KR100782811B1 - 영상의 주파수 특성에 따라 포맷을 달리하는 스테레오 영상 합성 방법 및 장치와, 그 영상의 송신 및 수신 방법과, 그 영상의 재생 방법 및 장치 - Google Patents

영상의 주파수 특성에 따라 포맷을 달리하는 스테레오 영상 합성 방법 및 장치와, 그 영상의 송신 및 수신 방법과, 그 영상의 재생 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

입력 영상의 특성을 고려하여 적응적으로 스테레오 영상을 합성하는 방법 및 장치와, 합성된 스레레오 영상의 재생방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따라, 스테레오 영상의 합성 방법은, (a) 상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나를 선택하여 고주파 성분의 방향성을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 측정된 방향성에 따라서 스테레오 영상 합성 포맷을 달리하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 한 장의 스테레오 영상을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 스테레오 영상을 생성하는데 있어서 입력영상의 주파수 특성에 따라 적응적으로 영상 포맷을 달리함으로써, 스테레오 영상 합성과정에서 발생하는 화질의 손실을 줄일 수 있다.

Description

영상의 주파수 특성에 따라 포맷을 달리하는 스테레오 영상 합성 방법 및 장치와, 그 영상의 송신 및 수신 방법과, 그 영상의 재생 방법 및 장치{Method and apparatus for making stereo video according to the frequency characteristic of input video, method for transmitting and receiving stereo video, reproducing method and apparatus thereof}
도 1은 스테레오 카메라를 통해 찍은 좌안 영상과 우안 영상을 합쳐 스테레오 영상을 만드는 것을 도시한 도면,
도 2a 내지 도 2d는 여러 가지 포맷의 스테레오 영상을 도시한 도면,
도 3은 스테레오 영상 송신장치의 블록도,
도 4는 스테레오 영상 수신장치의 블록도,
도 5a 내지 도 5b는 수평방향 또는 수직방향으로 주파수가 더 높은 영상의 일예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 송신장치의 블록도,
도 7a는 수평방향 주파수 측정부(620)의 상세 블록도,
도 7b는 수직방향 주파수 측정부(630)의 상세 블록도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 수신장치의 블록도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 송신방법의 흐름도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 수신방법의 흐름도이다.
본 발명은 스테레오 영상의 생성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력 영상의 특성을 고려하여 적응적으로 스테레오 영상을 합성하는 방법 및 장치와, 합성된 스레레오 영상의 재생방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 디지털 방송(Digital Television, DTV)을 통해 3차원 입체 영상을 방송하려는 연구가 진행중에 있다. 인간의 눈으로 보는 실제 영상과 유사한 3차원 입체 영상을 방송하기 위해서는, 다시점(multi-view) 3차원 영상을 만들어 전송하고 이를 수신하여 3차원 디스플레이 장치로 재생하여야 한다. 그러나, 다시점 3차원 입체 영상은 데이터 량이 매우 많기 때문에 현재의 디지털 방송 시스템에서 사용되는 채널의 대역폭(bandwidth)으로는 수용하기 어렵다. 따라서, 스테레오 영상의 전송과 수신에 대한 연구가 먼저 진행되고 있다.
동영상 압축 표준화 단체인 MPEG(Moving Picture Expert Groups)에서 진행중인 입체 영상과 관련된 부분을 살펴보면, 1996년에 MPEG-2 다시점 프로파일(multi-view profile)이 제정되었고, 현재는 스테레오 영상 및 다지점 영상의 압축에 대한 표준이 완성단계에 있다. 이에 따라, 입체 영상을 연구하는 관련 단체에서도 디지털 텔레비전 방송을 통한 3차원 입체 영상의 전송 및 수신에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 현재는 HD(High Definition)급 스테레오 영상의 전송 및 수신을 목표로 하고 있다. 여기서, HD 급 영상은 1920x1080 크기의 인터레이스드(interlaced) 영상 또는 1024x720 크기의 프로그레시브(progressive) 영상을 말한다.
한편, 현재 MPEG-2로 인코딩한 영상을 전송하는 디지털 텔레비전 방송에서는 하나의 전송 채널의 대역폭이 6MHz로 제한되어 있기 때문에, 한 채널을 통해 HD급 영상 한 장만을 전송할 수 있으므로, HD급 스테레오 영상(좌안 영상 1장과 우안 영상 1장으로 구성되어 있음)을 전송하기가 어렵다.
이를 극복하기 위해 종래에는, HD급 스테레오 영상, 즉 좌안 영상(left view image) 및 우안 영상(right view image) 각각을 반으로 샘플링 하여 데이터량을 반으로 줄임으로써, 한 장의 HD 급 스테레오 영상이 한 장의 HD급 모노 영상의 데이터량과 동일하게 만들어 전송하거나, 스테레오 영상 중 좌안 영상 또는 우안 영상 어느 하나의 영상에 대해서만 그 크기를 줄임으로써 데이터량을 줄여 전송하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법들을 사용하면, 영상을 서브 샘플링하거나 그 크기를 줄이는 것이기 때문에 영상의 화질이 떨어진다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입력 영상의 특성을 고려하여 스테레오 영상 생성 포맷을 적응적으로 변경함으로써, 데이터 량을 줄이고도 화 질의 손상을 적게 한 적응적 스테레오 영상 합성 방법 및 장치와, 생성된 스테레오 영상을 수신하여 재생하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제는 본 발명에 따라, 스테레오 영상의 합성 방법에 있어서, (a) 상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나를 선택하여 고주파 성분의 방향성을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 측정된 방향성에 따라서 스테레오 영상 합성 포맷을 달리하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 한 장의 스테레오 영상을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 방법에 의해 달성된다.
상기 (a) 단계는, 상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 또는 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 측정하는 단계인 것이 바람직하다.
상기 (b) 단계는, 상기 (a) 단계의 측정 결과, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 탑-다운 포맷으로 스테레오 영상을 합성하고, 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 사이드-바이-사이드 포맷으로 스테레오 영상을 합성하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 상기 기술적 과제는 스테레오 영상의 합성 장치에 있어서, 상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나를 선택하여 어느 방향으로 고주파 성분이 더 많이 존재하는지 측정하는 주파수 측정부; 상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 사이드-바이-사이드 포맷의 스테레오 영상을 합성하는 제1 합성부; 상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 탑-다운 포맷의 스테레오 영상을 합성하는 제2합성부; 및 상기 주파수 측정 결과에 따라서 상기 제1합성부 또는 제2합성부의 출력을 선택하여 출력하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 장치에 의해서도 달성된다.
상기 주파수 측정부는, 수평방향으로의 고주파수 성분을 측정하는 수평 방향 주파수 측정부; 수직방향으로의 고주파수 성분을 측정하는 수직 방향 주파수 측정부; 및 상기 측정한 수평방향 주파수 값과 수직 방향 주파수 값을 비교하여 상기 스테레오 영상의 방향성을 결정하는 비교부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 수평 방향 주파수 측정부는, 수평 방향으로 1/2 다운 샘플링하였다가 업 샘플링 한 결과와, 상기 원 영상을 지연시킨 값에 대해 SAD를 계산하고, 상기 수직 방향 주파수 측정부는, 수직 방향으로 1/2 다운 샘플링하였다가 업 샘플링 한 결과와, 상기 원 영상을 지연시킨 값에 대해 SAD를 계산하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기술적 과제는 스테레오 영상의 송신 방법에 있어서, (a) 스테레오 영상 촬영장치에 의하여 각각 만들어진 좌안 영상과 우안 영상을 입력받는 단계; (b) 상기 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여 고주파 성분의 방향성을 측정하고, 그 결과에 따라서 스테레오 영상 합성 포맷을 달리하여 상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 스테레오 영상을 만드는 단계; 및 (c) 상기 스테레오 영상을 부호화하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 송신 방법에 의해서도 달성된다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 기술적 과제는 스테레오 영상의 재생 방법에 있어서, (a) 상기 스테레오 영상에서의 고주파 성분의 방향성 정보를 수신하는 단계; 및 (b) 상기 수신한 방향성 정보에 따라서 상기 스테레오 영상 분리 포맷을 달리하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상으로 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 재생 방법에 의해서도 달성된다.
상기 방향성 정보는, 상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 또는 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 측정하여 만들어진 정보인 것이 바람직하다.
또한, 상기 기술적 과제는 스테레오 영상의 재생 장치에 있어서, 상기 스테레오 영상에서의 고주파 성분의 방향성 정보를 수신하여 그에 따라 스테레오 영상을 분리하는 분리부; 및 상기 분리된 영상을 상기 방향성 정보에 따라 스케일링하여 원 영상 크기로 만드는 스케일러를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 재생 장치에 의해서도 달성된다.
또한, 상기 기술적 과제는 스테레오 영상의 수신 방법에 있어서, (a) 스테레오 영상을 수신하여 디코딩하는 단계; (b) 상기 스테레오 영상에서의 고주파 성분의 방향성 정보를 수신하는 단계; 및 (c) 상기 수신한 방향성 정보에 따라서 상기 스테레오 영상 분리 포맷을 달리하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상으로 분리하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 수신 방법에 의해서도 달성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설 명한다.
도 1은 스테레오 카메라를 통해 찍은 좌안 영상과 우안 영상을 합쳐 스테레오 영상을 만드는 것을 도시한 도면이다.
스테레오 카메라(110)는 피사체에 대하여 좌안 영상과 우안 영상을 따로 따로 찍는다. 찍은 영상이 HD급 영상인 경우 6MHz의 대역폭의 채널을 통해 전송하기 위하여, 좌안 영상과 우안 영상의 데이터량이 1/2이 되도록 서브 샘플링한다. 즉, 합성부(120)는 좌안 영상과 우안 영상을 서브 샘플링하고, 이렇게 서브 샘플링한 좌안 영상과 우안 영상을 합성하여 한 장의 HD 급 스테레오 영상을 만든다.
합성부(120)에서 좌안 영상과 우안 영상을 서브 샘플링하고 합성할 때, 여러 가지 포맷으로 합성할 수 있다. 합성 영상의 포맷에 따라 서브 샘플링도 달라진다. 이하, 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 합성부(120)에서의 스테레오 영상 합성에 대하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 여러 가지 포맷의 스테레오 영상을 도시한 도면이다.
도 2a는 라인-바이-라인(line-by-line) 포맷의 영상으로, 좌안 영상과 우안 영상을 각각 수직 방향으로 1/2 서브 샘플링하여, 좌안 영상의 화소와 우안 영상의 화소가 라인마다 교대로 위치하도록 하여 스테레오 영상을 만든다. 도 2b는 픽셀-바이-픽셀(pixel-by-pixel) 포맷의 영상으로, 좌안 영상과 우안 영상을 각각 수평 방향으로 1/2 서브 샘플링하여, 좌안 영상의 화소와 우안 영상의 화소가 한 화소씩 교대로 위치하도록 하여 스테레오 영상을 만든다. 도 2c는 탑-다운(top-down) 포맷의 영상으로, 좌안 영상과 우안 영상을 각각 수직 방향으로 1/2 서브 샘플링하여, 샘플링한 좌안 영상을 상부에, 샘플링한 우안 영상을 하부에 위치시켜 하나의 스테레오 영상을 만든다. 즉, (N x M) 크기의 좌안 영상과 우안 영상을 각각 (N x M/2) 크기로 서브 샘플링한 후 이를 위아래에 위치시킴으로써, 하나의 (N x M) 크기의 스테레오 영상을 만든다.
도 2d는 사이드-바이-사이드(side-by-side) 포맷의 영상으로, 좌안 영상과 우안 영상을 각각 수평 방향으로 1/2 서브 샘플링하여, 샘플링한 좌안 영상을 왼쪽에, 샘플링한 우안 영상을 오른쪽에 위치시켜 하나의 스테레오 영상을 만든다. 즉, (N x M) 크기의 좌안 영상과 우안 영상을 각각 (N/2 x M) 크기로 서브 샘플링한 후 이를 좌우측에 위치시킴으로써, 하나의 (N x M) 크기의 스테레오 영상을 만든다.
상술한 바와 같이 스테레오 영상 합성 포맷에는 여러 가지 있는데, 이 중에서 도 2c에 도시한 바와 같은 탑-다운 포맷과 도 2d에 도시한 바와 같은 사이드-바이-사이드 포맷이, MPEG 등으로 압축하여 전송시에 효율적이기 때문에 많이 사용된다.
도 3은 스테레오 영상 송신장치의 블록도이다.
스테레오 카메라(110)에서 찍은 (N x M) 크기의 좌안 영상과 우안 영상은 합성부(120)에서 서브 샘플링 되고 합성되어, 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 상술한 바와 같은 포맷 중 어느 한 가지 포맷의 (N x M) 크기의 스테레오 영상으로 만들어진다. 인코더(130)는 이렇게 만들어진 스테레오 영상을 MPEG 또는 기타 여러 가지 방법으로 부호화한다. 송신부(140)는 부호화된 스테레오 영상을 디지털 방송 규격이나 그 밖의 여러 가지 전송 규격에 따라 송신한다.
도 4는 스테레오 영상 수신장치의 블록도이다.
수신부(410)는 스테레오 영상 송신 장치에서 전송된 스테레오 영상을 수신한다. 디코더(420)는 송신장치에서 부호화한 규격에 대응되는 복호화를 수행한다. 예를 들어, MPEG-2 규격에 따라 부호화되었으면 그에 따라 복호화를 수행한다. 디코더(420)에서 출력된 (N x M) 크기의 스테레오 영상은 분리부(430)로 입력되어 좌안 영상과 우안 영상으로 분리된다. 스테레오 영상의 합성 과정에서 좌안 영상과 우안 영상의 데이터량을 줄이기 위해 서브 샘플링을 하였기 때문에, 분리된 좌안 영상과 우안 영상은 그 크기가 원래 영상보다 작다. 따라서, 스케일러(440)는 원래 크기의 영상으로 스케일링한다. 수신된 스테레오 영상이 탑-다운 포맷의 영상이면 수직방향으로 업 스케일링을 하고, 사이드-바이-사이드 포맷의 영상이면, 수평방향으로 업 스케일링을 한다. 즉, (N x M) 크기의 좌안 영상과 (N x M) 크기의 우안 영상을 만든다. 3차원 디스플레이 장치(450)는 이렇게 만들어진 좌안 영상과 우안 영상을 디스플레이한다.
상술한 송수신 장치에서는 스테레오 영상을, 제한된 대역폭의 채널로 전송하기 위하여 좌안 영상과 우안 영상의 해상도를 1/2로 낮추었기 때문에, 수신된 영상의 해상도가 1/2로 줄어든다. 다시 말하면, 스테레오 영상의 합성과정에서 합성부에(120)서 좌안 영상과 우안 영상을 다운 샘플링하였기 때문에 스케일러(440)에서 스케일링하여 원래 크기의 영상으로 만든다고 하여도 화질의 손실은 극복할 수 없다.
따라서, 본 발명에서는 입력 영상의 특성에 따라, 스테레오 영상의 합성 포 맷을 달리함으로써, 화질의 손실을 최소로 한다. 즉, 도 2a 내지 도 2d에 도시한 바와 같은 영상 포맷중 어느 한 가지 형태의 포맷으로 합성부가 스테레오 영상을 합성하는 것이 아니라, 입력 영상이 가로 방향과 세로 방향 중 어느 방향으로 고주파수 성분이 더 많이 존재하는지 판단하여 그에 따라 스테레오 영상 포맷을 달리하여 합성한다.
도 5a 내지 도 5b는 수평방향 또는 수직방향으로 고주파수 성분이 더 많은 영상의 일예를 도시한 도면이다.
도 5a는 수평방향으로 고주파수 성분이 더 많은 영상이다. 도 5a를 참조하면, 수직방향으로는 화소값의 변화가 거의 없고, 수평방향으로 화소값의 변화가 존재하므로, 주파수 분석을 하면 수평방향으로의 고주파수 성분이 더 많이 존재함을 알 수 있다. 이렇게 수평방향으로 고주파수 성분이 더 많은 경우에는 탑-다운 포맷으로 영상을 합성하였을 때, 스케일링을 통한 복구시에 화질의 손상이 적다. 탑-다운 포맷으로 만들기 위해 좌안 영상과 우안 영상을 수직 방향으로 서브 샘플링을 하여도 데이터의 손실이 적기 때문이다. 그리고, 도 5b에 도시한 영상과 같이 수직방향으로 고주파수 성분이 많은 경우에는 사이드-바이-사이드 포맷으로 영상을 합성하였을 때, 스케일링을 통한 복구시 화질의 손상이 적다. 즉, 도 5b에 도시한 가로 영상은 수직방향으로의 화소값 변화만 존재할 뿐 수평방향으로의 화소값 변화는 존재하지 않는다. 따라서, 사이드-바이-사이드 포맷으로 만들기 위해, 좌안 영상과 우안 영상을 수평방향으로 서브 샘플링하여도 데이터의 손실이 적다.
따라서, 본 발명에서는 수평방향 및 수직방향에 따른 입력영상의 주파수 특 성을 알아내어 그에 따라 가변적인 포맷으로 영상을 합성한다. 도 5a에 도시한 바와 같이 입력영상이 수평방향으로 고주파수 성분이 더 많은 경우에는 탑-다운 포맷의 영상으로 합성하고, 도 5b에 도시한 바와 같이 입력영상이 수직방향으로 고주파수 성분이 더 많은 경우에는 사이드-바이-사이드 포맷의 영상으로 합성한다. 즉, 매 입력 영상마다, 또는 일정한 시간 간격마다 입력 영상의 특성을 보고 이에 따라 포맷을 결정하여 스테레오 영상을 합성한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 송신장치의 블록도이다.
스테레오 카메라(610)는 피사체를 촬영하여 좌안 영상과 우안 영상을 각각 출력한다. 출력된 좌안 영상과 우안 영상은 제1합성부(650) 및 제2합성부(660)로 입력된다. 또한, 좌안 영상 또는 우안 영상 중 어느 한 영상은 입력 영상의 특성을 알아내기 위하여 수평방향 주파수 측정부(620)와 수직방향 주파수 측정부(630)로 입력된다. 제1합성부(650)는 사이드-바이-사이드 포맷에 따라 좌안 영상과 우안 영상을 합성하여 도 2d에 도시한 바와 같은 형태의 스테레오 영상을 만든다. 제2합성부(660)는 탑-다운 포맷에 따라 좌안 영상과 우안 영상을 합성하여 도 2c에 도시한 바와 같은 형태의 스테레오 영상을 만든다.
한편, 수평방향 주파수 측정부(620)는 좌안 영상 또는 우안 영상을 입력받아, 수평방향으로의 고주파수 성분을 측정한다. 일반적으로 좌안 영상과 우안 영상의 주파수 특성은 동일한 시간에서는 매우 유사하므로, 좌안 영상과 우안 영상중 어느 한 영상을 가지고 주파수 특성을 측정한다. 수평방향의 고주파수 성분의 측정 은 입력영상을 수평방향으로 서브 샘플링하였다가 다시 복원하였을 때의 복원영상과 원영상과의 화소값의 차를 가지고 할 수 있다. 화소값의 차는 예를 들어 SAD(Sum of Absolute Difference)를 계산하여 사용할 수 있다. 마찬가지로, 수직방향 주파수 측정부(630)도 좌안 영상 또는 우안 영상을 입력받아, 수직방향으로의 고주파수 성분을 측정한다. 수직방향의 고주파수 성분의 측정은 입력영상을 수직방향으로 서브 샘플링하였다가 다시 복원하였을 때의 복원영상과 원영상과의 화소값의 차를 가지고 할 수 있다. 비교부(640)는 수평방향 주파수 측정부(620)에서 출력된 화소값의 차와 수직방향 주파수 측정부(630)에서 출력된 화소값의 차를 비교하여 더 큰 값을 갖는 경우를 입력영상의 주파수 특성으로 결정하여 선택부(670)로 출력한다.
선택부(670)는 이렇게 정해진 결과에 따라 제1합성부(650)의 출력 또는 제2합성부(660)의 출력을 하나 선택하여 출력한다. 즉, 수평방향으로 고주파수 성분이 많은 것으로 결정되었으면, 탑-다운 영상을 합성하는 제2합성부(660)의 출력을 선택하여 출력하고, 수직방향으로 주파수 성분이 많은 것으로 결정되었으면, 사이드-바이-사이드 영상을 합성하는 제1합성부(650)의 출력을 선택하여 출력한다.
인코더(680)는 선택부(670)에 의해 선택되어 출력된 영상을 부호화한다. 부호화는 MPEG을 포함한 여러 가지 부호화 표준에 따라 부호화한다. 송신부(690)는 부호화된 영상을 전송한다.
이하에서는 주파수 성분의 측정방법의 일실시예로, SAD 값을 이용한 주파수 측정에 대하여 도 7a 내지 도 7b를 참조하여 상세히 설명한다.
도 7a는 수평방향 주파수 측정부(620)의 상세 블록도이다.
수평방향 주파수 측정부(620)는 수평방향 다운 샘플링부(710), 수평방향 업 샘플링부(720), 지연버퍼(730) 및 차이값 계산부(740)를 포함한다. 수평방향 다운 샘플링부(710)는 입력 영상을 수평방향으로 1/2 다운 샘플링한다. 따라서, (N x M) 크기의 영상은 (N/2 x M) 크기의 영상으로 만들어진다. 수평방향 업 샘플링부(720)는 이를 다시 업 샘플링하여 원래 크기의 (N x M) 영상으로 복원한다. 이때 업 샘플링 방식은 스테레오 영상의 수신장치에서 사용하는 것과 동일한 업 샘플링 방식을 사용한다. 그리고, 차이값 계산부(740)는 원래 영상을 지연버퍼(730)를 통과시켜 얻어진 영상과, 복원된 영상의 SAD(Sum of Absolute Difference)를 계산한다. SAD가 아닌 다른 영상 비교 방식을 이용하여 그 값을 출력할 수 있다. 예를 들어, SAD 값을 정규화시킨(normalized) MAD(Mean Absolute Difference) 값이나, 피크 신호대 잡음비(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR) 등을 영상 비교에 사용할 수 있다.
도 7b는 수직방향 주파수 측정부(630)의 상세 블록도이다.
수직방향 주파수 측정부(630)는 수직방향 다운 샘플링부(750), 수직방향 업 샘플링부(760), 지연버퍼(770) 및 차이값 계산부(780)를 포함한다. 수직방향 다운 샘플링부(710)는 입력 영상을 수직방향으로 1/2 다운 샘플링한다. 따라서, (N x M) 크기의 영상은 (N x M/2) 크기의 영상으로 만들어진다. 수직방향 업 샘플링부(720)는 이를 다시 업 샘플링하여 원래 크기의 (N x M) 영상으로 복원한다. 이때 업 샘플링 방식은 스테레오 영상의 수신장치에서 사용하는 업 샘플링 방식을 사용한다. 그리고, 차이값 계산부(780)는 원래 영상을 지연버퍼(770)를 통과시켜 얻어진 영상과, 복원된 영상의 SAD(Sum of Absolute Difference)를 계산한다.
이와 같이, 수평방향 주파수 측정부(620)와 수직방향 주파수 측정부(630)의 결과를 가지고, 원 영상이 수평방향으로의 고주파수 성분을 더 많이 가지고 있는지 또는 수직방향으로의 고주파수 성분을 더 많이 가지고 있는지를 알아낼 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 수신장치의 블록도이다.
스테레오 영상 수신장치는 수신부(810), 디코더(820), 분리부(830), 스케일러(840)를 포함한다. 수신부(810)는 방송된 스테레오 영상을 수신한다. 디코더(820)는 송신장치에서 부호화된 규격에 대응되는 복호화를 수행한다. 예를 들어, MPEG-2 규격에 따라 부호화되었으면 그에 따라 복호화를 수행한다. 디코더(820)에서 출력된 (N x M) 크기의 스테레오 영상은 분리부(830)로 입력되어 좌안 영상과 우안 영상으로 나누어진다. 이때, 분리부(830)는 어떠한 포맷으로 스테레오 영상이 합성되었는가 하는 정보도 디코더(820)로부터 수신하여 그에 따라 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리한다.
스케일러(840)는 원래 크기의 영상으로 스케일링한다. 이때, 합성정보에 따라 수평방향으로의 스케일링 또는 수직방향으로의 스케일링이 선택적으로 이루어진다. 결과적으로 (N x M) 크기의 좌안 영상과 (N x M) 크기의 우안 영상을 만들어 진다. 3차원 디스플레이 장치(850)는 이렇게 만들어진 좌안 영상과 우안 영상을 디스플레이한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 송신방법의 흐름도이다.
스테레오 카메라로부터 출력된 좌안 영상과 우안 영상을 탑-다운 포맷의 영상과 사이드-바이-사이드 포맷의 스테레오 영상으로 만든다(S910). 아울러 좌안 영상 또는 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여 수평방향의 주파수 성분과 수직 방향의주파수 성분을 측정하여 어느 방향의 고주파수 성분이 많은지 판단한다(S920). 이 판단 결과에 따라 탑-다운 포맷의 영상 또는 사이드-바이-사이드 포맷의 영상을 하나 선택하고(S930), MPEG 또는 여러 가지 동영상 부호화 방법에 따라 부호화하여 전송한다(S940). 즉, 수평방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 탑-다운 포맷의 스테레오 영상을 선택하여 부호화하고, 수직방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 사이드-바이-사이드 포맷의 스테레오 영상을 선택하여 부호화한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 영상 수신방법의 흐름도이다.
수신부로부터 스테레오 영상을 수신하여 복호화한다(S1010). 복호화된 영상을 좌안 영상과 우안 영상으로 분리한다(S1020). 스테레오 영상을 분리할 때, 어떠한 포맷의 스테레오 영상으로 합성되었는가 하는 정보도 함께 수신하여 스테레오 영상을 분리한다. 복호화된 영상은 탑-다운 형태의 영상 또는 사이드-바이-사이드 형태의 영상 중 어느 것인지 알 수 없으므로 합성포맷 정보에 따라 좌안 영상과 우안 영상으로 분리한다. 분리된 영상은 스케일링을 통해 원래 크기의 영상으로 복원되어 3차원 디스플레이 장치로 출력된다(S1030). 스케일링 시에, 상기 합성정보가 탑-다운 포맷이었으면 수직방향으로 스케일링 업하고, 사이드-바이-사이드 포맷이었으면 수평방향으로 스케일링 업을 한다.
한편, 전술한 적응적 스테레오 영상 합성 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 적응적 스테레오 영상 합성 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
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.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스테레오 영상을 생성하는데 있어서 입력영상의 주파수 특성에 따라 적응적으로 영상 포맷을 달리함으로써, 스테레오 영상 합성과정에서 발생하는 화질의 손실을 줄일 수 있다.

Claims (18)

  1. 스테레오 영상의 합성 방법에 있어서,
    (a) 상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나를 선택하여 고주파 성분의 방향성을 측정하는 단계; 및
    (b) 상기 측정된 방향성에 따라서 스테레오 영상 합성 포맷을 달리하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 한 장의 스테레오 영상을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 또는 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 사용하는 스테레오 영상 합성 포맷은 사이드-바이-사이드 포맷 또는 탑-다운 포맷인 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 (a) 단계의 측정 결과, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 탑- 다운 포맷으로 스테레오 영상을 합성하고, 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 사이드-바이-사이드 포맷으로 스테레오 영상을 합성하는 단계인 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 방법.
  5. 스테레오 영상의 합성 장치에 있어서,
    상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나를 선택하여 어느 방향으로 고주파 성분이 더 많이 존재하는지 측정하는 주파수 측정부;
    상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 사이드-바이-사이드 포맷의 스테레오 영상을 합성하는 제1합성부;
    상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 탑-다운 포맷의 스테레오 영상을 합성하는 제2합성부; 및
    상기 주파수 측정 결과에 따라서 상기 제1합성부 또는 제2합성부의 출력을 선택하여 출력하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 주파수 측정부는
    수평방향으로의 고주파수 성분을 측정하는 수평 방향 주파수 측정부;
    수직방향으로의 고주파수 성분을 측정하는 수직 방향 주파수 측정부; 및
    상기 측정한 수평방향 주파수 값과 수직 방향 주파수 값을 비교하여 상기 스테레오 영상의 방향성을 결정하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수평 방향 주파수 측정부는
    수평 방향으로 1/2 다운 샘플링하였다가 업 샘플링 한 결과와, 상기 원 영상을 지연시킨 값에 대해 SAD를 계산하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 수직 방향 주파수 측정부는
    수직 방향으로 1/2 다운 샘플링하였다가 업 샘플링 한 결과와, 상기 원 영상을 지연시킨 값에 대해 SAD를 계산하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 선택부는
    수평 방향으로의 고주파수 성분이 더 많으면 탑-다운 포맷으로 합성된 상기 제2합성부의 영상을 선택하여 출력하고, 수직 방향으로의 고주파수 성분이 더 많으면 사이드-바이-사이드 포맷으로 합성된 상기 제1합성부의 영상을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 합성 장치.
  10. 스테레오 영상의 송신 방법에 있어서,
    (a) 스테레오 영상 촬영장치에 의하여 각각 만들어진 좌안 영상과 우안 영상 을 입력받는 단계;
    (b) 상기 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여 고주파 성분의 방향성을 측정하고, 그 결과에 따라서 스테레오 영상 합성 포맷을 달리하여 상기 좌안 영상과 우안 영상을 가지고 스테레오 영상을 만드는 단계; 및
    (c) 상기 스테레오 영상을 부호화하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 송신 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (b) 단계에서
    상기 측정된 방향성이 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 탑-다운 포맷으로 스테레오 영상을 합성하고, 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 사이드-바이-사이드 포맷으로 스테레오 영상을 합성하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 송신 방법.
  12. 스테레오 영상의 재생 방법에 있어서,
    (a) 상기 스테레오 영상에서의 고주파 성분의 방향성 정보를 수신하는 단계; 및
    (b) 상기 수신한 방향성 정보에 따라서 상기 스테레오 영상 분리 포맷을 달리하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상으로 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 재생 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 방향성 정보는
    상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 또는 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 측정하여 만들어진 정보인 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 재생 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 방향성 정보를 분석하여, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 상기 스테레오 영상이 탑-다운 포맷으로 만들어져 있다고 판단하여 분리하고, 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많으면 상기 스테레오 영상이 사이드-바이-사이드 포맷으로 만들어져 있다고 판단하여 분리하는 단계인 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 재생 방법.
  15. 스테레오 영상의 재생 장치에 있어서,
    상기 스테레오 영상에서의 고주파 성분의 방향성 정보를 수신하여 그에 따라 스테레오 영상을 분리하는 분리부; 및
    상기 분리된 영상을 상기 방향성 정보에 따라 스케일링하여 원 영상 크기로 만드는 스케일러를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 재생 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 분리부는
    상기 스테레오 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나의 영상을 선택하여, 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 또는 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많은지 측정하여 만들어진 방향성 정보가 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많은 것으로 나타나면 상기 스테레오 영상이 탑-다운 포맷으로 만들어져 있다고 판단하여 분리하고, 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많은 것으로 나타나면 상기 스테레오 영상이 사이드-바이-사이드 포맷으로 만들어져 있다고 판단하여 분리하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 재생 장치.
  17. 스테레오 영상의 수신 방법에 있어서,
    (a) 스테레오 영상을 수신하여 디코딩하는 단계;
    (b) 상기 스테레오 영상에서의 고주파 성분의 방향성 정보를 수신하는 단계; 및
    (c) 상기 수신한 방향성 정보에 따라서 상기 스테레오 영상 분리 포맷을 달리하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상으로 분리하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 수신 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 방향성 정보가 수평 방향으로의 고주파 성분이 더 많은 것으로 나타나면 상기 스테레오 영상이 탑-다운 포맷으로 만들어져 있다고 판단하여 분리하고, 수직 방향으로의 고주파 성분이 더 많은 것으로 나타나면 상기 스테레오 영상이 사 이드-바이-사이드 포맷으로 만들어져 있다고 판단하여 분리하는 단계인 것을 특징으로 하는 스테레오 영상 수신 방법.
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