KR101259449B1 - 고속 카메라의 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법은 송신측에 구비된 복수의 엠펙인코더 및 다중화기와 수신측에 구비된 복수의 엠펙디코더 및 역다중화기를 이용하여 고속 카메라로부터 수신되는 영상데이터를 복수 개로 분할하여 전송함으로써, 전송되는 영상데이터의 화질 손실은 최소화하면서 동시에 대용량 영상데이터를 고속으로 전송할 수 있게 한다.

Description

고속 카메라의 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법{AN APPARATUS AND METHOD FOR DIGITAL PICTURE SIGNALPROCESSING OF HIGH-SPEED CAMERA}

본 발명은 고속 카메라의 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 고속 카메라의 대용량 영상 데이터 스트림을 고속으로 전송하기 위한 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근, 광대역의 디지털 영상정보는 물리적인 공간과 대역폭의 효율성을 더욱 향상시키는 방향으로 개발되고 있다. 그러나, 상기 디지털 영상 정보를 원격 전송하는 경우, 초당 전송되는 디지털 영상 정보의 프레임 수는 일반적으로 30FPS 이상을 기대하기 어렵다. 이런 경우, 만일 중요한 이벤트 장면이 순간적으로 이루어진다면, 30FPS의 전송속도로는 유효한 정보를 획득하기가 어렵다.

특히, 무선원격계측(Wireless Telemetry)에 있어서 30FPS의 전송속도로 영상정보를 전송받게 되면 실제 유효한 정보가 되는 프레임 개수는 매우 적어지게 된다. 예를 들어, 초당 120 프레임인 고속 카메라의 영상정보를 30FPS의 전송속도로 원격 전송하게 되면 계측 데이터로서의 효율성이 떨어지게 된다.

이에, 고속 카메라의 디지털 영상 정보로부터 더 많은 유효 정보를 획득하기 위해 프레임의 전송속도를 더욱 향상시키는 방안이 고려되어야하며, 그와 동시에 안정성을 갖는 전송구의 또한 고려되어야 한다.

이에, 본 발명의 실시예들은, 30FPS를 초과하는 대용량의 고속 디지털 영상로부터 수집한 영상정보를 안정적으로 원격 전송하기 위해 복수의 MPEG2 인코더 및 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 실시간으로 고속 영상신호를 전송할 수 있도록 한 고속 카메라의 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 고속 카메라의 영상송신장치는, 고속 카메라의 영상신호를 전송규격에 맞는 복수의 처리가능한 그룹으로 분할 입력받고, 상기 입력받은 영상신호를 각각 압축하여 제공하는 복수의 MPEG2 인코딩부와; 상기 복수의 압축된 영상신호를 멀티플레싱하는 다중화부;를 포함하며, 상기 다중화부는, 상기 압축된 영상신호의 각 프레임 정보가 보존되도록 멀티플렉싱하고, 상기 압축된 영상신호를 하나 이상의 TS패킷으로 분할하여 RF신호 변조를 위한 RF신호변조부로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고속 카메라의 영상수신장치는, 외부로부터 RF신호 변조된 고속 카메라의 영상신호를 분할 입력받고, 상기 분할 입력받은 영상신호의 주파수 대역을 낮추어 출력하는 복수의 컨버터부와; 상기 컨버터부로부터 제공된 영상신호를 조합하여 TS패킷으로 변환하는 하나 이상의 신호복조부와; 상기 변환된 영상신호를 디멀티플렉싱하는 역다중화부를 포함하며, 상기 역다중화부는, 상기 변환된 영상신호를 디멀티플렉싱 및 복호화하고, 상기 변환된 영상신호를 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 압축해제하고, 전송된 영상의 실시간 디스플레이를 위해 RTP변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 고속 카메라의 디지털 영상신호 처리장치는, 고속 디지털 영상신호를 전송규격에 맞게 변형된 복수의 그룹으로 분할하고, 상기 분할된 영상신호를 그룹별로 압축하고, 상기 압축된 복수의 영상신호를 멀티플렉싱 및 암호화하여 송신하는 영상전송부와; 상기 영상전송부로부터 수신된 영상신호를 분할하고, 상기 분할된 복수의 영상신호를 조합하여 복조하고, 상기 복조된 영상신호를 디멀티플렉싱 및 복호화하고 실시간 디스플레이를 위해 RTP변환을 수행하는 영상수신부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 고속 카메라의 디지털 영상신호 처리방법은, 디지털 영상신호를 전송규격에 맞는 처리가능한 복수의 그룹으로 분할하는 단계와; 상기 분할된 디지털 영상신호를 복수의 MPEG2 인코더를 사용하여 압축하는 단계와; 상기 압축된 복수의 디지털 영상신호를 멀티플렉싱 및 암호화하여 안테나로 전송하는 단계와; 상기 안테나를 통해 수신된 디지털 영상신호를 분할하여 신호복조하는 단계와;상기 암호화된 디지털 영상신호를 디멀티플렉싱 및 복호화하는 단계와; 상기 복호화된 디지털 영상신호를 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 복원하고 실시간 디스플레이를 위해 RTP 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고속 카메라의 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법은, 송신측에 복수의 엠펙인코더 및 다중화기를 구비하고 수신측에 복수의 엠펙디코더 및 역다중화기를 구비하여서 고속 카메라로부터 수신되는 영상데이터를 복수 개로 분할 및 압축하여 전송함으로써, 전송되는 영상데이터의 화질 손실은 최소화하면서 대용량 영상데이터를 고속으로 전송할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상신호 처리장치의 송신측의 세부 구성을 보인 도면;
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상신호 처리장치의 수신측의 세부 구성을 보인 도면;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상신호 처리방법을 보인 흐름도이다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고속 카메라의 디지털 영상신호 처리장치 및 그 방법을 상세하게 기술하기로 한다.

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상신호 처리장치의 송신측 구성을 도시한다. 상기 송신측 구성, 즉 영상송신장치는, 고속 카메라의 프레임 버터로부터 수신되는 영상신호를 수집하여 컬러 변환하는 컬러 디코딩부(110)와, 복수의 MPEG2 인코딩부(120)와, 다중화부(130)와, 복수의 신호변조부(140)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성된 상기 영상송신장치의 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

상기 영상송신장치는, 하나 이상의 고속 카메라로부터 영상 데이터(100)를 획득하여 수집한다. 상기 영상송신장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전송속도가 60FPS인 2개의 카메라를 연결하고 각 프레임 버퍼로부터 복수의 영상 데이터(100)를 획득하여 수집하는 것으로 구현될 수 있다.

여기서 FPS는 매 초당 화면에 디스플레이되는 프레임의 개수를 의미한다. 수집된 영상신호는 8비트로 이루어진 베이어 패턴의 신호들로 이루어진다. 또, 상기 베이어 패턴의 신호들은 각 픽셀 정보에 고유의 색상 신호들을 포함하고 있다. 상기 영상송신장치는 고속으로 전송되는 영상의 재현성을 보다 향상시키기 위해, 고유의 색상 신호 정보를 포함하는 베이어 패턴 신호들을 이하에 기술되는 컬러 디코딩부(110)를 통해 컬러 변환한다.

또한, 상기 영상송신장치는 영상 데이터(100)를 획득 및 수집한 다음 이하에 기술되는 영상신호의 압축을 수행하기 위해, 예를 들어 28V의 상용전원을 공급받아 영상신호를 전송하거나 릴레이 동작을 수행할 수 있다.

상기 컬러 디코딩부(110)는 상기 고속 카메라의 영상신호를 수신하여 RGB 신호로 변환하고, 상기 RGB 신호를 이하의 MPEG2 인코딩부(120)에서 사용할 수 있는 YUV 신호로 변환한다. 여기서 RGB는 적색·녹색·청색에 의해서 색을 정의하는 색 모델, 또는 색 표시 방식으로 상기 적색·녹색·청색을 혼합하여 원하는 색을 만드는 가색 방식을 사용한다. 또, 상기 YUV 신호에서 Y는 휘도, U, V는 컬러 차이를 가리키는데, 이는 컬러변환과 양자화에 관한 것이다. 이와 같이 RGB 신호를 YUV 신호로 변환하는 이유는 수집된 영상신호를 이하에 기술되는 MPEG2 인코딩부(120)에서 Y/C 멀티플렉스 입력모드로 사용하기 위함이다. 변환된 YUV 신호는 밝기를 나타내는 Y신호와, 색을 나타내는 C신호와, 그 밖에 동기(Sync)신호로 분리될 수 있다. 분리된 각 신호는 약 8비트 정도의 크기를 갖는다.

상기 컬러 디코딩부(110)를 통해 컬러 변환된 영상신호는 각 프레임들을 재구성하여 복수의 MPEG2 인코딩부(120)에 전달한다. 상기 영상신호의 프레임 재구성 과정에서는 스트림된 영상 신호들이 복수의 그룹으로 분할된다. 분할된 영상 신호 그룹들은 각각 디지털 영상신호 프로토콜에 적합한 ITU-R 656 규격의 신호로 부호화된다. 그런 다음 분할된 영상신호들 그룹은 각각 복수의 MPEG2 인코딩부(120)에 입력된다. 영상신호 서비스의 부호화에 관한 국제 표준은 ITU(International Telecommunication Union)에서 규정하고 있는데, 본 발명의 실시예에서는 전송규격으로 ITU-656 에 따른 규격을 사용하기로 한다. 이와 같이 전송규격에 맞게 인코딩된 영상신호들은 부호화되었을 때 영상을 완전하게 복원할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 ITU-R 656 규격에 따른 신호처리를 예로 들고 있으나, 다른 국제표준에 관한 신호처리 또한 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있을 것이다.

상기 복수의 MPEG2 인코딩부(120)는 고속 카메라의 영상신호(100)를 전송규격에 맞는, 예를 들어 ITU-656의 전송규격을 사용하여, 복수의 처리가능한 그룹으로 분할 입력받는다. 즉, 하나의 MPEG2 인코더가 120FPS와 같은 고속 카메라의 대용량 데이터 스트림을 한꺼번에 처리할 수 없기 때문에, 4개의 30FPS 화면들로 재구성된 영상신호를 복수의 MPEG2 인코더에서 분할 입력받게 된다.

상기 복수의 MPEG2 인코딩부(120)는 입력받은 영상신호를 각각 압축하여 이하에 기술되는 다중화부(130)에 제공한다. 여기서, 상기 복수의 MPEG2 인코더를 이용한 압축은, 시간에 따라 연속적으로 변화하는 동영상신호를 압축하고 이를 코드로 변환한 후에 통신망을 통해 전송한다. 이를 위해, 상기 영상신호처리장치의 전송단에는 동영상신호를 압축하고 코드 변환할 수 있는 복수의 엠펙(MPEG)인코더를 구비한다. 그리고 상기 영상신호처리장치의 수신단에는 상기 압축된 동영상신호를 해제하고 디스플레이 가능한 신호로 코드변환 할 수 있도록 상기 엠펙(MPEG)인코더에 대응하는 복수의 엠펙(MPEG)디코더를 구비한다.

실시예에서, 상기 MPEG2 인코딩부(120)는, 처리가능한 영상신호의 FPS 값이 최대 30이 되도록 분할 입력받는다. 예를 들어, 연결된 고속 카메라의 영상신호의 FPS값이 120인 경우에는 4개의 MPEG2 인코더에 각각 30FPS의 영상신호가 분할 입력된다. 또한, FPS값이 60인 고속 카메라가 한 대만 연결된 경우에는 4개의 MPEG2 인코더에 각각 15FPS의 영상신호를 분할 입력받거나, 2개의 MPEG2 인코더에 각각 0FPS의 영상신호가 분할 입력된다.

상기 다중화부(130)는 복수의 압축된 영상신호들을 멀티플렉싱한다. 이때, 상기 다중화부(130)는 압축된 영상신호의 각 프레임 정보가 보존될 수 있도록 멀티플렉싱된다. 다시 말해, 압축된 영상신호는 멀티플렉싱이 수행된 후에도 고유의 영상 프레임 정보들을 기억한다. 여기서, 멀티플렉싱이란 상기 복수의 분할된 영상신호들을 단일 복합신호의 형태로 동시에 내보내고, 영상수신부에서 이들을 별개의 신호들로 복원하는 것을 가리킨다. 상기 다중화부(130)는 복수의 MPEG2 인코딩부(120)를 이용하여 압축된 영상신호들을 멀티플렉싱한 다음 하나 이상의 TS(Transport Stream) 패킷으로 분할하여 출력한다. 즉, 무선 전송에 적합한 대역폭과 원격 전송 거리를 유지할 수 있도록 예를 들어, 2개의 분할된 그룹의 TS 패킷을 복수의 변조기(Modulator)에 전송한다. 한편, 상기 영상신호를 근거리에 전송하는 경우에는 단일 TS패킷을 하나의 변조기에 출력하는 것으로 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 TS패킷은 FIFO(First-In-First-Out) 방식으로 OFDM 변조기에 입력된다. 그리고, 상기 다중화부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, RS-232 인터페이스를 통해 외부로부터 다른 디지털 신호를 직렬 통신 방식으로 전송받을 수 있다. 또, 상기 다중화부(130)는 상기 영상신호의 TS패킷을 검출하여 신호변조부(140), 즉 RF신호변조부(140)로 전송한다. 상기 TS패킷은 MPEG2 스트림을 전송하기 위한 전송 포맷으로서, 상기 TS패킷의 검출은 패킷의 헤더에 위치하는 PID(Packet Identifier)에 기초하여서 검출된다. 이와 같이 검출된 TS패킷은 이하에 기술되는 RF신호변조부(140)에 전달되어 무선 전송을 위해 RF신호변조된다.

상기 신호변조부(140)는 검출된 TS 패킷을 입력받아 RF신호로 변조한다. 본 발명의 실시예에서는, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 방식을 이용하여 상기 TS 패닛을 RF신호로 변조한다. 상기 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식의 변조란, 직렬 형태로 입력되는 심벌을 소정 크기를 갖는 병렬 심벌로 변환하고, 변환된 병렬 심벌들을 서로 직교하는 상이한 반송파 주파수로 다중화하여 전송하는 방식이다. 이와 같이 RF신호변조된 영상신호는 디지털 영상신호 처리장치의 영상수신부로 송신된다.

도 2는 상기 기술한 영상송신부의 RF신호변조와 듀얼 캐리어 전송 과정을 자세히 보여준다. 본 발명에 따른 영상송신부는, OFDM 변조부(140)를 통해 RF신호변조된 영상신호를 입력받는 컨버터부(150)와, 신호증폭 및 필터부(160)와, 전력분배부(170)를 포함하여 이루어진다.

상기 컨버터부(150)는, 상기 RF신호변조부로부터 출력된 영상신호의 주파수 대역을 높게 변환하여 출력한다. 보다 구체적으로, 상기 컨버터부(150)는, 원격 전송을 위해, 예를 들어 상기 영상신호를 S-밴드 대역의 주파수, 즉 2.5 내지 2.6GHz 범위의 위성 전송 주파수를 갖는 초고주파로 변환하여 출력한다.

상기 신호증폭 및 필터부(160)는, 상기 컨버터부(150)로부터 제공된 영상신호를 고출력 증폭하여 전달한다. 또, 상기 신호증폭 및 필터부(160)는 상기 증폭된 영상신호를 정류하여 출력한다. 이를 위해, 상기 신호증폭 및 필터부(160)는 고출력 증폭기로서 예를 들어, HPA(High Power Amp)를 구비할 수 있다. 또, 상기 신호증폭 및 필터부(160)는, RF신호변조된 영상신호로부터 원하는 대역폭만 검출할 수 있는 필터로서 예를 들어, BPF(band-pass filter)를 구비할 수 있다.

이와 같은 신호증폭 및 필터 과정은 대용량의 데이터 스트림을 신호의 손실 없이 장거리 전송할 수 있게 한다. 본 발명에서는 영상신호에 대하여 신호증폭 및 필터를 모두 수행하도록 구현되었으나, 다른 실시예에서는 HPA 증폭기만을 사용하거나 또는 BPF 필터만을 사용하는 것으로 구현될 수 있다.

상기 전력분배부(170)는 상기 신호 증폭 및 정류된 영상신호를 복수의 출력 라인을 통해 출력되도록 동작한다. 즉, 상기 전력분배부(170)는 적어도 복수의 채널을 통해 상기 영상신호를 디지털 영상신호 처리장치의 수신측에 전송하도록 동작한다. 이를 위해, 상기 전력분배부(170)는 복수의 채널에 일정 비율로 전력을 분배한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상신호 처리장치의 수신측 구성을 도시한다. 상기 수신측 구성, 즉 영상수신장치는, 상기 영상송신장치로부터 전송된 영상신호를 안테나(200)를 통해 수신한다. 상기 영상수신장치는 복수의 컨버터부(210)와, 복수의 신호복조부(220), 및 역다중화부(250)를 포함하여 이루어진다.

상기 복수의 컨버터부(210)는, 예를 들어 안테나(200)로부터, RF신호 변조된 복수의 영상신호를 분할 입력받는다. 또, 상기 복수의 컨버터부(210)는 분할 입력받은 영상신호의 주파수 대역을 낮게 변환하여 출력한다. 보다 구체적으로, 상기 복수의 컨버터부(210)는, 초고주파로 분할 입력받은 영상신호의 주파수 대역을 UHF 대역으로 낮추어 출력하도록 구현된다.

상기 신호복조부(220)는 복수의 컨버터부(210)로부터 제공받은 영상신호들을 TS패킷으로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 신호복조부(220)가 복수이면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1신호복조부는 제1 우선원편파(RHCP)채널 및 제1 좌선원편파(LHCP)채널을 통해 영상신호를 분배받는다. 그리고, 제2신호복조부는 제2 우선원편파(RHCP)채널 및 제2 좌선원편파(LHCP)채널을 통해 상기 영상신호를 분배받는다.

상기 역다중화부(250)는 상기 TS 패킷으로 변환된 영상신호를 디멀티플렉싱한다. 상기 역다중화부(250)는 상기 영상송신장치의 다중화부(130)를 통해 암호화된 영상신호를 복호화하여 영상을 복원한다. 또, 상기 역다중화부(150)는 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 상기 변환된 영상신호를 압축해제한다. 나아가, 상기 역다중화부(150)는 영상의 실시간 디스플레이를 위해 상기 변환된 영상신호에 대해 RTP변환을 수행한다. 또한, 상기 역다중화부(250)는, 상기 복원된 영상신호를 이더넷을 통해 TS패킷 형태로 외부 단말장치에 제공한다.

상기 영상수신장치는, 상기 복원된 영상신호들을 저장하는 하나 이상의 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 저장부는, 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 복원된 영상신호들을 분할된 순서대로 저장한다. 또, 상기 영상수신장치는, 컬러 인코딩(미도시)을 통해 YUV 신호로부터 RGB 컬러 변화을 수행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 디지털 영상신호 처리장치는 고속 디지털 영상신호를 전송규격에 맞게 변형된 복수의 그룹으로 분할하고, 상기 분할된 영상신호를 그룹별로 압축하고, 상기 압축된 복수의 영상신호를 멀티플렉싱 및 암호화하여 송신하는 영상전송부를 포함한다.

나아가, 상기 디지털 영상신호 처리장치는, 상기 영상전송부로부터 수신된 영상신호를 분할하고, 상기 분할된 복수의 영상신호를 조합하여 복조하고, 상기 복조된 영상신호를 디멀티플렉싱 및 복호화하고, RTP변환을 수행하여 실시간 디스플레이할 수 있도록 동작하는 영상수신부를 포함한다.

여기서, 상기 영상전송부에 입력되는 고속 디지털 영상신호의 FPS값은 최대120으로 한다. 실시예에서, 고속 카메라의 디지털 영상신호의 FPS값이 120이거나, 또는 디지털 영상신호의 FPS값이 60인 고속 카메라를 두 대 연결하는 것으로 구현될 수도 있다.

실시예에서, 상기 영상수신부는 상기 영상신호의 실시간 디스플레이를 위해 이더넷을 통해 외부 단말장치, 예를 들어, PC와 연결될 수 있다. 이에 의하면, 고소 카메라의 영상데이터를 원격 전송하는 경우 화질 손실은 최소화하면서 대용량 영상데이터를 고속으로 전송할 수 있다.

상기 기술한 영상신호 처리장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상신호 처리방법을 보여준다. 디지털 영상신호 처리장치의 영상송신부는 연결된 고속 영상 카메라의 프레임 버퍼로부터 디지털 영상신호를 수집한다. 상기 영상송신부는 수집된 영상신호에 대한 프레임 재구성을 수행한다. 즉 스트림된 영상신호의 프레임들을 복수로 분할한다(S10). 이때, 복수로 분할되는 영상신호는 디지털 영상신호 프로토콜인 ITU-R 656 규격에 따라 부호화된다. 다시 말해, 상기 영상송신부는 고속 카메라의 디지털 영상신호를 전송규격에 맞는 처리가능한 복수의 그룹으로 분할한다. ITU-R 656 규격에 따라 분할된 영상신호들은 각각 복수의 MPEG2 인코더를 사용하여 압축된다(S20).

상기 영상송신부는 압축된 영상신호들을 각 고유의 영상 프레임 정보들을 유지한 채 멀티플렉싱 및 암호화한다(S30). 멀티플렉싱 및 암호화된 영상신호는 RF신호 변조되어 디지털 영상신호 처리장치의 영상수신부로 전달된다. 여기서, 상기 RF신호변조된 디지털 영상신호는 고출력 증폭(및/또는 정류)되어 영상수신부의 안테나로 전송된다.

상기 영상수신부는 안테나를 통해 RF신호 변조된 고속 카메라의 영상신호를 수신한다(S40). RF신호 변조된 영상신호는 적어도 2개의 컨버터로 분할 입력된다. 복수의 컨버터 각각은 수신한 영상신호를 UHF 주파수 대역을 갖도록 주파수를 낮추어서 출력한다.

상기 영상수신부는 복수의 채널을 통해 상기 출력된 영상신호를 하나 이상의 신호복조부에 전송한다(S50). 도 3을 참조하면, 예를 들어, 신호복조부(220)가 복수이면, 제1신호복조부는 제1 우선원편파(RHCP)채널 및 제1 좌선원편파(LHCP)채널을 통해 영상신호를 분배받고, 제2신호복조부는 제2 우선원편파(RHCP)채널 및 제2 좌선원편파(LHCP)채널을 통해 상기 영상신호를 조합하여 분배받는다.

그리고 상기 영상수신부는 신호복조된 영상신호를 역다중화부(250)를 통해 디멀티플렉싱 및 복호화한다(S60). 그런 다음 상기 영상수신부는 복호화된 영상신호를 복수의 MPEG 디코더를 사용하여 영상을 압축해제한다(S70). 이와 같이 압축해제된 영상신호는 실시간 디스플레이를 위해 RTP변환된다(S80). 상기 RTP에는 시퀀스 번호(sequence number)와 타임 스탬프(time stamp) 기능이 포함되어 있어서 데이터의 오류 체크와 실시간 디스플레이가 가능하다. 이와 같이 RTP(Real-time Transport Protocol)변환된 영상신호는 예를 들어, 동영상 플레이어를 사용하여 30FPS의 동영상을 실시간으로 재생할 수 있다.

또는, 상기 영상수신부는 RPT변환된 영상신호를 120FPS 또는 60FPS로 재생하기 위해 분할된 복수의 영상을 소정의 메모리에 저장할 수 있다(S90). 이때, RTP변환된 디지털 영상신호의 프레임들은 분할을 유지하면서 순서대로 저장된다. 한편, 저장된 복수의 영상을 120FPS 또는 60FPS로 실시간 디스플레이하기 위해서는 복수의 영상 프레임을 재구성해야하며, 이로부터 얻어진 영상을 인코딩하는 추가 작업을 수행해야한다. 그런 다음 적절한 응용 프로그램을 사용하여 인코딩된 영상을 다시 디코딩해주어야 한다. 이에 의하면, 고속 카메라의 영상신호를 화질의 손상 없이 최대 120FPS (640X480)로 영상을 전송할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, 송신측에 복수의 엠펙인코더 및 다중화기를 구비하고 수신측에 복수의 엠펙디코더 및 역다중화기를 구비하여서 이들을 이용하여 고속 카메라로부터 수신되는 영상데이터를 복수 개로 분할 및 압축하여 전송함으로써, 전송되는 영상데이터의 화질 손실은 최소화하면서 대용량 영상데이터를 고속으로 전송할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

100 - 고속 카메라 의 영상신호 110 - 컬러 디코딩부
120 - MPEG2 인코딩부 130 - 다중화부
140 - 신호변조부 150 - 컨버터부
160 - 신호증폭 및 필터부 170 - 전력분배부
200 - 안테나 210 - 컨버터부
220 - 신호복조부 250 - 역다중화부
255 - MPEG2 디코딩부

Claims (16)

1. 고속 카메라의 영상신호를 전송규격에 맞는 복수의 처리가능한 그룹으로 분할 입력받고, 상기 입력받은 영상신호를 각각 압축하여 제공하는 복수의 MPEG2 인코딩부;
   상기 복수의 압축된 영상신호를 멀티플레싱하고,상기 압축된 영상신호의 각 프레임 정보가 보존되도록 멀티플렉싱하고, 상기 압축된 영상신호를 하나 이상의 TS패킷으로 분할하여 RF신호 변조를 위한 RF신호변조부에 전송하는 다중화부;
   상기 RF신호변조부로부터 출력된 영상신호의 주파수 대역을 높여서 출력하는 컨버터부;
   상기 컨버터부로부터 제공된 영상신호를 고출력 증폭하고, 상기 증폭된 영상신호를 정류하여 출력하는 신호증폭 및 필터부; 및
   상기 정류된 영상신호가 복수의 출력 라인을 통해 출력되도록 동작하는 전력분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상송신장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 TS패킷은 FIFO 방식을 사용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 ,
   영상송신장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 전송규격은 ITU-656 에 따른 규격인 것을 특징으로 하는,
   영상송신장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 고속 카메라의 영상신호를 수신하여 RGB 신호로 변환하고, 상기 RGB 신호를 상기 MPEG2 인코딩부에서 사용할 수 있도록 YUV 신호로 변환하는 컬러 디코딩부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   영상송신장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 MPEG2 인코딩부는, 처리가능한 영상신호의 FPS 값이 최대 30이 되도록 분할 입력받는 것을 특징으로 하는,
   영상송신장치.
7. 외부로부터 RF신호 변조된 고속 카메라의 영상신호를 분할 입력받고, 상기 분할 입력받은 영상신호의 주파수 대역을 낮추어 출력하는 복수의 컨버터부;
   상기 컨버터부로부터 제공된 영상신호를 TS패킷으로 변환하는 하나 이상의 신호복조부; 및
   상기 변환된 영상신호를 디멀티플렉싱하는 역다중화부를 포함하고,
   상기 역다중화부는,
   상기 변환된 영상신호를 디멀티플렉싱 및 복호화하여 복원된 영상신호를 생성하며, 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 압축해제하고, 실시간 디스플레이를 위해 RTP변환하며,
   상기 역다중화부는 상기 복원된 영상신호를 이더넷을 통해 외부 단말장치에 제공 하는 것을 특징으로 하는, 영상수신장치.
8. 삭제
9. 제7 항에 있어서,
   상기 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 복원된 영상신호들을 분할한 순서대로 저장하는 저장부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   영상수신장치.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 컨버터는, 상기 분할 입력받은 영상신호의 주파수 대역을 UHF 대역으로 낮추어 출력하는 것을 특징으로 하는,
    영상수신장치.
11. 고속 카메라의 디지털 영상신호를 전송규격에 맞게 변형시킨 복수의 그룹으로 분할하고, 상기 분할된 영상신호를 그룹별로 압축하고, 상기 압축된 복수의 영상신호를 멀티플렉싱 및 암호화하여 송신하는 영상전송부; 및
    상기 영상전송부로부터 수신된 영상신호를 분할하고, 상기 분할된 복수의 영상신호를 조합하여 복조하고, 상기 복조된 영상신호를 디멀티플렉싱 및 복호화하고, 복원된 영상신호의 실시간 디스플레이를 위해 RTP변환을 수행하는 영상수신부; 를 포함하고,
    상기 영상수신부는 상기 영상신호의 실시간 디스플레이를 위하여 이더넷을 통해 외부 단말장치와 연결 것을 특징으로 하는 디지털 영상신호 처리장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 고속 카메라의 디지털 영상신호의 FPS값은 최대 120인 것을 특징으로 하는,
    디지털 영상신호 처리장치.
13. 삭제
14. 고속 카메라의 디지털 영상신호를 전송규격에 맞는 처리가능한 복수의 그룹으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 디지털 영상신호를 복수의 MPEG2 인코더를 사용하여 압축하는 단계;
    상기 압축된 복수의 디지털 영상신호를 멀티플렉싱 및 암호화하여 안테나로 전송하는 단계;
    상기 안테나를 통해 수신된 디지털 영상신호를 분할하여 신호복조하는 단계;
    상기 디지털 영상신호를 디멀티플렉싱 및 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 디지털 영상신호를 복수의 MPEG2 디코더를 사용하여 복원한 다음 실시간 디스플레이를 위해 RTP 변환하는 단계;를 포함하고
    상기 전송하는 단계는,
    상기 디지털 영상신호를 RF신호변조하는 단계; 및
    상기 RF신호변조된 디지털 영상신호를 고출력 증폭하여 안테나로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디지털 영상신호 처리방법.
15. 삭제
16. 제14 항에 있어서,
    상기 RTP 변환된 디지털 영상신호의 프레임들을 분할된 순서대로 저장하거나 또는 일부 디스플레이하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디지털 영상신호 처리방법.
    

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