KR20080089952A - 관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법 - Google Patents

관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법이 제공된다. 본 영상재생장치는 사용자의 입력에 따라 입력영상에서 적어도 하나의 관심영역을 설정하는 영역설정부, 상기 입력영상에서 상기 설정된 적어도 하나의 관심영역에 해당하는 영상을 추출하는 영역추출부 및 상기 영역추출부에서 추출된 영상을 복호화하여 출력하는 신호처리부를 포함한다. 이에, 사용자가 지정하는 영역만을 복호화하여 보다 실시간 복호화를 가능하게 하고, 사용자가 원하지 않는 영역을 복호화할 필요가 없게 되어 메모리에 대한 손실을 감소시킬 수 있다.
관심영역, 복호화, 영상재생장치

Description

관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법{Video reproduction device for decoding Region of Interest and method of thereof}
도 1a와 1b는 종래 기술에 따른 관심영역에 대한 영상 부호화 및 복호화 장치에 대한 개략적인 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 관심영역을 복호화하는 영상재생장치를 개략적으로 도시한 블록도,
도 3a 내지 도 3e를 통해 좀 더 구체적으로 알아보면, 도 3a 내지 도 3e는 사용자 지정 관심영역이 블록 단위일 경우에 관심영역을 설정한 도면,
도 4a 내지 도 4e는 사용자 지정 관심영역이 픽셀의 좌표 단위일 경우에 관심영역을 설정한 도면, 및
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 관심영역을 복호화하는 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
205 : 조작부 210 : 외부인터페이스
215 : 저장부 220 : 기록매체
225 : 영역지정부 230 : 신호처리부
235 : 영상신호출력부 240 : 음성신호출력부
245 : 제어부
본 발명은 관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 사용자가 원하는 영역을 블럭 또는 픽셀 단위로 입력받아 설정되는 관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법에 관한 것이다.
컴퓨터는 물론 휴대폰으로 대표되는 이동 단말기뿐만 아니라, 스마트폰, PDA, PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같이 모바일 기반 단말장치들이 속속 등장하여 보급되고 있다. 이러한 단말기들은 메모리와 코덱을 포함하여 정지영상, 동영상, 각종 음악 파일, 문서 파일에 이르기까지 다양한 정보를 저장하고 필요에 따라 재생하여 디스플레이하거나 스피커 등으로 출력할 수 있는 기반을 확보하고 있다.
따라서, 사용자는 각종 멀티미디어 자원을 활용함에 있어서 그 자원의 획득, 저장 및 관리, 재생 등에서 보다 높은 성능과 품질을 요구하는 것은 물론, 기기 조작과 인터페이스 편의성의 극대화를 추구하고 있다.
그래서, 이러한 방대한 멀티미디어 자원을 저장 및 관리 전송하기 위하여 디지털 비디오 레코더(DVR: Digital Video Recoder, 이하 DVR로 기술)나 네크워크 카메라 시스템에 사용되는 영상 압축 및 복원에 대한 코덱이 핵심 기술이다.
이와 같은 기술 중 관심영역 부호화 및 복호화 방법은 화면 단위로 입력되는 입력 영상에서 관심영역과 배경영역을 설정하고 관심영역과 배경영역의 화질을 다르게 제공하기 위하여 양자화 파라미터 값들을 조정한다. 복호화 단에서는 전송되는 비트스트림내의 양자화 파라미터 값들을 이용하여 관심영역 및 배경영역의 복호화를 수행한다. 결과적으로, 사용자에게 관심영역과 배경영역을 다른 화질로 제공하여 줄 수 있다.
도 1a와 1b는 종래 기술에 따른 관심영역에 대한 영상 부호화 및 복호화 장치에 대한 개략적인 도면이다.
도 1a를 참고하면, 종래의 관심영역 부호화 방법은 화면 단위로 입력되는 입력 영상에서 관심영역과 배경영역을 설정하고, 관심영역의 화질이 상기 배경영역의 화질보다 좋도록 각 영역에 양자화 계수를 설정하는 관심영역부호화 모델링부(10), 설정된 각 영역을 각각 독립적인 슬라이스 구조로 분리하고, 각 슬라이스를 복호화하기 위해 필요한 정보를 슬라이스 헤더로 부호화하는 변환부호화부(15), 관심영역부호화모델링부(10)에서 설정된 각 영역에 해당하는 매크로블록들 각각의 양자화 계수를 결정하고, 매크로블록별 영상 데이터를 공간/시간상 예측 부호화부(5) 및 변환부호화부(15)를 통해 예측/변환 부호화한다. 그리고, 결정된 양자화 계수에 따라 양자화부(20)에서 양자화하하고, 엔트로피부호화부(25)에서 매크로블록 단위로 양자화된 영상 데이터의 엔트로피를 부호화한다.
위와 같은 단계를 통해 생성된 영상의 비트열이 복호화 장치로 전달된다.
도 1b를 참조하면, 복호화 장치는 도 1a에서 수행했던 부호화 단계를 역으로 수행함으로써 영상의 비트열을 복호화하여 동영상을 출력한다.
종래의 관심영역 부호화 및 복호화 방법과 장치에 대한 기술은 부호화단에서 선택된 관심영역을 비관심영역과 다른 화질로 부호화를 수행하여 이를 복호화기에 전송한다. 따라서, 복호화단에서는 전송된 비트스트림을 복호화하면 관심영역에는 보다 나은 화질을, 비관심영역에는 관심영역보다 열화된 화질을 제공받을 수 있다. 물론 이는 부호화단의 양자화 파라미터에 의하여 결정된다. 즉, 관심영역과 비관심영역에 대한 구분은 부호화단에서 이미 설정이 되어 복호화단으로 전송이 된다.
그러나, 복호화단에서 사용자가 원하는 위치나 좌표의 영역에 해당하는 영상만을 제공받고 싶을 경우나 저장장치에 이미 저장된 고화질의 영상 중 일부만을 복호화하여 사용자에게 제공하고 싶을 경우에 복호화단에서 사용자 지정 영역만을 복호화하여야 한다. 따라서 이러한 경우에 종래의 기술을 사용하게 되면 사용자가 이미 부호화된 비관심영역을 선택하게 될 때 열화 된 화질을 사용자에게 제공하여준다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 부호화 단에서 관심영역과 비관심영역의 구별 없이 부호화되어 전달된 영상의 비트열에서 사용자가 원하는 영역을 블럭 또는 픽셀 단위로 입력받아 설정되는 관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 기술적인 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상재생장치는, 사용자의 입력에 따라 입력영상에서 적어도 하나의 관심영역을 설정하는 영역 설정부, 상기 입력영상에서 상기 설정된 적어도 하나의 관심영역에 해당하는 영상을 추출하는 영역추출부, 및 상기 영역추출부에서 추출된 영상을 복호화하여 출력하는 신호처리부를 포함한다.
그리고, 상기 영역설정부는, 블록 또는 픽셀의 좌표 단위로 상기 관심영역을 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영역설정부에서 설정된 적어도 하나의 관심영역이 서로 겹칠 경우, 상기 제어부는 겹치는 영역에 해당하는 영상에 대한 복호화를 한 번만 수행하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 영역설정부는 관심영역을 설정함에 있어서, I 프레임은 관심영역을 설정하지 않는 것을 특징으로 한다.
한편, 관심영역 복호화방법은 사용자의 입력에 따라 입력영상에서 적어도 하나의 관심영역을 설정하는 단계; 상기 입력영상에서 상기 설정된 적어도 하나의 관심영역에 해당하는 영상을 추출하는 단계; 및 상기 영역추출부에서 추출된 영상을 복호화하여 출력하는 단계를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 관심영역을 복호화하는 영상재생장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상재생장치는 조작부(205), 외부인터페이스(210), 저장부(215), 기록매체(220), 영역지정부(225), 신호처리부(230), 영상신호출력부(235), 음성신호출력부(240) 및 제어부(245)를 포함 한다.
조작부(205)는 사용자의 명령에 따른 입력 신호를 생성하기 위한 버튼들을 구비한다. 조작부(205)는 사용자의 조작에 의해 버튼이 선택되면, 선택된 버튼에 대응하는 입력신호가 생성되고 이를 후술할 제어부(245)로 전달된다. 특히, 조작부(205)는 화면상에서 특정 위치를 선택할 수 있는 포인터의 위치를 이동시킬 수 있는 조작패널 또는 마우스가 될 수 있으며, 수치 정보를 입력할 수 있는 키보드 또는 숫자패드등이 될 수 있다.
외부인터페이스(210)는 외부기기(미도시)와 무선 또는 유선으로 연결되어 영상데이터를 송수신할 수 있는 단자를 포함한다. 또한, 외부인터페이스(210)는 방송신호를 수신할 수 있는 튜너를 포함할 수도 있다.
저장부(215)는 영상재생장치의 설정 및 제어 알고리즘등을 저장하거나, 외부기기에서 수신되는 영상 또는 기록매체(220)에 저장되어 있는 영상들의 JPEG로 부호화된 비트 스트스트림이 복호화를 수행하기 위해 임시로 저장된다.
기록매체(220)는 영상재생장치에 내장되거나 또는 장착가능한 자기디스크, 메모리카드, 광디스크 등의 매체를 말한다. 특히, 기록매체(220)는 외부인터페이스(210)를 통해 전달된 미디어파일을 저장하거나, 미디어파일을 기록할 수 있는 외부기기(미도시)를 통해 미디어파일이 저장되어 질 수 있다.
영역지정부(225)는 사용자가 원하는 영역을 블록 또는 픽셀의 좌표 단위로 입력받아 관심영역으로 설정하고 추출하는 영역설정부(226) 및 영역추출부(227)를 포함한다.
구체적으로, 영역설정부(226)는 조작부(205)를 통해 블록 또는 픽셀의 좌표를 입력받아 적어도 하나의 관심영역을 설정한다. 특히, 관심영역을 설정함에 있어서 영역설정부(226)는 키 프레임(I 프레임)부터 다음 키 프레임(I 프레임)까지의 프레임 모음인 GOP(Group of Pictures)의 프레임 중 첫번째로 복호화되는 I 프레임은 관심영역 설정에서 제외되고 두번째 복호화되는 프레임에서 부터 사용자가 관심영역을 설정한다.
이와 같이 키 프레임을 제외한 프레임에서 관심영역을 설정하는 이유는 장면 변환이나 급격한 움직임 벡터가 들어간 경우의 영상을 고려하여 프레임들의 일정 간격을 두고 임의의 프레임을 복호화하여 관심영역을 정확하게 지정하기 위해 임의의 프레임에 대한 관심영역을 설정하지 않는다.
그리고, 영역추출부(227)는 영역설정부(226)에서 설정된 적어도 하나의 관심영역에 해당하는 영상의 비트 스트림을 추출하여 저장부(215)에 임시로 저장한다.
또한, 영역추출부(227)는 복호화 대상인 관심영역을 블록 단위로 추출하는 경우와 픽셀의 좌표 단위로 추출하는 경우로 나누어진다.
구체적으로, 블록 단위로 추출하는 경우, 영역추출부(227)는 지정된 좌표를 기반으로 복호화 대상인 관심영역에 해당하는 영상의 비트 스트림을 블록 단위로 추출하여 저장부(215)에 임시로 저장한다. 이때, 지정된 좌표는 블록 단위이며, JPEG로 부호화된 비트 스트림 내의 매크로 블록 카운터와 블록 인덱스가 이용된다.
이하 도 3a 내지 도 3e를 통해 좀 더 구체적으로 알아보면, 도 3a 내지 도 3e는 사용자 지정 관심영역이 블록 단위일 경우에 관심영역을 설정한 도면이다.
도 3a를 참고하면, 먼저 지징된 좌표는 우측 최상단의 x 좌표를 x_u_right_position, 우측 최상단의 y 좌표를 y_u_right_position, 좌측 최상단의 x 좌표를 x_u_left_position, 좌측 최상단의 y 좌표를 y_u_left_position, 우측 최하단의 x 좌표를 x_d_right_position, 우측 최하단의 y 좌표를 y_d_right_position, 좌측 최하단의 x 좌표를 x_d_left_position, 좌측 최하단의 y 좌표를 y_d_left_position로 정의한다. 그리고, 하나의 블록은 가로, 세로 각각 8개의 픽셀로 구성된다.
이와 같은 경우, 복호화되어야 할 블록은 (x_u_left_position/8 * 8, y_u_left_position/8 * 8), (x_u_right_position/8 * 8, y_u_right_position/8 * 8), (x_d_left_position/8 * 8, y_d_left_position/8 * 8), (x_d_right_position/8 * 8, y_d_right_position/8 * 8)에 해당하는 영역이며, 이 영역에 해당하는 비트 스트림내의 데이터를 복호화되도록 추출하여 후술할 신호처리부(230)에 전달한다.
즉, 도 3a에서 사용자가 선택한 영역은 (15, 15), (111, 15), (15, 111), (111, 111)이며, 선택된 영역의 좌측(x 좌표 15)에서 우측(x 좌표 111)으로 그리고 상단(y 좌표 15)에서 하단(y 좌표 111)으로 이동하며 각 블록에 해당하는 비트스트림내의 데이터를 추출한다.
그리고, 도 3a와 같은 방식으로 관심영역을 블록 단위로 설정함에 있어 여러 형태로 관심영역을 설정 및 추출할 수 있다.
그 예로, 도 3b는 일정 영역이 제외된 관심영역을 블록 단위로 설정한 도면, 도 3c는 떨어져 있는 복수 개의 관심영역들을 블록 단위로 설정한 도면, 도 3d는 떨어져 있는 복수 개의 영역에서 일정 영역이 제외된 관심영역들을 블록 단위로 설정한 도면 및 도 3e는 복수 개의 영역이 일정 영역 중복되는 관심영역을 블록 단위로 설정한 도면이다.
특히, 도 3e의 경우, 사용자 선택 영역이 서로 겹친 경우로, 영역추출부(227)에서 중복되는 영역에 해당하는 비트스트림의 위치를 찾아 후술할 신호처리부(230)에서 한번 만 복호화 하도록 한다.
한편, 도 4a 내지 도 4e는 사용자 지정 관심영역이 픽셀의 좌표 단위일 경우에 관심영역을 설정한 도면이다. 도 4a는 위의 도 3a와 같은 좌표 구조를 기초로 한다.
그리고, 사용자가 선택한 영역이 좌표단위로 입력되면, 각 좌표가 해당되는 블록 및 좌표에 해당하는 픽셀을 확인한다.
구체적으로, 도 4a에서 좌측 최상단의 좌표는 (x_u_left_position/8 * 8 + x_u_left_position%8, y_u_left_position/8 * 8 + y_u_left_position%8)이 되며, 'x_u_left_position/8 * 8'는 전체화면에서 블록의 위치를 나타내며, 'x_u_left_position%8'는 x 좌표 값을 8로 나누어 남은 나머지 값을 통해 블록 내의 픽셀의 위치를 나타낸다.
위와 같은 방식으로 각 좌표에 대한 위치를 확인하고 각 좌표에 의해 선택된 영역의 좌측에서 우측으로 그리고 상단에서 하단으로 이동하며 각 블록에 해당하는 비트스트림 내의 데이터를 추출한다.
즉, 도 4a에서 좌측 최상단의 좌표가 (11, 11)이며 'x_u_left_position/8 * 8'를 통해 전체화면 중 좌측에서 2번째 블록을 의미하며 'x_u_left_position%8'를 통해 2번째 블록 내의 4번째 픽셀임을 확인할 수 있다. 그리고, 입력된 나머지 좌표에 대해서도 같은 방식으로 블록 및 픽셀의 위치를 확인할 수 있으며, 각 좌표에 의해 선택된 영역의 비트스트림 내의 데이터를 추출한다.
그리고, 도 4a와 같은 방식으로 관심영역을 좌표 단위로 설정함에 있어 여러 형태로 관심영역을 설정 및 추출할 수 있다. 그 방식은 도 3a 내지 도 3e와 동일하다.
그 예로, 도 4b는 일정 영역이 제외된 관심영역을 좌표 단위로 설정한 도면, 도 4c는 떨어져 있는 복수 개의 관심영역들을 좌표 단위로 설정한 도면, 도 4d는 떨어져 있는 복수 개의 영역에서 일정 영역이 제외된 관심영역들을 좌표 단위로 설정한 도면 및 도 4e는 복수 개의 영역이 일정 영역 중복되는 관심영역을 좌표 단위로 설정한 도면이다.
특히, 도 4e의 경우, 사용자 선택 영역이 서로 겹친 경우로, 영역추출부(227)에서 중복되는 영역에 해당하는 비트스트림의 위치를 찾아 후술할 신호처리부(230)에서 한번 만 복호화 하도록 한다.
신호처리부(230)는 저장부(215)에 임시로 저장되어 있는 관심영역에 해당하는 영상의 비트스트림을 JPEG복호화기의 표준에 따른 역양자화, 영상복원 및 영상구성 단계를 통해 신호처리하여 영상신호를 출력하고, 음성데이터를 신호처리하여 음성신호를 출력한다.
영상신호출력부(235)는 신호처리부(230)에서 신호처리된 영상신호를 전달받 아 CRT, LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 표시장치를 통해 표시되도록 한다.
음성신호출력부(240)는 신호처리부(230)에서 신호처리된 음성신호를 스피커를 통해 출력한다. 또한, 음성신호출력부(240)는 외부 출력장치로 연결할 수 있는 단자를 포함할 수 있다.
제어부(245)는 저장부(215)에 기저장된 제어알고리즘을 이용하여 조작부(205)를 통해 입력되는 사용자명령에 따라 영상재생장치의 전반적인 동작을 제어한다.
이하에서는, 도 2에서 도시된 관심영역을 복호화하는 영상재생장치를 통한 복호화 방법에 대해, 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 관심영역을 복호화하는 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 제어부(245)는 조작부(205)를 통해 관심영역 설정하는 사용자명령 입력이 있는지 확인한다(S505).
관심영역 설정하는 사용자명령 입력이 있을 경우(S505-Y), 영역설정부(226)에서 입력된 블록 단위 또는 픽셀의 좌표를 통해 적어도 하나의 관심영역을 설정한다(S510).
그리고, 영역추출부(227)에서 영역설정부(226)에서 설정된 관심영역에 해당하는 영상의 비트스트림을 추출한다. 또한, 영역추출부(227)는 추출된 영상의 비트스트림을 저장부(215)에 임시로 저장한다.
영역추출부(227)는 관심영역들 중 중복되는 영역이 있는지 확인한다(S520). 즉, 영역추출부(227)는 신호처리부(230)에서 중복되는 영역에 해당하는 영상의 비트스크림을 두 번 복호화 하는 것을 막기 위해 사용자 선택 영역이 중복되는지 확인한다.
관심영역들 중 중복되는 영역이 있는 경우(S520-Y), 신호처리부(230)는 중복되는 영역에 해당하는 영상의 비트스트림을 한번 만 복호화를 수행하고, 나머지 관심영역에 해당하는 영상의 비트스트림을 복호화한다(S525).
그리고, 관심영역들 중 중복되는 영역이 없는 경우(S520-N), 신호처리부(230)는 관심영역에 해당하는 영상의 비트스트림을 복호화한다(S530).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부호화 단에서 관심영역과 배경영역의 구별 없이 사용자가 원하는 영역을 블록 또는 픽셀 단위로 입력받아 설정되는 관심영역을 복호화함으로써, 사용자가 지정하는 영역만을 복호화하여 보다 실시간 복호화를 가능하게 하고, 사용자가 원하지 않는 영역을 복호화할 필요가 없게 되어 메모리에 대한 손실을 감소시킬 수 있다..
그리고, 본 발명을 멀티채널 감시용 카메라 시스템과 디지털 비디오 레코더에 적용될 경우, 각 채널당 관심영역을 선택하여 한 화면에 일괄적으로 디스플레이하여 사용자에게 제공할 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (5)

  1. 사용자의 입력에 따라 입력영상에서 적어도 하나의 관심영역을 설정하는 영역설정부;
    상기 입력영상에서 상기 설정된 적어도 하나의 관심영역에 해당하는 영상을 추출하는 영역추출부; 및
    상기 영역추출부에서 추출된 영상을 복호화하여 출력하는 신호처리부;를 포함하는 영상재생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영역설정부는,
    블록 또는 픽셀의 좌표 단위로 상기 관심영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 영상재생장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 영역설정부에서 설정된 적어도 하나의 관심영역이 서로 겹칠 경우,
    상기 제어부는 겹치는 영역에 해당하는 영상에 대한 복호화를 한 번만 수행하는 것을 특징으로 하는 영상재생장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 영역설정부는 관심영역을 설정함에 있어서, I 프레임은 관심영역을 설정하지 않는 것을 특징으로 하는 영상재생장치.
  5. 사용자의 입력에 따라 입력영상에서 적어도 하나의 관심영역을 설정하는 단계;
    상기 입력영상에서 상기 설정된 적어도 하나의 관심영역에 해당하는 영상을 추출하는 단계; 및
    상기 영역추출부에서 추출된 영상을 복호화하여 출력하는 단계;를 포함하는 관심영역 복호화방법.
KR1020070032782A 2007-04-03 2007-04-03 관심영역을 복호화하는 영상재생장치 및 그 방법 KR101299245B1 (ko)

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