KR101330907B1

KR101330907B1 - 디지털 비디오 장치에서 채널 변경 시간을 단축하는 방법

Info

Publication number: KR101330907B1
Application number: KR1020087025429A
Authority: KR
Inventors: 지왕 다이; 글렌 로렌스 캐쉬; 앨런 제이 스테인
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2013-11-18
Also published as: EP2011332A1; CN101422037B; JP5043096B2; JP2009534920A; BRPI0621545A2; CN101422037A; WO2007120245A8; EP2011332B1; WO2007120245A1; US20090066852A1; US8406288B2; KR20080108552A

Abstract

디지털 비디오 장치(50)는 채널 변경 시간을 단축시켜준다. 예시적인 실시예에 따르면, 상기 디지털 비디오 장치(50)는 동일 프로그램을 나타내며, 제1 비디오 스트림(12)이 제2 비디오 스트림(14)과 상이한 적어도 하나의 특징을 갖는 상기 제1 및 제2 비디오 스트림(12, 14)을 수신하는 적어도 하나의 신호 수신기(52, 60); 상기 제1 비디오 스트림(12)을 처리하여 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 제1 신호 처리기(54, 56, 58); 상기 제2 비디오 스트림(14)을 처리하여 상기 제1 처리된 비디오 스트림에 대하여 지연을 갖는 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 제2 신호 처리기(62); 채널 변경 명령에 응답하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 렌더러(66); 및 상기 렌더러(66)가 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하기 시작한 후 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭하여, 상기 렌더러(66)가 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 렌더링하기 시작하게 하는 스위치(64)를 포함한다.

디지털 비디오 장치, 비디오 스트림, 채널 변경, 채널 변경 시간 단축, 지연

Description

디지털 비디오 장치에서 채널 변경 시간을 단축하는 방법{METHOD FOR REDUCING CHANNEL CHANGE TIMES IN A DIGITAL VIDEO APPARATUS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2006년 4월 18일 미국 특허상표청에 출원된 가출원 제60/792,899호의 우선권 및 이로부터 발생하는 모든 이익을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 디지털 비디오 장치에 관한 것으로, 특히, 디지털 비디오 장치에서 채널 변경 시간을 단축하는 방법에 관한 것이다.

디지털 텔레비젼 방송 시스템에서, 시청자들이 채널을 빠르게 변경시키는 것은 중요한 특징이다. 채널 변경을 지연시키는 적어도 두가지 주요한 요인이 있다. 첫번째 요인은 MPEG-2 및 H.264와 같은 많은 비디오 압축 표준에 의해 사용된 픽쳐 그룹(group of picture: GOP) 구조로부터 기인한다. GOP에서, 픽쳐는 인트라 코딩 또는 인터 코딩을 이용하여 인코드된다. 인트라 코딩된 (I) 픽쳐 (또는 프레임)는 압축시 그 자체 내 정보를 이용하며, 그러므로 단독으로 디코딩될 수 있다. 그러나, 인터-코딩된 픽쳐(즉, B 또는 P 픽쳐)는 관련된 인트라 코딩된 픽쳐(I 픽쳐)가 디코딩된 다음에 디코딩되어야 한다. I 픽쳐는 전형적으로 B 또는 P 픽쳐보다 3 내지 10배 더 많은 비트를 필요로 하기 때문에, I 픽쳐는 전체 비트 레이트를 줄이 기 위하여 비트 스트림에서 훨씬 덜 인코드된다. 디지털 텔레비젼 방송 시스템에서, I 프레임은 매 1 내지 2 초 마다 한번 발생할 수 있다. 디지털 비디오 장치는 프로그램에 동조할 때, 임의의 픽쳐가 디코딩 또는 디스플레이되기 전에 제1 I 프레임이 수신될 때까지 대기하여야 한다. 이것은 상당한 지연을 야기시킬 수 있다.

채널 변경 지연의 두번째 요인은 디지털 비디오 장치(예컨대, 셋탑 박스(set-top box: STB)에서 버퍼링, 순방향 에러 정정(forward error correction: FEC) 및 에러 은닉(error concealment)과 같은 프로세싱 컴포넌트로부터 기인한다. 이들 컴포넌트는 상당한 버퍼링 및 프로세싱을 요하며, 그러므로 채널 변경시 지연을 야기한다. 예를 들어, 트래픽 쉐이핑(traffic shaping)은 가변 비트 레이트(variable bit rate: VBR) 스트림을 전송하는데 바람직하지만, 디지털 비디오 장치에서 버퍼링을 필요로 할 것이며, 이는 지연을 유발한다. FEC는 패킷 손실 복구를 위해 비디오 패킷의 버퍼링을 필요로 한다. 디지털 비디오 장치는 비디오 패킷 및 이와 연관된 FEC 패킷의 적어도 한 블록을 디코딩하기 전에 홀드하도록 버퍼링을 제공할 필요가 있다. 3 Mbps의 고정 비트 레이트(constant bit rate: CBR) 스트림의 20-컬럼 및 5-행 FEC 방지(protection)는, 예를 들어, 350 밀리초 만큼의 큰 지연을 야기시킬 수 있다. 또 다른 예로서, 에러 은닉은 지연된 결과인 프레임 손실을 검출할 필요가 있다. 더욱이, 광흐름(optical flow) 기반 프로세스와 같은 진보된 에러 은닉 알고리즘은 우수한 은닉 결과를 제공하지만, 전통적인 프레임 반복 방법보다 계산 강도가 훨씬 더 많다. 현대의 디지털 비디오 장치에서, 4개의 연속 프레임을 은닉하려면 200 밀리초 만큼의 긴 지연을 만들 수 있다. 비디오를 상당한 지터없이 디스플레이하기 위해서, 이와 같은 모든 지연은 항상 요구되지 않을 수 있을지라도 디지털 비디오 장치에서 계상되어야 한다.

따라서, 채널 변경과 연관된 잠재적으로 오랜 지연의 관점에 비추어, 디지털 비디오 장치에서 채널 변경 시간을 단축하기 위한 방법이 필요하다. 본 명세서에서 개시된 본 발명은 이러한 문제를 다루며, 특히 디지털 비디오 장치 내 신호 처리와 연관된 채널 변경 지연을 다루는데 유용하다.

<발명의 개요>

본 발명의 양태에 따르면, 디지털 비디오 장치에서 채널을 변경하기 위한 방법이 개시된다. 예시적인 실시예에 따르면, 본 방법은 동일 프로그램을 나타내는 제1 및 제2 비디오 스트림을 수신하는 단계 - 상기 제1 비디오 스트림은 상기 제2 비디오 스트림과 상이한 적어도 하나의 특성을 가짐 -; 상기 제1 비디오 스트림을 처리하여 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 단계; 상기 제2 비디오 스트림을 처리하여 상기 제1 처리된 비디오 스트림에 대하여 지연을 갖는 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 단계; 채널 변경 명령에 응답하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 단계; 및 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭하고 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 단계를 포함한다. 상기 특성은, 예를 들어, 짧은 GOP 크기, 저해상도 및/또는 저 비트 레이트일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 디지털 비디오 장치가 개시된다. 예시적인 실시예에 따르면, 디지털 비디오 장치는 동일 프로그램을 나타내는 제1 및 제2 비디오 스트림을 수신하는 적어도 하나의 신호 수신기와 같은 수신 수단- 상기 제1 비디오 스트림은 상기 제2 비디오 스트림과 상이한 적어도 하나의 특성을 가짐 -; 상기 제1 비디오 스트림을 처리하여 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 제1 신호 처리기와 같은 제1 처리 수단; 상기 제2 비디오 스트림을 처리하여 상기 제1 처리된 비디오 스트림에 대하여 지연을 갖는 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 제2 신호 처리기와 같은 제2 처리 수단; 채널 변경 명령에 응답하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 렌더러와 같은 렌더링 수단; 및 상기 렌더링 수단이 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하기 시작한 후 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭하여, 상기 렌더링 수단이 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 렌더링하기 시작하게 하는 스위치와 같은 스위칭 수단을 포함한다. 상기 특성은, 예를 들어, 짧은 GOP 크기, 저 해상도 및/또는 저 비트 레이트일 수 있다.

본 발명의 전술한 특징과 장점 및 다른 특징과 장점, 그리고 이를 성취하는 방식은 더욱 자명해질 것이며, 본 발명은 첨부 도면과 함께 설명된 다음과 같은 본 발명의 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명을 구현하는데 적합한 시스템의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 도 1의 디지털 비디오 장치를 더욱 상세히 제공하는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타이밍도이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 또 다른 타이밍도이다.

본 명세서에 설명된 예시는 단지 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 그러한 예시는 본 발명의 범주를 어떤 방식으로도 제한하는 것으로 해석되지 않는다.

이제 도면을 참조하면, 특히 도 1을 참조하면, 본 발명을 구현하는데 적합한 시스템(100)의 블록도가 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 인코더(10), 지연 유닛(20), 프록시 서버(30), 멀티캐스트 스위치(40) 및 디지털 비디오 장치(50)를 포함한다. 예시적인 실시예에 따르면, 시스템(100)은 인터넷 프로토콜 텔레비젼(IPTV) 방송 시스템을 나타낸다.

시스템(100)에서, 인코더(10)는 방송 프로그램을 본 명세서에서 "정규(regular) 스트림" 이라 지칭할 수 있는 제1 스트림(12) 및 본 명세서에서 "채널 변경 스트림" 이라 지칭할 수 있는 제2 스트림(14)으로 동시에 인코드한다. 비록 정규 스트림(12)이 채널 변경 스트림(14)과 상이한 적어도 하나의 특성을 가지고 있을지라도 스트림(12 및 14)은 동일 프로그램의 비디오 콘텐츠를 나타낸다. 예시적인 실시예에 따르면, 채널 변경 스트림(14)은 정규 스트림(12) 보다 짧은, (예컨대, 0.5초 더 짧은 등) GOP 크기, 저해상도(예컨대, 공통 중간 포맷(common intermediate format: CIF) 등) 및/또는 저 비트 레이트(예컨대, 200 kbps 보다 낮은 등)를 갖는다.

지연 유닛(20)은 기설정되고 변경가능한 시간(예컨대, 900 밀리초 등) 동안 채널 변경 스트림(14)을 지연시키도록 동작한다. 이러한 지연은, 예를 들어, 시스템(100)의 서비스 제공기에 의해 적응적으로 제어(예컨대, 조절)될 수 있다. 프록시 서버(30)는 인코더(10)로부터 정규 스트림(12)을 수신하고 지연 유닛(20)으로부터 지연된 채널 변경 스트림(14)을 수신하며, 이들 스트림들(12, 14)을 멀티캐스트 스위치(40)로 전달한다. 예시적인 실시예에 따르면, 멀티캐스트 스위치(40)는 디지털 가입자 회선 접속 다중화기(Digital Subscriber Line Access Multiplexer: DSLAM)로서 구현될 수 있다.

시스템(100)에서, 인터넷 프로토콜(IP) 멀티캐스트는 압축된 스트림(12 및 14)을 IP 백본 네트워크를 통하여, 스트림(12 및 14)을 선택적으로 디지털 비디오 장치(50)와 같은 단말 장치에 전달하는 멀티캐스트 스위치(40)와 같은 멀티캐스트 스위치들로 전달하는데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 인터넷 그룹 관리 프로토콜(Internet Group Management Protocol:IGMP)은 시스템(100)에서 채널 선택을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 디지털 비디오 장치(50)와 같은 단말 장치는 희망 채널의 가입 요청(join request)을 멀티캐스트 스위치(40)(예컨대, DSLAM)로 전송할 수 있다. 그 채널을 더이상 필요로하지 않을 때, 탈퇴 요청(leave request)을 멀티캐스트 스위치(40)로 전송할 수 있다.

본 발명의 원리에 따르면, 지연 유닛(20)에 의해 채널 변경 스트림(14)에 도입된 변경가능한 지연은 FEC 및 에러 은닉과 같은 손실 복구 컴포넌트에 의해 디지털 비디오 장치(50) 내에서 야기된 정규 스트림(12)의 처리 지연을 상쇄한다. 이러한 지연은 디지털 비디오 장치(50)가 채널 변경 이벤트 중에 상당한 지연을 야기시키지 않고 정규 프레임(12)에 필요한 품질 향상을 수행하게 한다. 예시적인 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 지연은 시스템(100)의 멀티캐스트 스위치(40)의 앞단 어느 곳에서도 도입될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도 1의 디지털 비디오 장치(50)을 더욱 상세히 제공하는 블록도가 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디지털 비디오 장치(50)는 정규 스트림(12) 및 채널 변경 스트림(14)의 개별 처리 경로를 제공한다. 정규 스트림(12)의 처리 경로는 버퍼링 가능 수신기(52), FEC 블록(54), 디코더(56) 및 에러 은닉 블록(58)을 포함한다. 채녈 변경 스트림(14)의 처리 경로는 버퍼링 가능 수신기(60) 및 디코더(62)를 포함한다. 디지털 비디오 장치(50)는 스위치(64) 및 선택된 데이터 스트림에 응답하여 디스플레이하기 위한 출력 신호를 제공하는 렌더러(renderer)(66)를 더 포함한다. 예시적인 실시예에 따르면, 디지털 비디오 장치(50)는 셋탑 박스 또는 디지털 비디오 신호를 처리할 수 있는 어떤 다른 형태의 디지털 비디오 장치로서 구현될 수 있다.

도 2에서, 버퍼링 가능 수신기(52)는 정규 스트림(12)을 수신하고 버퍼링하여 제1 버퍼링된 비디오 스트림을 생성한다. FEC 블록(54)은 에러 정정기로서 동작하며 제1 버퍼링된 비디오 스트림을 에러 정정하여 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 생성한다. 디코더(56)는 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 디코딩하여 제1 디코딩된 비디오 스트림을 생성한다. 에러 은닉 블록(58)은 에러 은닉기로서 동작하며 제1 디코딩된 비디오 스트림을 에러 은닉하여 정규 스트림(12)에 대응하는 제1 처리된 비디오 스트림을 생성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 정규 스트림(12)에 대한 전술한 처리 기능에 따라 제1 처리 지연 t1이 생성된다.

또한 도 2에서, 버퍼링 가능 수신기(60)는 채널 변경 스트림(14)을 수신하고 버퍼링하여 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 생성한다. 디코더(62)는 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 디코딩하여 채널 변경 스트림(14)에 대응하는 제2 처리된 비디오 스트림을 생성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 채널 변경 스트림(14)에 대한 전술한 처리 기능에 따라 제2 처리 지연 t2이 생성되며, 이 지연은 정규 스트림(12)과 연관된 제1 처리 지연 t1 보다 짧다 (도면에서 각각의 지연은 축척될 필요가 없을 수 있다).

도 2에서, 채널 변경 스트림(14)에 대한 손실 복구 또는 에러 은닉의 중요성은 정규 스트림(12)에 대한 것 보다 훨씬 적다. 이것은 채널 변경 스트림(14)이 비교적 짧은 시간(예컨대, 1 초 보다 짧은 등) 동안, 특히, 본 명세서에서 후술하는 바와 같이, 채널 변경 동안 사용될 뿐이기 때문이다. 따라서, 비교적 짧은 시간 동안 로컬 루프를 통한 로컬 루프(즉, 백본 전송이 아님)를 통한 패킷 손실은 정규 스트림(12)에 비해 훨씬 적게 발생된다. 더욱이, 채널 변경 스트림(14)의 패킷의 손실은 최종 사용자에게 훨씬 적은 영향을 미친다. 최악의 경우는 채널 변경 스트림(14)에 의해 제공된 채널 변경 시간의 단축을 지속시키지 못하는 것이다. 그러므로, 디지털 비디오 장치(50)는 채널 변경 스트림(14) 및 정규 스트림(12)에 대해 패킷 손실 방지 레벨을 다르게 적용하는데, 다시 말해서, 도 2에 반영되어 있는 바와 같이, 대기시간이 낮은(low latency) 채널 변경 스트림(14)에 대하여는 FEC 방지를 약하게 하거나 또는 FEC 방지를 하지 않으며, 정규 스트림(12)에 대해서는 더 나은 비디오 품질을 위해 강한 FEC 방지를 적용한다.

또한 도 2에서, 유연한 전송 레이트를 위해 트래픽 쉐이핑이 사용될 수 있으며 이러한 트래픽 쉐이핑은 대개의 경우 VBR 스트림을 전송하는데 바람직하다. 예시적인 실시예에 따르면, 정규 스트림(12)이 훨씬 높은 비트 레이트를 가지기 때문에 정규 스트림(12)에 트래픽 쉐이핑을 적용하는 것은 채널 변경 스트림(14)에 적용하는 것보다 중요성이 높다. 트래픽 쉐이핑을 정규 스트림(12)에 적용하려면 버퍼링 가능 수신기(52)에서 여분의 버퍼링과 연관된 지연이 필요하다. 채널 변경 스트림(14)은 비트 레이트가 훨씬 낮기 때문에, 반드시 트래픽 쉐이핑이 필요하지 않다. 그러므로, 버퍼링 가능 수신기(60)는 버퍼링 가능 수신기(52)보다 더 적은 버퍼링과 연관된 지연을 제공할 수 있다.

이하에서 기술되는 바와 같이, 스위치(64)는 초기에 정규 스트림(12)의 제1 I 프레임이 수신되기 전에 사용자의 채널 변경 명령에 응답하여 렌더러(66)에 의해 렌더링하기 위한 디코더(62)로부터 출력된 (채널 변경 스트림(14)에 대응하는) 제2 처리된 비디오 스트림을 선택한다. 이후, 정규 스트림의 I 프레임이 수신되었을 때, 스위치(64)는 에러 은닉 블록(58)으로부터 출력된 (정규 스트림(12)에 대응하는) 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위치하며, 그럼으로써 렌더러(66)는 정규 스트림(12)의 콘텐츠를 렌더링하기 시작한다. 이러한 스위칭 동작은 수신기가 정규 스트림(12)의 제1 I 프레임을 기다릴 필요가 없기 때문에 채널 변경 시간을 단축시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타이밍도가 도시된다. 특히, 도 3은 스위치(64)가 상이한 시나리오에서 디코더(62)로부터 출력된 (채널 변경 스트림(14)에 대응하는) 제2 처리된 비디오 스트림에서 에러 은닉 블록(58)으로부터 출력된 (정규 스트림(12)에 대응하는) 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위치할 때, 도 2의 디지털 비디오 장치(50)의 스위치(64)에 대한 스트림(12 및 14)의 타이밍을 도시한다. 도 3은 또한 스위칭 동안 정규 스트림(12)의 콘텐츠로 인하여 채널 변경 스트림(14)이 지체되지 않도록 하는 것이 중요함을 예시한다. 그렇지 않으면, 어떠한 프레임도 출력으로 이용가능하지 않은 타임 윈도우가 발생될 수 있다 (아래의 시나리오 2를 참조). 도 3에서, "B" 및 "b"는 양방향으로 예측된 프레임을 나타낸다. 그러나, "B" 프레임은 다른 프레임을 예측하는 (그러므로 디코딩 처리시에 일시적으로 저장되는) 기준으로서 사용될 수 있는 양방향으로 예측된 프레임을 나타내며 , 반면 "b" 프레임은 다른 프레임들을 예측하는 기준으로서 사용되지 않는 (그러므로 디스플레이된 후 폐기되는) 양방향으로 예측된 프레임을 나타낸다.

시나리오 1은 스위치(64)에서 채널 변경 스트림(14) 및 정규 스트림(12)의 콘텐츠가 완벽하게 동기화될 때의 타이밍 시퀀스를 도시한다. 이 시나리오에서, 채널 변경 스트림(14)의 I 프레임(101)이 먼저 스위치(64)에 도달한 다음 스트림(12)의 임의의 I 프레임이 수신된다. 스위치(64)는 먼저 채널 변경 스트림(14)의 콘텐츠를 렌더러(66)에 전달하고, 그 후 그의 제1 I 프레임에서 정규 스트림(12)으로 유연하게 스위치하고, 후속하여 정규 스트림(12)을 처리한다. 이것은 완전한 동기화 및 타이밍의 절환을 요한다.

시나리오 2는 채널 변경 스트림(14)의 콘텐츠가 정규 프레임을 한 프레임만큼 앞설 때의 타이밍 시퀀스를 도시한다. 이 시나리오에서, 스위치(64)는 먼저 채널 변경 스트림(14)의 콘텐츠를 렌더러(66)에게 전달한다. 제1의 I 프레임이 수신되었기 때문에, 수신기는 다시 스트림(14)의 I 프레임(101)을 처리하기 시작한다. 정규 스트림(12)의 제1 I 프레임(102)이 수신될 때, 이 프레임은 채널 변경 스트림(14)보다 뒤지기 때문에, 채널 변경 스트림(14) 내 대응하는 I 프레임(103)이 이미 디스플레이되었다. 그러므로, 정규 스트림(12)의 I 프레임(102)은 폐기되어야 한다. 특히, 스위치(64)는 다음 프레임(즉, I 프레임 다음의 b 프레임(104)이 수신될 때까지 대기할 필요가 있다. 이것은 어떠한 픽쳐도 렌더러(66)로 전송되지 않는 한 프레임 타임 윈도우를 발생시킨다.

시나리오 3은 채널 변경 스트림(14)의 콘텐츠가 정규 스트림(12)에 뒤질 때의 시퀀스를 도시한다. 이 시나리오에서, 스위치(64)는 채널 변경 스트림(14)의 콘텐츠로부터 정규 스트림(12)으로 부드럽게 전환할 수 있다. 이러한 결과를 성취하기 위하여, 스위치(64)는 채널 변경 스트림(14)의 대응하는 I 프레임(103)이 수신될 때까지 정규 스트림(12)의 제1의 I 프레임(102)부터 정규 스트림(12)의 프레임을 버퍼한다. 스위치(64)는 다시 스트림(14)의 I 프레임(101)을 수신하고 이 스트림을 스트림(12)의 I 프레임(102)이 수신될 때까지 전송한다. I 프레임(102 및 103)의 전환 중에, 스위치(64)는 버퍼링된 프레임을 먼저 그리고 후속 프레임들을 렌더러(66)로 전송한다.

시나리오 4는 채널 변경 스트림(14)의 제1 I 프레임(103)에 앞서 정규 스트림(12)의 제1 I 프레임(102)이 수신될 때의 시퀀스를 도시한다. 이 시나리오에서, 스위치(64)는 먼저 정규 스트림(12)의 콘텐츠를 선택하며 채널 변경 스트림(14)으로부터의 전환은 전혀 필요하지 않다.

도 3에서 스위칭 동작 동안, 채널 변경 스트림(14)의 I 프레임(1-3)은 일반적으로 렌더링되지 않으며, 정규 스트림(12)의 대응하는 I 프레임(102)은 렌더러(66)로 전송됨이 주목된다. 도 3에서 전술한 바와 같이, 만일 스위치(64)에서 정규 스트림(12)이 채널 변경 스트림(14)에 뒤지는 경우 (시나리오 2를 참조) 스위칭 동안 글리치 현상이 발생할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 정규 스트림(12)은 채널 변경 스트림(14)보다 더 긴 처리 지연을 갖는데, 이것은 스위치(64)에 도달할 때 채널 변경 스트림(14)을 뒤지게하는 요인이 될 수 있다. 본 발명은 멀티캐스트 스위치(40)(도 1 참조)의 전단에서 채널 변경 스트림(14)을 지연시킴으로써 이 문제를 처리한다. 이러한 접근법은 최종 사용자가 채널 변경 요청을 전송하기 전에 지연이 발생하기 때문에 채널 변경 시간을 증가시키지 않으며, 그러므로 최종 사용자에게 관찰되지 않는다. 이 문제의 또 다른 접근법은 디지털 비디오 장치(50) 내 처리 경로에서 채널 변경 스트림(14)을 지연시키는 것일 수 있다. 그러나, 이 접근법은 이하에서 설명되는 바와 같이 채널 변경 시간을 분명히 증가시킬 것이므로 대체로 바람직하지 않다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 또 다른 타이밍도가 도시된다. 특히, 도 4는 두가지 해결법, 즉, 디지털 비디오 장치(50) 내에서 채널 변경 스트림(14)이 그의 처리 경로에서 지연되는 제1 해결법(즉, 도 4의 해결법 1)과, 본 발명의 원리(도 1 참조)에 따라서 채널 변경 스트림(14)이 멀티캐스트 스위치(40)(예컨대, DSLAM))의 전단에서 지연되는 제2 해결법(즉, 도 4의 해결법 2)의 지연을 비교한다.

도 4의 해결법 2에 제시된 바와 같이, 본 발명은 채널 변경 스트림(14)이 도 1에 도시된 멀티캐스트 스위치(40)(예컨대, DSLAM)에 도달하기 전에 채널 변경 스트림(14)을 지연시킴으로써 채널 변경 시간을 단축시킨다. IGMP 지연이 Di 이고, 정규 스트림(12)의 처리 지연이 Dr(즉, 도 2에서 지연 t1)이고, 채널 변경 스트림(14)의 처리 지연이 Dc(즉, 도 2에서 지연 t2)이며, GOP 구조에 의해 야기된 지연이 Dg 라고 가정하면, 본 발명의 원리를 적용하지 않고 채널 변경을 수행하는데 필요한 전체 지연은:

Dtotal = Dg + Di + Dr (1)

반대로, 만일 채널 변경 스트림(14)에 적용된 지연이 Dr-Dc 와 같거나 크다면 본 발명의 원리를 적용하여 채널 변경을 수행하는 전체 지연은 다음과 같다:

Dtotal = Dg + Di + Dc (2)

Dc (즉, 도 2에서 지연 t2)는 Dr(즉, 도 2에서 지연 t1) 보다 적기 때문에, 도 4의 해결법 2에 의해 제시된 본 발명은 처리 시간으로 인한 지연을 줄여준다. 도 1에서 채널 변경 스트림(14)에 적용된 지연은 Dr-Dc보다 클 수 있음이 주목된다. 이것은 도 2의 스위치(64)가 정규 스트림(12)을 버퍼할 수 있기 때문이다 (도 3의 시나리오 3을 참조). 따라서, 더 긴 지연은 채널 변경 시간에 영향을 주지 않는다. 이것은 채널 변경 스트림(14)으로부터 정규 스트림(12)으로 스위칭할 때 지연을 증가시킬 뿐이다.

본 명세서에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 디지털 비디오 장치에서 채널 변경 시간을 단축하는 방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 적어도 (i) 채널 변경 스트림(14) 및 정규 스트림(12)은 상이한 수준의 패킷 손실 방지 및 상이한 수준의 트래픽 쉐이핑을 이용할 수 있음을 제공한다. 채널 변경 스트림(14)에는 대기시간(latency)을 짧게 하기 위해 방지 수준이 낮거나 트래픽 쉐이핑이 낮거나 아예 없이 적용될 수 있는 반면, 정규 스트림(12)에는 높은 비디오 품질을 얻기 위하여 높은 수준의 방지와 높은 수준의 트래픽 쉐이핑이 적용될 수 있으며; (ii) 디지털 비디오 장치(50)가 정규 스트림 또는 채널 변경 스트림을 선택하여 채널 변경을 수행하는 두가지 디코더 경로를 포함한다. 스위치(64)는 만일 정규 스림(12)이 채널 변경 스트림(14)과 정렬되거나 앞서는 경우, 유연한 전환을 성취할 수 있도록 버퍼 관리 기능을 포함하는 것이 바람직하며; 그리고 (iii) 멀티캐스트 스위치(40)(예컨대, DSL 시스템을 이용하는 IPTV의 DSLAM)의 전단에서 정규 스트림(12)의 더 긴 처리 시간으로 인한 채널 변경 시간을 단축하기 위하여 채널 변경 스트림(14)에 지연을 적용한다. 만일 지연이 정규 스트림(12)의 처리 시간(즉, 도 2에서 t1)과 채널 변경 스트림(14)의 처리 시간(즉, 도 2에서 t2)간의 차와 같거나 크다면, 처리 지연으로 인한 전체적인 대기시간은 보다 짧은 채널 변경 처리 시간으로 한정된다.

본 발명은 디스플레이 장치를 통합한 또는 디스플레이 장치를 통합하지 않은 각종 디지털 비디오 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 문구 "디지털 비디오 장치"는 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 디스플레이 장치가 통합된 텔레비젼 세트, 컴퓨터 또는 모니터를 포함하는 시스템 또는 장치, 그리고 디스플레이 장치를 통합하지 않을 수 있는 셋탑 박스, 비디오 카세트 레코더(VCRs), 디지털 다용도 디스크(DVD) 플레이어, 비디오 게임 박스, 개인용 비디오 레코더(PVRs), 컴퓨터 또는 다른 장치와 같은 시스템 또는 장치를 지칭할 수 있다.

본 발명이 바람직한 설계를 갖는 것으로서 설명되었지만, 본 발명은 본 개시내용의 정신과 범주 내에서 추가적으로 변경될 수 있다. 그러므로, 본 출원은 본 발명의 일반적인 원리를 이용하는 본 발명의 모든 변경, 사용 또는 적용을 망라하는 것으로 의도한다. 또한, 본 출원은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지 또는 관례적인 실시 내에 드는 것으로서 그리고 본 발명이 첨부의 특허청구범위의 제한 사항 내에 속하는 본 개시내용으로부터 일탈한 것들을 망라하는 것으로 의도한다.

Claims

디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 수신 채널들을 스위칭하는 방법으로서,

동일 프로그램을 나타내는 제1 및 제2 비디오 스트림들을 송신하는 단계 - 상기 제1 비디오 스트림은 상기 제2 비디오 스트림과 상이한 적어도 하나의 인코딩 특성을 가짐 -;

상기 제1 및 제2 비디오 스트림들을 디지털 비디오 장치에서 수신하는 단계;

상기 제1 비디오 스트림을 처리하여 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 단계 - 상기 처리는 제1 관련 처리 지연(associated processing delay)를 가짐 - ;

상기 제2 비디오 스트림을 처리하여 제2 처리 지연을 가지는 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 단계 - 상기 제2 처리 지연은 상기 제1 관련 처리 지연에 대응하고 상기 제1 관련 처리 지연보다 짧음 - ;

채널 변경 명령에 응답하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링(rendering)하는 단계; 및

이어서, 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭하고, 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 단계 - 상기 렌더링하는 단계는,

상기 제1 및 제2 처리 지연들 사이의 시간 차이가 보상되고 상기 제1 처리된 비디오 스트림 및 상기 제2 처리된 비디오 스트림에서 각각의 기준 프레임들이 시간 정렬되도록(time aligned) 상기 제2 비디오 스트림의 송신을 지연하고,

상기 각각의 기준 프레임들의 발생시에 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭을 수행함으로써 행하여짐 -

를 포함하는 스위칭 방법.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인코딩 특성은 비트 레이트(bit rate), 해상도 및 픽쳐 그룹(group of picture, GOP) 크기 중 적어도 하나를 포함하는 스위칭 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 비디오 스트림들은 멀티캐스트 시스템(multicast system)을 통해 수신되는 스위칭 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 비디오 스트림을 처리하는 것은,

상기 제1 비디오 스트림을 버퍼링(buffering)하여 제1 버퍼링된 비디오 스트림을 생성하고;

상기 제1 버퍼링된 비디오 스트림에 대해 에러 정정을 실행하여 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 생성하고;

상기 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 디코딩하여 제1 디코딩된 비디오 스트림을 생성하고; 및

상기 제1 디코딩된 비디오 스트림에 대해 에러 은닉(error concealment)을 수행하여 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 것을 포함하는

스위칭 방법.
제4항에 있어서, 상기 제2 비디오 스트림을 처리하는 것은,

상기 제2 비디오 스트림을 버퍼링하여 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 생성하고; 및

상기 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 디코딩하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 것을 포함하는

스위칭 방법.
제1항에 있어서, 상기 스위칭은 상기 제1 비디오 스트림의 미리 설정된 부분이 수신되는 것에 응답하여 수행되는 스위칭 방법.
디지털 텔레비젼 방송 시스템으로서,

동일 프로그램을 나타내는 제1 및 제2 비디오 스트림들을 송신하는 송신기 - 상기 제1 비디오 스트림은 상기 제2 비디오 스트림과 상이한 적어도 하나의 인코딩 특성을 가짐 - ; 및

디지털 비디오 장치를 포함하고,

상기 디지털 비디오 장치는,

상기 제1 및 제2 비디오 스트림들을 수신하는 수신기;

상기 제1 비디오 스트림을 처리하여 제1 관련 처리 지연을 갖는 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 제1 프로세서;

상기 제2 비디오 스트림을 처리하여 상기 제1 관련 처리 지연에 대응하고 상기 제1 관련 처리 지연보다 짧은 제2 처리 지연을 갖는 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 제2 프로세서;

채널 변경 명령에 응답하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 렌더러(renderer); 및

상기 렌더러가 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하기를 시작한 후에 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭하고, 그에 의해 상기 렌더러가 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 렌더링하기를 시작하게 야기하는 스위치 - 상기 스위치는,

상기 제1 및 제2 처리 지연들 사이의 시간 차이가 보상되고 상기 제1 처리된 비디오 스트림 및 상기 제2 처리된 비디오 스트림에서 각각의 기준 프레임들이 시간 정렬되도록(time aligned) 상기 제2 비디오 스트림의 송신을 지연하는 지연 유닛을 더 포함하고,

상기 각각의 기준 프레임들의 발생시에 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭함 -

를 포함하는 디지털 텔레비젼 방송 시스템.
제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인코딩 특성은 비트 레이트, 해상도 및 픽쳐 그룹(GOP) 크기 중 적어도 하나를 포함하는 디지털 텔레비젼 방송 시스템.
제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 비디오 스트림들은 인터넷을 통해 수신되는 디지털 텔레비젼 방송 시스템.
제7항에 있어서, 상기 수신기는 상기 제1 비디오 스트림을 수신하고 버퍼링하여 제1 버퍼링된 비디오 스트림을 생성하는 버퍼링 유닛을 포함하고,

상기 제1 프로세서는,

상기 제1 버퍼링된 비디오 스트림에 대해 에러 정정을 수행하여 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 생성하는 에러 정정기;

상기 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 디코딩하여 제1 디코딩된 비디오 스트림을 생성하는 디코더; 및

상기 제1 디코딩된 비디오 스트림에 대해 에러 은닉을 수행하여 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 에러 은닉기를 포함하는

디지털 텔레비젼 방송 시스템.
제10항에 있어서, 상기 수신기는 상기 제2 비디오 스트림을 수신하고 버퍼링하여 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 생성하는 버퍼링 유닛을 포함하며,

상기 제2 프로세서는 상기 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 디코딩하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 디코더를 포함하는

디지털 텔레비젼 방송 시스템.
디지털 텔레비젼 방송 시스템에서 수신 채널들을 스위칭하기 위한 방법으로서,

제1 및 제2 비디오 스트림들을 디지털 비디오 장치에서 수신하는 단계;

상기 제1 비디오 스트림을 처리하여 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 단계 - 상기 처리는 제1 관련 처리 지연을 가짐 - ;

상기 제2 비디오 스트림을 처리하여 제2 처리 지연을 가지는 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 단계 - 상기 제2 처리 지연은 상기 제1 처리 지연에 대응하고 상기 제1 관련 처리 지연보다 짧음 - ;

채널 변경 명령에 응답하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 단계; 및

이어서 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로 스위칭하고, 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 렌더링하는 단계 - 상기 렌더링하는 단계는,

상기 제1 및 제2 처리 지연들 사이의 시간 차이가 보상되고 상기 제1 처리된 비디오 스트림 및 상기 제2 처리된 비디오 스트림에서 각각의 기준 프레임들이 시간 정렬되도록(time aligned) 상기 제2 비디오 스트림의 송신을 지연하고,

상기 각각의 기준 프레임들의 발생시에 상기 제2 처리된 비디오 스트림으로부터 상기 제1 처리된 비디오 스트림으로의 상기 스위칭을 수행함으로써 행하여짐 -

를 포함하는 스위칭 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 비디오 스트림들은 멀티캐스트 시스템을 통해 수신되는 스위칭 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 비디오 스트림을 처리하는 것은,

상기 제1 비디오 스트림을 버퍼링하여 제1 버퍼링된 비디오 스트림을 생성하고;

상기 제1 버퍼링된 비디오 스트림에 대해 에러 정정을 수행하여 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 생성하고;

상기 제1 에러 정정된 비디오 스트림을 디코딩하여 제1 디코딩된 비디오 스트림을 생성하고; 및

상기 제1 디코딩된 비디오 스트림에 대해 에러 은닉을 수행하여 상기 제1 처리된 비디오 스트림을 생성하는 것을 포함하는

스위칭 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 비디오 스트림을 처리하는 것은,

상기 제2 비디오 스트림을 버퍼링하여 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 생성하고; 및

상기 제2 버퍼링된 비디오 스트림을 디코딩하여 상기 제2 처리된 비디오 스트림을 생성하는 것을 포함하는

스위칭 방법.
제12항에 있어서, 상기 스위칭은 상기 제1 비디오 스트림의 미리 설정된 부분이 수신된 것에 응답하여 수행되는 스위칭 방법.