KR101200865B1 - 영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

복수 개의 색 성분 영상들 사이의 상관 관계(correlation)를 이용하여 복원된 하나의 색 성분 영상으로부터 다른 색 성분 영상을 예측하는 영상의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면 하나의 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중에서 선택된 제 1 색 성분 영상의 복원 영상을 이용하여 나머지 색 성분 영상을 예측한다. 이를 통해 영상의 컬러 포맷을 변환하는 과정에서 생길 수 있는 색상 왜곡을 방지하며, 영상의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치{An video encoding/decoding method and apparatus}
도 1a 내지 1c는 각각 하나의 컬러 영상을 구성하는 R(Red) 색 성분 영상, G(Green) 색 성분 영상 및 B(Blue) 색 성분 영상의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2a는 도 1b 및 도 1c의 G 색 성분 영상과 B 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2b는 도 1a 및 도 1b의 R 색 성분 영상과 G 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 H.264 표준안에 따른 16×16 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 5는 H.264 표준안에 따른 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7a는 입력 영상에 구비된 G 색 성분 영상의 16×16 화소 블록을 나타낸 도면이다.
도 7b는 입력 영상에 구비된 B 색 성분 영상의 16×16 화소 블록을 나타낸 도면이다.
도 7c는 입력 영상에 구비된 R 색 성분 영상의 16×16 화소 블록을 나타낸 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 8×8 화소 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이다.
도 8b는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 4×4 화소 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 11a는 도 9의 영역 분리부에서 검출된 에지를 이용하여 G 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 11b는 도 9의 영역 분리부에서 검출된 에지를 이용하여 B 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 11c는 도 9의 영역 분리부에서 검출된 에지를 이용하여 R 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차 트이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분들 사이의 상관 관계(correlation)를 이용하여 어느 하나의 색 성분 영상으로부터 다른 색 성분 영상을 예측함으로써 부호화 효율을 향상시키는 영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 영상을 취득할 때 최초 영상은 RGB 컬러 포맷 형태로 취득된다. RGB 컬러 포맷 영상을 부호화할 때에는 일반적으로 YUV(혹은 YCbCr) 등의 컬러 포맷으로 변환한다. 이 때 Y는 흑백 영상으로 휘도 성분을 갖고 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)는 색 성분을 갖는다. RGB 영상에서는 정보가 R, G 및 B에 골고루 분포되어 있으나, YUV(혹은 YCbCr) 영상에서는 정보가 Y 성분에 몰리게 되고 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)에는 정보의 양이 줄어든다. 따라서 압축을 할 경우 압축 효율이 높아진다는 장점이 있다. 압축 효율을 추가적으로 개선하기 위하여, 일반적으로 YUV(혹은 YCbCr) 영상의 색도성분 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)을 1/4 크기로 샘플링(sampling)하여 구성한 YUV(혹은 YCbCr) 4:2:0 영상을 사용한다.
그러나, YUV(혹은 YCbCr) 4:2:0 영상에서 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)을 1/4 크기로 샘플링하는 것은 색상 왜곡이 발생하여 고화질의 응용에는 적합하지 않다. 따라서 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)의 샘플링 과정이 없는 YUV(혹은 YCbCr) 4:4:4 영상을 효과적으로 부호화하는 방법이 필요하다. 최근에는 RGB 영상을 YUV(혹은 YCbCr)로 변환할 때 발생하는 색상 왜곡을 제거하기 위하여 RGB 4:4:4 영상을 직접 부호화하는 레지듀얼 색 변환(Residual Color Transform:RCT)이라는 기술이 제안된 바 있다.
이와 같이 YUV(혹은 YCbCr) 4:4:4 및 RGB 4:4:4 영상과 같이 색 성분 간에 같은 해상도를 갖는 영상을 바로 부호화할 경우 종래의 부호화 방법을 적용하면 부호화 효율이 떨어진다. 따라서 YUV(혹은 YCbCr) 4:4:4 영상을 부호화하거나 RGB 입력 영상을 YUV(혹은 YCbCr)로 변환하지 않고 그대로 RGB 도메인에서 부호화할 때, 영상의 통계적 특성에 맞추어 예측을 수행하여 고화질을 유지하면서도 부호화 효율을 높일 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 RGB 컬러 포맷 입력 영상을 다른 컬러 포맷으로 변환하지 않고 RGB 각 색 성분 사이의 상관 관계를 고려하여 RGB 중 어느 하나의 색 성분으로부터 다른 색 성분의 영상을 예측함으로써 부호화 효율을 향상시키는 영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예 에 따른 영상의 부호화 방법은 (a) 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하는 단계; (b) 상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 단계; 및 (c) 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상의 부호화 방법은 (a) 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하는 단계; (b) 상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 단계; (c) 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 단계; (d) 상기 검출된 에지를 이용하여 상기 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 단계; 및 (e) 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 상기 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대 한 예측 부호화를 수행하는 예측 부호화부; 상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 복원부; 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 예측하는 상관 예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상의 부호화 장치는 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하는 예측 부호화부; 상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 복원부; 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 에지 검출부; 상기 검출된 에지를 이용하여 상기 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 영역 분리부; 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소값을 예측하는 상관 예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 복호화 방법은 (a) 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신하는 단계; (b) 상기 수신된 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 복호화하는 단계; 및 (c) 이전에 처리된 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머 지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상의 복호화 방법은 (a) 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신하는 단계; (b) 상기 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 복호화하는 단계; (c) 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 단계; (d) 상기 검출된 에지를 이용하여 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 단계; 및 (e) 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신하고, 상기 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 복호화하는 제 1 색 성분 복호화부; 및 이전에 처리된 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 상관 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신하고, 상기 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 인트라 예측하여 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 출력하는 제 1 색 성분 복호화부; 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 에지 검출부; 상기 검출된 에지를 이용하여 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 영역 분리부; 및 이전에 처리된 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 상관 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 1c는 각각 하나의 컬러 영상을 구성하는 R(Red) 색 성분 영상, G(Green) 색 성분 영상 및 B(Blue) 색 성분 영상의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 2a는 도 1b 및 도 1c의 G 색 성분 영상과 B 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타낸 그래프이며, 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 R 색 성분 영상과 G 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
일반적으로 컬러 영상을 부호화할 때에 각각의 색 성분 영상별로 예측 부호화를 수행하여 각각의 색 성분 내에서 중복되는 정보를 제거한다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 하나의 컬러 영상을 구성하는 동일 위치의 RGB 색 성분 영상들의 화소값은 유사한 화소값을 갖으며, 이는 도 2a 및 2b에 도시된 상관 관계 그래프를 통해 재확인할 수 있다.
따라서, 본 발명은 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 선택된 제 1 색 성분 영상은 H.264 표준안 등과 같은 일반적인 예측 부호화 방식에 따라 부호화한 다음, 각각의 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 고려하여 복원된 제 1 색 성분 영상으로부터 다른 나머지 색 성분 영상을 예측하는 부호화 방법을 제공한다. 일 예로, 영상이 RGB의 세 가지 색 성분을 포함하고 있다면, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치는 먼저 G 색 성분 영상을 인트라 예측 또는 인터 예측을 통해 예측 부호화하고, 복원된 G 색 성분 영상으로부터 대응되는 R 색 성분 영상을 예측한 다음, 복원된 G 색 성분 영상 또는 복원된 R 색 성분 영상을 이용하여 나머지 B 색 성분 영상을 예측한다. 전술한 예에서 색 성분 영상의 부호화 순서는 상기 예에 한정되지 않고 얼마든지 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 H.264 표준안에 따른 영상 부호화 장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 레지듀(residue) 코딩을 수행하는 다른 영상 부호화 장치에도 적용가능하다.
도 3을 참조하면, 영상 부호화 장치(300)는 움직임 추정부(302), 움직임 보 상부(304), 인트라 예측부(306), 감산부(307), 변환부(308), 양자화부(309), 재정렬부(310), 엔트로피 코딩부(311), 역양자화부(312), 역변환부(313), 상관 예측부(314), 가산부(315), 필터(316), 프레임 메모리(317) 및 제어부(318)를 구비한다.
움직임 추정부(302) 및 움직임 보상부(304)는 제 1 색 성분 영상의 현재 화소 블록의 예측값을 이전 또는 이후의 참조 픽처에서 탐색하는 인터 예측을 수행하며, 인트라 예측부(306)는 제 1 색 성분 영상의 현재 화소 블록의 예측값을 현재 픽처로부터 예측하는 인트라 예측을 수행한다. 일 예로 H.264 표준안에 따른 16×16 인트라 예측 모드를 나타낸 도 4 및 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸 도 5를 참조하면, 인트라 예측부(306)는 입력된 R, G, B 색 성분 영상들 중 하나의 제 1 색 성분 영상을 선택하고, 선택된 제 1 색 성분 영상을 소정 크기의 화소 블록으로 분할한다. 그리고, 인트라 예측부(306)는 분할된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록에 대해서 그 크기에 따라 인트라 16×16 예측 모드, 인트라 4×4 예측 모드, 인트라 8×8 예측 모드(인트라 4×4 예측 모드와 유사함)로 인트라 예측을 수행한다. 제 1 색 성분 영상의 화소 블록의 예측 화소 블록의 형성을 위한 인터 예측 및 인트라 예측 방식은 상기 예에 한정되지 않고 변형된 형태의 다른 인터 예측 및 인트라 예측 방식이 적용될 수 있다.
감산부(307)는 입력된 제 1 색 성분 원 영상의 해당 화소 블록으로부터 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 예측된 예측 화소 블록을 빼서 제 1 레지듀(residue)를 생성한다. 생성된 제 1 레지듀는 변환부(308)에 의하여 주파수 영 역으로 변환되고, 양자화부(309)에서 양자화된다. 양자화된 제 1 레지듀 성분의 변환 계수들은 재정렬부(310)에서 재정렬된 다음, 엔트로피 코딩부(314)에 의하여 부호화되어 비트스트림 형태로 출력된다.
변환 및 양자화된 제 1 레지듀는 역양자화부(312)와 역변환부(313)를 통해 다시 역양자화 및 역변환된다. 가산부(315)는 역양자화 및 역변환된 제 1 레지듀 성분과 제 1 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 더하여 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원한다. 이렇게 복원된 제 1 색 성분 영상은 디블록킹 필터링을 수행하는 필터(316)를 거친 후, 프레임 메모리(317)에 저장되었다가 다음 픽처에 대한 인터 예측을 수행하는데 사용된다. 또한, 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록은 다음 화소 블록의 인트라 예측을 위하여 인트라 예측부(306)로 입력되어 참조값으로 이용된다. 또한, 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록은 제 1 색 성분 영상을 제외한 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 예측을 위하여 상관 예측부(314)로 입력된다.
상관 예측부(314)는 컬러 영상을 구성하는 색 성분 영상들의 상관 관계를 이용하여 복원된 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록으로부터 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 예측한다. 전술한 도 2a 및 2b를 참조하면, 컬러 영상을 구성하는 색 성분 영상들의 화소값은 서로 상관 관계를 갖는다. 상관 예측부(314)는 이러한 제 1 색 성분 영상과 나머지 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 소정의 함수 관계로 모델링함으로써 예측자를 생성하고, 생성된 예측자를 이용하여 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록의 복원된 화소값을 매개 변수로 하여 동일한 위치의 다른 색 성분 영상의 화소값을 예측한다. 특히, 본 발명에 따른 상관 예측부(314)는 예측자의 형성시에 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값을 이용한다. 상기 모델링 과정에서 후술하기로 한다.
한편, 상관 예측부(314)는 RGB 컬러 입력 영상과 같이 3개 이상의 색 성분을 포함하고 있는 입력 영상을 예측 부호화할 때, 나머지 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록 모두를 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 예측할 수도 있고, 또는 제 2 색 성분 영상의 화소 블록은 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록으로부터 예측하고 제 3 색 성분 영상의 화소 블록은 복원된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록으로부터 예측할 수 있다. 즉, 상관 예측부(314)는 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록으로부터 나머지 색 성분 영상의 화소 블록 전부를 예측하거나, 이전에 제 1 색 성분 영상의 화소 블록으로부터 예측된 다른 색 성분 영상의 복원된 화소 블록으로부터 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 예측할 수 있다.
감산부(307)는 상관 예측부(314)에서 예측된 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 해당 화소 블록으로부터 제 2 및 제 3 색 성분 원영상의 화소 블록을 빼서 제 2 및 제 3 레지듀를 생성한다. 제 2 및 제 3 레지듀는 전술한 제 1 레지듀와 마찬가지로 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 거쳐서 부호화되어 비트스트림 형태로 출력된다.
또한, 변환 및 양자화된 제 2 및 제 3 레지듀는 역양자화부(312)와 역변환부(313)를 통해 다시 역양자화 및 역변환되고, 가산부(315)는 역양자화 및 역변환 된 제 2 및 제 3 레지듀 각각은 상관 예측부(314)에서 예측된 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 해당 화소 블록과 더하여져서 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록이 복원된다. 이렇게 복원된 제 2 및 제 3 색 성분 영상은 디블록킹 필터링을 수행하는 필터(316)를 거친 후, 프레임 메모리(317)에 저장되었다가 다음 픽처에 대한 인터 예측을 수행하는데 사용된다. 전술한 바와 같이, 복원된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록으로부터 제 3 색 성분 영상의 화소 블록을 예측하는 경우에는, 가산부(315)에서 복원된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록은 다시 상관 예측부(314)로 입력된다.
제어부(318)는 영상 부호화 장치(300)의 각 구성 요소를 제어하는 한편, 현재 화소 블록의 예측 모드를 결정한다. 구체적으로 제어부(318)는 인터 예측된 영상, 인트라 예측된 영상 및 본 발명에 따라 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 이용하여 예측된 영상의 코스트를 계산하고, 예측된 영상 중에서 가장 작은 코스트를 갖는 예측 모드를 최종적인 예측 모드로 결정한다. 제어부(318)는 본 발명에 따라 예측된 영상의 코스트가 소정의 임계값보다 큰 경우에는 본 발명에 따른 예측 부호화 방법 대신에 종래 기술에 따른 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 각 색 성분 영상을 부호화하도록 선택할 수 있다.
또한, 제어부(318)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 각 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타내는 기준값을 계산하고, 각 색 성분 영상 사이의 기준값이 소정 임계치 이하인 경우에는 본 발명에 따른 예측 부호화 방법 대신에 종래 기술에 따른 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 각 색 성분 영상을 부호화하도록 선 택할 수 있다. 여기서, 기준값으로는 각 색 성분 사이의 산포도를 나타내는 분산이나 표준 편차 등이 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 따라 부호화된 영상의 비트스트림의 헤더에는 예측 모드 정보를 삽입하여 본 발명에 따라 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 고려하여 복호화를 수행하도록 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 이하 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 동작 및 영상 부호화 방법에 대하여 설명한다.
단계 410에서, 복수 개의 색 성분을 갖는 입력 영상들 중에서 선택된 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행한다. 전술한 바와 같이, 제 1 색 성분 영상의 화소 블록에 대한 예측 부호화는 움직임 추정부(302) 및 움직임 보상부(304)에 의한 인터 예측 또는 인트라 예측부(306)에 의한 인트라 예측을 통해 수행된다.
도 7a는 입력 영상에 구비된 G 색 성분 영상의 16×16 화소 블록(710), 도 7b는 입력 영상에 구비된 B 색 성분 영상의 16×16 화소 블록(720), 도 7c는 입력 영상에 구비된 R 색 성분 영상의 16×16 화소 블록(730)을 나타낸 도면이다. 여기서, gi,j, bi,j, ri,j는 각각 G, B, R 색 성분 영상의 16×16 화소 블록에서 i번째 행 및 j번째 열에 위치한 화소값을 나타낸다. 또한, 도 7a 내지 도 7c 각각에서 해칭으로 표시된 화소들은 현재 화소 블록 이전에 처리된 주변 화소 블록의 복원된 화 소들을 나타낸다.
만약, G 색 성분 영상, B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상의 순으로 부호화를 수행하는 경우, 움직임 추정부(302) 및 움직임 보상부(304)에 의한 인터 예측 또는 인트라 예측부(306)에 의한 인트라 예측을 통해 G 색 성분 영상의 16×16 화소 블록의 예측 화소 블록이 생성된다.
감산부(307)는 G 색 성분 원영상의 16×16 화소 블록으로부터 G 색 성분 영상의 16×16 예측 화소 블록의 차이를 계산하여 제 1 레지듀를 생성하고, 생성된 제 1 레지듀는 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 거쳐 비트스트림 형태로 출력된다.
단계 420에서, 제 1 레지듀에 대한 역양자화 및 역변환 과정을 수행하고, G 색 성분 영상의 16×16 예측 화소 블록과 역양자화 및 역변환된 제 1 레지듀를 더하여 G 색 성분 영상의 16×16 화소 블록을 복원한다.
단계 430에서, 상관 예측부(314)는 G 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 G 색 성분 영상의 복원된 현재 화소 블록의 화소값들을 이용하여 대응되는 위치의 B 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들 및 R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들을 예측한다.
복원된 G 색 성분 영상의 16×16 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 화소값을
Figure 112006048571522-pat00001
, 상기
Figure 112006048571522-pat00002
에 대응되는 B 색 성분 영상의 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 화소의 예측값을
Figure 112006048571522-pat00003
라 할 때, B 색 성분 영상의 화소 블록은 다음의 수학식 1과 같이 G 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값(
Figure 112006048571522-pat00004
,
Figure 112006048571522-pat00005
,...,
Figure 112006048571522-pat00006
,
Figure 112006048571522-pat00007
,
Figure 112006048571522-pat00008
,...,
Figure 112006048571522-pat00009
)과 B 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값(
Figure 112006048571522-pat00010
,...,
Figure 112006048571522-pat00011
,
Figure 112006048571522-pat00012
,...,
Figure 112006048571522-pat00013
) 및 복원된 G 색 성분 영상의 현재 화소 블록의 화소값들(
Figure 112006048571522-pat00014
)을 이용하여 예측될 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00015
수학식 1에서 함수 f는 다양하게 정의될 수 있다. 일 실시예로서, G 색 성분 영상의 복원된 현재 화소 블록의 화소값(
Figure 112006048571522-pat00016
)과 이에 대응되는 B 색 성분 영상의 현재 화소 블록의 예측값(
Figure 112006048571522-pat00017
)을 다음의 수학식 2와 같이 1차 함수 관계로 정의할 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00018
수학식 2에서 a는 G 색 성분 영상과 B 색 성분 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값을 나타낸다. 수학식 2를 통해 얻어진 예측 화소값들은 영상의 각 화소값을 8비트로 표현하는 경우 0과 255 사이의 정수값으로 클리핑(clipping)된다.
수학식 2의 a 및 b의 값은 화소의 위치 (i,j)에 따라서 변경될 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 소정의 블록 내에서 상수값을 갖는 경우를 고려한다. 일 예로, 상기 a 및 b의 값은 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들을 이용하여 예측된 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값으로 결정된다. 즉, 제 1 색 성분 영상을 G 색 성분 영상이라고 하고, 나머지 색 성분 영상을 B 색 성분 영상이라고 할 때, 다음의 수학식 3과 같이. B 색 성분 영상의 주변 화소 블록 내의 복원된 화소값들(
Figure 112006048571522-pat00019
)과 상기 수학식 2를 통해 예측된 대응되는 B 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측값들(
Figure 112006048571522-pat00020
)의 차이의 합이 최소화되는 값으로 결정될 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00021
수학식 2에서 a 및 b를 결정하는 다른 방법으로 a의 값을 1로 결정하고, b는 다음의 수학식 4와 같이 B 색 성분 영상의 주변 화소 블록 내의 복원된 화소값들과 G 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값들의 차이의 평균으로 결정할 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00022
이와 같이 수학식 2의 상수 a 및 b의 값이 결정되면, 상관 예측부(314)는 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록의 각 화소값들(g'i,j)을 수학식 2에 대입하여 대응되는 B 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들을 예측한다.
또 다른 a와 b의 값의 결정 방법으로는 통계 분야에서 많이 사용하는 선형 회귀(linear regression) 모델에 기반한 방법이 이용될 수 있다.
도 8a는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 8×8 화소 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이고, 도 8b는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 4×4 화소 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이다.
도 8a를 참조하면, B 색 성분 영상의 화소 블록을 8×8 모드로 처리하는 경우, 4개의 B 색 성분 영상의 8×8 화소 블록들은 좌에서 우, 위에서 아래 방향의 순서로 순차적으로 예측된다. B 색 성분 영상의 8×8 화소 블록의 처리는 블록 크기만 달라졌을 뿐, 전술한 B 색 성분 영상의 16×16 화소 블록의 화소값을 예측하는 과정과 유사하게 수학식 2를 통해 B 색 성분 영상의 8×8 화소 블록 내의 각 화소값들을 예측할 수 있다. 8×8 모드로 처리할 때, 수학식 2의 a 및 b는 B 색 성 분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값들과 대응되는 B 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측값들의 차이의 합이 최소화되는 값으로 결정되거나, a는 1, b는 다음의 수학식 5와 같이 B 색 성분 영상의 8×8 주변 화소 블록 내의 복원된 화소값들과 G 색 성분 영상의 8×8 주변 화소 블록의 복원된 화소값들의 차이의 평균으로 결정할 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00023
도 8b를 참조하면, B 색 성분 영상의 화소 블록을 4×4 모드로 처리하는 경우, 16개의 B 색 성분 영상의 4×4 화소 블록들은 좌에서 우, 위에서 아래 방향의 순서로 순차적으로 예측된다. B 색 성분 영상의 각 4×4 화소 블록의 화소값들은 블록 크기만 달라졌을 뿐, 전술한 B 색 성분 영상의 16×16 화소 블록 또는 8×8 화소 블록의 화소값을 예측하는 과정과 유사하게 수학식 2를 통해 예측될 수 있다.
수학식 2의 a 및 b는 B 색 성분 영상의 4×4 주변 화소 블록 내의 복원된 화소값들과 대응되는 B 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측값들의 차이의 합이 최소화되는 값으로 결정되거나, a는 1로 고정되고 b는 다음의 수학식 6과 같이 B 색 성분 영상의 4×4 주변 화소 블록 내의 복원된 화소값들과 복원된 G 색 성분 영상의 4×4 주변 화소 블록의 화소값들의 차이의 평균으로 결정할 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00024
전술한 바와 같이, 상관 예측은 각 매크로 블록(16×16)마다 16×16, 8×8, 4×4 블록 단위로 이루어질 수 있다. 한 적응적인 실시예로서, 상기 세 가지 블록 모드들 중 적합한 하나의 블록 단위로 각 매크로블록의 상관 예측이 이루어질 수 있다.
감산부(307)는 B 색 성분 원영상의 화소 블록으로부터 상관 예측부(314)에서 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 이용하여 예측된 예측 화소 블록의 차이를 계산하여 제 2 레지듀를 생성하고, 생성된 제 2 레지듀는 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 거쳐 비트스트림 형태로 출력된다.
다음, R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들은 전술한 B 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값과 유사하게 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 이용하여 예측될 수 있다.
한편, 상관 예측부(314)는 R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측할 때, 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록 대신에 이전에 처리된 B 색 성분 영상의 화소 블록의 복원된 화소값을 이용하여 예측될 수 있다. 즉, B 색 성분 원영상의 화소 블록으로부터 B 색 성분 영상의 예측 화소 블록의 차이인 제 2 레지듀를 변환 및 양자화한 값을 다시 역변환 및 역양자화하고, 역변환 및 역양자화된 제 2 레지 듀와 B 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 더함으로써 복원된 B 색 성분의 화소 블록을 R 색 성분 영상의 화소 블록의 예측에 이용할 수 있다.
구체적으로, 복원된 B 색 성분 영상의 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 화소값을
Figure 112006048571522-pat00025
, 상기
Figure 112006048571522-pat00026
에 대응되는 R 색 성분 영상의 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 화소의 예측값을
Figure 112006048571522-pat00027
, c는 B 색 성분 영상과 R 색 성분 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치, d는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 상관 예측부(314)는 B 색 성분 영상과 R 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 다음의 수학식 7과 같이 1차 함수로 모델링하여, B 색 성분 영상의 화소값에 대응되는 R 색 성분 영상의 화소값을 예측할 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00028
전술한 바와 같이, 수학식 7을 통해 얻어진 예측 화소값들은 영상의 각 화소값을 8비트로 표현하는 경우 0과 255 사이의 정수값으로 클리핑(clipping)된다. 상기 c 및 d의 값은 전술한 a 및 b의 값의 결정 과정과 유사하게, B 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값들 및 R 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값을 이용하여 결정될 수 있다.
수학식 7의 상수 c 및 d의 값이 결정되면, 상관 예측부(314)는 복원된 B 색 성분 영상의 화소 블록의 각 화소값들(b'i,j)을 수학식 6에 대입하여 대응되는 R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들을 예측한다.
수학식 2 및 수학식 7의 a 및 b, c 및 d의 값은 생성된 비트스트림의 헤더에 예측 모드 정보로서 삽입되어 복호화단에 전송됨으로써 복호화단에서 복호화를 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 복호기에서도 부호기와 동일한 방법으로 각 색 성분의 복원된 주변 화소들을 이용하여 a 및 b, c 및 d의 값을 생성할 수 있기 때문에, a 및 b, c 및 d의 값을 별도로 비트스트림에 포함하지 않고, 복호기에 생성하여 사용하는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치(900)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3의 영상 부호화 장치(300)과 그 구성 및 동작에 있어서 유사하나, 복원된 제 1 색 성분 영상에서 에지를 검출하는 에지 검출부(901) 및 영역 분리부(902)를 더 포함하고 있다. 이하에서는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치와 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치와 차이가 나는 부분을 중심으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치 및 방법에 대하여 설명한다.
단계 1010에서, 움직임 추정부(903) 및 움직임 보상부(904)에 의한 움직임 예측 보상 또는 인트라 예측부(905)에 의한 인트라 예측을 통해 G 색 성분 영상의 화소 블록에 대한 예측 화소 블록을 생성한다. G 색 성분 영상의 예측 화소 블록 과 G 색 성분 원영상의 화소 블록의 차이인 제 1 레지듀는 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 통해 부호화되어 비트스트림으로 출력된다.
단계 1020에서, 변환 및 양자화된 제 1 레지듀에 대해 역변환 및 역양자화 과정을 수행하여 제 1 레지듀를 복원한 다음, G 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 제 1 레지듀를 더하여 G 색 성분 영상의 화소 블록을 복원한다.
단계 1030에서, 에지 검출부(901)는 복원된 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출한다. 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 이유는, 화소 블록 내에 에지가 존재하는 경우 에지를 중심으로 나누어진 화소 블록 내의 영역 사이에도 컬러 특성이 변화될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법 및 장치는 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하고, 검출된 에지를 중심으로 화소 블록을 분리한 다음, 분리된 영역 별로 전술한 본 발명의 일 실시예와 유사하게 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소값으로부터 다른 나머지 색 성분 영상의 화소값을 예측한다.
에지 검출 방법으로는 소벨 연산자(sobel operator), 캐니 에지 검출 알고리즘(canny edge detection) 등 다양한 에지 검출 알고리즘이 적용될 수 있다. 또한, 에지 검출부(901)를 구비하지 않고, 인트라 예측부(905)에서 결정된 인트라 예측 모드의 방향을 에지 방향으로 판단할 수도 있다.
단계 1040에서, 영역 분리부(902)는 검출된 에지를 이용하여 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리한다.
도 11a는 검출된 에지를 이용하여 G 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 일 예를 나타낸 도면이고, 도 11b는 검출된 에지를 이용하여 B 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 일 예를 나타낸 도면이며, 도 11c는 검출된 에지를 이용하여 R 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 일 예를 나타낸 도면이다. 도 11a 내지 11c를 참조하면, 에지 검출부(901)에서 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록 내에 하나의 에지가 존재하는 것으로 판단되면, 영역 분리부(902)는 B 색 성분 영상의 화소 블록 및 R 색 성분 영상의 화소 블록에도 동일한 에지가 존재하는 것으로 판단하고, 검출된 에지를 이용하여 각 색 성분의 화소 블록을 2개의 영역(I,II)으로 분리한다.
단계 1050에서, 상관 예측부(913)는 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측한다. 즉, 상관 예측부(913)는 제 1 영역(I)에 존재하는 복원된 G 색 성분 영상의 화소값들(g'i,j)를 이용하여, 제 1 영역(I)에 대응되는 B 색 성분 영상의 화소 블록 내의 화소값 및 R 색 성분 영상의 화소 블록 내의 화소값을 예측한다. 유사하게, 상관 예측부(913)는 제 2 영역(II)에 존재하는 복원된 G 색 성분 영상의 화소값들(g'i,j)를 이용하여, 제 2 영역(II)에 대응되는 B 색 성분 영상의 화소 블록 내의 화소값 및 R 색 성분 영상의 화소 블록 내의 화소값을 예측한다.
구체적으로, 각 색 성분 영상의 화소 블록이 n개의 영역으로 분리되고, 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역(k=1,2,...,n) 내의 임의의 화소값을
Figure 112006048571522-pat00029
, 상기
Figure 112006048571522-pat00030
에 대응되는 B 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역의 화소의 예측값을
Figure 112006048571522-pat00031
, e는 상기 G 색 성분 영상의 k번째 영역과 B 색 성분 영상의 k번째 영역 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치, f는 소정의 오프셋 값이라 하면, 상기 B 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들은 전술한 수학식 2와 유사하게 다음의 수학식 8을 통해 예측될 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00032
수학식 8에서 상수 e 및 f는 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들을 이용하여 예측된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과, 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값으로 결정될 수 있다.
간단한 예로서, e는 1이고, f는 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들과 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이의 평균을 이용하여 결정될 수 있다. 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 제 1 색 성분 영상을 G 색 성분 영상, 제 2 색 성분 영상을 B 색 성분 영상이라고 할 때, 1번째 영역(I)에 적용할 수학식 9의 f는 현재 화소 블 록의 1번째 영역(I)에 인접한 G 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 화소들(1110)의 복원된 화소값 및 이에 대응되는 B 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 화소들(1112)의 복원된 화소값을 이용하여 다음의 수학식 9와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00033
유사하게, 2번째 영역(II)에 적용할 수학식 8의 f는 현재 화소 블록의 2번째 영역(II)에 인접한 G 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 화소들(1120,1130)의 복원된 화소값 및 이에 대응되는 B 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 화소들(1122,1132)의 복원된 화소값을 이용하여 다음의 수학식 10과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112006048571522-pat00034
전술한 각 영역별 B 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 각 영역별로 예측하는 것과 유사하게 R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 각 영역별로 예측할 수 있다.
한편, R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측할 때 복원된 G 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 이용하는 대신에 전술한 수학식 7과 유사하게 동일 영역 내에 존재하는 복원된 B 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 이용하여 R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들을 예측할 수 있다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복호화 장치(1200)는 엔트로피 디코더(1210), 재정렬부(1220), 역양자화부(1230), 역변환부(1240), 인트라 예측부(1250), 움직임 보상부(1260), 상관 예측부(1270) 및 필터(1280)를 구비한다.
상기 엔트로피 디코더(1210) 및 재정렬부(1220)는 압축된 비트스트림을 수신하여 엔트로피 복호화를 수행하여 양자화된 계수를 생성한다. 상기 역양자화부(1230) 및 역변환부(1240)는 양자화된 계수에 대한 역양자화 및 역변환을 수행하여 각 색 성분 영상의 레지듀 정보, 움직임 벡터 정보 및 예측 모드 정보 등을 추출한다. 여기서, 예측 모드 정보에는 본 발명에 따라 부호화된 비트스트림인지 여부를 나타내는 소정의 신택스가 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 따라 부호화된 비트스트림인 경우 상기 예측 모드 정보에는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측하는 데 이용되는 예측자 정보, 즉 전술한 수학식 2의 a 및 b, 수학식 7의 c 및 d, 수학식 8의 e 및 f 값 정보가 포함될 수 있다.
움직임 보상부(1260)은 현재 화소 블록이 인터 예측된 화소 블록인 경우 움직임 보상 및 예측을 통해 예측 화소 블록을 생성한다. 인트라 예측부(1250)는 현 재 화소 블록이 인트라 예측된 화소 블록인 경우 인트라 예측을 수행하여 예측 화소 블록을 생성한다.
가산부(1275)는 제 1 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 역변환부(1240)에서 출력되는 제 1 레지듀를 합산하여 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화한다.
복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록은 다시 상관 예측부(1270)로 입력된다. 상관 예측부(1270)는 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화한다.
구체적으로, 전술한 본 발명에 따른 도 3의 상관 예측부(314)와 동일하게 상관 예측부(1270)는 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 수학식 2에 대입하여 제 2 또는 제 3 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측할 수 있다. 만약 제 3 색 성분 영상이 복원된 제 2 색 성분 영상을 이용하여 예측된 경우에는 전술한 수학식 7과 같이 복원된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들을 이용하여 제 3 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측할 수 있다.
상관 예측부(1270)에서 예측된 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 예측 화소 블록들 각각은 역변환부(1240)에서 출력되는 제 2 레지듀 및 제 3 레지듀 성분과 합산됨으로써 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록이 복호화된다.
한편, 전술한 본 발명의 다른 실시예에 따라 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하여 각 영역별로 부호화된 비트스트림을 부호화하는 경우에는, 수신된 복수 개의 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림에서 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 에지 검출부(미도시) 및 검출된 에 지를 이용하여 각 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 영역 분리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 도 9의 상관 예측부(913)과 동일하게 상관 예측부(1270)는 복호화된 G 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측한다. 또한, 전술한 바와 같이 나머지 색 성분 영상의 화소값을 예측하는데 이용되는 예측자의 상수값은 주변 화소 블록의 복원된 화소값을 이용하여 결정되거나, 비트스트림에 구비된 예측 모드 정보를 이용하여 결정될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 13을 참조하면, 단계 1310에서 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신한다.
단계 1320에서, 비트스트림에 구비된 복수 개의 색 성분들의 영상들 중에서 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 예측 화소 블록을 생성하고, 단계 1330에서, 제 1 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 제 1 레지듀와 더하여 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화한다.
단계 1340에서, 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록과 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록 및 현재 복호화하고자 하는 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측함으로써 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 예측에 이용되는 수학식 2 또 는 수학식 7과 같은 예측자를 형성하기 위해서 비트스트림에 구비된 예측 모드 정보를 이용하거나, 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록 및 현재 복호화하고자 하는 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록을 이용한다. 다음 상관 예측부(1270)는 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 이용하여 나머지 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들을 예측하거나, 복호화된 제 2 색 성분 영상을 이용하여 제 3 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값들을 예측한다.
단계 1350에서, 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록의 예측 화소 블록 각각을 역변환된 제 2 레지듀 및 제 3 레지듀 성분과 합산하여 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 각 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 중심으로 각 영역별로 분리되어 부호화된 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 것을 제외하고는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법과 유사하다.
도 14를 참조하면, 단계 1410에서 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신한다.
단계 1420에서, 복수 개의 색 성분들의 영상들 중에서 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 복호화한다.
단계 1430에서, 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에 지를 검출한다.
단계 1440에서, 검출된 에지를 이용하여 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리한다.
단계 1450에서, 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 분리된 각 영역별로 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측한다.
각 영역별로 예측된 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소값은 결합되어 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 예측 화소 블록이 형성되며, 제 2 및 제 3 색 성분의 예측 화소 블록은 역변환된 제 2 레지듀 및 제 3 레지듀 성분과 합산되어 제 2 및 제 3 색 성분 영상의 화소 블록이 복호화된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 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 본 발명에 따르면, 하나의 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 사이의 상관 관계를 이용하여 예측 부호화를 수행함으로써 영상의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, RGB 입력 영상을 YUV 도메인으로 변환하지 않고 입력 영상 그대로 RGB 도메인에서 부호화를 수행함으로써, RGB 입력 영상을 다른 컬러 포맷으로 변환하는 과정 중에 발생하는 색상의 왜곡 등을 방지하여 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (44)

  1. 영상의 부호화 방법에 있어서,
    (a) 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하는 단계;
    (b) 상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 단계; 및
    (c) 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 색 성분들은
    R(Red) 색 성분, G(Green) 색 성분 및 B(Blue) 색 성분인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 크기를 i×j(i,j는 정수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 제 1 색 성분의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00035
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00036
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 예측 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00037
    , a는 상기 제 1 색 성분 영상과 제 2 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00038
    을 이용하여 상기
    Figure 112006048571522-pat00039
    을 예측하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들을 이용하여 예측된 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 a 및 b는
    선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록을 이용하여 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성하고, 복원된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 제 3 색 성분 화소 블록 영상의 예측 화소 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  8. 영상의 부호화 방법에 있어서,
    (a) 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하는 단계;
    (b) 상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 단계;
    (c) 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 단계;
    (d) 상기 검출된 에지를 이용하여 상기 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 단계; 및
    (e) 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 상기 나머 지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 (e) 단계는
    상기 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록은 각각 n(n은 정수)개의 영역으로 분리되며, 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역(k=1,2,...,n) 내의 임의의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00040
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00041
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역의 예측 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00042
    , e는 상기 제 1 색 성분 영상의 k번째 영역과 제 2 색 성분 영상의 k번째 영역 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치, f는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00043
    을 이용하여 상기
    Figure 112006048571522-pat00044
    을 예측하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 e 및 f는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들을 이용하여 예측된 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과, 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 e는 1이며, 상기 f는 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 e 및 f는
    선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  13. 영상 부호화 장치에 있어서,
    입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하는 예측 부호화부;
    상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 복원부; 및
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 예측하는 상관 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 색 성분들은
    R(Red) 색 성분, G(Green) 색 성분 및 B(Blue) 색 성분인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 상관 예측부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 크기를 i×j(i,j는 정수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 제 1 색 성분의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00045
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00046
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 예측 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00047
    , a는 상기 제 1 색 성분 영상과 제 2 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00048
    을 이용하여 상기
    Figure 112006048571522-pat00049
    을 예측하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들을 이용하여 예측된 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 a 및 b는
    선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 상관 예측부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록을 이용하여 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성하고, 복원된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 제 3 색 성분 화소 블록 영상의 예측 화소 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  20. 영상의 부호화 장치에 있어서,
    입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 색 성분들의 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하는 예측 부호화부;
    상기 예측 부호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 복원부;
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 에지 검출부;
    상기 검출된 에지를 이용하여 상기 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 영역 분리부; 및
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소값을 예측하는 상관 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 상관 예측부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록은 각각 n(n은 정수)개의 영역으로 분리되며, 상기 복원된 제 1 색 성분 영 상의 화소 블록의 k번째 영역(k=1,2,...,n) 내의 임의의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00050
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00051
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역의 예측 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00052
    , e는 상기 제 1 색 성분 영상의 k번째 영역과 제 2 색 성분 영상의 k번째 영역 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치, f는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00053
    을 이용하여 상기
    Figure 112006048571522-pat00054
    을 예측하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 e 및 f는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들을 이용하여 예측된 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과, 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 e는 1이며, 상기 f는 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영 역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 e 및 f는
    선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  25. 영상의 복호화 방법에 있어서,
    (a) 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신하는 단계;
    (b) 상기 수신된 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 복호화하는 단계; 및
    (c) 이전에 처리된 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 색 성분들은
    R(Red) 색 성분, G(Green) 색 성분 및 B(Blue) 색 성분인 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    (c1) 상기 비트스트림에 구비된 상기 제 1 색 성분 영상과 제 2 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치 a와 소정의 오프셋 값 b를 추출하는 단계;
    (c2) 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 크기를 i×j(i,j는 정수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 제 1 색 성분의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00055
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00056
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 예측 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00057
    라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00058
    을 이용하여 예측된 상기
    Figure 112006048571522-pat00059
    들로 구성된 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 생성하는 단계;
    (c3) 상기 비트스트림에 구비된 상기 제 2 색 성분 원영상의 화소 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록 사이의 차이인 제 2 레지듀를 복호화하는 단계; 및
    (c4) 상기 복호화된 제 2 레지듀와 상기 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 더하여 제 2 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들을 이용하여 예측된 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  29. 제 27항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 a 및 b는
    선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  31. 제 27항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록을 이용하여 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하고, 복호화된 제 2 색 성분 영상의 화소 블록을 이용하여 제 3 색 성분 화소 블록 영상의 화소 블록을 복호화하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  32. 영상의 복호화 방법에 있어서,
    (a) 적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신하는 단계;
    (b) 상기 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 복호화하는 단계;
    (c) 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 단계;
    (d) 상기 검출된 에지를 이용하여 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 단계; 및
    (e) 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 (e) 단계는
    (e1) 상기 비트스트림에 구비된 상기 제 1 색 성분 영상과 제 2 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치 e와 소정의 오프셋 값 f를 추출하는 단계;
    (e2) 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록은 각각 n(n은 정수)개의 영역으로 분리되며, 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역(k=1,2,...,n) 내의 임의의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00060
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00061
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역의 화소의 예측값을
    Figure 112006048571522-pat00062
    라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00063
    을 이용하여 예측되는 상기
    Figure 112006048571522-pat00064
    들로 구성된 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 생성하는 단계;
    (e3) 상기 비트스트림에 구비된 상기 제 2 색 성분 원영상의 화소 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록 사이의 차이인 제 2 레지듀를 복호화하는 단계; 및
    (e4) 상기 복호화된 제 2 레지듀와 상기 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블 록을 더하여 제 2 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 e 및 f는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들을 이용하여 예측된 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과, 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  35. 제 33항에 있어서,
    상기 e는 1이며, 상기 f는 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  36. 영상 복호화 장치에 있어서,
    적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신 하고, 상기 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 복호화하는 제 1 색 성분 복호화부; 및
    이전에 처리된 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 상관 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 상관 복호화부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 크기를 i×j(i,j는 정수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 제 1 색 성분의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00065
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00066
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 예측 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00067
    라 할 때, 상기 비트스트림로부터 추출된 상기 제 1 색 성분 영상과 제 2 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치 a와 소정의 오프셋 값 b를 이용하여, 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00068
    을 통해 상기
    Figure 112006048571522-pat00069
    들로 구성된 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 생 성하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들을 이용하여 예측된 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  39. 제 37항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복호화된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  40. 제 37항에 있어서, 상기 a 및 b는
    선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  41. 영상 복호화 장치에 있어서,
    적어도 두 가지 색 성분들의 부호화된 영상들을 구비하는 비트스트림을 수신하고, 상기 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록을 인트라 예측 하여 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 출력하는 제 1 색 성분 복호화부;
    상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 내에 존재하는 에지를 검출하는 에지 검출부;
    상기 검출된 에지를 이용하여 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 분리하는 영역 분리부; 및
    이전에 처리된 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값, 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 화소 블록의 화소값 및 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 화소 블록의 화소값을 이용하여 상기 분리된 각 영역별로 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록의 화소값을 예측함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화하는 상관 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 상관 복호화부는
    상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록 및 대응되는 나머지 색 성분 영상의 화소 블록은 각각 n(n은 정수)개의 영역으로 분리되며, 상기 복호화된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역(k=1,2,...,n) 내의 임의의 화소값을
    Figure 112006048571522-pat00070
    , 상기
    Figure 112006048571522-pat00071
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역의 화소의 예측값을
    Figure 112006048571522-pat00072
    라 할 때, 상기 비트스트림에 구비된 상기 제 1 색 성분 영 상과 제 2 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 가중치 e와 소정의 오프셋 값 f를 이용하여 다음의 수학식;
    Figure 112006048571522-pat00073
    을 통해 상기
    Figure 112006048571522-pat00074
    들로 구성된 제 2 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  43. 제 42항에 있어서, 상기 e 및 f는
    상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들을 이용하여 예측된 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 예측 화소값들과, 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  44. 제 42항에 있어서,
    상기 e는 1이며, 상기 f는 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 2 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들과 상기 제 2 색 성분 영상의 화소 블록의 k번째 영역에 인접한 상기 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록의 복원된 화소값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
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