KR100587952B1 - 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화/복호화 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 좌우영상의 비대칭적 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화/복호화 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 좌우 또는 상하로의 비대칭적 축소에 의하여 좌우영상을 사이드-바이-사이드(Side-by-Side), 탑-다운(Top-Down)의 형태로 된 2차원 표준 영상으로 전환한 다음, 이 전환된 영상에 대하여 부호화 및 복호화함으로써, 좌우영상에 대한 비대칭적 크기로의 전환에 의하여 동일 부호화율에서 좌우영상이 서로 다른 정도의 화질로 복원되도록 하기 위한 영상 부호화/복호화 장치 및 그 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 영상 부호화 장치에 있어서, 동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하기 위한 전처리수단; 및 상기 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임의 영상 해상도를 갖는 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 시간상 전후에 존재하는 프레임의 제2 영상을 이용하여 움직임 예측에 의해 움직임을 보상하여 부호화하기 위한 부호화수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 스테레오스코픽 비디오 부호화/복호화 등에 이용됨.
스테레오스코픽, 부호화, 복호화, 좌우영상의 비대칭적 축소, 움직임 보상, 변이 보상
Description
도 1 은 본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 장치의 일실시예 구성도.
도 2a 및 2b 는 본 발명에 따른 상기 도 1의 부호화 전처리부에서의 수평/수직 방향의 비대칭적 축소 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
도 3 은 본 발명에 따른 상기 도 1의 부호화/복호화부의 일실시예 상세 구성도.
도 4a 및 4b 는 본 발명에 따른 상기 도 1의 복호 후처리부에서의 수평/수직 방향의 비대칭적 보간 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
도 5a 및 5b 는 본 발명에 따른 상기 도 3의 DCT 부호화부에서의 움직임 및 변이 보상을 위한 예측 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
도 6 은 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 7 은 본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 부호화 전처리부 20 : 부호화/복호화부
30 : 복호화 후처리부
본 발명은 영상 부호화/복호화 기술분야에 관한 것으로, 특히 동일 시간상에 좌우 2시점 영상의 프레임으로 구성되는 스테레오스코픽(Stereoscopic) 비디오에 대하여 수평 또는 수직방향의 비대칭적 크기로의 축소에 의하여 한 프레임내에 좌우영상이 포함되도록 전환한 다음, 전환된 영상에 대하여 부호화/복호화를 수행하되, 이때 움직임 및 변이 보상을 갖는 영상 부호화/복호화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 스테레오스코픽 비디오의 부호화 방식에는 엠펙-2(MPEG-2)에서 2차원 영상 부호화 기술을 확장한 MVP(Multi-View Profile)가 있다. 이 방식의 경우, 움직임 보상만을 이용하여 부호화가 이루어지는 기저층(Base Layer)의 부호화 구조가 엠펙-2(MPEG-2) MP(Main Profile)와 동일하여, 기존의 2차원 비디오 디코더에서 기저층의 데이터만을 복원하면, 좌우영상 중 한쪽의 영상이 복원되고, 기존 2차원 비디오로서의 디스플레이가 가능하게 된다. 즉, 기존의 2차원 비디오 디코더 시스템과 호환성을 유지한다. 그리고 상위층(Enhancement Layer) 영상의 부호화에서는 좌우영상 사이에 존재하는 상관정보를 이용하여 부호화한다. 이 방식은 기본적으로 시간 계위(Temporal Scalability)를 이용하여 부호화하는 방식으로 엠펙-4(MPEG-4)에서도 시간 계위(Temporal Scalability)를 이용한 스테레오스코픽 비디오 부호화에 대하여 정의하고 있다.
이와 같은 기술사상의 일예로, US특허등록번호 제5,612,735호(1997. 3. 18 등록)의 "Digital 3D/stereoscopic video compression technique utilizing two disparity estimates"(이하, 제1 선행기술이라 함)가 있다.
상기 제1 선행기술은 시간 계위(Temporal Scalability)를 이용하여 기저층(base Layer)에서는 움직임 보상 및 이산여현변환(DCT) 기반 알고리즘을 이용하여 왼쪽 눈에 대한 영상을 부호화하며, 상위층(Enhancement Layer)에서는 오른쪽 눈에 대한 영상 사이에서의 움직임 보상없이 기저층과 상위층 간의 변이(Disparity) 정보만을 이용하여 오른쪽 눈에 대한 영상을 부호화한다. 특히, 상기 제1 선행기술은 상위층에 해당하는 영상에 대해서는 움직임 정보는 이용하지 않고, 2개의 변위 정보만을 이용하여 부호화한다.
한편, 상기 기술사상의 다른 예로, US특허등록번호 제5,619,256호(1997. 4. 8 등록)의 "Digital 3D/stereoscopic video compression technique utilizing disparity and motion compensated predictions"(이하, 제2 선행기술이라 함)이 있다.
상기 제2 선행기술 역시 상기 제1 선행기술과 마찬가지로 시간 계위(Temporal Scalability)를 이용하여 기저층(Base Layer)에서는 움직임 보상 및 이산여현변환(DCT) 기반 알고리즘을 이용하여 왼쪽 눈에 대한 영상을 부호화하지만, 특히 상위층(Enhancement layer)에서는 오른쪽 눈에 대한 영상간의 움직임 보상 및 기저층과 상위층 간의 변이(Disparity) 정보를 이용하여 오른쪽 눈에 대한 영상의 부호화를 수행한다. 즉, 상기 제2 선행기술은 상기 제1 선행기술에 비추어 볼 때, 기저층 영상의 부호화는 동일하나, 상위층의 영상에 대해서는 움직임 및 변이 보상을 이용하여 부호화한다.
하지만, 상기 제2 선행기술은 움직임 및 변이 정보를 이용하여 부호화함으로써 효율적인 압축효율을 달성하지만, 부호화 구조가 복잡하여 하드웨어 구현이 어려우며, 특히 고화질 TV(HDTV)의 영상을 처리할 경우, 상당량의 계산이 요구된다.
따라서 시간 계위(Temporal Scalability)를 이용하여 스테레오스코픽 비디오를 부호화하는 경우, 좌우영상 간의 동기화 문제를 간단히 하기 위하여 기저층과 상위층에서 출력되는 각각의 부호화 스트림을 단일 스트림으로 전송하기 위한 별도의 다중화가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 본 발명에 비춰 볼 때, 상기 제1 및 제2 선행기술은 좌우 원 영상의 크기에 대하여 부호화가 이루어지지만, 본 발명에서는 좌우 원 영상의 크기를 비대칭적 크기로 축소하여 하나의 영상크기로 변환한 후 부호화를 수행하며, 복원 후에 다시 원 영상의 크기로 확대 변환한다.
한편, 스테레오스코픽 비디오에 있어서, 2차원 영상에 대한 기존의 엠펙(MPEG) 코덱을 그대로 사용하면서 좌우영상 간의 간편한 동기화를 위하여, 좌우 각각의 영상을 1/2로 축소하여 좌우영상을 하나의 영상으로 전환하여 부호화함으로써 단일 부호화 스트림으로 출력하는 방식이 있다.
이러한 기술사상(좌우영상을 1/2로 축소하여 2차원의 표준 영상으로 전환하는 방식)이 [Andrew Woods, Tom Docherty and Rolf Koch, "3D Video Standards Conversion", Stereoscopic Displays and Applications VII, California, Feb. 1996, Proceedings of the SPIE vol. 2653A]의 논문에 5가지 방식으로 제안되었다.
상기 기술사상의 일예로, US특허등록번호 제5,633,682호(1997. 5. 27 등록)의 "Stereoscopic coding system"(이하, 제3 선행기술이라 함)이 있다.
상기 제3 선행기술은 상기 논문에서 첫 번째 영상 전환 방식인, 왼쪽 눈에 대한 영상은 오드 필드(odd fields)의 영상만을, 오른쪽 눈에 대한 영상은 이븐 필드(even fields)만을 선택하여 하나의 영상으로 전환하는 방식을 이용하여, 전환된 하나의 영상에 대하여 기존의 2차원 영상에 대한 엠펙(MPEG) 부호화를 수행한다. 이 방식은 스테레오스코픽 비디오의 디스플레이에 있어서 좌우영상이 교차로 디스플레이되는 셔터링(Shuttering) 방식을 고려한 방식으로, 좌우영상이 동시에 디스플레이되는 편광방식의 디스플레이에는 적합하지 않다.
따라서 좌우영상이 동시에 디스플레이되는 편광방식의 디스플레이에서는, 좌우영상을 하나의 영상으로 전환할 때, 특히 사이드-바이-사이드(Side-by-Side)와 탑-다운(Top-Down) 포맷을 고려해야 한다.
비록, 종래의 스테레오스코픽 비디오 압축 및 전송에 있어서, 좌우영상을 각각 1/2 해상도가 되도록 좌우 또는 상하에 의해 대칭적으로 축소하여, 좌우영상을 사이드-바이-사이드(Side-by-Side), 탑-다운(Top-Down) 등의 형태로 된 2차원 표준 영상으로 전환한 다음, 기존의 2차원 비디오에 대한 부호화 방식을 그대로 이용하여 스테레오스코픽 비디오 데이터를 부호화하는 방법이 있다. 이 경우, 기존의 2차원 비디오 부호화 시스템 및 방식을 그대로 이용할 수 있다는 장점이 있어 많이 사용되고 있기는 하지만, 이 방식은 좌우영상 사이에 존재하는 변이 정보를 이용하지 않고 부호화함으로써, 압축효율을 저하시키는 단점이 있다.
또한, 일반적인 스테레오스코픽 비디오 부호화 방식에서는 좌우영상에 대한 부호화율을 각각 제어하고 있으며, 한쪽 영상이 2~3dB정도 좋은 화질을 달성하도록 부호화율을 설정한다. 이는 차이가 있는 화질의 영상이 양눈에 각각 입력될 때, 좋은 화질에 맞추어 인간이 영상을 인식한다는 인간의 특성을 고려한 것이다. 그러나 대칭적 축소에 의해 전환된 2차원 표준 영상을 기존 2차원 비디오 부호화 시스템 또는 방식에 의해 부호화할 경우에는 좌우영상의 화질이 차이가 나도록 부호화하는 것이 불가능하다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 좌우 또는 상하로의 비대칭적 크기로의 축소에 의하여 좌우영상을 사이드-바이-사이드(Side-by-Side), 탑-다운(Top-Down)의 형태로 된 2차원 표준 영상으로 전환한 다음, 이 전환된 영상에 대하여 부호화 및 복호화함으로써, 좌우영상에 대한 비대칭적 크기로의 전환에 의하여 동일 부호화율에서 좌우영상이 서로 다른 정도의 화질로 복원되도록 하기 위한 영상 부호화/복호화 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 좌우 또는 상하로의 비대칭적 크기로의 축소에 의하여 좌우영상을 사이드-바이-사이드(Side-by-Side), 탑-다운(Top-Down)의 형태로 된 2차원 표준 영상으로 전환한 다음, 이 전환된 영상에 대하여 부호화 및 복호화함으로써, 좌우영상에 대한 비대칭적 크기로의 전환에 의하여 동일 부호화율에서 좌우영상이 서로 다른 정도의 화질로 복원되도록 하되, 이때 움직임 정보뿐만 아니라, 좌우영상 사이에 존재하는 변이 정보도 함께 고려하여 부호화함으로써, 부호화 효율을 향상시키기 위한 영상 부호화/복호화 장치 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 장치는, 영상 부호화 장치에 있어서, 동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하기 위한 전처리수단; 및 상기 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임의 영상 해상도를 갖는 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 시간상 전후에 존재하는 프레임의 제2 영상을 이용하여 움직임 예측에 의해 움직임을 보상하여 부호화하기 위한 부호화수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 장치는, 영상 부호화 장치에 있어서, 동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하기 위한 영상 전처리수단; 및 상기 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임의 영상 해상도를 갖는 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 상기 동일 프레임의 제1 영상을 이용하여 변이 예측에 의해 변이를 보상하여 부호화하기 위한 영상 부호화수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 제3 장치는, 영상 복호화 장치에 있어서, 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임내에서 각각 다른 크기의 영상 해상도를 갖는 부호화된 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 시간상 전후에 존재하는 프레임의 제2 영상을 이용하여 움직임 예측에 의해 움직임을 보상하여 복호화하기 위한 영상 복호화수단; 및 상기 움직임을 보상한 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하기 위한 영상 복원수단을 포함한다.
또한, 본 발명 제4 장치는, 영상 복호화 장치에 있어서, 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임내에서 각각 다른 크기의 영상 해상도를 갖는 부호화된 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 상기 동일 프레임의 제1 영상을 이용하여 변이 예측에 의해 변이를 보상하여 복호화하기 위한 영상 복호화수단; 및 상기 영상 복호화수단에서 보상한 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하기 위한 영상 복원수단을 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 방법은, 영상 부호화 장치에 적용되는 영상 부호화 방법에 있어서, 동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하는 제 1 단계; 동일 프레임내의 입력 제1 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제1 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제1 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제1 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하여 저장하는 제 4 단계; 상기 동일 프레임내의 입력 제2 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제2 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하는 제 5 단계; 상기 제 5 단계에서 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제2 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제2 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제2 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 6 단계; 및 상기 제 6 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 5 단계에서 움직임 보상한 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하여 저장하는 제 7 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 방법은, 영상 부호화 장치에 적용되는 영상 부호화 방법에 있어서, 동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하는 제 1 단계; 동일 프레임내의 입력 제1 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제1 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제1 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제1 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하여 저장하는 제 4 단계; 상기 동일 프레임내의 입력 제2 영상신호에 대하여, 동일 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 제1 영상의 해상도를 제2 영상과 동일하도록 전환한 다음, 상기 해상도를 전환한 제1 영상을 기반으로 제2 영상에 대한 변이 예측과 변이 보상을 수행하는 제 5 단계; 상기 제 5 단계에서 변이 보상한 신호와 상기 입력 제2 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제2 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제2 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 6 단계; 및 상기 제 6 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 5 단계에서 변이 보상한 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하여 저장하는 제 7 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제3 방법은, 영상 복호화 장치에 적용되는 영상 복호화 방법에 있어서, 부호화된 비트스트림을 입력받아, 양자화 및 이산여현변환(DCT)된 좌우영상 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하는 제 1 단계; 상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 입력받아, 움직임 보상된 신호를 구하는 제 2 단계; 역이산여현변환(IDCT)된 제1 영상신호와 움직임 보상된 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하는 제 3 단계; 상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제2 영상신호를 입력받아, 움직임 보상된 신호를 구하는 제 4 단계; 역이산여현변환(IDCT)된 제2 영상신호와 움직임 보상된 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하는 제 5 단계; 및 복원된 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하는 제 6 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제4 방법은, 영상복호화 장치에 적용되는 영상 복호화 방법에 있어서, 부호화된 비트스트림을 입력받아, 양자화 및 이산여현변환(DCT)된 좌우영상 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하는 제 1 단계; 상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 입력받아, 움직임 보상된 신호를 구하는 제 2 단계; 역이산여현변환(IDCT)된 제1 영상신호와 움직임 보상된 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하는 제 3 단계; 상기 비트스트림에 실린 변위 벡터와 동일 프레임의 복원 제1 영상신호를 입력받아, 제1 영상의 해상도를 제2 영상 해상도와 동일하도록 전환한 다음, 변이 보상된 신호를 구하는 제 4 단계; 역이산여현변환(IDCT)된 제2 영상신호와 변이 보상된 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하는 제 5 단계; 및 복원된 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하는 제 6 단계를 포함한다.
본 발명은 2차원 비디오 부호화에 보편적으로 사용되고 움직임 보상을 갖는 이산여현변환(DCT) 부호화 기술을 토대로 하여, 좌우영상을 비대칭 크기로 축소한 다음, 움직임 및 변이 보상을 수행하는 스테레오스코픽 비디오 부호화 및 복호화 기술에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 좌우영상을 갖는 스테레오스코픽 비디오에 대하여, 좌우 또는 상하로의 비대칭적 크기로의 축소에 의하여 좌우영상을 사이드-바이-사이드(Side-by-Side), 탑-다운(Top-Down)의 형태로 된 2차원 표준 영상으로 전환한 다음, 이 전환된 영상에 대하여 이산여현변환(DCT) 부호화 및 복호화를 수행한 후, 축소된 영상을 원 영상의 크기로 확대한다.
즉, 본 발명에서는 부호화 계산량을 줄이기 위하여 원 좌우영상의 크기를 수평 또는 수직 방향으로 비대칭적 크기로 축소하여, 하나의 영상으로 변환(한 프레임 영상으로 전환)하여 부호화를 수행하며, 복원(복호화)후에 축소된 영상을 원 영상의 크기로 확대 변환한다. 이때, 부호화시 시간 계위(Temporal Scalability)를 이용하여, 왼쪽 눈에 대한 이미지의 부호화에는 움직임 보상 및 이산여현변환(DCT) 기반 알고리즘을 이용하며, 오른쪽 눈에 대한 이미지의 부호화에서는 움직임과 변이(Disparity) 보상을 이용하여 이산여현변환(DCT) 기반 부호화를 수행한다.
따라서 본 발명은 좌우영상을 비대칭적 크기로 축소하여 사이드-바이-사이드(Side-by-Side), 탑-다운(Top-Down)의 형태로 된 2차원 표준 영상으로 전환한 다음 부호화하여, 동일 부호화율에서 좌우영상이 서로 다른 정도의 화질로 복원되도록 함으로써, 실제 인간이 입체영상을 감상할 때에는 보다 우수한 화질을 느낄 수 있도록 한다. 또한, 부호화 과정에서 움직임 정보뿐만 아니라, 좌우영상 사이에 존재하는 변이 정보도 함께 고려함으로써, 부호화 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 좌우영상이 동시에 디스플레이되는 편광방식의 디스플레이에 더욱 효율적이다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 움직임 및 변이 보상을 수행하는 영상 부호화 장치(즉, 스테레오스코픽 비디오의 부호화 장치)는, 동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을 단일 프레임내에 좌우영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하는 부호화 전처리부(10)와, 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임의 영상 해상도를 갖는 좌우영상에 대하여, 좌(우)영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 우(좌)영상을 시간상 전후에 존재하는 프레임의 우(좌)영상을 이용하여 움직임 예측에 의해 움직임을 보상하거나, 동일 프레임의 우(좌)영상을 동일 프레임의 좌(우)영상을 이용하여 변이 예측에 의해 변이를 보상하여 부호화하기 위한 부호화부(20)를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 움직임 및 변이 보상을 수행하는 영상 복호화 장치(즉, 스테레오스코픽 비디오의 복호화 장치)는, 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임내에서 각각 다른 크기의 영상 해상도를 갖는 부호화된 좌우영상에 대하여, 좌(우)영상의 움직임을 보상하고, 동일 프레임의 우(좌)영상을 시간상 전후에 존재하는 프레임의 우(좌)영상을 이용하여 움직임 예측에 의해 움직임을 보상하여 복호화하거나, 동일 프레임의 우(좌)영상을 상기 동일 프레임의 좌(우)영상을 이용하여 변이 예측에 의해 변이를 보상하여 복호화하기 위한 위한 복호화부(20)와, 보상된 좌우영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하기 위한 복호화 후처리부(30)를 포함한다.
부호화 전처리부(10)는 좌우 양안용의 2시점 영상을 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준영상의 단일영상으로 전환한다. 즉, 부호화 전처리부(10)는 도 2a에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 비대칭적 크기로 축소(decimation)하여 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 형태의 단일영상으로 전환하거나, 도 2b에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 비대칭적 크기로 축소하여 탑-다운(Top-Down) 형태의 단일영상으로 전환한다.
예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이 좌(우) 영상의 세로 크기(V)는 그대로 두고, 가로 크기(H)를 수평방향으로만 1/3 축소하고, 우(좌) 영상의 가로 크기(H)를 수평방향으로만 2/3 축소하여, 좌(우) 영상은 결국 가로방향으로만 1/3 축소된 "(2H/3)×V"가 되고, 우(좌) 영상은 결국 가로방향으로만 2/3 축소된 "(1H/3)×V"가 된다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 좌(우) 영상의 가로 크기(H)는 그대로 두고, 세로 크기(V)를 수직방향으로만 1/3 축소하고, 우(좌) 영상의 세로 크기(V)를 수직방향으로만 2/3 축소하여, 좌(우) 영상은 결국 세로방향으로만 1/3 축소된 "H×(2V/3)"가 되고, 우(좌) 영상은 결국 세로방향으로만 2/3 축소된 "H×(1V/3)"가 된다.
부호화/복호화부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 움직임 및 변이 보상을 갖는 스테레오 비디오 부호화/복호화 장치로서, 본 발명에서는 좌우영상이 한 프레임내에 함께 존재하는 단일영상에서 먼저 좌영상을 처리한 다음, 우영상을 처리한다. 좌영상은 움직임 정보만을 이용하여 부호화/복호화하며, 우영상은 움직임 정보 혹은 변이 정보를 이용하여 부호화/복호화한다. 하지만, 좌우영상에서, 우영상을 먼 저 처리한 다음, 좌영상을 처리할 수도 있음은 자명하다.
설명의 편의를 위하여, DCT 부호화부(31)에서의 부호화 과정을 도 3 및 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.
상기에서, 부호화 전처리부(10)를 통해 좌우 양안용의 2시점 영상을 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준영상의 단일영상으로 전환함을 시사한 바 있다(601). 즉, 부호화 전처리부(10)에서는 도 2a에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 비대칭적 크기로 축소(decimation)하여 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 형태의 단일영상으로 전환하거나, 도 2b에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 비대칭적 크기로 축소하여 탑-다운(Top-Down) 형태의 단일영상으로 전환한다.
이후, DCT 부호화부(31)는 부호화 전처리부(10)로부터 한 프레임으로 구성되는 좌우영상을 입력받아, 먼저 입력 좌영상 신호(수평 혹은 수직방향으로 비대칭 축소된 좌영상 신호)에 대하여 이미 이전의 시간에 처리되어 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 복원 좌영상 신호(즉, 이전 프레임의 복원 좌영상 신호)를 기준영상 신호로 사용하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행한다(602).
즉, 부호화측 움직임 및 변이 예측기(319)는 입력받은 좌영상 신호(수평 혹은 수직방향으로 비대칭 축소된 좌영상 신호)와 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 복원 좌영상 신호(즉, 이전 프레임의 복원 좌영상 신호)를 토대로, 움직임을 예측하여 움직임 벡터를 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)와 가변길이 부호화기(314)로 각각 출력한다. 여기서, 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)는 움직임 및 변이 예측기(319)로부터 입력된 움직임 벡터와 부호화측 프레임 메모리(321)로부터 입력받은 복원 좌영상 신호를 이용하여 움직임을 보상하고, 이 움직임 보상 신호를 2개의 합산기(311,317)로 각각 출력한다.
이후, 제1 합산기(311)는 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)에서 움직임 보상된 신호와 입력 좌영상 신호를 합산하여(603), 두 신호간의 차인 에러 영상 신호를 추출하고, 추출된 에러 영상 신호는 이산여현변환부(DCT)(312) 및 양자화기(Q)(313)에서 이산여현변환(DCT) 및 양자화(Q)된 후, 가변길이 부호화기(314)를 통해 가변길이 부호화된다(604). 따라서 가변길이 부호화기(314)는 양자화기(313)로부터 입력된 양자화된 신호와 부호화측 움직임 및 변이 예측기(319)에서 출력되는 움직임 벡터 신호를 비트스트림으로 부호화하여, DCT 복호화부(33)의 가변길이 복호화기(331)로 출력한다.
또한, 양자화기(313)에서 양자화된 신호는 역양자화기(IQ)(315) 및 역이산여현변환부(IDCT)(316)를 거쳐 역양자화(IQ) 및 역이산여현변환(IDCT)된 후(605), 제2 합산기(317)로 입력되며, 제2 합산기(317)에서는 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)로부터 입력되는 움직임 보상된 신호를 합하여 좌영상 신호를 복원하고, 복원된 좌영상 신호를 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장하여 둔다(606). 이 신호(복원된 좌영상 신호)는 다음 시간에 입력되는 좌영상(다음 프레임의 좌영상)의 부호화시 움직임 보상을 위한 기준영상으로, 혹은 우영상(동일 프레임의 우영상)의 변이 보상을 위한 기준영상으로 각각 이용된다.
한편, 입력받은 좌우영상 중, 우영상 신호(수평 혹은 수직방향으로 비대칭 축소된 우영상 신호)는 이미 이전의 시간에 처리되어 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 복원 우영상 신호(즉, 다른 시간에 처리된 이전 프레임의 복원 우영상 신호)를 기준영상 신호로 사용하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하거나, 같은 시간에 처리되어 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 복원 좌영상 신호(즉, 같은 시간에 처리된 동일 프레임의 복원 좌영상 신호)를 기준영상 신호로 사용하여 변이 예측과 변이 보상을 수행하여 부호화한다(607). 이때, 변이 예측 및 보상에 있어서, 좌우영상이 비대칭적 크기로 축소되어 좌우영상의 해상도가 다르므로, 변이 예측 및 보상을 위해서는 좌영상 해상도 조절기(318)에서 좌영상을 우영상과 같은 해상도가 되도록 크기를 전환해야 한다.
즉, 부호화측 움직임 및 변이 예측기(319)는 입력받은 우영상 신호와 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 동일 시간의 복원 좌영상 신호(즉, 동일 프레임의 복원 좌영상 신호)를 좌영상 해상도 조절기(318)로 입력하여, 좌영상의 해상도를 우영상과 동일하도록 전환한 다음, 이 영상을 토대로 부호화측 변이 예측을 하고, 변이 예측을 통하여 얻어진 변이 벡터를 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)로 출력하여 변이 보상을 수행한다. 또한, 이전 시간에 처리되어 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 복원 우영상 신호(즉, 이전 프레임의 복원 우영상 신호)를 부호화측 움직임 및 변이 예측기(319)로 입력하여, 움직임 예측을 통한 움직임 벡터를 구하여 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)로 출력하여 움직임 보상을 수행한다.
그러면, 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)는 변이 보상된 우영상 신호와 움직임 보상된 좌영상 신호 중 입력되는 원래의 우영상 신호와 차이가 적은 쪽의 보상 신호를 2개의 합산기(311,317)로 각각 출력한다.
이후, 제1 합산기(311)는 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)에서 움직임 혹은 변위 보상된 신호와 입력 우영상 신호를 합산하여(608), 두 신호간의 차인 에러 영상 신호를 추출하고, 추출된 에러 영상 신호는 이산여현변환부(DCT)(312) 및 양자화기(Q)(313)에서 이산여현변환(DCT) 및 양자화(Q)된 후, 가변길이 부호화기(314)를 통해 가변길이 부호화된다(609). 또한, 양자화기(313)에서 양자화된 신호는 역양자화기(IQ)(315) 및 역이산여현변환부(IDCT)(316)를 거쳐 역양자화(IQ) 및 역이산여현변환(IDCT)된 후, 제2 합산기(317)로 입력되며, 제2 합산기(317)에서는 역이산여현변환(IDCT)된 신호와 부호화측 움직임 및 변이 보상기(320)로부터 입력되는 움직임 혹은 변위 보상된 신호를 합하여 우영상 신호를 복원하고, 복원된 우영상 신호를 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장하여(610), 다음 시간에 입력되는 우영상(즉, 다음 프레임의 우영상)의 부호화시 움직임 보상을 위한 기준영상으로 이용한다.
이제, DCT 복호화부(33)에서의 복호화 과정을 도 3 및 도 7을 통해 살펴보기로 한다.
DCT 복호화부(33)에서 가변길이 복호화기(331)는 DCT 부호화부(31)의 가변길이 부호화기(314)로부터 비트스트림(움직임 벡터, 변이 벡터, 양자화 및 DCT된 한 프레임의 좌우영상 포함)을 입력받아(701), 움직임 또는 변이 벡터를 복호화측 움직임 및 변이 보상기(335)로 출력하고, 양자화 및 DCT된 한 프레임의 좌우영상 신호를 복호화측 역양자화기(IQ)(332)로 출력한다.
이때, 복호화측 역양자화기(332)는 DCT 부호화부(31)에서 양자화 및 DCT된 좌우영상 신호를 복호화함에 있어서, 먼저 좌영상 신호를 복호화한 다음, 우영상 신호를 복호화한다. 물론, 우영상 신호를 먼저 복호화하고, 다음에 좌영상 신호를 복호화할 수도 있음은 자명하다. 이렇게 복호화측 역양자화기(332)에서 역양자화된 좌우 영상신호는 역이산여현변환부(IDCT)(333)에 의해 역이산여현변환(IDCT)된다(702).
만약, 가변길이 복호화기(331)에서 출력되는 벡터가 움직임 벡터인 경우(703), 복호화측 움직임 및 변이 보상기(335)는 가변길이 복호화기(331)에서 출력되는 움직임 벡터와 복호화측 프레임 메모리(337)에 저장되어 있는 이전 시간의 복원 좌영상 신호(즉, 이전 프레임의 복원 좌영상 신호)를 입력받아, 움직임 보상된 신호를 구하여(704) 합산기(334)로 출력한다. 그러면, 합산기(334)는 복호화측 역이산여현변환부(IDCT)(333)에서 출력되는 신호와 복호화측 움직임 및 변이 보상기(335)로부터의 움직임 보상된 신호를 합하여 좌영상 신호를 복원하여(705), 좌영상 신호를 복호화측 프레임 메모리(337)에 저장하여 둔다. 이 신호(복원된 좌영상 신호)는 다음 시간에 처리될 좌영상(즉, 다음 프레임의 좌영상)의 복호화시 움직임 보상을 위한 기준영상으로, 혹은 우영상(동일 프레임의 우영상)의 복호화시 변이 보상을 위한 기준영상으로 각각 이용한다.
또한, 가변길이 복호화기(331)에서 출력되는 벡터가 움직임 벡터인 경우(703), 복호화측 움직임 및 변이 보상기(335)는 가변길이 복호화기(331)에서 출력되는 움직임 벡터와 복호화측 프레임 메모리(337)에 저장되어 있는 이전 시간의 복원 우영상 신호(즉, 이전 프레임의 복원 우영상 신호)를 입력받아, 움직임 보상된 신호를 구하여(704) 합산기(334)로 출력한다. 그러면, 합산기(334)는 복호화측 역이산여현변환부(IDCT)(333)에서 출력되는 신호와 복호화측 움직임 및 변이 보상기(335)로부터의 움직임 보상된 신호를 합하여 우영상 신호를 복원하여(705), 우영상 신호를 복호화측 프레임 메모리(337)에 저장하여 둔다. 이 신호(복원된 우영상 신호)는 다음 시간에 처리될 우영상(즉, 다음 프레임의 우영상)의 복호화시 움직임 보상을 위한 기준영상으로 이용한다.
한편, 가변길이 복호화기(331)에서 출력되는 벡터가 변이 벡터인 경우(703), 복호화측 움직임 및 변이 보상기(335)는 가변길이 복호화기(331)에서 출력되는 변이 벡터와 동일 프레임 처리시간에 처리되어 복호화측 프레임 메모리(337)에 저장되어 있는 복원 좌영상 신호(즉, 동일 프레임의 복원 좌영상 신호)를 입력받아, 변이 보상된 신호를 구하여(706) 합산기(334)로 출력한다. 이때, 복원 좌영상 신호는 좌(우)영상 해상도 조절기(336)를 통하여 좌영상의 해상도가 우영상 해상도와 동일하도록 전환된 다음, 변이 보상이 수행된다. 그러면, 합산기(334)는 복호화측 역이산여현변환부(IDCT)(333)에서 출력되는 신호와 복호화측 움직임 및 변이 보상기(335)로부터의 변이 보상된 신호를 합하여 우영상 신호를 복원하여(707), 우영상 신호를 복호화측 프레임 메모리(337)에 저장하여 둔다. 이 신호(복원된 우영상 신호)는 다음 시간에 처리될 우영상(즉, 다음 프레임의 우영상)의 복호화시 움직임 보상을 위한 기준영상으로 이용된다.
이렇게 DCT 복호화부(33)에서 복원된 좌우영상 신호는 복호화 후처리부(30)로 입력되어, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이 복호화 후처리부(30)에서 비대칭적 크기로 축소되어 있는 좌우영상을 원래 크기의 해상도로 확대하여 각각 별도의 영상으로 분리한다(708).
도 4a 는 복호화 후처리부(30)에서 비대칭적 수평방향 확대에 의해 한 프레임의 좌우영상이 2 프레임으로 복원되는 것을 보여준다. 즉, 도 4a에서는 복호화 후처리부(30)가 DCT 복호화부(33)를 통해 복호화된 한 프레임의 좌우영상 데이터를 수평방향의 비대칭적 보간(Interpolation)을 통하여 원 영상 크기로 확대한다.
도 4b 는 복호화 후처리부(30)에서 비대칭적 수직방향 확대에 의해 한 프레임의 좌우영상이 2 프레임으로 복원되는 것을 보여준다. 즉, 도 4b에서는 복호화 후처리부(30)가 DCT 복호화부(33)를 통해 복호화된 한 프레임의 좌우영상 데이터를 수직방향의 비대칭적 보간(Interpolation)을 통하여 원 영상 크기로 확대한다.
도 5a 및 5b 는 본 발명에 따른 상기 도 3의 DCT 부호화부에서의 움직임 및 변이 보상을 위한 예측 과정을 나타낸 일실시예 설명도이다. 이는 좌우 양안의 스테레오스코픽 비디오를 수직방향의 비대칭적 크기로의 축소에 의해 탑-다운(Top-Down) 형태의 영상으로 전환할 때의 움직임 및 변이 보상을 위한 영상의 예측에 관한 것으로, 수평방향의 비대칭적 크기로의 축소에 의해 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 형태의 영상으로 전환하는 경우에도 동일한 예측이 가능하다.
도 5a에서는, 제1 프레임의 좌영상 I-픽쳐는 움직임 예측과 보상없이 부호화하여, 부호화측 프레임 메모리(321)에 부호화한 좌영상 I-픽쳐를 복원하여 저장한다. 그 다음, 제1 프레임의 우영상 P-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 복원 좌영상 I-픽쳐를 기준영상으로 하여 변이 예측하여 구한 변이 벡터를 이용해, 변이 보상하여 부호화한다. 그리고 제1 프레임의 우영상 P-픽쳐를 복원하여 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장한다.
그리고 제4 프레임의 좌영상 P-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 제1 프레임의 복원 좌영상 I-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임을 예측하고 움직임 보상을 수행하여 부호화하고, 부호화된 제4 프레임의 좌영상 P-픽쳐를 복원하여 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장한다. 또한, 제4 프레임의 우영상 B-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 동일 시간상의 좌영상인 제4 프레임의 복원 좌영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 변이 예측 및 보상을 수행하고, 제1 프레임의 복원 우영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 보상을 수행하여, 움직임과 변이 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다.
그리고 제2 프레임 및 제3 프레임의 좌영상 B-픽쳐는 시간상 이전에 있는 제1 프레임의 복원 좌영상 I-픽쳐와 시간상 뒤에 있는 제4 프레임의 복원 좌영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 움직임 보상을 수행하여, 시간상 전후 2개의 움직임 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다.
한편, 제2 프레임의 우영상 B-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 제1 프레임의 복원 우영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 보상을 수행하고, 제2 프레임의 복원 좌영상 B-픽쳐를 기준영상으로 하여 변이 예측에 의한 변이 보상을 수행하여, 움직임과 변이 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다. 또한, 제3 프레임의 우영상 B-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 제1 프레임의 복원 우영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 보상을 수행하고, 제3 프레임의 복원 좌영상 B-픽쳐를 기준영상으로 하여 변이 예측에 의한 변이 보상을 수행하여, 움직임과 변이 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다.
도 5b는 상기 도 5a의 예측 방식과 유사하며, 차이점은 우영상의 움직임 보상을 위한 예측 방식에서 제3 프레임의 우영상 B-픽쳐가 다음 프레임, 즉 제4 프레임의 복원 우영상 B-픽쳐를 이용하여 에측하는 것이며, 이를 위하여 부호화측 프레임 메모리(321)에 제4 프레임의 부호화된 우영상 B-픽쳐를 복원하여 저장하여야 한다.
즉, 제1 프레임에서 좌영상 I-픽쳐는 움직임 보상없이 부호화하고, 부호화측 프레임 메모리(321)에 부호화된 좌영상 I-픽쳐를 복원하여 저장한다. 그 다음, 제1 프레임의 우영상 P-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 제1 프레임의 복원 좌영상 I-픽쳐를 기준영상으로 하여, 변이 예측하여 변이 보상을 수행한다. 그리고 제1 프레임의 우영상 P-픽쳐를 복원하여 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장한다.
다음, 제4 프레임의 좌영상 P-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 제1 프레임의 복원 좌영상 I-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임을 예측하고 움직임 보상을 수행하여 부호화하고, 부호화된 제4 프레임의 좌영상 P-픽쳐를 복원하여 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장한다. 또한, 제4 프레임의 우영상 B-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 동일 시간상의 좌영상인 제4 프레임의 복원 좌영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 변이 예측 및 보상을 수행하고, 제1 프레임의 복원 우영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 보상을 수행하여, 움직임과 변이 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다.
제2 프레임 및 제3 프레임의 좌영상 B-픽쳐는 시간상 이전에 있는 제1 프레임의 복원 좌영상 I-픽쳐와 시간상 뒤에 있는 제4 프레임의 복원 좌영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 움직임 보상을 수행하여, 시간상 전후 2개의 움직임 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다.
한편, 제2 프레임의 우영상 B-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 제1 프레임의 복원 우영상 P-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 보상을 수행하고, 제2 프레임의 복원 좌영상 B-픽쳐를 기준영상으로 하여 변이 예측에 의한 변이 보상을 수행하여, 움직임과 변이 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다. 또한, 제3 프레임의 우영상 B-픽쳐는 부호화측 프레임 메모리(321)에 저장되어 있는 제4 프레임의 복원 우영상 B-픽쳐를 기준영상으로 하여 움직임 예측 및 보상을 수행하고, 제3 프레임의 복원 좌영상 B-픽쳐를 기준영상으로 하여 변이 예측에 의한 변이 보상을 수행하여, 움직임과 변이 보상된 영상 중 원 영상과의 에러가 작은 쪽의 데이터를 부호화한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 좌우영상에 대한 비대칭적 크기로의 전환에 의하여 동일 부호화율에서 좌우영상이 서로 다른 정도의 화질로 복원되도록 함으로써, 실제 인간이 입체영상을 감상할 때에는 보다 우수한 화질을 느낄 수 있도록 하고, 기존의 2차원 비디오 부호화 방식인 엠펙-2(MPEG-2)/엠펙-4(MPEG-4)/AVC(Advanced Video Coding)와의 호환성이 용이하며, 움직임 정보뿐만 아니라 좌우영상 사이에 존재하는 변이정보도 함께 고려하여 부호화함으로써 부호화 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (21)
- 영상 부호화 장치에 있어서,동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하기 위한 전처리수단; 및상기 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임의 영상 해상도를 갖는 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 시간상 전후에 존재하는 프레임의 제2 영상을 이용하여 움직임 예측에 의해 움직임을 보상하여 부호화하기 위한 부호화수단을 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 영상 부호화수단은,입력 제1 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 제1 움직임 보상을 수행하고,상기 제1 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제1 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제1 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제1 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 제1 양자화, 및 가변길이 부호화하고,상기 제1 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제1 움직임 보상한 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하여 저장하며,입력 제2 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제2 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 제2 움직임 보상을 수행하고,상기 제2 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제2 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제2 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제2 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 제2 양자화, 및 가변길이 부호화하고,상기 제2 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제2 움직임 보상한 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하여 저장하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 장치.
- 영상 부호화 장치에 있어서,동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하기 위한 영상 전처리수단; 및상기 비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임의 영상 해상도를 갖는 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 상기 동일 프레임의 제1 영상을 이용하여 변이 예측에 의해 변이를 보상하여 부호화하기 위한 영상 부호화수단을 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 영상 부호화수단은,입력 제1 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하고,상기 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제1 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제1 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제1 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 제1 양자화, 및 가변길이 부호화하고,상기 제1 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 움직임 보상한 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하여 저장하며,입력 제2 영상신호에 대하여, 동일 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 제1 영상의 해상도를 제2 영상과 동일하도록 전환한 다음, 상기 해상도를 전환한 제1 영상을 기반으로 제2 영상에 대한 변이 예측과 변이 보상을 수행하고,상기 변이 보상한 신호와 상기 입력 제2 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제2 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제2 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 제2 양자화, 및 가변길이 부호화하고,상기 제2 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 변이 보상한 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하여 저장하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 영상 전처리수단은,동일 시간상에 좌우 2시점 영상의 프레임으로 구성되는 스테레오스코픽 비디오에 대하여 수평 혹은 수직방향의 비대칭적 크기로의 축소에 의하여 한 프레임내에 좌우영상이 포함되도록 전환하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 영상 전처리수단은,좌우영상에 대하여 서로 다른 해상도를 갖도록 수평 방향으로 비대칭적 크기로 축소(decimation)하여 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 형태의 단일영상으로 전환하거나, 수직 방향으로 비대칭적 크기로 축소하여 탑-다운(Top-Down) 형태의 단일영상으로 전환하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 장치.
- 삭제
- 영상 복호화 장치에 있어서,비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임내에서 각각 다른 크기의 영상 해상도를 갖는 부호화된 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 시간상 전후에 존재하는 프레임의 제2 영상을 이용하여 움직임 예측에 의해 움직임을 보상하여 복호화하기 위한 영상 복호화수단; 및상기 움직임을 보상한 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하기 위한 영상 복원수단을 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 부호화된 제1 및 제2 영상은,동일 시간상에 좌우 2시점 영상의 프레임으로 구성되는 스테레오스코픽 비디오에 대하여 수평 혹은 수직방향의 비대칭적 축소에 의하여 한 프레임내에 좌우영상이 포함되도록 전환되어 움직임 보상된 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 제1 및 제2 영상은,좌우영상에 대하여 서로 다른 해상도를 갖도록 수평 방향으로 비대칭적 크기로 축소(decimation)되어 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 형태의 단일영상으로 전환되거나, 수직 방향으로 비대칭적 크기로 축소되어 탑-다운(Top-Down) 형태의 단일영상으로 전환된 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 영상 복호화수단은,부호화된 비트스트림을 입력받아, 양자화 및 이산여현변환(DCT)된 좌우영상 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하고,상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 이용하여 제1 움직임 보상 신호를 구하고,상기 역이산여현변환(IDCT)한 제1 영상신호와 상기 제1 움직임 보상 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하며,상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제2 영상신호를 이용하여 제2 움직임 보상 신호를 구하고,상기 역이산여현변환(IDCT)한 제2 영상신호와 상기 제2 움직임 보상 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 영상 복호화 장치에 있어서,비대칭적 크기로 축소 전환되어 한 프레임내에서 각각 다른 크기의 영상 해상도를 갖는 부호화된 제1 및 제2 영상에 대하여, 제1 영상을 움직임 보상하고, 동일 프레임의 제2 영상을 상기 동일 프레임의 제1 영상을 이용하여 변이 예측에 의해 변이를 보상하여 복호화하기 위한 영상 복호화수단; 및상기 영상 복호화수단에서 보상한 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하기 위한 영상 복원수단을 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 부호화된 제1 및 제2 영상은,동일 시간상에 좌우 2시점 영상의 프레임으로 구성되는 스테레오스코픽 비디오에 대하여 수평 혹은 수직방향의 비대칭적 축소에 의하여 한 프레임내에 좌우영상이 포함되도록 전환되어 상기 제1 영상이 움직임 보상되고 상기 제2 영상이 변이 보상된 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 제1 및 제2 영상은,좌우영상에 대하여 서로 다른 해상도를 갖도록 수평 방향으로 비대칭적 크기로 축소(decimation)되어 사이드-바이-사이드(Side-by-Side) 형태의 단일영상으로 전환되거나, 수직 방향으로 비대칭적 크기로 축소되어 탑-다운(Top-Down) 형태의 단일영상으로 전환된 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 영상 복호화수단은,부호화된 비트스트림을 입력받아, 양자화 및 이산여현변환(DCT)된 좌우영상 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하고,상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 이용하여 움직임 보상 신호를 구하고,상기 역이산여현변환(IDCT)한 제1 영상신호와 상기 구한 움직임 보상 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하며,상기 비트스트림에 실린 변위 벡터와 동일 프레임의 복원 제1 영상신호를 입력받아, 제1 영상의 해상도를 제2 영상 해상도와 동일하도록 전환한 다음, 변이 보상 신호를 구하고,상기 역이산여현변환(IDCT)한 제2 영상신호와 상기 구한 변이 보상 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
- 영상 부호화 장치에 적용되는 영상 부호화 방법에 있어서,동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하는 제 1 단계;동일 프레임내의 입력 제1 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하는 제 2 단계;상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제1 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제1 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제1 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 3 단계;상기 제 3 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하여 저장하는 제 4 단계;상기 동일 프레임내의 입력 제2 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제2 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하는 제 5 단계;상기 제 5 단계에서 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제2 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제2 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제2 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 6 단계; 및상기 제 6 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 5 단계에서 움직임 보상한 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하여 저장하는 제 7 단계를 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 방법.
- 영상 부호화 장치에 적용되는 영상 부호화 방법에 있어서,동일시간 상에서 좌우측 2 프레임 영상으로 구성되는 스테레오스코픽 영상을, 단일 프레임내에서 제1 및 제2 영상이 각각 다른 크기의 해상도를 갖도록, 비대칭적 크기로 축소하여 2차원 표준 영상으로 전환하는 제 1 단계;동일 프레임내의 입력 제1 영상신호에 대하여, 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 움직임 예측과 움직임 보상을 수행하는 제 2 단계;상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호와 상기 입력 제1 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제1 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제1 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 3 단계;상기 제 3 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 2 단계에서 움직임 보상한 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하여 저장하는 제 4 단계;상기 동일 프레임내의 입력 제2 영상신호에 대하여, 동일 프레임의 복원 제1 영상신호를 기준영상 신호로 하여 제1 영상의 해상도를 제2 영상과 동일하도록 전환한 다음, 상기 해상도를 전환한 제1 영상을 기반으로 제2 영상에 대한 변이 예측과 변이 보상을 수행하는 제 5 단계;상기 제 5 단계에서 변이 보상한 신호와 상기 입력 제2 영상신호를 합산하여, 두 신호간의 차인 제2 에러 영상신호를 추출하여, 상기 추출한 제2 에러 영상신호를 이산여현변환(DCT), 양자화, 및 가변길이 부호화하는 제 6 단계; 및상기 제 6 단계에서 양자화한 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하여, 상기 제 5 단계에서 변이 보상한 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하여 저장하는 제 7 단계를 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 방법.
- 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,상기 제 1 단계는,좌우영상에 대하여 서로 다른 해상도를 갖도록 수평 혹은 수직 방향으로 축소하여 한 프레임의 영상 해상도로 전환하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 부호화 방법.
- 영상 복호화 장치에 적용되는 영상 복호화 방법에 있어서,부호화된 비트스트림을 입력받아, 양자화 및 이산여현변환(DCT)된 좌우영상 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하는 제 1 단계;상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 이용하여 제1 움직임 보상 신호를 구하는 제 2 단계;상기 역이산여현변환(IDCT)한 제1 영상신호와 상기 구한 제1 움직임 보상 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하는 제 3 단계;상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제2 영상신호를 이용하여 제2 움직임 보상 신호를 구하는 제 4 단계;상기 역이산여현변환(IDCT)한 제2 영상신호와 상기 구한 제2 움직임 보상 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하는 제 5 단계; 및상기 복원한 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하는 제 6 단계를 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
- 영상 복호화 장치에 적용되는 영상 복호화 방법에 있어서,부호화된 비트스트림을 입력받아, 양자화 및 이산여현변환(DCT)된 좌우영상 신호를 역양자화 및 역이산여현변환(IDCT)하는 제 1 단계;상기 비트스트림에 실린 움직임 벡터와 이전 프레임의 복원 제1 영상신호를 이용하여 움직임 보상 신호를 구하는 제 2 단계;상기 역이산여현변환(IDCT)한 제1 영상신호와 상기 구한 움직임 보상 신호를 합하여 제1 영상신호를 복원하는 제 3 단계;상기 비트스트림에 실린 변위 벡터와 동일 프레임의 복원 제1 영상신호를 입력받아, 제1 영상의 해상도를 제2 영상 해상도와 동일하도록 전환한 다음, 변이 보상 신호를 구하는 제 4 단계;상기 역이산여현변환(IDCT)한 제2 영상신호와 상기 구한 변이 보상 신호를 합하여 제2 영상신호를 복원하는 제 5 단계; 및상기 복원한 제1 및 제2 영상을 원래 해상도로 확대하여 좌우 2프레임의 영상으로 복원하는 제 6 단계를 포함하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
- 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,상기 제 6 단계는,상기 복원한 수평 혹은 수직방향의 비대칭 축소된 좌우영상을 각각 원래 해상도의 2 프레임 영상으로 변환하도록 수평 혹은 수직 방향으로 확대하여 2 프레임의 영상으로 전환하는 것을 특징으로 하는 좌우영상의 비대칭적 크기로의 축소에 의한 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
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