KR101767045B1 - 영상처리장치 및 영상처리방법 - Google Patents

영상처리장치 및 영상처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상처리장치에 관한 것으로, 영상처리장치에 있어서, I프레임, P프레임 및 B프레임을 포함하는 좌영상 및 우영상으로 구성된 스트림을 수신하는 영상수신부; 상기 스트림의 재생 및 역재생을 위한 디코딩을 수행하는 디코딩부; 상기 디코딩된 프레임을 인코딩하는 인코딩부; 및 상기 P프레임 및 B프레임 중 적어도 하나를 상기 I프레임으로 인코딩하고, 상기 역재생 시 상기 인코딩된 프레임을 디코딩 하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 영상처리장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 인코딩되어 저장된 스트림의 임의의 한쌍의 좌영상과 우영상을 추출해도 디코딩이 가능하므로, 고화질 3D 영상 재생매체에서 채택하고 있는 MPEG 스트림에서의 부드러운 정속 역재생이 가능할 뿐만 아니라 임의의 배속의 역재생이 가능하다.

Description

영상처리장치 및 영상처리방법{The image processing apparatus and method thereof}
본 발명은 영상처리장치 및 영상처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고화질 3D 영상 재생매체에서 채택하고 있는 MPEG 스트림에서의 정속 역재생을 위한 영상처리장치 및 영상처리방법에 관한 것이다.
MPEG의 비디오 동영상 압축기술은 동영상 이미지들을 압축, 복원하는 기술에 관하여 정의하고 있다.
일반적으로, MPEG 비디오 재생장치는 DVD 및 하드 디스크 드라이브 등과 같은 디지털 비디오 데이터 저장 매체로부터 압축된 MPEG 비디오 스트림을 받아서 비디오 디코더를 통해 복원하여 일반 재생 동작 또는 역재생 동작을 수행한다.
종래기술에 의하면, 저장된 매체의 재생을 위하여 여러 가지 트릭모드를 지원하는데, 사용자는 이러한 기능을 이용하여 2배속, 3배속, 4배속 등으로 재생이 가능하다. 또한 역재생을 할 수 있는데, 2배속, 3배속, 4배속 등으로 역재생이 가능하다.
3D 영상에서 채택하고 있는 MPEG 스트림은 독자적으로 디코딩이 가능한 영상과 다른 영상을 참조하는 영상으로 구성되며, 구체적으로는 좌영상 및 우영상 내에서뿐만 아니라 우영상의 프레임이 좌영상을 참조하는 방식으로 구성된다. 역방향 재생의 경우에 영상 그룹 단위로 역방향 순서로 입력되고, 각 영상 그룹에 구비되는 픽쳐들은 디코딩의 순서를 지켜야 하므로 다른 트릭모드에 비해 정속 역재생의 구현에는 많은 어려움이 있다.
본 발명은 상기의 종래 기술상의 제반 사정을 해결하기 위한 것으로, 고화질의 3D영상 재생매체에서 채택하고 있는 MPEG 스트림의 어떠한 위치에서도 정속 역재생이 가능하도록 함으로써, 화면의 끊김이 없는 부드러운 정속 역재생을 제공하는 영상처리장치 및 영상처리방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상처리장치는, I프레임, P프레임 및 B프레임을 포함하는 좌영상 및 우영상으로 구성된 스트림을 수신하는 영상수신부; 상기 스트림의 재생 및 역재생을 위한 디코딩을 수행하는 디코딩부; 상기 디코딩된 프레임을 인코딩하는 인코딩부; 및 상기 P프레임 및 B프레임 중 적어도 하나를 상기 I프레임으로 인코딩하고, 상기 역재생 시 상기 인코딩된 프레임을 디코딩 하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌영상 및 상기 우영상 중 어느 하나는 베이스영상, 다른 하나는 상기 베이스영상에 종속되는 종속영상이고, 상기 제어부는, 상기 베이스영상에 대한 P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 종속영상에 대한 P프레임 및 B프레임을 상기 어느 하나의 좌영상 또는 우영상의 인코딩된 I프레임을 참조하는 P프레임으로 인코딩하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 종속영상에 대하여, P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 영상처리방법에 있어서, I프레임, P프레임 및 B프레임을 포함하는 좌영상 및 우영상으로 구성된 스트림을 수신하는 단계; 상기 스트림의 재생 및 역재생을 위한 디코딩을 수행하는 단계; 상기 P프레임 및 B프레임 중 적어도 하나를 상기 I프레임으로 인코딩하는 단계; 및 상기 역재생 시 상기 인코딩된 프레임을 디코딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌영상 및 상기 우영상 중 어느 하나는 베이스영상, 다른 하나는 상기 베이스영상에 종속되는 종속영상이고, 상기 인코딩하는 단계는, 상기 베이스영상에 대한 P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인코딩하는 단계는, 상기 종속영상에 대하여, P프레임 및 B프레임을 상기 어느 하나의 좌영상 또는 우영상의 인코딩된 I프레임을 참조하는 P프레임으로 인코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인코딩하는 단계는, 상기 종속영상에 대하여, P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상처리장치 및 영상처리방법에 의하면, 인코딩되어 저장된 스트림의 임의의 한쌍의 좌영상과 우영상을 추출해도 디코딩이 가능하므로, 고화질 3D 영상 재생매체에서 채택하고 있는 MPEG 스트림에서의 부드러운 정속 역재생이 가능할 뿐만 아니라 임의의 배속의 역재생이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상처리장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상처리장치에 입력되는 MPEG 스트림의 좌영상과 우영상의 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상처리장치에서 인코딩된 MPEG 스트림의 좌영상과 우영상의 예시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상처리장치에서 인코딩된 MPEG 스트림의 좌영상과 우영상의 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상처리방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 영상처리방법의 순서도.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 영상처리방법의 순서도.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 일실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상처리장치(1)는 디코딩부(10), 인코딩부(20), 제어부(30) 및 영상수신부(40)를 포함한다. 또한, 디코딩부(10)는 디코더(11)와 제1저장부(12)를 포함하고, 인코딩부(20)는 인코더(21)와 제2저장부(22)를 포함한다. 도 1에 도시된 영상처리장치(1)는 블루레이 디스크(Blu-ray disc) 플레이어, CD플레이어, DVD플레이어 등으로 구현될 수 있다. 상기 영상수신부(40)는 하드 디스크등과 같은 저장매체로부터 좌영상과 우영상으로 구성된 3차원의 영상신호를 수신한다. 상기 3차원의 영상신호는 I프레임, P프레임 및 B프레임으로 구성되는 MPEG 스트림을 포함한다. 수신된 영상신호는 디코더(11)로 전송된다. 디코더(11)는 MPEG 디코더로서 입력된 영상신호를 디코딩(복호화)하여 하나의 완전한 좌영상과 우영상을 생성한다. 디코더(11)는 재생뿐만 아니라 역재생 시에도 디코딩을 수행한다.
디코딩된 프레임을 제1저장부(12)로 출력한다. 제1저장부(12)는 적어도 하나 이상의 픽쳐 그룹 단위(GOP)의 영상을 저장할 수 있는 크기로 설정되며 디코더(11)에 의해 디코딩된 프레임 영상의 버퍼이다. 재생시에는 제1저장부(12)에 저장된 영상은 디스플레이장치(미도시)로 영상출력 되며, 역재생 시에는 제1저장부(12)에 저장된 영상은 인코딩부(20)로 입력된다.
도2는 영상처리장치(1)에 입력되는 MPEG 스트림의 좌영상과 우영상을 나타내는 예시도이다. 블루레이 디스크와 같은 저장매체로부터 도2에서와 같은 좌영상과 우영상을 포함하는 3차원의 픽쳐 그룹단위(GOP)의 영상이 영상수신부(40)를 거쳐서 디코더(11)로 입력된다. 상기의 3차원의 픽쳐 그룹단위의 영상은 3D 블루레이 디스크에서 사용하는 MPEG-4 MVC 스트림으로 구현될 수 있다.
좌영상과 우영상을 갖는 3차원의 MPEG 프레임은 다른 참조영상을 갖지 않는 I프레임(50), 이전 프레임을 참조하는 P프레임(54,55) 및 전, 후의 프레임을 참조하는 B프레임(51,53)으로 구성된다. 또한, 우영상의 B프레임(53)은 좌영상의 B프레임(51)을 참조하며, 우영상의 P프레임(52)은 좌영상의 I프레임(50)을 참조한다. 도 2에서와 같은 좌영상과 우영상을 갖는 프레임이 재생되기 위해서는 디코더(11)를 거쳐서 디코딩 되어야 하는데, I프레임(50)이 먼저 디코딩 된 다음, I프레임(50)을 참조하는 P프레임(52)이 디코딩되며, P프레임(55)가 디코딩 된 후 P프레임(55)과 I프레임(50)을 참조하는 B프레임(51)이 디코딩 되는 순서로 디코딩 된다.
재생 명령시 상기와 같은 방식으로 디코더(11)를 거쳐서 디코딩 된 좌영상 및 우영상으로 구성된 프레임은 제1저장부(12)를 거쳐서 영상출력 되는데, 좌영상 및 우영상의 한쌍이 시간차로 디스플레이 됨으로써 3차원 영상을 표현하게 된다. 디코더(11)는 MPEG-4 MVC 스트림의 재생을 위한 디코딩을 수행하고, 역재생을 위한 디코딩도 수행한다.
사용자의 트릭모드 정속 역재생 명령시 제1저장부(12)에 저장된 프레임은 인코더(21)로 입력된다. 제어부(30)는 인코더(21)로 입력되는 적어도 하나 이상의 P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩 한다.
바람직하게는, 좌영상 및 우영상 중 어느 하나는 베이스영상(BaseView), 다른 하나는 상기 베이스영상을 참조하는 종속영상(DependentView)으로 설정하고, 베이스영상에 있는 P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩한다. 또한, 종속영상에 대해서는 상기 인코딩된 I프레임을 참조하는 P프레임으로 인코딩한다. 자세한 실시예는 도3을 예를 들어 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상처리장치에서 인코딩된 MPEG 스트림의 좌영상과 우영상의 예시도이다. 도2의 인코딩된 좌영상 및 우영상을 포함하는 MPEG 스트림이 디코딩되어 하나의 완전한 영상을 형성한 후, 인코더(21)에 의해서 인코딩 될 때 제어부(30)는 좌영상을 베이스영상으로 하고, 우영상을 종속영상으로 한 다음, 좌영상에 대해서는 모두 I프레임(50)으로 인코딩하고, 우영상에 대해서는 모두 P프레임(60)으로 인코딩한다. 물론 베이스영상을 우영상으로 설정하고 종속영상을 좌영상으로 설정한 후 우영상에 대해서 I프레임으로 인코딩하고, 좌영상에 대해서 P프레임으로 인코딩 할 수도 있다. 상기와 같은 방식으로 인코딩을 수행하면, 한쌍의 좌영상 및 우영상 내에서 베이스영상의 I프레임은 참조영상을 갖지 않으므로 독자적으로 디코딩이 가능하고, 종속영상의 P프레임은 한쌍의 짝을 이루는 좌영상 또는 우영상의 I프레임만을 참조하여 인코딩되므로 디코딩시 인접한 I프레임만을 참조하여 디코딩이 가능하게 되므로 자기와 쌍을 이루는 I프레임 외에 다른 프레임과 상관없이 디코딩이 가능하다. 제어부(30)는 인코더(21)로 입력되는 스트림에 대해서 상기와 같이 베이스영상에 대해서는 I프레임(50)으로 종속영상에 대해서는 P프레임(60)으로 인코딩을 수행한 다음 제2저장부(22)에 인코딩된 스트림을 저장한다. 제2저장부(22)는 최소한 하나의 픽쳐그룹(GOP)단위의 영상이 저장되는 크기의 메모리로 구성된다. 트릭모드 정속 역재생 명령시, 제어부(30)는 인코더(21)로 압축한 스트림을 역방향 순으로 좌영상 및 우영상의 한쌍의 영상씩 추출하여 디코더(11)에 전송하여 디코딩을 수행하도록 한다. 상기와 같이 인코딩을 수행할 경우 좌영상 및 우영상의 한쌍 내에서만 참조영상을 가지므로 임의의 한쌍을 추출해도 디코딩이 가능하여 부드러운 정속 역재생이 가능하다.
트릭모드 정속 역재생 명령시, 현재 재생되고 있는 영상 그룹은 제1저장부(12)로부터 인코딩부(20)으로 입력되고, 동시에 이전의 영상 그룹들은 역재생을 위해서 블루레이 디스크와 같은 저장매체로부터 독출되어 디코딩부(10)로 입력된다. 따라서 인코딩부(20)에 입력된 영상 그룹이 디코딩되어 역재생을 완료하면, 제1저장부(12)에 저장된 이전의 영상 그룹이 역재생을 위하여 인코딩부(20)로 입력되어 인코딩 된 다음 디코딩되어 영상출력된다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 좌영상 및 우영상 중 어느 하나는 베이스영상(BaseView), 다른 하나도 베이스영상으로 설정하여 좌영상 및 우영상 모두P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩 할 수 있다. 자세한 실시예는 도4를 예를 들어 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상처리장치에서 인코딩된 MPEG 스트림의 좌영상과 우영상의 예시도이다. 제어부(30)은 디코딩된 좌영상 및 우영상의 프레임이 인코더(21)로 입력되는 경우 도4에서와 같이 좌영상에 대해서는 I프레임(50)으로 우영상에 대해서도 I프레임(70)으로 인코딩 되도록 제어할 수 있다. 인코딩된 프레임은 제2저장부(22)에 저장되는데 좌영상 및 우영상 모두 참조영상을 갖지 않고 임의의 한쌍을 추출하여 독자적으로 디코딩이 가능하므로 도 3에서와 같이 부드러운 정속 역재생이 가능하다.
상기와 같이 제어부(30)는 사용자의 역재생 명령의 입력시에 좌영상 및 우영상에 대해서 베이스영상 및 종속영상을 설정하고 베이스영상은 I프레임으로 종속영상에 대해서는 P프레임으로 인코딩을 수행하고, 인코딩된 영상의 역방향 순으로 좌영상 및 우영상을 한쌍씩 추출하여 디코더(11)로 전송한다. 디코더(11)는 역방향 순으로 전송된 좌영상 및 우영상을 한쌍씩 디코딩하여 제1저장부(12)로 저장하고 영상출력 하게 된다. 제어부(30)는 정속 역재생 명령시 임의의 위치의 한쌍의 스트림을 출력하기 위해 인코딩부(20)에 저장된 모든 스트림의 정보를 가지고 있다. 다시 말해서 모든 스트림의 위치정보, 픽쳐 타입 등을 가지고 있으며, 정속 역재생 명령의 입력시 특정 프레임이 스트림 상에서 어디에 위치해 있는지를 찾아서 해당 프레임부터 역재생을 하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상처리방법의 순서도이고, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 영상처리방법의 순서이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 영상처리방법의 순서도이다.
도 5,6및7을 참조하면, 본 발명은 좌영상 및 우영상을 포함하며, I프레임, P프레임 및 B프레임으로 구성되는 스트림을 수신한다(100).
상기 수신된 스트림의 재생 및 역재생을 위하여 디코딩을 수행한다(200). 디코딩을 수행하면 좌영상과 우영상으로 구성된 하나의 완전한 영상이 생성된다.
상기 P프레임 및 B프레임 중 적어도 하나를 상기 I프레임으로 인코딩한다(300). 이 경우 좌영상 및 우영상의 어느 하나의 베이스영상에 대하여 P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩하고(310), 종속영상에 대해서는 P프레임 및 B프레임을 인코딩된 I프레임을 참조하는 P프레임으로 인코딩한다(320). 이 경우 종속영상에 대해서 P프레임 및 B프레임을 I프레임으로 인코딩 할 수도 있다(330). 종속영상을 P프레임으로 인코딩하는 경우와 I프레임으로 인코딩하는 경우에 제2저장부(22)가 필요로 하는 메모리의 크기에 있어서 차이가 있을 수 있으나, 어느 한쌍의 영상을 추출하여도 다른 영상과 상관없이 디코딩이 가능하다는 점에서는 차이가 없다.
마지막으로 역재생을 위해 인코딩된 프레임의 디코딩을 수행한다(400). 디코딩된 영상은 제1저장부(12)에 저장된 후 영상출력된다.
본 발명에 의하면, 인코딩되어 저장된 스트림의 임의의 한쌍의 좌영상과 우영상을 추출해도 디코딩이 가능하므로, 고화질 3D 영상 재생매체에서 채택하고 있는 MPEG 스트림에서의 부드러운 정속 역재생이 가능할 뿐만 아니라 임의의 배속의 역재생이 가능하다.
본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것임은 자명하다.
1: 영상처리장치 10: 디코딩부
11: 디코더 12: 제1저장부
20: 인코딩부 21: 인코더
22: 제2저장부 30: 제어부
40: 영상수신부 50,70: I프레임
51,53: B프레임 52,54,55,60: P프레임

Claims (8)

  1. 영상처리장치에 있어서,
    I프레임, P프레임 및 B프레임 중 하나에 대응하는 제1안 영상 및 상기 제1안 영상을 참조하는 제2안 영상으로 구성된 3D 영상의 스트림을 수신하는 영상수신부;
    상기 제1안 영상 및 제2안 영상에 대한 제1 디코딩을 수행하는 디코딩부;
    상기 제1 디코딩된 제1안 영상 및 제2안 영상을 인코딩하는 인코딩부; 및
    상기 제1 디코딩된 제1안 영상을 I프레임으로 인코딩하고, 상기 제1 디코딩된 제2안 영상을 상기 인코딩된 제1안 영상을 참조하는 P프레임으로 인코딩하고, 역재생 동작에 대응하여, 상기 인코딩된 제1안 영상 및 제2안 영상에 대한 제2 디코딩을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 영상처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디코딩된 제1안 영상 및 제2안 영상 중 어느 하나는 베이스영상, 다른 하나는 상기 베이스영상에 종속되는 종속영상이고,
    상기 제어부는, 상기 베이스영상을 I프레임으로 인코딩하는 영상처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 종속영상을 상기 인코딩된 베이스영상을 참조하는 P프레임으로 인코딩하는 영상처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 종속영상을 I프레임으로 인코딩하는 영상처리장치.
  5. 영상처리방법에 있어서,
    I프레임, P프레임 및 B프레임 중 하나에 대응하는 제1안 영상 및 상기 제1안 영상을 참조하는 제2안 영상으로 구성된 3D 영상의 스트림을 수신하는 단계;
    상기 제1안 영상 및 제2안 영상에 대한 제1 디코딩을 수행하는 단계;
    상기 제1 디코딩된 제1안 영상을 상기 I프레임으로 인코딩하고, 상기 제1 디코딩된 제2안 영상을 상기 인코딩된 제1안 영상을 참조하는 P프레임으로 인코딩하는 단계; 및
    역재생 동작에 대응하여, 상기 인코딩된 제1안 영상 및 제2안 영상에 대해 제2 디코딩하는 단계를 포함하는 영상처리방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 디코딩된 제1안 영상 및 제2안 영상 중 어느 하나는 베이스영상, 다른 하나는 상기 베이스영상에 종속되는 종속영상이고,
    상기 인코딩하는 단계는, 상기 베이스영상을 I프레임으로 인코딩하는 단계를 포함하는 영상처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인코딩하는 단계는, 상기 종속영상을 P프레임으로 인코딩하는 단계를 더 포함하는 영상처리방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인코딩하는 단계는, 상기 종속영상을 I프레임으로 인코딩하는 단계를 더 포함하는 영상처리방법.

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