Development of FPGA-based Hardware Platform for Real-time Capture & Playback of Multi-Channel 4K UHD Video Data

멀티채널 4K 초고해상도 영상 데이터의 실시간 획득 및 재생을 위한 FPGA 기반 하드웨어 플랫폼 개발

지상파 UHD 방송의 시행 및 확대를 목표로 세계 각 국에서 정부 민간 차원의 대규모 투자 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 기존 HD 방송 대비 데이터양이 막대하게 증가되기 때문에 실시간 고효율 처리를 위한 기술 개발 및 연구가 진행되고 있다. 특히 UHD 방송 제작 관련하여 UHD 카메라로부터 영상 및 음향을 실시간으로 획득하고 편집된 영상을 재생하기 위한 시스템 개발이 최근 주요 방송장비 업체 주도로 진행되고 있다. 이에 본 논문은 최대 2 채널의 4K UHD 영상 데이터를 동시에 실시간으로 획득 및 재생하기 위한 FPGA (Field Programmable Gate Array) 및 고속 입출력 인터페이스 기반의 하드웨어 플랫폼을 제안하였다. 또한 카메라/디스플레이와 편집 서버 간의 데이터의 고속 고효율 전송을 위한 로직을 HDL(Hardware Design Language) 설계하여 FPGA 내에 탑재하고 카메라/디스플레이/편집 서버와 통합하였다. 시험 결과 2 채널 4K 60fps 영상 데이터를 정상적으로 획득 및 재생하였다.