KR101368943B1 - 저 해상도 화상의 모션 데이터로부터 고 해상도 화상을 위한 모션 데이터를 도출하는 방법, 및 이 방법을 구현하는코딩 및 디코딩하는 장치 - Google Patents

저 해상도 화상의 모션 데이터로부터 고 해상도 화상을 위한 모션 데이터를 도출하는 방법, 및 이 방법을 구현하는코딩 및 디코딩하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기저 계층 매크로블럭으로 불리는 저 해상도 화상의 매크로블럭의 모션 데이터로부터 상위 계층 매크로블럭으로 불리는 고 해상도 화상의 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 다음 단계, 즉 - 상기 상위 계층 매크로블럭을 중첩하지 않는 기본 블럭으로 분할하는 단계(2100); - 각 기본 블럭에 대하여, 상기 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라, 상기 고 해상도 화상 내의 상기 기본 블럭 위치로부터 상기 저 해상도 화상 내의 중간 위치를 계산하는 단계(2200); - 상기 가상 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, base_MB로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계(2300); - 상기 base_MB 및 상위 계층 매크로블럭 및, 상기 고 및 저 해상도 화상의 코딩 모드에 따라 상기 가상 기저 계층 위로부터 상기 저 해상도 화상 내의 최종 위치를 계산하는 단계(2400); - 최종 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, real_base_MB로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계(2500); 및 - 상위 계층 매크로블럭에 대하여, 상기 식별된 real_base_MB의 모션 데이터로부터 모션 데이터를 도출하는 단계(2600)를 포함한다.
매크로블럭, 코딩, 계층, 화상, 해상도, 모션

Description

저 해상도 화상의 모션 데이터로부터 고 해상도 화상을 위한 모션 데이터를 도출하는 방법, 및 이 방법을 구현하는 코딩 및 디코딩하는 장치{METHOD FOR DERIVING MOTION DATA FOR HIGH RESOLUTION PICTURES FROM MOTION DATA OF LOW RESOLUTION PICTURES AND CODING AND DECODING DEVICES IMPLEMENTING SAID METHOD}
본 발명은 소위 기저 계층 매크로블럭으로 불리는 저 해상도의 적어도 하나의 매크로블럭과 연관된 모션 데이터로부터 하이 계층 매크로블럭으로 불리는 고 해상도 화상의 적어도 하나의 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 방법을 구현하는 코딩 및 디코딩 디바이스에 대한 것이다.
종래의 조정가능한 계층적 코딩 방법은 정보가 다른 해상도 및/또는 품질 레벨로 디코딩될 수 있도록 계층적으로 이 정보를 인코딩하는 것을 허용한다. 조정가능한 코딩 디바이스에 의해 발생된 데이터 스트림은 따라서 수개 계층으로 분할로 되는데, 즉 기저 계층 및 하나 이상의 향상(enhancement) 계층으로 분할된다. 이들 디바이스는 가변적인 송신 상태(대역폭, 에러율....) 및 수신 디바이스(CPU, 재생 디바이스의 특성)에 고유한 데이터 스트림을 적용하는 것을 허용한다. 공간적으로 조정가능한 계층적 인코딩(또는 디코딩) 방법은 소위 기저 계층 화상(BL 화상) 이라 불리는 저 해상도 화상에 관련한 기저 계층이라고 하는 데이터의 제 1 부분을 인코딩(또는 디코딩)하고, 이 기저 계층으로부터 또한 상위 계층 화상(HL 화상) 또는 향상 계층 화상이라 불리는 고 해상도에 관련한 향상 계층이라 불리는 적어도 또 다른 데이터 부분을 인코딩(또는 디코딩)한다. 향상 계층에 관련한 모션 데이터는 가능하게는 계층간 예측 방법 또는 계층간 계승 방법이라고 하는 방법에 의해 기저 계층에 관한 모션 데이터로부터 계승된다(즉 도출된다). 그러므로 고 해상도 화상의 각 매크로블럭은 종래의 공간적 또는 시간적 예측 모드(예를 들면, 인트라 예측, 쌍방향 예측 모드, 직접 예측 모드, 순방향/역방향 예측) 또는 계층간 예측 모드에 따라 예측된다. 전자의 경우에서, 고 해상도 매크로블럭에 연관된 모션 데이터는 저 또는 고 해상도 화상이 어떤 포맷이든, 즉 순차 주사 방식(progressive) 또는 비월 주사 방식 이든 저 해상도 화상의 매크로블럭과 연관된 모션 데이터(또한 모션 정보로 불림)로부터 도출 또는 계승되어야 한다. 이점에 관해서, "모션 데이터"라는 표현은 모션 벡터뿐만 아니라 더 일반적으로, 상기 매크로블럭을 수개 서브블럭으로 분할하기 위해 고 해상도 화상의 픽셀의 매크로블럭/블럭에 연관된 분할하는 패턴과 같은 코딩 정보, 상기 블럭에 연관된 코딩 모드 및 상기 블럭을 예측하기 위해 사용된 화상을 참고하는 것을 허용하는 일부 블럭에 연관된 화상 기준 지수를 포함한다.
본 발명은 이들 단점 중 적어도 하나를 완화하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 기저 계층 매크로블럭으로 불리는 저 해상도 화상의 매크로블럭과 연관된 모션 데이터로부터, 상위 계층 매크로블럭으로 불리는 고 해상도 화상의 적어도 하나의 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 방법에 관한 것으로서, 프레임 모드 및 필드 모드 중 매크로블럭 코딩 모드는 각 매크로블럭과 연관되고, 화상 코딩 모드는 상기 고 해상도 화상 및 상기 저 해상도 화상과 연관된다. 이 방법은, 다음 단계,
- 상기 상위 계층 매크로블럭을 중첩하지 않는 기본 블럭으로 분할하는 단계;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라, 상기 고 해상도 화상 내의 상기 기본 블럭 위치로부터 가상 기저 계층 위치(vbl_pos)로 불리는 상기 저 해상도 화상 내의 중간 위치를 계산하는 단계;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 가상 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, base_MB로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 base_MB 및 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라 상기 가상 기저 계층 위로부터 실(real) 기저 계층 위치로 불리는 상기 저 해상도 화상 내의 최종 위치를 계산하는 단계;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는 real_base_MB로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계; 및
- 각 기본 블럭을 위하여 상기 식별된 기저 계층 매크로블럭(real_base_MB)의 모션 데이터로부터 각 상기 상위 계층 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 기저 계층 매크로블럭은 파티션되고, 모션 데이터는 이 파티션 각각과 연관된다. 상기 방법은, 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, real_base_MB로 불리는, 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계 이후, 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는 상기 real_base_MB의 파티션(mbPartldxBase)을 식별하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 상위 계층 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 단계는,
- 상기 식별된 기저 계층 매크로블럭(real_base_MB) 및 각 기본 블럭을 위하여 식별된 상기 기저 계층 매크로블럭(real_base_MB)을 피티션하는 단계에 따라 상기 상위 계층 매크로블럭을 파티션하는 단계; 및
- 각 기본 블럭에 대하여 상기 식별된 기저 계층 매크로블럭(real_base_MB)의 모션 데이터로부터 상기 상위 계층 매크로블럭의 각 파티션을 위한 모션 벡터를 도출하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 따라, 상위 계층 매크로블럭은 16x16 필셀의 블럭이고, 여기서 각 기본 블럭은 4x4 픽셀의 블럭이다.
유리하게는, 이 방법은 비디오 신호를 코딩하는 처리의 일부가 되고, 비디오 신호를 디코딩하는 처리의 일부가 된다.
또한, 본 발명은, 일련의 고 해상도 화상 및 일련의 저 해상도 화상을 코딩하는 디바이스에 관한 것으로서, 각 화상은 중첩없는 매크로블럭으로 분할되고, 프레임 모드 및 필드 모드 중 매크로블럭 코딩 모드는 각 매크로블럭과 연관되며, 화상 코딩 모드는 상기 고 해상도 화상 및 상기 저 해상도 화상과 연관된다. 이 코딩 디바이스는,
- 상기 저 해상도 화상을 코딩하고, 상기 저 해상도 화상의 매크로블럭을 위한 모션 데이터 및 기저 계층 데이터 스트림을 생성하는, 제 1 코딩 수단;
- 저 해상도 매크로블럭으로 불리는 저 해상도 화상의 매크로블럭의 모션 데이터로부터, 고 해상도 매크로블럭으로 불리는 고 해상도 화상의 적어도 하나의 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 계승 수단; 및
- 상기 도출된 모션 데이터를 이용하여 상기 고 해상도 화상을 코딩하고, 향상 계층 데이터 스트림을 생성하는 제 2 코딩 수단을 포함한다.
또한, 본 발명은 적어도 일련의 고 해상도 화상을 디코딩하는 디바이스에 관한 것으로서, 상기 코딩된 화상은 데이터 스트림 형태로 발생하고, 각 화상은 중첩없는 매크로블럭으로 분할되며, 프레임 모드 및 필드 모드 중 매크로블럭 코딩 모드는 각 매크로블럭과 연관되며, 화상 코딩 모드는 상기 고 해상도 화상 및 상기 저 해상도 화상과 연관된다. 이 디코딩 디바이스는,
- 상기 저 해상도 화상의 매크로블럭을 위하여 저 해상도 화상 및 모션 데이터를 생성하도록 상기 데이터 스트림의 적어도 제 1 부분을 디코딩하는 제 1 디코딩 수단;
- 저 해상도 화상의 매크로블럭의 모션 데이터로부터 고 해상도 화상의 적어도 하나의 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 계승 수단; 및
- 고 해상도 화상을 생성하기 위해 상기 도출된 모션 데이터를 이용하여 상기 데이터 스트림의 적어도 제 2 부분을 디코딩하는 제 2 디코딩 수단을 포함한다.
본 발명의 중요한 특징에 따르면, 코딩 및 디코딩 디바이스의 계승 수단은,
- 상기 상위 계층 매크로블럭을 중첩하지 않는 기본 블럭으로 분할하는 수단;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라, 상기 고 해상도 화상 내의 상기 기본 블럭 위치로부터 가상 기저 계층 위치(vbl_pos)로 불리는 상기 저 해상도 화상 내의 중간 위치를 계산하는 수단;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 가상 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, base_BM로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 수단;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 base_MB 및 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라 상기 가상 기저 계층 위로부터 실 기저 계층 위치로 불리는 상기 저 해상도 화상 내의 최종 위치를 계산하는 수단;
- 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는 real_base_MB로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 수단; 및
- 각 기본 블럭을 위하여 상기 식별된 기저 계층 매크로블럭(real_base_MB)의 모션 데이터로부터 각 상기 상위 계층 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 수단을 포함한다.
바람직하게는, 제 1 코딩 수단은 MPEG-4 AVC 비디오 인코더이다.
유리하게는, 코딩 디바이스는 기저 계층 데이터 스트림과 향상 계층 데이터 스트림을 단일 데이터 스트림으로 결합하기 위한 수단을 추가로 포함한다.
유리하게는,제 1 디코딩하는 수단은 MPEG-4 AVC 비디오 디코더인이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 그 실시예 중 일부의 다음 설명으로 나타나게 될 것이며, 이 설명은 도면과 관련된다.
도 1은 수직으로 위치되고, 프레임 모드(본 도면의 좌측부) 또는 필드 모드(본 도면의 우측부)로 코딩된 한 쌍의 매크로블럭을 묘사하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 묘사하는 도면.
도 3은 소정의 상위 계층 매크로블럭을 위한 모션 데이터 도출 예를 묘사하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 비디오 신호를 코딩하는 코딩 디바이스를 묘사하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 비디오 신호를 디코딩하는 디코딩 디바이스를 묘사하는 도면.
"Scalable Video Coding - Joint Draft 5"라는 명칭이 붙고 결과적으로 JSVM5로 참조되는 ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG로부터의 JVT-R202 문서에서 JVT(MPEG & ITU)에 의해 현재 정의된 SVC 표준에서, 공간적 조정 가능성(scalability)은 순차 주사 방식의 제재에 대해서만 고려된다. 2개(또는 그 이상)의 연속적인 공간 계층(기저 계층 및 향상 계층(들)) 사이의 모션 계층간 예측은 순차 주사 방식 비디오 시퀀스의 경우에만 해소된다. 본 발명은 비월 주사 방식/순차 주사 방식 조정 가능성의 임의 조합을 지원하기 위해 이들 계층간 예측 방법을 확장하는 것을 제안한다. 많은 비디오 코딩 표준에 따르면, 다른 시점에서 포획된 하단 필드와 섞이는 상단 필드를 포함하는 비월 주사 방식 화상은 2개 필드 화상로서 코딩되는데(필드 화상 모드), 즉 화상의 2개 필드가 별개로 코딩되며, 또는 프레임 화상으로서 코딩되는데(프레임 화상 모드), 즉 화상이 단일 프레임으로서 코딩된다. "Text of 14496-2 Third Edition"으로 명칭된 ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 N5546내에 기술된 MPEG-4 AVC는 이 결정이 전체 화상에 독립적으로 또는 매 2개의 수직 매크로블럭쌍에 대해 독립적으로 만들어지는 것을 허용한다. 이 결정이 화상 레벨에서 이루어지는 경우, 이는 PAFF 코딩(PAFF는 Picture Adaptative Frame/Field를 나타냄)으로 불리고, 이 결정이 매크로블럭쌍 레벨에서 이루어지는 경우, 이는 MBAFF(Macroblock Adaptive Frame/Field)로 불린다. 더 정확하게는, MPEG-4 AVC에 따르면, 비월 주사 방식 화상이 프레임 화상으로서 인코딩되고, 만일 MBAFF가 허용된다면, 수직 매크로블럭(MB)의 각 쌍은 비월 주사 방식으로서 인코딩될 수 있는데, 즉 그 쌍의 MB는 필드 모드(도 1의 우측부)에서 인코딩되거나, 또는 순차 주사 방식으로서, 그 쌍의 MB는 프레임 모드(도 1의 좌측부)에서 인코딩된다. 도 1에 관 해, 회색선은 홀수선인, 즉 화상의 백색선과 섞이는 짝수선을 나타낸다. 순차 주사 방식 화상은 항상 프레임 화상으로 인코딩된다. 화상의 코딩 모드는 상기 화상이 프레임 또는 필드 코딩되는지를 지정하고, 더욱이 이 화상이 프레임 코딩되는지 MBAFF가 허용되는지를 지정한다.
본 발명에 따른 방법은 어떤 고 및 저 해상도 시퀀스의 포맷(비월 주사 방식 또는 순차 주사 방식)이라도, 저 해상도 화상의 매크로블럭(또한 Base Layer MacroBlock으로 불리며 BL MB로 표기됨)과 연관된 모션 데이터로부터 고 해상도 화상의 적어도 하나의 매크로블럭(또한 High Layer MacroBlock으로 불리며 HL MB로 표기됨)을 위한 모션 데이터를 직접 도출하는 것을 허용한다.
BL MB(들)로부터 적어도 하나의 HL MB를 위한 모션 데이터를 도출하는 방법은 현재의 HL MB에 대하여 도 2를 참조하여 이하에서 기술된다. 도 2에서, 표현된 박스는 순전히 기능적 실체이며, 이는 반드시 물리적으로 분리된 실체에 대응하는 것은 아니다. 즉, 이들은 소프트웨어 형태로 개발될 수 있거나, 또는 하나 또는 수개의 집적 회로로 구현될 수 있다. 도 3은 현재 HL MB을 위한 이러한 도출의 예를 묘사한다. 유리하게는, 이 방법에 따르면, HL MB를 위한 모션 데이터는 BL MB의 모션 데이터로부터 직접 도출되는데, 즉 어떤 모션 데이터도 명백하게 가상의 기저 계층 매크로블럭(또한 VBL MB로 알려짐)과 같은 중간 매크로블럭을 위해 도출되지 않는다. 이는 전체 프로세스를 상당하게도 단순화시킨다. 실제로, 그 자신의 모션 데이터를 도출하기에 앞서 현재 HL MB와 관련된 중간 MB를 위한 모션 데이터를 도출하는 것이 더 이상 요구되지 않는다. 유리하게는, 이 방법은 다른 이웃하는 HL MB와 연관된 동일한 VBL MB를 위한 모션 데이터를 수회 도출하는 것을 피하게 한다.
이 방법에 따르면, 현재 HL MB는 도 3에 기술된 바와 같이 상위 계층 기초 블럭(elem_blk)으로 먼저 분할된다(단계(2100)).
이후, 이 방법은 위치(blk_x, blk_y)(픽셀 단위임)에서 각 블럭(elem_blk)에 대하여, 다음과 같이 가상 기저 계층 위치 vbl_pos=(vbl_x, vbl_y)를 계산하는 단계를 포함한다(단계(2200)).
vbl_x = blk_x*wbase/wenh; 및
vbl_y = 오프셋 + 인자 * (y1 * hb / he)
여기서, 오프셋, 인자 및 hb는 다음과 같이 정의된 파라메터이다.
- 다음 2개의 조건, 즉,
Figure 112009001450205-pct00001
현재 HL MB는 필드 매크로블럭이고, 기저 계층 화상은 매크로블럭 적응 프레임 필드(MBAFF) 모드에서 인코딩되거나, 또는
Figure 112009001450205-pct00002
현재 HL MB는 필드 매크로블럭이고, 기저 계층 화상은 순차 주사 방식이고 henh < 2*hbase, 중, 하나가 참이면,
인자 = 2이고, hb = hbase/2이며, 만일 상위 계층 매크로블럭이 상단(TOP) 매크로블럭이면 오프셋 = 0이고, 만일 상위 계층 매크로블럭이 하단(BOTTOM) 매크로블럭이면, 오프셋 = 16이고,
- 위와 같지 않으면, 인자 = 0이고, hb = hbase 및 오프셋 = 0이며,
여기서, y1 및 he는 다음과 같이 정의되는 파라메터이다.
- 만일 현재 HL MB가 필드 매크로블럭이고, 만일 상위 계층 화상이 매크로블럭 적응 프레임 필드(MBAFF) 모드에서 인코딩되면, y1 = blk_y/2이고 he = henh/2이며,
- 위와 같지 않으면, y1 = blk_y이고 he = henh이다.
단계(2300)는 각 elem_blk에 대하여, 도 3에 기술된 바와 같이, 기저 계층 화상 내에서 위치(vbl_pos)의 픽셀, 즉 좌표(vbl_x, vbl_y)의 픽셀을 포함하는 기저 계층 매크로블럭(base_MB)을 식별하는 단계이다.
이후, 단계(2400)에서, 저 해상도 화상 내의 기저 계층 위치(real_bl_pos = (bl_x, bl_y)는 각 elem_blk에 대하여 base_MB의 프레임/필드 코딩 모드를 기초로 하여 가상 기저 계층 위치(vbl_pos)로부터 계산된다. bl_x는 vbl_x와 동일하게 설정되고 bl_y는 다음과 같이 도출된다.
▶ 만일 다음 조건,
Figure 112009001450205-pct00003
기저 계층 화상이 매크로블럭 적응 프레임 필드(MBAFF) 모드에서 인코딩되고,
Figure 112009001450205-pct00004
기저 계층 매크로블럭(base_MB)은 필드 매크로블럭이고,
Figure 112009001450205-pct00005
상위 계층 화상이 순차 주사 방식(즉, 프레임 모드로 인코딩됨)이거나, 또는 상위 계층 매크로블럭이 프레임 매크로블럭이 되는 것이, 참이면,
가상 기저 계층 위치(vbl_pos)의 필드-프레임 변환이 적용된다. w개 열의 화상내의 위치(ax, ay)에서 소정 매크로블럭의 어드레스는 (ay*w + ax)로 정의된다. mbAddrBaseTOP 및 mbAddrBaseBOT는 다음과 같이 정의되도록 하자.
만일 base_MB가 상단(TOP) 매크로블럭이면, mbAddrBaseTOP은 base_MB의 어드레스이고, mbAddrBaseBOT는 base_MB 아래에 위치된 기저 계층 매크로블럭의 어드레스이고,
그렇지 않으면, mbAddrBaseBOT는 base_MB의 어드레스이고 mbAddrBaseTOP은 base_MB위에 위치된 기저 계층 매크로블럭의 어드레스이다. 그러므로, 만일 위치 mbAddrBaseTOP 및 mbAddrBaseBOT에서의 매크로블럭이 둘 다 인트라 코딩되면, bl_y = vbl_y이고,
그렇지 않으면, y2는 (vbl_y % 16)/4와 동일하게 설정된 변수이고 mbAddrBase는 다음과 같이 정의되는 것으로 하자.
■ 만일 y2가 2보다 작다면, mbAddrBase = mbAddrBaseTOP
■ 그렇지 않으면, mbAddrBase = mbAddrBaseBOT
만일 base_MB가 상단(TOP) 매크로블럭이면, bl_y = (mbAddrBase/wbase) + 4*(blk_y/2)이고, 그렇지 않으면 bl_y = (mbAddrBase/wbase) + 4*(blk_y/2+2)이다.
▶ 그렇지 않고, 만일 다음 조건, 즉,
Figure 112009001450205-pct00006
기저 계층 화상이 순차 주사 방식(즉 프레임 모드로 인코딩됨)이고 현재 HL MB가 필드 매크로블럭이고 henh<2*hbase이고,
Figure 112009001450205-pct00007
기저 계층 화상이 매크로블럭 적응 프레임 필드(MBAFF) 모드에서 인코딩되고 기저 계층 매크로블럭(base_MB)이 프레임 매크로블럭이고 상위 계층 매크로블럭이 필드 매크로블럭이 되는 것 중, 하나가 참이면,
가상 기저 계층 위치(vbl_pos)의 프레임-필드 변환이 적용된다. mbAddrBaseTOP 및 mbAddrBaseBOT가 다음과 같이 정의되는 것으로 하자.
만일 base_MB가 상단(TOP) 매크로블럭이고, mbAddrBaseTOP은 base_MB의 어드레스이고, mbAddrBaseBOT는 base_MB 아래에 위치된 기저 계층 매크로블럭의 어드레스이며, 그렇지 않으면 mbAddrBaseBOT는 base_MB의 어드레스이고 mbAddrBaseTOP은 base_MB까지 위치된 기저 계층 매크로블럭의 어드레스이다.
그러므로, 만일 위치 mbAddrBaseTOP 및 mbAddrBaseBOT에서의 매크로블럭이 둘 다 인트라 코딩되면, bl_y = vbl_y이고, 그렇지 않고, 만일 위치 mbAddrBaseTOP에서의 매크로블럭이 인트라 코딩되면, mbAddrBaseTOP은 mbAddrBaseBOT로 설정되고, 그렇지 않고, 만일 위치 mbAddrBaseBOT에서의 매크로블럭이 인트라 코딩되면, mbAddrBaseBOT는 mbAddrBaseTOP으로 설정된다. y2는 (vbl_y % 16) / 4와 동일하게 설정된 변수이고 mbAddrBase는 다음과 같이 정의되는 것으로 하자.
■ 만일 y2가 2보다 작으면, mbAddrBase = mbAddrBaseTOP
■ 그렇지 않으면 mbAddrBase = mbAddrBaseBOT
만일 base_MB가 상단(TOP) 매크로블럭이면, bl_y = (mbAddrBase/wbase) + 4*(blk_y/2)이고, 그렇지 않으면 bl_y = (mbAddrBase/wbase) + 4*(blk_y/2+2)이다.
▶ 그렇지 않으면, bl_y = vbl_y이다.
단계(2500)는 각 elem_blk에 대하여, 위치 real_bl_pos = (bl_x, bl_y)의 기저 계층 화상 내의 픽셀을 포함하는 기저 계층 매크로블럭(real_base_MB), 기저 계층 매크로블럭(real_base_MB) 내의 위치 real_bl_pos의 픽셀을 포함하는 기저 계층 파티션의 지수 mbPartldxBase, 및 만일 있다면 지수 mbPartldxBase의 기저 계층 파티션 내의 위치 real_bl_pos의 픽셀을 포함하는, 기저 계층 서브 파티션의 지수 subMbPartldxBase를 식별하는 단계로 이루어진다. 만일 있다면, 상기 real_base_MB, 상기 mbPartldxBase 지수 및 subMbPartldxBase 지수는 상기 elem_blk와 연관된다.
다음 단계(2600)는 현재 HL MB와 연관된 모션 데이터를 도출하는 단계로 구성된다. 선택적으로는, 모션 데이터를 도출하는 단계는 2개의 서브 단계를 포함한다. 실제로, 매크로블럭 타입(mb_type) 및 서브 매크로블럭 타입은 모션 벡터 및 기준 지수를 도출하기에 앞서 먼저 도출된다. 더 정확하게는, 서브 단계(2610)는 , 다음 줄로 시작하는 "Joint Scalable Video Model JSVM-6: Joint Draft 6 with proposed changes"로 명칭된 ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG JVT-S202의 JVT 문서의 섹션 F.6.4 'Derivation process for macroblock type and sub-macroblock type in inter-layer prediction'에 정의된 프로세스를 이용하여, 현재 HL MB의 매크로블럭 타입(mb_type), 즉 파티션 패턴, 및 가능한 서브 매크로블럭 타입(sub_mb_type)을 도출하는 단계이다(sub_mb_type은 소정 파티션이 어떻게 분할되는 지를 지정하는데, 예를 들면 sub_mb_type가 8x4인 8x8 파티션은 2개의 8x4 서브 파티션으로 분할됨).
- 구성요소 partinfo[x, y]는 다음과 같이 도출된다.
- 만일 mbAddrBase가 이용가능하지 않은 것으로 마킹되면, partinfo[x, y]는 이용가능하지 않은 것으로 마킹된다.
- 그렇지 않으면, 다음이 적용된다.
- 만일 매크로블럭 mbAddrBase가 인트라 코딩된다면,
partinfo[x, y] = -1 (F-43)
- 그렇지 않으면,
partinfo[x, y] = 16 * mbAddrBase + 4 * mbPartldxBase + subMbPartldxBase (F-44)
최종적으로는, 모션 벡터 및 기준 지수는 서브 단계(2620)에서, 현재 HL MB의 각 파티션 및 가능한 서브 파티션에 대하여, ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG JVT-S202 JVT 문서의 섹션 F.8.6 'Resampling process for motion data'에 기술된 바와 같이 HL MB의 프레임 또는 필드 모드, 및 기저 계층 매크록블럭(real_base_MB)의 프레임 또는 필드 모드에 기초하여, 만일 있다면, 상기 현재 HL MB의 각 elem_blk와 연관된다면 real_base_MB의 서브 파티션, 기저 계층 파티션의 모션 벡터 및 기준 지수로부터 도출된다.
본 발명에 따른 방법은 비디오 신호를 코딩하는 프로세스 및 비디오 신호를 디코딩하는 프로세스에 의해 사용될 수 있다. 비디오 신호를 코딩하는 프로세스에 의해 사용되는 경우, 인코딩 프로세스는 계층간 예측 모드 또는 종래의 예측 모드를 사용하여 현재 HL MB를 인코딩하는 것을 선택한다.
또한, 본 발명은 도 4에 기술된 코딩 디바이스(8)에 관한 것이다. 코딩 디바이스(8)는 저 해상도 화상을 코딩하는 제 1 코딩 모듈(80)을 포함한다. 이 모듈(80)은 상기 저 해상도 화상을 위해 기저 계층 데이터 스트림 및 모션 데이터를 생성한다. 선택적으로는 모듈(80)은 MPEG4 AVC 표준에 적합한 기저 계층 데이터 스트림을 생성하도록 적응된다. 코딩 디바이스(8)는 제 1 코딩 모듈(80)에 의해 생성된 저 해상도 화상의 모션 데이터로부터 고 해상도 화상을 위한 모션 데이터를 도출하기 위해 사용되는 계승 수단(82)을 포함한다. 계승 수단(82)은 본 발명에 따른 방법의 단계(2100 - 2600)를 구현하기 위해 적응된다. 코딩 디바이스(8)는 고 해상도 화상을 코딩하는 제 2 코딩 모듈(81)을 포함한다. 제 2 코딩 모듈(81)은 고 해상도 화상을 인코딩하기 위해 계승 수단(82)에 의해 도출된 모션 데이터를 이용한다. 따라서, 제 2 코딩 모듈(81)은 향상 계층 데이터 스트림을 생성한다. 선택적으로는, 또한 코딩 디바이스(8)는 단일 데이터 스트림을 생성하기 위해 각기 제 1 코딩 모듈(80) 및 제 2 코딩 모듈(81)에 의해 제공된 기저 계층 데이터 스트림과 향상 계층 데이터 스트림을 결합하는 모듈(83)(예를 들면, 멀티플렉서)을 포함한다. 그러므로, 만일 HL MB가 계층 간 예측 모드를 이용하는 제 2 코딩 모듈(81)에 의해 인코딩된다면, 상기 HL MB에 관련된 모션 데이터는 데이터 스트림으로 코딩되지 않는데(또는 1/4 화소 단위 모션 개선(quarter-pel motion refinement)이 가능하게는 코딩될 수 있으므로 부분적으로만 코딩된다), 왜냐하면 이들은 모듈(80)에 의해 제공된 BL MB에 관련한 모션 데이터로부터 도출되기 때문이다. 이는 다소의 비트를 절약하는 것을 허용한다. 한편으로는, 만일 HL MB가 종래 모드(예를 들면, 양방향 모드)를 이용하여 인코딩되면, 상기 HL MB에 관련된 모션 데이터는 데이터 스트림으로 코딩된다.
또한, 본 발명은 코딩 디바이스(8)로 생성된 데이터 스트림으로부터 고 해상도 화상을 디코딩하기 위해 도 5에 기술된 디코딩 디바이스(9)에 관한 것이다. 디코딩 디바이스(9)는 상기 저 해상도 화상을 위하여 저 해상도 화상 및 모션 데이터를 도출하기 위하여 기저 계층 데이터 스트림으로 불리는 데이터 스트림의 제 1 부분을 디코딩하는 제 1 디코딩 모듈(91)을 포함한다. 선택적으로는, 모듈(91)은 MPEG4 AVC 표준에 적합한 데이터 스트림을 디코딩하기 위해 적응된다. 디코딩 디바이스(9)는 제 1 디코딩 모듈(91)에 의해 생성된 저 해상도 화상의 모션 데이터로부터 고 해상도 화상을 위한 모션 데이터를 도출하기 위해 사용된 계승 수단(82)을 포함한다. 계승 수단(82)은 본 발명에 따른 방법의 단계(2100 내지 2600)를 구현하기 위해 적응된다. 디코딩 디바이스(9)는 향상 계층 데이터 스트림으로 불리는 데이터 스트림의 제 2 부분을 디코딩하는 제 2 디코딩 모듈(92)을 포함한다. 제 2 디코딩 모듈(92)은 데이터 스트림의 제 2 부분을 디코딩하기 위해 계승 수단(82)에 의해 도출된 모션 데이터를 사용한다. 따라서, 제 2 디코딩 모듈(92)은 고 해상도 화상을 생성한다. 유리하게는, 디바이스(9)는 또한 수신된 데이터 스트림으로부터 기저 계층 데이터 스트림 및 향상 계층 데이터 스트림을 추출하는 추출 모듈 (90)(예를 들면, 디멀티플렉서)을 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 디코딩 디바이스는 2개의 데이터 스트림을 수신하는데, 즉 기저 계층 데이터 스트림 및 향상 계층 데이터 스트림을 수신한다. 이 경우, 디바이스(9)는 추출 모듈(90)을 포함하지 않는다.
본 발명은 기술된 실시예에 제한되지 않는다. 특히, 2개의 화상 시퀀스, 즉 2개의 공간적 계층을 위해 기술된 본 발명은 3개 이상의 화상 시퀀스를 인코딩하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 소위 기저 계층 매크로블럭으로 불리는 저 해상도의 적어도 하나의 매크로블럭과 연관된 모션 데이터로부터 하이 계층 매크로블럭으로 불리는 고 해상도 화상의 적어도 하나의 매크로블럭을 위한 모션 데이터를 도출하는 방법에 이용가능하다.
또한 본 발명은 상기 방법을 구현하는 코딩 및 디코딩 디바이스에 이용가능하다.

Claims (11)

  1. 저 해상도 화상의 기저 계층 매크로블럭과 연관된 모션 데이터로부터, 고 해상도 화상의 중첩없는 기본 블럭으로 분할되는 적어도 하나의 상위 계층 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법으로서,
    프레임 모드 및 필드 모드 중 매크로블럭 코딩 모드는 각 매크로블럭과 연관되고, 화상 코딩 모드는 상기 고 해상도 화상 및 상기 저 해상도 화상과 연관되는, 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 상위 계층 매크로블럭의 각 기본 블럭에 대하여, 상기 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라, 상기 고 해상도 화상 내의 상기 기본 블럭 위치로부터 상기 저 해상도 화상 내의 중간 위치를 계산하는 단계(2200);
    - 각 기본 블럭에 대하여, 상기 중간 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, 기저 매크로블럭으로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계(2300);
    - 각 기본 블럭에 대하여, 상기 기저 매크로블럭 및 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드에 따라, 상기 중간 위치로부터 실 기저 계층 위치로 불리는 상기 저 해상도 화상 내의 최종 위치를 계산하는 단계(2400);
    - 상기 적어도 하나의 매크로블럭의 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는 실 기저 매크로블럭으로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계(2500); 및
    - 각 기본 블럭에 대하여 상기 실 기저 매크로블럭의 모션 데이터로부터 상기 상위 계층 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 단계(2600)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기저 계층 매크로블럭은 파티션되고, 모션 데이터는 상기 파티션의 각각과 연관되며,
    상기 방법은, 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, 실 기저 매크로블럭으로 불리는, 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 단계(2500) 이후, 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는 상기 실 기저 매크로블럭의 파티션(mbPartldxBase)을 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상위 계층 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 단계(2600)는,
    - 상기 실 기저 매크로블럭 및 각 기본 블럭에 대한 상기 실 기저 매크로블럭의 상기 식별된 파티션에 따라 상기 상위 계층 매크로블럭을 파티션하는 단계; 및
    - 각 기본 블럭에 대하여 상기 실 기저 매크로블럭의 모션 데이터로부터 상기 상위 계층 매크로블럭의 각 파티션에 대한 모션 벡터를 도출하는 단계를 포함하는, 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상위 계층 매크로블럭은 16x16 필셀의 블럭이고, 각 기본 블럭은 4x4 픽셀의 블럭인, 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비디오 신호를 코딩하는 처리의 일부가 되는, 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비디오 신호를 디코딩하는 처리의 일부가 되는, 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 방법.
  7. 일련의 고 해상도 화상 및 일련의 저 해상도 화상을 코딩하는 디바이스(8)로서,
    각 화상은 중첩없는 기본 블럭으로 분할되는 중첩없는 매크로블럭으로 분할되고, 프레임 모드 및 필드 모드 중 매크로블럭 코딩 모드는 각 매크로블럭과 연관되며, 화상 코딩 모드는 상기 고 해상도 화상 및 상기 저 해상도 화상과 연관되고, 상기 디바이스는,
    - 상기 저 해상도 화상을 코딩하고, 상기 저 해상도 화상의 매크로블럭에 대한 모션 데이터 및 기저 계층 데이터 스트림을 생성하는, 제 1 코딩 수단(80);
    - 저 해상도 화상의 기저 계층 매크로블럭의 모션 데이터로부터, 고 해상도 화상의 적어도 하나의 상위 계층 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 계승 수단(82); 및
    - 상기 도출된 모션 데이터를 이용하여 상기 고 해상도 화상을 코딩하고, 향상 계층 데이터 스트림을 생성하는 제 2 코딩 수단(81)을 포함하는, 일련의 고 해상도 화상 및 일련의 저 해상도 화상을 코딩하는 디바이스(8)에 있어서,
    계승 수단(82)은,
    - 상기 적어도 하나의 상위 계층 매크로블럭의 각 기본 블럭에 대하여, 상기 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라, 상기 고 해상도 화상 내의 상기 기본 블럭 위치로부터 상기 저 해상도 화상 내의 중간 위치를 계산하는 수단;
    - 각 기본 블럭에 대하여, 상기 중간 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, 기저 매크로블럭으로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 수단;
    - 각 기본 블럭에 대하여, 상기 기저 매크로블럭 및 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드에 따라, 상기 중간 위치로부터 실 기저 계층 위치로 불리는 상기 저 해상도 화상 내의 최종 위치를 계산하는 수단;
    - 상기 적어도 하나의 매크로블럭의 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는 실 기저 매크로블럭으로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 수단; 및
    - 각 기본 블럭에 대하여 상기 실 기저 매크로블럭의 모션 데이터로부터 상기 상위 계층 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 수단
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일련의 고 해상도 화상 및 일련의 저 해상도 화상을 코딩하는 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 코딩 수단은 MPEG-4 AVC 비디오 인코더인, 일련의 고 해상도 화상 및 일련의 저 해상도 화상을 코딩하는 디바이스.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    기저 계층 데이터 스트림 및 향상 계층 데이터 스트림을 단일 데이터 스트림으로 결합하는 수단(83)을 추가로 포함하는, 일련의 고 해상도 화상 및 일련의 저 해상도 화상을 코딩하는 디바이스.
  10. 저 해상도 화상으로부터 적어도 일련의 고 해상도 화상을 디코딩하는 디바이스(9)로서,
    코딩된 화상은 데이터 스트림 형태로 발생하고, 각 화상은 중첩없는 기본 블럭으로 분할되는 중첩없는 매크로블럭으로 분할되며, 프레임 모드 및 필드 모드 중 매크로블럭 코딩 모드는 각 매크로블럭과 연관되며, 화상 코딩 모드는 상기 고 해상도 화상 및 상기 저 해상도 화상과 연관되고, 상기 디바이스는,
    - 상기 저 해상도 화상 및 상기 저 해상도 화상의 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 생성하도록 상기 데이터 스트림의 적어도 제 1 부분을 디코딩하는 제 1 디코딩 수단(91);
    - 저 해상도 화상의 기저 계층 매크로블럭의 모션 데이터로부터 고 해상도 화상의 적어도 하나의 상위 계층 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 계승 수단(82); 및
    - 고 해상도 화상을 생성하기 위해 상기 도출된 모션 데이터를 이용하여 상기 데이터 스트림의 적어도 제 2 부분을 디코딩하는 제 2 디코딩 수단(92)을 포함하는, 코딩된 적어도 일련의 고 해상도 화상을 디코딩하는 디바이스(9)에 있어서,
    계승 수단(82)은,
    - 상기 적어도 하나의 상위 계층 매크로블럭의 각 기본 블럭에 대하여, 상기 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드와, 상기 고 및 저 해상도 화상의 화상 코딩 모드에 따라, 상기 고 해상도 화상 내의 상기 기본 블럭 위치로부터 상기 저 해상도 화상 내의 중간 위치를 계산하는 수단;
    - 각 기본 블럭에 대하여, 상기 중간 위치에 위치된 픽셀을 포함하는, 기저 매크로블럭으로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 수단;
    - 각 기본 블럭에 대하여, 상기 기저 매크로블럭 및 상위 계층 매크로블럭의 코딩 모드에 따라, 상기 중간 위치로부터 실 기저 계층 위치로 불리는 상기 저 해상도 화상 내의 최종 위치를 계산하는 수단;
    - 상기 적어도 하나의 매크로블럭의 각 기본 블럭에 대하여, 상기 실 기저 계층 위치에 위치된 픽셀을 포함하는 실 기저 매크로블럭으로 불리는 기저 계층 매크로블럭을 식별하는 수단; 및
    - 각 기본 블럭에 대하여 상기 실 기저 매크로블럭의 모션 데이터로부터 상기 상위 계층 매크로블럭에 대한 모션 데이터를 도출하는 수단
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코딩된 적어도 일련의 고 해상도 화상을 디코딩하는 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 디코딩하는 수단은 MPEG-4 AVC 비디오 디코더인, 코딩된 적어도 일련의 고 해상도 화상을 디코딩하는 디바이스.
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