KR20190140902A - 360도 비디오의 영역 정보 전달 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치에 의하여 수행되는 360도 비디오 데이터 처리 방법은 360도 비디오 데이터를 획득하는 단계, 상기 360도 비디오 데이터를 처리하여 2D 픽처를 획득하는 단계, 2D 픽처를 분할하여 서브픽처들을 도출하는 단계, 상기 360도 비디오 데이터에 대한 메타데이터를 생성하는 단계, 상기 서브픽처들 중 적어도 하나를 인코딩하는 단계, 및 상기 인코딩된 적어도 하나의 서브픽처 및 상기 메타데이터에 대하여 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 메타데이터는 상기 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

360도 비디오의 영역 정보 전달 방법 및 장치
본 발명은 360도 비디오 데이터 처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 360도 비디오의 영역 정보 전달 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
VR(Vertial Reality) 시스템은 사용자에게 전자적으로 투영된 환경 내에 있는 것 같은 감각을 제공한다. VR을 제공하기 위한 시스템은 더 고화질의 이미지들과, 공간적인 음향을 제공하기 위하여 더 개선될 수 있다. VR 시스템은 사용자가 인터랙티브하게 VR 컨텐츠들을 소비할 수 있도록 할 수 있다.
VR 시스템을 위하여 3차원(3D) 상에서의 360도 비디오가 사용될 수 있으며, 상기 360도 비디오는 2차원(2D) 픽처로 프로젝션되어 다양한 방법에 따라 처리될 수 있다. 360도 비디오에 관한 효율적인 데이터 처리 및 전달을 위한 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 VR 시스템을 제공하기 위한 VR 비디오 데이터 처리 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 360도 비디오 데이터 및 360도 비디오 데이터에 대한 메타데이터를 전송하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 360도 비디오의 영역 독립 처리 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 360도 비디오의 서브픽처 구성 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 서브픽처(sub-picture)에 대한 메타데이터를 생성 및 전달하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 360도 비디오 전송 장치에 의하여 수행되는 360도 비디오 처리 방법이 제공된다. 상기 방법은 360도 비디오 데이터를 획득하는 단계, 상기 360도 비디오 데이터를 처리하여 2D 픽처를 획득하는 단계, 2D 픽처를 분할하여 서브픽처들을 도출하는 단계, 상기 360도 비디오 데이터에 대한 메타데이터를 생성하는 단계, 상기 서브픽처들 중 적어도 하나를 인코딩하는 단계, 및 상기 인코딩된 적어도 하나의 서브픽처 및 상기 메타데이터에 대하여 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 메타데이터는 상기 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 360도 비디오 데이터를 처리하는 360도 비디오 전송 장치가 제공된다. 상기 360도 비디오 전송 장치는 360도 비디오 데이터를 획득하는 데이터 입력부, 상기 360도 비디오 데이터를 처리하여 2D 픽처를 획득하는 2D 픽처를 분할하여 서브픽처들을 도출하는 프로젝션 처리부, 상기 360도 비디오 데이터에 대한 메타데이터를 생성하는 메타데이터 처리부, 상기 서브픽처들 중 적어도 하나를 인코딩하는 데이터 인코더, 및 상기 인코딩된 적어도 하나의 서브픽처 및 상기 메타데이터에 대하여 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 전송 처리부를 포함하되, 상기 메타데이터는 상기 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 360도 비디오 수신 장치에 의하여 수행되는 360도 비디오 처리 방법이 제공된다. 상기 방법은 360도 비디오 수신 장치에 의하여 수행되는 360도 비디오 데이터 처리 방법으로, 적어도 하나의 서브픽처에 대한 트랙 및 메타데이터를 포함하는 신호를 수신하는 단계, 상기 신호를 처리하여 서브픽처에 대한 영상정보 및 상기 메타데이터를 획득하는 단계, 상기 서브픽처에 대한 영상정보를 기반으로 상기 서브픽처를 디코딩하는 단계, 및 상기 메타데이터를 기반으로 상기 디코딩된 서브픽처를 처리하여 3D 공간으로 렌더링하는 단계를 포함하되, 상기 메타데이터는 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 360도 비디오 데이터를 처리하는 360도 비디오 수신 장치가 제공된다. 상기 360도 비디오 수신 장치는 적어도 하나의 서브픽처에 대한 트랙 및 메타데이터를 포함하는 신호를 수신하는 수신부, 상기 신호를 처리하여 서브픽처에 대한 영상정보 및 상기 메타데이터를 획득하는 수신 처리부, 상기 서브픽처에 대한 영상정보를 기반으로 상기 서브픽처를 디코딩하는 데이터 디코더, 및 상기 메타데이터를 기반으로 상기 디코딩된 서브픽처를 처리하여 3D 공간으로 렌더링하는 렌더러를 포함하되, 상기 메타데이터는 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 지상파 방송망과 인터넷 망을 사용하는 차세대 하이브리드 방송을 지원하는 환경에서 360 컨텐츠를 효율적으로 전송할 수 있다.
본 발명에 따르면 사용자의 360 컨텐츠 소비에 있어서, 인터랙티브 경험(interactive experience)를 제공하기 위한 방안을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면 360 컨텐츠 전달에 있어, 효율적으로 전송 캐패시티를 늘리고, 필요한 정보가 전달될 수 있도록 하는 방안을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면 360도 비디오 데이터로부터 효율적으로 서브픽처를 추출하고, 독립적으로 프로세싱할 수 있고, 이를 통하여 전체적인 전달 및 프로세싱 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 360도 비디오 제공을 위한 전체 아키텍처를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 파일의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 DASH 기반 적응형 스트리밍 모델의 전반적인 동작의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 360도 비디오 전송 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 360도 비디오 수신 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 데이터 인코더의 구성을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 8는 본 발명에 따른 데이터 디코더의 구성을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 9는 코딩된 데이터에 대한 계층 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 10은 영역 기반 독립적 프로세싱의 일 예인 MCTS(motion constraint tile set) 추출 및 전달 프로세스를 예시적으로 나타낸다.
도 11은 영역 기반 독립적 프로세싱 지원을 위한 이미지 프레임의 예를 나타낸다.
도 12는 영역 기반 독립적 프로세싱 지원을 위한 비트스트림 구성의 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따른 파일의 트랙 구성을 예시적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 RegionOriginalCoordninateBox를 나타낸다.
도 15는 원본 픽처 내에서 해당 정보가 가리키는 영역을 예시적으로 나타낸다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 RegionToTrackBox를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 SEI 메시지를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 mcts_sub_bitstream_region_in_original_picture_coordinate_info를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 MCTS 비트스트림을 포함하는 파일 내의 MCTS 영역 관련 정보를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 뷰포트 기반 프로세싱을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버리지 정보를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브픽처 구성을 나타낸다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 오버랩된 서브픽처들을 나타낸다.
도 24는 SubpictureCompositionBox의 신텍스를 나타낸다.
도 25는 RegionWisePackingBox의 계층적 구조를 나타낸다.
도 26은 본 발명에 따른 서브픽처 구성을 이용한 360도 비디오의 송수신 과정을 개략적으로 나타낸다.
도 27은 본 발명에 따른 서브픽처 구성을 예시적으로 나타낸다.
도 28은 본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치에 의한 360도 비디오 데이터 처리 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 29는 본 발명에 따른 360도 비디오 수신 장치에 의한 360도 비디오 데이터 처리 방법을 개략적으로 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 360도 비디오 제공을 위한 전체 아키텍처를 도시한 도면이다.
본 발명은 사용자에게 가상현실 (Virtual Reality, VR)을 제공하기 위하여, 360 컨텐츠를 제공하는 방안을 제안한다. VR이란 실제 또는 가상의 환경을 복제(replicates) 하기 위한 기술 내지는 그 환경을 의미할 수 있다. VR은 인공적으로 사용자에게 감각적 경험을 제공하며, 이를 통해 사용자는 전자적으로 프로젝션된 환경에 있는 것과 같은 경험을 할 수 있다.
360 컨텐츠는 VR을 구현, 제공하기 위한 컨텐츠 전반을 의미하며, 360 비디오 및/또는 360 오디오를 포함할 수 있다. 360 비디오는 VR을 제공하기 위해 필요한, 동시에 모든 방향(360도)으로 캡처되거나 재생되는 비디오 내지 이미지 컨텐츠를 의미할 수 있다. 이하, 360 비디오는 360도 비디오 또는 전방향(omnidirectional) 비디오로 불릴 수 있다. 360 비디오는 3D 모델에 따라 다양한 형태의 3D 공간 상에 나타내어지는 비디오 내지 이미지를 의미할 수 있으며, 예를 들어 360 비디오는 구형면(Spherical surface) 상에 나타내어질 수 있다. 360 오디오 역시 VR을 제공하기 위한 오디오 컨텐츠로서, 음향 발생지가 3차원의 특정 공간상에 위치하는 것으로 인지될 수 있는, 공간적(Spatial) 오디오 컨텐츠를 의미할 수 있다. 360 오디오는 360도 오디오로 불릴 수 있다. 360 컨텐츠는 생성, 처리되어 사용자들로 전송될 수 있으며, 사용자들은 360 컨텐츠를 이용하여 VR 경험을 소비할 수 있다.
본 발명은 특히 360도 비디오를 효과적으로 제공하는 방안을 제안한다. 360도 비디오를 제공하기 위하여, 먼저 하나 이상의 카메라를 통해 360도 비디오가 캡처될 수 있다. 캡처된 360도 비디오는 일련의 과정을 거쳐 전송되고, 수신측에서는 수신된 데이터를 다시 원래의 360도 비디오로 가공하여 렌더링할 수 있다. 이를 통해 360도 비디오가 사용자에게 제공될 수 있다.
구체적으로 360도 비디오 제공을 위한 전체의 과정은 캡처 과정(process), 준비 과정, 전송 과정, 프로세싱 과정, 렌더링 과정 및/또는 피드백 과정을 포함할 수 있다.
캡처 과정은 하나 이상의 카메라를 통하여 복수개의 시점 각각에 대한 이미지 또는 비디오를 캡처하는 과정을 의미할 수 있다. 캡처 과정에 의해 도시된 도 1의 (110)과 같은 이미지/비디오 데이터가 생성될 수 있다. 도시된 도 1의 (110)의 각 평면은 각 시점에 대한 이미지/비디오를 의미할 수 있다. 이 캡처된 복수개의 이미지/비디오를 로(raw) 데이터라 할 수도 있다. 캡처 과정에서 캡처와 관련된 메타데이터가 생성될 수 있다.
이 캡처를 위하여 VR 을 위한 특수한 카메라가 사용될 수 있다. 실시예에 따라 컴퓨터로 생성된 가상의 공간에 대한 360도 비디오를 제공하고자 하는 경우, 실제 카메라를 통한 캡처가 수행되지 않을 수 있다. 이 경우 단순히 관련 데이터가 생성되는 과정으로 해당 캡처 과정이 갈음될 수 있다.
준비 과정은 캡처된 이미지/비디오 및 캡처 과정에서 발생한 메타데이터를 처리하는 과정일 수 있다. 캡처된 이미지/비디오는 이 준비 과정에서, 스티칭 과정, 프로젝션 과정, 리전별 패킹 과정(Region-wise Packing) 및/또는 인코딩 과정 등을 거칠 수 있다.
먼저 각각의 이미지/비디오가 스티칭(Stitching) 과정을 거칠 수 있다. 스티칭 과정은 각각의 캡처된 이미지/비디오들을 연결하여 하나의 파노라마 이미지/비디오 또는 구형의 이미지/비디오를 만드는 과정일 수 있다.
이 후, 스티칭된 이미지/비디오는 프로젝션(Projection) 과정을 거칠 수 있다. 프로젝션 과정에서, 스티칭된 이미지/비디오는 2D 이미지 상에 프로젝션될 수 있다. 이 2D 이미지는 문맥에 따라 2D 이미지 프레임으로 불릴 수도 있다. 2D 이미지로 프로젝션하는 것을 2D 이미지로 맵핑한다고 표현할 수도 있다. 프로젝션된 이미지/비디오 데이터는 도시된 도 1의 (120)과 같은 2D 이미지의 형태가 될 수 있다.
2D 이미지 상에 프로젝션된 비디오 데이터는 비디오 코딩 효율 등을 높이기 위하여 리전별 패킹 과정(Region-wise Packing)을 거칠 수 있다. 리전별 패킹이란, 2D 이미지 상에 프로젝션된 비디오 데이터를 리전(Region) 별로 나누어 처리를 가하는 과정을 의미할 수 있다. 여기서 리전(Region)이란, 360도 비디오 데이터가 프로젝션된 2D 이미지가 나누어진 영역을 의미할 수 있다. 이 리전들은, 실시예에 따라, 2D 이미지를 균등하게 나누어 구분되거나, 임의로 나누어져 구분될 수 있다. 또한 실시예에 따라 리전들은, 프로젝션 스킴에 따라 구분될 수도 있다. 리전별 패킹 과정은 선택적(optional) 과정으로써, 준비 과정에서 생략될 수 있다.
실시예에 따라 이 처리 과정은, 비디오 코딩 효율을 높이기 위해, 각 리전을 회전한다거나 2D 이미지 상에서 재배열하는 과정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 리전들을 회전하여 리전들의 특정 변들이 서로 근접하여 위치되도록 함으로써, 코딩 시의 효율이 높아지게 할 수 있다.
실시예에 따라 이 처리 과정은, 360도 비디오상의 영역별로 레졸루션(resolution)을 차등화하기 위하여, 특정 리전에 대한 레졸루션을 높인다거나, 낮추는 과정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 360도 비디오 상에서 상대적으로 더 중요한 영역에 해당하는 리전들은, 다른 리전들보다 레졸루션을 높게할 수 있다. 2D 이미지 상에 프로젝션된 비디오 데이터 또는 리전별 패킹된 비디오 데이터는 비디오 코덱을 통한 인코딩 과정을 거칠 수 있다.
실시예에 따라 준비 과정은 부가적으로 에디팅(editing) 과정 등을 더 포함할 수 있다. 이 에디팅 과정에서 프로젝션 전후의 이미지/비디오 데이터들에 대한 편집 등이 더 수행될 수 있다. 준비 과정에서도 마찬가지로, 스티칭/프로젝션/인코딩/에디팅 등에 대한 메타데이터가 생성될 수 있다. 또한 2D 이미지 상에 프로젝션된 비디오 데이터들의 초기 시점, 혹은 ROI (Region of Interest) 등에 관한 메타데이터가 생성될 수 있다.
전송 과정은 준비 과정을 거친 이미지/비디오 데이터 및 메타데이터들을 처리하여 전송하는 과정일 수 있다. 전송을 위해 임의의 전송 프로토콜에 따른 처리가 수행될 수 있다. 전송을 위한 처리를 마친 데이터들은 방송망 및/또는 브로드밴드를 통해 전달될 수 있다. 이 데이터들은 온 디맨드(On Demand) 방식으로 수신측으로 전달될 수도 있다. 수신측에서는 다양한 경로를 통해 해당 데이터를 수신할 수 있다.
프로세싱 과정은 수신한 데이터를 디코딩하고, 프로젝션되어 있는 이미지/비디오 데이터를 3D 모델 상에 리-프로젝션(Re-projection) 하는 과정을 의미할 수 있다. 이 과정에서 2D 이미지들 상에 프로젝션되어 있는 이미지/비디오 데이터가 3D 공간 상으로 리-프로젝션될 수 있다. 이 과정을 문맥에 따라 맵핑, 프로젝션이라고 부를 수도 있다. 이 때 맵핑되는 3D 공간은 3D 모델에 따라 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어 3D 모델에는 구형(Sphere), 큐브(Cube), 실린더(Cylinder) 또는 피라미드(Pyramid) 가 있을 수 있다.
실시예에 따라 프로세싱 과정은 부가적으로 에디팅(editing) 과정, 업 스케일링(up scaling) 과정 등을 더 포함할 수 있다. 이 에디팅 과정에서 리-프로젝션 전후의 이미지/비디오 데이터에 대한 편집 등이 더 수행될 수 있다. 이미지/비디오 데이터가 축소되어 있는 경우 업 스케일링 과정에서 샘플들의 업 스케일링을 통해 그 크기를 확대할 수 있다. 필요한 경우, 다운 스케일링을 통해 사이즈를 축소하는 작업이 수행될 수도 있다.
렌더링 과정은 3D 공간상에 리-프로젝션된 이미지/비디오 데이터를 렌더링하고 디스플레이하는 과정을 의미할 수 있다. 표현에 따라 리-프로젝션과 렌더링을 합쳐 3D 모델 상에 렌더링한다 라고 표현할 수도 있다. 3D 모델 상에 리-프로젝션된 (또는 3D 모델 상으로 렌더링된) 이미지/비디오는 도시된 도 1의 (130)과 같은 형태를 가질 수 있다. 도시된 도 1의 (130)은 구형(Sphere) 의 3D 모델에 리-프로젝션된 경우이다. 사용자는 VR 디스플레이 등을 통하여 렌더링된 이미지/비디오의 일부 영역을 볼 수 있다. 이 때 사용자가 보게되는 영역은 도시된 도 1의 (140)과 같은 형태일 수 있다.
피드백 과정은 디스플레이 과정에서 획득될 수 있는 다양한 피드백 정보들을 송신측으로 전달하는 과정을 의미할 수 있다. 피드백 과정을 통해 360도 비디오 소비에 있어 인터랙티비티(Interactivity) 가 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 피드백 과정에서 헤드 오리엔테이션(Head Orientation) 정보, 사용자가 현재 보고 있는 영역을 나타내는 뷰포트(Viewport) 정보 등이 송신측으로 전달될 수 있다. 실시예에 따라, 사용자는 VR 환경 상에 구현된 것들과 상호작용할 수도 있는데, 이 경우 그 상호작용과 관련된 정보가 피드백 과정에서 송신측 내지 서비스 프로바이더 측으로 전달될 수도 있다. 실시예에 따라 피드백 과정은 수행되지 않을 수도 있다.
헤드 오리엔테이션 정보는 사용자의 머리 위치, 각도, 움직임 등에 대한 정보를 의미할 수 있다. 이 정보를 기반으로 사용자가 현재 360도 비디오 내에서 보고 있는 영역에 대한 정보, 즉 뷰포트 정보가 계산될 수 있다.
뷰포트 정보는 현재 사용자가 360도 비디오에서 보고 있는 영역에 대한 정보일 수 있다. 이를 통해 게이즈 분석(Gaze Analysis) 이 수행되어, 사용자가 어떠한 방식으로 360도 비디오를 소비하는지, 360도 비디오의 어느 영역을 얼마나 응시하는지 등을 확인할 수도 있다. 게이즈 분석은 수신측에서 수행되어 송신측으로 피드백 채널을 통해 전달될 수도 있다. VR 디스플레이 등의 장치는 사용자의 머리 위치/방향, 장치가 지원하는 수직(vertical) 혹은 수평(horizontal) FOV(Field Of View) 정보 등에 근거하여 뷰포트 영역을 추출할 수 있다.
실시예에 따라, 전술한 피드백 정보는 송신측으로 전달되는 것 뿐아니라, 수신측에서 소비될 수도 있다. 즉, 전술한 피드백 정보를 이용하여 수신측의 디코딩, 리-프로젝션, 렌더링 과정 등이 수행될 수 있다. 예를 들어, 헤드 오리엔테이션 정보 및/또는 뷰포트 정보를 이용하여 현재 사용자가 보고 있는 영역에 대한 360도 비디오만 우선적으로 디코딩 및 렌더링될 수도 있다.
여기서 뷰포트(viewport) 내지 뷰포트 영역이란, 사용자가 360도 비디오에서 보고 있는 영역을 의미할 수 있다. 시점(viewpoint) 는 사용자가 360도 비디오에서 보고 있는 지점으로서, 뷰포트 영역의 정중앙 지점을 의미할 수 있다. 즉, 뷰포트는 시점을 중심으로 한 영역인데, 그 영역이 차지하는 크기 형태 등은 후술할 FOV(Field Of View) 에 의해 결정될 수 있다.
전술한 360도 비디오 제공을 위한 전체 아키텍처 내에서, 캡처/프로젝션/인코딩/전송/디코딩/리-프로젝션/렌더링의 일련의 과정을 거치게 되는 이미지/비디오 데이터들을 360도 비디오 데이터라 부를 수 있다. 360도 비디오 데이터라는 용어는 또한 이러한 이미지/비디오 데이터들과 관련되는 메타데이터 내지 시그널링 정보를 포함하는 개념으로 쓰일 수도 있다.
상술한 오디오 또는 비디오 등의 미디어 데이터를 저장하고 전송하기 위하여, 정형화된 미디어 파일 포맷이 정의될 수 있다. 실시예에 따라 미디어 파일은 ISO BMFF (ISO base media file format)를 기반으로 한 파일 포맷을 가질 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 파일의 구조를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 미디어 파일은 적어도 하나 이상의 박스를 포함할 수 있다. 여기서 박스(box)는 미디어 데이터 또는 미디어 데이터에 관련된 메타데이터 등을 포함하는 데이터 블록 내지 오브젝트일 수 있다. 박스들은 서로 계층적 구조를 이룰 수 있으며, 이에 따라 데이터들이 분류되어 미디어 파일이 대용량 미디어 데이터의 저장 및/또는 전송에 적합한 형태를 띄게 될 수 있다. 또한 미디어 파일은, 사용자가 미디어 컨텐츠의 특정지점으로 이동하는 등, 미디어 정보에 접근하는데 있어 용이한 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 미디어 파일은 ftyp 박스, moov 박스 및/또는 mdat 박스를 포함할 수 있다.
ftyp 박스(파일 타입 박스)는 해당 미디어 파일에 대한 파일 타입 또는 호환성 관련 정보를 제공할 수 있다. ftyp 박스는 해당 미디어 파일의 미디어 데이터에 대한 구성 버전 정보를 포함할 수 있다. 복호기는 ftyp 박스를 참조하여 해당 미디어 파일을 구분할 수 있다.
moov 박스(무비 박스)는 해당 미디어 파일의 미디어 데이터에 대한 메타 데이터를 포함하는 박스일 수 있다. moov 박스는 모든 메타 데이터들을 위한 컨테이너 역할을 할 수 있다. moov 박스는 메타 데이터 관련 박스들 중 최상위 계층의 박스일 수 있다. 실시예에 따라 moov 박스는 미디어 파일 내에 하나만 존재할 수 있다.
mdat 박스(미디어 데이터 박스) 는 해당 미디어 파일의 실제 미디어 데이터들을 담는 박스일 수 있다. 미디어 데이터들은 오디오 샘플 및/또는 비디오 샘플들을 포함할 수 있는데, mdat 박스는 이러한 미디어 샘플들을 담는 컨테이너 역할을 할 수 있다.
실시예에 따라 전술한 moov 박스는 mvhd 박스, trak 박스 및/또는 mvex 박스 등을 하위 박스로서 더 포함할 수 있다.
mvhd 박스(무비 헤더 박스)는 해당 미디어 파일에 포함되는 미디어 데이터의 미디어 프리젠테이션 관련 정보를 포함할 수 있다. 즉, mvhd 박스는 해당 미디어 프리젠테이션의 미디어 생성시간, 변경시간, 시간규격, 기간 등의 정보를 포함할 수 있다.
trak 박스(트랙 박스)는 해당 미디어 데이터의 트랙에 관련된 정보를 제공할 수 있다. trak 박스는 오디오 트랙 또는 비디오 트랙에 대한 스트림 관련 정보, 프리젠테이션 관련 정보, 액세스 관련 정보 등의 정보를 포함할 수 있다. Trak 박스는 트랙의 개수에 따라 복수개 존재할 수 있다.
trak 박스는 실시예에 따라 tkhd 박스(트랙 헤더 박스)를 하위 박스로서 더 포함할 수 있다. tkhd 박스는 trak 박스가 나타내는 해당 트랙에 대한 정보를 포함할 수 있다. tkhd 박스는 해당 트랙의 생성시간, 변경시간, 트랙 식별자 등의 정보를 포함할 수 있다.
mvex 박스(무비 익스텐드 박스)는 해당 미디어 파일에 후술할 moof 박스가 있을 수 있음을 지시할 수 있다. 특정 트랙의 모든 미디어 샘플들을 알기 위해서, moof 박스들이 스캔되어야할 수 있다.
본 발명에 따른 미디어 파일은, 실시예에 따라, 복수개의 프래그먼트로 나뉘어질 수 있다(200). 이를 통해 미디어 파일이 분할되어 저장되거나 전송될 수 있다. 미디어 파일의 미디어 데이터들(mdat 박스)은 복수개의 프래그먼트로 나뉘어지고, 각각의 프래그먼트는 moof 박스와 나뉘어진 mdat 박스를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 프래그먼트들을 활용하기 위해서는 ftyp 박스 및/또는 moov 박스의 정보가 필요할 수 있다.
moof 박스(무비 프래그먼트 박스)는 해당 프래그먼트의 미디어 데이터에 대한 메타 데이터를 제공할 수 있다. moof 박스는 해당 프래그먼트의 메타데이터 관련 박스들 중 최상위 계층의 박스일 수 있다.
mdat 박스(미디어 데이터 박스)는 전술한 바와 같이 실제 미디어 데이터를 포함할 수 있다. 이 mdat 박스는 각각의 해당 프래그먼트에 해당하는 미디어 데이터들의 미디어 샘플들을 포함할 수 있다.
실시예에 따라 전술한 moof 박스는 mfhd 박스 및/또는 traf 박스 등을 하위 박스로서 더 포함할 수 있다.
mfhd 박스(무비 프래그먼트 헤더 박스)는 분할된 복수개의 프래그먼트들 간의 연관성과 관련한 정보들을 포함할 수 있다. mfhd 박스는 시퀀스 넘버(sequence number)를 포함하여, 해당 프래그먼트의 미디어 데이터가 분할된 몇 번째 데이터인지를 나타낼 수 있다. 또한, mfhd 박스를 이용하여 분할된 데이터 중 누락된 것은 없는지 여부가 확인될 수 있다.
traf 박스(트랙 프래그먼트 박스)는 해당 트랙 프래그먼트에 대한 정보를 포함할 수 있다. traf 박스는 해당 프래그먼트에 포함되는 분할된 트랙 프래그먼트에 대한 메타데이터를 제공할 수 있다. traf 박스는 해당 트랙 프래그먼트 내의 미디어 샘플들이 복호화/재생될 수 있도록 메타데이터를 제공할 수 있다. traf 박스는 트랙 프래그먼트의 개수에 따라 복수개 존재할 수 있다.
실시예에 따라 전술한 traf 박스는 tfhd 박스 및/또는 trun 박스 등을 하위 박스로서 더 포함할 수 있다.
tfhd 박스(트랙 프래그먼트 헤더 박스)는 해당 트랙 프래그먼트의 헤더 정보를 포함할 수 있다. tfhd 박스는 전술한 traf 박스가 나타내는 트랙 프래그먼트의 미디어 샘플들에 대하여, 기본적인 샘플크기, 기간, 오프셋, 식별자 등의 정보를 제공할 수 있다.
trun 박스(트랙 프래그먼트 런 박스)는 해당 트랙 프래그먼트 관련 정보를 포함할 수 있다. trun 박스는 미디어 샘플별 기간, 크기, 재생시점 등과 같은 정보를 포함할 수 있다.
전술한 미디어 파일 내지 미디어 파일의 프래그먼트들은 세그먼트들로 처리되어 전송될 수 있다. 세그먼트에는 초기화 세그먼트(initialization segment) 및/또는 미디어 세그먼트(media segment) 가 있을 수 있다.
도시된 실시예(210)의 파일은, 미디어 데이터는 제외하고 미디어 디코더의 초기화와 관련된 정보 등을 포함하는 파일일 수 있다. 이 파일은 예를 들어 전술한 초기화 세그먼트에 해당할 수 있다. 초기화 세그먼트는 전술한 ftyp 박스 및/또는 moov 박스를 포함할 수 있다.
도시된 실시예(220)의 파일은, 전술한 프래그먼트를 포함하는 파일일 수 있다. 이 파일은 예를 들어 전술한 미디어 세그먼트에 해당할 수 있다. 미디어 세그먼트는 전술한 moof 박스 및/또는 mdat 박스를 포함할 수 있다. 또한, 미디어 세그먼트는 styp 박스 및/또는 sidx 박스를 더 포함할 수 있다.
styp 박스(세그먼트 타입 박스) 는 분할된 프래그먼트의 미디어 데이터를 식별하기 위한 정보를 제공할 수 있다. styp 박스는 분할된 프래그먼트에 대해, 전술한 ftyp 박스와 같은 역할을 수행할 수 있다. 실시예에 따라 styp 박스는 ftyp 박스와 동일한 포맷을 가질 수 있다.
sidx 박스(세그먼트 인덱스 박스) 는 분할된 프래그먼트에 대한 인덱스를 나타내는 정보를 제공할 수 있다. 이를 통해 해당 분할된 프래그먼트가 몇번째 프래그먼트인지가 지시될 수 있다.
실시예에 따라(230) ssix 박스가 더 포함될 수 있는데, ssix 박스(서브 세그먼트 인덱스 박스)는 세그먼트가 서브 세그먼트로 더 나뉘어지는 경우에 있어, 그 서브 세그먼트의 인덱스를 나타내는 정보를 제공할 수 있다.
미디어 파일 내의 박스들은, 도시된 실시예(250)와 같은 박스 내지 풀 박스(FullBox) 형태를 기반으로, 더 확장된 정보들을 포함할 수 있다. 이 실시예에서 size 필드, largesize 필드는 해당 박스의 길이를 바이트 단위 등으로 나타낼 수 있다. version 필드는 해당 박스 포맷의 버전을 나타낼 수 있다. Type 필드는 해당 박스의 타입 내지 식별자를 나타낼 수 있다. flags 필드는 해당 박스와 관련된 플래그 등을 나타낼 수 있다.
한편, 본 발명의 360도 비디오에 대한 필드(속성)들은 DASH 기반 적응형(Adaptive) 스트리밍 모델에 포함되어 전달될 수 있다.
도 4는 DASH 기반 적응형 스트리밍 모델의 전반적인 동작의 일 예를 나타낸다. 도시된 실시예(400)에 따른 DASH 기반 적응형 스트리밍 모델은, HTTP 서버와 DASH 클라이언트 간의 동작을 기술하고 있다. 여기서 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)는, HTTP 기반 적응형 스트리밍을 지원하기 위한 프로토콜로서, 네트워크 상황에 따라 동적으로 스트리밍을 지원할 수 있다. 이에 따라 AV 컨텐츠 재생이 끊김없이 제공될 수 있다.
먼저 DASH 클라이언트는 MPD를 획득할 수 있다. MPD는 HTTP 서버 등의 서비스 프로바이더로부터 전달될 수 있다. DASH 클라이언트는 MPD에 기술된 세그먼트에의 접근 정보를 이용하여 서버로 해당 세그먼트들을 요청할 수 있다. 여기서 이 요청은 네트워크 상태를 반영하여 수행될 수 있다.
DASH 클라이언트는 해당 세그먼트를 획득한 후, 이를 미디어 엔진에서 처리하여 화면에 디스플레이할 수 있다. DASH 클라이언트는 재생 시간 및/또는 네트워크 상황 등을 실시간으로 반영하여, 필요한 세그먼트를 요청, 획득할 수 있다(Adaptive Streaming). 이를 통해 컨텐츠가 끊김없이 재생될 수 있다.
MPD(Media Presentation Description)는 DASH 클라이언트로 하여금 세그먼트를 동적으로 획득할 수 있도록 하기 위한 상세 정보를 포함하는 파일로서 XML 형태로 표현될 수 있다.
DASH 클라이언트 컨트롤러(DASH Client Controller)는 네트워크 상황을 반영하여 MPD 및/또는 세그먼트를 요청하는 커맨드를 생성할 수 있다. 또한, 이 컨트롤러는 획득된 정보를 미디어 엔진 등등의 내부 블록에서 사용할 수 있도록 제어할 수 있다.
MPD 파서(Parser)는 획득한 MPD 를 실시간으로 파싱할 수 있다. 이를 통해, DASH 클라이언트 컨트롤러는 필요한 세그먼트를 획득할 수 있는 커맨드를 생성할 수 있게 될 수 있다.
세그먼트 파서(Parser)는 획득한 세그먼트를 실시간으로 파싱할 수 있다. 세그먼트에 포함된 정보들에 따라 미디어 엔진 등의 내부 블록들은 특정 동작을 수행할 수 있다.
HTTP 클라이언트는 필요한 MPD 및/또는 세그먼트 등을 HTTP 서버에 요청할 수 있다. 또한 HTTP 클라이언트는 서버로부터 획득한 MPD 및/또는 세그먼트들을 MPD 파서 또는 세그먼트 파서로 전달할 수 있다.
미디어 엔진(Media Engine) 은 세그먼트에 포함된 미디어 데이터를 이용하여 컨텐츠를 화면상에 표시할 수 있다. 이 때, MPD의 정보들이 활용될 수 있다.
DASH 데이터 모델은 계층적 구조(410)를 가질 수 있다. 미디어 프리젠테이션은 MPD에 의해 기술될 수 있다. MPD는 미디어 프리젠테이션를 만드는 복수개의 구간(Period)들의 시간적인 시퀀스를 기술할 수 있다. 구간(Period)은 미디어 컨텐츠의 한 구간을 나타낼 수 있다.
한 구간에서, 데이터들은 어댑테이션 셋들에 포함될 수 있다. 어댑테이션 셋은 서로 교환될 수 있는 복수개의 미디어 컨텐츠 컴포넌트들의 집합일 수 있다. 어댑테이션은 레프리젠테이션들의 집합을 포함할 수 있다. 레프리젠테이션은 미디어 컨텐츠 컴포넌트에 해당할 수 있다. 한 레프리젠테이션 내에서, 컨텐츠는 복수개의 세그먼트들로 시간적으로 나뉘어질 수 있다. 이는 적절한 접근성과 전달(delivery)를 위함일 수 있다. 각각의 세그먼트에 접근하기 위해서 각 세그먼트의 URL이 제공될 수 있다.
MPD는 미디어 프리젠테이션에 관련된 정보들을 제공할 수 있고, 피리오드(period) 엘레멘트, 어댑테이션 셋 엘레멘트, 레프리젠테이션 엘레멘트는 각각 해당 피리오드, 어댑테이션 셋, 레프리젠테이션에 대해서 기술할 수 있다. 레프리젠테이션은 서브 레프리젠테이션들로 나뉘어질 수 있는데, 서브 레프리젠테이션 엘레멘트는 해당 서브 레프리젠테이션에 대해서 기술할 수 있다.
여기서 공통(Common) 속성/엘레멘트들이 정의될 수 있는데, 이 들은 어댑테이션 셋, 레프리젠테이션, 서브 레프리젠테이션 등에 적용될 수 (포함될 수) 있다. 공통 속성/엘레멘트 중에는 에센셜 프로퍼티(EssentialProperty) 및/또는 서플먼탈 프로퍼티(SupplementalProperty)가 있을 수 있다.
에센셜 프로퍼티는 해당 미디어 프리젠테이션 관련 데이터를 처리함에 있어서 필수적이라고 여겨지는 엘레멘트들을 포함하는 정보일 수 있다. 서플먼탈 프로퍼티는 해당 미디어 프리젠테이션 관련 데이터를 처리함에 있어서 사용될 수도 있는 엘레멘트들을 포함하는 정보일 수 있다. 실시예에 따라 후술할 디스크립터들은, MPD를 통해 전달되는 경우, 에센셜 프로퍼티 및/또는 서플먼탈 프로퍼티 내에 정의되어 전달될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 360도 비디오 전송 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치는 전술한 준비 과정 내지 전송 과정에 관련된 동작들을 수행할 수 있다. 360도 비디오 전송 장치는 데이터 입력부, 스티처(Stitcher), 프로젝션 처리부, 리전별 패킹 처리부(도시되지 않음), 메타데이터 처리부, (송신측) 피드백 처리부, 데이터 인코더, 인캡슐레이션 처리부, 전송 처리부 및/또는 전송부를 내/외부 엘레멘트로서 포함할 수 있다.
데이터 입력부는 캡처된 각 시점별 이미지/비디오들을 입력받을 수 있다. 이 시점별 이미지/비디오들은 하나 이상의 카메라들에 의해 캡처된 이미지/비디오들일 수 있다. 또한 데이터 입력부는 캡처 과정에서 발생된 메타데이터를 입력받을 수 있다. 데이터 입력부는 입력된 시점별 이미지/비디오들을 스티처로 전달하고, 캡처 과정의 메타데이터를 시그널링 처리부로 전달할 수 있다.
스티처는 캡처된 시점별 이미지/비디오들에 대한 스티칭 작업을 수행할 수 있다. 스티처는 스티칭된 360도 비디오 데이터를 프로젝션 처리부로 전달할 수 있다. 스티처는 필요한 경우 메타데이터 처리부로부터 필요한 메타데이터를 전달받아 스티칭 작업에 이용할 수 있다. 스티처는 스티칭 과정에서 발생된 메타데이터를 메타데이터 처리부로 전달할 수 있다. 스티칭 과정의 메타데이터에는 스티칭이 수행되었는지 여부, 스티칭 타입 등의 정보들이 있을 수 있다.
프로젝션 처리부는 스티칭된 360도 비디오 데이터를 2D 이미지 상에 프로젝션할 수 있다. 프로젝션 처리부는 다양한 스킴(scheme)에 따라 프로젝션을 수행할 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다. 프로젝션 처리부는 각 시점별 360도 비디오 데이터의 해당 뎁스(depth)를 고려하여 맵핑을 수행할 수 있다. 프로젝션 처리부는 필요한 경우 메타데이터 처리부로부터 프로젝션에 필요한 메타데이터를 전달받아 프로젝션 작업에 이용할 수 있다. 프로젝션 처리부는 프로젝션 과정에서 발생된 메타데이터를 메타데이터 처리부로 전달할 수 있다. 프로젝션 처리부의 메타데이터에는 프로젝션 스킴의 종류 등이 있을 수 있다.
리전별 패킹 처리부(도시되지 않음)는 전술한 리전별 패킹(region-wise packing) 과정을 수행할 수 있다. 즉, 리전별 패킹 처리부는 프로젝션된 360도 비디오 데이터(프로젝션된 픽처(projected picture)를 리전별로 나누고, 각 리전들을 회전, 재배열하거나, 각 리전의 레졸루션을 변경하는 등의 처리를 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이 리전별 패킹 과정은 선택적(optional) 과정이며, 리전별 패킹이 수행되지 않는 경우, 리전별 패킹 처리부는 생략될 수 있다. 프로젝션된 픽처에 대한 리전별 패킹 과정 후의 결과는 팩드 픽처(packed picture)라고 불릴 수 있다. 리전별 패킹 절차가 생략되는 경우 프로젝션된 픽처와 팩드 픽처는 동일하게 취급될 수 있다. 리전별 패킹 처리부는 필요한 경우 메타데이터 처리부로부터 리전별 패킹에 필요한 메타데이터를 전달받아 리전별 패킹 작업에 이용할 수 있다. 리전별 패킹 처리부는 리전별 패킹 과정에서 발생된 메타데이터를 메타데이터 처리부로 전달할 수 있다. 리전별 패킹 처리부의 메타데이터에는 각 리전의 회전 정도, 사이즈 등이 있을 수 있다.
전술한 스티처, 프로젝션 처리부 및/또는 리전별 패킹 처리부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트에서 수행될 수도 있다.
메타데이터 처리부는 캡처 과정, 스티칭 과정, 프로젝션 과정, 리전별 패킹 과정, 인코딩 과정, 인캡슐레이션 과정 및/또는 전송을 위한 처리 과정에서 발생할 수 있는 메타데이터들을 처리할 수 있다. 메타데이터 처리부는 이러한 메타데이터들을 이용하여 360도 비디오 관련 메타데이터를 생성할 수 있다. 실시예에 따라 메타데이터 처리부는 360도 비디오 관련 메타데이터를 시그널링 테이블의 형태로 생성할 수도 있다. 시그널링 문맥에 따라 360도 비디오 관련 메타데이터는 메타데이터 또는 360도 비디오 관련 시그널링 정보라 불릴 수도 있다. 또한 메타데이터 처리부는 획득하거나 생성한 메타데이터들을 필요에 따라 360도 비디오 전송 장치의 내부 엘레멘트들에 전달할 수 있다. 메타데이터 처리부는 360도 비디오 관련 메타데이터가 수신측으로 전송될 수 있도록 데이터 인코더, 인캡슐레이션 처리부 및/또는 전송 처리부에 전달할 수 있다.
데이터 인코더는 2D 이미지 상에 프로젝션된 360도 비디오 데이터 및/또는 리전별 패킹된 360도 비디오 데이터를 인코딩할 수 있다. 360도 비디오 데이터는 다양한 포맷으로 인코딩될 수 있다.
인캡슐레이션 처리부는 인코딩된 360도 비디오 데이터 및/또는 360도 비디오 관련 메타데이터를 파일 등의 형태로 인캡슐레이션할 수 있다. 여기서 360도 비디오 관련 메타데이터는 전술한 메타데이터 처리부로부터 전달받은 것일 수 있다. 인캡슐레이션 처리부는 해당 데이터들을 ISOBMFF, CFF 등의 파일 포맷으로 인캡슐레이션하거나, 기타 DASH 세그먼트 등의 형태로 처리할 수 있다. 인캡슐레이션 처리부는 실시예에 따라 360도 비디오 관련 메타데이터를 파일 포맷 상에 포함시킬 수 있다. 360 관련 메타데이터는 예를 들어 ISOBMFF 파일 포맷 상의 다양한 레벨의 박스(box)에 포함되거나 파일 내에서 별도의 트랙내의 데이터로 포함될 수 있다. 실시예에 따라, 인캡슐레이션 처리부는 360도 비디오 관련 메타데이터 자체를 파일로 인캡슐레이션할 수 있다. 전송 처리부는 파일 포맷에 따라 인캡슐레이션된 360도 비디오 데이터에 전송을 위한 처리를 가할 수 있다. 전송 처리부는 임의의 전송 프로토콜에 따라 360도 비디오 데이터를 처리할 수 있다. 전송을 위한 처리에는 방송망을 통한 전달을 위한 처리, 브로드밴드를 통한 전달을 위한 처리를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 전송 처리부는 360도 비디오 데이터뿐만 아니라, 메타데이터 처리부로부터 360도 비디오 관련 메타데이터를 전달받아, 이 것에 전송을 위한 처리를 가할 수도 있다.
전송부는 전송 처리된 360도 비디오 데이터 및/또는 360도 비디오 관련 메타데이터를 방송망 및/또는 브로드밴드를 통해 전송할 수 있다. 전송부는 방송망을 통한 전송을 위한 엘레멘트 및/또는 브로드밴드를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치의 일 실시예에 의하면, 360도 비디오 전송 장치는 데이터 저장부(도시되지 않음)를 내/외부 엘레멘트로서 더 포함할 수 있다. 데이터 저장부는 인코딩된 360도 비디오 데이터 및/또는 360도 비디오 관련 메타데이터를 전송 처리부로 전달하기 전에 저장하고 있을 수 있다. 이 데이터들이 저장되는 형태는 ISOBMFF 등의 파일 형태일 수 있다. 실시간으로 360도 비디오를 전송하는 경우에는 데이터 저장부가 필요하지 않을 수 있으나, 온 디맨드, NRT(Non Real Time), 브로드밴드 등을 통해 전달하는 경우에는 인캡슐레이션된 360 데이터가 데이터 저장부에 일정 기간 저장되었다가 전송될 수도 있다.
본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치의 다른 실시예에 의하면, 360도 비디오 전송 장치는 (송신측) 피드백 처리부 및/또는 네트워크 인터페이스(도시되지 않음)를 내/외부 엘레멘트로서 더 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스는 본 발명에 따른 360도 비디오 수신 장치로부터 피드백 정보를 전달받고, 이를 송신측 피드백 처리부로 전달할 수 있다. 송신측 피드백 처리부는 피드백 정보를 스티처, 프로젝션 처리부, 리전별 패킹 처리부, 데이터 인코더, 인캡슐레이션 처리부, 메타데이터 처리부 및/또는 전송 처리부로 전달할 수 있다. 실시예에 따라 피드백 정보는 메타데이터 처리부에 일단 전달된 후, 다시 각 내부 엘레멘트들로 전달될 수 있다. 피드백 정보를 전달받은 내부 엘레먼트들은 이 후의 360도 비디오 데이터의 처리에 피드백 정보를 반영할 수 있다.
본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치의 또 다른 실시예에 의하면, 리전별 패킹 처리부는 각 리전을 회전하여 2D 이미지 상에 맵핑할 수 있다. 이 때 각 리전들은 서로 다른 방향, 서로 다른 각도로 회전되어 2D 이미지 상에 맵핑될 수 있다. 리전의 회전은 360도 비디오 데이터가 구형의 면 상에서 프로젝션 전에 인접했던 부분, 스티칭된 부분 등을 고려하여 수행될 수 있다. 리전의 회전에 관한 정보들, 즉 회전 방향, 각도 등은 360도 비디오 관련 메타데이터에 의해 시그널링될 수 있다. 본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치의 또 다른 실시예에 의하면, 데이터 인코더는 각 리전 별로 다르게 인코딩을 수행할 수 있다. 데이터 인코더는 특정 리전은 높은 퀄리티로, 다른 리전은 낮은 퀄리티로 인코딩을 수행할 수 있다. 송신측 피드백 처리부는 360도 비디오 수신 장치로부터 전달받은 피드백 정보를 데이터 인코더로 전달하여, 데이터 인코더가 리전별 차등화된 인코딩 방법을 사용하도록 할 수 있다. 예를 들어 송신측 피드백 처리부는 수신측으로부터 전달받은 뷰포트 정보를 데이터 인코더로 전달할 수 있다. 데이터 인코더는 뷰포트 정보가 지시하는 영역을 포함하는 리전들에 대해 다른 리전들보다 더 높은 퀄리티(UHD 등)로 인코딩을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치의 또 다른 실시예에 의하면, 전송 처리부는 각 리전 별로 다르게 전송을 위한 처리를 수행할 수 있다. 전송 처리부는 리전 별로 다른 전송 파라미터(모듈레이션 오더, 코드 레이트 등)를 적용하여, 각 리전 별로 전달되는 데이터의 강건성(robustenss)을 다르게 할 수 있다.
이 때, 송신측 피드백 처리부는 360도 비디오 수신 장치로부터 전달받은 피드백 정보를 전송 처리부로 전달하여, 전송 처리부가 리전별 차등화된 전송 처리를 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어 송신측 피드백 처리부는 수신측으로부터 전달받은 뷰포트 정보를 전송 처리부로 전달할 수 있다. 전송 처리부는 해당 뷰포트 정보가 지시하는 영역을 포함하는 리전들에 대해 다른 리전들보다 더 높은 강건성을 가지도록 전송 처리를 수행할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치의 내/외부 엘레멘트들은 하드웨어로 구현되는 하드웨어 엘레멘트들일 수 있다. 실시예에 따라 내/외부 엘레멘트들은 변경, 생략되거나 다른 엘레멘트로 대체 또는 통합될 수 있다. 실시예에 따라 부가 엘레멘트들이 360도 비디오 전송 장치에 추가될 수도 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 360도 비디오 수신 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
본 발명에 따른 360도 비디오 수신 장치는 전술한 프로세싱 과정 및/또는 렌더링 과정에 관련된 동작들을 수행할 수 있다. 360도 비디오 수신 장치는 수신부, 수신 처리부, 디캡슐레이션 처리부, 데이터 디코더, 메타데이터 파서, (수신측) 피드백 처리부, 리-프로젝션 처리부 및/또는 렌더러를 내/외부 엘레멘트로서 포함할 수 있다. 한편, 시그널링 파서는 메타데이터 파서라고 불릴 수 있다.
수신부는 본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치가 전송한 360도 비디오 데이터를 수신할 수 있다. 전송되는 채널에 따라 수신부는 방송망을 통하여 360도 비디오 데이터를 수신할 수도 있고, 브로드밴드를 통하여 360도 비디오 데이터를 수신할 수도 있다.
수신 처리부는 수신된 360도 비디오 데이터에 대해 전송 프로토콜에 따른 처리를 수행할 수 있다. 전송측에서 전송을 위한 처리가 수행된 것에 대응되도록, 수신 처리부는 전술한 전송 처리부의 역과정을 수행할 수 있다. 수신 처리부는 획득한 360도 비디오 데이터는 디캡슐레이션 처리부로 전달하고, 획득한 360도 비디오 관련 메타데이터는 메타데이터 파서로 전달할 수 있다. 수신 처리부가 획득하는 360도 비디오 관련 메타데이터는 시그널링 테이블의 형태일 수 있다.
디캡슐레이션 처리부는 수신 처리부로부터 전달받은 파일 형태의 360도 비디오 데이터를 디캡슐레이션할 수 있다. 디캡슐레이션 처리부는 ISOBMFF 등에 따른 파일들을 디캡슐레이션하여, 360도 비디오 데이터 내지 360도 비디오 관련 메타데이터를 획득할 수 있다. 획득된 360도 비디오 데이터는 데이터 디코더로, 획득된 360도 비디오 관련 메타데이터는 메타데이터 파서로 전달할 수 있다. 디캡슐레이션 처리부가 획득하는 360도 비디오 관련 메타데이터는 파일 포맷 내의 박스 혹은 트랙 형태일 수 있다. 디캡슐레이션 처리부는 필요한 경우 메타데이터 파서로부터 디캡슐레이션에 필요한 메타데이터를 전달받을 수도 있다.
데이터 디코더는 360도 비디오 데이터에 대한 디코딩을 수행할 수 있다. 데이터 디코더는 메타데이터 파서로부터 디코딩에 필요한 메타데이터를 전달받을 수도 있다. 데이터 디코딩 과정에서 획득된 360도 비디오 관련 메타데이터는 메타데이터 파서로 전달될 수도 있다.
메타데이터 파서는 360도 비디오 관련 메타데이터에 대한 파싱/디코딩을 수행할 수 있다. 메타데이터 파서는 획득한 메타데이터를 데이터 디캡슐레이션 처리부, 데이터 디코더, 리-프로젝션 처리부 및/또는 렌더러로 전달할 수 있다.
리-프로젝션 처리부는 디코딩된 360도 비디오 데이터에 대하여 리-프로젝션을 수행할 수 있다. 리-프로젝션 처리부는 360도 비디오 데이터를 3D 공간으로 리-프로젝션할 수 있다. 3D 공간은 사용되는 3D 모델에 따라 다른 형태를 가질 수 있다. 리-프로젝션 처리부는 메타데이터 파서로부터 리-프로젝션에 필요한 메타데이터를 전달받을 수도 있다. 예를 들어 리-프로젝션 처리부는 사용되는 3D 모델의 타입 및 그 세부 정보에 대한 정보를 메타데이터 파서로부터 전달받을 수 있다. 실시예에 따라 리-프로젝션 처리부는 리-프로젝션에 필요한 메타데이터를 이용하여, 3D 공간 상의 특정 영역에 해당하는 360도 비디오 데이터만을 3D 공간으로 리-프로젝션할 수도 있다.
렌더러는 리-프로젝션된 360도 비디오 데이터를 렌더링할 수 있다. 전술한 바와 같이 360도 비디오 데이터가 3D 공간상에 렌더링된다고 표현할 수도 있는데, 이처럼 두 과정이 한번에 일어나는 경우 리-프로젝션 처리부와 렌더러는 통합되어, 렌더러에서 이 과정들이 모두 진행될 수 있다. 실시예에 따라 렌더러는 사용자의 시점 정보에 따라 사용자가 보고 있는 부분만을 렌더링할 수도 있다.
사용자는 VR 디스플레이 등을 통하여 렌더링된 360도 비디오의 일부 영역을 볼 수 있다. VR 디스플레이는 360도 비디오를 재생하는 장치로서, 360도 비디오 수신 장치에 포함될 수도 있고(tethered), 별도의 장치로서 360도 비디오 수신 장치에 연결될 수도 있다(un-tethered).
본 발명에 따른 360도 비디오 수신 장치의 일 실시예에 의하면, 360도 비디오 수신 장치는 (수신측) 피드백 처리부 및/또는 네트워크 인터페이스(도시되지 않음)를 내/외부 엘레멘트로서 더 포함할 수 있다. 수신측 피드백 처리부는 렌더러, 리-프로젝션 처리부, 데이터 디코더, 디캡슐레이션 처리부 및/또는 VR 디스플레이로부터 피드백 정보를 획득하여 처리할 수 있다. 피드백 정보는 뷰포트 정보, 헤드 오리엔테이션 정보, 게이즈(Gaze) 정보 등을 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스는 피드백 정보를 수신측 피드백 처리부로부터 전달받고, 이를 360도 비디오 전송 장치로 전송할 수 있다.
전술한 바와 같이, 피드백 정보는 송신측으로 전달되는 것뿐 아니라, 수신측에서 소비될 수도 있다. 수신측 피드백 처리부는 획득한 피드백 정보를 360도 비디오 수신 장치의 내부 엘레멘트들로 전달하여, 렌더링 등의 과정에 반영되게 할 수 있다. 수신측 피드백 처리부는 피드백 정보를 렌더러, 리-프로젝션 처리부, 데이터 디코더 및/또는 디캡슐레이션 처리부로 전달할 수 있다. 예를 들어, 렌더러는 피드백 정보를 활용하여 사용자가 보고 있는 영역을 우선적으로 렌더링할 수 있다. 또한 디캡슐레이션 처리부, 데이터 디코더 등은 사용자가 보고 있는 영역 내지 보게 될 영역을 우선적으로 디캡슐레이션, 디코딩할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 360도 비디오 수신 장치의 내/외부 엘레멘트들은 하드웨어로 구현되는 하드웨어 엘레멘트들일 수 있다. 실시예에 따라 내/외부 엘레멘트들은 변경, 생략되거나 다른 엘레멘트로 대체, 통합될 수 있다. 실시예에 따라 부가 엘레멘트들이 360도 비디오 수신 장치에 추가될 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 데이터 인코더의 구성을 예시적으로 설명하는 도면이다. 본 발명에 따른 데이터 인코더는 HEVC(high efficiency video codec)에 따른 비디오/이미지 인코딩 스킴을 포함한 다양한 인코딩 스킴을 수행할 수 있다.
도 7을 참조하면, 데이터 디코더(700)는 픽처 분할부(705), 예측부(710), 감산부(715), 변환부(720), 양자화부(725), 재정렬부(730), 엔트로피 인코딩부(735), 레지듀얼 처리부(740), 가산부(750), 필터부(755) 및 메모리(760)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(740)는 역양자화부(741) 및 역변환부(742)를 포함할 수 있다.
픽처 분할부(705)는 입력된 영상(input image)를 적어도 하나의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다.
일 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다.
다른 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU) 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)을 포함할 수도 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 하위(deeper) 뎁스의 코딩 유닛들로 분할(split)될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 최소 코딩 유닛(smallest coding unit, SCU)이 설정된 경우 코딩 유닛은 최소 코딩 유닛보다 더 작은 코딩 유닛으로 분할될 수 없다. 여기서 최종 코딩 유닛이라 함은 예측 유닛 또는 변환 유닛으로 파티셔닝 또는 분할되는 기반이 되는 코딩 유닛을 의미한다. 예측 유닛은 코딩 유닛으로부터 파티셔닝(partitioning)되는 유닛으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록(sub block)으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 유닛일 수 있다. 이하, 코딩 유닛은 코딩 블록(coding block, CB), 예측 유닛은 예측 블록(prediction block, PB), 변환 유닛은 변환 블록(transform block, TB) 으로 불릴 수 있다. 예측 블록 또는 예측 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 예측 샘플의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 또한, 변환 블록 또는 변환 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 변환 계수 또는 레지듀얼 샘플의 어레이를 포함할 수 있다.
예측부(710)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(710)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(710)는 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다. 일 예로, 예측부(710)는 CU 단위로 인트라 예측 또는 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(710)는 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 예측부(710)는 (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개 이상의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 예측부(710)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(710)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 샘플을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(710)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 MVP(motion vector prediction) 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 예측부(710)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차(레지듀얼)가 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(Motion Vector Predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터와 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 예측 모드 정보와 움직임 정보 등의 정보는 (엔트로피) 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트(reference picture list) 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수도 있다. 참조 픽처 리스트(Picture Order Count)에 포함되는 참조 픽처들은 현재 픽처와 해당 참조 픽처 간의 POC(Picture order count) 차이 기반으로 정렬될 수 있다. POC는 픽처의 디스플레이 순서에 대응하며, 코딩 순서와 구분될 수 있다.
감산부(715)는 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 생성한다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는, 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플을 생성하지 않을 수 있다.
변환부(720)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 변환부(720)는 해당 변환 블록의 사이즈와, 해당 변환 블록과 공간적으로 겹치는 코딩 블록 또는 예측 블록에 적용된 예측 모드에 따라서 변환을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 변환 블록과 겹치는 상기 코딩 블록 또는 상기 예측 블록에 인트라 예측이 적용되었고, 상기 변환 블록이 4×4의 레지듀얼 어레이(array)라면, 레지듀얼 샘플은 DST(Discrete Sine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환되고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 샘플은 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환할 수 있다.
양자화부(725)는 변환 계수들을 양자화하여, 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.
재정렬부(730)는 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 재정렬부(130)는 계수들 스캐닝(scanning) 방법을 통해 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 여기서 재정렬부(130)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(730)는 양자화부(725)의 일부일 수 있다.
엔트로피 인코딩부(735)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(735)는 양자화된 변환 계수 외 비디오 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소(syntax element)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 엔트로피 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다.
역양자화부(741)는 양자화부(725)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(742)는 역양자화부(741)에서 역양자화된 값들을 역변환하여 레지듀얼 샘플을 생성한다.
가산부(750)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 합쳐서 픽처를 복원한다. 레지듀얼 샘플과 예측 샘플은 블록 단위로 더해져서 복원 블록이 생성될 수 있다. 여기서 가산부(750)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(750)는 예측부(710)의 일부일 수 있다. 한편, 가산부(750)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
복원된 픽처(reconstructed picture)에 대하여 필터부(755)는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 적용할 수 있다. 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋을 통해, 복원 픽처 내 블록 경계의 아티팩트나 양자화 과정에서의 왜곡이 보정될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링의 과정이 완료된 후 적용될 수 있다. 필터부(755)는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽처에 적용할 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋이 적용된 후의 복원된 픽처에 대하여 적용될 수 있다.
메모리(760)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 인코딩/디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(755)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 상기 저장된 복원 픽처는 다른 픽처의 (인터) 예측을 위한 참조 픽처로 활용될 수 있다. 예컨대, 메모리(760)는 인터 예측에 사용되는 (참조) 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트(reference picture set) 혹은 참조 픽처 리스트(reference picture list)에 의해 지정될 수 있다.
도 8는 본 발명에 따른 데이터 디코더의 구성을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 데이터 디코더(800)는 엔트로피 디코딩부(810), 레지듀얼 처리부(820), 예측부(830), 가산부(840), 필터부(850) 및 메모리(860)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(820)는 재정렬부(821), 역양자화부(822), 역변환부(823)을 포함할 수 있다.
비디오 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 비디오 디코딩 장치는(800)는 비디오 인코딩 장치에서 비디오 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오를 복원할 수 있다.
예컨대, 비디오 디코딩 장치(800)는 비디오 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 비디오 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 비디오 디코딩의 처리 유닛 블록은 일 예로 코딩 유닛일 수 있고, 다른 예로 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다.
예측 유닛 및 변환 유닛이 경우에 따라 더 사용될 수 있으며, 이 경우 예측 블록은 코딩 유닛으로부터 도출 또는 파티셔닝되는 블록으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호를 유도하는 유닛일 수 있다.
엔트로피 디코딩부(810)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(810)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 비디오 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(810)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(830)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(810)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(821)로 입력될 수 있다.
재정렬부(821)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(821)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(821)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(821)는 역양자화부(822)의 일부일 수 있다.
역양자화부(822)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 (역)양자화 파라미터를 기반으로 역양자화하여 변환 계수를 출력할 수 있다. 이 때, 양자화 파라미터를 유도하기 위한 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다.
역변환부(823)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.
예측부(830)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(830)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(830)는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, 인트라 예측과 인터 예측 중 어느 것을 적용할 것인지를 결정하는 단위와 예측 샘플을 생성하는 단위는 상이할 수 있다. 아울러, 인터 예측과 인트라 예측에 있어서 예측 샘플을 생성하는 단위 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측과 인트라 예측 중 어느 것을 적용할 것인지는 CU 단위로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 인터 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 예측 샘플을 생성할 수 있고, 인트라 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 TU 단위로 예측 샘플을 생성할 수도 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(830)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(830)는 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용할 예측 모드가 결정될 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(830)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(830)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 블록의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다
스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
예측부(830)는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다.
스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다.
MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(830)는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(830)는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 예측부(830)는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예측부는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
가산부(840)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(840)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 블록 단위로 더하여 현재 픽처를 복원할 수도 있다. 스킵 모드가 적용된 경우에는 레지듀얼이 전송되지 않으므로, 예측 샘플이 복원 샘플이 될 수 있다. 여기서는 가산부(840)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(840)는 예측부(830)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(840)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
필터부(850)는 복원된 픽처에 디블록킹 필터링 샘플 적응적 오프셋, 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다. 이 때, 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링 이후 적용될 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋 이후 적용될 수도 있다.
메모리(860)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(850)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(860)는 인터 예측에 사용되는 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트 혹은 참조 픽처 리스트에 의해 지정될 수도 있다. 복원된 픽처는 다른 픽처에 대한 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 또한, 메모리(860)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.
도 9는 코딩된 데이터에 대한 계층 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 9를 참조하면, 코딩된 데이터는 비디오/이미지의 코딩 처리 및 그 자체를 다루는 VCL(video coding layer)과 코딩된 비디오/이미지의 데이터를 저장하고 전송하는 하위 시스템과의 사이에 있는 NAL(Network abstraction layer)로 구분될 수 있다.
NAL의 기본 단위인 NAL 유닛은 코딩된 영상을 소정의 규격에 따른 파일 포맷, RTP(Real-time Transport Protocol), TS(Transport Strea) 등과 같은 하위 시스템의 비트열에 매핑시키는 역할을 한다.
한편, VCL은 시퀀스와 픽처 등의 헤더에 해당하는 파라미터 세트(픽처 파라미터 세트, 시퀀스 파라미터 세트, 비디오 파라미터 세트 등) 및 비디오/이미지의 코딩 과정에, 디스플레이 등의 관련 절차에 부가적으로 필요한 SEI(Supplemental enhancement information) 메시지는 비디오/이미지에 대한 정보(슬라이스 데이터)와 분리되어 있다. 비디오/이미지에 대한 정보를 포함한 VCL은 슬라이스 데이터와 슬라이스 헤더로 이루어진다.
도시된 바와 같이 NAL 유닛은 NAL 유닛 헤더와 VCL에서 생성된 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)의 두 부분으로 구성된다. NAL 유닛 헤더에는 해당 NAL 유닛의 타입에 대한 정보가 포함되어 있다.
NAL 유닛은 VCL에서 생성된 RBSP에 따라 VCL NAL 유닛과 non-VCL NAL 유닛으로 구분된다. VCL NAL 유닛은 비디오/이미지에 대한 정보를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미하고, non-VCL NAL 유닛은 비디오/이미지를 코딩하기 위하여 필요한 정보(파라미터 세트 또는 SEI 메시지)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 나타낸다. VCL NAL 유닛은 해당 NAL 유닛이 포함하는 픽처의 성질 및 종류 등에 따라 여러 타입으로 나뉠 수 있다.
본 발명은 360도 비디오를 전송하는 방법 및 360도 비디오를 수신하는 방법과 관련될 수 있다. 본 발명에 따른 360도 비디오를 전송/수신하는 방법은, 각각 전술한 본 발명에 따른 360도 비디오 전송/수신 장치 또는 그 장치의 실시예들에 의해 수행될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 360도 비디오 전송/수신 장치, 전송/수신 방법의 각각의 실시예 및 그 내/외부 엘리멘트 각각의 실시예들을 서로 조합될 수 있다. 예를 들어 프로젝션 처리부의 실시예들과, 데이터 인코더의 실시예들은 서로 조합되어, 그 경우의 수만큼의 360도 비디오 전송 장치의 실시예들을 만들어 낼 수 있다. 이렇게 조합된 실시예들 역시 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 따르면 사용자 시점 기반 효율적 프로세싱을 위하여 영역 기반 독립적 프로세싱을 지원할 수 있다. 이를 위하여 영상의 특정 영역을 추출 및/또는 처리하여 독립적인 비트스트림을 구성할 수 있으며, 상기 특정 영역 추출 및/또는 처리를 위한 파일포맷이 구성될 수 있다. 이 경우 상기 추출된 영역의 원 좌표 정보를 시그널링하여 수신단에서의 효율적인 영상 영역 디코딩 및 렌더링을 지원할 수 있다. 이하, 입력 영상의 독립적 프로세싱이 지원되는 영역은 서브픽처(sub-picture)라고 불릴 수 있다. 상기 입력 영상은 인코딩 전에 서브픽처 시퀀스들로 분할(split)될 수 있으며, 각 서브픽처 시퀀스는 360도 비디오 컨텐츠의 공간적 에어리어(spatial area)의 서브셋(subset)을 커버할 수 있다. 각 서브픽처 시퀀스는 독립적으로 인코딩되어 단일 계층(single-layer) 비트스트림으로 출력될 수 있다. 각 서브픽처 비트스트림은 개별적 트랙(track) 기반으로 파일 내에 인캡슐레이션될 수 있고 스트리밍될 수도 있다. 이 경우 수신 장치는 전체 영역을 커버하는 트랙들을 디코딩 및 렌더링할 수 있고, 또는 오리엔테이션 및 뷰포트에 관한 메타데이터 등을 기반으로 특정 서브픽처에 관련된 트랙을 선택하여 디코딩 및 렌더링할 수도 있다.
도 10은 영역 기반 독립적 프로세싱의 일 예인 MCTS(motion constraint tile set) 추출 및 전달 프로세스를 예시적으로 나타낸다.
도 10을 참조하면, 전송 장치는 입력 영상을 인코딩한다. 여기서 입력 영상은 상술한 프로젝션된 픽처(projected picture) 또는 팩드 픽처(packed picture)에 대응할 수 있다.
일 예로, 전송 장치는 입력 영상을 일반 HEVC 인코딩 절차에 따라 인코딩할 수 있다(1-1). 이 경우 입력 영상은 인코딩되어 하나의 HEVC 비트스트림(HEVC bs)으로 출력될 수 있다(1-1-a).
다른 예로, 입력 영상은 영역 기반 독립적 인코딩(HEVC MCTS 인코딩)이 수행될 수 있다(1-2). 이를 통하여 복수의 영역들에 대한 MCTS 스트림이 출력될 수 있다(1-2-b). 또는 MCTS 스트림에서 일부 영역을 추출하여 하나의 HEVC 비트스트림으로 출력할 수도 있다(1-2-a). 이 경우 일부 영역의 디코딩 및 복원을 위한 온전한 정보가 상기 비트스트림에 포함되며 따라서 수신단에서는 상기 일부 영역에 대한 하나의 비트스트림을 기반으로 상기 일부 영역을 온전하게 복원할 수 있다. MCTS 스트림은 MCTS 비트스트림이라고 불릴 수 있다.
전송 장치는 (1-1-a) 또는 (1-2-a)에 따른 인코딩된 HEVC 비트스트림을 저장 및 전송을 위한 파일 내 하나의 트랙으로 인캡슐레이션하고(2-1), 수신 장치로 전달할 수 있다(2-1-a). 이 경우 해당 트랙은 예를 들어, hvcX, hevX 등의 식별자로 나타내어질 수 있다.
한편, 전송 장치는 (1-2-b)에 따른 인코딩된 MCTS 스트림을 저장 및 전송을 위한 파일로 인캡슐레이션할 수 있다(2-2). 일 예로, 전송 장치는 독립적 프로세싱을 위한 MCTS들을 개별 트랙으로 인캡슐레이션하여 전달할 수 있다(2-2-b). 이 때 전체 MCTS 스트림의 프로세싱을 위한 베이스 트랙(base track) 또는 일부 MCTS 영역을 추출하여 프로세싱하기 위한 익스트랙터 트랙(extractor track) 등의 정보가 파일에 함께 포함될 수 있다. 이 경우 상기 개별 트랙은 예를 들어, hvcX, hevX 등의 식별자로 나타내어질 수 있다. 다른 예로, 전송 장치는 익스트랙터 트랙을 이용하여 하나의 MCTS 영역에 대한 트랙을 포함하는 파일을 인캡슐레이션하여 전달할 수도 있다(2-2-a). 즉, 전송 장치는 하나의 MCTS에 해당하는 트랙만 추출하여 전달할 수 있다. 이 경우 해당 트랙은 예를 들어, hvt1 등의 식별자로 나타내어질 수 있다.
수신 장치는 (2-1-a) 또는 (2-2-a)에 따른 파일을 수신하여, 디캡슐레이션 절차를 수행하고(4-1), HEVC 비트스트림을 도출할 수 있다(4-1-a). 이 경우 수신 장치는 수신된 파일 내 하나의 트랙을 디캡슐레이션하여 하나의 비트스트림을 도출할 수 있다.
한편, 수신 장치는 (2-2-b)에 따른 파일을 수신하여, 디캡슐레이션 절차를 수행하고(4-2), MCTS 스트림 또는 하나의 HEVC 비트스트림을 도출할 수 있다. 일 예로, 수신 장치는 파일 내 모든 영역에 해당하는 MCTS들의 트랙들과 베이스 트랙이 포함되어 있을 경우, 전체 MCTS 스트림을 추출할 수 있다(4-2-b). 다른 예로, 수신 장치는 파일 내 익스트랙터 트랙이 포함되어 있을 경우, 해당 MCTS 트랙을 추출한 후 디캡슐레이션하여 하나의 (HEVC) 비트스트림을 생성할 수 있다(4-2-a).
수신 장치는 (4-1-a) 또는 (4-2-a)에 따른 하나의 비트스트림을 디코딩하여 출력 영상을 생성할 수 있다(5-1). 여기서, (4-2-a)에 따른 하나의 비트스트림을 디코딩하는 경우 출력 영상의 일부 MCTS 영역에 대한 출력 영상일 수 있다. 또는 수신 장치는 (4-2-b)에 따른 MCTS 스트림을 디코딩하여 출력 영상을 생성할 수 있다(5-2).
도 11은 영역 기반 독립적 프로세싱 지원을 위한 이미지 프레임의 예를 나타낸다. 상술한 바와 같이 독립적 프로세싱을 지원하는 상기 영역은 서브픽처로 불릴 수 있다.
도 11을 참조하면, 하나의 입력 영상은 좌, 우 두개의 MCTS 영역으로 구성될 수 있다. 도 10에서 상술한 1-2 내지 5-2 절차를 통해 인코딩/디코딩되는 이미지 프레임의 형상은 도 11의 (A) 내지 (D)와 같거나 그 일부에 해당할 수 있다.
도 11에서 (A)는 1, 2 영역이 모두 존재하며, 개별 영역 독립/병렬 프로세싱이 가능한 이미지 프레임을 나타낸다. (B)는 1 영역만 존재하며, 절반의 가로 해상도를 갖는 독립된 이미지 프레임을 나타낸다. (C)는 2 영역만 존재하며, 절반의 가로 해상도를 갖는 독립된 이미지 프레임을 나타낸다. (D)는 1, 2 영역이 모두 존재하며, 개별 영역 독립/병렬 프로세싱 지원 없이 프로세싱이 가능한 이미지 프레임을 나타낸다.
상기와 같은 이미지 프레임 도출을 위한 1-2-b와 4-2-b의 비트스트림 구성은 다음과 같거나 그 일부에 해당할 수 있다.
도 12는 영역 기반 독립적 프로세싱 지원을 위한 비트스트림 구성의 예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, VSP는 VPS, SPS, 및 PPS를 나타내며, VSP1은 1번 영역에 대한 VSP, VSP2는 2번 영역에 대한 VSP, VSP12는 1번 및 2번 영역 둘 다에 대한 VSP를 나타낸다. 또한, VCL1은 1번 영역에 대한 VCL, VCL2는 2번 영역에 대한 VCL을 나타낸다.
도 12에서, (a)는 1, 2 모든 영역의 독립/병렬 프로세싱이 가능한 이미지 프레임들을 위한 Non-VCL NAL 유닛들(예를 들어, VPS NAL 유닛, SPS NAL 유닛, PPS NAL 유닛 등)을 나타낸다. (b)는 1 영역만 존재하며, 절반의 해상도를 갖는 이미지 프레임들을 위한 Non-VCL NAL 유닛들(예를 들어, VPS NAL 유닛, SPS NAL 유닛, PPS NAL 유닛 등)을 나타낸다. (c)는 2 영역만 존재하며, 절반의 해상도를 갖는 이미지 프레임들을 위한 Non-VCL NAL 유닛들(예를 들어, VPS NAL 유닛, SPS NAL 유닛, PPS NAL 유닛 등)을 나타낸다. (d)는 1, 2 영역 모두가 존재하며, 개별 영역 독립/병렬 프로세싱 지원 없이 프로세싱이 가능한 이미지 프레임들을 위한 Non-VCL NAL 유닛들(예를 들어, VPS NAL 유닛, SPS NAL 유닛, PPS NAL 유닛 등)을 나타낸다. (e)는 1 영역의 VCL NAL 유닛들을 나타낸다. (f)는 2 영역의 VCL NAL 유닛들을 나타낸다.
예를 들어, 이미지 프레임 (A) 생성을 위하여는 (a), (e), (f)의 NAL 유닛들을 포함하는 비트스트림이 생성될 수 있다. 이미지 프레임 (B) 생성을 위하여는 (b), (e)의 NAL 유닛들을 포함하는 비트스트림이 생성될 수 있다. 이미지 프레임 (C) 생성을 위하여는 (c), (f)의 NAL 유닛들을 포함하는 비트스트림이 생성될 수 있다. 이미지 프레임 (D) 생성을 위하여는 (d), (e), (f)의 NAL 유닛들을 포함하는 비트스트림이 생성될 수 있다. 이 경우 픽처 상에서 특정 영역의 위치를 지시하는 정보(예를 들어, 후술되는 mcts_sub_bitstream_region_in_original_picture_coordinate_info() 등)는 (B), (C), (D)와 같은 이미지 프레임 등을 위한 비트스트림에 포함되어 전달될 수 있으며, 이 경우 상기 정보는 선택된 영역의 원본 프레임에서의 위치 정보를 식별가능하게 할 수 있다.
2 영역만 선택된 경우와 같이(비트스트림이 (c), (f) NAL 유닛들 포함) 선택된 영역이 원본 이미지 프레임의 기준이 되는 좌상단 끝에 위치하지 않는 경우, 슬라이스 세그먼트 헤더(slice segment header)의 슬라이스 세그먼트 어드레스(slice segment address)를 비트스트림 추출과정에서 수정하는 등의 프로세스가 수반될 수도 잇다.
도 13은 본 발명에 따른 파일의 트랙 구성을 예시적으로 나타낸다. 도 10에서 상술한 2-2-a 또는 4-2-a와 같이 특정 영역에 대하여 선택적으로 인캡슐레이션하거나 코딩하는 경우, 관련 파일 구성은 다음 경우들과 같거나 그 일부를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 도 10에서 상술한 2-2-a 또는 4-2-a와 같이 특정 영역에 대하여 선택적으로 인캡슐레이션하거나 코딩하는 경우, 관련 파일 구성은 다음 경우들을 포함하거나 그 일부를 포함할 수 있다.
(1) 하나의 트랙(10)이 (b), (e)의 NAL 유닛들을 포함하는 경우,
(2) 하나의 트랙(20)이 (c), (f)의 NAL 유닛들을 포함하는 경우,
(3) 하나의 트랙(30)이 (d), (e), (f)의 NAL 유닛들을 포함하는 경우.
또한, 상기 관련 파일 구성은 다음과 같은 트랙들을 모두 포함하거나 일부 트랙들의 조합을 포함할 수도 있다.
(4) (a)를 포함하는 베이스 트랙(40)
(5) (d)를 포함하며 (e)와 (f)에 접근하기 위한 익스트랙터(ex. ext1, ext2)를 갖는 익스트랙터 트랙(50)
(6) (b)를 포함하며 (e)에 접근하기 위한 익스트랙터를 갖는 익스트랙터 트랙(60)
(7) (c)를 포함하며 (f)에 접근하기 위한 익스트랙터를 갖는 익스트랙터 트랙(70)
(8) (e)를 포함하는 타일 트랙(80)
(9) (f)를 포함하는 타일 트랙(90)
이 경우, 이 경우 픽처 상에서 특정 영역의 위치를 지시하는 정보는 후술하는 RegionOriginalCoordninateBox 등의 박스 형태로 상술한 트랙들(10, 20, 30, 50, 60, 70 등)에 포함되어 선택된 영역의 원본 프레임에서의 위치 정보를 식별 가능하게 할 수 있다. 여기서 상기 영역은 서브픽처로 불릴 수 있음은 상술한 바와 같다. 서비스 프로바이더는 상술한 트랙들을 모두 구성할 수 있으며, 전송시에는 일부만 선택 및 조합해서 전달할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 RegionOriginalCoordninateBox를 나타낸다. 도 15는 원본 픽처 내에서 해당 정보가 가리키는 영역을 예시적으로 나타낸다.
도 14를 참조하면, RegionOriginalCoordninateBox는 본 발명에 따른 영역 기반 독립 프로세싱이 가능한 영역(서브픽처, 또는 MCTS)의 사이즈 및/또는 위치를 알려주는 정보이다. 구체적으로 RegionOriginalCoordninateBox는 하나의 비주얼 컨텐츠가 하나 이상의 영역(region)으로 나누어져 저장/전송될 경우, 해당 영역이 전체 비주얼 컨텐츠의 좌표(coordinate) 상에서 어느 위치에 존재하는지 식별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전체 360도 비디오를 위한 팩드 프레임(팩드 픽처) 또는 프로젝션된 프레임(프로젝티드 픽처)이 사용자 시점 기반 효율적 프로세싱을 위해 독립된 비디오 스트림의 형태로 여려 개별 영역으로 저장/전송될 수 있으며, 하나의 트랙은 하나 또는 또는 여러 개의 타일로 구성되는 사각형 영역에 대응될 수 있다. 개별 영역은 HEVC MCTS 비트스트림으로부터 추출(extraction)된 HEVC 비트스트림들에 대응될 수도 있다. RegionOriginalCoordninateBox는 개별 여역이 저장/전송되는 트랙의 비주얼 샘플 엔트리(visual sample entry) 하위에 존재하여 해당 영역의 좌표 정보를 기술할 수 있다. RegionOriginalCoordninateBox는 비주얼 샘플 엔트리 외의 스킴 정보 박스(scheme information box) 등 다른 박스의 하위에 계층적으로 존재할 수도 있다.
RegionOriginalCoordninateBox의 신텍스(syntax)는 original_picture_width 필드, original_picture_height 필드, region_horizontal_left_offset 필드, region_vertical_top_offset 필드, region_width 필드, region_height 필드를 포함할 수 있다. 상기 필드들 중 일부는 생략될 수 있다. 예를 들어, 원본 픽처의 사이즈가 미리 정의되어 있거나 다른 박스 등의 정보를 통하여 이미 획득된 경우 상기 original_picture_width 필드, original_picture_height 필드 등은 생략될 수 있다.
original_picture_width 필드는 해당 리전(서브픽처 또는 타일)이 속한 원본 픽처(즉, 팩드 프레임 또는 프로젝션된 프레임)의 가로 해상도(너비)를 나타낸다. original_picture_height 필드는 해당 리전(서브픽처 또는 타일)이 속한 원본 픽처(즉, 팩드 프레임 또는 프로젝션된 프레임)의 세로 해상도(높이)를 나타낸다. , region_horizontal_left_offset 필드는 원본 픽처 좌표 기준 해당 리전의 좌측 끝의 가로 좌표를 나타낸다. 예를 들어 상기 필드는 원본 픽처의 좌상단 끝의 좌표를 기준으로 상기 해당 리전의 좌측 끝의 가로 좌표의 값을 나타낼 수 있다. region_vertical_top_offset 필드는 원본 픽처 좌표 기준 해당 리전의 좌측 끝의 세로 좌표를 나타낸다. 예를 들어 상기 필드는 원본 픽처의 좌상단 끝의 좌표를 기준으로 상기 해당 리전의 상측 끝의 세로 좌표의 값을 나타낼 수 있다. region_width 필드는 해당 리전의 가로 해상도(너비)를 나타낸다. region_height 필드는 해당 리전의 세로 해상도(높이)를 나타낸다. 상술한 필드들을 기반으로 해당 영역은 원본 픽처로부터 도 15와 같이 도출될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 RegionToTrackBox가 사용될 수도 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 RegionToTrackBox를 나타낸다.
RegionToTrackBox는 해당 영역과 연관되는 트랙을 식별하게 할 수 있다. 상기 박스(박스 형태의 정보)는 트랙마다 보낼 수도 있고, 대표 트랙에서만 보낼 수도 있다. RegionToTrackBox는 프로젝션, 패킹 정보 등 360도 비디오 정보와 함께 'schi' 박스 하위에 저장될 수 있다. 이 경우 원본 픽처의 가로 해상도, 세로 해상도는 트랙 헤더 박스(track header box) 또는 비주얼 샘플 엔트리(visual sample entry)에 존재하는 (원본 픽처의) 폭, 너비 값으로 식별될 수도 있다. 또한 상기 박스를 나르는 트랙과 개별 리전이 저장/전송되는 트랙은 트랙 참조 박스(track reference box)에서 'ovrf'(omnidirectional video reference)와 같은 새로운 참조 타입(reference type)에 의해 참조 관계가 식별될 수 있다.
상기 박스는 스킴 정보 박스(Scheme Information box) 외의 비주얼 샘플 엔ㅌ리(visual sample entry) 등 다른 박스의 하위에 계층적으로 존재할 수도 있다.
RegionToTrackBox의 신텍스(syntax)는 num_regions 필드를 포함할 수 있고, 및 각 영역에 대한 region_horizontal_left_offset 필드, region_vertical_top_offset 필드, region_width 필드, region_width 필드 및 track_ID 필드를 포함할 수 있다. 경우에 따라 상기 필드들 중 일부는 생략될 수 있다.
num_region 필드는 원본 픽처 내 영역들의 개수를 나타낸다. region_horizontal_left_offset 필드는 원본 픽처 좌표 기준 해당 리전의 좌측 끝의 가로 좌표를 나타낸다. 예를 들어 상기 필드는 원본 픽처의 좌상단 끝의 좌표를 기준으로 상기 해당 리전의 좌측 끝의 가로 좌표의 값을 나타낼 수 있다. region_vertical_top_offset 필드는 원본 픽처 좌표 기준 해당 리전의 좌측 끝의 세로 좌표를 나타낸다. 예를 들어 상기 필드는 원본 픽처의 좌상단 끝의 좌표를 기준으로 상기 해당 리전의 상측 끝의 세로 좌표의 값을 나타낼 수 있다. region_width 필드는 해당 리전의 가로 해상도(너비)를 나타낸다. region_height 필드는 해당 리전의 세로 해상도(높이)를 나타낸다. Track_ID 필드는 해당 리전에 해당하는 데이터가 저장/전송되는 트랙의 ID를 나타낸다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 SEI 메시지에 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 SEI 메시지를 나타낸다.
도 17을 참조하면, num_sub_bs_region_coordinate_info_minus1[　i　] 필드는 추출 정보에 해당하는 mcts_sub_bitstream_region_in_original_picture_coordinate_info 의 개수 - 1 값을 나타낸다. sub_bs_region_coordinate_info_data_length[　i　][　j　] 필드는 포함된 개별 mcts_sub_bitstream_region_in_original_picture_coordinate_info의 바이트수를 나타낸다. 상기 num_sub_bs_region_coordinate_info_minus1[　i　] 필드 및 sub_bs_region_coordinate_info_data_length[　i　][　j　] 필드는 무부호 정수 0차 지수 골룸(unsigned integer 0-th Exp-Golomb) 코딩을 나타내는 ue(v)를 기반으로 코딩될 수 있다. 여기서 (v)는 해당 정보를 코딩하는데 사용되는 비트가 가변적임을 나타낼 수 있다. sub_bs_region_coordinate_info_data_bytes[　i　][　j　][　k　] 필드는 포함된 개별 mcts_sub_bitstream_region_in_original_picture_coordinate_info의 바이트들을 나타낸다. 상기 sub_bs_region_coordinate_info_data_bytes[　i　][　j　][　k　] 필드는 8비트를 사용하는 무부호 정수 0차 코딩을 나타내는 u(8)를 기반으로 코딩될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 mcts_sub_bitstream_region_in_original_picture_coordinate_info를 나타낸다. mcts_sub_bitstream_region_in_original_picture_coordinate_info는 상기 SEI 메시지에 계층적으로 포함될 수 있다.
도 18을 참조하면, original_picture_width_in_luma_sample 필드는 추출(extraction)된 MCTS 서브비트스트림 영역(sub-bitstream region) 추출전 원본 픽처(즉, 팩드 프레임 또는 프로젝션된 프레임)의 가로 해상도를 나타낸다. original_picture_height_in_luma_sample 필드는 추출(extraction)된 MCTS 서브비트스트림 영역(sub-bitstream region) 추출전 원본 픽처(즉, 팩드 프레임 또는 프로젝션된 프레임)의 세로 해상도를 나타낸다. sub_bitstream_region_horizontal_left_offset_in_luma_sample 필드는 원본 픽처 좌표 기준 해당 영역의 좌측 끝 가로 좌표를 나타낸다. sub_bitstream_region_vertical_top_offset_in_luma_sample 필드는 원본 픽처 좌표 기준 해당 영역의 위쪽 끝 세로 좌표를 나타낸다. sub_bitstream_region_width_in_luma_sample 필드는 해당 영역의 가로 해상도를 나타낸다. sub_bitstream_region_height_in_luma_sample 필드는 해당 영역의 세로 해상도를 나타낸다.
한편, 하나의 파일 내에 모든 MCTS 비트스트림들이 존재할 경우, 특정 MCTS 영역에 대한 데이터 추출을 위하여 다음과 같은 정보가 사용될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 MCTS 비트스트림을 포함하는 파일 내의 MCTS 영역 관련 정보를 나타낸다.
도 19를 참조하면, 추출된 MCTS 비트스트림들은 샘플 그룹핑을 통해 하나의 그룹으로 정의될 수 있으며, 앞서 설명한 해당 MCTS와 연관된 VPS, SPS, PPS 등은 도 19의 nalUnit 필드에 포함될 수 있다. NAL_unit_type 필드는 상기 VPS, SPS, PPS 등 중 하나를 해당 NAL 유닛의 타입으로 지시할 수 있으며, 지시된 타입의 NAL 유닛(들)이 상기 nalUnit 필드에 포함될 수 있다.
본 발명에서 상술한 독립적 프로세싱이 지원되는 영역, MCTS 영역 등은 그 표현에 차이가 있으나, 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서브픽처(sub-picture)라고 불릴 수 있음은 상술한 바와 같다. 전방향의 360도 비디오는 서브픽처 트랙들로 구성된 파일을 통하여 저장 및 전달될 수 있으며, 이는 사용자 시점 또는 뷰포트 기반 프로세싱(viewport dependent processing)을 위하여 사용될 수 있다. 상기 서브픽처들은 원본 픽처의 공간적 에어리어의 서브셋일 수 있으며, 각각의 서브픽처들은 일반적으로 개별 트랙(separate track)에 저장될 수 있다.
뷰포트 기반 프로세싱은 예를 들어 다음과 같은 플로우를 기반으로 수행될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 뷰포트 기반 프로세싱을 나타낸다.
도 20을 참조하면, 수신 장치는 헤드(head) 및/또는 아이(eye) 트랙킹을 수행한다(S2010). 수신 장치는 헤드 및 또는 아이 트랙킹을 통하여 뷰포트 정보를 도출한다
수신 장치는 전달받은 파일에 대한 파일/세그먼트 디캡슐레이션을 수행한다(S2020). 이 경우 수신 장치는 좌표 컨버젼을 통하여 현재 뷰포트에 대응하는 영역들(뷰포트 영역들)을 파악할 수 있고(S2021). 상기 뷰포트 영역들을 커버하는 서브픽처들을 포함하는(containing) 트랙들을 선택 및 추출할 수 있다(S2022).
수신 장치는 선택된 트랙(들)에 대한 (서브)비트스트림(들)을 디코딩한다(S2030). 수신 장치는 상기 디코딩을 통하여 서브픽처들을 디코딩/복원할 수 있다. 이 경우 기존 디코딩 절차에서는 원본 픽처 단위로 디코딩을 수행하였던 것과 달리, 수신 장치는 원본 픽처가 전체가 아닌 상기 서브픽처들만을 디코딩할 수 있다.
수신 장치는 좌표 컨버전을 통하여 디코딩된 서브픽처(들)을 렌더링 공간(rendering space)에 맵핑한다(S2040). 이는 전체 픽처가 아닌 서브픽처(들)에 대한 디코딩을 수행하기 때문에, 해당 서브픽처가 원본 픽처의 어느 위치에 해당한다는 정보를 기반으로 렌더링 공간에 맵핑할 수 있고, 뷰포트 기반 프로세싱을 수행할 수 있다. 수신 장치는 해당 뷰포트에 연관된 이미지(뷰포트 이미지)를 생성하여 사용자에게 디스플레이할 수 있다(S2050).
상기와 같이 서브픽처들에 대한 좌표 컨버전 절차가 렌더링 절차에 필요할 수 있다. 이는 종래의 360도 비디오 프로세싱 절차에서는 필요하지 않았던 절차이다. 본 발며에 따르면 전체 픽처가 아닌 서브픽처(들)에 대한 디코딩을 수행하기 때문에, 해당 서브픽처가 원본 픽처의 어느 위치에 해당한다는 정보를 기반으로 렌더링 공간에 맵핑할 수 있고, 뷰포트 기반 프로세싱을 수행할 수 있다.
즉, 서브픽처 단위 디코딩 후, 디코딩된 픽처는 적절한 렌더링을 위하여 정렬될 필요가 있을 수 있다. 팩드 프레임은 프로젝션된 프레임으로 재정렬될 수 있으며(만약 리전별 패킹 과정에 적용된 경우), 프로젝션된 프레임은 렌더링을 위하여 프로젝션 구조(projection structure)에 따라 정렬될 수 있다. 따라서, 서브픽처들을 나르는 트랙들의 커버리지 정보의 시그널링에서 팩드 프레임/프로젝션된 프레임 상의 2D 좌표가 나타내어지는 경우, 디코딩된 서브픽처는 렌더링 전에 팩드 프레임/프로젝션된 프레임에(into) 정렬될 수 있다. 여기서 커버리지 정보는 상술한 본 발명에 따른 영역의 위치(위치 및 사이즈)를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 하나의 서브픽처라도 팩드 프레임/프로젝션된 프레임 상에서 공간적으로 떨어져서 구성될 수 있다. 이 경우 하나의 서브픽처 내에 2D 공간 상에서 서로 떨어져있는 영역들은 서브픽처 영역(subpicture region)들이라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 프로젝션 포멧으로 ERP(Equirectangular Projection) 포멧이 사용된 경우, 팩드 프레임/프로젝션된 프레임의 왼쪽 끝과 오른쪽 끝은 실제로 렌더링되는 구형면 상에서는 서로 붙어있을 수 있다. 이를 커버하기 위하여 팩드 프레임/프로젝션된 프레임 상에서 공간적으로 서로 떨어져있는 서브픽처 영역들이 하나의 서브픽처로 구성될 수 있으며, 관련 커버리지 정보 및 서브픽처 구성은 예를 들어 다음과 같을 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버리지 정보를 나타내고, 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브픽처 구성을 나타낸다. 도 22의 서브픽처 구성은 도 21에 도시된 커버리지 정보를 기반으로 도출될 수 있다.
도 21을 참조하면, ori_pic_width 필드 및 ori_pic_height 필드는 서브픽처들을 구성하는 전체 원본 픽처의 너비 및 높이를 각각 나타낸다. 서비픽처의 너비 및 높이는 비주얼 샘플 엔트리 내에서의 너비 및 높이로 나타내어질 수 있다. sub_pic_reg_flag 필드는 서브픽처 리전의 존재 여부를 나타낸다. sub_pic_reg_flag 필드의 값이 0인 경우, 서브픽처가 온전하게 원본 픽처 상으로 정렬됨을 나타낸다. sub_pic_reg_flag 필드의 값이 1인 경우, 서브픽처는 서브픽처 리전들로 나누어지고, 각 서브픽처 리전은 프레임(원본 픽처) 상으로 정렬됨을 나타낼 수 있다. 도 21에서 도시된 바와 같이 서브픽처 리전들은 프레임의 경계를 가로질러서 정렬될 수 있다. sub_pic_on_ori_pic_top 필드 및 sub_pic_on_ori_pic_left 필드는 원본 픽처 상에서 서브픽처의 가장 상측 샘플 행(top sample row) 및 가장 좌측 샘플 열(left-most sample column)을 각각 나타낸다. sub_pic_on_ori_pic_top 필드 및 sub_pic_on_ori_pic_left 필드의 값들의 범위는 각각 원본 픽처의 좌상단(top-left) 코너를 가리키는 0부터(inclusive), ori_pic_height 필드의 값 및 ori_pic_width 필드의 값까지(exclusive)일 수 있다. num_sub_pic_regions 필드는 서브픽처를 구성하는 서브픽처 리전들의 개수를 나타낸다. sub_pic_reg_top[i] 필드 및 sub_pic_reg_left[i] 필드는 각각 서브픽처 상에서 해당(i번) 서브픽처 리전의 가장 상측 샘플 행 및 가장 좌측 샘플 열을 나타낸다. 이 필드들을 통하여 하나의 서브픽처 내에 있는 복수의 서브픽처 리전들 간의 연관관계(위치 순서 및 배치)를 도출할 수 있다. sub_pic_reg_top[i] 필드 및 sub_pic_reg_left[i] 필드의 값들이 범위는 각각 서브픽처의 좌상단 코너를 가리키는 0부터(inclusive), 상기 서브픽처의 너비 및 높이까지(exclusive)일 수 있다. 여기서 상기 서브픽처의 너비 및 높이는 비주얼 샘플 엔터리에서 도출될 수 있다. sub_pic_reg_width[i] 필드 및 sub_pic_reg_height[i] 필드는 각각 해당(i번) 서브픽처 리전의 너비 및 높이를 나타낸다. sub_pic_reg_width[i] 필드의 값들의 합(i는 0부터 num_sub_pic_regions 필드의 값 -1까지)은 서브픽처의 너비와 같을 수 있다. 또는 sub_pic_reg_height[i] 필드의 값들의 합(i는 0부터 num_sub_pic_regions 필드의 값 -1까지)은 상기 서브픽처의 높이와 같을 수 있다. sub_pic_reg_on_ori_pic_top[i] 필드 및 sub_pic_reg_on_ori_pic_left[i] 필드는 각각 원본 픽처 상에서 해당 서브픽처 영역의 가장상측 샘플 행 및 가장좌측 샘플 열을 나타낸다. sub_pic_reg_on_ori_pic_top[i] 필드 및 sub_pic_reg_on_ori_pic_left[i] 필드의 값들의 범위는 각각 프로젝티드 프레임의 좌상단 코너를 가리키는 0부터(inclusive), ori_pic_height 필드의 값 및 ori_pic_width 필드의 값까지(exclusive)일 수 있다.
상술한 예에서는 하나의 서브픽처가 복수의 서브픽처 리전들을 포함하는 경우를 설명하였으며, 본 발명에 따르면 서브픽처들이 오버랩되어 구성될 수도 있다. 각 서브픽처 비트스트림은 한번에 하나의 비디오 디코더에 의하여 배타적으로(exclusively) 디코딩되는 것을 가정하는 경우, 오버랩된 서브픽처들은 비디오 디코더들의 수를 제한하기 위하여 사용될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 오버랩된 서브픽처들을 나타낸다. 도 23은 소스 컨텐츠(예를 들어, 원본 픽처) 7개의 사각 영역들로 분할되고, 상기 영역들이 7개의 서브픽처들로 그룹핑되는 경우이다.
도 23을 참조하면, 서브픽처1은 영역(서브픽처 영역) A 및 B로 구성되고, 서브픽처2는 영역 B 및 C로 구성되고, 서브픽처3은 영역 C 및 D로 구성되고, 서브픽처4는 영역 D 및 E로 구성되고, 서브픽처5는 영역 E 및 A로 구성되고, 서브픽처6은 영역 F로 구성되고, 서브픽처7은 영역 G로 구성된다.
상기와 같은 구성을 통하여, 현재 뷰포트를 위한 서브픽처 비트스트림들의 디코딩에 필요한 비디오 디코더들의 수를 줄일 수 있으며, 특히 뷰포트가 ERP 포멧의 픽처의 사이드에 위치하는 경우에 효율적으로 서브픽처를 추출 및 디코딩할 수 있다.
상술한 트랙 내에 다중 사각 영역들을 포함하는 서브픽처 구성(composition)을 지원하기 위하여, 예를 들어, 다음과 같은 조건이 고려될 수 있다. 하나의 SubpictureCompositionBox는 하나의 사각 영역을 기술(describe)할 수 있다. TrackGroupBox는 다중 SubpictureCompositionBox를 가질 수 있다. 다중 SubpictureCompositionBox의 순서는 서브픽처 내의 사각 영역들의 포지션을 가리킬 수 있다. 여기서 상기 순서는 래스터 스캔 순서(rater scan order)일 수 있다.
track_group_type이 'spco'인 TrackGroupTypeBox는 해당 트랙이, 프리젠테이션을 위한 적합한 픽처들을 획득하기 위하여 공간적으로 정렬될 수 있는 트랙들의 구성에 속함을 지시할 수 있다. 해당 그룹핑에 맵핑된 비주얼 트랙들(즉, track_group_type이 'spco'인 TrackGroupTypeBox 내에서 동일한 track_group_id 값을 갖는 비주얼 트랙들)은 제공될(presented) 수 있는 비주얼 컨텐츠를 집합적으로(collectively) 나타낼 수 있다. 해당 그룹핑에 맵핑된 각 개별적인 비주얼 트랙은 프리젠테이션에 충분할 수 있고 또는 충분하지 않을 수도 있다. 트랙이 구성된 픽처(composed picture) 상의 다중 사각 영역들에 맵핑된 서브픽처 시퀀스를 나르는 경우, 동일한 track_group_id 값을 갖고 track_group_type이 'spco'인 다중 TrackGroupTypeBox가 존재할 수 있다. 상기 박스들은 상기 TrackGroupBox 내에서 서브픽처 상의 사각 영역들의 래스터 스캔 순서에 따라 나타날 수 있다. 이 경우, CompositionRestrictionBox가 비주얼 트랙이 단독으로는(alone) 프리젠테이션을 위하여 충분하지 않음을 지시하기 위하여 사용될 수 있다. 프리젠테이션을 위하여 적합한 픽처는 트랙 그룹의 신텍스 요소들에 의하여 지시된 것과 같이 동일한 서브픽처 구성 트랙 그룹의 모든 트랙의 시간-병렬 샘플들을 공간적으로 정렬함으로써 구성될 수 있다.
도 24는 SubpictureCompositionBox의 신텍스를 나타낸다.
도 24를 참조하면, region_x 필드는, 루마 샘플 단위에서(in luma sample units), 구성된 픽처(composed picture) 상의 해당 트랙의 샘플들의 사각 영역의 좌상단 코너의 수평 포지션을 나타낸다. region_x 필드의 값의 범위는 0부터 composition_width 필드의 값 -1(minus 1)까지일 수 있다. region_y 필드는, 루마 샘플 단위에서, 구성된 픽처 상의 해당 트랙의 샘플들의 사각 영역의 좌상단 코너의 수직 포지션을 나타낸다. region_y 필드의 값의 범위는 0부터 composition_height 필드의 값 -1까지일 수 있다. region_width 필드는, 루마 샘플 단위에서, 구성된 픽처 상의 해당 트랙의 샘플들의 사각 영역의 너비를 나타낸다. region_width 필드의 값의 범위는 1부터 composition_width 필드의 값 -(minus) region_x 필드의 값까지일 수 있다. region_height 필드는, 루마 샘플 단위에서, 구성된 픽처 상의 해당 트랙의 샘플들의 사각 영역의 높이를 나타낸다. region_height 필드의 값의 범위는 1부터 composition_height 필드의 값 -(minus) region_y 필드의 값까지일 수 있다. composition_width 필드는, 루마 샘플 단위에서, 구성된 픽처의 너비를 나타낸다. composition_width 필드의 값은 region_x 필드의 값 +(plus) region_width 필드의 값보다 크거나 같을 수 있다. composition_height 필드는, 루마 샘플 단위에서, 구성된 픽처의 높이를 나타낸다. composition_height 필드의 값은 region_y 필드의 값 +(plus) region_height 필드의 값보다 크거나 같을 수 있다. 구성된 픽처는 상술한 원본 픽처, 팩드 픽처 또는 프로젝션된 픽처에 대응될 수 있다.
한편, 구성된 픽처 내에 맵핑되는 다중 사각형 영역을 포함하는 서브픽처 트랙의 식별을 위하여, 다음과 같은 방법들이 사용될 수도 있다.
일 예로, 상기 사각형 영역을 식별하기 위한 정보는 가드 밴드에 관한 정보를 통하여 시그널링될 수 있다.
3차원 공간에서 연속되는 360도 비디오 데이터가 2D 이미지의 리전에 맵핑되는 경우, 상기 2D 이미지의 리전별로 코딩되어 수신측에 전달될 수 있고, 이에, 상기 2D 이미지에 맵핑된 360도 비디오 데이터가 다시 3차원 공간으로 렌더링되면 각 리전의 코딩 처리의 차이로 인하여 3차원 공간에 리전들 사이의 경계가 나타나는 문제가 발생될 수 있다. 상기 3차원 공간에 상기 리전들 사이의 경계가 나타나는 문제는 경계 오류라고 불릴 수 있다. 상기 경계 오류는 사용자의 가상 현실에 대한 몰입감을 저하시킬 수 있으며, 이러한 문제를 방지하기 위하여 가드 밴드가 사용될 수 있다. 가드 밴드는 직접 렌더링되지는 않으나, 연관된 영역의 렌더링된 부분을 향상시키거나 심(seam)과 같은 비주얼 아티팩트를 회피 또는 완화(mitigate)하기 위하여 사용되는 영역을 나타낼 수 있다. 상기 가드 밴드는 리전별 패킹 과정이 적용되는 경우 사용될 수 있다.
본 예에서는 상기 다중 사각형 영역은 RegionWisePackingBox를 이용하여 식별될 수 있다.
도 25는 RegionWisePackingBox의 계층적 구조를 나타낸다.
도 25를 참조하면, 값 0의 guard_band_flag[i] 필드는 i번(i-th) 영역이 가드 밴드를 가지고 있지 않음을 나타낸다. 값 1의 guard_band_flag[i] 필드는 i번 영역이 가드 밴드를 가지고 있음을 나타낸다. packing_type[i] 필드는 리전별 패킹의 타입을 나타낸다. 값 0의 packing_type[i] 필드는 사각(rectangular) 리전별 패킹을 지시한다. 나머지 값들은 유보될(reserved) 수 있다. left_gb_width[i] 필드는 i번 영역의 좌측의 가드 밴드의 너비를 나타낸다. left_gb_width[i] 필드는 상기 가드 밴드의 너비를 두 루마 샘플 단위(in units of two luma samples)로 나타낼 수 있다. right_gb_width[i] 필드는 i번 영역의 우측의 가드 밴드의 너비를 나타낸다. right_gb_width[i] 필드는 상기 가드 밴드의 너비를 두 루마 샘플 단위로 나타낼 수 있다. top_gb_width[i] 필드는 i번 영역의 상측의 가드 밴드의 너비를 나타낸다. top_gb_width[i] 필드는 상기 가드 밴드의 너비를 두 루마 샘플 단위로 나타낼 수 있다. bottom_gb_width[i] 필드는 i번 영역의 하측의 가드 밴드의 너비를 나타낸다. bottom_gb_width[i] 필드는 상기 가드 밴드의 너비를 두 루마 샘플 단위로 나타낼 수 있다. guard_band_flag[i]의 값이 1인 경우, left_gb_width[i] 필드, right_gb_width[i] 필드, top_gb_width[i] 필드, 또는 bottom_gb_width[i] 필드의 값은 0보다 크다. 상기 i번 영역 및 그의 가드 밴드들은, 다른 영역 및 다른 영역의 가드 밴드들과 오버랩되지 않는다(The i-th region, including its guard bands, if any, shall not overlap with any other region, including its guard bands).
값 0의 gb_not_used_for_pred_flag[i] 필드는 가드 밴드들이 인터 예측을 위하여 가용함을 나타낸다. 즉, gb_not_used_for_pred_flag[i] 필드의 값이 0인 경우, 가드 밴드들은 인터 예측을 위하여 사용되거나 사용되지 않을 수 있다. 값 1의 gb_not_used_for_pred_flag[i] 는 가드 밴드들의 샘플값들이 인터 예측 절차에 사용되지 않음을 나타낸다. gb_not_used_for_pred_flag[i] 필드의 값이 1인 경우, 비록 디코딩된 픽처(디코딩된 팩드 픽처)들이 이후 디코딩될 픽처들(subsequent pictures to be decoded)의 인터 예측을 위한 참조(references)로 사용되었더라도, 디코딩된 픽처들 상의 가드 밴드들 내 샘플 값들은 다시 작성될(rewritten) 또는 수정될 수 있다. 예를 들어, 영역의 컨텐츠는 그의 가드 밴드로, 다른 영역의 디코딩된 및 리프로젝션된 샘플들을 이용하여, 심리스하게 확장될 수 있다.
gb_type[i] 필드는 i번 영역의 가드 밴드들의 타입을 다음과 같이 나타낼 수 있다. 값 0의 gb_type[i] 필드는 해당 영역(들)의 컨텐츠와의 관계에서 해당 가드 밴드들의 컨텐츠가 명시되지 않았음을(unspeficied) 나타낸다. gb_not_used_for_pred_flag 필드의 값이 0인 경우, gb_type 필드의 값은 0이 될 수 없다. 값 1의 gb_type[i] 필드는 가드 밴드들의 컨텐츠가 영역(및 영역 경계 외부 하나의 픽셀 이내) 내의 서브픽셀 값들의 보간을 위하여 충분함을 나타낸다. 값 1의 gb_type[i] 필드는 영역의 경계 샘플들이 가드 밴드에 수평적으로 또는 수직적으로 복사된 경우에 사용될 수 있다. 값 2의 gb_type[i] 필드는 가드 밴드들의 컨텐츠가 실제 이미지 컨텐츠를 점진적으로 변하는 퀄리티 기반으로 나타내되, 상기 점진적으로 변하는 퀄리티는 해당 영역의 픽처 퀄리티로부터 구형면 상에서 인접하는 영역의 픽처 퀄리티로 점진적으로 변하는 것을 나타낸다. 값 3의 gb_type[i]는 가드 밴드들의 컨텐츠가 실제 이미지 컨텐츠를 해당 영역의 픽처 퀄리티 기반으로 나타냄을 나타낸다.
한편, 하나의 트랙이, 구성된 픽처 내의 다수의 사각형 영역으로 맵핑되는 사각형 영역들을 포함하는 경우, 일부의 영역은 RectRegionPacking(i)으로 식별되는 리전별 패킹 영역으로, 나마지 영역들은 상기 guard_band_flag[i] 필드, left_gb_width[i] 필드, right_gb_width[i] 필드, top_gb_height[i] 필드, bottom_gb_height[o] 필드, gb_not_used_for_pred_flag[i] 필드, gb_type[i] 필드들 중 일부 또는 전부를 기반으로 식별되는 가드 밴드 영역으로 식별될 수 있다.
예를 들어, 도 22 및 그 설명에서 상술한 서브픽처7의 경우, 영역 E는 리전별 패킹 영역, 영역 A는 상기 영역 E의 오른쪽에 위치한 가드 밴드 영역으로 식별될 수 있으며, 이 경우 가드밴드 영역의 너비는 right_gb_width[i] 필드를 기반으로 식별될 수 있다. 반대로, 영역 A는 리전별 패킹 영역, 영역 E는 왼쪽에 위치한 가드 밴드 영역으로 식별될 수 있으며, 이 경우 가드밴드 영역의 너비는 left_gb_width[i] 필드를 기반으로 식별될 수 있다. 이러한 가드 밴드 영역의 타입은 gb_type[i] 필드를 통해 나타낼 수 있으며 상술한 '3' 값을 통해 상기 사각형 영역은 동일 인접 영역과 동일한 퀄리티를 갖는 영역으로 식별될 수 있다. 또는, 리전별 패킹 영역과 가드 밴드 영역의 퀄리티가 다를 경우 상술한 '2' 값을 통해 상기 사각형 영역이 식별될 수도 있다.
또한, 다음과 같은 gb_type[i] 필드의 '4' 내지 '7' 값을 통해 상기 사각형 영역이 식별될 수도 있다. 값 4의 gb_type[i] 필드는 사각형 영역의 컨텐츠가 구형면 상에서 해당 영역에 인접해 존재하는 실제 이미지 컨텐츠이며 퀄리티가 연관된 리전별 패킹 영역으로부터 점진적으로 변함을 나타낼 수 있다. 값 5의 gb_type[i] 필드는, 컨텐츠가 구형면 상에서 해당 영역에 인접해 존재하는 실제 이미지 컨텐츠이며 퀄리티가 연관된 리전별 패킹 영역의 퀄리티와 같음을 나타낼 수 있다. 값 6의 gb_type[i] 필드는 사각형 영역의 컨텐츠가 프로젝션된 픽처 상에서 해당 영역에 인접해 존재하는 실제 이미지 컨텐츠이며 퀄리티가 리전별 패킹 영역으로부터 점진적으로 변함을 나타낼 수 있다. 값 7의 gb_type[i] 필드는 사각형 영역의 컨텐츠가 프로젝션된 픽처 상에서 해당 영역에 인접해 존재하는 실제 이미지 컨텐츠이며 퀄리티가 연관된 리전별 패킹 영역의 퀄리티와 같음을 나타낼 수 있다.
한편, 다른 예로, 상기 사각형 영역을 식별하기 위한 정보는 SubPicturecompositionBox를 이용하여 시그널링할 수 있다.
본 발명에서, 상기 다중 사각형 영역은, 좌표 값을 기준으로, 구성된 픽처 영역 내에 존재하는 영역과 구성된 픽처 영역 외에 존재하는 영역으로 구분될 수 있다. 구성된 픽처 영역 외에 존재하는 영역을 클리핑하여 반대편 모서리에 위치시킴으로써 상기 다중 사각형 영역을 나타낼 수 있다.
일 예로, 구성된 픽처 영역 내의 사각형 영역의 가로 좌표인 x가 composition_width 필드의 값과 같거나 클 경우, 상기 x에서 composition_width 필드의 값을 뺀 값을 사용하고, 사각형 영역의 세로 좌표인 y가 composition_height 필드의 값과 같거나 클 경우, 상기 y에서 composition_height 필드의 값을 뺀 값을 사용할 수 있다.
이를 위해 상기 도 23에서 상술한 SubPictureCompositionBox의 track_width 필드, track_height 필드, composition_width 필드, composition_height 필드의 범위는 다음과 같이 수정될 수 있다.
region_width 필드의 값의 범위는 1부터 composition_width 필드의 값까지일 수 있다. region_height 필드의 값의 범위는 1부터 composition_height 필드의 값까지일 수 있다. composition_width 필드의 값은 region_x 필드의 값 +1(plus 1) 보다 크거나 같을 수 있다. composition_height 필드의 값은 region_y 필드의 값 +1(plus 1) 보다 크거나 같을 수 있다.
도 26은 본 발명에 따른 서브픽처 구성을 이용한 360도 비디오의 송수신 과정을 개략적으로 나타낸다.
도 26을 참조하면, 전송 장치는 360도 영상을 획득하고, 획득된 영상을 스티칭, 및 프로젝션을 통해 하나의 2D 픽처에 맵핑한다(S2600). 이 경우 리전별 패킹 과정이 선택적으로(optional) 포함될 수 있다. 여기서 상기 360도 영상은 적어도 하나의 360도 카메라를 이용하여 촬영된 영상일 수 있고, 또는 컴퓨터 등의 영상 처리 장치를 통하여 생성 또는 합성된(synthesized) 영상일 수 있다. 또한 여기서 상기 2D 픽처는 상술한 원본 픽처, 프로젝티드 픽처/팩드 픽처, 및 구성된 픽처 등을 포함할 수 있다.
전송 장치는 상기 2D 픽처를 다수의 서브픽처로 분할한다(S2610). 전송 장치는 이 경우 서브픽처 구성 정보를 생성 및/또는 이용할 수 있다.
전송 장치는 상기 다수의 서브픽처 중 적어도 하나를 인코딩할 수 있다(S2520). 전송 장치는 상기 다수의 서브픽처 중 일부를 선택하여 인코딩할 수 있고, 또는 전송 장치는 상기 다수의 서브픽처들을 모두 인코딩할 수도 있다. 상기 다수의 서브픽처 각각은 독립적으로 코딩될 수 있다.
전송 장치는 인코딩된 서브픽처 스트림을 이용하여 파일을 구성한다(S2630). 서브픽처 스트림은 개별 트랙의 형태로 저장될 수 있다. 서브픽처 구성 정보는 상술한 본 발명에 따른 방법들 중 적어도 하나를 통해 해당 서브픽처 트랙에 포함될 수 있다.
전송 장치 또는 수신 장치는 서브 픽처를 선택할 수 있다(S2640). 전송 장치는 사용자의 뷰포트 정보 및 인터랙션 관련 피드백 정보 등을 이용하여 서브픽처를 선택하고 관련 트랙을 전달할 수 있다. 또는 전송 장치는 복수의 서브픽처 트랙들을 전달하고 수신 장치는 사용자의 뷰포트 정보 및 인터랙션 관련 피드백 정보 등을 이용하여 적어도 하나의 서브픽처(서브픽처 트랙)을 선택할 수 있다.
수신 장치는 파일을 해석하여, 서브픽처 비트스트림 및 서브픽처 구성 정보를 획득하고(S2650), 서브픽처 비트스트림을 디코딩한다(S2660). 수신 장치는 상기 서브픽처 구성 정보를 기반으로 디코딩된 서브픽처를 구성된 픽처(원본 픽처) 영역에 맵핑한다(S2670). 수신 장치는 맵핑된 구성된 픽처를 렌더링한다(S2680). 이 경우 수신 장치는 사용자의 뷰포트에 해당하는 구형면의 일부 영역을 뷰포트 평면에 맵핑하는 렉티리니어 프로젝션(rectilinear projection) 과정 등을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 도 27과 같이 상기 서브픽처는 2D의 구성된 픽처 상의 공간적으로 인접하지 않은 영역들을 서브픽처 영역으로 포함할 수 있다. 상술한 S2610 절차에서, 구성된 픽처(composed picture)를 구성하는 픽셀 (x, y)에 대하여 서브픽처 구성 정보에 의하여 주어진 위치 (track_x, track_y)와 사이즈 (width, height)에 해당하는 영역을 추출하여 서브픽처를 도출할 수 있으며, 이 경우 서브픽처 내 픽셀의 위치(i, j)는 다음 표 1과 같이 도출될 수 있다.
Figure pct00001
또한, 상술한 S2680 절차에서, 서브픽처를 구성하는 픽셀의 위치 (i, j)에 대하여 맵핑되는 구성된 픽처 내의 픽셀의 위치 (x, y) 다음 표 2와 같이 도출될 수 있다.
Figure pct00002
상기와 같이 서브픽처 내의 픽셀의 위치 (i, j)를 구성된 픽처(composed picture)를 구성하는 픽셀의 위치 (x, y)와 매핑할 수 있다. (x, y)가 구성된 픽처의 경계를 벗어났을 때, 도 27에 도시된 바와 같이 오른쪽으로 벗어난 경우 구성된 픽처의 왼쪽으로 연결될 수 있고, 아래쪽으로 벗어난 경우 구성된 픽처의 위쪽으로 연결될 수 있다.
도 28은 본 발명에 따른 360도 비디오 전송 장치에 의한 360도 비디오 데이터 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 28에서 개시된 방법은 도 5에서 개시된 360도 비디오 전송 장치에 의하여 수행될 수 있다.
360도 비디오 전송 장치는 360도 비디오 데이터를 획득한다(S2800). 여기서 상기 360도 영상은 적어도 하나의 360도 카메라를 이용하여 촬영된 영상일 수 있고, 또는 컴퓨터 등의 영상 처리 장치를 통하여 생성 또는 합성된(synthesized) 영상일 수 있다.
360도 비디오 전송 장치는 상기 360도 비디오 데이터를 처리하여 2D 픽처를 획득한다(S2810). 획득된 영상을 스티칭, 및 프로젝션을 통해 하나의 2D 픽처에 맵핑될 수 있다. 이 경우 상술한 리전별 패킹 과정이 선택적으로(optional) 수행될 수 있다. 여기서 상기 2D 픽처는 상술한 원본 픽처, 프로젝티드 픽처/팩드 픽처, 및 구성된 픽처 등을 포함할 수 있다.
360도 비디오 전송 장치는 상기 2D 픽처를 분할하여 서브픽처들을 도출한다(S2820). 상기 서브픽처들은 독립적으로 프로세싱될 수 있다. 360도 비디오 전송 장치는 서브픽처 구성 정보를 생성 및/또는 이용할 수 있다. 상기 서브픽처 구성 정보는 메타데이터에 포함될 수 있다.
상기 서브픽처는 다수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있으며, 상기 서브픽처 리전들은 상기 2D 픽처 상에서 공간적으로 서로 인접하지 않을 수 있다. 상기 서브픽처 리전들은 상기 2D 픽처 상에서 공간적으로 서로 인접하 프리젠테이션 또는 렌더링될 3D 공간(구형면) 상에서 공간적으로 서로 인접할 수 있다.
상기 360도 비디오 데이터에 대한 메타데이터를 생성한다(S2830). 상기 메타데이터는 본 발명에서 제안한 다양한 정보들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 메타데이터는 상기 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함할 수 있다. 상기 2D 픽처가 리전별 패킹 과정을 통하여 도출된 팩드 픽처(packed picture)인 경우, 상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 팩드 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 팩드 픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 팩드 픽처의 높이를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서브픽처의 위치 정보는 메타데이터에 포함되는 RegionOriginalCoordinateBox에 포함될 수 있다.
한편, 후술하는 S2850을 통하여 적어도 하나의 서브픽처 트랙이 생성될 수 있으며, 상기 메타데이터는 상기 서브픽처의 위치 정보 및 상기 서브픽처에 연관된 트랙 ID 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서브픽처의 위치 정보 및 상기 서브픽처에 연관된 트랙 ID 정보는 상기 메타데이터에 포함되는 RegionToTrackBox에 포함될 수 있다. 또한, 상기 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 단계를 통하여 복수의 서브픽처 트랙들을 포함하는 파일이 생성될 수 있으며, 상기 메타데이터는 도 19에 나타낸 바와 같이 서브픽처에 연관된 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set) 또는 PPS(picture parameter set)를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 서브픽처의 위치 정보는 SEI 메시지에 포함될 수 있으며, 상기 SEI 메시지는, 루마 샘플 단위에서, 상기 2D 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함할 수도 있다. 상기 SEI 메시지는 도 17에 나타난 바와 같이 상기 서브픽처의 위치 정보의 바이트 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 서브픽처가 다수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 메타데이터는 서브픽처 리전 정보를 포함하고, 상기 서브픽처 리전 정보는 상기 서브픽처 리전들의 위치 정보 및 상기 서브픽처 리전들 간의 연관관계 정보를 포함할 수 있다. 상기 서브픽처 리전들은 래스터 스캔 순서(raster scan order)로 인덱싱될 수 있다. 도 21에서 나타낸 바와 같이, 상기 연관관계 정보는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가장 상측 행을 나타내는 정보 또는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가정 좌측 열을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 2D 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함할 수있으며, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보의 값 범위는 1부터 상기 2D 픽처의 너비까지이고, 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보의 값 범위는 1부터 상기 2D 픽처의 높이까지일 수 있다. 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 너비가 상기 2D 픽처의 너비보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있고, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 높이가 상기 2D 픽처의 높이보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있다.
360도 비디오 전송 장치는 상기 서브픽처들 중 적어도 하나를 인코딩한다(S2840). 360도 비디오 전송 장치는 상기 다수의 서브픽처 중 일부를 선택하여 인코딩할 수 있고, 또는 상기 다수의 서브픽처들을 모두 인코딩할 수도 있다. 상기 다수의 서브픽처 각각은 독립적으로 코딩될 수 있다.
360도 비디오 전송 장치는 상기 인코딩된 적어도 하나의 서브픽처 및 상기 메타데이터에 대하여 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행한다(S2850). 360도 비디오 전송 장치는 상기 인코딩된 적어도 하나의 서브픽처 및/또는 상기 메타데이터를 파일 등의 형태로 인캡슐레이션(encapsulation)할 수 있다. 360도 비디오 전송 장치는 상기 인코딩된 적어도 하나의 서브픽처 및/또는 상기 메타데이터를 저장 또는 전송하기 위하여 ISOBMFF, CFF 등의 파일 포맷으로 인캡슐레이션하거나, 기타 DASH 세그먼트 등의 형태로 처리할 수 있다. 360도 비디오 전송 장치는 상기 메타데이터를 파일 포맷 상에 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 메타데이터는 ISOBMFF 파일 포맷 상의 다양한 레벨의 박스(box)에 포함되거나 파일 내에서 별도의 트랙내의 데이터로 포함될 수 있다. 360도 비디오 전송 장치는 파일 포맷에 따라 인캡슐레이션된 파일에 전송을 위한 처리를 가할 수 있다. 360도 비디오 전송 장치는 임의의 전송 프로토콜에 따라 파일을 처리할 수 있다. 전송을 위한 처리에는 방송망을 통한 전달을 위한 처리, 또는 브로드밴드 등의 통신 네트워크를 통한 전달을 위한 처리를 포함할 수 있다. 또한, 360도 비디오 전송 장치는 상기 메타데이터에 전송을 위한 처리를 가할 수도 있다. 360도 비디오 전송 장치는 전송 처리된 상기 360도 비디오 데이터 및 상기 메타데이터를 방송망 및/또는 브로드밴드를 통해 전송할 수 있다.
도 29는 본 발명에 따른 360도 비디오 수신 장치에 의한 360도 비디오 데이터 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 29에서 개시된 방법은 도 6에서 개시된 360도 비디오 수신 장치에 의하여 수행될 수 있다.
360도 비디오 수신 장치는 서브픽처에 대한 트랙 및 메타데이터를 포함하는 신호를 수신한다(S2900). 360도 비디오 수신 장치는 방송망을 통하여 360도 비디오 전송 장치로부터 시그널링된 상기 서브픽처에에 대한 영상정보 및 상기 메타데이터를 수신할 수 있다. 도 비디오 수신 장치는 브로드밴드 등의 통신 네트워크, 또는 저장매체를 통하여 상기 서브픽처에에 대한 영상정보 및 상기 메타데이터를 수신할 수도 있다. 여기서, 상기 서브픽처는 팩드 픽처 또는 프로젝션된 픽처 상에 위치할 수 있다.
360도 비디오 수신 장치는 신호를 처리하여 서브픽처에 대한 영상정보 및 메타데이터를 획득한다(S2910). 360도 비디오 수신 장치는 수신된 상기 서브픽처에 대한 영상정보 및 상기 메타데이터에 대해 전송 프로토콜에 따른 처리를 수행할 수 있다. 또한, 360도 비디오 수신 장치는 전술한 360도 비디오 전송 장치의 전송을 위한 처리의 역과정을 수행할 수 있다.
상기 수신된 신호는 적어도 하나의 서브픽처에 대한 트랙을 포함할 수 있다. 상기 수신된 신호가 복수의 서브픽처에 대한 트랙을 포함하는 경우 360도 비디오 수신 장치는 상기 복수의 서브픽처에 대한 트랙들 중 일부(하나를 포함)를 선택할 수 있다. 이 경우 뷰포트 정보 등이 사용될 수 있다.
상기 서브픽처는 다수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있으며, 상기 서브픽처 리전들은 상기 2D 픽처 상에서 공간적으로 서로 인접하지 않을 수 있다. 상기 서브픽처 리전들은 상기 2D 픽처 상에서 공간적으로 서로 인접하 프리젠테이션 또는 렌더링될 3D 공간(구형면) 상에서 공간적으로 서로 인접할 수 있다.
상기 메타데이터는 본 발명에서 제안한 다양한 정보들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 메타데이터는 상기 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함할 수 있다. 상기 2D 픽처가 리전별 패킹 과정을 통하여 도출된 팩드 픽처(packed picture)인 경우, 상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 팩드 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 팩드 픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 팩드 픽처의 높이를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서브픽처의 위치 정보는 메타데이터에 포함되는 RegionOriginalCoordinateBox에 포함될 수 있다.
상기 메타데이터는 상기 서브픽처의 위치 정보 및 상기 서브픽처에 연관된 트랙 ID 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서브픽처의 위치 정보 및 상기 서브픽처에 연관된 트랙 ID 정보는 상기 메타데이터에 포함되는 RegionToTrackBox에 포함될 수 있다. 또한, 상기 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 단계를 통하여 복수의 서브픽처 트랙들을 포함하는 파일이 생성될 수 있으며, 상기 메타데이터는 도 19에 나타낸 바와 같이 서브픽처에 연관된 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set) 또는 PPS(picture parameter set)를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 서브픽처의 위치 정보는 SEI 메시지에 포함될 수 있으며, 상기 SEI 메시지는, 루마 샘플 단위에서, 상기 2D 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함할 수도 있다. 상기 SEI 메시지는 도 17에 나타난 바와 같이 상기 서브픽처의 위치 정보의 바이트 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 서브픽처가 다수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 메타데이터는 서브픽처 리전 정보를 포함하고, 상기 서브픽처 리전 정보는 상기 서브픽처 리전들의 위치 정보 및 상기 서브픽처 리전들 간의 연관관계 정보를 포함할 수 있다. 상기 서브픽처 리전들은 래스터 스캔 순서(raster scan order)로 인덱싱될 수 있다. 도 21에서 나타낸 바와 같이, 상기 연관관계 정보는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가장 상측 행을 나타내는 정보 또는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가정 좌측 열을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 2D 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함할 수있으며, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보의 값 범위는 1부터 상기 2D 픽처의 너비까지이고, 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보의 값 범위는 1부터 상기 2D 픽처의 높이까지일 수 있다. 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 너비가 상기 2D 픽처의 너비보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있고, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 높이가 상기 2D 픽처의 높이보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함할 수 있다.
360도 비디오 수신 장치는 서브픽처에 대한 영상정보를 기반으로 서브픽처를 디코딩한다(S2920). 360도 비디오 수신 장치는 상기 서브픽처에 대한 영상정보를 기반으로 상기 서브픽처를 독립적으로 디코딩할 수 있다. 또한, 복수의 서브픽처 들에 대한 영상정보가 입력된 경우에도, 360도 비디오 수신 장치는 획득된 뷰포트 관련 메타데이터를 기반으로 특정 서브픽처만을 디코딩할 수 있다.
360도 비디오 수신 장치는 메타데이터를 기반으로 디코딩된 서브픽처를 처리하여 3D 공간으로 렌더링한다(S2930). 360도 비디오 수신 장치는 상기 메타데이터를 기반으로 상기 디코딩된 서브픽처를 3D 공간으로 맵핑할 수 있다. 이 경우 360도 비디오 수신 장치는 상기 본 발명에 따른 서브픽처 및/또는 서브픽처 리전의 위치정보를 기반으로 좌표 컨버전을 수행하여, 상기 디코딩된 서브픽처를 3D 공간으로 매핑 및 렌더링할 수 있다.
전술한 단계들은 실시예에 따라 생략되거나, 유사/동일한 동작을 수행하는 다른 단계에 의해 대체될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 360도 비디오 전송 장치는 전술한 데이터 입력부, 스티처, 시그널링 처리부, 프로젝션 처리부, 데이터 인코더, 전송 처리부 및/또는 전송부를 포함할 수 있다. 각각의 내부 컴포넌트들은 전술한 바와 같다. 본 발명의 일 실시예에 따른 360도 비디오 전송 장치 및 그 내부 컴포넌트들은, 전술한 본 발명의 360도 비디오를 전송하는 방법의 실시예들을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 360도 비디오 수신 장치는 전술한 수신부, 수신 처리부, 데이터 디코더, 시그널링 파서, 리-프로젝션 처리부 및/또는 렌더러를 포함할 수 있다. 각각의 내부 컴포넌트들은 전술한 바와 같다. 본 발명의 일 실시예에 따른 360도 비디오 수신 장치 및 그 내부 컴포넌트들은, 전술한 본 발명의 360도 비디오를 수신하는 방법의 실시예들을 수행할 수 있다.
전술한 장치의 내부 컴포넌트들은 메모리에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서들이거나, 그 외의 하드웨어로 구성된 하드웨어 컴포넌트들일 수 있다. 이 들은 장치 내/외부에 위치할 수 있다.
전술한 모듈들은 실시예에 따라 생략되거나, 유사/동일한 동작을 수행하는 다른 모듈에 의해 대체될 수 있다.
전술한 각각의 파트, 모듈 또는 유닛은 메모리(또는 저장 유닛)에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서이거나 하드웨어 파트일 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 단계들은 프로세서 또는 하드웨어 파트들에 의해 수행될 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 모듈/블록/유닛들은 하드웨어/프로세서로서 동작할 수 있다. 또한, 본 발명이 제시하는 방법들은 코드로서 실행될 수 있다. 이 코드는 프로세서가 읽을 수 있는 저장매체에 쓰여질 수 있고, 따라서 장치(apparatus)가 제공하는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 360도 비디오 전송 장치에 의하여 수행되는 360도 비디오 데이터 처리 방법으로,
    360도 비디오 데이터를 획득하는 단계;
    상기 360도 비디오 데이터를 처리하여 2D 픽처를 획득하는 단계;
    2D 픽처를 분할하여 서브픽처들을 도출하는 단계;
    상기 360도 비디오 데이터에 대한 메타데이터를 생성하는 단계;
    상기 서브픽처들 중 적어도 하나를 인코딩하는 단계; 및
    상기 인코딩된 적어도 하나의 서브픽처 및 상기 메타데이터에 대하여 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 메타데이터는 상기 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2D 픽처는 리전별 패킹 과정을 통하여 도출된 팩드 픽처(packed picture)이고,
    상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 팩드 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 단계를 통하여 적어도 하나의 서브픽처 트랙이 생성되고,
    상기 메타데이터는 서브픽처의 위치 정보 및 상기 서브픽처에 연관된 트랙 ID 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브픽처의 위치 정보는 SEI 메시지에 포함되고,
    상기 SEI 메시지는, 루마 샘플 단위에서, 상기 2D 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 SEI 메시지는 상기 서브픽처의 위치 정보의 바이트 수를 나타내는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저장 또는 전송을 위한 처리를 수행하는 단계를 통하여 복수의 서브픽처 트랙들을 포함하는 파일이 생성되고,
    상기 메타데이터는 상기 서브픽처에 연관된 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set) 또는 PPS(picture parameter set)를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서브픽처는 서브픽처 리전들을 포함하고,
    상기 서브픽처 리전들은 상기 2D 픽처 상에서 공간적으로 서로 인접하지 않는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 서브픽처 리전들은 구형면 상에서 공간적으로 서로 인접한 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 메타데이터는 서브픽처 리전 정보를 포함하고,
    상기 서브픽처 리전 정보는 상기 서브픽처 리전들의 위치 정보 및 상기 서브픽처 리전들 간의 연관관계 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연관관계 정보는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가장 상측 행을 나타내는 정보 또는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가정 좌측 열을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 2D 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함하되,
    상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보의 값 범위는 1부터 상기 2D 픽처의 너비까지이고, 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보의 값 범위는 1부터 상기 2D 픽처의 높이까지인 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 너비가 상기 2D 픽처의 너비보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함하고,
    상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 높이가 상기 2D 픽처의 높이보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  13. 360도 비디오 수신 장치에 의하여 수행되는 360도 비디오 데이터 처리 방법으로,
    적어도 하나의 서브픽처에 대한 트랙 및 메타데이터를 포함하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 신호를 처리하여 서브픽처에 대한 영상정보 및 상기 메타데이터를 획득하는 단계;
    상기 서브픽처에 대한 영상정보를 기반으로 상기 서브픽처를 디코딩하는 단계; 및
    상기 메타데이터를 기반으로 상기 디코딩된 서브픽처를 처리하여 3D 공간으로 렌더링하는 단계를 포함하되,
    상기 메타데이터는 2D 픽처 상에서의 서브픽처의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 2D 픽처는 리전별 패킹 과정을 통하여 도출된 팩드 픽처(packed picture)이고,
    상기 서브픽처의 위치 정보는 상기 팩드 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 메타데이터는 서브픽처의 위치 정보 및 상기 서브픽처에 연관된 트랙 ID 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 서브픽처의 위치 정보는 SEI 메시지에 포함되고,
    상기 SEI 메시지는, 루마 샘플 단위에서, 상기 2D 픽처의 좌표 기준으로, 상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표를 나타내는 정보, 상기 서브픽처의 너비를 나타내는 정보 및 상기 서브픽처의 높이를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 서브픽처는 서브픽처 리전들을 포함하고,
    상기 서브픽처 리전들은 상기 2D 픽처 상에서 공간적으로 서로 인접하지 않는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 메타데이터는 서브픽처 리전 정보를 포함하고,
    상기 서브픽처 리전 정보는 상기 서브픽처 리전들의 위치 정보 및 상기 서브픽처 리전들 간의 연관관계 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 연관관계 정보는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가장 상측 행을 나타내는 정보 또는 상기 서브픽처 상에서 각 서브픽처 리전의 가정 좌측 열을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 서브픽처의 좌측 끝 가로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 너비가 상기 2D 픽처의 너비보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함하고,
    상기 서브픽처의 상측 끝 세로 좌표 더하기(plus) 상기 서브픽처의 높이가 상기 2D 픽처의 높이보다 큰 경우, 상기 서브픽처는 상기 복수의 서브픽처 리전들을 포함하는 것을 특징으로 하는 360도 비디오 데이터 처리 방법.
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