KR101642965B1 - Apparatus and method for processing depth image using bit depth reduction - Google Patents
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Abstract
비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 장치 및 방법이 개시된다. 깊이 영상 처리 장치는 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하여 비트 심도를 감소시켜 깊이 영상을 압축하고, 압축된 깊이 영상을 복원하여 감소된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨 후 복원된 컬러 영상과 합성한다.
비트 심도, 감소, 증가, 깊이 영상, 양자화, 오차, 보상
A depth image processing apparatus and method using bit depth reduction are disclosed. The depth image processing apparatus compresses the depth image by reducing the bit depth by analyzing the histogram of the depth image, restores the compressed depth image, increases the bit depth for the reduced depth image, and synthesizes the restored color image .
Bit depth, decrease, increase, depth image, quantization, error, compensation
Description
아래의 실시예들은 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The following embodiments relate to a depth image processing apparatus and method using bit depth reduction.
일반적으로 입체 영상은 깊이 및 공간에 대한 형상 정보를 동시에 제공하는 3차원 영상이다. 단순히 좌우 눈에 각각 다른 시점의 영상을 제공하는 스테레오와는 달리 관찰자가 보는 시점을 달리할 때마다 다른 방향에서 본 것과 같은 영상을 제공하기 위해서는 여러 시점에서 촬영한 영상이 필요하다. 그러나 여러 시점에서 찍은 영상은 데이터량이 방대하기 때문에 압축하여 전송하려면 네트워크 인프라, 지상파 대역폭 등을 고려할 때 실현이 거의 불가능하다. In general, stereoscopic images are three-dimensional images that simultaneously provide shape information about depth and space. Unlike stereos, which provide images of different viewpoints on the left and right eyes, images taken at different viewpoints are needed to provide the same images viewed from different directions each time the observer views them. However, because the amount of data taken at various points of view is vast, compression and transmission are almost impossible to achieve when considering network infrastructure and terrestrial bandwidth.
여러 시점의 비디오를 모두 압축 전송하는 대신에 깊이 영상을 만들어 여러 시점의 영상 중에서 일부 시점의 영상과 함께 압축 전송하면 압축 시 발생하는 데이터량을 줄일 수 있다. 깊이 영상은 영상내의 사물들 사이의 3차원 거리 차이를 나타내는 영상으로서 8비트 영상에서 각 픽셀마다 0부터 255 사이의 값으로 표현된다. 깊이 영상의 픽셀 값이 클수록 시청자와 가까이 있는 것을 나타낸다. 여러 카메라로 촬영한 영상을 모두 압축 전송하는 것보다 일부 컬러 영상에 대한 깊이 영상을 구하여 선택된 컬러 영상과 얻어진 깊이 영상을 전송하면, 수신단에서 복호화한 후 원하는 시점에서의 영상을 합성할 수 있기 때문에 압축 시 발생되는 데이터량을 줄일 수 있다.Instead of compressing and transmitting all the video data at various points in time, a depth image is created and compressed and transmitted together with an image at a certain point in the images at a plurality of points of view. The depth image is a three-dimensional distance difference between objects in an image. The depth image is expressed as a value between 0 and 255 for each pixel in an 8-bit image. The larger the pixel value of the depth image, the closer it is to the viewer. Since depth images of some color images are obtained by compressing and transmitting all the images shot by various cameras, and the selected color image and the obtained depth image are transmitted, it is possible to synthesize images at a desired point after decoding by the receiving end, It is possible to reduce the amount of data generated.
깊이 영상은 컬러 영상과 달리 평탄한 부분이 많기 때문에 압축을 해도 발생 비트량이 컬러 영상의 반정도 밖에 되지 않는다. 깊이 영상을 만들기 위해서는 깊이 카메라를 이용하여 촬영할 수도 있으나 여러 시점에서의 깊이 영상을 만들기 위해서는 여러 대의 깊이 카메라가 필요하고, 일반 2차원 비디오를 촬영하는 카메라에 비해 깊이 카메라가 고가이므로 실제로는 여러 대의 깊이 카메라를 사용하는 대신에 주어진 다시점 영상에서 깊이 영상을 추정하는 방법이 많이 사용된다.Since the depth image has a lot of flat parts unlike the color image, the amount of generated bits is only half of the color image even if compressed. In order to create a depth image, it is possible to shoot using a depth camera. However, in order to create a depth image at a plurality of viewpoints, a plurality of depth cameras are required. Since a depth camera is expensive compared to a camera that shoots a normal 2D video, Instead of using a camera, a method of estimating a depth image in a given multi-view image is often used.
본 발명의 일실시예에 따른 깊이 영상 처리 장치는 깊이 영상의 히스토그램을 분석하는 히스토그램 분석부와, 상기 깊이 영상의 히스토그램에 대한 분석 결과에 따라 상기 깊이 영상에 대한 비트 심도를 감소시키는 비트 심도 감소부 및 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상을 복원하여 컬러 영상과 합성하는 영상 합성부를 포함한다.The depth image processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a histogram analyzing unit for analyzing a histogram of a depth image, a bit depth reducing unit for decreasing a bit depth for the depth image according to an analysis result of the histogram of the depth image, And an image synthesis unit for reconstructing the depth image with the reduced bit depth and synthesizing the restored depth image with a color image.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 히스토그램 분석부는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하여 상기 히스토그램의 막대 그래프 분포에 따라 감소시킬 비트 심도의 양을 결정할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the histogram analyzing unit may analyze the histogram of the depth image to determine the amount of bit depth to be reduced according to the bar graph distribution of the histogram.
또한, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 비트 심도 감소부는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도의 양에 따라 상기 깊이 영상에 대한 비트 심도를 감소시키고 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상을 부호화하는 깊이 영상 부호화부를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the bit depth reduction unit may further include a depth image encoding unit that reduces a bit depth for the depth image and a depth image with a reduced bit depth according to the determined amount of bit depth to be reduced .
또한, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 부호화된 깊이 영상을 복호화하는 깊이 영상 복호화부 및 상기 비트 심도 감소부에 의해 감소된 비트 심도의 양만큼 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 깊이 심도를 증가시키는 비트 심도 증가부를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a depth image decoding apparatus comprising: a depth image decoding unit for decoding the encoded depth image; and a bit depth increasing unit for increasing a depth depth of the decoded depth image by an amount of bit depth reduced by the bit depth reducing unit. And may further include a depth increasing portion.
또한, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상에 대해 비트 심도를 증가시킨 후 입력 깊이 영상과 비트 심도가 감소/증가된 깊이 영 상의 양자화 오차를 보상하는 양자화 오차 보상부를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a quantization error compensator that compensates a quantization error of an input depth image and a depth image whose bit depth is decreased / increased after increasing the bit depth of the depth image with the bit depth reduced .
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 깊이 영상 처리 방법은 깊이 영상의 히스토그램을 분석하는 단계와, 상기 깊이 영상의 히스토그램에 대한 분석 결과에 따라 상기 깊이 영상에 대한 비트 심도를 감소시키는 단계 및 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상을 복원하여 컬러 영상과 합성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a depth image processing method comprising the steps of: analyzing a histogram of a depth image; decreasing a bit depth of the depth image according to an analysis result of a histogram of the depth image; And reconstructing the depth image with the reduced depth to synthesize the restored depth image with the color image.
또한, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 깊이 영상의 히스토그램을 분석하는 단계는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하여 상기 히스토그램의 막대 그래프 분포에 따라 감소시킬 비트 심도의 양을 결정할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the step of analyzing the histogram of the depth image may analyze the histogram of the depth image to determine the amount of bit depth to be reduced according to the histogram distribution of the histogram.
또한, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 비트 심도를 감소시키는 단계는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도의 양에 따라 상기 깊이 영상에 대한 비트 심도를 감소시키고, 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상을 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the step of decreasing the bit depth may include decreasing the bit depth for the depth image according to the determined amount of bit depth to be reduced, and encoding the depth image with the reduced bit depth Step < / RTI >
또한, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 부호화된 깊이 영상을 복호화하는 단계 및 상기 감소된 비트 심도의 양만큼 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 깊이 심도를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the method may further include decoding the encoded depth image and increasing depth depth of the decoded depth image by the amount of the reduced bit depth.
또한, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상에 대해 비트 심도를 증가시킨 후 입력 깊이 영상과 비트 심도가 감소/증가된 깊이 영상의 양자화 오차를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is further provided a method of compensating a quantization error of an input image and a depth image with a reduced / increased bit depth after increasing the bit depth of the depth image with the reduced bit depth .
본 발명의 실시예는 깊이 영상 표현에 사용되는 불필요한 비트를 줄임으로 써 깊이 영상의 압축 효율을 높일 수 있다. Embodiments of the present invention can reduce the unnecessary bits used for depth image representation, thereby increasing the compression efficiency of the depth image.
또한, 본 발명의 실시예는 깊이 영상에 대한 비트 심도를 크게 감소시켜 양자화 과정에서 발생되는 양자화 오차를 보상할 수 있다. In addition, the embodiment of the present invention can significantly reduce the bit depth of the depth image and compensate the quantization error generated in the quantization process.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of a depth image processing apparatus using a bit depth reduction according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 깊이 영상 처리 장치(100)는 컬러 영상 부호화부(110), 컬러 영상 복호화부(120), 히스토그램 분석부(130), 비트 심도 감소부(140), 깊이 영상 부호화부(150), 깊이 영상 복호화부(160), 비트 심도 증가부(170) 및 영상 합성부(180)을 포함한다. 1, the depth
컬러 영상 부호화부(110)는 입력 컬러 영상을 부호화한다. 일례로 컬러 영상 부호화부(110)는 상기 입력 컬러 영상을 H.264 등과 같은 부호화 방식에 따라 부호화함으로써 상기 입력 컬러 영상을 압축할 수 있다.The color
컬러 영상 복호화부(120)는 상기 부호화된 컬러 영상을 복호화한다. 일례로 컬러 영상 복호화부(120)는 H.264 등과 같은 복호화 방식에 의해 압축된 컬러 영상을 복호화함으로써 컬러 영상을 복원할 수 있다. The color
히스토그램 분석부(130)는 입력 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한다. 즉, 히스토그램 분석부(130)는 상기 입력 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한 결과로서 상기 히스토그램의 막대 그래프 분포에 따라 감소시킬 비트 심도의 양을 결정한다. The
도 5는 컬러 영상에 대한 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing an example of a histogram for a color image.
도 5를 참조하면, 컬러 영상에 대한 히스토그램은 x축에 빈 곳이 거의 없을 정도로 막대 그래프가 빽빽한 상태로서 이는 한 영상안에 0~255의 모든 화소 값이 거의 모두가 존재하는 것을 나타낸다. 이와 같이, 컬러 영상에서 비트 심도(bit depth)가 클수록 많은 수의 색상이 표현되므로 컬러 영상에 대한 비트 심도를 감소시키지 않는다. Referring to FIG. 5, the histogram of the color image is so dense that the bar graph is so thick that there is almost no space in the x-axis, indicating that almost all the pixel values of 0 to 255 exist in one image. As described above, since the larger the bit depth in the color image, the larger the number of colors is represented, the bit depth for the color image is not reduced.
도 6은 깊이 영상에 대한 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing an example of a histogram for a depth image.
도 6을 참조하면, 깊이 영상에 대한 히스토그램은 막대 그래프가 듬성 듬성하며, 이는 한 영상 안에서 8비트 영상이 표현할 수 있는 값 0~255 중에서 일부 특정한 값을 갖는 화소만이 있다는 것을 의미한다. 다시점 영상에서 깊이 영상을 추정하는 방법으로 생성된 깊이 영상의 히스토그램을 분석하면, 8비트 깊이 영상은 0에서 255의 값을 갖지만 특정 화소 밝기 값만 갖고 있는 경우가 많다. 8비트 깊이 영상은 0에서 255 사이의 값을 갖지만 실제로 깊이 추정을 통해 얻은 깊이 영상 값은 0에서 255 화소 밝기 값 중에서 50개 정도의 화소 밝기 값만을 갖는다. 비트 깊이 영상에서 실제로 존재하는 화소 밝기 값이 50여 개 정도밖에 안되기 때문에 불필요한 비트가 깊이 영상 표현에 쓰이고 있다. 한 영상 안에 0~255의 화소 밝기 중에서 50개의 화소 밝기만이 존재한다면, 8비트 영상이 표현할 수 있는 화소 밝기 중에서 20%(50×100/256)만이 사용되고 있다. 이처럼 깊이 영상은 영상안 화소들의 상관 관계가 떨어지기 때문에 압축 효율이 낮으므로 히스토그램의 상관 관계를 높이기 위해서 널리 퍼져 있는 히스토그램의 막대 그래프를 좀 더 빽빽하게 만들어주는 방식으로 비트 심도 감소가 이용될 수 있다. Referring to FIG. 6, the histogram of the depth image is roughened, which means that there is only a pixel having a specific value from 0 to 255 that an 8-bit image can express in one image. When analyzing the histogram of the depth image generated by the method of estimating the depth image in the multi-view image, the 8-bit depth image has a value of 0 to 255, but often has only a specific pixel brightness value. The 8-bit depth image has a value between 0 and 255. However, the depth image value obtained through depth estimation has only about 50 pixel brightness values from 0 to 255 pixel brightness values. Since only about 50 pixel brightness values actually exist in the bit depth image, unnecessary bits are used for depth image representation. If only 50 pixel brightnesses among 0 to 255 pixel brightnesses exist in one image, only 20% (50 × 100/256) of the pixel brightnesses that 8-bit image can express is used. Since the depth image has a low compression efficiency because the correlation between the pixels in the image is low, the bit depth reduction can be used in order to increase the correlation of the histogram by making the histogram of the histogram more densely.
이와 같이, 히스토그램 분석부(130)는 상기 입력 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한 결과로서 일부 화소 값만이 사용되는 것을 파악할 수 있으므로 감소시킬 비트 심도의 양을 결정할 수 있다. As such, the
히스토그램 분석부(130)는 상기 입력 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한 결과를 특정 문턱치와 비교하여 상기 입력 깊이 영상에 대한 비트 심도를 얼마만큼 감소시킬지 결정한다. 일례로 히스토그램 분석부(130)는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한 결과로서 화소 밝기 수가 제1 문턱치보다 크거나 같고, 제2 문턱치보다 작은 경우 감소시킬 비트 심도를 1비트로 결정할 수 있다. 다른 일례로 히스토그램 분석부(130)는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한 결과로서 상기 화소 밝기 수가 상기 제2 문턱치보다 크거나 같고, 제3 문턱치보다 작은 경우 감소시킬 비트 심도를 2비트로 결정할 수 있다. 또 다른 일례로 히스토그램 분석부(130)는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한 결과로서 상기 화소 밝기 수가 상기 제3 문턱치보다 크거나 같고, 제4 문턱치보다 작은 경우 감소시킬 비트 심도를 3비트로 결정할 수 있다. 또 다른 일례로 히스토그램 분석부(130)는 상기 제4 문턱치보다 크거나 같고, 제5 문턱치보다 작은 경우 감소시킬 비트 심도를 4비트로 결정할 수 있다.The
비트 심도 감소부(140)는 상기 깊이 영상의 히스토그램에 대한 분석 결과에 따라 상기 깊이 영상에 대한 비트 심도를 감소시킨다. 즉, 비트 심도 감소부(170)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도의 양에 따라 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 감소시킨다. The bit
도 7은 깊이 영상을 7비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth to 7 bits in the depth image.
도 7을 참조하면, 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도가 1비트인 경우, 8비트의 깊이 영상을 7비트의 깊이 영상으로 비트 심도를 감소시킬 수 있다. 즉, 비트 심도 감소부(140)는 히스토그램 분석부(130)에 의해 결정된 감소시킬 비트 심도가 1비트이고, 상기 입력 깊이 영상의 비트 심도가 8비트인 경우, 상기 입력 깊이 영상에 대한 비트 심도를 1비트 감소시킴으로써 7비트인 비트 심도의 깊이 영상을 출력할 수 있다. 상기 비트 심도를 줄여서 7비트의 깊이 영상으로 만들어지면, 0~127 중에서 50개의 밝기를 가지므로 7비트 영상을 표현하기 위해 39%(50×100/128)의 화소 밝기 값이 사용되어 비트 효율이 증가한다. Referring to FIG. 7, when the determined bit depth to be reduced is 1 bit, the bit
도 8은 깊이 영상을 6비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth by 6 bits in the depth image.
도 8을 참조하면, 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도가 2비트인 경우, 8비트의 깊이 영상을 6비트의 깊이 영상으로 비트 심도를 감소시킬 수 있다. 즉, 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도가 2비트이고, 상기 입력 깊이 영상의 비트 심도가 8비트인 경우, 상기 입력 깊이 영상 에 대한 비트 심도를 2비트 감소시킴으로써 6비트인 비트 심도의 깊이 영상을 출력할 수 있다. Referring to FIG. 8, when the determined bit depth to be reduced is 2 bits, the bit
도 9는 깊이 영상을 5비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.9 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth by 5 bits in the depth image.
도 9를 참조하면, 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도가 3비트인 경우, 8비트의 깊이 영상을 5비트의 깊이 영상으로 비트 심도를 감소시킬 수 있다. 즉, 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도가 3비트이고, 상기 입력 깊이 영상에 대한 깊이 심도가 8비트인 경우, 상기 입력 영상에 대한 비트 심도를 3비트 감소시킴으로써 5비트인 비트 심도의 깊이 영상을 출력할 수 있다. Referring to FIG. 9, when the determined bit depth to be reduced is 3 bits, the bit
도 10은 깊이 영상을 4비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.10 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth by 4 bits in the depth image.
도 10을 참조하면, 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도가 4비트인 경우, 8비트의 깊이 영상을 4비트의 깊이 영상으로 비트 심도를 감소시킬 수 있다. 즉, 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도가 4비트이고, 상기 입력 깊이 영상에 대한 깊이 심도가 8비트인 경우, 상기 입력 깊이 영상에 대한 비트 심도를 4비트 감소시킴으로써 4비트인 비트 심도의 깊이 영상을 출력할 수 있다.Referring to FIG. 10, when the determined bit depth to be reduced is 4 bits, the bit
비트 심도 감소부(140)가 도 7 내지 도 10에 도시된 것과 같이 비트 심도를 감소시킴으로써 히스토그램 막대 그래프의 분포가 점점 더 촘촘해지면, 이는 영상 표현을 위한 비트 효율이 점점 증가하는 것을 의미한다. As the bit
깊이 영상 부호화부(150)는 비트 심도 감소부(140)로부터 비트 심도가 감소된 깊이 영상을 입력 받고, 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상을 부호화한다. The depth
깊이 영상 복호화부(160)는 상기 부호화된 깊이 영상을 복호화한다.The depth
비트 심도 증가부(170)는 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨다. 즉, 비트 심도 증가부(170)는 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 심도의 양만큼 증가시킨다. 일례로 비트 심도 증가부(170)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 심도가 1비트이고, 비트 심도 감소부(140)로부터 출력된 깊이 영상의 비트 심도가 7비트인 경우, 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 1비트 증가시킴으로써 비트 심도가 8비트인 깊이 영상을 출력할 수 있다. 다른 일례로 비트 심도 증가부(170)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 심도가 2비트이고, 비트 심도 감소부(140)로부터 출력된 깊이 영상의 비트 심도가 6비트인 경우, 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 2비트 증가시킴으로써 비트 심도가 8비트인 깊이 영상을 출력할 수 있다. 또 다른 일례로 비트 심도 증가부(170)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 심도가 3비트이고, 비트 심도 감소부(140)로부터 출력된 깊이 영상의 비트 심도가 5비트인 경우, 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 3비트 증가시킴으로써 비트 심도가 8비트인 깊이 영상을 출력할 수 있다. 또 다른 일례로 비트 심도 증가부(170)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 심도가 4비트이고, 비트 심도 감소부(140)로부터 출력된 깊이 영상의 비트 심도가 4비 트인 경우, 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 4비트 증가시킴으로써 비트 심도가 8비트인 깊이 영상을 출력할 수 있다. 상기 비트 심도가 증가된 깊이 영상은 상기 입력 깊이 영상의 비트 심도와 동일한 비트 심도로 복원된 깊이 영상이다. The bit
영상 합성부(180)는 상기 복호화된 컬러 영상과 상기 비트 심도가 증가된 깊이 영상을 합성한다. 즉, 영상 합성부(180)는 컬러 영상 복호화부(120)로부터 출력되는 상기 복호화된 컬러 영상 및 비트 심도 증가부(170)로부터 상기 비트 심도가 증가된 깊이 영상을 합성함으로써 입체 영상을 출력한다. The
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 깊이 영상 처리 장치(100)는 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하여 특정 문턱치에 따라 얼마만큼의 비트 심도를 감소시킬지를 결정하여 비트 심도를 감소시켜 양자화함으로써 압축 효율을 증가시킬 수 있다. As described above, the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a block diagram of a depth image processing apparatus using bit depth reduction according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 장치(200)는 컬러 영상 부호화부(110), 컬러 영상 복호화부(120), 히스토그램 분석부(130), 비트 심도 감소부(140), 제1 깊이 영상 부호화부(150), 제1 깊이 영상 복호화부(160), 제1 비트 심도 증가부(170), 영상 합성부(180), 제2 비트 심도 증가부(210), 양자화 오차 계산부(220), 제2 깊이 영상 부호화부(230), 제2 깊이 영상 복호화부(240) 및 양자화 오차 보상부(250)를 포함한다. 여기서, 컬러 영상 부호화부(110), 컬러 영상 복호화부(120), 히스토그램 분석부(130), 비트 심도 감소부(140), 제1 깊이 영상 부호화부(150), 제1 깊이 영상 복호화부(160), 제1 비트 심도 증가부(170)는 도 1에 도시된 구성과 동일한 동작에 대한 설명을 생략하기로 한다. 2, a depth
일례로 비트 심도 감소부(140)는 상기 입력 깊이 영상의 크기가 '99'이고, 상기 비트 심도를 1/2로 감소시키는 경우, 상기 입력 깊이 영상에 대한 깊이 심도를 1/2로 감소시키면 상기 깊이 심도가 감소된 깊이 영상의 크기가 '49'가 될 수 있다. For example, the bit
제2 비트 심도 증가부(210)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 비트 심도가 감소된 깊이 영상에 대해 깊이 심도를 증가시킨다. 즉, 제2 비트 심도 증가부(210)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 감소의 양만큼 비트 심도 감소부(140)로부터 출력되는 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상에 대한 깊이 심도를 증가시킨다. 일례로 제2 비트 심도 증가부(210)는 상기 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 감소의 양이 1/2이고, 상기 비트 심도 감소부(140)로부터 출력된 깊이 영상의 크기가 '49'인 경우, 비트 심도 감소부(140)로부터 출력되는 상기 비트 심도 감소가 감소된 깊이 영상에 대한 깊이 심도를 2배로 증가시켜 그 크기가 '98'인 깊이 영상을 출력할 수 있다. The second bit
양자화 오차 계산부(220)는 상기 입력 깊이 영상과 제2 비트 심도 증가부(210)에 의해 출력되는 깊이 영상을 비교하여 양자화 오차를 계산한다. 일례로 양자화 오차 계산부(220)는 상기 입력 깊이 영상의 크기가 '99'이고, 제2 비트 심 도 증가부(210)에 의해 출력된 깊이 영상의 크기가 '98'인 경우, 양자화 오차를 '1'로 계산할 수 있다. The
제2 깊이 영상 부호화부(230)는 양자화 오차 계산부(220)에 의해 계산된 깊이 영상에 대한 양자화 오차를 부호화한다.The second depth
제2 깊이 영상 복호화부(230)는 제2 깊이 영상 부호화부(230)에 의해 부호화된 깊이 영상에 대한 양자화 오차를 복호화한다.The second depth
양자화 오차 보상부(250)는 제1 비트 심도 증가부(170)로부터 출력되는 비트 심도가 증가된 깊이 영상에 대해 제2 깊이 영상 복호화부(240)로부터 출력되는 복호화된 양자화 오차를 보상한다. 즉, 양자화 오차 보상부(250)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 감도에 따라 입력 영상을 압축함으로 인해 발생되는 양자화 오차를 보상함으로써 보다 정확하게 깊이 영상을 복원한다. The quantization
영상 합성부(180)는 컬러 영상 복호화부(120)로부터 출력되는 복호화된 컬러 영상과 양자화 오차 보상부(250)로부터 출력된 양자화 오차가 보상된 깊이 영상을 합성하여 입력 영상을 출력한다. The
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 영상 처리 장치(200)는 깊이 영상에 대한 비트 심도를 크게 감소시켜 양자화 과정에서 발생되는 양자화 오차를 보상할 수 있다. As described above, the depth
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 방법의 동작 흐름을 나타내는 도면이다.3 is a flowchart illustrating a depth image processing method using bit depth reduction according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 단계(310)에서 히스토그램 분석부(130)는 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한다. 즉, 단계(310)에서 히스토그램 분석부(130)는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하여 상기 히스토그램의 막대 그래프 분포에 따라 감소시킬 비트 심도의 양을 결정한다. 일례로 단계(310)에서 히스토그램 분석부(130)는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하고, 상기 히스토그램 분석 결과에 따른 화소 밝기 수와 문턱치를 비교하여 상기 깊이 영상에 대한 감소시킬 비트 심도를 결정할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3, in
단계(320)에서 비트 심도 감소부(140)는 상기 결정된 감소시킬 비트 심도에 따라 상기 깊이 영상에 대한 비트 심도를 감소시킨다. In
단계(330)에서 깊이 영상 부호화부(150)는 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상을 부호화한다. In
단계(340)에서 깊이 영상 복호화부(160)는 상기 부호화된 깊이 영상을 복호화한다.In
단계(350)에서 비트 심도 증가부(170)는 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨다. 즉, 단계(350)에서 비트 심도 증가부(170)는 비트 심도 감소부(140)에 의해 감소된 비트 심도만큼 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨다. In
단계(360)에서 컬러 영상 부호화부(110)는 입력 컬러 영상을 부호화한다.In
단계(370)에서 컬러 영상 복호화부(120)는 상기 부호화된 컬러 영상을 복호화한다.In
단계(380)에서 영상 합성부(180)는 상기 비트 심도가 증가된 깊이 영상과 상기 복호화된 컬러 영상을 합성한다. 즉, 단계(380)에서 영상 합성부(180)는 비트 심도 증가부(170)에 의해 비트 심도가 증가됨에 따라 원래 비트 심도로 복원된 깊이 영상과 컬러 영상 복호화부(120)에 의해 복원된 컬러 영상을 합성함으로써 입체 영상을 출력한다.In
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 깊이 영상 처리 방법은 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하여 특정 문턱치에 따라 얼마만큼의 비트 심도를 감소시킬지를 결정하여 비트 심도를 감소시켜 양자화함으로써 압축 효율을 증가시킬 수 있다. As described above, in the depth image processing method according to an embodiment of the present invention, the histogram of the depth image is analyzed to determine how much bit depth is to be decreased according to a specific threshold, thereby decreasing the bit depth and quantizing, .
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 방법의 동작 흐름을 나타내는 도면이다.4 is a flowchart illustrating a depth image processing method using bit depth reduction according to another embodiment of the present invention.
도 2 및 도 4를 참조하면, 단계(411)에서 히스토그램 분석부(130)는 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석한다. 즉, 단계(411)에서 히스토그램 분석부(130)는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하여 상기 히스토그램의 막대 그래프 분포에 따라 감소시킬 비트 심도의 양을 결정한다. 일례로 단계(411)에서 히스토그램 분석부(130)는 상기 깊이 영상에 대한 히스토그램을 분석하고, 상기 히스토그램 분석 결과에 따른 화소 밝기 수와 문턱치를 비교하여 상기 깊이 영상에 대한 감소시킬 비트 심도의 양을 결정할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 4, in
단계(412)에서 비트 심도 감소부(140)는 상기 깊이 영상에 대한 비트 심도를 상기 결정된 감소시킬 비트 심도의 양에 따라 감소시킨다. In
단계(413)에서 제1 깊이 영상 부호화부(150)는 상기 비트 심도가 감소된 깊 이 영상을 부호화한다. 즉, 단계(413)에서 제1 깊이 영상 부호화부(150)는 상기 감소된 비트 심도에 따라 상기 깊이 영상에 대한 양자화 과정을 실시함으로써 상기 깊이 영상을 더 많이 압축할 수 있다. In
단계(414)에서 제1 깊이 영상 복호화부(160)는 상기 부호화된 깊이 영상을 복호화한다. In
단계(415)에서 제1 비트 심도 증가부(170)는 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨다. 즉, 단계(415)에서 제1 비트 심도 증가부(170)는 단계(412)에서 감소된 비트 심도의 양만큼 상기 복호화된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨다. In
단계(416)에서 제2 비트 심도 증가부(210)는 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨다. 즉, 단계(416)에서 제2 비트 심도 증가부(210)는 단계(412)에서 감소시킨 비트 심도의 양만큼 상기 비트 심도가 감소된 깊이 영상에 대한 비트 심도를 증가시킨다. In
단계(417)에서 양자화 오차 계산부(220)는 상기 입력 깊이 영상과 상기 비트 심도가 증가된 깊이 영상을 비교하여 양자화 오차를 계산한다. 즉, 단계(417)에서 양자화 오차 계산부(220)는 상기 감소된 비트 심도를 다시 증가시킨 깊이 영상과 상기 입력 깊이 영상을 비교하여 그 차이로 양자화 오차를 계산한다. In
단계(418)에서 제2 깊이 영상 부호화부(230)는 상기 계산된 양자화 오차에 대한 깊이 영상을 부호화한다.In
단계(419)는 제2 깊이 영상 복호화부(230)는 상기 부호화된 양자화 오차에 대한 깊이 영상을 복호화한다.In
단계(420)에서 양자화 오차 보상부(250)는 상기 비트 심도가 증가된 깊이 영상에 상기 복호화된 양자화 오차에 대한 깊이 영상을 반영하여 양자화 오차를 보상한다. In
단계(421)에서 컬러 영상 부호화부(110)는 컬러 영상을 부호화한다.In
단계(422)에서 컬러 영상 복호화부(120)는 상기 부호화된 컬러 영상을 복호화한다. In
단계(423)에서 영상 합성부(180)는 상기 양자화 오차가 보상된 깊이 영상과 상기 복호화된 컬러 영상을 합성한다. 즉, 단계(423)에서 영상 합성부(180)는 단계(420)에 의해 상기 양자화 오차가 보상된 깊이 영상과 단계(422)에 의해 상기 복호화된 컬러 영상을 합성함으로써 입체 영상을 출력한다.In
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 깊이 영상 처리 방법은 깊이 영상에 대한 비트 심도를 크게 감소시켜 양자화 과정에서 발생되는 양자화 오차를 보상할 수 있다. As described above, the depth image processing method according to another embodiment of the present invention can greatly reduce the bit depth of the depth image and compensate the quantization error generated in the quantization process.
본 발명에 따른 깊이 영상 처리 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The depth image processing methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of a depth image processing apparatus using a bit depth reduction according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a block diagram of a depth image processing apparatus using bit depth reduction according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 방법의 동작 흐름을 나타내는 도면이다.3 is a flowchart illustrating a depth image processing method using bit depth reduction according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비트 심도 감소를 이용한 깊이 영상 처리 방법의 동작 흐름을 나타내는 도면이다.4 is a flowchart illustrating a depth image processing method using bit depth reduction according to another embodiment of the present invention.
도 5는 컬러 영상에 대한 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing an example of a histogram for a color image.
도 6은 깊이 영상에 대한 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing an example of a histogram for a depth image.
도 7은 깊이 영상을 7비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth to 7 bits in the depth image.
도 8은 깊이 영상을 6비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth by 6 bits in the depth image.
도 9는 깊이 영상을 5비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.9 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth by 5 bits in the depth image.
도 10은 깊이 영상을 4비트로 비트 심도를 감소시킨 후 히스토그램의 일례를 나타내는 도면이다.10 is a diagram showing an example of a histogram after decreasing the bit depth by 4 bits in the depth image.
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