KR101086232B1 - 동적 압축 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 영상 압축 장치는, 영상 이미지가 입력됨에 따라 영상 이미지에서 관심 객체 영역을 지정할 수 있는 인터페이스를 제공하는 인터페이스부와, 영상 이미지에서 인터페이스를 통해 지정된 관심 객체 영역을 전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 매팅 작업을 수행하는 매팅부와, 매팅 작업의 결과에 따라 전경 및 배경으로 지정된 영역을 서로 다른 압축률로 압축하여 압축 이미지를 생성하는 압축 적용부를 포함한다.

이와 같이, 본 발명은 주어진 이미지에 대하여 사용자의 관심 객체 영역에 대한 분리 추출하고, 이를 토대로 관심 객체 영역과 그 외 영역을 서로 상이한 압출률을 적용하여 압축을 수행함으로써, 압축률을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 인터페이스를 통해 지정한 관심 객체 영역인 전경에 대한 정보 손실을 최소화시킬 수 있다.

디지털 이미지 매팅, 이미지 압축, 동적 압축 비율

Description

동적 압축 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DYNAMIC COMPRESSION}

본 발명은 이미지 압축에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관심 객체 영역으로 지정된 전경 부분과 그 외 영역인 배경 부분을 서로 상이한 압축률로 압축하는 동작 압축 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 지식 경제부 및 정보통신진흥원의 IT 신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2007-S-051-02, 과제명: 디지털 크리쳐 제작 S/W 개발].

디지털 이미지 매팅(digital image matting)은 임의의 영상으로부터 배경과 전경을 분리하여 사용자가 관심 있는 전경을 추출하는 기술로써, 컴퓨터 비젼(computer vision) 혹은 그래픽스(computer graphics)분야에서 중요한 역할을 하고 있다. 특히, 영상 산업에서 복잡한 영상 합성을 위한 작업 중 효율적인 방법으로 다뤄지고 있다.

이러한 디지털 이미지 매팅은 본래 ill-posed문제로써 보다 효과적인 해결을 위해 사용자로 하여금 사전정보(prior information)를 요구하는데, 그러한 사전정보는 크게 트라이맵(trimap)과 스크리블(scribbles) 방식으로 주어진다.

복잡한 전경(예로, 많은 구멍과 얇은 객체들로 구성된 전경)에 대하여 매팅적용 시 트라이맵에 기초한 방식은 많은 한계점을 갖고 있어 스크리블 방식으로 효율적인 사전정보 제공을 하기로 한다. 사용자에 의해 추출하고자하는 전경과 배경에 대한 스크리블이 주어지면, 그 정보를 바탕으로 산술적인 계산을 수행한 후 정밀한 전경을 분리하게 된다. 그러므로, 사용자가 정확하게 더 많은 스크리블 정보를 줄수록, 더욱 정확한 전경 분리가 이뤄지게 된다. 이러한 기술을 바탕으로 분리된 전경과 사용자의 관심영역이 아님과 동시에 영상 내에서 불필요한 정보들을 포함한 배경에 대하여 동적 압축 방법을 적용하여 적은 비용으로 필요한 영상정보의 손실을 줄인다.

이러한 디지털 이미지 매팅 기술을 이용하여 사용자가 관심이 있는(혹은 유용한 정보를 포함하고 있는) 객체에 대한 추출 후 해당 객체와 나머지 객체에 대한 상이한 압축 비율 적용으로 보다 효율적인 압축 저장 및 전송방법을 추구한다. 이미지 내에 존재하는 모든 객체가 사용자에게 필요한 객체들이 아니므로, 필요한 객체에 대해선 높은 압축 비율을 적용하여 해상도 유지 및 정보손실을 최소화함과 동시에 정보가 없는 복잡한 배경 객체들에 대해선 낮은 압축 비율 적용으로 정보 삭제를 최대화하여 효과적인 압축 결과에 대한 저장 및 전송 하는 것을 추구한다.

종래의 이미지 매팅을 통한 이미지 압축 방법은 이미지 내의 픽셀들에 대한 중복성을 줄이는 것을 목적으로 전체 픽셀에 대하여 일괄적인 압축 비율이 적용되고 있기 때문에 사용자에게 중요한 객체와 중요치 않은 객체에 대한 구분 없이 전체적인 해상도를 낮추는 문제점이 있다.

또한, 종래의 스크리블 방식을 이용한 매팅 방법은 전경과 배경 모두에 대한 스크리블 정보를 주여야 하는 번거러움이 있다.

본 발명은 선별적인 압축을 통해 중요한 객체에 대해선 그 해상도를 유지할 수 있는 스크리블 기반의 디지털 이미지 매팅 방법을 제공한다.

본 발명은 사용자가 관심이 있는 전경에 대해서만 스크리블해도 이미지 매팅이 가능한 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 영상 압축 장치는, 영상 이미지가 입력됨에 따라 상기 영상 이미지에서 관심 객체 영역을 지정할 수 있는 인터페이스를 제공하는 인터페이스부와, 상기 영상 이미지에서 상기 인터페이스를 통해 지정된 관심 객체 영역을 전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 매팅 작업을 수행하는 매팅부와, 상기 매팅 작업의 결과에 따라 상기 전경 및 배경으로 지정된 영역을 서로 다른 압축률로 압축하여 압축 이미지를 생성하는 압축 적용부를 포함한다.

본 발명에 따른 영상 압축 방법은, 영상 이미지를 입력받는 단계와, 상기 입력받은 영상 이미지에서 관심 객체 영역을 지정하는 단계와, 상기 영상 이미지에서 상기 지정된 관심 객체 영역을 전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 매팅 작업을 수행하는 단계와, 상기 매팅 작업의 결과, 상기 전경과 배경으로 지정된 영역을 서로 다른 압축률을 가지고 압축하여 압축 이미지를 생성하는 단계를 포함하다.

본 발명은 주어진 이미지에 대하여 사용자의 관심 객체 영역에 대한 분리 추출하고, 이를 토대로 관심 객체 영역과 그 외 영역을 서로 상이한 압출률을 적용하여 압축을 수행함으로써, 압축률을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 인터페이스를 통해 지정한 관심 객체 영역인 전경에 대한 정보 손실을 최소화시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 특정 객체에 대한 동적 압축 장치를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 동적 압축 장치는 하드디스크, 메모리 등으로부터 영상 이미지를 추출하는 영상 추출부(100), 인터페이스부(110), 매팅부(120), 압축 적용 부(130)를 포함한다.

인터페이스부(110)는 영상 추출부(110)에서 추출된 영상 이미지를 소정의 표시 장치(도시 생략됨)에 디스플레이한 후 관심 객체 영역을 지정할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 인터페이스의 예로는 표시 장치에 디스플레이된 영상 이미지에서 관심 객체 영역으로 지정될 부분을 마킹할 수 있는 입력 인터페이스를 들 수 있다.

또한, 인터페이스부(110)는 관심 객체 영역과 그 외 영역에 대한 압축률 을 설정할 수 있는 설정 인터페이스를 제공한다.

매팅부(120)는 영상 이미지에서 인터페이스를 통해 지정된 관심 객체 영역을전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 매팅 작업을 수행하며, 매팅 작업 결과 이미지를 표시 장치에 디스플레이해준다. 이때, 전경은 고해상도를 유지하고 싶은 영역이며, 그 외 영역인 배경은 저해상도로 유지하고 싶은 영역, 즉 최종 압축 시 정보 손실이 많은 영역이다.

또한, 매팅부(120)는 매팅 작업 결과 이미지에서 배경과 전경에 대한 알파값의 부분적 오차를 검사하여 매팅 작업 결과가 만족스러운지를 판단하는데, 즉 알파값의 부분적 오차가 기 설정된 값 이하인 경우 매팅 작업에 대한 매팅 결과 이미지를 압축 적용부(130)에 출력하며, 알파값의 부분적 오차가 기 설정된 값을 초과한 경우 사용자의 재마킹 작업을 통해 매팅 작업을 재수행한다.

압축 적용부(130)는 매팅 결과 이미지에서 전경에 해당되는 부분을 고해상도로 유지하기 위해 정보 손실을 최소화시키는 방법으로, 배경에 해당되는 부분을 정 보 손실이 최대화하는 방법으로 압축을 수행하는데, 즉, 전경과 배경 부분을 서로 상이한 압축률을 적용하여 압축 이미지를 생성한다.

압축 적용부(130)는 인터페이스부(110)를 통해 설정된 압축률이 있는 경우 설정된 압축률에 따라 전경과 배경으로 지정된 영역을 압축하여 압축 이미지를 생성한다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 매팅 결과 이미지에서 전경과 배경 부분에 대한 압축 비율을 서로 상이하게 적용함으로써, 압축률을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 인터페이스를 통해 지정한 관심 객체 영역인 전경에 대한 정보 손실을 최소화시킬 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 동적 압축 장치가 동작하는 과정에 대해 도 2 및 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 동적 압축 과정을 도시한 흐름도이며, 도 3a 내지 도 3c는 도 2의 각 단계에 따른 결과를 도시한 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 영상 추출부(100)에 의해 추출된 영상 이미지가 입력(S200)되면, 인터페이스부(110)는 상이한 압축 비율이 적용되길 원하는 영역에 대한 사용자 정보를 입력할 수 있는 인터페이스를 제공하는데, 즉 관심 객체 영역을 지정할 수 있는 사용자의 마킹과 같은 입력 인터페이스를 제공(S202)한다.

매팅부(120)는 도 3a에 도시된 바와 같이 입력 인터페이스를 통해 지정된 관심 객체 영역을 전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 매팅 작업을 수행한 매팅 결과 이미지를 표시 장치에 디스플레이한다. 즉, 도 3a에서 마킹된 부분을 전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 도 3b에 도시된 바와 같이 배경으로 지정된 부분을 파란색으로 설정한 매팅 결과 이미지를 표시 장치에 디스플레이한다(S204).

그런 다음, 매팅부(120)는 매팅 결과 이미지를 이용하여 전경과 배경에 대한 알파값의 부분적 오차를 검사하여 매팅 결과를 판단한다(S206).

S206의 판단 결과, 매팅 결과가 만족한 경우, 즉 알파값의 부분적 오차가 기 설정된 값 이하인 경우 매팅부(120)는 매팅 결과 이미지를 압축 적용부(130)에 출력(S208)하고, 그렇지 않을 경우 S202로 진행하여 이후 단계를 수행한다.

그런 다음, 압축 적용부(130)는 전경으로 지정된 영역을 기 정의된 압축률(고해상도를 유지시킬 수 있는 압축률로 압축하고, 배경으로 지정된 영역을 정보 손실이 많은 압축률로 압축한 후 압축된 두 데이터를 합성하고, 합성된 데이터를 결과 이미지, 즉 압축 이미지를 생성한다(S210). 즉, 압축 이미지는 전경과 배경으로 지정된 영역이 서로 상이한 압축률로 압축되어 생성되며, 영상 저장매체인 하드디스크에 저장되거나 외부로 전송될 수 있다.

여기서, 전경과 배경으로 지정된 영역을 압축하기 위한 압축률은 인터페이스부(110)에 의해 제공되는 인터페이스를 통해 사용자가 지정할 수 있다.

지금까지 본 발명의 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 특정 객체에 대한 동적 압축 장치를 도시한 블록도이며,

도 2는 본 발명에 따른 동적 압축 과정을 도시한 흐름도이며,

도 3a 내지 도 3c는 도 2의 각 단계에 따른 결과를 도시한 예시도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 영상 추출부 110 : 인터페이스부

120 : 매팅부 130 : 압축 적용부

110 : 관심 객체 추출부

120 : 압축 적용부

Claims (9)

1. 영상 이미지가 입력됨에 따라 상기 영상 이미지에서 관심 객체 영역을 지정할 수 있는 인터페이스를 제공하는 인터페이스부와,

   상기 영상 이미지에서 상기 인터페이스를 통해 지정된 관심 객체 영역을 전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 매팅 작업을 수행하는 매팅부와,

   상기 매팅 작업의 결과에 따라 상기 전경 및 배경으로 지정된 영역을 서로 다른 압축률로 압축하여 압축 이미지를 생성하는 압축 적용부

   를 포함하는 영상 압축 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인터페이스부는, 상기 영상 이미지에서 상기 관심 객체 영역으로 지정될 부분을 마킹할 수 있는 상기 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 인터페이스부는, 상기 전경과 배경 영역으로 지정된 영역에 대한 압축률을 설정할 수 있는 설정 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 매팅부는, 상기 전경과 배경에 대한 상기 매팅 작업에 대한 이미지를 미리보기 형식으로 디스플레이해주는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 매팅부는, 상기 전경과 배경에 대한 알파값의 부분적 오차를 검사하여 상기 매팅 결과를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치,
6. 영상 이미지를 입력받는 단계와,

   상기 입력받은 영상 이미지에서 관심 객체 영역을 지정하는 단계와,

   상기 영상 이미지에서 상기 지정된 관심 객체 영역을 전경으로 지정하고, 그 외 영역을 배경으로 지정하여 매팅 작업을 수행하는 단계와,

   상기 매팅 작업의 결과, 상기 전경과 배경으로 지정된 영역을 서로 다른 압축률을 가지고 압축하여 압축 이미지를 생성하는 단계

   를 포함하는 영상 압축 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 관심 객체 영역을 지정하는 단계는, 상기 영상 이미지에서 상기 관심 객체 영역으로 지정될 부분에 대한 마킹을 통해 상기 관심 객체 영역을 지정하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 매팅 작업을 수행하는 단계는,

   상기 전경과 배경에 대한 상기 매팅 작업 결과 이미지를 미리보기 형식으로 디스플레이해주는 단계와,

   상기 전경과 배경에 대한 알파값의 부분적 오차를 검사하는 단계와,

   상기 검사 결과, 상기 오차가 기 설정된 값 이하인 경우 상기 매팅 작업 결과의 이미지를 출력하는 단계와,

   상기 오차가 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 관심 객체 영역을 지정하는 단계로 진행하여 이후 단계를 수행하는 단계

   를 포함하는 영상 압축 방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 압축 방법은,

   상기 전경과 배경으로 지정된 영역에 대한 압축률을 설정할 수 있는 설정 인터페이스를 제공하는 단계를 더 포함하며,

   상기 압축 이미지를 생성하는 단계는, 상기 설정 인터페이스에 의해 설정된 압축률에 따라 상기 전경과 배경으로 지정된 영역을 압축하여 상기 압축 이미지를 생성하는 것읕 특징으로 하는 영상 압축 방법.

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