KR0147956B1 - 영상 신호의 부호화/복호화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌우 대칭으로 형성되는 영상 신호에 대해서는 대칭되는 반쪽 영상 신호만을 부호화하는 영상 신호의 부호화/복호화 장치에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 물체(20)는 물론, 더미 데이터로 채워진 배경(10) 부분까지 즉, 영상 전체를 부호화함으로써 그 부호화에 따른 데이터가 그 만큼 증가하므로 결국, 부호화 효율이 저하하는 결점이 있다. 본 발명은 좌우 대칭으로 형성되는 영상 신호에 대해서는 미러 영상 신호를 이용하여 전체 영상 중에서 대칭되는 반쪽 영상 신호만을 부호화함으로써 부호화 효율이 증대되는 효과가 있다.

Description

영상 신호의 부호화/복호화 장치

제1도는 종래의 기술에 따른 영상 신호 부호화의 일 실시 예를 설명하기 위한 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 영상 신호의 부호화/복호화 장치에 있어서 영상 신호 부호화의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도.

제3도는 제2도에 따른 영상 신호 복호화의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도.

제4도는 제2도 및 제3도에 의해 설명될 영상의 일 실시 예를 설명하기 위한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 미러 영상 검출부 120 : 윤곽선 부호화부

130 : 다중화부 140 : 역다중화부

150 : 윤곽선 복호화부 160 : 미러 영상 발생부

170 : 스위칭부 180 : 배경

190 : 물체

본 발명은 영상 신호의 부호화/복호화(coding/decoding) 장치에 관한 것으로, 특히 좌우 대칭으로 형성되는 영상 신호에 대해서는 대칭되는 반쪽 영상 신호만을 부호화하는 영상 신호의 부호화/복호화 장치에 관한 것이다.

이와 관련하여, 제1도는 종래의 기술에 따른 영상 신호 부호화의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도로 먼저 도면 번호 10은 배경이고, 도면 번호 20은 물체를 각각 지시한다.

이와 같은 종래 기술에 따른 영상 신호 부호화의 일실시예를 보면, 배경(10) 부분에는 적당한 더미 데이터(dummy data)로 채워주고 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT) 등의 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform;DCT)을 이용하여 물체(20)가 포함된 화상을 부호화하여 전송한다.

여기서, 상기 사용된 용어를 간단히 설명하면 다음과 같다.

부호화:

신호를 특정한 부호들의 나열로 그 형태를 바꾸는 것으로, 그 기능에 따라서 신호원 부호화와 채널 부호화의 두 가지로 나뉜다.

먼저, 신호원 부호화는 신호의 중복성을 효과적으로 제거함으로써 부호화의 결과로 나오는 데이터의 양을 줄이고, 결과적으로 전송 데이터의 양을 줄이는 기능을 한다.

이와는 달리 채널 부호화는 채널을 통과할 때에 생기는 신호의 일그러짐, 손실 등에도 불구하고 수신기가 원 신호를 복원할 수 있도록 하기 위해 사용한다.

이산 코사인 변환:

코사인 함수를 이용한 직교 변환의 하나로써 상관성이 높은 영상 신호나 음성 신호에 대해 좋은 성능을 나타내며, 그 성능은 에너지 압축 효과가 최적인 카루넨-로에브 변환의 성능에 근접한다고 알려져 있으며, 이산 코사인 변환에는 여러 가지 정의가 있으나, 가장 많이 사용되는 것은 입력 신호를 {X(n): n=0,1,,2,...,N-1}이라고 하고 출력 신호를 {X(m): m=0,1,2,....,N-1}라고 할 때, 다음과 같은 관계식으로 주어진다.

여기서,일 때

=1, m≠0일 때

이때, 상기 직교 변환의 종류로는 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT)과 이산 하틀리 변환(Discrete Hartley Transform; DHT) 등이 있다.

고속 푸리에 변환:

이산 푸리에 변환을 고속으로 계산하기 위한 알고리즘으로, 대표적인 것으로는 쿨리-튜키(Cooley-Tukey)의 2n 알고리즘과 토마스(Thomas)와 굿(good)의 소인수 알고리즘이 있다.

이산 푸리에 변환:

직교 변환의 하나로서 주어진 입력 신호에 대한 변환의 결과가 그 신호의 주파수 성분에 대한 정보를 나타내는 것으로, 즉, 어떤 입력 신호를 나이퀴스트 주파수 이상으로 표본화를 하여 얻은 이산 데이터를 이산 푸리에 변환을 하면 그 신호의 주파수 특성을 주파수 영역에서 표본화한 이상 데이터가 얻어지며, 그 이산 푸리에 변환은 입력 신호를 {X(n): n=0,1,2,...,N-1}이라고 하고 출력 신호를 {X(m):m=0,1,2,...,N-1}이라고 하면 다음과 같은 관계식으로 정의된다.

이산 하틀리 변환:

직교 변환의 하나로서 이산 코사인 변환과 이산 푸리에 변환의 간접 계산 과정에 쓰이기도 하고 그 자체로서 이산 푸리에 변환 대신 사용되기도 하며, 그 이산 하틀리 변환은 입력 신호를 {X(n) : n=0,1,2,...,N-1}이라고 하고 출력 신호를 {X(m) : m=0,1,2,...,N-1}이라고 하면, 다음과 같은 관계식으로 정의된다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 물체(20)는 물론, 더미 데이터로 채워진 배경(10) 부분까지 즉, 영상 전체를 부호화함으로써 그 부호화에 따른 데이터가 그 만큼 증가하므로 결국, 부호화 효율이 저하하는 결점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 좌우 대칭으로 형성되는 영상 신호에 대해서는 미러(mirror) 영상 신호를 이용하여 전체 영상 중에서 대칭되는 반쪽 영상 신호만을 부호화하도록 하는 영상 신호의 부호화/복호화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 영상 신호를 미러 영상에 따라 윤곽선(contour) 부호화하는 부호화부와, 윤과선 부호화부의 신호를 미러 영상에 따라 윤곽선 복호화하는 복호화부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 부호화부는, 영상 신호를 인가 받아 그 영상 신호가 좌우 대칭으로 형성되는 영상인지를 검출하는 미러 영상 검출부와, 미러 영상 검출부의 미러 영상 검출 신호에 따라 영상 신호를 윤곽선에 따라 부호화하는 윤곽선 부호화부와, 미러 영상 검출부의 미러 영상 검출 신호와 윤곽선 부호화부의 윤곽선 부호화 신호를 다중화(MultiPleXing;MPX)하는 다중화부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복호화부는, 부호화부의 신호를 인가받아 미러 영상 검출부의 미러 영상 검출 신호와 윤곽선 부호화부의 윤곽선 부호화 신호를 역다중화(demultiplexing)하는 역다중화부와, 역다중화부의 윤곽선 부호화된 신호를 윤곽선 복호화하는 윤곽선 복호화부와, 윤곽선 복호화부의 신호를 인가 받아 미러 영상이 있을 경우 그 미러 영상을 발생시키는 미러 영상 발생부와, 역다중화부의 미러 영상 검출 신호에 따라 미러 영상 발생부의 미러 영상 신호와 윤곽선 복호화부의 윤곽선 복호화된 신호를 선택적으로 스위칭(switching)하는 스위칭부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 이와 같은 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 영상 신호의 부호화/복호화 장치에 있어서 영상 신호 부호화의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도이고, 제3도는 제2도에 따른 영상 신호 복호화의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도이다.

본 발명은, 영상 신호가 미러 영상인지에 따라 윤곽선 부호화하는 부호화부와, 윤곽선 부호화부의 윤곽선 부호화 신호를 미러 영상인지에 따라 윤곽선 복호화하는 복호화부로 이루어지는 영상신호를 부호화 및 복호화하는 장치에 있어서: 상기 부호화부는, 영상 신호를 인가 받아 그 영상 신호가 좌우 대칭으로 형성되는 영상인지를 검출하는 미러 영상 검출부(110)와, 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호에 따라 영상 신호를 윤곽선에 따라 부호화하는 윤곽선 부호화부(120)와, 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호와 윤곽선 부호화부(120)의 윤곽선 부호화 신호를 다중화하는 다중화부(130)로 이루어진다.

또한, 상기 복호화부는, 부호화부의 신호를 인가 받아 미리 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호와 윤곽선 부호화부 (120)의 윤곽선 부호화된 신호를 역다중화하는 역다중화부(140)와, 역다중화부(140)의 윤곽선 부호화된 신호를 윤곽선 복호화하는 윤곽선 복호화부(150)와, 윤곽선 복호화부(150)의 신호를 인가 받아 미러 영상이 있을 경우 그 미러 영상을 발생시키는 미러 영상 발생부(160)와, 역다중화부(140)의 미러 영상 검출 신호에 따라 미러 영상 발생부(160)의 미러 영상 신호와 윤곽선 복호화부(150)의 윤곽선 복호화된 신호를 선택적으로 스위칭하는 스위칭부(170)로 이루어진다.

이와 같이 이루어진 본 발명을 제4도를 참조하여 보면, 먼저 제2도와 같은 부호화부의 미러 영상 검출부(110)는 영상 신호를 인가 받아 그 영상 신호가 좌우 대칭으로 형성되는 영상인지를 검출하여 영상 신호가 미러 영상을 형성하고 있는지에 따른 미러 영상 검출 신호를 출력하며, 윤곽선 부호화부(120)는 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호에 따라 영상 신호를 윤곽선에 따라 부호화한다.

다음, 다중화부(130)는 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호와 윤곽선 부호화부(120)의 윤곽선 부호화된 신호를 다중화하여 해당 채널 등을 통해서 수신측으로 전송한다.

즉, 미러 영상 검출부(110)에 인가되는 영상 신호가 제4도와 같은 배경(180)과 물체(190)로 이루어지는 인물 영상일 경우 윤곽선 부호화부(120)는 A와 같은 중심선을 대칭으로 하여 영상 신호 중에서 한쪽의 영상 만을 윤곽선 부호화한다.

이때, 미러 영상 검출부(110)는 미러 영상을 검출해서 윤곽선 부호화부(120)에 미러 영상 검출 신호로서 미러 영상이 있음을 알리는 신호를 인가한다.

상기에 반해, 미러 영상 검출부(110)에 인가되는 영상 신호가 좌우 대칭이 아닌 경우 미러 영상 검출부(110)는 미러 영상을 검출하지 못했음을 알리는 신호를 윤곽선 부호화부(120)에 인가함으로써 윤곽선 부호화부(120)가 영상 신호 전체를 윤곽선 부호화하도록 한다.

또한, 복호화부의 역다중화부(140)는 부호화부 즉, 다중화부(130)로부터 전송된 신호를 인가 받아 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호와 윤곽선 부호화부(120)의 윤곽선 부호화된 신호를 역다중화하며, 윤곽선 복호화부(150)는 역다중화부(140)의 윤곽선 부호화된 신호를 윤곽선 신호를 윤곽선 복호화한다.

그리고, 미러 영상 발생부(160)는 윤곽선 복호화부(150)의 윤곽선 복호화된 신호를 인가 받아 미러 영상이 있을 경우 그 미러 영상을 발생시키며, 스위칭부(170)는 역다중화부(140)의 미러 영상 검출 신호에 따라 미러 영상 발생부(160)의 미러 영상 신호와 윤곽선 복호화부(150)의 윤곽선 복호화된 신호를 선택적으로 스위칭하여 출력한다.

여기서, 상기 사용된 용어를 간단히 설명하면 다음과 같다.

윤곽선:

영상의 밝기가 급격히 변하는 영역으로, 물체의 외형에 관한 정보가 담겨있다.

윤곽선 부호화:

영상에서 윤곽선을 추출한 다음 윤곽선의 특성에 적합하게 부호화하는 것으로, 윤곽선 정보가 인간의 시각적 인식에 중요한 역할을 한다는 사실을 이용한 것으로서 영상의 밝기 변화를 미분 개념을 이용하여 정량화하고 이 중 큰 값을 유출하여 윤곽선 정보를 얻어낸 다음, 이를 연쇄 부호화, 줄 길이 부호화, 다각형 근사화등의 기법을 이용하여 부호화하는 방법이 일반적으로 사용된다.

다중화기:

복수의 입력 신호들로부터 선택 신호의 지정에 따라 하나를 선택하여 출력하는 논리회로 또는 하나의 채널을 많은 장치나 회로로 사용할 수 있도록 제어하는 장치나 회로로, 특히, 저속의 I/O와 고속의 장치를 접속하는 경우 등에 많이 사용된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 좌우 대칭으로 형성되는 영상 신호에 대해서는 미러 영상 신호를 이용하여 전체 영상 중에서 대칭되는 반쪽 영상 신호만을 부호화함으로써 부호화 효율이 증대되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 영상 신호를 미러 영상에 따라 윤곽선 부호화하는 부호화부와, 윤곽선 부호화부의 신호를 미러 영상에 따라 윤곽선 복호화하는 복호화부를 포함하여 이루어지는 영상 신호를 부호화 및 복호화하는 장치에 있어서; 상기 부호화부는, 영상 신호를 인가 받아 그 영상 신호가 좌우 대칭으로 형성되는 영상인지를 검출하는 미러 영상 검출부(110); 상기 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호에 따라 좌우 대칭으로 형성되는 영상 신호의 한쪽 또는 전부를 윤곽선에 따라 부호화하는 윤곽선 부호화부(120); 상기 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호와 상기 윤곽선 부호화부(120)의 윤곽선 부호화 신호를 다중화하는 다중화부(130)를 포함하여 이루어지는 영상 신호의 부호화/복호화 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복호화부는, 상기 부호화부의 신호를 인가 받아 상기 미러 영상 검출부(110)의 미러 영상 검출 신호와 상기 윤곽선 부호화부(120)의 윤곽선 부호화된 신호를 역다중화하는 역다중화부(140); 상기 역다중화부(140)의 윤곽선 부호화된 신호를 윤곽선 복호화하는 윤곽선 복호화부(150); 상기 윤곽선 복호화부(150)의 신호를 인가 받아 미러 영상이 있을 경우 그 미러 영상을 발생시키는 미러 영상 발생부(160); 상기 역다중화부(140)의 미러 영상 검출 신호에 따라 상기 미러 영상 발생부(160)의 미러 영상 신호와 윤곽선 복호화부(150)의 윤곽선 복호화된 신호를 선택적으로 스위칭하는 스위칭부(170)를 포함하여 이루어지는 영상 신호의 부호화/복호화 장치.