KR20060054872A - 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법 - Google Patents

입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자(descriptor)를 2D 방송 시스템과 호환되도록 정의함으로써, 기존의 2D 디지털 방송 시스템과 호환되며 3D 방송 서비스가 가능한, 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 기존 2D 디지털 방송 시스템과 호환성을 갖는 디지털 입체 방송 송신 장치에 있어서, 외부로부터 2D(Dimenssion) 영상과 3D 영상을 획득하기 위한 영상 획득 수단; 외부로부터 오디오 신호를 획득하기 위한 오디오 신호 획득 수단; 상기 영상 획득 수단을 통해 획득된 2D 영상을 부호화하기 위한 2D 영상 부호화 수단; 상기 영상 획득 수단을 통해 획득된 3D 영상 정보를 부호화하기 위한 3D 영상 부호화 수단; 상기 오디오 신호 획득 수단을 통해 획득된 오디오 신호를 부호화하기 위한 오디오 신호 부호화 수단; 3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자를 정의하여 PSI를 생성하기 위한 PSI 생성 수단; 3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자를 정의하여 PSIP/SI를 생성하기 위한 PSIP/SI 생성 수단; 상기 부호화된 2D 영상, 3D 영상 정보 및 오디오 신호와, 상기 생성된 PSI 및 PSIP/SI를 다중화하기 위한 다중화 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 2D/3D 방송 시스템에 이용됨.
3D 방송, PSI, PSIP, 기술자(descriptor), PMT, VCT

Description

입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for 3D Broadcasting Service}
도 1은 종래의 디지털 방송에서의 입체 영상 송신 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치의 일실시예 구성도,
도 3은 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자가 정의되는 PMT 섹션을 나타내는 일실시예 도면,
도 4는 도 3의 PMT 섹션에 본 발명에 따른 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자를 정의한 일실시예 도면,
도 5는 본 발명에 따른 3D 영상 정보에 대한 값이 정의되는 서비스 위치 기술자를 나타내는 일실시예 도면,
도 6은 도 5의 stream_type 구성을 나타내는 일실시예 도면,
도 7은 본 발명에 따른 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 방법을 설명하는 일실시예 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
210 : 3D 영상 획득부 220 : 2D 영상 부호화부
230 : 3D 영상 정보 부호화부 240 : 오디오 획득부
250 : 오디오 부호화부 260 : PSI 생성부
270 : PSIP/SI 생성부 280 : 다중화부
290 : 변조부
본 발명은 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 2D 디지털 방송 시스템과 호환성을 가지면서 3D 방송 서비스가 정의되어 적용될 수 있는 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
3D 방송 서비스에 대해서는 기존에 개념적으로 또는 구현적으로 많은 논의가 있었음에도 불구하고 상용화가 되지 못하고 있는 실정이다. 이는 3D 방송 서비스가 실제로 필드에서 운용되고 있는 방송 시스템으로 적용이 되지 않기 때문이다.
도 1은 종래의 디지털 방송에서의 입체 영상 송신 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 디지털 방송에서의 입체 영상 송신 장치는 좌영상 신호를 발생하는 좌영상 신호 발생부(110), 상기 좌영상 신호 발생부(110)에서 발생된 신호를 엠펙-2로 압축하는 좌영상 신호 압축부(120), 우영상 신호를 발생하는 우영상 신호 발생부(130), 상기 우영상 신호 발생부(130)에서 발생된 신호를 엠펙-2로 압축하는 우영상 신호 압축부(140), 입력된 음성신호를 전송하기 위해 압축하는 오디오 신호 압축부(150), 상기 압축부(120, 130, 150)에서 압축된 좌우 영상 및 입력된 PSI를 다중화하는 다중화부(160) 및 다중화된 신호를 변조하여 전송하는 변조부(170)를 포함한다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 입체 영상 송신 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째로, 좌우영상을 같이 보내는 것을 제외하고는 매우 추상적으로 구현하고 있다. 즉, 방송 수신 시스템이 좌영상과 우영상을 구별할 수 있도록 하는 방안이 제시되어 있지 않으며, 기존의 2D 디지털 방송 시스템과 호환성을 유지하기 위한 PSI 내부에서의 새로운 정의가 제시되어 있지 않다.
다음으로, 현재 서비스되고 있는 2D 디지털 방송은 모두 엠펙-2 시스템 기반이나, 규격은 ATSC(Advanced Television Systems Committee), DVB-S, OpenCable 등으로 서로 다르다. 즉, PSIP, SI 등 방송 프로그램의 구성 정보나 프로그램 가이드 정보를 표현하는 방송 프로토콜이 각기 다르게 사용되고 있다. 따라서, 도 1의 3D 디지털 방송 송신 장치가 기존의 2D 디지털 방송 시스템과 호환성을 갖기 위해서는 기존 2D 디지털 방송 시스템의 서로 다른 방송 프로토콜을 모두 만족시켜야 하는데, 도 1의 입체 영상 송신 장치는 이에 대한 방안을 제시하고 있지 않다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자(descriptor)를 2D 방송 시스템과 호환되도록 정의함으로써, 기존의 2D 디지털 방송 시스템과 호환되며 3D 방송 서비스가 가능한, 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 기존 2D 디지털 방송 시스템과 호환성을 갖는 디지털 입체 방송 송신 장치에 있어서, 외부로부터 2D(Dimenssion) 영상과 3D 영상을 획득하기 위한 영상 획득 수단; 외부로부터 오디오 신호를 획득하기 위한 오디오 신호 획득 수단; 상기 영상 획득 수단을 통해 획득된 2D 영상을 부호화하기 위한 2D 영상 부호화 수단; 상기 영상 획득 수단을 통해 획득된 3D 영상 정보를 부호화하기 위한 3D 영상 부호화 수단; 상기 오디오 신호 획득 수단을 통해 획득된 오디오 신호를 부호화하기 위한 오디오 신호 부호화 수단; 3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자를 정의하여 PSI를 생성하기 위한 PSI 생성 수단; 3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자를 정의하여 PSIP/SI를 생성하기 위한 PSIP/SI 생성 수단; 상기 부호화된 2D 영상, 3D 영상 정보 및 오디오 신호와, 상기 생성된 PSI 및 PSIP/SI를 다중화하기 위한 다중화 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 방법은, 디지털 입체 방송 송신 방법에 있어서, 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 획득하는 신호 획득 단계; 획득된 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 부호화하는 부호화 단계; 상기 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호 정보에 대한 기술자를 정의하여 PSI 및 PSIP를 생성하는 기술자 정의 단계; 및 생성된 PSI 및 PSIP와 상기 부호화된 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 다중화하여 전송하는 다중화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치는 3D 영상 획득부(210), 2D 영상 부호화부(220), 3D 영상 정보 부호화부(230), 오디오 획득부(240), 오디오 부호화부(250), PSI 생성부(260), PSIP/SI 생성부(270), 다중화부(280) 및 변조부(290)를 포함한다.
3D 영상 획득부(210)는 외부로부터 2D 영상과 3D 영상 정보를 획득한다. 여기서, 상기 3D 영상 정보는 서로 다른 시점의 영상, 변이 지도(Disparity Map) 및 깊이 지도(Depth Map) 등이다.
2D 영상 부호화부(220)를 3D 영상 획득부(210)를 통해 획득된 2D 영상을 엠펙-2로 부호화한다. 이는 본 발명에 따른 3D 디지털 방송 송신 장치와 기존의 2D 디지털 방송 시스템과의 호환성을 보장하기 위해서이다.
3D 영상 정보 부호화부(230)는 3D 영상 획득부(210)를 통해 획득된 3D 영상 정보, 즉 서로 다른 시점의 영상, 변이 지도(Disparity Map) 및 깊이 지도(Depth Map) 등을 부호화한다. 이 때, 3D 영상 정보 부호화부(230)는 서비스 효율에 따라 임의의 부호화 알고리즘을 사용한다.
오디오 획득부(240)는 외부로부터 오디오 신호를 획득하고, 오디오 부호화부(250)는 오디오 획득부(240)를 통해 획득된 오디오 신호를 부호화한다. 이 때, 오디오 부호화부(250)는 본 발명에 따른 3D 디지털 방송 송신 장치가 사용되는 2D 디지털 방송 시스템의 오디오 부호화 알고리즘에 따라 부호화한다.
즉, ATSC와 Opencable에서는 AC-3 오디오 부호화 알고리즘에 따라 오디오 신호를 부호화하고, DVB(Digital Video Broadcasting)-2에서는 엠펙 오디오 부호화 알고리즘에 따라 오디오 신호를 부호화한다.
PSI 생성부(260)는 3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자(descriptor)를 정의하여 PSI(Program Specific Information)를 생성하고, PSIP/SI 생성부(270)는 3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자(descriptor)를 정의하여 PSIP(Program Service Information Protocol)/SI(Service Information)를 생성한다.
다중화부(280)는 상기 부호화된 2D 영상, 3D 영상 정보 및 오디오와, 상기 PSI 생성부(260) 및 PSIP/SI 생성부(270)를 통해 생성된 PSI 및 PSIP/SI를 다중화하고, 변조부(290)는 다중화된 신호르 변조하여 전송한다.
이하에서는 상기 PSI 생성부(260) 및 PSIP/SI 생성부(270)에서 생성되는 PSI 및 PSIP/SI에 대해 설명한다.
기존 2D 디지털 방송 시스템의 규격에서 방송 구성을 나타내는 방송 프로토콜 정보는 ATSC의 경우는 PSI와 지상파용 PSIP로 구성되어 있고, DVB-S의 경우는 PSI와 SI로 구성되어 있으며, OpenCable의 경우는 PSI와 케이블용 PSIP로 구성되어 있다. 이 때, 방송 프로토콜 정보의 필요성에서 ATSC의 경우 PSI는 선택이고 PSIP는 필수이며, DVB-S의 경우 PSI 및 SI는 필수이며, OpenCable의 경우 PSI는 필수이고 PSIP는 선택이다.
따라서, 본 발명에 따른 3D 디지털 방송 송신 장치가 상술한 기존 2D 디지털 방송 시스템에 활용될 수 있도록 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자 (descriptor)를 PSI와 PSIP에서 모두 정의한다.
먼저, PSI을 살펴보면, PSI는 PAT(Program Association Table), PMT(Program Map Table), CAT(Conditional Access Table) 등으로 구성되어 있고, 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자는 PMT에서 정의되어야 한다.
도 3은 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자가 정의되는 PMT 섹션을 나타내는 일실시예 도면이다.
도 3에 도시된 PMT 섹션 중 stream_type, reserved, elementary_PID 등을 포함하는 for 구문에 본 발명에 따른 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자를 정의한다.
stream_type은 엠펙-2에서 정의하고 있는 데이터 타입이 아니므로 유저 프라이빗(user private)으로 설정한다.
또한, elementary_PID은 사용자가 임의로 설정하여 사용할 수 있으며, 상기 설정된 stream_type에서 3D 방송 서비스를 위한 3D 영상 정보에 대한 값을 정의한다. 이 때, 3D 영상 정보에는 기본적으로 서로 다른 시점의 영상, 변이 지도(Disparity Map), 깊이 지도(Depth Map)가 있으며, 서로 다른 시점의 영상에는 전체화면, 세로절반화면, 가로절반화면 등이 있다.
도 4는 도 3의 PMT 섹션에 본 발명에 따른 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자를 정의한 일실시예 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 변이 지도는 00 xxxxxx, 깊이 지도는 01 xxxxxx, 가로절반영상은 10 000001, 세로절반영상은 10 000010, 전체영상은 10 000011으로 정의한다.
다음으로, PSIP를 살펴보면, 기본적으로 ATSC, OpenCable 시스템은 MGT(Master Guide Table), STT(System Time Table), VCT(Virtual Channel Table) 등으로 구성되며, 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 기술자는 VCT에서 정의되어야 한다. 특히, VCT의 기술자에서 3D 방송 서비스를 위한 3D 영상 정보에 대한 값은 서비스 위치 기술자(service location descriptor)로 정의되어야 한다.
도 5는 본 발명에 따른 3D 영상 정보에 대한 값이 정의되는 서비스 위치 기술자를 나타내는 일실시예 도면이다.
도 5에 도시된 서비스 위치 기술자 구문 중 stream_type, reserved, elementary_PID 등을 포함하는 for 구문에 본 발명에 따른 3D 방송 서비스의 구성 정보에 대한 값을 정의한다.
도 6은 도 5의 stream_type 구성을 나타내는 일실시예 도면이다. 도 5의 stream_type은 도 6에 정의되어 있는 부분을 참조로 하여 도 3의 PMT 섹션에서 정의하는 것과 동일하게 맞춘다. 이 때, 사용할 수 있는 값은 유저 프라이빗(user private) 구간의 0xC0∼0xFF이다.
또한, 정의될 기술자는 도 4와 같고, 기술자의 값(value)은 PSI와 PSIP가 서로 동일해야 한다.
한편, DVB-2의 경우는 PSI의 기능이 필수적으로 포함되므로 상술한 바와 같 이 PSI에서만 정의되면 3D 영상 정보를 파싱(Parsing)할 수 있다
도 7은 본 발명에 따른 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 방법을 설명하는 일실시예 흐름도이다.
먼저, 외부로부터 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 획득하고(710), 획득된 상기 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 부호화한다(720).
이 때, 2D 영상은 엠펙-2로 부호화하고, 3D 영상은 서비스 효율에 따라 임의의 부호화 알고리즘으로 부호화하며, 오디오 신호는 본 발명이 적용되는 2D 디지털 방송 시스템의 오디오 부호화 알고리즘에 따라 부호화한다.
이후, 상기 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호 정보에 대한 기술자를 정의하여 PSI 및 PSIP를 생성한다(730). 이 때, 3D 영상 정보는 기본적으로 다른 시점의 영상, 변이 지도(Disparity Map) 및 깊이 지도(Depth Map)가 있으며, 3D 영상 정보의 기술자는 도 4 및 도 6과 같이, PSI의 경우는 PMT 섹션에 정의되며, PSIP의 경우는 VCT의 서비스 위치 기술자에 정의된다.
다음으로, 생성된 PSI 및 PSIP와 상기 부호화된 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 전송에 적합한 형태로 다중화하여 전송한다(740).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상 의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 기존의 2D 디지털 방송 시스템과 호환성을 가지면서 현실감 있는 3D 영상 방송 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 기존 2D 디지털 방송 시스템과 호환성을 갖는 디지털 입체 방송 송신 장치에 있어서,
    외부로부터 2D(Dimenssion) 영상과 3D 영상을 획득하기 위한 영상 획득 수단;
    외부로부터 오디오 신호를 획득하기 위한 오디오 신호 획득 수단;
    상기 영상 획득 수단을 통해 획득된 2D 영상을 부호화하기 위한 2D 영상 부호화 수단;
    상기 영상 획득 수단을 통해 획득된 3D 영상 정보를 부호화하기 위한 3D 영상 부호화 수단;
    상기 오디오 신호 획득 수단을 통해 획득된 오디오 신호를 부호화하기 위한 오디오 신호 부호화 수단;
    3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자를 정의하여 PSI를 생성하기 위한 PSI 생성 수단;
    3D 방송 서비스 구성 정보를 포함하는 기술자를 정의하여 PSIP/SI를 생성하기 위한 PSIP/SI 생성 수단; 및
    상기 부호화된 2D 영상, 3D 영상 정보 및 오디오 신호와, 상기 생성된 PSI 및 PSIP/SI를 다중화하기 위한 다중화 수단
    을 포함하는 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2D 영상 부호화 수단은,
    엠펙-2 부호화 알고리즘을 이용하여 부호화하고,
    상기 오디오 신호 부호화 수단은,
    기존 2D 디지털 방송 시스템의 오디오 부호화 알고리즘을 이용하여 부호화하고,
    상기 3D 영상 정보는,
    서로 다른 시점의 영상, 변이 지도(Disparity Map) 및 깊이 지도(Depth Matp)인 것
    을 특징으로 하는 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 PSI 생성 수단은,
    3D 영상의 구성 정보를 하기 [표]와 같이 PMT 섹션의 기술자에 정의하는 것을 특징으로 하는 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치.
    [표]
    Figure 112004053218692-PAT00001
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 PSIP/SI 생성 수단은,
    VCT(Virtual Channel Table)의 서비스 위치 기술자(Service Location Descriptor)에서 정의하고 있는 stream_type 값 중에서 유저 프라이빗(user private) 구간 중에 하나의 값으로 3D 영상의 stream_type을 정의하고, 하기 [표]와 같이 3D 영상의 구성 정보에 대한 기술자를 정의하는 것을 특징으로 하는 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 장치.
    [표]
    Figure 112004053218692-PAT00002
  5. 디지털 입체 방송 송신 방법에 있어서,
    2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 획득하는 신호 획득 단계;
    획득된 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 부호화하는 부호화 단계;
    상기 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호 정보에 대한 기술자를 정의하여 PSI 및 PSIP를 생성하는 기술자 정의 단계; 및
    생성된 PSI 및 PSIP와 상기 부호화된 2D 영상, 3D 영상 및 오디오 신호를 다중화하여 전송하는 다중화 단계
    를 포함하는 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기술자 정의 단계는,
    PSI를 생성할 경우, 3D 영상의 구성 정보를 하기 [표1]과 같이 PMT 섹션의 기술자에 정의하고,
    PSIP를 생성할 경우, VCT(Virtual Channel Table)의 서비스 위치 기술자(Service Location Descriptor)에서 정의하고 있는 stream_type 값 중에서 유저 프라이빗(user private) 구간 중에 하나의 값으로 3D 영상의 stream_type을 정의하고, 하기 [표]와 같이 3D 영상의 구성 정보에 대한 기술자를 정의하는 것을 특징으로 하는 입체 방송 서비스를 위한 디지털 방송 송신 방법.
    [표]
    Figure 112004053218692-PAT00003
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