KR102323538B1 - 공통 홀로그래픽 데이터 포맷 및 부복호화 장치 및 방법 - Google Patents

공통 홀로그래픽 데이터 포맷 및 부복호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 부호화 방법 및 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 방법 및 영상 복호화 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 영상 복호화 방법에 있어서, 영상 복호화 방법은, 비트스트림을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나에 따라 역다중화하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 추출하는 단계; 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 복호화하는 단계; 및 상기 복호화된 홀로그램 영상 또는 상기 복호화된 3D 영상으로부터 재생성된 홀로그램 영상을 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재생하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법이 제공된다. 본 발명에 따르면, 2D/3D 영상 시스템과 호환이 가능한 홀로그래픽 영상 시스템을 구현할 수 있다.

Description

공통 홀로그래픽 데이터 포맷 및 부복호화 장치 및 방법{COMMON HOLOGRAPHIC DATA FORMAT AND METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING AND DECODING}
본 발명은, 삼차원 영상 시스템 및 홀로그래픽 비디오 시스템에 적용할 수 있는 공통 홀로그래픽 데이터 포맷과 이를 이용한 부복호화 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 영상 부호화 방법 및 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 방법 및 영상 복호화 장치에 관한 것이다.
홀로그래피는 빛의 회절과 간섭 현상을 이용하는 기술로 빛의 진폭 정보만 기록하는 기존의 2D 영상과 달리 빛의 위상정보까지 활용함으로써 실물을 보는 것과 같이 완벽한 3D 영상을 제공할 수 있는 기술로 궁극적인 3D 이미징 기술로 각광받고 있다.
또한, 홀로그램 영상을 서비스 할 수 있는 다양한 홀로그래픽 비디오 시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
하지만, 기존의 2D/3D 디스플레이와 홀로그래픽 디스플레이에 모두 사용 가능한 영상 포맷은 현재 존재하지 않는다. 따라서, 새로운 홀로그래픽 영상 시스템의 경우 기존의 2D/3D 영상 및 디스플레이와 호환이 되지 않는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 새로운 홀로그래픽 영상 시스템에서 기존의 2D/3D 영상 및 디스플레이와 호환이 되지 않는 문제를 해결할 수 있는 기술을 제안하고자 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷과 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷을 다중화 및 역다중화하는 것을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷과 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷을 다중화 및 역다중화하는 것을 이용하여 부호화 및 복호화하는 것을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
일실시예에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 영상 부호화 방법은, 홀로그램 영상 및 3D 영상을 각각 부호화하는 단계; 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나를 사용하여 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 다중화하는 단계; 및 상기 다중화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 포함하는 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 시간적 다중화는, 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상에 각각 헤더 정보를 삽입하여 영상을 다중화하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른, 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 공간적 다중화는,
상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 색차 포맷을 기초로 영상을 다중화하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른, 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 비트 평면 다중화는, 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 비트 평면을 기초로 영상을 다중화하는 것을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른, 영상 복호화 방법에 있어서, 영상 복호화 방법은, 비트스트림을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나에 따라 역다중화하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 추출하는 단계; 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 복호화하는 단계; 및 상기 복호화된 홀로그램 영상 또는 상기 복호화된 3D 영상으로부터 재생성된 홀로그램 영상을 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재생하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른, 영상 부호화 장치에 있어서, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 영상 및 3D 영상을 각각 부호화하는 영상 부호화부; 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나를 사용하여 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 다중화하는 영상 다중화부; 및 상기 다중화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 포함하는 비트스트림을 생성하는 비트스트림 생성부를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 영상 부호화 장치에 있어서, 상기 시간적 다중화는, 상기 영상 다중화부가 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상에 각각 헤더 정보를 삽입하여 영상을 다중화하는 것을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 영상 부호화 장치에 있어서, 상기 공간적 다중화는, 상기 영상 다중화부가 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 색차 포맷을 기초로 영상을 다중화하는 것을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 영상 부호화 장치에 있어서, 상기 비트 평면 다중화는, 상기 영상 다중화부가 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 비트 평면을 기초로 영상을 다중화하는 것을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른, 영상 복호화 장치에 있어서, 영상 복호화 장치는, 비트스트림을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나에 따라 역다중화하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 추출하는 영상 추출부; 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 복호화하는 영상 복호화부; 및 상기 복호화된 홀로그램 영상 또는 상기 복호화된 3D 영상으로부터 재생성된 홀로그램 영상을 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재생하는 영상 재생부를 포함할 수 있다.
본 발명은, 공통 홀로그래픽 포맷을 통해 기존의 2D/3D 영상 시스템과 호환이 가능한 홀로그래픽 영상 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷과 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷을 다중화 및 역다중화하는 것을 제공할 수 있다. 그러므로, 본 발명은, 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷과 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷을 다중화 및 역다중화하는 것을 이용하여 부호화 및 복호화하는 것을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 방법으로서, 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 삼차원 영상 기반 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 홀로그램 기반 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 코덱을 사용하는 삼차원 영상 및 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 압축된 홀로그램 비트스트림과 삼차원 영상 비트스트림에 대한 다중화를 나타내는 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프레임율이 상이한 경우에 대한 홀로그램 비트스트림과 삼차원 영상 비트스트림에 대한 다중화를 나타내는 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비트스트림 다중화시 홀로그램과 삼차원 영상 구분을 위한 헤더를 나타내는 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 코덱을 사용하는 삼차원 영상 및 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공통 홀로그래픽 데이터 포맷의 공간 다중화를 나타내는 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 공통 홀로그래픽 데이터 포맷의 비트평면 다중화를 나타내는 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치로서, 영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 방법으로서, 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치로서, 영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 홀로그램 데이터 포맷은 하기와 같이 정의될 수 있다.
홀로그램 데이터는 일반적으로 홀로그램의 complex field 데이터를 다양한 형태로 이미지화 한 데이터일 수 있다. 진폭 홀로그램(amplitude hologram)은 complex field에서 실수부(real)만을 저장하여 이미지화 한 데이터이고, 위상 홀로그램 (phase hologram)은 complex field에서 위상을 구하고 이를 저장하여 이미지화 한 데이터일 수 있다. 또한, 진폭이나 위상 대신에 complex field의 실수부화 허수부(imaginary)를 저장하여 사용할 수도 있다.
이때, 홀로그램의 complex field를 얻어내는 과정에서 해당 홀로그램을 이용하여 재현하기 위한 홀로그래픽 디스플레이의 파장과 픽셀 피치가 고려될 수 있다. 따라서, 일실시예에 따르면, 본 발명의 영상 부호화 방법, 영상 부호화 장치, 영상 복호화 방법, 영상 복호화 장치 중 적어도 하나는, 다양한 홀로그래픽 디스플레이의 파장과 픽셀 피치를 고려할 수 있는 기준 홀로그램이나 홀로그래픽 디스플레이의 파장과 픽셀 피치에 대한 표준화를 수행할 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 본 발명의 영상 부호화 방법, 영상 부호화 장치, 영상 복호화 방법, 영상 복호화 장치 중 적어도 하나는, 상기 언급한 내용을 반영하여 홀로그램 데이터 포맷이 정해지고 나면 이를 삼차원 영상 데이터와 하나의 포맷으로 묶기 위해서는 다양한 방식의 다중화를 수행할 수 있다.
이때, 본 발명의 영상 부호화 방법, 영상 부호화 장치, 영상 복호화 방법, 영상 복호화 장치 중 적어도 하나는, 시간적 다중화, 공간적 다중화, bit-plane 다중화 방식을 고려할 수 있다. 시간적 다중화, 공간적 다중화, bit-plane 다중화 방식에 대하여는 하기의 도면에 관한 내용에서 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 방법으로서, 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치가 수행하는 영상 부호화 방법은 하기와 같은 단계를 포함하여 이루어 질 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는 서버일 수도 있으며, 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 디바이스도 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 영상 부호화 장치는 메모리, 프로세서, 데이터 송수신기, 영상 신호 처리기, 광신호 처리기 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
단계(S101)에서, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 영상 및 3D 영상을 각각 부호화할 수 있다.
단계(S102)에서, 영상 부호화 장치는, 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나를 사용하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 다중화할 수 있다.
이때, 시간적 다중화는, 영상 부호화 장치가, 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상에 각각 헤더 정보를 삽입하여 영상을 다중화하는 것일 수 있다. 또한, 공간적 다중화는, 영상 부호화 장치가, 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 색차 포맷을 기초로 영상을 다중화하는 것일 수 있다. 또한, 비트 평면 다중화는, 영상 부호화 장치가, 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 비트 평면을 기초로 영상을 다중화 하는 것일 수 있다.
단계(S103)에서, 영상 부호화 장치는, 다중화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 삼차원 영상 기반 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 2를 참조하면, 앞에서 언급하였듯이, 홀로그래픽 영상 시스템은 삼차원 영상 시스템을 기반으로 하는 방식과 홀로그램 영상을 기반으로 하는 방식으로 구분될 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는, 삼차원 영상 정보를 기존의 삼차원 영상 코덱을 이용하여 부호화하고, 부호화된 영상을 생성 또는 전송할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는, 부호화된 영상을 수신하고, 수신된 영상을 복호화하여 2D/3D 디스플레이를 통해 재현할 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 영상 복호화 장치는, 홀로그래픽 디스플레이에 재현하고자 하는 경우는 CGH(computer generated hologram)를 이용하여 재현하고자 하는 홀로그래픽 디스플레이에 적합한 홀로그램 데이터를 바로 생성하여 디스플레이할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 영상 복호화 장치는, CGH 과정의 매우 복잡도가 높은 프로세스(process)를 다양한 방식을 이용하여 고속화를 수행할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 홀로그램 기반 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 3을 참조하면, 영상 부호화 장치는, 홀로그램을 생성하거나 획득하고 송신할 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는, 삼차원 영상 정보가 아닌 홀로그램 데이터를 부호화할 수 있고, 영상 복호화 장치는, 홀로그램 데이터를 복호화할 수 있다. 경우에 따라서, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 동일한 시스템에 포함될 수 있다.
일실시예에 따르면, 홀로그램 데이터를 2D/3D 데이터로 변환이 쉽지 않으므로, 2D/3D 디스플레이와의 호환은 어려울 것으로 예상될 수도 있다. 또한, 홀로그램은 홀로그래픽 디스플레이의 파장 및 픽셀 피치에 의존하는 데이터이다. 이는, 영상 복호화 장치가 홀로그램을 생성하는 과정을 살펴보면, 홀로그램 생성시에 디스플레이와 연관된 파라미터인 파장(wavelength)와 픽셀 피치 (pixel pitch)가 고려될 수 있기 때문이다. 또한, 홀로그램 데이터는 기존의 2D 영상과 다른 도메인의 데이터이기 때문에 기존의 2D 혹은 3D 디스플레이에 직접적으로 디스플레이 되지 않을 수도 있다. 이는, 기존의 2D/3D 디스플레이와 홀로그래픽 디스플레이에 모두 사용 가능한 영상 포맷이 존재하지 않았기 때문이다.
일실시예에 따르면, 영상 복호화 장치는, 백 채널(back channel)을 통해 디스플레이에 대한 정보를 영상 부호화 장치에 전달하거나 특정 디스플레이 타입에 대한 전용 전송 채널을 포함하거나 이용할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 영상 복호화 장치는, 트랜스코딩(transcoding)을 통해 영상 부호화 장치로부터 전송된 홀로그램 데이터를 다른 파장이나 다른 픽셀 피치를 갖는 홀로그램으로 바꿔주는 과정을 수행할 수도 있다.
일실시예에 따르면, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는, 경우에 따라서, 도 2와 도3의 시스템이 하나로 통합된 시스템을 수행할 수도 있다. 또한, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는, 경우에 따라서, 통합된 시스템 또는 기존 시스템에서 활용될 수 있는 공통 홀로그래픽 데이터 포맷을 포함할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 코덱을 사용하는 삼차원 영상 및 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 4를 참조하면, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터를 각각 압축하고 이를 하나의 비트스트림(bit stream)으로 다중화(multiplexing)할 수 있다. 영상 부호화 장치는, 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 정보를 독립적으로 압축하는 과정을 수행할 수도 있으며, 경우에 따라서 압축 효율 향상을 고려하여 압축하는 과정을 수행할 수도 있다.
일실시예에 따르면, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터를 하나의 비트스트림으로 다중화하여 전송할 수 있다. 이때, 영상 복호화 장치는 역다중화(demultiplexing) 후 다른 프로세스없이 곧바로 홀로그래픽 디스플레이나 2D/3D 디스플레이를 통해 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터를 재현할 수 있다.
또한, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 데이터 압축에 사용되는 코덱과 삼차원 영상 압축에 사용되는 코덱을 동일하게 하거나 상이하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 압축된 홀로그램 비트스트림과 삼차원 영상 비트스트림에 대한 다중화를 나타내는 것이다.
도 5를 참조하면, 영상 부호화 장치는, 실시간 방송 시스템을 고려하여, 가장 이상적인 다중화 방식으로 시간적 다중화 방식을 수행할 수 있는 것을 알 수 있다. 이때, 시간적 다중화 방식은, 동일 시간의 삼차원 영상 정보와 홀로그램 정보를 번갈아가며 보내는 방식이다. 물론, 다시 도 5를 참조하면, 경우에 따라서, 삼차원 영상 정보와 홀로그램 정보의 순서는 바뀔 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프레임율이 상이한 경우에 대한 홀로그램 비트스트림과 삼차원 영상 비트스트림에 대한 다중화를 나타내는 것이다.
도 6을 참조하면, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 데이터에 대한 처리 속도와 삼차원 영상에 대한 처리 속도가 상이할 경우, 두 데이터에 대한 프레임 레이트(frame rate)가 상이하도록 처리할 수도 있다. 이때, 영상 부호화 장치는, 시간적 다중화 과정에서 프레임 스킵핑(frame skipping)을 적용할 수도 있다.
일실시예에 따르면, 영상 부호화 장치는, 삼차원 영상을 60fps(frame per second)로 부호화하고, 홀로그램을 절반은 프레임 스킵핑하고 30fps로 다르게 부호화할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는, 복호화 과정에서 복호화된 프레임에 대한 프레임 스킵핑을 수행할 수도 있고, 이 또한 독립적으로 수행할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비트스트림 다중화시 홀로그램과 삼차원 영상 구분을 위한 헤더를 나타내는 것이다.
도 7을 참조하면, 영상 부호화 장치는, 비트스트림을 다중화하는 과정에서 해당 데이터가 홀로그램 데이터인지 삼차원 영상 정보 데이터인지 구분하도록 각각에 대해 헤더(header) 정보를 삽입할 수 있다. 물론, 앞서 언급했듯이 각 데이터의 순서는 바뀔 수도 있다.
일실시예에 따르면, 영상 복호화 장치는, 이를 통해 각각의 다중화된 비트스트림에서 필요한 데이터만 읽어 들여 복호화할 수도 있다. 또한, 영상 복호화 장치는, 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터를 구분하기 위하여 별개의 역다중화기를, 도 4를 다시 참조하면, DeMUX(410)와 같이, 포함할 수도 있다. 또한, 영상 복호화 장치는, 3차원 영상 정보를 CGH로 생성하고 이를 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재현할 수 있다. 물론, 홀로그램 데이터는 홀로그래픽 디스플레이에 의존성을 갖고 있기 때문에, 경우에 따라서, 전송된 홀로그램 데이터가 모든 홀로그래픽 디스플레이에서 재현이 가능하지 않을 수도 있다.
일실시예에 따르면, 영상 복호화 장치는, 전송되어 오는 홀로그램을 가장 범용적인 대표 홀로그램이라 정의하고, 이와 다른 형태의 홀로그래픽 디스플레이를 위해서는 삼차원 영상으로부터 새로운 홀로그램을 생성하여 홀로그래픽 디스플레이를 이용하여 홀로그램을 재현할 수도 있다.
또한, 경우에 따라서, CGH 생성 기능은 디스플레이와 별개의 장치의 기능으로 영상 복호화 장치의 기능으로 구분되어 있으나, 경우에 따라서, 홀로그래픽 디스플레이 내부에 CGH 생성 기능을 가진 부품이 내장될 수도 있다.
일실시예에 따르면, 홀로그래픽 디스플레이에서 먼저 전송되어 오는 비트스트림내의 홀로그램이 자신과 호환이 가능한지를 판단하고, 호환이 가능하면 바로 디스플레이를 하고 그렇지 않은 경우는 홀로그램을 생성하여 디스플레이 할 수 있다. 이때, 경우에 따라서, 홀로그래픽 디스플레이 상의 홀로그램 호환 여부에 관한 정보를 획득한 영상 복호화 장치가 홀로그램을 생성할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 코덱을 사용하는 삼차원 영상 및 홀로그래픽 비디오 시스템을 나타내는 것이다.
도 8을 참조하면, 영상 부호화 장치는, 삼차원 영상과 홀로그램 데이터를 압축이전에 하나의 데이터로 통합할 수 있다. 예를 들면, 영상 부호화 장치는, 삼차원 영상과 홀로그램 데이터의 두 데이터를 다중화하여 하나의 새로운 공통 홀로그래픽 데이터 포맷을 만들고 이를 하나의 코덱을 통해 부호화할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는, 삼차원 영상과 홀로그램 데이터의 두 데이터를 다중화하여 생성된 하나의 새로운 공통 홀로그래픽 데이터 포맷을 하나의 코덱을 통해 복호화할 수도 있다.
영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는, 삼차원 영상과 홀로그램 데이터를 하나의 데이터 포맷으로 통합하기 위한 방식으로 공간적 다중화 방식 또는 비트 평면 (bit-plane) 다중화 방식을 이용할 수 있다. 이때, 공간 다중화 방식은 삼차원 영상과 홀로그램 영상을 공간적으로 합성하는 방식일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공통 홀로그래픽 데이터 포맷의 공간 다중화를 나타내는 것이다.
도 9를 참조하면, 영상 부호화 장치는, 삼차원 영상과 홀로그램 영상을 공간적으로 상하 좌우로 배치를 하는 등의 다양한 방식으로 다중화하는 것을 알 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는, 공간적 다중화시 색차 포맷을 고려할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 2D/3D 영상의 경우 YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, RGB 4:4:4 등의 다양한 색차 포맷을 가지고 있다. 또한, 이에 따라, 영상의 밝기 성분 및 색차 성분의 해상도(resolution)가 상이할 수 있다.
일실시예에 따르면, 삼차원 영상과 홀로그램의 색차 포맷을 RGB 4:4:4로 가정할 수 있다. 또한, 삼차원 영상과 홀로그램 영상의 색차 포맷 방식이 RGB 4:4:4이면, 영상 부호화 장치는, 도 9에 표현된 것과 같이 합성할 수 있다.
또한, 도 9를 다시 참조하면, 영상 부호화 장치는, 공간적 다중화로서 영상 전체 혹은 행 혹은 열에 대한 다중화 혹은 화소 단위의 다중화를 할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는, 공간적 다중화를 하여 깊이 영상과의 화면비(ratio)가 달라지게 할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 영상 부호화 장치는, 깊이 영상에서 다중화 방식에 상응하는 형태로의 깊이 영상의 해상도 및 구성을 변경할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 공통 홀로그래픽 데이터 포맷의 비트평면 다중화를 나타내는 것이다.
도 10을 참조하면, 일반적으로 디지털 이미지의 한 화소는 8bit로 표현되므로 8개의 비트 평면을 갖을 수 있으므로, 영상 부호화 장치는, 비트 평면의 다중화로서 삼차원 영상과 홀로그램 상의 비트 평면을 다중화할 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는, 비트평면으로 다중화하는 경우 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터가 하나의 데이터로 통합되는 포맷으로 표현할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는, 하나의 코텍에서 처리되게 하여, 다른 시스템과 차별화할 수도 있다.
물론, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터를 하나의 데이터 포맷으로 표현하고 하나의 코덱으로 처리를 하기 때문에 독립적으로 압축하는 경우보다 부호화 효율을 보다 증진시킬 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 영상 부호화 장치는, 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터의 두 데이터 간의 상관도를 이용하여 부호화할 수 있다. 이때, 영상 복호화 장치는, 홀로그램 데이터와 삼차원 영상 데이터의 두 데이터 모두를 복호화하여 각각의 디스플레이에 재현할 수도 있다. 다시 도 10을 참조하면, 영상 부호화 장치는, 홀로그램에 대한 비트 평면과 삼차원 영상에 대한 비트 평면을 다양한 방식으로 다중화할 수 있다. 이때, 홀로그램 영상과 삼차원 영상의 해상도는 동일하다고 가정할 수 있다.
일실시예에 따르면, 영상 부호화 장치는, 비트평면 다중화에서 비트평면의 배치의 경우 비트 평면의 중요도와 시공간적 상관도에 따라 다양한 배치를 할 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는, 영상 복호화 장치가 복호화 과정에서 비트평면 재정리를 할 수 있도록 비트평면의 배치에 대한 정보를 전송할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 홀로그램과 삼차원 영상에 대한 깊이 평면의 수는 상이할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치로서, 영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 영상 부호화 장치(1100)는 영상 부호화부(1110), 영상 다중화부(1120), 비트스트림 생성부(1130)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 경우에 따라서, 영상 부호화 장치(1100)는 영상 부호화부(1110), 영상 다중화부(1120)로 구성될 수도 있다. 이때, 영상 부호화 장치(1100)는 서버일 수도 있으며, 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 디바이스도 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 영상 부호화부(1110), 영상 다중화부(1120), 비트스트림 생성부(1130)는, 메모리, 프로세서, 데이터 송수신기, 영상 신호 처리기, 광신호 처리기 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
영상 부호화부(1110)는, 홀로그램 영상 및 3D 영상을 각각 부호화할 수 있다.
영상 다중화부(1120)는, 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나를 사용하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 다중화 할 수 있다.
비트스트림 생성부(1130)는, 다중화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 포함하는 비트스트림을 생성 할 수 있다.
이때, 시간적 다중화는, 영상 다중화부가 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상에 각각 헤더 정보를 삽입하여 영상을 다중화하는 것일 수 있다. 또한, 공간적 다중화는, 영상 다중화부가 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 색차 포맷을 기초로 영상을 다중화하는 것일 수 있다. 또한, 비트 평면 다중화는, 영상 다중화부가 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 비트 평면을 기초로 영상을 다중화하는 것일 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 방법으로서, 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 영상 복호화 장치는 영상 복호화 방법은 하기와 같은 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 영상 복호화 장치는, 홀로그램 텔레비전이 될 수도 있으며, 홀로그램 입체 영상기가 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 경우에 따라서, 영상 복호화 장치는, 2D 또는 3D 영상 표시 기능도 포함할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 영상 복호화 장치는, 2D 또는 3D 영상 표시 장치가 될 수도 있다. 또한, 영상 복호화 장치는, 메모리, 프로세서, 데이터 송수신기, 영상 신호 처리기, 광신호 처리기 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
단계(S1201)에서, 영상 복호화 장치는, 비트스트림을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나에 따라 역다중화하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 추출할 수 있다.
단계(S1202)에서, 영상 복호화 장치는, 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 복호화할 수 있다.
단계(S1203)에서, 영상 복호화 장치는, 복호화된 홀로그램 영상 또는 복호화된 3D 영상으로부터 재생성된 홀로그램 영상을 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재생할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치로서, 영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 13을 참조하면, 영상 복호화 장치(1300)는, 영상 추출부(1310), 영상 복호화부(1320), 영상 재생부(1330)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 영상 복호화 장치(1300)는, 영상 추출부(1310), 영상 복호화부(1320)로 구성될 수도 있다. 이때, 영상 복호화 장치(1300)는, 홀로그램 텔레비전이 될 수도 있으며, 홀로그램 입체 영상기가 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 경우에 따라서, 영상 복호화 장치(1300)는, 2D 또는 3D 영상 표시 기능도 포함할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 영상 복호화 장치(1300)는, 2D 또는 3D 영상 표시 장치가 될 수도 있다.
또한, 영상 추출부(1310), 영상 복호화부(1320), 영상 재생부(1330)는 메모리, 프로세서, 데이터 송수신기, 영상 신호 처리기, 광신호 처리기 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
영상 추출부(1310)는, 비트스트림을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나에 따라 역다중화하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 추출할 수 있다.
영상 복호화부(1320)는, 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 복호화할 수 있다.
영상 재생부(1330)는, 복호화된 홀로그램 영상 또는 복호화된 3D 영상으로부터 재생성된 홀로그램 영상을 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재생할 수 있다.
일실시예에 따르면, 영상 부호화 장치가 수행하는 영상 부호화 방법 또는 영상 복호화 장치가 수행하는 영상 복호화 방법은, 홀로그래픽 데이터를 획득 및 생성하는 장치, 홀로그래픽 데이터를 압축 전송 및 복호화하는 코덱에 적용될 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치가 수행하는 영상 부호화 방법 또는 영상 복호화 장치가 수행하는 영상 복호화 방법은, 경우에 따라서, 홀로그램을 재현할 수 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치에 적용될 수도 있다. 이때, 홀로그램은 기본적으로 홀로그래픽 디스플레이에 대한 의존성을 가지고 있다.
일실시예에 따르면, 새로운 홀로그래픽 영상 시스템의 경우 기존의 2D/3D 영상 및 디스플레이와 호환이 되지 않을 수도 있다. 예를 들면, 홀로그래픽 영상 시스템은 홀로그램을 기반으로 하는 홀로그램 전용 영상 시스템일 수 있다. 또한, 삼차원 영상 시스템을 기반으로 하고 영상 복호화 장치가 홀로그램을 생성하여 사용하는 방식일 수도 있다. 이때, 영상 부호화 장치는, 삼차원 영상 정보와 홀로그램을 다양한 방식으로 다중화시킬 수 있으며, 이를 기반으로 하는 부호화를 수행하고, 영상 복호화 장치는 이를 기반으로 하는 복호화를 수행할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 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.
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.

Claims (10)

  1. 홀로그램 영상 및 3D 영상을 각각 부호화하는 단계;
    부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나를 사용하여 다중화하는 단계; 및
    다중화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 포함하는 비트스트림을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 3D 영상은,
    2D/3D 디스플레이에서 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷이며,
    상기 홀로그램 영상은,
    홀로그래픽 디스플레이에서 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷인 영상 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간적 다중화는,
    상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상에 각각 헤더 정보를 삽입하여 다중화하는 영상 부호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공간적 다중화는,
    상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 색차 포맷을 기초로 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 다중화하는 영상 부호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비트 평면 다중화는,
    상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 비트 평면을 기초로 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 다중화하는 영상 부호화 방법.
  5. 비트스트림을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나에 따라 역다중화하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 추출하는 단계;
    상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 복호화하는 단계; 및
    복호화된 홀로그램 영상을 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재생하거나, 복호화된 3D 영상을 2D/3D 디스플레이를 통해 재생하는 단계
    를 포함하고,
    상기 3D 영상은,
    상기 2D/3D 디스플레이에서 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷이며,
    상기 홀로그램 영상은,
    상기 홀로그래픽 디스플레이에서 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷인 영상 복호화 방법.
  6. 홀로그램 영상 및 3D 영상을 각각 부호화하는 영상 부호화부;
    상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나를 사용하여 다중화하는 영상 다중화부; 및
    상기 다중화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 포함하는 비트스트림을 생성하는 비트스트림 생성부
    를 포함하고,
    상기 3D 영상은,
    2D/3D 디스플레이에서 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷이며,
    상기 홀로그램 영상은,
    홀로그래픽 디스플레이에서 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷인 영상 부호화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시간적 다중화는,
    상기 영상 다중화부가 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상에 각각 헤더 정보를 삽입하여 영상을 다중화하는 것을 포함하는 영상 부호화 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 공간적 다중화는, 상기 영상 다중화부가 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 색차 포맷을 기초로 영상을 다중화하는 것을 포함하는 영상 부호화 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 비트 평면 다중화는,
    상기 영상 다중화부가 상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상의 비트 평면을 기초로 영상을 다중화하는 것을 포함하는 영상 부호화 장치.
  10. 비트스트림을 시간적 다중화, 공간적 다중화, 비트 평면(bit-plane) 다중화 중 적어도 하나에 따라 역다중화하여 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 추출하는 영상 추출부;
    상기 부호화된 홀로그램 영상 및 3D 영상을 복호화하는 영상 복호화부; 및
    복호화된 홀로그램 영상을 홀로그래픽 디스플레이를 통해 재생하거나, 복호화된 3D 영상을 2D/3D 디스플레이를 통해 재생하는 영상 재생부
    를 포함하고,
    상기 3D 영상은,
    상기 2D/3D 디스플레이에서 2D/3D 영상 서비스가 가능한 삼차원 영상 데이터 포맷이며,
    상기 홀로그램 영상은,
    상기 홀로그래픽 디스플레이에서 홀로그램 영상 서비스가 가능한 홀로그램 데이터 포맷인 영상 복호화 장치.
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