KR101210528B1 - 인터 또는 인트라 모드에서 비디오 화상을 코딩하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

인터 또는 인트라 모드에서 비디오 화상을 코딩하기 위한 방법 및 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 방법은, 인터 모드 및 인트라 모드로부터 코딩 모드를 선택하는 단계(4)가, 두 개의 순차적인 단계로 나누어지되, 현재의 매크로블록을 위한 인트라 모드를 인트라 코딩 모드로부터 사전 선택하기 위해 인트라 코딩 모드를 사전 선택하는 단계(1)와, 현재의 매크로블록을 코딩하는 모드를 인터 모드 및 사전 선택된 인트라 모드로부터 선택하기 위해, 현재의 매크로블록의 효과적인 코딩의 일부의 코딩 결정 단계(4)로 나누어지는 것을 특징으로 하며, 현재의 매크로블록을 위한 사전 선택 단계는 이전 매크로블록을 위한 코딩 결정 단계 동안에 수행되는 것을 특징으로 한다.

Description

인터 또는 인트라 모드에서 비디오 화상을 코딩하기 위한 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR CODING A VIDEO PICTURE IN INTER OR INTRA MODE}
도 1은 종래 기술에 따른 4 ×4 인트라 코딩 모드를 나타내는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 16 ×16 인트라 코딩 모드를 나타내는 도면.
도 3은 코딩 회로를 나타내는 도면.
도 4는 제1 패스 인트라 코딩 회로를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1...제1 패스 인트라 코딩 회로, 2...지연 화상 블록 변환 회로,
3...움직임 추정 회로, 4...매크로 블록 레벨의 코딩 결정 회로,
5...감산기, 6...이산 및 양자화 코사인 변환 회로,
7...엔트로피 코딩 회로, 8...버퍼 메모리,
9...조절 회로, 10...움직임 보상 회로,
11...화상 메모리, 12...역 양자화 및 역 이산 코사인 변환 회로,
13...가산기, 14...필터,
15...매크로블록 행 메모리, 16...공간 보상 회로.
본 발명은 화상 블록 인트라 또는 인터 코딩 모드(picture block intra or inter coding modes)를 사용하는 화상 시퀀스의 비디오 화상을 코딩하기 위한 방법 및 디바이스에 대한 것이다.
본 분야는 비디오 압축, 더욱 상세하게는 화상간의 움직임 보상, 공간 보상 각각을 기초로 하며 블록 변환을 기초로 하는 인터 및 인트라 코딩 알고리즘을 사용하는 분야이다. 포함되는 배경은 MPEG-4 파트 10 또는 H.264로도 불리는 MPEG-4 AVC 표준이다.
MPEG-4 AVC 비디오 코딩 표준은 이전 표준보다 훨씬 더 복잡한 인트라 코딩을 도입하는데, 그 이유는 이 표준이 공간 보상을 수반하기 때문이다: 공간 보상은 코딩되는 소스 매크로블록이 아니라 이 소스 매크로블록과 화소 간의 차이로서, 화소는 이미 코딩되어 있는 인접 매크로블록으로부터 발생한다.
휘도로서의 인트라 차동 코딩은 크기가 16 ×16인 단일 블록 상에서 또는 크기가 4 ×4인 독립 블록 상에서 수행될 수 있다. 가능한 예측의 수는 매우 많은데, 그 이유는 9개의 모드가 4 ×4 블록에 대해 정의되고 4개의 모드가 16 ×16에 대해 정의되기 때문이다.
도 1은 4 ×4 블록에 대해 휘도로서의 다양한 인트라 코딩 모드를 개략적으로 나타낸다. 도 2는 16 ×16 블록에 대해 휘도로서의 상이한 인트라 코딩 모드를 나타낸다.
문서 ITU-T Rec. H.264(2002 E)(8.5장에 제목이 "인트라 예측"인 참조문헌 ISO/IEC FCD 14496-10을 또한 담고 있음)는 이러한 상이한 코딩 모드를 기술하고 있다. 도면은 영어로 된 표준 용어를 사용하고 있어 언급하기가 더 쉽다. 순수한 인트라 모드가 존재하지 않는다는 것이 주목되어야 한다: 모든 표준 인트라 모드는 차동 모드(differential mode)이다. 크로미넌스(chrominance)로서의 인트라 코딩이 크기가 8 ×8인 단일 블록 상에서 수행되며, 4개의 가능성으로부터 선택된 예측이 16 ×16 인트라 모드에 대해 정의된다.
인트라 코딩 결정은 따라서, 이전 표준에서보다 상당히 많이 복잡하다. 계산 복잡도뿐만 아니라, 인트라 코딩의 구현은 인과(causality) 문제를 제기하는데, 그 이유는 예측에 사용되는 인접 화소가 재구축된 화소, 즉 인터 또는 인트라로 이전에 코딩되고 그 후 디코딩된 화소이기 때문이다. 일반적인 모델인, 벤치마크 표준 코딩 모델(benchmark coding model of the standard)이 실시간으로 동작하는 제한을 고려하지 않는 일반적인 구문(syntax)을 기술한다. 인트라 코딩의 계산 복잡도와 인과 링크는 이 모델의 주제가 아니다.
실시간 애플리케이션이 의도될 때, 예컨대 표준 텔레비젼 포맷에서, 테스트될 많은 수의 코딩 모드로 인해 처리 시간 문제가 나타난다. 화상의 매크로블록의 코딩이 텔레비젼 스캐닝에 따라 수행되며, 현재 매크로블록의 인트라 모드의 테스트가 이전 매크로블록이 처리된 후에만 수행될 수 있다. 문제는 하드웨어를 구현하는 동안에 나타나며, 테스트는 순차적으로 수행된다.
본 발명의 목적 중 하나는 위에서 언급한 단점을 해결하는 것이다. 본 발명 의 주제는 인터 또는 인트라 모드로 비디오 화상을 코딩하는 방법으로서,
- 화상을 화상 매크로블록으로 변환하는 단계,
- 현재 매크로 블록에 대해, 비용 및/또는 품질 요인 기준에 따라, 매크로블록의 블록으로의 분할에 의존하고 하나 이상의 이전에 코딩된 화상의 이러한 블록의 움직임 보상을 사용하는 인터 모드로부터, 그리고 매크로블록의 블록으로의 분할에 의존하고 화상의 이러한 블록의 공간 보상을 사용해서 예측값의 계산에 대해 사용되는 보상 및 코딩될 대응하는 나머지값을 사용하는 인트라 모드로부터, 적어도 하나의 코딩 모드를 선택하는 단계로서, 매크로블록의 인터 또는 인트라 모드 코딩은 매크로블록을 구성하는 블록을 코딩하는 인터 또는 인트라 모드의 조합에 대응하는, 선택 단계를 포함하는 인터 또는 인트라 모드로 비디오 화상을 코딩하는 방법에 있어서,
선택 단계는 두 개의 순차적인 단계로 나누어지되, 현재의 매크로블록을 위한 인트라 모드를 인트라 코딩 모드로부터 사전 선택하기 위해 인트라 코딩 모드를 사전 선택하는 단계와, 현재의 매크로블록을 코딩하는 모드를 인터 모드 및 사전 선택된 인트라 모드로부터 선택하기 위해, 현재의 매크로블록의 효과적인 코딩의 일부의 코딩 결정 단계로 나누어지는 것을 특징으로 하며,
현재의 매크로블록을 위한 사전 선택 단계는 이전 매크로블록을 위한 코딩 결정 단계 동안에 수행되는 것을 특징으로 한다.
특정 실시예에 따르면, 이전 매크로블록은 이전 화상에 속하고 현재 매크로블록은 현재 화상에 속하는데, 현재 화상은 이전 화상의 매크로블록의 효과적인 코 딩 동안에 저장된다.
특정 실시예에 따르면, 이전 매크로블록은 현재 화상의 매크로블록의 이전 행에 속하고 현재 매크로블록은 매크로블록의 현재 행에 속하는데, 매크로블록의 현재 행은 이전 행의 매크로블록의 효과적인 코딩 동안에 저장된다.
특정 실시예에 따르면, 사전 선택 단계는 화상의 매크로블록의 상이한 크기의 블록으로의 하나 이상의 분할을 포함하는데, 상기 상이한 크기의 블록 상에서 공간 보상이 나머지값의 계산을 위해 수행되고, 매크로블록을 코딩하는 비용은 이를 구성하는 블록을 코딩하는 비용의 합이다.
특정 실시예에 따르면, 인트라 모드는 예측된 값이 계산되는 값을 기초로 하는 화소의 선택과 관계 있다.
특정 실시예에 따르면, 블록의 인트라 모드는 적어도, H.264 표준에 정의된 16 ×16 및 4 ×4 인트라 모드이다.
특정 실시예에 따르면, 매크로블록의 블록을 위한 인트라 모드의 비용 및/또는 품질 요인이 블록을 코딩하는 효과적인 방법에 따라 블록의 코딩을 수행함으로써 획득되는데, 이 때 이 인트라 코딩 모드는 매크로블록의 블록을 위해 선택된다.
특정 실시예에 따르면, 매크로블록의 블록을 위한 인트라 모드의 비용 및/또는 품질 요인이, 인트라 모드에 따라 코딩된 데이터에 대한 스트림의 구문과, 코딩될 소스 블록과 인트라 모드에 따라 예측된 블록 사이의 차이, 각각을 기초로 해서 추정을 수행함으로써 획득된다.
본 발명은 또한, 비용 및/또는 왜곡 기준에 따라, 인터 코딩 모드 및 인트라 코딩 모드로부터, 움직임 보상을 이용해서 인터 모드로 또는 공간 보상을 이용해서 인트라 모드로 비디오 화상을 코딩하는 디바이스에 대한 것으로서, 이 디바이스는,
- 인트라 코딩 모드 세트로부터 코딩 모드를 선택하도록 하나의 화상 또는 그 일부의 인트라 코딩을 수행하는 제1 패스 인트라 코딩 회로,
- 제1 패스 동안에 화상 또는 그 일부를 저장하는 메모리,
- 제1 패스 인트라 코딩 회로에 의해 송신된 인트라 유형의 선택된 코딩 모드와 인터 유형의 코딩 모드 사이에서, 메모리에 의해 송신된 저장 화상 또는 그 일부에 대한 코딩 결정 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제안된 솔루션은 모든 화상의 인트라 코딩의 관계에서 인트라 코딩 결정을 취하고, P 및 B 화상을 코딩하는 최종 결정 프로세스에서 이 인트라 결정을 재사용하는 단계로 구성된다. 이 최종 프로세스는 이때 N개의 가능한 인터 예측 모드와 하나의 인트라 예측 모드로부터 최적의 예측 모드를 선택하는 것으로 제한될 수 있는데, 이 하나는 제1 코딩 패스 동안에 선택된다.
화상의 제1 인트라 코딩 패스의 구현으로 인해, 다양한 인트라 모드에서 후속 매크로블록을 코딩하는 비용을 계산하기 위해 매크로블록을 처리하는 종단(end)을 기다리는 것이 더 이상 필요하지 않다.
본 발명의 다른 특별한 특징 및 이점은, 비-제한적인 예로서 제공되고 첨부 도면을 참조해서 작성되는, 후술하는 설명에서 명확하게 나타날 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 구현을 위한 코딩 디바이스를 나타낸다.
설명되는 예에서, 제1 인트라 코딩 패스는, 화상 기간의 지연을 생성하면서, 화상별로 이루어진다. 선택된 인트라 모드는 화상의 각각의 매크로블록과 관련된다. 유사하게, 움직임 추정이 완전한 화상에 대해 이루어지는데, 생성된 움직임 벡터 필드는 움직임 벡터를 화상의 각각의 매크로블록과 관련시킨다.
화상 시퀀스가 도면에 도시되지 않은 시퀀스의 전처리 회로에 의해 처리되는데, 이 회로는 특히, 화상 그룹 또는 GOP로의 구조화와, 각 화상 유형(I, P, B)의 선택 즉, 인트라, 예상된 또는 지연된 예측의, 또는 양방향의 화상에 대한 선택과, 화상의 재순서화를 수행한다. 비디오 시퀀스의 각 소스 화상은, 재순서화 이후, 도 3에 나타나는 디바이스의 입력부로 송신되는데, 입력부는 제1 패스 인트라 코딩 회로(참조 번호 1)에, 지연 및 화상-블록-으로-변환 회로(참조 번호 2)에, 그리고 움직임 추정 회로(참조 번호 3)에 연결된다.
제1 패스 인트라 코딩 회로(1)는 I, P, 또는 B 유형인, 수신된 비디오 화상 의 블록의 인트라 모드에서 코딩 동작을 수행한다. 이전에 설명된 바와 같이, 다양한 16 ×16 인트라 및 4 ×4 인트라 코딩 모드가 그에 따라 각각의 매크로블록에 대해 테스트되며, 코딩된 매크로블록의 왜곡 및 코딩 비용을 고려하는 비용/품질 요인 기능을 기초로 해서, 회로가 매크로블록에 대해 16 ×16 인트라 모드, 또는 각각의 매크로블록의 블록에 대해 4 ×4 인트라 모드를 선택한다.
움직임 추정 회로(3)가 제1 입력부 상에서 소스 화상을 수신하고 제2 입력부 상의 재구축된 화상 메모리(11)로부터 재구축된 화상을 수신한다. 이는 소스 화상의 매크로블록의 블록을 재구축된 화상의 블록과 상관시키기 위한 계산에 대응하는 화상의 매크로블록 움직임 벡터 각각과 관련 있다. 이는 코딩될 화상의 유형에 따라 이전 또는 다음 화상, 또는 둘의 조합일 수 있다. 관련 움직임 벡터는 매크로블록의 블록으로의 다양한 분할에 대응한다; 이는 예컨대 매크로블록을 구성하는 16 ×16, 16 ×8, 8 ×8 등의 크기 블록의 상관으로부터 발생하는 벡터이다.
제1 패스 인트라 코딩 동안에 선택된 인트라 코딩 모드에 대한 정보가 매크로블록 레벨의 코딩 결정 회로(참조 번호 4)로 송신된다. 이 회로의 기능은 P 또는 B 유형의 상이한 화상의 매크로블록에 대해, 선택된 인트라 코딩 모드와 인터-유형 코드 모드 사이에서, 선택하는 것이다.
지연 및 화상-블록-으로-변환 회로(참조 번호 2)는 제1 패스 인트라 코딩 동안에 각 화상을 저장한다. 이에 따라 지연된 화상은 또한 매크로블록 및 블록으로 분할된다. 매크로블록은 매크로블록 레벨의 코딩 결정 회로(4)로 송신된다. 동일하게, 그리고 종래 방식으로, 코딩될 매크로블록의 각각의 4 ×4 소스 블록이, 제2 입력부 상에서, 대응하는 예측된 블록을 수신하는, 감산기(5)로 송신된다. 예측 에러 블록이라고도 불리는, 감산기의 출력부의 4 ×4 휘도 블록이 정수 및 양자화 이산 코사인 변환 또는 DCT(참조번호 6)으로 송신되어, 양자화된 계수 블록 또는 나머지값 블록을 제공하고, 계속해서, 양자화된 그리고 순차화된 값의 엔트로피 코딩(entropic coding)을 수행하는 엔트로피 코딩 회로(7)와 디바이스의 출력부의 버퍼 메모리(8)로 송신된다. 버퍼 메모리(8)의 필레이트(fill rate)가, 코더의 데이터 스트림의 속도를 조절하도록 양자화기(6)의 양자화 단계 상에서 작용하는, 조절 회로(9)에 의해 사용된다.
인터 모드가 매크로블록 레벨(4)의 코딩 결정 회로(4)에 의해 선택될 때, 이 회로는 움직임 보상 회로(10)의 출력부를 감산기(5)에 연결하도록 스위치(17)를 위치시킨다. 움직임 보상 회로는, 매크로블록 레벨의 코딩 결정 회로에 의해 송신된 이터 코딩 모드를 기초로 그리고 매크로블록을 위한 움직임 추정 회로에 의해 송신된 움직임 벡터를 기초로, 재구축된 화상 메모리(11)로부터, 이 또는 이들 움직임 벡터에 대응하는 재구성된 화상 블록 또는 블록들을 취해, 감산기의 제2 입력부로 송신될 예측된 4 ×4 블록을 계산하는데, 처리된 매크로블록의 4 ×4에 대응하는 예측된 화상 블록은 감산기의 제1 입력부에 존재한다.
인트라 모드가 매크로블록 레벨(4)의 코딩 결정 회로(4)에 의해 선택될 때, 이 회로는 공간 보상 회로(16)의 출력부를 감산기(5)에 연결하도록 스위치(17)를 위치시킨다. 감산기의 제1 입력부 상에 존재하는 처리된 매크로블록의 4 ×4 블록에 대응하는 예측된 화상 블록이 이후 감산기의 제2 입력부로 보내진다. 공간 보상 회로(16)가 매크로블록 행 메모리(15)로부터, 선택된 인트라 코딩 모드에 의해 정의된 예측된 블록에 대응하는 픽셀의 휘도 값을 취하는데, 이 모드는 매크로블록 레벨의 코딩 결정 회로(4)에 의해 송신된다.
이산 및 양자화 코사인 변환 회로(6)의 출력부의 양자화된 계수 블록이 또한 역 양자화 및 역 이산 코사인 변환 회로(참조 번호 12)로 송신되어, 휘도 블록을 공급한다. 예측된 블록이 가산기(13)를 이용해 이 블록에 더해진다. 이에 따라 재구축된 블록이, 매크로블록의 최종 행을 저장하는, 매크로블록 행 메모리(15)로 송신된다. 이는 또한 블록 효과를 감쇠시키는 필터(14)로도 송신된다. 필터링된 블록 이 재구축된 화상 메모리(11)에 저장된다.
제1 패스 인트라 코딩 회로(1)가 이러한 인트라 코딩 패스 동안에, 상이한 모델 상에서, 예컨대, 실제 코딩(이는 "후천적" 모델임) 상에서, 또는 비용/왜곡 쌍의 추정(이는 "선험적" 모델임) 상에서, 최적의 인트라 모드의 선택을 할 수 있다.
제1 경우에, 제1 패스 인트라 코딩 회로의 인트라 모드 결정 모듈이 9개의 가능한 4 ×4 인트라 모드와 4개의 16 ×16 인트라 모드를 사용해서 각각의 4 ×4 블록의 완전한 코딩을 수행한다. 매크로블록의 각 블록의 각각의 4 ×4 인트라 모드에 대해, 코딩 비용이 왜곡으로서, 소스 블록과 재구축된 블록 사이의 차이의 기능으로서 계산된다. 최적의 비용/왜곡의 절충안에 대응하는 모드가 매크로블록의 각 블록에 대해 선택된다. 선택된 4 ×4 인트라 모드의 조합에 대응하는 광역 매크로블록 레벨의 코딩 비용 및 코딩 왜곡이 이후 16 ×16 인트라 모드에 대한 비용 및 왜곡과 비교된다. 이 모듈은 따라서 블록 세트로 구성되는데, 이 블록의 기능은 도 4에 대해서 나중에 설명되는 바와 같이, 다양한 인트라 코딩 동작, 특히, 감산기, 나머지값을 공급하기 위한 DCT 계산 회로 및 양자화기, 역 DCT 및 양자화 회로, 블록을 재구축하기 위한 가산기, 메모리, 예측된 블록을 산정하기 위한 움직임 보상을 수행한다.
제2 경우(선험적 모델)에서, 인트라 모드 결정 모듈이 그 자체로, 예측 에러를 기초로 해서, 재구축된 블록의 보상을 수행하지 않고도 코딩/왜곡 비용을 추정하는 것을 만족시킨다. 이러한 솔루션은 AVC 표준 벤치마크 모델에 제안되어 있다. 예측 값은 재구축된 블록으로부터가 아니라 소스 블록으로부터 추출된다. 예컨대, SATD(절대 변환 차이 합) 기능이 사용된다. 다양한 4 ×4 및 16 ×16 인트라 코딩 모드가, 매크로블록을 구성하는 4 ×4 블록의 각각에 대해, 이 모드에 대응하는 예측된 휘도를 소스 휘도로부터 감산함으로써 예측 에러를 제공하도록 사용된다. 예측 에러 블록의 하다마드 변환(Hadamard transform)이 이후, 절대값으로 합산되는, 나머지값 또는 계수를 제공한다. 예측 에러의 제곱을 합산하는 것도 또한 가능하다. 획득된 합은 제1 근사치로서, 왜곡을 나타낸다. 비용의 계산은, 계수 코딩 비용을 고려하지 않고, 구문, 즉, 매크로블록의 헤더의 계산으로 제한될 수 있다. 이 모듈은 특히, 감산기, 및 변환 계산 회로를 포함한다.
제1 인트라 코딩 패스내의 인트라 코딩 모드의 선택에 있어서, 매크로블록 레벨의 코딩 결정 회로(4)에 의해 수행되는, 최적의 인터/인트라 코딩 모드의 선택이 실제 코딩 또는 비용/왜곡 쌍의 추정치를 기초로 할 수 있다.
제1 경우(실제 코딩)에서, 회로는 인터 및 인트라 코딩 비용을 계산하기 위해 사용되는 이전에 설명된 모든 블록 따라서, 매크로블록의 예측된 블록 및 나머지값을 포함한다. 이는 특히, 가산기, DCT 계산 회로, 양자화기, 역 DCT 및 양자화 회로, 블록 및 매크로블록을 재구축하기 위한 가산기, 예측된 블록을 산정하기 위한 움직임 보상을 수반한다. 인트라 모드에 대해 더욱 구체적으로, 정확한 계산이 필요한 경우, 예측 블록의 계산이 사실상 필요한데, 그 이유는 이 블록 및 선택된 인트라 모드에 대해 제1 패스 동안에 계산되는 예측 블록과 상이하기 때문이다. 제1 패스 인트라 모드는 순수한 인트라 코딩을 수행하는데, 즉, 화상의 모든 매크로 블록이 인트라 모드에서 코딩된다. 매크로블록 레벨의 코딩 결정 회로에 의해 선택되는 효과적인 코딩 모드는 인터 또는 인트라 모드일 수 있으며, 따라서, 인트라 모드의 계산을 위한 예측 값이 인터 모드에서 코딩되는 매크로블록으로부터, 따라서 제1 패스 동안에 계산되는 값과 상이한 재구축된 값으로부터, 발생한다는 것이 완벽하게 가능하다.
제2 경우(추정된 값)에서, 비용 및 왜곡이 단순히 구문의 비용에 대해 그리고 소스 블록과 예측 블록 사이의 차이에 대해 각각 추정될 수 있다. 그러나, 간략화된 아키텍쳐를 허용하는 변형예에서, 인트라 모드에 대해, 왜곡의 추정이, 재구축된 블록의 예측 값이 아니라 소스 블록의 예측 값을 사용해서, 선택된 인트라 모드에 대해 제1 패스 인트라 코딩 회로에 의해 계산되는 비용/왜곡 정보를 사용해서 수행될 수 있다.
"후천적" 모델에 따른 제1 패스 인트라 코딩 회로(1)가 이제 도 4의 도움으로 설명될 것이다.
회로의 입력이 소스 화상에 의해 공급된다. 화상 블록 변환 회로가, 이산 코사인 변환 및 양자화 회로(23)를 공급하는, 감산기 회로(22)에 4 ×4 화소 치수 블록을 공급한다. 이 회로는 엔트로피 코딩 회로(24)에 그리고 역 양자화 및 역 변환 회로(25)에 연결된다. 예측된 블록이 감산기(22)의 제2 입력부로 송신된다. 역 양자화 및 역 이산 코사인 변환 회로(25)가 회로(23)의 역 동작을 수행한다. 가산기(26)가 제1 입력부 상의 회로(25)로부터 발생하는 코딩되고 디코딩된 블록과 제2 입력부 상의 예측된 블록을 수신하여 그의 출력에서 재구축된 인트라 블록을 공급 한다.
이 인트라 화상 블록이 매크로블록 행 메모리(27)에 저장된다. 공간 보상 회로(28)가, 매크로블록의 인트라 코딩 결정 회로(참조 번호 21)로부터 수신된 테스트될 인트라 코딩 모드에 따라, 메모리(27)로부터, 감산기(22)의 제2 입력부 상에 존재하는 예측된 블록의 계산을 위해, 감산기 회로(22)의 제1 입력부 상에 있는 테스트될 블록의 예측 값을 취한다. 인트라 코딩 결정 회로(21)는 매크로블록 레벨로 다양한 인트라 코딩 모드를 검토한다. 이는 엔트로피 코딩 회로로부터, 구문을 기초로 해서 코딩하는 비용을 계산하는 것을 가능하게 하는 데이터 스트림을 수신한다.
설명된 움직임 추정은 제1 패스 인트라 코딩 동안에 완전한 화상에 대해 수행된다. 매크로블록의 코딩 동안에, 매크로블록별로, 더욱 종래적으로 이러한 움직임 추정을 수행하도록 할 수 있다.
유사하게, 이전 설명에 따라, 제1 패스 인트라가 화상별로 수행된다. 매크로블록 행별로 이러한 제1 패스를 수행하도록 할 수 있다. 사용된 표준이 화상으로 하여금 매크로블록 쌍으로 나누어질 수 있게 하는 경우, 예컨대, 문서 ITU-T Rec. H.264(2002E)의 제목이 "매크로블록 어드레스 산정"인 문단 6.3에 기술된 바와 같이, 제1 패스처리는 이후 두 개의 매크로블록 행에 의해 수행된다. 제1 패스라고도 불리는, 이러한 프로세스에 의해 야기되는 지연은 이후 완전한 화상이 아니라 하나의 또는 두 개의 매크로블록 행에 대응한다. 지연 회로(2)는 코딩될 현재의 화상 즉, 제1 패스에 대한 처리 또는 사전 분석 동안에 코딩될 매크로블록 행 또는 행들 을 저장할 수 있게 한다. 지연은 따라서 본 예에서 하나 또는 두 개의 매크로블록 행의 화상의 지속기간에 대응한다. 매크로블록 행 또는 행들의 화상을 저장하는 동안에, 이전 행 또는 행들의 이전 화상의 효과적인 코딩이 수행되며, 코딩은 매크로블록 레벨의 코딩 결정 단계를 포함한다.
매크로블록을 화상 블록으로 나누는 것이 4 ×4 화소 치수의 블록에 대해 설명되어 왔다. 인트라 모드의 정의에서, 매크로블록을 다른 치수의 블록으로 임의로 나누는 것은 본 발명의 분야의 일부를 형성하며, 매크로블록의 가능한 인트라 모드의 수(이 수는 매크로블록을 구성하는 블록의 인트라 모드의 가능한 조합의 수와 적어도 동일함)로서 값을 늘리는 것으로 본 발명은 확대한다. 물론 또한 매크로블록의, 상호간에 상이한 크기의 블록으로의 분할에 대응하는 모드를 고려하는 것이 예견될 수 있다. MPEG4-AVC 표준은, 설명된 9개의 4 ×4 인트라 예측 모드와 유사한 방식의 8 ×8 치수의 블록의 코딩을 허용하는, "하이 프로파일(high profile)"로 불리는 프로파일을 제안한다.
예시적인 실시예에 따르면, 소스 화상이, 화상 매크로블록으로 나누어지며, 매크로블록은 MPEG 표준에 정의되어 있다. 이는 물론 예를 수반하고 본 발명은 화상을 화상 블록으로 임의의 형태로 나누는 것에 동일하게 적용하는데, 매크로블록은 이때 더욱 일반적으로 즉, 블록 세트로서 고려되어야 하며, 각 블록은 특정 인트라 코딩 모드의 주제일 수 있고, 이 블록 조합이 매크로블록의 인트라 코딩 모드를 정의한다.
방법의 사용으로 인한 코딩 품질의 손실이 측정되어 있다. 이 손실은 결정 프로세스를 평행하게 하고(parallelize), 인트라 예측의 계산을 위한 매크로블록과 그 환경 사이에 존재하는 제한 인과 링크를 적당한 곳에서 삭제하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 분야는 움직임 보상과 공간 보상의 사용을 기초로 하는 코딩 방식 분야이다. 특히, 본 발명은 표준 TV 화상의 실시간 코딩을 위한 제품 개발을 허용하는 "하드웨어" 아키텍쳐와 MPEG4-AVC 표준을 포함한다.
제안된 방법은 프로덕트 스트림(product stream)의 무결성(integrity)을 포함하지 않는데, 그 이유는 코딩 그 자체가 아닌 코딩 모드를 선택하는 프로세스에 영향을 미치기 때문이다. 특히, 인트라 코딩 모드가 인터/인트라 결정 프로세스에서 최종 선택되는 경우, 매크로블록 또는 블록이, 표준에 따르기 위해 인접한, 이전에 코딩된 그리고 디코딩된 화소를 사용해서 코딩될 것이다.
본 발명에 의하면, 종래의 인트라 코딩 결정에서 나타나는 계산 복잡도뿐만 아니라, 인과(causality) 문제를 해결할 수 있다.

Claims (9)

  1. 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법으로서, 상이한 인트라 코딩 모드들 및 상이한 인터 코딩 모드들이 사용되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법에 있어서,
    - 현재 화상을 화상 매크로블록으로 변환하는 단계,
    - 원래의 화상 데이터를 사용하여 매크로블록 레벨의 현재 화상의 제1 패스 인트라 코딩 단계로서, 이에 의해, 이용 가능한 인트라 코딩 모드들 중 특정 인트라 코딩 모드를 각각의 매크로블록에 대해 사전 선택하고, 현재 화상의 블록들의 공간 보상을 사용하는 특정 인트라 코딩 모드가 각각의 블록에 할당되는 여러 블록들로 매크로블록이 분할되는, 제1 패스 인트라 코딩 단계,
    - 매크로블록 레벨의 현재 화상의 제2 패스 코딩 단계로서, 이에 의해, 재구축된 화상 데이터가 사용되고, 비용 또는 품질 요인 기준에 따라, 현재 매크로블록의 여러 블록들로의 분할에 의존하고, 예측된 블록 값들과, 상기 예측된 블록 값과 실제 블록 값들 사이에서 코딩될 대응하는 나머지 에러들의 계산을 위해 하나 이상의 사전 코딩된 화상들에서 블록들의 움직임 보상을 사용하여, 상기 사전 선택된 인트라 코딩 모드 및 상기 이용 가능한 인터 코딩 모드들 중 적어도 하나의 코딩 모드가 현재 매크로블록에 대해 선택되는, 제2 패스 코딩 단계를 포함하고,
    현재 매크로블록에 대한 인트라 코딩 모드의 상기 사전 선택은 이전 매크로블록에 대한 제2 패스 코딩 모드 선택 동안에 수행되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    이전 매크로블록은 이전 화상에 속하고, 현재 매크로블록은 현재 화상에 속하며, 현재 화상은 이전 화상의 매크로블록의 제2 패스 코딩 동안에 저장되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    이전 매크로블록은 현재 화상의 매크로블록의 이전 행에 속하고, 현재 매크로블록은 매크로블록의 현재 행에 속하며, 매크로블록의 현재 행은 이전 행의 매크로블록의 제2 패스 코딩 동안에 저장되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    사전 선택 단계는 화상의 매크로블록의 상이한 크기의 블록으로의 하나 이상의 분할을 포함하며, 상기 상이한 크기의 블록 상에서 공간 보상이 예측된 블록값과 실제 블록값 사이에서 코딩될 나머지 에러의 계산을 위해 수행되고, 매크로블록을 코딩하는 비용은 매크로블록을 구성하는 블록을 코딩하는 비용의 합인, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    인트라 모드는 화소의 선택에 관련되고, 상기 화소 값에 기초하여 예측된 값이 계산되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    블록의 인트라 모드는 H.264 표준에 정의된 16 ×16 및 4 ×4 인트라 모드인, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    현재 매크로블록의 현재 블록에 대한 인트라 코딩 모드의 비용 또는 품질 요인은, 인트라 코딩 모드가 현재 매크로블록의 현재 블록에 대해 선택될 때 제2 패스 코딩에 따라 상기 현재 블록의 코딩을 수행함으로써 획득되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    현재 매크로블록의 현재 블록에 대한 인트라 코딩 모드의 비용 또는 품질 요인은, 인트라 모드에 따라 코딩된 데이터에 대한 스트림의 구문과, 코딩될 소스 블록과 인트라 모드에 따라 예측된 블록 사이의 차이에 기초하여 추정을 수행함으로써 획득되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 방법.
  9. 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 디바이스로서, 상이한 인트라 코딩 모드들 및 상이한 인터 코딩 모드들이 사용되고, 현재 화상이 화상 매크로블록으로 변환되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 디바이스에 있어서,
    - 원래의 화상 데이터를 사용하여 매크로블록 레벨의 현재 화상의 인트라 코딩을 수행하는 제1 패스 인트라 코딩 회로로서, 이에 의해, 이용 가능한 인트라 코딩 모드들 중 특정 인트라 코딩 모드를 각각의 매크로블록에 대해 사전 선택하고, 현재 화상의 블록들의 공간 보상을 사용하는 특정 인트라 코딩 모드가 각각의 블록에 할당되는 여러 블록들로 매크로블록이 분할되는, 제1 패스 인트라 코딩 회로,
    - 제1 패스 동안에 현재 화상 또는 그 일부를 저장하는 메모리,
    - 메모리에 의해 송신된 매크로블록 레벨의 현재 화상 또는 그 일부의 코딩을 수행하는 제2 패스 코딩 회로로서, 이에 의해, 재구축된 화상 데이터가 사용되고, 비용 또는 품질 요인 기준에 따라, 현재 매크로블록의 여러 블록들로의 분할에 의존하고, 예측된 블록 값들과, 상기 예측된 블록 값과 실제 블록 값들 사이에서 코딩될 대응하는 나머지 에러들의 계산을 위해 하나 이상의 사전 코딩된 화상들에서 블록들의 움직임 보상을 사용하여, 상기 사전 선택된 인트라 코딩 모드 및 상기 이용 가능한 인터 코딩 모드들 중 적어도 하나의 코딩 모드가 현재 매크로블록에 대해 선택되는, 제2 패스 코딩 회로를 포함하고,
    현재 매크로블록에 대한 인트라 코딩 모드의 상기 사전 선택은 제2 패스 코딩 모드 선택 동안에 이전 매크로블록에 대해 수행되는, 인터 코딩 모드 또는 인트라 코딩 모드에서 비디오 화상 시퀀스를 코딩하는 디바이스.
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