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방송용 모니터의 방송 자막 디코더 시스템 개발
Development of Closed Caption Decoder System on Broadcast Monitor 원문보기

한국방송공학회 2010년도 하계학술대회, 2010 July 08, 2010년, pp.36 - 39  

송영규 (보은전자방송통신(주) 기술개발연구소) ,  정제석 (보은전자방송통신(주) 기술개발연구소)

초록
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멀티 포맷 방송용 모니터는 SDI 신호뿐만 아니라 HDMI, DVI, Component, Composite로 전송되는 영상, 음성, 부가 데이터를 보여주는 모니터로 방송용 레퍼런스 모니터로 사용되고 있다. 특히 부가 데이터 중에서 Closed Caption의 경우 북미에서는 EIA-608과 EIA-708 두 가지 표준이 있고, 세부적으로 네 가지의 방법으로 전송되는데 일반적인 방송용 모니터에는 적용되어 있는 것이 극히 드물다. 또한 SDI 신호로 전송되는 Closed Caption 데이터를 Decoding하는 상용 IC는 거의 없는 수준이다. 이에 본 논문에서는 SDI로 전송되는 다양한 방식의 Closed Caption 데이터를 모두 표시하기 위한 방법을 제안하였다. 먼저 VBI (Vertical Blanking Interval) 에 아날로그 Waveform 형태로 입력되는 경우 데이터의 신뢰도를 높이기 위해 Clock Run In을 실시간으로 검출 할 수 있는 구조를 제안하고 FPGA (Field Programmable Gata Array)로 구현하였다. 또한 VANC (Vertical Ancillary Space)로 들어오는 Caption데이터의 경우 특히 EIA-708 처럼 많은 데이터가 입력되는 경우 실시간으로 처리하기 위해서 기존의 I2C와 같은 느린 전송 방법이 아닌 FPGA와 프로세서 간에 메모리를 직접 Access 할 수 있는 방법을 제안하였다. 본 논문에서 제안 한 방법을 FPGA로 구현하였고, 실제 미국이나 캐나다 방송국에서 사용하는 Caption 인코더 장비 뿐만아니라 방송 콘텐츠를 직접 이용하여 동작 상태를 검증하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 프로세서에서 인터럽트 처리하는 시간과 Caption 데이터를 해석하고 Overlay 하는 시간을 제외하고 순수하게 전송 시간만 계산하더라도 1 H Blank 시간을 넘는다. 그래서 본 논문에서는 직접 메모리를 Access (DMA)하는 방법을 제안하였다. FPGA에서 각각의 방식으로 들어오는 데이터를 뽑아낸 후 내부 메모리에 저장한 후에 프로세서에 인터럽트를 보내 프로세서가 직접 데이터를 읽어 갈 수 있도록 Read Enable과 Address를 FPGA로 보내 Caption 데이터를 읽어갈 수 있도록 설계했다.
  • 그래서 본 논문은 Caption 데이터를 방송용 모니터에 적용하고 그러기 위한 기술적인 문제점을 해결하기 위해, 2절에서 Caption 데이터가 입력되는 방식을 설명하고, 3절에서 각 방식에서의 기술적인 문제점을 해결하기 위한 방법을 제안하였고 4절에서는 실제 구현결과를 기술하였다.
  • 이 데이터를 처리하고 영상에 Overlay하기 위해서는 프로세서에 전송해야 하는데 I2C로 Serial로 전송하기에는 한 필드에 보낼 시간이 부족하다. 그래서 한 필드에 모두 보내기 위해서 본 논문에서는 직접 FPGA 내부 메모리에 프로세서가 Access하도록 하였다.
  • 본 논문에서는 상기 4가지 방식의 데이터를 모두 디코딩하도록 구현하기 위해 다음 방법을 제안하고 FPGA로 구현하였다.
  • 본 논문은 SDI 신호에서 다양한 방법으로 전송되는 Closed Caption 데이터를 추출해서 방송용 모니터에 보여주는 시스템을 구현하는데 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
멀티 포맷 방송용 모니터란 어떠한 장치인가? 멀티 포맷 방송용 모니터란 방송국에서 주로 사용하는 SDI 신호 뿐 만아니라 다양한 포맷의 영상 데이터를 모니터에 표시해 주는 장치이다. 또한 Waveform Monitor, Vector Scope Monitor와 같은 영상의 특성과 오디오 레벨 미터, 타임코드, 마커 등의 부가 데이터도 함께 모니터 상에 표현 해 주어야 한다.
Closed Caption은 어떠한 방식으로 전송되는가? 전송 1. VBI에 아날로그 Waveform 형태로 2 Byte 씩 전송되는 데이터 (Line 21 Data Service) 전송 2. VANC에 EIA-608의 2 Byte 데이터를 DID 161(Hex), SDID 102(Hex)의 ID로 전송되는 데이터 (EIA-608 VANC) 전송 3. VANC에 EIA-708의 최대 32 Packet 데이터를 DID 161(Hex), SDID 101(Hex)의 ID로 전송하는 것 중에서 상위 EIA-608 형태의 2 Byte 데이터 (EIA-708 Trans-coded) 전송 4. VANC에 EIA-708에서 EIA-608 형식의 상위 2 Byte를 제외한 실제 EIA-708 데이터 (EIA-708 Native)
미국의 Closed Caption Standard는 무엇이 있는가? 미국의 Closed Caption Standard는 Caption Data를 VBI 영역에 전송하는 EIA-608과 VANC (Vertical Ancillary Space)에 디지털로 전송하는 EIA-708이 있다. 이중에서 EIA-608은 Composite신호를 이용해서 Analog로 전송하기 위한 것이었지만 방송국에서는 송출하기 전에 SDI 신호에 Caption 데이터를 실어서 테스트를 하고 있다.
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