KR950009458B1 - 디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축 및 감압하는 비디오 원거리 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축 및 감압하는 비디오 원거리 통신 시스템 및 방법 Download PDF

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뮤직 죤
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엘. 토마스 제임스
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빌(파이스트 홀딩즈) 리미티드
로드니 프라이스
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축 및 감압하는 비디오 원거리 통신 시스템 및 방법
[도면의 간단한 설명]
제1도는 비디오 통신 시스템에서 칼라 비디오 데이타를 압축하는 시스템 및 방법의 개략적 다이어그램이다.
제2도는 비디오 화상내의 한 주사선을 가로지른 휘도 플로트이다.
제3도는 비디오 주사선내의 특징부의 가동길이 표현을 보여준다.
제4도는 비디오 주사선의 경사결정 지점과 관련한 변이부의 가동길이 표현을 보여준다.
제5도는 표시를 위하여 재구성된 비디오 주사선의 표현을 보여준다.
제6도는 가동길이 데이타가 가동 부분들사이에 변이부를 갖는 표시 데이타로 변환되는 방법의 표현을 보여준다.
제7도는 비디오 통신 시스템에서 칼라 비디오 데이타를 감압하는 방법 및 시스템의 개략적 다이어그램이다.
제8도는 부가된 프로세서 서브 시스템을 포함하는 비디오 통신 시스템에서 칼라 비디오 신호를 압축하는 시스템 및 방법을 보여준다.
제9도는 결합된 I/O제어섹션, 프로세서 섹션, 인폿구성 장치 및 재구성 장치의 좀 더 상세한 개략도.
제10도는 가동길이 및 칼라 성분의 디지탈 단어 치수의 압축을 예시하는 플로우 다이어그램.
제11도는 칼라 비디오 데이타의 부가적인 신호처리를 예시하는 플로우차트.
제12도는 부가적인 프로세서 서브 시스템을 포함하는 비디오 통신 시스템에서 칼라비디오 데이타를 감압하는 시스템 및 방법을 보여준다.
제13도는 제11도로부터의 부가적인 데이타 압축 처리의 디코딩이 플로우 다이어그램.
제14도는 제10도의 가동길이 및 칼라 성분의 처리된 디지탈 단어의 감압을 예시하는 플로우 다이어그램.
제15도는 3차원 칼라 입방체의 예시도.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 분야]
본 발명은 전체적으로 정보 신호처리에 관한 것이며, 특히, 엔코딩 영역으로부터 디코딩 영역으로 전송되는 정보의 양을 감소시킬 목적으로 비디오 신호와 같은 시간 순차 정보 신호를 처리하는 분야에 관한 것이다. 본 발명의 특별한 용도는 비디오 원거리 통신을 목적으로 칼라 비디오 데이타를 전화선상으로 통신하는 데 있다.
[선행 기술]
디지탈 텔레비죤 신호들을 엔코딩하는데는 보통 약 200Mbit/s의 전송 속도가 필요하다. 코딩 시스템의 최근 개발품은 전송 속도를 2Mbit/s미만으로 단축시킬 수 있게 했다. 비디오 화상 프레임의 블록 배향분석을 이용하고 종래의 하이브리드 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform : DCT)계수에 의해 처리하는 코딩 시스템은 64kbit/s와 384kbit/s 사이의 속도의 전송을 허용한다.
그러한 시스템은 1987년 8월 발간된 IEEE Journal on Selected Areas in Communications, SAD-5권, No.7에 개재된 Gerken과 Schiller저 "A Low Bit-Rate Image Sequence Coder Combiming A Progressive DPCM On Interleved Rasters With A Hybrid DCT Technique"에 기재되어 있다. 그러한 DCT 처리에 적용된 적합한 코딩기술은 1977년 11월 19일자 IEEE Transactions on Communications, COM-25권 No.11에 개재된 Chen과 Smith저 "Adaptive Coding of Monochrome and Color Images"에 기재되어 있는 바와 같이 1 내지 2bit/픽셀의 낮은 속도의 비디오 데이타 전송을 허용했다. 그러나, 그렇게 낮은 데이타 속도로 전송된 정보는 순간적인 시간의 화상이 시청자에게 받아들여질 수 있도록 초당 충분한 갯수의 프레임을 재구성하는 능력에 심각한 영향을 준다. 1,544Mbit/s까지의 속도로 전송하는 고용량 전화선이 이용가능하지만 그러한 전화선은 공중 이용율로는 극도로 비싸며, 계획된 이용율로도 매우 비싸다. 56kbit/s와 64kbit/sec까지의 속도의 전송을 허용하는 더 낮은 용량의 전화라인이 이용가능하다. 56,000bit/s의 속도로 비디오 신호를 전송하는 비교적 비싼 비디오 디지탈 및 코딩 장치들이 상업적으로 가능하므로 이러한 성질의 장치를 고용량의 1,544Mbit/s의 전화라인에 결합하여 사용해서 1프레임/s보다 더 빠른 프레임 속도를 허용하는 것은 필수적이다. 보통 전화회선의 현재의 전송 속도 한계는 18,000bit/s에 근접하므로, 종래의 기술에서는 불가능했던 통상의 전화선상으로 비디오 화상을 순간적 시간에 순차 배열하는 전송이 관찰되었다.
디지탈 비디오 신호로 전송되는 정보의 과잉량을 감소시키는 여러가지 설계가 이용됐다. 한가지 기술은 저속 주사 카메라를 이용하는 것이며, 다른 한 기술은 각각의 프레임에 대해 매 n번질 주사선을 전송하는 것이다, 다른 한 기술은, 화상 프레임을 통상 3×3 또는 4×4 그룹의 픽셀인 다수의 세그먼트 또는 블럭으로 분할하고 블럭의 내용을 분석함으로써 중요하다고 여겨지거나 어떤 중요한 방법으로 변경됐다고 여겨지는 화상 프레임의 부분들만을 보내는 것을 포함한다. 이들 기술은 또한 비디오 화상의 해상도를 감소시키는 경향도 있다.
전송된 화상의 해상도를 저하시키지 않도록 해상 시간을 감소시키는 다른 한 방법은 가동길이 엔코딩(ren length encoding)이다. 가동길이 엔코딩에 있어서, 화상 프레임의 주사선들은 일련의 픽셀들의 칼라 내용의 값으로서 엔코딩되며, 순차적인 픽셀들의 길이는 그 값 또는 그 범위의 값들을 갖는다. 그 값들은 비디오 신호의 진폭 측정치나 또는 휘도 또는 색도 같은 그러한 비디오 신호의 다른 성질일 수 있다. 비디오 신호의 진폭의 가동길이 엔코딩을 이용하는 시스템의 일례는 미합중국 특허 제3,609,244호(Mounts)이다. 그 시스템에서, 프레임 메모리는 또한 프레임 대 프레임의 차이를 결정하므로, 한 프레임으로부터 다음 프레임으로의 그 차이만이 전송된다. 데이타를 제시하는데 필요한 비트수를 감소시키기 위해서 주파수값의 통계학적 코딩을 이용하며 비디오 신호들을 압축된 가동길이 값으로서 전송하는 방법의 다른 한 예는 미합중국 특허 제4,420,771호(Pirsch)이다.
이상적으로는, 보통의 전화선으로 칼라 비디오 데이타를 통신할 수 있도록 화상 프레임을 15프레임/초까지의 속도로, 그리고 11,500비트/초 정도의 낮은 비트속도로 화상 프레임을 순간적 시간에 순차 배열할 수 있게 하는 칼라 비디오 정보의 압축이 바람직하다. 현재 이용할 수 있는 것보다 더 효율적이고 더 저렴한 장비로 더 높은 품질의 전화선을 이용하는 시스템과 같은 등가의 데이타 전송 속도를 성취할 수 있는 비디오 데이타압축 시스템도 역시 바람직하다.
[본 발명의 요약]
본 발명은 비디오 통신 시스템내에 디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축하고, 가동길이를 위한 코드형태로 디지탈화된 칼라 비디오 신호로부터 다수의 비디오 화상 프레임을 전송하는 방법 및 시스템을 제공하는 바, 상기 코드는 3가지 디지탈 칼라 성분을 제시한다. 화상의 주사선내의 픽셀들의 휘도에 있어서의 차이를 결정하고, 주사선에 순차적으로 연관된 픽셀들의 가동길이를 결정하기 위하여 휘도 할수가 이용된다. 주사선 내의 픽셀들은 그 후에, 디지탈로 감소된 칼라 값의 일련의 가동길이로서 코드화되며, 그 후에, 일련의 화상의 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 칼라 값들의 가동길이의 변화로서 엔코딩된다.
본 발명은 한 화상 프레임으로부터 다른 한 가동길이 까지의 코딩된 픽셀 변화 및 디지탈로 압축된 칼라 성분 코드를 수신하는 비동 통신 시스템에서 칼라 비디오 데이타를 감압하는 방법 및 시스템을 제공한다. 그 시스템은 3가지의 관련 디지탈 칼라 성분의 콤비네이션인 디지탈로 압축된 칼라 성분 코드의 검색 테이블을 포함한다. 디지탈로 압축된 칼라 코드들은 검색 테이블에 따라 디코딩되어 각각의 가동길이에 대한 3가지 디지탈 칼라 성분의 테이블을 형성하며, 가동길이 및 관련 칼라 성분들은 버퍼 메모리내의 어레이에 축적되어 비디오 화상 프레임의 주사선용의 가동길이 및 칼라 성분 데이타를 제사한다. 가동길이 및 칼라 성분 데이타는 그림장치(drawing engine)를 경유하여 표시기에 동적으로 맵핑된다.
약술하면, 그리고 일반적으로 말하면, 디지탈 칼라비디오 데이타를 압축하는 방법은 3가지의 디지탈 칼라 성분 및 가동길이 성분을 갖는 디지탈화된 칼라 비디오 신호를 이용한다. 그 방법은 디지탈 칼라 신호를 기초로 각각의 픽셀의 휘도 함수를 결정하는 단계, 상호간의 주어진 거리인 픽셀사이의 휘도 함수 차이를 기초로 한 최소한 하나의 결정 빈수를 결정하는 단계, 순차적으로 관련된 픽셀들의 가동길이를 결정하도록 결정 변수중 최소한 하나를 최소한 하나의 상응하는 한계치와 비교하는 단계를 포함하며 가동길이는 제1의 디지탈 단어 치수이며 3가지 칼라 성분은 각기 제2, 제3 및 제4의 디지탈 단어 치수이며, 상기 방법은 또한 화상 프레임내의 모든 디지탈 칼라 성분을 검색 테이블에 따라 제2, 제3 및 제4디지탈 단어 치수의 합보다 더 작은 제5디지탈 단어 치수의 시각적으로 가장 중요한 칼라 혼합의 압축된 칼라 코드로서 엔코딩하는 단계, 최소한 일부의 화상 프레임을 제시하는 디지탈로 압축된 칼라 코드 및 가동길이의 다수의 엔코딩하는 단계, 현재의 상기 화상 프레임의 상기 가동길이 및 디지탈로 압축된 칼라 코드를 선행의 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈로 압축된 칼라 코드와 비교하여 상기 선행 화상 프레임으로부터 상기 현재의 프레임으로의 변화를 결정하는 단계, 최소한 일부의 화상 프레임을 위하여 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩하여, 일단 초기화상 프레임이 엔코딩되면, 계속된 화상 프레임의 그 변화만을 엔코딩하는 단계를 포함한다.
칼라 디지탈 비디오 데이타를 압축하는 시스템은 다수의 비디오 화상 프레임을 전송하여 3가지의 디지탈 칼라 성분과 가동길이 부분의 콤비네이션을 제시하는 칼라 부분을 갖는 디지탈화된 칼라 비디오 신호를 이용하는 비디오 통신 시스템에 이용하기 위한 것이다.
그 데이타 압축 시스템은, 간단히 일반적으로 말하면, 디지탈 칼라 신호를 기초로 각각의 픽셀의 휘도 함수를 결정하는 수단, 서로로부터 주어진 거리인 픽셀 사이의 상기 휘도 함수의 차이를 기초로 한 최소한 하나의 결정 변수를 결정하는 수단, 순차적으로 연관된 픽셀들의 가동길이를 결정하도록 상기 최소한 하나의 결정 변수를 하나이상의 상응하는 한계치와 비교하는 수단을 포함하며, 상기 가동길이는 제1의 디지탈 단 어 치수를 가지면, 3가지 칼라 성분들은 각기 제2, 제3, 제4디지탈 단어 치수를 갖는다.
또한, 데이타 압축 디지탈 단어 치수의 합보다 더 작은 제5디지탈 단어 치수의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈로 압축된 칼라 코드의 검색 테이블에 따라서 화상 프레임내의 디지탈 칼라 성분들을 모두 엔코딩하는 수단, 최소한 일부의 화상 프레임을 제시하는 디지탈로 압축된 관련 칼라 코드와 가동길이의 다수의 콤네이션을 엔코딩하는 수단, 현재 상기 화상 프레임의 상기 가동길이 및 디지탈로 압축된 칼라 코드를 선행 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈로 압축된 칼라 코드와 비교하여 선행 화상 프레임으로부터 상기 현재 화상 프레임으로의 변화를 결정하는 수단, 최소한 일부의 상기 화상 프레임을 위해 상기 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩하는 수단이 내장되어 있으며, 이로써, 초기 화상 프레임이 일단 엔코딩되면, 계속된 화상 프레임의 그 변화들만이 엔코딩된다.
데이타 압축 방법 및 시스템의 바람직한 실시예에 있어서, 디지탈 칼라 성분 신호는 RGB이며, 칼라 성분 단어 치수는 같다. 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 픽셀들 사이의 휘도차 변화 속도는 결정되며, 예정된 적합한 한계치와 비교된다. 디지탈 칼라 성분의 디지탈 단어 치수는 초기에 각 성분 칼라당 6비트인 것이 바람직하며, 휘도 함수는 6비트 디지탈 칼라 값을 기초로 정확하게 결정된다. 그 후에, 디지탈 칼라 성분의 단어 치수는 각기 4비트로 감소되며, 가동길이와 칼라 성분들은 16비트 디지탈 단어로 조합된 가동길이 및 칼라 정보의 비트 스트림으로 함께 코딩된다.
바람직하기로는, 그 후에, 인접 가동길이가 예정양보다 덜 변경하는 관련 칼라 성분을 갖는 각각의 주사선 상의 인접 가동길이가 가동길이의 보통 디지탈 단어 치수보다 더 큰 디지탈 단어 치수로 연결된다.
가동길이와 압축된 칼라 코드의 콤비네이션의 가동길이 부분과 압축된 칼라 성분 코드 부분 중 어느것 또는 양자는 그 부분 중 어느것 또는 양자 모두의 값의 발생 빈도를 결정함으로써 통계적으로 엔코딩되는 것이 바람직하다. 다수의 다른 코드 테이블이 제공된다. 어떤 부분에서 가장 빈번하게 발생하는 값이 1비트 치수 디지탈 단어에 의해 제1의 코드 테이블에 통계적으로 엔코딩된다.
다음의 3개의 가장 빈번한 값이 선택되어 2비트 디지탈 치수 단어에 의해 제2코드 테이블에 엔코딩되며, 다른 모든 값들은 2비트보다 더 큰 디지탈 단어 치수에 의해 유사한 방법으로 최소한 하나의 부가된 코드 테이블에 엔코딩된다. 변화들의 테이블을 엔코딩함에 있어서, 라인 대 라인 차이, 프레임 대 프레임 차이를 엔코딩하고 가동길이와 압축된 칼라 코드의 순차적 콤비네이션들의 구별연부의 프레임으로부터 프레임으로의 이동을 결정 및 엔코딩하는 장치도 제공된다.
약술하면, 그리고 일반적으로 말하자면, 다수의 가동길이 및 디지탈로 압축된 칼라 성분 코드의 콤비네이션의 선행화상으로부터 현재 화상으로의 변화를 제시하도록 다수의 디지탈화된 신호를 수신하며, 3가지 관련 디지탈 칼라 성분에 대한 디지탈로 압축된 칼라 성분코드들의 검색 테이블을 포함하며 가동길이와 압축된 칼라 코드의 콤비네이션은 제1의 디지탈 단어 치수를 갖고, 압축된 칼라 성분 코드들은 제2의 디지탈 단어 치수를 갖는, 비디오 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 방법은, 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 감압 및 디코딩될 압축된 칼라 성분 코드 및 가동길이의 변화를 수신하는 단계, 각각의 가동길이에 상응하는 3개의 디지탈 칼라 성분의 테이블을 형성하도록 검색 테이 블에 따라 디지탈 압축 칼라 성분 코드를 디코딩하는 단계, 비디오 화상 프레임에 주사선을 제시하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리 수단내의 어레이에 가동길이 및 관련 칼라 성분을 축적하는 단계, 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 맵핑될 각각의 주사선의 말단부까지의 가동길이내에 픽셀들을 맵핑함으로써 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대해서 화상 프레임의 주사선들에 대한 아동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 화상 프레임의 3가지 칼라 성분 데이타를 포함하는 칼라 비디오 디스플레이 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 가동길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 콤비네이션으로 제시하는 디지탈화된 신호를 이용하며 디지탈 압축 칼라 성분 코드용의 검색코드를 포함하고, 가동길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드들의 콤비네이션은 제1의 디지탈 단어 치수이고, 압축된 칼라 성분 코드는 제2의 디지탈 단어 치수인 비디오 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 본 발명의 시스템은, 전체적으로 약술하면, 감압 및 디코딩될 가동길이 및 압축된 칼라 성분 코드들의 변화를 수신하는 수단, 각각의 가동길이에 대해서 3가지 디지탈 칼라 성분들의 검색 테이블에 따라 디지탈 압축 칼라 성분 코드를 디코딩하는 수단, 비디오 화상 프레임에 다수의 주사선을 제시하도록 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 메모리 버퍼내의 어레이에 가동길이 및 관련 칼라 성분들을 축적하는 수단, 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 맵핑될 각각의 주사선의 말단부까지 가동길이내에 픽셀들을 맵핑함으로써 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대해서 화상 프레임의 주사선에 대한 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 3가지 칼라 성분 데이타를 포함하는 칼라 비디오 표시 신호를 발생시키는 수단을 포함한다.
디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 본 발명의 시스템 및 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 화상 프레임의 주사선에 대한 3가지 칼라 성분의 가동길이 부분은 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대한 디지탈 칼라 성분의 압축된 코딩을 제시하는 표시 버퍼 메모리 수단에 축적된다. 가동길이 및 칼라 성분으로 제시되는 픽셀들은 표시 버퍼 메모리내의 압축된 데이타로부터 픽셀 발생기로 가동길이의 개시 픽셀로부터 가동길이의 단부 픽셀, 즉, 맵핑될 화상 프레임내의 각각의 주사선내의 말단부까지 매끄럽게 맵핑된다. 바람직한 실시예에서, 코딩 및 디지탈화된 신호의 칼라 부분은, 각기 6비트의 단어 크기를 갖는 3개의 디지탈 칼라 성분으로 변환된다. 가장 바람직한 실시예에서, 가동길이 및 관련 칼라 부분들을 제1의 버퍼 메모리내의 화상 프레임이 완성될 때까지 그 버퍼 메모리에 교호로 축적되며, 픽셀 발생기는 그 화상을 표시하도록 스위치되며, 다음 화상 프레임의 가동길이 및 관련 칼라 성분들은 제2버퍼 메모리내의 화상 프레임이 완성될 때까지 제2의 버퍼 메모리에 축적되며, 제1 및 제 2메모리의 축적은 계속된 화상 프레임에 대해 반복된다. 디지탈화된 신호의 가동길이부가 연결된 경우에, 본 발명의 방법 및 장치는 연결된 가동길이와 칼라 성분 콤비네이션을 가동길이 및 칼라 성분 정보의 축적이 발생하기 전에 더 작고 연결되지 않은 가동길이 및 디지탈 칼라 성분 콤비네이션으로 분할하는 것을 포함한다.
버퍼 메모리 중 하나에 축적된 각각의 완성 화상 데이타 포인트는, 제2버퍼가 충만될 때까지 화상을 반복적으로 발생시키도록 그림 장치에 의해 비디오 표시기와 동기의 표시 포맷으로 매끄럽게 변동하는 칼라군으로 독출 및 변환된다. 그 후에, 그림 장치는 제2버퍼로 스위치하여 다음 그림을 그리며, 제1버퍼는 다음의 화상으로 순차적으로 재충전된다.
또한, 간단히 전체적으로 말하면, 본 발명은, 다수의 비디오 프레임을 전송하는 비디오 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축 및 감압하는 방법을 포함한다.
그 방법은 간단히 전체적으로 말하면, 각각의 픽셀에 대한 휘도 함수를 결정하는 단계, 서로로부터 주어진 거리는 픽셀 사이의 상기 휘도 함수의 차이를 기초로 최소한 하나의 결정 변수를 결정하는 단계, 결정 변수의 최소한 하나의 결정을 기초로 순차적으로 연관된 픽셀들의 가동길이를 결정하는 단계를 포함하며, 가동길이는 제1의 디지탈 단어 치수이며, 3개의 디지탈 칼라 성분은 제2, 제3 및 제4의 디지탈 단어 치수이며, 상기 본 발명의 방법은 또한, 제2, 제3, 제4의 디지탈 단어 치수의 합보다 더 작은 제5의 디지탈 단어 치수의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 압축 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 모든 디지탈 칼라 성분들을 엔코딩하는 단계, 최소한 일부의 화상 프레임을 제시하는 상기 가동길이와 디지탈 압축 칼라 코드의 다수의 콤비네이션을 엔코딩하는 단계, 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 결정하도록 상기 선행 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드와 상기 현재의 화상 프레임의 상기 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드를 비교하는 단계, 상기 선행 화상 프레임으로부터 상기 현재의 프레임으로의 상기 변화를 엔코딩하는 단계, 가동길이 및 압축 칼라 코드의 엔코딩된 변화를 전송하는 단계, 감압 및 다코딩될 가동길이 및 압축 칼라 코드의 전송 및 엔코딩된 변화를 수신하는 단계, 가동길이에 대한 3가지 디지탈 칼라 성분의 테이블을 형성하도록 검색 테이블에 따라 디지탈 압축 칼라 성분 코드를 디코딩하는 단계, 비디오 화상 프레임의 주사선을 제시하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리내의 어레이에 칼라 성분에 상응하는 최소한 일부의 가동길이를 추적하는 단계, 가동길이내에서 픽셀들을 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 맵핑될 각각의 주사선의 말단부까지 맵핑함으로써 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대해서 화상 프레임의 주사선에 대한 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 3가지 칼라 성분 데이타를 제시하는 칼라 비디오 표시신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는, 간단히 전체적으로 말하면, 다수의 비디오 화상 프레임을 전송 및 수신하는 비디오 통신 시스템에서 칼라 비디오 데이타를 압축 및 감압하는 시스템에 관한 것인바, 각각의 화상 프레임은 다수의 픽셀로 구성되는 다수의 주사선을 포함하며, 본 시스템은 3가지 디지탈 칼라 성분을 가지는 디지탈화된 칼라비디오신호를 이용한다. 본 시스템은, 각각의 픽셀에 대한 휘도 함수를 결정하는 수단, 서로로부터 주어진 거리의 픽셀들 사이의 휘도 함수의 차이를 기초로 최소한 하나의 결정 변수를 결정하는 수단, 순차적으로 연관된 픽셀들의 가동길이를 결정하도록 관련된 가변 한계치와 결정 변수중 최소한 하나를 포함하며, 가동길이는 제1의 디지탈 단어 치수이고 3가지 디지탈 칼라 성분은 각기 제2, 제3, 제4디지탈 단어 치수의 합보다 더 작은 제5의 디지탈 단어 치수의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 압축 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 화상 프레임내의 모든 디지탈 칼라 성분들을 엔코딩하는 수단, 최소한 일부의 화상 프레임을 제시하는 디지탈 압축 칼라 코드와 가동길이의 다수의 콤비네이션을 엔코딩하는 수단, 선행화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 결정하도록 선행 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드와 현재의 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드를 비교하는 수단, 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩하는 수단, 가동길이 및 압축된 칼라 코드의 엔코딩된 변화를 전송하는 수단, 가동길이 및 압축된 칼라 코드의 엔코딩 및 전송된 변화를 수신하는 수단, 각각의 가동길이에 대해서 3가지 디지탈 칼라 성분의 테이블을 형성하도록 검색 테이블에 따라 디지탈 압축 칼라 성분 코드를 디코딩하는 수단, 비디오 화상 프레임의 주사선을 제시하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리 수단내의 어레이에 가동길이 및 관련 칼라 성분을 축적하는 수단, 연속된 픽셀을 토대로 가동길이 및 관련 칼라 성분을 제시하는 칼라 비디오 표시신호를 발생시키는 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 본 발명의 특징을 예를 들어 보여주는 첨부 도면 및 후술의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
[본 발명의 상세한 설명]
예시를 목적으로 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 다수의 화상 프레임에 대한 칼라 비디오 신호를 발생시키는 수단을 구비한 비디오 원거리 통신시스템에서 칼라비디오 데이타를 압축하는 방법 및 시스템으로 구체화되는 바, 각각의 화상 프레임은 다수의 픽셀로 구성된 다수의 주사선을 포함한다.
각각의 픽셀에 대해서, 화상 프레임의 주사선 내의 최소한 상당한 부분의 픽셀들에 대한 3개의 디지탈 칼라 성분 신호들 중 최소한 하나를 기초로 한 휘도함수가 결정되며, 화상 프레임의 주사선들 내의 최소한 상당한 부분의 픽셀들에 대해서, 주사선 상의 다른 한 픽셀로부터 예정된 거리의 픽셀들 사이의 휘도함수의 차이를 기초로 한 하나 이상의 결정 변수들이 결정된다.
각각의 픽셀에 대한 하나 이상의 결정 변수의 변화치가 결정되며, 순차적으로 연관된 픽셀들의 가동길이를 결정하기 위하여, 주사선내의 어떤 픽셀이 픽셀로부터 픽셀로의 휘도함수의 중요한 변화에 대한 좌표인지를 결정하도록 관련된 적합한 한계치와 비교된다.
디지탈화된 칼라 비디오 신호가 발생되는 바, 그 신호는 제1의 워드 크기인 가동길이부와 각기 제2, 제3 및 제4도의 워드 크기인 3개의 디지탈 칼라 성분을 갖는다. 화상 프레임의 최소한 일부에서 예정된 갯수의 가장 빈번하게 발생하는 칼라 성분들의 콤비네이션까지 히스토그램이 생성된다. 화상 프레임 내의 모든 디지탈 칼라 성분들은 제2, 제3 및 제4디지탈 워드 크기의 합보다 더 작은 제5의 디지탈 워드 크기의 디지탈 압축 칼라 코드들의 검색 테이블에 엔코딩된다. 그러한 한정 수의 코드로 칼라를 표현함으로써 칼라 데이타를 표현하는데 필요한 비트 크기를 상당히 감소시킬 수 있으며, 가동길이를 이용함으로써 화상내의 픽셀들을 제시하는데 필요한 데이타의 양을 더욱 감소시킬 수 있다.
예시를 목적으로 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 픽셀 가동길이 및 압축 칼라 성분 코드를 표현하는 다수의 디지탈화된 신호 및 3개의 관련 디지탈 칼라 성분에 대한 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 검색 테이블을 이용하여 비디오 정보 통신 시스템에서 칼라 비디오 데이타를 감압하는 방법 및 시스템으로서도 구체화된다. 디지탈 압축 칼라 코드들은 검색 테이블에 따라 디코딩되어 각각의 가동길이에 대한 3개의 디지탈 칼라 성분 테이블을 형성하여, 가동길이 및 관련 칼라 성분들은 버퍼 메모리내의 어레이에 저장되어 비디오 화상 프레임 내의 주사선에 대한 가동길이 및 칼라 성분 데이타를 표현한다.
가동길이 및 디지탈 칼라신호들은 비디오 화상 프레임의 주사선내의 픽셀들을 표현하는 디스플레이 포맷으로 픽셀 발생기 내에 맵핑되며, 디지탈화된 신호들의 칼라 부분은 적절한 디지탈 워드 크기의 3개의 디지탈 칼라 성분으로 변환되어 화상 내의 각 개 지점을 표현한다.
본 발명에 따라서, 3개의 디지탈 칼라 성분들을 포함하는 다수의 픽셀들로 구성된 다수의 주사선을 포함하는 다수의 화상 프레임에 대한 칼라 비디오 신호를 발생시키는 수단을 구비한 비디오 원거리 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 신호를 압축하는 방법이 제공되는 바, 그 방법은, 상기 3개의 디지탈 칼라 성분 중 최소한 하나를 기초로 각각의 픽셀에 대한 휘도함수를 결정하는 단계, 각각의 주사선 상의 최소한 하나의 다른 픽셀로부터의 예정된 거리의 픽셀들 사이의 상기 휘도 함수의 차를 기초로 상기 화상 프레임의 주사선들내의 최소한 상당한 부분의 픽셀들에 대한 최소한 하나의 결정 변수를 결정하는 단계, 각각 제2, 제3 및 제4의 디지탈 워드 크기로서 주사선 내의 순차적으로 연관된 픽셀들의 가동길이에 대한 개시 픽셀과 종료 픽셀들을 결정하도록 최소한 하나의 결정 변수를 관련 한계치와 비교하는 단계, 제2, 제3 및 제4디지탈 워드 크기의 합보다 더 작은 제5디지탈 워드 크기의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 압축 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 화상 프레임 내의 모든 디지탈 칼라 코드 성분들을 엔코딩하는 단계, 화상 프레임의 최소한 일부를 표현하는 가동길이와 디지탈 압축 칼라 코드의 다수의 콤비네이션을 엔코딩하는 단계, 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 결정하도록 선행 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드와 현재의 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드를 비교하는 단계 및, 최소한 일부의 화상 프레임에 대해서 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩하여, 일단 초기 화상 프레임 엔코딩되면 계속된 화상 프레임의 변화들만을 엔코딩하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한, 3개의 디지탈 칼라 성분들을 포함하는 다수의 픽셀들로 구성된 다수의 주사선을 포함하는 다수의 화상 프레임에 대한, 칼라 비디오 신호를 발생시키는 수단을 구비한 비디오 원거리 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 신호를 압축하는 시스템을 제공하는 바, 그 시스템은 상기 3개의 디지탈 칼라 성분 중 최소한 하나를 기초로 각각의 픽셀에 대한 휘도함수를 결정하는 수단, 각각의 주사선상의 최소한 하나의 다른 픽셀로부터의 예정된 거리의 픽셀들 사이의 상기 휘도함수의 차를 기초로 상기 화상 프레임의 주사선들 내의 최소한 상당한 부분의 픽셀들에 대한 최소한 하나의 결정 변수를 결정하는 수단, 각기 제2, 제3 및 제4의 디지탈 워드 크기로서 주사선내의 순차적으로 연관된 픽셀들의 가동길이에 대한 개시 픽셀과 종료 픽셀들을 결정하도록 최소한 하나의 결정변수를 관련 한계치와 비교하는 수단, 제2, 제3 및 제4디지탈 워드 크기의 합보다 더 작은 제5디지탈 워드크기의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 압축 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 화상 프레임내의 모든 디지탈 칼라 코드성분들을 엔코딩하는 수단, 화상 프레임의 최소한 일부를 표현하는 가동길이와 디지탈 압축 칼라 코드의 다수의 콤비네이션을 엔코딩하는 수단, 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 결정하도록 선행 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드와 현재의 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축칼라 코드를 비교하는 수단 및 최소한 일부의 화상 프레임에 대해서 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩하여, 일단 초기 화상 프레임이 엔코딩되면 계속된 화상 프레임의 변화들만을 엔코딩하는 수단을 포함한다.
본 발명은 부가적으로, 비디오 화상 프레임의 다수의 주사선 중 최소한 일부의 다수의 픽셀 가동길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드들의 콤비네이션의 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 표시하는 다수의 디지탈화된 신호들을 수신하며, 3개의 관련 디지탈 성분에 대한 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 검색 테이블 및 제2디지탈 워드 크기를 갖는 디지탈 압축 성분 코드와 가동길이의 제1의 워드 크기의 콤비네이션을 포함하는 수단을 갖는 비디오 원거리 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 방법을 제공하는 바, 그 방법은 감압 및 디코딩될 가동길이와 압축 칼라 성분 코드의 콤비네이션의 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 수신하는 단계, 각각의 가동길이에 대해 3개의 디지탈 칼라 성분 각각에 대한 칼라 성분 테이블을 형성하도록 검색 테이블에 따라 디지탈 압축 성분 코드를 디코딩하여 각기 제3, 제4 및 제5의 디지탈 워드 크기를 갖는 3개의 칼라 성분으로 디코딩하는 단계, 화상 프레임 내의 다수의 주사선을 표현하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리수단내의 어레이에 가동길이 및 관련 칼라 성분의 변화를 저장하는 단계 및 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 가동길이의 단부 픽셀까지의 가동길이내의 픽셀들을 맵핑될 각각의 주사선의 단부까지 맵핑함으로써 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대해 화상 프레임의 주사선에 대한 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 화상 프레임에 대한 3개의 칼라 성분 데이타를 포함한 칼라 비디오 디스플레이 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 비디오 화상 프레임의 다수의 주사선 중 최소한 일부의 다수의 픽셀 가동길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드들의 콤비네이션의 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 표현하는 다수의 디지탈화된 신호들을 수신하며, 3개의 관련 디지탈 성분에 대한 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 검색 테이블 및 제2디지탈 워드 크기를 갖는 디지탈 압축 성분코드와 가동길이의 제1의 워드크기의 콤비네 이션을 포함하는 수단을 가지는 비디오 원거리 통신 시스템에서 칼라 비디오 테이프를 감압하는 시스템을 제공하는 바, 그 시스템은 감압 및 디코딩될 가동길이와 압축 칼라 성분 코드의 콤비네이션의 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 변화를 수신하는 수단, 각각의 가동길이에 대해 3개의 디지탈 칼라 성분 각각에 대한 칼라 성분 테이블을 형성하도록 검색 테이블에 따라 디지탈 압축성분 코드를 디코딩하여 각기 제3, 제4 및 제5의 디지탈 워드 크기를 갖는 3개의 칼라 성분으로 디코딩하는 수단, 화상 프레임 내의 다수의 주사선을 표현하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리 수단내의 어레이에 가동길이 및 칼라 성분의 변화를 저장하는 수단 및, 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 가동길이의 단부 픽셀까지의 가동길이내의 픽셀들을 맵핑될 각각의 주사선의 단부까지 맵핑함으로써 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대해 화상 프레임의 주사선에 대한 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 화상 프레임에 대한 3개의 칼라 성분 데이타를 포함한 칼라 비디오 디스플레이 신호를 발생시키는 수단을 포함한다.
본 발명은 또한 복수개의 비디오 화상 프레임의 전송하고 수신하는 텔레비디오 코뮤니케이션 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축하고 가압하는 방법을 제공하며, 각각의 화상 프레임은 복수개의 픽셀로 구성된 복수개의 주사선을 포함하고, 상기 화상 프레임내 각각의 픽셀은 3개의 디지탈 칼라 성분을 포함하고, 상기 방법은 상기 3개의 디지탈 칼라 성분의 최소한 하나에 기초한 각각의 픽셀에 대하여 휘도 함수를 결정하는 단계, 각각의 주사선상의 최소한 하나의 다른 픽셀로부터 미리 결정된 거리에 있는 픽셀들 사이의 상기 휘도 함수의 차이에 기초하여 상기 화상 프레임 주사선내 픽셀의 최소한 충분한 부분에 대하여 최소한 하나의 결정 변수를 결정하는 단계, 주사선내에서 순차적으로 연관되는 픽셀들의 가동길이에 대한 개시 픽셀 및 종지 픽셀에 대한 해당 한계치에 대해 최소한 하나의 결정변수를 비교하는 단계, 제2, 제3 및 제4디지탈 워드 크기의 합보다 작은 제5의 디지탈 워드크기의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 화상 프레임내에서 모든 디지탈 칼라 성분을 엔코딩하 는 단계, 최소한 화상 프레임의 일부를 표시하는 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드의 복수개 콤비네이션을 엔코딩하는 단계, 이전 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 변화를 결정하도록 현재 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드를 이전 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드와 비교하는 단계, 최소한 화상 프레임의 일부에 대해 이전 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩함으로써 일단 최초 화상 프레임의 엔코드되면 이후 화상 프레임에서의 제 변화들만이 엔코드되는 단계, 이전화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드의 엔코드된 변화를 전송하는 단계, 이전 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 감압되고 디코딩될 가동길이 및 압축된 칼라 코드의 전송된 엔코드 변화를 수신하는 단계, 각각의 가동길이에 대해 3개의 디지탈 칼라 성분의 각각에 대한 칼라 성분 테이블을 형성하도록 검색 테이블에 따라 디지탈 방식으로 압축된 칼라 성분 코드를 디코딩하는 단계, 화상 프레임에서 복수개의 주사선을 표시하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리내 어레이에 가동길이 및 해당 칼라 성분을 저장하는 단계, 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 가동길이의 종지 픽셀까지 가동길이내에서 맵핑될 각각의 주사선 끝부분에 픽셀들을 맵핑함으로써 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대한 화상 프레임의 주사선에 대하여 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터의 23개의 칼라 성분을 표시하는 칼라 비디오 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기에서 가동길이는 제1의 디지탈 워드 크기이고 3개의 칼라 성분은 각기 제2, 제3, 제 4의 디지탈 워드 크기이며, 3개의 디코드된 칼라 성분의 각각은 제각기 제6, 제7 및 제8의 디지탈 워드 크기를 지닌다.
본 발명은 또한 복수개의 비디오 화상 프레임을 전송하고 수신하는 텔레비디오 코뮤니케이션 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축하고 감압하는 시스템을 제공하며, 각각의 화상 프레임은 복수개의 픽셀로 구성된 복수개의 주사선을 포함하고, 상기 화상 프레임 내 각각의 픽셀은 3개의 디지탈 칼라 성분을 포함하고, 상기 시스템은 상기 3개의 디지탈 칼라 성분의 최소한 하나에 기초한 각각의 픽셀에 대하여 휘도함수를 결정하는 수단, 각각의 주사선상의 최소한 하나의 다른 픽셀로부터 미리 결정된 거리에 있는 픽셀들 사이의 상기 휘도함수의 차이에 기초하여 상기 화상 프레임 주사선내 픽셀의 최소한 충분한 부분에 대하여 최소한 하나의 결정변수를 결정하는 수단, 주사선내에서 순차적으로 연관되는 픽셀들의 가동길이에 대한 개시 픽셀 및 종지 픽셀에 대한 해당 한계치에 대해 최소한 하나의 결정변수를 비교하는 수단, 제2, 제3 및 제4디지탈 워드크기의 합보다 작은 제5의 디지탈 워드 크기의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 화상 프레임내에서 모든 디지탈 칼라 성분을 엔코딩하는 수단, 최소한 화상 프레임의 일부를 표시하는 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드의 복수개 콤비네이션을 엔코딩하는 수단, 이전 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 변화를 결정하도록 현재 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드를 이전화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드와 비교하는 수단, 최소한 화상 프레임의 일부에 대해 이전 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩함으로써 일단 최초 화상 프레임이 엔코드되면 이후 화상 프레임에서의 제 변환들만이 엔코드되는 수단, 이전 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 가동길이 및 디지탈 방식으로 압축된 칼라 코드의 엔코드된 변화를 전송하는 수단, 이전 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 감압되고 디코드될 가동길이 및 압축된 칼라 코드의 전송된 엔코드 변화를 수신하는 수단, 각각의 가동길이에 대해 3개의 디지탈 칼라 성분의 각각에 대한 칼라 성분 테이블을 형성하도록 검색 테이블에 따라 디지탈 방식으로 압축된 칼라 성분코드를 디코딩하는 수단, 화상 프레임에서 복수개의 주사선을 표시하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리내 어레이에 가동길이 및 해당 칼라 성분을 저장하는 수단, 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 가동길이의 종지 픽셀까지 가동길이내에서 맵핑될 각각의 주사선 끝 부분에 픽셀들을 맵핑함으로써 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대한 화상 프레임의 주사선에 대하여 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터의 3개의 칼라 성분을 표시하는 칼라비디오 신호를 발생시키는 수단을 포함하며, 상기에서 가동길이는 제1의 디지탈 워드크기이고 3개의 칼라성분은 작게 제2, 제3, 제4의 디지탈 워드크기이며, 3개의 디코드된 칼라성분의 각각은 제각기 제6, 제7 및 제8의 디지탈 워드 크기를 지닌다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실행에 있어서, 상기 비디오 통신시스템의 초당 60필드의 정상 속도로 아날로그 RGB신호를 발생시키는 RGB비디오 카메라를 사용하여 칼라 비디오 화상을 발생시킬 수 있는데, 여기서 각각의 필드는 인터페이스 소드(interlaced mode)에서 화상 절반을 나타낸다. 상기 카메라(10)에 의해 발생되는 비디오 화상 프레임용 신호는 아날로그-디지탈 변화기(12)에 의해 수신되는데, 상기 비디오 화상 프레임용 신호는 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)(RGB) 아날로그 신호를 디지탈 RGB성분으로 변환시키고, 이 디지탈 RGB 성분이 각기 6비트 디지탈 워드로 디지탈화되어, 칼라 비디오 화상의 각각의 픽셀이 18비트인 RGB 성분에 대한 비트 팩키트(packet)를 형성한다.
칼라비디오 화상을 근원적으로 발생시키는데 사용되는 디바이스의 형태는 본 발명에 결정적인 것은 아니며 NTSC 카메라의 60필드/초속도와 다른 필드속도를 사용하는 카메라가 적합할 수 있는 바와 같이 RGB 디지탈 출력으로 변환되는 표준 NTSC 합성신호를 발생시키는 카메라로 적합할 수 있다.
또한, 상기 카메라의 출력이 엄격히 RGB로 될 필요성이 없는데, 그 이유는 다른 3가지 칼라 성분 그룹이 칼라 비디오 화상을 만들어서 전송하는데 사용될 수 있기 때문이다.
예를 들면, 3가지 디지탈 칼라 성분 신호는 청색(cyan), 적색(magenta), 황색 (yellow)이거나, 칼라(hue), 포화도(saturation), 강도(intensity)이거나, 두가지의 구별된 칼라 및 근원적인 아날로그 비디오 신호의 칼러 포화도 또는 강도와 같은 전체적인 비디오 신호에 기초한 제3의 변수일 수 있으므로, 카메라에 의해 발생되는 칼라 정보의 자동적인 웨이팅(weighting)이 있을 수 있다.
또한, 상기 디바이스 형태는 상기 3가지 칼라 성분이 동일한 수의 비트로써 표시될 필요도 없으며 그 이유는 어느 정도의 칼라 범위는 육안으로 용이하게 인식될 수 없음이 텔레비젼 산업계에 공지되어 있기 때문이다. 그러한 정보의 웨이팅은 RGB 설계에서 적색 성분에 사용되는 비트수를 감소시킬 수 있는데, 예를 들면, 이리하여 실제로 인식할 수 있는 다른 칼라 정보의 보다 많은 그레데이션(gradation)을 전송시킬 수 있다.
부가해서, 압축되는 칼라 비디오 화상원이 비디오 디스크, 컴퓨터 파일 기억매개체, 비디오테이프 등과 같은 기억수단일 수 있으며, 상기 기억수단으로부터 상기 칼라 비디오 정보가 본 발명의 칼라 비디오 데이타 압축시스템으로 도입되게끔 처리될 수 있다.
디지탈화된 RGB신호는 영상 포착장치의 (16) 전이장치(transitionengine)(14)에 의해 수신되는데, 상기 전이 장치(14)는 집적회로수단과 관련된 메모리수단을 포함하는 것이 바람직스럽다. 상기 영상포착장치의 제1주요부분은 상기 시스템의 아날로그 전방 단(front end)에 의해 발생되는 비디오 화상 프레임의 순차에서 각각의 주사선의 각각의 픽셀요소 또는 픽셀용 3가지 칼라 성분 비디오 신호를 기초로 하여 휘도함수를 결정하는 회로를 포함하는 전이장치이다. 바람직한 모드(mode)에 있어서, 휘도 변환기(18)는 휘도(또는 강도)값을 얻도록 상기 비디오 화상 프레임의 사선에 있는 각각의 픽셀 3가지 디지탈 칼라 성분 각각으로부터의 비트를 합하여 얻어진 데이타의 프로세싱을 행한다. 본 발명의 시스템에 있어서, 각가의 주사선은 480픽셀을 포함하는 것이 바람직한데, 이러한 주사선은 상기 카메라의 해상도와 매취(match)되며, 상기 주사선은 일반적으로 256픽셀만이 주사선에 대해 사용되는 선행기술에서 전형적으로 사용가능한 것보다 더 훌륭한 해상도를 제공한다. 상기 3가지 칼라 성분의 휘도는 한가지 칼라 또는 2가지 칼라에 보다 큰 중요성을 주도록 웨이트되어 상기 휘도함수를 제공할 수 있으며 또한, 부분적으로 본래의 아날로그 비디오 신호원을 기초로 할 수 있다. 그러나, 상기 휘도함수는 적어도 부분적으로 상기 3가지 디지탈 칼라 성분의 합을 기초로 한다. 그러므로, 3개의 6비트 칼라 성분의 합으로부터 유도되는 휘도함수는 8비트의 디지탈 워드 크기를 지닌다. 각각의 픽셀에 대한 이러한 휘도함수는 상지 입력포착장치에서 결정지점에 따라 동작하는 픽셀의 결정에 대한 위도함수를 기초로 하여 하나 또는 그 이상의 결정변수를 계산하도록 사용되며, 상기 하나 또는 그 이상의 결정변수는 상기 결정지점에 관하여, 사전 저장된 한 세트의 한계값으로부터 변경시킴에 따라 제공된다.
상기 휘도함수는 화상에서의 칼라 변화나 화상에서의 대상을 이동에 대한 우수한 지시값이다. 상기 영상 포착장치에 있어서, 상기 휘도함수를 기초로 한 하나 또는 그 이상의 결정변수는 주사선간의 차이, 그리고 프레임간에 이동하는 것으로 결정될 수 있는 대상물의 에지(edge)를 형성하는 픽셀의 뚜렷한 순차를 기초로서 사용될 수 있다.
일반적으로, 상기 휘도함수를 포함하는 칼라 성분의 다른 콤비네이션, 또는 휘도는 현저한 변화를 받는데, 여기에는 화상의 특성에 변화가 있게 된다.
또한 상기 카메라는 아노말리(anomaly)나 아티팩트(antifact)를 칼라 샘플 해상도에서의 노이즈로 인해 비디오 화상내로 도입하게 되며, 이것은 화상에 전혀 유익하지 않으므로 전송될 데이타량을 감소시키도록 제거되는 것이 이상적이다.
초당 60번째의 새로운 필드와 함께 화상이 디스플레이 되는 경우 그러나 아노밀리의 효과는 육안으로 평균이 된다. 정밀한 관찰에서 완만한 현상을 지니고 디테일(detail)이 실제 거의 없는 영역은 "기어가는 것(crawl)"처럼 보인다. 또한 이러한 현상은 "모스키토효과(mosquito effect)"로 공지되어 있다. 화상이 동결되어(frozen) 하나의 필드나 화상 프레임만이 검사되는 경우, 상기 화상은 입자 등이 찍혀져 있는 듯한 현상을 띈다. 상기 휘도 데이타에 관한 노이즈 임팩트는 계산된 휘도에서 작은 변형의 형태를 띈다. 상기 화상이 디지탈화 되는 경우, 상기 디지탈화된 프로세서는 또한 이러한 모든 아티팩트를, 이 아트랙트가 실제로 화상을 상세하게 나타내지 못하지만, 디지탈 표시로 변환시킨다. 영상 포착장치에서의 휘도 프로세싱은 그러한 무의미한 상세부를 제거시키도록 동작한다.
상기 휘도 데이타에서의 노이즈에 의해 야기되는 불필요한 상세부를 제거시키는 한 바람직한 방법은 하나 또는 그 이상의 결정 변수에서의 차이를 상당하는 적합한 한계치(threshold)와 비교함으로써 상기 주사선에서의 픽셀에 대한 휘도함수에 적어도 부분적으로 기초로 한 변화지점을 결정하는 것이다. 상기 결정변수는 n+1, n+2 또는 심지어는 더 멀리 떨어진 거리인 주사선에서의 가장 근접한 픽셀(Diff-1)간에 (여기서 n은 휘도에서의 변화용으로 검사되는 픽셀의 주사선에 관한 위치를 나타낸다) 또한 인접한 제1차이(Diff- 2)와, 각각의 차이함수(Diff-1), (Diff-2)의 합인 누적변수(Cumdiff)간에 결정되는 픽셀간의 휘도함수에 대한 차이로 이루어지는 것이 바람직하다. 각각의 결정변수가 그 자체에 상당하는 적당한 한계치를 지녀서, 오퍼레이터나 프로세서 세팅에 응답하여 시스템에 의한 수정을 받는 디폴트(default) 값을 지닌다. 상기 적당한 한계치는 해상도에 대한 오퍼레이터 선택에 응답하여 입력 포착 장치에 의해 조절될 수 있는 디폴드값을 지니는 것이 바람직스럽다. 상기 특징이나 전이 결정지점 중 어느 하나를 결정하는 한계치 변수 선택은 아주 주관적이다. 상기 파라메타의 선택은 상기 화상을 형성하는데 필요한 데이타 지점의 수를 결정하고 또한 화질을 결정한다.
전형적으로, 특징 가동길이 측정용으로 2가지 한계치가 사용된다. 한가지는 최종 결정지점(Cumdiff) 아래로의 휘도에서의 누적변화이다.
Cumdiff는 이것이 6보다 크고 최종 결정지점 이대로의 픽셀수가 5보다 크면 결정지점을 트리지(trigger)한다.
다른 결정변수는 2개의 인접한 차이값(Diff2)의 합이다(이것은 2개의 미격된 픽셀의 휘도 값간의 차이와 동일하다). 상기 Diff2값이 전형적으로 32보다 크게 계산되는 경우, 상기 논리는 상기 주사선이 엣지(edge)에 들어가는 것을 의미하고, 이것은 결정지점을 확인하며, 상기 Diff2간이 20이하로 떨어질 때까지 엣지 특징부에 머물러 있다. 상기 엣지모드가 익사이티드(excired)되는 경우 다음 픽셀의 칼라는 개시 엣지결정이 이루어지는 곳인 픽셀로 운반되어 모두 되돌아간다.
또한, Diff2가 부호를 변환시키는 경우, Diff2는 새로운 결정지점을 지시한다. 상기 Cumdiff 한계치의 값을 변환시키는 것은 상기 화상의 질과 데이타 복잡성에 대단한 영향을 미친다.
결정지점(apex)의 경사결정에 있어서, 3가지 일반조건이 사용된다. 초기 경사는 결정지점에서 결정되고 모든 측정은 그러한 경사를 기초로 한다. 초기 경사(INITS)는 NDiFF2라 칭해지는 다음과 같은 함수를 계산함으로써 측정된다.
NDIFF2=(휘도(i+)-휘도(i))/2 INITS는 결정 지점 직후의 NDIFF2 값이다. 상기 경사 경우에서의 CUMDIFF는 다음과 같은 방식으로 형성된다.
CUMDIFF(i)=CUMDIFF(i-1)+NDIFF(i)상기 CUMDIFF의 절대값이 보통 20보다 크고 가동길이에서의 픽셀수가 전형적으로 10보다 크다면, 그 때 결정지점은 트리거된다. 유사하게는, CUMDIFF2의 절대값이 전형적으로 4보다 작거나 같고 상기 가동길이가 전형적으로 5보다 큰 경우, 결점지점은 최종 결정지점이 이러한 방법으로 또한 트리거 되지 않는한, 트리거된다. 또한 제3판단 파라메타가 NDIFF2를 기초로 한 것이다.
TRIGVAL(i)=NDIFF(i)=INITS
TRIGVAL에 대한 한계치는 4 내지 10의 범위에서 대개 세트되고 상기 절대값이 상기 세트값에 도달하거나 초과하며 상기 가동길이가 적어도 2픽셀에 있는 어느 시간에 결정지점을 트리거한다. 다른 기술이 사용될 수 있으나, 이러한 기술은 허용가능한 많은 데이타 지점을 지니는 양질 화상을 제공하는 것처럼 보인다.
비디오 화상의 주사선에 걸친 전형적인 휘도 플로트의 그래프 표시가 제2도에 도시되어 있다. 주사선(36)에 의해 그래프적으로 나타나 있다. 제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 특징부 인코딩 기술에서 상당하는 적당한 차이 한계치와 사이 결정 변수와의 비교에 근거하여 결정지점의 그래프는 휘도 패턴에 걸친 수평 직선의 순차인 계단형 선(40)이 결과된다. 각각의 수평선은 특정칼라의 분리된 길이를 나타낸다.
필요로 하지 않는 상세부를 제거하는데 사용될 수 있는 제2접근방법은 전이 또는 경사 엔코딩 기술인데, 이러한 접근 방법은 제4도에 도시되어 있다. 이러한 기술에 있어서, 픽셀간의 결정변수에서의 차이변화 속도가 결정되고, 이러한 차이변화 속도는 결정지점이나 결정지점을 결정하도록 변화 한계치의 적당하고 사전 저장된 차이 속도와 비교된다. 이러한 변화지점이나 결정 지점은 선(39)상에 "X"로서 나타낸다. "X"표시는 다음 정점의 위치를 나타낸다. "가동길이"는 특징 인코딩과 경사 인코딩 기술에 대한 결정 지점간의 픽셀 거리로서 한정된다. 전이나 경사 인코딩 기술에 따르면 상기 휘도 데이타는 일련의 정점 또는 경사결정지점을 나타내는 선(42)을 결과시키며, 이것은 결정지점사이의 칼라 세그먼트를 제어하는데 사용될 수 있다. 드로잉(drawing) 장치는 인코드된 정보가 검색될 때 결정지점간의 가동길이에 대한 칼라값의 완만한 전이를 발생시킬 수 있다. 이러한 기술에 있어서, 각각의 주사선에 대하여 초기 칼라가 전송된 다음, 화상 프레임 내용을 나타내는데 필요한 가동길이 및 칼라값의 순차들이 전송된다. 어느 한 실행에 있어서 상기 정보는 일련의 경사로서 디스플레이 된다. 상기 가동길이로 엔코드된 데이타에 대하여, 인공적인 칼라 경사는 제5도에 도시된 바와 같이, 디스플레이선에 삽입된다. 이러한 경우에 있어서, 상기 경사는 제6도에 도시된 바와 같이, 가동길이와 인접가동길이간의 휘도시프트 함수로서 발생된다.
제1도의 영상포착장치에 있어서, 결정지점을 결정하는 결정지점 검출기(26)는 화상에서의 픽셀칼라에 결정지점을 고정시키는 이들 방법들 중 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있으며, 각각의 방법은 제각기 단점과 장점을 지닌다. 상기 특징부 코딩기술은 전형적으로 뚜렷한 에피나 선을 지난 복잡한 대상물을 지니는 화상에 더 적합하다.
한편, 경사엔코딩 기술은 음영(Shading)이나 점진적인 칼라 변화에 있어서 점진적인 전이를 엔코딩하는데 가장 적합하나, 많은 엣지와 선을 지니는 영상과 함께 복잡한 화상을 나타내려면 추가 엔코딩을 필요로 한다. 상기 경사엔코딩 기술을 바람직하게 실행시킴에 있어서, 순차적인 한계치는 결정변수와 비교되고, 누적변수(Cum-diff)와 적당한 누적 한계치는 또한 결정지점을 결정하는데 사용되어, 결정 지점을 인식할 만큼 현저한 축적된 휘도 변화를 야기시키는 휘도 변화의 느리고 점진적인 속도의 원인이 된다.
또한 3가지 성분 칼라 코드는 상기 가동길이 프로세서(28)에서 동작되어 칼라 성분용 6비트값에서 2개의 최하위 비트를 떨어뜨려서 상기 바람직한 모드에서 칼라 성분 각각을 4비트 디지탈 워드로 감소시킨다. 선택적으로는 한 바람직한 실시예에 있어서 상기 전이 장치가 또한 특수한 칼라 콤비네이션에 상당하는 n-비트 코드와 함께 34가지 성분 칼라의 미리 결정된 칼라 맵(map)표시를 포함할 수 있다. 여기서, 영상 칼라 는 상기 칼라 맵의 칼라와 가능한 근접하게 매취(match)된다. 또 다르게 변형된 것으로서 상기 칼라 코드는 또한 라운드(round)될 수 있다. 이와 같아 잘라 줄이거나 감소된 디지탈 칼라 성분은 가동길이 프로세서(28)에서 결정지점간의 가동길이와 함께 엔코드된다. 상기 감소된 칼라 성분에 대한 바람직한 비트 크기는, 아날로그 전방단(front end)로부터의 칼라 성분에 대한 입력 디지탈 워드크기가 정보 내용을 변환시키게끔 상이한 크기로 될 수 있는 바와 같이 4비트로 되나, 감소된 디지탈 칼라 성분은 또한 상이한 크기로 될 수 있다. 칼라 성분에 대한 디지탈 워드 크기의 특수한 콤비네이션은 적색 성분의 감소된 인식성이 산업계에 공지되어 있기 때문에 적색 성분에 대하여는 감소된 크기를 포함할 수 있다. 특징 및 경사엔코딩 기술은 각각의 화상 프레임에 대하여 최소한의 비트수를 엔코드하기 위하여 최초 화상 프레임 및 이후 화상 프레임에서의 변화를 표시하도록 가변의 비트수를 사용할 수 있다. 이것은 전형적으로 픽셀의 4×4나 3×3 블록을 분석하여 그러한 블록에 있는 정보를 압축시키는 선행 기술보다 월등한 향상을 나타내는데, 선행기술은 세그먼트의 외부에 변화가 있건 없건 간에 상기 화상에 정보내용을 표시하는데 항상 같은 수의 비트를 사용하게 된다.
상기 영상포착장치의 제2주요부는 포착 버퍼 메모리(capture byffer memory, 이하 "CBM"이라 한다)(29)인 데, 상기 포착 버퍼 메모리(29)는 상기 화상 프레임으로부터 약 200개의 데이타선을 나타내는 감소된 칼라 성분 및 엔코드된 가동길이를 수신한다. 선택적으로는 필요한 데이타 속도가 매우 빨라서 필요한 속도로 화상을 전송시킬 수 없는 경우, 보다 적은 수의 주사선, 즉 150이나 100개의 선이 저장될 수 있다. 상기 포착 버퍼 메모리에 있는 가동길이 및 칼라 성분정보는 비디오 데이타 프로세서(30)에 전송되는데, 이 비디오 데이타 프로세서(30)는 액세스 제어부(35)에 의해 상기 포착 버퍼 메모리내에 있는 기동길이 및 제어 데이타를 호출하며, 전화선(34)에 접속되는 모뎀(32)에 의해 전송하기에 적합한 포맷으로 비디오 정보를 변환하여 전송시키는 인터페이스로서 동작하고, 그리고 상기 비디오 데이타 프로세서(30)는 부호(33)에서 비디오 데이타를 압축시키는 수단을 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오 데이타는 이전(以前) 화상 메모리(cld picture memony)(31)에 저장되는 이전 화상 프레임과 비교될 수 있다. 비디오 데이타 프로세서(30)의 단순화 프로세서(33)에서는 칼라 코드를 잘라서 감소된 칼라 성분 코드를 제공한 이후에 픽셀들의 칼러 값 사이의 차이를 분석하고, 주어진 한계치 이하로 변환하는 감소된 칼라 성분코드의 분석하고, 주어진 한계치 이하로 변환하는 감소된 칼라 성분코드의 가동길이를 연결시키거나, 또는 해당 한계치와 관련하여 결정변수의 하나 또는 그 이상의 변환에 기초하여 감소된 칼라 코드의 가동길이를 연결시키는 것이 가능하다.
상기 가동길이코드는 현재의 실시예에서 16비트의 컴퓨터 버스와 함께 전형적으로 최대 4비트에서 16비트의 가동길이 및 칼라 코드 콤비네이션과 호환성이 있으므로, 각각의 가동길이에 대한 순차적인 픽셀은 가동길이당 16픽셀의 이르는 코팅을 연결시킨다. 그런, 현 실시예에서, 0 내지 15의 값이 2 내지 17픽셀의 가동길이를 나타내는데 사용되는데, 그 이유는 0과 1의 가동길이는 중요하지 않기 때문이다 선택적으로는, 긴 가동길이는 최도로 결정될 수 있을 수 있고 아울러, 상이한 용량의 컴퓨터 버스와 호환성이 있어서 4비트보다 큰 가동길이와 16비트보다 큰 가동길이 칼라코드 콤비네이션을 허용한다.
이전에 언급된 바와 같이, 원거리 통신에서의 비디오 화상의 순간적인 시간의 순차 동작에서 정보를 적절히 완화하는데 필요한 압축의 한계는 제례적인 전화선상의 전송에 대해 초당 약 15프레임으로 될 것이 기대 된다. 1200bps(bit por secoud)에서 모템을 사용하는 것이 가능하지만 이것은 통신 시스템에서 가능한 초당 프레임수로서는 상당히 느린 것이다.
이상적으로 시스템이 반 이중 모드(half duplex mode)로 구성되며, 전 이중 모드(full duplex mode)로 구성되는 것은 두개의 전화선을 필요로 할 것이 기대된다.
사용될 모뎀은 가능한한 가장 넓은 대역폭을 사용하는 것이 이상적이며, 제례적으로 2400bps 또는 9600bps 모뎀이거나, 또는 이보다 더 높은 비트 속도(bit rate)를 제공하는 특수한 모뎀들일 수 있다.
바람직한 실시예에서 제7도를 참조하면, 전화(43)는 보통의 전화선에 걸쳐 전송기 모뎀으로부터 전송된 신호를 수신하며, 모뎀(44)은 이 신호를 전자적으로 디지탈화된 포맷으로 변환하여 비디오 데이타 프로세서(46)에 의해 수신될 수 있게 한다.
재구성 장치(48)의 드로잉(drawing) 장치는 가동길이(run length) 데이타를 경사(slope) 형태로 변환하여, 모니터에 의한 사용을 위해 데이타를 디지탈/아날로그 변환기에 연속적인 픽셀(pixel by pixel)로 나타낸다. 선택적으로는 하드 디스크 또는 대용량 플로피 디스크와 같은 자기적인 매개체로부터 정보를 독출하는 컴퓨터 시스템으로부터, 또는 비디오 영화 같은 형태에서 보다 긴 길이의 연속적인 비디오 화상 프레임을 디스플레이하는 비디오 디스크 플레이어로부터 압출된 칼라 비디오 데이타를 수신하도록 비디오 프로세서 인터페이스는 적용될 수 있다.
비디오 데이타 프로세서는 다양한 기능을 수행하도록 마이크로프로세서 수단 및, 프로그램된 관련 메모리 수단(도시되지 않음)을 포함하는 것이 바람직스럽다.
최후 화상 프레임 데이타의 구 화상 메모리(52)로부터의 가동길이 및 컬러 코드와, 최후 화상 프레임으로부터 변화된 가동길이 및 칼러 코드의 어레이에 관해 전체적인 화상 프레임 데이타 표시를 재구성하는 것이 바람직스러운 기능이다. 이러한 차이 재구성 기능(45)은 가동길이 및 칼러 데이타에 기록된 제어 신호를 사용하여 칼러 코드 재구성(56) 및 가동길이 재구성에 대한 화상 프레임 데이타를 제공한다.
가동길이 및 칼러 정보는 재구성 장치 (48)의 비디오 데이타 프로세서(46)에 의해 수신될 때 디지탈화된 신호는 보통 16비트 크기의 디지탈 워드이다. 이 수는 사용된 통계상의 엔코딩 형태에 의존하여 변화할 수 있다. 선택적으로는 보다 적은 비트가 전달될 필요성이 있도록(4 내지 8비트 길이일 수 있는) 맵(map) 또 는 팔레트(pallet)로부터 특정의 칼러를 선택하게끔 칼러 코드를 사용할 수 있다. 이전에 기술된 바와 같이 입력 구성 장치로부터 압축되고 엔코드된 바로서, 실질적으로 처리될 가동길이 부분의 디지탈 워드 크기는 보통 4비트이며, 칼러 코드 부분의 디지탈 워드 크기는 12비트이다. 이전에 언급된 바와 같이, 3개 칼러 성분코드의 비트 크기를 바람직스럽게 분할하는 것은 각각의 디지탈 칼러 코드 성분이 4비트 크기의 디지탈 워드가 되도록 하는 것이다.
그러나, 실제로 변화되었던 화상의 작은 부분만이 실질적으로 엔코딩되며, 이는 변화되지 않을 수 있는 가동길이를 스킵(skip)하는 제어 데이타가 전송된 정보에 기록됨으로써 이루어진다.
비디오 데이타 프로세서의 가동길이 재구성 또는 디코더 기능(50)은 디지탈화된 신호로부터 가동길이 부분을 분리하도록 작동하며, 비디오 데이타 프로세서의 칼러 고드 재구성 기능(56)은, 칼러 코드를 디코딩 하도록, 유입되는 디지탈화된 신호로부터 디지탈 칼러 성분을 분리할 수 있다.
그러나, 데이타의 진전된 신호처리 및 압축은 8 또는 9비트의 디지탈 워드 크기에 이르는 가동길이의 연결을 포함하며, 따라서 가동길이 디코더 기능은 8 또는 9비트의 디지탈 워드 크기를 4비트의 디지탈 워드 부분으로 분리하게끔 작동한다.
가동길이 코드가 8 또는 9비트 디지탈 워드 크기로 연결되었을 경우, 칼러 코드 부분은 진전된 데이타 압축 기술을 받아서 각각이 4비트인 3개의 디지탈 칼러 코드를 감소시켜 8비트 디지탈 워드 크기를 지닌 조합된 칼러 코드 부분이 된다.
칼러 재구성 기능(56)은 또한 8비트의 디지탈 칼러 코드를 4비트를 디지탈 워드 크기의 3개 디지탈 칼러 코드로 변환한다.
재구성 장치의 가동길이 디코더 및 칼러 코드 섹션으로부터, 가동길이 및 칼러 코드 정보는 비디오 데이타 프로세서부터 드로잉 장치 (62)내의 액세스 및 타이밍 제어 회로(54)를 경유하여, 2개의 메모리 버퍼 핑퐁(A 58) 및 핑퐁(B 60)을 포함하는 드로잉 장치 디스플레이 버퍼 메모리(57)로 전송된다. 비디오 프로세서의 방향하에서 액세스 및 타이밍 제어(54)는 개별적인 화상 프레임에 대한 정보가 완성될 때까지 핑퐁 버퍼 메모리 부분의 한곳에 저장하도록, 재구성된 가동길이 및 칼러 정보를 보낸다.
그러한 화상은 시스템에 의해 수신되는 다음의 순차적인 화상 정보다 디스플레이 버퍼 메모리의 제2부분 내에 보내어져서 유사한 방식으로 저장되는 동안 디스플레이 된다. 디스플레이 버퍼 메모리의 각 블록은 가동 길이 및 칼러 코드 정보에 의해 메모리가 넘치는 것을 회피하도록 충분한 용량일 필요가 있으며, 32k 16비트 디지탈 워드 용량의 랜덤 액세스 메모리가 화상 재구성에 적합한 것으로 알려졌다.
특징(feature)을 엔코딩한 가동길이 데이타로부터의 픽셀 발생에 대한 바람직한 실시예에서, 특정 칼러 콤비네이션의 가동길이의 각 단은 필수적으로 데이퍼져서 하나의 가동길이로부터 다른 가동길이로의 원활한 칼러의 전이를 제공한다. 이에 결과된 원활하게 재구성된 비디오 라인(41)이 제6도에 도시되어 있다.
가동길이가 짧으면 이는 칼러 레벨이 급속히 변화함을 지시하는 것이다. 가동길이가 길면 이는 칼러 레벨이 천천히 변화함을 지시한다.
결정 변수의 하나로 주어진 휘도 함수에서의 변화가 크면, 이것은 화상내 에지(edge)의 높은 가능성(probabiliby)를 지시하며, 반면에 변화가 작다면 이것은 아마도 음영 효과를 지시하는 것일 것이다. 가동길이 및 하나 또는 그 이상의 결정 변수에 기초하여 픽셀 제네레이터는 중간적인 결정 지점이 위치하여야만 할 장소를 결정하며, 각각의 RGB 칼러 성분에 대해 하나의 중간적인 결정 지점으로부터 다음의 지점으로의 원활한 칼러의 전이를 보간(補間)한다.
각각의 주사선의 단(end)도 마찬가지로 이들이 다른 칼러와 접촉할 때 전이하며, 따라서 주사선의 시작 및 끝은 단에 근접한 단일의 중간적인 결정 지점을 지녀서 화상의 에지로부터 근접한 칼러까지 상대적으로 예리한 전이를 형성한다.
보간은 선형으로 수행되는 것이 바람직스럽지만, 선택적으로는 곡면을 보다 충실히 묘사하도록 이루어질 수도 있다. 영상이 경사 엔코딩되면 픽셀은 중간적인 결정 지점을 방출하지 않으면서도 한 정점으로부터 다음으로의 부드러운 전이를 발생시킨다.
드로잉 장치의 픽셀 제너레이터는 가동길이에 의해 지시되는 지점의 쌍들간에 칼러 보간을 실시하는데 필요한 모든 기능 부분을 포함하며, 각각의 RGB 성분에 대하여 하나씩 있는 세개의 분리된 채널에서, 4비트 칼러 성분을 6 또는 8비트의 디지탈 워드로 정확하게 변환시키는 것이 바람직스럽다.
비트 사이즈를 증가시키는 것은 픽셀 제너레이터가 상이한 칼러들의 픽셀 사이에서 칼러 전이의 보다 매끄러운 그레데이션(gradation)이 가능하게 한다. 예를 들면, 4비트 디지탈 워드, 크기가 적색, 녹색 및 청색 성분의 최대 4,096개의 칼러 콤비내이션을 가능하게 할지라도, 하나의 칼러 성분에 대하여 최대 16개의 그레데이션(gradation)만이 가능하다.
비트 사이즈를 최대 6으로 증가시키는 것은 개별적인 성분들이 최대 64개의 그레데이션을 지닐 수 있게 하며, 최대 262,144의 전체적인 콤비네이션을 가능하게 한다. 8비트 디지탈 워드 크기는 개별적인 성분에 대하여 보다 큰 범위의 그레데이션을 가능하게 한다. 그러나, 이점에 논의된 바와 같이, 칼러 성분에 대한 전체적인 디지탈 워드 크기는 똑같을 필요가 없으며, 단지 하나의 칼러 성분만이 이를 인식하는데 보다 작은 디지탈 워드 크기를 필요로 하면서, 칼러 성분의 하나 또는 두개에 대한 칼러의 보다 넓은 범위가 가능 하게끔 배열될 수도 있다.
따라서 픽셀 제너레이터는 연속적인 픽셀의 기초에서 디스플레이 되는 화상 픽셀의 전체적인 디지탈 표시를 동적으로 발생시키며, 이러한 정보는 RGB 세개 채널상에서 픽셀 제네레이터로부터 디지탈/아날로그변환기(63)로 전송되며, 상기 변환기는 모니터(64) 상에서 디스플레이 되도록 비디오 신호를 아날로그 형태로 변환한다.
제8도 내지 9도를 참조하면, 참조 번호(110-134)를 지닌 요소들은 참조 번호(10-34)를 지닌 요소들에 해당한다. 제8도는 전이 장치(114)으로부터의 데이타를 간략화하고 압축하는 기능의 비디오 프로세서(130)를 지닌 영상 포착 장치(116)들과 함께 다른 실시예를 도시한다. 포착 버퍼 메모리(129)로부터의 출력은 표준 입력 및 출력과 제어(166)를 지닌 프로세서 서브시스템(130)에 의해 수신된다. 표준 I/O(1660)는 키이보드, 디스켓 제어, 데이타 및 타임 클록과, 모니터 출력 및 제어를 포함할 수 있다.
프로세서 시브시스템으로부터의 출력은 보통 모템(132)에 연결되며, 이것은 다시 압축된 정보의 전송을 위해 보통이 전화선에 걸쳐 전화기(134)에 연결된다. 하나 이상의 모뎀이 보다 빠른 영상 디스플레이 속도 또는 양질의 칼러 영상을 제공하도록 사용될 수도 있다.
제9도를 참조하면, 비디오 프로세서(130, 146)의 압축 및 감압 기능을 수행하는 비디오 데이타 프로세서 서브시스템(168)이 2방향 통신 시스템에서 비디오 칼러 데이타를 압축시키고 감압시키는 용도로서 영상 포착 장치(I.C.E.) 및 재구성 장치(R.C.E.) 양측에 연결되게끔 적용되는 것이 가장 바람직스럽다.
그러나, 프로세서 서브시스템이 칼러 비디오 정보를 압축시키는데 사용되는 경우에는 재구성 장치는 입력 구성 장치에 연결되는 바와 같은 프로세서 서브시스템에 연결된 필요가 없다는 것이 명백하다.
영상 포착 시스템 회로가 카메라의 부분이고 재구성 장치 회로가 디스플레이 모니터의 부분이도록 비디오 통신 시스템이 구성된다면 상이한 프로세서 서브시스템(130, 1456)은 일반적으로 영상 포착 장치 및 재구성 장치에 의해 사용될 것이다.
제9도에 도시된 바와 같이, 분할된 비디오 데이타 프로세서 서브 시스템은 영상 포착 장치로부터의 입력을 수신하도록 분할된 포착 메모리 버퍼(170)로부터의 입력을 수신한다.
또한 출력을 분할된 디스플레이 메모리 버퍼(172)로 보내는 것이 바람직스러우며, 상기 버퍼는 재구성 장치로의 출력을 위해 드로잉 장치의 섹션(154, 158, 160)을 포함한다. 이러한 메모리 버퍼의 각각의 엔코딩된 정보가 넘치는 것을 회피하기에 충분한 용량을 필요로 하며, 실질적으로 32K의 16비트 메모리 스페이스가 이러한 목적에 적합하다.
메모리 버퍼(170)는 또한 영상 포착 장치와 비디오 데이타 프로세서 사이의 입력 및 출력용으로 나뉘어지는 것이 바람직스러우며, 듀얼 핑퐁 메모리 섹션을 지닌 메모리 버퍼(172)는 마찬가지로 재구성 장치와 비디오 데이타 프로세서 사이에서 입력 및 출력용으로 나뉘어진다.
프로세서 서브시스템은 두개의 마이크로 프로세서를 포함하며, 이것은 Motorola 68020의 32비트 프로세서인, 프로세서 "A"(174) 및 프로세서 "B"(176)인것이 바람직스럽다. 프로세서 "A"는 보통 프로세서 서브 시스템의 처리 기능 대부분을 수행하며 여기에는 512K 바이트의 전용 데이타 메모리 "A"(178)가 제공되어 있다. 프로세서 "B"에는 256K 바이트의 보다 작은 메모리 량인 메모리 "B"(180)가 제공된다. 프로세서들 간의 코뮤니케이션을 위해 16K 바이트의 듀얼 포트 RAM(182)이 프로세서 "A"와 프로세서 "B" 사이에 제공된다.
32K 바이트의 듀얼 포트 RMA(184, 186)은 프로세서 "A"와 "B" 및 I/O 프로세서 섹션(166) 사이에 버퍼로서 제공된다.
I/O 제어 섹션(166)에 대한 마이크로프로세서 "C"(188)는 디스켓 제어용의 다이렉트 메모리 액세스(190)와 DRAM 리프레쉬를 지니는 Intel 80286 및 512K 바이트의 DRAM(192)인 것이 바람직스럽다. 입력/출력 포트(194)는 표준적인 I/O로서 일반적으로 지시되며, 이것은 디스크 드라이버, 키보드, 모니터 등과 같은 것을 포함할 수 있다.
제8도, 10도 11도와 관련하여, 간략화 및 압축 기능을 지니는 프로세서 서비스시템(130) 및 영상 포착 장치의 동작이 기술될 것이다. 동수의 칼러 값을 지니는 주사선에서 픽셀 순차의 가동길이(200)는 영상 포착장치에서 4비트 디지탈 워드(201)로서 분할되는 9비트 디지탈 워드 결정된다.
섹션(118)에서 휘도 함수를 결정하는데 사용되는 바로서의 RGB 칼러 성분(202a, b, c)은 결정 지점 논리(126)에서의 가동길이에 대한 결정 지점을 결정하도록 사용되는 6비트 디지탈 워드이다.
이러한 칼러들은 4비트 디지탈 워드(204a, b, c)를 형성하도록 칼러 코드 트런케이션(trancation) 회로(120)내에서 각각의 6비트 워드로부터 두개의 최하위 비트를 제거함으로써 트런케이트(truncate)된다. 가동길이 엔코더(128)는 프로세서 서브시스템(130)의 처리를 위한 준비에서, 일련의 가동길이 및 RGB 칼러 코드 콤비네이션(205)를 포착 버퍼 메모리(129)에 매핑(mapping) 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, RGB 값 및 해당 8비트 코드와 같은 3개 칼러 성분 조합의 검색 테이블로 이루어진 칼러 코드 섹션(120) 내의 미리 결정된 디폴트 칼러 맵(24)은 4,096개의 가능한 칼러 콤비네이션 중의 가장 중요한 칼러 콤비네이션인 256개를 매핑한다. 칼러 맵은 비디오 데이타와 프로세서 서브시스 템에 의해 변화될 수 있는 것이 바람직스럽다.
칼러 맵내에 포함되어야할 256개의 칼러 코드 콤비네이션은 다음과 같은 근에서 결정된다. 각각의 RGB 칼러 성분이 4비트 코드로서 표시되도록 주어지면 각각의 칼러에 대한 16개 그레데이션 범위가 가능하다.
그러나 그레이데이션 각 범위의 극한점에 있는 칼러들은 비디오 카메라에 의해 영상으로는 거의 포착되지 아니한다. 비디오 카메라에 의해 포착되는 피사체의 광범위한 통계적 조사는 칼러의 공통적인 분포를 드러낸다. 이러한 분포를 나타내면 수직축 하향으로 녹색의 16의 범위 및, 수평축 우향으로 청색의 0 내지 16의 범위인 2-디멘죤 차트가 점 (0.0)으로부터 점 (15, 15)의 축을 따라 중간에서 타원형의 패턴을 형성한다.
빨간색의 제3디멘죤을 부가하면 가능한 광범위의 피사체 및 영상으로부터 시각적으로 가장 두드러진 칼러 콤비네이션인 소세이지(sausage) 형태의 분포를 낳는다.
이러한 소세이지 형태 분포의 극점으로부터 선택된 콤비네이션은 인접한 3-디멘션의 칼라 블록 극점에서의 칼러 콤비네이션과 실질적으로 구별될 수 없으며, 소세이지 형태의 분포내에서는 서로에게 근접한 칼러 콤비네이션도 실질적으로 구별할 수 없음이 발견되었다. 이러한 소세이지 형태 분포내 블록으로부터의 256개의 칼러 콤비네이션을 주의깊게 선택함으로써 칼러 맵은 형성될 가능성이 있는 칼러 콤비네이션 중에 가장 시각적으로 두드러진 것으로 구성될 수 있다. 실제로. 4 : 3 : 2의 RGB 비율은 스킨 톤 범위(skin tone range)에서 칼러를 만들어내며, 이러한 정보는 주관적인 주요인자로 하여 칼러 비율 분포를 균형시키도록 사용될 수도 있다.
칼러 매핑 처리는 자연에서 발생되는 대부분의 칼러가 매우 순수하지 않다는 관찰을 이용한다.
제15도는 전방 하단 좌측 코너에서 칼러가 없는 검은색이고, 상단 우측 후방 고너는 최대의 적색, 녹색 및 청색인 회색을 지닌 칼러 큐브(color cube)를 도시한다.
녹색은 모두가 제조인 원점의 검은색으로부터 우측으로 증가된다. 청색은 검은색으로부터 하단 좌측 후방 코너를 향해 증가하며, 빨간색은 빨간색의 일정한 레벨을 표시하는 수개의 평면에 의해 표시된다. 빨간색은 큐브의 상부 방향으로 증가한다. 따라서 가능한 모든 칼라는 각각의 칼러 성분에 할당된 비트의 수에 의존한 정확도로 큐브내에서 표시된다. 어떠한 특정 칼러로 큐브내의 어떤 점 좌표에 의해 표시될 수 있다.
실제의 모든 칼러들은 검은색의 코너로부터 상향의 아크(art)로 하얀색의 코너에 이르며, 소세이지 형태로 따라 다발을 이루고 있는 것처럼 보인다. 자연적인 색깔들이 순수한 적색, 녹색, 청색, 자홍색, 사이안(cyan) 색 또는 황색등의 코너에서 발생하지 아니하고 집중된 형태를 이루므로 적색, 녹색 및 청색 각각의 4비트에 의해 표시될 수 있는 4096개의 칼러 코드 종류 수를 감소시킬 수 있다. 실제의 칼러들은 타원형 부분에 집중되므로 260개로 표시되는 타원형은 어느 정도의 정확성을 지니고 재생되어야만 하는 부위를 나타낸다.
수신단에 있는 사람은 보정이 중요하여 이것이 적용될 수 있을지라도 송신단에서 어떠한 칼러가 표시되고 있었는지 정확히 알 수 없으므로, 다른 지역에서 받아들일 수 있는 약간의 칼러 차이를 지닌 플레쉬 톤(flesh tone)을 지니는 것이 충실한 재생을 위해서 필요한 것이다.
칼러맵(color map)을 발생시키는 방법은 플레쉬 톤의 칼러에서 섬세한 그레데이션(fine gradation)이 형성되도록 하여왔으며, 보다 거친 이행으로써는 포착된 칼러가 중심부의 "소세이지"형태로부터 이탈된다.
다수의 화상에서 칼러의 분포를 검토하고 받아들일 수 있는 결과를 얻도록 맵 변수를 조절하므로써 맵이 실험적으로 유도되었다. 보정 과정은 각각의 맵 부위에서 발생하는 실제의 칼러를 분석하고 맵 시그먼트(map segment)를 보정하는 것으로 이루어지며, 따라서 이러한 과정은 대상물에서 검출된 칼러를 보다 충실히 나타낸다. 이러한 과정은 상당히 주관적인 것이긴 하지만 매우 유효한 것으로 보인다.
프로세서 서브시스템에서, RGB 칼러 코드(212)의 히스토그램은 검은색 데이블로서 사용되는 칼라 맵(214)을 최신화하도록(update) 모든 가동길이 콤비네이션에 대해 통계적으로 처리된다. 각각의 RGB 성분에 대한 4Bit 칼러 코드로써만도 최대 4,096개의 상이한 칼러 콤비네이션이 이론적으로 얻어질 수 있다.
실질적으로는, 드로잉 장치가 세개의 칼러 성분 각각의 6비트 칼러 재구성으로써 최대 262,144개의 칼러를 지닌 영상들 구성하는데 있어, 주의 깊게 선택된 256개의 칼러 콤비네이션의 정점 칼러(apex color)로서의 역할에 적합하다.
3개의 칼러 성분 각각을 8비트 코드로서 재구성하여 보다 좁은 그레데이션(gradation)이 가능하다. 따라서 가장 빈도수가 높은 256개의 RGB 칼러 콤비네이션의 히스토그램이 칼러 코드 검색 테이블 또는 칼러 맵(214)에서 일련의 8비트 디지탈 위드로서 엔코드된 칼러들을 모디파이(modify)하도록 사용될 수 있다.
칼러 맵에 있는 각각의 칼러 콤비네이션은 칼라 범위들의 블록을 표시하기 때문에, 칼라 빈드 히스토그램이 보다 충실한 칼라 재생을 위해 대표적인 칼라 콤비네이션으로서 칼러 블록내에서 보다 빈발하는 칼라 콤비네이션을 대체하도록 사용될 수 있다. 대표적인 칼러들은 제 칼러들에 대한 칼라 블록내에 있으므로, 시스템에 의해 결정된 대체 칼러들은 시각적으로 두드러지며, 단지 화상에서의 발생 빈도상으로 결정되지는 않는다.
최대 4,096개의 칼러를 나타내는데 필요한 12비트 RGB 칼러 정보는 256개의 8비트 디지탈 워드의 테이블로 감축되어 시각적으로 두드러지 256개의 칼러들을 표시한다. 256개의 칼러 극한점을 넘어가는 빈도수가 낮은 칼러들은 전송될 화상 프레임 상외 정확성을 별로 감소시키지 아니하면서 가장 근접한 칼러 코드 콤비네이션의 배색에 일치시켜 버릴수도 있다.
칼러 코드가 4비트의 가동길이 부분(200)과 조합될 수 있는 8비트 디지탈 워드(206)의 형태이면, 실질적으로 가동길이 엔코딩의 바람직한 실행에서 2 내지 17픽셀의 가동길이를 표시되는 4비트 가동길이 코드는 통계적으로 처리될 수 있음으로서, 변환하는 길이의 디지탈 워드(28)를 제공하여, 결과적으로 완전히 처리된 가동길이 칼러 코드 콤비네이션(210)에서 어셈블된다. 가동길이 코드는 가장 빈번한 길이에 대하여는 1비트이고 가장 드물게 발생하는 길이에 대하여는 8 또는 10으로서 상기 범위내에서 변할 수 있다. 따라서, 가동길이는 2 내지 257개의 픽셀을 표시할 수 있으며, 이것은 두개의 가동길이 칼러 코드 콤비네이션에서 512개 픽셀의 전체적인 주사선을 표시하는데 이론적으로 적합하다.
따라서 4비트 가동길이는 부호(218)에서 가동길이 및 칼러 코드 콤비네이션을 엔코딩하기 전에 최종적으로 가능한 곳인(216)에서 연결된다. 가동길이 콤비네이션에서 8비트 RCB 칼러 성분의 엔코딩을 수용하기 위해, 각각의 RGB 성분에 대해 256개의 개별적인 4비트 칼러 코드의 테이블로서의 칼러 코드 검색 테이블(214)을 구성하고 엔코딩하는 것이 필요하며, 화상 정보의 전달부 또는 수신부가 압축된 칼러 정보를 디코딩 할 수 있도록 칼러 코드 가동길이 콤비네이션과 함께 전송된다.
가동 길이 칼러 코드 콤비네이션의 보다 진전된 처리 및 압축이 처리부(220)에서도 발생할 수 있다. 입력 구성 장치에서의 결정 지점을 결정하는 픽셀 대 픽셀 구분 및 비교와 마찬가지로, 근접한 주사선은 주사방향에서 이전의 주사선과 상이하지 않은 주사선의 테이블을 공식화하도록 비교될 수 있으며, 따라서 선 또는 선의 일부는 단순히 복제될 수 있다.
그러므로 이것은 가동 길이 및 칼러 코드 콤비네이션(210)을 차이 테이블(222)로서 압축할 수 있게 한다. 서브프레임 처리로 명명된 다른 기술은 시스템의 수신부상에서 새로운 화상을 나타내도록 전송되어져야만 하는 데이타의 양을 감소시키게끔 사용될 수 있다.
이러한 서브프레임 처리 기술은 각각의 n번째 선을 샘플링하여, 하나의 영상에 대해 이 선들만으로써 처리를 계속하는 것이다. 에지를 형성하도록 나타나는 가동길이 콤비네이션의 개별적인 시그먼트(segment)는 에지 검출기(224)에서 검출될 수 있으며, 이동 분석(226)에 의해 프레임으로부터 프레임까지의 그러한 시그먼트 변위를 모니터하며, 이러한 것이 바람직스럽게는 그러한 시그먼트의 수평적인 시프팅(shifting) 줄어듬(shrinking), 늘어남(growing) 또는 수직상의 변위, 또는 시각상의 그러한 이동들의 콤비네이션에 따라서 주사선 시그먼트의 그룹에서의 그러한 주사선 시그먼트의 이동을 트랙킹 할 수 있다.
압축의 다른 레벨은 좌우 화상 프레임으로부터의 가동길이 및 칼러 코드 콤비네이션 정보를 현재의 화상 프레임과 비교하여 프레임 대 프레임을 구분하는 것과, 변화되지 않은 제 부분들을 확인하는 스킵 코트의 엔코딩을 포함하며, 따라서 변화되었던 가동길이 및 칼러 코드 콤비네이션만이 부호(228)에서 엔코드된다.
최종적으로, 프로세서 서비시스템도 가동길이 및 칼러 코드 콤비네이션 발생 히스토그램을 결정하므로써, 프로세서 서브시스템으로부터 전송되는 가동길이 및 칼러 코드 콤비네이션을 바람직스럽게 엔코드한다.
이러한 단계에서의 통계적인 엔코딩의 바람직스러운 형태는 Huffman 코딩과 유사하며, 가장 빈번하게 발생하는 콤비네이션을 보호(230)에서 1비트 디지탈 워드의 테이블에 부여하는 것을 포함한다. 이러한 테이블은 해당 가동길이 칼러 코드 테이블 내에 가장 빈발하는 가동길이 콤비네이션을 채우도록 1비트 디지탈 워드의 하나 또는 다른 비트 상태와 관련됨으로써 시스템의 수신단에서 사용될 수 있다.
예를 들어, 테이블이 2진수 1을 지시하면 수신 테이블의 가동길이 칼러 코드 콤비네이션으로써 채워지고, 그렇지 않을 경우 테이블의 스폿(Spot)이 히우에 지시하는 제로 표시로써 남아 있게 된다.
다음 세개의 빈발하는 콤비네이션은 2비트 길이의 디지탈 워드로서 나타나며, 2진 수 비트 상태의 하나는 다시금 수신 테이블 위치가 나중에 채워졌음을 지시하고, 다음 세개의 빈발 콤비네이션은 해당 수신 테이블 네 각각의 위치에 채워진다.
같은 방식에 3비트 디지탈 워드 테이블이 구성될 수 있어서 다음 7개의 빈발 값들을 지시하고, 2진수 비트 상태의 하나는 나중에 채워진 값을 표시하며, 8비트의 최종 디지탈 워드 크기는 잔여의 칼러 코드 콤비네이션을 나타내도록 사용된다.
가장 바람직스럽게는, 압축된 가동길이 칼러 코드 정보의 이러한 통계적인 엔코딩이 최소한 칼러 코드에 대해서 개별적으로 수행되며, 가동길이 부분은 8비트 디지탈 워드의 분리 테이블로서 엔코드되고 수신되지만, 같은 방식으로 8비트 가동길이 부분을 분리하여 통계적으로 엔코드하여 이를 가동길이-칼러 코드 콤비네이션의 가동길이 성분에 대하여 전송하는 것도 가능하다. 다른 유사한 통계적 엔코딩 방식도 선택적으로는 적절할 수 있다.
제12도를 보면 번호(143) 내지 (166)이 이전의 부호(43) 내지 (66)과 필수적으로 동일한 것으로서 도시되어 있으며, 본 발명의 바람직한 양식에서 전화(143)가 보통의 전화선을 통해 전송용 모뎀으로부터 오디오 디지탈화 신호를 수신하며, 이는 다시 수신 모뎀(144) 및 비디오 데이타 프로세서 (146)에 의해 수신되고, 상기 비디오 데이타 프로세서는 드로잉 장치(162)에 의해 수신될 수 있도록 적용된 포맷 및 형태로서 디지 탈화된 비디오 신호를 준비한다. 비디오 데이타 프로세서(146)는 입력/출력 및 제어부(166)에 연결된다.
프로세서 서브시스템의 구조는 제9도에 도시되고 설명된 바와 같다. 디지탈 방식으로 압축된 칼러 성분 코드의 검색 테이블과, 비디오 화상 프레임의 복수개 주사선 중 최소한 일부의 디지탈 방식으로 압축한 칼러 성분 코드 및 제1디지탈 워드 크기의 복수개 가동길이 콤비네이션을 표시하는 디지탈화된 신호는 검색 테이블에 따라서 칼러 성분 코드의 디코딩을 받아 부호(156)의 프로세서 칼러 재구성 메모리내에서 3개의 디지탈 칼라 성분 테이블을 형성하며, 가동길이 및 칼러 성분은 디스플레이 버퍼 메모리 (157)로 보내지고, 상기 버퍼 메모리는 듀일 메모리 스페이스(172), 액세스 타이밍 및 제어부(154)와 두개의 핑퐁 버퍼(158, 160)를 포함한다.
제7도와 관련하여 논의된 재구성 장치에 의해 처리되는 신호에 대해서는, 가동길이 디코더(150)가 감압된 가동길이 정보를 수신하며, 가동길이 정보의 디코딩에 대하여 칼러 성분 정보는(156)에서 재구성 된다. 칼러 및 길이 정보들은 이전 화상(152)과 비교되어(150, 156)에서 매핑되어 디스플레이 버퍼 메모리(157)로 가며, 상기 버퍼 메모리는 핑퐁 메모리 "A"(158) 및 핑퐁 메모리 "B"(160)를 포함한다. 픽셀 제네레이터 (161)은 선택적으로 핑퐁 메모리부터의 디스플레이 버퍼 메모리(157)에 의해 부속되어 연속적 픽셀로서 전송된 화상의 주사선을 재구성하며, 이것은 디지탈 대 아날로그 콘버터(163)에서 디지탈 형태로부터 아날로그 형태로 변환되어 모니터(164)상에 디스플레이 된다.
제13 및 14도와 관련하여, 본 발명 프로세서 서브시스템(146)의 바람직한 실시예에서, 비디오 데이타 프로세서에는 발생하는(145)에서의 차이 재구성에 앞서, 통계적인 코딩은 이전에 설명된 바와 같이 검색 테이블에 따라서 부호(156)에서 채워진, 가동길이 및 관련 코드의 메모리내 테이블을 형성함으로써 부호(232) 및 가능하면(234)에서도 디코드된다.
진전된 차이 재구성 동작(145)에서, 프레임 대 프레임 차이 및 라인 대 라인 차이 테이블은 이전 화상 메모리(152)와 관련하여, 부호(238)에서의 라인 대 라인으로부터의 변화 또는 부호(236)에서의 프레임 대 프레임으로부터의 차이를 디코딩하도록 라인 대 라인 차이 및 프레임 대 프레임 차이 테이블이 부호(234)에서 디코드된다. 또한 차이 재구성 동작에서도, 에지 및 이동을 나타내는 테이블이(240, 242)에서 디코드되며, 에지 사이의 화상 정보도 보간에 의해 구성된다.
연결된 디지탈 워드 크기의 가동길이를 4비트의 디지탈 워드 크기 가동길이로 부호(246)에서 분할하는 것은 가동길이 재구성 동작(150)에서, 발생한다. 칼라 재구성 동작(156)에서의 압축된 칼러 코드의 디코딩은, 검색 테이블에 따라 부호(248)에서 발생마며, 디스플레이 버퍼 메모리(157)에서 (250)에 저장하도록 4비트, 6비트, 또는 8비트 칼러 성분 코드가 가동길이에 부여될 수 있다.
따라서 제14도를 참조하면, 재구성된 테이블은 4비트 디지탈 워드 크기 가동길이 (256)이며, 8비트 디지탈 워드 크기의 RGB 압축된 칼러 코드(254)이다. 가동길이-칼러 디코더는 가동길이 부분을 분리되게 처리하여 4비트 디지탈 워드 크기인 가동길이 부분(256)을 제공한다. 8비트 디지탈 워드 크기의 RGB 압축된 칼러 코트는 디코드되어 개별적인 4비트 디지탈 워드 크기인 RGB 성분(256a, 256b, 256c)을 제공한다. 4비트 가동길이 및 4비트 디지탈 RGB 칼러 코드는 버퍼 메모리에 매핑되어 재구성 장치에 의해 처리되도록 하며, 픽셀 제너레이터에 전송된다. 이곳에서는 4비트의 디지탈 칼러 성분이, 가동길이를 표시하는 개시포인트와 종지 포인트 사이의 개별적인 픽셀들에 대해서, 6비트 디지탈 RGB 성분(258a, 258b, 258c)의 보간으로서 표현된다.
본 발명은 오디오 전화 회의 시스템과 연계되어 설명되었지만, 콤퓨터 시스템을 통해 데이타를 교환하고 저장하는데 사용될 수 있는 하드 디스크
Figure kpo00001
인치 고용량 자기 플로피 디스크와 같은, 자기 매개체로부터의 칼라 비디오 데이타를 감압시키는데 사용되도록 적용될 수도 있다. 또한, 비디오 영화 형태로 정보를 전송할 수 있는 비디오 디스크 플레이어에 대한 비디오 디스크로부터의 데이타에 대한 전용도 가능하다.
전기한 설명에서는, 본 발명의 방법 및 장치가 칼러 성분 코드로부터 최하위 정보를 트런케이션(trmcation) 함으로써 칼러 비디오 데이타를 압축 및 속출할 수 있고 또한 시각적으로 가장 두드러진 칼러 코드 콤비네이션의 통계적인 엔코딩을 할 수 있음이 제시되어 있다.
본 발명은 또한 칼러 비디오 데이타의 처리 이후에 최소량으로 엔코딩 된 정보량을 감소시키도록 변화되었던 화상 프레임의 부분 및 화상 플레이 시그먼트의 이동, 라인 대 라인 차이, 연결된 가동길이를 엔코딩시켜 데이타를 더압축시킴으로써 칼러 비디오 데이타를 압축 및 독출할 수 있게 한다. 본 발명은 또한 통계적인 엔코딩의 형태를 따라서 데이타의 부가적인 코딩 및 디코딩을 제공하며, 이는 시스템에 의해 전송되어야만 하는 정보량을 감소할 수 있게 한다.
본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만 발명가적인 능력을 발휘함이 없이도 본 기술분야에 숙련된 사람들이 능력의 범위내에서 다양한 실시예 및 수정예가 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서 본 발명의 형태상 변화, 상세부 및 응용예 등은 본 발명의 사상 및 범위로부터 이탈함이 없이 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 다수의 픽셀로 구성된 다수의 주사선을 각기 포함하고 있고, 각각의 픽셀은 3개의 디지탈 칼라 성분을 포함하는 다수의 비디오 화상 프레임에 대한 칼라 비디오 신호를 발생시키는 수단을 구비한 비디오 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축하는 방법으로서, (a) 상기 3개의 디지탈 칼라 성분중 최소한 하나를 기초로 각각의 픽셀에 대한 휘도 함수를 결정하는 단계, (b) 각각의 주사선상에서 최소한 하나의 다른 픽셀로부터 예정된 거리의 픽셀들 사이의 상기 휘도 함수의 차이를 기초로 현재의 화상 프레임의 주사선내의 최소한 상당부분의 픽셀들에 대한 최소한 하나의 결정변수를 결정하는 단계, (c) 상기 3개의 칼라 성분들은 각기 제2, 제3, 제4의 디지탈 단어 치수인바, 상기 주사선내의 순차적으로 연관된 픽셀들로 구성되고 제1의 디지탈 단어 치수인 가동길이의 개시 픽셀과 종로 픽셀을 결정하도록 상기 최소한 하나의 결정 변수와 관련 한계치를 비교하는 단계, (b) 상기 제2, 제3 및 제4디지탈 단어 치수의 합보다 더 작은 제5디지탈 단어 치수의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 압축된 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 상기 화상 프레임내의 상기 디지탈 칼라 성분 모두를 엔코딩하는 단계, (e) 상기 화상 프레임의 최소한 일부를 표현하는 상기 가동길이와 디지탈 압축된 칼라 코드의 다수의 콤비네이션을 엔코딩하는 단계, (f) 선행 화상으로부터 현재의 화상으로의 변화를 결정하도록 상기 현재의 화상 프레임의 상기 가동 길이 및 디지탈 압축 칼라 코드를 상기 선행 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드와 비교하는 단계, (g) 상기 화상 프레임중 최소한 일부에 대해서 상기 선행 화상 프레임으로우터 상기 현재의 화상 프레임으로의 상기 변화를 엔코딩함으로써 일단 초기 화상 프레임이 엔코딩 되면 계속된 화상 프레임의 변화만을 엔코딩하는 단계를 포함하는 비디오 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 신호를 압축하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최소한 하나의 결정 변수를 한계치와 비교하는 단계가, 상디 휘도 함수 차이가 결정된 각각의 상기 픽셀들에 대한 상기 차이의 변화 속도를 결정하는 단계 및 어떤 픽셀이 상기 휘도 함수의 변화 지점들을 표현하는지를 결정하도록 상기 차이들의 변화 속도를 예정된 적합한 차이 변화 속도를 예정된 적합한 차이 변화 속도 한계치와 비교하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 최소한 하나의 결정 변수를 한계치와 비교하는 단계가, 어떤 픽셀들이 상기 휘도 함수의 변화 지점들을 표현하는지를 결정하도록 관련된 다수의 한계치와 다수의 결정 변수를 비교하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 화상 프레임에 대해서 한 방향으로 어떤 화상 프레임내의 한 주사선으로부터 다른 주사선으로의 차이만을 표현하는 가동길이 및 압축 칼라 코드의 테이블을 엔코딩하는 단계를 부가적으로 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 한 화상 프레임으로부터 다음의 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩하는 단계가, 각각의 화상 프레임에 대한 최소한 하나의 주사선내의 가동길이와 압축 칼라 코드의 콤비네이션의 최소한 한 순서로서 상 세그먼트의 뚜렷한 에지를 결정하는 단계, 뚜렷한 에치 사이의 상기 순서중 최소한 하나의 변화를 한 프레임으로부터 다른한 프레임으로의 순차적인 상기 상의 이동을 표현하는 테이블로서 상기 변화 테이블에 엔코딩하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 다수의 칙셀로 구성된 다수의 주사선의 각기 포함하고 있고, 각각의 픽셀은 3개의 디지탈 칼라 성분을 포함하는 다수의 비디오 화상 프레임에 대한 칼라 비디오 신호를 발생시키는 수단을 구비한 비디오, 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 압축하는 시스템으로서, (a) 상기 3개의 디지탈 칼라 성분중 최소한 하나를 기초로 각각의 픽셀에 대한 휘도 함수를 결정하는 수단, (b) 각각의 주사선상에서 최소한 하나의 다른 픽셀로부터 예정된 거리의 픽셀들 사이의 상기 휘도 함수의 차이를 기초로 현재의 화상 프레임의 주사선내의 최소한 상당부분의 픽셀들에 대한 최소한 하나의 결정 변수를 결정하는 수단, (c) 상기 3개의 칼라 성분들은 각기 제2, 제3, 제4의 디지탈 단어 치수인바, 상기 주사선내의 순차적으로 연관된 픽셀들로 구성되고, 제1의 디지탈 단어 치수인 가동길이의 개시 픽셀과 종료 픽셀을 결정하도록 상기 최소한 하나의 결정 변수와 관련 한계치를 비교하는 수단, (d) 상기 제2, 제3 및 제4디지탈 단어 치수의 합보다 더 작은 제5디지탈 단어 치수의 시각적으로 가장 중요한 칼라 콤비네이션의 디지탈 압축된 칼라 코드의 검색 테이블에 따라 상기 화상 프레임내이 상기 디지탈 칼라 성분 모두를 에코딩하는 수단, (f) 상기 화상 프레임의 최소한 일부를 표현하는 상기 가동길이와 디지탈 압축된 칼라 코드의 다수의 콤비네이션을 엔코딩하는 수단, (f) 선행 화상으로부터 현재의 화상으로의 변화를 결정하도록 상기 현재의 화상 프레임의 상기 가동 길이 및 디지탈 압축 칼라 코드를 상기 선행 화상 프레임의 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드와 비교하는 수단, (g) 상기 화상 프레임중 최소한 일부에 대해서 상기 선행 화상 프레임으로부터 상기 현재의 화상 프레임으로의 상기 변화를 엔코닝함으로써 일단 초기 화상 프레임이 엔코딩 되면 계속된 화상 프레임의 변화만을 엔코딩하는 단계를 포함하는 비디오 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 신호를 압축하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 최소한 하나의 결정 변수를 한계치와 비교하는 수단이, 상기 휘도 함수 차이가 결정된 각각의 상기 픽셀들에 대한 상기 차이의 변화 속도를 결정하는 수단 및 어떤 픽셀이 상기 휘도 함수의 변화 지점들을 표현하는지를 결정하도록 상기 차이들의 변화 속도를 예정된 적합한 차이 변화 속도 한계치와 비교하는 수단을 포함하는 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 최소한 하나의 결정 변수를 한계치와 비교하는 수단이, 어떤 픽셀들이 상기 휘도 함수의 변화 지점들을 표현하는지를 결정하도록 관련된 다수의 한계치와 다수의 결정 변수를 비교하는 수단을 포함하는 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 각각의 화상 프레임에 대해서 한 방향으로 어떤 화상 프레임내의 한 주사선으로부터 다른 주사선으로의 차이만을 표현하는 가동길이 및 압축 칼라 코드의 테이블을 엔코딩하는 수단을 부가적으로 포함하는 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 한 화상 프레임으로부터 다음의 화상 프레임으로의 변화를 엔코딩하는 수단이 각각의 화상 프레임에 대한 최소한 하나의 주사선내의 가동길이와 압축 칼라 코드의 콤비네이션의 최소한 한 순서로서 상 세그먼트의 뚜렷한 에지를 결정하는 수단, 뚜렷한 에치 사이의 상기 순서중 최소한 하나의 변화를 한 프레임으로부터 다른한 프레임으로의 순차적인 상기 상의 이동을 표현하는 테이블로서 상기 변화 테이블에 엔코딩하는 수단을 포함하는 시스템.
  11. 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 비디오 화상 프레임의 다수의 픽셀 가동길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 콤비네이션의 변화를 표현하는 다수의 디지탈화된 신호를 수신하는 수단을 구비하고, 관련 디지탈 칼라 성분에 대한 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 검색 테이블을 포함하며, 상기 가동 길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 상기 콤비네이션이 제1의 디지탈 단어 치수를 갖고, 상기 압축 칼라 성분 코드가 제2의 디지탈 단어 치수를 갖는 비디오 원거리 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 방법으로서, (a) 선행 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로부터의 감압 및 디코딩 될 가동길이와 압축 칼라 성분 코드의 콤비네이션의 상기 변화 수신하는 단계, (b) 상기 검색 테이블에 따라 상기 디지탈 압축 칼라 성분 코드를 디코딩하여 각각의 상기 가동길이에 대해서 제3, 제4 및 제5의 디지탈 단어 치수를 각기 갖는 3개의 디지탈 칼라 성분에 대한 칼라 성분 테이블을 형성하는 단계, (c) 상기 화상 프레임내의 상기 다수의 주사선을 표현하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리 수단내의 어레이에 상기 가동길이와 상기 관련 칼라 성분의 변화를 저장하는 단계, (d) 가동 길이에 대한 개시 픽셀로부터 상기 가동길이의 종료 픽셀까지 맵핑될 각각의 주사선의 말단까지 상기 가동길이내에 픽셀들을 맵핑함으로써 상기 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대해서 상기 화상 프레임의 주사선에 대한 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 상기 화상 프레임에 대한 상기 3개의 칼라 성분 신호 데이타를 포함하는 칼라 비디오 디스플레이 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 비디오 원거리 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 칼라 비디오 디스플레이 신호를 발생시키는 단계가, 관련 칼라 성분에 따라 가동길이에 대한 개시 픽셀을 맵핑하는 단계 및 맵핑될 각각의 주사선의 단부까지의 다음 가동길이의 개시 픽셀까지 매끈한 칼라 전이를 보간함으로써 상기 가동길이내에 나머지 픽셀들을 맵핑하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 버퍼 메모리 수단에 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분을 저장하는 단계가, 제1세트의 상기 화상 프레임에 대한 데이타가 완료할 때까지 가동길이 및 칼라 성분을 제1의 버퍼메모리에 선택적으로 저장하는 단계, 계속해서 다음의 화상 프레임이 완료될때까지 다음 세트의 화상 프레임 데이타의 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분을 제2버퍼 메모리에 저장하는 단계 및 계속된 화상 프레임 데이타에 대해서 상기 제1 및 제2메모리에 저장하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 가동길이와 칼라 성분 코드의 상기 콤비네이션이 각각의 화상 프레임에 대해서 화상 프레임의 한 주사선으로부터 인접한 주사선으로 한 방향으로 차이나는 것만을 표현하는 값들의 테이블로서 엔코딩되어 있으며, 상기 방법은 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드를 디코딩하는 단계 및 상기 어레이에서 화상 프레임내의 한 주사선으로부터 다음의 인접한 주사선으로 한방향으로 변화하는 것만을 맵핑하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 최소한 하나의 주사선내에서 일련의 가동길이와 압축 칼라 코드의 콤비네이션으로 이동 결정된 상 세그먼트의 뚜렷한 에지가, 한 프레임으로부터 다른 프레임으로의 순차적인 상기 상 세그먼트의 이동을 표현하는 바와 같이 순차적 변화를 표현하는 각각의 화상 프레임의 테이블에 내장됐으며, 상기 방법은 또한 가동 길이와 압축 칼라 코드의 콤비네이션의 상기 순차적 변화를 상기 어레이에 맵핑하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 선행 화상 프레임으로부터 현재의 화상 프레임으로의 비디오 화상 프레임의 다수의 픽셀 가동길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 콤비네이션의 변화를 표현하는 다수의 디지탈화된 신호를 수신하는 수단을 구비하고, 관련 디지탈 칼라 성분에 대한 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 검색 테이블을 포함하며, 상기 가동 길이와 디지탈 압축 칼라 성분 코드의 상기 콤비네이션이 제1의 디지탈 단어 치수를 갖고, 상기 압축 칼라 성분 코드가 제2의 디지탈 단어 치수를 갖는 비디오 원거리 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 시스템으로서, (a) 선행 화상 프레임으로부터 현재 화상 프레임으로의 감압 및 디코딩될 가동길이와 압축 칼라 성분 코드의 콤비네이션의 상기 변화 수신하는 수단, (b) 상기 검색 테이블에 따라 상기 디지탈 압축 칼라 성분 코드를 디코딩하여 각각의 상기 가동길이에 대해서 제3, 제4 및 제5의 디지탈 단어 치수를 각기 갖는 3개의 디지탈 칼라 성분에 대한 칼라 성분 테이블을 형성하는 수단, (c) 상기 화상 프레임내의 상기 다수의 주사선을 표현하는 가동길이 및 칼라 성분 데이타의 버퍼 메모리 수단내의 어레이에 상기 가동길이와 상기 관련 칼라 성분의 변화를 저장하는 수단, (d) 가동길이에 대한 개시 픽셀로부터 상기 가동길이의 종료 픽셀까지 맵핑될 각각의 주사선의 말단까지 상기 가동길이내에 픽셀들을 맵핑함으로써 상기 화상 프레임의 각각의 픽셀에 대해서 상기 화상 프레임의 주사선에 대한 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 상기 화상 프레임에 대한 상기 3개의 칼라 성분 신호데이타를 포함하는 칼라 비디오 디스플레이 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 비디오 원거리 통신 시스템에서 디지탈 칼라 비디오 데이타를 감압하는 수단.
  17. 제16항에 있어서, 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분으로부터 칼라 비디오 디스플레이 신호를 발생시키는 수단이, 관련 칼라 성분에 따라 가동길이에 대한 개시 픽셀을 맵핑하는 단계 및 맵핑될 각각의 주사선의 단부까지의 다음 가동길이의 개시 픽셀까지 매끈한 칼라 전이를 보간함으로써 상기 가동길이내에 나머지 픽셀들을 맵핑하는 수단을 포함하는 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 버퍼 메모리 수단에 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분을 저장하는 수단이, 제1세트의 상기 화상 프레임에 대한 데이타가 완료할때까지 가동길이 및 칼라 성분을 제1의 버퍼 메모리에 선택적으로 저장하는 수단, 계속해서 다음의 화상 프에임이 완료될때까지 다음 세트의 화상 프레임 데이타의 상기 가동길이 및 관련 칼라 성분을 제2버퍼 메모리에 저장하는 수단 및 계속된 화상 프레임 데이타에 대해서 상기 제1 및 제2메모리에 저장하는 단계를 반복하는 수단을 포함하는 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 가동길이와 칼라 성분 코드의 상기 콤비네이션이 각각의 화상 프레임에 대해서 화상 프레임의 한 주사선으로부터 인접한 주사선으로 한 방향으로 차이나는 것만을 표현하는 값들의 테이블로서 엔코딩되어 있으며, 상기 시스템은 가동길이 및 디지탈 압축 칼라 코드를 디코딩하는 단계 및 상기 어레이에서 화상 프레임내의 한 주사선으로부터 다음의 인접한 주사선으로 한방향으로 변화하는 것만을 맵핑하는 수단을 포함하는 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 최소한 하나의 주사선내에서 일련의 가동길이와 압축 칼라 코드의 콤비네이션으로 이동 결정된 상 세그먼트의 뚜렷한 에지가, 한 프레임으로부터 다른 프레임으로의 순차적인 상기 상 세그먼트의 이동을 표현하는 바와 같이 순차적 변화를 표현하는 각각의 화상 프레임의 테이블에 내장됐으며, 상기 시스템은 또한 가동길이와 압축 칼라 코드의 콤비네이션의 상기 순차적 변화를 상기 어레이에 맵핑하는 수단을 포함하는 방법.
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