KR100462603B1 - 영상 데이타 압축 및 복원 방법 및 장치 - Google Patents

영상 데이타 압축 및 복원 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

영상 데이타 압축 및 복원 방법 및 장치가 개시된다. 이 방법은, 일정하게 제한된 크기를 갖고 고정된 길이를 갖는 레코드들로 이루어진 목록을 이용하여 이진 입력 영상 데이타를 압축하는 단계와, 압축된 데이타의 크기가 압축되지 않은 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은가를 판단하는 단계와, 압축된 데이타의 크기가 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작을 때, 압축된 데이타를 처리하고 복원하는 단계 및 압축된 데이타의 크기가 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작지 않을 때, 압축되지 않은 데이타를 처리하는 단계를 구비하고, 압축하는 단계는 초기화를 수행하고, 미러 로테이션을 수행하고, 처리할 이진 입력 영상 데이타가 존재하지 않을 때 종료 플래그를 삽입하고, 이진 입력 영상 데이타가 존재할 때 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드가 목록에 존재하는가를 윈도우를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 데이타의 복원 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

영상 데이타 압축 및 복원 방법 및 장치{Method and apparatus for compressing and decompressing image data}
본 발명은 무 손실 영상 데이타 처리에 관한 것으로서, 특히, 디지탈 형태로 저장된 이진 영상 데이타를 압축 및 복원 방법 및 장치에 관한 것이다.
많은 컴퓨터들은 데이타 링크들을 예를 들면 컴퓨터와 프린터간의 링크등을 통해 다른 컴퓨터 장치들 예를 들면 주변 기기들과 데이타를 교환한다. 이러한 데이타 링크들중 몇몇 링크는 데이타의 교환이 일어나는 기간 동안만 필요하다. 예를 들어, 개인용 컴퓨터들의 몇몇 사용자들은 하루에 단지 몇 장만의 문서를 프린팅하기 위해 데이타 링크를 사용한다. 한편, 네트워크 프린터는 항상 데이타 링크를 요구한다.
이러한 데이타 링크의 지속성과 무관하게, 링크들을 거쳐 데이타를 전송하기 위해 취해지는 시간을 줄이기 위해 종래의 몇 가지의 데이타 압축 방법들이 개발되고 있다. 이 때, 2가지의 종래의 데이타 압축 방법들 즉, 렘펠 및 지브 (Lempel-Ziv)에 의해 개발되고 비슷하지만 중요한 차이를 갖는 텍스트 압축 방법들(LZ77 및 LZ78)에 대해 살펴본다.
LZ77은 IEEE의 Transactions on Information Theory의 Vol. IT-23, No.3, 페이지 337-343에 실린 "A Universal Algorithm for Sequential Data Compression"라는 제목의 논문에 개시되어 있고, LZ78은 IEEE의 Transactions on Information Theory의 Vol. IT-24, No.5, 페이지 530-536에 실린 "Compression of Individual Sequences via Variable-Rate Coding"라는 제목의 논문에 개시되어 있다.
LZ77은 이전에 압축되어졌던 데이타 스트림을 고정된 크기의 윈도우에 저장하고 새로 입력받은 데이타를 윈도우내에 저장된 데이타 스트림과 비교하여 연속적으로 가장 많이 일치하는 위치와 그 최대 길이를 찾는다. 위치에 대한 포인터와 최대 길이 값만을 이용하여 압축 코드를 발생시킨 다음, 압축된 길이만큼 윈도우를 이동하고 새로운 데이타를 입력받아 윈도우내에서 최대로 연속적으로 일치하는 위치를 찾아서 압축을 수행한다.
LZ78은 LZ77과 달리 텍스트를 구(phrase)로 나누고, 각각의 구를 다음과 같은 방법으로 찾는다. 새로 입력한 텍스트 데이타를 이전의 구 목록과 비교하여 연속적으로 가장 길게 매칭된 구를 이전의 구 목록들중에서 찾는다. 텍스트내의 매칭된 구에 후속하는 하나의 캐릭터를 더하여 새로운 구를 형성한다. 이와 같이 생성된 구의 마지막 캐릭터를 뺀 나머지 구 부분이 접두어(prefix)가 되고 마지막 캐릭터가 연장(extension)이 된다. 이와 같이, 한 개의 구는 접두어에 연장이 덧붙여진 형태로 인코딩된다. 생성된 구는 목록에 저장되고, 저장된 목록내의 구는 또 다시 새롭게 입력된 데이타와 비교할 때 사용된다. 목록은 비어있는 상태로 초기화되기 때문에, 첫 번째 구는 목록내에 일치하는 구가 존재하지 않으므로 한 개의 캐릭터만으로 만들어지고 빈 스트링과 캐릭터만으로 인코딩된 다음에, 목록에 추가된다. 이와 같이 목록과 구를 비교하여 가장 길게 연속적으로 일치하는 접두어와 연장으로 인코딩하는 과정을 반복한다. 목록에 일치하는 구가 존재하지 않을 때는 빈 스트링과 하나의 캐릭터만으로 인코딩을 수행한다. LZ78의 구현 방법에 대한 자세한 설명은 미국 특허 번호 US4,464,650에 개시되어 있다. 또한, 램펠-지브 코딩 방법은 1990년도에 Englewood Cliffs, N.J.에 있는 프린스 홀(Prentice Hall) 출판사에 의해 출간되고 Bell et al.에 의해 "Text Compression"라는 제목으로 저술된 책에 개시되어 있다.
LZ77은 움직이는 윈도우를 사용하며, 데이타의 흐름은 문맥에 의해 영향을 받지 않고 윈도우의 크기에만 영향을 받는다. LZ78은 모든 바이트 시퀀스의 크기가 일정하지 않다. 그 결과, 이러한 종류의 기술은 같은 일치하는 바이트 시퀀스들을 찾기 위한 복잡한 탐색 엔진을 갖는 문제점이 있다. LZ77은 목록을 사용하고 LZ78은 다양한 크기의 레코드 목록을 가지며, 목록에 레코드 목록이 가득할 때 부분적으로든 전제적으로든 목록을 비워주는 부분이 필요하다. 이 때, 압축 시간과 복원 시간간의 패러티는 약 30번 변한다. 즉, 압축 시간은 복원 시간보다 30배 이상이나 길다. 압축율은 초기화된 데이타의 형태에 따라 다르며, 각각의 데이타의 형태는 압축 방법에 따라 제한된 크기를 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 램펠 지브(Lempel-Ziv) 압축 기술들을 개선하여, 압축된 이진 입력 영상 데이타의 복원 시간을 줄일 수 있는 영상데이타 압축 및 복원 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 수행하는 영상 데이타 압축 및 복원 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 2는 도 1에 도시된 제10 단계에 대한 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3은 목록과 윈도우간의 관계를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 미러 로테이션을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 목록을 생성하는 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6은 슬라이딩 목록으로 바이트 시퀀스들을 재 배열하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 전술한 바와 같이 이진 입력 영상 데이타로부터 압축한 결과를 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 제14 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9는 도 8에 도시된 제84 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 10은 전술한 바와 같이 압축된 이진 입력 영상 데이타로부터 복원한 결과를 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 장치의 블럭도이다.
상기 과제를 이루기 위해, 하프토닝을 거친 비트 스트림 형태의 이진 입력 영상 데이타를 목록을 이용하여 압축하고, 압축된 데이타를 처리하며, 처리된 데이타를 복원하는 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법은, 일정하게 제한된 크기를 갖고 고정된 길이를 갖는 레코드들로 이루어진 목록을 이용하여 상기 이진 입력 영상 데이타를 압축하는 (a) 단계와, 압축된 데이타의 크기가 압축되지 않은 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은가를 판단하는 (b) 단계와, 상기 압축된 데이타의 크기가 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은 것으로 판단되면, 압축된 데이타를 처리하고 복원하는 (c) 단계 및 상기 압축된 데이타의 크기가 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작지 않은 것으로 판단되면, 압축되지 않은 데이타를 처리하는 (d) 단계로 이루어지고,상기 (a) 단계는윈도우와 상기 목록에 있는 모든 레코드들, 상기 목록과 상기 윈도우와 상기 이진 입력 영상 데이타의 현재 위치를 초기화하는 (a1)단계와, 상기 이진 입력 영상 데이타에 대해 미러 로테이션을 수행하여 상기 목록에 저장하는 (a2) 단계와, 처리할 상기 이진 입력 영상 데이타가 존재하는가를 판단하는 (a3) 단계와, 상기 이진 입력 영상 데이타가 존재하지 않는다고 판단되면, 상기 이진 입력 영상 데이타를 압축한 결과에 종료 플래그를 삽입하고, 상기 (b) 단계로 진행하는 (a4) 단계와, 상기 이진 입력 영상 데이타가 존재하는 것으로 판단되면, 읽어들인 상기 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드가 상기 목록에 존재하는가를 윈도우를 이용하여 판단하는 (a5) 단계와 일치하는 상기 레코드가 존재하지 않는다고 판단되면, 상기 목록에서 상기 이진 입력 데이타와 일치하는 레코드가 발견되는가를 상기 목록을 이용하여 판단하는 (a6) 단계와, 상기 목록에서 상기 일치하는 레코드가 발견되지 않는다고 판단되면, 불일치한 상기 이진 입력 영상 데이타와 불일치 플래그를 함께 목록에 추가하며 목록의 위치를 1만큼 이동시키는 (a7) 단계와, 목록의 현재 위치가 목록에 저장된 레코드의 총 개수와 일치하는가를 판단하는 (a8) 단계와, 상기 현재 위치가 상기 레코드의 총 개수와 일치하는 것으로 판단되면, 상기 목록의 현재 위치를 초기화하는 (a9) 단계와, 상기 (a5) 또는 상기 (a8) 단계에서 일치하는 상기 레코드가 존재 또는 발견되는 것으로 판단되면, 상기 이진 입력 데이타와 일치하는 레코드의 번호를 추출하는 (a10) 단계와, 상기 (a9), 상기 (a10) 단계 또는 상기 목록의 현재 위치가 상기 총 개수와 일치하지 않은 것으로 판단되면, 상기 윈도우의 현재 위치에 상기 입력 이진 영상 데이타와 일치하는 레코드의 위치를 새로 받아들이고 상기 윈도우의 현재 위치를 1만큼 증가시키는 (a11) 단계와, 상기 윈도우의 현재 위치가 상기 윈도우의 크기와 동일한가를 판단하고, 상기 현재 위치가 상기 윈도우의 크기와 동일하지 않은 것으로 판단되면 상기 (a5) 단계로 진행하는 (a12) 단계 및 상기 현재 위치가 상기 윈도우의 크기와 동일한 것으로 판단되면, 상기 윈도우의 현재 위치를 초기화하고 상기 (a5) 단계로 진행하는 (a13) 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 다른 과제를 이루기 위해, 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 수행하는 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 장치는, 상기 하프토닝을 거친 비트 스트림 형태의 상기 이진 입력 영상 데이타를 저장하는 제1 저장부와, 저장된 상기 이진 입력 영상 데이타를 압축하는 압축부와, 압축된 데이타의 크기와 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기를 비교하고, 비교된 결과를 제어 신호로서 출력하는 비교부와, 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 압축된 데이타 또는 압축되지 않은 데이타를 전송하는 전송부와, 상기 전송부로부터 전송된 데이타를 저장하는 제2 저장부와, 상기 제2 저장부에 저장된 데이타를 복원하는 복원부 및 상기 복원부에서 복원된 데이타를 저장하는 제3 저장부로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 이진 입력 영상 데이타를 압축하는 단계(제10 단계) 및 압축된 데이타의 크기에 따라 압축되거나 압축되지 않은 데이타를 선택적으로 처리하는 단계(제12 ∼ 제16 단계들)로 이루어진다.
본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법은 하프토닝(halftoning)을 거친 비트 스트림(bitstream) 형태의 이진 입력 영상 데이타를 목록(dictionary)을 이용하여 압축하고, 압축된 데이타를 처리하며, 처리된 데이타를 복원한다. 여기서, 본 발명에 의하면, 목록은 고정된 길이를 갖는 레코드(record)들로 이루어지며, 목록과 윈도우는 링(ring)의 원리에 의해 작용하므로, 링의 방법을 사용하여 오래된 데이타는 새로운 데이타로 대체된다. 본 발명에 의한 압축 및 복원 방법은 목록과 윈도우에 일치하는 데이타를 최초에 가져야한다.
먼저, 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법은 예를 들면 4 또는 8바이트씩 입력되는 이진 입력 영상 데이타를 압축한다(제10 단계). 여기서, 1 바이트는 8개의 픽셀들을 가지며 즉, 1 비트가 한 픽셀을 나타내며, 압축율은 최대 4배까지 가능하며, 이진 입력 영상 데이타의 길이는 폭보다 5 ∼ 10배 정도 크다. 본발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법에서 사용되는 파라미터들중에서 높이와 폭은 스트립(strip)을 위한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 제10 단계에 대한 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(10A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 미러 로테이션(mirror rotation)을 수행하여 데이타를 압축하는 단계(제20 ∼ 제44 단계들)로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 먼저, 윈도우(window)와 목록에 있는 모든 레코드들, 목록의 현재 위치와 윈도우의 현재 위치와 이진 입력 영상 데이타의 현재 위치를 모두 초기화한다(제20 단계). 즉, 윈도우에 있는 레코드들과 목록에 있는 레코드들에 0을 채우고, 목록과 윈도우와 이진 입력 영상 데이타의 현재 위치들을 0으로 채운다. 이 때, 윈도우와 목록의 관계를 다음과 같이 살펴본다.
도 3은 목록(50)과 윈도우(52)간의 관계를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 윈도우(52)는 목록(50)에 저장된 레코드 번호에 해당하는 1 바이트 크기의 레코드를 예를 들면 8개 정도로 제한하여 저장하고 있다. 반면에, 목록(50)에 저장된 레코드의 길이는 4의 배수 예를 들면 4 또는 8 바이트이다. 본 발명에 의한 압축 및 복원 방법은 종래의 LZ 계열의 압축 및 복원 방법과 달리 레코드의 크기를 제한하고 모든 레코드들의 크기를 일정하게 한다. 이 때, 목록(50)에 저장된 레코드의 개수는 예를 들면 254개로 제한되고 각 레코드의 길이는 4 또는 8 바이트가 될 수 있다. 예컨대, 윈도우(52)는 목록(50)에 저장된 레코드의 목록을 1 바이트 형태로 저장하고, 목록(50)의 개수는 1 바이트가 저장할 수 있는 최대 목록의 개수가 256개이므로 2개의 플래그들을 256개로부터 제외하면 254개가 된다. 여기서, 윈도우(52)에 저장된 레코드들은 순환 스택(circular stack)의 형태로 저장되고 이진 입력 영상 데이타에 따라 순서가 정해지므로 별도로 레코드가 저장된 순서에 따른 목록 번호를 갖지 않는다. 목록(50)내의 레코드 검색은 선형적으로 이루어지며, 슬라이딩 목록(50)에는 이진 입력 영상 데이타 스트림을 몇 개의 연속된 바이트 단위로 저장한다.
도 4는 미러 로테이션을 설명하기 위한 예시적인 도면으로서, 원본 데이타(54)와 미러 로테이션한 결과(56)를 나타낸다.
제20 단계후에, 이진 입력 영상 데이타에 대해 미러 로테이션을 수행하여 목록에 저장한다(제22 단계). 예컨대, 도 4에 도시된 이진 입력 영상 데이타(54)를 수직으로 독취하여 수평으로 기록함으로써, 이진 입력 영상 데이타(54)를 미러 로테이션(56)할 수 있다. 이와 같이, 하프토닝을 거친 이진 입력 영상 데이타를 미러 로테이션함으로써 같은 입력 데이타 스트림이 더욱 자주 나타나게 하여 압축율을 높일 수 있다.
제22 단계후에, 처리할 이진 입력 영상 데이타가 존재하는가를 판단한다(제24 단계). 즉, 이진 입력 영상 데이타 스트림이 비어 있는가를 판단한다.
만일, 이진 입력 영상 데이타가 존재하지 않는다고 판단되면, 이진 입력 영상 데이타를 압축한 결과에 종료 플래그 예를 들면 0xFF와 같은 헥사 코드를 삽입하고, 제12 단계로 진행한다(제44 단계). 그러나, 이진 입력 영상 데이타가 존재하는 것으로 판단되면, 읽어들인 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드가 목록에 존재하는가를 윈도우를 이용하여 판단한다(제26 단계). 즉, 본 발명에서는 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드를 목록에서 직접 찾지 않고 윈도우를 이용하여 먼저 찾는다. 예컨대, 도 3을 참조하면, 목록(50)에서 레코드들을 찾을 때 먼저 윈도우(52)내에서 레코드 번호를 찾고 그 레코드 번호에 해당하는 레코드에 대한 바이트 시퀀스(byte sequence)를 목록(50)에서 찾는다. 따라서, 본 발명에 의한 압축 및 복원 방법은 목록(50)을 검색하는 시간을 단축시킬 수 있다. 도 3을 참조하면, 윈도우(52)에서 1부터 8까지 8개의 레코드 번호에 해당하는 레코드를 목록(50)에서 가져온다. 예를 들면, 윈도우내에서 처음 레코드값은 15와 같고, 목록(50)의 초기값도 0이 된다.
만일, 일치하는 레코드가 존재하지 않는다고 판단되면, 목록에서 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드가 발견되는가를 목록을 이용하여 판단한다(제28 단계). 즉, 이진 입력 영상 데이타를 목록의 레코드 번호 0부터 253과 비교한다.
만일, 목록에서 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드가 발견되지 않는다고 판단되면, 불일치한 이진 입력 영상 데이타와 불일치 플래그 예를 들면 0xFE를 함께 목록에 추가하며 목록의 위치를 1만큼 이동시킨다(제30 단계).
제30 단계후에, 목록의 현재 위치가 목록에 저장된 레코드의 총 개수와 일치하는가를 판단한다(제32 단계). 즉, 현재 입력 스트림과 목록내의 레코드의 숫자 예를 들면 254와 비교한다. 여기서, 254는 목록내의 레코드 개수를 의미한다.
만일, 목록의 현재 위치가 레코드의 총 개수와 일치하는 것으로 판단되면, 목록의 현재 위치를 초기화한다(제34 단계). 즉, 목록의 현재 위치가 레코드의 총개수와 일치하는 것으로 판단되면, 목록에서 새로 생성되는 레코드의 위치는 0이 된다. 그러나, 목록의 현재 위치가 레코드의 총 개수와 일치하지 않은 것으로 판단되면, 제26 단계로 진행하여 이진 입력 영상 데이타를 다시 읽는다. 이것은 윈도우의 슬라이딩 효과를 가져온다.
한편, 제26 단계에서 일치하는 레코드가 존재하거나 제28 단계에서 일치하는 레코드가 발견되는 것으로 판단되면, 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드의 번호를 추출한다(제36 단계).
제34, 제36 단계 또는 목록의 현재 위치가 총 개수와 일치하지 않은 것으로 판단되면, 윈도우의 현재 위치에 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드의 위치를 새로 받아들이고 윈도우의 현재 위치를 1만큼 증가시킨다(제38 단계).
제38 단계후에, 윈도우의 현재 위치가 윈도우의 크기와 동일한가를 판단한다(제40 단계). 만일, 윈도우의 현재 위치가 윈도우의 크기와 동일하지 않은 것으로 판단되면, 제26 단계로 진행하여 이진 입력 영상 데이타를 다시 읽는다. 그러나, 윈도우의 현재 위치가 윈도우의 크기와 동일한 것으로 판단되면, 윈도우의 현재 위치를 초기화하고 제26 단계로 진행한다. 즉, 윈도우에 기록할 수 있는 레코드의 수는 예를 들면 8개로 제한될 때, 8개가 모두 쌓이면 현재의 윈도우의 위치를 0으로 바꾼다. 그러나, 8개가 쌓이지 않았을 때 제26 단계로 진행한다. 이와 같이, 윈도우는 링 스택(ring stack) 방식으로 동작한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법은 윈도우를 사용하여 실행시간을 단축시켰다. 이 때, 이진 입력 영상 데이타의 크기는 압축율에 가장 큰 영향을 주는 중요한 파라미터이며 이진 입력 영상 데이타의 현재 위치가 스트립의 크기와 같으면 압축을 종료한다.
도 5는 목록을 생성하는 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 바이트 시퀀스의 빈도에 따라 레코드의 크기를 조정하고 레코드를 위치시키는 단계(제60 ∼ 제66 단계들)로 이루어진다.
이진 입력 영상 데이타에서 바이트 시퀀스의 빈도를 계산한다(제60 단계). 예컨대, 254개의 레코드들을 갖는 2개의 어레이들을 생성하고, 바이트 시퀀스의 수를 4 바이트 길이를 갖는 바이트 시퀀스와 매칭시키고 제1 어레이를 최대 확률을 갖는 바이트 시퀀스로 채우며, 바이트 시퀀스의 수를 8바이트 길이를 갖는 바이트 시퀀스와 매칭시키고 제1 어레이를 최대 확률을 갖는 바이트 시퀀스로 채운다.
제60 단계후에, 4바이트에 대한 시퀀스의 빈도가 8바이트에 대한 시퀀스의 빈도보다 큰가를 판단한다(제62 단계).
만일, 4 바이트에 대한 시퀀스의 빈도가 8 바이트에 대한 시퀀스의 빈도보다 큰 것으로 판단되면, 레코드의 크기를 4바이트로 조정하고 높은 발생 빈도를 갖는 레코드를 목록의 상단에 위치시키고 낮은 발생 빈도를 갖는 레코드를 목록의 하단에 위치시키고, 제10 단계로 진행한다(제64 단계). 그러나, 4 바이트에 대한 시퀀스의 빈도가 8 바이트에 대한 시퀀스의 빈도보다 크지 않은 것으로 판단되면, 레코드의 크기를 8바이트로 조정하고 높은 발생 빈도를 갖는 레코드를 목록의 상단에 위치시키고 낮은 발생 빈도를 갖는 레코드를 목록의 하단에 위치시키고, 제10 단계로 진행한다.
도 6은 슬라이딩 목록으로 바이트 시퀀스들을 재 배열하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 통계적인 발생 빈도(70)는 그 빈도에 따라 슬라이딩 목록(72)에 재 배열된다.
도 7은 전술한 바와 같이 이진 입력 영상 데이타(INPUT DATA STREAM)로부터 압축한 결과(OUTPUT DATA STREAM)를 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
목록에 있는 레코드의 길이가 4 바이트 일때 최대 압축율은 4가 되고, 8바이트일 때 최대 압축율은 8이 된다. 압축을 실행하기 전에 최대 압축율을 가질 수 있는 레코드의 크기를 미리 계산하여 설정하면 더 나은 압축율을 가질 수 있다.
제10 단계후에, 압축된 데이타의 크기가 압축되지 않은 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은가를 판단한다(제12 단계). 만일, 압축된 데이타의 크기가 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은 것으로 판단되면, 압축된 데이타를 처리하고 복원한다(제14 단계).
도 8은 도 1에 도시된 제14 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예(14A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 압축된 데이타를 전송하여 저장하는 단계(제80 및 제82 단계들) 및 압축된 데이타를 복원하는 단계(제84 단계)로 이루어진다.
만일, 압축된 데이타의 크기가 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은 것으로 판단되면, 압축된 데이타를 전송한다(제80 단계). 제80 단계후에, 전송된 압축된 데이타를 저장한다(제82 단계). 제82 단계후에, 저장된 압축된 데이타를 복원한다(제84 단계).
도 9는 도 8에 도시된 제84 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예(84A)를 설명하기 위한 플로우차트이다.
복원에서 가장 중요한 부분은 슬라이딩 목록이다. 슬라이딩 목록의 동작에 대해서는 압축에서 설명하였다. 그 밖에 복원에서 몇가지 중요한 값들 즉, 목록의 현재 위치, 출력 데이타 스트림의 길이와 폭(여기서, 길이는 폭보다 5-10배 크다.) 및 4 또는 8 바이트 시퀀스의 길이가 존재한다.
제82 단계후에, 목록에 있는 모든 레코드들과 목록에 현재 위치를 초기화 즉, 0으로 설정한다(제100 단계). 제100 단계후에, 압축된 데이타를 단위 바이트씩 즉, 1 바이트씩 받아들인다(제102 단계). 제102 단계후에, 단위 바이트가 종료 플래그 예를 들면, 0xFF인가를 판단한다(제104 단계). 만일, 단위 바이트가 종료 플래그인 것으로 판단되면, 압축된 데이타를 복원한 데이타에 도 4에 도시된 바와 같이 미러 로테이션을 수행한다(제116 단계). 따라서, 도 4에 도시된 복원된 데이타(56)는 다시 원래의 위치로 재 배열된다.
그러나, 단위 바이트가 종료 플래그이지 않은 것으로 판단되면, 단위 바이트가 불일치 플래그 예를 들면, 0xFE인가를 판단한다(제106 단계). 만일, 단위 바이트가 불일치 플래그이지 않은 것으로 판단되면, 단위 바이트가 지시하는 레코드들을 복원된 데이타로서 결정하고, 제102 단계로 진행한다(제108 단계). 예컨대, 현재의 이진 입력 영상 데이타 스트림과 일치하는 목록에 존재하는 레코드의 번호를 복원된 데이타로서 출력한다.
그러나, 단위 바이트가 불일치 플래그인 것으로 판단되면, 단위 바이트를 그대로 출력하고 이진 입력 영상 데이타 스트림을 목록에 추가하고 목록의 현재 위치를 1만큼 증가시킨다(제110 단계).
제110 단계후에, 목록의 현재 위치가 레코드의 총 개수와 일치하는가를 판단한다(제112 단계). 예를 들면, 목록에 저장된 레코드의 개수가 254개인가를 판단한다. 만일, 목록의 현재 위치가 레코드의 총 개수와 일치하지 않은 것으로 판단되면, 제102 단계로 진행한다. 그러나, 목록의 현재 위치가 레코드의 총 개수와 일치하는 것으로 판단되면, 목록의 현재 위치를 초기화 즉, 0으로 설정하고, 제102 단계로 진행한다.
도 10은 전술한 바와 같이 압축된 이진 입력 영상 데이타(INPUT DATA STREAM)로부터 복원한 결과(OUTPUT DATA STREAM)를 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
한편, 압축된 데이타의 크기가 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작지 않은 것으로 판단되면, 압축되지 않은 데이타를 처리한다(제16 단계). 예컨대, 압축된 데이타의 크기가 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작지 않은 것으로 판단되면, 압축되지 않은 데이타를 프린터(미도시) 따위로 전송한다.
이하, 전술한 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 수행하는 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 11은 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 장치의 블럭도로서, 제1 저장부(140), 압축부(142), 비교부(144), 전송부(146), 제2 저장부(150),복원부(152) 및 제3 저장부(154)로 구성된다.
도 11에 도시된 제1 저장부(140)는 하프토닝을 거친 비트 스트림 형태의 이진 입력 영상 데이타를 입력단자 IN을 통해 입력하여 저장한다. 이 때, 압축부(142)는 제1 저장부(140)에 저장된 이진 입력 영상 데이타를 입력하여 압축하고, 압축된 결과를 비교부(144) 및 전송부(146)로 각각 출력한다.
비교부(144)는 압축부(142)로부터 입력한 압축된 데이타의 크기와 제1 저장부(140)로부터 입력한 이진 입력 영상 데이타의 크기를 비교하고, 비교된 결과를 제어 신호로서 전송부(146)로 출력한다. 전송부(146)는 비교부(144)로부터 입력한 제어 신호에 응답하여, 압축부(142)로부터 입력한 압축된 데이타 또는 제1 저장부(140)로부터 입력한 압축되지 않은 데이타를 제2 저장부(150)로 전송한다.
이 때, 제2 저장부(150)는 전송부(146)로부터 전송된 데이타를 저장한다. 복원부(152)는 제2 저장부(150)에 저장된 데이타를 입력하여 복원하고, 복원된 데이타를 제3 저장부(154)로 출력한다. 제3 저장부(154)는 복원부(152)에서 복원된 데이타를 저장하고, 저장된 데이타를 출력단자 OUT를 통해 출력한다.
도 11에 도시된 영상 데이타 압축 및 복원 장치는 예를 들면, 개인용 컴퓨터와 프린터간에 적용될 수 있다. 이 경우, 개인용 컴퓨터(130)는 제1 저장부(140), 압축부(142), 비교부(144) 및 전송부(146)를 구비하고, 프린터(132)는 제2 저장부(150), 복원부(152) 및 제3 저장부(154)를 구비한다.
이 경우, 복원부(152)는 복원기(미도시) 및 프린터의 운영 체재(OS:Operating System)(미도시)로 구현될 수 있다. 여기서, 복원기는 제2 저장부(150)에 저장된 데이타를 원래의 데이타로 복원하는 역할을 하며 집적회로(IC)로 구현될 수 있고, 복원 프로그램을 내장할 수 있다. 한편, 도 11에 도시된 바와 달리, 제2 저장부(150) 대신에 하드 디스크 드라이버(HDD)(미도시)가 마련될 수도 있다. 이 경우, 프린터의 운영 체재는 복원기를 호출하여 복원기로 하여금 제2 저장부(150)에 저장된 압축된 이진 입력 영상 데이타를 입력하도록 하고, 복원기는 압축된 이진 입력 영상 데이타를 디코딩하여 복원하며 복원된 결과를 HDD 및/또는 제3 저장부로 출력한다.
한편, 전술한 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법 및 장치는 소프트웨어 패키지로 구현되거나 상용 영상 처리 소프트웨어에 의해 구현될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 데이타 압축 및 복원 방법 및 장치는 수평 방향의 이진 입력 영상 데이타 스트림으로부터 데이타를 선택하고, 분류되지 않은 단축 어레이/슬라이딩 목록에서 탐색 속도를 슬라이드 윈도우를 사용하여 증가시키므로 매우 간단한 복원 과정을 통해 데이타의 복원 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (9)

  1. 하프토닝을 거친 비트 스트림 형태의 이진 입력 영상 데이타를 목록을 이용하여 압축하고, 압축된 데이타를 처리하며, 처리된 데이타를 복원하는 영상 데이타 압축 및 복원 방법에 있어서,
    (a) 일정하게 제한된 크기를 갖고 고정된 길이를 갖는 레코드들로 이루어진 목록을 이용하여 상기 이진 입력 영상 데이타를 압축하는 단계;
    (b) 압축된 데이타의 크기가 압축되지 않은 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은가를 판단하는 단계;
    (c) 상기 압축된 데이타의 크기가 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은 것으로 판단되면, 압축된 데이타를 처리하고 복원하는 단계; 및
    (d) 상기 압축된 데이타의 크기가 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작지 않은 것으로 판단되면, 압축되지 않은 데이타를 처리하는 단계를 구비하고,
    상기 (a) 단계는
    (a1) 윈도우와 상기 목록에 있는 모든 레코드들, 상기 목록과 상기 윈도우와 상기 이진 입력 영상 데이타의 현재 위치를 초기화하는 단계;
    (a2) 상기 이진 입력 영상 데이타에 대해 미러 로테이션을 수행하여 상기 목록에 저장하는 단계;
    (a3) 처리할 상기 이진 입력 영상 데이타가 존재하는가를 판단하는 단계;
    (a4) 상기 이진 입력 영상 데이타가 존재하지 않는다고 판단되면, 상기 이진 입력 영상 데이타를 압축한 결과에 종료 플래그를 삽입하고, 상기 (b) 단계로 진행하는 단계;
    (a5) 상기 이진 입력 영상 데이타가 존재하는 것으로 판단되면, 읽어들인 상기 이진 입력 영상 데이타와 일치하는 레코드가 상기 목록에 존재하는가를 윈도우를 이용하여 판단하는 단계;
    (a6) 일치하는 상기 레코드가 존재하지 않는다고 판단되면, 상기 목록에서 상기 이진 입력 데이타와 일치하는 레코드가 발견되는가를 상기 목록을 이용하여 판단하는 단계;
    (a7) 상기 목록에서 상기 일치하는 레코드가 발견되지 않는다고 판단되면, 불일치한 상기 이진 입력 영상 데이타와 불일치 플래그를 함께 목록에 추가하며 목록의 위치를 1만큼 이동시키는 단계;
    (a8) 목록의 현재 위치가 목록에 저장된 레코드의 총 개수와 일치하는가를 판단하는 단계;
    (a9) 상기 현재 위치가 상기 레코드의 총 개수와 일치하는 것으로 판단되면, 상기 목록의 현재 위치를 초기화하는 단계;
    (a10) 상기 (a5) 또는 상기 (a8) 단계에서 일치하는 상기 레코드가 존재 또는 발견되는 것으로 판단되면, 상기 이진 입력 데이타와 일치하는 레코드의 번호를 추출하는 단계;
    (a11) 상기 (a9), 상기 (a10) 단계 또는 상기 목록의 현재 위치가 상기 총 개수와 일치하지 않은 것으로 판단되면, 상기 윈도우의 현재 위치에 상기 입력 이진 영상 데이타와 일치하는 레코드의 위치를 새로 받아들이고 상기 윈도우의 현재 위치를 1만큼 증가시키는 단계;
    (a12) 상기 윈도우의 현재 위치가 상기 윈도우의 크기와 동일한가를 판단하고, 상기 현재 위치가 상기 윈도우의 크기와 동일하지 않은 것으로 판단되면 상기 (a5) 단계로 진행하는 단계; 및
    (a13) 상기 현재 위치가 상기 윈도우의 크기와 동일한 것으로 판단되면, 상기 윈도우의 현재 위치를 초기화하고 상기 (a5) 단계로 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    (c1) 상기 압축된 데이타의 크기가 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작은 것으로 판단되면, 상기 압축된 데이타를 전송하는 단계;
    (c2) 전송된 상기 압축된 데이타를 저장하는 단계; 및
    (c3) 상기 저장된 압축된 데이타를 복원하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 (d) 단계는 상기 압축된 데이타의 크기가 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기보다 작지 않은 것으로 판단되면, 압축되지않은 데이타를 전송하는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 목록은 데이타를 링 형태로 저장하는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 방법.
  5. 삭제
  6. 제2 항에 있어서, 상기 (c3) 단계는
    (c31) 상기 목록에 있는 모든 레코드들과 상기 목록에 현재 위치를 초기화하는 단계;
    (c32) 상기 압축된 데이타를 단위 바이트씩 받아들이는 단계;
    (c33) 상기 단위 바이트가 상기 종료 플래그인가를 판단하는 단계;
    (c34) 상기 단위 바이트가 상기 종료 플래그인 것으로 판단되면, 상기 압축된 데이타를 복원한 데이타에 미러 로테이션을 수행하는 단계;
    (c35) 상기 단위 바이트가 상기 종료 플래그이지 않은 것으로 판단되면, 상기 단위 바이트가 상기 불일치 플래그인가를 판단하는 단계;
    (c36) 상기 단위 바이트가 상기 불일치 플래그이지 않은 것으로 판단되면, 상기 단위 바이트가 지시하는 레코드들을 복원된 데이타로서 결정하고, 상기 (c32) 단계로 진행하는 단계;
    (c37) 상기 단위 바이트가 상기 불일치 플래그인 것으로 판단되면, 상기 단위 바이트를 상기 목록에 추가하고 상기 목록의 현재 위치를 1만큼 증가하는 단계;
    (c38) 상기 목록의 현재 위치가 상기 레코드의 총 개수와 일치하는가를 판단하고, 상기 현재 위치가 상기 총 개수와 일치하지 않은 것으로 판단되면 상기 (c32) 단계로 진행하는 단계; 및
    (c39) 상기 현재 위치가 상기 총 개수와 일치하는 것으로 판단되면, 상기 목록의 현재 위치를 초기화하고 상기 (c32) 단계로 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 영상 데이타 압축 및 복원 방법은
    (e) 상기 이진 입력 영상 데이타에서 바이트 시퀀스의 빈도를 계산하는 단계;
    (f) 4바이트에 대한 시퀀스의 빈도가 8바이트에 대한 시퀀스의 빈도보다 큰가를 판단하는 단계;
    (g) 4 바이트에 대한 시퀀스의 빈도가 8 바이트에 대한 시퀀스의 빈도보다 큰 것으로 판단되면, 상기 레코드의 크기를 4바이트로 조정하고 높은 발생 빈도를 갖는 레코드를 상기 목록의 상단에 위치시키고 낮은 발생 빈도를 갖는 레코드를 상기 목록의 하단에 위치시키고 상기 (a) 단계로 진행하는 단계; 및
    (h) 4 바이트에 대한 시퀀스의 빈도가 8 바이트에 대한 시퀀스의 빈도보다 크지 않은 것으로 판단되면, 상기 레코드의 크기를 8바이트로 조정하고 높은 발생 빈도를 갖는 레코드를 상기 목록의 상단에 위치시키고 낮은 발생 빈도를 갖는 레코드를 상기 목록의 하단에 위치시키고 상기 (a) 단계로 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 방법.
  8. 제1 항의 영상 데이타 압축 및 복원 방법을 수행하는 영상 데이타 압축 및 복원 장치에 있어서,
    상기 하프토닝을 거친 비트 스트림 형태의 상기 이진 입력 영상 데이타를 저장하는 제1 저장부;
    저장된 상기 이진 입력 영상 데이타를 압축하는 압축부;
    압축된 데이타의 크기와 상기 이진 입력 영상 데이타의 크기를 비교하고, 비교된 결과를 제어 신호로서 출력하는 비교부;
    상기 제어 신호에 응답하여, 상기 압축된 데이타 또는 압축되지 않은 데이타를 전송하는 전송부;
    상기 전송부로부터 전송된 데이타를 저장하는 제2 저장부;
    상기 제2 저장부에 저장된 데이타를 복원하는 복원부; 및
    상기 복원부에서 복원된 데이타를 저장하는 제3 저장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 개인용 컴퓨터와 프린터간에 적용되는 상기 데이타 압축 및 복원 장치에 있어서, 상기 제1 저장부, 상기 압축부, 상기 비교부 및 상기 전송부는 개인용 컴퓨터에 포함되고, 상기 제2 저장부, 상기 복원부 및 상기 제3 저장부는 프린터에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 데이타 압축 및 복원 장치.
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