KR20070046356A - Method for transmission and reception of 3-dimensional moving picture in dmb mobile terminal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소정의 입체 영상 획득 장치를 통해서 생성된 좌, 우 영상 정보 신호를 멀티플렉서(Multiplexer)에 의해 다중화하여 각각의 비디오(stereoscopic video)신호로 출력하는 단계; 상기 출력된 좌, 우 영상 비디오(stereoscopic video) 신호 중 하나를 제 1 채널(primary channel)에 나머지를 제 2 채널(secondary channel)로 구분하여 서로 다른 두 개의 채널에 할당하여 다중화 방송 신호로 송출하는 단계; 상기 다중화 방송 신호를 수신하고 상기 비디오 신호를 디코딩하여 상기 좌, 우 영상을 재조합하여 입체 영상 화면을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 송수신하는 방법에 관한 것으로, 지상파 DMB로 2배의 데이터량을 갖는 3차원 동영상(stereoscopic)을 두 채널을 이용하여 전송함으로써 데이터 전송 대역폭을 줄이는 효과가 있다. The present invention provides a method comprising: multiplexing left and right image information signals generated by a predetermined stereoscopic image acquisition device by a multiplexer and outputting the respective video signals as stereoscopic video signals; One of the output left and right video signals is divided into a first channel and a second channel, and the second channel is assigned to two different channels and transmitted as a multiplexed broadcast signal. step; Receiving the multiplexed broadcast signal, decoding the video signal and the left and right image recombination and outputting a three-dimensional video screen comprising a method for transmitting and receiving a three-dimensional video to a multiplexed broadcast service, terrestrial DMB By transmitting a three-dimensional video (stereoscopic) having twice the amount of data using two channels, it is effective to reduce the data transmission bandwidth.
입체 영상, DMB, MPEG-2 TS Stereoscopic Video, DMB, MPEG-2 TS
Description
도 1은 양안 시차(Binocular Disparity)에 의한 입체감 원리를 나타낸 예시도.1 is an exemplary view showing a three-dimensional principle by binocular disparity.
도 2는 본 발명에 의한 좌,우 영상에 대한 ES(Elementary Streams)필드 단위를 나타낸 예시도.FIG. 2 is an exemplary diagram showing unit of ES (Elementary Streams) field for left and right images according to the present invention; FIG.
도 3은 본 발명에 의한 3차원 동영상 인코딩 과정을 수행하는 블럭 구성도.3 is a block diagram illustrating a three-dimensional video encoding process according to the present invention.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 의한 좌,우 Stereoscopic video의 필드기반 부호화를 나타낸 예시도.4A illustrates field-based encoding of left and right stereoscopic video according to an embodiment of the present invention.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 의한 좌,우 Stereoscopic video의 필드 코딩 레이어(field encording layer)를 나타낸 예시도.FIG. 4B is an exemplary diagram illustrating a field encoding layer of left and right stereoscopic video according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 5는 본 발명에 의한 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 송수신하는 시스템을 나타낸 구성도.5 is a block diagram showing a system for transmitting and receiving a 3D video in a multiplexed broadcast service according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 송수신 방법을 나타낸 흐름도.6 is a flowchart illustrating a method of transmitting / receiving a 3D video through a multiplex broadcasting service according to the present invention.
본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 송수신하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a mobile communication terminal, and more particularly, to a system and method for transmitting and receiving 3D video through a multiplexing broadcast service.
종래의 입체 TV 시스템은 사람의 양안 시차를 이용하여 입체 카메라로 입체 영상을 촬영하고 이를 가공하여 입체로 볼 수 있는 디스플레이에 전송하는 시스템이다. 입체 영상은 양안 시차 효과를 주기 위해 어떤 사물을 왼쪽과 오른쪽에서 촬영한 좌 영상과 우 영상이 존재한다. 입체 영상을 일반 비디오와 같이 연속해서 촬영하면 3차원 동영상이 된다. 이러한 3차원 동영상(stereoscopic video)을 MPEG-2 또는 MPEG-4로 압축하여 송수신 및 디스플레이하는 입체 TV에 대한 연구가 있다. 또한, 이러한 동영상을 RTP, TCP, UDP/IP등 네트워크 프로토콜(network protocol)을 통해 전송하는 연구도 진행된다. 3차원 영상(양안 영상- 좌 영상, 우 영상)은 기존의 2차원 영상보다 약 2배의 대역폭이 요구되므로 이러한 입체 영상을 효율적으로 부호화하기 위해서 MPEG-2 및 MPEG-4 기반으로 3차원 동영상을 부호화한다. 기본적으로 MPEG-2 및 MPEG-4의 temporal scalability를 이용하여 좌(우) 영상은 기본 계층(base layer)으로 우(좌) 영상은 향상 계층(enhancement layer)으로 압축하여 전송한다. 즉 2개의 비디오 시퀀스(video sequence)를 보내게 된다. 3차원 동영상은 최소한 2배 이상의 데이터량을 가지고 있어서, 지상파 DMB로 전송할 경우 대역폭이 좁은 관계로 2개 이상의 비디오 시퀀스로 전송하는데에 한계가 있다.The conventional stereoscopic TV system is a system that takes a stereoscopic image using a binocular parallax of a person and processes the stereoscopic image and transmits it to a display that can be viewed in stereoscopic. In the stereoscopic image, there are left and right images of a certain object taken from the left and the right to give a binocular parallax effect. When three-dimensional images are taken continuously like a normal video, it becomes a three-dimensional video. There is a study on a stereoscopic TV that compresses and displays and displays the 3D video by MPEG-2 or MPEG-4. In addition, the research to transmit such a video through a network protocol (network protocol) such as RTP, TCP, UDP / IP. Since three-dimensional images (both binocular images-left and right images) require approximately twice the bandwidth of conventional two-dimensional images, in order to efficiently encode such three-dimensional images, three-dimensional images based on MPEG-2 and MPEG-4 Encode Basically, the left (right) image is compressed into a base layer and the right (left) image is compressed into an enhancement layer using the temporal scalability of MPEG-2 and MPEG-4. That is, two video sequences are sent. Since 3D video has at least twice the amount of data, there is a limit in transmitting two or more video sequences due to the narrow bandwidth when transmitting in terrestrial DMB.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3차원 동영상을 지상파 다중화 방송으로 전송 시 좌, 우 영상 데이터를 MPEG-4 압축하여 각각 다른 채널로 전송하여 전송 대역폭을 줄이는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to reduce transmission bandwidth by transmitting MPEG-4 compression of left and right image data to different channels when 3D video is transmitted through terrestrial multiplex broadcasting.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 서로 다른 두 개의 채널에 각각 할당된 좌, 우 입체 영상 신호를 다중화하여 송출하는 송신단; 상기 다중화한 좌, 우 입체 영상 신호 채널을 각각 역 다중화하여 디코딩된 비디오(stereoscopic video)신호로 출력하는 수신단을 포함하여 이루어진다.The present invention for achieving the above object is a transmitting end for multiplexing the left and right stereoscopic video signals respectively assigned to two different channels; And a receiving end for demultiplexing the multiplexed left and right stereoscopic image signal channels, respectively, and outputting the decoded video signal.
또한, 본 발명은 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 송수신하는 방법에 있어서, 소정의 입체 영상 획득 장치를 통해서 생성된 좌, 우 영상 정보 신호를 멀티플렉서(Multiplexer)에 의해 다중화하여 각각의 비디오(stereoscopic video)신호로 출력하는 단계; 상기 출력된 좌, 우 영상 비디오(stereoscopic video) 신호 중 하나를 제 1 채널(primary channel)에 나머지를 제 2 채널(secondary channel)로 구분하여 서로 다른 두 개의 채널에 할당하여 다중화 방송 신호로 송출하는 단계; 상기 다중화 방송 신호를 수신하고 상기 비디오 신호를 디코딩하여 상기 좌, 우 영상을 재조합하여 입체 영상 화면을 출력하는 단계를 포함하여 이루어진다. In addition, the present invention is a method for transmitting and receiving a 3D video through a multiplexing broadcast service, the left and right image information signal generated by a predetermined stereoscopic image acquisition apparatus by multiplexing by multiplexing (multiplexer) to each video (stereoscopic video) Outputting a signal; One of the output left and right video signals is divided into a first channel and a second channel, and the second channel is assigned to two different channels and transmitted as a multiplexed broadcast signal. step; And receiving the multiplexed broadcast signal, decoding the video signal, and recombining the left and right images to output a stereoscopic image screen.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 양안 시차(Binocular Disparity)에 의한 입체감 원리를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a three-dimensional effect principle by binocular disparity.
우리의 눈이 가로방향으로 약 6.5cm 떨어져서 2개가 존재한다는 것이 양안으로의 심도지각(depth perception)에 중요하며, 이것은 폭주(Vergence)로 불리는 것과, 양안 시차(binocular disparity)로 불리는 것이 있다. 어떤 대상체 A를 바라볼 때, 양안은 내향(inside direction)으로 회전하여, 그 대상체 위에서 만나다. 이와 같은 양안의 작용을 폭주라고 부르고 α,β가 폭주각이다. 폭주에 의한 심도는 근거리에서 큰 효과를 나타내는데 20m 정도까지 유효한 것으로 알려져 있다. 그러나 거리가 멀어지면 폭주각이 작아지므로 이 효과는 급격히 작아진다. 또한, 2개의 눈이 떨어진 위치에 있으므로 양안의 망막상은 같아지지 않고, 주시점으로부터 떨어진 위치에서 간격이 생긴다. 양안에서 이와 같은 간격량의 차이가 양안 시차로 불리는데 γL -γR = α-β의 정도 값을 갖는다. It is important for depth perception of our eyes that there are two with our eyes about 6.5 cm apart in the transverse direction, which is called the vergence and the binocular disparity. When looking at a subject A, both eyes rotate inward and meet on the subject. Such binocular action is called congestion, and α, β are congestion angles. Depth of congestion is known to be effective up to about 20m, showing a great effect at close range. However, as the distance increases, the congestion angle becomes smaller, so the effect is drastically smaller. In addition, since the two eyes are in a position separated from each other, the retina images of both eyes do not become the same, and a gap occurs at a position away from the gaze point. This difference in the amount of spacing in both eyes is called binocular parallax and has a degree of γ L- γ R = α-β.
도 2는 본 발명에 의한 좌,우 영상에 대한 ES(Elementary Streams)필드 단위로 다중화된 파일를 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating a file multiplexed in units of elementary streams (ES) fields for left and right images according to the present invention.
4개의 좌, 우의 영상을 홀수, 짝수로 개별부호화 비트 스트림으로 멀티플레스한다. 4개의 ES(Elementary Streams)에 대하여 하나의 ES-ID를 부여 즉, 같은 시간 정보를 갖는 필드 단위로 순차적으로 다중화한다. MP4 file 내의 'mdat' 부분에 저장된다. 스테레오스코픽 비디오(stereoscopic video)는 멀티플레스된 ES로 동기화되어 전송된다.Four left and right video images are multiplexed into individual coded bit streams in odd and even numbers. One ES-ID is assigned to four ES (Elementary Streams), that is, multiplexed sequentially in field units having the same time information. It is stored in the 'mdat' part of the MP4 file. Stereoscopic video is transmitted in synchronization with the multiplexed ES.
도 3은 본 발명에 의한 3차원 동영상 인코딩 과정을 수행하는 블럭 구성도이다. 3 is a block diagram illustrating a three-dimensional video encoding process according to the present invention.
3차원 영상의 움직임 및 시차 정보를 이용하여 좌우 영상의 홀수 및 짝수에 해당하는 4개의 필드를 부호화 계층에서 인코딩을 수행한다. 스테레오스코픽 비디오(stereoscopic video)는 Field-based Separator에서 필드 분류를 거쳐 인코더로 전송된다. 이때, 기본 계층(Base layer)과 향상 계층(Enhancement layer)에서 4개의 부호화 계층으로 인코딩된다. ESI(Elementary Stream Interface) generator와 Field-based Mutiplexer로부터 다중화된 ES(Elementary Stream)는 MP4파일을 생성한다.The encoding layer performs encoding on four fields corresponding to odd and even numbers of the left and right images by using motion and parallax information of the 3D image. Stereoscopic video is transmitted to the encoder via field classification in a field-based separator. In this case, four encoding layers are encoded in a base layer and an enhancement layer. Elementary Stream (ES) multiplexed from an Elementary Stream Interface (ESI) generator and a Field-based Mutiplexer generates an MP4 file.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 의한 좌,우 Stereoscopic video의 필드기반 부호화를 나타낸 예시도이다.4A is an exemplary diagram showing field-based encoding of left and right stereoscopic video according to an embodiment of the present invention.
스테레오스코픽 비디오는 필드 기반으로 부호화되어 주 계층(main-layer)과 3개의 보조 계층(sub-layer)으로 시간정보를 포함하여 부호화된다. 이때, 주 계층은 기존 단일 계층 부호화와 동일하며 제 1보조 계층은 주 계층에 존재하는 동일 시각의 좌영상 홀수 필드로부터 시차 예측을 이용하여 부호화된다. 제 2보조 계층은 움직임 정보와 주 계층과의 시차 정보를 이용하여 부호화된다. 제 3보조 계층은 주 계층의 시차 정보와 다른 보조 계층의 움직임 또는 시차 정보를 이용하여 부호화된다. Stereoscopic video is encoded on a field basis and encoded with time information in a main layer and three sub-layers. In this case, the main layer is the same as the existing single layer encoding, and the first sub-layer is encoded using disparity prediction from the left image odd field of the same time present in the main layer. The second auxiliary layer is encoded using parallax information between the motion information and the main layer. The third sublayer is encoded using motion or parallax information of the sublayer different from the parallax information of the main layer.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 의한 좌,우 Stereoscopic video의 필드 코딩 레이어(field encording layer)를 나타낸 예시도이다.FIG. 4B is an exemplary diagram illustrating a field encoding layer of left and right stereoscopic video according to an embodiment of the present invention. FIG.
4개의 스테레오스코픽 비디오가 필드 이미지로 입력되면 필드 베이스 코딩에 의해서 1개의 기본 계층(base layer)과 3개의 향상 계층(enhancement layer)으로 구성된다. 기본 계층(LO)과 향상 계층(RE)은 필드 셔터링 디스플레이되어 3차원 영상으로 나타나고 기본 계층(LO)과 향상 계층(LE)은 2차원 동영상 디스플레이로 출력된다. When four stereoscopic videos are input as field images, one base layer and three enhancement layers are formed by field base coding. The base layer (LO) and the enhancement layer (RE) are field shuttered and displayed as a 3D image, and the base layer (LO) and the enhancement layer (LE) are output as a 2D video display.
도 5는 본 발명에 의한 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 송수신하는 시스템을 나타낸 구성도이다. 5 is a block diagram showing a system for transmitting and receiving a 3D video in a multiplexed broadcast service according to the present invention.
3차원 동영상을 다중화 방송 신호로 전송시 우 영상 또는 좌 영상 중 어느 한쪽 비디오 신호를 Primary Service channel(10)에 나머지는 Secondary Service channel(11)로 나누어 전송한다. 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 제공하기 위해 여러 스트림들이 다중화되어 하나의 스트림으로 인코딩된다. IOD(Initial Object Descriptor)는 관련된 모든 스트림의 첫 접근 지점으로 OD(Object Descriptor)나 BIFS(Binary Format for Scene)의 ES_ID(Elementary Stream ID)를 알려주는 역활을 하고 OD는 객체를 구성하는 ES_ID를 알려주며 BIFS는 화면에 객체를 배치하는 주요 기능을 갖는다. 또한, SL(Synchronization Layer) 패킷은 descriptor들을 포함하여 멀티미디어 스트림의 동기화를 가능하게 한다. MPEG-2 TS(20)는 복수 채널의 프로그램을 하나의 비트열로 다중화하여 멀티 미디어 방송을 제공한다. PMT(22)는 Program Map Table로 하나 이상의 프로그램에 대한 PID를 가지는 테이블이다. PID는 Packet Identifier로써 하나 또는 여러 개의 transport stream에서 한 프로그램에 관련된 ES(elementary stream)들을 나타내기 위하여 사용되는 고유번호이다. PAT(21)는 Program Association Table로 PMT(22)에 대한 PID를 가지는 테이블이다. IOD(23)는 Initial Object Descriptor인 ISO/IEC 14496에 따라 부호화된 object들의 profile과 level을 나타낸다. OD(24)는 Object Descriptor인 하나 이상의 ES들과 그 ES들의 관계를 나타낸다. ES_ID(Elementary Stream Identifier) 즉, ES를 식별하기 위한 ID를 갖는다. MPEG-2 TS(20)의 PID나 ES_ID 등의 정보는 primary channel(10)로 전송되는 PMT(22)와 14496 section에서 OD(24)에 정보를 실어 보낸다. secondary channel(11)에는 PMT(22)나 OD(24)는 전송하지 않고 하나의 영상만을 전송한다. MPEG-2, MPEG-4 는DEMUX (Demultiplexer) (30)는 MPEG-2 TS로부터 다중화된 각각의 좌,우 영상 신호를 추출한다. 이때, primary channel(10)의 PMT나 OD를 통해 secondary channel(11)로 전송되는 비디오에 대한 PID와 ES ID를 알아내어 secondary channel(11)의 비디오 스트림 역다중화를 수행한다. 비디오 디코더(40)는 각각의 압축된 좌, 우 영상을 입력받고 Elementary Stream에 대한 복호화를 수행한다. 이때, 비디오 디코더 처리는 MPEG-4, H.264 형식을 지원한다. 화면표시부(50)는 3차원 입체 영상을 지원하는 LCD 패널로 다중화 방송을 출력한다. When the 3D video is transmitted as a multiplexed broadcast signal, one of the right video and the left video is transmitted to the
도 6은 본 발명에 의한 3차원 동영상을 다중화 방송 서비스로 송수신 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of transmitting and receiving a 3D video through a multiplex broadcasting service according to the present invention.
3차원 동영상을 지상파 다중화 방송 이동통신 단말기로 전송할 때 우 영상 또는 좌 영상 중 하나의 영상은 primary channel로 다른 영상을 secondary channel로 전송하여 두 개의 서로 다른 채널로 전송한다. RTP 수신 모듈(reciever module)은 실시간(Real-time) 두 개의 서로 다른 영상 채널의 데이터를 수신하여 SL (Synchronization Layer) 패킷으로 복원한다. SL Depacketization 모듈에서는 3차 원 영상 데이터 ES 또는 ES 내부의 동기를 위한 SL 헤더 정보 AU(Access Unit)를 복원한다. 디코더 모듈(Decoder Module)은 3차원 영상 데이터를 복호화하여 디스플레이 방식에 따라 재조합된 3차원 영상을 프레임 애플리케이션 모듈(Frame application module)에 의해서 스트리밍 된다. When transmitting a 3D video to a terrestrial multiplex broadcasting mobile communication terminal, one video of the right video or the left video transmits the other video through the primary channel to the two different channels. The RTP receiver module receives data of two different video channels in real-time and restores them to a Synchronization Layer (SL) packet. The SL depacketization module restores the SL header information AU (Access Unit) for synchronization in the 3D image data ES or the ES. The decoder module decodes 3D image data and streams the 3D image recombined according to a display method by a frame application module.
본 발명은 지상파 DMB로 2배의 데이터량을 갖는 3차원 동영상(stereoscopic)을 두 채널을 이용하여 전송함으로써 데이터 전송 대역폭을 줄이는 효과가 있다. The present invention has the effect of reducing the data transmission bandwidth by transmitting a three-dimensional video (stereoscopic) having twice the data amount to the terrestrial DMB using two channels.
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