KR101686958B1 - 계층적 영상 부호화에서의 공간 예측 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계층적 영상(Video) 부호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 계층적 영상 부호화에서의 공간 예측 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 계층적 영상 부호화에서 잉여영상에 대한 부호화를 위한 공간 예측 방법은, 상기 잉여영상에 포함된 블록들 중 제1 블록에 인접하여 위치하는 복수의 주변 블록들의 활동도를 고려하여 디폴트 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 적어도 하나를 공간 예측 모드로 선택하는 과정과, 여기서, 상기 잉여영상은 계층화된 영상 코딩에서 입력 영상에 다운 샘플링을 수행하는 것에 의해 생성된 기본 계층으로부터 복원된 영상과 상기 입력 영상의 차이 값으로부터 생성된 것이고, 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 하나의 모드에 의해 구성된 예측 블록의 화소들과 상기 제1 블록의 화소들간의 차이 값을 부호화하는 과정을 포함하며, 상기 복수의 주변 블록들은, 상기 제1블록의 좌측에 위치하는 제1주변 블록과 상기 제1블록의 상측에 위치하는 제2주변 블록을 포함한다.

Description

계층적 영상 부호화에서의 공간 예측 방법 및 장치{SPATIAL PREDICTION METHOD AND APPARATUS IN LAYERED VIDEO CODING}
본 발명은 계층적 영상(Video) 부호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 계층적 영상 부호화에서의 공간 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
통상적으로 코덱(codec) 기술은 오디오 (Audio) 및 비디오 데이터를 압축하기 위한 기술로써 주로 사용되고 있다. 특히 데이터 량이 많은 영상 처리 기술에서 코덱 기술의 의존도는 더욱 높다고 할 수 있다.
한편 상기 코덱 기술에서의 성능을 평가하는 중요한 요소 중의 하나는 압축 효율에 있으므로, 코덱에 의한 데이터 압축률을 높이기 위한 방안을 마련하기 위한 노력들이 지속적으로 이루어지고 있다.
현재 영상 처리를 위해 널리 사용되고 있는 코덱(codec)은 4:2:0 영상 또는 비트 깊이(bit depth)가 8 비트인 영상을 처리할 수 있다. 한편, 영상 포맷(format)이 4:2:2 영상 또는 4:4:4 영상 또는 비트 깊이가 16 비트로 확장된 고화질의 영상을 처리할 수 있는 새로운 코덱에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 뿐만 아니라 새로운 코덱에서 모든 영상 포맷 또는 비트 깊이를 갖는 입력 영상을 효율적으로 부호화 및 복호화할 수 있는 방안을 마련하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 계층적 영상 부호화에서 생성된 잉여영상을 효율적으로 부호화하기 위한 공간 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명은 계층적 영상 부호화에서 입력 영상의 압축효율을 높일 수 있도록 부호화하기 위한 공간 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 계층적 영상 부호화에서 잉여영상에 대한 부호화를 위한 공간 예측 방법은, 상기 잉여영상에 포함된 블록들 중 제1 블록에 인접하여 위치하는 복수의 주변 블록들의 활동도를 고려하여 디폴트 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 적어도 하나를 공간 예측 모드로 선택하는 과정과, 여기서, 상기 잉여영상은 계층화된 영상 코딩에서 입력 영상에 다운 샘플링을 수행하는 것에 의해 생성된 기본 계층으로부터 복원된 영상과 상기 입력 영상의 차이 값으로부터 생성된 것이고, 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 하나의 모드에 의해 구성된 예측 블록의 화소들과 상기 제1 블록의 화소들간의 차이 값을 부호화하는 과정을 포함하며, 상기 복수의 주변 블록들은, 상기 제1블록의 좌측에 위치하는 제1주변 블록과 상기 제1블록의 상측에 위치하는 제2주변 블록을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 계층적 영상 부호화에서 잉여영상에 대한 부호화를 위한 공간 예측 장치는, 상기 잉여영상에 포함된 블록들 중 제1 블록에 인접하여 위치하는 복수의 주변 블록들의 활동도를 고려하여 디폴트 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 적어도 하나를 공간 예측 모드로 선택하는 블록 활동도 판단부와, 여기서, 상기 잉여영상은 계층화된 영상 코딩에서 입력 영상에 다운 샘플링을 수행하는 것에 의해 생성된 기본 계층으로부터 복원된 영상과 상기 입력 영상의 차이 값으로부터 생성된 것이고, 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 하나의 모드에 의해 구성된 예측 블록의 화소들과 상기 제1 블록의 화소들간의 차이 값을 부호화하는 공간 예측부를 포함하며, 상기 복수의 주변 블록들은 상기 제1블록의 좌측에 위치하는 제1주변 블록과 상기 제1블록의 상측에 위치하는 제2주변 블록을 포함한다.
본 발명의 실시 예에서는 계층적 영상 부호화 시, 기본 계층으로부터 복원된 복원영상과 입력영상의 차이 값으로부터 생성된 잉여영상 내에 존재하는 화소들(블록)간의 공간 상관도를 이용하여 공간 예측을 수행하므로, 입력 영상의 압축률을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 계층적 영상 부호화기를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 계층적 영상 복호화기를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 공간 예측을 수행하는 제2 부호화부(109)의 구성을 나타낸 도면,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 예측을 수행하기 위해 필요한 주변 블록의 위치 및 주변 블록의 화소를 이용한 공간 예측에 대한 실시 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 예측 방법을 나타낸 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
후술될 본 발명의 실시 예에서는 저해상도 영상과 고해상도 영상을 동시에 처리하는 영상처리시스템으로서, 계층 영상 처리시스템을 예를 들어 설명한다. 하지만 본 발명은 저해상도 방식과 고해상도 방식을 동시에 처리하는 모든 영상 처리시스템에 적용이 가능함은 물론이다.
그리고 상기 계층 영상 처리시스템은 원본 영상을 이용하여 저해상도 영상과 고해상도 영상을 지원하는 시스템이다. 일 예로써 상기 저해상도 영상은 순차주사 방식에 따른 영상이 될 수 있고, 상기 고해상도 영상은 비월주사 방식에 따른 영상이 될 수 있다.
본 발명의 주요한 요지는, 계층적 영상 부호화 시, 기본 계층의 영상으로부터 복원된 영상 (이하, 복원 영상)과 입력 영상의 차이 값으로부터 생성된 잉여 영상 내에 존재하는 블록들 간의 공간 상관도를 이용하여 공간 예측을 수행하는 것으로, 입력 영상의 압축률을 향상시키기 위한 것이다. 여기서 기본 계층의 영상은 저해상도의 영상이 될 수 있으며, 입력 영상은 고해상도의 영상이 될 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 영상 부호화 방법 및 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 계층적 영상 부호화기를 보이고 있고, 도 2는 본 발명이 적용되는 계층적 영상 복호화기를 보이고 있다. 도 1 및 도 2에서는 설명의 용이성을 위해 2개의 계층 구조를 나타내었으나 2개 이상의 일반적인 계층 구조에도 적용 가능하다. 그리고 도 1의 계층적 영상 부호화기 및 도 2의 계층적 영상 복호화기는 데이터의 압축률을 향상시켜 데이터 송수신 시 전송 효율을 높이기 위한 동작을 수행한다.
즉 상기 계층적 영상 부호화기는 고해상도의 영상을 입력으로 하여 부호화된 저해상도 영상과 잉여 영상을 출력한다. 여기서 부호화되기 전의 잉여 영상은 입력되는 고해상도 영상과 상기 계층적 영상 부호화기 내에서 복원된 고해상도 영상의 차이에 의해 획득된 화소 값으로 정의된다.
한편 상기 계층적 영상 복호화기는 상기 계층적 영상 부호화기로부터 제공되는 기본 계층의 부호화된 저해상도 영상과 확장 계층의 잔차 영상을 입력으로 하여 복원된 저해상도 영상과 복원된 고해상도 영상을 출력한다.
먼저 도 1을 참조하면, 계층적 비디오 부호화기는 다운 샘플링부(101), 제1 부호화부(103), 업 샘플링부(105), 가감부(107) 및 제2 부호화부(109)를 포함한다.
상기 다운 샘플링부(101)는 고해상도 영상인 입력영상(100)을 다운 샘플링하여 기본 계층의 영상, 즉 저해상도 영상을 생성한다. 상기 생성된 저해상도 영상을 제1 부호화부(103)로 전달된다.
상기 제1 부호화부(103)는 상기 전달된 저해상도 영상을 부호화하여 제1 비트스트림을 생성하고, 상기 생성된 제1 비트스트림(130)을 도 2의 계층적 비디오 복호화기로 전달한다. 그리고 상기 제1부호화부(103)는 상기 부호화된 저해상도 영상에 대한 비트 스트림을 복원하고, 상기 복원된 제1 복원영상을 업 샘플링부(105)에 전달한다.
상기 업 샘플링부(105)는 상기 전달된 제1 복원 영상에 대해 상기 다운 샘플링의 역 과정에 해당하는 업 샘플링을 통해 제2 복원 영상을 생성하고, 상기 생성된 제2 복원 영상을 가감부(107)로 전달한다. 상기 가감부(107)는 입력영상(100)으로부터 상기 전달된 제2 복원 영상을 차감하여, 상기 입력영상(100)과 제2 복원 영상의 차이 값에 상응하는 잉여영상(residue image)을 제2 부호화부(109)로 전달한다.
상기 제2 부호화부(109)는 상기 전달된 잉여영상을 부호화하여 제2 비트 스트림을 생성하고, 상기 생성된 제2 비트스트림(150)을 도 2의 계층적 비디오 복호화기로 전달한다.
상기 계층적 비디오 부호화기의 구조에서 제1 부호화부(103)는 저해상도 영상을 부호화하는 기본 계층에 해당하고, 제2 부호화부(109)는 고해상도 영상을 처리하는 확장 계층에 해당하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 계층적 영상 복호화기는 제1 복호화부(201), 업 샘플링부(203), 제2 복호화부(205) 및 가감부(207)를 포함한다.
상기 제1 복호화부(201)는 도 1의 계층적 영상 부호화기로부터 저해상도 혹은 저화질 영상에 해당하는 제1 비트스트림(130)을 입력 받고, 상기 입력된 제1 비트스트림을 복원하여 복원된 제1 복원 영상을 업 샘플링부(203)로 전달한다. 그리고 상기 업 샘플링부(203)는 상기 전달된 제1 복원 영상에 대해 업 샘플링을 통해 제2 복원 영상을 생성하여, 상기 생성된 제2 복원 영상을 가감부(207)로 전달한다.
상기 제2 복호화부(205)는 도 1의 계층적 영상 부호화기로부터 잉여 영상에 해당하는 제2 비트스트림(150)을 입력 받고, 상기 입력된 제2 비트스트림을 상기 도 1의 제2 부호화부(109)에서의 부호화에 대응되도록 복호화하여 복원된 잉여 영상을 가감부(207)로 전달한다.
상기 가감부(207)는 상기 전달된 제2 복원 영상과 복원된 잉여영상을 합산하여, 상기 제2 복원 영상과 복원된 잉여영상의 합산에 상응하는 제3 복원영상(200)을 사용자에게 제공한다. 여기서, 상기 제3 복원영상(200)은 고해상도 혹은 고화질 영상에 해당한다.
여기서, 도 1의 계층적 영상 부호화의 경우에는 입력영상(100)에서 기본 계층으로부터 복원된 제2 복원영상을 차감한 잉여영상이더라도 픽춰 (picture)간 시간 상관도뿐만 아니라 픽춰내 공간 상관도도 존재한다. 그 이유는 상기 잉여영상의 경우 일반적으로 도 1의 다운 샘플링부(101)에서 저대역 필터링으로 인해 제거된 고주파 성분으로 구성되는데, 이러한 잉여영상의 고주파 성분의 경우에는 공간적 상관도가 여전히 존재하기 때문이다.
이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 잉여영상의 고주파 성분에 존재하는 공간적 상관도를 효과적으로 이용함으로써 입력영상(100)의 압축률을 향상시킬 수 있는 방안을 제공한다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에서는 제2 부호화부(109)에서 도 3 내지 도 5에서와 같이 잉여영상의 고주파 성분에 존재하는 공간적 상관도를 이용하여 공간 예측을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 공간 예측을 수행하는 제2 부호화부(109)의 구성을 보이고 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제2 부호화부(109)는 블록 활동도 판단부(301), 공간 예측 모드 결정부(303) 및 공간 예측부(305)를 포함한다.
상기 블록 활동도 판단부(301)는 잉여영상의 공간 예측을 위해, 잉여영상을 블록 단위로 구분하고, 구분된 각 블록에 대하여 주변 블록의 정보(일 예로, 주변 블록 내 화소의 활동도(Activity))를 이용하여 현재 블록에 적용할 적어도 하나의 공간 예측 모드를 선택한다. 상기 공간 예측 모드는 수평 방향으로 공간 예측을 수행하는 수평(HORIZONTAL) 모드, 수직 방향으로 공간 예측을 수행하는 수직(VERTICAL) 모드, 그리고 주변 블록의 화소 대신 미리 설정된 특정 값을 이용하여 공간 예측을 수행하는 디폴트(DEFAULT) 모드를 포함한다.
상기 공간 예측 모드 결정부(303)는 상기 블록 활동도 판단부(301)에서 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 최적 모드를 결정한다. 상기 공간 예측부(305)는 상기 결정된 최적 모드에 따라 잉여영상 내의 현재 블록에 대해서 공간 예측을 수행한다. 여기서, 상기 공간 예측 모드 결정부(303)는 계층적 영상 복호화기에 포함되지 않으며, 상기 계층적 영상 복호화기는 계층적 영상 부호화기로부터 결정된 최적 모드에 따른 비트스트림을 복화화하기 위한 초소한의 동작을 수행한다.
상기 공간 예측을 수행하기 위한 각 장치들(301 내지 305)의 상세 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 블록 활동도 판단부(301)는 입력된 잉여영상에서 도 4a와 같이 현재 블록 X의 주변에 구성된 블록 A 및 B의 정보(아래 조건 1 내지 5 중 하나)를 이용하여 블록 A 및 블록 B의 활동도를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 현재 블록에 적용할 적어도 하나의 공간 예측 모드를 선택한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 예측을 수행하기 위해 필요한 주변 블록의 위치 및 주변 블록의 화소를 이용한 공간 예측에 대한 실시 예를 보이고 있다. 도 4a 내지 도 4c에서는 8x8 블록을 일 예로 하였으나 블록 크기에 있어서는 제한을 두지 않는다. 즉, 일반적으로 NxN 블록에 대해 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 현재 블록 X에 대해 주변 블록의 위치로써 좌측에 위치하는 블록 A와 상측에 위치하는 블록 B가 공간 예측에 사용된다. 그리고 현재 블록 X에 대해 주변 블록의 화소로써 블록 A 내부에서 블록 X와 인접한 화소 A1~A8 및, 블록 B 내부에서 현재 블록 X와 인접한 화소 B1~B8이 공간 예측에 사용된다.
그리고 공간 예측 모드 중 수평 방향으로 공간 예측을 수행하는 수평 모드의 경우 도 4b와 같이 블록 A의 화소 A1~A8을 이용하여 8x8 크기의 예측 블록을 구성하고, 수직 방향으로 공간 예측을 수행하는 수직 모드의 경우 도 4c와 같이 블록 B의 B1~B8을 이용하여 8x8 크기의 예측 블록을 구성한다. 이렇게 구성된 각 예측 블록은 공간 예측부(305)에서 블록 X의 공간 예측 값으로 사용된다.
다시 도 3의 블록 활동도 판단부(301)를 설명하면, 블록 활동도 판단부(301)는 도 4a에 도시된 바와 같이 블록 A 및 B 내의 화소 A1~A8 및 화소 B1~B8, 및 블록 A 및 B의 부호화 모드 정보 등을 이용하여 블록 A 및 B의 활동도를 다음과 같이 판단한다.
상기 블록 활동도는 활동도가 높은 경우(High activity)와 활동도가 낮은 경우(Low activity)로 구분된다. 상기 블록 활동도를 판단하는 기준은 아래의 조건 1 내지 5 중 하나를 이용하며, 어느 하나의 조건을 이용하는 경우 블록 A 및 B 내에서 주어진 블록 K(즉, 화소 A1~A8를 포함하는 블록 및 화소 B1~B8를 포함하는 블록)가 해당 조건을 만족시키게 되면 블록 K는 Low activity로 판단하고 그렇지 않은 경우에는 High activity로 판단한다.
조건 1: 블록 K 내 모든 화소가 0인 경우
조건 2: 블록 K의 CBP (Coded Block Pattern) 값이 0인 경우
조건 3: 블록 K가 SKIP 모드인 경우
조건 4: 블록 K 내 공간 예측에 활용될 화소의 값이 모두 동일한 경우
예) K1=K2=K3=K4=K5=K6=K7=K8
조건 5: 블록 K 내 공간 예측에 활용될 화소의 값간의 차이가 임계값 (TH)보다 적을 경우, 일 예로 아래 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010044650510-pat00001
따라서, 상기 블록 활동도 판단부(301)는 상기 조건 1 내지 조건 5 중 하나의 조건을 이용하여 블록 K가 포함된 블록 A 및 B의 블록 활동도를 판단하고, 일 예로 아래 <표 1>과 같이 상기 판단된 블록 A 및 B의 블록 활동도에 따라 잉여영상 내 현재 블록 X의 공간 예측에 적용할 적어도 하나의 공간 예측 모드를 선택한다.
Figure 112010044650510-pat00002
즉, 상기 블록 활동도 판단부(301)는 상기 <표 1>에서와 같이 블록 A 및 B 모두 Low activity로 판단된 경우, 현재 블록 X에 대한 공간 예측 모드로 DEFAULT 모드를 선택하고, 블록 A가 High activity이고 블록 B가 Low activity로 판단된 경우, 현재 블록 X에 대한 공간 예측 모드로 DEFAULT 및 HORIZONTAL 모드를 선택하고, 블록 A가 Low activity이고 블록 B가 High activity로 판단된 경우, 현재 블록 X에 대한 공간 예측 모드로 DEFAULT 및 VERTICAL를 선택하며, 블록 A 및 B가 모두 High activity로 판단된 경우 현재 블록 X에 대한 공간 예측 모드로 DEFAULT, HORIZONTAL 및 VERTICAL 모드를 선택한다.
여기서, 상기 블록 활동도 판단부(301)는 상기 선택된 공간 예측 모드에 대해서는 공간 예측 모드 결정부(303)에 블록 단위로 정보를 전달한다. 상기 블록 활동도 판단부(301)는 공간 예측 모드 종류가 상기 <표 1>에 나타난 것처럼 주변 블록의 블록 활동도에 따라 변경되므로 공간 예측 모드에 대한 엔트로피 부호화도 주변 블록의 활동도 조건에 따라 선택적으로 수행한다. 예를 들어, 상기 블록 활동도 판단부(301)는 블록 A 및 블록 B 모두 Low activity로 판단된 경우, 공간 예측 모드는 DEFAUTL 모드만 선택되기 때문에 공간 예측 모드에 대한 정보를 전달하지 않는다. 그리고 상기 블록 활동도 판단부(301)는 블록 A가 High activity이고 블록 B가 Low activity인 경우에는 DEFAUTL 모드 및 HORIZONTAL 모드 2가지가 존재하므로 정보를 1비트로 표현하고, 마찬가지로 블록 A가 Low activity이고 블록 B가 High activity인 경우도 DEFAUTL 모드 및 VERTICAL 모드 2가지가 존재하므로 정보를 1비트로 표현하여 전달한다. 또한 상기 블록 활동도 판단부(301)는 블록 A 및 블록 B가 모두 High activity인 경우에는 DEFAUTL 모드, HORIZONTAL 모드 및 VERTICAL 모드 3가지가 존재하기 때문에 정보를 2비트로 표현하거나 혹은 가변장 부호화(DEFAULT=0, HORIZONTAL=10, VERTICAL=01)하여 전달한다.
그리고 상기 공간 예측 모드 결정부(303)는 잉여영상의 압축률(rate) 및 화질(distortion)을 고려하여 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 최적 모드를 결정한다. 상기 최적 모드를 선택하는 방법은 영상 부호화기에서 일반적으로 사용하는 최적 모드 결정 방법을 따른다. 일례로 MPEG-4 혹은 H.264 영상 압축 코덱에서 사용되는 비트율-화질(rate-distortion)을 고려한 최적 모드 결정 방법이 사용될 수 있다. 즉, 공간 예측 모드 결정부(303)는 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 별로 부호화를 수행하였을 때 발생하는 비트율 R과, 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드에 따라 부호화 및 복호화를 수행하였을 때 복원된 영상과 원영상과의 화질 열화 정도 D를 이용하여 아래 <수학식 1>과 같이 RD 코스트(cost)값을 계산할 수 있다.
Figure 112010044650510-pat00003
상기 <수학식 2>에서 D는 원영상과 복원영상간 제곱 오차의 합(Sum of Squared Error; SSE)이고, λ는 미리 정의된 상수 값이다.
따라서 상기 공간 예측 모드 결정부(303)는 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드에 대해 RD cost를 계산하여, 상기 계산된 RD cost가 가장 작은 값에 상응하는 공간 예측 모드를 최적 모드로 결정한다.
상기 공간 예측부(305)는 상기 결정된 최적 모드에 따라 잉여영상 내 현재 블록의 공간 예측을 수행한다. 즉, 상기 공간 예측부(305)는 상기 결정된 최적 모드가 DEFAUTL 모드인 경우 블록 A 또는 B를 이용하지 않고 일 예로 128과 같은 미리 설정된 값과 현재 블록의 각 화소간의 차이 값을 계산하고, 상기 계산된 차이 값을 부호화하여 공간 예측을 수행한다. 그리고 상기 공간 예측부(305)는 잉여영상 내 현재 블록에 대하여 상기 결정된 최적 모드가 HORIZONTAL 모드인 경우 도 4b와 같이 공간예측을 위한 예측 블록을 구성하고 현재 블록과 상기 구성된 예측 블록의 화소 간의 차이 값을 계산하고, 상기 계산된 차이 값을 부호화하여 공간 예측을 수행한다. 또한 상기 공간 예측부(305)는 잉여영상 내 현재 블록에 상기 결정된 최적 모드가 VERTICAL 모드인 경우 도 4c와 같이 공간 예측을 위한 예측 블록을 구성하고 현재 블록의 각 화소와 상기 구성된 예측 블록 간의 차이 값을 계산하고, 상기 계산된 차이 값을 부호화하여 공간 예측을 수행한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 예측 방법을 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 501 단계에서 블록 활동도 판단부(301)는 잉여영상이 입력되면, 503 단계에서 상기 잉여영상을 블록 단위로 구분한다.
505 단계에서 블록 활동도 판단부(301)는 상기 잉여영상에 포함된 모든 블록에 대하여, 상기 조건 1 내지 5 중 하나를 이용하여 현재 블록 X에 대한 블록 A 및 B의 블록 활동도를 판단한 후, 상기 <표 1>과 같이 상기 판단된 블록 A 및 B의 활동도에 따라 적어도 하나의 공간 예측 모드를 선택한다.
여기서, 추가적으로 계층적 영상 부호화기에 포함된 공간 예측 모드 결정부(303)는 상기 잉여영상에 포함된 각 블록에 대하여, 상기 <수학식 2>를 이용하여 상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 최적 모드를 결정한다.
그리고 507 단계에서 공간 예측부(505)는 상기 입력된 잉여영상에 포함되는 각 블록에 대하여, 상기 결정된 최적 모드에 따라 공간 예측을 위한 예측 블록을 구성한 후, 현재 블록 X의 각 화소와 상기 예측 블록간의 차이 값을 계산하고, 상기 계산된 차이 값을 부호화하여 공간 예측을 수행한다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 계층적 영상 부호화 시, 기본 계층으로부터 복원된 복원영상과 입력영상의 차이 값으로부터 생성된 잉여영상 내에 존재하는 화소들(블록)간의 공간 상관도를 이용하여 공간 예측을 수행하므로, 입력 영상의 압축률을 향상시킬 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 계층적 영상 부호화에서 잉여영상에 대한 부호화를 위한 공간 예측 방법에 있어서,
    상기 잉여영상에 포함된 블록들 중 제1 블록에 인접하여 위치하는 복수의 주변 블록들의 활동도를 고려하여 디폴트 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 적어도 하나를 공간 예측 모드로 선택하는 과정과, 여기서, 상기 잉여영상은 계층화된 영상 코딩에서 입력 영상에 다운 샘플링을 수행하는 것에 의해 생성된 기본 계층으로부터 복원된 영상과 상기 입력 영상의 차이 값으로부터 생성된 것이고,
    상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 하나의 모드에 의해 구성된 예측 블록의 화소들과 상기 제1 블록의 화소들간의 차이 값을 부호화하는 과정을 포함하며,
    상기 복수의 주변 블록들은, 상기 제1블록의 좌측에 위치하는 제1주변 블록과 상기 제1블록의 상측에 위치하는 제2주변 블록을 포함하는 공간 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 하나의 모드를 최적의 모드로 결정하는 과정을 더 포함하는 공간 예측 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1주변 블록과 상기 제2주변 블록 각각의 활동도는 상기 제1주변 블록과 상기 제2주변 블록 내에서 미리 결정된 블록의 화소 활동도, CBP(Coded Block Pattern) 값, SKIP 모드 정보 중 하나에 의해 판단됨을 특징으로 하는 공간 예측 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 주변 블록 내에 미리 결정된 블록은 상기 제1 블록의 좌측과 인접한 화소들을 포함하고,
    상기 제2 주변 블록 내에 미리 결정된 블록은 상기 제1 블록의 상측과 인접한 화소들을 포함함을 특징으로 하는 공간 예측 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 선택하는 과정은,
    상기 제1 주변 블록과 상기 제2 주변 블록 각각의 활동도가 미리 정해진 임계 값보다 낮은 경우, 상기 디폴트 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택하는 과정과,
    상기 제1 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 높고, 상기 제2 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 낮은 경우, 상기 디폴트 모드 및 상기 수평 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택하는 과정과,
    상기 제1 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 낮고, 상기 제2 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 높은 경우, 상기 디폴트 모드 및 상기 수직 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택하는 과정과,
    상기 제1 주변 블록과 상기 제2 주변 블록 각각의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 높은 경우, 상기 디폴트 모드, 상기 수평 모드 및 상기 수직 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 공간 예측 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 부호화하는 과정은,
    상기 결정된 최적의 모드에 의해 상기 예측 블록을 구성하는 과정과,
    상기 제1블록의 화소들과 상기 예측 블록의 화소들 간의 차이 값들을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 차이 값들을 부호화하는 과정을 포함하는 공간 예측 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 예측 블록을 구성하는 과정은,
    상기 결정된 최적의 모드가 상기 디폴트 모드인 경우, 미리 설정된 디폴트 값들을 포함하는 예측 블록을 구성하는 과정과,
    상기 결정된 최적의 모드가 상기 수평 모드인 경우, 상기 제1 주변 블록의 화소들을 포함하는 예측 블록을 구성하는 과정과,
    상기 결정된 최적의 모드가 상기 수직 모드인 경우, 상기 제2 주변 블록의 화소들을 포함하는 예측 블록을 구성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 공간 예측 방법.
  8. 계층적 영상 부호화에서 잉여영상에 대한 부호화를 위한 공간 예측 장치에 있어서,
    상기 잉여영상에 포함된 블록들 중 제1 블록에 인접하여 위치하는 복수의 주변 블록들의 활동도를 고려하여 디폴트 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 적어도 하나를 공간 예측 모드로 선택하는 블록 활동도 판단부와, 여기서, 상기 잉여영상은 계층화된 영상 코딩에서 입력 영상에 다운 샘플링을 수행하는 것에 의해 생성된 기본 계층으로부터 복원된 영상과 상기 입력 영상의 차이 값으로부터 생성된 것이고,
    상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 하나의 모드에 의해 구성된 예측 블록의 화소들과 상기 제1 블록의 화소들간의 차이 값을 부호화하는 공간 예측부를 포함하며,
    상기 복수의 주변 블록들은 상기 제1블록의 좌측에 위치하는 제1주변 블록과 상기 제1블록의 상측에 위치하는 제2주변 블록을 포함하는 공간 예측 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 선택된 적어도 하나의 공간 예측 모드 중 하나의 모드를 최적의 모드로 결정하는 공간 예측 모드 결정부를 더 포함하는 공간 예측 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1주변 블록과 상기 제2주변 블록 각각의 활동도는 상기 제1주변 블록과 상기 제2주변 블록 내에서 미리 결정된 블록의 화소 활동도, CBP(Coded Block Pattern) 값, SKIP 모드 정보 중 하나에 의해 판단됨을 특징으로 하는 공간 예측 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 주변 블록 내에 미리 결정된 블록은 상기 제1 블록의 좌측과 인접한 화소들을 포함하고,
    상기 제2 주변 블록 내에 미리 결정된 블록은 상기 제1 블록의 상측과 인접한 화소들을 포함함을 특징으로 하는 공간 예측 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 블록 활동도 판단부는,
    상기 제1 주변 블록과 상기 제2 주변 블록 각각의 활동도가 미리 정해진 임계 값보다 낮은 경우, 상기 디폴트 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택하고,
    상기 제1 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 높고, 상기 제2 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 낮은 경우, 상기 디폴트 모드 및 상기 수평 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택하고,
    상기 제1 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 낮고, 상기 제2 주변 블록의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 높은 경우, 상기 디폴트 모드 및 상기 수직 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택하고,
    상기 제1 주변 블록과 상기 제2 주변 블록 각각의 활동도가 상기 미리 정해진 임계 값보다 높은 경우, 상기 디폴트 모드, 상기 수평 모드 및 상기 수직 모드를 상기 공간 예측 모드로 선택함을 특징으로 하는 공간 예측 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 공간 예측부는,
    상기 결정된 최적의 모드에 의해 상기 예측 블록을 구성하고,
    상기 제1블록의 화소들과 상기 예측 블록의 화소들 간의 차이 값들을 계산하고,
    상기 계산된 차이 값들을 부호화함을 특징으로 하는 공간 예측 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 공간 예측부는, 상기 예측 블록 구성 시,
    상기 결정된 최적의 모드가 상기 디폴트 모드인 경우, 미리 설정된 디폴트 값들을 포함하는 예측 블록을 구성하고,
    상기 결정된 최적의 모드가 상기 수평 모드인 경우, 상기 제1 주변 블록의 화소들을 포함하는 예측 블록을 구성하고,
    상기 결정된 최적의 모드가 상기 수직 모드인 경우, 상기 제2 주변 블록의 화소들을 포함하는 예측 블록을 구성함을 특징으로 하는 공간 예측 장치.
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