KR101540563B1 - 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101540563B1
KR101540563B1 KR1020140169973A KR20140169973A KR101540563B1 KR 101540563 B1 KR101540563 B1 KR 101540563B1 KR 1020140169973 A KR1020140169973 A KR 1020140169973A KR 20140169973 A KR20140169973 A KR 20140169973A KR 101540563 B1 KR101540563 B1 KR 101540563B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
binarized
coefficient
binarization
inverse
coefficients
Prior art date
Application number
KR1020140169973A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150003136A (ko
Inventor
이영렬
김대연
Original Assignee
삼성전자주식회사
세종대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 세종대학교산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020140169973A priority Critical patent/KR101540563B1/ko
Publication of KR20150003136A publication Critical patent/KR20150003136A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101540563B1 publication Critical patent/KR101540563B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 영상 데이터의 엔트로피 부호화 방법 및 장치에 관한 것으로 본 발명에 따른 엔트로피 부호화 방법은 현재 블록의 레지듀얼 블록을 주파수 영역으로 변환한 결과 생성된 주파수 영역의 계수들을 각각 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화하고, 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화함으로써 계수들의 주파수 고저에 따라 적응적으로 계수들을 이진화할 수 있어 영상 데이터 압축의 압축률이 향상된다.

Description

영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for encoding and decoding image data}
본 발명은 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 현재 블록의 레지듀얼 블록의 이산 코사인 변환 계수들을 보다 효율적으로 이진화하여 엔트로피 부호화, 복호화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video coding)와 같은 영상 압축 방식에서는 영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처(picture)를 소정의 영상 처리 단위 예를 들어, 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측(inter prediction) 및 인트라 예측(intra prediction)을 이용해 각각의 매크로 블록을 부호화한다. 그런 다음, 부호화된 매크로 블록의 데이터 크기 및 원본 매크로 블록의 왜곡 정도를 고려하여 최적의 부호화 모드를 선택하고 매크로 블록을 부호화한다. 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 영상 부호화 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 움직임보상부(104) 또는 인트라예측부(106)는 블록 단위로 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행한다. 움직임보상부(104)는 움직임추정부(102)가 프레임메모리(120)에 저장되어 있는 참조 픽처를 검색하여 추정한 현재 블록의 움직임 벡터에 기초하여 현재 블록을 인터 예측한다. 인트라예측부(106)는 현재 픽처의 이전에 부호화된 영역에 포함되어 있는 픽셀들을 이용하여 현재 블록을 인트라 예측한다.
예측의 결과 생성된 현재 블록의 예측 값인 예측 블록을 원본 블록에서 감산하여 레지듀얼 블록을 생성한다. 생성된 레지듀얼 블록는 변환부(108)에서 주파수 영역으로 변환된다. 이산 코사인 변환(discrete cosine transform)을 수행하여 레지듀얼 블록에 대한 주파수 영역의 계수들 즉, 이산 코사인 변환 계수들을 생성한다. 양자화부(110)는 이산 코사인 변환 계수들을 양자화한다. 양자화된 계수들은 엔트로피코딩부(112)에서 엔트로피 부호화되어 비트스트림에 삽입된다.
양자화부(110)에서 양자화된 계수들은 역양자화부(114)에서 역양자화되고, 역양자화된 계수들은 역변환부(116)에서 역이산 코사인 변환된다. 역이산 코사인 변환이 결과 복원된 레지듀얼 블록은 예측 블록에 가산되어 원본 블록으로 복원된다.
복원된 원본 블록은 필터(118)에서 디블록킹 필터링된 후에 프레임메모리(120)에 저장되어 다른 블록의 인터 또는 인트라 예측에 이용된다.
H.264/AVC 부호화 방식에서 엔트로피 부호화는 문맥 기반 적응적 가변 길이 부호화(Context-Adaptive Variable Length Coding : CAVLC) 또는 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)에 의해 수행된다. 구문 요소(syntax element)마다 다른 엔트로피 부호화 방법을 적용하여 엔트로피 부호화를 수행한다.
여러 가지 구문 요소들 중 이산 코사인 변환 계수들은 런-레벨 부호화를 통해 문맥 기반 이진 산술 부호화한다. 이산 코사인 변환 계수의 계수 값이 '0'인 경우 런이라 하고, 이산 코사인 변환 계수의 계수 값이 '0'이 아닌 경우 레벨이라 한다. 이산 코사인 계수들을 런과 레벨로 구분하여 이진화하고, 이진화 결과 생성된 이진열(bin string)을 컨텍스트 모델을 이용하여 산술 부호화한다.
이 때 '0'이 아닌 이산 코사인 변환 계수들 즉, 레벨들은 단항/지수 골롬 결합형 이진화(concatenated Unary/k-th Order Exponential Golomb binarization) 방법을 이용해 우선 가변 길이 부호로 이진화하고, 이진화 결과 생성된 이진열이 산술 부호화된다. 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 레벨들은 '14'의 최대 부호 값(Maximum code Value : cMax)을 가지는 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarizition) 및 '0'차의 지수 골롬 이진화(0-th oder exponential golomb binarizition)를 결합한 이진화 방법에 의해 이진화된다.
레벨 값(abs_level)이 14 보다 작거나 같으면 오직 절삭형 단항 이진화를 이용하여 이진화하고, 레벨 값이 14 보다 크면 절삭형 단항 이진화와 지수 골롬 이진화를 결합하여 이진화한다.
그러나, 이산 코사인 변환 계수들의 확률 분포를 살펴보면, 레벨들은 저주파 성분의 계수들에 편중하여 분포하고, 런들은 고주파 성분의 계수들에 편중하여 분포하는 현상이 나타난다. 다시 말해, 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환한 결과 생성되는 이산 코사인 변환 계수 블록의 좌측 상부에 레벨들이 편중하여 분포하고, 우측 하부로 갈수록 런들이 편중하여 분포하는 현상이 나타난다. 따라서, 이산 코사인 계수들 모두에 대하여 도 2에 도시된 바와 같은 동일한 이진화 방법을 적용하여 이진화를 수행하는 것은 런-레벨의 확률 분포를 고려하지 아니하고 이진화하는 것이 되어 비효율적이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이산 코사인 계수들의 확률 분포를 고려하여 영상 데이터를 보다 효율적으로 엔트로피 부호화, 복호화할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있고, 상기 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상 데이터의 엔트로피 부호화 방법은 현재 블록의 레지듀얼 블록을 주파수 영역으로 변환한 결과 생성된 주파수 영역의 계수들을 각각 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화하는 단계; 및 상기 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화(binary arithmetic coding)하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 주파수 영역의 계수들은 상기 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환(discrete cosine transform)한 결과 생성된 이산 코사인 변환 계수들인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 이진화하는 단계는 상기 변환 결과 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 기초하여 복수의 그룹으로 나누는 단계; 및 상기 복수의 그룹 각각에 대하여 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 이진화하는 단계는 상기 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 기초하여 서로 다른 단항/지수 골룸 결합형 이진화(concatenated Unary/k-th Order Exponential Golomb binarization) 방법에 따라 이진화하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상의 부호화 방법은 현재 블록의 예측 값인 예측 블록을 생성하고, 상기 현재 블록에서 상기 생성된 예측 블록을 감산하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 상기 생성된 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환하여 상기 레지듀얼 블록에 대한 이산 코사인 변환 계수들을 생성하고, 상기 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 양자화하는 단계; 및 상기 변환 결과 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 기초하여 복수의 그룹으로 나누어 상기 복수의 그룹 각각에 대하여 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화하고, 상기 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엔트로피 부호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 주파수 영역으로 변환한 결과 생성된 주파수 영역의 계수들을 서로 다른 이진 부호화 방법을 적용하여 이진화하는 이진화부; 및 상기 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화(binary arithmetic coding)하는 산술부호화부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 영상의 부호화 장치는 현재 블록의 예측 값인 예측 블록을 생성하고, 상기 현재 블록에서 상기 생성된 예측 블록을 감산하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 레지듀생성부; 상기 생성된 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환하여 상기 레지듀얼 블록에 대한 이산 코사인 변환 계수들을 생성하는 변환부; 상기 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 양자화하는 양자화부; 및 상기 변환 결과 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 기초하여 복수의 그룹으로 나누어 상기 복수의 그룹 각각에 대하여 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화하고, 상기 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화하는 엔트로피부호화부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엔트로피 복호화 방법은 현재 블록의 레지듀얼 블록을 주파수 영역으로 변환한 결과 생성된 주파수 영역의 계수들을 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화한 후에 상기 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화(binary arithmetic coding)하여 생성된 상기 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터를 이진 산술 복호화(binary arithmetic decoding)하여 상기 이진화된 계수들을 생성하는 단계; 및 상기 이진화된 계수들을 각각 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 방법.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상의 복호화 방법은 현재 블록의 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환한 결과 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 엔트로피 부호화하여 생성된 상기 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 이진 산술 복호화(binary arithmetic decoding)하여 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 생성하고, 상기 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 기초하여 복수의 그룹으로 나누어 상기 복수의 그룹 각각에 대하여 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화하는 단계; 상기 역이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 역양자화하고, 역이산 코사인 변환하여 상기 레지듀얼 블록을 복원하는 단계; 및 상기 현재 블록의 예측 값인 예측 블록을 생성하고, 상기 생성된 예측 블록을 상기 복원된 레지듀얼 블록에 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엔트로피 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 주파수 영역으로 변환한 결과 생성된 주파수 영역의 계수들을 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화한 후에 상기 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화(binary arithmetic coding)하여 생성된 상기 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터를 이진 산술 복호화(binary arithmetic decoding)하여 상기 이진화된 계수들을 생성하는 산술복호화부; 및 상기 이진화된 계수들을 각각 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화하는 역이진화부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상의 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환한 결과 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 엔트로피 부호화하여 생성된 상기 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 이진 산술 복호화(binary arithmetic decoding)하여 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 생성하고, 상기 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 기초하여 복수의 그룹으로 나누어 상기 복수의 그룹 각각에 대하여 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화하는 엔트로피복호화부; 상기 역이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 역양자화하는 역양자화부; 상기 역양자화된 이산 코사인 변환 계수들을 역이산 코사인 변환하여 상기 레지듀얼 블록을 복원하는 역변환부; 및 상기 현재 블록의 예측 값인 예측 블록을 생성하고, 상기 생성된 예측 블록을 상기 복원된 레지듀얼 블록에 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 상기된 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 영상 부호화, 복호화 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 엔트로피 부호화를 수행함에 있어 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 따라 적응적으로 가변 길이로 이진화하고, 이진화된 이산 코사인 변환 계수를 이진 산술 부호화할 수 있어 영상 데이터의 압축 효율이 향상된다.
도 1은 종래 기술에 따른 영상 부호화 장치를 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 주파수 영역의 계수를 이진화하는 방법을 도시한 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔트로피 부호화부를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 코사인 변환 계수들을 그룹화하는 방법을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 코사인 변환 계수들을 이진화하는 방법을 도시한 표이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이산 코사인 변환 계수들을 이진화하는 방법을 도시한 표이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔트로피 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 다른 영상 복호화 장치를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔트로피 복호화부를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 다른 엔트로피 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명이 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(300)를 도시한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(300)는 레지듀생성부(310), 변환부(320), 양자화부(330) 및 엔트로피부호화부(340)을 포함한다.
레지듀생성부(310)는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성한다. 현재 블록의 예측 값인 예측 블록을 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하여 예측하고, 현재 블록에서 예측 블록을 감산함으로써 레지듀얼 블록을 생성한다.
변환부(320)는 레지듀생성부(310)에서 생성된 레지듀얼 블록을 주파수 영역으로 변환하여 레지듀얼 블록에 대한 주파수 영역의 계수들을 생성한다. 바람직하게는 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환하여 이산 코사인 변환 계수들을 생성한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 주파수 영역의 계수의 예로 이산 코사인 변환 계수를 예로 들어 설명한다. 그러나, 이산 코사인 변환 계수는 주파수 영역의 계수의 예일 뿐이며, 레지듀얼 블록을 주파수 영역으로 변환한 모든 계수들이 본 발명의 범위에 포함됨은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 이해할 수 있다.
양자화부(330)는 변환부(320)에서 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 양자화한다. 변환부(320)에서 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 소정의 양자화 파라미터(QP)에 의해 양자화한다.
엔트로피부호화부(340)는 양자화부(330)에서 양자화된 이산 코사인 변환 계수들을 엔트로피 부호화한다. 양자화부(330)에서 이산 코사인 변환 계수들을 스캐닝하여 1차원으로 재배치한 후에 런-레벨 부호화를 이용해 런과 레벨을 독립적으로 엔트로피 부호화한다. 특히, 본 발명에 따른 엔트로피부호화부(340)는 주파수 영역의 계수들 중 계수 값이 '0'이 아닌 계수들 즉, 레벨들을 각각 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화하고, 이진화된 계수들을 이진 산술 부호화한다. 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔트로피부호화부(340)을 도시한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 엔트로피부호화부(340)는 이진화부(410) 및 산술부호화부(420)을 포함한다.
이진화부(410)는 양자화부(330)로부터 양자화된 이산 코사인 변환 계수들을 입력받아, 입력받은 계수들 중 계수값이 '0'이 아닌 계수들을 각각 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화한다.
바람직하게는 본 발명에 따른 이진화부(410)는 그룹화부(412) 및 이진화수행부(414)를 포함한다.
그룹화부(412)는 양자화부(330)로부터 입력받은 이산 코사인 변환 계수들을 주파수에 고저에 따라 복수의 그룹으로 나눈다. 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 코사인 변환 계수들을 그룹화하는 방법을 도시한다. 도 5는 4×4 블록을 이산 코사인 변환한 경우에 대하여 도시한다.
양자화부(330)에서 양자화된 변환 계수 블록을 살펴보면, 도 5에 도시된 블록의 좌측 상부에 위치한 계수들이 저주파수 코사인에 대한 계수이고 우측 하부에 위치한 계수들이 고주파수 코사인에 대한 계수이다. 종래 기술과 관련하여 전술한 바와 같이 레벨들은 변환 계수 블록의 좌측 상부에 주로 분포한다. 좌측 상부에 분포하는 레벨들은 우측 하부에 분포하는 레벨들에 비해 더 큰 값을 가질 확률이 높다.
따라서, 본 발명에 따른 이진화부(340)는 주파수의 고저에 따라 이산 코사인 변환 계수들을 복수의 그룹으로 그룹화하여 서로 다른 이진화 방법을 이용해 이진화한다. 도 5에 도시된 바와 같이 A, B, C 및 D 그룹으로 이산 계수를 그룹화할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예는 복수의 그룹으로 이산 코사인 변환 계수를 그룹화하는 일 실시예일 뿐이며, 도 5에 도시된 실시예 이외에 방법으로 이산 코사인 변환 계수를 그룹화할 수 있음은 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 이해할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 그룹화부(412)에서 이산 코사인 변환 계수들을 복수의 그룹으로 나누면, 이진화수행부(414)는 복수의 그룹에 대하여 각각 서로 다른 이진화 방법을 이용하여 이진화를 수행한다. 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 코사인 변환 계수를 이진화하는 방법을 도시한 표이다.
도 6을 참조하면 도 5의 A 그룹에 포함되어 있는 이산 코사인 변환 계수들 중에서 레벨들은 '7'의 최대 부호 값(Maximum code Value : cMax)을 가지는 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarizition) 및 '2'차의 지수 골롬 이진화(0-th oder exponential golomb binarizition)를 결합한 이진화 방법에 의해 이진화된다.
레벨의 절대값(abs_level)(이하 '레벨 값'이라 함)이 '1'에서 '7' 사이인 레벨들은 절삭형 단항 이진화를 이용하여 이진화하고, 레벨 값이 '7' 보다 크면 절삭형 단항 이진화와 지수 골롬 이진화를 결합하여 이진화한다.
B 그룹에 포함되어 있는 이산 코사인 변환 계수들 중에서 레벨들은 '8'의 최대 부호 값을 가지는 절삭형 단항 이진화 및 '1'차의 지수 골롬 이진화를 결합한 이진화 방법에 의해 이진화된다.
레벨 값이 '1'에서 '8' 사이인 레벨들은 절삭형 단항 이진화를 이용하여 이진화하고, 레벨 값이 '8' 보다 크면 절삭형 단항 이진화와 지수 골롬 이진화를 결합하여 이진화한다.
C 그룹에 포함되어 있는 이산 코사인 변환 계수들 중 레벨들은 '10'의 최대 부호 값을 가지는 절삭형 단항 이진화 및 '1'차의 지수 골롬 이진화를 결합한 이진화 방법에 의해 이진화된다.
레벨 값이 '1'에서 '10' 사이인 레벨들은 절삭형 단항 이진화를 이용하여 이진화하고, 레벨 값이 '10' 보다 크면 절삭형 단항 이진화와 지수 골롬 이진화를 결합하여 이진화한다.
D 그룹에 포함되어 있는 이산 코사인 변환 계수들 중 레벨들은 종래 기술과 같이 '14'의 최대 부호 값을 가지는 절삭형 단항 이진화 및 '0'차의 지수 골롬 이진화를 결합한 이진화 방법에 의해 이진화된다.
레벨 값이 '1'에서 '14' 사이인 레벨들 절삭형 단항 이진화를 이용하여 이진화하고, 레벨 값이 '14' 보다 크면 절삭형 단항 이진화와 지수 골롬 이진화를 결합하여 이진화한다.
도 6에 도시된 바와 같이 이산 코사인 변환 계수들을 각각 서로 다른 이진화 방법을 이용해 이진화하면, A 영역의 큰 레벨 값을 보다 적은 이진열로 표현할 수 있고, D 영역의 작은 레벨 값을 보다 적은 이진열로 표현할 수 있게 된다.
예를 들어, 레벨의 절대 값이 '19'인 경우를 예로 들어 살펴본다. A 영역으로 구분된 이전 코사인 변환 계수의 절대 값이 '19'인 경우 도 2에 도시된 종래 기술에 따르면, 총 19개의 이진열로 표현되지만, 본 발명에 따르면, 13개의 이진열로 표현된다. 레벨 값이 다른 영역에 비해 클 확률이 높은 A 영역의 계수들이 보다 짧은 이진열로 표현 가능해지는 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이 단항 이진화의 최대 부호 값 및 지수 골룸 부호의 차수를 동시에 변경함으로써 이진화 방법을 변경할 수도 있지만, 최대 부호 값과 지수 골림 부호의 차수 중 하나만을 변경하여 이진화 방법을 변경할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이산 코사인 변환 계수를 이진화하는 방법을 도시한 표이다.
변환 계수 들 중에서 레벨 값의 크기 및 확률 분포는 양자화 파라미터(QP)에 따라서도 변경될 수 있다. 양자화 파라미터가 변경됨에 따라, 도 5에 도시된 A 영역의 레벨 값의 확률 분포가 변경됨이 실험적으로 증명되어 있다. 따라서, 양자화 파라미터(QP)도 고려하여 이산 코사인 변환 계수의 이진화 방법을 달리할 필요가 있다.
도 7을 참조하면, 양자화 파라미터에 따라 도 5에 도시된 A, B 및 C 영역에 포함된 이산 코사인 변환 계수의 이진화 방법을 달리한다. 'T'는 단항 이진화의 최대 부호 값을 의미하고, 'k'는 지수 골룸 부호의 차수를 의미한다.
D 영역에 포함된 이진 코사인 변환 계수들 중 레벨들은 모두 종래 기술과 같이 '14'의 최대 부호 값을 가지는 절삭형 단항 이진화 및 '0'차의 지수 골롬 이진화를 결합한 이진화 방법에 의해 이진화된다.
다시 도 4를 참조하면, 이진화수행부(414)에서 이진화된 이산 코사인 변환 계수는 산술부호화부(420)로 전달된다. 산술부호화부(420)는 이진화된 이산 코사인 변환 계수를 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화함으로써 엔트로피 부호화를 마친다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔트로피 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단계 810에서 본 발명에 따른 엔트로피부호화부(340)은 현재 블록의 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환한 결과 생성된 이산 코사인 변환 계수들을 각각 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화한다. 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 따라 복수의 그룹으로 나누고 각각의 그룹마다 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화할 수도 있다. 이진화의 대상이 되는 이산 코사인 변환 계수들은 이산 코사인 변환된 후에 소정의 양자화 파라미터에 따라 양자화된 이산 코사인 변환 계수들이다.
단계 820에서 엔트로피부호화부(340)는 단계 810에서 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 이진 산술 부호화한다. 바람직하게는 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(CABAC)한다. 이진 산술 부호화 결과 생성된 이진열은 비트스트림에 삽입된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복호화 장치(900)는 엔트로피복호화부(910), 역변환부(920) 및 복원부(930)를 포함한다.
엔트로피복호화부(910)는 현재 블록의 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 포함하고 있는 비트스트림을 수신하고, 비트스트림에 포함되어 있는 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 엔트로피 복호화한다.
레지듀얼 블록에 대한 데이터에는 본 발명에 따른 엔트로피 부호화 방법에 의해 엔트로피 부호화된 이산 코사인 변환 계수들을 포함되어 있다. 다시 말해, 레지듀얼 블록을 이산 코사인 변환한 결과 생성된 변환 계수들을 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 이진화한 후에 이진 산술 부호화함으로써 엔트로피 부호화된 주파수 영역의 계수들에 대한 데이터를 포함한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔트로피복호화부(910)을 도시한다.
도 10을 참조하면 본 발명에 따른 엔트로피복호화부(910)는 산술복호화부(1010) 및 역이진화부(1020)을 포함한다.
산술복호화부(1010)는 비트스트림에 포함되어 있는 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 이진 산술 복호화한다. 바람직하게는 문맥 기반 적응적 이진 산술 복호화를 수행한다.
이진 산술 복호화를 수행 결과, 이진화된 이산 코사인 변환 계수들이 생성되며, 이진화된 이산 코사인 변환 계수들은 역이진화부(1020)으로 전달된다.
역이진화부(1020)는 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 각각 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화한다. 도 6 및 7과 관련하여 전술한 이진화 방법에 대응되는 역이진화 방법을 적용하여 역이진화를 수행한다. 이산 코사인 변환 계수들의 주파수의 고저 및 양자화 파라미터(QP)를 고려하여 각각 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화를 수행한다.
바람직하게는 본 발명에 따른 역이진화부(1020)는 그룹화부(1022) 및 역이진화수행부(1024)를 포함한다.
그룹화부(1022)는 산술복호화부(1010)에서 이진 산술 복호화된 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 따라 복수의 그룹으로 나눈다. 도 5에 도시된 바와 같이 이산 코사인 변환 계수들을 4개의 그룹으로 그룹화할 수도 있다.
역이진화수행부(1024)는 그룹화부(1022)에서 나누어진 복수의 그룹을 각각 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화한다. 각각의 그룹에 대하여 서로 다른 단항/지수 골룸 결합형 이진화 방법을 적용하여 역이진화를 수행한다. 이진화된 이산 코사인 변환 계수들 중에서 '0'이 아닌 레벨 값을 가지는 계수들 즉, 레벨들을 역이진화한다. 각각의 레벨들이 속해 있는 그룹에 따라 다른 역이진화 방법이 적용된다.
단항 이진화의 최대 부호 값 및 지수 굴롬 부호의 차수 중 적어도 하나를 변경하여 서로 다른 이진화 방법을 적용한다. 부호화하는 측에서 이산 코사인 변환 계수들을 이진화할 때에 적용한 이진화 방법에 대응되는 역이진화 방법을 각각의 그룹에 적용하여 역이진화를 수행한다.
다시 도 9를 참조하면, 역이진화부(1020)에서 역이진화되어 엔트로피 복호화를 모두 마친 이산 코사인 변환 계수들은 역양자화부(920)에서 역양자화된다. 역양자화부(920)에서 역양자화된 이산 코사인 변환 계수들은 역변환부(930)에서 역이산 코사인 변환되어 레지듀얼 블록으로 복원된다.
복원부(940)는 현재 블록의 예측 값인 예측 블록을 인터 예측 또는 인트 예측하여 생성하고, 생성된 예측 블록을 역변환부(930)에서 복원된 레지듀얼 블록에 가산하여 현재 블록을 복원한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔트로피 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 단계 1110에서 본 발명에 따른 엔트로피 복호화 장치(910)는 레지듀얼 블록에 대한 데이터를 이진 산술 복호화한다. 바람직하게는 문맥 기반적응적 이진 산술 복호화를 수행함은 전술하였다. 이진 산술 복호화한 결과 레지듀얼 블록의 이진화된 이산 코사인 변환 계수들이 생성된다.
단계 1120에서 엔트로피 복호화 장치(910)는 단계 1110에서 생성된 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 각각 서로 다른 이진화 방법을 적용하여 역이진화한다. 이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 각각 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화한다.
이진화된 이산 코사인 변환 계수들을 주파수의 고저에 따라 복수의 그룹으로 나누고 각각의 그룹에 대하여 서로 다른 역이진화 방법을 적용하여 역이진화를 수행할 수도 있다. 이산 코사인 변환 계수들 중에서 '0'이 아닌 레벨 값을 가지는 계수들 즉, 레벨들이 역이진화된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

Claims (11)

  1. 레지듀얼 블록에 관한 계수를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계;
    이진화된 계수를 생성하기 위해 상기 수신된 계수를 산술 복호화하는 단계;
    상기 이진화된 계수 중 최대 부호 값과 관련된 제1 이진열을 절삭형 역이진화 방법을 사용하여 역이진화하는 단계; 및
    상기 이진화된 계수가 상기 제1 이진열을 제외한 제2 이진열을 더 포함하는 경우, 소정 차수의 지수 골룸 역이진화 방법을 사용하여 상기 제2 이진열을 역이진화하는 단계를 포함하고,
    상기 소정 차수는 상기 레지듀얼 블록에서의 상기 계수의 위치에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계수의 주파수 성분은 상기 계수의 위치에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 역이진화된 제1 이진열 및 상기 역이진화된 제2 이진열을 결합하여 상기 계수가 복원되는 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 이진화된 계수가 상기 제2 이진열을 더 포함하는 경우, 상기 역이진화된 제1 이진열은 최대 부호 값인 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 계수는 상기 계수의 절대값인 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 방법.
  6. 레지듀얼 블록에 관한 계수를 포함하는 비트스트림을 수신하고, 이진화된 계수를 생성하기 위해 상기 수신된 계수를 산술 복호화하는 산술복호화부; 및
    상기 이진화된 계수 중 최대 부호 값과 관련된 제1 이진열을 절삭형 역이진화 방법을 사용하여 역이진화하고,
    상기 이진화된 계수가 상기 제1 이진열을 제외한 제2 이진열을 더 포함하는 경우, 소정 차수의 지수 골룸 역이진화 방법을 사용하여 상기 제2 이진열을 역이진화하는 역이진화부를 포함하고,
    상기 소정 차수는 상기 레지듀얼 블록에서의 상기 계수의 위치에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 계수의 주파수 성분은 상기 계수의 위치에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 역이진화부는,
    상기 역이진화된 제1 이진열 및 상기 역이진화된 제2 이진열을 결합하여 상기 계수를 복원하는 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 이진화된 계수가 상기 제2 이진열을 더 포함하는 경우, 상기 역이진화된 제1 이진열은 최대 부호 값인 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 계수는 상기 계수의 절대값인 것을 특징으로 하는 엔트로피 복호화 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
KR1020140169973A 2014-12-01 2014-12-01 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치 KR101540563B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140169973A KR101540563B1 (ko) 2014-12-01 2014-12-01 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140169973A KR101540563B1 (ko) 2014-12-01 2014-12-01 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140101796A Division KR101573334B1 (ko) 2014-08-07 2014-08-07 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150036190A Division KR101573684B1 (ko) 2015-03-16 2015-03-16 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150003136A KR20150003136A (ko) 2015-01-08
KR101540563B1 true KR101540563B1 (ko) 2015-08-06

Family

ID=52476074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140169973A KR101540563B1 (ko) 2014-12-01 2014-12-01 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101540563B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040131272A1 (en) 2001-11-16 2004-07-08 Mitsuru Kobayashi Image encoding method, image decoding method, image encoder, image decode, computer data signal, and image transmission system
US20040150540A1 (en) 2002-07-10 2004-08-05 Lowell Winger Method and system for symbol binarization
JP2007116436A (ja) 2005-10-20 2007-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 符号化装置及び復号化装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040131272A1 (en) 2001-11-16 2004-07-08 Mitsuru Kobayashi Image encoding method, image decoding method, image encoder, image decode, computer data signal, and image transmission system
US20040150540A1 (en) 2002-07-10 2004-08-05 Lowell Winger Method and system for symbol binarization
JP2007116436A (ja) 2005-10-20 2007-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 符号化装置及び復号化装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150003136A (ko) 2015-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101539240B1 (ko) 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치
US9866829B2 (en) Coding of syntax elements that correspond to coefficients of a coefficient block in video coding
US9397694B2 (en) Methods and devices for coding and decoding the position of the last significant coefficient
US9479780B2 (en) Simplification of significance map coding
US8958472B2 (en) Methods and apparatus for quantization and dequantization of a rectangular block of coefficients
EP3229473B1 (en) Methods and devices for coding and decoding the position of the last significant coefficient
US20130016789A1 (en) Context modeling techniques for transform coefficient level coding
US20130083856A1 (en) Contexts for coefficient level coding in video compression
Tu et al. Adaptive runlength coding
US20140010278A1 (en) Method and apparatus for coding adaptive-loop filter coefficients
KR101573334B1 (ko) 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치
KR101731431B1 (ko) 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치
KR101573340B1 (ko) 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치
KR101540563B1 (ko) 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치
KR101573684B1 (ko) 영상 데이터의 엔트로피 부호화, 복호화 방법 및 장치
Blasi et al. Masking of transformed intra-predicted blocks for high quality image and video coding

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190627

Year of fee payment: 5