KR20100121726A - 압축 이미지 분할 디코딩 방법 및 분할 디코딩 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분할 디코딩 기술에 관한 것으로, 디지털 압축 이미지 데이터를 일정한 크기로 분할하여 각 분할영역을 디코딩한 후에 다운 스케일링하여 생성되는 부분 이미지를 이미지 출력 버퍼에 저장하고 각 분할영역마다 이러한 과정을 반복하여 이미지 출력 버퍼에 누적되어 저장된 다운 스케일링 이미지를 화면에 출력함으로써 작은 버퍼 메모리만으로도 용량이 큰 이미지 데이터를 디코딩하여 화면출력할 수 있는 분할 디코딩 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 JPEG 등의 디지털 압축 포맷으로 저장된 이미지를 디스플레이하기 위해 디코딩된 전체 이미지를 저장할 필요가 없으므로 대용량의 메모리가 필요치 않아 메모리의 낭비를 줄일 수 있고, 따라서 낮은 하드웨어 자원과 저해상도 LCD 화면을 구비한 모바일 단말기의 구성과 동작을 최적화시키는 데에 적용될 수 있는 효과가 있다.
이미지, 디코딩, JPEG, 스케일러, 버퍼
Description
본 발명은 분할 디코딩 기술에 관한 것으로, 디지털 압축 이미지 데이터를 일정한 크기로 분할하여 각 분할영역을 디코딩한 후에 다운 스케일링하여 생성되는 부분 이미지를 이미지 출력 버퍼에 저장하고 각 분할영역마다 이러한 과정을 반복하여 이미지 출력 버퍼에 누적되어 저장된 다운 스케일링 이미지를 화면에 출력함으로써 작은 버퍼 메모리만으로도 용량이 큰 이미지 데이터를 디코딩하여 화면출력할 수 있는 분할 디코딩 기술에 관한 것이다.
디지털 이미지 데이터는 이미지를 구성하는 각 픽셀의 조합으로 이루어지며, 각 픽셀의 값의 RGB나 YCbCr 정보로 이루어진다. 따라서, 디지털 이미지 데이터의 크기는 전체 픽셀의 개수와 각 픽셀에 포함되는 정보량의 곱으로 표현될 수 있으며 이미지의 해상도가 높을 수록 전체 데이터의 크기도 증가한다.
디지털 이미지 데이터를 압축하여 데이터의 크기를 축소하는 다양한 기술이 개발되어 있다. 예를 들어 비슷한 픽셀이 연속하여 분포한다든지 이미지의 방향성 등을 고려하여 이미지 데이터를 매우 작게 압축할 수 있으며, 압축된 데이터는 전송 및 저장에 매우 용이하다.
하지만 압축된 이미지 데이터를 화면상에 디스플레이하기 위해서는 디지털 압축 이미지 데이터의 압축을 해제하여 본래의 이미지 데이터를 복원하는 과정이 필요하며 이러한 과정을 이미지 디코딩이라 부른다. 따라서, 이미지 디코딩을 위해서는 압축 이전의 이미지 데이터를 모두 수용할 수 있는 메모리 공간이 필요하다.
최근에는 디지털 카메라 촬영 기술의 발달로 인해 해상도가 매우 높은 이미지를 모바일 기기를 통해 손쉽게 생성할 수 있다.
그러나, 이미지의 해상도가 높을 수록 이미지 디코딩에 의해 생성되는 원본 이미지 데이터량은 크게 증가한다. 반면, 휴대폰 등의 모바일 단말기는 하드웨어의 연산기능과 자원에 한계가 있으므로 모바일 단말기에 포함된 기존의 이미지 디코더는 해당 이미지를 디코딩함에 있어서 가용 메모리가 전체 이미지의 크기보다 적은 경우에는 정상적인 디코딩 결과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
또한, 정상적인 디코딩이 가능하다 하더라도 메모리 공간을 너무 많이 차지하게 되어 단말기의 기타 다른 동작을 수행하는 데에 지장을 초래하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 디지털 압축 이미지 데이터를 디코딩하여 생성되는 큰 사이즈의 비압축 이미지를 모두 저장할 필요없이 작은 버퍼 메모리만으로도 전체 압축 이미지를 디코딩하여 LCD 등의 휴대 단말기 화면을 통해 보여줄 수 있는 분할 디코딩 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 압축 이미지 분할 디코딩 방법은, (A) 디지털 압축 이미지 데이터의 최소 코드 단위(MCU)를 포함하여 디지털 압축 이미지 데이터의 분할 단위를 설정하는 단계; (B) 디지털 압축 이미지 데이터를 입력받는 단계; (C) 디지털 압축 이미지 데이터로부터 분할 단위만큼의 데이터를 판독 후 디코딩하여 부분 이미지 데이터를 복원한 후 디코딩 버퍼에 저장하는 단계; (D) 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 미리 설정된 다운 스케일링 비율에 따라 다운 스케일링하여 이미지 축소 처리한 후 이미지 출력 버퍼의 해당 위치에 저장하는 단계; (E) 디지털 압축 이미지 데이터 중 아직 판독되지 않은 데이터로부터 분할 단위만큼의 데이터를 판독하여 (C) 단계와 (D) 단계를 처리하고, 디지털 압축 이미지 데이터 전체가 모두 판독될때까지 (C) 단계와 (D) 단계를 반복하여 처리하는 단계; 및 (F) 이미지 출력 버퍼에 누적되어 저장된 축소된 전체 이미지 데이터를 이미지 출력 화면을 통해 디스플레이하는 단계;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축 이미지 분할 디코딩 방법에서 (A) 단계는, 디지털 압축 이미지 데이터의 전체 가로폭을 포함하고 미리 설정된 일정한 크기의 높이를 갖도록 분할 단위를 설정하는 단계;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축 이미지 분할 디코딩 방법에서 (C) 단계부터 (E) 단계는, 디지털 압축 이미지 데이터의 최상단에 위치한 분할 단위부터 판독하기 시작하여 점차 아래쪽으로 순차적으로 분할 단위만큼씩 데이터를 판독하여 디코딩하는 단계;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축 이미지 분할 디코딩 방법에서 (D) 단계는, 다운 스케일링 비율에 따라 부분 이미지 데이터에 대한 픽셀 추출지점을 산출하는 단계; 부분 이미지 데이터로부터 픽셀 추출지점과 근접한 3개의 인접 픽셀을 추출하는 단계; 3개의 인접 픽셀 중 2개의 인접 픽셀을 2-라인 스케일링 버퍼에 각각 저장하는 단계; 3개의 인접 픽셀 중 나머지 하나의 인접 픽셀을 레지스터에 저장하는 단계; 2-라인 스케일링 버퍼와 레지스터에 저장된 총 3개의 인접 픽셀에 대해 픽셀 추출지점으로부터의 거리를 가중치로 두어 3개 인접 픽셀의 값에 대한 평균값을 산출하는 단계; 및 평균값을 새로 생성되는 픽셀값으로 설정하여 이미지 출력 버퍼에 저장하는 단계;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축 이미지 분할 디코딩 방법에서 (D) 단계는, 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 이미지 출력 화면의 규격 이하의 크기로 다운 스케일링하여 이미지 출력 버퍼에 저장하는 단계;를 포함하여 구성되 고, (F) 단계는, 이미지 출력 버퍼에 저장된 축소된 전체 이미지 데이터를 이미지 출력 화면의 규격에 맞게 확대 스케일링하여 디스플레이하는 단계;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 분할 디코딩 디스플레이 장치는, 디지털 압축 이미지 데이터를 저장하는 저장매체; 디지털 압축 이미지 데이터의 최소 코드 단위(MCU)를 포함하는 분할 단위만큼의 데이터를 입력받아 디코딩하여 부분 이미지 데이터를 복원하는 이미지 디코더; 분할 단위의 용량을 최소한 구비하고, 디코딩된 부분 이미지 데이터를 저장하는 디코딩 버퍼; 압축되지 않은 전체 디지털 이미지 데이터의 용량을 기준으로 미리 설정된 다운 스케일링 비율만큼 축소된 용량을 최소한 구비하는 이미지 출력 버퍼; 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 다운 스케일링 비율에 따라 다운 스케일링하여 이미지 축소 처리한 후 이미지 출력 버퍼의 해당 위치에 저장하는 이미지 스케일러; 저장매체의 디지털 압축 이미지 데이터로부터 분할 단위만큼의 데이터를 판독하여 이미지 디코더로 제공한 후 이미지 디코더와 이미지 스케일러의 동작을 제어하고 디지털 압축 이미지 데이터 전체가 모두 판독될때까지 제어 과정을 반복하여 처리하는 제어부; 및 이미지 출력 버퍼에 누적되어 저장된 축소된 전체 이미지 데이터를 이미지 출력 화면을 통해 디스플레이하는 화면 출력부;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 분할 디코딩 디스플레이 장치에서 제어부는, 디지털 압축 이미지 데이터의 전체 가로폭을 포함하고 미리 설정된 일정한 크기의 높이를 갖도록 분할 단위를 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 분할 디코딩 디스플레이 장치에서 제어부는, 디지털 압축 이미지 데이터의 최상단에 위치한 분할 단위부터 판독하기 시작하여 점차 아래쪽으로 순차적으로 분할 단위만큼씩 데이터를 판독하여 디코딩하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 분할 디코딩 디스플레이 장치에서 이미지 스케일러는, 임시 데이터 저장공간이 구비된 레지스터; 부분 이미지 데이터에 포함된 2개 픽셀 라인의 저장 공간을 구비하는 2-라인 스케일링 버퍼; 다운 스케일링 비율에 따라 디코딩 버퍼의 부분 이미지 데이터에 대한 픽셀 추출지점을 산출하는 다운 스케일링 연산부; 부분 이미지 데이터로부터 픽셀 추출지점과 근접한 3개의 인접 픽셀을 추출하는 인접 픽셀 판독부; 3개의 인접 픽셀 중 2개의 인접 픽셀을 2-라인 스케일링 버퍼에 각각 저장하고, 3개의 인접 픽셀 중 나머지 하나의 인접 픽셀을 레지스터에 저장하고, 2-라인 스케일링 버퍼와 레지스터에 저장된 총 3개의 인접 픽셀에 대해 픽셀 추출지점으로부터의 거리를 가중치로 두어 3개 인접 픽셀의 값에 대한 평균값을 산출하는 픽셀값 설정부; 및 평균값을 새로 생성되는 픽셀값으로 설정하여 이미지 출력 버퍼의 해당 위치에 저장하는 픽셀 데이터 출력부;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 분할 디코딩 디스플레이 장치에서 이미지 스케일러는, 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 이미지 출력 화면의 규격 이하의 크기로 다운 스케일링하여 이미지 출력 버퍼에 저장하는 것을 특징으로 하고, 화면 출력부는, 이미지 출력 버퍼에 저장된 축소된 전체 이미지 데이터를 이미 지 출력 화면의 규격에 맞게 확대 스케일링하여 디스플레이하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 JPEG 등의 디지털 압축 포맷으로 저장된 이미지를 디스플레이하기 위해 디코딩된 전체 이미지를 저장할 필요가 없으므로 대용량의 메모리가 필요치 않아 메모리의 낭비를 줄일 수 있고, 따라서 낮은 하드웨어 자원과 저해상도 LCD 화면을 구비한 모바일 단말기의 구성과 동작을 최적화시키는 데에 적용될 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[도 1]은 본 발명의 실시예에 따른 분할 디코딩 디스플레이 장치(10)의 전체 구성도이다.
분할 디코딩 디스플레이 장치(10)는 저장매체(11), 이미지 디코더(12), 디코딩 버퍼(13), 제어부(14), 이미지 스케일러(15), 이미지 출력 버퍼(16), 화면 출력부(17)를 포함하여 구성된다.
이때, 분할 디코딩 디스플레이 장치(10)는 일반적으로 휴대폰 등의 모바일 단말기로 구현될 수 있으며, 영상을 디스플레이하기 위해 LCD 화면과 같은 이미지 출력 화면이 구비된다. 그 밖에 영상을 외부로부터 수신하거나 입력하기 위한 인터페이스 수단이 더 구비될 수 있다.
저장매체(11)는 플래시 메모리나 하드 디스크 등으로 구현될 수 있으며 본 발명에서는 디지털 압축 이미지 데이터를 저장한다. 또한, 디지털 압축 이미지 데이터는 휘발성 메모리 형태의 저장매체(11)에 저장될 수도 있는데, 이 경우에는 휴대폰을 통해 디지털 압축 이미지 데이터를 전송받은 후 영구적으로 저장하지 않고 일시적인 화면 출력에만 사용되는 경우를 나타낸다. 따라서, 저장매체(11)는 플래시 메모리나 하드 디스크뿐만 아니라 RAM의 형태로 구현될 수도 있다.
이때, 저장되는 디지털 압축 이미지 데이터는 JPEG 포맷 등과 같은 압축 데이터로서 본래의 디지털 이미지를 무손실 또는 손실 압축하여 용량을 크게 줄인 데이터이다. 따라서, 압축 데이터를 풀면 데이터의 양이 몇 배로 증가할 수 있다.
이미지 디코더(12)는 디지털 압축 이미지 데이터를 디코딩하여 압축 이전의 이미지 데이터를 복원해낸다. 이때, JPEG과 같은 압축 이미지는 16×16 픽셀 정보를 포함하는 최소 코드 단위(MCU : minimum coded unit)로 압축되어 있으므로 최소 코드 단위를 포함하는 분할 단위로 압축 이미지 데이터를 쪼개서 디코딩할 수 있다. 또한, JPEG 압축 포맷 이외에도 일정한 영역 단위로 분할되어 압축된 이미지 포맷의 경우에는 분할 디코딩이 가능하다.
즉, 이미지 디코더(12)는 디지털 압축 이미지 데이터를 최소 코드 단위를 포함하는 분할 단위로 이미지 디코딩하도록 구성되며, 제어부(14)의 동작에 의해 미리 설정된 분할 단위만큼의 압축 이미지 데이터를 제공받으면 이를 이미지 디코딩하여 부분 이미지 데이터를 복원해낸다.
디코딩 버퍼(13)는 데이터의 임시 저장 메모리로서, 앞서 이미지 디코더(12) 를 통해 복원된 부분 이미지 데이터가 저장된다. 따라서, 디코딩 버퍼(13)의 용량은 이미지 디코더(12)를 통해 출력되는 분할 단위 만큼의 부분 이미지 데이터를 저장할 수 있는 용량이면 충분하며, 디코딩된 전체 이미지 데이터를 저장할 수 있는 크기를 요구하지 않는다.
이미지 스케일러(15)는 디코딩 버퍼(13)에 저장된 부분 이미지 데이터를 다운 스케일링 비율에 다운 스케일링하여 이미지를 축소한다. 이때, 다운 스케일링 비율을 하드웨어적으로 미리 설정되어 있거나 외부 입력에 의해 임의로 설정될 수 있으며, 이미지 축소 처리된 부분 이미지 데이터는 이미지 출력 버퍼(16)에 저장된다. 이미지 출력 버퍼(16)에는 그동안 저장된 부분 이미지 데이터가 누적되어 형성된 전체 이미지의 일부가 저장된 상태이며, 새로 추가되는 부분 이미지 데이터는 전체 이미지의 새로운 일부를 형성하는 해당 위치에 저장된다.
일반적으로, 다운 스케일링 비율은 단말기의 이미지 출력 화면 크기에 맞게 이미지를 축소할 수 있도록 설정되지만, 이미지 저장공간을 더욱 줄이기 위해 화면 크기보다 작은 규격으로 이미지를 축소하도록 설정될 수도 있다. 예컨대, 다운 스케일링 비율에 따라 화면의 1/4 크기로 축소하여 저장한 후 화면 출력시에 4배로 확대 스케일링하여 이미지를 디스플레이할 수도 있다.
이미지 출력 버퍼(16)는 이미지 스케일러(15)로부터 부분 이미지 데이터를 제공받아 누적 저장하여 화면에 출력되는 이미지를 형성하는 저장공간이다. 이때, 이미지 출력 버퍼(16)의 용량은 디지털 이미지 데이터 전체를 디코딩하여 압축을 풀었을 경우의 데이터 용량을 기준으로 미리 설정된 다운 스케일링 비율만큼 축소 된 용량을 최소한 구비해야 한다.
예컨대, 디코딩된 전체 디지털 이미지 데이터의 크기가 400KByte이고 다운 스케일링 비율이 1/8 이라면 이미지 출력 버퍼(16)의 크기는 최소한 50KByte는 되어야 한다. 하지만 디코딩된 전체 디지털 이미지 데이터의 크기에 해당되는 400KByte를 모두 구비하거나 사용할 필요는 없으므로 기존의 방식에 비해 메모리를 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
제어부(14)는 분할 디코딩 디스플레이 장치(10)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 저장매체(11)로부터 앞서 설정된 분할 단위만큼의 데이터를 판독하여 이미지 디코더(12)로 제공한 후 이미지 디코더(12)의 동작을 제어하고, 이미지 스케일러(15)의 동작을 제어하여 디코딩 이미지의 다운 스케일링이 이루어지도록 제어한다.
또한, 제어부(14)는 각 단계에서 생성되는 데이터가 버퍼(13, 16)에 저장되는 과정을 제어하며, 이상의 디코딩 동작과 다운 스케일링 동작이 각 분할 단위마다 계속 사이클을 돌며 디지털 압축 이미지 데이터 전체를 모두 판독할 때까지 위 과정이 순차적으로 진행되도록 제어한다.
이때, 디지털 압축 이미지 데이터를 판독하여 처리하는 분할 단위는 앞서 설명한 대로 최소 코드 단위(MCU : minimum coded unit)를 포함하도록 설정되어야 한다. 예컨대, 최소 코드 단위의 8배만큼의 크기를 분할 단위로 설정한다면 분할 단위와 분할 단위 사이에 최소 코드 단위가 걸치는 일은 발생하지 않으므로 분할 단위로 설정이 가능하다.
또한, 분할 단위는 MCU를 포함하면서 디지털 압축 이미지 데이터의 전체 가로폭을 포함하는 동시에 미리 설정된 일정한 크기의 높이를 갖도록 설정될 수 있다. 후술하는 [도 2]와 [도 3]에서는 이러한 경우의 실시예를 기준으로 설명하고 있으므로 이후 보다 상세히 설명하기로 한다.
화면 출력부(17)는 이미지 출력 버퍼(16)에 누적되어 저장된 이미지 데이터를 단말기에 구비된 LCD와 같은 이미지 출력 화면을 통해 디스플레이한다. 이때, 이미지 출력 버퍼(16)에 저장된 이미지는 축소된 전체 이미지 데이터를 의미하며 앞서 설명한 각 부분 이미지들이 누적되어 형성된 데이터이다.
일반적으로 이미지 출력 버퍼(16)에 저장된 축소된 전체 이미지 데이터는 이미지 출력 화면의 규격에 맞게 다운 스케일링된 이미지이지만, 만약 화면 규격보다 작은 크기로 다운 스케일링되었다면 이미지 출력 화면의 규격에 맞게 확대 스케일링하여 디스플레이해야 한다.
이 경우에는, 이미지의 확대 스케일링 과정에서 픽셀을 단순 확대하여 이미지를 확대할 수도 있고 별도의 이미지 처리를 통해 확대 이미지를 자연스럽게 보정할 수도 있다.
[도 2]는 분할 디코딩이 이루어지는 과정을 개념적으로 설명한 도면이다.
먼저, JPEG과 같은 포맷으로 압축된 디지털 압축 이미지 데이터를 일정한 분할 단위로 분할한다. 이때, 분할 단위는 최소 코드 단위(MCU)를 포함하도록 설정되어야 하며, [도 2]에서는 디지털 압축 이미지 데이터의 전체 가로폭을 포함하고 일정한 높이를 갖도록 분할 단위가 설정되어 있다. 즉, 전체 이미지를 가로로 분할한다.
이때의 분할은 디코딩이 이루어지기 이전의 분할이므로 분할된 각 부분은 디코딩을 통해 압축 이전의 데이터로 복원되어야 한다. 여기서, 분할된 각 부분에는 최소 코드 단위가 온전히 유지되어 있으므로 각 부분별로 디코딩이 가능하다.
먼저, 첫 번째 분할 단위로서 이미지의 제 1 열을 디코딩처리하여 첫 번째 분할 단위에 대한 부분 이미지가 복원된다. 부분 이미지의 데이터의 크기는 디코딩 이전의 데이터의 크기보다 증가한다.
이후, 첫 번째 분할 단위의 부분 이미지를 다운 스케일링하여 이미지의 규격을 줄인 후에 이미지 출력 버퍼에 다운 스케일링된 부분 이미지를 저장한다.
그 다음에는, 디지털 압축 이미지 데이터의 두 번째 분할 단위로서 이미지의 제 2 열을 디코딩 후 다운 스케일링하여 이미지 출력 버퍼에 저장하며, 이상의 과정을 디지털 압축 이미지 데이터 전체에 대하여 수행한다.
이때, 디지털 압축 이미지 데이터의 분할 단위를 판독하는 순서는 제 1 열 -> 제 2 열 -> 제 3 열의 순으로 이미지의 최상단부터 순차적으로 아래쪽으로 내려가면서 판독해나가는 것이 일반적이지만, 반드시 이러한 순서로 진행될 필요는 없다. 하지만, 다운 스케일링된 부분 이미지를 이미지 출력 버퍼에 저장하는 과정에서 이미지의 형상이 유지되도록 해당 위치에 맞추어 저장되어야 한다.
[도 3]은 이미지의 다운 스케일링 과정에서 bi-linear 알고리즘에 의해 픽셀 값을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
bi-linear 알고리즘은 3개의 픽셀값에 가중치를 곱한 값으로 새로운 픽셀값을 할당하는 알고리즘으로서, 가중치는 새로운 픽셀로부터 3개의 픽셀까지의 거리에 정비례하도록 설정된다.
즉, [도 3]에서 검은 픽셀은 다운 스케일링에 의해 새로 결정되는 픽셀의 위치이며, 박스 안의 3개의 흰 픽셀은 새로 결정되는 픽셀의 주변에 분포하는 기존의 픽셀이다.
새로운 픽셀과 가장 가까운 픽셀의 값을 새로운 픽셀값으로 설정하는 것도 한가지 방법이지만, 이미지를 보다 자연스럽게 다운 스케일링하기 위해서는 주변의 픽셀값을 고려하여 다운스케일링 처리하는 것이 바람직하다.
따라서, 1 ~ 3번째 픽셀(흰 픽셀)과 새로운 픽셀(검은 픽셀) 사이의 거리를 가중치로 두어 3개의 픽셀을 합한 후에 평균을 낸다.
[도 3]에서 살펴보면 두 번째 픽셀에 가중치를 많이 두며, 그 다음으로는 첫 번째 픽셀, 마지막으로 세 번째 픽셀에 가중치를 가장 작게 둔 후에 이를 합하여 평균을 낸다.
[도 4]는 [도 3]의 bi-linear 알고리즘 방식에 의해 다운 스케일링이 이루어지는 이미지 스케일러(15)의 구성을 보다 자세히 나타낸 구성도이다.
이미지 스케일러(15)는 bi-linear 알고리즘을 사용하되 3개의 픽셀 중 2개의 픽셀을 저장하기 위한 버퍼만을 구비하고 나머지 하나의 픽셀은 레지스터에 저장하 는 방식을 사용한다.
이를 위해, 이미지 스케일러(15)는 레지스터(155), 2-라인 스케일링 버퍼(156), 다운 스케일링 연산부(152), 인접 픽셀 판독부(151), 픽셀값 설정부(153), 픽셀 데이터 출력부(156)을 포함하여 구성된다.
레지스터(155)는 각종 데이터 처리와 연산 처리를 위해 데이터가 임시 저장되는 공간으로서 이미지 스케일러(15) 내에 구비될 수도 있지만 이미지 스케일러(15)의 외부에 위치한 제어부(14) 등에 구비될 수도 있다.
2-라인 스케일링 버퍼(156)는 2개의 픽셀 라인의 저장 공간을 구비한다.
다운 스케일링 연산부(152)는 다운 스케일링 비율에 따라 디코딩 버퍼(13)의 부분 이미지 데이터에 대한 픽셀 추출지점을 산출한다. 예컨대, 다운 스케일링 비율이 3/10이라면 원본 이미지의 가로 세로로 10개의 픽셀 당 3개의 픽셀 추출지점을 찍는 식으로 픽셀 추출지점을 산출한다. 따라서, 픽셀 추출지점은 기존의 원본 이미지의 픽셀 위치와 일치하지 않을 수도 있다.
인접 픽셀 판독부(151)는 디코딩 버퍼(13)에 저장된 부분 이미지로부터 앞서 다운 스케일링 연산부(152)에서 산출된 픽셀 추출지점과 근접한 3개의 인접 픽셀을 추출한다. 이때, 픽셀 추출지점이 여러개 모여서 픽셀 라인을 이루므로 3개의 인접 픽셀라인을 추출하게 된다.
픽셀값 설정부(153)는 인접 픽셀 판독부(151)를 통해 추출된 3개의 인접 픽셀라인 중 2개의 인접 픽셀라인을 2-라인 스케일링 버퍼(156)의 2개의 픽셀 라인에 각각 저장한다. 그리고, 나머지 하나의 인접 픽셀라인은 레지스터(155)에 저장한 다.
그런 후에, 픽셀값 설정부(153)는 2-라인 스케일링 버퍼(156)와 레지스터(155)에 각각 저장된 총 3개의 인접 픽셀에 대해 픽셀 추출지점으로부터의 거리를 가중치로 두어 3개 인접 픽셀의 값에 대한 평균값을 산출한다.
픽셀 데이터 출력부(156)는 픽셀값 설정부(153)에 의해 산출된 평균값을 앞서 결정된 픽셀 추출지점에 대한 픽셀값으로 설정함으로써 다운 스케일링에 의해 새로 생성되는 픽셀값으로 설정한다. 그리고, 이를 이미지 출력 버퍼(16)의 해당 위치에 저장한다.
[도 5]는 본 발명의 실시예에 따른 압축 이미지 분할 디코딩 방법의 전체 동작과정을 나타낸 순서도이다.
전체적인 동작 과정은 앞서 [도 1] ~ [도 4]에서 설명한 내용과 거의 유사하므로 앞서 설명된 내용을 그대로 적용할 수 있다. 이후 [도 5]와 [도 6]에서는 전체적인 동작 과정 위주로 간략히 설명하며, 세부적인 사항에 대해서는 앞서 설명 내용을 참조하여 파악할 수 있다.
먼저, 디지털 압축 이미지 데이터의 최소 코드 단위(MCU)를 포함하여 디지털 압축 이미지 데이터의 분할 단위를 설정한다(ST10). 이때, 디지털 압축 이미지 데이터는 JPEG 등의 압축 포맷에 의해 압축된 이미지이다.
분할 단위는 다양한 압축 포맷의 최소 코드 단위에 따라 달리 설정될 수 있다. 예컨대, 앞서 [도 2]의 실시예와 같이 전체 이미지를 가로로 분할하여 전체 가로폭을 포함하고 일정한 높이를 갖도록 분할 단위를 설정할 수도 있다.
그 다음으로, 디지털 압축 이미지 데이터를 입력받는다(ST20). 디지털 압축 이미지 데이터는 안테나를 통해 무선 전송받을 수도 있고 데이터 단자를 통해 입력받을 수도 있다. 또는, 이러한 입력 과정없이 단말기 내에 이미지 데이터가 미리 구비될 수도 있다.
그런 후에, 디지털 압축 이미지 데이터로부터 앞서 설정된 분할 단위만큼의 데이터를 판독 후(ST30) 디코딩하여 부분 이미지 데이터를 복원한 후 디코딩 버퍼에 저장한다(ST40).
그리고, 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 미리 설정된 다운 스케일링 비율에 따라 다운 스케일링하여 이미지 축소 처리한 후(ST50) 이미지 출력 버퍼의 해당 위치에 저장한다(ST60). 이때, 다운 스케일링 비율은 일반적으로 화면 크기에 맞추어 축소되도록 설정되지만, 화면 규격보다 작은 크기로 축소되도록 설정될 수도 있다.
이상 설명한 하나의 분할 단위에 대한 데이터 판독(ST30), 분할 디코딩(ST40), 다운 스케일링(ST50), 부분 이미지 누적(ST60)으로 이루어진 한 사이클의 과정은 디지털 압축 이미지 데이터 전체가 모두 판독될때까지 반복하여 진행된다(ST70).
즉, 최초의 분할 단위에 대한 판독, 디코딩, 다운 스케일링이 이루어진 후 그 다음 분할 단위에 대한 위의 과정이 이어서 진행되며, 이러한 과정은 더이상 판독할 분할 단위가 남아있지 않을 때까지 계속 반복된다. 이상의 반복 과정은 본래 이미지의 최상단부터 아래쪽으로 순차적으로 분할 단위만큼 판독하여 진행될 수도 있고 임의로 설정된 순서에 따라 진행될 수도 있다. 다만, 이상의 반복 과정을 통해 부분 이미지를 이미지 출력 버퍼에 누적하여 저장할 때는 전체 이미지가 유지되도록 해당 위치에 맞게 부분 이미지가 저장되어야 한다.
마지막으로, 이미지 출력 버퍼에 누적되어 저장된 축소된 전체 이미지 데이터를 이미지 출력 화면을 통해 디스플레이한다(ST80). 이미지 출력 버퍼에 저장된 이미지가 화면 규격에 맞는 경우에는 그대로 출력하지만, 화면 규격보다 작게 축소된 경우에는 화면 크기에 맞도록 확대 스케일링하여 디스플레이한다.
[도 6]은 [도 5]의 이미지 다운 스케일링 단계(ST50)에서 2-라인 스케일링 버퍼와 bi-linear 알고리즘을 사용하는 과정을 보다 상세히 나타낸 순서도이다.
먼저, 다운 스케일링 비율에 따라 부분 이미지 데이터에 대한 픽셀 추출지점을 산출한다(ST51). 예컨대, 다운 스케일링 비율이 3/10이면 가로 세로로 10개의 픽셀 당 3개의 픽셀 추출지점을 산출한다.
그리고, 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터로부터 앞서 산출된 픽셀 추출지점과 근접한 3개의 인접 픽셀을 추출한다(ST52). 픽셀 추출지점이 복수개이므로 각 픽셀 추출지점에 대하여 인접 픽셀 3개씩을 추출한다.
그 다음으로, 추출된 3개의 인접 픽셀 중 2개의 인접 픽셀을 2-라인 스케일링 버퍼에 각각 저장하고(ST53), 3개의 인접 픽셀 중 나머지 하나의 인접 픽셀을 레지스터에 저장한다(ST54).
이후, 2-라인 스케일링 버퍼와 레지스터에 저장된 총 3개의 인접 픽셀에 대해 앞서 산출된 해당 픽셀 추출지점으로부터의 거리를 가중치로 두어 3개 인접 픽셀의 값에 대한 평균값을 산출한다(ST55).
그리고, 각 픽셀 추출지점에 대하여 앞서 산출된 평균값을 새로 생성되는 픽셀값으로 설정하여 이미지 출력 버퍼에 저장한다(ST56).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[도 1]은 본 발명의 실시예에 따른 분할 디코딩 디스플레이 장치(10)의 전체 구성도,
[도 2]는 분할 디코딩이 이루어지는 과정을 개념적으로 설명한 도면,
[도 3]은 다운 스케일링 과정에서 bi-linear 알고리즘에 의해 픽셀값을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면,
[도 4]는 [도 3]의 bi-linear 알고리즘 방식에 의해 다운 스케일링이 이루어지는 이미지 스케일러(15)의 구성을 보다 자세히 나타낸 구성도,
[도 5]는 본 발명의 실시예에 따른 압축 이미지 분할 디코딩 방법의 전체 동작과정을 나타낸 순서도,
[도 6]은 [도 5]의 이미지 다운 스케일링 단계(ST50)에서 2-라인 스케일링 버퍼와 bi-linear 알고리즘을 사용하는 과정을 보다 상세히 나타낸 순서도이다.
Claims (10)
- (A) 디지털 압축 이미지 데이터의 최소 코드 단위(MCU)를 포함하여 디지털 압축 이미지 데이터의 분할 단위를 설정하는 단계;(B) 디지털 압축 이미지 데이터를 입력받는 단계;(C) 상기 디지털 압축 이미지 데이터로부터 상기 분할 단위만큼의 데이터를 판독 후 디코딩하여 부분 이미지 데이터를 복원한 후 디코딩 버퍼에 저장하는 단계;(D) 상기 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 미리 설정된 다운 스케일링 비율에 따라 다운 스케일링하여 이미지 축소 처리한 후 이미지 출력 버퍼의 해당 위치에 저장하는 단계;(E) 상기 디지털 압축 이미지 데이터 중 아직 판독되지 않은 데이터로부터 상기 분할 단위만큼의 데이터를 판독하여 상기 (C) 단계와 상기 (D) 단계를 처리하고, 상기 디지털 압축 이미지 데이터 전체가 모두 판독될때까지 상기 (C) 단계와 상기 (D) 단계를 반복하여 처리하는 단계; 및(F) 상기 이미지 출력 버퍼에 누적되어 저장된 축소된 전체 이미지 데이터를 이미지 출력 화면을 통해 디스플레이하는 단계;를 포함하여 구성되는 분할 디코딩 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 (A) 단계는,상기 디지털 압축 이미지 데이터의 전체 가로폭을 포함하고 미리 설정된 일정한 크기의 높이를 갖도록 상기 분할 단위를 설정하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 방법.
- 청구항 2에 있어서,상기 (C) 단계부터 상기 (E) 단계는,상기 디지털 압축 이미지 데이터의 최상단에 위치한 분할 단위부터 판독하기 시작하여 점차 아래쪽으로 순차적으로 상기 분할 단위만큼씩 데이터를 판독하여 디코딩하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 (D) 단계는,상기 다운 스케일링 비율에 따라 상기 부분 이미지 데이터에 대한 픽셀 추출지점을 산출하는 단계;상기 부분 이미지 데이터로부터 상기 픽셀 추출지점과 근접한 3개의 인접 픽 셀을 추출하는 단계;상기 3개의 인접 픽셀 중 2개의 인접 픽셀을 2-라인 스케일링 버퍼에 각각 저장하는 단계;상기 3개의 인접 픽셀 중 나머지 하나의 인접 픽셀을 레지스터에 저장하는 단계;상기 2-라인 스케일링 버퍼와 상기 레지스터에 저장된 총 3개의 인접 픽셀에 대해 상기 픽셀 추출지점으로부터의 거리를 가중치로 두어 상기 3개 인접 픽셀의 값에 대한 평균값을 산출하는 단계; 및상기 평균값을 새로 생성되는 픽셀값으로 설정하여 상기 이미지 출력 버퍼에 저장하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 방법.
- 청구항 4에 있어서,상기 (D) 단계는,상기 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 이미지 출력 화면의 규격 이하의 크기로 다운 스케일링하여 상기 이미지 출력 버퍼에 저장하는 단계;를 포함하여 구성되고,상기 (F) 단계는,상기 이미지 출력 버퍼에 저장된 상기 축소된 전체 이미지 데이터를 이미지 출력 화면의 규격에 맞게 확대 스케일링하여 디스플레이하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 방법.
- 디지털 압축 이미지 데이터를 저장하는 저장매체;디지털 압축 이미지 데이터의 최소 코드 단위(MCU)를 포함하는 분할 단위만큼의 데이터를 입력받아 디코딩하여 부분 이미지 데이터를 복원하는 이미지 디코더;상기 분할 단위의 용량을 최소한 구비하고, 상기 디코딩된 부분 이미지 데이터를 저장하는 디코딩 버퍼;압축되지 않은 전체 디지털 이미지 데이터의 용량을 기준으로 미리 설정된 다운 스케일링 비율만큼 축소된 용량을 최소한 구비하는 이미지 출력 버퍼;상기 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 상기 다운 스케일링 비율에 따라 다운 스케일링하여 이미지 축소 처리한 후 상기 이미지 출력 버퍼의 해당 위치에 저장하는 이미지 스케일러;상기 저장매체의 상기 디지털 압축 이미지 데이터로부터 상기 분할 단위만큼의 데이터를 판독하여 상기 이미지 디코더로 제공한 후 상기 이미지 디코더와 상기 이미지 스케일러의 동작을 제어하고 상기 디지털 압축 이미지 데이터 전체가 모두 판독될때까지 상기 제어 과정을 반복하여 처리하는 제어부; 및상기 이미지 출력 버퍼에 누적되어 저장된 축소된 전체 이미지 데이터를 이 미지 출력 화면을 통해 디스플레이하는 화면 출력부;를 포함하여 구성되는 분할 디코딩 디스플레이 장치.
- 청구항 6에 있어서,상기 제어부는,상기 디지털 압축 이미지 데이터의 전체 가로폭을 포함하고 미리 설정된 일정한 크기의 높이를 갖도록 상기 분할 단위를 설정하는 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 디스플레이 장치.
- 청구항 7에 있어서,상기 제어부는,상기 디지털 압축 이미지 데이터의 최상단에 위치한 분할 단위부터 판독하기 시작하여 점차 아래쪽으로 순차적으로 상기 분할 단위만큼씩 데이터를 판독하여 디코딩하는 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 디스플레이 장치.
- 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,상기 이미지 스케일러는,임시 데이터 저장공간이 구비된 레지스터;상기 부분 이미지 데이터에 포함된 2개 픽셀 라인의 저장 공간을 구비하는 2-라인 스케일링 버퍼;상기 다운 스케일링 비율에 따라 상기 디코딩 버퍼의 상기 부분 이미지 데이터에 대한 픽셀 추출지점을 산출하는 다운 스케일링 연산부;상기 부분 이미지 데이터로부터 상기 픽셀 추출지점과 근접한 3개의 인접 픽셀을 추출하는 인접 픽셀 판독부;상기 3개의 인접 픽셀 중 2개의 인접 픽셀을 상기 2-라인 스케일링 버퍼에 각각 저장하고, 상기 3개의 인접 픽셀 중 나머지 하나의 인접 픽셀을 레지스터에 저장하고, 상기 2-라인 스케일링 버퍼와 상기 레지스터에 저장된 총 3개의 인접 픽셀에 대해 상기 픽셀 추출지점으로부터의 거리를 가중치로 두어 상기 3개 인접 픽셀의 값에 대한 평균값을 산출하는 픽셀값 설정부; 및상기 평균값을 새로 생성되는 픽셀값으로 설정하여 상기 이미지 출력 버퍼의 해당 위치에 저장하는 픽셀 데이터 출력부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 디스플레이 장치.
- 청구항 9에 있어서,상기 이미지 스케일러는,상기 디코딩 버퍼에 저장된 부분 이미지 데이터를 이미지 출력 화면의 규격 이하의 크기로 다운 스케일링하여 상기 이미지 출력 버퍼에 저장하는 것을 특징으로 하고,상기 화면 출력부는,상기 이미지 출력 버퍼에 저장된 상기 축소된 전체 이미지 데이터를 이미지 출력 화면의 규격에 맞게 확대 스케일링하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 분할 디코딩 디스플레이 장치.
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