KR101089738B1 - 하이브리드 인트라-인터 코딩된 블록을 인코딩하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

하이브리드 인트라-인터 코딩된 블록을 인코딩하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

하이브리드 인트라-인터 양방향 예측(또는 다중-예측) 코딩 모드는 현재 매크로블록 또는 서브블록을 하이브리드-인코딩하기 위해 인트라프레임(인트라)(도 5에서 310) 및 인터프레임(인터)(도 5에서 302) 예측 모두가 함께 결합되도록 한다. 양방향 예측은 또한 I-화상에 사용될 수 있어서, 2개의 상이한 인트라 예측 방향을 이용하는 2개의 인트라 예측을 결합한다. 비디오 인코더(700)는 종래에 상업적으로 이용가능한 비디오 카메라에 의해 발생된 2차원 비디오 이미지를 나타내는 데이터를 처리한다. 비디오 인코더는 현재 매크로블록을 코딩하기 위해, 인트라 인코딩 모드, P-프레임 인터 인코딩 모드, B-프레임 양방향 예측 인터 모드와 하이브리드 인트라-인터 양방향 예측 인코딩 모드 사이에서 선택하도록 적응된다. 비디오 디코더(800)는 하이브리드 인트라-인터 양방향 예측 인코딩 모드에 따라 인코딩된 블록/매크로블록을 포함할 수 있는 데이터 스트림을 수신하고 디코딩한다.

Description

하이브리드 인트라-인터 코딩된 블록을 인코딩하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING HYBRID INTRA-INTER CODED BLOCKS }
본 출원은, 그 전체가 본 명세서에 참고용으로 병합된, 2003년 8월 26일에 출원된 "METHOD AND APPARATUS FOR HYBRID MACROBLOCK MODES FOR VIDEO CODECS"라는 명칭의 미국 가특허 출원 번호 60/497,816의 이익을 청구한다.
본 발명은 일반적으로 디지털 비디오 코덱에 관한 것으로, 더 구체적으로 매크로블록을 위한 인트라 및 인터 코딩 모두의 하이브리드 이용에 관한 것이다.
비디오 인코더는 이미지 시퀀스의 하나 이상의 프레임을 디지털 정보로 인코딩하는데 사용될 수 있다. 이러한 디지털 정보는 그 후 수신기로 송신될 것이고, 이 수신기에서 이미지 또는 이미지 시퀀스는 이 때 재구성(디코딩)될 수 있다. 송신 채널 자체는 송신을 위한 다수의 가능한 채널 중 인의의 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신 채널은 무선 방송을 위한 무선 채널 또는 다른 수단, 동축 케이블 텔레비전 케이블, GSM 모바일 폰 TDMA 채널, 고정된 라인 전화 링크, 또는 인터넷일 수 있다. 이러한 송신 수단의 목록은 단지 예시에 불과하고, 모든 것을 포함하는 것을 의미하는 것은 아니다.
비디오 인코딩 및 송신을 위한 다양한 국제 표준이 협정되었다. 일반적으로, 표준은 이미지의 프레임에 관련된 데이터를 압축하고 인코딩하기 위한 규칙을 제공한다. 이들 규칙은 이미지에 대해 본래 제공된 관찰 카메라보다 더 적은 데이터를 송신하기 위해 이미지 데이터를 압축하고 인코딩하는 방식을 제공한다. 이 때 이렇게 감소된 데이터량은 송신을 위한 더 적은 채널 대역폭을 요구한다. 수신기는, 송신기가 압축 및 인코딩을 수행하는데 사용한 규칙을 알고 있는 경우 송신된 데이터로부터 이미지를 재구성(또는 디코딩)할 수 있다. H.264 표준은 이전 프레임으로부터 매크로블록의 움직임 보상된 예측을 이용함으로써 이미지의 부분의 중복 송신을 최소화한다.
MPEG-2 및 JVT/H.264/MPEG 4 Part10/AVC와 같은 비디오 압축 구조 및 표준은 각 매크로블록의 인코딩을 위한 인트라프레임("인트라") 코딩 또는 인터프레임("인터") 코딩 방법 중 하나만을 이용하여 매크로블록을 인코딩한다. 인터프레임 움직임 예측/보상에 있어서, 인코딩될 비디오 프레임은 비-중복(non-overlapping) 직사각형의 픽셀 블록, 또는 가장 일반적으로는 정사각형의 픽셀 블록으로 분할된다. 이들 매크로블록 각각에 대해, 최상의 매칭 매크로블록은 미리 결정된 매칭 에러 기준에 따라 미리 결정된 검색 윈도우에서 기준 프레임으로부터 검색된다. 그 다음에, 매칭된 매크로블록은 현재 매크로블록을 예측하는데 사용되고, 예측 에러 매크로블록은 추가로 처리되어 디코더로 송신된다. 본래 매크로블록에 대해 기준 매크로블록의 수평 및 수직 방향에서의 상대적인 시프트(shift)는 그룹화되어, 또한 디코더로 송신되는 본래 매크로블록의 움직임 벡터(MV)로 지칭된다. 움직임 추정의 주요 목적은, 기준 및 현재 매크로블록의 차이로부터 얻어진 차이 매크로블록이 인 코딩시 가장 낮은 비트 수를 생성하도록 매크로블록을 예측하는 것이다.
인트라 코딩에 대해, 화상 내의 매크로블록(MB) 또는 서브-매크로블록은 공간 예측 방법을 이용하여 예측된다. 인터 코딩에 대해, 시간 예측 방법(즉 움직임 추정/보상)이 사용된다. 일반적으로, 인터 예측(코딩) 방법은 일반적으로 인트라 코딩 방법보다 더 효과적이다. 기존의 구조/표준에서, 디코더로의 송신을 위해 인코딩될 수 있는 인트라 또는 인터 MB 유형을 규정하거나 제한하는 특정 화상 또는 슬라이스 유형이 한정된다. 인트라(I) 화상 또는 슬라이스에서, 인트라 MB 유형만이 인코딩될 수 있는 반면, 예측(P) 및 양방향 예측(B) 화상 또는 슬라이스 상에서, 인트라 및 인터 MB 유형 모두가 인코딩될 수 있다.
I-화상 또는 I-슬라이스는 인트라 코딩된 매크로블록만을 포함하고, 시간 예측을 이용하지 않는다. 현재 매크로블록의 픽셀 값은 먼저 이웃한 픽셀 값으로부터 공간적으로 예측된다. 잔여 정보는 그 다음에 N×N 변환(예를 들어, 4×4 또는 8×8 DCT 변환)을 이용하여 변환되고, 그 다음에 양자화된다.
B-화상 또는 B-슬라이스는 양방향(또는 일반화 다중-예측에서) 인터 코딩된 매크로블록 유형의 개념을 도입하고, 여기서 매크로블록(MB) 또는 서브-블록은 2개(또는 그 이상)의 인터프레임 예측에 의해 예측된다. 양방향 예측으로 인해, B 화상은 일반적으로 I 및 P 화상 모두보다 코딩시 더 효과적이 되는 경향이 있다.
P-화상 또는 B-화상은 상이한 슬라이스 유형, 및 상이한 방법에 의해 인코딩된 매크로블록을 포함할 수 있다. 슬라이스는 I(인트라), P(예측된), B(양방향-예측된), SP(스위칭 P), 및 SI(스위칭 I) 유형일 수 있다.
인트라 및 인터 예측 방법은 MPEG-2 및 H.264와 같은 비디오 코딩 구조 및 표준 내에서 개별적으로 사용된다. 인트라 코딩된 매크로블록에 대해, 동일한 프레임 또는 화상 내의 이용가능한 공간 샘플은 현재 매크로블록을 예측하는데 사용되는 한편, 인터 예측에서, 다른 화상 또는 다른 프레임 내의 시간 샘플이 그 대신 사용된다. H.264 표준에서, 2개의 상이한 인트라 코딩 모드, 즉 매크로블록 내에서 4×4 블록마다 예측 프로세스를 수행하는 4×4 인트라 모드; 및 단일 단계에서 전체 매크로블록에 대한 예측이 수행되는 16×16 인트라 모드가 존재한다.
비디오 시퀀스의 각 프레임은 소위 "매크로블록"으로 분리되고, 상기 매크로블록은 휘도(Y) 정보 및 연관된(칼라 공간에 따라 잠재적으로 공간적으로 서브-샘플링된) 크로미넌스(U,V) 정보를 포함한다. 매크로블록은 휘도(루마) 정보의 4개의 8×8 블록으로서 본래 이미지에서의 16×16 이미지 픽셀 영역을 표현함으로써 형성되고, 각 휘도 블록은 휘도(Y) 값의 8×8 어레이; 및 8×8 크로미넌스(U, V) 값의 대응하는 어레이를 초래하기 위해 수평 및 수직 방향으로 2의 인자만큼 서브-샘플링된 2개의 공간적으로 대응하는 크로미넌스 성분(U 및 V)을 포함한다.
16×16 공간(인트라) 예측 모드에서, 전체 16×16 매크로블록의 루마 값은 MB의 에지 주위의 픽셀로부터 예측된다. 16×16 인트라 예측 모드에서, 16×16 루마 블록의 바로 위 및/또는 좌측에 있는 33개의 이웃 샘플은 현재 매크로블록의 예측에 사용되고, 단지 4개의 모드(0 수직, 1 수평, 2 DC, 및 3 평면 예측)가 사용된다.
도 1은 관련 기술의 H.264 표준에서 4×4 인트라 모드에 대한 인트라프레임( 인트라) 예측 샘플링 방법을 도시한다. 도 1에서 픽셀(a 내지 p)을 포함하는 인트라 인코딩될 4×4 루마 블록(110)의 샘플은 이웃 블록으로부터 도 1에서의 근처 픽셀(A 내지 M)을 이용하여 예측된다. 디코더에서, 동일한 화상/프레임의 이전 매크로블록으로부터 샘플(A 내지 M)은 일반적으로 이미 디코딩되었고, 그 다음에 현재 매크로블록(110)의 예측에 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 4×4 루마 블록(110)에 대해, 0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8로 표시된 8개의 인트라 예측 모드를 도시한다. 모드 2는 'DC-예측'이다. 다른 모드(1, 3, 4, 5, 6, 7, 8)는 도 2에서 화살표로 표시된 예측 방향을 나타낸다.
H.264 표준에서 한정된 인트라 매크로블록 유형은 다음 표 1과 같다:
인트라 매크로블록 유형
mb_type mb_type의 명칭 MbPartPredMode
(mb_type,0)		 Intra16×16 PredMode CodedBlock
PatternChro		 CodedBlock
PatternLuma
0 I_4×4 Intra_4×4 NA NA NA
1 I_16×16_0_0_0 Intra_16×16 0 0 0
2 I_16×16_1_0_0 Intra_16×16 1 0 0
3 I_16×16_2_0_0 Intra_16×16 2 0 0
4 I_16×16_3_0_0 Intra_16×16 3 0 0
5 I_16×16_0_1_0 Intra_16×16 0 1 0
6 I_16×16_1_1_0 Intra_16×16 1 1 0
7 I_16×16_2_1_0 Intra_16×16 2 1 0
8 I_16×16_3_1_0 Intra_16×16 3 1 0
9 I_16×16_0_2_0 Intra_16×16 0 2 0
10 I_16×16_1_2_0 Intra_16×16 1 2 0
11 I_16×16_2_2_0 Intra_16×16 2 2 0
12 I_16×16_3_2_0 Intra_16×16 3 2 0
13 I_16×16_0_0_1 Intra_16×16 0 0 15
14 I_16×16_1_0_1 Intra_16×16 1 0 15
15 I_16×16_2_0_1 Intra_16×16 2 0 15
16 I_16×16_3_0_1 Intra_16×16 3 0 15
17 I_16×16_0_1_1 Intra_16×16 0 1 15
18 I_16×16_1_1_1 Intra_16×16 1 1 15
19 I_16×16_2_1_1 Intra_16×16 2 1 15
20 I_16×16_3_1_1 Intra_16×16 3 1 15
21 I_16×16_0_2_1 Intra_16×16 0 2 15
22 I_16×16_1_2_1 Intra_16×16 1 2 15
23 I_16×16_2_2_1 Intra_16×16 2 2 15
24 I_16×16_3_2_1 Intra_16×16 3 2 15
25 I_PCM Intra_16×16 NA NA NA
도 3은, 2개의 화상(301 및 302)의 블록 중에서 최상의 매치(BM) 사이에서 움직임 벡터(즉, MV: Motion Vector)를 추정함으로써 공간 예측 대신에 시간 예측을 이용하여 P-프레임 또는 P-슬라이스에서 인터 코딩될 현재 매크로블록(310)을 도시한다. 인터 코딩에서, 현재 프레임(301)에서의 현재 블록(310)은 이전 프레임(302)에서 변위된 매칭 블록(BM)으로부터 예측된다. 모든 인터 코딩된 블록(예를 들어, 310)은 움직임 파라미터 세트{움직임 벡터 및 기준 인덱스(ref_idx)}와 연관되고, 이러한 움직임 파라미터 세트는 블록(310)에서의 모든 픽셀이 예측될 수 있는 ref_idx와 연관된 기준 화상(302) 내의 대응하는 위치를 디코더에 제공한다. 본래 블록(310)과 그 예측(BM) 사이의 차이는 압축되어 변위 움직임 벡터(MV)와 함께 송신된다. 움직임은 16×16 매크로블록 또는 임의의 서브-매크로블록 분할: 16×8, 8×16, 8×8, 8×4, 4×8, 4×4에 대해 독립적으로 추정될 수 있다. 8×8 매크로블록 분할은 서브-매크로블록(또는 서브블록)으로 알려져 있다. 이후에, "블록"이라는 용어는 일반적으로 전체 16×16 매크로블록 및/또는 서브-매크로블록 분할과 같이 임의의 크기로 된 인접한 픽셀의 직사각형 그룹으로 지칭된다. 서브-매크로블록 분할당 하나의 움직임 벡터(MV)만이 허용된다. 움직임은, 매크로블록의 ref_idx을 이용하여 매크로블록을 선택된 프레임과 연관시킴으로써 과거 또는 미래에 상이한 프레임으로부터의 각 매크로블록에 대해 추정될 수 있다.
P-슬라이스는 인트라 코딩된 매크로블록을 또한 포함할 수 있다. P-슬라이스 내의 인트라 코딩된 매크로블록은 I-슬라이스에서의 인트라 코딩된 매크로블록과 동일한 방식으로 압축된다. 인터 코딩된 블록은 움직임 추정 및 보상 전략을 이용하여 예측된다.
전체 프레임의 모든 매크로블록이 인트라 모드를 이용하여 인코딩되고 송신되면, '인트라 프레임'(I-프레임 또는 I-화상)의 송신으로 지칭된다. 그러므로, 인트라 프레임은 인트라 매크로블록으로만 구성된다. 일반적으로, 인트라 프레임은, 수신기가 지금까지 어떠한 수신된 매크로블록도 유지하지 않을 때 이미지 송신 시작시 송신되어야 한다. 프레임이 인터 매크로블록으로서 매크로블록 일부 또는 전부를 인코딩하여 인코딩되고 송신되면, 이 프레임은 '인터 프레임'이라 지칭된다. 일반적으로, 인터 프레임은 인트라 프레임보다 송신을 위한 더 적은 데이터를 포함한다. 그러나, 인코더는, 가장 효과적인 방식을 따라 인트라 코딩된 매크로블록 또는 인터 코딩된 매크로블록으로서 송신되는 지를 결정한다.
P-슬라이스에서 인터 코딩될 모든 16×16 매크로블록은 16×8, 8×16, 및 8×8 분할로 분할될 수 있다. 서브-매크로블록 자체는 8×4, 4×8, 또는 4×4 서브-매크로블록 분할로 분할될 수 있다. H.264에서 각 매크로블록 분할 또는 서브-매크로블록 분할은 고유한 움직임 벡터에 할당된다. 인터 코딩된 매크로블록 및 매크로블록 분할은 고유 예측 모드 및 항목(index)을 갖는다. 인터 및 인트라 예측이 동일한 매크로블록의 상이한 분할에서 선택되고 함께 혼합되는 것이 현재 H.264 표준에서 허용되지 않는다. 2002년 2월에 채택된 H.264/AVC 설계에서, Wiegand 등으로부터 처음에 채택된 분할 방식은 서브-매크로블록(4×4 크로마를 갖는 8×8 루마)에 기초하여 인트라와 인터 사이의 스위칭의 지원을 포함하였다. 이러한 능력은 디코딩 복잡도를 감소시키기 위해 이후에 제거되었다.
P-화상 및 P-슬라이스에서, 다음의 추가 블록 유형이 한정된다:
P 슬라이스에 대한 인터 매크로블록 유형
mb_type mb_type의
명칭		 NumMbPart
(mb_type)		 MbPartPredMode
(mb_type,0)		 MbPartPredMode
(mb_type,1)		 MbPartWidth
(mb_type)		 MbPartHeight
(mb_type)
0 P_LO_16×16 1 Pred_L0 NA 16 16
1 P_LO_L0_16×8 2 Pred_L0 Pred_L0 16 8
2 P_LO_L0_8×16 2 Pred_L0 Pred_L0 8 16
3 P_8×8 4 NA NA 8 8
4 P_8×8ref0 4 NA NA 8 8
암시 P_Skip 1 Pred_L0 NA 16 16
도 4는 B-화상 또는 B-슬라이스에서 매크로블록을 인터 코딩하기 위한 2개(시간)의 예측의 결합을 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 현재 매크로블록에 대해 하나의 "최상의 매치"(BM) 예측자(예측)만을 이용하는 것 대신에, B-화상 또는 B-슬라이스 내에서 인터 코딩될 매크로블록(410)에 대해, 2개의(시간) 예측(BML0 및 BML1)이 현재 매크로블록(410)에 사용되고, 이것은 최종 예측을 형성하기 위해 함께 평균화될 수 있다. B-화상 또는 B-슬라이스에서, 서브-매크로블록 분할당 2개의 움직임 예측을 나타내는 최대 2개의 움직임 벡터(MVL0 및 MVL1)는 시간 예측을 위해 허용된다. 상기 움직임 벡터는 이후 또는 이전에 임의의 기준 화상(목록 0 기준 및 목록 1 기준)으로부터 나올 수 있다. (목록 0 및 목록 1) 기준 화상에서 최상의 매칭된 블록(BML0 및 BML1)에서의 픽셀 값의 평균은 예측자로서 사용된다. 이러한 표준은 또한 각 최상의 매칭된 블록(BML0 및 BML1)의 픽셀 값을 평균화하는 것 대신에 이들을 가중화시킨다. 이것은 가중된 예측 모드로 지칭되고, 페이딩(fading)과 같은 특수한 비디오 효과의 존재시 유용하다. B-슬라이스는 또한 특수 모드, 즉 직접 모드(Direct mode)를 갖는다. MotionCopy 스킵 모드 및 직접 모드에 사용된 공간 방법은 매크로블록(픽셀) 자체가 아닌 움직임 파라미터의 추정에만 제한되고, 어떠한 공간적으로 인접한 샘플도 사용되지 않는다. 직접 모드에서, 매크로블록에 대한 움직임 벡터는 명백하게 송신되지 않는다.
다음의 매크로블록 유형은 B-화상 및 B-슬라이스에 사용하기 위해 한정된다:
B 슬라이스에 대한 인터 매크로블록 유형
mb_type mb_type의
명칭		 NumMbPart
(mb_type)		 MbPartPredMode
(mb_type,0)		 MbPartPredMode
(mb_type,1)		 MbPartWidth
(mb_type)		 MbPartHeight
(mb_type)
0 B_Direct_16×16 NA Direct NA 8 8
1 B_LO_16×16 1 Pred_L0 NA 16 16
2 B_L1_16×16 1 Pred_L1 NA 16 16
3 B_Bi_16×16 1 BiPred NA 16 16
4 B_LO_L0_16×8 2 Pred_L0 Pred_L0 16 8
5 B_LO_L0_8×16 2 Pred_L0 Pred_L0 8 16
6 B_L1_L1_16×8 2 Pred_L1 Pred_L1 16 8
7 B_L1_L1_8×16 2 Pred_L1 Pred_L1 8 16
8 B_LO_L1_16×8 2 Pred_L0 Pred_L1 16 8
9 B_LO_L1_8×16 2 Pred_L0 Pred_L1 8 16
10 B_L1_L0_16×8 2 Pred_L1 Pred_L0 16 8
11 B_L1_L0_8×16 2 Pred_L1 Pred_L0 8 16
12 B_LO_Bi_16×8 2 Pred_L0 BiPred 16 8
13 B_LO_Bi_8×16 2 Pred_L0 BiPred 8 16
14 B_L1_Bi_16×8 2 Pred_L1 BiPred 16 8
15 B_L1_Bi_8×16 2 Pred_L1 BiPred 8 16
16 B_Bi_L0_16×8 2 BiPred Pred_L0 16 8
17 B_Bi_L0_8×16 2 BiPred Pred_L0 8 16
18 B_Bi_L1_16×8 2 BiPred Pred_L1 16 8
19 B_Bi_L1_8×16 2 BiPred Pred_L1 8 16
20 B_Bi_Bi_16×8 2 BiPred BiPred 16 8
21 B_Bi_Bi_8×16 2 BiPred BiPred 8 16
22 B_8×8 4 NA NA 8 8
암시 B_Skip NA Direct NA 8 8
B-슬라이스에서, 상기 표 3에 도시된 바와 같이, 2개의 시간 예측은 동일한 블록 유형을 이용하는 것에 항상 제한된다.
필터를 디블록킹(deblocking)하는 것과, 중복 블록 움직임 보상(OBMC: Overlapped Block Motion Compensation)은 일부 공간 상관을 이용한다. 이들 방법에 따라, 연관된 잔여물의 예측 및 추가 이후에 재구성된 픽셀은 그러한 모드(인트라 또는 인터), 위치(MB/블록 에지, 내부 픽셀 등), 움직임 정보, 연관된 잔여물, 및 주변의 픽셀 차이에 따라 공간적으로 처리/필터링된다. 이러한 프로세스는 블록킹 결함을 크게 감소시키고 품질을 향상시킬 수 있지만, 다른 한 편으로 또한 복잡도를 크게 증가시킬 수 있다(특히 디코더 내에서). 이러한 프로세스는 또한 최상의 결과를 항상 초래하는 것은 아니며, 자체적으로 에지 상에 추가적인 흐릿함(blurring)을 야기할 수 있다.
기존의 비디오 압축 표준(예를 들어, MPEG-2 및 H.264)은 현재 매크로블록 또는 서브블록을 인코딩하기 위해 인트라프레임(인트라) 및 인터프레임(인터) 예측이 (인터-전용 양방향 예측에서 2개의 인터프레임 예측의 결합과 같이) 함께 결합되도록 하지 않는다. 본 발명의 원리에 따라, 주어진 매크로블록, 서브블록, 또는 분할의 인코딩 및 디코딩에서 인트라 예측과 인터 예측의 결합이 제공된다. 인트라 및 인터 예측의 결합은 이득 및/또는 인코딩 효율을 개선시킬 수 있고 및/또는 비디오 데이터 에러 전파를 추가로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예는 현재 블록의 제 1 예측과 현재 블록의 제 2 예측을 결합함으로써 블록을 비디오 인코딩하는 것을 제공한다; 여기서 현재 블록의 제 1 예측은 인트라 예측이고, 현재 블록의 제 2 예측은 인터 예측이다.
다음 설명 동안, 매크로블록의 휘도(루마) 성분이 4개의 8×8 블록 어레이로서 배열된 16×16 픽셀을 포함하고, 연관된 크로미넌스 성분이 8×8 블록을 형성하기 위해 수평 및 수직 방향으로 2의 인자만큼 공간적으로 서브-샘플링된다는 것이 가정될 것이다. 다른 블록 크기 및 다른 서브-샘플링 방식에 대한 설명의 부연은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 16×16 매크로블록 구조에 의해 한정되지 않고, 임의의 분할(segmentation) 기반의 비디오 코딩 시스템에 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 특징은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 구체적으로 설명함으로써 더 명백해질 것이다.
도 1은 H.264 표준에 따라 인트라 코딩될 4×4 픽셀 루마 블록 근처의 샘플을 도시한 도면.
도 2는 H.264 표준에 따라 도 1의 4×4 블록에 대한 9개의 예측 인코딩 방향을 도시한 도면.
도 3은 H.264 표준에 따라 움직임 벡터를 추정함으로써 인터 코딩되는 매크로블록을 도시한 도면.
도 4는 H.264 표준에 따라 2개의 인터 코딩을 결합함으로써 매크로블록의 양방향 예측을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 원리에 따라 인터 및 인트라 예측을 결합하는 4×4 블록의 인트라-인터 하이브리드 양방향 예측을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 원리에 따라 비디오 인코더 및 비디오 디코더를 도시한 블록도.
도 7은 본 발명의 원리에 따라 비디오 인코더를 도시한 블록도.
도 8은 본 발명의 원리에 따라 비디오 디코더를 도시한 블록도.
도 9a 및 도 9b는 도 7의 인코더 또는 도 8의 디코더에서 인트라 및 인터 예측을 결합하기 위한 회로를 도시한 블록도.
도 5는, 동일한 4×4 블록이 인터 및 인트라 예측을 이용하여 예측되는 하이 브리드 인트라-인터 양방향 예측의 일례를 도시한다. 도 5는 관련 기술의 인트라-전용(도 1 및 도 2) 및 인터-전용(도 3 및 도 4) 예측 모드와 구별되는, 본 명세서에서 인트라-인터 하이브리드 코딩 모드라 불리는 새로운 양방향 예측 모드 유형을 도시하는데, 이러한 모드는 관련 기술과 달리, 현재 매크로블록 또는 현재 서브블록(110)을 양방향 예측 인코딩하기 위해 공간("A 내지 M"; 301) 및 시간(MV; 302) 예측 모두를 결합할 수 있다. 이러한 새로운 양방향 예측(또는 다중-예측) 모드는, 하나 이상의 인트라 예측을 포함할 수 있는 2개(또는 그 이상)의 예측이 주어진 블록 또는 매크로블록의 최종 예측을 이루기 위해 사용(결합)된다는 것을 제공한다. 양방향 예측은 결합된 인트라-인트라 예측으로 또한 I-화상에 사용될 수 있다. 이들 2개의 인트라 예측은 2개의 상이한 인트라 예측 방향을 이용할 수 있다.
개시된 하이브리드 양방향 예측 코딩 모드는 현재 매크로블록, 서브-매크로블록, 또는 분할을 인코딩하기 위해 인트라 프레임(인트라) 및 인터프레임(인터) 예측이 함께 결합(예를 들어, 평균화, 또는 가중화)되도록 한다. 본 발명의 원리에 따라, 예측(양방향 예측 또는 다중-예측)을 결합하는 종래 기술의 방법은 주어진 매크로블록, 서브-매크로블록, 또는 분할의 인코딩을 위해 인트라 예측 및 인터 예측의 결합을 제공함으로써 확장된다. 인트라 및 인터 예측의 결합은 개선된 이득 및/또는 인코딩 효율을 허용하고 및/또는 비디오 데이터 에러 전파를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는, 비디오 인코더 및 디코더 내에 통합될 수 있고 기존의 구조에 비해 성능을 추가로 개선시킬 수 있는 새로운 여러 매크로블록 모드/유형을 제공한다. 새로운 매크로블록 모드는, 각 매크로블록 또는 서브-블록에 대해 2개 이상의 예측을 이용한다는 관점에서 MPEG-2 및 H.264와 같은 여러 인코딩 구조 및 표준에 이미 사용된 양방향 예측(또는 다중-예측) 매크로블록 모드와 유사하지만, 이러한 새로운 매크로블록 모드가 종래의 인터-전용(시간) 양방향 예측과 대조하면 인트라 프레임(공간) 예측을 또한 사용(또는 단지 사용)할 수 있다는 관점에서 차이가 있다. 예를 들어, 2개의 상이한 인트라 예측의 결합 또는 인터와 인트라 예측의 결합된 이용이 주어진 매크로블록에 대해 더 나은 예측을 제공할 수 있는 한편, 인접한 공간 샘플이 개시된 양방향 예측 코딩 방법의 실행 동안 고려될 수 있다고 가정하면 블록킹 결함을 감소시키는데 또한 유리할 수 있다. 동일한 매크로블록 또는 서브블록을 코딩하기 위해 인트라 및 인터 예측을 결합하는 개시된 방법은, 더 높은 성능을 초래할 수 있는데, 이는 a) 어느 하나의 예측은 단지 하나의 예측만이 사용된 경우 보존되지 않는 중요한 별개의 정보를 포함할 수 있고, b) 어느 하나의 화상은 평균화 또는 가중화를 통해 감소될 수 있는 상이한 인코딩 결함을 포함할 수 있고, c) 잡음 감소 메커니즘 등으로서 평균화 기능을 포함할 수 있기 때문이다.
더욱이, 개시된 양방향 예측(또는 다중-예측) 매크로블록 코딩 모드는 동일한 분할 유형을 이용하도록 제약되지 않는 인터 예측 모드를 지원하고, 표 1 내지 표 3에서 한정되는 인트라 및 단일-목록 인터 유형의 모든 가능한 결합의 이용을 허용한다. 개시된 양방향 예측(또는 다중-예측) 매크로블록 코딩 모드는 코딩될 동일한 매크로블록의 상이한 분할에 기초하여 수행될 인터 및 인트라 예측을 지원한 다. 예를 들어, 매크로블록당 최대 2개(양방향)의 예측만이 하이브리드 인트라-인터 코딩된 매크로블록에 대해 허용되면, 제 1 예측은 인트라 4×4(표 1에서 mb_type 0)일 수 있는 한편, 제 2 예측은 16×8 목록 1 블록 예측(표 3에서 mb_type 6)일 수 있다.
구문 및 서브모드 유형
각 매크로블록을 하이브리드-인코딩하는데 이용된 예측 유형(들)은 결합된 형태(H.264에서 B-슬라이스에 사용된 형태와 같이) 또는 개별적으로(즉, 트리 구조를 이용하여) 비트스트림 내에서 시그널링(signaled)된다. 선택적으로, 예측의 수(예를 들어, 1, 2 또는 그 이상)는 또한 비트스트림 내에서 시그널링될 수 있다. 관련 기술에 이용된 결합된 시그널링 방법은 예측 유형(들)의 모든 가능하거나 가장 가능성 있는 결합의 열거(enumeration)를 필요로 하고, 가장 높은 압축 이득을 초래하지 않을 수 있다. 압축 이득은 개별적인 트리-구조화 구조를 이용하여, 각 예측 모드를 개별적으로 시그널링함으로써 최적화될 수 있다. 이러한 방법은 구문을 간단히 유지시키면서, 표 1 내지 표 3에 한정되는 인트라 및 단일-목록 인터 유형의 모든 가능한 결합의 이용을 허용한다. 예를 들어, 매크로블록당 최대 2개(양방향) 예측만이 하이브리드-코딩된 매크로블록에 대해 허용되면, 제 1 예측은 인트라 4×4(표 1에서 mb_type 0)일 수 있는 한편, 제 2 예측은 16×8 목록 1 블록 예측(표 3에서 mb_type 6)일 수 있다. 이들 추가 서브모드에 대해, 인트라 방향 및/또는 연관된 참조 항목 및 움직임 벡터와 같이 연관된 파라미터도 또한 송신될 필요가 있다. 이러한 접근법은, 양쪽/모든 예측이 인트라이지만 상이한 방향을 갖는 것, 또는 상이한-목록 예측이거나, 상이한 블록 분할을 이용하는 것과 같이 다양한 결합을 허용한다.
H.264 표준에 제공된 서브모드에 대해 조정 및 확장을 하는 것이 또한 바람직할 수 있는데, 이는 (a) 일부 결합이 동일하고, (b) 몇몇 경우에 매크로블록에 대해 단일 예측을 이용하는 것이 바람직할 수 있기 때문이다. 예를 들어, (a)의 경우에 있어서, 동일한 예측 모드를 허용하지 않을 수 있고 서브모드 유형을 자동으로 조정할 수 있는 한편, (b)의 경우에 있어서, 어떠한 예측도 암시하지 않는 새로운 널(Null) 블록 예측 유형을 한정하는 다음의 추가 모드를 도입할 수 있다:
널 서브매크로블록 유형
B_Null_L0_16×8 2 널 Pred_L0 16 8
B_Null_L0_8×16 2 널 Pred_L0 8 16
B_Null_L1_16×8 2 널 Pred_L1 16 8
B_Null_L1_8×16 2 널 Pred_L1 8 16
B_L0_Null_16×8 2 Pred_L0 널 16 8
B_L0_Null_8×16 2 Pred_L0 널 8 16
B_L1_Null_16×8 2 Pred_L1 널 16 8
B_L1_Null_8×16 2 Pred_L1 널 8 16
동일한 서브 분할에 대한 2개의 널 예측 블록 유형(예를 들어, B_Null_L0_8×16 및 B_Null_L1_8×16)의 결합은 금지되는데, 이것은 다시 관련 기술의 mb_type 표에 적응하는 것이 추가 장점을 제공한다는 것을 암시한다. 8×8 서브블록/분할에 대해 확장이 이루어질 수 있다. 표 3에 한정된 모든 양방향 예측 모드가 개시된 하이브리드 모드에 의해 지원될 수 있기 때문에, 양방향 예측 모드는 중복으로서 제거될 수 있다.
하이브리드 인트라-인터 양방향 예측을 이용한 직접 모드 확장
H.264에 사용된 공간 직접 모드는 본 발명의 하이브리드 인트라-인터 양방향 예측 모드 실시예로 확장될 수 있다. 현재, 직접 모드 블록에 대한 움직임 벡터는 3개의 이웃 블록의 움직임 벡터의 중간값(median)에 기초하여 결정된다.
적어도 하나의 이웃의 양방향 예측 모드가 하이브리드(인터-인트라)이면, 현재 (직접 모드) 블록의 예측 모드도 또한 하이브리드(인터-인트라)일 수 있다. 이러한 예측 방법은 이웃 블록에 의해 이용된 예측 목록의 이용가능성에 따라 제한될 수 있다. 예를 들어, 양쪽 목록이 공간적인 이웃에 이용가능하면, 직접 모드 블록의 움직임 벡터는 이웃 중 하나가 하이브리드 예측을 이용하는 경우에 상관없이 중간 예측을 이용하여 다시 계산된다. 다른 한 편으로, 하나의 목록만이 이용가능한 경우(예를 들어, list_1), 이웃 중 하나가 하이브리드 예측을 이용하지만, 직접 모드 블록은 하이브리드 예측으로 또한 예측되는 한편 동일한 이용가능한 목록을 이용할 것이다. 더욱이, 하나를 초과하는 인접 블록이 하이브리드 예측을 이용하면, 몇몇 간단한 규칙은 예측에 사용될 인트라 모드에 관해 한정될 수 있다. 예를 들어, 인트라 16×16은 이 경우에 예측을 위한 간략함으로 인해 인트라 4×4를 대신할 수 있다. 인트라 4×4는 또한 직접 모드 블록 내에서 허용가능하지 않을 수 있지만, 사용된 경우, 모든 4×4 블록 방향은 이용가능한 경우 외부 매크로블록 예측을 이용하여 초기에 예측될 수 있다. 어떠한 외부 인트라 4×4 매크로블록도 이용가능하지 않으면, 인접 블록으로부터 이용가능한 가장 낮은 인트라 mb_type이 사용된다. 일반적으로, 공간적으로 이웃한 블록 중 하나를 초과하는 블록의 예측 모드가 인트라이면, 가장 낮은 순서의 인트라 예측이 사용되는 것이 바람직하지만, 인트라는 양쪽 목록이 이용가능한 경우 사용되지 않는 것이 바람직하다. 인트라는 또한 예측에 필요한 샘플이 이용가능하지 않은 경우 사용되지 않는다.
인-루프 디블록킹 필터
H.264/AVC 표준에 따른 비디오 인코더는, 주로 블록에서의 인접 픽셀과 매크로블록 MB 에지 사이의 상관을 증가시키고 디코딩된 화상에 도입된 블록킹(블록킹 결함)을 감소시키기 위해 인-루프 디블록킹 필터(in-loop deblocking filter)를 이용할 수 있다. 필터링된 디코딩된 화상은 다른 화상에 대한 움직임을 예측하는데 사용된다. 디블록킹 필터는 매크로블록의 압축 모드(인트라 또는 인터), 양자화 파라미터, 움직임 벡터, 프레임 또는 필드 코딩 결정 및 픽셀 값에 따라 그 세기를 조정하는 적응 필터이다. 더 작은 양자화 크기에 대해, 필터는 자체적으로 차단된다. 이러한 필터는 또한 슬라이스 레벨에서 인코더에 의해 명백히 차단될 수 있다. 디블록킹 필터에 대한 상이한 세기 및 방법은 인접한 블록 코딩 유형, 움직임 및 송신된 잔여물에 따라 이용된다. 본 발명의 실시예의 특징을 이용함으로써, 하이브리드 인트라-인터 매크로블록 유형이 인코딩 동안 인접한 픽셀을 고려하는 인트라 예측자를 이미 포함하기 때문에, 디블록킹 필터의 세기는 이에 따라 변형될 수 있다. 예를 들어, 블록이 하이브리드 코딩되고 그 예측 모드가 2개(또는 그 이상)의 예측(그 중 하나는 인트라)을 이용하고 추가 계수를 가지면, 대응하는 에지에 대한 필터 세기는 감소될 수 있다(예를 들어, 1만큼).
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 비디오 인코더(604) 및 비디오 디코더(605)를 도시하는 개략적인 블록도를 도시한다. 인코더(604)는 비디오 소스(602), 예를 들어 카메라로부터 이미지 시퀀스에 대한 데이터를 수신한다. 본 명세서에 개시된 방법에 따라 카메라로부터 데이터를 압축 및 인코딩 한 후에, 인코더(604)는 그 정보를 송신 시스템(606)으로 전달한다. 송신기(606)는 채널 매체(611)를 통해 하이브리드-인코딩된 매크로블록을 포함하는 비트스트림을 송신한다. 송신 채널 매체(611)는 무선, 케이블, 또는 임의의 다른 송신 또는 라우팅 구성일 수 있다. 인코더(604) 또는 디코더(605)의 회로는 예를 들어 모바일 또는 휴대용 2방향 무선, 또는 모바일 전화의 일부를 형성할 수 있다.
채널 매체(611)의 디코딩 측 상의 이동 이미지 디코딩 장치{디코더(605)}는 비트스트림 버퍼(631)에서 비트스트림을 수신하고, 이러한 비트스트림을 {비트스트림 분석기-프로세서(633)를 통해} 분석하고, 인트라 코딩된 프레임(A)으로부터 인코딩된 이미지 데이터를 디코딩하고, 프레임 A의 디코딩된 이미지 데이터를 프레임 메모리(635)에 저장한다. 인터 인코딩된 차이 데이터를 수신하자마자, 디코딩 장치{디코더(605)}는 프레임 A의 디코딩된 데이터로부터 움직임 보상 예측된 이미지를 생성한다. 프레임 A의 수신된 데이터에 에러가 없으면, 프레임 A의 디코딩된 이미지가 인코딩 장치{인코더(604)} 측 상에 프레임 A의 국부 디코딩된 이미지에 매칭하기 때문에, 이러한 디코딩된 데이터로부터 생성된 움직임 보상 예측된 이미지는 인코딩 장치{인코더(604)} 측 상에 움직임 보상 예측된 이미지에 매칭한다. 인코딩 장치{인코더(604)}가 본래 이미지와 움직임 보상 예측된 이미지 사이의 차이 이미지를 송신 출력하기 때문에, 디코딩 장치는 움직임 보상 예측된 이미지를 수신된 차이 이미지에 추가함으로써 프레임 B의 디코딩된 이미지를 생성할 수 있다. 디코딩 장치에 의해 수신된 프레임 A의 데이터가 에러를 포함하면, 프레임 A의 정확한 디코딩된 이미지가 생성될 수 없다. 그 결과, 움직임 보상 예측된 이미지의 에러 포함 부분으로부터 생성된 모든 이미지는 에러가 있는 데이터가 된다. 이러한 에러 있는 데이터는 리프레시 처리(refresh processing)가 인트라-인코딩에 의해 수행될 때까지 그 상태로 남아있다.
디코더(605)가 하이브리드-인코딩된 양방향 예측 데이터를 수신할 때, 인트라 코딩된 정보를 포함하는 하이브리드-코딩된 블록 데이터는 이미지 데이터 에러의 전파를 방지하거나 저지시키기 위해 디코더에서 이용될 수 있다. 이미지 또는 이미지 시퀀스의 일부 부분 또는 영역 또는 그 안의 대상은 다른 영역보다 에러에 더 중요하거나 에러에 더 영향을 받기 쉬운 것으로 사용자 또는 인코딩 장치에 의해 식별가능할 수 있다. 따라서, 인코딩 장치{인코더(604)}는 프레임 시퀀스에서 더 중요한 영역 또는 대상에서 매크로블록을 선택적으로 하이브리드-인코딩하도록 적응될 수 있어서, 이들 영역에서의 이미지 데이터 에러 전파는 방지되거나 감소된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 일반적으로 참조 번호 700으로 표시된 예시적인 인코더를 도시한다. 인코더(700)는 합산 블록(714)의 양의 입력에 신호 통신 상태로 연결되는 비디오 입력 단자(712)를 포함한다. 합산 블록(714)은 계수를 제공하기 위해 정수 변환을 구현하기 위한 기능 블록(716)에 다시 연결된다. 기능 블록(716)은 출력 비트스트림을 제공하기 위해 엔트로피 코딩(entropy coding)을 구현하기 위한 엔트로피 코딩 블록(718)에 연결된다. 기능 블록(716)은 스케일링(scaling) 및 역변환 블록(722)에서 인-루프 부분(720)에 추가로 연결된다. 기능 블록(722)은 합산 블록(724)에 연결되고, 상기 합산 블록은 다시 인트라-프레임 예측 블록(726)에 연결된다. 인트라-프레임 예측 블록(726)은 결합 유닛(727)의 제 1 입력이고, 상기 결합 유닛(727)의 출력은 합산 블록(724)의 제 2 입력에 연결되고, 합산 블록(714)의 반전 입력에 연결된다.
합산 블록(724)의 출력은 디블록킹 필터(740)에 연결된다. 디블록킹 필터(740)는 프레임 저장부(728)에 연결된다. 프레임 저장부(728)는 움직임 보상(인터-프레임 예측) 블록(730)에 연결되고, 상기 움직임 보상 블록은 결합 유닛(727)의 제 2 입력에 연결된다.
결합 유닛(727)은 인트라-프레임 예측 블록(726)으로부터의 제 1 (인트라) 예측을 움직임 보상(인터-프레임 예측) 블록(730)으로부터의 제 2 (인터) 예측과 결합하여, 결과적인 결합된 (하이브리드 인트라-인터) 예측을 합산 블록(724)의 제 2 입력 및 합산 블록(714)의 반전 입력으로 출력한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 결합 유닛(727)은 하나 이상의 이득 블록(도 9a를 참조)에 동작가능하게 연결된 합산 블록{예를 들어, 합산 블록(724 또는 714)과 유사한}으로서 구현될 수 있어서, 입력 인트라 및 인터 예측의 "평균", 또는 인트라 및 인터 예측의 상이하게 가중된 결합을 발생시킨다. 본 발명의 다른 실시예에서, 결합 유닛(727)은 순차적 가산기 회로로서 구현될 수 있는데, 상기 가산기 회로는 인트라-프레임 예측 블록(726)으로부터의 제 1 인트라 예측을 인트라-프레임 예측 블록(726)으로부터의 제 2 (예를 들어, 순차적) 인트라 예측과 결합하도록 적응되고; 인트라-프레임 예측 블록(726)으로부터의 제 1 (인트라) 예측을 움직임 보상 (인터-프레임 예측) 블록(730)으로부터의 제 2 (인터) 예측과 결합하도록 추가로 적응된다.
비디오 입력 단자(712)는 움직임 벡터를 제공하기 위해 움직임 추정 블록(719)에 추가로 연결된다. 디블록킹 필터(740)는 움직임 추정 (인터-프레임 예측) 블록(719)의 제 2 입력에 연결된다. 움직임 추정 블록(719)의 출력은 움직임 보상(인터-프레임 예측) 블록(730) 뿐 아니라 엔트로피 코딩 블록(718)의 제 2 입력에 연결된다.
비디오 입력 단자(712)는 코더 제어 블록(760)에 추가로 연결된다. 코더 제어 블록(760)은 인코더(700)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 제공하기 위해 블록(716, 718, 719, 722, 726, 730 및 740) 각각의 입력을 제어하도록 연결된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 일반적으로 참조 번호(800)로 표시된 예시적인 디코더를 도시한다. 디코더(800)는 입력 비트스트림을 수신하기 위한 엔트로피 디코딩 블록(810)을 포함한다. 디코딩 블록(810)은 스케일링 및 역변환 블록(822)에서 계수를 인-루프 부분(820)에 제공하기 위해 연결된다. 역변환 블록(822)은 합산 블록(824)에 연결되고, 상기 합산 블록(824)은 다시 인트라-프레임 예측 블록(826)에 연결된다. 인트라-프레임 예측 블록(826)은 결합 유닛(827)의 제 1 입력에 연결되고, 상기 결합 유닛(827)의 출력은 합산 블록(824)의 제 2 입력에 연결된다.
합산 블록(824)의 출력은 출력 이미지를 제공하기 위해 디블록킹 필터(840)에 연결된다. 디블록킹 필터(840)는 프레임 저장부(828)에 연결된다. 프레임 저장부(828)는 움직임 보상 (인터-프레임 예측) 블록(830)에 연결되고, 상기 움직임 보상 블록(830)은 결합 유닛(827)의 제 2 입력에 연결된다. 디코딩 블록(810)은 움직임 벡터를 움직임 보상 (인터-프레임 예측) 블록(830)의 제 2 입력에 제공하기 위해 추가로 연결된다.
디코더 결합 유닛(827)은, 인트라-프레임 예측 블록(826)으로부터의 제 1 (인트라) 예측을 움직임 보상 (인터-프레임 예측) 블록(830)으로부터의 제 2 (인터) 예측과 결합하여, 결과적인 결합된 (하이브리드 인트라-인터) 예측을 합산 블록(824)의 제 2 입력에 출력한다는 점에서 도 7의 인코더에서 결합 유닛(727)과 기능상 유사하다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 결합 유닛(827)은 하나 이상의 이득 블록(도 9a를 참조)에 동작가능하게 연결된 합산 블록{예를 들어, 합산 블록(824)과 유사함}으로서 구현될 수 있어서, 입력 인트라 및 인터 예측의 "평균", 또는 인트라 및 인터 예측의 상이하게 가중된 결합을 발생시킨다. 본 발명의 다른 실시예에서, 결합 유닛(827)은 순차 가산기 회로로서 구현될 수 있는데, 상기 순차 가산기 회로는 인트라-프레임 예측 블록(826)으로부터의 제 1 인트라 예측을 인트라-프레임 예측 블록(826)으로부터의 제 2 (예를 들어, 후속적) 인트라 예측과 결합하도록 적응되고; 인트라-프레임 예측 블록(826)으로부터의 제 1 (인트라) 예측을 움직임 보상 (인터-프레임 예측) 블록(830)으로부터의 제 2 (인터) 예측과 결합하도록 추가로 적응된다.
엔트로피 디코딩 블록(810)은 디코더 제어 블록(862)에 대한 입력을 제공하기 위해 추가로 연결된다. 디코더 제어 블록(862)은 제어 신호를 전달하고 디코더(800)의 동작을 제어하기 위해 블록(822, 826, 830, 840) 각각의 입력을 제어하도록 연결된다.
도 9a 및 도 9b는, 제 1 및 제 2 예측을 누적 결합하기 위한, 예를 들어 인트라 및 인터 예측을 누적 결합하기 위한 회로를 포함하는, 도 7의 인코더 또는 도 8의 디코더에서 결합 유닛(예를 들어, 727 또는 827)의 예시적인 실시예를 각각 도시하는 개략적인 블록도이다. 도 9a는 가산기 회로(Σ 신호로 표시됨)(A27)를 포함하는 예시적인 결합 회로(x27a){예를 들어 결합 회로(727 및 827)를 구현하기 위한}를 도시하는데, 상기 가산기 회로(A27)는 연결된 인트라-프레임 예측 블록(예를 들어, 726 또는 826)으로부터의 제 1 인트라 예측을 인트라-프레임 예측 블록(예를 들어, 726 또는 826)으로부터의 제 2 (예를 들어, 후속적) 인트라 예측과 결합하도록 적응되고; 인트라-프레임 예측 블록(예를 들어, 726 또는 826)으로부터의 제 1 (인트라) 예측을 움직임 보상 (인터-프레임 예측) 블록(예를 들어, 730 또는 830)으로부터의 제 2 (인터) 예측과 결합하도록 추가로 적응된다. 디지털 이득 블록(G1, G2, G3)은 결합될 복수의(예를 들어, 2) 예측의 가중화(또는 간단히 평균화)를 제공한다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 3개미만(예를 들어, 1 또는 2)의 디지털 이득 블록이 예를 들어 도 9b에 도시된 바와 같이 2개의 예측을 결합하도록 제공될 수 있음을 당업자는 인식할 것이다.
도 9b는 가산기 회로(Σ 신호로 표시됨)(A27)를 포함하는 예시적인 결합 유닛(x27b)(예를 들어, 727 및 827)을 도시하며, 상기 가산기 회로(A27)는 인트라-프레임 예측 블록(예를 들어, 726 또는 826)으로부터의 제 1 인트라 예측을 인트라-프레임 예측 블록(예를 들어 726 또는 826)으로부터의 제 2 (예를 들어, 후속적) 인트라 예측으로 평균화하도록 적응되고; 인트라-프레임 예측 블록(예를 들어, 726 또는 826)으로부터의 제 1 (인트라) 예측을 움직임 보상 (인터-프레임 예측) 블록(예를 들어, 730 또는 830)으로부터의 제 2 (인터) 예측으로 평균화하도록 추가로 적응된다. 절반(1/2)의 이득 값에서 고정되는 디지털 이득 블록(G3)은 가산기 회로(Σ 신호로 표시됨)(A27)로부터 출력된 2개의 예측 합의 나눗셈(평균화)을 제공한다.
본 발명의 다양한 양상은 범용 컴퓨터 또는 임의의 다른 적합한 컴퓨팅 환경에서 실행될 수 있는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 본 발명은, 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되는, 본 발명의 프레임간 디지털 비디오 인코딩을 수행하기 위한 컴퓨터-실행가능 지령을 실행하기 위해, 개인용 컴퓨터, 범용 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드-헬드 디바이스, 랩탑 디바이스, 멀티프로세서, 마이크로프로세서, 셋톱 박스, 프로그래밍가능 가전 기기, 네트워크 PC, 마이크로컴퓨터, 대형 컴퓨터(mainframe computer), 분산형 컴퓨팅 환경 등과 같은 다수의 범용 또는 특수용 컴퓨팅 환경에서 동작가능하다. 본 발명은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같이 컴퓨터-실행가능 지령으로서 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 작업을 수행하거나 특정한 추상적 데이터 유형을 구현하기 위해 루틴, 프로그램, 대상, 구성 요소, 데이터 구조를 포함한다. 분산형 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 국부 또는 원격 저장 디바이스에 위치할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 위에서 설명되었고, 도면에 도시된다. 그러나, 본 발명은 전술한 예시적인 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 사상 및 범주 내에서 당업자에 의해 변경 및 변형이 달성될 수 있음이 명백하다. 그러므로, 예시적인 실시예는 제한이 아닌 예로서 이해되어야 한다. 본 발명의 범주는 상기 설명에 의해 결정되지 않고 첨부된 청구범위에 의해 결정되고, 첨부된 청구범위 및 등가물에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고도 본 발명의 실시예에 대한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 디지털 비디오 코덱에 관한 것으로, 더 구체적으로 매크로블록을 위한 인트라 및 인터 코딩 모두의 하이브리드 이용 등에 이용된다.

Claims (33)

  1. 블록을 비디오 인코딩하는 방법으로서,
    제 1 예측과 제 2 예측의 결합에 기초하여 현재 블록을 인코딩하기 위해, 현재 블록의 제 1 예측을 현재 블록의 제 2 예측과 결합하는 단계를 포함하며,
    상기 현재 블록의 제 1 예측은 인트라 예측이고, 상기 현재 블록의 제 2 예측은 인터 예측이고, 상기 현재 블록의 제 1 예측은 상기 현재 블록과 동일한 이미지 프레임으로부터의 다른 블록으로부터 예측되고, 상기 현재 블록의 제 2 예측은 상기 현재 블록과는 다른 이미지 프레임으로부터 예측되는,
    블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 블록을 비디오 인코딩하는 방법은 현재 블록의 제 1 예측 및 제 2 예측과 제 3 예측을 결합하는 단계를 포함하는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록은 직접(Direct) 모드 블록으로서 코딩되는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록에 인접한 픽셀 사이의 상관을 증가시키도록 적응된 디블록킹 필터(deblocking filter)의 필터 세기를 감소시키는 단계를 더 포함하는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 예측은 널(null) 블록 예측인, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 예측 및 제 2 예측은 상기 제 1 예측 및 상기 제 2 예측을 평균화함으로써 결합되는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 예측 및 제 2 예측은 상기 제 1 예측 및 제 2 예측 각각을 가중화(weighting)함으로써 결합되는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록은 16×16 매크로블록인, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록은 서브-매크로블록인, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록은 4×4 서브-매크로블록 분할인, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  11. 송신을 위한 2차원 이미지 시퀀스의 프레임을 압축 및 인코딩하는 비디오 인코딩 방법으로서,
    상기 이미지 시퀀스의 프레임을 블록으로 나누는 단계와,
    상기 블록을 선택하는 단계와,
    송신을 위해 양방향 예측 하이브리드 인트라-인터 인코딩 모드로 상기 선택된 블록을 비트스트림으로 인코딩하는 단계를
    포함하며,
    하이브리드 인트라-인터 인코딩 모드로 상기 선택된 블록을 비트스트림으로 인코딩하는 단계는,
    제 1 예측 결과를 생성하기 위해, 상기 선택된 블록과 동일한 2차원 이미지 프레임에 있는 제 1 블록에 기초하여 상기 선택된 블록을 예측하는 단계와,
    제 2 예측 결과를 생성하기 위해, 상기 선택된 블록과는 다른 2차원 이미지 프레임에 있는 제 2 블록에 기초하여 상기 선택된 블록을 예측하는 단계와,
    상기 선택된 블록을 예측하기 위해 상기 제 1 예측 결과와 상기 제 2 예측 결과를 결합하는 단계를 포함하는,
    송신을 위한 2차원 이미지 시퀀스의 프레임을 압축 및 인코딩하는 비디오 인코딩 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 인트라-인터 인코딩된 블록을 포함하는 상기 비트스트림을 송신하는 단계를 더 포함하는, 송신을 위한 2차원 이미지 시퀀스의 프레임을 압축 및 인코딩하는 비디오 인코딩 방법.
  13. 2차원 이미지의 시퀀스의 프레임 내에서 블록을 인코딩하기 위한 비디오 인코더로서,
    결합 유닛에 동작가능하게 연결되고 블록의 제 1 인트라 예측을 출력하기 위한 인트라-프레임 예측 블록과;
    상기 결합 유닛에 동작가능하게 연결되고 상기 블록의 제 1 인터 예측을 출력하기 위한 인터-프레임 예측 블록을 포함하며,
    상기 결합 유닛은 상기 제 1 인트라 예측과 상기 제 1 인터 예측을 결합하고 하이브리드 인트라-인터 코딩된 블록을 출력하도록 적응되며, 상기 블록의 제 1 인트라 예측은 상기 블록과 동일한 2차원 이미지 프레임으로부터의 제 1 블록으로부터 예측되며, 상기 블록의 제 1 인터 예측은 상기 블록과는 다른 2차원 이미지 프레임으로부터의 제 2 블록으로부터 예측되는,
    비디오 인코더.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 결합 유닛은 상기 블록의 제 1 인트라 예측 및 상기 블록의 제 1 인터 예측을 누적 결합하기 전에 이들 중 적어도 하나를 가중화하도록 적응되는, 비디오 인코더.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 결합 유닛은 상기 블록의 제 1 인트라 예측 및 상기 블록의 제 1 인터 예측을 함께 평균화하도록 적응되는, 비디오 인코더.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 하이브리드 인트라-인터 코딩된 블록은 상기 제 1 인트라 예측 및 상기 제 1 인터 예측의 평균인, 비디오 인코더.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 인트라-프레임 예측 블록은 상기 블록의 제 2 인트라 예측을 출력하도록 적응되고, 상기 결합 유닛은 상기 제 1 인트라 예측과 상기 제 2 인트라 예측을 누적 결합하도록 더 적응되는, 비디오 인코더.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 인터-프레임 예측 블록은 상기 블록의 제 2 인터 예측을 출력하도록 더 적응되고; 상기 결합 유닛은 상기 제 1 인터 예측과 상기 제 2 인터 예측을 결합하도록 더 적응되는, 비디오 인코더.
  19. 송신을 위해 2차원 이미지 시퀀스의 프레임을 압축 및 인코딩하기 위한 비디오 인코더로서,
    상기 비디오 인코더는, 상기 이미지 시퀀스의 적어도 하나의 프레임으로부터 블록을 선택하고, 제 1 예측과 제 2 예측을 결합함으로써 상기 선택된 블록을 인코딩하도록 적응되고,
    여기서 상기 제 1 예측은 상기 선택된 블록의 인트라 예측이고, 상기 제 2 예측은 상기 선택된 블록의 인터 예측이며, 상기 선택된 블록의 제 1 예측은 상기 선택된 블록과 동일한 2차원 이미지 프레임으로부터의 다른 블록으로부터 예측되며, 상기 선택된 블록의 제 2 예측은 상기 선택된 블록과는 다른 2차원 이미지 프레임으로부터 예측되는,
    비디오 인코더.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 제 19항에 있어서, 상기 인코더는 관련 기술의 인트라 인코딩 모드, 상기 관련 기술의 인터 인코딩 모드, 및 하이브리드 인트라-인터 인코딩 모드 사이에서 상기 선택된 블록을 코딩하기 위해 선택하도록 더 적응되는, 비디오 인코더.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 하이브리드 인트라-인터 인코딩 모드에서의 상기 선택된 블록의 코딩은 상기 선택된 블록의 인트라 예측과 상기 선택된 블록의 인터 예측의 평균을 출력하는, 비디오 인코더.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 하이브리드 인트라-인터 인코딩 모드에서의 상기 선택된 블록의 코딩은 상기 선택된 블록의 인트라 예측과 상기 선택된 블록의 인터 예측의 가중된 누적 결합을 출력하는, 비디오 인코더.
  25. 제 13항에 기재된 비디오 인코더를 포함하는, 모바일 전화.
  26. 멀티미디어 단말기로서,
    움직임 보상된 예측을 이용하여 디지털 비디오 시퀀스를 인코딩하도록 적응된 비디오 인코더를 포함하며, 상기 디지털 비디오 시퀀스는 다수의 프레임을 포함하고, 상기 비디오 인코더는, 상기 디지털 비디오 시퀀스의 적어도 하나의 프레임으로부터 블록을 선택하고 상기 선택된 블록을 인코딩하도록 적응되고,
    상기 선택된 블록 각각을 인코딩하는 것은 제 1 예측과 제 2 예측을 결합하는 것을 포함하고, 상기 제 1 예측은 상기 선택된 블록의 인트라 예측이며, 상기 제 2 예측은 상기 선택된 블록의 인터 예측이며, 상기 선택된 블록의 제 1 예측은 상기 디지털 비디오 시퀀스에서 상기 선택된 블록과 동일한 프레임으로부터의 다른 블록으로부터 예측되며, 상기 선택된 블록의 제 2 예측은 상기 디지털 비디오 시퀀스에서 상기 선택된 블록과는 다른 프레임으로부터 예측되는,
    멀티미디어 단말기.
  27. 컴퓨터 시스템으로 하여금 제 1항의 방법을 수행하도록 하기 위해 그 안에 내장된 컴퓨터-판독가능 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터-이용가능 매체.
  28. 컴퓨터 시스템으로 하여금 제 1항의 방법을 수행하도록 하기 위해 컴퓨터에 의해 판독가능한 프로그램을 저장하는 리코딩 매체.
  29. 블록을 비디오 인코딩하는 방법으로서,
    현재 블록을 예측하기 위하여, 현재 블록에 대한 제 1 예측 유형을 현재 블록에 대한 제 2 예측 유형과 결합하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 예측 유형과 제 2 예측 유형의 결합은 하이브리드 예측 유형을 형성하며, 상기 현재 블록을 위한 상기 제 1 예측 유형은 상기 현재 블록과 동일한 이미지 프레임으로부터의 제 1 블록으로부터 예측되며, 상기 현재 블록을 위한 상기 제 2 예측 유형은 상기 현재 블록과는 다른 이미지 프레임으로부터의 제 2 블록으로부터 예측되는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 결합 단계는 합산 블록을 이용하여 달성되는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  31. 제 29항에 있어서, 2개의 예측 유형을 결합하는 단계는 상기 2개의 예측 유형의 간단한 평균을 수행함으로써 달성되는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  32. 제 29항에 있어서, 2개의 예측 유형을 결합하는 단계는 상기 2개의 예측 유형의 가중된 결합을 적용함으로써 달성되는, 블록을 비디오 인코딩하는 방법.
  33. 삭제
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