• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 하계학술대회
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• pp.43-45
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• 2015

본 논문은 최근 관심이 높아지고 있는 UHD 콘텐츠 제작과 관련하여 8K UHD 비디오 렌더링 시스템을 제안한다. 현재 시장은 4K UHD 비디오를 중심으로 편집되고 있는 실정을 감안하여, 기존의 상용 UHD 편집 S/W 기반에서 4K UHD 단위의 편집은 유지한 상태로 8K UHD 를 편집하는 환경을 제안하고, 이를 비디오 렌더링 시스템으로 설계하고 구현하였다. 본 비디오 렌더링 시스템은 상용 편집 S/W 기반에서 동작 가능하고, 특히 압축된 비디오 스트림의 디코딩과 비디오 렌더링(합성)을 GPU 기반으로 구현하여 시스템 성능을 효율적으로 사용하였다. 향후 8K UHD 가 시장에 보급되고 시스템 자원이 함께 발전하기 전까지 4K UHD 와 8K UHD 를 잇는 중간 관점에서 활용될 수 있으며, 아울러 4 채널의 4K UHD 비디오를 동시에 편집/모니터링 하는 용도로도 활용이 가능하다.

• 방송과미디어
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• 제19권2호
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• pp.46-56
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• 2014

UHD(Ultra High Definition) 관련기술이 성숙되면서 최근 UHD 방송은 HD(High Definition) 방송 이후 차세대 실감 방송 서비스로 확고하게 자리를 잡아 가고 있다. 이러한 영향으로 UHDTV를 중심으로 UHD 방송장비의 상용화가 점차 확대되고 있고, 국내외 여러 방송사업자들은 서비스 상용화 준비를 서두르고 있다. CJ헬로비전을 포함한 국내 케이블 방송사들은 유일하게 UHD 방송 표준화를 조기에 완료하였고 이를 기반으로 상용 서비스를 준비해 왔기에 세계최초로 2014년 4월에 4K-UHD 방송을 상용화한다. 케이블 방송에서 UHD 방송의 조기 상용화와 표준화는 전송방식의 변경이나 네트워크에 대한 대규모 투자가 없이 UHD 방송을 쉽게 제공할 수 있는 구조이기 때문에 가능했다. UHD 방송은 방송산업 가치사슬의 전 부분에 걸쳐 영향을 주기 때문에 케이블의 4K-UHD 방송 상용화를 계기로 국내 방송산업의 활성화에 기여할 것이다. 본 고에서는 세계최초로 상용화 하는 CJ헬로비전의 케이블 4K-UHD 방송 서비스와 케이블 UHD 방송 표준에 대해서 알아본다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.563-581
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• 2010

본 논문에서는 초고해상도(UHD: Ultra High Definition) 영상의 방송 서비스를 위한 UHD 영상의 주관적 화질 평가를 수행하고 이에 따른 화질평가 결과를 분석하였다. TV, 인터넷, 개인 미디어 기기들의 보급으로 인해 영상 콘텐츠의 소비가 늘어나고 있으며 이와 더불어 고화질 영상에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 현재 HD급($1920{\times}1080$) 영상이 DTV, DVD, 디지털 캠코더, 감시 비디오 및 기타 멀티미디어 기기 등을 통하여 다양한 형태로 소비되고 있으며, 최근에는 이러한 HD 해상도를 넘어 4K-UHD($3840{\times}2160$) 해상도의 디지털 시네마 콘텐츠가 활발히 제작되고 있고, 멀티미디어 시장에서도 이를 지원하는 카메라, 빔 프로젝터, 디스플레이 등의 기기가 출시되기 시작하였으며, 곧 방송${\times}$통신 환경에서도 4K-UHD 비디오 서비스가 출현할 것으로 예상된다. 이에 본 논문에서는 UHD TV 서비스 도입 시에 UHD 비디오의 시청환경 및 신호규격을 결정하는데 도움을 주기 위해 4K-UHD 영상에 대해 공간 해상도, 컬러포맷, 프레임률, 압축률을 포함한 4 가지 항목에 대한 주관적 화질 평가 실험을 수행하였다. 평가 결과, HD 해상도 대비 UHD 해상도의 영상에 대해 더 높은 주관적 화질 평가 결과를 보였으며, 컬러포맷이 YUV444인 4K-UHD 영상이 YUV422, YUV420인 4K-UHD 영상들 보다 화질이 더 높은 주관적 평가를 받았고, YUV422와 YUV420 4K-UHD 영상 간의 화질 비교에서는 주관적 평가 차이는 미미한 것으로 나타났다. 프레임률에 있어서는 60fps의 4K-UHD 영상이 30fps의 4K-UHD 영상보다 움직임이 많은 영상일수록 더 높은 주관적 화질 평가 결과를 보였으며, HD 영상에 대한 비트심도 비교에서는 10bit인 영상과 8bit인 영상 간의 주관적 화질 평가차이는 매우 작은 것으로 나타났다. 마지막으로 복${\times}$부호화된 4K-UHD 영상의 PSNR이 높을수록 높은 주관적 화질평가를 받았으며 시청거리가 멀어질수록 부호화에 의한 화질 열화를 인지하는 능력이 떨어지면서 PSNR이 낮은 영상도 화질이 양호한 것으로 평가되는 경향이 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권8호
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• pp.271-282
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• 2014

방송 기술의 최근 흐름은 HDTV와 3DTV에 이어 UHDTV 로 진화되고 있다. UHDTV가 새로운 패러다임으로 자리매김하고 있으며 우리나라에서도 지상파는 4K-UHDTV의 실험 방송과 케이블, 위성에서는 본방송 서비스가 실시되고 있다. 이러한 4K-UHD 콘텐츠 제작의 활성화를 위한 체계적인 워크플로우가 정립이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 전문가 의견을 통한 4K-UHD 제작 워크플로우의 중요 항목을 도출하고 계층적 분석 방법(AHP, Analytic Hierarchy Process)을 적용하여 4K-UHD 콘텐츠 제작에 있어 중요하게 고려되는 항목을 상호 비교 하였다. 워크플로우의 상위 계층에는 콘텐츠 제작 기획 측면, 미디어 파일 관리 측면 및 제작 장비의 선택과 운영 측면으로 분류 하였으며 하위 계층에서는 UHD 제작 STAFF 간의 역할과 트레이닝, 미디어 관리, 저장 장치의 선택과 운영이 상대적으로 중요하게 평가 되었다. 또한 실시간 4K-UHD 제작을 위한 워크플로우를 제시하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.118-131
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• 2019

대용량의 8K UHD(Ultra High Definition) 콘텐츠를 지상파 방송으로 제공하기 위해서는 현 지상파 방송 시스템으로는 제한된 대역폭 등 여러 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 UHD 콘텐츠 전송 기술이 연구되었고, 그 중 하나로 지상파 방송망과 통신망을 이용한 8K UHD 방송 시스템이 제안되었다. 해당 기술은 8K UHD 콘텐츠를 영역 분할한 후 계층 분리를 통해 이종망으로 전송하여 지상파 방송망의 제한된 대역폭 문제를 해결하고자 하였다. 지상파 방송망을 통해 FHD(Full High Definition)에 해당하는 기본 계층과 4K UHD를 위한 부가 향상 계층 데이터를 전송하고, 통신망으로 8K UHD를 위한 부가 향상 계층 데이터를 전송한다. 이러한 방식으로 8K 콘텐츠를 제공할 경우, 지상파로는 최대 4K UHD 방송을 수신 할 수 있고 통신망을 추가로 이용할 경우 8K UHD까지 수신가능하다. 그러나 현재 국내 지상파 UHD 방송의 할당된 비트율 내에서 4K UHD 콘텐츠를 전송하기 위해서는 압축율을 높여 전송하는 상황도 존재하여 일정 수준의 화질열화는 필연적으로 발생한다. 그럼에도 UHD 콘텐츠의 특성상, 화질은어떤 요소보다 최우선적으로 고려되어야 하므로 제한된 비트율 내에서도 화질을 최대한 보장할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 방송 시스템 내의 콘텐츠 생성기의 패킷 스케줄링이 필요하다. 콘텐츠 생성기는 방송망과 통신망을 이용한 8K UHD 방송 시스템내에서 인코딩된 미디어 데이터들을 패킷화하고 다중화기로 송출하는 기능을 수행한다. 다중화기는 콘텐츠 생성기로부터 전달받은 패킷 순서대로 송출하기 때문에 콘텐츠 생성기에서 다중화기로 전송하는 과정의 전송 시간과 전송률을 일정하고 정확하게 하는 것이 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 일정 수준의 UHD 콘텐츠의 화질을 보장할 수 있도록 콘텐츠 생성기와 다중화기 간의 데이터 전송량 가변 전송 스케줄러를 제안한다. 이를 통해 UHD 방송 콘텐츠 종류에 관계없이 일정 수준의 화질을 보장하면서도 UHD 서비스의 끊김이나 지연을 최소화하여 사용자의 QoS(Quality of Service)를 향상시키고자 한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.203-205
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• 2014

UHD 영상 콘텐츠는 FHD 영상에 비해 생생하고 더 좋은 고화질의 영상을 제공하지만 영상정보의 데이터 양은 4K UHD 경우 4 배 이상이다. 이러한 초대용량의 UHD 영상을 기존의 병렬/분산 처리를 이용하여 비디오 코딩 한다면 UHD 의 초대용량 특성으로 인하여 연산량 부하가 발생하게 된다. 따라서 UHD 영상은 기존의 분산처리 방식이 아닌 초대용량 데이터를 빠르게 처리 할 수 있는 새로운 분산 처리기술이 필요하다. 본 논문은 UHD 콘텐츠를 빠르게 트랜스코딩 할 수 있는 클라우드 기반 UHD 영상 트랜스코딩 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 UHD 영상 트랜스코딩 시스템은 다음 3 가지 패킷 분석기, 분산 트랜스코더, 스트림 합성기로 구성된다. 패킷 분석기는 입력 영상을 분석하여 오디오와 비디오 스트림을 분할하고 비디오 스트림은 분산처리를 할 수 있도록 영상 패킷을 분할한다. 분산 트랜스코더는 클라우드 환경을 이용하여 분할된 영상 패킷들을 분산 디코드 및 인코드 처리한다. 스트림 합성기는 트랜스코딩이 완료된 비디오 스트림과 패킷 분석기에서 획득하였던 오디오 스트림을 합성하는 기능을 한다. 제시하는 방안을 적용하여 클라우드 기반 영상 트랜스 코딩 시스템을 구현하였으며, 구현된 시스템은 대용량의 UHD 영상을 빠른 속도로 트랜스코딩이 가능하다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.789-797
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• 2020

본 논문에서는 5G 이동통신망을 전송채널로 활용하는 휴대형 4K UHD(Ultra High Definition) 방송중계 장치의 프로토콜 구조를 제안하고 시제품을 구성하여 5G 이동통신망을 통한 방송중계 시험을 실시한다. 방송중계 시험을 통하여 4K UHD 인코더의 인코딩 시간은 최소 86.28ms 부터 최대 88.41ms 이며, 5G 이동통신망에서의 중계지연 시간은 평균 13.645ms, 지연변이는 17.49ms 이고 Glass-to-Glass 지연시간은 평균 289.90ms, 지연변이는 27.63ms로 측정됨을 확인한다. 개발된 시제품을 활용한 서을과 안성간의 중계 시험을 통해 5G 이동통신망을 통한 4K UHD 방송중계의 가능성을 확인한다.

• 방송공학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.914-922
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• 2022

본 논문에서는 5G 이동통신망을 전송채널로 활용하는 4K UHD(Ultra High Definition) 상용 스트리밍 장치를 구성하고 성능시험 결과를 제시한다. 스트리밍 장치는 전송품질에 대한 모니터링 기능을 제공하는 RTP(Realtime Transport Protocol)를 전송 프로토콜로 적용하여 적응형 스트리밍 기능을 제공한다. 또한, 전송채널의 대역폭 변화에 최적화된 인코딩을 위하여 영상신호의 인코딩률을 조절할 수 있는 기능을 제공하며, 세 개의 5G 이동통신망과 인터페이스 되어 특정 채널에서의 장애 발생 시 다른 채널을 통해 스트리밍하는 자동 절체 기능도 제공한다. 성능시험을 통하여 4K UHD 신호에 대한 H.265 인코딩률은 48.69Mbps, Glass-to-Glass 평균 지연시간은 293.60ms, 립싱크를 위한 비디오 및 오디오의 평균 시간 차이는 120ms 수준임이 확인되어, 개발제품이 5G 이동통신망을 통한 4K UHD 스트리밍 장치로 적용될 수 있음을 보인다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제16권2호
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• pp.227-234
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• 2015

최근 UHDTV와 같은 고품질, 고화질을 기본으로 현장감을 제공하는 방송 디스플레이 환경이 요구됨에 따라 다양한 4K 카메라들이 출시되고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 Super 35mm 센서의 4K/UHD 카메라는 광고, 드라마, 자연다큐멘터리, 교양 등 싱글 카메라 제작 시스템에는 활용도가 높다. 하지만 예능, 스포츠, 콘서트 등 멀티카메라 제작시스템에서는 거리에 따라 클로즈 업(close-up)이나 타이트 샷(tight shot)의 한계점을 가짐에 따라 방송 중계에 제약이 따른다. 또한 4K 렌즈는 기존의 HD 렌즈 군에 비해 부족한 실정이라 HD 제작 시 구현되었던 카메라 촬영 샷에 제한이 따른다. 따라서 이를 보완하기 위한 2/3inch 센서 4K/UHD 카메라의 활용이 요구되고 있으며, 다양한 렌즈군의 활용으로 UHD 영상 콘텐츠 제작이 요구되고 있다. 본 연구는 Grass Valley 사의 LDX 4K/UHD카메라를 사용하여 2/3" 센서에서의 HD급 렌즈 활용에서의 화질 테스트를 통해 활용 가능성에 대해 분석하고, 이를 효율적인 활용 가능성을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.1-9
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• 2015

본 논문은 4K-UHD 영상 크기를 지원하는 실시간 통합 복호기용 부화소 보간 회로를 제안한다. 제안하는 통합부화소 보간 회로는 H.264, MPEG-4, VC-1과 새로운 동영상 압축 표준인 HEVC를 지원한다. 회로의 면적을 줄이기 위해 각 표준에 해당하는 보간 알고리즘의 공통되는 부분을 공유하였다. 또한 회로의 저면적과 성능의 최적화를 위해 중간 버퍼를 효율적으로 사용하였다. 제안하는 통합 부화소 보간 회로를 130nm 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성한 결과, 회로의 크기는 122,564 게이트이고, 최대 동작 주파수 200MHz에서 4K-UHD 영상을 초당 35~86 프레임 속도로 처리한다. 따라서 제안하는 회로는 4K-UHD 영상을 실시간으로 처리할 수 있다.