KR100944542B1 - Method and Apparatus for Coding and Decoding using Predictive Bit-Precision - Google Patents
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Abstract
예측 결정 비트를 이용한 부호화/복호화 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치는 부호화할 심볼들에 대한 초기 결정 비트를 산출하는 제1 결정 비트 산출부, 부호화할 심볼들에 대한 예측 결정 비트를 산출하는 제2 결정 비트 산출부 및 상기 초기 결정 비트 또는 상기 예측 결정 비트를 이용하여 입력 데이터를 부호화하는 부호화부를 포함한다. 본 발명은 주변 매크로 블록에 기반하여 산출되는 예측 결정 비트를 이를 이용하여 영상 데이터를 부/복호화함으로써, 압축 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.Disclosed are a method and apparatus for encoding / decoding using prediction decision bits. An encoding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first decision bit calculator for calculating initial decision bits for symbols to be encoded, a second decision bit calculator for calculating prediction decision bits for symbols to be encoded, and And an encoder that encodes input data by using an initial decision bit or the prediction decision bit. According to the present invention, the compression efficiency is improved by encoding / decoding the image data using the prediction decision bit calculated based on the neighboring macroblock.
초기 결정 비트, 예측 결정 비트, 매크로 블록, 부호화, 복호화 Initial decision bit, prediction decision bit, macroblock, encoding, decoding
Description
본 발명은 영상 데이터의 부호화(Coding) 및 복호화(Decoding)(이하에서는 '부/복호화'로 칭함) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 데이터의 압축 효율을 높이기 위한 부/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for encoding and decoding image data (hereinafter referred to as " decoding / decoding "), and more particularly, to an encoding / decoding method and apparatus for increasing compression efficiency of image data. It is about.
인터넷을 통한 초당 데이터 전송량이 늘어나면서 단순 텍스트 데이터를 전송하던 과거에 비해 동영상, 사진 등 멀티미디어 데이터의 전송량이 증가하고 있으며, 이에 따른 영상 압축 기술에 대한 요구 역시 증가하고 있다. As the amount of data transmission per second over the Internet increases, the amount of multimedia data such as moving pictures and photos is increasing compared to the past when simple text data is being transmitted. Accordingly, the demand for image compression technology is also increasing.
영상을 압축하기 위해서는 데이터에 포함된 심볼(symbol)을 나타내는 비트열을 다른 형태로 변형하는 엔트로피 코딩(entropy coding) 과정을 거쳐야 한다. 엔트로피 코딩 방식으로는 허프만 코딩(Huffman coding), 산술기하 코딩(Arithmetic coding) 등의 방식이 있다. 특히 허프만 코딩 방식은 압축 효율과 복호화 복잡도를 적정 수준으로 보장하기 때문에 많은 영상 압축 코덱에서 사용된다. 산술기하 코딩 은 복호화 복잡도는 높지만 상대적으로 압축 효율이 높기 때문에 높은 압축 효율을 요구하는 분야에서 사용된다.In order to compress an image, an entropy coding process of transforming a bit string representing a symbol included in data into another form is required. Entropy coding methods include Huffman coding and Arithmetic coding. In particular, Huffman coding is used in many video compression codecs because it guarantees an adequate level of compression efficiency and decoding complexity. Arithmetic geometry coding is used in fields requiring high compression efficiency because of its high decoding complexity but relatively high compression efficiency.
최근 들어 제한된 전력을 이용하고 저성능의 하드웨어로 구성된 각종 모바일 미디어 기기의 등장으로 복호화 복잡도가 낮은 엔트로피 코딩 방법이 요구되고 있다. 그러나, 영상의 압축 효율을 높이기 위한 방법에 비해 복호화 복잡도를 낮추는 방법에 대한 연구는 미비하다는 문제점이 있다.Recently, with the advent of various mobile media devices using limited power and composed of low-performance hardware, an entropy coding method with low decoding complexity is required. However, there is a problem in that research on a method of reducing decoding complexity is insufficient compared to a method for increasing the compression efficiency of an image.
한편, 복호화 복잡도를 감소시키기 위한 방안으로서, 최근 결정 비트(Bit Precision)을 이용한 엔트로피 코딩 방식이 제안되었다. 하지만 상기 코딩 방식은 VOP 또는 매크로 블록 당 하나의 결정 비트를 비트스트림에 추가적으로 삽입함으로써, 압축 효율이 낮아지는 문제점이 있다.On the other hand, as a method for reducing decoding complexity, an entropy coding scheme using bit precision has recently been proposed. However, the coding scheme has a problem in that compression efficiency is lowered by additionally inserting one decision bit per VOP or macroblock into the bitstream.
본 발명은 주변 매크로 블록에 기반하여 산출되는 예측 결정 비트를 이를 이용하여 영상 데이터를 부/복호화함으로써, 압축 효율을 개선할 수 있는 예측 결정 비트를 이용한 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a method and apparatus for encoding / decoding using prediction decision bits that can improve compression efficiency by encoding / decoding video data using prediction decision bits calculated based on neighboring macroblocks. have.
또한, 본 발명은 주변 매크로 블록들의 심볼들을 대상으로 산출되는 예측 결정 비트를 해당 심볼들을 대상으로 산출되는 초기 결정 비트와 함께 이용하여 영상 데이터를 부/복호화함으로써, 압축 효율을 증가시키고 복호화 복잡도를 감소시킬 수 있는 예측 결정 비트를 이용한 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다..In addition, the present invention encodes / decodes the image data by using the prediction decision bit calculated for the symbols of the neighboring macroblocks together with the initial decision bit calculated for the corresponding symbols, thereby increasing compression efficiency and reducing decoding complexity. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for encoding / decoding using predictive decision bits.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부호화할 심볼들에 대한 초기 결정 비트를 산출하는 제1 결정 비트 산출부; 부호화할 심볼들에 대한 예측 결정 비트를 산출하는 제2 결정 비트 산출부; 및 상기 초기 결정 비트 또는 상기 예측 결정 비트를 이용하여 입력 데이터를 부호화하는 부호화부를 포함하는 부호화 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a first decision bit calculator for calculating an initial decision bit for the symbols to be encoded; A second decision bit calculator configured to calculate a prediction decision bit for symbols to be encoded; And an encoder which encodes input data using the initial decision bit or the prediction decision bit.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 부호화할 심볼들에 대한 초기 결정 비트를 산출하는 단계; (b) 부호화할 심볼들에 대한 예측 결정 비트를 산출하는 단계; 및 (c) 상기 초기 결정 비트 또는 상기 예측 결정 비트를 이용하여 입력 데이터를 부호화하는 단계를 포함하는 부호화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method comprising: (a) calculating an initial decision bit for symbols to be encoded; (b) calculating a prediction decision bit for symbols to be encoded; And (c) encoding input data using the initial decision bit or the prediction decision bit.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 부호화 장치의 부호화 방법을 수행하기 위해 부호화 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 부호화 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, (a) 부호화할 심볼들에 대한 초기 결정 비트를 산출하는 단계; (b) 부호화할 심볼들에 대한 예측 결정 비트를 산출하는 단계; 및 (c) 상기 초기 결정 비트 또는 상기 예측 결정 비트를 이용하여 입력 데이터를 부호화하는 단계를 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a program of instructions that can be executed by an encoding apparatus is tangibly implemented to perform an encoding method of the encoding apparatus, and is recorded on a recording medium that records a program that can be read by the encoding apparatus. A method comprising: (a) calculating an initial decision bit for symbols to be encoded; (b) calculating a prediction decision bit for symbols to be encoded; And (c) a recording medium having a program recorded thereon which performs the step of encoding input data using the initial decision bit or the prediction decision bit.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 입력 데이터로부터 초기 결정 비트를 추출하는 제1 결정 비트 추출부; 복호화할 데이터에 대한 예측 결정 비트를 산출하는 제2 결정 비트 산출부; 상기 초기 결정 비트 또는 상기 예측 결정 비트를 이용하여 입력 데이터를 복호화하는 복호화부를 포함하는 복호화 장치가 제공된다.According to another aspect of the invention, the first decision bit extraction unit for extracting the initial determination bit from the input data; A second decision bit calculator for calculating a prediction decision bit for data to be decoded; There is provided a decoding apparatus including a decoder which decodes input data by using the initial decision bit or the prediction decision bit.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a) 입력 데이터로부터 초기 결정 비트를 추출하는 단계; (b) 복호화할 데이터에 대한 예측 결정 비트를 산출하는 단계; (c) 상기 초기 결정 비트 또는 상기 예측 결정 비트를 이용하여 입력 데이터를 복호화하는 단계를 포함하는 복호화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method comprising: (a) extracting an initial decision bit from input data; (b) calculating prediction decision bits for the data to be decoded; and (c) decoding input data using the initial decision bit or the prediction decision bit.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복호화 장치의 복호화 방법을 수행하기 위해 복호화 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 복호화 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, (a) 입력 데이터로부터 초기 결정 비트를 추출하는 단계; (b) 복호화할 데이터에 대한 예측 결정 비트를 산출하는 단계; (c) 상기 초기 결정 비트 또는 상기 예측 결정 비트를 이용하여 입력 데이터를 복호화하는 단계를 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a program of instructions that can be executed by a decoding apparatus for performing a decoding method of the decoding apparatus is tangibly embodied, and on a recording medium recording a program that can be read by the decoding apparatus. A method comprising: (a) extracting initial decision bits from input data; (b) calculating prediction decision bits for the data to be decoded; (c) There is provided a recording medium having a program recorded thereon that performs a step of decoding input data using the initial decision bit or the prediction decision bit.
본 발명은 주변 매크로 블록에 기반하여 산출되는 예측 결정 비트를 이를 이 용하여 영상 데이터를 부/복호화함으로써, 압축 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the compression efficiency is improved by encoding / decoding the image data by using the prediction decision bit calculated based on the neighboring macroblock.
본 발명은 주변 매크로 블록에 기반하여 산출되는 예측 결정 비트를 해당 심볼들을 대상으로 산출되는 초기 결정 비트와 함께 이용하여 영상 데이터를 부/복호화함으로써, 압축 효율을 증가시키고, 복호화 복잡도를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by encoding / decoding video data by using a prediction decision bit calculated based on a neighboring macro block together with an initial decision bit calculated for the corresponding symbols, compression efficiency can be increased and decoding complexity can be reduced. It works.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르 게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 결정 비트를 이용하는 부호화 기술에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는초기 결정 비트 또는 예측 결정 비트를 이용하여 심볼을 부호화한다. 먼저, 본 발명에 따른 결정 비트를 이용하는 부호화 방식에 대한 개념을 설명한 후, 초기 결정 비트 및 예측 결정 비트에 대하여 설명하기로 한다. The present invention relates to an encoding technique using decision bits. More specifically, the symbol is encoded using an initial decision bit or a prediction decision bit. First, a concept of an encoding scheme using decision bits according to the present invention will be described, and then initial decision bits and prediction decision bits will be described.
본 발명에 따른 부호화 방법은 입력 데이터의 심볼들에 대하여 결정 비트를 지정한다. 이 때, 심볼은 입력 데이터를 구성하고 있는 각각의 워드 단위이다. 결정 비트는 심볼들을 이진 코드인 비트를 이용하여 부호화하기 위한 단위 비트열의 길이를 나타내는 값이다. 즉, 결정 비트가 n인 경우, 입력된 심볼들은 n개의 단위 비트열을 이용하여 이진수로 표현됨으로써, 부호화된다. 예를 들어, 입력된 심볼들이 {2, 1, 0, 4, 5, 3}이라고 하고, 결정 비트는 2라고 가정하자. 2개의 비트(즉, 단위 비트열)로 표현할 수 있는 값은 0부터 3까지의 값을 표현할 수 있다. 그런데, 심볼이 3보다 큰 경우에는 2개의 비트로는 표현이 불가능하므로, 추가적으로 2개의 비트를 더 할당하여 3보다 큰 값을 표현하게 된다. 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 심볼 2는 해당 값을 그대로 이진화하면 '10'으로 표현되고, 심볼 '1'은 이진화하면 '01'로 표현되며, 심볼 '0'은 이진화하면 '00'으로 표현된다. 그런데, 심볼 '4'는 2비트로 표현되는 최대값인 3보다 크기 때문에 단위 비트열 2비트만으로는 표현이 불가능하다. 따라서 처음 2개의 비트값으로 표현 가능한 최대값인 3을 '11'로 표현하고, 부족한 값인 1을 추가단위 비트열 '01'로 표현하여 2개의 결과를 연결하게 된다. 즉, 심볼 '4'는 '1101'로 표현하면 된다. 심볼 5의 경우는 심볼 4의 경우와 유사하게 2비트를 이용한 최대값 3과 잉여값 2를 결합하여 '1110'으로 표현한다. 심볼 3인 경우에는 2비트로 표현이 가능하지만, 이 경우에 3보다 큰 값을 표현하기 위한 경우와 구별이 불가능한 관계로 역시 추가적인 2비트를 추가하여 잉여값이 0인 경우로 '1100'으로 표현하게 된다.The encoding method according to the present invention specifies a decision bit for symbols of input data. At this time, the symbol is each word unit constituting the input data. The decision bit is a value representing the length of a unit bit string for encoding symbols using bits, which are binary codes. That is, when the decision bit is n, the input symbols are encoded by being represented in binary using n unit bit strings. For example, assume that the input symbols are {2, 1, 0, 4, 5, 3} and the decision bit is 2. A value that can be represented by two bits (ie, a unit bit string) may represent a value from 0 to 3. However, if the symbol is larger than 3, it is impossible to express it with two bits, and thus additionally allocate two more bits to represent a value larger than three. More detailed description is as follows. Symbol 2 is represented by '10' when the value is binarized as it is, symbol '1' is represented by '01' when binarized, and symbol '0' is represented by '00' when binarized. However, since the symbol '4' is larger than 3, which is the maximum value represented by 2 bits, the symbol '4' cannot be represented by only 2 bits of the unit bit string. Therefore, the maximum value that can be represented by the first two bit values is expressed as '11', and the insufficient value 1 is expressed as the additional unit bit string '01' to connect two results. That is, the symbol '4' may be represented by '1101'. Similarly to symbol 4, symbol 5 is represented by '1110' by combining the maximum value 3 and the surplus value 2 using 2 bits. In the case of symbol 3, it can be represented by 2 bits, but in this case, it is indistinguishable from the case of expressing a value greater than 3, and thus additional 2 bits are added to represent '1100' when the surplus value is 0. do.
상기에서 설명한 결정 비트를 이용하는 부호화 방식을 데이터의 심볼이 0 내지 9인 경우에 적용하면 하기의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.If the above-described encoding method using the decision bit is applied to the case where the data symbol is 0 to 9, it can be expressed as shown in Table 1 below.
표 1에서 나타나듯이 결정 비트에 따라 심볼이 부호화된 비트열은 달라진다. 따라서 여러 종류의 결정 비트들 중 어떤 결정 비트를 이용하여 부호화할 것인지를 부호화 프로세스의 수행 전에 선정하여야 하며, 선정된 결정 비트에 따라 부호화 압축률은 달라 진다.As shown in Table 1, the bit string in which the symbol is encoded varies according to the decision bit. Therefore, it is necessary to select which one of several types of decision bits to encode before performing the encoding process, and the encoding compression rate varies according to the selected decision bits.
본 발명에 따르면 두 가지 방식을 이용하여 부호화에 이용할 결정 비트를 선정한다. 첫 번째 방식은 대상 심볼들의 값을 이용하여 후보 결정 비트들로부터 부호화할 결정 비트를 선정하는 방식이고, 두 번째 방식은 대상 심볼들의 주변 심볼들의 값을 이용하여 후보 결정 비트들로부터 부호화할 결정 비트를 결정하는 방식이다. 첫 번째 방식에 의하여 선정된 결정 비트를 초기 결정 비트라 하고, 두 번째 방식에 의하여 선정된 결정 비트를 예측 결정 비트라 한다. 즉, 초기 결정 비트는 초기 결정 비트가 적용될 대상 심볼들을 이용하여 산출되는 결정 비트인 반면, 예측 결정 비트는 대상 심볼들의 주변 심볼들을 이용하여 산출되는 결정 비트이다.According to the present invention, decision bits to be used for encoding are selected using two methods. The first method selects the decision bits to be encoded from the candidate decision bits using the values of the target symbols, and the second method uses the values of the surrounding symbols of the target symbols to determine the decision bits to be encoded from the candidate decision bits. This is how you decide. The decision bits selected by the first scheme are called initial decision bits, and the decision bits selected by the second scheme are called predictive decision bits. That is, the initial decision bit is a decision bit calculated using target symbols to which the initial decision bit is to be applied, while the prediction decision bit is a decision bit calculated using peripheral symbols of the target symbols.
본 발명에 따른 초기 결정 비트 산출 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 우선, 소정의 단위(VOP, 매크로 블록 또는 블록 단위)로 부호화할 심볼들을 소정 범위(1 ~ n)의 후보 결정 비트들을 이용하여 부호화한 후, 압축 효율이 가장 좋은 결정 비트를 부호화할 결정 비트로 선정한다. 여기서, 최종 선정된 결정 비트를 초기 결정 비트라 한다. 예를 들어, 1 내지 3의 값을 갖는 결정 비트들을 이용하여 VOP 단위로 부호화한다고 가정하면, 해당 VOP에 포함된 모든 심볼들을 후보 결정 비트인 1 내지 3을 이용하여 부호화한다. 이 때, 후보 결정 비트 1 내지 3를 이용하여 부호화된 VOP의 용량이 각각 3, 2, 1[Mbyte]라면, 결정 비트 3을 최종적으로 해당 VOP의 초기 결정 비트로 선정한다. 전술한 방식에 따라 본 발명에 따르면 압축률이 가장 높은 결정 비트를 선정하여 이용할 수 있게 된다. A method for calculating an initial decision bit according to the present invention will be described in detail as follows. First, symbols to be encoded in a predetermined unit (VOP, macro block, or block unit) are encoded by using candidate decision bits in a predetermined range (1 to n), and then a decision bit having the best compression efficiency is selected as a decision bit to be encoded. do. Here, the final predetermined decision bit is called an initial decision bit. For example, assuming that encoding bits having a value of 1 to 3 are encoded in a VOP unit, all symbols included in the corresponding VOP are encoded using 1 to 3 candidate decision bits. At this time, if the capacity of the VOP encoded using the candidate decision bits 1 to 3 is 3, 2, and 1 [Mbyte], respectively, decision bit 3 is finally selected as the initial decision bit of the corresponding VOP. According to the present invention according to the above-described method it is possible to select and use the decision bit having the highest compression ratio.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing a method of calculating prediction determination bits according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 예측 결정 비트는 현재 부호화할 매크로 블록(이하, '대상 매크로 블록'이라 지칭)의 상측 매크로 블록 및/또는 좌측 매크로 블록에 속한 심볼들을 이용하여 산출된 결정 비트다. 예를 들어, 도 1의 X는 대상 매크로 블록이고, A는 상측 매크로 블록이며, B는 좌측 매크로 블록이다. 대상 매크로 블록 X의 예측 결정 비트는 A와 B에 포함된 심볼들을 대상으로 산출한 결정 비트이다. 결정 비트를 선정하는 방법에 대해서는 표 1을 참조하여 상술한 바와 같다. 즉, 소정 범위의 결정 비트들(1~n)을 이용하여 A와 B에 포함된 심볼들을 부호화하고, 부호화된 용량이 가장 작은 결정 비트를 대상 매크로 블록 X의 예측 결정 비트로 산출한다. Referring to FIG. 1, a prediction decision bit is a decision bit calculated using symbols belonging to an upper macroblock and / or a left macroblock of a macroblock to be currently encoded (hereinafter referred to as a 'target macroblock'). For example, X in FIG. 1 is a target macroblock, A is an upper macroblock, and B is a left macroblock. The prediction decision bit of the target macroblock X is a decision bit calculated for symbols included in A and B. The method of selecting the decision bit is as described above with reference to Table 1. That is, symbols included in A and B are encoded using decision bits 1 to n in a predetermined range, and the decision bits of the smallest encoded capacity are calculated as the prediction decision bits of the target macroblock X.
이 때, 상측 매크로 블록 또는 좌측 매크로 블록 중 어느 하나만이 존재할 경우(대상 매크로 블록이 VOP의 최상측에 위치하거나, 최좌측에 위치할 경우)에는 존재하는 상측 매크로 블록 또는 좌측 매크로 블록의 심볼들을 대상으로 예측 결정 비트가 산출될 수 있다. 상측 매크로 블록 및 좌측 매크로 블록 모두 존재하지 않을 경우(즉, 대상 매크로 블록이 최상단 좌측에 위치할 경우)에는 예측 결정 비트는 산출될 수 없다. 이 경우에는 해당 VOP에 속한 심볼을 대상으로 산출된 초기 결정 비트를 이용하여 부호화할 수 있다.In this case, when only one of the upper macro block or the left macro block exists (when the target macro block is located at the top of the VOP or at the leftmost side), the symbols of the existing upper macro block or the left macro block are targeted. The prediction decision bit may be calculated. If neither the upper macro block nor the left macro block exists (that is, the target macro block is located at the top left), the prediction decision bit cannot be calculated. In this case, encoding may be performed using an initial decision bit calculated for a symbol belonging to the corresponding VOP.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용하는 부호화 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of an encoding apparatus using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용하는 부호화 장치는 입력부(210), 예측 결정 비트 산출부(220), 초기 결정 비트 산출부(230) 및 부호화부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, an encoding apparatus using prediction determination bits according to an embodiment of the present invention may include an
입력부(210)는 외부로부터 입력 데이터를 입력 받아 부호화할 심볼들을 추출하여 출력한다. 이 때, 입력부(210)는 추출된 심볼들을 VOP 단위 및 매크로 블록 단위(또는 소정 크기의 블록 단위)로 구분하여, 구분 정보와 함께 예측 결정 비트 산출부(220), 초기 결정 비트 산출부(230) 및 부호화부(240)로 출력한다. 이 때, 입력 데이터는 픽셀, mcbpc, cbpy, mv(motion vector)-x, mv-y, DCT-luma 및 DCT-chroma에 해당하는 데이터 중 하나를 포함할 수 있다. Mcbpc, cbpy, mv(motion vector)-x, mv-y, DCT-luma 및 DCT-chroma는 MPEG 표준에 따른 부호화/복호화 과정에서 사용되는 데이터이다. 이는 당업자에게 자명한 사항이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
예측 결정 비트 산출부(220)는 입력받은 심볼들을 매크로블록 단위로 구분하여 대상 매크로 블록의 예측 결정 비트를 산출하여 부호화부(240)로 출력한다. 예측 결정 비트의 구체적인 산출 과정은 전술한 바와 같으므로 생략하기로 한다. 다만, 대상 매크로 블록의 상측 매크로 블록 및 좌측 매크로 블록이 모두 존재하지 않는 경우(즉, 대상 매크로 블록이 최상단 좌측에 위치할 경우)에는 예측 결정 비트를 '0'으로 산출하여 출력한다. 또한, 상측 매크로 블록 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록(Skipped macro block)인 경우에도 예측 결정 비트를 '0'으로 산출한다. 상측 매크로 블록 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록인지를 나타내는 정보는 입력 데이터에 포함되어 있거나 외부로부터 별도로 입력 받을 수 있다. 건너뛴 매크로 블록은 부호화 과정에서 스킵 처리를 한 매크로 블록을 지칭하는 것으로 당업자에게 자명한 사항인 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.The prediction
초기 결정 비트 산출부(230)는 입력받은 심볼들을 VOP 단위로 구분하여 초기 결정 비트를 산출하여 부호화부(240)로 출력한다. 초기 결정 비트의 구체적인 산출 과정은 전술한 바와 같다. The initial
부호화부(240)는 예측 결정 비트 산출부(220) 및/또는 결정 비트 산출부(230)로부터 입력 받은 예측 결정 비트 또는 초기 결정 비트 중 어느 하나를 이용하여 심볼을 부호화한다.The
부호화부(240)의 부호화 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The encoding process of the
우선, 부호화부(240)는 VOP의 초기 결정 비트를 비트스트림에 삽입한다.First, the
이어서, 부호화부(240)는 VOP에 포함된 매크로 블록들의 예측 결정 비트가 '0'인지 여부를 판단한다. Subsequently, the
판단 결과, 예측 결정 비트가 0이면, 해당 VOP의 초기 결정 비트를 이용하여 대상 매크로 블록의 심볼들을 부호화한다. As a result of the determination, if the prediction decision bit is 0, the symbols of the target macroblock are encoded using the initial decision bit of the corresponding VOP.
한편, 판단 결과, 예측 결정 비트가 0이 아니면, 부호화부(240)는 예측 결정 비트를 이용하여 대상 매크로블록의 심볼들을 부호화한다. 이어서 부호화부(240)는 심볼들을 부호화한 비트열을 비트스트림에 삽입한다. If the prediction decision bit is not 0, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용한 부호화 과정에 대한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an encoding process using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
우선, VOP의 초기 결정 비트를 산출한다(305). 이 때, VOP에 포함된 심볼들은 mcbpc, cbpy, mv(motion vector)-x, mv-y, DCT-luma 및 DCT-chroma 중 하나를 나타내는 값일 수 있다. 초기 결정 비트를 산출하는 방법은 표 1을 참조하여 상술하였으므로 상세한 설명은 생략한다.First, an initial decision bit of the VOP is calculated (305). In this case, the symbols included in the VOP may be a value representing one of mcbpc, cbpy, mv (motion vector) -x, mv-y, DCT-luma, and DCT-chroma. Since the method for calculating the initial decision bit has been described above with reference to Table 1, a detailed description thereof will be omitted.
이어서, 산출된 초기 결정 비트를 비트스트림에 삽입한다(310).Then, the calculated initial decision bit is inserted into the bitstream (310).
이어서, 대상 매크로 블록이 최상단 좌측 모서리부분에 위치하거나 상측 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록(Skipped macro block)인지 판단한다(315). Subsequently, it is determined whether the target macroblock is located at the top left corner or the skipped macroblock is skipped (left and right).
상기 판단 결과(315), 매크로 블록이 최상단 좌측 모서리 부분이거나 건너뛴 매크로 블록이면 예측 결정 비트를 '0'으로 산정한다(320).As a result of the determination (315), if the macro block is the upper left corner part or the skipped macro block, the prediction decision bit is calculated as '0' (320).
한편, 상기 판단 결과(315), 매크로 블록이 최상단 좌측 모서리 부분이 아니고 상측 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록이 아니면, 좌측 또는/및 상측 매크로 블록을 이용하여 예측 결정 비트를 산출한다(325).On the other hand, if the macroblock is not the upper left corner part and the macroblock skipped by the upper and left macroblocks, the prediction decision bit is calculated using the left or upper macroblock (325). .
이어서, 예측 결정 비트가 0인지 판단한다(330). Next, it is determined whether the prediction decision bit is 0 (330).
상기 판단 결과(330), 예측 결정 비트가 0인 경우에는 해당 VOP의 초기 결정 비트를 이용하여 대상 매크로 블록의 심볼들을 부호화한다(335).As a result of the
한편, 상기 판단 결과(330), 만약 예측 결정 비트가 0이 아니면, 예측 결정 비트를 이용하여 대상 매크로 블록의 심볼들을 부호화한다(340). If the prediction decision bit is not 0, the
이어서, 부호화된 비트열을 비트스트림에 삽입한다(345).Subsequently, the coded bit string is inserted into the bit stream (345).
상술한 부호화 과정은 발명의 명확한 설명을 위해 하나의 매크로 블록에 포함된 심볼들을 부호화하는 것으로 설명하였으나, 부호화 장치는 단계 315 내지 단계 340의 과정을 해당 프레임 또는 VOP의 모든 심볼이 부호화될 때까지 반복 수행할 수 있다.Although the above-described encoding process has been described as encoding symbols included in one macro block for clarity, the encoding apparatus repeats
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용한 복호화 장치의 구성도이다.4 is a block diagram of a decoding apparatus using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용한 복호화 장치는 입력부(410), 예측 결정 비트 산출부(420), 복호화부(430) 및 초기 결정 비트 추출부(440)을 포함한다.Referring to FIG. 4, a decoding apparatus using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention may include an
입력부(410)는 외부로부터 초기 결정 비트 및/또는 예측 결정 비트를 이용하여 부호화된 데이터를 입력 받는다. 이어서 입력부(410)는 입력 받은 부호화된 입력 데이터를 초기 결정 비트 산출부(440) 및 복호화부(430)로 출력한다. The
초기 결정 비트 추출부(440)는 부호화된 비트스트림에 삽입되어 있는 초기 결정 비트를 추출하여 복호화부(430)로 출력한다. The initial
예측 결정 비트 산출부(420)는 복호화부(430)로부터 대상 매크로 블록의 예측 결정 비트를 요청하는 신호 및 이전 매크로 블록이 복호화된 심볼을 입력 받는다. 이 때, 예측 결정 비트 산출부(420)는 복호화부(430)으로부터 입력 받은 복호화된 심볼을 해당 VOP의 복호화 과정이 종료할 시점까지 저장할 수 있다. 이어서, 예측 결정 비트 산출부(420)는 대상 매크로 블록의 상측 및 좌측 매크로 블록의 복호화된 심볼들을 참조하여 예측 결정 비트를 산출하고, 복호화부(430)로 출력한다. 예측 결정 비트를 산출 방법은 도 1을 참조하여 상술하였으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The prediction
복호화부(430)는 입력부(410)로부터 입력된 부호화된 데이터를 초기 결정 비트 또는 예측 결정 비트를 이용하여 복호화한다. The
복호화부(430)의 처리 과정을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 복호화부(430)는 부호화된 데이터로부터 초기 결정 비트의 값에 따른 길이만큼 비트열을 추출한다. 초기 결정 비트가 3이라고 가정하여 예를 들면, 복호화부(430)는 VOP의 최상단 좌측 매크로 블록을 복호화하기 위해, 3비트를 부호화된 데이터로부터 추출한다. 물론 복호화부(430)는 추출된 3비트가 '111'일 경우, 3비트를 추가로 추출한다. 또한, 복호화부(430)는 부호화된 데이터로부터 각 비트를 순차적으로 추출하는 것은 자명하다. 이어서 복호화부(430)는 추출한 비트를 조합하여 심볼로 복호화한다. 예를 들어, '111001'을 추출하였다고 가정하면, 복호화부(430)는 표 1에 예시된 바와 같이 추출한 6비트를 심볼 '8'로 복호화한다. 복호화부(430)는 VOP의 최상단 좌측 매크로 블록의 모든 심볼을 복호화할 때까지 상술한 추출 및 복원 과정을 반복한다. 복호화부(430)는 대상 매크로 블록의 모든 심볼을 복호화한 후, 그 심볼들을 예측 결정 비트 산출부(420)으로 출력한다.The processing of the
이어서, 복호화부(430)는 상술한 과정에서 복호화된 매크로 블록의 우측 매크로블록을 대상 매크로 블록으로 설정한다. 복호화부(430)는 상측 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록(skipped macro block)인지 판단한다. 이 때, 상측 및 좌측 매크로 블록이 이 건너뛴 매크로 블록인지를 나타내는 정보는 부호화된 데이터에 포함되어 있거나 외부로부터 별도로 입력 받을 수 있다. 상측 및 좌측 매크로 블록이 이 건너뛴 매크로 블록인 경우, 복호화부(430)는 초기 결정 비트를 이용하여 부호화된 비트열을 대상 매크로 블록의 심볼로 복호화한다. 초기 결정 비트를 이용하여 복호화하는 과정은 VOP의 최상단좌측 매크로 블록을 복호화하는 과정에서 상술하였다. 대상 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록이 아닌 경우, 복호화부(430)는 대상 매크로 블록의 예측 결정 비트를 요청하는 신호를 예측 결정 비트 산출부(420)로 출력한다. Subsequently, the
이어서, 복호화부(430)는 예측 결정 비트 산출부(420)로부터 대상 매크로 블록의 예측 결정 비트를 입력 받는다. 이어서 복호화부(430)는 비트스트림으로부터 부호화된 비트열을 추출하고, 예측 결정 비트를 이용하여 부호화된 비트열을 대상 매크로 블록의 심볼로 복호화한다. 예측 결정 비트를 이용하여 복호화하는 과정은 초기 결정 비트를 이용하여 복호화하는 과정과 동일하므로 설명을 생략하기로 한다. 이 때, 복호화부(430)는 산출된 예측 결정 비트가 0일 경우에는 초기 결정 비트를 이용하여 복호화를 수행한다.Subsequently, the
이어서, 복호화부(430)는 이전에 복호화된 매크로 블록의 우측 매크로 블록을 대상 매크로 블록으로 설정한다. 만약 우측 매크로 블록이 더 이상 존재하지 않을 경우에는 하측 매크로 블록 중 최좌측에 위치한 매크로 블록을 대상 매크로 블록으로 설정한다. 이후 매크로 블록의 심볼들을 복호화하는 과정은 상술한 복호화 과정과 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 이어서, 복호화부(430)는 복호화된 매크로 블록의 심볼 데이터를 예측 결정 비트 산출부(420)로 출력한다. 복호화부(430)는 VOP 내에 모든 매크로 블록의 복호화를 완료하면, 해당 VOP의 복호화 과정을 종료한다. Subsequently, the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용한 복호화 과정에 대한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a decoding process using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
우선, 입력된 부호화 데이터로부터 초기 결정 비트를 추출한다(505).First, an initial decision bit is extracted from the input encoded data (505).
이어서, 대상 매크로 블록이 최상단좌측에 위치하거나 상측 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록(Skipped macro block)인지 판단한다(510). Subsequently, it is determined whether the target macroblock is located at the uppermost left side or whether the upper and left macroblocks are skipped macro blocks (510).
상기 판단 결과(510), 대상 매크로 블록이 최상단 좌측에 위치하거나 상측 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록인 경우에는 상기 초기 결정 비트를 이용하여 부호화 데이터를 복호화한다(525).As a result of the determination (510), when the target macroblock is located at the top left or is a macroblock in which the upper and left macroblocks are skipped, the encoded data is decoded using the initial decision bits (525).
한편, 상기 판단 결과(510), 대상 매크로 블록이 최상단 좌측에 위치하지 않고, 상측 및 좌측 매크로 블록이 건너뛴 매크로 블록이 아닌 경우에는 이미 복호화된 상측 및/또는 좌측 매크로블록의 심볼들을 이용하여 대상 매크로 블록의 예측 결정 비트를 산출한다(515).On the other hand, in the
이어서, 산출된 예측 결정 비트가 '0'인지 여부를 판단한다(520).Next, it is determined whether the calculated prediction decision bit is '0' (520).
상기 판단 결과(520), 예측 결정 비트가 '0'인 경우에는 상기 초기 결정 비트를 이용하여 부호화 데이터를 복호화한다(525).As a result of the
한편, 상기 판단 결과(520), 예측 결정 비트가 '0'이 아닌 경우에는, 비트스트림으로부터 부호화된 비트열을 추출하고, 예측 결정 비트를 이용하여 부호화된 비트열을 복호화한다(530).If the prediction decision bit is not '0', the encoded bit stream is extracted from the bitstream and the encoded bit stream is decoded using the prediction decision bit (530).
상술한 복호화 과정은 발명의 명확한 설명을 위해 하나의 매크로 블록에 포함된 심볼들을 부호화하는 것으로 설명하였으나, 복호화 장치는 단계 510 내지 단계 530의 과정을 해당 프레임 또는 VOP의 모든 심볼이 부호화될 때까지 각 매크로 블록에 대해 반복 수행할 수 있다.Although the above-described decoding process has been described as encoding symbols included in one macro block for clarity, the decoding apparatus performs
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트 산출 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a method of calculating prediction determination bits according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용하는 부호화 장치의 구성도.2 is a block diagram of an encoding apparatus using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용한 부호화 과정에 대한 흐름도.3 is a flowchart illustrating an encoding process using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용한 복호화 장치의 구성도.4 is a block diagram of a decoding apparatus using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 예측 결정 비트를 이용한 복호화 과정에 대한 흐름도.5 is a flowchart illustrating a decoding process using prediction decision bits according to an embodiment of the present invention.
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