KR100876066B1

KR100876066B1 - 신호 코딩 방법, 신호 디코딩 방법, 메모리 매체, 코더 및 디코더

Info

Publication number: KR100876066B1
Application number: KR1020027001023A
Authority: KR
Inventors: 라다헤이더; 반데샤아르-마이트리어미하엘러; 첸잉웨이
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2008-12-26
Anticipated expiration: 2021-05-03
Also published as: DE60139396D1; CN100370802C; WO2001091454A2; EP1290868B1; KR20020026242A; JP2003534734A; EP1290868A2; US6501397B1; WO2001091454A3; CN1406431A; ATE438261T1

Abstract

본 발명은 특정 소스 신호에 대한 비트 플레인들의 가변 코딩에 관한 것이다. 이것은 상이한 비트 플레인들을 매립된 서브-신호들로 먼저 분할 또는 그룹화하고 그 후 각 서브-신호를 코딩하는 것을 포함한다. 이 기술은 본 발명에 따른 인코더가 스케일러빌러티와 코딩 효율 사이를 조절하여 원하는 트레이드 오프점(trade-off point)에 도달할 수 있게 한다. 따라서, 비트 또는 비트 플레인 레벨의 입도가 요구되지 않는 경우, 코딩 효율은 코딩하기 전에 2개 이상의 비트 플레인들을 조합함으로써 향상될 수 있다. 또한, 각 비트 플레인의 통계적 성질이 다르므로, 비트 플레인들에 걸쳐 사용되는 그룹화의 레벨이 변할 수 있다.

서브-신호, 비트 플레인, 가변 코딩, 스케일러빌러티, 코딩 효율

Description

신호 코딩 방법, 신호 디코딩 방법, 메모리 매체, 코더 및 디코더{A method for coding a signal, a method for decoding a signal, a memory medium, a coder, and a decoder}

본 발명은 일반적으로 신호 압축 기술에 관한 것으로서, 특히, 소스 신호를 서브-신호들로 분할하고 그 후 서브-신호들 각각을 인코딩하는 것을 포함하는 압축 기술에 관한 것이다.

디지털 신호들의 비트 플레인 압축은 많은 멀티미디어 애플리케이션들에 적합한 대중적인 코딩 방법이다. 예를 들면, 시청각 신호들의 비트 플레인 코딩은 이들 신호들의 진보적이고 스케일러블(scalable)한 전송을 가능하게 한다. 일반적으로, 오디오 또는 비주얼 신호는 비트 플레인 코딩 전에 몇몇 유형의 변환을 겪는다. 이와 같은 변환들의 예들은 이산 코사인 변환(DCT) 또는 이산 웨이블릿 변환(DWT: Discrete Wavelet Transform)을 포함한다.

상술한 변환들 중 하나를 수행한 후에, 신호에 포함된 각 비트 플레인은 신호의 최상위 비트(Most-Significant-Bit; MSB) 표시에서 시작하여 최하위 비트(Least-Signifiant-Bit; LSB)까지 주사 및 코딩된다. 그러므로, 변환 계수들 각각이 n비트로 표시되는 경우, 코딩되고 전송될 n개의 대응하는 비트 플레인들이 있다.

특정 충실도 기준(particular fidelity criterion)(예를 들어, 최대 허용가능한 왜곡(distortion)) 또는 비트 레이트 예산 제약(bit-rate budget constraint)에 따라, 신호의 코딩은 특정 비트 플레인에 한정될 수 있다. 이 접근법은 특히 신호가 전송되는 시간과 같은 시간일 수 있는 실시간으로 코딩이 행해질 때 비트 플레인 압축의 진보적인 특징을 제공한다. 오프라인 또는 전송전에 코딩된 신호들에 대해서, 비트 플레인 코딩으로 인해 임베딩되고 스케일러블한 비트 스트림이 얻어진다. 이는 송신기(sender)가 예를 들어, 이용가능한 대역폭과 같은 네트워크 조건들에 응답하여, 특정 비트 플레인으로 또는 특정 비트 플레인내에서 스트림의 전송을 제한할 수 있게 한다.

따라서, 일반적으로, 비트 플레인 압축은 신호의 매우 미세한 입도의 스케일러빌러티(FGS: Fine-Granular-Scalability) 코딩을 제공한다. 비트 플레인을 코딩하는데 사용된 특정 방법에 따라, 이 입도(granularity)는 단일 비트와 같이 미세하거나 전체 비트 플레인과 같이 조잡할 수 있다. 그러므로, 신호가 n개의 플레인과 총수 b개의 비트를 사용하여 코딩된 비트 플레인인 경우, 그 결과로 얻어진 압축 스트림은 그 스트림에 임베딩된 원래의 신호의 대략 n에서 b 정도의 진보적인 표시를 포함할 수 있다.

본 발명은 신호를 압축하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 신호를 복수의 서브-신호들로 분할하고, 상이한 코딩 기술에 따라 서브-신호들 각각을 코딩한다. 또한, 서브-신호들은 상이한 비트 플레인들을 포함하거나 또는 상기 신호의 동일한 비트 플레인에서의 상이한 비트들을 포함한다.

또한 본 발명은 신호에 대해 "최선의 선택(best choice)" 분할을 결정하는 신호를 압축하는 방법에 관한 것이다. 신호는 "최선의 선택" 분할에 따라 복수의 서브-신호들로 분할되고, 그 후 서브-신호들을 코딩한다. "최선의 선택" 분할은 신호에 대한 상이한 분할 수를 규정함으로써 결정된다. 또한, 분할들 각각에 대한 엔트로피 값이 계산되고, 최소 엔트로피 값을 갖는 분할이 선택된다.

또한 본 발명은 신호가 어떻게 서브-신호들로 분할되는지를 나타내는 분할 정보와 서브-신호들을 포함하는 신호를 압축해제하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 서브-신호들 각각을 디코딩하고 그 후 분할 정보에 따라 서브-신호들을 조합하는 것을 포함한다. 독립항들은 본 발명의 여러 양태들을 규정한다. 종속항들은 이점이 적용될 수 있는 부가 특성들을 규정한다.

이제 동일 참조 번호들이 대응 부분들을 나타내는 도면들을 참조한다.

도 1은 본 발명에 따른 비트 플레인 분할(bit-plane partitioning)의 일례를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 비트 플레인 분할의 다른 예를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 비트 플레인 압축의 일례를 예시하는 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 비트 플레인 압축해제의 일례를 예시하는 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 시스템의 일례의 블록도.

상술된 바와 같이, 일반적으로, 비트 플레인 압축은 신호의 매우 미세한 입도의 스케일러빌러티(FGS: Fine-Granular-Scalability) 코딩을 제공한다. 그러나, 비트 플레인 코딩의 미세한 입도(fine-granularity)는 잠재적으로 코딩 효율을 희생시켜 얻어진다. 이에 의해 가장 대중적인 비디오 압축 표준(예를 들어, MPEG-1, MPEG-2, 및 MPEG-4 비디오)은 전체적으로 변환 계수를 주사 및 코딩하는 방식 대 진보적인 방식으로 변환 계수들의 개개의 비트 플레인들을 주사 및 코딩하는 방식에 적합하게 되었다. 이 표준 접근법은 신호의 효율적인 코딩을 가져오지만, 스케일러빌러티는 희생된다.

상기의 견지에서, 본 발명은 소스 신호의 비트 플레인들의 가변 코딩에 관한 것이다. 이는 상이한 비트 플레인들을 서브-신호들로 먼저 분할 또는 그룹화하고 그 후 각 서브-신호를 코딩하는 것을 포함한다. 이 기술은 본 발명에 따른 인코더가 스케일러빌러티와 코딩 효율 사이를 조절하여 원하는 트레이드-오프점에 도달할 수 있게 한다. 그러므로, 비트 또는 비트 플레인 레벨의 입도가 요구되지 않는 경우, 코딩 효율은 코딩하기 전에 2 개 이상의 비트 플레인들을 조합함으로써 향상될 수 있다. 또한, 각 비트 플레인의 통계적 성질이 다르므로, 비트 플레인들에 걸쳐 사용되는 그룹화의 레벨이 변할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 코딩하기 전에 소스 신호를 가변 깊이 서브-신호들로 분할하는 것에 기초한다. 설명할 목적으로, 소스 신호는 이전에 디지털화되었으며, 이산 코사인 변환(DCT)이나 이산 웨이블릿 변환(DWT: Discrete Wavelet Transform)과 같은 몇몇 종류의 변환을 겪었다고 가정한다. 그러나, 본 발명에 따라, 소스 신호가 디지털화만된 것도 예상된다.

본 발명에 따른 분할의 일례는 도 1에 도시되어 있다. 이 예에서, 소스 데이터는 서브-신호들 s₁-s₄ 각각이 상이한 비트 플레인들을 포함하도록 분할된다. 도 1의 분할에서, 소스 신호 S는 n 개의 비트 플레인들을 포함한다. 여기서, S의 모든 계수는 S의 코딩 전에 n 개의 비트들로 표시된다고 가정된다. 따라서, 상기 신호는 n 개의 비트 플레인들 b(j)(여기서 j=1,2,...,n)으로 분할될 수 있다.

또한, m 서브-신호들 s_l이 S를 나타내도록 규정되고, 여기서, 각 서브-신호는 하나 이상의 비트 플레인들 b(j)를 포함한다. k_l을 서브-신호 s_l(여기서 l=1,2...m) 내에서 그룹화된 연속적인 비트 플레인들의 수라 하자. 따라서, 서브-신호 s_l은 비트 플레인들을 포함한다:

이 분할에 기초하면,

이다. 예를 들어, 신호 S는 8 개의 비트 플레인들로 구성된다. S 신호가 k₁=4, k₂=2, k₃=1, 및 k₄=1을 사용하여 4 개의 서브-신호들로 분할되면, 이것은 도 1에 도시된 바와 같이, 각각, 4 개, 2 개, 1 개, 1 개의 비트 플레인들을 갖는 서브-신호들 s₁, s₂, s₃, s₄에 이르게 된다. 이 예에서, s₁={b(1),b(2),b(3),b(4)}, s₂={b(5),b(6)}, s₃={b(7)}, s₄={b(8)}이다.

본 발명에 따른 분할의 다른 예는 도 2에 도시된다. 이 예에서, 소스 신호는 모든 서브-신호들 s₁-s₄이 비트 플레인들 전체를 포함하지 않도록 분할된다. 즉, 도 2의 분할은 서브-신호들로 분할할 때 소스 신호의 상이한 계수들에서 가변수의 비트들을 사용한다. 이는 상이한 계수들이 그들이 포함하는 에너지 양에서 보면 상이한 중요도를 가지므로, 변환된 신호들(예를 들어, DCT 또는 DWT)에 매우 유용할 수 있다. 따라서, 가변수의 비트들은 그 특정 서브-신호의 전체 코딩 성능을 향상시키기 위해 각 층(또는 서브-신호)내에서 사용된다.

도 2의 에에서, 특정 비트 플레인은 하나보다 많은 서브-신호에 속하는 비트들을 가질 수 있다. 따라서, 소스 신호 S는 서브-신호들 s₁,s₂ 각각이 비트 플레인들 b(2), b(3), 및 b(4)의 상이한 비트들을 포함하도록 분할된다.

본 발명에 따른 비트 플레인 압축의 일례는 도 3에 도시된다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 비트 플레인 분할(2)은 서브-신호들 s₁,s₂,...,s_m을 발생하기 위해서 소스 신호 S상에서 실행된다. 본 발명에 따르면, 비트 플레인 분할(2)은 도 1 또는 도 2와 유사한 미리 결정된 방식으로 수행될 수 있다. 그러나, 분할(2)은 주어진 소스 신호 S의 코딩 효율을 최대화하기 위해서 가변적으로 수행되는 것이 바람직하다.

분할을 가변적으로 수행하기 위해서, 신호 S에 대해서 코딩 효율을 최대화로 하는 주어진 신호 S에 대한 "최선의 선택 분할"을 나타내는 분할 정보를 결정하는 처리(4)가 포함된다. 이 처리(4)에 관해서는, 수퍼세트(superset) I_n이 규정된다. I_n의 각 요소는 정수들의 벡터 v=(k₁,k₂,...,k_m)이므로, 이들 정수들의 합은 n과 같다(여기서, n은 신호 S에서의 비트 플레인들의 수를 나타낸다). 즉:

I_n의 특별한 요소는 단일 정수만을 포함하는 벡터 v=(n)이다. 이것은 m=1일 때(즉, S가 단일의 서브-신호로 분할될 때)만 허용가능한 벡터이다. I_n의 다른 특별한 요소는 모두 1인 벡터 v=(1,1,1,...,1)이다. 이것은 m=n일 때(즉, S가 n 서브-신호들로 분할될 때)만 허용가능한 벡터이다.

정수-벡터들 I_n의 세트에 기초하여, 세트 S_n은 s₁이 k₁ 최상위 비트 플레인들로 구성되고, s₂가 다음의(연속하는) k₂ 비트 플레인들로 구성되는 것 등과 같이 구성되도록 신호 S(n 비트 플레인들로 구성)를 서브-신호들 s₁,s₂,...,s_m로 분할하는 모든 가능한 방법들로 규정된다:

여기서, s는 S_n의 요소를 표시한다. 그러므로, 분할 정보를 찾아내는 것은 다음의 기준을 만족하는 S_n내의 요소 s_o를 식별하는 것에 기초한다:

여기서, H(s)는 (S_n의 요소인) 분할 s의 총 엔트로피의 측정치이다.

가중 인자 w는 서브-신호 s_i와 다른 네트워크 관련 변수들(파라미터 η로 표시됨)의 함수이다. 예를 들어, 데이터가 전송될 수 있는 비트-레이트(또는 대역폭) 범위를 시스템이 커버하는 것을 시도하면, 상이한 가중 인자들(w)은 원하는 비트 레이트 범위를 커버하는데 얼마나 많은 입도를 분해(decomposition)(s)가 제공하는지를 측정할 수 있다. 이 경우, 우리가 (식 4에 표현된 바와 같은) 최소값을 찾고 있으므로, 원하는 비트 레이트들에 걸쳐 분해(s)가 보다 많은 입도를 제공하면(즉, 미세할수록), w에 대한 값들은 더 작아져야 한다.

분할(s_o)은 "최선의(best)" 선택 분할로써 불린다. 식 (4)에 따라, "최선의 선택" 분할(s_o)은 신호 S의 분할에 포함된 서브-신호들에 대한 최소 총 엔트로피 측정치를 가질 것이다. s_o가 세트(I_n)로부터의 유일한 정수-벡터(v_o)에 대응한다는 것에 주의하는 것이 중요하다. 정수-벡터(v_o)는 "최선의" 선택 벡터로써 불리고, 그러므로, 도 3의 예에서는 분할 정보 P로써 사용되는 것이 바람직할 것이다. 그러므로, 비트 플레인 분할(2)은 신호 S에 대한 코딩 효율을 최대화하기 위해서 분할 정보 P에 따라 수행될 것이다. 더욱이, 분할 정보 P는 또한 분할 정보 인코더(8)에 의해 코딩되고 도시된 바와 같이 디코더(들)에 전송될 것이다.

엔트로피 측정치 H는 "최선의" 선택 분할의 선택에 큰 영향을 미칠 수 있다. 엔트로피 H를 측정하는데 사용될 수 있는 몇몇 접근법들이 있다. 이상적으로, 우리는 분할로부터 얻어지는 각 서브-신호를 인코딩하는데 사용된 방법을 고려하여 엔트로피를 측정할 것이다. 그러므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 가능성은 (세트 S_n으로부터) 최선의 선택 S_o를 선택하기 위해 사용된 프로세스가 시스템에 의해 사용된 상이한 엔트로피 인코더들을 (프로세스에 대한 입력으로써) 고려하는 것이다. (그와 같은 시스템에서 사용될 수 있는 인코더들은 아래에서 설명된다.)

또한, H를 계산하기 위한 다른 가능한 접근법은 전형적으로 널리 알려진 새논(Shannon) 엔트로피 측정법을 사용하는 것일 것이다. 이 후자의 경우는 시스템에 의해 실제로 사용되는 상이한 타입들의 인코더들을 선택 프로세스가 (입력으로서) 사용할 필요가 없을 때의 시나리오의 예이다. 따라서, 이것은 선택 프로세스를 단순화할 수 있다. 또 다른 가능성은 시스템에 의해 사용된 실제의 서브-신호 인코더들을 근사화시키거나 추정할 수 있는 엔트로피 측정치를 사용하는 것이다.

S의 가능한 분할들의 수(즉, 세트 S_n에서의 요소들의 수)가 매우 클(=2^(n-1)) 수 있으므로, 이들 모든 가능한 분할들의 서브세트(subset)를 고려하는 것이 바람직하다. 즉, 우리는 정수 벡터들의 수퍼세트 I_n의 서브세트 J_n을 고려할 수 있다: J_n⊆ I_n. 예를 들어, 조건

외에, 서브세트 J_n을 규정하기 위해 다른 제약(constraint)들이 정수 벡터들 v=(k₁,k₂,...,k_m)에 부가될 수 있다. 하나의 가능한 제약은 단조롭게 감소하는 정수들을 갖는 정수 벡터들을 고려하는 것이다: k₁≥k₂≥...k_m-1≥k_m:

이 경우에, 식 (2)는 간단히 I_n을 그 서브세트 J_n으로 대체시킴으로써 변형될 수 있다:

이미 설명된 바와 같이, 신호 S에 대한 코딩 효율을 최대화하기 위해서 "최선의 선택" 분할을 나타내는 분할 정보 P에 따라 비트 플레인 분할(2)이 실행되는 것이 바람직하다. 비트 플레인들을 서브-신호들 s_l로 분할한 후, 이들 서브-신호들 각각이 그 후 코딩된다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 서브-신호들 각각은 대응하는 별개의 인코더들(6)을 사용함으로써 서브-신호 s₁에서 시작하여 서브-신호 s_m까지 코딩될 수 있는 것이 바람직하다.

별개의 인코더들(6)을 채용하는 것은 그것이 각 서브-신호에 대한 상이한 주사 및 엔트로피 코딩 기술들의 사용을 가능하게 하므로 바람직하다. 즉, 상이한 인코딩 전략은 도 3에 도시된 서브-신호들 각각에 대해 사용될 수 있다. 이 경우, 각 인코딩 전략은 원래의 데이터 분할에서 얻어진 특정 서브-신호에 대해 설계되고 최적화될 수 있다.

서브-신호들의 코딩을 위해 채용될 수 있는 인코더들(6)의 예들은 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.261, H.263 비디오 표준들에 의해 채용된 것들과 같은, DCT 기반 런 렝쓰 인코더들(DCT based run-length encoders)이다. 특히, 단일 비트 플레인으로 구성되는 서브-신호에 대하여, MPEG-4 비트 플레인 FGS(Fine-Granular-Scalability) 인코더가 사용될 수 있다. 또한, 다수의 비트 플레인들로 구성되는 서브-신호들을 코딩하기 위한 FGS의 개념이 사용될 수 있다. 더욱이, EZW(Embedded Zero-tree Wavelets) 인코딩 방법들의 패밀리(family)도 S의 임의의 서브-신호를 인코딩하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 대중적인 SPIHT 인코딩 방법, 즉, MPEG-4에 의해 채택된 EZW에 기초한 텍스처(texture) 코딩 방법을 포함한다. 또한, JPEG 2000 표준으로 제안 및/또는 채택된 접근법들은 좋은 후보들이다. 여기에 사용될 수 있는 엔트로피 인코더들의 다른 부류는 매칭 추구(Matching Pursuit) 인코더들 부류이다.

사용된 인코딩 전략의 타입과 관계없이, 출력 압축된 신호가 임베딩 방식으로 상이한 코딩된 서브-신호들 σ₁, σ₂,...σ_m을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해 비트 플레인 의존 코딩의 스케일러블한 특징이 가능해진다. 임베딩된 신호의 스케일러블한 특징은 신호가 실시간으로 디코더에 전송될 때 또는 신호가 가변 대역폭 채널을 통해 나중 전송을 위해 저장되는 경우 유용하다. 따라서, s_m이 소스 신호 S의 최상위 비트 플레인을 포함하면, 대응하는 코딩된 서브-신호 σ_m이 먼저 전송된다. 이 경우에, s₁은 최하위 비트 플레인을 포함하고, σ₁은 마지막에 전송된다.

또한, 본 발명에 따라, 단일 인코더 시스템이 대안적으로 도 3에 도시된 별개 인코더들(6) 대신에 서브-신호들 각각을 코딩하는데 사용될 수 있다. 단일 인코더 시스템의 사용은 전반적으로 동일한 인코딩 전략(예를 들어, 주사 순서 및 엔트로피 코딩의 타입)이 모든 서브-신호들에 적용될 수 있는 경우에 바람직하다. 후자의 접근법의 이점은 대응하는 시스템의 간단함이다. 몇몇 서브-신호들이 동일한 인코딩 전략을 공유할 수 있고 다른 서브-신호들은 그들 전용의 인코더들을 가질 수 있는 제 3 옵션이 존재한다. 더욱이, 엔트로피 인코더 시스템의 설계 및/또는 그 파라미터들도 상술한 최선의 선택 s_o를 선택하는데 이용된 전처리(pre-process)에 의해 영향을 받을 수 있다(도 3 참조).

본 발명에 따른 비트 플레인 압축해제의 일례는 도 4에 도시된다. 이전에 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라 압축된 신호 C는 코딩된 서브-신호들 σ₁...,σ_m-1,σ_m과 분할 정보 P를 포함한다. 이전에 설명된 바와 같이, 분할 정보 P는 "최선의 선택" 분할을 나타내는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에 따라, 분할 정보 P는 또한 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 미리 결정된 분할만을 나타낼 수 있다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 별개의 디코더들(10)은 또한 코딩된 서브-신호들 σ₁...σ_m-1,σ_m을 디코딩하는데 사용된다. 디코더들(10) 각각은 인코더측에서 수행되는 코딩 기술에 따라 코딩된 서브-신호들 σ₁...σ_m-1,σ_m 중 하나를 디코딩하도록 구성된다. 또한 분할 정보 P를 디코딩하는 분할 정보 디코더(11)가 포함된다.

코딩된 서브-신호들 σ₁...,σ_m-1,σ_m이 임베딩 방식으로 저장되거나 전송되는 것이 바람직하기 때문에, 단일 디코더는 대안적으로 도 4에 도시된 별개의 인코더들(10) 대신에 사용될 수 있다. 단일 디코더는 인코더에 의해 전송된 분할 정보 P를 먼저 디코딩할 것이다. 그 다음 단일 디코더는 s_m의 인코딩된 표시인 최상위의 수신된 서브-신호 σ_m에서 시작하여 s₁의 인코딩된 표시인 최하위의 수신된 서브-신호 σ₁까지 바람직하게 임베딩되고 진보적인 방식으로 코딩된 서브-신호들 σ₁...σ_m,σ_m-1을 디코딩할 것이다.

인코더측에서, 서브-신호들이 상이한 인코딩 기술들로 코딩되는 경우, 단일 디코더는 인입하는 코딩된 서브-신호들 σ₁...,σ_m-1,σ_m에 따라 그 코딩 기술을 변경할 수 있어야 한다. 이것은 서브-신호들 각각에 대해 사용된 코딩 기술을 나타내는 부가 정보를 압축된 신호 C에 포함시킴으로써 달성될 수 있다.

또한, 조합기(combiner; 12)는 인코더측에서 미리 분할된 대응하는 비트 플레인들에 디코딩된 서브-신호들을 결합하기 위해 디코딩된 분할 정보 P를 사용한다. 이 동작을 실행하는데 있어서, 조합기(12)는 신호내의 비트 플레인들의 중요도(위치)를 고려하는 것이 바람직하다. 이에 의해 원래의 소스 신호 S가 조합기(12)의 출력에 존재하게 된다. 그러나, 인코더측에서 변환이 사용되었다면, 소스 신호 S의 근사치만이 얻어질 것이다. 따라서, 인코더측에서 이러한 변환이 사용되는 경우 조합기(12)의 출력에 역 변환(예를 들어, 역(Inverse) DCT 즉 IDCT 또는 역 DWT 즉 IDWT)을 수행하는 역 변환기(14)가 필요하다.

본 발명이 구현될 수 있는 시스템의 일례가 도 5에 도시된다. 예로써, 시스템(16)은 텔레비전, 셋톱박스, 데스크탑, 랩탑(laptop) 또는 팜탑(palmtop) 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 비디오 카세트 레코더(VCR)와 같은 비디오/이미지 저장 장치, 디지털 비디오 레코더(DVR), TiVO 장치 등뿐만 아니라, 이들 및 다른 장치들의 일부나 조합을 나타낼 수 있다. 시스템(16)은 하나 이상의 비디오/오디오 소스들(18), 하나 이상의 입력/출력 장치들(20), 프로세서(22), 및 메모리(24)를 포함한다. 비디오/오디오 소스(들)(18)은 예를 들어, 텔레비전 수신기, VCR 또는 다른 비디오/이미지 저장 장치를 나타낼 수 있다. 소스(들)(18)는 예를 들어, 인터넷과 같은 글로벌 컴퓨터 통신 네트워크, 광역 네트워크, 도시권 네트워크, 지역 네트워크, 지상 방송 시스템, 케이블 네트워크, 위성 네트워크, 무선 네트워크, 또는 전화 네트워크뿐만 아니라 이들 및 다른 타입의 네트워크들의 일부나 조합들을 통해 서버 또는 서버들에서 비디오/오디오를 수신하는 하나 이상의 네트워크 접속들을 대안적으로 나타낼 수 있다.

입력/출력 장치들(20), 프로세서(22), 및 메모리(24)는 통신 매체(30)를 통해 통신한다. 통신 매체(30)는 예를 들어, 버스, 통신 네트워크, 회로의 하나 이상의 내부 접속들, 회로 카드 또는 다른 장치뿐만 아니라, 이들 및 다른 통신 매체들의 일부 및 조합들을 나타낼 수 있다. 소스(들)(18)로부터의 입력 비디오/오디오 데이터는 디스플레이 장치(26)에 공급된 출력 비디오/이미지들을 발생하고 출력 오디오/사운드를 오디오 플레이어(28)에 공급하기 위해서, 메모리(24)에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들에 따라 처리되며 프로세서(22)에 의해 실행된다. 디스플레이 장치(26)와 오디오 플레이어(28)는 별개의 장치일 수 있거나 또는 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터와 같이 단일 장치에 포함될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 비트 플레인 압축 및 압축해제는 시스템(16)에 의해 실행된 컴퓨터 판독가능한 코드에 의해 구현된다. 코드는 메모리(24)에 저장될 수 있거나 CD-ROM 또는 플로피 디스크와 같은 메모리 매체로부터 판독/다운로드될 수 있다. 다른 실시예들에서, 하드웨어 회로는 본 발명을 구현하기 위해서 소프트웨어 명령 대신에, 또는 그와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 소자들은 별개의 하드웨어 소자들로서 구현될 수 있다.

본 발명은 특정 예에 관하여 상기에 설명되었지만, 본 발명은 여기에 개시된 예들에 한정되거나 제한되지 않음을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 임의의 특정 코딩 전략 프레임 타입이나 가능성 분포에 한정되지 않는다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항들의 정신 및 범위내에 포함되는 본 발명의 여러 가지 구조 및 변형을 포함하도록 의도된다.

Claims

비트 플레인들의 세트를 포함하는 신호(S)를 코딩하는 방법에 있어서:

서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트가, 비트 플레인들의 상이한 서브세트들을 상이한 서브-신호들에 할당하는 분할 방식(P)에 따라 상기 비트 플레인들의 세트에 기초하여 형성되고, 적어도 하나의 서브-신호가 여러 개의 상이한 비트 플레인들을 조합함으로써 형성되는, 분할 단계(2); 및

상기 비트 플레인들의 세트를 나타내는 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)의 세트를 얻기 위해 상기 서브-신호들(s₁, ..., s_m)이 개별적으로 코딩되는 코딩 단계(6)를 포함하는, 신호 코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 분할 방식(P)이 상기 신호(S)의 코딩에 의존하여 조정되는 조정 단계(4)를 포함하는, 신호 코딩 방법.
제 2 항에 있어서,

엔트로피가 상이한 분할 방식들의 세트의 각각에 대해 계산되는 엔트로피 계산 단계를 포함하고, 가장 낮은 엔트로피를 제공하는 상기 분할 방식(P)은 상기 분할 단계(2)에 적용되는, 신호 코딩 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 엔트로피 계산 단계는,

엔트로피가 분할 방식의 각각의 서브-신호들(s₁, ..., s_m)에 대해 계산되는 엔트로피 계산 서브 단계를 포함하고, 상기 분할 방식의 엔트로피는 상기 분할 방식의 각각의 서브-신호들(s₁, ..., s_m)에 대해 계산된 각각의 엔트로피들의 가중된 합인, 신호 코딩 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 가중된 합은 네트워크 관련 변수들을 포함하는 가중 인자들(weighting factors)을 포함하는, 신호 코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코딩 단계(6)에서, 상이한 인코딩 전략들이 상이한 서브-신호들(s₁, ..., s_m)에 적용되는, 신호 코딩 방법.
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비트 플레인들의 세트를 포함하는 신호(S)를 코딩하기 위한 코드를 포함하는 메모리 매체에 있어서, 상기 코드는:

비트 플레인들의 상이한 서브세트들을 상이한 서브-신호들에 할당하는 분할 방식(P)에 따라 상기 비트 플레인들의 세트에 기초하여 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트를 형성하기 위한 분할 코드로서, 적어도 하나의 서브-신호가 여러 개의 상이한 비트 플레인들을 조합함으로써 형성되는, 상기 분할 코드; 및

상기 비트 플레인들의 세트를 나타내는 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)의 세트를 얻기 위해 상기 서브-신호들(s₁, ..., s_m)을 개별적으로 코딩하기 위한 코딩 코드를 포함하는, 메모리 매체.
비트 플레인들의 상이한 서브세트들을 상이한 코딩된 서브-신호들에 할당하는 분할 방식(P)에 따라 비트 플레인들의 세트를 나타내는 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)의 세트를 포함하는 코딩된 신호(C)를 디코딩하는 방법으로서, 적어도 하나의 서브-신호가 여러 개의 상이한 비트 플레인들을 조합함으로써 형성되는, 상기 신호(C) 디코딩 방법에 있어서:

디코딩된 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트를 얻기 위해 상기 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)이 개별적으로 디코딩되는 디코딩 단계(10); 및

상기 비트 플레인들의 세트가 상기 디코딩된 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트 및 상기 분할 방식(P)에 기초하여 재구성되는 재구성 단계(12)를 포함하는, 신호 디코딩 방법.
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비트 플레인들의 상이한 서브세트들을 상이한 코딩된 서브-신호들에 할당하는 분할 방식(P)에 따라 비트 플레인들의 세트를 나타내는 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)의 세트를 포함하는 코딩된 신호(C)를 디코딩하기 위한 코드를 포함하는 메모리 매체로서, 적어도 하나의 서브-신호가 여러 개의 상이한 비트 플레인들을 조합함으로써 형성되는, 상기 메모리 매체에 있어서:

디코딩된 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트를 얻기 위해 상기 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)을 개별적으로 디코딩하기 위한 디코딩 코드; 및

상기 디코딩된 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트 및 상기 분할 방식(P)에 기초하여 상기 비트 플레인들의 세트를 재구성하기 위한 재구성 코드를 포함하는, 메모리 매체.
비트 플레인들의 세트를 포함하는 신호(S)를 코딩하는 코더(coder)에 있어서:

비트 플레인들의 상이한 서브세트들을 상이한 서브-신호들에 할당하는 분할 방식(P)에 따라 상기 비트 플레인의 세트에 기초하여 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트를 형성하도록 구성되고, 적어도 하나의 서브-신호가 여러 개의 상이한 비트 플레인들을 조합함으로써 형성되는, 분할 모듈; 및

여러 개의 비트 플레인들을 나타내는 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)의 세트를 얻기 위해 서브-신호들(s₁, ..., s_m)을 개별적으로 코딩하도록 구성된 코딩 모듈을 포함하는, 코더.
비트 플레인들의 상이한 서브세트들을 상이한 코딩된 서브-신호들에 할당하는 분할 방식(P)에 따라 비트 플레인들의 세트를 나타내는 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)의 세트를 포함하는 코딩된 신호(C)를 디코딩하는 디코더로서, 적어도 하나의 서브-신호가 여러 개의 상이한 비트 플레인들을 조합함으로써 형성되는, 상기 디코더에 있어서:

디코딩된 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트를 얻기 위해 상기 코딩된 서브-신호들(σ₁, ..., σ_m)을 개별적으로 디코딩하도록 구성된 디코딩 모듈; 및

상기 디코딩된 서브-신호들(s₁, ..., s_m)의 세트 및 상기 분할 방식(P)에 기초하여 상기 비트 플레인들의 세트를 재구성하도록 구성되는 재구성 모듈을 포함하는, 디코더.