KR100600310B1 - 2차원 페이지의 인코딩 및 디코딩 방법 - Google Patents

2차원 페이지의 인코딩 및 디코딩 방법

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Abstract

본 발명은 2차원 페이지의 각 비트들을 인코딩하는 방법에 관한 것으로, 2차원 페이지의 각 비트(블록)들을 x, y축 스테이트를 나타내는 서로 다른 두개의 문자들의 조합인 4가지의 문자 조합들 중 어느 하나로 표현하되, 2차원 페이지에서 테두리 데이터에 대응되는 각 비트들을 동일한 문자의 조합인 문자 조합으로 셋팅하며, 각 블록의 x축 스테이트는 x축 방향의 인접 블록의 x축 스테이트로 각 블록의 y축 스테이트는 y축 방향의 인접 블록의 y축 스테이트로 표현되되, 블록이 "1"인 경우 인접 블록의 x, y축 스테이트를 변경시켜 해당 블록을 표현하고, 블록이 "0"인 경우 인접 블록의 x, y축 스테이트로 해당 블록을 표현하며, 문자 조합으로 표현된 각 블록들을 코드워드로 인코딩하되, 각 문자 조합들이 입력 비트에 따라 변경될 경우와 변경되지 않은 경우에 따라 서로 다른 코드워드가 설정되어 있으며, 설정된 코드워드에 따라 각 블록에 설정된 문자 조합들을 각각 인코딩한다.
이와 같이, 본 발명은 인접 블록의 x축 및 y축 스테이트간의 관계를 이용하여 2차원 페이지를 인코딩하고, 이러한 관계를 이용하여 인코딩된 2차원 페이지를 디코딩함으로서, 검출 정보의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

2차원 페이지의 인코딩 및 디코딩 방법{METHOD FOR ENCODING AND DECODING 2-DIMENSION PAGE}
도 1은 본 발명에 이용되는 총 스테이트 다이어그램을 도시한 도면이고,
도 2는 도 1을 이용하여 2차원 페이지를 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 디코딩 과정에서 이용되는 x축 스테이트 다이어그램이고,
도 4는 본 발명의 디코딩 과정에서 이용되는 y축 스테이트 다이어그램이고,
도 5는 도 3과 도 4를 이용하여 2차원 페이지를 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 2차원 페이지의 인코딩 및 디코딩 방법에 관한 것으로, 특히 x축 및 y축 스테이트간의 관계를 이용하여 2차원 페이지를 인코딩하고, 이러한 관계를 이용하여 인코딩된 2차원 페이지를 디코딩하는 2차원 페이지의 인코딩 및 디코딩 방법에 관한 것이다.
디지털 정보 저장 기기 혹은 통신 기기 상에서 대용량 고속의 디지털 전송에 서 발생하는 에러를 고려하여 데이터를 효과적으로 송수신하기 위해서는 신호의 크기를 증폭시키거나 에러 정정 부호화 방식을 사용해야 한다. 전자의 경우 무한정 신호의 크기를 크기해줄 수는 없으며, 후자의 경우 역시 중복성으로 인하여 데이터율이 증가하게 되어 전송 시 요구되는 채널의 대역폭이 증가하기 때문에 제한된 경우에는 적용이 곤란하다. 신호 증폭이나 대역폭이 제한된 경우에 유효하게 사용할 수 있는 변조 방식이 부호화 방식이며, 부호와에 격자부호(trellis code)를 사용하는 것이 TCM(Trellis Coded Modulation)이다.
TCM은 대역폭의 효율적인 부호화 변조의 한 분류로, 길쌈(convolution) 부호화된 데이터를 M-ary 진폭 및 위상 변조 방식으로 맵핑하되 세트 분할(set partitioning)에 의해 유클리드(euclidean) 거리를 증가시킴으로써, 대역폭 확장 없이 채널 용량을 증가시켜 부호화 이득을 얻는 부호화 기법과 변조 기법을 하나로 결합한 기법이다.
이와 같이, 길쌈 부호화 방식으로 인코딩된 데이터는 잘 알려진 바와 같이 비터비(viterbi) 알고리즘을 적용하여 복호화시킨다.
여기서, 비터비 알고리즘은 디코더의 입력과 인코더에 의해 주어지는 트렐리스도의 기준값과의 해밍거리(hamming distance)인 가지 메트릭을 누적한 경로 메트릭을 이용하며, 각 상태에서의 경로 메트릭은 들어오는 두개의 분기중에서 전 단계에서의 경로 메트릭과 가지 메트릭을 합한 것 중 작은 것을 선택하여 얻어진다. 선택된 분기를 생존자(survivor)라고 하며 가장 작은 경로 메트릭을 갖는 상태에서 시작하여 생존자를 역추적함으로써 디코딩 출력을 결정한다. 메트릭은 경판정 (hard decision) 복호의 경우, 해밍거리가 되고, 연판정(soft decision) 복호의 경우 유클리드 거리(euclidean distance)가 된다.
그러나, 종래의 비터비 알고리즘과 길쌈 부호화 방법은 일차원적인 데이터 전송 및 디코딩에 사용되기 때문에, 2차원 정보가 배열되는 경우, 즉 한축이 아니라 두축으로 상호 연관성을 갖는 통신 채널에서는 종래의 비터비 알고리즘과 길쌈 부호화 방법의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 2차원 정보를 기록하거나 재생시키는 시스템, 예를 들면 홀로그래픽 디지털 데이터 기록 및 재생 시스템에 종래의 비터비 알고리즘과 길쌈 부호화 방법을 적용하면 정보 검출에 있어서 그 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2차원 페이지에서 특정 블록을 인코딩할 때 x축 인접블록의 상태와 y축 인접블록의 상태에 따라 해당 블록을 인코딩한 후 디코딩 시 상관 관계를 이용하여 x축과 y축 양방향으로 비터비 알고리즘을 적용하여 디코딩하는 2차원 페이지의 인코딩 및 디코딩 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2차원 페이지의 각 비트들을 인코딩하는 방법으로서, 상기 2차원 페이지의 각 비트(블록)들을 x, y축 스테이트를 나타내는 서로 다른 두개의 문자들의 조합인 4가지의 문자 조합들 중 어느 하나로 표현하되, 상기 2차원 페이지에서 테두리 데이터에 대응되는 각 비트들을 동일한 문자의 조합인 문자 조합으로 셋팅하며, 상기 각 블록의 x축 스테이트는 x축 방향의 인접 블록의 x축 스테이트로 상기 각 블록의 y축 스테이트는 y축 방향의 인접 블록의 y축 스테이트로 표현되되, 상기 블록이 "1"인 경우 상기 인접 블록의 x, y축 스테이트를 변경시켜 해당 블록을 표현하고, 상기 블록이 "0"인 경우 상기 인접 블록의 x, y축 스테이트로 해당 블록을 표현하며, 상기 문자 조합으로 표현된 각 블록들을 코드워드로 인코딩하되, 상기 각 문자 조합들이 입력 비트에 따라 변경될 경우와 변경되지 않은 경우에 따라 서로 다른 코드워드가 설정되어 있으며, 상기 설정된 코드워드에 따라 상기 각 블록에 설정된 문자 조합들을 각각 인코딩한다.
또한, 본 발명은, 2차원 페이지의 각 비트(블록)들을 각 비트들의 값에 따라 인접 블록의 x, y축 스테이트를 변경시켜 표현하고, 상기 블록들간 x, y축 스테이트들의 변경에 따라 서로 다른 코드워드로 인코딩된 2차원 페이지를 디코딩하는 방법으로서, 상기 2차원 페이지에서 테두리 데이터에 대응되는 각 비트들을 동일한 문자의 조합인 문자 조합으로 x, y축 스테이트를 셋팅하는 단계와, 상기 테두리 데이터 내부의 코드워드들을 인출하고, 상기 코드워드에 대응되는 x, y축 스테이트들 추출하되, 상기 임의의 블록에 대응되는 코드워드의 x축 스테이트는 인접 블록의 x축 스테이트와 코드워드에 따라 복원되며, 상기 임의의 블록에 대응되는 코드워드의 y축 스테이트는 인접 블록의 y축 스테이트와 코드워드에 따라 복원되고, 상기 복원된 각각의 x, y축 스테이트과 인접 블록의 x, y축 스테이트들을 각각 비교하여 변화 여부에 따라 상기 코드워드들을 디코딩시키는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시예에 대해 상세히 설 명하기로 한다.
본 발명에 따른 2차원 페이지의 각 비트(블록)들을 길쌈 부호화 방식으로 인코딩하기 위해서는 도 1에 도시된 총 스테이트 다이어그램을 이용한다.
x, y축 스테이트를 나타내는 문자 조합은 서로 다른 두개의 문자들의 조합인 4가지의 문자 조합, 예를들면 aa, ab, ba, bb로 구성되며, 2차원 페이지의 각 비트들은 코드워드로 인코딩되기 전에 이러한 문자 조합들 중 어느 하나로 표현된다.
여기서, 2차원 페이지는 테두리 데이터를 포함하고 있으며, 테두리 데이터의 각 비트들의 x, y축 스테이트는, 도 2에 도시된 바와 같이, 동일한 문자, 예를 들면 aa로 모두 셋팅된다.
테두리 데이터 내부의 비트들의 x축 스테이트는 x축 방향의 인접 블록의 x축 스테이트로 표현되며, y축 스테이트는 y축 방향의 인접 블록의 y축 스테이트로 표현된다. 이때, 비트값이 "1"인 경우 인접 블록의 x, y축 방향의 x, y축 스테이트를(가) 변경시켜 비트에 대응되는 문자 조합이 표현되며, 비트값이 "0"인 경우 인접 블록의 x, y축 방향의 x, y축 스테이트를 변경시키지 않고 비트에 대응되는 문자 조합이 표현된다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 테두리 데이터에 대응되는 각 비트들이 "aa"로 셋팅된 다음 2차원 페이지의 내부 데이터 첫 번째 블록(비트)의 값이 "1"인 경우 첫 번째 블록의 x축 스테이트는 x축 방향의 인접 블록 "aa"에서 x축 스테이트의 "a"가 변경되어 "b"가 되고, 첫 번째 블록의 y축 스테이트는 y축 방향의 인접 블록 "aa"에서 y축 스테이트의 "a"가 변경되어 "b"가 되어 첫 번째 블록은 "bb"로 표현된다. 이후, x축 방향의 두 번째 블록이 "0"의 값을 갖는 경우 x축 방향의 두 번째 블록의 x축 스테이트는 x축 방향의 인접 블록(첫번째 블록) "bb"의 x축 스테이트를 받아 "b"가 되고, y축 스테이트는 y축 방향의 인접 블록 "aa"의 y축 스테이트를 받아 "a"가 되어 두 번째 블록은 "ba"로 표현된다.
즉, 첫 번째 블록은 영향을 받은 x, y축 스테이트, 즉 x, y축 방향의 인접 블록의 x, y축 스테이트(aa)가 블록의 비트값 "1"에 따라 "bb"로 변경되어 표현되며, 두 번째 블록은 영향을 받은 x, y축 스테이트, 즉 x, y축 방향의 인접 블록의 x, y축 스테이트(ba)가 블록의 비트값 "0"에 따라 "ba"로 유지된다.
이와 같은 과정을 반복적으로 수행하여, 도 2 (a)의 2차원 페이지를 x, y 스테이트를 나타내는 문자 조합인 도 2의 (b)와 같이 표현시킨다.
그 다음으로, 비트값에 따른 문자 조합들의 변화에 의거하여 각 블록은 기 설정된 코드워드로 표현되어 인코딩된다. 여기서, 문자 조합들의 변화에 따른 설정된 코드워드는 아래와 같다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, "aa" 스테이트는 비트값에 따라 "aa"가 되거나 "bb"가 되는데, 이때 "aa" 스테이트가 "aa"로 된 경우 코드워드는 S1이 되고, "aa" 스테이트가 "bb"로 되는 경우 코드워드는 S2가 된다.
"ab" 스테이트는 비트값에 따라 "ab"가 되거나 "ba"가 되는데, 이때 "ab" 스테이트가 "ab"로 된 경우 코드워드는 S3이 되고, "ab" 스테이트가 "ba"로 되는 경우 코드워드는 S4가 된다.
"ba" 스테이트는 비트값에 따라 "ba"가 되거나 "ab"가 되는데, 이때 "ba(b)" 스테이트가 "ab"로 된 경우 코드워드는 S5가 되고, "ba" 스테이트가 "ba"로 되는 경우 코드워드는 S6이 된다.
"bb" 스테이트는 비트값에 따라 "bb"가 되거나 "aa"가 되는데, 이때 "bb" 스테이트가 "aa"로 된 경우 코드워드는 S7이 되고, "bb" 스테이트가 "bb"로 되는 경우 코드워드는 S8이 된다.
이와 같이 각 문자 조합의 변화에 의거하여 설정된 코드워드를 이용한 인코딩 과정은 아래와 같다.
도 2(b)의 첫 번째 블록은 인접 블록의 x축 방향의 x축 스테이트와 y축 방향의 y축 스테이트인 "aa"가 블록의 비트값에 의거하여 "bb"로 변경되었기 때문에 도 2(c)와 같이 S2 코드워드로 표현되며, 두 번째 블록은 인접 블록, 즉 첫 번째 블록의 x축 스테이트와 y축 방향의 y축 스테이트인 "ba"가 블록의 비트값에 의거하여 "ba" 유지하였기 때문에 S6 코드워드로 표현된다. 이와 같은 과정을 반복적으로 수행하여 도 2(b)의 문자 조합들은 도 2(c)의 코드워드로 인코딩된다.
상기 과정을 통해 인코딩된 2차원 페이지는 비터비 검출 방법으로 디코딩되는데, 이러한 과정은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
길쌈 부호화 방식의 인코딩된 2차원 페이지의 디코딩은 해당 이미지의 x축 방향과 y축 방향으로 비터비 검출 알고리즘을 적용하여 실시한다.
먼저, 도 3의 x축 스테이트 다이어그램을 이용하여 x축 스테이트를 검출한다. 즉, 검출하고자 하는 블록(이하, 검출 블록이라고 함)에 x축 방향의 인접 블록의 x축 스테이트가 "a"이고 검출 블록이 S1 또는 S3인 경우 검출 블록의 x축 스 테이트를 "a"로 디코딩하고, S2 또는 S4인 경우 검출 블록의 x축 스테이트를 "b"로 디코딩한다.
또한, 검출 블록에서 x축 방향의 인접 블록의 x축 스테이트가 "b"이고 검출 블록이 S5 또는 S7인 경우 검출 블록의 x축 스테이트를 "a"로 디코딩하고, S6 또는 S8인 경우 검출 블록의 x축 스테이트를 "b"로 디코딩한다.
이와 같이 검출 블록들에 대한 x축 스테이트 디코딩 과정이 완료되면, 도 4의 y축 스테이트 다이어그램을 이용하여 검출 블록들의 y축 스테이트 디코딩 과정을 실시한다.
즉 상기의 x축 스테이트 검출 과정과 동일하게, 도 4의 y축 스테이트 다이어그램을 이용하여 검출하고자 하는 블록(이하, 검출 블록이라고 함)에 y축 방향의 인접 블록의 y축 스테이트가 "a"이고 검출 블록이 S1 또는 S6인 경우 검출 블록의 y축 스테이트를 "a"로 디코딩하고, S2 또는 S5인 경우 검출 블록의 y축 스테이트를 "b"로 디코딩한다.
또한, 검출 블록에서 y축 방향의 인접 블록의 y축 스테이트가 "b"이고 검출 블록이 S4 또는 S7인 경우 검출 블록의 y축 스테이트를 "a"로 디코딩하고, S3 또는 S8인 경우 검출 블록의 x축 스테이트를 "b"로 디코딩한다.
이와 같은 x축 및 y축 스테이트 다이어그램을 이용하여 길쌈 부호화 방식으로 인코딩된 2차원 페이지를 디코딩하는 예는 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같은 길쌈 부호화 방식으로 인코딩된 2차원 페이지가 입력되면, 먼저 2차원 페이지의 테두리를 인코딩 과정과 동일하거 x축, y축 스테이트가 동일한 문자로 구성된 문자 조합, 즉 "aa"로 표현시킨 후 x축 스테이트를 검출한다.
검출 블록들의 x축 스테이트는 도 3을 이용하여 검출되는데, 먼저 첫 번째 블록이 S2이고 인접 블록의 x축 스테이트가 "a"이기 때문에 첫 번째 검출 블록의 x축 스테이트는 "b(y)"로 표현되고, 두 번째 블록이 S6이고 인접 블록의 x축 스테이트가 "b"이기 때문에 두 번째 검출 블록의 x축 스테이트는 "b(y)"로 표현되며, 이러한 과정을 반복적으로 실시하여 도 5(b)와 같이 검출 블록들의 x축 스테이트가 문자로 표현된다.
이후, 검출 블록들의 y축 스테이트는 도 4를 이용하여 검출되는데, 먼저 첫 번째 검출 블록이 S2이고 인접 블록의 y축 스테이트가 "a"이기 때문에 검출 블록의 y축 스테이트는 "b"로 표현되고, 두 번째 블록이 S6이고 인접 블록의 y축 스테이트가 "a"이기 때문에 검출 블록의 y축 스테이트는 "a"로 표현되며, 이러한 과정을 반복적으로 실시하여 도 5(c)와 같이 검출 블록들의 x축 및 y축 스테이트가 문자 조합으로 표현된다.
그런 다음, 검출 블록들에 대응되는 비트값을 산출하는데, 그 과정은 아래와 같다.
먼저, 첫 번째 검출 블록의 인접 블록 x축 및 y축 스테이트가 "aa"인데 첫 번째 검출 블록이 "bb"로 변경되었기 때문에 첫 번째 검출 블록을 "1"로 디코딩하고, 두 번째 블록의 인접 블록 x축 및 y축 스테이트가 "ba"이고 두 번째 검출 블록이 "ba"로 변경되지 않았기 때문에 두 번째 검출 블록을 "0"으로 디코딩한다. 이 와 같은 과정을 반복적으로 실시하여 도 5(a)의 인코딩 2차원 페이지를 도 5(d)와 같은 2차원 페이지로 디코딩한다.
본 발명에 따르면, 2차원 페이지에서 특정 블록을 인코딩할 때 x축 인접블록의 상태와 y축 인접블록의 상태에 따라 해당 블록을 인코딩한 후 디코딩 시 상관 관계를 이용하여 x축과 y축 양방향으로 비터비 알고리즘을 적용하여 디코딩함으로서, 검출 정보의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 대한 앞의 설명에서는 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
이와 같이, 본 발명은 인접 블록의 x축 및 y축 스테이트간의 관계를 이용하여 2차원 페이지를 인코딩하고, 이러한 관계를 이용하여 인코딩된 2차원 페이지를 디코딩함으로서, 검출 정보의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 2차원 페이지의 각 비트들을 인코딩하는 방법으로서,
    상기 2차원 페이지의 각 비트(블록)들을 x, y축 스테이트를 나타내는 서로 다른 두개의 문자들의 조합인 4가지의 문자 조합들 중 어느 하나로 표현하되, 상기 2차원 페이지에서 테두리 데이터에 대응되는 각 비트들을 동일한 문자의 조합인 문자 조합으로 셋팅하며,
    상기 각 블록의 x축 스테이트는 x축 방향의 인접 블록의 x축 스테이트로 상기 각 블록의 y축 스테이트는 y축 방향의 인접 블록의 y축 스테이트로 표현되되, 상기 블록이 "1"인 경우 상기 인접 블록의 x, y축 스테이트를 변경시켜 해당 블록을 표현하고, 상기 블록이 "0"인 경우 상기 인접 블록의 x, y축 스테이트로 해당 블록을 표현하며, 상기 문자 조합으로 표현된 각 블록들을 코드워드로 인코딩하되, 상기 각 문자 조합들이 입력 비트에 따라 변경될 경우와 변경되지 않은 경우에 따라 서로 다른 코드워드가 설정되어 있으며, 상기 설정된 코드워드에 따라 상기 각 블록에 설정된 문자 조합들을 각각 인코딩하는 것을 특징으로 하는 2차원 페이지의 인코딩 방법.
  2. 2차원 페이지의 각 비트(블록)들을 각 비트들의 값에 따라 인접 블록의 x, y축 스테이트를 변경시켜 표현하고, 상기 블록들간 x, y축 스테이트들의 변경에 따라 서로 다른 코드워드로 인코딩된 2차원 페이지를 디코딩하는 방법으로서,
    상기 2차원 페이지에서 테두리 데이터에 대응되는 각 비트들을 동일한 문자의 조합인 문자 조합으로 x, y축 스테이트를 셋팅하는 단계와,
    상기 테두리 데이터 내부의 코드워드들을 인출하고, 상기 코드워드에 대응되는 x, y축 스테이트들 추출하되, 상기 임의의 블록에 대응되는 코드워드의 x축 스테이트는 인접 블록의 x축 스테이트와 코드워드에 따라 복원되며, 상기 임의의 블록에 대응되는 코드워드의 y축 스테이트는 인접 블록의 y축 스테이트와 코드워드에 따라 복원되고, 상기 복원된 각각의 x, y축 스테이트과 인접 블록의 x, y축 스테이트들을 각각 비교하여 변화 여부에 따라 상기 코드워드들을 디코딩시키는 단계
    를 포함하는 2차원 페이지의 디코딩 방법.
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JP2003158460A (ja) 2001-11-22 2003-05-30 Murata Mach Ltd 秘密データの復活方法及び秘密データの復活システム並びにその端末と秘密データの復活用プログラム

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