동기화된 다중 분할 출력 가능한 8K UHD 신호재생 시스템 설계 및 구현

초록

8K UHD(Ultra High Definition) 초고선명 영상을 지원하는 신호재생 시스템은 8K UHD 방송 서비스 확대에필수적이다. 특히 TV제조사들은 최신TV 홍보를 위해 일반 방송 보다 높은 화질을 지원하는 시스템을 요구하고있다. 8K 신호재생 시스템에 대한 연구는 4K 대비 4배 증가된 픽셀 수량만큼의 데이터 처리를 위해 병렬처리 방법을 기반으로 하고 있다. 현재 상용화된 솔루션으로 무 압축 영상을 지원하는 시스템은 복수의 4K 신호재생 시스템을 연동하여 4분할된 영상을 재생하고 HDMI 2.0 규격 4개로 출력함으로써 높은 화질을 지원하지만 저장 공간을 무리하게 요구하여 다수의 영상을 사용하는 홍보용 시스템으로는 부적합하다. 그리고 압축 영상을 지원하는단일 디코더 시스템은 8K 방송 서비스 목적으로 개발되어 지원 비트레이트가 제한적이기 때문에 TV제조사가 요구하는 높은 화질을 지원하지 못한다. 그래서 복수의 4K 디코더를 활용한 병렬 처리에 기반을 둔 신호재생 시스템 구현이 불가피하며, 복수의 비디오 스트림 간 동기화와 화면출력 신호레벨 동기화가 요구된다. 본 논문에서는4K 신호재생 시스템 4개와 고속 비디오 처리가 가능한 FPGA를 하나의 시스템으로 결합하여 4개로 분할된 영상을 동기 재생하고, HDMI 2.0 규격 4개로 신호레벨까지 동기화된 출력을 하는 8K UHD 신호재생 시스템을 설계및 구현하였다. 실험을 통해 제안 시스템이 기존 상용화 시스템에 비해 8배 이상의 높은 비트레이트를 지원하며, 저장 공간은 1/20로 절감하고, 화면출력 8K60p까지 지원함을 확인하였다.

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