KR100935528B1 - 주변 블록의 정보를 이용한 효율적인 영상 확대 방법 및이를 적용한 스케일러블 비디오 부호화/복호화 장치 및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비디오 신호의 확대 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주변 블록의 정보를 이용한 효율적인 영상 확대 방법 및 이를 적용한 스케일러블 비디오 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상의 확대 방법은, 상기 저해상도 영상이 인터 모드 데이터인지 판단하는 단계; 및 상기 저해상도 영상이 인터 모드 데이터인 경우에, 상기 저해상도 영상의 매크로 블록 모드에 따라서 적응적으로 영상 확대를 수행하는 단계를 포함한다.
스케일러블, Up-sampling, 매크로 블록

Description

주변 블록의 정보를 이용한 효율적인 영상 확대 방법 및 이를 적용한 스케일러블 비디오 부호화/복호화 장치 및 방법{METHOD FOR REDUCING ARBITRARY-RATIO UP-SAMPLING OPERATION USING CONTEXT OF MACROBLOCK, AND METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING/DECODING BY USING THE SAME}
본 발명은 비디오 신호의 확대 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주변 블록의 정보를 이용한 효율적인 영상 확대 방법 및 이를 적용한 스케일러블 비디오 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-103-03, 과제명: 통방융합 환경에서의 유비쿼터스 콘텐츠 서비스 기술 개발].
스케일러블 영상 코덱(Saclable Video Codec, SVC)은 영상신호를 인코딩함에 있어서, 최고 화질로 인코딩을 수행하되, 그 결과로 생성된 픽쳐 시퀀스(picture sequence)의 부분 시퀀스를 디코딩하여 사용하는 경우에도 저화질의 영 상 표현이 가능하도록 하는 방식이다. 상기 부분 시퀀스는 시퀀스 전체에서 간헐적으로 선택된 프레임의 시퀀스를 의미한다.
일반적으로, H-B 픽쳐(Hierarchical B picture) 방식이 상기한 스케일러블 영상 코덱에 사용된다.
도 1은 일반적인 스케일러블 영상 코덱의 구조를 나타내는 블럭도이다.
영상신호원(original video)은 원래 해상도(화면의 크기)가 서로 다른 여러 레이어로 구분되어, 각각 독립적으로 인코딩된다. 이때, 여러 레이어에 대하여 동일한 방식으로 인코딩 할 수 있고, 또는 서로 다른 방식으로 인코딩할 수도 있다.
상기 H-B 픽쳐 방식에 의하여 인코딩된 픽쳐 시퀀스는 부분 시퀀스만을 수신하여 디코딩하기 때문에, 저화질의 영상 표현이 가능하다. 그러나, 영상 신호의 비트레이트(bit rate)가 낮아지는 경우에는 화질 저하가 크게 나타나게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 낮은 전송율을 위한 별도의 보조 픽쳐 시퀀스, 예를 들어 초당 프레임수 등이 낮은 픽쳐 시퀀스를 계층적으로 제공할 수도 있다.
또한, 해상도가 낮은(크기가 작은) 영상(하위 레이어)과 큰 영상(상위 레이어)을 동시에 전송하기 위하여 영상의 축소 또는 확대과정이 필요하게 된다. 즉, 하나의 영상 신호원을 화면의 해상도가 4CIF(4 times Common Intermediate Format), CIF 및 QCIF(Quarter CIF)인 세개의 픽쳐 시퀀스로 각각 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다.
해상도가 서로 다른 하위 레이어와 상위 레이어는 동일한 영상 신호원을 인코딩한 것이기 때문에, 인코딩한 데이터에는 잉여정보(redundancy, 리던던시)가 존재한다.
따라서, 임의의 레이어의 코딩율(Coding rate)을 높이기 위하여, 상기 임의의 레이어보다 해상도가 낮은 하위 레이어에 대하여 인코딩 한 데이터 스트림을 이용하여 상기 임의의 레이어의 영상 신호를 예측하게 된다. 상위 레이어의 영상 프레임에 대하여 예측 동작을 수행하고, 임의의 프레임 내의 매크로 블록(MB)에 대한 레지듀얼 블록(레지듀얼 데이터를 갖도록 인코딩 된 블록)을 구한다. 이때, 하위 레이어의 영상 프레임에 대하여도 예측 동작이 수행되어 하위 레이어의 레지듀얼 블록은 이미 생성되어 있는 상태이다. 이후, 상기 매크로 블록에 대응되고 레지듀얼 데이터를 갖도록 인코딩 된 하위 레이어의 대응 레지듀얼 블록(가로 방향과 세로 방향의 픽셀 수가 상기 매크로 블록의 1/2인 영역으로 레지듀얼 데이터를 갖도록 인코딩 된 영역)을 상기 상위 레이어와 하위 레이어의 해상도 비에 해당하는 배율로 확대(UP-Sampling, 업샘플링)하여 상기 매크로 블록과 동일하게 확대한 후, 상기 확대된 하위 레이어의 대응 레지듀얼 영역의 화소 값을 상기 상위 레이어의 레지듀얼 블록의 화소값에서 감하여 상기 상위 레이어의 매크로 블록에 인코딩 한다.
상기와 같이 확대된 블록은 디코더 측으로 전송되지 않기 때문에, 디코더는 상기와 같이 인코딩된 매크로 블록을 디코딩하기 위하여 확대 연산을 수행한 후 상위레이어의 레지듀얼 값에 더해주어 복구한다.
또한, 상기와 같은 매크로 블록의 인코딩을 위해서 뿐만 아니라, 레이어간 레지듀얼 데이터 예측 동작을 수행하는 경우에도 하위 레이어의 블록을 확대하는 연산과정이 필요하다.
상기한 종래 기술에 따라서 하위 레이어의 레지듀얼 블록을 확대하는 경우에는 모든 하위 레이어의 영상을 확대하기 때문에, 확대 연산시 연산량이 크게 증가하는 문제가 있다.
H.264 SVC 는 종래의 MPEG-2 Scalable Video Coding 과 다르게 임의의 비율 (Arbitrary-ratio) 의 화면 해상도를 지원한다. 예를 들어 240x192 의 하위레이어 영상과 320x256의 상위 레이어 영상 (Arbitrary-ratio 비율은 4/3) 을 부호화 할 수 있다. 상기와 같은 기능을 위해서 Extended Spatial Scalability (ESS) Tool 을 지원해야한다. 이는 4-tap interpolation 필터와 하위레이어와 상위레이어 상호간의 phase 정보를 계산하는 부분으로 이루어 진다. 즉 현재 확대하려는 pixel에 대해서 임의의 영상확대비율을 이용해서 interpolation 필터의 phase를 계산하여 적절한 4-tap 필터를 선택하여 컨벌류션과정을 가로와 세로방향으로 수행하여 영상확대를 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 스케일러블 비디오 인코딩 및 디코딩시에 주변 블록의 정보를 이용하여 확대연산의 연산량을 줄일 수 있는 영상 확대 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 스케일러블 비디오 인코딩 및 디코딩시에 주변 블록의 정보를 이용하여 인코딩 및 디코딩에 따른 연산량을 줄일 수 있는 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하고 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상의 확대 방법은, 상기 저해상도 영상이 인터 모드 데이터인 경우에, 상기 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 각각에 대하여 인트라 매크로 블록인지를 판단하는 단계와, 상기 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우 상기 임의의 매크로 블록을 확대하는 단계 및 상기 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변 매크로 블록 모두가 인트라 매크로 블록이 아닌 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하지 않고, 상기 저해상도 영상의 다른 매크로 블록을 선택하는 단계를 포함한다.
더욱 구체적으로, 상기 인코딩된 데이터의 매크로 블록의 모드를 조사하여 인트라 매크로 블록만을 확대하는 단계는, 상기 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 그 주변 매크로 블록 각각에 대하여 인트라 매크로 블록인지를 판단하는 단계; 및
상기 임의의 매크로 블록 및 그 주변 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 영상 확대를 수행하는 방법은, 레이어간 레지듀얼 데이터 예측 동작을 수행하는 경우에 하위 레이어의 블록을 확대하기 위한 연산에 적용될 수 있으며, 특히, 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩 장치 및 방법에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스케일러블 비디오 인코딩 장치는, 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 인코딩하는 하위 레이어 인코딩부; 상기 인코딩된 저해상도 영상의 매크로 블록 모드에 따라서 적응적으로 영상을 확대하는 영상 확대부; 및 상기 확대된 영상과 상기 고해상도 영상과의 차이를 이용하여 상기 고해상도 영상을 인코딩하는 상위 레이어 인코딩부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 스케일러블 비디오 디코딩 장치는, 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 디코딩하는 하위 레이어 디코딩부; 상기 디코딩된 저해상도 영상의 매크로 블록 모드에 따라서 적응적으로 영상을 확대하는 영상 확대부; 및 상기 확대된 영상과 상기 고해상도 레지듀얼 영상과의 합을 이용하여 상기 고해상도 영상을 디코딩하는 상위 레이어 디코딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 부가적인 특징 및 장점은, 후술하는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용의 상세한 설명에 의하여 보다 명료해 질 것이며, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의하여 설명되나, 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 한 정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형은 모두 본 발명 사상의 범주에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
상기한 바와 같이, 종래기술에 따르면 상위 레이어에 대응하는 하위 레이어 영상의 확대에 있어서 복호/부호화된 하위 레이어 영상을 모두 확대하는 반면에, 본 발명에 따른 영상 확대 방법은 소정 조건을 만족하는 하위 레이어 영상에 대해서만 확대 연산을 수행한다.
일반적인 비디오 압축 시퀀스에서 인트라 매크로 블록의 비율은 약 5~10 %이다. 따라서, 상기한 본 발명은 하위 레이어 영상의 확대 연산에 있어서 연산량을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 확대 연산 방법을 적용한 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩 장치 및 방법은 인코딩 및 디코딩 시에 수행되는 확대 연산의 연산량을 줄임으로써, 인코딩 및 디코딩에 소요되는 시간을 줄이고 시스템 성능의 향상 효과를 기대할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상의 확대 방법은, 상기 저해상도 영상이 인터 모드 데이터인지 판단하는 단계 및 상기 저해상도 영상이 인터 모드 데이터인 경우에 상기 저해상도 영상의 매크로 블록 모드에 따라서 적응적으로 영상 확대를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기한 바와 같이, 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상의 확대 방법은 스케일러블 비디오 인코딩 및 디코딩 시에 적용될 수 있으며, 이하, 스케일러블 비디오 인코딩 및 디코딩 과정을 중심으로 본 발명을 설명하기로 한다.
또한, 본 발명은 H.264 SVC에서 영상의 UP-sampling 비율이 임의의 비율, 즉 상위 레이어와 하위 레이어의 가로, 세로 크기가 각각 정수비이거나 아닌 경우로 가정한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 스케일러블 비디오 인코딩 장치 및 디코딩 장치의 개략적인 구조를 보여주는 블럭도이다.
도 2a를 참조하면, 스케일러블 비디오 인코딩 장치는, 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 인코딩하는 하위 레이어 인코딩부(210)와, 상기 인코딩된 저해상도 영상의 매크로 블록 모드에 따라서 적응적으로 영상을 확대하는 영상 확대부(220) 및 상기 확대된 영상과 상기 고해상도 영상과의 차이를 이용하여 상기 고해상도 영상을 인코딩하는 상위 레이어 인코딩부(230)를 포함하여 구성된 다.
또한, 도 2b를 참조하면, 스케일러블 비디오 디코딩 장치는, 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 디코딩하는 하위 레이어 디코딩부(240)와, 상기 디코딩된 저해상도 영상의 매크로 블록 모드에 따라서 적응적으로 영상을 확대하는 영상 확대부(250) 및 상기 확대된 영상과 상기 고해상도 영상과의 차이를 이용하여 상기 고해상도 영상을 디코딩하는 상위 레이어 디코딩부(260)를 포함한다.
상기 하위 레이어 인코딩부(210) 및 하위 레이어 디코딩부(240)는 각각 저해상도 영상의 인코딩 및 디코딩을 수행한다.
상기 영상 확대부(220, 250)는, 디코딩 또는 인코딩된 저해상도 영상의 매크로 블록 중 인트라 매크로 블록만을 확대하는 기능을 수행한다. 여기서, 영상의 확대는 H.264 SVC에 정의된 방법에 따르며, 도 3에 도시된 바와 같이, 4-tap 필터를 사용하여 컨볼류션 과정을 통해 확대된다.
상기 영상확대부(220, 250)는 H.264 SVC의 single-loop-decoding 모드의 특성(하위 레이어가 intra MB일 경우만 상위 레이어가 intra BL(base-layer) 모드를 가질 수 있는 특성)을 이용하여 하위 레이어의 매크로 블록 모드를 조사하여, 조사된 매크로 블록 모드에 따라서 적응적으로 영상 확대를 수행한다.
상기 상위 레이어 인코딩부(230)는 상기 확대된 하위 레이어의 대응 레지듀얼 영역의 화소 값을 상기 상위 레이어의 레지듀얼 블록의 화소값에서 감하여 상기 상위 레이어의 매크로 블록에 인코딩한다.
상위 레이어 디코딩부(260)는 상기 확대된 하위 레이어의 대응 레지듀얼 영 역의 화소 값을 상기 상위 레이어의 레지듀얼 블록의 화소값에 더하여 상기 상위 레이어의 매크로 블록에 디코딩한다.
도 4는 본 발명에 따른 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩 방법은, 하위레이어(저해상도) 영상의 인코딩/디코딩을 수행하는 단계(S410)와, 상기 저해상도 영상의 인코딩된 데이터(프레임)가 인트라 데이터인지 판단하는 단계(S420)와, 상기 저해상도 영상의 인코딩/디코딩된 데이터가 인트라 데이터가 아닌 경우에 상기 인코딩/디코딩된 데이터의 매크로 블록의 모드를 조사하여 인트라 매크로 블록만을 확대하는 단계(S460) 및 상기 확대된 매크로 블록을 이용하여 상기 고해상도 영상을 인코딩/디코딩하는 단계(S440)를 포함하여 구성된다. 스케일러블 인코딩 및 디코딩은 유사한 과정을 통해 수행되기 때문에, 하기에서는 설명의 편의를 위하여 인코딩 과정을 중심으로 본 발명을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 하위레이어 인코딩부(210)는 하위레이어 영상을 인코딩한다(S410).
상기 영상 확대부(220)는 상기 인코딩된 하위레이어의 영상 데이터(프레임)가 인트라 모드인지를 판단한다(S420). 만일, 하위 레이어 영상이 인트라 프레임일 경우에는 상기 하위 레이어 영상의 모든 매크로 블록이 인트라 모드가 되기 때문에, 전체 매크로 블록에 대한 확대 연산을 수행한다(S430).
상기 영상 확대부(220)는, 상기 인코딩된 하위레이어의 영상 데이터가 인트라 모드가 아닌 경우에, 모든 매크로 블록이 인터(inter) 모드 인지를 판단한다(S450). 만일, 모든 매크로 블록이 인터 모드이면, 확대 연산을 생략하고 상위 레이어 영상 신호를 인코딩한다(S440).
상기 영상 확대부(220)는 상기 하위 레이어 영상의 모든 매크로 블록이 인터 모드가 아닌 경우에, 즉 인트라 매크로 블록을 포함하는 경우에 매크로 블록의 모드에 따라서 적응적인 확대 연산을 수행한다(S460).
도 5는 도 4에 도시된 적응적 확대 연산 과정을 구제척으로 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 적응적(adaptive) 확대 연산 과정은, 상기 인코딩된 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 그 주변 매크로 블록 각각에 대하여 인트라 매크로 블록인지를 판단하는 단계(S510, S520) 및 상기 임의의 매크로 블록 및 그 주변 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하는 단계(S530)를 포함한다.
더욱 구체적으로, 먼저 하위 레이어의 매크로 블록 각각에 대하여 순차적으로 모드를 조사하기 위하여, 임의의 매크로 블록을 선택한다(S510).
다음에, 상기 선택된 매크로 블록 및 인접 매크로 블록 각각에 대하여 인트라 매크로 블록 인지를 판단한다(S520). 만일, 상기 선택된 매크로 블록 또는 그 주변 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우에는, 상기 선 택된 매크로 블록을 확대하고(S530), 그렇지 않은 경우에 다음 매크로 블록에 대하여 동일한 모드 조사를 수행한다. 즉, 상기 선택된 매크로 블록이 인트라 매크로 블록이 아닌 경우에도, 그 주변 블록 중 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우에는 상기 선택된 매크로 블록을 확대한다.
이후, 하위 레이어 영상의 모든 매크로 블록에 대하여 모드 조사가 완료 되었는지를 판단하여(S540), 모든 매크로 블록에 대하여 적응적인 확대 과정이 완료되면 상위 레이어 영상의 인코딩을 수행하게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 선택된 매크로 블록을 확대하는 단계(S530)는 먼저, 수평 방향의 확대 후에, 수직 방향의 확대를 수행한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하위 레이어의 영상 확대 방법을 나타내는 순서도이다.
상기 도 6은 하위 레이어에서 임의의 매크로 블록을 선택하는 방법을 나타낸다. 또한, 상기 도 6은 선택된 매크로 블록의 수평 방향 확대 방법을 나타낸다.
상기 영상 확대부(220)는 상위 레이어의 매크로 블록에 대한 수평 방향 좌표(X2)에 대응하는 하위 레이어의 수평 방향 좌표(X1)을 결정한다(S610).
상기 X1 과 X2의 관계는 상기 도 3에 도시된 예에서, 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112007075800630-pat00001
상기 수학식 1에서, W1은 하위 레이어의 수평 방향 크기를 나타낸다. 이때, 상기 W1은 X1의 최대값과 같은 것으로 가정한다. 또한, W2는 상위 레이어의 수평 방향 크기를 나타낸다. 상기 W2는 X2의 최대값과 같은 것으로 가정한다.
상기 영상 확대부(220)는 X2에 대응하는 X1 및 Y1에 따라서 하위 레이어의 매크로 블록을 선택한다(S620). 상기 Y1은 하위 레이어의 수직 방향 좌표를 나타낸다. 상기 X2 및 Y1의 초기 값은 각각 x2 및 y1 라 가정한다. 이때, x2 및 y1은 각각 상위 레이어 및 하위 레이어의 매크로 블록 크기에 대응하는 값이다.
상기 영상 확대부(220)는 초기값 x2 및 y1에 대응하는 매크로 블록 및 인접 매크로 블록 중 인트라 모드가 있는지를 판단한다(S630).
상기 단계(S630)에서 매크로 블록 및 인접 매크로 블록 중 인트라 모드가 없는 경우에는, 상기 영상 확대부(220)는 Y1을 y1만큼 증가 시킨 다음 매크로 블록을 선택한다.
상기 단계(S630)에서 매크로 블록 및 인접 매크로 블록 중 인트라 모드가 있는 경우에는 상기 영상 확대부(220)는 선택된 매크로 블록을 수평 방향으로 확대한다(S640).
이후, 상기 영상 확대부(220)는 모든 하위 레이어의 매크로 블록에 대한 모드 조사가 완료 되었는지를 판단한다(S650,S660).
이때, 상기 단계(S650)에서, 상기 영상 확대부(220)는 X2 = W2인지를 판단한다. 상기 W2는 상위 레이어의 수평 방향 좌표인 X2의 최대값이라 가정한다. X2 = W2가 아니면, y1만큼 증가 다음 매크로 블록을 선택한다.
이때, 상기 단계(S660)에서, 상기 영상 확대부(220)는 Y1 = H1 인지를 판단한다. 상기 H1은 하위 레이어의 수직 방향 크기를 나타낸다. 또한, 상기 H1은 Y1의 최대값과 같은 것으로 가정한다. Y1 = H1이 아니면, X2 값을 x2만큼 증가 시키고 상기 단계(S610)로 되돌아간다. 상기 x2는 상위 레이어의 매크로 블록의 수평방향 크기에 대응하는 값이다.
모든 X2 및 Y1에 대하여 상기 단계(S610) 내지 단계(S640)이 수행되면, 하위 레이어의 수평 방향 확대가 종료된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하위 레이어의 영상 확대 방법을 나타내는 순서도이다.
상기 도 7은 하위 레이어에서 임의의 매크로 블록을 선택하는 방법을 나타낸다. 또한, 상기 도 7은 선택된 매크로 블록의 수직 방향 확대 방법을 나타낸다. 여기서, 수직 방향의 확대는 수평 방향 확대가 완성된 이후에 수행되는 것으로 가정한다.
상기 영상 확대부(220)는 상위 레이어의 매크로 블록에 대한 수직 방향 좌표(Y2)에 대응하는 하위 레이어의 수직 방향 좌표(Y1)을 결정한다(S710).
상기 Y1 과 Y2의 관계는 상기 도 3에 도시된 예에서, 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112007075800630-pat00002
상기 수학식 2에서, H2는 상위 레이어의 수직 방향 크기를 나타낸다. 상기 H2는 Y2의 최대값과 같은 값이라 가정한다.
상기 영상 확대부(220)는 Y2에 대응하는 Y1 및 X2에 따라서 수평 방향으로 확대된 하위 레이어(W2ㅧH1)의 매크로 블록을 선택한다(S720). 상기 X2 및 Y2의 초기 값은 각각 x2 및 y2 라 가정한다. 이때, y2는 상위 레이어의 매크로 블록 크기에 대응하는 값이다.
상기 영상 확대부(220)는 초기값 x2 및 y2에 대응하는 매크로 블록 및 인접 매크로 블록 중 인트라 모드가 있는지를 판단한다(S730).
상기 단계(S730)에서 매크로 블록 및 인접 매크로 블록 중 인트라 모드가 없는 경우에는, 상기 영상 확대부(220)는 X2를 x2만큼 증가 시킨 다음 매크로 블록을 선택한다.
상기 단계(S730)에서 매크로 블록 및 인접 매크로 블록 중 인트라 모드가 있는 경우에는 상기 영상 확대부(220)는 선택된 매크로 블록을 수작 방향으로 확대한다(S640).
이후, 상기 영상 확대부(220)는 모든 하위 레이어(W2ㅧH1)의 매크로 블록에 대한 모드 조사가 완료 되었는지를 판단한다(S750,S760).
이때, 상기 단계(S750)에서, 상기 영상 확대부(220)는 Y2 = H2인지를 판단한다. Y2 = H2가 아니면, X2를 x2 만큼 증가시킨 후 다음 매크로 블록을 선택한다.
이때, 상기 단계(S760)에서, 상기 영상 확대부(220)는 X2 = W2 인지를 판단한다. X2 = W2이 아니면, Y2 값을 y2 만큼 증가 시키고 상기 단계(S610)로 되돌아 간다.
모든 X2 및 Y2에 대하여 상기 단계(S710) 내지 단계(S740)이 수행되면, 수평 방향으로 확대된 하위 레이어(W2ㅧH1)의 수직 방향 확대가 종료된다.
상기 인접(주변) 매크로 블록 각각은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 임의의 매크로 블록의 상(Upper MB), 상좌(Upper Left MB), 상우(Upper Right MB), 하(Down MB), 하좌(Down Left MB), 하우(Down Right MB), 좌(Left MB), 우(Right MB)에 위치(8-neighbour)하는 매크로 블록이다. 여기서, 상기 인접 매크로 블록을 조사하는 것은 영상 확대를 위한 패딩(padding)과정을 고려하는 것이다.
상기 수학식 1 및 수학식 2는 휘도(Luminance)에 적용되는 것으로 가정한다. 또한, 색차(Chrominance)의 경우에는 적합한 스케일링을 적용하여 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상의 확대 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일반적인 스케일러블 영상 코덱의 구조를 나타내는 블럭도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 스케일러블 비디오 인코딩 장치 및 디코딩 장치의 개략적인 구조를 보여주는 블럭도이다.
도 3은 하위레이어 영상의 확대 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 적응적 확대 연산 과정을 구제척으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상 확대 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 확대 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 현재 매크로 블록의 8 방향의 인접 매크로 블록들의 예를 나타내는 도면이다.

Claims (17)

  1. 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상의 확대 방법에 있어서,
    상기 저해상도 영상이 인터 모드 데이터인 경우에, 상기 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 각각에 대하여 인트라 매크로 블록인지를 판단하는 단계;
    상기 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우 상기 임의의 매크로 블록을 확대하는 단계; 및
    상기 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변 매크로 블록 모두가 인트라 매크로 블록이 아닌 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하지 않고, 상기 저해상도 영상의 다른 매크로 블록을 선택하는 단계를 포함하는 영상 확대 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하는 단계는,
    상기 임의의 매크로 블록의 수평 방향으로 확대하고,
    상기 수평 방향으로 확대된 매크로 블록을 수직 방향으로 확대하는 것을 포함하는 영상 확대 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 주변의 매크로 블록은,
    상기 임의의 매크로 블록의 상, 상좌, 상우, 하, 하좌, 하우, 좌, 우에 위치하는 매크로 블록임을 특징으로 하는 영상 확대 방법.
  6. 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 인코딩하는 하위 레이어 인코딩부;
    상기 인코딩된 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하고, 상기 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변 매크로 블록 모두가 인트라 매크로 블록이 아닌 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하지 않는 영상 확대부; 및
    상기 영상 확대부에 의하여 확대된 영상과 상기 고해상도 영상과의 차이를 이용하여 상기 고해상도 영상을 인코딩하는 상위 레이어 인코딩부를포함하는 스케일러블 비디오 인코딩 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 주변 매크로 블록은,
    상기 임의의 매크로 블록의 상, 상좌, 상우, 하, 하좌, 하우, 좌, 우에 위치하는 매크로 블록임을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 인코딩 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 임의의 매크로 블록의 확대는,
    상기 임의의 매크로 블록의 수평 방향으로 확대하고,
    상기 수평 방향으로 확대된 매크로 블록을 수직 방향으로 확대하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 인코딩 장치.
  9. 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 디코딩하는 하위 레이어 디코딩부;
    상기 디코딩된 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하고, 상기 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변 매크로 블록 모두가 인트라 매크로 블록이 아닌 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하지 않는 영상 확대부; 및
    상기 영상 확대부에 의하여 확대된 영상과 상기 고해상도 영상과의 차이를 이용하여 상기 고해상도 영상을 디코딩하는 상위 레이어 디코딩부를 포함하는 스케일러블 비디오 디코딩 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주변의 매크로 블록은,
    상기 임의의 매크로 블록의 상, 상좌, 상우, 하, 하좌, 하우, 좌, 우에 위치하는 매크로 블록임을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 디코딩 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 임의의 매크로 블록의 확대는,
    상기 임의의 매크로 블록의 수평 방향으로 확대하고,
    상기 수평 방향으로 확대된 매크로 블록을 수직 방향으로 확대하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 디코딩 장치.
  12. 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 이용한 인코딩 방법에 있어서,
    상기 저해상도 영상의 인코딩된 데이터가 인트라 데이터인지 판단하는 단계;
    상기 저해상도 영상의 인코딩된 데이터가 인트라 데이터가 아닌 경우에, 상기 인코딩된 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하는 단계;
    상기 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변 매크로 블록 모두가 인트라 매크로 블록이 아닌 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하지 않는 단계; 및
    상기 확대된 매크로 블록을 이용하여 상기 고해상도 영상을 인코딩하는 단계를 포함하는 스케일러블 비디오 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 주변의 매크로 블록은,
    상기 임의의 매크로 블록의 상, 상좌, 상우, 하, 하좌, 하우, 좌, 우에 위치하는 매크로 블록임을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 인코딩 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 임의의 매크로 블록의 확대는,
    상기 임의의 매크로 블록의 수평 방향으로 확대하고,
    상기 수평 방향으로 확대된 매크로 블록을 수직 방향으로 확대하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 인코딩 방법.
  15. 임의의 고해상도 영상에 대응하는 저해상도 영상을 이용한 디코딩 방법에 있어서,
    상기 저해상도 영상의 디코딩된 데이터가 인트라 데이터인지 판단하는 단계;
    상기 저해상도 영상의 디코딩된 데이터가 인트라 데이터가 아닌 경우에, 상기 디코딩된 저해상도 영상의 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변의 매크로 블록 중 적어도 어느 하나가 인트라 매크로 블록인 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하는 단계;
    상기 임의의 매크로 블록 및 상기 임의의 매크로 블록 주변 매크로 블록 모두가 인트라 매크로 블록이 아닌 경우, 상기 임의의 매크로 블록을 확대하지 않는 단계; 및
    상기 확대된 매크로 블록을 이용하여 상기 고해상도 영상을 디코딩하는 단계를 포함하는 스케일러블 비디오 디코딩 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 주변의 매크로 블록은,
    상기 임의의 매크로 블록의 상, 상좌, 상우, 하, 하좌, 하우, 좌, 우에 위치하는 매크로 블록임을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 디코딩 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 임의의 매크로 블록의 확대는,
    상기 임의의 매크로 블록의 수평 방향으로 확대하고,
    상기 수평 방향으로 확대된 매크로 블록을 수직 방향으로 확대하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 디코딩 방법.
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