The KIPS Transactions:PartB (정보처리학회논문지B)

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Design and Implementation of Real-time Moving Picture Encoder Based on the Fractal Algorithm

프랙탈 알고리즘 기반의 실시간 영상 부호화기의 설계 및 구현

  • 김재철 (구미1대학 정보통신전공) ;
  • 최인규 (경북대학교 대학원 전자공학과)
  • Published : 2002.12.01
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Abstract

In this paper, we construct real-time moving picture encoder based on fractal theory by using general purpose digital signal processors. The constructed encoder is implemented using two fixed-point general DSPs (ADSP2181) and performs image encoding by three stage pipeline structure. In the first pipeline stage, the image grabber acquires image data from NTSC standard image signals and stores digital image into frame memory. In the second stage, the main controller encode image dada using fractal algorithm. The last stage, output controller perform Huffman coding and result the coded data via RS422 port. The performance tests of the constructed encoder shows over 10 frames/sec encoding speed for QCIF data when all the frames are encoded. When we encode the images using the interframe and redundency based on the proposed algorithms, encoding speed increased over 30 frames/sec in average.

이 논문에서는 범용 DSP칩인 ADSP2181를 사용하여 프랙탈 알고리즘 기반의 영상 부호화기를 설계 제작하였다. 제작된 부호화기는 고정소수점을 지원하는 Analog Device사의 ADSP2181 두 개를 사용하여 구현되었고, 영상부호화는 3단계의 파이프라인 구조에 의해 이루어진다. 첫 번째 파이프라인단인 영상 획득부는 NTSC표준 영상 신호로부터 디지털 영상 데이터를 획득하여 프레임 메모리에 저장한다. 두 번째 단에서의 주제어부에서는 영상 데이터를 프랙탈 알고리즘을 이용하여 부호화를 수행한다. 마지막 단인 출력 제어부는 부호화된 영상 계수를 RS422 포트를 통하여 출력하도록 한다. 설계 제작된 프랙탈 영상 부호화기의 성능은 QCIF 영상 포맷에서 정지영상에 대하여 초당 10프레임 이상의 부호화 속도를 얻었다. 프랙탈 알고리즘을 이용하여 프레임간 중복성을 이용한 영상 부호화시에는 초당 평균 30 프레임 이상의 부호화속도를 얻을 수 있었다.

Keywords

References

  1. M. F. Bamsley and Lyman P. Hurd, Fractal Image Compression. AK Prters, Ltd
  2. A. E. Jacquin, 'A novel fractal block-coding technique for digital images,' Proc. IEEE ICASSP, pp.2225-2228, 1990 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1990.116007
  3. A. E. Jacquin, 'Image coding based on a fractal theory of iterated contractive image transformation,' IEEE Trans. on Image Processing, Vol, No.1, pp.18-30, Jan., 1992 https://doi.org/10.1109/83.128028
  4. S. Lepsoy, G. E. Oien and T. A. Ramstad, 'Attractor image compression with a fast non-iterative decoding algorithm,' Proc. IEEE ICASSP '93, Vol.5, pp.337-340, Apr., 1993 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1993.319816
  5. D. M. Monro and F. Dudbridge, 'Fractal approximation of image blocks,' Proc. IEEE ICASSP '92, Vol.3, pp.485-488, 1992 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1992.226170
  6. B. Hurtgen and P. Buttgen, 'Fractal approach to low rate video coding,' Proc. SPIE VICP '93, Vol.2094, pp.120-131, 1993 https://doi.org/10.1117/12.157883
  7. B. Hurtgen and C. Stiller, 'Fast hierarchical codebook search for fractal coding of still images,' Proc. SPIE VICP '93, Vol.l977, pp.397-408, 1993 https://doi.org/10.1117/12.160484
  8. D. L. Wilson, J. A. Nicholls, and D. M. Monro, 'Rate buffered fractal video,' Proc. IEEE ICASSP '94, pp.505-508, 1994 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1994.389460
  9. 이성훈, 김재철, 박종식, '연속 영상을 위한 프랙탈 부호화', 제8회 신호처리합동학술대회논문집, Vol.8, No.1, pp.1039-1043, 1995
  10. 김재철, 박종식, 'PC를 이용한 실시간 프랙탈 부호화 구현', 한국통신학회논문지, 제21권 제11호, pp.2789-2800, 1996
  11. ADSP-2100 Family User's Manual, Analog Devices, Sep., 1995
  12. Circuit Analysis User's Guide, MicroSim Corporation, Apr., 1995
  13. B. Mandelbrot, The Fractal Geometry of Nature, W. H. Freeman and Co., San Francisco, 1982
  14. Peitgen, Jurgen, and Saupe, Chaos and Fractal New Frontiers of Science, Springer Verlag, New York, 1992
  15. M. F. Barnsley, Fractals Everywhere, Academic Press, 1988
  16. R. L. Burden and J. D. Fairs, Numerical Analysis third edition, PWS Publishers, 1985
  17. ADSP-2100 Family C Tools Manual, Analog Devices
  18. Special Purpose Linear Devices Databook, National Semiconductor, 1989
  19. Brooktree Product Databook, Brooktree Corporation, 1989
  20. David A. Patterson and John L. Henessey, Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface, Morgan Caufmann Publishers
  21. Greg Viens and Monson H. Hayes, III, 'Adaptive IFS image coding with proximity maps,' Proc: IEEE ICASSP-93, pp.349-352, 1993 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1993.319819
  22. 도원, 서정태, 윤대희, '가변블럭적용 프랙탈영상압축 알고리즘', 제7회 신호처리합동학술대회논문집, 제7권 제1호, 1994
  23. Y. Fisher, Fractal Image Compression: Theory And Application, Springer-Verlag, New York, 1994