KR101347956B1 - 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법 - Google Patents
초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 H.264 CODEC(Encoder & Decoder) 기술을 이용하여 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원이 가능한 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템은, 초고화질 영상을 분할하여 ID를 부여하는 영상프레임 분할부, 상기 영상프레임 분할부에서 분할된 영상블록들을 개별 압축하여 스트림(stream)들을 생성하는 부호화 처리부, 상기 부호화처리부에서 스트림으로 변환된 각각의 영상블록 스트림들을 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합하는 스트림 결합부를 포함하는 초고화질 디지털영상 스트림 변환부와, 상기 스트림 결합부로부터 입력되는 스트림을 상기 부호화 처리부에서의 영상블록 스트림들로 개별 분리하는 스트림 분할부, 상기 스트림 분할부에서 분리된 영상블록 스트림들을 영상블록 단위의 영상으로 복원하는 복호화 처리부, 상기 복호화 처리부에서 복원된 영상블록들을 단일 프레임 단위로 결합하여 초고화질 영상을 출력하는 영상프레임 결합출력부를 포함하는 초고화질 디지털 영상 복원부를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 그 방법에 관한 것으로서, 특히 H.264 CODEC(Encoder & Decoder) 기술을 이용하여 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원이 가능한 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition)급 해상도를 지원하는 방송 시스템이 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되고 있고, 이에 따라 많은 사용자가 고해상도 및 고화질의 영상에 익숙해지고 있다.
이러한 추세에 맞춰, 다수의 업체 및 기관들이 차세대 영상기기의 개발에 박차를 가하고 있고, 또한 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 지원하는 UHD(초고화질, Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서 더욱 높은 해상도 및 고화질의 영상에 대한 압축 기술이 요구되고 있다.
즉, 고화질 화면의 4배인 4k(3840*2160) 및 8k(7680*4320)에 해당하는 UHD 화질의 영상을 압축스트림(Stream)으로 변환하여 전송하기 위해서는 별도의 고성능 장치가 필요하거나 별도의 효율이 매우 높은 HEVC(High Efficiant Video Codec) 기술이 있어야 한다. 하지만 이러한 HEVC도 4k의 UHD 화질에서만 가능성이 확인 되었을 뿐, 8k의 UHD 화질에서는 또 다른 CODEC이 있어야 한다.
그러나 이러한 상황과는 달리, 디스플레이 분야에서는 초고화질 TV가 출시되는 등 해당 기술의 활발한 개발에 따라 UHD 화질의 영상 수신을 위한 준비가 빠른 속도로 준비되고 있다.
따라서 고속의 대용량 비디오를 처리하기 위해서는 고효율, 고성능의 코덱이 필요하지만, 현실적으로 표준화된 규격조차 아직 없어 그 구현에 상당한 시간이 소요될 것이라 예상되고, 또한 구현되더라도 상용화까지는 매우 고가의 코덱으로 제공될 수 밖에 없는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, H.264 CODEC(Encoder & Decoder) 기술을 이용하여 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원이 가능한 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 표준화조차 불확실한 고효율, 고성능의 고속 대용량 비디오 처리용 코덱을 필요로 하지 않으면서도 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원을 용이하게 할 수 있고 이를 통해 비용 절감도 가능케 하는 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템은, 초고화질 영상을 분할하여 ID를 부여하는 영상프레임 분할부, 상기 영상프레임 분할부에서 분할된 영상블록들을 개별 압축하여 스트림(stream)들을 생성하는 부호화 처리부, 상기 부호화처리부에서 스트림으로 변환된 각각의 영상블록 스트림들을 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합하는 스트림 결합부를 포함하는 초고화질 디지털영상 스트림 변환부와, 상기 스트림 결합부로부터 입력되는 스트림을 상기 부호화 처리부에서의 영상블록 스트림들로 개별 분리하는 스트림 분할부, 상기 스트림 분할부에서 분리된 영상블록 스트림들을 영상블록 단위의 영상으로 복원하는 복호화 처리부, 상기 복호화 처리부에서 복원된 영상블록들을 단일 프레임 단위로 결합하여 초고화질 영상을 출력하는 영상프레임 결합출력부를 포함하는 초고화질 디지털 영상 복원부를 포함하여 구성된다.
또한 상기 영상프레임 분할부는 입력되는 초고화질 영상의 크기를 확인하고 프레임의 가로(Hrizental) 및 세로(Vertical)의 픽셀을 분석하여 프레임 분할의 방식을 결정하는 입력프레임 분석부와, 상기 입력프레임 분석부에서 분석된 프레임 전체의 가로 및 세로 픽셀에 따라 사전 설정된 프레임 분할의 방식을 기준으로 해당 프레임을 복수의 영상블록으로 분할하여 각 영상블록의 가로 및 세로 픽셀을 결정하는 프레임 분할부와, 상기 프레임 분할부에서 분할된 각각의 영상블록에 대해 싱크(Synch) 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID를 생성하는 영상블록 정보생성부와, 상기 영상블록 정보생성부에서 생성된 각 영상블록의 상기 프레임 분할정보에 따라 해당 영상블록을 사전 지정된 출력포트로 출력하는 영상블록 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상블록 정보생성부의 상기 싱크 정보는 상기 입력프레임 분석부에 입력되는 초고화질 영상의 프레임의 시간정보로 구성되고, 상기 프레임 분할정보는 상기 입력프레임 분석부에 입력되는 초고화질 영상의 프레임의 영상블록으로의 분할 개수 정보 및 분할된 영상블록별 위치정보를 정의하며, 상기 블록 ID는 상기 영상블록의 분할 전 포함되어 있던 초고화질 영상의 프레임 정보 및 해당 초고화질 영상의 프레임에 대한 위치정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상블록 전송부는 상기 영상블록 정보생성부에서 생성된 각 영상블록의 상기 싱크 정보를 상기 부호화 처리부를 통하지 않고 상기 스트림 결합부에 직접 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 스트림 결합부는 상기 부호화 처리부에서 입력되는 스트림을 상기 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID, 블록 ID별 스트림 정보에 따라 정렬시켜 출력하는 영상블록 스트림 수신부와, 상기 영상블록 스트림 수신부에서 입력되는 영상블록 스트림을 분석하여 해당 영상블록 스트림의 상기 싱크 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID별 위치정보를 검출하여 출력하는 영상블록 스트림 정보해석부와, 상기 영상블록 스트림 수신부를 통해 입력되는 영상블록 스트림들을 상기 영상블록 스트림 정보해석부의 검출 정보에 따라 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합하는 프레임단위 스트림 결합부와, 상기 프레임단위 스트림 결합부에서 단일 프레임 단위로 결합된 스트림의 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID의 올바른 구성 여부를 확인 후 출력포트를 통해 출력하는 영상블록 스트림 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 부호화 처리부는 상기 영상프레임 분할부에서 분할되는 영상블록의 수와 동수의 SOC(System On Chip) 타입 코덱을 포함하여 각각의 SOC 타입 코덱이 영상블록들을 개별 부호화 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 스트림 분할부는 상기 스트림 결합부로부터 입력되는 스트림의 상기 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID 및 블록 ID별 스트림 정보를 확인 후 출력하는 스트림 입력부와, 상기 스트림 입력부를 통해 입력되는 스트림을 상기 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID 및 블록 ID별 스트림 정보에 따라 각각의 영상블록 스트림으로 분리하는 스트림 분리부와, 상기 스트림 분리부에서 입력되는 영상블록 스트림을 해석 후 이 해석 결과에 따라 출력포트를 설정하여 전송하는 영상블록 스트림 정보해석부와, 상기 영상블록 스트림 정보해석부의 영상블록 스트림에 대한 해석 결과에 따라 해당 영상블록 스트림을 설정된 출력포트를 통해 출력하는 영상블록 스트림 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상블록 스트림 정보해석부는 상기 스트림 분리부를 통해 분리된 영상블록 스트림들의 싱크 정보 및 프레임 분할정보를 상기 복호화 처리부를 통하지 않고 상기 영상프레임 결합출력부에 직접 전송하고, 상기 영상블록 스트림들과 그 블록 ID를 해석하여 출력포트를 설정 후 상기 복호화 처리부에 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상프레임 결합출력부는 상기 복호화 처리부에서 출력되는 영상블록이 입력되는 영상블록 입력부와, 상기 영상블록 입력부를 통해 입력되는 영상블록의 상기 싱크 정보 및 프레임 분할정보를 검출 및 분석하는 영상블록 정보해석부와, 상기 영상블록 정보해석부의 해석 결과에 따라 해당 영상블록들을 정렬 및 단일의 프레임으로 결합하는 영상프레임 결합부와, 상기 영상프레임 결합부를 통해 형성되는 단일의 프레임을 출력하는 영상프레임 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 복호화 처리부는 상기 스트림 분할부에서 분할되는 영상블록 스트림의 수와 동수의 SOC(System On Chip) 타입 코덱을 포함하여 각각의 SOC 타입 코덱이 상기 영상블록 스트림들을 개별 복호화 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 방법은, 초고화질 디지털영상 스트림 변환부에 입력되는 초고화질 디지털영상이 사전 설정된 조건에 따라 복수의 영상블록으로 분할되는 단계와, 상기 영상블록들이 부호화 처리부에 입력되어 각 영상블록별로 개별의 SOC 타입 코덱에 의해 스트림 처리되는 단계와, 상기 부호화 처리부를 통한 상기 스트림들이 상기 초고화질 디지털영상 스트림 변환부의 스트림 결합부에 의해 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합되는 단계와, 상기 스트림 결합부에서 단일 프레임으로 결합된 스트림이 초고화질 디지털영상 복원부에 입력되어 상기 부호화 처리부를 통한 복수의 영상블록 스트림의 상태로 분리되는 단계와, 상기 초고화질 디지털영상 복원부에서 분리된 복수의 영상블록 스트림이 상기 초고화질 디지털영상 복원부의 복호화 처리부를 통해 단일 프레임 단위의 영상프레임으로 복원되는 단계와, 상기 복호화 처리부에서 복원된 영상프레임들이 상기 초고화질 디지털영상 복원부의 영상프레임 결합출력부를 통해 단일의 프레임으로 결합되어 출력되는 단계를 포함하여 구성된다.
또한, 초고화질 디지털영상 스트림 변환부에 입력되는 초고화질 디지털영상이 사전 설정된 조건에 따라 복수의 영상블록으로 분할되는 단계는, 분할된 각각의 영상블록에 대해 싱크 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID를 생성하는 과정을 포함하고, 상기 스트림 결합부에서 단일 프레임으로 결합된 스트림이 초고화질 디지털영상 복원부에 입력되어 상기 부호화 처리부를 통한 복수의 영상블록 스트림의 상태로 분리되는 단계는, 상기 싱크 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID를 기준으로 단일 프레임으로 결합된 스트림을 복수의 영상블록 스트림으로 분리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, H.264 CODEC(Encoder & Decoder) 기술을 이용하여 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원이 가능하게 된다.
또한 표준화조차 불확실한 고효율, 고성능의 고속 대용량 비디오 처리용 코덱을 필요로 하지 않으면서도 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원을 용이하게 할 수 있고 이를 통해 비용 절감도 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변화 및 복원 시스템을 보인 도면
도 2는 4k 초고화질 영상이 4개의 영상블록으로 분할된 상태를 예시한 도면
도 3은 프레임 분할부에서 분할된 영상블록에 대해 싱크정보, 프레임 분할정보, 블록 ID가 개별 생성된 상태를 예시한 도면
도 4는 도 4는 영상블록 전송부가 영상블록들을 프레임 분할정보에 따라 사전 지정된 출력포트로 출력하는 것을 예시적으로 보인 도면
도 5는 영상블록들이 부호화 처리부에서 개별 압축되어 스트림으로 생성된 후 개별적으로 스트림 결합부에 출력되는 상태를 예시한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 방법의 흐름도
도 2는 4k 초고화질 영상이 4개의 영상블록으로 분할된 상태를 예시한 도면
도 3은 프레임 분할부에서 분할된 영상블록에 대해 싱크정보, 프레임 분할정보, 블록 ID가 개별 생성된 상태를 예시한 도면
도 4는 도 4는 영상블록 전송부가 영상블록들을 프레임 분할정보에 따라 사전 지정된 출력포트로 출력하는 것을 예시적으로 보인 도면
도 5는 영상블록들이 부호화 처리부에서 개별 압축되어 스트림으로 생성된 후 개별적으로 스트림 결합부에 출력되는 상태를 예시한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 방법의 흐름도
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변화 및 복원 시스템을 보인 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변화 및 복원 시스템은 크게 초고화질 디지털영상 스트림 변환부(110) 및 초고화질 디지털영상 복원부(120)를 포함하여 구성되며, 초고화질 디지털영상 스트림 변환부(110)는 영상프레임 분할부(111), 부호화 처리부(112), 스트림 결합부(113)를 포함하여 구성되고, 초고화질 디지털영상 복원부(120)는 스트림 분할부(121), 복호화 처리부(122), 영상프레임 결합출력부(123)를 포함하여 구성된다.
설명에 앞서, 본 실시예에서는 4k 화질로 입력되는 초고화질 디지털영상을 병렬처리하여 스트림 변환 및 복원하는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니면, 본 발명은 8k 또는 그 이상의 초고화질 디지털영상에도 공통적으로 적용될 수 있음은 물론이다.
먼저, 초고화질 디지털영상 스트림 변환부(110)에 대해 설명한다.
영상프레임 분할부(111)는 초고화질 영상을 분할하여 ID를 부여한다. 이와 같은 영상프레임 분할부(111)는 입력프레임 분석부(111a), 프레임 분할부(111b), 영상프레임 정보생성부(111c), 영상프레임 전송부(111d)를 포함하여 구성될 수 있다.
입력프레임 분석부(111a)는 입력되는 초고화질 영상의 크기를 확인하고 프레임의 가로(Hrizental) 및 세로(Vertical)의 픽셀을 분석하여 프레임 분할의 방식을 결정한다. 즉 입력프레임 분석부(111a)는 입력되는 초고화질 영상이 4k 영상이나 8k 영상 또는 그 이상의 크기를 갖는 초고화질 영상인지 확인한다.
프레임 분할부(111b)는 입력프레임 분석부(111a)에서 분석된 프레임 전체의 가로 및 세로 픽셀에 따라 사전 설정된 프레임 분할의 방식을 기준으로 해당 프레임을 복수의 영상블록으로 분할하여 각 영상블록의 가로 및 세로 픽셀의 수를 결정한다. 본 실시예를 기준으로 부연 설명하면, 입력프레임 분석부(111a)에서 4k 화질로 분석된 프레임을 프레임 분할부(111b)에서 4개의 영상블록으로 분할하며, 이하의 설명에서 이렇게 4k 화질의 초고화질 영상프레임이 4개의 영상블록으로 분할되는 형태를 예로 설명한다. 그리고 분할되는 각각의 영상블록에 대해 “슈퍼 블록”(super block)의 용어를 사용할 수 있으며, 일 예로 도 3에서 이를 적용하였다.
도 2는 4k 초고화질 영상이 4개의 영상블록으로 분할된 상태를 예시한 도면이며, 이때 각각의 영상블록은 1080×1920 픽셀의 크기이다.
다시 도 1로 돌아가서, 영상블록 정보생성부(111c)는 프레임 분할부(111b)에서 분할된 각각의 영상블록에 대해 싱크(Synch) 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID를 생성한다. 여기서, 상기 싱크 정보는 입력프레임 분석부(111a)에 입력되는 초고화질 영상의 프레임의 시간정보로 구성되고, 상기 프레임 분할정보는 입력프레임 분석부(111a)에 입력되는 초고화질 영상의 프레임의 영상블록으로의 분할 개수 정보 및 분할된 영상블록별 위치정보를 정의하며, 상기 블록 ID는 영상블록의 분할 전 포함되어 있던 초고화질 영상의 프레임 정보 및 해당 초고화질 영상의 프레임에 대한 위치정보를 표시한다.
이와 같은 싱크정보, 프레임 분할정보 및 블록 ID는 해당 영상블록이 언제, 어느 영상프레임의 어느 위치에 있었던 영상블록인지 확인할 수 있게 한다. 다시 말해, 영상블록은 그 싱크정보, 프레임 분할정보, 블록 ID를 통해 언제, 어느 영상프레임의 어느 위치에 있었던 영상블록인지 확인할 수 있다.
도 3은 프레임 분할부(111b)에서 4개의 영상블록으로 분할된 각각의 영상블록에 대해 영상블록 정보생성부(111c)가 각각의 영상블록에 대해 싱크정보, 프레임 분할정보, 블록 ID를 개별 생성시킨 상태를 예시한 것이다.
다시 도 1로 돌아가서, 영상블록 전송부(111d)는 영상블록 정보생성부(111c)에서 생성된 각 영상블록의 프레임 분할정보에 따라 해당 영상블록을 사전 지정된 출력포트로 출력한다. 즉, 영상블록 전송부(111d)는 각 영상블록의 프레임 분할정보에 따라 영상블록들을 지정된 출력포트를 통해 개별 출력한다. 또한 영상블록 전송부(111d)는 영상블록 정보생성부(111c)에서 생성된 각 영상블록의 싱크 정보는 부호화 처리부(112)를 통하지 않고 스트림 결합부(113)에 직접 전송한다.
도 4는 영상블록 전송부(111d)가 영상블록 정보생성부(111c)에서 생성된 각 영상블록의 프레임 분할정보에 따라 해당 영상블록을 사전 지정된 출력포트로 출력하는 것을 예시적으로 보인 것이다.
다시 도 1로 돌아가서, 부호화 처리부(112)는 영상프레임 분할부(111)에서 분할된 영상블록들을 개별 압축하여 스트림(stream)들을 생성한다. 여기서, 부호화 처리부(112)는 영상프레임 분할부(111)에서 분할되는 영상블록의 수와 동수의 SOC(System On Chip) 타입 코덱(112a)을 포함하여 각각의 SOC 타입 코덱(112a)이 영상블록들을 개별 부호화 처리한다. 즉, 본 실시예에서는 4k 영상이 4개의 영상블록으로 분할됨에 따라, 부호화 처리부(112)가 4개의 SOC(System On Chip) 타입 코덱(112a)을 포함하는 것이다.
도 5는 영상블록 전송부(111d)에서 개별 전송되는 A 내지 D의 4개의 영상블록이 부호화 처리부(112)에서 개별적으로 압축되어 스트림으로 생성된 후, 이렇게 개별적으로 압축 생성된 4개의 스트림이 개별적으로 스트림 결합부(113)에 출력되는 상태를 예시한 것이다.
그리고 본 실시예에서는 부호화 처리부(112)의 SOC 타입 코덱(112a)이 H.264 CODEC인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 1로 돌아가서, 스트림 결합부(113)는 부호화 처리부(112)에서 스트림으로 변환된 각각의 영상블록 스트림들을 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합한다. 이와 같은 스트림 결합부(113)는 영상블록 스트림 수신부(113a), 영상블록 스트림 정보해석부(113b), 프레임단위 스트림 결합부(113c), 영상블록 스트림 출력부(113d)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상블록 스트림 수신부(113a)는 부호화 처리부(112)에서 입력되는 스트림을 그 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID, 블록 ID별 스트림 정보에 따라 정렬시켜 출력한다.
영상블록 스트림 정보해석부(113b)는 영상블록 스트림 수신부(113a)에서 입력되는 영상블록 스트림을 분석하여 해당 영상블록 스트림의 싱크 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID별 위치정보를 검출하여 출력한다.
프레임단위 스트림 결합부(113c)는 영상블록 스트림 수신부(113a)를 통해 입력되는 영상블록 스트림들을 영상블록 스트림 정보해석부(113b)의 검출 정보에 따라 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합한다.
영상블록 스트림 출력부(113d)는 프레임단위 스트림 결합부(113c)에서 단일 프레임 단위로 결합된 스트림의 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID의 올바른 구성 여부를 확인 후 출력포트를 통해 출력한다.
다음은 초고화질 디지털 영상 복원부(120)에 대해 설명한다.
초고화질 디지털 영상 복원부(120)는 가장 먼저 싱크 정보와 프레임 분할정보를 수신하여 영상블록별로 생성된 스트림을 수신하여 단일 프레임의 스트림으로 정렬할 준비를 한다. 그리고 부호화 처리부(112)에서 부호화된 영상블록 스트림을 프레임 분할정보별로 설정된 포트로 수신한다.
그리고 이러한 초고화질 디지털 영상 복원부(120)는 상술한 바와 같이 스트림 분할부(121), 복호화 처리부(122), 영상프레임 결합출력부(123)를 포함하여 구성된다.
스트림 분할부(121)는 초고화질 디지털영상 스트림 변환부(110)의 스트림 결합부(113)로부터 입력되는 스트림을 부호화 처리부(112)에서의 영상블록 스트림들로 개별 분리한다.
이와 같은 스트림 분할부(121)는 스트림 입력부(121a), 스트림 분리부(121b), 영상블록 스트림 정보해석부(121c), 영상블록 스트림 출력부(121d)를 포함하여 구성될 수 있다.
스트림 입력부(121a)는 스트림 결합부(113)로부터 입력되는 스트림의 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID 및 블록 ID별 스트림 정보를 확인 후 출력한다.
스트림 분리부(121b)는 스트림 입력부(121a)를 통해 입력되는 스트림을 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID 및 블록 ID별 스트림 정보에 따라 각각의 영상블록 스트림으로 분리한다.
영상블록 스트림 정보해석부(121c)는 스트림 분리부(121b)에서 입력되는 영상블록 스트림을 해석 후 이 해석 결과에 따라 출력포트를 설정하여 전송한다.
영상블록 스트림 출력부(121d)는 영상블록 스트림 정보해석부(121c)의 영상블록 스트림에 대한 해석 결과에 따라 해당 영상블록 스트림을 설정된 출력포트를 통해 출력한다.
그리고 영상블록 스트림 정보해석부(121c)는 스트림 분리부(121b)를 통해 분리된 영상블록 스트림들의 싱크 정보 및 프레임 분할정보를 복호화 처리부(122)를 통하지 않고 영상프레임 결합출력부(123)에 직접 전송하고, 영상블록 스트림들과 그 블록 ID를 해석하여 출력포트를 설정 후 복호화 처리부(122)에 출력하는 것일 수 있다.
복호화 처리부(122)는 스트림 분할부(121)에서 분리된 영상블록 스트림들을 영상블록 단위의 영상으로 복원한다. 여기서, 복호화 처리부(122)는 스트림 분할부(121)에서 분할되는 영상블록 스트림의 수와 동수의 SOC(System On Chip) 타입 코덱(122a)을 포함하여 각각의 SOC 타입 코덱(122a)이 영상블록 스트림들을 개별 복호화 처리한다.
영상프레임 결합출력부(123)는 복호화 처리부(122)에서 복원된 영상블록들을 단일 프레임 단위로 결합하여 초고화질 영상을 출력한다. 이와 같은 영상프레임 결합출력부(123)는 영상블록 입력부(123a), 영상블록 정보해석부(123b), 영상프레임 결합부(123c), 영상프레임 출력부(123d)를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
영상블록 입력부(123a)는 복호화 처리부(122)에서 출력되는 영상블록이 입력된다.
영상블록 정보해석부(123b)는 영상블록 입력부(123a)를 통해 입력되는 영상블록의 싱크 정보 및 프레임 분할정보를 검출 및 분석한다.
영상프레임 결합부(123c)는 영상블록 정보해석부(123b)의 해석 결과에 따라 해당 영상블록들을 정렬 및 단일의 프레임으로 결합한다.
영상프레임 출력부(123d)는 영상프레임 결합부(123c)를 통해 형성되는 단일의 프레임을 출력한다.
부연 설명하면, 초고화질 디지털영상 복원부(120)를 통한 초고화질 디지털 영상의 복원은 초고화질 디지털영상 스트림 변환부(110)를 통한 초고화질 디지털 영상의 스트림 변환 과정의 역순으로 이루어진다.
다음은 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 방법의 흐름도이다.
설명에 앞서, 본 실시예에서는 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템의 구성은 도 1 내지 도 5를 참조한 구성을 예로 한 것이며, 따라서 이하의 설명에서 해당 구성에 대해서는 도 1 내지 도 5를 참조한 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템의 도면부호를 사용키로 한다.
먼저, 단계(S110)에서 초고화질 디지털영상 스트림 변환부(110)에 입력되는 초고화질 디지털영상이 사전 설정된 조건에 따라 복수의 영상블록으로 분할된다.
단계(S120)에서 상기 영상블록들이 부호화 처리부(112)에 입력되어 각 영상블록별로 개별의 SOC 타입 코덱(112a)에 의해 스트림 처리된다.
단계(S130)에서 부호화 처리부(112)를 통한 스트림들이 초고화질 디지털영상 스트림 변환부(110)의 스트림 결합부(113)에 의해 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합된다.
단계(S140)에서 스트림 결합부(113)에서 단일 프레임으로 결합된 스트림이 초고화질 디지털영상 복원부(120)에 입력되어 부호화 처리부(112)를 통한 복수의 영상블록 스트림의 상태로 분리된다.
단계(S150)에서 초고화질 디지털영상 복원부(120)에서 분리된 복수의 영상블록 스트림이 초고화질 디지털영상 복원부(120)의 복호화 처리부(122)를 통해 단일 프레임 단위의 영상프레임으로 복원된다.
단계(S160)에서 복호화 처리부(122)에서 복원된 영상프레임들이 초고화질 디지털영상 복원부(120)의 영상프레임 결합출력부(123)를 통해 단일의 프레임으로 결합되어 출력된다.
그리고 단계(S110)은 분할된 각각의 영상블록에 대해 싱크 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID를 생성하는 과정을 포함하고, 단계(S140)은 상기 싱크 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID를 기준으로 단일 프레임으로 결합된 스트림을 복수의 영상블록 스트림으로 분리하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.
상술한 도 1 내지 도 6의 실시예들을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법은, H.264 CODEC(Encoder & Decoder) 기술을 이용하여 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원을 가능케 한다.
또한 표준화조차 불확실한 고효율, 고성능의 고속 대용량 비디오 처리용 코덱을 필요로 하지 않으면서도 4k 이상의 고화질 영상에 대한 고화질 압축스트림으로의 변환 및 복원을 쉽게 할 수 있도록 하고 이를 통해 비용 절감도 가능케 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템 그리고 이를 이용한 초고화질 영상의 스트림 변환 및 복원 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
110 : 초고화질 디지털영상 스트림 변환부
111 : 영상프레임 분할부 111a : 입력프레임 분석부
111b : 프레임 분할부 111c : 영상블록 정보생성부
111d : 영상블록 전송부 112 : 부호화 처리부
112a : SOC 타입 코덱 113 : 스트림 결합부
113a : 영상블록 스트림 수신부 113b : 영상블록 스트림 정보해석부
113c : 프레임단위 스트림 결합부 113d : 영상블록 스트림 출력부
120 : 초고화질 디지털영상 복원부
121 : 스트림 분할부 121a : 스트림 입력부
121b : 스트림 분리부 121c : 영상블록 스트림 정보해석부
121d : 영상블록 스트림 출력부 122 : 복호화 처리부
122a : SOC 타입 코덱 123 : 영상프레임 결합출력부
123a : 영상블록 입력부 123b : 영상블록 정보해석부
123c : 영상프레임 결합부 123d : 영상프레임 출력부
111 : 영상프레임 분할부 111a : 입력프레임 분석부
111b : 프레임 분할부 111c : 영상블록 정보생성부
111d : 영상블록 전송부 112 : 부호화 처리부
112a : SOC 타입 코덱 113 : 스트림 결합부
113a : 영상블록 스트림 수신부 113b : 영상블록 스트림 정보해석부
113c : 프레임단위 스트림 결합부 113d : 영상블록 스트림 출력부
120 : 초고화질 디지털영상 복원부
121 : 스트림 분할부 121a : 스트림 입력부
121b : 스트림 분리부 121c : 영상블록 스트림 정보해석부
121d : 영상블록 스트림 출력부 122 : 복호화 처리부
122a : SOC 타입 코덱 123 : 영상프레임 결합출력부
123a : 영상블록 입력부 123b : 영상블록 정보해석부
123c : 영상프레임 결합부 123d : 영상프레임 출력부
Claims (12)
- 입력되는 초고화질 영상의 크기를 확인하고 프레임의 가로(Hrizental) 및 세로(Vertical)의 픽셀을 분석하여 프레임 분할의 방식을 결정하는 입력프레임 분석부, 상기 입력프레임 분석부에서 분석된 프레임 전체의 가로 및 세로 픽셀에 따라 사전 설정된 프레임 분할의 방식을 기준으로 해당 프레임을 복수의 영상블록으로 분할하여 각 영상블록의 가로 및 세로 픽셀의 수를 결정하는 프레임 분할부, 상기 프레임 분할부에서 분할된 각각의 영상블록에 대해 싱크(Synch) 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID를 생성하는 영상블록 정보생성부, 상기 영상블록 정보생성부에서 생성된 각 영상블록의 상기 프레임 분할정보에 따라 해당 영상블록을 사전 지정된 출력포트로 출력하는 영상블록 전송부를 포함하는 영상프레임 분할부와, 상기 영상프레임 분할부에서 분할된 영상블록들을 개별 압축하여 스트림(stream)들을 생성하는 부호화 처리부와, 상기 부호화 처리부에서 입력되는 스트림을 상기 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID, 블록 ID별 스트림 정보에 따라 정렬시켜 출력하는 영상블록 스트림 수신부, 상기 영상블록 스트림 수신부에서 입력되는 영상블록 스트림을 분석하여 해당 영상블록 스트림의 상기 싱크 정보와 프레임 분할정보 및 블록 ID별 위치정보를 검출하여 출력하는 영상블록 스트림 정보해석부, 상기 영상블록 스트림 수신부를 통해 입력되는 영상블록 스트림들을 상기 영상블록 스트림 정보해석부의 검출 정보에 따라 단일 프레임 단위의 스트림으로 결합하는 프레임단위 스트림 결합부, 상기 프레임단위 스트림 결합부에서 단일 프레임 단위로 결합된 스트림의 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID의 올바른 구성 여부를 확인 후 출력포트를 통해 출력하는 영상블록 스트림 출력부를 포함하는 스트림 결합부를 포함하는 초고화질 디지털영상 스트림 변환부;
상기 스트림 결합부로부터 입력되는 스트림의 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID 및 블록 ID별 스트림 정보를 확인 후 출력하는 스트림 입력부, 상기 스트림 입력부를 통해 입력되는 스트림을 싱크 정보, 프레임 분할정보, 블록 ID 및 블록 ID별 스트림 정보에 따라 각각의 영상블록 스트림으로 분리하는 스트림 분리부, 상기 스트림 분리부에서 입력되는 영상블록 스트림을 해석 후 이 해석 결과에 따라 출력포트를 설정하여 전송하는 영상블록 스트림 정보해석부를 포함하는 스트림 분할부와, 상기 스트림 분할부에서 분리된 영상블록 스트림들을 영상블록 단위의 영상으로 복원하는 복호화 처리부와, 상기 복호화 처리부에서 출력되는 영상블록이 입력되는 영상블록 입력부와, 상기 영상블록 입력부를 통해 입력되는 영상블록의 상기 싱크 정보 및 프레임 분할정보를 검출 및 분석하는 영상블록 정보해석부와, 상기 영상블록 정보해석부의 해석 결과에 따라 해당 영상블록들을 정렬 및 단일의 프레임으로 결합하는 영상프레임 결합부와, 상기 영상프레임 결합부를 통해 형성되는 단일의 프레임을 출력하는 영상프레임 출력부를 포함하는 영상프레임 결합출력부를 포함하는 초고화질 디지털 영상 복원부를 포함하며,
상기 영상블록 정보생성부의 상기 싱크 정보는 상기 입력프레임 분석부에 입력되는 초고화질 영상의 프레임의 시간정보로 구성되고, 상기 프레임 분할정보는 상기 입력프레임 분석부에 입력되는 초고화질 영상의 프레임의 영상블록으로의 분할 개수 정보 및 분할된 영상블록별 위치정보를 정의하며, 상기 블록 ID는 상기 영상블록의 분할 전 포함되어 있던 초고화질 영상의 프레임 정보 및 해당 초고화질 영상의 프레임에 대한 위치정보를 표시하고,
상기 영상블록 전송부는 상기 영상블록 정보생성부에서 생성된 각 영상블록의 상기 싱크 정보를 상기 부호화 처리부를 통하지 않고 상기 스트림 결합부에 직접 전송하며,
상기 영상블록 스트림 정보해석부는 상기 스트림 분리부를 통해 분리된 영상블록 스트림들의 싱크 정보 및 프레임 분할정보를 상기 복호화 처리부를 통하지 않고 상기 영상프레임 결합출력부에 직접 전송하고, 상기 영상블록 스트림들과 그 블록 ID를 해석하여 출력포트를 설정 후 상기 복호화 처리부에 출력하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템. - 삭제
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- 제 1 항에 있어서,
상기 부호화 처리부는 상기 영상프레임 분할부에서 분할되는 영상블록의 수와 동수의 SOC(System On Chip) 타입 코덱을 포함하여 각각의 SOC 타입 코덱이 영상블록들을 개별 부호화 처리하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템. - 삭제
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- 제 1 항에 있어서,
상기 복호화 처리부는 상기 스트림 분할부에서 분할되는 영상블록 스트림의 수와 동수의 SOC(System On Chip) 타입 코덱을 포함하여 각각의 SOC 타입 코덱이 상기 영상블록 스트림들을 개별 복호화 처리하는 것을 특징으로 하는 초고화질 영상의 병렬처리에 의한 스트림 변환 및 복원 시스템.
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