KR20010104547A - 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치 및 방법 - Google Patents

부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 종래의 '인덱스 서치' 또는 '이지 인덱스'와 같이 영상(프로그램)에 대하여 내용 파악과 검색을 위해 적용된 기술들은, 프로그램의 시작 부분을 찾아 빠르게 이동할 수 있도록 할 뿐, 전체적인 내용에 대한 검색은 사용자에 의해 직접 수행해야 되는 문제점이 있었으며, 이에 비하여 보다 진보적이라 할 수 있는 '네비게이션' 기술도 녹화 날짜, 총 기록 시간, 제목 등 테이프 내에 기록되어 있는 프로그램 전반에 걸친 정보를 조금 더 보여줄 뿐, 전체적인 내용의 검색은 역시 사용자에 의해 직접 수행해야 되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 영상 및 부가정보의 기록 또는 재생을 위한 기록/재생부와; 프로그램의 장면전환(Scene change) 여부를 검출하기 위한 장면전환 검출부와; 상기 장면전환 검출부에서 검출된 영상(Scene)을 저장하기 위한 이미지 버퍼부와; 상기 이미지 버퍼부에 저장된 영상들이 부드럽게 디스플레이 될 수 있도록 하기 위한 이미지 출력 조절부와; 상기 각 구성부를 제어하여 장치의 원활한 동작이 이루어질 수 있도록 하기 위한 제어부를 포함하여 구성함으로써, 영상 프로그램 내의 주요 장면전환 부분을 자동으로 검색하여 별도의 편집 작업을 하지 않고도 내용 중심의 검색 및 영상에 의한 줄거리를 시청할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치 및 방법{REPRODUCING APPARATUS AND METHOD FOR IMAGE SIGNAL USING ADDITIONAL INFORMATION}
본 발명은 영상신호의 기록 및 재생 기술에 관한 것으로, 특히 영상 프로그램의 주요 장면전환 부분을 검출하여 내용을 용이하게 검색할 수 있도록 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 영상물의 폭발적인 증가와 영상재생 및 기록 장치의 보급이 늘어나면서 기록된 영상(프로그램)에 대하여 효율적인 검색 및 내용 파악에 대한 사용자의 요구가 증가하고 있다.
사용자의 이러한 요구를 충족시켜주기 위하여 브이씨알 분야에서는 프로그램에 대한 '인덱스 서치(Index search)', '네비게이션(Video Navigation)'등의 기술들이 사용되고 있다.
이러한 기술은 테이프에 저장되어 있는 프로그램들의 시작 위치를 파악하여 사용자에게 쉽게 테이프 내의 프로그램의 시작 위치로 이동시켜주는 기능을 제공하고 있다.
특히, '네비게이션' 기능은 브이씨알 데크(Deck) 내부에 별도의 메모리를 구비하고 있어 각 비디오카세트 별로 아이디를 부여하고, 그 각각에 기록된 프로그램에 대하여 날짜, 총기록 시간, 제목, 텍스트 부가 설명 등을 메모리에 기억하여 두었다가 데크 내에 카세트가 삽입되면, 그에 해당하는 정보를 메모리로부터 리드하여 사용자에게 제공하는 진보된 형태의 검색 서비스를 제공하고 있다.
한편, 디브이디(DVD : Digital Video Disc)와 같은 디지털 저장 매체의 경우에는 제작자에 의하여 초기에 프로그램에 대한 텍스트 줄거리 정보와 타이틀 화면, 프로그램을 장(chapter)별로 분류 접근할 수 있는 서비스를 제공하고 있다.
그럼, 상기와 같이 종래 브이씨알에 적용된 기술에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일단, 현재 출시되고 있는 DVHS 브이씨알 제품군 중 대표적으로 파나소닉사의 제품에는 '인덱스 서치', 히다치사의 제품에는 '이지 인덱스(Easy Index)', 제이브이씨사의 제품에는 '네비게이션' 등의 기능을 적용하여 녹화된 프로그램에 대한 일반적인 정보를 사용자에게 제공하고 있다.
이때, '인덱스 서치'와 '이지 인덱스' 기능은 테이프에 기록된 각 프로그램의 시작 부분을 찾아내어 사용자에게 제공하는 기술로, 사용자로 하여금 각 프로그램의 시작 부분으로 손쉽게 이동할 수 있게 하여주는 장점을 가지고 있다.
그러나, 테이프 내에 기록된 프로그램에 대한 정보를 전체적으로 보여주지 못하며 또한 프로그램의 시작 부분을 찾은 후 프로그램 내의 내용검색은 전적으로 사용자에게 의존하는 한계를 가지고 있다.
이에 반해 '네비게이션' 기능은 프로그램이 녹화될 때의 날짜, 총 기록 시간, 제목 등 테이프 내에 기록되어 있는 프로그램 전반에 걸친 정보를 한번에 보여준다는 면에서는 상기 '인덱스 서치' 보다 진보된 기술이라 할 수 있다.
그러나, 이 또한 프로그램의 내용검색은 사용자에게 의존하는 한계점을 극복하지 못했다.
또한, 디브이디의 경우는 제작 시점에 입력된 텍스트 줄거리정보와 선택된 몇장의 영상을 보여줄 수 있는 기능을 가지고 있으며 또한, 프로그램을 몇 개의 장으로 분류하여 장(chapter) 단위의 접근이 가능한 서비스를 제공하지만 이 역시 영상 중심의 줄거리를 보여주는 기능은 없는 상태이다.
상기와 같이, 종래의 '인덱스 서치' 또는 '이지 인덱스'와 같이 영상(프로그램)에 대하여 내용 파악과 검색을 위해 적용된 기술들은, 프로그램의 시작 부분을 찾아 빠르게 이동할 수 있도록 할 뿐, 전체적인 내용에 대한 검색은 사용자에 의해 직접 수행해야 되는 문제점이 있었으며, 이에 비하여 보다 진보적이라 할 수 있는 '네비게이션' 기술도 녹화 날짜, 총 기록 시간, 제목 등 테이프 내에 기록되어 있는 프로그램 전반에 걸친 정보를 조금 더 보여줄 뿐, 전체적인 내용의 검색은 역시 사용자에 의해 직접 수행해야 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 영상 프로그램 내의 주요 장면전환 부분을 자동으로 검색하여 사용자에게 제공함으로써, 내용 중심의 검색 및 별도의 편집 작업을 하지 않고도 영상에 의한 줄거리를 시청할 수 있도록 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 일반적인 영상 프로그램의 구성 요소를 도식적으로 보인 예시도.
도2는 본 발명에 의한 영상신호 재생 장치의 구성예를 보인 블록도.
도3은 본 발명의 장면전환 정보를 이용한 영상신호 재생 과정을 보인 순서도.
도4는 본 발명에 의해 장면전환 정보를 기록하기 위한 자료 구조의 예시도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
10 : 기록/재생부 20 : 장면전환 검출부
30 : 이미지 버퍼부 40 : 이미지 출력 조절부
50 : 제어부 60 :디스플레이부
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상 및 부가정보의 기록 또는 재생을 위한 기록/재생부와; 프로그램의 장면전환(Scene change) 여부를 검출하기 위한 장면전환 검출부와; 상기 장면전환 검출부에서 검출된 영상(Scene)을 저장하기 위한 이미지 버퍼부와; 상기 이미지 버퍼부에 저장된 영상들이 부드럽게 디스플레이 될 수 있도록 하기 위한 이미지 출력 조절부와; 상기 각 구성부를 제어하여 장치의 원활한 동작이 이루어질 수 있도록 하기 위한 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 일반적인 영상 프로그램의 구성 요소를 도식적으로 보인 예시도로서, 이중 가장 기본이 되는 영상 내용은 R-프레임(Representative-frame)이며, 이들이 모여 하나의 샷(shot)을 구성하게 된다.
이때, '샷'이란 일반적으로 한 대의 카메라로부터 끊어지지 않고 연결된 R-프레임들의 집합을 의미한다.
이와 같은 영상 구조에서 '인덱스 서치', '이지 인덱스', '네비게이션'은 각 시퀀스 즉, 프로그램의 시작 부분에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 것이다.
그러나, 문제점에서 제시한 것처럼 상기 기술들은 프로그램의 내용검색에 한계가 있기 때문에, 본 발명에서는 다음 표1에 도시한 바와 같이 영상 매체에 "장면전환(Scene Change) 정보"를 함께 기록하고, 이에 의해 "내용 검색" 및 "프로그램 줄거리 보기" 기능을 구현함으로써, 시퀀스내의 영상(Scene)정보까지 사용자에게 제공하게 되어, 전체 프로그램에 대한 신속한 내용 파악 및 영상정보 중심의 효율적인 '네비게이션'기능을 사용자에게 제공할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
검색 방법 기 능
인덱스 서치, 이지 인덱스 ①프로그램 시작 부분에 대한 빠른 이동
네비게이션 ①+②총기록 시간,제목, 내용 설명 등 간략정보 제공
장면전환 신호의 검출 ①+②+③주요 영상에 의한 내용 검색 및 줄거리 보기
도2는 본 발명에 의한 영상신호 재생 장치의 구성예를 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 영상 및 부가정보의 기록 또는 재생을 위한 기록/재생부(10)와; 프로그램의 장면(Scene)전환 여부를 검출하기 위한 장면전환 검출부(20)와; 상기 장면전환 검출부(20)에서 검출된 영상(Scene)을 저장하기 위한 이미지 버퍼부(30)와; 상기 이미지 버퍼부(30)에 저장된 영상들이 부드럽게 디스플레이 될 수 있도록 하기 위한 이미지 출력 조절부(40)와; 상기 각 구성부를 제어하여 장치의 원활한 동작이 이루어질 수 있도록 하기 위한 제어부(50)로 구성한다.
상기에서 설명이 생략된 디스플레이부(60)는 상기 이미지 버퍼부(30)에서 출력되는 영상을 디스플레이 하기 위한 수단이다.
이하, 상기와 같이 구성된 장치의 동작 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
일단, 상기 장면전환 검출부(20)는 기록/재생부(10)를 통해 재생된 영상으로부터 장면전환 부분을 검출하는 역할을 하는 수단으로써, 크게 압축된 영상에서의 검출과 일반 영상에서의 검출로 나누어볼 수 있다.
먼저, 비디오 테이프의 재생과 같은 일반 영상에서의 장면전환 부분의 검출은 각 영상의 시간적 상관관계를 비교하여 그 값이 기준범위를 넘는 경우 장면전환이 발생한 것으로 판단하는데, 이때 그 기준이 되는 상관계수는 각 영상 픽셀(pixel)간의 밝기 값의 차이 또는 영상의 히스토그램 값의 차이를 이용하여 다음 수학식 1과 같이 정의된다.
밝기 값의 차이 : IDn = ∑(Im(x,y)-lm+i(x,y))/N
히스토그램 값의 차이 :
여기서, ID는 영상간의 밝기 값의 차이,
Im(x,y)는 m번째 영상의 (x,y) 좌표에 있는 픽셀의 밝기 값,
N은 영상 내의 총 픽셀의 수를 의미하며,
Hm(i)는 m번째 영상의 히스토그램 값,
K는 픽셀이 가질 수 있는 밝기 값의 범위를 의미한다.
상기 수학식은 시간적으로 연속한 두 장의 영상에서 밝기 값의 차이와 히스토그램 분포의 변화를 측정하는 것이며, 만일 두 식의 값이 크다면 각 영상의 차이가 크다는 것을 의미하게 되며 영상간에 장면전환이 발생한 것으로 판단할 수 있게 되는 것이다.
다음, 디브이디(DVD)와 같이 압축된 영상에서의 장면전환 부분의 검출은, 압축의 특징에 의하여 검사 대상에 차이가 있을 뿐, 상기 일반 영상에서의 검출 방법과 기본적인 원리는 같게 된다.
즉, 대표적 영상 압축 규격인 엠펙-2에 의한 영상 압축을 예로 들면 이미, 압축 단계에서 각 영상들의 상관관계를 이용하여 압축을 수행하고 있으므로, I-픽처들 만을 대상으로 하여 각 I-픽처들간의 차이가 기준 값 보다 큰 경우 장면전환이 발생한 것으로 판단할 수 있게 된다.
상기와 같은 방법을 이용하여 프로그램 제작 단계에서 장면전환 정보를 영상과 함께 저장매체에 기록할 경우, 사용자는 영상 재생시에 이 정보를 이용하여 즉시, 내용검색 또는 줄거리 보기 기능을 수행할 수 있게 된다.
또한, 프로그램 제작시 상기 기능을 이용하지 않거나 사용자가 직접 프로그램을 녹화할 경우는, 상기 장면전환 정보를 자동으로 검출하여 저장매체의 특정 부분에 기록하거나 또는 기록이 불가능한 매체일 경우는 장치에 내장된 메모리에 기록함으로써, 추후 재생시에 이 정보를 이용할 수 있게 한다.
다시 말해, 상기와 같이 장면전환 영상이 검출되면 영상 제작자 및 저장매체의 종류에 따라서 적절한 자료구조로 매체 내의 적절한 위치에 상기 영상에 대한 정보를 기록하게 되고, 사용자가 상기와 같이 장면전환 영상에 대한 정보가 기록된 프로그램에 대하여 '영상 줄거리 보기'를 선택할 경우, 이미지 버퍼부(30)는 자동으로 상기 정보가 기록된 위치의 영상을 찾아 임시로 순차 저장하고 있다가 이미지 출력 조절부(40)에 의해 그 출력 시간이 제어되어 디스플레이부(60)로 출력된다.
이때, 상기 장면전환 영상은 프로그램 내에 일정한 시간 간격으로 분포되어 있는 것이 아니기 때문에, 이 장면전환 영상을 리드하는데 걸리는 시간도 당연히 달라지게 되어 리드된 영상을 바로 디스플레이할 경우, 각 영상들 간의 디스플레이 시간에 많은 차이가 생기는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 이미지 출력 조절부(40)는 이미지 버퍼부(30)에 저장된 영상을 일정한 시간 간격으로 디스플레이 되게 함으로써, 상기와 같은 문제점을 해결하는 역할을 수행하게 되는데, 이와 같이 디스플레이 시간을 조절하기 위해서는 도3의 순서도에 도시한 바와 같이 최소한 각 영상(Scene) 정보를 얻는데 소요되는 시간과 다음의 장면전환 영상을 리드하기 위해 이동하는 시간 등을 고려하여 조절하게 된다.
즉, 프로그램 내의 장면전환 영상의 위치로 이동한 후, 최종 장면전환 영상이 아니면 다음 장면전환 영상이 있는 위치로 이동할 때 까지 소요되는 시간을 계산하고, 그 이동에 소요되는 시간 만큼의 영상 정보를 현재 장면전환 영상의 위치로부터 리드하여 이미지 버퍼부(30)에 저장한 후, 다음 장면전환 위치로 이동하여 최종 장면전환 영상의 위치로 이동할 때 까지 상기 과정을 반복하게 된다.
즉, 장면전환 위치에 있는 하나의 영상만을 바로 디스플레이하는 것이 아니고, 다음 장면전환 위치에 있는 영상을 리드하기 위하여, 이동할 때 까지 걸리는 시간만큼의 영상을 더 리드하여 이미지 버퍼부(30)에 저장하여 두었다가 이를 디스플레이함으로써, 영상의 연결이 끊어지지 않으면서 전체 내용의 줄거리를 좀 더 명확히 전달해 줄 수 있는 효과를 나타내게 된다.
이때, 상기 장면전환 정보를 기록하기 위한 방법은 크게 영상 제작자가 프로그램 제작시에 영상과 함께 기록할 경우와, 사용자가 직접 기록할 경우로 나눌 수 있으며 또한, 저장매체의 종류에 따라서도 기록 가능한 저장매체인 경우와 기록 불가능한 저장매체인 경우로 더 세분화할 수 있다.
그럼, 상기 장면전환 정보를 기록하기 위한 자료 구조의 예를 도4의 구조도를 참조하여 설명한다.
일단, 상기 자료 구조는 크게 장면전환 영상에 대한 정보를 가지고 있음을 알리는장면전환 영상의 ID 및 장면전환 영상의 처음 시작 위치와 끝위치, 그리고 총 전환장면 영상의 수를 기록하기 위한 헤더부와; 상기 총 전환 장면에 대한 현재 장면의 위치와 다음 장면의 위치에 대한 연결 정보 및 부가정보(Text, Image, Sound 등)를 기록하기 위한 데이터부로 구분할 수 있다.
따라서, 만약 프로그램 제작자가 상기와 같은 구조를 갖는 장면전환 정보를 영상과 함께 프로그램에 기록할 경우는, 장면전환 정보가 이미 검출되어 있으므로 프로그램의 첫부분에 기록할 수 있으나, 사용자가 특정 프로그램이나 카메라에 의해 직접 녹화를 할 경우는, 항상 임의의 위치에서 녹화를 시작하기 때문에 장면전환 영상에 대한 정보를 저장매체의 처음에 모두 기록할 수 없게 되므로 매체 중에 나누어 기록하게 된다.
또한, 읽기 전용 매체에 프로그램이 녹화된 경우는 각 프로그램에 아이디를 부여하고, 그에 대한 정보를 장치에 내장된 메모리에 저장한 후 프로그램 아이디가 일치하는 매체가 삽입되면, 메모리로부터 데이터를 리드하여 재생하게 된다.
또한, 상기에서는 브이씨알 및 디브이디를 예로 들어서 주로 설명하였으나 하드 디스크 등 영상을 저장할 수 있는 다른 저장 매체에 대해서도 적용 가능한 것은 자명하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치 및 방법은 영상 프로그램 내의 주요 장면전환 부분을 자동으로 검색하여 사용자에게 제공함으로써, 별도의 편집 작업을 하지 않고도 내용 중심의 검색 및 영상에 의한줄거리를 시청할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 프로그램 제작자 입장에서는 예고편을 제작하기 위한 비용을 따로 들이지 않고도 자동으로 줄거리만을 뽑아 광고 또는 배포용 프로그램을 제작할 수 있도록 함으로써, 이에 소요되는 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 최근 급성장하고 있는 인터넷 컨텐츠 시장에서 상기 줄거리 정보만을 별도로 기록하여 새로운 영상자료의 소개를 전문으로 하는 데이터베이스 서비스를 제공할 경우, 관련 비용을 절약할 수 있을 뿐 아니라 새로운 부가가치를 창출할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 영상 및 부가정보의 기록 또는 재생을 위한 기록/재생부와; 프로그램의 장면전환(Scene change) 여부를 검출하기 위한 장면전환 검출부와; 상기 장면전환 검출부에서 검출된 영상(Scene)을 저장하기 위한 이미지 버퍼부와; 상기 이미지 버퍼부에 저장된 영상들이 부드럽게 디스플레이 될 수 있도록 하기 위한 이미지 출력 조절부와; 상기 각 구성부를 제어하여 장치의 원활한 동작이 이루어질 수 있도록 하기 위한 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장면전환 검출부는 비디오 테이프와 같은 일반 영상을 재생할 경우, 각 영상 픽셀(pixel)간의 밝기 값의 차이 또는 영상의 히스토그램 값의 차이의 분포가 소정의 기준범위를 넘을 경우 장면전환이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 영상 픽셀간의 밝기 값의 차이 및 히스토그램 값의 분포는 다음 수학식 1을 이용하여 두 식의 값이 클 경우, 각 영상의 차이가 큰 것으로 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치.
    (수학식 1)
    밝기 값의 차이 :
    히스토그램 값의 차이 :
    여기서, ID는 영상간의 밝기 값의 차이,
    Im(x,y)는 m번째 영상의 (x,y) 좌표에 있는 픽셀의 밝기 값,
    N은 영상 내의 총 픽셀의 수를 의미하며,
    Hm(i)는 m번째 영상의 히스토그램 값,
    K는 픽셀이 가질 수 있는 밝기 값의 범위.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장면전환 검출부는 디브이디(DVD)와 같이 엠펙 형식으로 압축된 영상을 재생할 경우, I-픽처들 만을 대상으로 하여 각 I-픽처들간의 차이가 기준 값 보다 큰 경우 장면전환이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 장면전환 정보는 영상 저장매체의 종류에 따라서 재기록 또는 기록 가능한 매체일 경우, 매체의 임의 부분에 직접 기록하고 기록 불가능한 매체일 경우는 각 매체에 프로그램 아이디를 부여하여 장치에 내장된 메모리 수단에 각각 구분하여 기록하는 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 장면전환 정보는 크게 장면전환 영상에 대한 정보를 가지고 있음을 알리는 장면전환 영상의 ID 및 장면전환 영상의 처음 시작 위치와 끝위치,그리고 총 전환장면 영상의 수를 기록하기 위한 헤더부와; 상기 총 전환 장면에 대한 현재 장면의 위치와 다음 장면의 위치에 대한 연결 정보 및 부가정보(Text, Image, Sound 등)를 기록하기 위한 데이터부를 포함한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 장치.
  7. 프로그램의 재생시에 함께 기록되어 있는 장면전환 정보를 검출하는 제1 과정과; 상기 장면전환 정보에 의해 해당되는 장면전환 위치로 이동하여 영상을 리드하는 제2 과정과; 상기 리드되는 영상을 메모리 수단에 버퍼링하는 제3 과정과; 상기 버퍼링된 영상을 디스플레이하는 제4 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제3 과정의 메모리 수단에 버퍼링되는 영상은 각 영상(Scene) 정보를 얻는데 소요되는 시간과 다음의 장면전환 영상을 리드하기 위해 이동하는 시간 등을 고려하여 그 시간만큼의 영상을 현재 장면전환 영상의 위치로부터 리드하는 것을 특징으로 하는 부가정보를 이용한 영상신호의 재생 방법.
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