WO2020096117A1 - 360 vr 영상 분할 전송 시스템 및 방법 - Google Patents

360 vr 영상 분할 전송 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2020096117A1
WO2020096117A1 PCT/KR2018/014571 KR2018014571W WO2020096117A1 WO 2020096117 A1 WO2020096117 A1 WO 2020096117A1 KR 2018014571 W KR2018014571 W KR 2018014571W WO 2020096117 A1 WO2020096117 A1 WO 2020096117A1
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transmitting
content
frame
video
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PCT/KR2018/014571
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위정욱
박우출
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전자부품연구원
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    • H04N21/81—Monomedia components thereof
    • H04N21/816—Monomedia components thereof involving special video data, e.g 3D video

Definitions

  • the present invention relates to a video transmission technology, and more particularly, to a 360 VR video segmentation transmission system and method for transmitting a large-capacity 360 VR video in real time.
  • Such a video content has a very large data capacity, so if the data transmission speed is not high, the other party feels somewhat uncomfortable using the video content.
  • a high data transmission rate is essential for the other party to comfortably view the video content produced in real time.
  • An object of the present invention is to provide a 360 VR video segmentation transmission system and method for transmitting a large-capacity 360 VR video through a broadcasting network at a transmission speed of up to 200 Mbsp or higher.
  • the 360 VR video split transmission system designs a frame for dividing and transmitting a 360 VR video in multiple channels based on an MPEG transport stream (TS), and the designed frame And a transmission device that transmits a signal combined with a header for each channel, and a reception device that receives a signal transmitted from the transmission device for each channel and synchronizes and outputs contents included in the received signal.
  • TS MPEG transport stream
  • the transmitting device is characterized in that the content of the frame bit rate (Bitrate) and the transmission bit rate (matching).
  • the transmitting device is characterized in that it has a transmission rate of up to 200Mbs or more by combining the channels with up to 8 channels.
  • the receiving device detects the beginning of the content by using the header of the signal received for each channel, and uses the drop and skip based on the detected starting part to detect the signal for each channel. It is characterized by combining.
  • the frame is connected to the meta data including meta information of the 360 VR image, the meta data, and divided into low-quality content and high-definition content according to the bit rate, and a super frame having a predetermined transmission length.
  • the frame is characterized in that it comprises a (null packet) that is connected to the (super-frame) and the super frame, and inserted for the matching.
  • the header has a capacity of 4 bytes, an MPEG-TS header, a capacity of 4 bytes, a packet_ID including information for classifying multi-channel transmission, a capacity of 2 bytes, and packets per channel.
  • No_of_Packet including information indicating the number, a capacity of 4 bytes, a Sync_index including information related to the synchronization combination of the content, and a capacity of 2 bytes, and Content_length including information indicating the length of the content for each channel. It is characterized by including.
  • a 360 VR video segmentation and transmission method using a 360 VR video segmentation transmission system including a transmitting device and a receiving device is configured for the transmitting device to divide and transmit a 360 VR video in multiple channels based on an MPEG transport stream. Designing a frame, transmitting the signal combining the designed frame and the header to the receiving device for each channel, and receiving the signal transmitted from the transmitting device by the receiving device for each channel, and receiving the content included in the received signal. And synchronizing and outputting.
  • the transmitting step is characterized by matching the content bit rate and the transmission bit rate of the frame.
  • the transmitting step is characterized in that the channels are combined into a maximum of 8 channels to have a transmission speed of up to 200 Mbs or more.
  • the receiving step is characterized in that the detection of the beginning of the content by using the header of the received signal for each channel, and combining the signals for each channel by using a drop and skip based on the detected starting portion Is done.
  • the 360 VR video segmentation transmission system and method of the present invention designs a frame structure for dividing and transmitting a large-capacity 360 VR video into multiple channels, and transmits a large-capacity 360 VR video at a transmission speed of up to 200 Mbsp or higher using the designed frame structure. , Real-time VR streaming.
  • FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a 360 VR video segmentation transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a frame structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining a packet header structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a software execution result of the transmitting apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a receiving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining member variables of a 360 VR image segmentation transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a member function of a 360 VR image segmentation transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining an API function of a 360 VR video segmentation transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a 360 VR image segmentation transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a 360 VR video segmentation transmission system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a frame structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention A diagram for explaining a packet header structure according to an example.
  • the 360 VR image segmentation transmission system 100 transmits a large-capacity 360 VR image at a transmission rate of up to 200 Mbsp or higher. Through this, the 360 VR video segmentation transmission system 100 can stream a large-capacity 360 VR video in real time.
  • the 360 VR image segmentation transmission system 100 includes a transmitting device 10 and a receiving device 30.
  • the 360 VR video segmentation transmission system 100 further includes a communication network 50 connecting the transmitting device 10 and the receiving device 30.
  • the communication network 50 may be an existing cable broadcasting network, but various types of communication networks may be applied without being limited thereto.
  • the transmitting device 10 is a device for dividing and transmitting a 360 VR video to the receiving device 30, which corresponds to a streaming server, and includes a smart phone, desktop, laptop, tablet PC, handheld PC, server computer, cluster computer, etc. Can be.
  • the transmitting device 10 designs a frame for dividing and transmitting a 360 VR image in multiple channels based on an MPEG transport stream (TS).
  • the transmitting device 10 may design a frame so as to match the content bit rate and the transmission bit rate of the frame. Through this, the transmission device 10 can improve transmission performance.
  • the bit rate means how many bits are included in the video corresponding to 1 second, and the higher the bit rate, the more information is included in the video, and the better the image quality is.
  • the frame includes a plurality of contents, and the plurality of contents are meta data, super-frame, and null packet.
  • Meta data is located at the front of the frame and includes content information of a 360 VR video. Meta data is information representing the properties of content information.
  • the super frame is divided into low quality content and high quality content.
  • the super frame includes low resolution contents and high resolution contents. At this time, the super frame is divided into low quality content and high quality content by bitrate. After the super frame is divided, it has a predetermined transmission length. At this time, each of the low-quality content and the high-definition content is divided into # 0 th to #N th (N is a natural number), and each of the same low-definition content and high-definition content can be connected to form one super frame.
  • the transmission length is a transmission length, and a length may be set according to the quality of the content.
  • the null packet is connected to the super frame, and is inserted in the receiving device 30 for bit rate matching.
  • the null packet is inserted to match the content bit rate and transmission bit rate of the 360 VR video. Null packets can be inserted for each super frame.
  • the transmitting device 10 divides the designed frame into multiple channels.
  • the transmission device 10 may be divided into three channels (Ch0, Ch1, Ch2) for each # 0 th frame to #N th frame, and each channel may be divided into the same size.
  • the # 0th frame may consist of metadata, # 0th low quality content, # 0th high quality content, and null packets, and may be referred to as a # 0th super frame by combining # 0th low quality content and # 0th high quality content. .
  • # 1st frame may consist of metadata, # 1st low-quality content, # 1st high-definition content, and null packets
  • # N-th frame may be metadata, #Nth low-quality content, #Nth high-definition content, and null packets. It can be composed of.
  • the transmitting device 10 transmits a signal combining each frame and header to the receiving device 30 for each channel.
  • the transmitter 10 may combine headers for each frame separated for each channel. At this time, the header is connected to the header portion of the frame.
  • the header includes MPEG-TS header, Packet_ID, No_of_Packet and Sync_index, Content_length.
  • the MPEG-TS header has a capacity of 4 bytes.
  • the MPEG-TS header may be allocated from 0 to 31 of the header.
  • Packet_ID has a capacity of 4 bytes. Packet_ID may be allocated from 0 to 31 of the header, and information for classifying multi-channel transmission is included.
  • No_of_Packet has a capacity of 2 bytes. No_of_Packet can be allocated from 0 to 15 of the header. No_of_Packet includes information indicating the number of packets per channel.
  • Sync_index has a capacity of 4 bytes. At this time, Sync_index can be divided into Sync_index_ms and Sync_index_ls, Sync_index_ms can be allocated from 16th to 31st, and Sync_index_ls can be allocated from 0th to 15th. Sync_index includes information related to synchronization and combination of contents performed by the receiving device 30.
  • Content_length has a capacity of 2 bytes.
  • Content_length includes information indicating the length of content for each channel. For example, the content corresponding to channel 0 is allocated from the 16th to the 31st of the header, the content corresponding to channel 1 is allocated from the 0th to the 15th of the header, and the content corresponding to the 2 channel is the 16th of the header It can be allocated from the 31st.
  • the receiving device 30 is a device that receives and transmits the divided 360 VR video and outputs the combined 360 VR video, corresponding to an electronic device or a terminal, and a smartphone, desktop, laptop, tablet PC, and handheld PC And the like.
  • the reception device 30 receives signals transmitted from the transmission device 10 for each channel. Unlike the transmitting device 10, the receiving device 30 includes a structure for synchronization. That is, the reception device 30 outputs the content included in the received signal in synchronization. Here, the output signal is transmitted to the application after each content is separated.
  • FIG. 4 is a view for explaining a transmission device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view for explaining a software execution result of the transmission device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is an embodiment of the present invention 7 is a view for explaining a receiving device according to the present invention
  • FIG. 7 is a view for explaining member variables of a 360 VR video split transmission system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a 360 VR video according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a view for explaining an API function of a 360 VR video split transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • the 360 VR image segmentation transmission system 100 may implement the transmitting device 10 and the receiving device 30 in software. That is, the transmitting device 10 and the receiving device 30 may be represented by source code as shown in FIGS. 7 to 9. Meanwhile, the software implemented in FIGS. 7 to 9 is C ++ Class (CQamTxRx), but is not limited thereto, and all software capable of implementing the transmitting device 10 and the receiving device 30 may be included in the software.
  • CQamTxRx C ++ Class
  • the transmitting device 10 distributes and transmits a 360 VR image in up to 8 channels.
  • the transmitter 10 is provided with a modulator for each channel to modulate the signal, and the signal output from each modulator is muxed through a multiplexer and then transmitted to the receiver 30.
  • the transmitting device 10 may transmit the muxed signal through the communication network 50.
  • the transmission device 10 may have a transmission rate of up to 200 Mbs or more as the channels are combined into a maximum of 8 channels.
  • the receiving device 30 combines and outputs signals distributed through three channels. To this end, the receiver 30 demuxes through a demultiplexer to receive signals in parallel for each channel. The reception device 30 combines the contents included in the parallel received signal after performing a synchronization process. At this time, the receiving device 30 detects the beginning of the content using the header of the received signal for each channel, and stores the detected starting portion in each channel buffer. In addition, the reception device 30 combines the signals for each channel using drop and skip based on the detected starting portion. That is, the reception device 30 may combine and output the received signals for each channel using drop and skip using sync_indexff of the header. The reception device 30 separates each content from the output signal and delivers it to the application. Each content separated here may be meta data, low quality content, and high quality content.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a 360 VR image segmentation transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • the 360 VR video segmentation transmission method designes a frame structure for dividing and transmitting a large-capacity 360 VR video into multiple channels, and uses the designed frame structure to generate a large-capacity 360 VR at a transmission rate of up to 200 Mbsp or higher. Transmit video. Through this, the 360 VR video segmentation transmission method can perform real-time VR streaming.
  • the transmitting device 10 designs a frame for dividing and transmitting a 360 VR video in multiple channels based on an MPEG transport stream, and transmits a signal combining the designed frame and header to the receiving device 30 for each channel. send.
  • the transmission device 10 may design the frame to match the content bit rate and the transmission bit rate of the frame.
  • the transmission device 10 may have a transmission speed of up to 200 Mbs or more by transmitting a 360 VR image after dividing a channel into multiple channels.
  • step S30 the reception device 30 receives the signal transmitted from the transmission device 10 for each channel, and outputs the content included in the received signal in synchronization.
  • the receiving device 30 may detect the beginning of the content using the header of the received signal for each channel, and combine the signals for each channel using drop and skip based on the detected starting portion.
  • the reception device 30 separates each content from the output signal and delivers it to the application.

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Abstract

본 발명은 360 VR 영상 분할 전송 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 360 VR 영상 분할 전송 시스템은 MPEG 트랜스포트 스트림(transport stream, TS) 기반으로 360 VR 영상을 다중으로 채널을 분할하여 전송하기 위한 프레임을 설계하고, 설계된 프레임과 헤더를 결합한 신호를 채널별로 전송하는 송신장치 및 송신장치로부터 전송된 신호를 채널별로 수신하고, 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 결합하여 출력하는 수신장치를 포함한다.

Description

360 VR 영상 분할 전송 시스템 및 방법
본 발명은 영상 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량 360 VR 영상을 실시간으로 전송하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 통신 기술이 발전하면서, 원격지에서 단말기를 통해 데이터를 주고받는 일이 많아지고 있다. 예컨대 원격지에서 360 VR 영상, UCC(User Created Contents) 등과 같은 콘텐츠를 제작하여 실시간으로 상대방 단말기로 전송하고 있다.
한편 이와 같은 동영상 콘텐츠는 데이터 용량이 매우 크기 때문에 데이터 전송 속도가 높지 않으면 상대방이 동영상 콘텐츠를 이용하는데 다소 불편함을 느끼게 된다. 특히 송신 단말기로부터 실시간 제작된 동영상 콘텐츠가 상대방 단말기로 전송되는 경우, 상대방이 실시간 제작된 동영상 콘텐츠를 쾌적하게 보기 위해서는 높은 데이터 전송 속도가 필수적이다.
하지만 한정된 대역폭을 갖는 방송망에서 높은 데이터 전송 속도를 내기 위해서는 다수개의 채널을 결합하여 전송속도를 높이기 위한 기술에 대한 많은 연구가 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 최대 200Mbsp 이상의 전송속도로 대용량 360 VR 영상을 방송망을 통해 전송하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템은 MPEG 트랜스포트 스트림(transport stream, TS) 기반으로 360 VR 영상을 다중으로 채널을 분할하여 전송하기 위한 프레임을 설계하고, 상기 설계된 프레임과 헤더를 결합한 신호를 채널별로 전송하는 송신장치 및 상기 송신장치로부터 전송된 신호를 채널별로 수신하고, 상기 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 결합하여 출력하는 수신장치를 포함한다.
또한 상기 송신장치는, 상기 프레임의 콘텐츠 비트레이트(Bitrate) 및　송신 비트레이트를 매칭(matching)시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 송신장치는, 상기 채널을 최대 8채널로 결합하여 최대 200Mbs 이상의 전송속도를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수신장치는, 상기 채널별로 수신된 신호의 헤더를 이용하여 상기 콘텐츠의 시작 부분을 검출하고, 상기 검출된 시작 부분을 기초로 드랍 앤 스킵(drop and skip)을 이용하여 상기 채널별 신호를 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 프레임은, 상기 360 VR 영상의 콘텐츠 정보를 포함하는 메타 데이터(meta data), 상기 메타 데이터과 연결되고, 저화질 콘텐츠 및 고화질 콘텐츠를 비트레이트에 따라 나누어진 후, 기 설정된 전송 길이를 가지는 슈퍼 프레임(super-frame) 및 상기 슈퍼 프레임과 연결되고, 상기 매칭을 위해 삽입되는 널 패킷(null packet)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 헤더는, 4바이트(bytes)의 용량을 가지고 MPEG-TS header, 4바이트의 용량을 가지고, 다중 채널 전송을 구분하기 위한 정보가 포함되는 Packet_ID, 2바이트의 용량을 가지고, 상기 채널별 패킷 수를 나타내는 정보가 포함되는 No_of_Packet, 4바이트의 용량을 가지고, 상기 콘텐츠의 동기화 결합과 관련된 정보가 포함되는 Sync_index 및 2바이트의 용량을 가지고, 상기 채널별 콘텐츠의 길이를 나타내는 정보가 포함되는 Content_length를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 송신장치 및 수신장치를 포함하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템을 이용한 360 VR 영상 분할 전송 방법은 상기 송신장치가 MPEG 트랜스포트 스트림 기반으로 360 VR 영상을 다중으로 채널을 분할하여 전송하기 위한 프레임을 설계하고, 상기 설계된 프레임과 헤더를 결합한 신호를 상기 수신장치로 채널별 전송하는 단계 및 상기 수신장치가 상기 송신장치로부터 전송된 신호를 채널별로 수신하고, 상기 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 결합하여 출력하는 단계를 포함한다.
또한 상기 송신하는 단계는, 상기 프레임의 콘텐츠 비트레이트 및　송신 비트레이트를 매칭하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 송신하는 단계는, 상기 채널을 최대 8채널로 결합하여 최대 200Mbs 이상의 전송속도를 가지도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수신하는 단계는, 상기 채널별로 수신된 신호의 헤더를 이용하여 상기 콘텐츠의 시작 부분을 검출하고, 상기 검출된 시작 부분을 기초로 드랍 앤 스킵을 이용하여 상기 채널별 신호를 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 360 VR 영상 분할 전송 시스템 및 방법은 대용량 360 VR 영상을 다중 채널로 분할하여 전송하기 위한 프레임 구조를 설계하고, 설계된 프레임 구조를 이용하여 최대 200Mbsp 이상의 전송속도로 대용량 360 VR 영상을 전송함으로써, 실시간 VR 스트리밍을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 헤더 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치의 소프트웨어 실행 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템의 멤버 변수를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템의 멤버 함수를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템의 API 함수를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 헤더 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 360 VR 영상 분할 전송 시스템(100)은 최대 200Mbsp 이상의 전송속도로 대용량 360 VR 영상을 전송한다. 이를 통해 360 VR 영상 분할 전송 시스템(100)은 실시간으로 대용량 360 VR 영상을 스트리밍(streaming)할 수 있다. 360 VR 영상 분할 전송 시스템(100)은 송신장치(10) 및 수신장치(30)를 포함한다. 360 VR 영상 분할 전송 시스템(100)은 송신장치(10) 및 수신장치(30)를 연결하는 통신망(50)을 더 포함한다. 통신망(50)은 기존 케이블 방송망일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 다양한 종류의 통신망이 적용될 수 있다.
송신장치(10)는 360 VR 영상을 수신장치(30)로 분할 전송하는 장치로써, 스트리밍 서버에 해당되며, 스마트폰, 데스크톱, 랩톱, 태블릿 PC, 핸드헬드 PC, 서버 컴퓨터, 클러스터 컴퓨터 등이 포함될 수 있다.
송신장치(10)는 MPEG 트랜스포트 스트림(transport stream, TS) 기반으로 360 VR 영상을 다중으로 채널을 분할하여 전송하기 위한 프레임을 설계한다. 송신장치(10)는 프레임의 콘텐츠 비트레이트(Bitrate) 및　송신 비트레이트를 매칭(matching)되도록 프레임을 설계할 수 있다. 이를 통해 송신장치(10)는 전송 성능을 높일 수 있다. 여기서 비트레이트는 1초에 해당하는 동영상에 얼마의 비트(bit)수를 포함하는지를 의미하고, 비트레이트가 높을수록 동영상에 더 많은 정보를 가지게 되어 화질이 좋아진다.
프레임은 복수의 콘텐츠를 포함하고, 복수의 콘텐츠는 메타 데이터(meta data), 슈퍼 프레임(super-frame) 및 널 패킷(null packet)이다.
메타 데이터는 프레임의 맨 앞부분에 위치하고, 360 VR 영상의 콘텐츠 정보를 포함한다. 메타 데이터는 콘텐츠 정보의 속성을 나타내는 정보이다. 슈퍼 프레임은 저화질 콘텐츠 및 고화질 콘텐츠로 나누어진다.
슈퍼 프레임은 저화질 콘텐츠(low resolution contents) 및 고화질 콘텐츠(high resolution contents)를 포함한다. 이때 슈퍼 프레임은 비트레이트(bitrate)에 의해 저화질 콘텐츠와 고화질 콘텐츠로 나누어진다. 슈퍼 프레임은 나누어진 후, 기 설정된 전송 길이를 가지게 된다. 이때 각각의 저화질 콘텐츠 및 고화질 콘텐츠는 #0번째 내지 #N번째(N은 자연수)로 분할되고, 각 번호가 동일한 저화질 콘텐츠 및 고화질 콘텐츠끼리 연결되어 하나의 슈퍼 프레임을 이룰 수 있다. 여기서 전송 길이는 전송되는 길이로써 콘텐츠의 품질에 따라 길이가 설정될 수 있다.
널 패킷은 슈퍼 프레임과 연결되고, 수신장치(30)에서 비트레이트의 매칭을 위해 삽입된다. 널 패킷은 360 VR 영상의 콘텐츠 비트레이트 및 송신 비트레이트를 매칭을 위해 삽입된다. 널 패킷은 각 슈퍼 프레임마다 삽입될 수 있다.
송신장치(10)는 설계된 프레임을 다중 채널로 분리한다. 예를 들어 송신장치(10)는 #0번째 프레임 내지 #N번째 프레임마다 3개의 채널(Ch0, Ch1, Ch2)로 분리할 수 있으며, 각 채널을 동일한 크기로 분리될 수 있다. 여기서 #0번째 프레임은 메타 데이터, #0번째 저화질 콘텐츠, #0번째 고화질 콘텐츠 및 널 패킷으로 구성될 수 있고, #0번째 저화질 콘텐츠 및 #0번째 고화질 콘텐츠을 합쳐 #0번째 슈퍼 프레임이라고 할 수 있다. #1번째 프레임은 메타 데이터, #1번째 저화질 콘텐츠, #1번째 고화질 콘텐츠 및 널 패킷으로 구성될 수 있고, #N번째 프레임은 메타 데이터, #N번째 저화질 콘텐츠, #N번째 고화질 콘텐츠 및 널 패킷으로 구성될 수 있다.
송신장치(10)는 각 프레임과 헤더를 결합한 신호를 채널별로 수신장치(30)로 전송한다. 송신장치(10)는 채널별로 분리된 프레임마다 헤더를 결합할 수 있다. 이때 헤더는 프레임의 헤더부분과 연결된다.
헤더는 MPEG-TS header, Packet_ID, No_of_Packet 및 Sync_index, Content_length를 포함한다.
MPEG-TS header는 4바이트(bytes)의 용량을 가진다. MPEG-TS header는 헤더의 0번째부터 31번째까지 할당될 수 있다.
Packet_ID는 4바이트의 용량을 가진다. Packet_ID는 헤더의 0번째부터 31번째까지 할당될 수 있고, 다중 채널 전송을 구분하기 위한 정보가 포함된다.
No_of_Packet은 2바이트의 용량을 가진다. No_of_Packet은 헤더의 0번째부터 15번째까지 할당될 수 있다. No_of_Packet은 채널별 패킷 수를 나타내는 정보가 포함된다.
Sync_index는 4바이트의 용량을 가진다. 이때 Sync_index는 Sync_index_ms 및 Sync_index_ls로 구분할 수 있으며, Sync_index_ms는 16번째부터 31번째까지 할당될 수 있고, Sync_index_ls는 0번째부터 15번째까지 할당될 수 있다. Sync_index는 수신장치(30)에서 수행되는 콘텐츠의 동기화 결합과 관련된 정보가 포함된다.
Content_length는 2바이트의 용량을 가진다. Content_length는 채널별 콘텐츠의 길이를 나타내는 정보가 포함된다. 예를 들어 0채널에 해당하는 콘텐츠는 헤더의 16번째부터 31번째까지 할당되고, 1채널에 해당하는 콘텐츠는 헤더의 0번째부터 15번째까지 할당되며, 2채널에 해당하는 콘텐츠는 헤더의 16번째부터 31번째까지 할당될 수 있다.
수신장치(30)는 분할 전송된 360 VR 영상을 수신하고, 분할된 360 VR 영상을 결합하여 출력하는 장치로써, 전자 장치 또는 단말에 해당되며, 스마트폰, 데스크톱, 랩톱, 태블릿 PC, 핸드헬드 PC 등이 포함될 수 있다.
수신장치(30)는 송신장치(10)로부터 전송된 신호를 채널별로 수신한다. 수신장치(30)는 송신장치(10)과 달리 동기화를 위한 구조를 포함한다. 즉 수신장치(30)는 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 결합하여 출력한다. 여기서 출력된 신호는 각 콘텐츠가 분리되어 어플리케이션으로 전달된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치의 소프트웨어 실행 결과를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템의 멤버 변수를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템의 멤버 함수를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 시스템의 API 함수를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 360 VR 영상 분할 전송 시스템(100)은 송신장치(10) 및 수신장치(30)를 소프트웨어로 구현할 수 있다. 즉 송신장치(10) 및 수신장치(30)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 소스코드(source code)로 나타낼 수 있다. 한편 도 7 내지 도 9에서 구현된 소프트웨어는 C++ Class(CQamTxRx)이나, 이에 한정하지 않고 송신장치(10) 및 수신장치(30)를 구현할 수 있는 모든 소프트웨어가 소프트웨어에 포함될 수 있다.
송신장치(10)는 360 VR 영상을 최대 8채널로 분산 전송한다. 이를 위해 송신장치(10)는 각 채널마다 변조기(modulator)가 구비되어 신호를 변조하고, 각 변조기로부터 출력되는 신호를 멀티플렉서(multiplexer)를 통해 먹싱된 후 수신장치(30)로 전송된다. 이때 송신장치(10)는 통신망(50)을 통해 먹싱된 신호를 전송할 수 있다. 이때 송신장치(10)는 채널을 최대 8채널로 결합함에 따라 최대 200Mbs 이상의 전송속도를 가질 수 있다.
수신장치(30)는 3채널로 분산 전송된 신호를 결합하여 출력한다. 이를 위해 수신장치(30)는 디멀티플렉서(demultiplexer)를 통해 디먹싱하여 채널별로 신호를 병렬 수신한다. 수신장치(30)는 병렬 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 과정을 수행한 후, 결합한다. 이때 수신장치(30)는 채널별로 수신된 신호의 헤더를 이용하여 콘텐츠의 시작 부분을 검출하고, 검출된 시작 부분을 각 채널 버퍼에 저장한다. 또한 수신장치(30)는 검출된 시작 부분을 기초로 드랍 앤 스킵(drop and skip)을 이용하여 채널별 신호를 결합한다. 즉 수신장치(30)는 헤더의 sync_indexff 이용하여 채널별로 수신된 신호를 드랍 앤 스킵으로 결합하여 출력시킬 수 있다. 수신장치(30)는 출력되는 신호에서 각 콘텐츠를 분리하여 어플리케이션에 전달한다. 여기서 분리되는 각 콘텐츠는 메타 데이터, 저화질 콘텐츠 및 고화질 콘텐츠일 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 360 VR 영상 분할 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 360 VR 영상 분할 전송 방법은 대용량 360 VR 영상을 다중 채널로 분할하여 전송하기 위한 프레임 구조를 설계하고, 설계된 프레임 구조를 이용하여 최대 200Mbsp 이상의 전송속도로 대용량 360 VR 영상을 전송한다. 이를 통해 360 VR 영상 분할 전송 방법은 실시간 VR 스트리밍을 할 수 있다.
S10단계에서, 송신장치(10)는 MPEG 트랜스포트 스트림 기반으로 360 VR 영상을 다중으로 채널을 분할하여 전송하기 위한 프레임을 설계하고, 설계된 프레임과 헤더를 결합한 신호를 수신장치(30)로 채널별 전송한다. 이때 송신장치(10)는 프레임의 콘텐츠 비트레이트 및　송신 비트레이트를 매칭되도록 프레임을 설계할 수 있다. 송신장치(10)는 다중으로 채널을 분할한 후, 360 VR 영상을 전송함으로써, 최대 200Mbs 이상의 전송속도를 가질 수 있다.
S30단계에서, 수신장치(30)는 송신장치(10)로부터 전송된 신호를 채널별로 수신하고, 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 결합하여 출력한다. 이때 수신장치(30)는 채널별로 수신된 신호의 헤더를 이용하여 콘텐츠의 시작 부분을 검출하고, 검출된 시작 부분을 기초로 드랍 앤 스킵을 이용하여 채널별 신호를 결합할 수 있다. 또한 수신장치(30)는 출력되는 신호에서 각 콘텐츠를 분리하여 어플리케이션으로 전달한다.
한편 상술된 설명 및 도면에서 프레임을 최대 8개의 채널로 분할하고, 분할된 채널을 전송하는 과정을 개시하고 있으나, 이에 한정하지 않고 적용되는 환경 및 상황에 따라 다양한 개수의 채널로 분할하고, 분할된 채널을 전송할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
[부호의 설명]
10: 송신장치 30: 수신장치
50: 통신망 100: 360 VR 영상 분할 전송 시스템

Claims (10)

  1. MPEG 트랜스포트 스트림(transport stream, TS) 기반으로 360 VR 영상을 다중으로 채널을 분할하여 전송하기 위한 프레임을 설계하고, 상기 설계된 프레임과 헤더를 결합한 신호를 채널별로 전송하는 송신장치; 및
    상기 송신장치로부터 전송된 신호를 채널별로 수신하고, 상기 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 결합하여 출력하는 수신장치;
    를 포함하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 송신장치는,
    상기 프레임의 콘텐츠 비트레이트(Bitrate) 및　송신 비트레이트를 매칭(matching)시키는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 송신장치는,
    상기 채널을 최대 8채널로 결합하여 최대 200Mbs 이상의 전송속도를 가지는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수신장치는,
    상기 채널별로 수신된 신호의 헤더를 이용하여 상기 콘텐츠의 시작 부분을 검출하고, 상기 검출된 시작 부분을 기초로 드랍 앤 스킵(drop and skip)을 이용하여 상기 채널별 신호를 결합하는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 360 VR 영상의 콘텐츠 정보를 포함하는 메타 데이터(meta data);
    상기 메타 데이터과 연결되고, 저화질 콘텐츠 및 고화질 콘텐츠를 비트레이트에 따라 나누어진 후, 기 설정된 전송 길이를 가지는 슈퍼 프레임(super-frame); 및
    상기 슈퍼 프레임과 연결되고, 상기 매칭을 위해 삽입되는 널 패킷(null packet);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 헤더는,
    4바이트(bytes)의 용량을 가지고 MPEG-TS header;
    4바이트의 용량을 가지고, 다중 채널 전송을 구분하기 위한 정보가 포함되는 Packet_ID;
    2바이트의 용량을 가지고, 상기 채널별 패킷 수를 나타내는 정보가 포함되는 No_of_Packet;
    4바이트의 용량을 가지고, 상기 콘텐츠의 동기화 결합과 관련된 정보가 포함되는 Sync_index; 및
    2바이트의 용량을 가지고, 상기 채널별 콘텐츠의 길이를 나타내는 정보가 포함되는 Content_length;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템.
  7. 송신장치 및 수신장치를 포함하는 360 VR 영상 분할 전송 시스템을 이용한 360 VR 영상 분할 전송 방법에 있어서,
    상기 송신장치가 MPEG 트랜스포트 스트림 기반으로 360 VR 영상을 다중으로 채널을 분할하여 전송하기 위한 프레임을 설계하고, 상기 설계된 프레임과 헤더를 결합한 신호를 상기 수신장치로 채널별 전송하는 단계; 및
    상기 수신장치가 상기 송신장치로부터 전송된 신호를 채널별로 수신하고, 상기 수신된 신호에 포함된 콘텐츠를 동기화 결합하여 출력하는 단계;
    를 포함하는 360 VR 영상 분할 전송 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는,
    상기 프레임의 콘텐츠 비트레이트 및　송신 비트레이트를 매칭하는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는,
    상기 채널을 최대 8채널을 결합하여 최대 200Mbs 이상의 전송속도를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 채널별로 수신된 신호의 헤더를 이용하여 상기 콘텐츠의 시작 부분을 검출하고, 상기 검출된 시작 부분을 기초로 드랍 앤 스킵을 이용하여 상기 채널별 신호를 결합하는 것을 특징으로 하는 360 VR 영상 분할 전송 방법.
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