KR101618080B1 - 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법 - Google Patents
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101618080B1 KR101618080B1 KR1020117006482A KR20117006482A KR101618080B1 KR 101618080 B1 KR101618080 B1 KR 101618080B1 KR 1020117006482 A KR1020117006482 A KR 1020117006482A KR 20117006482 A KR20117006482 A KR 20117006482A KR 101618080 B1 KR101618080 B1 KR 101618080B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pixel
- images
- encoding
- pixels
- encoded
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3002—Conversion to or from differential modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/573—Motion compensation with multiple frame prediction using two or more reference frames in a given prediction direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
본 발명은 연관되는 픽셀 값들을 갖는 복수의 픽셀들(P, P', P")을 포함하는 디지털화된 이미지들(I1, I2, I3)의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법에 관한 것이고, 인코딩될 상기 이미지들(I1, I2, I3)의 픽셀들(P, P', P")은 예측되고 그리고 상기 예측으로부터 얻어진 예측 에러들이 인코딩된다. 인코딩될 픽셀들의 적어도 일부(P)에 대하여 인코딩될 픽셀(P, P', P")의 예측은 복수의 궤도들(T, T')을 결정함으로써 실시되고, 상기 궤도들(T, T') 각각은 인코딩될 픽셀(P)을 관통하고 그리고 인코딩될 상기 픽셀(P)의 이미지(I3)에 시간적으로 가장 가까이에 있는 하나 이상의 이미지들(I1, I2) 및/또는 인코딩될 상기 픽셀(P)의 이미지(I3)로부터 이전에 인코딩된 다른 픽셀들(P')을 관통한다. 결정된 궤도들(T, T') 각각에 대하여, 궤도(T, T')를 따라 다른 픽셀들(P')의 코딩되지 않은 픽셀 값들(w1, w2)에서의 편차들이 더 작아질수록, 상기 평가 파라미터에 따라 평가된 궤도(T, T')가 더 높아지는 방식으로 구성되는 평가 파라미터가 결정된다. 인코딩될 픽셀(P)의 픽셀 값에 대한 예측 값(
)은 가장 높은 평가를 갖는 궤도(T, T')의 다른 픽셀들(P')에 기초하여 결정된다. 본 발명에 따른 본 방법의 애플리케이션의 바람직한 영역은 의학적인 사진들, 특히 의학적 엑스-레이(X-ray) 사진들, 예를 들어 컴퓨터 X선 단층 촬영(tomography) 사진들의 형태로 디지털화된 이미지들의 인코딩이다.
Description
본 발명은 관련되는 픽셀 값(pixel value)들을 갖는 복수의 픽셀들을 포함하는 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법에 관한 것뿐만 아니라 상응하는 디코딩(decoding) 방법 및 상응하는 인코더(encoder) 및 디코더(decoder)에 관한 것이다.
복수의 기술적인 애플리케이션(application) 분야들에서, 이미지들에 대하여 요구되는 저장 공간을 작게 유지하기 위하여 가능한 낮은 손실들을 가지는 것뿐만 아니라 디지털화된 이미지들을 압축하는 것이 요구된다. 게다가, 심지어 제한된 대역폭을 갖는, 송신 네트워크(transmission network)에 걸쳐 메모리(momory)로부터 가능한 한 빠르게 디지털화된 이미지들로부터 대용량의 데이터(data)를 리트리브(retrieve)하는 것이 종종 필요하고, 이 경우에 이미지 데이터의 압축 동안에 필요하다면 소수의 손실들이 또한 용인될 수 있다.
디지털화된 이미지 시퀀스들은 엑스-레이(X-ray)를 촬영한 환자의 기관들의 2-차원적 얇은 이미지들의 시퀀스가 발생되고, 서로로부터 특정한 공간상의 거리에서 획득되는 얇은 이미지들을 갖는 예를 들어 계산된 X선 단층 촬영에 의하여 엑스-레이(X-ray) 이미징을 갖는 의학적 애플리케이션들과 같은 영역들에서 발생한다. 이러한 이미지 데이터의 무손실 압축에 대한 다양한 압축 방법들은 임의의 다른 디지털화된 이미지들에 대하여 또한 이용될 수 있는 방법을 포함하여 선행 기술에서 공지되어있다. 특히 표준들(JPEG-LS 또는 JPEG-2000)은 이미지 시퀀스의 개별적인 이미지들이 서로에 관계없이 압축되는 압축에 대하여 사용된다. 이러한 방법들에서는 개별적이고 연속적인 이미지들 사이에서 존재하는 상관 관계가 활용되지 않는다.
또한 다양한 비디오(video) 인코딩 표준들은 움직이는 이미지 콘텐트(content), 특히 비디오 필름(film)들의 압축에 대하여 사용되는 선행기술에서 알려진다. H.264/AVC 인코딩 표준에서 연속적인 이미지들의 이미지 블록들은 이동 보상을 이용하여 예측된다. 그리고나서 발생된 예측 에러(error)가 인코딩된다.
디지털화된 이미지 시퀀스들은 엑스-레이(X-ray)를 촬영한 환자의 기관들의 2-차원적 얇은 이미지들의 시퀀스가 발생되고, 서로로부터 특정한 공간상의 거리에서 획득되는 얇은 이미지들을 갖는 예를 들어 계산된 X선 단층 촬영에 의하여 엑스-레이(X-ray) 이미징을 갖는 의학적 애플리케이션들과 같은 영역들에서 발생한다. 이러한 이미지 데이터의 무손실 압축에 대한 다양한 압축 방법들은 임의의 다른 디지털화된 이미지들에 대하여 또한 이용될 수 있는 방법을 포함하여 선행 기술에서 공지되어있다. 특히 표준들(JPEG-LS 또는 JPEG-2000)은 이미지 시퀀스의 개별적인 이미지들이 서로에 관계없이 압축되는 압축에 대하여 사용된다. 이러한 방법들에서는 개별적이고 연속적인 이미지들 사이에서 존재하는 상관 관계가 활용되지 않는다.
또한 다양한 비디오(video) 인코딩 표준들은 움직이는 이미지 콘텐트(content), 특히 비디오 필름(film)들의 압축에 대하여 사용되는 선행기술에서 알려진다. H.264/AVC 인코딩 표준에서 연속적인 이미지들의 이미지 블록들은 이동 보상을 이용하여 예측된다. 그리고나서 발생된 예측 에러(error)가 인코딩된다.
본 발명의 목적은 임의의 주어진 이미지 콘텐트의 이미지들에 대하여 가능한 한 양호한 압축률들을 제공하는 이미지들의 인코딩 또는 디코딩을 위한 방법 또는 디바이스를 안출(create)하기 위한 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1 항에 따른 방법 또는 청구항 제 19 항에 따른 방법 또는 청구항 제 21 항에 따른 인코더 또는 청구항 제 22 항에 따른 디코더에 의하여 달성된다. 본 발명의 발전예들은 종속항들에서 규정된다.
본 방법에서, 예측되는 인코딩될 이미지들의 픽셀들 및 인코딩되는 예측에 의하여 발생되는 예측 에러를 갖는, 할당된 픽셀 값들을 갖는 복수의 픽셀들을 포함하는 디지털화된 이미지들의 시퀀스가 인코딩된다. 인코딩될 픽셀은 인코딩된 픽셀들을 따라 궤도들을 이용하여 픽셀들 중 적어도 일부에 대한 경우에 예측된다. 궤도-기반 예측은 예측이 가능할 때 즉, 충분히 많은 이미 인코딩된 픽셀들이 존재할 때의 이러한 경우에 바람직하게 항상 실행된다.
궤도들에 기초하여 인코딩될 픽셀의 발명의(inventive) 예측에서, 제일 먼저 인코딩될 픽셀의 이미지에 시간적으로(temporally) 가장 가까운 하나 이상의 이미지들로부터 그리고/또는 인코딩될 픽셀의 이미지로부터 추가 픽셀들 및 인코딩될 픽셀을 관통하는 각각의 궤도들을 이용하여 복수의 궤도들이 결정된다. 상기 결정된 궤도들에 대하여, 궤도를 따라 다른 픽셀들의 코딩되지 않은(uncoded) 픽셀 값들에서의 편차들이 더 작아질수록, 평가 파라미터(parameter)에 따라 평가된 궤도가 더 높아지는 방식으로 구성되는 적어도 하나의 평가 파라미터가 결정된다. 그리고나서 가장 높은 평가 또는 가장 높은 평가 파라미터를 갖는 궤도의 다른 픽셀들에 기초하여, 인코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측값이 결정된다.
발명의 본 방법은 픽셀들이 유사한 픽셀 값들을 갖는 궤도들을 이용하여 특히 양호한 예측이 달성되도록 유사한 픽셀 값들을 갖는 픽셀들이 미리특정된 방향으로 종종 연장된다는 이해에 기초한다. 이것은 특히 무손실 또는 달성될 거의 무손실의 인코딩에 대하여, 인코딩 효율의 높은 레벨(level)을 가능하게 한다.
실시예의 특히 바람직한 형태에서, 이러한 경우 평가 파라미터는 궤도의 추가 픽셀들의 이미지 픽셀 값들과 이런 픽셀 값들의 평균 사이의 2 차의 편차들 또는 편차들의 양의 합산에 의존하고 평가되는 궤도에 대하여는 더 작고, 더 높은 편차들 또는 2 차 편차들 모두가 존재한다.
필요하다면 상기 평가 파라미터는 또한 거리들을 더 크게 하고, 더 높은 평가가 주어진 궤도를 갖는 상기 궤도의 다른 픽셀들 사이의 거리에 의존한다. 상기 평가 파라미터의 적절한 정규화는 이런 방식으로 달성된다. 유사하게 상기 평가 파라미터는 거리를 더 작게 하고, 더 높은 평가가 주어진 궤도를 갖고 인코딩될 픽셀과 인코딩될 픽셀에 가장 근접하여 위치한 다른 픽셀 사이의 거리에 의존할 수 있다. 이것은 궤도의 평가는 의존도(reliability) 인자를 포함하고, 이 경우 인코딩될 픽셀은 유사한 픽셀 값들을 갖는 구조에 포함된다는 정보가 가정되고, 더욱 의존적인 모든 것이며, 상기 궤도의 더 가까운 다른 픽셀들이 인코딩될 픽셀이라는 것을 의미한다.
동일한 길이를 갖는 궤도들 및/또는 상이한 길이를 갖는 동등한 궤도들은 독창적으로 실행되는 예측에서 고려될 수 있다. 결정적인 인자는 단지 궤도가 적어도 두 개의 이미 인코딩된 다른 픽셀들을 포함한다는 것이다.
발명의 방법의 추가 실시예에서, 예측을 위하여 사용되는 궤도들의 허용되는 길이는 이미지의 각각의 인코딩 이후에 하나의 픽셀만큼 증가된다. 이것은 더 긴 궤도들은 상이한 이미지들의 픽셀들로부터 형성될 수 있고 더 많은 이미지들이 이미 인코딩되었다는 사실을 고려한다. 또한 필요하다면 상기 궤도들의 허용되는 길이는 적어도 미리특정된 개수의 연속적인 이미지들에 대한 고정 값으로서 선택될 수 있다.
특히 실시예의 바람직한 형태에서, 인코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측값은 외삽법(extrapolation)에 의하여 결정된다. 이러한 경우들에서 임의의 주어진 외삽 방법들은 특히 선형 외삽법 및/또는 스플라인(spline) 외삽법 및/또는 다항 외삽법을 이용할 수 있다. 필요하다면 다른 픽셀들의 픽셀 값들의 평균 값이 인코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측 값으로서 결정되는 것이 또한 가능하다.
발명의 방법의 실시예의 바람직한 형태에서, 적어도 몇몇의 이미지들에 대하여, 픽셀들은 상이한 이미지들로부터의 픽셀들을 포함하는 궤도들에 의하여 그리고/또는 동일한 이미지로부터의 픽셀들을 포함하는 궤도들에 의하여 예측된다. 특히 본 방법의 초기화 동안에, 적어도 제 1 두 개의 이미지들에 대하여, 픽셀들은 동일한 이미지로부터 궤도들에 의하여 그리고/또는 발명의 방법과 상이한 인코딩에 기초하여 예측된다. 궤도들에 기초하여 예측에 대하여 이용가능한 충분하게 많은 픽셀들이 아직 있지 않다면, 상이한 코딩은 이미지에서 사용된다.
실시예의 바람직한 형태에서 예측으로부터 발생된 예측 에러는 적어도 부분적으로 인코딩될 픽셀의 픽셀 값과 예측되는 픽셀 값 사이의 편차에 의하여 표현된다. 이러한 경우들에서의 차이는 이후의 디코딩 동안에 상기 편차에 의하여 정확하게 디코딩된 픽셀을 또한 정정하기 위하여 자신의 리딩 사인(leading sign)에 의하여 특히 영향을 받는다.
필요하다면 인코딩된 이미지들에서의 정보 손실은 인코딩 효율을 증가시키기 위한 발명의 방법에서 용인될 수 있다. 바람직하게 이러한 경우들에서, 임계값이 인코딩될 픽셀의 이미지 픽셀 값과 예측된 픽셀 값 사이의 편차에 의하여 표현되는 특정 양만큼 초과된다면 그리고 그렇지 않다면 상기 값이 제로(zero)로 세팅(set)된다면, 예측에 의하여 발생된 예측 에러를 이용하여 임계값이 미리특정된다. 이런 방식으로 에러 제한이 고려되고, 상기 에러 제한은 인코딩 효율을 향상시키고, 제로로 세팅되는 상기 에러 제한 이하인 모든 예측 에러들을 갖는다. 바람직하게 이러한 경우들에서 이런 방식으로 이미지들의 인코딩과 디코딩 사이의 드리프트(drift)를 방지하기 위하여 제로의 예측 에러를 갖는 픽셀의 이미지 값은 예측된 픽셀 값에 의하여 대체된다.
실제 예측 에러는 무손실 및 또한 손실(lossy) 방식으로 발명의 방법으로 인코딩될 수 있다. 이런 경우에서 특히 변환(바람직하게는 DCT 변환) 및 양자화 및/또는 엔트로피(entropy) 인코딩을 포함하는 선행 기술로부터 예측 에러를 인코딩하기 위한 기지의 방법들이 이용된다. 양자화는 이러한 경우들에서 정보 손실들을 포함하는 반면에 상기 엔트로피 인코딩은 무손실이다.
예측 에러의 손실 인코딩의 경우에서, 예측 에러가 결정되는 픽셀의 픽셀 값은 디코딩되는 예측 에러를 이용하여 예측되고 정정되는 픽셀 값에 의하여 바람직하게 대체된다. 이런 방식으로 이미지들의 인코딩과 디코딩 사이에서 발생하는 드리프트들은 전혀 없다는 것이 다시 보장된다.
일반적으로 발명의 방법에서 인코딩의 실행에 관한 부가(side) 정보가 송신되는 것이 필요한 것은 아닌데, 이는 디코딩 절차가 인코딩의 절차와 유사하고 그리고 인코딩을 실행하는 인코더로부터 어떠한 정보도 요구되지 않기 때문이다. 다수의 상이한 예측 모드(mode)들이 사용된다면, 부가 정보는 인코딩될 이미지들에 대하여 사용되는 예측 모드를 시그널링(signaling)하기 위하여, 하지만 필요한 경우, 생성될 수 있다.
본 발명의 애플리케이션의 특히 바람직한 영역은 의학적인 이미지들, 특히 의학적인 엑스-레이 이미지들의 형태로 디지털화된 이미지들의 인코딩이다. 이러한 이미지들을 갖는 모든 것 중에서도 동일하거나 또는 유사한 픽셀 값들을 갖는 구조들은 이미징된 객체(예를 들어, 환자의 기관)가 위치하는 이런 방향들로 연장되고, 상기 기관과 상기 기관의 둘레 사이의 경계를 표시한다.
상기 기술된 인코딩 방법뿐만 아니라, 본 발명은 발명의 코딩 방법을 이용하여 인코딩되는 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 디코딩하기 위한 방법을 더 포함한다. 이런 경우에서 각각의 픽셀들의 예측 에러들이 디코딩되고 그리고 디코딩될 상기 각각의 픽셀들은 예측되며, 디코딩되는 예측 에러를 갖는 예측된 픽셀의 정정으로부터 발생되는 디코딩된 픽셀을 갖는다. 디코딩될 픽셀의 예측은 궤도들을 단위로 실행된다. 특히 복수의 궤도들이 결정되고, 상기 궤도들은 디코딩될 픽셀의 이미지에 시간적으로 인접한 하나 이상의 이미지들로부터 그리고/또는 디코딩될 픽셀의 이미지로부터 다른 이미 디코딩될 픽셀들 및 디코딩될 픽셀을 각각 관통한다. 결정되는 궤도들에 대하여 궤도가 더 작은 것은 궤도를 따라 다른 픽셀들의 디코딩된 픽셀 값들에서의 편차들이고, 평가 파라미터에 따라 더 높은 값이 주어지도록 구성되는 각각의 파라미터 값이 결정된다. 그리고나서 가장 높은 평가 또는 가장 높은 평가 파라미터를 갖는 궤도의 추가 픽셀들에 기초하여, 디코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측값이 결정된다.
상기 기술되는 인코딩 및 디코딩 방법들뿐만 아니라, 본 발명은 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 송신하기 위한 방법을 더 포함하고, 상기 시퀀스의 이미지들은 발명의 인코딩 방법을 사용하여 인코딩되고, 송신 링크를 통하여 송신되고 발명의 디코딩 방법을 이용하여 후속하여 디코딩된다.
추가적으로 본 발명은 예측으로부터 발생된 예측 에러들을 인코딩하기 위한 인코딩 수단뿐만 아니라 인코딩될 이미지들의 픽셀의 예측을 위한 예측 수단을 포함하는 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 인코더에 관한 것이다. 상기 예측 수단은 이러한 경우들에서 궤도들에 의하여 상기 기술되는 발명의 예측이 상기 예측 수단을 이용하여 실행될 수 있도록 구성된다.
추가적으로 본 발명은 발명의 방법을 이용하여 인코딩된 이미지들의 시퀀스를 디코딩하기 위한 상응하는 디코더에 관한 것이고, 상기 디코더는 디코딩될 픽셀들의 예측을 위한 예측 수단뿐만 아니라 각각의 픽셀들의 예측 에러들을 디코딩하기 위한 디코딩 수단을 포함하는 디코더를 갖고, 상기 디코딩된 예측 에러를 이용하여 예측 픽셀의 정정으로부터 발생한 디코딩된 픽셀을 갖는다. 상기 예측 수단은 이런 경우들에서 예측이 발명의 디코딩 방법에 기초하여 궤도들에 의하여 실행되도록 구성된다.
또한 본 발명은 발명의 인코더 및 발명의 디코더를 포함하는 시스템(system)에 관한 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1 항에 따른 방법 또는 청구항 제 19 항에 따른 방법 또는 청구항 제 21 항에 따른 인코더 또는 청구항 제 22 항에 따른 디코더에 의하여 달성된다. 본 발명의 발전예들은 종속항들에서 규정된다.
본 방법에서, 예측되는 인코딩될 이미지들의 픽셀들 및 인코딩되는 예측에 의하여 발생되는 예측 에러를 갖는, 할당된 픽셀 값들을 갖는 복수의 픽셀들을 포함하는 디지털화된 이미지들의 시퀀스가 인코딩된다. 인코딩될 픽셀은 인코딩된 픽셀들을 따라 궤도들을 이용하여 픽셀들 중 적어도 일부에 대한 경우에 예측된다. 궤도-기반 예측은 예측이 가능할 때 즉, 충분히 많은 이미 인코딩된 픽셀들이 존재할 때의 이러한 경우에 바람직하게 항상 실행된다.
궤도들에 기초하여 인코딩될 픽셀의 발명의(inventive) 예측에서, 제일 먼저 인코딩될 픽셀의 이미지에 시간적으로(temporally) 가장 가까운 하나 이상의 이미지들로부터 그리고/또는 인코딩될 픽셀의 이미지로부터 추가 픽셀들 및 인코딩될 픽셀을 관통하는 각각의 궤도들을 이용하여 복수의 궤도들이 결정된다. 상기 결정된 궤도들에 대하여, 궤도를 따라 다른 픽셀들의 코딩되지 않은(uncoded) 픽셀 값들에서의 편차들이 더 작아질수록, 평가 파라미터(parameter)에 따라 평가된 궤도가 더 높아지는 방식으로 구성되는 적어도 하나의 평가 파라미터가 결정된다. 그리고나서 가장 높은 평가 또는 가장 높은 평가 파라미터를 갖는 궤도의 다른 픽셀들에 기초하여, 인코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측값이 결정된다.
발명의 본 방법은 픽셀들이 유사한 픽셀 값들을 갖는 궤도들을 이용하여 특히 양호한 예측이 달성되도록 유사한 픽셀 값들을 갖는 픽셀들이 미리특정된 방향으로 종종 연장된다는 이해에 기초한다. 이것은 특히 무손실 또는 달성될 거의 무손실의 인코딩에 대하여, 인코딩 효율의 높은 레벨(level)을 가능하게 한다.
실시예의 특히 바람직한 형태에서, 이러한 경우 평가 파라미터는 궤도의 추가 픽셀들의 이미지 픽셀 값들과 이런 픽셀 값들의 평균 사이의 2 차의 편차들 또는 편차들의 양의 합산에 의존하고 평가되는 궤도에 대하여는 더 작고, 더 높은 편차들 또는 2 차 편차들 모두가 존재한다.
필요하다면 상기 평가 파라미터는 또한 거리들을 더 크게 하고, 더 높은 평가가 주어진 궤도를 갖는 상기 궤도의 다른 픽셀들 사이의 거리에 의존한다. 상기 평가 파라미터의 적절한 정규화는 이런 방식으로 달성된다. 유사하게 상기 평가 파라미터는 거리를 더 작게 하고, 더 높은 평가가 주어진 궤도를 갖고 인코딩될 픽셀과 인코딩될 픽셀에 가장 근접하여 위치한 다른 픽셀 사이의 거리에 의존할 수 있다. 이것은 궤도의 평가는 의존도(reliability) 인자를 포함하고, 이 경우 인코딩될 픽셀은 유사한 픽셀 값들을 갖는 구조에 포함된다는 정보가 가정되고, 더욱 의존적인 모든 것이며, 상기 궤도의 더 가까운 다른 픽셀들이 인코딩될 픽셀이라는 것을 의미한다.
동일한 길이를 갖는 궤도들 및/또는 상이한 길이를 갖는 동등한 궤도들은 독창적으로 실행되는 예측에서 고려될 수 있다. 결정적인 인자는 단지 궤도가 적어도 두 개의 이미 인코딩된 다른 픽셀들을 포함한다는 것이다.
발명의 방법의 추가 실시예에서, 예측을 위하여 사용되는 궤도들의 허용되는 길이는 이미지의 각각의 인코딩 이후에 하나의 픽셀만큼 증가된다. 이것은 더 긴 궤도들은 상이한 이미지들의 픽셀들로부터 형성될 수 있고 더 많은 이미지들이 이미 인코딩되었다는 사실을 고려한다. 또한 필요하다면 상기 궤도들의 허용되는 길이는 적어도 미리특정된 개수의 연속적인 이미지들에 대한 고정 값으로서 선택될 수 있다.
특히 실시예의 바람직한 형태에서, 인코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측값은 외삽법(extrapolation)에 의하여 결정된다. 이러한 경우들에서 임의의 주어진 외삽 방법들은 특히 선형 외삽법 및/또는 스플라인(spline) 외삽법 및/또는 다항 외삽법을 이용할 수 있다. 필요하다면 다른 픽셀들의 픽셀 값들의 평균 값이 인코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측 값으로서 결정되는 것이 또한 가능하다.
발명의 방법의 실시예의 바람직한 형태에서, 적어도 몇몇의 이미지들에 대하여, 픽셀들은 상이한 이미지들로부터의 픽셀들을 포함하는 궤도들에 의하여 그리고/또는 동일한 이미지로부터의 픽셀들을 포함하는 궤도들에 의하여 예측된다. 특히 본 방법의 초기화 동안에, 적어도 제 1 두 개의 이미지들에 대하여, 픽셀들은 동일한 이미지로부터 궤도들에 의하여 그리고/또는 발명의 방법과 상이한 인코딩에 기초하여 예측된다. 궤도들에 기초하여 예측에 대하여 이용가능한 충분하게 많은 픽셀들이 아직 있지 않다면, 상이한 코딩은 이미지에서 사용된다.
실시예의 바람직한 형태에서 예측으로부터 발생된 예측 에러는 적어도 부분적으로 인코딩될 픽셀의 픽셀 값과 예측되는 픽셀 값 사이의 편차에 의하여 표현된다. 이러한 경우들에서의 차이는 이후의 디코딩 동안에 상기 편차에 의하여 정확하게 디코딩된 픽셀을 또한 정정하기 위하여 자신의 리딩 사인(leading sign)에 의하여 특히 영향을 받는다.
필요하다면 인코딩된 이미지들에서의 정보 손실은 인코딩 효율을 증가시키기 위한 발명의 방법에서 용인될 수 있다. 바람직하게 이러한 경우들에서, 임계값이 인코딩될 픽셀의 이미지 픽셀 값과 예측된 픽셀 값 사이의 편차에 의하여 표현되는 특정 양만큼 초과된다면 그리고 그렇지 않다면 상기 값이 제로(zero)로 세팅(set)된다면, 예측에 의하여 발생된 예측 에러를 이용하여 임계값이 미리특정된다. 이런 방식으로 에러 제한이 고려되고, 상기 에러 제한은 인코딩 효율을 향상시키고, 제로로 세팅되는 상기 에러 제한 이하인 모든 예측 에러들을 갖는다. 바람직하게 이러한 경우들에서 이런 방식으로 이미지들의 인코딩과 디코딩 사이의 드리프트(drift)를 방지하기 위하여 제로의 예측 에러를 갖는 픽셀의 이미지 값은 예측된 픽셀 값에 의하여 대체된다.
실제 예측 에러는 무손실 및 또한 손실(lossy) 방식으로 발명의 방법으로 인코딩될 수 있다. 이런 경우에서 특히 변환(바람직하게는 DCT 변환) 및 양자화 및/또는 엔트로피(entropy) 인코딩을 포함하는 선행 기술로부터 예측 에러를 인코딩하기 위한 기지의 방법들이 이용된다. 양자화는 이러한 경우들에서 정보 손실들을 포함하는 반면에 상기 엔트로피 인코딩은 무손실이다.
예측 에러의 손실 인코딩의 경우에서, 예측 에러가 결정되는 픽셀의 픽셀 값은 디코딩되는 예측 에러를 이용하여 예측되고 정정되는 픽셀 값에 의하여 바람직하게 대체된다. 이런 방식으로 이미지들의 인코딩과 디코딩 사이에서 발생하는 드리프트들은 전혀 없다는 것이 다시 보장된다.
일반적으로 발명의 방법에서 인코딩의 실행에 관한 부가(side) 정보가 송신되는 것이 필요한 것은 아닌데, 이는 디코딩 절차가 인코딩의 절차와 유사하고 그리고 인코딩을 실행하는 인코더로부터 어떠한 정보도 요구되지 않기 때문이다. 다수의 상이한 예측 모드(mode)들이 사용된다면, 부가 정보는 인코딩될 이미지들에 대하여 사용되는 예측 모드를 시그널링(signaling)하기 위하여, 하지만 필요한 경우, 생성될 수 있다.
본 발명의 애플리케이션의 특히 바람직한 영역은 의학적인 이미지들, 특히 의학적인 엑스-레이 이미지들의 형태로 디지털화된 이미지들의 인코딩이다. 이러한 이미지들을 갖는 모든 것 중에서도 동일하거나 또는 유사한 픽셀 값들을 갖는 구조들은 이미징된 객체(예를 들어, 환자의 기관)가 위치하는 이런 방향들로 연장되고, 상기 기관과 상기 기관의 둘레 사이의 경계를 표시한다.
상기 기술된 인코딩 방법뿐만 아니라, 본 발명은 발명의 코딩 방법을 이용하여 인코딩되는 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 디코딩하기 위한 방법을 더 포함한다. 이런 경우에서 각각의 픽셀들의 예측 에러들이 디코딩되고 그리고 디코딩될 상기 각각의 픽셀들은 예측되며, 디코딩되는 예측 에러를 갖는 예측된 픽셀의 정정으로부터 발생되는 디코딩된 픽셀을 갖는다. 디코딩될 픽셀의 예측은 궤도들을 단위로 실행된다. 특히 복수의 궤도들이 결정되고, 상기 궤도들은 디코딩될 픽셀의 이미지에 시간적으로 인접한 하나 이상의 이미지들로부터 그리고/또는 디코딩될 픽셀의 이미지로부터 다른 이미 디코딩될 픽셀들 및 디코딩될 픽셀을 각각 관통한다. 결정되는 궤도들에 대하여 궤도가 더 작은 것은 궤도를 따라 다른 픽셀들의 디코딩된 픽셀 값들에서의 편차들이고, 평가 파라미터에 따라 더 높은 값이 주어지도록 구성되는 각각의 파라미터 값이 결정된다. 그리고나서 가장 높은 평가 또는 가장 높은 평가 파라미터를 갖는 궤도의 추가 픽셀들에 기초하여, 디코딩될 픽셀의 픽셀 값에 대한 예측값이 결정된다.
상기 기술되는 인코딩 및 디코딩 방법들뿐만 아니라, 본 발명은 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 송신하기 위한 방법을 더 포함하고, 상기 시퀀스의 이미지들은 발명의 인코딩 방법을 사용하여 인코딩되고, 송신 링크를 통하여 송신되고 발명의 디코딩 방법을 이용하여 후속하여 디코딩된다.
추가적으로 본 발명은 예측으로부터 발생된 예측 에러들을 인코딩하기 위한 인코딩 수단뿐만 아니라 인코딩될 이미지들의 픽셀의 예측을 위한 예측 수단을 포함하는 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 인코더에 관한 것이다. 상기 예측 수단은 이러한 경우들에서 궤도들에 의하여 상기 기술되는 발명의 예측이 상기 예측 수단을 이용하여 실행될 수 있도록 구성된다.
추가적으로 본 발명은 발명의 방법을 이용하여 인코딩된 이미지들의 시퀀스를 디코딩하기 위한 상응하는 디코더에 관한 것이고, 상기 디코더는 디코딩될 픽셀들의 예측을 위한 예측 수단뿐만 아니라 각각의 픽셀들의 예측 에러들을 디코딩하기 위한 디코딩 수단을 포함하는 디코더를 갖고, 상기 디코딩된 예측 에러를 이용하여 예측 픽셀의 정정으로부터 발생한 디코딩된 픽셀을 갖는다. 상기 예측 수단은 이런 경우들에서 예측이 발명의 디코딩 방법에 기초하여 궤도들에 의하여 실행되도록 구성된다.
또한 본 발명은 발명의 인코더 및 발명의 디코더를 포함하는 시스템(system)에 관한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 첨부되는 도면들을 참조하여 이하에 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 방법의 실시예의 형태에 따른 이미지들의 인코딩의 개략적인 다이어그램(diagram)이다.
도 2는 본 발명의 방법의 실시예의 형태에 따른 인코딩될 픽셀에 대한 예측값의 계산을 도시하는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 방법의 실시예의 형태에 따른 이미지들의 디지털화된 시퀀스를 인코딩하고 디코딩하기 위한 인코더 및 디코더를 포함하는 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 1은 본 발명의 방법의 실시예의 형태에 따른 이미지들의 인코딩의 개략적인 다이어그램(diagram)이다.
도 2는 본 발명의 방법의 실시예의 형태에 따른 인코딩될 픽셀에 대한 예측값의 계산을 도시하는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 방법의 실시예의 형태에 따른 이미지들의 디지털화된 시퀀스를 인코딩하고 디코딩하기 위한 인코더 및 디코더를 포함하는 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
본 발명의 인코딩의 원리는 서로로부터 연속적으로 후속하는 세 개의 이미지들(I1, I2 및 I3)을 포함하는 디지털화된 이미지들의 시퀀스의 추출에 기초하여, 도 1을 참조하여 이하에 기술된다. 이미지들이 시퀀스는 일반적으로 의학적인 시스템들을 이미징함으로써 획득되는 이미지들을 포함할 수 있다. 개별적인 이미지들은 계산된 X선 단층 촬영을 이용하여 획득된 환자의 기관들의 얇은 이미지들을 특히 표현할 수 있다. 무손실 또는 실제로 손실이 없는 형태로 달성하기 위하여 저장되어야 하는 매우 방대한 양의 데이터는 이러한 시스템들에 의하여 발생된다.
도 1에 따른 디지털화된 이미지 시퀀스의 각각의 개별적인 이미지(I1, I2 또는 I3)는 픽셀들의 형태로 복수의 이미지 포인트(point)들을 포함하고, 각각의 픽셀은 흑백(balck-and-white) 이미지들에 대하여는 밝기 값이고 그리고 컬러(color) 이미지들에 대하여는 일반적으로 휘도 값인 픽셀 값이 할당된다. 이미지들의 개별적인 픽셀들은 세 가지의 상이한 타입들의 픽셀들 사이에서 구별되는 포인트들에 의하여 도 1에서 표현된다. 인코딩될 픽셀(P)들은 하얀 픽셀들에 의하여 표현되고, 이미 인코딩된 픽셀들은 검고 평행선의 음영을 넣은 픽셀들(P', P")에 의하여 표현된다. 이러한 경우들에서 평행선의 음영을 넣은 픽셀(P')들은 이미지(I3)의 제 3 행(column) 및 제 3 열(row)에서 인코딩될 픽셀의 예측을 위한 궤도들을 형성하기 위하여 도 1에서 제공한다. 명확함을 위하여, 단지 몇몇의 픽셀들이 도 1에서 상응하는 참조 문자들(P, P' 및 P")을 이용하여 라벨링된다. 또한 도 1에서 x, y 및 z 방향을 갖는 좌표 시스템이 도시된다. 이런 도면에서 x-y 평면은 상응하는 이미지들의 2-차원적 범위를 표현하고 이미지들의 시간적 시퀀스는 z 방향에 의하여 재생되며, 이미지(I3) 이전에 이미지(I2)가 그리고 이미지(I2) 이전에 이미지(I1)가 획득된다.
도 1의 예는 이미지(I3)의 제 3 행 및 제 3 열에서의 픽셀의 인코딩을 도시한다. 발명의 인코딩에서 이런 경우에 궤도들은 동일한 이미지(I3) 또는 인접한 이미지들(I1 및 I2)에서의 적어도 두 개의 이미 인코딩된 추가의 픽셀들을 통하여 인코딩될 픽셀로부터 개시하는 것이 결정된다. 동일한 이미지(I3)에서의 픽셀들을 관통하는 궤도들은 이런 경우에 도 1에서 T'으로 라벨링된다. 이와 반대로 이전의 이미지들(I1 및 I2)을 시간적으로 관통하는 궤도들은 참조 문자(T)로 라벨링된다. 다시 한번 명확화를 위하여 단지 몇몇의 궤도들이 상응하는 문자(T 또는 T')으로 제공된다. 상기 궤도들에 기초하여, 인코딩될 픽셀들의 적절한 예측은 발명의 인코딩을 이용하여 가능하게 한다. 이런 경우들에서 이하에 기술되는 바와 같이 예측에 대한 개별적인 단계들이 발생한다.
우선 궤도마다 선택될 n개의 픽셀들이 정의된다. 이런 경우에서 상기 개수는 인코딩될 픽셀을 뺀 궤도당 픽셀들의 전체 개수에 상응한다. 이런 경우에서 적어도 두 개의 픽셀들은 최소 개수로서 나타나게 되어야 한다. 도 1의 시나리오(scenario)에서 이런 개수는 n=2로 세팅된다. 하지만, 복수의 픽셀들의 값(n)이 본 방법의 진행에 있어서 변화하거나 또는 상이한 이미지들로부터의 픽셀들을 갖는 궤도들에 대한 것보다는 동일한 이미지 내의 픽셀들을 갖는 궤도들에 대하여 상이하게 선택되는 것이 가능하다. 필요하다면, 새로운 이미지의 각각의 인코딩 이후에, 궤도당 허용가능한 픽셀들의 개수는 항상 1 만큼 증가될 수 있다.
픽셀들의 개수를 정의한 이후에 이미 인코딩된 픽셀들을 관통하는 궤도들이 결정된다. 도 1의 시나리오에서 이런 경우에 궤도들은 이미지(I3) 그리고 또한 두 개의 이전의 이미지들(I1 및 I2) 둘 다에 포함된다. 필요하다면 동일한 이미지로부터의 궤도들만 또는 상이한 이미지들로부터의 픽셀들을 갖는 궤도들만이 본 방법에서 또한 사용 가능하다. 도 1에 따라, 동일한 이미지(I3)로부터의 픽셀들을 갖는 네 개의 궤도들(T') 및 이미지(I1)와 이미지(I2)로부터의 픽셀을 각각 갖는 9개의 궤도들(T)이 존재한다. 픽셀 값들의 평균으로부터 각각의 궤도의 픽셀들(P')의 픽셀 값들의 편차를 표현하는 에러의 측정(
)은 궤도들 각각에 대하여 이제 결정된다. 이는 상기 에러의 측정이 본 명세서에 기술되는 실시예의 형태로 다음과 같이 정의된다는 것을 의미한다:
상기 에러의 측정은 더 높은 평가에 상응하는 더 낮은 에러의 측정을 갖는 청구항 제 1 항에 따른 평가 파라미터의 특정 변형에 상응한다.
또한 상기 에러의 측정은 필요하다면 단지 결정적인 인자는 상기 에러의 측정이 궤도를 따라 이미지 값들의 변동들에 대한 측정을 표현한다는 것이라는 다른 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 픽셀 값과 평균 값 사이의 차이량의 형태로의 편차 대신에, 2 차의 편차 그리고 이에 의한 평방 편차(variance)는 상기 에러의 측정을 계산하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 에러의 측정을 이용하여, n = 2가 선택되는 도 2의 시나리오에 대한 에러의 측정은 다음과 같이 발생된다:
상기 에러의 측정은 필요하다면 그것이 궤도 상에서 픽셀들의 거리(d) 만큼 표준화되도록 또한 정의될 수 있다. 그러면 에러의 상응하는 측정(
)은 다음과 같다:
이런 경우에서
,
및 
는 x 또는 y 또는 z 방향에서 궤도 상의 두 개의 픽셀들 사이의 거리들이다. 도 1의 시나리오에서 이런 거리들은 궤도들을 따라 일정하다. 필요하다면 상기 수식은 개별적인 픽셀들 사이의 거리들을 변화시키는 것이 고려되도록 또한 수정될 수 있다.
에러의 측정에 기초하여 가장 작은 에러의 측정으로 즉, 가장 높은 평가를 갖는 궤도가 마지막으로 선택된다. 이런 경우에서 특히 의학적인 이미지들에서, 동일하거나 또는 유사한 밝기 값을 갖는 구조들은 하나의 방향으로 연장된다는 사실이 고려된다. 그러면 인코딩될 픽셀에 대한 예측자 또는 예측 값(
)은 상기 선택되는 궤도를 따라 외삽법에 기초하여 본 명세서에서 기술되는 실시예의 형태로 결정된다. n = 2인, 도 2에서 고려된 경우에 대하여, 상기 예측자(
)가 다음과 같이 발생되는 선형 외삽법이 일반적으로 이용된다:
선형 외삽법을 이용하여 상기 예측자의 계산은 도 2에 도시된다. 적절하게 파라미터화된 궤도의 코스는 가로 좌표를 따라 도시된다. 값들(P1 및 P2)은 예측을 위하여 사용되는 궤도를 따라 이런 경우에서 이미 인코딩된 픽셀들의 위치들을 식별하고, 포인트(P3)는 예측될 픽셀의 위치이다. 픽셀들의 상응하는 픽셀 값들은 예를 들어, 상응하는 밝기 값들과 같은 세로 좌표를 따라 플롯팅된다. 위치(P1)에서의 픽셀의 픽셀 값은 이런 경우에 w1으로 라벨링(label)되고 위치(P2)에서의 픽셀의 픽셀 값은 w2로 라벨링된다. 선형 외삽섭에 대하여, 이제 직선이 픽셀들(w1 및 w2)을 통과하여 도시되고, 선형 수식에 따라, 인코딩될 픽셀의 픽셀 값은 위치(P3
)에서 결정된다. 이는 도 1의 시나리오에서 w2 이후에 w1의 픽셀 값이 거리(
)만큼 감소한다는 것을 알 수 있다. 또한 예측되는 픽셀 값(
)은 상기 거리만큼 픽셀 값(w2)보다 더 작다.
상기 기술되는 선형 외삽법 대신에, 예측 값은 예를 들어, 스플라인 내삽법(interpolation) 또는 다항 내삽법에 의하여 다른 방식으로 또한 결정될 수 있다. 픽셀들의 평균 값은 예측 값이 필요할 때 또한 사용될 수 있다.
발명의 방법의 추가 변형에서 궤도의 선택은 예측될 픽셀과 가장 가까운 픽셀 사이의 거리에 의존하는 의존도 인자(g(a))에 의하여 수정될 수 있다. 이런 수정된 거리 파라미터 (
)는 일반적으로 다음과 같이 표현될 수 있다:
상기 수식은 예측되는 픽셀로부터 작은 거리에서 픽셀들을 포함하는 궤도들은 선호도에 의하여 선택될 것이라는 사실을 고려하는 것을 가능하게 한다. 함수(g(a))는 이런 경우에 단조롭게 상승한다. 상기 의존도 인자는 정정 예측의 확률이 더 높고, 궤도의 픽셀들이 예측되는 픽셀에 더 가까워진다는 사실을 고려하는 것을 가능하게 한다.
마지막으로, 예측 값(
)이 결정된 이후에 잔여 에러가 결정되고 그리고 이런 잔여 에러는 연이어 인코딩된다. 일반적으로 상기 예측 값(
)은 인코딩될 원래의 픽셀 값에 상응하지 않는다. 그러므로 예측자 및 원래의 픽셀 값 사이의 차이에 상응하는 에러 신호(예측 에러로서 또한 지칭됨)가 계산된다. 무손실 인코딩의 이벤트(event)에서 이런 에러 신호가 인코딩된다. 하지만 에러 신호의 차이량이 에러 제한 내에 포함되지 않는다면 단지 인코딩만되는 처음부터 결정된 에러 신호를 갖고, 인코딩을 위하여 에러 제한이 미리특정되는 것이 또한 가능하다. 상기 차이량이 상기 에러 제한 내에 포함된다면, 제로의 예측 에러가 송신된다. 필요하다면 무손실 인코딩의 이벤트에서 제로로 세팅되는 에러 제한을 갖는 상기 에러 제한이 또한 변화할 수 있다.
상기 에러 제한의 고려함은 인코딩된 이미지들의 더 높은 압축을 달성한다. 이미지 품질이 저하되더라도, 이는 특정 애플리케이션들에 대하여 여전히 만족스럽다. 에러 제한의 고려를 위하여 상기 차이가 상기 에러 제한 내에 포함된다면 예측되는 픽셀의 원래의 픽셀 값이 예측되는 픽셀의 픽셀 값에 의하여 대체되는 것이 유용하다. 이런 방식에서 인코더 및 디코더는 드리프트를 방지하는 동일한 데이터를 기초로 동작한다는 것이 보장된다.
에러 신호 또는 예측 에러가 결정된 이후에, 상기 에러가 인코딩된다. 이런 인코딩은 선행 기술로부터 기지된 임의의 방식의 방법들로 착수된다. 특히 예측 에러의 변환(바람직하게는 DCT 변환)이 실행될 수 있고, 이어서 상기 변환된 예측 에러들에 기초하여, 양자화 및/또는 엔트로피 인코딩이 발생할 수 있다. 양자화 및 엔트로피 인코딩의 단계들은 비디오 인코딩의 분야로부터 오랫동안 알려져 왔다. 이런 경우들에서 양자화는 손실을 초래하는 반면에 무손실 인코딩은 엔트로피 인코딩에 의하여 실행된다.
이미지 시퀀스의 이미지들이 인코딩되기 위한 것이라면 무손실 방식에서, 양자화가 아닌 단지 엔트로피 인코딩이 예측 에러의 인코딩을 위하여 사용된다. 예측 에러가 상기 인코딩에 의하여(즉 특히 양자화에 의하여) 수정된다면 예측된 값 및 인코딩되고 이어서 디코딩된 예측 에러로부터 발생된 픽셀 값에 의하여 인코딩된 픽셀의 원래의 픽셀 값을 대체하는 것이 유용하다. 이런 방식에서 드리프트가 방지되도록 인코더 및 디코더는 예측자들의 결정에 대하여 동일한 데이터를 기초로 한다는 것이 다시 한번 보장된다.
상기 기술되는 예측 에러의 인코딩 이후에, 인코딩된 에러가 디코더로 송신된다. 상기 디코더에서 궤도들의 이전에 기술된 결정에 기초하여 디코딩하는 것은 유사한 방식으로 실행된다. 특히 상기 디코더는 예측 에러들을 디코딩하고 개별적인 픽셀 값들의 궤도들에 기초하여 발명의 예측을 실시한다. 이어서 상기 예측되는 픽셀들은 본 방법에 의하여 원래의 픽셀 값을 획득하기 위하여 디코딩된 예측 에러들로 정정된다. 그러면 무손실 인코딩의 경우에 원래의 픽셀 값이 또한 정확하게 획득된다.
디코딩 동안에 궤도를 선택하기 위한 부가 정보가 발명의 방법에서 상기 디코더로 송신되는 것이 필요한 것은 아닌데, 이는 상기 인코더와 유사한 방식으로 상기 디코더가 궤도들의 선택을 착수할 수 있기 때문이다. 상기 인코더의 경우에서만, 효율성을 이유로, 다른 궤도로 결정하거나 또는 상이한 예측 모드들 사이(예를 들어, 예측 에러를 인코딩하기 위한 표준 H.264/AVC에서 기지된 모드들 사이)에서 변화들이 발생된다면 상응하는 부가 정보가 선택적으로 송신될 수 있다.
발명의 방법의 초기화에서 제 1 두 개의 이미지들의 인코딩은 상이한 이미지들로부터의 3-차원 궤도들 상에서 반드시 착수되지는 않는데, 이는 개시 시에 궤도들을 구성하기 위하여 이용가능한 다양한 이미지들로부터 임의의 인코딩된 픽셀들이 아직 없기 때문이다. 그 대신에 동일한 이미지의 픽셀들에 기초하여 픽셀의 2차원 방향 예측이 사용된다. 더욱이 제 1 또는 제 2 이미지의 인코딩될 제 1 픽셀들에 대하여 완전하게 상이한 인코딩(예를 들어, 예측이 없는 인트라-인코딩)이 사용되는데, 이는 개시 시에 동일한 이미지에 2-차원 궤도들이 전혀 형성될 수 없기 때문이다. 3 차원들에 기초하여 방향 예측, 즉 z 방향을 고려함은 본 방법의 초기화 이후에 제 3 이미지의 인코딩 동안에만 발생한다.
제 3 이미지가 인코딩되기 이전에 길이 n = 2의 3-차원 및 또한 2-차원 궤도들이 도 1에 표시되는 바와 같이 제공된다. 대안예와 같이, 동일한 이미지 내의 2-차원 궤도들은 제 3 이미지에서 배타적으로 또한 사용될 수 있다. 하지만 그러면 선택된 이미지 영역들(예를 들어, 미리특정된 크기의 블록들)이 예측 모드를 시그널링하고 이를 디코더로 부가 정보로서 송신하는 것이 필요하다. 이제 3-차원 예측은 인코딩될 추가의 이미지들에 대하여 또한 연장될 수 있고, 필요하다면 각각의 부가적인 이미지를 갖는 것에 의하여 증가될 수 있는 3-차원 궤도들의 최대 길이를 갖는다.
발명의 방법은 일련의 이점들을 갖는다. 특히 의학적인 이미지 데이터를 갖는 경우에서와 같이 특히 객체의 동일한 밝기 값이 하나의 방향에서 유지되는 구조들에 대하여, 상응하는 궤도들에 기초하여 픽셀 당 바람직한 예측 방향을 선택함으로써 양호한 예측이 달성될 수 있다. 이것은 특히 무손실, 또는 거의 무손실 인코딩이 더 높은 인코딩 효율을 달성하는 것을 가능하게 한다. 예측 방향은 이미 인코딩될 픽셀들을 기초로 하여 발명적으로 결정된다. 이런 결정은 어떠한 부가적인 예측 정보도 인코더로부터 디코더로 송신될 필요가 없도록 상기 인코더에서와 동일한 방식으로 디코더에서 실행된다. 이것은 또한 코딩 효율을 증가시킨다.
도 3에서는 발명의 방법의 실시예의 형태에 기초하여 이미지들의 시퀀스를 인코딩하고 디코딩하기 위한 시스템의 개략적인 다이어그램을 도시한다. 이런 경우에서 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 인코더는 참조 번호 1로 라벨링되고 그리고 이미지들(I1, I2 및 I3)을 포함하는 상기 인코더로 유입되는 이미지 데이터 스트림은 예측 수단(2)으로 초기에 유입되고, 이는 발명의 방법을 기초로 하여 개별적인 픽셀들의 원래의 픽셀 값과 예측 값 사이의 상응하는 예측 에러 및 예측 값을 결정하기 위하여 궤도들을 사용한다. 그리고나서 상기 예측 에러들은 인코딩 수단(3)으로 유입되고, 이는 이를 테면 양자화 또는 엔트로피 인코딩과 같은 상응하는 기지의 인코딩 방법에 기초하여 상기 예측 에러를 인코딩한다.
마지막으로 상기 인코딩되는 예측 에러는 송신 경로를 통하여 송신되고, 이는 디코더(4)로 화살표(P)에 의하여 표시된다. 상기 송신 경로는 이런 경우들에서 유선 또는 무선일 수 있다. 상기 디코더에서 상시 수신되는 예측 에러가 상응하는 디코딩 수단(5)에서 디코딩된다. 더욱이, 픽셀 값들의 예측은 예측 수단(6)에서 실행되고, 이는 궤도들에 기초하여 상기 예측 수단(2)과 유사한 방식으로 예측을 실행한다. 그리고나서 무손실 인코딩을 이용하여 상기 원래의 픽셀 값이 그리고 손실 인코딩을 이용하여 근접한 픽셀 값이 획득되도록 예측되는 픽셀들은 디코딩되는 예측 에러로 정정된다.
도 1에 따른 디지털화된 이미지 시퀀스의 각각의 개별적인 이미지(I1, I2 또는 I3)는 픽셀들의 형태로 복수의 이미지 포인트(point)들을 포함하고, 각각의 픽셀은 흑백(balck-and-white) 이미지들에 대하여는 밝기 값이고 그리고 컬러(color) 이미지들에 대하여는 일반적으로 휘도 값인 픽셀 값이 할당된다. 이미지들의 개별적인 픽셀들은 세 가지의 상이한 타입들의 픽셀들 사이에서 구별되는 포인트들에 의하여 도 1에서 표현된다. 인코딩될 픽셀(P)들은 하얀 픽셀들에 의하여 표현되고, 이미 인코딩된 픽셀들은 검고 평행선의 음영을 넣은 픽셀들(P', P")에 의하여 표현된다. 이러한 경우들에서 평행선의 음영을 넣은 픽셀(P')들은 이미지(I3)의 제 3 행(column) 및 제 3 열(row)에서 인코딩될 픽셀의 예측을 위한 궤도들을 형성하기 위하여 도 1에서 제공한다. 명확함을 위하여, 단지 몇몇의 픽셀들이 도 1에서 상응하는 참조 문자들(P, P' 및 P")을 이용하여 라벨링된다. 또한 도 1에서 x, y 및 z 방향을 갖는 좌표 시스템이 도시된다. 이런 도면에서 x-y 평면은 상응하는 이미지들의 2-차원적 범위를 표현하고 이미지들의 시간적 시퀀스는 z 방향에 의하여 재생되며, 이미지(I3) 이전에 이미지(I2)가 그리고 이미지(I2) 이전에 이미지(I1)가 획득된다.
도 1의 예는 이미지(I3)의 제 3 행 및 제 3 열에서의 픽셀의 인코딩을 도시한다. 발명의 인코딩에서 이런 경우에 궤도들은 동일한 이미지(I3) 또는 인접한 이미지들(I1 및 I2)에서의 적어도 두 개의 이미 인코딩된 추가의 픽셀들을 통하여 인코딩될 픽셀로부터 개시하는 것이 결정된다. 동일한 이미지(I3)에서의 픽셀들을 관통하는 궤도들은 이런 경우에 도 1에서 T'으로 라벨링된다. 이와 반대로 이전의 이미지들(I1 및 I2)을 시간적으로 관통하는 궤도들은 참조 문자(T)로 라벨링된다. 다시 한번 명확화를 위하여 단지 몇몇의 궤도들이 상응하는 문자(T 또는 T')으로 제공된다. 상기 궤도들에 기초하여, 인코딩될 픽셀들의 적절한 예측은 발명의 인코딩을 이용하여 가능하게 한다. 이런 경우들에서 이하에 기술되는 바와 같이 예측에 대한 개별적인 단계들이 발생한다.
우선 궤도마다 선택될 n개의 픽셀들이 정의된다. 이런 경우에서 상기 개수는 인코딩될 픽셀을 뺀 궤도당 픽셀들의 전체 개수에 상응한다. 이런 경우에서 적어도 두 개의 픽셀들은 최소 개수로서 나타나게 되어야 한다. 도 1의 시나리오(scenario)에서 이런 개수는 n=2로 세팅된다. 하지만, 복수의 픽셀들의 값(n)이 본 방법의 진행에 있어서 변화하거나 또는 상이한 이미지들로부터의 픽셀들을 갖는 궤도들에 대한 것보다는 동일한 이미지 내의 픽셀들을 갖는 궤도들에 대하여 상이하게 선택되는 것이 가능하다. 필요하다면, 새로운 이미지의 각각의 인코딩 이후에, 궤도당 허용가능한 픽셀들의 개수는 항상 1 만큼 증가될 수 있다.
픽셀들의 개수를 정의한 이후에 이미 인코딩된 픽셀들을 관통하는 궤도들이 결정된다. 도 1의 시나리오에서 이런 경우에 궤도들은 이미지(I3) 그리고 또한 두 개의 이전의 이미지들(I1 및 I2) 둘 다에 포함된다. 필요하다면 동일한 이미지로부터의 궤도들만 또는 상이한 이미지들로부터의 픽셀들을 갖는 궤도들만이 본 방법에서 또한 사용 가능하다. 도 1에 따라, 동일한 이미지(I3)로부터의 픽셀들을 갖는 네 개의 궤도들(T') 및 이미지(I1)와 이미지(I2)로부터의 픽셀을 각각 갖는 9개의 궤도들(T)이 존재한다. 픽셀 값들의 평균으로부터 각각의 궤도의 픽셀들(P')의 픽셀 값들의 편차를 표현하는 에러의 측정(
상기 에러의 측정은 더 높은 평가에 상응하는 더 낮은 에러의 측정을 갖는 청구항 제 1 항에 따른 평가 파라미터의 특정 변형에 상응한다.
또한 상기 에러의 측정은 필요하다면 단지 결정적인 인자는 상기 에러의 측정이 궤도를 따라 이미지 값들의 변동들에 대한 측정을 표현한다는 것이라는 다른 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 픽셀 값과 평균 값 사이의 차이량의 형태로의 편차 대신에, 2 차의 편차 그리고 이에 의한 평방 편차(variance)는 상기 에러의 측정을 계산하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 에러의 측정을 이용하여, n = 2가 선택되는 도 2의 시나리오에 대한 에러의 측정은 다음과 같이 발생된다:
상기 에러의 측정은 필요하다면 그것이 궤도 상에서 픽셀들의 거리(d) 만큼 표준화되도록 또한 정의될 수 있다. 그러면 에러의 상응하는 측정(
이런 경우에서
에러의 측정에 기초하여 가장 작은 에러의 측정으로 즉, 가장 높은 평가를 갖는 궤도가 마지막으로 선택된다. 이런 경우에서 특히 의학적인 이미지들에서, 동일하거나 또는 유사한 밝기 값을 갖는 구조들은 하나의 방향으로 연장된다는 사실이 고려된다. 그러면 인코딩될 픽셀에 대한 예측자 또는 예측 값(
선형 외삽법을 이용하여 상기 예측자의 계산은 도 2에 도시된다. 적절하게 파라미터화된 궤도의 코스는 가로 좌표를 따라 도시된다. 값들(P1 및 P2)은 예측을 위하여 사용되는 궤도를 따라 이런 경우에서 이미 인코딩된 픽셀들의 위치들을 식별하고, 포인트(P3)는 예측될 픽셀의 위치이다. 픽셀들의 상응하는 픽셀 값들은 예를 들어, 상응하는 밝기 값들과 같은 세로 좌표를 따라 플롯팅된다. 위치(P1)에서의 픽셀의 픽셀 값은 이런 경우에 w1으로 라벨링(label)되고 위치(P2)에서의 픽셀의 픽셀 값은 w2로 라벨링된다. 선형 외삽섭에 대하여, 이제 직선이 픽셀들(w1 및 w2)을 통과하여 도시되고, 선형 수식에 따라, 인코딩될 픽셀의 픽셀 값은 위치(P3
상기 기술되는 선형 외삽법 대신에, 예측 값은 예를 들어, 스플라인 내삽법(interpolation) 또는 다항 내삽법에 의하여 다른 방식으로 또한 결정될 수 있다. 픽셀들의 평균 값은 예측 값이 필요할 때 또한 사용될 수 있다.
발명의 방법의 추가 변형에서 궤도의 선택은 예측될 픽셀과 가장 가까운 픽셀 사이의 거리에 의존하는 의존도 인자(g(a))에 의하여 수정될 수 있다. 이런 수정된 거리 파라미터 (
상기 수식은 예측되는 픽셀로부터 작은 거리에서 픽셀들을 포함하는 궤도들은 선호도에 의하여 선택될 것이라는 사실을 고려하는 것을 가능하게 한다. 함수(g(a))는 이런 경우에 단조롭게 상승한다. 상기 의존도 인자는 정정 예측의 확률이 더 높고, 궤도의 픽셀들이 예측되는 픽셀에 더 가까워진다는 사실을 고려하는 것을 가능하게 한다.
마지막으로, 예측 값(
상기 에러 제한의 고려함은 인코딩된 이미지들의 더 높은 압축을 달성한다. 이미지 품질이 저하되더라도, 이는 특정 애플리케이션들에 대하여 여전히 만족스럽다. 에러 제한의 고려를 위하여 상기 차이가 상기 에러 제한 내에 포함된다면 예측되는 픽셀의 원래의 픽셀 값이 예측되는 픽셀의 픽셀 값에 의하여 대체되는 것이 유용하다. 이런 방식에서 인코더 및 디코더는 드리프트를 방지하는 동일한 데이터를 기초로 동작한다는 것이 보장된다.
에러 신호 또는 예측 에러가 결정된 이후에, 상기 에러가 인코딩된다. 이런 인코딩은 선행 기술로부터 기지된 임의의 방식의 방법들로 착수된다. 특히 예측 에러의 변환(바람직하게는 DCT 변환)이 실행될 수 있고, 이어서 상기 변환된 예측 에러들에 기초하여, 양자화 및/또는 엔트로피 인코딩이 발생할 수 있다. 양자화 및 엔트로피 인코딩의 단계들은 비디오 인코딩의 분야로부터 오랫동안 알려져 왔다. 이런 경우들에서 양자화는 손실을 초래하는 반면에 무손실 인코딩은 엔트로피 인코딩에 의하여 실행된다.
이미지 시퀀스의 이미지들이 인코딩되기 위한 것이라면 무손실 방식에서, 양자화가 아닌 단지 엔트로피 인코딩이 예측 에러의 인코딩을 위하여 사용된다. 예측 에러가 상기 인코딩에 의하여(즉 특히 양자화에 의하여) 수정된다면 예측된 값 및 인코딩되고 이어서 디코딩된 예측 에러로부터 발생된 픽셀 값에 의하여 인코딩된 픽셀의 원래의 픽셀 값을 대체하는 것이 유용하다. 이런 방식에서 드리프트가 방지되도록 인코더 및 디코더는 예측자들의 결정에 대하여 동일한 데이터를 기초로 한다는 것이 다시 한번 보장된다.
상기 기술되는 예측 에러의 인코딩 이후에, 인코딩된 에러가 디코더로 송신된다. 상기 디코더에서 궤도들의 이전에 기술된 결정에 기초하여 디코딩하는 것은 유사한 방식으로 실행된다. 특히 상기 디코더는 예측 에러들을 디코딩하고 개별적인 픽셀 값들의 궤도들에 기초하여 발명의 예측을 실시한다. 이어서 상기 예측되는 픽셀들은 본 방법에 의하여 원래의 픽셀 값을 획득하기 위하여 디코딩된 예측 에러들로 정정된다. 그러면 무손실 인코딩의 경우에 원래의 픽셀 값이 또한 정확하게 획득된다.
디코딩 동안에 궤도를 선택하기 위한 부가 정보가 발명의 방법에서 상기 디코더로 송신되는 것이 필요한 것은 아닌데, 이는 상기 인코더와 유사한 방식으로 상기 디코더가 궤도들의 선택을 착수할 수 있기 때문이다. 상기 인코더의 경우에서만, 효율성을 이유로, 다른 궤도로 결정하거나 또는 상이한 예측 모드들 사이(예를 들어, 예측 에러를 인코딩하기 위한 표준 H.264/AVC에서 기지된 모드들 사이)에서 변화들이 발생된다면 상응하는 부가 정보가 선택적으로 송신될 수 있다.
발명의 방법의 초기화에서 제 1 두 개의 이미지들의 인코딩은 상이한 이미지들로부터의 3-차원 궤도들 상에서 반드시 착수되지는 않는데, 이는 개시 시에 궤도들을 구성하기 위하여 이용가능한 다양한 이미지들로부터 임의의 인코딩된 픽셀들이 아직 없기 때문이다. 그 대신에 동일한 이미지의 픽셀들에 기초하여 픽셀의 2차원 방향 예측이 사용된다. 더욱이 제 1 또는 제 2 이미지의 인코딩될 제 1 픽셀들에 대하여 완전하게 상이한 인코딩(예를 들어, 예측이 없는 인트라-인코딩)이 사용되는데, 이는 개시 시에 동일한 이미지에 2-차원 궤도들이 전혀 형성될 수 없기 때문이다. 3 차원들에 기초하여 방향 예측, 즉 z 방향을 고려함은 본 방법의 초기화 이후에 제 3 이미지의 인코딩 동안에만 발생한다.
제 3 이미지가 인코딩되기 이전에 길이 n = 2의 3-차원 및 또한 2-차원 궤도들이 도 1에 표시되는 바와 같이 제공된다. 대안예와 같이, 동일한 이미지 내의 2-차원 궤도들은 제 3 이미지에서 배타적으로 또한 사용될 수 있다. 하지만 그러면 선택된 이미지 영역들(예를 들어, 미리특정된 크기의 블록들)이 예측 모드를 시그널링하고 이를 디코더로 부가 정보로서 송신하는 것이 필요하다. 이제 3-차원 예측은 인코딩될 추가의 이미지들에 대하여 또한 연장될 수 있고, 필요하다면 각각의 부가적인 이미지를 갖는 것에 의하여 증가될 수 있는 3-차원 궤도들의 최대 길이를 갖는다.
발명의 방법은 일련의 이점들을 갖는다. 특히 의학적인 이미지 데이터를 갖는 경우에서와 같이 특히 객체의 동일한 밝기 값이 하나의 방향에서 유지되는 구조들에 대하여, 상응하는 궤도들에 기초하여 픽셀 당 바람직한 예측 방향을 선택함으로써 양호한 예측이 달성될 수 있다. 이것은 특히 무손실, 또는 거의 무손실 인코딩이 더 높은 인코딩 효율을 달성하는 것을 가능하게 한다. 예측 방향은 이미 인코딩될 픽셀들을 기초로 하여 발명적으로 결정된다. 이런 결정은 어떠한 부가적인 예측 정보도 인코더로부터 디코더로 송신될 필요가 없도록 상기 인코더에서와 동일한 방식으로 디코더에서 실행된다. 이것은 또한 코딩 효율을 증가시킨다.
도 3에서는 발명의 방법의 실시예의 형태에 기초하여 이미지들의 시퀀스를 인코딩하고 디코딩하기 위한 시스템의 개략적인 다이어그램을 도시한다. 이런 경우에서 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 인코더는 참조 번호 1로 라벨링되고 그리고 이미지들(I1, I2 및 I3)을 포함하는 상기 인코더로 유입되는 이미지 데이터 스트림은 예측 수단(2)으로 초기에 유입되고, 이는 발명의 방법을 기초로 하여 개별적인 픽셀들의 원래의 픽셀 값과 예측 값 사이의 상응하는 예측 에러 및 예측 값을 결정하기 위하여 궤도들을 사용한다. 그리고나서 상기 예측 에러들은 인코딩 수단(3)으로 유입되고, 이는 이를 테면 양자화 또는 엔트로피 인코딩과 같은 상응하는 기지의 인코딩 방법에 기초하여 상기 예측 에러를 인코딩한다.
마지막으로 상기 인코딩되는 예측 에러는 송신 경로를 통하여 송신되고, 이는 디코더(4)로 화살표(P)에 의하여 표시된다. 상기 송신 경로는 이런 경우들에서 유선 또는 무선일 수 있다. 상기 디코더에서 상시 수신되는 예측 에러가 상응하는 디코딩 수단(5)에서 디코딩된다. 더욱이, 픽셀 값들의 예측은 예측 수단(6)에서 실행되고, 이는 궤도들에 기초하여 상기 예측 수단(2)과 유사한 방식으로 예측을 실행한다. 그리고나서 무손실 인코딩을 이용하여 상기 원래의 픽셀 값이 그리고 손실 인코딩을 이용하여 근접한 픽셀 값이 획득되도록 예측되는 픽셀들은 디코딩되는 예측 에러로 정정된다.
Claims (24)
- 연관되는 픽셀 값(pixel value)들을 갖는 복수의 픽셀들(P, P', P")을 포함하는 디지털화(digitize)된 이미지(image)들(I1, I2, I3)의 시퀀스(sequence)를 인코딩(encoding)하기 위한 방법으로서,
상기 이미지들(I1, I2, I3)의 인코딩될 상기 픽셀들(P, P', P")이 예측되고 그리고 상기 예측에 의하여 발생된 예측 에러(prediction error)들이 인코딩되고,
인코딩될 픽셀들 중 적어도 몇몇(P)에 대하여 인코딩될 픽셀(P, P', P")의 예측은:
복수의 궤도들(T, T')이 결정되고 ― 상기 궤도들(T, T')은 상기 인코딩될 픽셀(P) 및 상기 인코딩될 픽셀(P)의 이미지(I3)로부터 그리고/또는 상기 인코딩될 픽셀(P)의 상기 이미지(I3)에 시간적으로 근접한 하나 이상의 이미지들(I1, I2)로부터 이미 인코딩된 다른 픽셀들(P')을 각각 관통함 ―;
평가 파라미터(valuation parameter)가 상기 결정되는 궤도들(T, T')에 대하여 각각 정의되며 ― 상기 평가 파라미터는 궤도(T, T')를 따라 다른 픽셀들(P')의 코딩되지 않은(uncoded) 픽셀 값들(w1, w2)에서의 편차들이 작을수록, 상기 평가 파라미터에 따라 평가된 상기 궤도(T, T')가 높도록 구성됨 ―; 그리고
상기 인코딩될 픽셀(P)의 픽셀 값에 대한 예측 값()이 가장 높은 평가를 갖는 상기 궤도(T, T')의 상기 다른 픽셀들(P')에 기초하여 결정되도록
착수되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 평가 파라미터는 상기 궤도(T, T')의 상기 다른 픽셀들(P')의 상기 픽셀 값들(w1, w2)과 상기 픽셀 값들(w1, w2)의 평균 값 사이의 2 차의(quadratic) 편차들 또는 편차들의 양의 합산에 의존하고, 평가되는 모든 궤도(T, T')가 높을수록, 수치 편차들 또는 2 차의 편차들이 작아지는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 평가 파라미터는 상기 궤도(T, T')의 상기 다른 픽셀들(P') 사이의 거리들에 의존하고, 평가되는 모든 궤도(T, T')가 높을수록, 상기 거리들이 커지는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 평가 파라미터는 상기 인코딩될 픽셀(P)과 상기 인코딩될 픽셀(P)에 가장 가까이에 위치한 상기 궤도(T, T')의 다른 픽셀(P') 사이의 거리에 의존하고, 평가되는 모든 궤도(T, T')가 높을수록, 상기 거리가 작아지는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
동일한 길이 또는 상이한 길이들을 갖는 궤도들(T, T')은 상기 예측에서 고려되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 예측에서 사용되는 상기 궤도들(T, T')의 허용되는 길이는 이미지(I1, I2, I3)의 각각의 인코딩 이후에 하나의 픽셀만큼 증가되고 그리고/또는 미리특정된 개수의 연속적인 이미지들(I1, I2, I3)에 대하여 고정된 길이로서 선택되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 인코딩될 픽셀(P)의 상기 픽셀 값에 대한 예측 값()이 외삽법(extrapolation)에 의하여 결정되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 외삽법은 선형 외삽법, 스플라인(spline) 외삽법 또는 다항 외삽법 중 적어도 하나를 포함하는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 다른 픽셀들(P')의 픽셀 값들(w1, w2)의 평균 값은 상기 인코딩될 픽셀(P)의 상기 픽셀 값에 대한 예측 값()으로서 선택되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이미지들(I1, I2, I3) 중 적어도 몇몇에 대하여 픽셀들(P)은 동일한 이미지로부터의 픽셀들(P')을 포함하는 궤도들(T)에 의하여 그리고/또는 상이한 이미지들로부터의 픽셀들(P')을 포함하는 궤도들(T)에 의하여 예측되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 방법의 초기화 시에 적어도 제 1 두 개의 이미지들에 대하여, 픽셀들(P)은 동일한 이미지로부터 궤도들(T')에 의하여 예측되고 그리고/또는 교번적인 인코딩에 기초하여 인코딩되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 예측에 의하여 발생되는 예측 에러들은 상기 인코딩될 픽셀(P)의 픽셀 값과 상기 예측되는 픽셀 값 사이의 편차에 의하여 적어도 부분적으로 표현되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
임계값이 미리특정되고, 상기 예측으로부터 발생된 예측 에러는 상기 인코딩될 픽셀(P)의 픽셀 값과 상기 예측되는 픽셀 값 사이의 편차만큼 상기 임계값을 초과하는 수치로 표현되고 그렇지 않으면 값 제로(zero)로 세팅(set)되며, 제로의 예측 에러를 갖는 픽셀(P)의 픽셀 값은 상기 예측되는 픽셀 값에 의하여 대체되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 예측 에러들은 무손실 또는 손실(lossy) 방식으로 인코딩되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 예측 에러의 인코딩은 변환, 양자화 또는 엔트로피(entropy) 인코딩 중 적어도 하나를 포함하는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 픽셀 값의 예측 에러의 손실 인코딩의 경우에, 상기 예측 에러가 결정되는 상기 픽셀(P)은 상기 예측된 픽셀 값에 의하여 대체되고 디코딩(decode)되는 예측 에러를 이용하여 정정되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 인코딩되는 이미지들(I1, I2, I3)에 대하여 사용되는 예측 모드(prediction mode)를 시그널링(signaling)하기 위한 부가(side) 정보가 생성되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 디지털화된 이미지들(I1, I2, I3)은 의학적인 이미지들인,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법. - 제 1 항에 따른 방법을 이용하여 인코딩된 이미지들(I1, I2, I3)의 시퀀스를 디코딩하기 위한 방법으로서,
각각의 픽셀들(P, P', P")의 예측 에러가 디코딩되고 그리고 상기 디코딩될 각각의 픽셀들(P)이 예측되며,
디코딩되는 픽셀(P)은 상기 디코딩되는 예측 에러를 이용하여 보호되는 픽셀의 정정으로부터 발생되고, 픽셀(P, P', P")의 예측은:
복수의 궤도들(T, T')이 결정되고 ― 상기 궤도들(T, T')은 상기 디코딩될 픽셀(P) 및 상기 디코딩될 픽셀(P)의 이미지(I3)로부터 그리고/또는 상기 디코딩될 픽셀(P)의 상기 이미지(I3)에 시간적으로 근접한 하나 이상의 이미지들(I1, I2)로부터 이미 디코딩된 다른 픽셀들(P')을 각각 관통함 ―;
상기 결정되는 궤도들(T, T')에 대하여, 평가 파라미터가 각각 정의되며 ― 상기 평가 파라미터는 더 높은 평가 파라미터에 따른 값이 궤도(T, T')에 주어질수록 상기 궤도(T, T')를 따라 추가의 픽셀들(P')의 디코딩되는 픽셀 값들(w1, w2)의 변동들이 더 작아지도록 구성됨 ―; 그리고
가장 높은 평가를 갖는 상기 궤도(T, T')의 추가의 픽셀들(P')에 기초하여, 상기 디코딩될 픽셀(P)의 픽셀 값에 대한 예측 값()이 결정되도록
착수되는,
인코딩된 이미지들의 시퀀스를 디코딩하기 위한 방법. - 디지털화된 이미지들(I1, I2, I3)의 시퀀스를 송신하기 위한 방법으로서,
상기 시퀀스의 상기 이미지들(I1, I2, I3)은 송신 링크를 통하여 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법을 이용하여 인코딩되고 그리고 후속하여 제 19 항에 따른 방법을 이용하여 디코딩되는,
디지털화된 이미지들(I1, I2, I3)의 시퀀스를 송신하기 위한 방법. - 제 1 항에 따른 방법에 기초하여 연관되는 픽셀 값들을 갖는 복수의 픽셀들(P, P', P")을 포함하는 디지털화된 이미지들(I1, I2, I3)의 시퀀스를 인코딩하기 위한 인코더(encoder)로서, 상기 인코더(1)는:
상기 이미지들(I1, I2, I3)의 인코딩될 상기 픽셀들(P, P', P")의 예측을 위한 예측 수단(2);
상기 예측에 의하여 발생된 예측 에러들을 인코딩하기 위한 인코딩 수단(3)
을 포함하고,
상기 예측 수단(2)은:
복수의 궤도들(T, T')이 결정되고 ― 상기 궤도들(T, T')은 상기 인코딩될 픽셀(P) 및 상기 인코딩될 픽셀(P)의 이미지(I3)로부터 그리고/또는 결정될 픽셀(P)의 상기 이미지(I3)에 시간적으로 근접한 하나 이상의 이미지들(I1, I2)로부터 이미 인코딩된 추가의 픽셀들(P')을 각각 관통함 ―;
평가 파라미터가 결정되는 궤도들(T, T')에 대하여 각각 정의되며 ― 상기 평가 파라미터는 궤도(T, T')를 따라 다른 픽셀들(P')의 코딩되지 않은 픽셀 값들(w1, w2)에서의 편차들이 더 작아질수록, 상기 평가 파라미터에 따라 평가된 상기 궤도(T, T')가 더 높아지도록 구성됨 ―; 그리고
상기 인코딩될 픽셀(P)의 픽셀 값에 대한 예측 값()은 가장 높은 평가를 갖는 상기 궤도(T, T')의 상기 다른 픽셀들(P')에 기초하여 결정되도록
인코딩될 픽셀들 중 적어도 몇몇(P)에 대하여 인코딩될 픽셀(P, P', P")의 예측이 실행되도록 구성되는,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 인코더. - 제 19 항에 따른 방법에 기초하여 인코딩된 이미지들(I1, I2, I3)의 시퀀스를 디코딩하기 위한 디코더(decoder)로서, 상기 디코더(4)는:
각각의 픽셀들(P)의 예측 에러를 디코딩하기 위한 디코딩 수단(5);
상기 디코딩될 픽셀들(P)을 예측하기 위한 예측 수단(6) ― 디코딩되는 픽셀(P)은 상기 디코딩되는 예측 에러를 이용하여 예측되는 픽셀의 정정으로부터 발생됨 ―
을 포함하고,
상기 예측 수단(6)은:
복수의 궤도들(T, T')이 결정되고 ― 상기 궤도들(T, T')은 상기 디코딩될 픽셀(P) 및 상기 디코딩될 픽셀(P)의 이미지(I3)로부터 그리고/또는 결정될 픽셀(P)의 상기 이미지(I3)에 시간적으로 근접한 하나 이상의 이미지들(I1, I2)로부터 이미 디코딩된 추가의 픽셀들(P')을 각각 관통함 ―;
평가 파라미터가 상기 결정되는 궤도들(T, T')에 대하여 각각 정의되며 ― 상기 평가 파라미터는 궤도(T, T')를 따라 다른 픽셀들(P')의 디코딩되는 픽셀 값들(w1, w2)에서의 편차들이 더 작아질수록, 상기 평가 파라미터에 따라 평가된 상기 궤도(T, T')가 더 높아지도록 구성됨 ―; 그리고
가장 높은 평가를 갖는 상기 궤도(T, T')의 다른 픽셀들(P')에 기초하여, 상기 디코딩될 픽셀(P)의 픽셀 값에 대한 예측 값()이 결정되도록
디코딩될 픽셀(P)의 예측이 실행되도록 구성되는,
인코딩된 이미지들의 시퀀스를 디코딩하기 위한 디코더. - 시스템(system)으로서,
제 21 항에 따른 인코더; 및
제 22 항에 따른 디코더
를 포함하는
시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 의학적인 이미지들은 의학적인 엑스-레이(X-ray) 이미지들인,
디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008038355.4 | 2008-08-19 | ||
| DE102008038355 | 2008-08-19 | ||
| DE102008058489A DE102008058489A1 (de) | 2008-08-19 | 2008-11-21 | Verfahren zum Codieren einer Folge von digitalisierten Bildern |
| DE102008058489.4 | 2008-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110063768A KR20110063768A (ko) | 2011-06-14 |
| KR101618080B1 true KR101618080B1 (ko) | 2016-05-04 |
Family
ID=41228720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117006482A KR101618080B1 (ko) | 2008-08-19 | 2009-08-14 | 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8472739B2 (ko) |
| EP (1) | EP2313864A1 (ko) |
| JP (1) | JP5284471B2 (ko) |
| KR (1) | KR101618080B1 (ko) |
| CN (1) | CN102124495B (ko) |
| DE (1) | DE102008058489A1 (ko) |
| WO (1) | WO2010020592A1 (ko) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011006036B4 (de) * | 2011-01-14 | 2012-12-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtungen zur Bildung eines Prädiktionswertes |
| US9940541B2 (en) | 2015-07-15 | 2018-04-10 | Fyusion, Inc. | Artificially rendering images using interpolation of tracked control points |
| US10726593B2 (en) | 2015-09-22 | 2020-07-28 | Fyusion, Inc. | Artificially rendering images using viewpoint interpolation and extrapolation |
| US10275935B2 (en) | 2014-10-31 | 2019-04-30 | Fyusion, Inc. | System and method for infinite synthetic image generation from multi-directional structured image array |
| US10176592B2 (en) | 2014-10-31 | 2019-01-08 | Fyusion, Inc. | Multi-directional structured image array capture on a 2D graph |
| US10262426B2 (en) | 2014-10-31 | 2019-04-16 | Fyusion, Inc. | System and method for infinite smoothing of image sequences |
| US9917898B2 (en) | 2015-04-27 | 2018-03-13 | Dental Imaging Technologies Corporation | Hybrid dental imaging system with local area network and cloud |
| US10698558B2 (en) | 2015-07-15 | 2020-06-30 | Fyusion, Inc. | Automatic tagging of objects on a multi-view interactive digital media representation of a dynamic entity |
| US11006095B2 (en) | 2015-07-15 | 2021-05-11 | Fyusion, Inc. | Drone based capture of a multi-view interactive digital media |
| US10242474B2 (en) | 2015-07-15 | 2019-03-26 | Fyusion, Inc. | Artificially rendering images using viewpoint interpolation and extrapolation |
| US10750161B2 (en) | 2015-07-15 | 2020-08-18 | Fyusion, Inc. | Multi-view interactive digital media representation lock screen |
| US11095869B2 (en) | 2015-09-22 | 2021-08-17 | Fyusion, Inc. | System and method for generating combined embedded multi-view interactive digital media representations |
| US10147211B2 (en) | 2015-07-15 | 2018-12-04 | Fyusion, Inc. | Artificially rendering images using viewpoint interpolation and extrapolation |
| US10222932B2 (en) | 2015-07-15 | 2019-03-05 | Fyusion, Inc. | Virtual reality environment based manipulation of multilayered multi-view interactive digital media representations |
| US10852902B2 (en) | 2015-07-15 | 2020-12-01 | Fyusion, Inc. | Automatic tagging of objects on a multi-view interactive digital media representation of a dynamic entity |
| US11783864B2 (en) | 2015-09-22 | 2023-10-10 | Fyusion, Inc. | Integration of audio into a multi-view interactive digital media representation |
| US11202017B2 (en) | 2016-10-06 | 2021-12-14 | Fyusion, Inc. | Live style transfer on a mobile device |
| US10437879B2 (en) | 2017-01-18 | 2019-10-08 | Fyusion, Inc. | Visual search using multi-view interactive digital media representations |
| US10313651B2 (en) | 2017-05-22 | 2019-06-04 | Fyusion, Inc. | Snapshots at predefined intervals or angles |
| US11069147B2 (en) | 2017-06-26 | 2021-07-20 | Fyusion, Inc. | Modification of multi-view interactive digital media representation |
| US10592747B2 (en) | 2018-04-26 | 2020-03-17 | Fyusion, Inc. | Method and apparatus for 3-D auto tagging |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4776029A (en) | 1986-04-18 | 1988-10-04 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method of compressing image signals |
| US4809350A (en) | 1986-02-10 | 1989-02-28 | Elscint Ltd. | Data compression system |
| US5311305A (en) | 1992-06-30 | 1994-05-10 | At&T Bell Laboratories | Technique for edge/corner detection/tracking in image frames |
| EP1850599B1 (en) | 2006-04-24 | 2013-10-02 | Fujitsu Limited | Image compression apparatus, image compression program and image compression method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1776029A (en) * | 1926-12-02 | 1930-09-16 | Grasselli Chemical Co | Process of making barium sulphide solutions |
| CA2051939A1 (en) * | 1990-10-02 | 1992-04-03 | Gary A. Ransford | Digital data registration and differencing compression system |
| US20050111746A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-05-26 | Kumar Bharath S. | Progressive medical image volume navigation |
| US7664184B2 (en) * | 2004-07-21 | 2010-02-16 | Amimon Ltd. | Interpolation image compression |
| DE602006010813D1 (de) | 2006-04-24 | 2010-01-14 | Ntt Docomo Inc | Methode und System zur Funkkanal-Schätzung in einem drahtlosen Kommunikationssystem, Relaisstation und Empfänger |
-
2008
- 2008-11-21 DE DE102008058489A patent/DE102008058489A1/de not_active Ceased
-
2009
- 2009-08-14 JP JP2011523399A patent/JP5284471B2/ja active Active
- 2009-08-14 CN CN200980132218.XA patent/CN102124495B/zh active Active
- 2009-08-14 WO PCT/EP2009/060570 patent/WO2010020592A1/de active Application Filing
- 2009-08-14 US US12/737,814 patent/US8472739B2/en active Active
- 2009-08-14 EP EP09781871A patent/EP2313864A1/de not_active Withdrawn
- 2009-08-14 KR KR1020117006482A patent/KR101618080B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809350A (en) | 1986-02-10 | 1989-02-28 | Elscint Ltd. | Data compression system |
| US4776029A (en) | 1986-04-18 | 1988-10-04 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method of compressing image signals |
| US5311305A (en) | 1992-06-30 | 1994-05-10 | At&T Bell Laboratories | Technique for edge/corner detection/tracking in image frames |
| EP1850599B1 (en) | 2006-04-24 | 2013-10-02 | Fujitsu Limited | Image compression apparatus, image compression program and image compression method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102008058489A1 (de) | 2010-04-15 |
| US8472739B2 (en) | 2013-06-25 |
| KR20110063768A (ko) | 2011-06-14 |
| US20110170789A1 (en) | 2011-07-14 |
| JP2012500546A (ja) | 2012-01-05 |
| CN102124495B (zh) | 2014-09-24 |
| WO2010020592A1 (de) | 2010-02-25 |
| JP5284471B2 (ja) | 2013-09-11 |
| EP2313864A1 (de) | 2011-04-27 |
| CN102124495A (zh) | 2011-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101618080B1 (ko) | 디지털화된 이미지들의 시퀀스를 인코딩하기 위한 방법 | |
| US9936198B2 (en) | Moving picture coding device, moving picture coding method, and moving picture coding program, and moving picture decoding device, moving picture decoding method, and moving picture decoding program | |
| KR101344425B1 (ko) | 다시점 화상 부호화 방법, 다시점 화상 복호 방법, 다시점 화상 부호화 장치, 다시점 화상 복호 장치, 다시점 화상 부호화 프로그램 및 다시점 화상 복호 프로그램 | |
| US8594193B2 (en) | Method and device for multi-view encoding/decoding using disparity vector | |
| US9510010B2 (en) | Method for decoding images based upon partition information determinations and apparatus for decoding using same | |
| EP1942678B1 (en) | Video encoding method and scene cut detection method | |
| US7778459B2 (en) | Image encoding/decoding method and apparatus | |
| US8179969B2 (en) | Method and apparatus for encoding or decoding frames of different views in multiview video using global disparity | |
| KR100922510B1 (ko) | 영상의 부호화 및 복호화 방법, 장치 및 그 애플리케이션 | |
| EP1276330B1 (en) | Video coding using the MPEG4 standard | |
| US20050276333A1 (en) | Method of and apparatus for predicting DC coefficient of video data unit | |
| EP0632657A1 (en) | Method of prediction of a video image | |
| US8218618B2 (en) | Method and device for lossy coding of a digital signal | |
| US20150016511A1 (en) | Image compression apparatus and method | |
| JPH0879767A (ja) | 動きベクトル符号化および復号化方式 | |
| US7415068B2 (en) | Process for the format conversion of an image sequence | |
| US20230065861A1 (en) | Method and device for processing multi-view video data | |
| CN112383774B (zh) | 编码方法、编码器以及服务器 | |
| RU2493668C1 (ru) | Способ кодирования/декодирования многоракурсной видеопоследовательности на основе локальной коррекции яркости и контрастности опорных кадров без передачи дополнительных служебных данных | |
| JP4785769B2 (ja) | 符号化装置及び符号化プログラム | |
| CN116074537A (zh) | 编码方法、解码方法、电子设备和计算机可读存储介质 | |
| GB2577056A (en) | Bitstream decoder | |
| CN113196778A (zh) | 比特流解码 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |