KR101694293B1 - 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법 - Google Patents

카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법 Download PDF

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Abstract

카메라 메타데이터를 활용하여 정지영상 압축 데이터량을 줄이고, 동영상 압축시 화질을 개선할 수 있는 방법을 제시한다. 제시된 방법은 영상을 획득하는 단계, 획득한 영상에 상응하는 카메라 메타데이터를 분석하여 획득한 영상의 블록별로 아웃-포커스된 블록, 일반 블록, 및 포커스된 블록중의 어느 한 블록으로 구분하는 단계, 및 획득한 영상을 압축하되 상기 구분되어 입력되는 블록별로 양자화변수값을 조정하여 압축하는 단계를 포함한다. 영상을 압축할 때 카메라 메타데이터를 활용하기 때문에 데이터량을 줄이거나 화질을 높일 수 있는 효과가 있다. 특히, 동영상을 압축하는 경우에 아웃-포커스(out-focus)된 영역에서 화면 건너뜀으로 인한 화면 블록킹 현상을 제거하여 화질을 개선하는 효과가 있다.

Description

카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법{Method for image compression using metadata of camera}
본 발명은 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라의 촬영 정보를 활용하여 정지 영상 및 동영상을 포함하는 데이터를 압축하는 방법에 관한 것이다.
정지영상을 압축하기 위해 사용하는 JPEG 및 JPEG2000 알고리즘은 일반적으로 화면내 인접화소간의 값이 거의 비슷하기 때문에, 즉 상관관계가 높기 때문에 화면내의 공간적 상관관계를 이용하여 정보를 압축한다.
JPEG 및 JPEG2000 압축기는 들어오는 영상을 8x8 블록 혹은 전체 영역에 DCT 및 Wavelet 변환을 수행한다.
동영상을 압축하기 위해 사용하는 MPEG-2, H.264, HEVC 등은 화면내의 공간적 상관관계 뿐만 아니라 화면내의 시간적 상관관계를 이용하여 정보를 압축한다. 동영상 압축기는 데이터량을 줄이기 위해 해당하는 블록이 참조하는 화면내에서 비슷한 블록이 있는 경우에 해당 블록을 복사하는 화면 스킵 방법을 사용한다.
요즘은 카메라 성능 및 촬영 기법이 향상됨에 따라 동영상에 특정 부분은 강조하고 다른 부분은 희미하게 촬영하는 장면이 많이 나온다. 하지만, 기존의 압축기는 영상 자체만을 부호화하기 때문에 정지영상의 경우에는 같은 화질로 나오고, 동영상의 경우에는 화면 스킵이 자주 발생하여 실제 부호화한 후에 영상은 희미하게 촬영된 블록에서 깨지는 현상이 발생한다.
대한민국 등록특허 10-0513061호(카메라 영상 압축 방법)에는 영상 데이터를 저장하는 데 있어서, 단계적인 압축을 통하여 영상 데이터의 저장 용량을 줄일 수 있는 카메라 영상 압축 방법이 개시되어 있다. 그 대한민국 등록특허 10-0513061호에 개시된 발명은 카메라 영상 데이터 저장에 있어서, 영상 데이터를 복수개의 인코더를 이용하여 순차적으로 단위 압축을 하는 동시에 각 인코더별 고유 특성값을 생성하여 최종 압축값 및 고유 특성값 만을 메모리에 저장함으로써, 종래의 픽셀 마다 복수개의 비트를 할당하여 전송/저장하는 것에 비하여 영상 데이터의 저장 용량을 획기적으로 줄인다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 카메라 메타데이터를 활용하여 정지영상 압축 데이터량을 줄이고, 동영상 압축시 화질을 개선할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법은, 카메라부가, 영상을 획득하는 단계; 분석부가, 상기 획득한 영상에 상응하는 카메라 메타데이터를 분석하여 상기 획득한 영상의 블록별로 아웃-포커스된 블록, 일반 블록, 및 포커스된 블록중의 어느 한 블록으로 구분하는 단계; 및 압축부가, 상기 획득한 영상을 압축하되, 상기 구분되어 입력되는 블록별로 양자화변수값을 조정하여 압축하는 단계;를 포함한다.
카메라 메타데이터는 카메라 렌즈정보, 셔터스피드, 조리개값 등과 같은 카메라 노출 정보를 포함한다.
바람직하게, 상기 압축하는 단계는, 상기 구분되어 입력되는 블록이 아웃-포커스된 블록이면 해당 블록이 정지영상인 경우에는 양자화변수값을 전체화면에 적용된 양자화변수값보다 높은 값을 적용하고, 해당 블록이 동영상인 경우에는 해당 블록에 대한 화면 건너뜀을 방지하고 양자화변수값은 처음 할당된 값보다 높은 값을 적용한다.
상기 압축하는 단계는, 상기 구분되어 입력되는 블록이 일반 블록이면 해당 블록이 정지영상인 경우에는 전체화면에 적용된 양자화변수값을 그대로 적용하고, 해당 블록이 동영상인 경우에는 상기 정지영상인 경우에 적용한 양자화변수값을 그대로 적용한다.
상기 압축하는 단계는, 상기 구분되어 입력되는 블록이 포커스된 블록이면 해당 블록이 정지영상인 경우에는 전체화면에 적용된 양자화변수값보다 낮은 값을 적용하고, 해당 블록이 영상인 경우에는 화면 건너뜀을 방지하거나 화면 건너뜀이 발생할 수 있는 확률을 줄인다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 영상을 압축할 때 카메라 메타데이터를 활용하기 때문에 데이터량을 줄이거나 화질을 높일 수 있는 효과가 있다.
특히, 동영상을 압축하는 경우에 아웃-포커스(out-focus)된 영역에서 화면 건너뜀으로 인한 화면 블록킹 현상을 제거하여 화질을 개선하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 화면이 블록으로 나뉘어 인코딩되는 모든 압축 방식에 적용가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법을 설명하는 플로우차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 장치는 카메라 메타데이터 저장부(10), 카메라부(20), 분석부(30), 및 압축부(40)를 포함한다.
카메라 메타데이터 저장부(10)는 다수의 카메라 메타데이터를 저장한다. 다수의 카메라 메타데이터의 각각은 카메라별로의 카메라 메타데이터이다. 예를 들어, 카메라 메타데이터는 카메라 렌즈정보, 셔터스피드, 조리개값 등과 같은 카메라 노출 정보를 포함한다.
카메라부(20)는 영상을 획득한다. 카메라부(20)는 영상 정보를 분석부(30)에게로 전달한다.
분석부(30)는 카메라부(20)로부터 영상 정보를 입력받게 됨에 따라, 카메라 메타데이터 저장부(10)를 근거로 해당 영상 정보를 획득한 카메라(즉, 현재 입력되고 있는 영상을 촬영한 카메라)의 카메라 메타데이터를 분석한다. 그리고, 분석부(30)는 분석 결과를 근거로 상기 카메라부(20)로부터의 영상의 블록별로 아웃-포커스(out-focus)된 희미한 블록, 일반 블록, 및 포커스(focus)된 블록중의 어느 한 블록으로 구분한다.
압축부(40)는 정지영상 혹은 동영상을 압축한다. 정지영상을 압축하는 경우에는 카메라 메타데이터를 활용하여 블록별 양자화변수값을 결정하고, 동영상을 압축하는 경우에는 블록별 양자화변수값 및 화면 건너뜀을 결정한다. 다시 말해서, 압축부(40)는 카메라부(20)로부터의 영상(정지영상 또는 동영상)을 압축하되, 분석부(30)에 의해 구분되어 입력되는 해당 영상의 블록별로 양자화변수값을 조정하여 압축한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법을 설명하는 플로우차트이다.
먼저, 카메라부(20)를 통해 영상을 입력받는다(S10). 카메라부(20)에서 촬영된 영상은 분석부(30)에게로 전송된다.
분석부(30)는 현재 입력된 영상을 촬영한 카메라 메타데이터를 분석한다(S12). 즉, 분석부(30)는 카메라부(20)로부터 영상 정보를 입력받게 됨에 따라, 카메라 메타데이터 저장부(10)를 근거로 해당 영상 정보를 획득한 카메라(즉, 현재 입력되고 있는 영상을 촬영한 카메라)의 카메라 메타데이터를 분석한다.
그리고, 분석부(30)는 분석 결과를 근거로 카메라부(20)로부터의 영상의 블록별로 아웃-포커스(out-focus)된 희미한 블록, 일반 블록, 및 포커스(focus)된 블록중의 어느 한 블록으로 구분(결정)한다(S14). 그 구분된 블록 정보는 압축부(40)에게로 보내진다.
그에 따라, 압축부(40)는 그 구분된 블록 정보에 따라 현재 블록이 어느 블록에 해당하는지 판단한다(S16).
그리고 나서, 압축부(40)는 그 판단 결과에 따라 해당 영상의 블록별로 양자화변수값을 조정하여 압축한다.
다시 말해서, 현재 블록이 아웃-포커스(out-focus)된 희미한 블록인 경우에는 정지영상인 경우에 양자화변수값을 전체화면에 적용된 양자화변수 값보다 높은 값을 적용하여 압축을 수행한다. 동영상의 경우에는 화면이 희미하기 때문에 일반적으로는 화면 건너뜀 현상이 발생할 가능성이 높으므로, 화면 건너뜀으로 인한 블록킹 현상을 없애기 위해 해당 블록에 대한 강제로 화면 건너뜀을 방지하고 양자화변수값은 처음 할당된 값보다 높은 값을 적용하여 압축을 수행한다(S18).
한편, 현재 블록이 일반 블록인 경우에는 정지영상 및 동영상 모두에 대해 전체화면에 적용된 양자화변수값을 그대로 적용하여 압축을 수행한다(S20).
한편, 현재 블록이 포커스(focus)된 블록인 경우에는 정지영상의 경우에 보다 선명한 영상을 제공하기 위해 전체화면에 적용된 양자화변수값보다 낮은 값을 적용하여 압축을 수행한다. 동영상의 경우에는 화면 건너뜀을 방지하거나 화면 건너뜀이 발생할 수 있는 확률을 최소화하여 압축을 수행한다(S22).
이와 같이 모든 블록에 대해 인코딩을 수행한 후에 끝낸다.
이와 같이, 부호화시 카메라 초점 위치 등의 카메라 정보를 이용하여 부호화하면 압축 데이터량을 줄이거나 화질을 개선시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10 : 카메라 메타데이터 저장부 20 : 카메라부
30 : 분석부 40 : 압축부

Claims (10)

  1. 카메라부가, 영상을 획득하는 단계;
    분석부가, 상기 획득한 영상에 상응하는 카메라 메타데이터를 분석하여 상기 획득한 영상의 블록별로 아웃-포커스된 블록, 일반 블록, 및 포커스된 블록중의 어느 한 블록 유형으로 구분하는 단계; 및
    압축부가, 상기 영상이 정지 영상인지 동영상인지 여부 및 상기 블록 유형을 기반으로 상기 영상을 압축하되, 상기 블록별 양자화변수값 및 화면 건너뜀을 결정하여 상기 영상을 압축하는 단계;를 포함하며,
    상기 카메라 메타데이터는,
    카메라 렌즈정보, 셔터스피드 및 조리개값 중 적어도 어느 하나를 포함하는 카메라 노출 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압축하는 단계는,
    상기 구분되어 입력되는 블록이 아웃-포커스된 블록이면,
    상기 블록이 정지영상인 경우에는 상기 양자화변수값을 전체화면에 적용된 상기 양자화변수값보다 높은 값을 적용하고, 상기 블록이 동영상인 경우에는 상기 블록에 대한 화면 건너뜀을 방지하고 상기 양자화변수값은 처음 할당된 값보다 높은 값을 적용하는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축하는 단계는,
    상기 구분되어 입력되는 블록이 일반 블록이면,
    상기 블록이 정지영상인 경우에는 전체화면에 적용된 상기 양자화변수값을 그대로 적용하고, 상기 블록이 동영상인 경우에는 상기 정지영상인 경우에 적용한 상기 양자화변수값을 그대로 적용하는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압축하는 단계는,
    상기 구분되어 입력되는 블록이 포커스된 블록이면,
    상기 블록이 정지영상인 경우에는 전체화면에 적용된 상기 양자화변수값보다 낮은 값을 적용하고, 상기 블록이 동영상인 경우에는 화면 건너뜀을 방지하거나 화면 건너뜀이 발생할 수 있는 확률을 기 설정된 값 이하로 줄이는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 방법.
  6. 영상을 획득하는 카메라부;
    상기 획득한 영상에 상응하는 카메라 메타데이터를 분석하여 상기 획득한 영상의 블록별로 아웃-포커스된 블록, 일반 블록, 및 포커스된 블록중의 어느 한 블록으로 구분하는 분석부; 및
    상기 영상이 정지 영상인지 동영상인지 여부 및 상기 블록 유형을 기반으로 상기 영상을 압축하되, 상기 블록별 양자화변수값 및 화면 건너뜀을 결정하여 상기 영상을 압축하는 압축부;를 포함하며,
    상기 카메라 메타데이터는,
    카메라 렌즈정보, 셔터스피드 및 조리개값 중 적어도 어느 하나를 포함하는 카메라 노출 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 압축부는,
    상기 구분되어 입력되는 블록이 아웃-포커스된 블록이면,
    상기 블록이 정지영상인 경우에는 상기 양자화변수값을 전체화면에 적용된 상기 양자화변수값보다 높은 값을 적용하고, 상기 블록이 동영상인 경우에는 상기 블록에 대한 화면 건너뜀을 방지하고 상기 양자화변수값은 처음 할당된 값보다 높은 값을 적용하는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 압축부는,
    상기 구분되어 입력되는 블록이 일반 블록이면,
    상기 블록이 정지영상인 경우에는 전체화면에 적용된 상기 양자화변수값을 그대로 적용하고, 상기 블록이 동영상인 경우에는 상기 정지영상인 경우에 적용한 상기 양자화변수값을 그대로 적용하는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 압축부는,
    상기 구분되어 입력되는 블록이 포커스된 블록이면,
    상기 블록이 정지영상인 경우에는 전체화면에 적용된 상기 양자화변수값보다 낮은 값을 적용하고, 상기 블록이 동영상인 경우에는 화면 건너뜀을 방지하거나 화면 건너뜀이 발생할 수 있는 확률을 기 설정된 값 이하로 줄이는 것을 특징으로 하는 카메라의 메타 데이터를 이용한 영상 압축 장치.
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