KR20130042429A - 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하여 영상을 동기화하는 장치 및 방법 - Google Patents

비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하여 영상을 동기화하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하여 영상을 동기화하는 장치 및 방법이 개시된다.
동기 정보 추가 장치는 동기 정보를 생성하는 동기 정보 생성부; 및 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 동기 정보 추가부를 포함할 수 있다.

Description

비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하여 영상을 동기화하는 장치 및 방법{VIDEOS SYNCHRONIZATION APPARATUS AND METHOD BY INSERTION OF SYNC DATA IN VERTICAL ANCILLARY DATA SPACE OF VIDEO SIGNEL }
본 발명은 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하여 영상을 동기화하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비디오 신호의 내부에 포함된 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가함으로써, 별도의 동기 신호를 전송하거나, 복호화 장치가 별도의 동기화 과정 없이 비디오 신호에 대응하는 영상들을 동기화하는 동기 정보 추가 장치 및 방법에 관한 것이다.
3D 영상, 자유시점 영상, 다시점 영상 및 HD급의 4배에서 16배에 해당하는 초고해상도 영상을 HD급 등으로 분할한 영상과 같이 서로 관련된 복수의 영상들이 저장되거나 부호화 및 복호화할 경우, 관련된 영상들은 프레임 단위로 동기화가 되어야 한다. 따라서, 서로 관련된 복수의 영상을 획득할 경우, 별도의 동기신호 발생기가 출력하는 동기 신호를 영상과 관련된 장비에 연결함으로써, 각 장비들의 동기 신호를 통일시켜, 각 장비에서 출력되는 영상이 동기화되도록 하는 젠록(Genlock) 기술을 사용하고 있다.
그러나, 젠록 기술은 복수의 장비를 동기화하는 것이므로 복수의 영상을 하나의 부호화 장치에서 순차적으로 부호화 하는 경우에는 적용이 불가능하다는 한계가 있었다.
또한, 복수의 영상을 각각 다른 표준을 사용하는 복수의 부호화 장치로 부호화 하는 경우도, 부호화 장치들 간에 동기 신호가 호환되지 않으므로 젠록을 사용한 동기화가 불가능하다는 문제점이 있었다.
따라서, 젠록을 사용한 영상의 동기화가 불가능한 경우에도 영상을 동기화할 수 있는 방법이 요청되고 있다.
본 발명은 별도의 동기 신호를 전송하거나, 복호화 장치가 별도의 동기화 과정 없이 비디오 신호에 대응하는 영상들을 동기화할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 비트스트림들을 동기화하여 다중화하지 않아도 비트스트림들을 수신한 단말이 복수의 비트스트림들을 동기화하여 재생 가능한 장치 및 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 동기화할 비트스트림들을 동시에 수신하지 않아도 동기화가 가능한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치는 동기 정보를 생성하는 동기 정보 생성부; 및 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 동기 정보 추가부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 시스템은 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 동기 정보 추가 장치; 및 동기 정보가 추가된 비디오 신호를 부호화하여 동기 정보가 추가된 비트스트림을 생성하는 부호화 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 시스템의 부호화 장치는 비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 비트스트림의 구문 중에서 유저 데이터 구문에 추가할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 시스템은 비트스트림에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하고, 동기화된 비트스트림들을 다중화하는 다중화 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 시스템의 다중화 장치는 동기 정보가 추가된 유저 데이터 구문에 따라 동기 정보를 확인하는 간격을 결정하고, 결정된 간격마다 동기 정보를 확인하여 복수의 비트스트림들을 동기화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 시스템은 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보가 포함된 자막 정보를 추가하는 자막 정보 추가 장치; 자막 정보가 추가된 비디오 신호를 부호화하여 비트스트림을 생성하는 부호화 장치; 및 비트스트림의 자막 정보에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하여 다중화하는 다중화 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 시스템의 부호화 장치는, 자막 정보에 포함된 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 비트스트림에서 자막 데이터와 관련된 구문에 추가할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 방법은 동기 정보를 생성하는 단계; 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 방법은 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 단계; 및 동기 정보가 추가된 비디오 신호를 부호화하여 동기 정보가 추가된 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 부호화 방법은 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보가 포함된 자막 정보를 추가하는 단계; 자막 정보가 추가된 비디오 신호를 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계; 및 비트스트림의 자막 정보에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하여 다중화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 비디오 신호의 내부에 포함된 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가함으로써, 별도의 동기 신호를 전송하거나, 복호화 장치가 별도의 동기화 과정 없이 비디오 신호에 대응하는 영상들을 동기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 비디오 신호에 포함된 동기 정보를 비디오 신호와 함께 부호화하여 비트스트림을 생성함으로써, 복수의 비트스트림들을 동기화 과정 없이 전송하여도 비트스트림을 수신한 단말에서 복수의 비트스트림을 동기화하여 재생할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 의하면, 비트스트림에 포함된 동기 정보로 동기화할 비트스트림들을 검색하여 동기화하므로, 동기화할 비트스트림들을 동시에 수신하지 않아도 먼저 수신한 비트스트림 중에서 동기화할 비트스트림을 검색하여 동기화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치와 다른 장치 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치를 도시한 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치가 동기 정보를 추가하는 보조 데이터 공간의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 비디오 신호를 부호화하는 시스템의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치가 포함된 부호화 시스템의 일례이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 장치가 생성한 비트스트림의 최상위 구문의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 장치가 생성한 비트스트림에서 보조 정보를 삽입할 수 있는 구문의 일례이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 장치가 생성한 비트스트림에서 자막과 관련된 유저 데이터 구문의 일례이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치가 포함된 양안식 3DTV 송신 시스템의 일례이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 방법을 도시한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 방법은 동기 정보 추가 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치가 포함된 영상 획득 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 획득 시스템은 동기 정보 추가 장치(100), 좌측 카메라(110), 좌측 영상 기록 매체(115), 우측 카메라(120), 우측 영상 기록 매체(125), 및 신호 발생 장치(130)를 포함할 수 있다.
좌측 카메라(110)는 촬영 대상의 좌측 영상을 촬영하여 좌측 영상의 비디오 신호인 제1 비디오 신호를 생성하고, 생성한 제1 비디오 신호를 동기 정보 추가 장치(100)로 전송할 수 있다.
우측 카메라(120)는 촬영 대상의 우측 영상을 촬영하여 우측 영상의 비디오 신호인 제2 비디오 신호를 생성하고, 생성한 제2 비디오 신호를 동기 정보 추가 장치(100)로 전송할 수 있다.
이때, 좌측 카메라(120)와 우측 카메라(120)는 신호 발생 장치(130)에 의하여 젠록(Genlock)되어 있고, 신호 발생 장치(130)의 동기 신호에 따라 제1 비디오 신호와 제2 비디오 신호를 동시에 송신할 수 있다.
동기 정보 추가 장치(100)는 동기 정보를 생성하고, 제1 비디오 신호의 보조 데이터 공간과 제2 비디오 신호의 보조 데이터 공간들에 동기 정보를 추가할 수 있다. 이때, 동기 정보는 타임 코드와 같이 좌측 영상과 우측 영상을 동기화하기 위하여 필요한 정보일 수 있다. 또한, 보조 데이터 공간은 비디오 신호의 비디오 프레임들 사이에 위치한 수직 데이터 공간(VANC: Vertical Ancillary Data Space) 또는 수직 귀선 기간(VBI: Vertical blanking interval)에 전송하는 데이터 공간 중 하나일 수 있다.
이때, 동기 정보 추가 장치(100)는 동기 정보를 추가한 제1 비디오 신호와 제2 비디오 신호를 각각 좌측 영상 기록 매체(115)와 우측 영상 기록 매체(125)에 전송하여 저장할 수 있다.
그리고, 동기 정보 추가 장치(100)는 시간, 분, 초 데이터를 포함하는 타임 코드와 같이 일정 개수 이상의 비트들로 동기 정보를 생성함으로써, 하나의 비디오 컨텐츠, 또는 연결된 비디오 시퀀스 안에서 동일한 동기 신호가 중복되어 추가되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 동기 정보 추가 장치(100)는 도 1과 같이 3D 영상용 비디오 신호만 아니라, 방송 및 영상과 관련된 모든 인터페이스 규격에서 복수의 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 생성하여 추가함으로써 향후 동기화 정보가 필요할 때 사용이 가능하도록 할 수 있다. 이때, 동기 정보 추가 장치(100)가 동기 정보를 추가하는 복수의 비디오 신호는 3D 영상, 자유 시점 영상, 다시점 영상 및 초고해상도 영상의 분할된 영상들과 같이 서로 관련되어 동기화가 필요한 영상들의 비디오 신호들일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 동기 정보 추가 장치(100)는 비디오 신호의 내부에 포함된 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가함으로써, 별도의 동기 신호를 전송하거나, 복호화 장치가 별도의 동기화 과정 없이 비디오 신호에 대응하는 영상들을 동기화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치(100)를 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치(100)는 동기 정보 생성부(210)와 동기 정보 추가부(220)를 포함할 수 있다.
동기 정보 생성부(210)는 비디오 신호의 수신 시간, 또는 비디오 프레임의 재생 시간에 기초한 타임 코드를 포함하여 동기 정보를 생성할 수 있다. 이때, 동기 정보 생성부(210)는 시간, 분, 초 데이터를 포함하는 타임 코드와 같이 일정 개수 이상의 비트들로 동기 정보를 생성함으로써, 하나의 비디오 컨텐츠, 또는 연결된 비디오 시퀀스 안에서 동일한 동기 신호가 중복되어 추가되는 것을 방지할 수 있다.
동기 정보 추가부(220)는 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보 생성부(210)가 생성한 동기 정보를 추가할 수 있다. 이때, 동기 정보 추가부(220)는 수직 데이터 공간(VANC: Vertical ANCillary data space) 또는 수직 귀선 기간(VBI: Vertical Blanking Interval)에 전송하는 데이터 공간 및 NTSC, SD-SDI, HD-SDI 규격에서 비디오 신호의 비디오 프레임들 사이에 위치한 보조 데이터 공간 중 하나를 보조 데이터 공간으로 판단하고, 보조 데이터 공간으로 판단한 데이터 공간에 동기 정보를 추가할 수 있다.
보조 데이터 공간은 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치가 동기 정보를 추가하는 보조 데이터 공간의 일례이다.
영상 표시 장치는 하나의 화면을 표시한 후, 다음 화면을 표시하기 위하여 영상 표시 기능을 리셋, 또는 설정하는 시간을 필요로 한다. 이때, 영상 표시 장치는 영상 표시 기능을 사용할 수 없으므로, 이 시점에서 수신한 데이터는 화면에 표시되지 않는다.
따라서, 영상의 비디오 신호(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 화면을 표시하기 위한 비디오 프레임(310)과 다음 화면을 표시하기 위한 비디오 프레임(320)의 사이에 화면에 표시되지 않는 정보가 전송되는 보조 데이터 공간(330)을 가지게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치(100)는 비디오 신호(300)에서 포함된 보조 데이터 공간(330)에 동기 정보를 추가함으로써, 별도의 동기 신호 전송이나 부가 정보 전송 없이도 비디오 신호를 동기화할 정보를 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 비디오 신호를 부호화하는 시스템의 일례이다.
부호화 장치(410)는 좌측 영상 기록 매체(115)로부터 동기 정보가 추가된 제1 비디오 신호를 수신하고, 우측 영상 기록 매체(125)로부터 동기 정보가 추가된 제2 비디오 신호를 수신하여 프레임 단위로 부호화할 수 있다.
구체적으로 먼저, 부호화 장치(410)는 비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 비디오 신호를 프레임 단위로 구분할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치(410)는 프레임 단위로 구분한 비디오 신호를 해당 프레임에 대응하는 동기 정보와 함께 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 이때, 부호화 장치(410)는 비트스트림의 ES(elementary stream)안에 동기 정보를 저장할 수 있다. 또한, 부호화 장치(410)는 TS(Transport stream) 구문에 동기 정보의 존재 유무를 알리는 flag 정보를 추가 정의함으로써, 다중화 장치(420)가 동기 정보 유무를 확인하기 용이하도록 할 수 있다.
그리고, 3DTV, 자유시점 방송, 다시점 방송 및 초고해상도 TV 등 차세대 디지털 방송은 기존 DTV 방송과 호환성을 유지해야 한다는 요구사항이 있다.
즉, 부호화 장치(410)는 복수의 비디오 신호 중 적어도 하나의 비디오 신호는 기존 DTV에서 사용하는 ATSC 디지털 방송 규격에 따라 비트스트림을 생성하여야 기존 DTV 방송과의 호환성을 유지할 수 있다. 부호화 장치(410)가 ATSC 디지털 방송 규격에 따라 비트스트림에 동기 정보를 추가하는 방법은 이하 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
마지막으로 부호화 장치(410)는 생성한 비트스트림을 다중화 장치(420)로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 부호화 장치(410)는 비디오 신호에 포함된 동기 정보를 비디오 신호와 함께 부호화하여 비트스트림을 생성함으로써, 다중화 장치(420)로 비트스트림들을 동기화하여 다중화하지 않아도 비트스트림을 수신한 단말에서 복수의 비트스트림을 동기화하여 재생할 수 있다. 예를 들어, NRT(Non-real time) 3D 방송과 같이 좌측 영상 신호 및 우측 영상 신호를 다중화하지 않고 별도로 전송하더라도, 신호를 수신한 단말이 신호들에 포함된 동기 정보를 사용하여 좌측 영상 신호와 우측 영상 신호를 동기화하여 재생할 수 있다.
다중화 장치(420)는 부호화 장치(410)로부터 수신한 비트스트림에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하여 다중화할 수 있다.
구체적으로 먼저, 다중화 장치(420)는 부호화 장치(410)로부터 수신한 비트스트림의 ES의 구문을 해석하여 각 프레임의 동기 정보를 식별할 수 있다.
다음으로, 다중화 장치(420)는 식별한 동기 정보와 동일한 동기 정보를 가진 다른 비트스트림의 프레임을 검색할 수 있다.
그 다음으로 다중화 장치(420)는 동기 정보에 따라 검색한 비트스트림의 프레임과 수신한 비트스트림의 프레임을 동기화할 수 있다.
마지막으로 다중화 장치(420)는 동기화한 비트스트림들을 다중화하여 출력할 수 있다.
종래의 다중화 장치(420)는 동기화하여 다중화할 비트스트림을 동시에 입력 받아야 하므로, 다중화할 비트스트림의 개수만큼의 부호화 장치가 반드시 필요하였다. 예를 들어 도 4과 같이 좌측 영상과 우측 영상을 부호화한 비트스트림을 다중화하기 위해서는 2개의 부호화 장치를 사용하여 좌측 영상과 우측 영상을 동시에 부호화하고, 2개의 부호화 장치로부터 좌측 영상의 비트스트림과 우측 영상의 비트스트림을 동시에 수신하여 다중화해야 했다.
반면, 본 발명에 따른 다중화 장치(420)는 비트스트림에 포함된 동기 정보로 동기화할 비트스트림들을 검색하여 동기화하므로, 동기화할 비트스트림들을 동시에 수신하지 않아도 먼저 수신한 비트스트림 중에서 동일한 동기 정보를 가진 비트스트림을 검색하여 다중화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 다중화 장치(420)는 부호화 장치의 개수와 상관 없이 복수의 비트스트림을 동기화하여 다중화할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 다중화 장치(420)는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 부호화 장치(410)로 복수의 비디오 신호를 순차적으로 부호화하여 복수의 비트스트림을 생성하고, 부호화 장치(410)로부터 수신한 비트스트림들을 저장하며, 모든 영상의 부호화가 끝난 다음, 저장된 복수의 비트스트림들에 포함된 동기 정보를 사용하여 저장된 복수의 비트스트림들을 동기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복호화 장치는 수신한 비트스트림을 복호화하고, 다중화 장치(420)와 같은 방법으로 복호화한 비트스트림을 동기화할 수 있다.
구체적으로 복호화 장치는 복호화한 비트스트림의 ES의 구문을 해석하여 각 프레임의 동기 정보를 식별할 수 있다.
다음으로, 복호화 장치는 식별한 동기 정보와 동일한 동기 정보를 가진 다른 비트스트림의 프레임을 검색할 수 있다.
그 다음으로 복호화 장치는 동기 정보에 따라 검색한 비트스트림의 프레임과 수신한 비트스트림의 프레임을 동기화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 장치가 포함된 부호화 시스템의 일례이다.
도 5는 카메라를 통하려 획득한 비디오 신호를 영상 저장 매체에 저장하지 않고 바로 부호화하는 부호화 시스템의 일례이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 시스템은 동기 정보 추가 장치(100), 좌측 카메라(110), 우측 카메라(120), 신호 발생 장치(130), 제1 부호화 장치(510), 제2 부호화 장치(520), 및 다중화 장치(530)를 포함할 수 있다. 이때, 좌측 카메라(110), 우측 카메라(120), 신호 발생 장치(130)는 도 1과 동일한 동작을 수행하므로 상세한 설명은 생략한다.
동기 정보 추가 장치(100)는 동기 정보를 생성하고, 좌측 카메라(110)로부터 수신한 제1 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하고 제1 부호화 장치(510)로 전송할 수 있다. 또한, 동기 정보 추가 장치(100)는 우측 카메라(120)로부터 수신한 제2 비디오 신호의 보조 데이터 공간들에 동기 정보를 추가하여 제2 부호화 장치(520)로 전송할 수 있다.
제1 부호화 장치(510)는 동기 정보 추가 장치(100)로부터 수신한 제1 비디오 신호를 프레임 단위로 부호화하여 제1 비트스트림을 생성할 수 있다. 이때, 제1 부호화 장치(510)는 제1 비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 제1 비트스트림의 구문 중에서 유저 데이터 구문에 추가할 수 있다. 그리고 제1 부호화 장치(510)는 동기 정보가 추가된 제1 비트스트림을 다중화 장치(530)로 전송할 수 있다.
제2 부호화 장치(520)는 동기 정보 추가 장치(100)로부터 수신한 제2 비디오 신호를 프레임 단위로 부호화하여 제2 비트스트림을 생성할 수 있다. 이때, 제2 부호화 장치(520)는 제2 비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 제2 비트스트림의 구문 중에서 유저 데이터 구문에 추가할 수 있다. 그리고 제2 부호화 장치(510)는 동기 정보가 추가된 제2 비트스트림을 다중화 장치(530)로 전송할 수 있다.
다중화 장치(530)는 제1 비트스트림과 제2 비트스트림에 포함된 동기 정보를 기초로 제1 비트스트림과 제2 비트스트림에서 동일한 동기 정보가 추가된 프레임을 동기화하여 다중화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 장치가 생성한 비트스트림의 최상위 구문의 일례이다.
ATSC 디지털 방송 규격은 MPEG-2 비디오 부호화 표준을 사용하여 비디오 신호를 부호화하고 있다. 따라서, 부호화 장치(410)가 ATSC 디지털 방송 규격에 따라 생성한 MPEG-2 비트스트림의 최상위 구문인 video sequence() 구문은 도 6에 도시된 바와 같이 extension_and_user_data(2) 구문(Syntax)(610)을 포함할 수 있다.
또한, 부호화 장치(410)는 video sequence() 구문에 extension_and_user_data(2) 구문(610)을 대신하여 extension_and_user_data(1) 구문을 포함 시킬 수도 있다.
이때, extension_and_user_data(1) 구문은 GOP(Group Of Pictures) 단위로 보조 정보를 삽입할 수 있는 구문이고, extension_and_user_data(2) 구문은 부호화된 비트스트림 안에 픽처 단위로 보조 정보를 삽입할 수 있는 구문이다. 또한, GOP 단위는 복수 프레임의 부호화된 픽처로 구성되어 랜덤 액세스가 가능한 독립적인 부호화 단위이고, 픽처는 각각의 비디오 프레임이 부호화된 화상일 수 있다. 이때, GOP 단위에 대응하는 복수 프레임은 하나의 키 프레임에서 다음 키 프레임까지의 프레임들일 수 있다.
그리고, extension_and_user_data(1) 구문 또는 extension_and_user_data(2) 구문은 도 7에 도시된 바와 같이 user_data () 구문(710)을 포함할 수 있다. 이때, 도 7에서 i는 1이나 2 중 하나일 수 있다.
그리고, 부호화 장치(410)는 extension_and_user_data(1) 구문 또는 extension_and_user_data(2) 구문에 포함된 user_data () 구문(710)에 동기 정보를 저장할 수 있다.
예를 들어, 동기 정보 추가 장치(100)가 시간, 분, 초, 프레임수로 표기되는 타임코드로 동기 정보를 생성한 경우, 부호화 장치(410)는 SMPTE 334-2: Caption Distribution packet definition 규격에서 Time code 구문을 기초로 표 1과 같은 형태로 user_data ()구문(710)에 동기 정보를 저장할 수 있다.
Figure pat00001
다중화 장치(420)는 복수의 부호화 장치(410)에서 수신한 비트스트림들이나, 하나의 부호화 장치(410)에서 수신한 복수의 비트스트림들을 하나의 MPEG-2 TS(Transport stream)으로 다중화할 경우, user_data () 구문(710)에 저장된 동기 정보를 사용하여 동기화할 수 있다.
이때, 다중화 장치(420)는 동기 정보가 추가된 유저 데이터 구문에 따라 동기 정보를 확인하는 간격을 결정하고, 결정된 간격마다 동기 정보를 확인하여 복수의 비트스트림들을 동기화할 수 있다. 예를 들어, 동기 정보가 extension_and_user_data(1) 구문의 user_data () 구문(710)에 저장된 경우, 다중화 장치(420)는 GOP 단위마다 동기정보를 확인하여 다중화를 수행할 수 있다. 또한, 동기 정보가 extension_and_user_data(2) 구문의 user_data () 구문(710)에 저장된 경우, 다중화 장치(420)는 픽처 단위마다 동기정보를 확인하여 다중화를 수행할 수 있다.
또한, extension_and_user_data(1) 구문 또는 extension_and_user_data(2) 구문은 영상 정보가 아닌 보조 정보를 저장하는 구문이다. 따라서, 다중화 장치(420)가 출력한 신호를 수신하여 복호화하는 복호화 장치는 extension_and_user_data(1) 구문 또는 extension_and_user_data(2) 구문의 user_data () 구문(710)에 저장된 동기 정보를 해석할 수 없더라도, 영상 정보를 부호화한 구문은 복호화하여 영상을 복원할 수 있다. 즉, 복호화 장치가 동기 정보를 식별하지 못하는 종래의 복호화 장치에서도 본 발명에 따른 부호화 신호의 영상은 복원 가능하므로, 본 발명에 따른 부호화 시스템은 종래의 복호화 장치와 호환이 가능하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 장치가 생성한 비트스트림에서 자막과 관련된 유저 데이터 구문의 일례이다.
ATSC 디지털 방송 규격에서는 MPEG-2 비디오 부호화 비트스트림의 user_data() 구문에 자막 (closed caption) 데이터나 bar 데이터를 나타내는 picture user data 구문을 정의하고 있다.
본 발명에 따른 부호화 장치(410)는 user_data()구문(710) 중 picture user data 구문에 표 1과 같은 time code () 구문(810)을 추가함으로써, ATSC 디지털 방송규격을 통하여 이 동기정보를 전송할 수 있게 된다. 이때, user_data_type_code 와 관련된 구문(820)는 ATSC_reserved_user_data 중 하나이며, time code() 구문(810)을 식별하기 위한 조건 구문일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자막 정보 추가 장치가 포함된 양안식 3DTV 송신 시스템의 일례이다.
도 9는 종래의 MPEG-2 부호화 장치와 이종 코덱의 부호화 장치에 기초한 양안식 3DTV 송신 시스템의 자막 정보 추가 장치에 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 기능을 추가한 실시예이다. 이때, 좌측 카메라(110), 우측 카메라(120), 신호 발생 장치(130)는 도 1과 동일한 동작을 수행하므로 상세한 설명은 생략한다.
자막 정보 추가 장치(900)는 동기 정보와 좌측 카메라(110) 및 우측 카메라(120)가 촬영한 영상과 관련된 자막 정보를 생성하고, 제1 비디오 신호의 보조 데이터 공간과 제2 비디오 신호의 보조 데이터 공간들에 동기 정보가 포함된 자막 정보를 추가할 수 있다. 이때, 자막 정보 추가 장치(900)는 EIA-608(아날로그 및 SD-SDI closed captioning)과 EIA-708(HD-SDI closed captioning)에 대한 규격인 SMPTE 333M이나 SMPTE 334M를 사용하여 자막 정보 (closed caption)를 생성할 수 있다.
MPEG-2 부호화 장치(910)는 비디오 신호와 함께 자막 정보를 부호화하여 MPEG-2 TS 로 출력할 수 있다.
이때, MPEG-2 부호화 장치(910)는 동기정보를 extension_and_user_data(1) 또는 extension_and_user_data(2) 내 user_data()에 삽입하여 비트스트림을 생성할 수 없다. 따라서, MPEG-2 부호화 장치(910)는 자막 방송 정보 쌍의 위치를 나타내는 cc_data() 구문에 time code () 구문(810)을 추가하여 동기 정보를 저장할 수 있다.
비디오 부호화 장치(920)는 MPEG-2 부호화 방법을 사용할 경우, MPEG-2 부호화 장치(910)와 같이 비디오 신호와 함께 자막 정보를 부호화하여 MPEG-2 TS 로 출력할 수 있다. 이때, 비디오 부호화 장치(920)는 cc_data() 구문에 time code () 구문(810)을 추가하여 동기 정보를 저장할 수 있다.
또한, 비디오 부호화 장치(920)는 AVC 또는 HEVC 기반의 부호화 방법을 사용하는 경우, 자막 정보를 프레임 단위로 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 이때, 비디오 부호화 장치(920)는 제2 비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 제2 비트스트림의 구문 중에서 유저 데이터 구문에 추가할 수 있다. 그리고 비디오 부호화 장치(920)는 동기 정보가 추가된 비트스트림을 다중화 장치(930)로 전송할 수 있다.
다중화 장치(930)는 MPEG-2 부호화 장치(910)에서 수신한 MPEG-2 TS(Transport stream)의 cc_data() 구문과 비디오 부호화 장치(920)에서 수신한 비트스트림의 user_data()구문을 확인하여 각 프레임의 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보로 MPEG-2 부호화 장치(910)에서 수신한 MPEG-2 TS(Transport stream)과 비디오 부호화 장치(920)에서 수신한 비트스트림을 동기화하여 다중화함으로써, 3DTV 방송 컨텐츠에 대한 MPEG-2 3DTV TS 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 동기 정보 추가 방법을 도시한 플로우차트이다.
단계(S1010)에서 동기 정보 추가 장치(100)는 비디오 신호의 수신 시간, 또는 비디오 프레임의 재생 시간에 기초한 타임 코드를 포함하는 동기 정보를 생성할 수 있다.
단계(S1020)에서 동기 정보 추가 장치(100)는 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 단계(S1010)에서 생성한 동기 정보를 추가할 수 있다.
단계(S1030)에서 부호화 장치(410)는 단계(S1020)에서 동기 정보가 추가된 비디오 신호를 프레임 단위로 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다.
구체적으로 부호화 장치(410)는 비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 프레임 단위로 구분한 비디오 신호를 해당 프레임에 대응하는 동기 정보와 함께 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다.
단계(S1040)에서 다중화 장치(420)는 단계(S1030)에서 생성한 비트스트림에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하여 다중화할 수 있다.
구체적으로 다중화 장치(420)는 단계(S1030)에서 비트스트림의 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보와 동일한 동기 정보를 가진 다른 비트스트림을 검색할 수 있다. 다음으로 다중화 장치(420)는 동기 정보에 따라 검색한 비트스트림의 프레임과 단계(S1020)에서 생성한 비트스트림의 프레임을 동기화하여 다중화할 수 있다.
본 발명은 비디오 신호의 내부에 포함된 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가함으로써, 별도의 동기 신호를 전송하거나, 복호화 장치가 별도의 동기화 과정 없이 비디오 신호에 대응하는 영상들을 동기화할 수 있다.
또한, 비디오 신호에 포함된 동기 정보를 비디오 신호와 함께 부호화하여 비트스트림을 생성함으로써, 복수의 비트스트림들을 동기화 과정 없이 전송하여도 비트스트림을 수신한 단말에서 복수의 비트스트림을 동기화하여 재생할 수 있다.
그리고, 비트스트림에 포함된 동기 정보로 동기화할 비트스트림들을 검색하여 동기화하므로, 동기화할 비트스트림들을 동시에 수신하지 않아도 먼저 수신한 비트스트림 중에서 동기화할 비트스트림을 검색하여 동기화할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 동기 정보 추가 장치
110: 좌측 카메라
120: 우측 카메라
130: 신호 발생 장치
410: 부호화 장치
420: 다중화 장치

Claims (16)

  1. 동기 정보를 생성하는 동기 정보 생성부; 및
    비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 동기 정보 추가부
    를 포함하는 동기 정보 추가 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 데이터 공간은,
    비디오 신호의 비디오 프레임들 사이에 위치한 수직 데이터 공간(VANC: stands for Vertical Ancillary Data Space) 또는 수직 귀선 기간(VBI: Vertical blanking interval)에 전송하는 데이터 공간 중 하나인 것을 특징으로 하는 동기 정보 추가 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 동기 정보는,
    타임 코드를 포함하며, 동기 정보의 크기는 비디오 신호에서 동기 정보가 중복되지 않는 크기인 것을 특징으로 하는 동기 정보 추가 장치.
  4. 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 동기 정보 추가 장치; 및
    동기 정보가 추가된 비디오 신호를 부호화하여 동기 정보가 추가된 비트스트림을 생성하는 부호화 장치
    를 포함하는 부호화 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부호화 장치는,
    비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 비트스트림의 구문 중에서 유저 데이터 구문에 추가하는 것을 특징으로 하는 부호화 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    비트스트림에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하고, 동기화된 비트스트림들을 다중화하는 다중화 장치
    를 더 포함하는 부호화 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다중화 장치는,
    동기 정보가 추가된 유저 데이터 구문에 따라 동기 정보를 확인하는 간격을 결정하고, 결정된 간격마다 동기 정보를 확인하여 복수의 비트스트림들을 동기화하는 것을 특징으로 하는 부호화 시스템.
  8. 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보가 포함된 자막 정보를 추가하는 자막 정보 추가 장치;
    자막 정보가 추가된 비디오 신호를 부호화하여 비트스트림을 생성하는 부호화 장치; 및
    비트스트림의 자막 정보에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하여 다중화하는 다중화 장치
    를 포함하는 부호화 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부호화 장치는,
    자막 정보에 포함된 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 비트스트림에서 자막 데이터와 관련된 구문에 추가하는 것을 특징으로 하는 부호화 시스템.
  10. 동기 정보를 생성하는 단계;
    비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 단계
    를 포함하는 동기 정보 추가 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보조 데이터 공간은,
    비디오 신호의 비디오 프레임들 사이에 위치한 수직 데이터 공간(VANC: stands for Vertical Ancillary Data Space) 또는 수직 귀선 기간(VBI: Vertical blanking interval)에 전송하는 데이터 공간 중 하나인 것을 특징으로 하는 동기 정보 추가 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 동기 정보는,
    타임 코드를 포함하며, 동기 정보의 크기는 비디오 신호에서 동기 정보가 중복되지 않는 크기인 것을 특징으로 하는 동기 정보 추가 방법.
  13. 비디오 신호의 보조 데이터 공간에 동기 정보를 추가하는 단계; 및
    동기 정보가 추가된 비디오 신호를 부호화하여 동기 정보가 추가된 비트스트림을 생성하는 단계
    를 포함하는 부호화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 부호화 장치는,
    비디오 신호의 보조 데이터 공간에서 동기 정보를 식별하고, 식별한 동기 정보를 상기 비트스트림의 구문 중에서 유저 데이터 구문에 추가하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 비트스트림에 포함된 동기 정보를 기초로 복수의 비트스트림들을 동기화하는 단계; 및
    동기화된 복수의 비트스트림들을 다중화하는 단계
    를 더 포함하는 부호화 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 동기화하는 단계는,
    동기 정보가 추가된 유저 데이터 구문에 따라 동기 정보를 확인하는 간격을 결정하고, 결정된 간격마다 동기 정보를 확인하여 복수의 비트스트림들을 동기화하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
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