KR100566122B1

KR100566122B1 - 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법

Info

Publication number: KR100566122B1
Application number: KR1020030063715A
Authority: KR
Inventors: 이창호
Original assignee: (주) 멀티비아
Priority date: 2003-09-15
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2006-03-30
Also published as: WO2005027506A1; KR20050027442A

Abstract

본 발명은 정지영상 압축 기술에 관한 것으로, 특히 모바일 디바이스에 사용되는 정지영상을 복잡하지 않으면서도 높은 효율로 압축하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법은 정지영상에 따라 각각 다른 수의 색상으로 상기 정지영상을 재구성하여 압축하는 것을 특징으로 하며, 상기 정지영상의 전체 영역을 대상으로 각 픽셀의 (R, G, B)값을 구하는 단계(a); 상기 전체 영역에 많이 존재하는 순서대로, 상기 정지영상에 따라 정해진 색상의 수 만큼의 (R, G, B)값을 대표(R, G, B)값으로 선정하는 단계(b); 및 상기 대표(R, G, B)값에 대한 인덱스 값을 설정하고, 상기 대표(R, G, B)값을 팔레트로 저장하는 단계(c)를 포함한다.

본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법은, 정지영상을 일률적으로 정해진 색상범위로 재구성하여 압축하지 않고, 정지영상마다 각각 다른 색상범위로 재구성하여 압축함으로써, 기존의 압축 방법에 비해 복잡하지 않으면서도 뛰어난 압축 성능을 가지며 빠른 재생이 가능하도록 하여, 메모리 및 배터리 사용을 최소화시킬 수 있게 된다.

Description

모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법{Method of compressing still pictures for mobile devices}

도 1은 종래 JPEG에 의한 정지영상 압축 방법의 흐름을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법의 흐름을 개념적으로 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법에 따라 정지영상을 정해진 수의 색상 범위로 재구성하는 과정을 나타낸 것이다.

현재 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 저장하고자 하는 노력은 꾸준히 진행되고 있어서, 많은 정지영상 압축 기술이 사용되고 있으며, 현재 정지영상 압축 기술에 관한 국제 표준 역시 다양하다.

JPEG(Joint Photographic Expert Group)는 정지영상 압축 기술 중 가장 널리 알려진 표준 중의 하나로서, DCT(Discrete Cosine Transform)라는 수학 변환 공식 에 기반을 두고 있으며, 현재 인터넷, 디지털 카메라, 프린트 및 스캔 등의 정지영상에 사용된다.

또한, JPEG2000은 웨이블릿(wavlet) 변환 기반의 새로운 정지영상 압축부호화 표준으로서, 상기 JPEG에 비해 보다 향상된 압축 성능과 기능을 포함하고 있다.

또한, 인터넷에서 그래픽을 압축하여 빠르게 전송하려는 목적으로 개발된 GIF(Graphic Interchange Format)는 이미지가 256색상으로 제한되어 있어 다양한 색상을 필요로 하는 이미지를 저장하기에는 적당하지 않다.

또한, PNG(Portable Network Graphics)는 그래픽 이미지 압축 표준으로서 무손실 압축되며, GIF 형식보다 10 내지 30 퍼센트 더 많이 압축될 수 있어서, GIF 형식을 조만간 대체할 것으로 기대된다.

도 1은 종래 JPEG에 의한 정지영상 압축 방법의 흐름을 도시한 것이다. 압축 대상인 RGB영상이 카메라 등의 수단을 통해 입력되면(S11), 먼저 명암정보 및 색차정보를 함께 갖는 YUV420 형식의 영상으로 변환된다(S12). 상기 영상의 형식 변환이 있은 후에는, 16×16의 픽셀의 매크로 블록으로 분할되고 다시 8×8의 픽셀 블록으로 블록화된다. 상기 8×8 픽셀 블록에 대해 이산 코사인 변환(DCT, Discrete Cosine Transform)이 수행되고(S13), 상기 이산 코사인 변환을 통해 생성된 이산 코사인 변환 계수에 대하여 양자화 과정을 수행한다(S14). 이후, 양자화된 이산 코사인 변환 계수는 최종적으로 엔트로피 코딩되는데(S15), JPEG에 의한 정지영상 압축 방법은 엔트로피 코딩 방식으로 허프만(Huffman) 테이블을 이용한 허프만 코딩 방식을 수행한다.

모바일 디바이스에 사용하는 CPU의 성능은 최근 개발된 533MHz의 CPU가 최고 수준으로서 개인용 컴퓨터에 비하여서는 그 성능이 많이 뒤쳐지고, 제한된 배터리 양을 가지며 메모리 용량 또한 상당히 부족한 편이다. 따라서, 모바일 디바이스에서 사용하기 위한 정지영상을 압축하는 데에는 효과적인 압축 성능 이외에 속도가 빠르지 않은 CPU 성능에도 빠르게 재생할 수 있으며, 메모리 사용 또한 줄일 수 있는 압축 방법이 필요하다.

일반적으로, 영상의 경우, R(Red), G(Green), B(Blue) 각각 8비트씩 24비트의 색상으로 표현되며, 그래픽, 애니메이션 및 메뉴 화면과 같은 단순한 영상들도 24비트의 색상을 범위로 표현된다.

하지만, 256색 이하의 색상을 이용하여 표현 가능한 단순한 정지영상도 많이 있으며, 그와 같은 단순한 정지영상들을 256색상으로 일률적으로 표현하는 것은 비효율적일 수 밖에 없다.

한편, GIF와 같이 실사영상 보다는 다소 단순한 그래픽 영상을 대상으로 개발된 코덱도 있으나, 이 또한 256색상으로 표현 색상 범위가 고정되어 있어서 256색상 이하의 색상 수 만으로 충분히 표현 가능한 영상을 압축하는데 있어서는 비효율적일 수 밖에 없다.

따라서, 모바일 디바이스용 정지영상을 압축함에 있어서, 각각의 정지영상에 적합한 정도의 색상 범위로 정지영상을 재구성하여 압축할 수 있도록 하는 압축 방법이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 및 과제를 해결하기 위해, 이동통신용 영상 서비스를 위해 제작된 그래픽이나 애니메이션과 같은 단순한 영상을 효과적으로 압축하는 방법을 제시하고자 한다.

바람직하게는, 본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법은 상기 단계(c)에서 설정되는 인덱스 값을 이용하여 샘플 값 및 제1 맵 정보 값을 구하는 단계(d); 및 상기 단계(d)에서 구한 상기 샘플 값을 분류하고, 분류된 샘플 값별로 압축하는 단계(e)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 샘플 값은 이전의 인덱스 값과 현재의 인덱스 값이 다른 경우에 생성되며, 상기 현재의 인덱스 값과 같은 값을 가질 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 제1 맵 정보 값은 상기 인덱스 값이 변화하였는지 여부를 나타내며, 상기 제1 맵 정보 값에 따라 압축 대상인 샘플 값이 정해질 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 단계(e)는 상기 샘플 값을 특정 비트 수 이하로 표현할 수 있는 경우에 저 비트 샘플 값으로, 그 외의 경우에는 고 비트 샘플 값으로 분류하며, 저 비트 샘플 값은 저 비트 샘플 값 별로, 고 비트 샘플 값은 고 비트 샘플 값 별로 압축할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 샘플 값이 특정 비트 수 이하로 표현 가능한지 여부를 제2 맵 정보 값을 이용하여 나타낼 수 있다.

이하, 첨부된 도면과 함께 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법의 흐름을 개념적으로 나타낸 것이다. 도 3은 본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법에 따라 정지영상을 정해진 수의 색상 범위로 재구성하는 과정을 나타낸 것이다.

본 발명에 의한 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법에 의하면, 압축 대상인 정지영상에 따라 정해지는 수 만큼의 색상을 이용하여 상기 정지영상을 재구성하고, 상기 재구성된 정지영상을 압축한다.

상기 정지영상의 재구성을 위해, 먼저 압축 대상인 정지영상의 전체 영역을 대상으로 모든 픽셀의 (R, G, B) 값을 구하고, 상기 전체 영역 내에서 존재 빈도 수가 높은 순서대로, 예를 들어 다음 표1과 같이 순차적으로 나열한다(S31).

[표 1]

(R, G, B) 값	빈도 수
(100, 110, 120)	100개
(110, 120, 130)	90개
(120, 130, 140)	80개
(130, 140, 150)	70개
(140, 150, 160)	60개
...	...

다음으로, 상기 정지영상의 재구성을 위해 정해진 색상의 수 만큼의 픽셀의 (R, G, B) 값을 나열한다. 예를 들어, 상기 표 1과 같이 배치된 정지영상을 128개의 색상으로 재구성 하고자 하는 경우에는 빈도 수가 가장 높은 (100, 110, 120)으로부터 128개의 픽셀의 (R, G, B)값이 나열된다. 나열된 (R, G, B)값을 이용하여 인덱스 값(23) 및 팔레트(22)를 설정하게 되는데, 예를 들어 다음의 표 2와 같이 설정될 수 있다.

[표 2]

인덱스 값	팔레트
0	(100, 110, 120)
1	(110, 120, 130)
2	(120, 130, 140)
3	(130, 140, 150)
...	...
127	(200, 150, 100)

팔레트(22)는 압축 대상인 정지영상에서 대표적으로 추출되는 (R, G, B)값으로 구성되며, 인덱스 값(23)은 상기 팔레트(22)를 구성하는 각 (R, G, B)값에 대한 지표 값이 된다. 이와 같은 절차를 통해 각각의 픽셀은 상기 (R, G, B)값을 대신하는 인덱스 값(23)으로 표현되고, 이러한 인덱스 값(23)들에 대응하는 팔레트(22)가 구성된다. 상기 팔레트(22)는 디코딩시 복원되는 영상의 색상 정보로 이용하기 위해 그대로 저장된다.

한편, 모바일 디바이스용 정지영상으로 사용되기 위해 압축되는 RGB 영상들 은 대부분 단순한 정지영상이며, 단순한 정지영상 일수록 동일한 데이터 값을 연속적으로 가지는 점을 이용하여 보다 효과적으로 정지영상을 압축할 수 있다. 이는 상기 인덱스 값(23)으로부터 샘플 값(25) 및 제1 맵 정보 값(24)을 얻는 과정에 이용될 수 있는데, 상기 샘플 값(25)은 본 명세서에서 처음으로 정의되는 용어로서, 현재의 인덱스 값과 이전의 인덱스 값을 비교할 때 현재의 인덱스 값이 이전의 인덱스 값과 다른 값인 경우에 생성되는 값으로서, 상기 현재의 인덱스 값과 같은 값을 갖는다. 또한, 상기 제1 맵 정보 값(24)은 현재의 인덱스 값과 이전의 인덱스 값을 비교하여 현재의 인덱스 값과 이전의 인덱스 값이 같은지 여부를 나타내는 값으로서, 1비트를 사용하여 상기 제1 맵 정보 값(24)을 표현할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재의 인덱스 값과 이전의 인덱스 값이 같은 경우에는 해당 제1 맵 정보 값(24)을 "1"로, 상기 현재의 인덱스 값 및 이전의 인덱스 값이 다른 경우에는 해당 제1 맵 정보 값(24)을 "0"으로 나타낼 수 있다. 반대로, 상기 현재의 인덱스 값과 이전의 인덱스 값이 같은 경우에 해당 제1 맵 정보 값(24)을 "0", 상기 현재의 인덱스 값 및 이전의 인덱스 값이 다른 경우에 해당 제1 맵 정보 값(24)을 "1"로 할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 인덱스 값(23)들로부터 상기 샘플 값(25) 및 제1 맵 정보 값(24)을 얻은 후, 상기 샘플 값(25)을 보다 효율적으로 압축하기 위해 특정 비트 이하로 표현할 수 있는 샘플 값은 저 비트 샘플 값(27)이라 하고, 상기 특정 비트 이하로 표현할 수 없는 샘플 값은 고 비트 샘플 값(26)으로 분류한다. 이 때, 분류된 저 비트 샘플 값(27) 및 고 비트 샘플 값(26)은 각 분류된 샘플 값끼리 배열되고 압축 되며, 제2 맵 정보 값(28)으로서 상기 샘플 값이 저 비트 샘플 값(27)인지 고 비트 샘플 값(26)인지를 표시한다. 상기 제2 맵 정보 값(28)은 압축 해제의 효율적 수행을 위해 사용된다.

[표 3]

인덱스 값	2	2	2	2	2	10	10	10	1	15	15	15
제1 맵 정보 값	1	0	0	0	0	1	0	0	1	1	0	0
샘플 값	2					10			1	15
저 비트 샘플 값	2								1
고 비트 샘플 값						10				15
제2 맵 정보 값	0					1			0	1

상기 표 3에서는 인덱스 값의 변화에 따른 제1 맵 정보 값, 샘플 값, 저 비트 샘플 값, 고 비트 샘플 값 및 제2 맵 정보 값을 예를 들어 제시하고 있다. 상기 표 3에서는 2비트 이하로 표현 가능한 샘플 값을 저 비트 샘플 값으로, 2비트 이하로 표현 할 수 없는 샘플 값을 고 비트 샘플 값으로 하였다. 또한, 제2 맵 정보 값은 저 비트 샘플 값인 경우에는 "0"으로, 고 비트 샘플 값인 경우에는 "1"로 표시된다. 이는 임의로 설정 가능한 값으로서, 고 비트 샘플 값에 해당하는 제2 맵 정보 값을 "0"으로, 저 비트 샘플 값에 해당하는 제2 맵 정보 값을 "1"로 표현할 수도 있다.

상기와 같이, 샘플 값을 특정 비트 이하로 표현할 수 있는지 여부에 따라 고 비트 샘플 값 및 저 비트 샘플 값으로 나눈 다음에는 고 비트 샘플 값은 고 비트 샘플 값대로, 저 비트 샘플 값은 저 비트 샘플 값대로 배열하여 압축하게 된다.

예를 들어, 2비트 이하로 표현할 수 있는 경우의 샘플 값을 저 비트 샘플 값으로, 2비트 이하로 표현할 수 없는 경우의 샘플 값을 고 비트 샘플 값으로 분류한 경우, 저 비트 샘플 값들의 경우 4개의 값들로 1바이트를 구성하며, 고 비트 샘플 값들의 경우 2개나 3개의 값들을 합쳐서 1바이트를 구성하거나, 3개를 합쳐서 2바이트를 구성하는 형식을 취한다.

Claims

삭제
삭제
정지영상에 따라 각각 다른 수의 색상으로 상기 정지영상을 재구성하여 압축하는 방법에 있어서,

상기 정지영상의 전체 영역을 대상으로 각 픽셀의 (R, G, B)값을 구하는 단계(a);

상기 전체 영역에 많이 존재하는 순서대로, 상기 정지영상에 따라 정해진 색상의 수 만큼의 (R, G, B)값을 대표(R, G, B)값으로 선정하는 단계(b); 및

상기 대표(R, G, B)값에 대한 인덱스 값을 설정하고, 상기 대표(R, G, B)값을 팔레트로 저장하는 단계(c);

상기 단계(c)에서 설정되는 인덱스 값을 이용하여 샘플 값 및 제1 맵 정보 값을 구하는 단계(d); 및

상기 단계(d)에서 구한 상기 샘플 값을 분류하고, 분류된 샘플 값별로 압축하는 단계(e)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법.
제3 항에 있어서,

상기 샘플 값은 이전의 인덱스 값과 현재의 인덱스 값이 다른 경우에 생성되며, 상기 현재의 인덱스 값과 같은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법.
제3 항에 있어서,

상기 제1 맵 정보 값은 상기 인덱스 값이 변화하였는지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법.
제3 항에 있어서,

상기 제1 맵 정보 값에 따라 압축 대상인 샘플 값이 정해지는 것을 특징으로 하는 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법.
제3 항에 있어서,

상기 단계(e)는 상기 샘플 값을 특정 비트 수 이하로 표현할 수 있는 경우에 저 비트 샘플 값으로, 그 외의 경우에는 고 비트 샘플 값으로 분류하며, 저 비트 샘플 값은 저 비트 샘플 값 별로, 고 비트 샘플 값은 고 비트 샘플 값 별로 압축하는 것을 특징으로 하는 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법.
제7 항에 있어서,

상기 샘플 값이 특정 비트 수 이하로 표현 가능한지 여부를 제2 맵 정보 값을 이용하여 나타내는 것을 특징으로 하는 모바일 디바이스용 정지영상 압축 방법.