KR101523767B1 - Apparatus and method for encoding/decoding color image - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컬러 영상 부호화/복호화 장치에 관한 것으로서, 컬러 영상 부호화 장치는 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 획득하는 영상 센싱부; 획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 특정위치에서 선형예측을 수행하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 상기 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환부; 및 변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화부를 포함한다.The present invention relates to a color image encoding / decoding apparatus, which comprises: an image sensing unit for acquiring a sampled color image of a first color coordinate system; And converting the sampled color image of the acquired first color coordinate system into a color image of a second color coordinate system having the same number of pixels by performing linear prediction at a specific position, A color conversion unit for calculating a component value of a second color coordinate system at a specific position and converting the calculated component value into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result; And an encoding unit encoding the converted color image of the second color coordinate system to generate a compressed image.
Description
본 발명은 컬러 영상 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, CFA(Color Filter Array)를 이용하여 획득한 샘플링된 컬러 영상을 부호화/복호화하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color image encoding / decoding apparatus and method, and more particularly, to an apparatus and method for encoding / decoding a sampled color image obtained using a CFA (Color Filter Array).
대부분 디지털 카메라, 디지털 캠코더, 휴대용 카메라 폰 등의 영상 장치들은 영상을 디지털 포맷으로 저장한다. 예컨대, 대부분의 디지털 카메라는 JPEG(Joint Photographic Expert Group) 등과 같은 압축 기법을 사용하여 영상을 압축한다. 또한, 많은 디지털 캠코더 역시 동영상을 디지털 포맷으로 저장한다.Most video devices such as digital cameras, digital camcorders, and portable camera phones store images in a digital format. For example, most digital cameras compress images using compression techniques such as JPEG (Joint Photographic Expert Group). In addition, many digital camcorders also store moving pictures in digital format.
점점 더 많은 수의 영상 장치가 정지영상 및 동영상을 디지털 포맷으로 저장한다. 그리고 대부분의 휴대폰이 카메라를 장착하고 있고, 디지털 통신을 통해 정지영상 및 동영상을 전송할 수 있다.More and more video devices store still images and movies in digital format. Most mobile phones are equipped with cameras and can transmit still images and moving images via digital communication.
CFA를 구비한 단일 영상 센서를 사용하는 영상 시스템에서 샘플링된 컬러 영상은 보간 알고리즘에 의하여 풀컬러(full color) 영상으로 보간된다. 이러한 보간 과정에 의해 생성된 풀컬러 영상의 데이터량은 샘플된 컬러 영상의 데이터량의 3배에 달한다는 문제점이 있다.The color image sampled in an image system using a single image sensor with CFA is interpolated into a full color image by an interpolation algorithm. The data amount of the full color image generated by the interpolation process is three times the data amount of the sampled color image.
도 1은 이러한 문제를 해결하기 위한 종래 기술에 따른 컬러 영상을 변환하는 원리를 설명하기 위한 제1 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 컬러 영상을 변환하는 원리를 설명하기 위한 제2 도면이다.FIG. 1 is a first diagram for explaining a principle of converting a color image according to the related art to solve such a problem, and FIG. 2 is a second diagram for explaining the principle of converting a color image according to the related art.
도 1을 참조하면, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 획득한 RGB 컬러 영상을 기 설정된 개수의 화소 단위로 Yuv 등의 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 방법이 제안되었다.Referring to FIG. 1, in order to solve such a problem, a method has been proposed in which the obtained RGB color image is converted into a color image of a second color coordinate system such as Yuv by a predetermined number of pixels.
이때, Yuv 색좌표계의 Y1, Y2, u, v는 다음의 [수학식 1]과 같이 계산할 수 있다.At this time, Y1, Y2, u, and v of the Yuv color coordinate system can be calculated as shown in the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
Y1 = w11*R+w12*G1+w13*B Y1 = w 11 * R + w 12 * G1 + w 13 * B
Y2 = w21*R+w22*G2+w23*B Y2 = w 21 * R + w 22 * G2 + w 23 * B
u = w31*R+w32*G1+w32*G2+w33*Bu = w 31 * R + w 32 *
v = w41*R+w42*G1+w42*G2+w43*B.v = w 41 * R + w 42 *
또한 상기 [수학식 1]을 변형하여 다음과 같은 [수학식 2]를 사용할 수 있다.In addition, the following Equation (2) can be used by modifying Equation (1).
[수학식 2]&Quot; (2) "
Y1 = w11*R+w12*G1+w13*B Y1 = w 11 * R + w 12 * G1 + w 13 * B
Y2 = w21*R+w22*G2+w23*B Y2 = w 21 * R + w 22 * G2 + w 23 * B
u = w31*R+w32*G1+w33*Bu = w 31 * R + w 32 *
v = w41*R+w42*G2+w43*Bv = w 41 * R + w 42 * G2 + w 43 * B
위의 [수학식 2]에서 다른 위치에 존재한 G1, G2, R, B를 사용하여 Yuv 색좌표계의 Y1, Y2, u, v 콤포넌트 값을 계산하는 경우 원영상에는 존재하지 않았던 고주파 성분이 발생할 있다.In calculating the Y1, Y2, u, and v component values of the Yuv color coordinate system using G1, G2, R, and B located at different positions in the
도 2를 참조하면, 이와 같이 다른 가로축에 위치하는 G1, G2 값은 동일 가로축의 Y1, Y2로 변환하는 경우, 원래 영상에는 존재하지 않았던 고주파 성분이 발생할 수 있고 이를 코딩 효율의 저하를 가져오게 된다.Referring to FIG. 2, when G1 and G2 located on different horizontal axes are converted to Y1 and Y2 of the same horizontal axis, high frequency components that are not present in the original image may be generated, which may result in lower coding efficiency .
또한 다른 가로축에 위치하는 G1, G2 값은 동일 가로축의 Y1, Y2로 변환하는 경우, 동영상 부호화 시 움직임 예측 및 보상(motion estimation, motion compensation)에도 오류가 발생할 수 있어 최적의 해를 얻기가 어렵다는 문제점이 있다.Also, when the G1 and G2 values located on the other horizontal axes are converted to Y1 and Y2 of the same horizontal axis, errors may occur in motion estimation and motion compensation in moving picture encoding, which makes it difficult to obtain an optimal solution .
따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, CFA(Color Filter Array)를 이용하여 획득한 RGB 색좌표계의 컬러 영상의 RGB 화소가 서로 다른 위치에 존재하는 것을 고려하여, 먼저 원하는 위치에 해당하는 RGB 값을 선형 예측하여 다른 색좌표계의 컬러 영상으로 변환한 후에 이를 부호화하도록 하는 CFA를 이용하여 획득한 샘플링된 컬러 영상을 부호화/복호화하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.Therefore, in consideration of the fact that the RGB pixels of the color image of the RGB color coordinate system acquired by using the CFA (Color Filter Array) exist at different positions, the RGB Decoding the color image obtained by using the CFA that linearly predicts the color image and converts the color image into a color image of a different color coordinate system and then encodes the color image, and a method of encoding / decoding the sampled color image.
본 발명의 다른 목적은 RGB 화소가 서로 다른 위치에 존재하는 것을 고려하여 먼저 원하는 위치에 해당하는 RGB 값은 선형예측하는 경우 역변환이 불가능하여 지는 것을 방지하기 위하여 영상을 복수 개의 영역으로 분할한 후, 선형 예측을 각 영역에서만 수행하여 다른 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하여 이를 부호화할 수 있도록 하는 CFA를 이용하여 획득한 샘플링된 컬러 영상을 부호화/복호화하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for dividing an image into a plurality of regions in order to prevent inversion in case of performing linear prediction on RGB values corresponding to desired positions considering that RGB pixels exist at different positions, The present invention also provides an apparatus and method for encoding / decoding a sampled color image using a CFA that performs linear prediction only in each region and converts the color image into a color image of a different color coordinate system.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 한 관점에 따른 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치는 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 획득하는 영상 센싱부; 획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 특정위치에서 선형예측을 수행하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 상기 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환부; 및 변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for encoding a color image, comprising: an image sensing unit for acquiring a sampled color image of a first color coordinate system; And converting the sampled color image of the acquired first color coordinate system into a color image of a second color coordinate system having the same number of pixels by performing linear prediction at a specific position, A color conversion unit for calculating a component value of a second color coordinate system at a specific position and converting the calculated component value into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result; And an encoding unit encoding the converted color image of the second color coordinate system to generate a compressed image.
바람직하게, 상기 제1 색좌표계는 RGB 색좌표계인 것을 특징으로 한다.Preferably, the first color coordinate system is an RGB color coordinate system.
바람직하게, 상기 제2 색좌표계는 YUV 색좌표계인 것을 특징으로 한다.Preferably, the second color coordinate system is a YUV color coordinate system.
바람직하게, 상기 컬러 변환부는 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 복수 개의 화소를 하나의 단위로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the color conversion unit converts the sampled color image of the first color coordinate system into a color image of the second color coordinate system as a unit of a plurality of pixels.
본 발명의 다른 한 관점에 따른 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치는 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 획득하는 영상 센싱부; 획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 전체영상을 복수개의 영역으로 분할한 후 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환부; 및 변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for encoding a color image, comprising: an image sensing unit for acquiring a sampled color image of a first color coordinate system; The color image sampled in the first color coordinate system is converted into a color image in the second color coordinate system having the same number of pixels. In this case, the entire image is divided into a plurality of regions, and then the component values of the first coordinate system A color conversion unit for calculating a component value of the second color coordinate system and converting the calculated component value into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result; And an encoding unit encoding the converted color image of the second color coordinate system to generate a compressed image.
바람직하게, 상기 컬러 변환부는 상기 전체영상을 복수개의 영역으로 분할한 후 특정위치에서 상기 특정위치를 포함하는 영역의 화소만을 사용하여 상기 특정위치에서 선형예측을 수행하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 상기 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the color converter divides the entire image into a plurality of regions and then performs a linear prediction at the specific position using only pixels of a region including the specific position at a specific position, And calculates a component value and a component value of a second color coordinate system of the specific position.
본 발명의 또 다른 한 관점에 따른 CFA를 이용하여 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 특정위치에서 선형예측을 수행하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 상기 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환한 영상을 압축한 신호를 복호화하는 복호화 장치는 수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화부; 및 상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환부를 포함할 수 있다.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels by using the CFA according to another aspect of the present invention, And a component value of a second color coordinate system at the specific position, and decodes a signal obtained by compressing an image obtained by converting the color component of the second color coordinate system into a color image based on the calculated result, The apparatus comprising: a decoding unit decoding a received compressed signal to generate a decoded color signal of a second color coordinate system; And a color inversion unit for performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system.
본 발명의 또 다른 한 관점에 따른 CFA를 이용하여 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어, 전체영상을 복수개의 영역으로 분할하고 특정위치에서 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하기 위하여 선형예측을 수행할 때 상기 특정위치를 포함하는 영역의 화소만을 사용하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환한 영상을 압축한 신호를 복호화하는 복호화 장치는 수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화부; 및 상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환부를 포함할 수 있다.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels by using the CFA according to another aspect of the present invention, When calculating the component values of the second color coordinate system, the component values of the first coordinate system and the second color coordinate system of the specific position are calculated using only the pixels of the region including the specific position, The decoding apparatus decodes a signal obtained by compressing an image obtained by performing a calculation on the basis of a result of the calculation and transforming the image into the color image of the second color coordinate system. The decoding apparatus decodes the received compressed signal to generate a decoded color signal of the second color coordinate system ; And a color inversion unit for performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system.
본 발명의 또 다른 한 관점에 따른 컬러 영상을 부호화하기 위한 방법은 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 획득하는 영상 센싱단계; 획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 특정위치에서 선형예측을 수행하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 상기 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환단계; 및 변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of encoding a color image, the method comprising: sensing an image of a color sampled in a first color coordinate system; And converting the sampled color image of the acquired first color coordinate system into a color image of a second color coordinate system having the same number of pixels by performing linear prediction at a specific position, A color conversion step of calculating a component value of a second color coordinate system at a specific position and converting the component value into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result; And encoding the converted color image of the second color coordinate system to generate a compressed image.
바람직하게, 상기 제1 색좌표계는 RGB 색좌표계인 것을 특징으로 한다.Preferably, the first color coordinate system is an RGB color coordinate system.
바람직하게, 상기 제2 색좌표계는 YUV 색좌표계인 것을 특징으로 한다.Preferably, the second color coordinate system is a YUV color coordinate system.
바람직하게, 상기 컬러 변환단계는 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 복수 개의 화소를 하나의 단위로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the color conversion step converts the sampled color image of the first color coordinate system into a color image of the second color coordinate system as a unit of a plurality of pixels.
본 발명의 또 다른 한 관점에 따른 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치는 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 획득하는 영상 센싱단계; 획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 전체영상을 복수개의 영역으로 분할한 후 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환단계; 및 변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for encoding a color image, comprising: an image sensing step of acquiring a sampled color image of a first color coordinate system; The color image sampled in the first color coordinate system is converted into a color image in the second color coordinate system having the same number of pixels. In this case, the entire image is divided into a plurality of regions, and then the component values of the first coordinate system A color conversion step of calculating a component value of a second color coordinate system and converting the result into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result; And encoding the converted color image of the second color coordinate system to generate a compressed image.
바람직하게, 상기 컬러 변환단계는 상기 전체영상을 복수개의 영역으로 분할한 후 특정위치에서 상기 특정위치를 포함하는 영역의 화소만을 사용하여 상기 특정위치에서 선형예측을 수행하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 상기 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the color conversion step may include a step of dividing the entire image into a plurality of regions, performing a linear prediction at the specific position using only pixels of a region including the specific position at a specific position, And a component value of a second color coordinate system of the specific position.
본 발명의 또 다른 한 관점에 따른 CFA를 이용하여 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 특정위치에서 선형예측을 수행하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 상기 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환한 영상을 압축한 신호를 복호화하는 복호화 방법은 수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화 단계; 및 상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환 단계를 포함할 수 있다.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels by using the CFA according to another aspect of the present invention, And a component value of a second color coordinate system at the specific position, and decodes a signal obtained by compressing an image obtained by converting the color component of the second color coordinate system into a color image based on the calculated result, A decoding step of decoding a received compressed signal to generate a decoded color signal of a second color coordinate system; And a color inversion step of performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system.
본 발명의 또 다른 한 관점에 따른 CFA를 이용하여 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어, 전체영상을 복수개의 영역으로 분할하고 특정위치에서 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하기 위하여 선형예측을 수행할 때 상기 특정위치를 포함하는 영역의 화소만을 사용하여 상기 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환한 영상을 압축한 신호를 복호화하는 복호화 방법은 수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화 단계; 및 상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환 단계를 포함할 수 있다.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels by using the CFA according to another aspect of the present invention, When calculating the component values of the second color coordinate system, the component values of the first coordinate system and the second color coordinate system of the specific position are calculated using only the pixels of the region including the specific position, And decodes a signal obtained by compressing the image converted into the color image of the second color coordinate system based on the calculated result, the decoding method decodes the received compressed signal to generate a decoded color signal of the second color coordinate system ; And a color inversion step of performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system.
이를 통해, 본 발명은 CFA를 이용하여 획득한 RGB 색좌표계의 컬러 영상의 RGB 화소가 서로 다른 위치에 존재하는 것을 고려하여, 먼저 원하는 위치에 해당하는 RGB 값을 선형 예측하여 다른 색좌표계의 컬러 영상으로 변환한 후에 이를 부호화하도록 함으로써, 컬러 영상을 효과적으로 부호화 및 복호화 할 수 있다.In consideration of the fact that the RGB pixels of the color image of the RGB color coordinate system obtained using the CFA exist at different positions, the present invention linearly predicts the RGB values corresponding to the desired positions, And then encodes it, it is possible to effectively encode and decode the color image.
도 1은 종래 기술에 따른 컬러 영상을 변환하는 원리를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 컬러 영상을 변환하는 원리를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 부호화 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이어(Bayer) 패턴의 CFA를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 부호화 과정을 설명하기 위한 선형 보간 행렬이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 복호화 과정을 설명하기 위한 역방향 선형 보간 행렬이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 복호화 과정을 설명하기 위한 다른 예의 역방향 선형 보간 행렬이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 부호화 과정에서 영상을 가로 방향으로 분할한 후 선형 예측하는 예를 보여 주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 부호화 과정에서 영상을 작은 블록으로 분할한 후 선형 예측하는 예를 보여 주는 도면이다.
도 10은 보간 없이 샘플링된 RGB 영상을 Yuv 영상으로 변환한 예를 보여 주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 부호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 복호화 장치를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 복호화 방법을 나타내는 도면이다.1 is a first diagram for explaining a principle of converting a color image according to the related art.
2 is a second diagram for explaining the principle of converting a color image according to the related art.
3 is a block diagram of a color image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a CFA of a Bayer pattern according to an embodiment of the present invention.
5 is a linear interpolation matrix for explaining a color image encoding process according to an embodiment of the present invention.
6 is a backward linear interpolation matrix for explaining a color image decoding process according to an embodiment of the present invention.
7 is a backward linear interpolation matrix of another example for explaining a color image decoding process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of linear prediction after dividing an image in a horizontal direction in a color image encoding process according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
9 is a diagram illustrating an example in which an image is divided into small blocks and linearly predicted in a color image encoding process according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating an example of converting an RGB image sampled without interpolation into a Yuv image.
11 is a diagram illustrating a color image encoding method according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram of a color image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a color image decoding method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 영상 부호화/복호화 장치 및 방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.Hereinafter, a color image encoding / decoding apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention will be described in detail with reference to the portions necessary for understanding the operation and operation according to the present invention.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.In describing the constituent elements of the present invention, the same reference numerals may be given to constituent elements having the same name, and the same reference numerals may be given thereto even though they are different from each other. However, even in such a case, it does not mean that the corresponding component has different functions according to the embodiment, or does not mean that the different components have the same function. It should be judged based on the description of each component in the example.
특히, 본 발명에서는 CFA(Color Filter Array)를 이용하여 획득한 RGB 색좌표계의 컬러 영상의 RGB 화소가 서로 다른 위치에 존재하는 것을 고려하여, 먼저 원하는 위치에 해당하는 RGB 값을 선형 예측하여 다른 색좌표계의 컬러 영상으로 변환한 후에 이를 부호화하는 새로운 컬러 영상 부호화 방안을 제안하려 한다.In particular, in consideration of the fact that the RGB pixels of the color image of the RGB color coordinate system obtained by using the CFA (Color Filter Array) exist at different positions, the RGB values corresponding to the desired positions are linearly predicted, We propose a new color image coding method that converts the color image into a color image of the coordinate system and then encodes it.
부연 설명하면, CFA를 구비한 단일 영상 센서를 사용하는 영상 시스템에서 샘플링된 컬러 영상은 보간 알고리즘에 의하여 풀컬러(full color) 영상으로 보간 된다. 이러한 보간 과정에 의해 생성된 RGB 풀컬러 영상의 데이터량은 샘플링된 컬러 영상의 데이터량의 3배에 달한다. 이를 Yuv420 포맷으로 변환하여도 데이터량이 1.5배로 증가하여 부호화 효율이 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 RGB 영상을 동일한 화소 수를 갖는 Yuv영상으로 변환하여야 하는데 기존의 방식에서는 일정단위(예, 4개)의 화소를 기준으로 RGB 화소를 Yuv화소로 변환한다. 이 때, 다른 가로축에 위치하는 G1, G2 값은 동일 가로축의 Y1, Y2로 변환하여, 원영상에는 존재하지 않았던 고주파 성분이 발생할 수 있고 이를 코딩 효율의 저하를 가져오게 된다. 또한 Y, u, v 값을 계산하는 데 있어 다른 위치에 존재하는 R, G, B 컴포넌트 값을 사용함으로 원영상에는 존재하지 않았던 고주파 성분이 추가로 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 먼저 원하는 위치에 해당하는 RGB값을 선형 예측하여 Yuv 컬러 영상으로 변환한 후에 이를 부호화한다.In other words, a color image sampled in an image system using a single image sensor having CFA is interpolated into a full color image by an interpolation algorithm. The data amount of the RGB full color image generated by this interpolation process is three times the data amount of the sampled color image. Even if this is converted to the Yuv420 format, the data amount is increased by 1.5 times and the coding efficiency is lowered. To solve this problem, RGB images are converted into Yuv images having the same number of pixels. In the conventional method, RGB pixels are converted into Yuv pixels based on a predetermined number of pixels (for example, four). At this time, the values of G1 and G2 located on the other horizontal axis are converted into Y1 and Y2 of the same horizontal axis, so that high frequency components that are not present in the original image may be generated, thereby causing a reduction in coding efficiency. Also, since the R, G, and B component values at different positions are used to calculate the Y, u, and v values, high frequency components that did not exist in the original image may be additionally generated. In order to solve this problem, in the present invention, the RGB values corresponding to the desired positions are linearly predicted, converted into Yuv color images, and then encoded.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 부호화 장치를 나타내는 도면이다.3 is a block diagram of a color image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 영상 부호화 장치(300)는 영상 센싱부(310), 컬러 변환부(320), 및 부호화부(330) 등을 포함하여 구성될 수 있다.3, the color image encoding apparatus 300 according to the present invention may include an
영상 센싱부(310)는 CFA를 이용하여 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 획득할 수 있다.The
컬러 변환부(320)는 획득한 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환할 수 있다. 여기서, 제1 색좌표계는 RGB 색좌표계를 나타내고, 제2 색좌표계는 Yuv 색좌표계를 나타낼 수 있다.The
이때, 컬러 변환부(320)는 특정위치에서 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산할 때 위치 차이를 보정하기 위하여 선형예측을 수행하여 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환할 수 있다.At this time, when calculating the component value of the second color coordinate system at the specific position, the
또한, 컬러 변환부(320)는 전체영상을 복수개의 영역으로 분할하고, 특정위치에서 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산할 때 해당 영역 내의 화소만을 사용하여 선형예측을 수행하여 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환할 수 있다.In addition, the
부호화부(330)은 변환된 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이어(Bayer) 패턴의 CFA를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a CFA of a Bayer pattern according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 10 x 10 영상 센서의 100개의 화소를 1~100까지 번호를 부여하였다. 도3은 CFA Bayer 패턴으로 녹색 50%, 청색과 적색은 각 25%로 구성된다. 부호화 효율을 유지하기 위하여 도3의 영상을 Yuv 좌표로 변환하는 경우 Y 화소 50%, u 및 v 화소 각 25%로 변환되어야 한다.Referring to FIG. 4, 100 pixels of a 10 × 10 image sensor are numbered from 1 to 100. FIG. 3 shows a CFA Bayer pattern consisting of 50% green and 25% blue and red. In order to maintain the coding efficiency, when converting the image of FIG. 3 into Yuv coordinates, the Y pixel should be converted to 50%, and the u and v pixels should be converted to 25%.
여기서 100개의 RGB 화소를 100개의 Yuv 화소로 변환하는 경우, 후술하는 도 10과 같이 도시할 수 있는데, 그 변환 관계는 다음의 [수학식 3]과 같이 표현할 수 있다.Here, when converting 100 RGB pixels to 100 Yuv pixels, the conversion can be expressed as shown in FIG. 10 which will be described later. The conversion relation can be expressed by the following equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
위의 [수학식 3]에서 A는 100 x 100 매트릭스이고, 100개의 RGB 화소를 벡터(100 x 1)로 표시한다. 또한 위의 [수학식 3]에서 아래첨자는 화소 위치를 의미한다.In the above equation (3), A is a matrix of 100 x 100, and 100 RGB pixels are represented by a vector (100 x 1). In Equation (3), the subscript denotes the pixel position.
마찬가지로, 100개의 Yuv 값도 벡터 (100 x 1)로 표시한다. 만일, 매트릭스 A의 역행렬(inverse matrix)이 존재하면 원래 RGB값은 다음의 [수학식 4]와 같이 구할 수 있다.Likewise, 100 Yuv values are also represented by a vector (100 x 1). If there is an inverse matrix of the matrix A, the original RGB value can be obtained as shown in the following equation (4).
[수학식 4]&Quot; (4) "
또한, 이렇게 구한 [수학식 4]는 다음의 [수학식 5]와 같이 표현할 수도 있다.The equation (4) can be expressed as the following equation (5).
[수학식 5]&Quot; (5) "
VRGB = A-1VYuv, 여기서,V RGB = A -1 V Yuv where,
이때, 행렬 A 또는 역행렬의 행(row)은 원영상의 각 화소에 대한 가중치를 나타낸다. 즉, 행렬 A의 각 행은 특정위치의 Y 또는 u 또는 v 컴포넌트 값을 계산하는데 필요한 샘플링된 RGB 영상의 각 화소에 대한 가중치를 나타내고, 역행렬의 행(row)은 샘플링된 RGB 영상의 특정 위치의 R 또는 G 또는 B 컴포넌트 값을 필요한 변환된 Yuv 영상의 각 화소에 대한 가중치를 나타낸다.At this time, a row of the matrix A or the inverse matrix represents a weight for each pixel of the original image. That is, each row of the matrix A represents a weight for each pixel of a sampled RGB image required to calculate a Y or u or v component value at a specific position, and a row of an inverse matrix represents a weight of a specific position of the sampled RGB image Represents the weight for each pixel of the transformed Yuv image that requires R, G, or B component values.
부호화기 입장에서 보면, Y1과 Y2는 동일한 가로 축에 존재하여야 한다. 또한 Y1 값을 계산하는데 있어 화소1에 해당하는 적색값 및 청색값을 사용하여야 한다.From the viewpoint of the encoder, Y1 and Y2 must exist on the same horizontal axis. Also, the red and blue values corresponding to
그러나, 이전 방식에서는 화소24의 Y 컴포넌트 값을 계산할 때, 화소34의 녹색값, 화소33의 청색값, 화소24의 적색값을 사용하여 화소24의 Y 값을 계산함으로 원영상에 존재하지 않은 고주파 성분이 발생하여 부호화 효율을 저하시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 화소24의 위치의 녹색 및 청색값을 선형예측하여 화소24에서의 Y 값을 계산하고자 한다.However, in calculating the Y component value of the
중간 영역에 있는 화소24의 청색 값은 다음의 [수학식 6]과 선형예측하는 것이 가능하다.The blue value of the
[수학식 6]&Quot; (6) "
또한 화소24에서 녹색 값은 다음의 [수학식 7]과 같이 계산할 수 있다.Further, the green value of the
[수학식 7]&Quot; (7) "
이때, Y=wyr*R+wyg*G+wyb*B 를 가정하면, 화소34에 해당하는 행렬A의 34번째 행(row)는 다음의 [수학식 8]과 같은 값을 갖게 된다.Assuming that Y = w yr * R + w yg * G + w yb * B, the 34th row of the matrix A corresponding to the
[수학식 8]&Quot; (8) "
a34 ,24 = wyr a 34 , 24 = w yr
a34 ,13 = a34 ,15 = a34 ,33 = a34 ,35 =wyb/4a 34 , 13 = a 34 , 15 = a 34 , 33 = a 34 , 35 = w yb / 4
a34 ,23 = a34 ,25 = wyg/2a 34 , 23 = a 34 , 25 = w yg / 2
여기서 ai ,j는 행열A의 i번째 행, j번째 열의 element를 의미하고, 34번째 행(row)의 나머지 element의 값은 모두 영(zero)이다.Here, a i , j means the elements of the i-th row and the j-th column of the matrix A, and the values of the remaining elements of the 34-th row are all zero.
또한 다음의 [수학식 9]와 같이 녹색 값을 계산하는 것도 가능하며, 기타 선형 예측 방법을 사용하여 특정 위치에서 R, G, B 값을 계산하는 것이 가능함은 물론이다.It is also possible to calculate the green value as in the following Equation (9), and it is of course possible to calculate the R, G and B values at specific positions using other linear prediction methods.
[수학식 9]&Quot; (9) "
, 또는 , or
유사한 방법으로 화소25에서의 적색 값은 다음의 [수학식 10]과 같이 계산할 수 있다.In a similar manner, the red value in the
[수학식 10]&Quot; (10) "
또한, 화소25에서의 청색 값은 다음의 [수학식 11]과 같이 구할 수 있다.Further, the blue value in the
[수학식 11]&Quot; (11) "
이때, 행렬A의 25번째 행(row)는 다음의 [수학식 12]와 같은 값을 갖게 된다.At this time, the 25th row of the matrix A has the same value as the following Equation (12).
[수학식 12]&Quot; (12) "
a25 ,25 = wyg a 25 , 25 = w yg
a25 ,24 = a25 ,26 = wyr/2a 25 , 24 = a 25 , 26 = w yr / 2
a25 ,15 = a25 ,35 = wyb/2a 25 , 15 = a 25 , 35 = w yb / 2
여기서, 25번째 행(row)의 나머지 element의 값은 모두 영(zero)이다.Here, the values of the remaining elements of the 25th row are all zero.
이렇게 중간 영역에서 Y,u,v 값은 유사한 방법으로 구할 수 있고, 이에 해당하는 행렬A의 행도 결정할 수 있다. 경계 행 또는 열 (예, 1행 또는 1열 등)에서는 다른 방법으로 해당 화소의 녹색, 적색, 청색 값을 예측하여야 한다.In this way, the values of Y, u, and v in the intermediate region can be obtained in a similar manner, and the row of the corresponding matrix A can also be determined. Boundary rows or columns (eg, 1 row or 1 column) must predict the green, red, and blue values of the pixel in a different way.
예컨대, 화소1에서 R1 및 B1의 값은 다음의 [수학식 13]과 같이 선형 예측할 수 있다. 물론 이러한 함수뿐 아니라 다른 선형 예측함수도 사용할 수 있음은 물론이다.For example, the values of R1 and B1 in
[수학식 13]&Quot; (13) "
따라서 화소1에서 Y 값은 G1, ,R1, B1의 선형합으로 계산할 수 있다.Therefore, the Y value in
또한 화소2의 위치에서 녹색 화소 값 G2는 다음의 [수학식 14]와 같이 구할 수 있다.Also, the green pixel value G2 at the position of the
[수학식 14]&Quot; (14) "
또한, 녹색 화소 값 G2를 다음의 [수학식 15]와 같은 선형식을 사용하여 구할 수 있다.Further, the green pixel value G2 can be obtained by using a line format such as the following formula (15).
[수학식 15]&Quot; (15) "
마찬가지로, 화소2의 위치에서 청색 값은 다음의 [수학식 16]과 같이 구할 수 있다.Similarly, the blue value at the position of the
[수학식 16]&Quot; (16) "
또한 이렇게 구한 [수학식 16]으로부터 다음의 [수학식 17]과 같이 근사화 할 수도 있다.From Equation (16) thus obtained, the following Equation (17) can also be approximated.
[수학식 17]&Quot; (17) "
또한, 다른 위치의 화소24에서 v값을 구하기 위하여, 먼저 화소24에서 녹색 값과 청색 값을 다음의 [수학식 18], [수학식 19]와 같이 각각 구할 수 있다.In order to obtain the v value at the
[수학식 18]&Quot; (18) "
[수학식 19]&Quot; (19) "
따라서, R24, G24, B24 값을 이용하여 v24 값을 계산할 수 있다.Therefore, the value of v24 can be calculated using the values of R24, G24, and B24.
v=wvr*R+wvg*G+wvb*B 를 가정하면, 화소24에 해당하는 행렬A의 24번째 행(row)는 다음의 [수학식 20]과 같은 값을 갖게 된다.Assuming v = w vr * R + w vg * G + w vb * B, the 24th row of the matrix A corresponding to the
[수학식 20]&Quot; (20) "
A24,24 = wvr A 24,24 = w vr
A24,13 = a24 ,15 = a24 ,33 = a24 ,35 = wvb/4 A 24,13 = a 24, 15 = a 24, 33 = a 24, 35 = w vb / 4
A24,23 = a24 ,25 = wvg/2 A 24,23 = a 24, 25 = w vg / 2
유사한 방법으로 화소 33에서 u 값을 계산할 수 있다.The u value can be calculated in
이와 같은 방법으로 생성된 행렬 A를 RGB 벡터(VRGB)에 곱하면, Yuv 벡터(VYuv)를 구할 수 있으며, 이 Yuv 벡터에서 Yuv영상을 얻을 수 있다. 이 Yuv 영상에서는 부호화 효율을 저하시키는 고주파 성분을 현저하게 감소시킬 수 있다. 일반적으로 동영상의 화소수는 매우 큰 값을 갖는다. 예로 HDTV의 경우 약 200백만 화소가 존재하고 이 경우 행렬A는 2,000,000 x 2,000,000가 되어 역행렬을 계산하는 것이 거의 불가능하게 된다. 그러나 선형 예측 수행 시, 행렬A 및 행렬A의 역행렬에서는 non-zero값을 갖는 구간이 국부적으로 발생하도록 선형 예측 함수를 선택할 수 있다. [수학식 5]에서 벡터 VRGB 및 VYuv은 전체 영상을 나타내고, 행렬 A 또는 역행렬의 행(row)는 원영상의 각 화소에 대한 가중치를 나타낸다. 즉 행렬 A의 각 행은 특정위치의 Y 또는 u 또는v 컴포넌트 값을 계산하는데 필요한 샘플링된 RGB 영상의 각 화소에 대한 가중치를 나타내고, 역행렬의 행(row)는 샘플링된 RGB 영상의 특정 위치의 R 또는 G 또는B 컴포넌트 값을 필요한 변환된 Yuv 영상의 각 화소에 대한 가중치를 나타낸다. 따라서 행렬 A 또는 역행렬의 행(row)를 원형상 형태로 표시하면 해당 화소를 계산하는데 필요한 가중치를 도식화하여 볼 수 있다.The Yuv vector (V Yuv ) can be obtained by multiplying the RGB vector (V RGB ) by the matrix A generated in this way, and the Yuv image can be obtained from this Yuv vector. In this Yuv image, the high frequency component that lowers the coding efficiency can be remarkably reduced. In general, the number of pixels of a moving picture has a very large value. For example, in the case of HDTV, there are about 200 million pixels, and in this case matrix A becomes 2,000,000 x 2,000,000, making it almost impossible to calculate the inverse matrix. However, in performing the linear prediction, the linear prediction function can be selected so that a section having a non-zero value locally occurs in the inverse matrix of the matrix A and the matrix A. In Equation (5), the vectors V RGB and V Yuv represent the entire image, and the row of the matrix A or the inverse matrix represents a weight for each pixel of the original image. That is, each row of the matrix A represents a weight for each pixel of the sampled RGB image required to calculate a Y or u or v component value at a specific position, and a row of the inverse matrix represents R Or a weight value for each pixel of the converted Yuv image that requires a G or B component value. Therefore, if a row of a matrix A or an inverse matrix is displayed in a circular shape, a weight necessary for calculating the corresponding pixel can be schematically shown.
본 발명에서는 행렬 A 또는 역행렬의 행(row)의 non-zero 구간이 국부적으로 발생하도록 선형 보간 방법을 선택한다. 이와 같이 선형 보간 방법을 선택하면 중간 영역에서는 동일한 패턴이 반복적으로 발생하게 됨으로, non-zero 영역만을 저장하여 색좌표 변화를 효율적으로 수행할 수 있다. 예로 특정 위치의 Yuv 컴포넌트를 계산하는데 사용되는 행렬 A의 행을 다시 원영상의 형태로 표시하면 도4와 같은 패턴을 갖게 할 수 있다 (일부만 표시, zero 또는 매우 작은 값을 갖는 구간 생략). 중간 영역에서는 동일한 패턴이 반복적으로 발생하게 됨으로 적은 용량의 메모리를 사용하여 색변환 작업(RGB->Yuv)을 효율적으로 수행할 수 있다.In the present invention, a linear interpolation method is selected so that a non-zero section of a row of a matrix A or an inverse matrix occurs locally. If the linear interpolation method is selected as described above, the same pattern is repeatedly generated in the intermediate region, so that only the non-zero region can be stored and the color coordinate change can be efficiently performed. For example, a row of the matrix A used to calculate a Yuv component at a specific position may be displayed in the form of an original image to have a pattern as shown in FIG. 4 (only partial display, zero or a section having a very small value is omitted). Since the same pattern is repeatedly generated in the intermediate region, the color conversion operation (RGB-> Yuv) can be efficiently performed using a small amount of memory.
이를 해당하는 역행렬 행을 다시 원영상의 형태로 표시하면 도5와 같이 주어진다 (일부만 표시, zero 또는 매우 작은 값을 갖는 구간 생략).If the corresponding inverse matrix row is displayed again in the form of an original image, it is given as shown in FIG. 5 (partial display only, zero or a section having a very small value is omitted).
즉, 도 6은 역행렬의 행에서 non-zero인 구간이 국부적으로 발생하는 예이다. 마찬가지로 중간 영역에서는 동일한 패턴이 반복적으로 발생하게 됨으로 적은 용량의 메모리를 사용하여 색변환 작업(Yuv->RGB)을 효율적으로 수행할 수 있다.That is, FIG. 6 shows an example where a non-zero period occurs locally in the row of the inverse matrix. Likewise, since the same pattern is repeatedly generated in the intermediate region, the color conversion operation (Yuv- > RGB) can be efficiently performed using a small capacity memory.
즉, 중간 영역에서는 동일한 패턴이 반복적으로 발생하므로 구현이 가능한 일정한 크기 행렬(예, 40 x 40 정도의 행렬)을 사용하여 역행열을 구하여 이를 HDTV 크기의 영상에는 적용할 수 있다. 경계 행(row) 또는 열(colume)의 경우, 이에 맞게 처리하여야 함은 물론이다. 물론, 사용된 선형 함수에 따라 행렬 크기를 변경할 수 있음은 물론이다.That is, since the same pattern is repeatedly generated in the intermediate region, a retrograde column can be obtained using a constant size matrix (for example, a matrix of about 40 × 40) that can be implemented and applied to an HDTV-sized image. In the case of a boundary row or a column, it should be processed accordingly. It goes without saying that the matrix size can be changed according to the linear function used.
도 7 역행렬의 행에서 non-zero인 구간이 거의 모든 영역에서 발생하는 예이다. 만일 도 7과 같이 non-zero인 구간이 국부적으로 발생하지 않는 경우 선형 예측 함수를 조정하여야 한다. 일반적으로 FIR filter의 inverse filter는 IIR filter 형태로 나타난다. 따라서 이론적으로 non-zero인 구간이 영상 전체를 차지하게 되나 대부분의 값이 매우 작은 값을 갖도록 하는 것이 가능하여 FIR filter로 근사화 하여도 잔여 오차를 무시할 수 있을 정도로 감소시키는 것이 가능하다.Figure 7 is an example where a non-zero interval in the row of the inverse matrix occurs in almost all regions. If the non-zero interval does not occur locally as shown in FIG. 7, the linear prediction function should be adjusted. In general, the inverse filter of the FIR filter appears as an IIR filter. Therefore, theoretically, the non-zero region occupies the entire image, but most values can be made very small, so that it is possible to reduce the residual error to a negligible extent even if approximated by an FIR filter.
또 다른 실시 예로 본 발명에서는 non-zero인 구간이 도 7과 영상 전체를 차지하는 것 (즉, 역행렬의 행의 element가 거의 모두 non-zeor가 되는 것)을 방지하기 위하여 선형예측을 수행할 때, 전체 영상을 분할하여 각 분할 영역의 화소값을 예측할 때 동일 영역에 속하는 화소만을 사용하여 예측한다. 예로 도 8에서는 영상을 복수개의 가로 strip로 나누어 특정 strip내의 화소 값을 예측하는 경우 동일 strip의 화소만을 사용하여 선형 예측을 수행한다. 이 경우 역행렬 행의 non-zero인 구간을 국부적으로 제한할 수 있다. 또한, strip를 세로축 방향으로 구성할 수 있음은 물론이다. In another embodiment of the present invention, when linear prediction is performed in order to prevent non-zero intervals from occupying the whole image of FIG. 7 (i.e., elements of rows of an inverse matrix are almost non-zeal) In predicting the pixel values of each divided area by dividing the entire image, only the pixels belonging to the same area are used for prediction. For example, in FIG. 8, when an image is divided into a plurality of horizontal strips and pixel values within a specific strip are predicted, linear prediction is performed using only pixels of the same strip. In this case, the non-zero period of the inverse matrix row can be locally limited. It goes without saying that the strip can be constructed in the longitudinal direction.
도 9는 영상을 복수개의 블록으로 분할하여 각 블록내의 화소 값을 예측하는 경우 동일 블록의 화소만을 사용하는 예를 보여 준다. 이와 같이 영상을 분할하여 선형예측함수를 적용하는 경우 좀더 복잡하고 정교한 예측함수를 사용할 수 있다. 일반적으로 복잡한 선형 예측함수를 사용하는 경우 역행렬 행(row)의 non-zero인 구간이 영상 전체를 차지하게 되어 HDTV와 같은 대화면 분야에 적용하는 것이 불가능하게 된다.9 shows an example in which only pixels of the same block are used in the case of dividing an image into a plurality of blocks and predicting pixel values in the respective blocks. In this way, a more complex and sophisticated prediction function can be used when dividing an image and applying a linear prediction function. In general, when a complex linear prediction function is used, a non-zero interval of an inverse matrix row occupies the entire image, making it impossible to apply it to a large-screen field such as an HDTV.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 부호화 방법을 나타내는 도면이다.11 is a diagram illustrating a color image encoding method according to an embodiment of the present invention.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 영상 부호화 장치는 CFA를 이용하여 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 획득할 수 있다(S1110).As shown in FIG. 11, the color image encoding apparatus according to the present invention can acquire a sampled color image of the first color coordinate system using CFA (S1110).
다음으로, 컬러 영상 부호화 장치는 특정위치에서 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산할 때 위치 차이를 보상하기 위하여 선형예측을 수행하여 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환할 수 있다(S1120).Next, when calculating the component values of the second color coordinate system at a specific position, the color image coding apparatus performs linear prediction to compensate for the positional difference, thereby calculating the component values of the first coordinate system at a specific position and the second color coordinate system Component values are calculated and converted into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result (S1120).
또한 컬러 영상 부호화 장치는 전체영상을 복수개의 영역으로 분할하고, 특정위치에서 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산할 때 해당 영역내의 화소만을 이용하여 선형예측을 수행하여 특정위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 특정위치의 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환할 수도 있다.The color image coding apparatus divides the entire image into a plurality of areas and calculates a component value of a second color coordinate system at a specific position. The color image coding apparatus performs linear prediction using only pixels in the corresponding area to calculate a component value of a first coordinate system And a component value of a second color coordinate system at a specific position is calculated and converted into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result.
다음으로, 컬러 영상 부호화 장치는 변환된 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성할 수 있다(S1130).Next, the color image encoding apparatus can generate a compressed image by encoding the converted color image of the second color coordinate system (S1130).
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 복호화 장치를 나타내는 도면이다.12 is a block diagram of a color image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 영상 복호화 장치는 복호화부(1210), 컬러 역변환부(1220), 및 컬러 보간부(1230) 등을 포함하여 구성될 수 있다.12, the color image decoding apparatus according to the present invention may include a
복호화부(1210)는 수신된 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성할 수 있다.The
컬러 역변환부(1220)는 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 위치 차이를 보상하기 위하여 수행한 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성할 수 있다.The color
컬러 보간부(1230)는 생성된 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 보간하여 제1 색좌표계의 풀해상도(full resolution) 복호화 컬러 신호를 생성할 수 있다.The
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 영상 복호화 방법을 나타내는 도면이다.13 is a diagram illustrating a color image decoding method according to an embodiment of the present invention.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 영상 복호화 장치는 역변환 행렬의 행의 non-zero 구간이 국부적으로 발생함을 이용하여 부호화된 Yuv 영상을 복호화하여(S1310) 구한 Yuv 영상에 효율적으로 색좌표 변환을 적용한다(S1320). 즉 역변환 행렬을 국부적 적용하여 CFA 패턴의 RGB 영상을 구할 수 있다. 이 CFA 패턴의 RGB 영상은 샘플링된 RGB 영상임으로 이를 보간하여 풀해상도(full resolution) RGB 영상을 생성하여 표시한다(S1330).As shown in FIG. 13, the color image decoding apparatus according to the present invention decodes the encoded Yuv image using a locally non-zero section of the row of the inverse transform matrix (S1310) Color coordinate conversion is applied (S1320). That is, an RGB image of a CFA pattern can be obtained by locally applying an inverse transformation matrix. Since the RGB image of the CFA pattern is the sampled RGB image, it is interpolated to generate a full resolution RGB image (S1330).
상기 실시예에서는 Y, u, v를 계산하는데 있어 u, v의 위치가 Y의 위치와 다른 것을 가정하였다. 그러나 일반적으로 Yuv422 포맷 영상의 경우 u,v는 Y와 동일한 위치에서 계산된다. 즉, 도 4에서, 일반적인 Yuv422 포맷 영상의 경우, u, v의 값은 화소1, 화소3, 화소43, 화소 45 위치 등에서 계산된다. Y 컴포넌트 값은 화소1, 화소2, 화소3, 화소4 등에서 계산된다. 즉, 화소 1 위치에서는 Y, u, v 컴포넌트 값이, 화소 2 위치에서는 Y 컴포넌트 값만 계산된다. 이 분야의 당업자라면 본 발명에서 제시한 방법에 따라 u, v 컴포넌트 값을 Y와 동일한 위치에서 계산할 수 있다. 예로 화소23에서 Y, u, v 값을 구하기 위하여 먼저 화소23에서의 적색, 녹색, 청색 값을 선형 예측하고 이를 이용하여 Y, u, v 값을 구한다. 이 경우, 앞서 설명한 것과 동일한 방법으로 동일한 위치에서 적색, 녹색, 청색 컴포넌트 값을 계산하고 동일 위치의 Y, u, v 컴포넌트 값을 계산할 수 있음은 물론이다.In the above embodiment, it is assumed that the position of u, v is different from the position of Y in calculating Y, u, v. However, in general, in the case of Yuv422 format image, u, v are calculated at the same position as Y. That is, in FIG. 4, in the case of a general Yuv422 format image, the values of u and v are calculated at
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all of the elements constituting the embodiments of the present invention described above may be combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
310: 영상 센싱부
320: 컬러 변환부
330: 부호화부
1110: 복호화부
1120: 컬러 역변환부
1130: 컬러보간부310: a video sensing unit
320: color conversion unit
330:
1110:
1120: color inversion section
1130: Color interpolation part
Claims (16)
획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 원하는 위치에서 선형예측을 수행하여 상기 기 설정된 위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환부; 및
변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화부;
를 포함하고, 상기 컬러 변환부는
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치.An image sensing unit for acquiring a sampled color image of the first color coordinate system;
And converting the sampled color image of the acquired first color coordinate system into a color image of a second color coordinate system having the same number of pixels, performing linear prediction at a desired position to calculate a component value of the first coordinate system of the predetermined position A color conversion unit for calculating a component value of the second color coordinate system and converting the calculated component value into a color image of the second color coordinate system based on the calculated result; And
An encoding unit for encoding a color image of the second color coordinate system to generate a compressed image;
, And the color conversion unit
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, Converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system based on the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system And converting the sampled color image of the first color coordinate system into a color image of the second color coordinate system.
상기 제1 색좌표계는 RGB 색좌표계인 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first color coordinate system is an RGB color coordinate system.
상기 제2 색좌표계는 YUV 색좌표계인 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치.The method according to claim 1,
Wherein the second color coordinate system is a YUV color coordinate system.
상기 컬러 변환부는,
상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 복수 개의 화소를 하나의 단위로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치.The method according to claim 1,
Wherein the color conversion unit comprises:
Wherein the sampled color image of the first color coordinate system is converted into a color image of the second color coordinate system as a unit of a plurality of pixels.
획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 전체영상을 복수개의 영역으로 분할한 후 원하는 위치에서 상기 원하는 위치를 포함하는 영역의 화소만을 사용하여 선형예측을 수행하여 상기 원하는 위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환부; 및
변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화부;
를 포함하고, 상기 컬러 변환부는
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 장치.An image sensing unit for acquiring a sampled color image of the first color coordinate system;
And converting the sampled color image of the acquired first color coordinate system into a color image of a second color coordinate system having the same number of pixels, dividing the entire image into a plurality of areas, Of the second color coordinate system based on the result of the calculation of the component value of the first coordinate system and the second color coordinate system by performing the linear prediction using only the pixels of the second color coordinate system, A conversion unit; And
An encoding unit for encoding a color image of the second color coordinate system to generate a compressed image;
, And the color conversion unit
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, Converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system based on the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system And converting the sampled color image of the first color coordinate system into a color image of the second color coordinate system.
수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화부; 및
상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환부;
를 포함하고, 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상은
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 복호화하기 위한 장치.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels using CFA, linear prediction is performed at a desired position to calculate a component value of the first coordinate system of the desired position A decoding apparatus for decoding a signal obtained by compressing an image obtained by calculating a component value of a second color coordinate system and converting the color value of the second color coordinate system into a color image based on the calculated result,
A decoding unit decoding the received compressed signal to generate a decoded color signal of a second color coordinate system; And
A color inversion unit for performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system;
, And the color image of the second color coordinate system
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, The sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system on the basis of the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system Wherein the sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system.
수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화부; 및
상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환부;
를 포함하고, 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상은
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 복호화하기 위한 장치.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels using CFA, the entire image is divided into a plurality of regions, and the component values of the second color coordinate system The component values of the first coordinate system and the second color coordinate system of the desired position are calculated using only the pixels of the region including the desired position, and based on the calculated results, And a decoding unit which decodes a signal obtained by compressing an image converted into a color image of the second color coordinate system,
A decoding unit decoding the received compressed signal to generate a decoded color signal of a second color coordinate system; And
A color inversion unit for performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system;
, And the color image of the second color coordinate system
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, The sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system on the basis of the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system Wherein the sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system.
획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 원하는 위치에서 선형예측을 수행하여 상기 원하는 위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환단계; 및
변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화 단계;
를 포함하되, 상기 컬러 변환단계는
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 방법.An image sensing step of acquiring a sampled color image of the first color coordinate system;
And converting the sampled color image of the acquired first color coordinate system into a color image of a second color coordinate system having the same number of pixels, performing linear prediction at a desired position to calculate a component value of the first coordinate system of the desired position, A color conversion step of calculating a component value of the two-color coordinate system and converting the calculated value into a color image of the second color coordinate system; And
A coding step of coding the color image of the second color coordinate system to generate a compressed image;
Wherein the color conversion step comprises the steps of:
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, Converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system based on the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system And converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system.
상기 제1 색좌표계는 RGB 색좌표계인 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the first color coordinate system is an RGB color coordinate system.
상기 제2 색좌표계는 YUV 색좌표계인 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the second color coordinate system is a YUV color coordinate system.
상기 컬러 변환단계는,
상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 복수 개의 화소를 하나의 단위로 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the color conversion step comprises:
Wherein the sampled color image of the first color coordinate system is converted into a color image of the second color coordinate system as a unit of a plurality of pixels.
획득한 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 동일 화소수를 갖는 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는데 있어서, 전체영상을 복수개의 영역으로 분할한 후 원하는 위치에서 상기 원하는 위치를 포함하는 영역의 화소만을 사용하여 선형예측을 수행하여 상기 원하는 위치의 제1좌표계의 콤포넌트 값과 제2 색좌표계의 컴포넌트 값을 계산하여 그 계산한 결과를 기반으로 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 컬러 변환단계; 및
변환된 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 부호화하여 압축된 영상을 생성하는 부호화 단계;
를 포함하되, 상기 컬러 변환단계는
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환하는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 부호화하기 위한 방법.An image sensing step of acquiring a sampled color image of the first color coordinate system;
And converting the sampled color image of the acquired first color coordinate system into a color image of a second color coordinate system having the same number of pixels, dividing the entire image into a plurality of areas, Of the second color coordinate system based on the result of the calculation of the component value of the first coordinate system and the second color coordinate system by performing the linear prediction using only the pixels of the second color coordinate system, Conversion step; And
A coding step of coding the color image of the second color coordinate system to generate a compressed image;
Wherein the color conversion step comprises the steps of:
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, Converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system based on the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system And converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system.
수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화 단계; 및
상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환 단계;
를 포함하되, 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상은
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 복호화하기 위한 방법.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels using CFA, linear prediction is performed at a desired position to calculate a component value of the first coordinate system of the desired position A decoding method for calculating a component value of a second color coordinate system and decoding a signal obtained by compressing an image obtained by converting a color image of the second color coordinate system based on the calculated result,
A decoding step of decoding the received compressed signal to generate a decoded color signal of a second color coordinate system; And
A color inversion step of performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system;
, Wherein the color image of the second color coordinate system
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, The sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system on the basis of the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system And the sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system.
수신된 상기 압축 신호를 복호화하여 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 생성하는 복호화 단계; 및
상기 제2 색좌표계의 복호화된 컬러 신호를 상기 선형 예측을 고려하여 역변환과정을 수행하여 제1 색좌표계의 샘플링된 복호화 컬러 신호를 생성하는 컬러 역변환 단계;
를 포함하되, 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상은
상기 원하는 위치에서 R, G, B 값을 해당 위치에 인접한 R, G, B 값을 이용하여 선형 예측하여 상기 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 계산하고 그 계산된 제1 좌표계의 콤포넌트 값을 이용하여 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 계산한 후 계산된 상기 제2 색좌표계의 콤포넌트 값을 기반으로 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되되,
상기 변환 과정을 통해 얻은 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상을 역변환 함수를 사용하여 상기 제1 색좌표계의 컬러 영상으로 역변환 시 상기 역변환 함수가 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상의 화소를 국부적으로 사용하도록 상기 제1 색좌표계의 샘플링된 컬러 영상을 상기 제2 색좌표계의 컬러 영상으로 변환되는 것을 특징으로 하는 컬러 영상을 복호화하기 위한 방법.In converting the sampled color image of the first color coordinate system into the color image of the second color coordinate system having the same number of pixels using CFA, the entire image is divided into a plurality of regions, and the component values of the second color coordinate system The component values of the first coordinate system and the second color coordinate system of the desired position are calculated using only the pixels of the region including the desired position, and based on the calculated results, A decoding method for decoding a signal obtained by compressing an image converted into a color image of the second color coordinate system,
A decoding step of decoding the received compressed signal to generate a decoded color signal of a second color coordinate system; And
A color inversion step of performing a reverse conversion process on the decoded color signal of the second color coordinate system in consideration of the linear prediction to generate a sampled decoded color signal of the first color coordinate system;
, Wherein the color image of the second color coordinate system
Calculating a component value of the first coordinate system by linearly predicting the R, G, and B values at the desired position using the R, G, and B values adjacent to the corresponding position, and using the calculated component values of the first coordinate system, The sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system on the basis of the calculated component value of the second color coordinate system after calculating the component value of the second color coordinate system,
When the color image of the second color coordinate system obtained through the conversion process is inversely transformed into the color image of the first color coordinate system using an inverse transformation function, the inverse transformation function locally uses the pixel of the color image of the second color coordinate system And the sampled color image of the first color coordinate system is converted into the color image of the second color coordinate system.
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KR20130056625A (en) * | 2011-11-22 | 2013-05-30 | 연세대학교 산학협력단 | Apparatus for encoding/decoding sampled color image acquired by cfa and method thereof |
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- 2014-01-17 KR KR1020140006191A patent/KR101523767B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060083432A1 (en) * | 2004-10-19 | 2006-04-20 | Microsoft Corporation | System and method for encoding mosaiced image data employing a reversible color transform |
KR20130056625A (en) * | 2011-11-22 | 2013-05-30 | 연세대학교 산학협력단 | Apparatus for encoding/decoding sampled color image acquired by cfa and method thereof |
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