KR100319918B1 - 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법및이를이용한고능률동화상부호화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법 및 이를 이용한 고능률 동화상 부호화방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 부호화된 곡선의 임의의 한 변과 이에 대응하는 원곡선의 임의의 한 변에 대한 오차를 구하기 위한 오차 샘플링방법에 있어서, 부호화된 곡선의 임의의 한 변의 기울기를 구하는 과정: 기울기의 크기에 따라서, 수평축 또는 수직축에 대하여 부호화된 곡선의 임의의 한 변위의 점들로부터 원곡선의 임의의 한 변위에 투사시키는 과정; 및 투사된 수평거리 또는 수직거리를 측정하여 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차로 결정하는 과정을 구비한다. 따라서, 부호화된 곡선의 기울기에 따라 X축 혹은 Y축을 기준으로 하여 부호화된 곡선으로 부터 원곡선까지의 거리를 측정하여 이를 오차로 정의하고 부호화함으로써, 2차원 물체의 형체를 부호화/복호화시 고속처리가 가능하다.

Description

부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법 및 이를 이용한 고능률 동화상 부호화방법

본 발명은 동화상 부호화장치에 관한 것으로서, 특히 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법 및 이를 이용한 고능률 동화상 부호화방법에 관한 것이다.

최근 들어 비디오 데이타베이스 혹은 비디오 전송 등은 멀티미디어기술의 핵심으로 부상하고 있다. 인간에게 인식되고 있는 대부분의 가시적인 물체들은 궁극적으로 그 형체(shape)와 내부 텍스쳐(texture)로 나타낼 수 있으며, 향후의 비디오 처리기술은 한장의 프레임 단위가 아닌 인간에게 지각되는 물체나 내용(content) 단위의 처리를 지향하고 있다. 특히, 현재 추진중인 MPEG-4와 같은 국제 영상 부호화 표준은 "내용-기반(content-based)"를 중요 목표로 하고 있다. 따라서 물체의 영상을 묘사하는데 2차원 곡선의 부호화방법은 기본적인 수단으로 사용되고 있다.

한편. 주어진 2차원 곡선의 형체는 다각형 근사(polysgon approximation)에 의해 부호화할 수 있다. 이때 보다 높은 근사도를 갖도록 하기 위하여 다각형 근사된 곡선은 다시 한번 더 부호화될 수 있는데, 이를 위하여 원곡선(original curve)과 다각형 근사된 곡선과의 오차를 구하여야 한다. 원곡선과 다각형 근사된 곡선과의 오차를 구하기 위한 오차 샘플링방법에는 여러가지가 있다. 그 중, 컴퓨터상에서 용이한 구현방법중 하나로서, 제1도에 도시된 바와 같이 다각선 근사화된 곡선(102)위의 한 점과 이 점에 대응되는 원곡선(101) 위의 한 점과의 거리를 구하는 방법을 들 수 있다. 제1도에 나타낸 오차들의 일부를 제3도의 오차(302)와 같이 생각할 수 있다. 즉, 제3도는 다각형의 한변과 관련된 오차와 원곡선의 일부를 나타낸 것이다.

여기서, 기존의 방법은 주로 제4도와 같은 오차 샘플링방법을 사용하고 있다. 즉, 원곡선 위의 한 점(301)에 대한 오차 샘플링을 위하여 점(301)과 선분(303)과의 수직 거리를 측정한다. 수직거리(d:305)는 점(301)을 (x1,y1)로 하고, 선분(303)을 직선방정식 ax+by+c=0의 형태로 나타낼 때, 다음 (1)식과 같이 나타낼 수 있다.

따라서, 곡선 선분(304) 위에 있는 각 점들 (xi,yi)에 대하여 상기 (1)식을 적용하여야 한다. 즉, 제4도의 X0,X1,...,X7,X8 과 같은 형태의 (xi,yi) 각각에 대하여 상기 (1)식을 적용하는 것이다. 곡선 선분(304)에 대한 오차 샘플링을 하는 경우, 직선 선분(303)은 고정되어 있으므로, 상기 (1)식의 분모가 다시 계산될 필요는 없다. 그러나, 최소한 두번의 곱셈 (ax1,by1)과 두번의 덧셈 (ax1+by1, by1+c) 및 한번의 나눗셈()이 필요하다.

또한, 부호화된 오차들이 원영상으로 복원될 때, 제4도의 A0,A1,...,A7,A8 의 위치가 부호화 당시와 동일함이 약속되어져 있어야 한다. 왜냐하면, 복원할 당시에는 곡선 선분(304)과 같은 원곡선 정보를 갖고 있지 않기 때문에 직선 선분(303)을 기준으로 부호화/복호화되어야하기 때문이다.

따라서, 오차의 부호화/복호화를 위해서는 곡선 선분(404) 위의 점들로 부터 직선 선분(403) 위로 수선의 발을 내리는 방법을 사용해서는 안된다. 그 대신, 직선 선분(403) 위에 있는 미리 정의된 점들 A0,A1,...,A7,A8 로 부터 곡선 선분(404)까지의 수직거리를 측정하여야 한다. 이를 위하여 A0,A1.....A7,A8 로 부터 올린 수선들과 곡선선분(401)이 만나는 교점들을 구한 뒤 각각 X0,X1,...,X7,X8이라 정하여 X0,X1,...,X7,X8 과 A0,A1,...,A7,A8 의 거리를 구하면 부호화/복호화에 알맞는 오차를 얻을 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 계산량이 많은 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 부호화된 2차원 곡선에 대하여 고속으로 오차 샘플링을 수행하기 위하여, 부호화된 2차원 곡선 위의 임의의 점을 조건에 따라 수평축 또는 수직축상으로 투사시킨 후, 투사된 점으로 부터 원곡선까지의 거리를 오차 측정에 사용하는 고속 오차 샘플링방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법을 이용하는 고능률 동화상 부호화방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 부호화된 곡선의 임의의 한 변과 이에 대응하는 원곡선의 임의의 한 변에 대한 오차를 구하기 위한 오차 샘플링방법에 있어서,

상기 부호화된 곡선의 임의의 한 변의 기울기를 구하는 과정:

상기 기울기의 크기에 따라서, 수평축 또는 수직축에 대하여 상기 부호화된 곡선의 임의의 한 변위의 점들로부터 상기 원곡선의 임의의 한 변위에 투사시키는 과정: 및

상기 투사된 수평거리 또는 수직거리를 측정하여 상기 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차로 결정하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고능률 동화상 부호화방법은

입력 원곡선의 형체를 다각형 근사에 의해 다각형으로 부호화하여 1차 부호화된 곡선을 생성하는 과정:

상기 1차 부호화된 곡선의 임의의 한 변의 기울기의 크기에 따라서, 수평축 또는 수직축에 대하여 상기 1차 부호화된 곡선의 임의의 한 변위의 점들로부터 상기 원곡선의 임의의 한 변위에 투사시킨 후, 상기 투사된 수평거리 또는 수직거리를 측정하여 상기 1차 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차를 생성하는 과정:

상기 1차 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차를 부호화하는 과정;

상기 부호화된 오차를 복호화하는 과정:

상기 1차 부호화된 곡선을 복호화하여 1차 복호화된 곡선을 생성하는 과정; 및

상기 복호화된 오차를 상기 1차 복호화된 곡선에 더하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시에에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

제2도에 있어서, 입력 원곡선(201)의 형체를 다각형 근사에 의해 다각형으로 부호화하고, 이때 다각형(202 또는 204)을 1차 부호화된 곡선이라 하고, 1차 부호화된 곡선(202 또는 204)와 원곡선(201)과의 차이를 구하여 이를 1차 부호화된 곡선(202 또는 204)의 오차(208)라고 한다.

한편, 샘플링된 오차(208)는 이산여현변환(DCT) 등에 의해 DCT계수로 부호화되고, DCT 계수로 부호화된 오차들은 다시 역이산여현변환되어 복호화된다. 복호화된 오차들(210)은 1차 부호화/복호화된 다각형(211)에 더해져서 원곡선(201)에 더욱 근사한 곡선(212)으로 복호화된다.

원곡선(101)과 근사된 다각형(102)과의 오차 샘플링을 위하여 본 발명에서는 제4도와 같은 방법 대신 제5A도 및 제5B도와 같은 방법을 제안한다.

제5A도 및 제5B도에 있어서, 근사된 다각형의 한 변(403)의 원곡선(404)에 대한 오차를 구할때, 제4도의 X0,X1,...,X7,X8 에서 변(403)에 내린 수선의 발 A0,A1,...,A7,A8 까지의 각각의 거리를 측정하지 않고, 직선 선분의 기울기(a)가 1보다 작으면 X축(수평축)과의 거리(501)를, 직선 선분의 기울기(a)가 1보다 크커나 같으면 Y축(수평축)과의 거리(506)를 측정하여 오차로 사용한다. 이때, 직선선분(503 또는 508)의 기울기는 미리 알려진 ax+by+c=0으로 부터 구할 수 있다.

측정된 오차는 |X0-A0|, |X1-A1|,...,|X7-A7|, |X8-A8|로 나타낼 수 있다. 제5A도와 제5B도에 있어서, A0,A1,...,A7,A8 는 부호기와 복호기 양측에서 일정한 간격이 약속되어져야 하며, 일종의 샘플링 구간으로 생각할 수 있다.

제5A도에 있어서, 근사된 다각형의 한변(503)은 부호화/복호화된 직선선분의 기울기가 1보다 작은 경우로서, X축(수평축)에서 투사된 A0,A1,...,A7,A8 로 부터 곡선선분(504) 까지의 수직거리(501)를 측정하여 이를 오차로 정의하고 부호화한다. 이와 반대로, 제5B도에 있어서, 근사된 다각형의 한변(508)은 부호화/복호화된 직선선분의 기울기가 1보다 크거나 같은 경우로서, Y축(수직축)에서 투사된A0,A1,...,A7,A8 로 부터 곡선선분(509) 까지의 수직거리(506)를 측정하여 이를 오차로 정의하고 부호화한다.

한편, 복호화시에는 수평축 또는 수직축을 기준으로 덧셈 연산만을 사용하여 오차 보정을 수행하므로 계산량을 감소시킬 수 있다. 즉, 다각형으로 1차 부호화된 곡선을 복호화하면, 다각형의 한변(503 또는 508)을 얻을 수 있으며, 여기서 A0,A1,...,A7,A8 은 복호화되어 얻어진 직선선분(503 또는 509) 위의 점들이다. 본 발명에서 제안하는 방법에의해 오차 샘플링된 값들 |X0-A0|, |X1-A1|,...,|X7-A7|, |X8-A8|는 부호화/복호화되어 1차 복호화된 값들 A0,A1,...,A7,A8 에 더해져서 원곡선(504 또는 509)에 근사한 곡선을 생성한다. 샘플링된 오차들이 보상되는 과정은 수평축 또는 수직축 한 방향으로만 수행된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법 및 이를 이용한 고능률 동화상 부호화방법에서는, 1차 부호화된 곡선의 임의의 한 변의 기울기의 크기에 따라서, 수평축 또는 수직축에 대하여 1차 부호화된 곡선의 임의의 한 변위의 점들로부터 상기 원곡선의 임의의 한 변위에 투사시킨 후, 투사된 수평거리 또는 수직거리를 측정하여 상기 1차 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차를 생성함으로써, 종래보다 오차 샘플링이 간편하므로 2차원 물체의 형체를 부호화/복호화시 고속처리가 가능하다.

또한, 본 발명에서 제안한 기울기 측정, 투사, 오차측정에 의한 오차 샘플링방법은 3차원 물체의 형체를 부호화시 3차원 곡면을 2차원평면에 의해 부호화한 다음, 부호화한 곡면의 오차을 샘플링함으로써, 3차원으로도 용이하게 확장가능하다.

제1도는 원곡선과 다각형 근사에 의해 부호화된 곡선을 나타낸 도면.

제2도는 다각형 근사와 DCT를 사용한 외곽선 부호화 방법을 설명하기 위한 도면.

제3도는 수직거리 측정에 의해 오차를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면.

제4도는 수직거리 측정에 의해 오차를 샘플링하는 방법을 설명하기 위한 도면.

제5A도는 본 발명에 의한 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법의 일 실시예를 나타낸 도면.

제5B도는 본 발명에 의한 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차샘플링방법의 다른 실시예를 나타낸 도면.

Claims (4)

1. 부호화된 곡선의 임의의 한 변과 이에 대응하는 원곡선의 임의의 한 변에 대한 오차를 구하기 위한 오차 샘플링방법에 있어서,

   상기 부호화된 곡선의 임의의 한 변의 기울기를 구하는 과정;

   상기 기울기의 크기에 따라서, 수평축 또는 수직축에 대하여 상기 부호화된 곡선의 임의의 한 변위의 점들로부터 상기 원곡선의 임의의 한 변위에 투사시키는 과정; 및

   상기 투사된 수평거리 또는 수직거리를 측정하여 상기 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차로 결정하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기울기의 크기가 1보다 작으면 수평축과의 거리를, 상기 기울기의 크기가 1보다 크거나 같으면 수평축과의 거리를 측정하여 상기 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차로 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화된 2차원 곡선에 대한 고속 오차 샘플링방법.
3. 입력 원곡선의 형체를 다각형 근사에 의해 다각형으로 부호화하여 1차 부호화된 곡선을 생성하는 과정;

   상기 1차 부호화된 곡선의 임의의 한 변의 기울기의 크기에 따라서, 수평축또는 수직축에 대하여 상기 1차 부호화된 곡선의 임의의 한 변위의 점들로부터 상기 원곡선의 임의의 한 변위에 투사시킨 후, 상기 투사된 수평거리 또는 수직거리를 측정하여 상기 1차 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차를 생성하는 과정:

   상기 1차 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차를 부호화하는 과정;

   상기 부호화된 오차를 복호화하는 과정;

   상기 1차 부호화된 곡선을 복호화하여 1차 복호화된 곡선을 생성하는 과정: 및

   상기 복호화된 오차를 상기 1차 복호화된 곡선에 더하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 고능률 동화상 부호화방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 오차생성과정에서 상기 기울기의 크기가 1보다 작으면 수평축과의 거리를, 상기 기울기의 크기가 1보다 크거나 같으면 수평축과의 거리를 측정하여 상기 부호화된 곡선과 원곡선과의 오차로 결정하는 것을 특징으로 하는 고능률 동화상 부호화방법.