KR101381601B1 - 다시점 영상 부호화 및 복호화 장치 - Google Patents

다시점 영상 부호화 및 복호화 장치 Download PDF

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Abstract

다시점 디스플레이 장치를 위한 다시점 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치가 개시되어 있다. 본 발명은 다시점 영상 부호화 방법에 있어서, 복수개의 시점에 대하여 기준 영상을 기반으로 다시점 영상을 압축하는 과정, 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 생성하는 과정, 압축된 다시점 영상과 상기 가능한 스테레오 페어 정보를 인코딩하여 소정 전송 단위의 비트스트림으로 생성하는 과정을 포함한다.

Description

다시점 영상 부호화 및 복호화 장치{Method and apparatus for encoding and decoding multi-view image}
본 발명은 다시점(multi view) 영상 처리 시스템에 관한 것이며, 특히 다시점 디스플레이 장치를 위한 다시점 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
다시점 영상 처리 시스템은 복수개의 카메라를 통해 촬영된 영상들을 기하학적으로 교정하고, 공간적인 합성등을 통해 여러 방향의 다양한 시점을 사용자에게 제공한다. 이러한 다시점 영상은 사용자에게 시점의 자유를 증가시킬 수 있다는 특징을 갖는다.
통상적으로 H. 264 또는 MVC(multi-view video coding) 코덱은 다시점 영상 부호화 및 복호화 규격을 제안하고 있다.
다시점 영상 부호화는 다시점 영상을 제공하는 복수의 카메라로부터 입력받은 영상을 동시에 부호화한다. 또한 다시점 영상은 시간적 상관 관계(temporal dependancy) 및 카메라들 사이(inter-view)의 공간적인 상관 관계(spatial dependancy)를 이용하여 압축 스트림으로 부호화된다.
이 압축된 스트림은 디코더의 성능 및 사용자의 선택에 따라 디스플레이 장치에 표시된다. 디스플레이 장치는 입력된 영상을 뷰우간의 상관 관계(dependancy)에 맞게 디코딩하고, 디코딩된 영상을 화면에 디스플레이 한다. 이때 디스플레이 장치는 원하는 하나의 뷰우를 이용하여 표시할 수 있고, 2개의 뷰우를 이용하여 스테레오 영상을 표시할 수 있다.
또한 통상적으로 1개의 뷰우를 지원하는 디스플레이 장치는 복수개의 뷰우들을 스위치해 가면서 디스플레이하고 있다.
그러나 복수개의 뷰우를 지원하는 다 시점 디스플레이 장치는 스테레오 효과를 얻기 위해 스테레오 페어(stereo pair)를 구성해야 한다.
이때 다시점 디스플레이 장치는 2개의 뷰우를 선택하여 스테레오 영상을 구성할 때 스테레오 효과를 보이기 위해 좌, 우의 시차가 벌어져 있는 영상 페어를 선택하는 것이 효율적이다. 또한 다시점 디스플레이 장치는 상, 하에 위치한 뷰우간에는 스테레오 효과를 얻을 수 없다.
그러나 종래의 다시점 디스플레이 장치는 영상 페어를 지정해줄 수 없으며, 복수개 뷰우에 대해 순차적으로 페어를 구성하기 위해서는 딜레이(delay)가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자하는 과제는 H. 264 또는 MVC 코덱에서 스테레오 페어 정보를 정의함으로써 효과적인 스테레오 영상을 구성할 수 있는 다 시점 영상 부호화 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 H. 264 또는 MVC 코덱에서 가능한 스테레오 페어 정보를 추출하여 효과적인 스테레오 영상을 구성할 수 있는 다 시점 영상 복호화 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자하는 또 다른 기술적 과제는 H. 264 또는 MVC 코덱에서 스테레오 페어 정보를 제공 및 수신함으로써 효과적인 스테레오 영상을 구성할 수 있는 다 시점 영상 디스플레이 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다시점 영상 부호화 방법에 있어서,
복수개의 시점에 대하여 기준 영상을 기반으로 다시점 영상을 압축하는 과정;
상기 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 생성하는 과정;
상기 압축된 다시점 영상과 상기 가능한 스테레오 페어 정보를 인코딩하여 소정 전송 단위의 비트스트림으로 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다시점 영상 복호화 방법에 있어서,
비트 스트림으로부터 압축 데이터와 소정의 사용자 정의 정보 메시지를 추출하는 과정;
상기 압축 데이터로부터 다시점 영상을 디코딩하고, 소정의 사용자 정의 정보 메시지로부터 가능한 스테레오 페어 정보를 추출하는 과정;
상기 추출된 가능한 스테레오 페어 뷰우에 따라 해당되는 뷰우 영상을 선택하고, 그 선택된 스테레오 시점들을 디코딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다시점 영상 디스플레이 방법에 있어서,
스테레오 뷰우 모드를 지원하는가를 판단하는 과정;
상기 스테레오 뷰우 모드가 지원되면 수신되는 비트스트림으로 부터 소정의 사용자 정의 메시지를 추출하는 과정;
상기 사용자 정의 메시지로부터 스테레오-페어가 가능한 페어-셋 정보를 검출하는 과정;
상기 스테레오-페어가 가능한 페어-셋 정보로 부터 스테레오 영상을 설정하는 과정;
상기 설정된 스테레오 영상을 다시점 디코딩 알고리듬에 따라 디코딩하고, 그 디코딩된 스테레오 뷰우를 디스플레이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다시점 영상 부호화 장치에 있어서,
다시점 영상 신호를 다시점 압축 알고리듬을 이용하여 압축하고, 그 압축된 다시점 영상 신호를 인코딩하는 신호 인코더부;
다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 서술하여 SEI 메시지 신택스를 생성하는 SEI 메시지 생성부;
상기 신호 인코더부에서 인코딩된 다시점 영상과 상기 SEI 메시지 생성부에서 생성된 가능한 스테레오 페어 정보를 소정 전송 단위의 비트 스트림으로 생성하는 비트스트림 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다시점 영상 복호화 장치에 있어서,
비트 스트림 으로부터 NAL 헤더 부분과 데이터 부분으로 분리하는 비트스트림 해석부;
상기 비트스트림 해석부에서 분리된 NAL 헤더 부분에서 SEI 메시지를 추출하는 SEI 추출부;
다시점 신호 디코딩 방식을 이용하여 선택된 뷰우에 관련된 다 시점 영상 신호를 디코딩하는 신호 디코더부;
상기 SEI 추출부에서 추출된 SEI 메시지로부터 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 검출하고, 그 스테레오 페어 정보에 해당하는 뷰우 선택 신호를 신호 디코더부에 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, H. 264 또는 MVC 코덱과 같은 비디오 압축 규격의 SEI 메시지에 가능 스테레오 페어 정보를 서술함으로써 디스플레이 장치에서 효과적인 스테레오 영상을 구성할 수 있다. 만약 디코더가 스테레오 페어 셋 정보를 가지고 있다면 디스플레이 장치는 용이하게 스테레오 디스플레이를 설정할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1a는 1차원 카메라 어레이 구조에서 통상적인 다시점 영상 시퀀스를 도시한다.
일 실시예로 1차원 카메라 어레이 구조는 8대의 카메라가 8개의 뷰우를 생성한다.
도 1a에서 가로축은 시간축이고, 세로축은 시점축이다. 다시점 영상의 부호화(multi-view coding)에서는 기본 시점의 영상에 대하여 주기적으로 인트라 픽처(I picture)를 생성하고, 생성된 인트라 픽처들을 기초로 시간 예측(temporal prediction) 또는 시점간(inter-view prediction)예측을 수행하여 다른 픽처들을 예측 부호화한다.
시간 예측이란 동일한 시점(view) 즉, 동일한 행에 있는 영상 사이에 시간적인 상관 관계를 이용하는 예측이며, 시점간 예측이란 같은 시간 즉, 동일한 열에 있는 영상 사이에 공간적인 상관 관계를 이용하는 예측이다.
도 1a에서 각각의 행은 다시점 영상의 각각의 시점에 대한 영상 시퀀스(sequence)를 시간 경과에 따라 도시한다. 각각의 행은 위에서부터 차례대로 시점 0, 시점 1, 시점 2, ... 의 영상 시퀀스가 된다. 여기서 시점 0을 기본 시점이라고 하고, 따라서 첫 번째 행의 영상 시퀀스는 기본 시점의 영상 시퀀스가 된다. 기본 시점의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들은 시간 예측만을 수행하여 예측 부호화되며, 시점간 예측은 수행하지 않는다.
또한, 각각의 열은 동일한 시간에서의 다시점 영상들을 도시한다. 도시된 열들 중에서 인트라 픽처를 포함하고 있는 열들에 포함되어 있는 픽처들을 앵커 픽처(anchor picture)라고 한다. 앵커 픽처들은 시점간 예측만을 수행하여 부호화된다.
도 1a를 참조하면, 다시점 영상 부호화 장치는 소정의 영상 단위를 기준으로 영상을 부호화한다. 먼저, 각 시점의 최초 픽처들을 예측 부호화한다. 기준 시점에 생성된 인트라 픽처에 기초하여 시점간 예측을 수행하여 각 시점의 최초 픽처들을 생성한다.
단방향 시점간 예측을 이용하여 시점 2(S2), 시점 4(S4), 시점 6(S6) 및 시점 7(S7)의 영상에 대하여 P 픽처들을 생성하고, 쌍방향 시점간 예측을 이용하여 시점 1(S1), 시점 3(S3) 및 시점 5(S5)의 영상에 대해 B 픽처들을 생성한다. 최초 픽처들은 모두 기본 시점의 영상에 대하여 생성된 인트라 픽처에 기초하여 예측을 수행한다.
도 1b는 2차원 카메라 어레이 구조에서 통상적인 다시점 영상 시퀀스를 도시한다. 일 실시예로 2차원 카메라 어레이 구조는 15개의 카메라가 15개의 뷰우를 생성한다.
단방향 시점간 예측을 이용하여 시점 2(S2), 시점 4(S4), 시점 5(S5), 시점 7(S7), 시점 9(S9), 시점 10(S10), 시점 12(S12), 시점 14(S14)의 영상들에 대해 P 픽처들을 생성하고, 쌍방향 시점간 예측을 이용하여 시점 1(S1), 시점 3(S3), 시점 6(S6), 시점 8(S8), 시점 11(S11), 시점 13(S13)의 영상들에 대해 B 픽처들을 생성한다.
이때 시점1(S1) 및 시점2(S2)는 스테레오 페어로 가능하다. 그러나 시점 1(S1) 및 시점 6(S6)은 스테레오 페어로 불가능하다. 이 경우, 시점 1(S1) 및 시점 6(S6)은 수직 페어 셋(vertical pair set)이다.
도 1c는 크로스 형태의 카메라 어레이 구조에서 통상적인 다시점 영상 시퀀스를 도시한다. 일 실시예로 크로스 형태의 카메라 어레이 구조는 5개의 카메라가 크로스 형태의 뷰우를 생성한다.
도 1c를 참조하면, 단방향 시점간 예측을 이용하여 시점 1(S1), 시점 2(S2), 시점 3(S3), 시점 4(S4) 및 시점 5(S5)의 영상에 대하여 P 픽처들을 생성한다.
최초 픽처들은 모두 기본 시점의 영상에 대하여 생성된 인트라 픽처에 기초하여 예측을 수행한다.
도 2a 및 2b는 2D 평행의 카메라 뷰우들에서 2개의 뷰우 선택에 따른 스테레오 효과를 설명한 화면이다. 도 2a 및 2b는 인에이블/디스에이블 스테레오 페어 셋 의 일실시예를 보여준다.
통상적으로 좌우의 시차가 벌어져 있는 영상 페어가 스테레오 영상에 효과적이다. 즉, 도 2a에서 도시된 바와 같이 인접한 수평 뷰우들을 사용하여 스테레오 페어 셋(210)을 구성할 시 가까운 시차로 인해 디스플레이 장치는 스테레오 효과를 극대화할 수 있다.
그러나 주변의 뷰우에 대한 정보가 있더라도 상, 하에 위치한 뷰우간에는 스테레오 효과를 얻을 수 없다. 즉, 도 2a에 도시된 바와 같이 상, 하의 뷰우들을 사용하여 스테레오 페어 셋(220)을 구성할 시 상하 시차로 인해 디스플레이 장치는 스테레오 효과를 극대화할 수 없다.
또한 좌우의 시차가 너무 벌어져 있는 영상 페어도 스테레오 효과를 얻을 수 없다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이 너무 벌어져 있는 수평 뷰우들을 사용하여 스테레오 페어(240)를 구성할 시 너무 멀어진 시차로 인해 디스플레이 장치는 스테레오 효과를 극대화할 수 없다. 이 먼 거리 페어(long distance pair)는 스테레오 페어 셋에 대해 제외할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 가능한 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스(syntax) 및 시맨틱(semantic)을 디코더에 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 다시점 영상 부호화 장치의 블록도이다.
도 3의 다시점 영상 부호화 장치는 신호 인코더부(310), SEI 메시지 생성부(320), 비트스트림 생성부(330)로 구성된다.
신호 인코더부(310)는 복수개의 카메라들로부터 생성되는 다시점 영상 신호 를 다시점 압축 알고리듬을 이용하여 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같은 시점간(inter-view prediction)예측을 수행하고, 그 예측된 멀티 시퀀스 영상 신호를 인코딩한다. 즉, 신호 인코더부(310)는 통상적으로 H.264, MVC 코덱등의 방식에서 사용되는 다시점 신호 압축 방식을 이용하여 다 시점 영상 신호를 압축하고, 그 압축된 다시점 영상 신호 및 시점 정보를 인코딩한다.
SEI 메시지 생성부(320)는 통상적으로 H.264, MVC 코덱등에서 사용하고 있는 SEI 신택스(syntax) 및 시맨틱(semantic) 메시지를 생성한다. 이때 SEI 메시지는 다시점 영상들에 대한 가능한 스테레오 페어 정보를 포함한다.
비트스트림 생성부(330)는 신호 인코더부(310)에서 인코딩된 시점 정보 및 다시점 영상, SEI 메시지 생성부(320)에서 생성된 가능한 스테레오 페어 정보를 소정 전송 단위의 비트 스트림(bit stream)으로 생성한다. 즉, 인코드된 다시점 영상 및 SEI 메시지는 일련의 NAL(Network Abstraction Layer) 유닛으로 생성된다.
도 4는 본 발명에 따른 다시점 영상 복호화 장치의 블록도이다.
도 4의 다시점 영상 복호화 장치는 비트스트림 해석부(410), 신호 디코더부(430), SEI 추출부(440), 제어부(450), 디스플레이부(460)로 구성된다.
비트스트림 해석부(410)는 다 시점 영상 부호화 장치로부터 수신되는 비트 스트림(bit stream)으로부터 NAL 헤더 부분과 데이터 부분으로 분리한다.
SEI 추출부(440)는 비트스트림 해석부(410)에서 분리된 NAL 헤더 부분에서 SEI 정보를 추출하여 SEI 메시지 신택스 및 시멘틱을 추출한다. 이때 SEI 메시지 신택스 및 시멘틱은 스테레오 페어 구성 여부를 나타내는 사용자 테이블 정보를 포 함한다.
신호 디코더부(430)는 통상적으로 H.264, MVC 코덱등의 방식에서 사용되는 다시점 신호 디코딩 방식을 이용하여 선택된 뷰우에 관련된 시점 정보 및 다 시점 영상 신호를 디코딩한다. 이때 신호 디코더부(430)는 NAL 헤더에서 추출된 SPS(Sequence Parameter Set)의 부호화 정보 및 시점 정보를 이용하여 가능한(enable) 스테레오 페어 정보에 관련된 뷰우 영상들을 디코딩한다.
제어부(450)는 SEI 추출부(440)에서 추출된 SEI 메시지로부터 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 검출하고, 그 스테레오 페어 정보에 해당하는 뷰우 선택 신호를 신호 디코더부(430)에 인가한다. 이때 제어부(450)는 도시되어 있지는 않지만 NAL 헤더의 SPS(Sequence Parameter Set)에 포함된 부호화 정보를 디코더부(430)에 인가한다.
디스플레이부(460)는 신호 디코더부(430)에서 복구된 해당 뷰우들의 영상 신호를 LCD에 표시한다.
도 5는 본 발명에 따른 다시점 영상 부호화 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 다 시점 시퀀스의 영상 신호를 입력하여 H.264 또는 MVC 코덱의 압축 알고리듬에 의해 압축한다(510 과정).
이어서, 다 시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어를 지정하고, 그 지정된 스테레오 페어를 이용하여 SEI 메시지를 생성한다(520 과정).
이어서, 압축된 다시점 영상 및 시점 정보와 가능한 스테레오 페어 설정 메시지를 인코딩하여 소정 전송 단위의 비트스트림으로 생성한다.
이어서, 다시점 영상 스트림, 시점 정보 스트림 및 가능한 스테레오 페어 설정 메시지는 기존의 다시점 전송 방식에 따라 다양한 방식으로 패킷화되어 전송될 수 있으며, 예를 들어, NAL 유니트의 형태로 패킷화되어 디코더측으로 전송될 수 있다.
도 6은 도 5의 SEI 메시지 생성 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 카메라(뷰우)의 배열에 따라 스테레오 페어가 가능한 뷰우 페어-셋(pair-set)을 미리 설정한다(610 과정). 예를 들면, 좌우의 시차가 벌어져 있는 영상 페어가 스테레오 영상에 효과적이다. 따라서 인접한 수평 뷰우 페어는 가능 스테레오 페어(enable stereo pair)로 설정된다. 그러나 서로 멀리 떨어진 수평 뷰우를 갖는 뷰우 페어는 불가능한 스테레오 페어로 설정된다. 또한 상하에 위치한 뷰우간에는 스테레오 효과를 얻을 수 없다. 따라서 수직 뷰우들을 갖는 뷰우 페어는 불가능 스테레오 페어로 설정한다.
이어서, 설정된 뷰우 페어-셋을 기반으로 가능 스테레오 페어 테이블을 생성한다(620 과정).
이어서, 가능 스테레오 페어 테이블에 기반하여 가능 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스(syntax) 및 시맨틱(semantic)을 작성한다(630 과정).
도 7은 통상적인 NAL 유니트 신택스를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, NAL 유니트는 기본적으로 NAL 헤더와 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)로 구성된다. NAL 헤더에는 NAL 유니트의 참조 픽쳐가 되는 슬라이스가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 플래그 정보(nal_ref_ide)와 NAL 유니트 의 종류를 나타내는 식별자(nal_unit_type)가 포함되어 있다.
RBSP의 길이를 8비트의 배수로 표현하기 위해, RBSP의 마지막에 1 - 8 비트의 RBSP trailing bit를 첨가한다. 또한 NAL 헤더의 길이는 8비트이고 NAL 유니트의 길이도 8비트의 배수로 하고 있다.
도 8은 도 7의 NAL 유니트 타입들의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, AL 유니트 타입들은 SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), SEI(Supplemental Information) ...등으로 구성된다. 여기서는 AL 유니트 타입들중에서 본 발명에 관련된 SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), SEI(Supplemental Information)만을 설명한다
SPS는 프로파일, 레벨등 시퀀스 전체의 부호화에 걸쳐있는 정보가 포함되어 있는 헤더 정보이다.
PPS는 픽쳐 전체의 부호화 모드(예를 들어, 엔트로피 부호화 모드, 픽쳐 단위의 양자화 파라미터 초기값등)을 나타내는 헤더 정보이다.
SEI는 VCL(Video Coding Layer)의 복호 과정에 필수가 아닌 부가 정보를 나타낸다. 예를 들면, SEI는 HRD(Hypothetical Reference Decoder)와 관련된 각 픽쳐의 타이밍 정보, 팬/스캔(pan/scan) 기능에 관한 정보, 임의 엑세스를 행하는 데 편리한 정보, 사용자가 독자적으로 정의하는 정보(사용자 데이터 정보)등이다. 본 발명에서는 SEI에 가능 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스(syntax) 및 시맨틱(semantic)을 서술한다.
도 9는 통상적으로 사용되는 SEI 메시지 신택스를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, SEI 메시지 신택스는 메시지의 타입과 크기를 서술하고 있다. 따라서 SEI 메시지는 인에이블 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스(syntax) 및 시맨틱(semantic)가 정의된다.
도 10은 다시점 영상 부호화 장치에서 전송되는 비트스트림의 구성을 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, NAL 헤더와 SEI로 구성된 NAL 유니트가 디코더 장치로 전송된다.
도 11a 는 본 발명에 따른 스테레오-페어 영상이 설정된 SEI 메시지 시택스를 보이는 일실시 예이다.
도 11을 참조하면, "num_views minus_1"은 비트스트림에서 부호화된 뷰우들의 전체 개수를 나타낸다. "enable stereo pair flag[i][j]" 는 왼쪽 뷰우 영상과 오른쪽 뷰우 영상의 스페레오 페어 구성 가능 여부를 나타낸다.
도 11b는 본 발명에 따른 스테레오-페어 영상 설정 SEI 메시지 시맨틱을 보이는 일실시 예이다.
SEI 메시지로 전달된 정보는 엑세스 유니트(access unit)와 관련있다. SEI 메시지는 해당되는 엑세스 유니트의 부호화된 슬라이스 NAL 유니트(coded slice NAL unit) 또는 부호화된 슬라이스 데이터 파티션 NAL 유니트(coded slice data partition NAL unit) 이전에 나타난다.
도 11b를 참조하면, "enable stereo pair flag[i][j]"는 왼쪽 영상이 view_id[i] 이고, 오른쪽 영상이 view_id[j]일 때 스테레오 페어 구성 여부를 나 타낸다. view_id는 SPS에서 가져온다. 이때 view_id 는 시점에 대한 뷰우 ID(identifier)를 나타낸다.
"1"과 같은 "enable stereo pair flag[i][j]"는 인에이블 스테레오 페어임을 나타낸다. [i]는 left view_id 이고 [j]는 right view_id 이다. view_id는 SPS에서 view_id[i]와 같다. 또한 "0"와 같은 "enable stereo pair flag[i][j]"는 디스에이블 스테레오 페어임을 나타낸다. "0"와 같은 "enable stereo pair flag[i][j]"는 수직 페어(vertical pair), 먼 거리 페어(long distance pair), 좌 및 우 뷰우 거짓(the left and right view false)과 동일한 좌 및 우 뷰우 케이스(the same left and right view case)를 포함한다.
도 12a는 본 발명에 따른 가능한 스테레오-페어 영상 테이블의 일실시 예이다.
도 12b는 4*2(4 by 2) 카메라 어레이 구조의 일실시예이다.
도 12a의 스테레오-페어 영상 테이블은 도 2b의 4*2의 2차원 카메라 어레이 구조를 갖고 가능한 스테레오 페어를 구성한다.
도 12a를 참조하면, 카메라의 수직/수평 배열에 따라 스테레오-페어가 가능한 뷰우 페어-셋을 view_id[i], view_id[j]에 넣는다. 그리고 view_id[i], view_id[j]의 값에 따라 스테레오 페어 구성 여부를 나타내는 플래그값을 작성한다. 참 플래그(true flag)는 view_id(0,1), (0, 2), (1, 2), (1, 3)을 갖는 인에이블 스테레오 페어를 의미한다. 도 12를 보면, view0(S0) 및 view1(S1), view0(S0) 및 view2(S2), view1(S1) 및 view2(S2), view1(S1) 및 view3(S3)가 스테레오 페어 로 가능하다.
예를 들면, view_id[i]가 "0"이고 view_id[j]가 "1"이면 인접한 수평 뷰우들을 갖는 페어이기 때문에 스테레오 페어 구성이 가능하다. 따라서 view_id[0], view_id[1]에 대한 플래그값은 true(1)이다.
또한 view_id[i]가 "0"이고 view_id[j]가 "2"이면 서로 약간 떨어진 수평 뷰우들을 갖는 페어이기 때문에 스테레오 페어 구성이 가능하다. 따라서 view_id[0], view_id[2]에 대한 플래그값은 true(1)이다.
그러나 view_id[i]가 "0"이고 view_id[j]가 "3"이면 서로 멀리 떨어진 수평 뷰우들을 갖는 페어이기 때문에 스테레오 페어 구성이 불가능하다. 따라서 view_id[0], view_id[3]에 대한 플래그 값은 false(0)이다.
또한 view_id[i]가 "0"이고 view_id[j]가 "4"이면 수직 뷰우들을 갖는 페어이기 때문에 스테레오 페어 구성이 불가능하다. 따라서 view_id[0], view_id[4]에 대한 플래그값은 false(0)이다.
도 13은 본 발명에 따른 다시점 영상 디스플레이의 개념도이다.
도 13을 참조하면, 8개의 카메라에서 생성된 다시점 영상 신호를 인코딩하여 비트스트림으로 생성한다.
디스플레이 장치는 지원하는 뷰우 모드에 따라서 한 개의 뷰우를 디스플레이하거나, 스테레오 뷰우(2개 뷰우)를 디스플레이하거나, 멀티 뷰우(n개 뷰우)를 디스플레이 할 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 다시점 영상 복호화/디스플레이 방법을 보이는 흐름 도이다.
다시점 영상 부호화 장치로부터 NAL 단위의 비트스트림을 수신한다(1410 과정).
이어서, 디스플레이 장치가 스테레오 뷰우 또는 멀티 뷰우 디스플레이를 지원하는 가를 체크한다(1420 과정). 이때 스테레오 또는 멀티 뷰우 디스플레이를 지원하지 않으면 디스플레이 장치는 싱글 뷰우 디스플레이를 수행한다(1430 과정).
이어서, 스테레오 또는 멀티 뷰우 디스플레이를 지원하면 디스플레이 장치는 스테레오 뷰우 모드 또는 멀티 뷰우 모드인가를 체크한다(1440).
이때 디스플레이 장치가 멀티 뷰우 모드이면 멀티 뷰우를 디스플레이 한다(1450 과정).
이어서, 디스플레이 장치가 스테레오 뷰우 모드이면 비트스트림으로 부터 SEI 메시지를 파싱하여 사용자 테이블을 추출한다(1460 과정). 이때 사용자 테이블에는 스테레오-페어가 가능한 페어-셋을 저장하고 있다.
이어서, 사용자 테이블을 이용해서 가능한 좌, 우 뷰우 영상을 설정한다(1470 과정). 일 실시예로 디스플레이 장치는 스테레오-페어가 저장된 사용자 테이블을 그래픽 형태로 화면에 디스플레이 하여 사용자에 의해 가능 스테레오 뷰우 페어를 선택할 수 있거나 자동으로 가능한 스테레오 뷰우 페어를 지정할 수 있다.
이어서, 설정된 좌, 우 뷰우 영상을 이용하여 다시점 영상 디코딩 규격에 따라 관련된 뷰우 영상을 디코딩을 수행하고, 그 디코딩된 스테레오 뷰우를 디스플레 이한다(1480 과정).
따라서 디스플레이 장치는 가능한 스테레오 페어 정보를 이용하여 가능한 뷰우 셋만을 디스플레이하여 스테레오 영상을 구성하게 된다.
예를 들면, 1차원 카메라 어레이 구조에서 8대의 카메라가 8개의 뷰우가 존재한다고 가정한다. 이때 SEI 메시지에서 가능한 스테레오 페어 정보는 왼쪽 영상이 0번째 뷰우이고 오른쪽 영상이 1번째 뷰우일 경우 디코더는 그 0번째 뷰우와 1번째 뷰우에 관련된 영상만을 디코딩한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
또한 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
도 1a는 1차원 카메라 어레이 구조에서 통상적인 MVC 규격의 다시점 영상 시퀀스를 도시한다.
도 1b는 2차원 카메라 어레이 구조에서 통상적인 MVC 규격의 다시점 영상 시퀀스를 도시한다.
도 1c는 크로스 형태의 카메라 어레이 구조에서 통상적인 MVC 규격의 다시점 영상 시퀀스를 도시한다.
도 2a 및 2b는 2D 평행의 카메라 뷰우들에서 스테레오 영상 구성시 2개의 뷰우 선택에 따른 스테레오 효과를 설명한 화면이다.
도 3은 본 발명에 따른 다시점 영상 부호화 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다시점 영상 복호화 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다시점 영상 부호화 방법을 보이는 흐름도이다.
도 6은 도 5의 SEI 메시지 생성 방법을 보이는 흐름도이다.
도 7은 통상적인 NAL 유니트 신택스를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 NAL 유니트 타입들의 일실시에를 도시한 것이다.
도 9는 통상적으로 사용되는 SEI 메시지 신택스를 도시한 것이다.
도 10은 다시점 영상 부호화 장치에서 전송되는 비트스트림의 구성을 도시한 것이다.
도 11a 는 본 발명에 따른 스테레오-페어 영상 설정 SEI 메시지 시택스를 보이는 일실시 예이다.
도 11b는 본 발명에 따른 스테레오-페어 영상 설정 SEI 메시지 시맨틱을 보이는 일실시 예이다.
도 12a는 본 발명에 따른 가능한 스테레오-페어 영상 테이블의 일실시 예이다.
도 12b는 4*2(4 by 2) 카메라 어레이 구조의 일실시예이다.
도 13은 본 발명에 따른 다시점 영상 디스플레이의 개념도이다.
도 14는 본 발명에 따른 다시점 영상 복호화/디스플레이 방법을 보이는 흐름도이다.

Claims (22)

  1. 다시점 영상 부호화 방법에 있어서,
    복수개의 시점에 대하여 기준 영상을 기반으로 다시점 영상을 압축하는 과정;
    상기 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 생성하는 과정;
    상기 압축된 다시점 영상과 상기 가능한 스테레오 페어 정보를 인코딩하여 소정 전송 단위의 비트스트림으로 생성하는 과정을 포함하는 다시점 영상 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가능한 스테레오 페어 정보 생성 과정은
    뷰우 배열에 따라 스테레오 페어가 가능한 페어-셋을 설정하는 과정;
    상기 설정된 페어-셋을 기반으로 인에이블 스테레오 페어 테이블을 생성하는 과정;
    상기 인에이블 스테레오 페어 테이블에 기반하여 상기 인에이블 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스를 생성하는 과정;
    상기 인에이블 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스를 소정의 사용자 정의 메시지에 기록하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 부호화 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 인에이블 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스는 다 시점 영상 압축 규격의 SEI 메시지에 포함하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 부호화 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 페어-셋 설정 과정은 인에이블 스테레오 페어 가능 유무를 나타내는 플래그값을 설정하는 것임을 특징으로 하는 다시점 영상 부호화 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 인에이블 스테레오 페어 정보를 서술하는 시맨틱을 생성하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 부호화 방법.
  6. 다시점 영상 복호화 방법에 있어서,
    비트 스트림으로부터 압축 데이터와 소정의 사용자 정의 정보 메시지를 추출하는 과정;
    상기 압축 데이터로부터 다시점 영상을 디코딩하고, 소정의 사용자 정의 정보 메시지로부터 가능한 스테레오 페어 정보를 추출하는 과정;
    상기 추출된 가능한 스테레오 페어 뷰우에 따라 해당되는 뷰우 영상을 선택하고, 그 선택된 스테레오 시점들을 디코딩하는 과정을 포함하는 다시점 영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소정의 사용자 정의 정보 메시지는 SEI 메시지임을 특 징으로 하는 다시점 영상 복호화 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 스테레오 페어 정보 추출 과정은
    SEI 메시지로부터 인에이블 스테레오 페어 정보를 서술하는 신택스를 추출하는 것임을 특징으로 하는 다시점 영상 복호화 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 뷰우 영상 선택 과정은
    미리 작성된 인에이블 스테레오 페어 테이블을 참조하여 스테레오 뷰우가 가능한 뷰우-페어를 선택하는 것임을 특징으로 하는 다시점 영상 복호화 방법.
  10. 다시점 영상 디스플레이 방법에 있어서,
    스테레오 뷰우 디스플레이 모드인가를 판단하는 과정;
    상기 스테레오 뷰우 모드이면 수신되는 비트스트림으로 부터 소정의 사용자 정의 메시지를 추출하는 과정;
    상기 사용자 정의 메시지로부터 스테레오-페어가 가능한 페어-셋 정보를 검출하는 과정;
    상기 스테레오-페어가 가능한 페어-셋 정보로 부터 스테레오 영상을 설정하는 과정;
    상기 설정된 페어 셋의 스테레오 영상을 다시점 디코딩 알고리듬에 따라 디코딩하고, 그 디코딩된 스테레오 뷰우를 디스플레이하는 과정을 포함하는 다시점 영상 디스플레이 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 스테레오-페어가 가능한 페어-셋 정보를 화면에 디스플레이하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 사용자 정의 메시지는 NAL 헤더내의 SEI 메시지임을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 디코딩 과정은
    스테레오-페어가 가능한 페어-셋 정보를 참조하여 해당 뷰우의 영상을 다시점 디코딩 알고리듬에 따라 디코딩하는 것임을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 방법.
  14. 다시점 영상 부호화 및 복호화 방법에 있어서,
    복수의 시점에 대하여 기준 영상을 기반으로 다시점 영상을 압축하고, 상기 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 생성하는 과정;
    상기 압축된 다시점 영상과 상기 가능한 스테레오 페어 정보를 인코딩하여 소정의 전송 단위의 비트스트림으로 생성하는 과정;
    상기 비트 스트림으로부터 압축 데이터와 소정의 사용자 정의 정보 메시지를 추출하는 과정;
    상기 압축 데이터로부터 다시점 영상을 디코딩하고 소정의 사용자 정의 정보 메시지로부터 가능한 스테레오 페어 정보를 추출하는 과정;
    상기 추출된 가능한 스테레오 페어 뷰우에 따라 상기 시점의 영성을 선택하고, 그 선택된 스테레오 시점들을 디스플레이하는 과정을 포함하는 다시점 영상 부호화 및 복호화 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 스테레오 페어 정보는 NAL 유닛의 SEI 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 부호화 및 복호화 방법.
  16. 다시점 영상 부호화 장치에 있어서,
    다시점 영상 신호를 다시점 압축 알고리듬을 이용하여 압축하고, 그 압축된 다시점 영상 신호를 인코딩하는 신호 인코더부;
    다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 서술하여 SEI 메시지 신택스를 생성하는 SEI 메시지 생성부;
    상기 신호 인코더부에서 인코딩된 다시점 영상과 상기 SEI 메시지 생성부에서 생성된 가능한 스테레오 페어 정보를 소정 전송 단위의 비트 스트림으로 생성하는 비트스트림 생성부를 포함하는 다시점 영상 부호화 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 SEI 메시지 생성부는
    뷰우 배열에 따라 가능한 스테레어 페어-셋을 기재한 인에이블 스테레오 페 어 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 부호화 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 인에이블 스테레오 페어 테이블은 스테레오 페어 구성 여부 가능 여부를 나타내는 플래그값을 구비하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 부호화 장치.
  19. 다시점 영상 복호화 장치에 있어서,
    비트 스트림 으로부터 NAL 헤더 부분과 데이터 부분으로 분리하는 비트스트림 해석부;
    상기 비트스트림 해석부에서 분리된 NAL 헤더 부분에서 SEI 메시지를 추출하는 SEI 추출부;
    다시점 신호 디코딩 방식을 이용하여 선택된 뷰우에 관련된 다 시점 영상 신호를 디코딩하는 신호 디코더부;
    상기 SEI 추출부에서 추출된 SEI 메시지로부터 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 검출하고, 그 스테레오 페어 정보에 해당하는 뷰우 선택 신호를 신호 디코더부에 인가하는 제어부를 포함하는 다시점 영상 복호화 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 가능한 스테레오 페어 정보는 뷰우 배열에 따라 가능한 스테레어 페어-셋을 기재한 인에이블 스테레오 페어 테이블임을 특징으로 하는 다시점 영상 복호화 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 신호 디코더부에서 복구된 해당 뷰우들의 영상 신호를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 다시점 영상 복호화 장치.
  22. 다 시점 영상 부호화 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체에 있어서,
    복수개의 시점에 대하여 기준 영상을 기반으로 다시점 영상을 압축하는 과정;
    상기 다시점 영상들에 대해 가능한 스테레오 페어 정보를 생성하는 과정;
    상기 압축된 다시점 영상과 상기 가능한 스테레오 페어 정보를 인코딩하여 소정 전송 단위의 비트스트림으로 생성하는 과정을 기록한 코드를 포함하는 기록 매체.
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