KR101152952B1 - 초고화질 영상을 위한 실시간 3ｄ 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3ｄ 포맷팅 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세히는 UHD(Ultra High Definition)에 대응하는 초고화질의 영상신호를 입력받아 좌안과 우안에 해당하는 영상신호의 동기화와 전처리 과정에서 발생하는 딜레이를 최소화하여 원활한 시청이 가능한 초당 프레임을 제공하도록 하며, 다양한 3D 영상 포맷 방식을 지원하는 초고화질 영상을 위한 3D 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템은 초고화질 영상을 구성하는 분할된 복수의 HD 영상에 대한 원시데이터를 다양한 3D 포맷에 최적화되도록 원시데이터를 배열하는 전처리 과정을 통해, 인코더/디코더부가 3D 포맷을 위한 별도의 데이터 처리 과정없이 영상 코딩이 실시간으로 이루어지도록 하여 딜레이를 최소화하고 부하를 줄임으로써 초고화질 영상에 대해서도 실시간 3D 영상 저장 및 3D 영상의 실시간 시청을 보장하는 효과가 있다.

Description

초고화질 영상을 위한 실시간 3Ｄ 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3Ｄ 포맷팅 시스템{Real-time three dimension formating module for Ultra High-Definition image and system using thereof}

본 발명은 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세히는 UHD(Ultra High Definition)에 대응하는 초고화질의 영상신호를 입력받아 좌안과 우안에 해당하는 영상신호의 동기화와 전처리 과정에서 발생하는 딜레이를 최소화하여 원활한 시청이 가능한 초당 프레임을 제공하도록 하며, 다양한 3D 영상 포맷 방식을 지원하는 초고화질 영상을 위한 3D 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템에 관한 것이다.

현재 영상기술은 아날로그 방식의 SD(Standard-Definition)에서 디지털 방식의 HD(Hi-Definition)가 보급화되고 있으며, 이와 같은 디지털 영상 방식은 선명도, 채도, 명도 조절이 용이하여 더욱 실제와 가까운 화질의 영상을 제공하고 있다.

더욱이, 상기 디지털 영상을 처리하는 각종 압축 기술 및 영상 전송기술을 지원하는 하드웨어의 발전은 HD 영상의 보급화를 촉진시킴과 동시에, 상기 HD 보다 상위 단계의 영상에 대한 발전을 가속화하고 있다. 현재 제공되고 있는 HD보다 상위 단계인 Full HD의 경우 1920×1080의 해상도를 지원하며 200만 픽셀로 구성되어 상기 HD에 비해 상당한 고화질의 영상을 제공한다.

한편, 최근의 영상 기술은 상기 Full HD를 넘어 UHD(Ultra High-Definition)으로 한 단계 더 성장해가고 있으며, 초고화질 및 초고해상도를 지원하는 상기 UHD는 차세대 미디어 환경으로 각광받고 있다. 상기 UHD는 4K(3840×2160)과 8K(7680×4320) 해상도와 최대 22.2 채널의 서라운드 오디오를 지원한다. 이와 같은 UHD는 상기 HD에 비교해 4K UHD 기준으로 보더라도 4배 더 선명한 화질을 제공하며, 8K UHD의 경우 상기 HD에 비해 16배나 더 선명한 화질을 제공한다.

더불어, 상기 UHD 영상을 실시간으로 제공하는데 있어서, 단순 영상신호만 제공되는 것이 아니라 음성신호도 같이 제공되어야 하기 때문에, 기존 HD의 경우 5.1 채널 지원에 3.7Mbps의 전송속도가 요구되었던 것에 비하여, UHD의 경우 최대 22.2채널을 지원하며 이에 따른 전송속도는 48.8Mbps가 요구된다.

상기 UHD로 제작된 영상을 제공하기 위해, 상기 UHD로 제작된 영상컨텐츠는 도 1에 도시된 바와 같이 4K UHD의 경우 하나의 영상 프레임을 구성하기 위해 4개의 HD 영상으로 분할하여 제작하게 되며, 8K의 경우 16개의 HD 영상으로 분할 제작된다. 즉, 4K UHD 영상을 제작하기 위해 HD를 지원하는 4개의 입력장치가 필요하며, 8K UHD를 지원하기 위해 16개의 HD 지원 입력장치가 요구된다.

상기 UHD 영상을 처리하기 위하여 현재 제공되고 있는 하드웨어는 도 2에 도시된 바와 같이 외부 입력장치로부터 4개의 채널을 통해 HD 영상을 입력받는 입력인터페이스(2)와, 상기 4개의 HD 영상을 저장하기 위한 RAID 방식으로 연결된 복수의 저장매체(4)와, 입력받은 4개의 HD 영상에 대한 동기화를 수행하고, 상기 4개의 HD 영상을 UHD 영상으로 상기 저장매체에 저장하거나, 상기 저장매체(4)로부터 출력 인터페이스(3)로 상기 4개의 HD 영상을 UHD 영상으로 출력하는 메인 프로세서(1)로 구성될 수 있다. 이와 같은 하드웨어는 UHD 영상으로 구성된 원시데이터의 실시간 저장 및 출력을 지원할 수 있다.

그러나, 현재 활성화되고 있는 차세대 영상기술인 3차원(3D) 영상 구현에 있어서, 상기 하드웨어를 이용하는 경우 상기 HD 영상을 전처리하여 3D 포맷으로 변환하는 전처리 구성이 더 포함되어야 하기 때문에, UHD 영상과 같은 대용량의 원시데이터에 대해서는 이와 같은 전처리 구성에서 발생하는 딜레이로 인하여 시청이 원활한 수준의 초당 프레임수로 영상이 출력되기 힘든 실정이다.

또한, 현재의 3D 영상을 위한 전처리 구성이 대부분 2차원 영상을 위하여 제공되는 구성으로서, 하나의 프레임이 배분된 상태로 입력되는 것을 고려하지 않고 단지 좌안과 우안의 영상을 비교하여 깊이감 조절이나, 좌안과 우안의 픽셀 차이를 보간하는 프로세싱을 하는 것이 주기능이므로, 3D 포맷에 최적화된 새로운 전처리 구성이 요구된다.

따라서, 3차원의 UHD 영상을 지원하기 위하여, 3D 포맷에 대응되는 최적화된 전처리 구성과, 전처리된 영상이 인코더/디코더부에서 바로 실시간으로 코딩 작업이 이루어져야 실시간 3차원 영상의 시청이 가능하기 때문에 인코더/디코더부의 딜레이 및 부하를 최소화할 수 있는 하드웨어 설계가 요구되고 있다.

더불어, 4K UHD 영상보다 해상도가 더 높은 8K UHD와 같은 경우 상기 메인 프로세서는 4K UHD 영상에 필요한 전송량의 4배를 제어할 수 있어야 하고, 3차원 영상으로의 변환에 있어서 8K UHD 영상의 포맷팅시 발생하는 딜레이는 전송량 처리보다 더 많은 부하가 소요되므로 이를 적절히 처리하기 위한 하드웨어 구성이 요구된다.

본 발명은 초고화질 영상을 3D 영상 포맷으로 변환시 발생하는 딜레이를 최소화하도록 하는 하드웨어 구성을 포함하여 초고화질의 3D 영상에 대한 출력 및 저장이 실시간으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 외부 출력기기를 통해 원활한 3D 영상의 시청이 가능한 초당 프레임수를 유지하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 초고화질 영상을 3D 영상으로 포맷팅하는데 있어서, 좌안 영상과 우안 영상을 입력받기 위한 별도의 입력채널부를 구성하고, 다양한 3D 영상의 포맷으로 변환할 수 있도록 하여 3D 영상 제작의 효율성 및 자율성을 보장하는데 그 목적이 있다.

이외에도, 본 발명은 초고화질 영상의 원시데이터에 대한 효율적인 3D 포맷팅 과정을 지원하여, UHD급의 화질을 유지하면서 3D 영상의 용량을 감소시켜 저장 및 출력에 대한 하드웨어의 부하를 감소시킴과 동시에 정확한 동기화 과정이 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈은 좌안에 대응하는 제 1채널부와 우안에 대응하는 제 2채널부로 구성되어, 각 채널부를 통해 UHD 영상을 4개의 HD 영상 프레임에 대응하는 원시 데이터(law data)로 분할하여 수신하는 3D 입력채널부와, 기설정된 3D 포맷에 따라 상기 3D 입력채널부의 각 채널부가 제공하는 개별 HD 영상을 상기 3D 포맷에 따라 선별 수신하면서 각 원시 데이터에 대한 동기화를 확인하고, 상기 3D 포맷에 따라 상기 선별 수신된 원시 데이터를 배열하여 3D 영상용 원시데이터를 제공하는 전처리부와, 상기 전처리부를 통해 배열된 3D 영상용 원시데이터를 기설정된 방식으로 인코딩 또는 디코딩 하는 인코더/디코더부와, 상기 인코더/디코더부를 통해 인코딩된 3D 영상을 저장하고 제공하는 고속 저장매체를 포함한다.

이때, 외부 출력기기로 3D의 UHD 영상을 출력하는 UHD 출력부를 더 포함하며, 상기 인코더/디코더부는 상기 3D 영상용 원시데이터를 상기 UHD 출력부를 통해 출력하거나, 고속 저장매체로부터 인코딩된 3D 영상을 디코딩하여 상기 UHD 출력부를 통해 출력할 수 있다.

더하여, 상기 고속 저장매체는 E-IDE 방식의 하드디스크 드라이브(HDD)나 SSD(Solid State Disk)를 포함한다.

한편, 상기 전처리부는 동기용 클럭신호를 제공하는 동기화부와, 3D 포맷이 외부 제어나 설정에 따라 하나 이상의 3D 포맷 중 하나를 설정하는 포맷 설정부와, 동기화부의 클럭신호를 근거로 상기 각 채널부가 제공하는 원시데이터를 동기화를 실시하면서 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하도록 배열하며, 상기 포맷 설정부의 3D 포맷에 따라 상기 각 채널부로부터 제공되는 원시데이터에 대한 수신방식을 변경하는 좌우안 영상 획득부와, 상기 좌우안 영상 획득부가 제공하는 동기화된 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 상기 포맷 설정부의 3D 포맷에 따라 배열하여 상기 3D 영상용 원시데이터로 변환하는 포맷팅부를 포함한다.

이때, 상기 3D 포맷이 안경을 통해 시청하는 방식을 위한 포맷인 경우 상기 좌우안 영상 획득부는 상기 각 채널부가 제공하는 원시데이터를 UHD 영상 프레임 단위로 교번하여 수신하며, 상기 좌우안 영상 획득부으로부터 동기화된 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 수신하여, 상기 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터 사이의 픽셀 또는 라인의 차이를 보간하는 보간부를 더 포함하여, 상기 포맷팅부는 보간된 상기 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 상기 3D 포맷에 따라 가로 또는 세로로 배열하여 상기 3D 영상용 원시데이터로 변환할 수 있다.

또한, 상기 3D 포맷이 안경을 통해 시청하는 방식을 위한 포맷인 경우 상기 제 1 채널부 및 제 2 채널부 중 어느 하나에 연결되는 버퍼부를 더 포함하여, 상기 좌우안 영상 획득부는 상기 제 1 채널부 및 제 2 채널부 중 어느 하나로부터 직접 원시데이터를 수신한 후 제 1 UHD 영상 프레임을 구성하도록 배열하고, 상기 버퍼부로부터 제공되는 원시데이터를 수신한 후 제 2 UHD 영상 프레임을 구성하도록 배열하며, 상기 동기화부의 클럭신호와 원시데이터의 시간정보를 근거로 상기 제 1 UHD 영상 프레임과 제 2 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 동기화할 수 있다.

이외에도, 상기 포멧 설정부에 기설정된 3D 포멧 방식이 렌티큘러 방식인 경우 상기 좌우안 영상 획득부는 상기 각 채널부로부터 UHD 프레임 단위로 원시데이터를 수신하여 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 생성하며, 상기 동기화된 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터 각각에 대해 기설정된 간격의 어레이 단위에 포함된 원시데이터를 추출하는 3D 프레임 추출부와, 추출된 상기 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터 중 상호 인접하는 픽셀 또는 라인을 보간하는 보간부를 더 포함하여, 상기 포맷팅부는 상기 보간부로부터 보간된 상기 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 결합하여 상기 3D 영상용 원시데이터를 생성하는 포맷팅부를 더 포함할 수 있다.

더하여, 상기 포맷 설정부는 상기 포맷 설정부의 3D 포맷에 따라 상기 버퍼부, 보간부 및 3D 프레임 추출부 중 적어도 하나 이상을 활성화할 수 있다.

한편, 상기 인코더부/디코더부는 상기 인터리브, 비인터리브 방식, 화면크기에 대한 고려여부, 오디오 정보의 저장위치 또는 동영상 압축 형식 중 적어도 하나를 포함하는 저장방식을 통해 상기 고속 저장매체에 저장할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템은 LAN을 통해 연결되어 네트워크를 구성하는 복수의 모듈을 포함하며, 상기 각 모듈은 상기 LAN을 통해 타 모듈과의 네트워크 연결을 지원하는 NIC(Network Interface Card)와, 좌안과 우안에 대응하는 복수의 채널부를 포함하며, 각 채널부를 통해 4K UHD 영상을 복수의 HD 영상으로 분할된 원시데이터로 수신하는 3D 입력채널부와, 동기화 클럭신호를 생성하는 동기화부와, 외부의 제어 또는 입력에 따라 설정된 3D 포맷에 따라 상기 3D 입력채널부의 각 채널부가 제공하는 개별 HD 영상을 상기 3D 포맷에 따라 선별 수신하면서 각 원시 데이터에 대한 동기화를 확인하고, 상기 3D 포맷에 따라 상기 선별 수신된 원시 데이터를 배열하여 3D 영상용 원시데이터를 제공하는 전처리부와, 상기 전처리부가 제공하는 3D 영상용 원시데이터를 저장하는 고속 저장매체를 포함하고, 상기 각 모듈의 고속 저장매체에 저장된 3D 영상용 원시데이터로부터 4K UHD 영상 프레임 단위로 원시데이터를 추출하여 좌안과 우안의 8K UHD 영상 프레임을 구성하도록 원시데이터를 배열한 후 코딩하거나 출력하는 통합 코딩부를 더 포함한다.

이때, 상기 전처리부는 상기 모듈의 마스터 또는 슬레이브를 설정할 수 있으며, 상기 모듈 중 마스터로 설정된 모듈의 전처리부는 동기화 시점을 결정하여 상기 NIC를 통해 슬레이브로 설정된 타 모듈의 전처리를 제어하여, 상기 각 모듈에서 수신하는 원시데이터를 동기화할 수 있다.

더하여, 상기 모듈 중 마스터로 설정된 상기 전처리부는 상기 3D 포맷에 대한 정보를 상기 NIC를 통해 슬레이브로 설정된 모듈의 전처리부에 전송할 수 있으며, 상기 전처리부는 수신된 3D 포맷에 따라 동기화된 원시데이터를 배열하여 생성된 3D 영상용 원시데이터를 상기 고속 저장매체에 저장할 수 있다.

본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈 및 이를 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템은 초고화질 영상을 구성하는 분할된 복수의 HD 영상에 대한 원시데이터를 다양한 3D 포맷에 최적화되도록 좌안과 우안에 각각 대응하는 별도의 채널부를 구성하고 각 채널부를 교번하여 순차적으로 좌안과 우안의 영상 프레임을 제공하되, 기존의 2차원적인 전처리 수행 이전에 초고화질 영상의 프레임을 구성하도록 상기 원시데이터를 배열하는 과정을 거침으로써, 3D 영상에 대해서도 전처리 과정을 최소한으로 구성할 수 있으며, 이를 통해 인코더/디코더부가 3D 포맷을 위한 별도의 데이터 처리 과정없이 영상 코딩이 실시간으로 이루어지도록 하여 딜레이를 최소화하고 부하를 줄여 초고화질 영상에 대해서도 실시간 3D 영상 저장 및 3D 영상의 실시간 시청을 보장하는 효과가 있다.

더하여, 본 발명은 다양한 3D 포맷에 따라 전처리 구성이 적응적으로 가변하여 해당 3D 포맷을 처리하기 위한 최적의 구성을 제공할 수 있으며, 이를 통해 3D 영상의 전처리에 따른 딜레이를 최소화시켜 실시간 출력 및 화질 저하를 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다양한 3D 포맷을 지원하여 3D를 출력하는 외부기기와 연동하여 다양한 3D 포맷의 영상을 시청할 수 있도록 호환성을 보장하며, 외부기기의 3D 처리 부하를 경감시킬 수 있어 외부기기의 3D 처리 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

더하여, 본 발명은 초고화질 영상의 해상도에 따라 분할된 HD 영상의 수에 대응하여 모듈을 단순 추가 배치하는 것만으로 8K UHD 이상의 영상에 대해서도 3D 영상 처리를 실시간으로 수행할 수 있어, 대용량의 초고화질 영상에 대해서도 대응이 가능하여 편리한 확장성을 제공하는 효과가 있다.

이외에도, 본 발명은 초고화질 영상의 원시데이터 중 일부만을 이용하여 효율적인 3D 포맷팅을 수행할 수 있을 뿐 아니라 UHD급의 화질을 유지하면서 3D 영상의 용량을 감소시켜 저장 및 출력에 대한 하드웨어의 부하를 감소시킴과 동시에 정확한 동기화를 수행하여 원활한 3D 영상의 시청을 보장하는 효과가 있다.

도 1은 UHD 영상의 제작 과정에 대한 도면.
도 2는 기존의 UHD 실시간 입출력 시스템에 대한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈의 상세구성도.
도 5는 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈의 안경 지원 방식에 대응하는 3D 포맷에 따른 실시간 3D 포맷팅의 일실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈의 안경 지원 방식에 대응한 3D 포맷에 따른 실시간 3D 포맷팅의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈의 무안경 지원 방식에 대응한 3D 포맷에 따른 실시간 3D 포맷팅의 일실시예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템의 마스터 및 슬레이브 설정에 따른 일실시예를 도시한 도면.

본 발명은 초고화질(UHD) 영상을 복수의 HD 영상 프레임에 대한 원시데이터로 분할하여 수신하는 모듈에서 용이하게 초고화질의 3D 영상으로 변환하여 처리하기 위하여, 상기 모듈의 전처리부가 상기 원시데이터를 3D 포맷에 대응되도록 배열하는 전처리 과정을 거치도록 하여, 인코더/디코더부가 3D 영상으로 코딩하는 시간 및 부하를 크게 경감시켜 실시간 3D 영상의 출력을 보장하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 제안한다.

또한, 본 발명은 상기 실시간 3D 포맷팅 모듈을 복수로 연결하여 각 모듈간의 동기화 정보 및 3D 포맷에 대한 정보를 상호 전송하여 교환하도록 함으로써 8K UHD 이상의 영상에 대해서도 용이하게 3D 영상 처리가 이루어질 수 있는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템을 제안한다.

더하여, 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈은 외부의 제어 또는 설정에 따라 3D 포맷을 가변하여 적용할 수 있으며, 설정된 상기 3D 포맷에 따라 모듈의 구성을 적응적으로 가변할 수 있어 3D 시청을 위해 안경이 필요한 3D 포맷이나 무안경 방식의 렌티큘러와 같은 3D 포맷에 대응되도록 원시데이터를 선택적으로 배열하여 하나의 모듈을 통해 다양한 3D 포맷의 영상을 제작할 수 있다.

상술한 바를 토대로, 본 발명의 상세한 구성을 도면을 참고하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈의 구성을 나타낸 구성도로서, 도시된 바와 같이 좌안과 우안의 4K UHD 영상을 각각 4개의 HD 영상으로 분할하여 수신하는 3D 입력 채널부(100)와, 상기 3D 입력 채널부(100)로부터 입력되는 데이터를 3D 포맷에 따라 처리하는 전처리부(200)와, 상기 3D 포맷으로 처리된 데이터를 기설정된 코딩 방식에 따라 인코딩하여 3D 영상을 생성하는 인코더/디코더부(300)와, 상기 코딩된 3D 영상을 저장하는 고속 저장매체(400)를 포함한다.

이때, 상기 HD 영상은 원시데이터(law data)로서 상기 3D 입력채널부(100)를 통해 입력되고, 상기 전처리부(200)는 상기 3D 입력 채널부(100)로부터 상기 원시데이터를 수신하여 3D 포맷에 대응되도록 프레임 단위로 처리한 후 배열하므로, 이후 상기 인코더/디코더부(300)가 상기 전처리부로부터 제공되는 3D 포맷에 따라 처리된 3D 영상용 원시데이터 배열을 그대로 수신하여 코딩을 실시함으로써, 상기 인코더/디코더부(300)는 3D 처리에 대한 부하를 줄일 수 있으며 신속하게 3D 영상으로 코딩할 수 있다. 따라서, 이와 같은 전처리 과정을 통해 초고화질 영상에 대해서도 3D 영상으로 용이하고 신속히 변환할 수 있어 실시간 3D 영상 출력을 보장한다. 즉, 상기 인코더/디코더부(300)는 상기 고속 저장매체(400)에 저장되는 3D 영상을 디코딩하여 실시간으로 3D 입력채널부(100)에 인접한 UHD 출력부를 통해 외부 출력기기로 출력할 수 있다.

더하여, 상기 인코더부/디코더부(300)는 상기 인터리브, 비인터리브 방식, 화면크기에 대한 고려여부, 오디오 정보의 저장위치 또는 동영상 압축 형식 중 적어도 하나를 포함하는 방식을 통해 상기 고속 저장매체(400)에 저장하거나 상기 UHD 출력부를 통해 외부기기로 출력할 수 있다.

한편, 상기 3D 입력채널부(100) 및 UHD 출력부는 광케이블과 연결될 수 있는 커넥터를 포함하여 광입출력을 지원할 수 있으며, 상기 고속 저장매체(400)는 E-IDE 방식의 하드디스크 드라이브(HDD)나 SSD(Solid State Disk)를 포함할 수 있다.

상술한 구성을 토대로 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈의 상세한 구성을 도 4를 참고하여 설명하기로 한다.

상기 모듈이 UHD의 3D 영상을 생성하기 위해 동일 대상에 대하여 동일 시점에서 촬영된 좌안과 우안의 UHD 영상이 모두 요구되므로, 상기 3D 입력 채널부(100)는 좌안의 UHD 영상을 구성하는 4개의 HD 영상에 대한 원시데이터를 수신하는 제 1 채널부(110)와, 우안의 UHD 영상을 구성하는 4개의 HD 영상에 대한 원시데이터를 수신하는 제 2 채널부(120)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 제 1 채널부(110)와 제 2 채널부(120)는 본 발명의 설명을 위해 편의상 구분한 것으로서, 이하 설명한 제 1 채널부(110)와 제 2 채널부(120)는 좌안과 우안이 서로 변경되어 구성될 수 있으며, 각 채널부에 포함된 개별 HD 채널은 상기 3D 입력 채널부(100)에 위치가 상호 변경되어 구성될 수도 있다.

또한, 상기 전처리부가 제 1 채널부(110) 또는 제 2 채널부(120)에서 제공되는 원시데이터를 순차적으로 교번하여 처리하기 위하여, 상기 3D 입력 채널부(100)와 상기 전처리부(200)의 사이에 버퍼부(130)가 연결될 수 있으며, 상기 버퍼부(130)는 상기 제 1 채널부(110) 또는 제 2 채널부(120)에서 제공되는 HD 영상에 대한 원시데이터를 임시로 저장 할 수 있다.

이에 따라, 상기 전처리부(200)는 상기 제 1 채널부(110) 또는 제 2 채널부(120) 중 하나에 대하여 원시데이터를 수신하여 처리한 다음, 상기 버퍼부(130)로부터 임시 저장된 제 1 채널부(110) 또는 제 2 채널부(120) 중 다른 하나의 원시데이터를 수신하여 순차적으로 처리하여, 동일 시점에서의 동일 대상에 대한 좌안과 우안의 영상을 모두 획득할 수 있도록 한다.

이때, 상기 전처리부(200)는 도시된 바와 같이 좌우안 영상 획득부(210), 포맷 설정부(220), 동기화부(230), 3D 프레임 추출부(250), 보간부(260) 및 포맷팅부(240)로 구성될 수 있다.

우선, 상기 포맷 설정부(220)는 외부 제어나 입력에 따라 3D 포맷이 변경되어 설정될 수 있으며, 상기 포맷 설정부(220)는 설정된 3D 포맷에 따라 상기 3D 프레임 추출부(250), 보간부(260) 및 상기 버퍼부(130)의 활성화 여부를 결정할 수 있다.

즉, 상기 포맷 설정부(220)는 편광 또는 셔터글라스 등과 같은 안경을 통해 시청하는 3D 포맷인 경우와, 렌티큘러와 같이 무안경을 지원하는 경우에 대한 3D 포맷이 설정될 수 있으며, 상기 포맷 설정부(220)는 각 3D 포맷에 따라 상기 전처리부(200)의 구성요소와 버퍼부(130)의 활성화 여부를 결정하여 최적화된 모듈의 구성요소를 통해 처리되도록 함으로써, 실시간성을 만족하는 동시에 고품질의 3D 영상이 출력되도록 할 수 있다.

이와 같은 3D 포맷에 따라 대응되도록 모듈의 구성요소가 최적화되는 실시예를 상기 도 4의 구성을 참고로 도 5 내지 도 7를 통해 상세히 설명하도록 한다.

상기 3D 포맷은 상술한 바와 같이 안경 지원 방식과 무안경 지원 방식의 포맷으로 나뉘며, 각 포맷 방식은 실시간 출력이 요구되지 않고 고속 저장매체(400)에 저장되는 제 1 경우와, 실시간 출력이 요구되는 제 2 경우로 나뉘어 설정될 수 있다.

우선, 도 5에 도시된 안경 지원 방식의 3D 포맷 중 제 1 경우는 실시간성이 요구되지 않으며 상기 고속 저장매체에 저장하기 위한 경우에 설정될 수 있으며, 추후 상기 인코더/디코더부(300)가 상기 고속 저장매체(400)에 저장된 3D 영상을 로드하여 상기 UHD 출력부(310)를 통해 출력할 수 있다.

상기 안경 지원 방식의 제 1 경우가 상기 포맷 설정부(220)에 설정된 경우, 상기 포맷 설정부는 보간부(260)를 활성화 시킬 수 있으며 상기 좌우안 영상 획득부(210)에 제 1 경우에 대한 제어신호를 제공하고, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 수신한 상기 안경 지원 방식의 제 1 경우에 대한 제어신호를 근거로 상기 3D 입력 채널부(100)의 각 채널부와의 연결을 순차적으로 교번하여 좌안과 우안에 대응하는 원시데이터를 일정 시간 간격으로 수신할 수 있다.

따라서, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 제 1 채널부(110)로부터 좌안에 대응하는 복수의 HD 영상에 대한 원시데이터를 수신한 후 좌안의 UHD 영상 프레임을 구성하도록 상기 원시데이터를 배열하며, 이후 제 2 채널부(120)로부터 우안에 대응하는 HD 영상에 대한 원시데이터를 수신한 후 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하도록 상기 원시데이터를 배열할 수 있다. 이후, 좌우안 영상 획득부(210)는 제 1 채널부(110)로 교번하여 상술한 처리 과정을 반복하며, 상술한 바와 같이 상기 제 1 채널부(110)와 제 2 채널부(120)를 UHD 영상의 프레임 단위로 교차하면서 원시데이터를 수신하여 처리한다.

이때, 도시된 바와 같이 상기 좌우안 영상 획득부(210)가 각 채널부를 교번하여 원시데이터를 수신하는 동작에 따라, 상기 좌안에 대응하는 UHD 영상 프레임의 시점(n)과 우안에 대응하는 UHD 영상 프레임의 시점(n+1)에 차이가 발생한다.

따라서, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 제 1 또는 제 2 채널부(110, 120) 중 최초 수신되는 HD 영상의 시간정보를 기준으로 동기화 시점을 결정하고, 상기 동기화부(230)의 클럭신호를 근거로 제 1 채널부(110)에 대응하는 UHD 영상 프레임과 제 2 채널부(120)에 대응하는 UHD 영상 프레임을 한 쌍으로 하여 동기화 시킬 수 있다.

이때, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 상기 동기화부(230)의 클럭신호를 근거로 인덱스정보를 생성할 수 있으며, 상기 한쌍으로 동기화된 UHD 영상 프레임의 원시데이터와 함께 이후에 배치된 구성요소에 제공할 수 있다.

이후, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 3D 영상을 구성하는 상기 한 쌍의 UHD 영상 프레임으로 상기 원시데이터를 배열한 경우, 다시 상기 좌안과 우안에 해당하는 각 채널부로부터 원시데이터를 번갈아 가며 수신하여 한 쌍의 UHD 영상 프레임을 배열하고 동기화시키는 것을 반복한다.

이와 같은 상기 좌우안 영상 획득부(210)의 동작은 만일 상기 제 1 채널부(110)와 제 2 채널부(120)를 통해 입력되는 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터의 초당 프레임이 각각 30 f/s인 경우 각 채널부에 대해 1프레임 간격으로 교번하여 원시데이터를 입력받아 각 15 f/s을 입력받게 되지만, 모든 채널부에 대해 30 f/s를 입력받게 되어 3D 입력 채널부(100)와 동일한 초당 프레임 속도를 그대로 유지할 수 있다.

다시말해, 셔터 글라스 방식과 같이 좌안과 우안의 영상을 번갈아가면서 제공하는 방식과 본 발명에 따른 실시간 3D 포맷팅 모듈이 영상을 처리하는 방식이 동일하며, 프레임 속도 및 화질의 저하가 없다.

한편, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 순차적으로 배열하는 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터를 상기 포맷 설정부(220)에 의해 활성화된 보간부(260)에 순차적으로 제공할 수 있다.

이때, 상기 보간부(260)는 상기 좌우안 영상획득부(210)의 각 채널부에 대한 교번 수신에 따라 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임 사이에서 발생하는 영상의 변화 차이를 보상한다.

다시 말해, 상기 보간부(260)는 UHD 영상 프레임 단위로 선행 UHD 영상 프레임의 배열된 데이터값과 후행 UHD 영상 프레임의 배열된 데이터값을 비교하여, 변형 차이가 기설정된 라인 또는 픽셀 이상인 경우 선행 입력된 UHD 프레임을 기준으로 후행 입력된 UHD 프레임의 픽셀 또는 라인을 보간하여 변형 차이를 보상할 수 있다. 더하여, 상기와 같은 보간를 통해 상기 보간부(260)는 깊이감 조절을 실시할 수 있을 뿐 아니라, 채도, 명도, 휘도와 같은 색상변화값 역시 보간할 수 있어 선행과 후행의 UHD 영상 프레임간의 차이를 보상할 수도 있다.

이후, 상기 포맷팅부(240)는 상기 보간부(260)로부터 UHD 영상 프레임 단위로 정렬된 원시데이터들을 순차적으로 입력받게 되며, 상기 포맷 설정부(220)에 설정된 3D 포맷에 따라 좌안과 우안에 해당하는 UHD 프레임을 가로 또는 세로로 배열하여 연속적인 안경 지원 방식의 3D 영상 프레임에 대한 원시데이터로 변환한다. 이때, 상기 포맷팅부(240)는 상기 원시데이터와 함께 전송된 인덱스 정보를 근거로 한쌍으로 동기화된 UHD 영상 프레임을 구분할 수 있으며, 한 쌍의 UHD 영상 프레임을 3D 포맷으로 정렬하여 3D 영상의 프레임의 원시데이터로서 구성할 수 있다.

또한, 상기 포맷팅부(240)는 상기 3D 영상의 프레임에 대응되도록 배열된 원시데이터를 상기 인코더/디코더부(300)로 제공하며, 상기 인코더/디코더부(300)는 3D 영상의 프레임에 대한 원시데이터를 기설정된 코딩 방식으로 인코딩하여 실시간으로 상기 고속 저장매체에 저장할 수 있으며, 실시간 방송인 경우 바로 상기 UHD 출력부(310)를 통해 외부 출력기기로 출력할 수도 있다.

한편, 도 6은 상기 외부 제어 또는 입력을 통해 안경 지원 방식 중 방송과 같은 실시간 처리가 요구되는 제 2 경우에 대해 도시한 도면이다.

이와 같은 제 2 경우가 상기 포맷 설정부에 설정되는 경우, 상기 포맷 설정부(220)는 버퍼부(130)를 활성화 시킬 수 있다.

상기 버퍼부(130)는 좌우안 영상 획득부 및 상기 3D 입력 채널부의 제 1 채널부(110) 및 제 2 채널부(120) 중 어느 한 채널과 연결되어 연결된 채널부에서 제공하는 HD 영상에 대한 복수의 원시데이터를 임시적으로 저장한 후 상기 좌우안 영상 획득부(210)의 요청에 따라 임시저장된 원시데이터를 제공할 수 있다. 이하 설명하는 도 5에서는 제 2 채널부에 연결된 경우를 예로 들어 설명하지만, 제 1 채널부에도 연결될 수 있음은 자명하다.

우선, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 상기 제 1 채널부(110)로부터 좌안에 대응하는 복수의 HD 영상에 대한 원시데이터를 수신한 후 UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터로 정렬할 수 있음은 상술한 바와 같다.

이때, 상기 좌우안 영상 획득부(210)가 상기 좌안에 대응하는 복수의 HD 영상 프레임에 대한 원시데이터를 처리하는 단계와 동시에 상기 버퍼부(130)는 상기 제 2 채널부(120)로부터 우안에 대응하는 복수의 HD 영상 프레임에 대한 원시데이터를 수신하여 임시 저장한다.

이후, 상기 좌우안 영상 획득부(210)가 상기 좌안에 대응하는 원시데이터의 처리가 완료되면, 상기 버퍼부(130)로부터 상기 우안에 대응하는 원시데이터를 수신하여 상기 좌안의 원시데이터와 마찬가지로 UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터로 배열한다.

한편, 상기 좌안에 대응하는 우안의 UHD 영상 프레임에 대한 배열 과정에서 상기 3D 입력 채널부(100)로부터 n+1 시점의 좌안과 우안에 대응하는 복수의 HD 영상 프레임에 대한 원시데이터들이 제공되지만, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 상기 우안에 대응하는 UHD 영상 프레임의 원시데이터를 배열하는 중이므로 n+1 시점에서 제공되는 데이터는 무시하며, 상기 버퍼부(130) 역시 상기 n+1 시점에서 3D 입력 채널부(100)를 통해 제공되는 데이터를 무시한다.

따라서, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 n 시점의 UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터 배열이 완료된 경우 제 1 채널부(110)로부터 n+2 시점의 영상을 획득하여 처리하게 되며, 상기 버퍼부(130) 역시 n+2 시점의 우안에 대응하는 원시데이터를 임시 저장한 후 상기 좌우안 영상 획득부에 제공하는 방식으로 동작한다. 즉, 좌우안 영상 획득부(210)는 1 프레임의 시간 간격으로 각 채널부로부터 원시데이터를 획득하게 된다.

이와 같은 상기 제 2 경우에서 상기 좌우안 영상 획득부(210)의 UHD 영상 프레임에 대응하도록 원시데이터를 배열하는 방식은 동일 시점에서 촬영된 좌안과 우안의 원시데이터를 획득할 수 있어 제 1 경우와 같은 상기 보간부(260)의 처리가 요구되지 않는다. 또한, 동일 시점이기 때문에 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 상기 각 채널부로부터 전송되는 각 HD 영상의 원시데이터에 포함된 시간정보를 근거로 동기화하여 원시데이터를 배열할 수 있으며, 좌안과 우안에 각각 대응되도록 상기 UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터 역시 상기 시간정보를 근거로 동기화할 수 있다.

이후, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 순차적으로 상기 UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터를 상기 포맷팅부(240)에 전송하며, 상기 포맷팅부(240)는 상기 시간정보를 근거로 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 상기 제 1 경우와 마찬가지로 포맷 설정부(220)에 설정된 3D 포맷에 따라 3D 영상 프레임에 대한 원시데이터로 배열한다.

이후, 상기 인코더/디코더부(300)가 상기 3D 영상에 대한 원시데이터를 수신하여 처리하는 방식은 상기 제 1 경우와 동일하지만, 제 2 경우는 동일 시점에서의 좌안과 우안에 대한 영상을 획득하여 처리하므로 보간부(260)의 처리 과정을 제외할 수 있으므로 상기 전처리부(200)의 전처리 과정에 따른 딜레이를 최소화함으로써 3D 영상이 실시간으로 출력되도록 할 수 있다.

도 7은 3D 포맷 중 렌티큘러 방식과 같은 무안경 방식에 해당하는 3D 포맷이 상기 포맷 설정부(220)에 설정된 경우로서, 상기 포맷 설정부(220)는 무안경 방식에 대한 3D 포맷에 따라 상기 버퍼부(130), 3D 프레임 추출부(250) 및 보간부(260)를 활성화 시킬 수 있다.

이때, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 상기 제 2 경우와 마찬가지로 상기 제 1 채널부(110) 및 버퍼부(130)로부터 순차적으로 원시데이터를 획득하며, 좌안과 우안에 각각 대응하는 UHD 영상 프레임을 구성하도록 상기 원시데이터를 배열한다. 이때, 상술한 바와 같이 제 1 채널부(110)가 버퍼부(130)에 연결되어 우안에 대응하는 원시데이터가 먼저 수신되어 처리될 수도 있음은 자명하다.

이후, 상기 좌우안 영상 획득부(210)는 좌안과 우안에 대응하는 상기 UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터를 제 2 경우와 마찬가지로 상기 3D 프레임 추출부(250)에 제공한다.

상기 3D 프레임 추출부(250)는 상기 포맷 설정부(220)의 설정을 근거로 상기 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임에 대하여 각각 기설정된 라인 또는 픽셀에 따라 UHD 영상 프레임의 원시데이터 중 일부를 추출한다. 이때, 상기 3D 프레임 추출부(250)는 상기 좌안과 우안에 대응하는 한 쌍의 UHD 영상 프레임이 상호 결합하여 3D 포맷인 상기 렌티큘러 방식에 대응되도록 하나의 3D 영상 프레임을 형성하는 경우 상기 3D 영상 프레임 내에서 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임의 원시데이터가 가로 또는 세로의 어레이로 교번하면서 배열될 수 있도록 상기 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임의 원시데이터를 소정의 어레이 간격으로 추출할 수 있다.

이후, 상기 보간부(260)는 상기 3D 프레임 추출부(250)로부터 추출된 원시데이터를 획득한 후, 상기 좌안과 우안의 UHD 영상 데이터에 대한 원시데이터 중 중첩되거나 경계를 이루는 픽셀이나 라인 값의 차이를 보상하여 고품질의 영상을 획득할 수 있도록 한다.

이때, 상기 좌우안 영상 획득부(210)가 상기 안경 지원 방식 중 제 1 경우의 3D 포맷처럼 버퍼부(130) 없이 영상을 교번하면서 획득할 수 있지만 제 2 경우의 수신 방식을 이용하는 이유는, 제 1 경우와 같이 좌우안 영상 획득부(210)가 원시데이터를 수신하는 경우 상기 보간부(260)는 3D 프레임 추출부(250)에서 발생하는 차이 뿐만 아니라 좌안과 우안의 프레임 사이에서 발생하는 차이를 보상하는 이중 처리과정을 거쳐야 하므로 보간에 따른 딜레이가 너무 길어져 본 발명의 목적인 전처리부의 신속한 처리 및 실시간 지원에 부합되지 않아, 상기 버퍼부(130)를 활성화하여 동일 시점의 영상을 획득하여 최대한 보간부(260)의 처리 부하를 경감시키는 것이 바람직하다.

또한, 좌안과 우안의 원시데이터 각각에 대하여 소정의 간격으로 일부의 원시데이터를 추출하므로 기준을 정하기가 어려우므로 보간부(260)의 처리 과정을 복잡하게 만들 우려가 있으므로 무안경 방식에 있어서 제 2 경우와 같은 수신방식을 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 보간부(260)는 보간된 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 상기 포맷팅부(240)에 전달한다.

이후, 상기 포맷팅부(240)는 상기 보간부(260)로부터 수신한 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임의 시간정보를 근거로 추출된 좌안의 UHD 영상 프레임의 원시데이터와 추출된 우안의 UHD 영상 프레임의 원시데이터를 상기 포맷 설정부(220)에 설정된 무안경 지원 방식에 따른 3D 영상 프레임을 구성하도록 원시데이터를 배열할 수 있다.

이후, 상기 포맷팅부(240)는 상술한 바와 마찬가지로 상기 인코더/디코더부(300)에 상기 3D 영상 프레임에 대한 원시데이터를 제공하고, 상기 인코더/디코더부(300)가 상기 3D 영상 프레임에 대한 원시데이터를 코딩하여 상기 고속 저장매체(400)에 저장하거나 상기 UHD 출력부(310)를 통해 출력하도록 할 수 있다. 이와 같은 무안경 지원 방식의 3D 포맷 역시 상기 제 2 경우와 마찬가지로 상기 보간부(260)의 보간을 최소화하여 실시간 출력을 지원할 수 있다.

한편, 상술한 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈은 4K UHD를 기준으로 설명하였으나, 상기 실시간 3D 포맷팅 모듈을 복수로 구성한 후 상호 연결한 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 시스템은 8K UHD급 화질 이상의 영상에 대해서도 상술한 바와 같은 4K UHD 영상의 3D 포맷팅과 마찬가지로 처리할 수 있다.

이를 도 8을 통해 상세히 설명하면, 8K UHD 영상을 처리하기 위하여 상기 실시간 3D 포맷팅 모듈(10)은 4개로 구성될 수 있으며, 각 실시간 3D 포맷팅 모듈(10)은 네트워크 인터페이스 카드(NIC: Network Interface Card, 이하 NIC)를 더 포함하여, 상기 NIC를 통해 LAN과 같은 외부 네트워크에 연결되어 상기 실시간 3D 포맷팅 모듈간의 제어신호 교환이 이루어지도록 할 수 있다.

이때, 상기 각 실시간 3D 포맷팅 모듈(10)은 인코더/디코더부의 구성을 제외하고 전처리부가 바로 저장매체와 연결될 수 있으며, 상기 인코더/디코더부에 대응하는 통합 코딩부(20)가 상기 LAN을 통해 상기 4개의 실시간 3D 포맷팅 모듈(10)과 연결될 수 있다.

따라서, 복수의 실시간 3D 포맷팅 모듈(10)에 각각 포함된 전처리부는 상술한 바와 같이 기설정된 3D 포맷에 따라 3D 영상 프레임에 대한 원시데이터를 상기 고속 저장매체에 저장할 수 있으며, 상기 통합 코딩부(20)는 상기 LAN을 통해 각 모듈(10)로부터 상기 3D 영상 프레임의 원시데이터 배열 중 좌안 프레임에 대응하는 부분만을 획득하여 4K UHD 영상 프레임의 원시데이터 4개를 좌안의 8K UHD 영상 프레임에 대응되도록 배열한 후 코딩하여 외부로 출력하거나 별도의 고속 저장수단(30)에 저장할 수 있다.

이때, 상기 고속 저장수단(40)은 상기 고속 저장매체와 마찬가지로 E-IDE 방식의 하드디스크 드라이브(HDD)나 SSD(Solid State Disk)를 포함할 수 있다.

이후, 상기 통합 코딩부(20)는 LAN을 통해 각 모듈(10)로부터 상기 3D 영상 프레임 중 상기 좌안과 한쌍을 이루는 우안 프레임 부분을 획득하여 상술한 바와 마찬가지로 우안의 8K UHD 영상 프레임에 대응되도록 복수의 4K UHD 영상 프레임에 대한 원시데이터를 배열한 후 코딩하여 상기 좌안의 8K UHD 영상 프레임 이후에 출력하거나 상기 고속 저장수단(30)에 저장하여 출력부(40)에 3D 영상을 출력하거나 상기 고속 저장수단(30)에 저장할 수 있다.

이때, 상기 각 모듈(10)은 NIC를 통해 타 모듈과의 제어신호 교환으로부터 프레임의 동기화 및 상기 포맷 설정부에 설정된 3D 포맷을 동기화 시킬 수 있다.

즉, 상기 모듈(10) 중 하나가 마스터로 설정될 수 있으며, 상기 마스터 모듈에 포함된 전처리부가 사용자 입력을 근거로 슬레이브에 해당하는 나머지 모듈의 전처리부를 통합 관리하도록 설정될 수 있다.

이를 도 9를 통해 상세히 살펴보면, 도 9는 본 발명에 따른 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템의 마스터 및 슬레이브 설정에 따른 동기화 과정을 도시한 도면으로서, 8K UHD 영상은 각 모듈이 4개의 4K UHD로 분할하여 처리하게 된다.

이때, 마스터에 해당하는 모듈 1의 영상신호 수신 시간이 타 모듈에 비해 지연되더라도 상기 입출력 모듈 1은 마스터에 해당하는 모듈이기 때문에 상기 모듈 1의 전처리부는 동기화 시점을 자의적으로 결정할 수 있다.

따라서, 상기 모듈 1은 동기화 시점을 n으로 결정하고, 이를 제어신호로서 상기 NIC와 연결된 LAN을 통해 슬레이브에 해당하는 모듈 2, 3, 4에 각각 전송한다. 이때, 상기 모듈 1의 전처리부는 3D 포맷을 일치시키기 위하여 상기 모듈 1의 포맷 설정부에 설정된 3D 포맷에 대한 정보를 상기 제어신호에 포함하여 전송할 수 있다.

한편, 상기 모듈 2, 3, 4의 전처리부는 LAN과 연결되는 NIC를 통해 상기 제어신호를 수신한 후 상기 제어신호를 근거로 좌안과 우안의 4K UHD 영상 프레임의 원시데이터를 배열하여 3D 영상 프레임의 원시데이터로 변환시 동기화 시점을 상기 n으로 일치시키고, 상기 마스터 모듈 1의 3D 포맷에 대응하도록 4K UHD 영상 프레임의 원시데이터를 배열하여 상기 3D 영상 프레임의 원시데이터로 변환한다.

이후 상기 각 모듈에 입력되는 원시데이터들 역시 상기 마스터 모듈 1이 주기적으로 동기화 시점과 3D 포맷에 대한 제어신호를 상기 NIC와 LAN을 통해 슬레이브 모듈 2, 3, 4에 전송하여 순차적으로 스트림 형태로 각 모듈에 포함된 고속 저장매체에 저장할 수 있다.

한편, 상기 통합 코딩부는 각 모듈에 저장된 상기 3D 영상 프레임의 원시데이터 배열을 4K UHD 영상 프레임 단위로 구분하여 좌안과 우안의 4K UHD 영상 프레임을 선택적으로 추출하여 코딩함으로써 좌안과 우안 각각에 대한 8K UHD 영상 프레임을 생성하여 출력하게 된다.

이와 같이, 상기 실시간 3D 포맷팅 모듈을 4개 이상으로 구성하는 경우 상술한 8K UHD 영상 뿐만 아니라 그 이상의 초고화질 영상에 대해서도 용이하게 3D 영상의 출력을 지원한다.

10: 실시간 3D 포맷팅 모듈 20: 통합 코딩부
30: 고속 저장수단 40: 출력부
100: 3D 입력채널부 110: 제 1 채널부
120: 제 2 채널부 130: 버퍼부
200: 전처리부 210: 좌우안 영상 획득부
220: 포맷 설정부 230: 동기화부
240: 포맷팅부 250: 3D 프레임 추출부
260: 보간부 300: 인코더/디코더부
310: UHD 출력부 400: 저장매체

Claims (12)

1. 좌안에 대응하는 제 1채널부와 우안에 대응하는 제 2채널부로 구성되어, 각 채널부를 통해 UHD 영상을 4개의 HD 영상 프레임에 대응하는 원시 데이터(law data)로 분할하여 수신하는 3D 입력채널부;
   기설정된 3D 포맷에 따라 상기 3D 입력채널부의 각 채널부가 제공하는 개별 HD 영상을 상기 3D 포맷에 따라 선별 수신하면서 각 원시 데이터에 대한 동기화를 확인하고, 상기 3D 포맷에 따라 상기 선별 수신된 원시 데이터를 배열하여 3D 영상용 원시데이터를 제공하는 전처리부;
   상기 전처리부를 통해 배열된 3D 영상용 원시데이터를 기설정된 방식으로 인코딩 또는 디코딩 하는 인코더/디코더부; 및
   상기 인코더/디코더부를 통해 인코딩된 3D 영상을 저장하고 제공하는 고속 저장매체
   를 포함하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   외부 출력기기로 3D의 UHD 영상을 출력하는 UHD 출력부를 더 포함하며,
   상기 인코더/디코더부는 상기 3D 영상용 원시데이터를 상기 UHD 출력부를 통해 출력하거나, 고속 저장매체로부터 인코딩된 3D 영상을 디코딩하여 상기 UHD 출력부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고속 저장매체는 E-IDE 방식의 하드디스크 드라이브(HDD)나 SSD(Solid State Disk)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전처리부는
   동기용 클럭신호를 제공하는 동기화부;
   3D 포맷이 외부 제어나 설정에 따라 하나 이상의 3D 포맷 중 하나를 설정하는 포맷 설정부;
   동기화부의 클럭신호를 근거로 상기 각 채널부가 제공하는 원시데이터를 동기화를 실시하면서 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하도록 배열하며, 상기 포맷 설정부의 3D 포맷에 따라 상기 각 채널부로부터 제공되는 원시데이터에 대한 수신방식을 변경하는 좌우안 영상 획득부; 및
   상기 좌우안 영상 획득부가 제공하는 동기화된 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 상기 포맷 설정부의 3D 포맷에 따라 배열하여 상기 3D 영상용 원시데이터로 변환하는 포맷팅부
   를 포함하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포멧팅 모듈.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 3D 포맷이 안경을 통해 시청하는 방식을 위한 포맷인 경우
   상기 좌우안 영상 획득부는 상기 각 채널부가 제공하는 원시데이터를 UHD 영상 프레임 단위로 교번하여 수신하며,
   상기 좌우안 영상 획득부으로부터 동기화된 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 수신하여, 상기 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터 사이의 픽셀 또는 라인의 차이를 보간하는 보간부를 더 포함하여,
   상기 포맷팅부는 보간된 상기 좌안과 우안의 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 상기 3D 포맷에 따라 가로 또는 세로로 배열하여 상기 3D 영상용 원시데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 3D 포맷이 안경을 통해 시청하는 방식을 위한 포맷인 경우
   상기 제 1 채널부 및 제 2 채널부 중 어느 하나에 연결되는 버퍼부를 더 포함하여,
   상기 좌우안 영상 획득부는 상기 제 1 채널부 및 제 2 채널부 중 어느 하나로부터 직접 원시데이터를 수신한 후 제 1 UHD 영상 프레임을 구성하도록 배열하고, 상기 버퍼부로부터 제공되는 원시데이터를 수신한 후 제 2 UHD 영상 프레임을 구성하도록 배열하며, 상기 동기화부의 클럭신호와 원시데이터의 시간정보를 근거로 상기 제 1 UHD 영상 프레임과 제 2 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 동기화하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 포멧 설정부에 기설정된 3D 포멧 방식이 렌티큘러 방식인 경우
   상기 좌우안 영상 획득부는 상기 각 채널부로부터 UHD 프레임 단위로 원시데이터를 수신하여 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 생성하며,
   상기 동기화된 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터 각각에 대해 기설정된 간격의 어레이 단위에 포함된 원시데이터를 추출하는 3D 프레임 추출부; 및
   추출된 상기 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터 중 상호 인접하는 픽셀 또는 라인을 보간하는 보간부를 더 포함하여,
   상기 포맷팅부는 상기 보간부로부터 보간된 상기 제 3 및 제 4 UHD 영상 프레임을 구성하는 원시데이터를 결합하여 상기 3D 영상용 원시데이터를 생성하는 포맷팅부
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
8. 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포맷 설정부는 상기 포맷 설정부의 3D 포맷에 따라 버퍼부, 보간부 및 3D 프레임 추출부 중 적어도 하나 이상을 활성화하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 인코더부/디코더부는 인터리브, 비인터리브 방식, 화면크기에 대한 고려여부, 오디오 정보의 저장위치 또는 동영상 압축 형식 중 적어도 하나를 포함하는 저장방식을 통해 상기 고속 저장매체에 저장하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈.
   
10. LAN을 통해 연결되어 네트워크를 구성하는 복수의 모듈을 포함하며,
    상기 각 모듈은
    상기 LAN을 통해 타 모듈과의 네트워크 연결을 지원하는 NIC(Network Interface Card);
    좌안과 우안에 대응하는 복수의 채널부를 포함하며, 각 채널부를 통해 4K UHD 영상을 복수의 HD 영상으로 분할된 원시데이터로 수신하는 3D 입력채널부;
    동기화 클럭신호를 생성하는 동기화부;
    외부의 제어 또는 입력에 따라 설정된 3D 포맷에 따라 상기 3D 입력채널부의 각 채널부가 제공하는 개별 HD 영상을 상기 3D 포맷에 따라 선별 수신하면서 각 원시 데이터에 대한 동기화를 확인하고, 상기 3D 포맷에 따라 상기 선별 수신된 원시 데이터를 배열하여 3D 영상용 원시데이터를 제공하는 전처리부;
    상기 전처리부가 제공하는 3D 영상용 원시데이터를 저장하는 고속 저장매체
    를 포함하고,
    상기 각 모듈의 고속 저장매체에 저장된 3D 영상용 원시데이터로부터 4K UHD 영상 프레임 단위로 원시데이터를 추출하여 좌안과 우안의 8K UHD 영상 프레임을 구성하도록 원시데이터를 배열한 후 코딩하거나 출력하는 통합 코딩부
    를 더 포함하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전처리부는 상기 모듈의 마스터 또는 슬레이브를 설정할 수 있으며,
    상기 모듈 중 마스터로 설정된 모듈의 전처리부는 동기화 시점을 결정하여 상기 NIC를 통해 슬레이브로 설정된 타 모듈의 전처리를 제어하여, 상기 각 모듈에서 수신하는 원시데이터를 동기화하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 모듈 중 마스터로 설정된 상기 전처리부는 상기 3D 포맷에 대한 정보를 상기 NIC를 통해 슬레이브로 설정된 모듈의 전처리부에 전송할 수 있으며, 상기 전처리부는 수신된 3D 포맷에 따라 동기화된 원시데이터를 배열하여 생성된 3D 영상용 원시데이터를 상기 고속 저장매체에 저장하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상을 위한 실시간 3D 포맷팅 모듈을 이용한 실시간 3D 포맷팅 시스템.
    
    

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