KR100203694B1 - 물체를 포함하는 영상신호를 인장-보간 기법을 이용하여 부호화하는 방법 및 장치 - Google Patents

물체를 포함하는 영상신호를 인장-보간 기법을 이용하여 부호화하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 물체를 포함하는 영상 프레임 신호에 포함된 프로세싱 블록을 인장-보간 기법을 이용하여 변환하는 방법으로서, 프로세싱 블록은 N × N개의 화소로 구성되어 있고 화소들은 물체화소와 배경화소로 구분되는 방법을 제공한다.
이를 위하여 본 발명은, (A) 프로세싱 블록의 L개의 열을 선택하되, 각각의 L개의 열은 적어도 하나의 물체화소를 포함하는 단계; (B) 선택된 각각의 열에 대해, 상기 각각의 열에 포함된 물체화소의 개수를 나타내는 M을 결정하고 M개의 물체화소의 값을 나타내는 제1벡터를 제공하는 단계; (C) 각각의 제1벡터들에 대해서, 다수의 기설정된 인장행렬 중에서 M과 N에 기준하여 하나의 인장행렬을 선택하고 선택된 인장행렬을 제1벡터에 곱하여 인장된 제1벡터를 제공하는 단계; (D) L개의 열을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 열은 제1벡터를 나타내는 단계; (E) 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 행에 대해, L차원 제2벡터를 제공하는 단계; (F) L과 N값에 기준하여 다수의 기설정된 인장행렬로부터 하나의 인장행렬을 결정하는 단계와; (G) 단계 (F)에서 선택된 인장행렬을 각각의 제2벡터에 곱하여 N개의 인장된 제2벡터를 제공하는 단계를 포함한다.

Description

물체를 포함하는 영상신호를 인장-보간 기법을 이용하여 부호화하는 방법 및 장치
제1도는 배경영역과 물체영역을 가진 1차원 데이터를 도시한 예시도.
제2도는 배경영역을 0로 채우는 방법을 보이는 도면.
제3도는 배경영역을 물체영역의 평균값으로 채우는 방법을 보이는 도면.
제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 배경영역을 채우는 방법을 보이는 도면.
제5도는 배경영역과 물체영역을 가지는 블록을 도시한 예시도.
제6도는 수평으로 인장된 블록을 도시한 도면.
제7도는 수직으로 인장된 블록을 도시한 도면.
제8도는 선형 보간 기법의 일예를 보이는 도면.
제9도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상신호 부호화 장치의 블록도.
제10도는 제9도의 인장-보간 장치의 상세한 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
50 : 프레임 메모리 100 : 제1 및 부호화 채널
110 : 윤곽 검출기 120 : 윤곽 부호화기
200 : 블록 생성기 300 : 스위칭 회로
400 : E/I 장치 410 : 제어기
420 : 제일 인장 블록 421 : 제이 인장 블록
430 : 인장 행렬 메모리 500 : 제2부호화 채널
510 : 변환 부호화기 520 : 양자화기
530 : 엔트로피 부호화기 600 : 포매팅 회로
본 발명은 낮은 비트레이트의 영상신호 부호화 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 인장-보간(EXTENSION-INTERPOLATION)기법을 이용하여 영상신호를 부호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 영상 전화, 고선명 텔레비젼 또는 영상 회의 시스템과 같은 디지털로 방송되는 시스템에 있어서, 비디오 프레임 신호의 각 라인이 화소라 지칭되는 일련의 디지털 데이터를 포함하기 때문에 각 비디오 프레임을 규정하는데는 상당량의 디지털 데이터가 필요하다. 그러나, 통상의 전송 채널의 유효 주파수 대역폭은 제한되기 때문에, 특히 영상 전화 및 영상 회의 시스템과 같은 저전송 영상신호 부호화 시스템에서, 상당량의 디지털 데이터를 전송하기 위해서는 여러 가지 데이터 압축 기술을 이용하여 데이터량을 압축 또는 줄이는 것이 필요하다.
한편, 저전송 영상신호 부호화 시스템에서 영상신호를 부호화하는 방법 중의 하나는 물체별 분석-합성 부호화 방법(Michael Hotter, Object-Oriented Analysis-Synthesis Coding Based on Moving Two-Dimensional Objects, Signal Processing: Image Communication, 2, 409-428(1990)을 참조할 것)이다.
이러한 물체별 분석-합성 부호화 방법에 따르면, 움직임 물체들을 갖는 입력 영상신호는 물체에 따라 분할되며, 각 물체의 움직임, 윤곽 및 화소 데이터를 규정하는 3 가지의 파라미터는 그 특성상 각기 상이한 부호화 경로를 통해 처리된다.
이때, 물체 내의 영상 데이터 또는 화소들을 처리하는데 있어서, 물체별 분석-합성 부호화 기법에서는 영상 데이터에 포함된 공간적 리던던시만을 제거하는 변환 부호화 기법이 주로 이용된다. 영상 데이터 압축을 위해 가장 흔히 사용되는 변환 부호화 기법들 중의 하나는 블록 단위 DCT(이산 코사인 변환) 부호화로서, 이 부호화 기법은 한 블록의 디지털 영상 데이터, 예를 들면, 8 × 8 개의 화소 블록을 한 세트의 변환계수 데이터로 변환한다. 이 방법은, 예를 들어, Chen and Pratt, Scene Adaptive Coder, IEEE Transactions on Communications, COM-32, No. 3, pp. 225-232(March 1984)에 개시되어 있다.
이와 같은 블록단위 DCT 부호화 방법에 있어서, 블록내의 배경 또는 물체 이외의 영역은 0, 블록내 물체부분 화소의 평균값 또는 미러영상(mirror image)으로 채워진 다음에 변환된다. 제2도와 제3도를 참조하면 배경영역을 채우는 종래의 방법들이 1차원 데이터에 대해 도시되어 있다. 상술하면, 제2도에서는 배경 영역이 0으로 채워지고, 제3도에서는 배경영역이 물체영역의 화소값을 평균으로 채워진다.
비록 이러한 방법은 통상의 코딩방법(예를 들어, Joint Photographic Experts Group: JPEG, Moving pictures Experts Group : MPEG, H261 등)에 사용되는 2차원 DCT 블록을 이용할 수 있지만, 영상의 물체 외부 영역에 필요없는 데이터가 포함되어 데이터 압축 효율이 저하된다.
본 발명의 주목적은 인장-보간(EXTENSION - INTERPOLATION) 기법을 이용하여 물체를 포함하는 영상 프레임 신호를 부호화하여, 데이터 압축 효율을 증가시킬 수 있는 부호화 방법을 제공하는데 있다.
제5도를 참조하면, 디지털 영상신호의 한 블록이 도시되어 있는데 한 블록은 8×8 화소를 포함하고, 화소 각각은 사각형으로 표시되어 있다. 블록은 빗금쳐진 화소들로 표현된 물체영역과 나머지 배경영역으로 이루어져 있다. 빗금쳐진 화소들은 물체화소라 불리고 나머지 화소들은 배경화소가 불린다. 물체화소는 본 발명의 인장-보간 (extension-interpolation; E-I) 기법을 이용하여 제6도와 제7도에 도시된 것과 같이 블록 전체를 채우도록 인장된다. 이렇게 하기 위하여, 제6도와 제7도에 도시된 것처럼, 수평인장과 수직인장이 각각 독립적으로 수행된다. 수평인장 또는 수직인장은 다른쪽보다 먼저 진행되고 그 우선순위는 영상의 특성에 따라 결정되며, 또한 수평인장 또는 수직인장은 줄단위 또는 행단위로 수행된다. 블록이 N×N 개의 화소를 포함하는 경우, 각각의 열 또는 행에 대해, M차원(M-dimensional; M-D)의 벡터가 N차원 (N-dimensional; N-D)의 벡터로 변환되는데, M은 1에서 N까지의 값을 가지는 정수이고, M-D 벡터의 원소들은 각각의 열 또는 행에 포함된 M개의 물체화소들이고 N-D 벡터의 원소들은 N개의 인장된 화소값이다. 예를 들어, 제5도의 블록의 3번째 열의 경우, 5차원 벡터가, 제6도의 수직인장된 블록의 제3열을 표시하는 8차원 벡터로 변환된다.
여기에서, M 포인트 1차원 DCT를 M-D 벡터 f1에 적용하여 얻은 변환된 M-D 벡터 f1는 다음의 식(1)과 같이 표현된다.
이때, f1(n1)은 f1의 n1번째 원소이고; F1(k1)은 F1의 k1번째 원소이고; n1과 k1은 0에서 M-1까지의 정수이고; bij는 다음의 식(2)와 같이 표현된다.
마찬가지로, M차원 벡터 f1이 본 발명의 E-I 기법을 이용하여 인장되어 N차원 벡터 f2를 형성할 경우 n차원 벡터 f2에 N 포인트 1차원 DCT를 적용하여 얻은 변환된 N차원 벡터 F2는 다음의 식(3)과 같이 표현된다.
여기에서, 이때 f2(n2)은 f2의 n2번째 원소이고; F2(k2)은 F2의 k2번째 원소이고; n2과 k2은 0에서 N-1까지의 정수이고; aij는 다음의 식(4)와 같이 표현된다.
다음에는 M차원 벡터를 N차원 벡터로 인장하는 두가지 방법에 대하여 설명될 것인데: 하나는 최적의 E-I 방법이고 다른 하나는 선형 보간 기법이다. 이때, 최적의 E-I 방법과 관련하여, M차원 벡터 f1은, 부가적인 주파수 영역 데이터를 생성하지 않고 N차원 벡터 f2으로 인장된다. 즉, 다음의 식(5)가 만족된다.
상기한 식(5)에서 μ0는 f1과 f2의 DC성분이 같게 하기 위한 스케일링 팩터로서, 다음의 식(6)과 같이 주어진다.
상기한 식(5)가 만족되는 경우 주파수 영역에서 부가적인 데이터가 발생하지 않으므로 E-I 과정은 최적이다. 따라서, 식(1)과 식(3)으로부터, f2는 f1으로부터 다음의 식(7)과 같이 구할 수 있다는 것을 추론할 수 있다.
또는
이때, A와 B는 각각 그 구성원이 식(7A)에 사용된 aij와 bij인 N×N 행렬과 N×M 행렬을 나타낸다. 식(7A)와 식(7B)는 다음의 식(8A) 및 (8B)와 같이 간단하게 표현될 수 있다.
여기에서, C는 N×M행렬이고 A-1B와 같다.
상기한 관계를 이용하여, 임의의 모양의 물체는 부가적인 주파수영역 원소를 생성하지 않고 N×N 블록을 채우도록 인장된다. 역으로, 제5도의 원래의 데이터는 도7의 N×N 블록으로부터 복원된다. N이 M과 같은 경우에는, C는 단위행렬이다. 따라서, 인장 과정은 원래의 벡터 f1을 변화시키지 않고 생략될 수 있다.
한편, M차원 벡터를 N차원 벡터로 인장하는 또다른 방법은 잘 알려진 선형보간 기법이다. 인장 과정에 행렬곱셉이 포함되지 않으므로, 선형보간 방법이 계산상의 복잡도 면에서는 더 단순하다. 제8도를 참조하면 M과 N이 각각 3과 8인 경우에 대해 선형보간 기법이 도시되어 있다.
제5도 내지 제7도에 도시된 예에서, 제5도의 블록의 3번째 열에서부터 7번째 열이 먼저 최적의 E-I방법이나 선형보간 방법을 이용하여 수평인장되어 제6도의 블록이 된다. 마찬가지로, 제6도의 수평인장된 블록의 행들은 최적의 E-I방법이나 선형보간 방법을 이용하여 수직인장되어 제7도의 블록이 된다.
제9도를 참조하면, 디지털 영상신호를 부호화하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치의 블록도가 도시된다. 본 발명의 부호화 장치는 제1 및 제2부호화 채널 100 및 500 과, 비디오 프레임내 물체의 경계부분을 효과적으로 부호화하기 위해 인장된 프로세싱 블록을 생성하는 인장-보간(extension-interpolation) 장치 400을 포함한다. 제1부호화 채널 100은 물체의 윤곽신호를 부호화하며, 제2부호화 채널 500은 디지털 영상신호를 블록단위로 부호화한다.
알려진 이미지 소스(도시생략), 예를 들어 하드 디스크 또는 콤팩트 디스크로부터 제공된 디지털 영상신호가 프레임 메모리 50에 입력되어 저장된다. 한 프레임의 디지털 영상신호는 물체를 포함하며, 물체 내부에 위치한 물체화소와 그 바깥에 위치한 배경화소를 포함한다. 배경화소는 보통의 화소값 범위보다 훨씬 크거나 작은 값을 갖는 화소들로 표현된다. 프레임 메모리 50으로부터 인출된 영상 프레임 신호는 제1부호화 채널 100 내의 윤곽 검출기 110와, 블록 발생기 200으로 제공된다.
이와 같이 윤곽 검출기 100과 윤곽 부호화기 120을 포함하는 제1부호화 채널 100은 통상의 윤곽 검출 및 부호화 기법을 사용하여 프레임 메모리로부터 제공된 비디오 프레임내 물체의 윤곽신호를 검출하고 부호화하여 부호화된 윤곽신호를 발생한다. 본 발명의 기술분야에서 공지된 바와 같이, 물체의 윤곽신호는 영상 프레임 신호의 물리적 특성에 상당한 변화가 발생하여 그 영상내 물체를 식별하게 되는 화소 위치로서 규정되는 에지 점들로부터 구해질 수 있다. 이렇게 윤곽 검출기 110에서 검출된 윤곽신호는 윤곽 부호화기 120으로 인가되어 부호화된다.
따라서, 윤곽 부호화기 120은 윤곽 검출기 110으로부터의 윤곽신호를, 예를 들어 JPEG의 이진 산술 코드(binary arithmetic code)를 사용하여 부호화하고, 부호화된 윤곽신호를 포맷팅회로 (formatting circuit) 600으로 공급한다.
한편, 블록 발생기 200은 프레임 메모리 50으로부터의 비디오 프레임 신호를 N × N 개의 화소를 포함하는 같은 크기의 다수의 프로세싱 블록으로 분할하여, 블록단위로 스위칭회로 300에 제공한다. 스위칭회로 300에서는, 시스템 제어기(도시생략)로부터 발생된 제어신호 CS에 응답하여, 블록 발생기 200으로부터의 각 프로세싱 블록이 E/I 장치 400 또는 제2부호화 채널 500에 선택적으로 결합된다. 시스템 제어기는 비디오 프레임내 물체의 윤곽정보를 사용하여 제어신호 CS를 발생하는데, 상기 제어신호는 비디오 프레임내 물체의 경계부분이 각 프로세싱 블록에 존재하는지의 여부를 나타낸다. 만약 물체의 경계부분이 프로세싱 블록내에 존재하면, 즉 프로세싱 블록이 물체영역과 배경영역을 동시에 포함하면, 프로세싱 블록은 인장된 프로세싱 블록을 발생시키는 E/I 장치 400에 결합되고, 그렇지 않으면, 제2부호화 채널 500으로 전송된다.
본 발명에 따르면, E/I 장치 400은, 제2부호화 채널 500에서의 데이터 압축효율을 개선하기 위해 스위칭회로 300으로부터의 각 프로세싱 블록을 재구성된 프로세싱 블록으로 변환한다. 상술하면, 제5도에 도시된 것과 같은 프로세싱 블록은 E/I 장치 400에 공급되어 제5도에서 제7도를 참조하여 설명된 것과 같은 방법으로 인장된 프로세싱 블록으로 변환된다.
한편, 변환 부호화기 510, 양자화기 520 및 엔트로피 부호화기 530을 포함하는 제2부호화 채널 500은 통상의 변환 및 통계적 부호화 기법을 사용하여 E/I 장치 400 으로부터의 인장된 프로세싱 블록 각각에 포함된 이미지 데이터 또는 스위칭회로 300 으로부터의 인장되지 않은 프로세싱 블록을 부호화한다. 즉, 변환 부호화기 510은, 예를 들어 이산 코사인 변환을 사용하여 E/I 장치 400 또는 스위칭회로 300으로부터 제공된 각 프로세싱 블록의 공간영역의 이미지 데이터를 DCT 등을 이용하여 주파수 영역의 변환계수들의 세트로 변환하고, 변환계수들의 세트를 양자화기 520으로 제공한다. 양자화기 520에서는, 공지된 양자화 방법을 이용하여 변환계수들의 세트를 양자화하며, 이와 같이 양자화된 변환계수들의 세트는 엔트로피 부호화기 530으로 제공되어 처리된다.
또한, 엔트로피 부호화기 530은, 예를 들어 줄길이 부호화 및 가변길이 부호화 기법을 결합하여 양자화기 520으로부터의 인장된 또는 인장되지 않은 프로세싱 블록 각각에 대한 양자화된 변환계수들의 세트를 부호화하여 부호화된 영상신호를 발생한다. 엔트로피 부호화기 530에 의해 부호화된 영상신호는 포맷팅회로 600으로 제공된다.
그리고, 포맷팅회로 600은 제1부호화 채널 100 내 윤곽 부호화기 120으로 부터의 부호화된 윤곽신호와 제2부호화 채널 500 내 엔트로피 부호화기 530으로부터의 부호화된 영상 프레임 신호를 포맷하고, 포맷된 디지털 영상신호를 전송하기 위해서 송신기(도시생략)로 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 최적의 E-I 방법이나 선형보간 방법을 사용하여 물체 내부의 화소들과 물체 외부의 화소들 사이에 존재하는 고주파수 성분을 상당히 줄임으로써 부호화 효율을 개선할 수 있다.
제10도를 참조하면, 최적의 E-I 방법에 의한 E/I 장치 400의 상세한 블록도가 도시되어 있다. E/I 장치 400은 제어기 410, 제1 및 제2인장 블록 420 과 421, 인장행렬 메모리 430을 포함한다. 스위칭회로 300으로부터의 프로세싱 블록과 윤곽 검출기 110으로부터의 윤곽신호는 제어기 410에 연결되는데, 제어기는 E/I 장치 400의 다른 부분을 제어하기 위한 제어신호들을 생성한다. 예를 들어, 제어기 410은 프로세싱 블록안에서의 물체의 모양 등을 고려하여 H/V 우선권 신호를 발생하는데, H/V 우선권 신호는 수평인장과 수직인장 중 다른 하나보다 먼저 수행되는 것을 나타낸다. 또한 제어기 410은 제1 또는 제2인장 블록 420 및 421에서 처리되고 있는 열이나 행에 포함된 물체화소의 개수를 나타내는 M값 신호나 첫번째 물체화소의 위치를 나타내는 물체화소 시작신호를 생성한다. 제어기 410에서 생성된 제어신호는 인장행렬 메모리 430과 제1, 제2인장블록 420, 421에 연결된다.
다음에, 인장행렬 메모리 430은 M차원 벡터를 N차원 벡터로 변환하기 위한 인장행렬 즉, 식8B의 C를 저장한다. N는 시스템 디자인에 따라 결정되어 있고, 많은 경우 8이다. 따라서, 인장행렬 C를 모든 M의 값, 즉 1에서 N에 대해 미리 계산해 놓고 인장행렬 메모리 430에 저장하는 것이 가능하다. 블록의 열(또는 행)에 대한 인장-보간은 그 열(또는 행)의 물체 화소의 값들로 형성된 M차원 벡터에 인장행렬 메모리 430에 저장된 적절한 인장행렬을 곱함으로서 쉽게 수행할 수 있다.
한편, 스위칭회로 300으로부터의 프로세싱 블록과 제어기 410으로부터의 제어신호는 제1인장블록 420에 연결된다. 설명을 위해, 수평인장이 우선권을 가지고 있다고 가정하겠다. 제1인장블록 420에서는 제어기 410으로부터의 제어신호들에 응답하여, 처리될 M차원 벡터가 선택된다. 제5도에 도시된 프로세싱 블록의 경우에, 제3열의 제3화소부터 제7화소값이 먼저 선택된다. 제어기 410으로부터의 M값 신호에 응답하여, M값이 5에 해당하는 인장행렬이 인장행렬 메모리 430으로부터 제1인장블록 420에 제공되고, 또한 제3열의 물체화소들을 표시하는 5차원 벡터에 곱해진다. 제5도의 프로세싱 블록의 제4열부터 제8열도 마찬가지 방법으로 처리된다.
따라서, 수직인장이 종료된 후, 제6도에 도시된 것과 유사한 수직인장된 블록은 제2인장블록 421에 제공된다. 제2인장블록 421은 제1인장블록 420과 마찬가지의 방법으로 수평인장된 블록의 각 행으로부터 구한 8개의 M차원 벡터를 인장행렬 메모리 430으로부터 제공되는 상응하는 인장행렬과 곱한다. 제2인장블록 421로부터 제공되는 인장된 프로세싱 블록은 제9도에 도시된 제2부호화 채널 500에 제공되어 부호화된다.
한편, 선형보간 방법을 이용하여 프로세싱 블록을 인장된 프로세싱 블록으로 변환하는 경우에는 인장행렬 메모리 430이 필요하지 않다. 게다가, 행렬곱셈 대신에 제1 제2인장블록 420과 421은 프로세싱 블록의 각 열이나 각 행으로부터 얻은 M차원 벡터에 제8도에 도시된 것과 같은 방법으로 1차원 선형보간을 수행한다. 그 이외에는 제10도에 도시된 E-I 장치의 전체적인 기능은 최적의 E-I 방법에 대해 설명한 바와 유사하다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 최적의 E-I 방법이나 선형보간 방법을 사용하여 물체 내부의 화소들과 물체 외부의 화소들 사이에 존재하는 고주파수 성분을 상당히 줄임으로써 부호화 효율을 개선할 수 있다.

Claims (7)

  1. 물체를 포함하는 영상 프레임 신호에 포함된 프로세싱 블록을 변환하는 방법으로서, 프로세싱 블록은 N × N개의 화소로 구성되어 있고 화소들은 물체화소와 배경화소로 구분되고, N은 양의 정수이고, 물체화소는 물체의 내부에 위치하는 화소이고 배경화소는 물체의 바깥에 위치하는 화소이되 상기 방법은 : (A) 프로세싱 블록의 물체화소의 모양에 기준하여 우선순위를 가지는 수평인장 또는 수직인장을 결정하는 단계; (B) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우 다수의 물체열을 선택하되, 각각의 물체열은 적어도 하나의 물체화소를 갖는 프로세싱 블록의 열이고, 각각의 물체열에 대해 제1벡터를 제공하되, 제1벡터의 각각의 원소는 상기 각각의 물체열에 포함된 각각의 물체화소의 값이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우 다수의 물체행을 선택하되, 각각의 물체행은 적어도 하나의 물체화소를 갖는 프로세싱 블록의 행이고, 각각의 물체행에 대해 제1벡터를 제공하되, 제1벡터의 각각의 원소는 상기 각각의 물체행에 포함된 각각의 물체화소의 값이고, 결국 L개의 제1벡터들을 제공하되, L은 0부터 N까지의 정수로서 물체열이나 물체행의 수를 나타내는 단계; (C) 각각의 제1벡터들에 대해서, 다수의 기설정된 인장행렬중에서 상기 각각의 제1벡터의 원소수와 N에 기준하여 하나의 인장행렬을 선택하고 선택된 인장행렬을 상기 각각의 제1벡터에 곱하여 L개의 인장된 제1벡터를 제공하되, 각각의 L개의 인장된 제1벡터는 N개의 원소를 포함하는 단계; (D) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우 L개의 열을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 열은 각각의 인장된 제1벡터의 원소를 값으로 하는 N개의 화소를 포함하고, 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 행에 대해, L차원 제2벡터를 제공하되 제2벡터의 원소는 제1인장된 블록의 상기 각각의 행에 포함된 화소의 값이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우 L개의 행을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 행은 각각의 인장된 제1벡터의 원소를 값으로 하는 N개의 화소를 포함하고, 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 열에 대해, L차원 제2벡터를 제공하되 제2벡터의 원소는 제1인장된 블록의 상기 각각의 열에 포함된 화소의 값인 단계; (E) L과 N값에 기준하여 다수의 기설정된 인장행렬로부터 하나의 인장행렬을 결정하는 단계; (F) 단계 (e)에서 선택된 인장행렬을 각각의 제2벡터에 곱하여 N개의 인장된 제2벡터를 제공하되, 각각의 N개의 인장된 제2벡터는 N개의 원소를 가진 단게; 및 (G) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우, N개의 행을 포함하는 인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 행은 N개의 화소를 포함하고, 화소의 값은 각각의 인장된 제2벡터의 원소이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우, N개의 열을 포함하는 인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 열은 N개의 화소를 포함하고, 화소의 값은 각각의 인장된 제2벡터의 원소인 단계를 포함하는 부호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서 상기 M이 1에서 N까지의 정수일 때, M차원 벡터를 N차원 벡터로 변환하기 위한 인장행렬이,
    와 같이 결정되고, 이때 bij가,
    으로 표현되며, aij가,
    로 표현되고 μ0는,
    로 표현되는 부호화 방법.
  3. 물체를 포함하는 영상 프레임 신호에 포함된 프로세싱 블록을 변환하는 방법으로서, 프로세싱 블록은 N × N개의 화소로 구성되어 있고 화소들은 물체화소와 배경화소로 구분되고, N은 양의 정수이고, 물체화소는 물체의 내부에 위치하는 화소이고 배경화소는 물체의 바깥에 위치하는 화소이되 상기 방법은 : (A) 프로세싱 블록의 물체화소의 모양에 기준하여 우선순위를 가지는 수평인장 또는 수직인장을 결정하는 단계; (B) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우 다수의 물체열을 선택하되, 각각의 물체열은 적어도 하나의 물체화소를 갖는 프로세싱 블록의 열이고, 각각의 물체열에 대해 제1벡터를 제공하되, 제1벡터의 각각의 원소는 상기 각각의 물체열에 포함된 각각의 물체화소의 값이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우 다수의 물체행을 선택하되, 각각의 물체행은 적어도 하나의 물체화소를 갖는 프로세싱 블록의 행이고, 각각의 물체행에 대해 제1벡터를 제공하되, 제1벡터의 각각의 원소는 상기 각각의 물체행에 포함된 각각의 물체화소의 값이고, 결국 L개의 제1벡터들을 제공하되, L은 0부터 N까지의 정수로서 물체열이나 물체행의 수를 나타내는 단계; (C) 선형보간을 이용하여 각각의 제1벡터를 인장된 제1벡터로 변환하여, L개의 인장된 제1벡터를 제공하되, 각각의 L개의 인장된 제1벡터는 N개의 원소를 포함하는 단계; (D) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우 L개의 열을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 열은 각각의 인장된 제1벡터의 원소를 값으로 하는 N개의 화소를 포함하고, 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 행에 대해, L차원 제2벡터를 제공하되 제2벡터의 원소는 제1인장된 블록의 상기 각각의 행에 포함된 화소의 값이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우 L개의 행을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 행은 각각의 인장된 제1벡터의 원소를 값으로 하는 N개의 화소를 포함하고, 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 열에 대해, L차원 제2벡터를 제공하되 제2벡터의 원소는 제1인장된 블록의 상기 각각의 열에 포함된 화소의 값인 단계; (E) 선형보간을 이용하여 각각의 제2벡터를 인장된 제2벡터로 변환하여, L개의 인장된 제2벡터를 제공하되, 각각의 N개의 인장된 제2벡터는 N개의 원소를 포함하는 단계; 및 (F) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우, N개의 행을 포함하는 인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 행은 N개의 화소를 포함하고, 화소의 값은 각각의 인장된 제2벡터의 원소이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우, N개의 열을 포함하는 인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 열은 N개의 화소를 포함하고, 화소의 값은 각각의 인장된 제2벡터의 원소인 단계를 포함하는 부호화 방법.
  4. 물체를 포함하는 영상 프레임 신호에 포함된 프로세싱 블록을 변환하는 방법으로서, 프로세싱 블록은 N × N개의 화소로 구성되어 있고 화소들은 물체화소와 배경화소로 구분되고, N은 양의 정수이고, 물체화소는 물체의 내부에 위치하는 화소이고 배경화소는 물체의 바깥에 위치하는 화소이되 상기 방법은: (A) 프로세싱 블록의 L개의 열을 선택하되, 각각의 L개의 열은 적어도 하나의 물체화소를 포함하고, L은 0부터 N까지의 정수인 단계; (B) (A)단계에서 선택된 각각의 열에 대해, 상기 각각의 열에 포함된 물체화소의 개수를 나타내는 M을 결정하고 제1벡터를 제공하되, 제1벡터의 각각의 원소는 각각의 M개의 물체화소의 값이고, M은 1부터 N까지의 정수인 단계; (C) 각각의 제1벡터들에 대해서, 다수의 기설정된 인장행렬 중에서 M과 N에 기준하여 하나의 인장행렬을 선택하고 선택된 인장행렬을 제1벡터에 곱하여 인장된 제1벡터를 제공하는 단계; (D) L개의 열을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 열은 각각의 인장된 제1벡터의 원소를 값으로 하는 N개의 화소를 포함하는 단계; (E) 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 행에 대해, L차원 제2벡터를 제공하되 제2벡터의 원소는 제1인장된 블록의 상기 각각의 행에 포함된 화소의 r값인 단계; (F) L과 N값에 기준하여 다수의 기설정된 인장행렬로부터 하나의 인장행렬을 결정하는 단계; 및 (G) 단계 (F)에서 선택된 인장행렬을 각각의 제2벡터에 곱하여 N개의 인장된 제2벡터와 인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 인장된 프로세싱 블록은 N개의 행을 포함하고 각각의 행은 N개의 화소를 포함하고, 화소의 값은 각각의 인장된 제2벡터의 원소인 단계를 포함하는 부호화 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 M차원 벡터를 N차원 벡터로 변환하기 위한 인장행렬이,
    와 같이 결정되고, 이때 bij가,
    으로 표현되고, aij가,
    로 표현되고 μ0는,
    로 표현되는 부호화 방법.
  6. 물체를 포함하는 영상 프레임 신호를 부호화하는 장치로서, 영상 프레임 신호는 물체화소와 배경화소를 포함하고, 물체화소는 물체의 내부에 위치하는 화소이고 배경화소는 물체의 바깥에 위치하는 화소이되 상기 장치는 : (A) 영상 프레임에 포함된 물체의 경계를 검출하여, 물체의 경계를 추적하기 위한 경계정보를 제공하는 윤곽선신호를 생성하는 수단; (B) 윤곽선신호를 부호화하여 제1부호화된 영상 프레임 신호를 생성하는 단계; (C) 영상 프레임을 다수의 프로세싱 블록으로 나누는 수단으로서, 각각의 프로세싱 블록은 N×N개의 화소를 포함하고, N은 양의 정수인 수단; (D) 각각의 프로세싱 블록에 물체의 경계의 일부가 존재하는지 여부를 나타내는 제어신호를 생성하는 수단; (E) 제어신호에 응답하여, 프로세싱 블록을 제1세트의 프로세싱 블록과 제2세트의 프로세싱 블록으로 분류하는 수단으로서, 제1세트의 각각의 프로세싱 블록에는 물체경계의 일부가 포함되어 있는 수단; (F) 제1세트의 각각의 프로세싱 블록을 인장된 프로세싱 블록으로 변환하는 변환수단; (G) 인장된 프로세싱 블록이나 제2세트의 프로세싱 블록을 부호화하여, 제2부호화된 영상 프레임 신호를 제공하는 수단; (H) 제1 및 제2부호화된 영상 프레임 신호를 포매팅하는 수단을 포함하는 장치로서 상기 변환수단은 : (F1) 프로세싱 블록의 물체화소의 모양에 기준하여 수평인장 또는 수직인장 중 우선순위를 가지는 것을 결정하는 수단; (F2) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우 다수의 물체열을 선택하되, 각각의 물체열은 적어도 하나의 물체화소를 갖는 프로세싱 블록의 열이고, 각각의 물체열에 대해 제1벡터를 제공하되, 제1벡터의 각각의 원소는 상기 각각의 물체열에 포함된 각각의 물체화소의 값이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우 다수의 물체행을 선택하되, 각각의 물체행은 적어도 하나의 물체화소를 갖는 프로세싱 블록의 행이고, 각각의 물체행에 대해 제1벡터를 제공하되, 제1벡터의 각각의 원소는 상기 각각의 물체행에 포함된 각각의 물체화소의 값이고, 결국 L개의 제1벡터들을 제공하되, L은 0부터 N까지의 정수로서 물체열이나 물체행의 수를 나타내는 수단; (F3) 각각의 제1벡터들에 대해서, 다수의 기설정된 인장행렬 중에서 상기 각각의 제1벡터의 원소수와 N에 기준하여 하나의 인장행렬을 선택하고 선택된 인장행렬을 상기 각각의 제1벡터에 곱하여 L개의 인장된 제1벡터를 제공하는 수단으로서, 각각의 L개의 인장된 제1벡터는 N개의 원소를 포함하는 수단; (F4) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우 L개의 열을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 열은 각각의 인장된 제1벡터의 원소를 값으로 하는 N개의 화소를 포함하고, 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 행에 대해, L차원 제2벡터를 제공하는 수단으로서 제2벡터의 원소는 제1인장된 블록의 상기 각각의 행에 포함된 화소의 값이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우 L개의 행을 포함하는 제1인장된 프로세싱 블록을 제공하되, 각각의 행은 각각의 인장된 제1벡터의 원소를 값으로 하는 N개의 화소를 포함하고, 제1인장된 프로세싱 블록의 각각의 열에 대해, L차원 제2벡터를 제공하는 수단으로서 제2벡터의 원소는 제1인장된 블록의 상기 각각의 열에 포함된 화소의 값인 수단; (F5) L과 N값에 기준하여 다수의 기설정된 인장행렬로부터 하나의 인장행렬을 결정하는 선택수단; (F6) 선택수단에서 선택된 인장행렬을 각각의 제2벡터에 곱하여 N개의 인장된 제2벡터를 제공하는 수단으로서, 각각의 N개의 인장된 제2벡터는 N개의 원소를 가진 수단; (F7) 수평인장이 우선순위를 갖는 경우, N개의 행을 포함하는 인장된 프로세싱 블록을 제공하는 수단으로서, 각각의 행은 N개의 화소를 포함하고, 화소의 값은 각각의 인장된 제2벡터의 원소이고, 수직인장이 우선순위를 갖는 경우, N개의 열을 포함하는 인장된 프로세싱 블록을 제공하는 수단으로서, 각각의 열은 N개의 화소를 포함하고, 화소의 값은 각각의 인장된 제2벡터의 원소인 수단을 포함하는 부호화 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 M이 1에서 N까지의 정수일 때, M차원 벡터를 N차원 벡터로 변환하기 위한 이장행렬이,
    와 같이 결정되고, 이때 bij가,
    으로 표현되고, aij가,
    로 표현되고 μ0는,
    로 표현되는 부호화 장치.
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