KR20040035007A - 얼굴형상추출과 비주요부분 블러링을 이용한 화상통화동영상 전처리기법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화상통화에의 응용을 위한 동영상 인코딩 기법 중 전처리방식에 대한 것이다. 기본적으로 동영상은 여러장의 영상들이 순차적으로 보여지는 것인데, 이때 각각의 영상을 일반적으로 프레임이라고 한다. 기존의 동영상 압축기법들은 대부분 각각의 프레임 압축과 프레임들간의 모션 정보를 이용한 압축 등의 기술이 일부 혹은 전부 적용되고 있다. 이외에도 여러 개발자 혹은 회사들에 의해 다양한 기법들이 시도되고 개발되고 있다. 이 중 화상통화를 위한 동영상 압축방식으로는 H.263과 MPEG4의 표준이 제정되어 이를 개선하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 하지만, 기존의 압축방식은 프레임별 압축율에 제한이 있으므로 실제 화상전화에 응용하기에는 문제가 있다. 즉, 압축율의 저하로 화상통화시 화질의 저하와 화면의 끊김현상이 일어나는 문제점들을 가지고 있다. 또 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 다양한 방식들이 제안되고 있지만, H.263과 MPEG4로 대표되는 표준방식의 구조를 바꾸어야 하는 문제점들이 있었다.

본 발명에서는 H.263과 MPEG4와 같은 표준방식의 압축을 수행하기 전에 영상신호를 주요부분과 주요부분이 아닌 부분으로 구분해내고 주요부분이 아닌 부분에 대해서는 블러링 효과를 주고 주요부분은 경계부분강화를 수행하는 전처리기를 제안한다. 즉, 인코더에서 프레임별로 압축시킬 때 통화자의 얼굴형상의 경계부분을 구분하고, 그 외 부분에 대해서 블러링을 통한 전처리기를 수행한 후 기존의 영상압축기를 동작시킨다. 이와 같은 전처리기를 사용할 경우 프레임별 정보를 최소화할 수 있으므로 더 많은 압축율을 얻을 수 있다. 대표도는 제안한 전처리방식을 포함한 화상통화 동영상 인코딩 방법을 나타낸 것이다.

Description

얼굴형상추출과 비주요부분 블러링을 이용한 화상통화 동영상 전처리기법{Face Detection and Background Blurring for Video Conference Application}

일반적으로 동영상은 순차적인 여러 장의 정지영상으로 구성되어 있는데, 이때 각각의 영상을 프레임 (frame)이라고 부른다. 즉, 동영상은 순차적인 프레임들로 구성되어 있는 것이다. 동영상의 인코딩 방법에 대해서는 많은 연구들이 진행되어왔고, 현재도 다양한 연구가 진행중이다. 이러한 연구는 국내외에서 개인 혹은 개별기업에 의해 연구가 진행되기도 하고, 다양한 형태로 범 국가적인 연구단체를 결성하여 이를 중심으로 연구 및 개발이 진행되기도 한다. 그 중 가장 대표적인 단체는 MPEG (Moving Picture Experts Group)이다. MPEG을 중심으로 동영상 분야의 개인 전문가 및 회사들이 모여서 전세계적인 동영상 파일의 표준을 정하였는데, 이 단체에서 발표한 표준으로는 MPEG, MPEG4, MPEG7 등이 있다. 현재는 주로 MPEG4 혹은 이를 일부 수정하여 제작된 동영상 파일들이 주로 인터넷에서는 이용되고 있고,방송용 혹은 일반 미디어용으로는 MPEG2가 사용되고 있다. 이외에 다양한 개발자 혹은 개별회사에 의해 다양한 형태의 인코딩 기법들이 발표되고 사용되어지고 있다. 형태는 다양하지만, 기술적으로 대부분의 동영상 인코딩 방식은 1) 중간 중간의 정지영상압축, 2) 정지영상사이의 보간을 통한 영상압축, 3) 배경과 물체 혹은 배경내의 물체를 분리하여 각 물체자체 및 물체의 움직임 정보를 이용 (모션 추정)하여 압축하는 방법들을 이용하고 있다. 즉, 대부분의 동영상 파일 인코딩 방법은 크게 보면 나열한 세가지 기술 중 일부 혹은 전부를 다양한 형태로 적용하고 있는 것이다. 인터넷의 보급이 대중화되어있는 현 상황에서는 네트워크를 통한 전송의 효율성을 위해서 부가적으로 파일이나 외부의 요소들을 추가하게 된다. 동영상 파일 자체에 전송속도 등과 같은 네트워크 정보를 이용하여 전송할 수 있게 하기위한 정보들이 제공되면 네트워크 환경에서 동영상 파일을 사용하는데 유리한데, 일부 인코딩 기법들은 이러한 정보를 실제로 제공한다.

본 발명에서 이루고자 하는 과제는 화상회의에서 유효한 정보를 유지하면서 네트워크를 통해 전달되는 정보의 양은 줄이는 것이다. 아울러 가능한 한 기존의 MPEG 계열 압축방식의 구조 (인코더와 디코더)에 대한 수정을 최소화하고자 하는 것이다.

(도 1) 고안된 영상전처리기를 포함한 화상통화동영상 인코딩 방법

제안하는 영상전처리기를 포함한 화상통화 동영상의 인코딩 방법을 (도 1)에 나타내었다. (도 1)에 나타난 바와 같이 제안하는 영상전처리기는 입력되는 동영상신호를 대상으로 얼굴형상추출과 비주요부분 블러링을 먼저 수행한 후, 기존의 H.263이나 MPEG4와 같은 화상통화를 위한 인코딩을 수행한다. 얼굴형상추출은 기존의 방식을 수정없이 사용할 수 있다. 얼굴형상이 추출되면 얼굴형상 중 경계부위를 대상으로 주요부분으로 구분하고 배경을 포함한 그 외의 부분을 비주요부분으로 구분한다. 비주요부분으로 구분된 부분은 블러링을 시킴으로써 기존의 인코딩에서 정보가 최소화될 수 있도록 한다. 제안하는 방식에서는 얼굴형상의 경계부위를 강조하고 배경 등 나머지 부분에 대해서는 블러링을 수행함으로써 정보가 최소화될 수 있도록 전처리를 수행함으로써 기존의 H.263이나 MPEG4와 같은 화상통화 인코더가 최소한의 비트율로 동작될 수 있도록 하였다. 이와 같은 전처리기를 이용하면 비주요부분의 블러링 효과로 인해 동영상 압축율이 최소화된다. 따라서 전송하고자 하는 화상통화의 압축율을 상당부분 개선할 수 있으므로 기존 화상통화 시 나타나는 화질의 저하와 화면 끊김 현상을 개선할 수 있다.

본 발명은 화상통화를 위한 동영상의 인코딩 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법으로 인코딩된 파일은 영상정보에서 많은 부분을 차지하는 프레임별 영상정보를 획기적으로 개선할 수 있게 한다. 제안하는 방식은 인코딩시 전처리기로서 얼굴형상추출과 영상의 전처리 방식을 이용하고 있다. 이러한 비주요부분의 블러링만으로도 기존 동영상 압축기의 압축율을 획기적으로 개선할 수 있을 뿐만 아니라 디코더단에서 아무런 수정 없이 동작시킬 수 있으므로 실제 응용도 용이한 장점을 가지고 있다.

본 발명에서 제안하는 동영상 인코딩 기법은 기존의 화상통화를 위한 동영상 압축방식들이 가지고 있는 압축율의 한계를 극복하기 위해서 제안한 새로운 전처리 방식으로서 화상통화의 동영상 종류에 따라 많은 압축효과를 얻을 수 있다. 특히, 제안한 방식은 디코더단에서 아무런 수정없이 적용이 가능하고 기존 인코더단에서도 수정을 최소화할 수 있는 구조로 구현이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 기존의 화상통화를 위한 동영상 압축방식이 가지고 있었던 저전송율 환경에서의 화질저하와 화면 끊김 현상을 획기적으로 개선할 수 있다.

Claims (1)

1. 얼굴형상추출과 비주요부분 블러링을 이용한 화상통화 동영상 전처리기법