KR101564944B1 - Method and apparatus for encoding and decoding image using large transform unit - Google Patents

Method and apparatus for encoding and decoding image using large transform unit Download PDF

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Abstract

복수의 예측 단위를 하나의 변환 단위로 하여 주파수 영역으로 변환함으로써 영상을 부호화하는 방법, 장치 및 이러한 부호화 방법에 의해 부호화된 영상 데이터를 복호화하는 방법, 장치가 개시된다.Disclosed is a method and apparatus for encoding an image by converting a plurality of prediction units into a frequency domain as one conversion unit, and a method and apparatus for decoding image data encoded by such a coding method.

Description

큰 크기의 변환 단위를 이용한 영상 부호화, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for encoding and decoding image using large transform unit}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding an image using a large-

본 발명은 영상 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 픽셀 도메인의 영상을 주파수 도메인의 계수들로 변환하여 영상을 부호화, 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for image encoding and decoding, and more particularly, to a method and apparatus for encoding and decoding an image by converting an image in a pixel domain into coefficients in a frequency domain.

대부분의 영상 부호화, 복호화 방법 및 장치는 영상 압축을 위해 픽셀 도메인의 영상을 주파수 도메인으로 변환하여 부호화한다. 주파수 변환 중 하나의 기법인 이산 코사인 변환은 영상 또는 음성 압축에 사용되는 널리 알려진 기술이다. 이산 코사인 변환을 이용한 영상 부호화 방법에서는 픽셀 도메인의 영상을 이산 코사인 변환하여 이산 코사인 계수들을 생성하고, 생성된 계수들을 양자화, 엔트로피 부호화한다.Most video encoding and decoding methods and devices convert an image of a pixel domain into a frequency domain for image compression. Discrete cosine transform, which is one of the frequency transforms, is a well known technique used for image or speech compression. In the image coding method using the discrete cosine transform, the discrete cosine coefficients are generated by discrete cosine transform of the image in the pixel domain, and the generated coefficients are quantized and entropy encoded.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 보다 효율적인 이산 코사인 변환을 이용한 영상을 부호화, 복호화하는 방법 및 장치를 제공하는데 있고, 상기 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for encoding and decoding an image using a more efficient discrete cosine transform, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method .

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은 영상 부호화 방법은 인접한 복수의 예측 단위를 선택하여 하나의 변환 단위를 설정하는 단계; 상기 변환 단위에 따라 상기 복수의 예측 단위를 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 성분 계수들을 생성하는 단계; 상기 생성된 주파수 성분 계수들을 양자화하는 단계; 및 상기 양자화된 주파수 성분 계수들을 엔트로피 부호화하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image encoding method comprising: selecting a plurality of prediction units adjacent to each other and setting one conversion unit; Converting the plurality of prediction units into a frequency domain according to the conversion unit to generate frequency component coefficients; Quantizing the generated frequency component coefficients; And entropy encoding the quantized frequency component coefficients.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 설정하는 단계는 현재 슬라이스 또는 현재 픽처의 최대 부호화 단위에서 상기 인접한 복수의 예측 단위를 포함하는 서브 부호화 단위로 단계적으로 축소된 정도를 나타내는 심도에 기초해 하나의 변환 단위를 설정하는 단계를 포함한다.According to still another embodiment of the present invention, the setting step may include a step of setting, based on a depth indicating a degree of stepwise reduction in a current slice or a sub-coding unit including the adjacent plurality of prediction units in a maximum coding unit of the current picture And setting a conversion unit of the conversion unit.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 설정하는 단계는 동일한 종류의 예측 모드에 따라 예측이 수행된 인접한 복수의 예측 단위를 선택하여 하나의 변환 단위를 설정하는 단계를 포함한다.
According to another embodiment of the present invention, the setting step includes a step of selecting a plurality of prediction units adjacent to each other and performing a prediction according to a prediction mode of the same type, and setting one conversion unit.

*본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 동일한 종류의 예측 모드는 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the prediction mode of the same kind is an inter prediction mode or an intra prediction mode.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 영상 부호화 방법은 상이한 변환 단위에 대해, 상기 인접한 복수의 예측 단위를 선택하여 하나의 변환 단위를 설정하는 단계, 상기 선택된 복수의 예측 단위를 하나의 변환 단위로 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 성분 계수들을 생성하는 단계, 상기 생성된 주파수 성분 계수들을 양자화하는 단계 및 상기 양자화된 주파수 성분 계수들을 엔트로피 부호화하는 단계를 반복하여 최적의 변환 단위를 설정하는 단계를 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the image encoding method may further include the steps of: selecting one of the adjacent prediction units for different conversion units to set one conversion unit; converting the selected plurality of prediction units into one conversion unit Converting the frequency component coefficients into frequency domain to generate frequency component coefficients, quantizing the generated frequency component coefficients, and entropy-coding the quantized frequency component coefficients to set an optimal conversion unit do.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 인접한 복수의 예측 단위를 선택하여 하나의 변환 단위를 설정하고, 상기 변환 단위에 따라 상기 복수의 예측 단위를 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 성분 계수들을 생성하는 주파수변환부; 상기 생성된 주파수 성분 계수들을 양자화하는 양자화부; 및 상기 양자화된 주파수 성분 계수들을 엔트로피 부호화하는 엔트로피부호화부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus and method for encoding an image, the apparatus comprising: a plurality of prediction units adjacent to each other to select one of the prediction units and to convert the plurality of prediction units into a frequency domain A frequency converter for generating frequency component coefficients; A quantizer for quantizing the generated frequency component coefficients; And an entropy encoding unit for entropy encoding the quantized frequency component coefficients.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 소정의 변환 단위에 따라 주파수 도메인으로 변환하여 생성된 주파수 성분 계수들을 엔트로피 복호화하는 단계; 상기 엔트로피 복호화된 주파수 성분 계수들을 역양자화하는 단계; 및 상기 주파수 성분 계수들을 픽셀 도메인으로 역변환하여 상기 변환 단위에 포함된 인접한 복수의 예측 단위를 복원하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image decoding method comprising: entropy decoding a frequency component coefficient generated by transforming a frequency domain according to a predetermined transform unit; Dequantizing the entropy-decoded frequency component coefficients; And inversely transforming the frequency component coefficients into a pixel domain to reconstruct adjacent prediction units included in the conversion unit.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 소정의 변환 단위에 따라 주파수 도메인으로 변환하여 생성된 주파수 성분 계수들을 엔트로피 복호화하는 엔트로피복호화부; 상기 엔트로피 복호화된 주파수 성분 계수들을 역양자화하는 역양자화부; 및 상기 주파수 성분 계수들을 픽셀 도메인으로 역변환하여 상기 변환 단위에 포함된 인접한 복수의 예측 단위를 복원하는 역주파수변환부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for decoding an image, comprising: an entropy decoding unit for entropy decoding frequency component coefficients generated by transforming into a frequency domain according to a predetermined conversion unit; A dequantizer for dequantizing the entropy-decoded frequency component coefficients; And an inverse frequency transform unit for inversely transforming the frequency component coefficients into a pixel domain to recover an adjacent plurality of prediction units included in the transform unit.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는 상기된 영상 부호화, 복호화 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the image encoding and decoding method.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 부호화 단위를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위, 서브 부호화 단위 및 예측 단위를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위를 도시한다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 분할 형태를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변환부를 도시한다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 단위의 유형을 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 변환 단위들을 도시한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 illustrates an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a hierarchical encoding unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates an image encoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates an image decoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates a maximum encoding unit, a sub-encoding unit, and a prediction unit according to an embodiment of the present invention.
7 shows an encoding unit and a conversion unit according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B show a division form of an encoding unit, a prediction unit, and a conversion unit according to an embodiment of the present invention.
9 illustrates an image encoding apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 illustrates a frequency conversion unit according to an embodiment of the present invention.
Figures 11A-11C illustrate types of conversion units in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 12 shows different conversion units according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 illustrates an image decoding apparatus according to another embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
15 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 도시한다.1 illustrates an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 심도 결정부(120), 영상 데이터 부호화부(130) 및 부호화 정보 부호화부(140)를 포함한다.1, an image encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a maximum encoding unit division unit 110, an encoding depth determination unit 120, an image data encoding unit 130, (140).

최대 부호화 단위 분할부(110)는 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처 또는 현재 슬라이스를 분할할 수 있다. 현재 픽처 또는 현재 슬라이스를 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할할 수 있다. The maximum coding unit division unit 110 may divide the current picture or the current slice based on the maximum coding unit which is the coding unit of the maximum size. The current picture or current slice can be divided into at least one maximum encoding unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 최대 부호화 단위 및 심도를 이용해 부호화 단위가 표현될 수 있다. 전술한 바와 같이 최대 부호화 단위는 현재 픽처의 부호화 단위 중 크기가 가장 큰 부호화 단위를 나타내며, 심도는 부호화 단위가 계층적으로 축소된 서브 부호화 단위의 크기를 나타낸다. 심도가 커지면서, 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 축소될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 심도는 최소 심도로 정의되고, 최소 부호화 단위의 심도는 최대 심도로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 커짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, k 심도의 서브 부호화 단위는 복수 개의 k보다 큰 심도의 서브 부호화 단위를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an encoding unit can be expressed using a maximum encoding unit and a depth. As described above, the maximum coding unit indicates the largest coding unit among the coding units of the current picture, and the depth indicates the size of the sub-coding unit in which the coding units are hierarchically reduced. As the depth increases, the encoding unit can be reduced from the maximum encoding unit to the minimum encoding unit, the depth of the maximum encoding unit can be defined as the minimum depth, and the depth of the minimum encoding unit can be defined as the maximum depth. As the depth of the maximum encoding unit increases, the size of the depth-dependent encoding unit decreases. Thus, the sub-encoding unit of k depth may include a sub-encoding unit of depth greater than a plurality of k.

부호화되는 픽처의 크기가 커짐에 따라, 더 큰 단위로 영상을 부호화하면 더 높은 영상 압축률로 영상을 부호화할 수 있다. 그러나, 부호화 단위를 크게 하고, 그 크기를 고정시켜버리면, 계속해서 변하는 영상의 특성을 반영하여 효율적으로 영상을 부호화할 수 없다. As the size of a picture to be encoded increases, if an image is coded in a larger unit, the image can be encoded with a higher image compression rate. However, if the coding unit is enlarged and its size is fixed, the image can not be efficiently encoded reflecting the characteristics of the continuously changing image.

예를 들어, 바다 또는 하늘에 대한 평탄한 영역을 부호화할 때에는 부호화 단위를 크게 할수록 압축률이 향상될 수 있으나, 사람들 또는 빌딩에 대한 복잡한 영역을 부호화할 때에는 부호화 단위를 작게 할수록 압축률이 향상된다.For example, when coding a flat area with respect to the sea or sky, the compression rate can be improved by increasing the coding unit. However, when coding a complex area for people or buildings, the compression ratio is improved as the coding unit is decreased.

이를 위해 본 발명의 일 실시예는 픽처 또는 슬라이스마다 상이한 크기의 최대 영상 부호화 단위를 설정하고, 최대 심도를 설정한다. 최대 심도는 부호화 단위가 축소될 수 있는 최대 횟수를 의미하므로, 최대 심도에 따라 최대 영상 부호화 단위에 포함된 최소 부호화 단위 크기를 가변적으로 설정할 수 있게 된다.To this end, one embodiment of the present invention sets a maximum image encoding unit of a different size for each picture or slice, and sets a maximum depth. Since the maximum depth means the maximum number of times the encoding unit can be reduced, the minimum encoding unit size included in the maximum image encoding unit can be variably set according to the maximum depth.

부호화 심도 결정부(120)는 최대 심도를 결정한다. 최대 심도는 R-D 코스트(Rate-Distortion Cost) 계산에 기초해 결정될 수 있다. 최대 심도는 픽처 또는 슬라이스마 상이하게 결정되거나, 각각의 최대 부호화 단위마다 상이하게 결정될 수도 있다. 결정된 최대 심도는 부호화 정보 부호화부(140)로 출력되고, 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 영상 데이터 부호화부(130)로 출력된다. The encoding depth determination unit 120 determines the maximum depth. The maximum depth may be determined based on the Rate-Distortion Cost calculation. The maximum depth may be determined as a picture or a slice, or may be determined differently for each maximum encoding unit. The determined maximum depth is output to the encoding information encoding unit 140, and the image data for each maximum encoding unit is output to the image data encoding unit 130.

최대 심도는 최대 부호화 단위에 포함될 수 있는 가장 작은 크기의 부호화 단위 즉, 최소 부호화 단위를 의미한다. 다시 말해, 최대 부호화 단위는 상이한 심도에 따라 상이한 크기의 서브 부호화 단위로 분할될 수 있다. 도 8a 및 8b를 참조하여 상세히 후술한다. 또한, 최대 부호화 단위에 포함된 상이한 크기의 서브 부호화 단위들은 상이한 크기의 처리 단위에 기초해 예측 또는 주파수 변환될 수 있다. 다시 말해, 영상 부호화 장치(100)는 영상 부호화를 위한 복수의 처리 단계들을 다양한 크기 및 다양한 형태의 처리 단위에 기초해 수행할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측, 주파수 변환, 엔트로피 부호화 등의 처리 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 크기의 처리 단위가 이용될 수도 있으며, 단계별로 상이한 크기의 처리 단위를 이용할 수 있다.The maximum depth means the smallest encoding unit, that is, the minimum encoding unit, which can be included in the maximum encoding unit. In other words, the maximum encoding unit may be divided into sub-encoding units of different sizes according to different depths. Will be described later in detail with reference to Figs. 8A and 8B. Further, the sub-encoding units of different sizes included in the maximum encoding unit can be predicted or frequency-converted based on the processing units of different sizes. In other words, the image encoding apparatus 100 can perform a plurality of processing steps for image encoding based on various sizes and processing units of various types. In order to encode video data, processing steps such as prediction, frequency conversion, and entropy encoding are performed. Processing units of the same size may be used in all stages, and processing units of different sizes may be used in each step.

예를 들어 영상 부호화 장치(100)는 부호화 단위를 예측하기 위해, 부호화 단위와 다른 처리 단위를 선택할 수 있다. For example, in order to predict a coding unit, the image coding apparatus 100 may select a coding unit and a different processing unit.

부호화 단위의 크기가 2Nx2N(단, N은 양의 정수)인 경우, 예측을 위한 처리 단위는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 다시 말해, 부호화 단위의 높이 또는 너비 중 적어도 하나를 반분하는 형태의 처리 단위를 기반으로 움직임 예측이 수행될 수도 있다. 이하, 예측의 기초가 되는 데이터 단위는 '예측 단위'라 한다.If the size of the encoding unit is 2Nx2N (where N is a positive integer), the processing unit for prediction may be 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, and the like. In other words, motion prediction may be performed based on a processing unit of a type that halves at least one of a height or a width of an encoding unit. Hereinafter, a data unit serving as a basis of prediction is referred to as a 'prediction unit'.

예측 모드는 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있으며, 특정 예측 모드는 특정 크기 또는 형태의 예측 단위에 대해서만 수행될 수 있다. 예를 들어, 인트라 모드는 정방형인 2Nx2N, NxN 크기의 예측 단위에 대해서만 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 예측 단위에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 내부에 복수의 예측 단위가 있다면, 각각의 예측 단위에 대해 예측을 수행하여 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.The prediction mode may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode, and the specific prediction mode may be performed only for a prediction unit of a specific size or type. For example, the intra mode can be performed only for a 2Nx2N, NxN sized prediction unit, which is a square. In addition, the skip mode can be performed only for a prediction unit of 2Nx2N size. If there are a plurality of prediction units in an encoding unit, a prediction mode having the smallest coding error can be selected by performing prediction for each prediction unit.

또한, 영상 부호화 장치(100)는 부호화 단위와 다른 크기의 처리 단위에 기초해 영상 데이터를 주파수 변환할 수 있다. 부호화 단위의 주파수 변환을 위해서 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 데이터 단위를 기반으로 주파수 변환이 수행될 수 있다. 이하, 주파수 변환의 기초가 되는 처리 단위를 '변환 단위'라 한다.Also, the image encoding apparatus 100 can frequency-convert image data based on a processing unit having a different size from the encoding unit. The frequency conversion may be performed based on a data unit having a size smaller than or equal to the encoding unit for frequency conversion of the encoding unit. Hereinafter, a processing unit serving as a basis of frequency conversion is referred to as a 'conversion unit'.

부호화 심도 결정부(120)는 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용해 최대 부호화 단위에 포함된 서브 부호화 단위들을 결정할 수 있다. 다시 말해, 최대 부호화 단위가 어떠한 형태의 복수의 서브 부호화 단위로 분할되는지 결정할 수 있는데, 여기서 복수의 서브 부호화 단위는 심도에 따라 크기가 상이하다. 그런 다음, 영상 데이터 부호화부(130)는 부호화 심도 결정부(120)에서 결정된 분할 형태에 기초해 최대 부호화 단위를 부호화하여 비트스트림을 출력한다. The coding depth determiner 120 may determine sub-coding units included in the maximum coding unit using Rate-Distortion Optimization based on a Lagrangian Multiplier. In other words, it is possible to determine what type of sub-encoding unit the maximum encoding unit is divided into, wherein the plurality of sub-encoding units have different sizes depending on the depth. Then, the image data encoding unit 130 encodes the maximum encoding unit based on the division type determined by the encoding depth determination unit 120, and outputs the bit stream.

부호화 정보 부호화부(140)는 부호화 심도 결정부(120)에서 최대 부호화 단위의 부호화 모드에 대한 정보를 부호화한다. 최대 부호화 단위의 분할 형태에 대한 정보, 최대 심도에 대한 정보 및 심도별 서브 부호화 단위의 부호화 모드에 관한 정보를 부호화하여 비트스트림을 출력한다. 서브 부호화 단위의 부호화 모드에 관한 정보는 서브 부호화 단위의 예측 단위에 대한 정보, 예측 단위별 예측 모드 정보, 서브 부호화 단위의 변환 단위에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The encoding information encoding unit 140 encodes information on the encoding mode of the maximum encoding unit in the encoding depth determining unit 120. [ Information on the division type of the maximum encoding unit, information on the maximum depth, and information on the encoding mode of the sub-encoding unit by depth, and outputs the bit stream. The information on the encoding mode of the sub-encoding unit may include information on the prediction unit of the sub-encoding unit, prediction mode information per prediction unit, information on the conversion unit of the sub-encoding unit, and the like.

최대 부호화 단위마다 상이한 크기의 서브 부호화 단위가 존재하고, 각각의 서브 부호화 단위마다 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. There is a sub-encoding unit of a different size for each maximum encoding unit, and information on the encoding mode is determined for each sub-encoding unit, so that information on at least one encoding mode can be determined for one maximum encoding unit.

영상 부호화 장치(100)는 심도가 커짐에 따라 최대 부호화 단위를 높이 및 너비를 반분하여 서브 부호화 단위를 생성할 수 있다. 즉, k 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, k+1 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. As the depth increases, the image encoding apparatus 100 may generate a sub-encoding unit by dividing the maximum encoding unit by half the height and the width. That is, if the size of the encoding unit of the kth depth is 2Nx2N, the size of the encoding unit of the k + 1th depth is NxN.

따라서, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(100)는 영상의 특성을 고려한 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 분할 형태를 결정할 수 있다. 영상 특성을 고려하여 가변적으로 최대 부호화 단위의 크기를 조절하고, 상이한 심도의 서브 부호화 단위로 최대 부호화 단위를 분할하여 영상을 부호화함으로써, 다양한 해상도의 영상을 보다 효율적으로 부호화할 수 있다. Accordingly, the image decoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment can determine an optimum division type for each maximum encoding unit based on the size and the maximum depth of a maximum encoding unit considering characteristics of an image. It is possible to more efficiently encode images of various resolutions by adjusting the size of the maximum encoding unit in consideration of the image characteristics and encoding the image by dividing the maximum encoding unit into sub-encoding units of different depths.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한다.FIG. 2 illustrates an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 영상 데이터 획득부(210), 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 2, an image decoding apparatus 200 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an image data obtaining unit 210, an encoding information extracting unit 220, and an image data decoding unit 230.

영상 관련 데이터 획득부(210)는 영상 복호화 장치(200)가 수신한 비트스트림을 파싱하여, 최대 부호화 단위별로 영상 데이터를 획득하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 획득부(210)는 현재 픽처 또는 슬라이스에 대한 헤더로부터 현재 픽처 또는 슬라이스의 최대 부호화 단위에 대한 정보를 추출할 수 있다. 다시 말해, 비트스트림을 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하게 한다.The image-related data acquisition unit 210 parses the bit stream received by the image decoding apparatus 200, acquires image data for each maximum encoding unit, and outputs the image data to the image data decoding unit 230. The image data obtaining unit 210 may extract information on the maximum coding unit of the current picture or slice from the header of the current picture or slice. In other words, the bitstream is divided into a maximum encoding unit, and the video data decoding unit 230 decodes the video data per maximum encoding unit.

부호화 정보 추출부(220)는 영상 복호화 장치(200)가 수신한 비트열을 파싱하여, 현재 픽처에 대한 헤더로부터 최대 부호화 단위, 최대 심도, 최대 부호화 단위의 분할 형태, 서브 부호화 단위의 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 분할 형태 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다.The encoding information extracting unit 220 parses the bit stream received by the video decoding apparatus 200 and extracts a maximum encoding unit, a maximum depth, a division type of the maximum encoding unit, and a coding mode of the sub-encoding unit from the header for the current picture . The information on the division type and the encoding mode is output to the video data decoding unit 230. [

최대 부호화 단위의 분할 형태에 대한 정보는 최대 부호화 단위에 포함된 심도에 따라 상이한 크기의 서브 부호화 단위에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 부호화 모드에 관한 정보는 서브 부호화 단위별 예측 단위에 대한 정보, 예측 모드에 대한 정보 및 변환 단위에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. The information on the division type of the maximum encoding unit may include information on sub-encoding units of different sizes according to the depth included in the maximum encoding unit, the information on the encoding mode may include information on a prediction unit for each sub- Information on the prediction mode, information on the conversion unit, and the like.

영상 데이터 복호화부(230)는 부호화 정보 추출부에서 추출된 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 최대 부호화 단위의 분할 형태에 대한 정보에 기초하여, 영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위에 포함된 서브 부호화 단위를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 움직임 예측 과정, 및 주파수 역변환 과정을 포함할 수 있다.The image data decoding unit 230 decodes the image data of each maximum encoding unit based on the information extracted by the encoding information extracting unit to restore the current picture. The image data decoding unit 230 can decode the sub-encoding unit included in the maximum encoding unit based on the information on the division type of the maximum encoding unit. The decoding process may include a motion prediction process including intra prediction and motion compensation, and an inverse frequency conversion process.

영상 데이터 복호화부(230)는, 서브 부호화 단위의 예측을 위해, 서브 부호화 단위별 예측 단위에 대한 정보 및 예측 모드에 대한 정보에 기초해 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행할 수 있다. 또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 서브 부호화 단위의 변환 단위에 대한 정보에 기초해 서브 부호화 단위마다 주파수 역변환을 수행할 수 있다.The image data decoding unit 230 may perform intra prediction or inter prediction based on information on a prediction unit for each sub-coding unit and prediction mode information for prediction of a sub-coding unit. In addition, the image data decoding unit 230 can perform frequency inverse transform for each sub-encoding unit on the basis of the information on the conversion unit of the sub-encoding unit.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 부호화 단위를 도시한다.FIG. 3 illustrates a hierarchical encoding unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 계층적 부호화 단위는 너비x높이가 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8, 및 4x4를 포함할 수 있다. 정사각형 형태의 부호화 단위 이외에도, 너비x높이가 64x32, 32x64, 32x16, 16x32, 16x8, 8x16, 8x4, 4x8인 부호화 단위들이 존재할 수 있다.Referring to FIG. 3, the hierarchical coding unit according to the present invention may include 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 from a coding unit having a width x height of 64x64. In addition to the square-shaped encoding units, there may be encoding units whose width x height is 64x32, 32x64, 32x16, 16x32, 16x8, 8x16, 8x4, 4x8.

도 3을 참조하면, 해상도가 1920x1080인 영상 데이터(310)에 대해서, 최대 부호화 단위의 크기는 64x64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. Referring to FIG. 3, the maximum encoding unit size is set to 64x64 and the maximum depth is set to 2 for the image data 310 having a resolution of 1920x1080.

또 다른 해상도가 1920x1080인 영상 데이터(320)에 대해서 최대 부호화 단위의 크기는 64x64, 최대 심도가 4로 설정되어 있다. 해상도가 352x288인 비디오 데이터(330)에 대해서 최대 부호화 단위의 크기는 16x16, 최대 심도가 2로 설정되어 있다.The size of the maximum encoding unit is set to 64x64 and the maximum depth is set to 4 for the image data 320 having another resolution of 1920x1080. For the video data 330 having a resolution of 352x288, the size of the maximum encoding unit is set to 16x16 and the maximum depth is set to 2. [

해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 압축률 향상뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반영하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 영상 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 영상 데이터(310 및 320)는 최대 부호화 단위의 크기가 64x64로 선택될 수 있다.It is desirable that the maximum size of the encoding size is relatively large in order to accurately reflect not only the compression ratio but also the image characteristic when the resolution is high or the data amount is large. Therefore, the size of the maximum encoding unit of the image data 310 and 320 having a higher resolution than the image data 330 can be selected to be 64x64.

최대 심도는 계층적 부호화 단위에서 총 계층수를 나타낸다. 영상 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 영상 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 심도가 증가함에 따라 장축 크기가 32, 16인 서브 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. The maximum depth indicates the total number of layers in the hierarchical encoding unit. Since the maximum depth of the image data 310 is 2, the coding unit 315 of the image data 310 is divided into sub-coding units 315 having a major axis size of 32 and 16 as the depth increases, .

반면, 영상 데이터(330)의 최대 심도는 2이므로, 영상 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 최대 부호화 단위들로부터, 심도가 증가함에 따라 장축 크기가 8, 4인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. On the other hand, since the maximum depth of the image data 330 is 2, the encoding unit 335 of the image data 330 is encoded from the maximum encoding units having the major axis size of 16 to the encoding units having the major axis size of 8 and 4 Units.

영상 데이터(320)의 최대 심도는 4이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 심도가 증가함에 따라 장축 크기가 32, 16, 8, 4인 서브 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 증가할수록 더 작은 서브 부호화 단위에 기초해 영상을 부호화하므로 보다 세밀한 장면을 포함하고 있는 영상을 부호화하는데 적합해진다.Since the maximum depth of the video data 320 is 4, the encoding unit 325 of the video data 320 has a length of 32, 16, 8, and 4 as the depth increases, Sub-encoding units. As the depth increases, the image is encoded based on a smaller sub-encoding unit, which makes it suitable for encoding an image including a finer scene.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부를 도시한다.FIG. 4 illustrates an image encoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.

인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 예측 단위에 대해 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)을 이용해 인터 예측 및 움직임 보상을 수행한다.The intra prediction unit 410 performs intra prediction on a prediction unit of the intra mode of the current frame 405 and the motion estimation unit 420 and the motion compensation unit 425 perform intra prediction on the prediction unit of the intra mode, 405 and a reference frame 495. The inter-prediction and the motion compensation are performed using the reference frame 495 and inter-prediction.

인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 예측 단위에 기초해 레지듀얼 값들이 생성되고, 생성된 레지듀얼 값들은 주파수 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. The residual values are generated based on the prediction unit output from the intra prediction unit 410, the motion estimation unit 420 and the motion compensation unit 425, and the generated residual values are input to the frequency conversion unit 430 and the quantization unit 420. [ (440) and output as quantized transform coefficients.

양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470)를 통해 다시 레지듀얼 값으로 복원되고, 복원된 레지듀얼 값들은 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.The quantized transform coefficients are restored to a residual value through the inverse quantization unit 460 and the frequency inverse transform unit 470. The restored residual values are passed through the deblocking unit 480 and the loop filtering unit 490, And output to the reference frame 495. [ The quantized transform coefficient may be output to the bitstream 455 via the entropy encoding unit 450.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법에 따라 부호화하기 위해, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 주파수 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)는 모두 최대 부호화 단위, 심도에 따른 서브 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위에 기초해 영상 부호화 과정들을 처리한다. In order to perform encoding according to the image encoding method according to an embodiment of the present invention, an intra prediction unit 410, a motion estimation unit 420, a motion compensation unit 425, The inverse quantization unit 460, the inverse quantization unit 470, the deblocking unit 480 and the loop filtering unit 490 of the quantization unit 430, the quantization unit 440, the entropy coding unit 450, the inverse quantization unit 460, , Sub-encoding units according to depth, prediction units, and conversion units.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부를 도시한다.FIG. 5 illustrates an image decoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.

비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 주파수 역변환부(540)를 거쳐 레지듀얼 값들로 복원된다. 레지듀얼 값들은 인트라 예측부(550)의 인트라 예측의 결과 또는 움직임 보상부(560)의 움직임 보상 결과와 가산되어 부호화 단위 별로 복원된다. 복원된 부호화 단위는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 다음 부호화 단위 또는 다음 픽처의 예측에 이용된다. The bitstream 505 passes through the parser 510 and the encoded image data to be decoded and the encoding information necessary for decoding are parsed. The encoded image data is output as inverse-quantized data through the entropy decoding unit 520 and the inverse quantization unit 530, and is restored to the residual values through the frequency inverse transform unit 540. [ The residual values are added to the intraprediction result of the intraprediction unit 550 or the motion compensation result of the motion compensation unit 560, and restored for each encoding unit. The reconstructed coding unit is used for predicting the next coding unit or the next picture through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에 따라 복호화하기 위해 영상 복호화부(400)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 주파수 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두 최대 부호화 단위, 심도에 따른 서브 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위에 기초해 영상 복호화 과정들을 처리한다. A parsing unit 510, an entropy decoding unit 520, an inverse quantization unit 530, an inverse frequency transforming unit (hereinafter referred to as an inverse quantization unit) 530, The intra prediction unit 550, the motion compensation unit 560, the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 are all based on the maximum encoding unit, the depth-dependent sub-encoding unit, the prediction unit, And processes the image decoding processes.

특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 최대 부호화 단위 및 심도를 고려하여 서브 부호화 단위 내의 예측 단위 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 변환 단위의 크기를 고려하여 주파수 역변환을 수행한다.In particular, the intra prediction unit 550 and the motion compensation unit 560 determine a prediction unit and a prediction mode in the sub-coding unit in consideration of the maximum coding unit and the depth, and the frequency inverse transform unit 540 considers the size of the conversion unit Thereby performing frequency inverse transform.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위, 서브 부호화 단위 및 예측 단위를 도시한다.FIG. 6 illustrates a maximum encoding unit, a sub-encoding unit, and a prediction unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 영상 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하여 부호화, 복호화를 수행하기 위해 계층적인 부호화 단위를 이용한다. 최대 부호화 단위 및 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 설정되거나, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수 있다. The image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 according to an embodiment of the present invention use a hierarchical encoding unit to perform encoding and decoding in consideration of image characteristics. The maximum encoding unit and the maximum depth may be adaptively set according to the characteristics of the image, or may be variously set according to the demand of the user.

본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 최대 부호화 단위(610)의 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시한다. 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 증가하고, 심도의 증가에 따라 서브 부호화 단위(620 내지 650)의 높이 및 너비가 축소된다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 최대 부호화 단위(610) 및 서브 부호화 단위(620 내지 650)의 예측 단위가 도시되어 있다.The hierarchical structure 600 of the encoding unit according to an embodiment of the present invention shows a case where the height and the width of the maximum encoding unit 610 are 64 and the maximum depth is 4. The depth increases along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the encoding unit, and the height and width of the sub-encoding units 620 to 650 decrease as the depth increases. Prediction units of the maximum encoding unit 610 and the sub-encoding units 620 to 650 are shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the encoding units.

최대 부호화 단위(610)는 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 증가하며, 크기 32x32인 심도 1의 서브 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 서브 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 서브 부호화 단위(640), 크기 4x4인 심도 4의 서브 부호화 단위(650)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 4의 서브 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이다.The maximum encoding unit 610 has a depth of 0, and the size of the encoding unit, i.e., the height and the width, is 64x64. A sub-encoding unit 620 having a depth 1 of 32x32 and a sub-encoding unit 630 having a depth 16x16 having a depth of 16x16, a sub-encoding unit 640 having a depth of 3x8 having a size 8x8, There is a sub-encoding unit 650 of depth 4. A sub-encoding unit 650 of depth 4 with a size of 4x4 is the minimum encoding unit.

도 6을 참조하면, 각각의 심도별로 가로축을 따라 예측 단위의 예시들이 도시되어 있다. 즉, 심도 0의 최대 부호화 단위(610)의 예측 단위는, 크기 64x64의 부호화 단위(610)와 동일하거나 작은 크기인 크기 64x64의 예측 단위(610), 크기 64x32의 예측 단위(612), 크기 32x64의 예측 단위(614), 크기 32x32의 예측 단위(616)일 수 있다. Referring to FIG. 6, examples of prediction units along the horizontal axis are shown for each depth. That is, the prediction unit of the maximum coding unit 610 of depth 0 is a prediction unit 610 of size 64x64, a prediction unit 612 of size 64x32, and size 32x64, which are the same or smaller than the coding unit 610 of size 64x64, A prediction unit 614 of size 32x32, and a prediction unit 616 of size 32x32.

심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)와 동일하거나 작은 크기인 크기 32x32의 예측 단위(620), 크기 32x16의 예측 단위(622), 크기 16x32의 예측 단위(624), 크기 16x16의 예측 단위(626)일 수 있다. The prediction unit of the 32x32 coding unit 620 having the depth 1 has the prediction unit 620 of the size 32x32 which is equal to or smaller than the coding unit 620 of the size 32x32, the prediction unit 622 of the size 32x16, A prediction unit 624 of size 16x16, and a prediction unit 626 of size 16x16.

심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)와 동일하거나 작은 크기인 크기 16x16의 예측 단위(630), 크기 16x8의 예측 단위(632), 크기 8x16의 예측 단위(634), 크기 8x8의 예측 단위(636)일 수 있다. The prediction unit of the 16x16 encoding unit 630 of depth 2 has a prediction unit 630 of 16x16 size, a prediction unit 632 of size 16x8, and a size of 8x16, which are the same or smaller than the encoding unit 630 of size 16x16. A prediction unit 634 of size 8x8, and a prediction unit 636 of size 8x8.

심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)와 동일하거나 작은 크기인 크기 8x8의 예측 단위(640), 크기 8x4의 예측 단위(642), 크기 4x8의 예측 단위(644), 크기 4x4의 예측 단위(646)일 수 있다. The prediction unit of the 8x8 encoding unit 640 of depth 3 has a prediction unit 640 of size 8x8, a prediction unit 642 of size 8x4, and a size of 4x8, which are the same or smaller than the encoding unit 640 of size 8x8. A prediction unit 644 of size 4x4, and a prediction unit 646 of size 4x4.

마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최대 심도의 부호화 단위이고, 예측 단위는 크기 4x4의 예측 단위(650)이다.Finally, the coding unit 650 of size 4x4 is the minimum coding unit and the coding unit of maximum depth, and the prediction unit is the prediction unit 650 of size 4x4.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위를 도시한다.7 shows an encoding unit and a conversion unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 영상 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위 그대로 부호화하거나, 최대 부호화 단위 보다 작거나 같은 서브 부호화 단위로 최대 부호화 단위를 분할하여 부호화한다. 부호화 과정 중 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 변환 단위로 선택된다. 예를 들어, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다. The image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 according to an embodiment of the present invention encode the maximum encoding unit as a unit or encode the maximum encoding unit in units of sub encoding units smaller than or equal to the maximum encoding unit. The size of a conversion unit for frequency conversion during encoding is selected as a conversion unit that is not larger than each encoding unit. For example, when the current encoding unit 710 is 64x64, the frequency conversion can be performed using the 32x32 conversion unit 720. [

도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 분할 형태를 도시한다.FIGS. 8A and 8B show a division form of an encoding unit, a prediction unit, and a frequency conversion unit according to an embodiment of the present invention.

도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 및 예측 단위를 도시한다. 8A shows an encoding unit and a prediction unit according to an embodiment of the present invention.

도 8a의 좌측은 최대 부호화 단위(810)를 부호화하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)가 선택한 분할 형태를 도시한다. 영상 부호화 장치(100)는 다양한 형태로 최대 부호화 단위(810)를 분할하고, 부호화한 다음 다양한 분할 형태의 부호화 결과를 R-D 코스트에 기초해 비교하여 최적의 분할 형태를 선택한다. 최대 부호화 단위(810)를 그대로 부호화하는 것이 최적일 경우에는 도 8a 및 8b와 같이 최대 부호화 단위(810)를 분할하지 않고 최대 부호화 단위(800)를 부호화할 수도 있다. The left side of FIG. 8A shows a division type selected by the image encoding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention to encode the maximum encoding unit 810. The image encoding apparatus 100 divides the maximum encoding unit 810 into various types, encodes the encoded image, and then selects an optimal division type by comparing the encoding results of various division types based on the R-D cost. When it is optimal to directly encode the maximum encoding unit 810, the maximum encoding unit 800 may be encoded without dividing the maximum encoding unit 810 as shown in FIGS. 8A and 8B.

도 8a의 좌측을 참조하면, 심도 0인 최대 부호화 단위(810)를 심도 1 이상의 서브 부호화 단위로 분할하여 부호화한다. 최대 부호화 단위(810)를 네 개의 심도 1의 서브 부호화 단위로 분할한 다음, 전부 또는 일부의 심도 1의 서브 부호화 단위를 다시 심도 2의 서브 부호화 단위로 분할한다.Referring to the left side of FIG. 8A, a maximum encoding unit 810 having a depth of 0 is divided into sub-encoding units having a depth of 1 or more and encoded. The maximum encoding unit 810 is divided into sub-encoding units of four depths 1, and then all or a part of the sub-encoding units of depth 1 are divided into sub-encoding units of depth 2 again.

심도 1의 서브 부호화 단위 중 우측 상부에 외치한 서브 부호화 단위 및 좌측 하부에 위치한 서브 부호화 단위가 심도 2 이상의 서브 부호화 단위로 분할되었다. 심도 2 이상의 서브 부호화 단위 중 일부는 다시 심도 3 이상의 서브 부호화 단위로 분할될 수 있다.Among the sub-coding units of depth 1, sub-coding units coded at the upper right and sub-coding units located at the lower left are divided into sub-coding units of depth 2 or more. Some of the sub-encoding units having depths of 2 or more may be further divided into sub-encoding units having depths of 3 or more.

도 8b의 우측은 최대 부호화 단위(810)에 대한 예측 단위의 분할 형태를 도시한다. The right side of FIG. 8B shows the division type of the prediction unit for the maximum coding unit 810. FIG.

도 8a의 우측을 참조하면, 최대 부호화 단위에 대한 예측 단위(860)는 최대 부호화 단위(810)와 상이하게 분할될 수 있다. 다시 말해, 서브 부호화 단위들 각각에 대한 예측 단위는 서브 부호화 단위보다 작을 수 있다. Referring to the right side of FIG. 8A, the prediction unit 860 for the maximum coding unit can be divided into the maximum coding unit 810 and the prediction unit 860 for the maximum coding unit. In other words, the prediction unit for each of the sub-encoding units may be smaller than the sub-encoding unit.

예를 들어, 심도 1의 서브 부호화 단위 중 우측 하부에 외치한 서브 부호화 단위(854)에 대한 예측 단위는 서브 부호화 단위(854)보다 작을 수 있다. 심도 2의 서브 부호화 단위들(814, 816, 818, 828, 850, 852) 중 일부 서브 부호화 단위(815, 816, 850, 852)에 대한 예측 단위는 서브 부호화 단위보다 작을 수 있다. 또한, 심도 3의 서브 부호화 단위(822, 832, 848)에 대한 예측 단위는 서브 부호화 단위보다 작을 수 있다. 예측 단위는 각각의 서브 부호화 단위를 높이 또는 너비 방향으로 반분한 형태일 수도 있고, 높이 및 너비 방향으로 4분한 형태일 수도 있다.For example, a prediction unit for a sub-coding unit 854 coded right below the sub-coding unit at depth 1 may be smaller than the sub-coding unit 854. The prediction unit for some of the sub-encoding units 815, 816, 850, and 852 among the sub-encoding units 814, 816, 818, 828, 850, and 852 at the depth 2 may be smaller than the sub- In addition, the prediction unit for the sub-coding units 822, 832, and 848 of depth 3 may be smaller than the sub-coding unit. The prediction unit may be a form in which each sub-coding unit is halved in the height or width direction, or may be divided into four in height and width directions.

도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 단위 및 변환 단위를 도시한다. FIG. 8B shows a prediction unit and a conversion unit according to an embodiment of the present invention.

도 8b의 좌측은 도 8a의 우측에 도시된 최대 부호화 단위(810)에 대한 예측 단위의 분할 형태를 도시하고, 도 8b의 우측은 최대 부호화 단위(810)의 변환 단위의 분할 형태를 도시한다. The left side of FIG. 8B shows the division form of the prediction unit for the maximum coding unit 810 shown on the right side of FIG. 8A, and the right side of FIG. 8B shows the division form of the conversion unit of the maximum coding unit 810.

도 8b의 우측을 참조하면, 변환 단위(870)의 분할 형태는 예측 단위(860)와 상이하게 설정될 수 있다. Referring to the right side of FIG. 8B, the division type of the conversion unit 870 may be set differently from the prediction unit 860. [

예를 들어, 심도 1의 부호화 단위(854)에 대한 예측 단위가 높이를 반분한 형태로 선택되더라도, 변환 단위는 심도 1의 부호화 단위(854)의 크기와 동일한 크기로 선택될 수 있다. 마찬가지로, 심도 2의 부호화 단위(814, 850)에 대한 예측 단위가 심도 2의 부호화 단위(814, 850)의 높이를 반분한 형태로 선택되더라도 변환 단위는 심도 2의 부호화 단위(814, 850)의 원래 크기와 동일한 크기로 선택될 수 있다. For example, even if the prediction unit for the depth 1 encoding unit 854 is selected to be half the height, the conversion unit may be selected to be the same size as the depth unit 854 encoding unit. Likewise, even if the prediction unit for the depth 2 coding units 814 and 850 is selected in such a manner that the height of the depth level 2 coding units 814 and 850 is halved, the level of the level 2 coding units 814 and 850 It can be selected to be the same size as the original size.

예측 단위보다 더 작은 크기로 변환 단위가 선택될 수도 있다. 예를 들어, 심도 2의 부호화 단위(852)에 대한 예측 단위가 너비를 반분한 형태로 선택된 경우에 변환 단위는 예측 단위보다 더 작은 크기인 높이 및 너비를 반분한 형태로 선택될 수 있다.The conversion unit may be selected to be smaller than the prediction unit. For example, if the prediction unit for depth 2 coding unit 852 is chosen to be half the width, the conversion unit may be selected to be half the width and height, which is a smaller size than the prediction unit.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 도시한다. 9 illustrates an image encoding apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 영상 부호화 장치(900)는 주파수변환부(910), 양자화부(920) 및 엔트로피부호화부(930)를 포함한다. 9, an image encoding apparatus 900 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a frequency transforming unit 910, a quantization unit 920, and an entropy encoding unit 930.

주파수변환부(910)는 픽셀 도메인의 영상 처리 단위를 입력받아 주파수 도메인으로 변환한다. 인트라 예측 또는 인터 예측을 통해 생성된 레지듀얼 값들을 포함하는 복수의 예측 단위를 입력받아 주파수 도메인으로 변환한다. 주파수 도메인으로 변환한 결과 주파수 성분들의 계수가 생성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주파수 도메인으로의 변환은 이산 코사인 변환일 수 있고, 이산 코사인 변환 결과 이산 코사인 계수들이 생성된다. 이하에서는 이산 코사인 변환을 예로 들어 설명하나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 모든 픽셀 도메인의 영상을 주파수 도메인으로 변환하는 모든 변환에 본 발명이 적용될 수 있음을 쉽게 알 수 있다.The frequency converter 910 receives the image processing unit of the pixel domain and converts the image processing unit into the frequency domain. A plurality of prediction units including residual values generated through intraprediction or inter prediction are input and converted into a frequency domain. Converting to the frequency domain results in a coefficient of frequency components. According to an embodiment of the present invention, the transform to the frequency domain may be a discrete cosine transform and a discrete cosine transform produces discrete cosine coefficients. Hereinafter, discrete cosine transform will be described as an example. However, those skilled in the art will readily understand that the present invention can be applied to all transforms for transforming images of all pixel domains into the frequency domain.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주파수변환부(910)는 복수의 예측 단위를 그룹핑하여 하나의 변환 단위를 설정하고, 설정된 변환 단위에 따라 이산 코사인 변환한다. 도 10, 11a, 11b 및 12를 참조하여 상세히 설명한다. Also, according to an embodiment of the present invention, the frequency converter 910 groups a plurality of prediction units, sets one conversion unit, and performs discrete cosine transformation according to the set conversion unit. 10, 11A, 11B, and 12 will be described in detail.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변환부(910)를 도시한다. FIG. 10 shows a frequency converter 910 according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변환부(910)는 선택부(1010) 및 변환수행부(1020)를 포함한다. 10, a frequency converter 910 according to an embodiment of the present invention includes a selector 1010 and a converter 1020.

선택부(1010)는 인접한 복수의 예측 단위를 선택하여 하나의 변환 단위를 설정한다. 종래의 영상 부호화 장치들에 따르면, 소정 크기의 블록 즉, 예측 단위에 따라 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하고, 예측 보다 작거나 같은 크기로 이산 코사인 변환을 수행한다. 다시 말해, 종래의 영상 부호화 장치들은 예측 단위보다 작거나 같은 변환 단위에 기초해 이산 코사인 변환을 수행하였다.The selection unit 1010 selects a plurality of adjacent prediction units and sets one conversion unit. According to conventional image encoding apparatuses, intraprediction or inter prediction is performed according to a block of a predetermined size, that is, a prediction unit, and discrete cosine transformation is performed with a size smaller than or equal to the prediction. In other words, conventional image encoding apparatuses perform discrete cosine transform based on a transform unit smaller than or equal to the prediction unit.

그러나, 각각의 변환 단위마다 부가되는 헤더 정보들 때문에 변환 단위가 작을수록 부가되는 오버헤드가 커져 영상 부호화의 압축률을 저하시켰다. 이러한 문제점 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(900)는 인접한 복수의 예측 단위를 하나의 변환 단위로 그룹핑하고, 그룹핑 결과 생성된 변환 단위에 따라 이산 코사인 변환을 수행한다. 인접한 복수의 예측 단위들은 유사한 레지듀얼 값들을 포함하고 있을 확률이 높으므로, 인접한 복수의 예측 단위를 묶어 하나의 변환 단위로 이산 코사인 변환한다면, 부호화의 압축률을 크게 향상시킬 수 있다.However, due to the header information added for each conversion unit, the overhead to be added increases as the conversion unit becomes smaller, thereby lowering the compression rate of the image encoding. In order to solve such a problem, the image encoding apparatus 900 according to an embodiment of the present invention groups adjacent prediction units into one conversion unit and performs discrete cosine transformation according to the conversion unit generated as the grouping result. Since a plurality of adjacent prediction units have a high probability of including similar residual values, if a plurality of adjacent prediction units are combined and subjected to discrete cosine transformation in a single conversion unit, the compression rate of coding can be greatly improved.

이를 위해, 선택부(1010)는 하나의 변환 단위로 그룹핑하여 이산 코사인 변환을 수행할 인접한 복수의 예측 단위를 선택한다. 도 11a-11c 및 12를 참조하여 상세히 설명한다. For this, the selector 1010 groups adjacent prediction units to select a plurality of adjacent prediction units to perform discrete cosine transform. Will be described in detail with reference to Figs. 11A to 11C and 12. Fig.

도 11a 내지 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 단위의 유형을 도시한다. Figures 11A-11C illustrate types of conversion units in accordance with one embodiment of the present invention.

도 11a 내지 11c를 참조하면, 소정의 부호화 단위(1110)에 대해 예측 단위(1120)는 부호화 단위(1110)의 너비를 반분한 형태일 수 있다. 부호화 단위(1110)는 전술한 최대 부호화 단위일 수도 있고, 최대 부호화 단위보다 작은 크기의 서브 부호화 단위일 수 있다. 11A to 11C, the prediction unit 1120 for a predetermined coding unit 1110 may be a form in which the width of the coding unit 1110 is halved. The encoding unit 1110 may be the above-described maximum encoding unit or a sub-encoding unit having a size smaller than the maximum encoding unit.

부호화 단위(1110) 및 예측 단위(1120)가 동일한 경우에도 변환 단위(1130 내지 1150)는 상이할 수 있다. 도 11a에 도시된 바와 같이 변환 단위(1130)의 크기가 예측 단위(1120)보다 작거나, 도 11b에 도시된 바와 같이 변환 단위(1140)의 크기가 예측 단위(1120)와 동일할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 단위(1150)는 도 11c에 도시된 바와 같이 예측 단위(1120)의 크기보다 클 수 있다. The conversion units 1130 to 1150 may be different even when the encoding unit 1110 and the prediction unit 1120 are the same. 11A, the size of the conversion unit 1130 may be smaller than the prediction unit 1120, or the size of the conversion unit 1140 may be the same as that of the prediction unit 1120, as shown in FIG. 11B. In addition, the conversion unit 1150 according to an embodiment of the present invention may be larger than the size of the prediction unit 1120 as shown in FIG. 11C.

다시 도 10을 참조하면, 선택부(1010)가 인접한 복수의 예측 단위를 선택하는 기준에는 제한이 없다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선택부(1010)는 심도에 기초해 변환 단위를 선택할 수 있다. 심도란 전술한 바와 같이 현재 슬라이스 또는 현재 픽처의 최대 부호화 단위에서 서브 부호화 단위의 크기로 단계적으로 축소된 정도를 나타낸다. 도 3 및 6과 관련하여 전술한 바와 같이 심도가 클수록 서브 부호화 단위의 크기가 작은 것을 의미하고 이에 따라 포함된 예측 단위도 작아진다. 이 경우 예측 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위에 따라 이산 코사인 변환을 수행하면, 전술한 바와 같이 변환 단위마다 헤더 정보가 부가되어 영상 부호화의 압축률이 떨어진다. Referring again to FIG. 10, there is no limitation on the criterion that the selection unit 1010 selects a plurality of adjacent prediction units. However, according to an embodiment of the present invention, the selection unit 1010 can select a conversion unit based on the depth. The depth indicates the degree of stepwise reduction from the maximum encoding unit of the current slice or the current picture to the size of the sub-encoding unit, as described above. As described above with reference to FIGS. 3 and 6, the larger the depth, the smaller the size of the sub-encoding unit, and accordingly the included prediction unit becomes smaller. In this case, if discrete cosine transform is performed according to a transform unit having a size smaller than or equal to the predicted unit, header information is added for each transform unit as described above, and the compression rate of the image encoding is lowered.

따라서, 소정 심도 이상의 서브 부호화 단위는 서브 부호화 단위에 포함된 예측 단위들을 그룹핑하여 하나의 변환 단위로 설정하고, 이산 코사인 변환하는 것이 바람직하다. 이를 위해 선택부(1010)는 서브 부호화 단위의 심도에 기초해 변환 단위를 설정한다. 예를 들어, 선택부(1010)는 도 11c에 도시된 부호화 단위(1110)의 심도가 k 보다 큰 경우에는 예측 단위들(1120)을 그룹핑하여 하나의 변환 단위(1150)로 설정한다. Therefore, it is preferable that the sub-encoding units having a predetermined depth or more are grouped into prediction units included in the sub-encoding unit, set as one conversion unit, and subjected to discrete cosine transformation. For this, the selection unit 1010 sets a conversion unit based on the depth of the sub-encoding unit. For example, when the depth of the coding unit 1110 shown in FIG. 11C is larger than k, the selecting unit 1010 groups the prediction units 1120 into one conversion unit 1150.

또한, 본 발명이 또 다른 실시예에 따르면, 선택부(1010)는 동일한 종류의 예측 모드에 따라 예측이 수행된 인접한 복수의 예측 단위를 하나의 변환 단위로 설정할 수 있다. 인트라 예측 또는 인터 예측을 이용해 예측된 인접한 복수의 예측 단위를 하나의 변환 단위로 설정한다. 동일한 종류의 예측 모드에 따라 예측이 수행된 인접한 복수의 예측 단위는 유사한 레지듀얼 값들을 포함할 확률이 높으므로, 하나의 변환 단위로 그룹핑하여 이산 코사인 변환할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the selection unit 1010 can set a plurality of adjacent prediction units, which are predicted according to the same type of prediction mode, as one conversion unit. A plurality of adjacent prediction units predicted using intra prediction or inter prediction are set as one conversion unit. Since a plurality of adjacent prediction units predicted according to the same type of prediction mode have a high probability of including similar residual values, they can be grouped into one conversion unit and subjected to discrete cosine transform.

선택부(1010)가 변환 단위를 설정하면, 변환 수행부(1020)는 설정된 변환 단위에 따라 복수의 예측 단위를 주파수 도메인으로 변환한다. 선택된 복수의 예측 단위를 하나의 변환 단위로 이산 코사인 변환하여 이산 코사인 계수들을 생성한다. When the selecting unit 1010 sets a conversion unit, the conversion performing unit 1020 converts a plurality of prediction units into the frequency domain according to the set conversion unit. And generates discrete cosine coefficients by performing discrete cosine transformation of the selected plurality of prediction units in one conversion unit.

다시 도 9를 참조하면, 양자화부(920)는 주파수변환부(910)에서 생성된 주파수 성분 계수들, 예를 들어 이산 코사인 계수들을 양자화한다. 소정의 양자화 스텝에 따라 입력된 이산 코사인 계수들을 양자화할 수 있다.Referring again to FIG. 9, the quantizer 920 quantizes the frequency component coefficients, for example, discrete cosine coefficients, generated by the frequency converter 910. The input discrete cosine coefficients can be quantized according to a predetermined quantization step.

엔트로피부호화부(930)는 양자화부(920)에서 양자화된 이산 코사인 계수들을 엔트로피 부호화한다. CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) 또는 CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding)을 이용해 이산 코사인 계수들을 엔트로피 부호화한다.  The entropy encoding unit 930 entropy-codes the quantized discrete cosine coefficients in the quantization unit 920. Entropy-encodes discrete cosine coefficients using CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) or CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding).

본 발명의 또 다른 실시예에 다른 영상 부호화 장치(900)는 상이한 변환 단위들에 대해 전술한 이산 코사인 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화를 반복하여 최적의 변환 단위를 결정할 수 있다. 인접한 복수의 예측 단위를 선택하는 과정을 기계적으로 반복 수행하여 최적의 변환 단위를 결정한다. 최적의 변환 단위는 R-D 코스트(Rate-Distortion Cost)를 고려하여 결정될 수 있는데, 도 12와 관련하여 상세히 설명한다. The image encoding apparatus 900 according to another embodiment of the present invention can determine the optimal conversion unit by repeating the above-described discrete cosine transform, quantization, and entropy encoding on different conversion units. The process of selecting a plurality of adjacent prediction units is repeated mechanically to determine an optimum conversion unit. The optimal conversion unit can be determined in consideration of the R-D cost (Rate-Distortion Cost), which will be described in detail with reference to FIG.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 변환 단위들을 도시한다. Figure 12 shows different conversion units according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(900)는 상이한 변환 단위들에 대해 부호화를 반복한다. Referring to FIG. 12, the image encoding apparatus 900 according to the present invention repeats encoding for different conversion units.

도 12에 도시된 바와 같이 소정의 부호화 단위(1210)는 부호화 단위보다 작은 크기의 예측 단위(1220)에 기초해 예측 부호화될 수 있다. 예측 결과 생성된 레지듀얼 값들은 이산 코사인 변환되는데, 이 때 도 12에 도시된 바와 같이 서로 다른변환 단위에 기초해 이산 코사인 변환될 수 있다. As shown in FIG. 12, a predetermined encoding unit 1210 can be predictively encoded based on a prediction unit 1220 having a size smaller than an encoding unit. The residual values generated as a result of the prediction are subjected to the discrete cosine transform, which can be discrete cosine transformed based on different transform units as shown in FIG.

첫 번째로 도시된 변환 단위(1230)는 부호화 단위(1210)와 동일한 크기의 변환 단위이며, 부호화 단위(1210)에 포함된 모든 예측 단위를 그룹핑한 크기의 변환 단위이다. The first conversion unit 1230 is a conversion unit of the same size as the encoding unit 1210 and is a conversion unit of a size obtained by grouping all the prediction units included in the encoding unit 1210. [

두 번째로 도시된 변환 단위(1240)는 부호화 단위(1210)의 너비를 반분한 크기의 변환 단위이며, 세로 방향으로 인접한 두 개의 예측 단위를 각각 그룹핑한 크기의 변환 단위이다. The second conversion unit 1240 is a conversion unit having a half size of the width of the encoding unit 1210. The conversion unit 1240 is a conversion unit having a size obtained by grouping two prediction units adjacent in the vertical direction.

세 번째로 도시된 변환 단위(1250)는 부호화 단위(1210)의 높이를 반분한 크기의 변환 단위이며, 가로 방향으로 인접한 두 개의 예측 단위를 각각 그룹핑한 크기의 변환 단위이다. The third conversion unit 1250 is a conversion unit having a half size of the height of the encoding unit 1210. The conversion unit 1250 is a conversion unit having a size obtained by grouping two prediction units adjacent in the horizontal direction.

네 번째로 도시된 변환 단위(1250)는 예측 단위(1220)와 동일한 크기로 변환을 수행하는 경우 이용하는 변환 단위이다. The fourth conversion unit 1250 is a conversion unit used when performing conversion to the same size as the prediction unit 1220. [

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한다. FIG. 13 illustrates an image decoding apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(1300)는 엔트로피복호화부(1310), 역양자화부(1320) 및 역주파수변환부(1330)를 포함한다. 13, an image decoding apparatus 1300 according to an embodiment of the present invention includes an entropy decoding unit 1310, an inverse quantization unit 1320, and an inverse frequency transform unit 1330.

엔트로피복호화부(1310)는 소정의 변환 단위에 대한 주파수 성분 계수들을 엔트로피 복호화한다. 도 11a 내지 11c, 12와 관련하여 전술한 바와 같이 변환 단위는 인접한 복수의 예측 단위를 그룹핑하여 생성된 변환 단위일 수 있다. The entropy decoding unit 1310 entropy-decodes frequency component coefficients for a predetermined conversion unit. As described above with reference to Figs. 11A to 11C and 12, the conversion unit may be a conversion unit generated by grouping a plurality of adjacent prediction units.

영상 부호화 장치(900)와 관련하여 전술한 바와 같이 변환 단위는 심도에 기초해 인접한 복수의 예측 단위를 그룹핑한 변환 단위 또는, 동일한 종류의 예측 모드 즉, 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드에 따라 예측이 수행된 인접한 복수의 예측 단위를 그룹핑한 변한 단위일 수 있다. 또한, 도 12와 관련하여 전술한 바와 같이 인접한 복수의 예측 단위를 그룹핑하는 과정을 기계적으로 반복하여 상이한 변환 단위에 대해 이상 코사인 변환, 양자화 및 엔트로피 복호화를 반복 수행함으로써 선택된 최적의 변환 단위일 수 있다. As described above in connection with the image encoding apparatus 900, the conversion unit may be a conversion unit obtained by grouping a plurality of adjacent prediction units on the basis of depth, or a conversion unit obtained by grouping prediction units of the same type, And may be a changed unit obtained by grouping a plurality of adjacent prediction units performed. Also, as described above with reference to FIG. 12, the process of grouping a plurality of adjacent prediction units may be mechanically repeated to perform an ideal cosine transformation, a quantization, and an entropy decoding on different transformation units, .

역양자화부(1320)는 엔트로피복호화부(1310)에서 엔트로피 복호화된 주파수 성분 계수들을 역양자화한다. 변환 단위의 부호화 시에 이용된 양자화 스텝에 따라 엔트로피 복호화된 주파수 성분 계수들을 역양자화를 수행한다.The inverse quantization unit 1320 dequantizes the entropy-decoded frequency component coefficients in the entropy decoding unit 1310. And dequantizes the entropy-decoded frequency component coefficients according to the quantization step used in encoding the transform unit.

역주파수변환부(1330)는 역양자화된 주파수 성분 계수들을 픽셀 도메인으로 역변환한다. 역양자화된 이산 코사인 계수들을 역이산 코사인 변환하여 픽셀 도메인의 변환 단위를 복원한다. 복원된 변환 단위는 인접한 복수의 예측 단위를 포함할 수 있다.The inverse frequency transform unit 1330 inversely transforms the inversely quantized frequency component coefficients into a pixel domain. The transform unit of the pixel domain is restored by inverse discrete cosine transform of the inversely quantized discrete cosine coefficients. The restored transform unit may include a plurality of adjacent prediction units.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 14 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 단계 1410에서 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 인접한 복수의 예측 단위를 선택하여 하나의 변환 단위를 설정한다. 심도에 기초해 인접한 복수의 예측 단위를 선택하거나, 동일한 종류의 예측 모드로 예측이 수행된 인접한 복수의 예측 단위를 선택할 수 있다. Referring to FIG. 14, in step 1410, an image encoding apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention selects a plurality of adjacent prediction units and sets one conversion unit. It is possible to select a plurality of adjacent prediction units based on the depth or to select a plurality of adjacent prediction units on which prediction has been performed in the same type of prediction mode.

단계 1420에서 영상 부호화 장치는 단계 1420에서 설정된 변환 단위에 따라 복수의 예측 단위를 주파수 도메인으로 변환한다. 복수의 예측 단위를 그룹핑하여 이산 코사인 변환함으로써 이산 코사인 계수를 생성한다. In step 1420, the image encoding apparatus converts a plurality of prediction units into the frequency domain according to the conversion unit set in step 1420. A plurality of prediction units are grouped and subjected to discrete cosine transform to generate a discrete cosine coefficient.

단계 1430에서 영상 부호화 장치는 단계 1420에서 생성된 주파수 성분 계수들 즉, 이산 코사인 계수들을 소정의 양자화 스텝에 따라 양자화한다. In operation 1430, the image encoding apparatus quantizes the frequency component coefficients generated in operation 1420, that is, the discrete cosine coefficients according to a predetermined quantization step.

단계 1440에서 영상 부호화 장치는 단계 1430에서 양자화된 주파수 성분 계수들을 엔트로피 부호화한다. CABAC 또는 CAVLC을 이용해 이산 코사인 계수들을 엔트로피 부호화한다. In operation 1440, the image encoding apparatus entropy-codes the quantized frequency component coefficients in operation 1430. Entropy-encode the discrete cosine coefficients using CABAC or CAVLC.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법은 상이한 변환 단위에 대해 상기된 단계 1410 내지 1440을 반복하여 최적의 변환 단위를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같은 상이한 변환 단위에 대해 이산 코사인 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화를 반복하여 최적의 변환 단위를 설정할 수 있다. The image encoding method according to another embodiment of the present invention may further include setting an optimal conversion unit by repeating the above steps 1410 to 1440 for different conversion units. The optimal conversion unit can be set by repeating discrete cosine transform, quantization, and entropy encoding on different conversion units as shown in Fig.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 15 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 단계 1510에서 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 소정의 변환 단위에 대한 주파수 성분 계수들을 엔트로피 복호화한다. 주파수 성분 계수들은 이산 코사인 계수들일 수 있다.Referring to FIG. 15, in step 1510, an apparatus for decoding an image according to an embodiment of the present invention entropy decodes frequency component coefficients for a predetermined conversion unit. The frequency component coefficients may be discrete cosine coefficients.

단계 1520에서 영상 복호화 장치는 단계 1510에서 엔트로피 복호화된 주파수 성분 계수들을 역양자화한다. 부호화 시에 이용된 양자화 스텝을 이용해 이산 코사인 계수들을 역양자화한다. In operation 1520, the image decoding apparatus dequantizes entropy-decoded frequency component coefficients in operation 1510. And dequantizes the discrete cosine coefficients using the quantization step used at the time of encoding.

단계 1530에서 영상 복호화 장치는 단계 1530에서 역양자화된 주파수 성분 계수들을 픽셀 도메인으로 역변환하여 변환 단위를 복원한다. 복원된 변환 단위는 인접한 복수의 예측 단위를 그룹핑하여 설정된 변환 단위이다. 전술한 바와 같이 변환 단위는 심도에 기초해 인접한 복수의 예측 단위를 그룹핑하여 설정된 변환 단위 또는, 동일한 예측 모드에 따라 예측이 수행된 인접한 복수의 예측 단위를 그룹핑하여 설정된 변환 단위일 수 있다. In step 1530, the image decoding apparatus inverse transforms the dequantized frequency component coefficients into the pixel domain in step 1530, and restores the transform unit. The restored conversion unit is a conversion unit set by grouping adjacent prediction units. As described above, the conversion unit may be a conversion unit set by grouping a plurality of adjacent prediction units based on depth, or a conversion unit set by grouping a plurality of adjacent prediction units that have been predicted according to the same prediction mode.

본 발명에 따르면, 예측 단위보다 큰 크기로 변환 단위를 설정하고, 이산 코사인 변환을 수행할 수 있어 영상을 보다 효율적으로 압축 부호화할 수 있다. According to the present invention, a conversion unit can be set to a size larger than a prediction unit, discrete cosine transformation can be performed, and the image can be compression-encoded more efficiently.

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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all of the equivalent or equivalent variations will fall within the scope of the present invention. In addition, the system according to the present invention can be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium.

예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 영상 부호화 장치, 영상 복호화 장치, 영상 부호화부 및 영상 복호화부는 도 1, 2, 4, 5, 9, 10 및 14에 도시된 바와 같은 장치의 각각의 유닛들에 커플링된 버스, 상기 버스에 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 명령, 수신된 메시지 또는 생성된 메시지를 저장하기 위해 상기 버스에 결합되어, 전술한 바와 같은 명령들을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서에 커플링된 메모리를 포함할 수 있다. For example, the image encoding apparatus, the image decoding apparatus, the image encoding unit, and the image decoding unit according to the exemplary embodiments of the present invention may be implemented by the apparatuses shown in FIGS. 1, 2, 4, 5, 9, 10 and 14 A bus coupled to the units of the processor, and at least one processor coupled to the bus. It may also include a memory coupled to the bus for storing instructions, received messages or generated messages and coupled to the at least one processor for performing the instructions as described above.

또한, 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 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like. The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

Claims (4)

비디오 복호화 방법에 있어서,
영상으로부터 분할된 복수 개의 최대 부호화 단위들을 결정하고, 비트스트림으로부터 파싱된 부호화 단위의 분할정보를 이용하여 상기 최대 부호화 단위로부터 계층적으로 분할된 상기 부호화 단위를 결정하는 단계;
상기 비트스트림으로부터 파싱된 파티션 타입에 관한 정보를 이용하여 상기 부호화 단위로부터 분할된 적어도 하나의 예측 단위를 결정하는 단계;
상기 비트스트림으로부터 파싱된 변환 단위의 분할 형태에 대한 정보를 이용하여 상기 부호화 단위로부터 분할된 적어도 하나의 변환 단위를 결정하는 단계;
상기 비트스트림으로부터 상기 변환 단위의 양자화된 변환 계수를 파싱하고, 상기 파싱된 양자화된 변환 계수에 대해 역양자화 및 역변환을 수행하여 레지듀를 복원하는 단계; 및
상기 예측 단위를 이용하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하여 예측 영상을 생성하고, 상기 예측 영상과 상기 레지듀를 이용하여 상기 부호화 단위를 복호화하는 단계를 포함하고,
상기 부호화 단위의 예측 단위의 크기와 상기 부호화 단위의 변환 단위의 크기는 개별적으로 결정되고,
상기 분할정보가 분할되지 않음을 나타낼 때, 하나 이상의 예측 단위는 상기 부호화 단위로부터 획득되고, 하나 이상의 변환 단위가 부호화 단위로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
A video decoding method comprising:
Determining a plurality of maximum encoding units segmented from an image and determining the encoding unit hierarchically divided from the maximum encoding unit using segmentation information of the encoding unit parsed from the bitstream;
Determining at least one prediction unit divided from the coding unit using information about a partition type parsed from the bitstream;
Determining at least one conversion unit divided from the encoding unit using information on a division type of the conversion unit parsed from the bitstream;
Parsing the quantized transform coefficients of the transform unit from the bit stream, and performing inverse quantization and inverse transform on the transformed quantized transform coefficients to restore the residue; And
Generating a prediction image by performing intra prediction or inter prediction using the prediction unit, and decoding the coding unit using the prediction image and the residue,
The size of the prediction unit of the encoding unit and the size of the conversion unit of the encoding unit are individually determined,
Wherein when the segmentation information indicates that the segmentation information is not segmented, at least one prediction unit is obtained from the encoding unit, and at least one conversion unit is obtained from the encoding unit.
제 1항에 있어서,
상기 최대 부호화 단위가 16x16, 32x32 및 64x64 중 하나로 설정되는 경우 상기 부호화 단위는 8x8, 16x16, 32x32 및 64x64 중 하나로 결정되고, 상기 예측 단위는 상기 부호화 단위의 가로와 세로 중 적어도 하나를 분할함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
The method according to claim 1,
When the maximum encoding unit is set to one of 16x16, 32x32, and 64x64, the encoding unit is determined to be one of 8x8, 16x16, 32x32, and 64x64, and the prediction unit is obtained by dividing at least one of a horizontal length and a vertical length of the encoding unit And decodes the video data.
제 1 항에 있어서,
상기 부호화 단위에 포함되는 상기 변환 단위의 크기 및 상기 예측 단위의 크기는 각각 상기 부호화 단위의 크기보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the size of the conversion unit included in the encoding unit and the size of the prediction unit are respectively smaller than or equal to the size of the encoding unit.
비디오 복호화 장치에 있어서,
영상으로부터 분할된 복수 개의 최대 부호화 단위들을 결정하고, 비트스트림으로부터 파싱된 부호화 단위의 분할정보를 이용하여 상기 최대 부호화 단위로부터 계층적으로 분할된 상기 부호화 단위를 결정하고, 상기 비트스트림으로부터 파싱된 파티션 타입에 관한 정보를 이용하여 상기 부호화 단위로부터 분할된 적어도 하나의 예측 단위를 결정하고, 상기 비트스트림으로부터 파싱된 변환 단위의 분할 형태에 대한 정보를 이용하여 상기 부호화 단위로부터 분할된 적어도 하나의 변환 단위를 결정하는 프로세서; 및
상기 비트스트림으로부터 파싱된 상기 변환 단위의 양자화된 변환계수에 대해 역 양자화 및 역 변환을 수행하여 레지듀를 복원하며, 상기 예측 단위를 이용하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하여 예측영상을 생성하고, 상기 예측영상과 상기 레지듀를 이용하여 상기 부호화 단위를 복호화하는 복호화부를 포함하고,
상기 부호화 단위의 예측 단위의 크기와 상기 부호화 단위의 변환 단위의 크기와 개별적으로 결정되고,
상기 분할정보가 분할되지 않음을 나타낼 때, 적어도 하나 이상의 예측 단위는 부호화 단위로부터 획득되고, 하나 이상의 변환 단위가 부호화 단위로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
A video decoding apparatus comprising:
Determining a plurality of maximum encoding units divided from the image, determining the encoding unit hierarchically divided from the maximum encoding unit by using the division information of the encoding unit parsed from the bitstream, Determining at least one prediction unit divided from the coding unit by using information on a type of the coding unit and using at least one conversion unit divided from the coding unit using information on the division type of the conversion unit parsed from the bitstream Gt; And
Reconstructing a residue by performing inverse quantization and inverse transform on the quantized transform coefficients of the transform unit parsed from the bit stream, generating a predicted image by performing intraprediction or inter prediction using the predicted unit, And a decoding unit decoding the encoding unit using the prediction image and the residue,
The size of the prediction unit of the encoding unit and the size of the conversion unit of the encoding unit are separately determined,
Wherein when the segmentation information indicates that the segmentation information is not segmented, at least one prediction unit is obtained from the encoding unit, and at least one conversion unit is obtained from the encoding unit.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003250161A (en) * 2001-12-19 2003-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Encoder and decoder
KR20060027795A (en) * 2003-05-20 2006-03-28 에이엠티 어드밴스트 멀티미디어 테그놀로지 에이비 Hybrid video compression method
KR20090057225A (en) * 2006-08-25 2009-06-04 톰슨 라이센싱 Methods and apparatus for reduced resolution partitioning

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003250161A (en) * 2001-12-19 2003-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Encoder and decoder
KR20060027795A (en) * 2003-05-20 2006-03-28 에이엠티 어드밴스트 멀티미디어 테그놀로지 에이비 Hybrid video compression method
KR20090057225A (en) * 2006-08-25 2009-06-04 톰슨 라이센싱 Methods and apparatus for reduced resolution partitioning

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mathias Wien. ''Variable Block-size Transforms for Hybrid Video Coding''. 2004.2. *

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