KR100716368B1 - Ｒｏｉ 코딩 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 관심 영역(ROI)을 포함하는 정지 화상의 인코딩 및 송신을 위한 방법 및 시스템에서, 주파수 도메인으로 변환된 화상의 ROI 계수는 바람직하게는, 웨이브렛 변환을 사용하여 인코딩되어, 우선 송신되고 ROI 경계의 송신 없이 수신기에 의해 디코딩될 수 있다. 바람직한 실시예에서, ROI에 속하는 계수는 최소 ROI 계수가 최대 백그라운드 계수보다 크도록 시프트된다. 그 후, 수신기는 반대 절차를 수행함으로써, ROI를 획득한다. 그 후, 수신기는 반대되는 절차를 수행하여, ROI 계수를 획득한다. 형상 정보를 송신하는 것을 피하기 위하여 얼마나 많은 계수가 시프트될 필요가 있는지를 규정함으로써, 여러 장점이 달성된다. 그러므로, 형상 정보를 송신하는 것을 피하고, 인코더 측에 형상을 인코딩하는 것을 피하는 것이 가능하다. 게다가, 수신기 측에는 형상 디코더가 필요하지 않고, 수신기가 ROI 마스크를 생성할 필요가 없다. 또한, 다른 바람직한 실시예에서, 인코더 및 디코더에서 필요한 시프트(또는 스케일링 동작)이 피해진다.
시프트, ROI, ROI 마스크

Description

ＲＯＩ 코딩 방법 및 시스템{A METHOD AND A SYSTEM FOR CODING ROIs}
본 발명은 정지 화상 코딩 방식으로 관심 영역(ROI)을 코딩하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 상기 방법 및 시스템은 JPEG 2000 표준 및 정지 화상 압축을 위한 (MPEG 4에서와 같은) 다른 웨이브렛(wavelet) 기반 코더(coder)에서 사용하는데 상당히 적합하다.
JPEG 2000 표준에는 화상의 다양한 부분을 다양한 비트레이트로 인코딩하는 것이 지원된다. 화상의 다른 부분보다 더 높은 비트레이트로 인코딩된 영역이 관심 영역(ROI)으로 간주된다. 관심 영역을 갖는 화상의 인코딩은 최근 몇 년 동안 핵심 논점이 되고 있다. 개발중인 JPEG 2000 표준은 ROI의 효율적인 인코딩의 문제에 역점을 두고 있다(1998년 10월 5일, Charilaos Christopoulos(편집자)에 의한 ISO/IEC JTC1/SC29/WG1 N988 JPEG 2000 검증 모델 버젼 2.0/2.1. 를 참조). JPEG 2000 검증 모델(VM)에서의 ROI 코딩을 위한 모드 중 하나는 "스케일링 기반 방법(scaling based method)"이라 칭해진다. 이러한 방법에서, ROI 계수는 스케일링(scaling)되어(기본적으로 시프트 업(shift-up)되어), 인코딩 프로세스 동안 먼저 코딩된다. 이것은 화상의 중요한 부분을 송신의 초기 단계에서 볼 수 있도록 한다. 상기 방법은 계수가 전혀 시프트되지 않는 것에 비하여, 무손실 화상 코딩을 위한 비트레이트를 다소 증가시키지만, 화상의 중요한 요소, 즉, ROI를 고속으로 볼 수 있도록 한다.
JPEG 2000에서, 변환된 화상은 비트 플레인 방식으로 인코딩된다. 이것은 높은 변환 계수에 관한 정보가 비트스트림에서 나머지 정보보다 더 빨리 위치된다는 것을 의미한다. 현재 ROI 코딩에 대한 "스케일링 기반 코딩 방법"은 이 사실을 토대로 한다. ROI에 대응하는 계수는 상기 계수를 수학적으로 인코딩하기 이전에 업 시프트된다. 이것은 이러한 계수에 대한 정보가 비트스트림에서 시프트됨이 없이 자신이 송신되는 것보다 더 빨리 송신된다는 것을 의미한다. 초기 송신 단계에서, ROI는 BG보다 양호한 품질로 재구성된다. 전체 동작은 해상도 또는 품질에 의해 향상된다.
게다가, E. Atsumi 및 N. Farvardin에 의한 1998년 10월 4일-7일, 미합중국 일리노이주 시카고에서 "Lossy/lossless region-of-interest coding based on set partitioning in hierarchical trees" 라는 명칭의 Proceeedings of IEEE International Conference on Image Processing(ICIP-98)에는 스케일링 기반 코딩 방법의 일반적인 아이디어를 설명한다. 또한, 설명된 ROI 코딩 방법이 단지 화상 데이터의 스케일링만 수행하고, 계수의 스케일링은 수행하지 않을지라도, ROI의 인코딩이 1996년 10월 8일자 미합중국 특허 제 5,563,960호에 게시되어 있다.
다양한 비트레이트로 화상을 인코딩할 때 전술된 바와 같은 방법을 사용하면, 화상의 어떤 부분이 어떤 비트레이트로 인코딩되어야 하는지에 관한 정보가 인코더에 유용할 필요가 있다. ROI는 공간 도메인(spatical domain)에서는 용이하게 설명되지만, 변환 도메인(transform domain)에서는 더 복잡해진다. 지금까지, ROI 형상에 관한 정보는 인코더 및 디코더에 유용했으므로, 텍스쳐 정보를 나타내는 정보 이외에 여분의 비트를 필요로 한다. 게다가, 형상 인코더가 (송신기에서) 필요로 되고, 형상 디코더가 (수신기에서) 필요로 되어, 전체 시스템을 구현하기에 더 복잡하고 고가가 되도록 한다. 디코더는 또한 ROI 마스크를 생성해야 하는데, 즉, ROI의 재구성에 필요한 계수가 어떤 것인지를 규정해야 하며(Charliaos Christopoulos(편집자)의 1998년 10월 5일자 ISO/IEC JTC1/SC29/WG1 N988 JPEG 2000 검사 모델 버전 2.0/2.1. 참조), 이것은 가능한 간단해야 하는 수신기의 계산 복잡도 및 메모리 요건을 증가시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 현재 사용되는 방법은 공간 도메인 내의 ROI의 기술(description)을 비트스트림에 포함시키는 것이다. 그 후, 변환 도메인에 필요한 ROI 계수의 마스크(ROI 마스크)가 인코더 및 디코더 둘 모두에서 생성된다(예를 들어 Charliaos Christopoulos(편집자)의 1998년 10월 5일자 ISO/IEC JTC1/SC29/WG1 N988 JPEG 2000 검증 모델 버전 2.0/2.1.을 참조). 인코더는 형상 정보를 인코딩드하고, 형상 정보를 가진 인코딩된 비트스트림이 전체 비트스트림에 추가되어 수신기에 송신된다. 수신기는 형상 정보로부터 형상을 디코딩하고, ROI 마스크를 생성하고 나서, 화상의 텍스쳐 정보를 디코딩한다.
ROI 형상이 간단한 경우(예를 들어, 직사각형이나 원형)에, 형상 정보는 많은 비트를 필요로 하지 않는다. 그러나, 이러한 간단한 경우에도, 수신기는 ROI 마스크를 생성해야 하고, 이것은 (마스크의 생성이 웨이브렛 변환을 행하는 것과 유사하기 때문에) 수신기가 (1비트/픽셀이 아니라) 전체 화상만큼 큰 메모리를 필요로 하고, 소정의 계산 복잡도를 갖는다는 것을 의미한다. 복잡한 ROI의 경우, 이것은 인코더와 디코더 사이에 많은 정보가 송신될 필요가 있고, 계산 복잡도가 문제가 된다는 것을 의미한다. 형상 정보의 추가적인 오버헤드는 특히 낮은 비트레이트의 경우에 상당하다.
또한, 동시 계류중인 스웨덴 특허 출원 제 9703690-9호 및 제 980008-8호는 인코더 및 디코더 둘 모두 ROI 마스크를 사용하고 규정할 필요가 있는, 즉, 어느 계수가 ROI에 속하거나 ROI에 필요한지를 찾아낼 필요가 있는 방법을 설명한다.
본 발명의 목적은 형상 정보가 ROI 부호 방식으로 송신될 필요가 없는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 ROI 계수가 인코딩되어, 먼저 송신되고 ROI 경계의 송신 없이 수신기에 의해 디코딩될 수 있는 방법 및 시스템에 의해 달성된다.
바람직한 실시예에서, ROI에 속하는 계수는 시프트되어, 최소 ROI 계수가 최대 백그라운드 계수보다 더 크게 된다. 그 후, 수신기는 반대 절차를 수행하여 ROI를 얻는다.
형상 정보를 송신하는 것을 피하기 위하여 얼마나 많은 양의 계수가 시프트 될 필요가 있는지를 규정함으로써, 여러 장점이 달성된다. 그러므로, 형상 정보를 송신하는 것을 피하고, 인코더 측에서 형상 인코딩을 피하는 것이 가능하다. 게다가, 수신기 측에 형상 디코더가 필요하지 않고, 수신기가 ROI 마스크를 생성할 필요가 없다.
또한, 다른 바람직한 실시예에서, 인코더 및 디코더에 필요한 시프팅(또는 스케일링 동작) 피해진다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 제 1 실시예에 따라 인코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 2는 제 2 실시예에 따라 인코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 3은 제 3 실시예에 따라 인코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 4는 제 1 및 제 2 실시예에 따라 디코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 5는 제 3 실시예에 따라 디코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 6은 제 4 실시예에 따라 인코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 7은 제 4 실시예에 따라 디코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도.
도 8은 사용된 비트스트림 신택스(syntax)의 도면.
도 9는 대안 비트스트림 신택스의 도면.
도 1에서, 제 1 실시예에 따라 인코더에서 수행되는 단계를 도시하는 흐름도가 도시되어 있다. 그러므로, 우선 단계(101)에서 입력 화상이 수신되고, 화상의 관심 영역(ROI)이 규정된다. 다음으로, 단계(103)에서 ROI 및 백그라운드(BG)에 필요한 비트레이트 또는 품질이 수신된다. 그 후, 단계(105)에서 화상은 웨이브렛 도메인(wavelet domain)으로 변환된다. 그 다음, 단계(107)에서 ROI 마스크는 예를 들어, 1998년 10월 5일자 Charliaos Christopoulos(편집자)에 의한 ISO/IEC JTC1/SC29/WG1 N988 JPEG 2000 검사 모델 버전 2.0/2.1.에 설명된 방법을 사용하여 계산된다.
그 후, 단계(109)에서 BG 또는 전체 화상의 최대 웨이브렛 계수(MAX_Coeff)가 획득된다. 그 후, 단계(111)에서 ROI 마스크의 최소 계수가 MAX_Coeff 보다 커질 만큼 ROI 마스크의 모든 계수가 시프트된다. 단계(113)에서는, 단계(103)에서 규정된 ROI 품질 또는 비트레이트, 및 BG 품질 또는 비트레이트가 달성될 때까지 화상이 엔트로피 코딩된다.
다음으로, 단계(115)에서 시프팅 값이 비트스트림에 추가되어, 디코더는 그것을 찾아내어 판독할 수 있다. 이것은 디코더에 필요로 되는데, 그 이유는 디코더가 계수가 얼마나 많이 다운-시프트(down-shift)되었는지 인지할 필요가 있기 때문이다. 그 후, 단계(117)에서 ROI 마스크의 계수를 인코딩하는데 필요한 바이트 수가 추가된다. 단계(117)의 결과는 단계(119)에서 인코더로부터의 출력으로서 사용된다.
ROI 마스크의 최소 계수가 BG의 최대 계수보다 더 크도록 시프팅 값이 선택되는 경우, 인코딩 동안 BG 계수가 유효할 때까지 ROI 계수만 코딩된다. 상기 단계에서, 모든 ROI 계수가 코딩되고 수신기에서 다운 시프트(down shift)되어야 하는 반면, 남아 있는 계수는 BG에 대응하고, 다운 시프트될 필요가 없다. 수신기는 ROI 계수를 완전한 코딩에 대응하는(즉, 제 1 BG 계수가 코딩되기 시작하는 포인트에서) 바이트(또는 비트) 수를 인지해야 한다. 이 정보는 비트스트림 헤더에 놓이고, 수신기로부터 추출된다.
예를 들어, ROI 계수가 좌측으로 8번 시프트(즉, 각각의 ROI 계수를 28 만큼 승산)되고 나서, 모든 ROI 계수가 최대 BG 계수보다 커진다고 가정하자. 그 후, 인코딩이 시작되고, 모든 ROI 계수기 코딩될 때, 시프팅 값 및 ROI 계수에 필요한 바이트 수(Nbytes_ROI)는 비트스트림 헤더 내에 놓이게 된다. 통상적으로 인코딩은 계속된다. 디코더는 비트스트림을 획득하여 디코딩을 시작한다. 디코더는 Nbytes_ROI 보다 작은 소정의 바이트를 디코딩할 때, 각각의 계수를 다운 시프트한다.
BG 계수가 이 단계에서 코딩되지 않기 때문에 0으로 재구성된 BG 계수가 존재하고, 디코더가 이것에 관하여 전혀 모르기 때문에 BG 계수가 다운 시프트된다는 것에 주의하여야 한다. 수신된 바이트 수가 Nbytes_ROI와 같아질 때까지, 수신기에서 모든 계수는 다운 시프트된다. 이 단계 후, 계수는 다운 시프트되지 않는다. 여기서, ROI 계수가 0으로 코딩되었기 때문에 더 이상 갱신되지 않는다는 것을 주의하라.
이 방법을 사용하면, 디코더는 임의의 형상 정보도 필요로 하지 않는다. 디코더는 계수가 ROI에 대응된다는 것을 인지할 필요가 없는데, 그 이유는 모든 계수를 다운 시프트하기 때문인데, 즉, BG 계수가 모든 ROI 계수가 코딩될 때까지 0이되기 때문이다. 디코더는 임의의 ROI 마스트를 발생시킬 필요가 없어, 코딩 방식을 더 간단해지도록 한다. 디코더는 수신된 ROI 계수를 다운 시프트하기만 하면 된다.
도 2에서, 제 2 실시예의 인코더에서 수행되는 단계를 설명하는 흐름도가 도시되어 있다. 도 2의 흐름도는 단계(209 및 211)에에 도시된 바와 같이, 단계(109 및 111)에서 최대의 양자화된 계수가 획득되어 시프트된다는 것을 제외하고는 도 1의 흐름도와 동일하다.
제 2 실시예에 따른 방법 및 인코더를 사용하면, 양자화된 계수가 초기 계수보다 작기 때문에 시프트된 계수를 저장하는데 더 적은 메모리가 필요하다.
도 3에서, 제 3 실시예의 인코더에서 수행되는 단계를 설명하는 흐름도가 도시되어 있다. 도 3의 흐름도는 ROI 마스크에서 계수를 인코딩하는데 필요한 바이트 수가 비트스트림에 저장되지 않는다는 점에서 도 1 및 도 2의 흐름도와 상이하다. 그러므로, 도 3의 흐름도는 단계(117 및 217)에 대응하는 단계(317)를 포함하지 않는다. 상기 바이트의 수는 저장된다 할지라도, 디코더에서는 사용되지 않는다. 그러므로, 제 3 실시예는 제 1 및 제 2 실시예와 유사하지만, 제 3 실시예는 비트스트림에 저장되는 더 적은 정보를 필요로 한다.
도 1 내지 도 3과 관련하여 전술된 상이한 인코딩 방식에 대응하는 디코더 동작이 이하에 설명된다. 그러므로, 도 4에서, 제 1 및 제 2 실시예에 따른 디코더에서 수행되는 단계를 설명하는 흐름도가 도시되어 있다.
우선, 단계(401)에서 도 1 및 도 2와 관련하여 전술된 알고리즘에 따라서 인코딩된 비트스트림의 헤더가 수신된다. 사용된 시프팅 값 및 ROI 계수(즉, 시프트된 계수)에 대응하는 바이트 수(ROI_bytes)에 관한 정보가 획득된다. 다음으로, 단계(403)에서 나머지 비트스트림이 수신된다. 수신된 바이트 수가 ROI_bytes 보다 적다면, 계수의 엔트로피 디코딩 후에, 그 계수는 단계(405)에서 시프팅 값에 의해 다운 시프트된다. 이 단계까지 BG 계수는 0으로 코딩되어 다운 시프팅에 영향을 받지 않는다는 것에 주의해야 한다. 재구성된 중간 화상(intermerdiate reconstrucred image)은 역 웨이브렛 변환에 의해 획득될 수 있다.
다음으로, 수신된 바이트 수가 ROI_bytes보다 적은지가 단계(407)에서 계산되어, 예스(yes)라면 단계(403)으로 돌아간다. 그렇지 않다면, 단계(409)를 진행한다. 단계(409)에서, 나머지 비트스트림이 수신된다. 이것은 BG 데이터에 대응하므로, 상기 단계로부터 계수는 다운 시프트되지 않는다. 마지막으로, 단계(411)에서 역 웨이브렛 변환이 재구성된 화상을 제공한다.
바이트 수가 실제로 디코더에 공지될 필요가 없다는 것에 주의해야 한다. 이것은 디코더가 shift_value가 사용되는 시프팅 값 이상인 상기 모든 계수를 다운 스케일링 할 수 있기 때문이다.
도 5에서, 도 3과 관련하여 전술된 제 3 실시예에 따라서 인코딩된 비트스트림을 디코딩하도록 배열된 디코더에서 수행되는 단계를 설명하는 흐름도가 도시되어 있다.
그러므로, 우선 단계(501)에서, 인코딩된 비트스트림이 수신된다. 사용된 시프팅 값에 관한 정보가 획득된다. 다음으로, 단계(503)에서, 수신된 계수가 2(시프트 값) 보다 큰지가 평가되고, 그러한 경우, 계수가 단계(504)에서 시프트 값에 의해 다운 시프트되고, 그렇지 않을 경우 단계(505)로 진행한다. 단계(505)에서, 계수를 다운 시프트하지 않는 것이 결정된다. 마지막으로, 단계(507)에서 단계(504 및 505)로부터의 출력 값의 역 웨이브렛 변환이 재구성된 화상을 제공한다.
일부 계수는 0 및 1 사이이므로, 인코더에서 시프트한 후에 결코 2(시프트 값) 보다 커질 수 없는 부동 소수점 웨이브렛에서 일부 문제가 발생할 수 있다는 것에 주의해야 한다. 이것은 일부 계수가 결코 디코더에서 다운 시프트될 수 없다는 것을 의미한다. 이러한 문제점을 피하기 위하여, 제 2 실시예에 따른 인코더가 사용될 수 있는데, 여기서 양자화된 계수는 정수이기 때문에 시프트된다.
전술된 방법은 인코더가 계수를 업 시프트하는 것, 즉 계수를 소정의 인자와 승산하는 것을 필요로 한다. 이러한 연산의 계산 복잡도가 작다 할지라도, 형상 정보를 송신하는 것을 회피하고 디코더의 계산 복잡도를 최소화하여 디코더에서 다운 시프팅 연상을 회피하게 하는 대안 방법이 종종 유용하다.
도 6에서, 다운 시프트될 필요가 없는 인코딩된 비트스트림을 제공하는 인코더에서 수행되는 단계를 설명하는 흐름도가 도시되어 있다.
그러므로, 우선 단계(601)에서 인코딩화될 입력 화상이 수신되고, 그것의 ROI가 규정된다. ROI 및 BG에 필요한 비트레이트 또는 품질이 단계(603)에서 수신된다. 그 후, 단계(605)에서 화상이 웨이브렛 도메인으로 변환되어 제 1 메모리(MEM1)에 저장된다.
그 다음, 단계(607)에서 ROI 마스크는 전술된 바와 같이 생성된다. 그 후, 단계(609)에서 제 1 메모리(MEM1)의 내용이 제 2 메모리(MEM2)에 복사된다. 단계(609)는 BG 정보가 이후 단계에서 사용되는 경우에만 필요하다. 그 후, 단계(611)에서 ROI 마스크 외부의 MEM1의 모든 계수가 0으로 설정된다. MEM1의 웨이브렛 계수는 단계(613)에서 JPEG 2000 인코딩 방법을 사용하여 인코딩된다.
인코딩은 모든 계수에 대해서 수행된다는 것에 주의하여야 한다. 그러나, BG 계수가 0이기 때문에, 단지 ROI 계수만이 실제로 코딩된다(0 에 대응하는 BG 계수는 코딩되지만, 많은 비트레이트를 점유하지 않는다).
MEM1의 인코딩은 필요한 비트레이트까지 수행되고(ROI 품질의 ROI 레이트), 인코더는 스위칭(switching)하여, 단계(615)에서 MEM2의 계수로부터 인코딩을 시작한다. 그 후, 단계(617)에서 ROI 마스크의 모든 계수는 MEM2에서 0으로 설정된다. 이것은 BG 계수가 코딩된다는 것을 의미한다.
마지막으로, 단계(619)에서, MEM2(ROI 마스크 계수가 0으로 설정되는 장소)의 인코딩은 BG에 규정된 비트레이트 또는 품질이 달성될 때까지 행해진다.
도 7에서, 도 6과 관련되어 전술된 실시예에 따라서 인코딩된 비트스트림을 디코딩하도록 배열된 디코더에서 수행되는 단계를 설명하는 흐름도가 도시된다.
그러므로, 우선 단계(701)에서 도 6과 관련된 전술된 알고리즘에 따라서 인코딩된 비트스트림은 MEM1의 바이트 수가 획득될 때까지 수신된다. 엔트로피 디코딩이 수행되고, MEM1 계수가 획득된다. 역 웨이브렛 변환을 수행하여 필요하거나 바람직한 경우, 재구성된 중간 화상을 생성할 수 있다는 것에 주의해야 한다.
다음으로, 단계(703)에서 나머지 비트스트림은 전체 바이트 수가 수신될 때까지 수신된다. 엔트로피 디코딩이 수행되고 MEM2 계수가 획득된다. MEM2 계수는 MEM1 계수에 추가된다. 추가된 계수의 역 웨이브렛 변환은 ROI 및 BG 모두를 갖는 재구성된 화상을 발생시킨다.
MEM2 계수에 대응하는 비트가 수신될 때, 수신기는 역 웨이브렛 변환을 수행하여 MEM2(즉, BG만 가짐)에 대응하는 화상만 재구성한다는 것에 주의해야 한다. 그 후, 수신기는 단계(403 및 503)에 전술된 바와 같이 계수를 더하는 대신에 MEM1 및 MEM2의 재구성된 화상을 합산할 수 있다.
인코더로부터 송신된 비트스트림은 MEM1 화상에 대해 코딩되는 장소(BG가 0으로 설정되는 장소)에서 많은 바이트(또는 비트)에 관한 정보를 가져야 한다. 이것은 수신기가 MEM2(ROI 마스크의 계수가 0으로 설정되는 장소)을 언제 수신하기 시작할지를 인지해야 하기 때문이다. 이 경우에 수신기는 재구성된 MEM2 계수를 재구성된 MEM1 계수에 추가한다.
이 방법은 인코더 및 디코더에서의 계수를 완전히 시프팅하는 것을 피하고, 형상 정보의 송신을 피하며, 형상 인코더 및 형상 디코더의 사용을 피하고, 디코더에서 ROI 마스크의 발생을 피한다. 디코더는 MEM1 계수를 수신하는 것을 중지하고 MEM2 계수를 수신하기 시작할 때를 인지하여, 계수를 함께 합산할 수 있다.
실시간 인코딩 및 송신(동시에 인코딩되고 송신됨)의 경우에, 수신기는 ROI 코딩하는데 소비된 전체 바이트 수를 인지하지 못할 수 있다. 이 경우, ROI 계수가 코딩되는 송신 동안, 송신기는 ROI 코딩이 수신기에 통지하는 것을 종료하는 단계에서 신호를 송신해야 하고, 이 단계 후에 송신기는 임의의 계수도 다운 시프트하지 않는다. 이것은 연산 인코더로부터 에뮬레이트 될 수 없는 코드스트림을 송신함으로서 행해질 수 있다.
제 3 실시예에 따른 인코더가 사용될 때, 실시간 애플리케이션에는 아무 문제가 발생하지 않는다는 것에 주의해야 한다. 이것은 ROI 계수에 대한 바이트 수가 실제로 필요하지 않기 때문이다. 시프팅 값이 필요한데, 이것은 항상 비트스트림에 포함되어 있다. 디코더는 상기 계수를 다운 시프트하기 때문에, 임의의 신호도 필요로 하지 않는다. 그러므로, 제 3 실시예에 따른 인코더는 다른 방식이 비하여 장점을 가진다.
전술된 방법이 하나의 ROI가 존재하는 것을 고려했을지라도, 실제로 하나 이상 존재할 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 상기 방법은 유사한 방식으로 적용된다. 이러한 경우, 제 1 ROI(ROI 1)에 대해서, 모든 계수가 이전 섹션에서 설명된 방법으로 시프트된다고 간주할 수 있다. 그 후, 제 2 ROI(ROI 2)에 대해서, 모든 계수가 유사한 방식으로 시프트되지만, ROI 1의 시프트된 계수보다 더 크도록 하는 방식으로 시프트된다. 그 후, 절차는 유사한 방식으로 계속된다. 디코더는 각각의 ROI에 대한 시프팅 값에 관한 정보를 가짐으로써 어느 계수가 ROI 1에 속하고 어느 계수가 ROI 2에 속하는지를 찾아낼 수 있다.
또한, 직사각형 형상의 경우, ROI 형상 정보가 각각의 서브밴드(subband)에 송신된다면 디코더에서 마스크 발생은 피해질 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 직사각형 ROI는 각각의 서브밴드에서 직사각형 ROI 형상을 생성하는 특성을 가지므로, ROI 형상의 정보는 각각의 서브밴드(예를 들어, 상부 왼쪽과 하부 오른쪽 코너)에 대해 송신될 수 있다. 이것은 디코더에서 ROI 마스크 생성을 피하지만, 직사각형 ROI 형상에 대해서만 적용된다. 전술된 방법은 임의의 형상에 적합하다.
인코딩이 전술된 방식으로 수행된다면, 계수가 업 시프트되는 값, 및 업 시프트된 소정의 정보를 포함하는 비트스트림의 비트 수를 제외하고는 ROI에 관한 정보는 송신될 필요가 없다.
이것은 다음을 의미한다:
* ROI 형상에 관한 정보는 송신될 필요가 없다. 이것은 특히 복잡한 형상의 경우에, 비트스트림에서 다수의 비트를 줄인다.
* 디코더에서 ROI 계수에 대한 마스크를 생성할 필요가 없다. 이것은 디코더의 메모리 및 계산 복잡도를 줄인다.
* 형상 인코딩은 필요하지 않다.
* 형상 디코딩은 필요하지 않다.
* ROI 형상 정보의 근사 추출은 비트스트림으로부터 가능하다.
* ROI 마스크는 더 높은 서브밴드에서 확장되기 때문에, 더 높은 서브 밴드(예를 들어, LL 서브 밴드)에서 BG의 일부 또는 심지어 전체를 커버하기 시작한다. 이것은 BG 정보가 ROI 정보와 함께 코딩된다는 것을 의미한다. 그러므로, 디코딩 동안, 수신기는 (특히, 해상도에 의한 발전이 구현될 때) 송신의 초기 단계에서 대부분의 화상을 복구한다. 이것은 초기 단계에서 재구성된 블랙 BG를 갖는 문제점을 피한다.
도 8에서, 가능한 비크 스트림 신택스가 제공된다. 이것은 화상 유형, 등에 대한 정보를 포함하는 총 비트스트림 신택스의 일부일 수 있다는 것에 주의해야 한다. 인코딩이 먼저 행해지고, 송신이 이후에 행해지면, 비트스트림 신택스는 다음의 정보를 포함해야 한다:
- 제 1 필드(801)에서 송신된 ROI 코딩 방법(ROI_CM)
- 제 2 필드(803)에서 송신된 시프트 값(SV)
- 제 3 필드(805)에서 송신된 ROI에 대한 바이트 수(Nbytes_ROI)(필요한 경우)
- 제 4 필드(807)에서 송신된 나머지 헤드 정보 및 비트(Charliaos Christopoulos(편집자)의 1998년 10월 5일자 ISO/IEC JTC1/SC29/WG1 N988 JPEG 2000 검증 모델 버전 2.0/2.1. 참조)
여기서,
- ROI_CM : 제시된 ROI 코딩 방법이 사용되는 것을 규정하고
- SV : ROI 계수가 업 시프트되는 값을 규정하며
- Nbytes_ROI : ROI 계수를 코딩하는데 소비되는 총 바이트 수(상기 규정된 모든 인코딩 방식에 필요한 것은 아님)를 규정한다.
실시간의 경우가 고려되면, 즉, 인코딩 및 송신이 동시에 수행된다면, 비트스트림은 도 9에 도시된 신택스로 변경될 수 있다.
- 제 1 필드(901)에서 송신된 ROI 코딩 방법(ROI_CM)
- 제 2 필드(903)에서 송신된 시프트 값(SV)
- 제 3 필드(905)에서 송신된 나머지 헤더 및 계수에 대응하는 비트
- 제 4 필드(907)에서 송신된 신호
여기서,
- 신호 = 연산 인코더로부터 에뮬레이트될 수 없는 코드 스트림(상기 규정된 인코딩 체계에 모두 필요한 것은 아님)

Claims (21)

  1. 하나 이상의 관심 영역(ROI)을 가지며 주파수 도메인으로 변환되는 정지 화상을 인코딩하여 송신하는 방법에 있어서:
    상기 ROI에 대응하는 계수가 인코딩되어, 우선 송신되고, 하나 이상의 ROI의 형상에 관한 정보가 하나 이상의 ROI의 디코딩을 수행하기 위해 송신될 필요가 없는 것을 특징으로 하는 정지 화상을 인코딩하여 송신하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 도메인으로 변환되고 상기 ROI에 속하는 상기 계수는 시프트되어, 최소 ROI 계수가 잔여 계수 중 가장 큰 계수보다 크게 되는 것을 특징으로 하는 정지 화상을 인코딩하여 송신하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 계수는 시프트되기 전에 양자화되는 것을 특징으로 하는 정지 화상을 인코딩하여 송신하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상은 웨이브렛 변환을 사용하여 주파수 도메인으로 변환되는 것을 특징으로 하는 정지 화상을 인코딩하여 송신하는 방법.
  5. 하나 이상의 관심 영역(ROI)를 규정하는 수단, 및 화상을 주파수 도메인으로 변환하는 수단을 포함하는 정지 화상 인코딩 장치에 있어서:
    계수가 우선 디코더에서 디코딩되고, 상기 하나 이상의 ROI 형상에 관한 정보가 하나 이상의 ROI의 디코딩을 수행하기 위해 상기 디코더로 송신될 필요가 없도록 상기 ROI에 대응하는 계수를 코딩하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    최소 ROI 계수가 잔여 계수 중 최대 계수보다 크게 되도록 상기 주파수 도메인으로 변환되고, ROI에 속하는 계수를 시프트하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시프트 수단에 접속되어, 상기 계수를 시프트하기 전에 양자화하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    웨이브렛 변환을 사용하여 상기 화상을 상기 주파수 도메인으로 변환하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 장치.
  9. 정지 화상 인코딩 방법에 있어서:
    하나 이상의 관심 영역(ROI)을 규정하는 단계,
    웨이브렛 변환을 사용하여 상기 화상을 변환하는 단계,
    ROI 마스크를 생성하는 단계,
    상기 화상에서 최대 웨이브렛 계수를 결정하는 단계 및,
    최소 ROI 계수가 나머지 화상의 최대 계수보다 크게 되도록 상기 ROI 마스크 내의 모든 계수를 시프트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 최대 웨이브렛 계수를 결정할 때, 상기 ROI 외부의 계수만이 탐색되는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 인코딩된 화상을 위해 사용하도록 비트 수를 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 비트 수가 획득될 때까지, 상기 화상을 인코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 화상은 엔트로피 코드를 사용하여 인코딩되는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 방법.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 최대 웨이브렛 계수를 결정하기 전에 상기 웨이브렛 변환 계수를 양자화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 방법.
  14. 송신기로부터 수신기로 제 9 항 또는 제 10 항에 따라 인코딩된 화상을 송신하는 방법에 있어서:
    상기 웨이브렛 계수를 시프트하는데 사용된 값은 송신된 비트스트림에 가산되는 것을 특징으로 하는 인코딩된 화상 송신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 ROI 마스크의 계수를 인코딩하는데 사용된 바이트 수는 상기 송신된 비트스트림에 추가되는 것을 특징으로 하는 인코딩된 화상 송신 방법.
  16. 제 9 항 또는 제 10 항에 따라 정지 화상을 인코딩하도록 배열되는 인코더.
  17. 제 9 항 또는 제 10 항에 따라 인코딩된 정지 화상을 디코딩하도록 배열되는 디코더.
  18. 정지 화상을 인코딩하는 방법에 있어서:
    하나 이상의 관심 영역(ROI)을 규정하는 단계,
    웨이브렛 변환을 사용하여 상기 화상을 변환하는 단계,
    상기 변환된 화상을 제 1 메모리에 저장하는 단계,
    ROI 마스크를 생성하는 단계,
    상기 제 1 메모리의 내용을 제 2 메모리에 복사하는 단계,
    상기 ROI 마스크 외부의 상기 제 1 메모리 내의 모든 계수를 0으로 설정하는 단계,
    상기 ROI 마스크 내부의 상기 제 2 메모리의 모든 계수를 0으로 설정하는 단계, 및
    상기 제 1 메모리 내의 모든 계수가 코딩되어 상기 제 2 메모리 내의 계수를 코딩하기 시작할 때, 상기 제 1 메모리 내의 계수를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 인코딩된 화상을 위해 사용하도록 비트 수를 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 비트 수가 획득될 때까지 상기 화상을 인코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정지 화상 인코딩 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 따라 정지 화상을 인코딩하도록 배열되는 인코더.
  21. 제 18 항 또는 제 19 항에 따라 인코딩된 정지 화상을 디코딩하도록 배열되는 디코더.
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