KR100448289B1

KR100448289B1 - 스트링매칭모듈을갖는데이터압축시스템

Info

Publication number: KR100448289B1
Application number: KR1019970071300A
Authority: KR
Inventors: 조성렬
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 1997-12-20
Filing date: 1997-12-20
Publication date: 2004-11-16
Also published as: GB2334653B; GB9827822D0; US6240213B1; GB2334653A; KR19990051881A

Abstract

본 발명은 입력되는 데이터 코드 스트링에 대하여 구문화된 코드를 사전(dictuonary) 방식으로 등록하고, 등록된 구문화된 코드를 스트링 매칭하여 압축을 수행하는 데이터 압축 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 데이터 압축 시스템에 다수의 스트링 매칭부를 구성한 것을 특징으로한다. 각각의 스트링 매칭부는 앞단의 스트링 매칭부에서 최대 길이로 매칭된 구문화된 코드를 구문화(parsing)하여, 상기 구문화된 코드를 상기 등록된 구문화된 코드와 매칭하고, 매칭안된 구문화된 코드가 상기 저장수단에 새로이 등록되게한다. 이때, 각각의 스트링 매칭부는 상기 최대 길이로 매칭된 구문화된 코드중의 첫 번째 비트를 제외한 나머지 코드를 구문화한다.

따라서, 등록되는 구문화된 코드의 양이 증가되므로 단위 시간당 압축률의 향상을 가져오는 효과가 있다.

Description

스트링 매칭 모듈을 갖는 데이터 압축 시스템{DATA COMPRESSION SYSTEM HAVING A STRING MATCHING MODULE}

본 발명은 스트링 매칭을 통한 데이터 압축 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 앞단에서 전달된 최대 길이로 구문화된 코드를 반복적으로 구문화하여 스트링 매칭하는 다수의 스트링 매칭부를 갖는 데이터 압축 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 통상의 전송 채널에서 이용 가능한 주파수 대역폭은 제한되어 있으므로, 많은 양의 데이터를 전송하기 위해서 모뎀과 같은 다양한 전송 시스템은 전송 데이터의 양을 압축하거나 줄일 수 있는 효과적인 데이터 압축 기법을 이용해 왔다.

다양한 압축기법 중의 하나는 국제 전기 통신 동맹(ITU : International Telecommunication Union)에 의해 표준화된 부호화 알고리즘으로, 모뎀과같은 데이터 전송 시스템에서 채용하고 있는 CCITT V.42 bis 이다. 이 부호화 표준안에 적용된 기초는 Ziv-Lempel code(ZLC)이며, 이 방식은 입력 데이터로부터 적응적으로 사전을 형성해 가면서 앞의 입력 데이터와 동일한 구문(phrase)가 저장되어있는 사전의 주소값을 부호어로 전송하는 방법이다. 사전화(dictionary) 작업은 입력 데이터와 계속적인 스트링 매칭(string matching)을 수행하여 최대 길이의 매칭 스트링에 매칭안된 문자를 결합하여 사전에 추가하는 과정으로 사전을 업데이트한다.

예를 들면, a, b, c, d, e, ab, bc, abc라는 문자 스트링이 기존의 사전에 등록되어있는 상황에서, "abcde."라는 문자 스트링이 입력되면, 스트링 매칭을 통하여 abc, d, e로 구문화(parsing)를 수행한다. 이때 "abc"는 사전에 등록되어있는 최대 길이 매칭 스트링이고, "d"가 매칭안된 문자이다. 따라서, "abcd"를 사전에 새로이 추가 등록하고, 매칭안된 "d"로부터 다시 스트링 매칭을 수행하여 "de"를 또다시 사전에 추가 등록하는 방식으로 사전화한다. 즉, 하나의 매칭안된 문자 스트링이 나올 때 마다 스트링 매칭을 수행하여 다시 하나의 요소를 새로이 사전에 추가 등록하는 것이다.

이때, 새로이 추가되는 "abcd"가 사전의 "100" 번지에 등록된다면, 이후에 "...abcd..."라는 문자 스트링이 입력될 때 "abcd"라는 문자 스트링을 "100"이라는 주소값으로 부호화하여 전송하게된다.

CCITT V.42 bis 알고리즘의 압축 성능은 짧은 입력 데이터로부터 얼마만큼효율적인 사전을 구성할 수 있는지의 여부에 달려있다. 압축 효율은 사전에 등록된 스트링의 개수에 어느정도 의존하기 때문에 가능하면 한 번에 사전에 등록되는 스트링의 개수가 많은 것이 바람직하다. 그러나, 기존의 압축 방식은 매칭안된 스트링이 발견되는 때에만 사전에 추가 등록되기 때문에, 한 번에 사전에 등록되는 스트링의 개수가 한정되는 문제가 있다.

그러므로, 본 발명은 데이터 압축 시스템에서 다수의 스트링 매칭을 통하여 다량의 등록 스트링을 한 번에 사전에 등록시킬 수 있도록 한 데이터 압축 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 입력되는 데이터 코드 스트링을 압축하여 전송하는 데이터 압축 시스템에 있어서, 상기 데이터 코드 스트링에 대하여 구문화된 코드를 사전(dictionary) 방식으로 계속적으로 등록하여 저장하는 저장수단; 직렬 연결된 N 개의 스트링 매칭부로 이루어진 스트링 매칭 모듈로서, 각각의 스트링 매칭부는 앞단의 스트링 매칭부에 최대 길이로 매칭된 코드를 구문화하고, 상기 구문화된 코드에서 첫 번째 비트를 제외한 나머지 코드와 상기 저장 수단에 저장된 구문화된 코드를 매칭한 후 매칭안된 구문화된 코드를 상기 저장 수단에 새로이 등록하는 상기 스트링 매칭 모듈; 상기 스트링 매칭 모듈로부터 제공되는 구문화된 코드에 대응하는 인덱스를 상기 저장 수단으로부터 찾아 압축 부호화를 수행하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 데이터 압축 시스템의 부호화 장치의 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 데이터 압축 시스템의 복호화 장치의 블록 구성도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100, 500 : 사전 데이터 저장부 200, 700 : 스트링 매칭 모듈

300 : 인코더 600 : 디코더

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 압축 시스템의 부호화 장치의 블록 구성도로서, 모뎀과같은 데이터 전송 시스템에서 채용하고 있는 CCITT V.42 bis 알고리즘을 이용하는 시스템에 적용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 발명의 데이터 압축 시스템의 부호화 장치는 데이터 코드 스트링이 입력되는 사전 데이터 저장부(100), 스트링 매칭 모듈(200) 및 인코더를 포함한다.

메모리로서 구현될 수 있는 사전 데이터 저장부(100)는 입력되는 데이터 코드 스트링에 대하여 구문화된 코드를 사전(dictionary) 방식으로 계속적으로 등록하여 저장한다. 사전 데이터 저장부(100)에 등록되는 구문화된 코드는 각기 상이한 저장 영역에 할당되어 저장되며, 이 저장 영역의 어드레스는 인코더(300)에서 부호화하는데 필요한 인덱스 신호로서 사용된다.

스트링 매칭 모듈(200)은 일렬로 연결된 다수의 스트링 매칭부를 구비하며, 그중에 두 개의 스트링 매칭부(210, 220)만이 도시된다.

스트링 매칭 모듈(200)에서, 제 1 스트링 매칭부(210)는 입력 데이터 코드 스트링을 구문화(parsing)하고, 구문화된 코드를 사전 데이터 저장부(100)에 저장된 구문화된 코드와 매칭을 수행한다. 제 1 스트링 매칭부(210)에서 매칭안된 구문화된 코드가 발생되는 경우, 매칭안된 구문화된 코드는 사전 데이터 저장부(100)에 새로이 등록된다. 제 1 스트링 매칭부(210)의 스트링 매칭되는 구문화된 코드는 다음단의 제 2 스트링 매칭부(220)로 제공된다.

제 2 스트링 매칭부(220)는 제 1 스트링 매칭부(210)로부터 제공되는 구문화된 코드로부터 최대 길이로 매칭된 구문화된 코드를 검색한다. 또한, 제 2 스트링 매칭부(220)는 최대 길이로 매칭된 구문화된 코드로부터 첫 번째 비트를 제거하고 나머지 코드에 대하여 제 1 스트링 매칭부(210)에서와 같이 구문화를 수행하고, 구문화된 코드를 사전 데이터 저장부(100)에 저장된 구문화된 코드와 매칭을 수행한다. 제 2 스트링 매칭부(210)에서 매칭안된 구문화된 코드가 발생되는 경우, 매칭안된 구문화된 코드는 사전 데이터 저장부(100)에 새로이 등록된다. 제 2 스트링 매칭부(220)에서 스트링 매칭되는 구문화된 코드는 다음단의 스트링 매칭부로 제공되고, 다음단의 스트링 매칭부에서는 또 다시 첫 번째 비트를 제외시켜 구문화 및 스트링 매칭을 수행한다. 이러한 연속적으로 반복되는 과정을 통하여 사전 데이터 저장부(100)에는 보다 많은 양의 구문화된 코드가 추가 등록될 수 있다.

이와 같이하여 스트링 매칭 모듈(200)의 최종 스트링 매칭부에서 스트링 매칭되는 구문화된 코드는 인코더(300)로 제공된다.

인코더(300)는 스트링 매칭부 모듈(200)로부터 제공되는 구문화된 코드에 대응하는 어드레스 값을 사전 데이터 저장부(100)로부터 찾고, 이 어드레스 값에 대하여 압축 부호화를 수행한다. 인코더(300)에서 수행되는 압축 부호화 방식은 본 기술 분야에서 널리 알려진 이산 여현 변환(discrete cosine transform : DCT)과 가변장 부호화(variable length coding) 기법을 포함하며, 압축 부호화된 데이터 즉, 부호어(codeword)들은 전송 채널(400)을 통하여 도 2에 도시된 복호화 장치로 전송된다.

상기와 같은 스트링 매칭 모듈(200)에서 제 1, 2 스트링 매칭부(210, 220)가 입력 데이터 코드 스트링을 구문화하여 사전 데이터 저장 수단(100)에 저장하는 과정을 예를 들어 설명하면 아래와 같다.

예를 들면, 사전 데이터 저장부(100)에 a, b, c, d, e, ab, bc, abc라는 문자 스트링이 등록되어있는 상황에서, "abcde"라는 입력 데이터 코드 스트링이 스트링 매칭 모듈(200)에 입력되면, 스트링 매칭 모듈(200)의 제 1 스트링 매칭부(210)는 입력 데이터 코드 스트링, 즉 "abcde"에 대한 스트링 매칭을 통하여 abc, d, e로 구문화(parsing)를 수행한다. 이때 "abc"는 사전 데이터 저장부(100)에 등록되어있는 최대 길이 매칭 스트링이고, "d"가 매칭안된 문자이다. 따라서, 스트링 매칭 모듈(200)의 제 1 스트링 매칭부(210)는 최대 길이 매칭 스트링과 매칭안된 문자를 결합시킨 "abcd"를 사전 데이터 저장부(100)에 새로이 추가 등록시킨다. 즉, 하나의 매칭안된 문자 스트링이 나올 때 마다 스트링 매칭을 수행하여 다시 하나의 요소를 새로이 사전에 추가 등록하는 것이다. 이후 사전 데이터 저정부(100)에 "abcd"가 추가 되었기 때문에 구문화된 코드는 "abcd" 되고 이에 따라 스트링 매칭 모듈(200)의 제 2 스트링 매칭부(220)는 구문화된 코드 "abcd"에서 첫 번째 비트인 "a"를 제외한 나머지 코드, 즉 "bcd"에 대한 스트링 매칭을 통하여 "bcd"를 사전 데이터 저장부(100)에 새로이 추가 등록시킴과 아울러 동일한 방식으로 다음단의 스트링 매칭부는 "bcd"에서 첫 번째 비트의 문자 "b"를 제외한 "cd"에 대한 스트링 매칭을 통하여 "cd"를 사전 데이터 저장부(100)에 새로이 추가 등록시킨다. 이와 같이, 스트링 매칭 모듈(200)은 구문화된 코드에서 첫 번째 비트를 제외한 나머지코드가 사전 데이터 저장부(100)에 등록되어 있는지를 판단한 후 등록되어 있지 않은 코드인 경우 이를 등록시킨다.

이후, 스트링 매칭 모듈(200)은 구문화된 코드 "d"를 이용하여 새로운 코드를 사전 데이터 저장부(100)에 저장시킨다. 이때, "d"가 사전 데이터 저장부(100)에 등록되어있는 최대 길이 매칭 스트링이고, "e"가 매칭안된 문자이다. 스트링 매칭 모듈(200)은 최대 매칭 스트링인 "d"와 매칭안된 문자인 "e"을 결합시킨 "de"가 사전 데이터 저장부(100)에 등록되어 있지 않기 때문에 "de"을 사전 데이터 저장부(100)에 등록 및 추가시키고, "de"에서 첫 번째 비트인 "d"를 제외한 "e"에 대한 매칭 결과 "e"가 사전 데이터 저장부(100)에 저장된 코드와 매칭되기 때문에 "e"를 추가시키지 않는다.

이와 같이, "abcde"의 입력 데이터 코드 스트링이 입력되면, 종래에는 "abcd"와 "de"만을 사전 데이터 저장부(100)에 저장시키지만, 직렬로 연결된 다수의 스트링 매칭부로 이루어진 스트링 매칭 모듈(200)을 구비한 본 발명은 "abcd"와 "de"뿐만 아니라 "bcd"와 "cd"를 추가적으로 등록시킨다.

도 2에 도시된 복호화 장치는 사전 데이터 저장부(500), 디코더(600) 및 스트링 매칭 모듈(700)을 포함하며, 도 1에 도시된 부호화 장치에서 수행되는 압축 부호화 방식과 반대로 인코딩된 데이터를 수신하여 이를 디코딩하여 출력한다. 이때, 복호화 장치는 디코딩된 데이터에서 제 1 스트링 매칭부(200)와 동일한 방식으로 스트링 매칭 결과에 따라 구문화된 코드를 사전 방식으로 계속 등록 및 저장한다.

즉, 사전 데이터 저장부(500)는 스트링 매칭 모듈(700)과의 스트링 매칭 결과에 따라 구문화된 코드를 사전(dictionary) 방식으로 계속적으로 등록하여 저장하며, 디코더(600)는 전송 채널(400)을 통하여 수신되는 부호어에 대하여 복호화를 수행하고, 복호화된 인덱스를 스트링 매칭 모듈(700)로 제공한다.

스트링 매칭 모듈(700)은 부호화 장치의 스트링 매칭 모듈(200)과 대응하는 개수의 스트링 매칭부(710, 720)를 구비하며, 각각의 스트링 매칭부(710, 720)는 복호화된 인덱스에 매칭되는 구문화된 코드를 사전 데이터 저장부(500)로부터 찾고, 구문화된 코드를 다시 사전 데이터 저장부(700)에 저장된 구문화된 코드와 매칭을 수행하고, 매칭안된 구문화된 코드를 사전 데이터 저장부(100)에 새로이 등록하는 과정을 통하여 도 1의 부호화 장치에서 입력된 데이터로서 복구하여 출력한다.

그러므로, 본 발명에 따라 다수의 스트링 매칭부를 데이터 압축 시스템에 구성함으로써, 종래의 방식에 비하여 많은 요소를 사전화시키는 것이 가능하며, 이것은 결국 최대 길이로 매칭되는 구문화된 코드의 평균 길이를 보다 길게해주는 효과를 가져온다. 그 결과, 데이터 압축 시스템의 압축 효율을 한층 향상시킬 수 있다.

Claims

입력되는 데이터 코드 스트링을 압축하여 전송하는 데이터 압축 시스템에 있어서,

상기 데이터 코드 스트링에 대하여 구문화된 코드를 사전(dictionary) 방식으로 계속적으로 등록하여 저장하는 저장수단;

직렬 연결된 N 개의 스트링 매칭부로 이루어진 스트링 매칭 모듈로서, 각각의 스트링 매칭부는 앞단의 스트링 매칭부에 최대 길이로 매칭된 코드를 구문화하고, 상기 구문화된 코드에서 첫 번째 비트를 제외한 나머지 코드와 상기 저장 수단에 저장된 구문화된 코드를 매칭한 후 매칭안된 구문화된 코드를 상기 저장 수단에 새로이 등록하는 상기 스트링 매칭 모듈;

상기 스트링 매칭 모듈로부터 제공되는 구문화된 코드에 대응하는 인덱스를 상기 저장 수단으로부터 찾아 압축 부호화를 수행하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로하는 데이터 압축 시스템.