KR101461513B1 - 디지털 시네마의 이미지 품질 검사 자동화 장치 및 방법 - Google Patents

디지털 시네마의 이미지 품질 검사 자동화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 시네마 마스터링 단계에서 색공간 변환 및 JPEG2000 인코딩을 포함한 이미지 변환시 발생할 수 있는 이미지 품질 저하 및 인코딩 오류를 검증하기 위해 기존에는 마스터링이 완료된 디지털 시네마 콘텐츠를 작업자가 일일이 재생을 통해 화면상의 오류를 시각적으로 확인할 수 밖에 없는 문제점을 개선하고자 고안된 것으로, 인코딩된 이미지로부터 디코딩을 통해 복원된 이미지를 추출하고, 이를 원본 이미지와 비교하는 방식을 사용하여 두 이미지에 대한 유사도를 자동으로 측정하여 오류를 검출하는 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치에 관한 것이다.

Description

디지털 시네마의 이미지 품질 검사 자동화 장치 및 방법{Automaton Apparatus and Method of Image Quality Evaluation in Digital Cinema}
본 발명은 디지털 시네마 마스터링 과정에서 이루어지는 이미지 처리 결과에 대한 품질을 검사할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 색공간 변환 및 이미지 압축 과정에서 발생될 수 있는 화질 열화 및 인코딩 오류를 자동으로 검출해 낼 수 있는 장치에 관한 것이다.
여가 생활의 중요성이 증대하고, 디지털 영상 기술이 급진적으로 발전함에 따라 필름 없이 디지털 카메라를 통한 영화 촬영 및 편집이 가능해 졌으며, 영화 상영 또한 디지털 영화 데이터를 직접 디지털 프로젝터로 상영할 수 있는 환경이 이루어지게 되었다. 더불어 디지털 영화의 배급 및 상영 관리, 영화관 관리 등을 모두 디지털 환경에서 일괄적으로 처리하기에 이르렀으며, 이를 위한 업계 표준화도 디지털 시네마라는 명칭으로 이루어져 있는 상황이다.
디지털 시네마 표준화는 미국의 헐리우드의 메이저 스튜디오 주도로 설립된 DCI(Digital Cinema Initiative)에 의해 주도가 되었으며 2005년 '디지털시네마 시스템 규격(Digital Cinema System Specification:DCSS)'이라는 기술 표준이 제정되었다.
디지털 시네마 시스템의 규격에는 촬영이 완료된 영화 이미지 소스를 마스터링하기 위해서 이미지 정보가 12비트의 X'Y'Z' 색공간을 갖는 TIFF로 영상 포맷을 규정하고 있다. 이 TIFF 이미지들은 1 프레임당 2K(2048 x 1080) 또는 4K (4096 x 2160)급의 해상도를 갖으면서 초당 24프레임 또는 48프레임을 요구하고 있기 때문에 2시간 기준의 1편의 영화를 위해서는 수십에서 수백 페타바이트(1 PETA Byte = 1000 Tera Byte)의 저장공간이 필요하게 된다. 디지털 시네마 표준에서는 이러한 대용량의 TIFF이미지 소스들을 ISO/IEC 15444-1 국제표준에서 지정하고 있는 JPEG2000 이미지 코딩 방식에 의해 압축을 하도록 규정하고 있다.
현재 상용화된 많은 디지털시네마 마스터링 시스템들은 촬영된 영화 이미지의 색공간 변환 및 JPEG2000 압축을 위한 인코딩 기능을 제공하고 있다. 압축 알고리즘은 원래의 이미지의 정보를 손실없이 변형하되 크기를 줄이는데 목적이 있지만, 디지털 시네마의 경우 디지털시네마 서버와 프로젝터사이의 데이터 전송률을 고려하여 압축된 JPEG2000 크기가 1.3MB를 넘을 수 없도록 규정하고 있어, 이에 따라 디지털시네마의 경우 복잡한 영상에 대해서는 화질의 손실이 불가피 하다. 또한 JPEG2000 인코딩 알고리즘은 1장에 수백만번의 연산이 필요하고 앞의 연산이 다음 연산에 영향을 주는 구조로 되어 있기 때문에 하나의 영화를 위해 수 만에서 수 십만장에 달하는 이미지를 처리하게 될 경우 소프트웨어적 또는 하드웨어적인 오류를 통해 이미지의 부분 또는 전체에 걸쳐 화질 열화 및 인코딩 오류가 발생할 수 있다. 이렇게 발생한 화질 열화 및 인코딩 오류에 대해서 현재까지 자동화된 방법으로 검사할 수 있는 기술이 마련되어 있지 않기 때문에 마스터링 작업을 수행하는 업체에서는 마스터링이 완료된 이후에 일일이 영화를 재생해 가면서 화질 열화 및 오류가 발생한 화면이 있는지를 시각에 의존해 검증하는 작업을 수행하고 있다. 이는 마스터링이 완료된 영화에 대해서 모든 프레임을 다시 봐야하기 때문에 매우 번거로운 일이 아닐 수 없다.
따라서, 마스터링이 완료된 압축된 이미지에 대해서 원본과 비교해 보았을때 화질이 급격히 떨어지거나 전혀 다른 형태로 변형된 오류 이미지를 검출해 낼 수 있는 자동화 방법이 절실하게 요구된다.
한국공개특허 제2009-88705호
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은 마스터링 과정에서 압축을 통해 품질이 변경된 검사 대상 이미지들을 원본 이미지들과 모두 비교하여 이미지 품질 변화에 대한 검사를 자동화할 수 있는 디지털 시네마의 이미지 품질 검사 자동화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치는 마스터링 작업이 완료된 검사 대상 이미지를 입력받는 대상 이미지 입력부와, 검사의 기준이 되는 원본 이미지를 입력받는 원본 이미지 입력부와, 대상 이미지 입력부를 통해 입력된 검사 대상 이미지를 디코딩하여 압축을 해제하는 J2K 디코더와, J2K 디코더를 통해 압축 해제된 이미지와 원본 이미지를 미리 설정된 기준에 따라 비교하여 품질 변화 여부를 판별하는 이미지 품질 분석부와, 이미지 품질 분석부의 검사 결과를 기록하고 결과를 검사자에게 표시하는 품질 검사 결과 출력부를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 방법은, 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 마스터링 작업이 완료된 검사 대상 이미지와 검사의 기준이 되는 원본 이미지를 입력받는 단계와, 상기 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 상기 검사 대상 이미지를 디코딩하여 압축을 해제하는 단계와, 상기 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 압축 해제된 검사 대상 이미지와 상기 원본 이미지를 미리 설정된 기준에 따라 비교하여 품질 변화 여부를 판별하는 단계와, 상기 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 검사 결과를 기록하고 결과를 검사자에게 표시하는 단계를 포함한다.
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본 발명 실시예에 따른 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치는 압축을 통해 품질이 변경된 이미지들을 원본 이미지들과 모두 비교하여 이미지 품질변화에 대한 검사를 자동으로 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
또한 본 발명 실시예에 따른 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치는 디지털시네마 마스터링 단계에서 발생할 수 있는 이미지 압축과정에서의 오류중 시각적으로 명백한 오류를 포함하여 시각적으로 판별하기 어려운 미세한 부분의 오류 부분에 대해서도 검사자가 영화를 상영하지 않고서도 매우 짧은 시간안에 자동으로 검출해 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 디지털 시네마 이미지 품질 검사 장치 구성도
도 2는 디지털 시네마 DCP 파일 구성도
도 3는 DCP내 이미지 MXF 파일의 내부 구성도
상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 디지털 시네마 마스터링 단계에서 압축에 의해 손실이 된 이미지 품질에 대한 검사를 자동화하는 장치를 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치의 구성을 보인 것이다. 도 1에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 시네마 이미지 품질 검사 장치는 마스터링 작업이 완료된 검사 대상 이미지를 입력받는 대상 이미지 입력부(110)와, 검사의 기준이 되는 원본 이미지를 입력받는 원본 이미지 입력부(120)와, 대상 이미지 입력부(110)를 통해 입력된 검사 대상 이미지를 디코딩하여 압축을 해제하는 J2K 디코더(140)와, J2K 디코더(140)를 통해 압축 해제된 이미지(150)와 원본 이미지(230)를 미리 설정된 기준에 따라 비교하여 품질 변화 여부를 판별하는 이미지 품질 분석부(160)와, 이미지 품질 분석부(160)의 검사 결과를 기록하고 결과를 검사자에게 표시하는 품질 검사 결과 출력부(180)를 포함한다.
대상 이미지 입력부(110)를 통해 입력되는 검사 대상 이미지는 마스터링 작업이 완료된 DCP(Digital Cinema Package)(210) 또는 JPEG 2000 형태로 인코딩 된 이미지(220) 모두 가능하다. 이때, 대상 이미지 입력부(110)을 통해 입력받은 검사 대상 이미지가 DCP(210) 형식의 이미지인 경우에는 DCP(210)로부터 JPEG 2000 이미지들을 추출해야 한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치는 대상 이미지 입력부(110)를 통해 입력된 DCP(210)로부터 JPEG 2000 이미지들을 분리하여 추출하는 J2K 추출부(130)를 더 포함할 수 있다. DCP로부터 JPEG 2000 이미지를 분리하여 추출하는 방법은 도 2에 도시된 DCP의 구조에서 이미지 MXF 파일만을 추출한 후, 도 3에 도시된 것처럼 추출된 이미지 MXF 파일 내부에서 body영역(310)에 존재하는 이미지들을 프레임 단위로 하나씩 파일로 저장 하는 방식이 사용될 수 있다. 이때 MXF 파일의 내부를 분석하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
한편, 입력된 DCP가 암호화되어 있을 경우에는 암호화에 사용되었던 키를 이용하여 복호화한 후에 검사를 수행한다. 이때 암호화된 DCP를 복호화할 수 있는 장소는 보안상 원본 이미지와 암호화에 사용되었던 키를 안전하게 보관하고 있는 곳으로 한정될 수 있다.
J2K 추출부(130)를 통해 추출된 JPEG 2000 이미지 또는 대상 이미지 입력부(110)를 통해 직접 입력된 JPEG 2000 이미지는 J2K 디코더(140)를 통해 디코딩되어 압축이 해제된다. 압축이 해제된 이미지(150)는 원본 이미지 입력부(120)를 통해 입력된 이미지 원본(230)과 비교되어 품질의 변화 여부가 판별된다.
품질의 변화 여부를 판별하는 이미지 품질 분석부(160)는 검사자가 검사 기준 설정부(170)를 통해 미리 설정해 놓은 이미지 비교 방법 및 기준에 따라 검사 대상 이미지와 원본 이미지를 비교할 수 있다. 검사 기준 설정부(170)를 통해 이미지의 비교 셀 단위(일예로, 8x8, 16x16)를 설정할 수 있고, 오류 기준에 해당하는 이미지 유사도를 퍼센트 단위로 설정할 수도 있다. 이미지 품질 분석부(160)는 검사하고자 하는 모든 프레임에 대하여 원본 이미지와 검사 대상 이미지의 유사도를 분석하고 기록한다. 또한 검사 기준 설정부(170)를 통해 설정된 오류 기준을 벗어나는 검사 대상 이미지에 대해서는 해당 프레임에 대한 오류 정보를 기록한다. 품질 검사 결과 출력부(180)는 이미지 품질 분석부(160)의 검사 결과를 기록하고 결과를 검사자에게 보여준다. 품질 검사 결과 출력부(180)는 품질 검사 결과를 검사자에게 보여줄때 검사된 모든 검사 대상 이미지들에 대한 원본 이미지와의 유사도 값을 표시하거나 또는 검사 기준 범위를 벗어난 화질 열화 및 인코딩 오류 부분에 대해서는 검사 대상 이미지의 해당 영역에 검사 결과 표시를 할 수도 있다.
이와 같은 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 마스터링 작업이 완료된 검사 대상 이미지와 검사의 기준이 되는 원본 이미지를 입력받는다. 입력되는 검사 대상 이미지는 DCP 형식의 이미지 또는 JPEG 2000 포멧으로 인코딩된 이미지일 수 있다. 이때 입력된 검사 대상 이미지가 DCP 형식의 이미지인 경우에는 DCP 형식의 이미지에서 JPEG 2000 이미지를 분리, 추출한다.
다음으로, JPEG 2000 포멧으로 입력되거나 또는 DCP 형식의 이미지에서 JPEG 2000 포멧으로 분리, 추출된 검사 대상 이미지는 디코딩 과정을 통해 압축이 해제된다. 이후, 압축이 해제된 검사 대상 이미지와 원본 이미지를 미리 설정된 기준에 따라 비교하여 품질 변화 여부를 판별한다. 이때, 이미지의 비교 셀 단위(일예로, 8x8, 16x16) 또는 오류 기준에 해당하는 이미지 유사도가 퍼센트 단위로 미리 설정될 수 있다.
이후, 검사 결과를 기록하고 결과를 검사자에게 표시한다. 이때, 검사된 모든 검사 대상 이미지들에 대한 원본 이미지와의 유사도 값을 표시하거나 또는 검사 기준 범위를 벗어난 화질 열화 및 인코딩 오류 부분에 대해서는 검사 대상 이미지의 해당 영역에 검사 결과 표시를 할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.
110: 대상 이미지 입력부
120: 원본 이미지 입력부
130: J2K 추출부
140: J2K 디코더
150: J2K 디코더를 통해 압축 해제된 검사 대상 이미지
160: 이미지 품질 분석부
170: 평가 기준 설정부
180: 품질 평가 결과 출력부
210: Digital Cinema Package
220: JPEG 2000 이미지
230: 원본 이미지

Claims (6)

  1. 디지털 시네마 마스터링 단계에서 압축에 의해 손실이 된 이미지 품질에 대한 검사를 자동화하는 장치에 있어서,
    마스터링 작업이 완료된 검사 대상 이미지를 입력받는 대상 이미지 입력부;
    검사의 기준이 되는 원본 이미지를 입력받는 원본 이미지 입력부;
    상기 대상 이미지 입력부를 통해 입력된 검사 대상 이미지를 디코딩하여 압축을 해제하는 J2K 디코더;
    상기 J2K 디코더를 통해 압축 해제된 검사 대상 이미지와 상기 원본 이미지 입력부를 통해 입력된 원본 이미지를 미리 설정된 비교 셀 단위인 8x8 및 16x16 중 어느 하나로 비교하여 품질 변화 여부를 판별하며, 상기 비교 결과 상기 압축 해제된 검사 대상 이미지 내의 특정 영역과 상기 원본 이미지 내의 특정 영역 간의 유사도가 미리 설정된 퍼센트를 초과할 때 상기 압축 해제된 검사 대상 이미지 내의 특정 영역에 대해서 검사 기준 범위를 벗어난 영역으로 판단하는 이미지 품질 분석부; 및
    상기 이미지 품질 분석부의 검사 결과를 기록하고 결과를 표시하며, 상기 검사 기준 범위를 벗어난 화질 열화 및 인코딩 오류 부분에 대해서는 상기 검사 대상 이미지의 특정 영역에 검사 결과를 표시하는 품질 검사 결과 출력부를 포함하는 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 대상 이미지 입력부를 통해 입력된 DCP(Digital Cinema Package) 형식의 검사 대상 이미지로부터 JPEG 2000 이미지를 분리, 추출하는 J2K 추출부를 더 포함하는 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 디지털 시네마 마스터링 단계에서 압축에 의해 손실이 된 이미지 품질에 대한 검사를 자동화하는 방법에 있어서,
    디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 마스터링 작업이 완료된 검사 대상 이미지와 검사의 기준이 되는 원본 이미지를 입력받는 단계;
    상기 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 상기 검사 대상 이미지를 디코딩하여 압축을 해제하는 단계;
    상기 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 상기 압축 해제된 검사 대상 이미지와 상기 원본 이미지를 미리 설정된 비교 셀 단위인 8x8 및 16x16 중 어느 하나로 비교하여 품질 변화 여부를 판별하는 단계;
    상기 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 상기 비교 결과, 상기 압축 해제된 검사 대상 이미지 내의 특정 영역과 상기 원본 이미지 내의 특정 영역 간의 유사도가 미리 설정된 퍼센트를 초과할 때, 상기 압축 해제된 검사 대상 이미지 내의 특정 영역에 대해서 검사 기준 범위를 벗어난 영역으로 판단하는 단계; 및
    상기 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 장치가 검사 결과를 기록하고 결과를 표시하며, 상기 검사 기준 범위를 벗어난 화질 열화 및 인코딩 오류 부분에 대해서는 상기 검사 대상 이미지의 특정 영역에 검사 결과를 표시하는 단계를 포함하는 디지털 시네마 이미지 품질 검사 자동화 방법.
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