KR102071577B1 - 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 스케일러블 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 스케일러블 비디오 복호화 방법 및 그 장치 - Google Patents
트리 구조의 부호화 단위에 기초한 스케일러블 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 스케일러블 비디오 복호화 방법 및 그 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 트리 구조의 부호화 단위를 기초로 한 스케일러블 비디오 부호화 및 복호화를 제안한다. 본 발명은, 영상의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 하위 레이어 영상을 부호화하고, 상위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 하위 레이어 영상을 참조하여 스케일러블 부호화하기 위한 스케일러블 부호화 모드를 결정하고, 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 하위 레이어 영상을 참조하는 비디오 부호화 방법을 개시한다.
Description
본 발명은 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것이다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.
주파수 변환을 이용하여 공간 영역의 영상 데이터는 주파수 영역의 계수들로 변환된다. 비디오 코덱은, 주파수 변환의 빠른 연산을 위해 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 블록마다 DCT 변환을 수행하여, 블록 단위의 주파수 계수들을 부호화한다. 공간 영역의 영상 데이터에 비해 주파수 영역의 계수들이, 압축하기 쉬운 형태를 가진다. 특히 비디오 코덱의 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 공간 영역의 영상 화소값은 예측 오차로 표현되므로, 예측 오차에 대해 주파수 변환이 수행되면 많은 데이터가 0으로 변환될 수 있다. 비디오 코덱은 연속적으로 반복적으로 발생하는 데이터를 작은 크기의 데이터로 치환함으로써, 데이터량을 절감하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법은, 영상의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 하위 레이어 영상을 부호화하는 단계; 상위 레이어 영상을 상기 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 상기 하위 레이어 영상을 참조하여 스케일러블 부호화하기 위한 스케일러블 부호화 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상기 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여 상기 상위 레이어 영상을 예측 부호화하는 단계; 및 상기 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상기 하위 레이어 영상의 부호화 정보, 및 상기 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드를 출력하는 단계를 포함한다. 상기 비디오의 영상이 공간적으로 분할된 최대 부호화 단위들 중, 각각의 최대 부호화 단위는 복수의 부호화 단위들로 분할되고, 각각의 부호화 단위는 인접하는 부호화 단위와 개별적으로 더 작은 부호화 단위들로 분할될지 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법은, 영상의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 하위 레이어 영상을 부호화하는 단계; 상위 레이어 영상을 상기 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 상기 하위 레이어 영상을 참조하여 스케일러블 부호화하기 위한 스케일러블 부호화 모드를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상기 상위 레이어의 데이터 단위가 참조할 상기 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정하고, 상기 결정된 하위 레이어의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여 상기 상위 레이어 영상을 예측 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법은, 수신된 비트스트림으로부터, 하위 레이어 영상의 부호화 정보, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드를 파싱하는 단계; 상기 파싱된 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 상기 하위 레이어 영상을, 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 복호화하는 단계; 및 상기 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라 상기 하위 레이어 영상 부호화 정보를 참조하여, 상기 상위 레이어 영상을 상기 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 예측 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법은, 수신된 비트스트림로부터 파싱된, 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 하위 레이어 영상을, 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 복호화하는 단계; 및 상기 비트스트림로부터 파싱된, 상기 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라, 상기 상위 레이어 영상의 데이터 단위가 참조할 상기 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정하고, 상기 결정된 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여, 상기 상위 레이어 영상을 상기 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 예측 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치는, 영상의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 하위 레이어 영상을 부호화하는 하위 레이어 부호화부; 상위 레이어 영상을 상기 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 상기 하위 레이어 영상을 참조하여 스케일러블 부호화하기 위한 스케일러블 부호화 모드를 결정하고, 상기 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상기 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여 상기 상위 레이어 영상을 예측 부호화하는 상위 레이어 부호화부; 및 상기 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상기 하위 레이어 영상의 부호화 정보, 및 상기 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드를 출력하는 출력부를 포함한다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치는, 영상의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 하위 레이어 영상을 부호화하는 하위 레이어 부호화부; 상위 레이어 영상을 상기 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 상기 하위 레이어 영상을 참조하여 스케일러블 부호화하기 위한 스케일러블 부호화 모드를 결정하고, 상기 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상기 상위 레이어의 데이터 단위가 참조할 상기 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정하고, 상기 결정된 하위 레이어의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여 상기 상위 레이어 영상을 예측 부호화하는 상위 레이어 부호화부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치는, 수신된 비트스트림으로부터, 하위 레이어 영상의 부호화 정보, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드를 파싱하는 파싱부; 상기 파싱된 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 상기 하위 레이어 영상을, 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 복호화하는 하위 레이어 복호화부; 및 상기 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라 상기 하위 레이어 영상 부호화 정보를 참조하여, 상기 상위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 예측 복호화하는 상위 레이어 복호화부를 포함한다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치는, 수신된 비트스트림로부터 파싱된, 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 하위 레이어 영상을, 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서 분할이 완료된 부호화 단위들을 포함하는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 복호화하는 하위 레이어 복호화부; 및 상기 비트스트림로부터 파싱된, 상기 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라, 상기 상위 레이어 영상의 데이터 단위가 참조할 상기 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정하고, 상기 결정된 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여 상기 상위 레이어 영상을 상기 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 예측 복호화하는 상위 레이어 복호화부를 포함한다.
본 발명은, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체를 포함한다. 본 발명은, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체를 포함한다.
도 1 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 15 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 16 은 일 실시예에 따른 스케일러블 부호화 시스템의 블록도를 도시한다.
도 17 은 일 실시예에 따른 인터-레이어 예측 방법을 도시한다.
도 18 은 일 실시예에 따라 하위 레이어와 상위 레이어 간의 매핑 관계를 도시한다.
도 19 은 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 20 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 21 은 다른 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 22 는 다른 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 15 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 16 은 일 실시예에 따른 스케일러블 부호화 시스템의 블록도를 도시한다.
도 17 은 일 실시예에 따른 인터-레이어 예측 방법을 도시한다.
도 18 은 일 실시예에 따라 하위 레이어와 상위 레이어 간의 매핑 관계를 도시한다.
도 19 은 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 20 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 21 은 다른 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 22 는 다른 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
이하 도 1 내지 도 13을 참조하여, 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다. 또한, 도 14 내지 도 22을 참조하여, 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 스케일러블 비디오 부호화 기법 및 스케일러블 비디오 복호화 기법이 개시된다.
먼저, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 상술된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 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 기초한 비디오 예측을 수반하는 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.
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 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 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. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 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.
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 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 3 내지 13을 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, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 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.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(130)는, 도 1 내지 6을 참조하여 전술한 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 단일방향예측 정보, 제4 슬라이스타입을 포함하는 슬라이스 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 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.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 7 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 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 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 7 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 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 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 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, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
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.
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.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 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. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다.
결국, 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
도 3 은 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. 도 9에 도시된 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 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
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 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 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)을 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 오프셋 조정부(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), 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 오프셋 조정부(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, 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 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 오프셋 조정부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 오프셋 조정부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 오프셋 조정부(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, 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 6 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 3인 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(640가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)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 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이다.
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 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 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 8 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.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 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 부호화 단위는 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 10, 11 및 12는 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 1은, 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.
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 예측하기 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 13 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.
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 13을 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.
앞서 도 1 내지 13을 참조하여 상술한 트리 구조의 부호화 단위들을 포함하는 최대부호화단위는, 코딩 블록 트리(Coding Block Tree), 블록 트리, 루트 블록 트리(Root Block Tree), 코딩 트리, 코딩 루트 또는 트리 트렁크(Tree Trunk) 등으로 다양하게 명명되기도 한다.
이하, 도 14 내지 도 22을 참조하여, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 스케일러블 비디오 부호화 기법 및 스케일러블 비디오 복호화 기법이 상술된다.
도 14 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는 하위 레이어 부호화부(1410), 상위 레이어 부호화부(1420) 및 출력부(1430)를 포함한다.
일 실시예에 따른 하위 레이어 부호화부(1410)는, 다수 레이어들로 분류된 영상들 중 하위 레이어 영상을 부호화한다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, 앞서 도 1 내지 13을 참조하여 전술한 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 하위 레이어 영상을 부호화할 수 있다. 즉, 하위 레이어 부호화부(1410)는, 하위 레이어 영상을 최대 부호화 단위들로 분할하고, 각각의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서, 분할이 완료된 부호화 단위들을 기초로, 부호화 모드를 결정하고 부호화된 데이터를 출력할 수 있다.
앞서 도 1 내지 13을 참조하여 전술한바와 같이, 비디오의 영상이 공간적으로 분할되어 최대 부호화 단위들이 형성되고, 각각의 최대 부호화 단위는 복수의 부호화 단위들로 분할될 수 있다. 각각의 부호화 단위가 더 작은 부호화 단위로 분할될지 여부가 결정될 때, 부호화 단위마다 개별적으로 결정되며, 인접하는 부호화 단위와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 다수 레이어들로 분류된 영상들 중 상위 레이어 영상을 부호화한다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 상위 레이어 영상이 부호화된 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 부호화를 위해 하위 레이어 영상을 참조할지 여부를 나타내는 정보인 스케일러블 부호화 모드를 결정할 수 있다. 상위 레이어 부호화부(1420)는, 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상을 예측 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 출력부(1430)는, 하위 레이어 부호화부(1410)의 부호화 결과에 따라, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값을 출력할 수 있다. 출력부(1430)는, 하위 레이어 부호화부(1410)가 최대 부호화 단위별로, 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화를 수행하여 부호화된 데이터를 출력할 수 있다.
또한, 출력부(1430)는, 상위 레이어 부호화부(1420)에서 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초한 부호화 결과에 따라, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드를 출력할 수 있다. 마찬가지로 출력부(1430)는, 상위 레이어 부호화부(1420)가 최대 부호화 단위별로 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화를 수행한 결과에 따라 선택적으로 부호화 정보를 출력할 수 있다.
상위 레이어 영상이 참조할 수 있는 하위 레이어 영상의 부호화 정보는, 부호화된 부호화 모드, 예측값, 신택스, 복원값 등의 부호화 결과 결정되는 제반 정보 중에서 적어도 하나일 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 모드는, 부호화 단위의 구조 정보, 예측 모드에 따른 예측 정보를 포함할 수 있다. 부호화 단위의 구조 정보란, 현재 부호화 단위의 심도, 현재 부호화 단위가 구성하는 부호화 단위의 그룹 형태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 정보는, 인트라 예측을 위한 파티션 형태, 인트라 인덱스, 인터 예측을 위한 파티션 형태, 움직임 벡터, 참조 인덱스, 넌-제로 계수 위치 정보(마지막 계수 위치 정보) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실싱에 따른 예측값은, 양자화된 변환계수, 인터 예측에 따른 계수들의 차분값, 레지듀얼 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 부호화 단위의 구조 정보 및 부호화 단위에 포함되는 변환 단위의 구조 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상을 부호화할 수 있다. 일 실시예에 다른 변환 단위의 구조 정보는, 현재 변환 단위의 변환심도, 변환 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 예측 모드, 파티션 타입, 움직임 정보, 및 인트라 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드를 결정할 수 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서 루프 필터링 관련 정보, 넌-제로 계수 위치 정보, 복원된 예측값 및 복원된 텍스처 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드를 결정할 수도 있다.
예를 들어, 현재 데이터 단위의 복원된 예측값은, 인트라 모드의 경우에 현재 데이터 단위의 공간적으로 인접하는 이웃 데이터 단위의 값을 사용하여 결정되는 예측값을 의미할 수 있다. 또한 인터 예측의 경우에 현재 데이터 단위의 복원된 예측값은, 현재 데이터 단위가 먼저 복원된 참조 프레임을 이용한 움직임 보상을 수행하여 생성한 예측값을 의미할 수 있다. 이에 따른 일 실시예로서, 상위 레이어 데이터 단위의 예측값은, 하위 레이어 복원 영상이 스케일된 영상 중에서, 상위 레이어 데이터 단위에 상응하여 위치하는 하위 레이어 데이터 단위의 복원된 예측값을 이용하여 결정될 수도 있다. 또 다른 예로, 상위 레이어 데이터 단위의 예측값은, 하위 레이어 복원 영상 중에서, 상위 레이어 데이터 단위에 상응하여 위치하는 하위 레이어 데이터 단위의 복원된 예측값이 스케일된 값을 이용하여 결정될 수도 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 결정된 상위 레이어 영상의 부호화 모드에 기초하여, 상위 레이어 영상을 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 하위 레이어 영상의 부호화 정보 중에서, 레지듀얼 정보, 및 변환계수 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 레지듀얼 정보 및 변환계수 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 하위 레이어 영상의 부호화 정보 중에서, 인트라 예측 또는 인터 예측에 의해 생성된 복원영상 등의 복원값을 참조하여, 상위 레이어 영상의 복원값을 결정할 수도 있다.
또한 일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 하위 레이어 영상의 부호화 결과 결정된 부호화 신택스 요소들(Syntax elements)을 이용하여, 상위 레이어 영상을 위한 부호화 신택스 요소들을 결정할 수도 있다.
이와 같이 상위 레이어 부호화부(1420)는, 스케일러블 부호화 모드에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여 결정된 상위 레이어 영상의 부호화 정보에 기초하여, 상위 레이어 영상을 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 소정 데이터 단위 별로 스케일러블 부호화 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 픽처 시퀀스마다 개별적으로 스케일러블 부호화 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 픽처마다 개별적으로 스케일러블 부호화 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 프레임마다 개별적으로 스케일러블 부호화 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 타일마다 개별적으로 스케일러블 부호화 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위마다 개별적으로 스케일러블 부호화 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 부호화 단위마다 개별적으로 스케일러블 부호화 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 부호화 단위의 소정 그룹마다 개별적으로 스케일러블 부호화 모드가 결정될 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 각 데이터 단위마다 해당 스케일러블 부호화 모드에 따라, 인터레이어 예측을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 출력부(1430)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 출력부(1430)는, 스케일러블 부호화 모드에 따라 출력하는 상위 레이어 영상를 위해 출력하는 정보가 달라질 수 있다.
예를 들어 상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 제1 스케일러블 부호화 모드에 따라, 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 하위 레이어 영상의 부호화 정보로부터 유추하거나 예측할 수 있다. 또는 상위 레이어 부호화부(1420)는, 제1 스케일러블 부호화 모드에 따라, 상위 레이어 영상의 부호화 정보 중 일부를 하위 레이어 영상의 부호화 모드로부터 유추하거나 예측할 수 있다.
이 경우에 출력부(1430)는, 제1 스케일러블 부호화 모드에 따르면, 상위 레이어 영상의 부호화 정보 중에서, 하위 레이어 영상로부터 유추된 정보를 제외한 나머지 부호화 정보를 출력할 수 있다. 이 경우, 수신단은 직접 수신한 상위 레이어 영상의 부호화 정보는 수신된 형태대로 이용하면서, 전송되지 않은 상위 레이어 영상의 부호화 모드는 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여 유추하거나 예측할 수 있다.
다른 예로 상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 제2 스케일러블 부호화 모드에 따라, 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 하위 레이어 영상의 부호화 정보로부터 유추하거나 예측할 수 있다.
이 경우에 출력부(1430)는, 제2 스케일러블 부호화 모드에 따르면, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드만을 출력하고, 상위 레이어 영상의 부호화 정보는 전송하지 않을 수도 있다. 이 경우, 수신단은 하위 레이어 영상의 부호화 모드, 예측값, 신택스, 복원값 중 적어도 하나를 포함하는 부호화 정보로부터 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 유도하거나 예측할 수 있다.
일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상위 레이어의 데이터 단위가 참조할 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정할 수 있다. 다시 말해, 상위 레이어 데이터 단위의 위치에 상응하는 위치에 매핑되는 하위 레이어 데이터 단위가 결정될 수 있다. 상위 레이어 부호화부(1420)는, 결정된 하위 레이어의 데이터 단위의 부호화 모드, 예측값, 신택스, 복원값 중 적어도 하나를 포함하는 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상을 예측 부호화할 수 있다.
도 1 내지 13을 참고하여 전술한 바와 같이, 하위 레이어 영상 및 상위 레이어 영상의 데이터 단위는, 각각 해당 레이어 영상의 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 및 부호화 단위에 포함되는 예측 단위, 변환 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 상응하는 동일한 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 영상의 최대 부호화 단위는 하위 레이어 영상의 최대 부호화 단위를 참조할 수 있다. 상위 레이어 영상의 부호화 단위는 하위 레이어 영상의 부호화 단위를 참조할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹에 상응하는 동일한 그룹 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 영상의 부호화 단위의 그룹은, 하위 레이어 영상의 부호화 단위의 그룹을 참조할 수 있다. 상위 레이어 영상의 변환 단위의 그룹은, 하위 레이어 영상의 변환 단위의 그룹을 참조할 수 있다. 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹의 참조 가능한 부호화 정보를 이용하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹이 부호화될 수도 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 영상의 데이터 단위인 슬라이스 또는 타일들에 대해서도 스케일러블 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 부호화부(1420)는 상위 레이어 영상의 현재 슬라이스와 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 영상의 슬라이스의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어의 현재 슬라이스를 부호화할 수 있다. 또는 상위 레이어 부호화부(1420)는 상위 레이어 영상의 현재 타일에 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 영상의 타일의 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 타일을 부호화할 수도 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정하기 위하여, 부화소(sub-pixel) 레벨의 샘플 정확도에 따라 상위/하위 레이어 영상 간의 샘플들을 비교할 수 있다. 예를 들어 1/12화소 레벨의 샘플 위치까지 상위 레이어 영상에 대응하는 하위 레이어 영상의 샘플 위치를 검색할 수 있다. 이 경우에 하위/상위 레이어 영상 간에 2배 업샘플링 관계인 경우에, 1/4화소 위치 및 3/4화소 위치의 부화소 레벨까지의 샘플 정확도가 필요하다. 3/2배 업샘플링 관계인 경우에는, 1/3화소 위치 및 2/3화소 위치의 부화소 레벨까지의 샘플 정확도가 필요하다.
이와 같은 하위 레이어 영상과 상위 레이어 영상 간의 데이터 단위의 매핑과 관련된 실시예는, 이후 도 18을 참조하여 상술한다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 상응하지만 현재 데이터 단위 그룹과 다른 종류의 데이터 단위를 하위 레이어 영상 중에서 결정할 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 영상의 부호화 단위는 하위 레이어 영상의 최대 부호화 단위를 참조할 수 있다. 상위 레이어 영상의 예측 단위는 하위 레이어 영상의 부호화 단위를 참조할 수 있다. 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위가 부호화될 수 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹에 상응하지만, 현재 데이터 단위 그룹과 다른 종류의 데이터 단위 그룹을 하위 레이어 영상 중에서 결정할 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 영상의 예측 단위의 그룹은, 하위 레이어 영상의 부호화 단위의 그룹을 참조할 수 있다. 상위 레이어 영상의 변환 단위의 그룹은, 하위 레이어 영상의 부호화 단위의 그룹을 참조할 수 있다. 하위 레이어 영상의 다른 종류의 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹이 부호화될 수 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위를 위해 인터-레이어 예측 모드가 결정되는 경우, 현재 데이터 단위에 포함되는 하위 데이터 단위들 중에서 일부는 하위 레이어 영상을 참조하여 예측 부호화하는 인터-레이어 예측을 수행하고, 하위 데이터 단위들 중에서 나머지는 상위 레이어 영상과 동일한 레이어 내에서 예측 부호화할 수도 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)는, 하위 레이어 영상으로부터 유추된 부호화 정보를 조정하고, 조정된 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 결정할 수 있다. 결정된 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여 상위 레이어 영상이 복원될 수 있다. 하위 레이어 영상으로부터 유추된 부호화 정보를 세밀하게 조정하기 위한 리파인먼트(refinement) 정보도 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화하므로, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 연관될 수 있다.
예를 들어, 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)의 하위 레이어 부호화부(1410)는 비디오 부호화 장치(100)의 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120), 출력부(130)의 동작에 따라, 하위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화할 수 있다. 부호화 단위 결정부(120)는 하위 레이어 영상의 부호화 단위, 예측단위, 변환단위, 파티션 등의 데이터 단위에 대해 부호화 모드를 결정할 수 있다. 전송부(1430)는, 출력부(130)의 동작과 유사하게, 하위 레이어 영상의 데이터 단위마다 결정된 부호화 모드 및 부호화된 예측값을 포함하는 부호화 정보를 출력할 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 부호화부(1420)도 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120), 출력부(130)의 동작에 따라 부호화를 수행할 수 있다. 상위 레이어 부호화부(1420)의 부호화 동작은 부호화 단위 결정부(120)의 동작과 유사하지만, 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상위 레이어 영상을 위한 부호화 정보를 결정하기 위해 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조할 수 있다. 또한, 전송부(1430)는 출력부(130)의 동작과 유사하지만, 스케일러블 부호화 모드에 기초하여 상위 레이어의 부호화 정보를 선택적으로 부호화하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, 하위 레이어 부호화부(1410), 상위 레이어 부호화부(1420) 및 출력부(1430)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 하위 레이어 부호화부(1410), 상위 레이어 부호화부(1420) 및 출력부(1430)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 하위 레이어 부호화부(1410), 상위 레이어 부호화부(1420) 및 출력부(1430)가 제어될 수도 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, 하위 레이어 부호화부(1410), 상위 레이어 부호화부(1420) 및 출력부(1430)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(10)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 변환을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서 뿐만 아니라, 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.
도 15 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 스케일러블 복호화 장치(1500)는, 파싱부(1510), 하위 레이어 복호화부(1520) 및 상위 레이어 복호화부(1530)를 포함한다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 비디오의 부호화된 데이터가 수록된 비트스트림을 수신할 수 있다. 파싱부(1510)는, 수신된 비트스트림으로부터, 하위 레이어 영상의 부호화 정보, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드를 파싱할 수 있다.
하위 레이어 복호화부(1520)는, 파싱된 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 하위 레이어 영상을 복호화할 수 있다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)가 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 영상을 복호화하는 경우, 하위 레이어 복호화부(1520)는, 하위 레이어 영상의 최대 부호화 단위별로 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 복호화를 수행할 수 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 파싱된 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라, 하위 레이어 영상의 부호화 정보, 즉 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상을 예측 복호화할 수 있다. 마찬가지로 상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 최대 부호화 단위별로 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 부호화 단위의 구조 정보 및 부호화 단위에 포함되는 변환 단위의 구조 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 예측 모드 정보, 파티션 타입 정보, 움직임 정보, 및 인트라 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드를 결정할 수도 있다.
예를 들어, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서 루프 필터링 관련 정보, 넌-제로 계수 위치 정보, 복원된 예측 정보 및 복원된 텍스처 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드를 결정할 수도 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드를 참조하여 결정된 상위 레이어 영상의 부호화 모드에 기초하여, 상위 레이어 영상을 복호화할 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 레지듀얼 정보, 계수 정보 및 복원된 예측값 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 예측값을 결정할 수도 있다. 상위 레이어 복호화부(1530)는, 결정된 상위 레이어 영상의 예측값에 기초하여, 상위 레이어 영상을 복호화할 수도 있다.
파싱부(1510)는, 제1 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드으로서, 하위 레이어 영상의 부호화 모드로부터 유추된 정보를 제외한 나머지 정보를 파싱할 수 있다. 이 경우, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 파싱되지 않은 상위 레이어 영상의 부호화 모드에 대한 정보는, 하위 레이어 영상의 부호화 모드로부터 유도하거나 예측할 수 있다.
또는 파싱부(1510)는, 제1 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상위 레이어 영상의 예측값으로서, 하위 레이어 영상의 예측값으로부터 유추된 정보를 제외한 나머지 정보를 파싱할 수 있다. 이 경우, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 파싱되지 않은 상위 레이어 영상의 예측값에 대한 정보는, 하위 레이어 영상의 예측값으로부터 유도하거나 예측할 수 있다.
파싱부(1510)는, 상위 레이어 영상이 제2 스케일러블 부호화 모드임을 나타내는 스케일러블 부호화 모드 정보만을 파싱할 수도 있다. 이 경우, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 부호화 정보를, 하위 레이어 영상의 부호화 정보로부터 유도하거나 예측할 수 있다.
또한, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 비트스트림로부터 파싱된 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라, 상위 레이어 영상의 데이터 단위가 참조할 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정할 수 있다. 즉, 상위 레이어 영상의 데이터 단위의 위치에 상응하는 위치에 매핑되는 하위 레이어 영상의 데이터 단위가 결정될 수 있다. 상위 레이어 복호화부(1530)는, 결정된 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상을 예측 복호화할 수 있다. 상위 레이어 영상은 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 예측 복호화될 수 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정하기 위하여, 부화소 레벨의 샘플 정확도에 따라 상위 레이어 영상의 샘플에 상응하는 하위 레이어 영상의 샘플 위치를 검색할 수 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 상응하는 동일한 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정할 수 있다. 상위 레이어 복호화부(1530)는, 결정된 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위의 부호화 정보를 결정하고, 결정된 현재 데이터 단위의 부호화 정보를 이용하여 현재 데이터 단위를 복호화할 수 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹에 상응하는 동일한 그룹 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹을 결정할 수도 있다. 상위 레이어 복호화부(1530)는, 결정된 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 결정하고, 현재 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 이용하여 현재 데이터 단위 그룹을 복호화할 수도 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 현재 슬라이스 정보 및 타일 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 슬라이스 정보 및 타일 정보 중 적어도 하나를 결정할 수도 있다.
또한, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 대응하는 다른 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위를 결정하여, 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위의 부호화 정보를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 하위 레이어 영상의 소정 부호화단위의 부호화 정보를 그대로 이용하여 상위 레이어 영상의 현재 최대부호화단위의 부호화 정보를 결정할 수도 있다.
또한, 상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹에 대응하는 다른 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹을 결정하여, 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 하위 레이어 영상의 소정 부호화단위 그룹의 부호화 정보를 그대로 이용하여 상위 레이어 영상의 현재 최대부호화단위 그룹의 부호화 정보를 결정할 수도 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위를 위해 인터-레이어 예측 모드가 결정되는 경우, 현재 데이터 단위에 포함되는 하위 데이터 단위들 중에서 일부는 하위 레이어 영상을 참조하여 복호화하고, 하위 데이터 단위들 중에서 나머지는 상위 레이어 영상과 동일한 레이어 영상 내에서 복호화할 수도 있다.
상위 레이어 복호화부(1530)는, 하위 레이어 영상으로부터 유추된 부호화 정보를 수정하고, 수정된 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 결정할 수 있다. 상위 레이어 복호화부(1530)는, 결정된 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여 상위 레이어 영상을 복원할 수도 있다. 파싱부(1510)는 리파인먼트 정보를 파싱하고, 상위 레이어 복호화부(1530)는 파싱된 리파인먼트 정보에 기초하여 하위 레이어 영상으로부터 유추된 부호화 정보를 변경할 수도 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 복호화하므로, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)와 연관될 수 있다.
예를 들어, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)의 파싱부(1510)는 비디오 복호화 장치(200)의 수신부(210) 및 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)의 동작에 따라, 비트스트림을 수신하여 하위 레이어 영상에 대한 부호화 정보와 상위 레이어 영상에 대한 부호화 정보를 파싱할 수 있다. 파싱부(1510)는 하위 레이어 영상의 부호화 단위, 예측단위, 변환단위, 파티션 등의 데이터 단위에 대해 부호화 정보를 파싱할 수 있다. 다만, 파싱부(1510)는, 스케일러블 부호화에 기초하여 상위 레이어 영상의 부호화 정보를 선택적으로 파싱하지 않을 수 있다.
예를 들어, 하위 레이어 복호화부(1520)는 비디오 부호화 장치(100)의 영상 데이터 복호화부(230)의 동작과 유사하게, 파싱된 부호화 정보를 이용하여, 하위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 복호화할 수 있다.
상위 레이어 부호화부(1420)도 비디오 부호화 장치(100)의 영상 데이터 복호화부(230)의 동작과 유사하게, 파싱된 부호화 정보를 이용하여, 상위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 복호화할 수 있다. 다만, 상위 레이어 부호화부(1420)는, 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상을 위한 부호화 정보를 결정한 후 복호화를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 파싱부(1510), 하위 레이어 복호화부(1520) 및 상위 레이어 복호화부(1530)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 파싱부(1510), 하위 레이어 복호화부(1520) 및 상위 레이어 복호화부(1530)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 파싱부(1510), 하위 레이어 복호화부(1520) 및 상위 레이어 복호화부(1530)가 제어될 수도 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 파싱부(1510), 하위 레이어 복호화부(1520) 및 상위 레이어 복호화부(1530)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 비디오 복호화를 통해 비디오를 복원하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 디코딩 프로세서 또는 외부 비디오 디코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 역변환을 포함한 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)의 내부 비디오 디코딩 프로세서는, 별개의 프로세서 뿐만 아니라, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 디코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)와 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 시퀀스, 슬라이스 또는 픽처마다 별도로 인터-레이어 예측 방식을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽처(또는 시퀀스, 슬라이스)를 위한 인터-레이어 예측 방식과 제2 픽처를 위한 인터-레이어 예측 방식이 별도로 결정될 수도 있다.
또한, 인퍼드(inferred) 인터-레이어 예측의 경우에는, 하위 레이어 데이터 단위의 둘 이상의 부호화정보를 참조하여, 상위 레이어 데이터 단위의 부호화정보가 예측될 수도 있다. 즉 참조할 둘 이상의 부호화 정보들이 결정되어 있다. 예를 들어, 하위 레이어 데이터 단위에 대해 결정된 일련의 부호화 정보들을 그대로 사용하여, 상위 레이어 데이터 단위에 대한 부호화 정보들이 결정될 수도 있다. 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)가 상위 레이어 데이터 단위에 대해 인퍼드 인터-레이어 예측을 수행한 경우에, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)도 상위 레이어 영상에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위를 결정한 후, 하위 레이어 데이터 단위의 소정 일련의 부호화 정보들을 그대로 사용하여 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보들을 결정할 수 있다.
또한, 인터-레이어 예측을 위해, 하위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보는 수정된 형태로 이용되거나, 축소된 형태로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 데이터 단위의 움직임 벡터를 예측하기 위해, 하위 레이어 파티션의 움직임 벡터가, 정수화소 레벨, 1/2화소 레벨의 부화소 레벨과 같이 특정 화소 레벨의 정확도로 하향조정되어 이용될 수도 있다. 또 다른 예로, 다수의 하위 레이어 파티션들의 움직임 벡터들이 하나로 병합된 후, 상위 레이어 파티션의 움직임 벡터로서 이용될 수도 있다.
이하, 도 16 내지 도 22를 참조하여, 스케일러블 부호화 장치(1400) 및 스케일러블 복호화 장치(1500)의 인터-레이어 예측 방식이 구체적으로 상술된다.
도 16 은 일 실시예에 따른 스케일러블 부호화 시스템(1600)의 블록도를 도시한다.
스케일러블 부호화 시스템(1600)은 하위 레이어 부호화단(1610)과 상위 레이어 부호화단(1660), 그리고 하위 레이어 부호화단(1610)와 상위 레이어 부호화단(1660) 간의 인터-레이어 예측단(1650)으로 구성된다. 하위 레이어 부호화단(1610) 및 상위 레이어 부호화단(1660)은, 각각 하위 레이어 부호화부(1410) 및 상위 레이어 부호화부(1420)의 구체적인 구성을 도시할 수 있다.
스케일러블 비디오 부호화 기법은, 해상도와 같은 공간적 특성 뿐만 아니라, 시간적 특성 및 화질과 같은 질적 특성에 따라, 다계층의 레이어 영상들로 분류될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 스케일러블 비디오 부호화 시스템(1600)이, 영상 해상도에 따라 저해상도 영상이 하위 레이어 영상으로, 고해상도 영상이 상위 레이어 영상으로 구별되어 부호화하는 경우가 상술된다.
하위 레이어 부호화단(1610)는, 저해상도 영상 시퀀스를 입력받아 저해상도 영상마다 부호화한다. 상위 레이어 부호화단(1660)은, 고해상도 영상 시퀀스를 입력받아 고해상도 영상마다 부호화한다. 하위 레이어 부호화단(1610)과 상위 레이어 부호화단(1620)의 동작들 중에서 중복되는 동작은 동시에 후술한다.
블록 분할부(1618, 1668)를 통해 입력 영상(저해상도 영상, 고해상도 영상)은, 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위 등으로 분할된다. 블록 분할부(1618, 1668)로부터 출력된 부호화 단위의 부호화를 위해, 부호화 단위의 예측단위별로 인트라예측 또는 인터예측이 수행될 수 있다. 예측 스위치(1648, 1698)는, 예측단위의 예측모드가 인트라 예측모드 또는 인터 예측모드인지 여부에 따라, 움직임 보상부(1640, 1690)로부터 출력된 이전 복원영상을 참조하여 인터 예측이 수행되거나, 또는 인트라 예측부(1645, 1695)로부터 출력된 현재 입력 영상 내에서 현재 예측단위의 이웃 예측단위를 이용하여 인트라 예측이 수행될 수 있다. 인터 예측을 통해 예측단위별로 례지듀얼 정보가 생성될 수 있다.
부호화 단위의 예측단위별로, 예측단위와 주변영상 간의 레지듀얼 정보가 변환/양자화부(1620, 1670)에 입력된다. 변환/양자화부(1620, 1670)는, 부호화 단위의 변환단위를 기초로, 변환단위별로 변환 및 양자화를 수행하여 양자화된 변환계수를 출력할 수 있다.
스케일링/역변환부(1625, 1675)는, 다시 부호화 단위의 변환단위별로 양자화된 변환계수에 대해 스케일링 및 역변환을 수행하여 공간영역의 레지듀얼 정보를 생성할 수 있다. 예측 스위치(1648, 1698)에 의해 인터 모드로 제어되는 경우에, 레지듀얼 정보는 이전 복원영상 또는 이웃 예측단위와 합성됨으로써, 현재 예측단위를 포함하는 복원영상이 생성되고 현재 복원영상은 스토리지(1630, 1680)에 저장될 수 있다. 현재 복원영상은 다시 다음에 부호화되는 예측단위의 예측모드에 따라 인트라예측부(1645, 1695)/움직임보상부(1640, 1690)로 전달될 수 있다.
특히, 인터모드의 경우, 인루프필터링(In-Loop Filtering)부(1635, 1685)는, 스토리지(1630, 1680)에 저장된 복원영상에 대해, 부호화 단위별로 디블로킹 필터링, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터링 및 ALF 필터링(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나의 필터링을 수행할 수 있다. 부호화 단위 및 부호화 단위에 포함된 예측 단위 및 변환 단위 중 적어도 하나에 대해 디블로킹 필터링, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터링 및 ALF 필터링(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나의 필터링이 수행될 수 있다.
디블로킹 필터링은 데이터 단위의 블록킹 현상을 완화시키기 위한 필터링이고, SAO 필터링은 데이터 부호화 및 복호화에 의해 변형되는 픽셀값을 보상하기 위한 필터링이고, ALF 필터링은 복원 영상과 원본 영상 간의 오차(Mean Squared Error; MSE)를 최소화하기 위한 필터링이다. 인루프필터링부(1635, 1685)에 의해 필터링된 데이터는, 예측 단위별로 움직임보상부(1640, 1690)에게 전달될 수 있다. 다시 블록분할부(1618, 1668)로부터 출력된, 다음 순서의 부호화 단위의 부호화를 위해, 움직임보상부(1640, 1690) 및 블록분할부(1618, 1668)가 출력한 현재 복원영상과 다음 부호화 단위 간의 레지듀얼 정보가 생성될 수 있다.
이러한 식으로, 입력 영상의 부호화 단위마다 전술한 부호화 동작이 반복될 수 있다.
또한, 인터레이어 예측을 위해 상위 레이어 부호화단(1660)은, 하위 레이어 부호화단(1610)의 스토리지(1630)에 저장된 복원영상을 참조할 수 있다. 하위 레이어 부호화단(1610)의 부호화 컨트롤부(1615)는 하위 레이어 부호화단(1610)의 스토리지(1630)를 제어하여, 하위 레이어 부호화단(1610)의 복원영상을 상위 레이어 부호화단(1660)에게 전달할 수 있다. 인터-레이어 예측단(1650)에서는, 인루프필터링부(1655)가 하위 레이어 부호화단(1610)의 스토리지(1610)로부터 출력된 하위 레이어 복원영상에 대해 디블로킹 필터링, SAO 필터링 및 ALF필터링 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 인터-레이어 예측단(1650)은, 하위 레이어과 상위 레이어의 영상 간에 해상도가 다른 경우에, 하위 레이어의 복원영상을 업샘플링하여 상위 레이어 부호화단(1660)으로 전달할 수 있다. 상위 레이어 부호화단(1660)의 스위치(1698)의 제어에 따라 인터-레이어 예측이 수행되는 경우에는, 인터-레이어 예측단(1650)을 통해 전달된 하위 레이어 복원영상을 참조하여 상위 레이어 영상의 인터-레이어 예측이 수행될 수도 있다.
영상의 부호화를 위해, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위를 위한 각종 부호화 모드를 설정할 수 있다. 예를 들어, 부호화 단위에 대한 부호화 모드로서, 심도 또는 분할 정보(split flag) 등이 설정될 수 있다. 예측 단위에 대한 부호화 모드로서, 예측 모드, 파티션 타입, 인트라 방향 정보, 참조리스트 정보 등이 설정될 수 있다. 변환 단위에 대한 부호화 모드로서, 변환심도 또는 분할정보 등이 설정될 수 있다.
하위 레이어 부호화단(1610)은, 부호화 단위를 위한 다양한 심도들, 예측 단위에 대한 다양한 예측모드들, 다양한 파티션 타입들, 다양한 인트라 방향들, 다양한 참조리스트들, 변환단위를 위한 다양한 변환심도를 각각 적용하여 부호화를 수행한 결과에 따라, 부호화 효율이 가장 높은 부호화심도, 예측모드, 파티션타입, 인트라 방향/참조리스트, 변환심도 등을 결정할 수 있다. 하위 레이어 부호화단(1610)에서 결정되는 상기 열거된 부호화 모드에 한정되지는 않는다.
하위 레이어 부호화단(1610)의 부호화 컨트롤부(1615)는, 각각 구성요소들의 동작에 다양한 부호화 모드들이 적절히 적용될 수 있도록 제어할 수 있다. 또한, 부호화 컨트롤부(1615)는, 상위 레이어 부호화단(1660)의 스케일러블 비디오 부호화를 위해, 상위 레이어 부호화단(1660)이 하위 레이어 부호화단(1610)의 부호화 결과를 참조하여 부호화 모드 또는 레지듀얼 정보를 결정하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 부호화단(1660)은, 하위 레이어 부호화단(1610)의 부호화 모드를 상위 레이어 영상을 위한 부호화 모드로서 그대로 이용하거나, 하위 레이어 부호화단(1610)의 부호화 모드를 참조하여 상위 레이어 영상을 위한 부호화 모드를 결정할 수 있다. 하위 레이어 부호화단(1610)의 부호화 컨트롤부(1615)는 하위 레이어 부호화단(1610)의 상위 레이어 부호화단(1660)의 부호화 컨트롤부(1665)의 제어 신호를 제어하여, 상위 레이어 부호화단(1660)이 현재 부호화 모드를 결정하기 위해, 하위 레이어 부호화단(1610)의 부호화 모드로부터 현재 부호화 모드를 이용할 수 있다.
도 16에서 도시된 인터-레이어 예측 방식에 따른 스케일러블 비디오 부호화 시스템(1600)과 유사하게, 인터-레이어 예측 방식에 따른 스케일러블 비디오 복호화 시스템도 구현될 수 있다. 즉, 스케일러블 비디오 복호화 시스템은, 하위 레이어 비트스트림 및 상위 레이어 비트스트림을 수신할 수 있다. 스케일러블 비디오 복호화 시스템의 하위 레이어 복호화단에서 하위 레이어 비트스트림을 복호화하여 하위 레이어 복원영상들을 생성할 수 있다. 스케일러블 비디오 복호화 시스템의 상위 레이어 복호화단에서는, 하위 레이어 복원영상과 파싱한 부호화정보를 이용하여 상위 레이어 비트스트림을 복호화하여 상위 레이어 복원영상들을 생성할 수 있다.
도 17 은 일 실시예에 따른 인터-레이어 예측 방법을 도시한다.
상위 레이어 영상을 위해 스케일러블 비디오 부호화가 수행된 경우, 하위 레이어 영상을 위한 부호화 모드를 이용하여 상위 레이어 영상을 부호화하는 인터-레이어 예측(1710)을 수행할지 여부가 설정될 수 있다. 인터-레이어 예측(1710)이 수행된다면, 인터-레이어 인트라 예측(1720) 또는 인터-레이어 움직임 예측(1730)이 수행될 수 있다. 인터-레이어 예측(1710)이 수행되지 않는다면, 인터-레이어 움직임 예측(1740) 또는 인터-레이어 움직임 예측이 아닌 예측(1750)이 수행될 수 있다.
또한, 상위 레이어 영상을 위해 스케일러블 비디오 부호화가 수행된 경우, 인터-레이어 예측(1710)이 수행되는지 여부와 상관없이, 인터-레이어 레지듀얼 예측(1760) 또는 일반 레지듀얼 예측(1770)이 수행될 수 있다.
예를 들어, 인터-레이어 인트라 예측(1720)에 따르면, 상위 레이어 영상에 상응하는 하위 레이어 영상의 샘플값들을 참조하여 상위 레이어 영상의 샘플값들이 예측될 수 있다. 제1 인터-레이어 움직임 예측(1730)에 따르면, 상위 레이어 영상에 대응하는 하위 레이어 영상의 인터 예측에 의한 예측 단위의 파티션 타입, 참조인덱스, 움직임 벡터 등이, 상위 레이어 영상의 인터 모드로서 그대로 적용될 수 있다. 참조인덱스는 참조리스트에 포함된 참조영상들에서 각 영상이 참조되는 순서를 나타낸다.
예를 들어, 제2 인터-레이어 움직임 예측(1740)에 따르면, 하위 레이어 영상의 인터 예측에 따른 부호화 모드가 상위 레이어 영상의 부호화 모드로서 참조될 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 영상의 참조인덱스는 하위 레이어 영상의 참조인덱스를 그대로 채용하여 결정될 수 있지만, 상위 레이어 영상의 움직임 벡터는 하위 레이어 영상의 움직임 벡터를 참조하여 예측될 수 있다.
예를 들어, 인터-레이어 예측이 아닌 일반 움직임 예측(1750)에 따르면, 하위 레이어 영상의 부호화 결과와 무관하게, 상위 레이어 영상 시퀀스의 다른 영상들을 참조하여 상위 레이어 영상을 위한 움직임 예측이 수행될 수 있다.
또한, 상위 레이어 영상을 위해 스케일러블 비디오 부호화가 수행된 경우, 인터-레이어 예측(1710)이 수행되는지 여부와 상관없이, 인터-레이어 레지듀얼 예측(1760) 또는 일반 레지듀얼 예측(1770)이 수행될 수 있다.
인터-레이어 레지듀얼 예측(1760)에 따르면, 하위 레이어 영상의 레지듀얼 정보를 참조하여 상위 레이어 영상의 레지듀얼 정보가 예측될 수 있다. 일반 레지듀얼 예측(1770)에 따르면, 상위 레이어 영상 시퀀스의 다른 영상들을 참조하여 현재 상위 레이어 영상의 레지듀얼 정보가 예측될 수 있다.
도 17을 참조하여 전술한 바와 같이, 상위 레이어 영상의 스케일러블 비디오 부호화를 위해, 하위 레이어 영상과 상위 레이어 영상 간의 인터-레이어 예측이 수행될 수 있다. 인터-레이어 예측에 따르면, 하위 레이어 영상의 부호화 모드를 이용하여 상위 레이어 영상의 부호화 모드가 결정되는 인터-레이어 모드 예측; 하위 레이어 영상의 레지듀얼 정보를 이용하여 상위 레이어 영상의 레지듀얼 정보가 결정되는 '인터 레이어 레지듀얼 예측' 및 하위 레이어 영상이 인트라 모드인 경우에만 하위 레이어 영상을 참조하여 상위 레이어 영상을 예측 부호화하는 '인터-레이어 인트라 예측'이 선택적으로 수행될 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 부호화 단위 또는 예측 단위마다, 인터-레이어 모드 예측의 수행 여부, 인터-레이어 레지듀얼 예측의 수행 여부, 또는 인터-레이어 인트라 예측의 수행 여부가 결정될 수 있다.
다른 예로 인터 모드인 파티션마다 참조리스트가 결정되며, 참조리스트마다 인터-레이어 움직임 예측을 수행할지 여부가가 결정될 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 영상의 현재 부호화 단위(예측 단위)에 대하여 인터-레이어 모드 예측이 수행되는 경우에는, 하위 레이어 영상 중에서 상응하는 부호화 단위(예측 단위)의 예측 모드를, 상위 레이어 영상의 현재 부호화 단위(예측 단위)의 예측 모드로서 결정될 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, '상위/하위 레이어 영상의 현재 부호화 단위(예측 단위)'를 '상위/하위 레이어 데이터 단위'라 지칭한다.
즉, 하위 레이어 데이터 단위가 인트라 모드로 부호화되었다면, 상위 레이어 데이터 단위를 위해 인터-레이어 인트라 예측이 수행될 수 있다. 하위 레이어 데이터 단위가 인터 모드로 부호화되었다면, 상위 레이어 데이터 단위를 위해 인터-레이어 움직임 예측이 수행될 수 있다.
다만, 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 위치의 하위 레이어 데이터 단위가 인터 모드로 부호화된 경우에는, 상위 레이어 데이터 단위를 위해 인터-레이어 레지듀얼 예측이 수행될지 여부가 더 결정될 수 있다. 하위 레이어 데이터 단위가 인터 모드로 부호화되고, 인터-레이어 레지듀얼 예측이 수행되는 경우에는, 하위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 정보를 이용하여 상위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 정보가 예측될 수 있다. 하위 레이어 데이터 단위가 인터 모드로 부호화되더라도 인터-레이어 레지듀얼 예측이 수행되지 않는다면, 하위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 정보를 참조하지 않고, 상위 레이어 데이터 단위들 간의 움직임 예측을 통해 상위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 정보가 결정될 수 있다.
또한, 상위 레이어 데이터 단위에 대하여 인터-레이어 모드 예측이 수행되지 않는 경우, 상위 레이어 데이터 단위의 예측 모드가 스킵 모드, 인터 모드 또는 인트라 모드인지에 따라 인터-레이어 예측 방식이 결정될 수 있다. 예를 들어, 인터 모드의 상위 레이어 데이터 단위라면, 파티션의 참조리스트마다 인터-레이어 움직임 예측이 수행되는지 여부가 결정될 수 있다. 인트라 모드의 상위 레이어 데이터 단위라면, 인터-레이어 인트라 예측이 수행되는지 여부가 결정될 수 있다.
인터-레이어 예측이 수행되는지 여부, 인터-레이어 레지듀얼 예측이 수행되는지 여부, 또는 '인터-레이어 인트라 예측이 수행되는지 여부가, 데이터 단위마다 선택적으로 결정될 수도 있다. 예를 들어, 스케일러블 부호화 장치(1400)는, 매 슬라이스마다 현재 슬라이스의 데이터 단위들에 대해 인터-레이어 예측이 수행되는지 여부를 미리 설정할 수 있다. 또한 스케일러블 부호화 장치(1400)의 인터-레이어 예측 여부에 따라, 스케일러블 복호화 장치(1500)는, 매 슬라이스마다, 현재 슬라이스의 데이터 단위들에 대해 인터-레이어 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
다른 예로, 스케일러블 부호화 장치(1400)는 매 슬라이스마다, 현재 슬라이스의 데이터 단위들에 대해 인터-레이어 움직임 예측을 수행할지 여부를 설정할 수도 있다. 스케일러블 부호화 장치(1400)의 인터-레이어 움직임 예측 방식 여부에 따라, 스케일러블 복호화 장치(1500)는 매 슬라이스마다 , 현재 슬라이스의 데이터 단위들에 대해 인터-레이어 움직임 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
또 다른 예로, 스케일러블 부호화 장치(1400)는 매 슬라이스마다 데이터 단위들에 대해 인터-레이어 레지듀얼 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 스케일러블 부호화 장치(1400)의 인터-레이어 레지듀얼 예측 여부에 따라, 스케일러블 복호화 장치(1500)는 매 슬라이스마다 데이터 단위들에 대해 인터-레이어 레지듀얼 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
이하, 상위 레이어 데이터 단위의 각 인터-레이어 예측의 구체적인 동작을 더 상술한다.
- 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, 각각의 상위 레이어 데이터 단위마다 인터-레이어 모드 예측을 수행할지 여부를 설정할 수 있다. 상위 레이어 데이터 단위마다 인터-레이어 모드 예측을 수행하는 경우, 상위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 정보만이 전송되며 부호화 모드는 전송되지 않을 수 있다.
스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)가 데이터 단위마다 인터-레이어 모드 예측을 수행하였는지 여부에 따라, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)도, 각각의 상위 레이어 데이터 단위별로 인터-레이어 모드 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 인터-레이어 모드 예측의 수행 여부에 기초하여, 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 모드로서 하위 레이어 데이터 단위의 부호화 모드를 그대로 채용할지 여부가 결정될 수 있다. 인터-레이어 모드 예측이 수행되는 경우에 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 모드를 따로 수신하여 판독하지 않고 하위 레이어 데이터 단위의 부호화 모드를 이용하여 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 단위를 결정할 수 있다. 이 경우에 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 상위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 정보만을 수신하여 판독하면 충분하다.
- 인터-레이어 모드 예측이 수행되면서, 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위가 인트라 모드로 부호화되었다면, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 상위 레이어 데이터 단위에 대해서 "인터-레이어 인트라 예측"을 수행할 수 있다.
먼저 인트라 모드의 하위 레이어 데이터 단위의 복원영상에 대해 디블로킹 필터링이 수행될 수 있다.
하위 레이어 데이터 단위의 디블로킹 필터링된 복원영상 중 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 부분이 업샘플링된다. 예를 들어 상위 레이어 데이터 단위의 루마 성분은 4탭 필터링을 통해 업샘플링되고, 크로마 성분은 쌍선형(bi-linear) 필터링을 통해 업샘플링될 수 있다.
업샘플링 필터링은, 예측 단위의 파티션 경계를 가로지르며 수행될 수 있다. 다만, 이웃 데이터 단위가 인트라 부호화되지 않았다면, 현재 데이터 단위의 경계영역의 성분을 경계 바깥영역으로 확장하여 업샘플링 필터링에 필요한 샘플들을 생성함으로써, 하위 레이어 데이터 단위가 업샘플링될 수 있다.
- 인터-레이어 모드 예측이 수행되면서상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위가 인터 모드로 부호화되었다면, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 상위 레이어 데이터 단위에 대해서 "인터-레이어 움직임 예측"을 수행할 수 있다.
먼저 인터 모드의 하위 레이어 데이터 단위의 파티션 타입, 참조인덱스, 움직임 벡터 등이 참조될 수 있다. 상응하는 하위 레이어 데이터 단위가 업샘플링되어 상위 레이어 데이터 단위의 파티션 타입이 결정될 수 있다. 예를 들어, 하위 레이어 파티션의 크기가 MxN 이었다면, 하위 레이어 파티션을 업샘플링한 2Mx2N 크기의 파티션을 상위 레이어 파티션으로서 결정할 수 있다.
상위 레이어 파티션을 위해 업샘플링된 파티션의 참조인덱스는, 하위 레이어 파티션의 참조인덱스와 동일하게 결정될 수 있다. 상위 레이어 파티션을 위해 업샘플링된 파티션의 움직임벡터는, 하위 레이어 파티션의 움직임벡터를 업샘플링 비율과 동일한 비율로 확대시킴으로써 획득될 수 있다.
- 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 인터-레이어 모드 예측 없이, 상위 레이어 데이터 단위가 인터 모드라고 결정되면, 상위 레이어 데이터 단위에 대해서 인터-레이어 움직임 예측을 수행할지 여부를결정할 수 있다.
상위 레이어 파티션의 참조리스트마다 인터-레이어 움직임 예측이 수행될지 여부가 결정될 수 있다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)가 인터-레이어 움직임 예측이 수행되는 경우에는, 상응하는 하위 레이어 파티션의 참조인덱스 및 움직임 벡터를 참조하여 상위 레이어 파티션의 참조 인덱스 및 움직임 벡터를 결정할 수 있다.
- 인터-레이어 모드 예측 없이, 상위 레이어 데이터 단위가 인트라 모드로 결정된 경우에는, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 상위 레이어 데이터 단위의 파티션들마다 인터-레이어 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
인터-레이어 인트라 예측이 수행되는 경우에는, 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위가 복호화된 복원영상에 대해 디블로킹 필터링이 수행되고, 디블로킹 필터링된 복원영상에 업샘플링이 수행된다. 예를 들어 루마 성분의 업샘플링을 위해 4탭 필터가 이용되고, 크로마 성분의 업샘플링을 위해 쌍선형 필터가 이용될 수 있다.
하위 레이어 데이터 단위로부터 업샘플링된 복원영상을 참조하여 상위 레이어 데이터 단위를 인트라 모드로 예측함으로써, 상위 레이어 데이터 단위의 예측영상이 생성될 수 있다. 상위 레이어 데이터 단위의 예측 영상에 상위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 영상을 합성하여, 상위 레이어 데이터 단위의 복원영상이 생성될 수 있다. 생성된 복원영상에는 디블로킹 필터링이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터-레이어 예측이 특정 조건에서만 수행되도록 제한될 수도 있다. 예를 들어, 하위 레이어 데이터 단위가 인트라 모드로 부호화됐다는 조건이 만족된 경우에만 하위 레이어 데이터 단위의 업샘플링된 복원영상을 이용하는 인트라 예측이 가능하도록 하는, 제한된 인터-레이어 인트라 예측이 있을 수 있다. 다만, 상기 제한 조건이 만족되지 않거나 멀티 루프 디코딩(multi-loop decoding)의 경우에는, 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)에서 인터-레이어 인트라 예측을 수행했는지 여부에 따라, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)도 인터-레이어 인트라 예측이 완전히 수행될 수 있다.
- 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 위치의 하위 레이어 데이터 단위가 인터 모드라면, 상위 레이어 데이터 단위에 대해서 인터-레이어 레지듀얼 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 인터-레이어 레지듀얼 예측의 수행 여부는, 인터-레이어 모드 예측과는 상관없이 결정될 수 있다.
상위 레이어 데이터 단위가 스킵 모드라면 인터-레이어 레지듀얼 예측이 수행될 수 없으므로, 인터-레이어 레지듀얼 예측의 수행 여부가 결정될 필요가 없다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)가 인터-레이어 레지듀얼 예측을 수행하지 않는다면, 상위 레이어 영상들을 이용하여 현재 상위 레이어 예측 단위를 일반 인터 모드로 복호화될 수 있다.
인터-레이어 레지듀얼 예측이 수행되는 경우에, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 상위 레이어 데이터 단위를 위해, 하위 레이어 데이터 단위의 레지듀얼 정보를 데이터 단위별로 업샘플링하여 참조할 수 있다. 예를 들어 변환단위의 레지듀얼 정보가 쌍선형 필터링을 통해 업샘플링될 수 있다.
하위 레이어 데이터 단위로부터 업샘플링된 레지듀얼 정보는, 상위 레이어 데이터 단위 중 움직임 보상된 예측영상과 합성되어, 인터-레이어 레지듀얼 예측으로 인한 예측영상이 생성될 수 있다. 따라서, 상위 레이어 데이터 단위의 원본영상과 인터-레이어 레지듀얼 예측으로 인해 생성된 예측영상 간의 레지듀얼 영상이 새로이 생성될 수 있다. 역으로, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 상위 레이어 데이터 단위의 인터-레이어 레지듀얼 예측을 위한 레지듀얼 영상을 비트스트림으로부터 판독하고, 판독된 레지듀얼 영상과 하위 레이어 데이터 단위로부터 업샘플링된 레지듀얼 정보, 그리고 상위 레이어 데이터 단위 중 움직임 보상된 예측영상을 합성함으로써, 복원영상을 생성할 수 있다.
이상, 인터-레이어 예측의 일 실시예들로서, 상위 레이어 데이터 단위의 인터-레이어 모드 예측, 인터-레이어 레지듀얼 예측, 인터-레이어 인트라 예측의 구체적인 동작이 상술되었다. 다만 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400) 및 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)에 적용가능한 인터-레이어 예측의 일례들이며, 본 발명의 인터-레이어 예측을 이에 한정하여서는 아니된다.
<인터-레이어 예측에서 참조 가능한 부호화 정보>
이하, 인터-레이어 예측을 통해, 하위 레이어 영상과 상위 레이어 영상 간에 참조 가능한 부호화 정보들의 다양한 실시예, 특히 트리 구조의 부호화 단위들, 부호화 단위의 예측 단위, 파티션, 변환 단위를 포함하는 하위 레이어 데이터 단위들에 대한 부호화 정보의 다양한 실시예가 상술된다.
- 하위 레이어 최대 부호화 단위에 대한 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 최대 부호화 단위의 부호화 정보가 결정될 수 있다.
- 트리 구조의 부호화 단위들에 있어서, 하위 레이어 부호화 단위에 대한 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 부호화 단위의 부호화 정보가 결정될 수 있다.
- 트리 구조의 부호화 단위들을 위한 분할정보 또는 분할심도를 포함하는 '부호화 단위의 구조정보'에 있어서, 하위 레이어 부호화 단위들에 대한 구조정보를 참조하여 상위 레이어 부호화 단위의 구조정보가 결정될 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 영상의 현재 부호화 단위들의 구조정보가, 하위 레이어 영상의 최대 부호화 단위들 중에서, 상위 레이어 최대 부호화 단위에 상응하는 최대 부호화 단위에 포함되는 부호화 단위들에 대한 구조정보를 그대로 채용하여 결정될 수 있다. 따라서, 상위 레이어 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조의 부호화 단위들은, 하위 레이어 최대 부호화 단위의 트리 구조의 부호화 단위들과 동일한 형태의 트리 구조를 가질 수 있다.
또 다른 예로, 하위 레이어 부호화 단위들에 대한 구조 정보가, 상위 레이어 부호화 단위들의 트리 구조 중 일부분에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조의 부호화 단위들 중에서, 최대 부호화 단위를 4등분한 정사각형 영역들 중 좌측하단 영역에 대한 부호화 단위들의 구조를 결정하기 위해, 하위 레이어 부호화 단위들에 대한 구조 정보가 참조될 수 있다. 다른 예로, 상위 레이어 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조의 부호화 단위들 중에서, 최대 부호화 단위를 포함하여 분할 횟수가 적은 부호화 단위들의 구조가, 하위 레이어 부호화 단위들에 대한 구조 정보로부터 유추될 수 있다.
- 트리 구조의 변환단위들을 위한 분할정보 또는 변환심도를 포함하는 '변환단위의 구조정보'에 있어서, 하위 레이어 변환 단위들에 대한 구조정보로부터 상위 레이어 변환 단위의 구조정보가 유추될 수 있다. 또한, 하위 레이어 변환 단위들에 대한 구조 정보가, 상위 레이어 변환 단위들의 트리 구조 중 일부분에 채용될 수도 있다. 구체적인 실시예는, 앞서 설명한 부호화 단위의 구조 정보와 관련된 실시예들과 유사하다.
- 예측단위 또는 파티션의 인터모드, 인트라모드, 스킵모드, 병합정보 등을 나타내는 예측 모드에 있어서, 하위 레이어 예측단위(파티션)에 대한 예측모드로부터 상위 레이어 예측단위(파티션)의 예측모드가 유추될 수 있다.
- 예측단위 또는 파티션의 크기 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, 또는 비대칭 형태 등을 나타내는 파티션 타입에 있어서, 하위 레이어 예측단위(파티션)에 대한 파티션 타입으로부터 상위 레이어 예측단위(파티션)의 파티션 타입이 유추될 수 있다.
- 변환단위의 레지듀얼 정보에 있어서, 하위 레이어 변환단위의 레지듀얼 정보를 참조하여 상위 레이어 변환단위의 레지듀얼 정보가 유추될 수 있다. 또한, 상위 레이어 변환단위의 레지듀얼 정보 중 일부만이, 하위 레이어 변환단위의 레지듀얼 정보로부터 유추될 수도 있다.
- 변환단위의 변환계수값에 있어서, 하위 레이어 변환단위의 변환계수값을 참조하여 상위 레이어 변환단위의 변환계수값이 유추될 수 있다. 또한, 상위 레이어 변환단위의 변환계수값 중 일부만이, 하위 레이어 변환단위의 변환계수값으로부터 유추될 수도 있다. 예를 들어, 상위 레이어 변환단위의 변환계수값 중 DC 성분만 또는 소정 개수의 저주파수 성분의 변환계수값만이, 하위 레이어 변환단위의 변환계수값으로부터 유추될 수도 있다.
- 변환단위의 변환계수의 위치에 있어서, 하위 레이어 변환단위의 변환계수들 중 0이 아닌 변환계수들의 위치들로부터 상위 레이어 변환단위의 0이 아닌 변환계수들의 위치들이 결정될 수 있다.
- 복원된 텍스처 정보에 있어서, 하위 레이어 데이터 단위의 복원된 텍스처 정보를 참조하여 상위 레이어 데이터 단위의 텍스처 정보가 결정될 수 있다.
- 하위 레이어 데이터 단위의 복원된 예측값, 예를 들어 인트라 모드의 경우에 현재 데이터 단위의 공간적으로 인접하는 이웃 데이터 단위의 값을 사용하여 결정되는 예측값, 인터 예측의 경우에 먼저 복원된 참조 프레임을 이용한 움직임 보상을 수행하여 생성한 예측값가, 그대로 상위 레이어 데이터 단위의 예측값으로서 사용될 수 있다.
- 인터 모드의 하위 레이어 예측단위의 인터 예측 관련 정보를 참조하여, 상위 레이어 예측 단위의 인터 예측 관련 정보가 결정될 수 있다. 예를 들어, 인터-레이어 예측을 위해 참조 가능한 인터 예측 관련 정보는, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분값(mvd), 참조인덱스, 인터 예측 방향(단일방향/쌍방향)를 포함할 수 있다. 또한, 예측단위의 병합 인덱스 및 amvp 인덱스(Advanced Motion Vector Prediction Index)와 같이 경쟁기반의 움직임 정보(motion competition scheme information)가 인터 예측 관련 정보로서, 참조될 수도 있다.
- 인트라 모드의 하위 레이어 예측단위의 인트라 예측 관련 정보를 참조하여, 상위 레이어 예측 단위의 인트라 예측 관련 정보가 결정될 수 있다. 예를 들어, 인터-레이어 예측을 위해 참조가능한 인트라 예측 관련 정보는, 인트라 예측 방향, 루마-크로마 간 예측모드로서 LM(Linear mode) 모드 및 DM(Derivation mode) 모드 등을 포함할 수 있다. LM 모드는 현재 데이터 단위에 인접한 주변 데이터 단위의 픽셀 및 현재 데이터 단위의 복원된 루마 성분 픽셀로부터 크로마 성분 픽셀의 예측값이 결정되는 예측 모드이고, DM 모드는 루마 성분의 예측 모드가 그대로 크로마 성분의 예측 모드로 사용되는 예측 모드이다.
- 하위 레이어 데이터 단위를 위한 루프 필터 파라미터를 참조하여, 상위 레이어 데이터 단위의 루프 필터 파라미터가 결정될 수 있다. 예를 들어, 인터-레이어 예측을 위해 참조가능한 루프 필터 파라미터는, 샘플에 대해 적응적으로 오프셋을 설정하기 위한 SAO(sample adaptive offset) 기법을 위한 파라미터들인 SAO 타입, 0이 아닌 밴드 오프셋(band offs; BO)을 갖는 밴드들의 위치, 에지 오프셋 값, 밴드 오프셋 값을 포함할 수 있다. 또한 인터-레이어 예측을 위해 참조가능한 루프 필터 파라미터는, 적응적 루프 필터링(Adaptive Loop Filtering; ALF)를 위한 필터분류(classification) 정보, 필터 계수 및 필터링 온/오프 플래그 등을 포함할 수도 있다.
- 하위 레이어 영상의 부호화 결과 결정된 부호화 신택스를 이용하여, 상위 레이어 영상을 위한 부호화 신택스를 결정할 수도 있다.
앞서 인터-레이어 예측을 위해 참조가능한 부호화 정보의 다양한 실시예들이 상술되었다. 하지만, 이는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)와 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)가 인터-레이어 예측을 위해 참조가능한 부호화 정보는 전술한 실시예들로만 한정되어서는 아니된다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)와 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 시퀀스, 슬라이스 또는 픽처마다 별도로 인터-레이어 예측을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽처(또는 시퀀스, 슬라이스)에서 인터-레이어 예측을 위해 하위 레이어 데이터 단위의 제1 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 데이터 단위의 제1 부호화 정보를 결정하지만, 제2 픽처에서는 인터-레이어 예측을 위해 하위 레이어 데이터 단위의 제2 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 데이터 단위의 제2 부호화 정보를 결정할 수도 있다.
앞서 열거된 하위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보가 각각 개별적으로만 참조 가능한 것은 아니며, 하위 레이어 데이터 단위의 둘 이상의 부호화 정보의 조합을 참조하여, 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보가 예측될 수도 있다.
<인퍼드 인터-레이어 예측 방식>
이하, 하위 레이어 데이터 단위의 둘 이상의 부호화 정보의 조합을 참조하여, 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보가 결정되는 예측 방식을 인퍼드(inferred) 인터-레이어 예측이라 명명한다.
예를 들어, 하위 레이어 데이터 단위에 대해 일련의 부호화 정보들이 결정되어 있는 경우에, 하위 레이어 데이터 단위의 일련의 부호화 정보들을 그대로 사용하여, 상위 레이어 데이터 단위에 대한 부호화 정보들이 결정될 수도 있다. 예를 들어, 하위 레이어 데이터 단위에 대한 N개의 부호화 정보들 중에서 제1 부호화 정보, 제3 부호화 정보 및 제5 부호화 정보와 동일하게 상위 레이어 데이터 단위에 대한 제1 부호화 정보, 제3 부호화 정보 및 제5 부호화 정보를 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)와 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 시퀀스, 픽처, 슬라이스마다 별도로 인퍼드 인터-레이어 예측을 제어할 수 있다. 또한, 하나의 픽처 내에서도 최대부호화단위, 부호화단위, 예측단위(파티션) 또는 변환단위마다 개별적으로 인퍼드 인터-레이어 예측 방식이 제어될 수 있다.
전술한 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 최대부호화단위, 부호화단위, 예측단위(파티션) 및 변환단위 중 적어도 하나의 데이터단위마다 개별적으로 인퍼드 인터-레이어 예측이 수행될지 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 픽처(또는 시퀀스, 슬라이스)에서 인퍼드 인터-레이어 예측이 수행되지 않지만, 제2 픽처에서는 인퍼드 인터-레이어 예측이 수행될 수도 있다. 또한, 하나의 픽처 내에서도 제1 최대 부호화 단위에 포함된 데이터단위들에 대해서는 인퍼드 인터-레이어 예측이 가능하지만, 제2 최대 부호화 단위에 포함된 데이터단위들에 대해서는 인퍼드 인터-레이어 예측이 허용되지 않을 수도 있다.
또한 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 최대부호화단위, 부호화단위, 예측단위(파티션) 및 변환단위 중 적어도 하나의 데이터단위마다 개별적으로 인퍼드 인터-레이어 예측 방식이 결정될 수 있다. 일례로, 제1 픽처(또는 시퀀스, 슬라이스)에서 인퍼드 인터-레이어 예측을 통해 하위 레이어 데이터 단위의 제1 부호화 정보 및 제4 부호화 정보만을 사용하여 상위 레이어 데이터 단위의 제1 부호화 정보 및 제4 부호화 정보를 결정하지만, 제2 픽처에서는 인퍼드 인터-레이어 예측을 통해 하위 레이어 데이터 단위의 제1 부호화 정보, 제2 부호화 정보, 제5 부호화 정보 및 제8 부호화 정보를 그대로 사용하여 상위 레이어 데이터 단위의 제1 부호화 정보, 제2 부호화 정보, 제5 부호화 정보 및 제8 부호화 정보를 결정할 수도 있다.
구체적인 예를 들어, 인퍼드 인터-레이어 예측 중에서 인퍼드 모드에 따르면 상위 레이어 데이터 단위의 모든 부호화정보가 하위 레이어 데이터 단위로부터 예측될 수 있다. 따라서, 상위 레이어 데이터 단위에 대한 부호화정보가 부호화되지 않아도 된다. 인퍼드 모드에 따르면, 상위 레이어 데이터 단위에 대한 인퍼드 모드 파라미터가 '참'값으로 부호화되고, 부호화 정보는 전혀 부호화되지 않을 수 있다.
예를 들어, 인퍼드 인터-레이어 예측 중에서 인퍼드 예측에 따르면, 상위 레이어 데이터 단위의 모든 부호화모드가 하위 레이어 데이터 단위의 부호화모드로부터 유추될 수 있다. 따라서 상위 레이어 데이터 단위의 부호화정보 중에서, 하위 레이어 데이터 단위로부터 유추 가능한 부호화모드는 부호화되지 않을 수 있다. 하지만 인퍼드 예측에 따르면 상위 레이어 데이터 단위의 부호화모드는 하위 레이어 데이터 단위의 부호화모드를 그대로 이용할 수 있더라도, 상위 레이어 데이터 단위의 부호화정보 중에서 변환계수 또는 레지듀얼 정보는 별도로 결정되어야 한다. 상위 레이어 데이터 단위에 대한 인퍼드 예측 파라미터가 '참'값으로 부호화되고, 상위 레이어 데이터 단위의 변환계수 또는 레지듀얼 정보는 부호화되고, 하위 레이어 데이터 단위로부터 유추가능한 부호화모드는 부호화되지 않을 수 있다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 인퍼드 모드 파라미터에 기초하여, 상위 레이어 데이터 단위에 대한 부호화모드 정보 및 변환계수(레지듀얼 정보)를 파싱하지 않을 수 있다. 또한, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 인퍼드 예측 파라미터에 기초하여, 상위 레이어 데이터 단위에 대한 부호화모드를 파싱하지 않을 수 있다.
다만, 전술한 인퍼드 모드 및 인퍼드 예측은, 인퍼드 인터-레이어 예측 방식 중 실시예들일 뿐이다. 인퍼드 인터-레이어 예측은 정해진 일련의 부호화 정보들에 대해, 하위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보들을 그대로 이용하여 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보를 결정하는 인터-레이어 예측 방식임은 앞서 설명한 바와 같다.
인퍼드 인터-레이어 예측을 수행할지 여부를 나타내기 위한 파라미터는, 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, SPS (Sequence Parameter Set), PPS (Picture Parameter Set), APS (Adaptationi Paramter Set), 슬라이스 헤더 (Slice Header)를 이용하여, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스마다 별도로 파라미터를 전송할 수 있다. 또한, 최대부호화단위, 부호화단위, 변환단위 및 예측단위(파티션) 중 적어도 어느 하나의 데이터단위에 대한 부호화 모드로서, 인퍼드 인터-레이어 예측을 수행할지 여부를 나타내는 파라미터가 전송될 수도 있다.
또한, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, SPS, PPS, APS 또는 슬라이스 헤더로부터, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스마다 별도로 상기 파라미터를 파싱할 수 있다. 유사하게, 최대부호화단위, 부호화단위, 변환단위 및 예측단위(파티션) 중 적어도 어느 하나의 데이터단위에 대한 부호화 모드로서, 인퍼드 모드 또는 인퍼드 예측에 따른 인퍼드 인터-레이어 예측을 수행할지 여부를 나타내는 정보가 파싱될 수도 있다
또한, 인터-레이어 예측을 통해 상위 레이어 데이터 단위의 부호화모드 정보가 하위 레이어 데이터 단위의 부호화모드 정보로부터 유추되더라도, 유추된 정보를 세밀하게 수정하기 위한 리파인먼트 정보가 상위 레이어 데이터 단위를 위해 부호화될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 상위 레이어 데이터 단위의 0이 아닌 계수들의 위치는 하위 레이어 데이터 단위의 나타내는 넌제로(Non-zero) 계수 위치 정보로부터 유추할 수 있지만, 판독된 리파인먼트 정보를 이용하여, 상위 레이어 데이터 단위의 계수값을 재조정하여 예측할 수 있다.
예를 들어, 변환계수들의 리파인먼트 정보로서, 변환계수들을 위한 'abs_level_minus_1' 파라미터가 판독될 수 있다. 예를 들어, 'abs_level_minus_1' 파라미터가 참값인 경우에, 넌제로 계수의 원본값의 절대값으로부터 1만큼 감소된 값이 넌제로 계수 정보로로 전송됐음을 의미할 수 있다. 따라서, 수신하여 파싱한 넌제로 계수 정보를 다시 1만큼 증가시킴으로써 상위 레이어 데이터 단위의 유추된 계수의 크기가 정확하게 예측될 수 있다.
앞서 리파인먼트 정보는, 'abs_level_minus_1' 파라미터에 한정하지 않고 다양한 정보에 대한 예측값을 조정하기 위한 파라미터들을 포함할 수도 있다.
<인터-레이어 예측에서 상/하위 레이어 데이터 단위들의 매핑관계>
상위 레이어 데이터 단위와 하위 레이어 데이터 단위는, 스케일러블 비디오 부호화 기법에 따라 공간적 해상도, 시간적 해상도, 또는 화질 면에서 차이가 있으므로, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)와 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 인터-레이어 예측을 위해 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위를 결정한 후 참조할 수 있다.
예를 들어, 공간 스케일러빌리티에 기반한 스케일러블 비디오 부복호화 기법에 따르면, 하위 레이어 영상와 상위 레이어 영상 간의 공간적 해상도가 다르고, 일반적으로 하위 레이어 영상의 해상도가 더 작다. 따라서, 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위의 위치를 결정하기 위해서는, 해상도의 증감 비율(resizing ratio)이 고려될 수 있다. 하위/상위 레이어 데이터 단위 간의 증감 비율은 임의로 결정될 수 있다. 예를 들어, 16분의 1 픽셀 크기 등의 부화소 레벨로 매핑 위치가 정확하게 결정될 수 있다.
상위 레이어 데이터 단위와 하위 레이어 데이터 단위의 위치들이 좌표로 표현될 때, 상위 레이어 데이터 단위의 좌표에 매핑되는 하위 레이어 데이터 단위의 좌표를 결정하기 위한 매핑 관계식 1, 2, 3, 4는, 아래와 같다. 매핑 관계식 1, 2, 3, 4에서 Round() 함수는 입력값의 반올림값을 출력한다.
매핑 관계식 1:
매핑 관계식 2:
매핑 관계식 3:
매핑 관계식 4:
매핑 관계식 1, 2 에서, Bx, By는 각각 하위 레이어 데이터 단위의 x축, y축 좌표값을, Ex, Ey는 각각 상위 레이어 데이터 단위의 x축, y축 좌표값을 나타낸다. Rx, Ry는 각각 매핑의 정확성을 향상시키기 위한 x축, y축 방향의 참조 오프셋을 나타낸다. S는 해상도의 증감 지수를 나타낸다. 매핑 관계식 3, 4에서, 'BaseWidth' 및 'BaseHight'는 각각 하위 데이터 단위의 너비 및 높이를, 'ScaledBaseWidth' 및 'ScaledBaseHight'는 각각 하위 데이터 단위가 업샘플링된 후의 너비 및 높이를 나타낸다.
따라서, 해상도의 증감 비율 및 정확한 매핑을 위한 참조 오프셋을 이용하여, 상위 레이어 데이터 단위의 x축, y축 좌표값에 대응하는 하위 레이어 데이터 단위의 x축, y축 좌표값이 결정될 수 있다.
다만, 전술한 매핑 관계식 1, 2, 3, 4는 발명의 이해를 위한 구체적인 실시예일 뿐임을 유의하여야 한다.
본 발명에서 하위/상위 레이어 데이터 단위 간의 매핑 위치는 다양한 요인들을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 하위/상위 레이어 비디오 간의 해상도 비율, 종횡비(aspect ratio), 평행이동(translation) 거리, 오프셋(offset) 등의 하나 이상의 요인을 고려하여 하위/상위 레이어 데이터 단위 간의 매핑 위치가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 트리 구조의 부호화 단위를 기초로 인터-레이어 예측을 수행할 수 있다. 트리 구조의 부호화 단위에 따르면 부호화 단위는 심도에 따라 결정되므로, 각각의 부호화 단위의 크기가 동일하지는 않다. 따라서, 상위 레이어 부호화 단위에 상응하는 하위 레이어 부호화 단위의 위치가 개별적으로 결정되어야 한다.
이하, 상위 레이어 영상의 최대부호화단위, 부호화단위, 예측단위, 변환단위 또는 파티션을 포함하는 다양한 레벨의 데이터단위들과, 하위 레이어 영상의 다양한 레벨의 데이터단위들 사이에서 가능한 다양한 매핑 관계에 대해 상술한다.
도 18 은 일 실시예에 따라 하위 레이어와 상위 레이어 간의 매핑 관계를 도시한다. 특히, 도 18은 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 인터-레이어 예측을 위한 하위 레이어와 상위 레이어 간의 매핑 관계를 도시한다. 상위 레이어 데이터 단위에 상응하도록 결정된 하위 레이어 데이터 단위는, '참조 레이어 데이터 단위'라고 지칭될 수도 있다.
일 실시예에 따른 인터-레이어 예측을 위해, 상위 레이어 최대 부호화 단위(1820)에 상응하는 하위 레이어 최대 부호화 단위(1810)의 위치가 결정될 수 있다. 예를 들어, 상위 레이어 최대 부호화 단위(1820)의 좌측상단 샘플(1890)에 대응하는 샘플(1880)이 하위 레이어 데이터 단위들 중에서 어느 데이터 단위에 속하는지 검색함으로써, 좌측상단 샘플(1880)을 포함하는 하위 레이어 최대 부호화 단위(1810)가 상위 레이어 최대 부호화 단위(1820)에 상응하는 데이터 단위임이 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터-레이어 예측을 통해 하위 레이어 부호화 단위의 구조로부터 상위 레이어 부호화 단위의 구조가 유추될 수 있는 경우에는, 상위 레이어 최대 부호화 단위(1820)에 포함되는 부호화 단위들의 트리 구조가, 하위 레이어 최대 부호화 단위(1810)에 포함되는 부호화 단위들의 트리 구조와 동일하게 결정될 수도 있다.
부호화 단위와 유사하게, 트리 구조에 따르는 부호화 단위에 포함되는 파티션(예측단위) 또는 변환단위의 크기도, 해당 부호화 단위의 크기에 따라 가변적일 수 있다. 또한, 동일한 크기의 부호화 단위에 포함되는 파티션들 또는 변환단위들이라 하더라도, 파티션 타입 또는 변환심도에 따라 파티션들 또는 변환단위들의 크기가 변동될 수 있다. 따라서, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 파티션들 또는 변환단위들에 있어서, 상위 레이어 파티션 또는 상위 레이어 변환단위에 상응하는 하위 레이어 파티션 또는 하위 레이어 변환단위의 위치는 개별적으로 결정되어야 한다.
- 도 18 에서 인터-레이어 예측을 위한 참조 레이어 최대 부호화 단위를 결정하기 위하여, 상위 레이어 최대 부호화 단위(1820)의 좌측 상단 샘플(1890)의 위치에 대응하는 하위 레이어 최대 부호화 단위(1810)의 소정 데이터 단위(1880)의 위치가 검색되었다. 이와 유사하게, 상위 레이어 데이터 단위의 좌측상단 샘플에 대응하는 하위 레이어 데이터 단위의 위치, 센터들의 위치 또는 소정 위치가 비교됨으로써, 참조 레이어 데이터 단위가 결정될 수 있다.
- 도 18 에서 인터-레이어 예측을 위한 다른 레이어의 최대 부호화 단위들이 매핑된 경우가 예시되었지만, 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측단위, 파티션, 변환단위, 최소단위 등을 포함하는 각종 데이터 단위에 대해서도 다른 레이어의 데이터 단위들이 매핑될 수 있다.
- 따라서, 일 실시예에 따른 인터-레이어 예측을 위해 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위를 결정하기 위해, 하위 레이어 데이터 단위가 공간적 해상도의 증감비율 또는 종횡비율만큼 업샘플링될 수 있다. 또한, 업샘플링된 위치는 참조오프셋만큼 이동되어, 참조 레이어 데이터 단위의 위치가 정확하게 결정될 수 있다. 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400) 및 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500) 간에, 참조오프셋에 대한 정보가 명시적으로 송수신될 수 있다. 하지만 참조오프셋 정보가 직접 송수신되지 않더라도, 상위 레이어 데이터 단위의 주변 움직임 정보 또는 변이(disparity) 정보 또는 기하학적 형태에 따라 참조오프셋이 예측될 수도 있다.
- 상위 레이어 데이터 단위의 위치에 상응하는 하위 레이어 데이터 단위의 위치에 대한 부호화 정보가, 상위 레이어 데이터 단위의 인터-레이어 예측을 위해 이용될 수 있다. 참조 가능한 부호화 정보는, 부호화 모드, 예측값, 복원값, 데이터 단위의 구조 정보, 신택스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 데이터 단위의 구조는, 상응하는 하위 레이어 데이터 단위의 구조(최대 부호화 단위의 구조, 부호화 단위의 구조, 예측단위의 구조, 파티션의 구조, 변환단위의 구조 등)로부터 유추될 수도 있다.
- 또한, 각각의 레이어 영상의 단일 데이터 단위 간에 비교되는 경우 뿐만 아니라, 둘 이상의 데이터 단위들의 그룹 간에 인터-레이어 예측이 수행될 수 있다. 상위 레이어 데이터 단위들의 그룹에 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 데이터 단위들의 그룹이 결정될 수 있다.
예를 들어, 하위 레이어 데이터 단위들 중에서, 상위 레이어 데이터 단위 그룹 중에서 소정 위치의 데이터 단위에 상응하는 데이터 단위를 포함하는 하위 레이어 데이터 단위 그룹이, 참조 레이어 데이터 단위 그룹으로 결정될 수 있다.
- 데이터 단위 그룹 정보는, 데이터 단위들의 그룹을 구성하기 위한 구조 조건을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 하위 레이어 영상에서 부호화 단위들의 그룹을 구성하기 위한 부호화 단위 그룹 정보로부터, 상위 레이어 부호화 단위들을 위한 부호화 단위 그룹 정보가 유추될 수도 있다. 예를 들어, 부호화 단위 그룹 정보는, 소정 심도보다 낮거나 동일한 심도를 갖는 부호화 단위들이 모여 부호화 단위 그룹을 구성한다는 조건, 소정 개수 이하의 부호화 단위들이 모여 부호화 단위 그룹을 구성한다는 조건 등을 포함할 수 있다.
데이터 단위 그룹 정보는 명시적으로 부호화되어 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400) 및 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500) 간에 송수신될 수 있다. 다른 예로, 데이터 단위 그룹 정보가 송수신되지 않더라도 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400) 및 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500) 간에 상위 레이어 데이터 단위의 그룹 정보가 하위 레이어 데이터 단위의 그룹 정보로부터 예측될 수 있다.
- 부호화 단위 그룹 정보와 유사하게, 인터-레이어 예측을 통해, 하위 레이어 최대 부호화 단위(변환단위)에 대한 그룹 정보를 기초로 상위 레이어 최대 부호화 단위(변환단위)에 대한 그룹 정보가 유추될 수 있다.
- 또한, 상/하위 레이어 슬라이스 간에도 인터-레이어 예측이 가능하다. 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 데이터 단위를 포함하는 하위 레이어 슬라이스에 대한 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 데이터 단위를 포함하는 상위 레이어 슬라이스에 대한 부호화 정보가 유추될 수 있다. 슬라이스에 대한 부호화 정보는, 슬라이스 형태와 같은 슬라이스 구조에 대한 정보 뿐만 아니라, 슬라이스에 포함되는 데이터 단위들의 모든 부호화 정보를 포함할 수 있다.
- 또한, 상/하위 레이어 타일 간에도 인터-레이어 예측이 가능하다. 상위 레이어 데이터 단위에 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 데이터 단위를 포함하는 하위 레이어 타일에 대한 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 데이터 단위를 포함하는 상위 레이어 타일에 대한 부호화 정보가 유추될 수 있다. 타일에 대한 부호화 정보는, 타일 형태와 같은 타일 구조에 대한 정보 뿐만 아니라, 타일에 포함되는 데이터 단위들의 모든 부호화 정보를 포함할 수 있다.
- 상위 레이어 데이터 단위는 동일한 종류의 하위 레이어 데이터 단위를 참조할 수 있다는 점은 상술한 바와 같다. 또한, 상위 레이어 데이터 단위는 상이한 종류의 하위 레이어 데이터 단위를 참조할 수도 있다.
앞서 <인터-레이어 예측에서 참조 가능한 부호화 정보>에서 상위 레이어 데이터단위가 이용할 수 있는 하위 레이어 데이터단위의 부호화 정보가 다양하게 개시되었다. 다만, 본 발명의 기술적 사상에 따라 인터-레이어 예측에서 참조 가능한 부호화 정보가, 전술된 부호화 정보만으로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 상위 레이어 영상 및 하위 레이어 영상의 부호화 결과 발생하는 각종 데이터로 해석될 수 있다.
또한, 인터-레이어 예측을 위해 상위/하위 레이어 데이터 단위들 간에 하나의 부호화 정보가 참조되는 것이 아니라, 적어도 하나의 부호화 정보의 조합이 참조될 수 있다. 참조 가능한 적어도 하나의 부호화 정보가 다양하게 조합됨에 따라, 참조 부호화 정보 세트가 다양하게 설정될 수 있다.
마찬가지로, <인터-레이어 예측에서 상/하위 레이어 데이터 단위들의 매핑관계>에서 서로 상응하는 상위 레이어 데이터 단위와 하위 레이어 데이터 단위 간의 매핑관계가 다양하게 개시되었다. 다만, 본 발명의 기술적 사상에 따라 인터-레이어 예측에서 상/하위 레이어 데이터 단위들의 매핑관계가, 전술된 매핑관계만으로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 상호 연관 가능한 상위 레이어 데이터 단위(그룹)과 하위 레이어 데이터 단위(그룹) 간의 각종 매핑 관계로 해석될 수 있다.
더욱이, 인터-레이어 예측을 위해 상위/하위 레이어 데이터 단위들 간에 참조 가능한 참조 부호화 정보 세트와, 상위/하위 레이어 데이터 단위들 간의 매핑 관계의 조합이 또한 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 인터-레이어 예측을 위한 참조 부호화 정보 세트가, α, β, γ, δ, ..., 등으로 다양하게 설정될 수 있고, 상위/하위 레이어 데이터 단위들 간의 매핑 관계가 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅴ ... 등으로 다양하게 설정될 수 있다. 이러한 경우에, 참조 부호화 정보 세트와 매핑 관계의 조합이, "부호화 정보 세트 α 및 매핑 관계 Ⅰ", "α 및 Ⅱ", "α 및 Ⅲ", "α 및 Ⅴ", ..., "부호화 정보 세트 β 및 매핑 관계 Ⅰ", "β 및 Ⅱ", "β 및 Ⅲ", "β 및 Ⅴ", ..., "부호화 정보 세트 γ 및 매핑 관계 Ⅰ", "γ 및 Ⅱ", "γ 및 Ⅲ", "γ 및 Ⅴ", ..., "부호화 정보 세트 δ 및 매핑 관계 Ⅰ", "δ 및 Ⅱ", "δ 및 Ⅲ", "δ 및 Ⅴ", ..., 중 적어도 하나로 설정될 수 있다. 또한, 하나의 매핑 관계에 둘 이상의 참조 부호화 정보 세트가 조합되도록 설정되거나, 하나의 참조 부호화 정보 세트에 둘 이상의 매핑 관계가 조합되도록 설정될 수도 있다.
이하, 상위/하위 레이어 영상들 간의 인터-레이어 예측에서, 다른 레벨의 데이터단위들이 매핑되는 실시예들이 상술된다.
예를 들어, 상위 레이어 부호화 단위는 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 최대 부호화 단위의 그룹에 대한 부호화 정보를 참조할 수 있다. 반대로, 상위 레이어 최대 부호화 단위는 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 부호화 단위의 그룹에 대한 부호화 정보를 참조할 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 부호화 단위의 부호화 정보는, 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 최대 부호화 단위 그룹의 부호화 정보를 참조할 수 있다. 즉, 참조되는 하위 레이어 최대 부호화 단위 그룹에, 상위 레이어 부호화 단위의 모든 위치들에 각각 상응하는 위치들이 모두 포함될 수 있다.
유사하게, 상위 레이어 최대 부호화 단위의 부호화 정보는, 상응하는 위치를 포함하는 하위 레이어 부호화 단위 그룹의 부호화 정보를 참조할 수 있다. 즉, 참조되는 하위 레이어 부호화 단위 그룹에, 상위 레이어 최대 부호화 단위의 모든 위치들에 각각 상응하는 위치들이 모두 포함될 수 있다.
일 실시예에 따라, 각 시퀀스마다, 각 픽처마다, 각 슬라이스마다 또는 각 최대 부호화 단위마다, 개별적으로 인퍼드 인터-레이어 예측을 수행할지 여부가 결정될 수 있음은 전술한 바와 같다.
또한, 소정 데이터 단위에 대해 인터-레이어 예측이 수행되더라도, 소정 데이터 단위 내에서도, 부분적으로 인퍼드 인터-레이어 예측 방식이 제어될 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위 레벨에서 인터-레이어 예측이 수행될지 여부가 결정되는 경우에, 상위 레이어 영상의 현재 최대부호화단위에 대해 인터-레이어 예측이 수행되더라도, 현재 최대부호화단위에 포함되는 하위 레벨의 데이터단위들(부호화단위, 예측단위, 변환단위 또는 파티션) 중에서 일부 데이터단위에 대해서만, 상응하는 하위 레이어 데이터단위를 이용하여 인퍼드 인터-레이어 예측이 수행되고, 상응하는 하위 레이어 데이터단위가 없는 나머지 데이터단위들에 대해서는 인퍼드 인터-레이어 예측이 수행되지 않는다. 따라서, 상위 레이어 최대 부호화 단위에 포함되는 일부분(부호화 단위, 예측 단위, 변화 단위, 파티션)은 하위 레이어 데이터 단위로부터 유추될 수 있지만, 최대 부호화 단위의 나머지 부분에 대한 부호화 정보는 부호화되어 송수신될 수 있다.
예를 들어, 상위 레이어 최대 부호화 단위에서 대해서는 인터-레이어 예측이 수행되는 경우, 상위 레이어 최대 부호화 단위의 부호화 단위들 중에서, 상응하는 하위 레이어 부호화 단위를 가지는 상위 레이어 부호화 단위는, 하위 레이어 부호화 단위의 인트라 예측에 의해 생성된 복원영상을 참조하여 예측될 수 있다. 하지만, 상응하는 인트라 예측된 하위 레이어 부호화 단위를 가지지 않는 상위 레이어 부호화 단위에 대해서는 인터-레이어 예측이 아닌, 상위 레이어 영상을 이용하는 단일 레이어 예측이 수행할 수 있다.
또한, 하위 레이어 데이터 단위에 대한 소정 조건이 만족되는 경우에만 상위 레이어 데이터 단위를 위해 인퍼드 인터-레이어 예측이 가능할 수 있다. 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, 소정 조건이 만족되어 인퍼드 인터-레이어 예측이 가능한 경우에는, 실제로 인퍼드 인터-레이어 예측이 수행됐는지 여부를 나타내기 위한 정보가 전송될 수 있다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 인퍼드 인터-레이어 예측이 가능한지 여부를 나타내는 정보를 파싱하여, 소정 조건이 만족되어 인퍼드 인터-레이어 예측이 수행되었음을 판독한다면, 소정 조건이 만족될 때 하위 레이어 데이터 단위에 대한 일련의 부호화 모드들의 조합이 그대로 참조하여 상위 레이어 데이터 단위의 부호화 모드들을 결정할 수 있다.
예를 들어, 다른 레이어의 예측단위들간의 레지듀얼 예측은 상위 레이어 예측단위의 크기가 하위 레이어 예측단위의 크기보다 크거나 동일한 경우에만 수행될 수도 있다. 예를 들어, 다른 레이어의 최대 부호화 단위 간의 인터-레이어 예측은, 상위 레이어 최대 부호화 단위의 크기가 하위 레이어 최대 부호화 단위의 크기보다 크거나 동일한 경우에만 수행될 수도 있다. 이는 해상도 증감비율 또는 종횡비율에 따라 하위 레이어의 최대 부호화 단위 또는 예측단위가 업샘플링되기 때문이다.
또 다른 예로, 상위 레이어 데이터 단위의 I-, B-, P-슬라이스와 같은 소정 슬라이스 타입을 조건으로, 인퍼드 인터-레이어 예측 모드가 가능할 수 있다.
인퍼드 인터-레이어 예측의 일례로서 인터-레이어 인트라 스킵 모드에 따른 예측이 있다. 인터-레이어 인트라 스킵 모드에 따르면, 상위 레이어 데이터 단위를 위한 인트라 모드의 레지듀얼 정보가 없으므로, 상위 레이어 데이터 단위에 대응하는 하위 레이어 인트라 복원영상이, 상위 레이어 데이터 단위의 인트라 복원영상으로 그대로 이용될 수 있다.
따라서 구체적인 일례로서, 상위 레이어 데이터 단위의 슬라이스 타입이 B-, P-슬라이스와 같은 인터 모드의 슬라이스 타입인지 또는 I-슬라이스와 같은 인트라 모드의 슬라이스 타입인지 여부에 따라, 인터-레이어 인트라 스킵 모드를 나타내는 정보를 부호화(복호화)할지 여부가 결정될 수 있다.
또한, 인터-레이어 예측을 위해, 하위 레이어 데이터 단위의 부호화 정보는 수정된 형태로 이용되거나, 축소된 형태로 이용될 수 있다.
예를 들어, 하위 레이어 파티션의 움직임 벡터를, 정수화소 레벨, 1/2화소 레벨의 부화소 레벨과 같이 특정 화소 레벨의 정확도로 하향조정하고, 하위 레이어 파티션의 하향조정된 정확도의 움직임 벡터가 상위 레이어 파티션의 움직임 벡터의 움직임 벡터로서 사용될 수 있다.
또 다른 예로, 다수의 하위 레이어 파티션들의 움직임 벡터들이 하나로 병합된 후, 상위 레이어 파티션에 의해 참조될 수도 있다.
예를 들어, 움직임 벡터가 병합되는 영역은 고정 영역으로 결정될 수 있다. 고정 크기의 영역에 포함된 파티션들, 또는 고정된 이웃 위치의 데이터 단위들에서만 움직임 벡터가 병합될 수 있다.
또 다른 예로, 소정 크기의 상위 레이어 데이터 단위에 둘 이상의 하위 레이어 데이터 단위들가 대응되더라도, 하위 레이어 데이터 단위들 중에서 하나의 데이터 단위의 움직임 정보만을 이용하여, 상위 레이어 데이터 단위의 움직임 벡터가 결정될 수도 있다. 예를 들어, 16x16의 상위 레이어 데이터 단위에 대응되는 다수의 하위 레이어 데이터 단위들 중에서, 소정 위치의 하위 레이어 데이터 단위의 움직임 벡터를 상위 레이어 데이터 단위의 움직임 벡터로서 이용할 수 있다.
또 다른 경우, 움직임 벡터가 병합되는 영역을 결정하기 위한 제어 정보가 SPS, PPS, APS 또는 슬라이스 헤더에 삽입되어 전송될 수 있다. 따라서, 시퀀스별로, 픽처별로, 어댑테이션 파라미터별로 또는 슬라이스별로, 움직임 벡터가 병합되는 영역을 결정하기 위한 제어 정보가 파싱될 수 있다. 또한, 하위 레이어 파티션의 움직임 정보를 변형하여 저장된 경우를 예로 들 수 있다. 원칙적으로 하위 레이어 파티션의 움직임 정보는 참조인덱스와 움직임 벡터의 조합으로 저장된다. 하지만, 일 실시예에 따른 하위 레이어 파티션의 움직임 정보는, 참조인덱스가 0이라고 가정하고 참조인덱스 0에 대응하는 움직임 벡터로 크기가 조절되거나 변형된 후 저장될 수 있다. 이에 따라 하위 레이어 파티션의 움직임 정보의 저장량이 감소될 수 있다. 상위 레이어 파티션의 인터-레이어 예측을 위해서는, 상위 레이어 파티션의 참조인덱스에 대응하는 참조영상에 따라, 하위 레이어 파티션의 저장된 움직임 벡터가 다시 변형될 수 있다. 즉, 상위 레이어 파티션의 참조영상에 따라 변형된 하위 레이어 파티션의 움직임 벡터를 참조하여 상위 레이어 파티션의 움직임 벡터가 결정될 수 있다.
도 19 은 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 1910에서, 하위 레이어 영상이 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화된다. 단계 1920에서, 상위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화하면서, 하위 레이어 영상을 참조하여 스케일러블 부호화하기 위하여 스케일러블 부호화 모드가 결정된다.
단계 1930에서, 단계 1920에서 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상이 예측 부호화된다.
일 실시예에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 부호화 단위의 부호화 정보 및 부호화 단위에 포함되는 변환 단위의 부호화 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상이 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 구조 정보, 예측 모드, 파티션 타입, 움직임 정보, 인트라 정보, 루프 필터링 관련 정보, 넌-제로 계수 위치 정보 및 복원된 텍스처 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 레지듀얼 정보, 계수 정보 및 복원된 예측값 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 예측값이 결정될 수 있다.
단계 1940에서, 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값, 및 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드가 출력된다.
제1 스케일러블 부호화 모드에 따르면, 하위 레이어 영상의 부호화 정보를로부터 유추된 정보를 제외한 나머지 부호화 정보를 더 출력될 수 있다. 제2 스케일러블 부호화 모드에 따르면, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드만 출력될 수 있다.
도 20 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 2010에서, 수신된 비트스트림으로부터, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드가 파싱된다. 예를 들어 제1 스케일러블 부호화 모드에 따르면, 하위 레이어 영상의 부호화 정보로부터 유추된 정보를 제외한 나머지 정보는 비트스트림으로부터 파싱될 수 있다. 제2 스케일러블 부호화 모드에 따르면, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드 정보만이 비트스트림으로부터 파싱될 수 있다.
단계 2020에서, 파싱된 하위 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값을 이용하여, 하위 레이어 영상이 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 복호화된다.
단계 2030에서, 상위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 복호화하되, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상이 예측 복호화된다.
일 실시예에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드가 결정될 수 있다. 일 실시예에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 구조정보, 예측 모드 정보, 파티션 타입 정보, 움직임 정보, 인트라 정보 및 루프 필터링 관련 정보, 넌-제로 계수 위치 정보 및 복원된 텍스처 정보 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 부호화 모드가 결정될 수 있다. 일 실시예에 따라 하위 레이어 영상의 부호화 모드 중에서, 레지듀얼 정보, 계수 정보 및 복원된 예측값 중 적어도 하나를 참조하여, 상위 레이어 영상의 예측값이 결정될 수 있다. 이런식으로 유추하여 결정된 상위 레이어 영상의 부호화 정보에 기초하여, 상위 레이어 영상이 복호화될 수 있다.
도 21 은 다른 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 2110에서, 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 하위 레이어 영상이 부호화된다. 단계 2120에서, 상위 레이어 영상을 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화하면서, 하위 레이어 영상을 참조하여 스케일러블 부호화하기 위한 스케일러블 부호화 모드가 결정된다.
단계 2130에서는, 단계 2120에서 결정된 스케일러블 부호화 모드에 기초하여, 상위 레이어의 데이터 단위가 참조할 하위 레이어 영상의 데이터 단위가 결정된다. 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 데이터 단위는, 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 및 부호화 단위에 포함되는 예측 단위, 변환 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이렇게 결정된 하위 레이어의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상이 예측 부호화된다.
일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위와 동일한 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위가 결정되고, 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위가 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹과 동일한 그룹 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹이 결정되고, 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹이 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 대응하는 다른 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위가 참조될 수 있다. 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹에 대응하는 다른 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹이 참조될 수도 있다.
상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위를 위해 인터-레이어 예측 모드가 결정되는 경우, 현재 데이터 단위에 포함되는 하위 데이터 단위들 중에서 일부는 하위 레이어 영상을 참조하여 부호화되고, 나머지는 상위 레이어 내에서 부호화될 수 있다.
하위 레이어 영상으로부터 유추된 부호화 정보를 변경하고, 변경된 부호화 정보를 참조하여 상위 레이어 영상의 부호화 정보가 결정될 수도 있다.
도 22 는 다른 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 2210에서, 수신된 비트스트림로부터 파싱된, 하위 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값을 이용하여, 하위 레이어 영상이 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 복호화된다.
단계 2220에서, 비트스트림로부터 파싱된, 상위 레이어 영상의 스케일러블 부호화 모드에 따라, 상위 레이어 영상의 데이터 단위가 참조할 상기 하위 레이어 영상의 데이터 단위가 결정된다. 상위 레이어 영상의 트리 구조의 부호화 단위들은, 상응하는 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 정보를 참조하여 예측 복호화될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위와 상응하는 하위 레이어 영상의 데이터 단위의 부호화 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위의 부호화 정보가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹과 상응하는 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹의 부호화 정보를 참조하여, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹의 부호화 정보가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위에 대응하는 다른 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위가 참조될 수 있다. 일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위 그룹에 대응하는 다른 종류의 하위 레이어 영상의 데이터 단위 그룹이 참조될 수도 있다.
일 실시예에 따라, 상위 레이어 영상의 현재 데이터 단위를 위해 인터-레이어 예측 모드가 결정되는 경우, 현재 데이터 단위에 포함되는 하위 데이터 단위들 중에서 일부는 하위 레이어 영상을 참조하여 복호화되고, 나머지는 상위 레이어 내에서 복호화될 수 있다.
부호화 단위마다, 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되고, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
도 19 및 21을 참조하여 상술된 스케일러블 비디오 부호화 방법은, 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)의 동작과 상응한다. 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는 도 19 및 21을 참조하여 상술된 스케일러블 비디오 부호화 방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 메모리를 포함하여, 메모리로부터 상기 프로그램을 호출하여 실행함으로써 도 14를 참조하여 상술한 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)의 동작을 구현할 수도 있다. 또는, 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)는, 스케일러블 비디오 부호화 방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체로부터 상기 프로그램을 판독하여 실행함으로써, 도 14를 참조하여 상술한 스케일러블 비디오 부호화 장치(1400)의 동작을 구현할 수도 있다.
도 20 및 22을 참조하여 상술된 스케일러블 비디오 복호화 방법은, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)의 동작과 상응한다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는 도 20 및 22을 참조하여 상술된 스케일러블 비디오 복호화 방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 메모리를 포함하여, 메모리로부터 상기 프로그램을 호출하여 실행함으로써 도 15를 참조하여 상술한 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)의 동작을 구현할 수도 있다. 또는, 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)는, 스케일러블 비디오 복호화 방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체로부터 상기 프로그램을 판독하여 실행함으로써, 도 15를 참조하여 상술한 스케일러블 비디오 복호화 장치(1500)의 동작을 구현할 수도 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 (38)
- 스케일러블 비디오 부호화 방법에 있어서,
제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 크기를 나타내는 최대 부호화 단위 크기 정보, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조를 나타내는 구조 정보 및 상기 제1 레이어 영상의 부호화 정보를 결정하는 단계;
상기 제1 레이어 영상의 상기 최대 부호화 단위 크기 정보, 상기 구조 정보 및 상기 부호화 정보를 기초로, 상기 제1 레이어 영상을 부호화하는 단계;
제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 크기를 나타내는 최대 부호화 단위 크기 정보를 결정하고, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 기초하여 상기 제2 레이어 영상의 부호화 정보를 결정하는 단계;
상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보 및 부호화 정보와 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 기초하여, 상기 제2 레이어 영상을 부호화하는 단계; 및
상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보, 구조 정보 및 부호화 정보 및 상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보 및 부호화 정보를 출력하는 단계를 포함하는 스케일러블 비디오 부호화 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 제2 레이어 영상을 부호화하는 단계는,
상기 제2 레이어 영상의 현재 최대 부호화 단위에 대응되는 상기 제1 레이어 영상의 부호화 단위를 참조하여, 상기 제2 레이어 영상을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 부호화 방법. - 삭제
- 삭제
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 스케일러블 비디오 복호화 방법에 있어서,
수신된 비트스트림으로부터, 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보, 구조 정보 및 부호화 정보와 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보 및 부호화 정보를 파싱하는 단계;
상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보에 따라 상기 제1 레이어 영상을 최대 부호화 단위로 분할하고, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위를, 상기 최대 부호화 단위의 트리 구조를 나타내는 구조 정보에 따라 분할하는 단계;
상기 제1 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 상기 제1 레이어 영상을 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따라 복호화하는 단계;
상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보에 따라 상기 제2 레이어 영상을 최대 부호화 단위로 분할하고, 상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위를, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따라 분할하는 단계; 및
상기 제2 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 상기 제2 레이어 영상을 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따라 복호화하는 단계를 포함하고,
상기 제2 레이어 영상을 복호화하는 단계는,
상기 제2 레이어 영상의 현재 최대 부호화 단위에 대응되는 상기 제1 레이어 영상의 부호화 단위를 참조하여, 상기 제2 레이어 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 스케일러블 비디오 복호화 방법. - 제 17 항에 있어서, 상기 제2 레이어 영상을 복호화하는 단계는,
상기 제2 레이어 영상의 현재 최대 부호화 단위에 대응되는 상기 제1 레이어 영상의 부호화 단위를 참조하여, 상기 제2 레이어 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 복호화 방법. - 삭제
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- 스케일러블 비디오 부호화 장치에 있어서,
제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 크기를 나타내는 최대 부호화 단위 크기 정보, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조를 나타내는 구조 정보 및 상기 제1 레이어 영상의 부호화 정보를 결정하고,
상기 제1 레이어 영상의 상기 최대 부호화 단위 크기 정보, 상기 구조 정보 및 상기 부호화 정보를 기초로, 상기 제1 레이어 영상을 부호화하는 제1 레이어 부호화부;
제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 크기를 나타내는 최대 부호화 단위 크기 정보를 결정하고, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 기초하여 상기 제2 레이어 영상의 부호화 정보를 결정하고,
상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보 및 부호화 정보와 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 상기 제2 레이어 영상을 부호화하는 제2 레이어 부호화부; 및
상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보, 구조 정보 및 부호화 정보, 및 상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보 및 부호화 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 스케일러블 비디오 부호화 장치. - 삭제
- 스케일러블 비디오 복호화 장치에 있어서,
수신된 비트스트림으로부터, 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보, 구조 정보 및 부호화 정보와 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보 및 부호화 정보를 파싱하는 파싱부;
상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보에 따라 상기 제1 레이어 영상을 최대 부호화 단위로 분할하고, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위를, 상기 최대 부호화 단위의 트리 구조를 나타내는 구조 정보에 따라 분할하고, 상기 제1 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 상기 제1 레이어 영상을 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따라 복호화하는 제1 레이어 복호화부; 및
상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위 크기 정보에 따라 상기 제2 레이어 영상을 최대 부호화 단위로 분할하고, 상기 제2 레이어 영상의 최대 부호화 단위를, 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따라 분할하고, 상기 제2 레이어 영상의 부호화 정보를 이용하여, 상기 제2 레이어 영상을 상기 제1 레이어 영상의 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따라 복호화하는 제2 레이어 복호화부를 포함하고,
상기 제2 레이어 복호화부는,
상기 제2 레이어 영상의 현재 최대 부호화 단위에 대응되는 상기 제1 레이어 영상의 부호화 단위를 참조하여, 상기 제2 레이어 영상을 복호화하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 복호화 장치. - 삭제
- 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
- 제 17 항 및 제 18 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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