d 차세대방송표준포럼단체표준 ( 국문표준 ) 차세대방송표준포럼표준 ( 국문표준 ) N G B F S t a n d a r 제정일 : 2016년 3월 30일 지상파 UHDTV 방송송수신정합 - 파트 1. 서비스및시스템요구사항 Transmission and Reception for Terrestrial UHDTV Broadcasting Service - Part 1. Service & System Requirements 1
차세대방송표준포럼단체표준 ( 국문표준 ) 제정일 : 2016 년 3 월 30 일 지상파 UHDTV 방송송수신정합 - 파트 1. 서비스및시스템요구사항 Transmission and Reception for Terrestrial UHDTV Broadcasting Service - Part 1. Service & System Requirements 본문서에대한저작권은차세대방송표준포럼에있으며, 차세대방송표준포럼과사전협의없이이 문서의전체또는일부를상업적목적으로복제또는배포해서는안됩니다. Copyrightc Next Generation Broadcasting Forum 2016. All Rights Reserved. 2
서문 1. 표준의목적 본표준은국내지상파 UHDTV 방송서비스및시스템에대한요구사항을정의하고지상파 UHDTV 방송송수신정합규격의구성에대해개괄적으로기술한다. 본표준은지상파방송망을이용하여 UHDTV 방송서비스를제공하기위해방송시스템을제작 / 설치하고자하는자에게지상파 UHDTV 방송송수신정합규격이지원하는서비스및시스템요구사항을제공하고, 지상파 UHDTV 방송송수신정합규격의각파트별기술범위를전달하는것을목적으로한다. 2. 주요내용요약 본표준은국내지상파 UHDTV 방송서비스및시스템에대한요구사항과지상파 UHDTV 방송시스템의개요를포함한다. 본표준은수신신호품질, 영상신호표현형태, 음향신호표현형태, 계층적미디어, 프로그램정보, 콘텐츠부가데이터, 가상채널, 이종망연동, 재난방송채널자동변경, 콘텐츠보호, 3DTV 서비스에대한서비스요구사항과, 비디오신호부호화기, 오디오신호부호화기, 부가방송신호부호화기, 서비스가이드정보, 프로그램다중화기, 채널다중화기, 물리계층, 콘텐츠보호, 3DTV 서비스의시스템요구사항을포함한다. 3. 표준의이력정보 3.1. 표준의이력 판수제정 개정일제정 개정내역 제 1 판 2016.03.30. 제정 3
3.2. 주요개정사항 해당없음 4
목차 서문... 3 목차... 5 1. 개요... 8 2. 표준의구성및범위... 9 3. 참조표준... 11 4. 용어정의및약어... 12 4.1. 용어정의 12 4.2. 심볼정의 12 4.3. 약어 12 5. 지상파 UHDTV 방송서비스요구사항... 15 5.1. 수신신호품질 (Quality of received signals) 15 5.1.1. 화질 (Video quality) 15 5.1.2. 음질 (Audio quality) 15 5.2. 영상신호표현형태 (Video signal format) 15 5.2.1. 해상도 (Resolution) 15 5.2.2. 화면재생율 (Frame rate) 16 5.2.3. 색차신호별비트심도 (Bit depth) 16 5.2.4. 색영역 (Color Space) 16 5.2.5. 명암영역 (Dynamic Range) 16 5.3. 음향신호표현형태 (Audio signal format) 17 5.3.1. 채널오디오 (Channel Audio) 17 5.3.2. 객체오디오 (Audio Object) 17 5.3.3. 오디오메타데이터 (Audio Metadata) 17 5.4. 계층적미디어 (Scalable media) 18 5.5. 프로그램정보 (Program Information) 18 5.6. 콘텐츠부가데이터 (Contents additional data) 18 5.7. 가상채널 (Virtual Channels) 18 5
5.8. 이종망연동 (interoperability with heterogeneous network) 19 5.9. 재난방송채널자동변경 (Automatic Change to Disaster Broadcasting Channel) 19 5.10. 콘텐츠보호 (Contents Protection) 20 5.11. 3DTV 서비스 20 6. 지상파 UHDTV 방송시스템요구사항... 21 6.1. 일반요구사항 21 6.2. 비디오신호부호화기 21 6.2.1. 비디오신호표현형태 21 6.2.2. 비디오부가데이터 22 6.2.3. 비디오부호화 22 6.2.4. 스케일러블비디오부호화 23 6.3. 오디오신호부호화기 23 6.3.1. 일반요구사항 23 6.3.2. 오디오신호표현형태 24 6.3.3. 오디오메타데이터 24 6.3.4. 오디오부호화 25 6.4. 부가방송신호부호화기 25 6.4.1. 부가방송신호표현형태 25 6.4.2. 부가방송신호부호화 26 6.5. 서비스가이드정보 26 6.6. 프로그램다중화기 27 6.6.1. 프로그램구성형태 27 6.6.2. 프로그램다중화 27 6.6.3. 재현과정의동기화 28 6.6.4. 프로그램레벨시그널링 28 6.7. 채널다중화기 29 6.7.1. 채널구성형태 29 6.7.2. 채널다중화 29 6.7.3. 채널레벨시그널링 30 6.8. 물리계층 30 6.9. 콘텐츠보호 31 6
6.10. 3DTV 서비스 31 7. 시스템개요... 32 8. 비디오신호및부호화... 34 9. 오디오신호및부호화... 35 10. 자막... 36 11. 서비스어나운스먼트... 37 12. 프로그램다중화및채널다중화... 38 13. 재난방송... 39 14. 링크계층프로토콜... 40 15. 입력포맷팅... 41 16. BICM... 42 17. 프레이밍 / 인터리빙... 43 18. 파형생성... 44 19. L1 시그널링... 45 20. 부트스트랩... 46 21. 콘텐츠보호... 47 22. 3DTV 서비스... 48 7
지상파 UHDTV 방송송수신정합 1. 개요 본표준은북미지상파디지털 TV 방송규격표준화기구인 ATSC에서제정한 ATSC3.0 CS (Candidate Standard) 규격기반으로지상파 UHDTV 방송서비스를제공하는데필요한송수신정합규격을정의하기위해제정되었다. 본표준에서정의한지상파 UHDTV 방송송수신정합규격은기존지상파디지털 TV 방송송수신정합규격과역호환성이보장되지않는다. 본표준은 IP (Internet Protocol) 기반 UHDTV 방송서비스를위해기존지상파디지털 TV 방송송수신정합규격의 MPEG2-TS 대신 IP 기반 UHDTV 방송시스템을구축하여 IP망간의이종서비스 (Hybrid Service), 고정및이동단말에서의방송수신을제공할수있는프레임워크를포함한다. 그리고본표준은기존디지털 TV 방송송수신정합규격대비월등한전송성능과차별화된서비스제공을위해, HEVC 비디오코덱과실감오디어, IP 기반다중화, OFDM 및 LDPC 방식채택을통해고화질프리미엄 UHDTV 방송을제공하기위한송수신정합규격을정의하기위해제정되었으며재난발생에따른재난방송서비스, 3DTV 서비스를제공할수있는송수신정합규격을포함한다. 또한, 본표준은 UHDTV 방송서비스의콘텐츠보호를위한송수신정합규격을포함한다. 하기그림 1 은지상파 UHDTV 방송서비스의개념도이다. 지상파 UHDTV 방송서비스 지상파 UHDTV 방송수신기 UHDTV 서비스 재난방송 IP 스트림 이종망연동 IP network 4K UHDTV 3DTV 서비스 IP 스트림 Mobile HDTV [ 그림 1] 지상파 UHDTV 방송서비스개념도 8
2. 표준의구성및범위 본표준은지상파 UHDTV 서비스요구사항과지상파 UHDTV 시스템요구사항및하기와같은지상파 UHDTV 방송서비스제공을위한 6개의파트규격으로구성되어있다. 본표준의범위는지상파망을통한 UHDTV 실시간텔레비전서비스를제공하기위한비디오 / 오디오의부호화, 다중화, RF Waveform 생성까지의 end to end 시스템에대한송수신정합규격을포함한다. 또한본표준은재난방송서비스와 3D UHDTV 실시간텔레비전서비스, 이종망과의연동을통해 UHDTV 실시간텔레비전서비스를포함하는상기서비스들을제공할수있는송수신정합규격과 UHDTV 방송서비스의콘텐츠보호를위한송수신정합규격을포함한다. 1) 지상파 UHDTV 송수신정합 파트 1. 서비스및시스템요구사항 2) 지상파 UHDTV 송수신정합 파트 2. 컴포넌트 3) 지상파 UHDTV 송수신정합 파트 3. 시스템즈 4) 지상파 UHDTV 송수신정합 파트 4. 물리계층 5) 지상파 UHDTV 송수신정합 파트 5. 콘텐츠보호 6) 지상파 UHDTV 송수신정합 파트 6. 3DTV 본표준은크게 22장으로구성되어있으며, 5장은지상파 UHDTV 서비스요구사항, 6장은지상파 UHDTV 시스템요구사항, 7장은지상파 UHDTV 송수신정합시스템개요, 8~11장은 지상파 UHDTV 방송송수신정합 - 파트 2. 컴포넌트, 12~14장은 지상파 UHDTV 방송송수신정합 - 파트 3. 시스템즈, 15~20장은 지상파 UHDTV 방송송수신정합 - 파트 4. 물리계층, 21장은 지상파 UHDTV 방송송수신정합 - 파트 5. 콘텐츠보호, 22장은 지상파 UHDTV 방송송수신정합 - 파트 6. 3DTV 서비스 를각각기술하고있다. UHDTV 실시간텔레비전서비스, 재난방송서비스를위해서는파트 2. 컴포넌트, 파 트 3. 시스템, 파트 4. 물리계층 3 개의파트규격에해당하는본문서의 8~20 장의내용 9
을참조하여야하며, UHDTV 실시간텔레비전서비스의콘텐츠보호를제공하기위해서는파트 5. 콘텐츠보호를추가적으로포함한 4개의파트규격에해당하는본문서의 8~21 장을참조하여야하며, 3D UHDTV 실시간텔레비전서비스를제공하기위해서는파트 6. 3DTV 서비스를추가적으로포함한 4개의파트규격에해당하는본문서의 8~20장및 22장을참조하여야한다. 10
3. 참조표준 [1] 차세대방송표준포럼단체표준, 지상파 UHDTV 방송송수신정합 파트 2. 컴포넌트, NGBFK.16-xxxx, 2016. [2] 차세대방송표준포럼단체표준, 지상파 UHDTV 방송송수신정합 파트 3. 시스템즈, NGBFK.16-xxxx, 2016. [3] 차세대방송표준포럼단체표준, 지상파 UHDTV 방송송수신정합 파트 4. 물리계층, NGBFK.16-xxxx, 2016. [4] 차세대방송표준포럼단체표준, 지상파 UHDTV 방송송수신정합 파트 5. 콘텐츠보호, NGBFK.16-xxxx, 2016. [5] 차세대방송표준포럼단체표준, 지상파 UHDTV 방송송수신정합 파트 6. 3DTV, NGBFK.16-xxxx, 2016. [6] ATSC: Physical Layer Protocol, Document A/322, Advanced Television Systems Committee, under development. [7] ATSC: Service Announcement, Document A/332, Advanced Television Systems Committee, under development. [8] ATSC: Scheduler and Studio-Transmitter Link, Doc. A/324:2015, Advanced Television System Committee, Washington, D.C., [TBD]. [9] ATSC: Link-Layer Protocol, Doc. A/330:2015(S33-169r2), Advanced Television Systems Committee, [25 Dec 2015] [10] ATSC: Signaling, Delivery, Synchronization, and Error Protection, Doc. A/331:2015(S33-174r1), Advanced Television Systems Committee, [5 Jan 2016]. 11
4. 용어정의및약어 4.1. 용어정의 기본계층 : 스케일러블비디오부호화에서독립적으로디코딩이가능한비디오스 트림으로, 비디오스트림에포함된모든 NAL 유닛의 nuh_layer_id 속성값이 0 인계층 을의미한다. 향상계층 : 스케일러블비디어부호화에있어서기본계층을포함한하위계층에 종속해서디코딩이가능한비디오스트림으로, 비디오스트림에포함된모든 NAL 유닛 의 nuh_layer_id 속성값이 0 보다큰값을갖는계층을의미한다. HDR (High Dynamic Range) : 기존비디오재현방식에비해매우더높은밝기수 준으로비디오를재현하는영상특성이다. WCG (Wide Color Gamut) : BT.709 방식에비해매우더넓은색차범위로비디오 를재현하는영상특성이다. 서비스 : 모두합쳐시청자에게제공되는미디어컴포넌트들의모음으로컴포넌트들 은다양한형식의미디어일수있음 ; NOTE: 하나의서비스는연속적혹은간헐적으로제공될수있으며실시간혹은비 실시간으로제공될수있음 ; 실시간서비스는일련의 TV 프로그램들로구성될수있음 서비스시그널링 : 지상파 UHDTV 방송서비스와이를구성하는콘텐츠컴포넌트들 을찾고획득하기위한정보를제공하는시그널링 4.2. 심볼정의 4.3. 약어 ATSC Advanced Television Systems Committee 12
AWGN BICM CNR FEC HD HDR HDTV HEVC IEC IP ISO ITU-R LDPC MOS MPEG NAL NGBF OFDM RF UHD UHDTV Adaptive White Gaussian Noise Bit Interleaved and Coded Modulation Carrier-to-Noise Ratio Forward Error Correction High Definition High Dynamic Range High Definition Television High Efficiency Video Coding International Electrotechnical Commission Internet Protocol International Standards Organization International Telecommunication Union Radiocommunication Sector Low Density Parity Check Mean Opinion Score Moving Pictures Experts Group Network Abstraction Layer Next Generation Broadcasting Forum Orthogonal Frequency Division Multiplexing Radio Frequency Ultra High Definition Ultra High Definition Television 13
VOD WCG 3D 3DTV Video On Demand Wide Color Gamut Three Dimensional Three Dimensional Television 14
5. 지상파 UHDTV 방송서비스요구사항 5.1. 수신신호품질 (Quality of received signals) 5.1.1. 화질 (Video quality) ( 의미 ) 화질이란최종수신자가인지하는지상파 UHDTV 화면의품질을말한다. ( 요구사항 ) UHDTV 시청자에게고해상도, 고화질영상을보다넓은시야 (Wide FOV: Field Of View) 에제공함으로써현실감과현장감을느낄수있어야하며, 일반시청자의기준으로볼때화질의열화가최소한이되도록 ITU-R 권고안 BT 500-13(2012) 의절대평가방법의 5단계평가치로 4.5 이상이어야한다. 5.1.2. 음질 (Audio quality) ( 의미 ) 음질이란최종수신자가인지하는지상파 UHDTV 의음향의품질을말한다. ( 요구사항 ) UHDTV 시청자에게다채널 / 다객체 / 고음질 / 실감형 (Immersive) 음향를제공 하여현실감과현장감을느낄수있어야하며, ITU-R 권고 BS.1116-3 의 MOS(Mean Opinion Score) 평가방법으로 4.5 점 (100 점만점기준 90 점이상 ) 이되어야한다 5.2. 영상신호표현형태 (Video signal format) ( 의미 ) 영상신호표현형태란지상파 UHDTV 에서제공하는디지털영상신호가표 현되는형태를말한다 ( 요구사항 ) 고해상도, 고화질영상신호형태로시청자에게보다넓은시야 (Wide FOV: Field Of View) 에제공되어야한다. 5.2.1. 해상도 (Resolution) ( 의미 ) 해상도란 UHDTV 화면에표현되는영상의가로, 세로의픽셀수를의미한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 는기존 HDTV 해상도를포함하여그이상을지원해야한 15
다. 5.2.2. 화면재생율 (Frame rate) ( 의미 ) 화면재생율이란초당재생되는프레임의수를의미한다. 야한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 는기존 HDTV 보다높은프레임율의영상신호를지원해 5.2.3. 색차신호별비트심도 (Bit depth) ( 의미 ) 색차신호별비트심도란영상내픽셀을구성하는색차신호각각의비트수를 의미하며보통은색차신호중명암신호 (Y) 의비트수를의미한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 는기존 HDTV 에서제공하는색차신호별비트심도이상 의영상신호를지원해야한다. 5.2.4. 색영역 (Color Space) ( 의미 ) 색영역은서비스되는영상이한정적으로표현할수있는모든색을의미하 며, 보통은표준색영역으로사용되는 CIE, 1931 영역에 R(Red primary), G(Green primary), B(Blue primary), Reference White 등을표시하여사용한다. NOTE: ITU-R BT.709 색영역은인간이볼수있는영역을나타낸 CIE1931 색영역의 35.9% 를표현할수있고, ITU-R BT.2020 색영역은 CIE1931 색영역의 75.8% 를표현할수 있다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 는기존 HDTV 에서제공하는색영역이상의영상신호 를지원해야한다. 5.2.5. 명암영역 (Dynamic Range) ( 의미 ) 명암영역은서비스되는영상이표현할수있는최소밝기에서최대밝기까 16
지의영역을의미한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 는기존 HDTV 에서제공하는명암영역이상의영상신호 를지원해야한다. 5.3. 음향신호표현형태 (Audio signal format) 5.3.1. 채널오디오 (Channel Audio) ( 의미 ) 채널오디오란각각의스피커로전달되는음향신호를의미한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 음향신호의채널수는지상파 HDTV 에서제공하고있는 채널수이상의음향신호를지원해야한다. 5.3.2. 객체오디오 (Audio Object) ( 의미 ) 객체오디오는채널오디오와함께전송되는음향신호로수신단에서특수취급또는사용자상호작용을요구하는음원의음향을의미한다. 예를들어, 별개의음성대화, 오디오디스크립션채널등장애인의접근성을향상시키는대화형 (interactive) 객체뿐만아니라, 움직이는비행기, 자동차등비대화형 (non-interactive) 특수효과객체등을포함한다. 야한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 는채널오디오외에도객체오디오신호전송을지원해 5.3.3. 오디오메타데이터 (Audio Metadata) ( 의미 ) 오디오메타데이터는채널오디오및객체오디오의재생을위하여추가적으 로제공되는정보를의미한다. 예를들어진폭레벨, 동적범위제어, 다운믹스방법, 렌 더링정보등을포함한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 는오디오메타데이타전송을지원해야한다. 17
5.4. 계층적미디어 (Scalable media) ( 의미 ) 계층적미디어란 UHDTV 콘텐츠를제공함에있어서, 미디어데이터를 1 개이 상의계층으로구성하여, 지상파방송망을통해기본계층의미디어를제공하고, 지상파 방송망또는브로드밴드망을통해향상계층의미디어를제공하는것을의미한다. ( 요구사항 ) HD 와 UHD 의미디어를계층적으로제공할수있어야한다. ( 요구사항 ) 프레임율을계층적으로제공할수있어야한다. 5.5. 프로그램정보 (Program Information) ( 의미 ) 프로그램정보란채널별시간별로방송프로그램의세부정보를제공하는시 그널링정보 (EPG, ESG 등 ) 를의미한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 방송서비스의프로그램정보는현재시간기준으로지 나간방송프로그램에대해서 VOD 링크정보들을제공할수있어야한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 방송서비스의프로그램정보는현재시간기준으로미 래방송프로그램에대해서예고영상에대한 VOD 링크정보들을제공할수있어야한 다. 5.6. 콘텐츠부가데이터 (Contents additional data) ( 의미 ) 콘텐츠부가데이터란지상파방송망의일부전송영역또는브로드밴드망 을이용하여, 방송프로그램에직접적으로연관되어제공되는데이터를말한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 의전송방식은지상파방송망의전송률일부및브로드 밴드망을사용하여방송프로그램에연관된추가영상 음향 데이터뿐만아니라시각및 청각장애인을위한서비스를위한부가데이터제공이가능하도록하여야한다. 5.7. 가상채널 (Virtual Channels) ( 의미 ) 가상채널이란하나의지상파방송망의물리채널내뿐만아니라브로드밴드 18
(broadband) 망을통해제공될수있는방송사에서제어가능한모든방송서비스채 널로, 각채널에서는별도의방송프로그램이제공된다. ( 요구사항 ) 가상채널의수는지상파방송망의물리채널에서최소 1 개이상이어야 하고, 복수개가될수있어야한다. 브로드밴드망을통해제공되는방송서비스는없을 수도있다. ( 요구사항 ) 가상채널의수는변경될수있어야한다. ( 요구사항 ) 해상도 (UHD/HD) 와강건성 (Robustness) 이다른복수개의가상채널을 지원해야한다. 5.8. 이종망연동 (interoperability with heterogeneous network) ( 의미 ) 이종망연동이란지상파방송망과이종망 ( 브로드밴드망등 ) 을통하여방송프 로그램과독립또는종속된영상 음향 데이터를제공하는것을말한다. ( 요구사항 ) 지상파 UHDTV 시스템은지상파방송망과이종망 ( 브로드밴드망등 ) 을이 용하여이종망연동이가능하도록하여야한다. 5.9. 재난방송채널자동변경 (Automatic Change to Disaster Broadcasting Channel) ( 의미 ) 재난발생시전국또는시군구별로 TV 를통해재난방송을시청할수있도록 낮은데이터량으로상시재난안전방송을제공하는채널로자동변경하는것을의미한다 ( 요구사항 ) 재난발생시 UHDTV 를수신하는 TV 에서는재난방송채널로자동변경 될수있어야한다. 재난방송채널이란 자연재해대책법 제2조에따른재해, 재난및안전관리기본법 제3조에따른재난또는 민방위기본법 제2조에따른민방위사태 ( 이하 재난등 이라한다 ) 의예방ㆍ대비ㆍ대응ㆍ복구에필요한정보를제공하여재난등의발생을예방하거나그피해를줄일수있는지상파방송을제공하는채널을말한다. ( 요구사항 ) 낮은데이터율로상시재난정보채널을운영할수있어야한다. 19
상시재난정보채널이란재난방송과별도로재난관리정보및각종안전정보등의정 보인식효과를높일수있도록하기위한부가정보를보내는데이터채널을의미한다. 5.10. 콘텐츠보호 (Contents Protection) ( 의미 ) 콘텐츠보호란지상파방송사에서제공하는방송콘텐츠를합당한시청요건 을갖춘수신단말에만정상적인서비스가되도록하는기능을말한다. ( 요구사항 ) 콘텐츠보호에대한요구사항은 [4] 의 6.1 절에정의되어있다. 5.11. 3DTV 서비스 ( 의미 ) 3DTV 서비스란하나의물리채널에서 1 개이상의가상채널로 UHD 급양안 식 3DTV 서비스를제공하는것을말한다. ( 요구사항 ) 3DTV 서비스에대한서비스요구사항은 [5] 에정의되어있다. 20
6. 지상파 UHDTV 방송시스템요구사항 6.1. 일반요구사항 순번 6.1.1 6.1.2 6.1.3 요구사항지상파 UHDTV 방송시스템은 지상파 UHDTV 방송서비스요구사항 1 을만족해야한다. 지상파 UHDTV 방송시스템은일반사용자가채널을변경하여새로운채널을시청할때불편을느끼지않도록채널호핑시간을최소화하여야한다지상파 UHDTV 방송시스템은방송신호입력에서수신기의출력까지충분히낮은시간지연을지원해야한다. 관련 시나리오 6.2. 비디오신호부호화기 6.2.1. 비디오신호표현형태 말한다. ( 의미 ) 비디오신호표현형태란비디오부호화기로입력되는비디오신호의형식을 순번 요구사항 관련 시나리오 6.2.1.1 ( 해상도 ) 시스템은 3840x2160 의 16:9 4K 영상지원해야한다. 6.2.1.2 ( 해상도 ) 시스템은 1920x1080 이하의 16:9 영상을지원해야한다. 6.2.1.3 6.2.1.4 ( 프레임율 ) 시스템은 4K 영상에대하여 120, 60, 30, 24Hz의프레임율을지원해야하며, fractional frame-rate을포함하여야한다. 단, 120Hz 프레임율은 60Hz 이하프레임율과역호환성이보장되는형태로제공해야한다. ( 프레임율 ) 시스템은 2K 이하영상에대하여 120, 60, 30, 24Hz의프레임율을지원해야하며, fractional frame-rate을포함하여야한다. 6.2.1.5 ( 비트심도 ) 시스템은 8, 10 의비트심도를지원해야한다. 6.2.1.6 ( 컬러포맷 ) 시스템은 YUV4:2:0 의컬러포맷을지원해야한다. 1 지상파 UHDTV 방송서비스요구사항중 3DTV 서비스 요구사항은제외 21
6.2.1.7 ( 색영역 ) 시스템은기존 DTV 색영역을지원해야한다. 6.2.1.8 ( 색영역 ) 시스템은 WCG(Wide Color Gamut) 의색영역을지원해야한다. 6.2.1.9 ( 명암영역 ) 시스템은기존 DTV 명암영역을지원해야한다. 6.2.1.10 ( 명암영역 ) 시스템은 HDR의명암영역을지원해야한다. 6.2.1.11 ( 스캔방식 ) 시스템은순차주사방식의스캔방식을지원해야한다. 6.2.2. 비디오부가데이터 ( 의미 ) 비디오부가데이터란비디오신호표현에있어서다양한수신기에서효율적 으로비디오신호를재생하기위한데이터를말한다. 순번 요구사항 관련 시나리오 6.2.2.1 시스템은명암영역표현을위한부가데이터를지원할수있어야한다. 6.2.2.2 시스템은색영역표현을위한부가데이터를지원할수있어야한다. 6.2.2.3 시스템은다양한종횡비재생을위한부가데이터를지원할수있어야 한다. 6.2.2.4 시스템은자막데이터를지원할수있어야한다. 6.2.3. 비디오부호화 ( 의미 ) 비디오부호화는비디오신호및비디오부가데이터를송수신하기위하여 부호화하는것을의미한다. 순번 6.2.3.1 6.2.3.2 6.2.3.3 요구사항시스템은 2.1. 비디오신호표현형태 에서요구하는비디오신호의부호화를지원할수있어야한다. 시스템은 2.2. 비디오부가데이터 에서요구하는비디오부가데이터의부호화를지원할수있어야한다. 시스템은 1개채널내에제공되는비디오신호이외의오디오신호, 그리고데이터서비스의개수와종류에따라비디오신호의부호화비트 관련 시나리오 22
6.2.3.4 6.2.3.5 율을가변하여부호화를지원해야한다. 단, 가변할수있는범위는최대목표비트율이내로한다. 시스템은비디오신호의 GOP(Group of Picture) 구성을시간에따라가변하여부호화를지원해야한다. 시스템은 120Hz 프레임율의비디오신호에대하여 60Hz 이하화면재생이가능하도록부호화할수있어야한다. 6.2.4. 스케일러블비디오부호화 ( 의미 ) 스케일러블비디오부호화는비디오신호및비디오부가데이터를송수신하 기위하여기본계층과향상계층으로부호화하는것을의미한다. NOTE1: 화면재생율의계층적서비스 (High Frame Rate Temporal Layering) 를위한비 디오부호화는 2.3 비디오부호화에기술된다. NOTE2: 하기 2.4 요구사항들은공간해상도스케일러블지원비디오부호화를지원 하는시스템에한정한다. 순번 6.2.4.1 6.2.4.2 6.2.4.3 요구사항스케일러블시스템은기본계층과향상계층으로이루어진공간해상도계층적서비스의부호화를지원할수있어야한다. 스케일러블시스템의경우, 기본계층 및 기본계층 + 향상계층 은 2.1 비디오신호형태, 2.2 비디오부가데이터, 2.3 비디오부호화에서요구하는요구사항들을만족하여야한다. 스케일러블시스템은기본계층과향상계층에동일한비트심도, 동일한컬러포맷, 동일한색영역, 동일한명암영역을사용하여야한다. 관련 시나리오 6.3. 오디오신호부호화기 6.3.1. 일반요구사항 순번 요구사항 관련 시나리오 23
6.3.1.1 ( 라우드니스 ) 시스템은재생오디오신호의음량 (loudness of reproduced audio Content) 을일정하게제어할수있는정보와기능을 지원해야한다. 6.3.2. 오디오신호표현형태 말한다. ( 의미 ) 오디오신호표현형태란오디오부호화기로입력되는오디오신호의형식을 순번 6.3.2.1 6.3.2.2 6.3.2.3 6.3.2.4 6.3.2.5 6.3.2.6 요구사항 ( 오디오신호주파수대역 ) 시스템은 20Hz ~ 20kHz의오디오신호주파수대역을지원해야한다. ( 표본화주파수 ) 시스템은 48kHz의오디오출력표본화주파수를지원해야한다. ( 표본당비트수 ) 시스템은 16비트, 20비트, 24비트의표본당비트수를지원해야한다. ( 오디오신호구성 ) 시스템은채널오디오신호, 객체오디오신호, 또는상기두오디오신호가포함된신호의 3가지구성을지원해야한다. ( 오디오채널수 ) 시스템은스테레오, 5.1채널, 10.2채널, 7.1.4채널의오디오신호를지원해야한다. ( 오디오신호수 ) 시스템은채널오디오와 ( 또는 ) 객체오디오로구성된경우최대 16개의개별오디오신호를지원해야한다. 관련 시나리오 6.3.3. 오디오메타데이터 ( 의미 ) 오디오메타데이터란오디오신호의재생을제어하는데이터이다. 순번 6.3.3.1 요구사항시스템은채널및객체오디오의재생을위한음량크기 (loudness), 동적범위 (dynamic range), 다운믹스파라미터 (downmix parameters), 객체오디오의위치 (position), 크기 (volume), 형태 (object type) 등의메타데이터를지원해야한다. 관련 시나리오 24
6.3.3.2 ( 기타부가데이터의전송 ) 시스템은오디오신호비트스트림에시스템 데이터를포함할수있어야한다. 6.3.4. 오디오부호화 ( 의미 ) 오디오부호화는오디오신호및오디오메타데이터를송수신하기위하여부 호화하는것을의미한다. 순번 6.3.4.1 요구사항 시스템은 3.2. 오디오신호표현형태 에서요구하는오디오신호의부 호화를지원해야한다. 관련 시나리오 6.3.4.2 시스템은 3.3. 오디오메타데이터 의부호화를지원해야한다. 6.3.4.3 6.3.4.4 6.3.4.5 6.3.4.6 시스템은헤드폰을통한실감형 (immersive) 오디오재생을지원하도록오디오신호의부호화를지원해야한다. ( 스피커재생 ) 시스템은다양한조합의스피커재생환경 (wide range of loudspeaker configurations) 을고려한부호화를지원해야한다. ( 개인화및반응형재생 ) 시스템은적절한정도의음향장면 (sound scene) 에대한사용자제어 (e.g. relative level of dialog, music, effects, or other elements important to the user) 가가능한부호화를지원해야한다. ( 라우드니스제어 ) 시스템은대화 (dialog) 객체오디오의상대적인음량변경에대한사용자제어가가능한부호화를지원해야한다. 6.4. 부가방송신호부호화기 6.4.1. 부가방송신호표현형태 ( 의미 ) 부가방송신호표현형태란주방송의 A/V 신호에부가적으로제공되는비 디오, 오디오, 정지영상, 그래픽스, 텍스트데이터및자막등의신호형식을의미한다. 순번 요구사항 관련 시나리오 25
6.4.1.1 시스템은부가방송신호로 AV, 정지영상, 그래픽스, 텍스트데이터신 호등을지원하여야한다. 6.4.1.2 시스템은부가방송신호로자막신호를지원하여야한다. 6.4.1.3 시스템은재난방송프로그램에연관된추가영상, 음향, 데이터를지원 해야한다. 6.4.2. 부가방송신호부호화 ( 의미 ) 부가방송신호부호화란주방송의 A/V 신호에부가적으로제공되는비디오, 오디오, 정지영상, 그래픽스, 텍스트데이터및자막등을송수신하기위하여부호화하는 것을의미한다. 순번 6.4.2.1 요구사항 시스템은부가방송신호로 AV, 정지영상, 그래픽스, 텍스트데이터신 호를부호화해야한다. 관련 시나리오 6.4.2.2 시스템은부가방송신호로자막신호를부호화해한다. 6.5. 서비스가이드정보 ( 의미 ) 서비스가이드정보란방송의프로그램및서비스에대하여제공되는안내 정보를의미한다. 순번 요구사항 관련 시나리오 6.5.1 시스템은해당프로그램정보내에유효한시간을함께제공해야한다. 6.5.2 6.5.3 6.5.4 시스템은해당프로그램정보내에프로그램컴포넌트에대한정보를제공해야한다. 시스템은방송망을통하여현재시간기준미래프로그램정보를제공해야한다. 시스템은이종망 ( 예, broadband) 을통하여과거및미래프로그램정보를제공해야한다. 26
6.5.5 시스템은방송망을통해이종망 ( 예, broadband) 의서비스가이드에접 근할수있는정보를제공해야한다. 6.5.6 시스템은서비스가이드에대하여버전정보를제공해야한다. 6.5.7 6.5.8 방송망으로전송되는서비스가이드정보는이종망 ( 예, broadband) 을통해전송되는서비스가이드정보를통해추가될수있다. 단, 충돌되는정보 (ex. 프로그램시간정보등 ) 에대해서는방송망을통해전송되는정보가우선권을가지도록한다. 시스템은프로그램정보내에프로그램식별자를제공해야하며, 해당식별자는서비스가이드정보내에서유일해야한다. 6.6. 프로그램다중화기 6.6.1. 프로그램구성형태 ( 의미 ) 프로그램구성형태란 1 개의방송프로그램이구성되는비디오컴포넌트, 오 디오컴포넌트및부가방송컴포넌트등의구성형태를의미한다. 순번 6.6.1.1 6.6.1.2 6.6.1.3 요구사항시스템은각각 1개이상의비디오컴포넌트및오디오컴포넌트로구성된프로그램을지원하여야한다. 시스템은각각 1개이상의비디오컴포넌트, 오디오컴포넌트및부가방송컴포넌트로구성된프로그램을지원하여야한다. 시스템은비실시간 / 실시간컴포넌트로구성된프로그램을제공할수있어야한다. 관련 시나리오 6.6.2. 프로그램다중화 ( 의미 ) 프로그램다중화란비디오신호, 오디오신호및부가방송신호등컴포넌트 (component) 들의각기초스트림 (ES, elementary stream) 을송수신하기위하여다중화하는 것을의미한다. 27
순번 6.6.2.1 6.6.2.2 6.6.2.3 요구사항시스템은다수의기본컴포넌트및부가방송컴포넌트를다중화할수있는수단을제공하여야한다. 시스템은프로그램레벨에서무작위접근 (random access), 비트열의일부추출을통하여재다중화 (remultiplexing) 및편집등이용이하여야한다. 시스템은기존방송프로그램제공에영향을주지않으면서, 새로시작할컴포넌트의추가및중단할컴포넌트의삭제가가능하여야한다. 관련 시나리오 6.6.3. 재현과정의동기화 ( 의미 ) 재현과정의동기화란지상파혹은이종망 ( 예, 브로드밴드망 ) 으로서비스될 수있는프로그램의여러컴포넌트들중동기화가요구되는컴포넌트들간동기화하는것 을의미한다. 순번 6.6.3.1 요구사항 시스템은동기화가요구되는다수의컴포넌트들간의동기화할수있 는수단을지원해야한다. 관련 시나리오 6.6.3.2 시스템은재현과정의동기화를위한정보를지원해야한다. 6.6.4. 프로그램레벨시그널링 ( 의미 ) 프로그램레벨시그널링이란 1 개의프로그램을역다중화하기위하여필요한 정보를의미한다. 순번 요구사항 관련 시나리오 6.6.4.1 시스템은프로그램구성에대한정보를제공해야한다. 6.6.4.2 시스템은컴포넌트의추가및삭제시에변경된정보를제공하여야한 다. 28
6.6.4.3 6.6.4.4 시스템은앱파일, 비실시간미디어파일, 주문형콘텐츠컴포넌트혹은공지스트림등의비실시간컴포넌트를포함하는프로그램에대한시그널링정보를제공해야한다. 시스템은부가방송신호에접근하기위한식별자혹은 URL 정보를방송망을통하여제공해야한다. 6.7. 채널다중화기 6.7.1. 채널구성형태 ( 의미 ) 채널구성형태란하나의지상파방송망의물리채널내뿐만아니라이종망 ( 예, 브로드밴드망 ) 을통해제공될수있는방송사에서제어가능한모든방송서비스의 구성형태를의미한다. 순번 6.7.1.1 6.7.1.2 6.7.1.3 요구사항시스템은 1개이상서비스로구성된방송채널신호를지원하여야한다. 방송채널신호는지상파방송망또는이종망 ( 예, broadband) 을통해제공되는신호를포함하며, 방송망을통해서최소 1개의서비스로구성된신호는반드시지원해야한다. 시스템은 Major 및 Minor channel 넘버와같은사용자가알수있는채널표현방안을지원해야한다. 시스템은하나의물리채널내에 Major channel 넘버를다수지원해야한다. 관련 시나리오 6.7.2. 채널다중화 미한다. ( 의미 ) 채널다중화란서로다른다수개의서비스 ( 가상채널 ) 를다중화하는것을의 순번 6.7.2.1 요구사항 시스템은 1 개이상의서비스 ( 가상채널 ) 을다중화할수있는수단을제 공하여야한다. 관련 시나리오 29
6.7.2.2 6.7.2.3 6.7.2.4 6.7.2.5 시스템은기존방송프로그램제공에영향을주지않으면서, 새로시작할프로그램의추가및중단할프로그램의삭제가가능하여야한다. 시스템은이종망 ( 예, broadband) 을통하여프로그램을전송할경우양방향통신을지원해야한다. 시스템은하나의물리채널에하나이상의서비스를제공할때, 이를식별할수있는코드를제공해야한다. 시스템이제공하는서비스식별코드는해당지역방송망에서유일해야한다. 6.7.3. 채널레벨시그널링 ( 의미 ) 채널레벨시그널링이란채널다중화된상태를송수신하기위해필요한정보 를의미한다. 순번 6.7.3.1 6.7.3.2 요구사항시스템은채널내서비스리스트와각서비스자체정보를알수있도록서비스구성정보를제공해야한다. 시스템은서비스동기화를위하여시간포맷형태로동기화정보를주기적으로제공해야한다. 관련 시나리오 6.7.3.3 시스템은수신기의기준시간설정을위한시간정보를제공해야한다. 6.7.3.4 6.7.3.5 채널구성정보는지상파방송망또는이종망 ( 예, broadband) 을통해서제공하는것이가능하며, 방송망을통해서는반드시제공되어야하며, 우선되어야한다. 시스템은지상파방송망을통한방송신호뿐만아니라이종망 ( 예, broadband) 을통한방송신호에대한서비스구성정보를포함할수있어야한다. 6.7.3.6 시스템은서비스의추가및삭제시에변경된정보를제공하여야한다. 6.7.3.7 시스템은재난상황의발생정보를제공해야한다. 6.7.3.8 시스템은재난상황의발생정보내에재난정보채널로자동변경할 수있는정보를제공해야한다. 6.8. 물리계층 30
순번 6.8.1 6.8.2 요구사항실내외다양한수신환경에강건한수신성능을위한전송수단및방법을지원해야한다. 6MHz 대역 AWGN 환경에서최대전송용량 25Mbps(@15dB CNR) 를지원해야한다. 관련 시나리오 6.8.3 주어진 RF 채널내에서다양한강건함의수준을지원해야한다. 6.8.4 6.8.5 서로다른데이터율과 FEC 부호율을가지는다수의서비스의전송을지원해야한다. 고정및가변입력비트율의다양한조합에대해서도서비스의원활한전송을지원해야한다. 6.8.6 RF 채널의주파수대역은 6MHz 를지원해야한다. 6.8.7 6.8.8 6.8.9 6.8.10 6.8.11 6.8.12 수신환경이변하는상황에서도적절한콘텐츠계층수신을위한전송수단및방법을지원해야한다. 현재지상파디지털 TV 전송방식보다강건한수신성능을위한전송수단및방법을지원해야한다. 수신기의소비전력을절감할수있는전송수단및방법을지원해야한다. 주어진서비스내에서각각의전송된콘텐츠와콘텐츠콤포넌트에대해다른서비스품질을제공하기위한전송수단및방법을지원해야한다. 재난정보제공을위하여동일한 RF 채널의다른콘텐츠와별개로높은강건성과짧은수신지연을위한전송수단및방법을지원해야한다. 사용자가위치에따라서비스를선별적으로선택할수있는전송수단및방법을지원해야한다. 6.9. 콘텐츠보호 콘텐츠보호서비스관련지상파 UHDTV 방송시스템요구사항은 [4] 의 6 장에정의되어 있다. 6.10. 3DTV 서비스 3DTV 서비스관련지상파 UHDTV 방송시스템요구사항은 [5] 의 x 장에정의되어있다. 31
7. 시스템개요 본장은본표준을제외한나머지지상파 UHDTV 방송송수신정합 5 개의파트규 격 [1] ~ [5] 에대한시스템개요을기술한다. [1] 은지상파 UHDTV 방송시스템에서 ITU-T Rec. H.265 International Standard ISO/IEC 23008-2( HEVC ) 비디오압축상에제약된비디오코딩과 International Standard ISO/IEC 23008-3( MPEG-H 3D Audio ) 오디오압축상에제약된오디오코딩, 자막, 서비스어나운스먼트, 재난방송등을위한컴포넌트규격을기술하고있다. [2] 는지상파 UHDTV 방송시스템에서지상파 UHDTV 방송서비스를획득하는데필요한컴포넌트에대한정보와데이터포맷을정의하는서비스시그널링과 [1] 의규격에따라생성된지상파 UHDTV 방송서비스의각컴포넌트들의스트림들을프로그램다중화및채널다중화하여 IP 패킷화하고이를 [3] 의물리계층규격에입력하기위해링크계층프로토콜로패킷화하는규격을기술하고있다. 또한 [2] 는동일망또는이종망상에전송되는미디어컴포넌트들의동기화를위한메커니즘도제공한다. [3] 은지상파 UHDTV 방송시스템에서 [2] 에의해생성된링크계층프로토콜로패킷화된패킷스트림을입력받아 OFDM과 LDPC 기반물리계층프레임을구성하고이를 RF 파형으로생성하기위한, 입력포맷팅, BICM, 프레이밍 / 인터리빙, 파형생성, 부트스트랩규격을기술하고있다. 하기그림 2 는지상파 UHDTV 방송시스템의블록도이다. 32
파트 1. 컴포넌트 비디오오디오자막 서비스어나운스먼트 프로그램다중화및채널다중화 파트 2. 시스템즈 IP 패킷 링크계층프로토콜 ALP 패킷 입력포맷팅 BICM 파트 3. 물리계층 프레이밍 / 인터리빙 파형생성 L1 시그널링 부트스트랩 [ 그림 2] 지상파 UHDTV 방송시스템블록도 [4] 는지상파 UHDTV 방송시스템에서 [1],[2],[3] 기반아래콘텐츠보호된 UHDTV 방송서비스를위해필요한추가규격과제약사항에대한규격을기술하고있다. [5] 는지상파 UHDTV 방송시스템에서 [1],[2],[3] 기반아래 UHD/HD 융합형 3DTV 서비스를위해필요한추가규격과제약사항에대한규격을기술하고있다. 33
8. 비디오신호및부호화 지상파 UHDTV 방송의비디오신호및부호화규격은 [1] 의 5 장을준수해야한다. 34
9. 오디오신호및부호화 지상파 UHDTV 방송의오디오신호및부호화규격은 [1] 의 6 장을준수해야한다. 35
10. 자막 지상파 UHDTV 방송의자막규격은 [1] 의 7 장을준수해야한다. 36
11. 서비스어나운스먼트 지상파 UHDTV 방송의서비스어나운스먼트규격은 [1] 의 8 장을준수해야한다. 37
12. 프로그램다중화및채널다중화 야한다. 지상파 UHDTV 방송의프로그램다중화및채널다중화규격은 [2] 의 5 장을준수해 38
13. 재난방송 지상파 UHDTV 방송의재난방송규격은 [2] 의 7 장을준수해야한다. 39
14. 링크계층프로토콜 지상파 UHDTV 방송의링크계층프로토콜규격은 [2] 의 6 장을준수해야한다. 40
15. 입력포맷팅 지상파 UHDTV 방송의입력포맷팅규격은 [3] 의 5 장을준수해야한다. 41
16. BICM 지상파 UHDTV 방송의 BICM 규격은 [3] 의 6 장을준수해야한다. 42
17. 프레이밍 / 인터리빙 지상파 UHDTV 방송의프레이미 / 인터리빙규격은 [3] 의 7 장을준수해야한다. 43
18. 파형생성 지상파 UHDTV 방송의파형생성규격은 [3] 의 8 장을준수해야한다. 44
19. L1 시그널링 지상파 UHDTV 방송의 L1 시그널링규격은 [3] 의 9 장을준수해야한다. 45
20. 부트스트랩 지상파 UHDTV 방송의부트스트랩규격은 [3] 의 10 장을준수해야한다. 46
21. 콘텐츠보호 지상파 UHDTV 방송의콘텐츠보호서비스규격은 [4] 의 7~12 장을준수해야한다. 47
22. 3DTV 서비스 지상파 UHDTV 방송의 3DTV 서비스규격은 [5] 의 7 장을준수해야한다. 48
차세대방송표준포럼단체표준 ( 국문 ) 지상파 UHDTV 방송송수신정합 파트 1. 서비스및시스템요구사항 (Transmission and Reception for Terrestrial UHDTV Broadcasting Service) Part 1. Service & System Requirements 발행인 : 차세대방송표준포럼의장 발행처 : 차세대방송표준포럼 06130 서울특별시강남구테헤란로 7 길 22 신관 1108 호 Tel : 02-568-3556, Fax : 02-568-3557 발행일 : 2016. 03. 30 49