KR19990051885A - 두가지 코드워드 길이를 이용한 버텍스 코딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버텍스 코딩 장치에 관한 것으로, 버텍스 코딩부(300)는 최대 길이의 라인 세그먼트를 갖는 버텍스를 이등분하고, 최대 길이를 이등분한 길이보다 작은 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 1 버텍스에 대하여는 이등분한 길이로부터 유도된 비트 수로 부호화를 수행하고, 이등분한 길이보다 긴 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 2 버텍스에 대하여는 최대 길이로부터 유도된 비트 수로 부호화를 수행한다. 이러한 과정은 이스케이프 코드 발생부(200)에서 제 1 버텍스의 개수가 제 2 버텍스의 개수보다 많다고 결정되는 경우에 수행된다.

따라서, 버텍스 코딩 장치에서 부호화될 버텍스 정보의 비트 수를 줄여 부호화를 수행하므로써 부호화될 신호의 중복성을 제거할 수 있고, 그 결과 압축 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

Description

두가지 코드워드 길이를 이용한 버텍스 코딩 장치

본 발명은 동영상 부호화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버텍스 코딩 기법을 이용하는 버텍스 코딩 장치에서 코드워드의 길이를 두가지로 결정하여 버텍스 정보를 부호화하는 버텍스 코딩 장치에 관한 것이다.

영상 전화, 원격회의(teleconference) 및 고선명 텔레비전 시스템과 같은 디지탈 텔레비전 시스템에 있어서, 영상 프레임 신호는 화소값이라 불리는 일련의 디지탈 데이타를 포함하므로, 각 영상 프레임 신호를 규정하는데 상당량의 디지탈 데이타가 필요하다. 그러나, 통상의 전송채널의 이용가능한 주파수 대역 폭은 제한되어 있으므로, 특히 영상 전화와 원격회의 시스템과 같은 저전송 영상 신호 부호화기(low bit-rate video signal encoder)에서는 다양한 데이타 압축기법을 통해 상당량의 데이타를 줄일 필요가 있다.

저전송 부호화 시스템의 영상 신호를 부호화하기 위한 부호화 방법 중의 하나는 소위 객체지향 해석 및 합성 부호화 기법(object-oriented analysis-synthesis coding technique)이다.

상기 객체지향 해석 및 합성 부호화 기법에 따르면, 입력 영상 이미지는 객체들로 나누어지고, 각 객체들의 움직임, 윤곽선 그리고 화소 데이타를 정의하는 인자들은 각기 상이한 부호화 채널을 통해 처리된다.

특히, 객체의 윤곽선 이미지를 처리하는데 있어서, 윤곽선 정보는 객체의 형상을 해석하고 합성하는데 중요하게 작용한다. 윤곽선 정보를 나타내는데 사용되는 통상의 부호화 방법은 체인 부호화(chain coding)방법인데, 상기의 방법은 비록 윤곽선 정보의 손실은 없지만 윤곽선을 부호화하는데 상당량의 비트를 필요로 한다.

이에 따라, 다각형 근사(polygonal approximation)를 이용한 윤곽선 부호화 방법이 안출되었다. 다각형 근사를 근간으로 하는 윤곽선 근사기법을 이용하는 장치에서는, 다수 개의 버텍스 포인트(vertex point)가 결정하고 객체의 윤곽선은 라인 세그먼트로 윤곽선을 나타내는 다각형 근사법에 의해 근사되고, 버텍스 코딩 방식을 이용하여 버텍스의 위치가 코딩하여 전송된다.

도 1a에는 버텍스 코딩을 이용하는 버텍스 코딩 장치에서 부호화되는 동영상에 대한 윤곽선 및 버텍스가 형성된 것을 도시하며, 도 1b에는 버텍스의 방향 정보를 옥탄트(octant)값으로 지정하는 버텍스 방향 정보 그래프이다.

이러한 버텍스 코딩 기법에서는 각 버텍스(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)들 사이의 가장 긴 거리를 갖는 라인 세그먼트(20)를 기준으로 각 버텍스의 위치를 코딩한다. 즉, 도 1a에서 가장 긴 거리를 갖는 라인 세그먼트(20)의 길이가 "X" 라면, " log₂X " 라는 수학식에 적용하여 라인 세그먼트에 적용할 코드워드의 길이 즉, 부호화 비트 수를 결정한다. 이와 같이 결정된 비트 수는 나머지 라인 세그먼트를 코딩하는 데에도 적용되는 드레숄드 값으로 정해지는 것이다. 예를 들면, 라인 세그먼트(20)의 길이가 "X" 라면, " log₂120 " 에 대입하여 계산하면, 라인 세그먼트(20)를 포함하는 모든 라인 세그먼트는 7 비트로 코딩되며, 코딩된 정보는 도 1b에 도시된 버텍스 방향 정보 그래프로부터 버텍스의 위치를 나타내는 방향 정보인 옥탄트 값과 함께 전송한다.

그러나, 이와 같이 가장 긴 길이를 갖는 라인 세그먼트를 이용하여 모든 라인 세그먼트에 대하여 코딩을 위한 코드워드의 비트 길이를 결정하는 경우, 짧은 길이를 갖는 라인 세그먼트를 코딩할 때 코딩 효율이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 64 kbits/s의 전송 채널 대역을 가지고 있는 저전송 코덱(CODEC) 시스템을 성공적으로 구현하기 위해서는 전송되는 데이타량을 더욱 감소시키는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 코드워드의 길이를 결정하는 최대 길이와 최대 길이를 이등분한 길이에 대하여 각각의 코드워드의 길이를 적용하여 부호화함으로써 버텍스 코딩 장치의 부호화 장치의 성능을 개선하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버텍스 코딩 장치는, 두 버텍스 사이에서 결정되는 최대 길이의 라인 세그먼트를 선택하고, 선택된 최대 길이를 이등분하며, 상기 최대 길이와 상기 이등분된 최대 길이로부터 부호화될 제 1 및 제 2 의 비트 수를 결정하는 부호화 비트 결정 수단; 상기 이등분된 최대 길이를 나머지 라인 세그먼트들의 길이와 비교하여 이등분된 최대 길이 보다 짧은 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 1 버텍스의 개수(n)가 이등분된 최대 길이 보다 긴 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 2 버텍스의 개수(m)보다 많은지를 비교하며, 제 2 버텍스에 대하여 이스케이프 코드(escape code)를 발생하는 이스케이프 코드 발생 수단; 상기 이스케이프 코드 발생 수단의 비교 결과 상기 제 1 버텍스의 개수(n)가 상기 제 2 버텍스의 개수(m)보다 클 때, 상기 제 1 버텍스를 상기 제 1 비트 수로 부호화하고, 상기 제 2 버텍스를 상기 제 2 비트 수로 부호화하는 버텍스 코딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1a는 버텍스 코딩 장치에서 부호화되는 동영상에 대한 윤곽선 및 버텍스가 형성된 것을 도시하며, 도 1b는 버텍스의 방향 정보를 지정하는 버텍스 방향 정보 그래프를 예시하는 도면,

도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두가지 부호 비트를 이용하여 버텍스 코딩을 수행하는 버텍스 코딩 장치의 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 부호 비트 결정부 200 : 이스케이프 코드 발생부

300 : 버텍스 코딩부 400 : 멀티플렉서

도 2는 본 발명에 따라서 구성된 버텍스 코딩 장치의 개략적인 블록 구성도로서, 도 1를 참조하여 본 발명의 버텍스 코딩 장치의 일실시예를 설명한다.

도 1a에는 버텍스 코딩에 필요한 버텍스(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)들의 위치 정보가 도시되며, 1b에는 버텍스 방향 정보가 도시되는 데, 이러한 버텍스 방향 정보는 다음번에 부호화될 버텍스의 위치를 순서적으로 지정하는 정보로서 사용된다. 따라서, 이들 두 버텍스간에는 라인 세그먼트가 결정되며, 각각의 버텍스는 소정 길이의 라인 세그먼트를 갖게된다.

버텍스 위치 정보와 방향 정보는 본 발명의 부호 비트 길이 결정부(100)로 인가된다. 부호 비트 길이 결정부(100)는 인가되는 버텍스 위치 정보로부터 최대 길이를 갖는 라인 세그먼트를 선택한다. 도 1a를 참조하면, 최대 길이를 갖는 라인 세그먼트는 방향 정보에 따라 버텍스(17)가 갖는 라인 세그먼트(20)로서 선택되고, 선택된 최대 길이의 정보는 멀티플렉서(400)로 제공된다. 또한, 부호 비트 길이 결정부(100)는 최대 길이의 라인 세그먼트(20)를 이등분하고, 최대 길이, 즉 "120"와 이등분 최대 길이, 즉, "60"를 하기 수학식 1을 이용하여 부호화될 코드워드의 길이 즉, 비트 수로서 결정한다.

log₂X

상술한 수학식 1에서 X는 라인 세그먼트의 길이를 나타낸다.

따라서, 부호 비트 길이 결정부(100)에서 최대 길이 라인 세그먼트에 대하여 결정되는 부호화 비트 길이는 7 비트이고, 이등분 최대 길이 라인 세그먼트에 대하여 결정되는 부호화 비트 길이는 6 비트로서 결정된다. 결정된 부호화 비트 길이 정보는 버텍스 코딩부(300)로 제공된다.

이스케이프 코드 발생부(200)는 이등분된 최대 길이를 나머지 라인 세그먼트들의 길이와 비교하여 이등분된 최대 길이 보다 짧은 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 1 버텍스의 개수(n)와 이등분된 최대 길이 보다 긴 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 2 버텍스의 개수(m)를 계수한다. 이스케이프 코드 발생부(200)는 제 1 및 제 2 버텍스를 계수하는 중에 제 2 버텍스가 검출되면, 제 2 버텍스가 최대 길이 보다 긴 길이의 라인 세그먼트를 갖는 버텍스임을 나타내는 이스케이프 코드(escape code)를발생하며, 또한, 제 1 버텍스의 개수(n)와 제 2 버텍스의 개수(m)를 비교하여 제 1 버텍스의 개수(n)가 제 2 버텍스의 개수(m) 보다 많다는 것을 나타내는 비교 신호를 멀티플렉서(400)로 제공한다.

따라서, 버텍스 코딩부(300)는 이스케이프 코드 발생부(200)에서 제공되는 비교 결과 신호에 응답하여, 입력되는 버텍스 위치 정보와 버텍스 방향 정보를 몇 비트로 부호화할 지를 결정한다. 즉, 이스케이프 코드 발생부(200)에서 제 1 버텍스 정보가 제공되면, 버텍스 코딩부(300)는 제 2 버텍스 정보를 6 비트 길이로 부호화하며, 이스케이프 코드 발생부(200)에서 이스케이프 코드를 갖는 제 2 버텍스 정보가 제공되면, 버텍스 코딩부(300)는 제 2 버텍스 정보를 7 비트 길이로 부호화한다. 이때, 각각의 버텍스에 대한 방향 정보가 버텍스와 함께 부호화된다.

대개의 경우, 이등분된 최대 길이 보다 짧은 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 1 버텍스의 개수(n)가 이등분된 최대 길이 보다 긴 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 2 버텍스의 개수(m)보다 많으므로, 제 1 버텍스에 대하여 6 비트 길이로서 부호화를 수행하고 제 2 버텍스에 대하여는 7 비트 길이로서 부호화를 수행하게되면, 부호화 효율을 더욱 높게 성취할 수 있을 것이다.

멀티플렉서(400)는 부호 비트 길이 결정부(100)의 최대 길이 정보, 이스케이프 코드 발생부(200)에서 제공되는 비교 결과 신호 및 버텍스 코딩부(300)에서 출력되는 부호화된 신호를 멀티플렉스하여 멀티플렉스된 신호를 전송 채널(500)을 통하여 복호화 장치(도시안됨)로 전송한다.

그러므로, 본 발명에 따라서 버텍스 코딩 장치에서 부호화될 버텍스 정보의 비트 수를 줄여 부호화를 수행하므로써 부호화될 신호의 중복성을 제거할 수 있고, 그 결과 압축 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 버텍스 위치 및 다음번에 부호화될 버텍스의 위치를 순서적으로 지정하는 방향 정보를 부호화하는 버텍스 코딩 장치에 있어서,

   두 버텍스 사이에서 결정되는 최대 길이의 라인 세그먼트를 선택하고, 선택된 최대 길이를 이등분하며, 상기 최대 길이와 상기 이등분된 최대 길이로부터 부호화될 제 1 및 제 2의 비트 길이를 결정하는 부호 비트 길이 결정 수단;

   상기 이등분된 최대 길이를 나머지 라인 세그먼트들의 길이와 비교하여 이등분된 최대 길이 보다 짧은 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 1 버텍스의 개수(n)가 이등분된 최대 길이 보다 긴 길이의 라인 세그먼트를 갖는 제 2 버텍스의 개수(m)보다 많은지를 비교하며, 제 2 버텍스에 대하여 이스케이프 코드(escape code)를 발생하는 이스케이프 코드 발생 수단;

   상기 이스케이프 코드 발생 수단의 비교 결과 상기 제 1 버텍스의 개수(n)가 상기 제 2 버텍스의 개수(m)보다 클 때, 상기 제 1 버텍스를 상기 제 1 비트 길이로 부호화하고, 상기 제 2 버텍스를 상기 제 2 비트 길이로 부호화하는 버텍스 코딩부를 포함하는 것을 특징으로하는 버텍스 코딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 버텍스 코딩 장치는 상기 버텍스 코딩부의 출력과 상기 이스케이프 발생 수단의 비교 결과를 멀티플렉싱하여 출력하는 멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로하는 버텍스 코딩 장치.