KR101633459B1 - 컬러 간의 상관 관계를 이용한 영상 데이터 인코딩 장치 및 방법, 그리고 영상 데이터 디코딩 장치 및 방법 - Google Patents

컬러 간의 상관 관계를 이용한 영상 데이터 인코딩 장치 및 방법, 그리고 영상 데이터 디코딩 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

컬러 간의 상관 관계를 이용한 영상 데이터 인코딩 장치 및 방법, 그리고 영상 데이터 디코딩 장치 및 방법이 개시된다. 영상 데이터 인코딩 장치는 영상 데이터에 대해 적어도 하나의 영상 예측을 수행하고, 예측 모드를 선택하여 인코딩할 수 있다. 영상 데이터 인코딩 장치는 인트라 예측과 컬러 예측을 모두 수행하여 인코딩을 효율적으로 수행할 수 있다.
인트라 예측, 컬러 예측, 상관 관계, 예측 모드, 코딩 단위

Description

컬러 간의 상관 관계를 이용한 영상 데이터 인코딩 장치 및 방법, 그리고 영상 데이터 디코딩 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ENCODING AND DECODING IMAGE DATA USING CORRELATION BETWEEN COLORS}
영상 데이터 인코딩 방법과 영상 데이터 디코딩 방법에 관한 것으로, 영상을 구성하는 컬러 간의 상관 관계를 이용하여 인코딩하고 디코딩하는 방법에 관한 것이다.
영상 데이터를 압축하기 위한 방법으로 영상 데이터를 예측하는 방법이 이용될 수 있다. 구체적으로, 영상 데이터를 예측하여 영상 데이터를 효율적으로 복원할 수 있는 예측값을 도출함으로써, 적은 데이터만으로도 고효율의 압축이 수행될 수 있다.
기존에는 영상 데이터와 관계없이 일관된 예측 방법을 적용함으로써, 코딩 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 그리고, 특정 기법의 예측 방법이 필요하지 않는 경우에도 해당 예측 방법을 적용함으로써 오히려 영상의 품질이 떨어지는 부작용이 발생하였다. 따라서, 영상 데이터의 특성을 고려하여 보다 고효율의 압축이 수행될 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 영상 데이터에 대해 적어도 하나의 영상 예측을 수행하고, 상기 영상 예측의 결과를 고려하여 예측 모드를 선택하는 영상 예측부 및 상기 영상 예측의 결과인 잔여 데이터와 상기 예측 모드를 인코딩하여 비트 스트림을 생성하는 인코딩부를 포함하는 영상 데이터 인코딩 장치가 제공된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 영상 예측부는 코딩 단위로 분할된 영상 데이터에 대해 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측을 수행하는 제1 예측부, 상기 인트라 예측이 수행된 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측을 수행하는 제2 예측부 및 상기 제1 예측부의 예측 결과와 상기 제2 예측부의 예측 결과에 따른 에러값을 비교하여 상기 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택하는 모드 선택부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 인코딩된 영상 데이터에 대해 전처리 디코딩을 수행하여 상기 영상 데이터에대한 잔여 데이터를 추출하고, 예측 모드를 선택하는 전처리 디코딩부 및 상기 선택된 예측 모드에 따라 예측 디코딩을 수행하여 상기 잔여 데이터로부터 상기 영상 데이터에 대한 원본 데이터를 결정하는 예측 디코딩부를 포함하는 영상 데이터 디코딩 장치가 제공된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 예측 디코딩부는 전처리 디코딩을 통해 도출된 잔여(Residual) 데이터를 이용하여 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측 디코딩을 수행하는 제1 예측 디코딩부 및 상기 제1 예측 디코딩부의 디코딩 결과 또는 상기 잔여 데이터를 이용하여 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측 디코딩을 수행하는 제2 예측 디코딩부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 영상 데이터에 대해 적어도 하나의 영상 예측을 수행하고, 상기 영상 예측의 결과를 고려하여 예측 모드를 선택하는 단계; 및 상기 영상 예측의 결과인 잔여 데이터와 상기 예측 모드를 인코딩하여 비트 스트림을 생성하는 단계를 포함하는 영상 데이터 인코딩 방법이 제공된다,
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 예측 모드를 선택하는 단계는 코딩 단위로 분할된 영상 데이터에 대해 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측을 수행하는 단계, 상기 인트라 예측이 수행된 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측을 수행하는 단계 및 상기 제1 예측부의 예측 결과와 상기 제2 예측부의 예측 결과에 따른 에러값을 비교하여 상기 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 인코딩된 영상 데이터에 대해 전처리 디코딩을 수행하여 상기 영상 데이터에 대한 잔여 데이터를 추출하고, 예측 모드를 선택하는 단계 및 상기 선택된 예측 모드에 따라 예측 디코딩을 수행하여 상기 잔여 데이터로부터 상기 영상 데이터에 대한 원본 데이터를 결정하는 단계를 포함하는 영상 데이터 디코딩 방법이 제공된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 영상 데이터에 대한 원본 데이터를 결정하는 단계는 전처리 디코딩을 통해 도출된 잔여 데이터를 이용하여 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측 디코딩을 수행하는 단계 및 상기 컬러 예측 디코딩을 수행한 디코딩 결과 또는 상기 잔여 데이터를 이용하여 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측 디코딩을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, RGB 영상 데이터의 상관 관계를 통해 인트라 예측과 컬러 예측을 적응적으로 적용함으로써, 고화질을 유지하면서도 고효율의 압축을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 인트라 예측과 인트라 예측 및 컬러 예측이 함께 수행된 결과를 비교하여 에러가 낮은 예측 모드를 코딩 단위 별로 선택함으로써, 영상 데이터를 구성하는 코딩 단위에 따라 다르게 코딩하여 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 일실시예에 따르면, 특정 예측 모드에 구애되지 않고, 인트라 예측과 컬러 예측을 모두 적용하면서도 예측 결과에 따라 최적화된 예측 모드를 선택함으로써 효율적인 코딩이 수행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 영상 데이터 인코딩 장치와 영상 데이터 디코딩 장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 영상 예측부(120) 및 인 코딩부(130)를 포함할 수 있다. 그리고, 영상 데이터 디코딩 장치(110)는 전처리 디코딩부(140) 및 예측 디코딩부(150)를 포함할 수 있다.
영상 예측부(120)는 영상 데이터에 대해 적어도 하나의 영상 예측을 수행하고, 영상 예측의 결과를 고려하여 예측 모드를 선택할 수 있다. 구체적으로, 영상 예측부(120)는 RGB 형식의 영상 데이터에 대해 예측을 수행할 수 있다.
일례로, 영상 예측부(120)는 영상 데이터에 대해 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측(Intra Prediction)을 수행할 수 있다. 그리고, 영상 예측부(120)는 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측(Color Prediction)을 수행할 수 있다. 그러면, 영상 예측부(120)는 인트라 예측을 수행한 결과와 인트라 예측 및 컬러 예측을 함께 수행한 결과 중 에러가 낮은 예측 모드를 선택할 수 있다. 그리고, 영상 데이터의 예측를 통해 잔여 데이터가 생성될 수 있다.
그러면, 인코딩부(130)는 영상 예측을 통해 생성된 잔여 데이터와 예측 모드를 인코딩하여 비트 스트림을 생성할 수 있다.
이 후, 전처리 디코딩부(140)는 비트 스트림을 디코딩하여 인코딩된 잔여 데이터를 추출하고, 예측 모드를 선택할 수 있다. 그러면, 예측 디코딩부(150)는 영상 데이터의 코딩 단위 별로 예측 모드에 따라 인트라 예측 디코딩 및 컬러 디코딩을 수행하거나 또는 인트라 예측 디코딩을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 영상 데이터를 구성하는 컬러 간의 상관 관계에 기초하여 인트라 예측과 인트라 예측 및 컬러 예측을 모두 수행하고, 가장 효율적인 예측 모드를 선택함으로써 영상 코덱의 효율을 개선할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 인코딩 장치의 동작을 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 2를 참고하면, 영상 예측부(120)는 제1 예측부(201), 제2 예측부(202) 및 모드 선택부(203)를 포함할 수 있다.
제1 예측부(201)는 코딩 단위로 분할된 영상 데이터에 대해 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 일례로, 제1 예측부(201)는 영상 데이터에 대해 인접하는 코딩 단위들 간의 차이를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 코딩 단위는 영상 데이터를 구성하는 픽셀 단위 또는 블록 단위 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 예측부(201)는 인트라 예측을 수행하고자 하는 코딩 단위를 중심으로 인접하는 코딩 단위에 대해 Vertical 방향, Horizontal 방향, Right-Down 방향 또는 Left-Down 방향으로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
제2 예측부(202)는 인트라 예측이 수행된 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 영상 데이터는 RGB 형식의 영상 데이터를 의미할 수 있다. 일례로, 제2 예측부(202)는 인트라 예측을 통해 도출된 G(Green)의 예측 결과를 참조하여 R(Red)과 B(Blue)에 대한 컬러 예측을 수행할 수 있다.
모드 선택부(203)는 인트라 예측에 따른 예측 결과와 인트라 예측 및 컬러 예측을 함께 수행한 예측 결과에 대한 에러 예측값을 결정할 수 있다. 그리고, 모드 선택부(203)는 코딩 단위 별로 에러 예측값이 낮은 예측 모드를 선택할 수 있 다. 에러 예측값은 영상 데이터의 원본값과 영상 데이터의 예측값의 차이로 결정될 수 있다. 일례로, 에러 예측값은 SAD (Sum of Absolute Difference) 또는 MAXDiff (Maximum Difference) 중 어느 하나의 방식을 통해 결정될 수 있다.
이 때, 에러 예측값은 잔여 데이터(Residual Data)에 대응될 수 있으며, 인코딩부(130)는 잔여 데이터와 코딩 단위 별로 선택된 예측 모드를 인코딩하여 비트 스트림을 생성할 수 있다. 일례로, 인코딩부(130)는 Transform/Quantization, Entropy Encoding과 같은 인코딩 방식에 따라 인코딩을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 영상 예측 후 인코딩하는 일례를 도시한 도면이다.
제1 예측부(201)는 영상 데이터를 구성하는 R, G, B 컬러 각각에 대해 인트라 예측을 수행할 수 있다. 도 3에서, 인트라 예측을 통해 도출된 예측값과 원본값의 차이가 각각 DNR, DNG 및 DNB라고 한다. 이 때, YUV 영상 데이터가 입력될 수 있으나, 본 발명의 일실시예에 따르면, 고화질 영상을 압축하고, 화질 열화를 방지하기 위해 RGB 영상 데이터가 입력될 수 있다.
제2 예측부(202)는 제1 예측부(201)를 통해 도출된 DNR과 DNB에 대해 컬러 예측을 수행하여 DN'R과 DN'B를 도출할 수 있다. 이 때, 제2 예측부(202)는 제1 예측부(201)를 통해 도출된 DNG를 참고하여 컬러 예측을 통해 DN'R과 DN'B를 도출할 수 있다.
일례로, R, G, B 각각에 대해 인트라 예측이 수행된 결과인 DNR , DNB , DNG는 하기 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
DNR = RN - RNref
DNG = GN - GNref
DNB = BN - BNref
이 때, D는 Difference, N은 코딩 단위의 번호를 의미하고, RNref , GNref , BNref는 각각 R, G, B에 대한 기준값을 의미할 수 있다.
그리고, 제2 예측부(202)를 통해 DNR , DNB이 DNG를 참고하여 컬러 예측된 결과인 DN'R , DN'B는 하기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
DNG = DNG
DNR ＇= DNR - DNG x WeightingParam (WeightingParam = 0~1)
DNB ＇= DNB - DNG x WeightingParam (WeightingParam = 0~1)
그런 후, 모드 선택부(203)는 코딩 단위 별로 인트라 예측이 수행된 결과(DPCMINTRA: DNG , DNR , DNB ) 와 인트라 예측 및 컬러 예측이 함께 수행된 결 과(DPCMCOLOR: DNG, DNR ＇ DNB ＇ 간의 에러 예측값을 비교하여, 에러 예측값이 낮은 예측 모드를 선택할 수 있다.
이 때, 모드 선택부(203)는 SAD(Sum of Absolute Difference) 또는 MAXDiff(Maximum Difference) 중 어느 하나의 방식을 이용하여 에러 예측값을 결정할 수 있다. 일례로, 모드 선택부(203)는 하기 수학식 3에 따라 에러 예측값을 결정할 수 있다.
Figure 112009048576700-pat00001
SAD=
MAX Diff=
Figure 112009048576700-pat00002
그러면, 인코딩부(130)는 R, G, B 각각에 대해 인코딩을 수행할 수 있다. 이 때, 인코딩부(130)는 잔여 데이터인 DN'R과 DN'B을 이용하여 R과 B에 대한 인코딩을 수행하고, 잔여 데이터인 DNG를 이용하여 G에 대한 인코딩을 수행할 수 있다. 또한, 코딩 단위별로 선택된 예측 모드도 인코딩될 수 있다. 인코딩부(130)는 영상 데이터를 인코딩한 후, 비트 스트림을 생성할 수 있다.
일례로, 도 3에 도시되지 않았지만, 인코딩부(130)는 변환부, 양자화부 및 비트스트림 코딩부를 포함할 수 있다. 변환부는 영상 데이터에 대한 압축 효율을 증가시키기 위해 DCT(Discrete Cosine Transform)과 같은 변환 방법을 적용할 수 있다. 양자화부는 압축비를 조정하고, 고비율의 압축을 수행할 수 있다.
그리고, 비트 스트림부는 잔여 데이터와 인트라 예측 모드 또는 컬러 예측 모드를 포함하는 예측 모드를 코딩하여 비트 스트림을 생성할 수 있다. 이 때, 비트 스트림부는 VLC(Variable Length Coding) 또는 FLC(Fixed Length Coding)을 적용할 수 있다. 그리고, 잔여 데이터는 DPCM 또는 양자화가 적용된 DPCM데이터, 변환된 DPCM 또는 변환된 DPCM의 양자화 데이터일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 인트라 예측을 수행하는 일례를 도시한 도면이다.
제1 예측부(201)는 코딩 단위(401)로 분할된 영상 데이터에 대해 공간적인 유사성에 기초한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 코딩 단위(401)는 영상 데이터를 구성하는 픽셀 또는 블록일 수 있다. 도 4에 도시된 코딩 단위(401)는 2*2 블록을 의미한다. 코딩 단위(401)를 구성하는 픽셀 또는 블록의 크기가 증가할수록 모드 할당 비트 비율이 상대적으로 감소하여 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 효율이 향상될 수 있다.
제1 예측부(201)는 영상 데이터에 대해 인접하는 코딩 단위들 간의 차이를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 일례로, 제1 예측부(201)는 코딩 단위를 중심으로 Vertical 방향, Horizontal 방향, Right-Down 방향 또는 Left-Down 방향으로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
일례로, Vertical 방향의 인트라 예측은 하기 수학식 4에 따라 수행될 수 있다.
D0 = P0-R3
D1 = P1-R4
D2 = P2-P0
D3 = P3-P1
즉, P0에 대한 Vertical 방향의 인트라 예측(D0)은 P0와 R3의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P1에 대한 Vertical 방향의 인트라 예측(D1)은 P1와 R4의 차이로 계산될 수 있다. 또한, P2에 대한 Vertical 방향의 인트라 예측(D2)은 P2와 P0의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P3에 대한 Vertical 방향의 인트라 예측(D3)은 P3와 P1의 차이로 계산될 수 있다.
일례로, Horizontal 방향의 인트라 예측은 하기 수학식 5에 따라 수행될 수 있다.
D0 = P0-R1
D1 = P1-R0
D2 = P2-P0
D3 = P3-P2
즉, P0에 대한 Horizontal 방향의 인트라 예측(D0)은 P0와 R1의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P1에 대한 Horizontal 방향의 인트라 예측(D1)은 P1와 R0의 차이로 계산될 수 있다. 또한, P2에 대한 Horizontal 방향의 인트라 예측(D2)은 P2와 P0의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P3에 대한 Horizontal 방향의 인트라 예측(D3)은 P3와 P2의 차이로 계산될 수 있다.
일례로, Right-Down 방향의 인트라 예측은 하기 수학식 6에 따라 수행될 수 있다.
D0 = P0-(R1+R3+1)/2
D1 = P1-(P0+R4+1)/2
D2 = P2-(R0+P0+1)/2
D3 = P3-(P2+P1+1)/2
즉, P0에 대한, Right-Down 방향의 인트라 예측(D0)은 P0와 P0에 인접한 블록들인 R1, R3의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P1에 대한, Right-Down 방향의 인트라 예측(D1)은 P1과 P1에 인접한 블록들인 P0, R4의 차이로 계산될 수 있다. 또한, P2에 대한, Right-Down 방향의 인트라 예측 (D2)은 P2와 P2에 인접한 블록들인 R0, P0의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P3에 대한, Right-Down 방향의 인트라 예측 (D3)은 P3와 P3에 인접한 블록들인 P1, P2의 차이로 계산될 수 있다.
일례로, Left-Down 방향의 인트라 예측은 하기 수학식 7에 따라 수행될 수 있다.
D0 = P0-R4
D1 = P1-R5
D2 = P2-P1
D3 = P3-R6
즉, P0에 대한, Left-Down 방향의 인트라 예측(D0)은 P0와 R4의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P1에 대한, Left-Down 방향의 인트라 예측(D1)은 P1와 R5의 차이로 계산될 수 있다. 또한, P2에 대한, Left-Down 방향의 인트라 예측 (D2)은 P2와 P1의 차이로 계산될 수 있다. 그리고, P3에 대한, Left-Down 방향의 인트라 예측 (D3)은 P3와 P6의 차이로 계산될 수 있다.
결국, 인트라 예측을 통해 예측값과 원본값의 차이인 DNR, DNG 및 DNB가 도출될 수 있다. 상기 수학식 4,5,6 및7에 따른 예측 과정은 일례에 불과하고, 시스템의 구성에 따라 다르게 결정될 수 있다.
따라서, 최종적으로 도출되는 예측 모드는 1) Intra Vertical, 2)Intra Vertical + Color Prediction, 3) Intra Horizontal, 4) Intra Horizontal + Color Prediction, 5) Intra Right-down, 6) Intra Right-down + Color Prediction, 7) Intra Left-down, 8) Intra Left-down + Color Prediction로 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 RGB 영상 데이터에 대해 인트라 예측을 수행하여 잔여 데이터를 추출하는 과정을 도시한 도면이다.
제1 인트라 예측(501)에 따르면, 제1 예측부(201)는 영상 데이터를 구성하는 각각의 컬러 R, G, B별로 인트라 예측을 수행하는 결과를 나타낸다. 그러면, 각각의 컬러마다 예측 모드 및 잔여 데이터가 도출될 수 있다.
그리고, 제2 인트라 예측(502)에 따르면, 제1 예측부(201)는 영상 데이터를 구성하는 각각의 컬러 R, G, B를 통합하여 하나의 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, R, G, B를 통합하여 에러 예측값이 최소가 되는 컬러의 예측 모드가 선택될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 디코딩 장치의 동작을 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 6을 참고하면, 예측 디코딩부(150)는 제1 예측 디코딩부(601) 및 제2 예측 디코딩부(602)를 포함할 수 있다. 이 때, 예측 디코딩부(150)는 전처리 디코딩부(140)에서 선택된 코딩 단위 별 예측 모드에 따라 예측 디코딩을 수행할 수 있다. 전처리 디코딩부(140)는 영상 데이터 인코딩 장치(100)에 의해 인코딩된 비트 스트림을 디코딩하여 잔여 데이터를 추출하고, 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택할 수 있다.
도 6에 도시되지 않았지만, 전처리 디코딩부(140)는 비트 스트림 디코딩부, 역양자화부 및 역변환부를 포함할 수 있다. 비트 스트림 디코딩부는 인코딩부(130)를 통해 생성된 비트 스트림을 디코딩할 수 있다. 구체적으로, 비트 스트림 디코딩부는 비트 스트림에서 잔여 데이터와 예측 모드를 디코딩 할 수 있다. 일례로, 비트 스트림 디코딩부는 비트 스트림에서 VLD(Variable Length Decoding) 또는 FLD(Fixed Length Decoding)을 적용할 수 있다. 여기서, 잔여 데이터는 DPCM, 양자화가 적용된 DPCM데이터 또는 변환된 DPCM, 변환된 DPCM의 양자화 데이터일 수 있다. 역양자화부는 데이터 복원을 수행할 수 있고, 역변환부는 Inverse DCT 등의 역변환을 수행할 수 있다.
이 후, 예측 디코딩부(150)는 전처리 디코딩을 통해 선택된 예측 모드에 따라 코딩 단위 별로 예측 디코딩을 수행할 수 있다.
제1 예측 디코딩부(601)는 잔여(Residual) 데이터를 이용하여 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측 디코딩을 수행할 수 있다. 일례로, 제1 예측 디코딩부(601)는 G(Green)의 잔여 데이터 DNG를 참고하여 R(Red) 및 B(Blue)에 대한 잔여 데이터 DN'R, DN'B에 대해 컬러 예측 디코딩을 수행할 수 있다. 그러면, 컬러 예측 디코딩 결과, R(Red) 및 B(Blue)에 대한 잔여 데이터 DNR, DNB가 도출될 수 있다.
일례로, 제1 예측 디코딩부(601)는 하기 수학식 8에 따라 컬러 예측 디코딩을 수행할 수 있다.
DNR = DNR ＇+ DNG x WeightingParam
DNB = DNB ＇+ DNG x WeightingParam
제2 예측 디코딩부(602)는 제1 예측 디코딩부(601)의 디코딩 결과 또는 잔여 데이터를 이용하여 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측 디코딩을 수행할 수 있다. 일례로, 제2 예측 디코딩부(602)는 컬러 예측 디코딩을 통해 도출된 결과인 DNR, DNB에 대해 인트라 예측 디코딩을 수행하여 R과 B의 원본 데이터인 RN, BN를 생성할 수 있다. 그리고, 제2 예측 디코딩부(602)는 G의 잔여 데이터인 DNG에 인트라 예측 디코딩을 수행하여 G의 원본 데이터인 GN를 생성할 수 있다.
일례로, 제2 예측 디코딩부(602)는 하기 수학식 9에 따라 인트라 예측 디코딩을 수행할 수 있다.
RN = DNR + RNref
GN = DNG + GNref
BN = DNB + BNref
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 인코딩 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
영상 데이터 인코딩 장치(100)는 코딩 단위로 분할된 영상 데이터에 대해 공간적인 유사성에 기초한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S701). 일례로, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 영상 데이터에 대해 인접하는 코딩 단위들 간의 차이를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 코딩 단위는 픽셀 또는 블록 중 어느 하나일 수 있다. 이 때, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 코딩 단위를 중심으로 Vertical 방향, Horizontal 방향, Right-Down 방향 또는 Left-Down 방향으로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
그리고, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 인트라 예측이 수행된 영상 데이터에 대해 컬러간 유사성에 기초한 컬러 예측을 수행할 수 있다(S702). 일례로, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 인트라 예측을 통해 도출된 G(Green)의 예측 결과를 참조하여 R(Red)과 B(Blue)에 대한 컬러 예측을 수행할 수 있다.
그런 후, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 인트라 예측 및 컬러 예측의 예측 결과에 따른 에러값을 비교하여 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택할 수 있다(S703). 즉, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 인트라 예측만 수행한 결과와 인트라 예측 및 컬러 예측이 함께 수행된 결과를 고려하여 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택할 수 있다.
이 때, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 인트라 예측 및 상기 컬러 예측의 에러 예측값을 비교하여 에러 예측값이 낮은 예측 모드를 선택할 수 있다. 여기서, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 SAD(Sum of Absolute Difference) 또는 MAXDiff(Maximum Difference) 중 어느 하나의 방식을 이용하여 에러 예측값을 결정할 수 있다.
그런 후, 영상 데이터 인코딩 장치(100)는 코딩 단위 별로 예측 모드가 결정되면, 예측 모드와 잔여 데이터를 인코딩할 수 있다(S704). 인코딩 결과 코딩 단위별 예측 모드와 잔여 데이터가 인코딩된 비트 스트림이 생성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 디코딩 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
영상 데이터 디코딩 장치(110)는 비트 스트림에 대해 전처리 디코딩을 수행 할 수 있다(S801). 이 때, 영상 데이터 디코딩 장치(110)는 전처리 디코딩을 통해 비트 스트림에 인코딩된 잔여 데이터를 추출하고, 코딩 단위 별 예측 모드를 선택할 수 있다.
영상 데이터 디코딩 장치(110)는 전처리 디코딩을 통해 도출된 잔여 데이터를 이용하여 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측 디코딩을 수행할 수 있다(S802). 일례로, 영상 데이터 디코딩 장치(110)는 G(Green)의 잔여 데이터를 참고하여 R(Red) 및 B(Blue)에 대한 잔여 데이터에 대해 컬러 예측 디코딩을 수행할 수 있다.
그리고, 영상 데이터 디코딩 장치(110)는 컬러 예측 디코딩을 수행한 디코딩 결과 또는 잔여 데이터를 이용하여 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측 디코딩을 수행할 수 있다(S803). 일례로, 영상 데이터 디코딩 장치(110)는 컬러 예측 디코딩을 통해 도출된 결과에 대해 인트라 예측 디코딩을 수행하여 R과 B의 원본 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 영상 데이터 디코딩 장치(110)는 G의 잔여 데이터에 인트라 예측 디코딩을 수행하여 G의 원본 데이터를 생성할 수 있다.
즉, 영상 데이터 디코딩 장치(110)는 예측 모드에 따라 인트라 예측 디코딩을 수행하거나 또는 인트라 예측 디코딩과 컬러 예측 디코딩을 동시에 수행할 수 있다.
도 7 및 도 8에서 설명되지 않은 사항은 도 1 내지 도 6의 설명을 참고할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 인코딩 방법 및 영상 데이터 디코딩 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 영상 데이터 인코딩 장치와 영상 데이터 디코딩 장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 인코딩 장치의 동작을 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 영상 예측 후 인코딩하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 인트라 예측을 수행하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 RGB 영상 데이터에 대해 인트라 예측을 수행하여 잔여 데이터를 추출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 디코딩 장치의 동작을 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 인코딩 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 디코딩 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 영상 데이터 인코딩 장치
110: 영상 데이터 디코딩 장치
120: 영상 예측부
130: 인코딩부
140: 전처리 디코딩부
150: 예측 디코딩부

Claims (21)

  1. 영상 데이터에 대해 적어도 하나의 영상 예측을 수행하고, 상기 영상 예측의 결과를 고려하여 예측 모드를 선택하는 영상 예측부; 및
    상기 영상 예측의 결과인 잔여 데이터와 상기 예측 모드를 인코딩하여 비트 스트림을 생성하는 인코딩부
    를 포함하고,
    상기 영상 예측부는,
    상기 영상 데이터에 대해 공간적 상관 관계에 기초하여 인트라 예측을 수행하고, 컬러 상관 관계에 기초하여 인트라 예측과 컬러 예측을 함께 수행하며, 인트라 예측 결과와 인트라 예측 및 컬러 예측을 함께 수행한 결과를 비교하여 예측 모드를 선택하는 영상 데이터 인코딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 예측부는,
    코딩 단위로 분할된 영상 데이터에 대해 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측을 수행하는 제1 예측부;
    상기 인트라 예측이 수행된 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측을 수행하는 제2 예측부; 및
    상기 인트라 예측 및 상기 컬러 예측의 예측 결과에 따른 에러값을 비교하여 상기 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택하는 모드 선택부
    를 포함하는 영상 데이터 인코딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 예측부는,
    상기 영상 데이터에 대해 인접하는 코딩 단위들 간의 차이를 이용하여 인트라 예측을 수행하고,
    상기 코딩 단위는 픽셀 또는 블록 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 예측부는,
    상기 코딩 단위를 중심으로 Vertical 방향, Horizontal 방향, Right-Down 방향 또는 Left-Down 방향으로 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 영상 데이터는, RGB 형식의 영상 데이터를 포함하고,
    상기 제2 예측부는,
    상기 인트라 예측을 통해 도출된 G(Green)의 예측 결과를 참조하여 R(Red)과 B(Blue)에 대한 컬러 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 모드 선택부는,
    상기 인트라 예측 및 상기 컬러 예측의 에러 예측값을 비교하여 에러 예측값이 낮은 예측 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 장치..
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모드 선택부는,
    SAD(Sum of Absolute Difference) 또는 MAXDiff(Maximum Difference) 중 어느 하나의 방식을 이용하여 에러 예측값을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 장치.
  8. 인코딩된 영상 데이터에 대해 전처리 디코딩을 수행하여 상기 영상 데이터에 대한 잔여 데이터 및 영상 데이터 인코딩 장치에게 선택된 예측 모드를 추출하는 전처리 디코딩부; 및
    상기 선택된 예측 모드에 따라 예측 디코딩을 수행하여 상기 잔여 데이터로부터 상기 영상 데이터에 대한 원본 데이터를 결정하는 예측 디코딩부
    를 포함하고,
    상기 예측 모드는,
    영상 데이터에 대해 공간적 상관 관계에 기초하여 인트라 예측을 수행하고, 컬러 상관 관계에 기초하여 인트라 예측과 컬러 예측을 함께 수행하는 상기 영상 데이터 인코딩 장치에서, 인트라 예측 결과와 인트라 예측 및 컬러 예측을 함께 수행한 결과의 비교에 따라 선택되는 영상 데이터 디코딩 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 예측 디코딩부는,
    상기 잔여 데이터를 이용하여 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측 디코딩을 수행하는 제1 예측 디코딩부; 및
    상기 제1 예측 디코딩부의 디코딩 결과 또는 상기 잔여 데이터를 이용하여 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측 디코딩을 수행하는 제2 예측 디코딩부
    를 포함하는 영상 데이터 디코딩 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 예측 디코딩부는,
    G(Green)의 잔여 데이터를 참고하여 R(Red) 및 B(Blue)에 대한 잔여 데이터에 대해 컬러 예측 디코딩을 수행하고,
    상기 제2 예측 코딩부는,
    상기 컬러 예측 디코딩을 통해 도출된 결과에 대해 인트라 예측 디코딩을 수행하여 R과 B의 원본 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 디코딩 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 예측 디코딩부는,
    G의 잔여 데이터에 인트라 예측 디코딩을 수행하여 G의 원본 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 디코딩 장치.
  12. 영상 데이터에 대해 적어도 하나의 영상 예측을 수행하고, 상기 영상 예측의 결과를 고려하여 예측 모드를 선택하는 단계; 및
    상기 영상 예측의 결과인 잔여 데이터와 상기 예측 모드를 인코딩하여 비트 스트림을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 예측 모드를 선택하는 단계는,
    상기 영상 데이터에 대해 공간적 상관 관계에 기초하여 인트라 예측을 수행하고, 컬러 상관 관계에 기초하여 인트라 예측과 컬러 예측을 함께 수행하며, 인트라 예측 결과와 인트라 예측 및 컬러 예측을 함께 수행한 결과를 비교하여 예측 모드를 선택하는 영상 데이터 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 예측 모드를 선택하는 단계는,
    코딩 단위로 분할된 영상 데이터에 대해 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측을 수행하는 단계;
    상기 인트라 예측이 수행된 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측을 수행하는 단계; 및
    상기 인트라 예측의 예측 결과와 상기 컬러 예측의 예측 결과에 따른 에러값을 비교하여 상기 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택하는 단계
    를 포함하는 영상 데이터 인코딩 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인트라 예측을 수행하는 단계는,
    상기 영상 데이터에 대해 인접하는 코딩 단위들 간의 차이를 이용하여 인트라 예측을 수행하고,
    상기 코딩 단위는 픽셀 또는 블록 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 영상 데이터는, RGB 형식의 영상 데이터를 포함하고,
    상기 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측을 수행하는 단계는,
    상기 인트라 예측을 통해 도출된 G(Green)의 예측 결과를 참조하여 R(Red)과 B(Blue)에 대한 컬러 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 코딩 단위 별로 예측 모드를 선택하는 단계는,
    상기 인트라 예측 및 상기 컬러 예측의 에러 예측값을 비교하여 에러 예측값이 낮은 예측 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 인코딩 방법.
  17. 인코딩된 영상 데이터에 대해 전처리 디코딩을 수행하여 상기 영상 데이터에 대한 잔여 데이터 및 영상 데이터 인코딩 장치에게 선택된 예측 모드를 추출하는 단계; 및
    상기 선택된 예측 모드에 따라 예측 디코딩을 수행하여 상기 잔여 데이터로부터 상기 영상 데이터에 대한 원본 데이터를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 예측 모드는,
    영상 데이터에 대해 공간적 상관 관계에 기초하여 인트라 예측을 수행하고, 컬러 상관 관계에 기초하여 인트라 예측과 컬러 예측을 함께 수행하는 상기 영상 데이터 인코딩 장치에서, 인트라 예측 결과와 인트라 예측 및 컬러 예측을 함께 수행한 결과의 비교에 따라 선택되는 영상 데이터 디코딩 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 영상 데이터에 대한 원본 데이터를 결정하는 단계는,
    상기 잔여 데이터를 이용하여 영상 데이터에 대해 컬러 간 상관 관계에 기초한 컬러 예측 디코딩을 수행하는 단계; 및
    상기 컬러 예측 디코딩을 수행한 디코딩 결과 또는 상기 잔여 데이터를 이용하여 공간적인 상관 관계에 기초한 인트라 예측 디코딩을 수행하는 단계
    를 포함하는 영상 데이터 디코딩 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컬러 예측 디코딩을 수행하는 단계는,
    G(Green)의 잔여 데이터를 참고하여 R(Red) 및 B(Blue)에 대한 잔여 데이터에 대해 컬러 예측 디코딩을 수행하고,
    상기 인트라 예측 디코딩을 수행하는 단계는,
    상기 컬러 예측 디코딩을 통해 도출된 결과에 대해 인트라 예측 디코딩을 수행하여 R과 B의 원본 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 디코딩 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 인트라 예측 디코딩을 수행하는 단계는,
    G의 잔여 데이터에 인트라 예측 디코딩을 수행하여 G의 원본 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 디코딩 방법.
  21. 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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