KR101672456B1 - 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 그 장치, 및 비디오 복호화 방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받고, 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 변환을 수행하여, 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하여, 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법이 개시된다.

Description

저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 그 장치, 및 비디오 복호화 방법과 그 장치{Method and apparatus for video encoding using low-complexity frequency transform, and method and apparatus for video decoding using the same}

본 발명은, 비디오의 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. 비디오 코덱의 압축 기술 중 주파수 변환 및 역변환은 필수적인 기술이다.

기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.

본 발명은, 연산 복잡도가 경감되는 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 단계; 상기 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하는 단계; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는, 상기 입력 데이터에, 정사각형의 변환 기저 중 소정 주파수 대역, 소정 크기의 계수 블록 및 소정 계수 위치를 포함하는 소정 주파수 영역에 대응하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 소정 주파수 영역의 계수들을 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는, 상기 변환 기저 중 수직 주파수 대역 및 수평 주파수 대역을 개별적으로 선택할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는, 상기 입력 데이터에, 정사각형의 변환 기저 중 소정 주파수 대역을 제외하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 소정 주파수 대역의 계수들을 제외한 계수들을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 상기 선택적 주파수 영역의 계수 생성 단계는, 상기 입력 데이터에 대한 주파수 변환에 의해 생성되는 계수들이 임의의 주파수 대역별로 분할되도록, 소정 주파수 대역별로 대응하는 수평 주파수 대역 변환 기저 및 수직 주파수 대역 변환 기저를 선택할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는, 상기 변환 기저 중 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저를 개별적으로 선택할 수 있다. 일 실시예에 따른 상기 선택적 주파수 영역의 계수 생성 단계는, 상기 변환 기저의 크기, 변환 방식 및 변환 기저 매트릭스의 인수 중 적어도 하나에 대하여, 상기 수직 변환 기저 및 상기 수평 변환 기저를 개별적으로 선택할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 데이터 소단위 주파수 변환 수행 단계는, 상기 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들을 병합하여 단계를 포함할 수 있다. 또는 일 실시예에 따른 상기 계수 출력 단계는, 상기 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들에 대해 주파수 변환을 수행하는 단계; 및 상기 계수 블록들의 주파수 변환 결과를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 축소 주파수 변환 수행 단계는, 제 1 크기보다 제 2 크기가 클 때, 상기 제 2 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 입력 데이터에 대하여, 상기 제 1 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스 및 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 공간적 축소 매트릭스가 결합된 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 상기 직사각 변환 기저; 를 적용한 주파수 변환을 수행할 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 상기 축소 주파수 변환 수행 단계는, 상기 제 1 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스를 이용한 주파수 변환은, 상기 입력 데이터가 복수 개의 분할된 데이터 소단위별로, 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여 상기 데이터 소단위별 계수가 생성되고, 상기 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들에 대해 다시 주파수 변환이 수행되도록 하는 변환일 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 축소 주파수 변환 수행 단계는, 제 1 크기보다 제 2 크기가 클 때, 상기 제 2 크기의 가로 및 세로의 입력 데이터에 대하여, 소정 주파수 영역을 선택하기 위한 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 매트릭스 및 상기 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스가 결합된 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 상기 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 축소 주파수 변환 수행 단계는, 제 1 크기보다 제 2 크기가 클 때, 상기 제 2 크기의 가로 및 세로의 입력 데이터에 대하여, 상기 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스를 적용한 주파수 변환을 수행하고 양자화를 수행한 결과, 고주파 성분 중 0이 아닌 성분이 존재하지 않는 경우, 선택적으로 상기 입력 데이터에 대하여 축소 주파수 변환을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 비디오 부호화 방법은, 상기 입력 데이터에 대한 저복잡도 주파수 변환을 수행하기 위해, 선택한 주파수 변환 및 상기 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은, 상기 저복잡도 주파수 변환에 의해 축소되도록 생성된 계수 블록의 계수들을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는, 상기 생성된 소정 크기의 계수 블록의 계수들을 스캔하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는, 상기 생성된 계수 블록들을 개별적으로 스캔하거나, 상기 생성된 계수 블록들의 계수들을 연속적으로 스캔하도록 상기 스캔 순서를 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 비디오 부호화 방법은, 상기 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보를 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는, 상기 생성된 계수 블록별로, 주파수 특성에 따라 계수 스캔 순서를 변경하거나, 상기 입력 데이터의 총 계수들 중에서 상기 생성된 계수들만을 스캔하도록, 또는 상기 입력 데이터의 총 계수들 중에서 상기 소정 주파수 대역의 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 비디오 부호화 방법은, 상기 생성된 계수들을 포함하는 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 설정하여 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 상기 비디오 부호화 방법은, 상기 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 0이 아닌 계수가 존재하는 계수 블록을 스캔하도록, 계수 블록의 계수들의 스캔 순서를 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 비디오 부호화 방법들은, 상기 입력 픽처를 소정 최대 크기의 부호화 단위로 분할하는 단계; 및 각각의 최대 부호화 단위에 대해, 심도가 깊어짐에 따라 상기 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 축소된 영역별로, 적어도 하나의 심도별 부호화 단위마다 적어도 하나의 변환 단위에 기초한 변환을 수반하는 부호화를 수행하여, 부호화 결과가 출력될 적어도 하나의 부호화 심도 및 변환 단위의 크기에 관한 정보를 포함하는 상기 부호화 심도의 부호화 단위에 대한 부호화 모드를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 데이터 입력 단계는, 상기 부호화 심도에 대응하는 소정 변환 단위의 잔차 성분을 입력받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 단계; 상기 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 주파수 변환을 수행하여, 선택적 주파수 영역의 계수를 생성하는 단계; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 계수를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 단계; 상기 입력 데이터를 복수 개의 데이터 소단위들로 분할하는 단계; 상기 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 데이터 소단위별 계수를 생성하는 단계; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 상기 데이터 소단위별로 생성된 계수를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은, 입력 픽처의 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 단계; 상기 입력 데이터에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터에 대한 축소 주파수 변환에 의한 계수를 생성하는 단계; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법은, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 단계; 상기 수신된 계수에 대하여, 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 역변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 역변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 역변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 방법은, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 단계; 상기 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법은, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 단계; 상기 수신된 계수를 이용하여 복수 개의 데이터 소단위들의 계수를 생성하는 단계; 상기 분할된 데이터 소단위의 계수들마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법은, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 단계; 상기 수신된 계수에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 축소 주파수 역변환에 의한 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 영상 데이터 입력부; 상기 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하는 저복잡도 주파수 변환부; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 변환 계수 출력부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 장치는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 영상 데이터 입력부; 상기 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 선택적 주파수 영역의 계수를 생성하는 선택적 주파수 영역 변환부; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 계수를 출력하는 선택적 주파수 영역 계수 출력부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 영상 데이터 입력부; 상기 입력 데이터를 복수 개의 데이터 소단위들로 분할하는 데이터 소단위 분할부; 상기 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 데이터 소단위별 계수를 생성하는 데이터 소단위 주파수 변환부; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 상기 데이터 소단위별로 생성된 계수를 출력하는 데이터 소단위 계수 출력부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 영상 데이터 입력부; 상기 입력 데이터에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터에 대한 축소 주파수 변환에 의한 계수를 생성하는 축소 주파수 변환부; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 축소 주파수 변환 계수 출력부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 계수 수신부; 상기 수신된 계수에 대하여, 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 역변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 역변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 역변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 저복잡도 주파수 역변환부; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 픽처 복원부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 장치는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 계수 수신부; 상기 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 선택적 주파수 영역 역변환부; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 픽처 복원부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 계수 수신부; 상기 수신된 계수를 이용하여 복수 개의 데이터 소단위들의 계수를 생성하는 데이터 소단위 계수 생성부; 상기 데이터 소단위의 계수들마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 데이터 소단위 역변환부; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 픽처 복원부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 계수 수신부; 상기 수신된 계수에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 축소 주파수 역변환에 의한 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 축소 주파수 역변환부; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 픽처 복원부를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

본 발명은, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화는, 영상 크기 및 영역별로 적합하게 선택된 계층적 크기의 부호화 단위 및 변환 단위의 데이터에 대해 소정 주파수 대역, 데이터 소단위 또는 축소 변환 기저를 이용한 주파수 변환을 수행하므로, 비트스트림 전송시 상대적으로 적은 비트레이트가 필요하다. 또한, 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화는, 수신된 계수에 대해서만 소정 주파수 대역, 데이터 소단위 또는 축소 변환 기저를 이용한 주파수 역변환을 수행하므로, 복호화 과정에서 상대적으로 적은 연산량이 필요하다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 위한 관계식을 도시한다.
도 4 는 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 역변환을 위한 관계식을 도시한다.
도 5 는 일 실시예에 따른 변환 기저의 축소를 도시한다.
도 6 은 일 실시예에 따라, 선택적으로 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저의 선택을 도시한다.
도 7 은 일 실시예에 따라 일반 변환 기저 및 축소된 변환 기저를 적용한 변환 계수들의 비교를 도시한다.
도 8 은 일 실시예에 따라, 주파수 대역에 따라 선택적으로 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저의 선택을 도시한다.
도 9 는 일 실시예에 따라, 일반 변환 기저 및 주파수 대역에 따라 선택된 변환 기저를 적용한 변환 계수들의 비교를 도시한다.
도 10 은 일 실시예에 따라, 선택적 주파수 영역의 계수를 수신한 복호화단의 주파수 역변환 과정의 흐름도를 도시한다.
도 11 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 주파수 대역에 따라 4등분된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 12 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 주파수 대역에 따라 16등분된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 13 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 2x4 계수 블록으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 14 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 8x4 계수 블록으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 15 는 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대한 8x8 계수 블록 내에서 임의의 크기의 블록들로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 16 는 일 실시예에 따라, 4x4 데이터 단위의 변환 계수가 계수별로 구별되기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 17 는 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위의 변환 계수가 계수별로 구별되기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 18 는 일 실시예에 따라, 임의의 크기인 8x4 데이터 단위에 대하여 선택적 주파수 영역별로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 19 는 일 실시예에 따라, 임의의 크기인 8x16 데이터 단위에 대하여 선택적 주파수 영역별로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 19 는 일 실시예에 따라, 임의의 크기인 8x16 데이터 단위에 대하여 선택적 주파수 영역별로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 20 는 일 실시예에 따라, 대형 16x16 데이터 단위에 대하여 주파수 대역에 따라 16등분으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 21 는 일 실시예에 따라, 대형 32x32 데이터 단위에 대하여 8x4 계수 블록으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 22 는 일 실시예에 따라, 변환 계수의 주파수 대역별로 개별적으로 선택되는 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.
도 23 는 8x8 변환 계수의 기존 스캔 순서를 도시한다.
도 24 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 주파수 대역별 스캔 순서를 도시한다.
도 25 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 주파수 대역 전체에 대한 스캔 순서를 도시한다.
도 26 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 중간 대역을 제외한 스캔 순서를 도시한다.
도 27 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서에 관한 정보를 계수 블록의 가로, 세로 크기로 표현하는 실시예를 도시한다.
도 28 은 8x8 변환 계수의 스캔 순서를 도시한다.
도 29 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서에 관한 정보를 계수 블록의 가로, 세로 중 하나의 크기로 표현하는 실시예를 도시한다.
도 30 은 8x8 변환 계수의 스캔 순서를 도시한다.
도 31 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서에 관한 정보를 계수 블록의 가로, 세로 인덱스를 2의 배수로 표현하는 실시예를 도시한다.
도 32 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서를 주파수 영역의 주파수 특성별로 변경하는 실시예를 도시한다.
도 33 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 중간 주파수 대역을 제외한 주파수 영역의 계수들을 스캔하는 실시예를 도시한다.
도 34 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 35 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 36 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 37 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 38 은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환의 개념을 도시한다.
도 39 은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 분할-병합 주파수 변환의 개념을 도시한다.
도 40 은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 분할-병합 주파수 변환의 역변환의 개념을 도시한다.
도 41 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 42 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 43 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 44 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 45 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 46 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 47 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 48 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 49 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 50 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 51 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 52 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 53 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 54 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 55 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 56 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 예측 단위를 도시한다.
도 57 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 58 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 59 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 60, 61 및 62는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 63 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위별 부호화 정보를 도시한다.
도 64 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 65 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 66 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 67 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 68 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 69 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 단계; 상기 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하는 단계; 및 상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법은, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 단계; 상기 수신된 계수에 대하여, 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 역변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 역변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 역변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 단계를 포함한다.

발명의 실시를 위한 형태

이하, 도 1 내지 67을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다. 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환의 종류로서, 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 주파수 변환, 축소 주파수 변환이 개시된다.

본 명세서는, 저복잡도 주파수 변환으로서 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 주파수 변환 및 축소 주파수 변환 각각에 의한 비디오 부호화 및 복호화에 대해 먼저 기술하고, 종합적으로 저복잡도 주파수 변환에 의한 비디오 부호화 및 복호화에 대해 기술한다. 또한, 본 명세서는, 저복잡도 주파수 변환에 의해 처리될 영상 데이터를 결정하기 위해, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 및 복호화에 대해 상술한다. 구체적으로 살펴보면,

- 도 1 내지 35를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술하고,

- 도 36 내지 42을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술하고,

- 도 43 내지 46을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술하고,

- 도 47 내지 50을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 주파수 변환 및 축소 주파수 변환을 선택적으로 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술하고,

- 도 51 내지 63을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술하고,

- 도 66 내지 69을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다.

이하 도 1 내지 35를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(10)는, 영상 데이터 입력부(11), 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)를 포함한다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 입력부(11)는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는다. 입력 픽처의 데이터 단위는, 입력 픽처의 영상 데이터를 주파수 변환을 위해 소정 크기로 분할된 단위이다. 입력된 소정 데이터 단위의 영상 데이터는 정사각형 블록 또는 직사각형 블록의 데이터일 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 주파수 변환을 수행하여, 선택적 주파수 영역의 계수를 생성한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 입력 데이터에 대한 소정 주파수 대역의 계수를 생성하기 위해, 정사각형 변환 기저 중 소정 주파수 대역에 대응하도록 선택된 변환 기저를 적용하여 주파수 변환을 수행할 수 있다. 변환 기저 중 수직 주파수 대역 및 수평 주파수 대역은, 개별적으로 선택될 수 있다. 또한, 정사각형의 주파수 변환 기저 중 소정 주파수 대역을 제외하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환에 의해, 소정 주파수 대역의 계수들을 제외한 변환 계수들이 생성될 수도 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 입력 데이터에 대한 변환 계수들이 임의의 주파수 대역별로 분할되도록 하기 위해, 수직 변환 기저를 분할된 주파수 대역들 중 소정 주파수 대역의 수직 주파수 대역에 대응하도록 선택하고, 수평 변환 기저를 소정 주파수 대역의 수평 주파수 대역에 대응하도록 선택할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 정사각형의 주파수 변환 기저 중 소정 크기의 계수 블록에 대응하도록 선택된 변환 기저를 적용하여 입력 데이터에 대한 주파수 변환을 수행하여, 소정 크기의 계수 블록을 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 입력 데이터에 대한 변환 계수들이 임의의 크기의 계수 블록들로 구별되도록 하기 위해, 계수 블록들 중 소정 계수 블록의 수평 크기에 대응하는 수평 변환 기저를 선택하고, 수직 크기에 대응하는 수직 변환 기저를 선택할 수 있다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 임의의 크기의 계수 블록별로 각각 선택된 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저를 입력 데이터에 적용함으로써, 임의의 크기의 계수 블록별로 주파수 변환을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 정사각형의 주파수 변환 기저 중 소정 계수에 대응하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 통해, 입력 데이터에 대한 계수별 주파수 변환을 수행할 수 있다. 즉 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 입력 데이터의 계수들이 각각 구별되도록, 주파수 변환 기저 중 각각의 계수에 대응하도록 선택된 수평 변환 기저 및 수직 변환 기저를 입력 데이터에 대해 적용하여 계수별 주파수 변환을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 선택적 주파수 영역 변환을 위한 변환 기저 중 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저를 개별적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저의 변환 기저의 크기, 변환 방식 및 변환 기저 매트릭스의 인수 등이 별개의 변환 기저로부터 개별적으로 선택될 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 입력 데이터에 대하여 동일 크기의 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 미리 수행하여 주파수 특성을 분석한 결과에 기초하여, 0이 아닌 계수가 존재하는 주파수 영역을 선택적으로 결정할 수 있다. 따라서 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 미리 주파수 변환을 수행한 결과에 기초하여 선택한 주파수 영역에 대응하는 변환 기저 및 부호화되는 변환 계수를 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 계수를 출력한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 입력 데이터에 대하여 선택적 주파수 영역 변환을 수행하기 위해 선택한 변환 방식에 관한 정보를 부호화하여 전송할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 주파수 대역별로 생성된 계수 블록의 계수들을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다. 예를 들어, 입력 데이터의 총 계수들 중 소정 크기의 계수 블록의 계수들을 스캔하도록, 주파수 대역별 계수 블록들을 개별적으로 스캔하도록, 주파수 대역별 계수 블록들의 계수들 전체를 연속적으로 스캔하도록, 또는 소정 주파수 대역의 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들을 스캔하도록, 계수 스캔 순서가 변경될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 생성된 계수들만을 연속적으로 스캔하도록 계수 스캔 순서가 변경될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 총 주파수 대역의 계수들 중 생성된 주파수 대역별로, 주파수 특성에 따라 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보를 부호화할 수 있다. 예를 들어, 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보는, 계수 블록의 크기 중 가로 크기 또는 세로 크기 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 스캔을 위한 계수 블록의 크기 인덱스는 2의 배수와 같은 특정 간격으로 설정될 수 있다. 또한 블록의 크기 인덱스는, 고주파수 대역으로부터 저주파수 대역으로 갈수록 조밀하게 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 생성된 주파수 대역의 계수들을 포함하는 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 설정하여 부호화할 수 있다. 또한, 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 0이 아닌 계수가 존재하는 계수 블록을 스캔하도록, 계수 블록의 계수들의 스캔 순서가 변경될 수도 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)에 따라 변경된 스캔 순서에 따라, 엔트로피 부호화를 위한 스캔 순서도 변경될 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는, 변경된 계수 스캔 순서에 기초하여 주파수 대역의 계수들을 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 입력부(11)는, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 부호화 방식에 의해 결정된 변환 단위의 데이터를 입력받을 수 있다. 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 부호화 방식에 따르면, 입력 픽처가 소정 최대 크기의 부호화 단위로 분할하고, 각각의 최대 부호화 단위에 대해, 심도가 깊어짐에 따라 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 축소된 영역별로, 적어도 하나의 심도별 부호화 단위마다 적어도 하나의 변환 단위에 기초한 변환을 수반하는 부호화를 수행하여, 부호화 결과가 출력될 적어도 하나의 부호화 심도 및 변환 단위의 크기에 관한 정보를 포함하는 부호화 심도의 부호화 단위에 대한 부호화 모드가 결정될 수 있다. 이 때 영역별 부호화에 의해, 주파수 변환을 위한 데이터 단위인 변환 단위의 크기도 결정된다. 이 경우, 일 실시예에 따른 영상 데이터 입력부(11)는, 변환 단위의 잔차 성분을 입력받을 수 있다.

영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 부호화 방식에 의해 결정된 변환 단위의 데이터에 대한 저복잡도 주파수 변환은 도 51 내지 67을 참조하여 후술한다.

도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(20)는, 계수 수신부(21), 선택적 주파수 영역 역변환부(22) 및 픽처 복원부(23)를 포함한다.

일 실시예에 따른 계수 수신부(21)는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신한다. 수신한 소정 데이터 단위의 계수는, 픽처에 관하여 수신된 계수들이 주파수 변환에 의해 분할된 데이터 단위일 수 있다. 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방식에 의해 픽처가 부호화된 경우, 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)는 픽처의 현재 최대 부호화 단위의 현재 부호화 단위의 현재 변환 단위의 계수들을 수신할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수의 선택적 주파수 영역에 관한 주파수 변환을 위해 선택한 변환 방식에 관한 정보를 더 수신할 수 있다. 이 경우 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 수신한 변환 방식에 관한 정보에 기초하여, 수신된 계수의 주파수 영역 및 주파수 영역을 위한 변환 기저를 결정하여 주파수 역변환을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 정사각형의 변환 기저 중 소정 주파수 대역에 대응하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수신된 계수들에 대해 수행함으로써, 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 복원할 수 있다. 이 경우 변환 기저 중 수직 주파수 대역 및 수평 주파수 대역이 개별적으로 선택될 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 정사각형의 변환 기저 중 소정 주파수 대역을 제외하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행할 수도 있다. 또한, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 소정 데이터 단위의 계수들이 임의의 주파수 대역별로 분할된 경우, 소정 주파수 대역의 계수에 대한 주파수 역변환을 위해 소정 주파수 대역에 대응하는 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저를 이용할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 소정 크기의 계수 블록의 계수들에 대해 주파수 역변환을 수행하기 위해, 정사각형의 변환 기저 중 소정 크기의 계수 블록에 대응하는 변환 기저를 이용할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 소정 데이터 단위의 계수들이 임의의 크기의 계수 블록들로 분할된 경우, 각각의 계수 블록에 대응하는 수평 변환 기저 및 수직 변환 기저를 이용하여, 임의의 크기의 계수 블록별로 주파수 역변환을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 정사각형의 변환 기저 중 소정 계수에 대응하도록 선택된 변환 기저를 이용한 주파수 역변환을 수행하여, 계수별 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 소정 데이터 단위의 계수별로, 각각의 계수에 대응하는 수평 변환 기저 및 수직 변환 기저를 선택하여 이용함으로써 계수별로 주파수 역변환이 수행될 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 변환 기저 중 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저 각각에 대하여 변환 기저의 변환 방식, 변환 기저 매트릭스의 인수 등을 별개의 변환 기저로부터 선택할 수 있다.

또한, 수신된 계수의 스캔 순서가 주파수 영역에 따라 변경될 수 있다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 변경된 스캔 순서에 따라 나열된 계수에 대해, 주파수 영역별로 선택된 변환 기저를 적용하여 주파수 역변환을 수행함으로써, 해당 데이터 단위의 영상 데이터를 복원할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 스캔 순서에 관한 정보를 수신하여 판독함으로써, 변경된 스캔 순서를 분석할 수도 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수 블록의 계수들을, 수신된 주파수 대역별 계수 블록들을 개별적으로, 또는 주파수 대역별 계수 블록들의 계수들을 연속적으로 스캔하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보를 수신할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보 중, 계수 블록의 크기 중 가로 크기 또는 세로 크기 중 적어도 하나에 관한 정보에 기초하여 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다. 예를 들어, 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보는 2의 배수 등 소정 간격의 인덱스로 설정되어 있거나, 고주파수 대역으로부터 저주파수 대역으로 갈수록 조밀하게 설정되어 있을 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 주파수 대역별 주파수 특성에 따라 계수 스캔 순서를 변경할 수도 있다. 예를 들어 수직 주파수가 우세한 주파수 대역의 계수 블록에 대해서는, 수직 방향의 계수들을 우선적으로 스캔하도록 스캔 순서가 조정될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수들만을 스캔하여 복호화하도록, 픽처의 소정 데이터의 단위의 총 계수들에 대한 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 소정 데이터 단위의 총 계수들 중, 소정 주파수 대역의 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들을 스캔하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수도 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 주파수 영역에 따라 생성된 계수들을 포함하는 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 수신할 수 있다. 이 경우 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 0이 아닌 계수가 존재하는 계수 블록만을 스캔하도록, 계수 블록의 계수들의 스캔 순서를 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)가 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 복호화 방식을 따르는 경우, 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)는 픽처의 소정 최대 부호화 단위의 소정 변환 단위의 계수를 수신할 수 있다.

일 실시예에 따른 픽처 복원부(23)는, 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처를 복원하고 출력한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 데이터 통신 환경, 하드웨어 성능, 개발자 또는 사용자 요구에 따라, 전송 비트량을 조절하기 위해, 주파수 영역별로 선택된 주파수 변환을 이용할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(10)는, 가로세로 크기가 NxN인 입력 데이터에 대해 미리 NxN 변환 기저를 이용한 주파수 변환을 수행한 결과를 분석하여, 소정 주파수 대역에만 0이 아닌 계수들이 존재하는 경우, 0이 아닌 계수와 관련된 데이터만을 전송할 수 있다. 즉, 부호화하고자 하는 주파수 대역을 선택하여, 해당 주파수 대역에 대한 주파수 변환을 수행함으로써 연산 부담이 경감하고, 생성되는 계수도 감소하므로 전송 비트레이트도 감소될 수 있다.

또한, 복호화단에서 수신된 계수들만으로 주파수 역변환하여, 가로세로 크기 NxN의 원본 데이터가 복원될 수 있도록, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(10)는, 선택적 주파수 영역에 관한 정보를 복호화단에 전송할 수 있다. 또한, 0이 아닌 계수들 및 0이 아닌 계수들이 포함된 계수 블록들만이 스캔되어 판독될 수 있도록, 계수 스캔 순서가 주파수 대역을 고려하여 변경될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 스캔 순서에 관한 정보및 선택적 주파수 영역에 관한 정보에 기초하여, 수신된 계수들의 위치 및 주파수 영역을 결정하고, 주파수 변환시 이용된 선택적 주파수 영역에 대응하는 변환 기저를 이용하여 주파수 역변환을 수행함으로써 원본 데이터를 복원할 수 있다. 선택적 주파수 영역에 대응하는 변환 기저는 기존 정사각형 변환 기저에 비해 축소되므로, 일 실시예에 따라 축소된 변환 기저를 적용한 주파수 변환 및 역변환에 의해 연산량이 감소할 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역에 따른 주파수 변환 및 역변환을 이용하여, 입력 데이터의 주파수 변환된 계수들 중 0이 아닌 계수들만이 스캔되어 부호화된 후 전송되고, 0이 아닌 계수들에 대해서만 주파수 역변환이 수행되어 원본 데이터가 복원될 수 있으므로, 연산량이 감소하고 주파수 변환의 연산 복잡도가 경감될 수 있다.

도 3 은 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 위한 관계식을 도시한다.

단계 31에서 입력 영상 데이터 블록 X가 입력되고, 단계 32에서 입력 영상 데이터 블록 X에 대하여 수직 변환 기저 Ta 및 수평 변환 기저 Tb를 적용함으로써 주파수 변환이 수행된다. 그 결과 단계 33에서 입력 영상 데이터 블록 X에 대한 변환 계수 Y가 출력된다.

이 경우, 크기 의 입력 영상 데이터 블록 X에 대해, 크기 CxA 수직 변환 기저 Ta 및 크기 BxD의 수평 변환 기저 Tb를 적용함으로써, 크기 CxD의 변환 계수가 생성된다. 따라서, 입력 영상 데이터의 크기 AxB에 비해 출력된 변환 계수의 크기 CxD가 상대적으로 작다. 주파수 변환으로 인해 공간적 도메인의 영상 데이터에 비해 주파수 도메인의 변환 계수의 용량이 작아지므로, 부호화단에서는 주파수 변환 후 전송 비트를 절약할 수 있다.

도 4 는 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 역변환을 위한 관계식을 도시한다.

단계 41에서 변환 계수 Y가 입력되고, 단계 42에서 변환 계수 Y에 대하여 수직 변환 기저 Ta가 매트릭스 전치된 Ta^T 및 수평 변환 기저 Tb가 매트릭스 전치된 Tb^T를 적용함으로써 주파수 역변환이 수행된다. 그 결과 단계 43에서 변환 계수 Y에 대한 영상 데이터 블록 X'가 복원된다.

따라서, 영상 데이터에 비해 적은 용량의 계수들이 수신되더라도, 주파수 변환 과정에서 이용된 변환 기저를 알 수 있다면, 적은 용량의 계수로부터 원본 영상 데이터가 복원될 수 있다. 도 3 내지 5에 따르면, 축소된 변환 기저를 적용하여 주파수 변환은 수행하면 연산량이 감소하고, 주파수 변환 결과에 따른 비트량도 절감될 수 있다.

도 5 는 일 실시예에 따른 변환 기저의 축소를 도시한다.

매트릭스 M 및 변환 기저 T의 곱 M·T는, 변환 기저 T 중 상반부의 인수들만이 남는 매트릭스와 상응한다. 즉, 매트릭스 M을 이용하면, 변환 기저의 수직 주파수 대역을 반분하여 저주파수 부분만이 추출될 수 있다.

따라서, 영상 데이터 중 수직 주파수 대역 중 저주파수 대역만이 필요하다면, 입력 영상 데이터 블록 X에 대하여 변환 기저 T를 적용한 주파수 변환 연산에 의한 생성된 계수 블록에 대하여, 매트릭스 M을 추가적으로 곱함으로써, 2회 매트릭스 곱연산에 의해 저주파수 대역의 계수 블록이 획득될 수도 있다. 그러나, 매트릭스 M·T가 미리 저장되어 있다면, 입력 영상 데이터 블록 X에 대하여 선택적 주파수 대역의 변환 기저 M·T를 적용한 1회 매트릭스 곱연산에 의하여, 저주파수 대역의 계수 블록이 생성될 수 있으므로, 연산량이 감소될 수 있다.

전술된 바와 같이 변환 기저 T로부터 변환 기저 M·T로 축소된 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 변환, 축소 주파수 변환 등의 저복잡도 주파수 변환을 이용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치와 방법, 및 비디오 복호화 장치와 방법이 구현될 수 있다.

도 6 은 일 실시예에 따라, 선택적으로 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저의 선택을 도시한다.

m x m 수직 변환 기저 매트릭스(61)로부터, 수직 저주파 대역으로부터 a/m 만큼의 수직 주파수 대역에 대응하는 a x m 수직 변환 기저 매트릭스가 선택될 수 있다. 유사한 방식으로, n x n의 수평 변환 기저 매트릭스(62)로부터, 수평 저주파 대역으로부터 d/n 만큼의 수평 주파수 대역에 대응하는 n x d의 수평 변환 기저 매트릭스가 선택될 수 있다.

도 7 은 일 실시예에 따라 일반 변환 기저 및 축소된 변환 기저를 적용한 변환 계수들의 비교를 도시한다.

도 6 의 m x m 수직 변환 기저 매트릭스(61) 및 n x n 수평 변환 기저 매트릭스(62)를 가로세로 m x n의 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환을 수행한다면, 크기 m x n 의 계수 블록(71)이 생성된다. 계수 블록(71) 중 0이 아닌 계수를 스캔하기 위해서는, DC 성분의 계수(72)로부터 최고 주파수의 계수(73)까지 계수 길이 19가 소요되며, 주파수 변환에 의한 연산 횟수는 m·n이다.

본 발명의 일 실시예에 따라 선택적 주파수 영역에 기초하여 선택된 변환 기저를 이용하는 경우, 도 6의 a x m의 수직 변환 기저 매트릭스 및 n x d의 수평 변환 기저 매트릭스를 가로세로 n x m의 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다. 이에 따라 생성된 가로세로 d x a의 계수 블록(75)은 가로세로 n x m 의 전체 계수 블록(74) 중 0이 아닌 계수를 모두 포함하고 있으므로 실제 의미있는 정보를 모두 포함하고 있다. 따라서 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)의 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 가로세로 n x m 의 전체 계수 블록(74) 중 가로세로 d x a의 계수 블록(75)에 관한 데이터만을 출력할 수 있다.

또한, 실제 연산되는 가로세로 d x a의 계수 블록(75)을 생성하기 위한 연산 횟수는 a·d이며, 계수 블록(75) 중 0이 아닌 계수를 스캔하기 위해서는 DC 성분의 계수(76)로부터 최고 주파수의 계수(77)까지 계수 길이가 15가 소요된다.

따라서, 전체 주파수 영역에 대응하는 계수 블록을 모두 생성하는 것에 비해, 선택적 주파수 영역에 대응하는 계수 블록만을 생성하기 위해 선택적 주파수 영역에 대응하는 변환 기저만을 이용하여 주파수 변환을 수행하는 것이, 연산 횟수 , 스캔 길이 및 비트 전송량의 면에서 유리하다.

도 8 은 일 실시예에 따라, 주파수 대역에 따라 선택적으로 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저의 선택을 도시한다.

m x m 수직 변환 기저 매트릭스(81)로부터, 수직 방향의 주파수에 따라 최저 주파수 기저 대역으로부터 최고 주파수 기저 대역까지, 최저 주파수로부터 a/m의 비율에 해당하는 주파수 기저 대역 및 c/m의 비율에 해당하는 주파수 기저 대역 및 중앙 주파수로부터 e/m의 비율에 해당하는 주파수 기저 대역 등의 선택적 수직 주파수 대역에 대응하는 수직 변환 기저들이 선택될 수 있다.

유사한 방식으로, n x n 수평 변환 기저 매트릭스(82)로부터, 수평 방향의 주파수에 따라 최저 주파수 기저 대역으로부터 최고 주파수 기저 대역까지, 최저 주파수로부터 f/n의 비율에 해당하는 주파수 기저 대역 및 d/n의 비율에 해당하는 주파수 기저 대역 및 중앙 주파수로부터 b/n의 비율에 해당하는 주파수 기저 대역 등의 선택적 수평 주파수 대역에 대응하는 수평 변환 기저들이 선택될 수 있다.

도 9 는 일 실시예에 따라, 일반 변환 기저 및 주파수 대역에 따라 선택된 변환 기저를 적용한 변환 계수들의 비교를 도시한다.

도 8 의 m x m 수직 변환 기저 매트릭스(81) 및 n x n 수평 변환 기저 매트릭스(82)를 가로세로 n x m의 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환을 수행한다면, 가로세로 n x m 의 계수 블록(91)이 생성된다. 계수 블록(91) 중 0이 아닌 계수를 스캔하기 위해서는, DC 성분의 계수(92)로부터 최고 주파수의 계수(93)까지 계수 길이 27가 소요되며, 주파수 변환에 의한 연산 횟수는 m·n이다.

본 발명의 일 실시예에 따라 선택적 주파수 영역에 기초하여 선택된 변환 기저를 이용하는 경우, 0이 아닌 계수가 존재하는 주파수 대역에 대응하는 변환 기저가 선택될 수 있다. 예를 들어, 전체 계수 블록(94) 중 0이 아닌 계수가 존재하는 주파수 영역을 주파수 대역별 계수 블록들(95, 96, 97)로 분리하여 생성되도록, 주파수 대역별 계수 블록들을 생성하기 위한 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저가 선택될 수 있다.

즉, 가로세로 d x c의 계수 블록(95)을 생성하기 위해 크기 c x m의 수직 변환 기저 및 크기 n x d의 수평 변환 기저가 선택될 수 있으며, 크기 a x b의 계수 블록(95)을 생성하기 위해 크기 a x m의 수직 변환 기저 및 크기 n x b의 수평 변환 기저가 선택될 수 있으며, 크기 e x f의 계수 블록(95)을 생성하기 위해 크기 e x m의 수직 변환 기저 및 크기 n x f의 수평 변환 기저가 선택될 수 있다. 즉, 저주파 대역의 계수 블록(95) 뿐만 아니라 고주파 대역의 계수 블록들(96, 97)만을 선택하여 부호화하기 위한, 선택적 주파수 영역의 주파수 변환이 가능하다.

계수 블록(95)을 생성하기 위한 연산 횟수는 c·d, 계수 블록(96)을 생성하기 위한 연산 횟수는 a·b, 계수 블록(97)을 생성하기 위한 연산 횟수는 e·f가 소요된다.

따라서 실제로 주파수 변환이 수행됨으로써 계수가 생성되는 계수 블록들(95, 96, 97)만을 따라 스캔하는 경우, 최저 DC 성분의 계수(98)로부터 최고 주파수 성분의 계수(99)까지 계수 길이가 24로 감소하고, 주파수 변환을 위한 연산 횟수는 a·b + c·d + e·f로 감소한다.

따라서, 전체 주파수 영역에 대응하는 계수 블록을 모두 생성하는 것에 비해, 선택적 주파수 영역에 대응하는 계수 블록만을 생성하기 위해 선택적 주파수 영역에 대응하는 변환 기저만을 이용하여 주파수 변환을 수행하는 편이, 연산 횟수, 스캔 길이 및 비트 전송량의 면에서 유리하다.

도 10 은 일 실시예에 따라, 선택적 주파수 영역의 계수를 수신한 복호화단의 주파수 역변환 과정의 흐름도를 도시한다.

단계 1001에서 계수 블록이 입력되고, 단계 1002에서 계수 블록의 블록 패턴 정보에 기초하여, 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 확인된다. 단계 1003에서 가로세로 NxN 블록에 대한 주파수 역변환이 수행되고, 단계 1008에서 다음 작업으로 진행된다. 이때 단계 1003의 주파수 역변환은, 일 실시예에 따라 세분화될 수 있다. 즉, 단계 1004에서 계수 블록 중 주파수 대역을 확인하고, 단계 1005에서 n번째 선택적 주파수 대역에 대한 주파수 역변환이 수행되어, 단계 1006에서 잔차 성분이 합산된다. 단계 1007에서 단계 1005 및 1006의 N회의 연산 루프의 수행 필요성을 판단하고, 주파수 변환이 더 필요하다면 단계 1005로, 아니면 진행 완료 단계로 분기한다.

이하 도 11 및 도 12를 참조하여, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)의 임의의 주파수 대역에 따른 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환을 상술한다.

도 11 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 주파수 대역에 따라 4등분된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1110)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M1 및 M2를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 매트릭스 M1 및 M2가 매트릭스 전치된 M1^T 및 M2^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다. 8x8 변환 기저(1110) M의 일례 및 이에 따른 M1 및 M2의 일례는 아래와 같다.

M = [ 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4;

6, 6, 2, 3, -3, -2, -6, -6;

4, 2, -2, -4, -4, -2, 2, 4;

6, -3, -6, -2, 2, 6, 3, -6;

4, -4, -4, 4, 4, -4, -4, 4;

2, -6, 3, 6, -6, -3, 6, -2;

2, -4, 4, -2, -2, 4, -4, 2;

3, -2, 6, -6, 6, -6, 2, -3 ];

M1 = [ 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4;

6, 6, 2, 3, -3, -2, -6, -6;

4, 2, -2, -4, -4, -2, 2, 4;

6, -3, -6, -2, 2, 6, 3, -6 ];

M3 = [ 4, -4, -4, 4, 4, -4, -4, 4;

2, -6, 3, 6, -6, -3, 6, -2;

2, -4, 4, -2, -2, 4, -4, 2;

3, -2, 6, -6, 6, -6, 2, -3 ]

따라서, 가로세로 8x8의 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 8x8의 계수 블록(1120)은 주파수 대역에 따라 가로세로 4x4의 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4는 각각 D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D3= M2·X·M1^T 및 D4= M2·X·M2^T 의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4는, 8x8 변환 기저(1110) 대신에 M1 및 M2만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 수직 저주파 대역 및 수평 저주파 대역의 계수 블록 D1에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 선택적으로 결정된 변환 기저 M1을 입력 데이터 블록 X에 적용한 M1·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록 D1의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(1120) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록 D1의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록 D1에 대해 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 M1 및 선택적 수평 변환 기저 M1^T의 매트릭스 전치된 변환 기저들 M1^T 및 M1을 적용하여 M1^T·D1·M1의 주파수 역변환 연산을 수행하여, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

도 12 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 주파수 대역에 따라 16등분된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1250)를 수직 주파수 방향에 따라 2픽셀씩 분할한 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4가 매트릭스 전치된 M1^T, M2^T, M3^T 및 M4^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 8x8의 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 8x8의 계수 블록(1260)은 주파수 대역에 따라 가로세로 2x2의 계수 블록들 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12, D13, D14, D15 및 D16으로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1 내지 D16는 각각,

D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D3= M1·X·M3^T, D4= M1·X·M4^T;

D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, D7= M2·X·M3^T, D8= M2·X·M4^T;

D9= M3·X·M1^T, D10= M3·X·M2^T, D11= M3·X·M3^T, D12= M3·X·M4^T;

D13= M4·X·M1^T, D14= M4·X·M2^T, D15= M4·X·M3^T, D16= M4·X·M4^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1 내지 D16은, 8x8 변환 기저(1250) 대신에 M1, M2, M3 및 M4만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3 및 M4 중 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하고, D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, 및 D9= M3·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(1260) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 내지 D16 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9에 대해, M1^T·D1·M1, M1^T·D2·M2, M2^T·D5·M1, M2^T·D6·M2, 및 M3^T·D9·M1 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

이하 도 13 및 14를 참조하여, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)의 수직 주파수 대역 및 수평 주파수 대역이 개별적으로 분할된 주파수 대역에 따른 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환을 상술한다.

도 13 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 2x4 계수 블록으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1350)를 수직 주파수 방향에 따라 2픽셀씩 분할한 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4가 매트릭스 전치된 매트릭스 M1^T, M2^T, M3^T 및 M4^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 8x8 변환 기저(1360)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M5 및 M6를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 8x8의 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 8x8의 계수 블록(1370)은, 수직 주파수 대역에 따라 4픽셀씩 분할되고 수평 주파수 대역에 따라 2픽셀씩 분할되어, 가로세로 2x4의 계수 블록들 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 및 D8으로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1 내지 D8는 각각,

D1= M5·X·M1^T, D2= M5·X·M2^T, D3= M5·X·M3^T, D4= M5·X·M4^T;

D5= M6·X·M1^T, D6= M6·X·M2^T, D7= M6·X·M3^T, D8= M6·X·M4^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1 내지 D8은, 8x8 변환 기저들(1350, 1360) 대신에 M1, M2, M3, M4, M5 및 M6만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1, D2 및 D5에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3, M4, M5 및 M6 중 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M5·X·M1^T, D2= M5·X·M2^T, D5= M6·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1, D2 및 D5의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(1370) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 내지 D8 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1, D2 및 D5의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1, D2 및 D5에 대해, M5^T·D1·M1, M5^T·D2·M2 및 M6^T·D5·M1 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

도 14 은 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대하여 8x4 계수 블록으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1410)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M1 및 M2를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 8x8 변환 기저 M3(1420)가 매트릭스 전치된 M3^T를 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 8x8의 입력 데이터 블록 X에 대한 8x8 계수 블록(1430)은, 수직 주파수 대역에 따라 4픽셀씩 분할되고 수평 주파수 대역은 온전한, 가로세로 8x4 계수 블록들 D1 및 D2으로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1 및 D2는 각각, D1= M1·X·M3^T 및 D2= M2·X·M3^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1 및 D2는, 8x8 변환 기저들(1410, 1420) 대신에 M1, M2 및 M3만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1 및 M3를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M1·X·M3^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(1430) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 및 D2 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 수직 저주파 대역 및 수평 저주파 대역의 주파수 대역의 계수 블록 D1에 대해, M1^T·D1·M3의 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

도 15 는 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위에 대한 8x8 계수 블록 내에서 임의의 크기의 블록들로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는, 하나의 변환 계수 블록이 복수 개의 계수 블록들로 분할되고, 각각의 계수 블록들은 임의의 크기인 경우, 계수 블록별로 선택된 주파수 대역에 대한 주파수 영역 변환 및 역변환을 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1510)를 수직 주파수 방향에 따라 2픽셀씩 분할한 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4와 8x8 변환 기저(1520)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M5 및 M6를 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1510)의 매트릭스 M1^T, M2^T, M3^T 및 M4^T와 8x8 변환 기저(1520)의 매트릭스 M5^T 및 M6^T를 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

선택적 수평 주파수 변환 기저 및 선택적 수직 주파수 변환 기저의 조합에 따라, 가로 및 세로 크기가 8x8 입력 데이터 블록 X에 대한 8x8 계수 블록(1530)은, 가로세로 4x4인 D1, 가로세로 4x2인 D2 및 D3, 가로세로 2x2인 D4 및 D5, 가로세로 4x2인 D6, 가로세로 2x4인 D7, 가로세로 2x2인 D8 및 D9로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1 내지 D9는 각각, D1= M5·X·M5^T, D2= M1·X·M6^T, D3= M2·X·M6^T, D4= M3·X·M1^T, D5= M3·X·M2^T, D6= M4·X·M5^T, D7= M6·X·M3^T, D8= M3·X·M4^T 및 D9= M4·X·M4^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1 내지 D9은, 8x8 변환 기저들(1510, 1520) 대신에 M1, M2, M3, M4, M5 및 M6만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1, D2 및 D4에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3, M4, M5 및 M6 중 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M5·X·M5^T, D2= M1·X·M6^T 및 D4= M3·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1, D2 및 D4의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(1370) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 내지 D9 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1, D2 및 D4의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1, D2 및 D4에 대해, M5^T·D1·M5, M1^T·D2·M6 및 M3^T·D4·M1 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

일 실시예에 따른 임의의 크기로 분할된 계수 블록들에 대응하는 주파수 대역에 따른 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환에 의하는 경우, 0이 아닌 계수가 존재하는 임의의 계수 블록에 대응하는 주파수 대역에 따라 선택된 선택적 수평 주파수 변환 기저 및 선택적 수직 주파수 변환 기저를 이용한 주파수 변환 및 역변환 연산을 수행하면 되므로, 8x8 변환 기저에 의한 주파수 변환 및 역변환에 비해 연산량이 감소하며,연산 복잡도가 경감될 수 있다.

이하 도 16 및 도 17를 참조하여, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)의 계수별 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환을 상술한다.

도 16 는 일 실시예에 따라, 4x4 데이터 단위의 변환 계수가 계수별로 구별되기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 4x4 변환 기저(1610)를 수직 주파수 방향에 따라 픽셀별로 분할한 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4가 매트릭스 전치된 M1^T, M2^T, M3^T 및 M4^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 4x4의 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 4x4의 계수 블록(1620)은 계수 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12, D13, D14, D15 및 D16을 포함한다. 계수 D1 내지 D16는 각각,

D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D3= M1·X·M3^T, D4= M1·X·M4^T;

D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, D7= M2·X·M3^T, D8= M2·X·M4^T;

D9= M3·X·M1^T, D10= M3·X·M2^T, D11= M3·X·M3^T, D12= M3·X·M4^T;

D13= M4·X·M1^T, D14= M4·X·M2^T, D15= M4·X·M3^T, D16= M4·X·M4^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 계수들 D1 내지 D16은, 4x4 변환 기저(1610) 대신에 M1, M2, M3 및 M4만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수들 D1, D2, D5, D6 및 D9이 0이 아닌 계수라면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3 및 M4 중 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, 및 D9= M3·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수들 D1, D2, D5, D6 및 D9의 데이터만 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 0이 아닌 계수만을 스캔하는 스캔 순서에 따라 수신한 계수를 올바른 계수 위치에 배치함으로써 복호화를 수행할 수 있다. 계수 블록(1620) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수들 D1 내지 D16 중 수신된 계수에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수들 D1, D2, D5, D6 및 D9의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수들 D1, D2, D5, D6 및 D9 중 적어도 하나에 대해, M1^T·D1·M1, M1^T·D2·M2, M3^T·D5·M1, M2^T·D6·M2, 및 M3^T·D9·M1 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

도 17 는 일 실시예에 따라, 8x8 데이터 단위의 변환 계수가 계수별로 구별되기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1710)를 수직 주파수 방향에 따라 픽셀별로 분할한 매트릭스 M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 및 M8를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 전치 매트릭스 M1^T, M2^T, M3^T, M4^T, M5^T, M6^T, M7^T 및 M8^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로 및 세로 크기가 8x8 입력 데이터 블록 X에 대한 8x8 계수 블록(1720)은 계수 D1, D2, D3, ... , D62, D63 및 D64를 포함한다. 계수 D1 내지 D64는 각각,

D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D3= M1·X·M3^T, D4= M1·X·M4^T;

D5= M1·X·M5^T, D6= M1·X·M6^T, D7= M1·X·M7^T, D8= M1·X·M8^T;

D9= M2·X·M1^T, D10= M2·X·M2^T, D11= M2·X·M3^T, D12= M2·X·M4^T;

D13= M2·X·M5^T, D14= M2·X·M6^T, D15= M2·X·M7^T, D16= M2·X·M8^T;

D17= M3·X·M1^T, D18= M3·X·M2^T, D19= M3·X·M3^T, D20= M3·X·M4^T;

D21= M3·X·M5^T, D22= M3·X·M6^T, D23= M3·X·M7^T, D24= M3·X·M8^T;

D25= M4·X·M1^T, D26= M4·X·M2^T, D27= M4·X·M3^T, D28= M4·X·M4^T;

D29= M4·X·M5^T, D30= M4·X·M6^T, D31= M4·X·M7^T, D32= M4·X·M8^T;

D33= M5·X·M1^T, D34= M5·X·M2^T, D35= M5·X·M3^T, D36= M5·X·M4^T;

D37= M5·X·M5^T, D38= M5·X·M6^T, D39= M5·X·M7^T, D40= M5·X·M8^T;

D41= M6·X·M1^T, D42= M6·X·M2^T, D43= M6·X·M3^T, D44= M6·X·M4^T;

D45= M6·X·M5^T, D46= M6·X·M6^T, D47= M6·X·M7^T, D48= M6·X·M8^T;

D49= M7·X·M1^T, D50= M7·X·M2^T, D51= M7·X·M3^T, D52= M7·X·M4^T;

D53= M7·X·M5^T, D54= M7·X·M6^T, D55= M7·X·M7^T, D56= M7·X·M8^T;

D57= M8·X·M1^T, D58= M8·X·M2^T, D59= M8·X·M3^T, D60= M8·X·M4^T;

D61= M8·X·M5^T, D62= M8·X·M6^T, D63= M8·X·M7^T, D64= M8·X·M8^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 계수들 D1 내지 D64은, 8x8 변환 기저(1710) 대신에 M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 및 M8만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수들 D1, D2, D9, D10, D17, D19, D26 및 D27이 0이 아닌 계수라면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 및 M8 중 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D9= M2·X·M1^T, D10= M2·X·M2^T, D17= M3·X·M1^T, D19= M3·X·M3^T, D26= M4·X·M2^T 및 D27= M4·X·M3^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수들 D1, D2, D9, D10, D17, D19, D26 및 D27의 데이터만 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 0이 아닌 계수만을 스캔하는 스캔 순서에 따라 수신한 계수를 올바른 계수 위치에 배치함으로써 복호화를 수행할 수 있다. 계수 블록(1720) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수들 D1 내지 D64 중 수신된 계수에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수들 D1, D2, D9, D10, D17, D19, D26 및 D27의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수들 D1, D2, D9, D10, D17, D19, D26 및 D27 중 적어도 하나에 대해, M1^T·D1·M1, M1^T·D2·M2, M2^T·D9·M1, M2^T·D10·M2, M3^T·D17·M1, M3^T·D19·M3, M4^T·D26·M2 및 M4^T·D27·M3 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

이하 도 18 및 19 를 참조하여, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)가 수행하는, 정사각형 블록이 아닌 입력 데이터에 대해 임의의 크기의 계수 블록에 대응하는 주파수 영역에 따른 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환을 도시한다.

도 18 는 일 실시예에 따라, 임의의 크기인 8x4 데이터 단위에 대하여 선택적 주파수 영역별로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1810)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M1 및 M2가 매트릭스 전치된 M1^T 및 M2^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 4x4 변환 기저 M3(1820)를 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 8x4의 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 8x4의 계수 블록(1830)은, 수평 주파수 대역에 따라 4픽셀씩 분할되고 수직 주파수 대역은 온전한, 가로세로 4x4의 계수 블록들 D1 및 D2으로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1 및 D2는 각각, D1= M3·X·M1^T 및 D2= M3·X·M2^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1 및 D2는, 8x8 변환 기저(1810) 및 4x4 변환 기저(1820) 대신에, M1, M2 및 M3만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1 및 M3를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M3·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(1830) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 및 D2 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록 D1에 대해, M3^T·D1·M1의 주파수 역변환 연산을 수행함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

도 19 는 일 실시예에 따라, 임의의 크기인 8x16 데이터 단위에 대하여 선택적 주파수 영역별로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 8x8 변환 기저(1910)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M1 및 M2가 매트릭스 전치된 M1^T 및 M2^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 16x16 변환 기저 M3(1920)를 수직 주파수 방향에 따라 8픽셀씩 분할한 매트릭스 M3 및 M4를 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

가로세로 8x16의 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 8x16 계수 블록(1930)은, 수평 주파수 대역에 따라 4픽셀씩 분할되고 수직 주파수 대역에 따라 8픽셀씩 분할된, 가로세로 4x8 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4는 각각, D1= M3·X·M1^T, D2= M3·X·M2^T, D3= M4·X·M1^T 및 D4= M4·X·M2^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4는, 8x8 변환 기저(1910) 및 16x16 변환 기저(1920) 대신에, M1, M2, M3 및 M4만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1 및 M3를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M3·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(1830) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1, D2, D3 및 D4 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 수직 저주파 대역 및 수평 저주파 대역의 주파수 대역의 계수 블록 D1에 대해, M3^T·D1·M1의 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

이하 도 20 및 21 를 참조하여, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)가 수행하는, 대형 입력 데이터 단위를 위한 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환을 도시한다.

도 20 는 일 실시예에 따라, 대형 16x16 데이터 단위에 대하여 주파수 대역에 따라 16등분으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 16x16 대형 변환 기저(2010)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4가 매트릭스 전치된 M1^T, M2^T, M3^T 및 M4^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 16x16의 대형 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 16x16의 계수 블록(2020)은 주파수 대역에 따라 가로세로 4x4의 계수 블록들 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12, D13, D14, D15 및 D16으로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1 내지 D16는 각각,

D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D3= M1·X·M3^T, D4= M1·X·M4^T;

D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, D7= M2·X·M3^T, D8= M2·X·M4^T;

D9= M3·X·M1^T, D10= M3·X·M2^T, D11= M3·X·M3^T, D12= M3·X·M4^T;

D13= M4·X·M1^T, D14= M4·X·M2^T, D15= M4·X·M3^T, D16= M4·X·M4^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1 내지 D16은, 16x16 변환 기저(2010) 대신에 M1, M2, M3 및 M4만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3 및 M4 중 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, 및 D9= M3·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(2020) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 내지 D16 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1, D2, D5, D6 및 D9에 대해, M1^T·D1·M1, M1^T·D2·M2, M2^T·D5·M1, M2^T·D6·M2, 및 M3^T·D9·M1 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

도 21 는 일 실시예에 따라, 대형 32x32 데이터 단위에 대하여 8x4 계수 블록으로 분할된 변환 계수를 생성하기 위한 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 32x32 대형 변환 기저(2110)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스 M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 및 M8를 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 32x32 대형 변환 기저(2120)를 수직 주파수 방향에 따라 8픽셀씩 분할한 매트릭스 M9, M10, M11 및 M12의 매트릭스 전치된 M9^T, M10^T, M11^T 및 M12^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 32x32의 대형 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 32x32의 계수 블록(2130)은 가로세로 8x4의 계수 블록 D1, D2, D3, ... , D30, D31 및 D32를 포함한다. 계수 블록들 D1 내지 D32는 각각,

D1= M1·X·M9^T, D2= M1·X·M10^T, D3= M1·X·M11^T, D4= M1·X·M12^T;

D5= M2·X·M9^T, D6= M2·X·M10^T, D7= M2·X·M11^T, D8= M2·X·M12^T;

D9= M3·X·M9^T, D10= M3·X·M10^T, D11= M3·X·M11^T, D12= M3·X·M12^T;

D13= M4·X·M9^T, D14= M4·X·M10^T, D15= M4·X·M11^T, D16= M4·X·M12^T;

D17= M5·X·M9^T, D18= M5·X·M10^T, D19= M5·X·M11^T, D20= M5·X·M12^T;

D21= M6·X·M9^T, D22= M6·X·M10^T, D23= M6·X·M11^T, D24= M6·X·M12^T;

D25= M7·X·M9^T, D26= M7·X·M10^T, D27= M7·X·M11^T, D28= M7·X·M12^T;

D29= M8·X·M9^T, D30= M8·X·M10^T, D31= M8·X·M11^T, D32= M8·X·M12^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 계수 블록들 D1 내지 D64은, 8x8 변환 기저(1710) 대신에 M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9, M10, M11 및 M12만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수들 D1, D2, D3, D5, D6, D9, D10, D13, D17 및 D21이 0이 아닌 계수라면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9, M10, M11 및 M12 중 적어도 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M1·X·M9^T, D2= M1·X·M10^T, D3= M1·X·M11^T, D5= M2·X·M9^T, D6= M2·X·M10^T, D9= M3·X·M9^T, D10= M3·X·M10^T, D13= M4·X·M9^T, D17= M5·X·M9^T 및 D21= M6·X·M9^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1, D2, D3, D5, D6, D9, D10, D13, D17 및 D21의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(2130) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 내지 D32 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1, D2, D3, D5, D6, D9, D10, D13, D17 및 D21의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수들 D1, D2, D3, D5, D6, D9, D10, D13, D17 및 D21 중 적어도 하나에 대해, M1^T·D1·M9^T, M1·D2·M10, M1^T·D3·M11, M2^T·D5·M9, M2^T·D6·M10, M3^T·D9·M9, M3^T·D10·M10, M4^T·D13·M9, M5^T·D17·M9 및 M6^T·D21·M9 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

따라서, 가로세로 16x16 이상인 대형 데이터 단위에 대한 주파수 변환 및 역변환에 있어서, 선택적 주파수 영역의 주파수 변환 및 역변환으로 인해 연산량이 감소하고, 연산 복잡도가 경감될 수 있다.

도 22 는 일 실시예에 따라, 변환 계수의 주파수 대역별로 개별적으로 선택되는 변환 기저 및 그 변환 계수를 도시한다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)의 변환 계수의 주파수 대역별로 변환 기저를 별개의 변환 기저로부터 선택하여 이용할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는, 16x16 변환 기저 1(2210)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스들 중 최저 주파수 대역의 매트릭스 M1, 16x16 변환 기저 2(2220)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스들 중 두번째 저주파수 대역의 매트릭스 M2, 16x16 변환 기저 3(2230)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스들 중 세번째 저주파수 대역의 매트릭스 M3 및 16x16 변환 기저 4(2240)를 수직 주파수 방향에 따라 4픽셀씩 분할한 매트릭스들 중 최고 주파수 대역의 매트릭스 M4를, 각각 선택적 수직 주파수 변환 기저로 선택할 수 있으며, 매트릭스 M1, M2, M3 및 M4가 매트릭스 전치된 M1^T, M2^T, M3^T 및 M4^T를 각각 선택적 수평 주파수 변환 기저로 선택할 수 있다.

따라서, 가로세로 16x16의 입력 데이터 블록 X에 대한 가로세로 16x16의 계수 블록(2250)은 주파수 대역에 따라 가로세로 4x4의 계수 블록들 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12, D13, D14, D15 및 D16으로 분할될 수 있다. 계수 블록들 D1 내지 D16는 각각,

D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D3= M1·X·M3^T, D4= M1·X·M4^T;

D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, D7= M2·X·M3^T, D8= M2·X·M4^T;

D9= M3·X·M1^T, D10= M3·X·M2^T, D11= M3·X·M3^T, D12= M3·X·M4^T;

D13= M4·X·M1^T, D14= M4·X·M2^T, D15= M4·X·M3^T, D16= M4·X·M4^T의 주파수 변환 연산에 의해 생성될 수 있다.

따라서, 주파수 대역에 따른 계수 블록들 D1 내지 D16은, 16x16 변환 기저들(2210, 2220, 2230, 2240) 대신에 M1, M2, M3 및 M4만을 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 계수 블록들 D1, D2, D3, D5, D6 및 D9에만 0이 아닌 계수가 존재한다면, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)는 주파수 대역에 따라 변환 기저 M1, M2, M3 및 M4 중 하나를 선택하여 입력 데이터 블록 X에 적용하여, D1= M1·X·M1^T, D2= M1·X·M2^T, D3= M1·X·M3^T, D5= M2·X·M1^T, D6= M2·X·M2^T, 및 D9= M3·X·M1^T의 주파수 변환 연산을 수행하면 된다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 계수 출력부(13)는 계수 블록들 D1, D2, D3, D5, D6 및 D9의 데이터만 출력할 수 있다.

계수 블록(2250) 내부에 괄호 안에 표기된 주파수 역변환 연산에 의해, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 해당 계수 블록에 대한 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1 내지 D16 중 수신된 계수 블록에 대해, 주파수 변환시 이용된 선택적 수직 변환 기저 및 선택적 수평 변환 기저의 매트릭스 전치된 변환 기저들을 적용하여, 영상 데이터 블록 X'를 복원할 수 있다.

예를 들어 일 실시예에 따른 계수 수신부(21)가 계수 블록들 D1, D2, D3, D5, D6 및 D9의 데이터만 수신한 경우, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)는 계수 블록들 D1, D2, D3, D5, D6 및 D9에 대해, M1^T·D1·M1, M1^T·D2·M2, M1^T·D3·M3, M2^T·D5·M1, M2^T·D6·M2, 및 M3^T·D9·M1 중 상응하는 주파수 역변환 연산을 수행하고 합산함으로써, 영상 데이터 블록 X'을 복원할 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따라 선택적 주파수 영역에 대한 주파수 변환 및 역변환에 따라, 주파수 대역의 특성 및 주파수 변환의 목적에 기초하여 주파수 대역별로 다른 변환 기저를 이용한 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환이 가능하다.

이상 도 11 내지 도 22에서, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환 및 역변환에 의하는 경우, 0이 아닌 계수가 존재하는 주파수 대역, 임의의 크기의 계수 블록, 계수 등에 따라 선택된 선택적 수평 주파수 변환 기저 및 선택적 수직 주파수 변환 기저를 이용한 주파수 변환 및 역변환 연산이 수행되므로, 기존 정사각 변환 기저를 이용한 주파수 변환 및 역변환에 비해 연산량이 감소하며 및 연산 복잡도가 완화될 수 있다.

이하 도 23 내지 도 33을 참조하여, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12) 및 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)가 주파수 영역에 따라 스캔 순서를 변경하는 실시예들을 상술한다. 도 23 내지 도 31은 가로 및 세로 크기 8x8의 계수 블록 중 계수들의 스캔 순서를 도시한다.

도 23 는 8x8 변환 계수의 기존 스캔 순서를 도시한다.

가로세로 8x8의 변환 계수 블록(2310) 중, D1, D2, D9, D10, D13, D14, D17, D19, D26 및 D27만 0이 아닌 계수더라도, 기존 계수 스캔 순서에 따르면 계수 D1로부터 D16까지의 계수 길이는 27이다.

도 24 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 주파수 대역별 스캔 순서를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 주파수 대역에 따라 생성된 계수 블록별로 계수들을 스캔하도록 스캔 순서를 설정할 수 있다. 예를 들어, 가로세로 8x8의 계수 블록(2410)이 4분할된 계수 블록들(2420, 2430, 2440, 2450) 중, 수직 저주파수 대역의 두 계수 블록들(2420, 2430)이 0이 아닌 계수들을 포함하는 경우, 두 계수 블록들(2420, 2430)의 계수들을 블록별로 따로 스캔하도록 계수들의 스캔 순서가 설정될 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수들 중 주파수 대역에 따라 분할되는 계수 블록의 계수들을 계수 블록별로 따로 스캔하는 순서에 따라 계수들을 판독하여 복호화할 수 있다. 계수 길이는 15 + 5 = 20 이다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 생성된 주파수 대역의 계수들을 포함하는 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 설정하여 부호화할 수 있다. 부호화된 계수 블록 패턴 정보(Coded Coefficient Block Pattern; CCBP)는, 지그재그 순서로 나열된 계수 블록들에 대해, 각각의 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 비트가 계수 블록의 순서대로 나열된 값이다. 예를 들어, 계수 블록들(2420, 2430, 2440, 2450) 중, 수직 저주파수 대역의 두 계수 블록들(2420, 2430)이 0이 아닌 계수들을 포함하는 경우, 가로세로 8x8의 계수 블록(2410)에 대한 부호화된 계수 블록 패턴 정보(CCBP)는 1100으로 설정될 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 수신하고 판독하여, 0이 아닌 계수가 포함된 계수 블록을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 검색된 0이 아닌 계수가 포함된 계수 블록(2420, 2430)의 위치를 결정하고, 계수 블록들(2420, 2430) 중 스캔된 계수의 위치를 결정할 수도 있다.

도 25 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 주파수 대역 전체에 대한 스캔 순서를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 주파수 대역에 따라 생성된 계수 블록들 전체의 계수들을 함께 스캔하도록 스캔 순서를 설정할 수 있다. 예를 들어, 가로세로 8x8 계수 블록(2410) 중 두 계수 블록들(2420, 2430)의 계수들을 연속적으로 스캔하도록 계수 스캔 순서가 설정될 수 있다. 이 경우 계수 길이로 21이소요된다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수들 중 주파수 대역에 따라 분할되는 계수 블록의 계수들을 함께 스캔하는 순서에 따라 계수들을 판독하여 복호화할 수 있다.

도 26 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 중간 대역을 제외한 스캔 순서를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 입력 데이터의 총 계수들 중, 소정 주파수 대역의 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들을 스캔하도록, 스캔 순서를 설정할 수 있다. 예를 들어, 가로세로 8x8 계수 블록(2610)이 4분할된 계수 블록들(2620, 2630, 2640, 2650) 중, 0이 아닌 계수가 전혀 포함되지 않은 계수 블록(2630, 2640)을 제외하고, 수직 및 수평 최저 주파수 대역의 계수 블록(2620)과 수직 및 수평 최고 주파수 대역의 계수 블록(2650)의 계수들을 연속적으로 스캔하도록 스캔 순서가 설정될 수 있다. 이 경우, 부호화된 계수 블록 패턴 정보는 1001로 설정될 수 있으며, 최저 주파수 대역의 DC 성분 D1으로부터 D54까지의 계수 길이는 25이다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수 블록들의 모든 계수들을 연속적으로 스캔하는 계수 스캔 순서에 따라 계수들을 판독하여 복호화할 수 있다. 이 경우, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 수신받아 판독하여, 수신된 계수들이 전체 8x8 계수 블록(2610) 중 계수 블록들(2420, 2450)의 계수임을 확인할 수 있다.

도 27 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서에 관한 정보를 계수 블록의 가로, 세로 크기로 표현하는 실시예를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 계수의 스캔 범위에 해당하는 계수 블록의 크기에 관한 정보를 부호화할 수 있다. 계수 블록의 크기에 관한 정보는, 수평 방향 인덱스 X 및 수직 방향 인덱스 Y로 표현될 수 있다. 예를 들어, 가로세로 8x8의 계수 블록(2410) 중 0이 아닌 계수가 D1, D2, D9, D10, D13, D14, D17, D19, D26, D27인 경우, 스캔 범위를 결정하기 위해 계수 블록의 크기에 관한 정보는 X=6, Y=4로 설정될 수 있다. 최저 주파수 대역의 DC 성분 D1으로부터 D14까지의 계수 길이는 21이다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 계수 블록의 크기에 관한 정보에 기초하여, 스캔되어야 할 계수들이 포함되는 계수 블록을 결정할 수 있다.

도 28 은 8x8 변환 계수의 스캔 순서를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 계수 블록의 크기에 관한 정보를 수평 방향 인덱스 X 및 수직 방향 인덱스 Y로 표현할 수 있다. 예를 들어, 가로세로 8x8의 계수 블록(2810) 중 0이 아닌 계수가 D1, D9, D17 및 D25를 스캔하기 위한 계수 길이는 10이다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 계수 블록의 크기에 관한 정보로부터 수평 방향 인덱스 X 및 수직 방향 인덱스 Y를 획득하여, 스캔될 계수들이 포함된 계수 블록을 결정할 수 있다.

도 29 는 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서에 관한 정보를 계수 블록의 가로, 세로 중 하나의 크기로 표현하는 실시예를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(600)는 계수 블록의 크기에 관한 정보를 수평 방향 인덱스 X 및 수직 방향 인덱스 Y 중 어느 하나로 표현할 수 있다. 예를 들어, 8x8 계수 블록(2810) 중 0이 아닌 계수가 D1, D9, D17 및 D25인 경우, 수직 방향 인덱스 Y=4 만으로도, 스캔이 필요한 계수 블록(2920)이 결정될 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수들 D1, D9, D17 및 D25를 스캔하기 위해, 수신된 계수 블록의 크기에 관한 정보로부터 수직 방향 인덱스 Y=4만을 추출하여 스캔이 필요한 계수 블록(2920)을 결정할 수 있다. 이 경우 계수 블록(29200)의 계수 길이는 4로 감소한다.

도 30 은 8x8 변환 계수의 스캔 순서를 도시한다.

가로세로 8x8의 계수 블록(3010) 중 0이 아닌 계수 D1, D9, D10, D11, D25, D34 및 D42인 경우, 기존 지그재그 방식에 따르는 스캔 순서에 기초하여 계수 길이가 23이다.

도 31 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서에 관한 정보를 계수 블록의 가로, 세로 인덱스를 2의 배수로 표현하는 실시예를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(600)는 계수 블록의 크기에 관한 정보를 수평 방향 인덱스 X 및 수직 방향 인덱스 Y 를 2의 배수로 설정할 수 있다. 예를 들어, 가로세로 8x8의 계수 블록(3110) 중 0이 아닌 계수 D1, D9, D10, D11, D25, D34 및 D42인 경우, 계수들 D1, D9, D10, D11, D25, D34 및 D42을 포함하는 계수 블록(3120)만이 부호화되면 된다. 또한, 계수 블록(3120)의 크기 정보로서, 수평 방향 인덱스 X는 2의 배수인 4로, 수직 방향 인덱스 Y는 2의 배수인 6으로 설정될 수 있다. 이 경우 계수 길이는 19이다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 계수 블록의 크기에 관한 정보로부터 수신된 계수들이 포함되는 계수 블록의 크기를 알 수 있다. 계수 블록의 크기에 관한 정보로부터 2의 배수로 설정된 수평 방향 인덱스 X 및 수직 방향 인덱스 Y가 추출될 수 있다. 예를 들어, 수신된 계수 블록의 크기에 관한 정보로부터 수평 방향 인덱스 X=4 및 수직 방향 인덱스 Y=6의 정보가 추출된다면, 총 계수 블록(3110) 중 수신된 계수들 D1, D9, D10, D11, D25, D34 및 D42이 포함된 계수 블록(3120)의 크기 및 위치가 파악할 수 있다.

도 32 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서를 주파수 영역의 주파수 특성별로 변경하는 실시예를 도시한다.

b x b 수직 변환 기저 매트릭스(3210)로부터, 수직 저주파 대역으로부터 a/b 비율의 수직 주파수 대역에 대응되는 a x b 수직 변환 기저 매트릭스가 선택될 수 있다. 유사한 방식으로, c x c 수평 변환 기저 매트릭스(3220)로부터, 수평 저주파 대역으로부터 d/c 비율의 수평 주파수 대역으로 선택된 c x d 수평 변환 기저 매트릭스가 선택될 수 있다.

b x b 수직 변환 기저 매트릭스(3210) 및 c x c 수평 변환 기저 매트릭스(3220)를 가로세로 b x c의 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환을 수행한다면, 가로세로 b x c의 계수 블록(3230)이 생성된다.

본 발명의 일 실시예에 따라 선택적 주파수 영역에 기초하여 선택된 변환 기저를 이용하는 경우, a x b 수직 변환 기저 매트릭스 및 c x d 수평 변환 기저 매트릭스를 가로세로 b x c의 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 생성된 주파수 대역별 계수 블록들(3240, 3250, 3260) 중 계수들을 계수 블록별로 따로 스캔하는 스캔 순서에 따르면, DC 성분의 계수로부터 최고 주파수의 계수까지 계수 길이가 24가 소요된다.

또한 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10) 및 일 실시예에 따른 비디오복호화 장치(20)는, 계수 블록들(3240, 3250, 3260) 각각에 대해 개별적으로 스캔 순서를 변경할 수 있다. 예를 들어, 계수 블록(3260)의 주파수 특성에 따라 수직 주파수 대역이 우세하다면, 스캔 순서가 계수 블록(3270)으로부터 계수 블록(3260)와 같이 변경될 수 있다.

도 33 은 일 실시예에 따라 생성된 8x8 변환 계수의 스캔 순서 중, 중간 주파수 대역을 제외한 주파수 영역의 계수들을 스캔하는 실시예를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, b x b 수직 변환 기저 매트릭스(3310) 및 c x c 수평 변환 기저 매트릭스(3320)로부터, 수직 주파수 대역 및 수평 주파수 대역에 따라 선택된 선택적 수직 주파수 변환 기저 및 선택적 수평 주파수 변환 기저를 선택할 수 있다.

가로세로 b x c의 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환을 수행한다면, 가로세로 b x c의 계수 블록(3330, 3340)이 생성된다. 계수 블록(3330) 중 0이 아닌 계수를 스캔하기 위해서는, DC 성분의 계수로부터 최고 주파수의 계수까지 계수 길이가 30이 소요된다.

본 발명의 일 실시예에 따라 선택적 주파수 영역에 기초하여 선택된 변환 기저를 이용하는 경우, 선택적 수직 주파수 변환 기저 및 선택적 수평 주파수 변환 기저를 가로세로 b x c의 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 수직 변환 기저(3310)의 수직 주파수 대역을 4등분하여 2번째 대역 및 4번째 대역을 제외하도록 선택적 수직 주파수 변환 기저들이 선택하고, 수평 변환 기저(3320)의 수평 주파수 대역을 4등분하여 3번째 대역을 제외하도록 선택적 수평 주파수 변환 기저들이 선택될 수 있다.

일 실시예에 따라 선택된 선택적 수직 주파수 변환 기저들 및 선택적 수평 주파수 변환 기저들을 이용한 주파수 변환에 의해 계수 블록들(3350, 3360, 3370, 3380)이 생성될 수 있다. 전체 계수 블록(3340) 중 0이 아닌 계수들을 포함하는 주파수 대역별 계수 블록들(3350, 3360, 3370, 3380)에 대한 계수 스캔 순서는, 계수 블록들(3350, 3360, 3370, 3380)의 계수들을 연속적으로 스캔하도록 설정될 수 있다. 이 경우 계수 길이는 19로 감소할 수 있다.

도 34 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 3410에서, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 입력된다. 입력 픽처가, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방식에 의해 부호화되는 경우, 변환 단위의 영상 데이터가 입력될 수도 있다.

단계 3420에서, 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 주파수 변환이 수행되고, 선택적 주파수 영역의 계수가 생성될 수 있다. 소정 주파수 영역은, 소정 주파수 대역, 소정 크기의 계수 블록, 소정 계수, 소정 주파수 대역을 제외한 나머지 대역 등으로 설정될 수 있다. 변환 기저로부터, 소정 주파수 영역에 대응하도록 선택된 수직 주파수 변환 기저 및 수평 주파수 변환 기저를 입력 데이터에 적용하여 주파수 변환을 수행함으로써, 선택적 주파수 영역의 계수가 생성될 수 있다. 정사각 변환 기저 및 직사각 변환 기저에 대해 가능하고, 수직 주파수 변환 기저 및 수평 주파수 변환 기저가 별개의 변환 기저로부터 선택될 수도 있으며, 별개의 주파수 대역에 대응하도록 선택될 수도 있다.

단계 3430에서, 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 계수가 출력될 수 있다. 전체 계수 블록 중 주파수 영역별로 선택적으로 생성된 계수들을 위주로 스캔하도록 스캔 순서가 변경될 수 있으며, 변경된 스캔 순서에 따라 계수들이 출력될 수도 있다. 또한, 변환 기저의 종류, 선택된 주파수 대역 등의 선택적 주파수 영역 변환의 세부 방식에 관한 정보, 부호화된 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부에 관한 부호화된 계수 블록 패턴 정보, 스캔 순서에 관한 정보 등이 부호화되어 전송될 수도 있다.

도 35 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 3510에서, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수가 수신된다. 변환 기저의 종류, 선택된 주파수 대역 등의 선택적 주파수 영역 변환의 세부 방식에 관한 정보, 부호화된 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부에 관한 부호화된 계수 블록 패턴 정보, 스캔 순서에 관한 정보 등이 수신될 수도 있다. 부호화된 계수 블록 패턴 정보 및 스캔 순서에 관한 정보에 기초하여, 수신된 계수가 변경된 스캔 순서에 따라 판독될 수 있다.

단계 3520에서, 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환이 수행되고, 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 생성된다.

선택적 주파수 영역에 관한 정보 및 스캔 순서에 관한 정보가 수신되면, 스캔 순서 및 선택된 주파수 영역에 관한 정보를 이용하여, 수신된 계수의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 선택된 주파수 영역별로 적용된 변환 기저에 관한 정보를 검색하여, 수신된 계수의 주파수 역변환이 수행될 수 있다. 수신된 계수들만의 주파수 역변환에 의해서도 원본 영상 데이터가 복원될 수 있다.

단계 3530에서, 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처가 복원된다.

이하 도 36 내지 42을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다.

도 36 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따라 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는 영상 데이터 입력부(3610), 데이터 소단위 분할부(3620), 데이터 소단위 주파수 변환부(3630) 및 데이터 소단위 계수 출력부(3640)를 포함한다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 입력부(3610)는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는다. 입력 픽처의 데이터 단위는, 입력 픽처의 영상 데이터를 주파수 변환을 위해 소정 크기로 분할된 단위이다. 입력된 소정 데이터 단위의 영상 데이터는 정사각형 블록 또는 직사각형 블록의 데이터일 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 분할부(3640)는 입력 데이터를 복수 개의 데이터 소단위들로 분할한다. 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환부(3630)는, 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 데이터 소단위별 계수를 생성한다. 일 실시예에 다른 데이터 소단위 계수 출력부(3640)는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 데이터 소단위별로 생성된 계수를 출력한다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는, 데이터 소단위별로 생성된 계수 블록의 계수들을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다. 예를 들어, 입력 데이터의 총 계수들 중 소정 데이터 소단위별 계수 블록의 계수들을, 데이터 소단위별 계수 블록들을 개별적으로 스캔하도록, 데이터 소단위별 계수 블록들의 계수들 전체를 연속적으로 스캔하도록, 또는 소정 데이터 소단위별 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들을 스캔하도록, 계수 스캔 순서가 변경될 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는, 스캔을 위한 데이터 소단위의 크기에 관한 정보를 부호화할 수 있다. 또한, 데이터 소단위별 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부에 관한 부호화된 계수 블록 패턴 정보가 부호화될 수 있다. 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는 변경된 스캔 순서에 따라, 엔트로피 부호화를 위한 스캔 순서도 변경될 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 데이터 소단위 계수 출력부(13)는, 변경된 계수 스캔 순서에 기초하여 데이터 소단위별로 생성된 계수들을 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는 데이터 소단위의 크기, 개수, 데이터 소단위별 변환 기저의 종류 등의 데이터 소단위 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 부호화하여 전송할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환부(3630)는, 분할-병합 주파수 변환을 위해, 데이터 소단위 주파수 변환에 의해 생성된 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들을 병합하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들을 합산하거나, 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들에 대해 주파수 변환을 수행함으로써, 데이터 소단위별 계수 블록들을 병합하는 분할-병합 주파수 변환이 수행될 수 있다. 즉, 데이터 소단위 주파수 변환에 연속적으로 분할-병합 주파수 변환이 수행될 수 있다.

일 실시예에 따라 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)가, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방식에 이용되는 경우, 영상 데이터 입력부(3610)에 입력되는 소정 데이터 단위의 영상 데이터는, 현재 최대 부호화 단위 중 현재 부호화 단위의 현재 변환 단위의 잔차 성분일 수 있다.

도 37 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3710)는, 계수 수신부(3710), 데이터 소단위 계수 생성부(3720), 데이터 소단위 역변환부(3730) 및 픽처 복원부(3740)를 포함한다.

일 실시예에 따른 계수 수신부(3710)는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신한다. 수신한 계수가 포함된 소정 데이터 단위는, 픽처에 관하여 수신한 영상 데이터의 계수들이 주파수 역변환을 위하여 분할된 데이터 단위일 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 계수 생성부(3720)는 계수 수신부(3710)로 수신된 계수를 이용하여 복수 개의 데이터 소단위들의 계수를 생성한다. 일 실시예에 따른 데이터 소단위 역변환부(3730)는, 데이터 소단위 계수 생성부(3720)에 의해 생성된 데이터 소단위별 계수들을 입력받고, 데이터 소단위의 계수들마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성한다. 일 실시예에 따른 픽처 복원부(3740)는, 데이터 소단위 역변환부(3730)에 의해 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처를 복원한다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700)는 데이터 소단위의 크기, 개수, 데이터 소단위별 변환 기저의 종류 등의 데이터 소단위 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 수신하여 판독할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700)는, 스캔 순서에 관한 정보를 수신하여 판독함으로써, 변경된 스캔 순서를 분석할 수도 있다. 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700)는, 수신된 데이터 소단위별 계수 블록의 계수들을, 수신된 데이터 소단위별 계수 블록들을 개별적으로, 또는 수신된 계수 블록들의 데이터 소단위별 계수들을 연속적으로 스캔하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700)는, 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700)는, 주파수 영역에 따라 생성된 계수들을 포함하는 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 수신할 수 있다.

이 경우 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 0이 아닌 계수가 존재하는 계수 블록만을 스캔하도록, 계수 블록의 계수들의 스캔 순서를 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 계수 생성부(3720)는, 분할-병합 주파수 변환된 계수를 수신한 경우, 수신된 계수를 데이터 소단위들의 개수만큼 복사하여, 수신된 계수를 복수 개의 데이터 소단위들로 분류할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 데이터 소단위 계수 생성부(3720)는, 수신된 계수에 대해 주파수 역변환을 수행함으로써, 분할-병합 주파수 변환된 계수를 복수 개의 데이터 소단위들로 분류할 수 있다.

도 38 은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환의 개념을 도시한다.

일 실시예에 따라 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600) 및 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3710)가, 도 38를 참조하여 설명되는 데이터 소단위 주파수 변환 및 역변환 방식을 따른다.

설명의 편의를 위해 도 38을 참조하여, 1차원 데이터에 대한 주파수 변환 및 역변환이 상술되지만, 1차원 데이터에 대한 주파수 변환 및 역변환이 수평 주파수 방향 및 수직 주파수 방향으로 연속적으로 수행되면 2차원 데이터에 대한 주파수 변환 및 역변환이 수행될 수 있다.

샘플 길이 N의 입력 데이터(3810)를 K개의 샘플 길이 M의 데이터 소단위들로 분할하여, 각각의 데이터 소단위에 대해 주파수 변환이 수행되면 데이터 소단위별 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)이 생성된다. 데이터 소단위들은, 입력 데이터(3810)의 샘플 순서대로 샘플 길이 M씩 분할할 수도 있고, 소정 분할 규칙에 따라 M개의 샘플을 포함하도록 분류될 수도 있다. 데이터 소단위별 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)의 파티션 인덱스가 0, 1, 2,..., k, ..., K로 할당된다.

이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform;DCT)에 따라 샘플 길이 N의 데이터에 대한 변환식(3870)과 비교하면, 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환에 따른 변환식(3880)은, 파티션 인덱스 K인 샘플 길이 M의 데이터 소단위에 대한 주파수 변환을 위한 수식이다.

즉, x(j)가 인덱스 K인 샘플 길이 M의 데이터 소단위의 데이터를 나타내고, Z(i, M, N, K)는 인덱스 K인 샘플 길이 M의 데이터 소단위에 대한 파티션 인덱스 K인 계수 파티션을 나타낸다. 데이터 소단위 주파수 변환에 따른 변환식(3880)의 Z(i, M, N, K) 중 파티션 인덱스 K가 k(=0,1,2,..., K)로 대체되면, 즉 Z(i, M, N, k)는 임의의 파티션 인덱스의 데이터 소단위에 대한 변환 계수이다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환에 따른 변환식(3880)의 역과정에 의해, 데이터 소단위 주파수 변환에 의한 계수 파티션 Z(i, M, N, k)의 주파수 역변환이 가능하다.

일 실시예에 따라 데이터 소단위 주파수 변환에 따른 변환식(3880)에 기초하는 Z(i, M, N, k)는 파티션 인덱스 0, 1, 2,..., k,..., K의 모든 데이터 소단위들에 대한 변환 기저를 이산 코사인 기저를 적용한 결과지만, 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환은 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 이용할 수도 있다.

이에 따라, 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는, 입력된 데이터를 공간 도메인에서 복수 개로 분할한 데이터 소단위들에 대해 주파수 변환을 수행하여, 데이터 소단위별 계수를 생성한다. 또한, 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700)는, 복수 개의 데이터 소단위별 계수들에 대해 주파수 역변환을 수행하여 공간 도메인에서 병합함으로써 원본 영상 데이터를 복원할 수 있다.

하나의 큰 데이터 단위에 대한 주파수 변환 또는 역변환에 비해, 하나의 큰 데이터 단위를 소정 개수의 작은 데이터 단위들로 분할하여 소정 개수의 횟수만큼 주파수 변환 또는 역변환을 수행하는 것이, 연산량 및 연산의 복잡도 면에서 유리하다. 따라서, 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600) 및 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3710)는, 주파수 변환 및 역변환의 연산 복잡도 및 연산량을 경감시킬 수 있다.

도 39 은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 분할-병합 주파수 변환의 개념을 도시한다.

일 실시예에 따른 분할 병합 주파수 변환은, 큰 공간 영역을 복수 개의 작은 공간 영역으로 분할하고, 복수 개의 작은 공간 영역에 대한 변환 계수들을 하나의 주파수 영역의 변환 계수들로 병합하는 방식에 따른다. 여기서 큰 공간 영역으로부터 분할된 복수 개의 작은 공간 영역에 대한 변환 계수들은, 도 38에서 개시한 데이터 소단위 주파수 변환에 의해 생성될 수 있다.

즉, 샘플 길이 N의 입력 데이터(3810)를 K개의 샘플 길이 M의 데이터 소단위들로 분할하고, 데이터 소단위별 주파수 변환을 통해 생성된 K개의 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)이 병합됨으로써, 한 개의 샘플 길이 M의 계수 파티션(3970)이 생성될 수 있다. 이 경우, K개의 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)의 병합은, 계수 파티션들의 단순 합산에 의하거나, 계수 파티션들에 대한 또 다른 주파수 변환에 의할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는 한 개의 샘플 길이 M의 계수 파티션(3970)을 부호화하여 전송할 수 있다.

도 40 은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 분할-병합 주파수 변환의 역변환의 개념을 도시한다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700)는 한 개의 샘플 길이 M의 계수 파티션(3970)을 수신할 수 있다. 분할-병합 주파수 역변환을 위해, 분할-병합 주파수 변환에 의해 생성된 한 개의 샘플 길이 M의 계수 파티션(3970)의 계수들을 분리하여 K개의 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)이 복원되어야 한다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 계수 생성부(3720)은, 계수 파티션(3970)의 계수들은, K개의 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)의 동일한 위치로 복사하거나, 계수 파티션(3970)의 계수들에 대해 또 다른 주파수 역변환을 수행함으로써 K개의 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)을 생성할 수도 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 역변환부(3730)는, K개의 계수 파티션들(3820, 3830, 3840, 3850, 3860)에 대해 데이터 소단위 역변환을 수행한 후 병합함으로써 샘플 길이 N의 원본 영상 데이터(4010)가 복원될 수 있다.

도 41 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 4110에서, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 입력된다. 입력 픽처의 소정 데이터 단위는 주파수 변환을 위한 데이터 단위일 수 있다.

단계 4120에서, 입력 데이터가 복수 개의 데이터 소단위들로 분할된다. 단계 4130에서, 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 데이터 소단위별 계수가 생성된다. 데이터 소단위별 주파수 변환을 위한 변환식(3880)이 이용될 수 있다.

단계 4140에서, 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 데이터 소단위별로 생성된 계수가 출력된다. 이 때 분할-병합 주파수 변환에 의해, 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들은 병합되어 출력될 수 있다. 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들이 합산되거나, 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들에 대해 또 다른 주파수 변환을 수행함으로써, 입력 데이터에 대한 분할-병합 주파수 변환에 의한 계수가 출력될 수 있다. 또한, 스캔 순서에 관한 정보, 데이터 소단위 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보 및 부호화된 계수 블록 패턴 정보가 부호화되어 출력될 수 있다.

도 42 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 4210에서, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수가 수신된다. 변환 기저의 종류, 데이터 소단위의 길이 및 개수 등의 데이터 소단위 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보, 부호화된 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부에 관한 부호화된 계수 블록 패턴 정보, 스캔 순서에 관한 정보 등이 수신될 수도 있다. 부호화된 계수 블록 패턴 정보 및 스캔 순서에 관한 정보에 기초하여, 수신된 계수가 변경된 스캔 순서에 따라 판독될 수 있다.

단계 4220에서, 단계 4210에서 수신된 계수를 이용하여 복수 개의 데이터 소단위들의 계수가 생성된다. 분할-병합 주파수 변환된 계수가 수신된 경우, 수신된 계수를 데이터 소단위들의 개수만큼 복사함으로써, 수신된 계수가 복수 개의 데이터 소단위들로 분류될 수 있다. 또한 수신된 계수에 대해 또 다른 주파수 역변환이 수행됨으로써, 분할-병합 주파수 변환된 계수가 복수 개의 데이터 소단위들로 분류할 수 있다.

단계 4230에서, 단계 4220에서 생성된 데이터 소단위별 계수들가 입력되고, 데이터 소단위의 계수들마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환이 수행되어, 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 생성된다. 단계 4240에서, 단계 4230에서 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처가 복원된다.

이하 도 43 내지 46을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 중 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다.

도 43 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4300)는, 영상 데이터 입력부(4310), 축소 주파수 변환부(4320) 및 축소 주파수 변환 계수 출력부(4330)를 포함한다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 입력부(4310)는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는다. 입력 픽처의 데이터 단위는, 입력 픽처의 영상 데이터를 주파수 변환을 위해 소정 크기로 분할된 단위이다. 입력된 소정 데이터 단위의 영상 데이터는 정사각형 블록 또는 직사각형 블록의 데이터일 수 있다.

일 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4320)는, 영상 데이터 입력부(4310)에 의해 입력된 입력 데이터에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합되어 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행함으로써, 입력 데이터에 대한 축소 주파수 변환에 의한 계수를 생성한다. 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환 계수 출력부(4330)는, 축소 주파수 변환부(4320)에 의해 생성된 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력한다.

제 1 크기보다 제 2 크기가 클 때, 일 실시예에 따른 영상 데이터 입력부(4310)가 제 2 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 데이터를 입력받는 경우, 이하 축소 주파수 변환의 세 가지 실시예가 개시된다.

제 1 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4320)는 제 1 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스(C) 및 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 공간적 축소 매트릭스(F)가 결합된 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 제 1 직사각 변환 기저(D = C·F)를 적용한 축소 주파수 변환을 수행할 수 있다.

따라서 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터에 대해 제 1 직사각 변환 기저(D)에 의한 축소 주파수 변환이 수행되는 경우, 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터가 축소 매트릭스(F)에 의해 가로세로 제 1 크기의 공간 데이터로 변환되고, 제 1 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스(C)가 적용됨으로써 주파수 변환이 수행되어, 가로세로 제 1 크기의 변환 계수가 생성될 수 있다. 여기서 변환 기저 매트릭스(C)는 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환의 변환 기저 매트릭스를 이용할 수도 있다.

제 2 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4320)는 소정 주파수 영역을 선택하기 위한 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 매트릭스(F') 및, 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스(C')가 결합된, 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 제 2 직사각 변환 기저(D' = F'·C')를 적용한 축소 주파수 변환을 수행할 수 있다.

따라서, 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터에 대해 제 1 직사각 변환 기저(D')에 의한 축소 주파수 변환을 수행하는 경우, 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스(C')에 의해 주파수 변환이 수행되어 가로세로 제 2 크기의 계수 블록이 생성되고, 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 매트릭스(F')가 적용됨으로써 제 2 크기 중 제 1 크기의 비율로 주파수 대역이 선택되어, 가로세로 제 1 크기의 변환 계수가 생성될 수 있다.

제 3 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4320)는, 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터에 대해 동일한 크기의 변환 기저 매트릭스를 이용한 주파수 변환 후 양자화를 수행한 결과, 고주파 성분이 모두 0이 되는 경우에만 선택적으로 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 축소 주파수 변환 매트릭스를 적용한 축소 주파수 변환을 수행할 수 있다.

따라서, 축소 주파수 변환의 제 1, 2 및 3 실시예들에 의하면, 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터에 대해 가로세로 제 1 크기의 변환 계수가 생성되므로 연산량 및 전송 비트레이트가 절감될 수 있다.

일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4300)는 분해된 변환 기저의 종류, 축소 주파수 변환의 실시예의 종류 등의 축소 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 부호화하여 전송할 수 있다.

일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는, 생성된 계수 블록의 계수들만을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경할 수 있다. 예를 들어, 입력 데이터의 총 계수들 중 소정 계수 블록의 계수들을, 축소 주파수 변환에 의한 생성된 계수 블록별로 개별적으로 스캔하도록, 생성된 계수 블록들의 모든 계수들을 연속적으로 스캔하도록, 또는 소정 데이터 소단위별 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들을 스캔하도록, 계수 스캔 순서가 변경될 수 있다.

일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600)는, 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보를 부호화할 수 있다. 또한, 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부에 관한 부호화된 계수 블록 패턴 정보가 부호화될 수 있다. 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4300)는 변경된 스캔 순서에 따라, 엔트로피 부호화를 위한 스캔 순서도 변경될 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 데이터 소단위 계수 출력부(13)는, 데이터 소단위별로 생성된 계수들을 변경된 계수 스캔 순서에 기초하여 출력할 수 있다.

도 44 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(4400)는, 계수 수신부(4410), 축소 주파수 역변환부(4420) 및 픽처 복원부(4430)를 포함한다.

일 실시예에 따른 계수 수신부(4410)는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신한다. 수신한 소정 데이터 단위의 계수는, 픽처에 관하여 수신한 영상 데이터의 계수들이 주파수 역변환을 위하여 분할된 데이터 단위일 수 있다.

일 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4420)는, 계수 수신부(4410)에 의해 수신된 계수에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합되어 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 축소 주파수 역변환에 의한 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성한다.

일 실시예에 따른 픽처 복원부(4430)는, 축소 주파수 역변환부(4420)에 의해 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처를 복원한다.

제 1 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4420)는 제 1 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스(C) 및 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 공간적 축소 매트릭스(F)가 결합된 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 제 1 직사각 변환 기저(D = C·F)를 이용하여, 축소 주파수 역변환을 수행할 수 있다. 여기서 변환 기저 매트릭스(C)는 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환의 변환 기저 매트릭스를 이용할 수도 있다.

제 2 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4420)는 소정 주파수 영역을 선택하기 위한 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 매트릭스(F) 및, 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스(C')가 결합된, 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 제 2 직사각 변환 기저(D' = F'·C')를 이용하여, 축소 주파수 역변환을 수행할 수 있다.

제 3 실시예에 따르면, 계수 수신부(4410)가 제 1 크기의 가로 및 제 2 크기의 세로의 축소 주파수 변환 매트릭스를 적용한 축소 주파수 변환에 의해 생성된 가로세로 제 1 크기의 계수 블록을 수신한 경우, 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터에 대해 동일한 크기의 변환 기저 매트릭스를 이용한 주파수 변환 후 양자화의 결과, 고주파 성분이 모두 0인 경우임을 예상할 수 있다. 따라서, 제 3 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4420)는, 수신된 가로세로 제 1 크기의 계수 블록만을 이용하여 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터를 복원할 수 있다.

일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(4400)는 분해된 변환 기저의 종류, 축소 주파수 변환의 실시예의 종류 등의 축소 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 수신하여 판독할 수 있다. 일 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4420)는 판독된 축소 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보에 기초하여, 주파수 역변환을 수행할 수 있다.

변환 기저의 종류, 선택된 주파수 대역 등의 선택적 주파수 영역 변환의 세부 방식에 관한 정보, 부호화된 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부에 관한 부호화된 계수 블록 패턴 정보, 스캔 순서에 관한 정보 등이 수신될 수도 있다. 부호화된 계수 블록 패턴 정보 및 스캔 순서에 관한 정보에 기초하여, 수신된 계수가 변경된 스캔 순서에 따라 판독될 수 있다.

축소 주파수 역변환부(4420)가, 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환이 수행되고, 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 생성된다. 선택적 주파수 영역 변환의 세부 방식에 관한 정보, 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여, 현재 계수들에 대한 주파수 역변환이 수행될 수 있다.

축소 주파수 변환에 관한 세부 정보 및 스캔 순서에 관한 정보가 수신되면, 스캔 순서 및 축소된 변환 기저에 관한 정보를 이용하여, 수신된 계수의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 선택된 주파수 영역별로 적용된 변환 기저에 관한 정보를 검색하여, 수신된 계수의 주파수 역변환이 수행될 수 있다. 수신된 계수들만의 주파수 역변환에 의해서도 원본 영상 데이터가 복원될 수 있다.

축소 주파수 역변환의 제 1, 2 및 3 실시예들에 의하면, 가로세로 제 1 크기의 계수 블록에 대한 주파수 역변환으로 인해 가로세로 제 2 크기의 영상 데이터가 복원될 수 있으므로 연산량이 절감될 수 있다.

도 45 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 4510에서, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 입력된다. 입력 픽처의 데이터 단위는, 입력 픽처의 영상 데이터를 주파수 변환을 위해 소정 크기로 분할된 단위이며, 정사각형 블록 또는 직사각형 블록의 데이터일 수 있다. 입력 픽처가, 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방식에 따라 부호화되는 경우, 변환 단위의 영상 데이터가 축소 주파수 변환을 위해 입력될 수 있다.

단계 4520에서, 단계 4510의 입력 데이터에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합되어 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환이 수행되어, 입력 데이터에 대한 축소 주파수 변환에 의한 계수가 생성된다. 축소 주파수 변환의 실시예로서, i) 가로세로 MxM의 변환 기저 및 가로세로 MxN의 공간적 축소 매트릭스가 결합된, 가로세로 MxN의 제 1 직사각 변환 기저를 이용하는 제 1 실시예, ii) 가로세로 MxN의 주파수 영역 선택 매트릭스 및 가로세로 MxM의 변환 기저 매트릭스가 결합된, 가로세로 MxN의 제 2 직사각 변환 기저를 이용하는 제 2 실시예 및 iii) 가로세로 NxN의 변환 기저 매트릭스를 이용한 주파수 변환 후 양자화의 결과, 고주파 성분이 모두 0인 경우에 축소 주파수 역변환을 수행하는 제 3 실시예가 있을 수 있다.

단계 4530에서, 단계 4520에서 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수가 출력된다. 생성된 계수 또는 계수 블록들만이 스캔되도록 스캔 순서가 변경될 수 있다.

변환 기저의 종류, 축소 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보, 부호화된 계수 블록에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부에 관한 부호화된 계수 블록 패턴 정보, 스캔 순서에 관한 정보 등이 부호화되어 전송될 수도 있다.

도 46 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 위해 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 4610에서, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수가 수신된 소정 데이터 단위의 계수는, 픽처에 관하여 수신한 영상 데이터의 계수들이 주파수 역변환을 위하여 분할된 데이터 단위일 수 있다. 축소 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보, 부호화된 계수 블록 패턴 정보 및 스캔 순서에 관한 정보가 수신될 수 있다. 부호화된 계수 블록 패턴 정보 및 스캔 순서에 관한 정보에 기초하여, 수신된 계수가 변경된 스캔 순서에 따라 판독될 수 있다.

단계 4620에서, 단계 4610에서 수신된 계수에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환이 수행되어, 축소 주파수 역변환에 의한 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 생성된다. 축소 주파수 역변환의 실시예들은, i) 가로세로 MxM의 변환 기저 및 가로세로 MxN의 공간적 축소 매트릭스가 결합된, 가로세로 MxN의 제 1 직사각 변환 기저를 이용하는 제 1 실시예, ii) 가로세로 MxN의 주파수 영역 선택 매트릭스 및 가로세로 MxM의 변환 기저 매트릭스가 결합된, 가로세로 MxN의 제 2 직사각 변환 기저를 이용하는 제 2 실시예 및 iii) 가로세로 NxN의 변환 기저 매트릭스를 이용한 주파수 변환 후 양자화의 결과, 고주파 성분이 모두 0인 경우에 축소 주파수 역변환을 수행하는 제 3 실시예를 포함할 수 있다. 수신된 축소 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보에 기초하여, 변환 기저의 종류 등이 결정될 수 있다.

단계 4630에서, 단계 4620에 의해 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처가 복원된다. 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방식에 따르는 영상의 비디오 주파수 역변환의 경우, 수신된 계수 블록에 대한 비디오 주파수 역변환으로 인해 복원되는 영상 데이터는, 변환 단위의 영상 데이터일 수 있다.

이하 도 47 내지 50을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다.

도 47 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4700)는, 영상 데이터 입력부(4710), 저복잡도 주파수 변환부(4720) 및 변환 계수 출력부(4730)를 포함한다. 저복잡도 주파수 변환부(4720)는, 선택적 주파수 영역 변환부(4722), 데이터 소단위 주파수 변환부(4724) 및 축소 주파수 변환부(4726)를 포함한다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 입력부(4710)는, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는다. 입력 픽처의 데이터 단위는, 입력 픽처의 영상 데이터를 주파수 변환을 위해 소정 크기로 분할된 단위이다. 입력된 소정 데이터 단위의 영상 데이터는 정사각형 블록 또는 직사각형 블록의 데이터일 수 있다. 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방식에 따른 주파수 변환인 경우, 입력 데이터는 변환 단위의 영상 데이터일 수 있다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환부(4720)는, 영상 데이터 입력부(4710)에 의해 입력된 입력 데이터에 대하여, 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합되어 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 변환 중 하나를 선택적으로 수행한다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환부(4720)의 선택에 따라, 입력 데이터는 선택적 주파수 영역 변환부(4722), 데이터 소단위 주파수 변환부(4724) 및 축소 주파수 변환부(4726) 중 하나로 입력된다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(4722)는, 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 선택적 주파수 영역의 계수를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(4722)는 도 1 내지 35를 참조하여 전술된 선택적 주파수 영역 변환을 따를 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(4722)는 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환부(12)에 상응할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환부(4724)는, 입력 데이터가 복수 개의 데이터 소단위들로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 데이터 소단위별 계수를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환부(4724)는, 도 36 내지 42을 참조하여 전술된 데이터 소단위 주파수 변환을 따를 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환부(4724)는 일 실시예에 다른 데이터 소단위 주파수 변환부(3620)에 상응할 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4726)는, 입력 데이터에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합되어 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 입력 데이터에 대한 축소 주파수 변환에 의한 계수를 생성한다. 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4726)는, 도 43 내지 46을 참조하여 전술된 축소 주파수 변환을 따를 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4726)는 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환부(4320)에 상응할 수 있다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환부(4720)는, 선택된 주파수 변환에 의해 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하여 변환 계수 출력부(4730)으로 출력한다.

또한 일 실시예에 따른 변환 계수 출력부(4730)는, 데이터 단위별로 선택된 저복잡도 주파수 변환 방식 선택에 관한 정보를 부호화하여 전송할 수도 있다. 또한, 선택적으로 수행된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 변환 정보를 부호화하여 전송할 수 있다. 변환 정보는, 픽처, 프레임, 부호화 단위, 변환 단위 등의 소정 데이터 단위별로 설정될 수도 있다. 또한, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4700)는, 부호화된 계수 블록 패턴 정보 및 스캔 순서에 관한 정보 등을 부호화하여 전송할 수도 있다.

일 실시예에 따른 변환 계수 출력부(4730)는, 저복잡도 주파수 변환부(4720)에 의해 생성된 변환 계수를 출력한다. 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4700)는, 생성된 계수 블록 또는 계수가 스캔될 수 있도록 스캔 순서를 변경할 수 있다. 변경된 스캔 순서에 따라 엔트로피 부호화의 순서를 변경될 수도 있으며, 변환 계수의 출력 순서도 변경될 수 있다.

예를 들어, 스캔 순서는, 생성된 계수 블록들을 개별적으로 스캔하거나, 계수 블록들의 계수들을 연속적으로 스캔하도록 스캔 순서가 변경될 수 있다. 계수 블록의 크기에 관한 정보는 부호화될 수도 있다. 생성된 계수 블록별로, 주파수 특성에 따라 계수 스캔 순서가 변경되거나, 입력 데이터의 총 계수들 중에서 생성된 계수들만이 스캔되도록, 또는 입력 데이터의 총 계수들 중에서 소정 주파수 대역의 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들이 스캔되어 부호화되도록 계수 스캔 순서가 변경될 수도 있다. 또한, 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 0이 아닌 계수가 존재하는 계수 블록이 스캔되도록, 계수 스캔 순서가 변경될 수 있다.

도 48 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(4800)는, 계수 수신부(4810), 저복잡도 주파수 변환부(4820) 및 픽처 복원부(4830)를 포함한다. 저복잡도 주파수 변환부(4820)는, 선택적 주파수 영역 역변환부(4822), 데이터 소단위 역변환부(4824) 및 축소 주파수 역변환부(4826)를 포함한다.

일 실시예에 따른 계수 수신부(4810)는, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신한다. 수신한 소정 데이터 단위의 계수는, 픽처에 관하여 수신한 영상 데이터의 계수들이 주파수 역변환을 위하여 분할된 데이터 단위일 수 있다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환부(4820)는, 계수 수신부(4810)에 의해 수신된 계수에 대하여, 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 역변환, 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 역변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 역변환 중 하나를 선택적으로 수행한다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(4800)는, 수신된 계수 블록 또는 계수가 스캔될 수 있도록 스캔 순서를 변경할 수 있다. 변경된 스캔 순서에 따라 엔트로피 복호화의 순서를 변경될 수도 있다. 예를 들어, 스캔 순서는, 수신된 계수 블록들을 개별적으로 스캔하거나, 계수 블록들의 계수들을 연속적으로 스캔하도록 스캔 순서가 변경될 수 있다. 수신된 계수 블록별로, 주파수 특성에 따라 계수 스캔 순서가 변경되거나, 입력 데이터의 총 계수들 중에서 수신된 계수들만이 스캔되도록, 또는 입력 데이터의 총 계수들 중에서 소정 주파수 대역의 계수 블록들을 제외하는 계수 블록들이 스캔되어 복호화될 수 있도록 계수 스캔 순서가 변경될 수 있다. 또한, 수신된 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 0이 아닌 계수가 존재하는 계수 블록을 따르는 순서로 계수들이 스캔될 수도 있다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 역변환부(4820)의 선택에 따라, 수신된 계수는 선택적 주파수 영역 역변환부(4822), 데이터 소단위 역변환부(4824) 및 축소 주파수 역변환부(4826) 중 하나로 입력된다. 데이터 단위별로 수신된 저복잡도 주파수 변환 선택에 관한 정보가 수신된 경우, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 역변환부(4820)는, 현재 데이터 단위에 대한 저복잡도 주파수 변환 방식 선택에 관한 정보를 이용하여, 수신된 계수를 선택적 주파수 영역 역변환부(4822), 데이터 소단위 역변환부(4824) 및 축소 주파수 역변환부(4826) 중 하나로 입력시킬 수도 있다.

선택된 주파수 변환 방식에 관한 정보, 예를 들어, 선택적 주파수 영역 변환에 의한 계수가 수신된 경우에는 선택된 주파수 대역의 범위, 개수, 계수 블록 크기, 변환 기저의 종류 등에 관한 정보가 수신될 수 있다. 데이터 소단위 변환에 의한 계수가 수신된 경우에는 데이터 소단위 분할 개수, 변환 기저의 종류 등에 관한 정보가 수신될 수 있다. 또한, 축소 주파수 변환에 의한 계수가 수신된 경우, 분해된 변환 기저의 종류, 축소 주파수 변환 기법 등에 관한 정보가 수신될 수 있다. 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 역변환부(4820)는, 주파수 변환 방식에 관한 정보에 기초하여, 선택된 주파수 변환 방식에 따른 주파수 역변환을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(4822)는, 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(4822)는 도 1 내지 35를 참조하여 전술된 선택적 주파수 영역 변환에 따른다. 또한, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(4822)는 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 역변환부(22)에 상응할 수 있다.

일 실시예에 따른 데이터 소단위 역변환부(4824)는, 수신된 계수를 이용하여 복수 개의 데이터 소단위들의 계수를 생성하여, 데이터 소단위의 계수들마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 역변환부(4824)는, 도 36 내지 42을 참조하여 전술된 데이터 소단위 주파수 변환을 따를 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 역변환부(4824)는 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 역변환부(3720)에 상응할 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4826)는, 수신된 계수에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합되어 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 축소 주파수 역변환에 의한 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성한다. 일 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4826)는, 도 43 내지 46을 참조하여 전술된 축소 주파수 변환을 따를 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4826)는 일 실시예에 따른 축소 주파수 역변환부(4420)에 상응할 수 있다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 역변환부(4820)는, 선택된 주파수 역변환에 의해 생성된 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 픽처 복원부(4830)로 출력한다. 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방식에 따르는 경우, 저복잡도 주파수 역변환부(4820)에 의해 복원된 영상 데이터는 변환 단위의 영상 데이터일 수 있다.

일 실시예에 따른 픽처 복원부(4830)는, 저복잡도 주파수 변환부(4820)에 의해 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처를 복원한다.

따라서, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4700) 및 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(4800)는, 축소된 주파수 대역 또는 축소된 공간 데이터를 유도하는 변환 기저를 이용한 주파수 변환 및 역변환을 통해, 연산량의 효율성을 증가시킬 수 있다.

도 49 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 4910에서, 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 입력된다. 입력 픽처의 데이터 단위는, 입력 픽처의 영상 데이터를 주파수 변환을 위해 소정 크기로 분할된 단위이며, 입력된 소정 데이터 단위의 영상 데이터는 정사각형 블록 또는 직사각형 블록의 데이터일 수 있다.

단계 4920에서는, 단계 4910에 의해 입력된 입력 데이터에 대하여, 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 변환 및 축소 주파수 변환 중 하나가 선택적으로 수행된다. 선택된 주파수 변환에 의해 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수가 생성되어 출력된다. 단계 4920의 선택적 주파수 영역 변환은 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법 중 단계 3420에 따를 수 있다. 단계 4920의 데이터 소단위 주파수 변환은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법 중 단계 4120에 따를 수 있다. 단계 4920의 축소 주파수 변환은 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법 중 단계 4520에 따를 수 있다.

단계 4930에서는, 단계 4920에 의해 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수가 출력된다. 또한 데이터 단위별로 선택된 저복잡도 주파수 변환 방식 선택에 관한 정보가 부호화되어 전송될 수도 있다. 또한 수행된 저복잡도 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보, 변경된 스캔 순서에 관한 정보, 부호화된 계수 블록 패턴 정보 등이 부호화되어 전송될 수 있다.

도 50 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 5010에서, 픽처의 소정 데이터 단위의 계수가 수신된다. 수신한 소정 데이터 단위의 계수는, 픽처에 관하여 수신한 영상 데이터의 계수들이 주파수 역변환을 위하여 분할된 데이터 단위일 수 있다. 또한 수행된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보, 스캔 순서에 관한 정보 및 부호화된 계수 블록 패턴 정보가 수신되는 경우, 적어도 하나에 기초하여 수신된 계수의 스캔 순서가 변경될 수 있다.

단계 5020에서, 단계 5010에 의해 수신된 계수에 대하여, 선택적 주파수 영역 역변환, 데이터 소단위 주파수 역변환 및 축소 주파수 역변환 중 하나가 선택적으로 수행된다. 단계 5020의 선택적 주파수 영역 역변환은 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 방법 중 단계 3520에 따를 수 있다. 단계 5020의 데이터 소단위 주파수 역변환은 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법 중 단계 4220에 따를 수 있다. 단계 5020의 축소 주파수 역변환은 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법 중 단계 4620에 따를 수 있다.

데이터 단위별로 선택된 저복잡도 주파수 변환 방식 선택에 관한 정보가 수신된 경우, 이 정보에 기초하여 주파수 역변환 방식이 선택될 수 있다. 또한 수행된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보가 수신된 경우, 이에 기초하여 선택된 주파수 역변환을 수행하여, 소정 데이터 단위의 영상 데이터가 복원될 수도 있다.

단계 5030에서, 단계 5020에 의해 생성된 영상 데이터를 이용하여 픽처가 복원된다.

일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화는, 일반적인 변환 기저 대신에 필요한 정보만이 부호화될 수 있도록 축소된 변환 기저 또는 축소된 데이터 단위에 대해서만 주파수 변환을 수행하므로, 생성된 계수 또는 계수 블록에 대해서만 스캔하여 출력되므로, 연산량이 감소하고 전송 비트레이트를 감소시킬 수 있다. 또한, 선택된 변환 기저, 선택된 주파수 대역 및 선택된 데이터 단위 등에 관한 정보가 송수신되므로, 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화에서는, 수신된 계수에 적합한 변환 기저만 구비한다면 주파수 역변환에 의한 연산량 및 연산 복잡도가 경감될 수 있다.

앞서 전술된 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법(장치)이, 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방법(장치)에 적용될 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방법(장치) 중 주파수 변환 및 역변환이 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환 및 역변환을 따를 수 있다. 이 경우, 변환 단위의 영상 데이터가 저복잡도 주파수 변환에 의해 변환 단위의 계수들로 변환될 수 있다.

이러한 변환 단위의 결정 과정을 설명하기 위해, 이하 도 51 내지 63을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다.

도 51 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 계층를 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 52 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 51 및 비디오 부호화 장치(100)을 참조하여 전술한 바와 동일하다.

수신부(210)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 53 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 54 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 55 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 56 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 57 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 58 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 59 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 심도0, 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 60, 61 및 62는 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 63 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 63에 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 64 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 65 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.

이상 도 51 내지 65을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 비디오 부호화 및 복호화에 대해 상술되었다. 일 실시예에 따라 결정된 영역별 계층적 데이터 단위 중 변환 단위의 영상 데이터가, 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치들(10, 3600, 4300, 4700)에 입력되는 입력 데이터일 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치들(20, 3700, 4400, 4800)이 복원하는 영상 데이터가 변환 단위의 영상 데이터일 수 있다.

이하 도 66 내지 69을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법과 비디오 부호화 장치 및, 비디오 복호화 방법과 비디오 복호화 장치에 대해 상술한다.

도 66 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(6600)는 최대 부호화 단위 분할부(6610), 부호화 심도 결정부(6620) 및 출력부(6630)를 포함한다.

일 실시예에 따른 최대 부호화 단위 분할부(6610)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 심도 결정부(6620)로 출력될 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(6620)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(6620)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(6630)로 출력된다.

일 실시예에 따른 출력부(6630)는, 부호화 심도 결정부(6620)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.

일 실시예에 따른 출력부(6630)는, 부호화 심도 결정부(6620)에 의해 결정된 변환 단위의 영상 데이터에 대한, 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 변환 또는 축소 주파수 변환의 저복잡도 주파수 변환에 의해 생성된 계수들만 부호화하여 전송할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(6620)의 부호화 동작에서, 변환 단위의 주파수 변환 결과 0이 아닌 계수가 존재하는 주파수 대역 또는 계수 블록의 크기가 결정되거나, 주파수 특성에 적합한 변환 기저가 결정되는 것과 같이, 저복잡도 주파수 변환의 종류 및 주파수 변환의 세부 방식이 설정될 수 있다. 이렇게 결정된, 저복잡도 주파수 변환 종류의 선택에 관한 정보, 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보 등이 부호화되어 부호화된 계수와 함께 출력될 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(6620) 중 주파수 변환 모듈로서, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(10), 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(3600), 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4300) 및 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치(4700) 중 어느 하나가 탑재될 수 있다.

도 67 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(6700)는 수신부(6710), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(6720) 및 영상 데이터 복호화부(6730)를 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(6700)의 각종 프로세싱을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 51 내지 65 및 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(6700)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.

수신부(6710)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(6720)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(6730)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(6720)는 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보, 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 추출된 정보에 기초하여 비트스트림의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(6730)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(6720)는, 파싱된 비트스트림으로부터, 저복잡도 주파수 변환의 종류 선택에 관한 정보, 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보 등을 추출할 수 있다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(6730)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. 이 경우, 저복잡도 주파수 변환에 의해 변환된 변환 단위별 계수들은, 저복잡도 주파수 변환 선택에 관한 정보, 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보에 기초하여 저복잡도 주파수 역변환될 수 있다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(6730) 중 주파수 역변환 모듈로서, 일 실시예에 따른 선택적 주파수 영역 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(20), 일 실시예에 따른 데이터 소단위 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(3700), 일 실시예에 따른 축소 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(4400) 및 일 실시예에 따른 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치(4800) 중 어느 하나가 탑재될 수 있다.

도 68 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 6810에서, 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처가 구획될 수 있다.

단계 6820에서, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역이 부호화되어, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도가 결정된다. 예를 들어, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도가 부호화 심도로서 결정될 수 있다. 부호화 과정 중 주파수 변환은, 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 주파수 변환 및 축소 주파수 변환 중 하나의 저복잡도 주파수 변환일 수 있다.

단계 6830에서, 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보가 비트스트림 형태로 출력된다. 변환 단위의 영상 데이터에 대하여, 선택적 주파수 영역 변환, 데이터 소단위 변환 또는 축소 주파수 변환의 저복잡도 주파수 변환에 의해 생성된 계수들만이 부호화되어 전송될 수 있다.

도 69 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 6910에서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림이 수신되고 파싱된다. 단계 6920에서는, 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 영상 데이터가 추출될 수 있다. 또한, 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보, 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 파싱된 비트스트림으로부터 추출될 수 있다.

파싱된 비트스트림으로부터, 저복잡도 주파수 변환 선택에 관한 정보, 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보 등이 추출될 수도 있다.

단계 6930에서, 최대 부호화 단위별 주파수 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 변환 단위로 주파수 역변환이 수행될 수 있다. 또한, 저복잡도 주파수 변환에 의해 변환된 변환 단위별 계수들은, 저복잡도 주파수 변환 선택에 관한 정보, 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보에 기초하여 적합한 저복잡도 주파수 변환 방식에 따라 역변환되어 영상 데이터가 복원될 수 있다.

대용량의 영상 또는 고해상도의 영상의 큰 데이터량 때문에, 상대적으로 작은 크기의 매크로블록으로 영상을 부복호화하는 경우 연산량이 매우 부담될 수 있다. 일반적인 영상의 주파수 특성 상 특정 주파수 대역에 0이 아닌 계수가 분포하는 경향이 있는데, 대용량의 데이터에 대해 상대적으로 작은 크기의 매크로블록 단위로 주파수 변환 및 역변환을 수행하는 것은 비효율적이다.

따라서, 이상 도 66 및 68을 참조하여 전술된, 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화는, 영상 크기 및 영역별로 적합하게 선택된 계층적 크기의 부호화 단위 및 변환 단위의 데이터에 대해 소정 주파수 대역, 데이터 소단위 또는 축소 변환 기저를 이용한 주파수 변환을 수행하므로, 비트스트림 전송시 상대적으로 적은 비트레이트가 필요하다. 또한, 이상 도 67 및 69을 참조하여 전술된, 일 실시예에 따른 영역별 계층적 데이터 단위에 기반한 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화는, 수신된 계수에 대해서만 소정 주파수 대역, 데이터 소단위 또는 축소 변환 기저를 이용한 주파수 역변환을 수행하므로, 복호화 과정에서 상대적으로 적은 연산량이 필요하다.

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), 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 (49)

1. 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상데이터를 입력받는 단계;
   상기 입력 데이터에 대하여 변환 기저의 소정 주파수 영역에 대응하는 상기 변환 기저의 서브-기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하는 단계; 및
   상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 단계를 포함하고,
   상기 복수 개의 데이터 소단위 중 적어도 하나의 데이터 소단위의 변환 기저는 상기 복수 개의 데이터 소단위 중 다른 각각의 데이터 소단위의 변환 기저와 상이하고,
   상기 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하는 단계는, 상기 소정 데이터 단위에 대해 상기 저복잡도 주파수 변환을 수행함으로써 생성된 계수들을 포함하는 계수 단위를 생성하는 단계를 포함하고,
   상기 계수 단위의 크기는 상기 계수를 생성하기 위해 상기 저복잡도 주파수 변환이 수행된 상기 영상 데이터의 데이터 단위의 크기보다 작으며,
   상기 데이터 소단위 변환은 적어도 두 개의 계수 단위를 결합하여 상기 계수 단위를 생성하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 계수 생성 단계는,
   상기 입력 데이터의 주파수 변환을 위한 소정 주파수 영역을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 소정 주파수 영역에 대응하는 변환 기저를 적용하는 주파수 변환을 수행하여, 상기 소정 주파수 영역의 계수를 생성하는 선택적 주파수 영역 변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는,
   상기 입력 데이터에, 정사각형의 변환 기저 중 소정 주파수 대역, 소정 크기의 계수 블록 및 소정 계수 위치 중 하나에 관한 현재 주파수 영역에 대응하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 현재 주파수 영역의 계수들을 생성하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는,
   상기 변환 기저 중 수직 주파수 대역 및 수평 주파수 대역을 개별적으로 선택하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는,
   상기 입력 데이터에, 정사각형의 변환 기저 중 소정 주파수 대역을 제외하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 소정 주파수 대역의 계수들을 제외한 계수들을 생성하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는,
   상기 입력 데이터에 대한 주파수 변환에 의해 생성되는 계수들이 임의의 주파수 대역별로 분할되도록, 상기 분할된 주파수 대역들 중 소정 주파수 대역의 수직 주파수 대역에 대응하도록 선택된 수직 변환 기저 및 상기 소정 주파수 대역의 수평 주파수 대역에 대응하도록 선택된 수평 변환 기저를, 상기 입력 데이터에 대해 적용하여 상기 임의의 주파수 대역별로 주파수 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는,
   상기 입력 데이터에 대한 주파수 변환에 의해 생성되는 계수들이 임의의 크기의 계수 블록들로 구별되도록, 상기 계수 블록들 중 소정 계수 블록의 수평 크기에 대응하도록 선택된 수평 변환 기저 및 상기 소정 계수 블록의 수직 크기에 대응하도록 선택된 수직 변환 기저를, 상기 입력 데이터에 대해 적용하여 상기 임의의 크기의 계수 블록별로 주파수 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는,
   상기 입력 데이터에 대한 주파수 변환에 의해 생성되는 계수들이 각각 구별되도록, 상기 변환 기저 중 각각의 계수에 대응하도록 선택된 수평 변환 기저 및 수직 변환 기저를, 상기 입력 데이터에 대해 적용하여 상기 계수별로 주파수 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 변환 수행 단계는,
   상기 변환 기저 중 수직 변환 기저 및 수평 변환 기저를 개별적으로 선택하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 계수 생성 단계는,
    상기 입력 데이터를 복수 개의 데이터 소단위들로 분할하는 단계; 및
    상기 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 데이터 소단위별 계수를 생성하는 데이터 소단위 주파수 변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 데이터 소단위 주파수 변환 수행 단계는,
    상기 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들을 병합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 데이터 소단위 주파수 변환 수행 단계는,
    상기 데이터 소단위별로 대응하는 계수 블록들에 대해 주파수 변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 계수 생성 단계는,
    상기 입력 데이터에 대하여, 상기 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터에 대한 계수를 생성하는 축소 주파수 변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 축소 주파수 변환 수행 단계는,
    제 1 크기보다 제 2 크기가 클 때, 상기 제 2 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 입력 데이터에 대하여,
    상기 제 1 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스 및 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 공간적 축소 매트릭스가 결합된 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 상기 직사각 변환 기저를 적용하는 주파수 변환;
    소정 주파수 영역을 선택하기 위한 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 매트릭스 및 상기 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스가 결합된 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 상기 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환; 및
    상기 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스를 적용한 주파수 변환을 수행하고 양자화를 수행한 결과, 고주파 성분 중 0이 아닌 성분이 존재하지 않는 경우, 선택적으로 상기 입력 데이터에 대한 축소 주파수 변환 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은,
    상기 저복잡도 주파수 변환을 수행하기 위해, 선택된 주파수 변환 및 상기 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은,
    상기 저복잡도 주파수 변환에 의해 축소되도록 생성된 계수 블록의 계수들을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 생성된 계수 블록은, 상기 선택적 주파수 영역 주파수 변환에 의해 생성된 주파수 대역별 계수 블록, 상기 데이터 소단위 주파수 변환에 의해 생성된 데이터 소단위별 계수 블록, 및 상기 축소 주파수 변환에 의해 생성된 계수 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는,
    상기 생성된 계수 블록들을 개별적으로 스캔하도록 계수 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는,
    상기 생성된 계수 블록들의 계수들을 연속적으로 스캔하도록계수 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
20. 제 16 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은,
    상기 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보를 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
21. 제 16 항에 있어서, 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는,
    상기 생성된 계수 블록별로, 주파수 특성에 따라 계수 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
22. 제 16 항에 있어서, 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는,
    상기 입력 데이터의 총 계수들 중, 상기 생성된 계수들만을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
23. 제 16 항에 있어서, 상기 계수 스캔 순서 변경 단계는,
    상기 입력 데이터의 총 계수들 중, 상기 소정 주파수 대역의 계수 블록들을 제외하도록 생성된 계수 블록들을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
24. 제 1 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은,
    상기 생성된 계수들을 포함하는 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 설정하여 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은,
    상기 부호화된 계수 블록 패턴 정보에 기초하여 0이 아닌 계수가 존재하는 계수 블록을 스캔하도록, 계수 블록의 계수들의 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
26. 제 2 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역의 계수 생성 단계는,
    상기 입력 데이터에 대하여 동일 크기의 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여 주파수 특성을 분석한 결과에 기초하여 선택적 주파수 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
27. 제 1 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은,
    상기 입력 픽처를 소정 최대 크기의 부호화 단위로 분할하는 단계; 및
    각각의 최대 부호화 단위에 대해, 심도가 깊어짐에 따라 상기 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 축소된 영역별로, 적어도 하나의 심도별 부호화 단위마다 적어도 하나의 변환 단위에 기초한 변환을 수반하는 부호화를 수행하여, 부호화 결과가 출력될 적어도 하나의 부호화 심도 및 변환 단위의 크기에 관한 정보를 포함하는 상기 부호화 심도의 부호화 단위에 대한 부호화 모드를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 데이터 입력 단계는, 상기 변환 단위의 잔차 성분을 입력받는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법.
28. 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 단계;
    상기 수신된 계수에 대하여, 변환 기저의 소정 주파수 영역에 대응하는 상기 변환 기저의 서브-기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 역변환, 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 역변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 역변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 단계를 포함하고,
    상기 복수 개의 데이터 소단위 중 적어도 하나의 데이터 소단위의 변환 기저는 상기 복수 개의 데이터 소단위 중 다른 각각의 데이터 소단위의 변환 기저와 상이하고,
    상기 데이터 소단위 역변환은 상기 수신된 계수를 적어도 한 번 복사하여, 복수 개의 상기 데이터 소단위의 계수를 생성하고,
    상기 영상 데이터를 생성하는 단계는, 상기 수신된 계수를 포함하는 수신된 계수 단위에 대해 상기 저복잡도 주파수 역변환을 수행함으로써 상기 영상 데이터의 데이터 단위를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 영상 데이터의 데이터 단위를 생성하기 위해 상기 저복잡도 주파수 역변환이 수행된 상기 계수 단위의 크기는 상기 영상 데이터의 데이터 단위의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 역변환 수행 및 영상 데이터 생성 단계는,
    상기 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 선택적 주파수 영역 역변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
30. 제 29 항에 있어서, 상기 선택적 주파수 영역 역변환 수행 단계는,
    상기 수신된 계수들에, 정사각형의 변환 기저 중 소정 주파수 대역, 소정 크기의 계수 블록 및 소정 계수 위치 중 하나에 관한 현재 주파수 영역에 대응하도록 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 복원하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
31. 제 28 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 역변환 수행 및 영상 데이터 생성 단계는,
    상기 수신된 계수를 이용하여 복수 개의 데이터 소단위들의 계수를 생성하는 단계; 및
    상기 분할된 데이터 소단위의 계수들마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 데이터 소단위 역변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 데이터 소단위 계수 생성 단계는,
    상기 수신된 계수를 상기 데이터 소단위들의 개수만큼 복사하여, 상기 데이터 소단위들의 계수를 생성하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
33. 제 31 항에 있어서, 상기 데이터 소단위 계수 생성 단계는,
    상기 수신된 계수에 대해 주파수 역변환을 수행하여, 상기 데이터 소단위들의 계수를 생성하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
34. 제 28 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 역변환 수행 및 영상 데이터 생성 단계는,
    상기 수신된 계수에 대하여, 상기 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 축소 주파수 역변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
35. 제 34 항에 있어서, 상기 축소 주파수 역변환 수행 단계는,
    제 1 크기보다 제 2 크기가 클 때, 상기 제 2 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 입력 데이터에 대하여, 상기 제 1 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스 및 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 공간적 축소 매트릭스가 결합된 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 상기 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환;
    소정 주파수 영역을 선택하기 위한 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 매트릭스 및 상기 제 2 크기의 가로 및 세로의 변환 기저 매트릭스가 결합된 상기 제 1 크기의 가로 및 상기 제 2 크기의 세로의 상기 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환; 및
    수신된 계수들이 0 아닌 성분이 존재하는 저주파 성분만을 포함하는 경우에 선택적으로 상기 입력 데이터에 대하여 수행하는 축소 주파수 역변환 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
36. 제 28 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법은,
    상기 수신된 계수들을 스캔하여 복호화하도록 계수 스캔 순서를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
37. 제 36 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법은,
    상기 스캔을 위한 계수 블록의 크기에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
38. 제 28 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법은,
    상기 생성된 계수들을 포함하는 계수 블록이 0인 아닌 계수를 포함하는지 여부를 나타내는 부호화된 계수 블록 패턴 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
39. 제 28 항에 있어서,
    상기 픽처에 대한 부호화 과정 중, 소정 최대 크기의 부호화 단위로 분할되고, 각각의 최대 부호화 단위에 대해, 심도가 깊어짐에 따라 상기 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 축소된 영역별로, 적어도 하나의 심도별 부호화 단위마다 적어도 하나의 변환 단위에 기초한 변환을 수반하는 부호화가 수행되어, 부호화 결과가 출력될 적어도 하나의 부호화 심도 및 변환 단위의 크기에 관한 정보를 포함하는 상기 부호화 심도의 부호화 단위에 대한 부호화 모드가 결정된 경우,
    상기 계수 수신 단계는, 상기 픽처의 소정 최대 부호화 단위의 소정 변환 단위의 계수를 수신하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법.
40. 입력 픽처의 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 입력받는 영상 데이터 입력부;
    상기 입력 데이터에 대하여 변환 기저의 소정 주파수 영역에 대응하는 상기 변환 기저의 서브-기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 변환, 상기 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터의 소정 데이터 단위에 대한 계수를 생성하는 저복잡도 주파수 변환부; 및
    상기 입력 픽처의 소정 데이터 단위에 대하여 생성된 변환 계수를 출력하는 변환 계수 출력부를 포함하고,
    상기 복수 개의 데이터 소단위 중 적어도 하나의 데이터 소단위의 변환 기저는 상기 복수 개의 데이터 소단위 중 다른 각각의 데이터 소단위의 변환 기저와 상이하고,
    상기 저복잡도 주파수 변환부는 상기 소정 데이터 단위에 대해 상기 저복잡도 주파수 변환을 수행함으로써 생성된 계수들을 포함하는 계수 단위를 생성하고,
    상기 계수 단위의 크기는 상기 계수를 생성하기 위해 상기 저복잡도 주파수 변환이 수행된 상기 영상 데이터의 데이터 단위의 크기보다 작으며,
    상기 저복잡도 주파수 변환부는 적어도 두 개의 계수 단위를 결합하여 상기 계수 단위를 생성하는 상기 데이터 소단위 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치.
41. 제 40 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환부는,
    상기 입력 데이터에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 선택적 주파수 영역의 계수를 생성하는 선택적 주파수 영역 계수 생성부;
    상기 입력 데이터가 복수 개의 데이터 소단위들로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 데이터 소단위별 계수를 생성하는 데이터 소단위 주파수 변환부; 및
    상기 입력 데이터에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하여, 상기 입력 데이터에 대한 축소 주파수 변환에 의한 계수를 생성하는 축소 주파수 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치.
42. 제 40 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치는,
    상기 저복잡도 주파수 변환에 의해 축소되도록 생성된 계수 블록의 계수들을 스캔하여 부호화하도록 계수 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치.
43. 제 40 항에 있어서, 상기 변환 계수 출력부는,
    상기 생성된 변환 계수의 저복잡도 주파수 변환을 수행하기 위해, 선택된 주파수 변환 및 상기 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 더 부호화하여 전송하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 장치.
44. 픽처의 소정 데이터 단위의 계수를 수신하는 계수 수신부;
    상기 수신된 계수에 대하여, 변환 기저의 소정 주파수 영역에 대응하는 상기 변환 기저의 서브-기저를 적용하는 선택적 주파수 영역 역변환, 입력 데이터가 복수 개로 분할된 데이터 소단위마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 변환을 수행하는 데이터 소단위 역변환, 및 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스의 결합에 의해 축소된 직사각 변환 기저를 적용한 축소 주파수 역변환 중 적어도 하나를 포함하는 저복잡도 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 저복잡도 주파수 역변환부; 및
    상기 생성된 영상 데이터를 이용하여 상기 픽처를 복원하는 픽처 복원부를 포함하고,
    상기 복수 개의 데이터 소단위 중 적어도 하나의 데이터 소단위의 변환 기저는 상기 복수 개의 데이터 소단위 중 다른 각각의 데이터 소단위의 변환 기저와 상이하고,
    상기 저복잡도 주파수 역변환부는 상기 수신된 계수를 적어도 한 번 복사하여, 복수 개의 상기 데이터 소단위의 계수를 생성하는 상기 데이터 소단위 역변환을 수행하고,
    상기 저복잡도 주파수 역변환부는 상기 수신된 계수를 포함하는 수신된 계수 단위에 대해 상기 저복잡도 주파수 역변환을 수행함으로써 상기 영상 데이터의 데이터 단위를 생성하고,
    상기 영상 데이터의 데이터 단위를 생성하기 위해 상기 저복잡도 주파수 역변환이 수행된 상기 계수 단위의 크기는 상기 영상 데이터의 데이터 단위의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치.
45. 제 44 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 역변환부는,
    상기 수신된 계수들에 대하여 소정 주파수 영역을 위한 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 선택적 주파수 영역 역변환부;
    상기 수신된 계수를 이용하여 복수 개의 데이터 소단위들의 계수를 생성하여, 상기 데이터 소단위의 계수들마다 개별적으로 선택된 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 데이터 소단위 역변환부; 및
    상기 수신된 계수에 대하여, 직사각 매트릭스 및 정사각 매트릭스가 결합된 직사각 변환 기저를 적용한 주파수 역변환을 수행하여, 축소 주파수 역변환에 의한 상기 소정 데이터 단위의 영상 데이터를 생성하는 축소 주파수 역변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치.
46. 제 44 항에 있어서, 상기 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치는,
    상기 저복잡도 주파수 변환에 의해 선택적으로 부호화된 계수의 위치를 결정하도록, 상기 수신된 계수의 스캔 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치.
47. 제 44 항에 있어서, 상기 계수 수신부는,
    상기 수신된 계수의 저복잡도 주파수 역변환을 수행하기 위해, 선택된 주파수 변환 및 상기 선택된 주파수 변환의 세부 방식에 관한 정보를 더 수신하는 것을 특징으로 하는 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 장치.
48. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항의 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
49. 제 28 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항의 저복잡도 주파수 변환을 이용한 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.

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