KR101261526B1 - 영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

영상의 레지듀 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명은 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분들 영상에 있어서 입력 영상과 예측 영상의 차이인 레지듀 사이의 상관 관계(correlation)를 이용하여 어느 하나의 색 성분 영상의 레지듀로부터 다른 색 성분 영상의 레지듀를 예측함으로써 부호화 효율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

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 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3의 레지듀 생성부(320)의 구성을 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6a는 G 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록, 도 6b는 B 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록, 도 6c는 R 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록을 나타낸 도면이다.
도 7a는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 8×8 레지듀 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 4×4 레지듀 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분들 영상에 있어서 입력 영상과 예측 영상의 차이인 레지듀 사이의 상관 관계(correlation)를 이용하여 어느 하나의 색 성분 영상의 레지듀로부터 다른 색 성분 영상의 레지듀를 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 샘플 링(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) 또는 인터-플레인 예측(Inter-Plane Prediction)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 영상의 레지듀 사이의 상관 관계를 고려하여 RGB 중 어느 하나의 색 성분 영상의 레지듀로부터 다른 색 성분의 레지듀를 예측함으로써 부호화 효율을 향상시키는 영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 영상의 부호화 방법은 (a) 입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차에 해당하는 제 1 레지듀 블록들을 생성하는 단계; (b) 상기 복수 개의 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들 중 소정의 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 부호화하는 단계; (c) 상기 부호화된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원하는 단계; (d) 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 제 2 레지듀 블록을 생성하는 단계; (e) 상기 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 상기 예측된 제 2 레지듀 블록의 차이를 계산하여 제 3 레지듀 블록을 생성하는 단계; 및 (f) 상기 생성된 제 3 레지듀 블록을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상의 부호화 장치는 입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 입력 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성하는 예측 화소 블록 생성부; 상기 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 상기 입력 화소 블록과 상기 예측 화소 블록의 차에 해당하는 제 1 레지듀 블록들을 생성하고, 상기 제 1 레지듀 블록들 중 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 제 2 레지듀 블록을 생성하며, 상기 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록의 차이에 해당하는 상기 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 생성하는 레지듀 생성부; 및 상기 생성된 레지듀 블록을 부호화하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상의 복호화 방법은 (a) 상기 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차이에 해당하는 제 1 레지듀 블록, 및 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 예측된 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 상기 나머지 색 성분 영상의 입력 화소 블록의 차이에 해당하는 제 3 레지듀 블록을 구비하는 비트스트림을 수신하는 단계; (b) 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 복호화하는 단계; (c) 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 상기 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 단계; (d) 상기 생성된 제 2 레지듀 블록과 상기 복호화된 제 3 레지듀 블록을 더하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원하는 단계; 및 (e) 상기 복수 개의 색 성분 영상 각각의 예측 화소 블록과 상기 복수 개의 색 성분 각각의 제 1 레지듀 블록을 더하여 상기 각각의 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상의 복호화 장치는 상기 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차이에 해당하는 제 1 레지듀 블록, 및 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 예측된 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 상기 나머지 색 성분 영상의 입력 화소 블록의 차이에 해당하는 제 3 레지듀 블록을 구비하는 비트스트림 을 수신하고, 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 복호화하는 복호화부; 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 상기 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하고, 상기 생성된 제 2 레지듀 블록과 상기 복호화된 제 3 레지듀 블록을 더하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원하는 레지듀 생성부; 및 상기 복수 개의 색 성분 영상 각각의 예측 화소 블록과 상기 복수 개의 색 성분 각각의 제 1 레지듀 블록을 더하여 상기 각각의 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 복원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어를 정의하기로 한다. 레지듀(residue)라 함은 원 입력 영상과 예측 영상의 차이를 말한다. 입력 영상이 R(Red), G(Green) 및 B(Blue)의 세 가지 색 성분 영상을 포함하고 있을 때, 각 색 성분 영상의 레지듀 값(ΔR, ΔG, ΔB)은 다음의 수학식 1과 같이 표현한다.
Figure 112006047944468-pat00001
수학식 1에서 R, G, B는 입력 영상의 각 색 성분별 영상을 나타내고, Rp, Gp, Bp는 R,G,B 입력 영상의 예측 영상을 나타낸다.
제 1 레지듀 블록은 각 색 성분 영상의 소정 크기의 입력 화소 블록에 대한 예측 부호화를 수행하여 생성된 예측 화소 블록과 상기 입력 화소 블록의 차이를 나타낸다. 즉, 제 1 레지듀 블록은 일반적으로 영상 처리 분야에서 레지듀 블록으로 표현되는 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차이에 해당하는 블록을 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어서는 소정의 예측 레지듀 블록 및 레지듀 블록 사이의 차에 해당하는 레지듀 블록과 구별하기 위하여 일반적으로 레지듀 블록이라 표현되는 블록을 제 1 레지듀 블록으로 정의한다.
제 2 레지듀 블록은 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 따라서 소정의 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록으로부터 예측된 나머지 색 성분 영상의 예측 레지듀 블록을 나타낸다.
제 3 레지듀 블록은 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록의 차이에 해당하는 블록을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 1c는 각각 하나의 컬러 영상을 구성하는 RGB 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. 또한, RGB의 각 색 성분별로 시간상 또는 공간상 예측 부호화를 수행할 때 생성되는 레지듀의 경우 색 성분 영상 사이에서 높은 상관 관계를 갖는다. 따라서, 복수 개의 색 성분 영상들의 레지듀 사이의 상관 관계를 이용하여 각 레지듀 사이의 중복되는 정보를 제거하여 압축 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
이러한 사실을 이용하여, 본 발명은 복수 개의 색 성분 영상의 레지듀 중 소정의 제 1 색 성분 영상의 레지듀로부터 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하고, 나머지 색 성분 영상의 레지듀는 종래와 같이 레지듀 전체를 부호화하는 대신에 예측된 레지듀와의 차이만을 부호화하는 부호화 방법 및 장치, 이와 같은 부호화 방법에 의하여 부호화된 컬러 영상의 비트스트림을 복호화하는 방법 및 장치를 제공한다.
이하 RGB 4:4:4 영역에서 본 발명에 따른 영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 현재 프레임 내 하나의 매크로 블록을 부호화하는 경우를 중심으로 설명한다. 또한, 설명의 편의상 G 색 성분 영상, B 색 성분 영상, R 색 성분 영상의 순서로 부호화되는 경우를 가정한다. 그러나, 색 성분 영상의 부호화 순서는 상기 예에 한정되지 않고 얼마든지 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타 낸 블록도이다. 이하에서는 H.264 규격에 따른 영상 부호화 장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 레지듀 코딩을 수행하는 다른 영상 부호화 장치에도 적용가능하다.
도 3을 참조하면, 영상 부호화 장치(300)는 예측 화소 블록 생성부(310), 레지듀 생성부(230), 변환/양자화부(330), 엔트로피 부호화부(340), 역양자화/역변환부(350) 및 복원부(360)를 포함한다.
예측 화소 블록 생성부(310)는 입력 영상의 각 색 성분 영상에 대해서 소정 크기의 입력 화소 블록 단위로 인트라 또는 인터 예측을 수행하여 예측 화소 블록을 생성한다. 여기서, 인트라 또는 인터 예측은 H.264 규격 등에 개시된 예측 방식이 그대로 적용될 수도 있고 다른 변형된 형태의 인트라 또는 인터 예측 방식이 적용될 수도 있다.
레지듀 생성부(320)는 각 색 성분 영상의 입력 화소 블록과 예측 화소 블록 생성부(310)에서 생성된 각 색 성분 영상의 예측 화소 블록의 차이를 계산하여 각 색 성분 영상 별로 제 1 레지듀 블록들을 생성하고, 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들 중 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 제 2 레지듀 블록을 생성하며, 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록의 차이에 해당하는 제 3 레지듀 블록을 생성한다.
도 4는 도 3의 레지듀 생성부(320)의 구성을 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 레지듀 생성부(320)는 제 1 레지듀 블록 생성부(321), 제 2 레지듀 블록 생성부(322) 및 제 3 레지듀 블록 생성부(323)를 구비한다.
제 1 레지듀 블록 생성부(321)는 각 색 성분 영상 별로 입력 화소 블록과 예측 화소 블록 생성부(310)에서 생성된 예측 화소 블록의 차이를 계산함으로써 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들을 생성한다. 예를 들어, 제 1 레지듀 생성부(320)는 RGB 색 성분 영상 각각에 대해서 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차이를 계산함으로써 G 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들, B 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들 및 R 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들을 생성한다.
제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들 중에서 소정의 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 레지듀 블록을 예측함으로써 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성한다.
전술한 바와 같이 컬러 영상을 구성하는 색 성분 영상들의 레지듀는 서로 상관 관계를 갖으며, 이를 1차 함수로 선형 모델링할 수 있다. 제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 선형적인 모델링 과정을 통해 생성된 예측자(predictor)를 이용하여 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 레지듀 값을 매개 변수로 하여 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측함으로써 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성한다. 예를 들어, 제 1 색 성분 영상을 G 색 성분 영상이라고 하면, 제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 변환/양자화부(330)에 의하여 변환 및 양자화된 다음 다시 역양자화/역변환부(350)에 의하여 역양자화 및 역변환되어 복원된 G 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영 상의 레지듀 블록을 예측함으로써 B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상 각각의 제 2 레지듀 블록을 생성한다. 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 레지듀 블록을 예측하기 위한 선형 모델링 과정의 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
제 3 레지듀 블록 생성부(323)는 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록의 차이를 계산하여 제 3 레지듀 블록을 생성한다.
레지듀 생성부(320)에 의하여 생성된 각 색 성분 영상의 레지듀 블록들 중에서 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록은 전술한 바와 같이, 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화되지만, 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록은 그대로 부호화되는 것이 아니라 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록의 차이값인 제 3 레지듀 블록이 부호화된다. 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록은 원 레지듀 블록에 해당하는 제 1 레지듀 블록에 비하여 그 크기가 줄어들게 되므로, 나머지 색 성분 영상의 레지듀 블록에 할당되어야 할 비트량을 감소시키게 되어서 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
변환/양자화부(330) 및 엔트로피 부호화부(340)는 레지듀 생성부(320)에서 생성된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 및 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 출력한다. 변환 방식은 직교변환 부호화 방식이 적용된다. 직교 변환 부호화 방식 중에서 많이 사용되는 방식은 고속 푸리에 변환(FFT), 이산 코사인 변환(DCT: Discrete Cosine Transform), 카루넨 루베 변환(KLT), 하다마르 변환(Hadamard transform), 경사 변 환(slant transform) 등이 있다.
역양자화/역변환부(350)는 레지듀 생성부(320)에서 나머지 색 성분 영상의 예측 레지듀 블록인 제 2 레지듀 블록을 생성하기 위해, 상기 변환/양자화부(330)에서 변환 및 양자화된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 역양자화 및 역변환한다.
복원부(360)는 예측 화소 블록 생성부(310)에서 생성된 각 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 더하여 각 색 성분 영상의 화소 블록을 복원한다. 여기서, 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록은 레지듀 생성부(320)에서 생성된 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 그대로 이용하거나, 레지듀 생성부(320)에서 생성된 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 역양자화/역변환부(350)에 의하여 복원된 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 더한 값을 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록으로서 이용할 수 있다. 복원부(360)에서 복원된 각 색 성분 영상의 화소 블록은 다른 화소 블록의 예측 부호화를 위해 예측 화소 블록 생성부(310)로 입력된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 동작 및 영상 부호화 방법에 대하여 설명한다.
단계 510에서, 제 1 레지듀 블록 생성부(321)는 입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 소정 크기의 입력 화소 블록과 예측 화소 블록 생성부(310)에서 생성된 각 색 성분 영상의 예측 화소 블록의 차이를 계산하여 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 생성한다.
단계 520에서, 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 중에서 소정의 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화하여 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 부호화한다.
단계 530에서, 변환 및 양자화된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 다시 역양자화 및 역변환하여 복원한다.
단계 540에서, 2 레지듀 블록 생성부(322)는 복원된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성한다. 이하에서는 입력 영상에 RGB의 세 가지 색 성분 영상이 포함되며, G 색 성분 영상, B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상의 순서로 각 색 성분 영상의 레지듀를 부호화한다고 가정하였을 때, G 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 예측하는 과정을 구체적으로 설명한다.
도 6a는 G 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록, 도 6b는 B 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록, 도 6c는 R 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록을 나타낸 도면이다. 여기서, gi,j, bi,j, ri,j는 각각 G, B, R 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록에서 i번째 행 및 j번째 열에 위치한 제 1 레지듀 값을 나타낸다. 또한, 도 6a 내지 도 6c 각각에서 해칭으로 표시된 레지듀들은 현재 레지듀 블록 이전에 처리된 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들을 나타낸다.
복원된 G 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 레지듀 값을
Figure 112006047944468-pat00002
, 상기
Figure 112006047944468-pat00003
에 대응되는 B 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 레지듀의 예측값을
Figure 112006047944468-pat00004
, a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 나타내기로 한다. 제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 복원된 G 색 성분 영상의 레지듀 블록과 B 색 성분 영상의 레지듀 블록의 상관 관계를 다음의 수학식 2와 같이 1차 함수로 모델링한다. 그리고, 제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 G 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 레지듀 값(
Figure 112006047944468-pat00005
)을 매개 변수로 하여 B 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 내의 레지듀들의 예측 레지듀 값(
Figure 112006047944468-pat00006
)을 생성한다.
Figure 112006047944468-pat00007
전술한 바와 같이, 수학식 2를 통해 얻어진 B 색 성분 영상의 예측 레지듀 값들로 구성된 레지듀 블록을 B 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록으로 정의한다. 수학식 2를 통해 얻어진 B 색 성분 영상의 예측 레지듀 값들, 즉 제 2 레지듀 블록의 레지듀 값들은 -255와 255 사이의 정수값으로 클리핑(clipping)된다. 상기 a 및 b의 값은 화소의 위치 (i,j)에 따라서 변경될 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 소정의 블록 내에서 상수값을 갖는 경우를 고려한다.
상기 a 및 b의 값은 다음의 수학식 3 및 4과 같이 G 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록과 B 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들을 이용한 소정의 함수값으로 결정될 수 있다.
Figure 112006047944468-pat00008
Figure 112006047944468-pat00009
상기 a 및 b는 다양한 형태로 정의될 수 있다. 일 예로, G 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록 및 대응되는 B 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록의 레지듀 쌍(pair)에 대해 통계 분야에서 많이 이용되는 선형 회귀(linear regression) 모델을 적용하여 수학식 2를 만족하는 a 및 b의 값을 결정할 수 있다.
다른 예로서, a 및 b는 G 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀값들을 수학식 2에 대입함으로써 예측된 B 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 레지듀 값들과 B 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들과의 차이가 최소가 되도록 하는 값으로 결정될 수 있다. 또 다른 예로서 a는 1, b는 다음의 수학식 5와 같이 B 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들과 G 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들 사이의 차이의 평균으로 정의할 수 있다.
Figure 112006047944468-pat00010
전술한 실시예에서는 a 및 b의 값의 결정시 현재 레지듀 블록에 인접한 복원된 주변 레지듀 블록의 레지듀 값을 이용하였다. a 및 b의 값의 결정시 이용되는 주변 레지듀 블록의 레지듀 값들은 현재 레지듀 블록의 상측 또는 좌측에 인접한 레지듀 값 이외에 더 많은 또는 더 적은 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들이 이용될 수 있다.
도 7a는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 8×8 레지듀 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에서 4×4 레지듀 블록의 처리 순서를 나타낸 도면이다.
제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 16×16 레지듀 블록을 8×8 레지듀 블록 또는 4×4 레지듀 블록으로 분할하여 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성할 수 있다.
도 8a를 참조하면, B 색 성분 영상의 레지듀 블록을 8×8 블록 단위로 처리하는 경우, 4개의 B 색 성분 영상의 8×8 레지듀 블록들은 좌에서 우, 위에서 아래 방향의 순서로 순차적으로 예측된다. 블록 크기만 달라졌을 뿐, 전술한 B 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록의 레지듀 값을 예측하는 과정과 유사하게 수학식 2를 통해 B 색 성분 영상의 8×8 제 1 레지듀 블록 내의 각 레지듀 값들을 예측할 수 있다. 일 예로, a는 1, b는 다음의 수학식 8과 같이 B 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들과 G 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들 사이의 차이의 평균으로 정의할 수 있다.
Figure 112006047944468-pat00011
도 8b를 참조하면, B 색 성분 영상의 레지듀 블록을 4×4 블록 단위로 처리하는 경우, 16개의 B 색 성분 4×4 레지듀 블록들은 좌에서 우, 위에서 아래 방향의 순서로 순차적으로 예측된다. B 색 성분 영상의 각 4×4 레지듀 블록의 레지듀값들은 전술한 B 색 성분 영상의 16×16 제 1 레지듀 블록 또는 8×8 제 1 레지듀 블록을 예측하여 제 2 레지듀 블록을 생성하는 과정과 유사하게 수학식 2를 통해 예측될 수 있다. 일 예로, 수학식 2에서 a는 1로 설정하고, b는 다음의 수학식 10과 같이 B 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들과 G 색 성분 영상의 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들 사이의 차이의 평균으로 정의할 수 있다.
Figure 112006047944468-pat00012
전술한 다양한 방식을 통해 수학식 2의 a 및 b의 값이 결정되면, 수학식 2에 G 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 레지듀 값들을 대입하여, B 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성할 수 있다.
이와 같이, B 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 생성은 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 레지듀 블록의 예측이 이루어질 수 있다.
다음, R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 레지듀 값들은 전술한 B 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 생성 과정과 유사하게 G 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 레지듀 값을 이용하여 예측될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 단계 540에서 나머지 색 성분 영상, 즉 B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록이 생성되면, 단계 550에서 제 3 레지듀 블록 생성부(323)는 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록 의 차이를 계산하여 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 생성한다. 예를 들어, 제 3 레지듀 블록 생성부(323)는 B 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록으로부터 B 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 빼서 B 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 생성하고, R 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록으로부터 R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 빼서 R 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 생성한다.
단계 560에서, 나머지 색 성분 영상의 각 제 3 레지듀 블록을 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 출력한다.
한편, 제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록 을 생성할 때, 복원된 G 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하는 대신에 이전에 처리된 B 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성할 수 있다. 즉, B 색 성분 영상의 복원된 제 3 레지듀 블록과 G 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록으로부터 예측된 B 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 더하여 B 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원한 다음, 전술한 B 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 생성 과정과 유사하게 B 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성할 수 있다.
구체적으로, 복원된 B 색 성분 영상의 화소 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 복원된 레지듀 값을
Figure 112006047944468-pat00013
, 상기
Figure 112006047944468-pat00014
에 대응되는 R 색 성분 영상의 레지듀 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 레지듀의 예측값을
Figure 112006047944468-pat00015
, c는 소정의 가중치, d는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 제 2 레지듀 블록 생성부(322)는 다음의 수학식 11에 복원된 B 색 성분 영상의 레지듀 값을 대입하여 대응되는 R 색 성분 영상의 레지듀 값을 예측한다.
Figure 112006047944468-pat00016
상기 c 및 d의 값은 상기 a 및 b의 값과 유사하게 결정될 수 있다. 수학식 11을 통해 얻어진 R 색 성분 영상의 예측 레지듀 값들(
Figure 112006047944468-pat00017
)로 구성된 레지듀 블록은 R 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 구성하게 된다. 제 3 레지듀 블록 생성부(323)는 R 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록의 차이를 계산하여 제 3 레지듀 블록을 생성한다.
전술한 본 발명의 영상 부호화 방법에 따라 부호화된 컬러 영상의 비트스트림에는 소정의 제 1 색 성분의 부호화된 제 1 레지듀 블록 정보 및 나머지 색 성분의 제 3 레지듀 블록 정보가 구비된다. 또한, 부호화된 비트스트림에는 제 2 레지듀 블록의 생성시 이용되는 예측자 정보, 예를 들어 수학식 2의 a 및 b의 값 또는 수학식 11의 c 및 d의 값이 구비되는 것이 바람직하다. 그러나, 복원된 주변 화소 블록 정보를 이용하여 a 및 b의 값 또는 c 및 d의 값 등을 생성하는 경우 복호기에서도 부호기와 동일한 방법으로 사용하면, 별도로 a 및 b의 값 또는 c 및 d의 값 등을 비트스트림에 포함할 필요는 없다.
복호화단에서는 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복호화하여 제 1 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 더하여 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원할 수 있으며, 나머지 색 성분 영상의 복호화시에는 이전에 복호화된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 예측된 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 복호화된 제 3 레지듀 블록과 더함으로써 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복호화한 다음, 복호화된 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 나머지 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 더함으로써 나머지 색 성분 영상의 화소 블록 을 복원할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복호화 장치(800)는 엔트로피 복호화부(810), 역양자화/역변환부(820), 레지듀 생성부(830), 예측 화소 블록 생성부(840) 및 복원부(850)를 포함한다.
엔트로피 복호화부(810)는 비트스트림을 수신하여 엔트로피 복호화하고, 역양자화/역변환부(820)는 역양자화 및 역변환을 수행하여 각 색 성분 영상의 레지듀 정보, 움직임 벡터 정보 및 예측 모드 정보 등을 추출한다.
본 발명에 따라서 부호화된 컬러 영상의 비트스트림에 구비된 레지듀 정보에는 제 1 색 성분 영상의 부호화된 제 1 레지듀 블록 정보 및 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록 정보가 구비되는 것이 바람직하다. 또한 예측 모드 정보에는 본 발명에 따라 부호화된 비트스트림을 나타내는 소정의 신택스, 및 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 예측하기 위하여 제 2 레지듀 블록을 생성하는 데 이용된 예측자 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어 전술한 수학식 2 및 11의 상수값이 예측자 정보로서 포함될 수 있다.
예측 화소 블록 생성부(840)는 비트스트림에 구비된 예측 모드 정보에 따라서 각 색 성분 영상의 소정 크기 화소 블록에 대한 예측 화소 블록을 생성한다. 즉, 예측 화소 블록 생성부(840)는 현재 화소 블록의 예측 모드에 따라서 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하여 현재 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성한다.
레지듀 생성부(830)는 역양자화/역변환부(820)에서 출력되는 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성한다. 여기서, 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 생성 과정은 도 4의 제 2 레지듀 블록 생성부(322)에서 수행되는 제 2 레지듀 블록의 생성 과정과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 레지듀 생성부(830)는 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록이 생성되면, 생성된 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 복호화된 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 더함으로써 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복호화한다. 만약 제 3 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록이 복원된 제 2 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 예측된 경우, 레지듀 생성부(830)는 복원된 제 2 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 레지듀 값들을 수학식 11에 대입함으로써 제 3 색 성분 화소 블록의 제 2 레지듀 블록을 생성한 다음, 생성된 제 2 레지듀 블록과 복호화된 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 더함으로써 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복호화한다.
복원부(850)는 생성된 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 예측 화소 블록 생성부(840)에서 생성된 나머지 색 성분 영상의 예측 화소 블록을 더하여 나머지 색 성분 영상의 화소 블록을 복원한다. 제 1 색 성분 영상의 경우 별도의 제 2 레지듀 블록의 예측 과정 없이, 비트스트림에 구비된 제 1 레지듀 블록을 복호화한 다음 예측 화소 블록 생성부(840)에서 생성된 제 1 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 더함으로써 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복호화할 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9를 참조하면, 단계 910에서 비트스트림에 구비된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 및 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 복호화한다.
단계 920에서, 복호화된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 수학식 2에 복호화된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록의 레지듀 값을 대입함으로써 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성할 수 있다.
단계 930에서, 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 나머지 색 성분 영상의 복호화된 제 3 레지듀 블록을 더하여 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원한다.
단계 940에서, 각 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 복원된 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀를 더하여 각 색 성분 영상의 화소 블록을 복원한다. 이와 같은 과정을 하나의 프레임을 구성하는 모든 화소 블록에 대하여 수행함으로써 각 색 성분 영상을 복호화할 수 있다.
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 영상들의 레지듀 성분 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 (26)

  1. 영상의 부호화 방법에 있어서,
    (a) 입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차에 해당하는 제 1 레지듀 블록들을 생성하는 단계;
    (b) 상기 복수 개의 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록들 중 소정의 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 부호화하는 단계;
    (c) 상기 부호화된 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원하는 단계;
    (d) 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 대응되는 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 제 2 레지듀 블록을 생성하는 단계;
    (e) 상기 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록과 상기 예측된 제 2 레지듀 블록의 차이를 계산하여 제 3 레지듀 블록을 생성하는 단계; 및
    (f) 상기 생성된 제 3 레지듀 블록을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 색 성분 영상은
    R(Red) 색 성분 영상, G(Green) 색 성분 영상 및 B(Blue) 색 성분 영상인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    (a1) 상기 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 소정 크기의 블록 단위로 인터 예측 또는 인트라 예측 중 하나를 수행하여 각 색 성분 영상의 입력 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성하는 단계; 및
    (a2) 상기 생성된 각 색 성분 영상의 예측 화소 블록과 상기 각 색 성분 영상의 입력 화소 블록의 차이를 계산하여 상기 각 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 크기를 i×j(i,j는 정수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00018
    , 상기
    Figure 112006047944468-pat00019
    에 대응되는 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 예측 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00020
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006047944468-pat00021
    을 이용하여 상기 예측 레지듀 값
    Figure 112006047944468-pat00022
    를 계산함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록을 이용한 선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록의 레지듀 값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    (d1) 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 레지듀 블록을 이용하여 제 2 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 단계;
    (d2) 상기 제 2 색 성분 영상의 복원된 레지듀 블록을 이용하여 제 3 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  8. 영상의 부호화 장치에 있어서,
    입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 입력 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성하는 예측 화소 블록 생성부;
    상기 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 상기 입력 화소 블록과 상기 예측 화소 블록의 차에 해당하는 제 1 레지듀 블록들을 생성하고, 상기 제 1 레지듀 블록들 중 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 제 2 레지듀 블록을 생성하며, 상기 제 1 레지듀 블록과 제 2 레지듀 블록의 차이에 해당하는 상기 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 생성하는 레지듀 생성부; 및
    상기 생성된 레지듀 블록을 부호화하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 색 성분 영상은
    R(Red) 색 성분 영상, G(Green) 색 성분 영상 및 B(Blue) 색 성분 영상인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 예측 화소 블록 생성부는
    상기 복수 개의 색 성분 영상 각각에 대해서 인터 예측 또는 인트라 예측 중 하나를 수행하여 각 색 성분 영상의 입력 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 레지듀 생성부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 크기를 i×j(i,j는 정 수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 제 1 레지듀 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00023
    , 상기
    Figure 112006047944468-pat00024
    에 대응되는 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 예측 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00025
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006047944468-pat00026
    을 이용하여 상기 예측 레지듀 값
    Figure 112006047944468-pat00027
    를 계산함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록을 이용한 선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 나머지 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록의 레지듀 값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 레지듀 생성부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복원된 레지듀 블록을 이용하여 제 2 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하며, 상기 제 2 색 성분 영상의 복원된 레지듀 블록을 이용하여 제 3 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  15. 영상의 복호화 방법에 있어서,
    (a) 상기 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차이에 해당하는 제 1 레지듀 블록, 및 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 예측된 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 상기 나머지 색 성분 영상의 입력 화소 블록의 차이에 해당하는 제 3 레지듀 블록을 구비하는 비트스트림을 수신하는 단계;
    (b) 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 복호화하는 단계;
    (c) 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 상기 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 단계;
    (d) 상기 생성된 제 2 레지듀 블록과 상기 복호화된 제 3 레지듀 블록을 더하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원하는 단계; 및
    (e) 상기 복수 개의 색 성분 영상 각각의 예측 화소 블록과 상기 복수 개의 색 성분 각각의 제 1 레지듀 블록을 더하여 상기 각각의 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 색 성분 영상은
    R(Red) 색 성분 영상, G(Green) 색 성분 영상 및 B(Blue) 색 성분 영상인 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록의 크기를 i×j(i,j는 정수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00028
    , 상기
    Figure 112006047944468-pat00029
    에 대응되는 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 예측 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00030
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006047944468-pat00031
    을 이용하여 상기 예측 레지듀 값
    Figure 112006047944468-pat00032
    를 계산함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록을 이용한 선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록의 레지듀 값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 레지듀 블록을 이용하여 제 2 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하며, 상기 제 2 색 성분 영상의 복호화된 레지듀 블록을 이용하여 제 3 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  21. 영상의 복호화 장치에 있어서,
    상기 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 제 1 색 성분 영상의 입력 화소 블록과 예측 화소 블록의 차이에 해당하는 제 1 레지듀 블록, 및 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 이용하여 예측된 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록과 상기 나머지 색 성분 영상의 입력 화소 블록의 차이에 해당하는 제 3 레지듀 블록을 구비하는 비트스트림을 수신하고, 상기 제 1 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 제 3 레지듀 블록을 복호화하는 복호화부;
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록을 이용하여 상기 나머지 색 성분 영상의 레지듀를 예측하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하고, 상기 생성된 제 2 레지듀 블록과 상기 복호화된 제 3 레지듀 블록을 더하여 상기 나머지 색 성분 영상의 제 1 레지듀 블록을 복원하는 레지듀 생성부; 및
    상기 복수 개의 색 성분 영상 각각의 예측 화소 블록과 상기 복수 개의 색 성분 각각의 제 1 레지듀 블록을 더하여 상기 각각의 색 성분 영상의 화소 블록을 복원하는 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 색 성분 영상은
    R(Red) 색 성분 영상, G(Green) 색 성분 영상 및 B(Blue) 색 성분 영상인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 레지듀 생성부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록의 크기를 i×j(i,j는 정수), 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 제 1 레지듀 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00033
    , 상기
    Figure 112006047944468-pat00034
    에 대응되는 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록의 예측 레지듀 값을
    Figure 112006047944468-pat00035
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식;
    Figure 112006047944468-pat00036
    을 이용하여 상기 예측 레지듀 값
    Figure 112006047944468-pat00037
    를 계산함으로써 상기 나머지 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록 및 상기 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록을 이용한 선형 회귀(linear regression) 모델에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 a는 1이며, 상기 b는 상기 나머지 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록의 레지듀 값들과 상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 주변 레지듀 블록의 복원된 레지듀 값들 사이의 차이의 평균인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  26. 제 21항에 있어서, 상기 레지듀 생성부는
    상기 제 1 색 성분 영상의 복호화된 레지듀 블록을 이용하여 제 2 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하며, 상기 제 2 색 성분 영상의 복호화된 레지듀 블록을 이용하여 제 3 색 성분 영상의 제 2 레지듀 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
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