KR20170075974A - Apparatus and Method for Encoding and Decoding of Image - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CALIC을 기반으로 하여 영상을 부호화하고 복호화하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 영상 압축 부호화 방법은, 영상에 포함된 부호화 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하고, 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 신호를 생성하는 제1 레지듀얼 신호 생성 단계, 상기 영상을 분석하여 상기 대상 화소의 컨텍스트를 분류하는 컨텍스트 분류 단계, 상기 분류한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측 단계, 상기 예측 단계에서 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 신호를 생성하는 제2 레지듀얼 신호 생성 단계, 및 상기 제2 레지듀얼 신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화 단계를 포함할 수 있다.
The present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding an image based on CALIC.
To this end, an image compression encoding method according to the present invention includes predicting a video signal value of a target pixel using neighboring pixels of a current pixel to be coded included in an image, and calculating a predicted video signal value and a video signal value A first residual signal generating step of generating a first residual signal according to a difference between the first prediction signal and the second prediction signal, a context classification step of analyzing the image and classifying the context of the target pixel, A prediction step of predicting a video signal value of the target pixel from the neighboring pixel of the target pixel, a second residual signal generating step of generating a second residual signal according to a difference between the video signal value predicted in the prediction step and the video signal value of the target pixel A second residual signal generating step for generating a second residual signal by subtracting the second residual signal from the second residual signal, And may include an enrichment step.

Description

영상 부호화 및 복호화 방법 및 그 장치{Apparatus and Method for Encoding and Decoding of Image}[0001] The present invention relates to an image encoding and decoding method,

본 발명은 영상을 부호화하고 복호화하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 CALIC을 기반으로 하여 영상을 부호화하고 복호화하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding an image. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding an image based on CALIC.

기존에 영상을 압축하는 다양한 알고리즘들이 존재하고 있다. 영상 압축은 프레임 간의 예측을 수행하거나 프레임 내의 예측을 수행하고 예측된 영상과 원 영상 간의 차분 영상만을 압축함으로써 정보량을 감축하는 방법, 영상의 특성 상 전송할 각 정보들 간에 중복되는 정보를 추출함으로써 정보량을 감축하는 방법, 정보 자체에 대하여 부호화 기법 차원에서 리던던시를 줄이는 방법 등을 이용함으로써 이루어진다.Various algorithms exist for compressing images. Image compression is a method of reducing the amount of information by performing inter-frame prediction or performing intra-frame prediction, compressing only the difference image between the predicted image and the original image, and extracting redundant information among the respective information And a method of reducing the redundancy in terms of the encoding technique for the information itself.

이와 같은 영상 압축에는 원 영상에 대한 정보를 일정 부분 손실하지만 높은 압축률을 달성하는 손실 압축 방법과, 비교적 낮은 압축률을 가지지만 복호화 시 원 영상에 대한 정보를 모두 복원하는 무손실 압축 방법이 존재한다. 예를 들어 의료영상, 법률자료나 원격탐사처럼 신뢰성이 보장되어야 하는 분야에서는 무손실 압축 방법이 사용된다. 특히 영상의 품질 및 정밀성과 신뢰도가 요구되는 분야에서는 무손실 압축의 활용성이 증대되고 있다. In such image compression, there is a lossy compression method for achieving a high compression ratio, and a lossless compression method for recovering all information about an original image at a relatively low compression rate, while decoding the original image. Lossless compression methods are used in areas where reliability must be assured, such as medical imaging, legal data or remote sensing. Especially, in the field where image quality, precision and reliability are required, the usability of lossless compression is increasing.

무손실 압축 방법으로는 JPEG-LS나 CALIC과 같은 기법이 존재하고 있다. 특히 CALIC(Context-Based, Adaptive, Lossless Image Coding) 기법은 컨텍스트를 기반으로 무손실 압축을 수행하는 알고리즘이다. 그런데 기존의 CALIC 기법은 영상의 크기가 커질수록 압축률이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.There are techniques such as JPEG-LS and CALIC as lossless compression methods. In particular, CALIC (Context-Based, Adaptive, and Lossless Image Coding) is an algorithm that performs lossless compression based on context. However, the conventional CALIC technique has a problem that the compression rate is significantly lower as the size of the image increases.

(비특허문헌 0001) Wu, Xiaolin, and Nasir Memon. "Context-based, adaptive, lossless image coding." Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444.(Non-Patent Document 0001) Wu, Xiaolin, and Nasir Memon. "Context-based, adaptive, lossless image coding." Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444.

이에 본 발명에서는 위와 같은 기존 CALIC 기법의 문제점을 해결하고, 압축률이 보다 개선된 CALIC 기반의 영상 압축 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention solves the problems of the conventional CALIC technique and provides a CALIC-based image compression method with improved compression ratio.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 유형에 따른 영상 압축 부호화 방법은, 영상에 포함된 부호화 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하고, 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 신호를 생성하는 제1 레지듀얼 신호 생성 단계; 상기 영상을 분석하여 상기 대상 화소의 컨텍스트를 분류하는 컨텍스트 분류 단계; 상기 분류한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측 단계; 상기 예측 단계에서 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 신호를 생성하는 제2 레지듀얼 신호 생성 단계; 및 상기 제2 레지듀얼 신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image compression encoding method for predicting a video signal value of a target pixel using neighboring pixels of a current pixel to be coded included in an image, A first residual signal generating step of generating a first residual signal according to a difference between a video signal value of the target pixel and a first residual signal; A context classification step of analyzing the image and classifying the context of the target pixel; A prediction step of predicting a video signal value of the target pixel from the neighboring pixel of the target pixel using a prediction function set according to the classified context; A second residual signal generation step of generating a second residual signal according to a difference between the video signal value predicted in the prediction step and the video signal value of the target pixel; And an entropy encoding step of entropy encoding the second residual signal.

여기서 상기 제1 레지듀얼 신호 생성 단계는 상기 대상 화소에서의 그래디언트를 산출하고, 상기 산출한 그래디언트의 방향에 따라 설정한 예측 계수를 이용하여 상기 이웃 화소를 가중합하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측할 수 있다.The first residual signal generating step may calculate a gradient in the target pixel and weight the neighboring pixels using a prediction coefficient set according to the calculated gradient direction to predict a video signal value of the target pixel .

여기서 상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소에서의 레지듀얼 에너지를 산출하고, 상기 산출한 레지듀얼 에너지에 따라 상기 화소의 상기 컨텍스트를 분류할 수 있다.Here, the context classification step may calculate the residual energy of each pixel of the image, and classify the context of the pixel according to the calculated residual energy.

여기서 상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소에서의 그래디언트를 산출하고, 상기 산출한 그래디언트와 상기 화소의 이웃 화소에서의 상기 제1 레지듀얼 신호 값을 이용하여 상기 레지듀얼 에너지를 산출할 수 있다.The context classification step may calculate the gradient in each pixel of the image, and may calculate the residual energy using the calculated gradient and the first residual signal value in a neighboring pixel of the pixel.

여기서 상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소에서의 텍스쳐 값을 산출하고, 상기 레지듀얼 에너지와 상기 산출한 텍스쳐 값에 따라 상기 화소의 상기 컨텍스트를 분류할 수 있다.The context classification step may calculate a texture value of each pixel of the image, and classify the context of the pixel according to the residual energy and the calculated texture value.

여기서 상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소의 이웃 화소의 영상 신호 값과, 상기 각 화소에 대하여 상기 제1 레지듀얼 신호 생성 단계에서 예측한 영상 신호 값 간의 차에 따라 상기 텍스쳐 값을 산출할 수 있다.The context classification step may calculate the texture value according to a difference between an image signal value of a neighboring pixel of each pixel of the image and a predicted image signal value of the pixel in the first residual signal generation step have.

여기서 상기 예측 단계는 상기 분류한 컨텍스트 별로 예측 계수가 설정되는 상기 예측 함수를 이용하여, 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측할 수 있다.Here, the prediction step may predict a video signal value of the target pixel from the neighboring pixels by using the prediction function in which prediction coefficients are set for each classified context.

여기서 상기 예측 계수는 상기 컨텍스트 별로 각 상기 컨텍스트에 포함된 화소들에 대하여, 상기 화소의 이웃 화소들에 따른 상기 예측 함수의 출력 값과 상기 화소의 영상 신호 값 간의 차이에 따라 산출되는 비용함수가 최적화되도록 설정된 계수인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the prediction coefficient may be a value of a cost function calculated according to a difference between an output value of the prediction function according to neighboring pixels of the pixel and a video signal value of the pixel, for each of the pixels included in each context, Is a coefficient that is set to be < RTI ID = 0.0 >

여기서 상기 예측 계수는 최소 평균 제곱 오차 기법을 기반으로 설정한 상기 비용함수를 최적화하도록 산출된 계수인 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the prediction coefficient is a coefficient calculated to optimize the cost function set based on the minimum mean square error technique.

여기서 상기 엔트로피 부호화 단계는 상기 컨텍스트 별로 상기 제2 레지듀얼 신호를 상기 엔트로피 부호화할 수 있다.The entropy encoding step may entropy encode the second residual signal for each context.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 영상 압축 복호화 방법은, 부호화된 레지듀얼 신호를 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화 단계; 복호화 대상 화소의 컨텍스트를 결정하는 컨텍스트 결정 단계; 상기 결정한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 기 복호화된 이웃 화소들로부터 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측 단계; 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 복호화한 레지듀얼 신호를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 산출하는 복호화 대상 화소 획득 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image compression decoding method including: entropy decoding step of entropy decoding a coded residual signal; A context determining step of determining a context of a pixel to be decoded; A prediction step of predicting a video signal value of the decoding target pixel from the previously decoded neighboring pixels of the decoding target pixel using a prediction function set according to the determined context; And calculating a video signal value of the pixel to be decoded using the predicted video signal value and the decoded residual signal.

여기서 상기 엔트로피 복호화 단계는 상기 부호화된 레지듀얼 신호를 상기 결정한 컨텍스트에 따라 상기 엔트로피 복호화할 수 있다.The entropy decoding step may entropy decode the encoded residual signal according to the determined context.

여기서 상기 컨텍스트 결정 단계는 기 복호화된 이웃 화소들을 이용하여 상기 복호화 대상 화소의 레지듀얼 에너지와 텍스쳐 값을 산출하고, 상기 산출한 레지듀얼 에너지와 텍스쳐 값에 따라 상기 복호화 대상 화소의 상기 컨텍스트를 결정할 수 있다.The context determination step may calculate the residual energy and the texture value of the decoding target pixel using the previously decoded neighboring pixels and determine the context of the decoding target pixel according to the calculated residual energy and the texture value have.

여기서 상기 예측 함수는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 예측 계수가 미리 설정된 함수인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the prediction function may be a preset prediction function according to the determined context.

여기서 상기 예측 계수는 상기 컨텍스트 별로 미리 설정된 상기 예측 함수의 계수이고, 각 상기 컨텍스트에 포함된 화소들에 대하여, 상기 화소의 이웃 화소들에 따른 상기 예측 함수의 출력 값과 상기 화소의 영상 신호 값 간의 차이에 따라 산출되는 비용함수가 최적화되도록 설정된 계수인 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the predictive coefficient is a coefficient of the prediction function preset for each context, and for each of the pixels included in each context, an output value of the prediction function according to neighboring pixels of the pixel and a video signal value of the pixel And the cost function calculated according to the difference is set to be optimized.

여기서 상기 예측 계수는 최소 평균 제곱 오차 기법을 기반으로 설정한 상기 비용함수를 최적화하도록 산출된 계수인 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the prediction coefficient is a coefficient calculated to optimize the cost function set based on the minimum mean square error technique.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 영상 압축 부호화 장치는, 영상에 포함된 부호화 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하고, 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 신호를 생성하는 제1 레지듀얼 신호 생성부; 상기 영상을 분석하여 상기 대상 화소의 컨텍스트를 분류하는 컨텍스트 분류부; 상기 분류한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측부; 상기 예측부에서 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 신호를 생성하는 제2 레지듀얼 신호 생성부; 및 상기 제2 레지듀얼 신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image compression encoding apparatus for predicting a video signal value of a target pixel using neighboring pixels of a target pixel included in an image, A first residual signal generating unit for generating a first residual signal according to a difference between a value of the target pixel and a video signal value of the target pixel; A context classifier for classifying the context of the target pixel by analyzing the image; A predictor for predicting a video signal value of the target pixel from the neighboring pixels of the target pixel using a prediction function set according to the classified context; A second residual signal generator for generating a second residual signal according to a difference between the video signal value predicted by the predictor and the video signal value of the target pixel; And an entropy encoding unit for entropy encoding the second residual signal.

여기서 상기 예측부는 상기 분류한 컨텍스트 별로 예측 계수가 설정되는 상기 예측 함수를 이용하여, 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the prediction unit predicts a video signal value of the target pixel from the neighboring pixels using the prediction function in which a predictive coefficient is set for each classified context.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 영상 압축 복호화 장치는, 부호화된 레지듀얼 신호를 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화부; 복호화 대상 화소의 컨텍스트를 결정하는 컨텍스트 결정부; 상기 결정한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 기 복호화된 이웃 화소들로부터 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측부; 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 복호화한 레지듀얼 신호를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 산출하는 복호화 대상 화소 획득부;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for decoding an image, comprising: an entropy decoding unit for entropy decoding a coded residual signal; A context determination unit for determining a context of a pixel to be decoded; A predictor for predicting a video signal value of the decoding target pixel from the decoded neighboring pixels of the decoding target pixel using a prediction function set according to the determined context; And a decoding target pixel obtaining unit for calculating a video signal value of the decoding target pixel by using the predicted video signal value and the decoded residual signal.

여기서 상기 예측 함수는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 예측 계수가 미리 설정된 함수인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the prediction function may be a preset prediction function according to the determined context.

본 발명에 따른 영상 부호화 및 복호화 방법에 의하면 의료영상이나 법률자료와 같은 정밀성과 신뢰성이 보장되어야 하는 분야에서 해상도가 높은 영상을 CALIC 방식으로 압축할 때 보다 높은 압축률을 달성할 수 있는 효과가 있다.According to the image encoding and decoding method of the present invention, it is possible to achieve a higher compression rate when compressing a high-resolution image in the CALIC method in fields where precision and reliability such as medical images and legal data must be guaranteed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 부호화 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 압축 복호화 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 부호화 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 압축 복호화 장치의 블록도이다.
1 is a flowchart of an image compression encoding method according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of compressing and decoding an image according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an image compression encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of an image compression / decoding apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

영상 압축에는 원 영상에 대한 정보를 일정 부분 손실하지만 높은 압축률을 달성하는 손실 압축 방법과, 비교적 낮은 압축률을 가지지만 복호화시 원 영상에 대한 정보를 모두 복원하는 무손실 압축 방법이 존재한다. 예를 들어 의료영상, 법률자료나 원격탐사처럼 신뢰성이 보장되어야 하는 분야에서는 무손실 압축 방법이 사용된다. 이와 같은 무손실 압축 방법으로는 JPEG-LS나 CALIC과 같은 기법이 존재하고 있다. There is a lossy compression method that achieves a high compression ratio, and a lossless compression method that restores all the information of the original image in decoding, though it has a relatively low compression rate. Lossless compression methods are used in areas where reliability must be assured, such as medical imaging, legal data or remote sensing. As such lossless compression methods, techniques such as JPEG-LS and CALIC exist.

무손실 압축 방법 중 CALIC(Context-Based, Adaptive, Lossless Image Coding) 기법은 컨텍스트를 기반으로 무손실 압축을 수행하는 알고리즘으로, "Wu, Xiaolin, and Nasir Memon. 'Context-based, adaptive, lossless image coding.' Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444."에서 제안된 방법이다. CALIC 영상 부호화 방법의 세부 동작 방식은 다음과 같다. 먼저 화소들을 스캔하면서 - 예를 들면 래스터 스캔 방식 - 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 대상 화소를 예측한다. 다음으로 대상 화소와 예측한 화소 값 간의 차에 따른 레지듀얼 즉 에러 영상을 생성한다. 다음으로 상기 에러 영상을 분석하여 각 화소의 컨텍스트(Context)를 분류한다. 여기서 컨텍스트는 2가지 기준을 가지고 분류되는데, 하나는 에러의 에너지 성분이고, 하나는 텍스쳐 성분이다. 예를 들어 에러의 에너지를 기준으로 N개의 분류가, 텍스쳐 성분을 기준으로 M개의 분류가 존재하면, 총 컨텍스트는 M x N개가 존재할 수 있다. 다음으로는 각 컨텍스트 별로 에러 영상의 화소의 신호 값을 엔트로피 코딩한다. Among the lossless compression methods, CALIC (Context-Based, Adaptive, and Lossless Image Coding) is a context-based lossless compression algorithm. ' Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444. " The detailed operation method of the CALIC image coding method is as follows. First, scan the pixels - for example, raster scan - predict the target pixel using neighboring pixels of the target pixel. Next, a residual or an error image is generated according to the difference between the target pixel and the predicted pixel value. Next, the context of each pixel is classified by analyzing the error image. Here the context is classified with two criteria, one is the energy component of the error and one is the texture component. For example, if there are N classifications based on the energy of the error, and M classifications based on the texture component, there may be M x N total contexts. Next, entropy coding of the signal value of the pixel of the error image is performed for each context.

하지만 위와 같은 기존의 CALIC 기법은 영상의 크기가 커질수록 압축률이 현저히 떨어지는 문제점을 보유하고 있다.However, the existing CALIC technique as described above has a problem that the compression rate is significantly lower as the size of the image increases.

이에 본 발명에서는 압축률이 보다 개선된 CALIC 방식의 영상 압축 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a CALIC image compression method with improved compression ratio.

이를 위하여 본 발명에 따른 영상 압축 방법은, 영상에 포함된 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소를 예측하고, 상기 대상 화소와 상기 예측한 화소 간의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 영상을 생성하고, 상기 영상을 분석하여 각 화소의 컨텍스트를 분류하고, 상기 분류한 컨텍스트 별로 상기 영상에 포함된 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소를 이용하여 상기 대상 화소를 예측하고, 상기 예측한 화소와 상기 대상 화소 간의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 영상을 생성하고, 상기 컨텍스트 별로 상기 제2 레지듀얼 영상의 화소를 엔트로피 코딩하는 단계를 거쳐 영상을 압축하는 부호화를 수행할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 위의 역과정을 통하여 부호화된 영상 코드를 복호화할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 영상 복호화 방법 및 부호화 방법 및 그 장치는 상술한 CALIC 기반으로 동작할 수 있다. 다만 필요에 따라 본 발명에 따른 영상 복호화 방법 및 부호화 방법 및 그 장치는 CALIC 이외의 무손실 압축 부호화/복호화 코덱에 적용되어 사용될 수도 있으며, 필요에 따라 손실 압축 부호화/복호화 코덱에 적용되어 사용될 수도 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image compression method for predicting a target pixel using neighboring pixels of a target pixel included in an image, The method includes generating an image, analyzing the image to classify the context of each pixel, predicting the target pixel using the neighboring pixels of the target pixel included in the classified image for each of the classified contexts, Generating a second residual image corresponding to a difference between the image signals of the target pixels and entropy-coding the pixels of the second residual image for each context to perform image compression. In addition, the image decoding method according to the present invention can decode the encoded image code through the above process. Preferably, the video decoding method, the encoding method, and the apparatus according to the present invention can operate on the CALIC basis. However, if necessary, the image decoding method, the encoding method, and the apparatus according to the present invention may be applied to a lossless compression encoding / decoding codec other than a CALIC, and may be applied to a lossy compression /

또한 본 발명에서 제안하는 영상 부호화 방법 및 복호화 방법과 그 장치는 압축 부호화/복호화 대상 영상에 대하여 무손실 압축을 수행하고자 할 때 이용될 수 있는 장치 및 방법이다. 따라서 압축 대상 영상이 상술한 바와 같은 무손실 압축이 요구되는 일반 영상이 될 수 있다. 즉 본 발명에서 제안하는 영상 부호화 방법 및 복호화 방법과 그 장치는 무손실 압축을 하고자 하는 일반적인 영상들에 적용될 수 있다.In addition, the video encoding method, the decoding method, and the apparatus proposed by the present invention are devices and methods that can be used when lossless compression is to be performed on an image to be compression-encoded / decoded. Therefore, the compression target image can be a general image requiring lossless compression as described above. That is, the image coding method and decoding method and apparatus proposed in the present invention can be applied to general images for lossless compression.

이하에서는 본 발명에 따른 CALIC 기반 영상 복호화 방법 및 부호화 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a CALIC-based image decoding method and a coding method according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 부호화 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of an image compression encoding method according to an embodiment of the present invention.

상기 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 부호화 방법은 제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100), 컨텍스트 분류 단계(S200), 예측 단계(S300), 제2 레지듀얼 신호 생성 단계(S400), 엔트로피 부호화 단계(S500)를 포함할 수 있다.The image compression encoding method according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first residual signal generation step S100, a context classification step S200, a prediction step S300, a second residual signal generation step S400, Encoding step S500.

제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)는 영상에 포함된 부호화 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하고, 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 신호를 생성한다.The first residual signal generation step S100 predicts the video signal value of the target pixel using the neighboring pixels of the current pixel to be coded included in the video and outputs the predicted video signal value and the video signal value of the target pixel And generates a first residual signal according to the difference.

여기서 제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)는 상기 대상 화소에서의 그래디언트를 산출하고, 상기 산출한 그래디언트의 방향에 따라 설정한 예측 계수를 이용하여 상기 이웃 화소를 가중합하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측할 수 있다. 여기서 대상 화소에서의 그래디언트는 대상 화소의 수직 방향으로의 그래디언트와 수평 방향으로의 그래디언트가 산출될 수 있다. 여기서 수직 또는 수평 방향의 그래디언트를 산출하는 방법으로는 공지된 영상에서의 그래디언트 산출 방법을 이용할 수 있다. 또한 복호화 과정에서 대상 화소의 그래디언트 값을 산출하기 위하여, 여기서 그래디언트는 대상 화소의 이웃 화소들 간의 차이 값을 이용하여 산출할 수 있다.Here, the first residual signal generation step S100 may include calculating a gradient in the target pixel, weighting the neighboring pixels using a predictive coefficient set according to the calculated direction of the gradient, Can be predicted. Here, the gradient in the target pixel can be calculated as the gradient in the vertical direction and the gradient in the horizontal direction of the target pixel. Here, as a method of calculating a gradient in the vertical or horizontal direction, a known method of calculating a gradient in an image can be used. Also, in order to calculate the gradient value of the target pixel in the decoding process, the gradient can be calculated using the difference value between neighboring pixels of the target pixel.

여기서 수직 방향으로의 그래디언트를 산출하기 위하여, 대상 화소의 이웃 화소들 중에서 수직 방향으로 인접하는 이웃 화소들을 이용하여 수직 방향의 그래디언트를 산출할 수 있다. 예를 들면 이웃 화소들 중에서 좌측 인접 화소와 좌측 인접 화소의 윗 방향으로 인접하는 화소 간의 차이와, 위 방향 인접 화소와 위 방향 인접 화소의 다시 윗 방향으로 인접하는 화소 간의 차이를 이용하여 수직 방향으로의 그래디언트를 산출할 수 있다. 마찬가지로 수평 방향으로의 그래디언트를 산출하기 위하여는 대상 화소의 이웃 화소들 중에서 수평 방향으로 인접하는 이웃 화소들을 이용하여 수평 방향 그래디언트를 산출할 수 있다.Here, in order to calculate the gradient in the vertical direction, a gradient in the vertical direction can be calculated using neighboring pixels adjacent in the vertical direction among the neighboring pixels of the target pixel. For example, the difference between the left adjacent pixel and the adjacent pixel in the upper direction of the left adjacent pixel and the difference between the adjacent pixel in the upper adjacent direction and the adjacent pixel in the upward direction adjacent to the left adjacent pixel, Can be calculated. Similarly, in order to calculate the gradient in the horizontal direction, the horizontal gradient can be calculated using neighboring pixels neighboring in the horizontal direction among the neighboring pixels of the target pixel.

제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)는 이처럼 대상 화소에서의 그래디언트를 산출한 다음, 그래디언트의 방향을 결정하고, 그 방향에 따라 설정한 예측 계수를 이용하여 대상 화소에 이웃하는 화소들을 가중합하여 대상 화소의 영상 신호 값을 예측할 수 있다. 즉 대상 화소의 영상 신호 값은 이웃 화소들의 가중합으로 산출되는데, 이때 가중합에 적용되는 예측 계수가 상기 그래디언트의 방향에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들면 대상 화소의 영상 신호의 예측 값은 하기 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.In the first residual signal generation step S100, the gradient of the target pixel is calculated, the direction of the gradient is determined, and the pixels adjacent to the target pixel are weighted by using the prediction coefficient set according to the direction, The video signal value of the pixel can be predicted. That is, the image signal value of the target pixel is calculated as a weighted sum of neighboring pixels. In this case, the prediction coefficient applied to the weighted sum may be set differently according to the direction of the gradient. For example, the predicted value of the video signal of the target pixel can be calculated as shown in the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 wd는 그래디언트 방향 d에 따라 설정되는 예측 계수이고, In은 대상 화소의 이웃 화소들이고,

Figure pat00002
는 대상 화소의 영상 신호 값의 예측 값이다.Where w d is a prediction coefficient set according to the gradient direction d, I n is the neighboring pixels of the target pixel,
Figure pat00002
Is a predicted value of a video signal value of a target pixel.

여기서 그래디언트의 방향은 수평 방향 그래디언트 및 수직 방향 그래디언트를 이용하여 결정할 수 있고, 예를 들면 수평 방향 그래디언트와 수직 방향 그래디언트 간의 차이 값을 소정의 임계치와 비교하여 그래디언트의 방향을 결정할 수 있다. 여기서 그래디언트의 방향은 대상 화소에서의 에지 방향에 관한 정보를 포함할 수 있고, 또한 에지의 강도에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다. 또한 여기서 소정의 임계치는 필요에 따라 설정될 수 있는 값이다.Here, the direction of the gradient can be determined using a horizontal gradient and a vertical gradient, and the direction of the gradient can be determined, for example, by comparing the difference value between the horizontal gradient and the vertical gradient to a predetermined threshold value. Here, the direction of the gradient may include information on the edge direction in the target pixel, and may further include information on the intensity of the edge. Here, the predetermined threshold value is a value that can be set as needed.

여기서 제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)에서 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 대상 화소의 영상 신호 값을 예측함에 있어서는 기존의 CALIC 기법에서의 예측 방법을 이용할 수 있다. 즉 "Wu, Xiaolin, and Nasir Memon. 'Context-based, adaptive, lossless image coding.' Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444."에서 개시하고 있는 GAP(Gradient Adjusted Prediction) 방식을 이용하여, 이웃 화소들로부터 대상 화소의 영상 신호를 예측할 수 있다.Here, in predicting the video signal value of the target pixel using the neighboring pixels of the target pixel in the first residual signal generation step S100, the prediction method in the existing CALIC technique can be used. "Wu, Xiaolin, and Nasir Memon." Context-based, adaptive, lossless image coding. " Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444. "Using Gradient Adjusted Prediction (GAP), the video signal of a target pixel can be predicted from neighboring pixels.

다음으로는 이와 같이 대상 화소에 대하여 예측한 영상 신호 값과 실제 대상 화소의 영상 신호 값의 차를 산출하고, 그에 따라 상기 제1 레지듀얼(Residual) 신호를 생성한다. 이와 같이 영상의 각 화소에 대하여 생성된 제1 레지듀얼 신호에 따라 제1 레지듀얼 영상이 생성될 수 있다.Next, the difference between the video signal value predicted for the target pixel and the video signal value of the actual target pixel is calculated as described above, and the first residual signal is generated accordingly. In this way, a first residual image can be generated according to the first residual signal generated for each pixel of the image.

다음으로 컨텍스트 분류 단계(S200)는 상기 영상을 분석하여 상기 대상 화소의 컨텍스트를 분류한다. 즉 부호화 대상 영상의 각 화소 별로 컨텍스트가 분류될 수 있다. 여기서 컨텍스트는 복수개의 부류로 미리 정의되며, 이하 설명하는 바와 같이 정의될 수 있다.Next, the context classification step S200 classifies the context of the target pixel by analyzing the image. That is, the context may be classified for each pixel of the image to be encoded. Here, the context is predefined as a plurality of classes and can be defined as described below.

컨텍스트 분류 단계(S200)는 상기 영상의 각 화소에서의 레지듀얼 에너지를 산출하고, 상기 산출한 레지듀얼 에너지에 따라 상기 화소의 상기 컨텍스트를 분류할 수 있다. 레지듀얼 에너지는 레지듀얼 신호의 크기를 고려하여 산출될 수 있다. 그리고 복호화 단계에서 특정 화소의 컨텍스트를 결정할 수 있도록 하기 위하여, 특정 화소의 레지듀얼 에너지는 특정 화소에 인접하는 이웃 화소의 레지듀얼 신호의 크기를 이용하여 산출될 수 있다.The context classification step S200 may calculate the residual energy of each pixel of the image and classify the context of the pixel according to the calculated residual energy. Residual energy can be calculated considering the size of the residual signal. In order to be able to determine the context of a specific pixel in the decoding step, the residual energy of a specific pixel can be calculated using the size of a residual signal of a neighboring pixel adjacent to the specific pixel.

또한 여기서 레지듀얼 에너지는 이웃 화소의 레지듀얼 신호의 크기와 함께 특정 화소에서의 그래디언트 산출 값을 고려하여 산출될 수 있다. 이를 위하여 컨텍스트 분류 단계(S200)는 상기 영상의 각 화소에서의 그래디언트를 산출하고, 상기 산출한 그래디언트와 상기 화소의 이웃 화소에서의 상기 제1 레지듀얼 신호 값을 이용하여 상기 레지듀얼 에너지를 산출할 수 있다.Here, the residual energy can be calculated in consideration of the size of the residual signal of the neighboring pixel and the calculated gradient value of the specific pixel. For this, the context classification step S200 calculates a gradient in each pixel of the image, and calculates the residual energy using the calculated gradient and the first residual signal value in a neighboring pixel of the pixel .

여기서 그래디언트는 제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)에서 설명한 방식과 동일한 방식으로 이웃 화소들 간의 차이 값에 따라 산출될 수 있다.Here, the gradient may be calculated according to a difference value between neighboring pixels in the same manner as described in the first residual signal generating step S100.

컨텍스트 분류 단계(S200)는 하기 수학식 2와 같이 레지듀얼 에너지를 산출할 수 있다.The context classification step S200 may calculate the residual energy as shown in Equation (2).

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서 ER은 레지듀얼 에너지이고, a, b, c는 미리 설정되는 상수이고, dh는 수평 방향 그래디언트, dv는 수직 방향 그래디언트, en은 이웃 화소에서의 레지듀얼 신호의 크기가 될 수 있다.Where E R is the residual energy, a, b, c is a constant that is set in advance, d h can be the size of a residual signal in a horizontal direction of the gradient, d v is a vertical gradient, e n is the neighboring pixel have.

여기서 레지듀얼 에너지를 산출하고자 하는 화소가 I(i, j)라고 하면, dh = |I(i-1, j) - I(i-2, j)| + |I(i, j-1) - I(i-1, j-1))| + |I(i, j-1) - I(i+1, j-1)|, dv = |I(i-1, j) - I(i-1, j-1)| + |I(i, j-1) - I(i, j-2))| + |I(i+1, j-1) - I(i+1, j-2)|, en = |I(i-1, j) -

Figure pat00004
(i-1, j)|와 같이 각 산출될 수 있다. 여기서 I(i, j)는 레지듀얼 에너지를 산출하고자 하는 화소이고,
Figure pat00005
(i, j)는 제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)에서 산출된 I(i, j)의 영상 신호 예측 값이다. 여기서 i는 영상의 가로 축, j는 영상의 세로 축의 인덱스를 각 나타내는 기호이다. 그리고 인덱스의 원점은 예를 들어 영상의 좌측 상단이 될 수 있고, 원점에서 오른쪽으로 진행할수록 i가 증가하고, 아래쪽으로 진행할수록 j가 증가하도록 인덱스가 설정될 수 있다.If the pixel to be calculated, where the residual energy as I (i, j), d h = | I (i-1, j) - I (i-2, j) | + I (i, j-1) - I (i-1, j-1) + | I (i, j- 1) - I (i + 1, j-1) |, d v = | I (i-1, j) - I (i-1, j-1) | + I (i, j-1) - I (i, j-2)) | + | I (i + 1, j-1) - I (i + 1, j-2) |, e n = | I (i-1, j) -
Figure pat00004
(i-1, j) |, respectively. Here, I (i, j) is a pixel for which residual energy is to be calculated,
Figure pat00005
(i, j) is a predicted video signal value of I (i, j) calculated in the first residual signal generation step S100. Where i is the horizontal axis of the image and j is the vertical axis index of the image. The origin of the index can be, for example, the upper left corner of the image, and the index i can be set so that i increases as it goes from the origin to the right and j increases as it goes down.

컨텍스트 분류 단계(S200)는 위와 같이 산출된 레지듀얼 에너지 값의 크기에 따라 에너지 컨텍스트를 결정할 수 있다. 이를 위하여 소정의 경계값들을 설정하고, 이를 기준으로 에너지 컨텍스트를 결정할 수 있다. 예를 들면 에너지 컨텍스트는 8개로 분류될 수 있다.The context classification step S200 may determine the energy context according to the magnitude of the residual energy value calculated as above. For this, predetermined boundary values are set, and the energy context can be determined based on the boundary values. For example, the energy context can be divided into eight.

또한 컨텍스트 분류 단계(S200)는 상기 영상의 각 화소에서의 텍스쳐 값을 산출하고, 상기 레지듀얼 에너지와 상기 산출한 텍스쳐 값에 따라 상기 화소의 상기 컨텍스트를 분류할 수 있다. 여기서 텍스쳐는 각 화소를 중심으로 설정되는 지역적인 영역에서의 화소의 영상 신호 값의 분포에 따라 정의될 수 있다. 본 발명에서는 각 화소의 이웃 화소들의 영상 신호 값과 각 화소에 대한 제1 레지듀얼 신호 생성 단계에서의 영상 신호 예측 값 간의 차이에 따라 상기 텍스쳐를 정의할 수 있다. 그리고 이에 따라 컨텍스트 분류 단계(S200)는 상기 영상의 각 화소의 이웃 화소의 영상 신호 값과, 상기 각 화소에 대하여 상기 제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)에서 예측한 영상 신호 값 간의 차에 따라 상기 텍스쳐 값을 산출할 수 있다.In addition, the context classification step S200 may calculate a texture value for each pixel of the image, and classify the context of the pixel according to the residual energy and the calculated texture value. Here, the texture can be defined according to the distribution of the image signal values of the pixels in the local region set around each pixel. In the present invention, the texture can be defined according to the difference between the video signal values of neighboring pixels of each pixel and the predicted video signal of the first residual signal for each pixel. In accordance with the difference between the video signal value of the neighboring pixel of each pixel of the image and the video signal value predicted by the first residual signal generating step S100 for each pixel, The texture value can be calculated.

예를 들면 텍스쳐 값은 하기 수학식 3 내지 수학식 4에 따라 산출될 수 있다.For example, the texture value may be calculated according to the following equations (3) to (4).

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서 텍스쳐 값은 Tc이고, bk는 텍스쳐 값의 각 원소 또는 비트열의 각 비트 값이고, Ink는 k 번째 이웃 화소의 영상 신호 값이고,

Figure pat00008
는 텍스쳐 값을 산출하고자 하는 대상 화소의 영상 신호 값의 예측 값으로 상기 제1 레지듀얼 신호 생성 단계(S100)에서 산출된 값이다.Here, the texture value is Tc, bk is each bit value of each element or bit string of the texture value, Ink is the video signal value of the kth neighbor pixel,
Figure pat00008
Is a predicted value of a video signal value of a target pixel for which a texture value is to be calculated, and is a value calculated in the first residual signal generating step S100.

위와 같이 산출된 텍스쳐 Tc는 K+1개의 원소를 가지는 배열로 표현될 수 있고, 위 배열에 따른 비트열로 표현될 수 있다. 예를 들어 K가 7인 경우 Tc는 8 비트의 수가 될 수 있다. 그리고 위 텍스쳐 값 Tc 마다 텍스쳐 컨텍스트를 정의할 수 있다.The texture Tc calculated as above can be represented by an array having K + 1 elements, and can be represented by a bit string according to the above arrangement. For example, when K is 7, Tc can be a number of 8 bits. The texture context can be defined for each texture value Tc.

여기서 컨텍스트 분류 단계(S200)는 위와 같이 분류한 에너지 컨텍스트와 상기 텍스쳐 컨텍스트를 함께 고려하여 상기 컨텍스트를 분류할 수 있다. 예를 들어 에너지 컨텍스트가 N개, 텍스쳐 컨텍스트가 M개 존재하면, 총 컨텍스트는 M x N개가 존재할 수 있다.Here, the context classification step (S200) can classify the context by considering the energy context and the texture context classified as above. For example, if there are N energy contexts and M texture contexts, there may be M x N total contexts.

여기서 컨텍스트 분류 단계(S200)는 CALIC 알고리즘을 이용하여 상기 영상의 각 화소의 상기 컨텍스트를 분류할 수 있다. 여기서 "Wu, Xiaolin, and Nasir Memon. 'Context-based, adaptive, lossless image coding.' Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444."의 4절 및 5절에서 개시하고 있는 컨텍스트 분류 방법을 이용할 수 있다.Here, the context classification step S200 may classify the context of each pixel of the image using a CALIC algorithm. Here, "Wu, Xiaolin, and Nasir Memon." Context-based, adaptive, lossless image coding. Communications, IEEE Transactions on 45.4 (1997): 437-444. &Quot;.

다음으로 예측 단계(S300)는 상기 분류한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측한다. 그리고 여기서 예측 단계(S300)는 상기 분류한 컨텍스트 별로 예측 계수가 설정되는 상기 예측 함수를 이용하여, 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측할 수 있다.Next, the prediction step S300 predicts the video signal value of the target pixel from the neighboring pixels of the target pixel using a prediction function set according to the classified context. Here, the prediction step S300 can predict the video signal value of the target pixel from the neighboring pixels by using the prediction function in which the prediction coefficient is set for each classified context.

다시 말하면 예측 단계(S300)는 컨텍스트 별로 서로 다른 예측 계수를 가지는 예측 함수를 설정하고, 특정 화소가 특정 컨텍스트로 분류된 경우 해당 컨텍스트의 예측 함수를 이용하여 해당 특정 화소를 예측할 수 있다. 그리고 이때 특정 화소를 예측하는 방식은 특정 화소에 이웃하는 이웃 화소들의 영상 신호를 예측 함수의 입력으로 하여, 특정 화소의 영상 신호의 예측 값을 산출할 수 있다. 그리고 여기서 예측 함수는 이웃 화소들의 영상 신호 값에 예측 계수를 곱하여 가중합하는 함수가 될 수 있다. In other words, in the prediction step S300, a prediction function having different prediction coefficients is set for each context, and when a specific pixel is classified into a specific context, the specific pixel can be predicted using the prediction function of the context. At this time, in the method of predicting a specific pixel, a prediction value of a video signal of a specific pixel can be calculated by using a video signal of a neighboring pixel neighboring to a specific pixel as an input of a prediction function. Here, the prediction function may be a function of multiplying the video signal values of neighboring pixels by a prediction coefficient and weighting the prediction coefficients.

예를 들면 예측 단계(S300)에서 상기 대상 화소의 영상 신호의 예측 값은 하기 수학식 5와 같이 산출될 수 있다.For example, in the prediction step S300, the predicted value of the video signal of the target pixel can be calculated by Equation (5).

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서 wC는 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 계수이고, In은 대상 화소의 이웃 화소들이고,

Figure pat00010
는 대상 화소의 영상 신호 값의 예측 값이다.Where w C is a prediction coefficient set according to the context, I n is the neighboring pixels of the target pixel,
Figure pat00010
Is a predicted value of a video signal value of a target pixel.

예를 들어 이웃 화소로 대상 화소 I(i, j)에 이웃하는 I(i-1, j), I(i-1, j-1), I(i, j-1), I(i+1, j-1)을 이용한다고 할 때, 각 이웃 화소에 곱할 예측 계수가 (w1, w2, w3, w4)가 설정될 수 있다. 여기서 i는 영상의 가로 축, j는 영상의 세로 축의 인덱스를 각 나타내는 기호이다. 그리고 인덱스의 원점은 예를 들어 영상의 좌측 상단이 될 수 있고, 원점에서 오른쪽으로 진행할수록 i가 증가하고, 아래쪽으로 진행할수록 j가 증가하도록 인덱스가 설정될 수 있다. 그리고 이와 같은 예측 계수는 각 컨텍스트 별로 설정될 수 있다. 즉 예를 들어 컨텍스트가 N개 존재하면 N개의 예측 계수 집합이 존재할 수 있다. 예를 들면, 컨텍스트가 N개 존재할 경우 상기 예에서 첫 번째 컨텍스트에 대응하는 예측 계수의 집합 W_1 = (w1_1, w2_1, w3_1, w4_1)이 존재하고, k 번째 컨텍스트에 대응하는 예측 계수의 집합 W_k = (w1_k, w2_k, w3_k, w4_k)이 존재하고, N 번째 컨텍스트에 대응하는 예측 계수의 집합 W_N = (w1_N, w2_N, w3_N, w4_N)이 존재할 수 있다.For example, I (i-1, j), I (i-1, j-1), I (i, j-1) 1, j-1), prediction coefficients (w1, w2, w3, w4) to be multiplied to each neighboring pixel can be set. Where i is the horizontal axis of the image and j is the vertical axis index of the image. The origin of the index can be, for example, the upper left corner of the image, and the index i can be set so that i increases as it goes from the origin to the right and j increases as it goes down. Such a prediction coefficient can be set for each context. That is, for example, if there are N contexts, there may be N sets of prediction coefficients. For example, when there are N contexts, there exists a set of prediction coefficients W_1 = (w1_1, w2_1, w3_1, w4_1) corresponding to the first context in the above example and a set W_k = (w1_k, w2_k, w3_k, w4_k) exist and a set W_N = (w1_N, w2_N, w3_N, w4_N) of prediction coefficients corresponding to the Nth context may exist.

본 발명에서는 이처럼 컨텍스트 별로 서로 다른 예측 계수를 가지는 예측 함수를 이용함으로써 보다 정확하게 예측을 수행할 수 있고, 그에 따라 이하 설명할 바와 같이 제2 레지듀얼 신호의 에너지를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, prediction can be performed more accurately by using a prediction function having different prediction coefficients for each context, thereby reducing the energy of the second residual signal as described below.

그리고 각 컨텍스트 별로 예측 계수를 설정하기 위하여, 학습 과정을 거쳐 학습 영상에 대하여 각 컨텍스트 별로 최적의 예측을 달성하는 예측 계수를 미리 산출하여 테이블 등의 형태로 저장할 수 있다. 예측 단계(S300)에서는 이와 같이 각 컨텍스트 별로 미리 설정되어 저장된 예측 계수들을 참조하여, 대상 화소의 컨텍스트에 해당하는 예측 계수를 검색하고 이를 이용하여 대상 화소의 영상 신호의 예측 값을 산출할 수 있다.In order to set a prediction coefficient for each context, a prediction coefficient for achieving an optimal prediction for each context with respect to the learning image through a learning process may be calculated in advance and stored in the form of a table or the like. In the prediction step S300, the prediction coefficients corresponding to the context of the target pixel are retrieved by referring to the prediction coefficients preset and stored for each context, and the prediction value of the video signal of the target pixel can be calculated using the prediction coefficient.

이를 위하여 학습 영상의 각 화소의 컨텍스트를 분류하고, 각 컨텍스트 별 화소들에 대하여 해당 화소와 해당 화소의 이웃 화소의 가중합 간의 차이에 따르는 비용함수를 설계하고, 상기 비용함수를 최적화하는 예측 계수를 산출함으로써, 각 컨텍스트 별 예측 계수를 획득할 수 있다. 다시 말하면 여기서 상기 예측 계수는 상기 컨텍스트 별로 각 상기 컨텍스트에 포함된 화소들에 대하여, 상기 화소의 이웃 화소들에 따른 상기 예측 함수의 출력 값과 상기 화소의 영상 신호 값 간의 차이에 따라 산출되는 비용함수가 최적화되도록 설정된 계수가 될 수 있다. 예를 들면 상기 예측 계수는 최소 평균 제곱 오차 기법(MMSE, Minimum Mean Square Error)을 기반으로 설정한 상기 비용함수를 최적화하도록 산출된 계수가 될 수 있다.For this purpose, the context of each pixel of the learning image is classified, and a cost function is designed according to the difference between the weighted sum of the corresponding pixel and the neighboring pixels of the corresponding pixel, and a prediction coefficient The predictive coefficient for each context can be obtained. In other words, the prediction coefficient may be a cost function calculated according to a difference between an output value of the prediction function according to neighboring pixels of the pixel and a video signal value of the pixel, for pixels included in each context in the context, Can be a coefficient set to be optimized. For example, the prediction coefficient may be a coefficient calculated to optimize the cost function based on a Minimum Mean Square Error (MMSE).

예를 들면 비용함수는 아래 수학식 6과 같이 설정될 수 있다.For example, the cost function can be set as shown in Equation (6) below.

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서 It는 학습 영상이고 WC는 컨텍스트 별 예측 계수이고, Itn은 학습 영상에서의 이웃 화소이다.Where I t is the training image, W C is the context-dependent prediction coefficient, and I tn is the neighboring pixel in the training image.

다음으로 제2 레지듀얼 신호 생성 단계(S400)는 예측 단계(S300)에서 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 신호를 생성한다. 여기서 예측 단계(S300)에서 컨텍스트 별로 각 화소의 영상 신호 값을 예측하였으므로, 제2 레지듀얼 신호도 컨텍스트 별로 분류될 수 있다. Next, the second residual signal generation step S400 generates a second residual signal corresponding to the difference between the video signal value predicted in the prediction step S300 and the video signal value of the target pixel. Since the video signal values of the respective pixels are predicted according to the context in the prediction step S300, the second residual signal can be classified according to the context.

다음으로 엔트로피 부호화 단계(S500)는 상기 제2 레지듀얼 신호를 엔트로피 부호화한다.Next, the entropy encoding step (S500) entropy-codes the second residual signal.

여기서 엔트로피 부호화 단계(S500)는 상기 컨텍스트 별로 상기 제2 레지듀얼 신호를 상기 엔트로피 부호화할 수 있다. 즉 영상에서 각 컨텍스트 별로 분류된 각 화소의 제2 레지듀얼 신호를, 컨텍스트 별로 엔트로피 부호화할 수 있다.여기서 엔트로피 코딩은 Huffman Coding, Arithmetic Coding 등 공지된 다양한 엔트로피 코딩 기법을 이용할 수 있다.Here, the entropy encoding step (S500) may entropy-encode the second residual signal for each context. That is, the second residual signal of each pixel classified according to each context in the image can be entropy-encoded by context. Here, entropy coding can use various known entropy coding techniques such as Huffman coding and arithmetic coding.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 압축 복호화 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of compressing and decoding an image according to another embodiment of the present invention.

상기 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 압축 복호화 방법은 엔트로피 복호화 단계(S1000), 컨텍스트 결정 단계(S2000), 예측 단계(S3000), 복호화 대상 화소 획득 단계(S4000)를 포함할 수 있다. 여기서 복호화 방법은 도 1을 참조하면서 설명한 부호화 방법의 역순으로 복호화를 수행할 수 있다. 따라서 중복되는 부분은 간략하게 설명한다.The image compression / decoding method according to another embodiment of the present invention may include an entropy decoding step (S1000), a context determining step (S2000), a prediction step (S3000), and a decoding target pixel acquiring step (S4000). Here, the decoding method can perform decoding in the reverse order of the encoding method described with reference to FIG. Therefore, the overlapping portions will be briefly described.

엔트로피 복호화 단계(S1000)는 부호화된 레지듀얼 신호를 엔트로피 복호화한다.The entropy decoding step (S1000) entropy decodes the encoded residual signal.

여기서 엔트로피 복호화 단계(S1000)는 상기 부호화된 레지듀얼 신호를 상기 결정한 컨텍스트에 따라 상기 엔트로피 복호화할 수 있다.Here, the entropy decoding step S1000 may perform the entropy decoding of the encoded residual signal according to the determined context.

컨텍스트 결정 단계(S2000)는 복호화 대상 화소의 컨텍스트를 결정한다.The context determination step S2000 determines the context of the pixel to be decoded.

여기서 상기 컨텍스트 결정 단계(S2000)는 기 복호화된 이웃 화소들을 이용하여 상기 복호화 대상 화소의 레지듀얼 에너지와 텍스쳐 값을 산출하고, 상기 산출한 레지듀얼 에너지와 텍스쳐 값에 따라 상기 복호화 대상 화소의 상기 컨텍스트를 결정할 수 있다. 여기서 컨텍스트를 결정하는 방법은 상술한 컨텍스트 분류 단계(S200)에서 상세히 설명한 방법에 따를 수 있다.In the context determination step S2000, residual energy and texture value of the current pixel to be decoded are calculated using the previously decoded neighboring pixels, and the context of the current decoded pixel is calculated according to the calculated residual energy and texture value. Can be determined. Here, the method of determining the context may be in accordance with the method detailed in the context classification step S200 described above.

예측 단계(S3000)는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 기 복호화된 이웃 화소들로부터 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 예측한다. 여기서 예측 단계(S3000)는 부호화 단계에서의 예측 단계(S300) 부분에서 상세히 설명한 방법에 따를 수 있다.The prediction step S3000 predicts the video signal value of the decoding target pixel from the previously decoded neighboring pixels of the decoding target pixel using the prediction function set according to the determined context. Here, the prediction step S3000 may follow the method detailed in the prediction step S300 in the encoding step.

여기서 상기 예측 함수는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 예측 계수가 미리 설정된 함수인 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 예측 계수는 상기 컨텍스트 별로 미리 설정된 상기 예측 함수의 계수이다. 또한 여기서 상기 예측 계수는 각 상기 컨텍스트에 포함된 화소들에 대하여, 상기 화소의 이웃 화소들에 따른 상기 예측 함수의 출력 값과 상기 화소의 영상 신호 값 간의 차이에 따라 산출되는 비용함수가 최적회도도록 설정된 계수가 될 수 있다. 이때 상기 예측 계수는 최소 평균 제곱 오차 기법을 기반으로 설정한 상기 비용함수를 최적화하도록 산출된 계수가 될 수 있다.Here, the prediction function may be a preset prediction function according to the determined context. Here, the prediction coefficient is a coefficient of the prediction function preset for each context. Here, the prediction coefficient may be such that the cost function calculated according to the difference between the output value of the prediction function and the image signal value of the pixel according to the neighboring pixels of the pixel is optimal for the pixels included in each context It can be a set coefficient. In this case, the prediction coefficient may be a coefficient calculated to optimize the cost function set based on the minimum mean square error technique.

복호화 대상 화소 획득 단계(S4000)는 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 복호화한 레지듀얼 신호를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 산출한다. 여기서 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 복호화한 레지듀얼 신호를 합산하여 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 산출할 수 있다.In the decoding target pixel acquiring step S4000, the video signal value of the decoding target pixel is calculated using the predicted video signal value and the decoded residual signal. Here, the predicted video signal value and the decoded residual signal may be summed to calculate the video signal value of the decoding target pixel.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 압축 부호화 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of an image compression encoding apparatus according to another embodiment of the present invention.

상기 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 부호화 장치는 제1 레지듀얼 신호 생성부(100), 컨텍스트 분류부(200), 예측부(300), 제2 레지듀얼 신호 생성부(400), 엔트로피 부호화부(500)를 포함할 수 있다. 여기서 본 발명에 따른 영상 압축 부호화 장치는 도 1을 참조하면서 상세히 설명한 본 발명에 따른 영상 압축 부호화 방법과 동일한 방식으로 동작할 수 있다. 이에 중복되는 부분은 간략하게 설명한다.The apparatus includes a first residual signal generating unit 100, a context classifying unit 200, a predicting unit 300, a second residual signal generating unit 400, And an encoding unit 500. Here, the image compression encoding apparatus according to the present invention can operate in the same manner as the image compression encoding method according to the present invention described in detail with reference to FIG. The overlapping portions will be briefly described.

제1 레지듀얼 신호 생성부(100)는 영상에 포함된 부호화 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하고, 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 신호를 생성한다. The first residual signal generator 100 predicts the video signal value of the target pixel using the neighboring pixels of the current pixel to be coded included in the video and outputs the predicted video signal value and the video signal value of the target pixel And generates a first residual signal according to the difference.

컨텍스트 분류부(200)는 상기 영상을 분석하여 상기 대상 화소의 컨텍스트를 분류한다.The context classification unit 200 analyzes the image and classifies the context of the target pixel.

예측부(300)는 상기 분류한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측한다.The prediction unit 300 predicts the video signal value of the target pixel from the neighboring pixels of the target pixel by using a prediction function set according to the classified context.

제2 레지듀얼 신호 생성부(400)는 상기 예측부에서 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 신호를 생성한다.The second residual signal generator 400 generates a second residual signal according to the difference between the video signal value predicted by the predictor and the video signal value of the target pixel.

엔트로피 부호화부(500)는 상기 제2 레지듀얼 신호를 엔트로피 부호화한다.The entropy encoding unit 500 entropy-codes the second residual signal.

여기서 예측부(300)는 상기 분류한 컨텍스트 별로 예측 계수가 설정되는 상기 예측 함수를 이용하여, 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측할 수 있다.Here, the prediction unit 300 may predict the video signal value of the target pixel from the neighboring pixels by using the prediction function in which the prediction coefficient is set for each classified context.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 압축 복호화 장치의 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram of an image compression / decoding apparatus according to another embodiment of the present invention.

상기 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 압축 복호화 방법은 엔트로피 복호화부(1000), 컨텍스트 결정부(2000), 예측부(3000), 복호화 대상 화소 획득부(4000)를 포함할 수 있다. 여기서 본 발명에 따른 영상 압축 복호화 장치는 도 2를 참조하면서 설명한 본 발명에 따른 영상 압축 복호화 방법과 동일한 방식으로 동작할 수 있다. 이에 중복되는 부분은 간략하게 설명한다.The image compression / decoding method according to another embodiment of the present invention may include an entropy decoding unit 1000, a context determining unit 2000, a predicting unit 3000, and a decoding target pixel obtaining unit 4000. Here, the image compression / decoding apparatus according to the present invention can operate in the same manner as the image compression / decoding method according to the present invention described with reference to FIG. The overlapping portions will be briefly described.

엔트로피 복호화부(1000)는 부호화된 레지듀얼 신호를 엔트로피 복호화한다.The entropy decoding unit 1000 entropy-decodes the encoded residual signal.

컨텍스트 결정부(2000)는 복호화 대상 화소의 컨텍스트를 결정한다.The context determination unit 2000 determines the context of a pixel to be decoded.

예측부(3000)는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 기 복호화된 이웃 화소들로부터 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 예측한다.The predicting unit 3000 predicts the video signal value of the decoding target pixel from the previously decoded neighboring pixels of the decoding target pixel by using a prediction function set according to the determined context.

여기서 예측 함수는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 예측 계수가 미리 설정된 함수가 될 수 있다.Here, the prediction function may be a function in which a prediction coefficient is preset according to the determined context.

복호화 대상 화소 획득부(4000)는 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 복호화한 레지듀얼 신호를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 산출한다.The pixel-to-be-decoded acquisition unit 4000 uses the predicted video signal value and the decoded residual signal to calculate the video signal value of the pixel to be decoded.

본 발명에 따르면 의료영상이나 법률자료와 같은 정밀성과 신뢰성이 보장되어야 하는 분야에서 해상도가 높은 영상을 CALIC 방식으로 압축할 때 보다 높은 압축률을 달성할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to achieve a higher compression ratio when a high-resolution image is compressed by the CALIC method in a field where precision and reliability such as medical images and legal data must be guaranteed.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all elements constituting the embodiment of the present invention described above are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.

또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer to implement an embodiment of the present invention. As the recording medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like can be included.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

S100 : 제1 레지듀얼 신호 생성 단계
S200 : 컨텍스트 분류 단계
S300 : 예측 단계
S400 : 제2 레지듀얼 신호 생성 단계
S500 : 엔트로피 부호화 단계
S1000 : 엔트로피 복호화 단계
S2000 : 컨텍스트 결정 단계
S3000 : 예측 단계
S4000 : 복호화 대상 화소 획득 단계
100 : 제1 레지듀얼 신호 생성부
200 : 컨텍스트 분류부
300 : 예측부
400 : 제2 레지듀얼 신호 생성부
500 : 엔트로피 부호화부
1000 : 엔트로피 복호화부
2000 : 컨텍스트 결정부
3000 : 예측부
4000 : 복호화 대상 화소 획득부
S100: a first residual signal generation step
S200: Context classification step
S300: prediction step
S400: second residual signal generation step
S500: entropy encoding step
S1000: entropy decoding step
S2000: Context determination step
S3000: Forecast step
S4000: Pixel to be decoded
100: a first residual signal generating unit
200: Context classification section
300: prediction unit
400: second residual signal generating unit
500: Entropy encoding unit
1000: Entropy decoding unit
2000:
3000: prediction unit
4000: decoding target pixel obtaining unit

Claims (20)

영상 압축 부호화 방법에 있어서,
영상에 포함된 부호화 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하고, 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 신호를 생성하는 제1 레지듀얼 신호 생성 단계;
상기 영상을 분석하여 상기 대상 화소의 컨텍스트를 분류하는 컨텍스트 분류 단계;
상기 분류한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측 단계;
상기 예측 단계에서 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 신호를 생성하는 제2 레지듀얼 신호 생성 단계; 및
상기 제2 레지듀얼 신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
In the image compression coding method,
Predicts a video signal value of the target pixel using neighboring pixels of a current pixel to be coded included in the video and generates a first residual signal according to a difference between the predicted video signal value and a video signal value of the target pixel Generating a first residual signal;
A context classification step of analyzing the image and classifying the context of the target pixel;
A prediction step of predicting a video signal value of the target pixel from the neighboring pixel of the target pixel using a prediction function set according to the classified context;
A second residual signal generation step of generating a second residual signal according to a difference between the video signal value predicted in the prediction step and the video signal value of the target pixel; And
And an entropy encoding step of entropy encoding the second residual signal.
제1항에 있어서,
상기 제1 레지듀얼 신호 생성 단계는 상기 대상 화소에서의 그래디언트를 산출하고, 상기 산출한 그래디언트의 방향에 따라 설정한 예측 계수를 이용하여 상기 이웃 화소를 가중합하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first residual signal generating step calculates a gradient in the target pixel and weights the neighboring pixels using the prediction coefficient set according to the calculated gradient direction to predict the video signal value of the target pixel Wherein the image compression encoding method comprises:
제1항에 있어서,
상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소에서의 레지듀얼 에너지를 산출하고, 상기 산출한 레지듀얼 에너지에 따라 상기 화소의 상기 컨텍스트를 분류하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the context classification step calculates the residual energy of each pixel of the image and classifies the context of the pixel according to the calculated residual energy.
제3항에 있어서,
상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소에서의 그래디언트를 산출하고, 상기 산출한 그래디언트와 상기 화소의 이웃 화소에서의 상기 제1 레지듀얼 신호 값을 이용하여 상기 레지듀얼 에너지를 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
The method of claim 3,
Wherein the context classification step calculates a gradient in each pixel of the image and calculates the residual energy using the calculated gradient and the first residual signal value in a neighboring pixel of the pixel Image compression encoding method.
제3항에 있어서,
상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소에서의 텍스쳐 값을 산출하고, 상기 레지듀얼 에너지와 상기 산출한 텍스쳐 값에 따라 상기 화소의 상기 컨텍스트를 분류하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
The method of claim 3,
Wherein the context classification step calculates a texture value for each pixel of the image and classifies the context of the pixel according to the residual energy and the calculated texture value.
제5항에 있어서,
상기 컨텍스트 분류 단계는 상기 영상의 각 화소의 이웃 화소의 영상 신호 값과, 상기 각 화소에 대하여 상기 제1 레지듀얼 신호 생성 단계에서 예측한 영상 신호 값 간의 차에 따라 상기 텍스쳐 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
6. The method of claim 5,
The context classification step calculates the texture value according to a difference between a video signal value of a neighboring pixel of each pixel of the image and a video signal value predicted in the first residual signal generation step for each pixel To be encoded.
제1항에 있어서,
상기 예측 단계는 상기 분류한 컨텍스트 별로 예측 계수가 설정되는 상기 예측 함수를 이용하여, 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 입축 부호화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the predicting step predicting a video signal value of the target pixel from the neighboring pixels using the prediction function in which a predictive coefficient is set for each of the classified contexts.
제7항에 있어서,
상기 예측 계수는 상기 컨텍스트 별로 각 상기 컨텍스트에 포함된 화소들에 대하여, 상기 화소의 이웃 화소들에 따른 상기 예측 함수의 출력 값과 상기 화소의 영상 신호 값 간의 차이에 따라 산출되는 비용함수가 최적화되도록 설정된 계수인 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the predictive coefficient is calculated such that a cost function calculated according to a difference between an output value of the prediction function according to neighboring pixels of the pixel and a video signal value of the pixel is optimized for pixels included in each context in each context Wherein the coefficient is a set coefficient.
제8항에 있어서,
상기 예측 계수는 최소 평균 제곱 오차 기법을 기반으로 설정한 상기 비용함수를 최적화하도록 산출된 계수인 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the prediction coefficient is a coefficient calculated to optimize the cost function based on a minimum mean square error technique.
제1항에 있어서,
상기 엔트로피 부호화 단계는 상기 컨텍스트 별로 상기 제2 레지듀얼 신호를 상기 엔트로피 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the entropy coding step entropy-codes the second residual signal for each context.
영상 압축 복호화 방법에 있어서,
부호화된 레지듀얼 신호를 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화 단계;
복호화 대상 화소의 컨텍스트를 결정하는 컨텍스트 결정 단계;
상기 결정한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 기 복호화된 이웃 화소들로부터 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측 단계;
상기 예측한 영상 신호 값과 상기 복호화한 레지듀얼 신호를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 산출하는 복호화 대상 화소 획득 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 방법.
An image compression decoding method comprising:
An entropy decoding step of entropy decoding the encoded residual signal;
A context determining step of determining a context of a pixel to be decoded;
A prediction step of predicting a video signal value of the decoding target pixel from the previously decoded neighboring pixels of the decoding target pixel using a prediction function set according to the determined context;
And calculating a video signal value of the pixel to be decoded using the predicted video signal value and the decoded residual signal.
제11항에 있어서,
상기 엔트로피 복호화 단계는 상기 부호화된 레지듀얼 신호를 상기 결정한 컨텍스트에 따라 상기 엔트로피 복호화하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the entropy decoding step entropy decodes the encoded residual signal according to the determined context.
제11항에 있어서,
상기 컨텍스트 결정 단계는 기 복호화된 이웃 화소들을 이용하여 상기 복호화 대상 화소의 레지듀얼 에너지와 텍스쳐 값을 산출하고, 상기 산출한 레지듀얼 에너지와 텍스쳐 값에 따라 상기 복호화 대상 화소의 상기 컨텍스트를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 방법.
12. The method of claim 11,
The context determination step may include calculating the residual energy and the texture value of the decoding target pixel using the previously decoded neighboring pixels and determining the context of the decoding target pixel according to the calculated residual energy and the texture value Wherein the image compression /
제11항에 있어서,
상기 예측 함수는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 예측 계수가 미리 설정된 함수인 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the prediction function is a preset predictive function according to the determined context.
제14항에 있어서, 상기 예측 계수는,
상기 컨텍스트 별로 미리 설정된 상기 예측 함수의 계수이고,
각 상기 컨텍스트에 포함된 화소들에 대하여, 상기 화소의 이웃 화소들에 따른 상기 예측 함수의 출력 값과 상기 화소의 영상 신호 값 간의 차이에 따라 산출되는 비용함수가 최적회도도록 설정된 계수인 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 방법.
15. The apparatus of claim 14,
A coefficient of the prediction function preset for each context,
And a cost function calculated according to a difference between an output value of the prediction function according to neighboring pixels of the pixel and a video signal value of the pixel with respect to the pixels included in each of the contexts, / RTI >
제15항에 있어서,
상기 예측 계수는 최소 평균 제곱 오차 기법을 기반으로 설정한 상기 비용함수를 최적화하도록 산출된 계수인 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the prediction coefficient is a coefficient calculated to optimize the cost function based on a minimum mean square error technique.
영상 압축 부호화 장치에 있어서,
영상에 포함된 부호화 대상 화소의 이웃 화소들을 이용하여 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하고, 상기 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제1 레지듀얼 신호를 생성하는 제1 레지듀얼 신호 생성부;
상기 영상을 분석하여 상기 대상 화소의 컨텍스트를 분류하는 컨텍스트 분류부;
상기 분류한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 대상 화소의 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측부;
상기 예측부에서 예측한 영상 신호 값과 상기 대상 화소의 영상 신호 값의 차이에 따른 제2 레지듀얼 신호를 생성하는 제2 레지듀얼 신호 생성부; 및
상기 제2 레지듀얼 신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 장치.
An image compression encoding apparatus comprising:
Predicts a video signal value of the target pixel using neighboring pixels of a current pixel to be coded included in the video and generates a first residual signal according to a difference between the predicted video signal value and a video signal value of the target pixel A first residual signal generator;
A context classifier for classifying the context of the target pixel by analyzing the image;
A predictor for predicting a video signal value of the target pixel from the neighboring pixels of the target pixel using a prediction function set according to the classified context;
A second residual signal generator for generating a second residual signal according to a difference between the video signal value predicted by the predictor and the video signal value of the target pixel; And
And an entropy coding unit for entropy-coding the second residual signal.
제17항에 있어서,
상기 예측부는 상기 분류한 컨텍스트 별로 예측 계수가 설정되는 상기 예측 함수를 이용하여, 상기 이웃 화소로부터 상기 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 부호화 장치.
18. The method of claim 17,
Wherein the prediction unit predicts a video signal value of the target pixel from the neighboring pixels using the prediction function in which prediction coefficients are set for each classified context.
영상 압축 복호화 장치에 있어서,
부호화된 레지듀얼 신호를 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화부;
복호화 대상 화소의 컨텍스트를 결정하는 컨텍스트 결정부;
상기 결정한 컨텍스트에 따라 설정되는 예측 함수를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 기 복호화된 이웃 화소들로부터 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 예측하는 예측부;
상기 예측한 영상 신호 값과 상기 복호화한 레지듀얼 신호를 이용하여, 상기 복호화 대상 화소의 영상 신호 값을 산출하는 복호화 대상 화소 획득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 장치.
An image compression / decoding apparatus comprising:
An entropy decoding unit for entropy decoding the encoded residual signal;
A context determination unit for determining a context of a pixel to be decoded;
A predictor for predicting a video signal value of the decoding target pixel from the decoded neighboring pixels of the decoding target pixel using a prediction function set according to the determined context;
And a decoding target pixel obtaining unit for calculating a video signal value of the decoding target pixel by using the predicted video signal value and the decoded residual signal.
제19항에 있어서,
상기 예측 함수는 상기 결정한 컨텍스트에 따라 예측 계수가 미리 설정된 함수인 것을 특징으로 하는 영상 압축 복호화 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the prediction function is a preset predictive function according to the determined context.
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