KR20090008732A - 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 이를 이용한 영상합성 방법 - Google Patents

디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 이를 이용한 영상합성 방법 Download PDF

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Abstract

디지털 영상 기기의 영상 합성 장치가 개시된다. 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치는 제1 입력 영상을 프레임 별로 버퍼링하는 프레임 버퍼, 상기 제1 입력 영상을 스캐닝한 영상 데이터를 이용하여 합성 영역을 결정하는 합성 영역 결정부 및 영상 합성 방법을 결정하는 제어 신호에 의하여 상기 결정된 합성 영역을 백그라운드로 설정한 제2 입력 영상과 합성하는 영상 합성부를 포함한다.
영상 합성, 크로마키, 루미넌스키, PIP, 알파 블렌딩, 프레임 버퍼,

Description

디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 이를 이용한 영상 합성 방법 {APPARATUS FOR SYNTHESIZING IMAGE OF DIGITAL IMAGE INSTRUMENT AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 2개의 입력 영상을 합성하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 독립적으로 다양한 합성 방법을 구현할 수 있는 영상 합성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 많은 사용자들이 자체적으로 영상을 제작함에 따라 영상 합성 및 편집의 필요성도 함께 증가하고 있다. 예를 들어, 제작한 영상을 편집한 UCC(User Created Contents)를 인터넷을 통해 포털 사이트, 커뮤니티 사이트, 개인 블로그(blog) 에 업로드하는 사람들이 증가하고 있다.
특히, 무선 통신망의 발달로 휴대폰, PMP, PDA, DMB 수신기 등의 휴대용 영상 기기를 이용하여 영상을 수집하는 행위는 점차 일반적인 행위로 인식되고 있다. 그러나 사용자들은 휴대용 영상 기기 자체에서 수집한 영상을 편집하기 못하고, 별도의 영상 기기나 PC 등을 이용하는 실정이다.
영상 합성 및 편집 작업 등을 원할히 수행하기 위해서는 고성능의 시스템이 필요하다. Fetch-Decode-Excute 형태의 영상 처리를 하는 일반적인 CPU의 경우 매끄러운 동영상 합성을 하기 위해서는 상당한 오버헤드가 발생한다. 반면에, 고화질의 영상 합성을 하기 위해 방송 장비를 구입하는 경우, 성능은 뛰어나지만 그만큼의 비용 부담은 커지게 된다.
휴대용 영상 기기는 CPU가 내장된 메모리에 프레임 별로 영상 데이터를 저장하고, 저장된 2개의 영상 데이터를 편집한다. 특히, 휴대폰 등의 휴대용 단말기는 CPU가 시스템의 영상 및 음향에 관한 모든 처리를 한다. 따라서, 휴대용 단말기 내부에 있는 메모리와 CPU 등을 통해 동영상과 동영상을 합성하는 것은 휴대용 기기 전체에 심각한 과부하를 주게 되고, 전력 소비도 그만큼 커지게 될 수 밖에 없다.
결국, 휴대용 기기는 내부에 장착된 CPU나 메모리를 이용하여 영상 합성을 하기 때문에 시스템 자원 활용 면에서 많이 불리하다. 또한, 휴대용 기기가 다른 어플리케이션 수행하는 경우에 많은 장애가 발생한다. 그래서 휴대용 기기는 극히 제한된 영상 합성만을 구현할 수 밖에 없고, ASIC로 구현된 합성회로와 비교하면 성능과 시스템 자원 활용 면에서 극히 열등할 수 밖에 없다.
따라서, 저전력을 소비하면서도 고성능을 발휘하는 All-in-one chip을 통해 영상 합성을 구현하는 독립적인 장치 및 방법이 절실히 요구된다.
본 발명은 휴대용 영상 기기에 내장된 CPU 및 메모리와는 별도로 구성 요소 를 구비함으로써 안정적이고 고성능의 영상 합성을 할 수 있는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 영상 합성을 위한 구성 요소 모두를 저전력 소형 IC(ASIC)로 구현함으로써 보다 효율적으로 자원을 관리할 수 있는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 여러 가지 합성 방법을 구현하고 대체되는 영상을 쉽게 지정함으로써 보다 다양한 합성 영상을 생성하고 출력할 수 있는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 복잡한 어플리케이션 프로세서를 쓰지 않고도 입력된 2채널의 영상을 간단히 합성함으로써 제조 단가를 낮출 수 있는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치는 제1 입력 영상을 프레임 별로 버퍼링하는 프레임 버퍼, 상기 제1 입력 영상을 스캐닝한 영상 데이터를 이용하여 합성 영역을 결정하는 합성 영역 결정부 및 영상 합성 방법을 결정하는 제어 신호에 의하여 상기 결정된 합성 영역을 백그라운드로 설정한 제2 입력 영상과 합성하는 영상 합성부를 포함한다.
이 때, 상기 합성 영역 결정부는 상기 버퍼링된 제1 입력 영상을 스캐닝하여 상기 제1 입력 영상의 영상 데이터를 수집하는 영상 스캐닝부, 상기 수집된 영상 데이터를 이용하여 HSV 데이터로 변환하는 HSV 변환부 및 상기 변환된 HSV 데이 터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 합성 영역을 선택하는 합성 영역 선택부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 제1 입력 영상을 프레임 별로 버퍼링하는 단계, 상기 제1 입력 영상을 스캐닝한 영상 데이터를 이용하여 합성 영역을 결정하는 단계 및 영상 합성 방법을 결정하는 제어 신호에 의하여 상기 결정된 합성 영역을 백그라운드로 설정한 제2 입력 영상과 합성하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 합성 영역을 결정하는 단계는 상기 버퍼링된 제1 입력 영상을 스캐닝하여 상기 제1 입력 영상의 영상 데이터를 수집하는 단계, 상기 수집된 영상 데이터를 이용하여 HSV 데이터로 변환하는 단계 및 상기 변환된 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 합성 영역을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 입력 영상에서 합성 영역을 선택하는 단계는 상기 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 색상(Hue) 범위를 만족하는 영역을 크로마키(Chroma-key) 합성 영역으로 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 휴대용 영상 기기에 내장된 CPU 및 메모리와는 별도로 구성 요소를 구비함으로써 안정적이고 고성능의 영상 합성을 할 수 있는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 그 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 영상 합성을 위한 구성 요소 모두를 저전력 소형 IC(ASIC)로 구현함으로써 보다 효율적으로 자원을 관리할 수 있는 디지털 영상 기 기의 영상 합성 장치 및 그 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 여러 가지 합성 방법을 구현하고 대체되는 영상을 쉽게 지정함으로써 보다 다양한 합성 영상을 생성하고 출력할 수 있는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 그 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 복잡한 어플리케이션 프로세서를 쓰지 않고도 입력된 2채널의 영상을 간단히 합성함으로써 제조 단가를 낮출 수 있는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치 및 그 방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 영상 합성 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치를 구비한 디지털 영상 기기의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 디지털 영상 기기는 영상 데이터 수신 장치(101), 디코더(102), 메모리(103), CPU(104), 영상 합성 장치(105) 및 출력 장치(106)를 포함할 수 있다.
여기서, 디지털 영상 기기는 카메라가 부착된 휴대폰, DMB를 수신할 수 있는 휴대폰, PMP, PDA 등을 포함하는 휴대용 영상 단말기, IPTV 셋탑박스 등 디지털 영상을 사용하는 모든 영상 기기에 해당할 수 있다.
기존에 CPU(104)는 영상 데이터 수신 장치(101)에서 수신한 디지털 영상(정 지영상 및 동영상)을 디코더(102)를 통해 변환하여 처리하였다. 특히, CPU(104)는 메모리(103)를 이용하여 수신한 디지털 영상을 합성 또는 편집하였다.
그러나, CPU(104) 및 메모리(103)는 디지털 영상 기기의 다른 기능을 함께 처리하도록 되어 있어 시스템 자원을 많이 소비하는 영상 처리를 하는데 많은 오버헤드가 발생하였다.
다시 말해서, CPU(104)는 메모리(103)에 합성하고자 하는 영상의 프레임별 영상 데이터를 저장하여 합성하기 때문에 영상 간에 합성, 특히 동영상과 동영상을 합성하는 것은 시스템에 심각한 과부하를 초래하였다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 디지털 영상 기기는 CPU(104)과 별도로 독립적인 영상 합성 장치(105)를 구비하여 영상 합성을 처리할 수 있다. 여기서, CPU(104)는 합성하고자 하는 2개의 입력 영상을 단지 본 영상 합성 장치(105)로 바이패스(bypass)하여 영상 합성을 통해 발생되는 과부하를 줄일 수 있다.
또한, CPU(104)는 영상 합성 여부와 영상 합성 방법을 결정하는 제어 신호를 영상 합성 장치(105)에 보낼 수 있다. 그러면, 영상 합성 장치(105)는 제어신호에 의해 합성 대상이 되는 영상 합성을 수행할 수 있다. 영상 합성이 끝나면, 출력장치(106) 는 합성된 영상을 출력할 수 있다.
여기서, 본 발명에 해당하는 영상 합성 장치(105)는 휴대용 영상 기기에 구비되는 것이 바람직하다고 할 수 있으므로, 무엇보다 소형화가 가능하고 전력 소비가 작은 칩을 사용하는 것이 요구된다.
따라서, 영상 합성 장치(105)는 소형화가 가능하고, 저전력을 소비하는 IC회로에 해당하는 주문형 반도체(ASIC: Application-specific integrated circuit) 또는 FPGA(Field-Programmable gate array) 칩 등으로 제작될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 합성 장치(201)는 프레임 버퍼(202), 합성 영역 결정부(203), 영상 합성부(204)를 포함할 수 있다.
프레임 버퍼(202)는 제1 입력 영상(205)을 프레임 별로 버퍼링할 수 있다. 일례로, 제1 입력 영상(205)은 영상 합성에 있어 키가 되는 영상에 해당하며, RGB, YCbCr 또는 YUV 좌표 중 어느 하나를 가지는 영상 데이터에 해당할 수 있다. 그러나 상기 언급한 좌표 형태에 한정되지 않는다.
구체적으로 프레임 버퍼(202)는 내장된 메모리를 이용하여 제1 입력 영상(205)의 전체 화면을 버퍼링할 수 있다. 따라서, 프레임 버퍼(205)는 제1입력 영상(205)의 전체 화면에 해당하는 크기의 메모리를 내장할 수 있다.
합성 영역 결정부(203)는 프레임 버퍼(201)에서 제1 입력 영상(205)을 스캐닝하여 영상 데이터를 수집하고, 수집한 영상 데이터를 이용하여 합성 영역을 결정할 수 있다.
합성 영역 결정부(203)가 결정하는 합성 영역은 합성 방법에 따라 달라질 수 있다. 합성 방법은 CPU가 보내는 제어신호(207)를 통해 결정될 수 있다. 일례로, 도 2에서 합성 영역 결정부(203)에 입력되는 제어신호(207)은 합성 영역 결정 부가 합성 영역을 결정하는 데 영향을 줄 수 있다. 또한, 합성 영역 결정부(203)는 제어신호(207)에 의하여 미리 저장된 합성 조건의 레지스터를 참조할 수 있다. 합성 영역은 제1입력 영상(205)의 전체가 되거나 또는 특정 부분이 될 수 있다.
또한, 합성 영역은 제1 입력 영상(205)의 영상 전체가 축소되거나 확대된 형태일 수 있다. 그리고, 합성 영역은 제1 입력 영상(205)에 특수 효과가 표현되어 있거나 여러 가지 모양으로 변형된 형태일 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 합성 영역 결정부(203)는 프레임 버퍼(201)에서 제1 입력 영상(205)을 스캐닝하여 제1 입력 영상(205)의 영상 데이터를 수집할 수 있다. 수집한 영상 데이터를 합성 방법에 따라 비교하고 선택하는 과정을 거쳐 합성 영역만을 선택할 수 있다. 결국, 스캐닝한 제1 입력 영상(205)에서 제외할 것인지 또는 포함할 것인지를 결정하여 합성 영역인 키 영상을 결정할 수 있다.
일례로, 합성 방법은 크로마키, 루미넌스키 및 PIP방법이 있다. 이외에도 합성 방법은 리니어키, 매트키, 셀프키 및 익스터널키 등의 방법을 포함할 수 있다. 본 발명은 가장 많이 사용하는 크로마키, 루미넌스키 및 PIP 합성 방법을 이용하여 영상 합성할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 영상 합성 장치(201)가 크로마키, 루미넌스키 및 PIP 방법을 어떻게 구현하는 지 설명하도록 한다.
일반적으로, 크로마키 합성 방법은 채도가 높은 특정색을 다른 영상으로 채워 넣는 합성 방법에 해당한다. 크로마키 합성 방법은 주로 방송의 TV 일기 예보나 뉴스 등에서 사용될 수 있다.
크로마키 합성 방법에 있어서 키 영상에 해당하는 제1 입력 영상(205)은 합성 영역과 채도가 높은 색상에 해당하는 영역을 포함할 수 있다. 그러면, 합성 영역 결정부(203)는 채도 범위를 설정하고, 설정된 범위를 넘는 채도를 가지는 색상은 제외하여 합성 영역을 결정할 수 있다.
이 때, HSV 데이터를 이용하여 설정한 채도를 넘는 지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, HSV 데이터는 제1 입력 영상(205)을 스캐닝하여 수집한 영상 데이터를 변환하여 구할 수 있다.
제1 입력 영상(205)은 RGB, YCbCr 또는 YUV 좌표 중 어느 하나에 해당하는 좌표의 데이터를 가지므로, 합성 영역 결정부(203)는 여러 형태의 변환식을 통해 RGB, YCbCr 또는 YUV로 된 좌표 각각을 HSV 좌표로 변환할 수 있다.
HSV 변환 데이터는 선형적인 특성을 가지기 때문에, 하드웨어 회로로 구현하기 편하기 때문에 주로 이용될 수 있으며, Hue, Saturation 및 Value 값을 포함할 수 있다. 합성 영역 결정부(203)는 HSV 데이터 중 Hue(색상)값을 이용하여 제1 입력 영상(205)이 미리 설정한 채도값의 범위를 넘는지 여부를 판단할 수 있다.
일반적으로 루미넌스키 합성 방법은 휘도 신호에서 키를 합성하는 방식으로 리니어 키의 일종이라고 할 수 있다. 루미넌스키 합성 방법은 주로 방송용 영상 자막을 합성하는 데 사용될 수 있다.
2가지 입력 영상에서 밝은 영상은 키가 되는 포그라운드 영상(foreground)으로 어두운 영상은 백그라운드 영상(background)로 합성될 수 있다. 구체적으로, 루미넌스키 합성 방법에 있어 키 영상에 해당하는 제1 입력 영상(205)은 여러 가지 밝기를 가지는 영역을 포함할 수 있다. 그러면, 합성 영역 결정부(203)는 밝기의 범위를 설정하여 그 범위에 해당하지 않는 밝기를 가지는 영역을 제외하여 합성 영역을 결정할 수 있다.
이 때, 합성 영역 결정부(203)는 HSV 데이터를 이용하여 설정한 밝기를 넘는 지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 합성 영역 결정부(203)는 HSV 데이터 중 Value(밝기)값을 이용하여 제1 입력 영상(205)이 미리 설정한 밝기값의 범위를 넘는지 여부를 판단할 수 있다.
일반적으로 PIP 합성 방법은 백그라운드 영상에 키 영상을 삽입하는 방식에 해당한다. PIP 합성 방법은 키 영상이 하나인 경우, 싱글 PIP 합성 방법이 되고, 본 발명의 두 개 이상의 장치를 직렬로 연결 시켜 키 영상을 두 개 이상으로 구성하는 경우, 멀티 PIP 합성 방법이 될 수 있다.
삽입되는 키 영상은 미리 설정된 합성 조건에 따라 다르게 구성될 수 있다. 합성 영역 결정부(203)는 제1 입력 영상(205)을 스캐닝한 영상 데이터를 이용하여 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 합성 영역으로 결정할 수 있다. 여기서, 합성 조건은 합성 사이즈, 합성 위치, 특정 효과 또는 영상 모양 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
결국, 본 발명은 간단한 구성 장치를 이용하면서도 다양한 합성 방법을 수행할 수 있어 CPU와 메모리를 이용하여 합성하는 방법보다 보다 더 효율적이라고 할 수 있다.
합성 영역 결정부(203)에 대해 도 3 및 도 4에서 구체적으로 설명하기로 하 겠다.
영상 합성부(204)는 합성 영역 결정부(203)에서 합성 영역과 백그라운드 영상에 해당하는 제2 입력 영상(206)을 합성할 수 있다. 영상 합성부(204)는 합성 영역과 제2 입력 영상(206)을 믹싱(mixing)방식 또는 마스킹(masking) 방식으로 합성할 수 있다.
영상 합성부(204)는 CPU가 보내는 제어 신호(207)에 의해 합성 영역과 제2 입력 영상(206)을 합성할 수 있다. 이 때 제어 신호(207)는 크로마키 합성 방법, 루미넌스 키 합성 방법 또는 PIP 합성 방법 중 어느 하나를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일례로, 디지털 영상 기기에서 CPU는 2가지 입력 영상을 직접 합성하지 않고 바이패스 함으로써 연결 통로 역할을 할 수 있다. 그러나, 합성 방법을 결정하는 제어 신호(207)를 영상 합성 장치(201)에 포함된 영상 합성부(204)에 보낼 수 있다. 그러면, 영상 합성부(204)는 수신한 제어 신호(207)가 결정한 합성 방법을 이용하여 합성 영역과 제2 입력 영상(206)을 합성할 수 있다.
또한, 영상 합성부(204)는 알파 블렌딩 효과를 이용하여 투명도를 조절한 합성 영역 또는 제2 입력 영상(206)을 합성할 수 있다. 최종적으로 합성되는 결과는 투명도를 나타내는 알파(alpha)값에 따라 달라질 수 있다.
알파 블렌딩 효과는 백그라운드 영상 위에 합성 영역을 보다 투명하게 하여 블렌딩할 수 있다. 2개의 색상의 투명도 효과를 이용함으로써, 2개 영상이 오버랩되는 효과를 나타낼 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치에서 크로마키와 루미넌스키 합성을 위한 합성 영역 결정부의 구체적인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 합성 영역 결정부(302)는 영상 스캐닝부(303), HSV 변환부(304) 및 합성 영역 선택부(305)를 포함할 수 있다.
영상 스캐닝부(303)는 프레임 버퍼(301)을 스캐닝하여 제1 입력 영상의 영상 데이터를 수집할 수 있다. 영상 스캐닝부(303)는 제1 입력 영상의 픽셀마다 영상 데이터를 읽을 수 있다.
영상 스캐닝부(303)가 스캐닝하는 영역은 백그라운드 영상의 각 픽셀과 일치하는 제1 입력 영상의 영역에 해당할 수 있다. 즉, 제1 입력 영상이 백그라운드보다 큰 경우 영상 스캐닝부(303)는 백그라운드 크기만큼 스캐닝할 수 있다. 반대로 제1입력 영상이 백그라운드 영상보다 작은 경우 영상 스캐닝부(303)는 제1입력 영상 전체를 스캐닝할 수 있다.
HSV 변환부(304)는 제1입력 영상을 스캐닝하여 수집한 영상 데이터를 HSV 데이터로 변환할 수 있다. 이미 언급했듯이, HSV 데이터 형식은 선형적인 특성을 가지기 때문에 하드웨어로 쉽게 구현할 수 있는 장점이 있다. 제1 입력 영상의 영상 데이터는 HSV 데이터로 변환되어 Hue, Saturation 및 Value 값을 가질 수 있다.
합성 영역 선택부(305)는 변환된 HSV 데이터를 이용하여 제1입력 영상에서 합성 영역을 선택할 수 있다. 이 때, 비교 인자가 되는 제1 입력 영상의 특정 좌표의 HSV 데이터 값은 레지스터에 셋팅될 수 있다.
그러면, 합성 영역 선택부(305)는 이미 셋팅된 HSV 데이터와 제1 입력 영상 의 다른 영역에 해당하는 HSV 데이터를 서로 비교함으로써 상기 영역을 합성 영역에 포함시킬지 또는 제외시킬지 여부를 선택할 수 있다. 따라서, 합성 영역 선택부(305)는 적어도 하나의 비교기와 선택기를 포함할 수 있다.
일례로, 도 3에서 합성 영역 선택부(305)가 합성 영역을 선택하는데 제어 신호에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한, 합성 영역 선택부(305)는 제어신호에 의하여 미리 저장된 합성 조건의 레지스터를 참조할 수 있다.
일례로, 합성 영역 선택부(305)는 제1 입력 영상에서 HSV 데이터가 미리 설정된 색상(Hue) 범위를 만족하는 영역을 크로마키 합성 영역(306)으로 선택할 수 있다. 여기서, 색상 범위는 미리 셋팅된 제1 입력 영상의 특정 좌표이거나 제1 입력 영상 전체의 평균적인 색상값일 수 있다.
크로마키 합성 방법은 키가 되는 영상에서 채도값이 높은 색상을 제외한 것을 합성 영역으로 하기 때문에 미리 설정된 색상 범위는 특정 채도값 이하로 정할 수 있다. 결국, 합성 영역 선택부(305)는 제1 입력 영상에서 특정 채도값 이하에 해당하는 영역을 크로마키 합성 영역(306)으로 선택할 수 있다.
일례로, 합성 영역 선택부(305)는 제1 입력 영상에서 HSV 데이터가 미리 설정된 밝기(Value) 범위를 만족하는 영역을 루미넌스 합성 영역(307)으로 선택할 수 있다. 여기서, 밝기 범위는 미리 셋팅된 제1 입력 영상의 특정 좌표이거나 제1 입력 영상 전체의 평균적인 밝기값일 수 있다.
루미넌스키 합성 방법은 키가 되는 영상에서 밝기값이 높은 색상을 합성 영역으로 하기 때문에 미리 설정된 밝기 범위는 특정 밝기값 이상으로 정할 수 있다. 결국, 합성 영역 선택부(305)는 제1 입력 영상에서 특정 밝기값 이상에 해당하는 영역을 루미넌스키 합성 영역(307)으로 선택할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치에서 PIP 합성을 위한 합성 영역 결정부의 구체적인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 합성 영역 결정부는 영상 스캐닝부(402) 및 합성 영역 선택부(403)을 포함할 수 있다. 도 3의 구성과 큰 차이점은 HSV 변환부가 없다는 것이다. 즉, PIP 합성 방법은 영상 데이터의 색상, 채도 등을 이용하여 합성 영역을 선택하는 것이 아니기 때문이다.
영상 스캐닝부(402)는 프레임 버퍼(301)을 스캐닝하여 제1 입력 영상의 영상 데이터를 수집할 수 있다. 영상 스캐닝부(303)는 제1 입력 영상의 픽셀마다 영상 데이터를 읽을 수 있다.
PIP 합성 방법은 백그라운드 영상에 키 영상이 부분적으로 삽입되는 방법이기 때문에 제1 입력 영상 전체를 스캐닝할 수 있고, 또한 제1 입력 영상 중 특정 부분만을 스캐닝할 수 있다. 이후에 합성 영역 결정부는 스캐닝한 제1 입력 영상 전체를 삽입하고자 하는 크기로 축소하거나 확장시킬 수 있다.
합성 영역 선택부(403)는 스캐닝한 영상 데이터를 이용하여 제1 입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 합성 영역으로 선택할 수 있다. 이 때, 합성 조건은 미리 설정된 합성 사이즈, 합성 위치, 특정 효과 또는 영상 모양 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 언급한 합성 조건은 일례에 불과하고, 디지털 영상 기기마다 다르게 설정될 수 있다.
합성 사이즈는 삽입되는 키 영상의 크기를 의미하고, 합성 위치는 키 영상이 백그라운드 영상에 삽입될 위치를 의미할 수 있다. 그리고, 특정 효과는 키 영상에 추가하는 모자이크, 페인트 등의 특수 효과를 포함하며, 영상 모양은 원형, 사각형, 별모양 등을 포함할 수 있다.
일례로, 합성 영역 선택부(403)는 제1 입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을만족하는 영역을 PIP 합성 영역(404)으로 선택할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 방법을 나타낸 동작 흐름도 이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 내장된 메모리를 이용하여 제1 입력 영상의 전체 화면을 버퍼링한다 (S501).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 제1 입력 영상을 스캐닝하여 해당 프레임 별로 영상 데이터를 수집한다(S502).
이 때, 제1 입력 영상을 스캐닝하여 영상 데이터를 수집하는 단계(S502)는 프레임 버퍼에 버퍼링되어 있는 제1 입력 영상을 스캐닝하여 영상 데이터를 수집할 수 있다.
스캐닝하는 영역은 제1 입력 영상의 전체 또는 특정 부분이 될 수 있으며, 상기 영역은 합성 방법에 따라 달라질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 스캐닝하여 수집한 영상 데이터를 HSV 데이터로 변환한다(S503).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 변환된 HSV 데이터를 이용하여 제1 입력 영상에서 미리 설정된 색상 범위를 만족하는 영역을 크로마키 합성 영역으로 선택한다(S504).
이 때, 미리 설정된 색상 범위를 만족하는 영역을 크로마키 합성 영역으로 선택하는 단계(S504)는 변환된 HSV 데이터에서 Hue값을 이용하여 제1 입력 영상에서 특정 Hue값을 넘는 영역을 제외하여 크로마키 합성 영역으로 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 변환된 HSV 데이터를 이용하여 제1 입력 영상에서 미리 설정된 밝기 범위를 만족하는 영역을 루미넌스키 합성 영역으로 선택한다(S505).
이 때, 미리 설정된 밝기 범위를 만족하는 영역을 루미넌스키 합성 영역으로 선택하는 단계(S505)는 변환된 HSV 데이터에서 Value값을 이용하여 제1 입력 영상에서 특정 Value값을 넘는 영역을 루미넌스키 합성 영역으로 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 제1입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 PIP 합성 영역으로 선택한다(S506).
이 때, 합성 조건은 미리 설정된 합성 사이즈, 합성 위치, 특정 효과 또는 영상 모양 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법은 제어 신호에 의하여 결정된 합성 영역을 백그라운드 영상으로 설정한 제2 입력 영상과 합성한다 (S507).
이 때, 제어 신호는 크로마키 합성, 루미넌스키 합성 또는 PIP 합성 중 어느 하나의 합성 방법을 결정할 수 있다.
또한, 합성 영역과 제2 입력 영상을 합성하는 단계(S507)는 결정된 합성 영역 또는 제2입력 영상의 투명도를 조절하는 알파 블렌딩 효과를 이용하여 합성할 수 있다.
도 5에 도시된 단계에 관하여 설명되지 아니한 내용은 도 1 내지 도 4를 통하여 이미 설명한 바와 같으므로 이하 생략한다.
본 발명에 따른 디지털 영상 기기의 영상 합성 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 media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 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.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치를 구비한 디지털 영상 기기의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치에서 크로마키와 루미넌스키 합성을 위한 합성 영역 결정부의 구체적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 장치에서 PIP 합성을 위한 합성 영역 결정부의 구체적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 합성 방법을 나타낸 동작 흐름도 이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
201: 영상 합성 장치 202: 프레임 버퍼
203: 합성 영역 결정부 204: 영상 합성부
205: 제1 입력 영상 206: 제2 입력 영상
207: 제어 신호

Claims (19)

  1. 제1 입력 영상을 프레임 별로 버퍼링하는 프레임 버퍼;
    상기 제1 입력 영상을 스캐닝한 영상 데이터를 이용하여 합성 영역을 결정하는 합성 영역 결정부; 및
    영상 합성 방법을 결정하는 제어 신호에 의하여 상기 결정된 합성 영역을 백그라운드로 설정한 제2 입력 영상과 합성하는 영상 합성부
    를 포함하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 버퍼는,
    내장된 메모리를 이용하여 상기 제1 입력 영상의 전체 화면을 버퍼링하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 합성 영역 결정부는,
    상기 버퍼링된 제1 입력 영상을 스캐닝하여 상기 제1 입력 영상의 영상 데이터를 수집하는 영상 스캐닝부;
    상기 수집된 영상 데이터를 이용하여 HSV 데이터로 변환하는 HSV 변환부; 및
    상기 변환된 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 합성 영역을 선택하는 합성 영역 선택부
    를 포함하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 합성 영역 선택부는,
    상기 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 색상(Hue) 범위를 만족하는 영역을 크로마키(Chroma-key) 합성 영역으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 합성 영역 선택부는,
    상기 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 밝기(Value) 범위를 만족하는 영역을 루미넌스키(luminance-key) 합성 영역으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 합성 영역 결정부는,
    상기 버퍼링된 제1 입력 영상을 스캐닝하여 상기 제1 입력 영상의 영상 데이터를 수집하는 영상 스캐닝부; 및
    상기 영상 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 합성 영역으로 선택하는 합성 영역 선택부
    를 포함하고,
    상기 합성 조건은,
    미리 설정된 합성 사이즈, 합성 위치, 특정 효과 또는 영상 모양 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 합성 영역 선택부는,
    상기 영상 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 PIP(Picture in Picture) 합성 영역으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상 합성부는,
    크로마키 합성, 루미넌스키 합성 또는 PIP 합성 중 어느 하나를 결정하는 제어 신호에 의하여 상기 결정된 합성 영역을 제2 입력 영상과 합성하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 영상 합성부는,
    상기 결정된 합성 영역 또는 상기 제2 입력 영상의 투명도를 조절하는 알파 블렌딩 효과를 이용하여 합성하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 장치.
  10. 제1 입력 영상을 프레임 별로 버퍼링하는 단계;
    상기 제1 입력 영상을 스캐닝한 영상 데이터를 이용하여 합성 영역을 결정하는 단계; 및
    영상 합성 방법을 결정하는 제어 신호에 의하여 상기 결정된 합성 영역을 백그라운드로 설정한 제2 입력 영상과 합성하는 단계
    를 포함하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 입력 영상을 프레임 별로 버퍼링하는 단계는,
    내장된 메모리를 이용하여 상기 제1 입력 영상의 전체 화면을 버퍼링하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 합성 영역을 결정하는 단계는,
    상기 버퍼링된 제1 입력 영상을 스캐닝하여 상기 제1 입력 영상의 영상 데 이터를 수집하는 단계;
    상기 수집된 영상 데이터를 이용하여 HSV 데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 합성 영역을 선택하는 단계
    를 포함하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 입력 영상에서 합성 영역을 선택하는 단계는,
    상기 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 색상 범위를 만족하는 영역을 크로마키 합성 영역으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 입력 영상에서 합성 영역을 선택하는 단계는,
    상기 HSV 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 밝기 범위를 만족하는 영역을 루미넌스키 합성 영역으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 합성을 결정하는 단계는,
    상기 버퍼링된 제1 입력 영상을 스캐닝하여 상기 제1 입력 영상의 영상 데이터를 수집하는 단계; 및
    상기 영상 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 합성 영역으로 선택하는 단계
    를 포함하고,
    상기 합성 조건은,
    미리 설정된 합성 사이즈, 합성 위치, 특정 효과 또는 영상 모양 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 합성 영역으로 선택하는 단계는,
    상기 영상 데이터를 이용하여 상기 제1 입력 영상에서 미리 설정된 합성 조건을 만족하는 영역을 PIP 합성 영역으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 결정된 합성 영역을 백그라운드로 설정한 제2 입력 영상과 합성하는 단계는,
    크로마키 합성, 루미넌스키 합성 또는 PIP 합성 중 어느 하나를 결정하는 제어 신호에 의하여 상기 결정된 합성 영역을 제2 입력 영상과 합성하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 결정된 합성 영역을 백그라운드로 설정한 제2 입력 영상과 합성하는 단계는,
    상기 결정된 합성 영역 또는 상기 제2 입력 영상의 투명도를 조절하는 알파 블렌딩 효과를 이용하여 합성하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 기기의 영상 합성 방법.
  19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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