KR101192026B1 - 소스 픽쳐의 시퀀스를 코딩하는 방법 또는 장치 - Google Patents

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Abstract

코딩 방법에 따르면, 기분석 단계(6)는 블록에 대응하며 기분석 단계에서 계산되는 모션 벡터에 기초하여 참조 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 블록을 이용하여 현재 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 블록을 위한 상관 레벨 계산을 수행하고, 코딩 모드 결정 단계 동안 그리고 인터 코딩 모드 중에서, 상관 레벨에 따라, 프레임 간에 인터 코딩을 또는 동일한 패러티 또는 반대되는 패러티의 필드들 간에 인터 코딩을 가한다.
기분석, 코딩 모드 결정, 상관 레벨, 모션 벡터

Description

소스 픽쳐의 시퀀스를 코딩하는 방법 또는 장치{METHOD OR DEVICE FOR CODING A SEQUENCE OF SOURCE PICTURES}
도 1은 본 발명에 따른 인코더의 블록도.
도 2는 제1 해결책에서 기분석 회로의 모션 추정기에 의해 계산되는 모션 벡터를 나타내는 도.
도 3은 제2 해결책에서 기분석 회로의 모션 추정기에 의해 계산되는 모션 벡터를 나타내는 도.
도 4은 제2 해결책에서 기분석 회로의 모션 추정기에 의해 계산되는 모션 벡터를 나타내는 도.
도 5는 제1 해결책에서 기분석 회로의 모션 추정기에 의해 계산되는 모션 벡터를 나타내는 도.
본 발명은 소스 픽쳐의 시퀀스를 코딩하는 방법 또는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화소 순환 모션 추정 타입 기분석 단계와 블록 타입 모션 추정에 의한 쌍을 이용하는 특정 코딩 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
도메인은 비디오 압축이다. 특히 블록 기반 압축 기술에 중점을 두고 있으며, 픽쳐 또는 블록 레벨에서의 적응성 프레임/필드 코딩, 즉, 상당한 압축 이득을 제공하는 코딩을 구현한다. 이것은 예를 들어 MPEG4 part-10(H264) 표준이다. 이렇게 분류되어 구현된 도에서, 매크로블록 레벨에서의 프레임/필드 코딩 결정은 코딩 루프 내에서 행해지고, 프레임 모드 또는 필드 모드에서만 동작하는 비적응성 인코터에 대하여 복잡성이 배가된다. 이 기능성은 구현이라는 면에서 비용이 비싸다.
이 코딩 결정은, 다른 요소들 가운데, 임시 상관에 의존하며, 그 결과, 일반적으로 블록 매칭 타입의 그리고 계층 타입의 예측성 코딩을 위한 코딩 회로에 의해 행해지는 모션 추정에 의존한다.
예를 들어, 블록 매칭 타입 계층적 모션 추정기의 경우, H264 또는 MPEG4 part10 표준과 호환되는 인코더를 위해, 각 블록 크기(4x4, 4x8, 8x4, 8x8, 8x16, 16x8, 16x16) 및 각 참조 픽쳐에 대하여 모션 벡터 필드가 계산된다. MacroBlock adaptive Frame Field의 영어 머리글자인 MBAFF로 알려져 있는 매크로블록 쌍에 의한 코딩을 위해, 추정기는, 매크로블록마다, 프레임에 대하여 하나의 모션 벡터 필드를 제공하고, 복수의 필드에 대하여 2개의 모션 벡터 필드를 제공한다. 따라서, 16x16 크기의 매크로블록에 대하여, 각 참조 픽쳐를 위한 41x3 모션 벡터를 계산할 수 있으며, 이 수는 다중 기준 모드에서처럼 여러 개의 참조 픽쳐가 사용되면 곱해진다. 이러한 코딩 가능성의 다중성에서의 선택은 계산이라는 점에서 매우 많은 비용이 요구된다.
두번째로, H264 표준의 경우, 프레임 또는 필드 코딩에 대한 결정은, 휘도 블록을 위한 크기 16x32에서 픽쳐에서의 각 수직 매크로블록에 대하여 독립적으로 행해질 수 있다. 이 코딩 옵션은 MacroBlock adaptive Frame Field의 영어 머리글자인 MBAFF으로 알려져 있다. 프레임 모드에서 코딩된 매크로블록 쌍을 위해, 각 매크로블록은 인터레이스된 픽쳐의 라인을 포함한다. 필드 모드에서 코딩된 매크로블록 쌍을 위해, 상위 매크로블록은 상위 필드 또는 홀수 필드의 라인을 포함하며, 하위 매크로블록은 하위 필드 또는 짝수 필드의 라인을 포함한다.
코딩 모드 결정은, 이 모드와 관련된 왜곡 및 코딩 비용의 측정에 기초할 수 있으며, MPEG2 표준에 대하여 매크로블록 레벨이 아닌 매크로블록 쌍의 레벨에서 행해지고, 따라서 가능한 조합을 곱하고 이에 따라 계산 로드를 곱한다.
계산을 줄이는 한가지 해결책은, 저해상도 픽쳐용 필드 및 프레임 간에 선택을 행하여 보다 높은 해상도에서의 계산을 제한하는 것이다. 피라미드의 상위 레벨 및 이에 따라 소스 픽쳐의 해상도보다 낮은 해상도에서 행해지는 이러한 때이른 선택은, 하나의 라인에서의 시프트에 따른 하위 필드, 상위 필드 선택, 불충분한 수직 선명도로 인해 양호한 결과를 제공하지 못한다.
본 발명은 상기한 단점을 극복하고자 한다.
이를 위해, 본 발명의 목적중 하나는 현재 픽쳐와 참조 픽쳐 간에 화소 순환 타입 모션 추정을 이용하는 기분석 단계, 및 동일한 패러티 또는 반대되는 패러티의 필드들 간의 또는 프레임들 간의 인터 모드, 인트라 모드와 같은 코딩 모드 결정 단계가 뒤따르는, 상기 현재 픽쳐와 상기 참조 픽쳐 간에 블록 매칭 모션 추정 단계를 이용하는 픽쳐 블록에 의한 실제 코딩 단계를 포함하는 소스 픽쳐의 시퀀스를 코딩하는 방법을 제공하는 것으로서, 여기서 기분석 단계는, 상기 블록에 대응하며 상기 기분석 단계에서 계산되는 모션 벡터에 기초하여 상기 참조 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 블록을 이용하여 상기 현재 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 블록을 위한 상관 레벨 계산을 수행하고, 코딩 모드 결정 단계 동안 그리고 인터 코딩 모드 중에서, 상관 레벨에 따라, 프레임 간에 인터 코딩을, 또는 동일한 패러티 또는 반대되는 패러티의 필드들 간에 인터 코딩을 가한다.
특정 구현예에 따라, 필드들 간의 인터 코딩은, 상기 반대되는 패러티의 필드들 간의 상관 레벨이 상기 동일한 패러티의 필드들 간의 상관 레벨보다 낮을 때 가해진다.
특정 구현예에 따라, 기분석 단계도 현재 픽쳐의 프레임 블록과 참조 픽쳐의 프레임 블록 간의 상관 계산을 구현하여 상기 상관 레벨에 따라 필드들 간의 또는 프레임들 간의 코딩 모드를 결정한다.
특정 구현예에 따라, 상관 계산은 아래와 같은 DFD값의 계산을 포함하며,
Figure 112005036346922-pat00001
여기서, pixC(i, j)는 현재 블록의 라인(i) 및 컬럼(j)의 하나의 화소의 휘도값에 해당하고, pixpred(i, j)는 예측 블록의 또는 참조 픽쳐에서 모션 벡터에 의 해 지정된 블록의 라인(i) 및 컬럼(j)의 하나의 화소의 휘도값에 해당한다.
특정 구현예에 따라, 픽쳐 블록은 상위 블록 및 하위 블록으로 분할되고, 상기 상위 블록은 상위 필드에 해당하며 상기 하위 블록은 하위 필드에 해당하며, 또는 상위 블록이 하위 필드에 해당하고 하위 블록이 상위 필드에 해당할 수 있으며, 필드들 간의 인터 모드는 상위 및 하위 블록의 각각에 대하여 참조 픽쳐의 재구성된 상위 또는 하위 필드의 선택을 포함하고, 상기 선택은 전체 픽쳐 블록 상의 상관 측정에 의존하는 방법.
특정 구현예에 따라, 기분석 단계는, 화소 순환 타입 모션 추정에 의해 계산되는 모션에 기초하는 모션 보상 필터링에 의한 노이즈 감소 단계를 포함한다.
특정 구현예에 따라, 상기 블록 매칭 모션 추정기는 계층 타입이다.
특정 구현예에 따라, 화소 순환 타입 모션 추정은 저 해상도의 소스 픽쳐 상에서 구현된다.
특정 구현예에 따라, 블록에 대응하며 기분석 단계동안 계산되는 모션 벡터는 블록에 대한 화소용으로 계산되는 벡터이다.
특정 구현예에 따라, 블록에 대응하며 기분석 단계동안 계산되는 모션 벡터는, 블록에 대한 화소용으로 계산된 모션 벡터 성분의 중간값 또는 평균값으로부터 얻어진다.
특정 구현예에 따라, 상관 계산은 여러 참조 픽쳐 상에서 수행되고, 기분석 단계는 상기 상관값에 따라 복수의 픽쳐 또는 하나의 참조 픽쳐의 선택을 구현한다.
또한, 본 발명은 화소 순환 타입 모션 추정기를 구비하는 기분석 회로와, 코딩 모드 결정 회로에 접속된 픽쳐 블록 매칭 모션 추정기를 구비하는 픽쳐 블록에 의한 실제 코딩 회로를 포함하는 코딩 장치에 관한 것으로서, 기분석 회로는, 상기 화소 순환 타입 모션 추정기에 의해 계산되는 모션 벡터에 기초하여 참조 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 블록을 이용하여 짝수 및 홀수 필드 블록의 상관 계산을 수행하여 코딩 모드 결정 회로 상에 그리고 인터 코딩 모드 중에, 상기 상관 레벨에 따라 동일한 패러티 또는 반대되는 패러티의 필드들 간의 인터 코딩 또는 프레임들 간의 인터 코딩을 가한다.
특정 구현예에 따라, 기분석 회로는 코딩 모드 정보를 상기 블록 매칭 모션 추정 회로에 전송하여 상기 재구성된 픽쳐에 대하여 프레임 및/또는 필드 상에서의 모션 추정을 규정한다.
프레임 또는 필드 코딩 모드의 기선택은, 실제 코딩 전에 소스 픽쳐 상에서 노이즈 감소를 구현하는 모션 보상된 필터링 회로의 모션 추정기에 의해 계산된 모션 벡터 필드를 이용하여 코딩 루프 전에 실행된다.
따라서, 매크로블록 레벨에서 프레임/필드 적응성 코딩의 복잡성이 감소된다. 코딩 모듈을 위한 코딩 결정 회로 계산은 간략화된다.
다른 특정한 피쳐 및 이점은, 제한된 의미가 아닌 예로 제공되는 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 명백할 것이다.
소스 픽쳐의 디지털 비디오 데이터는 인코더의 입력에서 수신되어 기분석 회 로(6)로 전송된다. 픽쳐는 픽쳐 블록에 의해 필터링되어 감산기(1)의 제1 입력으로 전송된다. 코딩 모드에 따라, 감산기(1)는, 자신의 제1 입력 상에서 수신한 현재 블록에 관한 정보를 인트라 또는 인터 방식으로 전송하거나 자신의 제2 입력 상에서 이용가능한 예측된 블록에 대응하는 최신 정보를 현재 블록에 관한 정보로부터 감산한다. 감산기의 아웃고잉 데이터는 이산 코사인 및 양자화 변환 회로(2)로 전송된다. 이 회로의 양자화된 아웃고잉 계수는 엔트로픽 인코더(3)에 의한 엔트로픽 코딩을 거쳐 버퍼 메모리(4)에 기억된다. 이 메모리의 필링(filling) 레벨은 비트율 제어 회로(5)에 전송되고, 이 회로는 기분석 회로로부터의 데이터도 수신하며 양자화기(2)의 양자화 단계에 영향을 끼친다.
현재 픽쳐는 재구성되어 예측되는 블록을 제공한다. 따라서, 양자화된 계수는 참조된 회로(7)를 통해 역 양자화 및 역 이산 코사인 변환을 거쳐 디코딩된 휘도 값을 제공하게 된다.
가산기(8)는, 예측된 블록이 인터 모드로 코딩되어 있다면 이 블록이 디코딩된 계수 블록에 가산될 수 있게 한다. 재구성된 블록은, 재구성된 현재 픽쳐를 기억하는 픽쳐 메모리(10)에 기억되기 전에 필터링 회로(9)에 의해 필터링된다.
계층적 모션 추정기(11)는, 기분석 회로(6)로부터, 픽쳐 메모리(10)에 의해 기억된 디코딩되거나 재구성된 픽쳐에 대한 정보, 및 소스 픽쳐의 현재 매크로블록에 대한 정보를 수신한다. 이것은 알려져 있는 원리에 따라 이 현재 매크로블록 및 재구성된 픽쳐 간의 상관 계산을 수행하여 모션 벡터를 제공한다. 이러한 벡터들은 코딩 모드를 결정하도록 코딩 비용 계산을 구현하는 코딩 결정 회로(13)에 전 송된다. 이 코딩 모드, 그리고, 필요하다면 대응하는 모션 벡터는 재구성된 픽쳐의 모션 보상을 구현하는 모션 보상 회로(12)에 전송되어 이 재구성된 픽쳐로부터 예측된 픽쳐 블록을 제공하게 된다. 모션 벡터는 자신의 코딩 및 디코더로의 전송을 위해 엔트로픽 코딩 회로(3)에 또한 전송된다.
보다 상세하게 설명하면, 인코더의 입력에는 해상도 감소 회로, 화소 순환 타입 모션 추정 회로, 및 필터링 회로를 포함하는 기분석 회로(3)가 있다. 이러한 회로들은 픽쳐 상에서의 노이즈 감소가 코딩되기 전에 구현되게 한다. 이 필드에서, 화소 순환 타입 모션 추정은 블록에 의한 모션 추정보다 노이즈 감소에 더 적절한 것으로 인식된다. 따라서, 인코더의 이 기분석 단계에서 구현되는 것은 그 타입의 알고리즘이다.
본 발명에 따라, 기분석 회로는 상관 계산을 실행하여 프레임/필드 코딩 결정 정보를 코딩 모드 결정 회로(13)에 제공한다. 이것은 필드/프레임 모드 기선택을 구현하여 이후 스테이지에서 설명하는 바와 같이 결정 모듈에 의해 행해지는 계산을 간략화한다.
인코더의 입력에서 수신되는 픽쳐 시퀀스의 소스 픽쳐는, 기분석 회로에 의해 서브샘플링되고 보간되어 보다 낮은 공간 해상도의 픽쳐를 제공하게 된다. 화소 순환 타입 모션은 픽쳐의 실제 인코딩 전에 이 기분석 회로에 의해 추정된다. 따라서, 이것은 낮은 해상도의 픽쳐 상의 픽셀마다 계산되며, 그 크기는 본 실시예에서 수평 및 수직인 2개로 분할된다. 이 추정은, 모션에서의 영역 검출, 예측불가 영역, 선호하는 예측 방향 등과 같은 인코딩 모듈용으로 유용한 소정량의 정보를 미리 제공할 수도 있다.
이 모션 추정에 기초하는 모션 보상 필터링 액션은 풀 해상도 픽쳐 상에서 구현된다. 이 필터링은 픽쳐의 노이즈를 감소하고 이에 따라 인코더 효율을 개선한다.
기분석 회로를 이용하여 코딩되는 시퀀스의 GOP 구조, 즉, 픽쳐 타입, 인터 또는 인트라, 참조 픽쳐, 양방향 등을 규정할 수 있다. 이 용어 GOP는 MPEG 표준에서 규정되는 "Group Of Pictures"의 글자이다.
기분석은 소정 수의 픽쳐 상에서 실행된다. 기분석 및 실제 픽쳐 코딩 간의 지연 기간은 비트율 제어용으로 고려되는 픽쳐 그룹 순서일 수 있다. 이것은 예를 들어 MPEG 표준을 위한 하나 또는 여러 개의 GOP에 대응한다.
본 예에서, 모션 추정 회로(11)는 계층적 구조 및 블록 매칭 방안에 기초한다. 현재 매크로블록은 디코딩된 픽쳐에 비교되고, 피라미드의 최저 해상도로부터 시작하여 최고 해상도 레벨로 증가하는 해상도의 피라미드에 따라 구성된다. 모션 벡터 필드는, 최저 레벨로부터 최고 레벨까지 각 해상도 레벨용으로 추정되며, 하나의 레벨에서 행해진 추정은 보다 높은 레벨용 예측으로서 이용될 수 있다. 피라미드는 코딩 회로의 상이한 코딩 모드에 의존한다. 따라서, 소정의 참조 픽쳐에 대하여 프레임, 필드, 및 이를 위한 피라미드가 존재한다. 이에 따라, 다중 참조 방안에서, 그 수가 곱해진다.
모션 벡터는 프레임에 관한 매크로블록 쌍을 위해 그리고 필드에 관한 이러한 매크로블록 쌍의 각 매크로블록을 위해 계산된다.
이 필터링 회로(9)는, 코딩 루프에서, 재구성된 픽쳐의 필터링을 구현하여 블록의 영향을 줄인다. 픽쳐 메모리(10)에 기억되는 것은 이 필터링된 픽쳐이다.
기분석 회로(6)는 비트율 제어 회로(5)에 접속되어 이 회로에 GOP 구조 정보 및 픽쳐 타입에 의한 코딩 비용 정보를 제공하여 과거로 소급된 정보를 집적할 수 있는 비트율 제어를 간략화한다. 기분석 회로는, 코딩이라는 점에서 인트라 모드에서의 제1 패스동안, 픽쳐의 복잡성을 결정하고, 픽쳐 타입당 코딩 비용 추정을 제어 회로에 전송하여 이 회로는 DCT+Q 회로의 양자화 단계를 계산할 수 있다.
코딩 모드 결정 회로는 코딩 비용 또는 에너지 계산을 구현하여 코딩 모드, 인트라 모드, 인터 모드, 양방향, 참조 픽쳐 선택 등을 선택한다. 이것은, 모션 추정기로부터 수신한 모션 벡터중에서, 기분석 회로에 의해 미선택 모드에 대응하는 것을 소거하고, 나머지 벡터중에서 최저 코딩 비용을 제공하는 모션 벡터를 선택한다.
도 2는 매크로블록 코딩의 상이한 타입용 화소 순환 타입 모션 추정기에 의해 구현되는 모션 추정을 기호화한다.
프레임은 상이한 간격으로 도시된 2개의 인터레이스된 필드로 분할된다. 상위 필드 또는 홀수 필드로 알려져 있는 이 때의 제1 필드는 프레임의 각 홀수 라인 상마다 보이는 한편 하위 필드 또는 짝수 필드로 알려져 있는 제2 필드는 그 프레임의 짝수 라인 상마다 보인다. 2개 필드는 하나의 그 프레임을 형성한다.
24로 참조되는 16x16 매크로블록은 굵은 선으로 도시한 제1 상위 필드에 속하고, 15로 참조되는 16x16 매크로블록은 굵은 선으로 도시한 그 다음 상위 필드에 속한다.
14로 참조되는 16x16 매크로블록은 점선으로 도시한 제1 하위 필드에 속하고, 16으로 참조되는 16x16 매크로블록은 점선으로 도시한 그 다음 하위 필드에 속한다.
21 및 22로 참조되는 2개의 16x16 매크로블록에 의해 구성되는 매크로블록의 쌍은 인터레이스된 픽쳐 또는 프레임에 속하고, 이에 따라 상위 및 하위 필드의 연속되는 라인에 의해 구성된다.
매크로블록의 쌍이 프레임 모드에서 코딩되고 이에 따라 짝수 및 홀수 라인의 연속에 의해 구성되면, 참조 번호 21, 모션 벡터 참조 번호 23은 이전 인터페이스된 픽쳐를 가리키며, 22로 참조되는 16x32 매크로블록을 지정한다. 모션 추정용 보간은 짝수 및 홀수 라인을 이용함으로써 구현된다.
매크로블록 쌍이 필드 모드에서 코딩되면, 이것은 홀수 라인에 의해 구성되는 상위 매크로블록 및 짝수 라인에 의해 구성되는 하위 매크로블록으로 구성되고, 각각 참조 번호 15 및 16으로 표시된다. 상위 매크로블록용 모션 벡터는 상위 필드 또는 이전 홀수 필드의 매크로블록, 17로 참조되는 벡터를 가리키거나, 하위 필드 또는 이전 짝수 필드의 매크로블록, 18로 참조되는 벡터를 가리킨다. 하위 매크로블록용 모션 벡터는 이전 짝수 필드의 매크로블록, 20으로 참조되는 벡터를 가리킬 수 있고, 또는 이전 홀수 필드의 매크로블록, 19로 참조되는 벡터를 가리킬 수 있다.
모션 추정용으로 사용되는 픽쳐는 소스 픽쳐보다 저 해상도의 픽쳐이다. 서브 샘플링 및 필터링은 기분석 회로에 의해 구현된다. 저 해상도의 픽쳐는 기억되고 화소 순환 타입 모션 추정은 이 현재 픽쳐와 이전 참조 픽쳐 간에 구현되고 기억된다.
모션 벡터 필드, 화소 모션 벡터는 매크로블록마다 하나의 모션 벡터를 매칭하는 방식으로 처리된다. 예를 들어, 풀 해상도 픽쳐의 매크로블록에 대한 모든 화소 모션 벡터가 고려되며 이러한 모션 벡터들의 세트의 중간 모션 벡터가 이 매크로블록에 할당된다. 이들 모션 벡터들의 평균값을 선택하는 것도 가능하다. 샘플링된 픽쳐의 하나의 화소가 원래의 픽쳐의 매크로블록에 대응하고 이에 따라 하나의 모션 벡터가 하나의 매크로블록에 대응하도록 서브 샘플링을 구현할 수도 있다.
도 2는 코딩 모드의 기선택에서의 제1 해결책에 해당한다.
기분석 회로(6)의 모션 추정기는 각 픽쳐에 대하여 5개의 모션 벡터 필드를 계산한다. 이들 벡터들은 아래와 같은 모션에 해당한다.
- 현재 프레임과 이전 프레임 간의 모션
- 현재 짝수 프레임과 이전 짝수 프레임 간의 모션
- 현재 짝수 프레임과 이전 홀수 프레임 간의 모션
- 현재 홀수 프레임과 이전 짝수 프레임 간의 모션
- 현재 홀수 프레임과 이전 홀수 프레임 간의 모션
이것은 매크로블록의 각각을 위해 이들 모션 벡터 필드에 관한 상관 계산을 구현한다.
따라서, 현재 픽쳐의 각 필드에 대하여, 이것은 동일한 패러티의 참조 필드에 대한 인터 필드 차이의 합을 계산한다. 32라인, 16컬럼의 이들 필드의 각각에 대응하는 프레임 또는 인터레이스된 픽쳐의 더블 매크로블록에 기초하여, 짝수 필드의 매크로블록용으로 다음과 같은 것을 얻게 된다.
Figure 112005036346922-pat00002
그리고, 홀수 필드의 매크로블록용으로 다음과 같은 것을 얻게 된다.
Figure 112005036346922-pat00003
여기서, pixpred는 모션 벡터에 기초하여 예측되는 값이다. 프레임의 더블 매크로블록의 한 라인의 각 값(i)에 대하여, j 컬럼은 0으로부터 15로 증분된다. 2i 라인은 더블 매크로블록으로부터 추출되는 짝수 필드의 매크로블록에 해당하고 2i+1 라인은 홀수 필드의 매크로블록에 해당한다.
마찬가지로, 현재 픽쳐의 프레임들의 각각에 대하여, 이것은 대조되는 패러티의 참조 필드용 인터 필드 차이의 합을 계산한다. 현재 짝수 필드의 매크로블록용으로 다음과 같은 것을 얻게 된다.
Figure 112005036346922-pat00004
그리고, 현재 홀수 필드의 매크로블록용으로 다음과 같은 것을 얻게 된다.
Figure 112005036346922-pat00005
마지막으로, 한 프레임을 위해, 더블 매크로블록을 위해, 이것은 인터 프레임 차이의 합을 계산한다.
Figure 112005036346922-pat00006
여기서 pixpred는 모션 벡터에 기초하여 예측되는 값이다. 픽쳐의 각 필드에 대하여, 계산 회로는 최저 DFD를 생성하는 참조 필드의 패러티를 선택한다.
Figure 112005036346922-pat00007
제1 식의 예에서, DFDeven , same parity가 DFDeven oppos . parity보다 낮은 값이면, 선택되는 것은 DFDeven , same parity이다. 이것이 높은 값을 갖고 있다면, DFDeven oppos . parity가 선택된다.
각 필드의 최소 DFD 값은 모두 가산된다.
Figure 112005036346922-pat00008
필드 코딩 및 프레임 코딩 간의 선택은, 대응하는 DFD를 비교함으로써 구현되고, 이 DFD는 값(λ)에 의해 패널티를 받는 필드 코딩에 관한 것이다. λ>0 인 파라미터에 의해 필드 모드에서의 추가 코딩 비용, 전송할 2개의 모션 벡터를 고려할 수 있다.
Figure 112005036346922-pat00009
따라서, 기분석 회로는, 이전 결과에 따라, 가장 이점이 있는 코딩 모드를 선택한다. 이것은 이 정보를 코딩 모드 결정 회로에 전송하고, 이 회로는 선택된 코딩 모드에 대해서만 계산을 제한한다.
기분석 회로에 의해 선택된 모드가 단지 필드 또는 프레임 레벨에서의 코딩인지 여부에 따라, 코딩 모드 결정 회로에 의해 정해지는 코딩 비용 계산은 필드 모드 또는 프레임 모드에 제한된다.
이러한 제한은 더 연장될 수 있다. 따라서, 필드 모드가 선택되면, 기분석 회로는 코딩 모드에 대하여 짝수 필드 또는 홀수 필드를 가하고, 매크로블록 쌍을 구성하는 매크로블록의 각각에 대하여 짝수 필드 또는 홀수 필드를 가한다.
보다 간단한 제2 해결책은 도 3에 해당한다. 이것은, 기분석 회로의 모션 추정기에 대하여 도면 상에서 17, 18, 19, 20으로 참조되는 필드용 4개 벡터 필드 를 계산하고, 현재 픽쳐의 필드들의 각각에 대하여 동일한 패러티 또는 반대되는 패러티의 참조 필드들을 위한 상이한 인터 필드들의 합을 계산하는 것을 포함한다.
Figure 112005036346922-pat00010
프레임 선택은, 일반적으로 매크로블록의 쌍을 구성하는 2개의 매크로블록이 한 필드에서 동일한 패터티의 다른 필드로의 동일한 모션을 거치는 곳에서 행해진다. 따라서, 현재 픽쳐의 필드들중 하나를 위해, 반대되는 패러티의 필드에 대응하는 DFD는 동일한 패러티의 필드에 대응하는 DFD보다 낮고, 매크로블록 코딩 선택은 필드 모드이다. 실제로, 이 경우, 매크로블록의 쌍을 구성하는 짝수 필드의 매크로블록 및 홀수 필드의 매크로블록이 동일한 모션을 거치지 않을 가능성이 높으며, 따라서 프레임 모드가 이점을 적게 갖게 될 가능성이 높다. 예를 들어, 2개 필드 간의 임시 공간에서의 큰 모션의 경우에 해당하며, 이것은 20ms이다.
다른 방법으로, 동일한 패러티의 필드들에 대한 모션 벡터들이 이웃하면, 프레임 모드가 기분석 회로에 의해 선택된다.
이에 따라, 이 해결책에서, 코딩 결정 회로(13)에 의해 테스트할 코딩 모드를 선택하도록 기분석 회로(6)가 프레임 레벨에서 모션 추정을 구현하는 것은 불필 요하다.
또다른 해결책은 기분석 회로의 모션 추정기에 의해 계산되는 필드 벡터에 기초하여 프레임 벡터 필드를 계산하는 것을 포함한다. 필드용으로 계산되는 모션 벡터를 이용하여 프레임의 더블 매크로블록에 관한 대응하는 DFD를 계산하고, 선택되는 벡터는 최저 DFD 차이를 제공하는 것으로서, 이에 따라 DFDframe이다. DFDs를 계산하는 제1 해결책의 경우에, 모션 추정기는 프레임들 간의 모션을 추정해서는 안된다.
실시예를 설명하였다. 물론, 본 발명은 상관을 얻기 위해 블록 또는 매크로블록으로 분할되는 픽쳐의 모든 타입에 적용가능하다. 중간 단계는, 이러한 블록 또는 매크로블록의 분할, 및 이들 블록 또는 매크로블록의 일부의 각각을 위한 상관 탐색을 포함한다.
모션 추정기는 본 발명의 분야를 벗어나지 않고서 화소 순환 또는 계층적 타입이 아닌 다른 타입이어도 된다.
코딩 선택 회로(13)에 전송되는 코딩 모드의 선택에 대한 정보는 계층적 모션 추정 회로(11)에도 전송될 수 있다. 따라서, 이 회로는 모션 추정 계산을 선택된 모드, 필드, 또는 프레임에 대해서만 제한할 수 있고, 이에 따라 모션 추정기의 계산량을 줄이게 된다.
본 발명은 비디오 정보 저장 또는 전송용 디지털 데이터의 압축에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 코딩 선택 회로는 모션 추정 계산을 선택된 모드, 필드, 또는 프레임에 대해서만 제한할 수 있고, 이에 따라 모션 추정기의 계산량을 줄이게 된다.

Claims (13)

  1. 소스 픽쳐들의 시퀀스를 코딩하는 방법으로서,
    현재 픽쳐와 참조 픽쳐 간의 화소 순환 타입 모션 추정(pel-recursive type motion estimation)을 구현함으로써 노이즈 필터링을 수행하는 기분석 처리 단계 - 상기 기분석 처리 단계는, 인터 모드를 선택하기 위해, 화소 블록들의 모션 벡터들에 기초하여, 상기 현재 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 화소 블록들에 대하여 상기 참조 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 화소 블록들과의 상관 레벨 계산들을 수행함 -; 및
    화소 블록들에 대한 코딩 처리 단계 - 상기 코딩 처리 단계는,
    상기 현재 픽쳐와 참조 픽쳐 간의 블록 매칭을 실행하는 블록 매칭 모션 추정 단계와,
    코딩 비용을 계산함으로써, 동일한 패러티 또는 반대되는 패러티의 필드들 간의 인트라 모드 및 인터 모드, 및 프레임들 간의 인터 모드를 포함하는 코딩 모드들 중 코딩 모드를 결정하는 후속의 코딩 모드 결정 단계
    를 포함함 -
    를 포함하고,
    상기 코딩 모드 결정 단계가 인터 코딩 모드에 대해 결정하는 경우, 상기 코딩 모드 결정 단계는 인터 코딩 모드들 중에, 상기 기분석 처리 단계에서 선택된 인터 모드에 대응하는 것을 부여하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필드들 간의 인터 코딩은, 반대되는 패러티의 필드들 간의 상관 레벨이 동일한 패러티의 필드들 간의 상관 레벨보다 낮을 때 부여되는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기분석 처리 단계는 또한, 상기 현재 픽쳐의 프레임 화소 블록과 참조 픽쳐의 프레임 화소 블록 간의 상관 계산들을 구현하여 상관 레벨들에 따라 필드들 간의 또는 프레임들 간의 코딩 모드를 결정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상관 레벨 계산은 아래와 같은 DFD값의 계산을 포함하며,
    Figure 112012022646894-pat00011
    여기서, pixC(i, j)는 현재 화소 블록의 라인(i) 및 컬럼(j)의 하나의 화소의 휘도값에 대응하고, pixpred(i, j)는 예측 블록의 또는 참조 픽쳐에서 상기 모션 벡터에 의해 지정된 블록의 라인(i) 및 컬럼(j)의 하나의 화소의 휘도값에 대응하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    화소 블록은 상위 화소 블록 및 하위 화소 블록으로 분할되고,
    상기 상위 화소 블록은 상위 필드에 대응하고 상기 하위 화소 블록은 하위 필드에 대응하며, 또는 그 역으로 되고,
    필드들 간의 인터 코딩 모드는 상기 상위 및 하위 화소 블록들의 각각에 대하여 참조 픽쳐의 재구성된 상위 또는 하위 필드의 선택을 포함하고,
    상기 선택은 전체 화소 블록 상의 상관 측정들에 의존하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기분석 처리 단계는, 상기 화소 순환 타입 모션 추정에 의해 계산되는 모션에 기초하는 모션 보상 필터링을 이용한 노이즈 감소를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블록 매칭 모션 추정 단계에서는 계층 타입의 블록 매칭 모션 추정기가 사용되는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화소 순환 타입 모션 추정은 저 해상도의 소스 픽쳐 상에서 구현되는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화소 블록들에 대응하며 상기 기분석 처리 단계동안 계산되는 상기 모션 벡터들은 상기 블록들에 대한 화소들에 대해 계산되는 벡터들인 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화소 블록들에 대응하며 상기 기분석 처리 단계동안 계산되는 상기 모션 벡터들은, 상기 블록들에 관련된 화소들에 대해 계산된 모션 벡터 성분들의 중간값(median value) 또는 평균값으로부터 얻어지는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상관 레벨 계산들은 여러 참조 픽쳐들 상에서 수행되고,
    상기 기분석 처리 단계는 상기 상관 레벨 계산들에 따라 픽쳐들 또는 하나의 참조 픽쳐의 선택을 구현하는 방법.
  12. 제1항의 방법을 구현하는 코딩 장치로서,
    현재 픽쳐와 참조 픽쳐 간의 화소 순환 타입 모션 추정을 구현함으로써 노이즈 필터링을 수행하는 기분석 회로 - 상기 기분석 회로는, 인터 모드를 선택하기 위해, 화소 블록들의 모션 벡터들에 기초하여, 상기 현재 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 화소 블록들에 대하여 상기 참조 픽쳐의 짝수 및 홀수 필드 화소 블록들과의 상관 레벨 계산들을 수행함 -; 및
    화소 블록들에 대한 코딩 회로 - 상기 코딩 회로는,
    상기 현재 픽쳐와 참조 픽쳐 간의 블록 매칭을 실행하는 블록 매칭 모션 추정기와,
    코딩 비용을 계산함으로써, 동일한 패러티 또는 반대되는 패러티의 필드들 간의 인트라 모드 및 인터 모드, 및 프레임들 간의 인터 모드를 포함하는 코딩 모드들 중 코딩 모드를 결정하는 후속의 코딩 모드 결정 회로
    를 포함함 -
    를 포함하고,
    상기 코딩 모드 결정 회로가 인터 코딩 모드에 대해 결정하는 경우, 상기 코딩 모드 결정 회로는 인터 코딩 모드들 중에, 상기 기분석 회로에서 선택된 인터 모드에 대응하는 것을 부여하는 코딩 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기분석 회로는 필드 레벨에서 코딩을 수행하는 모드 또는 프레임 레벨에서 코딩을 수행하는 모드를 선택하고, 이 선택된 모드로 그것의 모션 추정 계산들을 제한하는 상기 블록 매칭 모션 추정기에 선택된 모드 정보를 전송하는 코딩 장치.
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