KR20020070015A - Method and apparatus for compressing and broadcasting the spherical or panoramic moving pictures - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 TV, 인터넷 방송, IMT-2000 등 방송 전송 분야의 장치와 방법에 관한 것으로서, 특히 2대 이상의 중계 카메라로부터 들어오는 각각의 동영상을 IBR(Image Based Rendering) 기술을 활용하여 3차원적으로 가공함으로써 시청자가 중계 현장의 동영상을 상하좌우 360도 회전시켜서 원하는 영상을 시청 및 확대, 축소, 정보검색할 수 있는 방송 중계 장치와 방법에 관한 것이다.The present invention relates to devices and methods in the field of broadcast transmission, such as digital TV, Internet broadcasting, IMT-2000, and in particular, each video input from two or more relay cameras is three-dimensionally utilized by using IBR (Image Based Rendering) technology. The present invention relates to a broadcast relay device and a method by which a viewer can rotate a video of a relay site by 360 degrees up, down, left, and right to view, enlarge, reduce, and search for a desired video.
디지털 방송 기술, 인터넷 방송의 확산 등은 기존의 방송과는 다른 시청자의 참여가 가능한 쌍방향 방송 중계를 가능하게 만들고 있다. 이에 따라 시청자들은 방송을 통해 중계되는 다양한 정보를 검색하는 등의 방법으로 방송에 참여하는 것이 가능해졌다.The spread of digital broadcasting technology and internet broadcasting has made it possible to provide interactive broadcasting that allows viewers to participate differently from conventional broadcasting. Accordingly, viewers can participate in broadcasting by searching for various information relayed through the broadcasting.
그러나 이러한 방송 중계는 어디까지나 방송용 카메라가 촬영하고 있는 지점만을 전송하는 단점이 있다. 아무리 많은 카메라를 설치했더라도 방송용 카메라가 촬영하고 있는 내용만을 시청자는 볼 수 밖에 없는 것이다.However, such a broadcast relay has a disadvantage in that it transmits only the point where the broadcast camera is photographing. No matter how many cameras are installed, viewers will only see what the broadcast camera is shooting.
즉, 많은 시청자는 기존 방송에서 카메라가 중계하고 있지 않은 카메라 주변의 상하좌우 360도를 살펴봄으로써 화면에 나타나지 않는 다양하면서도 현장감있는 화면을 살펴보려 하지만 이는 지금까지는 불가능하였다. 또한, 카메라를 원격조정함으로써 시청자가 원하는 사물을 중계하는 방식으로는 시청자가 수백만명이라는 점때문에 기술적으로 불가능하다.In other words, many viewers try to look at various, realistic screens that do not appear on the screen by looking at 360 degrees up, down, left, and right around the camera that the camera is not relaying in the existing broadcast, but this has not been possible until now. In addition, it is technically impossible to remotely control the camera to relay the object desired by the viewer because of the millions of viewers.
따라서 기존 방송중계용 카메라를 활용하여 지속적으로 전송되는 방송 중계화면을 3차원적으로 재구성한 뒤 이를 시청자에게 전송함으로써, 시청자가 원하는 사물이나 내용만을 중계한다면 진정한 의미의 쌍방향 방송이 이루어질 것이다.Therefore, by reconstructing the broadcast broadcast screen continuously transmitted using a conventional broadcast relay camera in three dimensions and transmitting it to the viewer, if the viewer only relays the desired object or content will be a true two-way broadcast.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 2개 이상의 카메라에서 전송되는 방송 동영상을 가공하여 마치 3차원 가상공간에서 중계 현장을 살펴보는 듯한 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라 시청자는 중계현장을 상하 좌우 360도를 회전, 확대, 축소시키면서 방송을 즐기게 된다.The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to process a broadcast video transmitted from two or more cameras and provide a system that looks as if a relay site is viewed in a three-dimensional virtual space. Accordingly, viewers enjoy broadcasting while rotating, expanding, and contracting the relay site 360 degrees in the vertical direction.
본 발명의 다른 목적은 이렇게 3차원적으로 재구성된 가상공간을 시청자의 시청기에 전송하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting the three-dimensional reconstructed virtual space to the viewer of the viewer.
본 발명의 또 다른 목적은, 시청자가 3차원적으로 재구성된 가상공간에서 자신이 원하는 지역으로 이동, 확대, 축소 등을 통해 원하는 사물이나 내용을 살펴보는 시청자 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a viewer device in which a viewer looks at a desired object or content by moving, expanding, and reducing a desired area in a virtual space reconstructed three-dimensionally.
도 1은 본 발명에 의한 장치의 구성의 개략도,1 is a schematic diagram of a configuration of an apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 의한 장치 중 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템의 구성을 나타내는 도면,2 is a view showing the configuration of a panoramic or spherical video encoding system of the apparatus according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 장치 중 2대의 어안렌즈 카메라로 대상체를 촬영한 것을 나타내는 도면,FIG. 3 is a view illustrating photographing an object with two fisheye lens cameras according to the present invention; FIG.
도 4는 도 3에서 촬영된 2장의 프레임을 하나의 구면 프레임으로 통합한 도면,FIG. 4 is a view incorporating two frames photographed in FIG. 3 into one spherical frame;
도 5는 본 발명에 의한 장치 중 일반 카메라 4대로 대상체를 촬영하는 것을 설명하는 도면,5 is a view illustrating photographing an object with four general cameras in the apparatus according to the present invention;
도 6은 도 5에서 촬영된 4장의 프레임을 하나의 파노라믹 프레임으로 통합한 것을 나타내는 도면,FIG. 6 is a view showing a combination of four frames photographed in FIG. 5 into one panoramic frame;
도 7은 도 4 및 도 6에서 하나의 프레임으로 통합된 프레임 중에서 시청자가 원하는 부분만을 전송하는 것을 나타내는 도면.FIG. 7 is a diagram illustrating transmitting only a portion desired by a viewer among frames integrated into one frame in FIGS. 4 and 6;
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 상하좌우 360도 파노라믹 또는 구면 동영상 압축 및 전송을 위한 방법 및 장치를 전체적으로 도시한 것이다. 도 1에서 3차원 입체 방송 시 청기(100)는 인터넷, 방송전송망, 무선통신(400) 등으로 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)과 연결되어 있다. 방송용 카메라(300)는 중계 현장을 촬영하여 일반적인 방식으로 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)에 전송하게 된다.1 is a diagram illustrating a method and an apparatus for vertically, horizontally and vertically 360 degree panoramic or spherical video compression and transmission of the present invention. In FIG. 1, the three-dimensional stereoscopic broadcast apparatus 100 is connected to a panoramic or spherical video encoding system 200 through the Internet, a broadcast transmission network, and a wireless communication 400. The broadcast camera 300 photographs the relay site and transmits the broadcast scene to the panoramic or spherical video encoding system 200 in a general manner.
방송용 카메라(300)는 본 발명의 상하좌우 360도 파노라믹 또는 구면 동영상을 중계 또는 녹화할 현장에 설치되어 있으며, 촬영된 영상을 무선망이나 방송망, 또는 인터넷을 통해 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)으로 전송하게 된다. 이때 구면 동영상을 위해서는 어안렌즈를 채용한 방송용 카메라 2대(300a)를 사용하게 되며, 파노라믹 동영상을 위해서는 2대 이상의 일반적인 카메라(300b)를 사용하게 된다.Broadcasting camera 300 is installed in the field to relay or record the 360-degree panoramic or spherical video of the present invention up and down, encoding the panoramic or spherical video over the wireless network or broadcasting network, or the Internet To the system 200. In this case, two spherical video cameras 300a employing a fisheye lens are used, and two or more general cameras 300b are used for a panoramic video.
본 발명의 상하좌우 360도 파노라믹 또는 구면 동영상 방송 시청용 시청기(100)는 방송을 시청할 시청자의 컴퓨터, 디지털TV, IMT-2000 등 그 자체이거나 이들 기기에 설치되어 있으며, 시청자의 상하좌우 360도 변화 등의 요구를 특별하게 설계된 프로토콜(400)을 통해 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)에 전송하게 된다.The viewer 100 for up, down, left, right, or right 360 ° panoramic or spherical video broadcasting viewing of the present invention is a computer, a digital TV, an IMT-2000, or the like of the viewer to watch the broadcast. The request for changing the degree, etc., is transmitted to the panoramic or spherical video encoding system 200 through the specially designed protocol 400.
다음으로 도 2를 참조하여 전송되어 온 일반적인 영상을 파노라믹 또는 구면 동영상으로 재가공하여 시청자의 시청기에 전송하는 방법을 설명한다.Next, referring to FIG. 2, a method of reprocessing a general image transmitted as a panoramic or spherical video to a viewer of the viewer will be described.
먼저 방송 중계 현장 또는 녹화 현장에서 촬영된 영상(300)은 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)으로 전송된다.First, an image 300 captured at a broadcast relay site or a recording site is transmitted to the panoramic or spherical video encoding system 200.
이렇게 전송되는 영상은 1초당 24프레임씩 실시간으로 전송되게 되며, 각 카메라에서 들어오는 이러한 각 프레임은 파노라믹 또는 구면 영상 프레임별 합성 서버(210)에 의해 각각의 프레임별로 파노라믹 또는 구면 프레임으로 합성되게 된다.The transmitted video is transmitted in real time by 24 frames per second, and each of these frames coming from each camera is a panoramic or spherical frame for each frame by the composition server 210 for each of the panoramic or spherical video frames. Will be synthesized.
이렇게 합성된 파노라믹 또는 구면 프레임은 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 서버(220)에 의해 1초당 24프레임의 파노라믹 또는 구면 동영상으로 압축이이루어지게 된다.The synthesized panoramic or spherical frame is compressed by the panoramic or spherical video encoding server 220 into a panoramic or spherical video of 24 frames per second.
이렇게 파노라믹 또는 구면 동영상으로 재구성된 동영상은 하나의 카메라를 통해 전송되는 동영상에 비해 그 크기가 2배 이상으로 커지게 되며, 이를 일반적인 방식으로 시청자의 시청기에 전송하는데는 많은 문제가 발생하게 된다.The video reconstructed into a panoramic or spherical video is twice as large as a video transmitted through a single camera, and there are many problems in transmitting it to a viewer's viewer in a general manner. .
시청자가 실제 시청하는 부분은 실제 가공된 파노라믹 또는 구면 동영상 중 하나의 카메라가 촬영한 부분 정도이므로, 시청자의 요구에 따라 시청자의 시청기(100)에 특정 부분만을 전송하는 서버(230)가 필요하게 된다. 시청자의 요구에 따라 동영상을 전송하는 서버(230)는 시청자의 요구에 따라 확대, 축소, 특정 지역만의 동영상을 시청자의 시청기(100)에 전송하게 된다.Since the portion that the viewer actually watches is about the portion of one of the processed panoramic or spherical videos taken by the camera, a server 230 for transmitting only a specific portion to the viewer's viewer 100 is required according to the viewer's request. Done. The server 230 which transmits the video according to the viewer's request transmits the video to the viewer 100 of the viewer.
다음으로 도 3 내지 도 6을 참조하여 카메라에서 촬영된 평면적인 영상을 3차원적으로 재가공하는 방법에 대해 설명한다.Next, a method of three-dimensionally reprocessing the planar image photographed by the camera will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
먼저 도 3 및 도 4는 어안렌즈 카메라를 사용하여 구면 영상을 생성하는 방법에 대해 설명하며, 도 5 및 도 6은 일반렌즈 카메라를 사용하여 파노라믹 영상을 생성하는 방법에 대해 설명한다.First, FIGS. 3 and 4 illustrate a method of generating a spherical image using a fisheye lens camera, and FIGS. 5 and 6 describe a method of generating a panoramic image using a general lens camera.
어안렌즈를 사용한 카메라를 사용하여 본 발명의 사용자가 대상물을 촬영하게 될 경우, 각 카메라(310a, 310b)당 185도 정도의 구면을 촬영하게 되며, 이렇게 촬영된 카메라 영상은 1초당 24프레임씩 전송되거나 기록되게 된다(도 3).When the user of the present invention captures an object using a camera using a fisheye lens, a spherical surface of about 185 degrees is recorded for each camera 310a or 310b, and the captured camera image is transmitted 24 frames per second. Or to be recorded (FIG. 3).
어안렌즈 카메라를 통해 촬영된 각 영상은 카메라별로 1초당 24프레임씩 본 발명의 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)으로 전송되게 되며, 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)은 각각의 카메라에서 들어오는 프레임을합성하여 새로운 구면 프레임으로 재구성하게 된다(도 4).Each image photographed by the fisheye lens camera is transmitted to the panoramic or spherical video encoding system 200 of the present invention by 24 frames per second for each camera, and the panoramic or spherical video encoding system 200 The frames coming from the camera are synthesized and reconstructed into a new spherical frame (FIG. 4).
일반렌즈를 사용한 카메라를 사용하여 본 발명의 사용자가 대상물을 촬영하게 될 경우, 각 카메라(320a, 320b, 320c, 320d)로 적당한 각도의 평면을 촬영하게 되며, 이렇게 촬영된 카메라 영상은 1초당 24프레임씩 전송되거나 기록되게 된다.When the user of the present invention shoots an object using a camera using a general lens, each camera (320a, 320b, 320c, 320d) to shoot a plane of the appropriate angle, so the camera image is taken 24 seconds per second It will be transmitted or recorded frame by frame.
일반렌즈 카메라를 통해 촬영된 각 영상은 카메라별로 1초당 24프레임씩 본 발명의 인코딩 시스템(200)으로 전송되게 되며, 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)은 각각의 카메라에서 들어오는 프레임을 합성하여 새로운 파노라믹 프레임으로 재구성하게 된다(도 6).Each image captured by the general lens camera is transmitted to the encoding system 200 of the present invention by 24 frames per second for each camera, and the panoramic or spherical video encoding system 200 synthesizes the frames from each camera. To reconstruct the new panoramic frame (FIG. 6).
다음으로, 본 발명의 장치 및 방법을 사용하여 재구성된 파노라믹 프레임 또는 구면 프레임으로부터 시청자가 원하는 영상을 전송하는 방법에 대해 설명한다.Next, a description will be given of a method for transmitting a viewer's desired image from a reconstructed panoramic frame or spherical frame using the apparatus and method of the present invention.
이렇게 파노라믹 또는 구면 프레임으로 재구성된 프레임은 그 크기가 일반 프레임보다 훨씬 크므로 그러한 프레임을 그대로 시청자에게 전송하는 것은 상당한 무리가 있다. 따라서 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)에서 화면을 선택하여 전송하거나, 바람직하게는 시청자가 시청기에서 상하좌우 360도 회전, 확대, 축소와 같이 원하는 화면 조작을 함으로써 나타나는 화면만을 전송하는 방법을 택하여 이러한 문제를 해결하게 된다.Since the frame reconstructed into a panoramic or spherical frame is much larger than a normal frame, it is difficult to transmit such a frame to a viewer as it is. Therefore, a method of selecting and transmitting a screen in the panoramic or spherical video encoding system 200, or preferably transmitting only a screen that appears when the viewer performs a desired screen manipulation such as 360 degree rotation, zoom in and zoom out in the viewer. To solve this problem.
도 7에서 시청자는 확대, 축소, 상하좌우 360도 회전 등의 시청기 조작을 수행하게 되며, 이러한 조작의 결과에 해당하는 해당 화면 좌표정보가 파노라믹 또는 구면 동영상 전송 서버(230a, 230b)에 영상 좌표계와 시간을 동기화해 주는 프로토콜을 통해 전송된다. 이렇게 전송된 정보에 따라 파노라믹 또는 구면 동영상 전송시스템은 이에 해당하는 프레임을 시청자의 시청기(100)에 전송함으로써 인터넷, IMT-2000, 또는 일반 방송망을 통해 무리없이 시청자에게 해당 동영상을 전송하게 되는 것이다.In FIG. 7, the viewer performs a viewer operation such as zooming in, zooming out, rotating 360 degrees up, down, left, and right, and the corresponding screen coordinate information corresponding to the result of the manipulation is displayed on the panoramic or spherical video transmission server 230a or 230b. Sent via a protocol that synchronizes the coordinate system and time. According to the transmitted information, the panoramic or spherical video transmission system transmits the video frame to the viewers through the Internet, IMT-2000, or a general broadcasting network by transmitting a frame corresponding to the viewer 100. will be.
상기의 실시예에서 시청기(100)는 컴퓨터, 디지털TV, IMT-2000 등의 기기에 설치된 것에 대하여 설명되었지만, 이 시청기(100)로 현재 이용되고 있는 일반 TV 가 사용될 수 있으며, 이 경우에 시청자는 파노라믹 또는 구면 동영상 인코딩 시스템(200)에서 보내지는 특정의 화면만을 시청할 수 있게 된다.In the above-described embodiment, the viewer 100 has been described for being installed in a computer, a digital TV, an IMT-2000 or the like, but a general TV currently used as the viewer 100 may be used, in which case the viewer Only a specific screen sent from the panoramic or spherical video encoding system 200 can be viewed.
또한, 전송되어 온 촬영 영상을 합성하는 과정에 합성되는 프레임의 특정 부분에 광고를 삽입하거나, 특정의 동영상에 광고를 삽입하는 것이 가능하다.In addition, in the process of synthesizing the transmitted captured image, it is possible to insert an advertisement in a specific portion of a frame to be synthesized or to insert an advertisement in a specific video.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 인터넷 방송, 디지털 TV, IMT-2000 등 동영상을 전송하는 모든 분야에서 현장감이 중요한 360도 실시간 중계를 수행할 수 있게 되어, 시청자가 마치 현장에 있는 듯한 현실감을 느끼는 효과를 가져오게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to perform a real-time 360-degree real-time relay in all areas of video transmission, such as Internet broadcasting, digital TV, IMT-2000, so that viewers feel as if they are in the field Will have an effect.
또한 항상 카메라의 상하좌우 360도를 촬영해야만 하는 군사, 경호 업무 등에서는 쉽게 실시간으로 곳곳을 탐색 및 촬영할 수 있는 효과가 있다.In addition, in military and security services that must always shoot 360 degrees of the top, bottom, left and right of the camera, there is an effect that can easily navigate and shoot in real time.
또한 인터넷 방송, 디지털 TV 등과 같이 수만명 이상의 사람들이 동시에 접속하여, 자신이 원하는 사물을 보고 싶어하는 전시회 중계, 스포츠 중계, 종교집회 중계 등에서 매우 탁월한 효과를 볼 수 있어 진정한 의미의 쌍방향 방송을 이룰 수 있게 된다.In addition, more than tens of thousands of people, such as Internet broadcasting and digital TV, can simultaneously access and show exceptional effects in exhibition broadcasts, sports broadcasts, and religious gatherings where they want to see things they want. .
또한 본 발명을 사용하여 IMT-2000으로 교통정보를 제공할 경우, 교통 카메라의 이동이나 회전없이 사용자가 원하는 다양한 교통정보를 IMT-2000을 통해 수만명 이상의 사람에게 동시에 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, when providing traffic information to the IMT-2000 using the present invention, it is possible to simultaneously provide various traffic information desired by the user to tens of thousands or more people without moving or rotating the traffic camera.
또한 기존의 TV 시청기가 사용되는 경우에도 카메라가 설치되지 않은 각도에서의 영상을 시청할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, even when the existing TV viewer is used, there is an effect that it is possible to watch the image from an angle where the camera is not installed.
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |