1019950005798
`
`(19) 대한민국특허청(KR)
`(12) 등록특허공보(B1)
`
`6
`(51) Int. Cl.
`H04N 7/24
`
`(21) 출원번호
`(22) 출원일자
`
`10-1995-0005798
`1995년03월20일
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`(45) 공고일자 1999년05월01일
`(11) 등록번호 10-0180173
`(24) 등록일자 1998년11월30일
`(65) 공개번호
`특1996-0036695
`(43) 공개일자
`1996년10월28일
`
`(73) 특허권자
`
`대우전자주식회사 배순훈
`
`서울특별시 중구 남대문로 5가 541번지
`정해묵
`
`서울특별시 마포구 공덕2동 현대아파트102-1305
`진천웅, 박태우
`
`(72) 발명자
`
`(74) 대리인
`
`심사관 : 변창규
`
`(54) 물체 부호화기
`
`요약
`
`본 발명은 물체 부호화기에 관한 것으로서, 물체의 윤곽 부위를 8×8 화소블록으로 블럭화하는 영상분할
`부(10)와; 상기 8×8 화소블럭을 8×8 주파수 계수블럭으로 변환하는 DCT부(20)와; 상기 8×8 주파수 계
`수 블럭을 지그재그 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 지그재그 스캐닝부(30)와; 상기 8×8 주파
`수 계수 블럭을 수직 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 수직 스캐닝부(40)와; 상기 8×8 주파수
`계수 블럭을 수평 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 수평 스캐닝부(50)와; 상기 8×8 화소블럭으
`로 블거화된 물체의 에지를 검출하고, 상기 에지의 방향에 따라 스캐닝 선택신호를 출력하는 에지검출부
`(60)와; 상기 스캐닝 선택신호에 따라 상기 지그재그 스캐닝부(30), 상기 수직 스태닝부(40) 및 상기 수
`평 스캐닝부(50) 중 하나의 출력을 선택하여 출력하는 선택부(70)를 푸함하여 구성되어, 블럭화된 물체의
`윤곽 부위를 DCT한 다음 물체의 에지 방향에 따라 적합한 스캐닝 방향을 선택하여 스캐닝을 수행하기 때
`문에 영상 데어터이량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
`
`대표도
`
`명세서
`
`[발명의 명칭]
`
`물체 부호화기
`
`(An object coder)
`
`[도면의 간단한 설명]
`
`제1도는 물체의 윤곽(contour)을 블록화한 상태를 도시한 도면.
`
`제2도는 본 발명에 따른 물체 부호화기의 계통도.
`
`제3도는 본 발명에 따른 스캐닝 방법을 도시한 개략도이다.
`
`* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
`
`10 : 영상분할기 20 : DCT부
`
`30 : 지그재그 스캐닝부 40 : 수직 스캐닝부
`
`50 : 수평 스캐닝부 60 : 에지검출기
`
`70 : 선택기 80 : 가변길이부호기(VLC)
`
`5-1
`
`Unified Patents, LLC v. Elects. & Telecomm. Res. Inst., et al.
`
`Ex. 1012, p. 1
`
`

`

`1019950005798
`
`[발명의 상세한 설명]
`
`본 발명은 물체 부호화기에 관한 것으로서, 특히 물체의 윤곽 부위를 블럭화한 다음 DCT(Discrete Cosine
`Transform)를 수행하여 만들어진 주파수 계수를 물체의 에지(edge) 방향에 따라 여러 가지 방향으로 스캐
`닝하여 영상 데어터량을 감소시키는 물체 부호화기에 관한 것이다.
`
`현재, 컴퓨터와 통신 및 방송 등의 다중매체가 결합, 통합된 다중미디어 환경이 다양하게 발전하여 금세
`기 말부터는 정보 통신 분야의 꽃이라 할 수 있는 멀티미디어 시대가 열릴 것이다. 이러한 멀티미디어를
`지원해주는 핵심 요소 기술로는 디지털화와 디지털 영상 압축 기술이 있다.
`
`이러한 디지털 영상 압축 기술의 필요성을 간단히 논하자면 현재의 NTSC 방식의 텔레비전(TV) 신호는 초
`당 180Mbit의 데이터량을 갖고 있는데. 이를 CD(Compact Disk, 용량 : 약 6.25Gbit) 한장에 담으면 약 35
`초의 분량이 되므로 이 정도의 정보 저장 능력으로는 충분한 길이의 동영상 데이터를 저장할 수 없게 된
`다. 따라서, CD 한장에 많은 영상 데이터를 저장하기 위한 기술이 개발되었는데, 이것이 바로 디지털 영
`상 압축 기술이다.
`
`상기 디지털 영상 압축을 한마디로 요약하면 영상이 갖는 공간적, 시간적 중복성을 제거함으로써 영상을
`표시하는데 필요한 데이터량을 줄이는 것이다.
`
`한편, MPEG-2 비디오 압축 방법은 두 가지 기본 기술을 바탕으로 한다.
`
`첫 번째로 시간 중복성(Temporal redundancy)을 줄이기 위하여 블럭 단위의 움직임 추정 및 보상(MOtion
`estimation and compensation)을 이용하고, 두 번째로 공간 중복성(Spatial redundancy)을 줄이기 위하여
`DCT 압축 기법을 이용한다.
`
`즉, MPEG-2에서 규정하는 픽쳐 타입(picture type)에는 1,P,B-픽쳐의 세 가지가 있으며, 그중 I(Intra
`coded) 픽쳐는 움직임 보상을 이용하지 않고 단순히 그 픽쳐만을 DCT해서 코딩하는 것이고, P(Predicted
`coded) 픽쳐에서는 I 또는 다른 P-픽쳐를 기준으로 삼아 움직임 보상을 한 후 나머지 차분을 DCT 코딩한
`다. 또한, B(Bidirectionally predicted coded) 픽쳐에서는 P-픽쳐처럼 움직임 보상을 사용하지만 P-픽쳐
`와는 달리 시간축상에서 앞뒤에 있는 두개의 프레임으로부터 움직임 보상을 한다.
`
`이러한 움직임 보상은 16×16 블럭을 기본 단위로 한다.
`
`그리고, 상기 DCT 코딩은 고속 알고리즘을 갖는 직교 변환(Orthogonal transform)으로 많은 종류의 영상
`들에 대해서 최적에 가까운 성능을가질 뿐만아니라, DCT 기본 함수가 시각 특성기준의 효과적인 이용을
`매우 용이하게 하는 장점이 있어 공간 중복성을 줄이기 위하여 이용되고 있다.
`
`이러한 DCT는 8 8 블럭을 기본 단위로 한다.
`
`그러나, 상기와 같이 영상의 수학적 통계 특성을 이용한 블럭 또는 매크로 블럭 단위로 처리하는 기존의
`부호화 방법은 비트율이 낮아질수록 즉, 압축률이 높아질수록 블럭화 형상 및 경계의 흐림 현상
`(blurring) 등이 더욱 심하게 발생하여 시각적으로 거슬리게 된다.
`
`따라서, 인간의 시각이 경계에 민감하다는 점을 감안하여 영상을 물체 위주로 분할하여 부호화하는 물체
`코딩(object coding) 방법이 발전되어 왔다.
`
`이러한 종래의 물체 코딩 방법은 외형이 불규칙적은 물체의 윤관(contour)을 코딩하고 그 물체 내의 그레
`이 레빌(gray level)은 DCT 등의 방법으로 따로 고딩한다.
`
`이 때, 제1도에 도시된 바와 같이 DCT를 수행하기 전에 물체 이외의 여백 부분을 어떤 값으로 채워주는
`것이 필요하며, 보통은 여백부분을 '0'으로 채워준 후에 DCT를 수행하게 된다.
`
`그러나, 상기와 같이 여백부분을 '0'으로 채운 다음 DCT를 수행하면 높은 주파수 계수(frequency
`coefficients)가 발생됨에 따라 이 주파수 계수를 코딩하기 위해서는 많은 비트 수가 필요하게 되는 문제
`점이 있었다.
`
`이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 물체의 윤곽 부위를 블럭화한
`다음 DCT를 수행하여 만들어진 주파수 계수를 물체의 에지 방향에 따라 다른 방향으로 스캐닝함으로써 영
`상 데이터량을 감소시킬 수 있는 물체 부호화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
`
`상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 물체 부호화기는 물체의 윤곽 부위를 8× 8 화소블
`럭으로 블럭화하는 영상분할부와; 상기 8×8 화소블럭을 8×8 주파수 계수 블럭으로 변환하는 DCT부와;
`상기 8×8 주파수 계수 블럭을 지그재그(zig zag) 스캐닝하여 런 렝스(run length) 부호화하여 출력하는
`지그재그 스캐닝부와; 상기 8×8 주파수 계수 플럭을 수직 스캐닝하여 런렝스 부호화하여 출력하는 수직
`스캐닝부와; 상기 8×8 주파수 계수 블럭을 수평 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 수평 스캐닝부
`와; 상기 물체의 에지를 검출하여 에지의 방향이 사선일 경우 상기 지그재그 스캐닝부의 출력이, 에지의
`방향이 수평일 경우 상기 수직 스캐닝부의 출력이, 에지 방향이 수직일 경우 상기 수평 스캐닝부의 출력
`이 각각 선택되도록 하는 스캐닝 선택신호를 출력하는 에지검출부와; 상기 스캐닝 선택신호에 따라 상기
`지그재그 스캐닝부, 상기 수직 스캐닝부 및 상기 수평 스캐닝부 중 하나의 출력을 선택하여 출력하는 선
`택부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
`
`이하, 본 발명의 바람직한 실신예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
`
`제2도는 본 발명에 따른 물체 부호화기의 계통도로서, 상기 물체 부호화기는 물체의 윤곽 부위를 8×8 화
`소블럭으로 블럭화하는 영상분할기(10)와; 상기 8×8 화소블럭을 8×8 주파수 계수 블럭으로 변환하는
`DCT부(20)와; 상기 8×8 주파수 계수 블럭을 지그재그 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 지그재그
`스캐닝부(30)와; 상기 8×8 주파수 계수 블럭을 수직 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 수직 스캐
`닝부(40)와; 상기 8×8 주파수 계수 블럭을 수평 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 수평 스캐닝부
`(50)와; 상기 8×8 화소 블럭으로 블럭화된 물체의 에지를 검출하고, 검출된 에지의 방향에 따라 스캐닝
`
`5-2
`
`Unified Patents, LLC v. Elects. & Telecomm. Res. Inst., et al.
`
`Ex. 1012, p. 2
`
`

`

`1019950005798
`
`선택신호를 출력하는 에지검출기(60)와; 상기 스캐닝 선택신호에 따라 상기 지그재그 스캐닝부(30), 상기
`수직 스캐닝부(40) 및 상기 수평 스캐닝부(50) 중 하나의 출력을 선택하여 출력하는 선택기(70)와; 상기
`선택기(70)에서 출력되는 런 렝스 부호화된 부호어에 대해 발생활률이 높은 부호어들에 대하서는 부호당
`짧은 비트를 할당하고, 발생확률이 낮은 부호어들에 대해서는 부호당 긴 비트를 할당하여 부호의 평균길
`이를 엔트로피에 가깝도록 통계적 중복성을 제거한 후 수신측(도시하지 않음)으로 전송하는 가변길이부호
`기(VLC, 80)를 포함하여 구성된다.
`
`상기 에지검출기(60)는 물체의 에지를 검출하여 에지의 방향이 사선일 경우 지그재그 스캐닝부(30)의 출
`력이, 에지의 방향이 수평일 경우 수직 스캐닝부(40)의 출력이, 에지 방향이 수직일 경우 수평 스캐닝부
`(50)의 출력이 각각 선택되도록 하는 스캐닝 선택신호를 선택기(70)로 출력한다.
`
`상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 물체 부호화기의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같
`다.
`
`먼저, 영상분할기(10)가 불체의 윤곽 부위를 8×8 화소블럭으로 블럭화하여 DCT부(20)로 출력하면, 상기
`DCT부(20)는 입력받은 8×8 화소블럭을 8×8 주파수 계수 블럭으로 변환하여 지그재그 스캐닝부(30), 수
`직 스캐닝부(40) 및 수평 스캐닝부(50)로 각각 출력한다.
`
`상기 지그재그 스캐닝부(30), 수직 스캐닝부(40) 및 수평 스캐닝부(50)는 각각 입력받은 8×8 주파수 계
`수 블록을 런 렝스 부호화하여 선택기(70)로 출력한다.
`
`상기 선택기(70)는 어제검출기(60)가 제공하는 스캐닝 선택신호에 따라 지그재그 스캐닝부(30), 수직 스
`캐닝부(40) 및 수평 스캐닝부(50) 중 하나에서 출력되는 런 렝스 부호화된 부호어들을 선택하여 가변길이
`부호기(80)로 출력한다.
`
`즉, 상기 선택기(70)는 제3도에 도시된 바와 같이 물체의 에지가 사선일 경우에는 DCT 수행 후 지그재그
`스캐닝되어 출력되는 런 렝스 부호화된 부호어를 선택하여 출력하고, 물체의 에제가 수직선일 경우에는
`DCT 수행 후 수평 스캐닝되어 출력되는 런 렝스 부호화된 부호어를 선택하여 출력하고, 물체의 에지가 수
`평선일 경우에는 DCT 수행 후 수직 스캐닝되어 출력되는 런 렝스 부호화된 부호어를 선택하여 출력한다.
`
`예를 들어, DCT된 주파수 계수가 아래 표1과 같고,
`
`표 1
`
`첫 번째로 8×8 블럭화된 물체의 윤곽 에지가 사선일 경우에는 (276, 137, 59, 89, -94, 51, -12, 25,
`-35, 39 ...) 순으로 지그재그 스캐닝하여 런 렝스 부호화된 부호어를 선택하여 출력하고, 두 번째로 8×
`8 블럭회된 물체의 윤곽 에지가 수직선일 경우에는 (276, 59, 89, 39, 7, -13, -12, -7, 137 ...) 순으로
`수평 스캐닝하여 런 렝스 부호화된 부호어를 선택하여 출력하고, 세 번째로 8×8 블럭화된 물체의 윤곽
`에지가 수평선일 경우에는 (276, 137, 51, -12, -8, 2, 1, -1, -6, 59 ...) 순으로 수직 스캐닝하여 런
`렝스 부호화된 부호어를 선택하여 출력한다.
`
`이 때, 물체 이외의 여백부분을 '0'으로 채운 다음 DCT를 수행하면 높은 주파수 계수가 발생되어 이 주파
`수 계수를 코딩하기 위해서는 많은 비트수가 필요하게 되나, 상기와 같이 물체의 에지 방향에 따라 스캐
`닝 방향을 달리하면 영상 데이터량을 감소시킬 수 있다.
`
`한편, 상기와 같이 선택적으로 스캐닝된 런 렝스 부호화된 부호어들은 가변길이부호기(70)에서 발생확률
`이 높은 부호어들에 대해서는 부호당 짧은 비트가 할당되고, 발생확률이 낮은 부호어들에 대해서는 부호
`당 긴 비트를 할당되어 부호의 평균길이를 엔트로피에 가깝도록 통계적 중복성이 제거된 후 수신측(도시
`하지 않음)으로 전송된다.
`
`이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 물체 부호화기는 블럭화된 물체의 윤곽 부위를 DCT한 다음 물
`체의 에지 방향에 따라 적합한 스캐닝 방향을 선택하여 스캐닝을 수행하기 때문에 영상 데이터량을 감소
`시킬 수 있는 효과가 있다.
`
`(57) 청구의 범위
`
`청구항 1
`
`물체의 윤곽 부위를 8×8 화소 블럭으로 블럭화하는 영상분할부(10)와; 상기 8×8 화소블럭을 8×8 주파
`수 계수 블럭으로 변환하는 DCT부(20)와;
`
`5-3
`
`Unified Patents, LLC v. Elects. & Telecomm. Res. Inst., et al.
`
`Ex. 1012, p. 3
`
`

`

`1019950005798
`
`상기 8×8 주파수 계수 블럭을 지그재그(zig zag) 스캐닝하여 런 렝스(run length) 부호화하여 출력하는
`지그재그 스캐닝부(30)와;
`
`상기 8×8 주파수 계수 블럭을 수직 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 수직 스캐닝부(40)와;
`
`상기 8×8 주파수 계수 블럭을 수평 스캐닝하여 런 렝스 부호화하여 출력하는 수평 스캐닝부(50)와;
`
`상기 물체의 에지를 검출하여 에지의 방향이 사선일 경우 상기 지그재그 스캐닝부(30)의 출력이, 에지의
`방향이 수평일 경우 상기 수직 스캐닝부(40)의 출력이, 에지 방향이 수직일 경우 상기 수평 스캐닝부(5
`0)의 출력이 각각 선택되도록 하는 스캐닝 선택신호를 출력하는 에지검출부(60)와;
`
`상기 스캐닝 선택신호에 따라 상기 지그재그 스캐닝부(30), 상기 수직 스캐닝부(40) 및 상기 수평 스캐닝
`부(50) 중 하나의 출력을 선택하여 출력하는 선택부(70)를 포함하여 주성된 것을 특징으로 하는 물체 부
`호화기.
`
`도면
`
` 도면1
`
` 도면2
`
`5-4
`
`Unified Patents, LLC v. Elects. & Telecomm. Res. Inst., et al.
`
`Ex. 1012, p. 4
`
`

`

` 도면3
`
`1019950005798
`
`5-5
`
`Unified Patents, LLC v. Elects. & Telecomm. Res. Inst., et al.
`
`Ex. 1012, p. 5
`
`