KR100443012B1 - 압축데이터의 바이트열 복원 방법 - Google Patents

압축데이터의 바이트열 복원 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 RLE 압축 데이터의 압축 단위 프레임에 관계없이 단순한 바이트열로 수신하여 원래 데이터를 복원할 수 있는 압축데이터의 바이트열 복원 방법을 제공하기 위한 것으로, 송신측에서 설정된 방식으로 부호화되어 설정된 크기의 압축 단위 프레임으로 구성된 압축데이터가 수신되면, 복호부가 구동되어 압축데이터의 데이터열을 입력버퍼에 저장하는 단계와; 복호부가 내부버퍼에 저장된 압축데이터와 입력버퍼에 저장된 압축데이터의 데이터열을 연결시켜 설정된 크기의 압축 단위 프레임이 형성되도록 하는 단계와; 복호부가 형성된 압축 단위 프레임을 부호화 기법에 대응되는 복호화 기법을 이용하여 복호화하여 송신측에서 압축되기 이전의 원래 데이터를 복원하는 단계를 포함하여 이루어지며, 송신측이 보내는 어떠한 형태의 데이터라도 단순한 바이트열로 보아 복호화 처리할 수 있게 되며 실시간 처리도 가능하고 별도의 임시버퍼가 불필요하다.

Description

압축데이터의 바이트열 복원 방법 {Decoding process for byte stream of compressed data}
본 발명은 압축데이터의 복원에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RLE(Run-Length Encode)형으로 압축된 데이터의 전달경로가 순차적(직렬적)인 경우에 압축 단위 프레임에 관계없이 단순한 바이트열로 수신하기에 적당하도록 한 압축데이터의 바이트열 복원 방법에 관한 것이다.
일반적으로 데이터 압축은 정보(information)를 가능한 최소의 비트로 표현하기 위한 것으로, 불필요한 중복성(redundancy)을 줄이게 된다. 즉, 자주 발생하는 문자(code)를 적은 수의 비트로 표현하여 단위 크기의 메시지를 형성함으로써전체 비트 수를 줄인다.
데이터 압축 기법에는 크게 복호시 원래의 정보를 그대로 재생가능하도록 된 무손실 압축과 원래의 정보의 손실 가능성이 있으나 압축률이 높은 손실 압축 등이 있는데, 무손실 압축은 수배의 압축률을 달성하고 손실 압축은 10여배 이상의 압축률을 달성할 수 있다.
무손실 데이터 압축 기법으로는, 마이크로소프트사에서 개발되어 디지털 이미지, 팩스, 화일 압축에 많이 사용되며 보통 8:1 정도의 압축률을 보이는 RLE(Run-Length Encode) 방식, 기준 문자와의 차이(difference) 값만을 코딩하여 전송함으로써 비트수를 줄일 수 있도록 된 DPCM(Differential Pulse Code Modulation) 방식, 송수신지 간에 공동의 단어 사전을 지정하고 어떤 단어를 그대로 전송하는 대신 단어의 위치(index)를 전송하도록 된 사전 방식 등이 있다.
여기서는 RLE형으로 압축된 데이터를 복원하기 위한 데이터 복호화 방법을 고려한다.
RLE 압축 방식은 문자 전송시 반복되는 문자나 특수 문자를 암호화하여 전송하는데 적용되며, 압축과 해제의 속도가 빠르므로 낮은 압축률에도 활용도가 높다.
도1은 종래기술에 따른 압축데이터의 복원 과정을 보인 흐름도이다.
도1에 따르면, RLE 기법에 따라 압축된 데이터를 복원하기 위해서는 수신되는 압축 데이터의 일시 저장하여 단위 프레임(Unit Frame, 또는 UF)을 구분하도록 된 임시버퍼부(120), 단위 프레임(UF)별로 구분된 압축 데이터를 단위 프레임(UF)별로 RLE 디코딩하기 위한 RLE 디코딩부(130), 및 RLE 디코딩부(130)에 의해 복원된 원래 데이터를 저장하기 위한 수신 버퍼부(140) 등이 사용된다.
일정 단위 프레임(UF)으로 압축되어 전송되어진 압축 데이터는 수신측에서 일정한 단위 프레임 UF#1, UF#2, ..., UF#N 등으로 구분된 후, 송신측이 보낸 원래 데이터로 복원된다. 이때 단위 프레임(UF)별 구분을 위해 별도의 임시버퍼부(120)가 필요하고, 수신되는 압축 데이터를 단위 프레임(UF)별로 구분하는 절차가 필요하다.
즉, 송신측은 원래 데이터를 RLE 압축 기법에 따라 일정한 크기-일반적으로 최소 1바이트에서 최대 4바이트까지의 범위내에서 선택된 크기이나 구현예에 따라 달라질 수 있음-의 단위 프레임(UF)을 생성한 후, 생성된 단위 프레임(UF)을 순차적으로 직렬 전송하기 위해 버퍼에 저장하였다가 전송선로를 경유하여 수신측에 송신한다.
수신측은 순차적으로 수신된 데이터를 별도의 임시버퍼부(120)에 저장하여 모든 데이터의 수신이 완료되면, 복원과정을 거쳐 송신측이 보낸 원래 데이터를 복원하여 수신버퍼부(140)에 저장한다. 이때 임시버퍼부(120)에 저장된 원래 데이터의 시작과 끝은 반드시 압축 단위 프레임으로 구성되어져야 한다. 즉, 단위 프레임을 이루는 데이터에 대해서만 복원이 가능하게 된다.
그러나 이상 설명한 종래기술에 따르면, 수신된 압축 데이터는 반드시 압축 단위 프레임으로 구성되어 복원되어야만 하기 때문에 간헐적으로 전송되는 압축 데이터인 경우에는 단위 프레임의 시작과 끝을 구분하는 별도 구분자(또는 식별자)가 필요하며 그 실시간 복원이 어려우며, 단위 프레임 구분을 위해 수신 버퍼 이외에별도의 임시 버퍼를 두고, 이러한 임시 버퍼를 제어하여 수신되는 압축 데이터를 단위 프레임으로 구성하기 위한 절차가 필요하게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 RLE 압축 데이터의 압축 단위 프레임에 관계없이 단순한 바이트열로 수신하여 원래 데이터를 복원할 수 있는 압축데이터의 바이트열 복원 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축데이터의 바이트열 복원 방법은, 송신측에서 설정된 방식으로 부호화되어 설정된 크기의 압축 단위 프레임으로 구성된 압축데이터가 수신되면, 복호부가 구동되어 상기 압축데이터의 데이터열을 입력버퍼에 저장하는 단계와; 상기 복호부가 내부버퍼에 저장된 압축데이터와 상기 입력버퍼에 저장된 압축데이터의 데이터열을 연결시켜 상기 설정된 크기의 압축 단위 프레임이 형성되도록 하는 단계와; 상기 복호부가 상기 형성된 압축 단위 프레임을 상기 부호화 기법에 대응되는 복호화 기법을 이용하여 복호화하여 상기 송신측에서 압축되기 이전의 원래 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
도1은 종래기술에 따른 압축데이터의 복원 과정을 보인 흐름도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 압축데이터의 바이트열 복원 방법이 적용되는 수신측의 데이터 복원 흐름도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 압축데이터의 복호화 흐름도.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 압축데이터의 바이트열 복원 방법의 순서도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 압축데이터의 바이트열 복원 방법이 적용되는 수신측의 데이터 복원 흐름도이고, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 압축데이터의 복호화 흐름도이며, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 압축데이터의 바이트열 복원 방법의 순서도이다.
본 실시예에서는 송신측에서 RLE 방식으로 압축하여 전송된 압축 데이터를 수신측의 복호기에서 단위 프레임으로 구성하지 않고 바이트열로 RLE 복호화할 수 있도록 한다.
도2에 따르면, 본 실시예에서 RLE 방식으로 압축된 데이터를 복원하기 위하여 복호기내에 압축된 데이터의 복원을 담당하는 복호부를 RLE 디코딩부(210)로 구현하고, 복원된 원래의 데이터를 일시 저장하였다가 외부로 전송하는데 이용되는 수신버퍼부가 구비되도록 한다.
RLE 방식에 따른 부호화 및 복호화가 수행되므로 송신측의 부호기에서 원래 데이터의 압축을 통해 형성된 압축 데이터는 압축 단위 프레임(UF)을 구성한다. 또한, 수신측의 복호기에서도 압축 단위 프레임별로 압축을 해제하여 원래 데이터를 복원하게 된다.
여기서 본 실시예를 적용하게 되면, 수신측의 복호기로 수신되는 압축 단위 데이터는 해당 복호기에 의해 압축 단위 프레임으로 취급되는 것이 아니고 단순한 바이트열 Byte#1, Byte#2, Byte#3, ..., Byte#N으로 취급된다.
즉, 도3에 도시된 바와 같이, 송신측이 보낸 압축 단위 프레임은 단순 바이트열로 간주되어 수신측에서 수신되는 즉시 단위 프레임 구분이 요구되지 않는 복호부 즉, RLE 디코딩부(210)를 거쳐 원래 데이터로 복원된 후 수신 버퍼부(220)에 저장된다.
이때 RLE 디코딩부(210)는 압축 단위 프레임에 의존하지 않는 구조로 설계되어 있어야 하므로, 압축 데이터 복원 과정에서 필요할 경우 수신 데이터의 일부 바이트열을 내부에 저장하여 차후에 복호기가 재구동될 때 이용한다.
예를 들어 4바이트 단위로 압축 단위 프레임이 구성된다고 하자. 송신측으로부터 전송되는 전체 데이터 스트림이 4바이트의 단위 프레임 2개, 1바이트의 단위 프레임 2개, 4바이트의 단위 프레임 1개로 이루어져 있고 RLE 디코딩부(210)에서 이전 압축 데이터를 처리한 후 남아있는 바이트열 즉, 이전 스트림이 3바이트라 하면, 현재 스트림은 이전 스트림과 결합되어 4바이트의 압축 단위 프레임을 구성하도록 처리되므로 1바이트, 4바이트, 1바이트, 1바이트, 4바이트가 사용되어 복원된 후 2바이트가 남게 된다. 따라서 전체 디코딩 길이는 이전 스트림 3바이트에 현재 스트림의 11바이트(=1+4+1+1+4)를 포함하여 총 14바이트가 된다.
현재 단계에서 RLE 디코딩부(210)에 의해 복호화되지 못하고 남겨진 2바이트는 적정한 저장수단을 이용하여 저장하고 있다가 다음 단계에서 수신되는 바이트열(다음 스트림) 중에서 2바이트와 결합되어 4바이트의 압축 단위 프레임으로 구성된 후 복호화되도록 하는 것이다.
이처럼 송신측이 전송하는 압축 단위 프레임 데이터는 수신측에서 단순 바이트열로 간주되어 처리된다.
보다 구체적으로 설명하면, RLE 디코딩부(210)는 도4에 도시된 바와 같은 절차를 수행한다.
송신측으로부터 수신하여 저장된 압축 단위 프레임 데이터는 임의의 바이트열로 간주되어 전송선로에서 얻어진 바이트열이 단위 프레임 구성 유무에 관계없이즉시 RLE 디코딩부(210)로 입력된다. 그러므로 종래와 같이 RLE 디코딩부(210)의 전단에서 압축 단위 프레임을 구성하기 위해 수신 데이터를 저장하는 임시 버퍼부를 두지 않아도 된다.
RLE 디코딩부(210)는 내부적으로 설정된 바이트 크기의 단위 프레임이 완성되도록 입력된 바이트열 각각을 확인한다. 이때 단위 프레임을 구성하는 바이트 크기는 실시예에 따라 적정하게 설정할 수 있는데, 일반적으로는 1~4바이트 중에서 선택된다.
RLE 디코딩부(210)에 입력된 바이트열은 우선 RLE 디코딩부(210)에 이미 저장되어 있는 이전 복호화 과정의 잔여 데이터와 결합되어 새로운 단위 프레임으로 구성된다.
이를 단계별로 보면, 압축 데이터의 수신에 따라 복호기가 구동되었을 때 RLE 디코딩부(210)가 내부버퍼를 검색하여 이전 단계의 복호화 과정에서 데이터 즉, 바이트열이 남겨져 저장되어 있는지 여부를 확인한다(S410).
내부버퍼에 데이터가 저장되어 있음이 확인되면, RLE 디코딩부(210)는 내부버퍼에서 1바이트를 빼낸 후 단위 프레임을 형성하는 데이터가 더 존재하는지 여부를 확인한다(S420~S430).
여기서 단위 프레임을 형성하는 데이터가 더 존재하는 것으로 확인되면, RLE 디코딩부(210)는 단위 프레임이 구성되었는지 여부를 확인한다. 이 단계에서 단위 프레임이 구성된다는 것을 이후에 설명될 새로 입력된 데이터의 바이트열과 내부버퍼에 저장된 데이터의 바이트열이 결합되어 단위 프레임을 구성하는경우이다(S440).
단위 프레임이 구성되었음이 확인되는 경우, RLE 디코딩부(210)는 해당 단위 프레임을 디코딩 즉, 복호화하여 원래 데이터를 복원한 후 복호기 외부로 전달되도록 수신버퍼부에 저장한다(S450).
RLE 디코딩부(210)는 단계 S450에서 원래 데이터를 복원 저장한 후 또는 단계 S440에서 단위 프레임이 구성되지 않음을 확인한 경우에는 단계 S410으로 복귀한다.
한편, RLE 디코딩부(210)는 내부버퍼내 데이터가 존재하지 않는 경우에는 입력버퍼에 새로운 데이터가 수신되어 저장되어 있는지 여부를 확인한다. 입력버퍼에 저장된 데이터는 단순한 바이트열로 취급되는 것은 기 설명한 바와 같다(S460).
입력버퍼에 데이터가 존재하는 경우, RLE 디코딩부(210)는 해당 입력버퍼로부터 1바이트를 빼낸 후 단계 S430으로 옮겨가 단위 프레임을 형성하는 데이터가 더 존재하는지 여부를 확인하고 기 설명한 바와 같은 이후의 절차를 수행한다(S470).
그래서 단계 S430에서 단위 프레임을 형성하는 데이터가 더 존재하는 것으로 판정되는 경우 즉, 새로 입력된 바이트열로도 새로운 단위 프레임이 구성되지 않는 경우에는, 현재 축적된 잔여 데이터를 RLE 디코딩부(210)내 내부버퍼에 저장하여 차후에 복호기가 구동되어 RLE 디코딩부(210)가 호출될 때 이를 이용하도록 한다. 이때 단위 프레임을 구성하지 못한 잔여 데이터를 저장하는 내부버퍼는 RLE 디코딩부(210)의 내부에 구비된 버퍼이다(S480).
더불어 단계 S480에서 잔여 데이터를 RLE 디코딩부(210)내 내부버퍼에 저장한 후 또는 단계 S460에서 입력버퍼에 데이터가 존재하지 않음이 확인된 경우에는 현재 단계의 복호화 절차를 종료한다.
이상의 절차는 입력된 바이트열에 포함되어 있는 모든 단위 프레임에 대해 반복적으로 적용되며, 입력된 바이트열중 마지막 데이터의 일부는 단위 프레임을 구성하는 경우와 구성하지 못하는 경우로 나뉘어져 처리된다.
즉, 바이트열의 마지막 데이터가 단위 프레임으로 구성되는 경우, RLE 디코딩부(210)의 내부버퍼는 비어 있게 되며 차후 RLE 디코딩부(210) 호출시 입력되는 바이트열은 항상 단위 프레임으로 시작된다.
반면에 바이트열의 마지막 데이터가 단위 프레임을 구성하지 못하는 경우 즉, 입력된 바이트열은 모두 소모되었지만 단위 프레임으로 완성되지 않은 경우에는 차후에 RLE 디코딩부(210)가 새로운 바이트열을 가지고 호출될 때 이용되도록 완성되지 않은 단위 프레임을 내부버퍼에 저장한다.
따라서 수신측은 이상의 절차를 통하여 송신측이 순차적(또는 직렬적)으로 보낸 압축 데이터를 원래 데이터로 복원하며, 이러한 원래 데이터 복원과정의 효율적 수행 및 실시간 수행이 가능하게 된다.
이러한 본 실시예는 마이크로소프트사의 Windows NT4.0과 windows 2000용 디바이스 드라이버에 구현될 수 있으며, 퍼스널컴퓨터 본체에 장착되어 있는 PCI 등의 인터페이스카드와 연동시킬 수 있다.
인터페이스카드는 RLE형으로 압축되어 있는 수신 데이터를 특정 인터페이스를 통해 드라이버에 전달하며 전달된 데이터는 복호기를 거쳐 원래 데이터를 복원되고 복원된 데이터는 적절한 버퍼관리를 통해 상위 모뎀 드라이버로 전달된다.
이상 설명한 실시예는 본 발명의 다양한 변화, 변경 및 균등물의 범위에 속한다. 따라서 실시예에 대한 기재내용으로 본 발명이 한정되지 않는다.
본 발명의 압축데이터의 바이트열 복원 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
우선, 송신측이 보내는 어떠한 형태의 데이터라도 수신측은 단순한 바이트의 묶음인 바이트열로 볼 수 있기 때문에 수신측에서 요구되는 불필요한 절차, 예로써 일정시간 또는 일정량 만큼 송신한 데이터를 보관하기 위해 별도의 임시버퍼가 필요한 점, 임시버퍼 사용에 따른 시간적 지연, 그리고 송신측과 명시적 또는 묵시적인 데이터 흐름제어가 필요한 점 등을 모두 일시에 제거할 수 있다.
또한, 시간적 지연없이 실시간으로 송신측이 보낸 데이터를 확인할 수 있게 되어 송신측의 특별한 요청에 대해 즉시 응답할 수 있으며 송신측과 데이터 이외의 제어정보 교환도 가능하게 된다.
특히, 복호기는 송신측이 보내는 데이터의 흐름에 단순하게 필터처럼 삽입/제거될 수 있고, 별도의 임시버퍼가 불필요하므로 송신측이 보내는 데이터의 형태에 따라 유연하게 대처할 수 있다.

Claims (4)

  1. 송신측에서 설정된 방식으로 부호화되어 각기 다른 크기의 압축 단위 프레임으로 구성된 압축데이터가 수신되면, 복호부가 구동되어 상기 압축 단위 프레임을 구성하는 다수의 바이트열을 입력버퍼에 저장하는 단계와;
    상기 복호부가 이전처리시 잔류되어 내부버퍼에 저장되어 있던 바이트와 상기 입력버퍼에 저장된 압축데이터의 바이트열을 연결시켜 정해진 바이트 갯수로 이루어지는 새로운 압축 단위 프레임이 형성되도록 하는 단계와;
    상기 복호부가 상기 정해진 바이트 갯수로 새로이 형성된 압축 단위 프레임을 상기 부호화 기법에 대응되는 복호화 기법을 이용하여 복호화하여 상기 송신측에서 압축되기 이전의 원래 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축데이터의 바이트열 복원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부호화 및 복호화 기법은 RLE 방식에 따르며,
    상기 부호화된 압축데이터는 바이트열로 이루어진 압축 단위 프레임으로서 송신측으로부터 수신측으로 순차적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 압축데이터의 바이트열 복원방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복호부가 상기 새로운 압축 단위 프레임을 형성하는 단계는,
    상기 내부버퍼에 저장된 압축데이터의 잔여 바이트열을 우선적으로 빼내어 연결시키는 단계와;
    상기 연결된 바이트열이 상기 새로운 압축 단위 프레임을 형성하는지 여부를 확인하는 단계와;
    상기 연결된 바이트열이 상기 새로운 압축 단위 프레임을 형성하지 않는 경우에는 상기 입력버퍼로부터 바이트열을 빼내어 상기 연결된 바이트열에 연결시킨 후 상기 새로운 압축 단위 프레임을 형성하는지 여부를 확인하는 단계로 복귀하는 단계를 포함하여 이루어져, 상기 연결된 바이트열이 상기 새로운 압축 단위 프레임을 형성하는 경우에는 상기 원래 데이터 복원 단계로 이행하는 것을 특징으로 하는 압축데이터의 바이트열 복원 방법.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 입력버퍼에 저장된 바이트열을 상기 내부버퍼에 저장된 압축데이터의 바이트열에 연결시켜 상기 새로운 압축 단위 프레임이 형성되는지 여부를 확인하는 경우, 상기 입력버퍼에 저장된 바이트열의 최후단 바이트를 최종적으로 연결시킨 시점에서 축적된 바이트가 상기 새로운 압축 단위 프레임을 형성하지 못하면 축적된 해당 바이트열을 상기 내부버퍼에 저장하도록 된 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축데이터의 바이트열 복원 방법.
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