KR101366249B1 - 스케일러블 영상 부호화장치 및 방법과 그 영상 복호화장치및 방법 - Google Patents

스케일러블 영상 부호화장치 및 방법과 그 영상 복호화장치및 방법 Download PDF

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Abstract

확장비트의 영상을 부호화하여 적어도 두개의 계층으로 나누어진 스케일러블 비트스트림을 생성하는 스케일러블 영상 부호화방법에 있어서, 상기 스케일러블 비트스트림은 확장계층 식별자; 기본계층의 양자화레벨을 부호화한 결과와 기본 양자화계수를 포함하는 기본계층 비트스트림; 및 확장계층의 양자화레벨과 상기 기본계층의 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 보정 양자화레벨간의 레지듀 데이터를 부호화한 결과와, 기본비트와 상기 확장비트간의 비트깊이 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 확장계층 비트스트림으로 이루어진다.

Description

스케일러블 영상 부호화장치 및 방법과 그 영상 복호화장치 및 방법 {Scalable video encoding apparatus and method and scalable video decoding apparatus and method}
도 1은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치 및 스케일러블 영상 복호화장치의 개념을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림의 신택스의 일예를 나타내는 도면,
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 각 기본계층 혹은 확장계층에 포함되는 정보의 예를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치에서 확장계층 식별자를 싣기 위한 구간으로 스타트 코드의 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부호화장치와 복호화장치에 있어서 계층간 혹은 계층내 예측방법을 설명하는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부호화장치와 복호화장치에 있어서 계층간 혹은 계층내 예측방법을 설명하는 도면, 및
도 11은 본 발명에 따른 스케일러블 비트스트림을 복호화하기 위한 기존의 VC-1 디코더의 구성을 나타낸 블럭도이다.
본 발명은 스케일러블 영상 부호화장치 및 방법과 영상 복호화장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비트깊이(bit-depth)가 제1 비트인 디코더에서 복호화가 가능하도록 비트깊이를 제1 비트에서부터 제2 비트로 변경시켜 부호화하기 위한 스케일러블 영상 부호화장치 및 방법과 그 스케일러블 영상 복호화장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 비디오 코덱에 있어서, 예를 들어 비트깊이가 확장된 엔코더에서 비트깊이를 제1 비트 즉, 8 비트에서부터 제2 비트, 예를 들면 10 비트로 확장시켜 부호화할 경우, 비트깊이가 제1 비트인 기본 디코더 예를 들면, VC-1 디코더는 비트깊이가 확장된 엔코더로부터 생성되는 비트스트림을 읽어들여 재생하는 것이 불 가능하다. 근래 들어, 이와 같이 고정된 비트깊이 뿐만 아니라, 다양한 비트깊이로 부호화된 비트스트림을 VC-1 디코더에서도 복원할 수 있도록 하는 순방향 호환성(forward compatibility)이 보장되는 비디오 코덱에 대한 개발의 필요성이 크게 대두되고 있다.
즉, 순방향 호환성이 보장되지 않는 새로운 비디오 코덱은 기본 비디오 코덱만 갖는 단말기를 지원하는 것이 어려우므로 서로 다른 사양을 갖는 단말기 간의 콘텐츠 재사용 등이 불가능해진다. 또한, 이미 구축해 놓은 비디오 코덱 시장을 극복해야 하므로 새로운 비디오 코덱이 시장에서 자리를 잡기까지 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비트깊이가 제1 비트인 디코더와 순방향 호환성을 유지하면서, 비트깊이를 제1 비트에서부터 제2 비트로 확장시켜 부호화하기 위한 스케일러블 영상 부호화장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 비트깊이가 제1 비트인 엔코더와 역방향 호환성을 유지하면서, 비트깊이를 제1 비트에서부터 제2 비트로 확장시켜 부호화함으로써 얻어지는 비트스트림을 복호화하기 위한 스케일러블 영상 복호화장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은 확장비트의 영상을 부호화하여 적어도 두개의 계층으로 나누어진 스케일러블 비트스트림을 생성하는 스케일러블 영상 부호화장치에 있어서, 기본계층의 양자화레벨을 부호화한 결과와 기본 양자화계수를 포함하는 기본계층 비트스트림을 생성하는 기본계층 손실 부호화부; 확장계층의 양자화레벨과 상기 기본계층의 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 보정 양자화레벨간의 레지듀 데이터를 부호화한 결과와, 기본비트와 상기 확장비트간의 비트깊이 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 확장계층 비트스트림을 생성하는 확장계층 손실 부호화부; 및 상기 기본계층 비트스트림 및 상기 확장계층 비트스트림을 결합하고 확장계층 식별자를 포함하여 스케일러블 비트스트림을 생성하는 비트스트림 결합부를 포함하여 이루어진다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은 확장비트의 영상을 부호화하여 적어도 두개의 계층으로 나누어진 스케일러블 비트스트림을 생성하는 스케일러블 영상 부호화방법에 있어서, 상기 스케일러블 비트스트림은 확장계층 식별자; 기본계층의 양자화레벨을 부호화한 결과와 기본 양자화계수를 포함하는 기본계층 비트스트림; 및 확장계층의 양자화레벨과 상기 기본계층의 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 보정 양자화레벨간의 레지듀 데이터를 부호화한 결과와, 기본비트와 상기 확장비트간의 비트깊이 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 확장계층 비트스트림으로 이루어진다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영상 복호화장치는 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 확장계층 식별자 검사부; 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하는 기본계층 복호화부; 및 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트 림의 기본계층 비트스트림으로부터 기본계층의 복원된 양자화레벨을 구하고, 상기 기본계층의 복원된 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 복원된 보정 양자화레벨을 상기 확장계층의 복원된 양자화레벨에 가산한 결과를 복호화하여 확장비트 복원영상을 생성하는 확장계층 복호화부를 포함하여 이루어진다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영상 복호화장치는 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 확장계층 식별자 검사부; 및 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하고, 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트림중 기본계층 비트스트림을 추출하여 상기 기본비트로 복호화하여 상기 기본비트 복원영상을 생성하는 기본계층 복호화부를 포함하여 이루어진다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영상 복호화방법은 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 단계; 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하는 단계; 및 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트림의 기본계층 비트스트림으로부터 기본계층의 복원된 양자화레벨을 구하고, 상기 기본계층의 복원된 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 복원된 보정 양자화레벨을 상기 확장계층의 복원된 양자화레벨에 가산한 결과를 복호화하여 확장비트 복원영상을 생성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영상 복호화방법은 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 단계; 및 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하고, 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트림중 기본계층 비트스트림을 추출하여 상기 기본비트로 복호화하여 상기 기본비트 복원영상을 생성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 스케일러블 영상 부호화방법 및 영상 복호화방법은 바람직하게는 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치 및 스케일러블 영상 복호화장치의 개념을 설명하기 위한 것으로서, 엔코더 파트는 기본 엔코더의 역할을 하는 제1 엔코더(113)와 개선된 엔코더의 역할을 하는 제2 엔코더(117)를 예를 들고, 디코더 파트는 기본 디코더의 역할을 하며 제1 엔코더(113)에 대응되는 제1 디코더(153)와, 개선된 디코더의 역할을 하며 제2 엔코더(117)에 대응되는 제2 디코더(157)를 예를 들기로 한다. 일실시예에서, 제1 엔코더(113)는 제1 비트의 비트깊이에 따른 비트스트림을 생성하고, 제2 엔코더(117)는 제1 비트의 비트깊이를 지 원하면서, 제2 비트의 비트깊이에 따른 스케일러블 비트스트림을 생성한다.
설명의 편의를 위하여, 제1 비트는 8 비트, 제2 비트는 10 비트를 예로 들기로 한다. 이에 따르면, 제1 엔코더(113)의 일예로서 8 비트의 비트깊이를 갖는VC-1 엔코더가, 제2 디코더(153)의 일예로서 VC-1 디코더가 채택될 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1 엔코더(113)에서 생성된 비트스트림(131)은 제1 디코더(153) 뿐만 아니라 제2 디코더(157)에서 복호화가 수행될 수 있다. 제2 엔코더(117)에서 생성된 스케일러블 비트스트림(137)은 제2 디코더(157)에서 복호화가 수행될 수 있으며, 제1 디코더(153)에서는 스케일러블 비트스트림에 포함된 확장계층 비트스트림을 무시한 상태에서 기본계층 비트스트림에 대하여 복호화가 수행될 수 있다. 이와 같은 순방향 호환성(forward compatability)을 제공할 수 있는 제2 엔코더(117)가 본 발명의 스케일러블 영상 부호화장치에 해당하고, 역방향 호환성(backward compatability)을 제공할 수 있는 제2 디코더(157)가 본 발명의 스케일러블 영상 복호화장치에 해당한다.
도 2는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림의 신택스의 일예를 나타내는 것으로서, 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림으로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 스케일러블 비트스트림은 구체적으로 기본계층(base layer) 시퀀스 레벨(211), 확장계층(enhancement layer) 시퀀스 레벨(213), 기본계층 GOP(Group Of Pictures) 레벨(215), 확장계층 GOP 레벨(217), 확장계층 픽쳐 레벨(219), 기본계층 픽쳐 레벨(221), 기본계층 픽쳐데이터(223), 및 확장계층 픽쳐 데이터(225)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 확장계층 픽쳐 레벨(219)이 기본계층 픽쳐 레벨(221)의 앞에 위치하고 있으나, 확장계층 픽쳐 레벨(219)이 기본계층 픽쳐 헤더(221)의 뒤에 위치하는 것도 가능하다.
기본계층과 관련된 정보(211,215,221,223)는 제1 엔코더(113)와 제2 엔코더(117)로부터 얻어지고, 확장계층과 관련된 정보(213,217,219,225)는 제2 엔코더(117)로부터 얻어진다. 여기서, 시퀀스는 적어도 하나 이상의 부호화된 픽쳐들 혹은 적어도 하나 이상의 GOP들로 구성된다. GOP는 적어도 하나 이상의 부호화된 픽쳐들로 구성되며, VC-1 비디오 코덱의 경우 엔트리 포인트(entry-point)가 사용될 수도 있다. 여기서, 각 GOP에서 첫번째 픽쳐는 랜덤 억세스를 제공할 수 있다. 한편, 픽쳐는 매크로블럭들로 분해되고, 영상 포맷이 4:2:0인 경우 각 매크로블럭은 4개의 휘도블럭과 2개의 색차블럭으로 이루어진다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 각 기본계층 혹은 확장계층에 포함되는 정보의 예를 보여주는 것으로서, 도 3a는 확장계층 시퀀스 레벨(213)에 포함되는 정보로서 확장계층에서 제공할 수 있는 부가 프로파일 및 레벨 정보(311), 확장계층에서 지원할 수 있는 비트깊이 정보(313)를 포함한다. 여기서, 영상 포맷 정보(315)는 하나로 고정된 경우 혹은 기본계층 시퀀스 레벨(211)에서 정의하는 것이 가능할 경우 확장계층 시퀀스 레벨(213)에 포함시키지 않아도 무방하다. 도 3b는 확장계층 픽쳐 레벨(219)에 포함되는 정보로서, 기본계층에서는 표현하지 못하는 확장계층의 나머지 비트깊이를 나타내기 위한 확장지수(Refined QP, 이하 R이라 칭함)를 포함한다.
도 3c는 기본계층 픽쳐 레벨(221)에 포함되는 정보로서, 제1 엔코더(113)의 기본 양자화계수를 포함한다. 도 3d는 확장계층 픽쳐 데이터 영역(225)에 포함되는 정보로서, 기본계층의 양자화레벨로부터 예측부호화를 통해 얻어지는 확장계층의 양자화레벨의 레지듀 데이터를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림에 있어서 확장계층 식별자를 포함하여 확장계층과 관련된 정보를 싣기 위한 영역을 설명하기 위한 것이다. 제1 엔코더(113)가 VC-1 엔코더인 경우 일실시예에서는 4 바이트 단위의 스타트 코드(start code)를 사용한다. VC-1 엔코더의 경우 스타트 코드는 어드밴스트 프로파일(Advanced profile) 이상에서 지원될 수 있다. 한편, 스타트 코드는 각 레벨의 헤더에 첫번째 영역에 포함될 수 있다.
도 4를 참조하여 일실시예로 사용된 VC-1의 스타트 코드에서 확장계층과 관련된 정보를 싣는 과정을 설명하기로 한다. 스타트 코드에 있어서 서픽스(suffix)에 정의되는 BDU(Bitstream Data Unit) 타입 중에서 미래의 사용을 위하여 예약된 예비영역(reserved area, 451,452,453,454)을 확장계층과 관련된 정보를 담기 위하여 사용한다. 여기서, BDU는 동일한 계층 레벨에 있는 다른 정보와는 독립적으로 파싱될 수 있는 압축 데이터 단위를 의미하며, 예를 들면 시퀀스 헤더, 엔트리 포인트 헤더, 부호화된 픽쳐 혹은 슬라이스일 수 있다. 스타트 코드의 서픽스에 정의되는 BDU 타입 중 금지영역(422) 이외의 나머지 영역들(411~421)은 기본계층과 관련된 정보를 담기 위한 것이다. 여기서, 스타트 코드는 일예에 불과하며, 비트스트림의 구성요소 중 다른 부분을 사용할 수도 있다.
한편, 확장계층은 시퀀스 레벨, GOP(Group Of Pictures) 레벨, 프레임 레벨, 필드 레벨 및 슬라이스 레벨을 포함한다. 확장계층의 정보는 일실시예에서 제2 예비영역(452) 및 제4 예비영역(454) 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x09' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x40'에 확장계층의 시퀀스 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x08' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3F'에 확장계층의 GOP 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x07' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3E'에 확장계층의 프레임 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x06' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3D'에 확장계층의 필드 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x06' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3C'에 확장계층의 데이터에 대한 헤더에 확장 색차 데이터를 위한 스타트 코드가 포함된다. 이를 보다 세부적으로 설명하면 다음과 같다.
제2 예비영역(452) 중 '0x09'에 정의되는 확장계층 시퀀스 레벨에 대한 헤더의 스타트 코드에 포함시킬 수 있는 정보로는, 기본계층 이외에 확장계층에 의해 달성할 수 있는 부가적인 프로파일 및 레벨 정보, 및 비트깊이 정보를 들 수 있다. 구체적으로 기본계층의 시퀀스 레벨에서는 프로파일은 2 비트로 정의되며, '3'은 어드밴스드 프로파일을, '0-2'은 예비영역을 나타낸다. 한편, 레벨은 3 비트로 정의되며, '000'은 AP@LO, '001'은 AP@L1, '010'은 AP@L2, '011'은 AP@L3, '100'은 AP@L4, '101-111'은 예비영역을 나타낸다. 확장계층에 의해 달성될 수 있는 비트 깊이 정보는 "N - 8"(여기서, N은 확장계층의 비트깊이)의 값으로 나타낼 수 있으며, 기본계층에 대응하는 제1 엔코더(도 1의 113)의 비트깊이에 따라서 8 이외의 값을 사용할 수 있다. 한편, 확장계층에 대한 정보로는 변경된 영상포맷 정보가 포함될 수 있는데, 영상포맷 정보는 기본계층의 시퀀스 레벨에 포함되는 변수, 예를 들면 VC-1 엔코더인 경우 'COLORDIFF' 변수를 활용하여 나타내거나, 제2 예비영역(452) 중 '0x09'에 포함시킬 수 있다. 즉, 기본계층의 변수를 활용할 경우 확장계층에서는 변경되는 영상포맷 정보를 별도로 전송할 필요가 없다. 'COLORDIFF' 변수의 예를 살펴보면, '1'은 4:2:0 영상포맷을 정의하는데 사용하고, '2'와 '3'은 예비영역으로 지정되어 있으므로 바람직하게는 4:2:2 영상포맷과 4:4:4 영상포맷을 정의하는데 사용할 수 있다. 한편, 확장계층에 대한 정보로서, 부가적인 HRD(Hypothetical Reference Decoder) 변수가 포함될 수 있다. HRD 변수는 가상 비디오 버퍼 변수로서, 디코더에서 버퍼 운용을 위하여 참고하는 변수이다.
제2 예비영역(452) 중 '0x08'에 정의되는 확장계층 GOP 레벨에 대한 헤더의 스타트 코드는 비트깊이 혹은 영상 포맷이 GOP 단위로 변경되지 않는 경우에는 불필요하므로 예비영역으로 지정되고, 비트깊이 혹은 영상 포맷이 GOP 단위로 변경되는 경우 필요로 한다.
제2 예비영역(452) 중 '0x07' 및 '0x06'에 정의되는 확장계층의 픽쳐 레벨 즉, 프레임 레벨 및 필드 레벨의 헤더에 대한 스타트 코드는 순차(progressive) 주사 혹은 비월(interlaced) 주사에 따라서 기본계층에서는 표현하지 못하는 확장계층의 나머지 비트깊이를 나타내기 위한 확장지수(R)를 포함하며, 일실시예에서는 제1 엔코더(113)의 비트깊이가 8 비트인 경우 'N-8'(여기서, N은 제2 엔코더(117)의 비트깊이를 나타낸다)에 대한 확장지수(R)의 값을 정의한다. 이 경우는 픽쳐 단위로 확장지수(R)를 사용하므로 픽쳐 레벨에 포함시키는 것이나, 다른 실시예에 따르면 슬라이스 단위로 확장지수(R)를 사용하는 경우에는 슬라이스 레벨에, 매크로블럭 단위로 확장지수(R)를 사용하는 경우에는 매크로블럭 레벨에, 블럭 단위로 확장지수(R)를 사용하는 경우에는 블럭 레벨에 포함시킨다. 각 슬라이스, 각 매크로블럭 혹은 각 블럭에 대한 확장지수(R)를 산출하기 위해서는 후술하는 픽쳐 레벨의 확장지수(R)를 산출하는 과정을 적용할 수 있다.
제2 예비영역(452) 중 '0x05'에 정의되는 확장계층의 데이터의 헤더에 대한 스타트 코드는 기본계층과 비교하여 확장계층의 영상포맷이 변경되지 않는 경우 불필요하므로 예비영역으로 지정된다. 즉, 기본계층과 확장계층의 영상포맷이 4:2:0으로 동일한 경우, 하나의 매크로블럭을 이루는 4개의 휘도블럭과 2개의 색차블럭에 대한 데이터는 기본계층에서 전송된다. 한편, 기본계층과 확장계층의 영상포맷이 서로 다른 경우, 예를 들어 기본계층의 영상포맷이 4:2:0이고 확장계층의 영상포맷이 4:2:2이거나, 기본계층의 영상포맷이 4:2:0이고 확장계층의 영상포맷이 4:4:4인 경우 4개의 휘도블럭과 2개의 색차블럭에 대한 데이터를 기본계층에서 전송하는 것과 동시에 확장계층에서는 변경된 영상포맷을 지원할 수 있도록 영상포맷에 대응하는 차이 색차블럭에 대한 데이터를 전송한다. 한편, 4개의 휘도블럭에 대한 데이터는 영상포맷에 상관없이 동일하므로 확장계층에서 별도의 데이터를 전송할 필요는 없다.
한편, 상기 확장계층과 관련된 정보는 도 4에 기재된 스타트 코드에 제한되지 않으며, 시퀀스레벨, GOP 레벨, 픽쳐 레벨, 매크로블럭 레벨, 블럭 레벨에서 미래의 사용을 위해 남겨둔 예비영역(reserved area)에 포함될 수 있다. 또한, 비트스트림을 전송하기 위하여 영상 비트스트림을 페이로드(payload)로 하고, 이를 패키징하는 시스템 계층이나, 네트워크 프로토콜의 다양한 계층에 다양한 형태로 확장계층 식별자를 포함할 수도 있다.
이하, 제1 실시예에 따라서 비트깊이를 확장하여 스케일러블 비트스트림을 얻는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
제1 엔코더(113)가 8 비트 엔코더이고, 제2 엔코더(117)가 N 비트 엔코더를 예로 들면, 제2 엔코더(117)로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림에 포함되는 확장계층 비트스트림의 픽쳐레벨의 스타트 코드는 제1 엔코더(113)에서 표현하지 못하는 비트깊이의 나머지 부분을 표현하기 위하여 사용된다. 먼저, 비트깊이가 N 비트인 경우 확장 양자화계수를 QPN이라 하고, 비트깊이가 8 비트인 경우 기본 양자화계수를 QP8이라 한다. N 비트 원영상 즉, 비트깊이가 N 비트인 원영상을 8 비트 비디오 코덱 즉, 비트깊이가 8 비트인 비디오 코덱에서 부호화한다면 두 양자화 계수간에는 다음 수학식 1과 같은 관계가 성립한다.
Figure 112007047405247-pat00001
즉, N 비트 원영상을 확장 양자화계수 QPN 로 양자화한 결과와 8 비트 원영 상을 기본 양자화계수 QP8 로 양자화한 결과는 서로 다이나믹 레인지가 같아야 한다. 그 이유는 비디오 코덱의 특별한 변경없이 기존의 방식으로 N 비트 원영상을 부호화 및 복호화할 수 있기 때문이다. 그러나, 이 경우 N 비트 원영상으로부터 복원되는 영상의 품질이 8 비트 원영상으로부터 복원되는 영상의 품질과 차이가 없어지므로 높은 명암비(contrast ratio)를 제공하는 N 비트 원영상의 장점이 없어진다.
이를 개선하기 위하여, N 비트 원영상의 경우 기본 양자화계수 QP8, 및 확장지수(R)를 사용하여 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 확장 양자화계수 QPN 혹은 기본 양자화계수 QP8은 VC-1 엔코더의 경우 'PQINDEX"로부터 유도된다.
Figure 112007047405247-pat00002
상기 수학식 2에 의하여 확장지수(R)는 다음 수학식 2에 의해 구해질 수 있다.
Figure 112007047405247-pat00003
N 비트 원영상을 수학식 1의 양자화 계수를 이용하여 양자화한 데이터는 기본계층의 비트스트림을 형성하고, 수학식 2의 양자화 계수를 이용하여 양자화한 데 이터는 확장계층의 비트스트림을 형성하고, 두개의 비트스트림에 확장계층 식별자를 포함시켜 스케일러블 비트스트림을 생성한다. 이와 같은 스케일러블 비트스트림은 기존의 8 비트 디코더 뿐만 아니라 N 비트 디코더에서 모두 복호화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 구성을 보여주는 블럭도로서, 제1 레지듀 영상 생성부(510), 제1 변환부(520), 제1 기본계층 손실 부호화부(530), 제1 확장계층 손실 부호화부(540), 및 제1 비트스트림 결합부(550)를 포함하여 이루어진다. 제1 레지듀 영상 생성부(510)는 제1 감산부(511), 제1 역양자화부(513), 제1 역변환부(515), 제1 가산부(517), 및 제1 예측부(519)로 이루어진다. 제1 기본계층 손실 부호화부(530)는 제1 양자화부(531) 및 제1 엔트로피 부호화부(533)으로 이루어지고, 제1 확장계층 손실 부호화부(540)는 제2 양자화부(541), 제1 승산부(543), 제2 감산부(545), 및 제2 엔트로피 부호화부(547)으로 이루어진다.
도 5를 참조하면, 제1 레지듀 영상 생성부(510)는 N 비트 참조영상의 시/공간상 예측에 의해 얻어지는 N 비트 복원영상과 N 비트 원영상간의 레지듀 영상을 생성한다. 이와 같은 레지듀 영상 생성을 위해서는 공지된 다양한 영상 압축에 사용되는 프로세스를 사용하므로 세부적인 설명은 생략한다.
제1 변환부(520)는 제1 레지듀 영상 생성부(510)로부터 제공되는 레지듀 영상을 변환하여 변환계수를 생성한다. 일예로서, DCT를 사용한다.
제1 기본계층 손실 부호화부(530)는 제1 변환부(520)로부터 제공되는 변환계 수에 대하여 수학식 1의 기본 양자화계수로 양자화하고, 기본계층의 양자화된 변환계수 즉, 양자화레벨을 엔트로피 부호화하여 기본계층 비트스트림을 생성한다. 구체적으로, 변환계수를 coef라 하면, 기본계층의 양자화 레벨(LEVEL8)은 다음 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007047405247-pat00004
수학식 4로부터 얻어지는 기본계층의 양자화 레벨(LEVEL8)은 기존의 8비트 비디오 코덱에서 복원될 수 있도록 그대로 엔트로피 부호화한다.
제1 확장계층 손실 부호화부(540)는 제1 변환부(520)로부터 제공되는 변환계수에 대하여 수학식 2의 확장 양자화계수로 양자화하고, 확장계층의 양자화된 변환계수 즉, 양자화레벨을 엔트로피 부호화하여 확장계층 비트스트림을 생성한다. 구체적으로, 변환계수를 coef라 하면, 확장계층의 양자화 레벨(LEVELN)은 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007047405247-pat00005
수학식 5로부터 얻어지는 확장계층의 양자화 레벨(LEVELN)은 그대로 엔트로 피 부호화하지 않고, 기본계층의 양자화 레벨(LEVEL8)로부터 예측 부호화를 수행하여 얻어지는 양자화레벨의 레지듀 데이터를 엔트로피 부호화한다. 즉, 기본계층의 양자화 레벨(LEVEL8)과 확장계층의 양자화 레벨(LEVELN)은 매우 유사하므로, 제1 승산부(543)와 제2 감산부(545)를 통하여 기본계층의 양자화 레벨(LEVEL8)로부터 예측부호화를 수행하여 확장계층의 양자화레벨의 레지듀 데이터를 구한다. 구체적으로, 제1 승산부(543)는 양자화 레벨의 다이나믹 레인지를 보정하기 위한 것으로서, 다음 수학식 6에 의하여 기본계층의 양자화 레벨(LEVEL8)이 확장계층의 양자화레벨(LEVELN)과 동일한 다이나믹 레인지를 갖도록 하여, 확장계층의 보정 양자화레벨(LEVELN')을 출력한다.
Figure 112007047405247-pat00006
제2 감산부(545)는 다음 수학식 7에서와 같이 확장계층의 양자화 레벨(LEVELN)과 확장계층의 보정 양자화레벨(LEVELN')간의 차이를 구하여 양자화레벨의 레지듀 데이터(LEVELP)를 생성한다.
LEVELP = LEVELN - LEVELN'
이와 같은 확장계층의 양자화레벨의 레지듀 데이터(LEVELP)를 엔트로피 부호화함으로써 확장계층 비트스트림에 포함되는 데이터량을 대폭 줄일 수 있다.
제1 비트스트림 결합부(550)는 기본계층 비트스트림 및 확장계층 비트스트림을 결합하고 확장계층 식별자를 포함하여 스케일러블 비트스트림을 생성한다.
상기한 스케일러블 영상 부호화장치의 구성에 따르면, 순방향 호환성이 달성될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 스케일러블 영상 부호화장치에 대응하며, 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도로서, 제1 확장계층 식별자 검사부(610), 제1 기본계층 복호화부(620) 및 제1 확장계층 복호화부(640)로 이루어진다. 제1 기본계층 복호화부(620)는 제1 엔트로피 복호화부(621), 제2 역양자화부(623), 제2 역변환부(625), 제2 예측부(627) 및 제2 가산부(629)로 이루어진다. 제1 확장계층 복호화부(640)는 제2 엔트로피 복호화부(641), 제3 엔트로피 복호화부(642), 제2 승산부(643), 제3 가산부(644), 제3 역양자화부(645), 제3 역변환부(646), 제3 예측부(647) 및 제4 가산부(648)로 이루어진다.
도 6을 참조하면, 제1 확장계층 식별자 검사부(610)는 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하고 있는지 검사하고, 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우 입력된 비트스트림 즉, 기본계층 비트스트림을 그대로 제1 기본계층 복호화부(620)로 제공한다. 한편, 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 입력되는 비트스트림 즉, 스 케일러블 비트스트림으로부터 확장계층 비트스트림과 기본계층 비트스트림을 분리하여 각각 제1 확장계층 복호화부(640)의 제2 엔트로피 복호화부(641)와 제3 엔트로피 복호화부(642)로 제공한다.
제1 기본계층 손실 복호화부(620)는 제1 확장계층 식별자 검사부(610)로부터 제공되는 기본계층 비트스트림에 대하여 손실 복호화를 수행하여 8 비트 복원영상을 생성한다. 구체적으로, 입력되는 비트스트림에 포함된 기본계층의 양자화 레벨(LEVEL8)을 다음 수학식 8과 같이 기본 양자화계수(QP8)를 이용하여 변환계수(coef8)를 복원한다.
Figure 112007047405247-pat00007
복원된 변환계수(coef8)는 역변환을 수행하여 레지듀 영상을 복원하고, 복원된 레지듀 영상에 8 비트 참조영상의 시/공간상 예측에 의해 얻어지는 8 비트 복원영상을 가산하여 최종 8 비트 복원영상을 생성한다.
제1 확장계층 손실 복호화부(640)는 제1 확장계층 식별자 검사부(610)로부터 제공되는 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림에 대하여 손실 복호화를 수행하여 N 비트 복원영상을 생성한다. 구체적으로, 기본계층의 복원된 양자화레벨(LEVEL8)을 수학식 6을 이용하여 보정하여 확장계층의 복원된 보정 양자화레벨(LEVELN')을 얻는다. 확장계층의 복원된 보정 양자화레벨(LEVELN')과 확장계층의 복원된 양자화레벨의 레지듀 데이터(LEVELP)을 다음 수학식 9와 같이 가산하여 확장계층의 복원된 양자화레벨(LEVELN)을 얻는다.
LEVELN = LEVELP + LEVELN'
확장계층의 복원된 양자화레벨(LEVELN)은 다음 수학식 10과 같이 확장 양자화계수(QPN)를 이용하여 변환계수(coefN)를 복원한다.
Figure 112007047405247-pat00008
복원된 변환계수(coefN)는 역변환을 수행하여 레지듀 영상을 복원하고, 복원된 레지듀 영상에 N 비트 참조영상의 시/공간상 예측에 의해 얻어지는 N 비트 복원영상을 가산하여 최종 N 비트 복원영상을 생성한다.
상기한 스케일러블 영상 복호화장치의 구성에 의하여 역방향 호환성이 달성될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부호화장치(도 5)와 복호화장치(도 6)에 있어서 계층간 혹은 계층내 예측방법을 설명하는 도면으로서, 이에 따르면 N 비트 영상에 대한 효율적인 부호화를 위하여 시/공간상 예측시 사용되는 참조영상으로 N 비트 복원영상을 사용한다. 대신, 8 비트 영상의 경우에는 부호화장치와 복호화장치에서 시/공간상 예측시 사용되는 참조영상이 서로 달라서 디코더 에서의 최종 8 비트 복원영상의 화질이 저하될 수 있다. 그러나, 계층 구조로 부호화하는 주된 이유는 N 비트 영상을 복원하는 것과 함께, 기존에 사용되던 8 비트 비디오 코덱을 지원하는 것에 있으므로 최종 8 비트 복원영상의 화질 저하는 큰 문제가 되지 않는다.
도 8은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도로서, 도 5 및 도 6에서와 같이 부호화장치와 복호화장치에서 시/공간상 예측시 사용되는 참조영상이 서로 다름에 따라서 최종 8 비트 복원영상의 화질 저하가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다. 도 8에 도시된 스케일러블 영상 부호화장치는 제2 레지듀 영상 생성부(810), 제2 변환부(820), 제2 기본계층 손실 부호화부(830), 제2 확장계층 손실 부호화부(840), 및 제2 비트스트림 결합부(850)를 포함하여 이루어진다. 제2 레지듀 영상 생성부(810)는 제3 감산부(811), 제4 역양자화부(813), 제4 역변환부(815), 제5 가산부(817), 및 제4 예측부(819)로 이루어진다. 제2 기본계층 손실 부호화부(830)는 제3 양자화부(831) 및 제3 엔트로피 부호화부(833)으로 이루어지고, 제2 확장계층 손실 부호화부(840)는 제4 양자화부(841), 제3 승산부(843), 제4 감산부(845), 및 제4 엔트로피 부호화부(847)으로 이루어진다.
도 5에 도시된 제1 실시예의 스케일러블 영상 부호화장치와 비교해 보면, 도 8에 도시된 제2 실시예의 스케일러블 영상 부호화장치는 8 비트 양자화계수 즉 기본 양자화계수로 양자화한 다음, 복원되는 영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하는데 차이점이 있다. 이 경우, 기본계층 즉, 8 비트 영상의 경우 에는 부호화장치와 복호화장치에서 시/공간상 예측시 사용되는 참조영상이 동일하므로 디코더에서의 최종 8 비트 복원영상의 화질 저하를 방지할 수 있다. 한편, N 비트 영상의 경우에는 8 비트 양자화계수로 양자화한 다음, 복원되는 영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하므로 도 5의 스케일러블 영상 부호화장치에 비하여 부호화해야 할 데이터의 양이 증가할 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 스케일러블 영상 부호화장치에 대응하며, 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도로서, 제2 확장계층 식별자 검사부(910), 제2 기본계층 복호화부(920) 및 제2 확장계층 복호화부(940)로 이루어진다. 제2 기본계층 복호화부(920)는 제4 엔트로피 복호화부(921), 제5 역양자화부(923), 제5 역변환부(925), 제5 예측부(927) 및 제6 가산부(929)로 이루어진다. 제2 확장계층 복호화부(940)는 제5 엔트로피 복호화부(931), 제6 엔트로피 복호화부(932), 제4 승산부(933), 제7 가산부(934), 제6 역양자화부(935), 제6 역변환부(936), 제7 역양자화부(937), 제7 역변환부(938), 제8 가산부(939), 제6 예측부(940) 및 제9 가산부(641)로 이루어진다.
도 6에 도시된 제2 실시예의 스케일러블 영상 복호화장치와 비교해 보면, 도 9에 도시된 제2 실시예의 스케일러블 영상 복호화장치는 8 비트 양자화계수를 이용하여 복원된 참조영상으로부터 시/공간상 예측을 수행하는데 차이점이 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부호화장치(도 8)와 복호화장치(도 9)에 있어서 계층간 혹은 계층내 예측방법을 설명하는 도면으로서, 도 7a 및 도 7b에서와 달리 부호화장치와 복호화장치에서 시/공간상 예측을 위하여 사 용되는 참조영상이 서로 같아서 8 비트 영상의 경우 복원영상의 화질 저하는 발생하지 않으나, N 비트 영상의 경우 복원영상의 화질 저하가 발생할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 스케일러블 비트스트림을 복호화하기 위한 기존의 VC-1 디코더의 구성을 나타낸 블럭도로서, 제3 확장계층 식별자 검사부(1110) 및 제3 기본계층 복호화부(1120)로 이루어진다. 제3 기본계층 복호화부(1120)는 제7 엔트로피 복호화부(1121), 제8 역양자화부(1123), 제8 역변환부(1125), 제7 예측부(1127) 및 제10 가산부(1129)로 이루어진다. 제3 기본계층 복호화부(1120)는 도 6 및 도 9에 도시된 제1 및 제2 기본계층 복호화부(620, 920)과 동일하므로 그 세부적인 동작 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 제3 확장계층 식별자 검사부(1110)는 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하고 있는지 검사하고, 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우 입력된 비트스트림 즉, 기본계층 비트스트림을 그대로 제1 기본계층 복호화부(1120)로 제공한다. 한편, 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 입력되는 비트스트림 즉, 스케일러블 비트스트림으로부터 기본계층 비트스트림만 추출하여 제1 기본계층 복호화부(1120)로 제공한다.
이에 따르면, 도 11에 도시된 VC-1 디코더는 일반적인 VC-1 엔코더로부터 제공된 비트스트림에 대하여 복원할 수 있을 뿐 아니라, 스케일러블 비트스트림이 입력되더라도 기본계층 비트스트림만 추출하여 복원할 수 있으므로 순방향 호환성을 제공한다.
상기한 실시예에서 적용된 비디오 코덱은 MPEG-2, MPEG-4, H.264 등에 널리 사용되는 MC-DCT(Motion-Compensated Discrete Cosine Transform) 비디오 코덱을 나타내며, 이에 한정되는 것이 아니라 응용에 따라 수정 혹은 변형이 가해질 수 있다. 한편, 적용된 비디오 코덱에 대해서는 널리 공지되어 있으므로 본 발명에 의하여 수정 혹은 추가된 구성요소를 제외한 공지된 구성요소의 세부적인 동작 설명을 생략하기로 한다.
상기한 실시예에서는 스케일러블 비트스트림의 형태를 하나의 기본계층 비트스트림과 하나의 확장계층 비트스트림으로 구성한 실시예에 기초하여 비트깊이가 서로 다른 두가지의 코덱을 지원하는 것을 설명하고 있으나, 확장계층 비트스트림을 복수개로 둠으로써 두가지 이상의 코덱을 지원하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 비트깊이에 있어서 기본비트가 확장비트보다 큰 값을 예로 들었으나, 비트깊이의 변경 방향 즉, 기본비트가 확장비트보다 작은 값인 경우에도 다양한 설계변경이 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 픽쳐 레벨별로 확장지수(R)를 할당하고 있으나, 필요에 따라 슬라이스 레벨별, 매크로블럭 레벨별, 혹은 블럭 레벨별로 확장지수(R)를 할당할 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 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 역방향 호환성 뿐만 아니라 순방향 호환성이 보장되는 새로운 비디오 코덱을 제공하기 위하여, 스케일러블 비디오 엔코더는 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림으로 이루어지는 스케일러블 비트스트림을 생성하고, 스케일러블 비트스트림을 수신하는 기존의 기본 디코더는 스케일러블 비트스트림으로부터 얻어지는 기본계층 비트스트림을 이용하여 복호화를 수행하고, 스케일러블 비디오 디코더는 스케일러블 비트스트림에 포함된 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림을 모두 이용하여 복호화를 수행함으로써 개선된 비디오 코덱과 기존의 비디오 코덱이 서로 융화되어 공존할 수 있는 이점이 있다. 이에 따라면, 구체적으로 기존의 WMV(Window Media Video) 코덱 혹은 VC-1 코덱과 새로운 비트깊이를 지원하는 비디오 코덱이 같이 사용될 수 있는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 비디오 코덱은 순방향 호환성을 제공해 주므로 모바일 폰, DVD 플레이어, 휴대용 뮤직 플레이어 혹은 카 스테레오 등과 같은 유선 혹은 무선 전자기기에 탑재된 개선된 비디오 코덱 뿐만 아니라, 기존의 기본 비디오 코덱에도 채용되는 등, 지원하는 비트깊이에 상관없이 다양한 비디오 코덱에 적용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (20)

  1. 확장비트의 영상을 부호화하여 적어도 두개의 계층으로 나누어진 스케일러블 비트스트림을 생성하는 스케일러블 영상 부호화방법에 있어서,
    상기 스케일러블 비트스트림은
    확장계층 식별자;
    기본계층의 양자화레벨을 부호화한 결과와 기본 양자화계수를 포함하는 기본계층 비트스트림; 및
    확장계층의 양자화레벨과 상기 기본계층의 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 보정 양자화레벨간의 레지듀 데이터를 부호화한 결과와, 기본비트와 상기 확장비트간의 비트깊이 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 확장계층 비트스트림으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 확장계층 식별자는 상기 기본계층 비트스트림의 시퀀스 레벨, GOP 레벨, 픽쳐레벨, 매크로블럭 레벨, 및 블럭레벨 중 적어도 하나의 레벨에 포함되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 확장계층 식별자는 상기 기본계층 비트스트림에 존재하는 예비영역에 포함되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 확장비트의 복원영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하고, 그 결과 얻어지는 예측영상과 상기 확장비트의 영상간의 레지듀 영상을 구하여 상기 기본계층 비트스트림과 상기 확장계층 비트스트림을 생성하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 기본비트의 복원영상을 변환하여 얻어지는 상기 확장비트의 복원영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하고, 그 결과 얻어지는 예측영상과 상기 확장비트의 영상간의 레지듀 영상을 구하여 상기 기본계층 비트스트림과 상기 확장계층 비트스트림을 생성하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화방법.
  6. 확장비트의 영상을 부호화하여 적어도 두개의 계층으로 나누어진 스케일러블 비트스트림을 생성하는 스케일러블 영상 부호화장치에 있어서,
    기본계층의 양자화레벨을 부호화한 결과와 기본 양자화계수를 포함하는 기본계층 비트스트림을 생성하는 기본계층 손실 부호화부;
    확장계층의 양자화레벨과 상기 기본계층의 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 보정 양자화레벨간의 레지듀 데이터를 부호화한 결과와, 기본비트와 상기 확장비트간의 비트깊이 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 확장계층 비트스트림을 생성하는 확장계층 손실 부호화부; 및
    상기 기본계층 비트스트림 및 상기 확장계층 비트스트림을 결합하고 확장계 층 식별자를 포함하여 스케일러블 비트스트림을 생성하는 비트스트림 결합부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 확장계층 식별자는 상기 기본계층 비트스트림의 시퀀스 레벨, GOP 레벨, 픽쳐레벨, 매크로블럭 레벨, 및 블럭레벨 중 적어도 하나의 레벨에 포함되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화장치.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 확장계층 식별자는 상기 기본계층 비트스트림에 존재하는 예비영역에 포함되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화장치.
  9. 제6 항에 있어서, 상기 장치는 상기 확장비트의 복원영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하고, 그 결과 얻어지는 예측영상과 상기 확장비트의 영상간의 레지듀 영상을 구하여 상기 기본계층 비트스트림과 상기 확장계층 비트스트림을 생성하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화장치.
  10. 제6 항에 있어서, 상기 장치는 상기 기본비트의 복원영상을 변환하여 얻어지는 상기 확장비트의 복원영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하고, 그 결과 얻어지는 예측영상과 상기 확장비트의 영상간의 레지듀 영상을 구하여 상기 기본계층 비트스트림과 상기 확장계층 비트스트림을 생성하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 영상 부호화장치.
  11. 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 확장계층 식별자 검사부;
    상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하는 기본계층 복호화부; 및
    상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트림의 기본계층 비트스트림으로부터 기본계층의 복원된 양자화레벨을 구하고, 상기 기본계층의 복원된 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 복원된 보정 양자화레벨을 상기 확장계층의 복원된 양자화레벨에 가산한 결과를 복호화하여 확장비트 복원영상을 생성하는 확장계층 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 장치는 상기 확장비트의 복원영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하고, 그 결과 얻어지는 예측영상과 상기 확장비트의 영상간의 가산영상을 구하여 상기 확장비트의 복원영상으로 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 장치는 상기 기본비트의 복원영상을 변환하여 얻어지는 상기 확장비트의 복원영상을 참조영상으로 사용하여 시/공간상 예측을 수행하 고, 그 결과 얻어지는 예측영상과 상기 확장비트의 영상간의 가산영상을 구하여 상기 확장비트의 복원영상으로 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화장치.
  14. 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 확장계층 식별자 검사부; 및
    상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하고, 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트림중 기본계층 비트스트림을 추출하여 상기 기본비트로 복호화하여 상기 기본비트 복원영상을 생성하는 기본계층 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화장치.
  15. 제11 항 혹은 제14 항에 있어서, 상기 확장계층 식별자는 상기 기본계층 비트스트림의 시퀀스 레벨, GOP 레벨, 픽쳐레벨, 매크로블럭 레벨, 및 블럭레벨 중 적어도 하나의 레벨에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화장치.
  16. 제11 항 혹은 제14 항에 있어서, 상기 확장계층 식별자는 상기 기본계층 비트스트림의 시퀀스 레벨, GOP 레벨, 픽쳐레벨, 매크로블럭 레벨, 및 블럭레벨 중 적어도 하나의 레벨에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화장치.
  17. 제11 항 혹은 제14 항에 있어서, 상기 확장계층 식별자는 상기 기본계층 비 트스트림에 존재하는 예비영역에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화장치.
  18. 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 단계;
    상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하는 단계; 및
    상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트림의 기본계층 비트스트림으로부터 기본계층의 복원된 양자화레벨을 구하고, 상기 기본계층의 복원된 양자화레벨로부터 예측된 상기 확장계층의 복원된 보정 양자화레벨을 상기 확장계층의 복원된 양자화레벨에 가산한 결과를 복호화하여 확장비트 복원영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화방법.
  19. 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지를 검사하는 단계; 및
    상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우, 상기 비트스트림을 그대로 기본비트로 복호화하여 기본비트 복원영상을 생성하고, 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우, 상기 비트스트림중 기본계층 비트스트림을 추출하여 상기 기본비트로 복호화하여 상기 기본비트 복원영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화방법.
  20. 제1 항 내지 제5 항, 제18 항, 제19 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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