We introduce a high-definition three-dimensional television (3DTV) broadcasting system that is fully compatible with the existing transmission system of high-definition television (HDTV). Specifically, we developed high-definition 3DTV broadcasting subsystems including a 3DTV camera, 3DTV video multiplexer and demultiplexer, 3DTV receiver, and 3DTV outdoor broadcast van. To verify the developed subsystems, we performed experimental services of 3DTV broadcasting during the 2002 FIFA World Cup Korea/Japan. According to our subjective evaluation test, 88% of 273 viewers rated the perceived depth of 3DTV as “Good,” and 36% of the viewers preferred 3DTV to other digital broadcasting services.
본 논문에서는 미국의 ATSC방식의 HDTV 방송시스템과 호환되는 HD급 3DTV 카메라 및 3DTV 수신기의 개발에 관해 소개한다. 개발된 3DTV 카메라는 양안식 구조를 가지며 좌우 두 줌 렌즈간 연동제어 및 주시각 조절 기능을 가지고 있고, 수동 주시각 조절 및 독립된 입체영상 전송에서 발생하는 동기문제 해소를 위해 좌우 영상을 단일 채널의 영상으로 다중화하는 기능을 가지고 있다. 또한, 개발된 HD급 3DTV 수신기는 HDTV 신호의 수신, 복조, 디코딩 기능과 3DTV 역다중화 기능을 수행하며 아날로그 및 디지털의 다양한 입출력 인터페이스를 가진다. 개발된 HD급 3DTV 카메라 및 수신기는 2002 월드컵 3DTV 방송중계 시범서비스 시 경기장에서 실시간으로 촬영하고 전송된 3D 영상을 복원하는데 성공함으로써 그 기능을 검증하였다. HD급 3DTV 카메라 및 수신기는 방송 산업뿐만 아니라 컴퓨터 그래픽스 및 네트워크 기술과의 결합에 의해 3D 영화, 3D 게임, 3D 영상처리 및 원격제어 등에 활용될 수 있을 것으로 보인다.
한국의 DTV 서비스는 채널 14~51 (470 MHz~698 MHz)에 할당이 계획되어 있다, 이에 본 논문은 DTV 서비스가 채널 51 (692 MHz~698 MHz), CDMA 서비스가 채널 52 (698 MHz~704 MHz)에 할당된다고 가정한 후, Minimum Coupling Loss (MCL) 방법을 이용하여 보호 이격 거리를 산출하고 Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool (SEAMCAT)을 이용하여 5 % 간섭 확률을 만족하는 보호대역을 산출하였다. 그 결과 698.625 MHz에서 DTV 송신기와 CDMA Base Station (BS) 수신기 사이에서 665.67 km의 보호 이격 거리가 산출되었고 최악 경우인 Rural 지역에서 DTV 송신기와 CDMA Mobile Station (MS) 수신기 사이에서 5 MHz의 보호 대역이 산출되었다. 또한 CDMA MS 송신기와 DTV 수신기 사이에서는 심각한 간섭 현상이 발생되지 않았고 최악 경우의 Urban 지역에서도 CDMA BS 송신기와 DTV 수신기 사이에서 6.25 MHz의 보호 대역이 산출되었다. 위의 분석 결과는 이후 DTV 서비스의 할당 이전에 선행되어야하는 DTV와 다른 통신 시스템간 간섭 고려에 유용한 기준을 제공할 것으로 기대된다.
ATSC는 방송망 기반의 서비스호환 3DTV 방송서비스 표준완료 이후 최근 이종망 환경에서 하이브리드 3DTV 방송서비스에 대한 표준화를 진행 중에 있다. 본 논문에서는 기존의 디지털방송 화질열화 없이 Full HD 3D 화질을 보장하기 위한 방송망 및 IP망 연동형 3D 비디오 방송방식을 제안한다. 특히, 본 논문에서는 ISO/IEC 23009-1 DASH를 활용한 3D 부가영상 전송, 이종망 환경 하에서 안정적인 3D 비디오 동기화 및 하이브리드 3DTV 수신기 개발을 위한 시스템 타겟 디코더 모델을 기술한다. 실험결과, 제안된 기술은 하이브리드 3DTV 방송 표준화에 직접적으로 적용될 수 있으며 안정적인 하이브리드 3DTV 인코더 및 수신기 개발을 위한 참조 모델로 활용될 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 DTV(Digital TV) 수신 모듈에 적용되는 반사형 가변 위상기의 설계를 위한 설계식을 제안하고 이를 이용해 DTV 수신대역인 470 MHz에서 860 MHz까지 180$^{\circ}$ 이상의 위상 가변특성을 만족하는 가변 위 상기를 설계하였다. 제시된 설계식을 이용하여 원하는 위상 가변 범위와 삽입손실을 만족하는 반사형 가변 위상의 체계적인 설계가 가능하며, 제작된 가변 위상기가 주어진 사양을 만족함을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 실험방송용으로 개발된 고화질 3DTV 실험방송 시스템 및 이의 성능 분석 결과에 대해 소개한다. 2010년 말에 성공적으로 실시된 고화질 3DTV 실험방송은 지상파, 케이블, 위성 3개의 방송매체를 대상으로 하고 있으며, 역방향 호환성을 보장하면서 고화질의 입체감 제공을 위해 듀얼스트림 방식을 채택하고 있다. 듀얼스트림 방식은 MPEG-2 시스템의 다중화 기술을 응용한 것으로서, 특히 지상파 방송의 경우 좌영상 인코딩은 기존의 비디오 코덱을 그대로 사용하고 동시에 우영상 인코딩은 효율이 향상된 비디오 코덱 기법을 사용하고 있다. 본 논문에는 고화질 3DTV 실험방송을 실시하기 위해 개발된 송수신 시스템의 구현 방법을 3DTV 재다중화기 및 수신기 위주로 기술하며, 마지막으로 시스템의 구현결과 및 지상파 3DTV 실험방송 실시 결과에 대해 객관적 및 주관적인 평가를 통해 검증한다.
본 논문은 ATSC2.0 기반 8-VSB/MH 융합형 3DTV (A/104 Part 5 Service Compatible 3DTV using Main and Mobile Hybrid Delivery) 방식 수신모듈개발에 대한 내용을 기술한다. ATSC A/104 Part 5 SC-MMH 3DTV 방식은 2014. 8 월 미국의 지상파 DTV 표준화 논의단체인 ATSC 에서는 고정 HD 서비스를 위한 8-VSB 채널과, In-band 모바일 TV 서비스를 위한 ATSC M/H 채널을 이용하여, 주파수 효율을 극대화한 새로운 방식의 고정/이동 TV 융합형 3DTV 방식을 ATSC 3DTV Standard 로 채택되었으며, 2015 년말까지 좌/우영상의 화질차이 극복을 위한 화질개선안(Video Enhancement Information) 역시 ATSC 국제표준채택이 유력하다. 본 논문에서는 이와 같은 8-VSB/MH 융합형 수신기 개발에 필수적으로 필요한 8-VSB/MH 융합형 수신모듈 구현에 대한 내용을 기술한다.
This paper proposes a new broadcasting system for the service-compatible 3DTV in which the 3D service can coexist with the conventional digital TV broadcast. In the proposed system, the commercial 3DTV service can be implemented via the existing DTV channel without utilizing the dedicated 3DTV system. This 2D/3D system interworks with the conventional system and can switch to 2D or 3D service according to the broadcast programming and schedule. The system also provides a mechanism that can prevent the synchronization mismatch between left and right video streams and between the stream and the associated signaling in the 2D/3D transition periods. The picture quality measurements are carried out based on the ITU-R recommended test to check the level of quality of service provided by the proposed scheme. The conformity tests are also performed with the conventional channel and the receiver for the DTV system to confirm the feasibility of the proposed one for the commercial service.
멀티미디어산업에 있어서 3DTV 서비스를 위한 스테레오스코픽 비디오는 Post-HD(post Hi호 Definition) 시대의 주요 콘텐츠로 부상하고 있으며, 콘텐츠 제작, 방송 및 가전 등 관련 산업 전반에 걸쳐 파급을 일으키며 3DTV 서비스 인프라를 구축시키고 있다. 이에 국내에서는 3DTV 방송 송수신 정합규격 표준화를 목표로 TTA에서 3DTV 송수신 규격 실무반(WG8061)을 구성하여, "3DTV 방송을 위한 스테레오스코픽 비디오 영상 및 전송 포맷 기술규격"의 표준안을 작성하고 있다. 본 논문에서는 현재 표준화 작업이 진행 중인 상기 표준규격을 적용한 test-bed를 설계하여, 규격의 기능을 검증하고 기존의 기술과의 역호환성에 대한 검증을 하며 향후 보완 및 검토되어야 하는 기술적 문제들을 도출하고자 한다.
국내에서는 아날로그 TV를 디지털 TV (DTV)로 전환하는 과정에서 채널 14 ~ 채널 51(470 MHz ~ 698 MHz)에 DTV 서비스의 할당을 계획하고 있다. 그러므로 DTV 서비스와 인접한 채널에 할당될 잠재적 서비스와의 간섭영향 분석이 필요하다. 이에 본 논문은 DTV 서비스가 채널 51(692 MHz ~ 698 MHz), IMT 서비스가 채널 52(698 MHz ~ 704 MHz)의 할당을 가정한 후, Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool(SEAMCAT)을 이용하여 DTV 서비스와 IMT 서비스간의 간섭 영향을 분석하였다. 분석을 위해 네 가지 시나리오를 설정하고 IMT 서비스로부터 DTV 서비스에 미치는 간섭의 확률과 DTV 서비스로부터 IMT 서비스에 미치는 용량의 손실을 분석하여 이를 바탕으로 보호 대역을 산출하였다. 그 결과 편파감쇠를 반영한 IMT 서비스의 다운링크(Downlink)와 DTV간에 간섭 분석시 8 MHz의 보호대역이 산출되었고, 최악의 경우인 도심지역에서 IMT 서비스 BS(Base Station)의 블러킹 레벨을 15 dB 증가한 후 DTV 서비스와 IMT 서비스 업링크(Uplink)간에 간섭 분석시 6 MHz의 보호 대역이 산출되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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