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KR100918377B1 - 영상압축 방법 - Google Patents

영상압축 방법 Download PDF

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KR100918377B1
KR100918377B1 KR20060048847A KR20060048847A KR100918377B1 KR 100918377 B1 KR100918377 B1 KR 100918377B1 KR 20060048847 A KR20060048847 A KR 20060048847A KR 20060048847 A KR20060048847 A KR 20060048847A KR 100918377 B1 KR100918377 B1 KR 100918377B1
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Abstract

압축성능은 유지하면서 인코딩 시간을 감소시키기 위하여, 압축 대상인 프레임을 다수의 코드 블록-각 코드 블록은 연속적인 다수의 코딩 패스를 가짐-으로 나누고, 각 코드 블록에서 코딩 패스를 차례로 인코딩하여 코딩 비트수와 왜곡의 기울기를 계산 및 저장하되, 상기 기울기가 기준값 보다 작을 때까지 코딩 패스의 순서를 차례로 증가시켜 적어도 하나의 코드 블록은 모든 코딩 패스를 인코딩하지 않는 영상 압축 방법을 제공한다.
JPEG2000, EBCOT, 코드 블록, 절단점

Description

영상압축 방법{METHOD FOR COMPRESSING IMAGE}
도 1은 웨이블렛 변환 과정을 보이는 개략도.
도 2는 다수의 코드 블록으로 분할되는 서브밴드를 보이는 개략도.
도 3은 코드 블록과 비트 평면의 관계를 보이는 개략도.
도 4 비트 평면, 코딩패스 및 절단점의 관계를 보이는 개략도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 압축 방법을 보이는 순서도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상 압축 방법을 보이는 순서도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상 압축 방법을 보이는 순서도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 영상 압축 방법을 보이는 순서도.
본 발명은 영상처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 EBCOT(Embedded Block Coding with Optimized Truncation)을 이용하여 영상을 압축하는 방법에 관한 것이다.
EBCOT을 상용하는 표준 압축 방식으로는 JPEG(joint photographic expert group) 2000이 있다. JPEG2000은 정지영상은 물론 동영상과 의료영상의 압축을 위 해서도 이용된다. 차세대 영상 압축 표준인 JPEG2000은 이전의 영상압축 표준들과 비교하여 압축성능은 향상되었으나, 압축방식은 매우 복잡하여 상대적으로 큰 계산량을 요구한다. 특히, JPEG2000에서 채용하는 EBCOT은 고성능의 산술부호화(encoding) 방식으로서 알고리즘이 매우 복잡하여, 이를 이용한 산술부호화 시간은 전체 인코딩(encoding) 시간의 45% ~ 60% 정도를 차지하는 압축시간을 증가시키는 문제점이 있다.
본 발명은 압축성능은 유지하면서 산술부호화 대상이 되는 코딩패스의 수를 줄여 압축 시간을 감소시킬 수 있는 영상압축 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 영상 압축 방법에 따르면, 압축 대상인 프레임을 다수의 코드 블록-각 코드 블록은 연속적인 다수의 코딩 패스를 가짐-으로 나누고, 각 코드 블록에서 상기 코딩 패스를 차례로 인코딩하여 코딩 비트수와 왜곡의 기울기를 계산 및 저장하되, 상기 기울기가 기준값 보다 작을 때까지 상기 코딩 패스의 순서를 차례로 증가시켜 적어도 하나의 상기 코드 블록은 모든 코딩 패스를 인코딩하지 않는다.
본 발명에 따른 영상 압축 방법에 따르면, (a) 다수의 연속하는 프레임 중 첫번째 프레임이 아닌 k번째 프레임을 다수의 코드 블록-각 코드 블록은 연속적인 코딩 패스를 가짐-으로 나누는 단계; (b) 각 코드 블록에서 상기 코딩 패스를 차례로 인코딩하여 코딩 비트수와 왜곡의 기울기를 계산 및 저장하되, 상기 기울기가 k-1번째 프레임의 기준값 보다 작을 때까지 상기 코딩 패스의 순서를 차례로 증가 시키는 단계; (c) 모든 코딩 패스의 상기 기울기 중 가장 큰 값과 가장 작은 값을 각각 최대값 및 최소값으로 저장하는 단계; (d) 상기 최대값과 최소값의 평균을 구하는 단계; (e) 각 코드 블록의 코딩 패스 순서를 차례로 증가시키면서 각 코딩 패스의 상기 기울기와 상기 평균을 비교하되, 상기 기울기가 상기 평균보다 크거나 같을 때까지 상기 코딩 패스의 순서를 증가시키는 단계; (f) 상기 기울기가 상기 평균보다 크거나 같을 때의 상기 코딩 패스의 순서를 기준으로 각 코드 블록의 절단점을 결정하는 단계; (g) 모든 코드 블록의 절단점까지 인코딩하고, 코딩된 비트 수를 저장하는 단계; (h) 상기 코딩된 비트수가 상기 목표 비트수 보다 작으면, 상기 평균값으로 상기 최대값을 업데이트하고, 상기 코딩된 비트수가 상기 목표 비트수 보다 크면, 상기 평균값으로 상기 최소값을 업데이트하는 단계; 및 (i) 상기 단계(d) 내지 상기 단계(h)를 다수번 반복하여 상기 평균을 업데이트하고, 업데이트된 평균을 상기 k번째 프레임의 기준값으로 저장하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 EBCOT을 이용한 영상 압축 방법을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1에 보이는 바와 같이 도 1에 보이는 바와 같이 다수의 픽셀의 픽셀값으로 표현되는 원본 영상(프레임)(10)을 서로 겹치지 않는 다수의 타일(Tile1-Tile4)로 나눈다(Tiling). 각 타일(Tile1-Tile4)은 다수의 타일 픽셀(tile pixels)을 포함한다. 이산 웨이블렛 변환(discrete wavelet transformation, 이하, DWT라 함)을 실행하여 각 타일을 다수의 서브 밴드(sub-band)(LL1, HL1, LH1, HH1, HL2, LH2, HH2)로 분해한다(decomposing). 서브 밴드를 나타내는 기호 중 첫번째 영문자는 수평방향에 적용되는 필터를 의미하고, 두번째 영문자는 수직방향에 적용되는 필터를 의미하며, 숫자는 레벨(level) 즉, 변환횟수를 나타낸다. 웨이블렛 변환 횟수는 설정에 따라 변할 수 있다.
도 2에 보이는 바와 같이 다수의 서브 밴드 중 하나의 서브 밴드, 바람직하게 최상의 LL 서브밴드를 다수의 코드 블록 (B0-Bn)으로 분할한다(partitioning). 압축 성능을 향상시키기 위해 각 코드 블록 내 웨이블렛 변환된 프레임의 픽셀값을 양자화시키고(quantizing), 양자화된 픽셀값 x(n)을 부호 비트(sign bit) z(n)와 m 비트 데이터 a0, a1.... am-2, am-1 로 분해한다. 부호 비트 z(n)과 비트 데이터 a0, a1.... am-2, am-1 은 각각 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 정의된다.
Figure 112006038492668-pat00001
Figure 112006038492668-pat00002
수학식 2에서 am-1은 m-1 비트 평면의 계수값을 나타낸다.
수학식 2와 같이 각 코드 블록 내의 픽셀값을 비트 데이터로 분해하고 동일 비트에 해당하는 비트 데이터를 합하여 계수 비트를 얻고, 각 코드 블록을 m 개의 비트 평면(bit plane)으로 분해한다. 비트 평면은 각 코드 블럭(B0 내지 Bn)의 양자화된 픽셀값들의 동일비트에 해당하는 데이터를 갖는 픽셀들의 집합이다. 예를 들어, 코드블록 Bn을 분해하여 얻은 비트평면들 (BnP0 내지 BnPm -2) 중 비트 평면 BnPm -2는 am-2 비트 데이터를 갖는 픽셀들의 집합이다.
도 3은 한 코드 블록의 최상위 비트(most significant bit, 이하 MSB라 함) 평면에서 최하위 비트(Least Significant Bit, 이하 LSB라 함) 평면에 이르는 비트평면을 보이고 있다.
도 4에 보이는 바와 같이 MSB 평면을 제외한 모든 비트 평면은 연속하는 세가지 코딩 패스(coding pass) a, b, c 중 하나로 인코딩 된다. 여기서, 'a', 'b', 'c'는 각각 중요 전파 패스(significant propagation pass), 세밀화 패스(refinement pass) 및 정리 패스(clean up pass)를 나타낸다.
Figure 112006038492668-pat00003
(이하, i는 1에서 n까지의 자연수) 번째 코딩 패스의 단부는 절단점(truncation point)
Figure 112006038492668-pat00004
의 후보가 될 수 있다. 결정된 절단점 뒤의 코딩 패스들은 인코딩 과정에서 무시된다.
절단점
Figure 112006038492668-pat00005
는 코딩 비트수와 왜곡을 기준으로 결정한다. 코드 블록
Figure 112006038492668-pat00006
의 어느 픽셀의 픽셀값이
Figure 112006038492668-pat00007
이고,
Figure 112006038492668-pat00008
번째 코딩패스로 복원된 코드 블록
Figure 112006038492668-pat00009
의 해당 픽셀의 픽셀값이
Figure 112006038492668-pat00010
라 할 때,
Figure 112006038492668-pat00011
번째 코드 블록의
Figure 112006038492668-pat00012
번째 코딩패스까지 왜곡
Figure 112006038492668-pat00013
는 다음의 수학식 3과 같이 표현된다. 여기서, 왜곡
Figure 112006038492668-pat00014
는 제곱오차(square error)에 가중치를 이용해 구한 값이다.
Figure 112006038492668-pat00015
수학식 3에서
Figure 112006038492668-pat00016
는 코드 블록
Figure 112006038492668-pat00017
가 속한 서브밴드의 웨이블릿(wavelet) 기저 함수의 에너지이다.
영상 전체의 왜곡
Figure 112006038492668-pat00018
는 다음의 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112006038492668-pat00019
비트 할당 최적화(optimization) 과정은 복원된 영상의 왜곡
Figure 112006038492668-pat00020
를 최소화시킬 수 있는 절단점을 각 코드 블록에서 찾는 것이다. 전체 영상의 실제 코딩된 비트수
Figure 112006038492668-pat00021
은 수학식 5와 같이
Figure 112006038492668-pat00022
번째 코드 블록의
Figure 112006038492668-pat00023
번째 코딩 패스까지 코딩된 비트수
Figure 112006038492668-pat00024
를 합한 것과 같다.
Figure 112006038492668-pat00025
실제 코딩된 비트수
Figure 112006038492668-pat00026
을 증가시키지 않고 왜곡
Figure 112006038492668-pat00027
를 줄일 수 없다. 즉, 코딩 비트수
Figure 112006038492668-pat00028
을 감소시키면 왜곡
Figure 112006038492668-pat00029
가 증가된다. 따라서, 궁극적인 목적은, 코딩 비트수
Figure 112006038492668-pat00030
을 목표 코딩 비트수
Figure 112006038492668-pat00031
에 가깝게 하면서 왜곡
Figure 112006038492668-pat00032
를 감소시키는 것이다. 이러한 문제는 수학식 6과 같은 라그랑지 연산을 이용한 방정식을 최소화시키 는 것과 같다. 다음의 수학식 6에서 라그랑지 승수(Lagrange multiplier)
Figure 112006038492668-pat00033
를 찾아냄으로써,
Figure 112006038492668-pat00034
을 만족시키며 왜곡
Figure 112006038492668-pat00035
를 최소화시킬 수 있는 코딩 패스의 집합
Figure 112006038492668-pat00036
를 구할 수 있다.
Figure 112006038492668-pat00037
Figure 112009023849212-pat00038
번째 코딩 패스에서 해당 코드 블록 왜곡의 기울기
Figure 112009023849212-pat00168
(이하,
Figure 112009023849212-pat00039
-
Figure 112009023849212-pat00040
기울기
Figure 112009023849212-pat00041
라 함)는 다음의 수학식 7과 같이 표현된다.
Figure 112006038492668-pat00042
코드 블록
Figure 112006038492668-pat00043
의
Figure 112006038492668-pat00044
로부터, 최적 라그랑지 승수
Figure 112006038492668-pat00045
를 기준으로 절단점
Figure 112006038492668-pat00046
은 다음의 수학식8와 같이 결정된다.
Figure 112006038492668-pat00047
Figure 112006038492668-pat00048
를 만족하는 조건에서 절단점이 결정된다고 가정하면,
Figure 112006038492668-pat00049
에서의 절단점
Figure 112006038492668-pat00050
는 수학식 8을 만족하는
Figure 112006038492668-pat00051
의 최대값과 같다.
Figure 112006038492668-pat00052
과 절단점
Figure 112006038492668-pat00053
을 찾기 위해서 PCRD 최적화(Post Compression Rate-Distortion Optimization)를 이용한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 영상 압축 방법을 상세하게 설명한다.
제1 실시예
도 5에 보이는 바와 같이, 연속하는 다수의 프레임 중 현재 프레임(k번째 프레임)을 입력 받는다(S110). k 번째 프레임을 웨이블렛 변환하여 다수의 서브 밴드로 나누고(dividing), 각 서브 밴드를 순서가 정해진 다수의 코드블록으로 분해한다(S120). 전술한 바와 같이 각 코드블록은 각 비트 평면으로 분해되어, 연속하는 다수의 코딩 패스를 갖는다.
입력된 프레임이 첫번째 프레임인가를 판단한다(S130). 첫번째 프레임인 경우, 모든 코드 블록의 MSB 평면부터 LSB 평면까지 인코딩한다(S141). 이어서, 수학식 7에 따라 모든 코드 블록의 각 코딩 패스
Figure 112006038492668-pat00054
에서
Figure 112006038492668-pat00055
-
Figure 112006038492668-pat00056
기울기
Figure 112006038492668-pat00057
를 계산하고 저장한다(S142).
모든 코드 블록에서 계산된
Figure 112007065927741-pat00058
중 가장 큰
Figure 112007065927741-pat00059
를 최대값(Max)으로, 가장 작은
Figure 112007065927741-pat00060
를 최소값(Min)으로 각각 저장한다(S143, S144). 단계 S147에서, 최대값과 최소값의 평균(Mean)을 계산한다.
Figure 112007065927741-pat00167
를 계산하기 위해서 f를 0으로 설정하고(S145), 단계 S146에서 f가 32보다 작은 지를 판단한다. 만약에 f가 32보다 작을 경우, 단계 S148 내지 단계 S154에 따라 각 코드 블록에서 평균(Mean) 보다 큰
Figure 112007065927741-pat00061
를 갖는 코딩 패스 중 최대 코딩 패스의 단부를 절단점으로 설정한다. 즉, 코드 블록 순서
Figure 112007065927741-pat00062
를
Figure 112007065927741-pat00063
로 초기화하고(S148), 코딩패스의 순서
Figure 112007065927741-pat00064
를
Figure 112007065927741-pat00065
으로 초기화한다(S149).
Figure 112007065927741-pat00066
가 해당 코딩블록의 총 코딩패스보다 크거나 같으면, 단계 S153에서
Figure 112007065927741-pat00067
번째 코딩패스를 기준으로 절단점
Figure 112007065927741-pat00068
(
Figure 112007065927741-pat00069
)를 결정한다(S153).
Figure 112007065927741-pat00070
가 해당 코딩블록의 총 코딩패스보다 작으면, 코팅패스 순서를
Figure 112007065927741-pat00071
로 설정하고(S151),
Figure 112007065927741-pat00072
번째 코드 블록의
Figure 112007065927741-pat00073
번째 코딩패스에서
Figure 112007065927741-pat00074
가 평균(Mean) 보다 크거나 같은 가를 판단한다(S152).
Figure 112007065927741-pat00075
가 평균(Mean) 보다 작으면, 절단점
Figure 112007065927741-pat00076
(
Figure 112007065927741-pat00077
)을 결정하고(S153). 절단점이 결정되면,
Figure 112007065927741-pat00078
번째 코드 블록이 마지막 코드 블록인지 판단한다(S154).
Figure 112007065927741-pat00079
번째 코드 블록이 마지막 코드 블록이 아니면
Figure 112007065927741-pat00080
로 설정하고(S155), 단계 S149로 되돌아 간다.
Figure 112006038492668-pat00081
번째 코드 블록이 마지막 코드 블록이면 모든 코드블록의 절단점까지 인코딩하여 얻은 비트스트림(bit stream)을 패킷화하고, 패킷화된 비트스트림의 비트수 즉, 코딩된 영상의 비트수
Figure 112006038492668-pat00082
을 저장한다(S156). 다음으로, 코딩된 영상의 비트수
Figure 112006038492668-pat00083
과 목표 비트수
Figure 112006038492668-pat00084
과 비교한다(S157).
Figure 112006038492668-pat00085
이
Figure 112006038492668-pat00086
보다 작으면 평균값(Mean)을 최대값(Max)으로 대체하고(S158a),
Figure 112006038492668-pat00087
이
Figure 112006038492668-pat00088
보다 크면 평균값(Mean)을 최소값(Min)으로 대체한다(S158b). 단계 S143 내지 S158a 또는 S158b를 다수번, 바람직하게 32회 반복하여(S147, S159) 최소값과 최대값을 업데이트하여 최종 결정된 평균값을 해당 프레임의 기준값(
Figure 112006038492668-pat00089
)으로 결정한다(S160).
이어서, 현재 프레임이 마지막 프레임인지 판단한다(S171). 마지막 프레임이면 종료하고, 마지막 프레임이 아니면 k=k+1로 설정하고(S172), k 번째 프레임 입력을 요청하고(S173), 단계 S110으로 되돌아 간다.
단계 S130에서 입력된 프레임이 첫번째 프레임이 아닌 것으로 판단된 경우, 코드 블록 순서
Figure 112006038492668-pat00090
를
Figure 112006038492668-pat00091
로 초기화하고(S161), 코딩패스의 순서
Figure 112006038492668-pat00092
를
Figure 112006038492668-pat00093
으로 초기화한다(S162). 이어서, 코딩패스 순서를
Figure 112006038492668-pat00094
로 설정하고(S163),
Figure 112006038492668-pat00095
번째 코드 블록의
Figure 112006038492668-pat00096
번째 코딩패스를 인코딩한다(S164). 이어서,
Figure 112006038492668-pat00097
를 계산 및 저장한다(S165). 계산된
Figure 112006038492668-pat00098
가 이전 프레임의 기준값 즉,
Figure 112006038492668-pat00099
보다 크거나 같은 가를 판단한다(S166).
Figure 112006038492668-pat00100
가
Figure 112006038492668-pat00101
보다 크거나 같으면 단계 S163으로 되돌아가고,
Figure 112006038492668-pat00102
가
Figure 112006038492668-pat00103
보다 작으면
Figure 112006038492668-pat00104
번째 코드 블록이 마지막 코드 블록인지 판단한다(S167).
Figure 112006038492668-pat00105
번째 코드 블록이 마지막 코드 블록이 아니면
Figure 112006038492668-pat00106
로 설정하고(S168), 단계 S162로 되돌아 간다.
Figure 112006038492668-pat00107
번째 코드 블록이 마지막 코드 블록이면 단계 S143 이후의 과정을 진행한다. 이와 같이, 두번째 이후의 프레임부터는 모든 비트 평면의 각 코딩패스의 기울기
Figure 112006038492668-pat00108
를 계산하지 않고, 연속하는 코딩패스 중 기울기
Figure 112006038492668-pat00109
가 이전 프레임의 기준값
Figure 112006038492668-pat00110
보다 작아지기 전까지의 코딩패스에서의 기울기
Figure 112006038492668-pat00111
만 계산함으로써 즉, 산술부호화 대상이 되는 코딩패스의 수를 줄여 압축 시간을 감소시킬 수 있다.
제2 실시예
한편, 절단점이
Figure 112006038492668-pat00112
라는 조건에서 결정된다는 가정이 항상 맞지는 않기 때문에 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)이 약간 떨어질 수 있다.
이를 보완하기 위한 본 발명의 제2 실시예를 도 6을 참조하여 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에서는 현재 프레임과 이전 프레임의 해당 코드블록의 인코딩되지 않은 패스 수를 비교하여 절단점의 결정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 단계 S166에서
Figure 112009023849212-pat00113
가
Figure 112009023849212-pat00114
보다 작은 것으로 판단되면, 이전 프레임의 i 번째 코드 블록에서 인코딩되지 않고 남은 코딩 패스의 총 비트수
Figure 112009023849212-pat00115
와 현재 프레임의 i 번째 코드 블록에서 인코딩되지 않은 코딩패스의 총 비트수
Figure 112009023849212-pat00116
를 비교한다(S191). 만약,
Figure 112009023849212-pat00117
-
Figure 112009023849212-pat00118
가 패스 종료 허용값
Figure 112009023849212-pat00119
(
Figure 112009023849212-pat00120
≤ 0) 보다 작거나 같으면 단계 S163으로 되돌아가 코딩 패스 순서를 하나 증가시키고 인코딩을 진행한다. 이러한 본 발명의 제2 실시예는 전술한 제1 실시예에 비해 시간은 더 걸리지만 같은 코딩 비트 수일 때 종래의 PCRD와 같은 화질을 유지할 수 있다. 한편, 도 6의 미설명 단계는 도 5의 동일 참조번호를 갖는 단계와 같다.
제3 실시예
전술한 실시예 1에서 목표 비트수와 코딩 비트수를 비교하여 절단점을 결정할 수도 있다. 도 7을 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.
단계 S167에서
Figure 112006038492668-pat00121
번째 코드 블록이 마지막 코드 블록이면 모든 코드블록에서 인코딩된 코딩 패스까지의 총 영상의 비트수
Figure 112006038492668-pat00122
과 목표 비트수
Figure 112006038492668-pat00123
차이의 절대값이 목표 비트수의
Figure 112006038492668-pat00124
% 보다 작거나 같은지를 판단한다(S169). 즉, 다음의 수학식 9와 같이 목표 비트수
Figure 112006038492668-pat00125
에 대한 코딩 비트수
Figure 112006038492668-pat00126
과 목표 비트수
Figure 112006038492668-pat00127
차이가 목표 비트수
Figure 112006038492668-pat00128
의 기준률
Figure 112006038492668-pat00129
% 보다 큰가를 판단한다.
Figure 112006038492668-pat00130
PCRD 최적화를 이용하여 절단점
Figure 112006038492668-pat00131
를 결정하는 경우에도 코딩 비트수를 목표 비트수에 정확히 맞추지는 못하므로 목표 비트수의
Figure 112006038492668-pat00132
% 정도의 오차는 무시하는 것을 의미한다. 본 발명의 실시예에 따라
Figure 112006038492668-pat00133
%는 3 %가 될 수 있다.
코딩 비트수
Figure 112009023849212-pat00134
과 목표 비트수
Figure 112009023849212-pat00135
차이가 목표 비트수의
Figure 112009023849212-pat00136
% 보다 작거나 같다고 판단되면(S169), 단계 S143 이후의 과정을 진행한다. 비트수
Figure 112009023849212-pat00137
과 목표 비트수
Figure 112009023849212-pat00138
차이가 목표 비트수의
Figure 112009023849212-pat00139
% 보다 크다고 판단되면(S169), i 번째 코드블록의 코딩 비트수
Figure 112009023849212-pat00140
이 목표 비트수
Figure 112009023849212-pat00141
보다 큰가를 판단한다(S180). 코딩 비트수
Figure 112009023849212-pat00169
이 목표 비트수
Figure 112009023849212-pat00170
보다 크지 않으면 즉, 목표 비트수 보다 적게 코딩된 경우, 이전 프레임의 기준값
Figure 112009023849212-pat00143
을 감소시킨다(S181). 이때
Figure 112009023849212-pat00144
에 1보다 작은 값
Figure 112009023849212-pat00145
를 곱해
Figure 112009023849212-pat00146
을 감소시키고, 단계 S161로 되돌아간다. 한편, 단계 S180에서
Figure 112009023849212-pat00147
으로 판단되면, 단계 S143을 이후의 과정을 진행한다. 한편, 도 7의 미설명 단계는 도 5 또는 도 6의 동일 참조번호를 갖는 단계와 같다.
제4 실시예
전술한 실시예 3에서도 현재 프레임과 이전 프레임의 해당 코드블록의 인코딩되지 않은 패스의 총 비트수를 비교하여 절단점의 결정을 제어할 수 있다. 이하 도 9를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.
단계 S166에서
Figure 112006038492668-pat00148
가
Figure 112006038492668-pat00149
보다 작은 것으로 판단되면, 이전 프레임의 i번째 코드 블록에서 인코딩되지 않고 남은 코딩패스의 총 비트수
Figure 112006038492668-pat00150
와 현재 프레임의 i 번째 코드 블록에서 인코딩되지 않은 코딩패스의 총 비트수
Figure 112006038492668-pat00151
를 비교한다(S191). 만약,
Figure 112006038492668-pat00152
-
Figure 112006038492668-pat00153
가 패스 종료 허용값
Figure 112006038492668-pat00154
(
Figure 112006038492668-pat00155
≤ 0) 보다 작거나 같으면 단계 S163으로 되돌아가 코딩 패스 순서를 하나 증가시키고 인코딩을 진행하고,
Figure 112006038492668-pat00156
-
Figure 112006038492668-pat00157
가
Figure 112006038492668-pat00158
보다 크면 단계 S167 이후의 과정을 진행한다. 한편, 도 8의 미설명 단계는 도 5 내지 도 7의 동일 참조번호를 갖는 단계와 같다.
본 발명의 제4 실시예에 따라 목표 비트수와 코딩 비트수를 비교할 뿐만 아니라 현재 프레임과 이전 프레임의 코딩패스의 총 비트수를 비교하여 절단점을 결정함으로써 신속성을 보장하면서도 영상의 화질 저하를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명은 두번째 이후의 프레임부터는 산술부호화 대상이 되는 코딩패스의 수를 줄여 보다 효율적으로 인코딩을 진행할 수 있다. 따라서 목표 비트 수에 상관 없이 일정한 시간이 걸리는 종래의 PCRD와 달리, 목표 비트 수가 작을 경우에는 인 코딩 시간을 많이 감소시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. (a) 다수의 연속하는 프레임 중 첫번째 프레임이 아닌 k번째 프레임을 다수의 코드 블록-각 코드 블록은 연속적인 코딩 패스를 가짐-으로 나누는 단계;
    (b) 각 코드 블록에서 상기 코딩 패스를 차례로 인코딩하고, 코딩 비트수에 대한 왜곡-상기 왜곡은 인코딩 전 상기 코드 블록의 픽셀값과 상기 코딩 패스의 순서에 따라 복원된 상기 코드 블록의 픽셀값의 차이로 정의됨-의 변화량인 왜곡의 기울기를 계산 및 저장하되, 상기 왜곡의 기울기가 k-1번째 프레임의 기준값 보다 작을 때까지 상기 코딩 패스의 순서를 차례로 증가시키는 단계;
    (c) 모든 코딩 패스의 상기 왜곡의 기울기 중 가장 큰 값과 가장 작은 값을 각각 최대값 및 최소값으로 저장하는 단계;
    (d) 상기 최대값과 최소값의 평균을 구하는 단계;
    (e) 각 코드 블록의 코딩 패스 순서를 차례로 증가시키면서 각 코딩 패스의 상기 왜곡의 기울기와 상기 평균을 비교하되, 상기 왜곡의 기울기가 상기 평균보다 크거나 같을 때까지 상기 코딩 패스의 순서를 증가시키는 단계;
    (f) 상기 왜곡의 기울기가 상기 평균보다 크거나 같을 때의 상기 코딩 패스의 순서를 기준으로 각 코드 블록의 절단점을 결정하는 단계;
    (g) 모든 코드 블록의 절단점까지 인코딩하고, 코딩된 비트 수를 저장하는 단계;
    (h) 상기 코딩된 비트수가 미리 정해진 목표 비트수 보다 작으면, 상기 평균값으로 상기 최대값을 업데이트하고, 상기 코딩된 비트수가 상기 목표 비트수 보다 작지 않으면, 상기 평균값으로 상기 최소값을 업데이트하는 단계; 및
    (i) 상기 단계(d) 내지 상기 단계(h)를 미리 정해진 횟수 만큼 다수번 반복하여 상기 평균을 업데이트하고, 업데이트된 평균을 상기 k번째 프레임의 기준값으로 저장하는 단계를 포함하는, 영상 압축 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (a)는,
    (a1) 상기 k번째 프레임을 웨이블렛 변환하여 다수의 서브 밴드로 분해하는 단계; 및
    (a2) 상기 서브 밴드 중 하나의 서브 밴드를 상기 코드 블록으로 나누는 단계를 포함하는, 영상 압축 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 절단점은 상기 왜곡의 기울기가 상기 평균보다 크거나 같을 때의 상기 코딩 패스 바로 직전의 코딩 패스의 단부로 결정되는, 영상 압축방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (a) 전에,
    (p1) 다수의 연속하는 프레임 중 첫번째 프레임을 다수의 코드 블록-각 코드 블록은 연속적인 코딩 패스를 가짐-으로 나누는 단계;
    (p2) 상기 첫번째 프레임의 각 코드 블록의 모든 코딩 패스를 차례로 인코딩하여 코딩 비트수와 왜곡의 기울기를 계산 및 저장하는 단계; 및
    (p3) 상기 단계 (p2)의 실행 후, 상기 단계 (c)에서 상기 단계(i)에 이르는 일련의 과정을 실행하는 단계를 더 포함하는, 영상 압축 방법.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (b) 후,
    (b1) 각 코드블록에서 상기 왜곡의 기울기가 k-1번째 프레임의 기준값 보다 작을 때, 상기 k-1 번째 프레임과 상기 k번째 프레임의 코드블록 각각에서 인코딩되지 않고 남은 코딩 패스의 총 비트수-상기 총 비트수는 서로 대응하는 코드블록에서 상기 k-1 번째 프레임의 인코딩되지 않고 남은 코딩 패스의 총비트수인 제1 총비트수와 상기 k 번째 프레임의 인코딩되지 않고 남은 코딩 패스의 총 비트수인 제2 총비트수를 포함함-를 구하는 단계; 및
    (b2) 상기 k-1 번째 프레임과 상기 k번째 프레임의 상기 대응하는 코드블록에서 상기 제1 총 비트수와 상기 제2 총 비트수의 차이가 패스 종료 허용값 보다 작거나 같으면 상기 코딩패스의 순서를 하나 증가시키고, 상기 단계 (b)를 다시 실행하는 단계를 더 포함하는, 영상 압축 방법.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (b) 후,
    (b3) 모든 코드블록에서 인코딩된 패스까지의 영상의 총 코딩 비트수와 목표 비트수 차이가 미리 정해진 기준률 보다 큰 가를 판단하는 단계;
    (b4) 상기 차이가 상기 기준률 보다 작거나 같으면 상기 단계 (c)를 실행하고, 상기 차이가 상기 기준률 보다 크면, 상기 총 코딩 비트수가 상기 목표 비트수 보다 큰 가를 판단하는 단계;
    (b5) 상기 총 코딩 비트수가 상기 목표 비트수 보다 크면 상기 단계 (c)를 실행하고, 상기 총 코딩 비트수가 상기 목표 비트수 보다 크지 않으면 상기 k-1번째 프레임의 기준값을 감소시키고 상기 단계 (c)를 실행하는 단계를 더 포함하는, 영상 압축 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계 (b3) 전,
    (b1) 각 코드블록에서 상기 왜곡의 기울기가 k-1번째 프레임의 기준값 보다 작을 때, 상기 k-1 번째 프레임과 상기 k번째 프레임의 코드블록 각각에서 인코딩되지 않고 남은 코딩 패스의 총 비트수 -상기 총 비트수는 서로 대응하는 코드블록에서 상기 k-1 번째 프레임의 인코딩되지 않고 남은 코딩 패스의 총 비트수인 제1 총비트수와 상기 k 번째 프레임의 인코딩되지 않고 남은 코딩 패스의 총 비트수인 제2 총비트수를 포함함- 를 구하는 단계; 및
    (b2) 상기 k-1 번째 프레임과 상기 k번째 프레임의 상기 대응하는 코드블록에서 상기 제1 총 비트수와 상기 제2 총 비트수의 차이가 패스 종료 허용값 보다 작거나 같으면 상기 코딩패스의 순서를 하나 증가시키고, 상기 단계 (b)를 다시 실행하는 단계를 더 포함하는, 영상 압축 방법.
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