KR101483174B1 - Motion Vector Encoding/Decoding Method and Apparatus and Video Encoding/Decoding Method and Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 움직임 벡터 부호화 방법 및 장치와 그를 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 움직임 벡터를 부호화하는 장치에 있어서, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 예측 후보 선택기; 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 결정하는 예측 움직임 벡터 결정기; 및 현재 움직임 벡터에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 벡터를 계산하고 부호화하는 차분 벡터 부호화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 더욱 정확하게 예측된 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터를 부호화하면서도 예측 움직임 벡터에 대한 정보를 부호화하기 위한 비트량을 줄여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a motion vector coding method and apparatus, and a method and apparatus for image coding / decoding using the same.
An apparatus for encoding a motion vector, the apparatus comprising: a prediction candidate selector for selecting one or more motion vector prediction candidates; A predicted motion vector determiner for determining a predicted motion vector from one or more motion vector prediction candidates; And a difference vector encoder for calculating a difference vector by subtracting the predicted motion vector determined in the current motion vector and encoding the difference vector.
According to the present invention, it is possible to improve the compression efficiency by reducing the amount of bits for coding the information on the predictive motion vector while encoding the motion vector using the predicted motion vector more accurately.
Description
본 발명은 움직임 벡터 부호화 방법 및 장치와 그를 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 현재 부호화를 수행할 블록 이전에 부호화되고 복호화되어 복원된 화소를 이용하여 인터 예측을 수행하고 인터 예측에 이용한 움직임 벡터를 효율적으로 부호화하거나 복호화하고 그를 이용하여 정지 영상 또는 동영상의 데이터를 부호화하거나 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motion vector coding method and apparatus, and a method and apparatus for image coding / decoding using the same. In more detail, inter prediction is performed using pixels that are coded, decoded and reconstructed before a block to be currently encoded, motion vectors used for inter prediction are efficiently encoded or decoded, and the still image or moving picture data And more particularly, to a method and apparatus for encoding or decoding a video signal.
영상 신호를 효율적으로 압축하기 위한 방법으로서 정지화상으로는 JPEG, JPEG-2000, 동영상에서는 H.261, H.263, MPEG-2, MPEG-4 등이 있다. 또한, MPEG-2, MPEG-4 등의 기술을 계승하면서 더욱 향상된 압축 효율을 제공하는 MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding)가 ISO(국제 표준화 기구)에 의해서 2003년에 표준 규격화되어 있다.JPEG, JPEG-2000, and H.261, H.263, MPEG-2, and MPEG-4 are examples of still image compression methods for efficiently compressing video signals. In addition, MPEG-4 Advanced Video Coding (AVC), which provides further improved compression efficiency while inheriting the technologies of MPEG-2 and MPEG-4, is standardized in 2003 by ISO (International Standardization Organization).
동영상에 대한 데이터의 부호화는 인트라 예측 부호화와 인터 예측 부호화로 성립되어 있다. 이러한 인트라 예측 부호화 또는 인터 예측 부호화는 데이터 간에 존재하는 상관도(Correlation)를 줄일 수 있는 효과적인 방법으로 다양한 데이터의 압축에 널리 사용된다. 특히, 인터 예측 부호화에서 현재 부호화하고자 하는 현재 블록의 움직임을 추정하여 결정되는 현재 블록의 움직임 벡터는 주변 블록의 움직임 벡터와 밀접한 상관 관계가 있기 때문에, 주변 블록의 움직임 벡터로부터 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 예측값(PMV: Predicted Motion Vector, 이하 '예측 움직임 벡터'라 칭함)을 계산한 후 현재 블록의 움직임 벡터의 값 자체를 부호화하지 않고 예측값에 대한 차분값(DMV: Differential Motion Vector, 이하 '차분 벡터'라 칭함)만을 부호화함으로써 부호화해야 할 비트량을 상당히 줄일 수 있으며 그에 따라 부호화 효율을 높일 수 있다.The encoding of data for a moving picture is performed by intraprediction encoding and inter prediction encoding. Such intraprediction coding or inter prediction coding is an effective method for reducing correlation between data and is widely used for various data compression. In particular, since the motion vector of the current block, which is determined by estimating the motion of the current block to be coded in inter prediction coding, is closely correlated with the motion vector of the neighboring block, the motion vector of the current block A differential motion vector (DMV) (hereinafter referred to as 'differential vector') is calculated without calculating a motion vector value of the current block after calculating a predicted motion vector (PMV) Quot;), the amount of bits to be coded can be significantly reduced and the coding efficiency can be increased accordingly.
즉, MPEG-4 AVC와 같은 기존의 대부분의 영상 압축 표준들은 인터 예측 부호화를 수행하는 경우, 부호화기는 이전에 부호화되고 복호화되어 복원된 참조 프레임에서 현재 블록의 움직임을 추정하여 결정한 예측 움직임 벡터와 현재 움직임 벡터와의 차분값인 차분 벡터만을 부호화하여 전송한다. 복호화기도 미리 복호화된 주위의 블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 예측하여 전송된 차분 벡터와 예측 움직임 벡터를 더하여 현재 움직임 벡터를 복원한다.In other words, when performing inter-prediction coding in most conventional image compression standards such as MPEG-4 AVC, the encoder calculates a predicted motion vector determined by estimating motion of a current block in a reference frame that has been previously encoded and decoded and restored, Only a differential vector which is a difference value from the motion vector is encoded and transmitted. The decoding unit estimates a motion vector of a current block using motion vectors of neighboring blocks decoded in advance, and adds the transmitted difference vector and the predicted motion vector to recover the current motion vector.
하지만, 전술한 바와 같은 기존의 영상 압축 표준들에 따라 움직임 벡터를 부호화하게 되면, 예측 움직임 벡터가 현재 움직임 벡터와 상관성이 없을 경우 차분 벡터가 커지므로, 발생하는 비트량이 증가하여 압축 효율을 저하할 뿐만 아니라, 차분 벡터를 줄이기 위해 부호화기에서 예측 움직임 벡터에 대한 정보를 추가로 부호화하는 경우에도, 추가 정보를 부호화하는 데에 따른 비트량이 증가하여 압축 효율을 저하하는 문제점이 있다.However, if a motion vector is coded according to the conventional image compression standards as described above, if the predicted motion vector is not correlated with the current motion vector, the difference vector becomes large. Therefore, In addition, even when information on a predictive motion vector is further encoded in an encoder to reduce a difference vector, there is a problem that an amount of bits for encoding the additional information increases and the compression efficiency is lowered.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 더욱 정확하게 예측된 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터를 부호화하면서도 예측 움직임 벡터에 대한 정보를 부호화하기 위한 비트량을 줄여 압축 효율을 향상시키는 데 주된 목적이 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention has a main purpose of improving a compression efficiency by reducing a bit amount for coding information on a predictive motion vector, while encoding a motion vector using a more precisely predicted motion vector .
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 움직임 벡터를 부호화하는 장치에 있어서, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 예측 후보 선택기; 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 결정하는 예측 움직임 벡터 결정기; 및 현재 움직임 벡터에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 벡터를 계산하고 부호화하는 차분 벡터 부호화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for coding a motion vector, the apparatus comprising: a prediction candidate selector for selecting one or more motion vector prediction candidates; A predicted motion vector determiner for determining a predicted motion vector from one or more motion vector prediction candidates; And a difference vector encoder for calculating a difference vector by subtracting the predicted motion vector determined in the current motion vector and encoding the difference vector.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 움직임 벡터를 부호화하는 방법에 있어서, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 예측 후보 선택 단계; 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정하는 예측 움직임 벡터 결정 단계; 및 현재 움직임 벡터에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 벡터를 계산하고 부호화하는 차분 벡터 부호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of coding a motion vector, comprising: a prediction candidate selection step of selecting at least one motion vector prediction candidate; A predicted motion vector determining step of determining one of the at least one motion vector prediction candidate as a predicted motion vector; And a differential vector coding step of calculating a difference vector by subtracting the predicted motion vector determined in the current motion vector and encoding the difference vector.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 움직임 벡터를 복호화하는 장치에 있어서, 부호화된 차분 벡터를 복호화하여 차분 벡터를 복원하는 차분 벡터 복호화기; 및 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정하고, 결정된 예측 움직임 벡터와 복원된 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원하는 움직임 벡터 복원기를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for decoding a motion vector, comprising: a differential vector decoder for decoding a coded differential vector to reconstruct a differential vector; And a motion vector reconstructor that determines one of the motion vector prediction candidates as a predicted motion vector and adds the determined predicted motion vector and the reconstructed difference vector to reconstruct the current motion vector of the current block And a motion vector decoding unit.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 움직임 벡터를 복호화하는 방법에 있어서, 부호화된 차분 벡터를 복호화하여 차분 벡터를 복원하는 차분 벡터 복호화 단계; 및 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정하고, 결정된 예측 움직임 벡터와 복원된 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원하는 움직임 벡터 복원 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of decoding a motion vector, comprising: a differential vector decoding step of decoding a coded differential vector to recover a difference vector; And a motion vector restoration step of restoring a current motion vector of the current block by determining one of the motion vector prediction candidates as a predicted motion vector and adding the determined predicted motion vector and the restored difference vector, The motion vector decoding method of the present invention is characterized by comprising:
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 부호화하는 장치에 있어서, 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 결정하고 결정된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하는 예측기; 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔차 블록을 생성하는 감산기; 잔차 블록을 변환하는 변환기; 변환된 잔차 블록을 양자화하는 양자화기; 및 양자화된 잔차 블록을 부호화하며, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정하고, 현재 움직임 벡터에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산한 차분 벡터를 부호화하며, 부호화된 잔차 블록 및 부호화된 차분 벡터를 포함하는 비트스트림을 생성하여 출력하는 부호화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for encoding an image, the apparatus comprising: a predictor for determining a current motion vector of a current block and generating a predictive block using the determined current motion vector; A subtractor for generating a residual block by subtracting a current block from a prediction block; A transformer for transforming the residual block; A quantizer for quantizing the transformed residual block; And a quantized residual block, a motion vector prediction candidate for one or more motion vector prediction candidates is determined as a predicted motion vector, a difference vector obtained by subtracting a predicted motion vector determined from the current motion vector is encoded, And an encoder for generating and outputting a bitstream including a block and an encoded difference vector.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 부호화하는 방법에 있어서, 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 결정하고 결정된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하는 예측 단계; 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔차 블록을 생성하는 감산기; 잔차 블록을 변환하는 변환 단계; 변환된 잔차 블록을 양자화하는 양자화 단계; 양자화된 잔차 블록을 부호화하는 잔차 블록 부호화 단계; 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정하고, 현재 움직임 벡터에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산한 차분 벡터를 부호화하는 차분 벡터 부호화 단계; 및 부호화된 잔차 블록 및 부호화된 차분 벡터를 포함하는 비트스트림을 생성하여 출력하는 비트스트림 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of coding an image, the method comprising: a prediction step of determining a current motion vector of a current block and generating a prediction block using the determined current motion vector; A subtractor for generating a residual block by subtracting a current block from a prediction block; A transforming step of transforming the residual block; A quantization step of quantizing the transformed residual block; A residual block coding step of coding a quantized residual block; A differential vector coding step of determining a motion vector prediction candidate among the at least one motion vector prediction candidate as a predicted motion vector and coding a difference vector obtained by subtracting a predicted motion vector determined from the current motion vector; And a bitstream generation step of generating and outputting a bitstream including an encoded residual block and an encoded difference vector.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 복호화하는 장치에 있어서, 비트스트림으로부터 부호화된 잔차 블록과 부호화된 차분 벡터를 추출하고 복호화하여 잔차 블록 및 차분 벡터를 복원하며, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정하고 결정된 예측 움직임 벡터와 복원된 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원하는 복호화기; 복원된 잔차 블록을 역 양자화하는 역 양자화기; 역 양자화된 잔차 블록을 역 변환하는 역 변환기; 복원된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하는 예측기; 및 역 변환된 잔차 블록과 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for decoding an image, comprising: a decoding unit for extracting and decoding a coded residual block and a coded residual block from a bitstream to recover a residual block and a difference vector, A decoder for determining one motion vector prediction candidate as a predicted motion vector among the candidates and adding the determined predicted motion vector and the reconstructed difference vector to reconstruct the current motion vector of the current block; An inverse quantizer for inversely quantizing the reconstructed residual block; An inverse transformer for inversely transforming the dequantized residual block; A predictor for generating a prediction block using the restored current motion vector; And an adder for adding the inverse transformed residual block and the generated prediction block to reconstruct a current block.
또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 부호화된 잔차 블록을 추출하고 복호화하여 잔차 블록을 복원하는 잔차 블록 복호화 단계; 비트스트림으로부터 부호화된 차분 벡터를 추출하고 복호화하여 차분 벡터를 복원하는 차분 벡터 복호화 단계; 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 선택하고 선택된 예측 움직임 벡터와 복원된 차분 벡터를 이용하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원하는 움직임 벡터 복원 단계; 복원된 잔차 블록을 역 양자화하는 역 양자화 단계; 역 양자화된 잔차 블록을 역 변환하는 역 변환 단계; 복원된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하는 예측 단계; 및 역 변환된 잔차 블록과 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of decoding an image, the method comprising: a residual block decoding step of extracting and decoding a coded residual block from a bitstream to restore a residual block; A difference vector decoding step of extracting and decoding a coded difference vector from a bit stream to recover a difference vector; A motion vector restoring step of restoring a current motion vector of a current block by selecting one of the at least one motion vector prediction candidate as a predicted motion vector and using a selected predictive motion vector and a reconstructed difference vector; An inverse quantization step of inversely quantizing the reconstructed residual block; An inverse transform step of inversely transforming the dequantized residual block; A prediction step of generating a prediction block using the restored current motion vector; And adding the inverse transformed residual block and the generated prediction block to reconstruct a current block.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 더욱 정확하게 예측된 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터를 부호화하면서도 예측 움직임 벡터에 대한 정보를 부호화하기 위한 비트량을 줄여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to improve the compression efficiency by reducing the amount of bits for coding the information on the predictive motion vector, while encoding the motion vector using the predicted motion vector more accurately.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 3은 지그재그 스캔 방향을 나타낸 예시도,
도 4는 현재 블록의 주변 블록을 나타낸 예시도,
도 5는 현재 프레임의 현재 블록과 주변 블록을 나타낸 예시도,
도 6은 현재 프레임과 참조 프레임의 블록들을 예시적으로 나타낸 예시도,
도 7은 지시 벡터를 설명하기 위한 예시도,
도 8은 임계값을 계산하는 과정을 설명하기 위한 예시도,
도 9는 움직임 벡터 예측 후보와 현재 움직임 벡터를 각 컴포넌트별로 분리하여 나타낸 예시도,
도 10은 복수 개의 임계값에 따른 예측 후보 식별 플래그를 나타낸 예시도,
도 11은 예측 후보 식별 플래그의 전송 비트를 나타낸 예시도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a motion vector coding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a zigzag scanning direction,
FIG. 4 is an exemplary view showing neighboring blocks of a current block,
5 is an exemplary view showing a current block and a neighboring block of a current frame,
6 is an exemplary diagram illustrating exemplary blocks of a current frame and a reference frame,
7 is an exemplary diagram for explaining an instruction vector,
8 is an exemplary diagram for explaining a process of calculating a threshold value,
FIG. 9 is a diagram illustrating a motion vector prediction candidate and a current motion vector separately for each component,
10 is an exemplary view showing a prediction candidate identification flag according to a plurality of threshold values,
11 is an exemplary view showing transmission bits of a prediction candidate identification flag,
12 is a flowchart for explaining a motion vector coding method according to an embodiment of the present invention;
13 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram schematically showing an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
15 is a block diagram schematically illustrating a motion vector decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
16 is a flowchart for explaining a motion vector decoding method according to an embodiment of the present invention,
17 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 예측기(110), 감산기(120), 변환기(130), 양자화기(140), 부호화기(150), 역 양자화기(160), 역 변환기(170), 가산기(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 역 양자화기(160), 역 변환기(170), 가산기(180) 및 메모리(190)는 영상 부호화 장치(100)에 선택적으로 포함될 수 있다. 이러한 영상 부호화 장치(100)는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 부호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.An image encoding
예측기(110)는 현재 블록의 움직임 벡터인 현재 움직임 벡터를 결정하고 결정된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성한다. 즉, 예측기(110)는 영상에서 부호화하고자 하는 현재 블록의 각 화소의 화소값(Pixel Value)을 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측하여 예측된 각 화소의 예측 화소값(Predicted Pixel Value)을 갖는 예측 블록(Predicted Block)을 생성한다. 예측기(110)는 율-왜곡 최적화(RDO: Rate-Distortion Optimization) 등 다양한 기법을 이용하여 현재 움직임 벡터를 결정할 수 있는데, 결정된 현재 움직임 벡터는 최적의 움직임 벡터가 될 수 있다.The
감산기(120)는 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔차 블록을 생성한다. 즉, 감산기(120)는 부호화하고자 하는 현재 블록의 각 화소의 화소값과 예측기(110)에서 예측한 예측 블록의 각 화소의 예측 화소값의 차이를 계산하여 블록 형태의 잔차 신호(Residual Signal)를 갖는 잔차 블록을 생성한다.The
변환기(130)는 잔차 블록을 변환한다. 즉, 변환기(130)는 감산기(120)로부터 출력되는 잔차 블록의 잔차 신호를 주파수 영역으로 변환하여 잔차 블록의 각 화소값을 주파수 계수로 변환한다. 여기서, 변환기(130)는 하다마드 변환(Hadamard Transform), 이산 코사인 변환 기반 변환(DCT based Transform: Discrete Cosine Transform Based Transform) 등과 같은 공간축의 화상 신호를 주파수축으로 변환하는 다양한 변환 기법을 이용하여 잔차 신호를 주파수 영역으로 변환할 수 있는데, 주파수 영역으로 변환된 잔차 신호가 주파수 계수가 된다.The
양자화기(140)는 변환된 잔차 블록을 양자화한다. 즉, 양자화기(140)는 변환기(130)로부터 출력되는 잔차 블록의 주파수 계수를 양자화(Quantization)하여 양자화 주파수 계수를 갖는 잔차 블록을 출력한다. 여기서, 양자화기(140)는 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization, 이하 'DZUTQ'라 칭함), 양자화 가중치 매트릭스(Quantization Weighted Matrix) 또는 이를 개량한 양자화 기법 등을 사용하여 양자화할 수 있다.The
한편, 이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)가 변환기(130) 및 양자화기(140)를 포함하는 것을 도시하고 설명했지만, 변환기(130) 및 양자화기(140)는 선택적으로 포함될 수 있을 것이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 잔차 블록의 잔차 신호를 변환하여 주파수 계수를 갖는 잔차 블록을 생성하고 양자화 과정을 수행하지 않을 수 있으며, 잔차 블록의 잔차 신호를 주파수 계수로 변환하지 않고 양자화 과정만을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 심지어는 변환과 양자화 과정을 모두 수행하지 않을 수 있다.Although the image encoding
부호화기(150)는 양자화된 잔차 블록을 부호화하며, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보(Motion Vector Prediction Candidate) 중에서 예측 움직임 벡터(Predicted Motion Vector)를 결정하고, 현재 움직임 벡터에서 예측 움직임 벡터를 감산한 차분 벡터(Differential Motion Vector)를 부호화하며, 부호화된 잔차 블록 및 부호화된 차분 벡터를 포함하는 비트스트림을 생성하여 출력한다. 즉, 부호화기(150)는 양자화기(140)로부터 출력되는 잔차 블록의 양자화 주파수 계수를 도 3에서 예시적으로 나타낸 지그재그 스캔과 같은 다양한 스캔 방식에 따라 스캔하여 양자화 주파수 계수열을 생성하고 엔트로피 부호화(Entropy Coding) 기법 등 다양한 부호화 기법을 이용하여 부호화한다.The
또한, 부호화기(150)는 현재 움직임 벡터를 부호화하는데, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 선택하고 선택된 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 결정한다. 이를 위해, 부호화기(150)는 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터, 참조 프레임에서 현재 블록의 위치와 동일한 위치에 있는 Col(Colocated Block) 블록의 움직임 벡터, Col 블록의 주변 블록의 움직임 벡터 및 현재 블록에서 참조 프레임의 특정 블록을 지시하는 지시 벡터 중 하나 이상을 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다. 여기서, 특정 블록은 지시 벡터와 수평이거나 지시 벡터와의 차이가 기 설정된 임계값보다 작은 움직임 벡터를 갖는 블록일 수 있다.In addition, the
예를 들어, 부호화기(150)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정할 때, 도 4에 예시적으로 나타낸 바와 같이, 중간값을 이용하여 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 현재 블록이 X이고, 현재 블록의 좌측 블록이 A이고, 현재 블록의 상단 블록이 B, 현재 블록의 상단 우측 블록이 C라고 가정하고, 좌측 블록 A의 움직임 벡터가 MV_A이고, 상단 블록 B의 움직임 벡터가 MV_B이고, 상단 우측 블록 C의 움직임 벡터가 MV_C라고 가정한 경우, 현재 블록 A의 예측 움직임 벡터는, 수학식 1과 같이, 중간값을 이용하여 계산될 수 있다.For example, when determining one of the motion vector prediction candidates as a predicted motion vector, the
부호화기(150)는 중간값을 이용하여 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있지만, 반드시 중간값을 이용해야 하는 것은 아니며, 다른 다양한 방법을 이용하여 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 과정에서 도 2를 통해, 상세히 설명한다.The
또한, 부호화기(150)는 예측 움직임 벡터로서 결정된 움직임 벡터 예측 후보를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하고 부호화하여 비트스트림에 추가로 포함시킬 수 있다. 즉, 비트스트림은 부호화된 잔차 블록과 부호화된 차분 벡터뿐만 아니라 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 포함할 수 있다.Also, the
또한, 부호화기(150)는 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트 각각을 독립적으로 결정할 수 있다. 즉, 부호화기(150)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트로서 결정하고, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 y-컴포넌트로서 결정할 수 있다.In addition, the
또한, 부호화기(150)는 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값 및 차분 벡터의 y-컴포넌트의 절대값 중 하나 이상이 각각 기 설정된 x-컴포넌트 임계값 및 기 설정된 y-컴포넌트 임계값 중 하나 이상보다 작거나 같은 경우, 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트 및 예측 움직임 벡터의 y-컴포넌트 중 하나 이상으로 결정된 움직임 벡터 예측 후보를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하고 부호화하여 비트스트림에 추가로 포함시킬 수 있다. 부호화기(150)에 대해서는 후술하는 과정에서 도 2를 통해 상세히 설명한다.Also, the
역 양자화기(160)는 양자화기(140)에 의해 양자화된 잔차 블록을 역 양자화(Inverse Quantization)한다. 역 변환기(170)는 역 양자화기(160)에 의해 역 양자화된 잔차 블록을 역 변환(Inverse Transform)한다. 여기서, 역 양자화기(160)와 역 변환기(170)는 양자화기(140)와 변환기(130)에서 사용한 양자화 방식과 변환 방식을 역으로 사용하여 역 양자화 및 역 변환할 수 있다. 또한, 변환기(130)와 역 양자화기(140)에서 양자화만을 수행하고 변환을 수행하지 않은 경우에는 역 양자화만을 수행하고 역 변환을 수행하지 않을 수 있다. 만약, 변환 및 양자화를 모두 수행하지 않은 경우, 역 양자화기(160)와 역 변환기(170)도 역 변환 및 역 양자화를 모두 수행하지 않거나 영상 부호화 장치(100)에 포함되지 않고 생략될 수 있다.The
가산기(180)는 예측기(110)에서 예측된 예측 블록과 역 변환기(170)에 의해 복원된 잔차 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다. 메모리(190)는 가산기(180)로부터 출력되는 복원된 현재 블록을 프레임 단위로 참조 프레임으로서 저장하여 예측기(110)가 현재 블록의 다음 블록이나 향후 다른 블록을 부호화할 때 참조 프레임으로서 사용할 수 있도록 한다.The
도 1에서는 도시하지 않았지만, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 인트라 예측(Intra Prediction)을 위한 인트라 예측기, 복원된 현재 블록을 디블로킹 필터링(Deblocking Filtering)하는 디블록킹 필터기 등을 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 디블로킹 필터링이란 영상을 블록 단위로 부호화하면서 발생하는 블록 왜곡을 감소시키는 작업을 말하며, 블록 경계와 매크로블록 경계에 디블로킹 필터를 적용하거나 매크로블록 경계에만 디블로킹 필터를 적용하거나 디블로킹 필터를 사용하지 않는 방법 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.Although not shown in FIG. 1, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.2 is a block diagram schematically illustrating a motion vector coding apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치는 도 1을 통해 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 부호화기(150)로 구현될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치를 부호화기(150)라 칭한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화기(150)는 도 1을 통해 전술한 바와 같이, 양자화된 잔차 블록을 부호화하여 부호화된 잔차 블록을 출력하는 영상 부호화기를 추가로 포함할 수 있지만, 이러한 영상 부호화기는 당업자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.The motion vector coding apparatus according to an embodiment of the present invention can be implemented by the
본 발명의 일 실시예에 따른 부호화기(150)는 예측 후보 선택기(210), 예측 움직임 벡터 결정기(220), 차분 벡터 부호화기(230), 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240) 및 예측 후보 선택 플래그 부호화기(250)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 부호화기(150)는 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240) 및 예측 후보 선택 플래그 부호화기(250) 중 하나 이상을 반드시 포함하지 않고 선택적으로 포함할 수 있다.The
예측 후보 선택기(210)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 선택한다. 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정한다. 차분 벡터 부호화기(230)는 현재 움직임 벡터에서 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 벡터를 계산하고 부호화한다. 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 예측 움직임 벡터로서 결정된 움직임 벡터 예측 후보를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하고 부호화한다. 예측 후보 선택 플래그 부호화기(250)는 영상의 임의의 영역(예를 들면 H.264에서 슬라이스(Slice))마다 예측 후보 선택기(210)에 의해 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 선택되었는지를 식별하기 위한 예측 후보 선택 플래그를 생성하고 부호화한다.The
차분 벡터는 수학식 2와 같이 계산될 수 있다. 수학식 2에서 MVd는 차분 벡터를 나타내고, MV는 현재 움직임 벡터를 나타내며, MVp_opt는 예측 움직임 벡터를 나타낸다.The difference vector can be calculated as shown in Equation (2). In Equation (2), MVd denotes a difference vector, MV denotes a current motion vector, and MVp_opt denotes a predicted motion vector.
차분 벡터 부호화기(230)에서 부호화된 차분 벡터와 전술한 영상 부호화기에서 출력되는 부호화된 잔차 블록은 비트스트림에 포함되어 영상 복호화 장치로 전송될 수 있다. 또한, 비트스트림에는 예측 후보 선택 플래그 부호화기(250)에서 부호화된 예측 후보 선택 플래그와 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)에서 부호화된 예측 후보 식별 플래그 중 하나 이상이 추가로 포함될 수 있다.The differential vector coded by the
여기서, 예측 후보 선택기(210)는 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터를 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수도 있다. 즉, 현재 프레임의 현재 블록과 주변 블록을 예시적으로 나타낸 도 5를 참조하면, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보는 현재 부호화하고자 하는 현재 블록 X가 위치한 현재 프레임에서, 현재 블록 X의 주변에 위치한 주변 블록 L, UL, U, UR의 움직임 벡터들이 될 수 있다. 도 5에서는 현재 블록의 좌측 블록 L, 상단 좌측 블록 UL, 상단 블록 U 및 상단 우측 블록 UR만을 주변 블록으로 도시하였지만, 움직임 벡터 예측 후보는 현재 블록과 인접한 다른 블록뿐만 아니라 인접하지 않은 다른 블록들의 움직임 벡터들이 될 수 있다.Here, the
또한, 예측 후보 선택기(210)는 참조 프레임에서 현재 블록의 위치와 동일한 위치에 있는 Col 블록의 움직임 벡터와 Col 블록의 주변 블록의 움직임 벡터 중 하나 이상을 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수도 있다. 즉, 현재 프레임과 참조 프레임의 블록들을 예시적으로 나타낸 도 6을 참조하면, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보는 참조 프레임 frame t-1에서 현재 블록 X와 동일한 위치에 있는 블록인 Col 블록과 Col 블록의 주변 블록(ULCol, UCol, URCol, LCol, RCol, BLCol, BCol, BRCol)의 움직임 벡터들이 될 수 있다. 도 6에서는 Col 블록과 Col 블록의 주변 블록(ULCol, UCol, URCol, LCol, RCol, BLCol, BCol, BRCol)만을 도시하였지만, 이뿐만 아니라 움직임 벡터 예측 후보는 Col 블록과 인접한 다른 블록은 물론, 인접하지 않은 다른 블록들의 움직임 벡터들이 될 수 있다.Also, the
또한, 예측 후보 선택기(210)는 현재 프레임의 현재 블록에서 참조 프레임의 특정 블록을 지시하는 지시 벡터를 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다. 즉, 지시 벡터를 설명하기 위해 예시적으로 나타낸 도 7을 참조하면, 현재 프레임 frame t에 위치한 현재 블록 X에서 제 1 참조 프레임 frame t-1에 위치한 어떠한 블록 Par를 지시하는 벡터와 제 1 참조 프레임 frame t-1에 위치한 어떠한 블록 Par의 움직임 벡터가 서로 수평이거나 차이가 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 현재 프레임 frame t의 현재 블록 X에서 참조 영상 frame t-1의 어떠한 블록 Par를 지시하는 벡터가 움직임 벡터 예측 후보로서 선택될 수 있다. 여기서, 현재 프레임 frame t의 현재 블록 X의 위치에서 참조 영상 frame t-1의 어떠한 블록 Par를 지시하는 벡터가 지시 벡터이다. 따라서, 전술한 특정 블록은 지시 벡터와 수평이거나 지시 벡터와의 차이가 기 설정된 임계값보다 작은 움직임 벡터를 갖는 블록일 수 있다.In addition, the
예측 후보 선택기(210)가 하나 이상의 움직임 벡터를 선택한 경우, 예측 후보 선택 플래그 부호화기(250)는 예측 후보 선택기(210)에 의해 선택된 움직임 벡터 예측 후보를 식별하기 위한 예측 후보 선택 플래그를 생성하여 부호화할 수 있으며, 부호화된 예측 후보 선택 플래그는 비트스트림의 헤더에 삽입될 수 있다.When the
다른 예로서, 예측 후보 선택기(210)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 일부의 움직임 벡터 예측 후보를 선택할 수 있다. 즉, 예측 후보 선택기(210)는 영상의 특성에 따라 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 소정의 기준에 따라 몇 개를 선택하여 선택된 움직임 벡터 예측 후보 중에서만 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 이 경우, 예측 후보 선택 플래그 부호화기(250)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택되었는지를 식별하기 위해, 예측 후보 선택기(210)에 의해 선택된 일부의 움직임 벡터 예측 후보를 식별하는 예측 후보 선택 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다.As another example, the
여기서, 소정의 기준이란 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 각각이 현재 움직임 벡터로서 결정될 수 있는 확률이 될 수도 있는데, 이러한 확률을 이용하는 경우, 예측 후보 선택기(210)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 각각을 이용하여 현재 프레임의 하나 이상의 영역을 부호화함으로써, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 각각에 대해 현재 움직임 벡터로서 결정되는 확률을 계산하고, 계산된 확률에 따라 일부의 움직임 벡터 예측 후보를 선택할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보가 총 A, B, C, D, E 5개라고 가정할 때, 5개의 움직임 벡터 예측 후보 각각을 이용하여 현재 프레임의 임의의 영역들을 가상으로 부호화하여 최적의 움직임 벡터로서 결정될 확률(즉, 현재 움직임 벡터로서 결정될 확률)을 계산하고, 만약 계산된 결과가 A: 80%, B: 10%, C: 5%, D:3%, E: 2%의 확률로서 계산되었다면, A 또는 A와 B 움직임 벡터 예측 후보를 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다.Here, the predetermined criterion may be a probability that each of the one or more motion vector prediction candidates can be determined as a current motion vector. When using this probability, the
또한, 소정의 기준이란 상관성이 될 수 있는데, 상관성을 이용하는 경우, 예측 후보 선택기(210)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 상관성이 있는 움직임 벡터 예측 후보들을 하나 이상의 그룹으로 선택하고, 선택된 각 그룹을 대표하는 대표 움직임 벡터를 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다. 여기서, 대표 움직임 벡터는 선택된 각 그룹 내의 움직임 벡터 예측 후보들의 중간값 또는 평균값일 수 있다.If the correlation is used, the
예를 들어, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보가 도 5 내지 도 7을 통해 전술한 움직임 벡터들이라면, 도 5를 통해 전술한 현재 블록의 주변 블록 중 일부의 주변 블록(L, UL, U, UR)의 움직임 벡터들(MV_L, MV_UL, MV_U, MV_UR)만을 모아서 하나의 그룹 A로 선택하고, 수학식 3과 같이, 중간값 연산을 통해 계산된 값 MVp_Group A를 대표 움직임 벡터로서 결정하고 대표 움직임 벡터를 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다. For example, if one or more motion vector prediction candidates are motion vectors as described above with reference to FIG. 5 to FIG. 7, the neighboring blocks L, UL, U, UR of some of the neighboring blocks of the current block, MV_U, MV_UR, MV_U, and MV_UR are selected as a group A, the MV_Group A calculated through the intermediate value calculation is determined as a representative motion vector, As a motion vector prediction candidate of the motion vector estimation unit.
또한, 도 6을 통해 전술한 Col 블록과 Col 블록의 주변 블록 중 상하좌우의 블록(Col, UCol, LCol, RCol, BCol)의 움직임 벡터들(MV_Col, MV_Ucol, MV_Lcol, MV_Rcol, MV_Bcol)을 모아서 하나의 그룹 B로 선택하고, 수학식 4와 같이, 평균값 연산을 통해 계산된 값 MVp_Group A를 대표 움직임 벡터로서 결정하고 대표 움직임 벡터를 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다.Further, Fig through 6 described above Col block and the block of vertical and horizontal of the neighboring blocks of the Col block motion vectors of (Col, U Col, L Col, R Col, B Col) (MV_Col, MV_U col, MV_L col, MV_R col , MV_B col ) are selected as one group B, and the MV MV_Group A calculated through the average value calculation is determined as a representative motion vector and a representative motion vector is selected as a part of the motion vector prediction candidates have.
또한, 도 6을 통해 전술한 Col 블록과 Col 블록의 주변 블록(ULCol, UCol, URCol, LCol, RCol, BLCol, BCol, BRCol)의 움직임 벡터들(MV_Col, MV_ULcol, MV_Ucol, MV_URcol, MV_Lcol, MV_Rcol, MV_BLcol, MV_Bcol, MV_BRcol)을 모아서 하나의 그룹 C로 선택하고, 수학식 5와 같이, 중간값 연산을 통해 계산된 값 MVp_Group C를 대표 움직임 벡터로서 결정하고 대표 움직임 벡터를 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다.Further, FIG aforementioned through 6 Col block and the neighboring blocks of the Col block motion vectors of (UL Col, U Col, UR Col, L Col, R Col, BL Col, B Col, BR Col) (MV_Col, MV_UL col , MV_U col , MV_UR col , MV_L col , MV_R col , MV_BL col , MV_B col , MV_BR col ) are grouped into one group C and represented by the intermediate value calculation MVp_Group C And the representative motion vector may be selected as a part of the motion vector prediction candidates.
전술한 바와 같이, 수학식 4 내지 수학식 5에 의해 계산된 대표 움직임 벡터와 도 7을 통해 전술한 지시 벡터가 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택될 수 있으며, 이 경우, 예측 후보 선택 플래그 부호화기(250)는 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 MVp_groupA, MVp_groupB, MVp_groupC, MV_col과 MV_par가 선택되었음을 나타내기 위한 예측 후보 선택 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다. 물론, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 일부의 움직임 벡터 예측 후보 MVp_groupA, MVp_groupB, MVp_groupC, MV_col과 MV_par 중 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지 나타내기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다.As described above, the representative motion vector calculated by Equations (4) to (5) and the indicator vector described above with reference to FIG. 7 can be selected as a part of the motion vector prediction candidates. In this case, 250 may generate and predict a prediction candidate selection flag to indicate that MVp_groupA, MVp_groupB, MVp_groupC, MV_col, and MV_par are selected as some motion vector prediction candidates. Of course, the prediction candidate
또한, 예측 후보 선택기(210)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 기 설정된 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 일부의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다. 여기서, 기 설정된 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보는 사용자에 의해 임의로 선택될 수 있다.Also, the
또한, 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 다양한 방식으로 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 일 예로서, 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 예측 후보 선택기(210)에 의해서 선택된 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 각각의 움직임 벡터 예측 후보를 이용하여 계산된 차분 벡터를 부호화하는 데 소요되는 비트량이 최소가 되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다. 따라서, 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 각 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터라 가정하여 차분 벡터를 계산하고 계산된 차분 벡터를 부호화하여 부호화된 데이터가 최소가 되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다. 이 경우, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 현재 블록의 움직임 벡터를 부호화할 때(즉, 현재 움직임 벡터와 결정된 예측 움직임 벡터의 차분 벡터를 부호화할 때)마다 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정하였는지를 식별하기 위해 예측 움직임 벡터로서 결정된 움직임 벡터 예측 후보를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하고 부호화할 수 있다.In addition, the predictive
다른 예로서, 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트 각각을 독립적으로 결정할 수 있다. 즉, 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트로서 결정하고, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 y-컴포넌트로서 결정할 수 있다. 예를 들어, 차분 벡터를 부호화하는데 있어서, 차분 벡터의 비트량이 차분 벡터의 크기의 절대값에 비례하고 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보가 (-4, -4), (2, 2), (4, 4), (14, 14)이며 현재 움직임 벡터가 (0, 4)라고 가정하면, 기존에는 (2, 2) 또는 (4, 4)가 예측 움직임 벡터로서 결정될 수 있지만, 또 전술한 예에서는 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트는 -4, 2, 4, 14 중에서 2로 선택될 수 있으며, 예측 움직임 벡터의 y-컴포넌트는 -4, 2, 4, 14 중에서 4로 선택될 수 있다. 즉, 기존과 같이, x-컴포넌트와 y-컴포넌트를 분리하여 선택할 수 없는 것이 아니라, x-컴포넌트와 y-컴포넌트를 분리하여 최적의 값을 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다.As another example, the predictive
이 경우, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값과 차분 벡터의 y-컴포넌트의 절대값이 각각 기 설정된 x-컴포넌트 임계값(Threshold)과 기 설정된 y-컴포넌트 임계값보다 큰 같은 경우, 예측 후보 식별 플래그를 생성하지 않을 수 있으며 그에 따라 예측 후보 식별 플래그를 부호화하여 전송하지 않을 수 있다. 또한, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값과 차분 벡터의 y-컴포넌트의 절대값 중 하나 이상이 각각 기 설정된 x-컴포넌트 임계값과 기 설정된 y-컴포넌트 임계값 중 하나 이상보다 작거나 같은 경우에는, 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트와 예측 움직임 벡터의 y-컴포넌트 중 하나 이상으로 결정된 움직임 벡터 예측 후보를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하고 부호화할 수 있다. 즉, 예측 움직임 벡터의 두 컴포넌트(x-컴포넌트 및 y-컴포넌트) 중 두 컴포넌트가 모두 임계값보다 큰 경우에는 예측 후보 식별 플래그를 생성하지 않고, 하나의 컴포넌트만이 임계값보다 작은 경우에는 임계값보다 큰 하나의 컴포넌트로 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 이용되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하며, 두 개의 컴포넌트가 모두 임계값보다 크지 않은 경우에는 두 개의 컴포넌트로 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 이용되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다.In this case, the prediction candidate
여기서, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 각 컴포넌트의 임계값보다 커서 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하지 않는 경우와 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 각 컴포넌트의 임계값보다 작거나 같아서 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하는 경우 각각에 대해서 선택되는 움직임 벡터 예측 후보들 중 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 따로따로 생성하여 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치에서도 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트 임계값보다 커서 예측 후보 식별 플래그가 전송되지 않은 경우와 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트 임계값보다 작거나 같아서 예측 후보 식별 플래그가 전송된 경우에 대해서 움직임 벡터 예측 후보들을 각각 따로따로 복호화하여 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다.Here, when the absolute value of each component of the difference vector is larger than the threshold value of each component, a prediction candidate identification flag is generated and not encoded, and when the absolute value of each component of the difference vector is smaller than or equal to the threshold value of each component, When the identification flag is generated and encoded, a prediction candidate identification flag that identifies which of the motion vector prediction candidates selected for each motion vector prediction candidate is determined as a prediction motion vector may separately be generated and encoded. Since the absolute value of each component of the difference vector is larger than the corresponding component threshold value and the predictive candidate identification flag is not transmitted and the absolute value of each component of the differential vector is smaller than or equal to the corresponding component threshold value in the video decoding apparatus, The motion vector prediction candidates may be separately decoded to determine a predicted motion vector.
예를 들어, 그룹 A의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중 하나를 예측 움직임 벡터로서 결정하여 차분 벡터를 계산하고, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 임계값보다 큰 경우에는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하지 않을 수 있으며, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 임계값보다 작은 경우에는 그룹 B의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중 하나를 예측 움직임 벡터로서 결정하여 차분 벡터를 계산하고, 그룹 B의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다. 즉, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 임계값보다 큰 경우에는 그룹 A의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들을 사용하고, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 임계값보다 작거나 같은 경우에는 그룹 B의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들을 사용할 수 있다.For example, if one of the selected motion vector prediction candidates of the group A is determined as a predicted motion vector to calculate a difference vector, and if the absolute value of each component of the difference vector is greater than a threshold value of the corresponding component, If the absolute value of each component of the difference vector is smaller than the threshold value of the corresponding component, one of the selected motion vector prediction candidates of the group B is determined as a predicted motion vector to calculate a difference vector, A prediction candidate identification flag that identifies which of the selected motion vector prediction candidates of B has been determined as a prediction motion vector is generated and encoded. That is, if the absolute value of each component of the difference vector is larger than the threshold value of the corresponding component, the selected motion vector prediction candidates of the group A are used. If the absolute value of each component of the difference vector is smaller than or equal to the threshold value of the corresponding component The selected motion vector prediction candidates of group B can be used.
여기서, 각 컴포넌트 임계값(x-컴포넌트 임계값 및 y-컴포넌트 임계값)은 다양하게 계산될 수 있다. 일 예로, x-컴포넌트 임계값은 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 중 가장 가까운 두 개의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 간의 차이값을 소정의 수로 나눈 값들 중 최대값일 수 있으며, y-컴포넌트 임계값은 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트 중 가장 가까운 두 개의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트 간의 차이값을 소정의 수로 나눈 값들 중 최대값일 수 있다. 즉, 각 컴포넌트는 수학식 6과 같이, 서로 가장 인접한 두 개의 움직임 벡터 예측 후보(MVp Cand (i)와 MVp Cand (j))마다 각각 thre ij 를 계산한 후, 계산된 thre ij 중 최대값으로 계산될 수 있다.Here, each component threshold value (x-component threshold value and y-component threshold value) can be calculated in various ways. For example, the x-component threshold may be the maximum of the differences between the x-components of the two closest of the x-components of one or more motion vector prediction candidates divided by a predetermined number, The threshold value may be a maximum value obtained by dividing the difference value between the y-components of the two closest motion vector prediction candidates among the y-components of the at least one motion vector prediction candidate by a predetermined number. That is, as shown in Equation (6), each component has two motion vector prediction candidates MVp Cand (i) and MVp Cand MVp Cand after calculating each thre ij for each (j)), may be calculated as the maximum value of the calculated thre ij.
임계값을 계산하는 과정을 설명하기 위해 예시적으로 나타낸 도 8을 참조하면, 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트의 값이 도 8에 나타낸 바와 같이, '-4', '2', '4', '14'인 것으로 가정하면, 각 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트의 값의 차이값을 2로 나눈 값은 구간 ①에서는 '3', 구간 ②에서는 '1', 구간 ③에서는 '5'가 되고, 최대값은 '5'이므로 임계값은 '5'가 된다.Referring to FIG. 8 illustrating an exemplary process for calculating a threshold value, a value of an x-component of a motion vector prediction candidate is '-4', '2', '4' , '14', the value obtained by dividing the difference value of the value of the x-component of each motion vector prediction candidate by 2 is '3' in the
움직임 벡터 예측 후보와 현재 움직임 벡터를 각 컴포넌트별로 분리하여 예시적으로 나타낸 도 9를 참조하면, x-컴포넌트의 임계값은 '2'이고, y-컴포넌트의 임계값은 '3'이다. 이 경우, 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트는 '3'(MVp_cand[2])로 결정되어 차분 벡터의 x-컴포넌트는 '-3'이 되며, 예측 움직임 벡터의 y-컴포넌트는 '2'(MVp_cand[0])으로 결정되어 차분 벡터의 y-컴포넌트는 '+4'가 된다. 차분 벡터의 두 컴포넌트의 절대값이 각 컴포넌트의 임계값보다 크므로, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 나타내기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하지 않을 수 있다. 이와 같은 원리로, 영상 복호화 장치에서는 현재 움직임 벡터를 복원할 때, 예측 후보 식별 플래그가 없어 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지 알 수 없는 경우에도, 차분 벡터의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트가 각 컴포넌트의 임계값보다 큰지 여부를 확인하여 임계값보다 크면, 스스로 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 파악할 수 있다.Referring to FIG. 9, which illustrates the motion vector prediction candidate and the current motion vector separately for each component, the threshold value of the x-component is '2' and the threshold value of the y-component is '3'. In this case, the x-component of the predicted motion vector is determined to be '3' (MVp_cand [2]) so that the x-component of the differential vector becomes -3 and the y-component of the predicted motion vector is '2' [0]), and the y-component of the difference vector becomes '+4'. Since the absolute values of the two components of the differential vector are greater than the threshold values of the respective components, the prediction candidate
또한, 다른 예로, x-컴포넌트 임계값은 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 중 가장 가까운 두 개의 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 간의 차이값을 소정의 수로 나눈 값들일 수 있으며, y-컴포넌트 임계값은 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트 중 가장 가까운 두 개의 움직임 벡터 예측 후보의 y-컴포넌트 간의 차이값을 소정의 수로 나눈 값들일 수 있다. 즉, 각 컴포넌트 임계값은 수학식 6과 같이 각 움직임 벡터 예측 후보들 사이의 거리를 2로 나눈 값들 중에서 가장 큰 값이 아니라, 수학식 7과 같이 각 움직임 벡터 예측 후보들 사이의 거리를 2로 나눈 값들로 계산될 수 있다. 따라서, 움직임 벡터 예측 후보가 N개 있을 경우, 각 컴포넌트의 임계값은 N-1개일 수 있다. 단, 수학식 7에서, 0 ≤ n < N이다.In another example, the x-component threshold may be a value obtained by dividing the difference value between the x-components of the two closest motion vector prediction candidates among the x-components of the at least one motion vector prediction candidate by a predetermined number, The threshold value may be a value obtained by dividing the difference value between the y-components of the two closest motion vector prediction candidates among the y-components of the at least one motion vector prediction candidate by a predetermined number. That is, each component threshold is not the largest value obtained by dividing the distance between each motion vector prediction candidate by 2, as shown in Equation (6), but a value obtained by dividing the distance between each motion vector prediction candidate by 2 Lt; / RTI > Therefore, when there are N motion vector prediction candidates, the threshold value of each component may be N-1. In Equation (7), 0? N <N.
예를 들어, 도 8과 같은 경우, x-컴포넌트의 제 1 임계값(Threshold1)은 '3'이 될 수 있고, 제 2 임계값(Threshold2)은 '1'이 될 수 있고, 제 3 임계값(Threshold3)은 '5'가 될 수 있다.For example, in the case of FIG. 8, the first threshold Threshold 1 of the x-component may be '3', the second threshold Threshold 2 may be '1' The threshold value (Threshold 3 ) may be '5'.
이 경우, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값의 크기와 각 컴포넌트 임계값에 따라, 예측 후보 식별 플래그를 다르게 생성하고 부호화할 수 있다. 즉, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 N-1개의 임계값을 내림차순으로 정렬을 하여 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 가장 작은 임계값보다 작거나 같은 경우, N개의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하고 부호화하며, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 두 번째로 작은 임계값보다 작거나 같은 경우, 해당 컴포넌트의 가장 작은 임계값을 가지는 두 개의 움직임 벡터 예측 후보들의 사이에 현재 움직임 벡터가 없다고 가정을 하고 N-1개의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화한다. 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 세 번째로 작은 임계값보다 작거나 같은 경우, 해당 컴포넌트의 가장 작은 임계값을 가지는 두 개의 움직임 벡터 예측 후보들의 사이에 현재 움직임 벡터가 없다고 가정을 하고, 해당 컴포넌트의 두 번째로 작은 임계값을 가지는 두 개의 움직임 벡터 예측 후보들 사이에도 현재 움직임 벡터가 없다고 가정을 하고, N-2개의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되었는지를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화한다.In this case, the prediction candidate
이와 같은 방법으로 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값과 해당 컴포넌트의 각 임계값을 차례로 비교하여 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하며, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 모든 임계값보다 큰 경우에는, N개의 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 필요가 없다. 이와 같이, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값과 해당 컴포넌트의 임계값들에 따라서, 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그의 길이가 달라질 수 있다.In this way, the absolute value of each component of the difference vector is sequentially compared with each threshold value of the corresponding component, and a prediction candidate identification flag is generated and encoded. When the absolute value of each component of the differential vector is larger than all threshold values of the corresponding component , There is no need to generate and code a prediction candidate identification flag for identifying which motion vector prediction candidate is determined as a prediction motion vector from among the N motion vector prediction candidates. In this way, the length of the prediction candidate identification flag for identifying which motion vector prediction candidate is determined as the predicted motion vector may be changed according to the absolute values of the respective components of the difference vector and the threshold values of the corresponding component.
위와 같은 방법에 따르면, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 모든 임계값보다 큰 경우에는, 움직임 벡터 예측 후보의 각 컴포넌트에 대해 개별적으로 선택하여 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값 중 하나의 컴포넌트만 모든 임계값보다 큰 경우에는, 모든 임계값보다 크지 않은 절대값을 가지는 차분 벡터의 컴포넌트에 대해서만 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정했는지를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 전송한다.According to the above method, when the absolute value of each component of the difference vector is larger than all the threshold values, a predictive motion vector can be determined by selecting individually for each component of the motion vector prediction candidate. If only one component of the absolute values of the components of the difference vector is larger than all of the threshold values, motion vector prediction candidates of the motion vector prediction candidates are predicted only for the component of the difference vector having an absolute value not larger than all the threshold values And transmits a prediction candidate identification flag for identifying whether it is determined as a vector.
즉, 차분 벡터의 두 컴포넌트의 절대값 중 하나만 가장 큰 임계값을 넘은 경우에는, 가장 큰 임계값을 넘지 않은 절대값을 가지는 컴포넌트를 가지는 움직임 벡터 예측 후보를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다. 차분 벡터의 두 컴포넌트의 절대값이 모두 가장 큰 임계값보다 크지 못한 경우에는, 각 컴포넌트에 대해 독립적으로 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되었는지를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하는 것이 아니라, 각 컴포넌트 두 개가 동시에 예측 움직임 벡터로 결정되는 움직임 벡터 예측 후보를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다.That is, when only one of the absolute values of the two components of the difference vector exceeds the maximum threshold value, a prediction candidate identification flag for identifying a motion vector prediction candidate having a component having an absolute value not exceeding the largest threshold value is generated Can be encoded. If the absolute values of the two components of the difference vector are not greater than the largest threshold value, a prediction candidate identification flag for identifying which motion vector prediction candidate is determined as a prediction motion vector independently for each component is generated, , But a prediction candidate identification flag for identifying a motion vector prediction candidate in which two components are simultaneously determined as a prediction motion vector can be generated and encoded.
예를 들어, 전술한 도 8과 복수 개의 임계값에 따른 예측 후보 식별 플래그를 예시적으로 나타낸 도 10을 참조하면, 예측 후보의 개수는 4개이고 각각의 임계값은 '1', '3', '5'가 된다. 이에 따라, 도 10에서는 3개의 임계값에 따라 나누어진 구간을 나타내었다. ①로 표시된 구간은 움직임 벡터 예측 후보들의 x-컴포넌트를 나타낸 것이고, ②로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 가장 작은 임계값보다 작거나 같은 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이고, ③으로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 두 번째로 작은 임계값보다 작거나 같은 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이고, ④로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 가장 큰 임계값보다 작거나 같은 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이고, ⑤로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 가장 큰 임계값보다 큰 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이다.For example, referring to FIG. 8 and FIG. 10 illustrating a prediction candidate identification flag according to the plurality of threshold values, the number of prediction candidates is four and each threshold value is '1', '3' '5'. Accordingly, in FIG. 10, a section divided by three threshold values is shown. The interval indicated by (1) represents the x-component of the motion vector prediction candidates, and the interval indicated by (2) represents the current motion vector when the absolute value of the x-component of the difference vector is smaller than or equal to the smallest threshold value of the x- component, and the interval indicated by (3) indicates that the x-component of the current motion vector when the absolute value of the x-component of the difference vector is smaller than or equal to the second smallest threshold value of the x- Component, and the section indicated by (4) represents a section where the x-component of the current motion vector is located when the absolute value of the x-component of the difference vector is smaller than or equal to the largest threshold value of the x-component , The interval indicated by (5) indicates that the x-component of the current motion vector in the case where the absolute value of the x-component of the difference vector is larger than the largest threshold value of the x- A shows a section in which location.
예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 ②로 표시된 구간에서는 4개의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정했는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있고, ③으로 표시된 구간에서는 3개의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정했는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있으며, ④로 표시된 구간에서는 2개의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정했는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있으며, ⑤로 표시된 구간에서는 예측 후보 식별 플래그를 생성하지 않을 수 있다.The prediction candidate
현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 '8'인 경우, 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트는 '4'가 된다. 이때, 차분 벡터의 x-컴포넌트는 '+4'이므로 그 절대값이 x-컴포넌트의 가장 큰 임계값인 '5'보다 작고, 두 번째로 큰 임계값인 '3'보다 크므로, 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 '4' 및 '14' 중 하나를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하면 된다.If the x-component of the current motion vector is '8', the x-component of the predicted motion vector is '4'. Since the absolute value of the x-component of the difference vector is '+4', its absolute value is smaller than the largest threshold value '5' of the x-component and greater than the second threshold value '3' A prediction candidate identification flag for identifying one of the candidate x-components '4' and '14' may be generated and encoded.
영상 복호화 장치에서는 차분 벡터의 x-컴포넌트가 '+4'이므로, 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 '-4'를 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트로 가정한 경우, 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트를 '0'으로 가정할 수 있다. 하지만, 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 '0'이라고 가정한 경우, 최적의(즉, 차분 벡터의 x-컴포넌트 값을 최소로 하는) 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트는 '2'가 되므로, 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 '-4'는 예측 움직임 벡터가 아님을 알 수 있다. 이와 같은 방법으로, 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 '-4'와 '2'는 예측 움직임 벡터로서 결정되지 않았음을 알 수 있다. 따라서, 예측 움직임 벡터로서 결정될 수 있는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 '4'와 '14' 중에서 어느 값이 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트로 결정되었는지를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하면 된다. 이와 같이, 각 컴포넌트에 대해 복수 개의 임계값을 계산하고, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값과 해당 컴포넌트의 복수 개의 임계값을 비교하여 예측 후보 식별 플래그를 다르게 생성하고 부호화하면, 현재 움직임 벡터를 부호화할 때 전송해야 하는 예측 후보 식별 플래그의 부호화된 비트량을 줄일 수 있고, 그에 따라 압축 효율을 향상시킬 수 있다.Since the x-component of the difference vector is '+4' in the image decoding apparatus, if the x-component '-4' of the motion vector prediction candidate is assumed to be the x-component of the predicted motion vector, Quot; 0 ". However, when it is assumed that the x-component of the current motion vector is '0', the x-component of the predicted motion vector that is optimal (i.e., minimizes the x-component value of the difference vector) becomes '2' It can be seen that the x-component '-4' of the vector prediction candidate is not a predicted motion vector. In this way, it can be seen that the x-components '-4' and '2' of the motion vector prediction candidate are not determined as the predicted motion vector. Accordingly, a prediction candidate identification flag for identifying which of the x-components '4' and '14' of the motion vector prediction candidate that can be determined as the predictive motion vector is determined as the x-component of the predictive motion vector is generated, . As described above, when a plurality of threshold values are calculated for each component and the absolute values of the components of the difference vector are compared with a plurality of threshold values of the component to generate a prediction candidate identification flag differently and encoded, It is possible to reduce the amount of encoded bits of the prediction candidate identification flag to be transmitted at the time of encoding, thereby improving the compression efficiency.
영상 복호화 장치에서는 이러한 예측 후보 식별 플래그만을 이용하여 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지 식별할 수 있다. The video decoding apparatus can identify which motion vector prediction candidate is determined as a predicted motion vector using only the prediction candidate identification flag.
또 다른 예로서, 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 각 움직임 벡터 예측 후보들 간의 거리가 임의의 임계값보다 작을 경우, 임의의 임계값보다 작은 두 움직임 벡터 예측 후보 중 어느 하나만 선택 선택된 것으로 간주하여 다른 움직임 벡터 예측 후보를 움직임 벡터 예측 후보들에서 제외하고, 제외되지 않은 나머지 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치에서도 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 움직임 벡터 예측 후보들 간의 거리가 임의의 임계값보다 작을 경우, 임의의 임계값보다 작은 두 움직임 벡터 예측 후보 중 하나만 선택된 것으로 간주하고 다른 움직임 벡터 예측 후보를 움직임 벡터 예측 후보들에서 제외시켜, 나머지 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 하나를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다.As another example, when the distance between each motion vector prediction candidate among the selected motion vector prediction candidates is smaller than a certain threshold value, the predictive
예를 들어, 임의의 임계값이 '2'이고 선택된 움직임 벡터 예측 후보들이 3개일 경우, 첫 번째 움직임 벡터 예측 후보가 '-5'이고, 두 번째 움직임 벡터 예측 후보가 '8'이고, 세 번째 움직임 벡터 예측 후보가 '9'라면, 두 번째 움직임 벡터 예측 후보와 세 번째 움직임 벡터 예측 후보의 거리가 임의의 임계값보다 작으므로, 세 번째 움직임 벡터 예측 후보를 움직임 벡터 예측 후보들에서 제외하고 첫 번째 움직임 벡터 예측 후보와 두 번째 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다. 이와 같은 방법을 이용하면, 선택된 움직임 벡터 예측 후보들의 개수를 줄여 예측 후보 식별 플래그를 부호화하기 위한 비트량을 줄일 수 있다.For example, when an arbitrary threshold value is '2' and three motion vector prediction candidates are selected, the first motion vector prediction candidate is '-5', the second motion vector prediction candidate is '8' If the motion vector prediction candidate is '9', since the distance between the second motion vector prediction candidate and the third motion vector prediction candidate is smaller than a certain threshold value, the third motion vector prediction candidate is excluded from the motion vector prediction candidates, It is possible to determine one of the motion vector prediction candidate and the second motion vector prediction candidate as a prediction motion vector. With this method, the number of selected motion vector prediction candidates can be reduced to reduce the bit amount for encoding the prediction candidate identification flag.
또한, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 예측 후보 식별 플래그를 생성하는 경우, 다양한 방식으로 예측 후보 식별 플래그를 생성할 수 있다. 일 예로서, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 예측 움직임 벡터로서 결정된 움직임 벡터 예측 후보가 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 현재 움직임 벡터로 결정될 확률이 최고인 움직임 벡터 예측 후보인 경우, 예측 후보 식별 플래그가 최소의 비트가 되도록, 예측 후보 식별 플래그를 생성할 수 있다.Further, when generating the prediction candidate identification flag, the prediction candidate
즉, 수학식 8과 같이, 움직임 벡터 예측 후보들의 개수(NumOfMVpCand)를 이용하여 예측 후보 식별 플래그를 부호화하는 데 필요한 최대 길이(L)을 계산한다.That is, the maximum length L required to encode the prediction candidate identification flag is calculated using the number of motion vector prediction candidates NumOfMVp Cand , as shown in Equation (8).
수학식 9와 같이, 계산된 움직임 벡터 예측 후보들의 개수에서 '1'을 빼고 log2를 취한 M의 값이 정수일 때, 예측 후보 식별 플래그의 전송 비트를 예시적으로 나타낸 도 11과 같이, 예측 움직임 벡터로 결정된 움직임 벡터 예측 후보를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 때, 가장 확률이 높은 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터일 경우, 예측 후보 식별 플래그를 한 비트로 생성하고 부호화한다.11, when the value of M obtained by subtracting '1' from the number of calculated motion vector prediction candidates and taking log 2 is an integer, as shown in Equation (9), the predictive motion When a motion vector prediction flag for identifying a motion vector prediction candidate determined as a vector is generated and encoded, the prediction candidate identification flag is generated and encoded with one bit when the most probable motion vector prediction candidate is a prediction motion vector.
예를 들어, 선택된 움직임 벡터 예측 후보들이 3개인 경우(MVp_cand[i]:0≤i <3), 부호화하는데 필요한 최대 비트 길이 L은 '2'이므로, 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 2비트로 생성할 수 있다. 이때, 수학식 9에 의하여 M의 값이 정수이므로, 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보는 한 비트로 생성하여 부호화한다. 한 비트의 예측 후보 식별 플래그가 '1'인 경우에는 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정된 것을 식별하며, '0'인 경우에는 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되지 않은 것을 식별하므로, 추가적인 비트를 생성하여 부호화함으로써, 나머지 2개의 움직임 벡터 예측 후보들을 식별하기 위한 2비트를 생성하여 부호화한다. M이 정수인 경우, 영상 복호화 장치에서는 예측 후보 식별 플래그를 한 비트만 읽어서 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하고 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되지 않은 경우에만, 비트를 추가로 읽어서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별한다.For example, when the number of selected motion vector prediction candidates is 3 (MVp_cand [i]: 0? I <3), the maximum bit length L required for coding is '2', so that any of the selected motion vector prediction candidates The prediction candidate identification flag that identifies whether the prediction candidate motion vector has been determined as a predictive motion vector. Since the value of M is an integer according to Equation (9), the motion vector prediction candidate having the highest probability is generated and encoded with one bit. The motion vector prediction candidate having the highest probability is determined as a prediction motion vector when the prediction candidate identification flag of one bit is '1', and the motion vector prediction candidate having the highest probability is determined as the prediction motion vector So that additional bits are generated and encoded to generate 2 bits for identifying the remaining two motion vector prediction candidates and then encoded. If M is an integer, the video decoding apparatus reads only one bit of the prediction candidate identification flag to identify whether the motion vector prediction candidate having the highest probability is determined as a prediction motion vector, and determines that the motion vector prediction candidate having the highest probability is determined as a prediction motion vector The bit is further read to identify which motion vector prediction candidate has been determined as a predicted motion vector.
이때, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 이용하여 현재 프레임의 하나 이상의 영역을 부호화함으로써, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 각각에 대해 현재 움직임 벡터로 결정될 확률을 계산할 수도 있으며, 임의로 지정되어 설정되는 확률에 따르거나 임의로 지정되어 설정되는 움직임 벡터 예측 후보를 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보로 선택할 수 있다.At this time, the prediction candidate
다른 예로서, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 적어도 하나 이상이 동일하지 않은 경우에만 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다. 즉, 선택된 움직임 벡터 예측 후보들이 동일한 예측 후보들은 하나로 간주한다. 모든 선택된 예측 후보가 모두 동일한 경우에는 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되더라도 해당 움직임 벡터 예측 후보가 최적이 되므로, 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하지 않을 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치에서도 예측 후보 식별 플래그를 복호화하지 않는다.As another example, the prediction candidate
또 다른 예로서, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 현재 블록의 블록 타입이 SKIP 모드인 경우, P 블록인 경우 및 B 블록인 경우 중 하나 이상의 경우, 각 경우에 대해 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다. 즉, 예측 움직임 벡터 결정기(220)는 현재 블록의 블록 타입이 SKIP 모드인 경우, P 블록인 경우 및 B 블록인 경우, 각각에 대해서 서로 다른 움직임 벡터 예측 후보를 선택할 수 있다. 이 경우, 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 각 경우에 따라 예측 후보 선택 플래그를 다르게 생성하여 부호화할 수 있다. 이때, 예측 후보 선택기(220)와 예측 후보 선택 부호화기(250)에서도 블록의 블록 타입이 SKIP 모드일 경우, P 블록인 경우, B 블록인 경우에 따라 각각 다르게 선택된 움직임 벡터 예측 후보들을 비트스트림의 헤더에 삽입하여 전송한다. 영상 복호화 장치에서도 현재 블록의 블록 타입이 SKIP 모드일 경우, P 블록인 경우, B 블록인 경우에 따라 각각 다르게 선택된 움직임 벡터 예측 후보들을 복호화하여 결정할 수 있다.As another example, the prediction candidate
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a motion vector coding method according to an embodiment of the present invention.
부호화기(150)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 선택하고(S1210), 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정하며(S1220), 기 결정된 현재 움직임 벡터에서 단계 S1220에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 벡터를 계산하고(S1230), 계산된 차분 벡터를 부호화한다(S1240).The
여기서, 부호화기(150)는 단계 S1210에서 선택된 하나 이상의 움직임 벡터 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다. 또한, 부호화기(150)가 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 방법, 예측 움직임 벡터를 결정하는 방법과 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하는 방법에 대해서는 도 2 내지 도 11을 통해 전술하였으므로, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 12에서 나타낸 단계의 순서는 예시일 뿐, 본 발명이 이러한 순서에 반드시 한정되는 것은 아니며 그 순서는 선택적으로 변경될 수 있으며, 경우에 따라서는 일부 또는 전부의 단계가 병렬적으로 수행될 수도 있다.Here, the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.13 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
영상 부호화 장치(100)는 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 결정하고 결정된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하며(S1310), 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔차 블록을 생성하고 잔차 블록을 변환하여 양자화하고 부호화한다(S1320). 영상 부호화 장치(100)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정하고(S1330), 현재 움직임 벡터에서 단계 S1330에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산한 차분 벡터를 부호화한다(S1340). 이때, 영상 부호화 장치(100)는 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 단계 S1320에서 부호화된 잔차 블록 및 단계 S1340에서 부호화된 차분 벡터를 포함하는 비트스트림을 생성하여 출력한다(S1350). 영상 부호화 장치(100)는 예측 후보 식별 플래그가 부호화된 경우에는 비트스트림에 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 추가로 포함시킬 수 있다. 또한, 도 13에서 나타낸 단계의 순서는 예시일 뿐, 본 발명이 이러한 순서에 반드시 한정되는 것은 아니며 그 순서는 선택적으로 변경될 수 있으며, 경우에 따라서는 일부 또는 전부의 단계가 병렬적으로 수행될 수도 있다.The
이상에서 전술한 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)에 의해 비트스트림으로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나 케이블, 범용 직렬 버스(USB: Universal Serial Bus) 등의 통신 인터페이스를 통해 후술할 영상 복호화 장치로 전송되어 영상 복호화 장치에서 복호화되어 영상으로 복원되고 재생될 수 있다.As described above, the image encoded with the bit stream by the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.FIG. 14 is a block diagram schematically illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(1400)는 복호화기(1410), 역 양자화기(1420), 역 변환기(1430), 예측기(1440), 가산기(1450) 및 메모리(1460)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 영상 복호화 장치(1400)는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 복호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.An
복호화기(1410)는 비트스트림으로부터 부호화된 잔차 블록과 부호화된 차분 벡터를 추출하고 복호화하여 잔차 블록 및 차분 벡터를 복원하며, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정하고 예측 움직임 벡터와 복원된 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원한다.The
여기서, 복호화기(1410)는 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 추가로 추출하고 복호화하여 예측 후보 식별 플래그를 추가로 복원하되, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정할 수 있다.Here, the
또한, 복호화기(1410)는 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그와 부호화된 일부 예측 후보 식별 플래그를 복호화하여 예측 후보 식별 플래그 및 일부 예측 후보 식별 플래그를 복원하고, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 복원된 일부 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 일부 움직임 벡터 예측 후보 중에서 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정할 수 있다.Also, the
또한, 복호화기(1410)는 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 추가로 추출하고 복호화하여 예측 후보 식별 플래그를 추가로 복원하되, 복원된 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값 및 y-컴포넌트의 절대값 중 하나 이상이 각각 기 설정된 x-컴포넌트 임계값 및 기 설정된 y-컴포넌트 임계값 중 하나 이상보다 작거나 같은 경우에는, 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트 중 하나 이상을 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트 중 하나 이상으로서 결정할 수 있다.In addition, the
역 양자화기(1420)는 복호화기(1410)에 의해 복원된 잔차 블록을 역 양자화하고, 역 변환기(1430)는 역 양자화기(1420)에 의해 역 양자화된 잔차 블록을 역 변환하며, 예측기(1440)는 복호화기(1410)에 의해 복원된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하며, 가산기(1450)는 역 변환기(1430)에 의해 역 변환된 잔차 블록과 예측기(1440)에 의해 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다. 메모리(1460)는 가산기(1450)로부터 출력되는 복원된 현재 블록을 프레임 단위로 참조 프레임으로서 저장하여 예측기(1440)에서 참조 프레임을 이용할 수 있도록 한다.The
도 14에서는 도시하지 않았지만, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(1400)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 인트라 예측을 위한 인트라 예측기, 복원된 현재 블록을 디블로킹 필터링(Deblocking Filtering)하는 디블록킹 필터기 등을 추가로 포함할 수 있다.Although not shown in FIG. 14, the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.15 is a block diagram schematically showing a motion vector decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 장치는 도 14에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치에서는 복호화기(1410)로 구현될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 장치를 복호화기(1410)라 칭한다.The motion vector decoding apparatus according to an embodiment of the present invention may be implemented as a
본 발명의 일 실시예에 따른 복호화기(1410)는 차분 벡터 복호화기(1530) 및 움직임 벡터 복원기(1540)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 복호화기(1410)는 경우에 따라서, 예측 후보 선택 플래그 복호화기(1510) 및 예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 복호화기(1410)는 부호화된 잔차 블록을 복호화하는 영상 복호화기를 추가로 포함할 수 있지만, 영상 복호화기는 당업자에게 자명하므로 상세한 설명을 생략한다.The
차분 벡터 복호화기(1530)는 부호화된 차분 벡터를 복호화하여 차분 벡터를 복원한다. 움직임 벡터 복원기(1540)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정하고, 결정된 예측 움직임 벡터와 복원된 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원한다.The
예측 후보 선택 플래그 복호화기(1510)는 비트스트림의 헤더로부터 부호화된 예측 후보 선택 플래그를 복원하고, 후보 식별 플래그 복호화기(1530)는 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그 중 하나 이상을 추출하고 복호화하여 복원한다. 움직임 벡터 복원기(1540)는 후보 선택 플래그 복호화기(1510)에 의해 복원된 예측 후보 선택 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보를 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보로서 결정할 수 있으며, 후보 식별 플래그 복호화기(1520)에 의해 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다.The prediction candidate
여기서, 움직임 벡터 복원기(1530)는 후보 선택 플래그 복호화기(1510)가 없거나 후보 선택 플래그 복호화기(1510)에 의해 예측 후보 선택 플래그가 복원되지 않은 경우, 부호화기(150)와 같이, 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터, 참조 프레임에서 현재 블록의 위치와 동일한 위치에 있는 Col 블록의 움직임 벡터, Col 블록의 주변 블록의 움직임 벡터 및 현재 블록에서 참조 프레임의 특정 블록을 지시하는 지시 벡터 중 하나 이상을 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보로서 선택할 수 있다. 여기서, 특정 블록은 지시 벡터와 수평이거나 지시 벡터와의 차이가 기 설정된 임계값보다 작은 움직임 벡터를 갖는 블록일 수 있다. 이에 대해서는 도 5 내지 도 7을 통해 전술하였으므로 상세한 설명은 생략한다.Here, if the candidate
또한, 선택된 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보가 모두 동일한 경우, 동일한 움직임 벡터 예측 후보는 하나의 움직임 벡터 예측 후보로 가정하고, 후보 식별 플래그 복호화기(1520)에서 예측 움직임 벡터로서 결정하고 복원된 차분 벡터와 가산하여 현재 움직임 벡터를 복원할 수 있다.If the selected one or more motion vector prediction candidates are all the same, the same motion vector prediction candidate is assumed to be one motion vector prediction candidate, and the candidate
또한, 움직임 벡터 복원기(1540)는 차분 벡터 복호화기(1530)에서 복원된 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값 및 y-컴포넌트의 절대값이 각각 기 설정된 x-컴포넌트 임계값 및 기 설정된 y-컴포넌트 임계값보다 큰 경우에는, 후보 식별 플래그를 복호화하지 않아도 되며, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 각각을 이용하여 복원한 현재 움직임 벡터가 최소가 되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다.In addition, the
도 8과 도 9를 참조하여 예를 들면, 차분 벡터가 임계값 보다 큰 경우, 움직임 벡터 복원기(1540)는 예측 후보 식별 플래그가 없이 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지 식별할 수 없는 경우, 첫 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트로 현재 움직임 벡터를 복원하면, 현재 움직임 벡터는 '7'(10-3=7)이 된다. 하지만, 두 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트가 '7'이므로 첫 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트를 이용하여 부호화된 것이 아님을 식별할 수 있다. 두 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트를 이용하여 현재 움직임 벡터를 복원하면, 현재 움직임 벡터는 '4'(7-3=4)이므로, 현재 움직임 벡터가 '4'인 경우에는 두 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트로 예측한 것보다는 세 번째 움직임 벡터 예측 후보로 예측한 경우가 더욱 최적인 것을 식별할 수 있다. 따라서, 두 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트를 이용하여 부호화된 것이 아님을 알 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 세 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트가 최적임을 알 수 있으므로, 영상 부호화 장치(100)에서 세 번째 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트로 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트를 결정했음을 식별할 수 있다.8 and 9, if the difference vector is greater than the threshold value, the
또한, 복호화기(1410)에서 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트 임계값보다 커서 예측 후보 식별 플래그를 복호화 하지 않아도 되는 경우, 움직임 벡터 예측 후보들을 각각 컴포넌트별로 따로따로 복호화하여 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 예를 들면, 부호화기(150)에 대한 설명에서 전술한 바와 같이, 차분 벡터의 두 컴포넌트의 절대값이 모두 각 컴포넌트의 임계값 보다 큰 경우, x-컴포넌트에 대한 최적의 예측 움직임 벡터를 'A'로 결정하고, y-컴포넌트의 최적의 예측 움직임 벡터를 'B'로 결정하여, 각각 컴포넌트별로 다른 움직임 벡터 예측 후보로 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다.If the
또한, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트 임계값보다 작거나, 두 컴포넌트 중 하나만 작은 경우, 복호화기(1410)가 예측 후보 식별 플래그를 복호화해야 한다. 움직임 벡터 복원기(1540)는 예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)에 의해 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보를 움직임 벡터 예측 후보로서 결정할 수 있다. 또한, 차분 벡터의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트가 임계값보다 모두 작은 경우, x-컴포넌트와 y-컴포넌트 각각 예측 후보 식별 플래그를 복호화하여 식별되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정할 수도 있고, 하나의 예측 후보 식별 플래그를 복호화하여 두 컴포넌트를 동시에 만족하는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정할 수도 있다. 차분 벡터의 두 컴포넌트의 절대값 중 하나만 해당 컴포넌트의 임계값보다 큰 경우, 해당 컴포넌트의 임계값보다 작은 컴포넌트에 대해서만 예측 후보 식별 플래그를 복호화한다. 움직임 벡터 복원기(1540)는 차분 벡터 복호화기(1530)에 의해 복원된 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값 및 y-컴포넌트의 절대값 중 하나 이상이 각각 기 설정된 x-컴포넌트 임계값 및 기 설정된 y-컴포넌트 임계값 중 하나 이상보다 작거나 같은 경우에는, 예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)에 의해 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트 중 하나 이상을 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트 중 하나 이상으로서 결정할 수 있다. 이때, 예측 후보 선택 플래그 복호화기(1510)가 예측 후보 선택 플래그를 복원한 경우, 움직임 벡터 복원기(1540)가 예측 후보 선택 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보 중에서 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트 중 하나 이상을 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트 중 하나 이상으로서 결정할 수 있음은 물론이다.Also, if the absolute value of each component of the difference vector is smaller than the corresponding component threshold value or only one of the two components is small, the
예를 들어, 도 2를 통해 전술한 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)는 하나의 컴포넌트만이 임계값보다 작은 경우에는 임계값보다 큰 하나의 컴포넌트로 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 이용되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 생성하며, 두 개의 컴포넌트가 모두 임계값보다 크지 않은 경우에는 두 개의 컴포넌트로 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 이용되었는지를 식별하는 하나의 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화하거나 두 개의 컴포넌트로 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 이용되었는지를 식별하는 두 개의 예측 후보 식별 플래그를 생성하여 부호화할 수 있다.For example, in the case where only one component is smaller than the threshold value, the prediction candidate
따라서, 예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)가 비트스트림으로부터 두 개의 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 추출하여 복호화하면, 움직임 벡터 복원기(1540)는 두 개의 예측 후보 식별 플래그로 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트로 결정할 수 있다. 또한, 후보 식별 플래그 복호화기(1520)는 하나의 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 추출하여 복호화하면, 움직임 벡터 복원기(1540)는 하나의 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트로 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트를 결정하거나 하나의 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트 또는 y-컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 x-컴포넌트 또는 y-컴포넌트를 결정할 수 있다.Accordingly, when the predictive candidate
이때, 움직임 벡터 복원기(1540)는 하나의 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트 중 어느 컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 해당 컴포넌트로 결정할 것인지는 영상 부호화 장치(100)의 예측 후보 식별 플래그 부호화기(240)와 약속(또는 기 설정)된 컴포넌트로 결정할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 복원기(1540)는 하나의 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보의 x-컴포넌트와 y-컴포넌트 중 어느 컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 해당 컴포넌트로 결정한 경우, 예측 움직임 벡터의 나머지 컴포넌트는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보의 해당 컴포넌트 각각을 이용하여 복원한 현재 움직임 벡터가 최소가 되는 움직임 벡터 예측 후보의 해당 컴포넌트를 예측 움직임 벡터의 해당 컴포넌트로서 결정할 수 있다.At this time, the
또한, 복호화기(1410)는 예측 후보 선택 플래그 복호화기(1510)에서 선택된 움직임 벡터 예측 후보들을 이용하여 부호화기(150)에 대한 설명에서 전술한 수학식 7과 같이 선택된 예측 후보들의 개수를 N이라고 하면, N-1개의 임계값을 계산하여 도8과 도 10과 같이 차분 벡터의 크기에 따라 복호화할 예측 후보 식별 플래그의 길이가 달라진다. 예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)는 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값의 크기와 각 컴포넌트 임계값에 따라, 예측 후보 식별 플래그를 다르게 생성하고 복호화한다. 즉, 예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)는 N-1개의 임계값을 내림차순으로 정렬하여 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 가장 작은 임계값보다 작거나 같은 경우, N개의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 복호화하며, 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 두 번째로 작은 임계값보다 작거나 같은 경우, 해당 컴포넌트의 가장 작은 임계값을 가지는 두 개의 움직임 벡터 예측 후보들의 사이에 현재 움직임 벡터가 없다고 가정을 하고 N-1개의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되었는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 복호화한다. 차분 벡터의 각 컴포넌트의 절대값이 해당 컴포넌트의 세 번째로 작은 임계값보다 작거나 같은 경우, 해당 컴포넌트의 가장 작은 임계값을 가지는 두 개의 움직임 벡터 예측 후보들의 사이에 현재 움직임 벡터가 없다고 가정을 하고, 해당 컴포넌트의 두 번째로 작은 임계값을 가지는 두 개의 움직임 벡터 예측 후보들 사이에도 현재 움직임 벡터가 없다고 가정을 하고, N-2개의 선택된 움직임 벡터 예측 후보들 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로 결정되었는지를 식별하기 위한 예측 후보 식별 플래그를 복호화한다. If the number of prediction candidates selected as shown in Equation (7) in the description of the
복호화할 후보 예측 후보 식별 플래그의 길이는 도 11과 같이 부호화기에서 전술한 바와 같이 수학식 9에 의해 계산된 값이 정수인 경우, 한 비트만 읽어서 '1'인 경우는 가장 높은 확률의 움직임 벡터 예측 후보가 결정이 된다. '0'인 경우는 수학식 8과 같이 예측 후보 식별 플래그의 최대 길이만큼 읽어서 움직임 벡터 예측 후보를 결정한다. 수학식 9에 의해 계산된 값이 정수가 아닌 경우, 수학식 8과 같이 예측 후보 식별 플래그의 최대 길이만큼 읽어서 움직임 벡터 예측 후보(MVp_cand[i])를 결정한다.The length of the candidate prediction candidate identification flag to be decoded is one bit read when the value calculated by Equation (9) is an integer as described above in the encoder as shown in FIG. 11, and when it is '1', the highest probability motion vector prediction candidate Is determined. '0', the motion vector prediction candidate is determined by reading the maximum length of the prediction candidate identification flag as shown in Equation (8). If the value calculated by Equation (9) is not an integer, the motion vector prediction candidate MVp_cand [i] is determined by reading a maximum length of the prediction candidate identification flag as shown in Equation (8).
도 8과 도 10을 참조하여 예를 들면, 움직임 벡터 예측 후보의 개수는 4개이고 각각의 임계값은 '1', '3', '5'가 된다. 도 10은 3개의 임계값에 따른 구간을 나눈 그림이다. ①로 표시된 구간은 움직임 벡터 예측 후보들의 x-컴포넌트를 나타낸 것이고, ②로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 가장 작은 임계값보다 작거나 같은 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이고, ③으로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 두 번째로 작은 임계값보다 작거나 같은 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이고, ④로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 가장 큰 임계값보다 작거나 같은 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이고, ⑤로 표시된 구간은 차분 벡터의 x-컴포넌트의 절대값이 x-컴포넌트의 가장 큰 임계값보다 큰 경우의 현재 움직임 벡터의 x-컴포넌트가 위치하는 구간을 나타낸 것이다.Referring to FIG. 8 and FIG. 10, for example, the number of motion vector prediction candidates is 4, and the threshold values are '1', '3', and '5', respectively. 10 is a diagram obtained by dividing a section according to three threshold values. The interval indicated by (1) represents the x-component of the motion vector prediction candidates, and the interval indicated by (2) represents the current motion vector when the absolute value of the x-component of the difference vector is smaller than or equal to the smallest threshold value of the x- component, and the interval indicated by (3) indicates that the x-component of the current motion vector when the absolute value of the x-component of the difference vector is smaller than or equal to the second smallest threshold value of the x- Component, and the section indicated by (4) represents a section where the x-component of the current motion vector is located when the absolute value of the x-component of the difference vector is smaller than or equal to the largest threshold value of the x-component , The interval indicated by (5) indicates that the x-component of the current motion vector in the case where the absolute value of the x-component of the difference vector is larger than the largest threshold value of the x- A shows a section in which location.
예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)는 ②로 표시된 구간에서는 4개의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정했는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 복호화 하고, ③으로 표시된 구간에서는 3개의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정했는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 복호화 하며, ④로 표시된 구간에서는 2개의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정했는지를 식별하는 예측 후보 식별 플래그를 복호화 하며, ⑤로 표시된 구간에서는 예측 후보 식별 플래그를 복호화 하지 않는다.The predictive candidate
차분 벡터가 '+4'인 경우는 두 번째로 큰 임계값보다 크면서 가장 큰 임계값보다 작으므로, 부호화기(150)에 대한 설명에서 전술한 바와 같이 도 10의 구간 ④에 속한다는 것을 알 수 있다. 예측 후보로 '4' 및 '14' 중 부호화기(150)에서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보를 사용하였는지를 나타내는 예측 후보 식별 플래그를 복호화하면 된다. 이때, 수학식 8에 의하여 복호화할 움직임 벡터 예측 후보의 개수가 2개이므로, 한 비트만 복호화하면 된다. 차분 벡터가 '-3'인 경우는 도 10의 구간 ③에 속하므로, 움직임 벡터 예측 후보 '-4', '2', '14' 중에서 부호화기(150)에서 어떠한 예측 후보를 사용하였는지를 나태내는 예측 후보 식별 플래그를 복호화하면 된다. 이때, 복호화할 예측 후보의 개수가 3개이기 때문에 수학식 9에 의한 계산된 값이 정수가되므로, 도 11과 같이 한 비트만 먼저 읽은 값이 '1'인 경우, MVp_cand[0]을 움직임 벡터 예측 후보로 사용하고, '0'인 경우 수학식 8에 의하여 계산된 복호화할 예측 후보 식별 플래그의 길이만큼 복호화하면 된다.If the difference vector is '+4', it is larger than the second-largest threshold value and smaller than the largest threshold value. Therefore, as described in the description of the
또한, 복호화기(1410)가 예측 후보 식별 플래그 복호화기(1520)를 추가로 포함하는 경우, 움직임 벡터 복원기(1540)는 예측 후보 식별 플래그를 한 비트만 읽어서, 읽어진 한 비트가 예를 들어 '1'인지 여부를 판단하여 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별하고, 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되지 않은 경우에만, 한 비트 이상을 추가로 읽어서 어떠한 움직임 벡터 예측 후보가 예측 움직임 벡터로서 결정되었는지를 식별할 수 있다.In the case where the
이때, 움직임 벡터 복원기(1540)는 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보를 이용하여 현재 프레임의 하나 이상의 영역을 부호화함으로써, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 각각에 대해 현재 움직임 벡터로 결정될 확률을 계산할 수도 있으며, 임의로 지정되어 설정되는 확률에 따르거나 임의로 지정되어 설정되는 움직임 벡터 예측 후보를 확률이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보로 선택할 수 있다.At this time, the
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.16 is a flowchart for explaining a motion vector decoding method according to an embodiment of the present invention.
복호화기(1410)는 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 읽어 복호화하여 예측 후보 식별 플래그를 복원하고(S1610), 비트스트림으로부터 부호화된 차분 벡터를 읽어 복호화하여 차분 벡터를 복원하고(S1620), 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 읽어 복호화하여 예측 후보 식별 플래그를 복원하고(S1630), 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중 단계 S1630에서 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 식별되는 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 결정하고, 결정된 예측 움직임 벡터와 단계 S1620에서 복원된 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원한다(S1640). 여기서, 복호화기(1410)는 단계 S1610과 단계 S1630을 반드시 수행하지 않을 수 있으며, 이 경우 복호화기(1410)는 단계 S1640에서 예측 움직임 벡터를 결정할 때 도 15를 통해 전술한 바와 같이, 예측 후보 식별 플래그가 없는 경우 예측 움직임 벡터를 결정하는 방법에 따라 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 또한, 도 16에서 나타낸 단계의 순서는 예시일 뿐, 본 발명이 이러한 순서에 반드시 한정되는 것은 아니며 그 순서는 선택적으로 변경될 수 있다.The
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.17 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
영상 복호화 장치(1400)는 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 추출하여 복호화함으로써 예측 후보 식별 플래그를 복원하고(S1710), 비트스트림으로부터 부호화된 차분 벡터를 추출하여 복호화함으로써 차분 벡터를 복원하며(S1720), 비트스트림으로부터 부호화된 예측 후보 식별 플래그를 추출하여 복호화함으로써 예측 후보 식별 플래그를 복원하고(S1730), 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 단계 S1730에서 복원된 예측 후보 식별 플래그에 의해 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로서 결정하여 결정된 예측 움직임 벡터와 단계 S1720에서 복원된 차분 벡터를 가산하여 현재 움직임 벡터를 복원한다(S1740).The
영상 복호화 장치(1400)는 단계 S1740에서 복원된 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 움직임을 추정 및 보상하여 현재 블록을 예측하고 예측 블록을 생성하며(S1750), 비트스트림으로부터 부호화된 잔차 블록을 추출하고 부호화된 잔차 블록을 역 양자화, 역 변환하여 복호화함으로써 잔차 블록을 복원하고 복원된 잔차 블록을 예측 블록과 가산하여 현재 블록을 복원한다(S1760).The
여기서, 영상 복호화 장치(1400)는 단계 S1710과 단계 S1730을 반드시 수행하지 않을 수 있으며, 이 경우 영상 복호화 장치(1400)는 단계 S1740에서 예측 움직임 벡터를 결정할 때 도 15를 통해 전술한 바와 같이, 예측 후보 식별 플래그가 없는 경우 예측 움직임 벡터를 결정하는 방법에 따라 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 또한, 도 17에서 도시하고 설명한 단계는 도시하고 설명된 순서에 반드시 한정되지 않으며, 그 순서가 선택적으로 변경될 수 있다.Here, the
예를 들어, 영상 복호화 장치(1400)는 도 17의 순서로 각 단계를 수행하는 것이 아니라, 비트스트림으로부터 부호화된 잔차 블록을 추출하고 복호화하여 잔차 블록을 복원하며, 비트스트림으로부터 부호화된 차분 벡터를 추출하고 복호화하여 차분 벡터를 복원하며, 하나 이상의 움직임 벡터 예측 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측 후보를 예측 움직임 벡터로 선택하고 선택된 예측 움직임 벡터와 복원된 차분 벡터를 이용하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원하며, 복원된 잔차 블록을 역 양자화하고 역 양자화된 잔차 블록을 역 변환하며, 복원된 현재 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하고 역 변환된 잔차 블록과 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 순서로 각 단계를 수행할 수 있다.For example, instead of performing the respective steps in the order shown in FIG. 17, the
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. The codes and code segments constituting the computer program may be easily deduced by those skilled in the art. Such a computer program can be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing an embodiment of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 현재 부호화를 수행할 블록 이전에 부호화되고 복호화되어 복원된 화소를 이용하여 인터 예측을 수행하고 인터 예측에 이용한 움직임 벡터를 효율적으로 부호화하거나 복호화하고 그를 이용하여 정지 영상 또는 동영상의 데이터를 부호화하거나 복호화하는 영상 처리 분야에 적용되어, 더욱 정확하게 예측된 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터를 부호화하면서도 예측 움직임 벡터에 대한 정보를 부호화하기 위한 비트량을 줄여 압축 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.As described above, according to the present invention, inter prediction is performed using pixels that have been coded, decoded and reconstructed before a current block to be encoded, motion vectors used for inter prediction are efficiently encoded or decoded, The present invention is applied to an image processing field for encoding or decoding data of a moving picture so as to improve a compression efficiency by reducing a bit amount for coding information on a predictive motion vector while coding a motion vector using a more accurately predicted predictive motion vector It is a very useful invention that produces an effect.
Claims (18)
상기 현재 움직임 벡터를 예측하기 위한 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 예측 후보 선택기;
상기 움직임 벡터 예측 후보로부터 예측 움직임 벡터를 결정하는 예측 움직임 벡터 결정기; 및
상기 현재 움직임 벡터에서 상기 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 벡터를 계산하고 부호화하는 차분 벡터 부호화기를 포함하며,
상기 예측 후보 선택기는,
현재 프레임 내의 상기 현재 블록의 주변 블록에 기반하여 하나 이상의 제1 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 모듈과, 참조 프레임 내의 참조 블록에 기반하여 제2 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치.An apparatus for coding a current motion vector, which is a motion vector of a current block,
A prediction candidate selector for selecting a motion vector prediction candidate for predicting the current motion vector;
A predicted motion vector determiner for determining a predicted motion vector from the motion vector prediction candidate; And
And a difference vector encoder for calculating and coding a difference vector by subtracting the predicted motion vector from the current motion vector,
Wherein the prediction candidate selector comprises:
A module for selecting at least one first motion vector prediction candidate based on a neighboring block of the current block in the current frame and a module for selecting a second motion vector prediction candidate based on a reference block in the reference frame, And a motion vector coding unit.
상기 현재 프레임 내에서의 상기 현재 블록의 위치에 근거하여 상기 참조 프레임 내에서의 상기 참조 블록의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the prediction candidate selector comprises:
And determines the position of the reference block in the reference frame based on the position of the current block in the current frame.
상기 현재 블록의 상단 좌측 블록, 상단 블록 및 상단 우측 블록 중 적어도 하나에서 상기 하나 이상의 제1 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the prediction candidate selector comprises:
Wherein the selecting unit selects the at least one first motion vector prediction candidate in at least one of an upper left block, an upper block, and an upper right block of the current block.
두 개의 움직임 벡터 예측 후보 사이의 거리가 미리 지정된 기준을 만족하지 않으면 그 중 하나만을 움직임 벡터 예측 후보로 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the prediction candidate selector comprises:
And selects only one of the two candidates as a motion vector prediction candidate if the distance between the two motion vector prediction candidates does not satisfy a predetermined criterion.
상기 하나 이상의 제 1 움직임 벡터 예측 후보로부터 상기 예측 움직임 벡터를 결정하기 위한 상기 움직임 벡터 예측 후보를 모두 선택하거나, 또는,
상기 하나 이상의 제 1 움직임 벡터 예측 후보와 상기 제 2 움직임 벡터 예측 후보 각각에서 상기 예측 움직임 벡터를 결정하기 위한 상기 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the prediction candidate selector comprises:
Selecting all of the motion vector prediction candidates for determining the predicted motion vector from the at least one first motion vector prediction candidate,
And selects the motion vector prediction candidate for determining the predicted motion vector in each of the at least one first motion vector prediction candidate and the second motion vector prediction candidate.
상기 현재 움직임 벡터를 예측하기 위한 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계;
상기 움직임 벡터 예측 후보로부터 예측 움직임 벡터를 결정하는 단계; 및
상기 현재 움직임 벡터에서 상기 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 벡터를 계산하고 부호화하는 단계를 포함하며,
상기 움직임 벡터 예측 후보 선택 단계는,
현재 프레임 내의 상기 현재 블록의 주변 블록에 기반하여 제1 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계와, 참조 프레임 내의 참조 블록에 기반하여 제2 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 방법.A method for coding a current motion vector, which is a motion vector of a current block,
Selecting a motion vector prediction candidate for predicting the current motion vector;
Determining a predicted motion vector from the motion vector prediction candidate; And
And subtracting the predicted motion vector from the current motion vector to calculate and encode a difference vector,
Wherein the motion vector prediction candidate selection step comprises:
Selecting a first motion vector prediction candidate based on a neighboring block of the current block in a current frame; and selecting a second motion vector prediction candidate based on a reference block in the reference frame. Vector encoding method.
상기 참조 프레임 내에서의 상기 참조 블록의 위치는 상기 현재 프레임 내에서의 상기 현재 블록의 위치에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 방법.The method according to claim 6,
Wherein the position of the reference block in the reference frame is determined based on the position of the current block in the current frame.
상기 제1 움직임 벡터 예측 후보는, 상기 현재 블록의 상단 좌측 블록, 상단 블록 및 상단 우측 블록 중 적어도 하나에서 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 방법.The method according to claim 6,
Wherein the first motion vector prediction candidate is selected from at least one of an upper left block, an upper block, and an upper right block of the current block.
상기 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계는, 두 개의 움직임 벡터 예측 후보 사이의 거리가 미리 지정된 기준을 만족하지 않으면 그 중 하나만을 움직임 벡터 예측 후보로 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of selecting the motion vector prediction candidates selects only one of the two motion vector prediction candidates if the distance between the two motion vector prediction candidates does not satisfy a predetermined reference.
비트스트림으로부터 차분 벡터를 복원하는 차분 벡터 복호화기; 및
상기 현재 움직임 벡터를 예측하기 위한 움직임 벡터 예측 후보를 선택하고, 상기 움직임 벡터 예측 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 결정하고 상기 예측 움직임 벡터와 상기 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원하는 움직임 벡터 복원기를 포함하고,
상기 움직임 벡터 복원기는,
현재 프레임 내 상기 현재 블록의 주변 블록에 기반하여 하나 이상의 제1 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 모듈과, 참조 프레임 내의 참조 블록에 기반하여 제2 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치.An apparatus for decoding a current motion vector of a current block,
A difference vector decoder for decoding a difference vector from a bitstream; And
A motion vector prediction unit for selecting a motion vector prediction candidate for predicting the current motion vector, determining a predicted motion vector from the motion vector prediction candidates, and adding the predicted motion vector and the difference vector to recover a current motion vector of the current block, A reconstructor,
Wherein the motion vector reconstructor comprises:
A module for selecting at least one first motion vector prediction candidate based on a neighboring block of the current block in the current frame and a module for selecting a second motion vector prediction candidate based on a reference block in the reference frame, The motion vector decoding apparatus comprising:
상기 현재 프레임 내에서의 상기 현재 블록의 위치에 근거하여 상기 참조 프레임 내에서의 상기 참조 블록의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치.11. The apparatus of claim 10,
And determines the position of the reference block in the reference frame based on the position of the current block in the current frame.
상기 현재 블록의 상단 좌측 블록, 상단 블록 및 상단 우측 블록 중 적어도 하나에서 상기 하나 이상의 제1 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치.11. The apparatus of claim 10,
Wherein the motion vector decoding unit selects the at least one first motion vector prediction candidate in at least one of an upper left block, an upper block, and an upper right block of the current block.
두 개의 움직임 벡터 예측 후보 사이의 거리가 미리 지정된 기준을 만족하지 않으면 그 중 하나만을 움직임 벡터 예측 후보로 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치.11. The apparatus of claim 10,
And selects only one of the two candidates as a motion vector prediction candidate if the distance between the two motion vector prediction candidates does not satisfy a predetermined criterion.
상기 하나 이상의 제 1 움직임 벡터 예측 후보로부터 상기 예측 움직임 벡터를 결정하기 위한 상기 움직임 벡터 예측 후보를 모두 선택하거나, 또는,
상기 하나 이상의 제 1 움직임 벡터 예측 후보와 상기 제 2 움직임 벡터 예측 후보 각각에서 상기 예측 움직임 벡터를 결정하기 위한 상기 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치.11. The apparatus of claim 10,
Selecting all of the motion vector prediction candidates for determining the predicted motion vector from the at least one first motion vector prediction candidate,
And selects the motion vector prediction candidate for determining the predicted motion vector in each of the at least one first motion vector prediction candidate and the second motion vector prediction candidate.
비트스트림으로부터 차분 벡터를 복원하는 단계;
상기 현재 움직임 벡터를 예측하기 위한 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계;
상기 움직임 벡터 예측 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 결정하는 단계; 및
상기 예측 움직임 벡터와 상기 차분 벡터를 가산하여 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복원하는 단계를 포함하고,
상기 움직임 벡터 예측 후보 선택 단계는,
현재 프레임 내의 상기 현재 블록의 주변 블록에 기반하여 제1 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계와, 참조 프레임 내의 참조 블록에 기반하여 제2 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 방법.A method for decoding a current motion vector of a current block,
Reconstructing a differential vector from the bitstream;
Selecting a motion vector prediction candidate for predicting the current motion vector;
Determining a predicted motion vector from the motion vector prediction candidates; And
And restoring a current motion vector of a current block by adding the predictive motion vector and the difference vector,
Wherein the motion vector prediction candidate selection step comprises:
Selecting a first motion vector prediction candidate based on a neighboring block of the current block in a current frame; and selecting a second motion vector prediction candidate based on a reference block in the reference frame. Vector decoding method.
상기 참조 프레임 내에서의 상기 참조 블록의 위치는 상기 현재 프레임 내에서의 상기 현재 블록의 위치에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 방법.16. The method of claim 15,
Wherein a position of the reference block in the reference frame is determined based on a position of the current block in the current frame.
상기 제1 움직임 벡터 예측 후보는, 상기 현재 블록의 상단 좌측 블록, 상단 블록 및 상단 우측 블록 중 적어도 하나에서 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the first motion vector prediction candidate is selected from at least one of an upper left block, an upper block, and an upper right block of the current block.
상기 움직임 벡터 예측 후보를 선택하는 단계는, 두 개의 움직임 벡터 예측 후보 사이의 거리가 미리 지정된 기준을 만족하지 않으면 그 중 하나만을 움직임 벡터 예측 후보로 선택하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the step of selecting the motion vector prediction candidates selects only one of the two candidates as a motion vector prediction candidate if the distance between the two motion vector prediction candidates does not satisfy a predetermined criterion.
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WO2019045383A1 (en) * | 2017-08-29 | 2019-03-07 | 세종대학교 산학협력단 | Method and apparatus for encoding/decoding image |
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