KR100994395B1

KR100994395B1 - 동영상 인코딩/디코딩 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100994395B1
Application number: KR1020060135284A
Authority: KR
Inventors: 이영렬; 장의선; 이충구
Original assignee: (주)휴맥스
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2010-11-16
Also published as: KR20070017286A

Abstract

본 발명은 동영상 인코딩/디코딩 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 통합 코덱 장치는 상이한 코덱별 문법에 따라 입력된 비트스트림 내에서 문맥정보, 제어신호 및 데이터를 추출하여 분류하는 PD 기능군; 상기 PD 기능군에서 출력된 데이터에 대한 디코딩을 수행하기 위하여, 각 코덱의 블록 기반의 처리 단위를 기준으로 통합된 MB 기능군; 및 상기 PD 기능군으로부터 수신한 제어 신호 및 문맥 정보를 각 코덱에 대응하여 가공한 후, 상기 처리 단위를 기준으로 분류된 MB 기능군을 제어하기 위한 GCU(Global Control Unit)를 포함하여 구성된다. 따라서, 본 발명에 의해, 상이한 동영상 코덱간의 공통점, 차이점 및 고려사항에 부합하는 새로운 통합 코덱 개념 및 구조를 제시할 수 있다.

통합 코덱, VCTR, MPEG, AVC, VIDEO, Functional Unit, GCU

Description

동영상 인코딩/디코딩 장치 및 방법{Device and Method for encoding/decoding video data}

도 1에 종래 기술에 따른 통합 코덱의 처리 방법을 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 통합 코덱의 구조를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 코덱의 구조를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 PD 기능군과 GCU 간의 데이터의 흐름 및 처리 과정을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : Parsing and entropy decoding 기능부

210 : Data-reordering 기능부

220 : Inverse scan 기능부

230 : Inverse DC/AC prediction 기능부

240 : Inverse Quantization 기능부

250 : Inverse Transform 기능부

260 : Inverse Intra-prediction 기능부

270 : Memory for Decoded Sample 기능부

280 : Deblocking-Filter 기능부

310 : PD 기능군(Parsing and Decoding Functional Group)

320 : MB 기능군(MacroBlock-Based Functional Group)

330 : GCU(Global Control Unit)

343 : VLD(Variable length Decoding) 기능부

346 : RDL(Run Length Decoding) 기능부

349 : MBG(Macro-Block Generator) 기능부

353 : DCR(DC Reconstruction) 기능부

356 : IS(Inverse Scan) 기능부

359 : IAP(Inverse AC Prediction) 기능부

363 : IQ(Inverse Quantization) 기능부

366 : IT(Inverse Transform) 기능부

본 발명은 동영상 통합 코덱 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파싱(Parsing), 엔트로피 디코딩(Entropy decoding)을 담당하는 기능부(FU : Functional Unit)들과 매크로 블록(MB : macro-block) 기반 처리를 담당하는 기능부들의 집합으로 나누어 설계함으로써 MPEG-2, MPEG-4, H.264 등과 같은 동영상 코 덱을 효율적으로 통합할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 동영상 코덱은 유사한 구조를 이루고 있으나, 각 구조에 따른 세부적인 처리 내용은 상이하며, 이러한 상이점으로 인하여 통합 코덱을 구현하기에 많은 어려움이 있다.

도 1에 종래 기술에 따른 통합 코덱의 처리 방법이 도시되어 있다. 도 1은 일반적인 Intra-only 통합 코덱의 동작 원리를 나타낸 도면으로, MPEG-2, MPEG-4, AVC Intra 코딩부분을 기준으로 구성된 처리 방법이다.

도 1을 참조하면, Intra-only 통합 코덱은 시간적인 기능 수행 순서를 중심으로 Parsing and entropy decoding 단계(S100), Data-reordering 단계(S110), Inverse scan 단계(S120), Inverse DC/AC prediction 단계(S130), Inverse Quantization 단계(S140), Inverse Transform 단계(S150), Inverse Intra-Prediction 단계(S160), Memory for Decoded Samples 단계(S170), Deblocking-Filter 단계(S180)로 이루어진다. 상술한 바와 같이 이러한 종래 기술에 따르면 기능 또는 처리 순서에 따라 단순히 구분되어 있고, 각 단계에서 코덱에 따라 세부적으로 처리하도록 구성되어 있으므로, 중복되는 처리 단계를 상당히 많이 포함하고 있는 문제점이 있다.

또한, 동영상 코덱을 통합하기 위해서는 공통 부분과 독립된 부분의 명확한 구분이 전제되어야 하나, 종래 기술에서 적용되는 바와 같이 통합 코덱의 구성을 기준으로 구분하는 경우 서로 상이한 방식의 동영상 코덱에 대한 공통점과 차이점을 구분하기에는 많은 어려움이 있다.

또한, 상술한 실시예에 따른 통합 코덱의 구조 외에는 다른 통합 코덱이 제안된 바가 없어, 통합 코덱을 구현하기 위해서는 상술한 구조를 이용하여 구현할 수밖에 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 상이한 동영상 코덱간의 공통점, 차이점 및 고려사항에 부합하는 새로운 통합 코덱 개념 및 구조를 제공함으로써 MPEG-2, MPEG-4, H.264 등과 같은 동영상 코덱을 통합할 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 블록 기반의 동영상 코덱의 기능 변화없이 상이한 코덱간의 통합을 가능하게 하는 동영상 통합 코덱 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상이한 코덱간의 공통적인 부분을 기능부(FU : Functional Unit)별로 나누어 효과적인 통합 코덱이 가능한 동영상 통합 코덱 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 Parsing and Entropy Decoding 기능을 수행하는 기능부 들과 매크로 블록 단위의 처리를 기반으로 하는 기능부들의 집합으로 하는 통합 코덱 구조를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 MPEG-2, MPEG-4, AVC 외의 블록 단위의 처리를 하는 동영상, 정지영상 코덱의 통합시에 사용할 수 있는 통합 코덱 구조를 제 공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 동영상 코덱의 통합에 관한 개념 및 구조에 대한 국제 표준화에 있으며, 그 외의 다른 본 발명의 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1측면에 따르면, 블록 기반의 동영상 코덱의 기능 변화없이 상이한 코덱간의 통합을 수행할 수 있는 통합 코덱 장치를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에 의할 때, 상기 통합 코덱 장치는 상이한 코덱별 문법에 따라 입력된 비트스트림 내에서 문맥정보, 제어신호 및 데이터를 추출하여 분류하는 PD 기능군(Parsing and Decoding Functional Group); 상기 PD 기능군에서 출력된 데이터에 대한 디코딩을 수행하기 위하여, 각 코덱의 블록 기반의 처리 단위를 기준으로 통합된 MB 기능군(MacroBlock-Based Functional Group); 및 상기 PD 기능군으로부터 수신한 제어 신호(Control Signal) 및 문맥 정보(Context information)를 각 코덱에 대응하여 가공한 후, 상기 처리 단위를 기준으로 분류된 MB 기능군을 제어하기 위한 GCU(Global Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 PD 기능군에 포함된 복수의 기능부들은 상이한 코덱간의 공통점이 적은 부분으로 하나의 PFU 기능부(Parsing Functional Unit)로 구현될 수 있다. 또한, GCU(Global Control Unit)의 기능으로 확장함으로써 PD 기능군의 기능이 GCU내에 포함되도록 구현할 수도 있다.

상기 제어 신호는 상기 MB 기능군에 포함된 임의의 기능부의 기능 실행 여부를 지시하는 정보이고, 상기 문맥 정보는 상기 기능부의 기능 실행시 필요한 부가 정보인 것을 특징으로 한다.

상기 제어 신호는 AC 예측 모드 플래그(ac prediction flag), CBP(Coded Block Pattern), 양자화 스케일 값, 데이터 파티션 플래그(Data Partition Flag), 영상의 사이즈, 쇼트 비디오 헤더 플래그(short video header flag) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 문맥 정보는 상기 제어 정보에 의해 임의의 기능 실행이 지시된 경우, 상기 기능 실행을 위해 필요한 정보를 포함하는 정보인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 GCU는 상기 제어 신호와 문맥 정보를 가공하여, 상기 MB 기능군에 포함된 각 기능부에 전달하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2측면에 따르면, 블록 기반의 동영상 코덱의 기능 변화없이 상이한 코덱간의 통합을 수행할 수 있는 통합 코덱 방법을 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에 의할 때, 상기 통합 코덱 방법은 PD 기능군(Parsing and Decoding Functional Group)이 비트스트림을 입력받아 상이한 코덱별 문법에 따라 문맥 정보, 제어신호 및 데이터를 추출하고 분류하는 단계; 각 코덱의 블록 기반의 처리 단위를 기준으로 통합된 MB 기능군(MacroBlock-Based Functional Group)이 상기 PD 기능군으로부터 출력된 데이터에 대한 디코딩을 수행하는 단계; 및 GCU(Global Control Unit)가 상기 PD 기능군으로부터 수신한 제어 신호(Control Signal)와 문맥 정보(Context information)를 각 코덱에 대응하여 가공한 후, 상기 처리 단위를 기준으로 분류된 MB 기능군의 디코딩을 제어하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제어 신호는 상기 MB 기능군에 포함된 임의의 기능부의 기능 실행 여부를 지시하는 정보이고, 상기 문맥 정보는 상기 기능부의 기능 실행시 필요한 부가 정보인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 통합 코덱 방법 및 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

통합 코덱의 전체 구조

도 2는 종래 기술에 따른 통합 코덱의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 코덱의 구조를 나타낸 도면이다.

종래 통합 코덱의 구조가 도시된 도 2를 참조하면, 통합 코덱 장치는 Parsing and entropy decoding 기능부(200), Data-reordering 기능부(210), Inverse scan 기능부(220), Inverse DC/AC prediction 기능부(230), Inverse Quantization 기능부(240), Inverse Transform 기능부(250), Inverse Intra-prediction 기능부(260), Memory for Decoded Sample 기능부(270), Deblocking-Filter 기능부(280)를 포함하여 구성된다.

반면, 본 발명에 따른 통합 코덱의 구조가 도시된 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 통합 코덱 장치는 Parsing and Decoding 기능을 수행하는 기능부(FU : Function Unit)들의 집합(PD FUs - 이하, 'PD 기능군(Function Group)'이라 칭함)(310), 매크로블록(MB : Macro-Block) 기반으로 처리되는 기능부들의 집합(MB-Based FUs - 이하 'MB 기능군'이라 칭함)(320) 및 GCU(Global Control Unit)(330)로 크게 구분할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 각 기능군은 복수의 기능부들을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, PD 기능군(310)은 입력된 비트스트림(Bitstream)에서 상이한 코덱별 문법에 따라 문맥 정보, 제어신호 및 데이터를 추출하여 분류하는 기능을 수행하며, VLD(Variable length Decoding) 기능부(343), RLD(Run Length Decoding) 기능부(346) 및 MBG(Macro-Block Generator) 기능부(349)를 포함할 수 있다. 도 3에는 설명 및 이해의 편의를 위해 PD 기능군(310)이 복수의 기능부를 포함하는 형태로 도시되었으나, 각 기능부들을 통합되어 하나의 기능부로 구현될 수도 있음은 자명하다.

VLD 기능부(343)는 비트스트림(Bitstream)을 입력받아, 입력된 비트스트림 내에 포함된 헤더 정보(즉, 문맥 정보, 제어 신호 등) 및 데이터(예를 들어, 영상 재생시 이용되는 압축된 영상 데이터)를 추출하고 분류하는 기능을 수행한다. 일반적으로, VLD 기능부(343)는 헤더 정보로부터 직접 문맥 정보 및 제어 신호를 추출하여 복원할 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 입력된 비트스트림 내의 헤더 정보에 포함된 플래그 및 부가 정보를 이용하여 제어 신호(control signal)와 문맥 정보(context information)로 가공할 수도 있다. 여기서, 제어 신호(Control Signal)는 AC 예측 사용 여부, 데이터 파티션 사용 여부 등의 각 기능부의 기능 실행 여부를 지시하는 정보이고, 문맥 정보(Context information)는 제어 신호에 상응하여 지시된 기능의 실행을 위해 첨부되는 부가 정보이다. 또한, VLD 기능부(343)는 데이터 정보 중 DC 정보 및 AC 정보를 복호화해서 RLD 기능부(346)에 전달한다.

RLD 기능부(346)는 VLD 기능부(343)로부터 입력된 데이터 정보 중 AC 계수에 대한 Run-length 디코딩을 수행한다.

MBG 기능부(349)는 RLD 기능부(346)로부터 입력된 정보(즉, DC 정보와 RLD 기능부(346)에 의하여 처리된 AC 정보)를 매크로블록 단위의 처리 가능한 형태(예를 들어, 16x16 매크로블록)로 가공하여 MB 기능군(320)으로 전달한다.

다음으로, MB 기능군(320)은 PD 기능군(310)에서 출력된 데이터에 대한 디코딩을 수행하기 위하여 각 코덱의 블록 기반의 처리 단위를 기준으로 통합된 구성 요소로서, DCR(DC Reconstruction) 기능부(353), IS(Inverse Scan) 기능부(356), IAP(Inverse AC Prediction) 기능부(359), IQ(Inverse Quantization) 기능부(363), IT(Inverse Transform) 기능부(366)를 포함할 수 있다.

DCR 기능부(353)는 IAP 기능부(359)의 수행을 위하여 이미 복호화된 예측 부호화된 DC 정보값을 역 DC 예측(Inverse DC Prediction)과 역양자화(Inverse Quantization)를 수행하여 DC 계수값을 메모리에 저장하는 기능을 수행한다.

IS 기능부(356)는 양자화된 AC 계수의 순서를 조합하는 기능을 수행하고, IAP 기능부(359)는 AC 예측 부호화 된 값을 역 AC 예측을 수행하여 양자화된 값으로 되돌리는 기능을 수행한다. IQ 기능부(363)는 역양자화 기능을 수행하고, IT 기능부(366)는 DC와 AC값 데이터의 역변환을 수행한다.

이하, 설명의 편의를 위하여 종래 기술의 구성과 비교하여 본 발명에 따른 구성 요소의 기능을 구체적으로 설명한다.

종래 기술에 따른 통합 코덱의 구조

먼저, 도 2를 참조하여, 종래 기술에 따른 통합 코덱의 구조를 설명하면 다음과 같다.

Parsing and entropy decoding 기능부(200)는 동영상 비트스트림을 받아 문맥별로 파싱하여, 엔트로피 디코딩을 수행한다. 이는 위의 동영상 코덱의 공통 과정이며 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 그러나, 종래 기술에 의할 때, 단순히 파싱 및 엔트로피 디코딩만을 하도록 구성된다.

Data-reordering 기능부(210)는 인코딩시 데이터 파티션 기능 수행 여부에 따라 순서화된 영상 정보를 재구성 해주는 수단이다. 코덱별로 순서화하는 방법이 상이하므로, 각 코덱에 따라 개별적으로 설계된다.

Inverse scan 기능부(220)는 인코딩시 여러 가지 방법으로 스캔된 순서의 역으로, 값을 출력해주는 수단이다. 양자화 또는 Transform을 하기 전에 주파수 대역의 값의 분포에 따라서 스캔 방향을 정의하는 부분이 있다. 일반적으로는 zig-zag 스캔 방법이 사용되나, 코덱별로 여러 종류의 스캔 방법이 있다.

Inverse DC/AC prediction 기능부(230)는 MPEG-4 코덱에서 사용하는 부분이다. 주파수 대역에서 DCT 계수의 분포를 이용하여 영상의 방향성을 예측하여 압축효율을 높이는 기술이다.

Inverse Quantization 기능부(240)는 인코딩시 지정된 양자화값(QP : Quantization Parameter)을 이용하여 DC와 AC 계수를 되돌리는 부분이다.

Inverse Transform 기능부(250)는 영상 정보를 주파수 대역으로 옮겨서 처리하기 위한 Transform 과정의 반대 부분이다. 이전 단계인 Inverse Quantization 기능부를 거쳐 나온 DC와 AC 계수를 역변환 하여 실제 픽셀의 값을 구하는 과정이다. 즉, 주파수 대역의 값을 도메인 값으로 변환함을 의미한다.

Inverse Intra-prediction 기능부(260)는 Intra 코딩 시 AVC 에서 사용 하는 기술이다. 복원된 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록을 예측하여 압축된 값을 이전 값으로 돌리는 기능을 한다. Memory for Decoded Sample 기능부(270)는 예측 기능을 수행하기 위해 주변 블록의 값들을 복원하는 부분이다.

Deblocking-Filter 기능부(280)는 블로킹 현상을 제거한다. 블록 단위 처리가 특징인 동영상 코덱에서 발생할 수 있는 블로킹 현상을 줄이기 위한 부분이다.

본 발명에 따른 통합 코덱의 구조

이와 같이 기능별로 구성된 종래의 통합 코덱에 반하여, 도3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 통합 코덱은 PD 기능군(Parsing and Decoding FUs, 310), MB 기능군(MB-Based FUs, 320) 및 GCU(Global Control Unit, 330)로 구성된다. PD 기능군에 포함된 복수의 기능부들은 상이한 코덱 간의 공통점이 적은 부분으로 하나의 PFU(Parsing Functional Unit) 기능부로 구현 될 수 있다. 또한, GCU (Global Control Unit)의 기능으로 확장함으로써 PD 기능군이 GCU내에 포함 되도록 구현 할 수도 있다.

또한, 상기에서 설명한 기능부들은 종래의 통합 코덱의 기능별로 나누어진 구성 요소(210 내지 280)와 유사한 기능을 하나, 처리 동작을 기준으로 나누어진 PD 기능군(310), MB 기능군(320) 및 GCU(330)에 의해 역할이 명확하게 나누어진다.

또한, 본 발명에 따른 통합 코덱의 구조에서 각 기능부들을 향후 상이한 코덱의 통합 과정에서 삽입, 수정, 삭제가 종래의 기술과 비교하여 용이한 장점을 가진다.

이하, 종래 기술의 구성과 비교하여 본 발명에 따른 구성요소의 기능을 도 3을 참조하여, 각 구성 요소의 기능을 구체적으로 설명한다.

PD 기능군(Parsing and Decoding Functional Group)

종래의 Parsing and entropy decoding 기능부(200)는 순차적인 구조에서 단순히 파싱 및 엔트로피 디코딩만을 수행하도록 구성된다. 반면, 본 발명에 따른 PD 기능군(310)은 VLD 기능부(343), RLD 기능부(346), MBG 기능부(349)와 같이 파싱, 엔트로피 디코딩, 매크로 블록 크기의 정보로 가공하는 각각의 기능부들의 집합으로 확장되어 있으며, 이후의 과정을 처리하는 MB 기능군(320)과 기능적, 구조적으로 분리된다.

본 발명에 따른 PD 기능군(310)는 상이한 코덱별 문법에 따라서 정보를 추출하여, 사용된 Entropy coder별로 실제 처리될 값을 구하는 기능을 수행하며, 제어 신호 및 문맥 정보를 생성하여, GCU(330)로 전달한다. PD 기능군(310)은 통합 코덱의 제작시 가장 기본이 되는 부분으로, 상이한 코덱간의 문법을 공유하고 통일함으로써, 이후 MD 기능군(320)에서 정보의 불필요한 중복을 줄일 수 있으며, 효율적인 블록 기반 처리를 수행할 수 있도록 한다.

또한 PD 기능군(310)은 상술한 바와 같이 복수의 기능부들로 구분하지 않고, 각 기능군들의 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 PFU(PFU : Parsing Function Unit) 기능부로 구현될 수도 있다.

MB 기능군(320)은 PD 기능군(310)에 의해 생성된 제어 신호 및 문법 정보를 이용하여 일반적인 동영상 코덱을 16x16 단위의 매크로 블록 기반으로 처리한다. 물론, 경우에 따라 MB 기능군(320)은 NxN 또는 NxM 단위의 블록 기반으로 디코딩을 처리할 수도 있다.

MB 기능군(MacroBlock-Based Functional Group)

MB 기능군(320)는 종래 기술에 따른 통합 코덱 구조에서 Data-reordering 기 능부(210), Inverse scan 기능부(220), Inverse DC/AC prediction 기능부(230), Inverse Quantization 기능부(240), Inverse Transform 기능부(250), Inverse Intra-prediction 기능부(260), Memory for Decoded Sample 기능부(270), Deblocking-Filter 기능부(280)에 대응되는 것으로 볼 수 있다. 그러나, 양자의 처리 방식은 전연 상이하다.

시스템 설계의 편리함을 우선으로 구현된 종래 기술과는 달리, 본 발명은 기능별, 처리 단위별로 구분하여 분류 되어 있어, 실제 통합 코덱 제작 시 각 기능부들의 독립성이 최대한 보장 되어 기존 기능부들의 수정이나, 새로운 기능부의 추가 작업이 용이 할 수 있다.

종래 기술에 의할 때, 기능이 유사할 지라도 상이한 코덱별로 구성요소를 별도로 구비하여야 하나, 본 발명에 의하면 상이한 코덱을 하나의 코덱으로 통합하여 유사한 기능을 별도의 구비 없이 MB 기능군 중 하나의 기능부를 통하여 구현할 수 있다.

또한, MB 기능군(320)은 도 3에 도시된 바와 같이 DCR 기능부(353), IS 기능부(356), IAP 기능부(359), IQ 기능부(363), IT 기능부(366)들로 구성될 수 있으며, 향후 상이한 코덱의 통합시 매크로 블록 단위의 기능부에 대하여 MB 기능군(320) 내로 삽입, 추가 또는 수정, MB 기능군(320)로부터의 삭제가 용이하다.

또한, 종래 기술에 의할 때, Inverse Intra-prediction 기능부(260)는 AVC 코덱에서만 사용하는 것이므로, 통합 코덱을 구현할 경우에는 상기 기능을 별도로 구성하여 MB 기능군에 하나의 기능부로 추가함으로써 구현 가능한 장점을 가지고 있다.

본 발명에 따른 MB 기능군(320)의 개념에 따르면, 각 기능부를 기능별로 분류하여, 종래 기술에 따른 도 1의 단계 S110부터 단계 S180 중에서 공통된 기능 부분을 더욱 증가시켜 처리 효율성과 향후 코덱의 수정이나 새로운 코덱의 추가 삽입의 용이성을 배가시킬 수 있다.

GCU(Global Control Unit)

종래 기술에 의할 때, 기능별로 나누어진 각 단계 또는 구성 요소에서 각각 코덱의 정보를 가공하도록 구성된다.

반면, 본 발명에서는 별도의 GCU(330)를 구성하여 PD 기능부(310)에서 처리한 문맥 정보와 제어 신호를 이용하여, 통합적으로 MB 기능군(320)를 제어하도록 구성된다. 즉, 본 발명에서의 GCU부(330)는 MB 기능군(320)의 동작 제어(즉, MB 기능군(320) 내의 각 기능부의 동작 제어)를 수행함으로써 결과적으로 본 발명에 따른 통합 코덱이 디코더(decoder)로서 기능하도록 한다는 점에서 필요시 디코더 형성부라 칭해질 수도 있다. 또한, PD 기능군(310)과 MB 기능군(320)는 미리 지정된 프로세스를 수행하도록 구현된 기능부(FU)들의 집합이라는 점에서 전체 기능부들이 통합되는 툴박스(Tool-Box)의 일 구성요소들로 구현될 수도 있음은 당업자에게 자명하다.

본 발명에 따른 GCU(330)는 PD 기능군(310)로부터 수신한 제어 신호(Control Signal)와 문맥 정보(Context information) 등을 가공하는 기능을 수행하며, 가공된 제어 신호 등을 이용하여 MB 기능군(320)을 제어한다.

본 발명의 동작 순서

도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 PD 기능군(310)과 GCU(330) 사이에서 데이터의 흐름과 처리 과정을 나타낸 도면이다. 즉, 도 4는 인코딩된 비트스트림을 입력받아 매크로 블록 단위의 처리를 위하여 PD 기능군(310)과 GCU(330) 사이에서 데이터의 흐름과 처리 과정을 나타낸다.

실시예에 의할 때, 도 4의 상세 제어 신호와 문맥 정보(410)는 영상의 크기, CBP(Coded Block Pattern), 양자화 스케일(Quantization Scale), 데이터 파티션, short video header, AC prediction flag, intra VLC threshold 등을 포함할 수 있다.

VLD 기능부(343)은 비트스트림의 일부분(예를 들어, 일부의 헤더 정보)을 상세 제어 신호와 문맥 정보로 변환하여 GCU(330)로 전달하며, 비트스트림 중 데이터 정보인 DC coefficients(420)와 AC coefficients symbols(430)를 RLD 기능부(346)로 전달한다.

RLD 기능부(346)는 VLD 기능부(343)로부터 받은 데이터 정보(420, 430) 중 AC 심볼값을 의미있는 정보로 변환하여 MBG 기능부(349)로 전달하며, MBG 기능부(349)는 DC 및 AC 데이터 정보를 매크로 블록단위로 MB 기능군(320)으로 전달한다.

이제까지 본 발명에 따른 동영상 통합 코덱 장치 및 방법을 설명함에 있어 MPEG-2, MPEG-4, AVC를 기준으로 설명하였으나, 이외에도 블록기반처리를 갖는 동영상, 정지영상 코덱의 통합화 개념에 아무런 제한없이 동일하게 적용할 수 있음은 당연하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 동영상 통합 코덱 장치 및 방법은 상이한 동영상 코덱간의 공통점, 차이점 및 고려사항에 부합하는 새로운 통합 코덱 개념 및 구조를 제공함으로써 MPEG-2, MPEG-4, H.264(AVC) 등과 같은 동영상 코덱을 통합할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명은 종래의 각 코덱 구현의 편의성 위주의 구조에서 탈피해 기능에 따른 처리 기반을 분류하여 PD 기능군(Parsing and Decoding Functional Group), MB 기능군(MacroBlock-Based Functional Group)의 개념을 도입했으며, GCU(Global Control Unit)를 이용하여 처리함으로 불필요하거나 중복적인 부분을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 블록 기반의 동영상 코덱의 기능 변화없이 상이한 코덱간의 통합을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 상이한 코덱간의 공통적인 부분을 기능부(FU : Functional Unit)별로 나누어 효과적인 통합 코덱을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 Parsing and Decoding 기능을 수행하는 기능부 들과 매크로 블록 단위의 처리를 기반으로 하는 기능부들의 집합으로 하는 통합 코덱 구조를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 MPEG-2, MPEG-4, AVC 외의 블록 단위의 처리를 하는 동영상, 정지영상 코덱의 통합시에 아무런 제한없이 동일하게 적용할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 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.

Claims

디코딩 장치에 있어서,

미리 지정된 프로세스 수행을 위해 각각 복수의 기능부들의 집합인 툴박스(Tool-Box); 및

임의의 기능부에 의한 비트스트림의 신택스 파싱(Syntax parsing)에 의해 입력되는 제어신호 및 문맥정보를 이용하여, 상기 툴박스 내의 기능부들이 압축된 데이터를 디코딩 처리하도록 제어하는 디코더 형성부를 포함하는 디코딩 장치.
제1항에 있어서,

상기 툴박스는 PD 기능군(Parsing and Decoding Functional Group) 및 MB 기능군(MacroBlock-Based Functional Group)을 포함하되,

상기 PD 기능군은 상기 비트스트림으로부터 코덱별 문법에 따라 문맥정보, 제어신호 및 압축된 데이터를 추출하기 위한 하나 이상의 기능부(Functional Unit)들의 집합이고,

상기 MB 기능군은 상기 PD 기능군으로부터 입력되는 압축된 데이터에 대한 디코딩을 수행하기 위하여, 각 코덱의 블록 기반의 처리 단위를 기준으로 구현된 복수의 기능부(Functional Unit)들의 집합인 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제1항에 있어서,

상기 디코더 형성부는 상기 제어 신호(Control Signal) 및 상기 문맥 정보(Context information)를 상응하는 코덱에 대응하여 가공한 후, 상기 처리 단위를 기준으로 분류된 MB 기능군을 제어하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제2항에 있어서,

상기 제어 신호는 상기 MB 기능군에 포함된 임의의 기능부의 기능 실행 여부를 지시하는 정보이고, 상기 문맥 정보는 상기 기능부의 기능 실행시 필요한 부가 정보인 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제4항에 있어서,

상기 제어 신호는 AC 예측 모드 플래그(ac prediction flag), CBP(Coded Block Pattern), 양자화 스케일 값, 데이터 파티션 플래그(Data Partition Flag), 영상의 사이즈, 쇼트 비디오 헤더 플래그(short video header flag) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제4항에 있어서,

상기 문맥 정보는 상기 제어 신호에 의해 임의의 기능 실행이 지시된 경우, 상기 기능 실행을 위해 필요한 정보를 포함하는 정보인 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제3항에 있어서,

상기 디코더 형성부는 상기 제어 신호와 상기 문맥 정보를 가공하여, 상기 MB 기능군에 포함된 각 기능부에 전달하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제1항에 있어서,

상기 디코더 형성부는 상기 비트스트림으로부터 코덱별 문법에 따라 문맥정보, 제어신호 및 압축된 데이터를 추출하기 위한 하나 이상의 기능부(Functional Unit)들의 집합을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제2항에 있어서,

상기 PD 기능군은,

상기 비트스트림으로부터 상기 제어 신호 및 상기 문맥 정보를 생성하여 상기 디코더 형성부로 제공하고, 상기 비트스트림으로부터 계수값(coefficent)을 생성하여 출력하는 VLD 기능부;

상기 계수값을 블록 기반의 처리를 위해 상기 MB 기능군에서 요청되는 정보로 변환하여 출력하는 RLD 기능부; 및

상기 RLD 기능부로부터 출력된 정보를 매크로블록 단위로 상기 MB 기능군으로 출력하는 MBG 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제2항에 있어서,

상기 MB 기능군은,

이미 복호화된 예측 부호화된 DC 정보값을 역 DC 예측(Inverse DC Prediction)과 역양자화(Inverse Quantization)를 수행하여 DC 계수값을 생성하는 DCR(DC Reconstruction) 기능부;

양자화된 AC 계수의 순서를 조합하는 기능을 수행하는 IS(Inverse Scan) 기능부;

AC 예측 부호화 된 값을 역 AC 예측을 수행하여 양자화된 값으로 되돌리는 IAP(Inverse AC Prediction) 기능부;

역양자화를 수행하는 IQ(Inverse Quantization) 기능부; 및

DC와 AC값 데이터의 역변환을 수행하는 IT(Inverse Transform) 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
PD 기능군(Parsing and Decoding Functional Group)이 비트스트림을 입력받아 상이한 코덱별 문법에 따라 문맥 정보, 제어신호 및 데이터를 추출하는 단계; 및

각 코덱의 블록 기반의 처리 단위를 기준으로 구현된 복수의 기능부들을 포함하는 MB 기능군(MacroBlock-Based Functional Group)이 상기 PD 기능군으로부터 출력된 데이터에 대한 디코딩을 수행하는 단계를 포함하되,

디코더 형성부가 상기 PD 기능군에 의해 추출된 제어 신호(Control Signal)와 문맥 정보(Context information)를 각 코덱에 대응하여 가공한 후, 상기 처리 단위를 기준으로 분류된 MB 기능군의 디코딩을 제어하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
제11항에 있어서,

상기 제어 신호는 상기 MB 기능군에 포함된 임의의 기능부의 기능 실행 여부를 지시하는 정보이고, 상기 문맥 정보는 상기 기능부의 기능 실행시 필요한 부가 정보인 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
제11항에 있어서,

상기 디코더 형성부는 상기 제어 신호와 문맥 정보를 가공하여, 상기 MB 기능군에 포함된 각 기능부에 전달하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.