WO2013157838A1 - 입체 영상 시스템에서 좌우영상 프레임간 동기를 보정하기 위한 방법 및 장치 및 재생 장치 및 방법 - Google Patents

입체 영상 시스템에서 좌우영상 프레임간 동기를 보정하기 위한 방법 및 장치 및 재생 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 입체 영상 시스템에서 좌우 영상 프레임의 동기를 보정하는 장치는 좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산부, 상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출부 및 상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 프레임 중 어느 한쪽 영상을 시간축 상으로 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정부를 포함한다. 따라서, 좌우 영상 프레임의 시간적이 차이를 계산하고 필요시 보정함으로써 종래 직접 사람이 눈으로 확인하여 동기를 보정해야만 했던 불편을 해소시킬 수 있다.

Description

입체 영상 시스템에서 좌우영상 프레임간 동기를 보정하기 위한 방법 및 장치 및 재생 장치 및 방법
본 발명은 입체 영상 시스템에서의 동기 보정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 입체 영상의 좌우영상 프레임(frame) 간의 시간적인 동기화를 확인하고, 필요시 좌우 영상 프레임 단위의 동기 보정을 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
사람이 눈을 통하여 영상을 바라볼 때, 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 다른 영상을 보게 되고, 이 다른 시각정보를 이용하여, 거리를 인지하고, 입체감을 느끼게 된다. 양안식(stereoscopic) 입체 영상은 이 원리를 이용하여, 양안식 입체 카메라로 직접 촬영하거나, 컴퓨터 그래픽 등으로 왼쪽과 오른쪽 눈에 보여줄 영상을 얻고, 이를 조합하여, 사람의 두 눈에 각기 다른 영상을 보여주어 입체감을 느낄 수 있도록 해준다. 그런데 만일, 왼쪽 및 오른쪽 눈에 시간적으로 동기화되지 않은 영상이 보여지게 된다면, 사람은 그 입체영상을 통해서는 제대로 된 입체감을 느낄 수가 없게 된다. 따라서, 입체영상에서 왼쪽 영상과 오른쪽 영상의 프레임간 동기화가 제대로 되었는지 자동으로 확인하고, 만약 좌우 영상 프레임이 서로 시간적으로 동기화가 되지 않았을 때, 대응하는 3D 영상이 어느 정도의 시간적인 차이가 나는지에 대한 정보를 추출하고 이를 다시 바르게 보정하는 과정이 필요하다.
좌우 영상간 프레임의 동기화가 제대로 되지 않는 경우, 즉 원래 생성될 때의 좌우 영상쌍(stereoscopic pair)이 시간적으로 어긋나게 배치되는 경우는 입체영상 촬영, 저장, 배포, 전송, 재생 과정 중에 발생할 수 있다. 이런 경우는 간혹 발생할 수 있기에, 많은 양안식 입체 영상을 저작, 편집하는 툴, 입체 영상 디스플레이에서 사용자가 직접 좌우 영상이 올바른 쌍(stereoscopic pair)인지를 확인하고 이를 직접 편집하여 보정하고 있다. 하지만, 종래에 이 좌우영상의 시간적인 일치를 확인하는 방법은 3D 디스플레이에 재생되는 입체영상을 직접 눈으로 확인하여, 입체감의 유무 및 영상의 어색함에 따라, 좌우 영상 프레임의 동기 여부를 확인하는 방법밖에는 없었다. 이 경우, 눈으로 직접 확인을 하더라도 입체감의 유무나 영상의 어색함에 대한 구분이 주관적이기 때문에 사람에 따라서는 제대로 배치가 되었는지 판단하기 어려운 상황도 발생할 수 있다.
따라서, 원래 생성 당시 동기화가 제대로 된 3D 영상에서 나타나는 특징들을 이용하여, 좌우영상의 프레임 동기화가 제대로 되었는지 확인하고, 동기화가 제대로 되어 있지 않을 경우에 이를 자동으로 바꾸어 줄 수 있는 방법 및 장치가 필요한 실정이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 좌우 영상에서 장면 전환 시점을 찾고, 장면 전환 시점들 간의 유사한 정도를 파악하여 좌우 영상 프레임 간의 동기화 여부를 체크하고, 만일 좌우 영상 프레임 동기화가 제대로 이루어지지 않은 경우에, 좌우 영상 프레임이 시간적으로 어느 정도 어긋나 있는지를, 즉, 3D 영상 쌍(stereoscopic pair)이 시간적으로 어느 정도 차이나게 영상 시퀀스(sequence) 상에 배치되었는지를 자동으로 계산하고 필요시 이를 보정하기 위한 입체 영상 시스템에서 좌우영상 프레임간 동기를 보정하기 위한 방법 및 장치 및 재생 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 시스템에서 좌우 영상 프레임의 동기를 보정하는 장치는 좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산부, 상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출부 및 상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 프레임 중 어느 한쪽 영상을 시간축 상으로 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정부를 포함할 수 있다.
상기 좌우 영상 프레임 동기 보정 장치는 좌영상과 우영상에 대한 장면 전환 시점을 검출하는 장면 전환 시점 검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 장면 전환 시점 검출부는 전후 프레임 간의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나의 변화를 이용하여 장면 전환 시점을 검출할 수 있다.
상기 유사도 계산부는 장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유사도를 측정할 수 있다.
상기 유사도 계산부는 좌영상과 우영상의 복수 개의 장면 전환 시점들의 이전 또는 이후 프레임 간의 유사도를 측정할 수 있다.
상기 유사도 계산부는 유사도 산출의 정확도를 높이기 위해, 일정 시간 동안 검출된 복수 개의 장면 전환 시점에 대해 복수의 프레임 간의 유사도를 측정할 수 있다.
상기 좌우영상 프레임 차이값 추출부는 장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 유사도를 비교하여, 스테레오스코픽 쌍을 결정하는 스테레오스코픽 쌍 결정부 및 상기 스테레오스코픽 쌍으로 결정된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 차이값을 산출하는 차이값 산출부를 포함할 수 있다.
상기 좌우 영상 동기 보정 장치는 좌우 영상 프레임을 인코딩하여 비트 스트림을 생성하는 인코딩부 및 상기 인코딩된 비트 스트림을 수신측으로 전송하는 전송부를 더 포함할 수 있다.
상기 인코딩된 비트 스트림의 타임 정보는 상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기반으로 시간축상 이동된 만큼 수정될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 시스템에서 좌우 영상의 동기를 보정하는 방법은 좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산 단계, 상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출 단계 및 상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 프레임 중 어느 한쪽 영상을 시간축 상에서 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 시스템에서 좌우 영상의 동기를 보정하여 재생하는 장치는 비트 스트림을 수신하는 수신부, 상기 수신된 비트 스트림을 역다중화하여 좌우 영상 프레임을 생성하는 역다중화부, 상기 생성된 좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산부, 상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출부, 상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 중 어느 한쪽 영상을 시간축 상으로 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정부 및 상기 동기화가 수행된 좌우 영상 프레임을 재생하는 재생부를 포함할 수 있다.
상기 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치는 좌영상과 우영상에 대한 장면 전환 시점을 검출하는 장면 전환 시점 검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 장면 전환 시점 검출부는 전후 프레임 간의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나의 변화를 이용하여 장면 전환 시점을 검출할 수 있다.
상기 유사도 계산부는 장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유사도를 측정할 수 있다.
상기 유사도 계산부는 좌영상과 우영상의 복수 개의 장면 전환 시점들의 이전 또는 이후 프레임 간의 유사도를 측정할 수 있다.
상기 유사도 계산부는 유사도 산출의 정확도를 높이기 위해, 일정 시간 동안 검출된 복수 개의 장면 전환 시점에 대해 복수의 프레임 간의 유사도를 측정할 수 있다.
상기 좌우영상 프레임 차이값 추출부는 장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 유사도를 비교하여, 스테레오스코픽 쌍을 결정하는 스테레오스코픽 쌍 결정부 및 상기 스테레오스코픽 쌍으로 결정된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 차이값을 산출하는 차이값 산출부를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 시스템에서 좌우 영상의 동기를 보정하여 재생하는 방법은 비트 스트림을 수신하여 수신 단계, 상기 수신된 비트 스트림을 역다중화하여 좌우 영상 프레임을 생성하는 역다중화 단계, 상기 생성된 좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산 단계, 상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출부, 상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 프레임 중 어느 한쪽 영상 프레임을 시간축 상으로 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정부 및 상기 동기화가 수행된 좌우 영상 프레임을 재생하는 재생부를 포함할 수 있다.
본 발명의 입체 영상 시스템에서 좌우영상 프레임간 동기를 보정하기 위한 방법 및 장치 및 재생 장치 및 방법에 따르면, 좌우 영상 프레임의 시간적이 차이를 계산하고 필요시 보정함으로써 종래 직접 사람이 눈으로 확인하여 동기를 보정해야만 했던 불편을 해소시키고, 입체 영상 감상시 제대로 된 입체감 표현을 전달할 수 있고, 소프트웨어(SW) 모듈의 경우, 편집 툴, 입체 동영상 플레이어 등에 적용하여, 입체 영상의 편집 및 재생에 큰 도움을 주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 유사도 계산부가 장면 전환 시점을 기준으로 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 유사도를 계산하는 것을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 유사도 계산부가 복수의 프레임을 기준으로 유사도를 계산하는 것을 설명하기 위한 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 좌우영상 프레임간 차이값 추출부를 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 인코딩부 및 전송부를 더 포함하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정에 따른 재생 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
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 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 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 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치는 시간 상에 서로 어긋나 있는 스테레오스코픽 쌍을 찾기 위해, 다음의 알고리즘을 사용할 수 있다. 알고리즘은 화면의 장면 전환이 좌우에서 동일한 시간에 일어나고, 동일한 장면에서 좌우 영상 간에 유사도가 높다는 것을 이용한다. 즉, 입체 영상에서 좌영상 및 우영상 간에는 양안 시차(binocular parallax)가 존재하지만, 동일한 장면을 촬영하였으므로 장면의 전환이 일어나는 시간을 동일할 것이다. 만일 일정 시간 내에 다수의 장면 전환이 발생된다면 장면 전환 순간 좌우 영상 간에 유사한 정도(유사도)를 계산하여 최종적으로 스테레오스코픽 쌍을 찾는다. 이는 좌영상과 우영상이 서로 다른 장면 구간 내에 각각 위치하는 경우보다 동일한 장면 구간 내에 각각 위치하는 경우가 서로 유사한 영상 분포를 하고 있다는 특성을 이용한 것이다. 또한, 본 발명의 명세서 상에는, 좌우 영상을 기준으로 설명하였지만, 입체 영상 프레임이 복수인 경우, 좌영상과 가운데 영상 또는 가운데 영상과 우영상과의 관계에도 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 좌우 영상 동기 보정 장치는 전환시점 검출부(110), 유사도 계산부(120), 좌우영상 프레임간 차이값 추출부(130) 및 좌우영상 프레임 동기 보정부(140)를 포함하는 동기 보정부(100)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 전환 시점 검출부(110)는 좌영상 및 우영상 프레임을 입력받아 좌영상 및 우영상 프레임에 대해 각각 일정시간 동안 발생되는 장면 전환 시점 또는 전환 순간들을 검출한다. 장면 전환 시점의 검출은 연속된 프레임 간, 예컨대 전후 프레임 간의 밝기, 색상, 복잡도 등의 변화를 이용하여 검출 가능하다. 예컨대, 상기 특징 중 적어도 어느 하나의 변화가 일정 임계값 이상인지 비교하여 장면 전화 시점인지 여부를 검출할 수 있다. 이러한 장면 전환 시점의 검출은 상기 방법 이외에도 다양한 방법을 사용할 수 있다.
유사도 계산부(120)는 일정 시간 동안 다수의 장면 전환 시점이 발생될 경우에 필요한 구성요소이다. 유사도 계산부(120)는 복수의 장면 전환 시점 중에서 스테레오스코픽 쌍을 찾기 위해 좌우 장면 전환 시점들 간의 유사도를 계산한다. 여기서, 영상 간의 유사도란 화면이 유사한 정도를 나타내며, 두 화면의 밝기, 색상 및 복잡도 등을 이용하여 산출될 수 있다. 예컨대 장면 전환 시점과 관련된 좌영상 및 우영상 프레임 간의 밝기 차이, 색상 차이 및 복잡도 차이 중 적어도 어느 하나를 이용하여 산출될 수 있다. 두 화면이 동일하면 할수록 유사도가 클 수 있다.
좌우영상 프레임간 차이값 추출부(130)는 상기 유사도 계산부(120)에서 계산된 유사도가 가장 큰 값을 갖는 좌우 영상 프레임을 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 이를 통해 좌우 영상간 시간적인 프레임 차이값을 추출한다.
좌우 영상 프레임 동기 보정부(140)는 두 영상 중 한쪽 영상을 상기 좌우영상 프레임간 차이값 추출부(130)에서 추출된 프레임 차이값만큼 지연시켜서 동기화를 수행한다. 즉, 시간축 상에서 프레임 차이가 해소되도록 좌우 영상 중 어느 한쪽 영상을 이동시켜 동기를 맞춰준다.
만약, 상기 동기 보정부(300)가 인코딩 비트스트림을 다루는 3DTV 재다중화기, 3D 비트스트림 모니터링 장비 등에 사용된다면, 어느 한쪽 영상을 지연시킨 만큼, 인코딩된 비트스트림의 타이밍 정보, 예컨대, PCR(program clock reference), PTS(presentation time stamp), CTS(composition time stamp) 등도 동시에 수정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 유사도 계산부(120)가 장면 전환 시점을 기준으로 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 유사도를 계산하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 좌영상 프레임 및 우영상 프레임은 시간축 상으로 놓여져 순차적으로 표현될 수 있다. 유사도 계산부(120)는 전환 시점 검출부(110)에서 검출한 복수의 장면 전화 시점 정보를 획득한다(예컨대, 장면 전환 1 및 장면 전환 2). 그리고, 유사도 계산부(120)는 일정 시간 동안에 좌우 영상에서 발생되는 복수의 장면 전환 시점들을 기준으로 서로 대응되는 스테레오스코픽 쌍(stereoscopic pair)을 찾기 위해 상기 장면 전환 시점들과 관련된 영상 프레임 간의 유사도를 측정한다. 상기 장면 전환 시점들과 관련된 영상 프레임은 장면 전환 시점의 이전 영상 프레임(202, 206, 212, 216)(좌영상에서는 A C, 우영상에서는 A' C') 또는 이후 영상 프레임(214, 208, 214, 218)(좌영상에서는 B D, 우영상에서는 B' D')일 수 있고, 유사도 계산부(120)는 상기 이전 영상 프레임(202, 206, 212, 216) 또는 상기 이후 영상 프레임(214, 208, 214, 218) 간에 유사도를 측정할 수 있다.
이때, 복수의 전환 시점 존재시 장면 전환 시점 이전 복수의 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 모든 경우의 수를 고려하여 유사도를 각각 계산한다. 이후 영상 프레임을 이용하는 경우도 마찬가지이다. 예컨대, 이전 영상 프레임(202, 206, 212, 216)을 이용하여 유사도를 계산하는 경우, 좌영상 프레임 A(202)와 우영상 프레임 A'(212) 및 C'(216) 간의 유사도, 즉 A-A'간 및 A-C' 간의 유사도를 각각 계산한다. 이때, 좌영상 프레임 A(202)와 우영상 프레임 A'(212) 간의 유사도 즉, A-A' 간 유사도 값이 좌영상 프레임 A(202)와 우영상 프레임 C'(216) 간의 유사도, 즉, A-C' 간 유사도 값에 비해 크다면, 좌영상 프레임 A(202)와 우영상 프레임 A'(212)가 서로 스테레오스코픽 쌍이라고 판단할 수 있다. 유사도는 이러한 방식으로 스테레오스코픽 쌍을 결정하기 위한 판단 기준이 될 수 있다.
마찬가지로, 이후 영상 프레임(214, 208, 214, 218)을 이용하여 유사도를 계산하는 경우, 좌영상 프레임 B(204)와 우영상 프레임 B'(214) 및 D'(218) 간의 유사도, 즉 B-B'간 및 B-D' 간의 유사도를 각각 계산한다. 이때, 좌영상 프레임 B(204)와 우영상 프레임 B'(214) 간의 유사도 즉, B-B' 간 유사도 값이 좌영상 프레임 B(204)와 우영상 프레임 D'(218) 간의 유사도, 즉, B-D' 간 유사도 값에 비해 크다면, 좌영상 프레임 B(204)와 우영상 프레임 B'(214)가 서로 스테레오스코픽 쌍이라고 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 유사도 계산부(120)가 복수의 프레임을 기준으로 유사도를 계산하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 유사도 계산부(120)는 정확도를 높이기 위해 복수의 프레임 간에 유사도를 측정하여 유사도 측정의 정확도를 높일 수도 있다. 예컨대, 장면 전환 시점 이전의 복수의 영상 프레임(302, 304, 312, 314)을 사용할 수 있다. 이 경우, 유사도 계산부(120)는 좌영상 프레임 A1(302)와 A2(304) 및 우영상 프레임 A1'(312)와 A2'(314)의 유사도, 즉, A1-A1' 및 A2-A2' 간 유사도를 측정할 수 있다. 장면 전환 시점 이후의 복수의 영상 프레임(306, 308, 316, 318)을 사용하는 경우도, 마찬가지로, B1(306)와 B2(308) 및 우영상 프레임 B1'(316)와 B2'(318)의 유사도, 즉, B1-B1' 및 B2-B2' 간 유사도를 측정할 수 있다. 복수의 프레임은 상기한 바와 같이, 반드시 2개의 프레임으로 한정되는 것은 아니고, 2개 이상의 프레임을 비교하여도 무방하다. 다만, 프레임 유사도 측정에 소요되는 연산 복잡도를 고려하여, 적절한 프레임 개수를 비교하여 유사도를 측정하는 것이 바람직할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 좌우영상 프레임간 차이값 추출부(130)를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 좌우영상 프레임간 차이값 추출부(130)는 스테레오스코픽 쌍 결정부(132) 및 차이값 추출부(134)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 스테레오스코픽 쌍 결정부(132)는 유사도 계산부(120)로부터 각각의 좌우 영상 프레임에 대한 유사도 정보를 수신한다. 그리고는, 스테레오스코픽 쌍 결정부(132)는 수신한 유사도 정보를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 결정한다. 이때, 가장 높은 유사도를 갖는 좌영상 프레임 및 우영상 프레임을 스테레오스코픽 쌍으로 결정할 수 있다. 예컨대, A-A'와 A-C'의 유사도 중 A-A'의 유사도가 높은 경우, 좌영상 프레임 A와 우영상 프레임 A'가 스테레오스코픽 쌍이라고 판단할 수 있다.
차이값 산출부(134)는 결정된 스테레오스코픽 쌍을 기준으로 프레임간 차이가 얼마나 나는지를 산출한다. 즉, A-A'가 시간축 상에서 동일 선상에 있지 않고, A가 A'보다 2프레임 앞서 있는 경우, 프레임 차이값은 2가 될 수 있다. 상기 프레임 차이값 정보는 좌우영상 프레임 동기 보정부(140)로 전송되고, 좌우영상 프레임 동기 보정부(140)는 상기 차이값 만큼 좌우 영상 중 어느 한쪽을 시간축 상으로 이동시켜 동기를 보정한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 인코딩부(510) 및 전송부(520)를 더 포함하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 동기 보정 장치는 동기 보정부(500), 인코딩부(510) 및 전송부(520)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 동기 보정부(500)는 전술한 바와 같이 좌우 영상의 장면 전환 시점과 관련된 프레임의 유사도를 측정하고, 측정된 유사도를 기반으로 스테레오스코픽 쌍을 찾아 시간적인 프레임 차이값을 산출하고, 차이값을 기반으로 한쪽 영상을 시간축 상으로 이동시켜 좌우 영상 프레임의 동기를 보정한다.
인코딩부(510)는 좌영상 프레임 및 우영상 프레임을 인코딩하여 인코딩 비트스트림을 생성한다. 이때, 인코딩 비트스트림의 타이밍 정보, 예컨대, PCR(program clock reference), PTS(presentation time stamp), CTS(composition time stamp) 등도 동시에 수정되어야 한다.
전송부(520)는 인코딩된 비트스트림을 수신측으로 전송한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정에 따른 재생 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 좌우 영상 동기 보정에 따른 재생 장치는 수신부(610), 역다중화부(620), 동기 보정부(630) 및 재생부(640)를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 수신부(610)는 인코딩된 비트스트림을 수신한다. 상기 비트스트림은 유선 또는 무선 네트워크를 통해 수신할 수 있다.
역다중화부(620)는 수신된 비트 스트림을 역다중화하여 좌우 영상 프레임을 생성한다. 즉, 좌영상 프레임, 우영상 프레임 및 동기화 관련 정보를 생성할 수 있다.
동기 보정부(630)는 도 1의 동기 보정부(100)와 마찬가지로, 좌우 영상의 장면 전환 시점과 관련된 프레임의 유사도를 측정하고, 측정된 유사도를 기반으로 스테레오스코픽 쌍을 찾아 시간적인 프레임 차이값을 산출하고, 차이값을 기반으로 한쪽 영상을 시간축 상으로 이동시켜 좌우 영상 프레임의 동기를 보정한다. 동기화 관련 정보를 추출하였을 시, 동기 정보가 정확하여 보정이 불필요한 경우, 동기 보정부(630)는 유사도 측정, 프레임 차이값 산출 및 동기 보정 과정을 생략할 수 있다. 즉, 필요한 경우에 한해서, 동기 보정을 수행할 수 있다.
재생부(640)는 동기 보정이 수행된 좌우 영상 프레임을 기반으로 3D 영상을 재생한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 좌우 영상 동기 보정 장치(미도시)는 먼저 좌영상 및 우영상에 대해 일정 시간 구간 내에서 복수의 장면 전환 시점을 추출한다(S710). 이 중에서 스테레오스코픽 쌍을 찾기 위해 좌영상 장면 전환 시점들과 관련된 프레임 중 하나 또는 다수와 우영상 장면 전환 시점들과 관련된 프레임 중 하나 또는 다수 간에 순차적으로 쌍을 형성하여 유사도를 각각 계산한다(S720). 그리고는, 좌우 영상 동기 보정 장치(미도시)는 이 중에서 가장 유사도가 높은 쌍을 스테레오스코픽 쌍이라고 결정하고, 임의의 시점에서 프레임 차이를 구할 수 있다(S730). 마지막으로, 좌우 영상 동기 보정 장치(미도시)는 상기 프레임 차이값 만큼 좌영상 또는 우영상을 시간축으로 이동하여 동기화를 수행한다(S740).
상술한 본 발명에 따른 동기 보정 방법 및 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 이를 칩(chip)으로 제작하여, 3D-TV, 3D 프로젝터, 3D 카메라, 다중화기/역다중화기, CODEC, 3D 단말기 등에 탑재할 수 있다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 동기 보정부 110: 전환시점 검출부
120: 유사도 계산부 130: 좌우영상 프레임간 차이값 보정부
132: 스테레오스코픽 쌍 결정부 134: 차이값 산출부
140: 좌우영상 프레임 동기 보정부
500: 동기 보정부 510: 인코딩부
520: 전송부
610: 수신부 620: 역다중화부
630: 동기 보정부 640: 재생부

Claims (18)

  1. 입체 영상 시스템에서 좌우 영상 프레임의 동기를 보정하는 장치에 있어서,
    좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산부;
    상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출부; 및
    상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 프레임 중 어느 한쪽 영상을 시간축 상으로 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    좌영상과 우영상에 대한 장면 전환 시점을 검출하는 장면 전환 시점 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 장면 전환 시점 검출부는
    전후 프레임 간의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나의 변화를 이용하여 장면 전환 시점을 검출하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유사도 계산부는
    장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유사도 계산부는
    좌영상과 우영상의 복수 개의 장면 전환 시점들의 이전 또는 이후 프레임 간의 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유사도 계산부는
    유사도 산출의 정확도를 높이기 위해, 일정 시간 동안 검출된 복수 개의 장면 전환 시점에 대해 복수의 프레임 간의 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 좌우영상 프레임 차이값 추출부는
    장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 유사도를 비교하여, 스테레오스코픽 쌍을 결정하는 스테레오스코픽 쌍 결정부; 및
    상기 스테레오스코픽 쌍으로 결정된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 시간적인 프레임 차이값을 산출하는 차이값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    좌우 영상 프레임을 인코딩하여 비트 스트림을 생성하는 인코딩부; 및
    상기 인코딩된 비트 스트림을 수신측으로 전송하는 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인코딩된 비트 스트림의 타임 정보는 상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기반으로 시간축상 이동된 만큼 수정되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 장치.
  10. 입체 영상 시스템에서 좌우 영상의 동기를 보정하는 방법에 있어서,
    좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산 단계;
    상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출 단계; 및
    상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 프레임 중 어느 한쪽 영상을 시간축 상에서 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정 방법.
  11. 입체 영상 시스템에서 좌우 영상의 동기를 보정하여 재생하는 장치에 있어서,
    비트 스트림을 수신하는 수신부;
    상기 수신된 비트 스트림을 역다중화하여 좌우 영상 프레임을 생성하는 역다중화부;
    상기 생성된 좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산부;
    상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출부;
    상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 중 어느 한쪽 영상을 시간축 상으로 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정부; 및
    상기 동기화가 수행된 좌우 영상 프레임을 재생하는 재생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    좌영상과 우영상에 대한 장면 전환 시점을 검출하는 장면 전환 시점 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 장면 전환 시점 검출부는
    전후 프레임 간의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나의 변화를 이용하여 장면 전환 시점을 검출하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 유사도 계산부는
    장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임의 밝기, 색상 및 복잡도 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 유사도 계산부는
    좌영상과 우영상의 복수 개의 장면 전환 시점들의 이전 또는 이후 프레임 간의 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 유사도 계산부는
    유사도 산출의 정확도를 높이기 위해, 일정 시간 동안 검출된 복수 개의 장면 전환 시점에 대해 복수의 프레임 간의 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 좌우영상 프레임 차이값 추출부는
    장면 전환 시점과 관련된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 유사도를 비교하여, 스테레오스코픽 쌍을 결정하는 스테레오스코픽 쌍 결정부; 및
    상기 스테레오스코픽 쌍으로 결정된 좌영상 프레임과 우영상 프레임 간의 시간적인 프레임 차이값을 산출하는 차이값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
  18. 입체 영상 시스템에서 좌우 영상의 동기를 보정하여 재생하는 방법에 있어서,
    비트 스트림을 수신하여 수신 단계;
    상기 수신된 비트 스트림을 역다중화하여 좌우 영상 프레임을 생성하는 역다중화 단계;
    상기 생성된 좌우 영상 프레임의 장면 전환 시점을 기준으로 좌우 영상 프레임의 유사도를 산출하는 유사도 계산 단계;
    상기 유사도를 기준으로 스테레오스코픽 쌍을 찾고, 좌우 영상 프레임간 시간적인 프레임 차이값을 추출하는 좌우영상 프레임 차이값 추출부;
    상기 좌우 영상 프레임 차이값을 기준으로 좌우 영상 프레임 중 어느 한쪽 영상 프레임을 시간축 상으로 이동시켜 동기화를 수행하는 좌우영상 프레임 동기 보정부; 및
    상기 동기화가 수행된 좌우 영상 프레임을 재생하는 재생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템에서의 좌우 영상 동기 보정을 통한 재생 장치.
PCT/KR2013/003229 2012-04-17 2013-04-17 입체 영상 시스템에서 좌우영상 프레임간 동기를 보정하기 위한 방법 및 장치 및 재생 장치 및 방법 WO2013157838A1 (ko)

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