KR100220680B1 - 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인터 프레임 모드 부호화에 있어서, 현재 프레임의 현재 윤곽과 이전 프레임의 이전 윤곽과의 시간적인 상관성을 고려한 움직임 보상된 윤곽에 대한 인덱스 정보를 이용하여 부호화할 잔여 윤곽상의 버텍스 정보틀을 효과적으로 부호화할 수 있도록 한 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 다각형 근사 알고리즘을 이용하여 현재 프레임의 현재 윤곽에 대한 각 라인 세그먼트들의 버텍스 정보률을 발생하고 현재 윤곽과 이전 윤곽을 이용한 움직임 보상을 통해 문체에 대한 하나의 움직임 백터를 추출하며, 각 버텍스 정보들을 갖는 라인 세그먼트들에 대응하는 움직임 보상이 수행되지 않은 잔여 윤곽 데이터를 MC 윤곽의 각 포인트에 할당되는 인덱스 정보들과 각 포인트에 대응하는 버텍스들간의 상대적인 위치 정보를 이용하여 부호화함으로써, 영상신호에 나타나는 움직임 보상후에 남는 문체를 잔여 윤곽 정보 부호화시에 발생하는 전송 데이터량(비트량)을 현저하게 감소시킬 수 있는 것이다.

Description

물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치의 블록구성도.

제2도는 본 발명에 따른 버텍스 포인트 부호화를 위해 잔여 윤곽선과 움직임 보상된 윤곽선을 예시적으로 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

102 : 다각형 근사화 블록 104 : 프레임 메모리

106 : 움직임 보상 블록 108 : 인덱싱 블록

110 : 최적 포인트 선택 블록 112 : 위치 정보 부호화 블록

114 : 윤곽 부호화 블록

본 발명은 영상신호를 저전송율로 압축 부호화하는 물체 기반 부호화 시스템에서 윤곽선 정보를 부호화하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지탈 영상신호에 포함되는 인터 플레임의 윤곽선상에 존재하는 버텍스 정보를 부호화하는 데 적합한 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치에 관한 것이다.

이 기술분야에 잘 알려진 바와같이, 이산화된 영상신호의 전송은 아나로그 신호보다 좋은 화질을 유지할 수 있다. 일련의 이미지 "프레임" 으로 구성된 영상신호가 디지탈 형태로 표현될 때, 특히 고품질 텔레비젼(HDTV)의 경우 상당한 양의 전송 데이터가 발생하게 된다. 그러나, 종래이 전송 채널의 사용가능한 주파수 영역이 제한되어 있으므로, 많은 양의 디지탈 데이터를 전송하기 위해서는 전송하고자 하는 데이터를 압축하는 그 전송량을 줄일 필요가 있다.

따라서, 송신측의 부호화 시스템에서는 영상신호를 전송할 때 그 전송되는 데이타량을 줄이기 위하여 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 이용하여 압축 부호화한 다음 전송채널을 통해 압축 부호화된 영상신호를 수신측의 복호화 시스템에 전송하게 된다.

한편, 영상신호를 부호화하는데 주로 이용되는 다양한 압축 기법으로서는, 확률적 부호화 기법과 시간적, 공간적 압축 기법을 결합한 하이브리드 부호화 기법이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다.

상기 부호화 기법중의 하나인 대부분의 하이브리드 부호화 기법은 움직임 보상 DPCM(차분 펄스 부호 변조), 2차원 DCT(이산 코사인 변환),DCT 계수의 양자화, VLC(가변장 부호화) 등을 이용한다. 여기에서, 움직임 보상 DPCM은 현재 프레임과 이전 프레임간의 물체의 움직임을 결정하고, 물체의 움직임에 따라 현재 프레임을 예측하여 현재 프레임과 예측치간의 차이를 나타내는 차분신호를 만들어내는 방법이다. 이러한 방법은, 예를들어 Staffan Ericsson의 "Fixed and Adaptive Predictors for Hybrid Predictive/Transform Coding", IEEE Transactions on Communication, COM-33, NO.12(1985년, 12월), 또는 Ninomiy 와 Ohtsuka의 "Amotion Compensated Interframe Coding Scheme for Television Pictures", IEEE Transaction on Communication, COM-30, NO.1(1982년, 1월)에 기재되어 있다.

보다 상세하게, 움직임 보상 DPCM에서는 현재 프레임과 이전 프레임간에 추정된 물체의 움직임에 따라, 현재 프레임을 이전 프레임으로부터 예측하는 것이다. 이때, 추정된 움직임은 이전 프레임과 현재 프레임간의 변위를 나타내는 2차원 움직임벡터로 나타낼 수 있다. 여기에서, 물체의 화소 변위는, 잘 알려진 바와같이, 소정크기(예를들면, 8×8 크기)의 블록단위로 현재 프레임의 블록을 이전 프레임의 블록들과 비교하여 최적 정합 블록을 결정하여 입력되는 현재 프레임에 대해 블록 전체에 대한 프레임간 변위 벡터(프레임간에 블록이 이동한 정도)를 추정하는 블록단위 움직임 추정 기법과 각 화소단위로 현재 프레임과 화소값을 이전 프레임의 화소값들로부터 추정하여 보상하는 화소단위 움직임 추정기법 등을 통해 추정할 수가 있을 것이다.

따라서, 송신측에서는 영상신호를 전송할 때 상술한 바와같은 부호화 기법을 통해 블록단위 또는 화소단위로 영상신호가 갖는 공간적, 시간적인 상관성을 고려해 압축 부호화하여 출력측의 버퍼에차례로 저장하게되며, 이와같이 저장된 부호화된 영상 데이타는 채널의 요구에 부응하여 소망하는 비트 레이트로 전송채널을 통해 수신측의 복호화 시스템에 전송될 것이다.

보다 상세하게, 송신측의 부호화 시스템에서는 이산 코사인 변환(DCT) 등의 변환 부호화를 이용하여 영상신호의 공간적인 중복성을 제거하고, 또한 움직임 추정, 예측 등을 통한 차분 부호화를 이용하여 영상신호의 시간적인 중복성을 제거함으로서, 영상신호를 효율적으로 압축하게 된다.

통상적으로, 상술한 바와같은 DPCM/DCT 하이브리드 부호화 기법은 목표 비트레이트가 Mbps 급이고, 그 응용분야로서 CD-ROM, 컴퓨터, 가전제품(디지탈 VCR 등), 방송(HDTV)등이 될 수 있으며, 세계 표준화 기구에 의해 표준안이 이미 완성된, 영상내의 블록단위 움직임 통계적 특성만을 주로 고려하는, 고전송율의 부호화에 관한 MPEG1,2 및 H.261 부호화 알고리즘 등에 주로 관련된다.

한편, 최근들어 PC의 성능 향상과 보급 확산, 디지탈 전송기술의 발전, 고화질 디스플레이 장치의 실현, 메모리 디바이스의 발달 등으로 가전제품을 비롯한 각종 기기들이 방대한 데이터를 가진 영상 정보를 처리하고 제공할 수 있는 기술중심으로 재편되고 있는 실정이며, 이러한 요구를 충족시키기 위하여 비트레이트가 kbps급인 기존의 저속 전송로(예를들면, PSTN, LAN, 이동 네크워크 등)를 통한 오디오-비디오 데이터의 전송과 한정된 용량의 저장장치로서의 저장을 위해 고압축율을 가진 새로운 부호화 기술을 필요로 하고 있다.

그러나, 상술한 바와같은 기존의 동영상 부호화 기법들은 이동 물체의 모양과 전역 움직임(global motion)등과는 관계없이 전체 영상에서 지역적인 블록 움직임에 근거하고 있다. 따라서, 기존의 동영상 부호화 기법들은 저전송율에서 블록별이동 보상 부호화를 적용하는 경우 블록화 현상, 모서리 떨림 현상, 반점 현상 등과 같은 화질 저하가 최종 복원되는 재생 영상에 나타나게 된다. 또한, 저전송율의 영상 전송을 위해 해상도를 유지하려면 영상 데이터의 고압축율이 필요한 데, 상기한 기존의 DCT변환에 기초한 하이브리드 부호화 기법으로는 그 구현이 불가능하다는 문제가 있다.

따라서, 현재로서는 기존의 DCT 변환에 기초한 부호화 기법에 대해 추가 압축 실현을 위한 부호화 기법의 표준이 필요한 실정이며, 이러한 시대적인 필요 욕구에 따라 최근 인간의 시각 특성에 바탕을 두고 주관적 화질을 중요시하는 MPEG4의 표준안 제정을 위한 저전송율 동영상 부호화 기법에 대한 연구가 도처에서 활발히 진행되고 있다.

이러한 필요 충족을 의해 현재 연구되고 있는 실현 가능한 유력한 저전송율 동영상 부호화 기법들로서는, 예를들면, 기존의 부호화 기법을 향상시키고자 하는 파형 기반 부호화(Wave-Based Coding), 모델 기반 부호화(Model -Based Coding)의 일종에 속하는 동영상 물체 기반 부호화(Object-Based Coding), 영상을 복수개의 부블록으로 분할하여 부호화하는 분할 기반 부호화(Segmentation-Based Coding), 영상의 자기유사성을 이용하는 프렉탈 부호화(Fractal Coding)등이 있다. 여기에서, 본 발명은 동영상 물체 기반 부호화 기법에 관련된다고 볼 수 있다.

본 발명에 관련되는 동영상 물체 기반 부호화 기법으로는 물체 지향 해석 및 합성 부호화 기법(object-orented analysis-synthesis coding technique)이 있으며, 이러한 기법은 Michael Hotter, "Object-Oriented Analysis-Synthesis Coding Based on Moving Two-Dimentional Objets", Siganl Processing: Image Communication 2, pp.409-428(December, 1990)에 개시되어 있다.

한편, 상기한 물체 지향 해석 및 합성 부호화 기법에 따르면, 입력 비디오 신호는 임의의 물체들로 나누어지고, 각 물체의 움직임, 윤곽 및 화소 데이타는 그들 상호간의 데이터 특성상 성질이 전혀 다른 정보이므로 그 부호화 방법이 서로 독립적, 즉 서로 다른 부호화 채널을 통해 각각 처리된다. 따라서, 각각 별개의 부호화 채널을 통해 부호화된 정보들은, 예를들면 멀티플렉서 등을 통해 다중화되어 전송기로 보내질 것이다. 여기에서, 본 발명은 실질적으로 물체의 윤곽선을 부호화하는 장치에 관련된다.

특히, 물체의 윤곽을 처리하는데 있어서, 윤곽정보는 물체의 모양을 해석 및 합성하는 데 대단히 중요하며, 이러한 윤곽정보를 나타내기 위한 통상의 부호화 기법으로는, 예를들면 체인 부호화(chain coding) 방법이 있다. 이때, 체인 부호화 방법은 윤곽선상의 임의의 한점에서 시작하여 화소들간의 연결상태에 따라 경계선을 일정한 방향으로 방향벡터들의 순열로써 나열해 가면서 윤곽정보를 부호화하는 기법인 것으로, 이러한 방법은 이미 이 기술분야에 잘 알려진 공지기술이다. 그러나, 체인 부호화는 윤곽정보의 손실이 없다 할지라도 실질적으로 상당한 양의 비트 할당이 필요하다.

또한, 다각형 근사 및 B-스플라인 근사(B-spline approximation) 등과 같은 윤곽을 근사시키기 위한 몇가지 방법이 제안되어 있다. 여기에서, 다각형 근사의 주된 단점은 윤곽이 거칠게 나타나는 것이며, B-스플라인 근사는 윤곽을 보다 정확하게 나타낼 수 있지만, 근사 에러를 줄이는 데 높은 차수의 다항식(polynomial)들을 필요로 하기 때문에 영상 부호화 시스템의 전체적인 계산을 복잡하게 한다.

상기한 바와같은 다각형 근사에서 물체의 윤곽이 거칠게 나타나는 문제와 B-스플라인에서의 계산의 복잡성의 문제를 해결하기 위해 제시된 방법중의 하나가 이산 사인 변환(discrete sine transforma : DST)를 이용한 윤곽 근사 기법이다.

이와같은 윤곽의 다각현 근사와 DST를 이용한 윤곽 근사 기법을 채용하는 장치는 " 물체의 윤곽을 나타내기 위한 윤곽 근사 장치"라는 명칭으로 출원되어 현재 계류 중인 미합중국 특허 제08/423,604호에 개시되어 있다. 이러한 장치에서는, 다수의 버텍스 포인트들이 결정되고, 윤곽을 라인 세그먼트로 맞추는 윤곽 근사에 의해 물체의 윤곽이 근사화된다. 그런다음, 각 라인 세그먼트에 대해 N개의 샘플 포인트가 선택되고, 각 라인세그먼트에 대한 근사 에러의 세트를 구하기 위해 각 라인 세그먼트상에 위치한 각각의 N개의 샘플 포인트에서 근사에러가 계산된다. 이때, N개의 샘플 포인트들은 각 라인 세그먼트상에 동일한 간격으로 배치되며, 여기에서 각각의 근사에러는 N개의 샘플 포인트 각각과 윤곽 사이의 거리를 나타낸다. 그런다음, 각 세트의 근사에러를 1차원 DST 하므로써 DST 계수들의 세트가 발생된다.

비록, 상술한 바와같은 장치는 DST를 이용한 윤곽근사를 사용하여 윤곽이 거칠게 나타나는 문제와 계산이 복잡성 문제를 해결할 수 는 있지만, 매 프레임마다 DST 계수들을 전송해야 하므로 전송 데이타량의 증가한다는 문제가 있다. 따라서, 저전송율의 구현을 위해서는 상기한 바와같이 DST 를 이용한 윤곽근사를 수행할 때 발생하는 데이터 증가를 억제할 필요가 있으며, 이와같이 물체의 부호화된 윤곽 정보의 발생 데이터를 억제하는 한 방편으로는 현재 프레임의 물체 윤곽 데이터와 이전 프레임의 물체 윤곽 데이터간의 감산을 통해 발생하는 차분신호(에러신호)를 이용하는 움직임 추정 기법의 적용이 적극 참조 또는 고려되고 있는 실정이며, 여기에서 본 발명은 재생 화절에 영향을 미치지 않으면서도 보다 효율적인 압축율을 얻을 수 있는 윤곽선상의 버텍스 포인트들의 부호화 기법에 관련된다.

따라서, 본 발명은 인터 프레임 모드 부호화에 있어서, 현재 프레임의 현재 윤곽과 이전 프레임의 이전 윤곽과의 시간적인 상관성을 고려한 움직임 보상된 윤곽에 대한 인덱스 정보를 이용하여 부호화할 잔여 윤곽상의 버텍스 정보들을 효과적으로 부호화할 수 있는 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 현재 프레임과 이전 프레임을 포함하는 다수의 프레임들을 갖는 디지탈 영상신호에 나타나는 물체의 윤곽에 대해 움직임 보상을 이용하여 부호화하는 장치에 있어서, 윤곽을 라인 세그먼트로 맞추는 윤곽 근사 기법을 이용한 물체의 윤곽 근사화를 수행하여 상기 현재 프레임의 현재 윤곽내의 각 라인 세그먼트들에 대한 버텍스 정보들을 발생하는 다각형 근사 블록 ; 상기 이전 프레임의 이전 윤곽 정보에 근거하여 기설정된 소정영역의 움직임 탐색범위에서 상기 현재 윤곽과 상기 탐색범위내의 다수의 후보 윤곽간의 매칭을 튱해 물체에 대한 하나의 움직임 벡터를 추출하고, 상기 추출된 하나의 움직임 벡터를 이용한 상기 현재 윤곽과 이전 윤곽간의 움직임 보상을 통해 움직임 보상된 적어도 하나의 윤곽 세그먼트, 적어도 하나의 잔여 윤곽 및 움직임 보상이 않된 적어도 하나의 MC윤곽을 생성하는 움직임 보상 블록 ; 상기 생성된 적어도 하나의 MC윤곽들의 각 화소 포인트들에 대해 정수값을 갖는 일련의 인덱스 정보를 할당하는 인덱싱블록 ; 상기 각 MC윤곽상의 시작점 인덱스 정보와 종료점 인덱스 정보를 각각 발생하고, 상기 각 잔여 윤곽에 대응하는 상기 각 라인 세그먼트상의 각버텍스 정보들로 부터 가장 가까운 상기 MC윤곽상의 각 포인트를 검색하여, 검색된 각 포인트들에 할달된 부호화해야 할 각 버텍스 정보들에 각각 대응하는 각 인덱스 정보들을 연속적으로 발생하고, 상기 각 버텍스 정보들과 그들에 각각 대응하는 상기 각 인덱스 정보들간의 상대적인 위치 산출을 위한 각 거리 정보값들을 발생하는 최적 포인트 선택 블록 ; 상기 발생된 각 거리 정보값들에 의거하여 상기 MC윤곽상의 각 포인트로 부터 상기 잔여 윤곽상의 각 버텍스 정보간의 상대적인 각 위치 정보를 각각 발생하는 위치 정보 발생 블록 ; 및 상기 추출된 물체에 대한 하나의 움직임 벡터, 상기 각 버텍스 정보들에 각각 대응하는 각 인덱스 정보들 및 상기 각 포인트로 부터 상기 각 버텍스 정보간의 상대적인 각 위치 정보들을 부호화하는 윤곽 부호화 수단을 포함하는 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치를 제공한다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치의 블록 구성도를 나타낸다. 동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 버텍스 부호화 장치는, 다각형 근사 블록(102), 프레임 메모리(104), 움직임 보상 블록(106), 인덱싱 블록(108), 최적 포인트 선택 블록(110), 위치 정보 부호화 블록(112) 및 윤곽 부호화 블록(114)을 포함한다.

제1도에 있어서, 다각형 근사 블록(102)에서는 라인 L10으로부터 제공되는 현재 프레임내 물체의 경계 또는 윤곽 데이터를 입력으로 하여 라인 세그먼트로 윤곽을 나타내는 통상의 근사 알고리즘을 사용하여 라인 L11 상에 현재 프레임의 윤곡선에 대한 버텍스 포인트들의 위치를 나타내는 다수의 버텍스 정보를 발생시킨다. 여기에서, 현재 윤곽 데이터는 경계 정보를 포함하는데, 이러한 경계 정보는 프레임내 물체의 경계를 따라 위치해 있는 각 화소들의 위치 데이터를 포함한다. 그런다음, 이와같이 검출된 라인 L11 상의 현재 프레임내 물체의 윤곽선상에 나타내는 다수의 버텍스 정보들은 후술되는 다음단의 최적 포인트 선택 블록(110)으로 제공된다.

다음에, 움직임 보상 블록(106)에서는 라인 L10 상의 현재 윤곽 데이터와 라인 L12를 통해 프레임 메모리(104)로부터 제공되는 이전 윤곽 데이터에 의거하는 움직임 추정을 통해 하나의 움직임 벡터를 추출하고, 이와같이 추출된 움직임 벡터에 근거하여 움직임 보상을 수행함으로써, 움직임 보상된 윤곽(이하 MC윤곽선이라 함)정보를 발생한다. 여기에서, 프레임 메모리(104)는 물체의 윤곽 데이터를 한 프레임 단위로 지연시켜 라인 L12 상에 출력하는 것으로. 이와같이 프레임 메모리(104)에서 제공되는 L12 상의 이전 물체의 윤곽 데이터는 이전 프레임으로부터 복원된 물체의 이전 윤곽 정보이다.

즉, 움직임 보상 블록(106)에서는 라인 L10상의 현재 물체의 윤곽 데이터와 라인 L12 상의 이전 물체의 윤고가 데이터를 이용하여 하나의 움직임 벡터를 추출하는 데, 여기에서 물체에 대해 단지 하나의 움직임 벡터만을 추출하는 이유는 윤곽선 영상이 일반적인 영상에 비해 시간축상에 존재하는 상관성이 매우 작으므로, 이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 움직임 보상에 많은 정보량을 할당하지않고 하나의 물체에 대해 단지 하나의 움직임 벡터만을 찾아 움직임 보상을 수행하기 위해서 이다. 이와같이 하나의 물체에 대해 단지 하나의 움직임 벡터만을 추출하여 움직임 보상을 수행하는 장치로서는 본 발명의 출원인에 의해 "물체의 윤곽 부호화 시스템 및 그의 움직임 추정 방법"이라는 명칭으로 1996년 3월 22일자로 출원되어 현재 계류중인 대한민국 특허출원 제96-7857호에 개시되어 있다.

이러한 움직임 추정 방법에서는 먼저, 현재 프레임의 물체 윤곽의 ±1화소씩 확장하고, 이전 프레임의 윤곽 정보를 근거로 하여 기설정되는 소정범위의 움직임 탐색범위(예를들면, 이전 윤곽의 ±16화소 범위)에서 확장된 현재 윤곽과 다수의 후보 윤곽을 매칭시켜 가면서 예측된 윤곽 정보를 결정, 즉 이전 윤곽의 기설정된 탐색범위에서 확장된 현재 윤곽과 후보 윤곽들을 각각 매칭시켜 매칭이 안되는 각 이전 윤곽 화소의 개수를 카운트한 다음 탐색범위내의 후보 윤곽들중 그 카운트값이 가장 적은 후보 윤곽을 예측 윤곽으로 결정하며, 확장된 현재 윤곽으로부터 상기와 같이 결정된 예측 윤곽에 대한 하나의 움직임 벡터 결정한다. 여기에서, 결정된 하나의 움직임 벡터는 현재 프레임내 물체의 전체 윤곽과 이전 프레임에서의 기설정된 윤곽 탐색범위(예를들면, 이전 윤곽의 ±16화소 범위)내의 결정된 물체의 윤곽사이의 변위를 나타낸다. 그리고, 이러한 움직임 벡터는 전송기로의 전송을 위해 라인 L13을 통해 후술되는 출력측의 윤곽 부호화 블록(114)으로 제공된다.

또한, 움직음 보상 블록(106)에서는 상술한 바와같은 과정을 통해 추출된 하나의 물체에 대한 하나의 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행한 다음 움직임 보상된 윤곽 정보를 발생하는데, 이러한 움직임 보상된 윤곽 정보는 복원된 이전 프레임의 물체 윤곽을 추출된 움직임 벡터만큼 단순히 이동하여 움직임 보상을 상태의 윤곽정보이다. 이러한 윤곽정보는 움직임 벡터만을 전송해 주면 부호화시스템이나 복호화 시스템에서 공유할 수 있으므로, 본 발명에서는 이러한 정보를 이용하기 위해 움직임 보상된 윤곽 정보의 각 화소값들에 대한 인덱싱을 행한다.

즉, 제2도에 있어서, 움직임 보상을 통해 얻어진 MC윤곽 정보(동도에서 점선으로 도시됨)가, 제2도의 참조부호 A로서 도시된 바와 같고, 현재 윤곽과 이전 윤곽간의 움직임 보상후에 얻어지는 잔여 윤곽(동도에서 실선으로 도시됨)이 참조부호 B로서 도시된 바와 같으며, 보상된 윤곽 세그먼트(동도에서 실선 블록내의 점선 부분)가 참조부호 C로서 도시된 바와 같다면, 움직임 보상후에 남은 잔여 윤곽부분은 바로 부호화후에 최종적으로 전송해야 할 윤곽 정보라고 할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 잔여 윤곽들에 대해 인덱싱을 이용한 부호화를 수행하여 잔여윤곽에 대응하는 MC 윤곽 정보내의 각 화소들의 인덱스 정보와 그에 따른 위치 정보를 수신측에 전송하게 된다.

다시말해, 인덱싱 블록(108)에서는 상기한 움직임 보상 블록(106)으로부터 제공되는 움직임 보상된 윤곽 세그먼트들을 제외한 실질적으로 움직임 보상이 되지않은 MC윤곽선상의 각 화소들에 대해 각각의 인덱스, 예를들면 순차적인 양의 정수 들로 된 일련본호를 할당한다. 이것은 물체의 크기가 그렇게 크지 않은 경우에 x축과 y축의 정보를 따른 부호화하는 것보다 훨씬 효율적이기 때문이다. 그런다음, 이와같이 일련번호로서 할당된 인덱스 정보들은 라인 L14를 통해 최적 포인트 선택블록(110)으로 제공된다.

한편, 최적 포인트 선택 블록(110)에서는 라인 L11을 통해 전술한 다각형 근사 블록(102)에서 제공되는 현재의 윤곽선에서 새로 부호화해야 할 버텍스 정보로부터 가장 가까운 MC 윤곽선상의 한 포인트를 찾은 다음, 라인 L15 상에 부호화해야 할 버텍스 정보에 대응하는 MC 윤곽선상의 화소값에 할당된 인덱스 정보를 발생하고, 라인 L16 상에 해당 버덱스 정보와 그에 대응하는 인덱스 정보간의 상대적인 위치 산출을 위한 거리 정보값을 발생한다.

즉, 일예로서 제2도에 도시된 바와같이, 잔여 윤곽선(B)상에서 부호화를 위해 새롭게 선택된 버텍스가 b_n이고 이 버텍스로부터 가장 가까운 MC 윤곽선(A) 상의 포인트가 a_n일 때, 최적 포인트 선택 블록(110)에서는 a_n포인트에 할당된 인덱스, 즉 일련번호를 라인 L15 상에 발생하여 후술되는 윤곽 부호화 블록(114)에 제공함과 동시에 라인 L16 상에 버텍스 b_n와 포인트 a_n간의 상대적인 위치 산출을 위한 거리 정보값을 발생하여 다음단의 위치 정보 부호화 블록(112)으로 제공한다.

또한, 최적 포인트 선택 블록(110)에서는, 움직임 보상후에 얻어지는 잔여 윤곽과 MC윤곽이 일예로서 제2도에 도시된 바와같은 경우, 부호화할 필요가 없는 움직임 보상된 윤곽 세그먼트들(C)과 부호화하여 전송해야 할 잔여 윤곽(B)들의 구분을 위해 제1의 시작점 인덱스 s1과 제1의 종료점 인덱스e1 및 제2의 시작점 인덱스s2과 제2의 종료점 인덱스 e2를 라인 L15상에 발생하여 윤곽 부호화 블록(114)으로 제공한다. 이것은 수신측의 복호화 시스템에서 움직임이 보상된 윤곽세그먼트가 어느 부분인지를 알 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 수신측의 복호화 시스템은 움직임 보상된 윤곽 세그먼트(C) 들에 대해서는 벡터를 이용함으로써 이전 프레임의 물체 윤곽정보로부터 복원하게 될 것이고, 움직임 보상이 되지 않은 부호화 된 잔여 윤곽(B)들에 대해서는 MC 윤곽선(A)의 각 포인트들에 대한 인덱스 정보들과 각 포인트로부터의 상대적인 위치 정보들에 의거하여 부호화전의 원신호로 복원하게 될 것이다.

다음에, 위치 정보 부호화 블록(112)에서는 라인 L16으로부터 제공되는 각각 대응하는 각 버텍스들과 각 포인트들간의 상대적인위치 산출을 위한 거리 정보값들에 의거하여 인덱스를 보낸 포인트로부터의 상대적인 위치 정보 d-x,d-y를 산출하여 라인 L17상에 발생, 즉 일예로서 제2도에 도시된 바와같이, 버텍스 b_n에 대한 가장 가까운 포인트로서 a_n가 결정되면, 위치 정보 부호화 블록(112)에서는 이 포인트로부터의 상대적인 거리 d(즉, 상대적인 위치 정보값)를 부호화하여 라인 L17상에 발생한다.

따라서, 윤곽 부호화 블록(114)에서는 전술한 움직임 보상 블록(106)으로부터 제공되는 라인 L13상의 하나의 물체에 대해 추출한 하나의 움직임 벡터, 최적 포인트 선택 블록(110)으로부터 제공되는 라인 L15상의 각 인덱스 정보들 및 위치 정보부호화 블록(112)으로부터 제공되는 라인 L17 상의 각 인덱스 정보를 보낸 포인트로부터의 상대적인 위치 정보값들에 대해 예를들어, JPEG(Joint Photographic Experts Group)의 2진 산술코드(binary arithmetic code)를 사용하여 부호화하며, 이와같이 하나의 움직임 벡터, 인덱스 세트 및 위치 정보값 세트들을 포함하는 부호화된 디지탈 영상의 윤곽선 신호는 원격지 수신기로의 전송을위해 도시 생략된 송신기로 전송된다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 물체 기반 윤곽 부호화의 인터 프레임의 버텍스 부호화에 있어서, 부호화하고자 하는 현재 플레임의 물체 윤곽 정보와 이전 프레임의 물체 윤곽 정보에 기초하는 움직임 보상을 이용한 부호화시에 움직임 보상이 수행되지 않은 잔여 윤곽들을 그에 포함되는 각 버텍스에 대응하여 MC윤곽의 각 포인트에 할당되는 인덱스 정보들과 각 포인트에 대응하는 버텍스들간의 상대적인 위치 정보를 이용하여 부호화 함으로써, 영상신호에 나타나는 움직임 보상후에 남는 잔여 윤곽 정보부호화시에 발생하는 전송 데이터량(비트량)을 현저하게 감소시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 현재 프레임과 이전 프레임을 포함하는 다수의 프레임들을 갖는 디지탈 영상신호에 나타나는 물체의 윤곽에 대해 움직임 보상을 이용하여 부호화하는 장치에 있어서, 윤곽을 라인 세그먼트로 맞추는 윤곽 근사 기법을 이용한 물체의 윤곽 근사화를 수행하여 상기 현재 프레임의 현재 윤곽내의 각 라인 세그먼트들에 대한 버텍스 정보들을 발생하는 다각형 근사 블록 ; 상기 이전 프레임의 이전 윤곽 정보에 근거하여 기설정된 소정영역의 움직임 탐색범위에서 상기 현재 윤곽과 상기 탐색범위내의 다수의 후보 윤곽간의 매칭을 튱해 물체에 대한 하나의 움직임 벡터를 추출하고, 상기 추출된 하나의 움직임 벡터를 이용한 상기 현재 윤곽과 이전 윤곽간의 움직임 보상을 통해 움직임 보상된 적어도 하나의 윤곽 세그먼트, 적어도 하나의 잔여 윤곽 및 움직임 보상이 않된 적어도 하나의 MC윤곽을 생성하는 움직임 보상 블록 ; 상기 생성된 적어도 하나의 MC윤곽들의 각 화소 포인트들에 대해 정수값을 갖는 일련의 인덱스 정보를 할당하는 인덱싱 블록 ; 상기 각 MC윤곽상의 시작점 인덱스 정보와 종료점 인덱스 정보를 각각 발생하고, 상기 각 잔여 윤곽에 대응하는 상기 각 라인 세그먼트상의 각 버텍스 정보들로 부터 가장 가까운 상기 MC윤곽상의 각 포인트를 검색하여, 검색된 각 포인트들에 할달된 부호화해야 할 각 버텍스 정보들에 각각 대응하는 각 인덱스 정보들을 연속적으로 발생하고, 상기 각 버텍스 정보들과 그들에 각각 대응하는 상기 각 인덱스 정보들간의 상대적인 위치 산출을 위한 각 거리 정보값들을 발생하는 최적 포인트 선택 블록 ; 상기 발생된 각 거리 정보값들에 의거하여 상기 MC윤곽상의 각 포인트로 부터 상기 잔여 윤곽상의 각 버텍스 정보간의 상대적인 각 위치 정보를 각각 발생하는 위치 정보 발생 블록 ; 및 상기 추출된 물체에 대한 하나의 움직임 벡터, 상기 각 버텍스 정보들에 각각 대응하는 각 인덱스 정보들 및 상기 각 포인트로 부터 상기 각 버텍스 정보간의 상대적인 각 위치 정보들을 부호화하는 윤곽 부호화 수단을 포함하는 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 물체에 대한 하나의 움직임 벡터는, 상기 이전 프레임의 이전 윤곽 정보에 근거하여 기설정된 소정영역의 움직임 탐색범위에서 소정폭으로 확장된 상기 현재 윤곽과 상기 탐색범위내의 다수의 후보 윤곽간의 매칭을 통해 최적의 후보 윤곽을 검출하여 예측된 윤곽으로 결정하고, 상기 확장된 현재 윤곽과 상기 예측된 윤곽간의 변위인 것을 특징으로 하는 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 확장된 현재 윤곽은 윤곽 경계를 따라 ±1화소씩 확장되고, 상기 이전 프레임내의 탐색범위는 상기 이전 윤곽 경계를 따라 ±16화소 범위로 설정되며, 상기 예측된 윤곽은 상기 이전 프레임의 탐색범위내의 다수의 후보 윤곽과 상기 확장된 윤곽과의 매칭을 통해 산출되는 미스 매칭 화소수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 물체 윤곽 부호화를 위한 버텍스 부호화 장치.