1. InfiniBand 를 통한 4K SDI data 전송 Framing (ver 0.5) ㈜ 스마트구루 ( 약칭 MP4RD)

2. 날짜작성자버전내용 2014.05.22 서원석 0.2 StreamFormatBox 내용추가 StreamSampleOffset 오류 수정 및 내용 추가 2014.06.03 서원석 0.3 Capture server / Master system network 구조도 추가 2014.07.20 서원석 0.5 ‘blck’, ‘esso’ 박스 추가, 샘플 사이즈 가변 가능한 구조로 변경 Revision history

3. Page. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 3 O VERVIEW 개요 4K SDI data networking 01. Capture server Encoder system 1 (Master) MPI interface Encoder system 2 MPI interface Encoder system 3 MPI interface Encoder system 4 MPI interface 4K Camera 1 2 3 ① 3G SDI * 4 ② InfiniBand network ③ MPI Interface HEVC Encoder Blade Server Matrox 4K capture card InfiniBand Interface card InfiniBand Interface card Mp4 RAW data framing format

4. Page. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 4 MP4 F ILE FORMAT 개요 01.

5. Page. 02. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 5 MP4 RAW data framing F RAMING STRUCTURE  MPEG4 file structure ( ISO/IEC 14496-12 ) 의 Box 구조 차용  4 개의 3G SDI (SMPTE 424M, 425M) 를 통해 전달되는 Video RAW data, Audio RAW data 전송  YUV 4:2:0 4K (3840 * 2160) 60 p  PCM RAW data (16, 24 bit) – Level 별로 상이. Max 32 channel  MPEG4 Box 중 SDI RAW 데이터를 전송하기 위한 필수 frame 및 새로 정의된 Box 를 이용하여 Frame 구조 정의 Frame 구성방안

6. Page. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 6 C APTURE SERVER / M ASTER SYSTEM N ETWORK 구조도 개요 TCP/IP Connection – data channel 01. Encoder system 1 (Master) Capture server Connect Accept MP4 RAW data TCP client TCP Server TCP/IP network InfiniBand with InfiniBand switch MP4 RAW data framing structure

7. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 7 MP4 4K RAW data framing B OX HIERARCHICAL DIAGRAM ftyp moov tist mdia stif stbl stso mdat blck 변경 MP4 표준 신규 ‘moov’, ‘mdia’, ‘stbl’, ‘mdia’ Box 는 단순 container box stfm hdlr 4K RAW Data block

8. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 8 MP4 4K RAW data framing B LOCK BOX Pseudo code aligned(8) class BlockBox extends Box(‘blck’) { } * File 당 1 개 포함 ‘ftyp’ Box syntax – 파일 타입 정의 fielddesc

9. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 9 MP4 4K RAW data framing F ILE TYPE BOX ( 수정 ) Pseudo code aligned(8) class FileTypeBox extends Box(‘ftyp’) { unsigned int(32) major_brand; unsigned int(32) minor_version; unsigned int(32) compatible_brands[]; // to end of the box } * File 당 1 개 포함 ‘ftyp’ Box syntax – 파일 타입 정의 fielddesc major_brand ‘4krw’ 로 고정 minor_version 1 ( 현재 버전 ) Compatible_brands[] 생략 ( 호환 brand 없음 )

10. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 10 MP4 4K RAW data framing H ANDLER REFERENCE BOX ( 수정 ) Pseudo code aligned(8) class HandlerBox extends FullBox(‘hdlr’, version = 0, 0) { unsigned int(32) pre_defined = 0; unsigned int(32) handler_type; const unsigned int(32)[3] reserved = 0; string name; } * ‘moov’ Box 당 1 개 포함. ‘hdlr’ Box syntax – moov Box 내 포함된 스트림 핸들러 정의 fielddesc handler_type ‘4krw’ 로 고정 name ‘4K SDI raw data handler’ (UTF-8) 로 고정

11. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 11 MP4 4K RAW data framing S TREAM INFO BOX ( 신규 ) Pseudo code aligned(8) class StreamInfoBox extends Box(‘stif) { unsigned int(32) stream_count; unsigned int(32) sample_count; } * container – ‘moov’ Box, ‘moov’ box 당 1 개 포함 ‘stif’ Box – 포함된 스트림 수 및 샘플 수 정의 fielddesc stream_count 프레임 데이터에 포함된 스트림의 수. (YUV + PCM SDI 데이터 전송시 2 로 고정 ) sample_count 프레임 데이터에 포함된 스트림의 샘플 (frame) 수

12. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 12 MP4 4K RAW data framing S TREAM FORMAT BOX ( 신규 ) Pseudo code aligned(8) class StreamFormatBox extends Box(‘stfm’) { unsigned int(32) stream_id; unsigned int(32) stream_type; if ( stream_type == ‘pcma’) { unsigned int[8] sample_bits; unsigned int[8] channels; unsigned int[16] sample_rate; } else if ( stream_type == ‘yuvr’ ) { unsigned int[16] width; unsigned int[16] height; unsigned int[8] bits_per_pixel; unsigned int [8] bit_depth; unsigned int[16] frame_rate_x100; unsigned int[32] fourCC; } else if ( stream_type == ‘vdes’ ) {} } * container – ‘stif’ Box, ‘stif’ box 의 stream_count 만큼 포함 ‘stfm’ Box fielddesc stream_id 스트림의 id ( 추후 ‘stso’ box 에서 사용 ) stream_type 스트림 형태를 box type 과 같은 형태로 (big-endian 32 bit, readable) 정의. PCM audio : ‘pcma’, YUV : ‘yuvr’ sample_bitsPCM sample bits (16, 24, 32) channelsAudio channels sample_rateAudio sample rate (e.g 48000) width 가로 픽셀 수 height 세로 픽셀 수 bits_per_pixel Pixel 당 비트수 (4:2:0, 8 bit 일 경우 24. 4:2:0 10 bit 인 경우 30) bit_depthColor depth (8 bit or 10 bit) Frame_rate_x100 Frame rate * 100 의 값 ( 60 fps  6000, 59.94 fps  5994) fourCC YUV data 의 fourcc 값 e.g ‘IYUV’, ‘UYVY’

13. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 13 MP4 4K RAW data framing S TREAM SAMPLE OFFSET ( 신규 ) Pseudo code aligned(8) class SampleOffset { unsigned int(8) sample_index; unsigned int(24) sample_size_byte; unsigned int(64) offset; unsigned int(64) tist; } ‘stso’ Box – 스트림의 sample 별 offset 및 timestamp 정의 fielddesc sample_index 0 ~ (sample_count - 1 ) 까지의 index Sample_size_byte 샘플 길이 ( 바이트 ) offset 해당 sample 의 ‘mdat’ box 내의 offset (length 필드를 포함한 index) tist 입력 샘플의 timestamp 값 stream_id ‘stfm’ box 에 정의된 stream_id sample_count SampleInfoBox 의 sample_count 와 같은 값으로 설정. offset SampleOffset 데이터 클래스를 sample_count 만큼 정의 Pseudo code aligned(8) class SampleDataIndicatorBox extends Box(‘stso’) { unsigned int(32) stream_id; unsigned int(32) sample_count; SampleOffset [sample_count] offset; } * container – ‘stbl’ Box, ‘stbl’ box 당 stream_count 만큼 포함

14. Page. 03. COPYRIGHT 2014. SMART GURU CO., LTD. ALL RIGHTS RESERVED 14 MP4 4K RAW data framing E LEMENTARY S TREAM SAMPLE OFFSET ( 신규 ) Pseudo code aligned(8) class EsSampleOffset { unsigned int(8) sample_index; unsigned int(24) sample_size_byte; unsigned int(64) offset; unsigned int(64) tist; unsigned int(32) frame_type; unsigned int(32) p_order; unsigned int(32) d_order; } ‘stso’ Box – 스트림의 sample 별 offset 및 timestamp 정의 fielddesc sample_index 0 ~ (sample_count - 1 ) 까지의 index Sample_size_byte 샘플 길이 ( 바이트 ) offset 해당 sample 의 ‘mdat’ box 내의 offset (length 필드를 포함한 index) tist 입력 샘플의 timestamp 값 stream_id ‘stfm’ box 에 정의된 stream_id sample_count SampleInfoBox 의 sample_count 와 같은 값으로 설정. offset SampleOffset 데이터 클래스를 sample_count 만큼 정의 Pseudo code aligned(8) class ESSampleDataIndicatorBox extends Box(‘esso’) { unsigned int(32) stream_id; unsigned int(32) sample_count; EsSampleOffset [sample_count] offset; } * container – ‘stbl’ Box, ‘stbl’ box 당 stream_count 만큼 포함