KR101779181B1 - 3ｄ 디지털방송 수신 장치 및 방법, 그리고 영상 모드 전환 장치 및 방법 - Google Patents

3ｄ 디지털방송 수신 장치 및 방법, 그리고 영상 모드 전환 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

3D 서비스 방식이 프레임호환 방식 또는 서비스호환 방식에 관계없이, 기존 디스플레이 장치에서도 프레임호환과 서비스호환이 모두 가능한 3D 디지털방송 수신 장치 및 방법이 개시된다. 방송신호를 수신하고 복조하는 방송신호 수신 및 복조부; 복조된 전송스트림에서 방송 서비스 방식 또는 영상포맷, 기초스트림의 부호화 타입 등이 포함된 방송 프로그램 정보를 획득하고 전송스트림에서 기초스트림들을 추출하는 역다중화부; 역다중화부에서 얻어진 방송 프로그램 정보와 사용자가 설정한 방송수신 장치의 디스플레이 모드를 기반으로, 영상처리한 후 디스플레이 장치로 영상신호를 출력하는 영상처리부를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자 입장에서는 방송되는 방송 서비스 방식과 영상포맷은 물론 사용중인 디스플레이 장치의 서비스 지원여부와 관계없이 정상적인 3D 디지털 방송서비스를 제공 받을 수 있다.

Description

3Ｄ 디지털방송 수신 장치 및 방법, 그리고 영상 모드 전환 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF RECEIVING 3D DIGITAL BROARDCAST, AND APPARATUS AND METHOD OF VIDEO MODE TRANSFER}
본 발명은 3D 디지털방송 수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수신된 방송신호의 영상모드 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드를 기반으로 영상신호를 구성하여 3D 디스플레이 장치로 영상신호를 출력하는 3D 디지털방송 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
3D 디지털방송에 사용되는 서비스 방식은 크게 프레임호환(Frame-compatible) 방식과 서비스호환(Service-compatible) 방식으로 나뉘어진다.
프레임호환 방식이란 좌우영상의 원래 해상도를 축소하여 하나의 영상프레임 안에 좌우영상을 모두 구성하는 방식을 말하며, 현재 세계적으로 주로 서비스되고 있는 3D 디지털방송 서비스 방식이다. 프레임호환 방식에서 주로 사용되는 영상포맷은 사이드-바이-사이드(Side-by-Side)와 탑-앤-바텀(Top-and-Bottom)이다. Side-by-Side는 좌우영상을 하나의 영상프레임 안에 좌우로 구성하는 영상포맷이며, Top-and-Bottom은 좌우영상을 하나의 영상프레임 안에 상하로 구성하는 영상포맷이다. 프레임호환 방식은 기존 2D 디지털방송과 동일한 영상프레임으로 구성된 영상신호를 부호화하여 전송하므로, 기존 2D 디지털방송 수신 장치를 이용하더라도 수신처리가 가능하다. 대부분의 3D 디스플레이 장치들은 프레임호환 방식을 지원하므로 기존 2D 디지털방송 수신 장치에서 수신 처리한 프레임호환 방식의 영상신호를 3D 디스플레이 장치로 디스플레이하면, 3D 디지털방송 서비스를 제대로 제공 받을 수 있다. 따라서, 프레임호환 방식의 3D 서비스를 제공받기 위해서는 별도의 3D 디지털방송 수신 장치가 필요하지 않다. 그러나, 기존 2D 디지털방송 수신 장치에서 수신처리한 3D 영상신호를 3D 디스플레이 장치가 아닌 2D 디스플레이 장치로 디스플레이할 경우에는 좌영상과 우영상이 한 화면에 좌우 또는 상하로 동시에 디스플레이되므로 정상적인 TV 시청이 불가능하다.
좌우영상의 원래 해상도를 축소하지 않고 좌우영상프레임을 번갈아가며 순차적으로 구성하여 전송하는 포맷 방식인 순차화면(Frame Sequential) 포맷 방식으로도 3D 방송 서비스가 가능하며, 이 방식의 경우에도 수신처리한 영상신호를 3D 디스플레이 장치가 아닌 2D 디스플레이 장치로 디스플레이할 경우에는 좌우영상이 번갈아 디스플레이되므로 정상적인 TV 시청이 불가능하다. 따라서, 순차화면 포맷 방식도 넓은 의미의 프레임호환 방식 범주에 속한다.
서비스호환 방식이란 기존 2D 디지털방송 수신 장치와 호환이 가능하도록 좌우영상을 독립적으로 부호화하여 전송하는 방식이며, 좌영상과 우영상을 독립적으로 부호화하여 전송한다는 의미에서 듀얼스트림 방식이라고도 불린다. 서비스호환 방식은 기존 2D 디지털방송 수신 장치에서는 기준영상(예: 좌영상)에 해당되는 스트림만을 처리하여 기준영상만을 디스플레이하도록 하면 2D 방송으로 서비스 받을 수 있다. 또한, 서비스호환 방식은 좌우영상의 원래 해상도를 축소하지 않은 채, 두 개의 영상 스트림을 모두 전송처리하므로 고화질의 3D 방송 서비스가 가능하다는 장점이 있다. 반면에 서비스호환 방식의 3D 방송을 시청하려면, 서비스호환 방식을 지원하는, 즉 기준영상(예: 좌영상) 스트림과 부가영상(예: 우영상) 스트림을 모두 수신처리 가능한 3DTV 수상기 또는 3D 디지털방송 수신 장치를 이용하여야만 정상적인 3D 방송 서비스를 제공 받을 수 있다.
디지털방송에서는 영상신호를 부호화한 후 MPEG-2 전송스트림의 형태로 전송한다. 전송스트림 내에는 방송 프로그램에 대한 정보를 제공하기 위하여 프로그램 맵 테이블(PMT)을 실어서 전송하는 데, 방송 프로그램에 대한 정보에는 수신된 스트림의 영상모드에 관한 정보가 포함될 수 있다. 영상모드에 관한 정보란, 시청하고자 하는 방송 프로그램의 스트림이 2D 영상의 스트림인지, 프레임호환 방식의 3D 영상 스트림인지, 또는 서비스호환 방식의 3D 영상 스트림인지에 관한 정보와 어느 3D 영상포맷으로 구성된 영상 스트림인지에 관한 정보 등을 말한다. 서비스호환 방식의 3D 영상 스트림인 경우에는 기준영상과 부가영상의 기초스트림에 대한 정보가 포함된다. 또한, 방송 프로그램에 대한 정보에는 어떠한 부호화 타입으로 부호화된 기초스트림인지에 대한 정보가 포함된다.
영상 부호화 타입이 MPEG-2인 경우에는 영상모드에 관한 정보를 패킷화된 기초스트림(PES) 내에 있는 사용자 데이터(user_data)에 실어서 전송할 수 있으며, 영상 부호화 타입이 MPEG-4 AVC인 경우에는 PES 내에 있는 프레임 패킹 어레인지먼트 SEI(Frame packing arrangement SEI) 메시지에 실어서 전송할 수 있다.
많은 디스플레이 장치에서는 HDMI 인터페이스를 갖고 있다. 특히, HDMI 버전 1.4부터는 3D 영상신호를 처리할 수 있도록 표준화되었다. HDMI 1.4에서는 프레임호환 방식인 사이드-바이-사이드(Side-by-Side)와 탑-앤-바텀(Top-and-Bottom) 영상포맷뿐만 아니라, 서비스호환 방식으로 전송한 영상신호를 해상도의 축소없이 하나의 프레임으로 패킹화하여 처리할 수 있도록 프레임패킹 포맷도 표준화되었다.
한국 공개 특허 제 10-2010-0050426 호("3차원 방송 서비스 송수신 방법 및 시스템", 한국전자통신연구원, 2010.05.13 공개)
본 발명은 3D 서비스 방식이 프레임호환 방식 또는 서비스호환 방식에 관계없이, 기존 디스플레이 장치에서도 프레임호환과 서비스호환 방식의 3D 방송이 모두 수신 가능한 3D 디지털방송 수신 장치 및 방법을 제공하기 위하여 창안되었다. 즉, 본 발명의 수신 장치를 이용하면, 프레임호환 방식의 3D 방송신호를 수신하더라도 기존 2D 디스플레이 장치에서 정상적인 TV 시청이 가능하게 하고, 서비스호환 방식의 3D 방송신호를 수신하더라도 서비스호환 방식을 지원하지 않는 기존 3D 디스플레이 장치에서 정상적인 3D 방송 시청이 가능하게 한다.
이를 위해서는 디지털방송 신호를 수신하고, 수신된 스트림을 분석하여 영상모드를 판별하고 판별된 영상모드와 사용자가 설정한 방송수신 장치의 디스플레이 모드에 기반하여 수신된 스트림을 처리한 후, 판별된 영상모드와 사용자가 설정한 디스플레이 모드에 기반한 영상신호를 구성하여 출력할 수 있어야 한다.
즉, 전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수신한 영상신호의 영상모드 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드에 무관하게 정상적인 영상 시청이 가능한 3D 디지털방송 수신 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 수신한 영상신호의 영상모드 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드에 무관하게 정상적인 영상 시청이 가능한 3D 디지털방송 수신 방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적인 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일 측면(Aspect)에서 방송수신 장치를 제공한다. 상기 방송수신 장치는 방송신호를 수신하고 복조하여 전송스트림을 추출하는 방송신호 수신 및 복조부, 상기 추출된 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화부 및 상기 추출한 방송 프로그램 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방송 프로그램 정보는 상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보 및 기초스트림의 부호화 타입에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 영상모드에 관한 정보는 방송 서비스 방식, 영상포맷, 기준영상의 기초스트림에 대한 정보 및 부가영상의 기초스트림에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 역다중화부는 상기 추출된 전송스트림에서 프로그램 맵 테이블(PMT), 패킷화된 기초스트림(PES) 내에 있는 사용자 데이터(user_data) 및 PES 내에 있는 프레임 패킹 어레인지먼트 SEI(Frame packing arrangement SEI) 메시지 중에서 적어도 어느 하나를 분석하여 상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보를 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 영상처리부는 상기 추출된 전송스트림이 3D이고 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 2D인 경우, 2D영상신호를 구성할 수 있고, 상기 영상처리부는 상기 추출된 전송스트림이 3D인 경우 상기 전송스트림의 영상모드를 기반으로 상기 기초스트림들을 처리하되, 상기 전송스트림의 3D 서비스 방식 또는 3D 영상포맷과 관계없이 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로 영상신호를 구성할 수 있으며, 상기 영상처리부는 상기 추출된 전송스트림이 원래의 해상도가 축소된 3D 영상의 전송스트림이고 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 2D인 경우, 원래의 해상도로 영상신호를 복원하기 위한 인터폴레이션 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 영상처리부는 상기 추출된 전송스트림이 서비스호환 방식의 3D 영상 전송스트림이고, 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 프레임호환 방식의 3D인 경우, 상기 서비스호환 방식의 3D 영상신호를 프레임호환 방식의 3D 영상신호로 변환시키기 위한 데시메이션 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 영상처리부는 상기 역다중화부에서 얻어진 방송 프로그램 정보를 기반으로 상기 기초스트림들을 복호화하는 복호화부, 기준영상 프레임 메모리와 연동하여 기준영상을 후처리하기 위한 기준영상 후처리부, 부가영상 프레임 메모리와 연동하여 부가영상을 후처리하기 위한 부가영상 후처리부, 상기 기준영상 프레임 메모리 및 부가영상 프레임 메모리 중 적어도 하나로부터 영상신호를 읽어서 디스플레이하고자 하는 영상포맷으로 영상신호를 구성하는 영상조합부 및 디스플레이하고자 하는 영상신호 인터페이스 규격에 맞도록 상기 영상신호를 구성하여 출력하는 영상출력부를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 다른 측면에서 방송수신 방법을 제공한다. 상기 방송수신 방법은 방송신호를 수신하고 복조하여 전송스트림을 추출하는 방송신호 수신 및 복조화 단계, 상기 추출된 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화 단계 및 상기 추출한 방송 프로그램 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 여기서, 상기 방송 프로그램 정보는 상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보 및 기초스트림의 부호화 타입에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 영상모드에 관한 정보는 방송 서비스 방식, 영상포맷, 기준영상의 기초스트림에 대한 정보 및 부가영상의 기초스트림에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 역다중화 단계는 상기 추출된 전송스트림에서 프로그램 맵 테이블(PMT), 패킷화된 기초스트림(PES) 내에 있는 사용자 데이터(user_data) 및 PES 내에 있는 프레임 패킹 어레인지먼트 SEI(Frame packing arrangement SEI) 메시지 중에서 적어도 어느 하나를 분석하여 상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보를 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 영상처리 단계는 상기 추출된 전송스트림이 3D이고 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 2D인 경우, 2D영상신호를 구성할 수 있고, 상기 영상처리 단계는 상기 추출된 전송스트림이 3D인 경우 상기 전송스트림의 영상모드를 기반으로 상기 기초스트림들을 처리하되, 상기 전송스트림의 3D 서비스 방식 또는 3D 영상포맷과 관계없이 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로 영상신호를 구성할 수 있으며, 상기 영상처리 단계는 상기 추출된 전송스트림이 원래의 해상도가 축소된 3D 영상의 전송스트림이고 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 2D인 경우, 원래의 해상도로 영상신호를 복원하기 위한 인터폴레이션 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 영상처리 단계는 상기 추출된 전송스트림이 서비스호환 방식의 3D 영상 전송스트림이고, 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 프레임호환 방식의 3D인 경우, 상기 서비스호환 방식의 3D 영상신호를 프레임호환 방식의 3D 영상신호로 변환시키기 위한 데시메이션 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 영상처리 단계는 상기 역다중화부에서 얻어진 방송 프로그램 정보를 기반으로 상기 기초스트림들을 복호화하는 복호화 단계, 기준영상 프레임 메모리와 연동하여 기준영상을 후처리하기 위한 기준영상 후처리 단계, 부가영상 프레임 메모리와 연동하여 부가영상을 후처리하기 위한 부가영상 후처리 단계, 상기 기준영상 프레임 메모리 및 부가영상 프레임 메모리 중 적어도 하나로부터 영상신호를 읽어서 디스플레이하고자 하는 영상포맷으로 영상신호를 구성하는 영상조합 단계 및 디스플레이하고자 하는 영상신호 인터페이스 규격에 맞도록 상기 영상신호를 구성하여 출력하는 영상출력 단계를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 장치 및 방법에 따르면, 3D 서비스 방식이 프레임호환 방식 또는 서비스호환 방식에 관계없이, 기존 디스플레이 장치에서도 프레임호환과 서비스호환이 모두 가능하게 한다. 즉, 프레임호환 방식의 3D 방송신호를 수신하더라도 기존 2D 디스플레이 장치에서 정상적인 TV 시청이 가능하도록 하고, 서비스호환 방식의 3D 방송신호를 수신하더라도 서비스호환 방식을 지원하지 않는 기존 3D 디스플레이 장치에서 정상적인 3D 방송 시청이 가능하도록 하는 장점이 있다.
따라서, 시청자는 3D 서비스 방식이 변경되는 경우에도 기존의 디스플레이 장치를 교체할 필요없이 다시 활용할 수 있게 되어 비용 절감이 가능하며, 방송 사업자는 3D 서비스 방식의 선택 또는 변경에 있어 부담을 경감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 영상처리부의 동작 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한, 이하에 설명할 본 발명의 바람직한 실시예에서는 내용의 명료성을 위하여 특정한 기술 용어를 사용한다. 하지만 본 발명은 그 선택된 특정 용어에 한정되지는 않으며, 각각의 특정 용어가 유사한 목적을 달성하기 위하여 유사한 방식으로 동작하는 모든 기술적 동의어를 포함함을 미리 밝혀둔다.
3D 디지털방송 수신 장치
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 장치는 수신된 방송신호의 스트림을 분석하여 영상모드(방송 서비스 방식, 영상포맷, 기준영상의 기초스트림에 대한 정보 및 부가영상의 기초스트림에 대한 정보 중에서 적어도 하나 이상)를 판별하고, 판별된 영상모드와 사용자가 설정한 방송수신 장치의 디스플레이 모드(영상포맷)에 기반하여 스트림을 처리한 후, 판별된 영상모드와 사용자가 설정한 디스플레이 모드에 기반한 영상신호를 구성하여 출력하도록 한다.
도 1을 참조하면, 3D 디지털방송 수신 장치(10)는 사용자가 선택한 방송 프로그램을 수신하고, 수신받은 방송신호의 스트림에 포함되어 있는 영상모드에 관한 정보와 사용자가 설정한 디스플레이 모드를 기반으로 방송신호를 처리하고 영상신호를 구성하여 출력한다.
상기 3D 디지털방송 수신 장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 방송신호 수신 및 복조부(11), 역다중화부(12) 및 영상처리부(13)를 포함할 수 있다. 상기 영상처리부(13)는 복호화부(14), 기준영상 후처리부(15), 기준영상용 프레임 메모리(16), 부가영상 후처리부(17), 부가영상용 프레임 메모리(18), 영상조합부(19) 및 영상출력부(20)를 포함할 수 있다.
방송신호 수신 및 복조부(11)는 사용자가 선택한 방송 채널을 수신하고 복조화 과정을 거친 후 사용자가 원하는 방송 프로그램의 전송스트림을 역다중화부(12)로 전달한다.
역다중화부(12)는 전송스트림에서 방송 서비스 방식 또는 영상포맷, 기초스트림의 부호화 타입에 관한 정보가 포함된 방송 프로그램 정보를 획득하고, 전송스트림에서 기초스트림들을 추출하여, 방송 프로그램 정보와 기초스트림들을 영상처리부(13)로 전달한다.
방송 서비스 방식이 2D이거나 프레임호환 방식의 3D인 경우에는 일반적으로 2개의 기초스트림(영상, 오디오)이 존재하며, 서비스호환 방식의 3D인 경우에는 3개의 기초스트림(기준영상, 부가영상, 오디오)이 존재한다.
영상처리부(13)는 역다중화부(12)로부터 전달받은 방송 프로그램 정보와 사용자가 설정한 방송수신 장치의 디스플레이 모드를 근간으로 기초스트림들에 대하여 복호화 등의 영상처리를 수행한다.
또한, 영상처리부(13)는 기초스트림의 부호화 타입이 MPEG-2인 경우에는 PES 내에 있는 사용자 데이터에 있는 방송 서비스 방식 또는 영상포맷에 관한 정보를 이용할 수 있으며, 기초스트림의 부호화 타입이 MPEG-4 AVC인 경우에는 PES 내에 있는 Frame packing arrangement SEI 메시지에 있는 방송 서비스 방식 또는 영상포맷에 관한 정보를 이용할 수 있다.
방송 서비스 방식이 서비스호환 방식의 3D 방송이더라도 사용자가 2D로 서비스 받기를 원하는 경우, 영상처리부(13)는 부가영상을 처리할 필요없이 2D 방송 서비스와 동일한 방식으로 처리할 수 있다.
복호화부(14)는 역다중화부(12)에서 획득한 각 기초스트림의 부호화 타입에 맞도록 각 기초스트림들을 복호화한 후, 복호화된 영상신호들 중 기준영상은 기준영상 후처리부(15)로, 부가영상은 부가영상 후처리부(17)로 전달한다. 오디오 기초스트림은 오디오 기초스트림의 부호화 타입에 맞도록 복호화한 후 오디오 신호를 영상출력부(20)로 전달한다.
도 2는 도 1에 도시된 영상처리부의 동작 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상처리부(13)는 디스플레이 장치의 지원 여부 등에 따라서 사용자가 설정한 디지털방송 수신 장치의 디스플레이 모드에 기반하여, 각각 다르게 동작할 수 있다(단계: S1, S2, S3). 사용자가 원하는 디스플레이 모드는 예를 들어, 2D 모드(단계: S1), 바이패스 모드(단계: S2), 또는 프레임호환 모드(단계: S3)로 크게 세 가지로 구분하여 설정할 수 있으며, 리모콘 또는 스위치로 영상모드를 선택하여 설정할 수 있다. 또한, 프레임호환 모드는 사이드-바이-사이드(Side-by-Side)와 탑-앤-바텀(Top-and-Bottom), 또는 순차화면 포맷 등으로 구분하여 설정할 수 있다.
사용자가 디스플레이 모드를 2D로 설정(단계: S1)하거나, 바이패스 모드로 설정(단계: S2)하였으나 수신된 스트림의 영상모드가 2D인 경우(단계: S4), 또는 프레임호환 모드로 설정(단계: S3)하였으나 수신된 스트림의 영상모드가 2D인 경우(단계: S7)에는 기준영상에 대하여 영상처리한 후 2D모드로 출력한다(단계: S10).
사용자가 디스플레이 모드를 바이패스 모드로 설정(단계: S2)한 경우에는 수신된 스트림의 영상모드 그대로 영상처리한 후에 입력영상과 동일한 영상모드로 출력한다(단계: S2, S4, S5, S6, S10, S11, S12). 즉, 사용자가 디스플레이 모드를 바이패스 모드로 설정(단계: S2)하였으나, 수신된 스트림의 영상모드가 2D인 경우(단계: S4)에는 기준영상에 대하여 영상처리한 후 2D모드로 출력(단계: S10)하고, 사용자가 디스플레이 모드를 바이패스 모드로 설정(단계: S2)하였으나, 수신된 스트림의 영상모드가 프레임호환 방식인 경우(단계: S5)에는 기준영상 및 부가영상 처리 후 프레임호환 모드로 출력(단계: S11)하며, 사용자가 디스플레이 모드를 바이패스 모드로 설정(단계: S2)하고 수신된 스트림의 영상모드가 서비스호환 방식인 경우(단계: S6)에는 기준영상 및 부가영상 처리 후 서비스호환 모드로 출력(단계: S12)한다. 수신된 스트림의 영상모드가 서비스호환 방식의 3D인 경우(단계: S9)에는 영상신호를 프레임패킹 포맷으로 구성하여 출력하여야 하며, 디스플레이 장치가 처리된 영상신호에 대하여 프레임패킹 포맷을 지원하지 않는 경우에는 디스플레이 모드를 프레임호환 모드로 설정하는 것이 바람직하다.
사용자가 디스플레이 모드를 프레임호환 모드로 설정(단계: S3)한 경우에는 수신된 스트림이 2D인 경우(단계: S7)에는 2D모드(단계: S10)로, 프레임호환 모드인 경우(단계: S8)에는 프레임호환 모드(단계: S11)로, 서비스호환 모드인 경우(단계: S9)에는 프레임호환 모드(단계: S11)로 변환시켜서 영상신호를 출력한다.
기준영상 후처리부(15)와 부가영상 후처리부(17)는 수신된 방송신호의 방송 서비스 방식, 3D 영상포맷 그리고 사용자가 설정한 디스플레이 모드를 기반으로, 각각 기준영상용 프레임 메모리(16) 또는 부가영상용 프레임 메모리(18)와 연동하여 프레임율 변환(예: 30프레임=> 60프레임), 데시메이션 또는 인터폴레이션, 디인터레이싱, 잡음제거 필터링 등을 수행할 수 있다.
수신된 스트림이 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 또는 탑앤-바텀(Top-and-Bottom) 영상포맷이고 사용자가 설정한 디스플레이 모드가 2D인 경우, 기준영상 후처리부(15)는 기준영상용 프레임 메모리(16)와 연동하여 복호화부(14)로부터 전달받은 영상신호를 원래의 해상도로 복원하기 위하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다.
수신된 방송신호가 서비스호환 3D이고 사용자가 설정한 디스플레이 모드가 프레임호환 3D인 경우, 기준영상 후처리부(15)와 부가영상 후처리부(17)는 각각 기준영상용 프레임 메모리(16) 및 부가영상용 프레임 메모리(18)와 연동하여 복호화부(14)로부터 각각 전달받은 영상신호를 축소하기 위하여 데시메이션을 수행할 수 있다.
영상조합부(19)는 기준영상 프레임 메모리(16)과 부가영상 프레임 메모리(18)에 저장되어 있는 영상신호를 읽어서, 수신된 스트림의 영상모드와 사용자가 설정한 디스플레이 모드를 기반으로 영상신호를 구성한 후 영상출력부(20)로 전달한다. 수신된 스트림 또는 사용자가 설정한 디스플레이 모드가 2D인 경우에는 기준영상 프레임 메모리(16)에 저장된 영상신호를 2D 영상포맷으로 구성한 후 영상출력부(20)로 전달하고, 수신된 스트림 또는 사용자가 설정한 디스플레이 모드가 3D인 경우에는 기준영상 프레임 메모리(16)와 부가영상 프레임 메모리(18)에 각각 저장된 기준영상과 부가영상을 사용자가 설정한 디스플레이 모드의 영상포맷으로 구성한 후 영상출력부(20)로 전달한다.
영상출력부(20)는 복호화부(14)로부터 전달받은 오디오 신호와 영상조합부(19)로부터 전달받은 영상신호를 디스플레이하고자 하는 영상신호의 인터페이스 규격에 맞도록 영상신호를 구성하여 출력한다.
3D 디지털방송 수신 방법
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 방법의 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 방법은 수신된 방송신호의 스트림을 분석하여 영상모드(방송 서비스 방식, 영상포맷, 기준영상의 기초스트림에 대한 정보 및 부가영상의 기초스트림에 대한 정보 중에서 적어도 하나 이상)를 판별하고, 판별된 영상모드와 사용자가 설정한 방송수신 장치의 디스플레이 모드에 기반하여 스트림을 처리한 후, 판별된 영상모드와 사용자가 설정한 디스플레이 모드에 기반한 영상신호를 구성하여 출력한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 디지털방송 수신 장치(10)는 사용자가 선택한 방송 채널을 수신하고 복조화 과정을 거친 후 사용자가 원하는 방송 프로그램의 전송 스트림을 추출한다(단계: S20).
상기 전송 스트림을 역다중화하고, 방송 서비스 방식 또는 영상포맷, 기초스트림의 부호화 타입에 관한 정보가 포함된 방송 프로그램 정보를 획득하여 판별하고, 디스플레이 장치의 지원 여부 등에 따라서 사용자가 설정한 방송수신 장치의 디스플레이 모드를 판별하고, 상기 전송 스트림에서 기초 스트림들을 추출한다(단계: S21).
상기 기초스트림들을 상기 각각의 기초스트림의 부호화 타입에 맞도록 복호화한다. 오디오 기초 스트림을 복호화하여 오디오 신호를 생성하고, 비디오 기초스트림의 경우, 수신된 비디오 기초스트림의 영상모드가 2D 또는 프레임호환 방식의 3D이거나, 사용자가 설정한 디스플레이 모드가 2D인 경우에는 기준영상 스트림만을 복호화한다(단계: S22).
복호화된 영상신호에 대하여 후처리한다. 즉, 프레임 메모리와 연동하여 프레임율 변환(예: 30프레임=> 60프레임), 데시메이션, 인터폴레이션, 디인터레이싱, 또는 잡음 제거 필터링 등을 수행한다. 수신된 방송신호의 스트림이 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 또는 탑-앤-바텀(Top-and-Bottom) 영상포맷이고 사용자가 설정한 디스플레이 모드가 2D인 경우, 복호화 단계로부터 전달받은 영상신호를 원래의 해상도로 복원하기 위하여 인터폴레이션을 수행하여야 한다. 수신된 방송신호가 서비스호환 3D이고 사용자가 설정한 디스플레이 모드가 프레임호환 3D인 경우, 복호화 단계로부터 전달받은 영상신호를 축소하기 위하여 데시메이션을 수행하여야 한다(단계: S23). 상기 후처리된 영상신호는 프레임 메모리에 저장된다.
상기 프레임 메모리에 저장되어 있는 영상신호를 읽어서, 수신된 스트림의 영상모드와 사용자가 설정한 디스플레이 모드를 기반으로 영상신호를 구성한다(단계: S24).
디스플레이하고자 하는 영상신호의 인터페이스 규격에 맞도록 복호화된 오디오 신호(단계 S22에서 생성)와 조합된 영상신호(단계 S24에서 생성)를 구성하여 디스플레이 장치로 출력한다(단계: S25).
영상 모드 전환 장치 및 방법
전술한 바와 같이, 본 발명은 방송 수신 장치로서 실시될 수 있으나, 방송 신호의 수신 및 복조 기능을 갖는 종래의 방송 수신 장치에 포함되는 영상 모드 전환 장치로서 실시될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 모드 전환 장치는 방송 신호의 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화부 및 상기 추출한 방송 프로그램 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 모드 전환 방법은 방송 신호의 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화 단계 및 상기 추출한 방송 프로그램 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리 단계를 포함할 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 예시하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사항 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 범위를 벗어날 수 없을 것이다.
10 : 3D 디지털방송 수신 장치
11 : 방송신호 수신 및 복조부
12 : 역다중화부
13 : 영상처리부
14 : 복호화부
15 : 기준영상 후처리부
16 : 기준영상용 프레임 메모리
17 : 부가영상 후처리부
18 : 부가영상용 프레임 메모리
19 : 영상조합부
20 : 영상출력부

Claims (20)

  1. 방송신호를 수신하고 복조하여 전송스트림을 추출하는 방송신호 수신 및 복조부;
    상기 추출된 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화부; 및
    상기 방송 프로그램 정보에 포함된 영상모드에 대한 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리부를 포함하되,
    상기 영상처리부는,
    상기 방송수신 장치가 디스플레이 모드 설정으로서 2D만 지원하는 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드이더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 2D 영상신호로 구성하고,
    상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 3D 중에서 특정한 영상포맷만 지원하고 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드인 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷과 다르더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷의 영상신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 방송수신 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방송 프로그램 정보는
    상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보 및 기초스트림의 부호화 타입에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송수신 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 영상모드에 관한 정보는
    방송 서비스 방식, 영상포맷, 기준영상의 기초스트림에 대한 정보 및 부가영상의 기초스트림에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송수신 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 역다중화부는
    상기 추출된 전송스트림에서 프로그램 맵 테이블(PMT), 패킷화된 기초스트림(PES) 내에 있는 사용자 데이터(user_data) 및 PES 내에 있는 프레임 패킹 어레인지먼트 SEI(Frame packing arrangement SEI) 메시지 중에서 적어도 어느 하나를 분석하여 상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 방송수신 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 영상처리부는
    상기 추출된 전송스트림이 원래의 해상도가 축소된 3D 영상의 전송스트림이고 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 2D인 경우, 원래의 해상도로 영상신호를 복원하기 위한 인터폴레이션 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 방송수신 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 영상처리부는
    상기 추출된 전송스트림이 서비스호환 방식의 3D 영상 전송스트림이고, 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 프레임호환 방식의 3D인 경우, 상기 서비스호환 방식의 3D 영상신호를 프레임호환 방식의 3D 영상신호로 변환시키기 위한 데시메이션 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 방송수신 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 영상처리부는
    상기 역다중화부에서 얻어진 방송 프로그램 정보를 기반으로 상기 기초스트림들을 복호화하는 복호화부;
    기준영상 프레임 메모리와 연동하여 기준영상을 후처리하기 위한 기준영상 후처리부;
    부가영상 프레임 메모리와 연동하여 부가영상을 후처리하기 위한 부가영상 후처리부;
    상기 기준영상 프레임 메모리 및 부가영상 프레임 메모리 중 적어도 하나로부터 영상신호를 읽어서 상기 디스플레이 모드 설정에 따른 영상포맷으로 영상신호를 구성하는 영상조합부; 및
    디스플레이하고자 하는 영상신호 인터페이스 규격에 맞도록 상기 영상신호를 구성하여 출력하는 영상출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송수신 장치.
  10. 방송신호를 수신하고 복조하여 전송스트림을 추출하는 방송신호 수신 및 복조화 단계;
    상기 추출된 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화 단계; 및
    상기 추출한 방송 프로그램 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리 단계를 포함하되,
    상기 영상처리 단계는,
    상기 방송수신 장치가 디스플레이 모드 설정으로서 2D만 지원하는 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드이더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 2D 영상신호로 구성하는 단계; 및
    상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 3D 중에서 특정한 영상포맷만 지원하고 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드인 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷과 다르더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷의 영상신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송수신 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 방송 프로그램 정보는
    상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보 및 기초스트림의 부호화 타입에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송수신 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 영상모드에 관한 정보는
    방송 서비스 방식, 영상포맷, 기준영상의 기초스트림에 대한 정보 및 부가영상의 기초스트림에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송수신 방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 역다중화 단계는
    상기 추출된 전송스트림에서 프로그램 맵 테이블(PMT), 패킷화된 기초스트림(PES) 내에 있는 사용자 데이터(user_data) 및 PES 내에 있는 프레임 패킹 어레인지먼트 SEI(Frame packing arrangement SEI) 메시지 중에서 적어도 어느 하나를 분석하여 상기 수신된 방송신호의 영상모드에 관한 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 방송수신 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 10항에 있어서, 상기 영상처리 단계는
    상기 추출된 전송스트림이 원래의 해상도가 축소된 3D 영상의 전송스트림이고 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 2D인 경우, 원래의 해상도로 영상신호를 복원하기 위한 인터폴레이션 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 방송수신 방법.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 추출된 전송스트림이 서비스호환 방식의 3D 영상 전송스트림이고, 상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 프레임호환 방식의 3D인 경우, 상기 서비스호환 방식의 3D 영상신호를 프레임호환 방식의 3D 영상신호로 변환시키기 위한 데시메이션 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 방송수신 방법.
  18. 제 10항에 있어서, 상기 영상처리 단계는
    상기 역다중화 단계에서 얻어진 방송 프로그램 정보를 기반으로 상기 기초스트림들을 복호화하는 복호화 단계;
    기준영상 프레임 메모리와 연동하여 기준영상을 후처리하기 위한 기준영상 후처리 단계;
    부가영상 프레임 메모리와 연동하여 부가영상을 후처리하기 위한 부가영상 후처리부 단계;
    상기 기준영상 프레임 메모리 및 부가영상 프레임 메모리 중 적어도 하나 로부터 영상신호를 읽어서 상기 디스플레이 모드 설정에 따른 영상포맷으로 영상신호를 구성하는 영상조합 단계; 및
    디스플레이하고자 하는 영상신호 인터페이스 규격에 맞도록 상기 영상신호를 구성하여 출력하는 영상출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송수신 방법.
  19. 방송 신호의 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화부; 및
    상기 추출한 방송 프로그램 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리부를 포함하되,
    상기 영상처리부는,
    상기 방송수신 장치가 디스플레이 모드 설정으로서 2D만 지원하는 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드이더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 2D 영상신호로 구성하고,
    상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 3D 중에서 특정한 영상포맷만 지원하고 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드인 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷과 다르더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷의 영상신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상 모드 전환 장치.
  20. 방송 신호의 전송스트림에서 방송 프로그램 정보 및 기초스트림들을 추출하는 역다중화 단계; 및
    상기 추출한 방송 프로그램 정보 및 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정을 기반으로, 상기 기초스트림들을 처리하고 영상신호를 구성하는 영상처리 단계를 포함하되,
    상기 영상처리 단계는,
    상기 방송수신 장치가 디스플레이 모드 설정으로서 2D만 지원하는 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드이더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 2D 영상신호로 구성하는 단계; 및
    상기 방송수신 장치의 디스플레이 모드 설정이 3D 중에서 특정한 영상포맷만 지원하고 상기 전송스트림의 영상모드가 3D 모드인 경우, 상기 전송스트림의 영상모드가 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷과 다르더라도 상기 기초스트림들을 복호화한 후 복호화한 영상을 상기 방송수신 장치의 상기 특정한 3D 영상포맷의 영상신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 모드 전환 방법.
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