KR100782014B1 - 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그프로그램 소스를 저장한 기록매체 - Google Patents

비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그프로그램 소스를 저장한 기록매체 Download PDF

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KR100782014B1 KR1020060129468A KR20060129468A KR100782014B1 KR 100782014 B1 KR100782014 B1 KR 100782014B1 KR 1020060129468 A KR1020060129468 A KR 1020060129468A KR 20060129468 A KR20060129468 A KR 20060129468A KR 100782014 B1 KR100782014 B1 KR 100782014B1
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조진용
공정욱
곽재승
변옥환
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한국과학기술정보연구원
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    • H04N21/4402—Processing of video elementary streams, e.g. splicing a video clip retrieved from local storage with an incoming video stream, rendering scenes according to MPEG-4 scene graphs involving reformatting operations of video signals for household redistribution, storage or real-time display

Abstract

본 발명은 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체를 제공하기 위한 것으로, 입력된 신호에서 영상신호를 추출하여 변환시키는 영상신호 변환부와; 입력된 신호에서 음성신호를 추출하여 변환시키는 음성신호 변환부와; 상기 영상신호 변환부와 상기 음성신호 변환부에서 변환된 신호를 전달받아 영상 및 음성신호의 입력 및 출력 처리를 수행하는 영상 및 음성신호 처리부와; 미디어 구동부에서 처리된 비압축 고품질 미디어 데이터를 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 전송부와; 상기 영상 및 음성신호 처리부에서 처리된 영상 및 음성신호를 입력 및 출력하고, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 네트워크 통신 기능, 음성 및 영상의 갈무리 기능, 네트워크 통신 기능, 소프트웨어 또는 하드웨어적 재생 기능 중에서 하나 이상을 수행하는 미디어 구동부;를 포함하여 구성함으로서, HD(V)급 영상 및 음성신호를 압축 과정 없이 네트워크를 통해 전송하며 고품질의 멀티미디어를 처리 및 전달 지연 없이 전송 가능하도록 하여 고성능 네트워크를 활용한 비용 효율적 비압축 고품질 미디어 전송을 수행할 수 있게 되는 것이다.
비압축 고품질 미디어 전송, 영상신호, 음성신호, 네트워크 패킷, 재생

Description

비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체{SYSTEM AND METHOD FOR UNCOMPRESSED HD(V) MEDIA TRANSPORT SYSTEM AND STORAGE MEDIA HAVING PROGRAM SOURCE THEREOF}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 방법을 보인 흐름도이다.
도 3a는 도 2에서 통신부를 이용한 패킷 기반 순환 순차 전송의 예를 보인 개념도이다.
도 3b는 도 2에서 통신부를 이용한 프레임 기반 순환 순차 전송의 예를 보인 개념도이다.
도 4a는 도 2에서 네트워크 패킷 재구성부를 이용한 패킷 순서 교정의 예를 보인 개념도이다.
도 4b는 도 2에서 네트워크 패킷 재구성부를 이용한 패킷 재순서화의 예를 보인 개념도이다.
도 5는 도 2에서 지연 기반 프레임 동기화와 재생 동기화의 2단계 동기화의 예를 보인 개념도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 영상신호 변환부
20 : 음성신호 변환부
30 : 음성신호 삽입처리부
40 : 영상 및 음성신호 처리부
50 : 네트워크 전송부
60 : 미디어 구동부
61 : 통신부
62 : 네트워크 패킷 구성부
63 : 네트워크 패킷 재구성부
64 : 하드웨어 재생부
65 : 소프트웨어 재생부
66 : 제어부
본 발명은 비압축 고품질 미디어 전송에 관한 것으로, 특히 HD(V)(High Definition or High Definition Video)급 영상 및 음성신호를 압축 과정 없이 네트워크를 통해 전송하며 고품질의 멀티미디어를 처리 및 전달 지연(delay) 없이 전송 가능하도록 하여 고성능 네트워크를 활용한 비용 효율적 비압축 고품질 미디어 전송을 수행하기에 적당하도록 한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로 광대역 네트워크 기술의 발전은 응용 연구자를 포함한 네트워크 사용자들에게 고성능 및 고화질의 상호 협업 인프라에 대한 기대를 높였다.
종래 방송파의 전유물이었던 HDTV(High Definition TeleVision) 기술은 압축 기술의 활용으로 인해 수 초의 전달 지연을 발생시키며, 고가 방송 장비의 구축 어려움과 공중파의 주파수 할당 문제 등으로 인해 기반 인프라의 활용이 방송국에 제한되어 온 한계가 있었다.
따라서 고해상도 영상 및 음성을 필요로 하는 의료, 교육, 국방, 오락 등 다양한 분야에서 사용자가 쉽게 인프라에 접근할 수 있도록 진입 장벽을 낮추고 서비스 활용 폭을 넓히기 위해 비용 효율적인 시스템을 구축하고 관련 시스템의 제어 프로그램을 제공할 필요가 있다.
최근에 등장한 종래의 비압축 고품질 미디어 전송 시스템에 관한 기술들은 고가 장비들을 이용해 상용 방송 중계를 목적으로 활용되고 있으며, 각 장비들의 제어를 위한 프로그램이 비용 효율적인 특성을 포함하지 않고 있는 한계가 있다.
또한 비상용 연구 분야에 활용되고 있는 비압축 영상 전송 시스템 및 그 제어 프로그램 또한 저비용 시스템 구현, 다양한 네트워크 환경 수용 및 고품질 음성 지원 등에 대한 고려가 미흡한 상황인 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 HD(V)급 영상 및 음성신호를 압축 과정 없이 네트워크를 통해 전송하며 고품질의 멀티미디어를 처리 및 전달 지연(delay) 없이 전송 가능하도록 하여 고성능 네트워크를 활용한 비용 효율적 비압축 고품질 미디어 전송을 수행할 수 있는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은,
입력된 신호에서 영상신호를 추출하여 변환시키는 영상신호 변환부와; 입력된 신호에서 음성신호를 추출하여 변환시키는 음성신호 변환부와; 상기 영상신호 변환부와 상기 음성신호 변환부에서 변환된 신호를 전달받아 영상 및 음성신호의 입력 및 출력 처리를 수행하는 영상 및 음성신호 처리부와; 미디어 구동부에서 처리된 비압축 고품질 미디어 데이터를 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 전송부와; 상기 영상 및 음성신호 처리부에서 처리된 영상 및 음성신호를 입력 및 출력하고, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 네트워크 통신 기능, 음성 및 영상의 갈무리 기능, 네트워크 통신 기능, 소프트웨어 또는 하드웨어적 재생 기능 중에서 하나 이상을 수행하는 미디어 구동부;를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상 의 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 방법은,
비압축 고품질 미디어 시스템에서의 비압축 고품질 미디어 전송시, 영상 및 음성 프레임의 네트워크 전송 간격을 조절하고 비압축 고품질 영상의 전송을 수행하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 영상 패킷들의 도착 상태를 파악하여 영상 패킷들의 순서를 교정하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계 후 지연 기반 프레임 동기화와 또는 재생 동기화 중에서 하나 이상의 동기화를 수행하는 제 3 단계;를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
이하, 상기와 같은 본 발명, 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은, 입력된 신호에서 영상신호를 추출하여 변환시키는 영상신호 변환부(10)와; 입력된 신호에서 음성신호를 추출하여 변환시키는 음성신호 변환부(20)와; 상기 영상신호 변환부(10)와 상기 음성신호 변환부(20)에서 변환된 신호를 전 달받아 영상 및 음성신호의 입력 및 출력 처리를 수행하는 영상 및 음성신호 처리부(40)와; 미디어 구동부(60)에서 처리된 비압축 고품질 미디어 데이터를 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 전송부(50)와; 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)에서 처리된 영상 및 음성신호를 입력 및 출력하고, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 네트워크 통신 기능, 음성 및 영상의 갈무리 기능, 소프트웨어 또는 하드웨어적 재생 기능 중에서 하나 이상을 수행하는 미디어 구동부(60);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은, 상기 영상신호 변환부(10)와 상기 음성신호 변환부(20)에서 변환된 영상신호와 음성신호를 전달받고, SMPTE((Society of Motion Picture and Television Engineers)-292M 출력을 갖는 영상 장비와 함께 연동되고, 음성신호 변환부(20) 또는 디지털 오디오 장치(도면상에 미도시)로부터 입력되는 디지털 음성신호를 SMPTE-292M 신호에 삽입하는 역할과 영상 및 음성신호 처리부(40)로부터 출력되는 SMPTE-292M 신호로부터 음성신호를 분리하여 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)로 전달하는 음성신호 삽입처리부(30);를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 영상신호 변환부(10)는, 고성능 HD(V) 카메라로부터 아날로그 신호를 실시간 입력 받을 경우 SMPTE-292M 디지털 신호로 변환하고, SMPTE-292M 신호를 입력 받을 경우 DVI(Digital Video Interactive, 디지털 동화상 수록 기술) 또는 콤포넌트 신호로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 음성신호 변환부(20)는, 외부로부터 입력되는 아날로그 음성신호를 24 비트 48KHz 또는 96KHz의 샘플링율을 갖는 디지털 음성신호로 변환시키거나 디지털 신호로 입력되는 음성신호를 스피커에서 재생 가능한 아날로그 신호로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은, 입력된 신호에서 영상신호를 추출하여 변환시키는 영상신호 변환부(10)와; 입력된 신호에서 음성신호를 추출하여 변환시키는 음성신호 변환부(20)와; 상기 영상신호 변환부(10)와 상기 음성신호 변환부(20)에서 변환된 신호를 전달받아 영상 및 음성신호의 입력 및 출력 처리를 수행하는 영상 및 음성신호 처리부(40)와; 미디어 구동부(60)에서 처리된 비압축 고품질 미디어 데이터를 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 전송부(50)와; 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)에서 처리된 영상 및 음성신호의 갈무리 기능, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 네트워크 통신 기능, 소프트웨어 및 하드웨어적 재생 기능을 포함하여 수행하는 미디어 구동부(60);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은, 상기 영상신호 변환부(10)와 상기 음성신호 변환부(20)에서 변환된 영상신호와 음성신호를 전달받고, SMPTE-292M 출력을 갖는 영상 장비와 함께 연동되고, 음성신호 변환부(20) 또는 디지털 오디오 장치(도면상에 미도시)로부터 입력되는 디지털 음성신호를 SMPTE-292M 신호에 삽입하는 역할과 SMPTE-292M 입력 신호로부터 음성신호를 분리하여 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)로 전달하는 음성신호 삽입처리부(30);를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 영상신호 변환부(10)는, 고성능 HD(V) 카메라로부터 아날로그 신호를 실시간 입력 받을 경우 SMPTE-292M 디지털 신호로 변환하고, SMPTE-292M 신호를 입력 받을 경우 DVI 또는 콤포넌트 신호로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 음성신호 변환부(20)는, 외부로부터 입력되는 아날로그 음성신호를 24비트 48KHz 또는 96KHz의 샘플링율을 갖는 디지털 음성신호로 변환시키거나 디지털 신호로 입력되는 음성신호를 스피커에서 재생 가능한 아날로그 신호로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
상기 미디어 구동부(60)는, 네트워크 패킷 구성 모듈에 의해 패킷화된 데이터의 송신과 수신을 위한 연결 설정 및 전송을 수행하는 통신 모듈; 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)로부터의 영상과 음성신호를 갈무리하고, 네트워크 전송을 위한 패킷화를 수행하는 네트워크 패킷 구성 모듈; 수신된 영상 및 음성 패킷들을 영상 및 음성 프레임으로 재구성하고, 영상 패킷의 순서교정과 프레임 동기화를 수행하는 네트워크 패킷 재구성부 모듈; 수신된 영상 패킷들의 재순서화를 수행하고, 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)를 통한 재생 제어 및 재생 동기화를 수행하는 하드웨어 재생 모듈; 수신 및 프레임 동기화를 완료한 영상 및 음성 신호를 범용 그래픽 및 사운드 인터페이스를 통해 출력하는 소프트웨어 재생 모듈; 상기 미디어 구동부(60)의 장치 초기화 기능, 실시간 구동 및 제어 기능, 영상 및 음성의 하드웨어적 입력 및 출력을 위한 시스템 제어 기능, 영상 및 음성의 갈무리 기능 및 재생 포맷 설정 기능을 제어하는 제어 모듈; 중에서 하나 이상을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 미디어 구동부(60)는, 네트워크 패킷 구성부(62)에 의해 패킷화된 데이터의 송신과 수신을 위한 연결 설정 및 전송을 수행하는 통신부(61)와; 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)로부터의 영상과 음성신호를 갈무리하고, 네트워크 전송을 위한 패킷화를 수행하는 네트워크 패킷 구성부(62)와; 상기 통신부(61)에 의해 수신된 영상 및 음성 패킷들을 영상 및 음성 프레임으로 재구성하고, 영상 패킷의 순서교정과 프레임 동기화를 수행하는 네트워크 패킷 재구성부(63)와; 상기 통신부(61)에 의해 수신된 영상 패킷들의 재순서화를 수행하고, 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)를 통한 재생 제어 및 재생 동기화를 수행하는 하드웨어 재생부(64)와; 상기 통신부(61)와 상기 네트워크 패킷 재구성부(63)에 의한 수신 및 프레임 동기화를 완료한 영상 및 음성 신호를 범용 그래픽 및 사운드 인터페이스를 통해 출력하는 소프트웨어 재생부(65)와; 상기 미디어 구동부(60)의 장치 초기화 기능, 실시간 구동 및 제어 기능, 영상 및 음성의 하드웨어적 입력 및 출력을 위한 시스템 제어 기능, 영상 및 음성의 갈무리 기능 및 재생 포맷 설정 기능을 제어하는 제어부(66);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은, 네트워크 패킷 구성부(62)에 의해 패킷화된 데이터의 송신과 수신을 위한 연결 설정 및 전송을 수행하는 통신부(61)와; 영상 및 음성신호 처리부(40)로부터의 영상과 음성신호를 갈무리하고, 네트워크 전송을 위한 패킷화를 수행하는 네트워크 패킷 구성부(62)와; 상기 통신부(61)에 의해 수신된 영상 및 음성 패킷들을 영상 및 음성 프레임으로 재구성하고, 영상 패킷의 순서교정과 프레임 동기화를 수행하 는 네트워크 패킷 재구성부(63)와; 상기 통신부(61)에 의해 수신된 영상 패킷들의 재순서화를 수행하고, 상기 영상 및 음성신호 처리부(40)를 통한 재생 제어 및 재생 동기화를 수행하는 하드웨어 재생부(64)와; 상기 통신부(61)와 상기 네트워크 패킷 재구성부(63)에 의해 수신 및 프레임 동기화를 완료한 영상 및 음성 신호를 범용 그래픽 및 사운드 인터페이스를 통해 출력하는 소프트웨어 재생부(65)와; 미디어 구동부(60)의 장치 초기화 기능, 실시간 구동 및 제어 기능, 영상 및 음성의 하드웨어적 입력 및 출력을 위한 시스템 제어 기능, 영상 및 음성의 갈무리 기능 및 재생 포맷 설정 기능을 제어하는 제어부(66);를 포함하여 미디어 구동부(60)를 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 미디어 구동부(60)는, 음성과 영상을 포함한 SMPTE-292M 신호의 갈무리 기능, 영상이 포함된 SMPTE-292M 또는 외부 장치로부터 입력되는 음성신호의 갈무리 기능, 음성과 영상을 포함한 SMPTE-292M 신호의 재생 기능, 영상이 포함된 SMPTE-292M 신호와 외부 장치로 출력되는 음성의 재생 기능, 범용 그래픽 인터페이스 및 사운드 인터페이스를 이용한 재생 기능 중에서 하나 이상의 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 미디어 구동부(60)는, 범용 그래픽 인터페이스 및 사운드 인터페이스를 이용한 재생을 수행할 경우, 10비트 비디오를 범용 그래픽 인터페이스를 활용해 재생하기 위한 8비트 변환 기능, 6채널 24비트 48KHz를 갖는 음성신호의 범용 사운드 인터페이스를 이용한 재생 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 비압축 고품질 미디어 시스템에서의 비압축 고품질 미디어 전송시, 영상 및 음성 프레임의 네트워크 전송 간격을 조절하고 비압축 고품질 영상의 전송을 수행하는 제 1 단계(ST1, ST2)와; 상기 제 1 단계 후 영상 패킷들의 도착 상태를 파악하여 영상 패킷들의 순서를 교정하는 제 2 단계(ST3 ~ ST6)와; 상기 제 2 단계 후 지연 기반 프레임 동기화 또는 재생 동기화 중에서 하나 이상의 동기화를 수행하는 제 3 단계(ST7, ST8);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 단계에서 영상 및 음성 프레임의 네트워크 전송 간격 조절은, 음성 갈무리 시점 및 음성 프레임의 네트워크 전송 간격을 영상의 갈무리 시점 및 영상 프레임의 네트워크 전송 간격과 일치시키는 것을 통해 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 단계는, 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 신호 입력과 출력을 수행할 때, 음성과 영상을 포함한 SMPTE-292M 신호의 갈무리 기능, 영상이 포함된 SMPTE-292M 와 외부 장치로부터 입력되는 음성신호의 갈무리 기능, 음성과 영상을 포함한 SMPTE-292M 신호의 재생 기능, 영상이 포함된 SMPTE-292M 신호와 외부 장치로 출력되는 음성의 재생 기능, 범용 그래픽 인터페이스 및 사운드 인터페이스를 이용한 재생 기능 중에서 하나 이상의 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 단계에서 비압축 고품질 영상의 전송은, 비압축 고품질 영상의 특 정 부분을 선택적으로 전송하는 기능, 2개의 네트워크 인터페이스 상에서 패킷기반 순환 순차 방식으로 전송하는 기능, 또는 2개의 네트워크 인터페이스 상에서 프레임기반 순환 순차 방식으로 전송하는 기능 중에서 하나 이상의 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 단계에서 비압축 고품질 영상의 전송은, 영상 및 음성의 독립적인 RTP/RTCP(Realtime Transport Protocol / RTP Control Protocol) 세션 구성을 통한 네트워크 전송 기능, 멀티캐스트 전송 기능, 유니캐스트 전송 기능, IPv4 전송 기능, IPv6 전송 기능 중에서 하나 이상을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 단계는, 2개의 네트워크 인터페이스를 활용한 영상의 수신 및 투명한 순차 도착을 보장하기 위해, 영상 패킷들이 각각의 네트워크 인터페이스에 동시에 도착하면 패킷의 헤더 정보를 이용해 순서 교정을 수행하는 단계(ST3, ST4);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 단계는, 2개의 네트워크 인터페이스를 활용한 영상의 수신 및 투명한 순차 도착을 보장하기 위해, 영상 패킷들의 비순차적으로 도착하면 패킷의 헤더 정보를 이용해 재순서화를 하는 단계(ST5, ST6);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계에서 지연 기반 프레임 동기화는, 음성 및 영상 프레임의 구성 완료 시간의 차이 및 네트워크 지연을 보상하도록, 동일 갈무리 시간을 갖는 영상 및 음성 프레임에 대해 프레임 구성 완료 시간을 동기화 시키는 것을 통해 지연 기반 프레임 동기화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계에서 재생 동기화는, 시스템 부하 및 오류로 인해 발생하는 영상 및 음성 프레임의 손실에 대해, 타임스탬프(timestamp)와 프레임 버림 방식을 적용하여 재생 동기화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의한 프로그램을 소스를 저장한 기록매체는, 상기 비압축 고품질 미디어 전송 방법을 수행하는데 필요한 프로그램 소스를 저장하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.
먼저 본 발명은 HD(V)급 영상 및 음성신호를 압축 과정 없이 네트워크를 통해 전송하며 고품질의 멀티미디어를 처리 및 전달 지연(delay) 없이 전송 가능하도록 하여 고성능 네트워크를 활용한 비용 효율적 비압축 고품질 미디어 전송을 수행하고자 한 것이다.
그래서 본 발명의 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은 비용 효율적인 시스 템 구현 및 동 시스템의 제어에 있어서, 해당 비압축 고품질 미디어 영상 및 음성을 갈무리하고 네트워크 전송을 위한 패킷화 과정을 담당하는 네트워크 패킷 구성부(62), 송신 시스템에서 영상 및 음성의 동기화 재생을 지원하기 위한 음성 데이터의 패킷화 기법, 상기 네트워크 패킷 구성부(62)에 의해 구성된 음성 및 영상 패킷들을 다수의 네트워크 인터페이스를 활용해 비용 효율적으로 송신 및 수신하기 위한 통신부(61), 상기 통신부(61)에 의해 전송 받은 영상 및 음성 프레임의 투명한 재조합을 위한 네트워크 패킷 재구성부(63), 상기 네트워크 패킷 재구성부(63)에 의해 재구성된 영상과 음성의 비용 효율적 재생 및 동기화 지원을 위한 하드웨어 재생부(64)를 포함한다.
이 때, 비용 효율적인 시스템 구현은 영상신호 변환부(10), 음성신호 변환부(20), 음성신호 삽입처리부(30), 영상 및 음성신호 처리부(40) 및 네트워크 전송부(50)를 갖는 것을 특징으로 하고, 상기 하드웨어 장치 중 영상 및 음성신호 처리부(40)와 네트워크 전송부(50)에 대한 소프트웨어적인 제어를 수행하는 제어부(66)와 영상 및 음성신호의 소프트웨어적인 재생을 위한 소프트웨어 재생부(65)를 포함하여 구성할 수 있다.
그리고 비압축 영상 전송 시스템의 입력 신호의 형태로는 29.97, 59.94, 60.0, 30.0, 25.0 또는 50.0의 영상 프레임율을 갖는 1080 비월 주사 방식의 HD(V) 영상 포맷과 60.0 또는 24.0 의 비디오 프레임율을 갖는 720 순차 주사 방식의 HD(V) 영상 포맷을 수용하는 것을 특징으로 하고, 음성신호는 24 비트 48KHz와 96KHz의 6채널 신호를 입력으로 한다. 영상 프레임과 음성 프레임 간의 재생 동기 화를 유지하기 위해 음성은 29.97, 59.94, 60.0, 30.0, 25.0, 50.0, 24.0 또는 60.0의 초당 음성 프레임율을 가지며 음성의 초당 프레임율이 영상의 초당 프레임율에 종속적인 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 비압축 고화질 미디어 전송 시스템의 영상 및 음성신호 처리부(40)를 통한 영상 및 음성신호의 입력 또는 출력 신호의 형태는 SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers, 텔레비전 표준기구)-292M 신호에 포함된 음성과 영상 또는, SMPTE-292M 신호에 포함된 영상과 아날로그-디지털 또는 디지털-아날로그 신호 변환된 외부 음성신호를 포함하는 것을 특징으로 하며, SMPTE-292M 신호의 입력을 위해 고화질 HD(V)의 출력 신호를 직접 이용하거나 아날로그-디지털 변환을 수행하는 영상신호 변환부(10)를 이용할 수 있다.
상기 비압축 고품질 미디어 전송 시스템에 의해 실시간 갈무리 및 전송 된 영상 및 음성 프레임은 하드웨어 재생부(64)에 의해 제어되는 영상 및 음성신호 처리부(40)를 통해 음성과 영상이 삽입된 SMPTE-292M 형태, 또는 영상신호만 포함된 SMPTE-292M 신호와 독립적인 음성 재생을 위한 24 비트 48KHz 또는 96KHz의 신호를 갖는 형태를 포함한다.
또한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템에 의해 실시간 갈무리 및 전송된 음성 및 영상 프레임은 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 소프트웨어 재생부(65)에 의해 일반 개인용 컴퓨터 및 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 범용 그래픽 및 사운드 인터페이스를 통해 재생되며, 10 비트 영상은 8 비트로 다운 샘플링 되어 재생되며, 음성은 24비트 48KHz와 96KHz의 형태의 최대 8 채널 신호가 재생되는 것을 특징으로 한다.
상기 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은 다양한 네트워크 대역폭에 대한 요구 사항을 충족시키기 위해 1 Gbps, 2개의 1 Gbps, 또는 10 Gbps 네트워크 인터페이스를 지원하며, 네트워크 패킷 구성부(62)와 통신부(61)는 네트워크 인터페이스의 종류에 따라 비압축 영상 중 특정 영역만을 선택적으로 송신 및 수신하는 방법, 2개의 네트워크 인터페이스에 패킷 기반 순환 순차(round-robin) 스케쥴링을 적용해 송신 및 수신하는 방법, 2개의 네트워크 인터페이스에 영상 프레임 기반 순환 순차(round-robin) 스케쥴링을 적용해 송신 및 수신하는 방법, 영상 및 음성의 재가공 과정 및 스케쥴링 과정을 거치지 않고 직접 송신 및 수신하는 방법 등을 포함한다.
또한 비압축 고화질 미디어 전송 시스템은 영상 및 음성의 네트워크 전송을 위해 유니캐스트와 멀티캐스트를 지원, IPv4 및 IPv6의 지원, 다양한 크기의 네트워크 프레임 사이즈에 대한 지원 등의 특징을 갖는다.
한편, 네트워크 패킷 구성부(62)와 통신부(61)에서 2개의 네트워크 인터페이스를 활용해 패킷 및 프레임 기반 순환 순차 스케쥴링 방법을 적용해 네트워크 전송할 경우, 수신측에서 영상 프레임을 구성하는 패킷들의 순서 정보를 투명하게 유지시키기 위해 영상 패킷의 재순서화를 수행하며, 영상과 음성 프레임 사이에 프레임 동기화를 수행하기 위해 지연(delay) 기반 프레임 동기화 기법을 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한 다.
도 1은 본 발명에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 비압축 영상 전송 시스템은 하드웨어적 구성으로 영상신호 변환부(10), 음성신호 변환부(20), 음성신호 삽입처리부(30), 영상 및 음성신호 처리부(40) 및 네트워크 전송부(50) 등을 포함하며, 하드웨어의 및 소프트웨어의 제어를 위한 미디어 구동부(60)는 통신부(61), 네트워크 패킷 구성부(62), 네트워크 패킷 재구성부(63), 하드웨어 재생부(64), 소프트웨어 재생부(65) 및 제어부(66) 중에서 하나 이상을 포함한다.
먼저, 영상신호 변환부(10)는 고성능 HD(V) 카메라로부터 아날로그 신호를 실시간 입력 받을 경우 SMPTE-292M 디지털 신호로 변환하고, SMPTE-292M 신호를 입력 받을 경우 DVI(Digital Video Interactive, 디지털 동화상 수록 기술) 또는 콤포넌트 신호로 출력하는 특징을 가지며, 음성신호 변환부(20)는 외부로부터 입력되는 아날로그 음성신호를 24비트 48KHz 또는 96KHz의 샘플링율을 갖는 디지털 음성신호로 변환시키거나 디지털 입력되는 음성신호를 스피커에서 재생 가능한 아날로그 신호로 변환시키는 특징을 갖는다.
이 때, 음성신호 삽입처리부(30)는 영상신호 변환부(10)를 포함해 SMPTE-292M 출력을 갖는 영상 장비와 함께 연동 되는 특성을 갖고, 음성신호 변환부(20) 또는 디지털 오디오 장치로부터 입력되는 디지털 음성신호를 SMPTE-292M 신호에 삽입하는 역할과 SMPTE-292M 입력 신호로부터 음성신호를 분리하는 특징을 갖는다.
영상 및 음성신호 처리부(40)는 상기 장치들과의 인터페이스를 통해 입력 및 출력되는 SMPTE-292M 또는 SMPTE-259M 신호를 처리하며, 네트워크 패킷 구성부(62)는 영상 및 음성신호 처리부(40)를 제어해 10비트 또는 8비트 형태의 비압축 고선명 영상과 24비트 48KHz 또는 96KHz 음성의 전기적 신호를 디지털 프레임화하거나 디지털 프레임을 전기적 신호로 변환하는 역할을 수행한다. 영상 및 음성신호 처리부(40)의 입출력 인터페이스는 영상신호 변환부(10), SMPTE-292M 신호를 갖는 입출력 장치, 또는 음성신호 변환부(20)와 직접 연동될 수 있다
제어부(66)의 역할은 영상 및 음성신호 처리부(40)의 초기화, 실시간 구동 및 제어, 영상 및 음성의 갈무리 형태를 설정, 영상 및 음성의 하드웨어적 입출력을 위한 시스템 인터럽트 발생, 네트워크 전송부(50)의 초기화, 소프트웨어 재생을 위한 영상 및 음성 장치의 초기화 등을 포함한다.
네트워크 패킷 구성부(62)는 영상 및 음성신호 처리부(40)의 시스템 메모리 영역에 접근해 영상 및 음성 프레임을 사용자 메모리 영역으로 복사하거나 사용자 메모리 영역의 영상 및 음성 프레임을 출력 장치의 시스템 메모리로 복사한다. 사용자 메모리 영역으로 복사된 영상 및 음성 프레임은 네트워크 패킷 구성부(62)에 의해 네트워크 전송을 위한 데이터 패킷 형태로 변환된 후 통신부(61)에 전달되며, 데이터 패킷은 네트워크 특성에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 음성의 갈무리 간격(i_a)과 음성의 갈무리 간격 당 샘플율(s_i)은 영상의 초당 프레임율(f_s)에 종속적인 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 영상 프레임이 1/f_s 간격으로 갈무리될 때, 음성 프레임의 갈무리 간격 i_a는 1/f_s와 동일한 값을 갖는다. 또한, 총 s_a KHz의 샘플율을 갖는 음성이 i_a 간격으로 갈무리될 때, s_i는 s_a/f_s의 특성을 갖는다. 음성과 영상의 프레임율을 일치시키는 것은 수신단에서 프레임 및 재생 동기화를 용이하게 하기 위해서이다.
통신부(61)는 네트워크 연동을 위한 연결 설정 및 해지, 2개의 1Gbps 네트워크 인터페이스를 활용한 순환 순차 방식의 데이터 전송, 멀티캐스트 및 유니캐스트 전송, IPv4 및 IPv6 설정 등의 특징을 포함 한다. 통신부(61)에 의한 종단 간 네트워크 연결 설정 시, 음성은 영상과 분리된 RTP/RTCP(Realtime Transport Protocol / Real-Time Control Protocol) 세션을 맺으며 각 RTP(Realtime Transport Protocol, 실시간 전송 프로토콜) 패킷 및 헤더 정보는 음성 또는 영상의 데이터 형태에 종속적으로 결정되는 것을 특징으로 한다. 음성과 영상이 혼합된 형태인 SMPTE-292M 신호의 네트워크 전송을 위해 RFC(Request For Comments) 3497 표준에 RTP 프로파일이 정의되어 있으며, SMPTE-292M 신호 중 활성 영상 영역만을 네트워크 전송하기 위한 RTP 프로파일이 RFC 4175에 정의되어 있다.
HD(V) 영상에 대응하는 고품질 음성신호의 네트워크 전송을 위한 RTP 프로파일이 정의되어 있지 않은 관계로 상기 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 음성 RTP 프로파일은 샘플링 옵셋, 음성데이터의 위치, 음성데이터의 크기, 시작 샘플 정보, 샘플크기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 비압축 고품질 미디어 전송 시스템이 갖는 음성의 샘플링율은 영상의 프레임율에 종속적인 특징을 가지므로, 단일 음성 프레임이 갖는 샘플수는 가변적인 특징을 가지며 음성데이터의 크기 및 샘플 크기에 영향을 미친다. 시작 샘플 정보는 음성 데이터의 손실 시, 6채널 음성의 채널 위치를 복구하기 위해 사용된다. 음성데이터의 위치는 음성 프레임을 재구성하 기 위한 음성프레임 내 음성 데이터의 위치정보를 나타내며, 1 음성프레임이 다수의 패킷으로 분할되어 전송될 때 이용된다. 음성 프레임이 가변 샘플수를 갖게 되면 RTP 타임스탬프(timestamp)의 증가폭을 샘플수에 기초해 가변적으로 변화시켜야 되므로 timestamp의 유연성이 저하된다. 샘플링 옵셋은 RTP timestamp의 샘플수 증가폭을 고정하고, 고정된 증가폭과 실제 송신 및 수신되는 샘플수를 보상하기 위해 사용된다.
도 3은 네트워크 패킷 구성부(62)에서 만들어진 영상 패킷들이 통신부(61)에서 2개의 네트워크 인터페이스를 통해 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 통신부(61)를 이용한 패킷 기반 순환 순차 전송 방법을 도시한 것이고, 도 3b는 통신부(61)를 이용한 프레임 기반 순환 순차 전송 방법을 도시한 것이다.
그래서 가상 패킷 버퍼의 영상 패킷들은 네트워크 패킷 구성부(62)에 의해 순차적으로 임시 저장되며 가상 패킷 버퍼는 다수의 물리적 메모리 영역을 가질 수 있다. 도 3a와 도 3b의 (Fx:Py)는 x번째 영상 프레임의 y번째 영상 패킷을 의미한다.
그리고 패킷 기반 순환 순차 전송 방식은 2개의 네트워크 인터페이스를 번갈아 사용하여 영상 패킷을 전송시키며, 프레임 기반 순환 순차 전송 방식은 네트워크 인터페이스의 사용 전환이 영상 프레임의 전환에 의해 결정된다.
네트워크 패킷 재구성부(63)는 네트워크 전송부(50) 및 통신부(61)를 통해 수신된 영상 및 음성 패킷들을 영상 및 음성 프레임으로 재구성 하는 특징을 가지 며, 통신부(61)가 네트워크 전송부(50)에서 지원하는 2개의 네트워크 인터페이스를 활용해 영상 패킷을 수신할 경우, 영상 패킷들의 순서를 순서교정과 재순서화 과정을 통해 재구성하는 역할을 포함한다.
영상 패킷들의 순서를 재구성하는 시점은 통신부(61)가 2개의 네트워크 전송부로부터 영상 패킷들을 동시에 수신했을 경우에 한정되며, 영상 패킷이 가지고 있는 헤더의 순서 정보를 파악해 버퍼링함으로써 재순서화하는 특징을 갖는다.
도 4는 통신부(61)에서 수신한 영상 패킷의 투명한 순차 도착을 보장하기 위해 네트워크 패킷 재구성부(63)에서 패킷 순서 교정과 재순서화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 네트워크 패킷 재구성부(63)를 이용한 패킷 순서교정 과정을 도시한 것이고, 도 4b는 네트워크 패킷 재구성부(63)를 이용한 패킷 재순서화 과정을 도시한 것이다.
그래서 비압축 고품질 미디어 전송 시스템의 통신부(61)는 네트워크 패킷의 순차 전송을 수행하지만, 미디어 구동부(60), 네트워크 전송부(50) 및 네트워크의 혼잡 등의 문제로 인해 순차 도착은 보장하지 못한다. 특히, 2개의 네트워크 인터페이스를 이용해 영상 프레임을 송신 및 수신할 경우, 동시 도착 및 네트워크 혼잡으로 인해 패킷 간 비순차 도착이 발생한다. 그래서 제어부(66)는 패킷의 도착여부를 시분할 방식으로 검색하며 2개의 네트워크 인터페이스를 이용할 경우 시분할 순환 순차 방식으로 네트워크 인터페이스의 메모리 영역을 검색한다.
도 4a와 같이 두 개의 네트워크 인터페이스의 메모리 영역에 패킷이 각각 도 착해 있을 경우, 제어부(66)에 순환 순차 방식이 적용되므로 세 번째 프레임의 첫 번째 패킷(F3:P1)이 두 번째 프레임의 두 번째 패킷(F2:P2)보다 먼저 도착한 것으로 인식하는 오류가 발생한다. 오류 인식된 두 패킷은 네트워크 패킷 재구성부(63)의 순서교정 버퍼에 입력된다. 네트워크 패킷 재구성부(63)는 각 패킷 헤더의 순서 정보를 이용해 순서 오류가 발생한 패킷들의 순차를 교정한다.
도 4b는 일련의 패킷들 중 특정 패킷에 의해 비순차화가 발생한 현상으로, 동시 도착으로 인한 순서교정 과정은 거치지 않지만 순차 도착의 투명성을 보장하기 위해 패킷의 재순서화 과정을 필요로 한다. 네트워크 패킷 재구성부(63)는 재순서화 버퍼에 세 번째 프레임의 첫 번째 패킷(F3:P1)이 이에 앞서 전송된 두 번째 프레임의 두 번째 패킷(F2:P2)보다 먼저 도착했음을 패킷 헤더의 순서 정보를 읽어 파악한 후, (F2:P2)를 재순서화 버퍼의 (F3:P1)의 앞 메모리 영역에 삽입함으로써 비순차화로 인한 패킷 순서 오류를 교정한다.
도 5는 네트워크 패킷 재구성부(63)와 하드웨어 재생부(64)에서 영상과 음성의 동기화 재생을 위한 2단계 동기화 과정을 설명하기 위한 도면이다. 프레임 동기화 과정은 네트워크에 의한 손실, 전달 지연의 차이, 영상 및 음성의 프레임화 완료 시간 차이에 의한 비동기화 문제를 해결하며, 재생 동기화는 종단 시스템의 부하나 오류로 인한 프레임 손실을 보상하고 음성과 영상간의 재생 시간을 일치시키기 위해 수행된다.
먼저, 네트워크 패킷 재구성부(63)는 영상 및 음성 패킷의 프레임화를 수행한 후, 영상 및 음성 프레임을 각각의 프레임 버퍼에 저장한다. 저장된 영상과 음 성 프레임은 제어부(66)를 통해 하드웨어 재생부(64) 또는 소프트웨어 재생부(65)의 재생 버퍼로 복사 된다. 네트워크 패킷 재구성부(63)에 의해 음성과 영상 패킷들이 프레임화 될 때, 네트워크 전송 지연의 차이 및 영상과 음성 프레임의 크기 차이로 인해 프레임화 완료 시점에 시간 간격(t_d)이 발생하게 된다. 제어부(66)는 시분할 방식으로 프레임 버퍼를 검색(t0, t1, t2)하기 때문에, 프레임화 완료 시점의 차이에 의해 발생하는 시간 간격(t_d)은 영상과 음성의 동기화 재생을 어렵게 한다.
이와 같은 프레임 동기화 문제점을 해결하기 위해, 네트워크 패킷 재구성부(63)는 동일한 갈무리 타임스탬프(timestamp)를 갖는 영상과 음성 프레임에 대해, 두 프레임이 모두 프레임화를 완료할 때(t2)까지 제어부(66)에게 프레임화 완료 통보를 지연(delay) 시키는 지연 기반 프레임 동기화 기법을 갖는 것을 특징으로 한다.
하드웨어 재생부(64)는 지연 기반 프레임 동기화된 음성 및 영상 프레임을 재생 버퍼에 저장하기에 앞서 timestamp 정보(v1, v2, a1, a2)를 각 프레임의 특성을 나타내는 데이터 구조에 기록하고 영상과 음성 프레임의 재생 동기화를 위해 활용한다. 음성 또는 영상 프레임이 미디어 구동부(60) 또는 영상 및 음성신호 처리부(40)에서 메모리 복사 오류 등으로 인해 손실될 경우, 동일한 timestamp를 가지며 대응되는 영상 또는 음성 프레임을 버림으로써 재생 동기화를 유지한다. 프레임과 재생 등 2단계 동기화가 완료된 영상과 음성 프레임은 하드웨어 재생부(64)에 의해 영상 및 음성신호 처리부(40)로 전달되어 영상과 음성이 포함된 SMPTE-292M 신호, 또는 영상만 포함한 SMPTE-292M 신호와 디지털 오디오 신호로 분리되어 영상신호 변환부(10) 및 음성신호 변환부(20)로 전달된다. 영상 및 음성신호 처리부(40)의 출력은 SMPTE-257M 신호를 포함한다.
소프트웨어 재생부(65)는 프레임 동기화 과정이 완료된 영상 및 음성 프레임을 영상 및 음성신호 처리부(40)로 전달하는 대신, 일반 그래픽 및 사운드 인터페이스의 메모리 버퍼로 전송한 후 재생한다. 10비트 영상의 경우 8비트로 변환된 후 그래픽 인터페이스의 메모리로 전송 되며 최대 6개의 채널을 갖는 24비트 48Khz 음성이 소프트웨어 재생부(65)에 의해 가공 처리된 후, 사운드 인터페이스의 메모리 영역으로 전송된다. 음성의 소프트웨어 재생부(65)는 음성 데이터의 손실로 인해 채널 정보가 손실되었을 경우, 상기 비압축 고품질 미디어 전송시스템의 음성 RTP 프로파일에 정의된 시작샘플 정보 또는 패킷의 페이로드 끝부분에 포함된 메타데이터를 읽어 채널 정보를 복구하게 된다.
이처럼 본 발명은 HD(V)급 영상 및 음성신호를 압축 과정 없이 네트워크를 통해 전송하며 고품질의 멀티미디어를 처리 및 전달 지연(delay) 없이 전송 가능하도록 하여 고성능 네트워크를 활용한 비용 효율적 비압축 고품질 미디어 전송을 수행하게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 비압축 고품질 미디어 전송 시 스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체는 HD(V)급 영상 및 음성신호를 압축 과정 없이 네트워크를 통해 전송하며 고품질의 멀티미디어를 처리 및 전달 지연(delay) 없이 전송 가능하도록 하여 고성능 네트워크를 활용한 비용 효율적 비압축 고품질 미디어 전송을 수행할 수 있는 효과가 있게 된다.
이러한 본 발명은 비용 효율적인 비압축 고품질 미디어 전송 처리를 수행하여 음성과 영상 데이터의 네트워크 전송을 위한 저비용 전송 기법을 제공하고, 음성과 영상의 재생 동기화를 유지하기 위한 2단계 동기화 기법을 제공하며, 하드웨어 독립적인 소프트웨어 재생 모듈을 지원함으로써 시스템 구현 비용을 절감하는 등 저비용 구조를 갖는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 프로그램 구동 모듈을 개발함으로써, 광대역 네트워크를 이용한 상용 또는 비상용 HD(V) 서비스, 실시간 영상 편집을 위한 전송 장비 등 방송 분야 전반에서 활용가능하며, 저비용 구축이 가능한 경제성을 갖춤으로써 과학기술, 교육, 문화, 오락 등 다양한 분야에서 적용 및 활용 가능한 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

Claims (19)

  1. 입력된 신호에서 영상신호를 추출하여 변환시키는 영상신호 변환부와;
    입력된 신호에서 음성신호를 추출하여 변환시키는 음성신호 변환부와;
    상기 영상신호 변환부와 상기 음성신호 변환부에서 변환된 신호를 전달받아 영상 및 음성신호의 입력 및 출력 처리를 수행하는 영상 및 음성신호 처리부와;
    미디어 구동부에서 처리된 비압축 고품질 미디어 데이터를 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 전송부와;
    상기 영상 및 음성신호 처리부에서 처리된 영상 및 음성신호를 입력 및 출력하고, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 네트워크 통신 기능, 음성 및 영상의 갈무리 기능, 네트워크 통신 기능, 소프트웨어 또는 하드웨어적 재생 기능 중에서 하나 이상을 수행하는 미디어 구동부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은,
    상기 영상신호 변환부와 상기 음성신호 변환부에서 변환된 영상신호와 음성신호를 전달받고, SMPTE-292M 출력을 갖는 영상 장비와 함께 연동되고, 음성신호 변환부 또는 디지털 오디오 장치로부터 입력되는 디지털 음성신호를 SMPTE-292M 신호에 삽입하는 역할과 상기 영상 및 음성신호 처리부로부터 출력되는 SMPTE-292M 신호로부터 음성신호를 분리하여 상기 영상 및 음성신호 처리부로 전달하는 음성신호 삽입처리부;
    를 더욱 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상신호 변환부는,
    고성능 HD(V) 카메라로부터 아날로그 신호를 실시간 입력 받을 경우 SMPTE-292M 디지털 신호로 변환하고, SMPTE-292M 신호를 입력 받을 경우 DVI 또는 콤포넌트 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 음성신호 변환부는,
    외부로부터 입력되는 아날로그 음성신호를 24비트 48KHz 또는 96KHz의 샘플링율을 갖는 디지털 음성신호로 변환시키거나 디지털 신호로 입력되는 음성신호를 스피커에서 재생 가능한 아날로그 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  5. 입력된 신호에서 영상신호를 추출하여 변환시키는 영상신호 변환부와;
    입력된 신호에서 음성신호를 추출하여 변환시키는 음성신호 변환부와;
    상기 영상신호 변환부와 상기 음성신호 변환부에서 변환된 신호를 전달받아 영상 및 음성신호의 입력 및 출력 처리를 수행하는 영상 및 음성신호 처리부와;
    미디어 구동부에서 처리된 비압축 고품질 미디어 데이터를 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 전송부와;
    상기 영상 및 음성신호 처리부에서 처리된 영상 및 음성신호를 전달받고, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 네트워크 통신 기능, 소프트웨어 및 하드웨어적 재생 기능을 포함하여 수행하는 미디어 구동부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 비압축 고품질 미디어 전송 시스템은,
    상기 영상신호 변환부와 상기 음성신호 변환부에서 변환된 영상신호와 음성신호를 전달받고, SMPTE-292M 출력을 갖는 영상 장비와 함께 연동되고, 음성신호 변환부 또는 디지털 오디오 장치로부터 입력되는 디지털 음성신호를 SMPTE-292M 신호에 삽입하는 역할과 SMPTE-292M 입력 신호로부터 음성신호를 분리하여 상기 영상 및 음성신호 처리부로 전달하는 음성신호 삽입처리부;
    를 더욱 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 미디어 구동부는,
    네트워크 패킷 구성 모듈에 의해 패킷화된 데이터의 송신과 수신을 위한 연결 설정 및 전송을 수행하는 통신 모듈;
    상기 영상 및 음성신호 처리부로부터의 영상과 음성신호를 갈무리하고, 네트워크 전송을 위한 패킷화를 수행하는 네트워크 패킷 구성 모듈;
    수신된 영상 및 음성 패킷들을 영상 및 음성 프레임으로 재구성하고, 영상 패킷의 순서교정과 프레임 동기화를 수행하는 네트워크 패킷 재구성부 모듈;
    수신된 영상 패킷들의 재순서화를 수행하고, 상기 영상 및 음성신호 처리부를 통한 재생 제어 및 재생 동기화를 수행하는 하드웨어 재생 모듈;
    수신 및 프레임 동기화를 완료한 영상 및 음성 신호를 범용 그래픽 및 사운드 인터페이스를 통해 출력하는 소프트웨어 재생 모듈;
    상기 미디어 구동부의 장치 초기화 기능, 실시간 구동 및 제어 기능, 영상 및 음성의 하드웨어적 입력 및 출력을 위한 시스템 제어 기능, 영상 및 음성의 갈무리 기능 및 재생 포맷 설정 기능을 제어하는 제어 모듈;
    중에서 하나 이상을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 미디어 구동부는,
    네트워크 패킷 구성부에 의해 패킷화된 데이터의 송신과 수신을 위한 연결 설정 및 전송을 수행하는 통신부와;
    상기 영상 및 음성신호 처리부로부터의 영상과 음성신호를 갈무리하고, 네트워크 전송을 위한 패킷화를 수행하는 네트워크 패킷 구성부와;
    상기 통신부에 의해 수신된 영상 및 음성 패킷들을 영상 및 음성 프레임으로 재구성하고, 영상 패킷의 순서교정과 프레임 동기화를 수행하는 네트워크 패킷 재구성부와;
    상기 통신부에 의해 수신된 영상 패킷들의 재순서화를 수행하고, 상기 영상 및 음성신호 처리부를 통한 재생 제어 및 재생 동기화를 수행하는 하드웨어 재생부와;
    상기 통신부와 상기 네트워크 패킷 재구성부에 의한 수신 및 프레임 동기화를 완료한 영상 및 음성 신호를 범용 그래픽 및 사운드 인터페이스를 통해 출력하 는 소프트웨어 재생부와;
    상기 미디어 구동부의 장치 초기화 기능, 실시간 구동 및 제어 기능, 영상 및 음성의 하드웨어적 입력 및 출력을 위한 시스템 제어 기능, 영상 및 음성의 갈무리 기능 및 재생 포맷 설정 기능을 제어하는 제어부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 미디어 구동부는,
    음성과 영상을 포함한 SMPTE-292M 신호의 갈무리 기능, 영상이 포함된 SMPTE-292M 또는 외부 장치로부터 입력되는 음성신호의 갈무리 기능, 음성과 영상을 포함한 SMPTE-292M 신호의 재생 기능, 영상이 포함된 SMPTE-292M 신호와 외부 장치로 출력되는 음성의 재생 기능, 범용 그래픽 인터페이스 및 사운드 인터페이스를 이용한 재생 기능 중에서 하나 이상의 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 미디어 구동부는,
    범용 그래픽 인터페이스 및 사운드 인터페이스를 이용한 재생을 수행할 경우, 10비트 비디오를 범용 그래픽 인터페이스를 활용해 재생하기 위한 8비트 변환 기능, 6채널 24비트 48KHz를 갖는 음성신호의 범용 사운드 인터페이스를 이용한 재생 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 시스템.
  11. 비압축 고품질 미디어 시스템에서의 비압축 고품질 미디어 전송시, 영상 및 음성 프레임의 네트워크 전송 간격을 조절하고 비압축 고품질 영상의 전송을 수행하는 제 1 단계와;
    상기 제 1 단계 후 영상 패킷들의 도착 상태를 파악하여 영상 패킷들의 순서를 교정하는 제 2 단계와;
    상기 제 2 단계 후 지연 기반 프레임 동기화 또는 재생 동기화 중에서 하나 이상의 동기화를 수행하는 제 3 단계;
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 영상 및 음성 프레임의 네트워크 전송 간격 조절은,
    음성 갈무리 시점 및 음성 프레임의 네트워크 전송 간격을 영상의 갈무리 시 점 및 영상 프레임의 네트워크 전송 간격과 일치시키는 것을 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 비압축 고품질 영상의 전송은,
    비압축 고품질 영상의 특정 부분을 선택적으로 전송하는 기능, 2개의 네트워크 인터페이스 상에서 패킷기반 순환 순차 방식으로 전송하는 기능, 또는 2개의 네트워크 인터페이스 상에서 프레임기반 순환 순차 방식으로 전송하는 기능 중에서 하나 이상의 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 비압축 고품질 영상의 전송은,
    영상 및 음성의 독립적인 RTP/RTCP 세션 구성을 통한 네트워크 전송 기능, 멀티캐스트 전송 기능, 유니캐스트 전송 기능, IPv4 전송 기능, IPv6 전송 기능 중에서 하나 이상을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    2개의 네트워크 인터페이스를 활용한 영상의 수신 및 투명한 순차 도착을 보장하기 위해, 영상 패킷들이 각각의 네트워크 인터페이스에 동시에 도착하면 패킷의 헤더 정보를 이용해 순서 교정을 수행하는 단계;
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    2개의 네트워크 인터페이스를 활용한 영상의 수신 및 투명한 순차 도착을 보장하기 위해, 영상 패킷들의 비순차적으로 도착하면 패킷의 헤더 정보를 이용해 재순서화를 하는 단계;
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 지연 기반 프레임 동기화는,
    음성 및 영상 프레임의 구성 완료 시간의 차이 및 네트워크 지연을 보상하도 록, 동일 갈무리 시간을 갖는 영상 및 음성 프레임에 대해 프레임 구성 완료 시간을 동기화 시키는 것을 통해 지연 기반 프레임 동기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 재생 동기화는,
    시스템 부하 및 오류로 인해 발생하는 영상 및 음성 프레임의 손실에 대해, 타임스탬프와 프레임 버림 방식을 적용하여 재생 동기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법.
  19. 청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 비압축 고품질 미디어 전송 방법을 수행하는데 필요한 프로그램 소스를 저장하는 것을 특징으로 하는 비압축 고품질 미디어 전송 방법의 프로그램 소스를 저장한 기록매체.
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