KR20050089796A - A method and a device for processing bit symbols generated by a data source, a computer readable medium, a computer program element - Google Patents

A method and a device for processing bit symbols generated by a data source, a computer readable medium, a computer program element Download PDF

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KR20050089796A
KR20050089796A KR1020057007031A KR20057007031A KR20050089796A KR 20050089796 A KR20050089796 A KR 20050089796A KR 1020057007031 A KR1020057007031 A KR 1020057007031A KR 20057007031 A KR20057007031 A KR 20057007031A KR 20050089796 A KR20050089796 A KR 20050089796A
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시아오 린
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에이전시 포 사이언스, 테크놀로지 앤드 리서치
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Abstract

A method for processing bit symbols generated by a data source, in particular a video, still image or audio source, comprising the following steps of constructing a plurality of bit- planes from the data source, each bit-plane comprising a plurality of bit- plane symbols; scanning the bit-plane symbols of each bit-plane to generate a binary string of bit-plane symbols; and encoding the binary string of the bit-plane symbols using a statistical model, wherein the statistical model is based on statistical properties of a Laplacian probability distribution function which characterizes the data source.

Description

데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 처리하기 위한 방법 및 장치, 컴퓨터 판독가능 매체, 컴퓨터 프로그램 요소{A method and a device for processing bit symbols generated by a data source, a computer readable medium, a computer program element}Method and apparatus for processing bit symbols generated by a data source, a computer readable medium, a computer program element

임베디드(embedded) 부호화는 비디오, 이미지 및 오디오 처리에 상당한 관심을 유발하였다. 이것은 임베디드 부호화에 기인하여, 부호기가 소정의 목표 비트율을 충족시키도록 어느 시점에서 부호화 프로세스를 종결시킬 수 있기 때문이다. 더욱이, 복호기는 어느 시점에서도 비트-스트림을 절단할 수 있고, 적절한 양질의 복호화된 비디오, 이미지 또는 오디오를 여전히 획득할 수 있다. 즉, 이상적인 임베디드 부호화 시스템은 비트율-왜곡(rate-distortion)이 최적화된 절단형 비트-스트림들을 제공하는 것이 가능하고, 이러한 이유로 해서, 상기 임베디드 부호화 시스템이 파인 그래뉼래리티 스케일러빌리티(FGS: Fine Granularity Scalability) 기능을 지닌 시스템들을 형성하기 위한 이상적인 부호화 툴로 될 수 있다.Embedded coding has generated considerable interest in video, image and audio processing. This is because, due to the embedded encoding, the encoding process can be terminated at any point in time so that the encoder meets a predetermined target bit rate. Moreover, the decoder can truncate the bit-stream at any point in time and still obtain appropriate decoded video, image or audio. That is, an ideal embedded coding system is capable of providing truncated bit-streams optimized for rate-distortion, and for this reason, the fine granularity scalability (FGS) of the embedded coding system is fine. It is an ideal coding tool for forming systems with scalability.

임베디드 부호화 시스템을 구현하는 일반적인 방법은 그것의 단순성으로 인하여 순차적인 비트-플레인 부호화(BPC: Bit-Plane Coding)에 의한다. BPC에서, 데이터 소스로부터의 입력 데이터 벡터들은 비트-플레인들에 표현되고, 상기 비트-플레인들은, 상기 입력 데이터 벡터들의 최상위 비트들(MSB)을 표현하는 최상위 비트-플레인에서 시작하여, 상기 입력 데이터 벡터들의 최하위 비트들(LSB)을 표현하는 최하위 비트-플레인에 이르기까지 순차적으로 부호화된다. 그것의 구조적인 단순함에 부가하여, 입력 데이터 벡터들의 MSB에서 LSB에 이르기까지의 이러한 부호화 시퀀스는 [1]에 개시된 바와 같은 임베디드 부호화 프로세스의 원리를 만족시키는데, 비디오/이미지/오디오 데이터의 품질에 가장 영향을 미치는 비트들은 먼저 부호화되어야 한다.A general method of implementing an embedded coding system is due to sequential bit-plane coding (BPC) due to its simplicity. In a BPC, input data vectors from a data source are represented in bit-planes, the bit-planes starting at the most significant bit-plane representing the most significant bits (MSB) of the input data vectors, and thus the input data. It is sequentially coded down to the least significant bit-plane representing the least significant bits (LSB) of the vectors. In addition to its structural simplicity, this coding sequence from the MSB to the LSB of the input data vectors satisfies the principles of the embedded coding process as disclosed in [1], which is most relevant to the quality of the video / image / audio data. Affecting bits must be coded first.

일반적으로, 비트율-왜곡 곡선의 최적화된 값을 제공하는 비트-플레인 부호화를 구현하는 것은 극도로 복잡하고 상당한 계산 자원들을 필요로 한다. 이것은 일반적인 데이터 소스들에 대해, 데이터 샘플들 사이에 뿐만 아니라 비트-플레인들 사이에 통계적 의존성들이 존재하기 때문이다. 이러한 의존성들을 캡처링하기 위하여, 엔트로피 부호기는 다수의 엔트리들을 지닌 빈도 표(frequency table)를 사용해야 하는데, 이것은 상기 엔트로피 부호기의 복잡성을 증가시킬 뿐만 아니라 결국 부호화 성능을 저하시키는 많은 모델링 비용 [2]을 초래할 수 있다. 그러므로, 대부분의 실제적인 비트-플레인 부호화의 구현들은 보통 계산적인 복잡성을 감소시키기 위해 절충된 접근 방안을 채택하는데, 이것은 불행하게도 성능 저하를 초래한다.In general, implementing bit-plane encoding that provides an optimized value of the rate-distortion curve is extremely complex and requires significant computational resources. This is because for general data sources there are statistical dependencies between the data samples as well as between the bit-planes. In order to capture these dependencies, the entropy coder must use a frequency table with multiple entries, which not only increases the complexity of the entropy coder, but also incurs a lot of modeling costs [2] that degrade coding performance. Can cause. Therefore, most practical bit-plane encoding implementations usually adopt a compromised approach to reduce computational complexity, which unfortunately results in performance degradation.

따라서, 낮은 계산 복잡성을 가지고, 실질적인 성능의 저하를 초래하지 않는, 비트율-왜곡 곡선의 최적화된 값을 제공하는 비트-플레인 부호화 프로세스를 가지는 것이 바람직하다.Thus, it is desirable to have a bit-plane encoding process that provides an optimized value of the bit rate-distortion curve, with low computational complexity and without causing substantial degradation in performance.

도 1은 비디오/이미지/오디오 부호화 시스템의 일반적인 구조를 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a general structure of a video / image / audio encoding system.

도 2는 비트-플레인 부호화 시스템의 일반적인 구조를 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating a general structure of a bit-plane encoding system.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 비트-플레인 부호화의 변경된 구조를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating a modified structure of bit-plane encoding according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적은 낮은 계산 복잡성을 가지지만 상술된 시스템들 중 어느 시스템에도 필적할 수 있는 성능을 지닌 임베디드 부호화 방식을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an embedded coding scheme having low computational complexity but comparable performance to any of the systems described above.

상기 목적은 독립항들의 특징들에 의해 달성된다. 부가적인 특징들은 종속항들로부터 유래된다.This object is achieved by the features of the independent claims. Additional features are derived from the dependent claims.

본 발명은 데이터 소스, 특히 비디오, 스틸 이미지 또는 오디오 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 처리하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 상기 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 사용하여 각각의 비트-플레인이 복수의 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들을 구성하는 단계, 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 생성하도록 각각의 비트-플레인의 비트-플레인 심볼들을 스캐닝하는 단계; 및 통계적 모델을 사용하여 상기 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하는 단계를 포함하며, 상기 통계적 모델은 상기 데이터 소스의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수의 통계적 속성들을 기반으로 한다.The present invention relates to a method for processing bit symbols generated by a data source, in particular a video, still image or audio source, wherein each bit-plane is generated using the bit symbols generated by the data source. Constructing a plurality of bit-planes comprising a plurality of bit-plane symbols, scanning the bit-plane symbols of each bit-plane to produce a binary string of bit-plane symbols; And encoding a binary string of bit-plane symbols using a statistical model, wherein the statistical model is based on statistical properties of a Laplace probability distribution function characterizing the data source.

복수의 입력 데이터 벡터들을 포함하는 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들은 우선 복수의 비트-플레인들이 형성되도록 하는 방식으로 배열된다. 각각의 비트-플레인은 상기 데이터 소스의 각각의 비트 심볼에 대응하며 복수의 비트-플레인 심볼들을 포함한다.Bit symbols generated by a data source comprising a plurality of input data vectors are first arranged in such a way that a plurality of bit-planes are formed. Each bit-plane corresponds to a respective bit symbol of the data source and includes a plurality of bit-plane symbols.

상기 데이터 소스는 부가적인 처리를 위하여 캡처 장치에 의해 캡처링될 수 있는 임의 유형의 데이터 신호를 지칭할 수 있다. 특히, 본 명세서에서의 데이터 소스는 부가적인 처리를 위하여, 각각 비디오 레코더, 카메라 및 마이크로폰에 의해 캡처링될 수 있는 비디오, 스틸 이미지 또는 오디오 소스를 지칭한다.The data source can refer to any type of data signal that can be captured by the capture device for further processing. In particular, the data source herein refers to a video, still image or audio source that can be captured by a video recorder, camera and microphone, respectively, for further processing.

비트-플레인, 바람직하기로는 상기 입력 데이터 벡터들의 MSB를 포함하는 비트-플레인에서 시작하여, 모든 비트-플레인 심볼들은 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 생성하기 위하여 특정의 방식에 따라 비트-플레인 심볼들을 선택하도록 스캐닝된다. 그다음 스캐닝 프로세스에 의해 생성된 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링은 통계적 모델을 사용하여 부호화된다. 상기 통계적 모델은 상기 데이터 소스, 특히 비디오/이미지/오디오 소스의 라플라스 확률 분포 함수(pdf)의 통계적 속성들을 기반으로 하여 생성된다.Starting from a bit-plane, preferably a bit-plane comprising the MSB of the input data vectors, all bit-plane symbols are generated in a specific manner to produce a binary string of bit-plane symbols. Scanned to select. The binary string of bit-plane symbols generated by the scanning process is then encoded using a statistical model. The statistical model is generated based on the statistical properties of the Laplace probability distribution function (pdf) of the data source, in particular the video / image / audio source.

비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하기 위하여 라플라스 pdf의 통계적 속성들을 기반으로 하는 통계적 모델을 사용하는 이점은 이러한 유형의 통계적 모델을 기반으로 하는 부호화 프로세스의 계산적인 복잡성이 매우 낮다는 점이다. 상기 통계적 모델이 일반적인 pdf의 통계적 특성들을 기반으로 하는 경우, 극도로 큰 확률 표가 상기 부호기에서 유지될 필요가 있는데, 이것은 한정된 계산 자원들 및 저장 용량을 지닌 애플리케이션들에 적합하지 않다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 최신 기술에 의한 대부분의 BPC 방식들은 매우 비대칭적인 분포를 지닌 비트-플레인 심볼들의 한정된 부분 집합만을 엔트로피 부호화하는데, 이것은 부호화 효율의 상당한 손실을 초래한다.The advantage of using a statistical model based on the statistical properties of Laplace pdf to encode a binary string of bit-plane symbols is that the computational complexity of the encoding process based on this type of statistical model is very low. If the statistical model is based on the statistical properties of a typical pdf, an extremely large probability table needs to be maintained at the encoder, which is not suitable for applications with limited computational resources and storage capacity. To overcome this problem, most BPC schemes of the state of the art entropy encode only a limited subset of bit-plane symbols with a very asymmetric distribution, which results in a significant loss of coding efficiency.

본 발명에 따라 상기 데이터 소스의 라플라스 pdf의 통계적 속성들을 이용함으로써, 이러한 큰 확률 표에 대한 필요가 제거되어, 품질의 어떤 실질적인 손실없이 계산 복잡성이 상당히 감소된다.By using the statistical properties of the Laplace pdf of the data source according to the invention, the need for such a large probability table is eliminated, significantly reducing the computational complexity without any substantial loss of quality.

본 발명에 의한 부호화 방법은 통계적 모델들을 기반으로 하는 데이터 압축 방법의 형태인 엔트로피 부호화 프로세스를 사용한다. 바람직하기로는, 스캐닝 프로세스에 의해 생성된 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하기 위한 엔트로피 부호기로서 연산 부호기가 사용된다.The encoding method according to the present invention uses an entropy encoding process which is a form of a data compression method based on statistical models. Preferably, an operational encoder is used as the entropy encoder for encoding the binary string of bit-plane symbols generated by the scanning process.

연산 부호화, 즉 엔트로피 부호화 프로세스는 그것이 양호한 압축률을 제공하기 때문에 선호된다.Operational coding, i.e., the entropy coding process, is preferred because it provides a good compression rate.

라플라스 pdf는 다음 함수를 사용하여 정의될 수 있다:Laplace pdf can be defined using the following functions:

상기에서 σ는 상기 라플라스 pdf의 표준 편차 또는 분포 매개변수이다.Where σ is the standard deviation or distribution parameter of the Laplace pdf.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라플라스 pdf의 수학식은 상기 비트-플레인 심볼들 각각에 대한 확률 할당을 결정하는데 사용된다. 상기 결정된 확률 할당은 후속적으로 상기 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하기 위한 통계적 모델을 결정하는데 사용된다.According to one embodiment of the invention, the equation of Laplace pdf is used to determine the probability allocation for each of the bit-plane symbols. The determined probability allocation is subsequently used to determine a statistical model for encoding the binary string of the bit-plane symbols.

특히, 상기 비트-플레인 심볼들 각각에 대한 확률 할당은 다음 수학식을 사용하여 결정된다:In particular, the probability allocation for each of the bit-plane symbols is determined using the following equation:

상기 식 중, Pj는 상기 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당이고, j는 상기 비트-플레인을 나타낸다.Where P j is the probability allocation for the bit-plane symbol and j represents the bit-plane.

상기 확률 할당 수학식은 상기 라플라스 pdf로부터 획득되고, 각각의 비트-플레인 심볼의 확률을 결정하는데 사용된다. 상기 데이터 소스의 이러한 확률 또는 통계적 정보는 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하기 위한 부호기, 특히 연산 부호기에 의해 후속적으로 사용된다.The probability allocation equation is obtained from the Laplace pdf and used to determine the probability of each bit-plane symbol. This probability or statistical information of the data source is subsequently used by an encoder, in particular an operational encoder, for encoding a binary string of bit-plane symbols.

상기 라플라스 pdf의 통계적 속성들로 인하여, 각각의 비트-플레인의 확률 분포를 결정하는 것에 대한 복잡성은 상당히 감소된다.Due to the statistical properties of the Laplace pdf, the complexity for determining the probability distribution of each bit-plane is significantly reduced.

상기 표준 편차(σ)가 알려져 있지 않은 다른 실시예에서, 각각의 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당은 이전의 비트-플레인 심볼들을 부호화하는 것으로부터의 지식을 기반으로 하여 결정된다.In another embodiment in which the standard deviation σ is not known, the probability allocation for each bit-plane symbol is determined based on knowledge from encoding previous bit-plane symbols.

이러한 적응적 프로세스는 상기 데이터 소스의 통계적 속성들에 관한 지식이 알려져 있지 않거나 상기 데이터 소스가 비-고정적인 경우 실제적인 애플리케이션들에서 유용하다. 이러한 경우들에 있어서, 상기 데이터 소스의 통계적 속성들은 이전에 부호화된 비트-플레인 심볼들로부터 획득된 정보를 기반으로 하여 결정된다.This adaptive process is useful in practical applications where knowledge about the statistical properties of the data source is unknown or when the data source is non-fixed. In such cases, the statistical properties of the data source are determined based on information obtained from previously coded bit-plane symbols.

특히, 이러한 실시예에서의 각각의 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당은 다음 수학식에 의해 제공된다:In particular, the probability allocation for each bit-plane symbol in this embodiment is provided by the following equation:

상기 식 중, Pj는 상기 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당이고, Na는 이전의 비트-플레인의 종결에 이르기까지 부호화되는 비트-플레인 심볼들의 개수이며, N은 현재의 비트-플레인 심볼에서 부호화되는 비트-플레인 심볼들의 개수이고, 는 Na 비트-플레인 심볼들의 관찰 후 Pj의 추정치이며, 는 현재의 비트-플레인에 대한 Pj의 최대 가능성 추정치로서 다음 수학식에 의해 정의된다.Where P j is the probability allocation for the bit-plane symbol, N a is the number of bit-plane symbols encoded until the termination of the previous bit-plane, and N is the current bit-plane symbol The number of bit-plane symbols to be encoded, Is an estimate of P j after the observation of N a bit-plane symbols, Is the maximum likelihood estimate of P j for the current bit-plane and is defined by the following equation.

상기 식 중, bi,j는 상기 비트-플레인 심볼이다. Wherein b i, j is the bit-plane symbol.

바람직하기로는, 이전의 부호화된 비트 플레인들로부터 Pj의 추정치()는 다음 수학식을 사용하여 이전의 비트-플레인으로부터 업데이트됨으로써 추정된다:Preferably, an estimate of P j from previous coded bit planes ( ) Is estimated by updating from the previous bit-plane using the following equation:

상기 식 중, 는 이전의 비트-플레인으로부터 Pj의 추정치이다.In the above formula, Is an estimate of P j from the previous bit-plane.

본 발명의 다른 실시예에서, 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 처리하기 위한 방법은 부호화될 입력 데이터 벡터로부터 (레이지(lazy) 플레인으로 지칭되는) 최적 비트-플레인을 결정하는 단계, 및 상기 레이지 플레인에 대한 각각의 비트-플레인의 관계를 기반으로 하여 각각의 비트-플레인에 대한 확률 할당을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 비트-플레인에 대한 확률 할당은 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하기 위한 통계적 모델로서 사용된다.In another embodiment of the present invention, a method for processing bit symbols generated by a data source comprises determining an optimal bit-plane (referred to as a lazy plane) from an input data vector to be encoded, and the lazy Determining a probability allocation for each bit-plane based on each bit-plane relationship to the plane, wherein the probability allocation for the bit-plane encodes a binary string of bit-plane symbols It is used as a statistical model for

이러한 실시예에서, 상기 부호화 프로세스의 계산 복잡성은 추가로 감소되는데, 이 이유는 각각의 비트-플레인에 대한 확률 할당이 상기 레이지 플레인과의 관계에 의해 명시적으로 결정되기 때문이다.In this embodiment, the computational complexity of the encoding process is further reduced since the probability allocation for each bit-plane is explicitly determined by the relationship with the lazy plane.

우선, 상기 레이지 플레인은 복수의 비트-플레인들로부터 선택된다. 상기 레이지 플레인은 다음 부등식을 만족시키는 정수(L)로 표현된다:First, the lazy plane is selected from a plurality of bit-planes. The lazy plane is represented by an integer (L) that satisfies the following inequality:

상기 식 중, φ는 에 의해 정의되고,In the above formula, φ is Defined by

θ는 로서 정의된다.θ is Is defined as

상기 결정 규칙은 상기 분포 매개변수(σ)의 서포트(support)를 해체된 영역들로 실제로 분할하고, 각 분할된 영역에 대응하는 레이지 플레인은 그것이 상기 부등식을 만족시키도록 지정된다.The decision rule actually divides the support of the distribution parameter [sigma] into disaggregated regions, and the lazy plane corresponding to each divided region is specified such that it satisfies the inequality.

상기 레이지 플레인이 본 발명에 따라 결정된 후, 각각의 비트-플레인에 대한 확률 할당이 결정된다. 각각의 비트-플레인에 대한 확률 할당은 다음 수학식에 의해 주어진 바와 같이 최적 비트-플레인에 관한 각각의 비트-플레인의 관계를 기반으로 한다:After the lazy plane is determined in accordance with the present invention, a probability allocation for each bit-plane is determined. The probability allocation for each bit-plane is based on the relationship of each bit-plane to the optimal bit-plane, as given by the following equation:

상기 식 중, 는 j번째 비트-플레인에 대한 확률 할당이다.In the above formula, Is the probability allocation for the jth bit-plane.

변형적으로, 상기 데이터 소스의 입력 데이터 벡터들의 길이 및 절대 합이 알려져 있는 경우, 상기 레이지 플레인은 다음 수학식을 사용하여 결정될 수 있다:Alternatively, if the length and absolute sum of the input data vectors of the data source are known, the lazy plane can be determined using the following equation:

상기 식 중, N은 상기 입력 데이터 벡터의 길이이고, A는 상기 입력 데이터 벡터의 절대 합이다.Wherein N is the length of the input data vector and A is the absolute sum of the input data vector.

상기 최적 비트-플레인의 결정은 차수(L)의 범위를 음의 정수까지 확장시키기 위하여 [3]에 개시된 바와 같은 알고리즘을 약간 변경하여 구현될 수 있다.The determination of the optimal bit-plane can be implemented by slightly modifying the algorithm as disclosed in [3] to extend the range of orders L to negative integers.

다른 변형 실시예에서, 상기 레이지 플레인에 관한 각각의 비트-플레인의 관계를 기반으로 하는 각각의 비트-플레인에 대한 확률 할당은 다음 수학식을 사용하여 결정될 수 있다:In another variant embodiment, the probability allocation for each bit-plane based on the relationship of each bit-plane to the lazy plane can be determined using the following equation:

이러한 실시예에서, 상기 부호기는 [4]에 개시된 비대칭 부호기를 사용하여 구현될 수 있다.In this embodiment, the encoder can be implemented using the asymmetric encoder disclosed in [4].

위에서 언급된 바와 같이, 상술된 2가지 변형 실시예들은 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하는 계산 복잡성을 추가로 감소시키는 이점을 지닌다.As mentioned above, the two variants described above have the advantage of further reducing the computational complexity of encoding a binary string of bit-plane symbols.

더욱이, 상기 데이터 소스를 표현하는 출력 데이터를 생성하기 위하여 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링을 처리하기 위한 방법이 제공되는데, 상기 방법은, 상기 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들이 재구성될 수 있도록 비트-플레인 심볼들의 부가적인 바이너리 스트링을 생성하기 위하여 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링을 복호화하는 단계들을 포함한다. 상기 복수의 비트-플레인들은 부가적인 통계적 모델에 의해 할당된 확률을 가지고 재구성되므로, 상기 입력 데이터 벡터들을 표현하는 출력 데이터가 재구성될 수 있다. 상기 통계적 모델은 상기 비트-플레인 심볼들의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수를 기반으로 한다.Moreover, a method is provided for processing an encoded binary string of bit-plane symbols to produce output data representing the data source, wherein the method comprises a plurality of bit-planes comprising the bit-plane symbols. Decoding the encoded binary string of bit-plane symbols to produce an additional binary string of bit-plane symbols to be reconstructed. Since the plurality of bit-planes are reconstructed with a probability assigned by an additional statistical model, output data representing the input data vectors can be reconstructed. The statistical model is based on a Laplace probability distribution function characterized by the bit-plane symbols.

상기 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링의 복호화 프로세스로부터 생성된 통계적 모델은 상기 부호화 프로세스에 사용된 통계적 모델과 동일하다. 즉, 상기 부호화 프로세스에서 상기 통계적 모델을 형성하기 위해 사용된 확률 할당(Pj 또는 )는 상기 복호화 프로세스에서 재생성된다.The statistical model generated from the decoding process of the binary string of bit-plane symbols is the same as the statistical model used in the encoding process. That is, the probability allocation P j or used to form the statistical model in the encoding process ) Is regenerated in the decryption process.

따라서, 상기 복수의 비트-플레인들은 상기 부호화 프로세스에서 사용된 동일한 통계적 모델을 사용하여 재구성되는데, 이것은 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링이 상기 복호기에 의해 종결되는 비트-플레인에 이르기까지 상기 재구성된 출력 데이터가 원래의 데이터 소스와 정확하게 동일해지게 한다.Thus, the plurality of bit-planes are reconstructed using the same statistical model used in the encoding process, which results in the reconstructed until the encoded binary string of bit-plane symbols is terminated by the decoder. Make sure the output data is exactly the same as the original data source.

더욱이, 상기 소스 벡터들의 최적 평균 자승 에러(MSE) 재구성은 상기 통계적 모델에 의해 할당된 확률을 가지고 생성된다. 특히, 상기 확률 할당(Pj)은 상기 부호화 프로세스에서 상기 통계적 모델을 형성하는데 사용되고, 상기 데이터 소스는 다음 수학식을 사용하여 재구성된다:Moreover, an optimal mean squared error (MSE) reconstruction of the source vectors is generated with a probability assigned by the statistical model. In particular, the probability allocation P j is used to form the statistical model in the encoding process, and the data source is reconstructed using the following equation:

상기 식 중,In the above formula,

는 상기 재구성된 데이터 소스이고, Is the reconstructed data source,

si의 부호 심볼이며,s i is Is the sign symbol for

T는 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링이 종결되는 비트-플레인이다.T is the bit-plane at which the encoded binary string of bit-plane symbols terminates.

마찬가지로, 상기 확률 할당()이 상기 부호화 프로세스에서 상기 통계적 모델을 형성하는데 사용되는 경우, 상기 데이터 소스는 다음 수학식을 사용하여 재구성된다:Similarly, the probability allocation ( Is used to form the statistical model in the encoding process, the data source is reconstructed using the following equation:

위에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 제2 가산()은 일단 요망되는 품질이 달성되면 중단될 수 있는 재구성된 데이터 소스의 품질을 향상시키는데 사용된다.As can be seen above, the second addition ( ) Is used to improve the quality of the reconstructed data source, which can be stopped once the desired quality is achieved.

본 발명의 설명된 실시예들은 상기 방법에 적용될 뿐만 아니라, 장치, 컴퓨터 판독가능 매체 및 컴퓨터 프로그램에도 적용된다.The described embodiments of the invention apply not only to the above method but also to the apparatus, the computer readable medium and the computer program.

도 1은 비디오/이미지/오디오 부호화 시스템(100)의 일반적인 구조를 보여주는 도면이다. 데이터 소스, 특히 비디오, 스틸 이미지 또는 오디오 소스가 캡처 장치(101)에 의해 수신된다. 상기 캡처 장치(101)는 상이한 유형의 데이터 소스를 캡처하기 위한 비디오 레코더, 카메라 또는 마이크로폰일 수 있다. 상기 캡처링된 데이터는 우선 부가적인 처리를 위하여 아날로그-디지털(A/D) 변환기(102)에 의해 디지털 신호로 변환된다.1 is a diagram illustrating a general structure of a video / image / audio encoding system 100. A data source, in particular a video, still image or audio source, is received by the capture device 101. The capture device 101 can be a video recorder, camera or microphone for capturing different types of data sources. The captured data is first converted into a digital signal by an analog-to-digital (A / D) converter 102 for further processing.

상기 A/D 변환기에서 생성된 상기 데이터 소스의 비트 심볼들은 부호기 유닛(104) 및 복호기 유닛(105)을 포함하는 (나중에 상세히 설명될) 비트-플레인 부호화 시스템(103)에 의해 수신된다. 상기 부호기 유닛(104)은 상기 비트 심볼들을 부호화하고 채널을 통해 상기 부호화된 심볼들을 상기 복호기 유닛(105)으로 전송한다.Bit symbols of the data source generated in the A / D converter are received by a bit-plane encoding system 103 (to be described in detail later) that includes an encoder unit 104 and a decoder unit 105. The encoder unit 104 encodes the bit symbols and transmits the encoded symbols to the decoder unit 105 over a channel.

상기 복호기 유닛(105)은 상기 부호화된 심볼들을 복호화하고 상기 복호화된 심볼들을 표시될, 출력 장치(107), 예를 들어 디지털 텔레비전 또는 디지털 카메라로 송신한다. 상기 출력 장치(107)가 아날로그 장치(예를 들어 오디오 스피커)인 경우, 상기 출력 장치(107)로 복호화된 심볼들을 출력하기 전에 디지털-아날로그(D/A) 변환기(106)가 상기 복호화된 심볼들을 아날로그 신호로 변환하는데 사용될 수 있다.The decoder unit 105 decodes the encoded symbols and transmits the decoded symbols to an output device 107, for example a digital television or a digital camera, to be displayed. If the output device 107 is an analog device (e.g. an audio speaker), the digital-to-analog (D / A) converter 106 before the decoded symbols are output to the output device 107, the decoded symbols. Can be used to convert them into analog signals.

도 2는 부호기 유닛(104) 및 복호기 유닛(105)을 포함하는 비트-플레인 부호화 시스템(103)의 일반적인 구조를 도시한 것이다. 상기 부호기 유닛(104)은 비트-플레인 구성 및 스캐닝 유닛(110), 제1 통계적 모델 유닛(111) 및 엔트로피 부호기(112)를 더 포함한다. 상기 복호기 유닛(105)은 엔트로피 복호기(122), 제2 통계적 모델 유닛(121) 및 비트-플레인 재구성 유닛(120)을 더 포함한다.2 shows the general structure of a bit-plane encoding system 103 comprising an encoder unit 104 and a decoder unit 105. The encoder unit 104 further includes a bit-plane configuration and scanning unit 110, a first statistical model unit 111, and an entropy encoder 112. The decoder unit 105 further includes an entropy decoder 122, a second statistical model unit 121, and a bit-plane reconstruction unit 120.

상기 부호화 프로세스의 시작시, 비트 심볼들(130)이 상기 비트-플레인 구성 및 스캐닝 유닛(110)에 의해 수신된다. 상기 비트 심볼들(130)은 k-차원 입력 데이터 벡터에 대해 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있는 복수의 입력 데이터 벡터들을 포함한다.At the start of the encoding process, bit symbols 130 are received by the bit-plane configuration and scanning unit 110. The bit symbols 130 include a plurality of input data vectors that can be expressed as Equation 1 for a k-dimensional input data vector.

상기 식 중, xi는 어떤 알파벳 의 독립적 및 동일 분포된(i.i.d.) 랜덤 소스로부터 추출된다.Wherein x i is any alphabet Are extracted from independent and identically distributed (iid) random sources.

xi는 또한 다음과 같이 바이너리 형태로 표현될 수 있다.x i can also be expressed in binary form:

상기 식 중, si는 수학식 3과 같이 표현되는 부호 심볼이고,In the above formula, s i is a sign symbol represented by Equation 3,

bi,j는 크기 심볼로서 이다. 또한 xi의 바이너리 표현은 다음 부등식을 만족시키는 정수 M으로서 정규화된다.b i, j is the magnitude symbol to be. The binary representation of x i is also normalized as an integer M that satisfies the following inequality:

상기 비트 심볼들(130)의 각각의 입력 데이터 벡터가 상기 비트-플레인 구성 및 스캐닝 유닛(110)에 의해 수신되는 경우, 상기 입력 데이터 벡터는 그것의 부호 심볼(si) 및 크기 심볼들(bi,j)로 분해된다. 상기 입력 데이터 벡터들의 부호 및 크기 심볼들은 복수의 비트-플레인들을 형성하기 위하여 배열되는데, 각각의 비트-플레인은 각각의 입력 데이터 벡터로부터의 부호 심볼(si) 또는 크기 심볼(bi,j)을 포함한다. 일반적으로, 상기 입력 데이터 벡터들의 최상위 비트(MSB)에 대응하는 크기 심볼들(bi,j)은 제1 비트-플레인에 배열되고, 상기 제2 MSB의 크기 심볼들(bi,j)은 제2 비트-플레인에 배열되며, 다른 크기 심볼들도 마찬가지로 방식으로 배열된다. 또한 상기 입력 데이터 벡터들의 부호 심볼들(si)은 다른 개별 비트-플레인에 배열된다. 상기 비트-플레인들의 모든 부호 및 크기 심볼들은 비트-플레인 심볼들로서 지칭된다.When each input data vector of the bit symbols 130 is received by the bit-plane configuration and scanning unit 110, the input data vector has its sign symbol si and magnitude symbols b i, j ). The sign and magnitude symbols of the input data vectors are arranged to form a plurality of bit-planes, each bit-plane being a sign symbol (s i ) or a magnitude symbol (b i, j ) from each input data vector. It includes. In general, magnitude symbols b i, j corresponding to the most significant bit MSB of the input data vectors are arranged in a first bit-plane, and magnitude symbols b i, j of the second MSB are Arranged on the second bit-plane, other size symbols are likewise arranged in a manner. In addition, the code symbols of input data vector (i s) is another separate bit-plane are arranged on. All sign and magnitude symbols of the bit-planes are referred to as bit-plane symbols.

일단 상기 비트-플레인들이 구성되면, 상기 비트-플레인들에 포함된 모든 비트-플레인 심볼들은 상기 입력 데이터 벡터들의 MSB를 포함하는 비트-플레인에서 시작하여 스캐닝된다. 상기 스캐닝 프로세스는 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링(131)을 형성하기 위하여 상기 비트-플레인 심볼들을 선택하는 것이다. 하나의 가능한 스캐닝 프로세스는 다음 단계들로 요약된다:Once the bit-planes are configured, all the bit-plane symbols included in the bit-planes are scanned starting at the bit-plane containing the MSB of the input data vectors. The scanning process is to select the bit-plane symbols to form a binary string 131 of bit-plane symbols. One possible scanning process is summarized in the following steps:

1. 입력 데이터 벡터들의 MSB를 포함하는 비트-플레인 j=M-1에서 스캐닝을 시작한다.1. Start scanning at bit-plane j = M-1 including the MSB of the input data vectors.

2. 0인 모든 이전의 비트-플레인들의 대응하는 크기 심볼들을 지닌 크기 심볼들(bi,j)을 선택한다: bi,M-1= bi,M-2=...= bi,j+1=0.2. Select the magnitude symbols b i, j with the corresponding magnitude symbols of all previous bit-planes that are zero: b i, M-1 = b i, M-2 = ... = b i , j + 1 = 0.

3. 상기 크기 심볼(bi,j)가 "1"인 경우, 상기 부호 심볼(si)이 또한 선택된다. 단계 2) 및 단계 3)은 중요 패스(significance pass)로서 알려져 있다.3. If the magnitude symbol b i, j is " 1 ", the sign symbol si is also selected. Steps 2) and 3) are known as critical passes.

4. 상기 중요 패스에서 선택되지 않은 크기 심볼들(bi,j)을 선택한다. 이 단계는 상세 패스(refinement pass)로 알려져 있다.4. Select unselected size symbols b i, j in the critical path. This step is known as a refinement pass.

5. 다음 비트-플레인 j-1로 진행한다.5. Proceed to next bit-plane j-1.

상기 단계들은 예를 들어 사전에 정의된 비트율이 충족되거나 사전에 정의된 비튜율-왜곡 제한에 도달된 경우와 같은 어떤 종결 기준에 이르기까지 반복된다.The above steps are repeated up to some termination criterion, for example when a predefined bit rate is met or a predefined bit rate-distortion limit is reached.

일단 비트-플레인 심볼들(131)의 바이너리 스트링이 상기 스캐닝 프로세스에 의해 생성되는 경우, 상기 바이너리 스트링은 엔트로피 부호기(112)에서 부가적으로 부호화되거나 압축된다. 데이터 소스(130)의 비트-플레인 심볼들의 통계적 속성들(132)이 상기 엔트로피 부호기(112)에서 비트-플레인 심볼들(131)의 바이너리 스트링을 부호화하는데 사용되는 확률 할당(133)을 제공하기 위하여 상기 통계적 모델(111)에서 사용된다.Once a binary string of bit-plane symbols 131 is generated by the scanning process, the binary string is additionally coded or compressed at entropy encoder 112. Statistical properties 132 of the bit-plane symbols of the data source 130 to provide a probability allocation 133 that is used by the entropy encoder 112 to encode a binary string of bit-plane symbols 131. It is used in the statistical model 111.

상기 엔트로피 부호기(112)로부터의 부호화된 데이터(134)는 채널을 통해 전송되고, 그 다음 엔트로피 복호기(122)에 의해 수신 및 복호화된다. 상기 채널은 인터넷 네트워크, 광역 통신 네트워크(WAN; Wide Area Network), 또는 무선 통신 네트워크일 수 있다.Encoded data 134 from the entropy encoder 112 is transmitted over the channel and then received and decoded by the entropy decoder 122. The channel may be an internet network, a wide area network (WAN), or a wireless communication network.

상기 엔트로피 복호기(122)는 부호화된 데이터(134)를 수신하여 비트-플레인 심볼들(135)의 바이너리 스트링으로 복호화한다. 이론적으로, 상기 엔트로피 복호기(122)에 의해 생성되는 비트-플레인 심볼들(135)의 바이너리 스트링은 비트-플레인 심볼들(131)의 바이너리 스트링과 동일하다.The entropy decoder 122 receives the encoded data 134 and decodes it into a binary string of bit-plane symbols 135. In theory, the binary string of the bit-plane symbols 135 generated by the entropy decoder 122 is the same as the binary string of the bit-plane symbols 131.

상기 비트-플레인들(137)의 통계는 비트-플레인 심볼들이 정확하게 복호화될 수 있도록 참조 번호(133)와 동일한 확률 할당(136)을 생성하기 위하여 상기 통계적 모델(121)에 의해 사용된다. 그 다음, 비트-플레인 심볼들(135)은 데이터 소스의 비트 심볼들(103)을 표현하는 출력 데이터(138)를 생성하기 위해 비트-플레인 재구성 유닛(120)에 의해 비트-플레인들을 재구성하는데 사용된다.The statistics of the bit-planes 137 are used by the statistical model 121 to generate the same probability allocation 136 as the reference number 133 so that the bit-plane symbols can be correctly decoded. The bit-plane symbols 135 are then used to reconstruct the bit-planes by the bit-plane reconstruction unit 120 to produce output data 138 representing the bit symbols 103 of the data source. do.

최적 MSE 재구성이 요망되는 경우, 확률 할당(136)은 또한 참조 번호(120)에 의해 출력 데이터(138)를 재생성하는데 사용된다.If optimal MSE reconstruction is desired, probability allocation 136 is also used to regenerate output data 138 by reference numeral 120.

여기서 유념해야 할 점은 일반적인 확률 분포 함수를 갖는 데이터 소스의 비트-플레인 심볼들(131)의 바이너리 스트링의 최적 압축을 획득하기 위하여, 비트-플레인 심볼들을 부호화하기 위해 엔트로피 부호기(112)에 의해 요구되는 비트들의 개수는 -log2Pr(si,bi,M-1,...)로 주어진다는 것이며, 이 경우, 상기 확률(Pr(si,bi,M-1,...))은 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.It should be noted here that the entropy encoder 112 needs to encode the bit-plane symbols to obtain an optimal compression of the binary string of the bit-plane symbols 131 of the data source with a general probability distribution function. The number of bits to be given is given by -log 2 Pr (s i , b i, M-1 , ...), in which case the probability (Pr (s i , b i, M-1 , ...) )) May be expressed as in Equation 5.

상기 식 중, 은 이전 부호화된 비트-플레인들에 관한 bi,M-j의 조건부 확률을 나타낸다.In the above formula, Denotes a conditional probability of b i, Mj for previously coded bit-planes.

실제로, 데이터 소스의 모든 비트-플레인 심볼들을 부호화하는 그러한 엔트로피 부호기를 구현하는 것은 일반적으로 다수의 엔트리들을 갖는 빈도/확률 표를 필요로 한다. 높은 비트율에서의 부호화에 대하여, 이러한 빈도 표에서 유지될 엔트리들의 개수가 매우 많고 따라서 특히 제한된 계산 및 저장 능력을 갖는 시스템에서는 실용적이지 않다. 그 외에도, 이는 알려져 있지 않은 분포를 갖는 데이터 소스에 대한 적응적 설정을 위해 상당한 모델링 비용 [2]를 도입할 수 있다. 따라서, 간소화된 접근 방안이 대부분의 실제 시스템들에 채택된다. 대부분의 실제 시스템들에서는 [5] 및 [6]에서 언급된 바와 같이, 단지 매우 비대칭적인 분포를 지닌 비트-플레인 심볼들(중요 패스(significance pass)에서 스캐닝된 심볼들)만이 엔트로피 부호기에 의해 부호화된다.Indeed, implementing such an entropy encoder that encodes all bit-plane symbols of a data source generally requires a frequency / probability table with multiple entries. For encoding at high bit rates, the number of entries to be kept in this frequency table is very large and therefore not practical in systems with particularly limited computation and storage capabilities. In addition, this can introduce significant modeling costs [2] for adaptive setup for data sources with unknown distributions. Thus, a simplified approach is adopted for most practical systems. In most practical systems, as mentioned in [5] and [6], only bit-plane symbols (symbols scanned in the critical pass) with very asymmetric distributions are encoded by the entropy encoder. do.

본 발명에 의하면, 비트-플레인 부호화를 위해 대부분의 데이터 소스들에서, 특히 비디오, 스틸 이미지 및 오디오 소스에서 고유한 라플라스 확률 분포 함수(pdf; probability distribution function)의 속성이 엔트로피 부호기(112)에 의한 데이터 소스의 부호화를 위해 사용된다.According to the present invention, the properties of the Laplace probability distribution function (pdf) inherent in most data sources, in particular video, still image and audio sources, for bit-plane encoding are determined by the entropy encoder 112. Used for encoding of data sources.

특히, 통계적 모델(111)은 비트-플레인 심볼들(132)의 바이너리 스트링을 부호화하기 위해 확률 할당(133)을 생성하는 데 데이터 소스의 라플라스 pdf의 통계적 속성들을 이용한다. 데이터 소스의 라플라스 pdf는 수학식 6을 이용하여 표현될 수 있다.In particular, the statistical model 111 uses the statistical properties of Laplace pdf of the data source to generate the probability allocation 133 for encoding the binary string of bit-plane symbols 132. Laplace pdf of the data source can be expressed using Equation 6.

상기에서, σ는 라플라스 pdf의 표준 편차 또는 분포 매개변수이다.In the above, σ is the standard deviation or distribution parameter of Laplace pdf.

라플라스 소스의 비트-플레인 심볼들이 다음과 같은 독립 속성을 지닌다는 것이 수학식 6으로부터 용이하게 검증될 수 있다.It can be easily verified from Equation 6 that the bit-plane symbols of the Laplace source have the following independent attributes.

각각의 비트-플레인(j)에 대한 엔트로피 부호기의 확률 할당은 수학식 7 내지 수학식 9에 의해 주어진다.The probability allocation of the entropy encoder for each bit-plane j is given by equations (7) through (9).

수학식 6으로부터, Pj는 수학식 10과 같이 계산될 수 있다.From Equation 6, P j can be calculated as Equation 10.

라플라스 pdf의 분포 매개변수(σ 또는 표준 편차)가 알려져 있는 경우, Pj는 수학식 10을 이용하여 바로 결정될 수 있다.If the distribution parameter (σ or standard deviation) of Laplace pdf is known, P j can be determined directly using Equation 10.

Pj가 결정된 경우, 각각의 비트-플레인 심볼들의 확률은 수학식 7 내지 수학식 9를 이용하여 결정될 수 있고 데이터 소스의 이러한 통계 정보는 엔트로피 부호기(112)에 의해 비트-플레인 심볼들(131)의 바이너리 스트링을 부호화하는데 사용된다.If P j is determined, the probability of each bit-plane symbols can be determined using equations (7) through (9) and this statistical information of the data source is determined by the entropy encoder 112 and the bit-plane symbols 131. Used to encode a binary string of.

위에서 알 수 있는 점은 데이터 소스의 라플라스 pdf의 통계적 속성을 이용함으로써, 종래 기술에 따른 큰 빈도 표의 유지가 필요하지 않고, 따라서 엔트로피 부호기(112)에 의한 바이너리 스트링(131)의 부호화 프로세스가 크게 간소화된다는 것이다.As can be seen above, by using the statistical properties of the Laplace pdf of the data source, the maintenance of a large frequency table according to the prior art is not necessary, thus greatly simplifying the encoding process of the binary string 131 by the entropy encoder 112. It is.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 수학식 10에서 결정되는 각각의 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당(Pj)이 바이너리 비트-플레인 심볼들(135)을 재생성하는데 사용된다. 바이너리 비트-플레인 심볼들(135)은 데이터 소스(130)의 비트 심볼들을 표현하는 출력 데이터(138)를 생성하기 위하여 비트-플레인 재구성 유닛(120)에 의해 수신된다.In another embodiment of the present invention, the probability allocation P j for each bit-plane symbol determined in Equation 10 is used to regenerate the binary bit-plane symbols 135. Binary bit-plane symbols 135 are received by bit-plane reconstruction unit 120 to generate output data 138 representing bit symbols of data source 130.

특히, 최적 MSE 재구성이 요구되는 경우, 엔트로피 복호기(122)를 통해 상기 부호화된 데이터(134)의 비트-플레인(T)에 이르기까지 복호화하는 경우, 본 발명에 의한 출력 데이터(138)의 최적 재생은 수학식 11에 의해 주어진다.In particular, when optimal MSE reconstruction is required, when decoding up to the bit-plane T of the encoded data 134 through the entropy decoder 122, optimal reproduction of the output data 138 according to the present invention Is given by equation (11).

제1 가산()은 비트-플레인 심볼들의 재구성이고, 제2 가산()은 라플라스 pdf에 관한 대응하는 비트-플레인 심볼들의 보간이다.First addition ( Is the reconstruction of the bit-plane symbols, and the second addition ) Is the interpolation of the corresponding bit-plane symbols for Laplace pdf.

상기 제2 가산은 사전에 정의된 기준이 충족되는 경우, 예를 들어 요망되는 데이터 소스의 품질이 획득된 경우 종결될 수 있다.The second addition can be terminated if a predefined criterion is met, for example if the quality of the desired data source has been obtained.

본 발명의 변형 실시예에 있어서, 비트-플레인 심볼들에 대한 확률 할당(Pj)은 이전 비트-플레인 심볼들의 부호화로부터의 지식을 기반으로 하여 적응적으로 결정된다. 이러한 적응적 비트-플레인 부호화(ABPC; adaptive bit-plane coding) 프로세스는 라플라스 pdf의 분포 매개변수(σ)가 대부분의 실제 상황의 경우에서와 같이 알려져 있지 않은 경우에 유용하다.In a variant embodiment of the invention, the probability allocation P j for bit-plane symbols is adaptively determined based on knowledge from the coding of previous bit-plane symbols. This adaptive bit-plane coding (ABPC) process is useful when the distribution parameter σ of Laplace pdf is not known as in most practical situations.

k개의 개별 심볼들의 스트링이 주어진 경우 리드스톤(Lidston)의 성공 법칙으로부터 시작하여, i번째 심볼이 과거 n개의 인스턴스들에서 ni번 발생한 경우, i번째 심볼 발생의 확률 추정치는 수학식 12를 이용하여 추정된다.Given a string of k individual symbols, starting from Lidston's law of success, if the i th symbol occurs n i times in the past n instances, then the probability estimate of the i th symbol occurrence is given by Is estimated.

상기 식 중, λ는 양의 매개변수이다. 수학식 12를 수학식 13에 수학식 14를 대입하여 다시 쓰면 수학식 12는 최대 가능성 추정치(ni/n) 및 균일 프라이어(uniform prior; 1/k)의 보간이라는 것을 알 수 있다.Wherein lambda is a positive parameter. Rewriting Equation 12 by substituting Equation 14 into Equation 13 indicates that Equation 12 is an interpolation of the maximum likelihood estimate (n i / n) and uniform prior (1 / k).

수학식 13을 본 발명의 실시예에 적용하면 수학식 15가 주어진다.Applying equation (13) to the embodiment of the present invention, equation (15) is given.

상기 식 중, Na는 이전 비트-플레인의 종결에 이르기까지 부호화되는 비트-플레인 심볼들의 개수이고, N은 현재의 비트-플레인 심볼에서 부호화되는 비트-플레인 심볼들의 개수이며, Pj Na는 Na 비트-플레인 심볼들의 관찰 후 Pj의 추정치이고, Pj ML은 현재 비트-플레인에 대한 Pj의 최대 가능성 추정치이며, μ는 상기 2개의 확률 추정치 간의 보간을 제공한다. 바람직하기로는, μ는 수학식 16에 의해 주어진다.Where N a is the number of bit-plane symbols encoded until the end of the previous bit-plane, N is the number of bit-plane symbols encoded in the current bit-plane symbol, and P j Na is N a is an estimate of P j after the observation of the bit-plane symbols, P j ML is the maximum likelihood estimate of P j for the current bit-plane, and μ provides interpolation between the two probability estimates. Preferably, μ is given by equation (16).

j번째 비트-플레인에서의 N개의 심볼들(bi,j)에 대한 Pj의 최대 가능성 추정치는 수학식 17에 의해 주어지고,The maximum likelihood estimate of P j for the N symbols (b i, j ) in the j th bit-plane is given by:

Pj ML은 수학식 18에 의해 정의될 수 있기 때문에,Since P j ML can be defined by Equation 18,

바람직하기로는, 수학식 10으로부터, Pj Na는 수학식 19를 이용하여 이전의 비트-플레인()으로부터 업데이트될 수 있다.Preferably, from equation (10), P j Na is represented by the previous bit-plane ( ) Can be updated.

지금까지 언급된 실시예들은 데이터 소스의 모든 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당을 발견하는 것에 관한 것이다.The embodiments mentioned so far relate to finding probability allocations for all bit-plane symbols of a data source.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 엔트로피 부호기에 의해 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하는데 사용되는 모든 비트-플레인에 대한 확률 할당이 부호화될 데이터 벡터의 통계로부터 결정되는 경우에 "2-패스(two-pass)" 접근 방안이 채택된다.In another embodiment of the present invention, if the probability allocation for all the bit-planes used by the entropy encoder to encode the binary string of bit-plane symbols is determined from the statistics of the data vector to be encoded, the " 2-pass ( a two-pass "approach is adopted.

이러한 실시예에서, 최적 비트-플레인은 복수의 개별 비트-플레인들로부터 선택되고, 이것은 레이지 플레인(lazy plane)으로 지칭된다. 선택된 레이지 플레인에 대한 정보는 부호기 유닛(104)에 의해 복호기 유닛(105)으로 전송되고, 따라서 부호화된 데이터(134)가 정확하게 복호화될 수 있다.In this embodiment, the optimal bit-plane is selected from a plurality of individual bit-planes, which is referred to as a lazy plane. Information about the selected lazy plane is transmitted by the encoder unit 104 to the decoder unit 105, so that the encoded data 134 can be correctly decoded.

도 3은 이러한 본 발명의 실시예에 의한 비트-플레인 부호화 시스템의 변경된 일반 구조를 도시한 것이다.3 illustrates a modified general structure of a bit-plane encoding system according to an embodiment of the present invention.

부호화된 데이터(134)에 포함되어 있는 선택된 레이지 플레인에 대한 정보는 통계적 모델 유닛(121)에 의해 수신된다. 통계적 모델 유닛(121)은 엔트로피 복호기(122)에 의해 수신되는 확률 할당(136)을 생성하고, 따라서 부호화된 데이터(134)의 비트-플레인 심볼들이 정확하게 복호화될 수 있다. 그 다음, 상기 복호화된 비트-플레인 심볼들(135)은 비트-플레인 재구성 유닛(120)에 의해 수신되어, 데이터 소스의 비트 심볼들(130)을 표현하는 출력 데이터(138)를 생성하기 위하여 비트-플레인들을 재구성한다.Information about the selected lazy plane included in the encoded data 134 is received by the statistical model unit 121. Statistical model unit 121 generates a probability allocation 136 received by entropy decoder 122, so that bit-plane symbols of encoded data 134 can be correctly decoded. The decoded bit-plane symbols 135 are then received by bit-plane reconstruction unit 120 to generate output data 138 representing bit symbols 130 of the data source. Rebuild the planes.

수학식 21에 의해 제공되는 코드 패밀리(code family)를 고려한다.Consider the code family provided by (21).

상기 식 중, GL은 데이터 소스의 비트-플레인 심볼들을 나타내고, L은 레이지 플레인을 나타내는 정수이다.Where G L represents the bit-plane symbols of the data source and L is an integer representing the lazy plane.

이러한 본 발명의 실시예에 의한 확률 할당은 수학식 22에 의해 주어진다.The probability allocation according to the embodiment of the present invention is given by Equation 22.

상기에서, Qj L은 비트-플레인들(i≥L)에 대해 수학식 19에 의해 정의되는 확률 업데이트 규칙을 따르고, 비트-플레인들(i<L)에 대해 (½의 확률 할당에 대한 부호화가 입력 심볼들을 부호화된 바이너리 스트링에 바로 출력함으로써 달성될 수 있기 때문에) "레이지 모드(Lazy mode)"로 진입하는 j번째 비트-플레인에 대한 확률 할당이다. 이러한 코드 패밀리(C)는 비트-플레인 골롬 코드(BPGC; Bit-Plane Golomb Code)로 지칭될 수 있다.In the above, Q j L follows the probability update rule defined by equation (19) for bit-planes (i≥L) and coding for probability allocation of (½) for bit-planes (i <L). Is achieved by outputting the input symbols directly to the encoded binary string), which is the probability allocation for the jth bit-plane entering the "Lazy mode". This code family C may be referred to as a Bit-Plane Golomb Code (BPGC).

레이지 플레인(L)은 다음 부등식을 가장 잘 만족시키는 L에 대한 정수 값을 발견함으로써 획득될 수 있다.The lazy plane L can be obtained by finding the integer value for L that best satisfies the following inequality.

상기 식 중, L은 최적 비트-플레인을 표현하는 정수이고, φ는 에 의해 정의되며, θ는 수학식 24에 의해 정의된다.In the above formula, L is an integer representing the optimal bit-plane, φ is Is defined by Equation (24).

입력 데이터 벡터들의 절대 합 및 길이와 같은 충분한 통계들이 알려져 있는 경우, 수학식 23의 결정 규칙은 추가로 수학식 25로 간소화될 수 있다.If sufficient statistics are known, such as the absolute sum and length of the input data vectors, the decision rule of equation (23) can be further simplified to

상기 식 중, N은 입력 데이터 벡터의 길이이고, A는 입력 데이터 벡터의 절대 합이다.Wherein N is the length of the input data vector and A is the absolute sum of the input data vectors.

이러한 실시예에 언급된 바와 같은 선택 프로세스는 [3]에 의해 언급된 알고리즘을 이용하여 구현될 수 있다. [3]의 알고리즘이 L의 값을 결정하는데 사용되는 경우, L의 양의 정수 범위만이 결정될 수 있다. 차수(L)의 범위를 음의 정수에 이르기까지 확장하기 위하여, [3]에 의해 언급된 알고리즘이 변경된다.The selection process as mentioned in this embodiment can be implemented using the algorithm mentioned by [3]. When the algorithm of [3] is used to determine the value of L, only a positive integer range of L can be determined. In order to extend the range of orders L to negative integers, the algorithm mentioned by [3] is modified.

특히, [3]의 변경된 알고리즘은 다음과 같이 주어진다.In particular, the modified algorithm of [3] is given as follows.

if (N<=A)if (N <= A)

for (L=1; (N<<(L+1))<A; L++)for (L = 1; (N << (L + 1)) <A; L ++)

elseelse

for (L=-1; (N>>(-L))>=A; L--)for (L = -1; (N >> (-L))> = A; L--)

레이지 플레인(L)이 결정된 경우, 엔트로피 부호기에 의해 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링의 부호화에 사용되는 비트-플레인에 대한 확률 할당이 결정될 수 있다.When the lazy plane L is determined, the probability allocation for the bit-plane used for encoding the binary string of bit-plane symbols may be determined by the entropy encoder.

본 발명의 다른 변형 실시예에 있어서, 최적 비트-플레인에 대한 각각의 비트-플레인의 관계를 기반으로 하는 각각의 비트-플레인에 대한 확률 할당은 수학식 26을 이용하여 결정된다.In another variant of the invention, the probability allocation for each bit-plane based on the relationship of each bit-plane to the optimal bit-plane is determined using equation (26).

상기 식 중, L은 수학식 23에 의해 결정될 수 있는 최적 비트-플레인을 표현하는 정수이다.Where L is an integer representing the optimal bit-plane that can be determined by equation (23).

이러한 실시예에서, 수학식 26에 의해 주어지는 확률 할당은 일반적인 연산 부호기 대신에 엔트로피 부호기의 매우 낮은 복잡성 구현으로서 [4]에서 언급된 바와 같은 스큐 부호기(skew coder)의 이용을 가능하게 한다. [4]의 스큐 부호기는 최소 확률 심볼(LPS; least probable symbol)에 대응하는 확률 간격 폭을 2의 거듭제곱(power)으로 제한함으로써 단지 소수의 비트-시프트(bit-shift) 및 덧셈 연산만으로 엔트로피 부호화 프로세스를 간략화할 수 있다. 그 외에도, [4]의 스큐 부호기는 높은 확률 스큐를 지닌 비트-플레인들을 부호화하는데 전형적인 연속 최대 확률 심볼(MPS; most probable symbols)을 부호화하는 가속 기술 [6]을 구현하는데 특유의 간략함을 유지한다.In this embodiment, the probability assignment given by Equation 26 enables the use of a skew coder as mentioned in [4] as a very low complexity implementation of the entropy coder instead of the normal operational coder. The skew encoder of [4] entropy with only a few bit-shift and addition operations by limiting the probability interval width corresponding to the least probable symbol (LPS) to a power of two. The coding process can be simplified. In addition, the skew encoder of [4] retains its unique simplicity in implementing an acceleration technique [6] that encodes the most probable symbols (MPS) typical for encoding bit-planes with high probability skew. do.

여기서 유념해야 할 점은 BPSC를 생성하는 실시예를 제외하고 위에서 언급된 본 발명의 모든 실시예들에서 연산 부호기가 바람직하기로는 엔트로피 부호기로서 사용되어야 한다는 것이다.It should be noted here that in all the embodiments of the invention mentioned above except for the embodiment generating the BPSC, the operational coder should preferably be used as the entropy coder.

위에서 언급된 본 발명의 실시예들의 부가적인 실시예에서는, 수학식 22 또는 수학식 26에서 결정된 각각의 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당(Qj L)이 데이터 소스의 비트 심볼들(130)을 표현하는 출력 데이터(138)를 비트-플레인 재구성 유닛(120)을 통해 생성하는데 사용된다.In an additional embodiment of the embodiments of the present invention mentioned above, the probability allocation Q j L for each bit-plane symbol determined in Eq. 22 or Eq. 26 determines the bit symbols 130 of the data source. The output data 138 representing is used to generate via the bit-plane reconstruction unit 120.

특히, 엔트로피 복호기(122)를 통해 전송된 데이터(134)의 비트-플레인(T)에 이르기까지 복호화하는 경우, 본 발명에 의한 출력 데이터(138)의 최적 재생성은 수학식 27에 의해 주어진다.In particular, when decoding up to the bit-plane T of the data 134 transmitted through the entropy decoder 122, the optimal reproducibility of the output data 138 according to the present invention is given by equation (27).

수학식 11과 마찬가지로, 제1 가산()은 비트-플레인 심볼들의 재구성이고, 제2 가산()은 라플라스 pdf의 출력 데이터(138)의 대응하는 비트-플레인 심볼의 보간이다.Like Equation 11, the first addition ( Is the reconstruction of the bit-plane symbols, and the second addition ) Is the interpolation of the corresponding bit-plane symbol of the output data 138 of Laplace pdf.

제2 가산은 사전에 정의된 기준이 충족되는 경우, 예를 들어 요망되는 데이터 소스의 품질이 획득되는 경우 종결될 수 있다.The second addition can be terminated if a predefined criterion is met, for example if the quality of the desired data source is obtained.

위에서 언급된 본 발명의 실시예들은 방법 뿐만 아니라, 장치, 컴퓨터 판독가능 매체 및 컴퓨터 프로그램에 적용된다.The above-mentioned embodiments of the present invention apply not only to a method but also to an apparatus, a computer readable medium, and a computer program.

지금까지 본 발명의 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 실시예들은 단순히 본 발명의 원리만을 보여준 것이다. 본 발명의 정신 및 첨부된 청구범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들 및 구성들이 창안될 수 있다.While embodiments of the present invention have been described so far, embodiments of the present invention merely illustrate the principles of the present invention. Other embodiments and configurations may be devised without departing from the spirit of the invention and the appended claims.

다음 문헌들은 본 명세서에서 인용된 문헌들이다.The following documents are cited herein.

[1] J. Li 및 S. Lie, "비트율-왜곡 최적화 기능을 지닌 임베디드 스틸 이미지 부호기(An embedded still image coder with rate-distortion optimization)", IEEE Trans. 이미지 프로세싱, vol. 9, pp. 1158-1170, 2000년 7월.[1] J. Li and S. Lie, "An embedded still image coder with rate-distortion optimization", IEEE Trans. Image processing, vol. 9, pp. 1158-1170, July 2000.

[2] J. Rissanen, 통계 연구의 확률론적 복잡성(Stochastic Complexity in Statistical Inquiry), 영국 런던: World Scientific, 1989년.[2] J. Rissanen, Stochastic Complexity in Statistical Inquiry, London, UK: World Scientific, 1989.

[3] M.J. Weinberger 등, "로코-I 무손실 이미지 압축 알고리즘: JPEG-LS로의 원리 및 표준화(The LOCO-I lossless image compression algorithm: principles and standardization into JPEG-LS)", IEEE Trans. 이미지 프로세싱, vol. 9, pp. 1309-1324, 2000년 8월.[3] M.J. Weinberger et al., "The LOCO-I lossless image compression algorithm: principles and standardization into JPEG-LS", IEEE Trans. Image processing, vol. 9, pp. 1309-1324, August 2000.

[4] G.G. Langdon 및 J. Rissanen, "간단한 일반 바이너리 소스 코드(A simple general binary source code)", IEEE Trans. 정보 이론, vol. 28, pp. 800-803, 1982년.[4] G.G. Langdon and J. Rissanen, "A simple general binary source code", IEEE Trans. Information Theory, vol. 28, pp. 800-803, 1982.

[5] D. Taubman 및 A. Zakhor, "비디오의 멀티레이트 3-D 서브밴드 부호화(Multirate 3-D subband coding of video)", IEEE Trans. 이미지 프로세싱, vol. 3, pp. 572-588, 1994년 9월.[5] D. Taubman and A. Zakhor, "Multirate 3-D subband coding of video", IEEE Trans. Image processing, vol. 3, pp. 572-588, September 1994.

[6] E. Ordentlich 등, "웨이브릿 계수의 임베디드 부호화를 위한 낮은 복잡성 모델링 접근 방식(A low-complexity modeling approach for embedded coding of wavelet coefficients)", HP Labs Tech. 보고서, HPL-97-150, 1997년.[6] E. Ordentlich et al., “A low-complexity modeling approach for embedded coding of wavelet coefficients”, HP Labs Tech. Report, HPL-97-150, 1997.

Claims (20)

데이터 소스, 특히 비디오, 스틸 이미지 또는 오디오 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 처리하는 방법에 있어서,A method of processing bit symbols generated by a data source, in particular a video, still image or audio source, 상기 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 사용하여 각각의 비트-플레인이 복수의 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들을 구성하는 단계;Using the bit symbols generated by the data source to construct a plurality of bit-planes, each bit-plane including a plurality of bit-plane symbols; 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 생성하도록 각각의 비트-플레인의 비트-플레인 심볼들을 스캐닝하는 단계; 및Scanning the bit-plane symbols of each bit-plane to produce a binary string of bit-plane symbols; And 통계적 모델을 사용하여 상기 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하는 단계를 포함하며,Encoding a binary string of the bit-plane symbols using a statistical model, 상기 통계적 모델은 상기 데이터 소스의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수의 통계적 속성들을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.And wherein said statistical model is based on statistical properties of a Laplace probability distribution function characterizing said data source. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링의 부호화는 엔트로피 부호기에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.Encoding of the binary string of bit-plane symbols is performed by an entropy encoder. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 엔트로피 부호기로서 산술 부호기가 사용되는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.And an arithmetic encoder is used as the entropy encoder. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 라플라스 확률 분포 함수는,The Laplace probability distribution function is 에 의해 정의되며, 상기 식 중, 는 상기 라플라스 확률 분포 함수의 표준 편차인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.And defined by Is a standard deviation of the Laplace probability distribution function. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 각각의 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당은 상기 라플라스 확률 분포 함수를 기반으로 하여 결정되며 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하기 위한 통계적 모델을 결정하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.The probability allocation for each bit-plane symbol is determined based on the Laplace probability distribution function and used to determine a statistical model for encoding a binary string of bit-plane symbols. . 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당은,Probability allocation for the bit-plane symbol, 에 의해 결정되며, 상기 식 중,Determined by the above formula, 는 상기 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당이고, Is a probability allocation for the bit-plane symbol, 는 비트-플레인인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법. Is a bit-plane. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 각각의 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당은 이전에 부호화된 비트-플레인 심볼들을 기반으로 하여 결정되는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.The probability allocation for each bit-plane symbol is determined based on previously encoded bit-plane symbols. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당은,Probability allocation for the bit-plane symbol, 에 의해 결정되며, 상기 식 중,Determined by the above formula, 는 현재 비트-플레인 심볼에 대한 확률 할당이고, Is the probability allocation for the current bit-plane symbol, 는 비트-플레인이며, Is a bit-plane, 는 이전 비트-플레인의 종결에 이르기까지 부호화되는 비트-플레인 심볼들의 개수이고, Is the number of bit-plane symbols that are coded up to the end of the previous bit-plane, 은 현재 비트-플레인 심볼에 이르기까지 부호화되는 비트-플레인 심볼들의 개수이며, Is the number of bit-plane symbols encoded up to the current bit-plane symbol, 비트-플레인 심볼들의 관찰 후 의 추정치이고, Is After observation of bit-plane symbols Is an estimate of, 은 현재 비트-플레인에 대한 의 최대 가능도 추정치이며, For the current bit-plane Maximum likelihood estimate of 에 의해 정의되고, 상기 식 중,Defined by the above formula, 는 비트-플레인 심볼인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법. Is a bit-plane symbol. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 비트-플레인 심볼들의 관찰 후 의 추정치()는,remind After observation of bit-plane symbols Estimate of ), 에 의해 업데이트되고, 상기 식 중,Updated by, 는 이전 비트-플레인으로부터 의 추정치인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법. From the previous bit-plane It is an estimate of the method of bit symbols characterized in that. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 비트 심볼들의 처리 방법은,The method of processing the bit symbols, 상기 복수의 구성된 비트-플레인들로부터 최적 비트-플레인을 결정하는 단계; 및Determining an optimal bit-plane from the plurality of configured bit-planes; And 상기 최적 비트-플레인에 대한 각각의 비트-플레인의 관계를 기반으로 하여 각각의 비트-플레인에 대한 확률 할당을 결정하는 단계를 더 포함하며,Determining a probability allocation for each bit-plane based on the relationship of each bit-plane to the optimal bit-plane, 상기 비트-플레인에 대한 확률 할당은 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하기 위한 통계적 모델으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.The probability allocation to the bit-plane is used as a statistical model for encoding a binary string of bit-plane symbols. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 최적 비트-플레인은,The optimal bit-plane, 을 가장 양호하게 만족시키는 정수를 결정함으로써 결정되며, 상기 식 중,Is determined by determining an integer that best satisfies 은 상기 최적 비트-플레인을 대표하는 정수이고, Is an integer representing the optimal bit-plane, 에 의해 정의되며, Is Defined by 는, Is, 로서 정의되는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.A method of processing bit symbols, characterized in that it is defined as. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 비트-플레인에 대한 확률 할당은,Probability allocation for the bit-plane, 에 의해 결정되며, 상기 식 중,Determined by the above formula, 번째 비트-플레인의 확률 할당인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법. silver And a probability allocation of the first bit-plane. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 비트-플레인에 대한 확률 할당은,Probability allocation for the bit-plane, 에 의해 결정되며, 상기 식 중,Determined by the above formula, 번째 비트-플레인의 확률 할당인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법. silver And a probability allocation of the first bit-plane. 제6항 또는 제8항에 있어서,The method according to claim 6 or 8, 상기 비트 심볼들의 처리 방법은,The method of processing the bit symbols, 비트-플레인 심볼들의 부가적인 바이너리 스트링을 생성하도록 부가적인 통계적 모델을 사용하여 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링을 복호화하는 단계; 및Decoding the encoded binary string of bit-plane symbols using an additional statistical model to produce an additional binary string of bit-plane symbols; And 상기 비트-플레인 심볼들의 부가적인 바이너리 스트링을 사용하여 상기 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들을 재구성하는 단계를 더 포함하며,Reconstructing a plurality of bit-planes containing the bit-plane symbols using the additional binary string of the bit-plane symbols, 상기 부가적인 통계적 모델은 상기 재구성된 비트-플레인들의 비트-플레인 심볼들의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수의 통계적 속성들을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.And wherein said additional statistical model is based on statistical properties of a Laplace probability distribution function characterized by bit-plane symbols of said reconstructed bit-planes. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 데이터 소스는,The data source, 에 의해 상기 비트-플레인들로부터 재구성되며, 상기 식 중,Reconstructed from the bit-planes by 는 재구성된 데이터 소스이고, Is the reconstructed data source, 의 부호 심볼이며, Is Is the sign symbol for 는 비트-플레인 심볼이고, Is a bit-plane symbol, 는 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링이 종결된 비트-플레인인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법. Is a coded binary string of bit-plane symbols is a terminated bit-plane. 제12항 또는 제13항에 있어서,The method according to claim 12 or 13, 상기 비트 심볼들의 처리 방법은,The method of processing the bit symbols, 비트-플레인 심볼들의 부가적인 바이너리 스트링을 생성하도록 부가적인 통계적 모델을 사용하여 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링을 복호화하는 단계; 및Decoding the encoded binary string of bit-plane symbols using an additional statistical model to produce an additional binary string of bit-plane symbols; And 상기 비트-플레인 심볼들의 부가적인 바이너리 스트링을 사용하여 상기 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들을 재구성하는 단계를 더 포함하며,Reconstructing a plurality of bit-planes containing the bit-plane symbols using the additional binary string of the bit-plane symbols, 상기 부가적인 통계적 모델은 상기 재구성된 비트-플레인들의 비트-플레인 심볼들의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수의 통계적 속성들을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법.And wherein said additional statistical model is based on statistical properties of a Laplace probability distribution function characterized by bit-plane symbols of said reconstructed bit-planes. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 데이터 소스는,The data source, 에 의해 상기 비트-플레인들로부터 재구성되고, 상기 식 중,Reconstructed from the bit-planes by 는 재구성된 데이터 소스이고, Is the reconstructed data source, 의 부호 심볼이며, Is Is the sign symbol for 는 비트-플레인 심볼이고, Is a bit-plane symbol, 는 비트-플레인 심볼들의 부호화된 바이너리 스트링이 종결된 비트-플레인인 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 방법. Is a coded binary string of bit-plane symbols is a terminated bit-plane. 데이터 소스, 특히 비디오, 스틸 이미지 또는 오디오 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 처리하는 장치에 있어서,Apparatus for processing bit symbols generated by a data source, in particular a video, still image or audio source, 각각의 비트-플레인이 복수의 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들을 상기 데이터 소스로부터 구성하는 비트-플레인 구성 유닛으로서, 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 생성하도록 각각의 비트-플레인의 비트-플레인 심볼들을 스캐닝하는 비트-플레인 구성 유닛;A bit-plane construction unit, each bit-plane comprising a plurality of bit-planes comprising a plurality of bit-plane symbols, from the data source, the bit-plane of each bit-plane symbol to generate a binary string of bit-plane symbols. A bit-plane configuration unit for scanning bit-plane symbols; 상기 데이터 소스의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수의 통계적 속성들을 기반으로 하여 통계적 정보를 제공하는 통계적 모델 유닛; 및A statistical model unit for providing statistical information based on statistical attributes of the Laplace probability distribution function characterizing the data source; And 상기 통계적 모델 유닛에 의해 제공되는 통계적 정보를 기반으로 하여 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하는 부호화 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 심볼들의 처리 장치.And a coding unit for encoding a binary string of bit-plane symbols based on the statistical information provided by the statistical model unit. 상부에 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 프로그램은 컴퓨터로 하여금 데이터 소스로 비트 심볼들을 처리하기 위한 절차를 수행하게 하는 것인 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서,A computer readable medium having a program recorded thereon, wherein the program causes a computer to perform a procedure for processing bit symbols with a data source. 상기 데이터 소스로 비트 심볼들을 처리하기 위한 절차는,The procedure for processing bit symbols with the data source, 상기 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 사용하여 각각의 비트-플레인이 복수의 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들을 구성하는 단계;Using the bit symbols generated by the data source to construct a plurality of bit-planes, each bit-plane including a plurality of bit-plane symbols; 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 생성하도록 각각의 비트-플레인의 비트-플레인 심볼들을 스캐닝하는 단계; 및Scanning the bit-plane symbols of each bit-plane to produce a binary string of bit-plane symbols; And 통계적 모델을 사용하여 상기 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하는 단계를 포함하며,Encoding a binary string of the bit-plane symbols using a statistical model, 상기 통계적 모델은 상기 데이터 소스의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수의 통계적 속성들을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.And the statistical model is based on statistical properties of a Laplace probability distribution function characterizing the data source. 컴퓨터로 하여금 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 처리하기 위한 절차를 수행하게 하는 것인 컴퓨터 프로그램 요소에 있어서,A computer program element for causing a computer to perform a procedure for processing bit symbols generated by a data source, 상기 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 처리하기 위한 절차는,The procedure for processing the bit symbols generated by the data source, 상기 데이터 소스에 의해 생성된 비트 심볼들을 사용하여 각각의 비트-플레인이 복수의 비트-플레인 심볼들을 포함하는 복수의 비트-플레인들을 구성하는 단계;Using the bit symbols generated by the data source to construct a plurality of bit-planes, each bit-plane including a plurality of bit-plane symbols; 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 생성하도록 각각의 비트-플레인의 비트-플레인 심볼들을 스캐닝하는 단계; 및Scanning the bit-plane symbols of each bit-plane to produce a binary string of bit-plane symbols; And 통계적 모델을 사용하여 상기 비트-플레인 심볼들의 바이너리 스트링을 부호화하는 단계를 포함하며,Encoding a binary string of the bit-plane symbols using a statistical model, 상기 통계적 모델은 상기 데이터 소스의 특징을 지니는 라플라스 확률 분포 함수의 통계적 속성들을 기반으로 하고, 상기 데이터 소스는 라플라스 확률 분포 함수의 형태를 지니는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 요소.The statistical model is based on statistical properties of the Laplace probability distribution function characterizing the data source, the data source in the form of a Laplace probability distribution function.
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