KR102273113B1 - Apparatus for transmitting image - Google Patents

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단국대학교 산학협력단
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Abstract

일 실시예에 따른 이미지 송신 장치는, 원본 고해상도 이미지를 다운 샘플링하여 저해상도 이미지로 변환하는 다운 샘플링부와, 저사양 단말(small user) 및 고사양 단말(big user) 각각에 의해 디코딩 가능한 제1 코딩 기법에 기초해서, 상기 저해상도 이미지를 코딩하는 제1 코딩부와, 상기 다운 샘플링부에 의해 변환된 상기 저해상도 이미지를 입력받으면, 상기 원본 고해상도 이미지보다 품질이 낮은 가공 고해상도 이미지를 출력하도록 기 학습된 초해상화부와, 상기 원본 고해상도 이미지와 상기 가공 고해상도 이미지 간의 차이를 연산해서 잔차맵(residual map)의 형태로 제공하는 잔차맵 제공부와, 상기 고사양 단말에 의해 디코딩 가능한 제2 코딩 기법에 기초해서, 상기 잔차맵을 코딩하는 제2 코딩부를 포함한다.An image transmitting apparatus according to an embodiment includes a down-sampling unit for down-sampling an original high-resolution image and converting it into a low-resolution image, and a first coding technique that can be decoded by each of a small user and a high-end terminal. Based on the first coding unit for coding the low-resolution image, and when receiving the low-resolution image converted by the down-sampling unit, the super-resolution unit pre-learned to output a processed high-resolution image lower in quality than the original high-resolution image and a residual map providing unit that calculates the difference between the original high-resolution image and the processed high-resolution image and provides it in the form of a residual map, and a second coding scheme that can be decoded by the high-end terminal, the residual and a second coding unit for coding the map.

Figure R1020190159329
Figure R1020190159329

Description

이미지 송신 장치 {APPARATUS FOR TRANSMITTING IMAGE}Image Transmission Device {APPARATUS FOR TRANSMITTING IMAGE}

본 발명은 이미지 송신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image transmitting apparatus.

일반 데이터 통신에서는 압축 수행시 왜곡(distortion)을 허용하지 않는데 반해서 영상, 음성 등의 멀티미디어 신호는 일정량의 왜곡을 허용함으로써 압축효율을 더 높이게 된다.In general data communication, distortion is not allowed when compression is performed, whereas a certain amount of distortion is allowed for multimedia signals such as video and audio, thereby increasing compression efficiency.

이 때, 수신단의 단말이 저사양 단말(small user)인 경우 뿐 아니라 고사양 단말(big user)인 경우 각각을 고려해서, 일정량의 왜곡을 허용하고 이에 따라 압축을 하는 기법에 대한 수요가 있다.At this time, there is a demand for a technique for allowing a certain amount of distortion and performing compression according to each of the cases where the receiving terminal is a small user as well as a high-spec terminal (big user).

대한민국 공개특허공보 10-2017-0047489, 공개일자 2017년 05월 08일Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0047489, publication date May 08, 2017

본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 서로 상이한 개수의 안테나를 가지면서 서로 상이한 화면 해상도를 갖는 단말에게 효과적으로 이미지를 전달하는 것과 관련된 기술을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technology related to effectively transmitting images to terminals having different screen resolutions while having different numbers of antennas.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.

일 실시예에 따른 이미지 송신 장치는, 원본 고해상도 이미지를 다운 샘플링하여 저해상도 이미지로 변환하는 다운 샘플링부와, 저사양 단말 (small user) 및 고사양 단말(big user) 각각에 의해 디코딩 가능한 제1 코딩 기법에 기초해서, 상기 저해상도 이미지를 코딩하는 제1 코딩부와, 상기 다운 샘플링부에 의해 변환된 상기 저해상도 이미지를 입력받으면, 상기 원본 고해상도 이미지보다 품질이 낮은 가공 고해상도 이미지를 출력하도록 기 학습된 초해상화부와, 상기 원본 고해상도 이미지와 상기 가공 고해상도 이미지 간의 차이를 연산해서 잔차맵(residual map)의 형태로 제공하는 잔차맵 제공부와, 상기 고사양 단말에 의해 디코딩 가능한 제2 코딩 기법에 기초해서, 상기 잔차맵을 코딩하는 제2 코딩부를 포함한다.An image transmission apparatus according to an embodiment includes a down-sampling unit for down-sampling an original high-resolution image and converting it into a low-resolution image, and a first coding technique that can be decoded by each of a low-spec terminal (small user) and a high-spec terminal (big user). Based on the first coding unit for coding the low-resolution image, and when receiving the low-resolution image converted by the down-sampling unit, the super-resolution unit pre-learned to output a processed high-resolution image lower in quality than the original high-resolution image and a residual map providing unit that calculates the difference between the original high-resolution image and the processed high-resolution image and provides it in the form of a residual map, and a second coding technique that can be decoded by the high-end terminal, the residual and a second coding unit for coding the map.

또한, 상기 제1 코딩 기법은 알라마우티(Alamouti) 기법일 수 있다.Also, the first coding technique may be an Alamouti technique.

또한, 상기 제2 코딩 기법은 골든 코딩(Golden coding) 기법일 수 있다.In addition, the second coding scheme may be a Golden coding scheme.

또한, 상기 초해상화부는 컨볼루션 레이어 및 ReLU 레이어는 포함하지만 배치 정규화(batch normalization) 레이어는 포함하지 않도록 구성된 잔차 블록부를 복수 개 포함할 수 있다.In addition, the super-resolution unit may include a plurality of residual block units configured to include a convolution layer and a ReLU layer but not include a batch normalization layer.

또한, 상기 잔차맵 형성부는 컨벡스 최적화(convex optimization) 기법에 기초해서 상기 잔차맵을 제공할 수 있다.Also, the residual map forming unit may provide the residual map based on a convex optimization technique.

일 실시예에 따르면, end-to-end 관점에서 봤을 때 최적의 성능 발휘가 가능하고, 특히, 서로 상이한 개수의 안테나를 가지면서 서로 상이한 화면 해상도를 갖는 단말, 예컨대 저사양 단말과 고사양 단말이 같은 구역 내에 있더라도, 이들 각각의 단말에게 효과적으로 이미지가 전달될 수 있다.According to an embodiment, optimal performance is possible from an end-to-end point of view, and in particular, terminals having different numbers of antennas and different screen resolutions, such as a low-end terminal and a high-end terminal, are in the same area. Even if it is within, the image can be effectively transmitted to each of these terminals.

도 1은 일 실시예에 따른 이미지 송신 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 고사양 단말(big user)의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of an image transmitting apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a high-spec terminal (big user) according to an embodiment.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 일 실시예에 따른 이미지 송신 장치(100)에 대한 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of an image transmission apparatus 100 according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 이미지 송신 장치(100)는 다운 샘플링부(110), 이미지 소스 코딩부(120), 제1 전처리부(130), 제1 코딩부(140), 제1 먹스부(150), 초해상화부(160), 잔차맵 제공부(170), 제2 전처리부(180), 제2 코딩부(190) 및 제2 먹스부(191)를 포함한다. 다만, 도 1에 도시된 이미지 송신 장치(100)에 대한 구성은 예시적인 것에 불과하다. 예컨대, 실시예에 따라 이미지 송신 장치(100)는 도 1에 도시된 것과 상이하도록 구현 내지 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the image transmission apparatus 100 includes a downsampling unit 110 , an image source coding unit 120 , a first preprocessing unit 130 , a first coding unit 140 , and a first mux unit 150 . ), a super-resolution unit 160 , a residual map providing unit 170 , a second pre-processing unit 180 , a second coding unit 190 , and a second mux unit 191 . However, the configuration of the image transmitting apparatus 100 illustrated in FIG. 1 is merely exemplary. For example, according to an embodiment, the image transmitting apparatus 100 may be implemented or configured to be different from that shown in FIG. 1 .

먼저, 이미지 송신 장치(100), 그리고 이러한 이미지 송신 장치(100) 각각에 포함된 구성들은, 이하에서 설명될 기능을 수행하도록 구현된 명령어를 저장하는 메모리, 그리고 이러한 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 마이크로프로세서에 의해 구현 가능하다. First, the image transmission apparatus 100, and the components included in each of these image transmission apparatus 100, a memory for storing instructions implemented to perform a function to be described below, and a microcontroller for executing the instructions stored in the memory It can be implemented by the processor.

우선, 이미지 송신 장치(100)는 원본 고해상도(high resolution, HR) 이미지(10)를 입력받는다. 그러면, 이렇게 입력받은 원본 고해상도 이미지(10)는 저해상도(low resolution, LR) 이미지(11)로 변환된 뒤, 알라마우티(Alamouti) 기법 등에 기초해서 코딩된다. 여기서, 저해상도 이미지에 대한 코딩 기법이 이에 한정되는 것은 아니다.First, the image transmitting apparatus 100 receives an original high resolution (HR) image 10 . Then, the received original high-resolution image 10 is converted into a low-resolution (LR) image 11, and then is coded based on the Alamouti technique or the like. Here, the coding technique for the low-resolution image is not limited thereto.

아울러, 이미지 송신 장치(100)가 입력받은 전술한 원본 고해상도 이미지(10)는 저품질(low quality)의 가공 고해상도 이미지로 변환되고, 이 후 이러한 가공 고해상도 이미지와 원본 고해상도 이미지(10) 간의 차이를 나타내는 잔차맵(residual map)이 생성된다. 이렇게 생성된 잔차맵은 골든 코드(Golden code) 기법 등에 기초해서 코딩된다. 여기서, 잔차맵에 대한 코딩 기법이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the above-described original high-resolution image 10 received by the image transmission device 100 is converted into a low-quality processed high-resolution image, and then represents the difference between the processed high-resolution image and the original high-resolution image 10 . A residual map is generated. The generated residual map is coded based on a Golden code technique or the like. Here, the coding technique for the residual map is not limited thereto.

그러면, 앞서 살펴본, 알라마우티 기법 등에 기초해서 코딩된 저해상도 이미지(11)와 골든 코드 기법 등에 기초해서 코딩된 잔차맵은 도 1에는 도시되지 않은 이미지 수신 장치, 예컨대 저사양 단말 또는 고사양 단말에게 전달된다.Then, the low-resolution image 11 coded based on the Alamauti technique, etc. and the residual map coded based on the golden code technique, etc. as described above, are transmitted to an image receiving device not shown in FIG. 1, for example, a low-spec terminal or a high-spec terminal. .

여기서 저사양 단말(small user)이란, 1개의 안테나 및 저해상도(low resolution)를 지원하는 화면을 갖는 단말을 지칭한다. 이와 달리, 고사양 단말(big user)이란, 복수 개(예컨대 2개)의 안테나 및 고해상도(high resolution)를 지원하는 화면을 갖는 단말을 지칭한다.Here, a small user refers to a terminal having one antenna and a screen supporting a low resolution. On the other hand, a high-spec terminal (big user) refers to a terminal having a plurality of (eg, two) antennas and a screen supporting high resolution.

고사양 단말에서는, 이렇게 전달받은 저해상도 이미지(11)와 잔차맵을 이용해서, 원본 고해상도 이미지에 최대한 가까운 이미지, 즉 복원 고해상도 이미지가 생성된다. 여기서, 복원 고해상도 이미지의 생성 과정에서는, 전술한 알라마우티 기법 또는 골든 코드 기법 등이 이용될 수 있다.In the high-end terminal, an image as close as possible to the original high-resolution image, that is, a restored high-resolution image, is generated using the low-resolution image 11 and the residual map received in this way. Here, in the process of generating the reconstructed high-resolution image, the aforementioned Alamauti technique or the golden code technique may be used.

반면, 저사양 단말에서는, 이렇게 전달받은 저해상도 이미지(11)만을 이용해서 이미지가 복원 및 생성된다. 이러한 복원 과정에는, 전술한 알라마우티 기법 등이 이용될 수 있다.On the other hand, in the low-end terminal, the image is restored and generated using only the low-resolution image 11 received in this way. In this restoration process, the aforementioned Alamauti technique may be used.

이하에서는, 전술한 이미지 송신 장치(100) 자체에 대해 보다 자세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, the above-described image transmitting apparatus 100 itself will be described in more detail.

다운 샘플링부(110)는 원본 고해상도 이미지(10)를 다운 샘플링하도록 구성된다. 즉, 다운 샘플링부(110)에 의해, 원본 고해상도 이미지(10)는 저해상도 이미지(11)로 변환한다. The down-sampling unit 110 is configured to down-sample the original high-resolution image 10 . That is, the original high-resolution image 10 is converted into the low-resolution image 11 by the down-sampling unit 110 .

여기서, 도 1에는 도시되지 않았지만, 다운 샘플링부(110)는 안티-알리아싱(anti-aliasing) 저역 통과 필터를 추가로 포함하도록 구현 가능하며, 이 경우 다운 샘플링부(110)에서는 원본 고해상도 이미지(10)에 대한 다운 샘플링 뿐 아니라 안티-알리아싱 저역 통과 필터링 기능이 수행될 수도 있다.Here, although not shown in FIG. 1 , the down-sampling unit 110 may be implemented to additionally include an anti-aliasing low-pass filter, and in this case, the down-sampling unit 110 generates the original high-resolution image 10 . ) as well as anti-aliasing low-pass filtering function may be performed.

이미지 소스 코딩부(120)는 저해상도 이미지(11)에 대해 소스 코딩을 수행하도록 구성된다. 여기서 이미지에 대한 소스 코딩 작업은 공지된 기술이므로, 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 아울러, 이미지 소스 코딩부(120)는 실시예에 따라 이미지 송신 장치(100)에 포함되지 않을 수도 있다. 이 경우, 다운 샘플링부(110)로부터의 저해상도 이미지(11)는 바로 후술할 초해상화부(160) 및 제1 전처리부(130)에게 전달될 수 있다. 다만, 이하에서는 이미지 소스 코딩부(120)가 이미지 송신 장치(100)에 포함되는 것을 전제로 설명하기로 한다.The image source coding unit 120 is configured to perform source coding on the low-resolution image 11 . Here, since the source coding operation for the image is a known technique, a detailed description thereof will be omitted. In addition, the image source coding unit 120 may not be included in the image transmitting apparatus 100 according to an embodiment. In this case, the low-resolution image 11 from the down-sampling unit 110 may be transmitted to the super-resolution unit 160 and the first pre-processing unit 130 to be described later. However, in the following description, it is assumed that the image source coding unit 120 is included in the image transmitting apparatus 100 .

제1 전처리부(130)는 이미지 소스 코딩부(120)로부터, 소스 코딩이 수행된 저해상도 이미지(11)를 전달받아서 소정의 전처리를 수행하도록 구성된다. 여기서의 전처리에는 예컨대 에러 검출 및 교정 코딩(error detection and correction coding)이 포함될 수 있으며, 또한 constellation symbol mapping이 포함될 수도 있다. 다만, 제1 전처리부(130)는 실시예에 따라 이미지 송신 장치(100)에 포함되지 않을 수도 있다. 이 경우, 이미지 소스 코딩부(120)로부터의 저해상도 이미지(11)는 후술할 제1 코딩부(140)에게 전달될 수 있다. 다만, 이하에서는 제1 전처리부(130)가 이미지 송신 장치(100)에 포함되는 것을 전제로 설명하기로 한다.The first pre-processing unit 130 is configured to receive the low-resolution image 11 on which the source coding has been performed from the image source coding unit 120 and perform a predetermined pre-processing. Here, the preprocessing may include, for example, error detection and correction coding, and may also include constellation symbol mapping. However, the first preprocessor 130 may not be included in the image transmission apparatus 100 according to an embodiment. In this case, the low-resolution image 11 from the image source coding unit 120 may be transmitted to the first coding unit 140 to be described later. However, in the following description, it is assumed that the first preprocessor 130 is included in the image transmission apparatus 100 .

제1 코딩부(140)는 제1 전처리부(130)로부터, 전술한 전처리가 수행된 저해상도 이미지(11)를 전달받아서 제1 코딩 기법에 기초하여 이러한 저해상도 이미지(11)를 코딩하도록 구성된다. 여기서의 제1 코딩 기법은 예컨대 알라마우티(Alamouti) 기법일 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.The first coding unit 140 is configured to receive the low-resolution image 11 on which the above-described pre-processing has been performed from the first pre-processing unit 130 and to code the low-resolution image 11 based on the first coding technique. Here, the first coding technique may be, for example, an Alamouti technique, but is not limited thereto.

한편, 초해상화부(160)는 이미지 소스 코딩부(120)로부터, 소스 코딩이 수행된 저해상도 이미지(11)를 전달받아서, 초해상화(super-resolution), 즉 해상도를 높이도록 구성될 수 있다. 초해상화가 진행된 결과물에 대해, 이하에서는 '가공 고해상도 이미지'라고 지칭하기로 한다.On the other hand, the super-resolution unit 160 may be configured to receive the low-resolution image 11 on which the source coding has been performed from the image source coding unit 120 to achieve super-resolution, that is, to increase the resolution. . For the result of super-resolution, hereinafter, it will be referred to as a 'processed high-resolution image'.

여기서, 이러한 초해상화부(160)는 저해상도 이미지를 입력받으면 가공 고해상도 이미지를 출력하도록 기 학습된 것일 수 있다. 이하에서는 이러한 초해상화부(160)를 학습시키는 과정에 대해 보다 자세하게 살펴보기로 한다.Here, the super-resolution unit 160 may be pre-learned to output a processed high-resolution image when receiving a low-resolution image. Hereinafter, the process of learning such a super-resolution unit 160 will be looked at in more detail.

먼저, 초해상화부(160)를 학습시키기 위한 학습용 데이터가 마련된다. 학습용 데이터는 예컨대 잘 알려진 DIV2K 데이터셋일 수 있다. DIV2K 데이터셋에는 복수 개의 원본 고해상도 이미지가 포함되어 있다.First, learning data for learning the super-resolution unit 160 is provided. The training data may be, for example, a well-known DIV2K dataset. The DIV2K dataset contains multiple original high-resolution images.

그러면, 도 1에는 도시되지 않았지만 별도의 다운 샘플링 모듈에 의해, DIV2K 데이터셋에 포함된 복수 개의 원본 고해상도 이미지 각각이 다운 샘플링된다. 이 때, 실시예에 따라, 복수 개의 원본 고해상도 이미지 각각은 안티-알리아싱 저역 통과 필터를 통과할 수도 있다. 이 후, 이렇게 다운 샘플링된 복수 개의 원본 고해상도 이미지 각각은 여러가지 상이한 압축률(compression rate)에 따라, 별도의 압축 모듈에 의해 압축될 수 있다. 예컨대 이 때의 압축률은 0.05, 0.1, 0.15, ... 2.0 bpp일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그 결과, 서로 상이한 압축률로 압축된 저해상도 이미지 복수 개가 마련될 수 있다.Then, although not shown in FIG. 1 , each of the plurality of original high-resolution images included in the DIV2K dataset is down-sampled by a separate down-sampling module. In this case, according to an embodiment, each of the plurality of original high-resolution images may pass through an anti-aliasing low-pass filter. Thereafter, each of the plurality of down-sampled original high-resolution images may be compressed by a separate compression module according to various different compression rates. For example, the compression ratio at this time may be 0.05, 0.1, 0.15, ... 2.0 bpp, but is not limited thereto. As a result, a plurality of low-resolution images compressed with different compression ratios may be provided.

이 후, 별도의 학습 모듈에 의해, 전술한 바와 같이 마련된 복수 개의 원본 고해상도 이미지를 정답으로 하고, 서로 상이한 압축률로 압축된 저해상도 이미지 복수 개를 입력으로 해서, 초해상화부(160)가 학습될 수 있다. 여기서의 '학습'이란 머신 러닝, 예컨대 딥러닝일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.After that, by a separate learning module, by taking the plurality of original high-resolution images prepared as described above as the correct answer, and inputting a plurality of low-resolution images compressed at different compression rates, the super-resolution unit 160 can be learned have. Here, 'learning' may be machine learning, for example, deep learning, but is not limited thereto.

이 때, 학습에 이용되는 저해상도 이미지는 전술한 바와 같이 서로 상이한 압축률로 압축된 것일 수 있다. 예컨대 원본 고해상도 이미지가 100장이 있을 때, 2.0 bpp로 압축된 저해상도 이미지가 100장, 1.95 bpp로 압축된 저해상도 이미지가 100장, ... 0.05 bpp로 압축된 저해상도 이미지가 100장과 같이 마련될 수 있다.In this case, the low-resolution images used for learning may be compressed with different compression ratios as described above. For example, when there are 100 original high-resolution images, 100 low-resolution images compressed with 2.0 bpp, 100 low-resolution images compressed with 1.95 bpp, ... 100 low-resolution images compressed with 0.05 bpp. have.

아울러, 학습 과정에서는 2.0 bpp로 압축된 저해상도 이미지 및 이에 대응되는 원본 고해상도 이미지를 가지고 300 epoch만큼 초해상화부(160)에 대해 학습이 수행될 수 있고, 학습이 종료되면 또 다른 값의 bpp로 압축된 저해상도 이미지 및 이에 대응되는 고해상도 이미지를 가지고 150 epoch만큼 초해상화부(160)에 대해 학습이 수행될 수 있다. 여기서 학습이 수행될 때 이용되는 저해상도 이미지에 대한 압축률 및 각각에서 언급된 epoch의 값은 예시적인 것에 불과하다.In addition, in the learning process, learning can be performed on the super-resolution unit 160 by 300 epochs with the low-resolution image compressed to 2.0 bpp and the corresponding original high-resolution image, and when the learning is finished, it is compressed to another value of bpp. Learning may be performed on the super-resolution unit 160 by 150 epochs with the low-resolution image and the corresponding high-resolution image. Here, the compression ratio for the low-resolution image used when learning is performed and the value of the epoch mentioned in each are merely exemplary.

한편, 전술한 초해상화부(160)는 복수 개의 잔차(residual) 블록부를 포함할 수 있다. 이 때, 이러한 복수 개의 잔차 블록부 각각은 컨볼루션 레이어 및 ReLU 레이어를 포함하도록 구성될 수 있지만, 배치 정규화(batch normalization) 레이어는 포함하지 않도록 구성될 수 있다. 복수 개의 잔차 블록부 각각이 이와 같이 구성됨으로써, 메모리 풋프린트가 더 적어질 수 있고 성능은 더 개선될 수 있다.Meanwhile, the above-described super-resolution unit 160 may include a plurality of residual block units. In this case, each of the plurality of residual block units may be configured to include a convolution layer and a ReLU layer, but may not include a batch normalization layer. By configuring each of the plurality of residual block units in this way, the memory footprint can be smaller and the performance can be further improved.

잔차맵 제공부(170)는 잔차맵을 제공하도록 구성된다. 잔차맵이란, 전술한 가공 고해상도 이미지 및 전술한 원본 고해상도 이미지(10) 간의 차이를 나타내는, 매트릭스 형태의 맵을 지칭한다. 이러한 잔차맵은 컨벡스 최적화(convex optimization) 기법에 기초해서 제공될 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서 컨벡스 최적화 그 자체는 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 설명은 생략하기로 하되, 일 실시예에서는 이러한 잔차맵에 의해 원본 고해상도 이미지에 보다 가까운 복원 고해상도 이미지가 생성될 수 있도록, 잔차맵에 대한 한정사항(constraint)이 도입된다.The residual map providing unit 170 is configured to provide a residual map. The residual map refers to a map in the form of a matrix indicating the difference between the above-described processed high-resolution image and the above-described original high-resolution image 10 . Such a residual map may be provided based on a convex optimization technique, but is not limited thereto. Here, since convex optimization itself is a known technique, a description thereof will be omitted, but in an embodiment, restrictions on the residual map so that a reconstructed high-resolution image closer to the original high-resolution image can be generated by such a residual map. (constraint) is introduced.

이러한 한정사항에 대해 살펴보기 위해, 먼저, 원본 고해상도 이미지를 U0, 가공 고해상도 이미지를 U1, 잔차맵을 R이라고 하고, 이들 U0, U1 및 R 각각이 NHR x NHR의 매트릭스라고 가정하자. 여기서, NHR x NHR은 U0, U1 및 R 각각에 대한 해상도를 의미할 수 있다. 이 때, R에 포함된 엘리먼트의 총 개수를 NHR 2라고 하면, 이러한 엘리먼트 중 0이 아닌 값을 갖는 엘리먼트는 최대 L(L은 NHR 2 미만의 자연수)개라는 것이 한정사항일 수 있다. 이 때 L의 값은 압축률 또는 비트 버짓(budget)에 근거한 값을 가질 수 있다.To explore these limitations, we first call the original high-resolution image U 0 , the processed high-resolution image U 1 , and the residual map R, where each of these U 0 , U 1 and R is a matrix of N HR x N HR . Let's assume Here, N HR x N HR may mean a resolution for each of U 0 , U 1 , and R . In this case, if the total number of elements contained in R as N HR 2, elements with non-zero values of these elements are up to L may be not only information of (L is a natural number less than N HR 2) dog. In this case, the value of L may have a value based on a compression rate or a bit budget.

제2 전처리부(180)는, 잔차맵 제공부(170)로부터 잔차맵을 전달받아서 소정의 전처리를 수행하도록 구성된다. 여기서의 전처리에는 예컨대 에러 검출 및 교정 코딩(error detection and correction coding)이 포함될 수 있으며, 또한 constellation symbol mapping이 포함될 수도 있다. 다만, 제2 전처리부(180)는 실시예에 따라 이미지 송신 장치(100)에 포함되지 않을 수도 있다. 다만, 이하에서는 제1 전처리부(130)가 이미지 송신 장치(100)에 포함되는 것을 전제로 설명하기로 한다.The second preprocessor 180 is configured to receive the residual map from the residual map providing unit 170 and perform predetermined preprocessing. Here, the preprocessing may include, for example, error detection and correction coding, and may also include constellation symbol mapping. However, the second preprocessor 180 may not be included in the image transmitting apparatus 100 according to an embodiment. However, in the following description, it is assumed that the first preprocessor 130 is included in the image transmission apparatus 100 .

제2 코딩부(190)는 제2 전처리부(180)로부터, 전술한 전처리가 수행된 잔차맵을 전달받아서 제2 코딩 기법에 기초하여 이러한 잔차맵을 코딩하도록 구성된다. 여기서의 제2 코딩 기법은 예컨대 골든 코딩(Golden coding) 기법일 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.The second coding unit 190 is configured to receive the residual map on which the aforementioned preprocessing has been performed from the second preprocessor 180 and to code the residual map based on the second coding technique. The second coding scheme herein may be, for example, a Golden coding scheme, but is not limited thereto.

제1 먹스부(150)는 제1 코딩부(140)로부터 제1 코딩 기법에 기초해서 코딩된 저해상도 이미지(11)를 전달받고, 또한 제2 코딩부(190)로부터 제2 코딩 기법에 기초해서 코딩된 잔차맵을 전달받은 뒤, 이렇게 전달받은 것들에 대해 멀티플렉싱 연산을 수행하도록 구성된다. 멀티플렉싱 연산이 된 결과는, 도 1에 도시된 안테나를 통해 이미지 수신 장치에게 전달될 수 있다.The first mux unit 150 receives the low-resolution image 11 coded based on the first coding technique from the first coding unit 140 , and also receives the low-resolution image 11 coded based on the first coding technique from the second coding unit 190 based on the second coding technique. After receiving the coded residual map, it is configured to perform a multiplexing operation on the received ones. The result of the multiplexing operation may be transmitted to the image receiving apparatus through the antenna shown in FIG. 1 .

마찬가지로, 제2 먹스부(191)는 제1 코딩부(140)로부터 제1 코딩 기법에 기초해서 코딩된 저해상도 이미지(11)를 전달받고, 또한 제2 코딩부(190)로부터 제2 코딩 기법에 기초해서 코딩된 잔차맵을 전달받은 뒤, 이렇게 전달받은 것들에 대해 멀티플렉싱 연산을 수행하도록 구성된다. 멀티플렉싱 연산이 된 결과는, 도 1에 도시된 안테나를 통해 이미지 수신 장치에게 전달될 수 있다.Similarly, the second mux unit 191 receives the low-resolution image 11 coded based on the first coding technique from the first coding unit 140 , and also receives the second coding technique from the second coding unit 190 . After receiving the coded residual map based on it, it is configured to perform a multiplexing operation on the received ones. The result of the multiplexing operation may be transmitted to the image receiving apparatus through the antenna shown in FIG. 1 .

즉, 일 실시예에 따르면, 이미지 송신 장치(100)에서는 원본 고해상도 이미지에 기초해서 저해상도 이미지가 생성되고, 이렇게 생성된 저해상도 이미지에 기초해서 저품질의 가공 고해상도 이미지가 생성되며, 저품질의 가공 고해상도 이미지와 전술한 원본 고해상도 이미지 간의 차이를 나타내는 잔차맵이 생성된다. 아울러, 이렇게 생성된 잔차맵 및 전술한 저해상도 이미지가 각각 소정의 코딩 기법에 기초해서 코딩되어서 이미지 수신 장치에게 각각 전달된다.That is, according to an embodiment, in the image transmitting apparatus 100 , a low-resolution image is generated based on the original high-resolution image, and a low-quality processed high-resolution image is generated based on the generated low-resolution image, and a low-quality processed high-resolution image and A residual map representing the difference between the above-described original high-resolution images is generated. In addition, the generated residual map and the above-described low-resolution image are each coded based on a predetermined coding technique and transmitted to the image receiving apparatus, respectively.

이하에서는 이러한 이미지 수신 장치에 대해 살펴보기로 한다. 이미지 수신 장치에는 전술한 바와 같이 고사양 단말과 저사양 단말이 있을 수 있는 바, 이하에서는 먼저 고사양 단말에 대해 먼저 살펴보기로 한다.Hereinafter, such an image receiving apparatus will be described. As described above, the image receiving apparatus may include a high-spec terminal and a low-spec terminal. Hereinafter, a high-spec terminal will be first described.

도 2는 일 실시예에 따른 고사양 단말(200)에 대한 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the high-spec terminal 200 according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 고사양 단말(200)은 제1 디먹스부(210), 제1 디코딩부(220), 제1 후처리부(230), 이미지 소스 디코딩부(240), 초해상화부(250), 제2 디먹스부(211), 제2 디코딩부(260) 및 제2 후처리부(270)를 포함한다. 다만, 도 2에 도시된 고사양 단말(200)에 대한 구성은 예시적인 것에 불과하다. 예컨대, 실시예에 따라 고사양 단말(200)는 도 2에 도시된 것과 상이하도록 구현 내지 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the high-end terminal 200 includes a first demux unit 210 , a first decoding unit 220 , a first post-processing unit 230 , an image source decoding unit 240 , and a super-resolution unit 250 . ), a second demux unit 211 , a second decoding unit 260 , and a second post-processing unit 270 . However, the configuration of the high-spec terminal 200 shown in FIG. 2 is merely exemplary. For example, according to an embodiment, the high-spec terminal 200 may be implemented or configured to be different from that shown in FIG. 2 .

먼저, 고사양 단말(200), 그리고 이러한 고사양 단말(200) 각각에 포함된 구성들은, 이하에서 설명될 기능을 수행하도록 구현된 명령어를 저장하는 메모리, 그리고 이러한 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 마이크로프로세서에 의해 구현 가능하다. First, the high-spec terminal 200, and the components included in each of these high-spec terminal 200, are a memory for storing instructions implemented to perform a function to be described below, and a microprocessor for executing the instructions stored in the memory. can be implemented by

우선, 고사양 단말(200)는 도 2에 도시된 2개의 안테나를 통해, 이미지 송신 장치(100)로부터 전술한 2가지의 데이터를 전달받는다. 1개는 잔차맵이고 또 하나는 저해상도 이미지이다. 여기서, 잔차맵은 전술한 바와 같이 제1 코딩 기법에 의해 코딩된 상태이고 저해상도 이미지는 제2 코딩 기법에 의해 코딩된 상태이다.First, the high-end terminal 200 receives the above-described two types of data from the image transmitting apparatus 100 through the two antennas shown in FIG. 2 . One is a residual map and the other is a low-resolution image. Here, the residual map is coded by the first coding scheme as described above, and the low-resolution image is coded by the second coding scheme.

제1 디먹스부(210)와 제2 디먹스부(211)는 각각 제1 디코딩부(220)와 제2 디코딩부(260)에게 제1 코딩 기법에 의해 코딩된 잔차맵, 그리고 제2 코딩 기법에 의해 코딩된 저해상도 이미지를 제공한다.The first demux unit 210 and the second demux unit 211 provide the first decoding unit 220 and the second decoding unit 260, respectively, the residual map coded by the first coding technique, and the second coding unit. It provides a low-resolution image coded by the technique.

그러면 제1 디코딩부(220)는 이렇게 전달받은 것들에 기초해서 디코딩을 수행한다. 디코딩시, 알라마우티 디코딩 기법이 채용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Then, the first decoding unit 220 performs decoding based on the received ones. In decoding, an Alamauti decoding technique may be employed, but the present invention is not limited thereto.

제1 디코딩부(220)에 의해 디코딩된 결과물은 제1 후처리부(230)에게 전달된다. 제1 후처리부(230)는 constellation symbol mapping을 수행하도록 구성될 수 있고, 또한 에러 검출 및 교정을 하도록 구성될 수 있다.The result decoded by the first decoding unit 220 is transmitted to the first post-processing unit 230 . The first post-processing unit 230 may be configured to perform constellation symbol mapping, and may also be configured to perform error detection and correction.

제1 후처리부(230)에 의해 후처리된 결과물은 이미지 소스 디코딩부(240)에게 전달된다. 이미지 소스 디코딩부(240)는 제1 후처리부(230)로부터 전달받은 결과물에, 예컨대 소스 디코딩을 수행해서 저해상도 이미지를 출력하도록 구성될 수 있다.The post-processed result by the first post-processing unit 230 is transmitted to the image source decoding unit 240 . The image source decoding unit 240 may be configured to output a low-resolution image by, for example, performing source decoding on the result received from the first post-processing unit 230 .

한편, 제2 디코딩부(260)는 제1 디먹스부(210)와 제2 디먹스부(211)로부터 전달받은 것들에 대해 디코딩을 수행한다. 디코딩시, 골든 코딩 기법이 채용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the second decoding unit 260 performs decoding on the items received from the first demux unit 210 and the second demux unit 211 . In decoding, a golden coding technique may be employed, but is not limited thereto.

제2 디코딩부(260)에 의해 디코딩된 결과물은 제2 후처리부(270)에게 전달된다. 제2 후처리부(270)는 constellation symbol mapping을 수행하도록 구성될 수 있고, 또한 에러 검출 및 교정을 하도록 구성될 수 있다.The result decoded by the second decoding unit 260 is transmitted to the second post-processing unit 270 . The second post-processing unit 270 may be configured to perform constellation symbol mapping, and may also be configured to perform error detection and correction.

초해상화부(250)는, 이미지 소스 디코딩부(240)로부터의 결과물은 저해상도 이미지(20)와 제2 후처리부(270)로부터의 결과물인 잔차맵에 기초해서 복원 고해상도 이미지(21)를 생성한다. 여기서 초해상화부(250)가 복원 고해상도 이미지를 생성하는 과정은 아래의 수학식 1과 같다.The super-resolution unit 250 generates a reconstructed high-resolution image 21 based on the residual map, which is the result from the low-resolution image 20 and the second post-processing unit 270, the result from the image source decoding unit 240. . Here, the process of generating the reconstructed high-resolution image by the super-resolution unit 250 is shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

U2 = U1 +G RU 2 = U 1 +GR

여기서, U2는 초해상화부(250)에 의해 생성된 복원 고해상도 이미지를 나타내고, U1는 저해상도 이미지로부터 가공된 가공 고해상도 이미지를 나타내며, R은 잔차맵, G는 사전 정의된 2차원 컨벌루션 커널을 나타낸다. 여기서의 G는 아래의 수학식 2와 같은 가우시안 컨볼루션 필터일 수 있으나, 이에 한정되는 것만은 아니다.Here, U2 denotes a reconstructed high-resolution image generated by the super-resolution unit 250, U 1 denotes a processed high-resolution image processed from a low-resolution image, R denotes a residual map, and G denotes a predefined two-dimensional convolution kernel. . Here, G may be a Gaussian convolution filter as in Equation 2 below, but is not limited thereto.

Figure 112019125050771-pat00001
Figure 112019125050771-pat00001

이하에서는 도 1과 도 2를 참조해서, 원본 고해상도 이미지가 이미지 송신 장치(100)에 입력된 뒤, 종국에는 고사양 단말(200)에서 복원 고해상도 이미지가 출력되는 과정에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2 , after the original high-resolution image is input to the image transmitting apparatus 100 , a process of outputting the restored high-resolution image from the high-end terminal 200 will be described below.

원본 고해상도 이미지(10)는 다운 샘플링부(110)에 의해 다운 샘플링된다. 이 때 실시예에 따라 안티-알리아싱 저역 통과 필터를 이러한 원본 고해상도 이미지(10)가 통과할 수도 있음은 전술한 바와 같다.The original high-resolution image 10 is down-sampled by the down-sampling unit 110 . At this time, as described above, the original high-resolution image 10 may pass through an anti-aliasing low-pass filter according to an embodiment.

다운 샘플링부(110)는 원본 고해상도 이미지(10)가 입력된 것에 대응해서 저해상도 이미지(11)를 출력한다. 그러면 이미지 소스 코딩부(120)는 다운 샘플링부(110)가 출력한 결과물에 소정의 소스 코딩을 수행한다.The down-sampling unit 110 outputs the low-resolution image 11 in response to the input of the original high-resolution image 10 . Then, the image source coding unit 120 performs predetermined source coding on the result output by the down-sampling unit 110 .

그러면, 제1 전처리부(130)는 이미지 소스 코딩부(120)가 출력한 결과물에 소정의 전처리를 수행하고, 제1 코딩부(140)는 제1 전처리부(130)가 출력한 결과물을 제1 코딩 기법에 기초해서 코딩한다.Then, the first pre-processing unit 130 performs a predetermined pre-processing on the result output by the image source coding unit 120 , and the first coding unit 140 processes the result output by the first pre-processing unit 130 . 1 Coding based on the coding technique.

한편, 이미지 소스 코딩부(120)가 출력한 결과물은 초해상화부(160)에게도 전달된다. 그러면 초해상화부(160)는 이에 대응해서 저품질의 고해상도 이미지를 출력한다. 그러면 잔차맵 제공부(170)는 원본 고해상도 이미지(10)와 초해상화부(160)의 결과물은 저품질의 고해상도 이미지 간의 차이에 기초해서, 이러한 차이를 나타내는 잔차맵을 매트릭스 형태로 제공한다.On the other hand, the result output by the image source coding unit 120 is also delivered to the super-resolution unit (160). Then, the super-resolution unit 160 outputs a low-quality high-resolution image corresponding thereto. Then, the residual map providing unit 170 provides a residual map representing the difference in the form of a matrix based on the difference between the original high-resolution image 10 and the result of the super-resolution unit 160 and the low-quality high-resolution image.

제2 전처리부(180)는 이러한 잔차맵에 대해 소정의 전처리를 수행하고, 제2 코딩부(190)는 제2 전처리부(180)의 결과물을 제2 코딩 기법에 기초해서 전처리한다.The second pre-processing unit 180 performs a predetermined pre-processing on the residual map, and the second coding unit 190 pre-processes the result of the second pre-processing unit 180 based on the second coding technique.

그러면, 제1 먹스부(150)는 제1 코딩부(140)의 결과물과 제2 코딩부(190)의 결과물을 전달받아서 멀티플렉싱 연산을 수행하고, 제2 먹스부(191) 역시 제1 코딩부(140)의 결과물과 제2 코딩부(190)의 결과물을 전달받아서 멀티플렉싱 연산을 수행한다. 멀티플렉싱된 결과물은 각각 도 1에 도시된 안테나를 통해 고사양 단말(200)에게 전달된다.Then, the first mux unit 150 receives the result of the first coding unit 140 and the second coding unit 190 and performs a multiplexing operation, and the second mux unit 191 also receives the result of the second coding unit 190 . A multiplexing operation is performed by receiving the result of 140 and the result of the second coding unit 190 . Each of the multiplexed results is transmitted to the high-end terminal 200 through the antenna shown in FIG. 1 .

다음으로, 저사양 단말에 대해 살펴보기로 한다. 도 3은 일 실시예에 따른 저사양 단말(300)에 대한 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.Next, a low-spec terminal will be described. 3 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a low-spec terminal 300 according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 저사양 단말(300)은 제1 디먹스부(310), 제1 디코딩부(320), 제1 후처리부(330) 및 이미지 소스 디코딩부(340)를 포함한다. 다만, 도 3에 도시된 저사양 단말(300)에 대한 구성은 예시적인 것에 불과하다. 예컨대, 실시예에 따라 저사양 단말(300)은 도 3에 도시된 것과 상이하도록 구현 내지 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the low-end terminal 300 includes a first demux unit 310 , a first decoding unit 320 , a first post-processing unit 330 , and an image source decoding unit 340 . However, the configuration of the low-spec terminal 300 shown in FIG. 3 is merely exemplary. For example, according to an embodiment, the low-end terminal 300 may be implemented or configured to be different from that shown in FIG. 3 .

먼저, 저사양 단말(300), 그리고 이러한 저사양 단말(300) 각각에 포함된 구성들은, 이하에서 설명될 기능을 수행하도록 구현된 명령어를 저장하는 메모리, 그리고 이러한 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 마이크로프로세서에 의해 구현 가능하다. First, the low-spec terminal 300, and the components included in each of these low-spec terminal 300, a memory for storing instructions implemented to perform a function to be described below, and a microprocessor for executing the instructions stored in the memory can be implemented by

우선, 저사양 단말(300)는 도 3에 도시된 1개의 안테나를 통해, 이미지 송신 장치(100)로부터 저해상도 이미지를 전달받는다. 여기서, 저해상도 이미지는 앞서 살펴본 제2 코딩 기법에 의해 코딩된 상태이다.First, the low-end terminal 300 receives a low-resolution image from the image transmitting apparatus 100 through one antenna shown in FIG. 3 . Here, the low-resolution image is coded by the second coding technique described above.

제1 디먹스부(310)는 제1 디코딩부(320)에게 제2 코딩 기법에 의해 코딩된 코딩된 저해상도 이미지를 제공한다.The first demux unit 310 provides the coded low-resolution image coded by the second coding technique to the first decoding unit 320 .

그러면 제1 디코딩부(320)는 이렇게 전달받은 것들에 기초해서 디코딩을 수행한다. 디코딩시, 알라마우티 디코딩 기법이 채용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Then, the first decoding unit 320 performs decoding based on the received ones. In decoding, an Alamauti decoding technique may be employed, but the present invention is not limited thereto.

제1 디코딩부(320)에 의해 디코딩된 결과물은 제1 후처리부(330)에게 전달된다. 제1 후처리부(330)는 constellation symbol mapping을 수행하도록 구성될 수 있고, 또한 에러 검출 및 교정을 하도록 구성될 수 있다.The result decoded by the first decoding unit 320 is transmitted to the first post-processing unit 330 . The first post-processing unit 330 may be configured to perform constellation symbol mapping, and may also be configured to perform error detection and correction.

제1 후처리부(330)에 의해 후처리된 결과물은 이미지 소스 디코딩부(340)에게 전달된다. 이미지 소스 디코딩부(340)는 제1 후처리부(330)로부터 전달받은 결과물에, 예컨대 소스 디코딩을 수행해서 저해상도 이미지를 출력하도록 구성될 수 있다.The result post-processed by the first post-processing unit 330 is transmitted to the image source decoding unit 340 . The image source decoding unit 340 may be configured to output a low-resolution image by, for example, performing source decoding on the result received from the first post-processing unit 330 .

이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면, end-to-end 관점에서 봤을 때 최적의 성능 발휘가 가능하고, 특히, 서로 상이한 개수의 안테나를 가지면서 서로 상이한 화면 해상도를 갖는 단말, 예컨대 저사양 단말과 고사양 단말이 같은 구역 내에 있더라도, 이들 각각의 단말에게 효과적으로 이미지가 전달될 수 있다.As described above, according to one embodiment, optimal performance is possible from an end-to-end point of view, and in particular, terminals having different numbers of antennas and different screen resolutions, such as low-spec terminals, Even if a high-end terminal and a high-end terminal are in the same area, an image can be effectively transmitted to each terminal.

한편, 일 실시예에 따르면, 이미지 송신 방법은, 일 실시예에 따른 이미지 송신 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 이들 각각의 방법에 포함될 수 있는 단계들은, 이러한 단계들을 수행하도록 프로그램된 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment, the image transmission method may be performed by the image transmission apparatus 100 according to the embodiment, and the steps that may be included in each of these methods are instructions programmed to perform these steps. It may be stored in a computer-readable recording medium storing the.

본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each block in the block diagram attached to the present invention and each step in the flowchart may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embodied in a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, such that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be configured in the respective blocks in the block diagram or in the flowchart. Each step creates a means for performing the described functions. These computer program instructions may also be stored in a computer-usable or computer-readable memory that may direct a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, and thus the computer-usable or computer-readable memory. The instructions stored in the block diagram may also produce an item of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block in the block diagram or in each step in the flowchart. The computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to create a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that instructions for performing the processing equipment provide steps for carrying out the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Further, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments it is also possible for the functions recited in blocks or steps to occur out of order. For example, it is possible that two blocks or steps shown one after another may in fact be performed substantially simultaneously, or that the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order according to the corresponding function.

이상의 설명은 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea, but to explain, and the scope of the technical idea is not limited by these embodiments. The scope of protection should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights.

Claims (7)

원본 고해상도 이미지를 다운 샘플링하여 저해상도 이미지로 변환하는 다운 샘플링부와,
저사양 단말 (small user) 및 고사양 단말(big user) 각각에 의해 디코딩 가능한 알라마우티(Alamounti) 기법에 기초해서, 상기 저해상도 이미지를 코딩하는 제1 코딩부와,
상기 다운 샘플링부에 의해 변환된 상기 저해상도 이미지를 입력받으면, 상기 원본 고해상도 이미지보다 품질이 낮은 가공 고해상도 이미지를 출력하도록 기 학습된 초해상화부와,
상기 원본 고해상도 이미지와 상기 가공 고해상도 이미지 간의 차이를 연산해서 잔차맵(residual map)의 형태로 제공하는 잔차맵 제공부와,
상기 고사양 단말에 의해 디코딩 가능한 골든 코딩(Golden coding) 기법에 기초해서, 상기 잔차맵을 코딩하는 제2 코딩부를 포함하며,
상기 초해상화부의 학습에는,
서로 상이한 압축률(compression rate)에 따라 압축됨으로써 마련된 저해상도 이미지가 이용된 것이고,
상기 잔차맵 제공부는, 컨벡스 최적화(convex optimization) 기법에 기초하여, 상기 잔차맵을 생성하되,
상기 고사양 단말의 이미지 수신 장치에서 상기 저해상도 이미지와 상기 잔차맵을 이용해서 복원 고해상도 이미지를 생성하는 경우에, 상기 복원 고해상도 이미지가 상기 원본 고해상도 이미지와의 차이가 최소화될 수 있도록 상기 잔차맵에 대한 한정사항(constraint)을 도입하며,
상기 잔차맵은, N(N은 자연수)개의 엘리먼트를 갖는 매트릭스의 형태이되,
상기 한정사항은, 상기 N개의 엘리먼트 중 최대 L(L은 N보다 작은 자연수)개의 엘리먼트는 0이 아닌 값을 갖는 것이며, 상기 L은 상기 압축률에 기초한 값인
이미지 송신 장치.
A down-sampling unit that down-samples the original high-resolution image and converts it into a low-resolution image;
A first coding unit for coding the low-resolution image based on the Alamounti technique that can be decoded by each of a small user and a large user;
When the low-resolution image converted by the down-sampling unit is received, a super-resolution unit previously learned to output a processed high-resolution image lower in quality than the original high-resolution image;
a residual map providing unit that calculates the difference between the original high-resolution image and the processed high-resolution image and provides it in the form of a residual map;
a second coding unit for coding the residual map based on a Golden coding scheme that can be decoded by the high-end terminal;
In the learning of the super-resolution unit,
A low-resolution image prepared by being compressed according to a different compression rate is used,
The residual map providing unit generates the residual map based on a convex optimization technique,
When the image receiving device of the high-end terminal generates a reconstructed high-resolution image using the low-resolution image and the residual map, the limitation on the residual map so that the difference between the reconstructed high-resolution image and the original high-resolution image can be minimized Introduce a constraint,
The residual map is in the form of a matrix having N (N is a natural number) elements,
The limitation is that, among the N elements, at most L (L is a natural number less than N) elements have a non-zero value, and L is a value based on the compression ratio.
Image sending device.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 초해상화부는,
컨볼루션 레이어 및 ReLU 레이어는 포함하지만 배치 정규화(batch normalization) 레이어는 포함하지 않도록 구성된 잔차 블록부를 복수 개 포함하는
이미지 송신 장치.
The method of claim 1,
The super-resolution unit,
A method comprising a plurality of residual block units configured to include a convolution layer and a ReLU layer but not a batch normalization layer.
Image sending device.
제 1 항에 있어서,
상기 초해상화부는,
DIV2K 데이터셋에 포함된 원본 고해상도 이미지 및 상기 DIV2K 데이터셋에 포함된 원본 고해상도 이미지를 다운샘플링함으로써 생성된 저해상도 이미지를 이용하여 학습된 것인
이미지 송신 장치.
The method of claim 1,
The super-resolution unit,
It is learned using the original high-resolution image included in the DIV2K dataset and the low-resolution image generated by downsampling the original high-resolution image included in the DIV2K dataset.
Image sending device.
삭제delete 삭제delete
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