KR100764345B1 - 이동통신망에서의 동영상 화질 개선 방법 및 이를 구현하는장치 - Google Patents

Abstract

이동통신단말기에서 재생되는 동영상의 화질을 개선하는 방법 및 이를 구현하는 장치가 제공된다. 이와 같은 화질 개선 장치는 입력된 동영상의 화면 전체 영역에 대하여 1차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 전처리부 및 상기 전처리를 거친 동영상의 특정 관심 영역에 대하여 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 ROI(Region Of Interest)필터를 포함하여 이루어지며, 상기 입력된 동영상이 소정의 비디오 규격으로 인코딩되어 있는 경우 이를 해당 비디오 규격에 따라 디코딩하여 상기 전처리부에 전달하는 디코더(Decoder)가 더 포함될 수 있다. 본 발명에 의하면 이동통신망의 특성상 저화질의 동영상이 전송되더라도 원하는 주요 부분만을 집중적으로 보정함으로써 상대적으로 고화질의 동영상인 것 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.

이동통신단말기, H.263, MPEG, ROI 필터, deblocking, edge, contrast

Description

이동통신망에서의 동영상 화질 개선 방법 및 이를 구현하는 장치 {Method of enhancing video quality of movie file in mobile communication network and apparatus implementing the same}

도 1은 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치의 내부 구성 블럭도.

도 2(a)는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치의 디블록킹 필터에서 디블록킹 영역을 결정하기 위한 알고리즘을 도시한 플로우챠트.

도 2(b)는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치의 디블록킹 필터를 거친 영상에 있어서 블록 경계에서의 픽셀값 추이를 도시한 그래프.

도 3(a) 내지 3(c)는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치의 엣지개선 필터에서 고주파 성분의 추출에 필요한 대역별 필터링 결과를 도시한 그래프.

도 3(d)는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치의 엣지개선 필터를 거친 영상의 고주파 영역 픽셀값 도시한 그래프.

도 4(a) 내지 4(b)는 각각 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치의 명암개선 필터를 거치기 전과 거친 후의 영상 히스토그램.

도 5는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 방법의 각 단계를 순차적으로 도시한 플로우챠트.

도 6은 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 방법이 이동통신망의 동영상 링백톤(RBT) 서비스에 적용되는 경우의 이동통신 시스템 구성도.

도 7은 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 방법이 이동통신망의 부재중 동영상 메시지 서비스(VMS)에 적용되는 경우의 이동통신 시스템 구성도.

본 발명은 이동통신단말기에서 재생되는 동영상의 화질을 개선하는 방법 및 이를 구현하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입력된 동영상의 화면 전체 영역에 대하여 1차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 전처리부 및 상기 전처리를 거친 동영상의 특정 관심 영역에 대하여 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 ROI(Region Of Interest)필터를 포함하여 이루어지는 동영상 화질 개선 장치에 관한 것이다.

현재 동영상의 압축/해제를 위해 여러 종류의 코덱(Codec : encoder/decoder의 준 합성어)이 사용되고 있는데, 이러한 코덱은 동영상 데이터를 보다 적은 양의 데이터로 압축하여 저장 공간 또는 네트워크상에서의 부하를 줄이기 위하여 사용된다. 코덱의 종류로는 MPEG, H.26x, AVI, RM 등 많은 종류가 존재하며, 이 중 3G 이동통신 표준을 제정하는 3GPP 또는 3GPP2에서는 국제 표준기구(ISO 또는 ITU-T)에서 정의한, H.263, MPEG4-visual 및 H.264(AVC)를 채택하였는데 이 중에서 이동통 신망에서의 통신 등과 같은 실시간 통신을 위하여 가장 많이 쓰이는 코덱은 H.263이다.

H.263은 매우 낮은 비트율로 데이터를 압축하는 ITU-T의 권고안이다. H.263은 기본적으로 기존 권고안인 H.261을 바탕으로 하며, 프레임간의 예측을 통한 시간적 중복성과, DCT (Discrete Cosine Transform)을 이용한 공간적 중복성을 최대한 제거하는 복합 (hybrid) 압축 방법을 채택하고 있다. H.263방식으로 압축을 행한 동영상의 경우 기존 음성 트렁크에서 서비스 가능한 43kbps와 같은 낮은 비트레이트(bitrate)에서는 화질이 매우 좋지 않은 것을 확인하였다. 이는 H.263의 경우 실시간 인코딩을 목적으로 하여 제작된 것이 원인이며 특히 낮은 bitrate일 경우 그 정도가 더 심해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이동통신단말기로 전송되는 저화질의 동영상 파일에 있어서 화면의 특정 부분에 대하여 집중적으로 원본에 가깝게 복구하는 보정을 가함으로써 최종적인 이동통신단말기의 사용자가 고화질의 동영상으로 느낄 수 있도록 하는 수단 내지 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 특정 부분의 보정을 실시하기에 앞서 동영상 화면 전체에 대한 전반적인 보정을 수행하는 전처리 수단을 제공함으로써 화질 개선의 효과를 배가시키는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신망의 규격에 따라 인코딩된 채로 입력된 동영상과 원본인 채로 입력된 동영상을 구분하되 전자(前者)에 대해서만 일시적인 디코딩 과정을 거치도록 함으로써 보정 효율을 높이도록 하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동통신망에서의 동영상 화질을 개선하기 위한 장치에 관한 것으로서, 입력된 동영상의 화면 전체 영역에 대하여 1차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 전처리부 및 상기 전처리를 거친 동영상의 특정 관심 영역에 대하여 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 ROI(Region Of Interest)필터를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 입력된 동영상이 소정의 비디오 규격으로 인코딩되어 있는 경우 이를 해당 비디오 규격에 따라 디코딩하여 상기 전처리부에 전달하는 디코더(Decoder)가 더 포함될 수 있다.

여기서, 상기 ROI필터는 입력받은 동영상을 H.263 표준에 따라 인코딩하되, 해당 동영상에 있어서 관심 영역과 비관심 영역에 대한 양자화 계수를 서로 달리하여 인코딩함으로써 필터링을 수행할 수 있다.

또한, 상기 전처리부는 동영상 화면에 블록단위로 발생하는 경계를 보정하기 위한 디블록킹필터, 동영상 화면을 구성하는 각 이미지들의 경계가 명확해지도록 보정하기 위한 엣지개선필터 및 동영상 화면의 명도가 증가되도록 보정하기 위한 명암개선필터 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이때 인코딩되지 않은 원본 동영상이 입력되는 경우라면 상기 전처리부의 엣지개선필터, 명암개선필터 또는 상기 ROI필터 중에서 선택된 어느 하나로 입력될 수 있다.

한편, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동통신망에서의 동영상 화질을 개선하기 위한 방법에 관한 것으로서, 입력된 동영상 화면의 전체 영역에 대하여 1차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 전처리 단계 및 해당 동영상의 특정 관심 영역에 대하여 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 ROI(Region Of Interest)필터링 단계를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 전처리 단계 이전에는 상기 입력된 동영상이 소정의 비디오 규격으로 인코딩되어 있는 경우 이를 해당 비디오 규격에 따라 디코딩하는 디코딩 단계가 더 포함될 수 있다.

여기서, 상기 ROI필터링 단계는 입력받은 동영상을 H.263 표준에 따라 인코딩하되, 해당 동영상에 있어서 관심 영역과 비관심 영역에 대한 양자화 계수를 서로 달리하여 인코딩함으로써 필터링을 수행하는 것일 수 있다.

또한, 상기 전처리 단계는 동영상 화면에 블록단위로 발생하는 경계를 보정하는 디블록킹 필터링 단계, 동영상 화면을 구성하는 각 이미지들의 경계가 명확해지도록 보정하는 엣지개선 필터링 단계 및 동영상 화면의 명도가 증가되도록 보정하는 명암개선 필터링 단계중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어진다.

한편,인코딩되지 않은 원본 동영상이 입력되는 경우, 상기 전처리 단계의 엣지개선 단계, 명암개선 단계 또는 상기 ROI필터링 단계 중에서 선택된 어느 하나에서부터 수행될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치(100)의 내부 구성을 도시하는 블럭도이다. 이와 같은 화질 개선 장치(100)는 크게 전처리부(120)와 ROI(Region Of Interest) 필터(130)를 포함하여 이루어지며, 여기에 선택적으로 디코더(110) 가 더 추가될 수 있다.

한편, 디코더(Decoder)(110)는 당해 동영상 화질 개선 장치에 입력되는 동영상이 H.263 또는 MPEG 등과 같은 소정의 비디오 규격으로 인코딩되어 있는 경우, 입력 동영상에 본 발명에 의한 화질 개선 프로세스를 적용하기에 앞서서 입력 동영상을 디코딩하는 역할을 담당한다. 물론, 입력되는 동영상이 인코딩되지 않은 상태인 원본 동영상인 경우라면 이와 같은 디코더(110)를 거칠 필요가 없다.

전처리부(120)는 온라인상의 이동통신망 또는 오프라인상의 기록매체를 통해 입력된 동영상의 화면 전체 영역에 대해 1차적인 화질 개선 프로세스를 수행한다.

본 발명에서의 입력 동영상은 휴대폰이나 유선 화상 단말기 등에 의해서 한 번 인코딩되어 압축된 동영상 파일이거나 인코딩 이전의 원본 동영상 파일이다. 이 중에서 인코딩된 파일은 이미 영상에 관한 정보가 상당 부분 손실되어 있는데 대표 적으로는 압축으로 인해 이미지에 블록 단위의 경계가 발생하는 현상, 이미지의 경계부분이 뿌옇게 흐려지는 현상, 색상이 손상되어 명도가 떨어지는 현상 등을 들 수 있다. 전처리부(120)는 본 발명에 있어서 화질 개선을 위한 주요 단계인 ROI 필터링를 행하기에 앞서서 상기 압축으로 인해 손실된 영상을 최대한 원본에 가깝도록 보정하는 역할을 담당한다.

본 실시예에서는 이러한 전처리 프로세스로서 디블록킹 필터링, 엣지개선 필터링, 명암개선 필터링을 순차적으로 거치도록 하고 있으며, 이들 각각의 프로세스를 구현하기 위한 구성으로 디블록킹 필터(Deblocking Filter)(121), 엣지개선 필터(Edge Enhancement Filter)(122), 명암개선 필터(Contrast Enhancement Filter)(133)를 제공하고 있다. 여기서, 상기 3개의 프로세스 모두를 반드시 채택해야 하는 것은 아니며 설계자에 따라 필요한 프로세스만을 선택할 수도 있다. 또한, 이와 같은 전처리 프로세스로 반드시 상기 3개 종류의 필터링 프로세스에 한하는 것은 아니며 상기 프로세스 중 일부를 동영상의 전체 화면에 대한 종래의 각종 화질 개선 프로세스로 대체하거나 여기에 더 추가할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 자명하다.

디블록킹 필터(121)는 동영상 화면에 블록단위로 경계가 생기는 것을 보정해 주는 역할을 담당한다.

이동통신망에서 이용되는 H.263 또는 MPEG 등의 동영상 인코딩(압축) 알고리즘은 속도 향상을 위해 하나의 화면(또는 픽처)을 다수의 블록으로 구분하여 처리 하는데, H.263 QCIF의 경우 176x144 픽셀이 한 화면을 이루며 이것을 16x16단위로 블록화한다. 이와 같은 블록 단위 압축처리로 인하여 차후 디코딩 처리를 통해 동영상을 재생해보면 블록 단위로 영상에 경계가 생기는 것을 볼 수 있다. 디블록킹 필터(131)는 그와 같은 경계를 없애기 위해 블록간에 저역통과 필터(Low Pass Filter)를 적용한다. 그러나 블록 안에서 실제 엣지 부분을 저역통과 필터링(Low Pass Filtering)하면 이미지가 전체적으로 흐려지는 현상이 일어날 수 있기 때문에 저역통과필터링은 선별적으로 수행되어야 한다. 따라서 각 블록에서 엣지가 있는 부분을 찾아내고 에지가 적용되지 않은 부분까지만 저역통과필터를 적용한다.

본 발명에서의 디블록킹 프로세스는 두 파트로 나누어 수행된다.

첫번째 파트는 블록 내에서 디블록킹 필터가 동작하는 영역인 run 을 결정하는 단계로서 이에 대한 알고리즘이 도 2(a)의 플로우챠트에 도시되어 있다. 여기서 right_run[i]는 i번째 블록에서의 오른쪽 run값을 의미하며, right[j]는 해당 블록에서 오른쪽으로 j번 째 픽셀값을 의미한다. j값이 8을 넘어서는 안 되는 이유는 최종 이미지 처리 단위인 블록이 8x8므로 그 이상 넘어가면 다음 블록까지 영향을 미치게 되기 때문이다. alpha값은 이미지에서 에지라고 생각되는 값의 Threshold값이다. 블록을 경계로 상기와 같은 검출작업을 통해 right_run, left_run, top_run, bottom_run 을 모든 블록 경계마다 얻은 후 이를 통해 디블록킹 수행 영역을 결정한다.

디블록킹의 두 번째 파트는 상기와 같은 알고리즘에 의해 결정된 영역에 대해 저역통과 필터링을 수행하는 단계이다. 이를 위해 아래와 같은 수식의 사인파형 필터(sine waveform filter)를 사용한다.

수학식 1에서 Mean 은 블록 경계 사이의 두 픽셀값의 평균을 의미하고 Amplitude 는 Mean과 디블록킹 영역의 boundary 값의 차이, 즉 적용할 사인파형 필터의 크기를 의미한다. 변수 t는 블록간의 경계를 중심으로 픽셀의 위치를 나타낸다. 위와 같은 필터를 각 블록마다 수평/수직 방향으로 적용하여 블록킹 현상을 제거한다. 참고로 도 2(b)는 디블록킹 필터를 거친 영상에 있어서 블록 경계에서의 픽셀값 추이를 도시하고 있으며, 여기서 흰색 포인트는 디코딩된 입력 이미지의 픽셀값이고, 검정색 포인트는 디블록킹 필터를 거친 후의 픽셀값을 가리킨다. 흑백 이미지에 있어서 픽셀값 0은 검정색을 그리고 픽셀값 255는 흰색을 의미한다. 도 2(b)에서 블록간의 경계를 기준으로 입력 이미지(흰색 포인트의 추이)는 경계가 생겼지만, 디블록킹 필터를 거친 출력 이미지(검은색 포인트의 추이)는 경계가 부드럽게 이어짐을 알 수 있다.

다음으로, 엣지개선필터(122)는 동영상 화면을 구성하는 각 이미지들의 경계가 명확해지도록 보정하는 역할을 담당한다.

H.263은 손실 압축기법을 이용하는데, 손실 압축 기법이란 이미지의 픽셀 정보를 주파수로 변환하여 사람의 눈에 큰 영향을 미치지 않는 고주파를 제거하여 용량을 줄이는 기법을 말한다. 이렇게 되면 용량은 줄지만 이미지의 경계 부분이 흐려지는 현상이 나타나게 되는데 엣지개선필터(122)는 이와 같은 이유로 손상된 부분을 원상에 가깝게 복원한다. 이와 같이 엣지 부분이 뚜렷하게 되면 사람의 눈에는 보다 선명하게 보이므로 주관적으로 화질이 개선되는 효과를 기대할 수 있다.

본 실시예에서는 엣지개선을 위하여 언샤프 마스킹(Unsharp masking) 기법을 사용한다. 이 기법은 경계 부분의 선명도를 증가시키기 위하여 다음과 같은 수식을 적용한다.

수학식 2에서 v(m,n)은 엣지가 개선된 후의 신호이고, u(m,n)은 입력 신호, g(m,n)은 영상의 좌표 (m,n)에서 구해진 고주파 성분 그리고 λ는 경계 부분을 얼마나 강화시킬 것인지 결정해주는 상수이다. Unsharp masking 기법은 수학식 2처럼 입력 신호에 고주파 성분을 더함으로써 영상에서의 경계 부분을 강화하는 알고리즘 이다. 여기서 g(m,n)은 다음과 같이 구해진다.

일반적으로 신호 처리 과정에서 저주파 성분은 신호의 평균을 통하여 구하고 고주파 성분은 현 픽셀 값에서 저주파 성분을 제거함으로써 얻어진다. 수학식 3에서 살펴보면 g(m,n)은 (m,n)의 위치에서 입력 신호에서의 저주파 성분을 뺀 값으로서 결국 고주파 성분을 구한 것과 같다.

도 3(a) 내지 3(c)는 위에서 살펴본 알고리즘을 통해 비교적 간단한 신호인 일차원 신호에 대한 고주파 성분 g(m,n)을 추출하는 과정을 도시하고 있고, 도 3(d)는 도 3(a) 내지 3(c)에서 구해진 고주파 성분을 입력 신호에 더함으로써 최종적으로 경계에서의 엣지값이 강조된 결과를 보여준다.

전처리부(120)의 마지막 구성인 명암개선필터(123)는 동영상 화면의 명도가 증가하도록 보정하는 역할을 담당한다.

본 발명에서 화질 개선하고자 하는 대상의 디코딩된 동영상은 일반적으로 명암이 낮은 상태이므로 이를 증가시키기 위한 알고리즘으로 자동 히스토그램 워핑(automatic histogram warping) 기법을 적용한다. 자동 히스토그램 워핑 기법은 영 상의 히스토그램이 특정 부분에 집중되어 있을 때, 이 부분이 전체 범위에 골고루 분포할 수 있도록 워핑해 준다. 히스토그램이 집중되어 있는 부분이 여러 곳일 수도 있으므로 이 경우도 자동으로 발견하여 골고루 분포할 수 있도록 한다. 도 4(a)에서 도시하는 입력 영상의 히스토그램은 특정 부분에 픽셀들이 집중되어 있는 경우를 보여준다. 이를 자동 히스토그램 워핑 기법을 이용하여 처리하면 도 4(b)의 히스토그램에서 확인할 수 있듯이 픽셀들이 보다 더 넓은 영역에 분포되는 것을 알 수 있다.

다음으로, ROI(Region Of Interest) 필터(130)는 동영상의 특정 관심 영역에 대하여 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 역할을 담당하며, 구체적으로는 입력받은 동영상을 H.263 표준에 따라 인코딩하되, 해당 동영상에 있어서 관심 영역과 비관심 영역에 대한 양자화 계수를 서로 달리하여 인코딩함으로써 필터링을 수행한다.

일반적으로 사람이 동영상을 볼 때에는 화면 전체에 대해 집중하기보다 어떠한 특정 부분만을 집중해서 보는 경향이 있다. 예를 들어 영상 편지를 보낼 때 송신자는 카메라를 보고 말을 하게 될 것이며, 수신자는 송신자의 얼굴을 집중해서 보게 될 것이다. 이때 이미지 해상도가 전체적으로 일정한 것보다는 배경의 해상도가 떨어진다고 해도 얼굴의 해상도가 높게 되면 주관적으로 볼 때는 화질이 향상되었다고 느끼게 된다.

따라서, ROI 필터(130)는 비관심 영역보다 관심 영역에 더 많은 비트량을 할당하는 원리를 이용하며, 구체적으로는 ROI 영역과 비ROI 영역에 대해 서로 다른 양자화 계수를 할당하는 방식으로 구현된다. 이를 위해 ROI 필터(130)는 ROI 영역을 구분하는 ROI결정 알고리즘과, ROI 영역과 비ROI 영역에 대해 각각의 양자화 계수를 할당하는 비트율 제어 알고리즘으로 구성된다. 참고로 양자화 계수가 크면 압축률은 높아지는 반면 화질은 떨어지게 되고 양자화 계수가 작으면 압축률은 낮아지는 반면 화질은 좋아지는 특징이 있다.

이제, 위와 같은 구성을 가지는 화질 개선 장치를 이용하여 이동통신망에서 입력된 동영상의 화질을 보정하는 방법에 대해 살펴보기로 한다. 참고로 도 5는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 방법의 각 단계를 순차적으로 도시하고 있다.

이동통신망으로부터 화질 개선 장치에 동영상이 입력되는 경우, 해당 동영상이 H.263, MPEG 등과 같은 비디오 규격으로 인코딩되어 있는 경우에 한하여(S501) 디코더로 입력된다.

디코더는 해당 비디오 규격에 따라 해당 동영상을 디코딩하여 이후의 전처리 프로세스 및 ROI 보정 프로세스가 원활하게 수행될 수 있도록 처리한 이후에 전처리부로 전송한다(S503).

전처리부는 동영상 화면의 전체 영역에 대하여 1차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는데, 구체적으로는 동영상 화면에 블록단위로 발생하는 경계를 보정하는 디블록킹 필터링 프로세스(S505), 동영상 화면을 구성하는 각 이미지들의 경계가 명확해지도록 보정하는 엣지개선 필터링 프로세스(S507) 및 동영상 화면의 명도가 증가하도록 보정하는 명암개선 필터링 프로세스(S509)를 수행한다. 이때, 각 프 로세스 단계에서는 입력되는 동영상을 분석하여 해당 프로세스를 거칠 필요가 있는 지를 판단한 후 보정의 필요성이 있는 경우에 한하여 해당 프로세스를 진행시키는 것이 바람직하며, 설계자의 선택에 따라 원하는 특정 프로세스만을 거치도록 하는 것도 가능하다.

전처리 프로세스를 거친 동영상은 ROI 필터를 통해 해당 동영상 화면의 특정 관심 영역에 대해 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하여 주관적으로 양질의 화면으로 느낄 수 있도록 한다(S511). 이때, 2차 화질 개선 프로세스는 해당 동영상을 H.263 표준에 따라 인코딩하되, 해당 동영상에 있어서 관심 영역과 비관심 영역에 대한 양자화 계수를 서로 달리하여 인코딩하는 것을 그 내용을 한다.

한편, 당해 동영상 화질 개선 장치에 입력되는 동영상이 H.263, MPEG 등과 같은 비디오 규격으로 인코딩되지 않은 원본 동영상인 경우 상기 S503 단계는 생략되어야 하며, S505 또는 S505~S507 단계는 동영상의 특성에 따라 선택적으로 생략될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 방법이 이동통신 서비스에 응용되는 실시예를 살펴보기로 한다. 참고로 도 6은 이동통신망의 동영상 링백톤(RBT, Ring Back Tone) 서비스에 적용되는 경우를 도시하고 있고, 도 7은 이동통신망의 부재중 동영상 메시지 서비스(VMS, Video Messaging Service)에 적용되는 경우를 도시하고 있다.

이동통신을 이용한 화상통화가 활성화되면서 가장 많이 사용될 수 있는 서비 스로 동영상 RBT(Ring Back Tone), VMS(Video Messaging Service)를 들 수 있는데, 이 중 동영상 RBT는 사용자가 원하는 동영상을 압축하여 소정의 서버에 저장해 놓고 송신자가 수신자에게 전화를 할 때 수신자가 전화를 받을 때까지 동영상 RBT가 송신자의 단말기에서 실행되도록 하는 서비스를 말하며, VMS는 수신자가 전화를 받지 않을 경우 송신자가 남기고 싶은 메시지를 동영상으로 보내는 서비스를 말한다.

먼저, 동영상 링백톤 서비스에 대한 응용예를 설명해보면, 송신측 이동통신단말기(10)가 이동통신망을 통해 상대방 이동통신단말기(15)로 전화를 거는 경우, 교환국(도면에 미도시)에서는 수신측(15)에서 통화 연결을 수락할 때까지 송신측(10)에 링백톤 신호를 송신하게 되는데, 이때 컨텐츠 제공 사업자의 RBT 서버(20)는 상기 교환국에 동영상 컨텐츠를 제공하여 단순 링백톤 신호 대신 동영상 링백톤이 송신측(10)에 전송되도록 한다.

여기서, RBT 서버(20)에는 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치가 장착되어 있으므로 단순히 동영상 컨텐츠를 제공하는 것이 아니라 저화질의 동영상이지만 화면 중에서 필요한 부분에 대해서는 집중적으로 화질 보정을 실시한 후에 제공함으로써 이동통신망에서 동영상의 활용 가치를 높여주는 역할을 하게 된다.

다음으로, 부재중 동영상 메시지 서비스에 대한 응용예를 설명해보면, 송신측(10)에서는 이동통신망을 통해 수신측(15)으로 전화를 걸지만 상대방이 일정 시간 이상으로 통화중이거나 전화를 받지 않는 경우 또는 비디오 사서함으로 착신전환이 되어 있어 전화통화가 불가능한 경우라면, 송신자는 자신의 단말기(10)를 통해 상대방에게 전할 메시지를 녹화한 후 교환국의 VMS 서버(30)로 전송하여 저장시 킨다.

이때, VMS 서버(30)에도 역시 본 발명에 의한 동영상 화질 개선 장치가 장착되어 있으므로 차후 상대방이 VMS 서버(30)에 접속하여 자신의 메시지를 확인하려 할 경우 저장된 동영상은 비록 저화질이지만 화면 중 송신자의 얼굴 등과 같이 필요한 부분에 대해서는 집중적으로 화질 보정을 실시한 후에 상대방에게 제공함으로써 더욱 명확하게 송신자를 파악할 수 있도록 한다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 한정된 대역폭 내에서 전송이 이루어지는 이동통신망에서의 동영상 특성상 저용량 및 저화질일 수밖에 없다는 종래의 문제점을 극복하여 동영상의 목적에 따라 화면의 특정 부분에 대해서만 집중적으로 화질 개선을 꾀함으로써 적은 비용으로 만족할 만한 수준의 화질을 확보할 수 있게 된다. 또한, 이와 같은 특정 부분 보정이 실시되기 전이 소정의 전처리 과정을 통해 동영상 화면 전체에 대해 일정 수준의 화질 보정을 수행함으로써 전반적인 화질 개선도 기대할 수 있으며, 이동통신망의 규격에 따라 인코딩된 채로 입력 된 동영상과 원본인 채로 입력된 동영상을 구분하되 전자(前者)에 대해서만 일시적인 디코딩 과정을 거치도록 함으로써 보정 효율을 높일 수 있다.

또한, 차세대 이동통신 서비스로서 링백톤 서비스, 부재중 동영상 메시지 서비스 기타 동영상이 사용되는 서비스들에 본 발명을 적용함으로써 한정된 대역폭의 이동통신망을 통해서도 양질의 서비스가 이루어질 수 있으므로 동영상의 활용폭을 한층 넓힐 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 이동통신망에서의 동영상 화질을 개선하기 위한 장치에 있어서,

   동영상 화면에 블록단위로 발생하는 경계를 보정하기 위한 디블록킹필터, 동영상 화면을 구성하는 각 이미지들의 경계가 명확해지도록 보정하기 위한 엣지개선필터, 및 동영상 화면의 명도가 증가되도록 보정하기 위한 명암개선필터 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어지고, 입력된 동영상의 화면 전체 영역에 대하여 1차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 전처리부;

   상기 전처리를 거친 동영상의 특정 관심 영역에 대하여 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하며, 특히 입력받은 동영상을 H.263 표준에 따라 인코딩하되, 해당 동영상에 있어서 관심 영역과 비관심 영역에 대한 양자화 계수를 서로 달리하여 인코딩함으로써 필터링을 수행하는 ROI(Region Of Interest)필터; 및

   상기 입력된 동영상이 소정의 비디오 규격으로 인코딩되어 있는 경우 이를 해당 비디오 규격에 따라 디코딩하여 상기 전처리부에 전달하는 디코더(Decoder)를 포함하여 이루어지고,

   인코딩되지 않은 원본 동영상이 입력되는 경우, 상기 전처리부의 엣지개선필터, 명암개선필터 또는 상기 ROI필터 중에서 선택된 어느 하나로 입력되는 것을 특징으로 하는 동영상 화질 개선 장치.
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6. 이동통신망에서의 동영상 화질을 개선하기 위한 방법에 있어서,

   상기 입력된 동영상이 소정의 비디오 규격으로 인코딩되어 있는 경우 이를 해당 비디오 규격에 따라 디코딩하는 디코딩 단계;

   동영상 화면에 블록단위로 발생하는 경계를 보정하는 디블록킹 필터링 단계, 동영상 화면을 구성하는 각 이미지들의 경계가 명확해지도록 보정하는 엣지개선 필터링 단계, 및 동영상 화면의 명도가 증가되도록 보정하는 명암개선 필터링 단계 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어지고, 입력된 동영상 화면의 전체 영역에 대하여 1차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하는 전처리 단계; 및

   해당 동영상의 특정 관심 영역에 대하여 2차적으로 화질 개선 프로세스를 수행하며, 특히 입력받은 동영상을 H.263 표준에 따라 인코딩하되, 해당 동영상에 있어서 관심 영역과 비관심 영역에 대한 양자화 계수를 서로 달리하여 인코딩함으로써 필터링을 수행하는 ROI(Region Of Interest)필터링 단계를 포함하여 이루어지고,

   인코딩되지 않은 원본 동영상이 입력되는 경우, 상기 전처리 단계의 엣지개선 단계, 명암개선 단계 또는 상기 ROI필터링 단계 중에서 선택된 어느 하나에서부터 수행되는 것을 특징으로 하는 동영상 화질 개선 방법.
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