KR20210035060A - 이머시브 영상 처리 방법 및 이머시브 영상 합성 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시에 따른 이머시브 영상 처리 방법은, 소스 영상들에 대한 프루닝 우선 순위를 결정하는 단계, 상기 프루닝 우선 순위에 기초하여, 상기 소스 영상들로부터 패치들을 추출하는 단계, 상기 추출된 패치들에 기초하여, 적어도 하나의 아틀라스를 생성하는 단계, 및 메타데이터를 부호화하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 메타데이터는, 상기 아틀라스 영상 내 유효 픽셀과 무효 픽셀의 구분 기준이 되는 제1 문턱값 정보를 포함할 수 있다.

Description

이머시브 영상 처리 방법 및 이머시브 영상 합성 방법{METHOD FOR PROCESSING IMMERSIVE VIDEO AND METHOD FOR PRODUCING IMMVERSIVE VIDEO}

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

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

본 개시에서는 아틀라스 영상 내 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 개시는 깊이 아틀라스에 점유 정보를 임베딩하여 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 개시는 깊이 아틀라스에 점유 정보가 임베딩된 경우에도, 점유 지도를 생성하여, 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

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

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법은, 비트스트림으로부터 영상 데이터 및 메타데이터를 파싱하는 단계, 상기 영상 데이터를 복호화하여 적어도 하나의 아틀라스를 획득 단계, 및 메타데이터에 기초하여, 사용자 움직임에 따른 뷰포트 영상 합성에 요구되는 패치들을 아틀라스로부터 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 메타 데이터는, 상기 아틀라스 영상 내 유효 픽셀과 무효 픽셀의 구분 기준이 되는 제1 문턱값 정보를 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법에 있어서, 상기 메타 데이터는 상기 아틀라스 영상 내 패치별로 문턱값이 설정되는지 여부를 나타내는 제1 플래그를 포함하고, 상기 제1 플래그가 패치별로 문턱값이 설정됨을 가리키는 경우, 상기 메타데이터는 상기 아틀라스 영상 내 패치에 대한 제2 문턱값 정보를 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법에 있어서, 상기 제1 플래그가 패치별로 문턱값이 설정되지 않음을 가리키는 경우, 상기 제1 문턱값 정보에 의해 상기 문턱값이 유도되고, 상기 제1 플래그가 패치별로 문턱값이 설정됨을 가리키는 경우, 상기 제2 문턱값 정보에 의해 상기 문턱값이 유도될 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법에 있어서, 상기 메타데이터는 깊이 최소값을 나타내는 최소값 정보 및 깊이 최대값을 나타내는 최대값 정보를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법에 있어서, 상기 메타데이터는 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되었는지 여부를 나타내는 제2 플래그를 더 포함하고, 상기 제2 플래그가 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되었음을 나타내는 경우에 한하여 상기 제1 문턱값 정보가 파싱될 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법에 있어서, 상기 제2 플래그가 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되지 않았음을 나타내는 경우, 점유 지도에 기초하여, 상기 아틀라스 영상 내 유효 픽셀 및 무효 픽셀이 구분될 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법에 있어서, 상기 메타데이터는, 상기 점유 지도가 상기 아틀라스 영상과 상이한 크기를 갖는지 여부를 나타내는 제3 플래그를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 합성 방법에 있어서, 상기 아틀라스 영상 내 상기 제1 문턱값 정보에 의해 유도되는 문턱값보다 값이 작은 픽셀은 무효 픽셀로 판정되고, 상기 문턱값과 동일 또는 큰값을 갖는 픽셀은 유효 픽셀로 판정될 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 처리 방법은, 소스 영상들에 대한 프루닝 우선 순위를 결정하는 단계, 상기 프루닝 우선 순위에 기초하여, 상기 소스 영상들로부터 패치들을 추출하는 단계, 상기 추출된 패치들에 기초하여, 적어도 하나의 아틀라스를 생성하는 단계, 및 메타데이터를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 메타데이터는, 상기 아틀라스 영상 내 유효 픽셀과 무효 픽셀의 구분 기준이 되는 제1 문턱값 정보를 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 처리 방법에 있어서, 상기 메타 데이터는 상기 아틀라스 영상 내 패치별로 문턱값이 설정되는지 여부를 나타내는 제1 플래그를 포함하고, 패치별로 문턱값이 설정되는 경우, 상기 아틀라스 영상 내 패치에 대한 제2 문턱값 정보가 추가 부호화될 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 처리 방법에 있어서, 상기 메타데이터는 깊이 최소값을 나타내는 최소값 정보 및 깊이 최대값을 나타내는 최대값 정보를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 이머시브 영상 처리 방법에 있어서, 상기 제1 문턱값 정보는, 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되지 않은 경우에 한하여 부호화될 수 있다.

본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.

본 개시에 의하면, 아틀라스 영상 내 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하는 방법을 제공할 수 있다.

본 개시에 의하면, 점유 지도 및 깊이 아틀라스 중 적어도 하나에 기초하는 유효 픽셀 및 무효 픽셀 구분 방법이 제공될 수 있다.

본 개시에 의하면, 깊이 아틀라스에 점유 정보가 임베딩된 경우에도, 점유 지도를 생성하여 이머비스 영상 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

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

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이머시브 영상 처리 장치의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이머시브 영상 출력 장치의 블록도이다.
도 3 및 도 4는 각각 이머시브 영상 처리 방법 및 이머시브 영상 출력 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 5는 문턱값에 기초하여 유효 픽셀 및 무효 픽셀이 구분되는 예를 나타낸다.
도 6은 점유 지도의 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 무효 픽셀에 할당되는 값이 문턱값보다 큰 값으로 설정되는 예를 나타낸다.
도 8은 픽셀율의 증가 없이 점유 지도를 전송하는 방법을 나타낸 것이다.

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

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

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

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

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

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

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

이머시브 영상은, 사용자의 시청 위치가 변경될 경우, 뷰 포트도 동적으로 변경될 수 있는 영상을 의미한다. 이머시브 영상을 구현하기 위해, 복수개의 입력 영상들이 요구된다. 복수개의 입력 영상들 각각을 소스 영상 또는 소스 시점이라 호칭할 수 있다.

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

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

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

도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 이머시브 영상 처리 장치는 시점 최적화부(View Optimizer, 110), 아틀라스(Atlas) 생성부(120), 메타2데이터 생성부(130), 영상 인코더부(140) 및 비트스트림 생성부(150)를 포함할 수 있다.

시점 최적화부(110)는 소스 영상들을 기본 영상 및 추가 영상으로 분류한다. 기본 영상은 프루닝 우선 순위가 가장 높은 소스 영상을 나타내고, 추가 영상은 기본 영상보다 프루닝 우선 순위가 낮은 소스 영상을 나타낸다.

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

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

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

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

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

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

복수개의 소스 영상들이 기본 영상으로 설정될 수도 있다.

아틀라스 생성부(120)는 프루닝을 수행하여 프루닝 마스크를 생성한다. 그리고, 프루닝 마스크를 이용하여 패치를 추출하고, 기본 영상 및/또는 추출된 패치를 결합하여 아틀라스를 생성한다.

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

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

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

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

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

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

프루닝 과정을 통해, 추가 영상과 참조 영상간의 중복 데이터가 제거될 수 있다. 추가 영상으로부터 검출된 중복 데이터를 제거할 수 있다. 프루닝 수행 결과, 추가 영상과 참조 영상 간 중복되지 않는 영역을 표시하는 프루닝 마스크가 생성될 수 있다. 프루닝 마스크는 추가 영상 내 참조 영상과의 중복되지 않는 데이터를 표시하는 바이너리 형태의 데이터일 수 있다. 일 예로, 프루닝 마스크 상에서, 중복 데이터로 판별된 픽셀은 0으로 표기되고, 중복 데이터가 아닌 것으로 판별된 픽셀은 1로 표기될 수 있다.

중복 데이터 판별은 깊이 영상들을 비교하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 추가 깊이 영상 및 참조 깊이 영상 각각의 대응 위치들간 깊이 정보를 비교하여, 그 차분이 문턱값 이하인 경우, 대응 위치가 추가 깊이 영상과 참조 깊이 영상간의 중복 데이터를 검출할 수 있다.

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

집합부(124)는 프루닝 마스크를 이용하여 패치를 추출한다. 구체적으로, 추가 영상 내 유효 데이터를 포함하는 사각 형태의 영역을 패치로서 추출할 수 있다. 유효 영역의 형태와 관계없이, 사각 형태로 패치가 추출되는 바, 비사각 형태의 유효 영역으로부터 추출된 패치는 유효 데이터뿐만 아니라 무효 데이터도 포함될 수 있다.

집합부(124)는 적어도 하나 이상의 패치들을 군집화할 수 있다.

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

여기서, 프루닝되지 않은 소스 영상은, 프루닝 우선 순위가 가장 높은 기본 영상을 의미한다. 또는, 기본 영상 및 참조 영상과 중복 데이터가 존재하지 않은 추가 영상을 프루닝되지 않은 소스 영상으로 정의할 수도 있다.

패킹부(126)는, 사각 형태의 영상 위 군집화된 패치들 각각을 패킹할 수 있다. 패킹 시, 패치의 크기 변환, 회전 또는 플립 등의 변형이 수반될 수 있다. 패치들이 패킹된 영상을 아틀라스라 정의할 수 있다.

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

기본 영상은, 기본 영상 전체가 하나의 패치로서 아틀라스 영상에 패킹될 수 있다.

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

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

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

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

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

아틀라스 관련 데이터는, 아틀라스의 개수 정보, 아틀라스들 간 우선 순위 정보, 아틀라스가 완전한 영상을 포함하는지 여부를 나타내는 플래그 또는 아틀라스의 스케일링 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

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

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

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

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

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

비트스트림 파싱부(210)는 비트스트림으로부터 영상 데이터 및 메타데이터를 파싱한다. 영상 데이터는 부호화된 아틀라스의 데이터를 포함할 수 있다.

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

메타데이터 처리부(230)는 파싱된 메타데이터를 언포맷팅한다.

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

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

도 3 및 도 4는 각각 이머시브 영상 처리 방법 및 이머시브 영상 출력 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 도 3 및 도 4에 개시된 순서와 상이한 순서로 이머시브 영상을 처리 또는 출력하는 것 역시 가능하다.

이머시브 영상 처리 장치는 소스 영상들의 프루닝 우선 순위를 결정할 수 있다(S311). 구체적으로, 소스 영상들을 기본 영상 및 추가 영상으로 분류하고, 추가 영상들 간 프루닝 우선 순위를 설정할 수 있다.

이후, 프루닝 우선 순위에 기초하여, 소스 영상들에 대해 프루닝을 수행하고(S312), 프루닝 수행 결과로 생성된 프루닝 마스크를 이용하여 패치를 추출할 수 있다(S313). 프루닝되지 않은 소스 영상(예컨대, 기본 영상)은, 소스 영상 전체가 하나의 패치로 취급될 수 있다.

이후, 추출된 패치들을 결합하여, 아틀라스를 생성하고(S314), 생성된 아틀라스의 정보 및 아틀라스에 포함된 패치들의 정보를 메타데이터로 생성할 수 있다(S315).

아틀라스를 부호화하고(S316), 메타데이터 및 부호화된 아틀라스를 이머시브 영상 출력 장치로 전송할 수 있다.

이머시브 영상 출력 장치는 이머시브 영상 처리 장치로부터 수신한 비트스트림을 파싱하여, 아틀라스 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 기초로, 아틀라스를 복호화할 수 있다(S411).

또한, 사용자의 움직임이 발생하면, 메타데이터에 기초하여, 사용자의 움직임에 따른 뷰포트 영상 합성을 위해 요구되는 아틀라스를 결정하고, 상기 아틀라스에 포함된 패치들을 추출할 수 있다(S412).

패치들이 추출되면, 추출된 패치들을 합성하여, 뷰포트 영상을 생성할 수 있다(S413). 이때, 생성된 패치들을 합성하기 위해, 각 패치의 크기/위치 정보 및 카메라 파라미터 등이 이용될 수 있다.

상술한 설명에 기초하여, 본 개시에서 제안하는 영상 처리 방법에 대해 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

프루닝 수행의 결과로 판별된 중복 영역은 사각 형태로 제한되지 않음에 반해, 패치는 사각 형태로 제한된다. 이에 따라, 패치는 영상 복원에 이용되는 유효 데이터 뿐만 아니라, 영상 복원에 이용되지 않는 무효 데이터도 포함하게 된다. 무효 영역은 영상 복원에 불필요한 픽셀들을 포함하므로, 무효 영역은 비디오 압축 성능을 저해하는 요인으로 작용하게 된다.

패치들을 결합하여 아틀라스 영상이 생성될 수 있다. 이때, 패치들을 패킹함에 있어서, 패치들 간 무효 영역이 서로 중첩되는 것을 허용함으로써, 아틀라스 영상의 압축 효율을 높일 수 있다.

또한, 아틀라스 영상 내 유효 영역과 무효 영역을 구분하기 위한 점유 지도(Occupancy Map)를 생성할 수 있다. 점유 지도는, 아틀라스 영상 내 유효 데이터 및 무효 데이터를 구분하는 바이너리 데이터일 수 있다. 일 예로, 점유 지도 내 유효 픽셀에 대응하는 픽셀의 값은 1로 설정될 수 있다. 반면, 점유 지도 내 무효 픽셀에 대응하는 픽셀의 값은 0으로 설정될 수 있다.

점유 지도의 크기는 아틀라스 영상과 동일한 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 아틀라스 영상이 스케일링된 경우, 점유 지도도 아틀라스 영상과 동일한 크기로 스케일링될 수 있다.

또는, 아틀라스 영상과 점유 지도가 상이한 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 점유 지도의 스케일링 관련 정보가 메타데이터로 부호화될 수 있다. 스케일링 관련 정보는, 점유 지도가 아틀라스 영상과 상이한 크기를 갖는지 여부를 나타내는 정보 및/또는 점유 지도의 스켕일링 팩터를 결정하기 위한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

점유 지도를 별도로 생성하는 대신, 깊이 아틀라스를 이용하여 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분할 수도 있다. 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하기 위한 점유 정보가 깊이 아틀라스에 임베딩(embedded) 되었는지 여부를 나타내는 정보가 메타데이터로 부호화될 수 있다. 일 예로, 신택스 embedded_occupancy_flag가 1인 것은, 점유 정보가 깊이 아틀라스에 임베딩되었음을 나타낸다. 점유 정보가 깊이 아틀라스에 임베딩된 경우, 점유 지도를 생성하는 과정이 생략될 수 있다. 반면, 신택스 embedded_occupancy_flag가 0인 것은, 점유 지도를 통해 점유 정보가 전송됨을 나타낸다.

점유 정보가 깊이 아틀라스에 임베딩된 경우, 소정 픽셀의 값을 임의의 문턱값과 비교하여, 해당 픽셀이 유효 픽셀인지 또는 무효 픽셀인지 여부를 판정할 수 있다. 이하, 이에 대해 상세히 설명하기로 한다.

깊이 아틀라스 생성시, 깊이값을 정규화하고, 정규화된 깊이 값을 깊이 인코더에서 처리 가능한 범위로 축소 변환할 수 있다. 여기서, 깊이 인코더에서 처리 가능한 범위는, 픽셀당 비트수에 의해 결정될 수 있다. 즉, 깊이 아틀라스 내 깊이값은, 0에서부터 (2^bit_depth)-1의 범위를 가질 수 있다.

일 예로, 깊이 아틀라스가 16비트임에 반해, 깊이 인코더는 10비트 깊이맵을 지원하는 경우, 깊이 아틀라스 내 0 부터 65,545 (2^16 - 1) 사이의 깊이값들을 깊이 인코더가 지원하는 0부터 1,023 (2^10 - 1)으로 축소 변환할 수 있다.

아틀라스 영상 내 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하기 위해, 깊이 아틀라스 내 무효 픽셀의 값을 기 정의된 값으로 설정할 수 있다. 기 정의된 값은 0 또는 그 이상의 값일 수 있다. 기 정의된 값이 0인 경우, 이머시브 영상 출력 장치는, 깊이 아틀라스 내 픽셀값이 0인 픽셀을 무효 픽셀로 판정하고, 픽셀값이 0이 아닌 픽셀을 유효 픽셀로 판정할 수 있다.

또는, 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하기 위한 문턱값을 설정할 수 있다. 이머시브 영상 출력 장치는 깊이값을 문턱값과 비교하여, 해당 픽셀이 무효 픽셀인지 또는 유효 픽셀인지 판단할 수 있다. 일 예로, 깊이값이 문턱값보다 작은 것은, 해당 픽셀이 무효 픽셀임을 나타내고, 깊이값이 문턱값 이상인 것은, 해당 픽셀이 유효 픽셀임을 나타낸다.

문턱값은 비트 깊이에 기초하여 가변적으로 결정될 수 있다. 일 예로, 문턱값은 2^(bit_depth - n)으로 설정될 수 있다. 여기서, n은 고정된 상수값일 수도 있고, 비트 깊이에 따라 결정되는 변수일 수도 있다. 일 예로, 깊이 인코더에서 지원 가능한 비트 심도가 10비트인 경우, 문턱값은 64 (즉, 2^(10-4))으로 설정될 수 있다. 이 경우, 픽셀값이 64보다 작은 것은 해당 픽셀이 무효 픽셀임을 나타내고, 픽셀값이 64 이상인 것은 해당 픽셀이 유효 픽셀임을 나타낸다.

또는, 문턱값을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 문턱값은 영상 단위 또는 패치 단위로 설정될 수 있다. 문턱값의 설정 단위를 나타내는 정보가 메타데이터로 부호화될 수 있다. 일 예로, 문턱값이 영상 단위로 설정되는지 또는 패치 단위로 설정되는지 여부를 나타내는 신택스 depth_occ_threshold_flag가 부호화될 수 있다.

신택스 depth_occ_threshold_flag가 0인 것은, 영상 단위로 문턱값이 설정됨을 나타낸다. 이 경우, 아틀라스 영상 별로 문턱값을 나타내는 정보가 시그날링될 수 있다. 반면, 신택스 depth_occ_threshold_flag가 1인 것은, 패치 단위로 문턱값이 설정됨을 나타낸다. 신택스 depth_occ_threshold_flag가 1인 경우, 패치 별로 문턱값을 나타내는 정보가 시그날링될 수 있다.

문턱값이 설정된 경우, 유효 픽셀임에도 불구하고, 그 값이 문턱값보다 작은 경우, 이머시브 영상 처리 장치에서 해당 픽셀을 유효 픽셀이 아닌 무효 픽셀로 처리하게 되는 문제점이 존재한다.

도 5는 문턱값에 기초하여 유효 픽셀 및 무효 픽셀이 구분되는 예를 나타낸다.

설명의 편의를 위해, 깊이 아틀라스는 16비트인 반면, 깊이 인코더 및 깊이 디코더는 10비트 깊이맵을 지원하는 것으로 가정한다.

소정 소스 영상 내, 카메라와 물체 사이의 거리에 기초하여 깊이값이 유도된다. 일 예로, 카메라로부터 특정 물체 사이의 거리를 m이라 할 때, 상기 m과 비례하도록 깊이값을 유도하거나(예컨대, depth_value = N*m), 상기 m과 반비례하도록 깊이값을 유도할 수 있다(예컨대, depth_value = N/m).

예컨대, 도 5에 도시된 예에서, 변수 Z_x(x는 near 또는 far)는 카메라로부터 특정 물체 사이의 거리를 나타낼 수 있다. 일 예로, 변수 Z_near는 카메라와 가장 가까운 물체 사이의 거리를 나타내고, 변수 Z_far는 카메라와 가장 먼 물체 사이의 거리를 나타낸다.

깊이 아틀라스가 16비트인 경우, 깊이 아틀라스 내 픽셀들은 0부터 65,535 (2^16 - 1) 범위 내의 값들을 갖는다. 이때, 깊이 인코더가 10비트 깊이맵을 지원하는 경우, 깊이 아틀라스 내 깊이값들을 0부터 1,023 범위로 변환할 수 있다.

이때, 무효 픽셀의 값은 문턱값보다 낮은 기 설정된 값(도 5의 Invalid Depth)으로 설정될 수 있다.

다만, 깊이 아틀라스 내 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 판별하기 위한 문턱값이 64로 설정되어 있을 경우, 이머시브 영상 출력 장치에서, 변환된 값이 0부터 63 사이인 유효 픽셀들을 무효인 것으로 판정하는 문제가 발생할 수 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 변환된 값이 문턱값보다 작은 유효 픽셀의 값을 문턱값과 동일하게 변경하거나, 문턱값보다 큰 값으로 변경할 수 있다. 이 결과, 변환되기 전의 최소 깊이값(도 5의 Minmum_Depth ) 및 최대 깊이값(도 5의 Maximum_Depth)의 범위가 문턱값(도 5의 DepthOccMapThreshold) 및 최대값(도 5의 1023) 사이로 변경될 수 있다.

복호화기에서는, 깊이값에 기초하여, 카메라로부터 특정 객체 사이의 거리를 복원할 수 있다. 복호화기에서 특정 객체와의 거리를 복원할 수 있도록, 깊이값을 정규화하는데 이용된 거리 관련 정보를 메타데이터로 부호화할 수 있다. 즉, 카메라와 가장 가까운 물체 사이의 거리를 나타내는 변수 Z_near 및 카메라와 가장 먼 물체 사이의 거리를 나타내는 변수 Z_far에 관한 정보가 부호화될 수 있다.

또는, 카메라와 물체 사이의 거리를 정규화(normalization)하고, 정규화된 거리의 역수(예컨대, 거리가 m인 경우, 1/m)를 부호화할 수 있다. 예컨대, 변수 Z_near를 정규화하여, 변수 Z_near_t를 유도하고, (1/Z_near_t)값이 할당되는 제1 신택스를 부호화할 수 있다.

또한, 변수 Z_far를 정규화하여, 변수 Z_far_t를 유도하고, (1/Z_far_t)값이 할당되는 제2 신택스도 부호화할 수 있다. 다만, 변수 Z_far는 정규화 이후에도, 그 값이 동일하게 유지될 수 있다.

다만, 위 경우, 표현 가능한 깊이값의 범위가 줄어드는 문제가 발생할 수 있다. 일 예로, 문턱값이 유효 픽셀 및 무효 픽셀의 판별에 이용되지 않는 경우에는, 0 부터 1,023 범위 내에서 깊이값이 표현되는 반면, 문턱값이 유효 픽셀 및 무효 픽셀의 판별에 이용되는 경우에는, 64부터 1,023 범위 내에서 깊이값이 표현 가능하다. 또한, 유효 픽셀의 값을 강제 변환함에 따라, 복원 영상의 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

위와 같은 문제점을 해소하기 위해, 본 개시에서는 유효 픽셀의 값을 문턱값 이상으로 변환하는 대신, 문턱값보다 작은 값을 갖는 픽셀이 유효 픽셀인지 또는 무효 픽셀인지 여부를 나타내는 점유 지도를 생성할 것을 제안한다. 즉, 본 개시에 따르면, 깊이 아틀라스에 점유 정보가 임베딩된 경우에도, 별도의 점유 지도가 생성될 수 있다.

점유 지도는 패치 별로 생성될 수 있다. 이 경우, 패치 별로, 해당 패치에 연계된 점유 지도가 부호화되었는지 여부를 나타내는 정보가 부호화될 수 있다. 일 예로, 신택스 occupancy_map_flag[v][p]의 값이 1인 것은, 인덱스가 v인 아틀라스 영상 내 인덱스가 p인 패치에 대한 점유 지도가 부호화되었음을 나타낸다. 이 경우, 이머시브 영상 출력 장치는, 인덱스가 p인 패치를 복호화할 때, 점유 지도를 참조하여 문턱값보다 작은 값인 픽셀이 유효 픽셀인지 또는 무효 픽셀인지 판정할 수 있다. 반면, 신택스 occupancy_map_flag[v][p]의 값이 0인 것은, 인덱스가 v인 아틀라스 영상 내 인덱스가 p인 패치에 대한 점유 지도가 부호화되지 않았음을 나타낸다. 이 경우, 이머시브 영상 출력 장치는, 인덱스가 p인 패치를 복호화할 때 문턱값보다 작은 값인 픽셀을 무효 픽셀인 것으로 판정할 수 있다.

다른 예로, 패치 그룹 별로 점유 지도를 생성할 수 있다. 여기서, 패치 그룹은 타일 또는 동일한 인덱스가 할당된 패치들의 집합을 나타낼 수 있다. 이 경우, 패치 그룹 별로, 해당 패치에 연계된 점유 지도가 부호화되었는지 여부를 나타내는 정보가 부호화될 수 있다. 일 예로, 신택스 occupancy_map_flag[v][t]의 값이 1인 것은, 인덱스가 v인 아틀라스 영상 내 인덱스가 t인 타일에 대한 점유 지도가 부호화되었음을 나타낸다. 이 경우, 이머시브 영상 출력 장치는 인덱스가 t인 타일에 속한 패치들을 복호화할 때, 점유 지도를 참조하여 문턱값보다 작은 값인 픽셀이 유효 픽셀인지 또는 무효 픽셀인지 판정할 수 있다. 반면, 신택스 occupancy_map_flag[v][t]의 값이 0인 것은, 인덱스가 v인 아틀라스 영상 내 인덱스가 t인 타일에 대한 점유 지도가 부호화되지 않았음을 나타낸다. 이 경우, 이머시브 영상 출력 장치는, 인덱스가 t인 타일에 속한 패치들을 복호화할 때 문턱값보다 작은 값인 픽셀을 무효 픽셀인 것으로 판정할 수 있다.

다른 예로, 아틀라스 영상 별로 점유 지도를 생성하되, 패치 또는 패치 그룹별로, 점유 지도를 참조하여 복호화하여야 하는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수도 있다. 일 예로, 신택스 occupancy_map_flag[v][p]의 값이 1인 것은, 인덱스가 v인 아틀라스 영상 내 인덱스가 p인 패치를 복호화함에 있어서, 점유 지도를 참조하여야 함을 나타낸다. 이 경우, 이머시브 영상 출력 장치는, 인덱스가 p인 패치를 복호화할 때, 점유 지도를 참조하여 문턱값보다 작은 값인 픽셀이 유효 픽셀인지 또는 무효 픽셀인지 판정할 수 있다. 반면, 신택스 occupancy_map_flag[v][p]의 값이 0인 것은, 인덱스가 v인 아틀라스 영상 내 인덱스가 p인 패치를 복호화할 때, 점유 지도를 참조할 필요가 없음을 나타낸다. 이 경우, 이머시브 영상 출력 장치는, 인덱스가 p인 패치를 복호화할 때 문턱값보다 작은 값인 픽셀을 무효 픽셀인 것으로 판정할 수 있다.

도 6은 점유 지도의 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서는 2개의 패치들이 도시되었다. 패치 1(Patch 1)은, 유효 영역 내 유효 픽셀들의 값이 모두 문턱값 이상인 것으로 도시되었다. 유효 픽셀들의 값이 모두 문턱값 이상이므로, 패치 1을 복호화할 때, 점유 지도를 참조할 필요가 없다. 이에 따라, 패치 1에 대해서는 점유 지도가 생성되지 않도록 설정할 수 있다.

패치 2(Patch 2)는, 유효 영역 내 유효 픽셀들 중 일부의 값이 문턱값보다 작은 것으로 도시되었다. 유효 픽셀들 중 일부가 문턱값보다 작은 값을 가지므로, 패치 2 복호화시 점유 지도를 참조하여, 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분해야 한다. 이에 따라, 패치 2에 대한 점유 지도를 별도로 생성할 필요가 있다.

점유 지도는, 문턱값보다 작은 값을 갖는 픽셀들이 유효 픽셀인지 또는 무효 픽셀인지 여부를 나타내는 바이너리 형태의 데이터일 수 있다. 일 예로, 점유 지도 내 픽셀값이 1인 것은, 문턱값보다 작은 값을 갖는 픽셀이 유효 픽셀임을 나타낼 수 있다. 반면, 점유 지도 내 픽셀값이 0인 것은 문턱값보다 작은 값을 갖는 픽셀이 무효 픽셀임을 나타낼 수 있다.

일 예로, 패치 2에 대한 점유 지도 생성시, 픽셀값이 문턱값보다 작은 영역들 중 무효 영역에 해당하는 부분의 값은 0으로 설정하고, 픽셀값이 문턱값보다 작은 영역들 중 유효 영역에 해당하는 부분의 값은 1로 설정할 수 있다.

점유 지도 생성시, 점유 지도는 패치와 동일한 크기를 갖도록 설정될 수 있다. 이때, 패치 내 픽셀값이 문턱값보다 큰 영역은 점유 지도를 참조하지 않더라도, 해당 영역이 유효 픽셀인 것으로 판정될 수 있다. 이에 따라, 점유 지도 내 픽셀값이 문턱값보다 큰 영역에 대응하는 부분의 값을 기 정의된 값(예컨대, 0 또는 1)으로 설정될 수 있다.

상술한 실시예들에 따르면, 깊이 아틀라스에 점유 정보가 임베딩되지 않는 경우, 아틀라스 영상 내 모든 패치들에 대한 점유 정보를 포함하는 점유 지도가 생성되어 부호화될 수 있다. 반면, 깊이 아틀라스에 점유 정보가 임베딩되는 경우, 아틀라스 영상 내 적어도 하나의 패치에 대한 점유 정보를 포함하는 점유 지도가 생성되어 부호화될 수 있다. 즉, 본 개시에 따르면, 아틀라스 영상 전체를 커버하는 점유 지도 생성 방법 뿐만 아니라, 아틀라스 영상 일부를 커버하는 점유 지도 생성 방법이 제공될 수 있다. 위 2개의 방법을 선택적으로 사용함으로써, 점유 지도를 생성함에 따라 발생하는 데이터량이 증가하는 단점과 깊이 아틀라스에 점유 정보를 임베딩함에 따라 발생하는 깊이값의 표현 범위가 축소되는 단점을 상호 보완할 수 있다.

도 5에 도시된 예에서는, 문턱값보다 무효영역 내 무효 픽셀에 할당되는 값 Invalid Depth이 문턱값보다 하위 값으로 설정되고, 문턱값보다 큰 값을 갖는 픽셀이 유효 픽셀로 판정되는 것으로 예시되었다. 다만, 무효 픽셀에 할당되는 값 Invalid Depth를 문턱값으로 할당하게 될 경우, 깊이 맵 내 무효 픽셀들이 유효 픽셀들보다 상대적으로 작은 값을 갖게 되는 바, 인코딩 노이즈에 민감한 문제가 발생할 수 있다.

위와 같은 문제를 해소하기 위해, 무효 픽셀에 할당되는 값을 문턱값보다 높게 설정한 뒤, 문턱값보다 작은 값을 갖는 픽셀을 유효 픽셀로 판정할 수도 있다.

도 7은 무효 픽셀에 할당되는 값이 문턱값보다 큰 값으로 설정되는 예를 나타낸다.

도 7에 도시된 예에서와 같이, 무효 픽셀에 할당되는 값(도 7의 Invalid depth)을 문턱값(도 7의 DepthOccMapThreshold)보다 큰 값으로 설정할 수 있다. 이 경우, 문턱값과 같거나 문턱값보다 작은 값을 갖는 픽셀이 유효 픽셀로 설정될 수 있다. 반면, 문턱값보다 큰 값을 갖는 픽셀에 대해서는, 점유 지도를 참조하여 해당 픽셀이 유효 픽셀인지 또는 무효 픽셀인지를 결정할 수 있다. 이 경우, 최대 깊이값(도 7의 Maximum depth)은 문턱값 또는 문턱값보다 작은 값으로 설정될 수 있다.

도 5 및 도 7의 실시예에서, 유효 픽셀 및 무효 픽셀의 구분을 위해, 문턱값을 나타내는 정보뿐만 아니라, 최소 깊이값을 나타내는 정보 또는 최대 깊이값을 나타내는 정보 중 적어도 하나가 메타데이터로 전송될 수 있다.

일 예로, 최소 깊이값을 나타내는 신택스 depth_start가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 신택스는, 아틀라스 영상 단위 또는 패치 단위로 부호화될 수 있다. 일 예로, 아틀라스 영상 단위로 최소 깊이값 정보가 부호화되는 경우, 신택스 depth_start[v]는 인덱스가 v인 깊이 아틀라스 내 최소 깊이값을 나타낼 수 있다. 또는, 패치 단위로 최소 깊이값 정보가 부호화되는 경우, 신택스 depth_start[v][p]는 인덱스가 v인 깊이 아틀라스 내 인덱스가 p인 패치의 최소 깊이값을 나타낼 수 있다.

신택스 depth_start의 부호화가 생략된 경우, 최소 깊이값은 0 또는 문턱값과 동일한 값으로 간주될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 신택스 depth_start는 깊이 아틀라스의 깊이값을 깊이 인코더에서 지원하는 비트수로 변환하기 이전, 깊이 아틀라스의 최소 깊이값을 나타낼 수도 있다.

도 5 및 도 7에 도시된 예에서, 신택스 depth_start에 의해, 변수 Minimum Depth가 결정될 수 있다.

이머시브 영상 처리 장치는, 최소 깊이 정보 및 정규화된 거리 정보를 이용하여, 복화화된 깊이값을 깊이 아틀라스가 본래 1픽셀당 지원하는 비트값으로 역변환할 수 있다. 이에 따라, 이머시브 영상 공간을 3D 공간에 투영하는 경우, 보다 풍부한 깊이값 설정이 가능하다.

일 예로, 최대 깊이값을 나타내는 신택스 depth_end가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 신택스는, 아틀라스 영상 단위 또는 패치 단위로 부호화될 수 있다. 일 예로, 아틀라스 영상 단위로 최대 깊이값 정보가 부호화되는 경우, 신택스 depth_end[v]는 인덱스가 v인 깊이 아틀라스 내 최대 깊이값을 나타낼 수 있다. 또는, 패치 단위로 최대 깊이값 정보가 부호화되는 경우, 신택스 depth_end[v][p]는 인덱스가 v인 깊이 아틀라스 내 인덱스가 p인 패치의 최대 깊이값을 나타낼 수 있다.

신택스 depth_end의 부호화가 생략된 경우, 최대 깊이값은 비트 심도에 의해 표현 가능한 최대값 또는 문턱값과 동일한 값으로 간주될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 신택스 depth_end는 깊이 아틀라스의 깊이값을 깊이 인코더에서 지원하는 비트수로 변환하기 이전, 깊이 아틀라스의 최대 깊이값을 나타낼 수도 있다.

도 5 및 도 7에 도시된 예에서, 신택스 depth_end에 의해, 변수 Maximum Depth가 결정될 수 있다.

이머시브 영상 처리 장치는, 최대 깊이 정보 및 정규화된 거리 정보를 이용하여, 복화화된 깊이값을 깊이 아틀라스가 본래 1픽셀당 지원하는 비트값으로 역변환할 수 있다. 이에 따라, 이머시브 영상 공간을 3D 공간에 투영하는 경우, 보다 풍부한 깊이값 설정이 가능하다.

깊이 아틀라스 이외 점유 지도가 추가 생성되는 경우, 이머시브 영상 처리 장치 및 이머시브 영상 출력 장치간 송수신 데이터량이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 여기서, 데이터량은, 원본 영상 대비 데이터량(이하, 픽셀율) 및 압축시 비트량(이하, 비트율)을 나타낼 수 있다.

도 8은 픽셀율의 증가 없이 점유 지도를 전송하는 방법을 나타낸 것이다.

깊이 아틀라스를 부호화하기 위한 영상 포맷은, 일반 텍스처 영상과 동일하게, YUV 포맷(예컨대, YUV 4:2:0, 4:2:2 등)을 따를 수 있다. 이때, 깊이 아틀라스는 Y값만을 포함하므로, 깊이 아틀라스 부호화시 Y 채널을 통해서는 깊이값이 표현됨에 반해, U 및 V 채널은 비워진 상태일 수 있다.

위와 같은, 깊이 아틀라스의 특성을 이용하여, U 및/또는 V 채널을 이용하여 점유 맵을 전송할 수 있다. 이에 따라, 추가 전송 채널 및 픽셀율이 증가되지 않더라도, 유효 픽셀 및 무효 픽셀을 구분하기 위한 점유 정보가 시그날링될 수 있다.

한편, YUV 영상 포맷에 따라, Y 채널의 크기와 UV 채널의 크기가 상이할 수 있다. 일 예로, YUV 4:2:0 영상 포맷이 이용되는 경우, UV 채널은 Y채널에 비해 너비 및 높이가 1/2 축소된 형태일 수 있다. 이에, 점유 지도를 원본 대비 너비 및 높이 각각을 1/2만큼 축소할 수 있다. 또한, 축소된 점유 지도 내 짝수 픽셀들과 홀수 픽셀들을 분리하여, 짝수 픽셀들 및 홀수 픽셀들 중 하나는 U채널에 삽입하고, 다른 하나는 V채널에 삽입할 수 있다.

도 8에 도시된 예에서는, 점유 지도를 압축 전송하기 위해, U 채널 및 V 채널이 모두 이용되는 것으로 예시되었다. 도시된 예와 달리, 점유 지도를 압축 전송하기 위해, U 채널 또는 V 채널만을 이용할 수도 있다.

U 채널 또는 V 채널만을 이용하는 경우, 점유 지도를 원본 대비 너비 및 높이 각각을 1/2만큼 축소하고, 서브 샘플링을 통해 짝수 픽셀들 또는 홀수 픽셀들만을 전송할 수 있다.

점유 지도의 축소 비율은 YUV 영상 포맷에 따라 상이하게 결정될 수 있다.

점유 지도가 축소된 상태로 압축 전송되는 경우, 이머시브 영상 처리 장치에서는 축소된 점유 지도를 원 상태로 확대 복원해야 한다. 다만, 무효 픽셀이 유효 픽셀로 처리된다 하더라도, 영상 복원이 가능하므로, 축소된 점유 지도 내 유효 픽셀 영역을 최대한 블록(예컨대, 코딩 유닛) 단위로 맞춰, 인코딩 효율 및 데이터량을 줄일 수 있다.

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

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

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

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

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

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

Claims (12)

1. 비트스트림으로부터 영상 데이터 및 메타데이터를 파싱하는 단계;
   상기 영상 데이터를 복호화하여 적어도 하나의 아틀라스를 획득 단계; 및
   상기 메타데이터에 기초하여, 사용자 움직임에 따른 뷰포트 영상 합성에 요구되는 패치들을 상기 아틀라스로부터 추출하는 단계를 포함하되,
   상기 메타 데이터는, 상기 아틀라스 영상 내 유효 픽셀과 무효 픽셀의 구분 기준이 되는 제1 문턱값 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 메타 데이터는 상기 아틀라스 영상 내 패치별로 문턱값이 설정되는지 여부를 나타내는 제1 플래그를 포함하고,
   상기 제1 플래그가 패치별로 문턱값이 설정됨을 가리키는 경우, 상기 메타데이터는 상기 아틀라스 영상 내 패치에 대한 제2 문턱값 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 플래그가 패치별로 문턱값이 설정되지 않음을 가리키는 경우, 상기 제1 문턱값 정보에 의해 문턱값이 유도되고,
   상기 제1 플래그가 패치별로 문턱값이 설정됨을 가리키는 경우, 상기 제2 문턱값 정보에 의해 문턱값이 유도되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 메타데이터는 깊이 최소값을 나타내는 최소값 정보 및 깊이 최대값을 나타내는 최대값 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 메타데이터는 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되었는지 여부를 나타내는 제2 플래그를 더 포함하고,
   상기 제2 플래그가 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되었음을 나타내는 경우에 한하여 상기 제1 문턱값 정보가 파싱되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제2 플래그가 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되지 않았음을 나타내는 경우, 점유 지도에 기초하여, 상기 아틀라스 영상 내 유효 픽셀 및 무효 픽셀이 구분되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 메타데이터는, 상기 점유 지도가 상기 아틀라스 영상과 상이한 크기를 갖는지 여부를 나타내는 제3 플래그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 아틀라스 영상 내 상기 제1 문턱값 정보에 의해 유도되는 문턱값보다 값이 작은 픽셀은 무효 픽셀로 판정되고, 상기 문턱값과 동일 또는 큰값을 갖는 픽셀은 유효 픽셀로 판정되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 합성 방법.
9. 소스 영상들에 대한 프루닝 우선 순위를 결정하는 단계;
   상기 프루닝 우선 순위에 기초하여, 상기 소스 영상들로부터 패치들을 추출하는 단계;
   상기 추출된 패치들에 기초하여, 적어도 하나의 아틀라스를 생성하는 단계; 및
   메타데이터를 부호화하는 단계를 포함하되,
   상기 메타데이터는, 상기 아틀라스 영상 내 유효 픽셀과 무효 픽셀의 구분 기준이 되는 제1 문턱값 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 처리 방법.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 메타 데이터는 상기 아틀라스 영상 내 패치별로 문턱값이 설정되는지 여부를 나타내는 제1 플래그를 포함하고,
    패치별로 문턱값이 설정되는 경우, 상기 아틀라스 영상 내 패치에 대한 제2 문턱값 정보가 추가 부호화되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 처리 방법.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 메타데이터는 깊이 최소값을 나타내는 최소값 정보 및 깊이 최대값을 나타내는 최대값 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 처리 방법.
12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 문턱값 정보는, 상기 아틀라스 영상에 점유 정보가 임베딩되지 않은 경우에 한하여 부호화되는 것을 특징으로 하는, 이머시브 영상 처리 방법.

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