KR20170067609A - 유연한 구조의 2차원 큐 구조를 갖는 프레임 오류 화상 검출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

검출 장치의 프레임 오류 검출 방법으로서, 유연한 구조의 2차원 큐를 생성하는 단계, 입력 영상의 히스토그램 평활화를 진행하는 단계, 가로 프로젝션의 Local Minimum을 탐색하는 단계, 그리고 모든 큐의 1차원 레벨에서 라인 피팅(line fitting)을 하는 단계를 포함한다.

Description

유연한 구조의 2차원 큐 구조를 갖는 프레임 오류 화상 검출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FRAME ERROR DETECTION}

본 발명은 프레임 오류 화상 검출에 관한 것이다.

오늘날 영상 기록물에 대한 디지털 아카이브는 필름 혹은 테이프 아카이브에 비하여 보관 환경에 따라 기간의 차이가 있을 수 있지만, 시간의 흐름에 따라 데이터의 저장 능력이 떨어져 증가되는 열화 혹은 누락/손상 현상을 막을 수 있기 때문에 대한 필요성과 수요가 증가하고 있다.

따라서, 많은 아카이브 관리자는 시간의 흐름에 따라 데이터의 변화가 없는 디지털 파일로 변환하는 과정을 통하여 이를 아카이브한다. 이러한 과정에 필름 또는 테이프에 포함된 잡음과 손상이 유지되거나 다른 형태로 표시되는 것이 디지털 파일에 유지 디지털 파일의 품질을 감소시킨다. 또한, 디지털 아카이브를 위해 변환된 디지털 파일 경우 시간의 흐름에 따라 저장 능력의 변화는 없지만 압축 기법과 전송 과정에 누락/손상 현상이 있을 수 있다.

이러한 경우 오류가 원본 필름 또는 테이프에 포함된 오류가 디지털 파일에 남았는지, 혹은 디지털 파일 전환 과정에 발생 한 오류가 디지털 파일에 유지되었는지에 대한 구분은 아카이브 관리자에게 아카이브 정보의 유지 보수 혹은 오류 발생 원인에 대한 과학적 증빙 차원에서 도움을 준다.

그러므로, 이것에 대한 누락/손상 영역의 검출은 영상 기록물에 대한 보장된 품질의 기록물을 아카이브하고, 재생 등을 목적으로 하는 대중 서비스를 위한 품질 향상 수단으로 중요한 연구 분야이다. 또한, 복원 등을 위한 해당 영역에 대한 성공적인 데이터 처리를 위하여 중요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 테이프 기록물의 디지털화 아카이브 과정에 VCR의 출력 신호에 실시 가능한 실시간 품질 검사 시스템과 파일기반 품질검사 시스템의 결과물에 대한 비교 평가를 통하여 디지털화 과정에 발생할 수 있는 오류를 구분 가능한 자동화 검출 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 테이프 기록물에서 발생하는 프레임 오류에 대하여 원본의 열화에도 오검출을 줄일 수 있고, 고속 연산이 가능한 유연한 구조의 큐에 기반한 검출 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 검출 장치의 프레임 오류 검출 방법으로서, 유연한 구조의 2차원 큐를 생성하는 단계, 입력 영상의 히스토그램 평활화를 진행하는 단계, 가로 프로젝션을 생성하고, 모든 Local Minimum을 탐색하며, 큐를 탐색하여 최소 거리에 푸시한 후, 최소 거리가 거리 임계치보다 크면 2차원 레벨에서 새로운 큐로 할당하는 단계, 그리고 에러가 큰 데이터를 1차원 큐에서 삭제하고, 1차원 큐에 데이터가 없으면 2차원 큐를 삭제하고, 현재 시간에 누적되지 않은 1차원 큐의 데이터 수가 임계치보다 많고 라인 피팅 에러가 기울기보다 작으면 오류로 보고하고 해당 2차원 큐를 삭제하며, 기울기가 0에 근접한 경우 보고하지 않고 해당 2차원 큐를 삭제하고, 현재 시간과 가장 최근의 시간차가 큰 2차원 큐를 삭제하여 모든 큐의 1차원 레벨에서 라인 피팅(line fitting)을 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면 테이프 기록물의 디지털화 아카이브 과정에 VCR의 출력 신호에 실시 가능한 실시간 품질 검사 시스템과 파일기반 품질검사 시스템의 결과물에 대한 비교 평가를 통하여 디지털화 과정에 발생할 수 있는 오류를 구분할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 테이프 기록물에서 발생하는 프레임 오류에 대하여 원본의 열화에도 오검출을 줄일 수 있고, 고속 연산이 가능한 유연한 구조의 큐에 기반하여 검출할 수 있다.

도 1은 프레임 오류를 나타낸다.
도 2는 시간 변화에 따른 프레임 오류의 화면 이동을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 프레임 오류 검출 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 시간에 따른 프로젝션의 변화를 설명하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 프레임 오류를 나타내고, 도 2는 시간 변화에 따른 프레임 오류의 화면 이동을 나타낸다.

도 1과 도 2를 참고하면, Digital dropout 등의 오류의 경우 디지털 압축 기법과 전송 과정에 발생할 수 있는 누락/손상 현상이고, 블로치, 프레임 오류 등은 필름 또는 테이프에 포함 된 오류의 대표적인 예이다.

프레임 오류는 The Brava Project와 AVVA에서 Sync Loss로 정의된 오류로, 화면이 전체적으로 제 위치에 있지 않고 시간의 진행에 따라 상단 혹은 하단으로 이동하는 현상을 의미한다.

Kokaram은 각 프레임마다 5개의 영상 사분면을 정의하고, 연속적인 프레임 내에서 각각 분면 내에서 전/후 영상과의 히스토그램 차이를 각각 계산한다. 계산된 히스토그램의 차이가 전/후 영상에서 모두 특정 임계치보다 높다면, 이에 해당하는 분면은 큰 손상을 입은 것으로 간주된다. 이 방법은 빠른 속도로 화면이 이동하는 경우 검출 가능하지만 느린 속도로 이동하는 경우 프레임간 각각의 분면에서 유사한 히스토그램이 유지되어 검출하지 못하는 경우와 움직임이 큰 경우 오검출을 발생시킨다. 또한 움직임 추정을 이용한 방법들이 제안되었으나 해당 오류를 검출하지 못하거나 느린 연산 속도 문제로 실시간 시스템에 적용할 수 없다.

따라서, 본 발명은 실시간 VCR 재생 신호를 전송하는 SDI 신호에 대하여 실시간 자동 품질 검사를 진행하고, 디지털 파일의 생성이 완료된 후 디지털 파일에 대하여 자동 품질 검사를 진행하여 이를 비교 평가할 수 있는 시스템과 필름 또는 테이프에 포함된 오류의 한 종류인 프레임 오류에 대하여 고속으로 자동 검출이 가능한 유연한 구조의 큐 구조에 기반한 검출 방법을 제안한다.

프레임 오류는 화면이 전체적으로 제 위치에 있지 않고 시간의 진행에 따라 상단 혹은 하단으로 이동하는 현상을 의미한다.

움직임은 단방향일 수도 있고 한 방향으로 움직이다 잠시 멈춘 후 반대 방향의 움직임을 가질 수 있다. 단절 면에 검은색 줄무늬가 있을 수도 있고 없을 수도 있는데, 최 상단 줄과 최 하단 줄에서 내용이 이어지는 형태이다.

프레임 오류의 특징은 다음과 같다.

현재 화면의 화소 값 구성중 하위 1%의 값으로 분포된 가로줄을 중심으로 화면 전체가 1~30pixel/frame의 속도록 상단 혹은 하단으로 움직이는 현상을 보일 수 있다. 이러한 현상은 진행 중 방향을 전환할 수도 있으나 검출 알고리즘은 단일 방향의 것을 하나의 군집으로 검출을 진행한다.

가로줄의 두께는 일정치 아니하며 1pixel이상의 두께를 갖는다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 프레임 오류 검출 방법을 설명하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 시간에 따른 프로젝션의 변화를 설명하는 도면이다.

도 3과 도 4를 참고하면, 프레임 오류 화상 검출 장치(앞으로 "검출 장치"라고 한다)는 유연한 구조의 2차원 큐를 생성한다.

검출 장치는 영상을 입력받는다.

검출 장치는 히스토그램의 분포도가 낮으면, 히스토그램 평활화를 진행하는 전처리를 한다.

검출 장치는 가로 프로젝션의 Local Minimum을 탐색한다. 검출 장치는 가로 프로젝션을 생성하고, 모든 Local Minimum을 탐색하며, 큐를 탐색하여 최소 거리에 push한다. 그리고 검출 장치는 거리 임계치보다 크면 2차원 레벨에서 새로운 큐로 할당한다.

검출 장치는 모든 큐의 1차원 레벨에서 line fitting을 한다. 검출 장치는 에러가 큰 데이터는 1차원 큐에서 삭제하고, 1차원 큐에 데이터가 없으면 2차원 큐를 삭제하고, 현재 시간에 누적되지 않은 1차원 큐의 데이터 수가 임계치보다 많고 라인 피팅 에러가 기울기보다 작으면 오류로 보고하고 해당 2차원 큐를 삭제한다. 그리고, 검출 장치는 기울기가 0에 근접한 경우 보고하지 않고 해당 2차원 큐를 삭제하고, 현재 시간과 가장 최근의 시간차가 큰 2차원 큐를 삭제한다.

본 발명의 실시예에 따르면 테이프 기록물의 디지털화 아카이브 과정에 VCR의 출력 신호에 실시 가능한 실시간 품질 검사 시스템과 파일기반 품질검사 시스템의 결과물에 대한 비교 평가를 통하여 디지털화 과정에 발생할 수 있는 오류를 구분할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 테이프 기록물에서 발생하는 프레임 오류에 대하여 원본의 열화에도 오검출을 줄일 수 있고, 고속 연산이 가능한 유연한 구조의 큐에 기반하여 검출할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

1. 검출 장치의 프레임 오류 검출 방법으로서,
   유연한 구조의 2차원 큐를 생성하는 단계,
   입력 영상의 히스토그램 평활화를 진행하는 단계,
   가로 프로젝션을 생성하고, 모든 Local Minimum을 탐색하며, 큐를 탐색하여 최소 거리에 푸시한 후, 최소 거리가 거리 임계치보다 크면 2차원 레벨에서 새로운 큐로 할당하는 단계, 그리고
   에러가 큰 데이터를 1차원 큐에서 삭제하고, 1차원 큐에 데이터가 없으면 2차원 큐를 삭제하고, 현재 시간에 누적되지 않은 1차원 큐의 데이터 수가 임계치보다 많고 라인 피팅 에러가 기울기보다 작으면 오류로 보고하고 해당 2차원 큐를 삭제하며, 기울기가 0에 근접한 경우 보고하지 않고 해당 2차원 큐를 삭제하고, 현재 시간과 가장 최근의 시간차가 큰 2차원 큐를 삭제하여 모든 큐의 1차원 레벨에서 라인 피팅(line fitting)을 하는 단계
   를 포함하는 프레임 오류 검출 방법.

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