KR101170799B1 - 영상 압축 방법 및 그 장치와 영상 복원 방법 및 그 장치 - Google Patents

영상 압축 방법 및 그 장치와 영상 복원 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 코덱(codec)에 관한 것으로, 복수의 픽처를 상호 참조하여 코딩함으로써 압축 효율을 높인 영상 압축 방법 및 그 장치와 영상 복원 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 영상 압축 방법은 (a) 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하는 단계; (b) 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서를 결정하는 단계; 및 (c) 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 슬라이스들을 코딩하는 단계를 포함하며, 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 구성 중인 여러 장의 픽처들을 상호 참조하여 동시에 구성해 나감으로써 복수의 픽처들을 한번에 코딩할 수 있어 압축 효율을 높일 수 있다.
코덱, 영상 압축, 영상 복원, 인코더, 디코더

Description

영상 압축 방법 및 그 장치와 영상 복원 방법 및 그 장치{Image compression method and apparatus therefor and image restoring method and apparatus therefor}
도 1a 및 도 1b는 종래의 영상 압축 방법을 설명하기 위한 참고도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법을 설명하기 위한 참고도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법을 사용하여 압축된 비트 스트림의 일 예,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 장치의 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복원 장치의 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법의 흐름도,
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법의 상세 흐름도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복원 방법의 흐름도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복원 방법의 상세 흐름도이다.
<도면의 참조번호>
1: 영상 복원 장치
102: 슬라이스 파서 104: 엔트로피 디코딩부
106: 역양자화부 108: 역변환부
110: 움직임 보상부 112: 인트라 예측부
114: 참조영상 버퍼
2: 영상 압축 장치
202: 슬라이스 처리부 204: 예측부
206: 변환부 208: 양자화부
210: 엔트로피 코딩부
본 발명은 영상 코덱(codec)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 픽처를 상호 참조하여 코딩함으로써 압축 효율을 높인 영상 압축 방법 및 그 장치와 영상 복원 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
영상신호는 일반적으로 높은 용장성(冗長性; 또는 상관(相關)이라고도 함), 즉 삭감 가능한 정보를 갖는다. 어떤 화소의 신호값은 인접한 화소의 신호값과 높은 상관도가 있는데, 이 공간 방향의 용장성을 삭감시키는 것이 "직교변환"이고 시간방향의 용장성을 삭감하는 것이 "예측부호화"이다. 특히, 예측부호화란 어떤 화소의 신호값을 다른 시간의 영상, 즉 과거 또는 미래의 화소의 신호값과의 차분으로 나타내는 것이다. 예측부호화에는 예측메모리를 사용하지 않는 인트라 예측(Intra prediction)과 예측메모리를 사용하는 인터 예측(Inter prediction)이 있 다.
전술한 각 예측부호화방식에 대응하는 영상 타입을 살펴보면, I 픽처, P 픽처가 있다. I 픽처는 다른 화면을 참조하지 않고 해당 화면 정보만으로 부호화되는 화면으로 인트라 예측 모드에 따라 생성된다. GOP 내에서는 랜덤 액세스를 위해 최소한 1장의 I 픽처가 필요하며 I 픽처 내의 모든 화소들은 인트라 예측 모드로 부호화된다. P 픽처는 I 픽처 또는 다른 P 픽처로부터 예측을 수행함에 따라 생성되는 화면으로, 일반적으로 P 픽처 내의 화소들은 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드로 부호화된다. 그밖에 양방향 예측으로 생성되는 B 픽처가 더 포함될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 영상 압축 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 1a를 참조하면, 종래의 영상 압축 방법은 I 픽처를 인트라 예측 모드로 부호화하고, 이를 참조하여 P 픽처는 I 픽처로부터 변화된 부분만을 인터 예측 모드로 부호화한다. 보다 구체적으로 도 1b를 참조하면, I 픽처 내의 모든 화소들은 슬라이스 단위로 인트라 예측 모드로 부호화되는 반면, P 픽처 내의 모든 화소들은 I 픽처의 대응하는 슬라이스를 참조하여 인터 예측 모드로 부호화되거나 또는 인트라 예측 모드로 부호화된다. 즉, 종래의 부호화 방법은 I 픽처에서는 인트라 코딩만을 하고, 이를 참조하여 다른 타입의 픽처들을 코딩하는 방식이 사용된다. 도 1b에 도시된 숫자는 각 슬라이스들의 코딩 순서를 나타내며, I 픽처의 모든 슬라이스들이 코딩된 후, P 픽처의 슬라이스들이 코딩된다.
본 발명은 전술한 종래의 영상 압축 방법을 개선하여 복수의 픽처를 상호 참조하여 코딩함으로써 압축 효율을 높인 영상 압축 방법 및 그 장치와 영상 복원 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적은 본 발명에 따른 영상 압축 방법에 있어서, (a) 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하는 단계; (b) 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서를 결정하는 단계; 및 (c) 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 슬라이스들을 코딩하는 단계를 포함하며, 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 방법에 의해 달성된다.
슬라이스는, 하나의 매크로 블록부터 하나의 픽처까지 다양한 크기와 모양을 가질 수 있는 것이 바람직하다.
또한, (b) 단계는 (b1) 픽처의 대응하는 슬라이스들에 대하여 각각 인트라 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트와 각각 인터 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트를 비교하여 코스트가 적은 경우의 각 슬라이스의 모드로 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하며,
(b) 단계는 (b2) 결정된 예측 모드에 기초하여 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 중 인트라 모드의 슬라이스가 인터 모드의 슬라이스보다 높은 우선순위를 가지도록 코딩 순서를 결정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, (c) 단계는 (c1) 슬라이스 헤더에 분할된 슬라이스에 대한 분할 정 보, 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 대한 정보가 포함되도록 각 슬라이스를 코딩하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면 전술한 목적은, 영상 압축 장치에 있어서, 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하고, 분할된 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서를 결정하는 슬라이스 처리부; 및 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 슬라이스들을 코딩하는 인코딩부를 포함하며, 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치에 의해 달성된다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면 전술한 목적은, 영상 복원 방법에 있어서, (a) 비트스트림에 포함된 슬라이스 헤더를 해석하여 슬라이스 분할 정보, 해당 슬라이스의 예측 모드 정보 및 코딩 순서 정보를 추출하는 단계; 및 (b) 추출된 슬라이스 분할 정보, 해당 슬라이스의 예측 모드 및 코딩 순서 정보에 기초하여 해당 슬라이스를 지정된 코딩 순서에 따라 지정된 예측 모드로 디코딩하는 단계를 포함하며, 비트스트림은 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩되어 있고, 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하고 분할된 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행한 결과에 기초하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서가 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 영상 복원 방법에 의해 달성된다.
한편, 전술한 목적은, 영상 복원 장치에 있어서, 비트스트림에 포함된 슬라이스 헤더를 해석하여 슬라이스 분할 정보, 해당 슬라이스의 예측 모드 정보 및 코딩 순서 정보를 추출하는 슬라이스 파서; 및 추출된 슬라이스 분할 정보, 해당 슬 라이스의 예측 모드 및 코딩 순서 정보에 기초하여 해당 슬라이스를 지정된 코딩 순서에 따라 지정된 예측 모드로 디코딩하는 디코딩부를 포함하며, 비트스트림은 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩되어 있고, 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하고 분할된 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행한 결과에 기초하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서가 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 영상 복원 장치에 의해 달성된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 영상 압축 방법은 하나의 픽처 전체를 인트라 코딩하는 종래의 방식 대신, 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩하는 것을 특징으로 한다. 즉, 복수의 영상에 대하여 참조영상이 될 일부분만을 인트라 코딩하고 나머지 부분들은 인터 코딩하는 방식이다. 이에 따라 한 장의 픽처를 예측부호화의 기본 단위로 하는 종래의 방식 대신, 구성 중인 여러 장의 픽처들을 상호 참조하여 예측부호화에 이용하면서 여러 장의 픽처를 동시에 구성해 나간다. 이에 따라 복수의 픽처들을 한번에 코딩함으로써 압축 효율을 높일 수 있다.
보다 구체적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 설명의 편의를 위해 두 장의 픽처를 동시에 코딩하는 경우에 한정하여 설명하나, 동일한 원리가 복수의 픽처를 동시에 코딩하는 경우에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 압축 방법은 각 픽처를 소정의 크기 의 슬라이들로 분할하고, 분할된 각 슬라이스 단위로 효율이 높은 예측 모드, 즉 인트라 모드 또는 인터 모드를 결정하고, 각 슬라이스 단위로 코딩 순서를 결정한다.
예를 들어 픽처 0의 첫 번째 슬라이스와 대응하는 픽처 1의 첫 번째 슬라이스 간에 인트라 모드와 인터 모드로 각각 예측을 수행하고, 수행결과를 비교하여 효율이 높은 경우의 각 슬라이스의 모드를 각 슬라이스의 예측 모드로 결정한다. 도시된 도 2의 경우, 픽처 0의 첫 번째 슬라이스가 인트라 모드(0), 픽처 1의 첫 번째 슬라이스가 인터 모드(1)로 결정된다. 또한, 코딩 순서는 인트라 모드가 인터 모드에 우선하는 것으로 결정되며, 도시된 그림에서는 숫자로 표시되어 있다.
두 번째 슬라이스의 경우 전술한 바와 같이 예측 수행 결과를 비교하여 픽처 1의 슬라이스를 인트라 모드(2)로, 픽처 0의 슬라이스를 인터 모드(3)로 결정하고 이에 따라 코딩 순서가 결정된다. 세 번째 이하 각 슬라이스들에 대하여 동일한 과정이 반복된다.
이에 따라, 하나의 전체 픽처가 I 픽처로 참조 영상이 되는 종래 기술과는 달리, 슬라이스 단위로 복수의 픽처들 간에 예측 모드를 결정하여 상호 참조하여 부호화한다. 즉, 픽처의 특성에 따라 슬라이스의 크기와, 예측 모드 및 코딩 순서가 달리 결정될 수 있다. 또한, 인트라 코딩보다 압축 효율이 높은 인터 코딩 영역을 확장하여 영상 압축의 효율을 보다 높일 수 있다.
이 때, 슬라이스의 크기는 각 픽처의 특성에 따라 하나의 매크로 블록으로부터 하나의 픽처에 이르기까지 다양한 크기로 정의될 수 있다. 즉, 픽처 0과 픽처 1 중 하나가 I 픽처 또는 P 픽처로 결정될 수 있으며, 이와 달리 각 매크로 블록별로 인트라/인터 모드를 달리 결정할 수도 있다. 어느 경우든 첫 번째 슬라이스만 인트라 모드이면 나머지 슬라이스들은 인트라/인터 모드 중 어느 모드도 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법을 사용하여 압축된 비트 스트림의 일 예이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 비트 스트림의 앞부분에 슬라이스 헤더가 부가 되며, 비트스트림은 복수의 슬라이스들을 포함한다. 특히, 슬라이스 헤더에는 도 2에서 설명한 바와 같이, 각 슬라이스 단위로 결정된 각 슬라이스의 크기, 각 슬라이스의 예측 모드, 및 각 슬라이스의 코딩 순서에 대한 정보가 포함된다. 또한, 각 슬라이스들(Slice 1 내지 Slice n)은 슬라이스 헤더에 포함된 각 슬라이스의 크기, 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 복수의 픽처들 간에 상호 참조하여 부호화된 결과가 포함된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 비트스트림을 디코딩하는 영상 복원 장치에서는 본 발명에 따른 슬라이스 헤더에 포함된 슬라이스 크기, 예측 모드, 및 코딩 순서 정보를 이용하여 각 슬라이스들을 디코딩할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 장치의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 압축 장치(2)는 입력된 영상을 코딩하여 비트스트림을 출력하며, 슬라이스 처리부(202), 예측부(204), 변환부(206), 양자화부(208) 및 엔트로피 코딩부(210)를 구비한다.
슬라이스 처리부(202)는, 도 2에서 상술한 바와 같이 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 분할하고, 분할된 각 슬라이스에 대하여 여러 가지 경우로 예측을 수행해 봄으로써, 압축 효율이 높은 슬라이스의 크기와, 슬라이스별 효율이 높은 예측 모드 및 슬라이스별 코딩 순서를 결정한다. 결정된 슬라이스 크기, 예측 모드 및 코딩 순서에 대한 정보는 디코딩 시에 참조되기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 슬라이스 헤더에 포함된다. 각 슬라이스들은 결정된 슬라이스 크기, 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 복수의 픽처를 상호 참조하여 코딩된다.
또한, 데이터의 압축 효율을 높이기 위해 다양한 압축 기법들이 수행되며 이는 기존의 코덱(codec)에서 사용되는 방식을 그대로 채용한다. 즉, 예측부(prediction unit)(204)는, 각 슬라이스 별로 결정된 예측 모드에 따라 해당 슬라이스를 인트라 모드/인터 모드로 예측을 수행한다. 변환부(transforming unit)(206)는, 영상을 주파수별로 분해하여 저주파 성분에서 고주파 성분으로 변환하여 영상의 공간적 용장성을 제거한다. 이산여현변환(Discrete Cosine Transform: 이하 DCT라 약칭함)이 대표적이다. 양자화부(quantization unit)(208)는, 프레임 내 부호화의 직류 성분(DC 성분)에 대한 직선 양자화와 그 외의 계수에 대한 데드존(입력값에 관계없이 출력값이 0인 영역)을 갖는 양자화 등이 수행된다. 엔트로피 코딩부(entrophy coding unit)(210)는, 허프만 부호화(Huffman coding)나 산술부호화(arithmetic coding) 등을 이용하여 양자화된 데이터를 부호화한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복원 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복원 장치(1)는 입력된 비트스트림을 디코딩하여 복원된 영상을 출력하며, 슬라이스 파서(102), 엔트로피 디코딩부(104), 역양자화부(106), 역변환부(108), 움직임 보상부(110) 및 인트라 예측부(112)를 구비한다.
슬라이스 파서(102)는, 슬라이스 헤더를 해석하여 슬라이스 분할 정보, 예측 모드 및 코딩 순서에 관한 정보를 추출한다. 추출된 정보에 기초하여 분할된 각 슬라이스들은 지정된 예측 모드로 지정된 코딩 순서에 따라 디코딩된다.
한편, 다양한 압축 기법들에 따라 압축된 데이터를 디코딩하며, 이는 기존의 코덱(codec)에서 사용되는 방식을 그대로 채용한다. 다만, 움직임 보상부(110)는 참조 영상 버퍼(114)에 저장된 현재 구성중인 영상을 참조하여 영상을 복원하며, 이 때 슬라이스 파서(102)에서 해석한 슬라이스 분할 정보, 예측 모드 및 코딩 순서에 기초하여 각 슬라이슬 별로 디코딩을 수행한다. 즉, 디코딩된 슬라이스가 포함된 픽처에 복원 영상을 구성하고, 인터 모드의 슬라이스는 현재까지 구성된 슬라이스 부분을 참조하여 복원한다.
이하, 상술한 본 발명에 따른 영상 압축 장치(2) 및 영상 복원 장치(1)의 구성을 바탕으로 영상 압축 방법 및 영상 복원 방법을 정리한다.
본 발명에 따른 영상 압축 방법은 1) 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하는 과정과, 2) 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서를 결정하는 과정, 그리고 3) 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 슬라이스들을 코딩하는 과정을 포함한다. 이때, 복수의 픽처들은 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드를 가지도록 상호 참조하 여 코딩되는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법의 흐름도이다.
설명의 편의를 위해 두 장의 픽처를 상호 참조하여 코딩하는 방법이 도시되어 있으나, 복수의 픽처에 대하여도 동일한 원리가 적용된다.
도 6을 참조하면, 먼저 픽처 0과 픽처 1을 소정의 슬라이스들로 분할한다(S100). 분할된 각 슬라이스에 대하여(S102), 먼저 픽처 0의 i번째 슬라이스를 인트라 모드로 지정하고 대응하는 픽처 1의 i번째 슬라이스를 인터 모드로 지정하여 예측을 수행하고(S104), 그 경우의 코스트를 계산한다(S106). 동일한 방식으로 픽처 1의 i번째 슬라이스를 인트라 모드로 지정하고 대응하는 픽처 0의 i번째 슬라이스를 인터 모드로 지정하여 예측을 수행하고(S108), 그 경우의 코스트를 계산한다(S110). 양자의 경우의 코스트를 비교하여 상대적으로 코스트가 적게 드는 경우의 각 슬라이스의 예측 모드를 선택한다(S112). 예를 들어, 도 2를 참조하면, 첫 번째 슬라이스의 경우 픽처 0은 인트라 모드, 픽처 1은 인터 모드가 선택된다.
인트라 모드의 슬라이스에 인터 모드의 슬라이스보다 높은 우선순위의 코딩 순서를 부여한다(S114). 즉, 인터 모드는 대응하는 인트라 모드의 영상을 참조하므로 인트라 모드가 먼저 인코딩된다. 선택된 모드로 부여된 코딩 순서에 따라 해당 슬라이스를 코딩한다(S116). 이때, 분할된 슬라이스에 대한 분할 정보, 선택된 예측 모드 및 코딩 순서에 대한 정보는 슬라이스 헤더에 포함되도록 각 슬라이스를 코딩한다. 전술한 S104 내지 S116의 과정은 모든 슬라이스들에 대하여 수행된다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 압축 방법의 상세 흐름도이 다. 도 7a 및 도 7b는 표기상 분리되어 표현되었을 뿐, 도 6에 도시된 영상 압축 방법을 보다 상세히 설명하기 위한 일련의 과정들을 나타낸다.
도 7a는 먼저 첫 번째 슬라이스의 예측 모드 및 코딩 순서를 결정하는 과정이 도시되고, 도 7b에는 두 번째 이후의 모들 슬라이스들의 예측 모드 및 코딩 순서를 결정하는 과정이 도시된다.
먼저, 7a를 참조하면, 픽처 0과 픽처 1의 복수의 슬라이스들로 분할한다. 각 픽처에 포함된 분할된 슬라이스들 중 첫 번째 슬라이스에 대하여 각각 인트라 모드와 인터 모드로 예측을 수행해 본고, 각 경우의 코스트를 계산하여 양자의 코스트를 비교한다. 비교결과, 코스트가 적은 쪽의 픽처의 슬라이스가 코딩 순서 0번으로 지정되고, 이 슬라이스는 인트라 모드로 예측이 수행된다. 코스트가 많은 쪽의 픽처의 슬라이스는 코딩 순서 1번으로 지정되고, 이 슬라이스는 인터 모드로 예측이 수행된다. 지정된 예측 모드와 코딩 순서에 따라 복수의 픽처의 첫 번째 슬라이스를 코딩한다.
7b를 참조하면, 각 픽처에 포함된 모든 슬라이슬들에 대하여 동일한 방식으로 예측을 수행하여 각 슬라이스마다 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서를 지정하고 이에 따라 나머지 슬라이스들을 코딩한다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복원 방법의 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복원 방법은, 1) 입력된 비트스트림을 엔트로피 디코딩하는 과정(S200), 2) 비트스트림에 포함된 슬라이스 헤더를 해석하여 슬라이스 분할 정보, 해당 슬라이스의 예측 모드 정보 및 코딩 순서 정보를 추출하는 과정(S202), 및 3) 추출된 슬라이스 분할 정보, 해당 슬라이스의 예측 모드 및 코딩 순서 정보에 기초하여 해당 슬라이스를 지정된 코딩 순서에 따라 지정된 예측 모드로 디코딩하는 과정(S204)을 포함한다. 이 때, 입력된 비트스트림은 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩된 것으로, 도 6에서 전술한 바와 같이 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하고 분할된 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행한 결과에 기초하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드 및 코딩 순서가 결정되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복원 방법의 상세 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 엔트로피 디코딩된 비트스트림의 슬라이스 헤더를 해석하여 슬라이스 분할 정보, 예측 모드 및 코딩 순서 정보를 추출하고, 슬라이스 분할 정보에 따라 분할된 각 슬라이스들에 대하여 지정된 코딩 순서에 따라 지정된 예측 모드로 디코딩한다. 즉, 해당 슬라이스가 인트라 모드인 경우 인트라 모드로 예측을 수행하고 해당 픽처에 디코딩된 슬라이스 부분을 집어넣어 영상을 복원하고, 해당 슬라이스가 인터 모드인 경우 인터 모드로 예측을 수행하고 해당 픽처에 디코딩된 슬라이스 부분을 집어넣어 영상을 복원한다. 이에 따라, 슬라이스별로 가장 효율적으로 압축되기 위해 사용된 예측 모드에 따라 해당 슬라이스를 디코딩할 수 있다. 특히, 슬라이스가 인터 모드인 경우, 참조 영상이 완전히 복원되지 않았으나, 복원 중인 픽처의 이미 복원된 부분까지를 참조하여 디코딩을 수행한다. 예를 들면, 픽처 0을 디코딩하고 있다고 가정하면 픽처 1의 현재까지 복원된 부분이 참조영상으로 사용된다.
한편, 본 발명에 따른 영상 압축 방법 및 영상 복원 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 영상 압축 방법 및 영상 복원 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 픽처를 상호 참조하여 코딩함으로써 압축 효율을 높인 영상 압축 방법 및 그 장치와 영상 복원 방법 및 그 장치가 제공된다.
이에 따라, 복수의 픽처들 간에 슬라이스별로 예측 모드 및 코딩 순서를 지정할 수 있어, 인트라 예측에 비해 압축 효율이 높은 인터 예측을 수행할 수 있는 영역을 확장함으로써, 영상 압축 및 영상 복원의 효율을 높일 수 있다.
또한, 한 장의 픽처를 예측부호화의 기본 단위로 하는 종래의 방식 대신, 구성 중인 여러 장의 픽처들을 상호 참조하여 예측부호화에 이용하면서 여러 장의 픽처를 동시에 구성해 나감으로써, 복수의 픽처들을 한번에 코딩할 수 있어 압축 효율을 높일 수 있다.

Claims (18)

  1. 영상 압축 방법에 있어서,
    (a) 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하는 단계;
    (b) 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드를 결정하고, 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대해 결정된 예측 모드에 기초해서 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대한 코딩 순서를 결정하는 단계; 및
    (c) 상기 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 상기 슬라이스들을 코딩하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 상호 참조하여 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 코딩함으로써 상기 복수의 픽처들을 동시에 코딩하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이스는,
    하나의 매크로 블록부터 하나의 픽처까지 다양한 크기와 모양을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 압축 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    (b1) 각 픽처의 대응하는 슬라이스들에 대하여 각각 인트라 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트와 각각 인터 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트를 비교하여 코스트가 적은 경우의 각 슬라이스의 모드로 상기 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    (b2) 상기 결정된 예측 모드에 기초하여 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 중 인트라 모드의 슬라이스가 인터 모드의 슬라이스보다 높은 우선순위를 가지도록 상기 코딩 순서를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    (c1) 슬라이스 헤더에 상기 분할된 슬라이스에 대한 분할 정보, 상기 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 대한 정보가 포함되도록 각 슬라이스를 코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 방법.
  6. 영상 압축 장치에 있어서,
    복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하고, 분할된 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드를 결정하고, 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대해 결정된 예측 모드에 기초해서 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대한 코딩 순서를 결정하는 슬라이스 처리부; 및
    상기 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 따라 상기 슬라이스들을 코딩하는 인코딩부를 포함하며,
    상기 인코딩부는 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 상호 참조하여 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 코딩함으로써 상기 복수의 픽처들을 동시에 코딩하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 슬라이스는,
    하나의 매크로 블록부터 하나의 픽처까지 다양한 크기와 모양을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 슬라이스 처리부는,
    각 픽처의 대응하는 슬라이스들에 대하여 각각 인트라 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트와 각각 인터 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트를 비교하여 코스트가 적은 경우의 각 슬라이스의 모드로 상기 예측 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 슬라이스 처리부는,
    상기 결정된 예측 모드에 기초하여 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 중 인트라 모드의 슬라이스가 인터 모드의 슬라이스보다 높은 우선순위를 가지도록 상기 코딩 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 슬라이스 처리부는,
    상기 분할된 슬라이스에 대한 분할 정보, 상기 결정된 예측 모드 및 코딩 순서에 대한 정보를 슬라이스 헤더에 부가하는 것을 특징으로 하는 영상 압축 장치.
  11. 영상 복원 방법에 있어서,
    (a) 비트스트림에 포함된 슬라이스 헤더를 해석하여, 해당 슬라이스의 예측 모드 정보 및 코딩 순서 정보를 추출하는 단계; 및
    (b) 추출된 해당 슬라이스의 예측 모드 및 코딩 순서 정보에 기초하여 해당 슬라이스를 지정된 코딩 순서에 따라 지정된 예측 모드로 디코딩하는 단계를 포함하며,
    상기 비트스트림은 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩되어 있고, 상기 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하고 분할된 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행한 결과에 기초하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드가 결정되어 있으며, 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대해 결정된 예측 모드에 기초해서, 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대한 코딩 순서가 결정되어 있고,
    상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 상호 참조하여 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 디코딩함으로써 상기 복수의 픽처들을 동시에 디코딩하는 것을 특징으로 하는 영상 복원 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 슬라이스는,
    하나의 매크로 블록부터 하나의 픽처까지 다양한 크기와 모양을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 복원 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 추출된 예측 모드 정보는,
    각 픽처의 대응하는 슬라이스들에 대하여 각각 인트라 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트와 각각 인터 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트를 비교하여 코스트가 적은 경우의 각 슬라이스의 모드로 결정된 것을 특징으로 하는 영상 복원 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 코딩 순서 정보는,
    상기 결정된 예측 모드에 기초하여 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 중 인트라 모드의 슬라이스가 인터 모드의 슬라이스보다 높은 우선순위를 가지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복원 방법.
  15. 영상 복원 장치에 있어서,
    비트스트림에 포함된 슬라이스 헤더를 해석하여 슬라이스 분할 정보, 해당 슬라이스의 예측 모드 정보 및 코딩 순서 정보를 추출하는 슬라이스 파서; 및
    추출된 슬라이스 분할 정보, 해당 슬라이스의 예측 모드 및 코딩 순서 정보에 기초하여 해당 슬라이스를 지정된 코딩 순서에 따라 지정된 예측 모드로 디코딩하는 디코딩부를 포함하며,
    상기 비트스트림은 복수의 픽처들을 상호 참조하여 코딩되어 있고, 상기 복수의 픽처들을 소정의 슬라이스들로 각각 분할하고 분할된 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 간에 예측을 수행한 결과에 기초하여 슬라이스별로 효율이 높은 예측 모드가 결정되어 있으며, 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대해 결정된 예측 모드에 기초해서, 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들에 대한 코딩 순서가 결정되어 있고,
    상기 디코딩부는 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 상호 참조하여 상기 복수의 픽처들의 슬라이스들을 디코딩함으로써 상기 복수의 픽처들을 동시에 디코딩하는 것을 특징으로 하는 영상 복원 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 슬라이스는,
    하나의 매크로 블록부터 하나의 픽처까지 다양한 크기와 모양을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 복원 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 추출된 예측 모드 정보는,
    각 픽처의 대응하는 슬라이스들에 대하여 각각 인트라 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트와 각각 인터 모드로 예측을 수행한 경우의 코스트를 비교하여 코스트가 적은 경우의 각 슬라이스의 모드로 결정된 것을 특징으로 하는 영상 복원 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 코딩 순서 정보는,
    상기 결정된 예측 모드에 기초하여 각 픽처의 대응하는 슬라이스들 중 인트라 모드의 슬라이스가 인터 모드의 슬라이스보다 높은 우선순위를 가지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복원 장치.
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