KR100428590B1 - Split Imige Data Transmission Method and System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동영상 전송시 통신선로의 전송품질 한계를 극복할 수 있는 영상데이터 분할 전송방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a video data segmentation transmission method and a system capable of overcoming the transmission quality limitation of a communication line during video transmission.
이러한 본 발명의 방법은 영상 데이터를 소정의 기준에 따라 실시간 다운로딩용 데이터와 사전 다운로딩용 데이터로 분할하는 영상 데이터 분할단계; 상기 분할된 데이터에서 사전 다운로딩용 데이터를 비실시간으로 다운로드하는 비실시간 다운로딩 단계; 및 상기 분할된 데이터에서 실시간용 데이터를 실시간으로 다운로드받으면서 이전에 다운로드받은 데이터와 결합하여 재생하는 실시간 다운로드 및 재생 단계를 포함하여 낮은 대역폭을 갖는 통신채널의 한계를 극복할 수 있음과 아울러 동영상의 복제를 방지할 수 있는 것이다. 이와 같이 본 발명에 따르면 영상 데이터를 분리하여 일부는 사용자의 컴퓨터에 미리 저장하고 일부는 실시간으로 서비스하는 방식을 사용함으로써, 분리된 영상코드가 완전한 영상을 만들지 못하고 반드시 저장되고 일부는 실시간 데이터와 합성되어야 완전한 영상을 이루도록 함으로서 복제문제를 해결하고, 고품질의 동영상을 가정에서 시청할 수 있도록 하여 주문형 비디오 서비스(VOD)를 구현할 수 있다.The method of the present invention comprises the steps of splitting the image data into real-time downloading data and pre-downloading data according to a predetermined criterion; A non-real time downloading step of downloading pre-downloading data in the non-real time from the divided data; And real-time download and playback in combination with previously downloaded data while downloading real-time data from the divided data in real time, thereby overcoming the limitations of a low-bandwidth communication channel and replicating video. It can prevent. As described above, according to the present invention, by separating the image data, some are stored in advance in the user's computer and some are serviced in real time, so that the separated image code is not necessarily made a complete image, but is partially stored and synthesized with the real-time data. It is possible to implement video-on-demand service (VOD) by solving the duplication problem by making a complete image and enabling high quality video to be watched at home.
Description
본 발명은 영상 데이터 전송 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상이나 파일을 선행 다운로딩용과 실시간 다운로딩(스트리밍)용으로 분할하여 동영상 전송시 통신선로의 전송품질 한계를 극복할 수 있는 영상 데이터 분할 전송방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for transmitting image data, and more particularly, to divide an image or a file for prior downloading and real-time downloading (streaming), thereby overcoming the limitations of the transmission quality of a communication line. The present invention relates to a data division transmission method and a system thereof.
일반적으로, 초고속 통신망의 보급에 따라 동영상(예: 영화) 등의 대량의 데이터를 전송하고, 이를 PC에서 실시간으로 재생하는 기술이 발전되어 왔다. 이들 일련의 기술로서 전송선로의 품질한계를 극복하기 위한 데이터 압축기술인 MPEG 1, 2, 3, 4 등의 대표적인 국제표준기술들이 개발되어 상품에 적용되고 있다. 특히, 윈도우 미디어 플레이어와 리얼 플레이어 등의 소프트웨어는 각종 압축기술로 압축시켜 전송된 영상 데이터를 재생하는 응용 소프트웨어로써, 전세계 시장의 대부분을 점유하고 있다.그러나 ADSL이나 케이블 모뎀의 경우에도 평균적인 다운로드 품질은 300Kbps를 넘지 못하므로써 재생된 영상물의 품질은 화면이 극히 작거나 전체화면 모드로 재생시 해상도가 많이 떨어지므로써 DVD 등의 고급매체에 비해 영상품질이 떨어지는 문제점이 있다.또한 DVD는 사용자가 DVD 타이틀을 직접 구해서 별도의 DVD 드라이버를 통해서만 사용 가능하므로 원격 서버에서 영상물을 전송하여 시청하고자 하는 VOD(VIDEO ON DEMAND)서비스에는 적용할 수가 없다.In general, with the spread of high-speed communication networks, a technology for transmitting a large amount of data such as a movie (for example, a movie) and reproducing it in real time on a PC has been developed. As a series of technologies, representative international standard technologies such as MPEG 1, 2, 3, and 4, which are data compression technologies to overcome the quality limitations of transmission lines, have been developed and applied to products. In particular, software such as Windows Media Player and Real Player are application software that plays compressed video data by compressing them with various compression technologies, and occupies most of the global market. The quality of video that is played by not exceeding 300Kbps has a problem that the screen quality is lower than that of high-end media such as DVD because the resolution of the screen is extremely small or the resolution is greatly reduced when playing in full screen mode. It can not be applied to VOD (VIDEO ON DEMAND) service that wants to obtain and use directly through separate DVD driver.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 DVD 수준과 유사한 고품질의 영상 서비스를 현재의 통신망(ADSL, 케이블모뎀)상에서 제공하기 위한 영상 데이터 분할 전송방법 및 그 시스템을 제공하는데 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a video data segmentation transmission method and a system for providing a high quality video service similar to a DVD level in a current communication network (ADSL, cable modem) to solve the above problems.
또한 본 발명의 다른 목적은 VOD 서비스를 하기 위해 필요한 두 가지 해결과제, 즉 영상물의 저작권을 보호하기 위해 전송된 영상물이 사용자 쪽에서 복사되지 않도록 보호시킬 수 있어야 하고 전송채널 품질 한계에 맞도록 전송 데이터를 압축, 복원하는 기술 장벽을 극복할 수 있는 영상 데이터 분할 전송방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to solve the two problems required for the VOD service, that is, to protect the copyrighted image is not copied from the user side to protect the transmission of the transmission data to meet the transmission channel quality limitations The present invention provides a video data segmentation transmission method and a system capable of overcoming a technical barrier of compression and restoration.
도 1은 본 발명에 따른 영상 데이터의 공간 분할 개념을 설명하기 위한 개념도,도 2는 본 발명에 따른 영상 화면의 화소예,도 3은 본 발명에 따른 영상 데이터의 그레이드 레벨 분할 개념을 설명하기 위한 도면,도 4는 본 발명에 따른 영상 데이터 분할 전송시스템의 구성을 도시한 블럭도.*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명400: 영상 분할 전송시스템 410: 영상분할 압축장치412: 영상분할부 414a,414b: 코딩부420: 통신채널 430: 분할영상 재생장치432a,432b: 버퍼 434a,434b: 디코더436: 영상조합부1 is a conceptual diagram illustrating a spatial division concept of image data according to the present invention, FIG. 2 is a pixel example of an image screen according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a grade level division concept of image data according to the present invention. Figure 4 is a block diagram showing the configuration of a video data transmission system according to the present invention. * Description of the reference numerals for the main part of the drawing 400: Video segmentation transmission system 410: Image segmentation compression apparatus 412: Video segmentation unit 414a 414b: Coding unit 420: Communication channel 430: Divisional video reproduction apparatus 432a, 432b: Buffers 434a, 434b: Decoder 436: Video combination unit
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 영상 데이터를 소정의 기준에 따라 실시간 다운로딩을 위한 데이터와 선행 다운로딩용 데이터로 분할하는 영상 데이터 분할단계; 상기 분할된 데이터에서 선행 다운로딩용 데이터를 비실시간으로 다운로드하는 비실시간 다운로딩 단계; 및 상기 분할된 데이터에서 실시간용 데이터를 실시간으로 다운로드받으면서 이전에 다운로드받은 데이터와 결합하여 재생하는 실시간 다운로드 및 재생 단계를 포함하여 낮은 대역폭을 갖는 통신채널의 한계를 극복할 수 있음과 아울러 동영상의 복제를 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of the present invention comprises: an image data dividing step of dividing image data into data for real-time downloading and data for preceding downloading according to a predetermined criterion; A non-real time downloading step of downloading prior downloading data in the real time from the divided data; And real-time download and playback in combination with previously downloaded data while downloading real-time data from the divided data in real time, thereby overcoming the limitations of a low-bandwidth communication channel and replicating video. Characterized in that can be prevented.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시스템은, 동영상 데이터를 입력받아 화면 공간분할 방법이나 영상픽셀의 정보(grade level)분할 방법으로 데이터를 분할하는 영상분할부와, 각 분할된 영상 데이터를 부호화하는 코딩부로 이루어져 동영상 데이터를 2개의 데이터로 분리한 후 각각 코딩하여 2개의 데이터 파일을 생성하고, 이중에서 하나의 파일은 비실시간으로 다운로드받을 수 있도록 하며, 다른 파일은 실시간으로 다운로드받을 수 있게 하는 영상분할 압축장치; 및 다운받은 영상파일을 일시 저장하기 위한 버퍼와, 상기 버퍼를 거쳐 입력된 데이터를 복호하는 디코더, 각각 디코딩된 데이터를 다시 조합하여 원래의 동영상 데이터를 재생하는 영상 조합부로 이루어져 통신채널을 통해 하나의 영상 데이터 파일은 비실시간으로 다운받고, 다른 하나의 파일은 실시간으로 다운받아 결합하여 재생하는 분할영상 재생장치로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the system of the present invention includes an image divider for splitting the data by receiving a moving image data by the screen space division method or the image level information (grade level) division method, and each divided image data It consists of a coding unit that encodes the video data into two pieces of data and then coded each to create two data files, one of which can be downloaded in non-real time, and the other file can be downloaded in real time. An image segmentation compression device; And a buffer for temporarily storing the downloaded image file, a decoder for decoding the data input through the buffer, and an image combination unit for recombining the decoded data to reproduce original video data. The image data file is downloaded in non-real time, and the other file is characterized in that it is composed of a split image playback device for downloading and combining in real time.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에서는 상기 기술적 과제의 극복을 위해 동영상 데이터를 2가지 부분으로 나누어서 그 중 한 가지를 사용자가 미리 다운로드(Pre-Download) 받고(비 실시간), 나머지 한 부분을 실시간으로 전송받아(스트리밍) PC에서 미리 다운로드 받은 데이터와 실시간 전송받은(스트리밍) 데이터를 결합하여 재현하는 방식이다.First, in the present invention, in order to overcome the technical problem, the video data is divided into two parts, and one of them is pre-downloaded (non-real time), and the other part is received in real time (streaming). This is a method that combines the data downloaded in advance from the PC and the data received in real time (streaming).
이와 같은 본 발명의 장점은 동영상 데이터를 사전에 분할하므로써 사용자가 다운로드받은 비 실시간 데이터만으로는 동영상 재생이 불가능하므로써 영상물 등의 컨텐츠 재산권 보호가 가능하고, 좁은 대역폭의 한계 속에서 사용자로 하여금 고용량의 영상물 재생을 가능케 하는 것이다.Such an advantage of the present invention is that the video property can be protected only by the non-real-time data downloaded by the user by dividing the video data in advance, thereby enabling the protection of content property rights such as the video material, and allowing the user to play high-capacity video content within a narrow bandwidth. To make it possible.
도 1은 본 발명에 따른 영상 데이터의 공간 분할 개념을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 영상 화면의 화소예이며, 도 3은 본 발명에 따른 영상 데이터의 그레이드 레벨 분할 개념을 설명하기 위한 도면이다.1 is a conceptual diagram illustrating a spatial division concept of image data according to the present invention, FIG. 2 is a pixel example of an image screen according to the present invention, and FIG. 3 illustrates a grade level division concept of image data according to the present invention. It is a figure for following.
본 발명에 따라 동영상을 분할하는 방법은 도 1에 도시된 화면 공간분할 방법과, 도 3에 도시된 영상픽셀의 정보(grade level)분할 방법이 있다.According to the present invention, a video segmentation method includes a screen space division method shown in FIG. 1 and a grade level division method of an image pixel shown in FIG. 3.
화면 공간분할(spatical Dividing)방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 화상의 매 프레임당 화면을 "N ×N" 개의 작은 화면으로 나누고, 이들을 홀수 번째 화면과 짝수 번째 화면 또는 특정 순서로 랜덤하게 선택하여 2가지 화면으로 재편집하는 것이다. 이렇게 함으로써 분리된 화면의 크기는 반으로 줄어 들게 되고, 이들 중 하나를 비 실시간 다운로드용(선행 다운로드용)으로 사용하고 나머지 하나를 실시간 다운로드(스트리밍)용으로 사용하는 방법이다. 물론 이때 오디오 데이터는 분할시 실시간 다운로드용에 합쳐 편집하므로 비 실시간 다운로드 받은 데이터의 무단 재생시 오디오 재생을 막을 수 있다.As shown in FIG. 1, a screen dividing method divides a screen for every frame of an image into "N x N" small screens, and randomly selects them in odd-numbered and even-numbered screens or a specific order. To re-edit into two screens. This reduces the size of the split screen in half, using one of them for non-real-time download (priority download) and the other for real-time download (streaming). Of course, at this time, the audio data is edited in addition to the real-time download for splitting, thereby preventing audio reproduction during unauthorized reproduction of non-real-time downloaded data.
영상픽셀의 정보(grade level)분할 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, R,G,B 각 8비트 픽셀(P1)을 각각 4비트씩(P'1,P''1)으로 분할하는 방식이다. 즉, 도 2에 도시된 영상 데이터의 한 화소(픽셀)는 칼라의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 R, G, B 데이터가 각각 8bit 씩 할당되어 총 24비트로 각 픽셀의 칼라와 강도 정보를 표현하고 있다. 이들 영상 데이터는 도 3과 같이 R, G, B 각각의 8bit를 상위 4bit와 하위 4bit로 분리하여 화면을 분할할 수 있다. 이때 하위 4bit는 인접 픽셀간의 차이 정보를 보다 잘 나타내고, 상위 4bit는 유사한 칼라의 배경의 경우 거의 비슷한 값을 갖게 된다.Information of the image pixels (grade level) division method of dividing into a, R, G, B, each 8-bit pixel (P 1) to each of 4 bits each (P '1, P'' 1) , as shown in Fig. 3 That's the way. That is, in the case of color, one pixel (pixel) of the image data shown in FIG. 2 is allocated 8 bits each of R, G, and B data, as shown in FIG. 3, so that color and intensity information of each pixel is 24 bits in total. Express. As shown in FIG. 3, the video data can be divided into 8 bits each of R, G, and B into upper 4 bits and lower 4 bits. In this case, the lower 4 bits better represent the difference information between adjacent pixels, and the upper 4 bits have almost similar values in the background of similar colors.
따라서 이들 2개의 분리된 영상 데이터를 압축시, 상위 4bit의 부분은 인접 픽셀간의 값이 유사하므로 보다 많은 압축이 가능하다. 그러므로 이 경우 상위 4bit 부분의 영상데이터는 실시간 다운로드용으로 사용하면, 비 실시간 다운로드 데이터는 사용자 임의 재생시 영상을 식별할 수 없으므로 저작권 보호가 가능하고 전송선로의 한계 품질상에서 보다 고품질의 영상물을 재생할 수 있다.Therefore, when compressing these two separated image data, the higher 4 bit part has similar values between adjacent pixels, so that more compression is possible. Therefore, in this case, if the video data of the upper 4bit part is used for real-time download, the non-real-time download data cannot identify the video at the user's random playback, so that copyright protection is possible and higher quality video can be played on the limited quality of the transmission line. have.
도 4는 본 발명에 따른 영상 데이터 분할 전송시스템의 구성을 도시한 블럭도로서, 전송시스템(400)은 영상분할 압축장치(410)와, 통신채널(420), 분할영상 재생장치(430)로 이루어진다.4 is a block diagram showing a configuration of a video data segmentation transmission system according to the present invention, wherein the transmission system 400 includes an image segmentation compression apparatus 410, a communication channel 420, and a segmented video reproduction apparatus 430. Is done.
영상분할 압축장치(410)는 동영상 데이터(402)를 입력받아 화면 공간분할 방법이나 영상픽셀의 정보(grade level)분할 방법으로 데이터를 분할하는 영상분할부(412)와, 각 분할된 영상 데이터를 부호화하는 코딩부(Coding: 414a,414b)로 이루어져 동영상 데이터(402)를 2개의 데이터로 분리한 후 각각 코딩하여 2개의 데이터 파일(404a,404b)을 생성하고, 이중에서 하나의 파일(404a)은 비실시간으로 다운로드(Pre Download)받을 수 있도록 하며, 다른 파일(404b)은 실시간으로 다운로드(Streaming Download)받을 수 있게 한다.The image segmentation compression device 410 receives the video data 402 and divides the data by a screen space division method or an image pixel information level upgrade method, and the divided image data. It consists of coding units (414a, 414b) for encoding, separates the video data 402 into two data, and codes each to generate two data files 404a and 404b, and one file 404a among them. Allows to download (Pre Download) in the non-real time, and the other file (404b) can be downloaded in real time (Streaming Download).
분할영상 재생장치(430)는 통신채널(420)을 통해 다운받은 영상파일(404a',404b')을 일시 저장하기 위한 버퍼(432a,432b)와, 버퍼(432a,432b)를 거쳐 입력된 데이터를 복호하는 디코더(Decoding: 434a,434b), 각각 디코딩된 데이터를 다시 조합하여 원래의 동영상 데이터를 재생하는 영상 조합부(436)로 이루어져 통신채널(420)을 통해 하나의 영상 데이터파일(404a)은 비 실시간으로 다운받고(Pre Download), 다른 하나의 파일(404b)은 실시간으로 다운받아(Streaming Download) 재생한다.The divided image reproducing apparatus 430 receives buffers 432a and 432b for temporarily storing the image files 404a 'and 404b' downloaded through the communication channel 420 and data input through the buffers 432a and 432b. Decoder (Decoding: 434a, 434b) to decode the video combination unit 436 for recombining the decoded data to reproduce the original video data, respectively, one video data file (404a) through the communication channel 420 Is downloaded in non real time (Pre Download), and the other file 404b is downloaded in real time (Streaming Download) and played.
이와 같이 본 발명의 영상 데이터 분할 전송시스템에서 영상분할 압축장치(410)의 영상분할부(412)는 앞에서 설명한 두가지 방법중 하나를 선택하여 사용하거나 이 둘을 복합해서 영상 데이터를 분할한다. 그리고 분할된 영상의 코딩 및 디코딩은 기존에 개발된 각종 코딩 방법을 그대로 사용할 수 있으며, 분할영상 재생장치(430)는 현재 사용되는 미디어 플레이어와 유사한 재생 소프트웨어로써 사용자 PC에 설치되어 운영된다.As described above, in the image data segmentation transmission system of the present invention, the image segmentation unit 412 of the image segment compression apparatus 410 selects one of the two methods described above, or combines the two to divide the image data. In addition, the coding and decoding of the segmented image may use various coding methods developed in the past, and the segmented image reproducing apparatus 430 is installed and operated in a user PC as playback software similar to a media player currently used.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 저급의 통신채널에서도 버퍼링(BUFFERING) 현상이 없이 선명한 화질을 소비자에게 제공함으로 진정한 의미의 VOD 서비스를 제공할 수 있으며, 또한 인터넷을 통한 방송 및 교육 등으로 시청자를 확대시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a true VOD service by providing a clear picture quality to consumers without buffering phenomenon even in a low-level communication channel, and also through viewers through broadcasting and education through the Internet. Can be enlarged.
특히, 통신선로의 품질에 따라 비실시간과 실시간 다운로드 데이터 크기를 선택 사용할 수 있으므로 통신선로의 사용을 극대화할 수 있고, 동영상의 서비스 자료를 복사 또는 유출을 예방할 수 있다.In particular, since the non-real time and real-time download data size can be selected and used according to the quality of the communication line, the use of the communication line can be maximized and the service data of the video can be copied or prevented from leaking.
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