WO2016093489A1 - 고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법과 이를 이용한 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치 및 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템 - Google Patents

고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법과 이를 이용한 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치 및 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템 Download PDF

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analog
scan signal
data stream
image data
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PCT/KR2015/011252
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강근순
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주식회사 슈피리어셈아이컨덕터
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Definitions

  • the present invention relates to a video signal transmission technology, and more particularly, to an analog transmission technology of high resolution video.
  • HD-SDI High Definition Serial Data Interface
  • SMPTE Society of Motion Picture and Television Engineers
  • HD-CVI The HD Composite Video Interface (HD-CVI) proposed by Dahua Technology Inc. in China around 2010 differs from HD-SDI, which transmits uncompressed digital video signals in that it transmits analog video signals through coaxial cable.
  • HD-CVI uses Baseband and Quadrature Amplitude Modulation (QAM) technology to avoid CVBS (Composite Video Blanking Sync) cross-talk.Brightness and Hue
  • QAM Baseband and Quadrature Amplitude Modulation
  • CVBS Composite Video Blanking Sync
  • the signals are transmitted over a single cable with complete separation on the frequency domain. Longer transmission lengths, virtually no use of existing analog transmission infrastructure, and relatively inexpensive devices such as chipsets, the adoption of HD-CVI can result in lower overall upgrade and maintenance costs than with HD-SDI technology. .
  • HD-CVI technology separates a luminance component and a color component for each scan line from a frame of an image captured by a camera.
  • the luminance component (Y) is mounted in the baseband, and the color components, precisely the chrominance components (Cb, Cr), are mounted in a QAM modulated state on a high frequency carrier selected so as not to overlap with the bandwidth of the baseband, and every scan Front waveforms, horizontal syncs, back porches, colorbursts, blanks, and active video are generated and transmitted over the cable every cycle. do.
  • the modulation signal of the luminance component and the chrominance component is transmitted in the active video section. Color burst is necessary for modulation and restoration of chrominance components Cb and Cr.
  • HD-CVI derives from the fact that, like conventional analog composite video signal transmission technology, luminance and color signals are transmitted together on one channel.
  • HD-CVI technology however, has the wide bandwidth of the baseband itself, which is required because of its high resolution, which significantly increases the frequency of the carrier on which color signals are mounted, so the degradation of color signals in coaxial cable cannot be ignored.
  • the receiver in order to recover the color signal mounted on the high frequency carrier, the receiver must be implemented to sample the signal with a higher sampling frequency, which is difficult to design and consumes a large amount of current.
  • An object of the present invention is to provide a high resolution analog video signal transmission method, a high resolution analog video signal transmission device, a high resolution analog video signal receiving device and a high resolution analog video transmission system.
  • the problem to be solved by the present invention is a method for transmitting a high resolution analog video signal, a high resolution analog video signal transmission device, a high resolution analog video signal reception device and a high resolution analog video transmission system that can use the existing analog transmission infrastructure and less signal degradation To provide.
  • a high resolution analog image transmission system includes an image data array using primary color data, generates an image data stream in each row of the image data array, and scan signals in which timing signals and the image data stream are arranged.
  • An image transmission apparatus for generating and transmitting an analog scan signal by digitally analog converting a data stream and extracting timing signals and an image data stream from a received scan signal data stream obtained by analog-digital converting a received analog scan signal, and extracting the extracted image data. It may include an image receiving device for generating a frame as streams.
  • the image data array is (2M + 2) ⁇ (2L + 2) in size.
  • L is an integer of 0 ⁇ L ⁇ N
  • the image data stream may be a sequence of 2M + 2 cell read data derived for each row.
  • the apparatus for transmitting an image may be operable to group the primary color data by component and generate an image data stream from the grouped primary color data.
  • the apparatus for transmitting an image may group the primary color data by component, reduce the grouped primary color data by decimation, downsampling, or compressing the image data from the reduced primary color data. Operate to create a stream.
  • the apparatus for transmitting an image may be operable to perform pre-emphasis and to transmit a pre-emphasized analog scan signal with respect to the analog scan signal to compensate for channel distortion.
  • the apparatus for transmitting an image may add and transform a color burst signal having a predetermined frequency and amplitude to a horizontal sync signal, and generate a scan signal data stream based on the modified horizontal sync signal and the image data stream.
  • the apparatus for transmitting an image inserts a color burst signal having a predetermined frequency and amplitude between the horizontal sync signal and the image data stream, and inserts a scan signal data stream based on the horizontal sync signal, the color burst signal, and the image data stream. Can be generated.
  • the image receiving apparatus evaluates the distortion of the channel based on the distortion of the amplitude of the color burst signal detected in the received analog scan signal
  • the image transmitting apparatus is a control signal or a predetermined signal of the image receiving apparatus
  • the frequency or amplitude of the color burst signal can be changed according to the schedule of.
  • the image receiving apparatus generates a preemphasis control signal based on the estimated distortion of the channel, transmits the generated preemphasis control signal to the image transmitting apparatus, and the image transmitting apparatus In order to compensate for the distortion of the channel with respect to the analog scan signal according to the pre-emphasis control signal, it may be operable to perform pre-emphasis and transmit a pre-emphasized analog scan signal.
  • the image receiving apparatus may supply power to the image transmitting apparatus through a cable for receiving the analog scan signal from the image transmitting apparatus.
  • the image receiving apparatus controls the operation of the image transmitting apparatus by using a band not overlapping a band of the analog scan signal through a cable for receiving the analog scan signal from the image transmitting apparatus.
  • the control signal can be transmitted.
  • the image transmitting apparatus transmits an analog scan signal including a vertical sync waveform for frame synchronization between a frame and a next frame
  • the image receiving apparatus receives the analog scan signal from the image transmitting apparatus.
  • the control signal for controlling the operation of the image transmission apparatus may be transmitted using a time interval in which the vertical sync waveform is received through a receiving cable.
  • a high resolution analog image transmission system generates an image data stream from primary color data, and transmits an analog scan signal obtained by digitally analog converting a timing signal and a scan signal data stream in which the image data stream is arranged.
  • the apparatus may include an image transmitting apparatus and an image receiving apparatus extracting timing signals and an image data stream from a received scan data stream generated by analog-digital converting the received analog scan signal and generating a frame using the generated reconstructed image data streams.
  • a high-resolution analog image transmission system configures a first image data array of a first color space reference every frame, and converts the first image data array to a second image data array of a second color space reference.
  • a video transmission device for generating an image data stream in each row of the second image data array, and transmitting an analog scan signal obtained by digitally analog converting the scan signal data stream in which the timing signals and the image data stream are arranged.
  • An image receiving apparatus may extract timing signals and an image data stream from a received scan data stream generated by analog-digital converting an analog scan signal, and generate a frame using the generated reconstructed image data streams.
  • the apparatus for transmitting an image may operate to group the second image data array of the second color space reference by component and to generate an image data stream from the grouped second image data arrays.
  • the apparatus for transmitting an image may group the second image data array based on the second color space by component, and decimate, downsample, or compress the grouped second image data array. To reduce the image data stream and to generate the image data stream from the reduced second image data array.
  • a method for transmitting a high resolution analog video signal, a high resolution analog video signal transmission device, a high resolution analog video signal receiving device, a high resolution analog video transmission system, and a video surveillance system may use an existing analog transmission infrastructure.
  • a method for transmitting a high resolution analog video signal, a high resolution analog video signal transmission device, a high resolution analog video signal reception device, a high resolution analog video transmission system, and a video surveillance system the upgrade cost and maintenance cost are low, little.
  • the structure is simple on both the transmission side and the reception side.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating raw data in a matrix form in RGB to be transmitted in a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating data in group form in grouped RGB to be transmitted in a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 is a waveform diagram illustrating a waveform of an analog scan signal transmitted in a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a waveform of an analog scan signal transmitted in a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of transmitting a high resolution analog scan signal according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of transmitting a high resolution analog scan signal according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • the high resolution analog image transmission system 10 may include a high resolution analog image transmission device 11, a high resolution analog image reception device 12, and a cable 13.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 configures an image data array with primary color data received from an image sensor (CIS), for example, cell read data or pixel data corrected through interpolation or demosaicing. And generating an image data stream from each row of the image data array, repeatedly generating a scan signal data stream by arranging the timing signals and the image data stream, and connecting an analog scan signal obtained by digitally analog converting the scan signal data stream. 13) can be transmitted.
  • CIS image sensor
  • the image data array may be a size corresponding to an entire frame or may be a size corresponding to a portion of a frame, for example, 3 to 4 lines.
  • the size of the image data array may be appropriately selected depending on the amount of primary color data received from the image sensor and the processing speed for generating the image data stream.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 generates a received scan signal data stream by analog-to-digital converting the analog scan signal received through the cable 13, and the image data array as the image data streams extracted from the received scan signal data stream. May be reconstructed, and a frame may be generated from the reconstructed reconstructed image data array.
  • the high resolution analog image transmission apparatus 11 may include a scan signal data stream generator 111, a digital analog converter 112, and an analog scan signal output unit 113. It may include.
  • the scan signal data stream generator 111 configures an image data array using primary color data received from an image sensor, and generates an image data stream appropriately in each row of the image data array. The generation of an image data stream from an image data array is described in detail below.
  • the scan signal data stream generator 111 then arranges the image data stream and timing signals such as a horizontal sync signal, a vertical sync signal, a color burst signal, a front porch, a back porch, a blank, and the like at predetermined time intervals, It is possible to generate a scan signal data stream to be transmitted in every scan period.
  • the digital analog converter 112 may digitally convert the scan signal data stream to generate an analog scan signal.
  • the analog scan signal output unit 113 may transmit the generated analog scan signal through a medium such as a coaxial cable 13.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 may include an analog scan signal receiving unit 121, an analog to digital converting unit 122, an image data stream extracting unit 123, and a frame generating unit 124.
  • the analog scan signal receiving unit 121 may properly receive the analog scan signal transmitted by the image transmitting device 11.
  • the analog scan signal receiver 121 may perform amplification, filtering, or the like on the received analog scan signal to compensate for distortion during transmission and restore the DC level through clamping.
  • the analog-to-digital converter 122 may generate a received scan signal data stream by analog-to-digital converting the received analog scan signal.
  • the image data stream extractor 123 may identify timing signals including a horizontal sync signal from the analog-digital converted received scan signal data stream, and extract the image data stream.
  • the frame generator 124 may reconstruct the reconstructed image data array using the extracted image data streams, and generate a frame from the reconstructed reconstructed image data array.
  • FIGS. 2 to 4 to specifically describe generation of an analog scan signal.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating raw data in a matrix form in RGB to be transmitted in a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • the cell read data as primary color data read from the image sensor may be arranged in a matrix form according to the color filter pattern of the image sensor.
  • the image sensor is equipped with a color filter to determine the color, the color corresponding to the cell read data output from each cell is determined according to the pattern of the color filter.
  • the pattern of the color filter is most famous, for example, a Bayer pattern, and a Foveon pattern, a true sense low density color filter pattern, a clarity + pattern, and an X-trans filter pattern are available.
  • the image data array illustrates an image data array when the image sensor has a Bayer pattern, and if the image is (2M + 2) ⁇ (2N + 2) resolution (M and N are positive integers), the image data array is composed of cell read data.
  • the image data array is (2M + 2) ⁇ (2L + 2) in size, where 0 ⁇ L ⁇ N.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 generates an analog scan signal to include the cell read data of the image data array on a line basis, for example, in a row unit, and transmits the analog scan signal to the high resolution analog image receiving apparatus 12. do.
  • the image data stream is a sequence of 2M + 2 cell read data derived for each row.
  • the video data stream may be configured as G 00 , B 00 , G 01 , B 01 , G 02 , B 02 , ..., G 0M , B 0M . Since the values of the three primary colors G, B, and R in each pixel are not correlated with each other, the waveform of the analog scan signal generated by such an image data stream is expected to be very dynamic.
  • the image data stream is arranged by arranging the cell read data of the same color, the level change of the image data stream can be smoothed, the waveform of the analog scan signal generated therefrom is made much smoother, and the bandwidth required for transmission is reduced.
  • the high frequency component which is vulnerable to channel attenuation is reduced, the overall image quality can be expected to be improved.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating data in matrix form in grouped RGB to be transmitted in a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • the cell read data is grouped by color from the image data array of FIG. 2 to illustrate a rearranged image data array.
  • the top row of the rearranged image data array is a group of G 00 , G 01 , G 02 , G 10 , ..., G 0M and B 00 , B 01 , B 02 , B 10 , ..., B 0M Are grouped into groups of G 10 , G 11 , G 12 , G 11 , ..., G 1M and groups of R 10 , R 11 , R 12 , R 11 , ..., R 1M Can be grouped into groups.
  • the high-resolution analog image transmission device 11 specifically, the scan signal data stream generation unit 111 groups the cell read data by the color of the color filter, and the image data from the grouped cell read data. You can create a stream.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 may specifically, the scan signal data stream generating unit 111 may group the primary color data by component and generate an image data stream from the grouped primary color data. have.
  • the bandwidth of the analog scan signal can be further narrowed, thereby enabling a high resolution analog video transmission system that is robust to high frequency band distortion with little sacrifice of image quality.
  • the high-resolution analog image transmitting apparatus 11 specifically, the scan signal data stream generation unit 111 groups the primary color data by component, decimates the grouped primary color data or By downsampling and reducing, the image data stream may be generated from the reduced primary color data.
  • the high-resolution analog image transmitting apparatus 11 specifically, the scan signal data stream generating unit 111 groups the primary color data by component, compresses the grouped primary color data, and compresses the compressed primary color data. It is also possible to generate a video data stream from the.
  • 4 and 5 are waveform diagrams illustrating waveforms of an analog scan signal transmitted in a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • an analog scan signal may be generated in a form in which an analog video waveform corresponding to an image data stream is displayed after a horizontal sync signal, which is one of timing signals, every scan period.
  • a front porch section can be specified shortly before the valley section of the horizontal sync signal begins, and a short back porch section can be designated before the valley section of the horizontal sync signal ends and the actual analog video waveform starts. Can be.
  • Analog imaging systems have used colorburst waveforms for color signal demodulation.
  • the color burst signal is a sinusoid with a predetermined amplitude and frequency. Since the color burst signal correctly formed at the transmitting side is distorted as it passes through the channel, the receiving side can predict the distortion of the channel from the amplitude of the received color burst signal. If the distortion of the channel can be neglected or controlled in accordance with an embodiment, the color burst signal may not be used.
  • the analog scan signal output unit 113 may deform the horizontal sync signal by synthesizing a color burst signal having a predetermined frequency and amplitude with respect to the horizontal sync signal.
  • the scan signal data stream may be generated based on the modified horizontal sync signal and the image data stream, and digitally analog-converted to generate an analog scan signal.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 specifically, the analog scan signal output unit 113 is similar to a case of a conventional analog image system, between a horizontal sync signal and an analog video waveform.
  • a color burst signal having a predetermined frequency and amplitude may be inserted into the scan signal, and a scan signal data stream may be generated based on a horizontal sync signal, a color burst signal, and an image data stream, and digitally analog converted to generate an analog scan signal.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 specifically, the analog scan signal receiving unit 121, the distortion of the channel based on the distortion of the amplitude of the color burst signal detected in the received analog scan signal Can be evaluated.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 specifically, the analog scan signal output unit 113 receives the control signal of the image receiving apparatus 12 or sets the frequency or amplitude of the color burst signal according to a predetermined schedule by itself. You can change it. In other words, by transmitting and receiving analog scan signals while changing the frequency or amplitude of the color burst signal several times, the distortion of the channel can be accurately assessed over a wide bandwidth.
  • the high resolution analog image transmission device 11 specifically includes the analog scan signal output unit 113 to compensate for the distortion of the channel with respect to the analog scan signal. Pre-emphasis may be performed and a pre-emphasized analog scan signal may be transmitted.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 specifically, the analog scan signal receiving unit 121 generates a pre-emphasis control signal based on the estimated distortion of the channel, and generates the generated pre-emphasis.
  • the control signal may be transmitted to the high resolution analog image transmitting apparatus 11.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 specifically, the analog scan signal output unit 113 performs preemphasis to compensate for the distortion of the channel with respect to the analog scan signal according to the preemphasis control signal.
  • the pre-emphasized analog scan signal can be transmitted.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 is a power supply unit for supplying power to the high resolution analog image transmitting apparatus 11 through a cable 13 for receiving an analog scan signal from the high resolution analog image transmitting apparatus 11. And may further include 125.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 may transmit a control signal for controlling the operation of the high resolution analog image transmitting apparatus 11 using a band not overlapping with a band of the analog scan signal.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 when the high resolution analog image transmitting apparatus 11 transmits an analog scan signal including a vertical sync waveform for frame synchronization between a frame and the next frame, the high resolution analog image receiving apparatus 12 may have a vertical sync waveform.
  • a control signal for controlling the operation of the high resolution analog image transmitting apparatus 11 may be transmitted using the received time interval.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 transmits a control signal for controlling the operation of the high resolution analog image transmitting apparatus 11 using a band not overlapping with the band of the analog scan signal.
  • the apparatus may further include a transmitting device control unit 126 for transmitting to.
  • the image receiving apparatus may transmit the control signal to the image transmitting apparatus during the vertical synchronization time.
  • the analog scan signal receiver 121 of the high resolution analog image receiver 12 receives an analog scan signal including a vertical sync waveform for frame synchronization between the frame and the next frame, and the transmitter apparatus controller 126
  • the control signal for controlling the operation of the image transmitting apparatus may be transmitted by using a time interval in which the vertical sync waveform is received among the analog scan signals.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 instead of generating the image data array by receiving the primary color data of one frame from the image sensor, the high resolution analog image transmitting apparatus 11 outputs the primary color data line by line every time.
  • an analog scan signal may be generated and transmitted immediately based on the primary color data of each line output.
  • the high resolution analog image transmission device 11 of the high resolution analog image transmission system 10 generates an image data stream immediately from primary color data for each line, and generates a scan signal data stream in which timing signals and the image data stream are arranged. It generates repeatedly, and the analog scan signal obtained by digitally analog converting the scan signal data stream can be transmitted through the cable 13.
  • the high resolution analog image reception device 12 of the high resolution analog image transmission system 10 generates a received scan signal data stream by analog-to-digital converting the received analog scan signal, and extracts the received image data streams from the received scan signal data stream. You can create a frame right away.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 generates the grouped image data stream by grouping the primary color data for each line of the image data array by component, and arranges the timing signals and the image data stream. May be repeatedly generated and the analog scan signal obtained by digitally analog converting the scan signal data streams may be transmitted through the cable 13.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 of the high resolution analog image transmission system 10 generates a received scan signal data stream by analog-to-digital converting the received analog scan signal, and extracts the image from the received scan signal data stream. Rearrange the components in the data stream to reconstruct the lines and generate frames from the reconstructed lines.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a high resolution analog image transmission system according to embodiments of the present invention.
  • the high resolution analog image transmission system 60 may include a high resolution analog image transmission device 61, a high resolution analog image reception device 62, and a cable 63.
  • the high resolution analog image transmission system 60 of FIG. Data converted into color difference information Cb and Cr may be transmitted.
  • the high resolution analog image transmission device 61 constitutes a first image data array of a first color space reference, for example, an RGB color space, and references the first image data array to a second color space reference every frame.
  • a scan signal data stream converted into a second image data array of, for example, a YCbCr color space, generating an image data stream in each row of the second image data array, and arranging timing signals and the image data stream. It generates repeatedly, and can transmit an analog scan signal obtained by digitally analog converting a scan signal data stream.
  • the scan signal data stream generator 611 of the high resolution analog image transmitting apparatus 61 configures the first image data array based on the first color space every frame, and converts the first image data array into the second color space.
  • a reference may be converted into a second image data array.
  • the scan signal data stream generator 611 of the high resolution analog image transmitter 61 generates an image data stream in each row of the second image data array, and scan signal data stream in which timing signals and the image data stream are arranged. Can be generated repeatedly.
  • the digital analog converter 612 and the analog scan signal output unit 613 of FIG. 6 are substantially the digital analog converter 112 and the analog scan signal output unit 113 of the high resolution analog image transmitting apparatus 11 of FIG. 1. Since it is the same as, the description is omitted.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 62 may generate a received scan signal data stream by analog-to-digital converting the received analog scan signal, and generate a frame from the image data streams extracted from the received scan signal data stream.
  • the second image data array may be data of a second color space. Since a conventional display device displaying a high resolution analog image may receive and display a YCbCr image signal, the high resolution analog image reception device 62 may perform a frame conversion with the image data streams of the extracted second color space without any transformation. The display device may be provided to the display device. If necessary, the frame generated as image data streams of the second color space may be converted into a frame of the first color space and then provided to the display device.
  • analog scan signal receiver 621 the analog to digital converter 622, the image data stream extractor 623, the frame generator 624, the power supply unit 625, and the transmitter apparatus controller 626 of FIG. 1, an analog scan signal receiver 121, an analog-digital converter 122, an image data stream extractor 123, a frame generator 124, and a power supply 125 of the high resolution analog image receiver 12 of FIG. 1.
  • transmission device control unit 126 description thereof is omitted.
  • the high resolution analog image transmission device 61 generates a grouped image data stream by grouping the components for each line of the second image data array, and generates a scan signal data stream in which timing signals and the image data stream are arranged.
  • An iteratively generated analog scan signal obtained by digitally analog converting the scan signal data streams may be transmitted through the cable 63.
  • the high resolution analog image receiver 62 of the high resolution analog image transmission system 60 generates a received scan signal data stream by analog-to-digital converting the received analog scan signal, and extracts the image from the received scan signal data stream.
  • the components in the data stream may be rearranged to reconstruct the second image data array, and frames may be generated from the reconstructed second image data array.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of transmitting a high resolution analog scan signal according to embodiments of the present invention.
  • a method of transmitting a high resolution analog scan signal is a method of transmitting a high resolution analog video signal from a high resolution analog video transmitting apparatus to a high resolution analog video receiving apparatus.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 may configure an image data array based on the received primary color data.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 instead of generating the image data array by receiving the primary color data of one frame from the image sensor, the high resolution analog image transmitting apparatus 11 outputs each time the image sensor outputs the primary color data line by line.
  • the analog scan signal may be transmitted directly based on the primary color data of one or more lines.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 may generate an image data stream from the image data array.
  • the high resolution analog image transmission apparatus 11 may group primary color data by component and generate an image data stream from the grouped primary color data.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 groups primary color data by component, decimates, downsamples or compresses the grouped primary color data, and reduces the reduced primary color data from the reduced primary color data.
  • An image data stream may be generated.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 synthesizes and transforms a color burst signal of a predetermined frequency and amplitude to a horizontal sync signal among the timing signals, and transforms the modified horizontal sync signal and the image data stream. Can generate a scan signal data stream based on.
  • step S72 the high resolution analog image transmitting apparatus 11 inserts a color burst signal of a predetermined frequency and amplitude between the horizontal sync signal and the image data stream among the timing signals, and the horizontal sync signal, the color.
  • a scan signal data stream may be generated based on the burst signal and the image data stream.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 may transmit an analog scan signal obtained by digitally analog converting a scan signal data stream including timing signals and an image data stream.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 may perform preemphasis to compensate for distortion of the channel with respect to the analog scan signal.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 may analog-to-digital convert the received analog scan signal to generate a received scan signal data stream.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 may identify timing signals including a horizontal sync signal from the received scan signal data stream and extract the image data stream.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 may generate a frame from the extracted image data streams.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 evaluates the distortion of the channel based on the distortion of the amplitude of the color burst signal detected from the received analog scan signal. And changing, by the high resolution analog image transmitting apparatus 11, the frequency or amplitude of the color burst signal according to a control signal or a predetermined schedule of the high resolution analog image receiving apparatus 12.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 12 generates a preemphasis control signal based on the evaluated distortion of the channel, and generates the generated preemphasis control signal.
  • the method may further include transmitting to the high resolution analog image transmitting apparatus 11.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 11 may perform pre-emphasis and compensate for the distortion of the channel with respect to the analog scan signal according to the pre-emphasis control signal and transmit the pre-emphasized analog scan signal.
  • the high resolution analog image transmission device 12 transmits a high resolution analog image transmission through a cable 13 for receiving an analog scan signal from the high resolution analog image transmission device 11.
  • the method may further include supplying power to the device 11.
  • the high resolution analog image transmission device 12 controls the operation of the high resolution analog image transmission device 11 using a band not overlapping with the band of the analog scan signal.
  • the method may further include transmitting a control signal.
  • the high resolution analog image transmission method of the present invention includes the steps of transmitting, by the high resolution analog image transmitting apparatus 11, an analog scan signal including a vertical sync waveform for frame synchronization between a frame and a next frame, and
  • the analog image receiving apparatus 12 may further include transmitting a control signal for controlling the operation of the high resolution analog image transmitting apparatus 11 by using a time interval in which the vertical sync waveform is received.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of transmitting a high resolution analog scan signal according to embodiments of the present invention.
  • a method of transmitting a high resolution analog scan signal is a method of transmitting a high resolution analog image signal from a high resolution analog image transmitting apparatus to a high resolution analog image receiving apparatus.
  • the high resolution analog image transmission device 61 may convert the received first image data array based on the first color space reference to the second image data array based on the second color space reference.
  • the high resolution analog image transmission device 61 may generate an image data stream in each row of the second image data array.
  • the high resolution analog image transmitting apparatus 61 may group primary color data by component and generate an image data stream from the grouped primary color data.
  • step S82 the high resolution analog image transmitting apparatus 61 groups primary color data by component, decimates, downsamples or compresses the grouped primary color data, and reduces the reduced primary color data from the reduced primary color data.
  • An image data stream may be generated.
  • the high resolution analog image transmission device 61 may transmit an analog scan signal obtained by digitally converting a scan signal data stream generated by arranging timing signals and an image data stream.
  • the high resolution analog image transmission device 61 may perform preemphasis to compensate for distortion of the channel with respect to the analog scan signal.
  • the high resolution analog image receiver 62 may generate a received scan signal data stream by analog-to-digital converting the received analog scan signal.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 62 may identify timing signals including a horizontal sync signal from the received scan signal data stream, and extract the image data stream.
  • the high resolution analog image receiving apparatus 62 may generate a frame from the extracted image data streams.
  • the analog image transmission system according to the embodiments of the present invention described above may be used to transmit an image to various display devices.
  • the above-described analog video transmission system can be used for the interface between the camera and the storage medium of the black box to implement an efficient video transmission effect.
  • the analog image transmission system described above may be used as an interface for processing video images in a digital video record system.
  • the apparatus according to the present invention can be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include ROM, RAM, optical disk, magnetic tape, floppy disk, hard disk, nonvolatile memory, and the like.
  • the computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템은 원색 데이터들로써 영상 데이터 어레이를 구성하고, 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하며, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환하여 아날로그 스캔 신호를 생성하여 송신하는 영상 송신 장치 및 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환한 수신 스캔 신호 데이터 스트림으로부터 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 추출하고, 추출된 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성하는 영상 수신 장치를 포함할 수 있다.

Description

고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법과 이를 이용한 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치 및 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템
본 발명은 영상 신호 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고해상도 영상의 아날로그 전송 기술에 관한 것이다.
이미지 센서 기술의 급격한 발달에 따라 고해상도 영상을 획득하는 데에 필요한 비용이 저렴해지고 고해상도 영상을 표시할 수 있는 디스플레이 장치가 개발 및 보급되면서, 고해상도 영상을 전송하는 기술들이 다양하게 제안되고 있다.
특히 공중파 디지털 고해상도 텔레비전 방송 서비스, 인터넷 기반의 주문형 비디오 서비스, 인터넷 기반의 소비자용 소규모 영상 감시 시스템 등에서, 고해상도 아날로그 영상 전송 기술들은 고도의 디지털 영상 압축 기술 및 유무선 디지털 신호 전송 기술의 발전과 함께 개발 및 보급되고 있다.
이렇듯 고해상도 아날로그 영상 전송 기술이 주로 디지털 영상 데이터 전송 기술을 기반으로 발전하고 있는 반면에, 전세계적으로 대부분의 영상 감시 시스템은 아날로그 카메라와 아날로그 영상 전송 인프라에 기반하여 구축되어 있다는 점이 문제이다. 실제로 전세계적으로 지금도 약 4억 대의 아날로그 비디오 카메라들이 사용되고 있다고 알려져 있다. 이들을 연결하기 위해 구축된 동축 케이블들의 길이와 리피터나 분배기 등의 아날로그 인프라의 규모도 어마어마하다. 비록 현재 설치된 아날로그 비디오 카메라들 또는 DVR 시스템은 수명을 다하거나 고해상도 시스템으로 업그레이드할 때에 쉽게 디지털 비디오 카메라들 또는 디지털 DVR로 교체될 수 있다 하더라도, 전체 장치들을 한꺼번에 교체하기는 어려울 것이며, 나아가 건물과 단지를 비롯한 감시 구역에 이미 복잡하게 설치된 동축 케이블들을 교체하기는 더욱 쉽지 않다.
이에 따라, 기존의 아날로그 전송 인프라를 최대한 이용하면서 고해상도 영상 신호를 전송할 수 있는 기술, 또는 기존의 아날로그 전송 인프라에 새로운 고해상도 영상 시스템을 통합할 수 있는 기술이 필요하게 되었다.
그러한 기술들 중 하나는 HD-SDI(High Definition Serial Data Interface)이다. HD-SDI는 SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)가 1989년에 처음 제안한 SDI의 고해상도 대응 표준으로서, 1.485 Gb/s의 비압축, 비암호화 디지털 영상 신호를 종래의 BNC 커넥터 및 동축 케이블 기반 인프라를 통해 전송할 수 있다. 하지만, 애초에 방송국이나 영화 스튜디오에서 사용되는 기술이어서 고해상도 영상 신호의 권장 전송 거리가 최대 300 m 이내에 불과하고 송수신 시스템의 비용이 매우 높다.
2010년 경 중국의 다후아(Dahua Technology) 사에서 제안한 HD-CVI(HD Composite Video Interface)는 동축 케이블을 통해 아날로그 영상 신호를 전송한다는 점에서 비압축 디지털 영상 신호를 전송하는 HD-SDI와 다르다. HD-CVI는 CVBS(Composite Video Blanking Sync) 크로스토크(cross-talk)를 회피할 수 있도록, 기저대역(Baseband)과 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 기술을 이용하여, 휘도(Brightness)와 색상(Hue) 신호들을 주파수 도메인 상에서 완전히 분리한 상태로 하나의 케이블을 통해 전송한다. 전송 길이가 길어지고 기존의 아날로그 전송 인프라를 거의 이용할 수 있고 칩셋 등의 장치들이 상대적으로 저렴하여, HD-CVI를 채택하면 전체적인 업그레이드 및 유지 보수 비용이 HD-SDI 기술을 채택할 경우보다 저렴할 수 있다.
HD-CVI 기술은 카메라에서 촬영한 영상의 프레임으로부터 주사선(scan line)마다 휘도 성분과 색상 성분을 각각 분리한다. 휘도 성분(Y)은 기저대역에 탑재되고, 색상 성분들, 정확히는 색차 성분들(Cb, Cr)은 기저 대역의 대역폭과 중첩되지 않도록 선택된 높은 주파수의 반송파에 QAM 변조된 상태로 탑재되며, 매 주사 주기마다 프론트 포치(Front Porch), 수평 싱크(Horizontal Sync), 백 포치(Back Porch), 컬러버스트(Colorburst), 블랭크(Blank), 액티브 비디오(Active Video)가 반복되는 파형을 만들어 케이블을 통해 전송한다. 휘도 성분과 색차 성분들의 변조 신호는 액티브 비디오 구간에 전송된다. 컬러버스트는 색차 성분들(Cb, Cr)의 변조 및 복원에 반드시 필요하다.
HD-CVI라는 명칭은 종래의 아날로그 컴포지트 영상 신호 전송 기술처럼 하나의 채널에 휘도 신호와 색상 신호를 함께 전송한다는 점에서 유래되었다.
사람의 시각은 색상의 차이보다는 휘도의 차이를 더 잘 인지하기 때문에 휘도 정보는 왜곡이 적고 복원하기 좋은 기저대역에 탑재하고 색상 정보는 감쇄에 취약한 높은 주파수의 반송파에 탑재하는 것이 타당하다.
하지만 HD-CVI 기술은 높은 해상도 때문에 요구하는 기저대역 자체의 대역폭이 넓어, 색상 신호가 탑재되는 반송파의 주파수가 상당히 높아지며, 따라서 동축 케이블에서 일어나는 색상 신호의 열화는 무시할 수 없다. 또한 높은 주파수의 반송파에 탑재된 색상 신호를 복원하기 위해서 수신 측이 더 높은 샘플링 주파수를 가지고 신호를 샘플링하도록 구현되어야 하므로 설계가 어렵고 전류 소비량도 크다.
이에 따라, 아날로그 전송 인프라를 이용할 수 있으면서 신호의 열화가 적고 낮은 비용 및 간단한 설계가 가능한 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 방식이 여전히 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법, 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치 및 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 아날로그 전송 인프라를 이용할 수 있고 신호의 열화가 적은 고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법, 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치 및 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템은, 원색 데이터들로써 영상 데이터 어레이를 구성하고, 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하며, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환하여 아날로그 스캔 신호를 생성하여 송신하는 영상 송신 장치 및 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환한 수신 스캔 신호 데이터 스트림으로부터 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 추출하고, 추출된 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성하는 영상 수신 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 영상이 (2M+2)×(2N+2) 해상도(M과 N은 양의 정수)일 경우에, 상기 영상 데이터 어레이는 (2M+2)×(2L+2) 크기(L은 0≤L≤N인 정수)이고, 상기 영상 데이터 스트림은 각 행마다 도출되는 2M+2 개의 셀 독출 데이터들의 시퀀스일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 상기 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 상기 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들을 데시메이션(decimation), 다운샘플링(downsampling) 또는 압축하여 감축하며, 감축된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 상기 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스(pre-emphasis)를 수행하고 프리엠퍼시스된 아날로그 스캔 신호를 송신하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 수평 싱크 신호에 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 합산하여 변형하고, 상기 변형된 수평 싱크 신호과 영상 데이터 스트림에 기초하는 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 수평 싱크 신호과 영상 데이터 스트림 사이에 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 삽입하고, 수평 싱크 신호, 컬러버스트 신호 및 영상 데이터 스트림에 기초하는 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 수신 장치는 수신된 아날로그 스캔 신호에서 검출된 컬러버스트 신호의 진폭의 왜곡에 기초하여 채널의 왜곡을 평가하고, 상기 영상 송신 장치는 상기 영상 수신 장치의 제어 신호 또는 소정의 스케줄에 따라 컬러버스트 신호의 주파수 또는 진폭을 변경할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 수신 장치는 상기 평가된 채널의 왜곡에 기초하여 프리엠퍼시스 제어 신호를 생성하고, 생성된 프리엠퍼시스 제어 신호를 상기 영상 송신 장치에 전송하며, 상기 영상 송신 장치는 상기 프리엠퍼시스 제어 신호에 따라 상기 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스를 수행하고 프리엠퍼시스된 아날로그 스캔 신호를 송신하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 수신 장치는, 상기 영상 송신 장치로부터 상기 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블을 통해, 상기 영상 송신 장치로 전원을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 수신 장치는, 상기 영상 송신 장치로부터 상기 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블을 통해, 상기 아날로그 스캔 신호의 대역과 중첩되지 않는 대역을 이용하여 상기 영상 송신 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 프레임과 다음 프레임 사이에 프레임 동기를 위한 수직 싱크 파형을 포함하는 아날로그 스캔 신호를 송신하고, 상기 영상 수신 장치는, 상기 영상 송신 장치로부터 상기 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블을 통해, 상기 수직 싱크 파형이 수신되는 시간 구간을 이용하여 상기 영상 송신 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템은 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 상기 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 송신하는 영상 송신 장치 및 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 생성된 수신 스캔 데이터 스트림으로부터 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 추출하며, 생성된 복원 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성하는 영상 수신 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템은 매 프레임마다 제1 색공간 기준의 제1 영상 데이터 어레이를 구성하고, 상기 제1 영상 데이터 어레이를 제2 색공간 기준의 제2 영상 데이터 어레이로 변환하며, 제2 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 송신하는 영상 송신 장치 및 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 생성된 수신 스캔 데이터 스트림으로부터 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 추출하며, 생성된 복원 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성하는 영상 수신 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 상기 제2 색공간 기준의 제2 영상 데이터 어레이를 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 제2 영상 데이터 어레이로부터 영상 데이터 스트림을 생성하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 영상 송신 장치는 상기 제2 색공간 기준의 제2 영상 데이터 어레이를 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 제2 영상 데이터 어레이를 데시메이션(decimation), 다운샘플링(downsampling) 또는 압축하여 감축하며, 감축된 제2 영상 데이터 어레이로부터 영상 데이터 스트림을 생성하도록 동작할 수 있다.
본 발명의 고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법, 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치, 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템 및 영상 감시 시스템에 따르면, 기존의 아날로그 전송 인프라를 이용할 수 있다.
본 발명의 고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법, 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치, 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템 및 영상 감시 시스템에 따르면, 업그레이드 비용과 유지 보수 비용이 저렴하고, 전력 소비도 적다.
본 발명의 고해상도 아날로그 영상 신호의 전송 방법, 고해상도 아날로그 영상 신호 전송 장치, 고해상도 아날로그 영상 신호 수신 장치, 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템 및 영상 감시 시스템에 따르면, 송신 측 및 수신 측 모두에서 구조가 간단하다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템을 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템에서 전송될 RGB 로 데이터(raw data)를 매트릭스 형태로 예시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템에서 전송될 그룹화된 RGB 로 데이터를 매트릭스 형태로 예시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템에서 전송되는 아날로그 스캔 신호의 파형을 예시한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템에서 전송되는 아날로그 스캔 신호의 파형을 예시한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템을 예시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 스캔 신호의 전송 방법을 예시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 스캔 신호의 전송 방법을 예시한 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템을 예시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(10)은 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11), 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12) 및 케이블(13)을 포함할 수 있다.
고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는, 이미지 센서(CIS)로부터 수신되는 원색 데이터, 예를 들어 셀 독출 데이터들 또는 보간 또는 디모자이킹(demosaicing)을 통해 보정된 픽셀 데이터들로써 영상 데이터 어레이를 구성하고, 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하며, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열하여 스캔 신호 데이터 스트림을 반복적으로 생성하며, 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 케이블(13)을 통해 송신할 수 있다.
실시예에 따라 영상 데이터 어레이는 한 프레임 전체에 상응하는 크기일 수도 있고 프레임의 일부, 예를 들어 3~4 개 라인들에 상응하는 크기일 수도 있다. 영상 데이터 어레이의 크기는 이미지 센서로부터 수신되는 원색 데이터의 양과 영상 데이터 스트림를 생성하는 처리 속도에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 케이블(13)을 통해 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하고, 수신 스캔 신호 데이터 스트림 내에서 추출되는 영상 데이터 스트림들로써 영상 데이터 어레이를 재구성하고, 재구성된 복원 영상 데이터 어레이로부터 프레임을 생성할 수 있다.
좀더 구체적으로 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(10)을 예시하면, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(111), 디지털 아날로그 변환부(112) 및 아날로그 스캔 신호 출력부(113)를 포함할 수 있다.
먼저, 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(111)는 이미지 센서로부터 수신되는 원색 데이터들로써 영상 데이터 어레이를 구성하고, 영상 데이터 어레이의 각 행에서 적절하게 영상 데이터 스트림을 생성한다. 영상 데이터 어레이로부터 영상 데이터 스트림의 생성에 관하여는 아래에서 상세하게 설명된다.
스캔 신호 데이터 스트림 생성부(111)는 이어서, 수평 싱크 신호, 수직 싱크 신호, 컬러버스트 신호, 프론트포치, 백포치, 블랭크 등과 같은 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 소정의 시간 간격에 따라 배열함으로써, 매 스캔 주기마다 전송할 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
디지털 아날로그 변환부(112)는 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환하여 아날로그 스캔 신호를 생성할 수 있다.
아날로그 스캔 신호 출력부(113)는 생성된 아날로그 스캔 신호를 동축 케이블(13)과 같은 매체를 통해 송신할 수 있다.
또한 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 아날로그 스캔 신호 수신부(121), 아날로그 디지털 변환부(122), 영상 데이터 스트림 추출부(123) 및 프레임 생성부(124)를 포함할 수 있다.
아날로그 스캔 신호 수신부(121)는 영상 송신 장치(11)가 송신한 아날로그 스캔 신호를 적절히 수신할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 스캔 신호 수신부(121)는 수신된 아날로그 스캔 신호에 대해 증폭, 필터링 등의 동작을 수행하여 전송 중의 왜곡을 보상하고 클램핑을 통해 DC 레벨을 복원할 수 있다.
아날로그 디지털 변환부(122)는 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
영상 데이터 스트림 추출부(123)는 아날로그 디지털 변환된 수신 스캔 신호 데이터 스트림으로부터 수평 싱크 신호를 비롯한 타이밍 신호들을 식별하고, 영상 데이터 스트림을 추출할 수 있다.
프레임 생성부(124)는 추출된 영상 데이터 스트림들로써 복원 영상 데이터 어레이를 재구성하고, 재구성된 복원 영상 데이터 어레이로부터 프레임을 생성할 수 있다.
한편, 아날로그 스캔 신호의 생성을 구체적으로 설명하기 위해 도 2 내지 도 4를 참조할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템에서 전송될 RGB 로 데이터(raw data)를 매트릭스 형태로 예시한 개념도이다.
도 2와 같이, 이미지 센서로부터 독출되는 원색 데이터로서 셀 독출 데이터는 이미지 센서의 컬러 필터 패턴에 맞춰 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 이미지 센서는 색상을 결정할 수 있도록 컬러 필터를 장착하는데, 컬러 필터의 패턴에 따라 각 셀에서 출력되는 셀 독출 데이터에 상응하는 색상이 결정된다. 컬러 필터의 패턴은 예를 들어 베이어(Bayer) 패턴이 가장 유명하며, 포베온(Foveon) 패턴, 트루센스 저밀도 컬러 필터 패턴, 클래리티+ 패턴, X-트랜스 필터 패턴 등이 출시되어 있다.
도 2는 이미지 센서가 베이어 패턴을 가질 경우의 영상 데이터 어레이를 예시하며, 이미지가 (2M+2)×(2N+2) 해상도(M과 N은 양의 정수)라면, 셀 독출 데이터로 구성되는 영상 데이터 어레이는 (2M+2)×(2L+2) 크기(여기서 0≤L<≤N인 정수)이다.
실시예에 따라, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 영상 데이터 어레이의 셀 독출 데이터들을 라인 단위로, 예를 들어 행 단위로 포함하도록 아날로그 스캔 신호를 생성하여 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)에 전송한다.
그러한 실시예에서, 영상 데이터 스트림은 각 행마다 도출되는 2M+2 개의 셀 독출 데이터들의 시퀀스이다.
이 경우에 영상 데이터 스트림은 G00,B00, G01, B01, G02, B02, ..., G0M, B0M과 같이 구성될 수 있다. 각 픽셀에서 3원색인 G, B, R의 값들은 서로 상관성이 없기 때문에 이러한 영상 데이터 스트림으로 생성되는 아날로그 스캔 신호의 파형은 매우 다이내믹할 것으로 예측된다.
한편, 이미지 프레임 내의 영상 정보는 공간적 상관성이 높기 때문에, 인접한 픽셀들에서 같은 색상의 값들은 서로 비슷할 가능성이 높다. 다시 말해, 도 2에서 인접한 셀들 G00, G01, G02, G10, G11 등은 값들이 서로 비슷할 것이다.
따라서 만약 같은 색상의 셀 독출 데이터들을 배열하여 영상 데이터 스트림을 만든다면 영상 데이터 스트림의 레벨 변화가 완만해질 수 있고, 그로부터 생성되는 아날로그 스캔 신호의 파형도 훨씬 완만하게 만들어지며, 전송에 필요한 대역도 줄어들 수 있고, 채널 감쇄에 취약한 고주파 성분이 줄어드므로 전체적으로 화질 향상을 기대할 수 있다.
이러한 실시예를 설명하기 위해 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템에서 전송될 그룹화된 RGB 로 데이터를 매트릭스 형태로 예시한 개념도이다.
도 3에서, 도 2의 영상 데이터 어레이로부터, 셀 독출 데이터들이 색상 별로 그룹화되어, 재배열된 영상 데이터 어레이가 예시된다.
재배열된 영상 데이터 어레이의 맨 위 행은 G00, G01, G02, G10,..., G0M의 그룹과 B00, B01, B02, B10,..., B0M의 그룹으로 그룹화되고, 두 번째 행은 G10, G11, G12, G11,..., G1M의 그룹과 R10, R11, R12, R11,..., R1M의 그룹으로 그룹화될 수 있다.
이러한 실시예에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가, 구체적으로는 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(111)가, 셀 독출 데이터들을 컬러 필터의 색상 별로 그룹화하고, 그룹화된 셀 독출 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
실시예에 따라서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는, 구체적으로는 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(111)는, 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
더 나아가, 만약 디지털 아날로그 변환될 영상 데이터 스트림 자체의 길이를 줄일 수 있다면, 아날로그 스캔 신호의 대역폭을 더 좁힐 수 있으므로 화질을 거의 희생하지 않고도 고주파 대역 왜곡에 강인한 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템을 구현할 수 있을 것이다.
이를 위해 일 실시예에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가, 구체적으로는 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(111)가, 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들을 데시메이션(decimation) 또는 다운샘플링(downsampling)하여 감축하며, 감축된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가, 구체적으로는 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(111)가, 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들을 압축하며, 압축된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수도 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템에서 전송되는 아날로그 스캔 신호의 파형을 예시한 파형도들이다.
도 4를 참조하면, 아날로그 스캔 신호는 매 스캔 주기마다, 타이밍 신호 중의 하나인 수평 싱크 신호에 이어 영상 데이터 스트림에 상응하는 아날로그 비디오 파형이 나타나는 형태로 생성될 수 있다.
수평 싱크 신호의 골짜기 구간이 시작하기 전에 짧게 프론트 포치(Front porch) 구간이 지정될 수 있고, 수평 싱크 신호의 골짜기 구간이 끝나고 실제 아날로그 비디오 파형이 시작하기 전까지 짧은 백 포치(Back porch) 구간이 지정될 수 있다.
한편, 아날로그 영상 시스템들은 컬러 신호 복조를 위해 컬러버스트(colorburst) 파형을 이용하여 왔다. 컬러버스트 신호는 진폭과 주파수가 미리 약속된 정현파인데, 송신 측에서 올바르게 만들어진 컬러버스트 신호가 채널을 통과하면서 왜곡되기 때문에 수신 측은 수신된 컬러버스트 신호의 진폭으로부터 채널의 왜곡을 예측할 수 있다. 실시예에 따라 채널의 왜곡이 무시될 만하거나 또는 통제될 수 있다면, 컬러버스트 신호는 이용되지 않을 수도 있다.
기존의 아날로그 영상 시스템들은 수평 싱크 신호과 아날로그 비디오 파형 사이의 구간에 삽입된 컬러버스트 신호를 이용한다.
반면에, 본 발명의 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는, 구체적으로 아날로그 스캔 신호 출력부(113)는, 수평 싱크 신호에 대해 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 합성함으로써 수평 싱크 신호를 변형할 수 있고, 변형된 수평 싱크 신호와 영상 데이터 스트림에 기초하여 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하고 이를 디지털 아날로그 변환하여 아날로그 스캔 신호를 생성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따라 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는, 구체적으로 아날로그 스캔 신호 출력부(113)는, 기존의 아날로그 영상 시스템들의 경우와 유사하게, 수평 싱크 신호과 아날로그 비디오 파형 사이에 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 삽입하고, 수평 싱크 신호, 컬러버스트 신호와 영상 데이터 스트림에 기초하여 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하고 이를 디지털 아날로그 변환하여 아날로그 스캔 신호를 생성할 수 있다.
이러한 실시예들에 따라, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는, 구체적으로는 아날로그 스캔 신호 수신부(121)는, 수신된 아날로그 스캔 신호에서 검출된 컬러버스트 신호의 진폭의 왜곡에 기초하여 채널의 왜곡을 평가할 수 있다.
또한 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는, 구체적으로 아날로그 스캔 신호 출력부(113)는, 영상 수신 장치(12)의 제어 신호를 받거나 또는 자체적으로 미리 정해진 스케줄에 따라 컬러버스트 신호의 주파수 또는 진폭을 변경할 수 있다. 다시 말해, 컬러버스트 신호의 주파수 또는 진폭을 여러 차례 변경하면서 아날로그 스캔 신호를 송신 및 수신함으로써 광대역에 걸쳐 채널의 왜곡을 정확하게 평가할 수 있다.
한편, 이러한 채널의 왜곡은 대체로 고주파 대역의 감쇄로 나타나므로, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는, 구체적으로 아날로그 스캔 신호 출력부(113)는, 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스(pre-emphasis)를 수행하고, 프리엠퍼시스된 아날로그 스캔 신호를 송신할 수 있다.
나아가, 실시예에 따라, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는, 구체적으로 아날로그 스캔 신호 수신부(121)는, 평가된 채널의 왜곡에 기초하여 프리엠퍼시스 제어 신호를 생성하고, 생성된 프리엠퍼시스 제어 신호를 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)에 전송할 수 있다.
이에 따라, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는, 구체적으로 아날로그 스캔 신호 출력부(113)는, 프리엠퍼시스 제어 신호에 따라 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스를 수행하고, 프리엠퍼시스된 아날로그 스캔 신호를 송신할 수 있다.
실시예에 따라, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)로부터 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블(13)을 통해 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)로 전원을 공급하는 전원 공급부(125)를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 아날로그 스캔 신호의 대역과 중첩되지 않는 대역을 이용하여 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
구체적으로, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가 프레임과 다음 프레임 사이에 프레임 동기를 위한 수직 싱크 파형을 포함하는 아날로그 스캔 신호를 송신할 경우에, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 수직 싱크 파형이 수신되는 시간 구간을 이용하여 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
이를 위해, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 아날로그 스캔 신호의 대역과 중첩되지 않는 대역을 이용하여 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)에 전송하는 송신 장치 제어부(126)를 더 포함할 수 있다.
한편, 프레임과 프레임 사이에서 수직 동기화를 위해 수직 싱크 파형이 전송되는 동안에는 실질적인 비디오 정보는 전송되지 않으므로, 수직 동기화 시간 동안에 영상 수신 장치가 제어 신호를 영상 송신 장치로 전송할 수 있다.
이에 따라, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)의 아날로그 스캔 신호 수신부(121)는 프레임과 다음 프레임 사이에 프레임 동기를 위한 수직 싱크 파형을 포함하는 아날로그 스캔 신호를 수신하고, 송신 장치 제어부(126)는 아날로그 스캔 신호 중에서 수직 싱크 파형이 수신되는 시간 구간을 이용하여, 영상 송신 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가, 이미지 센서로부터 한 프레임의 원색 데이터를 입력받아 영상 데이터 어레이를 생성하는 대신에, 이미지 센서가 원색 데이터를 라인 별로 출력할 때마다, 출력된 매 라인의 원색 데이터에 기초하여 곧바로 아날로그 스캔 신호를 생성하여 송신할 수도 있다.
이를 위해 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(10)의 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가 매 라인마다 원색 데이터들로부터 곧바로 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 반복적으로 생성하며, 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 케이블(13)을 통해 송신할 수 있다.
고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(10)의 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하고, 수신 스캔 신호 데이터 스트림 내에서 추출되는 영상 데이터 스트림들로써 곧바로 프레임을 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 영상 데이터 어레이의 라인마다 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하여 그룹화된 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 반복적으로 생성하며, 스캔 신호 데이터 스트림들을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 케이블(13)을 통해 송신할 수 있다.
이 경우에는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(10)의 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)는 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하고, 수신 스캔 신호 데이터 스트림 내에서 추출되는 영상 데이터 스트림 내의 성분들을 재배열하여 라인을 재구성하며, 재구성된 라인들로부터 프레임을 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템을 예시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(60)은 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)와 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(62) 및 케이블(63)을 포함할 수 있다.
도 1의 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(10)에 비해, 도 6의 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(60)은 예를 들어 R, G, B의 색상 별 원색 데이터를 전송하는 대신에, 휘도(Y)과 색차 정보들(Cb, Cr)으로 변환된 데이터를 전송할 수 있다.
이에 따라, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 매 프레임마다 제1 색공간 기준의, 예를 들어 RGB 색공간의, 제1 영상 데이터 어레이를 구성하고, 제1 영상 데이터 어레이를 제2 색공간 기준의, 예를 들어 YCbCr 색공간의, 제2 영상 데이터 어레이로 변환하며, 제2 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 반복적으로 생성하며, 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 송신할 수 있다.
구체적으로, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)의 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(611)가 매 프레임마다 제1 색공간 기준의 제1 영상 데이터 어레이를 구성하고, 제1 영상 데이터 어레이를 제2 색공간 기준의 제2 영상 데이터 어레이로 변환할 수 있다.
또한 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)의 스캔 신호 데이터 스트림 생성부(611)가 제2 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 반복적으로 생성할 수 있다.
도 6의 디지털 아날로그 변환부(612) 및 아날로그 스캔 신호 출력부(613)는 실질적으로 도 1의 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)의 디지털 아날로그 변환부(112) 및 아날로그 스캔 신호 출력부(113)와 동일하므로 설명을 생략한다.
한편, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(62)는 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하고, 수신 스캔 신호 데이터 스트림 내에서 추출되는 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성할 수 있다.
이때 제2 영상 데이터 어레이는 제2 색공간의 데이터들일 수 있다. 고해상도 아날로그 영상을 표시하는 통상적인 디스플레이 장치는 YCbCr 영상 신호를 수신하여 표시할 수 있기 때문에, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(62)는 추출된 제2 색공간의 영상 데이터 스트림들로써 생성된 프레임을 별다른 변환없이 디스플레이 장치에 제공할 수 있고, 필요하다면, 제2 색공간의 영상 데이터 스트림들로써 생성된 프레임을 제1 색공간의 프레임으로 변환 후에 디스플레이 장치에 제공할 수도 있다.
또한 도 6의 아날로그 스캔 신호 수신부(621), 아날로그 디지털 변환부(622), 영상 데이터 스트림 추출부(623), 프레임 생성부(624), 전원 공급부(625) 및 송신 장치 제어부(626)는 실질적으로 도 1의 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)의 아날로그 스캔 신호 수신부(121), 아날로그 디지털 변환부(122), 영상 데이터 스트림 추출부(123), 프레임 생성부(124), 전원 공급부(125) 및 송신 장치 제어부(126)와 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예에 따라, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 제2 영상 데이터 어레이의 라인마다 성분 별로 그룹화하여 그룹화된 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 반복적으로 생성하며, 스캔 신호 데이터 스트림들을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 케이블(63)을 통해 송신할 수 있다.
이 경우에는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템(60)의 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(62)는 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하고, 수신 스캔 신호 데이터 스트림 내에서 추출되는 영상 데이터 스트림 내의 성분들을 재배열하여 제2 영상 데이터 어레이를 재구성하며, 재구성된 제2 영상 데이터 어레이로부터 프레임을 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 스캔 신호의 전송 방법을 예시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 스캔 신호의 전송 방법은 고해상도 아날로그 영상 송신 장치로부터 고해상도 아날로그 영상 수신 장치로 고해상도 아날로그 영상 신호를 전송하는 방법이다.
단계(S71)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가, 수신된 원색 데이터들에 기초하여 영상 데이터 어레이를 구성할 수 있다.
실시예에 따라서는, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가, 이미지 센서로부터 한 프레임의 원색 데이터를 입력받아 영상 데이터 어레이를 생성하는 대신에, 이미지 센서가 원색 데이터를 라인별로 출력할 때마다, 출력된 하나 이상의 라인들의 원색 데이터에 기초하여 곧바로 아날로그 스캔 신호를 송신할 수도 있다.
단계(S72)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가, 영상 데이터 어레이로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S72)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S72)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들을 데시메이션, 다운샘플링 또는 압축하여 감축하며, 감축된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S72)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 타이밍 신호들 중 수평 싱크 신호에 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 합성하여 변형하고, 변형된 수평 싱크 신호과 영상 데이터 스트림에 기초한 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S72)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 타이밍 신호들 중 수평 싱크 신호와 영상 데이터 스트림 사이에 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 삽입하고, 수평 싱크 신호, 컬러버스트 신호 및 영상 데이터 스트림에 기초한 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
단계(S73)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림으로 구성된 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 송신할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S73)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스를 수행할 수 있다.
단계(S74)에서, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)가, 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
단계(S75)에서, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치가(12), 수신 스캔 신호 데이터 스트림으로부터 수평 싱크 신호를 비롯한 타이밍 신호들을 식별하고, 영상 데이터 스트림을 추출할 수 있다.
단계(S76)에서, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)가, 추출된 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성할 수 있다.
한편 실시예에 따라, 본 발명의 고해상도 아날로그 영상 전송 방법은, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가 수신된 아날로그 스캔 신호에서 검출된 컬러버스트 신호의 진폭의 왜곡에 기초하여 채널의 왜곡을 평가하는 단계 및 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)의 제어 신호 또는 소정의 스케줄에 따라 컬러버스트 신호의 주파수 또는 진폭을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 실시예에 따라, 본 발명의 고해상도 아날로그 영상 전송 방법은, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)가 평가된 채널의 왜곡에 기초하여 프리엠퍼시스 제어 신호를 생성하고, 생성된 프리엠퍼시스 제어 신호를 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우에, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)는 프리엠퍼시스 제어 신호에 따라 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스를 수행하고 프리엠퍼시스된 아날로그 스캔 신호를 송신할 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명의 고해상도 아날로그 영상 전송 방법은, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)가 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)로부터 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블(13)을 통해, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)로 전원을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명의 고해상도 아날로그 영상 전송 방법은, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)가 아날로그 스캔 신호의 대역과 중첩되지 않는 대역을 이용하여 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명의 고해상도 아날로그 영상 전송 방법은, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)가 프레임과 다음 프레임 사이에 프레임 동기를 위한 수직 싱크 파형을 포함하는 아날로그 스캔 신호를 송신하는 단계와, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(12)가 수직 싱크 파형이 수신되는 시간 구간을 이용하여 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(11)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 스캔 신호의 전송 방법을 예시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 고해상도 아날로그 스캔 신호의 전송 방법은 고해상도 아날로그 영상 송신 장치로부터 고해상도 아날로그 영상 수신 장치로 고해상도 아날로그 영상 신호를 전송하는 방법이다.
단계(S81)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 수신된 제1 색공간 기준의 제1 영상 데이터 어레이를 제2 색공간 기준의 제2 영상 데이터 어레이로 변환할 수 있다.
단계(S82)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 제2 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S82)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S82)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들을 데시메이션, 다운샘플링 또는 압축하여 감축하며, 감축된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
단계(S83)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열하여 반복적으로 생성되는 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 송신할 수 있다.
실시예에 따라, 단계(S83)에서, 고해상도 아날로그 영상 송신 장치(61)는 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스를 수행할 수 있다.
단계(S84)에서, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(62)는 수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 수신 스캔 신호 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
단계(S85)에서, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(62)는 수신 스캔 신호 데이터 스트림으로부터 수평 싱크 신호를 비롯한 타이밍 신호들을 식별하고, 영상 데이터 스트림을 추출할 수 있다.
단계(S86)에서, 고해상도 아날로그 영상 수신 장치(62)는 추출된 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 아날로그 영상 전송 시스템은 다양한 디스플레이 기기로 영상을 전송하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전술한 아날로그 영상 전송 시스템은 블랙박스의 카메라와 저장매체와의 인터페이스를 위해서 사용되어 효율적인 영상 전송 효과를 구현할 수 있다. 나아가, 전술한 아날로그 영상 전송 시스템은 디지털 비디오 레코드 시스템에서 비디오 영상을 처리하는 인터페이스로 사용될 수도 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

Claims (14)

  1. 원색 데이터들로써 영상 데이터 어레이를 구성하고, 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하며, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환하여 아날로그 스캔 신호를 생성하여 송신하는 영상 송신 장치; 및
    수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환한 수신 스캔 신호 데이터 스트림으로부터 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 추출하고, 추출된 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성하는 영상 수신 장치를 포함하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 영상이 (2M+2)×(2N+2) 해상도(M과 N은 양의 정수)일 경우에, 상기 영상 데이터 어레이는 (2M+2)×(2L+2) 크기(L은 0≤L≤N인 정수)이고, 상기 영상 데이터 스트림은 각 행마다 도출되는 2M+2 개의 셀 독출 데이터들의 시퀀스인 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 송신 장치는 상기 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 송신 장치는 상기 원색 데이터들을 성분 별로 그룹화하고, 그룹화된 원색 데이터들을 데시메이션(decimation), 다운샘플링(downsampling) 또는 압축하여 감축하며, 감축된 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 송신 장치는 상기 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스(pre-emphasis)를 수행하고 프리엠퍼시스된 아날로그 스캔 신호를 송신하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 송신 장치는 수평 싱크 신호에 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 합산하여 변형하고, 상기 변형된 수평 싱크 신호과 영상 데이터 스트림에 기초하는 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 송신 장치는 수평 싱크 신호과 영상 데이터 스트림 사이에 소정 주파수 및 진폭의 컬러버스트 신호를 삽입하고, 수평 싱크 신호, 컬러버스트 신호 및 영상 데이터 스트림에 기초하는 스캔 신호 데이터 스트림을 생성하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 영상 수신 장치는 수신된 아날로그 스캔 신호에서 검출된 컬러버스트 신호의 진폭의 왜곡에 기초하여 채널의 왜곡을 평가하고,
    상기 영상 송신 장치는 상기 영상 수신 장치의 제어 신호 또는 소정의 스케줄에 따라 컬러버스트 신호의 주파수 또는 진폭을 변경하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 영상 수신 장치는 상기 평가된 채널의 왜곡에 기초하여 프리엠퍼시스 제어 신호를 생성하고, 생성된 프리엠퍼시스 제어 신호를 상기 영상 송신 장치에 전송하며,
    상기 영상 송신 장치는 상기 프리엠퍼시스 제어 신호에 따라 상기 아날로그 스캔 신호에 대해 채널의 왜곡을 보상하기 위해 프리엠퍼시스를 수행하고 프리엠퍼시스된 아날로그 스캔 신호를 송신하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 수신 장치는, 상기 영상 송신 장치로부터 상기 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블을 통해, 상기 영상 송신 장치로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 수신 장치는, 상기 영상 송신 장치로부터 상기 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블을 통해, 상기 아날로그 스캔 신호의 대역과 중첩되지 않는 대역을 이용하여 상기 영상 송신 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 송신 장치는 프레임과 다음 프레임 사이에 프레임 동기를 위한 수직 싱크 파형을 포함하는 아날로그 스캔 신호를 송신하고,
    상기 영상 수신 장치는, 상기 영상 송신 장치로부터 상기 아날로그 스캔 신호를 수신하는 케이블을 통해, 상기 수직 싱크 파형이 수신되는 시간 구간을 이용하여 상기 영상 송신 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  13. 원색 데이터들로부터 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 상기 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 송신하는 영상 송신 장치; 및
    수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 생성된 수신 스캔 데이터 스트림으로부터 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 추출하며, 생성된 복원 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성하는 영상 수신 장치를 포함하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
  14. 매 프레임마다 제1 색공간 기준의 제1 영상 데이터 어레이를 구성하고, 상기 제1 영상 데이터 어레이를 제2 색공간 기준의 제2 영상 데이터 어레이로 변환하며, 제2 영상 데이터 어레이의 각 행에서 영상 데이터 스트림을 생성하고, 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 배열한 스캔 신호 데이터 스트림을 디지털 아날로그 변환한 아날로그 스캔 신호를 송신하는 영상 송신 장치; 및
    수신된 아날로그 스캔 신호를 아날로그 디지털 변환하여 생성된 수신 스캔 데이터 스트림으로부터 타이밍 신호들과 영상 데이터 스트림을 추출하며, 생성된 복원 영상 데이터 스트림들로써 프레임을 생성하는 영상 수신 장치를 포함하는 고해상도 아날로그 영상 전송 시스템.
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