KR100304671B1 - 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의부호화/복호화 장치 및 역방향 정보 구성/처리방법 - Google Patents

오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의부호화/복호화 장치 및 역방향 정보 구성/처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 오류 대응력을 갖고 있는 MPEG4 SNHC 분야의 삼차원 메쉬 부호화 기술을 개선하여 삼차원 메쉬 부호화 기술의 오류에 대한 대응력을 보다 향상시키도록 한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화/복호화 장치 및 역방향 정보 구성/처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 삼차원 메쉬의 복호화 장치는 전송된 삼차원 메쉬 데이터의 초기 객체 정보에서 객체 단위의 역방향 회선의 존재 여부를 확인하는 역방향 회선 유/무 판별부; 전송된 부분메쉬에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 오류 검출부; 전송된 부분메쉬에 역방향 회선이 존재하는 경우, 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 전송된 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보를 구성하는 역방향 정보 구성부; 및 제1 역방향 정보를 부호화하여 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달하는 제1 역방향 정보 부호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존 복호화기의 메쉬 데이터 복원능력을 보다 향상시킴으로써, 향후 유/무선 통신 또는 저 전송률 통신 등에서 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화/복호화 장치 및 역방향 정보 구성/처리방법{3D mesh encoding/decoding apparatus supporting backward channel for error resilience and method for composing backward channel information and processing it}
본 발명은 기존의 오류 대응력을 갖고 있는 MPEG4 SNHC 분야의 삼차원 메쉬 부호화 기술을 개선한 방법에 관한 것으로서, 특히, 오류발생율, 복원 데이터 특성 및 사용자측으로부터의 사건 발생 여부 등을 고려해, 오류를 갖는 특정 메쉬 데이터나 메쉬 객체 전체 데이터에 대해 부호화기와 복호화기가 다시 송/수신할 수 있도록 하는 기능과 부호화할 데이터의 단위 크기를 조정하여 전송함으로써 오류에 대한 내성을 강하게 할 수 있는 기능을 제공함으로써 삼차원 메쉬 부호화 기술의 오류에 대한 대응력을 보다 향상시키도록 한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화/복호화 장치 및 역방향 정보 구성/처리방법에 관한 것이다.
MPEG4(Moving Picture Expert Group 4)-SNHC(Synthetic and Natural Hybrid Coding) 분야와 VRML(Virtual Reality Modeling Language) 등에서는 삼차원 메쉬(Mesh) 데이터를 점진적(progressive build-up)이고, 오류 대응적(error resilience)으로 복원할 수 있도록 부호화한다.
여기서, 점진적이고 오류 대응적인 부호화 방법은 그 자체 뿐만 아니라, 전송도중 선로상의 오류로 데이터에 손실이 발생하였을 경우, 기 전송된 데이터만 가지고도 일부 복원이 가능하도록 함으로써 재전송되어야 할 삼차원 메쉬 데이터량을 최소화할 수 있다는 특징을 갖고 있다.
임의의 객체 정보에 대한 데이터를 부호화하고 관리하는 서버와 데이터를 수신하여 복원하는 사용자 단말기 간에는 서버에서 사용자 단말기로 데이터 전송을 위한 순방향 회선(forward channel)과 사용자 단말기에서 서버로 데이터 전송을 위한 역방향 회선(backward channel)이라는 두 가지 형태의 데이터 전송을 위한 회선들이 존재할 수 있다. 역방향 회선은 주문형 비디오(Video on Demand:VOD)나 월드 와이드 웹(World Wide Web:WWW)처럼 사용자의 다양한 요구를 처리해야 하는 서비스 중에 사용자 단말기 자체에서 처리할 수 없는 서비스에 대해선 즉각적으로 서버를 통해 정보를 제공받을 수 있도록 양방향 통신 서비스를 제공하는데 주로 이용된다.
단방향 통신 서비스만을 제공하는 응용상에서 오류가 발생한 데이터는 시스템 측면과 사용자 측면에서 그 처리 방법을 달리한다. 시스템 측면에서 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)와 같은 네트워크의 하위 계층은 회선상에 있는 전송 데이터의 패킷 크기, 패리티(parity) 비트와 같은 데이터 구성 형태에 따라 데이터 오류 발생 여부를 검사하고, 오류가 발생되면 서버에서 해당 데이터를 재전송받아 오류를 처리한다. 그러나, 이와 같은 방법에서 문제가 되는 것은 전송 데이터에 발생한 논리적 오류나 복원할 데이터의 중요도에 따른 순서별 재전송은 시스템 측면에서 고려할 수 없다는 것이다. 이와 같은 문제 때문에 사용자 측면이 고려되어야 한다. 즉, 사용자 측면에서는 복원 과정상에서오류가 검사되고, 오류 발생시 이미 처리된 데이터나 미리 사용자에 의해 정해진 처리 방법 등을 이용해 원래 데이터가 복구됨으로써 발생된 오류가 처리될 수 있다.
종래의 기술에 의한 MPEG4-SNHC에서는 손실탄력성을 갖는 점진적 삼차원 메쉬의 처리를 위하여 도 1과 같이 삼차원 메쉬를 구성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 삼차원 메쉬(Mesh Object:MO)는 연결 또는 연결되지 않은 여러 개의 부분들로 나뉠 수 있다. 나뉘어진 부분들을 다시 몇 개의 단계별 메쉬(Mesh Object Layer:MOL)로 재구성될 수 있다. 이때 각 단계별 메쉬(MOL)는 하나 또는 그 이상의 부분메쉬(Mesh Object Base Layer:MOBL)를 포함하게 된다. 하나의 단계별 메쉬(MOL)는 그 자체의 복원에 필요한 연결정보, 위치정보 그리고 화상 정보 등을 포함한다. 단계별 메쉬(MOL)는 다시 부분메쉬(MOBL)의 집합으로 표현될 수 있다. 이때, 부분메쉬(MOBL)는 하나의 독립된 정보단위가 되며, 연결정보(Connectivity), 위치정보(Geometry), 또는 화상정보(Photometry)에 대한 기본 처리 단위로서 취급된다.
도 2는 종래의 기술에 의한 삼차원 메쉬의 부호화기(200)와 복호화기(209)의 구성을 보여준다. 먼저, 삼차원데이터분석기(201)는 삼차원 메쉬(100)를 입력하고 부분메쉬(MOBL)로 재구성하여 부분별 부호화기(202a, 202b, 202c)로 전달한다. 이때, 부분메쉬(MOBL)들이 여러 개가 모여서 하나의 단계별 메쉬(MOL)를 이룰 수 있다. 각 부분별 부호화기(202a, 202b, 202c)는 각 부분메쉬를 압축하고 압축된 비트 스트림을 멀티플렉서(204)로 전송한다. 이때, 이미 압축이 수행된 단계별메쉬(MOL)나 부분메쉬(MOBL)의 부호화기에서 사용된 정보(203a, 203b, 203c)는 압축이 수행되지 않은 부호화기에서 이용될 수 있다. 디멀티플렉서(205)는 전송된 비트스트림(210)을 다수의 단계별 메쉬(MOL)들로 분류하고, 단계별 메쉬(MOL)들을 다시 다수의 부분메쉬(MOBL)들로 분류하여 부분별 복호화기(206a, 206b, 206c)로 전달한다. 각 부분별 복호화기(206a, 206b, 206c)는 각 부분메쉬(MOBL)를 복호화하는데, 이미 복호화가 수행된 복호화기에서 생성된 정보(207a, 207b, 207c)는 아직 복호화가 수행되지 않은 복호화기에서 재사용될 수도 있다. 복호화된 부분메쉬(MOBL)는 삼차원데이터합성기(208)을 통해 삼차원 메쉬(110)로 복원된다.
삼차원 메쉬를 우선 단계별 메쉬(MOL)로 나눈 다음, 이들을 각각 부분메쉬(MOBL)로 나누는 경우에는 도 2의 삼차원데이터분석기(201)가 도 3과 같이 하나의 삼차원 MOL 분석기(301)와 다수의 삼차원 MOBL 분석기(303a, 303b, 303c)로 구성될 수 있다. 도 3에 의하면, 삼차원 MOL 분석기(301)는 입력된 삼차원 메쉬(100)를 우선 다수의 단계별 메쉬(302a, 302b, 302c)로 분리하고, 다수의 삼차원 MOBL 분석기(303a, 303b, 303c)는 각각 단계별 메쉬(302a, 302b, 302c)를 부분메쉬(MOBL)로 나누어 부분별 부호화기로 전달한다. 각 부분별 부호화기는 이전에 압축이 수행된 다른 부분별 부호화기에서 사용된 정보(305, 306)를 재사용할 수 있다.
이와 같은 종래의 MPEG4-SNHC에서는 서버로부터 전송된 단계별 메쉬 또는 부분별 메쉬에 오류가 포함될 경우, 오류부분을 제외한 메쉬를 복원할 수 있으나, 오류에 대한 데이터들의 무결성을 항상 보장할 수는 없다는 문제가 있다. 아울러,사용자의 다양한 서비스 요구에 대해 즉각적으로 대응할 수 없다는 문제도 존재한다. 따라서, 전송 데이터의 논리적 오류나 중요도 등을 고려한 오류처리 측면이나 사용자에 대한 고품질의 다양한 서비스 제공 측면에서, 문제를 보다 효율적으로 처리하기 위해선 양방향 통신을 통한 서비스가 제공되는 삼차원메쉬 복호화기의 구성이 필요하다. 이에 MPEG4 시스템(ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG11 W2501)에서는 각 객체마다 순방향 및 역방향 회선의 설정을 제안하고 있다.
본 발명 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 복호화 단에서 역방향 회선(backward channel)을 통해 해당 데이터 오류 발생 여부와 해당 데이터의 파티션 정보, 그리고 필요에 따라 사용자가 직접 서비스를 서버에 요구하기 위한 정보 등을 제공하여, 오류 발생율(error_rate)과 복원 데이터의 특성 및 사용자측의 사건(event) 발생 여부에 따라 서버(server)에서 삼차원 메쉬 객체 단위나 오류 데이터만을 선별적으로 재전송하거나, 오류에 대한 내성을 향상시킬 수 있도록 삼차원 메쉬의 부호화할 데이터의 단위 크기를 가변할 수 있도록 하여 메쉬 데이터 복원능력을 보다 향상시킬 수 있는 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화/복호화 장치 및 역방향 정보 구성/처리방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
도 1은 점진적인 삼차원 메쉬정보를 개념적으로 도시한 것이다.
도 2는 점진적인 삼차원 메쉬정보 부호화/복호화 장치를 개념적으로 도시한 것이다.
도 3은 삼차원 데이터 분석기를 개념적으로 도시한 것이다.
도 4는 MPEG-4 시스템의 데이터 구성도이다.
도 5는 ServerCommand 노드의 동작 원리를 예시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 의한 역방향 회선을 이용한 오류 정정 방법의 전체 흐름도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명을 적용한 MPEG4-SNHC의 3차원 메쉬 객체의 신택스를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 역방향 채널 메시지의 신택스를 나타낸 것이다.
도 11은 Byte_align_for_back-channel의 신택스를 나타낸 것이다.
도 12는 Server CommandRequest의 신택스를 나타낸 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치의 일실시예는 전송된 삼차원 메쉬 데이터의 초기 객체 정보에서 객체 단위의 역방향 회선의 존재 여부를 확인하는 역방향 회선 유/무 판별부; 전송된 부분메쉬에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 오류 검출부; 전송된 부분메쉬에 역방향 회선이 존재하는 경우, 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 전송된 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보를 구성하는 역방향 정보 구성부; 및 상기 제1 역방향 정보를 부호화하여 상기 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달하는 제1 역방향 정보 부호화부를 더 포함한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화 장치의 일실시예는 역방향 채널을 통해 전송된 정보를 분석하여, 그 정보가 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보인지 메쉬 객체의 식별자 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어를 포함한 제2 역방향 정보인지 여부를 판별하는 역방향 정보 분석부; 제1 역방향 정보의 오류 플래그를 분석하여 직전에 전송된 부분메쉬의 오류여부를 확인하는 오류 확인부; 부분메쉬의 오류율을 계산하는 오류율 계산부; 직전에 전송된 부분메쉬의 오류 여부 및 부분메쉬의 오류율에 따라 재전송될 부분메쉬를 결정하는 재전송 판정부; 제2 역방향 정보에 포함된 메쉬 객체의 식별자를 검출하는 메쉬객체 식별자 검출부; 제2 역방향 정보에 포함된 명령어에 대응하는 서비스를 수행하고, 메쉬객체 식별자에 대응하는 메쉬객체 전체를 재전송하도록 하는 명령어 분석부; 및 상기 재전송 판정부 및 상기 명령어 분석부에 의해 전송 또는 재전송이 결정된 메쉬 데이터를 부호화하여 전송하는 삼차원 메쉬 부호화부를 포함한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 삼차원 메쉬의 복호화 장치에서 오류 대응을 위한 역방향 정보를 구성하는 방법의 일실시예는 (a) 전송된 삼차원 메쉬 데이터의 초기 객체 정보에서 객체 단위로 역방향 회선의 존재 여부를 확인하는 단계; (b) 전송된 부분메쉬에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 단계; (c) 전송된 부분메쉬에 역방향 회선이 존재하는 경우, 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 전송된 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보를 구성하는 단계; 및 (d) 상기 제1 역방향 정보를 부호화하여 상기 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달하는 단계를 포함한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 삼차원 메쉬의 부호화 장치에서 오류 대응을 위한 역방향 정보를 처리하는 방법은 (a) 역방향 채널을 통해 전송된 정보가 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보인지 메쉬 객체의 식별자 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어를 포함한 제2 역방향 정보인지를 판별하는 단계; (b) 역방향 채널을 통해 전송된 정보가 제1 역방향 정보인 경우, 제1 역방향 정보의 오류 플래그를 분석하여 직전에 전송된 부분메쉬의 오류여부를 확인하고, 부분메쉬의 오류율을 계산하고, 직전에 전송된 부분메쉬의 오류 여부 및 부분메쉬의 오류율에 따라 재전송될 부분메쉬를 결정하는 단계; (c) 역방향 채널을 통해 전송된 정보가 제2 역방향 정보인 경우, 제2 역방향 정보에 포함된 메쉬 객체의 식별자를 검출하고, 제2 역방향 정보에 포함된 명령어에 대응하는 서비스를 수행하고, 메쉬객체 식별자에 대응하는 메쉬객체 전체를 재전송하도록 결정하는 단계; 및 (d) 상기 (b) 단계 및 (c) 단계에 의해 전송 또는 재전송이 결정된 메쉬 데이터를 부호화하여 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에서는 기존의 MPEG4 SNHC(ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG11 W2802)분야의 삼차원 메쉬 부호화 기술에 오류 대응력을 보다 향상시킬 수 있도록 하기 위해 역방향 회선을 통해 서버에 전달되어야 할 정보 및 사용자 단말기를 통해 발생하는 사건들(Event)을 처리하기 위한 정보의 구성 방법 및 그 처리 방법을 정의한다.
이와 같은 기능을 기존의 삼차원 메쉬 부호화 기술의 토대에서 제공하기 위해 본 발명에서는 다음과 같이 3가지 형태로 역방향 회선을 이용하는 방법을 제안한다.
첫째, 삼차원 메쉬 객체(MO) 전체 단위별로 재전송을 요구하는 사용자의 사건 요청을 처리하기 위해, 삼차원 메쉬 복호화기와는 독립된 형태에서 ServerCommandRequest 정보를 서버로 정보를 전송하는 역방향 회선을 구현한다. 이 방식에 의한 역방향 회선은 삼차원 메쉬 객체(MO)에 관한 부호화/복호화 방식 뿐만 아니라 MPEG-4의 비디오, 오디오 부호화/복호화 방식에서도 동일하게 적용될 수 있는 방식이다.
둘째, 삼차원 메쉬 객체(MO) 전체 단위별로 재전송을 요구하는 사용자의 사건 요청을 처리하기 위해, 삼차원 메쉬 복호화기에서 backward_channel_message 내에 ServerCommandRequest 정보를 구성하여 서버로 전송하는 역방향 회선을 구현한다.
셋째, 삼차원 메쉬의 파티션(mobl_id) 단위별로 오류발생율에 따라 재전송 및 오류 내성을 강화한 파티션을 전송할 수 있도록 삼차원 메쉬 복호화기에서 backward_channel_message를 서버로 전송하는 역방향 회선을 구현한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 서버에서 단말기로 정보를 전달하는 기존의 MPEG4 시스템에 역방향 회선 기능을 제공할 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이 초기 객체 정보를 구성한다. 초기 객체 정보에는 초기객체 기술자(InitialObjectDescriptor), 장면 기술 데이터열(Scene Description Stream) 및 객체 기술자 데이터열(Object Desriptor Stream)로 구성된다.
초기객체 기술자(InitialObjectDescriptor)는 서버로부터 단말기로 보낼 최초의 정보, 즉 장면(Scene)을 구성하는 객체들의 구성을 나타내는 장면 기술 데이터열(Scene Description Stream)과 각각의 객체들의 종류를 나타내는 객체 기술자 데이터열(Object Descriptor Stream)에 대한 포인터(pointer)인 ES_ID(Elementary Stream ID)를 포함한다. 단말기에서는 ES_ID를 이용하여 네트워크 채널(network channel)을 통해 전송되는 장면 기술 데이터열(Scene Description Stream)과 객체 기술자 데이터열(Object Descriptor Stream)을 식별한다.
장면 기술 데이터열(Scene Description Stream)은 장면(Scene)을 구성하는 각 객체들에 대한 시간적/공간적 정보를 포함하고, 각 객체들 간의 상관관계에 대한 정보를 포함한다. 또한, 실제 각 객체들에 대한 묘사 정보가 위치하는 곳에 대한 포인터인 OD_ID(Object Descriptor ID)를 포함한다. 단말기에서는 OD_ID를 이용하여 객체 기술자 데이터열(Object Descriptor Stream)에서의 각 객체에 대한 묘사 정보를 식별한다.
객체 기술자 데이터열(Object Desriptor Stream) 내의 각 객체 기술자(Object Descriptor)는 실제 각각의 객체에 대한 묘사정보를 나타내며, 이는 각각의 객체가 단말기로부터 서버로의 상향 채널(up channel)을 갖는지에 대한 정보, 서버로부터 단말기로 전송되는 객체에 대한 복호화 정보, 실제 객체 정보를 포함하는 곳에 대한 포인터인 ES_ID정보를 포함한다. 단말기는 ES_ID정보를 이용하여 실제 객체 정보를 포함하는 기본 데이터열(elementary stream)을 식별하고, upStream 정보를 이용하여 각 객체들에 대한 역방향 회선의 존재 유무를 파악한다. 이때, 단말기는 역방향 회선이 존재하는 객체에 대하여 복호화기 수준에서 여러 가지 정보를 서버로 전송할 수 있다.
또한, MPEG-4 시스템에서는 사용자 수준에서도 역방향 회선을 이용하여 서버로 여러 가지 정보를 전송할 수 있는데, 도 5는 이 과정을 개념적으로 도시한 것이다. MPEG-4 시스템에서는 장면(Scene) 저작자의 의도에 의해서 사용자와 미리 정해진 다양한 상호작용이 가능하다. 가능한 상호작용들 중에는 장면(scene) 내의 임의의 객체에 대한 마우스 클릭과 같은 것이 있을 수 있다. 따라서, 사용자의 상호작용(User Interaction)은 Sensor Node에 의해 감지되며, Sensor Node는 이 상호작용을 분석하여 이벤트(Event)를 발생시킨다. 즉, Sensor Node는 ServerCommandRequest를 생성하여 역방향 회선을 통해 전송한다. 이 때 MPEG-4 시스템의 라우팅 메카니즘(routing mechanism)은 이를 ServerCommand Node로 전달하고, ServerCommand Node는 ServerCommandRequest의 내용을 분석하여 상호작용 명령어를 처리한다.
도 6에 의하면, 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치의 제1 실시예는 역방향 회선 유/무 판별부(60), 오류 검출부(61), 역방향 정보 구성부(62) 및 제1 역방향 정보 부호화부(63)를 포함한다.
역방향 회선 유/무 판별부(60)는 전송된 삼차원 메쉬 데이터의 초기 객체 정보에서 객체 단위로 역방향 회선의 존재 여부를 확인한다.
오류 검출부(61)는 전송된 부분메쉬에 오류가 존재하는지 여부를 확인한다.
역방향 정보 구성부(62)는 전송된 부분메쉬에 역방향 회선이 존재하는 경우, 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그(backward_message_type) 및 전송된 부분메쉬의 식별자(mobl_id, extended_mobl_id)를 포함한 제1 역방향 정보를 구성한다.
제1 역방향 정보 부호화부는 제1 역방향 정보를 부호화하여 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달한다.
한편, 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치의 제2 실시예는 제1 실시예에서 사용자 감지부(64)를 더 포함한다.
사용자 감지부(64)는 사용자의 사건 요청을 감지하고, 그 사건 요청에 대응하는 메쉬 객체의 식별자(node_id) 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어(command)를 포함한 제2 역방향 정보를 구성한다.
또한, 제2 실시예에서 제1 역방향 정보 부호화부(63)는 사용자 감지부(64)에 의해 제2 역방향 정보가 구성된 경우, 제1 역방향 정보 대신 제2 역방향 정보를 부호화하여 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달한다.
다른 한편, 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치의 제3 실시예는 제2 실시예에서 제2 역방향 정보 부호화부(65)를 더 포함한다.
제2 역방향 부호화부(65)는 제2 역방향 정보를 부호화하여 서버에 포함된 명령어 분석부에 접속되는 채널을 통해 전달한다.
도 6에 의하면, 본 발명에 의한 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화 장치의 일실시예는 역방향 정보 분석부(70), 오류 확인부(71), 재전송 판정부(73), 메쉬객체 식별자 검출부(74) 및 명령어 분석부(75) 및 삼차원 메쉬 부호화부(76)를 포함하여 구성된다.
역방향 정보 분석부(70)는 역방향 채널을 통해 전송된 정보를 분석하여, 그 정보가 제1 역방향 정보인지 제2 역방향 정보인지를 판별한다.
오류 확인부(71)는 제1 역방향 정보의 오류 플래그(backward_message_type)를 분석하여 직전에 전송된 부분메쉬의 오류여부를 확인하고, 오류율 계산부(72)는 부분메쉬의 오류율을 계산한다. 부분메쉬의 오류율은 현재 메쉬객체에서 이미 전송된 부분메쉬의 전체 갯수에 대비한 오류 발생된 부분메쉬의 갯수로 정하여진다.
재전송 판정부(73)는 직전에 전송된 부분메쉬의 오류 여부 및 부분메쉬의 오류율에 따라 재전송될 부분메쉬를 결정한다. 재전송 판정부(73)는 직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 없으면 다음 부분메쉬를 전송하도록 하고, 직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 있고 부분메쉬의 오류율이 소정의 허용값 이상이면 직전에 전송된 부분메쉬를 재전송하도록 하고, 직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 있고 부분메쉬의 오류율이 소정의 허용값보다 작으면 직전에 전송된 부분메쉬가 복원시 반드시 필요한 데이터를 포함한 경우만 재전송하도록 한다.
메쉬객체 식별자 검출부(74)는 제2 역방향 정보에 포함된 메쉬 객체의 식별자를 검출하고, 명령어 분석부(75)는 제2 역방향 정보에 포함된 명령어에 대응하는 서비스를 수행하고, 메쉬객체 식별자에 대응하는 메쉬객체 전체를 재전송하도록 한다.
삼차원 메쉬 부호화부(76)는 삼차원 메쉬 데이터를 부호화함에 있어, 재전송 판정부(73) 및 명령어 분석부(75)에 의해 전송 또는 재전송이 결정된 메쉬 데이터를 부호화하여 전송한다. 또한, 삼차원 메쉬 부호화부(76)는 부분메쉬의 오류율에 따라 삼차원 메쉬의 파티션 크기를 조정한다.
이하에서 본 발명의 동작 내용을 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
첫째, 서버는 압축된 메쉬 스트림을 단말기로 전송하고, 둘째, 단말기는 전송된 메쉬 스트림을 복호한다.
셋째, 단말기에서 사용자가 메쉬 데이터 전체를 재전송하도록 요청하는 사건이 발생한 경우, 다음 두 가지 방법들 중 하나의 방법으로 역방향 정보를 전송한다. 기본적인 방법은 복호화기에 독립적인 역방향 회선을 이용하는 방법으로ServerCommandRequest가 서버로 전송되면 서버는 ServerCommand Node의 node_id를 확인하고, 삼차원메쉬 객체의 전체 재전송을 위한 명령(command)을 처리하여 첫째 과정 이후를 수행한다(800, 880 단계).
두번째 방법은 복호화기에 종속된 역방향 회선을 이용하는 방법으로 backward_channel_message에 사용자의 사건요청에 따라 ServerCommand Node의 node_id와 command를 포함시켜 역방향 회선을 통해 서버에 전송한다. 이후, 서버는 ServerCommand Node의 node_id를 확인하고, 삼차원메쉬 객체의 전체 재전송을 위한 명령(command)을 처리하여 첫째 과정 이후를 수행한다(820, 830, 880 단계). 만약 사용자측에서 사건 요청이 없을 경우엔 다음 과정을 수행한다.
넷째, 단말기에 역방향 회선의 존재 여부를 나타내는 3dmc_bc_data 구분자 값이 '0'이면, 기존의 삼차원 메쉬 복원 방법처럼 메쉬 스트림을 모두 복원할 때까지 첫째 및 둘째 과정을 반복하고, '1'이면 다음 과정을 처리한다(810 단계).
다섯째, 복호화기에 종속된 역방향 회선만이 시스템에 제공될 경우로 사용자측의 사건 요청(user_request) 발생 여부에 따라 backward_channel_message가 달리 정의된다. 사용자측 요청이 발생할 경우, 서버에서 ServerCommand Node가 사용자측 요청을 처리할 수 있도록 하기 위한 정보인 node_id와 command가 정의된다. 사용자 요청이 없을 경우엔 복호화기에서 복호된 각각의 MOBL 데이터 단위를 지정하는 표시자인 mobl_id와 extended_mobl_id, 수신된 메쉬 데이터가 제대로 복호되었는지에 대한 정보(backward_message_type)를 backward_channel_message로 구성해 서버측에 전송한다(820 단계).
여섯째, 서버에선 먼저 역방향 정보를 분석하여 사용자 요청에 의한 정보인지를 node_id에 의해 확인하고, 사용자 요청인 경우 해당 삼차원 메쉬 데이터 전체를 재전송하고 첫째 과정부터 다시 수행한다(830, 880 단계). 이는 상기한 셋째 과정에서의 두번째 방법에 의한 처리 과정이다. 역방향 정보가 사용자 요청 정보가 아닌 경우에는, 다음 과정을 수행한다.
일곱째, 서버는 제대로 복원되지 않은 MOBL 대해서, 즉, backward_message_type의 값이 '1'인 경우, 오류 발생율을 계산하여 서버에 정의된 오류허용치(err_tolerance) 이상의 값을 갖는지 비교한다(840 단계). 오류 발생율은 복호화기로 총 전송된 데이터에 대한 오류 발생 데이터 비율로서 수학식 1과 같이 정의된다.
여기서, Pe는 오류가 발생된 부분메쉬의 총 갯수로 다음과 같은 방법으로 서버에서 정의된다.
if (backward_message_type==1) {
Pe++;
if (부분메쉬의 재전송이 발생할 경우)
Pe--;
}
그리고, Pt는 부분메쉬의 총 갯수로 다음과 같은 방법으로 서버에서 정의된다.
if (이전 mobl_id ≠ 현재 mobl_id)
Pt++;
여덟째, backward_message_type 값이 1이면서 오류발생율이 허용값 미만일 경우, 서버는 복원시 중요한 데이터(예를 들면, 꼭지점 정보)는 재전송을 수행하며(850, 860, 870, 882 단계), 그렇지 않은 데이터인 경우 재전송 대신 오류의 내성을 향상시키기 위해 부호화시 오류발생율에 따라 삼차원메쉬의 파티션 크기를 작게 한 데이터를 전송한다(850, 860, 870, 884 단계).
아홉째, backward_message_type 값이 1이면서 오류발생율이 허용값 이상인 경우, 서버는 오류가 발생한 모든 데이터에 대해 재전송을 수행한다(850, 860, 882 단계).
열째, 단말측에서는 서버에서 전송한 메쉬 스트림을 복원한다.
상기한 바와 같이 역방향 정보를 서버에서 처리하도록 하기 위해, MPEG4 SNHC 분야의 삼차원 메쉬 부호화 기술에서 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같은 문법 구조를 제공할 수 있다. 우선, 3D_Mesh_Object_Header() 함수에서는 전송되는 비트스트림이 역방향 회선의 지원 여부를 알리는 3dmc_bc_data가 포함된다. 그리고 역방향 회선이 지원되는 경우에는, 3D_Mesh_Object_Base_Layer()함수에서 부분메쉬 인식번호(mobl_id)와 부분메쉬의 갯수가 많을 경우 그 인식번호를 확장시키기 위한 확장 부분메쉬 인식번호(extended_mobl_id)가 전송된다.
역방향 회선을 통해 전송될 정보의 구조는 도 10과 같다.backward_message_type는 해당 부분메쉬가 정상적으로 복호화되었을 경우에는 '0', 오류가 생겨서 정상적으로 복호화되지 않았을 경우에는 '1'의 값을 갖는다. mobl_id 및 extended_mobl_id는 복호화기에서 받은 부분메쉬 인식번호값을 갖는다. 아울러, 사용자 요청에 따라 도 12과 같은 ServerCommandRequest 정보를 제공한다. byte_align_for_back-channel()이라는 함수는 역방향 회선으로 전송되는 정보를 바이트 단위로 맞추기 위한 함수로 도 11에 도시된 바와 같다.
또한, 본 발명에서는 삼차원 메쉬를 이용하는 응용 중에 역방향 회선과 ServerCommand node를 사용하여 사용자와 서버간 상호작용이 가능한 실시예와 그 응용을 위한 상호작용 명령어들을 정의한다. 본 발명에서 제안하는 응용은 서버에서 전송된 삼차원 메쉬 정보가 복호화기 수준에서 그 오류가 검출되지 않아 오류를 포함한 상태에서 단말기 상에서 렌더링(rendering)된 경우, 이 오류를 사용자 수준에서 서버와의 상호작용에 의해 해결하는 응용이다. 이때, 응용 저작자는 ServerCommand node를 이용하여 이러한 상호작용을 정의할 수 있고, 이때 ServerCommand node의 command 필드에 오류 정정에 필요한 알맞은 명령어를 정의해야 한다. 삼차원 메쉬 정보의 오류 정정 응용을 위해서 쓰일 수 있는 명령어의 한가지 예는 다음과 같다
'retransmission node_id'
여기서 retransmission은 오류가 일어난 삼차원 메쉬 객체 정보의 재전송을 요구하는 명령어이며, 변수 node_id는 단말기 상에 표현되고 있는 메쉬 객체 중 재전송을 요구하는 메쉬 객체(MO)를 식별하기 위한 식별자이며, 이는 MPEG-4 시스템에 의해 각각의 객체에 대해 결정된다.
이 명령어는 단말기에서 서버로의 역방향 회선을 통해 서버로 전달되고, 서버는 전송된 node_id에 해당하는 삼차원 메쉬 정보를 단말기로 다시 재전송한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오류 대응을 위한 역방향 정보 구성방법 및 오류 대응을 위한 역방향 정보 처리방법은 컴퓨터 시스템에서 실행할 수 있는 프로그램으로 작성가능하며, 이러한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체로부터 읽어들여 범용 디지털 컴퓨터 시스템에서 실행될 수 있다. 이러한 기록 매체에는 마그네틱 저장 매체(예를 들면, 롬, 플로피디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 매체가 포함된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 복호화기에서 역방향 회선(backward channel)을 통해 오류 발생 여부와 해당 데이터의 파티션 정보, 그리고 필요에 따라 사용자가 직접 서비스를 서버에 요구하기 위한 서버 노드 정보등을 제공하여, 오류 발생율(error_rate)과 복원 데이터의 특성 및 사용자측의 사건(event) 발생 여부에 따라 서버(server)에서 삼차원 메쉬 객체 단위나 오류 데이터만을 선별적으로 재전송하거나, 오류에 대한 내성을 향상시킬 수 있도록 삼차원 메쉬의 부호화할 데이터의 단위 크기를 가변할 수 있도록 구성함으로써, 기존 복호화기의 메쉬 데이터 복원능력을 보다 향상시켰다.
따라서, 본 발명은 향후 유/무선 통신 또는 저 전송률 통신 등에서 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치에 있어서,
    전송된 삼차원 메쉬 데이터의 초기 객체 정보에서 객체 단위의 역방향 회선의 존재 여부를 확인하는 역방향 회선 유/무 판별부;
    전송된 부분메쉬에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 오류 검출부;
    전송된 부분메쉬에 역방향 회선이 존재하는 경우, 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 전송된 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보를 구성하는 역방향 정보 구성부; 및
    상기 제1 역방향 정보를 부호화하여 상기 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달하는 제1 역방향 정보 부호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자의 사건 요청을 감지하고, 상기 사건 요청에 대응하는 메쉬 객체의 식별자 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어를 포함한 제2 역방향 정보를 구성하는 사용자 감지부를 더 포함하고,
    상기 제1 역방향 정보 부호화부는
    상기 사용자 감지부에 의해 상기 제2 역방향 정보가 구성된 경우, 상기 제1 역방향 정보 대신 상기 제2 역방향 정보를 부호화하여 상기 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달하는 것을 특징으로 하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 역방향 정보를 부호화하여 상기 서버에 포함된 명령어 분석부에 접속되는 채널을 통해 전달하는 제2 역방향 정보 부호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 역방향 정보는
    MPEG-4 비디오 및 오디오 부호화 방식에서 서버로부터 서비스를 제공받기 위한 역방향 정보임을 특징으로 하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 역방향 정보에 포함된 상기 부분메쉬의 식별자는
    부분메쉬의 인식번호인 mobl_id 및 확장된 부분메쉬의 인식번호인 extended_mobl_id를 포함함을 특징으로 하는 삼차원 메쉬의 복호화 장치.
  6. 오류 대응을 위한 역방향 회선을 지원하는 삼차원 메쉬의 부호화 장치에 있어서,
    역방향 채널을 통해 전송된 정보를 분석하여, 그 정보가 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보인지 메쉬 객체의 식별자 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어를 포함한 제2 역방향 정보인지를 판별하는 역방향 정보 분석부;
    제1 역방향 정보의 오류 플래그를 분석하여 직전에 전송된 부분메쉬의 오류여부를 확인하는 오류 확인부;
    부분메쉬의 오류율을 계산하는 오류율 계산부;
    직전에 전송된 부분메쉬의 오류 여부 및 부분메쉬의 오류율에 따라 재전송될 부분메쉬를 결정하는 재전송 판정부;
    제2 역방향 정보에 포함된 메쉬 객체의 식별자를 검출하는 메쉬객체 식별자 검출부;
    제2 역방향 정보에 포함된 명령어에 대응하는 서비스를 수행하고, 메쉬객체 식별자에 대응하는 메쉬객체 전체를 재전송하도록 하는 명령어 분석부; 및
    상기 재전송 판정부 및 상기 명령어 분석부에 의해 전송 또는 재전송이 결정된 메쉬 데이터를 부호화하여 전송하는 삼차원 메쉬 부호화부를 포함함을 특징으로 하는 삼차원 메쉬 부호화 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 삼차원 메쉬 부호화부는
    전송된 삼차원 메쉬 데이터에서 부분메쉬 단위로 역방향 회선의 존재 여부를 나타내는 표시자를 포함시켜 부호화함을 특징으로 하는 삼차원 메쉬 부호화 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 부분메쉬의 오류율은
    현재 메쉬객체에서 이미 전송된 부분메쉬의 전체 갯수에 대비한 오류 발생된 부분메쉬의 갯수로 정하여지고,
    상기 삼차원 메쉬 부호화부는 상기 부분메쉬의 오류율에 따라 삼차원 메쉬의 파티션 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 삼차원 메쉬 부호화 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 재전송 판정부는
    직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 없으면 다음 부분메쉬를 전송하도록 하고, 직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 있고 부분메쉬의 오류율이 소정의 허용값 이상이면 직전에 전송된 부분메쉬를 재전송하도록 하고, 직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 있고 부분메쉬의 오류율이 소정의 허용값보다 작으면 직전에 전송된 부분메쉬가 복원시 반드시 필요한 데이터를 포함한 경우만 재전송하도록 하는 것을 특징으로하는 삼차원 메쉬 부호화 장치.
  10. 삼차원 메쉬의 복호화 장치에서 오류 대응을 위한 역방향 정보를 구성하는 방법에 있어서,
    (a) 전송된 삼차원 메쉬 데이터의 초기 객체 정보에서 객체 단위로 역방향 회선의 존재 여부를 확인하는 단계;
    (b) 전송된 부분메쉬에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 단계;
    (c) 전송된 부분메쉬에 역방향 회선이 존재하는 경우, 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 전송된 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보를 구성하는 단계; 및
    (d) 상기 제1 역방향 정보를 부호화하여 상기 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보 구성방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    사용자의 사건 요청을 감지하고, 상기 사건 요청에 대응하는 메쉬 객체의 식별자 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어를 포함한 제2 역방향 정보를 구성하고, 상기 제1 역방향 정보 대신 상기 제2 역방향 정보를 부호화하여 상기 부분메쉬를 부호화한 서버의 삼차원 메쉬 부호화장치에 직접 접속되는 채널을 통해 전달하는 단계임을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보 구성방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    사용자의 사건 요청을 감지하고, 상기 사건 요청에 대응하는 메쉬 객체의 식별자 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어를 포함한 제2 역방향 정보를 구성하고, 상기 제2 역방향 정보를 부호화하여 상기 서버에 포함된 명령어 분석부에 접속되는 채널을 통해 전달하는 단계임을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보 구성방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 역방향 정보는
    MPEG-4 비디오 및 오디오 부호화 방식에서 서버로부터 서비스를 제공받기 위한 역방향 정보임을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보 구성방법.
  14. 삼차원 메쉬의 부호화 장치에서 오류 대응을 위한 역방향 정보를 처리하는 방법에 있어서,
    (a) 역방향 채널을 통해 전송된 정보가 오류의 유무를 나타내는 오류 플래그 및 부분메쉬의 식별자를 포함한 제1 역방향 정보인지 메쉬 객체의 식별자 및 서비스받고자 하는 내용을 나타내는 명령어를 포함한 제2 역방향 정보인지를 판별하는 단계;
    (b) 역방향 채널을 통해 전송된 정보가 제1 역방향 정보인 경우, 제1 역방향 정보의 오류 플래그를 분석하여 직전에 전송된 부분메쉬의 오류여부를 확인하고,부분메쉬의 오류율을 계산하고, 직전에 전송된 부분메쉬의 오류 여부 및 부분메쉬의 오류율에 따라 재전송될 부분메쉬를 결정하는 단계;
    (c) 역방향 채널을 통해 전송된 정보가 제2 역방향 정보인 경우, 제2 역방향 정보에 포함된 메쉬 객체의 식별자를 검출하고, 제2 역방향 정보에 포함된 명령어에 대응하는 서비스를 수행하고, 메쉬객체 식별자에 대응하는 메쉬객체 전체를 재전송하도록 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 (b) 단계 및 (c) 단계에 의해 전송 또는 재전송이 결정된 메쉬 데이터를 부호화하여 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보 처리방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    전송된 삼차원 메쉬 데이터에서 부분메쉬 단위로 역방향 회선의 존재 여부를 나타내는 표시자를 포함시켜 부호화함을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보 처리방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 부분메쉬의 오류율은
    현재 메쉬객체에서 이미 전송된 부분메쉬의 전체 갯수에 대비한 오류 발생된 부분메쉬의 갯수로 정하여지고,
    상기 (d) 단계에서 부호화되는 삼차원 메쉬 데이터의 파티션 크기는 상기 부분메쉬의 오류율에 의해 정하여짐을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보처리방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 없으면 다음 부분메쉬를 전송하도록 하고, 직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 있고 부분메쉬의 오류율이 소정의 허용값 이상이면 직전에 전송된 부분메쉬를 재전송하도록 하고, 직전에 전송된 부분메쉬에 오류가 있고 부분메쉬의 오류율이 소정의 허용값보다 작으면 직전에 전송된 부분메쉬가 복원시 반드시 필요한 데이터를 포함한 경우만 재전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 오류 대응을 위한 역방향 정보 처리방법.
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