KR102397813B1 - Hdmi 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템 및 이를 이용한 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템에 관한 것으로서,
제어부 및 메모리를 포함하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템에 있어서, HDMI 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 데이터변환부;
상기 데이터 변환부에서 변환된 HDMI 영상 이미지를 전달받아 HDMI 영상 전송 케이블로 출력하는 HDMI 출력단자;로 이루어지며, 상기 제어부는 입력 인터페이스부의 각 입력단자를 통해 입력되는 영상신호의 규격정보 및 화질정보를 분석하는 영상신호 분석부를 포함한다.

Description

HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템 및 이를 이용한 전송 방법{Composite data transfer system with HDMI image transmission cable}
본 발명은 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템 및 이를 이용한 전송 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템 및 이를 이용한 전송 방법에 관한 것이다.
대용량 이미지와 일반 데이터를 함께 전송하는 방법으로 자주 사용되는 통신방법은 TCP/IP 기반의 네트워크이다.
TCP/IP는 패킷 통신 방식의 인터넷 프로토콜인 IP (인터넷 프로토콜)와 전송 조절 프로토콜인 TCP (전송 제어 프로토콜)로 이루어져 있다. IP는 패킷 전달 여부를 보증하지 않고, 패킷을 보낸 순서와 받는 순서가 다를 수 있다.(unreliable datagram service) TCP는 IP 위에서 동작하는 프로토콜로, 데이터의 전달을 보증하고 보낸 순서대로 받게 해준다. HTTP, FTP, SMTP 등 TCP를 기반으로 한 많은 수의 애플리케이션 프로토콜들이 IP 위에서 동작하기 때문에, 묶어서 TCP/IP로 부르기도 한다.
그러나 대용량 데이터의 특성상 전송해야 할 데이터가 많다는 것이고, 그에 따른 전송시간이 길어질 수 밖에 없다.
대용량에 맞는 네트워크 장비를 통해서 전송하는 방법도 있겠지만, 구축 비용이 높다.
현재 HDMI 는 네트워크 비해서 비교적 저렴하면서도 상당히 빠른 미디어 전송속도를 보여주고 있다.
HDMI(High Definition Multimedia Interface)는 비압축 방식의 디지털 비디오/오디오 인터페이스 규격의 하나이다. HDMI는 HDMI를 지원하는 셋탑박스, DVD 재생기 등의 멀티미디어 소스에서 AV기기, 모니터, 디지털 텔레비전 등의 장치들 사이의 인터페이스를 제공한다.
일반적으로 HDMI 2.1 의 경우 초당 전송속도는 48Gbps 의 전송이고, 회사와 가정에서 일반적으로 사용하는 공유기의 네트워크의 최대속도는 1Gbps 정도이다.
상술한 예에서 처럼 HDMI 는 미디어 영상의 전송속도가 상당히 높다.
이처럼 빠른 HDMI 의 전송규격이 반드시 미디어 영상 데이터 전송만을 목적으로 한 것은 아니지만, 기타의 목적으로 사용되는 경우가 거의 없다.
종래 발명은 도 1에서와 같이 디스플레이 장치에 디스플레이할 영상신호가 제공되는 영상제공부와, 비 가청주파수 신호가 포함되어 구성된 보안헤더신호를 생성하는 보안신호생성부와, 상기 영상제공부로부터 제공된 영상신호와 보안신호생성부로부터 생성된 보안헤더신호를 하나의 신호로 합성하여 합성신호를 출력시키는 합성신호출력부를 포함하는 송신단; 및 상기 송신단으로부터 전달된 합성신호를 입력받고, 입력받은 합성신호에서 영상신호와 보안헤더신호를 분리하는 합성신호입력부와, 상기 합성신호입력부를 통해 분리된 보안헤더신호가 허용된 보안헤더신호라고 검증이 되면 상기 합성신호입력부를 통해 분리된 영상신호가 디스플레이 장치를 통해 디스플레이 되도록 제어하는 보안제어부를 포함하는 수신단으로 구성된다.
또한, 종래 발명의 HDMI 영상신호 변환장치는, RGB(Red, Green, Blue), 샤프니스, 코어링, 휘도, 및 콘트라스트의 파라미터에 대하여, S 비디오-HDMI 파라미터 변경정보, 컴포넌트-HDMI 파라미터 변경정보, VGA-HDMI 파라미터 변경정보, DVI-HDMI 파라미터 변경정보가 기록된 파라미터 변경정보 테이블을 유지하는 메모리; 및 상기 영상신호 변환부로부터 출력된 HDMI 영상신호가 상기 컴포넌트 입력단자로 입력된 컴포넌트 입력영상으로부터 변환된 경우, 상기 파라미터 변경정보 테이블에 기록된 컴포넌트-HDMI 파라미터 변경정보를 통해 상기 HDMI 영상신호의 화질을 변경하여 상기 HDMI 출력부로 출력하는 화질 변경부를 포함한다.
또한, 종래의 보안헤더신호는 미리 정해진 패턴의 비 가청주파수로 형성된 보안제어신호와 미리 정해진 패턴의 가청주파수로 형성된 보안인식신호를 포함하여 구성되며, 상기 합성신호에서 보안헤더신호는 영상신호의 전단에 부가되어 합성된다.
그러나 상술한 종래 발명을 통해 일반 데이터를 전송하기 위한 특별한 데이터변환 장치를 사용하지 않는다면 직접적인 HDMI를 활용하는 데 있어서 한계가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1860094호 (발명의 명칭: HDMI 신호를 이용한 영상 제어 시스템 및 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하기 위해, 전송해야 할 제어 데이터가 비트로 나뉘어서 담기는 최하위 비트를 이용하여 전송하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템 및 이를 이용한 전송 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 제어부 및 메모리를 포함하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템에 있어서, HDMI 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 데이터변환부; 상기 데이터 변환부에서 변환된 HDMI 영상 이미지를 전달받아 HDMI 영상 전송 케이블로 출력하는 HDMI 출력단자;로 이루어지며, 상기 제어부는 입력 인터페이스부의 각 입력단자를 통해 입력되는 영상신호의 규격정보 및 화질정보를 분석하는 영상신호 분석부를 포함한다.
상기 데이터변환부에서는 정지 영상 이미지의 각각의 R, G, B 에 대해서 최하위 비트가 데이터 비트로 사용된다.
상기 데이터변환부에서는 정지 영상 이미지의 최하위 비트의 가중치는 1 이므로 이 값이 임의적로 변화를 일으켜 해당 색에 대한 값이 1이 줄거나 늘어나는 변화가 발생한다.
상기 데이터변환부에서 정지 영상 이미지의 최하위 비트에는 전송해야 할 제어데이터가 비트로 나뉘어서 포함된다.
상기 데이터변환부에서 상기 정지 영상 이미지를 전송할 경우 이미지의 크기에 따라서 보낼 수 있는 최하위 비트의 최대 크기가 결정된다.
본 발명은 데이터변환부가 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 단계; 상기 HDMI 출력단자가 데이터 변환부에서 변환된 이미지를 출력하는 단계;를 포함하며, 상기 데이터변환부에서 정지 영상 이미지의 최하위 비트의 가중치는 1 이므로 이 값이 임의적로 변화를 일으켜 해당 색에 대한 값이 1이 줄거나 늘어나는 변화가 발생한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 전송해야 할 제어 데이터가 비트로 나뉘어서 담기는 최하위 비트를 이용하여 전송하기 때문에 일반 사용자가 일반 모니터 영상으로 확인하기에는 어려지만 유의미한 화면 제어 방법을 용이하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 일반 HDMI 데이터를 전송하기 위한 특별한 데이터 비트 변환 장치를 사용하여 HDMI를 기타 다양한 목적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 발명에 따른 HDMI 신호를 이용한 영상 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러값 R=180 이라고 가정할 때 비트값을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원본사진에서 원본픽셀 RGB 에 대해서 하위 비트를 전송할 제어 데이터로 교체하여, 색상 값의 변화가 미세하게 생기는 것을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 제어부(100), 메모리(110), 데이터변환부(200), HDMI 출력단자(300) 등으로 구성된다.
상기 데이터변환부(200)는 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 모듈이다.
즉, 데이터 변환된 영상 이미지의 최하위 비트에는 전송해야 할 제어 데이터가 비트로 나뉘어서 담긴다.
상기 HDMI 출력단자(300)는 데이터 변환부에서 변환된 이미지를 출력하는 단자로서 출력 인터페이스이다.
여기서 본 발명에 따른 HDMI 출력단자(300)는 HDMI(High Definition Multimedia Interface)를 지원하는 멀티미디어 소스에서 모니터, 디지털 텔레비전 등의 장치들 사이의 인터페이스를 제공한다.
일실시예로서 HDMI 출력단자(300)는 상기 데이터 변환부에서 변환된 HDMI 영상 이미지를 전달받아 HDMI 영상 전송 케이블로 출력한다.
상기 제어부(100)는 입력 인터페이스부의 각 입력단자를 통해 입력되는 영상신호의 규격정보 및 화질정보를 분석하는 영상신호 분석부를 포함한다.
상기 영상신호의 각 픽셀의 데이터는 R, G, B 로 구성되며 값의 크기는 R=0..255 (8비트), G=0..255, B=0..255 로 구성되어 색을 만들어 낸다.
상기 제어부(100)에서 표현할 수 있는 색은 256 x 256 x 256 가지이며 대략 1천 6백만 가지의 컬러이다.
상기 영상신호의 규격정보는 메모리(110)에 영상신호의 해상도, 프레임 레이트, 주사방식, 화면비, 색좌표, 색차 포맷으로 저장될 수 있다.
또한, 상기 영상신호의 규격정보는 입력된 영상이 입력 인터페이스부의 어떠한 단자로 입력되었는지에 대한 정보로 구현될 수 있다.
즉, 영상신호 분석부는 영상신호의 해상도, 프레임 레이트, 주사방식, 화면비, 색좌표, 색차 포맷의 분석을 통해 상기 입력 영상이 HDMI 규격의 영상인지를 분석할 수 있다.
예를 들어 영상신호 분석부는 HDMI 입력단자를 통해 입력된 경우 HDMI 규격의 영상으로 분석할 수 있다.
일실시예로 영상신호 분석부는 입력 인터페이스부를 통해 입력된 영상에 대한 파라미터를 측정을 통해 상기 입력 영상의 화질정보를 분석할 수도 있다.
일실시예로 영상신호 분석부는 각각의 입력단자를 통해 레퍼런스 영상을 수신하고, 수신된 레퍼런스 영상의 파라미터를 각각 측정할 수 있다.
상기 영상의 파라미터는 RGB(Red, Green, Blue), 샤프니스, 코어링, 휘도, 및 콘트라스트로 구현될 수 있다.
상기 제어부(100)는 상기 영상신호 분석부로부터 상기 입력 영상에 대한 규격정보를 수신하는 영상신호 변환부를 더 포함한다.
상기 영상신호 변환부는 상기 입력 영상의 규격정보를 통해 상기 입력 영상을 HDMI 규격을 만족하는 영상으로 변환한다.
상기 영상신호 변환부는 영상신호의 해상도, 프레임 레이트, 주사방식, 화면비, 색좌표, 색차 포맷의 변환을 통해 상기 입력 영상신호를 HDMI 규격을 만족하는 HDMI 영상신호로 변환할 수 있다.
상기 영상신호 변환부를 통해 변환된 HDMI 영상신호는 화질 변경부로 전달될 수 있다.
상기 제어부(100)는 영상신호 분석부로부터 상기 입력 영상에 대한 화질정보를 수신하는 화질 변경부를 더 포함한다.
상기 화질 변경부는 영상신호 변환부로부터 출력되는 HDMI 영상신호의 화질을 조정한다.
상기 화질 변경부는 메모리(110)에 저장된 파라미터 변경정보 테이블을 통해 상기 HDMI 영상신호의 화질을 조정할 수 있다.
상기 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터변환된 영상 이미지를 전송할 때 컬러를 나타내는 각각의 R, G, B 에 대해서 최하위 비트가 데이터 비트로 사용된다면 색의 변화가 발생할 것이다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 컬러값 R=180 이라고 가정할 때 비트값으로 보면 1011 0100 이다.
상기 최하위 비트의 경우 가중치는 1 이므로 이 값이 임의적로 변화를 일으킨다면 해당 색에 대한 값이 1이 줄거나 늘어나는 변화가 발생할 수 있다.
상기 예의 경우 상기 데이터변환부(200)를 통해 최하위 비트를 강제로 1로 만든다면 R=180 에서 R=181로 변한다.
동일한 논리로 R, G, B에 대해서 적용한다면 R, G, B 에 색이 일부 변화하는 형태의 결과가 발생할 수 있다.
그러나, 이러한 변화는 사용자가 순간적으로 느낄 수 있을 만큼의 유의미한 변화가 아니다.
즉 100% 빨간색이 상기 데이터변환부(20-0)의 데이터변환으로 인하여 99% 또는 98% 빨간색으로 변화할 수 있다는 것인데, 일반 사용자가 100% 빨간색과 98% 빨간색을 일반 모니터 영상으로 확인하기에는 어렵다는 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이 원본사진에서 원본픽셀 RGB 에 대해서 하위 비트가 011 인데, 이 값을 무조건 무시하고, 전송할 제어 데이터로 101로 교체한다.
위와 같은 경우 색상 값의 변화가 생긴다.
그러나, 실제로 영향을 미칠 수 있는 색값의 변화는 R, G 에 대해서 1 정도이고, 일반적으로는 그 결과에 의한 색의 변화는 거의 느낄 수 없는 정도이다. 단점이라면 완전한 검정색이나 완전한 흰색은 없어질 수 있다는 것이다.
이하 본 발명의 실시를 위한 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템을 이용한 전송 방법의 일실시예에 대하여 자세히 설명한다.
먼저 데이터변환부가 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송한다.
그리고 상기 HDMI 출력단자가 데이터 변환부에서 변환된 이미지를 출력한다.
이 때 상기 데이터변환부에서 정지 영상 이미지의 최하위 비트의 가중치는 1 이므로 이 값이 임의적로 변화를 일으켜 해당 색에 대한 값이 1이 줄거나 늘어나는 변화가 발생한다.
상기와 같은 간단한 방법으로 이미지를 전송할 경우 이미지의 크기에 따라서 보낼 수 있는 데이터의 최대 크기가 결정되는데, 예를 들어 100 x 100 의 영상을 전송한다고 할 때 원본 영상은 100 x 100 = 10,000 개의 컬러 점으로 구성된다.
각각의 컬러점은 RGB (3바이트)로 구성되므로 총 데이터는 30,000 바이트이다.
이 경우 실제로 보낼 수 있는 최대 제어데이터는 1바이트당 1bit 이므로 10,000 비트이며, 바이트로 환산하면 1,250 바이트 이다.
즉 본 발명에 따른 복합데이터 전송 시스템이 전송할 수 있는 전체 이미지 크기에서 약 4% 정도가 1개의 이미지에 담아서 전송할 수 있는 데이터의 최대 크기이다.
100 : 제어부
110 : 메모리
200 : 데이터변환부
300 : HDMI 출력단자

Claims (6)

  1. 제어부 및 메모리를 포함하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템에 있어서,
    HDMI 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 데이터변환부;
    상기 데이터 변환부에서 변환된 HDMI 영상 이미지를 전달받아 HDMI 영상 전송 케이블로 출력하는 HDMI 출력단자;로 이루어지며,
    상기 제어부는 입력 인터페이스부의 각 입력단자를 통해 입력되는 영상신호의 규격정보 및 화질정보를 분석하는 영상신호 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터변환부에서는 정지 영상 이미지의 각각의 R, G, B 에 대해서 최하위 비트가 데이터 비트로 사용되는 것을 특징으로 하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터변환부에서는 정지 영상 이미지의 최하위 비트의 가중치는 1 이므로 이 값이 임의적로 변화를 일으켜 해당 색에 대한 값이 1이 줄거나 늘어나는 변화가 발생하는 것을 특징으로 하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터변환부에서 정지 영상 이미지의 최하위 비트에는 전송해야 할 제어데이터가 비트로 나뉘어서 포함되는 것을 특징으로 하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터변환부에서 상기 정지 영상 이미지를 전송할 경우 이미지의 크기에 따라서 보낼 수 있는 최하위 비트의 최대 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템.
  6. 데이터변환부가 정지 영상 이미지의 특정 비트에 제어를 위한 데이터를 포함시켜 데이터 변환된 영상 이미지를 전송하는 단계;
    HDMI 출력단자가 데이터 변환부에서 변환된 이미지를 출력하는 단계;를 포함하며,
    상기 데이터변환부에서 정지 영상 이미지의 최하위 비트의 가중치는 1 이므로 이 값이 임의적로 변화를 일으켜 해당 색에 대한 값이 1이 줄거나 늘어나는 변화가 발생하는 것을 특징으로 하는 HDMI 영상 전송 케이블을 이용한 복합데이터 전송 시스템을 이용한 전송 방법.
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