KR20150028716A

KR20150028716A - 영상 부호화 장치 및 영상 부호화 방법

Info

Publication number: KR20150028716A
Application number: KR20140105340A
Authority: KR
Inventors: 신타로 나카야마
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2014-08-13
Publication date: 2015-03-16
Also published as: US9319691B2; JP2015053590A; US20150071559A1

Abstract

본 발명은 블록 노이즈의 영향을 억제하면서 영상 데이터를 압축하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 압축하여 출력하는 제 1 블록 인코더를 갖고, 제 1 블록 인코더는, 입력 화소 값들 중 블록에서 선두에 제공되는 제 1 입력 화소 값을 출력하고, 블록에 포함되는 제 1 입력 화소 값 이외의 제 2 입력 화소 값을 제 1 입력 화소 값보다도 비트 수가 적은 제 2 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 제 1 인코더를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 부호화 장치 및 영상 부호화 방법{IMAGE ENCODING APPARATUS AND IMAGE ENCODING METHOD}

본 발명은 영상 데이터를 부호화하는 기술에 관한 것이다.

표시 패널을 구동할 때는, 표시 패널의 화소 수 및 표시의 계조 수에 대응되는 용량의 프레임 메모리가 사용된다. 표시 패널의 표시 품질을 향상시키기 위해, 고정밀화 등이 진행되고 있다. 특히, 휴대 전화, 스마트폰 등에 사용되는 표시 패널에 있어서는, 이러한 고정밀화가 빠르게 진행되고 있다. 그에따라, 프레임 메모리의 용량및 코스트가 증가된다. 코스트 절감을 위해, 프레임 메모리의 용량을 삭감하려는 시도가 이루어지고 있다. 또한, 휴대 전화, 스마트폰 등에 사용되는 표시 패널에서는 부분적으로 프레임 메모리를 다시 쓰는 기능이 요구되고 있다. 그러므로, 영상을 소정의 길이를 갖는 블록으로 분할하여, 블록마다 압축·전개를 행하는 기술이 개발되어 있다. 예를 들어, 특허 문헌1에서는 블록마다의 압축·전개를 행하는 기술이 개시되어 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌1] 일본국 특허 공개 제2010-11386호 공보

블록 단위로 영상 데이터를 압축·전개 하면, 영상 열화가 발생하기 쉽다. 특히, 압축·전개를 하는 과정에서 블록의 선두에 있는 화소 값이 원래의 데이터로부터 크게 벗어나면 블록 노이즈가 발생한다. 블록 노이즈의 영향으로, 영상을 확대한 때에 블록들 사이의 경계가 시인되는 문제가 있었다. 그러므로, 블록 노이즈를 감소시키고, 영상 데이터의 압축률을 높이면서, 블록 노이즈에 의하여 영향을 적게 받는 고품질의 압축 방법이 요구되고 있다.

본 발명은 블록 노이즈의 영향을 억제하면서, 영상 데이터를 압축하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 영상 부호화 장치는, 제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 압축하여 출력하는 제 1 블록 인코더를 가지고, 상기 제 1 입력 화소 값은 상기 블록의 선두에 제공되고, 상기 제 2 입력 화소 값은 상기 블록 내에서 상기 제 1 입력 화소 값에 후속하며, 상기 제 1 블록 인코더는, 상기 제 1 입력 화소 값을 출력하고, 상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 입력 화소 값의 비트 수 보다도 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 제 1 인코더를 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 압축하여 출력하는 제 1 블록 인코더를 가지고, 상기 제 1 입력 화소 값은 상기 블록의 선두에 제공되고, 상기 제 2 입력 화소 값은 상기 블록 내에서 상기 제 1 입력 화소 값에 후속하며, 상기 제 1 블록 인코더는, 상기 제 1 입력 화소 값을 제 1 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 제 2 인코더; 및 상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 압축 화소 값의 비트 수 보다 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 제 1 인코더 갖는다.

또한, 다른 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 제 1 인코더는, 제 2 입력 화소 값과 참조하는 화소 값과의 차분을 양자화할 수 있다.

또한, 다른 바람직한 실시 형태에 있어서, 참조하는 화소 값은, 제 1 압축 화소 값이 복호화된 복호화 화소 값을 포함할 수 있다.

또한, 다른 바람직한 실시 형태에 있어서, 제 1 인코더는, 제 2 입력 화소 값을 직접 양자화할 수 있다.

이 영상 부호화 장치에 의하면, 블록 노이즈의 영향을 억제하면서, 또한 열화가 작은 영상 데이터를 압축할 수 있다.

또한, 다른 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 제 1 블록 인코더와는 다른 방식으로, 상기 입력 화소 값들을 블록 단위로 압축하여 출력하는 제 2 블록 인코더; 및 상기 제 1 블록 인코더에 의해 압축·복호화된 제 1 복호화 화소 값과 상기 입력 화소 값들과의 오차와, 상기 제 2 블록 인코더에 의해 압축·복호화된 제 2 복호화 화소 값과 상기 입력 화소 값들과의 오차를 비교하고, 상기 제1 및 제2 블록 인코더 중 작은 오차를 제공하는 어느 하나로부터 출력된 압축 화소 값을 선택하여 출력하는 제 1멀티플렉서를 더 포함할 수 있다.

또한, 다른 바람직한 실시 형태에 있어서, 제 1 블록 인코더는, 상기 제 2 입력 화소 값을 서로 다른 방법으로 각각 압축하여 제 2 압축 화소 값들로 출력하는 복수의 제 1 인코더; 및

상기 제 2 압축 화소 값들이 각각 복호화된 제 2 복호화 화소 값들과 상기 제 2 입력 화소 값과의 오차들을 각각 산출하고, 상기 오차들을 비교하여, 상기 제 1 인코더들 중 가장 작은 오차를 제공하는 제 1 인코더로부터 출력된 제 2 압축 화소 값을 선택하여 출력하는 제 2멀티플렉서를 더 포함할 수 있다.

또한, 다른 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 입력 화소 값들은 제 3 입력 화소 값을 더 포함하며, 상기 제 2 블록 인코더는, 제 3 입력 화소 값을 서로 다른 방법으로 각각 압축하여 제 3 압축 화소 값들로 출력하는 복수의 제 3 인코더 및상기 제 3 인코더들로부터 출력된 상기 제 3 압축 화소 값들이 각각 복호화된 제 3 복호화 화소 값들과 상기 제 3 입력 화소 값과의 오차들을 각각 산출하고, 상기 오차들을 비교하여, 상기 제 3 인코더들 중 가장 작은 오차를 제공하는 제 3 인코더로부터 출력된 제 3 압축 화소 값을 선택하여 출력하는 제 3 멀티플렉서를 더 포함한다.

이 영상 부호화 장치에 의하면, 다양한 영상 데이터에 대해서도, 블록 노이즈의 영향을 억제하면서, 열화가 작은 영상 데이터를 압축할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 영상 데이터의 부호화 방법은, 제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 부호화하는 방법에 있어서, 상기 제 1 입력 화소 값을 출력하는 단계; 및 상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 압축 화소 값의 비트 수 보다도 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 입력 화소 값은 상기 블록의 선두에 제공되고, 상기 제 2 입력 화소 값은 상기 블록 내에서 상기 제 1 입력 화소 값에 후속한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 영상 데이터의 부호화 방법은, 제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 부호화하는 방법에 있어서, 상기 제 1 입력 화소 값을 제 1 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 단계;상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 압축 화소 값의 비트 수 보다도 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 단계를 포함한다.

이 영상 부호화 장치에 의하면, 블록 노이즈의 영향을 억제하면서 영상 데이터를 압축할 수 있다.

본 발명에 의하면, 블록 노이즈의 영향을 억제하면서 영상 데이터를 압축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 압축기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 하나의 블록을 구성하는 압축 화소 값을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 영상 데이터의 화소 값의 입력 순서의 예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 다이렉트 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 백워드 레퍼런스 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 그레이 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 포워드 레퍼런스 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 리니어 2 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 패턴 2 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 패턴 3 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 리니어 4 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 리셋 리니어 4 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 패턴 4 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 터미널 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더에 있어서 다이렉트 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더에 있어서 백워드 레퍼런스 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.
도 19a는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 4 비트로의 직접 양자화에 있어서 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.
도 19b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 3 비트로의 직접 양자화에 있어서 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.
도 20a는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 2 비트로의 차분 양자화에 있어서 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.
도 20b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 3 비트로의 차분 양자화에 있어서 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.
도 21a는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더에 있어서 2 비트로의 차분 양자화에 있어서 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.
도 21b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더에 있어서 3 비트로의 차분 양자화에 있어서 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.
도 22는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 쉬프트 연산의 연산 방법을 나타내는 블록도이다.
도 23는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 신장기의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치에 대해 도면을 참조하면서, 상세히 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태는 본 발명의 실시형태의 일 예로서, 본 발명은 이들의 실시형태에 한정되지 않는다.

<제 1 실시 형태>

본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

[전체 구성]

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 스마트폰, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터, 텔레비젼 등에 포함되며, 영상을 표시한다. 표시 장치(1)는 예를 들어 유기 EL 디스플레이, 액정 디스플레이 등을 포함할 수 있다.

표시 장치(1)는 압축기(10), 프레임 메모리(20), 신장기(30), 구동부(40) 및 표시 패널(50)을 포함한다. 압축기(10), 신장기(30) 및 구동부(40)의 일부 또는 전부는 CPU(Central Processing Unit)등에 의해 실행되는 프로그램으로써, 소프트웨어를 통해 구현될 수도 있고, 하드웨어를 통해 구현될 수도 있다.

표시 패널(50)은 복수의 화소(예를 들어, m x n의 매트릭스)를 갖는다. 각 화소는, 레드, 그린, 및 블루 영상을 각각 표시하는 레드, 그린 및 블루 서브 화소로 구성될 수 있다. 표시 장치(1)에는 화소들에 제공되는 영상 데이터들을 나타내는 입력 화소 값들이 입력되고, 입력 화소 값들에 대응하는 영상이 표시 패널(50)를 통해 표시된다.

입력 화소 값들은 24 비트를 가질 수 있다. 다시 말해, 입력 화소 값들은 예를 들어 24 비트로 양자화 되어 표현될 수 있다. 입력 화소 값들은 레드 영상, 그린 영상 및 블루 영상에 각각 대응되는 레드 데이터, 그린 데이터 및 블루 데이터를 포함할 수 있다. 레드 데이터, 그린 데이터 및 블루 데이터는 각각 8비트로 표현 될 수 있다.

또한, 이에 한정되지 않고, 입력 화소 값들은 24 비트 보다 적은 비트 수(예를 들어, 18 비트 등)로 표현 될 수 있고, 24 비트 보다 많은 비트 수(예를 들어, 30 비트, 48 비트 등)를 가질 수도 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 입력 화소 값들이 압축기(10)에 입력되어 압축되고, 압축된 압축 화소 값들이 프레임 메모리(20)에 기억된다.

입력 화소 값들은 블록 단위로 압축된다. 본 발명의 일예로 하나의 블록은 16개 화소에 대응하는 입력 화소 값들을 가질 수 있다. 휴대용 기기의 표시 패널에서는 부분적으로 프레임 메모리를 다시 쓰는 기능이 요구되기 때문에, 입력 화소 값들을 소정의 길이를 갖는 블록으로 분할하여, 블록 단위로 압축과 복호화를 행할 필요가 있다.

본 발명의 일 실시예로 16 개의 화소에 대응되는 입력 화소 값들을 하나의 블록에 포함시키고, 블록 단위로 데이터 처리를 수행 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 하나의 블록은 8 개의 화소들이나 4개의 화소들 등, 보다 적은 화소들로 이루어 질 수도 있고, 역으로 블록은 보다 많은 32 개의 화소들로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 24 비트 x 16 화소 = 384 비트를 갖는 하나의 블록에 포함되는 입력 화소 값들은, 192 비트로 압축된다. 즉, 압축 화소 값들의 용량이 입력 화소 값들의 용량의 절반이 되도록 입력 화소 값들이 압축된다.

프레임 메모리(20)에 저장된 압축 화소 값들은, 하나의 블록 단위로 신장기(30)에 의해 복호화 된다. 복호화된 화소 값을 복호화 화소 값이라 칭한다.

구동부(40)는 복호화 화소 값을 사용하여 표시 패널(50)을 구동한다. 구동부(40)는 각 화소가 복호화 화소 값에 따른 계조을 갖는 영상을 표시하도록 제어하는 구동 회로 일 수 있다. 이것에 의해, 표시 패널(50)에 복호화 화소 값에 따른 영상이 표시된다.

이하, 압축기(10)의 구성에 대해서 상술한다. 본 발명의 일 예로, 압축 화소 값들의 용량이 입력 화소 값들의 용량의 절반이 되는 경우에 대하여 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 압축 화소 값들의 용량은 입력 화소 값들의 용량의 절반 보다 더 작거나 더 클 수 있다.

[압축기(10)의 구성]

도 2a는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 압축기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2a를 참조하면, 압축기(10)는 복수의 인코더 유니트(11)로 구성된다. 본 실시 형태에서는 인코더 유니트(11)는 하나의 블록을 구성하는 16개의 입력 화소 값들에 대응하여 16개가 제공 될 수 있다. 인코더 유니트(11)는 16개의 입력 화소 값들을 각각 압축한다.

도 2a에 나타내는 바와 같이, 압축기(10)는, 입력 버퍼(100), 출력 버퍼(101), 제 1 블록 인코더(120)(이하, 노멀 인코더라고 함), 제 2 블록 인코더(130)(이하, 랜덤 인코더라고 함), 오차 평가 멀티플렉서(이하, MUX라고 함)(140)을 갖는다.

먼저, 표시 장치(1, 도 1에 도시됨)의 화소의 영상 값이 하나의 화소에 대응되는 입력 화소 값 단위로 입력 버퍼(100)에 입력된다.

입력 버퍼(100)는 기억 영역을 포함한다. 입력 버퍼(100)는 쓰기 위치를 나타내는 포인터를 통해 기억 영역에 하나의 블록을 구성하는 입력 화소 값들을 순차 저장하고, 읽기 위치를 나타내는 포인터를 통해 기억 영역으로부터 입력 화소 값들을 인코더 유니트(11)로 출력한다.

통상, 입력 버퍼(100)를 통해 인코터 유니트(11)에 입력 화소 값들이 입력되는 시간보다도, 인코더 유니트(11)에서 입력 화소 값들을 압축하는데 걸리는 시간이 길다. 따라서, 압축 시간을 단축하기 위해, 복수의 인코더 유니트(11)를 배치하여, 병렬로 데이터 처리하는 것이 바람직하다. 인코더 유니트(11)는 하나의 회로를 사용하여, 시간을 나누어서 데이터 처리를 행할 수도 있고, 또한, 복수의 회로를 사용하여, 병렬로 데이터 처리할 수도 있다.

인코더 유니트(11)는 노멀 인코더(120)와 랜덤 인코더(130)을 포함한다. 노멀 인코더(120)는 높은 상관성을 갖는 입력 화소 값을 포함하는 블록을 데이터 처리하는 데에 적합하다. 랜덤 인코더(130)는 낮은 상관성을 갖는 입력 화소 값을 포함하는 블록을 데이터 처리하는 데에 적합하다.

상세한 것은 후술하지만, 오차의 평가 방법 및 선정 방법을 간단하게 설명한다. 노멀 인코더(120)와 랜덤 인코더(130)는 병렬로 동작하고, 각각의 인코더에서 압축하여 하나의 블록을 구성하는 압축 화소 값들을 출력한다. 또한, 노멀 인코더(120)에 의해 압축·복호화된 제1 복호화 화소 값과 노멀 인코더(120)에 입력된 입력 화소 값들과의 오차와, 랜덤 인코더(130)에 의해 압축·복호화된 제2 복호화 화소 값들과 랜덤 인코더(130)에 입력된 입력 화소 값들과의 오차를 비교하여, 오차가 작은 쪽의 인코더로부터 출력된 압축 화소 값들을 그 오차와 함께 출력한다.

도 2b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 하나의 블록을 구성하는 압축 화소 값을 나타내는 도면이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 각 인코더에서 출력되는 블록의 압축 화소 값들을 구성하는 구성들에 할당된 비트 수는 다르지만, 어떤 인코더에 있어서도 하나의 블록의 압축 화소 값들은 192 비트로 표현된다. 하나의 블록은 상술한 바와 같이 384 비트로 표현되기 때문에, 압축률은 50%이다.

압축 화소 값들의 최초의 하나의 비트의 값에 의해, 압축 화소 값들이 노멀 인코더(120), 랜덤 인코더(130) 중의 어느 것에 의해 압축된 것인가를 판별할 수 있다. 이 예에서는 압축 화소 값들의 최초의 1 비트가 "0"인 경우는 노멀 인코더(120)에 의해 압축된 하나의 블록의 압축 화소 값들인 것을 의미하고, 압축 화소 값들의 최초의 1 비트가 "1"인 경우는 랜덤 인코더(130)에 의해 압축된 하나의 블록의 압축 화소 값들인 것을 의미한다.

노멀 인코더(120)에 의해 압축된 하나의 블록의 압축 화소 값들 중, 블록의 선두에 제공되는 제1 압축 화소 값은 24 비트로 표현될 수 있다. 즉, 블록의 선두에 있는 제 1 입력 화소 값은 압축되지 않고 제1 압축 화소 값으로 출력된다. 따라서, 압축되지 않은 제 1 입력 화소 값을 근거로 다른 입력 화소 값들을 압축하면, 데이터가 열화하지 않고, 블록 노이즈의 영향은 작아질 수 있다. 제 1 압축 화소 값에 후속하는 제 2 압축 화소 값은 11 비트로 표현된다.

제 2 입력 화소 값은 서로 다른 모드를 통해 양자화 될 수 있다. 예를 들어, 제 2 입력 화소 값은 어느 하나의 모드를 통해 직접 양자화 된다. 여기서, 직접 양자화란, 다른 화소 값을 참조하지 않고 제 2 입력 화소 값을 양자화 시키는 것을 의미한다. 직접 양자화에 대하여는 후술한다.

또한, 다른 모드들에서는 제 2 입력 화소 값을 다른 화소의 복호화 화소 값을 참조하여 양자화시킬 수 있다. 특히, 인접하는 화소들에 대응하는 입력 화소 값들 간의 상관성이 높은 경우에는, 해당 입력 화소 값과 다른 화소의 복호화 화소 값과의 차분을 양자화 하는 차분 양자화를 통해, 보다 적은 비트 수로 화질 열화를 억제할 수 있다. 차분 양자화 방법에 대해서는 후술한다.

한편, 랜덤 인코더(130)에 의해 압축된 하나의 블록의 압축 화소 값들은, 모든 화소 값을 12 비트로 표현하고 있다. 이것은 입력 화소 값들 사이의 상관성이 낮은 경우에는, 일부의 압축 화소 값들에 큰 비트 수를 할당하는 것 보다도, 모든 압축 화소 값들에 평균적인 비트 수를 할당한 것이 화질 열화를 억제하는데 효과적이기 때문이다. 상세한 것은 후술하지만, 그 경우도 입력 화소 값들은 복수의 모드를 통해 압축된다.

노멀 인코더(120)와 랜덤 인코더(130)의 양쪽으로부터 각각 출력된 하나의 블록의 압축 화소 값들과 오차들이 MUX(140)에 입력된다. MUX(140)는 오차들을 비교하여 노멀 인코더 (120) 및 랜덤 인코더(130) 중 작은 오차를 제공하는 어느 하나로부터의 출력을 선정하여, 출력 버퍼(101)로 압축 화소 값들을 보낸다. 여기서, 출력 버퍼(101)에 출력되는 압축 화소 값들은 입력된 입력 화소 값들과 같이 16 개의 화소에 대응하여 제공 되지 않고, 임의로 설정할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서 오차의 계산은 식(1)로 나타내진다.

(1)

여기서, R, G, B는 압축 이전의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터이다. 또한, R', G', B'는 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 복호화 한 후의 복호화 화소 값의 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터이다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 노멀 인코더(120)는 입력 버퍼(102), 출력 버퍼(103), 메모리(111), 인코더A 내지 인코더N(121~123), 인코더X(129), MUX(141), 디코더A 내지 디코더N(151~153), 및 디코더X(159)를 갖는다.

인코더A 내지 인코더N(121~123)는 인코드 모드 A 내지 인코드 모드 N을 통해 입력 화소 값을 압축하며, 인코더X(129)는 인코드 모드(X)를 통해 입력 화소 값을 압축한다 본 발명의 일 실시예에서 각 인코더에는 1개 내지 4개 화소에 대응되는 입력 화소 값들이 입력된다. 각 인코더에 수행되는 인코드 모드들에 대해서는, 나중에 상세하게 설명한다.

한편, 인코드 모드(X)를 통해 압축하는 인코더 X에서는 수신한 입력 화소 값을 압축하지 않고, 입력 화소 값을 그대로 출력 버퍼(101)로 출력한다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예로, 노멀 인코더(120)는 인코더 X를 별도로 구비하지 않을 수도 있다. 이 경우 노멀 인코더(120)는 블록의 선두에 있는 제1 입력 화소 값을 제1 압축 화소 값으로써 출력한다.

본 실시 형태에서는 노멀 인코더(120)는 블록의 선두에 제공되는 제1 압축 화소 값을24 비트로로 표현한다. 보다 구체적으로, 블록의 선두에 제공되는 제1 입력 화소 값은 인코더X(129)에 입력되고, 인코더X(129)는 제1 입력 화소 값을 그대로 제1 압축 화소 값으로써 출력한다. 따라서 제1 압축 화소 값은 제1 입력 화소 값과 같이 24비트로 표현된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예로, 제1 입력 화소 값이 인코더 X에 입력되지 않고, 그대로 출력 버퍼(103)에 출력될 수도 있다.

제 1 입력 화소 값 이외의 압축 화소 값들을 11 비트로 압축 될 수 있다(도 2b 참조). 보다 구체적으로, 제 1 입력 화소 값 이외의 입력 화소 값들은 인코더A 내지 인코더N(121, 123)에서 각각 인코드 되고, 11 비트의 압축 화소 값들로 각각 압축된다.

이와 같이, 블록의 선두에 제공되는 제 1 압축 화소 값을 24 비트로 표현함으로써, 블록의 선두에 제공되는 제1 압축 화소 값이 제1 입력 화소 값으로부터 크게 벗어나 발생하는 블록 노이즈의 영향을 억제하는 것이 가능하게 된다. 본 실시 형태에서는 제 1 화소 값을 24 비트로 표현하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 제1 압축 화소 값은 블록내에서 제 1 압축 화소 값에 후속하는 압축 화소 값들이 갖는 비트 수 보다도 더 큰 비트 수를 갖는 것이 바람직 하다.

입력 버퍼(102)는 기억 영역에 입력 화소 값들을 1개 내지 4개의 입력 화소 값 단위로 순차 저장하고, 각 인코더로 전송한다. 입력 버퍼(102)로부터 전송된 입력 화소 값들은 인코더에 의해 병렬로 압축된다. 각 인코더에 입력되어 압축되는 입력 화소 값의 수는 인코드 모드에 따라 다르다. 본 발명의 일 실시예에서는 각 인코더는 1개 내지 4개의 입력 화소 값들 단위로 압축을 행하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 더 많은 수의 입력 화소 값들을 입력 받아 동시에 압축할 수 있다.

메모리(111)에는, 참조 화소의 복호화 화소 값이 기억되어 있다. 참조 화소의 복호화 화소 값은 참조 화소에 대응되는 압축 화소 값을 복호화 한 값이다. 참조 화소의 복호화 화소 값이 필요한 인코드 모드를 수행하는 인코더는 메모리에 저정되어 있는 참조 화소의 복호화 값을 이용한다. 각 인코드 모드에 대하여는 후술한다.

인코더A 내지 인코더N(121~123)로부터 출력된 압축 화소 값들과, 압축 화소 값들이 각각 디코더A 내지 디코더N(151~153)에 의해 복호화되어 생성된 복호화 화소 값들과, 입력 화소 값들과 이들의 복호화 화소 값들을 비교하여 산출된 오차들이 MUX(141)로 입력된다. MUX(141)는 입력된 오차들 중 가장 작은 오차를 판단 한다. 이후, MUX(141)는 가장 작은 오차를 제공하는 인코더의 출력을 선정하여, 선정된 압축 화소 값을 출력 버퍼(103)로 출력하고, 선정된 복호화 화소 값을 메모리(111)로 출력한다. 여기서, 출력 버퍼(103)로 출력되는 압축 화소 값은 입력 화소 값과 같은 화소 수에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 인코드 모드 A 내지 인코드 모드 N의 오차의 계산은 이하의 식(2)로 나타내진다.

(2)

여기서, i는 0 내지 N의 임의의 인덱스이다. 여기서, R, G, B는 압축 이전의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터이다. 또한, R', G', B'는 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 복호화 한 후의 복호화 화소 값의 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터이다.

예를 들어 식(2)를 설명하면, 4개의 화소에 대응되는 4개의 입력 화소 값을 동시에 인코드하는 인코드 모드인 경우, 제 1 (i = 0) 화소로부터 제 4 (i = 3) 화소의 압축 화소 값의 오차를 각각 계산하고, 그 중에서 최대의 오차를 출력한다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더의 구성을 나타내는 블록도이다. 랜덤 인코더(130)의 구성 및 동작 방법은 도 3을 통해 설명된 노멀 인코더(120)의 구성 및 동작 방법과 실질적으로 동일하기 때문에, 다른 점에 대해서 설명한다. !

도 4를 참조하면, 랜덤 인코더(130)는 인코드 모드 O 내지 인코드 모드P를 통해 압축하는 복수의 인코더O및 인코더P(131, 132)를 포함한다. 또한, 랜덤 인코더(130)에서 출력되는 압축 화소 값들은 12 비트로 표현된다.

입력 버퍼(104)로부터 입력된 입력 화소 값들은 인코더O 및 인코더P(131, 132)로 보내지고, 각 인코더에서 병렬로 데이터의 압축이 행해진다.

랜덤 인코더(130)에서는 상호간의 상관성이 낮은 입력 화소 값들을 처리하는 것이 목적이기 때문에, 노멀 인코더(120)과 달리 입력 화소 값들을 동시에 처리하지 않으며, 각 인코더에는 하나의 입력 화소 값이 입력되고, 입력된 입력 화소 값에 대한 압축이 행해진다.

각 인코더에서 압축된 압축 화소 값들과, 디코더O 및 디코더P(161, 162)에 의해 복호화된 복호화 화소 값들과, 입력 화소 값들과 각각의 복호화 화소 값들을 비교하여 산출된 오차들이 MUX(142)로 입력된다.

MUX(142)는 입력된 오차들로부터 가장 작은 오차를 제공하는 인코더의 출력을 선정하여, 선정된 압축 화소 값들을 출력 버퍼(105)로 출력하고, 선정된 복호화 화소 값을 메모리(112)로 출력한다.

본 발명의 일 예로, 입력 화소 값들은 하나의 입력 화소 값 단위로 각 인코더에 입력되어 압축된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 각 인코더에는 하나 이상의 입력 화소 값들이 입력되어 동시에 압축 될 수도 있다. 또한, 출력 버퍼(105)에 출력되는 압축 화소 값들은 입력 화소 값과 같은 화소 수에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다.

[참조 화소]

도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 영상 데이터의 화소 값의 입력 순서의 예를 설명하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 제 1 열 제 1 행(1, 1)로부터 제 m 열 제 1행(m, 1), 제 2 열 제1 행(1, 2)로부터 제 m 열 제 2행(m, 2)에 제공되는 화소들에 대응하는 입력 화소 값들 순서로 입력 화소 값을 압축·복호화하고 있다.

여기서, 압축·복호화가 수행되는 입력 화소 값에 대응하는 대상 화소는 (x, y)로 표기하고 있다. 이하의 설명에서, (x-1, y), (x-2, y)에 제공된 화소에 대응되는 입력 화소 값들은 대상 화소에 대응되는 입력 화소 값이 압축·복호화되는 시점보다 이전 시점에 압축·복호화 된다.

이 예에서는 순차적으로 입력 화소 값들이 입력되지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 n x n개의 화소에 대응하는 단위로 입력 화소 값들이 입력될 수 있다. 예를 들어, 16개의 화소에 대응하는 단위로 처리하는 경우는, n = 4로서 4 x 4 화소에 대응하는 입력 화소 값들 단위로 입력할 수 있다.

[압축 화소 값의 구성]

도 6 내지 도 16은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더(120)의 인코드 모드 A 내지 인코드 모드 N을 통해 압축된 압축 화소 값의 구성을 설명하는 도면이다. 각 화소에 대응하는 압축 화소 값들 각각은 식별자, 참조 값(Ref), 패턴 값(Pattern), 및 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 양자화한 양자화 값 중 적어도 어느 하나로 이루어 질 수 있다.

압축은 하나의 화소에 대응하는 하나의 입력 화소 값 단위로 행해지거나 하나 이상의 화소들에 대응되는 입력 화소 값들을 포함하는 블록 단위로 행할 수도 있다. 이 경우 블록의 선두에 있는 비트가 식별자, 참조 값 및 패턴 값을 표현하는데 할당 되며, 후속 하는 비트가 하나 또는 복수의 화소에 대응하는 양자화 값들을 표현 하는데 할당 될 수 있다.

본 실시예에서는, 블록의 선두에 제공되는 비트로 식별자 및 참조 값을 표현하고, 그 뒤에 후속하는 비트로 양자화 한 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 표현한다. 어느 비트로 식별자 , 참조 값, 패턴 값, 및 양자화 값을 표현 할 지는 다르게 결정되어 있을 수 있다.

(1) 다이렉트 모드

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 다이렉트 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 이 모드에서는 원래의 입력 화소 값이 직접 양자화된다. 다이렉트 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 식별자 및 양자화 값을 갖는다.

양자화 값은 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 양자화 한 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)를 갖는다. 식별자는 최초의 1 비트로 표현된다. R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)는 각각, 3 비트, 4 비트, 및 3 비트로 표현된다.

이 예에 있어서 G 데이터(G)는 4 비트로 표현되지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, G 데이터(G)는 3 비트로 표현될 수 있으며, R 데이터(R) 또는 B 데이터(B) 중 어느 하나가 4 비트로 표현 될 수도 있다. 단, 사람에게는, 그린 컬러, 레드 컬러, 및 블루 컬러에 대한 분해능 순으로 밝기 변화에 대한 분해능이 높기 때문에, 그린 컬러를 표현하는 G 데이터(G)를 많은 비트로 표현하는 것이 바람직하다. 노멀 인코더(120, 도 3에 도시됨)에 있어서 직접 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 22 참조). 또한, 이 모드는 인접하는 화소 사이의 상관성이 낮은 경우에 유효하다.

(2) 백워드 레퍼런스 모드

도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 백워드 레퍼런스 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 백워드 레퍼런스 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 식별자, 참조값(Ref), 차분 양자화 값을 포함한다.

식별자는 최초의 2 비트로 표현된다. 참조값(Ref)은 2 비트로 표현된다. 차분 양자화 값은 각각, 2 비트, 3 비트, 및 2 비트로 표현되는 R 차분 데이터, G 차분 데이터, 및 B 차분 데이터(DR, DG, DB)를 포함한다. R 차분 데이터, G 차분 데이터, 및 B 차분 데이터(DR, DG, DB)는 차분 양자화에 의해 얻어질 수 있다.

이 모드에서는 이전에 압축된 4개의 화소(Q0 ~ Q3)에 대응되는 복호화 화소 값들과 대상 화소(P)에 대응되는 입력 화소 값과의 차분 값들이 각각 양자화된다.

보다 구체적으로, 메모리(111, 도 3에 도시됨)에 저장된 화소(Q0)의 복호화 화소 값과 대상 화소(P)의 입력 화소 값과의 차분 값이 양자화된다. 마찬가지로, 나머지 화소(Q1, Q2, Q3)를 근거로 생성한 차분 값들이 양자화된다.

이후, 4개의 화소(Q0 ~ Q3)에 대응하는 압축 화소 값을 디코드한 복호화 화소 값과 원래의 입력 화소 값과의 오차들을 구하고, 가장 작은 오차를 생성하는 복호화 화소 값에 대응하는 화소가 참조 화소로서 선택된다.

대상 화소(P)와 선택된 참조 화소의 압축 화소 값 및 복호화 화소 값이 출력된다. 참조 화소의 위치 정보는 Ref의 비트에 저장된다. 참조 화소를 이용한 차분 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 20a, 도 20b 참조).

여기서, 차분 값은 대상 화소(P)의 입력 화소 값과 참조 화소의 복호화 화소 값 간의 차를 나타낸다. 입력 화소 값은 입력 버퍼(102, 도 3에 도시됨)에 입력된 대상 화소(P)의 화소 값이고, 참조 화소의 복호화 화소 값은 이전에 압축된 참조 화소의 압축 화소 값을 디코더에 의해 복호화한 값에 해당한다. 또한, 이 모드는 인접하는 화소 사이의 상관성이 높은 경우에 유효하다.

(3) 그레이 모드

도 8은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 그레이 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다. 이 모드는 그레이 영상을 표시하는 케이스를 가정한 경우의 압축의 방법이다.

도 8을 참조하면, 그레이 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 최초의 5 비트로 표현되는 식별자, 6 비트로 표현되는 그레이 양자화 값(Grey)를 포함한다. 예를 들어, 그레이 양자화 값(Grey)이 「101100」인 경우, 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터(R, G, B) 각각의 양자화 값이 「101100」인 것을 의미한다. 노멀 인코더(120, 도 3에 도시됨)에 있어서 직접 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 22 참조). 또한, 이 모드는 화소의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터(R, G, B)의 값들이 서로 유사하여 그레이 영상을 표시하는 경우 유효하다.

(4) 포워드 레퍼런스 모드

도 9는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 포워드 레퍼런스 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 9를 참조하면, 포워드 레퍼런스 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 2 개의 화소들에 대응되는 데이터를 22 비트로 표현한다.

압축 화소 값은 식별자, 참조값, 제1 대상 화소의 차분 양자화 값, 및 제2 화소의 차분 양자화 값을 포함한다. 식별자는 선두에 있는 7 비트로 표현된다. 참조값은 1 비트로 표현된다. 제1 대상 화소의 차분 양자화 값은 2비트, 3비트, 및 2 비트로 각각 표현되는 R 차분 데이터, G 차분 데이터, 및 B 차분 데이터(DR1, DG1, DB1)를 포함한다. 제2 대상 화소의 데이터는 2비트, 3비트, 및 2 비트로 각각 표현되는 R 차분 데이터, G 차분 데이터, 및 B 차분 데이터(DR0, DG0, DB0)를 포함한다.

이 모드에서는, 제 2 대상 화소(P1)의 입력 화소 값과 이전에 압축된 2개의 화소(Q0, Q1)의 복호화 화소 값과의 차분 값이 각각 양자화되고, 제 1 대상 화소(P0)의 입력 화소 값과 제 2 대상 화소(P1)의 복호화 화소 값과의 차분 값이 양자화된다.

이전에 압축된 2개의 화소(Q0, Q1)의 복호화 화소 값은 이전에 압축된 2개의 화소(Q0, Q1)의 압축 화소 값을 디코더를 통해 복호화 시켜 얻을 수 있다. 이전에 압축된 2개의 화소(Q0, Q1)의 복호화 화소 값 중에서, 원래의 입력 화소 값과의 오차가 작은 결과로 되는 쪽이 참조 화소로서 선택된다. 참조 화소의 위치 정보는 Ref의 비트에 저장된다. 구체적인 차분 값의 양자화 방법은, 상술한 백워드 레퍼런스에 있어서 양자화 방법과 마찬가지로 하여 행해진다.

이와 같이, 포워드 레퍼런스 모드에서는 제1 및 제2 대상 화소(P0, P1)를 통합하여 압축한다. 또한, 참조 화소와의 차분 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 20a, 도 20b 참조). 또한, 이 모드는 인접하는 화소들이 높은 상관성을 갖는 경우에 유효하다.

(5) 리니어 2 모드

도 10은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 리니어 2 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 10을 참조하면, 리니어 2 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 2개의 화소에 대응되는 데이터를 22 비트로 표현한다.

압축 화소 값은 식별자 및 제2 대상 화소의 양자화 값을 포함한다. 식별자는 최초의 2 비트로 표현된다. 제2 대상 화소의 양자화 값은 제2 대상 화소(P1)의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 직접 양자화 한 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R1, G1, B1)를 포함한다. R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R1, G1, B1)는 각각, 6 비트, 6 비트, 및 5 비트로 표현된다.

제 1 대상 화소(P0)의 복호화 화소 값은 이전에 압축된 참조 화소(Q)의 복호화 화소 값과 제 2 대상 화소(P1)의 복호화 화소 값과의 중간 값을 갖도록 결정된다. 또한, 이 모드는 인접하는 화소의 색조가 일정한 비율로 변화하고 있는 경우에 유효하다.

(6) 패턴 2 모드

도 11은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 패턴 2 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 11을 참조하면, 패턴 2 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 2개의 화소에 대응되는 데이터를 22 비트로 표현한다.

압축 화소 값은 식별자, 참조값 및 제2 대상 화소의 양자화 값을 포함한다. 식별자는 최초의 5 비트로 표현된다. 참조값은 1 비트로 표현된다. 제2 대상 화소의 양자화 값은 제2 대상 화소(P1)의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 직접 양자화 한 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R0, G0, B0)를 포함한다. R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R0, G0, B0)는 각각, 5 비트, 6 비트, 및 5 비트로 표현된다.

제 2 대상 화소(P1)의 복호화 화소 값은 과거에 압축된 이전 화소(Q) 또는 제 1 대상 화소(P0)의 복호화 화소 값과 동일한 값을 갖는 것으로 정의된다. 보다 구체적으로, 이전 화소(Q) 및 제1 대상 화소(P0)의 복호화 화소 값 중에서, 제2 대상 화소(P1)의 입력 화소 값과의 오차가 작은 쪽이 참조 화소로서 선택된다. 참조 화소의 위치 정보는 Ref의 비트에 저장된다. 또한, 이 모드는 인접하는 화소 중의 하나가 같은 화소 값을 갖는 경우에 유효하다.

(7) 패턴 3 모드

도 12는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 패턴 3 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 12를 참조하면, 패턴 3 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 3 개의 화소 분에 대응되는 데이터를 33 비트로 표현된다. 본 발명의 일 예로 제1 내지 제3 화소(P0~P2)에 대응되는 데이터가 압축 될 수 있다.

압축 화소 값은 식별자, 패턴값, 제1 양자화 값(X0), 및 제2 양자화 값(X1)을 포함한다. 제1 양자화 값(X0)은 제1 R 데이터, 제1 G 데이터, 및 제1 B 데이터(R0, G0, B0)를 포함하고, 제2 양자화 값(X1)은 제2 R 데이터, 제2 G 데이터, 및 제2 B 데이터(R1, G1, B1)를 포함한다.

식별자는 최초의 3 비트로 표현된다. 패턴값은 2 비트로 표현된다.

제1 R 데이터, 제1 G 데이터, 및 제1 B 데이터(R0, G0, B0)는 직접 양자화되고, 제1 내지 제3 대상 화소(P0~P2) 중 어느 하나의 화소의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 양자화 한 값이며, 각각, 5 비트, 5 비트, 및 4 비트로 표현된다.

제2 R 데이터, 제2 G 데이터, 및 제2 B 데이터(R1, G1, B1)는 직접 양자화되고, 제1 내지 제3 대상 화소(P0~P2) 중 다른 하나의 화소의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 양자화 한 값이며, 각각, 5 비트, 5 비트, 및 4 비트로 표현된다.

3개의 제1 내지 제3 대상 화소(P0~P2)에 대응 되는 데이터들은 제1 양자화 값(X0) 및 제2 양자화 값(X1)의 조합에 의해 생성 되는 패턴들에 의해 표현될 수 있다. 패턴들은 예를 들어, 서로 다른 패턴 0 내지 패턴 3을 가질 수 있다. 이하, 어느 화소에 대응되는 양자화 값은, 해당 화소에 대응되는 입력 화소 값을 구성하는 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 양자화 한 값을 의미한다.

참조 화소(Q) 및 제 1 내지 제3 대상 화소(P0~P2)의 데이터 들의 관계는 이하와 같다. 패턴 0에서는 제1 및 제2 대상 화소(P0, P1)에 대응되는 양자화 값들이 제1 양자화 값(X0)과 동일하고, 제3 대상 화소(P2)에 대응되는 양자화 값이 제2 양자화 값(X1)와 동일하다.(P0 = P1 = X0, P2 = X1).

패턴 1은 제1 및 제3 대상 화소(P0, P2)에 대응되는 양자화 값들이 제1 양자화 값(X0)과 동일하고, 제2 대상 화소(P1)에 대응되는 양자화 값이 제2 양자화 값(X1)과 동일한 경우이다(P0 = P2 = X0, P1 = X1).

패턴 2는 제1 대상 화소(P0)에 대응되는 양자화 값이 제2 양자화 값(X1)과 동일하고, 제2 및 제3 대상 화소(P1,P2)에 대응되는 양자화 값들이 제1 양자화 값(X0)과 동일한 경우이다(P0 = X1, P1 = P2 = X0).

패턴 3은 제1 대상 화소(P0)에 대응되는 양자화 값이 제1 양자화 값(X0)과 동일하고, 제2 대상 화소(P1)에 대응되는 양자화 값이 제2 양자화 값(X1)과 동일하고, 제3 대상 화소(P2)에 대응되는 양자화 값이 Q과 동일한 경우이다(P0 = X0, P1 = X1, P2 = Q).

이 예에서는 패턴 0 내지 패턴 3의 처리가 병렬적으로 또는 순차적으로 행해지고, 패턴 0 내지 3에 대응되는 4개의 압축 화소 값들을 얻을 수 있다. 4개의 압축 화소 값은 디코더에 의해 복호화되고, 4개의 복호화 화소 값이 생성될 수 있다. 생성된 4개의 복호화 화소 값 중에서, 원래의 입력 화소 값과의 오차가 가장 작은 복호화 화소 값이 선택된다. 노멀 인코더에 있어서 직접 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 22 참조). 또한, 이 모드는 인접하는 화소가 일정한 패턴을 갖고 있는 경우에 유효하다.

(8) 리니어 4 모드

도 13은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 리니어 4 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 13을 참조하면, 리니어 4 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 4개의 화소에 대응하는 데이더를 44 비트로 표현한다.

압축 화소 값은 식별자, 제4 대상 화소 양자화 값, 및 차분 양자화 값을 포함한다. 식별자는 최초의 7 비트로 표현된다. 제4 대상 화소 양자화 값은 제4 대상 화소(P3)의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 직접 양자화 한 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)를 포함한다. R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)는 각각, 6 비트, 7 비트, 및 6 비트로 표현된다.

차분 양자화 값은 제1 대상 화소(P0)에 대응되는 제1 서브 차분 양자화 값(DR0, DG0, DB0), 제2 대상 화소(P1)에 대응되는 제2 서브 차분 양자화 값(DR1, DG1, DB1), 및 제3 대상 화소(P2)에 대응되는 제3 서브 차분 양자화 값(DR2, DG2, DB2)을 포함한다. 서브 차분 양자화 값들 각각은 각 컬러를 표현하기 위해 각 컬러 별로 2 비트를 할당 하고 있다.

차분 양자화 값은 이전에 압축된 참조 화소(Q)의 복호화 화소 값과 제4 대상 화소(P3)의 복호화 화소 값을 근거로 제1 내지 제3 대상 화소(P0~P2) 별로 선형 보간하여 양자화 한 값들과 제1 내지 제3 가산 양자화 값(D0~D2)을 각각 가산한 값이다. 차분 양자화 값은 18 비트로 표현되며, 각 컬러 별로 2비트가 할당 된다.

예를 들어, 제1 대상 화소(P0)에 대응되는 차분 양자화 값(DR0, DG0, DB0)은, 참조 화소(Q)의 복호화 화소 값에 3/4를 곱한 값에 제4 대상 화소(P3)의 복호화 화소 값에 1/3을 곱한 후, 제1 가산 양자화 값(D0)을 더하여 결정 할 수 있다.

제1 내지 제3 가산 양자화 값(D0~D2)은 참조 화소(Q)의 복호화 화소 값과 제4 대상 화소(P3)의 복호화 화소 값을 선형 보간하여 결정한 값과 제1 내지 제3 화소(P0~P2)의 입력 화소 값들과의 차분을 양자화하여 얻을 수 있다. 구체적인 차분 양자화 값의 계산 방법은, 예를 들어 (2)의 백워드 레퍼런스 모드에서 수행되는 차분 양자화의 계산 방법과 마찬가지로 하여 행해진다. 또한, 노멀 인코더에 있어서 직접 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 22 참조). 또한, 이 모드는 인접하는 화소의 색조가 일정한 비율로 변화하고 있는 경우에 유효하다.

(9) 리셋 리니어 4 모드

도 14는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 리셋 리니어 4 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 14를 참조하면, 리셋 리니어 4 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 4 개의 화소에 대응하는 데이터를 44 비트로 표현한다.

압축 화소 값은 식별자, 제1 대상 화소의 화소 값, 및 차분 양자화 값(DR3, DG3, DB3)을 포함한다. 식별자는 최초의 8 비트로 표현된다. 제1 대상 화소 화소값은 예를 들어, 제1 대상 화소(P0)의 입력 화소 값의 레드 데이터(R), 그린 데이터(G), 및 블루 데이터(B)를 포함 할 수 있다. 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터(R, G, B)는 각각, 8 비트로 표현된다.

차분 양자화 값(DR3, DG3, DB3)은 제 1 대상 화소(P0)의 복호화 화소 값과 제 4 대상 화소(P3)의 입력 화소 값을 차분하여 양자화 한 값이다. 차분 양자화 값(DR3, DG3, DB3)은 9비트로 표현 되며, 각 컬러 별로 3 비트가 할당 된다.

제 2 대상 화소(P1) 및 제 3 대상 화소(P2)는 각각 도 14에 나타내는 바와 같이 제1 대상 화소(P0)의 복호화 화소 값과 제4 대상 화소(P3)의 복호화 화소 값과의 선형 보간에 의해 값이 결정된다. 구체적인 차분 양자화 값의 계산 방법은, 예를 들어 (2)의 백워드 레퍼런스 모드로 나타내는 바와 같은 차분 양자화의 계산 방법과 마찬가지로 하여 행해진다. 또한, 이 모드는 인접하는 화소의 색조가 일정한 비율로 변화하고 있는 경우에 유효하다.

(10) 패턴 4 모드

도 15는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 패턴 4 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 15를 참조하면, 패턴 4 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 4개의 대상 화소에 대응하는 데이터를 44 비트로 표현된다.

압축 화소 값은 식별자, 패턴값, 제1 양자화 값(X0), 및 제2 양자화 값(X1)을 포함한다. 제1 양자화 값(X0)은 제1 R 데이터, 제1 G 데이터, 및 제1 B 데이터(R0, G0, B0)를 포함하며, 제2 양자화 값(X1)은 제2 R 데이터, 제2 G 데이터, 및 제2 B 데이터(R1, G1, B1)를 포함한다. 식별자는 최초의 8 비트로 표현된다. 패턴값은 2 비트로 표현된다.

제1 R 데이터, 제1 G 데이터, 및 제1 B 데이터(R0, G0, B0)는 제1 내지 제4 대상 화소(P0~P3) 중 어느 하나의 대상 화소의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 직접 양자화 한 값이며, 각각, 6 비트, 6 비트, 및 5 비트로 표현된다.

제2 R 데이터, 제2 G 데이터, 및 제2 B 데이터(R1, G1, B1)는 제1 내지 제3 대상 화소(P0~P3) 중 어느 하나의 대상 화소의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 직접 양자화 한 값이며, 각각, 6 비트, 6 비트, 및 5 비트로 표현된다.

제1 내지 제4 대상 화소(P0~P3)에 대응 되는 데이터들은 제1 양자화 값(X0) 및 제2 양자화 값(X1)의 조합에 의해 생성 되는 패턴들에 의해 표현될 수 있다. 패턴들은 예를 들어, 서로 다른 패턴 0 내지 패턴 2을 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 어느 화소에 대응되는 양자화 값이라 함은, 해당 화소에 대응되는 입력 화소 값을 구성하는 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 양자화 한 값을 의미한다.

제 1 대상 화소 내지 제 4 대상 화소(P0~P3)의 관계는 이하와 같다. 패턴 0은 제1 대상 화소(P0) 및 제2 대상 화소(P1)에 대응되는 양자화 값들이 제1 양자화 값(X0)과 동일하고, 제3 대상 화소(P2) 및 제4 대상 화소(P3)에 대응되는 양자화 값들이 제2 양자화 값(X1)과 동일한 경우이다(P0 = P1 = X0, P2 = P3 = X1).

패턴 1은 제1 대상 화소(P0) 및 제3 대상 화소(P2)에 대응되는 양자화 값들이 제1 양자화 값(X0)과 동일하고, 제2 대상 화소(P1) 및 제4 대상 화소(P3)에 대응되는 제2 양자화 값(X1)과 동일한 경우이다(P0 = P2 = X0, P1 = P3 = X1).

패턴 2는 제1 대상 화소(P0)에 대응되는 양자화 값이 제1 양자화 값(X0)과 동일하고, 제2 내지 제4 대상 화소(P1~P3)에 대응되는 제2 양자화 값(X1)과 동일한 경우이다(P0 = X0, P1 = P2 = P3 = X1).

이 예에서는 패턴 0 내지 2의 처리가 병렬적으로 또는 순차적으로 행해지고, 패턴 0 내지 2에 대한 3개의 압축 화소 값들을 얻을 수 있다.

얻어진 3 개의 압축 화소 값들은 디코더에 의해 복호화되고, 3개의 복호화 화소 값들을 얻을 수 있다. 3개의 복호화 화소 값들 중에서, 원래의 입력 화소 값과의 오차가 가장 작은 결과의 패턴이 선택된다. 노멀 인코더에 있어서 직접 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 22 참조). 또한, 이 모드는 인접하는 화소가 소정의 일정한 패턴성을 갖고 있는 경우에 유효하다.

(11) 터미널 모드

도 16은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 있어서 터미널 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 16을 참조하면, 터미널 모드를 통해 생성되는 압축 화소 값은 4개의 화소들에 대응하는 데이터를 44 비트로 표현한다.

압축 화소 값은 식별자, 제3 대상 화소의 양자화 값, 및 제4 대상 화소의 양자화 값을 포함한다. 식별자는 최초의 8 비트로 표현된다.

제3 대상 화소의 양자화 값은 제3 대상 화소(P2)의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 직접 양자화 한 제1 R 데이터, 제1 G 데이터, 및 제1 B 데이터(R0, G0, B0)를 포함한다. 제1 R 데이터, 제1 G 데이터, 및 제1 B 데이터(R0, G0, B0)는 각각, 6 비트, 6 비트, 및 6 비트로 표현된다.

제4 대상 화소의 양자화 값은 제4 대상 화소(P3)의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 양직접 양자화 한 제2 R 데이터, 제2 G 데이터, 및 제2 B 데이터(R1, G1, B1)를 포함한다. 제2 R 데이터, 제2 G 데이터, 및 제2 B 데이터(R1, G1, B1)는 각각, 6 비트, 6 비트, 및 6 비트로 표현된다.

제1 대상 화소(P0)의 복호화 화소 값 및 제2 대상 화소(P1)의 복호화 화소 값들은 제1 참조 화소(Q0)의 복호화 화소 값 및 제2 참조 화소(Q2)의 복호화 화소 값과 동일하다.

노멀 인코더에 있어서 직접 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 22 참조). 또한, 이 모드는 단조색으로부터 다른 색으로 전환되는 경우에 유효하다.

다시 도 3을 더 참조하여 설명한다. 이상과 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더(120)의 인코더A 내지 인코더N(121~123)에 대응하는 인코드 모드 A 내지 인코드 모드 N의 압축 방법으로서, (1) ~ (11)에 나타내는 바와 같은 인코드 모드를 채용할 수 있다.

인코더A 내지 인코더N(121~123)는 병렬로 동작하고, 각각의 압축에 의해 얻어진 하나 또는 복수의 압축 화소 값, 복호화 화소 값, 입력 화소 값을 각각의 인코더에 대응하는 디코더A 내지 디코더N(151~153)로 출력한다.

디코더A 내지 디코더N(151~153)는 복호화된 복수의 복호화 화소 값과 입력 화소 값을 비교함으로써 오차를 산출한다. 그리고, 압축 화소 값, 복호화 화소 값, 오차를 각각 MUX(141)로 출력한다.

MUX(141)는 입력된 압축 화소 값 및 복호화 화소 값으로부터 가장 적은 오차를 갖는 복호화 화소 값을 출력하는 인코더를 선정하고, 선정된 인코더에서 출력되는 압축 화소 값을 출력 버퍼(103)로, 선정된 인코더에서 출력되는 복호화 화소 값을 메모리(111)로 보낸다.

이 때, 화소들에 대응되는 입력 화소 값을 동시에 압축하는 모드에 있어서는, 각 화소에 대응하는 오차를 계산하고, 각 오차의 최대 값을 이 모드의 오차 값으로 한다. 여기서, 출력되는 양자화 값은 입력과 같은 화소 수에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다.

도 17은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더에 있어서 다이렉트 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이며, 도 18은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더에 있어서 백워드 레퍼런스 모드 인코드의 예를 설명하는 도면이다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 화소의 압축 화소 값은 12 비트로 표현된다.

압축 화소 값은 식별자, 참조 값, 및 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 양자화 한 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)를 갖는다.

본 실시 예에서는 블록의 선두에 제공되는 비트는 식별자를 표현하는데 할당되며, 후속 하는 비트가 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)를 표현하는데 할당 되나, 어느 비트가 식별자 및 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)를 표현하는데 할당 되는지는 변형되어 실시 될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 예로, 압축 화소 값이 12 비트로 표현되는 경우를 설명하지만, 압축 화소 값을 표현하는데 할당되는 비트 수는 12비트 보다 많을 수도 있고, 12비트 보다 적을 수도 있다. 이하에, 복수의 인코더의 양자화 방법에 대해서 도 17, 도 18을 사용하여 설명한다.

(12) 다이렉트 모드

도 17에 다이렉트 모드에 의해 압축된 압축 화소 값의 구성을 나타낸다. 이 모드에서는 원래의 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터가 각각 직접 양자화된다.

다이렉트 모드에 있어서 생성되는 압축 화소 값은 식별자 및 양자화 값을 갖는다. 양자화 값은 입력 화소 값의 레드 데이터, 그린 데이터, 및 블루 데이터를 각각 양자화 한 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)를 갖는다. 식별자는 1 비트를 갖는다.

R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터(R, G, B)는 각각 4 비트, 4 비트, 및 3 비트로 표현된다. 그러나 이에 한정되지 않고 R 데이터 및 G 데이터(R, G) 중 어느 하나를 3 비트로 표현하고, B 데이터를 4 비트로 표현 할 수도 있다.

사람에게는 그린 컬러, 레드 컬러, 및 블루 컬러에 대한 분해능 순으로 밝기의 변화에 대한 분해능이 높기 때문에, 그린 컬러를 표현하는 G 데이터(G)를 많은 비트로 표현하는 것이 바람직하다.

랜덤 인코더의 다이렉트 모드에서는 압축 화소 값을 표현하는데 12 비트가 할당된다. 따라서, 노멀 인코더의 다이렉트 모드에 비해 복호화 화소 값의 재현성을 향상하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 랜덤 인코더의 직접 양자화는 도 19a, 도 19b에 나타내는 양자화 테이블을 사용하고 있다.

(13) 백워드 레퍼런스 모드

도 18에 백워드 레퍼런스 모드에 의해 압축된 압축 화소 값의 구성을 나타낸다. 압축 화소 값은 식별자, 참조 값(Ref) 및 차분 양자화 값을 포함한다.

식별자는 최초의 1 비트로 표현된다. 참조 값(Ref)은 2 비트로 표현된다. 차분 양자화 값은 각각, 3 비트로 표현되는 R 차분 데이터, G 차분 데이터, 및 B 차분 데이터(DR, DG, DB)를 포함한다. R 차분 데이터, G 차분 데이터, 및 B 차분 데이터(DR, DG, DB)는 차분 양자화에 의해 얻어질 수 있다.

이 모드에서는 차분 양자화 값은 이전에 압축된 4개의 화소(Q0~Q3)의 복호화 화소 값 중 어느 하나와 대상 화소(P)의 입력 화소 값과의 차분 값을 각각 양자화여 구할 수 있다.

보다 구체적으로, 4개의 화소(Q0~Q3)의 압축 화소 값은 디코더에 의해 복호화되고, 4개의 화소(Q0~Q3)에 대한 복호화 화소 값들이 각각 생성 된다. 4개의 화소(Q0~Q3) 중 가장 작은 오차를 갖는 복호화 화소 값에 대응되는 어느 하나가 참조 화소로서 선택된다. 즉, 참조 화소의 복호화 화소 값과 참조 화소의 원래의 입력 화소 값과의 오차는, 4개의 화소(Q0~Q3) 중 다른 화소들의 복호화 화소 값과 이들의 입력 화소 값과의 오차들 보다 작다.

메모리(112, 도 4에 도시됨)에는 4개의 화소(Q0~Q3)의 복호화 화소 값들이 저장된다. 메모리(112)에 저장된 4개의 화소(Q0~Q3)의 복호화 화소 값들과 대상 화소(P)의 입력 화소 값과의 차분 값이 양자화된다.

본 발명의 일 예로, 대상 화소(P)의 입력 화소 값과 4개의 화소(Q0~Q3) 중에서 선택된 참조 화소의 복호화 화소 값과의 차분 값의 압축 화소 값 및 복호화 화소 값이 출력될 수 있다.

참조 화소의 위치 정보는 참조 값(Ref)으로 저장된다. 또한, 참조 화소와의 차분 양자화의 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다(도 21a, 21B 참조). 백워드 레퍼런스 모드는 하나의 화소에 대응되는 압축 화소 값은 12 비트로 표현되므로, 노멀 인코더의 백워드 레퍼런스 모드에 비해 복호화 화소 값의 재현성을 향상하고 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더(130)의 인코더 O 내지 인코더 P(131, 132)에 대응하는 인코드 모드 O 및 인코드 모드 P의 압축 방법으로서, (12), (13)에 나타내는 바와 같은 인코드 모드를 채용할 수 있다. 이들의 인코드 모드는 병렬로 동작하고, 각각의 압축에 의해 얻어진 하나 또는 복수의 압축 화소 값, 복호화 화소 값, 및 입력 화소 값과 복호화 화소 값과의 오차를 MUX(142)로 출력한다.

MUX(142)는 인코더들 중 가장 작은 오차를 제공하는 인코더의 출력을 선정하여, 선정된 압축 화소 값을 출력 버퍼(105)로, 선정된 복호화 화소 값을 메모리(112)로 보낸다. 또한, 본 실시 형태에서는 하나의 블록의 선두에 제공되는 화소의 영상 데이터를 다이렉트 모드로 처리한 예를 나타내었다.

상술한 바와 같이, 노멀 인코더와 랜덤 인코더 각각에서 얻어진 하나의 블록의 압축 화소 값과 오차가 MUX(140, 도 2a에 도시됨)로 입력된다. MUX(140)는 입력된 인코더들로부터 출력되는 출력 들 중 가장 작은 오차를 제공하는 인코더의 출력을 선정하여 출력 버퍼(101)로 출력한다.

이상과 같이, 입력된 입력 화소 값은 복수의 인코드 방법에 의해 병렬로 처리되고, 복수의 압축 화소 값들이 오차와 함께 병렬로 출력된다. 입력 화소 값과 압축 화소 값과의 오차는 MUX(140)로 입력되고, MUX(140)는 가장 작은 오차를 갖는 압축 화소 값을 하나의 블록에 대응되는 출력으로서 프레임 메모리(20)로 송신된다.

[양자화 테이블]

본 발명의 일 실시예에 따른, 랜덤 인코더에 의한 직접 양자화 및 차분 양자화의 각각는 도 19 내지 도 21에 나타내는 양자화 테이블을 사용하고 있다. 또한, 도 19 내지 도 21에 예시나타지 않는 입력 레인지 값을 양자화할 경우에는, 양자화 테이블을 사용하지 않고, 예를 들어 도 22에 나타내는 바와 같은 쉬프트 연산 등의 연산에 의해 양자화할 수 있다.

도 19a 및 도 19b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더(130, 도 4에 도시됨)를 통해 직접 양자화 하는 경우 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.

도 19a 및 도 19b를 참조하면, 도 17에서 설명된 랜덤 인코더(130)의 다이렉트 모드를 통해 생성된 압축 화소 값은 4 비트로 양자화되어 표현되는(양자화 스텝 사이즈=17) R 데이터(R) 및 G 데이터(G)를 포함하며, 3 비트로 양자화 되어 표현되는(양자화 스텝 사이즈 = 36) B 데이터(B)를 포함한다.

예를 들어, 입력 화소 값의 R 데이터(R)가 「95」이면, 인코더에 의해 양자화된 양자화 값은 「6」으로 되고, 디코더에 의해 역양자화된 역양자화 값은 「102」로 된다. 한편, 입력 화소 값의 B 데이터(B)가 「95」이면, 양자화 값은 「3」으로 되고, 역양자화 값은 「108」로 된다.

도 20a 및 도 20b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노멀 인코더에 의한 차분 양자화에 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.

도 20a 및 도 20b을 참조하면, 2 비트로 양자화하는 경우와 3 비트로 양자화하는 경우에 사용하는 테이블이 다르다. 또한, 도 20a 및 도 20b의 차분 양자화의 테이블에서는 입력 레인지에 치우침이 있다. 바꾸어 말하면, 차분 값이 작은 때에 약간의 차분 값의 차이를 구별할 수 있도록 미세하게 입력 레인지 범위를 설정하고 있다. 이것은 차분 양자화는 차분 값의 근거가 되는 화소 값들이 서로 근사하여 차분 값이 작은 값을 갖는 케이스를 상정(가정)하고 있기 때문이다.

도 21a 및 도 21b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 랜덤 인코더에 의한 차분 양자화에 있어서 사용되는 양자화 테이블의 예를 설명하는 도면이다.

도 21 A 및 21B를 참조하면, 도 20a 및 도 20b와 마찬가지로, 양자화할 때에 사용하는 테이블은 2 비트와 3 비트의 경우에 다르다. 또한, 노멀 인코더에 비해, 랜덤 인코더의 양자화 테이블의 입력 레인지 범위는 넓게 설정되어 있다. 이것은, 랜덤 인코더에 의한 차분 양자화는 노멀 인코더에 의한 차분 양자화에 비해, 차분 값의 근거가 되는 화소 값들의 차가 커서 차분 값이 큰 값을 갖는 케이스를 상정(가정)하고 있기 때문이다.

이상과 같이, 노멀 인코 더 및 랜덤 인코더의 차분 양자화 테이블에 있어서, 작은 차분은 미세하게 근사시켜 양자화 값을 생성하고, 큰 차분은 거칠게(Rough) 근사화 시켜 양자화 값을 생성한다 표시 영상에 있어서, 그라데이션과 같은 화소 값의 변화가 작은 부분에서는 근사의 정밀도가 거칠면, 압축 전후의 차이가 용이하게 시인되어 버린다. 따라서, 화소 값의 변화가 작은 부분에서는 미세하게 근사화 하여 양자화 시킬 필요가 있다. 한편, 화소 값의 변화가 큰 부분에서는 근 사의 정밀도가 거칠어도 압축 전후의 차이가 인식되기 어렵기 때문에, 거칠게 근사하여 입력 레인지를 넓힐 수 있다.

실제의 표시 영상에서는 화소 값의 변화의 정도가 다른 영역들이 연속되어 배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 화소 값의 큰 변화를 거칠게 근사하고, 화소 값의 작은 변화를를 미세하게 근사함으로써, 재현성이 좋게 압축할 수 있다.

예를 들어, 대상 화소의 입력 화소 값이 「91」이고, 참조 화소의 복호화 화소 값이 「90」인 경우, 차분 값은 「1」로 된다. 이것을 노멀 인코더에 있어서 2 비트로 양자화하는 경우는 도 20a를 참조하여 양자화 값은 「0」으로 되고, 디코더에서 역양자화 제어되면, 역양자화 값은 「0」로서 출력되고, 참조 화소의 복호화 화소 값과 통합하여 복호화 화소 값 「90」을 얻는다. 또한, 노멀 인코더에 있어서 3 비트로 양자화하는 경우는 도 20b를 참조하여 양자화 값은 「1」로 되고, 디코더에서 역양자화 제어되면, 역양자화 값도 「1」로서 출력되고, 참조 화소의 복호화 화소 값과 통합하여 복호화 화소 값 「91」을 얻는다. 한편, 랜덤 인코더에 있어서 2 비트로 양자화하는 경우는 도 21a를 참조하여 양자화 값은「0」으로 되고, 디코더에서 역양자화 제어되면, 역 양자화 값은 「0」로서 출력되고, 참조 화소의 복호화 화소 값과 통합하여 복호화 화소 값 「90」을 얻는다. 또한, 랜덤 인코더에 있어서 3 비트로 양자화하는 경우는 도 21b를 참조하여 양자화 값은 「0」으로 되고, 디코더에서 역양자화 제어되면, 역양자화 값도 「0」으로서 출력되고, 참조 화소의 복호화 화소 값과 통합하여 복호화 화소 값 「90」을 얻는다. 즉, 노멀 인코더에서는 약간의 계조의 차이를 정확하게 재현할 수 있다. 한편, 예시는 하지 않았으나, 랜덤 인코더의 경우는 비교적 큰 계조의 차이를 정확하게 표현할 수 있다.

[쉬프트 연산]

도 22는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 쉬프트 연산의 연산 방법을 나타내는 블록도이다.

도 22를 참조하여, 쉬프트 연산에 대하여 설명한다. 직접 양자화 및 차분 양자화를 통해 양자화를 행할 때에, 도 19 내지 21에 예시가 없는 경우의 양자화 방법에 대해서 설명한다.

도 22에 있어서, v는 입력 값, q는 v를 연산함으로써 얻어지는 양자화 값, b는 양자화 후의 비트 수, w는 q를 역양자화함으로써 얻어지는 역양자화 값을 각각 나타내고 있다.

도 22에 나타내는 양자화 연산 식(60)에 대해서 설명한다. 입력 값(v)에 대하여 비트 수(b)로 양자화하는 경우, 각 화소 값의 원래의 비트 수와 양자화 후의 비트 수의 차분(8-b) 만큼의 하위 비트를 무시하고, 그 외의 상위 비트를 양자화 값으로 한다. 예를 들어, 8 비트의 입력 값(v)(11001010)을 5 비트로 압축하는 경우, (8-5) = 3 비트 분의 하위 비트를 제외한 상위 5 비트를 양자화 값으로 한다. 구체적으로는, 양자화 값(q)는 (11001)로 된다.

다음에, 도 22에 나타내는 역양자화 연산 식(70)에 대해서 설명한다. 여기서, 역양자화 연산은 본 실시 형태의 디코더에 의한 복호화에 해당한다. 제 1 행, 제 2 행의 연산 식은 역양자화된 모든 비트가 "0"인 경우는 역양자화 연산에 의해 "0"이 추가되는 것을 의미하고 있다. 또한, 제 3 행, 제 4 행의 연산식은 양자화된 모든 비트가 "1"인 경우는 역양자화 연산에 의해 "1"이 추가되는 것을 의미하고 있다. 이 예에서는 8 비트로 역양자화하기 때문에, 역양자화 값은 255이다. 제 5 행, 제 6 행의 연산 식은 상술한 2개의 케이스 이외에서는 연산 전후의 오차를 억제하기 위해 중앙값에 상당하는 비트를 추가하고 있다. 상술한 3 개의 예를 구체적으로 나타내면, 5 비트에서 8 비트로 역양자화하는 경우, (00000)을 역양자화 하면, (00000000)으로 되고, (11111)을 역양자화하면, (11111111)로 된다(뒤에서 3자리는 추가된 비트). 또한, (11001)을 역양자화하면, (11001100)로 된다(뒤에서 3자리는 추가된 비트).

[신장기(30)의 구성]

도 23은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 신장기(30)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 23을 참조하면, 신장기(30)는 복수의 디코더 유니트(31)로 구성된다. 디코더 유니트(31)는 인코더 유니트(11)에 포함되어 있던 각 인코더에 각각 대응하는 복수의 디코더를 갖는다. 본 실시 형태에서는 디코더 A는 인코더 A에 대응하고, 디코더 B는 인코더 B에 대응하고, 디코더 X는 인코더 X에 대응한다. 먼저, 프레임 메모리(20)로부터의 출력이 입력 버퍼(106)에 입력된다. 입력 버퍼(106)는 쓰기 위치를 나타내는 포인터를 통해 기억 영역에 프레임 메모리(20)으로부터 출력된 압축 화소 값을 순차 저장하고, 읽기 위치를 나타내는 포인터를 통해 기억 영역으로부터 압축 화소 값을 디코더 유니트(31)로 데이터를 전송한다. 인코더 유니트(11)와는 달리 디코더 유니트(31)는 모든 디코더가 입력 버퍼(106)과 MUX(145) 사이에 병렬로 접속되어 있다. 즉, 프레임 메모리(20)의 압축 화소 값이 디코더로 병렬로 공급되고, 압축 화소 값에 포함되는 식별자에 의해, 각 디코더는 복호화된 복호화 화소 값과 식별자가 적정한지 아닌지에 대한 플래그를 출력한다. MUX(145)는 출력된 플래그로부터 올바른 복호화 화소 값을 선택하여 출력 버퍼(107)로 출력한다. 여기서, 압축 화소 값이 차분 양자화 값을 포함하는 경우, 메모리(113)에 저장된 참조 화소의 복호화 화소 값을 읽어들이고, 참조 화소의 복호화 화소 값에 차분 양자화 값을 가산하여 생성된 복호화 화소 값이 MUX(145)로 출력된다.

또한, 입력 버퍼(106)에 입력된 화소 값의 식별자를 이용하여 처리하는 디코더를 선정하여 단독으로 처리를 행할 수 있다. 그 경우, 필요에 따른 디코더만을 동작시킬 수 있기 때문에, 저소비 전력화에는 유리하다.

상술한 실시 형태에서는 하나의 화소를 R, G, B의 3 색의 서브 화소로 나눈 예를 나타냈지만, 단색으로 그레이 스케일의 표시 장치일 수도 있다. 그 경우, 상술한 서브 화소가 하나의 화소로서의 역할을 갖는 것으로 되기 때문에, 정밀도를 3 배로 향상할 수 있고, 보다 정밀한 표시 장치를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서 표시 장치(1)에 있어서는, 상술한 압축기(10)를 사용하여 입력 화소 값을 압축하고 있기 때문에, 블록 노이즈의 영향을 억제하면서 입력 화소 값을 압축할 수 있다. 따라서, 표시 패널(50)에 표시되는 영상의 표시 품질의 저하를 억제하면서 프레임 메모리(20)의 용량을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시의 형태에 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다.

1 : 표시 장치 10 : 압축기
11 : 인코더 유니트 20 : 프레임 메모리
30 : 신장기 31 : 디코더 유니트
40 : 구동부 50 : 표시 패널
100, 102, 104, 106 : 입력 버퍼 101, 103, 105, 107 : 출력 버퍼
111, 112, 113 : 메모리 120 : 노멀 인코더
130 : 랜덤 인코더
121, 122, 123, 129, 131, 132 : 인코더
140, 141, 142, 145 : 오차 평가 멀티플렉서
151, 152, 153, 159, 161, 162, 301, 302, 303, 304, 305, 309 : 디코더
60 : 쉬프트 연산(양자화) 70 : 쉬프트 연산(역양자화)

Claims

제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 압축하여 출력하는 제 1 블록 인코더를 가지고, 상기 제 1 입력 화소 값은 상기 블록의 선두에 제공되고, 상기 제 2 입력 화소 값은 상기 블록 내에서 상기 제 1 입력 화소 값에 후속하며,
상기 제 1 블록 인코더는,
상기 제 1 입력 화소 값을 출력하고,
상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 입력 화소 값의 비트 수 보다도 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 제 1 인코더를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 압축하여 출력하는 제 1 블록 인코더를 가지고, 상기 제 1 입력 화소 값은 상기 블록의 선두에 제공되고, 상기 제 2 입력 화소 값은 상기 블록 내에서 상기 제 1 입력 화소 값에 후속하며,
상기 제 1 블록 인코더는,
상기 제 1 입력 화소 값을 제 1 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 제 2 인코더; 및
상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 압축 화소 값의 비트 수 보다 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 제 1 인코더를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 인코더는, 상기 제 2 입력 화소 값과 참조하는 화소 값과의 차분을 양자화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 참조하는 화소 값은, 상기 제 1 압축 화소 값이 복호화된 복호화 화소 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 인코더는, 상기 제 2 입력 화소 값을 직접 양자화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 블록 인코더와는 다른 방식으로, 상기 입력 화소 값들을 블록 단위로 압축하여 출력하는 제 2 블록 인코더; 및
상기 제 1 블록 인코더에 의해 압축·복호화된 제 1 복호화 화소 값과 상기 입력 화소 값들간의 오차와, 상기 제 2 블록 인코더에 의해 압축·복호화된 제 2 복호화 화소 값과 상기 입력 화소 값들간의 오차를 비교하고, 상기 제1 및 제2 블록 인코더 중 작은 오차를 제공하는 어느 하나로부터 출력된 압축 화소 값을 선택하여 출력하는 제 1멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 블록 인코더는,
상기 제 2 입력 화소 값을 서로 다른 방법으로 각각 압축하여 제 2 압축 화소 값들로 출력하는 복수의 제 1 인코더; 및
상기 제 2 압축 화소 값들이 각각 복호화된 제 2 복호화 화소 값들과 상기 제 2 입력 화소 값과의 오차들을 각각 산출하고, 상기 오차들을 비교하여, 상기 제 1 인코더들 중 가장 작은 오차를 제공하는 제 1 인코더로부터 출력된 제 2 압축 화소 값을 선택하여 출력하는 제 2멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 입력 화소 값들은 제 3 입력 화소 값을 더 포함하며,
상기 제 2 블록 인코더는,
제 3 입력 화소 값을 서로 다른 방법으로 각각 압축하여 제 3 압축 화소 값들로 출력하는 복수의 제 3 인코더 및
상기 제 3 인코더들로부터 출력된 상기 제 3 압축 화소 값들이 각각 복호화된 제 3 복호화 화소 값들과 상기 제 3 입력 화소 값과의 오차들을 각각 산출하고, 상기 오차들을 비교하여, 상기 제 3 인코더들 중 가장 작은 오차를 제공하는 제 3 인코더로부터 출력된 제 3 압축 화소 값을 선택하여 출력하는 제 3 멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 부호화하는 방법에 있어서,
상기 제 1 입력 화소 값을 출력하는 단계; 및
상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 압축 화소 값의 비트 수 보다도 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 입력 화소 값은 상기 블록의 선두에 제공되고, 상기 제 2 입력 화소 값은 상기 블록 내에서 상기 제 1 입력 화소 값에 후속하는 것을 특징으로 하는 데이터 부호화 방법.
제 1 및 제 2 입력 화소 값을 구비하는 복수의 입력 화소 값을 블록 단위로 부호화하는 방법에 있어서,
상기 제 1 입력 화소 값을 제 1 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 단계; 및
상기 제 2 입력 화소 값을 상기 제 1 압축 화소 값의 비트 수 보다도 적은 비트 수를 갖는 제 2 압축 화소 값으로 압축하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 부호화 방법.