KR101386651B1 - 다시점 비디오 인코딩 및 디코딩 방법 및 이를 이용한 인코딩 및 디코딩 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 다시점 영상과 각 시점 영상에 대한 깊이 영상 정보를 이용하여 중간 시점 영상을 합성하는 기술이 개시된다. 본 발명의 일 면에 따른 다시점 비디오 인코딩 방법은 다시점 영상 정보 및 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 획득하는 단계, 획득된 다시점 영상 중 임의의 제1 시점의 영상 정보 및 깊이 정보와, 상기 제1 시점에 가장 근접한 시점인 제2 시점의 영상 정보 및 깊이 정보를 이용하여 상기 제1 및 제2 시점의 중간 시점에 대한 가상 정보를 생성하는 단계, 상기 가상 정보를 부호화하는 단계를 포함한다.

Description

다시점 비디오 인코딩 및 디코딩 방법 및 이를 이용한 인코딩 및 디코딩 장치{Multi-View video encoding and decoding method and apparatus thereof}

본 발명은 다시점 비디오 코덱에서 자유 시점 비디오 콘텐츠를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 다시점 영상과 각 시점 영상에 대한 깊이 영상 정보를 이용하여 중간 시점 영상을 합성하는 방법에 관한 것이다.

최근 멀티미디어 처리 기술 및 하드웨어 기술의 급격한 발전으로 인해, HD(High-Definition)급 이상의 고화질 방송 서비스가 널리 보급화되었다. 또한 소비자에게 더 나은 사실갑과 현장감을 제공하기 위해 3차원 입체 콘텐츠를 이용한 3D TV 방송에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 3D TV 방송은 HDTV의 뒤를 이어 차세대 방송 서비스 시장에서 가장 주목 받게 될 것으로 기대되고 있다. 이와 관련된 연구로써, JVT(Joint Video Team of ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG and ITU-T SG16 Q.6 VCEG)에서는 두 개 이상의 카메라로부터 입력 받은 영상들을 효율적으로 부호화하기 위한 다시점 비디오 부호화(Multi-view Video Coding, H.264/AVC)표준을 완료하였고, 또한 비디오 표준화 단체인 ISO/IEC의 MPEG에서는 사용자에게 다양한 시점과 높은 현장감을 제공하기 위하여 3차원 비디오(3D-Video)표준을 진행 중이다. 3차원 비디오 표준은 입력 받은 시점 영상 이외에 사용자가 원하는 다양한 가상 시점 영상을 생성할 수 있도록 지원하기 위한 표준이다. 가상(중간)시점 영상(Virtual-view image)은 실 세계에서 카메라와 실제 사물(Object) 간의 거리인 깊이정보 맵(Depth-map)을 이용한 시점보간(View-interpolation)방법을 통하여 무한대로 생성될 수 있다. 따라서 3차원 비디오 표준에서는 소수의 시점(View)영상 데이터와 그것의 깊이정보 맵만 전송하면 되기 때문에 기존 다시점 비디오 부호화 방법에 비해 대역폭과 저장 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.

이러한 방법의 다시점 영상 부호화기에서는 중간 시점 영상 합성을 위한 깊이정보 맵을 입력된 다시점 영상과 함께 부호화하고, 복호화기는 복호화된 영상과 깊이정보 맵을 이용하여 원하는 시점의 중간 시점 영상을 합성하게 된다. 이 경우, 복호화된 영상과 합성하고자 하는 시점의 영상 사이에는 차이가 존재하게 되는데, 복호화기는 이러한 차이에 관한 정보를 알 수 없기 때문에 중간 시점 영상 합성에 많은 어려움이 있었고, 또한 합성된 중간 시점의 영상의 품질에도 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 중간 시점 영상의 합성 과정에서 발생하게 되는 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 부호화기에서 미리 생성하고 전송함으로써, 복호화기의 연산량을 줄여주어 신뢰성이 높고 고 품질의 중간 시점 영상을 합성할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 부호화기가 생성하는 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보의 부호화 비트레이트를 줄여서 부호화 효율을 향상시키는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 다시점 비디오 인코딩 방법은 다시점 영상 정보 및 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 획득하는 단계, 획득된 다시점 영상 중 임의의 제1 시점의 영상 정보 및 깊이 정보와, 상기 제1 시점에 가장 근접한 시점인 제2 시점의 영상 정보 및 깊이 정보를 이용하여 상기 제1 및 제2 시점의 중간 시점에 대한 가상 정보를 생성하는 단계, 상기 가상 정보를 부호화하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 일 실시예에서 상기 가상 정보를 생성하는 단계는 상기 제1 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제1 시점의 영상을 상기 제2 시점의 영상에 투사(projection)하여 상기 제1 시점의 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 생성하는 단계와, 상기 제2 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제2 시점의 영상을 상기 제1 시점의 영상에 투사하여 상기 제2 시점의 영상에 대한 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성하는 단계를 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성하는 단계는 상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역과 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 이진 맵(Binary map)으로 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성하는 단계는 상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역 또는 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 2 비트를 이용한 맵으로 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 가상 정보를 부호화하는 단계는 상기 이진 맵에서 라스터 스캔 순서(Raster scan order)로 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 가상 정보를 부호화하는 단계는 상기 2 비트를 이용한 맵에서 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하는 단계; 및

상태 변환을 위한 식별자를 부호화하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 부호화된 가상 정보는 H.264 또는 HEVC 코덱에서 상기 다시점 영상 정보를 재생하는 응용 프로그램의 종류에 따라 선택적으로 전송 비트스트림의 부가 정보 영역 또는 필수 정보 영역에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 다시점 비디오 디코딩 방법은 수신한 다시점 영상 정보를 복호화하는 단계, 가상 정보를 복호화하여 각 시점 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 추출하는 단계, 상기 복호화된 영상 정보 및 상기 추출된 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 참조하여 상기 각 시점에 대한 중간 시점의 영상 정보를 생성하는 단계를 포함한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 다시점 비디오 인코딩 장치는 다수의 카메라로부터 다시점 영상 정보 및 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 수신하는 수신부, 수신된 다시점 영상 중 임의의 제1 시점의 영상 정보 및 깊이 정보와, 상기 제1 시점에 가장 근접한 시점인 제2 시점의 영상 정보 및 깊이 정보를 이용하여 상기 제1 및 제2 시점의 중간 시점에 대한 가상 정보를 생성하는 가상 정보 생성부, 상기 가상 정보를 부호화하는 가상 정보 부호화부를 포함한다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 가상 정보 생성부는 상기 제1 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제1 시점의 영상을 상기 제2 시점의 영상에 투사(projection)하여 상기 제1 시점의 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 생성하고, 상기 제2 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제2 시점의 영상을 상기 제1 시점의 영상에 투사하여 상기 제2 시점의 영상에 대한 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 상기 가상 정보 생성부는 상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역과 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 이진 맵(Binary map)으로 생성한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 상기 가상 정보 생성부는 상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역 또는 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 2 비트를 이용한 맵으로 생성한다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 가상 정보 부호화부는 상기 이진 맵에서 라스터 스캔 순서(Raster scan order)로 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 상기 가상 정보 부호화부는 상기 2 비트를 이용한 맵에서 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하고, 상태 변환을 위한 식별자를 부호화한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 다시점 비디오 디코딩 장치는 수신한 다시점 영상 정보를 복호화하는 영상 정보 복호화부, 가상 정보를 복호화하여 각 시점 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 추출하는 가상 정보 복호화부, 상기 복호화된 영상 정보 및 상기 추출된 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 참조하여 상기 각 시점에 대한 중간 시점의 영상 정보를 생성하는 중간 시점 영상 정보 생성부를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 비디오 인코딩 방법 및 디코딩 방법은 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램으로 기록되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 부호화기에 의해 생성된 폐색 영역 및 비폐색 영역에 관한 정보를 전송 받음으로써, 복호화기는 중간 시점 영상 합성 시, 폐색 영역 및 비폐색 영역으로 인한 영상 겹침 및 빈 공간 발생 문제를 해결할 수 있으며 이로 인해 출력되는 중간 시점 영상의 품질과 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상의 부호화기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상 부호화 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상 부호화 방법에 있어서 가상 정보 부호화 시, 상태변환을 위한 식별자 정보를 부호화하는 방법의 일 예를 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상의 복호화기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상 복호화 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 도는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 비디오 부호화기를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상의 부호화기의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상 부호화 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명은 다시점 3차원 TV 또는 자유시점 TV 서비스를 지원하는 비디오 콘텐츠 제공 방법으로서, 1시점의 영상 정보와 그와 연관된 1시점의 깊이 정보에 의해서 서비스가 이루어질 수 있으며, 2개 시점 이상의 다시점 영상 정보 및 다시점 깊이 정보에 의해서 서비스가 이루어질 수도 있다.

즉, 본 발명은 상기 영상 정보 및 깊이 정보로 양안식 3차원 TV, 다시점 3차원 TV, 자유시점 TV 서비스 등의 다양한 비디오 콘텐츠 제공 서비스에서 제공되는 정보를 지원한다. 본 발명은 다시점 카메라 등으로부터 획득한 다시점 영상과 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 이용하여 각 시점 영상에서의 가상 영상 정보(폐색 영역 정보 및 비폐색 영역 정보)를 생성하고, 이를 복호화기에 전송하는 전송 비트스트림에 포함시켜, 복호화기가 복호화된 다시점 영상을 이용하여 중간 시점 영상을 합성할 때, 연산량을 줄여줌으로써 신뢰성 있고 높은 품질의 영상을 합성할 수 있는 방법을 제공한다. 이와 같은 방법을 제공하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 부호화기의 구체적인 구성을 아래에 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 비디오 부호화기는 수신부(110), 깊이 정보 부호화부(120), 영상 정보 부호화부(130), 가상 정보 생성부(140), 가상 정보 부호화부(145), 다중화부(150), 비트스트림 생성부(160), 전송부(170)를 포함한다.

수신부(110)는 적어도 하나 이상의 다시점 비디오 카메라, 스테레오 카메라, 깊이 정보 카메라 등에서 촬영한 영상 정보, 즉 다시점 영상 및 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 수신한다(S210).

다시점 영상은 한 대의 카메라를 이용하여 카메라를 이동하면서 촬영하거나, 여러 대의 카메라를 다양한 위치에 배치한 후에 이들을 이용하여 촬영할 수 있다. 또한, 제한된 시점을 가지는 일반적인 카메라가 아니라, 다시점 영상 취득을 위한 특수 카메라를 통해 한꺼번에 여러 방향의 영상을 획득할 수도 있다.

깊이 정보란 실 세계에서 카메라와 실제 사물(object) 간의 거리를 실사 영상과 동일한 해상도로 각 화소(픽셀)에 해당하는 일정한 비트수로 표현한 것이고, 일반적으로 해당하는 실사 영상과 동일한 크기의 맵(깊이 정보 맵)으로 표현된다. 일반적으로 깊이 정보 맵은 모든 다시점 영상에 대해 생성되며, 픽셀 단위로 표시되므로, 깊이 해상도는 영상 해상도와 동일하다.

가상 정보 생성부(140)는 획득된 다시점 영상 중 임의의 제1 시점의 영상 정보 및 깊이 정보와, 상기 제1 시점에 가장 근접한 시점인 제2 시점의 영상 정보 및 깊이 정보를 이용하여 상기 제1 및 제2 시점의 중간 시점에 대한 가상 정보를 생성 한다(S220).

예를 들어, 수신부(110)가 동일 시간에 서로 다른 시점에서 촬영된 V0, V2, V4 시점 영상 및 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 획득하였고 이를 이용하여 가상 정보 생성부(140)가 중간 시점 영상인 V1 시점 및 V3 시점 영상에 대한 가상 정보를 생성한다고 가정하였을 때, 가상 정보 생성부(140)는 V1 시점에 대한 가상 정보를 생성할 때는, V0 시점 영상과 이에 대한 깊이 영상 정보 및 V2 시점 영상과 이에 대한 깊이 정보를 이용하고, 이와 마찬가지 방법으로 V3 시점에 대해서는 V2 시점 영상과 이에 대한 깊이 정보 및 V4 시점 영상과 이에 대한 깊이 정보를 이용한다.

구체적으로, 가상 정보 생성부(140)는 V1 시점에 대한 가상 정보를 생성할 때, V0 시점의 깊이 정보를 기반으로 V0 시점의 영상을 V2 시점의 영상에 투사(projection)한다. 이때, 영상의 투사는 기본적인 부호화 단위로 이루어질 수 있는데, 각 부호화 단위가 투사된 변위는 깊이 정보에 따라 달라지므로 모두 동일한 값을 가지는 것이 아니다. 따라서 모든 부호화 단위의 영상이 동일한 변위를 가지고 균등하게 이동되는 것이 아니라 서로 다른 변위를 갖고 이동하기 때문에 경우에 따라서는 서로 다른 부호화 단위 영상이 같은 위치로 이동되는 영역(이하, 폐색(occlusion) 영역)이 발생하거나, 또는 어떠한 부호화 단위 영상도 이동되지 않는 영역(비폐색(disocclusion) 영역)이 발생할 수 있다.

여기서, 폐색 영역 및 비폐색 영역 검색의 기본 단위가 되는 부호화 단위는 화소 단위일 수 있고, 또는 반 화소, 1/4 화소 단위의 정밀한 검색을 통해 보다 정확한 가상 정보가 수집될 수도 있다.

예를 들어, 가상 정보 생성부(140)는 화소 단위로 검색하여 임의의 화소 A와 가장 인접한 화소 B가 이동한 거리를 기준으로 폐색 영역과 비폐색 영역을 판단한다. 만약, A 화소와 B 화소가 동일한 위치로 이동하거나, 정화소 이내의 화소로 이동한 경우, 가상 정보 생성부(140)는 이 영역은 폐색 영역에 속하게 되는 것으로, 반대로 A 화소와 B 화소가 이동한 변위가 정화소 이상의 거리를 갖는 경우에는 이 영역은 비폐색 영역에 속하게 되는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명은 복호화기가 중간 시점 영상 합성시의 효율을 향상시키기 위해, 부호화기가 참조 정보를 미리 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는데, 참조 정보는 전술한 바와 같은 가상의 중간 시점 합성을 위한 인접 시점의 투사 시 발생하게 되는 폐색영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 포함한다.

가상 정보 생성부(140)에서 생성된 가상 정보는 복화하기로 전송되는데, 이경우 가상 정보의 위치는 부호화기와 복호화기가 서로의 약속이나 식별자를 통해서 인식할 수 있도록 정의된다. 여기서, 가상 정보는 폐색 영역과 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 이진 맵(Binary map)으로 생성될 수 있다.

일 실시예로, 가상 정보 생성부(140)는 검색 결과 폐색 영역, 비폐색 영역이라는 구분을 두지 않고 일단 중간 영상 합성 시 문제가 발생할 수 있는 영역(폐색 영역, 비폐색 영역)이라는 판단이 내려진 영역을 '1'로 표시하고, 그렇지 않고 이상이 없는 영역을 '0'으로 표시하여 이진 맵을 생성한다.

또한, 가상 정보는 폐색 영역과 또는 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 2 비트를 이용한 맵으로 생성될 수도 있다. 일 예로 폐색 영역과 비폐색 영역의 구분을 두기 위해서 '0', '1', '2'라는 2 비트를 이용한 맵이 구성되고, 이 경우 '0'은 이상 없음, '1'은 폐색 영역, '2'는 비폐색 영역으로 구분된다.

가상 정보 부호화부(145)는 생성된 가상 정보를 부호화한다(S230). 이 경우, 다양한 방법을 통해 전송되는 비트량을 최소화할 수 있는데, 일 실시예로서 가상 정보가 폐색 영역과 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 이진 맵으로 생성된 경우에는 '0'이 발생한 숫자, '1'이 발생한 숫자만 라스터 스캔 순서(raster scan order)로 연속적으로 부호화한다.

예)이진맵 0000000000000000011111111111111110000000000011000000000

부호화 17 - 16 - 11 - 2 - ....

다른 실시예로서, 가상 정보가 폐색 영역 또는 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 2 비트를 이용한 맵으로 생성된 경우에는 연속되는 숫자를 부호화함과 동시에 0,1,2라는 3개의 상태의 변환 정보(식별자)를 부호화한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상 부호화 방법에 있어서 가상 정보 부호화 시, 상태변환을 위한 식별자 정보를 부호화하는 방법의 일 예를 도시한 예시도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에서 가상 정보 부호화부(145)가 가상 정보를 부호화하는 방법을 설명한다.

먼저, 가상 정보 부호화부(145)는 연속되는 숫자를 부호화한다. 앞 예시처럼 0이 연속하여 17개가 나왔다면, 1 비트(bit)를 사용하여 17을 부호화하고, 나머지 1 비트(bit)는 0 이후의 숫자가 1인지 2인지에 대한 식별 정보를 부호화하는데 사용된다.

식별 정보는 부호화기와 복호화기 사이의 약속된 규칙인 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 0 / 1 / 2를 원형으로 배치해서 시계방향 또는 반시계 방향으로 상태변화를 식별할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 0은 반시계 방향, 1은 시계 방향의 상태변환 정보를 표시할 수 있다.

깊이 정보 부호화부(120)는 수신부(110)가 획득한 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 부호화한다(S230).

깊이 정보의 부호화는 실사 영상을 부호화할 때 사용되는 DCT(Discrete Cosine Transform) 기반 동영상 부호화 방법인 H.264(또는 MPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding)이 사용될 수 있다. DCT 기반 동영상 부호화 방법은 블록 기반 변환 방법으로, 공간 주파수가 낮은 영상(주변 화소 간의 상관 관계가 높은 영상)에서 효율적인데 반해, 객체 경계부분과 같은 공간 주파수가 높은 영상(주변 화소 간 변화가 큰 영상)에서는 효율적이지 못하다, 특히, 저비트율 환경에서 DCT 기반 동영상 부호화 방법으로 부호화를 수행하였을 경우, 양자화에 의한 고주파 성분(High frequency components)의 손실로 인해 객체 경계부분을 정확하게 표현할 수 없으며 영상이 뭉개지는 문제점이 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에서는 깊이 정보를 부호화할 시, 깊이 정보의 특성에 따라, 즉 깊이 정보의 중요도에 따라 계층적으로 부호화할 수 있다. 이때, 본 발명은 깊이 정보를 공간적 계층(Spatial scalable) 또는 SNR(Signal to Noise Ratio) 계층 알고리즘을 이용하여 부호화할 수 있다.

영상 정보 부호화부(130)는 수신부(110)가 획득한 다시점 영상을 부호화한다(S230).

일 실시예로서, 본 발명에서 다시점 영상을 부호화하는 경우, 시간축(Time) 및 공간축(시점: view)의 상관정보를 이용하여 부호화하는 것을 기초로 할 수 있다.

즉, 시간축 상의 움직임 정보와 공간축 상의 변이 정보(disparity)를 예측하여 움직임 및 변이 보상을 수행하여 부호화하게 된다. 이 때, 기존의 모노 영상 정보 부호화 기술과의 호환성을 고려하여 1개 시점에 대해서는 기본시점(base view)으로 공간축 상의 다른 시점의 정보를 이용하지 않고 움직임 정보만을 이용하여 부호화하고, 기본시점을 제외한 나머지 시점의 영상 정보에 대해서만 공간축 상의 정보를 이용하여 부호화한다.

예를 들어, 기본시점에 대한 부호화는 DCT 기반 부호화 방법으로서 H.264 부호화를 적용할 수 있다. H.264 부호화는 화면 내 예측만을 수행하는 인트라(Intra) 모드와 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 모두 수행하는 인터(Inter) 모드 부호화가 수행된다. H.264 부호화는 부호화의 기본 단위인 매크로 블록 단위로 수행되는 것이 일반적인데, 먼저 입력된 매크로 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력된 매크로 블록과 예측 블록과의 차분을 구해 그 차분 정보를 부호화한다.

상기 부호화된 깊이 정보와 상기 부호화된 영상 정보와 상기 부호화된 가상정보는 다중화부(150)를 통하여 다중화 과정을 거친다(S240). 상기와 같이, 본 발명에 따르면 다중화 과정을 거친 상기 부호화된 깊이 정보, 상기 부호화된 영상 정보, 상기 부호화된 가상 정보는 비트스트림 생성부(160)에 의해 각각의 비트스트림으로 생성되고(S250), 전송부(170)를 통하여 디코더 측으로 전송된다(S260).

여기서, 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 가상 정보는 H.264 또는 HEVC와 같은 코덱과 호환을 갖기 위해서 Supplemental Enhanced Information(SEI)와 같은 부가 정보 영역에 포함된다. 또한, 상기 다시점 영상을 재생되는 응용 프로그램의 성격에 따라 상기 가상 정보는 Sequence Parameter, Picture Parameter, Slice Header와 같은 필수 정보 영역에 포함되어 전송될 수도 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 다시점 비디오 복호화 방법 및 장치를 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상의 복호화기의 구성을 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다시점 영상 복호화 방법을 도시한 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 다시점 영상 복호화기는 역다중화부(410), 영상정보 복호화부(430), 깊이 정보 복호화부(420), 가상 정보 복호화부(440), 중간 시점 영상 생성부(450)를 포함한다.

먼저, 역다중화부(410)는 부호화된 깊이 정보, 영상 정보, 가상 정보를 수신하여 역다중화 한다(S510).

깊이 정보 복호화부(420)는 역다중화된 깊이 정보를 복호화한다.

영상정보 복호화부(430)는 역다중화된 영상 정보를 복호화한다. 구체적으로 영상정보 복호화부(430)는 시공간 축 상의 상관 정보를 이용하여 부호화된 비트스트림을 복호화하며, 이때 해당 시점의 복호화된 깊이 정보와 이미 복호화된 다른 시점의 영상 정보를 이용할 수 있다.

가상정보 복호화부(440)는 역다중화된 가상 정보를 복호화한다. 구체적으로 가상정보 복호화부(440)는 가상 정보를 복호화하여 각 시점 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 추출한다(S520).

중간시점 영상 생성부(450)는 상기 복호화된 영상 정보 및 상기 추출된 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 참조하여 상기 각 시점에 대한 중간 시점의 영상 정보를 생성한다(S530).

한편, 본 발명에 따른 인코딩 및 디코딩 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

1. 삭제
2. 다시점 영상 정보 및 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 획득하는 단계;
   획득된 다시점 영상 중 임의의 제1 시점의 영상 정보 및 깊이 정보와, 상기 제1 시점에 가장 근접한 시점인 제2 시점의 영상 정보 및 깊이 정보를 이용하여 상기 제1 및 제2 시점의 중간 시점에 대한 가상 정보를 생성하는 단계; 및
   상기 가상 정보를 부호화하는 단계를 포함하되,
   상기 가상 정보를 생성하는 단계는,
   상기 제1 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제1 시점의 영상을 상기 제2 시점의 영상에 투사(projection)하여 상기 제1 시점의 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 생성하는 단계; 및
   상기 제2 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제2 시점의 영상을 상기 제1 시점의 영상에 투사하여 상기 제2 시점의 영상에 대한 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것
   인 다시점 비디오 인코딩 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성하는 단계는,
   상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역과 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 이진 맵(Binary map)으로 생성하는 단계를 포함하는 것
   인 다시점 비디오 인코딩 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성하는 단계는,
   상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역 또는 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 2 비트를 이용한 맵으로 생성하는 단계를 포함하는 것
   인 다시점 비디오 인코딩 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 가상 정보를 부호화하는 단계는,
   상기 이진 맵에서 라스터 스캔 순서(Raster scan order)로 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하는 단계를 포함하는 것
   인 다시점 비디오 인코딩 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 가상 정보를 부호화하는 단계는,
   상기 2 비트를 이용한 맵에서 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하는 단계; 및
   상태 변환을 위한 식별자를 부호화하는 단계를 포함하는 것
   인 다시점 비디오 인코딩 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 부호화된 가상 정보는,
   H.264 또는 HEVC 코덱에서 상기 다시점 영상 정보를 재생하는 응용 프로그램의 종류에 따라 선택적으로 전송 비트스트림의 부가 정보 영역 또는 필수 정보 영역에 포함되어 전송되는 것
   인 다시점 비디오 인코딩 방법.
8. 수신한 다시점 영상 정보를 복호화하는 단계;
   청구항 2의 가상 정보를 복호화하여 각 시점 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 추출하는 단계;
   상기 복호화된 영상 정보 및 상기 추출된 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 참조하여 상기 각 시점에 대한 중간 시점의 영상 정보를 생성하는 단계
   를 포함하는 다시점 비디오 디코딩 방법.
9. 삭제
10. 다수의 카메라로부터 다시점 영상 정보 및 각 시점 영상에 대한 깊이 정보를 수신하는 수신부;
    수신된 다시점 영상 중 임의의 제1 시점의 영상 정보 및 깊이 정보와, 상기 제1 시점에 가장 근접한 시점인 제2 시점의 영상 정보 및 깊이 정보를 이용하여 상기 제1 및 제2 시점의 중간 시점에 대한 가상 정보를 생성하는 가상 정보 생성부; 및
    상기 가상 정보를 부호화하는 가상 정보 부호화부를 포함하되,
    상기 가상 정보 생성부는,
    상기 제1 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제1 시점의 영상을 상기 제2 시점의 영상에 투사(projection)하여 상기 제1 시점의 영상에 대한 폐색(occlusion) 영역과 비폐색(disocclusion) 영역에 관한 정보를 생성하고,
    상기 제2 시점의 깊이 정보를 기반으로 상기 제2 시점의 영상을 상기 제1 시점의 영상에 투사하여 상기 제2 시점의 영상에 대한 폐색 영역과 비폐색 영역에 관한 정보를 생성하는 것
    인 다시점 비디오 인코딩 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 가상 정보 생성부는,
    상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역과 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 이진 맵(Binary map)으로 생성하는 것
    인 다시점 비디오 인코딩 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 가상 정보 생성부는,
    상기 제1 또는 상기 제2 시점의 영상을 임의의 부호화 단위로 검색하여 상기 폐색 영역 또는 상기 비폐색 영역의 발생 여부와 관련된 정보를 2 비트를 이용한 맵으로 생성하는 것
    인 다시점 비디오 인코딩 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 가상 정보 부호화부는,
    상기 이진 맵에서 라스터 스캔 순서(Raster scan order)로 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하는 것
    인 다시점 비디오 인코딩 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 가상 정보 부호화부는,
    상기 2 비트를 이용한 맵에서 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하고, 상태 변환을 위한 식별자를 부호화하는 것
    인 다시점 비디오 인코딩 장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 가상 정보 부호화부는,
    상기 2 비트를 이용한 맵에서 동일 숫자가 나온 개수를 연속적으로 부호화하고, 상태 변환을 위한 식별자를 부호화하는 것
    인 다시점 비디오 인코딩 장치.
16. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
    

Images