KR101853811B1 - 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101853811B1
KR101853811B1 KR1020110004019A KR20110004019A KR101853811B1 KR 101853811 B1 KR101853811 B1 KR 101853811B1 KR 1020110004019 A KR1020110004019 A KR 1020110004019A KR 20110004019 A KR20110004019 A KR 20110004019A KR 101853811 B1 KR101853811 B1 KR 101853811B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
partition
unit
encoding
coding
information
Prior art date
Application number
KR1020110004019A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110084121A (ko
Inventor
이창현
이태미
천지엔러
조대성
한우진
김일구
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CN201610059479.5A priority Critical patent/CN105472394B/zh
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to PCT/KR2011/000300 priority patent/WO2011087320A2/ko
Priority to KR1020110004019A priority patent/KR101853811B1/ko
Priority to CN2011800140868A priority patent/CN102804782A/zh
Priority to US13/522,408 priority patent/US9137533B2/en
Priority to CN201610656814.XA priority patent/CN106028048B/zh
Publication of KR20110084121A publication Critical patent/KR20110084121A/ko
Priority to US14/831,043 priority patent/US9787983B2/en
Priority to US15/705,325 priority patent/US10205942B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101853811B1 publication Critical patent/KR101853811B1/ko
Priority to US16/232,156 priority patent/US10419751B2/en
Priority to US16/538,235 priority patent/US10771779B2/en
Priority to US16/939,663 priority patent/US11303883B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/119—Adaptive subdivision aspects, e.g. subdivision of a picture into rectangular or non-rectangular coding blocks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
    • H04N19/137—Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
    • H04N19/139—Analysis of motion vectors, e.g. their magnitude, direction, variance or reliability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/46—Embedding additional information in the video signal during the compression process
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/57—Motion estimation characterised by a search window with variable size or shape
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명은, 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위마다, 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위인 파티션의 형태와 방향성을 나타내는 제 1 파티션 모드와, 부호화 단위가 세부적인 움직임 예측을 위한 파티션으로 분할된 정도를 나타내는 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들을 이용하여 예측 부호화를 수행하여, 부호화 결과를 출력할 파티션을 결정하고, 파티션의 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨을 나타내는 파티션 정보를 부호화하여 출력하는 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법을 개시한다.

Description

예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for video encoding based on prediction using variable partition, and method and apparatus for video decoding based on prediction using variable partition}
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. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.
비디오 압축은 크게 공간적 상관관계와 시간적 상관관계를 활용한다. 일반적으로 인터 예측은 특정 크기, 예를 들면 16x16 매크로블록을 기반으로 수행된다. 인터 예측은, 이러한 특정 크기의 매크로블록을 2개, 4개, 혹은 그 이상의 영역으로 분할한 후 각각의 움직임 영역에 대해 인터 예측이 수행되면, 원본 영상에 대비한 복원 영상의 왜곡이 발생하고, 인터 예측 결과를 전송하기 위한 오버헤드가 발생할 수 있다. 인터 예측을 위한 움직임 영역이 세밀하게 분할되면 원본 영상 대비 복원 영상의 왜곡은 줄지만 오버헤드가 증가한다. 따라서 인터 예측에 있어서 원본 영상 대비 복원 영상의 왜곡과 오버헤드 간에는 트레이드 오프 관계가 형성될 수 있다.
본 발명은, 예측 부호화를 위한 가변적인 형태, 크기의 파티션을 이용하는 비디오 부호화 및 비디오 복호화에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법은, 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위마다, 상기 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위인 파티션의 형태와 방향성을 나타내는 제 1 파티션 모드와, 상기 부호화 단위가 세부적인 움직임 예측을 위한 파티션으로 분할된 정도를 나타내는 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들을 이용하여 예측 부호화를 수행하여, 부호화 결과를 출력할 파티션을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 파티션의 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨을 나타내는 파티션 정보를 부호화하여 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법은, 수신된 비트스트림으로부터, 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위들마다, 상기 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위인 파티션의 형태와 방향성을 나타내는 제 1 파티션 모드와, 상기 부호화 단위가 세부적인 움직임 예측을 위한 파티션으로 분할된 정도를 나타내는 파티션 레벨을 포함하는 파티션 정보를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 파티션 정보의 제 1 파티션 모드 및 상기 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들을 이용하여 예측 복호화를 수행하여 상기 픽처를 복호화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 장치는, 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위마다, 상기 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위인 파티션의 형태와 방향성을 나타내는 제 1 파티션 모드와, 상기 부호화 단위가 세부적인 움직임 예측을 위한 파티션으로 분할된 정도를 나타내는 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들을 이용하여 예측 부호화를 수행하여, 부호화 결과를 출력할 파티션을 결정하고, 상기 픽처를 부호화하여 상기 부호화 단위의 부호화 모드를 결정하는 부호화부; 및 상기 결정된 파티션의 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨을 나타내는 파티션 정보, 상기 파티션의 예측 모드에 대한 정보 및 상기 부호화 모드에 대한 정보를 포함하는 부호화 정보를 부호화하고, 상기 결정된 파티션을 이용하여 예측 부호화된 상기 파티션의 움직임 벡터 및 레지듀얼을 부호화하여 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치는, 수신된 비트스트림으로부터, 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위들마다, 상기 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위인 파티션의 형태와 방향성을 나타내는 제 1 파티션 모드와, 상기 부호화 단위가 세부적인 움직임 예측을 위한 파티션으로 분할된 정도를 나타내는 파티션 레벨을 포함하는 파티션 정보, 상기 파티션의 예측 모드에 대한 정보 및 상기 부호화 모드에 대한 정보를 포함하는 부호화 정보, 및 상기 파티션의 움직임 벡터 및 레지듀얼을 추출하는 추출부; 및 상기 추출된 파티션 정보의 제 1 파티션 모드 및 상기 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들의 예측 모드에 기초하여, 상기 파티션들에 대하여 예측 복호화를 수행하고 상기 부호화 모드에 기초하여 상기 픽처를 복호화하는 복호화부를 포함한다.
본 발명은, 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.
본 발명은 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 일 실시예에 따른 계층적 구조의 부호화 단위를 도시한다.
도 4 는 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨로 정의되는 트리 구조의 파티션들을 도시한다.
도 5 는 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨과 제 2 파티션 모드의 관계를 도시한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 11 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 13 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 14 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 15 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 16 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 17, 18 및 19는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 20 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 21 은 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 22 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
이하 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 실시예들에서, '영상'은 정지 영상 뿐만 아니라 비디오와 같은 동영상을 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다. 이하 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 실시예들에서, '데이터 단위'는 비디오를 구성하는 데이터 중 소정 범위의 데이터의 집합을 지칭한다.
이하 도 1 내지 도 7 을 참조하여, 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오의 부호화 및 복호화가 개시된다. 이하 도 8 내지 도 22을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 및 복호화가 개시된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 장치(10)는, 부호화부(11) 및 출력부(12)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해 일 실시예에 따른 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 장치(10)를 비디오 부호화 장치(10)로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 비디오의 픽처 시퀀스를 입력받고, 픽처마다 픽처 간 인터 예측, 픽처 내 인트라 예측, 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화의 작업을 거쳐 부호화하여, 부호화된 비디오 데이터 및 부호화 모드에 대한 정보가 수록된 부호화 정보를 출력한다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(10)는 픽처의 효율적인 부호화를 위해, 픽처를 소정 크기의 데이터 단위로 구획하여 데이터 단위마다 부호화할 수 있다. 이하 픽처의 부호화를 위한 데이터 단위를 '부호화 단위'라 지칭한다. 일 실시예에 따른 부호화부(11)는, 부호화 단위를 결정하고 부호화 단위마다 수행될 부호화 방식을 결정할 수 있다. 이 때 부호화 단위마다 결정된 부호화 방식을 부호화 모드이다.
비디오의 시간적으로 연속하는 시퀀스 또는 공간적으로 주변 영역 간에 데이터가 중복될 수 있다. 비디오 압축 부호화 방식에서는, 시공간적으로 인접하는 데이터 간의 중복 데이터를 제거하여 부호화된 데이터의 크기를 줄이기 위해, 시공간적 주변 데이터를 참조하여 부호화하는 예측 부호화 기법이 수행된다.
예측 부호화 기법에서는, 소정 크기 및 형태의 데이터 단위에 기초하여 서로 중복되는 주변 데이터를 검색하여, 중복되는 데이터 단위 간의 거리(즉, 움직임(motion))과, 원본 데이터와 중복되는 데이터 간의 차이값(즉 레지듀얼(residual))이 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화부(11)는, 부호화 단위마다 예측 부호화를 위해 주변 데이터와의 움직임을 비교하기 위한 데이터 단위인 파티션을 결정할 수 있다. 파티션의 크기는 부호화 단위와 같거나 작을 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화부(11)는, 결정된 파티션을 이용한 예측 부호화에 따라, 파티션마다 중복되는 데이터를 제거한 레지듀얼을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화부(11)는, 제 1 파티션 모드와 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들을 이용하여 예측 부호화를 수행하여 부호화 결과를 출력할 파티션을 결정한다.
일 실시예에 따른 부호화부(11)는, 부호화 단위마다, 형태, 방향성 및 크기가 다양한 파티션들을 이용하여 예측 부호화를 수행하고, 파티션들 중에서 최종적으로 레지듀얼을 출력할 파티션을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화부(11)는 다양한 파티션들마다 예측 부호화에 따른 부호화 효율들을 결정하고 비교하여, 부호화 효율이 가장 높은 파티션을 선택할 수 있다.
부호화 효율은, 원본 데이터 및 복원 데이터 간의 오차, 부호화 후 발생하는 오버헤드 등을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 예측 부호화에 따른 부호화 효율은 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정될 수 있다.
일 실시예에 따른 파티션들은, 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 기초하여 정의될 수 있다. 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드는 파티션의 형태와 방향성을 나타낸다.
예를 들어, 제 1 파티션 모드에 따라 직사각형 파티션, 정사각형 파티션, 사각형이 아닌 파티션 등의 파티션 등의 파티션 형태가 정의될 수 있다. 예를 들어, 제 1 파티션 모드에 따라 부호화 단위의 수직, 수평, 수직 및 수평 방향, 대각선 방향으로 분할된 파티션; 부호화 단위의 좌측, 우측, 상단 또는 하단으로 치우쳐 분할된 파티션; 부호화 단위의 마주보는 너비끼리, 마주보는 높이끼리, 인접하는 너비와 높이가 분할된 파티션; 등의 부호화 단위가 파티션으로 분할되는 방향성이 정의될 수 있다.
일 실시예에 따른 파티션 레벨은, 부호화 단위가 세부적인 움직임 예측을 위한 파티션으로 분할된 정도를 나타낸다. 또한 파티션 레벨에 따라, 부호화 단위의 너비 (높이)에 대비한 파티션의 너비(높이)의 비율이 결정될 수도 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 파티션 레벨이 증가함에 따라, 부호화 단위의 너비 및 높이가 잘게 분할된 파티션이 결정될 수 있다. 예를 들어, 부호화 단위의 너비 또는 높이가 n등분된 크기에 기초하여, 부호화 단위의 너비 또는 높이가 1:(n-1), 2:(n-2), ..., (n-2):2, (n-1):1의 비율로 분할된 파티션들이 결정될 수 있다. 이 경우, 파티션 레벨이 증가함에 따라 n이 증가할 수 있다.
다만, 일 실시예에 따른 파티션의 최소 크기는 제한되어 있고 부호화 단위가 무한히 분할될 수는 없다. 따라서, 계층적인 트리 구조에 따라 크기가 결정되는 현재 부호화 단위의 크기에 기초하여, 파티션의 파티션 레벨의 상한 및 하한 중 적어도 하나가 결정될 수 있다. 또한 시스템 또는 사용자 설정 상 파티션 레벨이 제한될 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드에 기초하여 형태와 방향이 결정된 파티션들 중에서, 파티션들의 너비 및 높이가 증감할 수 있다. 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드에 기초하여 형태와 방향이 결정된 파티션의 너비 및 높이는 제 2 파티션 모드에 따라 정의될 수 있다. 즉, 제 2 파티션 모드는 제 1 파티션 모드에 따라 허용 가능한 파티션들 중 세부적인 파티션 종류를 결정할 수 있다.
또한 제 1 파티션 모드의 파티션들은, 제 1 파티션 모드에 따라 파티션의 형태 및 방향성이 결정되며, 파티션의 너비 및 높이 중 적어도 하나가 파티션 레벨에 따라 결정되는 파티션의 최소 너비 또는 최소 높이의 배수로 증감하므로, 제 2 파티션 모드는 제 1 파티션 모드의 파티션들 중 각각의 파티션을 가리키도록 정의될 수도 있다.
예를 들어, 파티션 레벨에 따라 파티션의 최소 너비 및 최소 높이가 부호화 단위의 너비 및 높이의 n등분 값으로 결정될 때, 제 2 파티션 모드는 부호화 단위의 너비 또는 높이가 1:(n-1), 2:(n-2), ..., (n-2):2, (n-1):1의 비율로 분할된 각각의 파티션을 나타낸다.
따라서 일 실시예에 따른 부호화부(11)는, 제 1 파티션 모드에 따라 제 2 파티션 모드를 더 결정할 수도 있으며, 제 2 파티션 모드의 종류 또는 개수는 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 따라 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 출력부(12)는, 부호화부(11)에서 결정된 파티션의 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨을 나타내는 파티션 정보를 부호화하여 출력할 수 있다. 또한 파티션 정보는, 제 1 파티션 모드에 따라, 제 2 파티션 모드 정보를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따른 파티션 정보는, 파티션 레벨의 하한 또는 상한을 결정하는 파티션 레벨 제한 정보를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 출력부(12)는, 부호화부(11)에 의해 결정된 파티션을 이용하여 예측 부호화함으로써 생성된 파티션의 움직임 벡터 및 레지듀얼을 출력할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 출력부(12)는, 부호화부(11)에 의해 결정된 파티션을 이용한 예측 부호화 방식을 나타내는 예측 모드에 대한 정보와 함께, 부호화 모드에 대한 정보를 포함하는 부호화 정보를 부호화하여 출력할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 정보는, SPS(Sequence Parameter Set)에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 정보는, 시퀀스, 픽처, 프레임, 슬라이스, 최대 부호화 단위 등의 데이터 단위 별로 부호화되어 삽입될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치(20)는, 추출부(21) 및 복호화부(22)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위한 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치(20)를 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는 비디오의 픽처 시퀀스가 부호화된 비트스트림을 입력받고, 부호화된 픽처 데이터에 대한 엔트로피 복호화, 역양자화, 역변환, 픽처 간 인터 예측/보상, 픽처 내 인트라 예측을 거친 복호화를 통해 픽처를 복원한다.
일 실시예에 따른 추출부(21)는, 수신된 비트스트림을 파싱하여, 부호화된 픽처 데이터 및 움직임 벡터를 추출할 수 있다. 일 실시예에 다른 추출부(21)는, 수신된 비트스트림을 파싱하여 부호화된 레지듀얼을 추출할 수 있다.
일 실시예에 따른 추출부(21)는, 수신된 비트스트림을 파싱하여, 부호화 정보를 추출한다. 일 실시예에 따른 추출부(21)는, 부호화 정보 중 부호화 모드에 대한 정보, 파티션 정보 및 예측 모드에 대한 정보를 판독할 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 정보로부터, 부호화 단위의 파티션의 제 1 파티션 모드와 파티션 레벨이 판독될 수 있다.
일 실시예에 따른 추출부(21)에 의해 추출된 파티션 정보는, 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 따라 구성되는 계층적 트리 구조의 파티션들 중 부호화 효율이 가장 높은 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 추출부(21)에 의해 추출되어 판독된 파티션 정보에 기초하여, 픽처의 예측 복호화를 위한 파티션을 결정할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 추출부(21)에 의해 추출된 예측 모드 및 움직임 벡터를 이용하여 파티션의 레지듀얼을 예측 복호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 부호화 단위마다 파티션 정보에 기초하여 파티션을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 파티션 정보 중 제 1 파티션 모드에 기초하여 파티션의 형태와 부호화 단위가 파티션으로 분할되는 방향성을 결정할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 파티션 정보 중 파티션 레벨에 기초하여 부호화 단위가 파티션으로 조밀하게 분할되는 정도를 결정할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 제 1 파티션 모드에 기초하여, 직사각형 파티션, 정사각형 파티션, 사각형이 아닌 파티션 등의 파티션 형태를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 제 1 파티션 모드에 기초하여, 부호화 단위가 파티션으로 분할되는 방향성을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 파티션 모드에 따른 파티션은, 부호화 단위의 수직, 수평, 수직 및 수평 방향, 대각선 방향으로 분할된 파티션; 부호화 단위의 좌측, 우측, 상단 또는 하단으로 치우쳐 분할된 파티션; 부호화 단위의 마주보는 너비끼리, 마주보는 높이끼리, 인접하는 너비와 높이가 분할된 파티션; 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 파티션 레벨에 기초하여, 부호화 단위의 너비 및 높이가 분할되는 비율을 결정할 수 있다. 파티션 레벨이 증가함에 따라, 부호화 단위의 너비 및 높이가 잘게 분할된 파티션이 결정될 수 있다. 예를 들어, 부호화 단위의 너비 및 높이 중 적어도 하나가 1:(n-1), 2:(n-2), ..., (n-2):2, (n-1):1의 비율로 분할된 파티션들이 결정될 때, 파티션 레벨이 증가함에 따라 n이 증가할 수 있다.
계층적인 트리 구조에 따라 크기가 결정되는 현재 부호화 단위의 크기에 기초하여, 파티션의 파티션 레벨의 상한 또는 하한이 결정될 수 있다. 또한 시스템 또는 사용자 설정 상 파티션 레벨이 제한값에 대한 정보가 수신된 비트스트림으로부터 추출될 수도 있다.
일 실시예에 따른 추출부(21)는, 파티션 정보로부터, 제 1 파티션 모드에 기초하여 형태와 방향이 결정된 파티션들 중 소정 너비 및 높이의 파티션을 나타내는 제 2 파티션 모드를 더 추출할 수 있다. 따라서 일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 파티션 정보의 제 1 파티션 모드 정보, 파티션 레벨 및 제 2 파티션 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 파티션들을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 제 1 파티션 모드에 기초하여 형태와 방향이 결정된 파티션들의 너비 및 높이를, 제 2 파티션 모드에 기초하여 증감할 수 있다.
또한, 제 2 파티션 모드에 결정되는 파티션들의 너비 및 높이는, 제 1 파티션 모드에 따라 결정된 형태 및 방향성을 갖는 파티션의 너비 및 높이 중 적어도 하나가, 파티션 레벨에 따라 결정되는 파티션의 최소 너비 또는 최소 높이의 배수값으로 결정될 수도 있다.
예를 들어, 파티션 레벨에 따라 파티션의 최소 너비 및 최소 높이가 부호화 단위의 너비 및 높이의 n등분 값으로 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 제 2 파티션 모드에 기초하여 부호화 단위의 너비 또는 높이가 1:(n-1), 2:(n-2), ..., (n-2):2, (n-1):1의 비율로 분할된 각각의 파티션을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화부(22)는, 파티션 정보에 기초하여 결정된 파티션들에 대해 예측 모드에 기초하여 예측 복호화를 수행하고, 부호화 모드에 기초하여 픽처를 복호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 장치(10) 및 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치(20)는, 기존의 매크로블록과 동일한 크기의 파티션, 2등분된 파티션, 4등분된 파티션 뿐만 아니라, 텍스처의 방향성와 위치의 변화와 파티션의 세부적인 움직임을 고려할 수 있는 파티션을 결정할 수 있다. 또한, 부호화 단위의 크기에 기초하여 파티션의 세부적인 움직임을 예측할 수 있는 파티션의 형태와 방향을 조절할 수 있으므로, 영상 특성을 충분히 고려한 예측 부호화 및 복호화가 가능하다.
도 3 은 일 실시예에 따른 계층적 구조의 부호화 단위를 도시한다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층적 구조(30)에 따르면, 부호화 단위 레벨이 0, 1, 2로 증가함에 따라, 부호화 단위(31, 32, 33)의 크기가 감소할 수 있다. 부호화 단위(31, 32, 33)의 크기가 증가함에 따라 부호화 단위 안에 다양한 형태와 방향의 텍스처 성분이 포함될 수 있으며, 비디오 시퀀스에서 시간의 흐름에 따라 부호화 단위 안에서 다른 움직임 영역이 포함될 수 있다. 따라서, 부호화 단위의 보다 세밀하고 정확한 예측 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 크기에 기초하여 부호화 단위에 포함되는 파티션의 형태, 방향성 및 크기가 가변적일 필요가 있다.
도 4 는 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨로 정의되는 트리 구조의 파티션들을 도시한다.
일 실시예에 따른 파티션의 트리 구조(50)는, 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨로 정의되는 파티션들로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)의 부호화부(11)는, 부호화 단위마다, 트리 구조(50)를 구성하는 파티션들을 모두 이용하여 예측 부호화를 수행한 후, 부호화 효율이 가장 높은 파티션을 결정하고, 출력부(12)는 결정된 파티션의 레지듀얼이 부호화되어 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드는 파티션의 형태와 방향성을 나타내고, 파티션 레벨은 부호화 단위가 세부적인 움직임 예측을 위한 파티션으로 분할된 정도를 나타낼 수 있다. 제 1 파티션 모드와 파티션 레벨의 조합에 따라 파티션이 정의될 수 있다.
파티션 레벨 0의 파티션 그룹(49)은, 제 1 파티션 모드 0의 파티션 세트(40), 제 1 파티션 모드 1의 파티션 세트(41), 제 1 파티션 모드 2의 파티션 세트(42), 제 1 파티션 모드 3의 파티션 세트(43), 제 1 파티션 모드 4의 파티션 세트(44), 제 1 파티션 모드 5의 파티션 세트(45), 제 1 파티션 모드 6의 파티션 세트(46), 제 1 파티션 모드 7의 파티션 세트(47)를 포함한다.
파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 0의 파티션 세트(40)는, 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션(인덱스 0)을 포함한다.
또한 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 1의 파티션 세트(41)는 부호화 단위의 마주보는 높이가 각각 1/2로 분할되어, 부호화 단위가 가로 방향으로 반분된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1)을 포함할 수 있다. 또한 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 2의 파티션 세트(42)는 부호화 단위의 마주보는 너비가 각각 1/2로 분할되어, 부호화 단위가 세로 방향으로 반분된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1)을 포함할 수 있다.
파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 3의 파티션 세트(43)는, 부호화 단위의 마주보는 높이 및 마주보는 너비가 모두 1/2로 분할되어, 부호화 단위가 가로세로 방향으로 4분할된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1, 2, 3)을 포함할 수 있다.
파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 4의 파티션 세트(44)는, 부호화 단위의 좌측 상단에 위치하면서 부호화 단위의 좌측 높이 및 상단 너비가 각각 1/2로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 0)과, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 1)을 포함할 수 있다.
파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 5의 파티션 세트(45)는, 부호화 단위의 우측 상단에 위치하면서 부호화 단위의 우측 높이 및 상단 너비가 각각 1/2로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 1)과, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 0)을 포함할 수 있다.
파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 6의 파티션 세트(46)는, 부호화 단위의 좌측 하단에 위치하면서 부호화 단위의 좌측 높이 및 하단 너비가 각각 1/2로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 0)과, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 1)을 포함할 수 있다.
파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 7의 파티션 세트(47)는, 부호화 단위의 우측 하단에 위치하면서 부호화 단위의 우측 높이 및 하단 너비가 각각 1/2로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 1)과, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 0)을 포함할 수 있다.
제 1 파티션 모드 1 및 2는, 부호화 단위 내의 상하 영역 간에 또는 좌우 영역 간에 움직임이 다른 경우에 정확한 예측 부호화를 위한 파티션을 정의할 수 있다. 제 1 파티션 모드 3은, 부호화 단위 내에 다수의 객체 또는 다수의 영역이 존재하며 복합적인 움직임을 가지는 경우에 파티션별로 세밀한 예측 부호화를 위한 파티션을 정의할 수 있다.
제 1 파티션 모드 4, 5, 6, 7은 부호화 단위 안에 대각선 방향의 에지가 위치할 때, 에지를 경계로 구획되는 영역들의 정확한 예측 부호화를 위한 파티션을 정의할 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 3, 4, 5, 6, 7이 이용되는 경우, 정확한 움직임 예측은 가능하지만 오버헤드가 증가하므로, 부호화 효율과 오버헤드 간의 트레이드 오프를 고려하여 사용되는 것이 바람직하다.
파티션 레벨은 부호화 단위가 세밀한 움직임 예측을 위해 파티션으로 조밀하게 분할된 정도를 나타내므로, 파티션 레벨이 증가할수록 파티션의 최소 높이 또는 최소 너비가 작아질 수 있다.
일 실시예에 따른 파티션의 트리 구조(50)에서, 파티션 단위의 최소 너비(최소 높이)는 부호화 단위의 너비(높이)를 2의 제곱수로 나눈 크기이고, 파티션 레벨이 증가함에 따라 2의 제곱수가 증가한다.
전술한 바와 같이, 파티션 레벨 0일 때는, 부호화 단위의 높이(너비)가 분할되지 않거나, 1/2로 분할된 경우를 포함한다. 파티션 레벨이 1로 증가하면, 파티션의 최소 높이(최소 너비)가 부호화 단위의 높이(너비)의 1/4일 수 있다. 파티션 레벨이 2로 증가하면, 파티션의 최소 높이(최소 너비)가 부호화 단위의 높이 또는 너비의 1/8일 수 있다.
파티션 레벨에 상관없이 부호화 단위의 크기는 동일하다. 파티션 레벨 1의 파티션 그룹(59)은 파티션 레벨 0에 비해 정밀도가 2배 증가한다. 일 실시예로 파티션 레벨 0에서 제 1 파티션 모드 1은 부호화 크기의 높이가 1/2의 정밀도로 세분화된 파티션이고, 파티션 레벨 1에서 제 1 파티션 모드 1은 부호화 크기의 높이가 1/4의 정밀도로 세분화된 파티션이다. 나아가 파티션 레벨 2에서 제 1 파티션 모드 1은 부호화 크기의 높이가 1/8의 정밀도로 세분화된 파티션이다.
하나의 제 1 파티션 모드에서, 파티션 레벨들 간에 동일한 형태의 파티션이 중복적으로 발생할 수 있다. 예를 들어, 제 1 파티션 모드 3, 4, 5, 6, 7에서, 파티션 레벨 0의 파티션 세트 43, 44, 45, 46, 47은, 각각 파티션 레벨 1의 파티션 세트 53e, 54e, 55e, 56e, 57e과 동일한 형태이다. 제 1 파티션 모드 1, 2에서, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 51a, 51b는 각각 파티션 레벨 2의 파티션 세트 61b, 61e와 동일한 형태이며, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 52a, 52b는 각각 파티션 레벨 2의 파티션 세트 62b, 62e와 동일한 형태이다.
동일한 제 1 파티션 모드 및 서로 다른 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들이 서로 동일한 형태인 경우, 하위 파티션 레벨의 파티션만이 예측 부호화를 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 파티션 모드 3에서, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 53e는 파티션 레벨 0의 파티션 세트 43과 동일한 형태이므로, 이들 중 하위 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 3의 파티션 세트 43만이 실제 예측 부호화에 이용되고 파티션 세트 43을 나타내는 파티션 정보만이 부호화될 수 있다. 이 경우, 파티션 세트 53e을 나타하기 위한 파티션 정보는 정의되지 않는다.
파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 1의 파티션 세트(51a, 51b)는, 부호화 단위의 마주보는 높이가 각각 1:3, 3:1로 분할된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1)을 포함할 수 있다. 또한 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 2의 파티션 세트(52a, 52b)는, 부호화 단위의 마주보는 너비가 각각 1:3, 3:1로 분할된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1)을 포함할 수 있다.
파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 3의 파티션 세트(53a, 53b, 53c, 53d, 53e, 53f, 53g, 53h, 53i)는, 부호화 단위의 마주보는 높이 및 마주보는 너비 중 적어도 하나가 1:3, 2:2, 3:1로 분할되어, 부호화 단위가 가로세로 방향으로 4분할된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1, 2, 3)이 정의될 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 3에서, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 53e는, 파티션 레벨 0의 파티션 세트 43과 중복되므로 예측 부호화를 위해 사용되지 않을 수 있다. 또한, 파티션 레벨 1에서, 제 1 파티션 모드 3의 파티션 세트 53e를 나타내는 파티션 정보가 정의되지 않을 수 있다.
파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 4의 파티션 세트(54a, 54b, 54c, 54d, 54e, 54f, 54g, 54h, 54i)는, 부호화 단위의 좌측 상단에 위치하면서 부호화 단위의 좌측 높이 및 상단 너비 중 적어도 하나가 1:3, 2:2, 3:1로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 0)과 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 1)을 포함할 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 4에서, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 54e는 파티션 레벨 0의 파티션 세트 44와 중복되므로, 예측 부호화를 위해 사용되지 않을 수 있다. 또한, 파티션 레벨 1에서, 제 1 파티션 모드 4의 파티션 세트 54e를 나타내는 파티션 정보가 정의되지 않을 수 있다.
파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 5의 파티션 세트(55a, 55b, 55c, 55d, 55e, 55f, 55g, 55h, 55i)는, 부호화 단위의 우측 상단에 위치하며 부호화 단위의 우측 높이 및 상단 너비 중 적어도 하나가 1:3, 2:2, 3:1로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 1)과, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 0)을 포함할 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 5에서, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 55e는 파티션 레벨 0의 파티션 세트 45와 중복되는 파티션이므로, 예측 부호화를 위해 사용되지 않을 수 있다. 또한, 파티션 레벨 1에서, 제 1 파티션 모드 5의 파티션 세트 55e를 나타내는 파티션 정보가 정의되지 않을 수 있다.
파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 6의 파티션 세트(56a, 56b, 56c, 56d, 56e, 56f, 56g, 56h, 56i)는, 부호화 단위의 좌측 하단에 위치하며 부호화 단위의 좌측 높이 및 하단 너비 중 적어도 하나가 1:3, 2:2, 3:1로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 0)과, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 1)을 포함할 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 6에서, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 56e는 파티션 레벨 0의 파티션 세트 46과 중복되는 파티션이므로, 예측 부호화를 위해 사용되지 않을 수 있다. 또한, 파티션 레벨 1에서, 제 1 파티션 모드 6의 파티션 세트 56e를 나타내는 파티션 정보가 정의되지 않을 수 있다..
파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 7의 파티션 세트(57a, 57b, 57c, 57d, 57e, 57f, 57g, 57h, 57i)는, 부호화 단위의 우측 하단에 위치하며 부호화 단위의 우측 높이 및 하단 너비 중 적어도 하나가 1:3, 2:2, 3:1로 분할된 크기의 사각형 파티션(인덱스 1)과, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 0)을 포함할 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 7에서, 파티션 레벨 1의 파티션 세트 57e는 파티션 레벨 0의 파티션 세트 47과 중복되는 파티션이므로, 예측 부호화를 위해 사용되지 않을 수 있다. 또한, 파티션 레벨 1에서, 제 1 파티션 모드 7의 파티션 세트 57e를 나타내는 파티션 정보가 정의되지 않을 수 있다..
유사한 방식으로, 파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 1의 파티션 세트(61a, 61b, 61c, 61d, 61e, 61f)는, 부호화 단위의 마주보는 높이가 각각 1:7, 2:6, 3:5, 5:3, 6:2, 7:1로 분할된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1)을 포함할 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 1에서, 파티션 레벨 2의 파티션 세트 61b 와 61e는 각각 파티션 레벨 1의 파티션 세트 51a와 51b와 중복되는 파티션이므로, 파티션 레벨 2에서 제 1 파티션 모드 1의 파티션 세트 61b 와 61e를 나타내는 파티션 정보는 정의되지 않을 수 있다. 또한 파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 2의 파티션 세트(62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f)는, 부호화 단위의 마주보는 너비가 각각 1:7, 2:6, 3:5, 5:3, 6:2, 7:1로 분할된 사각형 파티션들(인덱스 0, 1)을 포함할 수 있다. 다만 제 1 파티션 모드 1에서, 파티션 레벨 2의 파티션 세트 62b 와 62e는 각각 파티션 레벨 1의 파티션 세트 52a와 52b와 중복되는 파티션이므로, 파티션 레벨 2에서 제 1 파티션 모드 1의 파티션 세트 62b와 62e를 나타내는 파티션 정보는 정의되지 않을 수 있다.
지면 관계상, 파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 3, 4, 5, 6, 7을 도시하지는 않았지만, 파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 3에서는, 부호화 단위의 마주보는 높이 및 마주보는 너비 중 적어도 하나가 1:7, 2:6, 3:5, 4:4, 5:3, 6:2, 7:1로 분할되어, 부호화 단위가 가로세로 방향으로 4분할된 사각형 파티션들이 정의될 수 있다.
또한, 파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 4에서는, 부호화 단위의 좌측 상단에 위치하며 부호화 단위의 좌측 높이 및 상단 너비 중 적어도 하나가 1:7, 2:6, 3:5, 4:4, 5:3, 6:2, 7:1로 분할된 크기의 사각형 파티션과, 나머지 조각의 비사각형 파티션이 정의될 수 있다.
파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 5에서는, 부호화 단위의 우측 상단에 위치하며 부호화 단위의 우측 높이 및 상단 너비 중 적어도 하나가 1:7, 2:6, 3:5, 4:4, 5:3, 6:2, 7:1로 분할된 크기의 사각형 파티션과, 나머지 조각의 비사각형 파티션이 정의될 수 있다.
파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 6에서는, 부호화 단위의 좌측 하단에 위치하며 부호화 단위의 좌측 높이 및 하단 너비 중 적어도 하나가 1:7, 2:6, 3:5, 4:4, 5:3, 6:2, 7:1로 분할된 크기의 사각형 파티션과, 나머지 조각의 비사각형 파티션이 정의될 수 있다.
파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드 7에서는, 부호화 단위의 우측 높이 및 하단 너비 중 적어도 하나가 1:7, 2:6, 3:5, 4:4, 5:3, 6:2, 7:1로 분할되어, 부호화 단위의 우측 하단에 치우친 한 개의 사각형 파티션과 나머지 조각의 비사각형 파티션이 정의될 수 있다.
부호화 크기가 충분히 크다면, 파티션 레벨 3, 파티션 레벨 4로 파티션 세트가 확장될 수 있다.
따라서 일 실시예에 따른 파티션의 트리 구조(50)에서, 제 1 파티션 모드에 기초하여 파티션의 형태와 방향성이 결정되고, 파티션 레벨에 기초하여 파티션의 최소 너비 및 최소 높이가 결정될 수 있다. 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 기초하여 결정된 사각형 파티션들은, 최소 너비의 배수인 파티션 너비와 최소 높이의 배수인 파티션 높이를 갖는 파티션들을 포함할 수 있다. 이 경우 제 2 파티션 모드는, 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 기초하여 결정된 파티션들 중 소정 너비 또는 높이의 파티션을 가리킬 수 있다.
하나의 부호화 단위가 둘 이상의 파티션들을 포함하는 경우, 인덱스 0인 파티션의 너비 또는 높이가 결정되면 이에 기초하여 나머지 파티션의 너비 또는 높이가 결정되므로, 이하 설명의 편의를 위해 인덱스 0인 파티션의 너비 또는 높이에 대해서만 논한다.
예를 들어 일 실시예에 따른 파티션의 트리 구조(50)에서, 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 1의 파티션들(51a, 51b)은, 파티션의 최소 높이가 부호화 단위의 높이의 1/4로 결정된다. 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 1의 파티션들(51a, 51b)의 높이는, 각각 파티션의 최소 높이의 1배 및 3배이다. 이 경우, 제 2 파티션 모드는, 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 1의 파티션 51a 및 파티션 51b 각각을 가리키도록 정의될 수 있다.
유사한 방식으로, 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 4에서는, 사각형 파티션의 최소 너비 및 최소 높이가 부호화 단위의 너비 및 높이의 1/4로 결정되며, 부호화 단위의 좌측 상단에 치우친 한개의 사각형 파티션(인덱스 0)과 함께, 나머지 조각의 비사각형 파티션(인덱스 1)이 형성될 수 있다. 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 4의 제 2 파티션 모드는, 파티션의 너비 및 높이 중 적어도 하나가 최소값의 1배, 2배 또는 3배로 변동하면서 결정되는 파티션들 54a, 54b, 54c, 54d, 54f, 54g, 54h, 54i 중 각각을 가리키도록 정의될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제 1 파티션 모드 4에서, 파티션 레벨 1의 파티션 54e는 사용되지 않는다.
다만, 파티션 레벨 0에서는 제 2 파티션 모드가 별도로 정의될 필요는 없다. 또한, 제 1 파티션 모드 또는 파티션 레벨에 따라 존재할 수 있는 파티션 종류가 변동하므로, 제 2 파티션 모드의 개수, 범위 등이 변동될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 트리 구조(50)를 구성하는 파티션들 중 하나의 파티션을 결정함으로써, 다양한 형태, 방향성 및 크기의 파티션에 기초한 예측 부호화가 가능하다. 다만 비디오 부호화 장치(10)의 예측 부호화의 정확성과 연산 속도 간의 트레이드 오프에서, 연산 속도가 더 중요한 경우에는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 트리 구조(50)에 포함되는 파티션들의 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨, 또는 제 2 파티션 모드의 선택 범위를 제한할 수도 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 파티션의 예측 모드 정보, 움직임 벡터, 레지듀얼을 부호화하면서, 각 파티션의 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨, 제 2 파티션 모드 등의 파티션 정보를 부호화할 수 있다. 따라서 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(11)는, 추출된 파티션 정보에 기초하여 파티션을 결정하고, 이를 이용하여 예측 복호화를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 크기의 파티션은, 최소 부호화 단위가 4분할된 파티션일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션의 크기는 파티션 레벨에 기초하여 결정될 수 있지만, 파티션의 최소 크기보다 크거나 같고 부호화 단위보다 작거나 같아야 하므로, 파티션의 크기는 부호화 단위의 크기에 종속된다. 따라서 파티션 레벨도 부호화 단위의 크기에 연관될 수 있다.
또한, 작은 크기의 부호화 단위 내의 영역에서는 작은 영역의 움직임을 예측하기 위한 파티션이 필요하다. 그러나, 부호화 단위가 클수록 부호화 단위 내의 영역에서 큰 영역의 움직임부터 작은 영역의 움직임까지도 발생할 수 있으므로, 크기가 큰 부호화 단위일수록 큰 파티션부터 작은 파티션을 이용한 예측 부호화가 필요하다. 따라서 파티션 레벨도 부호화 단위의 크기에 기초하여 결정되는 것이 바람직하다.
따라서 일 실시예에 따른 부호화 단위의 크기에 기초하여, 정의 가능한 파티션 레벨의 관계는 표 1과 같다.
부호화 단위 크기 파티션 레벨=0 파티션 레벨=1 파티션 레벨=2 파티션 레벨=3 파티션 레벨=4
128x128 o o o o o
64x64 o o o o x
32x32 o o o x x
16x16 o o x x x
8x8 o x x x x
따라서, 크기 8x8인 부호화 단위에 대해서는 최하 파티션 레벨인 파티션 레벨 0의 파티션들만이 결정될 수 있다. 크기 16x16인 부호화 단위에 대해서는 파티션 레벨 0 및 1의 파티션들이 결정될 수 있다. 크기 32x32, 64x64, 128x128인 부호화 단위에 대해서는 각각, 파티션 레벨 0으로부터 파티션 레벨 2, 3, 4까지의 파티션들이 결정될 수 있다. 따라서 부호화 단위의 크기에 기초하여 파티션 레벨이 가변적으로 허용될 수 있다.
도 5 는 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨과 제 2 파티션 모드의 관계를 도시한다. 즉, 도 5 에 도시된 부호화 단위(71, 72, 73) 내부의 점들을 이용하여, 파티션 레벨에 따라 정의될 수 있는 제 1파티션 모드 및 제 2파티션 모드의 형태가, 결정될 수 있다.
도 5에서 부호화 단위(71, 72, 73) 내부의 선은, 부호화 단위(71, 72, 73)에 포함되는 파티션의 높이 또는 너비가 될 수 있는 선을 나타내며, 점은 파티션의 너비와 높이가 만나는 교차점을 나타낸다. 예를 들어 부호화 단위(71, 72, 73) 내의 소정 교차점으로부터 부호화 단위(71, 72, 73) 내부의 선을 따라 부호화 단위(71, 72, 73)의 너비 또는 높이까지 닿는 직선을 그리면, 부호화 단위(71, 72, 73)가 분할된 파티션들이 형성될 수 있다.
예를 들어, 파티션 레벨 0에서는, 부호화 단위(71) 내의 선들은 부호화 단위(71)의 높이 또는 너비를 2분할하는 선들이다. 부호화 단위(71) 안에 선들이 교차하여 1개의 교차점이 형성되며, 교차점으로부터 부호화 단위(71)의 좌측 높이, 우측 높이, 상단 너비 또는 하단 너비 중 두 곳까지 뻗은 직선으로 둘러쌓인 파티션들이 결정될 수 있다. 즉, 부호화 단위(71) 내의 선들의 교차점이 파티션의 꼭지점이 될 수 있다. 따라서 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드마다, 부호화 단위(71) 내에서는 한 세트의 파티션만이 정의될 수 있다. 제 1 파티션 모드마다 한 세트의 파티션만이 정의되므로, 제 2 파티션 모드는 설정되지 않을 수도 있다.
또한, 파티션 레벨 1에서는, 부호화 단위(72) 내의 선들은 부호화 단위(72)의 높이 또는 너비를 4분할하는 선들이다. 부호화 단위(72) 내의 선들이 교차하면서 파티션 꼭지점은 9개 생성될 수 있지만, 파티션 레벨 0과 중복되는 가운데 교차점(흰색 교차점)을 제외한 8개 꼭지점을 기초로 파티션이 생성 될수 있다. 따라서 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드마다, 부호화 단위(72) 내에 8개의 파티션 세트가 정의될 수 있다.
유사한 방식으로, 파티션 레벨 2에서는, 부호화 단위(73) 내의 선들은 부호화 단위(73)의 높이 또는 너비를 8분할하는 선들이다. 부호화 단위(73) 내의 선들이 교차하면서 파티션 꼭지점은 49개 생성될 수 있지만, 상위 파티션 레벨 0과 파티션 레벨 1과 중복되는 9개의 교차점(흰색 교차점)들을 제외한 40개 꼭지점을 기초로 파티션이 생성될수 있다. 따라서 파티션 레벨 2의 제 1 파티션 모드마다, 부호화 단위(72) 내에 40개의 파티션 세트가 정의될 수 있다.
따라서 파티션 레벨에 따라, 하나의 제 1 파티션 모드에 포함되는 제 2 파티션 모드의 개수는 꼭지점의 개수에 상응될 수 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 81에서, 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위마다, 제 1 파티션 모드와 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들을 이용하여 예측 부호화를 수행하여, 부호화 결과를 출력할 파티션이 결정된다.
제 1 파티션 모드에 기초하여 파티션의 형태 및 분할 방향성이 결정되고, 파티션 레벨에 기초하여 파티션의 최소 너비 또는 최소 높이가 결정될 수 있다. 파티션별로 예측 부호화 결과를 비교하여 부호화 효율이 가장 높은 파티션을 결정하고, 결정된 파티션의 레지듀얼이 부호화될 수 있다.
부호화 단위의 크기에 기초하여 파티션 레벨의 허용 범위가 결정될 수 있다. 제 1 파티션 모드에 따라, 소정 너비 및 높이의 파티션을 가리키기 위한 제 2 파티션 모드가 더 결정될 수 있다. 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 기초하여, 제 2 파티션 모드의 개수의 허용 범위가 결정될 수 있다.
단계 82에서는, 전단계 81에서 결정된 파티션의 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨을 나타내는 파티션 정보가 부호화되어 출력된다. 파티션 정보는, 제 1 파티션 모드에 따라 제 2 파티션 모드를 더 포함할 수도 있다. 파티션마다 움직임 벡터 및 레지듀얼이 부호화되어 출력될 수 있다. 파티션 정보, 예측 모드 및 부호화 모드에 대한 정보가 포함된 부호화 정보가 부호화되어 출력될 수도 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 91에서, 수신된 비트스트림으로부터, 부호화 단위들마다 파티션의 제 1 파티션 모드와 파티션 레벨을 나타내는 파티션 정보가 추출된다. 수신된 비트스트림을 파싱하여 파티션별로 움직임 벡터 및 레지듀얼이 추출될 수 있다. 수신된 비트스트림을 파싱하여 파티션 정보, 예측 모드 및 부호화 모드에 대한 정보가 포함된 부호화 정보가 추출될 수도 있다.
단계 92에서, 전단계 91에서 추출된 파티션 정보의 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 기초하여 결정되는 파티션들을 이용하여 예측 복호화가 수행되며 픽처가 복호화된다. 파티션 정보로부터 제 1 파티션 모드와 파티션 레벨이 판독될 수 있으며, 제 1 파티션 모드에 따라 제 2 파티션 모드가 판독될 수도 있다. 제 1 파티션 모드에 기초하여 파티션의 형태 및 분할 방향성이 결정되고, 파티션 레벨에 기초하여 부호화 단위의 너비 또는 높이에 대비한 파티션의 너비 또는 높이가 결정될 수 있다. 파티션 별로 파티션의 레지듀얼이 복호화됨으로써, 픽처가 복호화될 수 있다.
이하 도 8 내지 도 22을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 및 복호화가 개시된다.
도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 데이터 단위의 병합을 이용하는 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 데이터 단위의 병합을 이용하는 비디오 부호화 장치(100)는 '비디오 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.
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. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 2의 자승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 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 단위 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 단위 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.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다. 일 실시예에 따라 비디오 부호화를 위해 수행하는 변환은 주파수 변환, 직교 변환, 정수 변환 등을 포함할 수 있다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 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, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따른 예측 단위는 도 1 내지 7을 참조하여 전술한 파티션들을 포함할 수도 있다. 즉, 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드에 기초하여 예측 단위의 형태 및 분할 방향성이 결정되고, 파티션 레벨에 기초하여 부호화 단위의 크기에 대비한 예측 단위의 크기 비율이 결정될 수도 있다. 파티션 레벨의 허용 범위, 즉, 파티션 레벨의 상한 또는 하한은 부호화 단위의 크기에 따라 결정될 수 있다.
제 1 파티션 모드에 따라, 세부적인 파티션의 종류를 가리키기 위한 제 2 파티션 모드가 결정될 수도 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨의 계층적 관계에 기초하여 트리 구조를 구성하는 예측 단위들을 이용하여 예측 부호화를 수행하고 예측 결과를 비교하여, 부호화 효율이 가장 높은 파티션을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 부호화 단위마다 부호화 효율이 가장 높은 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨의 파티션을 결정할 수 있다.
예측 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 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 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 변환을 수행할 수 있다.
부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 파티션의 결정 방식에 대해서는, 도 11 내지 12을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 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 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 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 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 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 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 부호화 단위별 부호화 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.
또한, 도 1 내지 7을 참조하여 전술된 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨 등에 기초하여 예측 단위가 결정되는 경우, 출력부(130)는 파티션의 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨을 포함하는 파티션 정보를 부호화 정보로서 부호화하여 출력할 수 있다. 또한 출력부(130)는, 예측 단위별로 움직임 벡터와 레지듀얼을 부호화되어 출력할 수도 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, 비디오 부호화 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 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
또한, 부호화 단위의 다양한 크기에 기초하여, 부호화 단위가 분할된 예측 단위 및 파티션의 종류도 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨, 제 2 파티션 모드 등에 기초하여 다양화될 수 있으므로, 부호화 단위 안의 영상 특성에 기반한 예측 부호화가 가능하다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 데이터 단위의 병합을 이용하는 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 데이터 단위의 병합을 이용하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.
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 19 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(205)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 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 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 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, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 현재 예측 단위 또는 현재 파티션에 대한 병합 관련 정보를 더 포함할 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.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 모드에 관한 정보는, 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨을 포함하는 파티션 정보를 포함할 수 있다.
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. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 모드에 관한 정보 중 파티션 정보를 판독하고, 파티션 정보 중 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 기초하여 정의되는 파티션을 결정할 수 있다. 영상 데이터 복호화부(230)는, 일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드에 기초하여 예측 단위의 형태 및 분할 방향성을 결정하고, 파티션 레벨에 기초하여 부호화 단위의 크기에 대비한 예측 단위의 크기 비율을 결정할 수 있다. 제 1 파티션 모드에 따라, 영상 데이터 복호화부(230)는 세부적인 파티션의 종류를 가리키기 위한 제 2 파티션 모드를 고려하여 파티션을 결정할 수도 있다.
일 실시예에 따른 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨 및 제 2 파티션 모드는, 부호화 과정에서 제 1 파티션 모드, 파티션 레벨의 계층적 관계에 기초하여 트리 구조를 구성하는 예측 단위들을 이용하여 예측 부호화를 수행하고 예측 결과를 비교하여, 부호화 효율이 가장 높다고 결정된 파티션을 정의하고 있다. 따라서 일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 단위마다 부호화 효율이 가장 높은 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨의 파티션을 이용하여 예측 복호화를 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보를 포함하여 트리 구조에 따른 변환 단위를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 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, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 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 부호화 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
또한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 트리 구조에 따른 예측 단위들의 예측 부호화 결과를 비교하여 결정된 파티션의 결정 방식에 대한 파티션 정보를 추출하여 판독하고, 파티션 정보를 이용하여 예측 복호화를 수행하므로, 정확한 복호화가 가능하다.
이하 도 10 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들, 예측 단위 및 변환 단위의 결정 방식이 상술된다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 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 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반영하기 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.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 11 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 단위 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 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 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(400)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 주파수 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 13 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 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. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 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 예측 단위 및 파티션이 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 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 파티션(650)으로만 설정될 수 있다. 또한, 크기 4x2의 파티션들(652), 크기 2x4의 파티션들(654), 크기 2x2의 파티션들(656)이 이용될 수도 있다.
도 13에 도시된 파티션들은, 각각의 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 1/2로 분할된 형태이므로, 도 1 내지 7을 참조하여 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 0, 1, 2, 3의 파티션 세트들(40, 41, 42, 43)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 파티션 610, 620, 630, 640, 650은 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 0의 파티션 세트 40에 대응되며, 파티션 612, 622, 632, 642, 652은 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 1의 파티션 세트 41에 대응될 수 있다. 파티션 614, 624, 634, 644, 654은 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 2의 파티션 세트 42에 대응되며, 파티션 616, 626, 636, 646, 656은 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 3의 파티션 세트 43에 대응될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 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 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 14 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 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 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 15 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 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 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 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 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 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 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.
파티션 타입에 관한 정보(800)는 일 실시예에 따른 부호화 모드에 관한 정보는 파티션 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 제 1 파티션 모드 정보, 파티션 레벨 및 제 2 파티션 모드 정보에 기초하여 결정된 파티션 타입을 포함할 수도 있다.
도 16 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 단위(900)의 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. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 분할 정보는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 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 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 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 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)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 17, 18 및 19는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 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 단위들의 파티션들이며, 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 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 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 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다. 부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 2은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) 분할 정보 1
예측 모드 파티션 타입 변환 단위 크기 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화
인트라
인터

스킵 (2Nx2N만)		 대칭형 파티션 타입 비대칭형 파티션 타입 변환 단위 분할 정보 0 변환 단위
분할 정보 1
2Nx2N
2NxN
Nx2N
NxN		 2NxnU
2NxnD
nLx2N
nRx2N		 2Nx2N NxN
(대칭형 파티션 타입)

N/2xN/2
(비대칭형 파티션 타입)
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 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.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다. 도 4의 트리 구조에 따른 파티션들을 참조하면, 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는, 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 1 의 파티션 세트 51a, 51b에 대응되며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N및 2의 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 2 의 파티션 세트 52a, 52b에 대응될 수 있다.변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 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 예측하는 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 20 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
이와 같은 파티션 타입은 도 4에서 명시된 파티션들 중 일부에 대응될 수 있다. 예를 들어, 파티션 타입 2Nx2N(1322)는 파티션 40 (파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 0)에 대응할 수 있다. 파티션 타입 2NxN(1324) 및 Nx2N(1326)은 각각 파티션 세트 41 및 42(각각, 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 레벨 1 및 2)에 대응할 수 있다. 파티션 타입 NxN(1328) 은 파티션 세트 43(파티션 레벨 0 의 제 1 파티션 모드 3)에 대응할 수 있다. 파티션 타입 2NxnU(1332) 및 2NxnD(1334)는 각각 파티션 세트 51a 및 51b (모두 파티션 레벨 1 및 제 1 파티션 모드 1)에 대응할 수 있다. 파티션 타입 nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338)는 각각 파티션 세트 52a 및 52b (모두 파티션 레벨 1 및 제 1 파티션 모드 2)에 대응할 수 있다.변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 타입에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
도 18을 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 10 내지 도 20를 참조하여 전술된 예측 단위 또는 파티션들은, 도 4 의 파티션들의 트리 구조(50) 중 파티션 레벨 0의 제 1 파티션 모드 0, 1, 2, 3 과 파티션 레벨 1의 제 1 파티션 모드 1, 2의 파티션들만으로 제한적으로 이용된 실시예를 개시한다. 시스템 상황 및 설정에 따라, 파티션 레벨 및 제 1 파티션 모드의 상한이 선택적으로 제한될 수 있다. 다만 도 10 내지 도 20에서 개시된 파티션 레벨 및 제 1 파티션 모드는, 일 실시예일 뿐이므로 본 발명의 아이디어가 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 21 은 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 1210에서, 비디오의 현재 픽처가 최대 부호화 단위들로 구획할 수 있다. 단계 1220에서, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화한다. 부호화 단위 마다 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨에 기초한 트리 구조의 파티션을 이용한 예측 부호화가 수행되어, 예측 부호화 효율이 가장 높은 파티션 또는 예측 단위가 결정될 수 있다. 예측 오차를 포함하여 부호화 효율이 가장 높은 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정하고, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들로 구성된 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다.
단계 1230에서, 최대 부호화 단위마다, 트리 구조에 따른 부호화 단위들, 예측 단위들 또는 파티션들에 기초하여 부호화된 레지듀얼 데이터와 움직임 벡터가 부호화될 수 있다. 예측 단위를 결정하기 위한 제 1 파티션 정보, 파티션 레벨 등을 포함하는 파티션 정보가 부호화 심도, 예측 모드 및 부호화 모드에 관한 정보와 함께 부호화되어, 부호화 정보로서 출력될 수 있다.
도 22 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 예측 부호화를 위한 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 1310에서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림이 수신되고 파싱된다. 단계 1320에서, 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 추출된다. 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보 중, 일 실시예에 따른 파티션 정보가 추출될 수 있다. 파티션 정보는 제 1 파티션 모드 및 파티션 레벨을 포함할 수 있으며, 제 1 파티션 모드에 따라 제 2 파티션 모드를 더 포함할 수도 있다. 예측 단위별로 부호화된 레지듀얼 데이터와 움직임 벡터가 추출될 수도 있다.
단계 1330에서, 최대 부호화 단위마다, 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 트리 구조에 따른 부호화 단위를 결정하고, 파티션 정보에 기초하여 예측 단위 및 파티션을 결정하고, 예측 단위 및 파티션에 대한 예측 복호화가 수행될 수 있다. 파티션 정보 중 제 1 파티션 정보 및 파티션 레벨에 기초하여, 부호화 단위가 분할된 예측 단위 및 파티션의 형태, 분할 방향성 및 크기가 결정될 수 있다. 예측 단위 및 파티션마다, 예측 모드 정보 및 움직임 벡터를 이용하여 레지듀얼 데이터가 복호화됨으로써, 픽처가 복원될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 장치(100)는, 트기 구조에 따른 부호화 단위의 가변적인 크기에 기초하여, 트리 구조에 따른 다양한 크기, 다양한 형태 및 다양한 예측 모드의 예측 단위들(파티션)을 이용하여 예측 부호화를 수행하고, 결과를 비교하여 부호화 효율이 가장 높은 예측 단위(파티션)를 결정할 수 있다. 따라서, 부호화 단위의 크기에 따라 변경될 수 있는 부호화 단위 내 영상 특성을 고려한 예측 부호화가 가능하다.
또한, 예측 부호화에 이용된 예측 단위를 결정한 요소에 대한 정보가 부호화되어 전송됨으로써, 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초하여 데이터 단위의 병합을 이용하는 비디오 복호화 장치(200)는 정확한 복원도 보장될 수 있다.
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 (24)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 비디오 복호화 방법에 있어서,
    최대부호화단위의 크기 정보, 부호화 단위의 분할 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계;
    상기 크기 정보에 기초하여 상기 비디오에 포함되는 픽쳐를 복수개의 최대부호화단위로 분할하는 단계;
    상기 분할 정보에 기초하여 상기 복수개의 최대부호화단위 중 하나를 적어도 하나의 부호화단위로 재귀적으로 분할하는 단계;
    파티션 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 부호화단위 중 하나인 부호화 단위에서 적어도 하나의 예측 단위를 결정하는 단계; 및
    복원된 부호화 단위를 생성하기 위하여, 상기 적어도 하나의 예측 단위에서 예측을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 파티션 정보는 상기 부호화 단위의 크기에 기초하여 비대칭적 파티션 타입을 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부호화단위로 재귀적으로 분할하는 단계는
    상기 분할 정보에 따라 상기 최대부호화단위를 현재 심도 및 하위 심도 중 적어도 하나를 포함하는 심도의 상기 적어도 하나의 부호화단위로 분할하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 비디오 복호화 방법은
    상기 분할 정보가 분할됨을 나타낼 때, 현재 심도의 부호화 단위는 주변 부호화 단위들과 독립적으로 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되고,
    상기 분할 정보가 분할되지 않음을 나타낼 때, 상기 적어도 하나의 예측 단위는 상기 현재 심도의 상기 부호화 단위로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 비디오 복호화 장치에 있어서,
    최대부호화단위의 크기 정보, 부호화 단위의 분할 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 수신부;
    상기 크기 정보에 기초하여 상기 비디오에 포함되는 픽쳐를 복수개의 최대부호화단위로 분할하는 단계; 및
    상기 분할 정보에 기초하여 상기 복수개의 최대부호화단위 중 하나를 적어도 하나의 부호화단위로 재귀적으로 분할하고, 파티션 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 부호화단위 중 하나인 부호화 단위에서 적어도 하나의 예측 단위를 결정하고, 복원된 부호화 단위를 생성하기 위하여, 상기 적어도 하나의 예측 단위에서 예측을 수행하는 복호화부를 포함하고,
    상기 파티션 정보는 상기 부호화 단위의 크기에 기초하여 비대칭적 파티션 타입을 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  23. 삭제
  24. 제 11 항의 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
KR1020110004019A 2010-01-15 2011-01-14 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치 KR101853811B1 (ko)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2011/000300 WO2011087320A2 (ko) 2010-01-15 2011-01-14 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치
KR1020110004019A KR101853811B1 (ko) 2010-01-15 2011-01-14 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치
CN2011800140868A CN102804782A (zh) 2010-01-15 2011-01-14 用于预测编码的使用可变分区的视频编码的方法和设备以及用于预测编码的使用可变分区的视频解码的方法和设备
US13/522,408 US9137533B2 (en) 2010-01-15 2011-01-14 Method and apparatus for encoding video using variable partitions for predictive encoding, and method and apparatus for decoding video using variable partitions for predictive encoding
CN201610059479.5A CN105472394B (zh) 2010-01-15 2011-01-14 用于预测编码的使用可变分区的视频编码的方法和设备以及用于预测编码的使用可变分区的视频解码的方法和设备
CN201610656814.XA CN106028048B (zh) 2010-01-15 2011-01-14 对视频进行解码的设备
US14/831,043 US9787983B2 (en) 2010-01-15 2015-08-20 Method and apparatus for encoding video using variable partitions for predictive encoding, and method and apparatus for decoding video using variable partitions for predictive encoding
US15/705,325 US10205942B2 (en) 2010-01-15 2017-09-15 Method and apparatus for encoding video using variable partitions for predictive encoding, and method and apparatus for decoding video using variable partitions for predictive encoding
US16/232,156 US10419751B2 (en) 2010-01-15 2018-12-26 Method and apparatus for encoding video using variable partitions for predictive encoding, and method and apparatus for decoding video using variable partitions for predictive encoding
US16/538,235 US10771779B2 (en) 2010-01-15 2019-08-12 Method and apparatus for encoding video using variable partitions for predictive encoding, and method and apparatus for decoding video using variable partitions for predictive encoding
US16/939,663 US11303883B2 (en) 2010-01-15 2020-07-27 Method and apparatus for encoding video using variable partitions for predictive encoding, and method and apparatus for decoding video using variable partitions for predictive encoding

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US29531210P 2010-01-15 2010-01-15
US61/295,312 2010-01-15
KR1020110004019A KR101853811B1 (ko) 2010-01-15 2011-01-14 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180048021A Division KR102028127B1 (ko) 2010-01-15 2018-04-25 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110084121A KR20110084121A (ko) 2011-07-21
KR101853811B1 true KR101853811B1 (ko) 2018-05-03

Family

ID=44304837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110004019A KR101853811B1 (ko) 2010-01-15 2011-01-14 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치

Country Status (4)

Country Link
US (6) US9137533B2 (ko)
KR (1) KR101853811B1 (ko)
CN (3) CN106028048B (ko)
WO (1) WO2011087320A2 (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011155758A2 (ko) * 2010-06-07 2011-12-15 ㈜휴맥스 고해상도 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치
KR20110061468A (ko) * 2009-12-01 2011-06-09 (주)휴맥스 고해상도 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치
JP5735646B2 (ja) * 2010-08-17 2015-06-17 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド ビデオ符号化方法及びその装置、並びにビデオ復号化方法及びその装置、記録媒体
US8718389B2 (en) * 2011-04-13 2014-05-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Image encoding and decoding methods and related devices
KR101956284B1 (ko) * 2011-06-30 2019-03-08 엘지전자 주식회사 보간 방법 및 이를 이용한 예측 방법
CA2855027C (en) * 2011-11-08 2017-01-24 Kt Corporation A technique for encoding and decoding video by interpolating a reference picture block by applying different interpolation tap filters in vertical and horizontal directions to thereference block
WO2013082291A2 (en) * 2011-11-29 2013-06-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Unified partitioning structures and signaling methods for high efficiency video coding
US9693076B2 (en) * 2014-01-07 2017-06-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Video encoding and decoding methods based on scale and angle variation information, and video encoding and decoding apparatuses for performing the methods
CN103813169B (zh) * 2014-02-19 2017-07-21 北京大学 视频编解码器中可伸缩的对象表示方法和装置
WO2015194922A1 (ko) * 2014-06-20 2015-12-23 삼성전자 주식회사 비디오 부호화 방법 및 장치, 비디오 복호화 방법 및 장치
CN112954368A (zh) * 2015-03-13 2021-06-11 Lg 电子株式会社 处理视频信号的方法及其设备
US10390071B2 (en) * 2016-04-16 2019-08-20 Ittiam Systems (P) Ltd. Content delivery edge storage optimized media delivery to adaptive bitrate (ABR) streaming clients
US10880548B2 (en) * 2016-06-01 2020-12-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatuses for encoding and decoding video according to coding order
CN110024389B (zh) * 2016-11-21 2023-05-09 松下电器（美国）知识产权公司 编码装置、解码装置、编码方法及解码方法
WO2018092868A1 (ja) 2016-11-21 2018-05-24 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 符号化装置、復号装置、符号化方法及び復号方法
KR20230149868A (ko) * 2016-11-21 2023-10-27 파나소닉 인텔렉츄얼 프로퍼티 코포레이션 오브 아메리카 부호화 장치, 복호 장치, 부호화 방법 및 복호 방법
CN116744023A (zh) * 2016-11-25 2023-09-12 株式会社Kt 用于对视频进行编码和解码的方法
SG11201911621SA (en) * 2017-07-07 2020-01-30 Samsung Electronics Co Ltd Video coding method and device, video decoding method and device
US11064201B2 (en) * 2017-09-06 2021-07-13 Kaonmedia Co., Ltd. Method and device for image encoding/decoding based on effective transmission of differential quantization parameter
US10972754B2 (en) * 2018-04-18 2021-04-06 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Encoder, decoder, encoding method, and decoding method of generating power of 2 transform block sizes
KR20230137497A (ko) * 2018-05-10 2023-10-04 삼성전자주식회사 영상의 부호화 및 복호화를 위한 영상의 분할 방법 및 장치
WO2020094074A1 (en) 2018-11-06 2020-05-14 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Position-depending ordering of motion candidate list for geometric partitioning mode
KR102204438B1 (ko) 2019-03-15 2021-01-18 삼성전자주식회사 영상 부호화 방법 및 장치, 영상 복호화 방법 및 장치
US11206417B2 (en) * 2019-05-30 2021-12-21 Tencent America LLC Method and apparatus for video coding
BR112022003641A2 (pt) 2019-09-01 2022-05-24 Beijing Bytedance Network Tech Co Ltd Método e aparelho para processar dados de vídeo, e, meios de armazenamento e de gravação legíveis por computador não transitórios
CN114556919A (zh) 2019-10-10 2022-05-27 北京字节跳动网络技术有限公司 去块滤波的改进
US11252214B1 (en) * 2020-06-15 2022-02-15 Sprint Spectrum L.P. Proactive reduction of bit rate of streaming media en route to UE in response to prediction that UE will experience reduced-throughput coverage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060125956A1 (en) * 2004-11-17 2006-06-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Deinterlacing method and device in use of field variable partition type
WO2010002214A2 (ko) * 2008-07-02 2010-01-07 삼성전자 주식회사 영상의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997017797A2 (en) 1995-10-25 1997-05-15 Sarnoff Corporation Apparatus and method for quadtree based variable block size motion estimation
WO2003043346A1 (en) * 2001-11-16 2003-05-22 Ntt Docomo, Inc. Image encoding method, image decoding method, image encoder, image decode, program, computer data signal, and image transmission system
US20040081238A1 (en) 2002-10-25 2004-04-29 Manindra Parhy Asymmetric block shape modes for motion estimation
HUP0301368A3 (en) 2003-05-20 2005-09-28 Amt Advanced Multimedia Techno Method and equipment for compressing motion picture data
KR20050045746A (ko) 2003-11-12 2005-05-17 삼성전자주식회사 계층 구조의 가변 블록 크기를 이용한 움직임 추정 방법및 장치
KR100654436B1 (ko) * 2004-07-07 2006-12-06 삼성전자주식회사 비디오 코딩 방법과 디코딩 방법, 및 비디오 인코더와디코더
CA2610276C (en) 2005-07-22 2013-01-29 Mitsubishi Electric Corporation Image encoder and image decoder, image encoding method and image decoding method, image encoding program and image decoding program, and computer readable recording medium recorded with image encoding program and computer readable recording medium recorded with image decoding program
US20080123947A1 (en) * 2005-07-22 2008-05-29 Mitsubishi Electric Corporation Image encoding device, image decoding device, image encoding method, image decoding method, image encoding program, image decoding program, computer readable recording medium having image encoding program recorded therein
KR101455578B1 (ko) 2005-09-26 2014-10-29 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 동화상 부호화 장치 및 동화상 복호 장치
EP2055108B1 (en) * 2006-08-25 2011-04-20 Thomson Licensing Methods and apparatus for reduced resolution partitioning
KR101365570B1 (ko) 2007-01-18 2014-02-21 삼성전자주식회사 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치
JP5286805B2 (ja) * 2008-01-31 2013-09-11 沖電気工業株式会社 動きベクトル検出装置及び方法、動画像符号化装置及び方法、並びに、動画像復号化装置及び方法
US9020048B2 (en) * 2008-04-30 2015-04-28 Zeevee, Inc. Dynamically modifying video and coding behavior
EP2395755A4 (en) * 2009-02-09 2015-01-07 Samsung Electronics Co Ltd VIDEO PROCESSING AND DEVICE WITH LOW-COMPLEX FREQUENCY CONVERSION AND VIDEO PROCESSING AND DEVICE
PL2449782T3 (pl) * 2009-07-01 2018-04-30 Thomson Licensing Sposoby i urządzenie do sygnalizowania predykcji wewnątrz-ramkowej dla dużych bloków dla koderów i dekoderów wideo
KR101457418B1 (ko) * 2009-10-23 2014-11-04 삼성전자주식회사 계층적 부호화 단위의 크기에 따른 비디오 부호화 방법과 그 장치, 및 비디오 복호화 방법과 그 장치
KR20110069740A (ko) * 2009-12-17 2011-06-23 에스케이 텔레콤주식회사 영상 부호화/복호화 방법 및 장치
KR101785666B1 (ko) * 2010-01-12 2017-10-16 엘지전자 주식회사 비디오 신호의 처리 방법 및 장치
KR101675118B1 (ko) * 2010-01-14 2016-11-10 삼성전자 주식회사 스킵 및 분할 순서를 고려한 비디오 부호화 방법과 그 장치, 및 비디오 복호화 방법과 그 장치
JP5557626B2 (ja) 2010-07-01 2014-07-23 ユニ・チャーム株式会社 吸収性物品に係るワークの受け渡し装置
US20130287106A1 (en) * 2011-01-07 2013-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Video prediction method capable of performing bilateral prediction and unilateral prediction and a device thereof, video encoding method and device thereof, and video decoding method and device thereof
US10567808B2 (en) * 2016-05-25 2020-02-18 Arris Enterprises Llc Binary ternary quad tree partitioning for JVET

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060125956A1 (en) * 2004-11-17 2006-06-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Deinterlacing method and device in use of field variable partition type
WO2010002214A2 (ko) * 2008-07-02 2010-01-07 삼성전자 주식회사 영상의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20150358638A1 (en) 2015-12-10
US10771779B2 (en) 2020-09-08
US9137533B2 (en) 2015-09-15
US20120288007A1 (en) 2012-11-15
CN106028048B (zh) 2019-04-05
US20190364269A1 (en) 2019-11-28
WO2011087320A3 (ko) 2011-11-10
WO2011087320A2 (ko) 2011-07-21
US10419751B2 (en) 2019-09-17
US10205942B2 (en) 2019-02-12
US9787983B2 (en) 2017-10-10
US20200359010A1 (en) 2020-11-12
US11303883B2 (en) 2022-04-12
US20190132587A1 (en) 2019-05-02
US20180007354A1 (en) 2018-01-04
KR20110084121A (ko) 2011-07-21
CN102804782A (zh) 2012-11-28
CN105472394B (zh) 2018-11-30
CN105472394A (zh) 2016-04-06
CN106028048A (zh) 2016-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101853811B1 (ko) 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치
KR101906507B1 (ko) 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 예측 단위를 이용하는 비디오 부호화 방법과 그 장치, 및 비디오 복호화 방법 및 그 장치
KR101880638B1 (ko) 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기반한 인루프 필터링을 수반하는 비디오 부호화 방법과 그 장치 및 복호화 방법과 그 장치
KR102041886B1 (ko) 콜로케이티드 영상을 이용한 인터 예측을 수반하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치
KR101603685B1 (ko) 픽셀 분류에 따른 오프셋 조정을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치
KR101687727B1 (ko) 단일화된 참조가능성 확인 과정을 통해 인트라 예측을 수반하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치
KR20150086212A (ko) 변환 인덱스를 이용하는 비디오 부호화 방법과 그 장치, 및 비디오 복호화 방법 및 그 장치
KR102125565B1 (ko) 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 예측 부호화를 위해 가변적인 파티션을 이용하는 비디오 복호화 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant