KR20060054745A - 영상 인코딩 및 디코딩 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지데이터를 입력 순서별로 분리하여 순차적으로 별도 저장하여 적어도 둘이상의 분할이미지를 생성하고 그중 하나의 분할이미지는 기준이미지로, 나머지 분할이미지는 서브이미지를 설정하게되는 분할단계와, 상기 분할단계에서 설정된 기준이미지와 서브이미지들을 순차적으로 차분하여 차분이미지들을 생성하는 차분단계와, 상기 차분단계에서 차분된 이미지들을 배열하여 압축하고 압축된 영상데이터를 출력하게되는 압축단계로 구성되는 영상 인코딩 방법 및 이와 같이 인코딩된 동영상을 디코딩 하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 인코딩방법과 디코딩방법을 사용하게되면 영상의 압축시 화질의 손실이 적으면서 압축률이 매우 높아진다는 효과가 있다.

동영상 압축, 차분 인코딩, 차분 디코딩

Description

영상 인코딩 및 디코딩 방법{Encoding And Decoding Method For Moving Picture}

도1은 부대역 부호화 방식의 압축을 위해 원 데이터를 대역별로 분리한 도면.

도2는 원이미지를 개략적으로 도시한 도면.

도3은 도 2에 도시한 원이미지의 각 픽셀의 값을 표현한 표.

도4는 네개로 분할된 분할이미지들의 각 픽셀의 값을 표시한 표.

도5는 기준이미지와 첫번째 분할이미지를 차분한 차분이미지의 데이터값을 표시한 표.

도6은 차분이미지를 슬라이싱한 상태의 데이터값을 표시한 표.

도7은 본 발명의 제1실시예에 따른 인코딩 방법의 순서도.

도8은 본 발명의 제1실시예에 따른 디코딩 방법의 순서도.

도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 인코딩 방법의 순서도.

도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 디코딩 방법의 순서도.

도11은 본 발명의 제3실시예에 따른 인코딩 방법의 순서도.

도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 디코딩 방법의 순서도.

도13은 본 발명의 제4실시예에 따른 인코딩 방법의 순서도.

도14는 본 발명의 제4실시예에 따른 디코딩 방법의 순서도.

본 발명은 영상 인코딩 및 디코딩 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 순차적으로 입력되는 이미지데이터를 입력되는 주기별로 분리하여 다수개의 분할이미지로 생성하고 그중 하나를 기준이미지로 하며 나머지 이미지를 서브이미지로 하고 상기 기준이미지에 대해 서브이미지들을 차분하여 압축하여 인코딩하게 되며 그 역순으로 디코딩하게 되는 영상 인코딩 및 디코딩 방법에 관한 것이다.

현대는 정보화 사회로 접어들어 원하는 정보를 잘 보존하고 손실없이 전달할 필요성이 증가하고 있다. 특히 최근의 정보는 기존의 아날로그 정보에서 디지털 정보로 변화하고 있는 추세로 특히 멀티미디어 정보가 증가하고 있다. 그러나 상기 멀티미디어 정보는 현재의 컴퓨터의 자료처리능력으로 볼 때 데이터의 용량이 상당히 크다. 특히 동영상은 풀(full) 사이즈, 풀(full) 프레임, 풀(full) 컬러 [full 사이즈는 VGA표준해상도(640X480픽셀)이상, full 프레임은 NTSC의 경우 29.971FPS(TV화면 수준), full 컬러는 24Bit RGB나 YUV를 의미]로 저장하는 경우 압축이 되지 않는다면 2기가에 2분 남짓밖에 저장할 수 없을 정도로 용량이 크므로 저장 및 전송이 곤란하다는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 상기 멀티미디어 정보를 압축한 후 전송하고 상기 압축된 정보를 제공받은 측이 상기 압축된 멀티미디어 정보를 풀어 재생하도록 하는 방 법이 연구 개발되고 있다. 현재 정지된 영상에서는 인접한 픽셀들은 서로 유사한 값을 가지는 공간적 중복성을 가지게 되며 동영상에서는 상기 공간적 중복성과 함께 동영상을 이루는 프레임간의 유사성을 이루는 시간적 중복성을 포함하게 되므로 상기 중복성을 제거 또는 감소시켜 압축하게 된다.

일반적으로 영상압축은 크게 손실압축과 비손실압축으로 나눌 수 있다. 이중 비손실압축은 압축전과 후의 데이터가 동일한 것으로 X-Ray사진과 같이 미세한 데이터가 중요한 경우 사용하게 된다. 그러나 상기와 같은 비손실압축은 2대1내지 3대1 정도의 압축률을 가지게 되므로 현재의 대용량 멀티미디어정보를 처리하는데는 한계가 있다.

따라서 데이터의 손상이 어느 정도 발생하나 압축률이 높은 손실압축을 사용하게 된다. 멀티미디어 정보의 경우 완벽한 원본의 보존이 필요한 경우도 있지만 대부분의 경우 내용의 이해나 영상과 음향의 질이 현저히 떨어지지 않는다면 원본에서 일부가 손실된다 하더라도 큰 문제가 없다. 손실압축의 경우 압축률과 데이터의 품질은 서로 반비례하므로 적절하게 조절하여 압축하게 된다.

상기와 같은 손실압축방법으로 정지영상을 압축하는 방법으로 JPEG방식이 있다. 상기 JPEG방식은 사용하는 계산량을 줄이기 위해 이미지를 소정의 매크로블럭으로 분리하고 이를 DCT를 사용하여 변환한 후 양자화 하여 압축하도록 하고 있다. 그러나 상기와 같이 블럭으로 분리한 후 압축을 수행하게 되면 상기 블럭간의 경계면에서 데이터가 불연속적이므로 화상에 모자이크 처리된 것과 같은 블럭이 발생하여 화질이 저하되는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

또 다른 손실압축방법으로는 부대역 부호화방식이 있다. 상기 부대역 부호화 방식은 도1에 도시된 바와 같이 연속으로 입력되는 데이터를 주파수가 다른 다수개의 대역으로 분리하고 각 대역의 중요도에 따라 별도의 압축방법을 사용하여 압축하도록 하여 압축효율을 높이는 방법이다. 즉 도1에 도시된 바와 같이 최하측의 원데이터는 상측의 두 대역으로 분리한 후 각 대역별로 압축하여 효율을 높이도록 구성된다. 상기와 같은 부대역 부호화방식은 블럭을 사용하지 않아 블럭간의 분연속이 발생하지 않는다는 이점이 있다. 그러나 상기와 같은 부대역 부호화 방식은 각 대역에 따라 별도의 압축방법을 사용하여야 하므로 알고리즘의 적용이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 데이터들 간에 상관성이 매우 높아 데이터의 압축률을 현저히 향상시킴과 동시에 압축된 영상의 화질손실이 최소화할 수 있는 영상의 인코딩 및 디코딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 영상 인코딩 방법은, 이미지데이터를 입력 순서별로 분리하여 순차적으로 별도 저장하여 적어도 둘이상의 분할이미지를 생성하고 그중 하나의 분할이미지는 기준 이미지로 설정하고 나머지 분할이미지는 서브이미지를 설정하는 분할단계와, 상기 분할단계에서 설정된 기준이미지와 서브이미지들을 순차적으로 차분하여 차분이미지들을 생성하는 차분단계와, 상기 차 분단계에서 차분된 이미지들을 배열하여 압축하고 압축된 영상데이터를 출력하게되는 압축단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 다수개의 프레임으로 이루어진 동영상의 압축시 분할단계와 차분단계와 압축단계로 이루어진 영상 인코딩 방법을 최초의 프레임부터 최후 프레임까지 반복하게 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 다수개의 프레임으로 이루어진 동영상의 압축시 분할단계와 차분단계를 최초의 프레임부터 최후 프레임까지 반복하여 각 프레임별 기준이미지와 차분이미지를 획득한 후 모든 기준이미지와 차분이미지를 프레임 순서에 따라 모두 배열한 후 압축단계를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 차분단계는, 상기 분할단계에서 설정된 현재 프레임의 기준이미지와 서브이미지들을 순차적으로 차분하여 현재 프레임의 1차차분이미지들을 생성하는 1차차분단계와, 상기 1차차분단계에서 구해진 현재 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지들을 이전 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지에서 차분하여 차분이미지를 생성하게되는 2차차분단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 차분단계는, 차분된 차분이미지의 픽셀값중 절대값이 소정값 이하인 픽셀값을 0으로 대입하는 것을 특징으로 하게된다.

바람직하게는 압축단계는, VLC알고리즘을 사용하게 되는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법은, 상기한 영상 인코딩 방법에 의해 압축된 영상데이터의 압축을 해제하여 각 프레임의 기준 이미지와 차분이미지를 분리하는 분리단계와, 상기 분리단계에서 분리된 상기 기준이미지와 차분이미지들로부터 값을 더하여 각 프레임의 서브이미지들을 생성하는 가산단계와, 상기 가산단계에서 생성된 각 프레임의 기준이미지와 서브이미지들로부터 각 프레임의 영상을 합성하게 되는 합성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법은, 상기한 영상 인코딩 방법에 의해 압축된 영상데이터에서 각 프레임의 차분이미지를 복구하는 해제단계와, 상기 해제단계에서 복구된 현 프레임의 차분이미지와 전프레임의 기준이미지 및 1차차분이미지를 더하여 현 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지를 생성하는 1차가산단계와, 1차가산단계에서 생성된 상기 기준이미지와 1차차분이미지들의 값을 더하여 각 프레임의 서브이미지들을 생성하게 되는 2차가산단계와, 상기 2차가산단계에서 생성된 각 프레임의 기준이미지와 서브이미지들로부터 각 프레임의 영상을 합성하게 되는 복구단계를 포함하여 이루어는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 영상 인코딩 방법 및 디코딩 방법에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 영상 인코딩 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 영상 인코딩 방법은 크게 분할단계와 차분단계와 압축단계로 구성된다.

상기 분할단계는 예를 들면 도2의 원이미지에 대하여 도3과 같이 입력된 원 이미지의 각 픽셀의 데이터값을 입력되는 순서에 따라 분류하여 별도 저장하여 소정갯수의 분할이미지로 생성하게된다. 도4와 같이 4개의 분할이미지로 분할하는 경우 데이터의 입력주기에 따라 1,5,9...번째 픽셀의 데이터는 첫번째 분할이미지로 저장하게 되며, 2,6,10번째 픽셀의 데이터는 두번째 분할이미지에 할당된다. 상기와 같은 방법으로 다수개의 분할이미지를 생성한 후 하나의 분할이미지는 기준이미지로 다른 분할이미지들은 서브이미지로 설정하게된다. 이때 첫번째 분할이미지와 두번째 분할이미지가 상관관계가 높으며 두번째와 세번째 세번째와 네번째가 상관관계가 높으므로 첫번째 분할이미지를 기준이미지로 하고 나머지 분할이미지를 서브이미지로 하는것이 바람직하다. 여기서 분할갯수는 제한이 없으나 압축률과 처리시간을 고려하여 4개정도로 하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 차분단계에 대해 설명하기로 한다. 상기 차분단계는 상기 기준이미지와 서브이미지의 데이터를 차분하여 공간중복성을 제거하게 된다. 먼저 상기 기준이미지와 첫번째 서브이미지를 차분하여 기준이미지에 대한 첫번째 서브이미지의 차이를 구하게된다. 이때 기준이미지와 첫번째 서브이미지의 데이터가 유사할 수록 0에 가까운 결과값들이 나오게된다. 상기와 같이 기준이미지와 첫번째 서브이미지, 첫번째 서브이미지와 두번째 서브이미지등 차례로 차분하여 차분이미지들을 구하게 된다.

도5는 차분하여 구해진 차분이미지들의 픽셀값을 표시한 것이다. 여기서 세개의 차분이미지는 분할이미지들의 픽셀의 값을 서로 차분한 것으로 두개의 분할이 미지간의 차이를 표시하게 된다. 따라서 유사한 두개의 이미지를 차분하여 구한 것이므로 대부분의 차분값이 0 또는 0에 가까운 값을 가지게 된다.

그러나 보다 압축률을 높이기위해 압축전에 도6과 같이 상기 차분값들을 슬라이싱하는 것도 무방하다. 이는 일반적으로 인간의 시각적 특성상 적당한 크기로 상한과 하한을 정해 그 범위 내에 포함되는 경우 하나의 값으로 대입하는 슬라이싱을 수행하여도 인간의 시각이 이를 잘 판별하지 못한다는 점을 이용한 것이다. 특히 그 차이가 아주 작은 값일 경우에는 원 영상과 슬라이싱된 영상의 차이를 감지하지 못한다. 따라서 본발명의일실시예와 같이 차분값의 절대값이 10이하인 경우에는 기준이미지의 픽셀값과 동일하다고 여겨도 인간의 시각으로 판별할 수 없으므로 전혀 문제가 없으므로 이를 0으로 대입하게 되어 런의 수를 늘리게된다. 상기와 같이 슬라이싱을 하게되면 영상의 손실이 발생하게 되나 인간의 시각으로 판별할 수 없을 정도의 손상이므로 무시할 수 있다.

여기서 상기 차분단계는 하나의 원이미지에서 기준이미지와 차분이미지를 구하여 공간중복성을 제거하도록 구성하고 있으나 다수개의 프레임으로 구성되는 동영상의 경우 전후의 프레임간의 시간중복성도 함께 제거하기위해 상기 차분단계를 1차차분단계와 2차차분단계의 두개의 단계로 나누어 처리하도록 구성하는 것도 무방하다.

상기 1차차분단계는 공간중복성을 제거하기위해 각 프레임내에서 기준이미지와 서브이미지들을 차분하여 1차차분이미지를 생성하는 단계이다.

다음으로 2차차분단계는 상기 기준이미지와 1차차분이미지들을 시간순서(각 프레임의 순서)에 따라 배열한 후 전 프레임의 기준이미지와 현 프레임의 기준이미지를 차분하고 전프레임이 1차차분이미지와 후프레임의 1차차분이미지를 차분하여 차분이미지들을 생성하게 된다.

여기서 상기 1차차분단계와 2차차분단계에서 각각 슬라이싱을 수행하도록 구성하는 것도 무방하다.

다음으로 압축단계에 대해 설명하기로 한다. 상기 압축단계는 차분단계에서 구해진 데이터를 압축하여 출력하게된다. 상기 압축단계는 상기 기준이미지와 차분이미지들을 배열한 후 VLC알고리즘을 사용하여 압축하게 된다. 여기서 압축하는 알고리즘을 VLC알고리즘으로 한정하는 것은 아니다. 다만 본 발명의 차분이미지는 대부분의 픽셀값이 0으로 대입되어 있어 VLC알고리즘을 적용하는 것이 유리하다. 상기와 같이 압축하게되면 정지된 영상의 압축이 이루어진다.

여기서 다수개의 프레임으로 이루어진 동영상의 경우에는 각 프레임별로 상기 분할단계와 차분단계 그리고 압축단계를 수행하여 각 프레임별로 압축한 후 상기 압축된 데이터를 하나로 합쳐 출력하게된다.

그러나 상기와 같이 분할단계와 차분단계만을 반복적으로 수행하여 각 프레임별 기준이미지와 차분이미지를 생성한 후 이를 시간축에 따라 배열한 후 압축하도록 구성하는 것도 무방하다.

그리고 상기 차분단계에서 2단계에 걸쳐 압축되어 시간적 중복성을 제거한 데이터의 경우에도 상술한 바와 같이 각 프레임별로 압축하도록 구성하거나 모든 프레임에 대해 차분이미지들을 구한 후 한번에 압축하도록 하는 두가지 방법중 어느 하나를 사용하게 된다.

다음으로 영상 디코딩 방법에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 영상 디코딩 방법은 압축된 영상이 상술한 방법에 의해 공간적 중복성만을 제거한 경우 분리단계와 가산단계와 합성단계를 거쳐 디코딩이 이루어지며 공간적 중복성과 함게 시간적 중복성을 제거한 경우에는 해제단계,1차가산단계,2차가산단계,복구단계를 거쳐 디코딩된다.

먼저 공간적 중복성을 제거하여 압축한 영상의 디코딩 방법에 대해 살펴보기로 한다.

상기 분리단계에 대해 설명하기로 한다. 상기 공간적 중복성 만을 제거한 영상 인코딩 방법에 의해 압축된 영상데이터의 압축을 풀게되면 각 프레임의 기준이미지와 차분이미지를 획득할 수 있다. 이는 압축시 사용된 압축 알고리즘을 역으로 적용하여 압축을 푼 후 각 프레임의 기준이미지와 차분이미지영역을 분리하여 수행하게 된다.

다음으로 가산단계에 대해 설명하기로 한다. 상기 가산단계는 상기 기준이미지와 차분이미지로부터 서브이미지를 생성하는 단계이다. 먼저 기준이미지와 첫번째 차분이미지로부터 첫번째 서브이미지를 생성하게 된다. 이는 상기 기준이미지에 상기 차분이미지의 픽셀값을 가산하여 구하게 된다. 첫번째 서브이미지와 두번째 차분이미지를 가산하게 되면 두번째 서브이미지가 구해지며 두번째 서브이미지와 세번째 차분이미지를 가산하여 세번째 서브이미지를 생성하게 된다.

다음으로 합성단계에 대해 설명하기로 한다. 상기 합성단계는 상기 가산단계에서 구해진 기준이미지와 서브이미지로부터 원 영상을 합성하는 단계이다. 상기 기준이미지와 서브이미지의 데이터를 순차적으로 뽑아 합성하게 되면 원래의 영상이 구해진다. 이때 인코딩 단계에서 슬라이싱을 하지 않은 경우 완전히 동일한 영상을 얻을 수 있으나 슬라이싱을 한 경우에는 영상의 손실이 발생하게 된다.

다음으로 시간적 중복성을 함께 제거하여 압축한 영상의 디코딩 방법에 대해 살펴보기로 한다.

먼저 해제단계는 압축된 동영상의 압축을 해제하게된다. 본 발명에서는 VLC알고리즘을 사용하여 압축하였으므로 이를 역으로 적용하여 압축 이전의 데이터를 구하게된다. 상기와 같이 압축이전이 데이터를 생성한 후 각 프레임별로 분리하게된다. 각 프레임은 소정갯수의 차분이미지들로 구성되어 있으므로 다시 각 차분이미지들을 분리하여 원 이미지의 복구를 준비하게된다.

다음으로 1차가산단계에서는 전 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지에 현재 프레임의 차분이미지들을 가산하여 현재 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지를 구하는 단계이다. 여기서 첫번째 프레임은 1차가산단계를 적용할 필요가 없다. 이는 이미 압축해제된 첫번째 프레임은 기준이미지와 1차차분이미지로 구성되어 있기때문이다.

첫 프레임의 차분이미지에 대해 두번째 프레임에서 구해진 차분이미지들을 더하여 두번째 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지를 복구하게 되며 두번째 프레 임의 기준이미지와 1차차분이미지와 세번째 프레임의 차분이미지들을 가산하여 세번째 프레임의 차분이미지를 복구하게된다. 상기와 같은 단계를 최후의 프레임까지 반복하게되면 모든 프레임의 1차차분이미지를 구할 수 있다.

다음 2차가산단계에서는 상기 1차가산단계에서 구해진 기준이미지와 1차차분이미지로부터 서브이미지를 구하게된다. 먼저 기준이미지와 첫번째 1차차분이미지를 가산하여 첫번째 서브이미지를 구하게되며 순차적으로 두번째 세번째를 구하게된다.

다음으로 복구단계에서는 상기 기준이미지와 서브이미지들의 데이터를 순차적으로 뽑아 하나의 이미지로 복구하게된다. 즉 기준이미지의 첫번째 값의 다음에는 첫번째 서브이미지의 첫번째 값, 두번째 서브이미지의 첫번째 값의 순으로 배열하여 복구가 이루어진다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 영상 인코딩 및 디코딩방법에 따른 실시예들을 설명하기로 한다.

<제1실시예>

제1실시예에서는 공간적 중복성만을 제거한 후 각 프레임 단위로 압축하여 출력하도록 구성하여 실시간으로 영상을 제공할 수 있도록 구성한 것이다. 즉 실시간으로 프레임단위로 압축하여 출력하고 이를 수신하여 프레임단위로 압축을 해제하여 화면에 표시하도록 하게된다.

도 7의 순서도를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 인코딩방법에 대하여 설명한다.

도3과 같이 입력되는 첫프레임의 원이미지를 도4와 같이 네개로 분할하게 된다(단계 S100). 즉 주기를 4로 하여 모든 데이터를 네개의 분할이미지로 분할한 후 분할된 이미지중 첫번째 이미지는 기준이미지가 되며 두번째부터 네번째이미지는 서브이미지로 설정하게 된다. 상기 기준이미지와 서브이미지들을 차례로 차분하여 도5와 같은 세개의 차분이미지를 생성하게 된다(단계 S101). 그리고 상기 차분이미지들의 데이터값이 10이하인 픽셀들은 모두 0으로 슬라이싱을 수행하게 된다(단계 S102).

이후 상기 기준이미지와 슬라이싱된 차분이미지의 데이터를 순차적으로 배열한 후 VLC알고리즘을 사용하여 압축하고(단계 S103) 압축된 데이터는 인터넷을 통해 외부로 전송된다(단계 S104).

이후 다음 프레임에 대해 상기의 과정을 수행하여 최종프레임까지 차례로 압축하여 프레임단위로 전송이 이루어진다.

도 8의 순서도를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 디코딩방법에 대하여 설명한다.

상기 압축된 데이터를 수신한 측에서는 상기 압축영상을 풀기위해 다음과 같은 과정을 거치게된다.

각 프레임이 수신되면 압축을 해제하여 기준이미지와 차분이미지들을 분리하게된다(단계 S110). 이후 분리된 기준이미지와 차분이미지를 차례로 가산하여 세 개의 서브이미지를 생성하게되며(단계 S111) 기준이미지와 서브이미지를 순차적으로 조합하여 하나의 프레임을 합성하고(단계 S112) 이를 화면에 표시하게된다(단계 S113).

다시 다음 프레임을 전송받은 후 반복하여 상기 과정을 수행하게된다.

<제2실시예>

제2실시예에서는 공간적 중복성을 제거한 후 모든 프레임을 한꺼번에 압축하여 전송하고 이를 풀어 동영상을 표시하는 방법에 관한 것이다.

도 9의 순서도를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 영상 인코딩 방법에 대하여 상세히 설명한다.

도3과 같이 입력되는 첫번째 프레임의 원이미지를 도5와 같이 네개로 분할하게 된다(단계 S120). 즉 주기를 4로 하여 모든 데이터를 네개의 분할이미지로 분할한 후 분할된 이미지중 첫번째 이미지는 기준이미지가 되며 두번째부터 네번째이미지는 서브이미지로 설정하게 된다. 상기 기준이미지와 서브이미지들을 차례로 차분하여 도5와 같은 세개의 차분이미지를 생성하게 된다(단계 S121). 그리고 상기 차분이미지들의 데이터값이 10이하인 픽셀들은 모두 0으로 슬라이싱을 수행하게된다(단계 S122).

다시 다음 프레임에 대해 분할한 후 차분과 슬라이싱을 수행하여 최종 프레임까지 기준이미지와 차분이미지들을 생성하게된다.

이후 각 프레임내의 상기 기준이미지와 슬라이싱된 차분이미지의 데이터를 순차적으로 배열한 후 다시 각 프레임간의 시간순서에 따라 배열하고 이를 VLC알고리즘을 사용하여 압축하고 압축된 데이터는 저장하게 된다(단계 S123).

도10의 순서도를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 양상 디코딩방법에 대하여 상세히 설명한다.

상기 압축된 데이터를 수신한 측에서는 상기 압축영상을 풀기위해 다음과 같은 과정을 거치게된다.

먼저 압축을 해제하고(단계 S130) 모든 프레임의 기준이미지와 차분이미지들을 분리하게된다(단계 S131). 이후 첫번째 프레임부터 분리된 기준이미지와 차분이미지를 차례로 가산하여 세개의 서브이미지를 생성하게되며(단계 S132) 기준이미지와 서브이미지를 순차적으로 조합하여 하나의 프레임을 합성하고(단계 S133) 이를 화면에 표시하게된다(단계 S134). 다시 다음프레임에 대해 가산과 합성을 수행하여 영상을 복구하게된다.

<제3실시예>

제3실시예는 공간적 중복성과 함께 시간적중복성을 제거하여 인코딩하고 이를 디코딩하는 방법에 관한 것이다. 여기서 제3실시예는 제1실시예와 같이 각 프레임별로 압축을 수행하도록 하여 실시간으로 동영상을 제공할 수 있는 방법에 관한 것이며 제4실시예는 제3실시예와 같이 모든 프레임을 한꺼번에 압축한 후 출력하도록 하는 방법에 관한 것이다.

도11의 순서도를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 영상 인코딩 방법에 대하여 설명한다.

도3과 같이 입력되는 첫프레임의 원이미지를 도4와 같이 네개로 분할하게 된다(단계 S200). 즉 주기를 4로 하여 모든 데이터를 네개의 분할이미지로 분할한 후 분할된 이미지중 첫번째 이미지는 기준이미지가 되며 두번째부터 네번째이미지는 서브이미지로 설정하게 된다. 그리고 상기 기준이미지와 서브이미지들을 차례로 차분하여 도5와 같은 세개의 1차차분이미지를 생성하게 된다(단계 S201). 그리고 상기 1차차분이미지들의 데이터값이 10이하인 픽셀들은 모두 0으로 슬라이싱을 수행하게된다(단계 S202).

이후 상기 기준이미지와 슬라이싱된 차분이미지의 데이터를 순차적으로 배열한 후 VLC알고리즘을 사용하여 압축하고 압축된 데이터는 인터넷을 통해 외부로 전송된다.

다음프레임부터는 네개로 분할된 이미지로부터 기준이미지와 1차차분이미지를 생성한 후 슬라이싱이 수행되고(단계 S202) 직전 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지에서 현재 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지를 차분하여 차분이미지를 생성하게 된다(단계 S203). 이때 상기 차분이미지도 역시 슬라이싱을 수행하게된다(단계 S204). 슬라이싱이 수행된 상기 차분이미지들은 차례로 배열된 후 압축하여 전송하게된다(단계 S205~S206).

도 12의 순서도를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 영상 디코딩방법에 대하여 상세히 설명한다.

상기 압축된 데이터를 수신한 측에서는 상기 압축영상을 풀기위해 다음과 같은 과정을 거치게된다.

각 프레임이 수신되면(단계 S210) 압축을 해제하여 차분이미지들을 분리하게된다(단계 S211). 이후 분리된 차분이미지를 이전프레임의 기준이미지와 1차차분이미지에 가산하여 세개의 1차차분이미지를 생성하게 되며 기준이미지와 생성된 1차차분이미지를 차례로 가산하여 서브이미지를 생성하게되며(단계 S212), 기준이미지와 서브이미지를 순차적으로 조합하여 하나의 프레임을 합성하고(단계 S213) 이를 화면에 표시하게된다(단계 S214). 다시 다음 프레임을 전송받은 후 반복하여 상기 과정을 수행하게된다. 이때 첫번째 프레임은 압축해제된 이미지가 기준이미지와 1차차분이미지이므로 바로 서브이미지를 구한 후 출력하도록 구성된다.

<제4실시예>

제4실시예에서는 공간적 중복성과 시간적 중복성을 제거한 후 모든 프레임을 한꺼번에 압축하여 전송하고 이를 풀어 동영상을 표시하는 방법에 관한 것이다.

도13의 순서도를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 영상 인코딩방법에 대하여 상세히 설명한다.

도3과 같이 입력되는 첫번째 프레임의 원이미지를 도4와 같이 네개로 분할하게 된다(단계 S220). 즉 주기를 4로 하여 모든 데이터를 네개의 분할이미지로 분할한 후 분할된 이미지중 첫번째 이미지는 기준이미지가 되며 두번째부터 네번째이 미지는 서브이미지로 설정하게 된다. 상기 기준이미지와 서브이미지들을 차례로 차분하여 도5와 같은 세개의 1차차분이미지를 생성하게 된다(단계 S221). 그리고 상기 차분이미지들의 데이터값이 10이하인 픽셀들은 모두 0으로 슬라이싱을 수행하게된다(단계 S222).

다시 다음 프레임에 대해 분할한 후 차분과 슬라이싱을 수행하여 기준이미지와 1차차분이미지를 생성하고 이를 이전 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지로부터 차분한 후 슬라이싱하여 현재 프레임에 대한 네개의 차분이미지를 생성하게된다(단계 S223~S224).

이후 각 프레임내의 차분이미지의 데이터를 순차적으로 배열한 후 다시 각 프레임간의 시간순서에 따라 배열하고 이를 VLC알고리즘을 사용하여 압축하고 압축된 데이터는 저장하게 된다(단계 S225).

도14의 순서도를 참조하여 본 발명의 제4실시에에 따른 영상 디코딩방법에 대하여 설명한다.

상기 압축된 데이터를 수신한 측에서는 상기 압축영상을 풀기위해 다음과 같은 과정을 거치게된다.

먼저 압축 데이터가 수신되면 압축을 해제하고(단계 S230~S231) 모든 프레임의 차분이미지들을 분리하게된다(단계 S232). 이때 첫번째 프레임의 차분이미지는 기준이미지와 1차차분이미지이므로 이를 가산하여 서브이미지를 생성하고(단계 S233) 상기 기준이미지와 상기 서브이미지를 순차적으로 조합하여 프레임의 원이미 지를 복구하고 출력하게 된다(단계 S234~S235).

그 다음 프레임부터는 차분이미지들을 이전 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지에 대해 가산하여 현재 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지를 생성하게 되며(단계 S232), 상기 기준이미지와 1차차분이미지를 가산하여 세개의 서브이미지를 생성하게되며(단계 S233), 기준이미지와 서브이미지를 순차적으로 조합하여 하나의 프레임을 합성하여 현재 프레임을 복구하고 출력하게 된다(단계 S234~S235).

상술한 바와 같이 본 발명은 원영상 이미지를 입력된 순서에 따라 순차적으로 분리하여 다수개의 분할이미지를 생성한 후 서로 차분하고 압축하도록 이루어져 인접한 픽셀간에 차분이 이루어지므로 상관성이 매우 높아 데이터의 압축률을 현저히 향상시킴과 동시에 압축된 영상의 화질손실이 최소화된다는 효과가 있다.

특히 슬라이싱을 하지 않는 경우에는 비교적 높은 압축률을 가지는 비손실압축이 이루어진다는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 이미지데이터를 입력 순서별로 분리하여 순차적으로 별도 저장하여 적어도 둘이상의 분할이미지를 생성하고 그중 하나의 분할이미지는 기준이미지로 설정하고 나머지 분할이미지는 서브이미지를 설정하는 분할단계와;

   상기 분할단계에서 설정된 기준이미지와 서브이미지들을 순차적으로 차분하여 차분이미지들을 생성하는 차분단계와;

   상기 차분단계에서 차분된 이미지들을 배열하여 압축하고 압축된 영상데이터를 출력하게되는 압축단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
2. 제1항에 있어서,

   다수개의 프레임으로 이루어진 동영상의 압축시 분할단계와 차분단계와 압축단계로 이루어진 영상 인코딩 방법을 최초의 프레임부터 최후 프레임까지 반복하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
3. 제1항에 있어서,

   다수개의 프레임으로 이루어진 동영상의 압축시 분할단계와 차분단계를 최초의 프레임부터 최후 프레임까지 반복하여 각 프레임별 기준이미지와 차분이미지를 획득한 후 모든 기준이미지와 차분이미지를 프레임 순서에 따라 모두 배열한 후 압축단계를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 차분단계는,

   상기 분할단계에서 설정된 현재 프레임의 기준이미지와 서브이미지들을 순차적으로 차분하여 현재 프레임의 1차차분이미지들을 생성하는 1차차분단계와;

   상기 1차차분단계에서 구해진 현재 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지들을 이전 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지에서 차분하여 차분이미지를 생성하게되는 2차차분단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
5. 제1항내지 제4항중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 차분단계는 차분된 차분이미지의 픽셀값중 절대값이 소정값 이하인 픽셀값을 0으로 대입하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 압축단계는 VLC알고리즘을 사용하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
7. 제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항의 영상 인코딩 방법에 의해 압축된 영상데이터의 압축을 해제하여 각 프레임의 기준이미지와 차분이미지를 분리하는 분리단계와;

   상기 분리단계에서 분리된 상기 기준이미지와 차분이미지들로부터 값을 더하여 각 프레임의 서브이미지들을 생성하게 되는 가산단계와;

   상기 가산단계에서 생성된 각 프레임의 기준이미지와 서브이미지들로부터 각 프레임의 영상을 합성하게 되는 합성단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
8. 제4항의 영상 인코딩 방법에 의해 압축된 영상데이터에서 각 프레임의 차분이미지를 복구하는 해제단계와;

   상기 해제단계에서 복구된 현 프레임의 차분이미지와 전프레임의 기준이미지 및 1차차분이미지를 더하여 현 프레임의 기준이미지와 1차차분이미지를 생성하는 1차가산단계와;

   상기 1차가산단계에서 생성된 상기 기준이미지와 1차차분이미지들의 값을 더하여 각 프레임의 서브이미지들을 생성하게 되는 2차가산단계와;

   상기 2차가산단계에서 생성된 각 프레임의 기준이미지와 서브이미지들로부터 각 프레임의 영상을 합성하게 되는 복구단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.

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