KR20200005395A - 복원력 있는 이미지 압축 및 압축 해제 - Google Patents

복원력 있는 이미지 압축 및 압축 해제 Download PDF

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Abstract

이미지 처리 방법은 컴퓨터의 고정 저장 장치에서 이미지를 선택하는 단계 및 선택된 이미지를 컴퓨터의 메모리에 로딩하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 로딩된 이미지를 메모리에서 컴퓨터의 프로세서에 의해 픽셀 값의 초기 2차원 배열로서 나타내는 단계를 포함한다. 이후, 픽셀 값의 초기 2차원 배열은 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로 변환될 수 있다. 마지막으로, 부호의 2차원 배열 각각 및 1차원 값의 각 쌍은 선택된 이미지의 압축된 형태로서 고정 저장 장치에 저장될 수 있다.

Description

복원력 있는 이미지 압축 및 압축 해제{RESILIENT IMAGE COMPRESSION AND DECOMPRESSION}
본 발명은 이미지 처리 분야, 보다 구체적으로는 신호 손실, 변형 및 네트워크 대역폭 변동을 고려한 이미지 압축 및 압축 해제에 관한 것이다.
이미지는 포유류의 시각계 즉, 뇌와 협력하여 눈에 의해 처리되는 2차원의 아날로그 신호이다. 그러나, 컴퓨팅 기술은 포유류의 눈과 유사한 방식으로 이미지를 처리할 수 있지만, 그렇게 하기 위해서는 아날로그 신호의 디지털 표현이 필요하다. 따라서, 당연히 이미지 처리 컴퓨팅 시스템은 이미지를 반영하는 아날로그 신호를 디지털 표현, 일반적으로 그리드 내의 픽셀의 2차원 배열로 변환한다. 그러나, 큰 이미지, 특히 컬러 이미지에 대한 픽셀의 2차원 배열을 저장하는 것은 중요하다. 실제로, 일반적으로 이해되는 바와 같이, 많은 디지털 이미지를 저장하는 데 필요한 저장 공간은 상당히 클 수 있다. 또한, 컴퓨터 통신 네트워크를 통해 디지털 이미지를 전송하는 것은 큰 크기를 갖는 일부 이미지 및 이미지가 전송되는 통신 대역폭의 제한으로 인해 문제가 될 수 있다.
이러한 이유들 때문에, 이미지 압축은 컴퓨팅의 중요한 측면으로 입증되었다. 일반적으로 말해서, 이미지 압축은 이미지의 저장 공간 요구량이 감소되는 프로세스이다. 이미지 압축은 손실이 있거나 손실이 없을 수 있다. 손실이 없는 압축은 압축이 해제되는 경우, 원본 이미지의 정확한 복제본이 되는 압축된 형태로 이미지를 압축하는 단계를 포함한다. 그러나, 손실이 있는 압축에서는 원본 이미지의 크기를 훨씬 더 많이 줄이기 위해 이미지의 더 세세한 부분들의 일부가 희생된다. 오늘날, 원하는 결과 즉, 가능한 최고의 압축비에 따라, 가능한 최상의 이미지 품질을 고려하여, 가능한 한 적은 계산 리소스를 사용하는 가장 짧은 계산 시간을 고려하여, 노이즈 복원력 및 신호 진행성을 고려하여 달라지는 손실이 없는 압축 및 손실이 있는 압축 모두 많은 상이한 이미지 압축 기술이 존재한다.
본 발명의 실시 예는 이미지 압축 및 압축 해제와 관련하여 당해 분야의 문제점을 해결하고, 이미지 처리를 위한 새롭고 불분명한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 이미지 처리 방법은 컴퓨터의 고정 저장 장치에서 이미지를 선택하는 단계 및 선택된 이미지를 컴퓨터의 메모리에 로딩하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 로딩된 이미지를 픽셀 값의 초기 2차원 배열로서 메모리에서 컴퓨터의 프로세스에 의해 표현하는 단계를 포함한다. 이후, 픽셀 값의 초기 2차원 배열은 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로 변환될 수 있다. 마지막으로, 부호의 2차원 배열 각각 및 1차원 값의 각 쌍은 선택된 이미지의 압축된 형태로서 고정 저장 장치에 저장될 수 있다.
선택된 이미지의 압축된 형태가 고정 저장 장치에 저장되었다면, 압축된 형태는 다음과 같이 압축 해제될 수 있다. 우선, 계층이 컴퓨터의 메모리에 로딩된다. 이후, 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열이 생성될 수 있다. 이후, 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열은 컴퓨터의 디스플레이에 원본 이미지로서 표시될 수 있다.
실시 예의 일 양태에서, 픽셀 값의 초기 2차원 배열의 계층으로의 변환은 이산 재귀적 인코딩 프로세스를 포함한다. 인코딩 프로세스는 초기 2차원 배열을 재귀적 인코딩 작업에 실행 의뢰하는 단계 및 대표적인 비트 스트림을 생성하는 단계를 포함한다. 재귀적 인코딩 작업은 특정 차원의 그리드를 입력으로서 수신하고, 2개의 가능한 출력을 생성한다. 우선, 그리드가 1 x 1의 특정 차원을 갖는 조건에서 재귀적 인코딩 작업은 그리드의 직렬화된 형태를 출력으로서 생성한다. 그러나, 그리드가 1 x 1보다 큰 특정 차원을 갖는 조건에서 재귀적 인코딩 작업은 그리드와 그리드의 다운 샘플링된 형태를 입력으로서 수신하는 인코딩 작업에 의해 생성된 출력의 디코딩된 형태의 무효화된 형태의 업 샘플링된 형태의 합의 절대 값에 대한 양 또는 음의 요소 별 부호를 설명하는 부호 배열의 직렬화, 및 특정 차원의 절반의 차원을 갖는 2개의 인코딩된 그리드의 연결을 출력으로서 생성한다. 결과적으로, 인코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 연결은 계층을 정의한다.
실시 예의 다른 양태에서, 초기 이미지의 픽셀 값의 2차원 배열의 재구성은 이산 재귀적 디코딩 프로세스를 포함한다. 디코딩 프로세스는 계층을 컴퓨터의 메모리에 로딩하는 단계 및 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 생성하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 연결에 의해 정의된 계층은 차원을 표시하는 데이터 스트림을 입력으로서 수신하는 재귀적 디코딩 작업에 실행 의뢰될 수 있다. 이후, 디코딩 작업은 2개의 가능한 출력을 생성한다. 제1 출력은 표시된 차원이 1 x 1인 조건에서 데이터 스트림의 역직렬화된 형태로서 생성될 수 있다.
그러나, 표시된 차원이 1 x 1보다 큰 조건에서 디코딩 작업은 (1) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제1 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제1 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 (2) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제3 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제3 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 연결 해제된 연결의 역직렬화된 제2 부호 배열 부분의 요소 별 곱의 합으로 생성된 픽셀 값의 그리드를 출력으로서 생성한다. 이후, 디코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 합은 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 정의한다.
본 발명의 다른 실시 예에서, 이미지 처리 데이터 처리 시스템은 적어도 하나의 중앙 처리 장치(CPU) 및 메모리를 가진 호스트 컴퓨터를 포함한다. 또한, 시스템은 이미지를 저장하는 고정 저장 장치를 포함한다. 마지막으로, 시스템은 이미지 처리 모듈을 포함한다. 모듈은 고정 저장 장치에서 이미지를 선택하고, 선택된 이미지를 메모리에 로딩하고, 픽셀 값의 초기 2차원 배열로서 CPU에 의해 메모리에서 로딩된 이미지를 표현하고, 픽셀 값의 초기 2차원 배열을 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로 CPU에 의해 변환하고, 부호의 2차원 배열 각각 및 1차원 값의 각 쌍을 선택된 이미지의 압축된 형태로서 고정 저장 장치에 CPU에 의해 저장하도록 구성되는 컴퓨터의 메모리에서 실행하는 컴퓨터 프로그램 명령을 포함한다.
본 발명의 추가 양태들은 다음의 설명에서 부분적으로 설명되고 설명으로부터 부분적으로 명백해 질 것이고, 또는 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다. 본 발명의 양태들은 첨부된 청구 범위에서 특별히 언급된 요소 및 조합들에 의해 실현되고 달성될 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 단지 예시 및 설명을 위한 것이고, 청구된 바와 같이 본 발명을 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
첨부 도면은 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 실시 예를 도시하고, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 명세서에 도시된 실시 예는 현재 바람직하지만, 본 발명이 도시된 정확한 배열 및 수단에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 계층적 이미지 인코딩을 위한 프로세스를 도시하는 그림이다.
도 2는 이산 재귀적 계층적 이미지 인코딩 및 디코딩을 위해 구성된 데이터 처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 이산 재귀적 계층적 이미지 인코딩을 위한 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 이산 재귀적 계층적 이미지 디코딩을 위한 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 실시 예는 계층적 이미지 인코딩을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원본 이미지는 트리의 각 비-리프(non-leaf) 노드가 대표 그리드의 차원에서 시작하여 2 x 2 그리드 세트로 끝나는 점진적으로 감소된 차원의 상이한 부호 배열을 나타내는 노드들의 계층적 트리를 생성하기 위해 대표 그리드의 재귀적 인코딩 프로세스를 통해 압축될 수 있다. 리프 노드는 차례로 원래의 그리드에서 파생된 해당 2 x 2 그리드와는 상이한 1 x 1 다운 샘플링된 픽셀을 나타낸다. 계층 트리가 생성되었다면, 트리는 원본 이미지의 압축된 형태로서 저장될 수 있다. 이후, 원본 이미지의 차원과 동일한 차원을 갖는 최종 그리드가 생성될 때까지 계층 트리의 리프 노드의 1 x 1 픽셀이 점진적으로 고차원의 부호 배열과 결합되고 업 샘플링되는 재귀적 디코딩 프로세스를 통해 원본 이미지의 재구성이 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 원본 이미지의 복원력 있고 손실이 있는 압축된 표현을 제공하면서 리소스를 처리하는 합리적인 이용을 통해 합리적인 압축비를 얻을 수 있지만, 종래의 압축은 계층적 트리에 의해 제공되는 동일한 복원력 및 점진적 디코딩이 부족하다.
다른 예시에서, 도 1은 계층적 이미지 인코딩을 위한 프로세스를 그림으로 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 원본 이미지(120)는 컴퓨팅 시스템의 메모리에 로딩되고, 이산 재귀적 계층적 이미지 인코더(110)는 원본 이미지(120)의 그리드 표현(150)을 메모리에 생성한다. 그리드 표현(150)은 특정 N x N 차원을 갖고, 강도 값을 압축하는 상이한 셀을 포함한다. 예시적인 강도 값은 그레이 값에 대한 8비트 값을 포함할 수 있다. 이산 재귀적 계층적 이미지 인코더(110)는 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열(130)의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열(130) 사이에서 부호의 2 x 2 배열(130) 각각에 대한 1차원 값(140)의 쌍으로 그리드 표현(150)을 변환함으로써 그리드 표현(150)을 처리한다. 이후, 계층은 원본 이미지(120)의 압축된 형태(160)로서 고정 저장 장치(170)에 저장된다. 이후, 원본 이미지(120)의 재구성된 형태는 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열(130)의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열(130) 사이에서 부호의 2 x 2 배열(130) 각각에 대한 1차원 값(140)의 쌍에 대해 작업 가능한 디코딩 프로세스에 의해 얻을 수 있다.
전술한 프로세스는 단일 강도 값의 그리드의 그레이 스케일 이미지와 관련하여 구현된 것으로 도시되었지만, 전술한 프로세스는 컬러 이미지로 확장될 수 있음을 이해해야 한다. 이와 관련하여, 전술한 프로세스를 컬러 이미지를 위해 확장하기 위해, 예를 들어 적색, 녹색 및 청색에 대한 강도 값, 또는 대안적으로, "YUV" 색 공간으로도 알려진 제1 그레이 스케일 강도 값 및 그 다음 2개의 채도 강도 값에 대응하여 세 개의 스칼라 값이 그리드의 각 셀에 존재한다고 가정한다. 따라서, 본 발명의 프로세스는 세 개의 상이한 계층을 생성하기 위해 3개의 값 각각의 값에 대해 한 번씩 3회 반복된다.
도 1과 관련하여 기술된 프로세스는 데이터 처리 시스템에서 구현될 수 있다. 다른 예시에서, 도 2는 이산 재귀적 계층적 이미지 인코딩 및 디코딩을 위해 구성된 데이터 처리 시스템을 개략적으로 도시한다. 시스템은 적어도 하나의 CPU(210) 및 메모리(220) 및 고정 저장 장치(230)를 가진 호스트 컴퓨터(200)를 포함한다. 또한, 시스템은 이산 재귀적 계층적 이미지 인코더/디코더 모듈(300)을 포함한다. 모듈(300)은 CPU(210)에 의해 실행될 때 원본 이미지를 고정 저장 장치(230)로부터 메모리(220)로 검색하고 원본 이미지의 그리드 표현을 메모리(220)에 생성하도록 작업 가능한 컴퓨터 프로그램 명령을 포함한다. 또한, 프로그램 명령은 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로 그리드 표현을 변환함으로써 그리드 표현을 처리하고, 고정 저장 장치(230)에 계층을 저장하도록 작업 가능하다. 역으로, 프로그램 명령은 또한 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍을 디코딩함으로써 메모리(220)에 원본 이미지를 재구성하도록 작업 가능하다.
인코딩 프로세스 동안 프로그램 명령 작업의 또 다른 예시에서, 도 3은 이산 재귀적 계층적 이미지 인코딩을 위한 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 블록 300에서 시작하여, 인코딩 프로세스는 원본 이미지의 그리드 표현의 N x N 차원부터 그리드 표현의 단일 1 x 1 픽셀까지의 범위를 갖는 차원의 입력 그리드를 처리를 위해 수신한다. 블록 305에서 입력 그리드의 차원이 결정되고, 결정 블록 310에서 차원이 단일 픽셀로 결정되면, 블록 315에서 단일 픽셀은 일련의 비트 값으로 직렬화되고 블록 320에서 호출 작업으로 리턴된다. 결정 블록 310에서 차원이 1 x 1보다 크다고 결정되면, 프로세스는 블록 325에서 계속된다.
블록 325에서, 입력 그리드는 다운 샘플링되어 다운 샘플링된 그리드를 생성한다. 다운 샘플링에 의해, 일 예로서, 입력 그리드의 연속하는 2 x 2 부분 각각에 대해, 상기 부분의 각 셀의 픽셀 값은 함께 평균화되어 평균 값을 생성한 후, 다운 샘플링된 그리드에서 상응하는 셀을 형성함으로써 다운 샘플링된 그리드가 입력 그리드 차원의 절반의 차원을 갖는다는 것을 의미이다. 그러나, 개선된 품질을 제공하기 위해 란초스(Lanczos) 리샘플링의 사용을 포함하여 다른 기술들이 허용될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이후, 블록 330에서, 인코딩 프로세스는 블록 300에서 입력 그리드로서 제공된 다운 샘플링된 그리드와 함께 재귀적으로 호출된다. 인코딩 프로세스의 재귀적으로 호출된 인스턴스로부터 리턴되면, 리턴된 직렬화된 그리드는 연결을 위해 저장된다. 동시에, 블록 350에서, 리턴된 직렬화된 그리드는 디코딩 프로세스를 거쳐서 디코딩된 그리드를 생성한다. 이와 관련하여, 도 4에서 보다 완전하게 기술되는 디코딩 프로세스는 디코딩 프로세스에 대한 입력으로서 제공되는 리턴된 직렬화된 그리드의 중간 재구성을 생성하도록 작업 가능하다.
블록 355에서 디코딩된 그리드가 먼저 무효화된 다음, 블록 360에서 업 샘플링된다. 업 샘플링에 의해, 대상 그리드의 각각의 기본 셀은 각각 대상 그리드의 기본 셀의 동일한 값을 갖는 셀들의 2 x 2 그리드를 생성함으로써, 생성된 2 x 2 그리드의 조합은 대상 그리드 차원의 2배인 차원을 갖는 업 샘플링된 그리드를 출력으로서 생성한다는 것을 의미이다. 이와 같이, 블록 365에서 업 샘플링된 그리드 및 입력 그리드가 셀 별 덧셈을 통해 합해지고, 블록 370에서 합해진 그리드의 셀 별 절대 값 그리드가 계산된다. 동시에, 블록 375에서 합해진 그리드의 상응하는 셀의 픽셀 값의 부호와 관련하여 부호 그리드의 각 셀에 양 또는 음의 부호를 할당함으로써 합해진 그리드로부터 부호 그리드가 얻어진다. 블록 380에서, 결과로 생긴 부호 그리드는 비트 스트림으로 직렬화되고, 연결을 위해 저장된다.
블록 385에서, 셀 별 절대 값 그리드는 다운 샘플링되어 다운 샘플링된 절대 값 그리드를 생성한다. 이후, 블록 390에서 다운 샘플링된 절대 값 그리드는 블록 300에서 입력으로서 인코딩 프로세스의 재귀적으로 호출되는 인스턴스에 제공된다. 이후, 그 결과로 생긴 직렬화된 그리드는 연결을 위해 저장된다. 마지막으로, 블록 340에서 블록 380의 직렬화된 부호 그리드와 블록 330 및 블록 390의 결과로 생긴 직렬화된 그리드가 블록 340에서 함께 연결된다. 블록 330 및 블록 390의 결과로 생긴 직렬화된 그리드와 블록 380의 직렬화된 부호 그리드의 연결 순서 때문에, 이미지를 재구성하는 동안 비트 스트림이 디코더에 의해 수신되면, 재구성되는 이미지의 표현은 기본 이미지의 연속 디코딩을 허용하기 위해 비트 단위로 점진적으로 재구성될 수 있다.
실시 예의 대안적인 양태에서, 연결의 순서는 점진적 재구성을 위한 기회를 포기하면서 더 높은 압축도를 달성하기 위해 달라질 수 있다. 구체적으로, 대안적인 양태에서, 연결의 순서는 블록 330 및 블록 390의 결과 직렬화 그리드로 시작하여 블록 380의 직렬화 부호 그리드로 이어질 수 있다. 결과적으로, 연결 해제 시 0으로 평가되는 블록 390의 결과 직렬화 그리드의 디코딩된 형태의 인코딩된 그리드 요소의 디코딩은 상응하는 부호 비트의 무관계를 보여주어 디코딩 프로세스 동안 블록 390의 결과 직렬화 그리드의 디코딩된 형태의 임의의 0으로 평가된 2 x 2 업 샘플링된 형태의 셀 별 곱셈을 수행할 필요를 없앰으로써 연결의 부호 배열 부분으로부터 4 비트를 잘라내기 때문에 더 큰 압축이 달성될 수 있다.
어떤 경우에도, 블록 340의 연결 다음에 의도된 계층의 부분을 반영하는 연결은 예를 들어, 인코딩 프로세스의 다른 인스턴스를 포함하여 호출 프로세스로 인코딩 프로세스의 출력으로서 리턴된다(345). 인코딩 프로세스의 모든 인스턴스가 실행을 완료하면, 최종 연결은 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍을 나타내는 비트 스트림이 될 것이다.
본 명세서에서 설명한 바와 같이, 도 3의 인코딩 프로세스는 재귀적 디코딩 프로세스에 대한 함수 호출을 포함한다. 또 다른 예시에서, 도 4는 이산 재귀적 계층적 이미지 디코딩을 위한 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 블록 400에서 시작하여, 일반적으로 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층의 부분 또는 전체 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍을 반영하는 데이터 스트림이 디코딩을 위해 수신된다. 블록 405에서, 계층의 부분의 크기가 결정된다 즉, 예를 들어 데이터 스트림과 관련된 메타 데이터를 찾아봄으로써 계층의 부분에 배치된 각 부호 배열의 차원이 결정된다. 이후, 결정 블록 410에서 크기가 1 x 1 차원을 표시하는 지 결정한다. 크기가 1 x 1 차원을 표시하면, 블록 415에서 데이터 스트림이 역직렬화되고, 역직렬화된 데이터 스트림은 인코딩 함수의 인스턴스 또는 디코딩 함수의 다른 인스턴스를 포함할 수 있는 호출 함수로 리턴된다.
결정 블록 410에서, 크기가 1 x 1 차원보다 큰 그리드를 표시한다고 결정되면, 블록 425에서 데이터 스트림의 크기가 다시 결정되고, 블록 430에서 계층의 부분이 인코딩된 좌측 그리드, 직렬화된 부호 배열 및 인코딩된 우측 그리드를 추출하기 위해 알려진 크기를 사용하여 연결 해제된다. 블록 435에서, 인코딩된 좌측 그리드는 입력 데이터 스트림으로서 디코딩 프로세스의 다른 재귀적 인스턴스에 실행 의뢰되고, 인코딩된 우측 그리드는 블록 445에서 디코딩 프로세스의 또 다른 재귀적 인스턴스에 입력 데이터 스트림으로서 실행 의뢰된다. 블록 440에서, 인코딩된 좌측 그리드로부터 결과 디코딩 그리드를 블록 440에서 업 샘플링하고, 블록 460에서 블록 455에서 생성된 역직렬화된 부호 배열과 곱한다. 이후, 블록 465에서 곱셈의 결과로 생긴 곱을 인코딩된 우측 그리드로부터 결과 디코딩 그리드의 블록 450에서 업 샘플링 결과와 더한다. 마지막으로, 합해진 그리드는 블록 470으로 리턴된다. 디코딩 프로세스의 모든 인스턴스가 실행을 완료하면, 최종 합해진 그리드는 원본 이미지의 재구성이 될 것이다.
주목할 것은 도 3 및 도 4와 관련하여 기술된 프로세스가 임의로 크기가 조정된 이미지를 해결하도록 구성될 수 있다는 것이다. 구체적으로, 임의로 크기가 조정된 이미지를 지원하도록 도 3 및 도 4의 프로세스를 구성하기 위해, 그리드의 다운 샘플링이 홀수 번호를 갖는 그리드의 측면 길이, 마지막 행 또는 마지막 열과 함께 발생할 때마다, 여분의 행 또는 열이 경우에 따라 그리드의 각각의 마지막 행 또는 그리드의 마지막 열의 복제본을 반영하는 그리드에 추가된다. 결과적으로, 정수 크기를 갖는 다운 샘플링된 이미지를 생성하기 위해 측면을 반으로 줄이는 것이 가능하다.
추가로 주목할 사항으로서, 도 3 및 도4와 관련하여 기술된 프로세스는 압축비는 감소시키고 품질은 향상시키면서 원본 이미지를 인코딩하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 향상된 품질 압축을 지원하도록 도 3 및 도4의 프로세서를 구성하기 위해, 이미지가 인코딩 된 후, 이미지의 재구성을 이미지에서 빼서 잔여 이미지를 얻는다. 이러한 잔여 이미지는 도 3 및 도 4에서와 같이 인코딩 및 디코딩된다. 그렇게 함으로써, 이러한 잔여 이미지와 함께 원본 이미지의 재구성의 조합은 원본 이미지의 고품질 압축을 형성한다. 증가하는 잔여 이미지 수를 인코딩하는 이러한 프로세스를 반복함으로써 더 나은 품질의 압축이 또한 달성될 수 있다.
본 발명은 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 또는 이들의 임의의 조합 내에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서가 본 발명의 양태들을 수행할 수 있도록 하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령이 포함된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 또는 매체들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 명령 실행 장치에 의한 사용을 위해 명령을 보유하고 저장할 수 있는 유형의 장치일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 예를 들어, 전자 저장 장치, 자기 저장 장치, 광학 저장 장치, 전자기 저장 장치, 반도체 저장 장치, 또는 전술한 장치들의 모든 적합한 조합일 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다.
본 명세서에 기술된 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령은 네트워크를 통해 외부 컴퓨터 또는 외부 저장 장치에 다운로드되거나 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로부터 각각의 컴퓨팅/처리 장치에 다운로드될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령은 사용자의 컴퓨터에서 전적으로 실행하거나, 독립형 소프트웨어 패키지로서 사용자의 컴퓨터에서 부분적으로 실행하거나, 부분적으로는 사용자의 컴퓨터에서 실행하고 부분적으로는 원격 컴퓨터에서 실행하거나, 원격 컴퓨터 또는 서버에서 전적으로 실행할 수 있다. 본 발명의 양태들은 본 발명의 실시 예에 따른 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 및/또는 블록도를 참조하여 본 명세서에 기술된다. 흐름도 및/또는 블록도의 각 블록 및 흐름도 및/또는 블록도의 블록들의 조합은 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있음을 이해해야 할 것이다.
이들 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령은 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행하는 명령이 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에서 지정된 함수/동작을 구현하기 위한 수단을 생성하도록, 범용 컴퓨터, 전용 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공되어 기계를 생성할 수 있다. 또한, 이들 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령은 명령이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에서 지정된 함수/동작의 양태들을 구현하는 명령을 포함하는 제품을 포함하도록, 컴퓨터, 프로그램 가능한 데이터 처리 장치, 및/또는 다른 장치들이 특정 방식으로 기능하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령은 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 장치 또는 다른 장치에서 실행하는 명령이 흐름도 및/또는 블록의 블록 또는 블록들에서 지정된 함수/동작을 구현하도록, 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 또는 다른 장치에 로딩되어 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 장치 또는 다른 장치에서 수행되는 일련의 작업 단계들이 컴퓨터 구현 프로세스를 생성하도록 할 수 있다.
도면의 흐름도 및 블록도는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 가능한 구현의 아키텍처, 함수 및 작업을 도시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도에서 각 블록은 특정 논리 함수(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트, 또는 명령의 일부를 나타낼 수 있다. 일부 대안적인 구현에서, 블록에 언급된 함수들은 도면에서 언급된 순서에서 벗어나서 발생할 수 있다. 예를 들어, 연속으로 도시된 2개의 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 실행될 수 있고, 또는 블록들이 관련된 기능에 따라 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 블록도 및/또는 흐름도의 각 블록, 및 블록도 및/또는 흐름도에 있는 블록들의 조합은 특정 함수 또는 동작을 수행하거나 전용 하드웨어 및 컴퓨터 명령들의 조합을 수행하는 전용 하드웨어 기반 시스템들에 의해 구현될 수 있다는 것을 또한 유의해야 할 것이다.
마지막으로, 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것이고 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수형의 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수형 또한 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "포함하다" 및/또는 "포함하는"은 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성 요소 및/또는 그 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 또한 이해될 것이다.
아래의 청구 범위에서 모든 수단 또는 단계 및 기능 요소들의 해당 구조, 재료, 동작 및 등가물은 구체적으로 청구된 바와 같은 다른 청구된 요소들과 함께 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 재료 또는 동작을 포함하도록 의도된다. 예시 및 설명을 위해 본 발명의 설명이 제공되었지만, 모든 것을 망라하거나 개시된 형태로 본 발명을 제한하지는 않는다. 많은 수정 예 및 변경 예가 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 당업자에게 명백해질 것이다. 실시 예는 발명의 원리 및 실제 응용을 가장 잘 설명하고, 당업자가 고려한 특정 용도에 적합한 다양한 변형 예와 함께 다양한 실시 예에 대해 본 발명을 이해할 수 있도록 하기 위해 선택되고 설명되었다.
본 출원의 발명을 상세하게 설명하고 그 실시 예들을 참조함으로써, 다음과 같이 첨부된 청구 범위에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 수정 예 및 변형 예들이 가능하다는 것은 명백해질 것이다.

Claims (18)

  1. 이미지 처리 방법으로서,
    컴퓨터의 고정 저장 장치에서 이미지를 선택하는 단계;
    상기 선택된 이미지를 상기 컴퓨터의 메모리에 로딩하는 단계;
    상기 로딩된 이미지를 픽셀 값의 초기 2차원 배열로서 상기 메모리에서 상기 컴퓨터의 프로세서에 의해 표현하는 단계;
    상기 픽셀 값의 초기 2차원 배열을 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로 변환하는 단계; 및
    상기 부호의 2차원 배열 각각 및 1차원 값의 각 쌍을 상기 선택된 이미지의 압축 형태로서 상기 고정 저장 장치에 저장하는 단계를 포함하는 이미지 처리 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 픽셀 값은 적어도 하나의 색 강도 값을 포함하는 방법.
  3. 제2 항에 있어서, 각각의 색 강도 값은 색 공간의 세 개의 8비트 강도 값의 조합인 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 픽셀 값의 초기 2차원 배열의 상기 계층으로의 변환은
    특정 차원의 그리드를 입력으로서 수신하고, 상기 그리드가 1 x 1의 특정 차원을 갖는 조건에서는 상기 그리드의 직렬화된 형태를 출력으로서 생성하지만, 상기 그리드가 1 x 1보다 큰 특정 차원을 갖는 조건에서는 상기 특정 차원의 절반의 차원을 갖는 2개의 인코딩된 그리드의 연결, 및 상기 그리드의 다운 샘플링된 형태를 입력으로서 수신하는 상기 인코딩 작업에 의해 생성된 출력의 디코딩된 형태의 무효화된 형태의 업 샘플링된 형태와 상기 그리드의 합의 절대 값에 대한 양 또는 음의 요소 별 부호를 설명하는 부호 배열을 나타내는 비트 스트림을 출력으로서 생성하는 재귀적 인코딩 작업에 상기 초기 2차원 배열을 실행 의뢰하는 단계를 포함하고, 상기 인코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 연결은 상기 계층을 정의하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 계층을 상기 컴퓨터의 상기 메모리에 로딩하는 단계; 및
    상기 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 계층을 상기 컴퓨터의 상기 메모리에 로딩하는 단계; 및
    차원을 표시하는 데이터 스트림을 입력으로서 수신하고, 표시된 차원이 1 x 1인 조건에서는 데이터 스트림의 역직렬화된 형태를 출력으로서 생성하지만, 표시된 차원이 1 x 1보다 큰 조건에서는 (1) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제1 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제1 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 (2) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제3 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제3 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 연결 해제된 연결의 역직렬화된 제2 부호 배열 부분의 곱의 합으로 생성된 픽셀 값의 그리드를 출력으로서 생성하는 재귀적 디코딩 작업에 연결에 의해 정의된 계층을 실행 의뢰함으로써 상기 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 디코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 합은 상기 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 정의하는 방법.
  7. 이미지 처리 데이터 처리 시스템으로서,
    메모리 및 적어도 하나의 중앙 처리 장치(CPU)를 가진 호스트 컴퓨터;
    이미지를 저장하는 고정 저장 장치; 및
    상기 고정 저장 장치에서 이미지를 선택하는 단계;
    상기 선택된 이미지를 상기 메모리에 로딩하는 단계;
    상기 CPU에 의해 상기 메모리에서 상기 로딩된 이미지를 픽셀 값의 초기 2차원 배열로서 표현하는 단계;
    상기 CPU에 의해 상기 픽셀 값의 초기 2차원 배열을 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로 변환하는 단계; 및
    부호의 2차원 배열 각각 및 1차원 값의 각 쌍을 상기 선택된 이미지의 압축된 형태로서 상기 고정 장치에 상기 CPU에 의해 저장하는 단계를 수행하도록 구성되고, 상기 컴퓨터의 상기 메모리에서 실행하는 컴퓨터 프로그램 명령을 포함하는 이미지 처리 모듈을 포함하는 이미지 처리 데이터 처리 시스템.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 픽셀 값은 적어도 하나의 색 강도 값을 포함하는 시스템.
  9. 제8 항에 있어서, 각각의 색 강도 값은 색 공간의 세 개의 8비트 강도 값의 조합인 시스템.
  10. 제7 항에 있어서, 상기 픽셀 값의 초기 2차원 배열의 상기 계층으로의 변환은
    특정 차원의 그리드를 입력으로서 수신하고, 그리드가 1 x1의 특정 차원을 갖는 조건에서는 그리드의 직렬화된 형태를 출력으로서 생성하지만, 그리드가 1 x 1보다 큰 특정 차원을 갖는 조건에서는 특정 차원의 절반의 차원을 갖는 2개의 인코딩된 그리드의 연결, 및 그리드의 다운 샘플링된 형태를 입력으로서 수신하는 인코딩 작업에 의해 생성된 출력의 디코딩된 형태의 무효화된 형태의 업 샘플링된 형태와 그리드의 합의 절대 값에 대한 양 또는 음의 요소 별 부호를 설명하는 부호 배열을 나타내는 비트 스트림을 출력으로서 생성하는 재귀적 인코딩 작업에 상기 초기 2차원 배열을 실행 의뢰하는 단계를 포함하고, 상기 인코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 연결은 계층을 정의하는 시스템.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 계층을 상기 메모리에 로딩하는 단계 및
    상기 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 상기 메모리에서 상기 CPU에 의해 생성하는 단계를 더 포함하는 시스템.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 계층을 상기 메모리에 로딩하는 단계; 및
    차원을 표시하는 데이터 스트림을 입력으로서 수신하고, 표시된 차원이 1 x 1인 조건에서는 데이터 스트림의 역직렬화된 형태를 출력으로서 생성하지만, 표시된 차원이 1 x 1보다 큰 조건에서는 (1) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제1 그리드 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제1 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 (2) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제3 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제3 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 연결 해제된 연결의 역직렬화된 제2 부호 배열 부분의 곱의 합으로 생성된 픽셀 값의 그리드를 출력으로서 생성하는 재귀적 디코딩 작업에 연결에 의해 정의된 상기 계층을 실행 의뢰함으로써 상기 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 상기 메모리에서 상기 CPU에 의해 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 디코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 합은 상기 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 정의하는 시스템.
  13. 이미지 처리를 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 프로그램 명령이 포함되어 있는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하고, 상기 프로그램 명령은 장치에 의해 실행 가능하여 상기 장치가
    컴퓨터의 고정 저장 장치에서 이미지를 선택하는 단계;
    상기 선택된 이미지를 상기 컴퓨터의 메모리에 로딩하는 단계;
    상기 로딩된 이미지를 픽셀 값의 초기 2차원 배열로서 상기 메모리에서 상기 컴퓨터의 프로세서에 의해 표현하는 단계;
    상기 픽셀 값의 초기 2차원 배열을 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로 변환하는 단계; 및
    상기 부호의 2차원 배열 각각 및 1차원 값의 각 쌍을 상기 선택된 이미지의 압축된 형태로서 상기 고정 저장 장치에 저장하는 단계를 포함하는 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 픽셀 값은 적어도 하나의 색 강도 값을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 제14 항에 있어서, 각각의 색 강도 값은 색 공간의 세 개의 8비트 강도 값의 조합인 컴퓨터 프로그램 제품.
  16. 제13 항에 있어서, 상기 픽셀 값의 초기 2차원 배열의 상기 계층으로의 변환은
    특정 차원의 그리드를 입력으로서 수신하고, 그리드가 1 x 1의 특정 차원을 갖는 조건에서는 그리드의 직렬화된 형태를 출력으로서 생성하지만, 그리드가 1 x 1보다 큰 특정 차원을 갖는 조건에서는 특정 차원의 절반의 차원을 갖는 2개의 인코딩된 그리드의 연결, 및 그리드의 다운 샘플링된 형태를 입력으로서 수신하는 인코딩 작업에 의해 생성된 출력의 디코딩된 형태의 무효화된 형태의 업 샘플링된 형태와 그리드의 합의 절대 값에 대한 양 또는 음의 요소 별 부호를 설명하는 부호 배열을 나타내는 비트 스트림을 출력으로서 생성하는 재귀적 인코딩 작업에 상기 초기 2차원 배열을 실행 의뢰하는 단계를 포함하고, 상기 인코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 연결은 상기 계층을 정의하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 계층을 상기 컴퓨터의 상기 메모리에 로딩하는 단계; 및
    상기 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 생성하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 계층을 상기 컴퓨터의 상기 메모리에 로딩하는 단계; 및
    차원을 표시하는 데이터 스트림을 입력으로서 수신하고, 표시된 차원이 1 x 1인 조건에서는 데이터 스트림의 역직렬화된 형태를 출력으로서 생성하지만, 표시된 차원이 1 x 1보다 큰 조건에서는 (1) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제1 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제1 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 (2) 표시된 차원의 절반의 차원을 갖는 연결 해제된 연결의 제3 부분을 입력으로서 수신하는 디코딩 작업에 의해 생성된 제3 출력 그리드의 업 샘플링된 형태와 연결 해제된 연결의 역직렬화된 제2 부호 배열 부분의 곱의 합으로 생성된 픽셀 값의 그리드를 출력으로서 생성하는 재귀적 디코딩 작업에 연결에 의해 정의된 상기 계층을 실행 의뢰함으로써 상기 점진적으로 축 방향으로 감소된 부호의 2차원 배열의 계층 및 상기 감소된 부호의 2차원 배열 사이에서 부호의 2 x 2 배열 각각에 대한 1차원 값의 쌍으로부터 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 디코딩 작업에 대한 모든 재귀적 호출이 풀린 이후의 합은 상기 픽셀 값의 재구성된 2차원 배열을 정의하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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