된다.
또한, 네비게이션 디코더(120)는 사용자 인터페이스 제어기들(128,134)를 통해 입력된 사용자 정보 중에서 하이라이트에 관련된 정보와 칼라 팔렛트에 관련된 정보는 적절한 형태로 서브픽쳐 디코더(118)로 전송하여 서브픽쳐 팩이 정확히 복호화되도록 제어한다.
OSD 비트맵 이미지 발생기(126)는 서브픽쳐 디코더(118)로부테 제공되는 서브픽쳐 영상을 OSD 비트맵 이미지 형태로 변환하고, 이 OSD 비트맵 이미지 정보를 서브픽쳐의 화면 제어 정보와 함께 일 예로서 IEEE 1394 비동기 채널 등의 적절한 전송 채널(200)로 전송한다. 또한, OSD 비트맵 이미지 발생기(126)는 네비게이션 디코더(120)로부터 DVD 플레이어 자체의 OSD 메뉴 생성 명령을 받아서 미리 정해진 방식에 따라 적절히 사용자에게 보여줄 OSD 비트맵 이미지를 생성하여 전송 채널(200)로 전송할 수도 있다.
여기서, 서브픽쳐의 화면 제어 정보는 각 화소 단위의 제어 정보를 전송하기 위한 형식이 포함되며, 전송되는 서브픽쳐 정보 중에 어느 영역을 화면 어느 위치에 어떤 색으로 언제 표현할 것인가에 대한 정보로 되어 있다. 또한, OSD 비트맵 이미지 발생기(126)로부터 제공되는 비트맵 이미지 정보와 서브픽쳐의 화면 제어 정보는 미리 정의된 일정 형식으로 타기기(여기서는 DTV)에 전송할 수 있도록 포맷화된다.
TS 패킷 선택기(130)는 비디오 엔코더(124)로부터 제공되는 영상 정보와 오디오 디코더(114)로부터 오는 음성 정보(이하 제1 스트림이라고 함), 또는 PS/TS 변환기(112)로부터 제공되는 영상 및 음성 정보(이하 제2 스트림이라고 함) 둘 중의 하나를 선택하여 일 예로서, IEEE 1394 동기 채널(isochronous channel)과 같은 전송 채널(200)로 전송한다.
TS 패킷 선택기(130)에서 제1 및 제2 스트림 중에서 어느 한 스트림에서 다른 스트림으로 전환할 때 임의의 시점에서 전환하게 되면 어느 한 스트림에서 전송되는 영상 및 음성의 한 픽쳐(여기서는 프레임)에 해당되는 정보가 모두 전송되기 전에 다른 스트림의 프레임에 해당되는 정보가 전송되므로 영상 및 음성 정보가 손상되어 사용자에게 디스플레이될 수 있다. 따라서 둘 중의 어느 한 스트림에서 다른 스트림으로 전환되기 위해서는 어느 한 스트림에서 영상 및 음성의 1 프레임에 해당되는 정보가 모두 전송된 후 다른 스트림에서 새로운 1 프레임에 해당되는 정보가 전송되어야 하므로 PS/TS 변환기(112), 오디오 디코더(114)와 비디오 엔코더(124)는 각각 새로운 프레임에 해당되는 정보가 시작됨을 TS 패킷 선택기(130)로 알려주어야 한다.
즉, PS/TS 변환기(112)는 MPEG-2 PS 팩 정보들을 MPEG-2 TS 패킷들로 변환할 때 새로운 비디오 프레임이 시작되는 지의 여부를 TS 패킷 선택기(130)로 제공한다. 즉, PS/TS 변환기(112)는 MPEG-2 TS 패킷을 생성하는 과정에서 내부의 영상 정보들을 검색하여 새로운 픽쳐 스타트 코드(picture_start_code)가 검색되면 이 코드가 포함된 TS 패킷이 출력될 때 이를 알려주는 제어 신호(제1 픽쳐 시작신호)를 TS 패킷 선택기(130)로 전송한다. 또한, 현재 출력되는 프레임이 어느 한 GOP(Group of Picture) 내에서 몇 번째 프레임인지 그리고 프레임의 종류는 I(Intra), P(Predictive) ,B(Bidirectionally predictive) 프레임 중 어느 것인지를 나타내는 제어 신호(픽쳐 구분 신호)도 역시 픽쳐 헤더 부분을 참조하여 생성하여 TS 패킷 선택기(130)에 제공한다.
비디오 엔코더(124)는 비디오 오버레이(122)로부터 제공되는 프레임 단위의 영상 정보를 MPEG-2 등의 영상 정보의 압축 부호화 체계를 사용하여 압축 부호화하고 이를 MPEG-2 TS 패킷 형태로 생성하여 TS 패킷 선택기(130)로 제공한다. 이때, PS/TS 변환기(112)와 마찬가지로 픽쳐 헤더 정보를 참조하여 새로운 한 프레임이 시작하는 패킷이 출력될 때 이를 알려주는 제어 신호(제2 픽쳐 시작 신호)를 TS 패킷 선택기(130)로 전송한다.
TS 패킷 선택기(130)는 PS/TS 변환기(112)로부터 출력되는 제1 스트림과 오디오 디코더(114)와 비디오 엔코더(124)로부터 출력되는 제2 스트림 중에서 한 스트림을 선택하여 전송한다. 이때, 어느 한 스트림에서 다른 한 스트림으로의 선택 변경은 제1 및 제2 픽쳐 시작 신호를 이용하여 어느 한 쪽의 한 프레임 전송이 모두 끝난 후 다른 쪽 스트림의 새로운 픽쳐 시작 신호를 기다려 시작 신호가 입력되면 전송을 시작하여야 한다.
예를 들어, TS 패킷 선택기(130)는 DVD 플레이어(100)용 사용자 인터페이스 제어기(128) 또는 DTV(300)용 사용자 인터페이스 제어기(314)로부터 제1 스트림에서 제2 스트림으로 변경하라는 스트림 전환 제어 명령이 입력되는 경우, PS/TS 변환기(112)로부터 제1 픽쳐 시작 신호가 제공되면 제1 스트림의 전송을 중지하고, 비디오 엔코더(124)로부터 제2 픽쳐 시작 신호가 제공되기를 기다려 새 프레임이 시작된다는 제2 픽쳐 시작 신호가 제공되면 이때부터 제2 스트림의 전송을 시작한다.
PS/TS 변환기(112)와 비디오 엔코더(124) 각각에 프레임 버퍼를 내장하여, PS/TS 변환기(112)와 비디오 엔코더(124)로부터 제공되는 제1 및 제2 스트림의 프레임들이 TS 패킷 선택기(130)로 입력되는 시간이 서로 거의 일치하도록 프레임 버퍼의 저장 크기를 적절히 제어할 수도 있다. 예를 들어, PS/TS 변환기(112)의 출력이 비디오 엔코더(124)의 출력보다 2 프레임 정도 빠르다면 PS/TS 변환기(112)내에 두 프레임 정도의 영상 정보를 저장하는 프레임 버퍼를 내장하여 비디오 엔코더(124)의 출력과 같은 시간에 비슷한 시간 위치의 프레임이 출력되도록 조정한다.
비디오 엔코더(124)에서 만약 MPEG-2 I 픽쳐만을 재부호화하는 방법을 사용하는 경우에 TS 패킷 선택기(130)을 통해 PS/TS 변환기(112)의 제1 스트림을 전송하다가 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림으로 변경해서 전송하거나 그 반대의 경우에 프레임 순서에 따른 문제가 발생한다.
먼저, 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림을 전송하다가 PS/TS 변환기(112)의 제1 TS 패킷 스트림을 전송하는 경우에 발생하는 문제의 이유는 다음과 같다.
DVD에 수록된 영상 정보는 MPEG-2 기법에 의해 I,P,B 세가지 방법으로 압축된 프레임이 존재하는데 P나 B 프레임을 복호화하기 위해서는 움직임 보상을 위한 이전 프레임의 정보가 필요하게 되는 데 I 프레임만 존재하는 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림을 전송하다가 P나 B 프레임이 있는 PS/TS 변환기(112)의 제1 스트림을 전송하게 되면 프레임의 순서가 원래의 프레임의 순서와는 맞지 않아 수신측에서 복호화를 못하는 경우가 발생한다.
예를 들어, 1번 프레임이 I 프레임이고 4번 프레임이 P 프레임이며 2번, 3번 프레임이 B 프레임이라고 가정하자. 이 경우 PS/TS 변환기(112)로부터 TS 패킷 선택기(130)로 전송되는 프레임의 순서는 1번, 4번, 2번, 3번 프레임이 된다. 그러나, I 픽쳐만 재부호화하는 비디오 엔코더(124)로부터 TS 패킷 선택기(130)로 전송되는 프레임 순서는 원래의 순서대로 1번, 2번, 3번, 4번 프레임이 된다. 따라서, TS 패킷 선택기(130)를 통해 비디오 엔코더(124)로부터 1번과 2번 프레임의 정보가 전송된 후 만약 PS/TS 변환기(112)로부터 그 다음 순서인 2번 프레임이 전송된다면 DTV(300)의 복호기측에서는 2번 프레임은 두 번 전송되고, 4번 프레임은 전송되지 않게 된다. 이러한 프레임 순서를 고려하면 하나의 P,B,B 프레임 군(group)이 끝난 후 전환이 가능함을 알 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 3번, 6번, 9번, 12번 등의 B 프레임이 끝난 후 전환하면 끊어짐없이 프레임 순서가 연결된다.
한편, 비디오 엔코더(124)로부터 제공되는 프레임에 서브픽쳐가 오버레이된 상태이고 그후 바로 PS/TS 변환기(112)의 출력을 전송하는 경우에는 움직임 보상에 의해서 그 서브픽쳐가 몇 프레임에 걸쳐서 계속 나타나게 된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 비디오 엔코더(124)에서 제공되는 프레임 정보에 서브픽쳐가 오버레이 되어 있고, 비디오 엔코더(124)의 출력을 전송하다가 전환해서 PS/TS 변환기(112)의 출력을 전송하는 경우에는 반드시 새로운 GOP가 시작될 때만 전환이 가능함을 알 수 있다. 즉, 새로운 GOP내에 포함된 I 프레임에 의해서 그 전까지 있었던 서브픽쳐의 영향이 삭제된다.
그런데, GOP 단위로 전환하더라도 I 프레임이 시간적으로 0번 프레임이라 하면 보통 시간적으로 -2번과 -1번의 B 프레임 역시 같은 GOP에 속하지만 이때 이들 B 프레임은 이전 GOP에 속해 있는 -3번의 P 프레임과 현재 GOP에 속해 있는 0번의 I 프레임으로부터 움직임 보상에 의하여 만들어지게 되므로 만약 -3번 P 프레임에 서브픽쳐가 있었다면 -2번과 -1번 B 프레임에도 이 서브픽쳐가 표현된다.
따라서, 비디오 엔코더(124)에서는 이 -2번과 -1번 프레임까지 모두 I 프레임으로 부호화해서 전송하고 PS/TS 변환기(112)에서 그 GOP내의 -2번과 -1번 B 프레임에 해당하는 정보를 모두 빼고 전송해야 이전 GOP에 있었던 서브픽쳐를 삭제하고 원래의 정보를 전송하는 것이 가능하다.
여기서, 도 2의 (a)는 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림의 프레임 순서이며, 도 2의 (b)는 PS/TS 변환기(112)의 제1 스트림의 프레임 순서이며, 도 2의 (c)는 제2 스트림에서 제1 스트림으로 전환한 경우 TS 패킷 선택기(130)로부터 출력되는 프레임 순서를 나타낸다. 도면에서, 하나의 GOP는*-*의 형태로 나타내고 있다. TS 패킷 선택기(130)는 비디오 엔코더(124)로부터 제공되는 하나의 GOP에 해당하는 제2 스트림의 I 프레임을 전송하고, 새로운 GOP의 14,15번 B 프레임들에 대응하는 2개의 I 픽쳐를 더 전송한 후 PS/TS 변환기(112)로부터 제공되는 이 두 프레임(14,15번 B 프레임)을 제외하고 16번 I 프레임과 곧바로 19번 P 프레임을 전송함을 알 수 있다.
반대로 TS 패킷 선택기(130)에서 PS/TS 변환기(112)의 제1 스트림을 전송하다가 I 픽쳐 재부호화를 수행하는 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림을 전송하는 경우에는 움직임 보상에 의한 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 사용자에게 매끄럽게 연결되는 동화상을 제공하기 위해서는 프레임 순서에 대한 고려가 필요하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 PS/TS 변환기(112)의 제1 스트림을 전송하다가 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림을 전송하는 경우는 1번 I 프레임이나 3번, 6번, 9번, 12번 B 프레임 등이 끝난 후 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림의 각각 2번, 5번, 8번, 11번, 14번 프레임 정보를 전송하기 시작하면 프레임 순서에 맞게 연결됨을 알 수 있다.
즉, 도 3의 (a)는 PS/TS 변환기(112)의 제1 스트림의 프레임 순서이고, 도 3의 (b)는 비디오 엔코더(124)의 제2 스트림의 프레임 순서이며, 도 3의 (c)는 제1 스트림에서 제2 스트림으로 전환된 경우 TS 패킷 선택기(130)로부터 출력되는 프레임의 순서로서, TS 패킷 선택기(130)는 PS/TS 변환기(112)로부터 제공되는 하나의 GOP에 해당하는 제1 스트림을 전송한 후 곧바로 비디오 엔코더(124)로부터 제공되는 새로운 GOP에 해당하는 제2 스트림을 전송하는 예를 보이고 있다.
한편, DVD 정보를 수신받는 기기 즉, 예를 들어 MPEG-2 TS 정보의 시청이 가능한 DTV(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, MPEG-2 TS 역다중화기(DEMUX, 302)는 IEEE 1394 동기 채널과 같은 전송 채널(200)을 통해 TS 패킷 선택기(130)로부터 제공되는 스트림으로부터 비디오 스트림과 오디오 스트림으로 역다중화한다.
오디오 디코더(304)는 MPEG-2 TS 역다중화기(302)로부터 제공되는 오디오 스트림을 복호화해서 복호화된 오디오 신호를 MPEG-2 오디오 스트림에 주어진 시간에 출력한다. 오디오 디지털/아날로그 변환기(DAC, 306)는 복호화된 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하여 스피커(308)를 통해 출력한다.
비디오 디코더(310)는 MPEG-2 TS 역다중화기(302)로부터 제공되는 비디오 스트림을 복호화하여 복호화된 비디오 신호를 MPEG-2 비디오 스트림에 주어진 시간에 출력한다.
OSD 이미지 버퍼 ＆ 콘트롤러(312)는 IEEE 1394 비동기 채널과 같은 전송 채널(200)을 통해 OSD 비트맵 이미지 발생기(126)로부터 제공되는 OSD 비트맵 이미지 정보와 화면 제어 정보에 따라 화면의 해당 영역에 정해진 시간에 비트맵 이미지를 표현하도록 그래픽 오버레이(316)를 제어한다.
그래픽 오버레이(316)는 단순한 그래픽 정보의 화면 출력을 위한 기능에 추가하여 DVD 플레이어(100)로부터 IEEE 1394 비동기 채널과 같은 전송 채널(200)을 통해 전송되는 서브픽쳐에 대한 OSD 비트맵 이미지 정보를 같은 전송 채널(200)을 통해 전송되는 화면 제어 정보에 따라 동기 및 위치를 맞추어 비디오 디코더(310)에 의해 복호화된 비디오 신호와 합성하여 비디오 DAC(318)을 통해 디스플레이(320)에 디스플레이한다.
여기서, 사용자 인터페이스 제어기(314)는 기존의 경우 해당 기기에 대한 제어만을 위한 구조였으나 본 발명에서는 사용자로부터 DVD 플레이어 등 다른 기기에 관련한 명령까지 받아서 이를 DVD 플레이어로 전송해서 DVD 정보를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 1에 도시된 OSD 비트맵 이미지 발생기(126)를 생략할 수 있다. 이 경우에 서브픽쳐 정보가 없으면 비디오 및 오디오 정보를 PS/TS 변환기(112)를 통해 전송하고, 서브픽쳐 정보가 있으면 비디오 디코더(116)와 서브픽쳐 디코더(118)로부터 얻은 비디오와 서브픽쳐 영상 정보를 비디오 오버레이(122)에서 겹쳐서 이를 다시 비디오 엔코더(124)에서 재부호화하여 전송하면 된다. 이때, TS 패킷 선택기(130)는 서브픽쳐 정보를 표현하여야 하는 경우에는 비디오 엔코더(124)로부터의 출력을 선택하고, 보통의 경우에는 PS/TS 변환기(112)의 출력을 선택하여 전송함으로써 보다 고화질의 영상을 즐길 수 있게 한다.
따라서, DVD 플레이어와 DVD 정보를 전송받을 기기간에 먼저 상호 협의하여 사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력(비트레이트, 서브픽쳐 처리회로 유무)에 맞도록 최적의 전송 방식, 즉 PS/TS 변환기(112)의 출력을 전송할 지 아니면 비디오 엔코더(124)의 출력을 전송할지의 여부를 결정하고, 비디오 엔코더(124)가 MPEG-2 전체 재부호화, MPEG-2 I 픽쳐만 재부호화 또는 DV형식의 재부호화를 수행할 것인지를 결정하고, 전송 채널을 선택할 수 있도록 협의하는 과정을 포함할 수 있다.
그러나, 도 1에서 상술한 바와 같이 사용자 요구에 의해 어느 한 스트림에서 다른 한 스트림으로 전환하는 경우에는 통상 하나의 GOP 단위(약 0.5초)로 밖에는 가능하지 않다. 따라서, 서브픽쳐를 사용하여 자막을 시청하는 경우 1초에 두 번 이상 자막이 바뀌는 경우에 두 스트림을 번갈아가면서 전송하는 것은 곤란하고, 이러한 경우에는 예를 들어 사용자가 캡션 모드를 "온"하면 비디오 엔코더(124)의 출력을 선택하고, "오프"하면 PS/TS 변환기(112)의 출력을 선택함으로써 메뉴 화면을 동작시킨 경우에만 비디오 엔코더(124)로부터의 출력을 선택하는 응용이 가능하다.
또 다른 응용 예로서, 비디오 엔코더(124)가 I,P,B 프레임을 모두 지원하는 MPEG-2 전체(full) 엔코더의 경우에도 동일한 프레임 순서에 따라 정보를 전송하면 된다.
전송 채널은 본 발명의 일 실시예로서, DVD에 수록된 디지털 영상 및 음성 정보를 IEEE 1394 전송 규격에 따른 정보 전송 장치를 사용하여 디지털 형태로 다른 기기로 전송하여 DVD의 고화질 및 고음질을 손실없이 다른 기기에서 감상할 수 있다. 이때, 전송된 영상 및 음성 정보의 종류에 따라서 그에 적절한 형식으로 전송함으로써 다양한 기기를 DVD와 디지털 형식으로 접속하는 데 이용될 수 있다.
한편, 전송 채널로 8-VSB(Vestigial Side Band)등 현재의 디지털 TV 전송 채널 규격을 사용한다면 전송 대역폭이 제한된다. 그런데, MPEG-2 I 픽쳐 재부호화를 수행해서 정보를 전송하게 되면 압축률이 낮아져 대역폭이 늘어나게 되어 8-VSB 채널로는 이를 전송할 수 없게 된다. 그러나, 본 발명에서는 원래의 DVD 정보를 그대로 TS 패킷으로 스트림 형식만 변환하여 전송하면 대역폭을 거의 원래대로 유지할 수 있기 때문에 8-VSB 채널로도 전송이 가능하게 된다. 8-VSB 전송 채널로 전송이 가능하게 되면 IEEE 1394 인터페이스가 필요없게 되므로 비용이 저렴해지고 어떠한 DTV라도 연결이 가능하게 되는 장점이 있다. 단 이 경우 서브픽쳐의 전송은 제한된다.
요약하면, 본 발명은 MPEG-2 I 픽쳐 재부호화된 DVD 정보를 전송하면 압축률이 낮아 넓은 대역폭과 빠른 정보 처리 능력을 요구하고, 화질도 저하되나 서브픽쳐를 완벽히 표현할 수 있다. 반면 MPEG-2 PS/TS 변환기를 사용하여 DVD 정보를 전송하면 원래 정보의 대역폭을 유지할 수 있어 대역폭 요구량이 작고 특별히 빠른 정보 처리 능력이 필요가 없으며, 화질도 원래대로 유지되지만 서브픽쳐를 표현하기 위해서는 서브픽쳐를 OSD 비트맵 영상 형태로 변환하기 위한 회로가 필요하고, 서브픽쳐 전송을 위한 대역폭이 필요하며, 특히 서브픽쳐를 IEEE 1394 비동기 채널로 전송하는 경우 비디오와 서브픽쳐간의 동기를 보장할 수 없으므로 서브픽쳐의 화면 표시에 한계가 있을 수 있다.
본 발명은 이 두 가지 방법을 사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력 등에 따라 적절히 절환해서 사용하게 되면 DVD 정보를 전송받을 기기의 정보 처리 능력, 전송 채널의 대역폭 등에 관계없이 항상 DVD의 영상 및 음성 정보를 시청하는 것이 가능하다. 즉, DVD 정보를 전송받을 기기의 정보 처리 속도가 빠르고 전송 채널이 충분한 경우 서브픽쳐가 필요하면 I 픽쳐만 재부호화하는 비디오 엔코더(124)의 출력 스트림을 전송하고, 보통의 경우에는 PS/TS 변환기의 출력 스트림을 전송하면 된다. 또한, 그러한 조건이 만족되지 않는다 하더라도 PS/TS 변환기를 사용하여 최소한 영상 및 음성 정보는 원래의 정보대로 손상없이 사용자에게 제시할 수 있다. 이 경우 서브픽쳐의 표현은 어느 정도 제한될 수 있다.
또한, 본 발명은 DVD에 HD급 영상 정보가 수록되어 있는 경우 이를 I 픽쳐 재부호화를 사용하여 전송하기 위해서는 광대역의 전송 채널이 필요하고 전송받을 기기의 정보 처리 속도도 빨라야 되는 데 이러한 조건이 만족되고 서브픽쳐까지 전송이 필요한 경우에는 I 픽쳐 재부호화를 사용하는 비디오 엔코더의 출력 스트림을 전송하고, 서브픽쳐를 전송할 필요가 없는경우에는 PS/TS 변환기의 출력 스트림을 전송하여 원래의 화질대로 전송하는 것이 가능하고, 그러한 조건이 만족되지 않는 경우에는 서브픽쳐의 표현은 제한되지만 PS/TS 변환기의 출력 스트림을 전송하는 것이 가능하다. 이때, DVD 정보를 전송받을 기기에서 어떤 스트림으로 전송받을 지의 결정은 전송받을 기기의 정보 처리 능력과 전송 채널의 대역폭 등을 고려하여 전송 전에 미리 협의하여 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 사용자 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력 등에 맞게 최적의 전송 방식 즉, MPEG-2 전체 재부호화, MPEG-2 I 픽쳐 재부호화, DV 형식의 재부호화 또는 원래 DVD에 수록되어 있는 정보를 MPEG-2 TS 패킷으로 변환 등을 선택하여 얻어진 정보를 전송함으로써, DVD 정보를 어떠한 기기에 전송하더라도 DVD 정보의 시청이 가능케하는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. DVD(Digital Versatile Disc) 정보를 다른 기기로 전송하는 장치에 있어서:
    상기 DVD로부터 읽혀진 프로그램 스트림 포맷의 오디오 및 비디오 정보를 전송 스트림 포맷으로 변환하여 제1 스트림을 제공하는 스트림 포맷 변환기;
    상기 DVD로부터 읽혀진 비디오와 서브픽쳐 정보를 합성하여 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계에 의해 재부호화하여 제2 스트림을 제공하는 재부호화기; 및
    사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력 등에 따라 상기 제1 스트림 또는 제2 스트림을 선택해서 전송 채널을 통해 상기 다른 기기로 전송하는 스트림 선택기를 포함하는 DVD 정보 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계는 MPEG(Moving Picture Expert Group)-2 전체(full) 재부호화, MPEG-2 인트라 픽쳐 재부호화, 디지털 비디오 형식의 재부호화 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전송 채널의 전송 규격은 IEEE 1394 인터페이스 또는 8-VSB(Vestigial Side Band) 중 하나인 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 DVD 정보를 전송하는 DVD 기기와 전송받을 다른 기기가 사전 협상에 의하여 상기 선택기의 스트림 선택 및 상기 재부호화기의 최적의 영상 정보의 압축 부호화 체계가 미리 결정되는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스트림 선택기는 사용자의 명령에 따라 서브픽쳐의 디스플레이를 원하는 경우에만 상기 제2 스트림을 선택하고, 그렇지 않으면 상기 제1 스트림을 선택하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스트림 포맷 변환기는 상기 DVD로부터 읽혀진 비디오 정보의 픽쳐 헤더 정보를 분석하여 제1 픽쳐 시작 신호와 픽쳐 구분신호를 상기 선택기에 제공하고, 상기 재부호화기는 상기 DVD로부터 읽혀진 비디오 정보의 픽쳐 헤더 정보를 분석하여 제2 픽쳐 시작 신호를 상기 선택기에 제공하고, 상기 스트림 선택기는 입력되는 스트림 전환 제어 명령에 따라 상기 제1 및 제 2 픽쳐 시작 신호에 동기되게 최소한 1 프레임 정보 단위로 상기 제1 또는 제2 스트림을 선택하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스트림 선택기는 상기 제1 스트림에서 상기 제2 스트림으로 전환하거나 상기 제2 스트림에서 상기 제1 스트림으로 전환하라는 상기 스트림 전환 제어 명령이 입력되면 프레임 순서를 고려하여 상기 제1 스트림의 P,B,B 픽쳐 군(group)이 끝난 후 전환하여 시간적으로 끊어짐 없는 영상을 제공하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 스트림 선택기는 상기 제2 스트림이 서브픽쳐가 오버레이된 상태이고 상기 제2 스트림에서 제1 스트림으로 전환하라는 상기 스트림 제어 명령이 입력되면 새로운 GOP(Group of Picture)가 시작될 때만 전환하고, 또한 상기 제2 스트림의 GOP내의 마지막 픽쳐가 영향을 미치는 제1 스트림의 새로운 GOP의 B(Bidrectionally predictive) 픽쳐들에 대해서는 상기 제2 스트림의 인트라 픽쳐를 더 전송하고, 새로운 GOP에서는 이전 GOP의 마지막 픽쳐에 영향을 받는 상기 B 픽쳐들을 제외하고 상기 제1 스트림을 전송하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 스트림 포맷 변환기와 상기 재부호화기에 각각 픽쳐 버퍼를 내장하여 상기 스트림 선택기에서 스트림 선택을 전환할 때 시간적인 공백이 발생하지 않도록 상기 제1 및 제2 스트림을 거의 같은 시간에 상기 선택기로 제공하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 DVD로부터 읽혀진 서브픽쳐 영상을 온스크린 디스플레이(OSD) 비트맵 이미지 형태로 변환해서 상기 OSD 비트맵 이미지 정보와 서브픽쳐의 화면 제어 정보를 상기 전송 채널로 전송하는 OSD 비트맵 이미지 발생기를 더 포함하는 더 포함하는 DVD 정보 전송 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 다른 기기는 디지털 텔레비젼이고, 상기 디지털 텔레비젼은,
    상기 전송 채널을 통해 상기 스트림 선택기로부터 전송되는 스트림으로부터 비디오 스트림과 오디오 스트림으로 역다중화하는 역다중화기;
    상기 오디오 스트림을 복호화해서 복호화된 오디오 신호를 제공하는 오디오 디코더;
    상기 비디오 스트림을 복호화하여 복호화된 비디오 신호를 제공하는 비디오 디코더;
    상기 전송 채널을 통해 전송되는 상기 OSD 비트맵 이미지 정보가 상기 화면 제어 정보에 따라 화면의 해당 영역에 정해진 시간에 표현하도록 제어하는 OSD 이미지 콘트롤러; 및
    상기 OSD 이미지 콘트롤러의 제어하에 상기 복호화된 비디오 신호와 상기 OSD 비트맵 이미지 정보를 오버레이시키는 그래픽 오버레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 장치.
  12. DVD(Digital Versatile Disc) 정보를 다른 기기로 전송하는 방법에 있어서:
    (a) 상기 DVD로부터 읽혀진 프로그램 스트림 포맷의 오디오 및 비디오 정보를 전송 스트림 포맷으로 변환하여 제1 스트림을 제공하는 단계;
    (b) 상기 DVD로부터 읽혀진 비디오와 서브픽쳐 정보를 합성하여 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계에 의해 재부호화하여 제2 스트림을 제공하는 단계; 및
    (c) 사용자의 요구, 전송 채널의 대역폭과 전송받을 기기의 정보 처리 능력등에 따라 상기 제1 스트림 또는 제2 스트림을 선택해서 전송 채널을 통해 상기 다른 기기로 전송하는 단계를 포함하는 DVD 정보 전송 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계는 MPEG-2 전체(full) 재부호화, MPEG-2 인트라 픽쳐 재부호화, 디지털 비디오 형식의 재부호화 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전송 채널의 전송 규격은 IEEE 1394 인터페이스 또는 8-VSB(Vestigial Side Band) 중 하나인 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 DVD 정보를 전송하는 DVD 기기와 전송 받을 기기가 사전 협상에 의하여 상기 스트림 선택 및 상기 소정의 영상 정보의 압축 부호화 체계가 미리 결정되는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 사용자의 명령에 따라 서브픽쳐의 디스플레이를 원하는 경우에만 상기 제2 스트림을 선택하고, 그렇지 않으면 상기 제1 스트림을 선택하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 입력되는 스트림 전환 제어 명령에 따라 최소한 1 프레임 정보 단위로 상기 제1 또는 제2 스트림을 선택하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 상기 제1 스트림에서 상기 제2 스트림으로 전환하거나 상기 제2 스트림에서 상기 제1 스트림으로 전환하라는 상기 스트림 전환 제어 명령이 입력되면 픽쳐 순서를 고려하여 상기 제1 스트림의 P,B,B 픽쳐 군(group)이 끝난 후 전환 동작을 수행하여 시간적으로 끊어짐 없는 영상을 제공하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 상기 제2 스트림이 서브픽쳐가 오버레이된 상태이고 상기 제2 스트림에서 제1 스트림으로 전환하라는 상기 스트림 전환 제어 명령이 입력되면 새로운 GOP(Group of Picture)가 시작될 때만 전환하고, 또한 상기 제2 스트림의 GOP내의 마지막 픽쳐가 영향을 미치는 제1 스트림의 새로운 GOP의 B(Bidrectionally predictive) 픽쳐들에 대해서는 상기 제2 스트림의 인트라 픽쳐를 더 전송하고, 새로운 GOP에서는 이전 GOP의 마지막 픽쳐에 영향을 받는 상기 B 픽쳐들을 제외하고 상기 제1 스트림을 전송하는 것을 특징으로 하는 DVD 정보 전송 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    (d) 상기 DVD로부터 읽혀진 서브픽쳐 영상을 온스크린 디스플레이(OSD) 비트맵 이미지 형태로 변환해서 상기 전송 채널로 전송하는 단계를 더 포함하는 DVD 정보 전송 방법.
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