KR101705025B1 - 윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 장치 및 방법 - Google Patents

윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 장치 및 방법이 개시된다. 윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 장치는 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상에 대해 해상도를 축소하고, 해상도가 축소된 깊이 영상에 대해 원래 양자화 스텝 크기보다 더 큰 크기로 압축한다.
Figure R1020090112402
입체 영상, 압축, 윤곽선, 깊이 영상

Description

윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMPRESSING 3D VIDEO USING EDGE INFORMATION}
아래의 실시예들은 윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 입체 영상은 깊이 및 공간에 대한 형상 정보를 동시에 제공하는 3차원 영상을 말한다. 이러한 입체 영상은 단순히 좌우 눈에 각각 다른 시점의 영상을 제공하는 스테레오와 달리 관찰자가 보는 시점을 달리할 때마다 다른 방향에서 보는 것과 같은 영상을 제공하기 위해서 여러 시점에서 촬영한 영상들이 필요하다. 하지만 여러 시점에서 찍은 영상은 데이터량이 방대하기 때문에 압축하여 전송하려면 네트워크 인프라, 지상파 대역폭 등을 고려할 때 실현이 거의 불가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 장치는 복호화된 컬러 영상에 대해 윤곽선 정보를 검출하는 윤곽선 검출기와, 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 양자화 파라미터 오프셋 결정기와, 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소하는 해상도 축소기 및 상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 해상도가 축소된 깊이 영상 블록을 부호화하는 깊이 영상 인코더를 포함한다.
본 발명의 일측면에서 상기 윤곽선 검출기는 상기 복호화된 컬러 영상 내의 픽셀들을 마스크의 동일 위치에 해당하는 픽셀들과 곱하고 모든 픽셀을 더하는 연산을 X축과 Y축으로 각각 한번씩 수행하며, X축 연산 결과값과 Y축 연산 결과값에 절대값을 취하여 더한 뒤 중심 픽셀에 할당한 값을 기준치와 비교한 결과에 따라 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하는지 여부를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에서 상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 복호화하는 깊이 영상 디코더를 더 포함하고, 상기 깊이 영상 인코더는 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록인 경우 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 부호화하고, 상기 깊이 영상 디코더는 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 복호화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에서 상기 양자화 파라미터 오프셋 결정기는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록에 대한 양자화 스텝 크기가 원래 양자화 스텝 크기보다 더 커지도록 상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에서 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 복호화된 깊이 영상 블록의 해상도를 확대하는 해상도 확대기를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 윤곽선 정보를 이용한 입체 영상 압축 방법은 복호화된 컬러 영상에 대해 윤곽선 정보를 검출하는 단계와, 상기 검출된 윤곽선 정보에 따라 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 단계와, 상기 검출된 윤곽선 정보에 따라 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소하는 단계 및 상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 해상도가 축소된 깊이 영상 블록을 부호화하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일측면에서 상기 윤곽선 정보를 검출하는 단계는 상기 복호화된 컬러 영상 내의 픽셀들을 마스크의 동일 위치에 해당하는 픽셀들과 곱하고 모든 픽셀을 더하는 연산을 X축과 Y축으로 각각 한번씩 수행하며, X축 연산 결과값과 Y축 연산 결과값에 절대값을 취하여 더한 뒤 중심 픽셀에 할당한 값을 기준치와 비교한 결과에 따라 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는지 여부를 검출할 수 있 다.
또한, 본 발명의 일측면에서 상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 복호화하는 단계를 더 포함하고, 상기 깊이 영상 블록을 부호화하는 단계는 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록인 경우 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 부호화하고, 상기 깊이 영상 블록을 복호화하는 단계는 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 복호화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에서 상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 단계는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록에 대한 양자화 스텝 크기를 원래 양자화 스텝 크기보다 더 커지도록 상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에서 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 복호화된 깊이 영상 블록의 해상도를 확대하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 여러 시점의 비디오를 모두 압축 전송하는 대신에 깊이 영상을 만들어 여러 시점의 영상 중에서 일부 시점의 영상과 함께 압축 전송하여 압축 시 발생되는 데이터량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 깊이 영상이 컬러 영상에서 물체가 시청자와 떨어져 있는 거리를 0~255의 값으로 나타낸 영상이기 때문에 그 특징이 컬러 영상과 비슷하여 컬러 영상과 깊이 영상을 압출할 때 서로의 정보를 활용하여 더 좋은 성능을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 깊이 영상 압축 시 복원된 컬러 영상의 윤곽선 정보를 통해 효율적으로 입체 영상을 압축할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 장치(100)는 컬러 영상 인코더(110), 컬러 영상 디코더(120), 윤곽선 검출기(130), 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140), 해상도 축소기(150), 깊이 영상 인코더(160), 깊이 영상 디코더(170), 해상도 확대기(180) 및 영상 합성기(190)를 포함한다.
컬러 영상 인코더(color image encoder)(110)는 컬러 영상을 부호화한다. 상기 컬러 영상은 컬러 영상 인코더(110)를 통해 부호화된다.
컬러 영상 디코더(color image decoder)(120)는 상기 부호화된 컬러 영상을 복호화한다. 상기 부호화된 컬러 영상의 비트 스트림은 컬러 영상 디코더(120)를 통해 다시 복호화된다.
윤곽선 검출기(edge detector)(130)는 상기 복호화된 컬러 영상에서 여러 종류의 윤곽선 검출 알고리즘을 통해 윤곽선 정보를 검출한다. 윤곽선 검출기(130)는 소벨 마스크 등과 같은 윤곽선 검출 알고리즘을 사용하여 도 5에 도시된 것과 같은 복원된 영상 안의 픽셀들(520)을 마스크의 동일 위치에 해당하는 픽셀들(510)과 곱하고, 상기 곱한 픽셀들을 모두 더한 값을 중심 픽셀(G)에 할당하여 윤곽선 정보(530)을 검출한다. 윤곽선 검출기(130)는 상기 중심 픽셀에 할당된 값의 크기에 따라 상기 픽셀에 윤곽선이 포함되는지 여부를 검출한다. 일례로 윤곽선 검출기(130)는 상기 중심 픽셀에 할당된 값의 크기가 기준치보다 큰 경우 상기 픽셀들이 윤곽선을 포함하는 것으로 판단할 수 있다. 다른 일례로 윤곽선 검출기(130)는 상기 중심 픽셀에 할당된 값의 크기가 기준치보다 작은 경우 상기 픽셀들이 윤곽선을 포함하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
양자화 파라미터 오프셋 결정기(Quantization Parameter offset determinator)(140)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 양자화 스텝 크기를 결정한다. 즉, 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 양자화 스텝 크기를 원래의 양자화 스텝 크기보다 더 크게 결정한다.
한편, 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 양자화 스텝 크기를 상기 원래의 양자화 스텝 크기로 결정한다.
해상도 축소기(150)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소한다. 즉, 해상도 축소기(150)는 윤곽선 검출기(130)에 의해 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소한다. 일례로 해상도 축소기(150)는 도 4에 도시된 것과 같이 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하지 않는 [1], [2], [3], [4]의 블록으로 구성된 제1 블록(410)에 대해 해상도를 수평/수직 방향으로 줄여서 1개의 블록으로 축소할 수 있다. 한편 해상도 축소기(150)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소하지 않는다. 일례로 해상도 축소기(150)는 도 4에 도시된 것과 같이 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하는 [5], [6], [7], [8]의 블록으로 구성된 제2 블록(420)에 대해 해상도를 축소하지 않고 그대로 사용한다.
깊이 영상 인코더(160)는 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140)에 의해 결정된 양자화 스텝 크기에 따라 해상도 축소기(150)에 의해 결정된 해상도의 깊이 영상을 부호화한다. 즉, 깊이 영상 인코더(160)는 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140)에 의해 결정된 양자화 스텝 크기에 따라 해상도 축소기(150)에 의해 결정된 해상도의 깊이 영상을 부호화함으로써 상기 깊이 영상을 압축한다. 일례로 깊이 영상 인코더(160)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당되는 깊이 영상의 블록에 대한 축소된 해상도에 상기 원래 양자화 스텝 크기보다 더 크게 결정된 양자화 스텝 크기로 상기 깊이 영상을 부호화함으로써 상기 깊이 영상을 더 압축할 수 있다. 다른 일례로 깊이 영상 인코더(160)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하는 영역에 해당되는 깊이 영상의 블록에 대한 원래 해상도에 상기 원래 양자화 스텝 크기로 상기 깊이 영상을 부호화하여 압축한다.
깊이 영상 디코더(depth image decoder)(170)는 깊이 영상 인코더(160)에서 부호화된 깊이 영상을 복호화한다. 즉, 깊이 영상 디코더(170)는 상기 압축된 깊이 영상을 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140)에 의해 결정된 양자화 파라미터 오프셋을 참조하여 복원한다.
해상도 확대기(interpolator)(180)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 복호화된 깊이 영상 블록의 해상도를 확대한다. 즉, 해상도 확대기(180)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당되는 깊이 영상의 복호화할 때 원래의 양자화 스텝 크기보다 더 큰 양자화 스텝 크기로 복호화된 깊이 영상의 블록을 원래 크기로 확대하기 위한 보간(interpolation)을 수행한다. 일례로 해상도 확대기(180)는 도 4에 도시된 것과 같이 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하지 않는 영역에 해당되는 [1], [2], [3], [4] 4개의 블록으로 구성된 제1 블록(410)을 1개의 블록으로 축소되었던 깊이 영상을 다시 4개의 블록으로 확대하기 위한 보간을 수행할 수 있다. 다른 일례로 해상도 확대기(180)는 도 4에 도시된 것과 같이 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하는 영역에 해당되는 [5], [6], [7], [8] 4개의 블록으로 구성된 제2 블록(420)인 경우 해상도 축소기(150)에 의해 해상도가 축소되지 않았기 때문에 상기 복호화된 깊이 영상에 대해 해상도를 확대하지 않고 그대로 출력할 수 있다.
영상 합성기(view synetesis)(190)는 복원된 컬러 영상과 복원된 깊이 영상 을 이용하여 임의의 시점 영상을 합성한다. 즉, 영상 합성기(190)는 컬러 영상 디코더(120)로부터 출력되는 상기 복원된 컬러 영상 및 해상도 확대기(180)로부터 출력되는 상기 복원된 깊이 영상을 이용하여 임의의 시점 영상을 합성한다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 장치(100)는 여러 시점의 비디오를 모두 압축 전송하는 대신에 깊이 영상을 만들어서 여러 시점의 영상 중에서 일부 시점의 영상과 함께 압축 전송함으로써 입체 영상 압축 시 발생하는 데이터량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 장치(100)는 깊이 영상이 컬러 영상에서 물체가 시청자와 떨어져 있는 거리를 0~255의 값으로 나타내는 영상이기 때문에 그 특징이 컬러 영상과 비슷하므로 컬러 영상과 깊이 영상을 압축할 때 서로의 정보를 잘 활용함으로써 더 좋은 성능을 가질 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 장치(100)는 깊이 영상 압축 시 복원된 컬러 영상의 윤곽선 정보를 이용하여 효율적으로 입체 영상을 압축할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 방법에서 깊이 영상 부호화를 위한 동작 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 단계(210)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 부호화된 컬러 영상을 복호화한다. 즉, 단계(210)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 컬러 영상 디코더(120)를 통해 상기 부호화된 컬러 영상을 복호화한다.
단계(220)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 복호화된 컬러 영상에서 윤곽선 정보를 검출한다. 즉, 단계(220)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)를 통해 상기 복호화된 컬러 영상에 대해 윤곽선 검출 알고리즘을 적용하여 상기 복호화된 컬러 영상으로부터 윤곽선 정보를 검출한다. 일례로 단계(220)에서 윤곽선 검출기(130)는 윤곽선 검출의 가장 대표적인 미분 연산자인 소벨 마스크(sobel mask)를 사용할 경우 도 5에 도시된 것과 같이 상기 복호화된 컬러 영상(520) 안의 픽셀들을 마스크(510)의 동일 위치에 해당하는 픽셀들과 곱하고, 모든 픽셀을 더하는 연산을 통해 윤곽선 정보(530)를 검출할 수 있다. 상기 연산은 상기 복호화된 컬러 영상에서 X축, Y축으로 각각 한번씩 수행되며, X축 연산 시 나온 결과값과 Y축 연산 시 나온 결과값에 절대값을 취하여 더한 뒤 중심 픽셀 G에 할당한다.
단계(230)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 검출된 윤곽선 정보를 이용하여 상기 복호화된 컬러 영상에 윤곽선이 있는지 여부를 판단한다. 즉, 단계(230)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)를 통해 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 기준치(threshold)보다 큰지 여부에 따라 상기 복호화된 컬러 영상에 윤곽선이 포함되는지 여부를 판단한다. 일례로 단계(230)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 상기 기준치보다 큰 경우, 상기 복호화된 컬러 영상의 픽셀이 윤곽선을 포함하는 것으로 판단할 수 있다. 다른 일례로 단계(230)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 상기 기준치보다 크지 않은 경우, 상기 복호화된 컬러 영상의 픽셀이 윤곽선을 포함하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
단계(240)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소한다. 즉, 단계(240)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)에 의해 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 것으로 판단된 영역에 해당하는 깊이 영상의 블록에 대한 해상도를 해상도 축소기(150)를 통해 축소한다. 일례로 단계(240)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 도 4에 도시된 것과 같이 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하지 않은 영역에 해당하는 깊이 영상의 블록으로 이루어진 4개의 블록([1], [2], [3], [4])을 수평/수직 방향으로 줄여서 1개의 블록으로 축소할 수 있다.
단계(250)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 양자화 파라미터 오프셋을 결정한다. 즉, 단계(250)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)에 의해 검출된 상기 컬러 영상에서 윤곽선 유무에 따라 상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정한다.
단계(260)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 검출된 컬러 영상에서 윤곽선 포함 유무에 따라 깊이 영상을 부호화한다. 즉, 단계(260)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 깊이 영상 인코더(160)를 통해 상기 컬러 영상에서 윤곽선 포함 유무에 따라 원래 양자화 스텝 크기 또는 상기 원래 양자화 스텝 크기에 상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋이 더해진 양자화 스텝 크기에 의해 상기 깊이 영상을 부호함으로써 상기 깊이 영상을 압축한다. 일례로 단계(260)에서 입체 영상 압축 장치는 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 깊이 영상을 상기 원래 양자화 스텝 크기로 부호화함으로써 상기 깊이 영상을 압축할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 입체 영상 압축 방법은 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당되는 깊이 영상의 해상도를 축소하고, 원래 양자화 스텝 크기보다 더 크게 하여 압축할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 방법에서 깊이 영상 복호화를 위한 동작 흐름도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 단계(310)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 부호화된 컬러 영상을 복호화한다. 즉, 단계(310)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 컬러 영상 인코더(110)를 통해 상기 부호화된 컬러 영상의 비트 스트림을 컬러 영상 디코더(120)를 통해 복호화한다.
단계(320)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 복호화된 컬러 영상에서 윤곽선 정보를 검출한다. 즉, 단계(320)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)를 통해 상기 복호화된 컬러 영상에 대해 윤곽선 검출 알고리즘을 적용하여 상기 복호화된 컬러 영상으로부터 윤곽선 정보를 검출한다. 일례로 단계(320)에서 윤곽선 검출기(130)는 윤곽선 검출의 가장 대표적인 미분 연산자인 소벨 마스크(sobel mask)를 사용할 경우 도 5에 도시된 것과 같이 상기 복호화된 컬러 영상 안의 픽셀들을 마스크의 동일 위치에 해당하는 픽셀들과 곱하고, 모든 픽셀을 더하는 연산을 통해 상기 윤곽선 정보를 검출할 수 있다. 상기 연산은 상기 복호화된 컬러 영상에서 X축, Y축으로 각각 한번씩 수행되며, X축 연산 시 나온 결과값과 Y축 연산 시 나온 결과값에 절대값을 취하여 더한 뒤 중심 픽셀 G에 할당한 다.
단계(330)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 검출된 윤곽선 정보를 이용하여 상기 복호화된 컬러 영상에 윤곽선이 있는지 여부를 판단한다. 즉, 단계(330)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)를 통해 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 기준치(threshold)보다 큰지 여부에 따라 상기 복호화된 컬러 영상에 윤곽선이 포함되는지 여부를 판단한다. 일례로 단계(330)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 상기 기준치보다 큰 경우, 상기 복호화된 컬러 영상의 픽셀이 윤곽선을 포함하는 것으로 판단할 수 있다. 다른 일례로 단계(330)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 상기 기준치보다 크지 않은 경우, 상기 복호화된 컬러 영상의 픽셀이 윤곽선을 포함하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
단계(340)에서 깊이 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선을 포함하지 않는 것으로 판단된 영역에 해당하는 깊이 영상에 대한 양자화 파라미터 오프셋 크기를 결정한다. 즉, 단계(340)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)에 의해 검출된 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상에 대한 양자화 스텝 크기가 상기 원래 양자화 스텝 크기보다 더 커지도록 상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정한다.
단계(350)에서 깊이 영상 압축 장치(100)는 상기 깊이 영상을 복호화한다. 즉, 단계(350)에서 깊이 영상 압축 장치(100)는 상기 검출된 컬러 영상의 윤곽선 유무에 따라 깊이 영상 디코더(170)를 통해 상기 깊이 영상을 복호화한다. 일례로 단계(350)에서 깊이 영상 압축 장치(100)는 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 깊이 영상인 경우 상기 원래 양자화 스텝 크기에 의해 부호화되었으므로 상기 원래 양자화 스텝 크기에 따라 상기 깊이 영상을 복호화할 수 있다.
단계(360)에서 깊이 영상 압축 장치(100)는 상기 복호화된 깊이 영상에 해당하는 복호화된 컬러 영상에서 윤곽선이 있는지 여부를 판단한다. 즉, 단계(360)에서 깊이 영상 압축 장치(100)는 윤곽선 검출기(130)를 통해 검출된 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 기준치(threshold)보다 큰지 여부에 따라 상기 복호화된 컬러 영상에 윤곽선이 포함되는지 여부를 판단한다. 일례로 단계(360)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 상기 기준치보다 큰 경우, 상기 복호화된 깊이 영상에 해당되는 상기 복호화된 컬러 영상의 픽셀이 윤곽선을 포함하는 것으로 판단할 수 있다. 다른 일례로 단계(360)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선 정보로 연산된 값의 크기가 상기 기준치보다 크지 않은 경우, 상기 복호화된 깊이 영상에 해당되는 상기 복호화된 컬러 영상의 픽셀이 윤곽선을 포함하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
단계(370)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 상기 복호화된 깊이 영상 블록의 보간을 수행한다. 즉, 단계(370)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 해상도 확대기(180)를 통해 상기 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 상기 복호화된 깊이 영상의 블록에 대해 보간을 수행함으로써 해상도를 확대한다. 일례로 단계(370)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 상기 복호화된 깊이 영상 블록의 보간을 통해 상기 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록이 해상도 축소기(150)에 의해 축소된 해상도만큼 상기 깊이 영상 블록에 대한 해상도를 확대할 수 있다. 예를 들어, 단계(370)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 해상도 축소기(150)에 의해 상기 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 4개의 깊이 영상 블록을 1개의 블록으로 감소시켜 해상도를 '1/4'로 축소시킨 경우, 상기 복호화된 1개의 깊이 영상 블록을 보간하여 4개의 깊이 영상 블록으로 증가시켜 해상도를 확대할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 깊이 영상 압축 방법은 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당되는 깊이 영상 블록에 대해 원래 양자화 스텝 크기보다 더 큰 양자화 스텝 크기를 사용하여 복원하고, 상기 복원된 깊이 영상 블록을 원래 블록의 크기로 확대할 수 있다.
단계(380)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 복원 컬러 영상과 복원 깊이 영상을 이용하여 임의의 시점 영상을 합성한다. 즉, 단계(380)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 컬러 영상 디코더(120)를 통해 복호화된 컬러 영상과 깊이 영상 디코더(120)를 통해 복호화된 깊이 영상 또는 해상도 확대기(180)에 의해 상기 해상도가 확대된 깊이 영상을 이용하여 영상 합성기(190)를 통해 임의의 시점 영상을 합성한다. 일례로 상기 윤곽선을 포함하는 깊이 영상인 경우, 단계(380)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 컬러 영상 디코더(120)를 통해 복호화된 상기 복원 컬러 영상과 깊이 영상 디코더(120)를 통해 복호화된 상기 복원 깊이 영상을 이용하여 임의의 시점 영상을 합성할 수 있다. 다른 일례로 상기 윤곽선을 포함하지 않는 깊이 영상인 경우, 단계(380)에서 입체 영상 압축 장치(100)는 컬러 영상 디코더(120)를 통해 복호화된 복원 컬러 영상과 해상도 확대기(180)를 통해 상기 해상도가 축소된 깊이 영상을 확대하여 원래 해상도로 복원된 깊이 영상을 이용하여 임의의 시점 영상을 합성할 수 있다.
도 4는 윤곽선 유무에 따른 깊이 영상에 대한 압축의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 윤곽선 검출기(130)는 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하지 않는 영역에 해당하는 [1], [2], [3], [4]의 블록으로 이루어진 제1 블록(410)을 검출할 수 있다. 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140)는 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하지 않는 영역에 해당하는 제1 블록(410)에 대해 원래 양자화 스텝 크기보다 더 큰 양자화 스텝 크기를 만들기 위해 양자화 파라미터 오프셋을 결정할 수 있다. 해상도 축소기(150)는 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하지 않는 4개의 블록으로 구성된 제1 블록(410)을 수평/수직 방향으로 줄여서 1개의 블록으로 해상도를 축소할 수 있다. 깊이 영상 인코더(160)는 상기 해상도가 축소된 윤곽선(401)을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상을 상기 더 큰 양자화 스텝 크기로 부호화할 수 있다. 깊이 영상 디코더(160)는 상기 더 큰 양자화 스텝 크기로 부호화된 윤곽선(401)을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상을 상기 더 큰 양자화 스텝 크기에 따라 복호화할 수 있다. 해상도 확대기(180)는 상기 더 큰 양자화 스텝 크기로 복호화된 윤곽선(401)을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상에 대해 상기 축소된 해상도를 원래 크기로 다시 확대할 수 있다. 영상 합성기(190)는 상기 복호화된 컬러 영상과 상기 원래 크기로 확대 된 윤곽선(401)을 포함하지 않는 영역에 해당하는 복호화된 깊이 영상을 이용하여 임의의 시점 영상을 합성할 수 있다.
한편, 윤곽선 검출기(130)는 컬러 영상(400)에서 [5], [6], [7], [8]의 블록으로 이루어진 제2 깊이 영상 블록(420)이 윤곽선(401)을 포함하는 것으로 검출할 수 있다. 양자화 파라미터 오프셋 결정기(140)는 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하는 영역에 해당하는 제2 깊이 영상 블록(420)에 대해 원래 양자화 스텝 크기로 부호화하여 압축하기 위해 양자화 파라미터 오프셋을 '0'으로 설정할 수 있다. 해상도 축소기(150)는 컬러 영상(400)에서 윤곽선(401)을 포함하는 영역에 해당하는 제2 깊이 영상 블록(420)의 해상도를 축소하지 않는다. 깊이 영상 인코더(160)는 상기 해상도가 축소되지 않은 윤곽선(401)을 포함하는 영역에 해당하는 제2 깊이 영상 블록(420)을 상기 원래 양자화 스텝 크기에 따라 왼쪽 위의 블록[5], 오른쪽 위의 블록[6], 왼쪽 아래의 블록[7], 오른쪽 아래의 블록[8]의 순서로 부호화할 수 있다. 깊이 영상 디코더(170)는 깊이 영상 인코더(160)에 의해 제2 깊이 영상 블록(420)을 상기 원래 양자화 스텝 크기에 따라 왼쪽 위의 블록[5], 오른쪽 위의 블록[6], 왼쪽 아래의 블록[7], 오른쪽 아래의 블록[8]의 순서로 복호화할 수 있다. 해상도 확대기(180)는 제2 깊이 영상 블록(420)인 경우 해상도 축소기(150)에 의해 해상도가 축소되기 않았기 때문에 해상도를 확대할 필요가 없으므로 상기 복호화된 깊이 영상을 그대로 출력할 수 있다. 영상 합성기(190)는 컬러 영상 디코더(120)에 의해 복호화된 컬러 영상과 해상도 확대기(180)로부터 출력되는 상기 복호화된 깊이 영상을 이용하여 임의의 시점 영상을 합성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 방법은 깊이 영상 압축 시 복원된 컬러 영상의 윤곽선 정보를 이용하여 효율적으로 입체 영상을 압축할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 입체 영상 압축 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.
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.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 방법에서 깊이 영상 부호화를 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 압축 방법에서 깊이 영상 복호화를 위한 흐름도이다.
도 4는 윤곽선 유무에 따른 깊이 영상에 대한 압축의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 윤곽선 검출을 위한 마스크 연산 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

Claims (11)

  1. 복호화된 컬러 영상에 대해 윤곽선 정보를 검출하는 윤곽선 검출기;
    상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 양자화 파라미터 오프셋 결정기;
    상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소하는 해상도 축소기;
    상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 해상도가 축소된 깊이 영상 블록을 부호화하는 깊이 영상 인코더;
    상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 복호화하는 깊이 영상 디코더; 및
    상기 복호화된 컬러 영상 및 상기 복호화된 깊이 영상 블록을 사용하여 합성 영상을 생성하는 영상 합성기
    를 포함하는, 입체 영상 압축 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 윤곽선 검출기는,
    상기 복호화된 컬러 영상 내의 픽셀들을 마스크의 동일 위치에 해당하는 픽셀들과 곱하고 모든 픽셀을 더하는 연산을 X축과 Y축으로 각각 한번씩 수행하며, X축 연산 결과값과 Y축 연산 결과값에 절대값을 취하여 더한 뒤 중심 픽셀에 할당한 값을 기준치와 비교한 결과에 따라 상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하는지 여부를 검출하는, 입체 영상 압축 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 깊이 영상 인코더는,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록인 경우 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 부호화하고,
    상기 깊이 영상 디코더는,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 복호화하는, 입체 영상 압축 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터 오프셋 결정기는,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록에 대한 양자화 스텝 크기가 원래 양자화 스텝 크기보다 더 커지도록 상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는, 입체 영상 압축 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 복호화된 깊이 영상 블록의 해상도를 확대하는 해상도 확대기를 더 포함하는, 입체 영상 압축 장치.
  6. 복호화된 컬러 영상에 대해 윤곽선 정보를 검출하는 단계;
    상기 검출된 윤곽선 정보에 따라 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 단계;
    상기 검출된 윤곽선 정보에 따라 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록의 해상도를 축소하는 단계;
    상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 해상도가 축소된 깊이 영상 블록을 부호화하는 단계;
    상기 결정된 양자화 파라미터 오프셋에 따라 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 복호화하는 단계; 및
    상기 복호화된 컬러 영상 및 상기 복호화된 깊이 영상 블록을 사용하여 합성 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는, 입체 영상 압축 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 윤곽선 정보를 검출하는 단계는,
    상기 복호화된 컬러 영상 내의 픽셀들을 마스크의 동일 위치에 해당하는 픽셀들과 곱하고 모든 픽셀을 더하는 연산을 X축과 Y축으로 각각 한번씩 수행하며, X축 연산 결과값과 Y축 연산 결과값에 절대값을 취하여 더한 뒤 중심 픽셀에 할당한 값을 기준치와 비교한 결과에 따라 상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는지 여부를 검출하는, 입체 영상 압축 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 깊이 영상 블록을 부호화하는 단계는,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록인 경우 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 부호화하고,
    상기 깊이 영상 블록을 복호화하는 단계는,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선이 포함되는 영역에 해당하는 상기 부호화된 깊이 영상 블록을 왼쪽 위 블록, 오른쪽 위 블록, 왼쪽 아래 블록, 오른쪽 아래 블록 순으로 복호화하는, 입체 영상 압축 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 단계는,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 깊이 영상 블록에 대한 양자화 스텝 크기를 원래 양자화 스텝 크기보다 더 커지도록 상기 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는, 입체 영상 압축 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 컬러 영상에서 윤곽선을 포함하지 않는 영역에 해당하는 복호화된 깊이 영상 블록의 해상도를 확대하는 단계를 더 포함하는, 입체 영상 압축 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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