KR101642978B1 - 데이터 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화 방법 및 그 장치, 그리고 데이터 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화를 위한 비디오 부호화 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여, 데이터 단위의 독립적 파싱(parsing) 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 추출하고, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부에 기초하여 비트스트림을 파싱하여, 부호화된 비디오 데이터 및 부호화 정보를 추출하고, 데이터 단위의 독립적 복호화 여부 및 부호화 정보에 기초하여, 부호화된 비디오 데이터를 데이터 단위별로 복호화하는 비디오 복호화 방법이 개시된다.

Description

데이터 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화 방법 및 그 장치, 그리고 데이터 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화를 위한 비디오 부호화 방법 및 그 장치{Method and apparatus for video decoding by individual parsing or decoding in data unit level, and method and apparatus for video encoding for individual parsing or decoding in data unit level}

본 발명은 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것이다.

고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부복호화되고 있다. 매크로블록들은 순차적으로 부복호화되며 주변 정보를 참조하는 예측 부호화 또는 복호화가 널리 이용되고 있다.

본 발명은 소정 데이터 단위 레벨의 독립적 부호화에 따른 비디오 부호화, 소정 데이터 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여, 데이터 단위의 독립 파싱(parsing) 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 추출하는 단계; 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 상기 비트스트림을 파싱하여, 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출하는 단계; 및 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 부호화된 비디오 데이터의 최대 부호화 단위별로, 적어도 하나의 부호화 심도별 부호화 단위를 복호화하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다.

심도란 부호화 단위가 계층적으로 분할되는 단계를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 본 명세서에서는, 높은 심도 또는 상위 심도로부터 낮은 심도 또는 하위 심도의 방향으로 '심도가 깊어진다'고 정의한다. 심도가 깊어짐에 따라 최대 부호화 단위의 분할 횟수가 증가하고, 최대 부호화 단위의 분할 가능한 총 횟수가 '최대 심도'로 대응된다. 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도가 미리 설정되어 있을 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보는, 최대 부호화 단위마다 독립적으로 부호화된 정보를 상기 비트스트림으로부터 추출할 수 있는지 여부를 나타내는 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는, 최대 부호화 단위마다 독립적으로 부호화된 데이터를 복호화할 수 있는지 여부를 나타내는 부호화 단위 레벨의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 상기 부호화 단위 레벨의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 서로 독립적으로 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 데이터 단위의 독립 파싱 또는 상기 데이터 단위의 독립 복호화에 따라, 상기 부호화 단위의 예측 복호화를 위한 소정 주변 정보가 상기 부호화 단위보다 이전에 복호화되지 않아 참조될 수 없는 상태인 경우, 상기 부호화 단위가 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조하여 상기 부호화 단위의 예측 복호화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 비디오 중 부분적 영역만이 복호화 대상인 경우, 부호화 단위 레벨의 독립 부호화 여부를 나타내는 정보에 기초하여 상기 부호화된 비디오 데이터 중 상기 부분적 영역에 해당하는 적어도 하나의 최대 부호화 단위만을 복호화할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은, 부호화 단위 레벨의 독립 부호화 여부를 나타내는 정보에 기초하여, 상기 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복호화된 비디오 데이터를 상기 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복원하여 재생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 예측 복호화 단계는, 상기 부호화 단위의 인트라 예측, 인터 예측, 주파수 영역 예측 복호화, 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding; CABAC)에 따른 엔트로피 복호화 및 인트라 예측값의 후처리 중 적어도 하나의 동작을 위해, 상기 부호화 단위의 현재 주변 정보가 참조할 수 없는 상태인 경우, 상기 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 다른 주변 정보 또는 현재 부호화 단위의 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 상기 비트스트림의 슬라이스 헤더 또는 시퀀스 파라미터 세트로부터 추출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은, 현재 픽처를 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할하는 단계; 상기 최대 부호화 단위의 적어도 하나의 분할 영역 별로, 심도가 깊어짐에 따라 상위 심도의 부호화 단위가 분할되는 계층적 구조의 심도별 부호화 단위에 기초하여 상기 최대 부호화 단위의 비디오 데이터를 부호화하고, 부호화 결과가 출력될 심도인 부호화 심도를 결정하는 단계; 및 상기 최대 부호화 단위마다 상기 부호화 심도의 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하고, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 비트스트림을 출력하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 비트스트림 출력 단계는, 상기 부호화 심도 결정을 위한 부호화 동작 중 상기 데이터 단위마다 독립적으로 부호화했는지 여부에 따라, 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 비트스트림 출력 단계는, 상기 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가, 상기 데이터 단위마다 독립적으로 상기 비트스트림에 삽입되는지 여부에 따라, 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 부호화 단계는, 상기 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 참조 정보가 상기 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 부호화됨에 따라 상기 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 상기 부호화 단위를 예측하기 위해 상기 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 중 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른, 상기 참조 단계는, 상기 부호화 단위의 인트라 예측, 주파수 영역 예측 부호화, 인터 예측, 인트라 예측 후 후처리 및 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화에 따른 엔트로피 부호화를 수행하는 경우, 상기 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 또는 현재 부호화 단위의 정보를 참조하여 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 비디오 부호화 방법 및 일 실시예에 따른 상기 비디오 복호화 방법은, 복수 개의 독립적인 프로세서에 의해, 상기 복수 개의 부호화 단위들씩 동시에 병렬 처리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 추출하는 파싱부; 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 상기 비트스트림을 파싱하여, 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출하는 추출부; 및 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 부호화된 비디오 데이터의 최대 부호화 단위별로, 적어도 하나의 부호화 심도별 부호화 단위를 복호화하는 복호화부를 포함한다.

*일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 현재 픽처를 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할하는 최대 부호화 단위 분할부; 상기 최대 부호화 단위의 적어도 하나의 분할 영역 별로, 심도가 깊어짐에 따라 상위 심도의 부호화 단위가 분할되는 계층적 구조의 심도별 부호화 단위에 기초하여 상기 최대 부호화 단위의 비디오 데이터를 부호화하고, 부호화 결과가 출력될 심도인 부호화 심도를 결정하는 부호화 심도 결정부; 및 상기 최대 부호화 단위마다 상기 부호화 심도의 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하고, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 비트스트림을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.

본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 포함한다. 또한 본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 예측 단위를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10a, 10b 및 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위별 부호화 정보를 도시한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 위한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 16 은 H.264 표준 부복호화 방식에 의한 슬라이스 레벨의 병렬처리에 대한 개요도를 도시한다.
도 17 는 본 발명의 일 실시예에 따라 가능한 슬라이스 레벨의 병렬처리 및 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 조합들에 대한 표를 도시한다.
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 도식을 도시한다.
도 19 는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 단위의 계층적 병렬처리의 도식을 도시한다.
도 20 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립 복호화에 의해 가능한 부분적 복호화의 도식을 도시한다.
도 21 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 병렬 복호화에 의해 가능한 부호화 단위의 병렬 디스플레이의 도식을 도시한다.
도 22 는 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 삽입된 시퀀스 파라미터 세트의 신택스를 도시한다.
도 23 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 도식을 도시한다.
도 24a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 복원 샘플을 이용한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.
도 24b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.
도 25 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한, CABAC 방식에 따르는 엔트로피 부복호화의 도식을 도시한다.
도 26 은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화를 위한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 27 는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

이하 도 1 내지 도 27을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 상술된다. 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 공간적으로 계층적인 데이터 단위에 기반한 비디오의 부호화 및 비디오의 복호화가 후술되고, 도 14 내지 도 27을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화를 고려한 비디오의 부호화 및 비디오의 복호화가 후술된다.

이하 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 상술된다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 심도 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다.

최대 부호화 단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 심도 결정부(120)로 출력될 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 부호화 단위가 계층적으로 분할되는 단계를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.

최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.

부호화 심도 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 심도 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.

최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다.

최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.

최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 주파수 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.

최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 주파수 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위을 기반으로 예측 부호화 및 주파수 변환을 설명하겠다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 주파수 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.

예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.

최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 최대 부호화 단위의 심도별 부호화 단위의 부분적 데이터 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 부호화 단위의 부분적 데이터 단위는, 부호화 단위 및 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다.

예를 들어, 부호화 단위의 크기가 2Nx2N(단, N은 양의 정수)인 경우, 부분적 데이터 단위의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 부호화 단위의 높이 또는 너비 중 적어도 하나를 반분하는 형태의 데이터 단위 이외에도 다양하게 분할한 형태의 데이터 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수도 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 데이터 단위는 '예측 단위'라고 지칭될 수 있다.

부호화 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 예측 단위에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 예측 단위에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 주파수 변환을 수행할 수 있다.

부호화 단위의 주파수 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 데이터 단위를 기반으로 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환을 위한 데이터 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 데이터 단위를 포함할 수 있다. 이하, 주파수 변환의 기반이 되는 데이터 단위는 '변환 단위'라고 지칭될 수 있다.

부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 주파수 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 심도 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 부호화 심도의 부호화 단위를 예측 단위로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.

부호화 심도 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.

출력부(130)는, 부호화 심도 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.

부호화된 비디오 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.

심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 부호화 심도의 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 단위별 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.

부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.

현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.

하나의 최대 부호화 단위 안에 적어도 하나의 부호화 심도가 결정되며 부호화 심도마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 최소 부호화 단위마다 해당 부호화 정보를 설정할 수 있다. 즉, 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 최소 부호화 단위를 하나 이상 포함하고 있다. 이를 이용하여, 인근 최소 부호화 단위들이 동일한 심도별 부호화 정보를 갖고 있다면, 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 최소 부호화 단위일 수 있다.

예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호하 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더에 삽입될 수 있다.

비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 주파수 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.

따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 각종 프로세싱을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1 및 비디오 부호화 장치(100)을 참조하여 전술한 바와 동일하다.

수신부(205)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.

또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.

최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 단위별 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.

영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.

영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 최소 부호화 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 최소 부호화 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 최소 부호화 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다. 즉, 동일한 정보의 최소 부호화 단위를 모아 복호화하면, 부호화 오차가 가장 작은 부호화 심도의 부호화 단위를 기반으로 한 복호화가 가능하다.

영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 최대 부호화 단위별 부호화 심도 정보에 기초하여, 영상 데이터 복호화부(230)는 적어도 하나의 부호화 심도의 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 주파수 역변환 과정을 포함할 수 있다.

영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 단위별 예측 부호화를 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 예측 단위 및 예측 모드로 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.

또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 주파수 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 변환 단위로 주파수 역변환을 수행할 수 있다.

영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하는 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도로 복호화할 것을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.

즉, 최소 부호화 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 최소 부호화 단위를 모아, 하나의 데이터 단위로 복호화할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.

따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.

도 3 은 계층적 부호화 단위의 개념을 도시한다.

부호화 단위의 예는, 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.

비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 4로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 2로 설정되어 있다.

해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.

최대 심도는 계층적 부호화 단위에서 총 계층수를 나타낸다. 따라서, 비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 8, 4인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.

비디오 데이터(320)의 최대 심도는 4이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 심도가 네 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8, 4인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 심도 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)를 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.

인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 주파수 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 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.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 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)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려한 심도별 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.

특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 부호화 단위 내의 예측 단위 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 변환부(430)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 변환 단위의 크기를 고려하여야 한다.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.

비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 비디오 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 비디오 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 주파수 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.

공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.

인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.

비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)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 단위마다 부호화 심도의 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.

특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 부호화 단위 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 변환 단위의 크기를 고려하여야 한다.

도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 예측 단위를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 부분적 데이터 단위인 예측 단위가 도시되어 있다.

즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640), 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이다.

각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위로서, 부분적 데이터 단위들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)의 예측 단위는, 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 부분적 데이터 단위(610), 크기 64x32의 부분적 데이터 단위들(612), 크기 32x64의 부분적 데이터 단위들(614), 크기 32x32의 부분적 데이터 단위들(616)일 수 있다. 반대로 보면, 부호화 단위는 변환 단위들(610, 612, 614, 616)을 포함하는 최소 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다.

마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 부분적 데이터 단위(620), 크기 32x16의 부분적 데이터 단위들(622), 크기 16x32의 부분적 데이터 단위들(624), 크기 16x16의 부분적 데이터 단위들(626)일 수 있다.

마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 부분적 데이터 단위(630), 크기 16x8의 부분적 데이터 단위들(632), 크기 8x16의 부분적 데이터 단위들(634), 크기 8x8의 부분적 데이터 단위들(636)일 수 있다.

마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 부분적 데이터 단위(640), 크기 8x4의 부분적 데이터 단위들(642), 크기 4x8의 부분적 데이터 단위들(644), 크기 4x4의 부분적 데이터 단위들(646)일 수 있다.

마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 데이터 단위(650)이다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 심도 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.

동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.

각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도가 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.

예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다.

또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 주파수 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 정보 부호화부는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.

파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위해 예측 단위로서, 현재 부호화 단위가 분할된 타입에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 심도 0 및 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 예측 단위(802), 크기 2NxN의 예측 단위(804), 크기 Nx2N의 예측 단위(806), 크기 NxN의 예측 단위(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 예측 단위로 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 예측 단위(802), 크기 2NxN의 예측 단위(804), 크기 Nx2N의 예측 단위(806) 및 크기 NxN의 예측 단위(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.

예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 예측 단위의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 예측 단위가 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.

또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 주파수 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.

도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.

심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.

심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다.

파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 예측 단위, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 예측 단위, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 예측 단위, 네 개의 N_0xN_0 크기의 예측 단위마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 예측 단위에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 예측 단위에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.

크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(922, 924, 926, 928)에 대해 반복적으로 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.

동일한 심도의 부호화 단위들(922, 924, 926, 928)에 대해 부호화가 반복적으로 수행되므로, 이중 하나만 예를 들어 심도 1의 부호화 단위의 부호화를 설명한다. 심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 예측 단위(930)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(932), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(934), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(936), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(938)을 포함할 수 있다. 파티션 타입마다, 한 개의 크기 2N_1x2N_1의 예측 단위, 두 개의 크기 2N_1xN_1의 예측 단위, 두 개의 크기 N_1x2N_1의 예측 단위, 네 개의 크기 N_1xN_1의 예측 단위마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다.

또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(938)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하면서(940), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(942, 944, 946, 948)에 대해 반복적으로 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.

최대 심도가 d인 경우, 심도별 분할 정보는 심도 d-1일 때까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 예측 단위(950)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(952), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(954), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(956), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(958)을 포함할 수 있다.

파티션 타입마다, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 예측 단위, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 예측 단위, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 예측 단위, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 예측 단위마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어야 한다. 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)는 더 이상 분할 과정을 거치지 않는다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(912)를 위한 부호화 심도를 결정하기 위해, 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택한다.

예를 들어, 심도 0의 부호화 단위에 대한 부호화 오차는 파티션 타입(912, 914, 916, 918)마다 예측 부호화를 수행한 후 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 예측 단위가 결정된다. 마찬가지로 심도 0, 1, ..., d-1 마다 부호화 오차가 가장 작은 예측 단위가 검색될 수 있다. 심도 d에서는, 크기 2N_dx2N_d의 부호화 단위이면서 예측 단위(960)를 기반으로 한 예측 부호화를 통해 부호화 오차가 결정될 수 있다.

이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도 및 해당 심도의 예측 단위는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(912)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.

도 10a, 10b 및 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.

부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.

심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.

예측 단위들(1060) 중 일부(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 타입이다. 즉, 예측 단위(1014, 1022, 1050, 1054)는 2NxN의 파티션 타입이며, 예측 단위(1016, 1048, 1052)는 Nx2N의 파티션 타입, 예측 단위(1032)는 NxN의 파티션 타입이다. 즉, 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위는 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.

변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 주파수 변환 또는 주파수 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 주파수 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.

도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위별 부호화 정보를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 단위별 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위별 부호화 정보를 추출할 수 있다.

부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 도 11에 도시되어 있는 부호화 정보들은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례이다.

분할 정보는 해당 부호화 단위의 부호화 심도를 나타낼 수 있다. 즉, 분할 정보에 따라 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.

파티션 타입 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위의 변환 단위의 파티션 타입을 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 중 하나로 나타낼 수 있다. 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다. 변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다.

부호화 단위 내의 최소 부호화 단위마다, 소속되어 있는 부호화 심도의 부호화 단위별 부호화 정보를 수록하고 있을 수 있다. 따라서, 인접한 최소 부호화 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.

따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 최소 부호화 단위의 부호화 정보가 직접 이용됨으로써 최소 부호화 단위의 데이터가 참조될 수 있다.

또 다른 실시예로, 심도별 부호화 단위의 부호화 정보가 심도별 부호화 단위 내 중 대표되는 최소 부호화 단위에 대해서만 저장되어 있을 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 참조될 수도 있다.

도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 1210에서, 현재 픽처는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할된다. 또한, 가능한 총 분할 횟수를 나타내는 최대 심도가 미리 설정될 수도 있다.

단계 1220에서, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역시 부호화되어, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도가 결정된다. 최대 부호화 단위가 단계별로 분할되며 심도가 깊어질 때마다, 하위 심도별 부호화 단위들마다 반복적으로 부호화가 수행되어야 한다.

또한, 심도별 부호화 단위마다, 부호화 오차가 가장 작은 파티션 타입별 변환 단위가 결정되어야 한다. 부호화 단위의 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 심도가 결정되기 위해서는, 모든 심도별 부호화 단위마다 부호화 오차가 측정되어 비교되어야 한다.

단계 1230에서, 최대 부호화 단위마다 적어도 하나의 분할 영역 별 최종 부호화 결과인 영상 데이터와, 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 출력된다. 부호화 모드에 관한 정보는 부호화 심도에 관한 정보 또는 분할 정보, 부호화 심도의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 부호화된 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화된 비디오 데이터와 함께 복호화단으로 전송될 수 있다.

도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 1310에서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림이 수신되어 파싱된다.

단계 1320에서, 파싱된 비트스트림으로부터 최대 크기의 최대 부호화 단위에 할당되는 현재 픽처의 영상 데이터 및 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 추출된다. 최대 부호화 단위별 부호화 심도는, 현재 픽처의 부호화 과정에서 최대 부호화 단위별로 부호화 오차가 가장 적은 심도로 선택된 심도이다. 최대 부호화 단위별 부호화는, 최대 부호화 단위를 심도별로 계층적으로 분할한 적어도 하나의 데이터 단위에 기반하여 영상 데이터가 부호화된 것이다. 따라서, 부호화 단위별 부호화 심도를 파악한 후 각각의 영상 데이터를 복호화함으로써 영상의 부복호화의 효율성이 향상될 수 있다.

단계 1330에서, 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터가 복호화된다. 복호화된 영상 데이터는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.

이하 도 14 내지 도 27 을 참조하여, 일 실시예에 따라 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화를 고려한 비디오 부호화 또는 복호화가 상술된다.

도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 위한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 위한 비디오 부호화 장치(1400)는 최대 부호화 단위 분할부(1410), 부호화 심도 결정부(1420) 및 출력부(1430)를 포함한다.

최대 부호화 단위 분할부(1410)는 현재 픽처를 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할한다. 최대 부호화 단위의 픽셀값 데이터들은 부호화 심도 결정부(1420)로 출력된다.

부호화 심도 결정부(1420)는 최대 부호화 단위 분할부(1410)에 의해 생성된 최대 부호화 단위의 픽셀값 데이터들을 압축하여 부호화한다. 구체적으로, 부호화 심도 결정부(1420)는, 최대 부호화 단위 내에서 심도별로 단계적으로 분할된 영역마다 심도별 부호화 단위로 부호화한다. 최대 부호화 단위 내에서 현재 심도에서의 각각의 분할 영역에 대해 부호화하고, 심도가 더 깊어지면 분할 영역이 다시 분할되어 새로운 분할 영역이 생성되므로, 새로운 분할 영역에 대해 해당 심도별 부호화 단위로 부호화하는 과정이 재귀적으로 수행된다.

최대 부호화 단위의 분할 영역마다 심도별 부호화 단위로 부호화하는 재귀적 부호화 과정에 따라 산출된 부호화 결과들을 비교하여, 분할 영역별로 부호화 효율이 가장 높은 경우의 심도를 선택하여 해당 분할 영역의 부호화 심도로서 결정한다. 각각의 분할 영역에 대한 부호화 효율이 가장 높은 심도는 서로 독립적으로 결정되므로, 하나의 최대 부호화 단위 내에서는 하나 이상의 부호화 심도가 결정될 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 슬라이스 레벨에서 소정 개수의 부호화 단위씩 병렬 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 동일한 I 슬라이스 또는 P 슬라이스를 참조하는 B 슬라이스들은 병렬적으로 부호화된다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위 레벨에서의 독립적 부호화가 가능하다. 따라서, 현재 부호화 단위를 부호화하기 위해 주변 부호화 단위의 정보를 참조하지 않을 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위 레벨에서 독립적 부호화를 수행하므로, 소정 개수의 부호화 단위씩 병렬 부호화를 수행할 수 있다. 부호화 단위 레벨의 병렬 부호화에 따라 다음 주기에 부호화될 부호화 단위들은, 현재 주기에 부호화되는 부호화 단위의 부호화를 위한 참조 정보로 이용될 수 없다. 또한 부호화 단위 레벨의 병렬 부호화에 따라 동일한 주기에 부호화되는 부호화 단위들은 서로 간에 참조 정보로 이용될 수가 없다.

순차 부호화를 전제로 하는 코딩 툴(coding tool)은, 순차적 순서에 따라 먼저 부호화되는 주변 정보를 참조하여 예측 부호화를 수행한다.

따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화의 경우, 부호화 단위의 순차 부호화를 전제로 하는 코딩 툴을 그대로 수행할 수는 없다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 중 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조할 수 있다. 코딩 툴 별로 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 중 참조할 수 있는 주변 정보를 참조하는 방법은 이하 상술한다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보를 이용하여 산출된 DC값이 현재 부호화 단위의 예측값으로 결정될 수 있다.

인트라 예측 모드는, 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 위해 참조되는 주변 정보에 대한 방향을 나타낸다. 따라서, 현재 부호화 단위가 참조할 수 있는 방향의 개수에 따라 인트라 예측 모드도 다수로 설정될 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 인트라 예측 모드의 종류를 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보에 대한 인트라 예측 방향을 가리키는 인트라 예측 모드로만 압축할 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는, 주파수 영역의 주변 부호화 단위의 변환 계수를 이용하여 현재 부호화 단위의 변환 계수를 예측하는 주파수 영역 예측을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 주파수 영역 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보를 이용하여 현재 부호화 단위의 변환 계수를 예측할 수 있다.

일 실시예에 따른 주파수 영역 예측에 의한 예측 모드는, 현재 부호화 단위가 참조하는 주변 정보에 대한 방향을 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 주파수 영역 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 주파수 영역 예측을 위한 예측 모드를, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보에 대한 방향을 나타내는 예측 모드로 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 인터 예측을 위한 현재 부호화 단위의 참조 정보를 검색하기 위해, 주변 부호화 단위의 참조가능성에 대한 정보를 검색할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인터 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 주변 정보에 대한 참조가능성 중 변경된 참조가능성에 기초하여 주변 부호화 단위 및 현재 부호화 단위 간의 움직임 벡터를 예측할 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 현재 부호화 단위에 대한 인트라 예측 후 예측값에 대해 소정 후처리를 가할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는, 후처리의 목적에 따라 다양한 파라미터 및 주변 정보를 이용하여 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 수정할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측 후 후처리 동작을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 부호화된 주변 정보 중 후처리된 픽셀값 및 현재 부호화 단위의 픽셀값을 이용하여 부호화 단위의 후처리된 픽셀값을 산출할 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위의 주변 정보의 문맥 정보를 이용하는 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding; CABAC)에 따른 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 엔트로피 부호화를 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보의 문맥 정보를 참조할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.

일 실시예의 출력부(1430)는, 부호화 심도 결정부(1420)에서 최대 부호화 단위마다 결정된 부호화 심도의 부호화된 비디오 데이터 및, 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하는 비트스트림을 출력한다. 또한, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화를 위해, 출력부(1430)는 비트스트림에 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 삽입하여 출력한다.

데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 데이터 단위마다 독립적으로 부호화했는지에 따라 설정되며, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보는 데이터 단위마다 독립적으로 비트스트림에 삽입되는지에 따라 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화는 슬라이스 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화 또는 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화를 포함할 수 있다. 따라서, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는, 각각 독립적으로 설정될 수 있다. 따라서, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복화화 여부를 나타내는 정보의 조합은, 부호화 과정에서 독립적 파싱 또는 독립적 복호화가 수행됐는지 여부에 따라 ('참(true)', '거짓(false)'), ('거짓', '참'), ('참', '참') 또는 ('거짓', '거짓')일 수 있다.

일 실시예에 따라, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 헤더 또는 시퀀스 파라미터 세트에 저장될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 주변 정보로부터 독립적으로 부호화 단위를 부호화할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 기존의 매크로블록(8x8, 16x16)보다 큰 대형 데이터 단위의 부호화 단위(32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등)의 데이터를 부호화하므로, 하나의 부호화 단위에 포함된 데이터를 이용해서도 현재 부호화 단위를 예측 부호화할 수 있다. 따라서, 부호화 단위마다 독립적으로 예측 부호화하는 부호화 단위 레벨의 독립 부호화가 가능하다.

*또한, 부호화 단위마다 독립적인 부호화가 가능한 연산 프로세스가 다수 존재한다면 다수의 부호화 단위들이 병렬적으로 부호화될 수 있다. 따라서 부호화 단위 레벨에서의 독립적 부호화에 의해, 복호화단에서는 부호화 단위들의 독립적, 독립적 파싱 또는 복호화가 가능하며, 다수의 부호화 단위들의 병렬적인 파싱 및 복호화가 가능하다.

도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 수신부(1510), 파싱부(1520) 및 복호화부(1530)를 포함한다. 일 실시예에 따른 수신부(1510)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신한다. 일 실시예에 따른 수신부(1510)는 수신한 비트스트림으로부터, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 추출한다.

데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 각각 별도로 설정되어 있어, 별도로 추출될 수 있다. 일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 비트스트림의 슬라이스 헤더 또는 시퀀스 파라미터 세트로부터 추출될 수 있다.

일 실시예에 따른 독립 파싱 또는 독립 부호화의 수행 여부는, 슬라이스 레벨 또는 부호화 단위 레벨에서 정의될 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는, 슬라이스 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화 여부를 나타내는 정보, 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

I 슬라이스, P 슬라이스 및 B 슬라이스의 각각의 특성상, I 슬라이스는 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 위해 주변 정보를 참조할 가능성이 높지만, 상대적으로 P 슬라이스 및 B 슬라이스는 인트라 예측을 위한 주변 정보에 대한 의존성이 낮다. 따라서, 슬라이스 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화는, I 슬라이스보다는 P 슬라이스 및 B 슬라이스에서 구현될 때 그 성능이 더 높다.

일 실시예에 따른 추출부(1520)는, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 데이터 단위별로 비트스트림을 파싱하여 부호화된 정보를 추출한다. 예를 들어, 부호화 단위 레벨의 파싱을 고려하여 부호화딘 비디오에 대한 비트스트림이 수신되었다면, 일 실시예에 따른 추출부(1520)는, 최대 부호화 단위마다 파싱하고, 해당 부호화 단위의 부호화된 비디오 데이터 및 부호화 심도에 관한 정보 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다.

일 실시예에 따른 복호화부(1530)는, 추출부(1520)에서 추출된 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보에 기초하여, 추출부(1520)에서 파싱되어 추출된 부호화 단위마다 부호화된 비디오 데이터를 독립적으로 복호화할 수 있다. 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 최대 부호화 단위 내의 적어도 하나의 부호화 심도에 대응하는 부호화 단위마다 해당 부호화 모드에 따라 복호화될 수 있다.

하나의 연산 프로세서에서 일 실시예에 따른 데이터 단위별 독립 파싱 동작 또는 독립 복호화 동작이 수행될 수 있다. 따라서, 다수의 연산 프로세서들의 존재한다면 각각의 연산 프로세서마다 동시에 다른 데이터 단위의 독립 파싱 동작 및 독립 복호화 동작을 연속적으로 수행할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 데이터 단위별 독립 파싱 및 독립 복호화 동작에 의해 다수의 데이터 단위의 병렬처리가 가능하다.

순차적 복호화를 전제로 하는 디코딩 툴(Decoding tool)은, 순차적 순서에 따라 먼저 복호화되는 부호화 단위의 정보를 참조하여 현재 부호화 단위를 복호화한다. 따라서 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)가 수신한 비트스트림은 데이터 단위마다 독립적으로 부호화된 데이터를 포함하고 있을 수 있으므로, 순차적 복호화를 전제로 하는 디코딩 툴을 그대로 이용하면 원본 데이터를 복원할 수 없다.

따라서 일 실시예에 따른 복호화부(1530)는, 데이터 단위의 독립 파싱 또는 데이터 단위의 독립 복호화에 따라, 부호화 단위의 예측 복호화를 위한 소정 주변 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 복호화되지 않아 참조될 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조하여 현재 부호화 단위의 예측 복호화를 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 위한 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 주변 정보를 이용하여 산출된 DC값을 현재 부호화 단위의 예측값으로 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 주변 정보에 대한 인트라 예측 방향으로만 압축된 인트라 예측 방향 모드에 따라 인트라 예측을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 주파수 영역 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 주파수 영역 예측을 위한 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 다른 주변 부호화 단위를 이용하여 현재 부호화 단위의 변환 계수를 복원할 수 있다.

특히, 부호화 정보 중 부호화 단위의 주파수 영역 예측 모드는 부호화 단위가 참조할 현재 주변 정보에 대한 방향을 나타낼 수 있다. 따라서, 부호화 단위의 현재 주변 정보가 참조할 수 없는 상태라면, 복호화부(1530)는 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 다른 주변 부호화 단위에 대한 방향을 나타내도록 변경된 주파수 영역 예측 모드에 따라 변환 계수를 복원할 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 인터 예측을 수행하는 경우, 현재 부호화 단위의 인터 예측을 위한 주변 부호화 단위들에 대한 참조가능성이 변경된 경우, 변경된 새로운 참조가능성에 기초하여 접근할 수 있는 주변 부호화 단위에 대한 움직임 벡터를 이용할 수 있다.

일 실시예에 따른 복호화부(1530)가, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 수행하는 인트라 예측 후 후처리 동작을 위한 현재 부호화 단위의 현재 주변 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 복원되지 않은 경우, 현재 부호화 단위의 주변 복원된 픽셀들 중 현재 참조할 수 있는 다른 복원된 픽셀값을 이용하여 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 후처리할 수 있다.

일 실시예에 따른 복호화부(1530)가, 부호화 단위 레벨에서 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(CABAC)에 따른 독립적 엔트로피 복호화를 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 현재 주변 정보가 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위는 주변 부호화 단위의 문맥 정보는 참조될 수 없다.

일 실시예에 따른 복호화부(1530)는 부호화 단위마다 독립적으로 복호화하므로, 부호화된 비디오 데이터 중 부분적 영역에 해당하는 적어도 하나의 최대 부호화 단위만을 복호화할 수 있다. 따라서, 부호화된 비디오 중 일부 영역만을 선택적으로 복호화할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 복호화부(1530)는 부호화 단위마다 독립, 병렬적으로 복호화하므로, 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복호화된 비디오 데이터를 최대 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복원하여 재생할 수 있다. 디스플레이 장치가 대단위 부호화 단위의 픽셀을 재생하는데 지연 시간이 발생할 수 있는데, 디스플레이 장치에서 부호화 단위가 순차적으로 재생된다면 한 픽처가 재생되기 위해 무시하지 못할 정도의 지연 시간이 발생할 수도 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에 따라 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복호화되어 복원된 다수의 부호화 단위들을 디스플레이 장치가 병렬적으로 처리하여 재생한다면, 디스플레이 장치에서 재생 지연 시간이 감소할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 대형 부호화 단위로 데이터를 복호화하므로, 하나의 부호화 단위 내에 다양한 영상 정보가 포함될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 하나의 부호화 단위의 정보를 최대한 이용하여 부호화 단위의 시간적 또는 공간적으로 중복되는 데이터를 줄이기 위한 부복호화 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 부호화 단위 레벨에서의 부복호화가 부호화 단위 별로 독립적으로 수행된다.

도 16 은 H.264 표준 부복호화 방식에 의한 슬라이스 레벨의 병렬처리에 대한 개요도를 도시한다.

H.264 표준 부복호화 방식은 프레임 또는 슬라이스 레벨의 병행처리를 지원한다. I 슬라이스(1610)는 다른 슬라이스를 참조하지 않고 제 1 순위로 복호화된다. P 슬라이스(1620)는 I 슬라이스(1610)를 참조하므로 I 슬라이스(1610)보다 후순위인 제 2 순위로 복호화된다. B 슬라이스(1630)는 I 슬라이스(1610) 및 P 슬라이스(1620)를 참조하므로 I 슬라이스(1610) 및 P 슬라이스(1620)보다 후순위인 제 3 순위로 복호화된다.

B 슬라이스(1640)는 I 슬라이스(1610) 및 B 슬라이스(1630)을 참조하므로 I 슬라이스(1610) 및 B 슬라이스(1630)보다 후순위인 제 4 순위로 복호화되며, B 슬라이스(1650)는 P 슬라이스(1620) 및 B 슬라이스(1630)를 참조하므로 P 슬라이스(1620) 및 B 슬라이스(1630)보다 후순위인 제 4 순위로 복호화된다. 상호 참조되지 않는 B 슬라이스들(1640 및 1650)은 병렬적으로 처리될 수 있다. 병렬적으로 처리되는 B 슬라이스들은 슬라이스간 의존성이 없으므로 슬라이스의 처리 순서에 무관하게 처리될 수 있다.

도 17 는 본 발명의 일 실시예에 따라 가능한 슬라이스 레벨의 병렬처리 및 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 조합들에 대한 표를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 비디오 복호화 장치(1500)는 슬라이스보다 작은 레벨의 데이터 단위까지 계층적 병렬처리를 수행할 수 있다. 또한, 병렬처리를 위한 독립 파싱 및 독립 복호화는 별개로 설정될 수 있다. 마찬가지로 부호화 단위별 병렬 파싱 및 병렬 복호화도 별개로 설정될 수 있다.

도 17의 도표를 참고하면, 일 실시예에 따른 계층적 병렬처리는, H.264 표준 부복호화 방식과 같이 슬라이스 레벨까지만 병렬처리가 가능한 '경우 1'를 채택할 수 있을 뿐만 아니라, 경우 2 또는 경우 3과 같이 슬라이스 레벨의 병렬처리 뿐만 아니라 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 또는 병렬 복호화가 선택적으로 조합될 수 있다. 도표에 포함되지 않았지만 슬라이스 레벨의 병렬처리 및 부호화 단위의 병렬 파싱 및 병렬 복호화가 모두 채택된 경우도 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 비디오 복호화 장치(1500)에서 구현될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 경우 4 또는 경우 5와 같이 슬라이스 레벨의 병렬처리는 채택하지 않지만, 부호화 단위의 병렬 파싱 또는 병렬 복호화를 선택적으로 구현할 수 있다.

파싱 동작은 비트스트림 중 심볼을 판독하는 동작이며 복호화 동작은 복원 샘플을 생성하는 동작이다. 따라서 부호화 단위 레벨의 파싱 동작에 비해서는 복호화 동작의 연산이 복잡하고 연산량이 많다. 따라서, 병렬처리를 통해 연산량 측면의 성능 향상을 고려한다면, 순차 파싱과 병렬 복호화(경우 3)가 채택되는 것이 바람직하다.

또한, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화로 인한 예측의 화질 열화가 우려되는 경우에는, 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 및 순차 복호화(경우 1 또는 경우 2)가 채택되는 것이 바람직하다.

따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 부복호화를 위한 하드웨어의 성능, 사용자 요구, 전송 환경 등을 고려하여 선택적으로 부호화 단위의 독립 부호화 및 병렬 부호화를 구현할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 수신된 부호화된 비디오 데이터의 독립 부호화 또는 병렬 부호화 여부에 따라, 비디오 데이터에 대한 독립 파싱 또는 독립적 복호화, 병렬 파싱 또는 병렬 복호화를 수행할 수 있다.

도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 도식을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 비디오 복호화 장치(1500)는 픽처(1800)를 최대 부호화 단위로 구획하여 부호화 단위마다 독립적으로 처리할 수 있다. 구체적으로, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 부호화하며, 소정 개수의 최대 부호화 단위씩 동시에 병렬적으로 부호화할 수 있다. 예를 들어 병렬 부호화에 따라, 3개의 최대 부호화 단위들(1810, 1820, 1830)은 한 주기에 동시에 부호화될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 부호화된 비디오 비트스트림을 수신한다면, 부호화 단위마다 독립적으로 파싱하거나 부호화하여야 한다. 예를 들어, 병렬 부호화에 따라 부호화된 비디오 비트스트림을 복호화하는 경우, 3개의 최대 부호화 단위들(1810, 1820, 1830)에 대한 데이터를 병렬 파싱 또는 병렬 복호화될 수 있다.

도 19 는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 단위의 계층적 병렬처리의 도식을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 슬라이스별로 부호화 단위 레벨의 병렬 처리를 별개로 설정할 수 있다. 예를 들어, I 슬라이스(1910), P 슬라이스(1920), B 슬라이스(1930) 간에는 상호 참조되어야 하므로 병렬처리될 수 없다. 다만 B 슬라이스들(1940, 1950) 간에는 상호 참조되지 않으므로 병렬처리될 수 없다. 따라서, I 슬라이스(1910)는 제 1 순위로, P 슬라이스(1920)는 제 2 순위로, B 슬라이스(1930)는 제 3 순위로, B 슬라이스(1640) 및 B 슬라이스(1650)는 제 4 순위로 복호화된다.

또한, 일 실시예에 따른 계층적 병행처리에 따라, 슬라이스 레벨에서는 병렬처리가 채택되더라도, 부호화 단위 레벨에서는 순차처리 또는 병렬처리가 선택적으로 채택될 수 있다. 예를 들어, I 슬라이스(1910) 및 P 슬라이스(1920)에 대해서는 부호화 단위 레벨의 순차 파싱 및 순차 복호화가 채택될 수 있으며, B 슬라이스들(1930, 1940, 1950)에 대해서는 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 및 병렬 복호화가 채택될 수 있다.

또한, 전술된 바와 같이 부호화 단위 레벨에서의 병렬 파싱 및 병렬 복호화는 별개로 설정될 수도 있다. 즉, 하나의 슬라이스에 대해 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 및 순차 복호화의 조합 또는 순차 파싱 및 병렬 복호화의 조합이 채택될 수도 있다.

도 20 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립 복호화에 의해 가능한 부분적 복호화의 도식을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 비디오 데이터(2010)에 대해 부호화 단위 레벨마다 독립적으로 부호화한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 부호화 단위에서 독립적으로 부호화된 비트스트림을 수신받아, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 파싱 또는 복호화하여 비디오 데이터를 복원한다.

따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 비디오 데이터(2010) 중 부분 영역(2015)만 복호화하고 싶은 경우, 부분 영역(2015)에 해당하는 최대 부호화 단위들만 독립적으로 복호화하여 복원할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에 의해 복원된 결과 영상(2020)은 부분적으로 복원된 부분 영역(2025)을 포함할 수 있다.

도 21 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 복호화에 의해 가능한 부호화 단위의 병렬 디스플레이의 도식을 도시한다.

또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)에 의해 부호화 단위 레벨에서 부호화된 비디오 데이터는, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에 따라 소정 개수의 부호화 단위들씩 병렬적으로 복호화될 수 있다. 디스플레이 장치는 병렬적으로 복호화되어 복원된 부호화 단위들의 비디오 신호들을 입력받아, 부호화 단위마다 병렬적으로 재생할 수 있다.

예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 최대 부호화 단위들 A1~4, B1~4, C1~4, D1~4, E1~4를 포함하는 하나의 픽처(2100)에 대해 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 복호화하여 복원한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 가로 방향으로 연속적인 5개의 최대 부호화 단위들을 병렬적으로 복호화하여 복원할 수 있다. 첫째 처리주기에 부호화 단위 A1, B1, C1, D1, E1의 집합(2110), 둘째 처리주기에 부호화 단위 A2, B2, C2, D2, E2의 집합(2120), 셋째 처리주기에 부호화 단위 A3, B3, C3, D3, E3의 집합(2130), 넷째 처리주기에 부호화 단위 A4, B4, C4, D4, E4의 집합(2140)이 복호화되어 처리주기별로 복원한다. 이 경우, 디스플레이 장치는 하나의 픽처(2100)를 재생하기 위해, 복원된 부호화 단위들을 5개의 부호화 단위들씩 병렬적으로 복원된 부호화 단위 집합들(2110, 2120, 2130, 2140)을 복원된 순서대로 재생할 수 있다.

또는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 세로 방향으로 연속적인 4개의 최대 부호화 단위들을 병렬적으로 복호화하여 복원할 수 있다. 이경우, 첫째 처리주기마다 부호화 단위 A1, A2, A3, A4의 집합, 둘째 처리주기에 부호화 단위 B1, B2, B3, B4의 집합, 셋째 처리주기에 부호화 단위 C1, C2, C3, C4의 집합, 넷째 처리주기에 부호화 단위 D1, D2, D3, D4의 집합, 다섯째 처리주기에 부호화 단위 E1, E2, E3, E4의 집합을 복호화하여 복원한다. 이 경우, 디스플레이 장치는 하나의 픽처(2100)를 재생하기 위해, 복원된 부호화 단위들을 4개의 부호화 단위들씩 병렬적으로 복원된 부호화 단위 집합들(A1~4, B1~4, C1~4, D1~4, E1~4)을 복원된 순서대로 재생할 수 있다.

도 22 는 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 삽입된 시퀀스 파라미터 세트의 신택스를 도시한다.

sequence_parameter_set은 현재 영상 슬라이스에 대한 시퀀스 파라미터 세트(2200)의 신택스를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 영상 슬라이스에 대한 시퀀스 파라미터 세트(2200)의 신택스에 삽입되어 있는 일례가 상술된다.

picture_width는 입력 영상의 너비, picture_height는 입력 영상의 높이를 나타내는 신택스이며, max_coding_unit_size는 최대 부호화 단위의 크기, max_coding_unit_depth는 최대 심도를 나타내는 신택스이다.

일 실시예에서는, 시퀀스 파라미터의 예로서, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag), 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag), 움직임 벡터 정확성 제어 동작의 이용가능성(use_mv_accuracy_control_flag), 임의적 방향성 인트라 예측 동작의 이용가능성(use_arbitrary_direction_intra_flag), 주파수 변환 상의 예측 부복호화 동작의 이용가능성(use_frequency_domain_prediction_flag), 회전변환 동작의 이용가능성(use_rotational_transform_flag), 트리 시그니피컨트 맵을 이용한 부복호화의 이용가능성(use_tree_significant_map_flag), 멀티 파라미터를 이용한 인트라 예측 부호화 동작의 이용가능성(use_multi_parameter_intra_prediction_flag), 개선된 움직임 벡터 예측 부호화 동작의 이용가능성(use_advanced_motion_vector_prediction_flag), 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_adaptive_loop_filter_flag), 콰드트리 구조의 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_quadtree_adaptive_loop_filter_flag), 양자화 파라미터의 델타값을 이용한 양자화 동작의 이용가능성(use_delta_qp_flag), 랜덤 노이즈 생성 동작의 이용가능성(use_random_noise_generation_flag), 임의의 형태로 분할되는 예측 단위에 따른 움직임 예측 동작의 이용가능성(use_arbitrary_motion_partition_flag)을 나타내는 정보들이 정의될 수 있다. 전술된 각종 동작의 이용가능성을 나타내는 신택스들은 현재 슬라이스의 부복호화 과정에서 해당 동작들이 이용되는지 여부를 정의하여 효율적인 부복호화가 가능하게 한다.

특히, 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_adaptive_loop_filter_flag) 및 콰드트리 구조의 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_quadtree_adaptive_loop_filter_flag)에 따라, 적응적 루프 필터의 필터 길이(alf_filter_length), 적응적 루프 필터 타입(alf_filter_type), 적응적 루프 필터 계수의 양자화를 위한 기준값(alf_qbits), 적응적 루프 필터링에서의 컬러 성분의 개수(alf_num_color)가 시퀀스 파라미터 세트(2200)에서 정의될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에서 이용되는 부호화 단위의 심도, 코딩 툴 및 작동 모드의 대응 관계에 관한 정보는, 부호화 단위의 심도(uiDepth)에 따라 대응되는 인터 예측의 작동 모드(mvp_mode[uiDepth]) 및 트리 시그니피컨트 맵 중 시그니피컨트 맵의 종류를 나타내는 작동 모드(significant_map_mode[uiDepth])를 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 부호화 단위의 심도에 따른, 인터 예측 및 해당 작동 모드의 대응 관계 또는 트리 시그니피컨트 맵을 이용한 부복호화 및 해당 작동 모드의 대응 관계가 시퀀스 파라미터 세트(2200)에서 설정될 수 있다.

입력 샘플의 비트 뎁스(input_sample_bit_depth) 및 내부 샘플의 비트 뎁스(internal_sample_bit_depth)도 또한 시퀀스 파라미터 세트(2200)에서 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 시퀀스 파라미터를 판독하여, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag) 및 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)를 추출하고, 해당 시퀀스에서 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화의 수행 여부를 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)가 설정하여 부호화하는 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag), 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)는, 도 22에서 도시된 시퀀스 파라미터 세트(2200)에 삽입된 실시예에 한정되지 않고, 최대 부호화 단위, 슬라이스, 프레임, 픽처, GOP 등의 단위로 설정되어 부복호화될 수 있다.

슬라이스 헤더에 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)가 포함되어 있는 경우, 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)가 '참'값이라면 해당 슬라이스에서 부호화 단위 레벨의 독립 파싱을 수행하고, '거짓'값을 가진다면 해당 슬라이스에서 기존의 순차 파싱을 수행한다.

또한, 슬라이스 헤더에 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag)가 포함되어 있는 경우, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag)가 '참'값이라면 해당 슬라이스에서 부호화 단위 레벨의 독립 복호화를 수행하고, '거짓'값을 가진다면 해당 슬라이스에서 기존의 순차 복호화를 수행한다.

도 23 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 도식을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 현재 부호화 단위(2310)의 주변 부호화 단위들(2320, 2330, 2340)에 대한 방향을 고려하여, 현재 부호화 단위(2310)의 임의적 방향성 인트라 예측을 수행할 수 있다. 임의적 방향성 인트라 예측은, 현재 부호화 단위(2310)의 주변 부호화 단위들(2320, 2330, 2340)의 복원 샘플들을 이용하는 엑스트라폴레이션(Extrapolation)에 따라 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값을 산출하는 예측 기법이다.

일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화에 따르면, 현재 부호화 단위의 경계에 존재하는 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 참조할 수 없다. 상단 주변 부호화 단위(2330)가 아직 복호화되지 않아서, 현재 부호화 단위(2310)과 상단 주변 부호화 단위(2330) 간의 경계(2335) 상의 픽셀값이 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위(2310)과 좌측 주변 부호화 단위(2340)의 경계(2345) 상의 픽셀값만이 참조되는 인트라 예측 모드만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값으로서 경계(2345) 상의 픽셀값의 DC값이 산출될 수 있다.

마찬가지로, 좌측 주변 부호화 단위(2340)가 아직 복호화되지 않아서, 현재 부호화 단위(2310)과 좌측 주변 부호화 단위(2340) 간의 경계(2345) 상의 픽셀값이 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위(2310)과 상단 주변 부호화 단위(2330)의 경계(2335) 상의 픽셀값만이 참조되는 인트라 예측 모드만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값으로서 경계(2335) 상의 픽셀값의 DC값이 산출될 수 있다.

또한, 상단 주변 부호화 단위(2330)와 좌측 주변 부호화 단위(2340)가 모두 아직 복호화되지 않아서 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값으로서 소정 DC값이 선택되거나, 현재 부호화 단위(2310)에 대한 인트라 예측 모드를 인트라 예측이 불가능한 예측 모드로 설정될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 현재 부호화 단위(2310)에 대한 주변 부호화 단위들(2320, 2330, 2340)을 참조하지 않고 독립적으로, 현재 부호화 단위(2310)에 대해 임의적 방향성 인트라 예측을 수행할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 주파수 영역 예측을 수행할 수 있다. 주파수 영역 예측에 따르면, 주파수 영역에서 현재 부호화 단위의 변환 계수의 예측값은 주변 부호화 단위의 복원 샘플들을 이용하여 산출될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 주파수 영역에서의 예측 복호화를 수행할 수 있다. 주파수 영역에서 현재 부호화 단위의 변환 계수는 주변 부호화 단위의 복원 샘플들을 이용하여 복원될 수 있다.

주파수 영역 예측 모드는, 참조하는 주변 정보의 방향에 따라 정의된다. 예를 들어, 수직 방향의 주변 정보가 참조되는 경우 주파수 영역 예측 모드 FDP_mode는 0으로 설정되고(FDP_mode = 0), 수평 방향의 주변 정보가 참조되는 경우 주파수 영역 예측 모드는 1로 설정된다(FDP_mode = 1). 또한, DC 인트라 예측 모드에 따르는 부호화 단위에 대해서는 주파수 영역 예측 모드는 2로 설정되며(FDP_mode = 2), 수직 방향의 주변 정보 및 수평 방향의 주변 정보가 모두 참조되는 경우 주파수 영역 예측 모드는 3으로 설정된다(FDP_mode = 3).

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 주변 정보를 이용한 현재 부호화 단위의 변환 계수를 복원하기 위해서는, 현재 부호화 단위보다 이전에 복호화된 부호화 단위의 복원 샘플을 참조하여야 한다. 다만 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따라, 현재 부호화 단위의 변환 계수를 복원하기 위한 참조 정보가 참조할 수 없는 샘플인 경우, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1500)는 주변 정보 중 접근할 수 있는 복원 샘플을 대신 이용하여 참조할 수 있다.

예를 들어, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따라 독립적 상단 부호화 단위의 변환 계수가 현재 참조될 수 없다면, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 좌측 부호화 단위의 정보를 참조할 수 있도록, 주파수 영역 예측 모드를 수평 방향의 주변 정보를 참조하는 모드 'FDP_mode = 1'로 변경한다. 유사한 방식으로 좌측 부호화 단위의 변환 계수가 현재 참조될 수 없었다면, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 상단 부호화 단위의 변환 계수를 참조할 수 있도록, 주파수 영역 예측 모드를 수직 방향의 주변 정보를 참조하는 모드 'FDP_mode = 0'로 변경한다.

다만, 현재 부호화 단위가 최대 부호화 단위인 경우에는 주파수 영역 예측은 수행되지 않는다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag) 또는 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)가 '참'값을 가지는 것으로 판독되고 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화가 채택된다면, 부호화 단위 레벨의 독립적 주파수 영역 예측에 따른 복호화를 수행하여야 한다. 다만 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 따라 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 비트스트림에 삽입하여 전송한 부호화 정보는, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 수행한 주파수 영역 예측을 위해 참조할 수 있는 주변 정보를 나타내도록 조정된 주파수 영역 예측 모드 FDP_mode를 포함하고 있을 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 수신된 비트스트림으로부터 부호화 정보를 추출하고, 부호화 정보 중 주파수 영역 예측 모드에 따라 주파수 영역 예측 복호화를 수행할 수 있다.

도 24a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 복원 샘플을 이용한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화를 고려하지 않는 경우, 현재 부호화 단위의 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 멀티 파라미터로서 이용하여 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 후처리하는 멀티 파라미터 인트라 예측을 수행할 수 있다.

도 24a를 참조하면, 현재 부호화 단위(2400)의 흰색 원형 픽셀들은 인트라 예측값의 샘플들이며, 현재 부호화 단위(2400)을 둘러싸고 있는 영역(2405)의 흑색 원형 픽셀들은 주변 복원 샘플들이다. 단계 2411에서, 좌측 상단 픽셀은 상단의 주변 복원 샘플 및 좌측의 주변 복원 샘플을 이용하여 후처리된다. 현재 부호화 단위(2400)의 후처리된 복원 샘플은 흰색 사각형 픽셀로 도시된다.

단계 2412, 2413, 2414, 2415, 2416을 따라 단계적으로 도시된 바와 같이, 현재 픽셀의 상단 샘플 또는 좌측 샘플이 주변 부호화 단위의 복원 샘플(흑색 원형 픽셀) 또는 현재 부호화 단위(2400)의 후처리된 복원 샘플(흰색 사각형 픽셀)을 이용하여 현재 픽셀의 인트라 예측값이 후처리된다.

도 24b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화를 수행하는 경우, 현재 부호화 단위의 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 참조할 수 없으므로, 멀티 파라미터 인트라 예측을 위한 파라미터를 변경하는 것이 바람직하다.

도 24b를 참조하면, 현재 부호화 단위(2450)의 흰색 원형 픽셀들은 인트라 예측값의 샘플들이며, 현재 부호화 단위(2450)를 둘러싸고 있는 영역(2455)의 흑색 원형 픽셀들은 주변 복원 샘플들이다. 다만, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따라 현재 영역(2455)의 주변 복원 샘플들은 참조될 수 없는 상태이다.

이경우 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 단계 2461에서, 좌측 상단 픽셀은 상단의 주변 복원 샘플 및 좌측의 주변 복원 샘플을 참조할 수 없으므로, 현재 DC값이 그대로 후처리값으로 결정된다. 또한, 후처리된 좌측 상단 픽셀의 우측 픽셀 및 하단 픽셀은, 후처리된 좌측 상단 픽셀 및 각각의 하단의 픽셀들을 이용하여 후처리될 수 있다.

마찬가지로 단계 2462, 2463, 2464, 2465에 따라 단계적으로 도시된 바와 같이, 현재 부호화 단위(2450)의 픽셀들 중 현재 픽셀의 상단, 좌측 및 하단 픽셀들 중 후처리된 복원 샘플들을 이용하여, 현재 픽셀의 인트라 예측값이 후처리될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 의해, 현재 부호화 단위의 주변 복원 샘플이 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 후처리하기 위해, 현재 부호화 단위의 픽셀들 중 현재 픽셀의 상단, 좌측 및 하단 픽셀들 중 후처리된 복원 샘플들을 이용할 수 있다.

도 25 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한, CABAC 방식에 따르는 엔트로피 부복호화의 도식을 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 CABAC 기법에 따른 엔트로피 부호화를 수행하기 위해, 현재 부호화 단위와 현재 부호화 단위의 상측 부호화 단위 및 좌측 부호화 단위간의 경계의 픽셀들을 참조할 수 있다.

다만 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화를 수행하는 경우, CABAC 기법에 따른 엔트로피 부호화를 수행하기 위해 현재 부호화 단위의 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 참조할 수 없다.

예를 들어, 부호화 단위 레벨에서의 순차적인 부호화에 따르면 CABAC 기법에 따른 현재 부호화 단위 CUcurrent(2510)의 엔트로피 부호화를 위해서, 상측 부호화 단위 CUa(2520)과 CUcurrent(2510)의 경계(2525) 및 좌측 부호화 단위 CUb(2530)과 CUcurrent(2510)의 경계(2535)가 참조될 수 있다.

그러나, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따르면, CUcurrent(2510)의 엔트로피 부호화를 위해 경계(2525) 및 경계(2535)의 픽셀들이 참조될 수 없다. 또한, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 엔트로피 복호화에 따르더라도, CUcurrent(2510)의 엔트로피 복호화를 위해 경계(2525) 및 경계(2535) 상의 복원 샘플들이 참조될 수 없다.

도 26 은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화를 위한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 2610에서, 현재 픽처는 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할된다. 단계 2620에서, 최대 부호화 단위마다, 심도가 깊어짐에 따라 발생하는 적어도 하나의 분할 영역 별로 부호화하여, 적어도 하나의 부호화 심도가 결정된다. 현재 부호화 단위의 부호화를 위해 주변 정보를 참조하지 않는 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화가 가능하다. 또한, 동시에 다수의 연산 프로세서가 지원되는 연산 환경이라면, 각각의 부호화 단위들이 주변 정보로부터 독립적으로 부호화되는 독립 부호화와, 다수의 부호화 단위들이 동시에 병렬적으로 부호화하는 병렬 부호화가 구현될 수 있다.

단계 2630에서, 최대 부호화 단위마다, 부호화된 비디오 데이터 및 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하는 비트스트림이 출력될 수 있다. 일 실시예에 따른 비트스트림에는, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나가 삽입된다. 특히 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 부호화를 지원하는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림에 삽입되어 출력될 수 있다.

도 27 는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 2710에서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림이 수신되고, 비트스트림으로부터 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나가 추출된다. 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 부호화 단위별 정보로부터 추출될 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화는, 슬라이스 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화일 수 있으며, 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화일 수 있다.

단계 2720에서, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 비트스트림이 파싱되고, 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 부호화된 비디오 데이터 및 부호화 정보가 추출된다. 부호화 정보는 해당 최대 부호화 단위 내에 존재하는 적어도 하나의 부호화 심도들에 관한 정보 및 부호화 심도의 부호화 단위별 부호화 모드에 관한 정보를 포함할 수 있다. 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보가 '참'값이라면, 주변 정보를 참조하지 않고 현재 부호화 단위의 심볼을 파싱할 수 있다.

단계 2730에서, 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 및 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 부호화된 비디오 데이터의 최대 부호화 단위별로, 적어도 하나의 부호화 심도별 부호화 단위가 복호화된다. 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 정의하고 있다면, 일 실시예에 따라 최대 부호화 단위별 부호화된 비디오 데이터는 주변 부호화 단위의 정보를 참조하지 않고 복호화될 수 있다.

순차적 복호화에 따른 디코딩 툴에 따르는 경우 현재 부호화 단위의 복호화를 위해 참조되어야 하는 주변 정보는, 독립적 복호화에 따라 접근할 수 없는 경우가 발생한다. 이러한 경우 현재 접근할 수 있는 정보를 참조하며 현재 부호화 단위의 예측 복호화가 수행될 수 있도록, 현재 부호화 단위를 위한 참조 정보가 변경되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 대형 부호화 단위의 채택이 가능하므로, 주변 정보를 참조할 필요 없이 현재 부호화 단위의 예측 부복호화가 가능하다. 또한 하드웨어 성능 향상 및 하드웨어 코스트가 감소함에 따라 다수의 연산 프로세서를 이용한 복호화기 구현이 가능하다. 따라서 다수의 연산 프로세스들마다 각각 다른 부호화 단위들에 대해, 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 동시에 수행함으로써 부호화 단위 레벨의 병렬 복호화가 가능하다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타내는 분할 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 단계;
   상기 분할 정보에 기초하여 더 이상 분할되지 않는 적어도 하나의 부호화 단위를 결정하는 단계;
   상기 적어도 하나의 부호화 단위로부터 움직임 예측을 위한 파티션들을 결정하는 단계;
   병렬적인 움직임 예측을 위한 데이터 영역에 대한 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 단계;
   상기 데이터 영역에 대한 정보를 이용하여 결정된 데이터 영역이 상기 파티션들 중 현재 파티션과 상기 현재 파티션의 이웃 블록을 포함할 때, 상기 이웃 블록을 참조할 수 없는 블록으로 결정하는 단계; 및
   상기 참조할 수 없는 블록으로 결정된 상기 이웃 블록을 제외한 블록들 중에서 하나의 블록의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 파티션의 움직임 벡터를 결정하는 단계를 포함하고,
   상기 이웃 블록은 복호화 순서에 따라 상기 현재 파티션보다 먼저 복호화되는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 결정 방법.
2. 움직임 벡터 결정 장치에 있어서,
   부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타내는 분할 정보를 비트스트림으로부터 획득하고, 상기 분할 정보에 기초하여 더 이상 분할되지 않는 적어도 하나의 부호화 단위를 결정하고, 상기 적어도 하나의 부호화 단위로부터 움직임 예측을 위한 파티션들을 결정하는 프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는, 병렬적인 움직임 예측을 위한 데이터 영역에 대한 정보를 비트스트림으로부터 획득하고, 상기 데이터 영역에 대한 정보를 이용하여 결정된 데이터 영역이 상기 파티션들 중 현재 파티션과 상기 현재 파티션의 이웃 블록을 포함할 때, 상기 이웃 블록을 참조할 수 없는 블록으로 결정하고, 상기 참조할 수 없는 블록으로 결정된 상기 이웃 블록을 제외한 블록들 중에서 하나의 블록의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 파티션의 움직임 벡터를 결정하고,
   상기 이웃 블록은 복호화 순서에 따라 상기 현재 파티션보다 먼저 복호화되는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 결정 장치.

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