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DTV를 기반으로 만들어진 서비스 호환 3DTV 서비스의 경우는, 현재 DTV 표준인 ATSC 1.0 기술 위에서 구현된 방식이다. 이는 3DTV의 좌영상이 일반 DTV 시청자에게 전달되므로, 송수신 측면에서 항상 DTV와의 연결성을 우선적으로 고려해야 함을 의미한다. 그 동안 서비스 호환 3DTV를 구현하기 위한 몇 가지 형태의 방송 시스템 구조가 제안 되었으나, 현재의 방송 시스템과의 완벽한 호환성과 서비스 안정성을 해결하지는 못했다. 또한 멀티 채널/싱글 채널 HDTV처럼 현재 DTV 방송 서비스를 방송 스케줄에 따라 비디오 서비스의 비트레이트와 서비스 구성을 동적으로 변화시키는 다양한 형태의 방송 서비스도 시도되고 있다. 이러한 방송 서비스 역시 기존 방송 시스템에 추가의 채널을 더하는 개념의 서비스로, 서비스 호환 3DTV 시스템과 거의 유사한 시스템 구조를 가진다. 그러므로 DTV에서 추가 채널을 운용할 수 있는 이상적인 방송 송출 시스템의 구성 방안은 매우 중요하며, 이를 통해 복수 채널 운용과 3DTV와 같은 새로운 방송 서비스가 가능해질 수 있다.
따라서 본 논문은 현재의 방송 시스템과 완벽한 호환성을 갖는 서비스 호환 3DTV를 위한 시스템 구성을 목적으로 하였다. 즉 3DTV 전용 시스템이 아닌 기존의 방송 시스템과 연동하여 편성 시간에 따라 3DTV와 2DTV를 교대로 송출할 수 있는 두 가지 형태의 시스템 구조를 본 논문에서는 제안하였다.
첫 번째 방식은 ‘다채널 ...

DTV를 기반으로 만들어진 서비스 호환 3DTV 서비스의 경우는, 현재 DTV 표준인 ATSC 1.0 기술 위에서 구현된 방식이다. 이는 3DTV의 좌영상이 일반 DTV 시청자에게 전달되므로, 송수신 측면에서 항상 DTV와의 연결성을 우선적으로 고려해야 함을 의미한다. 그 동안 서비스 호환 3DTV를 구현하기 위한 몇 가지 형태의 방송 시스템 구조가 제안 되었으나, 현재의 방송 시스템과의 완벽한 호환성과 서비스 안정성을 해결하지는 못했다. 또한 멀티 채널/싱글 채널 HDTV처럼 현재 DTV 방송 서비스를 방송 스케줄에 따라 비디오 서비스의 비트레이트와 서비스 구성을 동적으로 변화시키는 다양한 형태의 방송 서비스도 시도되고 있다. 이러한 방송 서비스 역시 기존 방송 시스템에 추가의 채널을 더하는 개념의 서비스로, 서비스 호환 3DTV 시스템과 거의 유사한 시스템 구조를 가진다. 그러므로 DTV에서 추가 채널을 운용할 수 있는 이상적인 방송 송출 시스템의 구성 방안은 매우 중요하며, 이를 통해 복수 채널 운용과 3DTV와 같은 새로운 방송 서비스가 가능해질 수 있다.
따라서 본 논문은 현재의 방송 시스템과 완벽한 호환성을 갖는 서비스 호환 3DTV를 위한 시스템 구성을 목적으로 하였다. 즉 3DTV 전용 시스템이 아닌 기존의 방송 시스템과 연동하여 편성 시간에 따라 3DTV와 2DTV를 교대로 송출할 수 있는 두 가지 형태의 시스템 구조를 본 논문에서는 제안하였다.
첫 번째 방식은 ‘다채널 인코더의 설정변화 방식’으로, 고효율의 다채널 인코더를 통해 본 논문에서 고안한 ‘2D/3D 서비스 전환 자동 제어기’와 ‘2D/3D 겸용 PSIP 인코더’의 구동을 통해서 2D/3D 호환 서비스를 제공할 수 있게 하였다. 이러한 형태의 시스템은, 구성이 간결하며 구축에 필요한 비용이 적게 드는 장점이 있다. 반면에 고효율 다채널 인코더가 가진 VBR 모드의 특성으로 인해 일반 DTV의 시청 시에도 방송 지연이 발생하는 문제점을 안고 있다. 즉 새로운 서비스의 도입으로 인해 기존의 방송 채널에 지연이 발생할 수 있다.
두 번째 방식인 ‘심리스(Seamless) 비디오 스위칭 시스템 방식’은 3D 방송 송출 시에만 고효율 다채널 인코더를 사용하는 방식이다. 즉 서비스에 따라 최적화된 서로 다른 인코더를 사용하는 구조로, 다소 복잡한 시스템 구성을 통해 지연 시간 문제를 줄일 수 있게 한다. 이 시스템으로 구성 시에는 복잡성 증가 문제 이외에, 동기화 되지 않은 다른 이종 인코더 간의 TS 출력 스위칭으로 인해 영상과 음성이 깨지는 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 서비스 전환 시에 TS 출력의 스위칭이 가능한 '심리스 비디오 스트림 스위치'와 '비디오 서비스 전환 제어 서버'로 구성된 '심리스 비디오 스위칭 시스템을 통한 3DTV 송출 시스템'을 제안하였다. 또한 '심리스 비디오 스트림 스위치'의 구현을 위해서 '복제 P 프레임 알고리즘'과, ‘AC-3 오디오 스트림 전환 알고리즘’을 제안하였다.
화질 측면에서의 3DTV 방송은, 기준영상인 좌영상만을 일반 DTV 시청자가 시청하게 됨을 우선적으로 고려해야 한다. 따라서 기존 인코더 17.5Mbps와 고효율 인코더 12Mbps 간 화질 차이는 검증되어야 한다. 즉 좌영상 12Mbps에 대해 시청자가 화질 감소를 감지할 수 있는 가에 대한 테스트는 필수적이다.
이에 비트레이트 별로 다양한 영상 인코더들의 화질을 측정하였으며, 3D 방송에 적합한 화질을 제공할 수 있는 인코더가 있는지를 측정하여 결과를 도출함으로써, 12Mbps에서의 서비스 호환 3DTV의 상용 서비스가 충분히 가능함을 입증하였다. 실험을 통해서는 ‘다채널 인코더의 설정 변화 방식’과 ‘심리스 비디오 스위칭 시스템 방식’을 채택한 방송 시스템이 서비스 전환 시에 안정적으로 구동되는지 확인하였다. 이를 위해 2D/3D 혹은 3D/2D의 변환 시 각 시스템의 정확한 스텝별 동작과 송수신 화면을 송수신단에서 확인하였다. 또한 ‘심리스 비디오 스위칭 시스템 방식’ 채택 시, 서비스 호환 3DTV가 구축된 환경에서 DTV 서비스의 송출 지연 시간을 3초 19프레임 축소할 수 있음을 측정하여 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Service compatible 3DTV service based on DTV is implemented on ATSC 1.0 technology, which is the current DTV standard.
This means that the left image of the 3DTV is transmitted to the general DTV viewer, so that the relationship with the DTV should always be considered in terms of transmission a...

Service compatible 3DTV service based on DTV is implemented on ATSC 1.0 technology, which is the current DTV standard.
This means that the left image of the 3DTV is transmitted to the general DTV viewer, so that the relationship with the DTV should always be considered in terms of transmission and reception. In the meantime, several types of broadcasting system structure have been suggested for implementing service compatible 3DTV, but those have not been able to solve the compatibility with the current broadcasting system and stability of service.
Also, various types of broadcasting services that dynamically change the bit rate and service configuration of the video service according to the broadcasting schedule of the current DTV broadcasting service such as multi channel /single Channel HDTV are being tried. Such a broadcasting service is also a concept of adding an additional channel to an existing broadcasting system and has a system structure almost similar to a service compatible 3DTV system.
Therefore, it is very important to construct an ideal broadcasting transmission system that can operate additional channels in DTV, and thus, it is possible to realize new broadcasting service such as multi-channel operation service and 3DTV. Therefore, this paper aimed to construct a system for service compatible 3DTV which is fully compatible with the current DTV broadcasting system.
In other words, this paper proposed two types of system structures that can transmit 3DTV and 2DTV alternately according to the program schedule in cooperation with the existing broadcasting system, not the 3DTV dedicated system.
The first method is 'change of configuration of multi-channel encoder'. 2D/3D compatible service can be provided through the operation of '2D/3D service controller' and '2D/3D PSIP encoder' devised in this paper. This configuration is based on the control of a multi-channel encoder. This type of system is advantageous in that it is simple in configuration and requires less construction cost. On the other hand, due to the characteristics of the VBR mode of the high efficiency multi-channel encoder, the broadcasting service delay occurs even when a general DTV is watched. That is, the introduction of a new service may cause a delay in an existing broadcast channel.
The second method, 'seamless video switching system', uses a high efficiency multi-channel encoder only for 3D broadcast transmission. In other words, it uses a different encoder optimized according to the service, and it can reduce the delay time problem through a more complicated system configuration. In addition to the increased complexity of configuring with this system, there is a problem that video and audio are broken due to TS output switching between different unsynchronized encoders. In this paper, we proposed 'seamless video service switching system' consisting of 'seamless video stream switch' and 'video service switching control server' which can switch TS output at service change. We also proposed ‘replica P-frame replacement algorithm' and 'AC-3 audio splicing algorithm' to implement 'seamless video stream switch'.
The broadcasting system adopting the ‘change of configuration of multi-channel encoder' and the 'seamless video switching system' were respectively tested to check whether they were operated stably when changing the service. To do this, the precise step-by-step operation of each system in the 2D/3D or 3D/2D conversion and the video picture quality at the transmission and reception side were checked. In addition, when adopting 'seamless video switching system', it measured that the transmission delay time of DTV service can be reduced by 3 seconds and 19 frames in a service compatible 3DTV transmission system.
3DTV broadcasting in terms of image quality should firstly consider that only the left video, which is a reference video of DTV, is watched by a general DTV viewer. Therefore, the image quality difference between the existing encoder 17.5Mbps and the high efficiency encoder 12Mbps should be verified. That is, it is essential to test whether the viewer can detect a degrading in image quality with respect to the left image 12 Mbps.
The image quality of various video encoders used for broadcasting service was measured by bit rate change. And it was proved that commercial service of service compatible 3DTV at 12Mbps is sufficiently possible by measuring whether there is an encoder capable of providing an image quality suitable for 3D broadcasting.

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