KR100787241B1 - 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지로 변환하는 방법 및장치 - Google Patents

그레이스케일 이미지를 칼라 이미지로 변환하는 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지로 변환하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 칼라 이미지를 복호화할 수 있는 이미지 디코더의 전단에 구비된 이미지 변환기가 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지에 상응하는 형식으로 변환하는 방법이 제공된다. 따라서, 칼라 이미지만을 복호화할 수 있는 이미지 디코더로 그레이스케일 이미지를 복호화할 수 있다.
제이펙, JPEG, 이미지 변환

Description

그레이스케일 이미지를 칼라 이미지로 변환하는 방법 및 장치{Method for converting grayscale image to color image and the device}
도 1은 일반적인 제이펙 인코더의 블록도.
도 2는 일반적인 제이펙 디코더의 블록도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 영상 처리 장치의 블록도.
도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그레이스케일 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지로 변환할 수 있는 이미지 변환부의 블록도.
도 4는 일반적인 제이펙 이미지 파일의 비트스트림 구조.
도 5는 일반적인 제이펙에서 사용되는 마커를 예시한 표.
도 6은 일반적인 SOI 마커의 구조를 예시한 표.
도 7a 내지 도 7b는 일반적인 DQT 마커의 구조를 예시한 표.
도 7c는 DQT 마커의 양자화 테이블 정보가 저장되는 순서를 예시한 표.
도 8a 내지 도 8b는 일반적인 SOF 마커의 구조를 예시한 표.
도 9a 내지 도 9b는 일반적인 DHT 마커의 구조를 예시한 표.
도 10은 일반적인 SOS 마커의 구조를 예시한 표.
도 11은 일반적인 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보의 일부분을 예시한 예시도.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보를 칼라 제이펙 이미지의 헤더 정보에 상응하도록 변경한 헤더 정보의 일부분을 예시한 예시도.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그레이스케일 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지의 형식에 상응하는 데이터로 변경하는 과정을 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
310 : 이미지 분석부
320 : 이미지 변환부
321 : 헤더 변경부
322 : 엔트로피 디코딩부
323 : 색차 정보 삽입부
324 : 데이터 통합부
325 : 엔트로피 코딩 테이블
330 : 제이펙 디코더
본 발명은 이미지 변환 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 그레이스케일(grayscale) 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지로 변환하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 소형의 휴대용 디지털 처리 장치들은 칼라 제이펙(JPEG : Joint Photographic Experts Group, 이하에서는 "제이펙"이라 칭함) 이미지만을 복호화할 수 있는 디코더만 내장된다.
본 명세서에서 "제이펙 디코더"는 칼라 제이펙 이미지를 복호화할 수 있으며, 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화할 수 없는 디코더로 정의하여 설명하기로 한다.
그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화하기 위해서는 ASIC(application specific integrated circuit) 설계시 고려 해야 할 사항이 증가하며, 디코더의 크기가 커지는 문제점이 있다. 따라서, 휴대용 디지털 처리 장치는 칼라 제이펙 이미지에 비해 상대적으로 사용 빈도가 적은 그레이스케일 제이펙 이미지의 복호(decoding)를 지원하지 않았다. 즉, 하드웨어로 구현된 제이펙 디코더의 경우, 하드웨어 칩의 면적을 줄이는 문제와 설계상의 어려움으로 인해 칼라 제이펙 이미지만을 복호화할 수 있도록 제한된 기능으로 구현되었다.
이로 인해, 일반적으로 휴대용 디지털 장치에 탑재된 제이펙 디코더는 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화할 수 없는 문제점이 발생하였다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 칼라 제이펙 이미지 디코더를 이용하여 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화할 수 있는 그레이스케일 제이펙 이미지 변환 기능을 구비한 칼라 제이펙 복호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 하드웨어 추가 비용 없이 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화할 수 있는 그레이스케일 제이펙 이미지 변환 기능을 구비한 칼라 제이펙 복호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호를 위한 변환 시간이 적게 소요되며 별도의 하드웨어 설계상의 수정이 필요치 않은 그레이스케일 제이펙 이미지 변환 기능을 구비한 칼라 제이펙 복호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 칼라 제이펙 디코더만을 내장한 모든 휴대용 디지털 처리 장치에 별도의 하드웨어 설계 변경 없이 적용할 수 있으며, 이로 인해 칼라 제이펙 디코더의 성능을 향상시킬 수 있는 그레이스케일 제이펙 이미지 변환 기능을 구비한 칼라 제이펙 복호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이외의 본 발명의 목적들은 하기의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 칼라 이미지를 복호화할 수 있는 이미지 디코더의 전단에 구비된 이미지 변환기가 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지에 상응하는 형식으로 변환할 수 있는 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 그레이스케일 이미지의 헤더 정보에 포함된 SOF(start of frame) 마커 및 SOS(start of scan) 마커의 컴포넌트 개수 정보를 칼라 이미지의 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 헤더 변경부; 상기 그레이스케일 이미지의 휘도 성분을 포함하는 하나의 MCU(minimum coded unit) 블록을 엔트로피 코딩 테이블을 참조하여 복호화하는 엔트로피 디코딩부; 상기 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 색차 정보에 상응하여 미리 설정된 비트 정보를 삽입하는 색차 정보 삽입부; 및 상기 변경된 헤더 정보와 상기 색차 정보가 삽입된 MUC블록들을 통합하여 상기 칼라 이미지를 생성하는 데이터 병합부를 포함하는 이미지 변환기가 제공될 수 있다.
상기 헤더 변경부는 크로미넌스(chrominance)에 상응하는 양자화 테이블 정보를 DQT(define quantization table) 마커에 삽입하고, 상기 크로미넌스에 상응하는 허프만 테이블 정보를 DHT(define Huffman table) 마커에 삽입할 수 있다.
상기 색차 정보는 Cb 성분 및 Cr 성분일 수 있다.
상기 헤더 변경부는 상기 헤더 정보에서 hFFC0 내지 h'FFC2로 시작하는 2B(byte)의 상기 SOF 마커를 찾아 상기 SOF 마커 이후 8번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하며, hFFDA로 시작하는 2B의 상기 SOS 마커를 찾아 상기 SOS 마커 이후 3번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 상기 컴포넌트 개수 정보로 변경할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 칼라 이미지를 복호화할 수 있는 이미지 디코더의 전단에 구비된 이미지 변환기가 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지에 상응하는 형식으로 변환하는 방법 및 그 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 칼라 이미지를 복호화할 수 있는 이미지 디코더의 전단에 구비된 이미지 변환기가 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지에 상응하는 형식으로 변환하는 방법에 있어서, (a) 상기 그레이스케일 이미지의 헤더 정보에 포함된 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 상기 칼라 이미지에 상응하여 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계; (b) 상기 그레이스케일 이미지의 휘도 성분만 포함된 하나의 MCU 블록을 미리 설정된 엔트로피 코딩 테이블을 참조하여 복호화하는 단계; (c) 상기 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 미리 설정된 색차 정보에 상응하는 비트 정보를 삽입하는 단계; 및 (d) 상기 변경된 헤더 정보 및 상기 색차 정보가 삽입된 상기 MCU 블록을 통합하여 상기 칼라 이미지를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 (b) 단계 내지 상기 (c) 단계는 상기 MCU 블록을 모두 복호화하여 상기 색차 정보를 삽입할때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 방법이 제공될 수 있다.
상기 (a) 단계는, 상기 크로미넌스(chrominance)에 상응하는 양자화 테이블 정보를 DQT 마커에 삽입하고, 상기 크로미넌스에 상응하는 허프만 테이블 정보를 DHT 마커에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계는, 미리 설정된 2B(Byte)의 SOF 마커 식별자를 찾는 단계; 상기 SOF 마커 식별자 이후 8번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계; 미리 설정된 2B의 SOS 마커 식별자를 찾는 단계; 및 상기 SOS 마커 식별자 이후 3번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 칼라 이미지를 복호화할 수 있는 이미지 디코더의 전단에 구비되어 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지에 상응하는 형식으로 변환하는 방법을 수행하기 위해 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, (a) 상기 그레이스케일 이미지의 헤더 정보에 포함된 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 상기 칼라 이미지에 상응하여 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계; (b) 상기 그레이스케일 이미지의 휘도 성분만 포함된 하나의 MCU 블록을 미리 설정된 엔트로피 코딩 테이블을 참조하여 복호화하는 단계; (c) 상기 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 미리 설정된 색차 정보에 상응하는 비트 정보를 삽입하는 단계; 및 (d) 상기 변경된 헤더 정보 및 상기 색차 정보가 삽입된 상기 MCU 블록을 통합하여 상기 칼라 이미지를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 (b) 단계 내지 상기 (c) 단계는 상기 MCU 블록을 모두 복호화하여 상기 색차 정보를 삽입할때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 프로그램을 기록한 기록 매체가 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
또한, 본 명세서에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 동일 또는 유사한 개체를 구별하기 위한 것일 뿐 이에 의해 권리범위나 그 대상이 제한되는 것은 아니다.
도 1은 일반적인 제이펙 인코더의 블록도이며, 도 2는 일반적인 제이펙 디코더의 블록도이다. 이하에서 설명되어지는 제이펙 코덱은 제이펙 이미지를 부호화 및 복호화할 수 있는 장치로서, 이동통신 단말기, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP : portable multimedia player)등과 같은 휴대용 디지털 처리 장치일 수 있다.
도 1을 참조하면, 제이펙 인코더(100)는 샘플링부(110), 이산 코사인 변환부(120, DCT : discrete cosine transform), 양자화부(130) 및 엔트로피 코딩부(140, entropy encoder)를 포함하여 구성된다. 또한, 양자화부(130)는 양자화 테이블(150)과 결합되며, 엔트로피 코딩부(140)는 엔트로피 코딩 테이블(160)과 결합되어 기능을 수행한다.
샘플링부(110)는 원본 이미지 데이터의 색상 체계가 RGB 색상 체계이면, 이 를 YCbCr 색상 체계로 변환하고 전체 이미지 픽셀 가운데 일부 픽셀의 데이터만을 선별하여 저장한다. 제이펙 파일은 일반적으로 원본 이미지 파일을 2:1:1 또는 1:1:1의 샘플링 주기로 샘플링을 수행한다. 이산 코사인 변환부(120)는 샘플링부(110)를 통해 샘플링된 데이터를 코사인 함수의 합으로 변환을 수행한다. 이와 같이 이산 코사인 변환부(120)를 통해 변환된 데이터는 양자화부(130)를 통해 원본 이미지 데이터를 크게 변화시키지 않을 만큼 불필요한 성분을 제거된다. 양자화부(130)를 통해 불필요한 성분이 제거된 데이터는 엔트로피 코딩부(140)를 통해 정해진 압축 알고리즘을 이용하여 압축된다. 즉, 일반적인 제이펙 인코더(100)는 양자화부(130)를 통해 손실 압축을 수행하며, 엔트로피 코딩부(140)를 통해 무손실(lossless) 압축을 수행하여 압축 효율을 극대화시킬 수 있다. 엔트로피 코딩부(140)는 예를 들어, 허프만 코딩(Huffman coding)과 같은 무손실 압축 방식을 이용하여 압축을 수행할 수 있다.
이와 같이 제이펙 인코더(100)에 의해 압축된 영상 데이터를 복원하기 위한 제이펙 디코더(200)는 도 2에서 보여지는 바와 같이, 엔트로피 디코더(210), 역양자화부(220) 및 역이산 코사인 변환부(230)를 포함하여 구성되며, 역양자화부(220)는 양자화 테이블(250)과 결합되어 기능을 수행하며, 엔트로피 디코더(210)는 엔트로피 코딩 테이블(240)과 결합되어 기능을 수행할 수 있다. 제이펙 디코더(200)는 제이펙 인코더(100)로 압축된 파일을 읽어서 영상 데이터를 디코딩한 후 역양자화부(220)를 통해 역양자화를 수행하고, 각각의 블록에 대하여 역이산 코사인 변환부(230)를 통해 역이산 코사인 변환을 수행하여 원본 이미지를 재구성한다. 제 이펙 코덱에 관련된 제이펙 인코더(100) 및 제이펙 디코더(200)는 당업자에게는 자명한 기술사항이므로 이에 관련된 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 영상 처리 장치의 블록도이며, 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그레이스케일 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지로 변환할 수 있는 이미지 변환부의 블록도이고, 도 4는 일반적인 제이펙 이미지 파일의 비트스트림 구조이며, 도 5는 일반적인 제이펙에서 사용되는 마커를 예시한 표이고, 도 6은 일반적인 SOI 마커의 구조를 예시한 표이며, 도 7a 내지 도 7b는 일반적인 DQT 마커의 구조를 예시한 표이고, 도 7c는 DQT 마커의 양자화 테이블 정보가 저장되는 순서를 예시한 표이며, 도 8a 내지 도 8b는 일반적인 SOF 마커의 구조를 예시한 표이고, 도 9a 내지 도 9b는 일반적인 DHT 마커의 구조를 예시한 표이며, 도 10은 일반적인 SOS 마커의 구조를 예시한 표이고, 도 11은 일반적인 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보의 일부분을 예시한 예시도이며, 도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보를 칼라 제이펙 이미지의 헤더 정보에 상응하도록 변경한 헤더 정보의 일부분을 예시한 예시도이다.
이하, 본 명세서에서 설명되어지는 제이펙 디코더(330)는 휴대용 디지털 영상 처리 장치에 구비되어 칼라 제이펙 이미지를 복호화할 수 있는 칼라 전용 제이펙 디코더인것으로 가정하여 설명하기로 한다.
이하에서 설명되어지는 이미지 변환부(320)는 제이펙 디코더(330)의 전단에 구비되어 그레이스케일 제이펙 이미지 파일을 칼라 제이펙 이미지 파일로 변환하여 제이펙 디코더(330)로 전달할 수 있다. 따라서, 이미지 변환부(320)의 일부 구성 요소(예를 들어, 엔트로피 코딩 테이블(325))는 제이펙 디코더(330)의 구성 요소와 공유될 수 있도록 결합될 수 있다. 이하에서 설명되어지는 이미지 변환부(320)는 제이펙 인코더를 통해 그레이스케일 제이펙 이미지로 변환된 영상 데이터를 입력받아 칼라 제이펙 이미지로 변환하여 제이펙 디코더(330)로 전달할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치는 이미지 분석부(310), 이미지 변환부(320) 및 제이펙 디코더(330)를 포함하여 구성된다.
우선, 이해와 설명의 편의를 위해, 도 4를 참조하여 제이펙 이미지 파일의 비트스트림 구조에 대해 간략히 설명하기로 한다. 도 4에서 보여지는 바와 같이, 제이펙 이미지 파일은 파일 헤더 정보, 테이블 정보, 프레임 정보,… 등과 같은 여러 개의 블록으로 나뉘어져 있다. 그리고 각각의 블록은 마커(marker)에 의해 구분되어지며, 각각의 마커는 hFF(여기서, h는 16진수임을 나타내는 식별자임)로 시작되는 두 바이트 데이터로 마커 하나로 끝나는 것도 있으며, 마커 뒤에 추가 데이터가 붙는 것도 있다. 마커 뒤에 추가적으로 데이터가 붙는 경우에는 마커 뒤에 두 바이트의 데이터 길이 정보를 포함한 정보가 위치하며, 그 다음에 추가 데이터 정보가 위치하게 된다.
제이펙 이미지 파일의 비트스트림은 도 5에 예시된 마커들에 의해 각각의 블록이 구분된다. 제이펙에서 사용되는 마커는 도 5에 예시된바와 같이, SOI(start of image, 이하에서는 "SOI"라 칭함), EOI(end of image, 이하에서는 "EOI"라 칭함), SOF(start of frame, 이하에서는 "SOF"라 칭함), DHT(define Huffman tables, 이하에서는 "DHT"라 칭함), SOS(start of scan, 이하에서는 "SOS"라 칭함), DQT(define quantization tables, 이하에서는 "DQT"라 칭함) 등이 사용된다.
SOI는 제이펙 파일의 제일 처음에 기록되며, 주로 JFIF(JPEG file interchange format, JPEG 파일 구조는 JFIF 임을 의미하며, 본 명세서에서는 JPEG과 동일한 의미로 사용됨) 임을 확인하는 용도로 사용된다. SOI 마커는 항상 hFFD8로 시작하며, 도 6에 예시된 바와 같이, 추가 데이터 길이를 포함하는 데이터 길이 정보, 식별자 정보 등을 더 포함할 수도 있다. 도 6은 SOI 마커에 포함되는 정보들을 예시한 것으로 모든 정보들이 반드시 포함되지 않을 수 있다.
또한, 제이펙 파일의 비트스트림에 포함된 마커들은 반드시 동일한 순서로 저장되지 않을 수도 있다. 즉, 제이펙 파일의 헤더 정보는 SOI 마커로 시작하여 EOI 마커로 그 끝을 정의하며, SOI 마커와 EOI 마커 내에 포함되는 마커들의 순서는 동일하지 않을 수도 있다.
DQT 마커는 양자화 테이블 정보을 보관하는 블록으로, DQT 마커임을 나타내는 hFFDB로 시작하며, 도 7a에 예시된바와 같이, 추가 데이터 길이 정보를 나타내는 2바이트 정보와 양자화 테이블 정보가 포함될 수 있다. DQT 마커에 포함되는 양자화 테이블 정보는 최대 4개의 양자화 테이블 정보를 포함할 수 있다. 각각의 양자화 테이블의 정보는 도 7b에 예시된 바와 같다. 또한, 본 명세서에서는 양자화 테이블이
Figure 112006005272163-pat00001
테이블의 정보가 도 7c에 예시된 바와 같이 지그재그 순서로 저장되 어 있는 것을 가정하여 설명하기로 한다. 물론, 양자화 테이블이 지그재그 순서로 저장되어 있지 않을 수도 있음은 당연하며, 이는 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
SOF 마커는 제이펙 이미지 파일의 이미지의 크기 및 샘플링에 관한 정보를 보관하는 블록으로, 도 8a에 예시된 바와 같이, 항상 hFFC0 내지 hFFC2로 시작한다. SOF 마커는 도 8a에 예시된 바와 같이 추가 데이터 길이 정보를 나타내는 2B(byte, 이하에서는 "B"로 통칭함)의 데이터 길이 정보, 샘플링 비트 수를 나타내는 1B의 정보 등을 포함할 수 있다. 그리고, SOF 마커의 8번째에는 1B의 Y, Cb, Cr 성분의 수의 정보를 나타내는 컴포넌트 개수 정보를 포함할 수 있다. 도 11을 참조하면, 그레이스케일 제이펙 파일의 경우 휘도 성분만을 포함하며, Cb 및 Cr의 색차 성분 정보를 포함하고 있지 않으므로 컴포넌트 개수 정보가 '01'임을 알 수 있다.
DHT 마커는 허프만 코드 테이블을 보관하는 블록으로, 도 9a에서 보여지는 바와 같이, DHT 마커임을 나타내는 hFFC4로 시작한다. 그리고, DHT 마커는 추가 데이터 길이 정보를 나타내는 2B 데이터 길이 정보 및 도 9b에 예시된 허프만 테이블 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 허프만 테이블 정보는 AC 계수용, DC 계수용이 각각 따로 저장되며, 각각 최대 4개의 테이블 정보를 포함할 수 있다.
SOS 마커는 각 성분들이 어떤 허프만 테이블 정보를 사용할지에 대한 정보를 포함하는 블록으로, 도 10에서 보여지는 바와 같이, SOS 마커는 hFFDA로 시작하며 추가 데이터 길이 정보를 나타내는 2B의 데이터 길이 정보, 컴포넌트 개수 정보를 나타내는 1B의 컴포넌트 개수 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, SOS 마커 이전에는 최소 하나 이상의 DHT 마커, DQT 마커 및 SOF 마커가 존재하여야 한다. 이에 대한 상세한 설명은 당업자에게는 자명한 사항이므로 생략하기로 한다.
다시 도 3을 참조하여, 이미지 분석부(310)는 제이펙 이미지 파일의 유형을 분석하여 변환 여부를 결정하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 이미지 분석부(310)는 입력된 제이펙 이미지 데이터의 헤더 정보를 분석하여 그레이스케일 제이펙 이미지인지 칼라 제이펙 이미지인지를 분석하여 그레이스케일 제이펙 이미지로 결정되면, 제이펙 이미지 데이터를 이미지 변환부(320)로 전달하여 칼라 제이펙 이미지 데이터 형식으로 변환하도록 할 수 있다. 그러나, 만일 입력된 제이펙 이미지 데이터가 칼라 제이펙 이미지이면 제이펙 디코더(330)로 전달하여 해당 제이펙 이미지 데이터의 복호화를 수행하도록 할 수 있다.
예를 들어, 이미지 분석부(310)는 입력된 제이펙 이미지 데이터의 헤더 정보의 SOF 마커에 포함된 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 미리 설정된 이미지 유형 정보와 비교하여 그레이스케일 제이펙 이미지인지 칼라 제이펙 이미지인지 여부를 결정할 수 있다. 즉, 이미지 분석부(310)는 입력된 제이펙 이미지 데이터의 헤더 정보에 포함된 SOF 마커를 추출한 후 SOF 마커에 포함된 컴포넌트 개수 정보가 예를 들어, '01'이면, 입력된 제이펙 이미지 데이터가 그레이스케일 제이펙 이미지인 것으로 결정하여 이미지 변환부(320)로 제이펙 이미지 데이터를 전달한다. 이로 인해, 하나의 컴포넌트 정보만을 포함하고 있는 그레이스케일 제이펙 이미지를 이 미지 변환부(320)를 통해 칼라 제이펙 이미지로 변경하도록 할 수 있다.
그러나, 만일 SOF 마커에 포함된 컴포넌트 개수 정보가 예를 들어, '03'이면, 이미지 분석부(310)는 입력된 제이펙 이미지 데이터가 칼라 제이펙 이미지인 것으로 결정하여 이미지 변환부(320)를 통한 데이터 변환 없이 바로 복호화가 가능하도록 제이펙 디코더(330)로 제이펙 이미지 데이터를 전달할 수 있다.
이미지 변환부(320)는 이미지 분석부(310)를 통해 입력된 그레이스케일 제이펙 이미지 데이터를 칼라 제이펙 이미지 데이터로 변환하는 기능을 수행한다. 즉, 이미지 변환부(320)는 휘도 성분(Y 성분)만으로 구성된 그레이스케일 제이펙 이미지 데이터에 색차 성분(즉, Cb 성분 및 Cr 성분)을 추가하여 칼라 제이펙 이미지 데이터와 동일한 형식으로 변환하는 기능을 수행한다. 여기서, 이미지 변환부(320)는 제이펙 이미지 데이터의 형식을 칼라 제이펙 이미지 데이터의 형식으로 변환하는 것으로, 그레이스케일 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지로 변환하는 것은 아니다.
도 3b를 참조하면, 이미지 변환부(320)는 헤더 변경부(321), 엔트로피 디코딩부(322), 색차 정보 삽입부 및 데이터 통합부(324)를 포함하여 구성된다. 여기서, 헤더 변경부(321) 및 엔트로피 디코딩부(322)는 엔트로피 코딩 테이블(325)과 결합되어 기능을 수행할 수 있다. 또한, 엔트로피 코딩 테이블(325)은 범용으로 제이펙 디코더(330)와 공유되어 사용될 수도 있다.
헤더 변경부(321)는 이미지 분석부(310)를 통해 입력된 그레이스케일 제이펙 이미지 데이터의 비트스트림을 칼라 제이펙 이미지 데이터의 형식으로 변환하는 기 능을 수행한다.
예를 들어, 헤더 변경부(321)는 휘도 성분(Y 성분)만을 포함한 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보를 칼라 제이펙 이미지에 상응하도록 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 변경하고 색차 성분 삽입에 상응하여 DQT 마커 및 DHT 마커에 색차 성분에 상응하는 테이블 정보(즉, 크로미넌스(chrominance) 양자화 테이블 정보, 크로미넌스 허프만 테이블 정보 등)을 삽입한다.
예를 들어, 헤더 변경부(321)는 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 '01'에서 '03'으로 변경하여 색차 성분(즉, Cb 성분 및 Cr 성분)이 삽입된 칼라 제이펙 이미지로 변경할 수 있다.
여기서, 헤더 변경부(321)는 DQT 마커 및 DHT 마커의 크로미넌스에 상응하는 테이블 정보를 삽입하지 않을 수도 있으나, 본 명세서에서는 제이펙 표준 스트림에 상응하도록 그레이스케일 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지의 형식으로 변경하기 위해 DQT 마커 및 DHT 마커에 크로미넌스에 상응하는 테이블 정보들을 추가로 삽입하는 것을 가정하여 설명하기로 한다.
여기서, 헤더 변경부(321)는 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보의 DQT 마커 및 DHT 마커에 추가로 삽입하는 크로미넌스에 상응하는 테이블 정보는 제이펙 표준에서 제공하는 테이블 정보일 수 있다. 헤더 변경부(321)는 이와 같이 칼라 제이펙 이미지의 헤더 정보 형식으로 변경된 헤더 정보를 임시 저장 공간(예를 들어, 버퍼, 배열 등)에 일시적으로 저장할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(322)는 미리 정해진 복호화 알고리즘을 이용하여 엔트로 피 코딩 테이블(325)을 참조하여 그레이스케일 제이펙 이미지의 데이터를 복호화한다. 여기서, 엔트로피 디코딩부(322)는 허프만 복호화 알고리즘을 이용하여 그레이스케일 제이펙 파일의 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(322)가 허프만 복호화 알고리즘을 이용하여 영상 데이터를 복호화하는 경우, 엔트로피 코딩 테이블(325)은 허프만 테이블일 수 있다. 물론, 여기서, 허프만 테이블은 구현 시점에 생성된 정보가 저장된 테이블일 수도 있으며, 제이펙 표준에 정의된 정보가 저장된 테이블일 수도 있다.
예를 들어, 엔트로피 디코딩부(322)는 그레이스케일 제이펙 이미지의 휘도 성분(Y 성분, Luminance)에 대한 허프만 복호화를 수행하여 몇비트까지가 하나의 MCU(minimum coded unit, 이하에서는 "MCU"라 칭하기로 함)인지를 결정하여 해당 MCU를 색차 정보 삽입부(323)로 전달할 수 있다.
색차 정보 삽입부(323)는 엔트로피 디코딩부(322)로부터 입력된 MCU의 마지막 비트에 색차 정보(즉, Cb 성분 및 Cr 성분)를 삽입하고 MCU를 변경하여 임시 저장 공간에 일시적으로 저장하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 색차 정보 삽입부(323)는 휘도 성분만으로 구성된 MCU의 마지막 비트에 4비트의 Cb 성분 및 Cr 성분을 각각 추가로 삽입할 수 있다. 즉, 색차 정보 삽입부(323)는 엔트로피 디코딩부(322)로부터 입력된 MCU 마지막 비트에 4비트의 Cb 및 Cr의 데이터를 각각 미리 정해진 고정된 값(예를 들어, '0')으로 삽입할 수 있다. 이와 같이, Cb 및 Cr의 데이터값을 '0'로 고정하여 삽입함으로 인해, 원본 그레이스케일 제이펙 이미지의 변경 없이 칼라 제이펙 이미지의 데이터 형식으로 변경할 수 있다.
여기서, 엔트로피 디코딩부(322) 및 색차 정보 삽입부(323)는 그레이스케일 제이펙 이미지의 모든 휘도 성분에 대해 복호화를 수행하고 색차 정보를 삽입할때까지 반복적으로 수행할 수 있다.
데이터 통합부(324)는 헤더 변경부(321)에 의해 칼라 제이펙 이미지의 헤더 정보의 형식에 상응하도록 변경된 헤더 정보와 색차 정보 삽입부(323)를 통해 색차 정보(즉, Cb 및 Cr 성분)가 삽입된 데이터 정보를 통합하여 칼라 제이펙 이미지로 병합하여 제이펙 디코더(330)로 전달하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 데이터 통합부(324)는 임시 저장 공간에 저장된 변경된 헤더 정보 및 변경된 데이터 정보를 이용하여 칼라 제이펙 이미지에 상응하는 비트스트림으로 통합하여 제이펙 디코더(330)로 전달할 수 있다. 이로 인해, 제이펙 디코더(330)는 칼라 제이펙 이미지의 형식으로 변경된 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화할 수 있다. 제이펙 디코더(330)의 동작은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 12에 도 11에 예시된 그레이스케일 이미지의 헤더 정보가 칼라 이미지에 상응하는 헤더 정보로 변환된 일부 헤더 정보가 예시되어 있다.
도 3a에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명에 따른 디지털 영상 처리 장치()의 내부 구성 요소들(예를 들어, 이미지 분석부(310), 헤더 변경부(321), 엔트로피 디코딩부(322), 색차 정보 삽입부(323), 데이터 통합부(324), 제이펙 디코더(330) 등)을 제어하는 기능을 수행하는 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그레이스케일 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지의 형식에 상응하는 데이터로 변경하는 과정을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 이미지 분석부(310)가 입력된 영상 데이터가 그레이스케일 제이펙 이미지인 것으로 결정하여 그레이스케일 제이펙 이미지를 칼라 제이펙 이미지의 형식으로 변경하기 위해 이미지 변환부(320)로 전달한 이후의 동작에 대해 설명하기로 한다.
단계 1310에서 헤더 변경부(321)는 엔트로피 코딩 테이블(325)을 참조하여 크로미넌스에 상응하는 미리 설정된 양자화 테이블 정보를 DQT 마커에 삽입하고, 허프만 테이블 정보를 DHT 마커에 삽입한다. 구현 방법에 따라 헤더 변경부(321)에 의해 DQT 마커에 크로미넌스에 상응하는 미리 설정된 양자화 테이블 정보를 삽입하고 허프만 테이블 정보를 DHT 마커에 삽입하는 과정을 생략될 수도 있다.
단계 1315에서 헤더 변경부(321)는 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 칼라 제이펙 이미지에 상응하는 컴포넌트 개수에 상응하도록 변경한다.
예를 들어, 헤더 변경부(321)는 SOF 마커의 8번째 1B 정보를 추출하여 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보(예를 들어, '03')로 변경할 수 있다. 즉, 그레이스케일 제이펙 이미지는 휘도 성분만을 포함하기 때문에 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보가 각각 '01'로 설정되어 있다. 헤더 변경부(321)는 해당 컴포넌트 개수 정보를 칼라 제이펙 이미지에 상응하는 컴포넌트 개수 정보(예를 들어, '03')로 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 변경할 수 있다. 헤더 변경부(321)는 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보가 칼라 제이펙 이미지의 헤더 정보 형식에 상응하도록 변경된 헤더 정보를 임시 저장 공간에 일시적으로 저장할 수 있다.
도 12에 본 발명에 바람직한 일 실시예에 따라 그레이스케일 제이펙 이미지의 헤더 정보를 칼라 제이펙 이미지의 헤더 정보에 상응하도록 변경된 헤더 정보가 예시되어 있다.
단계 1320에서 엔트로피 디코딩부(322)는 그레이스케일 제이펙 이미지의 하나의 휘도 성분을 포함하는 하나의 MCU블록을 엔트로피 코딩 테이블(325)을 참조하여 복호화를 수행하여 색차 정보 삽입부(323)로 전달한다.
예를 들어, 그레이스케일 제이펙 이미지의 데이터는 휘도 성분에 상응하는 데이터만을 포함하고 있으므로, 휘도 성분에 색차 정보(즉, Cb 및 Cr 성분)를 추가로 삽입하기 위해 엔트로피 디코딩부(322)는 하나의 휘도 성분에 상응하는 하나의 MCU 블록을 복호화하여 색차 정보 삽입부(323)로 전달할 수 있다.
단계 1325에서 색차 정보 삽입부(323)는 엔트로피 디코딩부(322)로부터 입력된 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 색차 정보에 상응하여 미리 설정된 값을 삽입하여 임시 저장 공간에 일시적으로 저장한다.
예를 들어, 색차 정보 삽입부(323)는 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 4비트의 Cb 및 Cr 성분에 상응하여 미리 설정된 값(예를 들어, '0')을 추가로 삽입할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 값은 색정보를 포함하지 않는 의미 없는 값으로 원본의 색상 변화에 영향을 주지 않을 수 있다. 본 명세서에서는 Cb 및 Cr 성분에 상응하여 미리 설정된 값을 각각 4비트씩 삽입하는 것을 중점으로 설명하나 이는 일 실시예일뿐 구현 방법에 따라 4비트 이외의 8비트, 16비트 등 다른 비트로 삽입할 수도 있음은 당연하다.
단계 1330에서 제어부(미도시)는 모든 MUC 블록이 엔트로피 디코딩부(322)에 의해 복호화되고 색차 정보 삽입부(323)에 의해 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 추가로 색차 정보에 상응하여 설정된 값이 삽입되었는지 여부를 결정한다.
만일 모든 MCU 블록이 복호화되지 않았다면, 단계 1320 내지 단계 1325를 반복 수행한다.
그러나, 만일 모든 MCU 블록이 복호화되었다면, 단계 1335에서 데이터 통합부(324)는 단계 1310 내지 단계 1315에서 칼라 제이펙 이미지에 상응하는 헤더 정보로 변경된 헤더 정보와 단계 1320 내지 단계 1325에서 복호화되어 색차 정보가 삽입된 데이터를 통합하여 제이펙 디코더(330)로 전달한다.
단계 1340에서 제이펙 디코더(330)는 데이터 통합부(324)로부터 통합되어 입력된 칼라 제이펙 이미지를 복호화한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 그레이스케일 제이펙 이미지 변환 기능을 구비한 칼라 제이펙 복호화 장치 및 방법을 제공함으로써, 칼라 제이펙 이미지 디코더를 이용하여 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 하드웨어 추가 비용 없이 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호화할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 그레이스케일 제이펙 이미지를 복호를 위한 변환 시간이 적게 소요되며 별도의 하드웨어 설계상의 수정이 필요치 않은 효과도 있다.
또한, 본 발명은 칼라 제이펙 디코더만을 내장한 모든 휴대용 디지털 처리 장치에 별도의 하드웨어 설계 변경 없이 적용할 수 있으며, 이로 인해 칼라 제이펙 디코더의 성능을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 그레이스케일 이미지의 헤더 정보에 포함된 SOF(start of frame) 마커 및 SOS(start of scan) 마커의 컴포넌트 개수 정보를 칼라 이미지의 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 헤더 변경부;
    상기 그레이스케일 이미지의 휘도 성분을 포함하는 하나의 MCU(minimum coded unit) 블록을 엔트로피 코딩 테이블을 참조하여 복호화하는 엔트로피 디코딩부;
    상기 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 색차 정보에 상응하여 미리 설정된 비트 정보를 삽입하는 색차 정보 삽입부; 및
    상기 변경된 헤더 정보와 상기 색차 정보가 삽입된 MUC블록들을 통합하여 상기 칼라 이미지를 생성하는 데이터 병합부를 포함하는 이미지 변환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 헤더 변경부는 크로미넌스(chrominance)에 상응하는 양자화 테이블 정보를 DQT(define quantization table) 마커에 삽입하고, 상기 크로미넌스에 상응하는 허프만 테이블 정보를 DHT(define Huffman table) 마커에 삽입하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 색차 정보는 Cb 성분 및 Cr 성분인 것을 특징으로 하는 이미지 변환기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 헤더 변경부는 상기 헤더 정보에서 미리 설정된 2B(byte)의 SOF 마커 식별자를 찾아 상기 SOF 마커 식별자 이후 8번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하며, 미리 설정된 2B의 SOS 마커 식별자를 찾고, 상기 SOS 마커 식별자 이후 3번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환기.
  5. 칼라 이미지를 복호화할 수 있는 이미지 디코더의 전단에 구비된 이미지 변환기가 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지에 상응하는 형식으로 변환하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 그레이스케일 이미지의 헤더 정보에 포함된 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 상기 칼라 이미지에 상응하여 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계;
    (b) 상기 그레이스케일 이미지의 휘도 성분만 포함된 하나의 MCU 블록을 미리 설정된 엔트로피 코딩 테이블을 참조하여 복호화하는 단계;
    (c) 상기 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 미리 설정된 색차 정보에 상응하는 비트 정보를 삽입하는 단계; 및
    (d) 상기 변경된 헤더 정보 및 상기 색차 정보가 삽입된 상기 MCU 블록을 통합하여 상기 칼라 이미지를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 (b) 단계 내지 상기 (c) 단계는 상기 MCU 블록을 모두 복호화하여 상기 색차 정보를 삽입할때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 크로미넌스(chrominance)에 상응하는 양자화 테이블 정보를 DQT 마커에 삽입하고, 상기 크로미넌스에 상응하는 허프만 테이블 정보를 DHT 마커에 삽입하는 단계를 더 포함하는 이미지 변환 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    미리 설정된 2B(Byte)의 SOF 마커 식별자를 찾는 단계;
    상기 SOF 마커 식별자 이후 8번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계;
    미리 설정된 2B의 SOS 마커 식별자를 찾는 단계; 및
    상기 SOS 마커 식별자 이후 3번째 1B의 상기 컴포넌트 개수 정보를 추출하여 상기 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계를 포함하는 이미지 변환 방법.
  8. 칼라 이미지를 복호화할 수 있는 이미지 디코더의 전단에 구비되어 그레이스케일 이미지를 칼라 이미지에 상응하는 형식으로 변환하는 방법을 수행하기 위해 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
    (a) 상기 그레이스케일 이미지의 헤더 정보에 포함된 SOF 마커 및 SOS 마커의 컴포넌트 개수 정보를 상기 칼라 이미지에 상응하여 미리 설정된 컴포넌트 개수 정보로 변경하는 단계;
    (b) 상기 그레이스케일 이미지의 휘도 성분만 포함된 하나의 MCU 블록을 미리 설정된 엔트로피 코딩 테이블을 참조하여 복호화하는 단계;
    (c) 상기 복호화된 MCU 블록의 마지막 비트에 미리 설정된 색차 정보에 상응 하는 비트 정보를 삽입하는 단계; 및
    (d) 상기 변경된 헤더 정보 및 상기 색차 정보가 삽입된 상기 MCU 블록을 통합하여 상기 칼라 이미지를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 (b) 단계 내지 상기 (c) 단계는 상기 MCU 블록을 모두 복호화하여 상기 색차 정보를 삽입할때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 프로그램을 기록한 기록 매체.
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