KR100991344B1 - 영상을 디코딩하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상을 디코딩하는 방법에 관한 것으로, 픽쳐에 포함되어 있으며, 복수개의 매크로블록들로 이루어진 슬라이스의 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록인가를 판단하는 제 1 단계와; 상기 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 참조프레임에서 디코딩할 매크로블록에 해당하는 움직임 벡터를 찾는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록인가를 판단하는 제 3 단계와; 상기 제 3 단계 후에, 계속적으로 상기 제 3 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록이 아니고, 상기 제 1 단계에서 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 상기 제 1 내지 제 3 단계를 계속하여 수행하는 제 4 단계와; 상기 제 4 단계에서 상기 제 3 단계를 수행한 매크로블록이 슬라이스 내의 마지막 매크로블록이면, 각각의 제 2 단계를 수행한 매크로블록 중, 움직임 벡터가 동일한 매크로블록은 병합(Merge)하고, 보간(Interpolation)하여 디코딩하는 제 5 단계로 구성된다.
따라서, 본 발명은 인접되고, 동일한 움직임 벡터를 가지고 있고, 참고 프레임이 동일한 블록들을 병합하여 움직임 보상을 수행함으로써, 데이터를 중복으로 읽는 것을 방지할 수 있어, 메모리의 사용을 줄이고, 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
디코딩, 매크로블록, 병합, 보간

Description

영상을 디코딩하는 방법{Image decoding method}
도 1은 일반적인 MPEG용 비디오 디코더의 개략적인 구성 블록도
도 2는 종래 기술에 따른 영상의 블록들을 복원하기 위한 데이터 구성 방법을 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 영상을 디코딩하는 방법을 도시한 플로우챠트
도 4a와 4b는 본 발명에 따라 슬라이스내의 매크로블록들을 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따라 슬라이스내의 매크로블록들이 병합된 형상을 도시한 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : VLD(Variable Length Decoder) 20 : 역양자화부
30 : IDCT(Inverse Discrete Cosine Transform)
40 : 가산기 50 : 움직임 보상부
200,300,400 : 슬라이스 201 : P 매크로블록
216,301,302,303,406,407,410 : 매크로블록
304,411 : I 매크로블록
본 발명은 영상을 디코딩하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인접되고, 동일한 움직임 벡터를 가지고 있고, 참고 프레임이 동일한 블록들을 병합하여 움직임 보상을 수행함으로써, 데이터를 중복으로 읽는 것을 방지할 수 있어, 메모리의 사용을 줄이고, 소비 전력을 줄일 수 있는 영상을 디코딩하는 방법에 관한 것이다.
현재, 동영상 압축방법에서는 매크로 블럭을 코딩하기 위해서, 이미 코딩한 이전의 프레임에서 현재의 매크로 블럭과 유사한 부분을 찾아서 그 위치를 전송하고, 그 부분과 현재의 매크로 블럭의 차이를 코딩하는 방법으로 압축률을 높이고 있다.
MPEG(Moving Picture Experts Group)2의 비디오 코딩에 있어서는 16x16크기의 매크로 블럭 단위로 움직임 벡터를 처리하고 있고, MPEG4 Part2의 비디오 코딩에서는 8x8크기의 블록 단위의 움직임 벡터 사용을 허용하고 있다.
이에 더 나아가, MPEG4 Part10의 경우에는 하나의 매크로 블럭을 최대 16개의 4x4블록으로 분할하고 그에 따른 움직임벡터를 이용해서 처리하는 방법을 채택하고 있다.
이러한 움직임 벡터를 할당하는 블록의 크기가 작아지면 작아질수록, 차이나는 데이터의 크기가 작아져서 압축의 효율이 높아진다.
하지만, 블록의 크기가 작아지면 그만큼의 움직임 벡터의 개수가 많아질 수 있고, 찾아오는 블록의 크기가 작아질수록 그만큼의 메모리 접근 횟수가 많아지게 된다.
도 1은 일반적인 MPEG용 비디오 디코더의 개략적인 구성 블록도로서, 압축된 비트 스트림을 가변길이 디코딩하여 움직임 벡터, 양자화값과 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수로 분리하는 VLD(Variable Length Decoder)(10)와; 상기 VLD(10)에서 분리된 DCT 계수를 역양자화(Inverse Quantized)하는 역양자화부(20)와; 상기 역양자화부(20)에서 역양자화된 DCT 계수를 역이산 코사인 변환(Inverse Discrete Cosine Transform)하는 IDCT(30)와; 상기 VLD(10)로부터 추출된 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상하는 움직임 보상부(50)와; 상기 IDCT(30)에서 역이산 코사인 변환된 데이터와 상기 움직임 보상부(50)에 보상된 데이터를 더하여 디코딩된 영상을 출력하는 가산기(40)로 구성된다.
이렇게 구성된 MPEG용 비디오 디코더는 압축된 비트 스트림을 VLD(10)에서 가변길이 디코딩하여 움직임 벡터, 양자화값과 DCT 계수로 분리하고, 역양자화부(20)에서 상기 VLD(10)에서 분리된 DCT 계수를 역양자화하고, 상기 역양자화부(20)에서 역양자화된 DCT 계수를 IDCT(30)에서 역이산 코사인 변환한다.
그리고, 상기 VLD(10)로부터 추출된 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 보상부(50)에서 움직임 보상하고, 이 움직임 보상부(50)에서 보상된 데이터와 상기 상기 IDCT(30)에서 역이산 코사인 변환된 데이터를 가산기(40)에서 더하여 디코딩된 영상으로 출력한다.
도 2는 종래 기술에 따른 영상의 블록들을 복원하기 위한 데이터 구성 방법을 개략적으로 도시한 도면으로서, 일반적으로, 하나의 블록을 복원하는데 필요한 데이터의 크기는 블록의 크기와 복원에 필요한 데이터를 구성하는 방법에 따라 결정된다.
현재 디코딩하는 블록(61)이 참고하는 위치가 정수의 위치일 경우에는 현재의 블록의 크기만큼의 데이터(도 2의 'a')가 필요하다.
그리고, 현재 디코딩하는 블록(62)이 참고하는 위치가 정수가 아니라 1/2 화소 또는 1/4 화소일 경우에는 현재 블록의 크기보다 더 큰 분량의 데이터(도 2의 'b'에 해당)를 참고해야하며 이를 필터링 해야한다.
또한, 만일 인접하는 두 개의 블록(63,64)이 같은 움직임 벡터를 가지며, 동일한 참고 픽쳐(Reference picture)를 참고할 경우에 종래의 방법에서는 개별의 블록(63,64) 각각이 메모리로부터 데이터를 읽어서 처리한다.
이 때, 각각이 블록이 메모리로부터 읽은 데이터는 도 2의 'c'의 빗금친 부분과 같이, 중복되어 읽은 영역이 존재하게 된다.
그러므로, 동일한 움직임 벡터를 가지고 있고, 동일한 참고 영상을 참고할 경우, 불필요하게 읽는 데이터량이 증가됨으로, 결국, 메모리의 사용이 증가되고, 소비 전력이 증가되는 문제점이 발생하게 된다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인접되고, 동일한 움직임 벡터를 가지고 있고, 참고 프레임이 동일한 블록들을 병합하여 움직임 보상을 수행함으로써, 데이터를 중복으로 읽는 것을 방지할 수 있어, 메모리의 사용을 줄이고, 소비 전력을 줄일 수 있는 영상을 디코딩하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 픽쳐에 포함되어 있으며, 복수개의 매크로블록들로 이루어진 슬라이스의 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록인가를 판단하는 제 1 단계와;
상기 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 참조프레임에서 디코딩할 매크로블록에 해당하는 움직임 벡터를 찾는 제 2 단계와;
상기 제 2 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록인가를 판단하는 제 3 단계와;
상기 제 3 단계 후에, 계속적으로 상기 제 3 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록이 아니고, 상기 제 1 단계에서 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 상기 제 1 내지 제 3 단계를 계속하여 수행하는 제 4 단계와;
상기 제 4 단계에서 상기 제 3 단계를 수행한 매크로블록이 슬라이스 내의 마지막 매크로블록이면, 각각의 제 2 단계를 수행한 매크로블록 중, 움직임 벡터가 동일한 매크로블록은 병합(Merge)하고, 보간(Interpolation)하여 디코딩하는 제 5 단계로 구성된 영상을 디코딩하는 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는, 픽쳐에 포함되어 있으며, 복수개의 매크로블록들로 이루어진 슬라이스의 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록인가를 판단하는 제 1 단계와;
상기 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 참조프레임에서 디코딩할 매 크로블록에 해당하는 움직임 벡터를 찾는 제 2 단계와;
상기 제 2 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록인가를 판단하는 제 3 단계와;
상기 제 3 단계 후에, 계속적으로 상기 제 3 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록이 아니고, 상기 제 1 단계에서 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 상기 제 1 내지 제 3 단계를 계속하여 수행하는 제 4 단계와;
상기 제 4 단계에서 상기 제 1 단계를 수행한 매크로블록이 P 매크로블록이 아닌 I 매크로블록이면, 각각의 제 2 단계를 수행한 매크로블록 중, 움직임 벡터가 동일한 매크로블록은 병합(Merge)하고, 보간(Interpolation)하여 디코딩하는 제 5 단계와;
상기 제 5 단계에서, 디코딩된 매크로블록에서 데이터를 참고하여 I 매크로블록을 디코딩하는 제 6 단계로 구성된 영상을 디코딩하는 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 영상을 디코딩하는 방법을 도시한 플로우챠트로서, 도 3을 설명하기 앞서, 하나의 픽쳐(Picture)는 복수개의 슬라이스(Slice)들로 구성되어 있고, 이 슬라이스는 복수개의 P 매크로블록들로 구성되어 있거나 또는 복수개의 P 매크로블록들과 I 매크로블록들로 구성되어 있다.
여기서, P 매크로블록은 이전 프레임에서 데이터를 참고하는 매크로블록이고, I 매크로블록은 현재 디코딩된 매크로블록에서 데이터를 참고하는 매크로블록이다.
본 발명의 도 3은 픽쳐에 포함된 하나의 슬라이스를 디코딩하는 방법으로서, 먼저, 픽쳐에 포함되어 있으며, 복수개의 매크로블록들로 이루어진 슬라이스의 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록인가를 판단한다.(S100단계)
이렇게, S100단계를 수행하는 것은, 도 4a와 4b에 도시된 것과 같이, 슬라이스(200,300)에서 디코딩할 매크로블록이 도 4a와 같이, P 매크로블록(201)인 경우와 도 4b와 같이, I 매크로블록(304)인 경우가 있기 때문이다.
그 후, 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 참조프레임에서 디코딩할 매크로블록에 해당하는 움직임 벡터를 찾는다.(S110단계)
연이어, 상기 S110단계를 수행하여 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록인가를 판단한다.(S120단계)
계속적으로, 상기 S120단계에서, 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록이 아니고, S100단계에서 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 즉, 도 4a와 같이, 슬라이스의 매크로블록들이 연속적으로 P 매크로블록인 경우에, 상기 S100단계 내지 S120단계를 계속하여 수행한다.
그 다음, 상기 S110단계를 수행한 매크로블록이 도 4a에 도시된 바와 같이 마지막 매크로블록(216)이면, 그 전에 각각의 S110단계를 수행한 매크로블록 중, 움직임 벡터가 동일한 매크로블록은 병합(Merge)하고, 보간(Interpolation)하여 디 코딩한다.(S130단계)
여기서, 상기 병합은 블록이 인접되고, 참고 프레임이 동일한 조건을 더 만족하여 수행되는 것도 바람직하다.
한편, 상기 S100단계에서, 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이 아니면, 도 4b에 도시된 바와 같이, I 매크로블록(304)이므로, 그 전에 움직임 벡터를 찾은 매크로블록들(즉, P 매크로블록들)을 병합하고, 보간하여 디코딩한다.(S140단계)
여기서, I 매크로블록(304) 이전의 매크로블록들(301,302,303)은 연속된 P 매크로블록임으로, 전술된 S100단계 내지 S120단계를 계속적으로 수행하여, 움직임 벡터를 찾은 매크로블록들이다.
그러므로, 도 4b를 참조하여 상세히 설명하면, 상기 S140단계에서 병합과 보간은 I 매크로블록(304)의 이전의 매크로블록들(301,302,303) 중, 움직임 벡터가 동일하지 않은 하나의 매크로블록(301)을 보간하고, 움직임 벡터가 동일한 매크로블록들(302,303)을 병합하여 보간하는 것이다.
그 후, 현재 디코딩된 매크로블록(301,302,303)에서 데이터를 참고하여 I 매크로블록(304)을 디코딩한다.(S150단계)
그 다음, 디코딩된 I 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록인가를 판단하고(S160단계), 마지막 매크로블록이면 종료하고, 마지막 매크로블록이 아니면, 상기 S100단계를 수행한다.
도 5는 본 발명에 따라 슬라이스내의 매크로블록들이 병합된 형상을 도시한 도면으로써, 슬라이스(400) 내에는 복수개의 매크로블록들이 있다.
이 매크로블록들을 본 발명의 방법을 수행하여 디코딩할 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 디코딩할 매크로블록이 I 매크로블록(411)이고, 움직임 벡터가 동일한 매크로블록이 '406','407'과 '410'일 경우, 직사각형 형태인 '406'과 '410' 매크로블록만 병합을 수행하여 보간하게 된다.
즉, 본 발명은 병합한 매크로블록의 형상은 직사각형이 바람직하다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 인접되고, 동일한 움직임 벡터를 가지고 있고, 참고 프레임이 동일한 블록들을 병합하여 움직임 보상을 수행함으로써, 데이터를 중복으로 읽는 것을 방지할 수 있어, 메모리의 사용을 줄이고, 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

  1. 픽쳐에 포함되어 있으며, 복수개의 매크로블록들로 이루어진 슬라이스의 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록인가를 판단하는 제 1 단계와;
    상기 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 참조프레임에서 디코딩할 매크로블록에 해당하는 움직임 벡터를 찾는 제 2 단계와;
    상기 제 2 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록인가를 판단하는 제 3 단계와;
    상기 제 3 단계 후에, 계속적으로 상기 제 3 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록이 아니고, 상기 제 1 단계에서 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 상기 제 1 내지 제 3 단계를 계속하여 수행하는 제 4 단계와;
    상기 제 4 단계에서 상기 제 3 단계를 수행한 매크로블록이 슬라이스 내의 마지막 매크로블록이면, 각각의 제 2 단계를 수행한 매크로블록 중, 움직임 벡터가 동일하고, 인접되어 있으며, 참고 프레임이 동일한 매크로블록은 병합(Merge)하고, 상기 병합된 매크로 블록의 움직임을 보상하여 보간(Interpolation)하여 디코딩하는 제 5 단계로 구성된 영상을 디코딩하는 방법.
  2. 픽쳐에 포함되어 있으며, 복수개의 매크로블록들로 이루어진 슬라이스의 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록인가를 판단하는 제 1 단계와;
    상기 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 참조프레임에서 디코딩할 매크로블록에 해당하는 움직임 벡터를 찾는 제 2 단계와;
    상기 제 2 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록인가를 판단하는 제 3 단계와;
    상기 제 3 단계 후에, 계속적으로 제 3 단계에서 움직임 벡터를 찾은 매크로블록이 슬라이스에서 마지막 매크로블록이 아니고, 상기 제 1 단계에서 디코딩할 매크로블록이 P 매크로블록이면, 상기 제 1 내지 제 3 단계를 계속하여 수행하는 제 4 단계와;
    상기 제 4 단계에서 상기 제 1 단계를 수행한 매크로블록이 P 매크로블록이 아닌 I 매크로블록이면, 각각의 제 2 단계를 수행한 매크로블록 중, 움직임 벡터가 동일하고, 인접되어 있으며, 참고 프레임이 동일한 매크로블록은 병합(Merge)하고, 상기 병합된 매크로 블록의 움직임을 보상하여 보간(Interpolation)하여 디코딩하는 제 5 단계와;
    상기 제 5 단계에서, 디코딩된 매크로블록에서 데이터를 참고하여 I 매크로블록을 디코딩하는 제 6 단계로 구성된 영상을 디코딩하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 병합한 매크로블록의 형상은 직사각형인 것을 특징으로 하는 영상을 디 코딩하는 방법.
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