KR20160026005A - 알파 채널을 포함하는 증강 현실 동영상의 압축 장치 및 방법 - Google Patents

알파 채널을 포함하는 증강 현실 동영상의 압축 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

알파 채널을 포함하는 동영상의 압축 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치는 알파 채널이 포함된 동영상의 각 프레임을 RGB 이미지 및 알파 이미지로 분리하는 영상 분리부; 분리된 상기 알파 이미지로부터 그레이스케일 이미지를 생성하는 그레이스케일 이미지 생성부; 각 프레임 별로 상기 RGB 이미지 및 상기 그레이스케일 이미지가 병렬로 결합된 합성 영상을 생성하는 영상 합성부; 및 상기 합성 영상을 동영상 압축 알고리즘을 이용하여 압축하는 압축부를 포함한다.

Description

알파 채널을 포함하는 증강 현실 동영상의 압축 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMPRESSING AUTMENTED-REALITY VIDEO HAVING ALPHA CHANNEL}
본 발명의 실시예들은 동영상 압축 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알파 채널을 포함하는 동영상의 압축 장치 및 방법과 관련된다.
알파 채널을 포함하는 동영상이란, 영상 프레임의 색상을 표시하기 위한 정보인 RGB 이외에 투명도를 나타내는 알파 채널(alpha channel)이 추가되어 영상 프레임을 구성하는 각각의 픽셀이 RGBA의 형태로 출력되는 동영상을 의미한다.
일반적으로 사용되는 동영상 파일 압축 형식은 MP4, AVI, OGG 등이 있다. 이 중에서 MP4 형식은 다른 압축 형식과 비교하여 압축률이 높은 장점이 있다. 그러나 알파 채널이 포함되어 있는 동영상의 경우, 압축시 MP4 등과 같은 압축률이 높은 인코딩 방식을 사용하게 되면 압축 과정에서 알파 채널의 정보가 손실되어, 이를 다시 복구(디코딩)할 경우 RGBA의 4채널 영상이 아닌 RGB 의 3채널 영상이 되어 투명했던 픽셀이 검은색으로 변형되게 된다. 알파 채널을 포함하는 동영상의 경우 영상 손실이 없는 AVI 형식을 이용하게 되나, 이 경우는 동영상의 압축률이 매우 낮아지게 되는 문제가 있다.
특히 증강현실(Augmented Reality) 분야의 경우 영상 합성 등을 위해 알파 채널이 많이 사용되는 바, 네트워크 대역폭 및 단말의 처리 용량 등을 고려하여 볼 때 알파 채널을 포함한 동영상의 효과적은 압축(인코딩)은 매우 중요한 문제이다.
대한민국 공개특허공보 제2001-0036585호 (2001. 05. 07)
본 발명의 실시예들은 알파 채널을 포함하는 동영상에 대한 효과적인 압축 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 알파 채널이 포함된 동영상의 각 프레임을 RGB 이미지 및 알파 이미지로 분리하는 단계; 분리된 상기 알파 이미지로부터 그레이스케일 이미지를 생성하는 단계; 각 프레임 별로 상기 RGB 이미지 및 상기 그레이스케일 이미지가 병렬로 결합된 합성 영상을 생성하는 단계; 및 상기 합성 영상을 동영상 압축 알고리즘을 이용하여 압축하는 단계를 포함하는 동영상 압축 방법이 제공된다.
상기 그레이스케일 이미지는 상기 알파 이미지의 각각의 픽셀 별 알파값을 대응되는 그레이스케일 광도 값으로 변환한 이미지일 수 있다.
상기 동영상 압축 알고리즘은 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘일 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 알파 채널이 포함된 동영상의 각 프레임을 RGB 이미지 및 알파 이미지로 분리하는 영상 분리부; 분리된 상기 알파 이미지로부터 그레이스케일 이미지를 생성하는 그레이스케일 이미지 생성부; 각 프레임 별로 상기 RGB 이미지 및 상기 그레이스케일 이미지가 병렬로 결합된 합성 영상을 생성하는 영상 합성부; 및 상기 합성 영상을 동영상 압축 알고리즘을 이용하여 압축하는 압축부를 포함하는 동영상 압축 장치가 제공된다.
상기 그레이스케일 이미지는 상기 알파 이미지의 각각의 픽셀 별 알파값을 대응되는 그레이스케일 광도 값으로 변환한 이미지일 수 있다.
상기 동영상 압축 알고리즘은 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘을 이용하더라도 알파 채널이 포함된 동영상을 압축 및 복원할 수 있게 되는 바, 압축 효율이 높은 동영상 압축 알고리즘을 자유롭게 이용할 수 있게 되는 장점이 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예들은 알파 채널을 포함한 동영상이 많이 사용되는 증강 현실 앱 서비스 등의 분야에서 특히 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치를 설명하기 위한 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알파 채널이 포함된 동영상의 일 프레임을 예시한 예시도
도 3은 도 2에 도시된 알파 채널이 포함된 동영상에서 RGB 영역만을 분리하여 생성된 RGB 이미지를 예시한 예시도
도 4는 도 2에 도시된 알파 채널이 포함된 동영상에서 추출된 알파 이미지로부터 생성된 그레이스케일 이미지를 예시한 예시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 이미지와 그레이스케일 이미지가 병합된 합성 영상을 예시한 예시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 방법을 설명하기 위한 흐름도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치(100)는 알파 채널이 포함된 동영상을 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘을 통해 압축하기 위한 장치이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 장치(100)는 영상 분리부(102), 그레이스케일 이미지 생성부(104), 영상 합성부(106) 및 압축부(108)를 포함한다.
영상 분리부(102)는 알파 채널이 포함된 동영상의 각 프레임을 RGB 이미지 및 알파 이미지로 분리한다. 이때, 상기 알파 채널이 포함된 동영상은 영상의 각 프레임을 구성하는 이미지의 각 픽셀이 RGBA 형태로 표현되는 영상을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알파 채널이 포함된 동영상의 일 프레임을 예시한 예시도이다. 도시된 예시도에서, A 영역은 알파값이 0이거나 매우 낮아서 RGB로 표현된 인물이 선명하게 보이나, B 영역(배경 부분)은 알파값이 최대값이거나 또는 이에 근접하게 높아서 RGB로 표현된 배경이 투명하게 보인다.
도 3은 도 2에 도시된 알파 채널이 포함된 동영상에서 RGB 영역만을 분리하여 생성된 RGB 이미지를 예시한 예시도이다. 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 프레임 이미지에서 RGB 영역만을 분리할 경우 도 2에서 투명하게 처리되었던 배경 부분이 원래대로 선명하게 나타난 것을 확인할 수 있다.
그레이스케일 이미지 생성부(104)는 분리된 상기 알파 이미지로부터 그레이스케일 이미지를 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 그레이스케일 이미지는 상기 알파 이미지의 각각의 픽셀 별 알파값을 대응되는 그레이스케일 광도 값으로 변환한 이미지를 의미한다. 예를 들어, 상기 알파 이미지의 픽셀 별 알파값이 0(완전 투명)에서 255(완전 불투명) 사이의 정수로 표현되는 경우, 상기 알파값은 0(black)에서 255(white) 사이의 광도 값을 가지는 8비트 그레이스케일로 변환될 수 있다. 이 경우 알파값이 높을수록 그레이스케일 이미지는 어두워지게 된다. 도 4는 도 2에 도시된 알파 채널이 포함된 동영상에서 추출된 알파 이미지로부터 생성된 그레이스케일 이미지를 예시한 예시도이다. 전술한 바와 같이, 도시된 이미지의 경우 도 2에서 투명하게 처리된 배경 부분이 검게 표현된 것을 알 수 있다.
영상 합성부(106)는 각 프레임 별로 상기 RGB 이미지 및 상기 그레이스케일 이미지가 병렬로 결합된 합성 영상을 생성한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 영상 합성부(106)는 각 프레임 별로 RGB 이미지의 하단에 그레이스케일 이미지를 병합함으로써 합성 영상을 생성할 수 있다. 이와 같이 생성되는 합성 영상의 경우 원 영상과 비교하여 세로 길이가 2배로 길어지게 된다. 즉, 이 경우 합성 영상의 화면 크기는 2배로 증가하며, 이에 따라 합성 영상의 사이즈도 증가하게 된다. 그러나 이 경우에도 하단의 그레이스케일 이미지 부분은 영상 압축시 압축률이 매우 높으므로 합성 영상을 압축한 파일 용량은 원래 이미지와 비교하여 큰 차이가 없게 된다.
또한, 전술한 실시예의 경우 그레이스케일 이미지가 RGB 이미지의 하단에 위치하게 되나, 이는 단지 예시일 뿐으로 RGB 이미지와 그레이스케일 이미지 간의 배치는 실시예에 따라 적절히 정할 수 있다.
압축부(108)는 영상 합성부(106)에서 합성된 합성 영상을 동영상 압축 알고리즘을 이용하여 압축한다. 이때, 상기 동영상 압축 알고리즘은 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘일 수 있다. 즉, 전술한 과정을 통해 원 영상에서 알파 채널이 분리되고 이에 대응되는 흑백 영상이 영상에 추가되었는 바, 생성된 전체 영상은 기본적으로 RGB 영상에 해당한다. 따라서 영상 합성부(106)는 압축률이 높은 압축 알고리즘을 자유롭게 선택하여 상기 합성 영상을 압축할 수 있다.
상술한 바와 같이 합성 영상이 압축된 경우의 영상 디코딩은 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
먼저, 상기 압축된 합성 영상을 수신한 단말은 상기 압축 알고리즘에 대응되는 압축 해제 알고리즘(디코딩 알고리즘)을 이용하여 상기 합성 영상의 압축을 해제한다. 그러면 도 5에 도시된 것과 같은 형태의 영상이 복원된다.
다음으로, 상기 단말은 복원된 영상으로부터 RGB 이미지와 그레이스케일 이미지를 분리하고, 그레이스케일 이미지를 이용하여 RGB 이미지의 알파 영역을 채워 넣는다. 그러면 최종적으로 도 2에 도시된 것과 같은 영상이 생성된다. 이때 상기 이미지의 분리 및 알파 영역 복원은 상기 단말의 CPU 또는 GPU를 이용하여 빠르게 수행될 수 있다. 특히 GPU의 쉐이더를 이용하면 딜레이 없이 빠르게 화면을 생성할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 압축 방법(600)을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 602에서, 영상 분리부(102)는 알파 채널이 포함된 동영상의 각 프레임을 RGB 이미지 및 알파 이미지로 분리한다.
단계 604에서, 그레이스케일 이미지 생성부(104)는 분리된 상기 알파 이미지로부터 그레이스케일 이미지를 생성한다. 이때 상기 그레이스케일 이미지는 상기 알파 이미지의 각각의 픽셀 별 알파값을 대응되는 그레이스케일 광도 값으로 변환한 이미지일 수 있다.
단계 606에서, 영상 합성부(106)는 각 프레임 별로 상기 RGB 이미지 및 상기 그레이스케일 이미지가 병렬로 결합된 합성 영상을 생성한다.
단계 608에서, 압축부(108)는 상기 합성 영상을 동영상 압축 알고리즘을 이용하여 압축한다. 이때 상기 동영상 압축 알고리즘은 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램, 및 상기 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 프로그램의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 동영상 압축 장치
102: 영상 분리부
104: 그레이스케일 이미지 생성부
106: 영상 합성부
108: 압축부

Claims (6)

  1. 알파 채널이 포함된 동영상의 각 프레임을 RGB 이미지 및 알파 이미지로 분리하는 단계;
    분리된 상기 알파 이미지로부터 그레이스케일 이미지를 생성하는 단계;
    각 프레임 별로 상기 RGB 이미지 및 상기 그레이스케일 이미지가 병렬로 결합된 합성 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 합성 영상을 동영상 압축 알고리즘을 이용하여 압축하는 단계를 포함하는 동영상 압축 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 그레이스케일 이미지는 상기 알파 이미지의 각각의 픽셀 별 알파값을 대응되는 그레이스케일 광도 값으로 변환한 이미지인, 동영상 압축 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 동영상 압축 알고리즘은 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘인, 동영상 압축 방법.
  4. 알파 채널이 포함된 동영상의 각 프레임을 RGB 이미지 및 알파 이미지로 분리하는 영상 분리부;
    분리된 상기 알파 이미지로부터 그레이스케일 이미지를 생성하는 그레이스케일 이미지 생성부;
    각 프레임 별로 상기 RGB 이미지 및 상기 그레이스케일 이미지가 병렬로 결합된 합성 영상을 생성하는 영상 합성부; 및
    상기 합성 영상을 동영상 압축 알고리즘을 이용하여 압축하는 압축부를 포함하는 동영상 압축 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 그레이스케일 이미지는 상기 알파 이미지의 각각의 픽셀 별 알파값을 대응되는 그레이스케일 광도 값으로 변환한 이미지인, 동영상 압축 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 동영상 압축 알고리즘은 알파 채널을 지원하지 않는 동영상 압축 알고리즘인, 동영상 압축 장치.
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