KR100404526B1 - 비디오이미지컬러엔코딩방법및장치 - Google Patents

Abstract

비디오 이미지내의 각각의 서로 다른 컬러에 컬러값이 할당된 디지털 비디오 이미지 프레임에 대한 픽셀 컬러값을 엔코딩하는 방법이 기재되어 있다. 이미지 프레임에 우세한 컬러가 식별되고, 제 1 실시예에서, 우세한 컬러 이외의 컬러를 갖는 각각의 픽셀이 그 각각의 컬러값(0010 내지 1111)에 따라 개별적으로 엔코딩되며, 우세한 컬러에 대한 3 또는 그 이상의 연속적인 픽셀의 런이 런 길이 엔코딩된다. 장치에서 그 나타나는 런과 유사한 또 다른 코드(0000 0011 등)가 제공되어, 프레임 과정동안에 지정된 우세한 컬러에서의 변화를 허용한다. 다른 실시예에서, 모든 컬러의 런은 런 길이 엔코딩되지만, 우세한 컬러에 대한 더 짧은 코딩 설계는 그렇지 않으며, 다른 실시예에서는 우세한 컬러의 범위가 좁다. 이들 코딩 설계에서 이용되는 원리는 이미지 재료의 클래스를 위한 코딩의 효율성을 개선시킨다.

Description

비디오 이미지 컬러 엔코딩 방법 및 장치

잘 알려진 기술은, 예를 들면, 컴팩트 디스크 상호 작용 (CD-i : Compact Disc interactive) 표준의 코딩 모드들 중 하나로서 이용되는 런 길이 코딩(run length coding)이다. 이 기술은 컬러 코드를 (n)번 반복하는 대신에, 컬러를 한번 지정한 다음 동일한 픽셀들의 수(n)를 카운팅함으로써, 인접한 픽셀값들의 세트들이 더욱 조밀하게 코딩되도록 허용한다. 런 길이 코딩에 관한 또 다른 정보는, 예를 들면 ISBN 0-07-066455-2, pub McGraw-HIill, 287 내지 289 페이지의 1979년 Internation Student Edition의 W M Newman과 R F Sproul이 저술한 "Principles of Interactive Computer Graphics"에 기재되어 있으며, 첨부 도면의 종래 기술의 도 1 내지 도 3을 참조하여 관련 사항들에 대한 간단한 요약이 하기에 기술될 것이다.

본 발명은 디지털 비디오 이미지 프레임들의 엔코딩 및 디코딩에 관한 것이며, 특히 픽셀 컬러값들의 코딩에 관한 것이다.

도 1은 단일 픽셀에 대한 알려진 컬러 코드를 도시한 도면.

도 2는 길이 L의 픽셀 런에 대한 알려진 컬러 코드를 도시한 도면.

도 3은 도 1 및 도 2 에서와 같이 컬러 코드들로 변환된 픽셀 컬러 코드값들의 시퀀스를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 코드값들의 테이블을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 제 1 대안적 실시예를 나타내며, 도4의 테이블의 대안적 버전을 도시한 도면.

도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 대안적 실시예를 나타내며, 배경 및 비-배경 픽셀들(non-background pixels) 각각에 대한 코드값들의 테이블들을 도시한 도면.

도 8은 디코더 장치에 대한 픽셀 코드 검출기단의 블록도.

도 9 내지 도 13은 도 8의 제어기의 동작을 설명하는 흐름도들.

런 길이 코딩이 롱 런들(long runs)에 대한 데이터 압축에서는 매우 효과적이지만, 쇼트 런들(short runs)에서는 이러한 효과가 감소되며, 대다수의 쇼트 런들을 갖는 프레임들은 엔코딩하는데 계산적으로 비용이 더 들 수 있다. 따라서, 본발명의 목적은 설계의 복잡함으로 인한 과도한 총 경비를 초래하지 않고, 적어도 적당한 압축도를 달성하는 코딩 설계를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 이미지내의 각각의 서로 다른 컬러에 컬러값이 할당되는 디지털 비디오 이미지 프레임에 대한 픽셀 컬러값들을 엔코딩하는 방법이 제공되며, 이미지 프레임에 대해 우세한 컬러(predominant color)가 식별되고, 우세한 컬러의 적어도 두 개의 연속적인 픽셀들의 런들은 런을 나타내는 제 1 코드 워드와 런 길이를 나타내는 제 2 코드 워드로서 엔코딩되며, 상기 우세한 컬러 이외의 컬러들을 갖는 픽셀들은 적어도 각각의 컬러값들을 포함하는 코드로서 엔코딩된다.

또한, 본 발명에 따라, 이미지내의 각각의 서로 다른 컬러에 각각의 컬러값을 할당함으로써 디지털 비디오 이미지 프레임에 대한 픽셀 컬러값들을 엔코딩하도록 배열된 비디오 이미지 엔코딩 장치가 제공되며, 이미지 프레임에 대해 우세한 컬러가 식별되고, 상기 장치는 우세한 컬러의 적어도 두 개의 연속적인 픽셀들의 런들을 식별하며, 런을 나타내는 제 1 코드 워드와 런 길이를 나타내는 제 2 코드워드로서 각각의 상기 런을 엔코딩하는 수단과, 상기 우세한 컬러 이외의 컬러들을 갖는 픽셀들을 결정하여 이들을 적어도 각각의 컬러값들을 포함하는 코드들로서 엔코딩하는 수단을 포함한다.

또한, 본 발명에 따라, 픽셀 컬러값들의 엔코딩된 프레임들을 포함하는 비디오 이미지 신호로서, 프레임에 대한, 소정의 우세한 컬러의 둘 또는 그 이상의 연속적인 픽셀들의 런들은 런을 나타내는 제 1 코드 워드와 런 길이를 나타내는 제 2 코드 워드의 형태로 엔코딩되고, 우세한 컬러 이외의 컬러들의 픽셀들은 적어도 각각의 컬러값을 포함하는 코드의 형태로 엔코딩되는, 상기 비디오 이미지 신호가 제공되어 있다. 또한, 그러한 비디오 이미지 신호를 전달하는 저장 매체(콤팩트 또는 플로피 디스크와 같은)가 상기 예정된 우세한 컬러의 명세를 포함하는 초기화 수단과 함께 제공된다.

또한, 본 발명은 상기 기술된 바와 같은 신호들을 수신하여 디코딩하도록 배열된 비디오 이미지 디스플레이 장치를 제공하며, 상기 장치는 상기 엔코딩된 픽셀 컬러값들에 의해 어드레싱된 디지털 비디오 이미지 프레임들에 대해 상기 우세한 컬러를 포함하는 적어도 하나의 픽셀 컬러들의 록-업 테이블을 포함하며, 우세한 컬러의 적어도 두 개의 연속적인 픽셀들뿐만 아니라 우세한 컬러 이외의 컬러들을 갖는 개별적으로 발생된 픽셀들의 디스플레이 런들을 위해 발생되도록 동작 가능한 수단을 포함한다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 프레임의 우세한 컬러만이 런 길이 코딩된다. 따라서, 우세한 컬러에 대해, 런이 지정될 때마다 컬러 코드를 지정할 필요가 없다. 또한, 우세한 컬러에서와 같이, 런들의 가능성(likelihood of runs)이 일반적으로 가장 높음에 따라 효율성이 개선된다. 우세한 컬러에서 쇼트 내지 미디엄 길이(short to medium length)에 많은 런들이 존재하고 다른 컬러들에서 소수의 그러한 런들이 존재한다는 것은 특히 흔한 상황일 것이다. 이러한 상황에 대한 더 높은 효율성을 위해, 예를 들면, 동일한 컬러의 둘 또는 그 이상의 픽셀들의 모든 런들은, 런이 우세한 컬러로 이루어진 컬러 코드를 포함하기 위해, 적어도 쇼트 내지 미디엄 길이 런들(예를 들면, 3 내지 9 픽셀들)에 대한 요구 없이, 높은 데이터 압축을 성취하도록 런 길이 엔코딩될 수 있다.

제 1 코드 워드는 런 길이들의 다수의 범위들 중 하나를 나타내는 하위 코드(sub-code)를 적절하게 포함할 수 있으며, 제 2 코드 워드는 나타낸 범위내로부터 런 길이를 나타낸다. 이러한 방법으로, 제 2 코드 워드의 길이는 절대 길이가 지정되도록 요구되는 경우보다 더 짧게 유지될 수 있다.

프레임(예를 들면, 각각의 부분에 서로 다른 컬러 배경을 갖는 "스플리트-스크린(split-screen)")내에서 우세한 컬러가 변화하는 상황들을 허용하기 위해, 컬러값의 명세를 포함하는 또 다른 코드가 제공될 수 있으며, 픽셀 컬러 코드들의 스트림에서 또 다른 코드의 위치에 뒤이어, 엔코딩된 런들에 대해 지정된 우세한 컬러는 또 다른 코드에서 지정된 컬러로 변경된다. 이러한 또 다른 코드는 다음의 설명에서 CHANGE BACKGROUND 코드로서 언급되며, 런을 나타내는 제 1 코드 워드 및 우세한 컬러의 변경을 나타내는 하위 코드와, 새로운 우세한 컬러에 대한 컬러값을 포함하는 제 2 코드 워드를 포함할 수 있다. 런과 우세한 컬러의 변경 둘 다를 나타내기 위해 제 1 코드 워드에서 동일한 하위 코드를 가짐으로써, 제 1 코드 워드의 특정한 하위 코드에 의해 차이가 나타나서, "제어(control)" 코드들의 수는 최소로 유지되고, 따라서, 더 많은 수의 "프리(free)" 코드들의 수가 컬러에 할당되도록 허용한다.

쇼트 런들의 런 길이 코딩과 연관된 비효율성을 회피하기 위해, 우세한 컬러의 하나 또는 두 개의 픽셀들의 런들은 우세한 컬러에 대한 컬러값의 하나 또는 두개의 연속적인 반복들에 따라 각각 코딩될 수 있거나, 또는 독특한 쇼트 코드들이각각 할당될 수 있다.

우세한 컬러가 연속적인 프레임들 사이에서 변하는 경우를 허용하기 위해, 프레임에 대한 코드 시퀀스는 초기 우세한 컬러를 지정하는 또 다른 코드로 적절하게 시작하는데, 다시 말하자면, 이전의 프레임으로부터 변경되지 않을지라도 지정된 우세한 컬러에 대한 변경을 모든 연속하는 런들에 이용되도록 지시한다.

우세한 컬러가 프레임 과정 동안 다수 번 변경할 수 있는 경우라면, 변경 지시는 비효율적일 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 이미지내의 컬러들의 하위 세트는 우세한 컬러들로서 식별될 수 있으며, (우세한 컬러 이외의) 컬러들에 제 1 길이의 각각의 컬러 코드들이 할당되며, 우세한 컬러들에 제 1 길이보다 더 짧은 제 2 길이의 각각의 컬러 코드들이 할당되며, 우세한 컬러들 중 하나의 런들은 우세한 컬러 런을 나타내는 제 1 코드 워드와 별도의 하위코드들에서 런 길이 및 (더 짧은) 컬러 코드를 각각 나타내는 제 2 코드 워드로서 엔코딩된다.

본 발명의 양호한 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 예의 방식으로 기술될 것이다.

설명을 위해, 처음에, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 픽셀 컬러값들을 엔코딩하는 종래의 방식을 고려하는 것이 유용하다. CD-i에 이용된 런 길이 코딩에서처럼, 각각의 픽셀 컬러값이 7 비트들(도 1)을 점유하는 경우에, 런 명세(도 2)는 2 바이트들을 점유한다. 1 바이트는 7개의 비트들에 컬러값 C를 포함하며, 다른 바이트는 카운트값 L을 포함한다. 두 픽셀들 길이 이상의 런에 있어서, 런 길이 코딩 형태는 런의 각각의 픽셀을 별도로 코딩하는 것보다 더욱 조밀할 것이다.

그러나, 길이의 런으로서 단일 픽셀을 코딩하는 이러한 경우에, 이것은 2 바이트들을 점유하는 반면 단일 컬러 픽셀은 1 바이트에 포함될 수 있기 때문에, 비효율적이다. 따라서, CD-i에 이용된 런 길이 코딩 방식은 두 개의 인접하는 픽셀들이 반복된 1 바이트 코드와 2 바이트 런 길이 시퀀스 양자에 규정되도록 허용한다. 컬러 바이트의 예비 비트(최상위 비트)는 상기 차이를 나타내기 위해 이용된다. 컬러 바이트가 제로로 설정된 최상위 비트를 갖는다면, 도 1에서처럼 단일 컬러값이 되며, 반면에 최상위 비트가 1로 설정되면 상기 바이트는 런 명세의 시작이 되며 도 2에서처럼 길이 바이트에 뒤따른다. 이들 1 및 2 바이트 코드들은 필요에 따라 결합되어, 코딩된 시퀀스를 생성하고 그 선택은 도 3에 도시되어 있다.

본 발명의 제 1 실시예는 이미지가 임의의 다른 컬러값의 유효한 런들 (significant runs)의 거의 없는 인스턴스들(instances)을 갖는 하나의 배경 컬러로 이루어지는 특별한 경우를 위한 코딩을 제공한다. 그러한 환경 하에서는 배경컬러의 픽셀들의 런들을 런 길이 코딩하기보다는 다른 런들의 픽셀들을 개별적으로 컬러 코딩하는 것이 더 양호하다. 이것은, 코팅된 스트림의 컬러값들이 런 길이 코딩된 재료를 나타내는 및 그렇지 않은 코딩된 데이터 스트림에서 나타날 필요를 제거하며, 이 방법에서, (도 2 및 도 3에서와 같이) 0 또는 1로 설정된 초기 비트는 필요하지 않는다. 이 기술은 또한, 런 길이 코딩된 데이터가 카운트값만을 포함하는 것을 보장하는데, 왜냐하면, 하나의 컬러가 배경으로서 지정되기 때문이며, 런에 대한 컬러값을 지정할 필요는 없기 때문이다.

후술될 바와 같이, 상기 방법은 실행을 더욱 최적화하기 위해 가변 길이 코드 워드들을 포함할 수 있는 가변 길이 코드를 이용한다. 후술되는 특정한 구현에서 모든 가변 길이 코드들은 4 비트 워드(니블) 길이의 정수로 설정된다.

각각의 픽셀 컬러값은 4 비트로 규정된다. 통상, 이것은 본 실시예에서 서로 다른 컬러들의 수가 후술되는 이유로 인하여 코딩 방식의 동작을 개선하기 위해 15로 제한될지라도, 컬러 록 업 테이블의 이용에 의해 16개의 가능한 컬러들이 지정되도록 허용한다.

컬러 코드들 1 내지 15(니블값들 0001 내지 1111로 표현됨)는 압축되지 않지만 또 다른 압축 없이 코딩된 데이터 스트림에 단순히 부가된다. 배경 컬러 런 길이들을 나타내는데 이용되는 코딩이 도 4의 테이블에 도시되어 있으며, 서로 다른 코드들에 주어진 이름들(SHORT, MEDIUM 등)이 도시될 뿐이며 코드들의 영향은 없다. 런 길이의 코딩의 이점들은 도 4에 도시된 가장 긴 코드로부터 명백하게 알 수 있으며, 그것은 303 배경 컬러 픽셀들의 런을 위해, 각각의 픽셀에 대한 컬러 코드 니블을 요구하기보다는 런을 규정하기 위해 단지 4 니블만을 요구한다.

3 또는 그 이상의 픽셀들의 배경 런들에 대해, 컬러 코드 0(2진수 0000)은 컬러 0의 런 코드 시퀀스의 시작을 나타내기 위해 코딩된 스트림에 위치되며, 이것은 배경 컬러가 되는 것으로 가정한다. 다음의 4 비트 코드가 범위 0011 내지 1111에 있다면, 런(SHORT)은 3과 15 픽셀 사이의 길이로 이루어지며, 제 2 니블의 2진 코팅된 수는 런의 길이를 나타낸다. 제 2 니블이 또한 코드 0(0000)인 런(MEDIUM)은 17과 31 픽셀 사이의 길이로 이루어지며, 제 3 니블은 런 길이를 제공하기 위해 16에 부가되도록 1 내지 15(2진수 0001 내지 1111)의 값을 지정한다.

한편, 시퀀스의 제 2 니블이 0001이면 데이터 스트림의 제 3 니블은 32와 47 픽셀 사이의 런 길이들(LONG)을 나타내는 0000과 1111 사이의 값을 갖는다.

마지막 경우(LONGER)는 제 2 니블이 값 0010을 갖고 두 개의 다음 4 비트 니블이 48과 303 사이의 런 길이를 나타내는 8 비트값으로서 함께 취해지는 경우이다.

런 길이로서 잘못 구성되는 다음 코드 없이, 배경 컬러의 단일 픽셀이 단일 4 비트 니블로 표현되도록 허용하기 위해 컬러 코드 0001은 또한 배경 컬러를 표현하도록 취해지는데, 이것은 단지 15 컬러만이 본 방식에서 표현될 수 있기 때문이다. 게다가 컬러 코드 0000(17, 32 또는 49 픽셀 런 길이들에 대한 코드들에서와 같이)이 바로 뒤따르지 않는다면, 코드 0001은 배경 컬러의 단일 픽셀을 표현한다. 도 4에서 주어진 바와 같이 시퀀스에서 두 개의 컬러 0 코드들(0000) 보다 많을 수 없으며, 이것은 본 설계가 MPEG 제한들을 만족할 수 있게 하며, 그러한 코드들의 시리즈는 재동기화(re-synchronisation)를 나타내는데 이용된다.

상기 기술된 코딩 장치가 3 또는 그 이상의 픽셀들의 배경 컬러 런들을 단지 허용하기 때문에, 길이 2의 배경 컬러 런(SINGLE+)은 0001의 두 개의 연속적인 컬러값들에 의해 표현된다. 또한, 길이 16의 배경 컬러 런(SHORT+)은 0001 코딩된 단일 픽셀이 뒤따르는 길이 15의 코딩된 런으로서 제공된다. 우세한 또는 배경 컬러에 대한 이러한 제 2 컬러 코드의 이용에 의해, 확장이 회피된다 - 다시 말하면, N개의 픽셀들의 스크린이 최대 N개의 코드들, 및 일반적으로 훨씬 더 소수의 코드들로 코딩될 것이다.

코드 길이들이 다수의 4 비트들로 제한되지 않은 환경에서는(가장 짧은 코드들을 가장 흔히 지정된 런 길이들로 할당하는) 호프만 코딩이 압축을 더욱 효율적으로 제공할 수 있다. 넓은 범위의 이용 가능한 컬러들을 가져야 하는 곳에서 8 비트 또는 그 이상의 코드들이 이용될 수 있고, 매우 적은 수의 컬러들이 요구되는 곳에서 2 비트 코드들이 이용될 수 있다.

대안적 실시예에서, 상기 언급된 방법은 컬러 코드 0000에 의해 표현된 배경컬러가 동적으로 변경되도록 허용하기 위해 도 5의 테이블을 참조하여 후술되는 바와 같이 변형될 수 있다. 이것은 이미지 훨씬 아래의 배경 컬러 변경된 부분에, 또는 런 코딩의 이점이 런 코팅된 컬러를 변경하는 오버헤드를 능가하는 어떤 다른 컬러의 큰 영역이 존재하는 경우에 유용하다.

도 4 및 도 5의 비교는, 원 실시예의 약 4 픽셀들의 런들에 대한 코드들이 각각 한 픽셀 더 짧은 런 길이들을 표현한다는 점을 제외하고는 두 방식들이 사실상 동일하다는 것을 보여준다. 3 픽셀 런(0000 0011)에 대한 원 실시예 코드는, 다음 니블(배경의 일반적 지정으로 0이 예약된다)의 1 내지 15의 이진값(cccc)이 새로운 배경 컬러에 대한 컬러 코드임을 나타내는 CHANGE BACKGROUND 코드로서 현재 이용된다. 새로운 배경은, 코드 0000 0011 0001(변경 코드 + 원 배경 컬러 코드)이 수신되거나, 제 3 배경 컬러로의 변경이 지정될 때까지 이용될 것이다. 변경된 배경으로, 15 픽셀들 길이의 런에 대한 코드가 그 새로운 배경에 대한 컬러 코드를 제 3 니블로서 가질 것을 주지해야 한다.

이러한 대안적 실시예는 이미지의 일반적 배경 컬러에서의 변경이 12 비트들의 데이터로 지정되도록 허용한다. 어떤 비-배경 컬러의 롱 런이 코딩되도록 허용하는 일시적 변경은 24 비트들이 필요할 것이며(비-배경 컬러에 대한 변경에 12 및 배경 컬러로 다시 되돌아 스위칭하는데 12), 그것은 9 또는 그 이상의 픽셀들의 런들에 대한 절약들을 제공한다.

또 다른 대안적 실시예에 있어서, 컬러값들(우세한/배경 또는 다른 것)의 모든 런들은 런 길이 엔코딩될 수 있지만, 여전히, 가장 흔한 발생, 즉 배경 컬러 픽셀들의 상대적으로 짧은 런들에 대한 절약들을 생성하기 위해 우세한 컬러의 식별을 이용한다. 배경 및 비-배경 런들에 대한 코딩 방식들이 도 6 및 도 7에 각각 도시되어 있다. 이러한 방식에서, 컬러 코드들 0 내지 15가 우세한 컬러로 예약된 코드 0만으로 이용 가능하다(4 비트 코드 cccc로서 도 7에 도시됨). 코드 0이 또한 (임의 컬러의) 런의 시작을 나타내는데 이용되기 때문에, 단일 배경 픽셀(0000 1111)에 대한 코드는 낭비적이지만 변칙들을 회피하는데 필요하다. 제 2 컬러 코드(예들 들면 1)가 배경 컬러로 할당된다면, 단일 배경 픽셀은 이용 가능한 컬러 코드들의 감소의 희생에도 불구하고, 도 4 및 도 5의 방식들에서와 같이, 단일 니블로 코딩될 수 있다. 도 6에 의해 도시된 바와 같이, 이러한 방식에 대한 특정 절약은 3 내지 9 픽셀들의 배경 런들에 대해 발생하며, 이들 각각은 두 니블 코드로 엔코딩된다. 10 픽셀들 또는 그 이상의 배경 런들에 대해, 동일한 런 길이 코딩 방식이 비-배경 컬러들에 대해, 즉 런 코드(코드 0), 범위 코드(MEDIUM 또는 LONG 런들 각각에 대해 1100 또는 1101), 런 길이(MEDIUM에 대해 4비트들, LONG에 대해 8비트들) 및 컬러 코드를 포함하여 이용된다(도 7에 도시됨).

도 7에 도시된 바와 같이, 비-배경 컬러의 1 내지 3 픽셀들의 런들은 컬러코드의 별도의 예들로서 단지 코딩된다. 4 내지 7 픽셀들의 런들은 런 코드(코드 0), 런 길이 코드(각각의 이진값들 1000 내지 1011에 의해 표시된 4 내지 7), 및 컬러 코드(cccc)로서 코딩된다. 도 4 및 도 5 방식들의 SHORT + 코드들과 유사한 방식으로, 8개의 비-배경 픽셀들의 런들이 컬러 코드(즉, 단일 픽셀에 대한 코드)의 반복에 따라 7개의 픽셀 런으로서 코딩된다.

코딩된 픽셀값들이 일반적으로, 값들의 블록들로서 송신 또는 저장됨에 따라, 또 다른 코드는 블록의 종료를 나타내기 위해 제공된다(0000 0000). 코드의 시작에 관한 결정이 시스템 레벨에서 다루어지므로, (25개의 배경 픽셀들의 런에 대한 코드에서와 같이) 코드의 시작 후에 0000의 두 개의 연속적 니블들의 출현은 블록의 종료를 나타내는 것으로서 간주되지 않는다.

또 다른 대안적 실시예에서, 우세한 또는 배경 컬러의 선택에서 발생하는 이점들은 우세한 컬러들의 하위세트가 지정되도록 허용하기 위해 확장될 수 있다 : 이 방식에서, 도 5의 방식의 CHANGE BACKGROUND 코드의 반복된 이용이 회피될 수 있다. 하위세트의 명세는 특정한 이점들을 가지는데, 예를 들면, 256 컬러 코드들이 이용 가능한 8비트 방식에서 더 긴 코드들이 이용된다. 그러한 방식으로, 가장 흔히 이용되는 16개의 컬러들은 4비트(8비트보다는)값들로서 코딩된다. 이러한 방법으로, 3과 9 픽셀들 사이의 런들은

0000 0000 OLLL cccc

로서 두 개의 8비트 워드들로 코딩될 수 있으며, 여기서 제 1 워드는 우세한 컬러들 중 하나의 런을 나타내고, 제 2 워드의 첫 번째 절반은 런 길이(0001 내지 0111)를 지정하고, 제 2 워드의 두 번째 절반은 4비트 컬러 코드를 포함한다. 본 배열에서 제 2 워드의 제 1 비트가 0임을 주지한다: 이것은 (이 워드의 시작에서 1을 이용함으로써 표시되는) 컬러들의 전체 범위를 포함하는 다른 코딩 가능성들을 허용한다.

이해하게 될 바와 같이, 더 높은 수의 비트 방식들에 대한 이점들이 더 크지만, 하위 세트들의 상기 기술은, 이용 가능한 런 길이들 또는 컬러 코드들의 범위가 크게 제한될지라도, 4비트 방식에 적용될 수 있다.

상기 기술된 방식들을 적용하기 위한 장치에 대해, 우세한 컬러의 식별 및 컬러 코드들의 픽셀로의 할당의 기능들을 실행하고 단일 인스턴스들(single instances) 및 우세한 컬러의 런들을 검출하는 적당히 프로그램된 마이크로프로세서에 의해 엔코딩이 실행된다. 전용 하드웨어가 대신 제공될 수 있지만, 재프로그램 가능한 시스템의 용이성이 더 양호하다.

도 4의 방식의 구현을 자세히 고려하면, 디코더 장치에 이용을 위한 코드 검출기가 하드웨어에 적당히 구성될 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같은 장치를 구비할 수 있는데, 여기서 제어기(20)는 그들 니블값들을 클로킹하는 출력 클록 신호뿐만 아니라 출력 니블값(각 특정 픽셀에 대한 컬러 코드)을 제어한다. 제어기는 라인(24) 상의 트리거 신호를 전송함으로써 라인(22) 상에 니블의 입력을 요청한다. 이러한 입력 니블은 멀티플렉서(26)의 제 1 입력뿐만 아니라 세 개의 비교기단들(28, 30 및 32)의 각각에 공급되며, 그 출력들은 제어기(20)에 공급된다. 세 개의 비교기들(28, 30, 32)은 입력 니블을 코드들 0000, 0001 및 0010과 각각 비교한다 : 비교기(28)에서의 출력이 긍정, 즉 입력 니블이 코드 0000이면, 런의 시작이 표시되며, 그 경우, 제어기는 멀티플렉서(26)에 대한 선택 라인(34) 상에 신호를 전송하여, 그것으로 하여금 입력 니블값보다 레지스터(36)에 저장된 우세한 (배경)컬러에 대한 컬러 코드를 선택하게 한다.

런이 개시하고 있다고 결정되면, 다음 니블은 (라인(24)을 통해) 요청되고, 비교기들(28, 30 또는 32) 중 어느 것의 출력들이 긍정이면, 이것은 도 4에 식별된 바와 같이, 각각 MEDIUM, LONG, 또는 LONGER로서 식별되는 범위들 내에 런이 있음을 나타낸다. 비교기들의 어느 것의 출력들이 긍정이 아니면, SHORT 범위, 즉 3과 15 픽셀들 사이에 런이 있으며, 입력 니블값은 런의 실제 지속 기간이다. 이러한 니블값은 제어기(20)에서의 라인(40) 상의 클록 신호의 제어 하에 최하위 니블로서 8비트 카운터(38)로 클로킹된다. 카운터(38)가 니블에 의해 표현된 값을 카운트다운함에 따라, 카운터로부터의 제로 검출 신호가 라인(46)을 통해 제어기에 넘겨질때, 라인(32) 상의 출력 클록 신호는 니블값이 카운트될 때까지 출력 라인(44) 상에 레지스터(36)로부터의 배경 컬러값을 클로킹한다.

런이 검출되고 제 2 니블이 비교기들(28, 30 또는 32) 중 하나로부터 긍정 출력을 생성하는 경우에, 다음 니블(일단 호출된)은 최하위 니블(비교기들(28 또는 30)로부터 긍정 출력의 경우에)로서 카운터(38)로 클로킹되고, 다음 두 니블들은 비교기(32)로부터 긍정 출력의 경우에 각각 최상위 및 최하위 니블들로서 카운터로 판독될 것이다. 8비트 카운터(38)로 두 니블들이 클로킹되는 경우, 즉 LONGER 런의 경우, 최상위 니블은 제어기로부터 또 다른 클록 라인(48)의 제어 하에 카운트로 클로킹된다.

입력 코드가 런을 설명하는지, 그러하다면, 그것은 얼마나 긴지를 결정하는 도 8의 제어기(20)의 동작들은 지금부터 도 9 내지 도 13의 흐름도들을 참조하여 기술될 것이다. 시작점 A(도 9)에서 새로운 입력 니블이 단계(71)에서 트리거되고그 다음에, 단계(72)에서 니블이 코드 0000인지를 알기 위해 비교기들의 출력이 확인된다. 만약 아니라면, 코드는 픽셀에 대한 컬러 코드(배경과는 다른 컬러)를 나타내고, 단계(73)에서, 멀티플렉서(26)(도 8)는 입력 니블값을 출력하도록 설정된다. 또한, 단계(74)에서, 상기 니블값에 대한 하나의 클록 신호가 출력되고, 그 다음에, 처리는 다음 입력 니블을 위해 시작점 A로 복귀한다.

단계(72)에서 니블값이 0000인 경우에, 런은 도 10에 도시된 바와 같이 일반적으로 처리되는 것으로 나타난다. 런의 처리는 단계(81)에서 시작하고, 멀티플렉서(26)(도 8)를 레지스터(36)로부터 컬러 코드 0000을 출력하도록 설정함으로써 단계(82)에서 다음 입력 니블을 트리거한다. 그 다음에, 그 도면에서 식별된 바와 같이 MEDIUM, LONG 또는 LONGER를 나타내는 도 4에서의 니블 2 코드들 중 하나에 대응하는지를 알기 위해 단계들(83, 84 및 85)에서 새로운 입력 니블이 확인된다. 대답이 이들 확인들 모두에 대해 "No" 이면, 런은 3 내지 15 픽셀들 사이의 범위에 있으며, 8 비트 카운트로 로드되는 니블값은 그 값을 클로킹되도록 설정한다. 컬러 코드 0000에 대한 클록 신호들의 반복된 출력이 루프단들(87, 88 및 89)에 의해 조정되며, 이 루프단들은 카운터가 제로에 이를 때까지 클록 신호를 출력시키는 동안, 반복적으로 클록값을 감소시켜 제로를 확인하며, 상기 제로점에서 처리는 다음 입력 니블값을 위해 시작 A(도 9)로 복귀한다.

도 10의 단계들(83, 84 또는 85) 중 어느 하나가 "Yes"로 대답하면, 17 내지 303 픽셀들의 범위에 있는 런이 지정된다. 단계(83)에서의 출력이 "Yes"인 경우에(제 2 니블값이 0000), 런은 17 내지 31 픽셀들의 범위에 있으며 도 11에 도시된 바와 같이 다루어진다. 초기에, 단계(91)에서, 레지스터(36)로부터의 값 0000이 16번 출력되고 그 다음에, 새로운 입력 니블이 단계(92)에서 트리거되며, 니블은 단계(93)에서 8 비트 카운터로 클로킹된다. 카운터(38)의 이러한 최하위 니블값은 카운터가 제로에 이를 때까지 카운트다운/제로 검출 루프(단계들(94, 95 및 96))에 의해 클로킹된다.

도 10의 단계(84)에서, 니블 2 값이 0001로서 검출되면, 런은 32와 47 픽셀들 사이에 있으며, 도 12에 도시된 바와 같이 다루어진다. 도 12에서 LONG 런의 취급은 컬러 코드 0000이 단계들(102 및 103)에서 다음 니블값의 카운터로 트리거 및 클로킹되기 전에 단계(101)에서 32번 클로킹되는 것을 제외하고, 도 11의 MEDIUM 런에 대한 것과 실질적으로 동일하다. 다시, 단계(104, 105 및 106)의 카운트다운 루프는 전체 런 길이를 형성하는 32 이상의 부가적인 클록값들을 출력시킨다.

도 10의 단계(85)의 출력이 긍정이면, 즉 런이 48과 303 픽셀들 사이의 길이의 LONGER이면, 런은 도 13에 도시된 바와 같이 다루어진다. 이 경우에, 처리는 단계(111)에서 값 0000을 48번 클로킹함으로써 시작하며, 그 다음에, 다음 입력 니블이 단계(112)에서 트리거된다. LONGER 런에 대해, 48 픽셀들 이상의 런 길이가 8 비트 코드로서 지정되기 때문에, 단계(112)에서 트리거된 니블은 8 비트 코드의 절반의 최상위를 나타내며, 제어기로부터의 라인(48)(도 8) 상의 신호의 제어 하에 8 비트 카운터로 클로킹된다. 그 다음에, 다음 니블이 단계(114)에서 트리거되고, 그다음, 8 비트 코드의 절반의 최하위를 포함하는 니블은 최하위 니블에 따라 8비트 카운터(38)로 클로킹된다. 최종적으로, 단계들(116, 117 및 118)에 의해 형성된 카운트다운 루프는 이것이 제로에 이를 때까지 카운트에서 나타난 8 비트값을 카운트다운하며, 그 제로점에서 처리는 도 9의 시작 A로 복귀한다.

도 8에는 도시되지 않았지만, 배경의 변경이 (도 5의 테이블에 따라) 허용되면, 레지스터(36)의 내용들은 제어기(20)의 제어 하에 수정되어 0000보다는 새롭게 선택된 배경 컬러값을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그 외에도, 상기 값이 각각 단계들(91, 101 및 111)에서 각각 런에 대해 초기에 클로킹되는 횟수는 상기 기술된 바와 같이 16, 32 및 48 대신에 15, 31 및 47이 될 것이다.

도 6 및 7의 코딩 설계를 효과적으로 하기 위하여, 도 8의 장치의 변경들이 당 분야에 숙련된 기술인에게는 분명할 것이며 상세히 언급되지는 않을 것이다. 비교단들(28, 30, 32)이 이용된 특정한 코드 워드들에 대해 확인하도록 구성되어야 하고, 레지스터(36)가 비-배경 컬러의 런들 동안에 배경 컬러값 이외의 컬러값들을 (제어기(26)의 제어 하에) 수신, 저장 및 출력을 위해 제공된다는 것을 이해해야 한다. 유사한 고려 사항들이, 우세한 컬러들의 하위 세트를 지원하는 실시예에 적용 가능하다.

본 개시물을 판독함으로써, 다른 변형 예들이 당 분야에 숙련된 기술인에게는 분명하다. 다른 변형들은 비디오 신호 엔코딩 시스템들 및 디바이스들과 그 부품들의 분야에서 이미 알려지고, 본 명세서에 이미 기술된 특징들 대신에 또는 그외에도 이용될 수도 있는 다른 특징들을 관련시킬 수 있다. 부분들의 특정한 조합들로 본 응용에 청구범위들이 기재되어 있지만, 본 발명의 기재의 범주는, 어떤 청구범위에 현재 청구된 바와 같은 동일한 발명에 관하든 그렇지 않든 간에, 그리고 본 발명에서 행하는 동일한 기술적 문제점들의 일부 또는 전부를 완화하든 그렇지않든 간에, 명시적 또는 암시적으로든 또는 그것의 일반화이든 본 명세서에 개시된 부분들의 임의의 새로운 조합 또는 새로운 부분을 또한 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이에 의해 본 응용은 본 응용 또는 그로부터 유도된 임의의 또 다른 응용의 실행 동안 새로운 청구범위들이 그러한 부분들 및/또는 부분들의 조합으로 기재될 수 있음을 주지한다.

Claims (14)

1. 이미지내의 각각의 서로 다른 컬러에 컬러값이 할당되는 디지털 비디오 이미지 프레임에 대한 픽셀 컬러값들을 엔코딩하는 방법에 있어서,

   상기 이미지 프레임에 대해 우세한 컬러가 식별되고, 상기 우세한 컬러의 적어도 두 개의 연속적인 픽셀들의 런들은 런을 나타내는 제 1 코드 워드와 런 길이를 나타내는 제 2 코드 워드로서 엔코딩되며, 상기 우세한 컬러 이외의 컬러들을 갖는 픽셀들은 적어도 상기 각각의 컬러값들을 포함하는 코드로서 엔코딩되는 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 우세한 컬러 이외의 컬러를 갖는 각각의 픽셀은 그 각각의 컬러값만으로 별도로 코딩되는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 우세한 컬러 이외의 컬러의 둘 또는 그 이상의 연속적인 픽셀들의 런들은 런을 나타내는 제 1 코드 워드, 런 길이를 나타내는 제 2 코드 워드, 및 상기 컬러값을 나타내는 제 3 코드 워드로서 함께 엔코딩되는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 코드 워드는 다수의 런 길이들의 범위들 중 하나를 나타내는 하위 코드를 포함하고, 상기 제 2 코드 워드는 상기 나타낸 범위내로부터 런 길이를 나타내는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   컬러값 명세를 포함하는 또 다른 코드가 제공되며, 픽셀 컬러 코드들의 스트림에 있는 상기 또 다른 코드의 위치에 뒤이어, 엔코딩된 런들에 대해 지정된 상기 우세한 컬러가 상기 또 다른 코드에 지정된 컬러로 변경되는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 또 다른 코드는, 런을 나타내는 제 1 코드 워드 및 우세한 컬러의 변경을 나타내는 하위 코드와, 상기 새로운 우세한 컬러에 대한 컬러값을 포함하는 제 2코드 워드를 포함하는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 우세한 컬러의 하나 또는 두 개의 픽셀들의 런들은 상기 우세한 컬러에 대한 컬러값의 하나 또는 두 개의 연속적인 반복들에 따라 각각 코딩되는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
8. 제 5 항에 있어서,

   프레임에 대한 상기 코드 시퀀스는 상기 초기의 우세한 컬러를 지정하는 상기 또 다른 코드로 시작하는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 이미지내의 상기 컬러들의 하위 세트는 우세한 컬러들로서 식별되며, 우세한 컬러들 이외의 컬러들에 제 1 길이의 컬러값 코드들의 제 1 범위의 각각의 것들이 할당되고, 상기 우세한 컬러들에 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이의 컬러값 코드들의 제 2 범위의 각각의 것들이 할당되며, 상기 우세한 컬러들 중 하나의 적어도 두 개의 픽셀들의 런은 우세한 컬러 런을 나타내는 제 1 코드 워드와, 별도의 하위 코드들에서 런 길이 및 컬러값 코드를 각각 나타내는 제 2 코드 워드로서 엔코딩되는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 2 코드 워드는 런에 대한 상기 코드에서의 상기 제 1 코드 워드보다 앞서는, 픽셀 컬러값들 엔코딩 방법.
11. 이미지내의 각각의 서로 다른 컬러에 각각의 컬러값을 할당함으로써 디지털 비디오 이미지 프레임에 대한 픽셀 컬러값들을 엔코딩하도록 배열된 비디오 이미지엔코딩 장치에 있어서,

    상기 이미지 프레임에 대해 우세한 컬러를 식별하며, 상기 장치는 상기 우세한 컬러의 적어도 두 개의 연속적인 픽셀들의 런들을 식별하고, 런을 나타내는 제 1 코드 워드와 런 길이를 나타내는 제 2 코드 워드로서 각각의 상기 런을 엔코딩하도록 동작 가능한 수단, 및 상기 우세한 컬러 이외의 컬러들을 갖는 픽셀들을 결정하고 이들을 적어도 상기 각각의 컬러값들을 포함하는 코드들로서 엔코딩하도록 동작 가능한 수단을 포함하는 비디오 이미지 엔코딩 장치.
12. 비디오 이미지 신호를 수신 및 디코딩하도록 배열된 비디오 이미지 디스플레이 장치에 있어서,

    상기 장치는 상기 엔코딩된 픽셀 컬러값들에 의해 어드레싱된 상기 디지털 비디오 이미지 프레임들에 대해 상기 우세한 컬러를 포함하는 적어도 하나의 픽셀 컬러들의 록-업 테이블을 포함하며, 디스플레이를 위해 상기 우세한 컬러의 적어도 두 개의 연속적인 픽셀들뿐만 아니라 상기 우세한 컬러 이외의 컬러들을 갖는 개별적으로 발생된 픽셀들의 런들을 발생시키도록 동작 가능한 수단을 포함하는 비디오 이미지 디스플레이 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 비디오 이미지 신호는, 픽셀 컬러값들의 엔코딩된 프레임들을 포함하고, 상기 프레임에 대한 예정된 우세한 컬러의 두 개 또는 그 이상의 연속적인 픽셀들의 런들은 런을 나타내는 제 1 코드 워드와 런 길이를 나타내는 제 2 코드 워드의 형태로 엔코딩되며, 상기 우세한 컬러 이외의 컬러들의 픽셀들은 적어도 상기 각각의 컬러값을 포함하는 코드의 형태로 엔코딩되는, 비디오 이미지 디스플레이 장치.
14. 제 12 항에 있어서,

    저장 매체로서, 상기 예정된 우세한 컬러의 명세를 포함하는 초기화 데이터와 함께 상기 비디오 이미지 신호를 담은 저장 매체를 더 포함하는, 비디오 이미지 디스플레이 장치.