KR20070037488A - 공간 및 ｓｎｒ 화상 압축 방법 - Google Patents

공간 및 ｓｎｒ 화상 압축 방법 Download PDF

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KR20070037488A
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아이호르 키렌코
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • H04N19/30—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability
    • H04N19/36—Scalability techniques involving formatting the layers as a function of picture distortion after decoding, e.g. signal-to-noise [SNR] scalability

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Abstract

공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축의 다양한 방법은, 입력 화상(vi)을 고해상도 인코드하여 기초 데이터인 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 만들어내는 단계(202a), 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)에 기초하여 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)을 유도하는 단계, 상기 입력 화상(vi)에 기초하여 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)을 유도하는 단계 및 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)과 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)을 비교하는 것에 기초하여, 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해 사용 가능한 저해상도 품질 개선 데이터(coMR,MQ)를 저해상도 인코드하는 단계(214)를 포함한다. 이는 다수의 해상도, 다수의 품질의 사용자에 관한 양호한 비트속도 분배를 가능하게 한다.

Description

공간 및 ＳＮＲ 화상 압축 방법{METHOD OF SPATIAL AND SNR PICTURE COMPRESSION}
본 발명은 공간 및 SNR 화상 압축 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 공간 및 SNR 화상 디코딩 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 대응하는 화상 압축 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 또한 대응하는 화상 압축해제 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 또한 대응하는 화상 데이터 수신기에 관한 것이다.
본 발명은 또한 그러한 화상 데이터 수신기를 포함하는 화상 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 또한 그러한 화상 압축 디바이스를 포함하는 화상 데이터 기록기(writer)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 그러한 압축 또는 디코딩 방법을 위한 소프트웨어에 관한 것이다.
비디오 압축의 종래 기술에서는, 다수의 스케일링 능력(scalability) 기술이 존재한다. 스케일링 능력이 담고 있는 생각은, 기초 데이터 집합에서 더 많은 시각적으로 관련된 데이터가 계속되는 송신, 저장 등을 위해 인코드되고, 사용자의 요 구 사항에 따라, 하나 이상의 개선 데이터 집합이 또한 인코드될 수 있다는 점이다. 이는, 예컨대 무선 송신의 경우 사용자가 가장 높은 품질의 화상 데이터에 관해 지불하기를 원하지 않지만, 기초 데이터 집합에만 기초하여 얻을 수 있는 재구성된 품질에는 다소 만족하는 식으로 행해질 수 있다(예컨대, 사용자가 콘텐츠를 미리보기하거나 검색하기 때문). 특히 사용자가 기본적인 화질만을 렌더링 할 수 있는 디스플레이를 가질 때, 이러한 것이 흥미로울 수 있다.
이들 개선 데이터 집합은, 기초 데이터 집합에 존재하지 않는 (화상) 신호 정보를 포함하는데, 예컨대, 한 화상의 시각적 예리함에 영향을 미치는 2가지 기술을 소위 품질 또는 SNR(signal to noise ratio: 신호대 잡음비) 스케일링 능력 및 소위 공간 스케일링 능력이다. 전자의 경우, 화상 콘텐츠를 표시하는 수치값은 조잡하게 반올림된다. 현재 대부분의 디코더에서 이러한 반올림은 이산 코사인 변환(DCT: discrete cosine transform) 계수에 대해 행해지고, 그 결과는 주로 화상 예리함(sharpness)이 감소되는 것이다.
공간 스케일링 능력이 담고 있는 생각은, 저해상도의 서브-샘플링된 화상(통상 2의 인자만큼)에 관한 데이터를 기초 데이터 집합에서 인코드하는 것이다. 이는 완전히 이치에 맞는 것인데, 이는 고해상도(본 문서에서 다수의 픽셀과 비슷한 것으로 정의된 해상도)의 화상이 저해상도의 화상을 업-스케일링(up-scaling)함으로써 얻어질 수 있고, 그 결과 화상이 비트들이 SNR 스케일링 능력 전략에서 절약되지 않게 됨으로 인해 예리하지 않게 보이게 때문이다. 이러한 전략은 현재 표준 화질(SD: standard definition) 텔레비전과 고화질(HD: high definition) 텔레비전 사이의 긴 전이시 인기가 있다. HD 텔레비전을 가지는 사용자는 업-스케일링에 의해 SD 자료를 볼 수 있거나, 선명도 개선 데이터가 제 2 채널로 송신되는 실제 HD 자료를 예약할 수 있다. SD 텔레비전을 가진 사용자는 단지 기본적인 저해상도 채널을 예약할 수 있다.
공간 및 SNR 스케일링 능력 또한 결합될 수 있는데, 예컨대 SD 사용자는 저해상도의 화상의 저품질(SNR) 버전과, 그러한 저해상도 화상의 추가 품질 개선(SNR 층)을 예약할 수 있는데 반해, HD 사용자는 저해상도 화상의 저품질의 버전을 예약할 수 있고, 업-스케일링할 수 있으며 또한 고해상도 화상(즉, 차등 정보를 포함하는 고해상도의 화상)을 위한 추가 품질 개선 층을 예약할 수 있다.
동화상에 관한 종래 기술의 공간-SNR 스케일링 가능한 화상 코더의 통상적인 예가 WO03/036981에 개시되어 있고, 본 문서의 도 1에 개략적으로 설명되고 있다. 공간 스케일링 능력에 관해 흔한 것처럼, 기초 데이터는 저해상도이고, 따라서 입력 신호(vi)가 먼저 다운스케일링된 다음 인코드되며, 고해상도의 개선 데이터가 고해상도 사용자에 관해 업-스케일링된 기초 데이터에 기초하여 인코드된다.
기초 데이터와 개선 데이터를 생성하는 이러한 전략이 다소 경직(rigid)되어 있다는 점이 불리하다. 이는, 예컨대 고해상도 개선 인코더에 관한 입력으로 사용될 기초 데이터의 업-스케일링(도 1에서의 vLdec)이, 아티팩트{예컨대, 링잉(ringing)}를 도입하고, 이는 고해상도의 고품질의 개선 데이터에 의해 보상되어야 한다는 사실을 가져온다. 그러므로, 비트들은 최적으로 사용되지 않는데, 이는 많은 비트들이 아티팩트 감소를 위해 개선 층에서 요구되어, 상이한 사용자에게 최 적으로 서비스할 수 있는 다양한 공간-SNR 압축 구조를 가지기 위해서, 비트들의 요구되는 양이 비-공간적으로(non-spatially) 스케일링 가능한 전략에 비해 증가된다는 문제점을 가져오기 때문이다.
본 발명의 목적은 대안적인 공간-SNR 압축 구조를 제공하는 것으로, 이러한 구조는 상이한 사용자에게 서비스하기 위한 인코드된 화상 데이터의 더 많은 다방면의 분배를 허용한다.
본 발명의 목적은 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축의 방법에 의해 실현되고, 이러한 방법은
- 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 만들어내는 입력 화상을 고(제 1) 해상도 인코드하는 단계,
- 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)에 기초하여 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상을 유도하는 단계,
- 입력 화상에 기초하여 제 2 다운-스케일링된 표시 화상을 유도하는 단계 및
- 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상을 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상과 비교한 것에 기초하여, 고해상도의 인코드된 데이터(coHR,LQ)로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하는데 사용 가능한, 저해상도의 품질 개선 데이터(coMR,MQ)를 만들어내어, 저해상도(저해상도 인코딩의)가 고해상도(고해상도 인코딩의)보다 낮고 그러한 고해상도와 같지 않게 되는, 저해상도 인코딩 단계를 포함한다.
고해상도의 "주(main)" 채널은 항상 현재의 압축 방법에서 제공되는데, 즉 인코더/압축기에서의 기초 데이터로서 발생되고, 따라서 압축해제기에서의 고해상도 기초 데이터로서 사용된다. 인코더에서의 고해상도 데이터의 다운스케일링은, 오직 개선 층을 계산하기 위해서 행해지는데, 즉 기초 데이터는 그것의 고해상도에서 송신/저장/..등이 이루어지고, 저해상도 출력 화상이 요구되는 경우에는 사용자편의 압축해제기에서 오직 다운-스케일링된다.
이는 종래 기술의 공간-SNR 스케일링 가능한 코더(coder)와는 대조적인 것으로, 이러한 종래 기술의 공간-SNR 스케일링 가능한 코더는, 기초 데이터를 인코딩하기 위해 항상 먼저 고해상도 화상을 다운-스케일하고, 따라서 저해상도에서 그것들의 기초 비트들을 사용한다. 다시 말해, 종래 기술의 인코더에서는 더 많은 비트들이 기초 데이터에서 사용되고, 그것들은 (고해상도의) 선명하지 않음을 제거하기 위해 소비되지는 않는데, 이는 기초 데이터만을 수신하는 고해상도 사용자가 고해상도 출력 화상을 얻기 위해 그것을 업-스케일(up-scale)할 필요가 있기 때문이다. 사람 관찰자에게, 이는 많은 여분의 소비된 비트들이 요구된 고해상도 이미지 구조보다는 아티팩트(artifact)에 기여를 한다는 것을 의미하지만, 이는 이를 통해 본 발명의 고해상도 기초 데이터(coHR,LQ, 도 2 참조)가 그러한 양의 소비된 비트가 허용하는 만큼이나 재구성할 수 있다.
기초 데이터 외에, 현재의 방법은 저해상도에 대해 하나 이상의 개선 데이터 스트림을 제공하는데, 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 인코더(214)의 코더(coder) 부분(CD2, MR)에 의한 저해상도의 데이터(coMR,MQ)뿐만 아니라, 다양한 방식으로, 다른 해상도로부터의 개선 데이터가, 예컨대 적절한 업-스케일링된 저해상도의 개선 데이터를 더함으로써 얻어질 수 있는 고해상도 출력 화상의 시각적 품질을 증가시키기 위해 더해질 수 있다.
그 결과 고해상도 스트림은, coHR,HQ와 같은 고해상도 개선 데이터에 의해 더 개선될 수 있지만, 이는 저해상도 데이터에 의한 개선 후의 개선하는 것으로, 즉 본 발명에 따른 다수해상도/다수SNR 인코딩을 계산한 후 남아있는 에러에 관해서만 보상하는 것이다(고해상도 경로에서의 이전의 개선 코딩이 없음이 도 2에서 점선으로 표시된 타원에 의해 상징적으로 도시되어 있음)는 점을 주목하라.
그러므로 사용자편에서 고해상도(예컨대, HD나 SD가 주 채널임) 출력이 요구된다면, 즉 사용자가 예컨대 인코드된 데이터 스트림(coHR,LQ, coMR,MQ 및 coHR,HQ을 예약하고, 디코더 출력(323)(도 3 참조)으로부터 출력 화상을 취하게 되면, 우세한 화상 콘텐츠가 스케일링되지 않은 고해상도의 데이터 스트림(coHR,LQ)에 기초하므로, 임의의 고해상도 개선 데이터(coHR,HQ)가 많아야 저해상도 개선 데이터인 coMR,MQ의 업-스케일링 에러만을 보상해야 하고, 따라서 비트들이 업-스케일링과 다운-스케일링을 포함하는 고리에서의 시각적 품질을 고려하여 coHR,LQ와 coMR,MQ 사이에서 더 요령있게 나누어질 수 있다.
또한 저해상도(예컨대, SIF) 사용자에 관해서는, 어떠한 업-스케일링 아티팩트도 존재하지 않게 되고, 따라서 coHR,LQ와 coMR,MQ는 이 사용자에게 알맞은 것으로부터 심지어 고품질의 화상까지 다 주도록 조정될 수 있다.
일반적으로 비트들은 저해상도와 고해상도 사용자 모두가, 예컨대 특별한 분배 제약에 따라 양호한 품질에 만족하도록 최적으로 나누어진다. 제 1 제공자는, 예컨대 보통은 SD 텔레비전 사용자에게 서비스하기를 원하지만, 여전히 SIF 모바일 뷰어(mobile viewer)들에 관한 층을 통합시키고, 전체 고리는 저해상도 개선 데이터가, 미리 명시된 가중치 부여 기준에 따라 저해상도의 화상뿐만 아니라 고해상도 화상에 최적으로 기여하도록 최적화된다{(우선적이고(priori) 고정된 또는 신속한(on the fly)}. 대안적으로 제 2 제공자는 SD 텔레비전인 저해상도에서의 더 큰 시장을 가질 수 있는데 반해, 여전히 HD 텔레비전인 고해상도 상에서 알맞은 화상을 원하지만 감소된 수의 사용자를 위한 것이다.
고해상도는 불필요하게 제한적인 한정적인 것으로 해석되어서는 안된다는 점이 강조되어야 하는데, 즉 비록 도 2의 예에서는 "주" 고해상도 채널이 가장 높은 이용 가능한 해상도를 가진 채널이지만, 훨씬 고해상도가 본 발명의 방법에 상보적인 방법으로 생성될 수 있는데, 예컨대 종래 기술의 업-스케일링을 가지고는, 도 1에 예시된 것과 유사한 방식으로 개선 데이터를 가지고 가능하게는 늘어났다. 본 발명에서의 주/고해상도 채널은 중요한 잘-사용된 해상도로서 한정되고, 이는 전술한 바와 같이 저해상도로부터의 데이터를 가지고 개선될 수 있거나 그것 자체의 데이터를 저해상도의 화상을 재구성하는데 기여할 수 있다.
아래 화상은 화상 데이터 요소, 즉 직사각형의 화상뿐만 아니라, 불규칙적인 모양을 가지는 화상 대상, 및 단일 정지 화상과 화상들의 시퀀스(동화상) 모두의 임의의 바람직하게 연결된 모음으로 이해되어야 한다.
본 방법의 일 실시예에서, 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상을 유도하는 것은
- 고해상도의 인코드된 데이터를 디코드하여 고해상도의 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 만들어내는 단계와,
- 고해상도의 디코드된 데이터를 다운-스케일링하여, 다운-스케일링된 표시 화상인 저품질의 저해상도 디코드된 데이터(voMR,LQ)를 만들어내는 단계를 포함하고,
- 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상을 유도하는 것은, 인코드되지 않은 입력 화상을 다운-스케일하여 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상인 입력 화상의 저해상도 버전을 만들어 냄으로써 행해지고,
- 비교하는 것은 입력 화상의 저해상도 버전으로부터 저품질의 저해상도 디코드된 데이터를 빼는 것을 포함한다.
이러한 빼기는 통상 픽셀 방식이다(pixel-wise).
디코딩된 신호에 대한 다운-스케일링과는 별도로, 당업자는 다운-스케일링 또한 인코드된 도메인에서 수행될 수 있다는 것을 알게 된다.
순차적인 입력 화상에 관해 적응된 본 방법의 위의 2가지 구현예 중 임의의 것의 추가 개선예에서는, 고해상도 인코딩이 미리 명시된 제 1 비트속도(BRBase) 이하인 비트속도로 고해상도 인코드된 데이터를 만들어낸다.
소수, 즉 최소의 수용 가능한 양만큼의 비트가 이 스트림에서 소비되는 것이 유리한데, 이러한 양은
- 예컨대 간섭(interference)으로 인해 개선 데이터가 예약되지 않거나 (올바르게) 수신되지 않는다면, 이러한 기초 데이터는 여전히 알맞은 품질의 화상을, 예컨대 선택된 제공자의 사용자의 통상적인 디스플레이(예컨대, 평균 크기의 SD 텔레비전 디스플레이)에 주거나,
- 특정한 송신 채널 기술에 관해서는, 사용자가 비지니스 모델에 따라 알맞은 가격으로 예약할 수 있는 채널 예산
등과 같은 고려사항에 기초하여 결정될 수 있다.
이전 실시예의 추가 사양에서는, 고해상도 인코딩이 100kbit/s와 400kbit/s 사이의 고정되거나 최대인 제 1 비트속도(BRBase)와 바람직하게는 100kbit/s의 최소 비트속도를 가진 고해상도 인코드된 데이터를 만들어내도록 맞추어진다. 이러한 실험을 통한 입증에 따라 대부분의 현재의 SD와 SIF 디스플레이에 양호한 품질의 시퀀스를 만들어낸다.
또 다른 정교한 실시예에서는, 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)와 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)의 비트 속도의 합은 명시된 제 2 비트 속도(BRMR) 이하가 된다. 다시 말해, 제공자는 일정한 평균 보장된 품질에 관해 고해상도 HR 사용자와 저해상도 사용자 모두에 관한 예산을 최적으로 명시할 수 있다. 사용자는 또한 어떤 것이라도 존재하면 추가 개선 스트림을 예약할 것을 결정할 수 있다.
화상의 시퀀스 압축을 위해, 고해상도 인코딩과 저해상도 인코딩 각각이 그것들의 분리된 움직인 추정과 움직임 보상 단계들을 가지는 것이 유리하다.
SNR 스트림은 종래 기술에서처럼 상이한 양자화에 기초하여 순수하게 생성될 수 있다. 하지만, 도 2에서처럼, 상이한 해상도와 SNR 레벨들에 관한 모든 인코더/(디코더) 블록은 움직임 예측을 구비한 완전한-인코더(full-encoder){도 1에서의 블록(102)처럼}일 수 있고, 이들 완전한-인코더 각각은 개별적으로 추정된 움직임 벡터{예컨대, 제 2의 개선 구별(different) 화상}를 구비한다. 이는 표준(예컨대, MPEG) 인코더가 사용될 수 있다는 장점을 가지고, 이는 소프트웨어에서의 압축의 병렬화(parallelization)나 표준 인코더의 뱅크(bank)를 구비한 프로세서에서 특히 용도가 많으며, 이 경우 제어 전략은 처리 부하(processing load)를 고려할 수 있다. 마지막으로, 어떠한 실제 디코더도 필요하지 않다는 분명한 요점이 강조되는데, 이는 그것들이 이미 인코더의 부분을 형성하고, 필요로 하는 재구성된 신호들이 인코더의 내부로부터 출력(도 1에서의 vLdec와 같은)으로 향하게 될 수 있기 때문이다.
공간 및 SNR 스케일링 가능한 인코드된 화상 데이터를 디코드하는 보충적인 방법은
- 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 수신하는 단계,
- 고해상도 인코드된 데이터로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 더 수신하는 단계 및
- 고해상도 인코드된 데이터와, 출력 해상도로 스케일링된 저해상도의 품질 개선 인코드된 데이터에 기초하여, 고해상도 이하인 출력 해상도를 가진 출력 화상을 구성하는 단계를 포함한다.
본 인코딩 전략을 가지고, 사용자는 간단한 방식으로 그가 이용 가능한 많은 스트림을 가지게 되고, 이를 통해 사용자는 예약할 수 있으며, 디코드할 수 있고, 스케일 전환기와의 순열 조합론(combinatorics)으로 인해, 상이한 스크린 크기에 관해 양호한 품질의 화상에 대한 상이하게 알맞은 다양성(manifold)이 유도될 수 있다(예컨대, 도 3에서는 3개의 디코더와 2개의 스케일 전환기만을 가지고 요구된 하드웨어처럼 6개의 상이한 해상도-품질 출력이 유도될 수 있다). 하지만 모든 출력 화상에 관해서, 고해상도 저품질의 스트림 인코드된 데이터(coHR,LQ)가 분배, 즉 수신되고 디코드되었다.
이러한 디코딩 방법은 또한 제공자와 예약자에 관한 비지니스 모델에서의 변덕스러움을 제공하고, 이러한 예약자는 비용 계산 후, 수용 가능한 품질을 가지는 다수의 스트림 결합 중 임의의 것을 예약할 수 있다. 이는 사용자가 제 1 스트림으로부터 제 2 스트림으로 바꾼다면, 예컨대 제 1 방에서의 제 1 스크린으로부터 제 2 방에서의 제 2 스크린으로 스트림의 방향을 바꿈으로써, 신속하게 행해질 수 있다. 이러한 재설정은 또한 이미 저장된 스트림에 기초하여 유리하게 행해질 수 있다{예컨대, 저해상도 개선 데이터(coMR,MQ)는, 사용자가 고해상도의 스크린으로 스위칭할 때 고해상도의 출력 화상에 기여하도록 상이하게 처리된다는 또 다른 의미를 지니게 된다}.
제공자, 예컨대 위성으로부터 데이터를 수신하는 케이블 회사와 같은 재분배자는, 전술한 방법 중 임의의 것에 의해 인코드된 화상 데이터를 사용할 수 있고, 그러한 화상 데이터는 송신 경로를 통해 데이터를 송신하는 방법에서, 고해상도의 인코드된 데이터(coHR,LQ)와, 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)에 기초하여 재구성된 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해, 대응하는 저해상도의 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 포함한다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 특별히 적응된 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 디바이스는
- 입력 화상을 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)로 인코드하기 위해 배치된 고해상도 인코더,
- 그러한 고해상도 인코드된 데이터에 기초하여, 제 1 다운-스케일링된 표시 화상을 유도하도록 배치된 제 1 다운-스케일링 수단,
- 입력 화상에 기초하여 제 2 다운-스케일링된 표시 화상을 유도하도록 배치된 제 2 다운-스케일링 수단 및
제 1 다운-스케일링된 표시 화상과 제 2 다운-스케일링된 표시 화상을 비교하여 저해상도가 고해상도 이하가 되도록 배치된 포함된 비교기로부터의 비교 신호에 기초하여, 고해상도 인코드된 데이터로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해 사용 가능한 저해상도 품질 개선 데이터(coMR,MQ)를 만들어내도록 배치된 저해상도의 인코더를 포함하는 것으로 개시된다.
이러한 디바이스는 통상 전용 ASIC이나 유닛일 수 있거나 그것의 실행을 인코드하는 소프트웨어를 실행하는 처리기일 수 있다.
화상 압축 디바이스의 일 실시예에서,
- 제 1 다운-스케일링 수단은 고해상도의 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 고해상도의 디코드된 데이터(voHR,LQ)로 디코드하도록 배치된 디코더의 직렬 처리 고리와, 고해상도의 디코드된 데이터를 다운-스케일링된 표시 화상인 저품질의 저해상도 디코드된 데이터(voMR,LQ)로 다운-스케일링하도록 배치된 다운-스케일러를 포함한다.
- 제 2 다운-스케일링 수단은 인코드되지 않은 입력 화상을, 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상인 입력 화상의 저해상도 버전으로 다운-스케일링하도록 배치된 인코드되지 않은 신호 다운-스케일링 유닛을 포함한다.
- 비교기는 입력 화상의 저해상도 버전으로부터 저품질의 저해상도 디코드된 데이터를 빼서 비교 신호를 만들도록 배치된 감산기를 포함한다.
이러한 압축 디바이스는 특별한 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축해제 디바이스에 대응하고,
- 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 수신하기 위한 수단,
- 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해 저해상도의 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 수신하기 위한 수단,
- 그것의 입력 해상도에서 미리 결정된 출력 해상도로 입력된 화상을 스케일링하도록 배치된 적어도 하나의 스케일링 수단,
- 2개의 입력 화상을 함께 더하기 위한 가산 수단 및
- 인코드된 입력 화상을 디코드하도록 배치된 적어도 하나의 디코딩 수단을 포함하고, 이 경우 스케일링, 가산 및 디코딩 수단은
- 먼저 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 디코드하여 고해상도 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 만들어내도록 배치된 고해상도 디코더, 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 디코드하여 저해상도 품질 개선 디코드된 데이터(voMR,MQ)를 만들어내도록 배치된 저해상도 디코더, 계속해서 고해상도 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 다운-스케일하여 기초 화상을 만들도록 배치된 다운-스케일러와, 미리 결정된 출력 해상도로 저해상도 품질 개선 디코드된 데이터(voMR,MQ)를 스케일링하여 개선 화상을 만들도록 배치된 스케일러 및 마지막으로 기초 화상과 개선 화상을 더하여 출력 화상을 만들도록 배치된 가산기와 같은 화상 처리 순서, 또는
- 먼저 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 다운-스케일링하도록 배치된 제 1 스케일링 수단과, 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 스케일링하도록 배치된 제 2 스케일링 수단의 화상 처리 순서로서, 이들의 출력 화상은 계속해서 가산기에 더해지고, 그 출력은 마지막으로 디코더에서 디코드되는 화상 처리 순서, 또는
- 먼저 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 다운-스케일링하도록 배치된 제 1 스케일링 수단, 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 스케일링하도록 배치된 제 2 스케일링 수단, 계속해서 각각의 결과 화상을 디코드하도록 배치된 제 1 및 제 2 디코더 및 마지막으로 그 결과 화상을 더하도록 배치된 가산기의 화상 처리 순서로 연결된다.
스케일러의 일부는 단위(unity) 스케일링을 수행할 수 있다(즉, 동일한 해상도로의 변환; 실제로는 아무것도 하지 않음).
전술한 압축해제 디바이스는
- 디코드된 화상 데이터를 수신하기 위한 연결과,
- 그러한 연결을 통해 요구되는 인코드된 화상 데이터를 수신하도록 배치되고, 그것을 조절하여 표준 인코드된 화상 포맷으로 출력하도록 배치된 데이터 수신 유닛을 더 포함하는 화상 데이터 수신기에 유리하게 포함된다.
전술한 화상 데이터 수신기의 일 실시예는, 또한 압축해제 모드를 결정하도록 배치된 처리기를 더 포함하고, 이러한 압축해제 모드로부터 출력될 데이터 결합 출력 화상이 재구성되는 것이 표시되며, 이러한 결합은 적어도 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)와 저해상도 인코드된 데이터를 포함한다. 이러한 식으로, 예컨대 사용자가 사용자의 모바일 디바이스 상의 제 1 스크린에서 제 2 스크린으로 또는 제 1 제공 서비스로부터 제 2 제공 서비스로 전환하는 것과 같이 (신속한) 데이터 인코딩의 재구성이 행해질 수 있다.
화상 데이터 수신기는, 예컨대 텔레비전 수신기와 같은 화상 디스플레이 디바이스나, 역시 LCD나 연결된 화상 프로젝션(projection) 유닛과 같은 디스플레이를 포함하는 PDA나 모바일 폰과 같은 이동 통신 디바이스에 유리하게 포함된다.
제시된 방법을 적용하는 또 다른 유리한 장치는, 동작하는 중에 인코드된 데이터(coHR,LQ, coMR,MQ)를 분리 가능한 디스크나 고정된 하드 디스크 또는 화상 데이터 기록기(writer)에 포함된 고체 상태 메모리와 같은 메모리에 공급하도록 배치된, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 디바이스를 포함하는 화상 데이터 기록기이다. 이러한 종류의 통상적인 장치는 DVD 리코더 부류이고, 또 다른 예는 본 발명에 따른 방법을 인코드하는 메모리 액세스 하드웨어와 그것의 처리기 실행 소프트웨어가 요구된 개인용 컴퓨터이다.
본 발명에 따른 화상 압축 및 디코딩 방법, 화상 압축 및 압축해제 디바이스, 화상 데이터 수신기, 화상 디스플레이 디바이스 및 화상 데이터 기록기의 이들 및 다른 양상들은, 이후 설명된 구현예와 실시예를 참조하여 그리고 첨부된 도면을 참조하여 분명해지고 상세히 설명되며, 이들 도면은 단지 좀더 일반적인 개념을 예증하는 비제한적인 특정 예시의 역할을 하며, 선택적인 성분을 나타내기 위해 점선이 사용된다.
도 1은 종래 기술의 공간-SNR 비디오 압축 디바이스를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 화상 압축 디바이스의 전형적인 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 상보성 화상 압축 해제 디바이스의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 화상 데이터 수신기를 포함하는 화상 디스플레이 디바이스를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 화상 압축 디바이스의 또 다른 전형적인 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 특별히 저해상도 사용을 위해 동조된 화상 압축 디바이스의 또 다른 전형적인 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 1은 종래 기술(예컨대, WO03/036981)에서 알려진 것과 같은 (또한 SNR 스케일링 가능한) 공간 스케일링 가능한 코더(100)의 통상적인 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 입력 화상 신호(vi)는 - 관련 분야에 잘 알려진 것{저역 필터링(low-pass filtering), 가우시안 블러링(Gaussian blurring),...}과 같은 적절한 안티-앨리어싱(anti-aliasing) 후 - 다운-샘플러(down-sampler)(180)에서 다운-샘플링되어, 통상 해상도가 절반인 입력 신호(vi)의 저해상도 버전(viL)을 만들어낸다. 예컨대, 입력 화상 신호(vi)가 표준 화질(SD: standard definition) 해상도(예컨대 720 ×576개의 픽셀)의 입력 화상 신호(vi)라면, 저해상도 신호(viL)는 SIF나 CIF 해상도이다(PAL에서는 360*288개의 픽셀, 실제로 16으로 나누어질 수 있는 크기의 352 ×288). 이러한 저해상도 신호(viL)는 저해상도 인코더(102)에 의해 인코딩된다(기초 데이터를 인코딩). 이러한 실시예에서, DCT-변환된 표현(cpoLR)에서, FQ는 제 1 및 제 2 양자화된 스트림 생성기 유닛(130, 140)에 의해 상이한 품질/SNR의 (스케일링 가능한) 스트림의 숫자(c'o와 c"o; 떨어진 해상도 및 품질 지수)로서 인코딩된다[본 명세서에서 사용되는 "스트림"이란 용어는, 좁게 해석되어서는 안된다. 즉 간단하게 하기 위해 생산자로부터 데이터의 소비자에게 동일하거나 상이한 채널을 따라 상이한 스트림으로 상이한 데이터가 흘러간다고 가정된다. 하지만 그러한 데이터는, 예컨대 그러한 스트림의 등가물인 메모리의 일부에 존재할 수 있는 정지 화상을 위한 임의의 등가 기술적 표현으로 표현될 수 있다.]. 양자화된 DCT-변환된 표현(cpoLR,FQ){출력된 스케일링 가능하지 않은 스트림(nsoLS,FQ)으로부터 수신기/디코더 측에서 이용 가능할 수 있는}으로부터 디코딩된 것처럼, 저해상도 신호(vLdec)에 기초하여, 개선 정보가 고해상도 인코더(152)에 의해 인코딩되고, 이러한 고해상도 인코더(152)는 디코더 측에서 추가될 고해상도 선명도 증가(sharpness enhancement) 신호를 저해상도의 신호로 인코딩하는데, 이는 안티-앨리어싱 필터링과 예리하지 않은 다운-샘플링의 픽셀 드롭핑(180)으로 인한 것이다. 이는 저해상도 신호(vLdec)를 표준 해상도로 업-스케일링(up-scaling)(up-sampling)(182)하고, 그것을 감산기(150)로 본래의 입력 신호(vi)와 비교하여, 송신 경로의 이용 가능한 대역폭과 같은 인자들을 고려하여 요구된 정확도로 인코딩되는 나머지 신호(vdp)를 발생시킴으로써 행해진다. 필요한 변경을 가하여, 이러한 고해상도 차이 신호는 또한 상이한 스케일링 가능한 SNR 스트림으로 인코딩될 수 있다(도시되지 않은 130 및 140과 유사하다).
저해상도 인코더(102)는 MPEG, H26x, AVC(개선된 비디오 코딩)과 같은 비디오 인코딩 표준에서 사용된 표준 유형이다. 움직이는 장면의 화상은 소위 화상 그룹(GOP; groups of pictures)으로 인코딩되고, 이는 대응하는 시간 순간에 본래의 화상만의 데이터에 기초하여 인코딩되는 인트라(intra)(I) 화상을 가지고 시작한다(즉, 마치 움직이는 장면의 부분이 아닌 정적 화상인 것처럼). 계속되는 GOP의 화상들은 움직이는 장면에서 정보의 중복성(redundancy)를 고려하여 코딩된다. 예컨대, 배경 구성은 단순히 좌측으로의 병진 운동(translationary motion)을 나타낼 수 있는데 반해, 전경(foreground)의 사람은 우측으로 이동하여 약간 돌 수 있다. 이러한 단순화된 예에서, 연속 화상들에서의 배경 픽셀들의 대부분은, 추가 정보의 필요 없이, 오프셋 위치에서 다시 생성될 새로운 화상에서의 이전 화상의 배경 픽셀을 간단히 다시 그림으로써 다시 생성될 수 있다. 그러므로, GOP의 일부 화상은 소위 다시 생성될 화상에서의 그것들의 예상된 위치로 모든 물체(또는 실제로 그 물체를 구성하는 픽셀 블록들)를 먼저 이동하여 인코딩된 소위 예측 화상(predictive)(P)이다. 항상 본래의 것과의 차이점이 존재하기 때문에(예컨대, 조명에 있어서의 변화, 또는 사람이 약간 도는 것), 본래의 것과의 차이점이 또한 코딩될 필요가 있지만(그리고 실질적으로 본래의 화상 콘텐츠를 얻기 위해 디코더편에서 정정으로서 추가된), 이는 인트라 방식으로 화상을 인코딩하는 것보다 훨씬 적은 비트를 요구한다. 일단 P 화상이 I 화상에 비해 나중의 위치에서 생성되었다면, 중간 화상이 예컨대 과거 또는 미래에서만 또는 양쪽 예측의 조합으로부터 양방향적으로 예측될 수 있다(B-화상).
이러한 행동은 스위치(106)에 의해 저해상도 인코더(102)에서 가능하게 된다. I-화상 설정에서, 블록단위로 있던(block-by-block) 본래의 화상은 먼저 이산 코사인 변환기(108)에 의해 DCT(discrete cosine transform) 계수의 블록으로 변환된다. 이러한 변환은 완전히 거꾸로 할 수도 있어, 이러한 동작 후에는 압축 이득이 그렇게 많지 않게 된다. 그러므로 양자화는 양자화기(110)의 형태로 도입된다. 다수의 영상 변환이 정보의 양을 감소시키기 위해 DCT 블록에 적용될 수 있어, 거의 보이지 않는 본래의 것과의 차이점을 이끌어내게 된다. 그러한 변환의 하나는 변환 계수들의 값이 반올림 될 수 있다는 것이다. 예컨대, 127과 같은 DC 계수 값(0과 255 사이에 있음)은 128로 반올림 될 수 있다. 예컨대 가장 가까운 2의 배수로의 반올림(rounding)은 또한 2로 나누는 것(또는 스케일링 인자인 1/2에 의한 곱하기)과 가장 가까운 정수로의 반올림(그리고 인코더편에서의 재구성을 위해 2에 의한 곱하기)으로서 구현될 수 있다. 이러한 전형적인 반올림은 계수당 1비트의 절약(saving)을 가져온다.
그러므로 알려진 비디오 인코딩 방식에서, 양자화는 통상 모든 계수들의 상수를 가진 분할 스케일링과, 이후 상이한 DCT 계수들에 대해 상이한 반올림 인자를 포함한 고정된 행렬로 이루어진다. 이 원리(rationale)는 더 높은 주파수 계수가 더 조잡하게 양자화될 수 있다는 것인데, 이는 그렇게 하는 것만이 화상의 선명도에 있어서의 덜 짜증나는 감소를 초래하기 때문이다. 이러한 단일 인자 스케일링은 비트속도(bitrate)를 제어하는 쉬운 방식이다. 양자화기로부터 생기는 계수들은 가변 길이 인코더(112)에서의 추가 비트 감소를 겪게 된다. 이러한 가변 길이 인코더(112)는, 일부 비트 패턴이 다른 것보다 훨씬 큰 발생 가능성을 가져서(예컨대, 잡음이 있는 작은 DCT 계수 값이 0으로 양자화된 후, 다수의 연속적인 0의 값 계수가 발생하게 된다) 작은 코드 워드로 맵핑되는데 반해, 빈번하지 않은 실행은 긴 코드워드로 맵핑되어 결국에는 요구된 비트의 개수가 감소하게 된다는 사실을 이용한다. 그렇게 출력된 인코딩된 스트림(nsoLR,FQ)(SNR-스케일링 가능하지 않은, 즉 "풀(full)" 품질FQ)은 화상마다 다수의 비트를 담고 있고, 이는 텍스처화된(textured) 배경에 관한 많은 고주파 계수 또는 그러한 장면에서 많은 움직임이 있는 경우에서의 예측된 P화상과 B화상을 정정하는 차이 화상에 있어서의 많은 정보와 같은 화상 콘텐츠에 따라 바뀌게 된다. 하지만, 송신 채널의 제한된 대역폭 또는 디코더의 제한된 처리 능력과 같은 제약이 존재할 수 있어, 출력 비트속도를 제어하는 것이 통상 바람직하다. 제어기(114)는, 모든 계수들을 4로 나누어 품질 감소뿐만 아니라 계수마다 2비트를 절약하는 것과 같이, 스케일링 상수를 조절하는 것에 의해 이를 쉽게 행할 수 있다. 스케일링은 저해상도 코딩기에서는 도시되지 않는데, 이는 그것이 "풀(full)"-품질의 스트림을 출력하기 때문이다.
통상적인 인코더는 그러한 인코딩 부분(점선으로 된 라인 위의 CD)과는 별개로 디코딩 부분을 포함하는데, 이는 예측/정정(P, B) 모드에서 인코더가 디코더가 얻는 것을 알 필요가 있기 때문이다. 그러므로 역 양자화(116)가 양자화(본래의 것에 비해 양자화 에러를 구비한 주로 예리하지 않은 화상을 초래하고, 그 크기가 양자화의 조잡함에 따라 달라지는)를 해제하고, 역 DCT(118)가 양자화된 DCT 계수에 기초한 비디오 화상을 다시 생성한다. t-1인 순간에 이렇게 재구성된 화상은 새롭게 입력된 본래의 영상{viL(t)}과 함께 움직임 추정기(124)에서 입력되고, 각 블록의 움직임이 결정된다. 그러한 움직임 추정기는 통상 "전 검색 블록 매칭(full search block matching)"을 사용하지만, 3차원 귀납적(recursive) 검색과 같은 더 개선된 움직임 추정기도 사용될 수 있다(예컨대 WO0188852 참조). 최종 움직임 벡터(mv)를 가지고, 재구성된 화상(r)은 움직임 보상기(126)에 의해 새로운 시간(t)으로 움직임 보상된다. 인코더는 나머지 GOP에 관한 예측 모두에 있고{P, B 설정에 대한 스위치(106)}, 그 다음 화상은 P-화상이 된다. 그러므로 감산기(104)는 움직 임 보상된/예측된 화상(p)과 새롭게 입력된 화상{viL(t)} 사이의 차이를 출력하고, 이러한 나머지 화상이 이제 필요한 변경을 가하여, 유닛의 전술한 고리(chain)에 의해 처리된다. 이제 가산기(120)는 역 DCT(118)에 의해 출력된 재구성된 나머지 화상을 이전의 움직임 보상된 예측 화상인 P(t)에 더하도록 동작하고, 필요한 변경을 가하여 나머지 처리가 계속된다.
SNR-스케일링 능력(저해상도의 데이터의 예에서의)은 다음과 같이 실현될 수 있다. 제 1 양자화된 스트림 생성기 유닛(130)은 큰/조잡한 분할 상수(s1)(예컨대 16과 같은)를 구비한 모든 계수들을 곱셈기(또는 분할기)로 스케일링한 다음, 양자화(136){행렬(Q2)을 구비하고, 인코더(102)의 인코더 부분의 Q와 동일한 표준 행렬이거나 특별히 미리 결정될 수 있는}와 가변 길이 인코딩(138)이 수행된다. 출력된 패턴은 저품질을 가지고, 물론 낮은 (SIF) 해상도를 가진다. 예컨대, 0과 255 사이의 모든 계수 값은 10단위 숫자로 반올림되어, 127의 경우 130과 같게 만든다. 감산기(139)는 본래의 입력과, 더 작은 범위(이 예에서는 10인 범위와 3인 차이)를 가지는 조잡하게 양자화된 표현의 차이 신호를 유도하고, 이러한 차이 신호는 양자화된 스트림 생성기 유닛(140)에 의해 코딩되며, 예컨대 2인 가장 가까운 인자로 반올림되어, 다시 말해 3대신 4를 만들어 무시할 수 있는 최종 에러를 초래한다.
고해상도 인코더(152)가 구성되고, 필요한 변경을 가하여 기능하며, 이제 나머지 신호(vdp)만이 입력되고, 따라서 움직임 추정, 양자화, 예측 등이 이들 나머지 화상에 대해 행해진다.
본래의 입력 신호(vi)과의 비교를 통해 나머지 신호(vdp)를 유도하기 위한 입력으로서, 종래 기술의 보간법 중 임의의 것을 사용하여 디코딩된 화상(vLdec)이 업-스케일러(182)에 의해 업스케일링된다. 나머지 신호(vd)는 감산기(154)의 양의 입력에 입력되고, 감산기(154)의 출력은 이산 코사인 변환기(158)에 연결하는 I, P 및 B 상태를 가진 스위치(156)에 연결되고, 이산 코사인 변환기(158)의 출력은 속도 제어 가능한 양자화기(160)에 연결되며, 속도 제어 가능한 양자화기(160)의 출력은 가변 길이 인코더(162)와 역 양자화기(166)에 연결되고, 역 양자화기(166)의 출력은 역 DCT(168)에 결합된다. IDCT(168)의 출력은, 현재의 나머지 화상을 예측한 후 다시 생성된 나머지에, 스위치(172)의 위치에 따라 전혀 더하지 않거나 이전의 나머지 예측을 더하도록 배치되는 가산기에 연결되고, 그 결과 신호(r')는 움직임 추정기(174)와 움직임 보상기(176)에 입력되어, 감산기(154)로의 입력으로서의 현재의 나머지 화상의 예측을 만들어낸다. 개략적인 실시예에서, 비록 다수의 고해상도 SNR 스트림이 낮은 해상에 관한 것과 유사한 방식으로 생성될 수 있을지라도, 출력은 오직 스케일링 가능하지 않은 고해상도 스트림인 nsoHR,FQ이다.
도 2는 본 발명에 따른 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 디바이스(200)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
화상 압축 디바이스(200)는, 압축되지 않을 수 있는, 예컨대 화상 압축 디바이스(200)가 DVD 리코더에 있을 때 PAL 표준에 따른 수신된 아날로그 텔레비전 신호 또는 화상 압축 디바이스(200)가 카메라 시스템에 있을 때 (예컨대 소비자) 카메라 CCD로부터의 신호인 입력 화상 신호(vi)를 수신하도록 배치되지만, 입력 신 호(vi)는 또한 트랜스코더 실시예에서의 압축된 신호일 수 있고 그러한 경우 인코더는 중간 포맷(통상, 텔레비전 표준에 따른 파형 신호)으로 먼저 디코딩을 수행하도록 배치된다. "입력 화상(input picture)"과 "신호"라는 용어는 그림으로 그려진 물체의 임의의 표현으로서 널리 이해되어야 하지만, 나머지 부분에서는 화상 압축 디바이스(200)의 작용을 더 명확하게 설명하기 위한 것으로, 디코딩이 요구된다면 결과적으로 인코딩되지 않은 화상 신호(vi)가 화상 압축 디바이스(200)에 들어가기 전에 수행된다고 가정된다.
고해상도 인코더(202)는, 입력 화상(vi)의 가장 중요한 부분(예컨대 DCT 인코더에서, 적어도 낮은 주파수 계수의 최상위 비트)을 고해상도 인코딩된 데이터(coHR,LQ)로 인코딩한다. 움직임 화상 입력(비디오 신호 입력인 vi)의 경우, 이러한 인코더(202)는 통상 2개의 부분, 즉 인코더 부분(202a)과 디코더 부분(202b)으로 이루어진다. 전술한 전형적인 화상 압축 디바이스(200) 실시예는 MPEG2나 개선된 비디오 코딩(AVC){후자의 표준은 ISO/IEC MPEG과 ITU-T VCEG(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11과 ITU-T SG16 Q.6)의 조인트 비디오 팀(JVT)에 의해 최근에 명시됨}으로서의 표준과 호환성 있는 비디오를 압축하도록 배치되지만, 당업자라면 다른 현재 알려진 또는 미래의 화상 압축 표준에 대해서도 유사하게 수행하도록, 화상 압축 디바이스(200)를 쉽게 수정할 수 있다.
동화상 인코딩을 위한 고해상도 인코더(202)는, 통상 도 1의 인코더 블록(102)의 구조일 수 있고, 또한 출력 연결 고해상도 디코딩된 데이터(voHR,LQ)를 만들어내며, 이는 다시 예컨대 아날로그 또는 디지털 파형 텔레비전 표준에 따르게 된다.
고해상도 인코더(202)의 제어기(도 1에서의 114 참조)는 통상 (적응 가능하게) 미리 배치되어, 출력된 고해상도 인코딩된 데이터(coHR,LQ)는 실질적으로 제 1 비트속도(BRBase)와 같은데, 예컨대 최소의 (수용 가능한) 시각적 품질을 보장하고, 예컨대 송신 채널에 대해 실행할 수 있는 값과 같다. 실험은 통해, 특히 개선 데이터로 나중에 개선될 때, 300kbit/s 이하이고, 심지어 100kbit/s보다는 큰 제 1 비트속도를 가지고 알맞은 화상이 얻어질 수 있음을 알게 되었다.
입력 화상(vi)은 다운-스케일런(204)에 의해 저해상도{예컨대, 입력 해상도의 절반이지만, 다른 (비)-단편적인 해상도에 필요한 변경을 가하여 적용될 수 있는}로 다운스케일링되고(적절한 안티-앨리어싱 이후, 즉 도 2의 개략도에서는 더 이상 도시되지 않음), 유사하게 고해상도 디코딩된 데이터(voHR,LQ)가 제 2의 다운 스케일러(206)에 의해 동일한 저해상도로 다운-스케일링되어, 저품질의 저해상도 디코딩된 데이터(voMR,LQ)를 만들어낸다. 이들 2개의 신호는, 각각 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)과 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)의 이러한 특별한 실시예에 따른 버전을 구성하고, 이들의 비교는 또한 개선 데이터 인코딩을 조종한다.
다운-스케일링된 입력 화상(viL)(=p2)과 저품질의 저해상도 디코딩된 데이터(voMR,LQ)가 비교되고, 통상 감산기(210)(비록 더 정교한 비교기가 시각적 시스템의 계산 지식을 고려하는 신호를 비교하고, 예컨대 추가 데이터를 또 다른 개선 인코더에 공급하여 더 많은 개선 데이터가 특정한 가장자리 둘레에서 인코딩되고 특정한 텍스처에서는 덜 이루어지는데 이용될 수 있을지라도)에 의한 단순화를 위해 출력으로서 차이 신호(vd)를 만들어낸다. 차이 신호는 고해상도 인코더(202)에 의해 이루어진 양자화 에러를 나타내지만, 다운-스케일링된 해상도에서(이러한 차이 화상이 다시 업스케일링될 때)에서는, 여전히 추가 업-스케일링/링잉(ringing) 에러가 존재하게 되어, 차이 신호(vd)에서의 정보는 고해상도 인코딩(202)에서 잃어버린 정보와 정확히 같지 않게 되지만, 대략적으로 가깝게 된다. 더 낮은/SIF 해상도 뷰어에 의해 완전한 화상{다운 스케일링된 입력(vi)과 동일한데 이는 고정 다운 스케일링에 따라 또는 최적화된 다운 스케일링으로 원하는 바와 같이 의도된 특정 해상도의 디스플레이에 적응된다}을 가질 것이 요구되는 이러한 차이(vd)는, 저해상도 품질 개선 인코딩된 데이터(coMR,MQ)를 출력하도록 배치된 저해상도 인코더(214)에 의해 임의의 품질/정확도(SNR)로 인코딩될 수 있다. 이러한 저해상도 인코더(214)는 또한 도 1에서의 블록(102)으로서 구성될 수 있는데, 즉 이전 화상으로부터의 차이 화상(vd)을 예측하고 정정을 (DCT 또는 다른) 인코딩할 수 있다. 대안적으로, 움직임 예측 부분이 없이(즉, 102에서의 디코더 부분 없이) 구성될 수도 있지만, "정적인(static)" 차이 화상(vd)(예컨대, DCT 도메인에서)이 하나 이상의 개선 데이터 스트림으로 양자화될 수 있는데, 예컨대 저해상도 인코더(214)가 도 1의 블록(130)과 유사한 인코딩 블록을 포함하였다.
전체 데이터 스트림에 관해, 특별한 제 2의 비트속도(BRMR)를 할당하여 저해상도(예컨대, SIF) 뷰어가 양호한 시각 품질의 화상을 가질 수 있게 하는데, 즉 저해상도 인코더(214)에 관한 결과 비트속도 (예산)는 간단한 감산으로부터 나온다, 즉
BREMR=BRMR-BRBase
전술한 바와 같이, 차이 화상(vd)은 또한 고해상도 포맷으로 된 고해상도 인코더(202)에 의해 만들어진 에러의 그렇게 나쁜 추정이 아니므로, 임의의 저해상도 개선 데이터(예컨대, coMR,MQ)가 또한 적절히 업-스케일링한 후 고해상도 사용자를 위한 품질 개선에 기여할 수 있다. 업-스케일링은 종래 기술에서 알려진 임의의 보간법, 예컨대 단순 선형 보간이나 공간 픽셀 도메인에서의 다수-픽셀 가중치 부여나 변환 기반의 업스케일링을 사용할 수 있다. 수신기편에서의 2개의 스트림인 coHR,LQ와 coMR,MQ의 조합은 이미 수용 가능한 품질의 화상을 유도할 수 있지만, 고해상도 사용자는 통상 더 나은 품질을 원하고, 따라서 압축 디바이스(200)가 통상 일정한 정확도/시각 품질{예컨대, 신호대 잡음비(SNR)나 정신시각적(psychovisual) 기능}이나 비트속도로 인코딩하도록 배치된 또 다른 고해상도 개선 인코더(240)를 포함할 수 있어, 입력 화상(vi)을 구비한 나머지 차이는 고해상도 개선 인코딩된 데이터인 coHR,HQ를 만들어낸다. 이러한 고해상도 개선 인코딩된 데이터인 coHR,HQ는 또한 저해상도 사용자를 위한 개선된 저해상도 화상을 만들기 위해 사용될 수 있다.
인코더는 저해상도의 개선 데이터(업-스케일링 이후의)를 가산기(234){유사하게 가산기(236); 즉 자원 절약 실시예에서, 당업자라면 가산기 및/또는 업-스케일러의 일부를 결합할 수 있다는 점을 주목하라}에서의 고해상도 기본 데이터에 추 가함으로써, 디코더가 무엇을 재구성할 수 있는지를 예측한다. 이러한 전체적으로 재구성된 신호(voHR,MQ)는 감산기(238)에서의 입력 신호와 비교되고, 이렇게 만들어진 차이는 고해상도 개선 인코더(240), 그리고 원한다면 인코더(244)와 같은 추가 개선된 인코더에 의해 또 다른 고해상도 개선 데이터로서 더 인코딩된다.
그러한 고해상도 개선 인코딩된 데이터인 coHR,HQ가 고해상도와 저해상도 사용자 모두에 의해 사용될 것으로 알려진다면, 콘텐츠 제공자는 고해상도에서의 압축해제 체인(chain)(coHR,HQ와 coMR,MQ) 이후, 개선이 여전히 남아 있는 에러에 관한 수학적으로 정확한 보상 개선이 아니도록 자신의 화상 압축 디바이스(200)를 배치할 수 있지만, 양 사용자를 위한 평균 특성(통상 적어도 그것의 비트속도이지만, 예컨대 움직임 벡터를 위해 사용된 비트, 가변 양자화 행렬 등을 거친 높은 주파수 계수의 기여와 같은 다른 압축 설정이 평균화될 수 있는)을 구비한 고해상도 개선 스트림(coHR,HQ)을 만들어낼 수 있다.
전형적인 일 실시예에서는, 더 많은 해상도와 SNR 개선 층이 추가될 수 있는 방법과, 당업자가 실현할 수 있는 다수의 조합이 가능하다는 것이 또한 도시되어 있다. 이 예에서, 또 다른 개선 인코더(220)가, 이미 인코딩된 저해상도의 중간 품질 신호(voMR,MQ)를 가산기(293) 내의 인코더(220)로부터의 또 다른 개선 데이터에 더함으로써, 최종적인 중간 해상도를 가진 고품질의 디코딩된 신호(voMR,HQ)를 얻기 위한 더 낮은(여기서는 중간인) 해상도 경로에 포함된다{가산기(295)를 가진 유사한 구조가 저해상도 처리 경로에서 도시되어 있음}. 이러한 전형적인 실시예에서, 비교기(212)를 가지고 이미 인코딩된 신호{다운-스케일러(222)에 의해 다운-스 케일링된 중간 해상도의 고품질 디코딩된 신호(voMR,HQ)}와, 본래의 입력 화상(vi)의 유사하게 다운-스케일링된 버전{다운-스케일러(208)에 의한}을 비교함으로써, 중단 해상도의 고품질 디코딩된 신호(voMR,HQ)는 훨씬 저해상도(여기서는 낮은)로 추가 데이터를 인코딩하기 위한 기초를 형성하고(어느 한 해상도에서의 개선를 위해), 그에 기초하여 저해상도의 개선 인코더(216, 226)를 가지고 추가 개선 데이터를 인코드한다.
대안적으로 당업자라면 기초 인코딩된 신호(voMR,LQ){206과 다운 스케일러(291) 아래의 점선으로 된 화살표}의 표현을 다운-스케일링하는 것에 기초하여 저해상도 개선 데이터를 인코드하기 위한 (고정되거나 적응성인) 인코딩 구조를 구성할 수 있다. 고해상도의 신호는 또한 인코더(244)를 가지고 더 개선될 수 있어, 결국 고해상도의 품질이 매우 우수한 신호와 모든 그것의 대응하는 인코드된 버전을 만들어낸다.
송신 채널(280)은, 기본 스트림에 관한 제 1 채널과, 개선 스트림에 관한 제 2 채널 부분으로 상징적으로 도시되어 있다. 화상 데이터 기록기에서, 이러한 송신 채널은, 예컨대 고체(solid state) 또는 디스크 기반과 같은 메모리(288)로의 버스일 수 있다.
도 3은 전형적인 화상 압축해제 디바이스(300)를 개략적으로 도시한다. 고해상도의 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 수신하기 위한 수단(330)이 포함되고, 통상 디지털 연결기의 와이어 소켓이나 핀과 같은 채널(예컨대, 케이블 tv)로의 연결기로서 실현된다. 유사하게 저해상도의 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 수신하 기 위한 수단(332)이 존재하고, 고해상도의 개선 인코드된 데이터(coHR,HQ)를 위한 수신 수단(333)과 같은 추가 화상 수신 수단이 존재할 수 있다. 3개의 인코드된 입력 스트림은 고해상도 디코더(302), 더 낮은(본 예에서는 중간인) 해상도 디코더(308) 및 고해상도 개선 디코더(310)에 의해 각각 디코드된다. 이러한 전체 디코딩 능력을 가지는(예컨대, 사용자는 한 화상과 여러개의 개선 층의 나란한 부분들에서 인코드하도록 배치될 수 있는 표준 소프트웨어 인코더를 사용하기 때문) 사용자는 2개의 화상 스케일러(picture scaler)의 도움으로, 6개의 상이한 해상도-품질 레벨에 도달할 수 있는데, 예컨대, 만약 사용자가 고해상도와 같은 미리 결정된 출력 해상도의 화상을 원한다면, 사용자는 예약할 수 있거나(개선 스트림들이 너무 비용이 많이 드는 경우), 기본 데이터만을 고해상도 디코드된 데이터(voHR,LQ)로 디코드할 수 있다{예컨대, 휴대 가능한 디바이스에 관한 배터리 전력을 절약하기 위해 자원-제약된(resource-constrained) 디바이스를 가지고}. 그러므로 사용자는, 적어도 동작하는 동안, 즉 예컨대 디바이스가 고해상도 디코더(302)로 논리적으로 연결된 특별한 압축해제 구성으로 형성된 후, 출력(304){예컨대, 압축해제 디바이스(300)를 포함하는 독립 장치의 뒤에 있는 IC의 핀이나 케이블 소켓}에 액세스한다. 그러므로 이러한 출력에서 사용자는 신호의 디코드된 저품질의 고해상도 버전(voHR,LQ)인 출력 화상으로 액세스한다. 다운-스케일러(306)는 입력으로서의 이러한 디코드된 신호를 수신하도록 포함되고, 다운-스케일하도록 배치된다. 저품질의 저해상도 버전(voMR,BRBase)를 액세스하기 위한 제 2의 출력(305)이 존재할 수 있고, 신호들은 모두 실질적으로 BRBase와 같은 비트속도를 필요로 한다. 가산 기(307)는 기초 화상(b*)의 일 예와 개선 화상(e*)을 결합할 첫 번째 가능성을 제공하는데, 즉 그것의 제 1 입력이 다운-스케일링된 고해상도 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 수신하도록 연결되고, 그것의 제 2 입력이 저해상도 디코더(308)에 의해 출력된 디코드된 저해상도 품질 개선 데이터(voMR,MQ)를 수신하도록 연결되며, 그것의 출력은 저해상도 개선된 신호(voMR,VRMR)를 공급하기 위해 출력(322)에 연결된다. 미리 결정된 출력 해상도가 2개의 인코드된 수신된 해상도(예컨대, 이들 2개의 해상도 사이의 중간이나 이들 2개의 해상도보다 낮은) 중 어느 것과도 같지 않는 경우, 2개의 스케일러는 당업자라면 연결할 수 있는 것처럼, 필요로 한 기초 화상(b*)과 개선 화상(e*)을 만들어내도록 요구를 받는다. 사용자는 또한 고해상도 고품질 출력(320)에서의 고해상도 신호를 액세스할 수 있다. 이 경우, 미리 결정된 출력 해상도가 고해상도와 같다면, 다운-스케일러(350)가 실제로 요구되지 않게 되고, 이는 실제로 그것이 재구성 가능한 시스템이나, 스케일러가 간단하게 케이블 연결에 의해 대체되게 실제로 물리적으로 존재할 수 없는 저렴한 고정된 시스템에서의 동일한 해상도로 스케일링하도록, 이용 가능한 스케일러를 배치함으로써 실현될 수 있다. 그러므로 기초 화상(b)은 고해상도 디코더(302)에 의해 출력된 디코드된 고해상도 화상이고, 그러한 개선 화상은 업-스케일러(314)의 출력으로부터 얻어지며, 그 입력은 저해상도의 디코더(308)의 디코드된 출력에 연결된다. 유사하게, 고해상도 개선 데이터를 디코드함으로써, 2개의 추가 신호가 출력(313, 323)에서 얻어질 수 있고, 나중에 가장 높은 품질의 신호(voHR, BRBase+BREMR+BREHR)를 주게 된다.
고해상도 기초 데이터(coHR,LQ)가 각각의 재구성된 신호, 심지어 저해상도를 가지는 신호에 기여한 것이 강조되고, 이러한 사실은 디코더를 특별하게 만든다. 당업자라면 더 많은 해상도 및/또는 SNR 개선 데이터를 위해 필요한 변경을 가하여 디코더를 구성할 수 있다.
재구성, 및 특히 요구된 업-스케일링 및/또는 다운-스케일링은 디코드된 신호에서 실현된 전형적인 실시예에 있지만, 스케일링이 (예컨대, DCT) 변환 도메인에서 수행되는 유사한 디코더가 구성될 수 있다. 그러므로 압축해제 디바이스(300)를 구성하기 위한 3개의 가능성이 존재한다:
- 먼저 디코딩한 다음 스케일링하고, 그 후 가산하기;
- 먼저 스케일링한 다음 디코딩하고, 그 후 가산하기; 및
- 먼저 스케일링한 다음 가산하고, 그 후 그 결과 신호를 디코딩하기.
제 2 변형예는 통상 고해상도의 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 미리 결정된 출력 데이터로 다운-스케일하도록 배치된 스케일링 수단과, 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 스케일링하도록 배치된 제 2의 스케일링 수단으로 구성되고, 이들은 통상 디코더 자체에 포함되며, DCT 계수들은, 예컨대 추가 필터링과 결합될 수 있는 DC가 이동되는 것과는 별개의 것이 된다. 그 후 출력된 스케일링된 디코드된 화상이 가산기에 더해진다.
마지막 변형예에서, 모든 처리는 단일 디코더에서 일어날 수 있다.
콘텐츠 제공자는 (동적으로) 상이한 비트속도를 상이한 해상도/SNR 스트림(인코드/송신/...되지 않을 경우의 비트속도 0을 포함하는)에 할당할 뿐만 아니라, 수신하는 최종 사용자는 사용자의 요구사항{예컨대, 집에서 tv를 시청하고, 휴대 가능한 화상 디스플레이 디바이스(410)를 가지고 밖에 나가는 것}에 따라, 스트림의 상이한 결합을 예약할 수 있다. 이러한 선택을 돕기 위해, 제공자는 또한 상이한 스트림으로부터 얻어질 수 있는 품질 표시를 제공할 수 있다.
도 4는 화상 데이터 수신기(400)가, 휴대 가능한 장치의 LCD 디스플레이와 같은 디스플레이(422)에 연결되는 화상 디스플레이 디바이스(410)를 개략적으로 도시한다. 이러한 화상 데이터 수신기(400)는 포함된 데이터 수신 유닛(416)의 입력에 연결된 디코드된 화상 데이터(즉, coHR,LQ, coMR,MQ 및 coHR,HQ)를 수신하기 위한 연결(412)을 가진다. 연결(422)에 연결된 채널이 무엇인가에 따라, 데이터 수신 유닛(416)은
- 채널이 방송 tv 채널(예컨대, 안테나를 거쳐 액세스된)이라면, 데이터 수신 유닛(416)은 통상 요구된 채널(들)로 동조하고, 송신 주파수로부터 기본대역 주파수 등으로 하향-변환(down-conversion)하여 MPEG 스트림과 같은 출력을 만들어내는 동조기를 담고 있고; 또는
- 채널이 전화 연결(412)을 거쳐 인터넷 액세스된다면, 데이터 수신 유닛(416)이 예컨대 TCP/IP 기능을 수행하고, 미리 한정된 웹-어드레스 등을 포함하며, 또한 출력으로서 표준 인코드된 화상 포맷(예컨대, JPEG)을 만들어내는 것과 같은 종래 기술로부터 알려진 여러 처리 단계들을 수행할 수 있다.
압축된 화상 데이터는 데이터 수신 유닛(416) 출력에 연결된 스케일링 가능한 화상 압축해제 디바이스(418)(전술한 바와 같은 300)에 입력된다. 화상 압축해 제 디바이스(418)는 출력(421)을 거쳐 디코드된 화상을 출력한다.
화상 데이터 수신기(400)는, 어떤 데이터 결합 출력으로부터 출력(421)을 거쳐 출력될 화상이 재구성될지를 나타내는 압축해제 모드(D)를 결정하도록 배치된 처리기(420)를 더 포함하도록 구성될 수 있고, 그러한 결합은 적어도 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)와 저해상도의 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 포함한다. 예컨대, 사용자는 사용자 인터페이스 수단(424){예컨대, 키보드가 있지만 이는 또한 놉(knob)이나 스피치 인터페이스와 같은 전용 상호작용 부분인 그래픽 입력 수단과 같은, 다른 알려진 수단이 될 수 있다}을 거쳐, 조건(conditioning) 데이터(사용자가 지불하기로 동의하는 대역폭이나, 또한 결과 품질 차이를 나타내는 인터페이스 프로그램으로부터의 이용 가능한 개선 스트림으로부터의 특정 선택과 같은)를 입력할 수 있다. 처리기(420)는 또한 요구된 디코더를 동작시키고 요구된 스케일러와의 연결 설치와 같이, 화상 압축해제 디바이스(418)를 (재)구성하도록 배치된다. 처리기(420)는 또한 예컨대 어느 다른 데이터가 보내질 필요가 있는지를 명시하는 제 2 연결(414){연결(412)이나 기내 방송 입력 대 인터넷 출력과 같은 또 다른 채널 기술을 거쳐, 물리적으로 통합될 수 있는}을 거쳐 제공자에게 신호(RS)를 보내도록 배치될 수 있다{후자의 경우는, 예컨대 홈(home) 네트워크 시스템에서 유리하다}. 처리기(424)의 능력을 명시하는 프로그램이, 디스크나 다른 컴퓨터 프로그램 제품(432)에서와 같은 코드 입력 매체(430)(예컨대, 디스크 드라이브나 원격 서버로의 네트워크 연결)를 거쳐, 공급될 수 있다.
또한 압축편에서처럼, 스케일링이 압축된/변환 도메인에서 실현될 수 있고, 도 5는 본 발명에 따른 화상 압축 디바이스의 또 다른 실시예(500)를 개략적으로 도시한다. 화상 압축 디바이스(500)에서, 양자화된 DCT 계수가 메모리(530)에 저장되고, 나머지 부분에 관해서는 인코더(102) 부분이 전술한 바와 같이 실현된다. 입력 신호(vi)는 이미 (손실 없이) DCT 변환된다고 가정된다(그렇지 않으면 이는 여분의 DCT 변환기에 의해 달성될 수 있다). 디코드된 신호(vi*)는 디코더(550)로부터 얻어진다.
이제 그러한 스케일링은 제 2 다운-스케일링된 표시 화상(p2)과 제 1 다운-스케일링된 표시 화상(p1)의 특별한 실시예를 각각 만들어내는 제 1 다운-스케일러(532)와 제 2 다운-스케일러(534)에 의해 DCT 변환된 데이터에 대해 수행되고, 저해상도의 인코더 실시예(514)에서 비교가 이루어진다(예컨대, 시각 품질에 대한 특별한 계수의 중요성에 대한 발견적 지도법을 고려하는 DCT 계수들의 양 집합 사이의 차이에 기초하여). 당업자라면 화상 압축 디바이스(500)의 다른 변형예가, 먼저 DCT 도메인에셔 스케일링한 다음 디코드하고, 필요한 변경을 가하여 위의 압축해제 디바이스에 관한 설명된 것과 비교하는 것일 수 있음을 알게 된다.
저해상도에 관해 이미 인코드된 기준 신호가 2개의 중간 해상도 개선 후 취해지는 도 2의 토폴로지는, 저해상도 사용자에게는 그다지 최적이지 않은데, 이는 사용자가 다운스케일링으로 인해 잃어버리는 선명도에 관해 주로 인코드하는 많은 비트의 중간 해상도를 예약해야 할 수도 있기 때문이다. 따라서, 도 6에서의 구조는 이미 인코드된 데이터를 저해상도의 것으로의 더 빠른 공급을 제공한다. 이러한 전형적인 3중 해상도 인코더(600)를 사용하여, 제공자는 인코더(202, 214)를 포함 하는 고리(chain)로부터 이미 인코드된 신호를 개선하기 위해 또는 인코더(202)로부터의 2배로 다운-스케일링된 기초 데이터를 개선하기 위해 바람직한 저해상도의 개선 데이터{인코더(216)에 의한}로서 인코드할 옵션을 가진다. 게다가, 스위치(620)는 처리기(630)의 제어하에 있다. 처리기(620)는 대역폭, 품질, 사용자(들)의 유형, 상이한 디스플레이로의 사용자의 스위치(switch)(예컨대, 사용자가 밖으로 나갈 때 사용자의 휴대 가능한 디바이스로 중계되는 저해상도 버전)와 같은 기준에 따라, 단일 방송 사이나 심지어 그 안에서 스위치(620)를 전환하도록 배치된다. 바람직하게 유형 표시기(F)도 수신하는 편(예컨대, 저장 디바이스)에 보내져, 수신 단은 무슨 데이터가 나타나는지와, 예컨대 고해상도로부터 어떤 개선 데이터가 예약되어야 하는지를 알게 된다. 대안적으로, 저해상도의 개선 데이터의 유형 또한 동시에 인코드될 수 있다. 개략적으로 도시된 가산기(293)는 바람직하게 스위치(620)의 설정(setting)을 고려하는 특별한 유형의 것이다. 예컨대, 기초 신호로의 중간 및 저해상도 개선의 평균 기여를 더할 수 있고, 스위치(620)의 상부 설정(upper setting)에 관해서는 양쪽 개선를 더할 수 있다. 저해상도 부분(branch)으로의 공급 후, 상이한 해상도 부분들이 추가 개선 인코더를 가지고 늘어날 수 있다.
개시된 알고리즘 구성 성분은 실제로, 하드웨어(예컨대, 특정 주문형 집적 회로의 부분)나, 특별한 디지털 신호 처리기와 일반적인 처리기 등에서 실행되는 소프트웨어로서 (전체적으로 또는 부분적으로) 실현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품하에서는, 처리기 - 일반적이거나 특별한 목적의 - 가 일련의 로딩(loading) 단계 후, 명령어가 처리기로 들어가게 하거나 발명의 특징적인 기능 중 임의의 것을 실행할 수 있게 하는 명령어의 집합의 임의의 물리적인 실현을 이해해야 한다. 특히, 컴퓨터 프로그램 제품은 디스크나 테이프와 같은 운반체 상의 데이터, 메모리에 존재하는 데이터, 유선 또는 무선 네트워크 연결을 통해 이동하는 데이터나 종이 위에 있는 프로그램 코드로서 실현될 수 있다. 프로그램 코드와는 별도로, 그 프로그램을 위해 요구된 특징 데이터가 또한 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명을 한정하기보다는 예시한다는 점이 주목되어야 한다. 청구항에서 결합된 것처럼 본 발명의 요소들의 결합과는 별개로, 요소들의 다른 결합이 가능하다. 요소들의 임의의 결합은 단일 전용 요소로 실현될 수 있다.
청구항에서, 괄호들 사이에 놓인 임의의 참조 기호들은 그 청구항을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. "포함한다"라는 동사는 청구항에 나열된 것 외의 다른 요소 또는 양상의 존재를 배제하지 않는다. 요소 앞에 있는 단수 표현은 그러한 요소의 복수 표현을 배제하지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 공간 및 SNR 화상 압축 분야에 이용 가능하다.

Claims (16)

  1. 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 방법으로서,
    - 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 만들어내는 입력 화상(vi)을 고해상도 인코드하는 단계(202a),
    - 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 기초하여 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)을 유도하는 단계,
    - 입력 화상(vi)에 기초하여 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)을 유도하는 단계 및
    - 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)을 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)과 비교한 것에 기초하여, 고해상도의 인코드된 데이터(coHR,LQ)로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하는데 사용 가능한, 저해상도의 품질 개선 데이터(coMR,MQ)를 만들어내어, 저해상도는 고해상도보다 낮고 그러한 고해상도와 같지 않게 되는, 저해상도 인코딩 단계(214)를 포함하는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)을 유도하는 단계는
    - 고해상도의 인코드된 데이터를 디코드하여 고해상도의 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 만들어내는 단계(202b)와,
    - 고해상도의 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 다운-스케일하여, 다운-스케일링 된 표시 화상(p1)인 저품질의 저해상도 디코드된 데이터(voMR,LQ)를 만들어내는 단계(206)를 포함하고,
    - 상기 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)을 유도하는 단계는, 인코드되지 않은 입력 화상(vi)을 다운-스케일하여 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)인 입력 화상(vi)의 저해상도 버전(viL)을 만들어 냄으로써 행해지고,
    - 비교하는 단계는 입력 화상의 저해상도 버전(viL)으로부터 저품질의 저해상도 디코드된 데이터(voMR,LQ)를 빼는 단계(210)를 포함하는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 순차 입력 화상(vi)은 압축되고, 고해상도 인코딩(202a)이 미리 명시된 제 1 비트속도(BRBase) 이하인 비트속도를 가진 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 만들어내는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 고해상도 인코딩은 100kbit/s와 400kbit/s 사이에 있는 고정된 또는 최대의 제 1 비트속도(BRBase)를 가진 가장 고해상도 인코드된 데이터를 만들어내는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)의 비트속도와 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)의 비트속도의 합은, 명시된 제 2 비트속도(BRMR) 이하인, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 순차 입력 화상(vi)은 압축되고, 고해상도 인코딩(202a)과 저해상도 인코딩(214)은 각각 그것들의 개별 움직인 추정과 움직임 보상 단계들을 가지는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 방법.
  7. 공간 및 SNR 스케일링 가능한 인코드된 화상 데이터를 디코드하는 방법으로서,
    - 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 수신하는 단계,
    - 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 더 수신하는 단계 및
    - 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)와, 출력 해상도로 스케일링된 저해상도의 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)에 기초하여, 고해상도 이하인 출력 해상도를 가진 출력 화상(vo)을 구성하는 단계를 포함하는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 인코드된 화상 데이터를 디코드하는 방법.
  8. 제 1항에 따른 방법에 의해 인코드된 화상 데이터의 사용으로서, 송신 경로를 통해 데이터를 송신하는 방법에서 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)와, 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)에 기초하여 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위한, 대응하는 저해상도의 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 포함 하는, 제 1항에 따른 방법에 의해 인코드된 화상 데이터의 사용.
  9. 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 디바이스(200)로서,
    - 입력 화상을 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)로 인코드하기 위해 배치된 고해상도 인코더(202a),
    - 그러한 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)에 기초하여, 제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)을 유도하도록 배치된 제 1의 다운-스케일링 수단(534, 206),
    - 입력 화상(vi)에 기초하여 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)을 유도하도록 배치된 제 2의 다운-스케일링 수단(532, 204) 및
    제 1의 다운-스케일링된 표시 화상(p1)과 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)을 비교하여 저해상도가 고해상도 이하가 되도록 배치된 포함된 비교기(210)로부터의 비교 신호(vd)에 기초하여, 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해 사용 가능한 저해상도 품질 개선 데이터(coMR,MQ)를 만들어내도록 배치된 저해상도의 인코더(214)를 포함하는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 디바이스.
  10. 제 9항에 있어서,
    - 제 1 다운-스케일링 수단(534, 206)은 고해상도의 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 고해상도의 디코드된 데이터(voHR,LQ)로 디코드하도록 배치된 디코더(202b)와, 고해상도의 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 다운-스케일링된 표시 화 상(p1)인 저품질의 저해상도 디코드된 데이터(voMR,LQ)로 다운-스케일링하도록 배치된 다운-스케일러(206)의 직렬 처리 고리를 포함하고,
    - 제 2 다운-스케일링 수단(532, 204)은 인코드되지 않은 입력 화상(vi)을, 제 2의 다운-스케일링된 표시 화상(p2)인 입력 화상(vi)의 저해상도 버전(viL)으로 다운-스케일링하도록 배치된 인코드되지 않은 신호 다운-스케일링 유닛을 포함하며,
    - 비교기(210)는 입력 화상(vi)의 저해상도 버전(viL)으로부터 저품질의 저해상도 디코드된 데이터(voMR,LQ)를 빼서 비교 신호(vd)를 만들도록 배치된 감산기를 포함하는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 디바이스.
  11. 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축해제 디바이스로서,
    - 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 수신하기 위한 수단(330),
    - 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)로부터 재구성 가능한 화상의 시각적 품질을 개선하기 위해 저해상도의 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 수신하기 위한 수단(332),
    - 입력 해상도로부터 미리 결정된 출력 해상도까지 입력된 화상을 스케일링하도록 배치된 적어도 하나의 스케일링 수단(306, 314),
    - 2개의 입력 화상을 함께 더하기 위한 가산 수단(307, 316) 및
    - 인코드된 입력 화상을 디코드하도록 배치된 적어도 하나의 디코딩 수단(302, 308)을 포함하고,
    상기 스케일링, 가산 및 디코딩 수단은
    - 먼저 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 디코드하도록 배치된 고해상도 디코더(302)는, 고해상도 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 만들어내고, 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 디코드하도록 저해상도 디코더(308)는 저해상도 품질 개선 디코드된 데이터(voMR,MQ)를 만들어내며, 계속해서 고해상도 디코드된 데이터(voHR,LQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 다운-스케일링하도록 배치된 다운-스케일러(306)는 기초 화상(b)을 만들고, 미리 결정된 출력 해상도로 저해상도 품질 개선 디코드된 데이터(voMR,MQ)를 스케일링하도록 배치된 스케일러(314)는 개선 화상(e)을 만들며, 마지막으로 기초 화상(b)과 개선 화상(e)을 더하도록 배치된 가산기(316, 307)는 출력 화상(voHR, BRBase+BREMR, voMR, BRMR)을 만드는, 또는 - 먼저 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 다운-스케일링하도록 배치된 제 1 스케일링 수단과, 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 스케일링하도록 배치된 제 2 스케일링 수단의 출력 화상이 후속적으로 가산기에 더해지고, 가산기 출력이 마지막으로 디코더에서 디코드되는 순서, 또는
    - 먼저 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 다운-스케일링하도록 배치된 제 1 스케일링 수단, 저해상도 품질 개선 인코드된 데이터(coMR,MQ)를 미리 결정된 출력 해상도로 스케일링하도록 배치된 제 2 스케일링 수단, 계속해서 각각의 결과 화상을 디코드하도록 배치된 제 1 및 제 2 디코더 및 마지막으로 최종 화상을 더하도록 배치된 가산기의 순서와 같은
    화상 처리 순서로 연결되는, 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축해제 디바이스.
  12. 화상 데이터 수신기(400)로서,
    - 디코드된 화상 데이터를 수신하기 위한 연결(412),
    - 상기 연결(412)을 통해 바라는 인코드된 화상 데이터를 수신하도록 배치되고, 디코드된 화상 데이터의 상태를 조절하여 표준 인코드된 화상 포맷으로 출력하도록 배치된 데이터 수신 유닛(416),
    - 동작시 표준 인코드된 화상 포맷을 수신하도록 연결된 제 11항에 따른 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축해제 디바이스(418) 및
    - 상기 화상 압축해제 디바이스(418)로부터 수신 가능한 디코드된 화상을 출력하기 위한 출력(421)을 포함하는, 화상 데이터 수신기.
  13. 제 12항에 있어서, 압축해제 모드(D)를 결정하도록 배치되고, 이러한 압축해제 모드는 출력(421)을 거쳐 출력될 출력 화상이 어느 데이터 결합으로부터 재구성되는지를 표시하며, 이러한 결합은 적어도 고해상도 인코드된 데이터(coHR,LQ)와 저해상도 인코드된 데이터를 포함하고, 상기 화상 압축해제 디바이스(300)를 구성하도록 배치된 처리기를 더 포함하는, 화상 데이터 수신기.
  14. 제 13항에 따른 화상 데이터 수신기(400)와, 화상 데이터 수신기(400)에 연 결된 디스플레이(422)를 포함하는 화상 디스플레이 디바이스(410).
  15. 제 9항에 따른 공간 및 SNR 스케일링 가능한 화상 압축 디바이스(200)를 포함하는 화상 데이터 기록기(writer)로서, 상기 화상 데이터 기록기에 포함된 메모리(288)에, 동작하는 동안 인코딩된 데이터(coHR,LQ, coMR, MQ)를 인가하도록 배치되는, 화상 데이터 기록기.
  16. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 프로세서가 실행할 수 있도록 하는 소프트웨어 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(432).
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