KR102009634B1 - 영상 보정 정보 부호화 및 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 영상 데이터를 부호화하는 방법은 참조 영역의 보정 적용 여부를 결정하는 과정과, 상기 참조 영역을 보정한 보정 영역을 확인하는 과정과, 상기 보정 영역과 대응되는 적어도 하나의 유사 참조 영역을 결정하는 과정과, 상기 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 부호화하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

영상 보정 정보 부호화 및 복호화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CODING IMAGE COMPENSATION INFORMATION AND DECODING USING THE SAME}
본 발명은 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 인터 예측 정보의 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고 품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화 과정에서 영상 보정을 적용하여 인터 예측 성능을 향상하면서 부호화 효율을 높일 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 비디오 신호를 부호화 과정에서 영상 보정을 적용하되, 영상 보정과 관련된 정보의 부호화 효율을 높일 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 비디오 신호를 복호화 과정에서 영상 보정을 적용하되, 영상 보정과 관련된 인덱스 정보에 기초하여 단순한 연산 처리를 통해 복원 영상의 예측 성능을 높일 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 부호화 장치 및 복호화 장치의 하드웨어 환경, 부호화 장치와 복호화 장치 사이의 통신 환경 등을 고려하여 적응적으로 오프셋 정보를 부호화할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 영상 부호화 방법은 참조 영역의 보정 적용 여부를 결정하는 과정과, 상기 참조 영역을 보정한 보정 영역을 확인하는 과정과, 상기 보정 영역과 대응되는 적어도 하나의 유사 참조 영역을 결정하는 과정과, 상기 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 부호화하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 영상 복호화 방법은 부호화된 정보로부터, 부호화된 정보로부터, 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 복원 및 확인하는 과정과, 상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보에 기초하여 상기 참조 영역의 보정 여부를 결정하는 과정과, 미리 정해진 단위의 상기 참조 영역과 상기 유사 참조 영역에 기초하여, 보정 정보를 산출하는 과정과, 상기 참조 영역에 상기 보정 정보를 적용하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 영상 부호화 장치는 참조 영역에 보정 적용 여부를 결정하고, 상기 참조 영역을 보정한 보정 영역을 확인하고, 상기 보정 영역에 대응되는 적어도 하나의 유사 참조 영역을 결정하는 인터 예측 처리부와, 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 부호화하는 인터 예측 정보 부호화부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 영상 복호화 장치는 부호화된 정보로부터, 움직임 정보, 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 복원 및 확인하는 인터 예측 정보 복호화부와, 상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보에 기초하여 상기 참조 영역의 보정 여부를 결정하고, 미리 정해진 단위의 상기 참조 영역과 상기 유사 참조 영역에 기초하여, 보정 정보를 산출하고, 상기 참조 영역에 상기 보정 정보를 적용하는 인터 예측 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 비디오 신호를 부호화/복호화 과정에서 영상 보정을 적용하여 인터 예측 성능을 향상하면서 부호화 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 비디오 신호를 부호화 과정에서 영상 보정을 적용하되, 영상 보정과 관련된 정보의 부호화 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 비디오 신호를 복호화 과정에서 영상 보정을 적용하되, 영상 보정과 관련된 인덱스 정보에 기초하여 단순한 연산 처리를 수행함으로써, 복원 영상의 예측 성능을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 구비되는 인터 예측부의 상세 구성을 예시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 구비되는 인터 예측부에 의해 영상 보정을 처리하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 구비되는 인터 예측부의 상세 구성을 예시하는 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 구비되는 인터 예측부에 의해 영상 보정을 수행하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 정보 부호화 방법의 순서를 예시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 정보 복호화 방법의 순서를 예시하는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용하는 용어에 대한 정의는 다음과 같다.
임시 예측 방향은 전체 예측 방향의 범위를 미리 정해진 규칙에 따라, 미리 정해진 수로 분할한 방향일 수 있다.
임시 블록은 각각의 상기 임시 예측 방향에 존재하는 참조 픽셀 정보를 바탕으로 예측한 블록을 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 픽셀 이하의 픽셀 정보를 생성할 수 있다. 휘도 픽셀의 경우, 1/4 픽셀 단위로 정수 픽셀 이하의 픽셀 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 픽셀 단위로 정수 픽셀 이하의 픽셀 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 픽셀을 기초로 1/2 또는 1/4 픽셀 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다.
모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 설정하고, 설정된 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 픽셀에 적응형 인트라 평활 필터(AISFAdaptive Intra Smoothing Filter)를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 픽셀에 적용되는 적응형 인트라 평활 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, 적응형 루프 필터(ALF; Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응형 루프 필터는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응형 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응형 루프 필터필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 적응형 루프 필터필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 인터 예측부(230)는 모션 예측을 수행한 후, 적어도 하나의 보정 필터를 적용하여, 예측 영역을 복원할 수 있다.
이와 같이, 인터 예측부(230)는 모션 벡터를 결정한 후 보정 필터를 적용함으로써, 원본 영상과의 일치도를 높일 수 있으며, 예측 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행하여, 예측 블록을 생성할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 적응형 인트라 평활 필터(AISF; Adaptive Intra Smoothing Filter), 참조 픽셀 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. 적응형 인트라 평활 필터는 현재 블록의 참조 픽셀에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 적응형 인트라 평활 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 픽셀에 적응형 인트라 평활 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 적응형 인트라 평활 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, 적응형 인트라 평활 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 픽셀 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 픽셀을 보간한 픽셀값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 픽셀을 보간하여 정수값 이하의 픽셀 단위의 참조 픽셀을 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 픽셀을 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 픽셀은 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, 적응형 루프 필터를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
적응형 루프 필터는 부호화기로부터 제공된 적응형 루프 필터 적용 여부 정보, 적응형 루프 필터 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 적응형 루프 필터 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 구비되는 인터 예측부의 상세 구성을 예시하는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 구비되는 인터 예측부(30)는 인터 예측 처리부(31) 및 인터 예측 정보 부호화부(35)를 구비할 수 있다.
인터 예측 처리부(31)는 전술한 영상 부호화 장치(100)의 인터 예측부(120)에 구비될 수 있으며, 인터 예측 정보 부호화부(35)는 전술한 영상 부호화 장치(100)의 인터 예측부(120) 또는 엔트로피 부호화부(165)에 구비될 수 있다.
인터 예측 처리부(31)는 인터 예측을 처리할 수 있으며, 전술한 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
인터 예측 처리부(31)는 현재 픽처의 원본 블록을 기준으로, 참조 픽처 또는 보간된 참조 픽처에 구비되는 블록 사이의 차이를 확인하여 참조 블록을 설정하고, 상기 참조 블록의 위치에 기초한 모션 벡터를 결정할 수 있다.
특히, 인터 예측 처리부(31)는 상기 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 차이 또는 관계를 고려하여, 참조 픽처에 대한 보정을 처리할 수 있다. 참조 픽처에 대한 보정은 미리 정해진 필터를 적용하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측 처리부(31)는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터 셋을 상기 참조 픽처에 적용하고, 상기 현재 픽처와의 차이를 고려하여 영상 보정의 적용 여부와, 상기 참조 픽처에 적용할 최적의 필터를 결정할 수 있다.
또한, 인터 예측 처리부(31)는 결정된 필터에 대한 필터 파라미터를 부호화하여 제공할 수 있으나, 보상이 적용된 픽처에 대한 필터 파라미터를 모두 부호화할 경우, 부호화에 많은 데이터가 소요되는 발생되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 인터 예측 처리부(31)는 최적의 필터를 적용한 참조 픽처(이하, '보정 픽처'라 함)와 유사한 참조 픽처 또는 보간된 참조 픽처를 사용하여, 상기 결정된 필터에 대응되는 정보를 부호화할 수 있다.
구체적으로, 인터 예측 처리부(31)는 현재 픽처(410)를 기준으로 참조 픽처(420)를 결정하고, 필터 셋(430)을 적용하여 최적의 필터를 확인할 수 있다. 이 과정에서, 인터 예측 처리부(31)는 최적의 필터가 적용된 보정 픽처(435)를 확인할 수 있다.
또한, 인터 예측 처리부(31)는 참조 픽처 리스트(440, 450)에 포함된 참조 픽처(441, 442, 443, 451, 452, 453)에 각각 필터 셋(430)을 적용하여 예측 보정 픽처(461, 462, 463, 471, 472, 473)를 확인할 수 있다. 그리고, 인터 예측 처리부(31)는 예측 보정 픽처(461, 462, 463, 471, 472, 473) 중에서, 보정 픽처(435)와 유사도가 가장 높은 픽처를 유사 참조 픽처(472) 로서 결정할 수 있다.
인터 예측 처리부(31)는 이와 같은 처리를 통해 확인된 유사 참조 픽처(442)를 지시하는 정보를 인터 예측 정보 부호화부(35)에 제공할 수 있다.
인터 예측 정보 부호화부(35)는 인터 예측 처리부(31)가 인터 예측을 처리하는 과정에서 제공하는 정보를 부호화 할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측 정보 부호화부(35)는 인덱스 정보(301), 보정 정보(302, 303), 움직임 벡터 정보(304) 등을 부호화할 수 있다.
인덱스 정보(301)는 참조 픽처 리스트0와 참조 픽처 리스트 1을 구분하는 방향 정보와, 참조 픽처 리스트 내에서 참조 픽처를 구분하는 인덱스 값을 포함할 수 있다.
보정 정보는 영상 보정의 적용 여부를 지시하는 정보(예, 보정 식별 플래그 값)(302), 참조 픽처 리스트 내에서 유사 참조 픽처(442)를 지시하는 인덱스 값(303)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 구비되는 인터 예측부의 상세 구성을 예시하는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 구비되는 인터 예측부(50)는 인터 예측 정보 복호화부(51) 및 인터 예측 처리부(55)를 구비할 수 있다.
인터 예측 정보 복호화부(51)는 인터 예측과 관련된 정보를 복호화 할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측 정보 복호화부(51)는 전술한 인터 예측부(30)에 의해 부호화된 정보, 즉, 인덱스 정보(501), 보정 정보(502, 503), 움직임 벡터 정보(504) 등을 복호화하고, 복호화된 정보를 인터 예측 처리부(55)에 제공할 수 있다.
인터 예측 처리부(55)는 인덱스 정보(501)를 통해, 참조 픽처 리스트0와 참조 픽처 리스트 1을 구분하는 방향 정보와, 참조 픽처 리스트 내에서 참조 픽처를 지시하는 인덱스 값을 확인할 수 있다.
또한, 인터 예측 처리부(55)는 보정 정보, 예컨대, 영상 보정의 적용 여부를 지시하는 정보(예, 보정 식별 플래그 값)(502), 참조 픽처 리스트 내에서 유사 참조 픽처(442)를 지시하는 인덱스 값(503)을 확인할 수 있다. 인터 예측 처리부(55)는, 영상 보정의 적용 여부를 지시하는 정보(예, 보정 식별 플래그 값)(502)를 통해, 부호화 과정에서 영상의 보정 처리가 수행되었는지를 확인할 수 있다.
부호화 과정에서 영상의 보정 처리가 수행된 것으로 확인될 경우, 인터 예측 처리부(55)는 참조 픽처를 저장하는 버퍼로부터 참조 픽처(610)와 유사 참조 픽처(620)를 확인하고, 필터 셋(630)으로부터 참조 픽처(610)와 유사 참조 픽처(620)의 차이에 대응되는 매칭 필터(635)를 결정할 수 있다. 이 때, 필터 셋 (630)은 사전에 정해진 필터들로 세트를 만들어 사용하거나, 혹은 참조 픽처(610)와 유사 참조 픽처(620)을 비교/분석하여 필터를 찾아낼 수 있다.
예컨대, 인터 예측 처리부(55)는 참조 픽처(610)에 미리 정해진 필터 셋(630)에 구비되는 적어도 하나의 보정 필터를 적용하여, 예측 참조 픽처(631, 632, 633, 634, 635)를 구성할 수 있다. 그리고, 인터 예측 처리부(55)는 유사 참조 픽처(620)에 매칭되는 예측 참조 픽처(예, 635)를 검출할 수 있으며, 유사 참조 픽처(620)에 매칭되는 예측 참조 픽처(635)에 적용된 보정 필터를 상기 매칭 필터로서 결정할 수 있다.
다른 예로서, 인터 예측 처리부(55)는 유사 참조 픽처(620)를 입력으로 하고, 미리 정해진 필터 셋(630)에 구비되는 적어도 하나의 보정 필터의 역 연산을 통해 역 예측 참조 픽처를 구성할 수 있으며, 역 예측 참조 픽처 중 참조 픽처(610)에 대응되는 역 예측 참조 픽처에 적용된 보정 필터를 상기 매칭 필터로서 결정할 수도 있다.
나아가, 인터 예측 처리부(55)는 참조 픽처(610)에 매칭 필터(650)를 적용하여, 보정 픽처(640)를 확인할 수 있다. 이와 같이 인터 예측 처리부(55)에 의해 확인된 보정 픽처(640)는 복원블록 또는 복원픽처를 구성하는데 사용될 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에서, 인덱스 정보를 참조 픽처 또는 유사 참조 픽처와 같이 픽처 단위의 인덱스 정보를 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 인덱스 정보는 다양하게 변경되어 적용될 수 있음을 물론이다. 예컨대, 상기 인덱스 정보는 블록단위, 처리 단위 등 다양하게 변경되어 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이 인터 예측 정보를 부호화하는 장치에서, 영상 보정에 적용될 필터와 관련된 유사 참조 픽처를 확인하고, 유사 참조 픽처를 지시하는 정보를 인덱스 정보를 사용하여 부호화함으로써, 부호화 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 인터 예측 정보를 복호화하는 장치는 유사 참조 픽처를 사용하여 단순한 처리만으로, 영상 보정에 적용될 필터를 유도할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인터 예측 정보를 부호화/복호화하는 장치를 통해, 인터 예측 성능을 높이고, 동시에 부호화 효율 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 정보 부호화 방법의 순서를 예시하는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 정보 부호화 방법은 전술한 인터 예측부(30)에 의해 처리될 수 있다.
우선, 인터 예측부는 현재 픽처의 원본 블록을 기준으로, 참조 픽처 또는 보간된 참조 픽처에 구비되는 블록 사이의 차이를 확인하여 참조 블록을 설정하고, 상기 참조 블록의 위치에 기초한 모션 벡터를 결정할 수 있다(S701). 이때, 인터 예측부는 상기 참조 블록에 대응되는 인덱스 정보와, 움직임 벡터 정보를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법에서, 인터 예측부는 상기 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 차이 또는 관계를 고려하여, 참조 픽처에 대한 보정을 처리할 수 있다. 이에 따라, 인터 예측부는 참조 픽처에 대한 보정 여부를 확인할 수 있다(S702).
예컨대, 인터 예측부는 상기 현재 픽처와 상기 참조 픽처 사이의 차이를 고려하여 영상 보정의 적용 여부를 결정할 수 있다. 즉, 인터 예측부는 상기 현재 픽처와 상기 참조 픽처 사이의 차이값을 미리 정해진 임계값(예, TH_m)과 비교하여, 영상 보정의 적용 여부를 결정할 수 있다.
영상 보정이 적용되는 것으로 결정될 경우(S703-예), 인터 예측부는 영상 보정과 관련되는 정보로서, 유사 참조 픽처를 결정할 수 있다(S704).
예컨대, 인터 예측부는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터 셋을 상기 참조 픽처에 적용하고, 상기 현재 픽처와의 차이를 고려하여 상기 참조 픽처에 적용할 최적의 필터를 결정할 수 있다.
이때, 결정된 필터에 대한 필터 파라미터를 부호화하여 제공할 수 있으나, 보상이 적용된 픽처에 대한 필터 파라미터를 모두 부호화할 경우, 부호화에 많은 데이터가 소요되는 발생되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 인터 예측부는 최적의 필터를 적용한 참조 픽처(이하, '보정 픽처'이라 함)와 유사한 참조 픽처 또는 보간된 참조 픽처를 사용하여, 상기 결정된 필터에 대응되는 정보를 부호화할 수 있다.
구체적으로, 인터 예측부는 참조 픽처(420, 도 4 참조)에 필터 셋(430)을 적용하여 최적의 필터를 확인할 수 있다. 이 과정에서, 인터 예측부는 최적의 필터가 적용된 보정 픽처(435)를 확인할 수 있다. 또한, 인터 예측부는 참조 픽처 리스트(440, 450)에 포함된 참조 픽처에 구비되는 소정의 픽처에 각각 필터 셋(430)을 적용하여 예측 보정 픽처(461, 462, 463, 471, 472, 473)를 확인할 수 있다. 그리고, 인터 예측부는 예측 보정 픽처(461, 462, 463, 471, 472, 473) 중에서, 보정 픽처(435)와 유사도가 가장 높은 픽처(예, 472)를 유사 참조 픽처로서 결정할 수 있다.
S705 단계에서, 인터 예측부는 인터 예측을 처리하는 과정에서 제공하는 정보를 부호화할 수 있다. 인터 예측부는 움직임 벡터를 결정하는 과정에서 확인된 인덱스 정보(예, 참조 픽처 리스트0와 참조 픽처 리스트 1을 구분하는 방향 정보와, 참조 픽처 리스트 내에서 참조 픽처를 구분하는 인덱스 값 등)와, 움직임 벡터 정보를 부호화할 수 있고, 영상의 보정과 관련된 정보, 즉, 영상 보정의 적용 여부를 지시하는 정보(예, 보정 식별 플래그 값)와, 유사 참조 픽처를 지시하는 인덱스 값을 부호화 할 수 있다.
비록 본 발명의 실시예에서, 인터 예측부가 상기 현재 픽처 및 참조 픽처 사이의 차이값과, 미리 정해진 임계값(예, TH_m)을 비교하여 참조 픽처에 대한 보정 여부를 확인하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 차이 또는 관계를 고려하여, 참조 픽처에 대한 보정 여부를 결정할 수 있으면 충분하다.
예컨대, S702 단계에서 인터 예측부는 참조 픽처(420)에 필터 셋(430)을 적용하여 최적의 필터를 확인할 수 있다. 이 과정에서, 인터 예측부는 최적의 필터가 적용된 보정 픽처(435)를 확인할 수 있다. 그리고, 보정 픽처(435)와 현재 픽처와의 차이를 미리 정해진 임계값(예, TH_n)과 비교하여 영상 보정의 적용 여부를 결정할 수 있다. 그리고, S704 단계에서 인터 예측부는 예측 보정 픽처(461, 462, 463, 471, 472, 473)를 확인하는 동작과, 예측 보정 픽처(461, 462, 463, 471, 472, 473)로부터 유사 참조 픽처(472)를 결정하는 동작 등을 처리할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 정보 복호화 방법의 순서를 예시하는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 정보 부호화 방법은 전술한 인터 예측부(50)에 의해 처리될 수 있다.
인터 예측부는 인터 예측과 관련된 정보를 복호화할 수 있다(S801). 예를 들어, 인터 예측부는 전술한 인터 예측 정보 부호화 방법에 의해 부호화된 정보, 즉, 인덱스 정보(예, 참조 픽처 리스트0와 참조 픽처 리스트 1을 구분하는 방향 정보와, 참조 픽처 리스트 내에서 참조 픽처를 구분하는 인덱스 값 등)와, 움직임 벡터 정보, 영상 보정의 적용 여부를 지시하는 정보(예, 보정 식별 플래그 값)와, 유사 참조 픽처를 지시하는 인덱스 값 등을 복호화할 수 있다.
인터 예측부는 영상 보정의 적용 여부를 지시하는 정보(예, 보정 식별 플래그 값)를 사용하여, 영상의 보정 여부를 확인할 수 있다(S802).
부호화 과정에서 영상의 보정 처리가 수행된 것으로 확인될 경우(S803-예), 인터 예측부는 참조 픽처를 저장하는 버퍼로부터 참조 픽처(610, 도 6a 참조)와, 유사 참조 픽처(620)를 확인하고, 필터 셋(630)으로부터 참조 픽처(610)와 유사 참조 픽처(620)의 차이에 대응되는 매칭 필터(635)를 결정할 수 있다(S804). 이 때, 필터 셋 (630)은 사전에 정해진 필터들로 세트를 만들어 사용하거나, 혹은 참조 픽처(610)와 유사 참조 픽처(620)을 비교/분석하여 필터를 찾아낼 수 있다.
예컨대, 인터 예측부는 참조 픽처(610)에 미리 정해진 필터 셋(630)에 구비되는 적어도 하나의 보정 필터를 적용하여, 예측 참조 픽처(631, 632, 633, 634, 635)를 구성할 수 있다. 그리고, 인터 예측부는 유사 참조 픽처(620)와 유사도가 가장 높은 예측 참조 픽처(예, 635)를 검출할 수 있으며, 이렇게 검출된 예측 참조 픽처(635)에 적용된 보정 필터를 상기 매칭 필터로서 결정할 수 있다.
다른 예로서, 인터 예측부는 유사 참조 픽처(620)를 입력으로 하고, 미리 정해진 필터 셋(630)에 구비되는 적어도 하나의 보정 필터의 역 연산을 통해 역 예측 참조 픽처를 구성할 수 있으며, 역 예측 참조 픽처 중 참조 픽처(610)와 가장 유사도가 높은 역 예측 참조 픽처를 검출하고, 이렇게 검출된 역 예측 참조 픽처에 적용된 보정 필터를 상기 매칭 필터로서 결정할 수도 있다.
S805 단계에서, 인터 예측부는 참조 픽처(610)에 매칭 필터(650)를 적용하여, 보정 픽처(640)를 확인할 수 있다.
S806 단계에서, 인터 예측부는 보정 픽처(640)의 정보, 움직임 벡터 정보 등을 사용하여 인터 예측을 수행할 수 있다.
전술한 인터 예측 정보 부호화 및 복호화 방법을 통해, 인덱스 정보를 사용하여 영상 보정과 관련된 정보를 부호화하고, 인덱스 정보를 사용한 단순한 연산을 통해 영상 보정에 사용된 필터 파라미터를 유도함으로써, 인터 예측 성능을 높이고, 동시에 부호화 효율을 극대화할 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에서, 픽처 단위에 대한 보정 여부를 확인하고, 픽처 단위에 대한 보정에 대응되는 정보를 부호화하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 참조되는 영역의 보정 여부를 확인하고, 참조되는 영역의 보정에 대응되는 정보를 부호화 할 수 있으면 충분하다. 따라서, 참조 픽처, 현재 픽처(또는 원본 픽처), 보정 픽처, 유사 참조 픽처, 예측 보정 픽처, 예측 참조 픽처 등의 크기는 다양하게 변경될 수 있다.
이를 고려하여, 영상 부호화 장치 및 방법은, 보정 여부를 확인하는 동작 처리시, 참조되는 영역과 이에 대응되는 영역을 설정할 수 있으며, 영상 복호화 장치 및 방법은, 참조되는 영역과 이에 대응되는 영역을 확인하는 동작을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 장치 및 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 발명의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행 가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (20)

  1. 영상 데이터를 부호화하는 방법에 있어서,
    참조 영역의 보정 적용 여부를 결정하는 과정과,
    상기 참조 영역을 보정한 보정 영역을 확인하는 과정과,
    상기 보정 영역과 대응되는 적어도 하나의 유사 참조 영역을 결정하는 과정과,
    상기 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 부호화하는 과정을 포함하는 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정 영역을 확인하는 과정은,
    상기 참조 영역에, 적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋을 적용하는 과정과,
    상기 필터 셋이 적용된 상기 적어도 하나의 참조 영역과 원본 영역과의 유사도를 고려하여, 상기 보정 영역을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유사 참조 영역을 결정하는 과정은,
    참조 픽처 리스트에 포함된 후보 참조 영역에 적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋을 적용하는 과정과,
    상기 필터 셋이 적용된 상기 후보 참조 영역과, 상기 보정 영역 사이의 유사도를 고려하여, 상기 유사 참조 영역을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 참조 영역의 보정 적용 여부를 결정하는 과정은,
    원본 영역과, 상기 참조 영역 사이의 차이에 기초하여 보정 적용 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 참조 영역의 보정 적용 여부를 결정하는 과정은,
    상기 원본 영역과, 상기 보정 영역 사이의 차이에 기초하여 보정 적용 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보는,
    상기 참조 픽처 리스트 내에서, 상기 유사 참조 픽처를 지시하는 인덱스 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  7. 영상 데이터를 복호화하는 방법에 있어서,
    부호화된 정보로부터, 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 복원 및 확인하는 과정과,
    상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보에 기초하여 상기 참조 영역의 보정 여부를 결정하는 과정과,
    미리 정해진 단위의 상기 참조 영역과 상기 유사 참조 영역에 기초하여, 보정 정보를 산출하는 과정과,
    상기 참조 영역에 상기 보정 정보를 적용하는 과정을 포함하는 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보정 정보를 산출하는 과정은,
    적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋으로부터, 상기 참조 영역과 상기 유사 참조 영역 사이의 관계에 대응되는 보정 필터를 결정하는 과정을 포함하는 복호화 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 보정 정보를 산출하는 과정은,
    상기 참조 영역에 적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋을 적용하는 과정과,
    상기 필터 셋이 적용된 상기 적어도 하나의 후보 참조 영역을 확인하고, 상기 적어도 하나의 후보 참조 영역으로부터 상기 유사 참조 영역에 대응되는 상기 후보 참조 영역을 결정하는 과정과,
    결정된 상기 후보 참조 영역에 적용된 상기 보정 필터를 확인하는 과정을 포함하는 복호화 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보는,
    참조 픽처 리스트 내에서, 상기 유사 참조 픽처를 지시하는 인덱스 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  11. 영상 데이터를 부호화하는 장치에 있어서,
    참조 영역에 보정 적용 여부를 결정하고, 상기 참조 영역을 보정한 보정 영역을 확인하고, 상기 보정 영역에 대응되는 적어도 하나의 유사 참조 영역을 결정하는 인터 예측 처리부와,
    참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 부호화하는 인터 예측 정보 부호화부를 포함하는 부호화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인터 예측 처리부는,
    상기 보정 영역을 확인하기 위하여, 상기 참조 영역에, 적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋을 적용하고,
    상기 필터 셋이 적용된 상기 적어도 하나의 참조 영역과 원본 영역과의 유사도를 고려하여, 상기 보정 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 인터 예측 처리부는,
    상기 유사 참조 영역을 결정하기 위하여, 참조 픽처 리스트에 포함된 후보 참조 픽처에 적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋을 적용하고,
    상기 필터 셋이 적용된 상기 후보 참조 영역과, 상기 보정 영역 사이의 유사도를 고려하여, 상기 유사 참조 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 인터 예측 처리부는,
    상기 참조 영역의 보정 적용 여부를 결정하기 위하여, 원본 영역과, 상기 참조 영역 사이의 차이에 기초하여 보정 적용 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 인터 예측 처리부는,
    상기 참조 영역의 보정 적용 여부를 결정하기 위하여, 상기 원본 영역과, 상기 보정 영역 사이의 차이에 기초하여 보정 적용 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보는,
    상기 참조 픽처 리스트 내에서, 상기 유사 참조 픽처를 지시하는 인덱스 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  17. 영상 데이터를 복호화하는 장치에 있어서,
    부호화된 정보로부터, 움직임 정보, 참조 영역에 대응되는 인덱스 정보, 보정 적용 여부를 지시하는 정보, 및 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보를 복원 및 확인하는 인터 예측 정보 복호화부와,
    상기 보정 적용 여부를 지시하는 정보에 기초하여 상기 참조 영역의 보정 여부를 결정하고, 미리 정해진 단위의 상기 참조 영역과 상기 유사 참조 영역에 기초하여, 보정 정보를 산출하고, 상기 참조 영역에 상기 보정 정보를 적용하는 인터 예측 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 인터 예측 처리부는,
    상기 보정 정보를 산출하기 위하여, 적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋으로부터, 상기 참조 영역과 상기 유사 참조 영역 사이의 관계에 대응되는 보정 필터를 결정하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 인터 예측 처리부는,
    상기 보정 정보를 산출하기 위하여, 상기 참조 영역에 적어도 하나의 보정 필터를 포함하는 필터 셋을 적용하고,
    상기 필터 셋이 적용된 상기 적어도 하나의 후보 참조 영역을 결정하고,
    결정된 상기 후보 참조 영역에 적용된 상기 보정 필터를 확인하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 유사 참조 영역에 대응되는 유사 참조 인덱스 정보는,
    참조 픽처 리스트 내에서, 상기 유사 참조 픽처를 지시하는 인덱스 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
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