KR101127450B1 - 3d 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치 및 재생 방법 - Google Patents

3d 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치 및 재생 방법 Download PDF

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Abstract

영상 재생 장치는 영상 데이터를 엔트로피 디코딩하여 각 매크로블록의 계수를 추출하는 엔트로피 디코딩부, 각 매크로블록의 계수로부터 DC 계수들을 추출하는 DC 계수 추출부, 및 DC 계수들에 기초하여 영상 데이터의 포맷을 결정하고, 영상 데이터 포맷을 디스플레이 장치로 송신하는 포맷 결정부를 포함한다.

Description

3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치 및 재생 방법{VIDEO PALYBACK APPARATUS AND METHOD OF DETECTING 3D VIDEO DATA FORMAT}
본 발명은 영상 재생 장치 및 영상 재생 방법에 관한 것이다.
3D 디스플레이 기술은, 사실감과 현장감을 가진 콘텐츠를 획득하고, 압축 및 전송을 통하여 시청자가 3차원 입체 영상을 즐길 수 있도록 하는 차세대 디스플레이 기술로서, 현재 활발한 투자와 연구가 진행되고 있는 분야이다.
개시된 기술이 이루고자 하는 기술적 과제는 수신되는 영상 데이터의 영상 데이터 포맷을 신속하게 감지하여 디스플레이 장치로 알리고, 영상 데이터를 디코딩하여 디스플레이 장치로 송신하는 영상 재생 장치 및 영상 재생 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제 1 측면은 영상 데이터를 엔트로피 디코딩하여 각 매크로블록의 계수를 추출하는 엔트로피 디코딩부, 상기 각 매크로블록의 계수로부터 DC 계수들을 추출하는 DC 계수 추출부, 및 상기 DC 계수들에 기초하여 상기 영상 데이터의 포맷을 결정하고, 상기 영상 데이터 포맷을 디스플레이 장치로 송신하는 포맷 결정부를 포함하는 영상 재생 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제 2 측면은 영상 데이터를 엔트로피 디코딩하여 각 매크로블록의 계수를 추출하는 단계, 상기 각 매크로블록의 계수로부터 DC 계수들을 추출하는 단계, 및 상기 DC 계수들에 기초하여 상기 영상 데이터의 포맷을 결정하고, 상기 영상 데이터 포맷을 디스플레이 장치로 송신하는 단계를 포함하는 영상 재생 방법을 제공하는 데 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
일 실시예에 따른 영상 재생 장치는 수신되는 영상 데이터로부터 DC 계수들을 추출하여 DC 계수들에 기초하여 상기 영상 데이터의 포맷을 결정하고, 영상 데이터 포맷을 디스플레이 장치로 송신하므로, 영상 데이터의 포맷을 신속하게 감지하여 디스플레이 장치로 알릴 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 재생 장치는 영상 데이터 포맷이 3D 영상에 상응하면, 그래픽 사용자 인터페이스를 3D 디스플레이 모드에 따라 표시할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 재생 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에서 3D 영상 데이터의 포맷의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 제 1 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 제 1 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 다른 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3의 제 1 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 또 다른 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 재생 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 영상 재생 장치(100)는 수신부(110), 엔트로피 디코딩부(120), DC 계수 추출부(130), 포맷 결정부(140), 재배열부(150), 역양자화부(160), 역DCT부(170) 가산기(165), 움직임 예측 보상부(170) 및 프레임 메모리(175)를 포함한다.
수신부(110)는 영상 송신 장치로부터 영상 데이터를 수신한다. 여기에서 영상 데이터는 전송 스트림 형태의 영상 데이터를 포함한다. 그리고 영상 데이터는 2D 컨텐츠 또는 3D 컨텐츠에 해당할 수 있다. 또한, 영상 데이터는 MPEG-2, MPEG-4, H.264, VC-1과 같은 영상 압축 표준에 따라 인코딩된 영상 데이터를 포함한다.
엔트로피 디코딩부(120)는 한 프레임을 구성하는 영상 데이터를 엔트로피 디코딩하여 각 매크로블록(macroblock)의 계수, 움직임 벡터(motion vector) 및 헤더(header)를 추출한다. 여기에서, 매크로블록은 영상 압축의 기본 단위이며, 매크로블록의 크기는 영상 데이터의 압축 포맷에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 매크로블록의 크기는 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나에 상응할 수 있으며, 본 실시예에서는 편의상 매크로블록의 크기를 16×16인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
DC 계수 추출부(130)는 하나의 프레임에 상응하는 매크로블록들의 계수로부터 DC 계수들을 추출하고, DC 계수들을 원 영상에서 차지하는 위치에 따라 배치하여 DC 계수 영상을 생성한다. 예를 들어, DC 계수 추출부(130)는 각 16×16 매크로블록의 계수로부터 4개의 DC 계수들을 추출하여 DC 계수들로 구성된 2×2 서브블록을 생성할 수 있다. DC 계수 추출부(130)는 하나의 프레임에 상응하는 매크로블록들의 계수로부터 하나의 프레임에 상응하는 DC 계수 영상을 생성할 수 있다. 여기에서, DC 계수 영상은 복수의 서브블록들을 포함한다.
포맷 결정부(140)는 DC 계수 영상의 특성에 기초하여 영상 데이터의 포맷을 결정한다. 여기에서, 영상 데이터의 포맷은 3D 영상을 합성하는 과정에서 하나의 장면에 대하여 어떠한 형태로 포맷이 되었는지에 따라 결정된다. 예를 들어, 영상 데이터 포맷은 사이드 바이 사이드(side by side) 및 탑 앤 다운(top & down)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 포맷 결정부(140)는 영상 데이터의 포맷이 사이드 바이 사이드에 해당하는지를 결정하고, 사이드 바이 사이드에 해당하지 않으면 탑 앤 다운에 해당하는지를 순차적으로 결정할 수 있다. 포맷 결정부(140)는 영상 데이터의 포맷을 디스플레이 장치로 송신한다.
재배열부(150)는 각 매크로블록의 개수에 대하여 런-레벨 코딩과 재배치 과정의 역과정을 수행하여 양자화된 DCT 계수들(quantized DCT coefficients)들을 생성한다. 역양자화부(155)는 양자화된 DCT 계수들을 역양자화하여 역DCT부(160)로 출력하고, 역DCT(160)는 역양자화부(155)로부터 받은 DCT 계수들을 역DCT하여 각 복원 매크로블록을 생성한다. 인트라 프레임 코딩의 경우에는, 가산기(165)는 움직임 예측 보상부(170)에 의해 획득된 예측 값과 역DCT부(160)에 의해 생성된 예측 오차를 가산하여 복원 매크로블록을 생성하고, 프레임 메모리(175)는 복원 매크로블록을 저장한다. 엔트로피 디코딩부(120), 재배열부(150), 역양자화부(155), 역DCT(160), 가산기(165), 움직임 예측 보상부(170) 및 프레임 메모리(175)는 MPEG-2와 같은 압축 표준에 따라 원 영상을 복원하는 디코더와 실질적으로 동일하다.
도 2는 도 1에서 3D 영상 데이터의 포맷의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 2의 (a)는 사이드 바이 사이드 포맷의 영상을 나타내고, 도 2의 (b)는 탑 앤 다운 포맷의 영상을 나타낸다.
도 2의 (a)를 참조하면, 사이드 바이 사이드 포맷의 영상은, 좌안 영상과 우안 영상을 각각 수평 방향으로 1/2 서브 샘플링하고, 샘플링된 좌안 영상을 왼쪽에 위치시키며, 샘플링된 우안 영상을 오른쪽에 위치시켜서 하나의 3차원 영상을 구성한다. 도 2의 (a)와 같은 사이드 바이 사이드 포맷의 영상에서, 왼쪽에 위치한 각각의 DC 계수는 오른쪽에 위치한 각각의 DC 계수와 대응될 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 탑 앤 다운 포맷의 영상은, 좌안 영상과 우안 영상을 각각 수직 방향으로 1/2 서브 샘플링하고, 샘플링된 좌안 영상을 상부에 위치시키며, 샘플링된 우안 영상을 하부에 위치시켜서 하나의 3차원 영상을 구성한다. 도 2의 (b)와 같은 탑 앤 다운 포맷의 영상에서, 상부에 위치하는 각각의 DC 계수는 하부에 위치하는 각각의 DC 계수와 대응될 수 있다.
도 3은 도 1의 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 포맷 결정부(140)는 제 1 포맷 결정부(310) 및 제 2 포맷 결정부(320)를 포함한다.
제 1 포맷 결정부(310)는 영상 데이터의 포맷이 사이드 바이 사이드(side by side) 포맷에 해당하는지를 결정한다. 예를 들어, 제 1 포맷 결정부(310)는 DC 계수 영상 중 왼쪽에 위치하는 DC 계수 영상과 오른쪽에 위치하는 DC 계수 영상의 유사도에 기초하여, 영상 데이터의 포맷이 사이드 바이 사이드에 해당하는지를 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 포맷 결정부(310)는 DC 계수 영상 중 왼쪽에 위치하는 DC 계수 영상과 오른쪽에 위치하는 DC 계수 영상 간의 DC 계수 차이값에 기초하여, 영상 데이터의 포맷이 사이드 바이 사이드에 해당하는지를 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제 1 포맷 결정부(310)는 DC 계수 영상의 가운데 열(middle column)에 에지가 검출되는지에 기초하여, 영상 데이터의 포맷이 사이드 바이 사이드에 해당하는지를 결정할 수 있다.
제 2 포맷 결정부(320)는 영상 데이터의 포맷이 탑 앤 다운(top & down) 포맷에 해당하는지를 결정한다. 예를 들어, 제 2 포맷 결정부(320)는 DC 계수 영상 중 상부에 위치하는 DC 계수 영상과 하부에 위치하는 DC 계수 영상의 유사도에 기초하여, 영상 데이터의 포맷이 탑 앤 다운에 해당하는지를 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 제 2 포맷 결정부(320)는 DC 계수 영상 중 상부에 위치하는 DC 계수 영상과 하부에 위치하는 DC 계수 영상 간의 DC 계수 차이값에 기초하여, 영상 데이터의 포맷이 탑 앤 다운에 해당하는지를 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제 2 포맷 결정부(320)는 DC 계수 영상의 가운데 행(middle row)에 에지가 검출되는지에 기초하여, 영상 데이터의 포맷이 탑 앤 다운에 해당하는지를 결정할 수 있다.
도 4는 도 3의 제 1 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)를 참조하면, 제 1 포맷 결정부(310)는 유사도 계산부(410) 및 결정부(420)를 포함한다. 도 3의 제 2 포맷 결정부(320)가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예는, 도 4에서 설명된 제 1 포맷 결정부(310)가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예와 실질적으로 동일하다.
유사도 계산부(410)는 DC 계수 영상을 구성하는 각각의 행(row)에 대하여, 왼쪽에 위치하는 DC 계수들과 오른쪽에 위치하는 DC 계수들 사이의 유사도를 계산한다. 유사도 계산부(410)는 왼쪽에 위치하는 DC 계수들의 값으로 구성된 신호와 오른쪽에 위치하는 DC 계수들의 값으로 구성된 신호에 신호에 대하여 상호상관값(Cross-Correlation Value)을 산출함으로써 유사도를 계산할 수 있다. 여기에서, 상호상관값은 -1부터 1까지의 범위에서 값을 가질 수 있으며, 두 신호가 일치하면 상호상관값은 1이고, 두 신호의 모양은 동일하나 위상이 역적된 경우이면 상호상관값은 -1이며, 두 신호 사이에 유사성이 전혀 없으면 상호상관값은 0이다. 예를 들어, 도 4의 (b)에 나타난 것과 같이, 유사도 계산부(410)는 왼쪽에서 1번째 DC 계수부터 60번째 DC 계수까지로 구성되는 제 1 신호(450)과, 왼쪽에서 61번째 DC 계수부터 120번째 DC 계수까지로 구성되는 제 2 신호(460)간의 상호상관값을 산출하여 유사도를 계산할 수 있다.
결정부(420)는 유사도 계산부(410)에 의해 계산된 유사도를 미리 설정된 기준값과 비교하고, 비교 결과 유사도가 기준값보다 크면 영상 데이터의 포맷을 사이드 바이 사이드로 결정한다. 예를 들어, 유사도가 상호상관값인 경우에는, 미리 설정된 기준값은 0보다 크고 1보다 작은 범위 내에서 미리 설정될 수 있다.
도 5는 도 3의 제 1 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 다른 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)를 참조하면, 제 1 포맷 결정부(310)는 오차 총합 계산부(510) 및 결정부(520)를 포함한다. 도 3의 제 2 포맷 결정부(320)가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예는, 도 5에서 설명된 제 1 포맷 결정부(310)가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예와 실질적으로 동일하다.
오차 총합 계산부(510)는 DC 계수 영상을 구성하는 각각의 행(row)에 대하여 왼쪽에 위치하는 DC 계수들과 오른쪽에 위치하는 DC 계수들 사이의 차이를 총합하여, DC 계수 영상에서 왼쪽과 오른쪽 사이의 오차의 총합을 계산한다. 예를 들어, 도 5의 (b)에 나타난 것과 같이, 오차 총합 계산부(510)는 왼쪽에서 1번째 DC 계수와 61번째 DC 계수와의 차이로부터, 왼쪽에서 60번째 DC 계수와 120번째 DC 계수와의 차이까지를 총합할 수 있다.
결정부(520)는 오차의 총합을 미리 설정된 기준값과 비교하고, 비교 결과 오차의 총합이 기준값보다 작으면 영상 데이터의 포맷을 사이드 바이 사이드로 결정한다.
도 6은 도 3의 제 1 포맷 결정부가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 또 다른 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a)를 참조하면, 제 1 포맷 결정부(310)는 에지 검출부(610) 및 결정부(620)를 포함한다. 도 3의 제 2 포맷 결정부(320)가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예는, 도 6에서 설명된 제 1 포맷 결정부(310)가 영상 데이터의 포맷을 결정하는 일 예와 실질적으로 동일하다.
에지 검출부(610)는 DC 계수 영상에서 가운데 열(middle column)에서 에지가 검출되는지를 결정한다. 예를 들어, 도 6의 (b)에 나타난 것과 같이, 에지 검출부(610)는 왼쪽에서 60번째와 61번째 사이의 DC 계수에서 에지가 검출되는지를 결정할 수 있다.
결정부(620)는 DC 계수 영상에서 가운데 열에 에지가 검출되면, 영상 데이터의 포맷을 사이드 바이 사이드로 결정한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치에 있어서,
    영상 데이터를 엔트로피 디코딩하여 각 매크로블록의 계수를 추출하는 엔트로피 디코딩부;
    상기 각 매크로블록의 계수로부터 DC 계수들을 추출하는 DC 계수 추출부; 및
    상기 DC 계수들에 기초하여 상기 영상 데이터의 포맷을 결정하고, 상기 영상 데이터 포맷을 디스플레이 장치로 송신하는 포맷 결정부를 포함하되,
    상기 DC 계수 추출부는
    하나의 프레임을 구성하는 매크로블록들의 계수로부터 DC 계수들을 추출하고, 원 영상에서 상기 DC 계수들이 차지하는 위치에 기초하여 상기 DC 계수들을 배치하여 DC 계수 영상을 생성하는
    3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 데이터의 포맷은
    사이드 바이 사이드(side by side) 또는 탑 앤 다운(top & down) 중 어느 하나를 포함하는 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 결정부는
    상기 DC 계수 영상 중 왼쪽에 위치하는 영상과 오른쪽에 위치하는 영상 간의 유사도를 계산하는 유사도 계산부; 및
    상기 유사도가 미리 정해진 기준값보다 크면, 상기 영상 데이터의 포맷을 사이드 바이 사이드로 결정하는 결정부를 포함하는 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 결정부는
    상기 DC 계수 영상 중 상부에 위치하는 영상과 하부에 위치하는 영상 간의 유사도를 계산하는 유사도 계산부; 및
    상기 유사도가 미리 정해진 기준값보다 크면, 상기 영상 데이터의 포맷을 탑 앤 다운으로 결정하는 결정부를 포함하는 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 결정부는
    상기 DC 계수 영상 중 왼쪽에 위치하는 각 DC 계수들과, 상기 DC 계수 영상 중 오른쪽에 위치하는 각 DC 계수들 간의 오차를 총합하는 오차 총합 계산부; 및
    상기 오차의 총합이 미리 정해진 기준값보다 작으면, 상기 영상 데이터의 포맷을 사이드 바이 사이드로 결정하는 결정부를 포함하는 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 결정부는
    상기 DC 계수 영상 중 상부에 위치하는 각 DC 계수들과, 상기 DC 계수 영상 중 하부에 위치하는 각 DC 계수들 간의 오차를 총합하는 오차 총합 계산부; 및
    상기 오차의 총합이 미리 정해진 기준값보다 작으면, 상기 영상 데이터의 포맷을 탑 앤 다운으로 결정하는 결정부를 포함하는 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 결정부는
    상기 DC 계수 영상에서 가운데 열(middle column)에서 에지가 검출되는지를 결정하는 에지 검출부; 및
    상기 에지가 검출되면, 상기 영상 데이터의 포맷을 사이드 바이 사이드로 결정하는 결정부를 포함하는 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 결정부는
    상기 DC 계수 영상에서 가운데 행(middle row)에서 에지가 검출되는지를 결정하는 에지 검출부; 및
    상기 에지가 검출되면, 상기 영상 데이터의 포맷을 탑 앤 다운으로 결정하는 결정부를 포함하는 3D 영상 데이터 포맷을 검출하는 영상 재생 장치.
  10. 삭제
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