KR20170059902A - 다시점 비디오의 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 다시점 비디오의 참조 영상을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이를 위한 영상 부호화 방법은, 제1 시점을 갖는 제1 영상과 다른 시점을 갖는 제2 영상이 존재하는 경우, 상기 제2 영상을 상기 제1 시점으로 변환하는 단계, 상기 제1 영상의 일면에 상기 제2 영상을 부가하여 참조 영상을 생성하는 단계, 및 상기 참조 영상을 참조 픽처 리스트에 저장하는 단계를 포함한다.

Description

다시점 비디오의 부호화/복호화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING/DICODING A MULTI-PERSPECTIVE VIDEO}

본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 다시점 비디오의 참조 영상을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

기술 발전으로 인해, 고해상도/고화질의 방송서비스 등이 일반화됨에 따라, HD(High Definition) 해상도를 넘어 이에 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되고 있다.

이러한 추세에 맞춰, 기존 2차원 영상에 더하여, 스테레오스코픽 영상 이나 전방향 비디오 등 실감형 영상에 대한 관심도 높아지고 있다. 새로운 미디어가 개발됨에 따라, 헤드 마운트 디스플레이 등 실감형 영상을 재생할 수 있는 장치가 속속들이 출시되고 있으나, 아직까지 실감형 미디어는 2차원 영상과 동일한 방법으로 부호화/복호화되고 있다. 이에 따라, 실감형 미디어의 압축 효율을 재고하기 위해, 실감형 미디어의 특성에 맞는 압축 방식이 개발되어야 할 것이다.

본 개시의 기술적 과제는 다시점 비디오의 부호화/복호화 효율을 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

구체적으로, 본 개시의 기술적 과제는 시점이 다른 영상들을 하나의 시점으로 통일한 뒤, 시점이 통일된 영상을 합한 참조 픽처를 이용하여 부호화/복호화를 수행하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시의 일 양상에 따르면, 제1 시점을 갖는 제1 영상과 다른 시점을 갖는 제2 영상이 존재하는 경우, 상기 제2 영상을 상기 제1 시점으로 변환하는 단계, 상기 제1 영상의 일면에 상기 제2 영상을 부가하여 참조 영상을 생성하는 단계, 및 상기 참조 영상을 참조 픽처 리스트에 저장하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법이 개시된다.

본 개시의 일 양상에 따르면, 제1 시점을 갖는 제1 영상과 다른 시점을 갖는 제2 영상이 존재하는 경우, 상기 제2 영상을 상기 제1 시점으로 변환하는 단계, 상기 제1 영상의 일면에 상기 제2 영상을 부가하여 참조 영상을 생성하는 단계, 및 상기 참조 영상을 참조 픽처 리스트에 저장하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법이 개시된다.

상기 영상 부호화 방법 및 상기 영상 복호화 방법에는 다음의 사항이 공통적으로 적용될 수 있다.

상기 변환 영상은, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간의 시점 차이에 기초하여 생성되고, 상기 시점 차이는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간의 거리 차이 또는 각도 차이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 시점 차이는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 포함하는 전방향 영상의 특성에 기초하여 결정될 수 있다.

상기 전방향 영상이 정다면체로 투영되는 경우, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간 각도 차이는 상기 정다면체의 내각으로 결정될 수 있다.

상기 시점 차이는 상기 제1 영상을 촬영하는데 이용된 제1 카메라 및 상기 제2 영상을 촬영하는데 이용된 제2 카메라 사이의 거리 및 각도 차를 기초로 획득될 수 있다.

상기 제2 영상이 부가될 위치는 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 포함하는 정다면체의 특성에 따라 결정될 수 있다.

상기 참조 픽처는 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상에 대응하는 시간대 정보와 함께 상기 참조 픽처 리스트에 저장될 수 있다.

본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.

본 개시에 따르면, 다시점 비디오의 부호화/복호화 효율을 개선할 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.

구체적으로, 본 개시에 따르면, 시점이 다른 영상들을 하나의 시점으로 통일한 뒤, 시점이 통일된 영상을 합한 참조 픽처를 이용하여 부호화/복호화를 수행하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 전방향 비디오를 생성하기 위한 카메라들을 예시한 도면이다.
도 2는 전방향 비디오가 2차원으로 전개된 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 전방향 비디오가 전개될 수 있는 다면체 전개도를 예시한 도면이다.
도 4는 전방향 비디오가 투영될 수 있는 다면체를 예시한 도면이다.
도 5는 전방향 비디오가 재생되는 동안, 특정 시간대 특정 시점의 영상이 표시되는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 시간적 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 전방향 비디오에서 비선형 움직임이 발생하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 이웃 영역의 퍼스펙티브를 변환하여 참조 영상을 생성하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 변환 확장 영상을 생성하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 다면체로 투영되는 전방위 영상의 퍼스펙티브 차이를 예시한 도면이다.
도 11은 영상 간 퍼스펙티브 차이를 산출하기 위한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 타 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 영상이 변환되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 정육면체의 특정 면을 기준으로 참조 영상을 생성하는 예를 도시한 도면이다.
도 15는 다이버전트 영상을 예시한 도면이다.
도 16은 다이버전트 영상에 대한 참조 영상을 생성하는 예를 도시한 도면이다.
도 17은 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상과 변환 영상을 합쳐 참조 영상을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 컨버전트 영상을 예시한 도면이다.
도 19는 변환 영상이 시간적 예측에 필수적인 영역을 포함하는지 여부를 예시한 도면이다.
도 20은 컨버전트 영상에 대한 참조 영상을 생성하는 예를 도시한 도면이다.
도 21은 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상과 변환 영상을 합쳐 참조 영상을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 정육면체 형태로 전개되는 전방향 영상에 대한 참조 영상 리스트가 생성되는 예를 도시한 도면이다.
도 23은 다이버전트 영상에 대한 참조 영상 리스트가 생성되는 예를 도시한 도면이다.
도 24는 컨버전트 영상에 대한 참조 영상 리스트가 생성되는 예를 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명에 따라 참조 영상을 생성하는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 적용 여부에 따른 부호화 양상을 예시한 도면이다.
도 27은 본 발명에 따른 부호화기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 28은 본 발명에 따른 복호화기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 29는 본 발명에 따른 참조 영상 확장부의 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.

본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 "포함"한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.

본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

기존 2차원 비디오는 고정된 시점으로 비디오가 재생되었던 반면, 전방향 비디오(또는 360도 비디오)는 사용자가 원하는 시점으로 비디오를 재생할 수 있다. 전방향 비디오를 생성하기 위해, 도 1에 도시된 다양한 종류의 카메라가 이용될 수 있다. 도 1의 (a)에 도시된 여러대의 카메라를 이용하거나, 도 1의 (b)에 도시된 어안 렌즈를 이용하거나, 도 1의 (c)에 도시된 반사경 등을 이용하여, 한 지점으로부터 3차원 공간(예를 들어, 360도 방향)에 대해 촬영을 진행한 뒤, 촬영된 3차원 영상을 다면체 또는 구 등 입체 도형의 모습으로 투영시킬 수 있다. 입체 도형에 투영된 영상으로부터, 2차원 공간 상에 전개되는 2차원 영상을 획득할 수 있다. 일 예로, 도 2의 (a) 및 (b)에서는, 구 형태의 3차원 영상으로부터, 정육면체의 전개도 형태로 전개된 2차원 영상이 획득되는 예를 나타낸다.

도 2에 도시된 예에 그치지 않고, 전방향 영상은 다양한 다각형의 전개도 형태로 투영될 수 있다. 일 예로, 도 3에 도시된 예에서와 같이, 전방향 영상은, 정사면체, 정육면체, 정팔면체, 정십이면체 또는 정이십면체 등 다양한 입체 도형의 전개도 형태로 투영될 수 있다.

후술되는 실시예들에서, '영상'은 3D 비디오의 임의의 프레임 또는 임의 시점을 갖는 일부 영역을 일부 영역을 의미하는 것으로 가정한다. 일 예로, 전방향 비디오의 임의의 프레임이 도 2의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 정육면체 형태로 전개되는 경우, 해당 프레임을 일컬어 '영상'이라 할 수도 있고, 상기 프레임 내 특정 시점을 갖는 일부 영역(즉, 정육면체의 일면)을 일컬어 '영상'이라 할 수도 있다.

비디오가 재생되는 경우, 2차원 영상은 다시 다면체 또는 구 등 3차원 공간에 재구성될 수 있다. 도 4에서는, 2차원 영상이 정사면체, 정육면체, 정팔면체, 정십이면체 또는 정이십면체 등의 형태로 3차원 공간에 재구성되는 예가 도시되었다. 이때, 3차원으로 투영된 전체 영상 중 특정 시간대에 사용자가 바라보는 특정 지점 또는 사용자에 의해 선택된 특정 지점에 대응하는 영역이 표시될 수 있다.

도 5는 전방향 비디오가 재생되는 동안, 특정 시간대 특정 시점의 영상이 표시되는 예를 나타낸 도면이다. 도 5의 (a) 및 (b)는 외부에서 전방향 영상을 바라보았을 때 개념도를 타나낸 것이고, 도 5의 (c)는 전방향 영상을 시청하는 사용자를 중심으로 전방향 영상을 도시한 개념도이다.

도 5의 (a) 및 (c)는 2차원 영상이 정육면체 형태로 재구성된 예를 나타내고, 도 5의 (b)는 2차원 영상이 구 형태로 재구성된 예를 나타낸다.

비디오 재생 시, 3차원으로 재구성된 영상의 전체 영역 중 사용자의 시점이 향하거나 사용자에 의해 선택된 일부분이 재생될 수 있다. 일 예로, 도 5의 (a) 및 (b)에서 빗금친 영역은 3차원으로 재구성된 영상 중 사용자 시점이 향하는 부분 또는 사용자에 의해 선택된 부분을 나타낸 것이다. 이 경우, 전방향 영상 중 사용자의 시점이 향하는 부분 또는 사용자에 의해 선택된 부분에 대응하는 영역이 출력될 수 있다. 일 예로, 사용자를 기준으로 보았을 때, 사용자는 도 5의 (c)에 도시된 예에서와 같이, 전방향 영상의 전체 영역 중 일부분만을 시청할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 전방향 영상은 2차원 공간에 투영된 뒤 다시 3차원 형태로 재구성되는 바, 전방향 비디오의 부호화/복호화는 2D 비디오의 부호화/복호화와 동일한 방법으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 2D 비디오의 부호화/복호화에 이용되는 시간적 예측(Inter Prediction) 방법이 전방향 영상의 부호화/복호화에도 이용될 수 있다. 여기서, 시간적 예측 방법은 근접한 시간 차이를 갖는 영상 간의 상관관계가 높음을 기초로, 참조 영상으로부터 현재 영상을 예측하는 방법을 의미한다.

일 예로, 도 6은 시간적 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서 (a)는 현재 영상을 예측하기 위해 이용되는 참조 영상(Reference Frame)을 나타내고, (b)는 부호화/복호화 대상 블록을 포함하는 현재 영상(Current Frame)을 나타낸다. 현재 영상에 포함된 부호화/복호화 대상 블록 'B'를 예측하는데 있어서, 참조 영상에 포함된 블록 'A'를 이용할 수 있다면, 현재 영상의 블록 B에 대한 영상 정보를 모두 부호화할 필요는 없다. 이에 따라, 시간적 예측을 이용할 경우, 영상 블록별 부호화할 정보량을 크게 줄일 수 있어, 영상 압축의 효율을 높일 수 있게 된다.

다만, 전방향 비디오의 경우 단일 영상 내 복수의 퍼스펙티브(Perspective, 시점)가 존재하기 때문에, 각 퍼스펙티브의 경계에서 비선형 변화가 감지되고, 이에 따라 시간적 예측 효율이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.

일 예로, 도 7은 전방향 비디오에서 비선형 움직임이 발생하는 예를 나타낸 도면이다.

전방향 비디오의 단일 영상을 정육면체의 전개도에 투영한다고 가정하였을 때, 도 7의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 해당 영상은 여섯개의 면(P1~P6)을 갖는다. 아울러, 각각의 면은 서로 다른 퍼스펙티브(Perspective)를 갖는다.

영상에 투영된 사물의 모양 또한 퍼스펙티브에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 퍼스펙티브를 갖는 두 면의 경계에서는, 비선형적 움직임이 발생할 수 있다. 일 예로, 도 7의 (b) 에서는, 점선으로 표시된 경계선을 기준으로 인접 위치하는 P3면 및 P4면, P4면 및 P1면 등에서 비선형적 움직임이 발생하는 것을 예시하였다.

이에 따라, 특정 면에 포함된 블록의 시간적 예측이, 참조 영상 내 특정 면과 다른 면에 포함된 블록을 이용하여 수행된다면, 참조 영상 내 특정 면과 동일한 면에 포함된 블록을 이용하여 시간적 예측을 수행하는 것에 비해 부호화 효율이 크게 감소하게 될 것이다.

위처럼, 시간적 참조 영상을 이용하여, 현재 영상을 예측하는 것이 적합하지 않을 경우, 인트라 블록 코딩 또는 인트라 예측(Intra Prediction)(또는 공간적 예측)을 사용할 수도 있는데, 시간적 예측 대신 공간적 예측을 사용하게 됨에 따라, 압축 효율이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.

일반적인 2D 비디오의 경우, 임의 수치의 초당 프레임수를 만족할 시, 영상 내 선형적으로 이동하는 물체의 움직임을 프레임간 예측을 통해 효과적으로 부호화 및 압축할 수 있다. 그러나, 전방향 비디오의 경우, 상술한 예시에서와 같이, 프레임 내 영역의 위치에 따라 퍼스펙티브가 변화하므로, 현실에서의 선형적 움직임이 비선형적으로 왜곡되는 현상이 발생하게 된다.

이에 따라, 경계에 인접한 경계 블록들의 시간적 예측 효율 저하에 따른 문제점을 해소하기 위해, 본 발명에서는 퍼스펙티브가 변화하는 경계면에서 나타나는 비선형 움직임을 선형적으로 수정함으로써, 퍼스펙티브 변화에 의해 시간적 예측 효율이 떨어지는 문제점을 해소하고자 한다. 일 예로, 도 7의 (c)에서는, P1면 및 P4면의 경계에서 나타난 비선형 왜곡 및 P3 경계 및 P4 경계에서 나타난 비선형 왜곡이 선형적으로 수정되는 것이 나타나 있다.

위와 같이, 본 발명은 전방향 비디오 등 다양한 퍼스펙티브를 가진 동영상에서, 여러 개의 퍼스펙티브가 합쳐진 영상 내 위치상 연속된 퍼스펙티브가 하나 이상 존재하는 경우 또는 단일 퍼스펙티브를 가진 여러 영상 간 위치상 연속된 퍼스펙티브가 하나 이상 존재하는 경우, 퍼스펙티브가 다른 이웃 영역(혹은, 이웃 영상)을 변환함으로써, 예측 효율을 높이는 방법을 제안한다.

이하, 전방향 비디오의 부호화 방법을 중심으로 본 발명을 설명할 것이나, 본 발명은 전방향 비디오 이외의 다양한 종류의 실감 미디어에 적용될 수 있다 할 것이다. 실감 미디어는 전방향 비디오 이외에도, 다이버전트(Divergent) 비디오 및 컨버전트(Convergent) 비디오 등을 포함할 수 있다. 다이버전트 비디오는 여러대의 카메라가 다양한 방향의 영상을 촬영함으로써 생성되는 영상을 의미하고, 컨버전트 비디오는 여러대의 카메라가 특정 방향의 영상을 촬영함으로써 생성되는 영상을 의미한다. 아울러, 전방향 비디오의 부호화 과정을 중심으로 설명하나, 후술되는 실시예들이 복호화 과정에서도 동일 또는 역순으로 수행될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

도 8은 이웃 영역의 퍼스펙티브를 변환하여 참조 영상을 생성하는 예를 설명하기 위한 도면이다.

위치상 연속된 퍼스펙티브가 존재하는 경우, 영상 내 퍼스펙티브가 바뀌는 경계 부분에서는 시간적 예측의 효율이 저하될 수 있다. 이는 예측을 위해 사용되는 참조 영상 내 참조 영역이 이웃 영역의 정보를 포함하지 않기 때문이다. 참조 영역이 이웃 영역에 대한 정보를 포함하더라도, 현재 블록과 퍼스펙티브가 달라, 참조 영상으로 사용하기 부적합하다.

일 예로, 도 8에 도시된 예에서, 현재 영상의 일부 영역(C1)을 복원하는데, 이웃 영역의 정보를 포함하지 않는 영역(즉, P1)만을 사용하는 경우, 현재 영상(C1)을 완벽히 복원하기 어렵다. 현재 영상을 복원하는데, 이웃 영역의 정보를 포함하는 영역(즉, P1과 P2를 합한 O)을 이용한다 하더라도, 현재 영상과 새롭게 확장된 P2 영역 사이의 퍼스펙티브가 달라, 현재 영상(C1)을 완벽하기 복원하기 어렵다.

이에, 참조 영역과 퍼스펙티브가 다른 이웃 영역을 변환한 뒤, 참조 영역과 변환된 이웃 영역을 합하여 변환된 확장 영역을 포함하는 참조 영상을 생성함으로써, 시간적 예측시 부호화 효율 향상을 도모할 수 있다.

구체적으로, 도 8의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 참조 영역과 이웃 영역간에는 경계면에서의 퍼스펙티브 변화에 의해 이미지가 왜곡(즉, 꺽여 보임)될 수 있다. 그러나, 도 8의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 이웃 영역을 참조 영역의 퍼스펙티브에 맞춰 변환할 경우, 경계면에서의 왜곡이 줄어들게 된다. 이에 따라, 도 8의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 참조 영역과 퍼스펙티브가 다른 이웃 영역을 변환한 영상(TR)을 생성한 뒤, 참조 영역(P1)과 변환된 이웃 영역(TR)을 합쳐 획득된 변환 확장 영상(P1과 TR을 합한 R)을 이용하여 현재 영상(C1)을 예측하는 경우 예측 정확성을 보다 높일 수 있다.

변환 확장 영상을 획득하기 위해, 크게 다음의 단계들이 수행될 수 있다.

제1 단계. 영상간의 방향 및 거리 관계 산출

제2 단계. 영상간의 관계식을 이용하여 각 퍼스펙티브에서의 변환 영상 생성

제3 단계. 기존 참조 영상의 퍼스펙티브 위치에 맞게 변환 영상을 참조 영상에 확장

제4 단계. 변환 확장된 영상을 참조 영상 리스트에 삽입

제1 단계는 영상의 특징 (예를 들어, 정육면체 영상의 고유 속성) 또는 영상 데이터 외 추가 데이터(예를 들어, 다이버전트 영상의 경우 각 영상의 시야각, 퍼스펙티브 간의 각도 차이 및 거리 차이 등)을 통하여 영상간의 방향 및 거리 관계를 산출하는 단계에서, 영상 간의 방향 및 거리 관계는 도 8의 (a)에서 θ 및 d로 예시되어 있다.

제2 단계는 첫번째 단계에서 산출한 영상간 방향 및 거리 차이에 기초하여 이웃 영상의 변환 영상을 생성하는 단계이다. 본 단계에서, 참조 영상의 확장 영역인 이웃 영상이 참조 영상의 퍼스펙티브에 맞게 수정될 수 있다. 여기서, 참조 영상의 퍼스펙티브에 맞게 이웃 영상을 수정한다는 것은, 이웃 영상을 참조 영상과 같은 퍼스펙티브 공간에 있도록 변환하는 것을 의미한다.

제3 단계는 변환 영상과 참조 영상을 기초로 변환 확장 영상을 생성하는 단계이다. 구체적으로, 변환 영상이 참조 영상과 연속되도록, 변환 영상 및 참조 영상을 합함으로써, 변환 확장 영상을 생성할 수 있다.

제4 단계는 생성된 변환 확장 영상을 참조 영상 리스트에 저장하는 단계이다. 변환 확장 영상을 참조 영상 리스트에 저장함으로써, 복호화/부호화 대상 영상의 시간적 예측을 위해 이용할 수 있다.

위와 같이 변환 영상 및 참조 영상을 합하여 시간적 예측에 적합한 영상을 생성함으로써, 전방향 비디오의 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다. 도 9의 흐름도를 통해 상술한 단계들에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 9는 본 발명에 따른 변환 확장 영상을 생성하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 먼저, 퍼스펙티브가 다른 영상들이 공간적으로 연속하여 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S910). 퍼스펙티브가 다른 영상들이 공간적으로 연속하여 존재하는지 여부는 영상에 부가되는 데이터(예를 들어, 메타 데이터) 또는 다시점 영상의 특성(예를 들어, 다면체의 전개도는 고정된 개수의 퍼스펙티브를 가짐)을 통해 확인할 수 있다. 일 예로, 영상이 다면체 전개도로 투영되는 경우, 퍼스펙티브가 다른 영상들이 공간적으로 연속하여 존재하는 것이라 판단될 수 있다.

퍼스펙티브가 다른 영상들이 공간적으로 연속하여 존재하는 경우, 퍼스펙티브가 다른 영상 간 퍼스펙티브 차이를 획득할 수 있다(S920). 여기서, 퍼스펙티브 차이는 각도 차이 및 위치 차이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 각도는 3차원 공간에 표시하기 위한 오일러 각 또는 그 부분집합을 의미하고, 위치는 3차원 공간 위치좌표 또는 그 부분집합을 의미한다.

다면체로 투영되는 전방위 영상의 경우, 퍼스펙티브가 다른 영상 간 각도차이가 고정된 값을 갖는다. 아울러, 다면체로 투영되는 전방위 영상의 경우 퍼스펙티브가 다른 영상들이 경계에서 연속되기 때문에, 거리 차이도 없다고 볼 수 있다.

일 예로, 도 10은 다면체로 투영되는 전방위 영상의 퍼스펙티브 차이를 예시한 도면이다. 도 10의 (a)에 도시된 예에서, 전방위 영상이 정육면체에 투영되는 경우, 두 영상(P1, P2)의 각도 차이는 90도로 고정되어 있고, 두 영상(P1, P2)은 경계를 기준으로 연속하는 바, 두 영상의 거리 차이는 0으로 유도될 수 있다.

도 10의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 전방위 영상이 정십이면체에 투영되는 경우, 두 영상(P3, P4)의 각도 차이는 90도로 고정되어 있고, 두 영상(P3, P4)은 경계를 기준으로 연속하는 바, 두 영상의 거리 차이는 0으로 유도될 수 있다.

도 10의 (c)에 도시된 예에서와 같이, 전방위 영상이 구에 투영되는 경우, 두 영상(P5, P6)의 각도 차이는 구의 특성에 의해 연산될 수는 없다. 두 영상의 각도 차이(θ3)는 도 11의 (a)를 통해 후술될 카메라간 각도 차에 의해 연산될 수 있다. 다만, 두 영상(P5, P6)은 연속하여 존재하는 바, 두 영상의 거리 차이는 0으로 유도될 수 있다.

위처럼, 전방위 영상이 구와 같은 비 다면체로 투영되거나, 각 영상의 배치에 있어서 일정한 규칙이 존재하지 않는 경우, 카메라들의 위치, 카메라들의 시야각, 카메라간 각도 등을 통해 영상간 퍼스펙티브 차이가 산출될 수 있다.

일 예로, 도 11은 영상 간 퍼스펙티브 차이를 산출하기 위한 예를 설명하기 위한 도면이다.

전방위 영상이 비다면체로 투영되거나, 각 영상간 배치가 불규칙적인 경우, 두 영상의 퍼스펙티브 차이(즉, 위치 차이(d2) 및 각도 차이(θ4))는, 카메라들(C1, C2)의 위치, 카메라들간의 위치 차이(d1), 카메라들 간의 각도 차이(θ3) 및 각 카메라의 시야각(θ1, θ2) 중 적어도 하나에 기초하여 계산될 수 있다. 여기서, 위치는 3차원 공간 상의 위치 좌표(예컨대, 도 11(b)의 (x, y, z))를 가리키고, 각도란 3차원 공간에 표시하기 위한 오일러 각도(예를 들어, 도 11(b)의 (a, b, r))를 의미할 수 있다. 위와 같은 정보는 각 영상에 부가되는 메타 데이터의 형태로 부호화 또는 시그널링될 수 있다.

퍼스펙티브가 다른 영상 간 퍼스펙티브 차이가 산출되면, 산출된 퍼스펙티브 차이를 기준으로, 퍼스펙티브가 다른 영상들을 동일한 퍼스펙티브로 변환할 수 있다(S930). 일 예로, 퍼스펙티브가 다른 두 영상에 대해, 두 영상 중 어느 하나를 다른 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 변환하는 과정이 수행될 수 있다.

도 12는 타 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 영상이 변환되는 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 12의 (a)는 전방위 영상이 정육면체로 전개된 예를 나타낸 도면이고, 도 12의 (b)는 정육면체의 상단부(예를 들어, P1) 또는 하단부(예를 들어, P6)로부터 정육면체를 바라보았을 때의 평면도이다.

전방위 영상이 도 12의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 정육면체로 전개된다고 가정하였을 때, 현재 영상의 P4 면에 포함된 영역은, 참조 영상의 P4 면에 포함된 참조 영역을 통해 예측되는 것이 바람직할 것이다. 다만, 현재 영상의 P4 면에 포함된 영역을 참조 영상의 P3 면을 이용하여 예측하고자 하는 경우, P4 면과 P3 면은 퍼스펙티브가 서로 달라, 예측의 효율성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 참조 영상을 저장할 때, P3 면을 P4 면의 퍼스펙티브에 맞춰 변환하는 과정을 수행할 필요가 있다.

일 예로, 도 12의 (b)에 도시된 예에서, P3 면에 포함된 위치 x를 P4와 같은 퍼스펙티브를 갖는 위치 y에 투영함으로써, P3 면을 P4 면의 퍼스펙티브에 맞춰 변환할 수 있다. 이때, P3 면과 P4 면의 퍼스펙티브 차이는 간략히 다음 수학식 1에 의해 간략화될 수도 있다.

상기 수학식 1에서, a는 정육면체의 한 변의 길이를 나타낸다. P3 면을 P4 면의 퍼스펙티브에 맞춰 변환한 참조 영상을 이용하여, 현재 영상의 P4 면을 예측할 경우, 참조 영상의 P3 면과 현재 영상의 P4 면 사이의 퍼스펙티브를 통일시킬 수 있는 바, 예측시 왜곡을 줄일 수 있게 된다.

공간적으로 이웃하는 시점이 다른 영상이 추가 존재하는 경우, 위 원리에 따라 이웃 영상의 변환이 추가적으로 수행될 수 있다(S940).

특정 영상의 퍼스펙티브를 기준으로 이웃 영상들이 변환되었을 때, 특정 영상과 변환된 이웃 영상들을 합하여 참조 영상을 생성할 수 있다(S950).

일 예로, 전방향 영상이 정육면체 형상을 갖는 경우, 정육 면체의 특정 면과 이웃하는 복수의 이웃 면을 특정 면의 퍼스펙티브에 맞춰 변환하고, 특정 면과 변환된 복수의 이웃 면을 합하여 참조 영상이 생성될 수 있다.

일 예로, 도 13 및 도 14는 정육면체의 특정 면을 기준으로 참조 영상을 생성하는 예를 도시한 도면이다. 도 13의 (a)를 참조하면, P4 면을 기준으로, P4 면은, P1, P3, P5 및 P6 면과 이웃하고 있다. 이에 따라, P4 면의 퍼스펙티브에 맞춰, P1, P3, P5 및 P6면을 변환하여, T1, T3, T5 및 T6를 생성하고, P4 면과 생성된 변환 영상 T1, T3, T5, T6를 합함으로써 참조 영상을 생성할 수 있다.

이때, P4 면과 이웃하는 이웃 면의 전체 영역이 변환 대상으로 설정될 수도 있으나, 부호화기에서 설정한 일부 영역(예를 들어, 검색 범위(Search Range)) 만이 변환 대상으로 설정될 수도 있다.

도 13의 (b)는, 이웃 면의 전체 영역이 변환 대상인 경우 참조 영상이 생성되는 예를 나타낸 도면이고, 도 13의 (c)는, 이웃 면의 일부 영역이 변환 대상인 경우 참조 영상이 생성되는 예를 나타낸 도면이다.

전체 또는 그 일부가 변환된 영상은 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상에 맞춰 그 위치가 결정된다. 다면체로 투영되는 영상의 경우, 다면체 특성에 맞춰 변환 영상의 위치가 결정된다. 변환 영상은 그 위치에 맞춰 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상과 합쳐질 수 있다.

일 예로, 도 14의 (a)에 도시된 (a) 및 (b)에 도시된 예에서, T1, T3, T5 및 T6 영상의 위치는 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상 P4에 맞춰 상대적으로 위치가 결정된다. 즉, 각각의 변환 영상 T1, T3, T5 및 T6는, P4의 퍼스펙티브에 맞춰 투영된 위치에서 P4와 합쳐지게 된다.

도 14의 (c) 및 (d)는, P4와 변환 영상 T1, T3, T5 및 T6가 합쳐져 생성된 참조 영상 R4를 예시한 도면이다. 도 14의 (c)는 이웃 영상의 변환 가능한 전체 영역이 P4의 퍼스펙티브에 맞춰 투영된 경우를 예시한 도면이고, 도 14의 (d)는 이웃 영상의 일부 영역의 P4의 퍼스펙티브에 맞춰 투영된 경우를 예시한 도면이다.

다이버전트 영상은 복수 카메라의 촬영 방향이 퍼지는 형태를 띨 때 촬영된 영상을 의미한다. 이에 따라, 다이버전트 영상 역시 퍼스펙티브가 다른 복수의 영상을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 15는 다이버전트 영상을 예시한 도면이다. 도 15에 도시된 예에서, 카메라 C1는 제1 방향 W1을 촬영하고, 카메라 C2는 제2 방향 W2를 촬영하며, 카메라 C3는 제3 방향 W3을 촬영하는 것으로 예시되었다. 이에 따라, P1, P2 및 P3를 포함하는 다이버전트 영상이 생성되는 것으로 예시되었다.

다이버전트 영상도 다면체와 마찬가지로, 영상간 각도 및 위치 차이를 기초로 변환이 수행될 수 있다. 단, 다이버전트 영상은 다면체와는 달리 각 영상의 배치에 일정한 규칙이 없으므로, 영상의 특성만으로, 퍼스펙티브가 다른 영상 간 각도 차이 및 거리 차이를 알 수는 없다. 따라서, 다이버전트 영상의 퍼스펙티브 차이는 영상에 부가되는 추가 데이터(예를 들어, 메타 데이터)를 통해 부호화/시그널링될 수 있다.

영상 간의 퍼스펙티브 차이를 획득한 이후, 앞서 설명한 다면체와 동일한 방식으로 참조 영상이 생성될 수 있다.

일 예로, 도 16은 다이버전트 영상에 대한 참조 영상을 생성하는 예를 도시한 도면이다. 도 16의 (a)를 참조하면, P1 영상과 퍼스펙티브가 다른 P2 영상이 존재하는 것으로 도시되었다. P1을 기준으로 참조 영상을 생성하는 경우, P2의 전체 영역 또는 일부 영역을 P1의 퍼스펙티브에 맞춰 변환하고, 변환된 영상을 P1과 합쳐 참조 영상을 생성할 수 있다. 도 16의 (b)은, P2의 전체 영역을 변환함으로써 생성된 T2 및 P1을 합쳐 참조 영상이 생성되는 예를 나타낸 것이고, 도 16의 (c)는 P2의 일부 영역(예를 들어, 검색 범위(search range))을 변환함으로써 생성된 T'2 및 P1을 합쳐 참조 영상이 생성되는 예를 나타낸 것이다.

다이버전트 영상의 경우, 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상을 중심으로 변환 영상의 위치가 결정될 수 있다. 이때, 변환 영상의 위치는 각 영상의 위치 정보를 기초로 결정될 수 있다. 변환 영상의 위치가 결정되면, 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상과 변환 영상을 합하여 참조 영상이 생성될 수 있다.

일 예로, 도 17은 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상과 변환 영상을 합쳐 참조 영상을 생성하는 예를 나타낸 도면이다. 도 17에 도시된 예에서, P2 영상을 변환함으로써 생성된 T2는, 다이버전트의 기준이 되는 영상 P1을 중심으로 오른쪽에 위치하는 것으로 예시되었다. 이에 따라, P1 영상의 우측에 변환 영상 T2의 적어도 일부를 생성함으로써, 참조 영상 R1을 생성할 수 있다.

컨버전트 영상은 복수 카메라의 촬영 방향이 어느 한 곳을 향해 수렴하는 형태를 띨 때 촬영되는 영상을 의미한다. 컨버전트 영상 역시 퍼스펙티브가 다른 복수의 영상을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 18은 컨버전트 영상을 예시한 도면이다. 도 18에 도시된 예에서, 카메라, C1, C2, C3 및 C4의 촬영 방향 W1, W2, W3 및 W4는 한 점을 향하는 것으로 예시되었다. 이 결과, P1, P2, P3 및 P4를 포함하는 컨버전트 영상이 생성되는 것으로 예시되었다.

컨버전트 영상도 다면체와 마찬가지로, 영상간 각도 및 위치 차이를 기초로 2D 변환될 수 있다. 다만, 컨버전트 영상 역시 다면체와는 달리 각 영상의 배치에 일정한 규칙이 없으므로, 영상의 특성만으로 퍼스펙티브가 다른 영상 간 간도 차이 및 거리 차이를 알 수 없다. 따라서, 컨버전트 영상의 퍼스펙티브 차이는 영상이 부가되는 추가 데이터(예를 들어, 메타 데이터)를 통해 부호화/시그널링될 수 있다.

컨버전트 영상은, 다면체 혹은 다이버전트 영상과는 달리, 영상의 시점이 특정 방향을 향한다. 이에 따라, 컨버전트 영상은 위치가 연속되면서 같은 방향으로 확장된 영상을 복수개 포함할 수 있다. 이에 따라, 컨버전트 영상의 참조 영상을 생성할 시, 동위치에 변환이 가능한 이웃 영상들이 여러 개 존재한다는 특징이 있다. 이 경우, 특정 영상 및 특정 영상에 동위치에 존재하는 이웃 영상들 중 적어도 일부를 변환함으로써 생성된 변환 영상에 기초하여, 참조 영상이 생성될 수 있다.

컨버전트 영상과 같이 퍼스펙티브가 다른 영상간의 위치 차이가 크지 않은 경우, 다면체 혹은 다이버전트 영상과는 달리, 생성된 변환 영상은 다음의 양상을 띨 수 있다.

첫번째 양상은, 특정 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 변환된 이웃 영상이 특정 영상과 중첩되지 않는 영역을 충분히 포함하고 있는 경우이다. 바꿔 말하면, 특정 영역에 부가되는 확장 영역(즉, 변환된 이웃 영상 중 특정 영상과 중첩되지 않는 부분)이 필수 정보(예를 들어, 시간적 예측에 필요한 영역)를 포함하는 경우이다. 이 때에는, 앞서 다면체 혹은 다이버전트 영상에서 참조 영상을 생성하는 것과 동일한 방법이 적용될 수 있다.

두번째 양상은, 특정 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 변환된 이웃 영상이 특정 영상과 대부분 중첩되는 경우이다. 바꿔 말하면, 특정 영역에 부가되는 확장 영역이 충분한 추가 정보(예를 들어, 시간적 예측에 필요한 영역)을 포함하지 않는 경우이다. 특정 영역에 부가되는 확장 영역이 충분한 추가 정보를 포함하지 않는다면, 시간적 예측에 참조 영상을 사용하기 어렵다.

도 19를 참조하여, 각 양상에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 19는 변환 영상이 시간적 예측에 필수적인 영역을 포함하는지 여부를 예시한 도면이다.

설명의 편의를 위해, 컨버전트 영상은 도 19의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 복수의 영상(P1, P2, P3...PN)을 포함하는 것으로 가정한다. 도 19의 (b)는 P1 영상에 이웃하는 P2 영상을 P1 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 변환하는 예를 도시한 도면이다. 도 19의 (b)에 도시된 예에서와 같이, P1 영상에 이웃하는 적어도 하나의 영상을 P1 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 변환함으로써, P1 영상에 대한 참조 영상을 생성할 수 있다. 이때, 변환된 이웃 영상들은 P1 영상과의 중첩 정도에 따라 필수 영역을 온전히 포함할 수도 있고, 필수 영역을 온전히 포함하지 못할 수도 있다. 일 예로, 도 19의 (c)에서는, P2 영상으로부터 변환된 영상 T2는 필수 영역(예를 들어, 검색 범위(Search Range))보다 작은 영역을 포함하나, P3 영상으로부터 변환된 영상 T3는 필수 영역을 포함하는 것으로 예시되었다.

도 19의 (c)에 도시된 T2 영상과 같이, 변환된 영상이 필요한 최소한의 영역을 포함하지 않는다면, 시간적 예측에 이용하기 어려울 수 있다. 이 경우, 변환된 이웃 영역의 픽셀값을 이용하여, 시간적 예측을 수행하는데 모자란 영역을 패딩하여, 참조 영상을 생성할 수 있다. 즉, 시간적 예측에 이용하기 위해 필수적으로 포함되어야 하는 영역 중 이웃 영상의 변환분으로부터 획득할 수 없는 영역을 변환된 이웃 영역의 엣지 샘플을 이용하여 패딩할 수 있다.

도 20은 컨버전트 영상에 대한 참조 영상을 생성하는 예를 도시한 도면이다. 도 19의 (c)에 도시된 변환 영상 T2를 통해 설명한 바와 같이, P2 영상에 대해 P1과 중첩되는 부분을 제외한 잔여 영역이 충분히 넓지 않은 경우, P2를 변환한 영상 T2 역시 시간적 예측에 사용하기 위한 필수 영역을 포함하지 않게 될 수 있다. 이 경우, 도 20의 (a) 및 (b)에 도시된 예에서와 같이, T2 영상의 엣지 샘플을 이용하여, 예측에 이용하기 위해 필요한 영역을 패딩할 수 있다.

도 20의 (a)는 P2 영상을 오른쪽으로 변환 확장 시, 오른쪽 엣지 샘플을 이용하여 잔여 영역을 패딩하는 예를 나타낸 것이고, 도 20의 (b)는 P2 영상을 위쪽으로 변환 확장 시, 위쪽 엣지 샘플을 이용하여 잔여 영역을 패딩하는 예를 나타낸 것이다.

도 20에서는 컨버전트 영상을 예로 들어 설명하였으나, 컨버전트 영상뿐만 아니라, 전방향 영상 또는 다이버전트 영상 등에 있어서도 변환된 영상이 예측 이용에 필요한 영역을 충분히 포함하고 있지 않은 경우 적용될 수 있다 할 것이다.

컨버전트 영상의 경우, 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상을 중심으로 변환 영상의 위치가 결정될 수 있다. 이때, 변환 영상의 위치는 각 영상의 위치 정보를 기초로 결정될 수 있다. 컨버전트 영상의 경우 동일 위치로 확장되는 여러 변환영상을 획득할 수 있으므로, 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상과 각각의 변환 영상을 합쳐 적어도 하나 이상의 참조 영상을 생성할 수 있다.

일 예로, 도 21은 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상과 변환 영상을 합쳐 참조 영상을 생성하는 예를 나타낸 도면이다. 도 21에 도시된 예에서, P2 영상을 변환함으로써 생성된 T2와 P1 영상을 합쳐 참조 영상 R1을 생성하고, P3 영상을 변환함으로써 생성된 T3와 P1 영상을 합쳐 참조 영상 R2를 생성할 수 있다. 이와 같은 방식으로, P1 영상을 기준으로, N개의 변환 영상에 대해 N-1개의 변환 영상이 생성될 수 있다.

참조 영상이 생성되면, 참조 영상은 참조 영상 리스트에 저장될 수 있다(S960). 아울러, 공간적으로 연속하는 퍼스펙티브가 다른 영상이 존재하지 않는 경우(S910), 현재 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 리스트에 저장할 수 있다(S960).

생성된 참조 영상을 참조 영상 리스트에 저장하는 경우, 참조 영상은 동일한 시간대를 기준으로 그룹화되어 저장될 수 있다.

도 22는 정육면체 형태로 전개되는 전방향 영상에 대한 참조 영상 리스트가 생성되는 예를 도시한 도면이다.

전방위 영상이 정육면체로 전개됨을 가정할 경우, 특정 시간대의 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상에 대해 하나의 참조 영상이 생성될 수 있다. 특정 시간대에서 퍼스펙티브의 기준이 될 수 있는 영상은 총 6개 이므로, 특정 시간대에 최대 6개의 참조 영상이 생성될 수 있다. 이에 따라, 특정 시간의 복수의 참조 영상은 그룹화되어 저장될 수 있다.

일 예로, t0 시간대의 전방위 영상에 대해, 총 6개의 참조 영상(P1의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상 R1, P2의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상 R2,...P6의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상 R6)이 생성될 수 있다. t0 시간대를 기준으로 생성된 참조 영상은 하나의 그룹으로 그룹화되어 저장될 수 있다. 이와 마찬가지로, t1, t2, ...tN 등 참조 영상 리스트는 소정 시간대를 기준으로 그룹화되어 리스트에 저장될 수 있다.

도 23은 다이버전트 영상에 대한 참조 영상 리스트가 생성되는 예를 도시한 도면이다.

다이버전트 영상의 경우, 특정 시간대의 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상에 대해 하나의 참조 영상이 생성될 수 있다. 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상의 수는 다이버전트 영상을 촬영하는 카메라 수에 의해 결정되므로, 특정 시간대에 카메라 수 만큼 참조 영상이 생성될 수 있을 것이다. 다면체로 전개되는 전방위 영상과 마찬가지로, 다이버전트 영상의 특정 시간대의 복수의 참조 영상이 그룹화되어 저장될 수 있다.

일 예로, t0 시간대의 다이버전트 영상에 대해, 총 3개의 참조 영상(P1의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상 R1, P2의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상 R2 및 P3의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상 R3)이 생성되었다고 가정하였을 경우, t0 시간대를 기준으로 생성된 3개의 참조 영상이 하나의 그룹으로 그룹화되어 저장될 수 있다. 이와 마찬가지로, t1, t2, ...tN 등 참조 영상 리스트는 소정 시간대를 기준으로 그룹화되어 리스트에 저장될 수 있다.

도 24는 컨버전트 영상에 대한 참조 영상 리스트가 생성되는 예를 도시한 도면이다.

컨버전트 영상의 경우, 특정 시간대의 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상에 대해 적어도 하나 이상의 참조 영상이 생성될 수 있다. 일 예로, 퍼스펙티브의 기준이 되는 영상이 P1 영상일 때, P1 영상 및 P2 영상에 기초하여 제1 참조 영상 R1을 생성하고, P1 영상 및 P3 영상에 기초하여 제2 참조 영상이 생성될 수 있다. 컨버전트 영상의 참조 영상도, 전방위 영상과 마찬가지로, 특정 시간대에 생성된 복수의 참조 영상이 그룹화되어 저장될 수 있다.

일 예로, t0 시간대의 컨버전트 영상에 대해, P1의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 N개의 참조 영상, P2의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 N개의 참조 영상, ... PN의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 N개의 참조 영상 등이 존재할 수 있다. 이 경우, t0 시간대를 기준으로 생성된 복수의 참조 영상이 하나의 그룹으로 그룹화되어 저장될 수 있다. 이와 마찬가지로, t1, t2, ...tN 등 참조 영상 리스트는 소정 시간대를 기준으로 그룹화되어 리스트에 저장될 수 있다.

도 22 내지 도 24에서는 복수의 참조 영상이 시간대를 기준으로 그룹화되어 저장되는 것으로 예시되었다. 도시된 예와 달리, 복수의 참조 영상은 퍼스펙티브 기준이 되는 영상을 기준으로 그룹화되어 저장될 수도 있다 할 것이다.

참조 영상을 선택하기 위해, 참조 영상을 선택하기 위한 정보가 부호화/시그널링될 수 있다. 이때, 참조 영상을 선택하기 위한 정보는 참조 영상이 포함된 시간에 대한 정보 또는 해당 시간대에 포함된 복수의 참조 영상 중 적어도 하나를 식별하기 위한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 22를 예로 들어, 참조 영상을 선택하기 위한 정보가 t0 시간 대의 P1의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상을 가리키고 있다면, 해당 시간대의 해당 참조 영상이 시간적 예측을 위해 이용될 수 있을 것이다.

다른 예로, 특정 시간대에 포함된 복수의 참조 영상 중 어떤 것을 선택할 것인지는, 현재 부호화/복호화하고자 하는 영역의 위치를 기초로 선택될 수 있다. 예를 들어, 현재 부호화/복호화하고자 하는 영역이 정육면체의 P6 면에 포함되어 있다면, 부호화기 및 복호화기는 P6의 퍼스펙티브를 기준으로 생성된 참조 영상을 시간적 예측에 이용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 공간적으로 이웃하는 영상 간 퍼스펙티브가 다를 경우, 영상의 경계를 기준으로 투영된 사물의 모양이 퍼스펙티브에 따라 달라지는 왜곡이 발생할 수 있다. 위와 같이, 영상 간 경계에서 왜곡으로 인한 부호화/복호화 효율을 저하하기 위해, 참조에 사용할 임의 시점 영상에 대해, 임의 영상(또는 영역)의 퍼스펙티브에 맞춰 이에 이웃하는 영상(또는 영역)을 변환과정을 거침으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.

도 25는 본 발명에 따라 참조 영상을 생성하는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하기 위한 도면이다.

도 25의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 이웃 영상을 변환하지 않은 채 시간적 예측을 사용한다면, 면의 경계에서 퍼스펙티브 차에 의한 왜곡이 발생하게 된다. 도 25의 (a)에서는 P6 면의 경계에서, 비선형적 왜곡이 발생하는 것이 도시되어 있다. 이에 따라, 특정 영상의 경계 부분을 기초로 시간적 예측을 수행하고자 하는 경우, 퍼스펙티브 차이로 인해 시간적 예측 효율이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.

그러나, 도 25의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 이웃 영상을 변환하여, 참조 영상을 생성하고, 생성된 참조 영상을 기초로 시간적 예측을 사용한다면, 면의 경계에서의 왜곡을 현저히 줄일 수 있다. 도 25의 (b)에 도시된 예에서는 P6 면의 경계에 존재했던 비선형 변화가 선형적으로 변환된 것이 예시되었다. 이에 따라, 특정 영상의 경계 기분을 기초로 시간적 예측을 수행한다 하더라도, 퍼스펙티브 차이에 따른 왜곡이 적어 시간적 예측 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

위처럼, 이웃 영상이 변환되지 않은 채 시간적 예측을 수행하는 경우, 영상의 부호화/복호화시 영상의 경계에 위치한 블록을 기초로 시간적 예측을 수행하기 어렵다. 이에 따라, 이웃 영상이 변환되지 않은 상태에서, 퍼스펙티브가 변화하는 경계에 인접한 경계 블록들은, 시간적 예측보다 공간적 예측을 통해 부호화되는 것이 일반적이다.

그러나, 본 발명에서 제안한 바와 같이, 이웃 영상을 변환하여 생성된 참조 영상을 기초로 시간적 예측을 수행하는 경우, 영상의 부호화/복호화시 영상의 경계에 위치한 블록을 기초로 시간적 예측을 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 퍼스펙티브가 변화하는 경계에 인접한 경계 블록들 역시 시간적 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있어 영상 압축 효율이 높아질 수 있다.

일 예로, 도 26은 본 발명의 적용 여부에 따른 부호화 양상을 예시한 도면이다. 도 26의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 본 발명이 적용되지 않은 상태에서, 퍼스펙티브가 변화하는 경계에 위치한 블록들은 일반적으로 인트라 예측을 통해 부호화된다. 그러나, 도 26의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 본 발명이 적용된다면, 퍼스펙티브가 변화하는 경계에 위치한 블록들도 시간적 예측에 의해 부호화될 수 있다.

본 발명에 따르면, 예측에 이용될 영상을 확장할 것인지 여부는, 부호화 파라미터로 부호화되어, 비트스트림에 의해 시그널링될 수 있다. 일 예로, 예측에 이용될 영상을 확장할 것인지 여부는 1비트의 플래그에 의해 부호화 및 시그널링될 수 있다. 해당 플래그가 예측에 이용될 영상을 확장할 것임을 가리키는 경우, 특정 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 이웃 영상을 변환한 뒤, 특정 영상과 이웃 영상을 합하여 참조 영상을 생성하는 방법이 적용될 수 있다. 반면, 해당 플래그가 예측에 이용될 영상을 확장할 것임을 가리키지 않는 경우, 퍼스펙티브에 기초한 변환 및 특정 영상을 확장하는 과정 등은 수행되지 않을 것이다.

이때, 예측에 이용될 영상을 확장할 것인지 여부는, 파라미터 세트, 픽처 단위, 슬라이스 단위 또는 부호화 대상 유닛 단위로 시그널링될 수 있다. 하기 표 1은 예측에 이용될 영상을 확장할 것인지 여부를 나타내는 정보가 VPS를 통해 시그널링되는 예를 나타낸 것이고, 표 2는 상기 정보가 SPS를 통해 시그널링되는 예를 나타낸 것이다.

seq_parameter_set_rbsp(　) {	Descriptor
vps_video_parameter_set_id	u(4)
vps_reserved_three_2bits	u(2)
vps_max_layers_minus1	u(6)
…
perspective_reference_picture_enabled_flag	u(1)
…

seq_parameter_set_rbsp(　) {	Descriptor
sps_video_parameter_set_id	u(4)
sps_max_sub_layers_minus1	u(3)
sps_temporal_id_nesting_flag	u(1)
…
perspective_reference_picture_enabled_flag	u(1)
…

상기 표 1 및 표 2에서, 'perspective_reference_picture_enabled_flag'는 예측에 이용될 영상을 확장할 것인지 여부를 타나낸다. 본 발명에서 제안하는 바와 같이, 영상에 이용될 영상을 확장하고자 하는 경우, 'perspective_reference_picture_enabled_flag'는 '1'로 설정되고, 영상에 이용될 영상을 확장하지 않기로 하는 경우, 'perspective_reference_picture_enabled_flag'는 '0'으로 설정될 수 있다. 또는, 영상에 이용될 영상을 확장할지 여부는 설명한 예와 반대의 값으로 설정될 수도 있다.

'perspective_reference_picture_enabled_flag'가 '1'인 경우, 참조 영상을 구성할 때 영상의 방향과 위치를 고려한 확장된 참조영상이 생성될 수 있다. 아울러, 확장된 참조 영상을 기초로 예측이 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 부호화기 및 복호화기의 구성에 대해서는 도 27 및 도 28을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 27은 본 발명에 따른 부호화기의 구성을 도시한 블록도이다.

부호화기는 전방향 영상의 전개도, 컨버전트 카메라 영상, 다이버전트 영상을 부호화하는 장치를 의미한다. 부호화기는 투영부(100), 화면 간 예측부(110), 화면 내 예측부(120), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 참조 영상 확장부(180) 및 복원 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.

부호화기는 입력 영상에 대해 화면 내 예측 모드(또는 공간적 모드) 및/또는 화면 간 예측 모드(또는 시간적 모드)로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화기는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 예측 모드로 화면 내 예측 모드가 사용되는 경우 스위치는 화면 내 예측으로 전환될 수 있고, 예측 모드로 화면 간 예측 모드가 사용되는 경우 스위치는 화면 간 예측으로 전환될 수 있다. 여기서 화면 내 예측 모드는 인트라 예측 모드(즉, 공간적 예측 모드)를 의미할 수 있으며, 화면 간 예측 모드는 인터 예측 모드(즉, 시간적 예측 모드)를 의미할 수 있다.

부호화기는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 신호를 생성할 수 있다. 블록 단위의 예측 신호는 예측 블록이라 칭해질 수 있다. 또한, 부호화기는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.

투영부(100)는 전방향 영상 또는 다이버전트 영상 등을 등장방형 또는 다면체의 전개도 등 2차원 형태로 투영하는 역할을 수행한다. 이를 통해, 불규칙적인 각도와 위치를 갖는 여러 개의 영상이 다면체의 전개도에 맞는 2차원 영상으로 변환될 수 있다. 투영부는 카메라들의 위치 및 각도 등을 이용하여, 전방향 영상 또는 다이버전트 영상 등을 2차원 영상으로 변환할 수도 있다.

예측 모드가 인트라 모드인 경우, 화면 내 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화된 블록의 픽셀 값을 참조 화소로서 이용할 수 있다. 화면 내 예측부(120)는 참조 화소를 이용하여 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다.

예측 모드가 인터 모드인 경우, 화면 간 예측부(110)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.

감산기는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다.

변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.

변환 계수에 양자화를 적용함으로써 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.

양자화부(140)는 변환 계수를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)을 생성할 수 있고, 양자화된 변환 계수 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.

엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 픽셀의 정보 외에 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.

부호화기가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상(들)에 대하여 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화기는 부호화된 현재 영상을 다시 복호화할 수 있고, 복호화된 영상을 참조 영상으로 저장할 수 있다. 복호화를 위해 부호화된 현재 영상에 대한 역양자화 및 역변환이 처리될 수 있다.

양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다. 역양자화 및 역변환을 통해 생성된 잔차 블록을 예측 블록과 합함으로써 복원 블록(reconstructed block) 이 생성될 수 있다.

도시되지는 않았지만, 복원 블록은 필터부를 거칠 수 있다. 필터부는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부는 인루프 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.

참조 영상 확장부(180)는 복원된 전방향 영상, 다이버전트 영상 또는 컨버전트 영상이 포함하는 영상 각각의 퍼스펙티브에 맞춰 참조 영상을 생성하는 역할을 수행한다. 참조 영상 확장부를 통해 생성된 참조 영상은 시간대별 또는 퍼스펙티브 별로 그룹화되어 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 참조 영상 확장부에 대해서는 도 29를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 28은 본 발명에 따른 복호화기의 구성을 도시한 블록도이다.

도 28을 참조하면, 복호화기는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 화면 내 예측부(240), 화면 간 예측부(250), 참조 영상 확장부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.

복호화기는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화기는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화기는 복호화를 통해 복원 영상을 생성할 수 있고, 복원 영상을 출력할 수 있다.

복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.

복호화기는 입력된 비트스트림으로부터 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화기는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상 블록인 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은, 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level) 형태의 심볼 및 영상 데이터의 복호화를 위해 필요한 정보를 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법과 유사할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 업라이트(up right) 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 2차원 블록 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔 대신 수직 스캔, 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.

양자화된 변환 계수 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 주파수 영역에서 공간 영역으로 역변환될 수 있다. 양자화된 변환 계수 레벨이 역양자화 및 역변환 된 결과로서, 복원된 잔여 블록이 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.

인트라 모드가 사용되는 경우, 화면 내 예측부(240)는, 공간 영역에서, 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀 값을 이용하는 공간적 예측을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.

인터 모드가 사용되는 경우, 화면 간 예측부(250)는, 공간 영역에서, 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 화면 간 예측부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 현재 픽쳐 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다. 여기서, 현재 픽쳐 참조 모드는 복호화 대상 블록이 속한 현재 픽쳐 내의 기-복원된 영역을 이용한 예측 모드를 의미할 수 있다. 상기 기-복원된 영역은 복호화 대상 블록에 인접하지 않은 영역일 수 있다. 상기 기-복원된 영역을 특정하기 위해 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 소정의 벡터가 이용될 수도 있다. 복호화 대상 블록이 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 플래그 혹은 인덱스가 시그날링될 수도 있고, 복호화 대상 블록의 참조 영상 색인을 통해 유추될 수도 있다. 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 현재 픽쳐는 복호화 대상 블록을 위한 참조 영상 리스트 내에서 고정된 위치(예를 들어, refIdx=0인 위치 또는 가장 마지막 위치)에 존재할 수 있다. 또는, 참조 영상 리스트 내에 가변적으로 위치할 수도 있으며, 이를 위해 현재 픽쳐의 위치를 나타내는 별도의 참조 영상 색인이 시그날링될 수도 있다.

복원된 잔여 블록 및 예측 블록은 가산기를 통해 더해질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 더해짐에 따라 생성된 블록은 필터부를 거칠 수 있다. 필터부는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다.

참조 영상 확장부(260)는 복원된 전방향 영상, 다이버전트 영상 또는 컨버전트 영상이 포함하는 영상 각각의 퍼스펙티브에 맞춰 참조 영상을 생성하는 역할을 수행한다. 참조 영상 확장부를 통해 생성된 참조 영상은 시간대별 또는 퍼스펙티브 별로 그룹화되어 참조 픽처 버퍼(270)에 저장될 수 있다. 참조 영상 확장부에 대해서는 도 29를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 29는 본 발명에 따른 참조 영상 확장부의 블록도이다.

도 29를 참조하면, 참조 영상 확장부는, 변환부(310), 확장부(320) 및 참조영상 리스트 생성부(330)를 포함할 수 있다.

변환부(310)는 예측에 이용될 영상에 시간축이 동일하고 위치상 연속된 퍼스펙티브가 다른 영상이 존재하는지 여부를 확인하고, 존재하는 경우, 이를 예측으로 쓰일 영상의 퍼스펙티브에 맞춰 변환하는 역할을 수행한다. 일 예로, 정육면체의 전개도 형태의 2D 영상에 대해, 변환부는 퍼스펙티브가 다른 공간적으로 이웃하는 영상들 중 적어도 하나의 퍼스펙티브에 맞춰 다른 영상들을 변환하는 역할을 수행할 수 있다.

확장부(320)는 예측에 쓰일 영상과 변환부에서 변환된 영상을 합하는 역할을 수행한다. 즉, 확장부에 의해, 예측에 쓰일 영상(즉, 참조 영상)의 크기는 변환된 영상의 합산분 만큼 증가할 수 있다. 이때, 변환된 영상이 확장되는 위치는 영상의 특성 또는 영상의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.

참조 영상 리스트 생성부(330)는 예측에 쓰일 영상과 변환된 영상을 합하여 생성된 참조 영상을 참조 영상 리스트에 추가하는 역할을 수행한다. 참조 영상은 시간축에 맞춰 참조 영상 리스트에 입력될 수 있다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들을 통해 기술된 구성요소들(components)은 DSP (Digital Signal Processor), 프로세서(processor), 제어부(controller), asic (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그램 가능 논리 요소(programmable logic element), 다른 전자기기 및 이들의 조합 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다. 이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들을 통해 설명된 적어도 하나의 기능 또는 프로세스들은 소프트웨어로 구현되고 소프트웨어는 기록 매체에 기록될 수 있다. 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. 본 발명의 실시예를 통해 설명된 구성 요소, 기능 및 프로세스 등은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 투영부
110 : 화면 간 예측부
120 : 화면 내 예측부
130 : 변환부
140 : 양자화부
150 : 엔트로피 부호화부
160 : 역양자화부
170 : 역변환부
180 : 참조 영상 확장부
190 : 복원 픽처 버퍼
210 : 엔트로피 복호화부
220 : 역양자화부
230 : 역변환부
240 : 화면 내 예측부
250 : 화면 간 예측부
260 : 참조 영상 확장부
270 : 참조 픽처 버퍼

Claims (17)

1. 제1 시점을 갖는 제1 영상과 다른 시점을 갖는 제2 영상이 존재하는 경우, 상기 제2 영상을 상기 제1 시점으로 변환하는 단계;
   상기 제1 영상의 일면에 상기 제2 영상을 부가하여 참조 영상을 생성하는 단계; 및
   상기 참조 영상을 참조 픽처 리스트에 저장하는 단계
   를 포함하는 영상 부호화 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 변환 영상은, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간의 시점 차이에 기초하여 생성되고,
   상기 시점 차이는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간의 거리 차이 또는 각도 차이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 시점 차이는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 포함하는 전방향 영상의 특성에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전방향 영상이 정다면체로 투영되는 경우, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간 각도 차이는 상기 정다면체의 내각으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
5. 제2항에 있어서,
   상기 시점 차이는 상기 제1 영상을 촬영하는데 이용된 제1 카메라 및 상기 제2 영상을 촬영하는데 이용된 제2 카메라 사이의 거리 및 각도 차를 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 영상이 부가될 위치는 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 포함하는 정다면체의 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 참조 픽처는 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상에 대응하는 시간대 정보와 함께 상기 참조 픽처 리스트에 저장되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
8. 제1 시점을 갖는 제1 영상과 다른 시점을 갖는 제2 영상이 존재하는 경우, 상기 제2 영상을 상기 제1 시점으로 변환하는 단계;
   상기 제1 영상의 일면에 상기 제2 영상을 부가하여 참조 영상을 생성하는 단계; 및
   상기 참조 영상을 참조 픽처 리스트에 저장하는 단계
   를 포함하는 영상 복호화 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 변환 영상은, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간의 시점 차이에 기초하여 생성되고,
   상기 시점 차이는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간의 거리 차이 또는 각도 차이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 시점 차이는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 포함하는 전방향 영상의 특성에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 전방향 영상이 정다면체로 투영되는 경우, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 간 각도 차이는 상기 정다면체의 내각으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
12. 제10에 있어서,
    상기 시점 차이는 상기 제1 영상을 촬영하는데 이용된 제1 카메라 및 상기 제2 영상을 촬영하는데 이용된 제2 카메라 사이의 거리 및 각도 차를 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
13. 제8항에 있어서,
    상기 제2 영상이 부가될 위치는 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 포함하는 정다면체의 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
14. 제8항에 있어서,
    상기 참조 픽처는 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상에 대응하는 시간대 정보와 함께 상기 참조 픽처 리스트에 저장되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
15. 제14항에 있어서,
    현재 블록의 참조 픽처를 특정하는 참조 픽처 인덱스에 기초하여, 상기 참조 픽처 리스트로부터 적어도 하나의 참조 픽처를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 참조 픽처를 기초로 상기 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행하는 단계
    를 포함하되,
    상기 참조 픽처 리스트는 상기 현재 블록의 참조 픽처에 대응하는 시간대 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
16. 제1 시점을 갖는 제1 영상과 다른 시점을 갖는 제2 영상이 존재하는 경우, 상기 제2 영상을 상기 제1 시점으로 변환하는 변환부;
    상기 제1 영상의 일면에 상기 제2 영상을 부가하여 참조 영상을 생성하는 확장부; 및
    상기 참조 영상을 참조 픽처 리스트에 저장하는 참조 영상 리스트 생성부
    를 포함하는 영상 부호화 장치.
17. 제1 시점을 갖는 제1 영상과 다른 시점을 갖는 제2 영상이 존재하는 경우, 상기 제2 영상을 상기 제1 시점으로 변환하는 변환부;
    상기 제1 영상의 일면에 상기 제2 영상을 부가하여 참조 영상을 생성하는 확장부; 및
    상기 참조 영상을 참조 픽처 리스트에 저장하는 참조 영상 리스트 생성부
    를 포함하는 영상 복호화 장치.
    
    

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