KR102591133B1 - 이머시브 영상 부호화 방법 및 이머시브 영상 복호화 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법은, 제1 시점의 제1 텍스처 영상으로부터 반사면을 검출하는 단계, 상기 검출된 반사면에 기초하여, 상기 제1 텍스처 영상으로부터 부가 텍스처 영상을 생성하는 단계, 제2 시점의 제2 텍스처 영상에 기반하여, 상기 부가 텍스처 영상에 대한 프루닝을 수행하는 단계, 프루닝된 부가 텍스처 영상에 기반하여, 텍스처 아틀라스를 생성하는 단계, 및 상기 텍스처 아틀라스를 부호화하는 단계를 포함한다.

Description

이머시브 영상 부호화 방법 및 이머시브 영상 복호화 방법{METHOD FOR ENCODING IMMERSIVE VIDEO AND METHOD FOR DECODING IMMVERSIVE VIDEO}

본 개시는 회전 및 병진 움직임에 대한 운동 시차를 지원하는 이머시브 영상의 부/복호화 방법에 관한 것이다.

가상현실(virtual reality) 서비스는 전방위 영상을 실사 혹은 CG (Computer Graphics) 형태로 생성하여 HMD, 스마트폰 등에 재생함으로써 몰입감 및 현장감이 극대화된 서비스를 제공하는 방향으로 진화하고 있다. 현재 HMD를 통해 자연스럽고 몰입감 있는 전방위 영상을 재생하려면 6 자유도 (DoF: Degrees of Freedom)를 지원해야 하는 것으로 알려져 있다. 6DoF 영상은 (1) 좌우 회전, (2) 상하 회전, (3) 좌우 이동, (4) 상하 이동 등 여섯 방향에 대해 자유로운 영상을 HMD 화면을 통해 제공해야 한다. 하지만 현재 실사에 기반한 대부분의 전방위 영상은 회전운동만을 지원하고 있다. 이에, 6DoF 전방위 영상의 획득, 재현 기술 등의 분야에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.

본 개시는 렌더링시 시점에 따라 컬러값이 변화하는 반사면에 대한 화질 저하를 방지시키는 것을 목적으로 한다.

본 개시는 하나의 반사면에 대해 복수의 텍스처/깊이 패치들을 생성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법은, 제1 시점의 제1 텍스처 영상으로부터 반사면을 검출하는 단계; 상기 검출된 반사면에 기초하여, 상기 제1 텍스처 영상으로부터 부가 텍스처 영상을 생성하는 단계; 제2 시점의 제2 텍스처 영상에 기반하여, 상기 부가 텍스처 영상에 대한 프루닝을 수행하는 단계; 프루닝된 부가 텍스처 영상에 기반하여, 텍스처 아틀라스를 생성하는 단계; 및 상기 텍스처 아틀라스를 부호화하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 복호화 방법은, 텍스처 아틀라스를 복호화하는 단계; 및 복호화된 상기 텍스처 아틀라스를 기반으로 뷰포트 영상을 합성하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 텍스처 아틀라스는, 피사체 표면의 반사면에 대해, 복수의 패치들을 포함한다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 프루닝된 부가 텍스처 영상은, 상기 부가 텍스처 영상에서, 상기 제2 텍스처 영상과의 중복 데이터 영역이 제거된 것이고, 상기 중복 데이터 영역에 대해, 상기 제2 텍스처 영상과의 차이값 정보가 메타데이터로 부호화될 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 차이값 정보는, 상기 부가 텍스처 영상 및 상기 제2 텍스처 영상 사이 상기 중복 데이터 영역에 대한 히스토그램 분포상의 평균값 차이, 표준 편차의 차이 또는 컬러값 크기의 비율 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법은, 상기 제1 시점의 제1 깊이 영상으로부터, 상기 부가 텍스처 영상에 대응하는 부가 깊이 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법은, 상기 제2 시점의 제2 깊이 영상에 기반하여, 상기 부가 깊이 영상에 대한 프루닝을 수행하는 단계; 및 상기 프루닝된 부가 깊이 영상에 기반하여, 깊이 아틀라스를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법은, 상기 부가 깊이 영상에 대한 프루닝 우선 순위 정보를 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 부가 텍스처 영상에는 상기 제1 텍스처 영상과는 상이한 시점 식별자가 할당되고, 상기 부가 텍스처 영상에 할당된 상기 시점 식별자를 가리키는 정보가 부호화될 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 부호화 방법은, 상기 프루닝된 부가 깊이 영상으로부터 추출된 패치의 스케일링 관련 정보를 메타데이터로 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 의하면 렌더링시 시점에 따라 컬러값이 변화하는 반사면에 대한 화질 저하를 방지할 수 있다.

본 개시에 의하면 하나의 반사면에 대해 복수의 텍스처/깊이 패치들을 생성하는 방법이 제공될 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이머시브 영상 처리 장치의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이머시브 영상 출력 장치의 블록도이다.
도 3은 이머시브 영상 처리 방법의 흐름도이다.
도 4는 아틀라스 부호화 과정의 흐름도이다.
도 5는 이머시브 영상 출력 방법의 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 시점 종속적 렌더링을 위한 아틀라스 생성 방법을 예시한 것이다.

본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 개시의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.

본 개시에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 개시의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결 되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 개시의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 개시의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 개시의 권리범위에 포함된다.

본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 개시에서 특정 구성을 "포함"한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 개시의 실시 또는 본 개시의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.

본 개시의 일부의 구성 요소는 본 개시에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 개시는 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 개시의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 개시의 권리범위에 포함된다.

이하, 도면을 참조하여 본 개시의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이머시브 영상은, 사용자의 시청 위치가 변경될 경우, 뷰 포트도 동적으로 변경될 수 있는 영상을 의미한다. 이머시브 영상을 구현하기 위해, 복수개의 입력 영상들이 요구된다. 복수개의 입력 영상들 각각을 소스 영상 또는 시점 영상이라 호칭할 수 있다. 각각의 시점 영상들에는 상이한 뷰(view) 인덱스가 할당될 수 있다.

이머시브 영상은 3DoF (Degree of Freedom), 3DoF+, Windowed-6DoF 또는 6DoF 타입 등으로 분류될 수 있다. 3DoF 기반의 이머시브 영상은, 텍스처 영상만을 이용하여 구현될 수 있다. 반면, 3DoF+ 또는 6DoF 등 깊이 정보를 포함하는 이머시브 영상을 렌더링하기 위해서는, 텍스처 영상뿐만 아니라, 깊이 영상도 요구된다.

후술되는 실시예들은 3DoF+ 및/또는 6DoF 등 깊이 정보를 포함하는 이머시브 영상 처리를 위한 것으로 가정한다. 또한, 시점 영상은 텍스처 영상 및 깊이 영상으로 구성된 것으로 가정한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이머시브 영상 처리 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 이머시브 영상 처리 장치는 시점 최적화부(View Optimizer, 110), 아틀라스(Atlas) 생성부(120), 메타데이터 생성부(130), 영상 인코더부(140) 및 비트스트림 생성부(150)를 포함할 수 있다.

이머시브 영상 처리 장치는, 복수 쌍 영상, 카메라 내부 변수 및 카메라 외부 변수를 입력 값으로 받아, 이머시브 영상을 부호화한다. 여기서, 복수 쌍 영상은, 텍스처 영상(Attribute component) 및 깊이 영상(Geometry component)을 포함한다. 각 쌍은 상이한 시점(view)를 가질 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 입력 영상을 시점 영상이라 호칭할 수도 있다. 시점 영상들 각각이 인덱스에 의해 구분될 수 있다. 이때, 각 시점 영상들에 할당되는 인덱스를 시점(view) 또는 시점 인덱스(view index)라 호칭할 수 있다.

카메라 내부 변수는, 초점 거리 및 주점 위치 등을 포함하고, 카메라 외부 변수는 카메라 위치 및 방향 등을 포함한다. 카메라 내부 변수 및 카메라 외부 변수는, 카메라 파라미터 또는 시점 파라미터로 취급될 수 있다.

시점 최적화부(110)는 시점 영상들을 복수개의 그룹들로 분할한다. 시점 영상들이 복수개의 그룹들로 분할함으로써, 각 그룹별 독립적인 부호화 처리가 수행될 수 있다. 일 예로, 공간적으로 연속된 N 개의 카메라들에 의해 촬영된 시점 영상들을 하나의 그룹들로 분류할 수 있다. 이로써, 깊이 정보가 상대적으로 일관적인(coherent) 시점 영상들을 하나의 그룹으로 묶을 수 있고, 이에 따라, 렌더링 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 그룹 간 정보의 의존성을 제거함으로써, 사용자가 시청 중인 영역의 정보만을 선택적으로 가져와 렌더링을 수행하는 임의 공간 접근(spatial random access) 서비스를 가능하게 할 수 있다.

시점 영상들을 복수개의 그룹들로 분할할 것인지 여부는 선택적(optional)일 수 있다.

또한, 시점 최적화부(110)는 시점 영상들을 기본 영상 및 추가 영상으로 분류할 수 있다. 기본 영상은 프루닝 우선 순위가 가장 높은 시점 영상으로서 프루닝되지 않는 영상을 나타내고, 추가 영상은 기본 영상보다 프루닝 우선 순위가 낮은 시점 영상을 나타낸다.

시점 최적화부(110)는 시점 영상들 중 적어도 하나를 기본 영상으로 결정할 수 있다. 기본 영상으로 선택되지 않은 시점 영상은 추가 영상으로 분류될 수 있다.

시점 최적화부(110)는 시점 영상의 시점 위치를 고려하여, 기본 영상을 결정할 수 있다. 일 예로, 복수의 시점 영상들 중 시점 위치가 중심인 시점 영상이 기본 영상으로 선택될 수 있다.

또는, 시점 최적화부(110)는 카메라 파라미터에 기초하여, 기본 영상을 선택할 수 있다. 구체적으로, 시점 최적화부(110)는 카메라 인덱스, 카메라간 우선 순위, 카메라의 위치 또는 관심 영역 카메라인지 여부 중 적어도 하나에 기초하여 기본 영상을 선택할 수 있다.

일 예로, 카메라 인덱스가 가장 작은 시점 영상, 카메라 인덱스가 가장 큰 시점 영상, 기 정의된 값과 동일한 카메라 인덱스를 갖는 시점 영상, 우선순위가 가장 높은 카메라를 통해 촬영된 시점 영상, 우선 순위가 가장 낮은 카메라를 통해 촬영된 시점 영상, 기 정의된 위치(예컨대, 중심 위치)의 카메라를 통해 촬영된 시점 영상 또는 관심 영역 카메라를 통해 촬영된 시점 영상 중 적어도 하나가 기본 영상으로 결정될 수 있다.

또는, 시점 최적화부(110)는 시점 영상들의 품질에 기초하여, 기본 영상을 결정할 수 있다. 일 예로, 시점 영상들 중 품질이 가장 높은 시점 영상이 기본 영상으로 결정될 수 있다.

또는, 시점 최적화부(110)는 시점 영상들 간, 데이터 중복 정도를 검사한 뒤, 타 시점 영상들의 중복 데이터 비율을 고려하여, 기본 영상을 결정할 수 있다. 일 예로, 타 시점 영상들과의 중복 데이터 비율이 가장 높은 시점 영상 또는 타 시점 영상들과의 중복 데이터 비율이 가장 낮은 시점 영상을 기본 영상으로 결정할 수 있다.

복수개의 시점 영상들이 기본 영상으로 설정될 수도 있다.

아틀라스 생성부(120)는 프루닝을 수행하여 프루닝 마스크를 생성한다. 그리고, 프루닝 마스크를 이용하여 패치를 추출하고, 기본 영상 및/또는 추출된 패치를 결합하여 아틀라스를 생성한다. 시점 영상들을 복수의 그룹들로 분할된 경우, 각 그룹별 독립적으로 위 과정이 수행될 수 있다.

생성된 아틀라스는 텍스처 아틀라스 및 깊이 아틀라스로 구성될 수 있다. 텍스처 아틀라스는 기본 텍스처 영상 및/또는 텍스처 패치들이 결합된 영상을 나타내고, 깊이 아틀라스는 기본 깊이 영상 및/또는 깊이 패치들이 결합된 영상을 나타낸다.

아틀라스 생성부(120)는 프루닝부(Pruning unit, 122), 집합부(Aggreegation Unit, 124) 및 패치 패킹부(Patch Packing Unit, 126)을 포함할 수 있다.

프루닝부(122)는 프루닝 우선 순위에 기초하여, 추가 영상에 대한 프루닝을 수행한다. 구체적으로, 추가 영상보다 프루닝 우선 순위가 높은 참조 영상을 이용하여 추가 영상에 대한 프루닝을 수행할 수 있다.

참조 영상은, 기본 영상을 포함한다. 아울러, 추가 영상의 프루닝 우선 순위에 따라, 참조 영상은 다른 추가 영상을 더 포함할 수도 있다.

추가 영상을 참조 영상으로 이용할 수 있는지 여부를 선택적으로 결정할 수도 있다. 일 예로, 추가 영상을 참조 영상으로 이용하지 않도록 설정된 경우, 기본 영상만이 참조 영상으로 설정될 수 있다.

반면, 추가 영상이 참조 영상으로 이용 가능하도록 설정된 경우, 기본 영상 및 추가 영상보다 프루닝 우선 순위가 높은 다른 추가 영상이 참조 영상으로 설정될 수 있다.

프루닝 과정을 통해, 추가 영상과 참조 영상간의 중복 데이터가 제거될 수 있다. 구체적으로, 깊이 영상에 기반한 워핑(warping) 과정을 통해, 추가 영상에서 참조 영상과 중복된 데이터를 제거할 수 있다. 일 예로, 추가 영상 및 참조 영상 사이 깊이 값을 비교하고, 그 차분이 문턱값 이하인 경우, 해당 픽셀이 중복 데이터인 것으로 판단할 수 있다.

프루닝 수행 결과, 추가 영상 내 각 픽셀이 유효한지 또는 무효한지 여부의 정보를 포함하는 프루닝 마스크가 생성될 수 있다. 프루닝 마스크는 추가 영상 내 각 픽셀이 유효인지 또는 무효인지 여부를 나타내는 바이너리 영상일 수 있다. 일 예로, 프루닝 마스크에서, 참조 영상과 중복 데이터로 판별된 픽셀은 0의 값을 갖고, 참조 영상과 중복 데이터가 아닌 것으로 판별된 픽셀은 1의 값을 가질 수 있다.

중복되지 않는 영역은 사각형이 아닌 형태를 가질 수 있음에 반해, 패치는 사각 형태로 제한된다. 이에 따라, 패치는 유효(Valid) 영역뿐만 아니라, 무효(Invaild) 영역도 포함할 수 있다. 여기서, 유효 영역은, 추가 영상과 참조 영상 간 중복되지 않은 픽셀들로 구성된 영역을 의미한다. 즉, 유효 영역은 추가 영상에는 포함되나 참조 영상에는 포함되지 않는 데이터를 포함하는 영역을 나타낸다. 무효 영역은, 추가 영상과 참조 영상 간 중복되는 픽셀들로 구성된 영역을 의미한다. 유효 영역이 포함하는 픽셀/데이터를 유효 픽셀/유효 데이터라 호칭할 수 있고, 무효 영역이 포함하는 픽셀/데이터를 무효 픽셀/무효 데이터라 호칭할 수 있다.

집합부(124)는 프레임 단위로 생성된 프루닝 마스크를 인트라 기간(intra-period) 단위로 결합한다.

또한, 집합부(124)는 클러스터링 과정을 통해, 결합된 프루닝 마스크 영상으로부터 패치를 추출할 수 있다. 구체적으로, 결합된 프루닝 마스크 영상 내 유효 데이터를 포함하는 사각 형태의 영역을 패치로서 추출할 수 있다. 유효 영역의 형태와 관계없이, 사각 형태로 패치가 추출되는 바, 비사각 형태의 유효 영역으로부터 추출된 패치는 유효 데이터뿐만 아니라 무효 데이터도 포함될 수 있다.

이때, 집합부(124)는 부호화 효율을 저감시키는 L 모양 또는 C 모양의 패치를 재분할할 수 있다. 여기서, L 모양 패치는, 유효 영역의 분포가 L자 형태인 것을 나타내고, C 모양 패치는, 유효 영역의 분포가 C자 형태인 것을 나타낸다.

유효 영역의 분포가, L자 또는 C자인 경우, 패치 내 비유효 영역이 점유하는 영역이 상대적으로 크다. 이에 따라, L 모양 또는 C 모양 패치를 복수개의 패치들로 분할하여, 부호화 효율 향상을 꾀할 수 있다.

프루닝되지 않은 시점 영상에 대해서는, 시점 영상 전체가 하나의 패치로 취급될 수 있다. 구체적으로, 프루닝되지 않은 시점 영상을 소정의 투사 포맷으로 전개한 2D 영상 전체를 하나의 패치로 취급할 수 있다. 투사 포맷은, 비등장방형(ERP, Equirectangular Projection Format), 큐브맵(Cube-map) 또는 퍼스텍티브 투사 포맷(Perspective Projection Format) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 프루닝되지 않은 시점 영상은, 프루닝 우선 순위가 가장 높은 기본 영상을 의미한다. 또는, 기본 영상 및 참조 영상과 중복 데이터가 존재하지 않은 추가 영상을 프루닝되지 않은 시점 영상으로 정의할 수도 있다. 또는, 참조 영상과의 중복 데이터가 존재하는지 여부와 무관하게, 임의로 프루닝 대상에서 제외된 추가 영상도 프루닝되지 않은 시점 영상이라 정의될 수 있다. 즉, 참조 영상과 중복되는 데이터가 존재하는 추가 영상이라 하더라도, 프루닝되지 않은 시점 영상이라 정의될 수 있다.

패킹부(126)는, 패치를 사각 형태의 영상에 패킹한다. 패치 패킹 시, 패치의 크기 변환, 회전 또는 플립 등의 변형이 수반될 수 있다. 패치들이 패킹된 영상을 아틀라스라 정의할 수 있다.

구체적으로, 패킹부(126)는, 기본 텍스처 영상 및/또는 텍스처 패치들을 패킹하여 텍스처 아틀라스를 생성할 수 있고, 기본 깊이 영상 및/또는 깊이 패치들을 패킹하여 깊이 아틀라스를 생성할 수 있다.

기본 영상은, 기본 영상 전체가 하나의 패치로서 취급될 수 있다. 즉, 기본 영상이 그대로 아틀라스에 패킹될 수 있다. 영상 전체가 하나의 패치로 취급될 경우, 해당 패치를 완전 영상(Complete View) 또는 완전 패치라 호칭할 수도 있다.

아틀라스 생성부(120)가 생성하는 아틀라스의 개수는 카메라 리그의 배치 구조, 깊이 맵의 정확도 또는 시점 영상의 개수 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.

메타데이터 생성부(130)는 영상 합성을 위한 메타데이터를 생성한다. 메타데이터는 카메라 관련 데이터, 프루닝 관련 데이터, 아틀라스 관련 데이터 또는 패치 관련 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

프루닝 관련 데이터는, 시점 영상들 간 프루닝 우선 순위를 결정하기 위한 정보들을 포함한다. 일 예로, 시점 영상이 루트 노드인지 여부를 나타내는 플래그 또는 시점 영상이 리프 노드인지 여부를 나타내는 플래그 중 적어도 하나가 부호화될 수 있다. 루트 노드는 프루닝 우선 순위가 가장 높은 시점 영상(즉, 기본 영상)을 나타내고, 리프 노드는 프루닝 우선 순위가 가장 낮은 시점 영상을 나타낸다.

시점 영상이 루트 노드가 아닌 경우, 부모 노드 인덱스가 추가 부호화될 수 있다. 부모 노드 인덱스는, 부모 노드인 시점 영상의 영상 인덱스를 나타낼 수 있다.

또는, 시점 영상이 리프 노드가 아닌 경우, 자식 노드 인덱스가 추가 부호화될 수 있다. 자식 노드 인덱스는, 자식 노드인 시점 영상의 영상 인덱스를 나타낼 수 있다.

아틀라스 관련 데이터는, 아틀라스의 크기 정보, 아틀라스의 개수 정보, 아틀라스들 간 우선 순위 정보, 또는 아틀라스가 완전한 영상을 포함하는지 여부를 나타내는 플래그 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 아틀라스의 크기는, 텍스처 아틀라스의 크기 정보 및 깊이 아틀라스의 크기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 깊이 아틀라스의 크기가 텍스처 아틀라스의 크기와 동일한지 여부를 나타내는 플래그가 추가적으로 부호화될 수 있다. 깊이 아틀라스의 크기가 텍스처 아틀라스의 크기와 상이한 경우, 깊이 아틀라스의 축소 비율 정보(예컨대, 스케일링 관련 정보)가 추가 부호화될 수 있다. 아틀라스 관련 정보는, 비트스트림 내 "View parameters list" 항목에 포함될 수 있다.

일 예로, 깊이 아틀라스를 축소하는 것이 허용되는지 여부를 나타내는 신택스 geometry_scale_enabled_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 신택스 geometry_scale_enabled_flag의 값이 0인 것은, 깊이 아틀라스를 축소하는 것이 허용되지 않음을 나타낸다. 이 경우, 깊이 아틀라스는 텍스처 아틀라스와 동일한 크기를 갖는다.

신택스 geometry_scale_enabled_flag의 값이 1인 것은, 깊이 아틀라스를 축소하는 것이 허용됨을 나타낸다. 이 경우, 깊이 아틀라스의 축소 비율을 결정하기 위한 정보가 추가 부호화/복호화될 수 있다. 일 예로, 깊이 아틀라스의 가로 방향 축소 비율을 나타내는 신택스 geometry_scaling_factor_x 및 깊이 아틀라스의 세로 방향 축소 비율을 나타내는 신택스 geometry_scaling_factor_y가 추가 부호화/복호화될 수 있다.

이머시브 영상 출력 장치에서는, 깊이 아틀라스의 축소 비율에 대한 정보를 복호화한 뒤, 축소된 깊이 아틀라스를 원래 크기로 복원할 수 있다.

패치 관련 데이터는, 아틀라스 영상 내 패치의 위치 및/또는 크기, 패치가 속하는 시점 영상 및 시점 영상 내 패치의 위치 및/또는 크기를 특정하기 위한 정보들을 포함한다. 일 예로, 아틀라스 영상 내 패치의 위치를 나타내는 위치 정보 또는 아틀라스 영상 내 패치의 크기를 나타내는 크기 정보 중 적어도 하나가 부호화될 수 있다. 또한, 패치가 유래된 시점 영상을 식별하기 위한 소스 인덱스가 부호화될 수 있다. 소스 인덱스는, 패치의 원 출처인 시점 영상의 인덱스를 나타낸다. 또한, 시점 영상 내 패치에 대응되는 위치를 나타내는 위치 정보 또는 시점 영상 내 패치에 대응되는 크기를 나타내는 위치 정보가 부호화될 수 있다. 패치 관련 정보는, 비트스트림 내 "Atlas data" 항목에 포함될 수 있다.

영상 인코더부(140)는 아틀라스를 인코딩한다. 시점 영상들이 복수개의 그룹들로 분류된 경우, 그룹 별로 아틀라스가 생성될 수 있다. 이에 따라, 영상 인코딩은, 그룹별 독립적으로 수행될 수 있다.

영상 인코더부(140)는 텍스처 아틀라스를 인코딩하는 텍스처 영상 인코더부(142) 및 깊이 아틀라스를 인코딩하는 뎁스 영상 인코더부(144)를 포함할 수 있다.

비트스트림 생성부(150)는 인코딩된 영상 데이터 및 메타데이터를 기초로 비트스트림을 생성한다. 생성된 비트스트림은 이머시브 영상 출력 장치로 전송될 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이머시브 영상 출력 장치의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 이머시브 영상 출력 장치는 비트스트림 파싱부(210), 영상 디코더부(220), 메타데이터 처리부(230) 및 영상 합성부(240)를 포함할 수 있다.

비트스트림 파싱부(210)는 비트스트림으로부터 영상 데이터 및 메타데이터를 파싱한다. 영상 데이터는 부호화된 아틀라스의 데이터를 포함할 수 있다. 임의 공간 접근 서비스가 지원되는 경우, 사용자의 시청 위치를 포함하는 부분 비트스트림만을 수신할 수도 있다.

영상 디코더부(220)는 파싱된 영상 데이터를 복호화한다. 영상 디코더부(220)는 텍스처 아틀라스를 디코딩하기 위한 텍스처 영상 디코더부(222) 및 깊이 아틀라스를 디코딩하기 위한 뎁스 영상 디코더부(224)를 포함할 수 있다.

메타데이터 처리부(230)는 파싱된 메타데이터를 언포맷팅한다.

언포맷팅된 메타데이터는 특정 시점의 영상을 합성하는데 이용될 수 있다. 일 예로, 이머시브 영상 출력 장치로, 사용자의 움직임 정보가 입력되면, 메타데이터 처리부(230)는 사용자의 움직임에 따른 뷰포트 영상을 재현하기 위해, 영상 합성에 필요한 아틀라스 및 영상 합성에 필요한 패치들, 및/또는 아틀라스 내 상기 패치들의 위치/크기 등을 결정할 수 있다.

영상 합성부(240)는 사용자의 움직임에 따른 뷰포트 영상을 동적으로 합성할 수 있다. 구체적으로, 영상 합성부(240)는 사용자의 움직임에 따라 메타데이터 처리부(230)에서 결정된 정보를 이용하여, 아틀라스로부터 뷰포트 영상을 합성하는데 필요한 패치들을 추출할 수 있다. 구체적으로, 뷰포트 영상을 합성하는데 필요한 시점 영상의 정보를 포함하는 아틀라스 및 상기 아틀라스 내 상기 시점 영상으로부터 추출된 패치들을 추출하고, 추출된 패치들을 합성하여, 뷰포트 영상을 생성할 수 있다.

도 3 및 도 5는 각각 이머시브 영상 처리 방법 및 이머시브 영상 출력 방법의 흐름도를 도시한 것이다.

이하의 흐름도들 상에서, 이탤릭체 또는 밑줄을 그어 표기된 것은, 각 단계의 수행을 위한 입력 또는 출력 데이터를 나타낸다. 또한, 이하의 흐름도들 상에서, 화살표는, 각 단계들의 처리 순서를 나타낸다. 이때, 화살표가 이어지지 않는 단계들은, 해당 단계들간의 시간적 선후가 결정되어 있지 않음을 의미하거나, 해당 단계들이 병렬 처리 될수 있음을 나타낸다. 또한, 이하의 흐름도들에 도시된 것과 상이한 순서로 이머시브 영상을 처리 또는 출력하는 것 역시 가능하다.

이머시브 영상 처리 장치는, 복수의 입력 영상, 카레라 내부 변수 및 카메라 외부 변수 중 적어도 하나를 입력받고, 입력된 데이터를 통해, 깊이맵 품질을 평가할 수 있다(S301). 여기서, 입력 영상은, 한 쌍의 텍스처 영상(Attribute component) 및 깊이 영상(Geometry component)으로 구성될 수 있다.

이머시브 영상 처리 장치는 복수 카메라의 위치 근접성을 기초로, 입력 영상들을 복수 그룹들로 분류할 수 있다(S302). 입력 영상들을 복수의 그룹들로 분류함으로써, 깊이값이 상대적으로 일관된(coherent), 인접 카메라들간 독립적으로 프루닝 및 인코딩이 수행되도록 할 수 있다. 또한, 위 과정을 통해, 사용자가 시청 중인 영역의 정보만을 이용하여 렌더링이 수행되는 임의 공간 접근 (Spatial Random Access) 서비스가 가능하게 될 수 있다.

다만, 상술한 S301 및 S302 단계들은, 선택적인 절차일 뿐이고, 본 과정이 반드시 수행되어야 하는 것은 아니다.

입력 영상들이 복수개의 그룹들로 분류된 경우, 후술될 절차들이, 그룹마다 독립적으로 수행될 수 있다.

이머시브 영상 처리 장치는 시점 영상들의 프루닝 우선 순위를 결정할 수 있다(S303). 구체적으로, 시점 영상들을 기본 영상 및 추가 영상으로 분류하고, 추가 영상들 간 프루닝 우선 순위를 설정할 수 있다.

이후, 프루닝 우선 순위에 기초하여, 아틀라스를 생성하고, 생성된 아틀라스를 부호화할 수 있다(S304). 아틀라스들의 부호화 과정은 도 4에 상세히 도시되었다.

구체적으로, 프루닝 파라미터(예컨대, 프루닝 우선 순위 등)를 결정하고(S311), 결정된 프루닝 파라미터에 기초하여, 시점 영상들에 대해 프루닝을 수행할 수 있다(S312). 프루닝 수행 결과, 우선 순위가 가장 높은 기본 영상은 원본 그대로 유지된다. 반면, 추가 영상에 대한 프루닝을 통해, 추가 영상과 참조 영상 간 중복 데이터가 제거된다. 깊이 영상에 기반한 워핑 과정을 통해, 추가 영상과 참조 영상 간 중복 데이터가 제거될 수 있다.

프루닝 수행 결과로 프루닝 마스크가 생성될 수 있다. 프루닝 마스크가 생성되면, 인트라 기간 단위로, 프루닝 마스크를 결합한다(S313). 그리고, 결합된 프루닝 마스크를 이용하여, 텍스처 영상 및 깊이 영상으로부터 패치를 추출할 수 있다(S314). 구체적으로, 결합된 프루닝 마스크를 텍스처 영상들 및 깊이 영상들에 마스킹하여, 패치를 추출할 수 있다.

이때, 프루닝되지 않은 시점 영상(예컨대, 기본 영상)은, 시점 영상 전체가 하나의 패치로 취급될 수 있다.

이후, 추출된 패치들을 패킹하고(S315), 아틀라스를 생성할 수 있다(S316). 구체적으로, 텍스처 아틀라스 및 깊이 아틀라스를 생성할 수 있다.

또한, 이머시브 영상 처리 장치는, 깊이 아틀라스를 기반으로, 픽셀의 유무효를 판단하기 위한 문턱값을 결정할 수 있다(S317). 일 예로, 아틀라스 내 값이 문턱값보다 작은 픽셀은 무효 픽셀에 해당하고, 값이 문턱값 이상인 픽셀은 유효 픽셀에 해당할 수 있다. 문턱값은, 영상 단위로 결정될 수도 있고, 패치 단위로 결정될 수도 있다.

데이터량 저감을 위해, 깊이 아틀라스의 크기를 특정 비율만큼 축소할 수 있다(S318). 깊이 아틀라스의 크기가 축소된 경우, 깊이 아틀라스의 축소 비율에 관한 정보(예컨대, 스케일링 팩터(scaling factor))가 부호화될 수 있다. 이머시브 영상 출력 장치에서는, 텍스처 아틀라스의 크기 및 스케일링 팩터를 통해 축소된 깊이 아틀라스를 원래 크기로 복원할 수 있다.

아틀라스 부호화과정에서 생성된 메타데이터(예컨대, 파라미터 세트, 시점 파라미터 리스트 또는 아틀라스 데이터 등)와 SEI(Supplemental Enhancement Information)와 결합한다(S305). 또한, 텍스처 아틀라스 및 깊이 아틀라스 각각을 부호화하여, 서브 비트스트림을 생성할 수 있다(S306). 그리고, 부호화된 메타데이터 및 부호화된 아틀라스를 다중화하여, 단일의 비트스트림을 생성할 수 있다(S307).

이머시브 영상 출력 장치는 이머시브 영상 처리 장치로부터 수신한 비트스트림을 역 다중화한다(S501). 이 결과, 비디오 데이터, 즉, 아틀라스 데이터 및 메타데이터가 각각 추출될 수 있다(S502, S503).

이머시브 영상 출력 장치는 파싱된 비디오 데이터를 기초로, 아틀라스를 복원할 수 있다(S504). 이때, 깊이 아틀라스가 특정 비율 축소된 경우, 메타데이터로부터 관련 정보를 획득하여, 깊이 아틀라스를 원래 크기로 스케일링할 수 있다(S505).

사용자의 움직임이 발생하면, 메타데이터에 기초하여, 사용자의 움직임에 따른 뷰포트 영상 합성을 위해 요구되는 아틀라스를 결정하고, 상기 아틀라스에 포함된 패치들을 추출할 수 있다. 뷰포트 영상을 생성 및 렌더링할 수 있다(S506). 이때, 생성된 패치들을 합성하기 위해, 각 패치의 크기/위치 정보 및 카메라 파라미터 등이 이용될 수 있다.

피사체의 표면에서 빛이 반사 또는 굴절이 일어나는 경우, 피사체의 촬영 각도에 따라, 피사체 표면에 대한 컬러값이 상이할 수 있다. 이에 따라, 3D 공간상의 하나의 위치에 대해, 시점에 따라, 해당 위치에 대응하는 컬러값이 시점 영상별로 상이한 경우가 발생할 수 있다.

다만, 종래에는 시점 영상들 간 깊이값에 기초하여, 특정 픽셀이 중첩(redundancy) 데이터인지 여부를 판정하였다. 그러나, 깊이값에 기초하여, 픽셀의 중첩 여부를 판정하는 경우, 시점에 따라 컬러값이 상이한 위치에 대해서는 중복되는 텍스처가 아님에도 불구하고, 중복 데이터로 처리되는 문제가 발생한다. 이에 따라, 빛을 반사하는 피사체가 촬영된 복수의 시점 영상들에 대해 프루닝을 수행하여 아틀라스를 생성할 경우, 뷰포트 영상 합성시 왜곡을 유발시킬 수 있다.

본 개시에서는, 추가되는 데이터량을 최소화하면서, 위와 같은 문제를 해소하는 방법을 제안하고자 한다. 또한, 설명의 편의를 위해, 영상 내 빛을 반사하거나 굴절시키는 피사체 표면에 대응하는 영역을 반사 영역(specular region 또는 non-lambertian)이라 호칭하기로 한다. 나아가, 반사면을 포함하는 시점 영상에 기초하여, 뷰포트 영상을 합성(또는 렌더링)하는 것을 시점 종속적 렌더링(view-dependent rendering)이라 호칭하기로 한다. 구체적으로, 시점 종속적 렌더링은, 비-반사 영역 내 픽셀에 대해서는, 시점과 관계없이 하나의 컬러값으로 표현하는 반면, 반사 영역 내 픽셀에 대해서는, 빛의 반사 또는 굴절에 의해, 시점에 따라 다양한 컬러값으로 표현하는 렌더링 방법을 나타낼 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 시점 종속적 렌더링을 위한 아틀라스 생성 방법을 예시한 것이다.

반사면(Non-diffuse)이 있는 피사체에 조명이 비춰질 경우, 도 6에 도시된 예에서와 같이, 카메라 위치마다 서로 다른 형태의 반사 영상이 획득된다. 즉, 동일한 피사체를 촬영한 것이므로, 획득된 영상 별 깊이값(geometry)은 동일한 반면, 반사 영역의 칼라값 및/또는 반사 형태는 상이할 수 있다.

위와 같은 특성을 갖는 시점 영상들을 프루닝하기 위해, 시점 영상들을 재투영하여, 재투영된 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 텍스처 영상 및 깊이 영상 각각을 재투영하여, 재투영된 텍스처 영상(Re-projected texture) 및 재투영된 깊이 영상(Re-projected geometry)을 생성할 수 있다.

필요한 경우, 다시점 영상 처리를 통해, 원래 개수보다 작은 수의 재투영된 영상을 생성할 수도 있다. 예컨대, N개의 시점 영상들이 존재하는 경우, N개보다 작은 수의 재투영된 영상들이 생성될 수 있다.

도 6의 실시예에서는, 시점 영상들이 V3의 위치로 재투영되는 것으로 가정하였다. 아울러, 시점 영상 V1 및 V2는 시점 영상 V3 위치로 재투영된 뒤 하나로 결합되고, 시점 영상 V5 및 V6는 시점 영상 V3 위치로 재투영된 뒤 하나로 결합된 것으로 가정하였다.

재투영된 영상들에 대해 프루닝을 수행할 수 있다. 구체적으로, 재투영된 텍스처 영상 및 재투영된 깊이 영상 각각에 프루닝을 수행할 수 있다. 재투영된 텍스처 영상들에 대한 프루닝을 수행함에 있어서, 샘플들 간의 차분이 문턱값 이하인지 여부에 기초하여 상기 샘플들이 중복되는 데이터인지 여부를 결정할 수 있다. 마찬가지로, 재투영된 깊이 영상들에 대한 프루닝을 수행함에 있어서, 샘플들 간의 차분이 문턱값 이하인지 여부에 기초하여 상기 샘플들이 중복되는 데이터인지 여부를 결정할 수 있다.

이때, 복수 시점 영상들에서, 하나의 피사체에 대한 깊이 값은 유사한 값을 가지므로, 프루닝을 통해 대부분의 정보가 제거된다. 도 6에서는, 재투영된 깊이 영상들의 프루닝을 통해, 시점 영상 V3 위치로 재투영된 깊이 영상들의 정보가 모두 제거되어, 하나의 대표 깊이 영상(도 6의 V3_G)만이 생성되는 것으로 예시되었다.

반면, 피사체 표면의 반사 효과에 의해, 프루닝을 거치더라도, 텍스처 영상 내 피사체 표면의 데이터는 제거되지 않을 수 있다. 즉, 텍스처 영상들에 대해 프루닝을 수행할 경우, 동일 위치에 대해 다양한 데이터가 존재할 수 있다.

이때, 영상 세그멘테이션(segmentation) 등의 추가 영상 처리를 통해, 영상 내 반사 영역만을 검출하여 부가 텍스처 영상(additional texture)를 생성할 수도 있다. 이를 반사 영역 검출(Specular Region Detection)이라 호칭할 수 있다.

도 6에서는, 시점 영상 V1 및 V2가 결합된 재투영 영상 및 시점 영상 V5 및 V6가 결합된 재투영 영상 각각에 대해, 반사 영역 검출을 통해 부가 텍스처 영상(V3_AT1, V3_AT3)이 생성되는 것으로 예시되었다.

시점에 따라 컬러값이 변화하는 반사면의 성질을 감안하여, 부가 텍스처 영상을 그대로 아틀라스에 패킹할 수 있다. 즉, 부가 텍스처 영상을 하나의 패치로서 아틀라스에 패킹할 수 있다. 다만, 부가 텍스처 영상을 그대로 아틀라스에 패킹할 경우, 아틀라스의 데이터량이 증가하여, 압축 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

이에 따라, 부가 텍스처 영상을 그대로 아틀라스에 패킹하는 대신, 부가 텍스처 영상을 프루닝하고, 프루닝된 부가 텍스처 영상을 기반으로 아틀라스에 패킹될 패치들을 생성할 수도 있다.

구체적으로, 대표 텍스처 영상 V3_T2에 기반하여, 부가 텍스처 영상에 대한 프루닝을 수행할 수 있다. 대표 텍스처 영상 V3_T2는, 부가 텍스처 영상들의 부모 노드를 나타낸다.

한편, 텍스처 영상들에 대한 프루닝을 수행함에 있어서, 동일 위치 샘플들간의 차분값이 문턱값보다 작은 경우, 상기 샘플들이 중복되는 데이터인 것으로 결정할 수 있다.

다만, 이 경우, 반사 영역 내 특정 영역에서는, 텍스처 샘플들 간의 차이가 문턱값보다 작아 중복되는 데이터로 판정되어 제거(즉, 프루닝)되나, 반사 영역 내 다른 영역에서는, 텍스처 샘플들 간의 차이가 문턱값보다 커 프루닝되지 않는 경우가 발생한다. 이 경우, 프루닝된 영역과 프루닝되지 않은 영역간의 미세한 차이로 인하여, 시점 종속적 렌더링 시 블록킹 현상 등 왜곡이 나타날 수 있다.

렌더링시 발생하는 왜곡을 방지하기 위해, 텍스처 샘플들 간의 차이가 문턱값보다 작은 경우에도 프루닝을 수행하지 않는다면, 프루닝되지 않는 반사 영역이 커지고, 이에 따라, 아틀라스의 데이터량도 증가하게 된다.

이에 본 개시에서는, 반사 영역 내 텍스처 샘플들 간의 차이가 문턱값보다 작은 데이터는 프루닝을 통해 제거하되, 제거되지 않은 대표 텍스처 영상(즉, 기본 텍스처 영상)과의 차이값을 별도의 메타데이터로 생성하여 부/복호화할 것을 제안한다. 시점 영상 렌더링시, 상기 메타데이터를 이용하여 반사 영역의 텍스처 샘플 값을 보정하고, 이에 따라, 왜곡을 최소화할 수 있다.

구체적으로, 도 6에 도시된 예에서, 부가 텍스처 영상(즉, V3_AT1 및 V3_AT3) 상에서, 대표 텍스처 영상 V3_T2 과의 차이가 문턱값 이하인 영역 (V3_AT1_pruned 및 V3_AT3_pruned)은 프루닝을 통해 제거되나, 그 이외의 영역은 제거되지 않는 것으로 도시되었다.

이 경우, 대표 텍스처 영상 V3_T2와 프루닝된 영역 간의 차이값을 나타내는 정보가 메타데이터로 부/복호화될 수 있다. 일 예로, 부가 텍스처 영상 V3_AT1 및 대표 텍스처 영상 V3_T2 상에서 프루닝된 영역 V3_AT1_pruned에 대응되는 영역들 간의 차이값을 나타내는 정보(a1) 및 부가 텍스처 영상 V3_AT3 및 대표 텍스처 영상 V3_T2 상에서 프루닝된 영역 V3_AT3_pruned에 대응되는 영역들 간의 차이값을 나타내는 정보(a3)가 메타데이터로 부/복호화될 수 있다. 시점 종속적 렌더링시 상기 메타데이터를 이용하여 프루닝된 영역에 대응하는 영역을 보정함으로써 화질 열화를 개선할 수 있다.

이때, 차이값은, 부가 텍스처 영상과 프루닝 그래프(pruning graph) 상에서 부모 노드에 해당하는 대표 텍스처 영상 사이의 히스토그램 분포상 평균값의 차이, 표준편차의 차이 또는 컬러값 크기의 비율 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.

도 6에 도시된 예에서와 같이, 프루닝 그래프 상에서, 대표 텍스처 영상 V3_T가 부모 노드로 설정되고, 부가 텍스처 영상이 자식 노드로 설정될 수 있다.

부가 텍스처 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조는, 시점 영상들 간의 프루닝 순서 및 구조를 따를 수 있다.

다른 예로, 시점 영상들 간의 프루닝 순서 및 구조와 독립적으로, 부가 텍스처 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조를 결정할 수도 있다. 이 경우, 부가 텍스처 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조는, 별도의 메타데이터로 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, 부가 텍스처 영상의 대표 텍스처 영상(즉, 부모 노드 영상)을 식별하는 정보 또는 부가 텍스처 영상들 간의 프루닝 우선 순위에 대한 정보 중 적어도 하나가 부/복호화될 수 있다. 도 6에 도시된 예에서와 같이, 3D 공간상에서 피사체 상의 반사면은 시점에 따라 컬러값이 변화하는 특징을 갖게 되나, 시점에 따라 피사체의 깊이값은 유사한 특성을 갖는다. 이에 따라, 도 6에 도시된 예에서와 같이, 단일 깊이 영상(즉, 대표 깊이 영상(V3_G))만으로, 깊이 아틀라스를 생성할 수 있다.

그러나, 단일 깊이 영상만으로, 시점별 피사체의 위치를 정확히 특정할 수 없는 경우에는, 부가 깊이 영상을 추가 고려하여, 아틀라스를 생성하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 시점 종속적 렌더링을 위한 아틀라스 생성 방법을 예시한 것이다.

도 7에는, 대표 깊이 영상(V3_G) 이외에 프루닝된 부가 깊이 영상들(V3_AG1_Pruned 및 V3_AG3_Pruned)이 추가 생성하는 예가 도시되어 있다.

부가 깊이 영상(Additional Geometry)은 부가 텍스처 영상에 대응하는 깊이 영상일 수 있다. 일 예로, 시점 영상 V1 및 V2가 결합된 재투영 영상의 깊이 영상으로부터, 반사면 검출을 통해 생성된 부가 텍스처 영상 V3_AT1의 대응 영역을 추출하고, 이를 부가 깊이 영상으로 설정할 수 있다. 또한, 시점 영상 V5 및 V6가 결합된 재투영 영상의 깊이 영상으로부터, 반사면 검출을 통해 생성된 부가 텍스처 영상 V3_AT3의 대응 영역을 추출하고, 이를 부가 깊이 영상으로 설정할 수 있다.

부가 깊이 영상이 생성되면, 대표 깊이 영상 이외에, 부가 깊이 영상을 추가로 아틀라스에 패킹할 수 있다.

부가 깊이 영상은, 시점 종속 렌더링시 기여하는 정도가 적으므로, 상기 부가 깊이 영상에 프루닝을 수행하더라도, 렌더링되는 영상 화질이 크게 저하되지 않는다. 이에 따라, 도 7에 도시된 예에서와 같이, 텍스처 영상에 대응하는 부가 깊이 영상을 프루닝한 뒤, 프루닝된 부가 깊이 영상에 기반하여 아틀라스에 패킹할 패치를 생성함으로써, 부/복호화되는 데이터량을 줄이면서도 렌더링되는 영상 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

구체적으로, 반사면 검출을 통해 생성된 부가 텍스처 영상 V3_AT1에 대응하는 부가 깊이 영상을 대표 깊이 영상(즉, 부모 노드인 V3의 깊이 영상 V3_G)를 기반으로 프루닝하여 프루닝된 부가 깊이 영상 V3_AG1_Pruned을 생성할 수 있다. 또한, 반사면 검출을 통해 생성된 부가 텍스처 영상 V3_AT3에 대응하는 부가 깊이 영상을 대표 깊이 영상(V3_G)을 기반으로 프루닝하여 프루닝된 부가 깊이 영상 V3_AG3_Pruned을 생성할 수 있다.

도 7에 도시된 예에서와 같이, 프루닝 그래프 상에서, 대표 깊이 영상 V3_G가 부모 노드로 설정되고, 부가 텍스처 영상에 대응하는 깊이 영상이 자식 노드로 설정될 수 있다.

부가 깊이 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조는, 시점 영상들 간의 프루닝 순서 및 구조를 따를 수 있다.

다른 예로, 부가 깊이 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조는 부가 텍스처 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조와 동일하게 설정될 수 있다.

다른 예로, 부가 깊이 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조를 독립적으로 결정할 수도 있다. 이 경우, 부가 깊이 영상들에 대한 프루닝 순서 및 구조는, 별도의 메타데이터로 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, 부가 깊이 영상의 대표 깊이 영상(즉, 부모 노드 영상)을 식별하는 정보 또는 부가 깊이 영상들 간의 프루닝 우선 순위에 대한 정보 중 적어도 하나가 부/복호화될 수 있다. 부가 깊이 영상들의 프루닝 순서 및 구조가 부가 텍스처 영상들의 프루닝 순서 및 구조와 동일한지 여부를 가리키는 정보(예컨대, 플래그)가 추가로 부/복호화될 수도 있다.

아틀라스 내 데이터량을 줄이기 위해, 부가 깊이 영상을 본래 크기로 아틀라스에 패킹하는 대신, 부가 깊이 영상의 크기(해상도)를 줄여 아틀라스에 패킹할 수도 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 시점 종속적 렌더링을 위한 아틀라스 생성 방법을 예시한 것이다.

도 8에는, 스케일된 부가 깊이 영상들(V3_AG1_Scaled 및 V3_AG3_Scaled)이 생성하는 예가 도시되어 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 부가 텍스처 영상에 대응하는 깊이 영상은, 시점 종속 렌더링시 기여하는 정도가 작다. 이에 따라, 부가 깊이 영상을 본래 크기로 아틀라스에 패킹하는 대신, 해상도가 감소된 부가 깊이 영상을 아틀라스에 패킹함으로써, 압축되는 데이터량을 줄일 수 있고, 또한 렌더링시 화질 저하도 최소화할 수 있다.

이때, 부가 깊이 영상의 해상도가 조절되는 경우, 부가 깊이 영상의 축소 비율과 관련된 정보가 별도의 메타데이터로 부/복호화될 수 있다. 이때, 부가 깊이 영상의 축소 비율과 관련된 정보는 패치 단위로 부/복호화될 수 있다. 일 에로, 부가 깊이 영상이 하나의 패치로 취급되는 경우, 상기 패치에 대해, 스케일링이 수행되었는지 여부 또는 스케일링 비율 중 적어도 하나를 가리키는 정보가 부/복호화될 수 있다. 또는, 상기 부가 깊이 영상으로부터 복수의 패치들이 추출된 경우, 상기 복수의 패치들 각각에 대해, 스케일링이 수행되었는지 여부 또는 스케일링 비율 중 적어도 하나를 가리키는 정보가 부/복호화될 수 있다.

즉, 깊이 아틀라스의 축소 비율 정보(예컨대, 스케일링 관련 정보)와 별개로 깊이 아틀라스를 구성하는 깊이 패치(즉, 부가 깊이 영상)의 축소 비율 정보(예컨대, 스케일링 관련 정보)가 추가로 메타데이터로 부/복호화될 수 있다.

시점 영상들 별로, 해당 시점 영상에 반사면이 포함되는지 여부를 나타내는 정보가 부/복호화될 수 있다. 특정 시점 영상에 반사면이 포함되는 것으로 결정되는 경우, 해당 시점 영상에 대한 부가 텍스처 영상 또는 부가 깊이 영상 중 적어도 하나가 뷰포트 영상 렌더링시 추가 이용될 수 있다.

또는, 반사면을 포함하는 피사체에 대한 정보가 부/복호화될 수도 있다. 상기 정보는, 특정 개체 식별자(Entity ID)를 갖는 오브젝트에 반사면이 포함되어 있는지 여부를 나타내는 정보 또는 반사면을 포함하는 오브젝트에 할당된 개체 식별자를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

반사면을 기초로 생성된 부가 영상(부가 텍스처 영상 및/또는 부가 깊이 영상)은 해당 부가 영상이 유도된 시점 영상과 동일한 시점 식별자(View ID) 갖는 것으로 취급될 수 있다. 이에 따라, 시점 영상을 위해 전송되는 부/복호화되는 정보가 부가 영상에도 적용될 수 있다.

다른 예로, 부가 영상(부가 텍스처 영상 및/또는 부가 깊이 영상)에 별도의 시점 식별자(View ID)를 할당할 수도 있다. 즉, 부가 영상이 유도된 원본 시점 영상에 할당되는 시점 식별자와 부가 영상에 할당되는 시점 식별자가 서로 상이할 수 있다. 이 경우, 부가 영상의 시점을 나타내는 시점 식별자(View ID) 정보가 추가 부/복호화될 수 있다. 이 경우, 시점 식별자에 대응하는 영상이, 부가 영상인지 아닌지 여부를 가리키는 정보가 추가 부/복호화될 수 있다.

다른 예로, 시점 영상들에 대해서는, 상이한 시점 식별자를 할당하는 한편, 부가 영상들에 대해서는, 상이한 부가 시점 식별자(Sub-View ID)를 할당하는 것도 가능하다. 이 경우, 부가 통해 시점 영상들을 식별하는 부가 시점 식별자 정보가 추가 부/복호화될 수 있다.

상술한 실시예들에서 소개된 신택스 요소들의 명칭은, 본 개시에 따른 실시예들을 설명하기 위해 임시로 부여된 것에 불과하다. 본 개시에서 제안된 것과 상이한 이름으로 신택스 요소들을 명명할 수도 있다.

상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 개시는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 개시의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 개시는 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

이상 설명된 본 개시에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 개시를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 개시에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 본 개시가 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 개시의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 개시가 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 개시의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 개시의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (14)

1. 제1 시점의 제1 텍스처 영상으로부터 반사면을 검출하는 단계;
   상기 검출된 반사면에 기초하여, 상기 제1 텍스처 영상으로부터 부가 텍스처 영상을 생성하는 단계;
   제2 시점의 제2 텍스처 영상에 기반하여, 상기 부가 텍스처 영상에 대한 프루닝을 수행하는 단계;
   프루닝된 부가 텍스처 영상에 기반하여, 텍스처 아틀라스를 생성하는 단계; 및
   상기 텍스처 아틀라스를 부호화하는 단계를 포함하고,
   상기 프루닝된 부가 텍스처 영상은, 상기 부가 텍스처 영상에서, 상기 제2 텍스처 영상과의 중복 데이터 영역이 제거된 것이고,
   상기 중복 데이터 영역에 대해, 상기 제2 텍스처 영상과의 차이값 정보가 메타데이터로 부호화되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 부호화 방법.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 차이값 정보는, 상기 부가 텍스처 영상 및 상기 제2 텍스처 영상 사이 상기 중복 데이터 영역에 대한 히스토그램 분포상의 평균값 차이, 표준 편차의 차이 또는 컬러값 크기의 비율 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 부호화 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 시점의 제1 깊이 영상으로부터, 상기 부가 텍스처 영상에 대응하는 부가 깊이 영상을 생성하는 단계.를 더 포함하는 이머시브 영상 부호화 방법.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제2 시점의 제2 깊이 영상에 기반하여, 상기 부가 깊이 영상에 대한 프루닝을 수행하는 단계; 및
   상기 프루닝된 부가 깊이 영상에 기반하여, 깊이 아틀라스를 생성하는 단계를 더 포함하는, 이머시브 영상 부호화 방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 부가 깊이 영상에 대한 프루닝 우선 순위 정보를 부호화하는 단계를 더 포함하는, 이머시브 영상 부호화 방법.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 부가 텍스처 영상에는 상기 제1 텍스처 영상과는 상이한 시점 식별자가 할당되고,
   상기 부가 텍스처 영상에 할당된 상기 시점 식별자를 가리키는 정보가 부호화되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 부호화 방법.
8. 제5 항에 있어서,
   상기 프루닝된 부가 깊이 영상으로부터 추출된 패치의 스케일링 관련 정보를 메타데이터로 부호화하는 단계를 더 포함하는, 이머시브 영상 부호화 방법.
9. 텍스처 아틀라스를 복호화하는 단계; 및
   복호화된 상기 텍스처 아틀라스를 기반으로 뷰포트 영상을 합성하는 단계를 포함하되,
   상기 뷰포트 영상 내 피사체 표면의 반사면이 포함된 경우, 상기 반사면에 대응하는 샘플들의 값을 보정하는 단계를 포함하는, 이머시브 영상 복호화 방법.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 텍스처 아틀라스는, 상기 반사면에 대해, 복수의 패치들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 복호화 방법.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 보정은, 제1 시점의 제1 텍스처 영상 및 제2 시점의 제2 텍스처 영상 사이 상기 반사면에 대한 차이값 정보를 기반으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 복호화 방법.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 차이값 정보는, 상기 제1 텍스처 영상 및 상기 제2 텍스처 영상 사이 상기 반사면에 대한 히스토그램 분포상의 평균값 차이, 표준 편차의 차이 또는 컬러값 크기의 비율 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 복호화 방법.
13. 제9 항에 있어서,
    깊이 아틀라스를 복호화하는 단계를 더 포함하고,
    상기 깊이 아틀라스는 상기 반사면에 대해 복수의 패치들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 복호화 방법.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 반사면에 대한 상기 패치들의 스케일링 관련 정보를 복호화하는 단계를 더 포함하는, 이머시브 영상 복호화 방법.
    

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