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쿼드트리 부호화(단순 영상 압축 알고리즘)

Problem 287

출제 일시 : 2020-12-17 00:00:24, ☕ 8

쿼드트리(quadtree) 부호화를 이용하면 2N×2N크기의 흑백 영상을 비트열(0과 1로된 문자열)로 표현할 수 있습니다. 이 비트열은 왼쪽에서 오른쪽으로 다음과 같이 해석합니다:

  • 첫 비트는 온전한 2N×2N영역을 다룹니다;
  • "0"은 분할을 나타냅니다:
    현재 2n×2n영역을 크기 2n-1×2n-1의 하부 영역 4개로 나뉩니다,
    다음 비트들은 좌상단, 우상단, 좌하단, 우하단 하부 영역을 순서대로 기술합니다;
  • "10"은 현재 영역이 모두 흑색 픽셀로만 되어 있음을 나타냅니다;
  • "11"은 현재 영역이 모두 백색 픽셀로만 되어 있음을 나타냅니다.

아래의 4×4 영상을 봅시다.(색상 표시는 분할이 일어날 수 있는 곳입니다):

p287_quadtree.gif

위 영상은 여러 가지 비트열로 기술될 수 있습니다, 예를 들면:
"001010101001011111011010101010", 이 비트열의 길이는 30입니다, 또는
"0100101111101110", 이 비트열의 길이는 16이고, 위 영상으로 얻을 수 있는 최소 길이입니다.

N이 자연수일 때, DN을 다음과 같은 배색을 가진 크기 2N×2N의 영상으로 정의합니다:

  • 좌하단 픽셀의 좌표는 x = 0, y = 0입니다,
  • (x - 2N-1)2 + (y - 2N-1)2 ≤ 22N-2이라면 흑색 픽셀이고,
  • 다른 경우에는 백색 픽셀입니다.

D24 영상을 기술하는 비트열의 최소 길이는 얼마입니까 ?


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