KR100883594B1 - 비디오 신호의 디코딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비디오 신호를 효율적으로 디코딩하기 위한 방법에 관한 것이다.
FGS(Fine Granularity Scalability) 기반의 비디오 신호 디코딩 방법에 있어서, 현재 블록을 위한 레퍼런스(reference) 픽쳐를 가리키는 픽쳐 식별 정보를 얻는 단계와 상기 레퍼런스 픽쳐를 이용하여 상기 현재 블록을 디코딩하는 단계를 포함하며, 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 및 그에 대응되는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 갖는, 비디오 신호 디코딩 방법을 제공한다. 본 발명을 통하여 전송과정상의 에러로 인한 영상 신호의 복호과정에서 발생되는 문제를 최소화할 수 있다.
스케일러블, 복호 픽쳐 버퍼

Description

비디오 신호의 디코딩 방법{Method for Decoding a Video Signal}
도 1은 본 발명이 적용되는 스케일러블 비디오 코딩 시스템의 개략적인 블럭도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩 방법 및 복호 픽쳐 버퍼의 관리방법이 적용되는 픽쳐의 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호의 디코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 비디오 신호의 디코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 구조를 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 6a ~ 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 레퍼런스 픽쳐의 참조번호를 재배열(reordering)하는 것을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 7은 MMCO의 코드번호에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 관리 내용을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 구조를 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
본 발명은 비디오 신호의 디코딩 방법에 관한 기술이다.
현재의 통신환경은 유무선 연동, 방송망과 통신망의 융합, IP망을 이용한 IP Conver-gence 등의 서비스를 가능케 하는 핵심 네트웍크인 광대역 통합망(BcN: Broadband Convergence Network)이 나타나는 등 통신환경이 변화되고 있고, 앞으로도 이러한 변화 추세는 더욱 가속화될 것이다. 이러한 통신환경의 변화에 따라 다양한 통신환경에서 사용되는 단말기들도 다양하게 변화하고 있으며, 단말기들의 처리 능력 또한 매우 다양할 수 밖에 없다. 따라서, 다양한 통신환경과 다양한 단말기에 최적화된 영상을 제공하기 위해서는 단말기에 제공되는 영상 또한 다양하게 준비되어야만 한다. 단말기마다 그에 최적화된 영상을 제공한다는 것은 하나의 영상원(source)을, 초당 전송 프레임수, 해상도, 픽셀당 비트수 등 다양한 변수들의 조합된 값에 대해 구비하고 있어야 함을 의미하므로 컨텐츠 제공자에게 부담으로 작용할 수 밖에 없다.
이러한 이유로, 컨텐츠 제공자는 원영상을 고속 비트레이트의 압축 영상 데이터로 인코딩해 두고, 단말기로부터 영상요청이 수신되는 경우 원영상을 디코딩한 다음, 단말기의 영상처리 능력에 맞는 영상 데이터로 다시 인코딩하여 제공한다. 하지만 이와 같은 트랜스코딩(transcoding)( 디코딩+인코딩 )의 경우 인코딩-디코딩-인코딩 과정이 수반되므로, 영상제공에 있어서 시간 지연이 발생할 수 밖에 없 고, 이에 따라 복잡한 하드웨어의 디바이스와 알고리즘이 추가로 요구된다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것이 스케일러블 비디오 코딩(Scalable Video Coding: SVC)이다. 이 방식은 영상신호를 인코딩함에 있어, 최고 화질로 인코딩하되, 그 결과 생성된 픽처 시퀀스의 부분 시퀀스(시퀀스 전체에서 간헐적으로 선택된 프레임의 시퀀스)만을 디코딩해 사용해도 영상 표현이 가능하도록 하는 방식이다. SVC로 인코딩된 픽쳐 시퀀스는 낮은 비트레이트에 대해 공간스케일러빌리티(spatial scalability)를 이용하여 영상의 사이즈를 줄일 수도 있고 SNR 스케일러빌리티를 이용하여 영상의 퀄러티를 낮출 수 도 있다. 이때 소화면 및/또는 초당 프레임수 등이 낮은 픽쳐 시퀀스를 베이스 레이어라 하고 상대적으로 대화면 및/또는 초당 프레임수은 시퀀스를 인핸스드 또는 인핸스먼트 레이어라 한다.
그런데, 앞서 언급한 바와 같은 스케일러블 방식으로 인코딩된 픽처 시퀀스는 그 부분 시퀀스만을 수신하여 처리함으로써도 저화질의 영상 표현이 가능하지만, 비트레이트(bitrate)가 낮아지는 경우 화질저하가 크게 나타난다. 이를 해소하기 위해서 낮은 전송률을 위한 별도의 보조 픽처 시퀀스, 예를 들어 소화면 및/또는 초당 프레임수 등이 낮은 픽처 시퀀스를 제공할 수도 있다. 이러한 보조 시퀀스를 베이스 레이어(base layer)라 하고, 주 픽처 시퀀스를 인핸스드(enhanced) 또는 인핸스먼트(enhancement) 레이어라 한다.
이러한 스케일러블 비디오 코딩에서, 인핸스드 레이어까지 인코딩되어 전송된 특정픽쳐를 복호할 때, 전송과정에서 인핸스드 레이어 비트스트림 중 일부가 손 실된 경우, 디코더는 손실된 인핸스드 레이어 비트스트림을 이용하여 해당 픽쳐를 복호하게 되므로, 원영상과 복호된 영상의 화질이 다르게 된다. 특히, 이러한 문제가 발생된 픽쳐가 다른 픽쳐를 복호화하는데 필요한 레퍼런스 픽쳐이면서 키픽쳐(Key-Picture)인 경우에는 그 문제는 더욱 심각해 진다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전송과정상의 에러로 인해 영상신호의 복호과정에서 발생되는 문제를 최소화할 수 있는 디코딩 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 전송과정상의 에러로 인해 영상신호의 복호과정에서 발생되는 문제를 최소화할 수 있는 디코딩 방법에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 관리방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 FGS(Fine Granularity Scalability) 기반의 비디오 신호 디코딩 방법에 있어서, 현재 블록을 위한 레퍼런스(reference) 픽쳐를 가리키는 픽쳐 식별 정보를 얻는 단계와 상기 레퍼런스 픽쳐를 이용하여 상기 현재 블록을 디코딩하는 단계를 포함하며, 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 및 그에 대응되는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 갖는, 비디오 신호 디코딩 방법을 제공한다.
상술한 목적 및 구성의 특징은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바 람직한 실시예들를 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우는 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 스케일러블 비디오 코딩 시스템의 개략적인 블럭도를 나타낸다.
상기 스케일러블 비디오 코딩 시스템은 인코더(2)와 디코더(10)를 포함하며, 인코더(2)는 베이스 레이어 인코더(4), 인핸스드 레이어 인코더(6) 및 먹스(8)를 포함하고, 디코더(10)는 디먹스(12), 베이스 레이어 디코더(14) 및 인핸스드 레이어 디코더(16)를 포함한다. 베이스 레이어 인코더(4)는 입력된 영상신호 X(n)을 압축하여 베이스 비트스트림을 생성하고, 인핸스드 레이어 인코더(6)는 입력 영상신호 X(n)과 베이스 레이어 인코더(4)에 의해 생성되는 정보를 이용하여 인핸스드 레이어 비트스트림을 생성하며, 먹스(8)는 베이스 레이어 비트스트림과 인핸스드 레이어 비트스트림을 이용하여 스케일러블 비트스트림을 생성한다. 생성된 스케일러블 비트스트림은 소정 채널을 통해 디코더(10)로 전송되고, 전송된 스케일러블 비트스트림은 디코더(10)의 디먹스(12)에 의해 인핸스드 레이어 비트스트림과 베이스 레이어 비트스트림으로 구분된다. 베이스 레이어 디코더(14)는 베이스 레이어 비트스트림을 수신하여 출력 영상신호 Xb(n)을 복호하고, 인핸스드 레이어 디코 더(16)는 인핸스드 레이어 비트스트림을 수신하여 출력 영상신호 Xe(n)를 복호한다. 여기서, 출력 영상신호 Xb(n)은 출력 영상신호 Xe(n)에 비하여 화질이 낮거나 해상도가 낮은 영상신호가 될 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩 방법 및 복호 픽쳐 버퍼의 관리방법이 적용되는 픽쳐의 구조를 보여준다.
도시된 바와 같은 픽쳐들의 구조에서, GOP(Group of Picture)는 계층적 B픽쳐(Hierarchical B Picture)구조로 형성되고, GOP를 구성하는 각 픽쳐들은 키픽쳐(Key-Picture)와 넌키픽쳐(Non-Key-Picture)로 구분되며, 하나의 픽쳐는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(QB) 및 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(QE)로 구성된다. 여기서, 키픽쳐는 가장 낮은 템포럴 레벨(temporal level)의 픽쳐를 의미하고 넌키픽쳐는 키픽쳐를 제외한 픽쳐를 의미한다.
이러한 구조에서, 현재 픽쳐는 현재 픽쳐의 템포럴 레벨과 같거나 그보다 낮은 템포럴 레벨에 있는 픽쳐들 중에서 적어도 하나의 픽쳐를 레퍼런스 픽쳐로 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽쳐(22)가 화면내 예측 부호화 방법에 의해 인코딩된 I픽쳐인 경우 제1 픽쳐(22)는 레퍼런스 픽쳐 없이 복호되고, 제2 픽쳐(24)는 제1 픽쳐(22)를 레퍼런스 픽쳐로 해서 복호되며, 제3 픽쳐(26)는 제1 및 제2 픽쳐(22, 24)를 레퍼런스 픽쳐로 해서 복호되고, 제4 픽쳐(28, 30)는 제1 및 제3 픽쳐(22, 26) 또는 제2 및 제3 픽쳐(24, 26)를 레퍼런스 픽쳐로 해서 복호되며, 제5 픽쳐(32, 34, 36, 38)는 제1 및 제4 픽쳐(22, 28), 제3 및 제4 픽쳐(26, 28), 또는 제2 및 제4 픽쳐(24, 30)를 레퍼런스 픽쳐로 해서 복호되고, 제1 픽 쳐(22), 제2 픽쳐(24), 제3 픽쳐(26), 제4 픽쳐(28, 30), 제5 픽쳐(32, 34, 36, 38) 순으로 복호화된다. 여기서, 제1 및 제2 픽쳐(22, 24)는 키픽쳐이고, 제3 내지 제5 픽쳐(26, 28, 30, 32, 34, 36, 38)는 넌키픽쳐이다. 키픽쳐는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐로 구성되며, 도 2에서 제 1 픽쳐(22) 및 제 2 픽쳐(24)와 같이 표현하였다. 또한, 넌키픽쳐가 레퍼런스 픽쳐로 사용되는 경우, 상기 넌키픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐가 참조된다. 상기 넌키픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐란, 상기 넌키픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐가 이미 복원되어 있음을 내포하고 있다. 이를 도 2의 제3 내지 제5 픽쳐(26, 28, 30, 32, 34, 36, 38)와 같이 점선을 이용하여 표현하였다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호의 디코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.
본 발명의 실시예를 들어보면, 먼저 디코더는 인코딩된 비디오 신호를 소정의 채널을 통해 수신하게 된다. 그리고, 상기 비디오 신호로부터 현재 블록을 위한 레퍼런스 픽쳐를 가리키는 픽쳐 식별 정보를 획득한다(S310). 상기 픽쳐 식별 정보는, 예를 들어 레퍼런스 픽쳐의 레퍼런스 인덱스(reference index) 정보이거나 픽쳐 번호(picture number) 정보일 수 있다. 상기 레퍼런스 픽쳐를 이용하여 상기 현재 블록을 디코딩할 수 있는데(S320), 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 그에 대응되는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 가질 수 있다. 상기 픽쳐 식별 정보는 레퍼런스 픽쳐의 레퍼런스 인덱스 정보 또는 픽쳐 번호 정보일 수 있다. 여기서, 상기 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 상기 기초 계층 레퍼런스 픽쳐보다 향상 된 화질을 가질 수 있다.
상기 현재 블록을 포함하는 픽쳐가 키픽쳐인 경우, 상기 현재 블록을 위한 레퍼런스 픽쳐는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 또는 그에 대응하는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐일 수 있다. 또한, 상기 픽쳐 식별 정보에 근거하여 레퍼런스 픽쳐 리스트로부터 상기 현재 블록을 위한 레퍼런스를 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 레퍼런스를 이용하여 상기 현재 블록을 디코딩할 수 있는데, 이 경우에도 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 그에 대응되는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 가질 수 있다. 그리고, 상기 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 상기 기초 계층 레퍼런스 픽쳐보다 향상된 화질을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 2에서 현재 픽쳐가 제 2 픽쳐(24)이고 P픽쳐인 경우, 제 2 픽쳐(24)의 레퍼런스 픽쳐는 제 1 픽쳐(22)이고 제 2 픽쳐(24)는 키픽쳐이기 때문에, 상기 현재 픽쳐인 제 2픽쳐(24)는 제1 픽쳐(22)의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 또는 그에 대응하는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 참조하여 디코딩될 수 있다. 이때, 상기 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 상기 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 가질 수 있으며, 상기 픽쳐 식별 정보는 레퍼런스 픽쳐의 레퍼런스 인덱스 정보 또는 픽쳐 번호 정보일 수 있다. 다른 예로서, 현재 픽쳐가 제 4 픽쳐(28)인 경우, 제 4 픽쳐(28)의 레퍼런스 픽쳐는 제 1 및 제 3 픽쳐(22, 26)이고, 제 4 픽쳐(28)는 넌키픽쳐에 해당된다. 이 경우, 상기 현재 픽쳐인 제 4 픽쳐(28)의 레퍼런스 픽쳐는 제 1 픽쳐(22)의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐, 제 1 픽쳐(22)의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐 또는 제 3 픽쳐(26)의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 포함한다. 상 기 제 3 픽쳐(26)의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐란, 상기 제 3 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐가 이미 복원되어 있음을 포함한다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 비디오 신호의 디코딩 방법을 보여주는 흐름도를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예를 들어보면, 먼저 레퍼런스 픽쳐 리스트로부터 제 1 레퍼런스 픽쳐를 얻을 수 있다(S410). 여기서, 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐는 픽쳐 식별 정보와 관련성이 있으며, 상기 픽쳐 식별 정보는 레퍼런스 픽쳐의 레퍼런스 인덱스 정보 또는 픽쳐 번호 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 레퍼런스 인덱스 정보를 이용하여 레퍼런스 픽쳐 리스트 상의 제 1 레퍼런스 픽쳐를 획득할 수 있다. 그리고, 상기 획득된 제 1 레퍼런스 픽쳐를 이용하여 현재 블록을 디코딩할 수 있다(S420). 이때, 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐와 그에 대응하는 제 2 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 갖고, 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐와 제 2 레퍼런스 픽쳐는 별도의 식별 정보로써 구분될 수 있다. 예를 들어, 디코딩된 레퍼런스 픽쳐를 마킹하는 과정(Decoded reference picture marking process)에서 상기 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(40)에 'base representation'이라는 마킹을 함으로써 동일한 픽쳐 번호를 가지는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(40)와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(42)를 구별할 수 있다. 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐는 기초 계층에 속하고, 상기 제 2 레퍼런스 픽쳐는 향상 계층에 속할 수 있으며, 상기 향상 계층은 상기 기초 계층보다 향상된 화질을 가질 수 있다. 또한, 상기 현재 블록을 포함하는 픽쳐가 키픽쳐인 경우, 상기 현재 블록을 위한 레퍼런스 픽쳐는 제 1 레퍼런스 픽쳐 또는 그에 대응하는 제 2 레퍼런스 픽쳐일 수 있다. 이렇게 획득된 레퍼런스를 이용하여 상기 현재 블록을 디코딩할 수 있다.
상기 도 3,4에서 살펴본 바와 같이 레퍼런스 픽쳐가 제 1 픽쳐(22) 또는 제 2 픽쳐(24)와 같은 키픽쳐인 경우에는 현재 픽쳐에게 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 또는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 제공할 수 있거나, 제 1 레퍼런스 픽쳐 또는 제 2 레퍼런스 픽쳐를 제공할 수 있다. 따라서, 복호 픽쳐 버퍼(Decoded Picture Buffer)에는 위와 같은 레퍼런스 픽쳐가 저장되어 있어야 한다. 본 발명에 따른 비디오 신호의 디코딩 방법에 의할 경우, 복호 픽쳐 버퍼 내에서 레퍼런스 픽쳐에 참조번호를 할당하는 방법이나 레퍼런스 픽쳐의 삭제 방법과 같은 복호 픽쳐 버퍼 관리 방법이 새롭게 정의될 필요가 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 관리 방법을 도 5 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 레퍼런스 픽쳐가 키픽쳐인 경우 복호 픽쳐 버퍼에 저장되는 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 및 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 동일한 픽쳐 식별 번호를 할당할 수 있다. 레퍼런스 픽쳐가 넌키픽쳐인 경우 복호 픽쳐 버퍼에는 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐가 저장되므로 상기 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 하나의 픽쳐 식별 번호를 할당한다. 즉, 레퍼런스 픽쳐가 키픽쳐인 경우 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 가상의 하나의 픽쳐로 취급할 수 있다. 여기서, 상기 할당되는 픽쳐 식별 정보라 함은 픽쳐 번호(picture number) 정보 또는 레퍼런스 인덱스 정보를 포함하고, 상기 픽쳐 번호 정보는 장기 레퍼런스 픽쳐 번 호(long term picture number)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 구조를 보여주는 도면을 나타낸다.
상기 도 2에서 키픽쳐이면서 레퍼런스 픽쳐인 제 1 픽쳐(22)가 디코딩된 후 복호 픽쳐 버퍼에 저장될 때, 제 1 픽쳐(22)를 구성하는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(40) 및 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(42)는 픽쳐 번호(picture number) 0으로 저장된다. 제 1 픽쳐(22)와 마찬가지로 키픽쳐이면서 레퍼런스 픽쳐인 제 2 픽쳐(24)의 경우에도 제 2 픽쳐(24)를 구성하는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(44) 및 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(46)는 픽쳐 번호 1로 저장된다. 그리고, 넌키픽쳐이면서 레퍼런스 픽쳐인 제 3 픽쳐(26)의 경우, 레퍼런스 픽쳐(26)의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(48)는 픽쳐 번호 2로 저장된다. 또한, 제 5 픽쳐의(32, 34, 36, 38) 경우에는 넌-레퍼런스 픽쳐(non-reference picture)이므로, 복호된 후 바로 표시되지 않는 경우를 제외하고 복호 픽쳐 버퍼에 저장되지 않는다.
이때, 현재 픽쳐가 키픽쳐이고 픽쳐 번호 0인 레퍼런스 픽쳐를 참조하는 경우, 레퍼런스 픽쳐(22)의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(40)와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(42)가 모두 픽쳐 번호 0이라는 동일한 픽쳐 식별 정보를 가지고 있기 때문에, 픽쳐 번호 0을 가지는 상기 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(40)와 상기 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(42)를 구분하여야만 한다. 이를 구분하기 위해 본 발명은 별도의 식별 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, 디코딩된 레퍼런스 픽쳐를 마킹하는 과정(Decoded reference picture marking process)에서 상기 기초 계층 레퍼런스 픽 쳐(40)에 'base representation'이라는 마킹을 함으로써 동일한 픽쳐 번호를 가지는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(40)와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(42)를 구별할 수 있다.
본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 복호 픽쳐 버퍼에서는 어떤 픽쳐를 디코딩하느냐에 따라 상기 복호 픽쳐 버퍼 내에 있는 픽쳐들의 픽쳐 식별 정보가 변하게 된다. 따라서, 레퍼런스 픽쳐 리스트 상의 제 1 레퍼런스 픽쳐를 얻고, 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐를 이용하여 현재 블록을 디코딩할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐와 그에 대응하는 제 2 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 갖고, 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐와 상기 제 2 레퍼런스 픽쳐는 별도의 식별 정보로써 구분될 수 있다. 예를 들어, 디코딩된 레퍼런스 픽쳐를 마킹하는 과정(Decoded reference picture marking process)에서 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐 또는 제 2 레퍼런스 픽쳐에 'base representation'이라는 마킹을 함으로써 동일한 픽쳐 번호를 가지는 제 1 레퍼런스 픽쳐와 제 2 레퍼런스 픽쳐를 구별할 수 있다. 또한, 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐는 기초 계층에 속하고, 상기 제 2 레퍼런스 픽쳐는 향상 계층에 속할 수 있으며, 이 경우에는 상기 제 1 레퍼런스 픽쳐에 'base representation'이라는 마킹을 하여 구별할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 일실시예로서, 도 3~4에서 언급한 바와 같이 레퍼런스 픽쳐를 이용하여 현재 블록을 디코딩함에 있어서, 상기 레퍼런스 픽쳐를 이용할 때 레퍼런스 픽쳐 리스트를 초기화할 수 있다. 그리고, 상기 초기화된 레퍼런스 픽쳐 리스트를 재배열할 수 있다. 이처럼 레퍼런스 픽쳐 리스트가 재배열된 경 우에는, 상기 재배열된 레퍼런스 픽쳐 리스트로부터 상기 레퍼런스 픽쳐를 획득할 수 있다. 이하 도 6a ~ 6b에서 레퍼런스 픽쳐 리스트의 재배열에 대해 살펴본다.
도 6a ~ 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 레퍼런스 픽쳐의 참조번호를 재배열(reordering)하는 것을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
참조번호의 재배열은 현재 픽쳐를 복호화함에 있어서, 시간적으로 가까이 있는 픽쳐들이 상대적으로 멀리 있는 픽쳐보다 현재 픽쳐와의 상관관계(Correlation)가 더 낮은 경우, 레퍼런스 픽쳐 리스트 상에서 현재 픽쳐와 상관관계가 가장 높은 픽쳐에 낮은 참조번호를 재배열하여 효율적으로 레퍼런스 픽쳐를 관리할 수 있는 명령어를 말한다. 이러한 참조번호의 재배열 과정을 도 6a ~ 6b를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 6a는 픽쳐의 구조를 도시한 것으로서, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 픽쳐들(22, 24, 26, 28, 30)은 이미 복호화가 끝나 복호 픽쳐 버퍼에 저장되어 있는 상태이다. 제 5 픽쳐(34)를 복호하고자 할 때, 복호 픽쳐 버퍼에 저장되어 있는 픽쳐들의 레퍼런스 픽쳐 리스트 0(Reference Picture list 0)은 도 6b에 도시된 바와 같다. 제 5 픽쳐(34)로부터 반시계 방향으로 회전하면서 각 픽쳐들에 참조번호를 부여하게 되고, 레퍼런스 픽쳐 리스트 1(Reference Picture list 1)은 제 5 픽쳐(34)로부터 시계방향으로 회전하면서 참조번호를 부여하게 된다. 그러나, 레퍼런스 픽쳐 리스트 0 상에서 제 5 픽쳐(34)와 시간적으로 가까이 있는 제 4 픽쳐(28)보다 제 1 픽쳐(22)의 상관관계가 더 높은 경우, 제 1 픽쳐(22)에 참조번호 0을 재할당하고 제 4 픽쳐(28)에 참조번호 1을 재할당함으로써 레퍼런스 픽쳐 리스 트를 재배열한다. 또한, 레퍼런스 픽쳐 리스트 1 상에서 제 5 픽쳐(34)가 제 5 픽쳐(34)와 시간적으로 가까이 있는 제 4 픽쳐(30) 보다 제 2 픽쳐(24)의 상관관계가 더 높은 경우, 제 2 픽쳐(24)에 참조번호 1을 재할당하고 제 4 픽쳐(30)에 참조번호 2를 재할당함으로써 레퍼런스 픽쳐 리스트를 재배열한다.
본 발명의 일실시예에 있어서는 상술한 바와 같이, 참조번호의 재배열은 레퍼런스 픽쳐가 키픽쳐인 경우 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 하나의 픽쳐로 취급하여 참조번호를 재할당하고, 레퍼런스 픽쳐가 넌키픽쳐인 경우에는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 할당된 참조번호를 재할당함으로써 참조번호 리스트를 재배열하면 된다.
본 발명의 다른 일실시예로서, 레퍼런스 픽쳐 리스트의 초기화(Initialization)도 참조번호의 재배열과 마찬가지 방식을 취한다. 예를 들어, 현재 블록을 위한 레퍼런스 픽쳐를 가리키는 픽쳐 식별 정보를 획득하고, 상기 획득된 픽쳐 식별 정보에 근거하여 레퍼런스 픽쳐 버퍼에 저장된 레퍼런스 픽쳐를 읽어낼 수 있다. 상기 읽어낸 레퍼런스 픽쳐를 이용하여 현재 블록을 디코딩할 수 있게 된다. 여기서 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 및 그에 대응되는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 가질 수 있으며, 상기 픽쳐 식별 정보는 레퍼런스 픽쳐의 레퍼런스 인덱스 정보 또는 픽쳐 번호 정보를 포함한다. 또한, 레퍼런스 픽쳐가 키픽쳐인 경우 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 하나의 픽쳐로 취급하여 참조번호를 할당할 수 있고, 레퍼런스 픽쳐가 넌키픽쳐인 경우 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 대해서 참조번호를 할당할 수 있다. 또한, 해당 레퍼런스 픽쳐가 더 이상 참조될 필요가 없어 복호 픽쳐 버퍼 상에서 슬라이딩 윈도우 방식을 이용하여 레퍼런스 픽쳐를 삭제하는 경우에 있어서도, 레퍼런스 픽쳐가 키픽쳐라면 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 하나의 픽쳐로 취급하여 레퍼런스 픽쳐를 버퍼상에서 삭제할 수 있고, 레퍼런스 픽쳐가 넌키픽쳐라면 버퍼상에서 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 삭제할 수 있다. 이 경우, 해당 픽쳐의 삭제는 선입선출(First-In-First-Out: FIFO)방식에 의해 버퍼상에 먼저 저장된 픽쳐가 먼저 삭제된다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 메모리 관리 커맨드(Memory Management Control Operation: MMCO, 이하 'MMCO'라 함)를 이용하여 복호 픽쳐 버퍼를 관리하는 방법에 대해서 설명한다. 현재 픽쳐를 복호하는 과정에서, 현재 픽쳐로부터 메모리 관리 커맨드가 획득되는 경우 메모리 관리 커맨드에 상응하여 복호 픽쳐 버퍼를 관리하게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 픽쳐가 키픽쳐인 경우에는 복호 픽쳐 버퍼에서 해당 레퍼런스 픽쳐(50)의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(52) 및 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(54) 모두에 대해서 메모리 관리 동작(56, 예를 들어, 해당 레퍼런스 픽쳐를 단기 참조 버퍼(short-term memory)에서 장기 참조 버퍼(long-term memory)로 이동시키는 명령인 것으로 가정함)을 수행하고, 현재픽쳐가 넌키픽쳐인 경우에는 복호 픽쳐 버퍼에서 해당 레퍼런스 픽쳐(58)의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 대해서 메모리 관리 동작(60)을 수행하게 되는 것이다. 여기서, MMCO에 할당된 값에 따른 관리 내용을 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 7은 MMCO의 코드번호에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 관리 내용을 설명하기 위 한 도면을 나타낸다.
먼저, MMCO의 코드번호가 0인 경우는 '메모리 관리를 종료한다'라는 것을 나타내고, MMCO의 코드번호가 1인 경우는 '단기 레퍼런스 픽쳐(Shotr-Term Picture)를 넌-레퍼런스 픽쳐로 마킹한다'는 것을 나타내며, MMCO의 코드번호가 2인 경우는 장기 레퍼런스 픽쳐(Long-Term Picture)를 넌-레퍼런스 픽쳐로 마킹한다'라는 것을 나타내고, MMCO의 코드번호가 3인 경우는 '단기 레퍼런스 픽쳐를 장기 레퍼런스 픽쳐로 마킹한 후 장기 참조 버퍼로 이동한다'라는 것을 나타내고, MMCO의 코드번호가 4인 경우는 장기 참조 버퍼의 크기를 결정하는 것에 관련된 것이고, MMCO의 코드번호가 5인 경우는 '모든 레퍼런스 픽쳐들을 넌-레퍼런스 픽쳐로 마킹하고 버퍼의 모든 내용을 리셋한다'라는 것을 나타내며, MMCO의 코드번호가 6인 경우는 '현재 픽쳐를 장기 레퍼런스 픽쳐로 마킹하고 장기 참조 버퍼에 저장한다'라는 것을 나타낸다.
이러한 MMCO의 코드번호에 상응하는 동작은, 현재 픽쳐가 키픽쳐인 경우에는 해당 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 및 향상 계층 레퍼런스 픽쳐 모두에 대해 수행되고, 현재 픽쳐가 넌키픽쳐인 경우에는 해당 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 대해서 수행된다는 것을 포함한다. 즉, 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 대해 동일한 픽쳐 식별 번호가 부여되어 있는 경우에는 참조번호의 재배열, 레퍼런스 픽쳐 리스트의 초기화, 레퍼런스 픽쳐의 삭제, 및 MMCO에 의한 버퍼의 관리가 상기 동일한 픽쳐 식별 번호를 가지는 픽쳐 단위로 수행될 수 있다. 여기서, 상기 픽쳐 식별 번호는 레퍼런스 픽쳐의 레퍼런스 인덱스 정보 또는 픽쳐 번호 정보를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서는 레퍼런스 픽쳐가 키픽쳐인지 넌키픽쳐인지에 관계없이, 복호 픽쳐 버퍼에 저장되는 픽쳐 단위로 픽쳐 식별 정보를 할당한다. 즉, 레퍼런스 픽쳐가 키픽쳐인 경우에도, 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 및 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 다른 픽쳐 식별 정보가 할당되는 것이다. 레퍼런스 픽쳐가 넌키픽쳐인 경우, 복호 픽쳐 버퍼에는 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐가 저장되므로 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 하나의 픽쳐 식별 정보가 할당될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복호 픽쳐 버퍼의 구조를 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
본 발명의 실시예로서, 상기 도 2에서 키픽쳐이면서 레퍼런스 픽쳐인 제 1 픽쳐(22)가 복호된 후 복호 픽쳐 버퍼에 저장될 때, 제 1 픽쳐(22)를 구성하는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(40)에 픽쳐 번호(picture number) 0을 할당하고 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(42)에 픽쳐 번호 1을 할당한다. 제 1 픽쳐(22)와 마찬가지로 키픽쳐이면서 레퍼런스 픽쳐인 제 2 픽쳐(24)에 대해서도, 제 2 픽쳐(24)를 구성하는 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(44)에 대해서 픽쳐 번호 2를 할당하고 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(46)에 픽쳐 번호 3을 할당한다. 넌키픽쳐이면서 레퍼런스 픽쳐인 제 3 픽쳐(26)의 경우 복호 픽쳐 버퍼에는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐가 저장되므로, 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(48)에 픽쳐 번호 4를 할당하는 것이다. 제 5 픽쳐의(32, 34, 36, 38) 경우에는 넌-레퍼런스 픽쳐이므로, 복호된 후 바로 표시되지 않는 경우를 제외하고 복호 픽쳐 버퍼에 저장되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예로서 참조번호의 재배열(Reordering)은 현재 픽쳐가 키픽쳐인 경우, 단지 기초 계층 레퍼런스 픽쳐에 할당된 참조번호만이 재할당되고, 레퍼런스 픽쳐가 넌키픽쳐인 경우에는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 할당된 참조번호만이 재할당된다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 레퍼런스 픽쳐 리스트의 초기화(Initialize)와 MMCO에 의한 버퍼 관리의 경우, 현재 픽쳐가 키픽쳐라면 참조번호가 다르지만 해당 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐 모두에 대해서 초기화와 MMCO에 의한 메모리 관리 명령이 수행되고, 현재픽쳐가 넌키픽쳐인 경우에는 해당 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐에 대해서 초기화 또는 MMCO에 의한 메모리 관리 명령이 수행된다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 현재 픽쳐로부터 해당 레퍼런스 픽쳐(50)를 단기 참조 버퍼로부터 장기 참조 버퍼로 이동시키라는 MMCO 명령(62)이 획득되고, 현재 픽쳐가 키픽쳐인 경우, 해당 레퍼런스 픽쳐(50)의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐(52)와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(54)를 모두 단기 참조 버퍼로부터 장기 참조 버퍼로 이동시키고, 현재 픽쳐가 넌키픽쳐인경우, 해당 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐(58)에 대해서 MMCO 명령(64)을 수행하는 것이다.
한편, 해당 레퍼런스 픽쳐가 더 이상 참조될 필요가 없어 복호 픽쳐 버퍼 상에서 슬라이딩 윈도우 방식을 이용하여 레퍼런스 픽쳐를 삭제하는 경우, 현재 픽쳐가 키픽쳐라면 해당 참조번호가 다르더라도 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐와 향상 계층 레퍼런스 픽쳐 모두가 버퍼상에서 삭제된다. 그러나, 현재픽쳐가 넌키픽쳐인 경우 버퍼상에서 해당 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐가 삭제된다. 이 경우, 해당 픽쳐의 삭제는 선입선출(First-In-First-Out: FIFO)방식에 의해 버퍼상에 먼저 저장된 픽쳐가 먼저 삭제된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 키픽쳐를 복호화하는 경우에는 레퍼런스 픽쳐로써 레퍼런스 픽쳐의 기초 계층 레퍼런스 픽쳐 또는 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 제공하고, 넌키픽쳐를 복호화하는 경우에는 레퍼런스 픽쳐로써 레퍼런스 픽쳐의 향상 계층 레퍼런스 픽쳐를 제공함으로써 전송과정상에서의 에러로 인해 영상신호의 복호과정에서 발생되는 문제를 최소화할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 복호화 방법에 의해 영상신호를 복호화하는 경우 그 방법에 따라 최적화된 복호 픽쳐 버퍼의 관리방법을 새롭게 제시함으로써 본 발명에 따른 영상신호의 디코딩을 더욱 효율적으로 수행할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 퀄러티 베이스 레이어를 디코딩하는 단계;
    상기 퀄러티 베이스 레이어에 기초하여 퀄러티 인핸스드 레이어를 디코딩하는 단계; 여기서, 상기 퀄러티는 양자화 스텝 사이즈에 기초함.
    상기 퀄러티 베이스 레이어의 픽쳐와 상기 퀄러티 인핸스드 레이어의 픽쳐를 레퍼런스 픽쳐로 마킹하는 단계
    를 포함하되,
    상기 퀄러티 베이스 레이어의 픽쳐와 상기 퀄러티 인핸스드 레이어의 픽쳐는 동일한 픽쳐 식별 정보를 갖고,
    상기 마킹 단계에서, 상기 퀄러티 베이스 레이어의 픽쳐는 별도의 표시 정보로 마킹되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동일한 픽쳐 식별 정보를 갖는 상기 퀄러티 베이스 레이어의 픽쳐와 상기 퀄러티 인핸스드 레이어의 픽쳐는 시간적 해상도가 가장 낮은 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 픽쳐 식별 정보는 디코딩 순서를 나타내는 프레임 번호 정보, 픽쳐를 식별하기 위한 픽쳐 번호 정보 및 레퍼런스 인덱스 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 퀄러티 인핸스드 레이어의 픽쳐는 상기 퀄러티 베이스 레이어의 픽쳐보다 상기 양자화 스텝 사이즈가 더 작은 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
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  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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  11. 삭제
KR1020060095950A 2005-10-05 2006-09-29 비디오 신호의 디코딩 방법 KR100883594B1 (ko)

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