KR102274321B1 - 스케일러블 비디오 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 참조 계층 크기 정보, 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위한 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 현재 계층 크기 정보 및 현재 계층 픽처로부터 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 부호화 정보 획득부, 참조 계층 크기 정보와 참조 계층 오프셋 정보로부터 결정된 참조 영역의 크기 및 현재 계층 크기 정보와 현재 계층 오프셋 정보로부터 결정된 확장 참조 영역의 크기에 따라, 참조 영역과 확장 참조 영역 간의 크기 차이를 나타내는 축적비를 결정하는 축적비 결정부, 및 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 오프셋 정보 및 축적비에 따라 참조 영역을 업샘플링함으로써, 확장 참조 영역을 결정하는 업샘플링부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 영상 업샘플링을 통한 비디오 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래 기술에 따른 영상 부호화, 복호화 방법에서는 영상을 부호화하기 위해 하나의 픽처를 매크로 블록으로 분할한다. 그런 다음, 인터 예측(inter prediction) 또는 인트라 예측(intra prediction)을 이용해 각각의 매크로 블록을 예측 부호화한다.
인터 예측은 픽처들 사이의 시간적인 중복성을 제거하여 영상을 압축하는 방법으로 움직임 추정 부호화가 대표적인 예이다. 움직임 추정 부호화는 적어도 하나의 참조 영역을 이용해 현재 픽처의 블록들을 각각 예측한다. 소정의 평가 함수를 이용하여 현재 블록과 가장 유사한 참조 블록을 소정의 검색 범위에서 검색한다.
현재 블록을 참조 블록에 기초해 예측하고, 현재 블록에서 예측 결과 생성된 예측 블록을 감산하여 생성된 레지듀얼 블록을 부호화한다. 이 때, 예측을 보다 정확하게 수행하기 위해 참조 영역의 검색 범위에 대해 보간을 수행하여 화소단위(integer pel unit)보다 작은 픽셀 단위의 부픽셀들을 생성하고, 생성된 부픽셀에 기초해 인터 예측을 수행한다.
일 실시 예에 따른 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 참조 계층 크기 정보, 상기 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위한 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 현재 계층 크기 정보 및 상기 현재 계층 픽처로부터 상기 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 부호화 정보 획득부, 상기 참조 계층 크기 정보와 상기 참조 계층 오프셋 정보로부터 결정된 상기 참조 영역의 크기 및 상기 현재 계층 크기 정보와 상기 현재 계층 오프셋 정보로부터 결정된 상기 확장 참조 영역의 크기에 따라, 상기 참조 영역과 상기 확장 참조 영역 간의 크기 차이를 나타내는 축적비를 결정하는 축적비 결정부, 및 상기 참조 계층 오프셋 정보, 상기 현재 계층 오프셋 정보 및 상기 축적비에 따라 상기 참조 영역을 업샘플링함으로써, 상기 확장 참조 영역을 결정하는 업샘플링부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 제공된다.
상기 참조 계층 오프셋 정보는 참조 계층 좌측 오프셋, 참조 계층 우측 오프셋, 참조 계층 상단 오프셋, 및 참조 계층 하단 오프셋을 포함하고, 상기 현재 계층 오프셋 정보는 현재 계층 좌측 오프셋, 현재 계층 우측 오프셋, 현재 계층 상단 오프셋, 및 현재 계층 하단 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 참조 계층 좌측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고, 상기 참조 계층 상단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수직 오프셋이고, 상기 참조 계층 우측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고, 상기 참조 계층 하단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수직 오프셋이고, 상기 참조 계층 좌측 오프셋, 상기 참조 계층 우측 오프셋, 상기 참조 계층 상단 오프셋, 및 상기 참조 계층 하단 오프셋은 루마 샘플 단위로 표현되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 축적비 결정부는, 상기 참조 계층 픽처의 높이에서 상기 참조 계층 상단 오프셋과 상기 참조 계층 하단 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 높이를 결정하며, 상기 참조 계층 픽처의 너비에서 상기 참조 계층 우측 오프셋과 상기 참조 계층 좌측 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 너비를 결정하고, 상기 현재 계층 픽처의 높이에서 상기 현재 계층 상단 오프셋과 상기 현재 계층 하단 오프셋을 빼서 상기 확장 참조 영역의 높이를 결정하며, 상기 현재 계층 픽처의 너비에서 상기 현재 계층 우측 오프셋과 상기 현재 계층 좌측 오프셋을 빼서 상기 확장 참조 영역의 너비를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 비디오 복호화 장치는, 상기 업샘플링 영상에 기초하여 상기 현재 계층 픽처에 대한 예측 영상을 생성하는 예측 영상 생성부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 참조 계층 크기 정보, 상기 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위한 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 현재 계층 크기 정보 및 상기 현재 계층 픽처로부터 상기 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 단계, 상기 참조 계층 크기 정보와 상기 참조 계층 오프셋 정보로부터 상기 참조 영역의 크기를 결정하는 단계, 상기 현재 계층 크기 정보와 상기 현재 계층 오프셋 정보로부터 상기 확장 참조 영역의 크기를 결정하는 단계, 상기 참조 영역의 크기와 상기 확장 참조 영역의 크기에 따라, 상기 참조 영역과 상기 확장 참조 영역 간의 크기 차이를 나타내는 축적비를 결정하는 단계, 상기 참조 계층 오프셋 정보, 상기 현재 계층 오프셋 정보 및 상기 축적비에 따라 상기 참조 영역을 업샘플링함으로써, 상기 확장 참조 영역을 결정하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법이 제공된다.
상기 참조 계층 오프셋 정보는 참조 계층 좌측 오프셋, 참조 계층 우측 오프셋, 참조 계층 상단 오프셋, 및 참조 계층 하단 오프셋을 포함하고, 상기 현재 계층 오프셋 정보는 현재 계층 좌측 오프셋, 현재 계층 우측 오프셋, 현재 계층 상단 오프셋, 및 현재 계층 하단 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 참조 계층 좌측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고, 상기 참조 계층 상단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수직 오프셋이고, 상기 참조 계층 우측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고, 상기 참조 계층 하단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수직 오프셋이고, 상기 참조 계층 좌측 오프셋, 상기 참조 계층 우측 오프셋, 상기 참조 계층 상단 오프셋, 및 상기 참조 계층 하단 오프셋은 루마 샘플 단위로 표현되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 참조 영역의 크기를 결정하는 단계는, 상기 참조 계층 픽처의 높이에서 상기 참조 계층 상단 오프셋과 상기 참조 계층 하단 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 높이를 결정하며, 상기 참조 계층 픽처의 너비에서 상기 참조 계층 우측 오프셋과 상기 참조 계층 좌측 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 너비를 결정하고, 상기 확장 참조 영역의 크기를 결정하는 단계는, 상기 현재 계층 픽처의 높이에서 상기 현재 계층 상단 오프셋과 상기 현재 계층 하단 오프셋을 빼서 상기 확장 참조 영역의 높이를 결정하며, 상기 현재 계층 픽처의 너비에서 상기 현재 계층 우측 오프셋과 상기 현재 계층 좌측 오프셋을 빼서 상기 확장 참조 영역의 너비를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 비디오 복호화 방법은, 상기 업샘플링 영상에 기초하여 상기 현재 계층 픽처에 대한 예측 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 현재 계층 픽처를 다운샘플링(down-sampling)하여 참조 계층 픽처를 생성하고, 상기 참조 계층 픽처로부터 상기 현재 계층 픽처의 계층 간 예측에 사용할 참조 영역을 결정하고, 상기 참조 영역을 업샘플링하여 확장 참조 영역을 생성하는 부호화부, 상기 참조 계층 픽처 및 상기 참조 영역으로부터, 상기 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 참조 계층 크기 정보 및 상기 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역의 영역을 정의하기 위한 참조 계층 오프셋을 결정하고, 상기 현재 계층 픽처 및 상기 확장 참조 영역으로부터, 상기 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 현재 계층 크기 정보 및 상기 현재 계층 픽처로부터 상기 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋을 결정하는 부호화 정보 결정부, 및 상기 참조 계층 크기 정보, 상기 참조 계층 오프셋 정보, 상기 현재 계층 크기 정보, 및 상기 현재 계층 오프셋 정보을 포함하는 비트스트림을 전송하는 비트스트림 전송부를 포함하는 비디오 부호화 장치가 제공된다.
일 실시 예에 따른 현재 계층 픽처를 다운샘플링하여 참조 계층 픽처를 생성하는 단계, 상기 참조 계층 픽처로부터 상기 현재 계층 픽처의 계층 간 예측에 사용할 참조 영역을 결정하는 단계, 상기 참조 영역을 업샘플링하여 확장 참조 영역을 생성하는 단계, 상기 참조 계층 픽처 및 상기 참조 영역으로부터, 상기 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 참조 계층 크기 정보 및 상기 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역의 영역을 정의하기 위한 참조 계층 오프셋을 결정하고, 상기 현재 계층 픽처 및 상기 확장 참조 영역으로부터, 상기 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 현재 계층 크기 정보 및 상기 현재 계층 픽처로부터 상기 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋을 결정하는 단계, 및 상기 참조 계층 크기 정보, 상기 참조 계층 오프셋 정보, 상기 현재 계층 크기 정보, 및 상기 현재 계층 오프셋 정보을 포함하는 비트스트림을 전송하는 단계를 포함하는 비디오 부호화 방법이 제공된다.
상기 제시된 비디오 복호화 방법의 실시 예를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
상기 제시된 비디오 부호화 방법의 실시 예를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
도 1a 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 1b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2a 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3 은 일 실시예에 따른 참조 계층 오프셋과 현재 계층 오프셋을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 일 실시예에 따른 참조 계층 오프셋과 현재 계층 오프셋을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 일 실시예에 따른 부호화 정보 획득 과정을 설명하기 위한 신택스(syntax)를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(600)의 블록도를 도시한다.
도 7a 및 도 7b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(700)의 블록도를 도시한다.
도 8a 는 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 8b 는 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 9 은 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 10a 는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 10b 는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 11 는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 12 은 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 14 는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 15, 16 및 17는 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 18 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 19 은 일 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 20 는 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 21 은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 22 및 23은, 일 실시예 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 24 은 일 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 25 은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
도 1b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2a 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3 은 일 실시예에 따른 참조 계층 오프셋과 현재 계층 오프셋을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 일 실시예에 따른 참조 계층 오프셋과 현재 계층 오프셋을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 일 실시예에 따른 부호화 정보 획득 과정을 설명하기 위한 신택스(syntax)를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(600)의 블록도를 도시한다.
도 7a 및 도 7b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(700)의 블록도를 도시한다.
도 8a 는 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 8b 는 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 9 은 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 10a 는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 10b 는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 11 는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 12 은 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 14 는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 15, 16 및 17는 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 18 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 19 은 일 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 20 는 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 21 은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 22 및 23은, 일 실시예 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 24 은 일 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 25 은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
이하 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에서, '영상'은 정지 영상 뿐만 아니라 비디오와 같은 동영상을 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다. 그리고 본 명세서에 기재된 '픽처'는 부호화 또는 복호화 대상이 되는 정지 영상을 의미한다.
스케일러블 부호화 방식은 하나의 영상을 다양한 해상도, 프레임율, 화질 등이 지원되도록 계층적으로 부호화하는 방식을 의미한다. 하나의 비트스트림에 다양한 해상도, 프레임율 및 화질 등의 영상이 포함되어 있으므로, 컨텐츠 소비자는 비트스트림의 일부를 추출하여 원하는 해상도, 프레임율 및 화질 등을 만족하는 영상을 재생할 수 있다.
스케일러블 부호화 방식에 따라 부호화된 영상은 2개 이상의 계층을 가진다. 각 계층은 상위 계층 및 하위 계층 중 적어도 하나를 가진다. 각 계층은 실시 예에 따라 2개 이상의 상위 계층 및 하위 계층을 가질 수 있다.
계층은 현재 계층(current layer)과 참조 계층(reference layer)로 분류될 수도 있다. 현재 계층은 참조 계층의 픽처들을 참조하여 부호화/복호화되는 참조 계층의 상위 계층을 의미한다. 참조 계층은 현재 계층의 부호화/복호화에 필요한 픽처를 제공하는 현재 계층의 하위 계층을 의미한다. 일반적으로 참조 계층의 픽처들은 현재 계층의 픽처에 비하여 해상도, 프레임율 및 화질 측면에서 열등하다.
현재 계층과 참조 계층은 상대적인 개념이다. 예를 들어 상위 계층부터 제1 계층, 제2 계층 및 제3 계층이 있는 경우, 제2 계층은 제1 계층에 대하여 참조 계층이 될 수 있다. 반대로 제2 계층은 제3 계층에 대하여 현재 계층이 될 수 있다.
일반적으로 현재 계층은 향상 계층(enhancement layer)이란 용어와 혼용된다. 그리고 참조 계층은 기본 계층(base layer)이란 용어와 혼용된다. 따라서 본 명세서에서 사용된 향상 계층은 현재 계층과 동일한 의미를 가진다. 마찬가지로 본 명세서에서 사용된 기본 계층은 참조 계층과 동일한 의미를 가진다.
본 명세서에서는 해상도 측면에서 참조 계층의 픽처들이 업샘플링되어 현재 계층의 픽처의 예측에 사용되는 양상을 설명한다.
본 명세서에서 오프셋은 픽셀과 픽셀 간의 변위차 또는 샘플과 샘플 간의 변위차를 의미한다. 수평 오프셋은 픽셀과 픽셀 간 또는 샘플과 샘플 간의 수평 방향의 변위차를 의미한다. 수직 오프셋은 픽셀과 픽셀 간 또는 샘플과 샘플 간의 수직 방향의 변위차를 의미한다. 예를 들어 A 픽셀로부터 오른쪽으로 4번째, 아래로 2번째 픽셀이 B 픽셀일 때, A 픽셀에 대한 B 픽셀의 수평 오프셋은 4이고, 수직 오프셋은 2이다.
트리 구조의 부호화/복호화 방법에서 픽처는 부호화 단위를 기준으로 부호화/복호화 동작이 수행된다. 최소 부호화 단위가 8x8이므로 참조 계층의 픽처(이하 "참조 계층 픽처") 및 현재 계층의 픽처(이하 "현재 계층 픽처")의 해상도가 8의 배수가 아닌 경우, 업샘플링이 신속하게 수행될 수 없다. 그러므로 참조 계층 픽처의 해상도가 8의 배수가 아닌 경우, 참조 계층 픽처 중 해상도가 8의 배수인 참조 영역이 설정될 수 있다. 마찬가지로 현재 계층 픽처의 해상도가 8의 배수가 아닌 경우, 현재 계층 픽처 중 해상도가 8의 배수인 참조 영역이 설정될 수 있다.
본 명세서에서 제시되는 다양한 실시 예들은 참조 계층의 픽처에 오프셋을 부여하여 참조 계층 픽처 중 현재 계층 픽처의 예측에 사용되는 참조 영역을 결정하는 방법 및 장치들을 제공한다. 또한 현재 계층의 픽처에 오프셋을 부여하여, 참조 영역이 업샘플링된 확장 참조 영역을 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
이하 도 1a 내지 도 5를 참조하여, 참조 레이어 및 현재 레이어의 오프셋을 고려한 영상의 업샘플링이 제안된다. 또한 도 6a 내지 도 7b를 참조하여, 참조 레이어 및 현재 레이어의 오프셋을 고려한 업샘플링이 이용되는 스케일러블 비디오 부호화 및 복호화가 제안된다. 이하 도 8 내지 도 18을 참조하여 스케일러블 비디오 시스템의 각 레이어에서 수행되는 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오의 부호화 및 복호화가 제안된다.
이하 도 1a 내지 도 5를 참조하여, 다양한 실시예에 따라 참조 레이어 및 현재 레이어의 오프셋을 고려한 영상의 업샘플링이 상술된다.
도 1a 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
스케일러블 비디오 부호화 장치(100)는 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)를 포함할 수 있다. 도 1a에서 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)는 별도의 구성 단위로 표현되어 있으나, 실시 예에 따라 부호화부(110) 및 부호화 정보 결정부(120)는 합쳐져 동일한 구성 단위로 구현될 수도 있다. 마찬가지로 비트스트림 전송부(130)도 역시 부호화부(110) 및 부호화 정보 결정부(120) 중 적어도 하나의 구성 단위와 합쳐져 구현될 수도 있다.
도 1a에서 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)는 하나의 장치에 위치한 구성 단위로 표현되었지만, 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)의 각 기능을 담당하는 장치는 반드시 물리적으로 인접할 필요는 없다. 따라서 실시 예에 따라 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)가 분산되어 있을 수 있다.
도 1a의 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)는 실시 예에 따라 하나의 프로세서에 의하여 구현될 수 있다. 또한 실시 예에 따라 복수 개의 프로세서에 의하여 구현될 수도 있다.
스케일러블 비디오 부호화 장치(100)는 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)에서 발생하는 데이터를 저장하기 위한 스토리지(미도시)를 포함할 수 있다. 또한 부호화부(110), 부호화 정보 결정부(120) 및 비트스트림 전송부(130)는 스토리지(미도시)로부터 저장된 데이터를 추출하여 사용할 수 있다.
도 1a의 스케일러블 비디오 부호화 장치(100)는 물리적 장치에 한정되지 않는다. 예를 들어 스케일러블 비디오 부호화 장치(100)의 기능 중 일부는 하드웨어가 아닌 소프트웨어로 구현될 수도 있다.
부호화부(110)는 스케일러블 비디오 부호화 장치(100)에 입력된 영상을 부호화한다. 구체적으로 부호화부(110)는 입력된 영상 중 현재 계층 픽처를 다운샘플링(down-sampling)하여 참조 계층 픽처를 생성한다.
본 명세서에서 현재 계층 픽처는 현재 계층에서 부호화/복호화되는 픽처를 의미하고, 참조 계층 픽처는 참조 계층에서 부호화/복호화되는 픽처를 의미한다.
본 명세서에서 다운샘플링이란 픽처를 구성하는 픽셀들의 수를 줄이는 일련의 과정을 의미한다. 예를 들어 픽처를 구성하는 픽셀들의 수가 32x32일 경우, 다운샘플링을 이용하여 픽셀들의 수가 16x16인 다운샘플링된 픽처가 획득될 수 있다. 다운샘플링으로 인하여 감소하는 픽셀들의 비율은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
참조 계층 픽처는 현재 계층 픽처가 다운샘플링됨으로써 생성되므로, 참조 계층 픽처는 현재 계층 픽처보다 픽셀들의 수가 적다.
부호화부(110)는 참조 계층 픽처로부터 현재 계층 픽처의 계층 간 예측에 사용할 참조 영역을 결정하고, 참조 영역을 업샘플링(upsampling)하여 확장 참조 영역을 생성한다.
본 명세서에서 참조 영역은 참조 계층 픽처에서 계층 간 예측에 사용되는 영역을 의미한다. 참조 계층 픽처 전체가 참조 영역으로 결정될 수 있다. 그러나 참조 계층 픽처의 일부만이 참조 영역으로 결정될 수 있다.
본 명세서에서 업샘플링이란 픽처를 구성하는 픽셀들의 수를 늘리는 일련의 과정을 의미한다. 예를 들어 픽처를 구성하는 픽셀들의 수가 32x32일 경우, 업샘플링을 이용하여 픽셀들의 수가 64x64인 업샘플링된 픽처가 획득될 수 있다. 업샘플링으로 인하여 증가하는 픽셀들의 비율은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
본 명세서에서 확장 참조 영역은 참조 영역이 업샘플링됨으로써 생성된 픽처를 의미한다. 전술하였듯이 현재 계층 픽처의 해상도가 참조 계층 픽처의 해상도보다 크기 때문에, 현재 계층 픽처의 해상도는 참조 계층 픽처의 일부인 참조 영역의 해상도보다 크다. 따라서 해상도가 작은 참조 영역으로 해상도가 큰 현재 계층 픽처를 예측하기 어렵다. 그러므로 참조 영역을 업샙플링함으로써, 해상도가 증가된 확장 참조 영역으로 현재 계층 예측 픽처를 예측한다.
부호화부(110)는 참조 계층 픽처를 현재 계층 픽처와 독립적으로 부호화할 수 있다. 또한 부호화부(110)는 참조 계층 픽처는 트리 구조에 기초하여 단일 계층 픽처를 부호화하는 방식에 따라 부호화할 수 있다.
부호화부(110)는 현재 계층 픽처를 참조 영역을 이용하여 부호화할 수 있다. 실시 예에 따라 부호화부(110)는 참조 영역을 이용하지 않고, 참조 영역에 독립적으로 현재 계층 픽처를 부호화할 수도 있다.
부호화부(110)의 계층 간 예측에 대해서는 도 6a 및 도 6b에서 더 자세히 설명한다. 그리고 트리 구조에 기초한 부호화에 대하여 도 8 내지 도 17에서 더 자세히 설명한다.
부호화 정보 결정부(120)는 참조 계층 픽처 및 참조 영역으로부터, 참조 계층 크기 정보 및 참조 계층 오프셋 정보를 결정할 수 있다.
본 명세서에서 참조 계층 크기 정보는 참조 계층 픽처의 높이 및 너비에 관한 정보를 의미한다. 그리고 본 명세서에서 참조 계층 오프셋 정보는 참조 계층 픽처와 참조 영역 간의 오프셋을 의미한다.
참조 계층 오프셋 정보에는 참조 계층 좌측 오프셋, 참조 계층 우측 오프셋, 참조 계층 상단 오프셋, 및 참조 계층 하단 오프셋이 포함될 수 있다.
참조 계층 좌측 오프셋은 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플 간의 수평 오프셋이다. 그리고 참조 계층 상단 오프셋은 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수직 오프셋이다.
참조 계층 우측 오프셋은 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고, 참조 계층 하단 오프셋은 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수직 오프셋이다.
참조 계층 오프셋은 참조 계층 픽처 중 참조 영역을 정의하기 위하여 사용될 수 있다.
부호화 정보 결정부(120)는 현재 계층 픽처 및 확장 참조 영역으로부터, 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 현재 계층 크기 정보 및 현재 계층 픽처로부터 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋을 결정할 수 있다.
본 명세서에서 현재 계층 크기 정보는 현재 계층 픽처의 높이 및 너비에 관한 정보를 의미한다. 그리고 본 명세서에서 현재 계층 오프셋은 현재 계층 픽처와 현재 픽처 간의 오프셋을 의미한다.
현재 계층 오프셋 정보에는 현재 계층 좌측 오프셋, 현재 계층 우측 오프셋, 현재 계층 상단 오프셋, 및 현재 계층 하단 오프셋이 포함될 수 있다.
현재 계층 좌측 오프셋은 현재 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 확장 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플 간의 수평 오프셋이다. 그리고 현재 계층 상단 오프셋은 현재 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 확장 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수직 오프셋이다.
현재 계층 우측 오프셋은 현재 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 확장 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고, 현재 계층 하단 오프셋은 현재 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 확장 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수직 오프셋이다.
현재 계층 오프셋 정보은 현재 계층 영상의 예측에 사용되는 확장 참조 영역을 정의하기 위하여 사용될 수 있다.
참조 계층 오프셋 정보와 현재 계층 오프셋 정보는 루마 샘플 단위로 표현될 수 있다. 예를 들어 참조 계층 좌측 오프셋이 4이고 참조 계층 상단 오프셋이 2일 경우, 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플로부터 우측 방향으로 4 번째, 하단 방향으로 2 번째 루마 샘플이 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플이 된다.
위의 실시예에서는 참조 계층 오프셋 정보와 현재 계층 오프셋 정보가 루마 샘플 단위로 표현된다고 설명하였지만, 실시 에에 따라 참조 계층 오프셋 정보와 현재 계층 오프셋 정보는 크로마 샘플 단위로 표현될 수 있다.
또한 참조 계층 오프셋 정보와 현재 계층 오프셋 정보는 현재 계층 픽처와 참조 계층 픽처의 컬러 포맷에 따라 루마 샘플 단위로 표현될 때의 값과 크로마 샘플로 표현될 때의 값이 다를 수 있다.
예를 들어 현재 계층 픽처과 참조 계층 픽처의 컬러 포맷이 4:2:0일 때, 루마 샘플 2x2 블록 하나에 크로마 샘플 하나만이 대응된다. 따라서 참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보에 포함된 수직 오프셋과 수평 오프셋 모두 루마 샘플 단위로 표현될 때의 값이 크로마 샘플 단위로 표현될 때의 값의 2배일 수 있다.
반면 현재 계층 픽처과 참조 계층 픽처의 컬러 포맷이 4:4:4일 때, 루마 샘플과 크로마 샘플은 일대일 매칭이 된다. 따라서 참조 계층 오프셋 정보와 현재 계층 오프셋 정보의 모든 오프셋은 루마 샘플 단위로 표현될 때와 크로마 샘플 단위로 표현될 때 같은 값을 가진다.
참조 계층 오프셋 정보와 현재 계층 오프셋 정보에 대하여 도 3 및 도 4에서 더 자세히 설명된다.
비트스트림 전송부(130)는 부호화 정보 결정부(120)에서 결정된 참조 계층 크기 정보, 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 크기 정보, 및 현재 계층 오프셋 정보을 포함하는 비트스트림을 전송한다.
도 1b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(100)에 의하여 수행되는 스케일러블 비디오 부호화 방법(10)의 흐름도를 도시한다.
단계 11에서는 현재 계층 픽처를 다운샘플링하여 참조 계층 픽처가 생성된다.
단계 12에서는 참조 계층 픽처로부터 현재 계층 픽처의 계층 간 예측에 사용할 참조 영역이 결정된다.
단계 13에서는 참조 영역을 업샘플링하여 확장 참조 영역이 생성된다.
단계 11 내지 단계 13은 부호화부(110)에 의하여 수행된다.
단계 14에서는 참조 계층 픽처 및 참조 영역으로부터, 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 참조 계층 크기 정보 및 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역의 영역을 정의하기 위한 참조 계층 오프셋이 결정된다.
그리고 현재 계층 픽처 및 확장 참조 영역으로부터, 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 현재 계층 크기 정보 및 현재 계층 픽처로부터 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋이 결정된다.
단계 14는 부호화 정보 결정부(120)에 의하여 수행된다.
단계 15에서는 참조 계층 크기 정보, 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 크기 정보, 및 현재 계층 오프셋 정보을 포함하는 비트스트림이 전송된다.
단계 15는 비트스트림 전송부(130)에 의하여 수행된다.
도 2a 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)를 포함할 수 있다. 도 2a에서 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)는 별도의 구성 단위로 표현되어 있으나, 실시 예에 따라 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220)는 합쳐져 동일한 구성 단위로 구현될 수도 있다. 마찬가지로 업샘플링부(230)도 역시 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 중 적어도 하나의 구성 단위와 합쳐져 구현될 수도 있다.
도 2a에서 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)는 하나의 장치에 위치한 구성 단위로 표현되었지만, 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)의 각 기능을 담당하는 장치는 반드시 물리적으로 인접할 필요는 없다. 따라서 실시 예에 따라 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)가 분산되어 있을 수 있다.
도 2a의 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)는 실시 예에 따라 하나의 프로세서에 의하여 구현될 수 있다. 또한 실시 예에 따라 복수 개의 프로세서에 의하여 구현될 수도 있다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)에서 발생하는 데이터를 저장하기 위한 스토리지(미도시)를 포함할 수 있다. 또한 부호화 정보 획득부(210), 축적비 결정부(220) 및 업샘플링부(230)는 스토리지(미도시)로부터 저장된 데이터를 추출하여 사용할 수 있다.
도 2a의 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 물리적 장치에 한정되지 않는다. 예를 들어 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)의 기능 중 일부는 하드웨어가 아닌 소프트웨어로 구현될 수도 있다.
부호화 정보 획득부(210)는 참조 계층 크기 정보, 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위한 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 크기 정보 및 현재 계층 픽처로부터 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 현재 계층 오프셋 정보를 비트스트림으로부터 획득한다.
도 1a에서 전술하였듯이, 참조 계층 크기 정보는 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타낸다. 그리고 현재 계층 크기 정보는 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타낸다.
참조 계층 오프셋 정보는 참조 계층 픽처와 참조 영역 간의 오프셋을 나타낸다. 현재 계층 오프셋 정보는 현재 계층 픽처와 확장 참조 영역 간의 오프셋을 나타낸다. 참조 계층 오프셋 정보는 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위해 사용될 수 있다. 그리고 현재 계층 오프셋 정보는 현재 계층 픽처로부터 현재 계층 픽처의 예측에 사용되는 확장 참조 영역을 정의하기 위하여 사용될 수 있다.
도 1a에서 전술하였듯이, 참조 계층 오프셋 정보에는 참조 계층 좌측 오프셋, 참조 계층 우측 오프셋, 참조 계층 상단 오프셋, 및 참조 계층 하단 오프셋이 포함되고, 현재 계층 오프셋 정보에는 현재 계층 좌측 오프셋, 현재 계층 우측 오프셋, 현재 계층 상단 오프셋, 및 현재 계층 하단 오프셋을 포함될 수 있다.
또한 도1a에서 전술하였듯이, 참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보는 루마 샘플 단위로 표현될 수 있다. 실시 예에 따라 참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보는 크로마 샘플 단위로 표현될 수도 있다.
일 실시예에 따라 부호화 정보 획득부(210)가 획득한 비트스트림은 비트스트림 전송부(130)에서 전송된 비트스트림일 수 있다.
축적비 결정부(220)는 부호화 정보 획득부(210)에서 획득된 부호화 정보에 따라 축적비를 결정한다. 축적비는 참조 영역과 확장 참조 영역 간의 비율을 나타낸다. 축적비는 참조 영역의 너비와 확장 참조 영역의 너비의 비율을 나타내는 수평 축적비와 참조 영역의 높이와 확장 참조 영역의 높이의 비율을 나타내는 수직 축적비를 포함할 수 있다. 예를 들어 수직 축적비와 수평 축적비가 모두 1:2인 경우, 참조 영역의 루마 샘플 수가 16x16일 때, 확장 참조 영역의 루마 샘플 수는 32x32가 될 수 있다.
축적비 결정부(220)는 참조 계층 크기 정보와 참조 계층 오프셋 정보로부터 참조 영역의 크기를 결정한다.
일 실시 예에 따르면 축적비 결정부(220)는 참조 계층 픽처의 높이에서 참조 계층 상단 오프셋과 참조 계층 하단 오프셋을 빼서 참조 영역의 높이를 결정한다. 그리고 축적비 결정부(220)는 참조 계층 픽처의 너비에서 참조 계층 우측 오프셋과 참조 계층 좌측 오프셋을 빼서 참조 영역의 너비를 결정한다.
축적비 결정부(220)는 현재 계층 크기 정보와 현재 계층 오프셋 정보로부터 확장 참조 영역의 크기를 결정한다.
일 실시 예에 따르면 축적비 결정부(220)는 현재 계층 픽처의 높이에서 현재 계층 상단 오프셋과 현재 계층 하단 오프셋을 빼서 확장 참조 영역의 높이를 결정한다. 그리고 축적비 결정부(220)는 현재 계층 픽처의 너비에서 현재 계층 우측 오프셋과 현재 계층 좌측 오프셋을 빼서 확장 참조 영역의 너비를 결정한다.
축적비 결정부(220)는 참조 영역의 크기와 확장 참조 영역의 크기로부터 축적비를 결정한다. 일 실시예에 따르면 축적비 결정부(220)는 참조 영역의 너비와 확장 참조 영역의 너비를 비교하여 수평 축적비를 결정할 수 있다. 또한 축적비 결정부(220)는 참조 영역의 높이와 확장 참조 영역의 높이를 비교하여 수직 축적비를 결정할 수 있다.
업샘플링부(230)는 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 오프셋 정보 및 축적비에 따라 참조 영역을 업샘플링함으로써, 확장 참조 영역을 결정한다.
일 실시 예에 따르면, 업샘플링부(230)는 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 오프셋 정보 및 축적비를 고려하여 확장 참조 영역의 픽셀을 참조 영역의 픽셀에 매칭한다. 그리고 확장 참조 영역의 픽셀의 샘플값은 확장 참조 영역의 픽셀에 대응되는 참조 영역의 픽셀의 샘플값으로 결정된다. 따라서 확장 참조 영역의 모든 픽셀들은 각각 참조 영역의 픽셀들 중 하나와 매칭됨으로써, 확장 참조 영역에 포함된 모든 픽셀들의 샘플값들이 결정된다.
업샘플링부(230)의 매칭 방법의 일 실시예는 도 5에서 자세히 설명된다.
비디오 복호화 장치(200)은 확장 참조 영역에 기초하여 현재 계층 픽처에 대한 예측값을 생성하는 예측값 생성부(미도시)를 포함할 수 있다. 예측값 생성부(미도시)는 확장 참조 영역의 픽셀들의 샘플값들에 기초하여, 현재 계층 픽처의 예측값들을 결정한다. 예측값 생성부(미도시)는 확장 참조 영역의 픽셀들의 샘플값들에 기초하여 패딩(padding), 크라핑(cropping), 업샘플링, 다운샘플링 등의 방법을 사용하여 현재 계층 픽처의 예측값들을 결정할 수 있다.
확장 참조 영역이 아닌 영역에 포함된 픽셀들의 샘플값들을 모두 결정함으로써, 현재 계층 픽처를 예측하기 위한 예측 픽처에 포함된 픽셀들의 샘플값들이 모두 결정된다.
도 2b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)에 의하여 수행되는 스케일러블 비디오 복호화 방법(20)의 흐름도를 도시한다.
단계 21에서 참조 계층 크기 정보, 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 크기 정보 및 현재 계층 오프셋 정보가 비트스트림으로부터 획득된다.
참조 계층 크기 정보는 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타낸다. 그리고 현재 계층 크기 정보는 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타낸다.
참조 계층 오프셋 정보는 참조 계층 픽처와 참조 영역 간의 오프셋을 나타낸다. 현재 계층 오프셋 정보는 현재 계층 픽처와 확장 참조 영역 간의 오프셋을 나타낸다. 참조 계층 오프셋 정보는 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위해 사용될 수 있다. 그리고 현재 계층 오프셋 정보는 현재 계층 픽처로부터 현재 계층 픽처의 예측에 사용되는 확장 참조 영역을 정의하기 위하여 사용될 수 있다.
참조 계층 오프셋 정보에는 참조 계층 좌측 오프셋, 참조 계층 우측 오프셋, 참조 계층 상단 오프셋, 및 참조 계층 하단 오프셋이 포함되고, 현재 계층 오프셋 정보에는 현재 계층 좌측 오프셋, 현재 계층 우측 오프셋, 현재 계층 상단 오프셋, 및 현재 계층 하단 오프셋을 포함될 수 있다.
참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보는 루마 샘플 단위로 표현될 수 있다. 실시 예에 따라 참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보는 크로마 샘플 단위로 표현될 수도 있다.
단계 21은 부호화 정보 획득부(210)에 의하여 수행될 수 있다.
단계 22에서 참조 계층 크기 정보와 참조 계층 오프셋 정보로부터 참조 영역의 크기가 결정된다.
참조 영역의 높이는 참조 계층 픽처의 높이에서 참조 계층 상단 오프셋과 참조 계층 하단 오프셋을 뺌으로써 결정된다. 참조 영역의 너비는 참조 계층 픽처의 너비에서 참조 계층 우측 오프셋과 참조 계층 좌측 오프셋을 뺌으로써 결정된다.
단계 23에서 현재 계층 크기 정보와 현재 계층 오프셋 정보로부터 확장 참조 영역의 크기가 결정된다.
확장 참조 영역의 높이는 현재 계층 픽처의 높이에서 현재 계층 상단 오프셋과 현재 계층 하단 오프셋을 뺌으로써 결정된다. 확장 참조 영역의 너비는 현재 계층 픽처의 너비에서 현재 계층 우측 오프셋과 현제 계층 좌측 오프셋을 뺌으로써 결정된다.
단계 24에서 참조 영역의 크기와 확장 참조 영역의 크기에 따라, 참조 영역과 확장 참조 영역 간의 크기 차이를 나타내는 축적비가 결정된다.
축적비에는 수평 축적비와 수직 축적비가 포함된다. 수평 축적비는 참조 영역의 너비와 확장 참조 영역의 너비를 비교하여 결정될 수 있다. 수직 축적비는 참조 영역의 높이와 확장 참조 영역의 높이를 비교하여 결정될 수 있다.
단계 22 내지 단계 24는 축적비 결정부에 의하여 수행될 수 있다.
단계 25에서 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 오프셋 정보 및 축적비에 따라 참조 영역을 업샘플링함으로써, 확장 참조 영역이 결정된다.
확장 참조 영역의 픽셀은 참조 계층 오프셋 정보, 현재 계층 오프셋 정보 및 축적비를 고려하여 참조 영역의 픽셀에 매칭된다. 그리고 확장 참조 영역의 픽셀의 샘플값은 확장 참조 영역의 픽셀에 대응되는 참조 영역의 픽셀의 샘플값으로 결정된다. 따라서 확장 참조 영역의 모든 픽셀들은 각각 참조 영역의 픽셀들 중 하나와 매칭됨으로써, 확장 참조 영역에 포함된 모든 픽셀들의 샘플값들이 결정된다.
단계 25는 업샘플링부(230)에 의하여 수행될 수 있다.
단계 25에서 확장 참조 영역의 픽셀들의 샘플값들이 모두 결정되면, 예측 영상 결정부(미도시)에 의하여 확장 참조 영역이 아닌 영역의 픽셀들의 샘플값들이 결정될 수 있다. 확장 참조 영역이 아닌 영역의 픽셀들의 샘플값들은 확장 참조 영역의 픽셀들의 샘플값들에 기초하여 결정될 수 있다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 참조 계층 오프셋 정보와 현재 계층 오프셋 정보를 이용한 업샘플링 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에는 현재 계층 픽처(310)와 참조 계층 픽처(330)가 도시되어 있다. 현재 계층 픽처(310)에는 확장 참조 영역(320)이 정의되어 있으며, 참조 계층 픽처(330)에는 참조 영역(340)이 정의되어 있다.
확장 참조 영역(320)의 너비(322a) 및 높이(322b)는 현재 계층 픽처(310)의 너비(312a) 및 높이(312b)와 현재 계층 오프셋 정보(314a, 314b, 314c, 314d)에 기초하여 결정될 수 있다.
현재 계층 오프셋 정보(314a, 314b, 314c, 314d)는 현재 계층 좌측 오프셋(314a), 현재 계층 상단 오프셋(314b), 현재 계층 우측 오프셋(314c) 및 현재 계층 하단 오프셋(314d)을 포함할 수 있다.
확장 참조 영역(320)의 너비(322a)는 현재 계층 픽처(310)의 너비(312a)에서 현재 계층 좌측 오프셋(314a)과 현재 계층 우측 오프셋(314c)을 뺌으로써 결정될 수 있다.
확장 참조 영역(320)의 높이(322b)는 현재 계층 픽처(310)의 높이(312b)에서 현재 계층 상단 오프셋(314b)과 현재 계층 하단 오프셋(314d)을 뺌으로써 결정될 수 있다.
참조 영역(340)의 너비(342a) 및 높이(342b)는 참조 계층 픽처(330)의 너비(332a) 및 높이(332b)와 참조 계층 오프셋 정보(334a, 334b, 334c, 334d)에 기초하여 결정될 수 있다.
참조 계층 오프셋 정보(334a, 334b, 334c, 334d)는 참조 계층 좌측 오프셋(334a), 참조 계층 상단 오프셋(334b), 참조 계층 우측 오프셋(334c) 및 참조 계층 하단 오프셋(334d)을 포함할 수 있다.
참조 영역(320)의 너비(322a)는 참조 계층 픽처(310)의 너비(312a)에서 참조 계층 좌측 오프셋(314a)과 참조 계층 우측 오프셋(314c)을 뺌으로써 결정될 수 있다.
참조 영역(340)의 높이(342b)는 참조 계층 픽처(330)의 높이(332b)에서 참조 계층 상단 오프셋(334b)과 참조 계층 하단 오프셋(334d)을 뺌으로써 결정될 수 있다.
수평 축적비는 참조 영역(320)의 너비(322a)와 확장 참조 영역(320)의 너비(322a)를 비교하여 결정될 수 있다. 구체적으로 확장 참조 영역(320)의 너비(322a)를 참조 영역(320)의 너비(322a)로 나눈 값이 수평 축적비로 결정될 수 있다.
수직 축적비는 참조 영역(340)의 높이(342b)와 확장 참조 영역(320)의 높이(322b)를 비교하여 결정될 수 있다. 구체적으로 확장 참조 영역(320)의 높이(322b)를 참조 영역(340)의 높이(342b)로 나눈 값이 수평 축적비로 결정될 수 있다.
도 4 는 일 실시예에 따른 참조 계층 오프셋과 현재 계층 오프셋을 루마 샘플 단위로 설명하기 위한 도면이다.
도 4에는 컬러 포맷이 4:2:0인 참조 계층 픽처(400)가 도시되어 있다. 또한 도 4에는 참조 계층 픽처(400)의 좌측 상단의 픽셀(410)과 참조 계층 픽처(400)에 포함된 참조 영역(420)의 좌측 상단의 픽셀(430)이 도시되어 있다.
픽셀들 안에 있는 정사각형 심볼은 루마 샘플을 의미하며, 삼각형 심볼과 원 심볼은 각각 Cb 크로마 샘플과 Cr 크로마 샘플을 의미한다. 픽셀(410)과 픽셀(430)은 모두 루마 샘플(411, 431)과 Cb 크로마 샘플(412, 432)을 포함하고 있다.
2x2 픽셀 블록(414)은 4개의 루마 샘플을 포함할 수 있다. 그리고 컬러 포맷에 따라 2x2 픽셀 블록(414)에 포함되는 크로마 샘플의 수가 결정될 수 있다. 예를 들면 도 4와 같이 컬러 포맷이 4:2:0일 경우, 2x2 픽셀 블록(414)에는 좌측 상단 픽셀에 한 개의 Cb 크로마 샘플이, 좌측 하단 픽셀에 한 개의 Cr 크로마 샘플이 포함된다. 컬러 포맷이 4:2:2일 경우, 2x2 픽셀 블록(414)에는 좌측 상단 픽셀에 한 개의 Cb 크로마 샘플과 한 개의 Cr 크로마 샘플이, 좌측 하단 픽셀에 한 개의 Cb 크로마 샘플과 한 개의 Cr 크로마 샘플이 포함된다. 컬러 포맷이 4:4:4일 경우, 2x2 픽셀 블록(414)의 모든 픽셀들에 각각 한 개의 Cb 크로마 샘플과 한 개의 Cr 크로마 샘플이 포함된다.
마찬가지로 참조 계층 영역(400)의 다른 2x2 픽셀 블록에도 2x2 픽셀 블록(414)와 같이 컬러 포맷에 따라 루마 샘플들과 크로마 샘플들이 분포된다.
이하 참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보에 대한 설명에서, Cb 크로마 샘플을 기준으로 크로마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 오프셋 정보가 설명된다.
참조 계층 오프셋 정보가 루마 샘플 단위 기준일 때, 참조 계층 픽처(400)의 좌측 상단의 루마 샘플(411)과 참조 영역(420)의 좌측 상단의 루마 샘플(431) 간의 수평 오프셋이 참조 계층 좌측 오프셋이 된다. 도 4에 도시된 실시 예에 따르면, 참조 계층 좌측 오프셋은 4이다.
참조 계층 오프셋 정보가 크로마 샘플 단위 기준일 때, 참조 계층 픽처(400)의 좌측 상단의 Cb 크로마 샘플(412)과 참조 영역(420)의 좌측 상단의 Cb 크로마 샘플(432) 간의 수평 오프셋이 참조 계층 좌측 오프셋이 된다. 도 4에 도시된 실시 예에 따르면, 참조 계층 좌측 오프셋은 2이다.
마찬가지로 참조 계층 상단 오프셋이 결정될 수 있다.
참조 계층 오프셋 정보가 루마 샘플 단위 기준일 때, 참조 계층 픽처(400)의 좌측 상단의 루마 샘플(411)과 참조 영역(420)의 좌측 상단의 루마 샘플(431) 간의 수직 오프셋이 참조 계층 상단 오프셋이 된다. 도 4에 도시된 실시 예에 따르면, 참조 계층 상단 오프셋은 2이다.
참조 계층 오프셋 정보가 크로마 샘플 단위 기준일 때, 참조 계층 픽처(400)의 좌측 상단의 Cb 크로마 샘플(412)과 참조 영역(420)의 좌측 상단의 Cb 크로마 샘플(432) 간의 수직 오프셋이 참조 계층 상단 오프셋이 된다. 도 4에 도시된 실시 예에 따르면, 참조 계층 좌측 오프셋은 1이다.
도 4와 같이 컬러 포맷이 4:2:0일 때 수평 방향으로 2개의 루마 샘플 당 1개의 Cb 크로마 샘플이 분포된다. 따라서 크로마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 좌측 오프셋과 참조 계층 우측 오프셋의 값은 루마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 좌측 오프셋과 참조 계층 우측 오프셋의 값의 절반이 된다.
또한 컬러 포맷이 4:2:0일 때 수직 방향으로 2개의 루마 샘플 당 1개의 Cb 크로마 샘플이 분포된다. 따라서 크로마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 상단 오프셋과 참조 계층 하단 오프셋의 값은 루마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 상단 오프셋과 참조 계층 하단 오프셋의 값의 절반이 된다.
컬러 포맷이 4:2:2일 때 수평 방향으로 2개의 루마 샘플 당 1개의 Cb 크로마 샘플이 분포된다. 그러므로 크로마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 좌측 오프셋과 참조 계층 우측 오프셋의 값은 루마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 좌측 오프셋과 참조 계층 우측 오프셋의 값의 절반이 된다.
그러나 수직 방향으로 1개의 루마 샘플 당 1개의 Cb 크로마 샘플이 분포되므로 크로마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 상단 오프셋과 참조 계층 하단 오프셋의 값은 루마 샘플 단위 기준일 때의 참조 계층 상단 오프셋과 참조 계층 하단 오프셋의 값은 같다.
컬러 포맷이 4:4:4인 경우, 모든 픽셀에서 루마 샘플과 Cb 크로마 샘플이 일대일 대응된다. 따라서 루마 샘플 단위 기준의 참조 계층 오프셋 정보와 Cb 크로마 샘플 단위 기준의 참조 계층 오프셋 정보는 같은 값을 가진다.
도 5 는 일 실시예에 따른 부호화 정보 획득 과정을 설명하기 위한 신택스(syntax)를 도시한다.
도 5의 num_scaled_ref_layer_offsets은 현재 계층 오프셋 정보가 존재하는 계층의 수를 의미한다. 스케일러블 부호화 방식에 있어서, 영상은 2개 이상의 계층으로 부호화될 수 있다. 그리고 모든 계층은 상위 계층, 하위 계층 중 적어도 하나를 가진다. 하위 계층은 상위 계층의 부호화/복호화에 이용되는 참조 영역을 제공하므로, 상위 계층에 대한 참조 계층이 된다. 반대로 상위 계층은 하위 계층의 참조 영역을 이용하여 부호화/복호화되므로 하위 계층에 대한 현재 계층이 된다. 따라서 최하위 계층을 제외한 나머지 계층은 현재 계층 오프셋 정보를 가질 수 있다. 그러므로 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 영상이 n개의 계층으로 부호화된 경우, num_scaled_ref_layer_offsets를 파싱함으로써 최하위 계층을 제외한 n-1개의 나머지 계층에 대하여 현재 계층 오프셋 정보가 있는지 판단하게 된다.
예를 들어 영상이 8개의 계층으로 부호화되어 있고, num_scaled_ref_layer_offsets이 5를 나타낸다면, 최하위 계층을 제외한 7개의 계층 중 5개의 계층만이 현재 계층 오프셋 정보를 가질 수 있다. 그리고 나머지 2개의 계층은 현재 계층 오프셋 정보가 없으므로, 확장 참조 영역의 크기는 현재 계층 픽처의 크기와 동일한 것으로 결정된다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 비트스트림으로부터 num_scaled_ref_layer_offsets을 획득한다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 num_scaled_ref_layer_offsets을 파싱하여 현재 계층 오프셋 정보를 가진 계층의 개수를 결정할 수 있다.
for( i = 0; i < num_ scaled _ref_layer_offsets; i++){
scaled_ref_layer_id[i]
scaled_ref_layer_left_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]
scaled_ref_layer_top_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]
scaled_ref_layer_right_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]
scaled_ref_layer_bottom_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]
}
위의 신택스는 i가 0, 1, ... , (num_scaled_ref_layer_offsets-1)일 때, i에 대응되는 계층에 대하여 현재 계층 오프셋 정보를 획득하는 과정을 의미한다.
scaled_ref_layer_id[i]는 현재 계층 오프셋을 가진 계층의 식별 번호를 나타낸다. 예를 들어 영상이 4 개의 계층으로 부호화되었고, 제1 계층, 제2 계층, 제3 계층 및 제4 계층 중 제1 계층 및 제3 계층이 현재 계층 오프셋 정보를 가진 경우, num_scaled_ref_layer_offsets는 2를 나타내고, scaled_ref_layer_id[0]은 제1 계층, scaled_ref_layer_id[1]은 제3 계층을 나타낼 수 있다.
scaled_ref_layer_left_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]는 scaled_ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 현재 계층 좌측 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 scaled_ref_layer_id[0]가 제1 계층을 나타내고, 제1 계층의 현재 계층 좌측 오프셋이 2일 때, scaled_ref_layer_left_offset[ scaled_ref_layer_id[ 0 ] ]은 2를 나타낸다.
scaled_ref_layer_top_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]는 scaled_ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 현재 계층 상단 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 ref_layer_id[0]가 제1 계층을 나타내고, 제1 계층의 현재 계층 상단 오프셋이 1일 때, scaled_ref_layer_top_offset[ scaled_ref_layer_id[ 0 ] ]은 1을 나타낸다.
scaled_ref_layer_right_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]는 scaled_ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 현재 계층 우측 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 ref_layer_id[0]가 제1 계층을 나타내고, 제1 계층의 현재 계층 우측 오프셋이 2일 때, scaled_ref_layer_right_offset[ scaled_ref_layer_id[ 0 ] ]은 2를 나타낸다.
scaled_ref_layer_bottom_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]는 scaled_ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 현재 계층 하단 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 ref_layer_id[0]가 제1 계층을 나타내고, 제1 계층의 현재 계층 하단 오프셋이 1일 때, scaled_ref_layer_bottom_offset[ scaled_ref_layer_id[ 0 ] ]은 1을 나타낸다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 비트스트림으로부터 scaled_ref_layer_id[i], ref_layer_left_offset[scaled_ref_layer_id[ i ] ], scaled_ref_layer_top_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], scaled_ref_layer_right_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], 및 scaled_ref_layer_bottom_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ]를 획득할 수 있다.
만약 scaled_ref_layer_left_offset[scaled_ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 scaled_ref_layer_left_offset[scaled_ref_layer_id[ i ] ]를 0으로 결정한다.
만약 scaled_ref_layer_top_offset[scaled_ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 scaled_ref_layer_top_offset[ref_layer_id[ i ] ] 를 0으로 결정한다.
만약 scaled_ref_layer_right_offset[ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 scaled_ref_layer_right_offset[ref_layer_id[ i ] ] 를 0으로 결정한다.
만약 scaled_ref_layer_bottom_offset[ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 scaled_ref_layer_bottom_offset[ref_layer_id[ i ] ] 를 0으로 결정한다.
도 5의 num_ref_layer_offsets은 참조 계층 오프셋 정보가 존재하는 계층의 수를 의미한다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 영상이 n개의 계층으로 부호화된 경우, num_scaled_ref_layer_offsets를 파싱함으로써 최상위 계층을 제외한 n-1개의 나머지 계층에 대하여 참조 계층 오프셋 정보가 있는지 판단하게 된다.
예를 들어 영상이 8개의 계층으로 부호화되어 있고, num_ref_layer_offsets이 5를 나타낸다면, 최상위 계층을 제외한 7개의 계층 중 5개의 계층만이 참조 계층 오프셋 정보를 가질 수 있다. 그리고 나머지 2개의 계층은 참조 계층 오프셋 정보가 없으므로 참조 계층 픽처 전체가 참조 영역으로 결정된다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 비트스트림으로부터 num_ref_layer_offsets을 획득한다. 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 num_ref_layer_offsets을 파싱하여 참조 계층 오프셋 정보를 가진 계층의 개수를 결정할 수 있다.
for( i = 0; i < num_ref_layer_offsets; i++){
ref_layer_id[i]
ref_layer_left_offset[ ref_layer_id[ i ] ]
ref_layer_top_offset[ ref_layer_id[ i ] ]
ref_layer_right_offset[ ref_layer_id[ i ] ]
ref_layer_bottom_offset[ ref_layer_id[ i ] ]
}
위의 신택스는 i가 0, 1, ... , (num_ref_layer_offsets-1)일 때, i에 대응되는 참조 계층에 대하여 참조 계층 오프셋 정보를 획득하는 과정을 의미한다.
ref_layer_id[i]는 참조 계층 오프셋을 가진 참조 계층의 식별 번호를 나타낸다. 예를 들어 영상이 4 개의 계층으로 부호화되었고, 제1 계층, 제2 계층, 제3 계층 및 제4 계층 중 제2 계층 및 제4 계층이 참조 계층 오프셋 정보를 가진 경우, num_ref_layer_offsets는 2를 나타내고, ref_layer_id[0]은 제2 계층, ref_layer_id[1]은 제4 계층을 나타낼 수 있다.
ref_layer_left_offset[ ref_layer_id[ i ] ]는 ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 참조 계층 좌측 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 ref_layer_id[0]가 제2 계층을 나타내고, 제2 계층의 참조 계층 좌측 오프셋이 2일 때, ref_layer_left_offset[ ref_layer_id[ 0 ] ]은 2를 나타낸다.
ref_layer_top_offset[ ref_layer_id[ i ] ]는 ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 참조 계층 상단 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 ref_layer_id[0]가 제2 계층을 나타내고, 제2 계층의 참조 계층 상단 오프셋이 1일 때, ref_layer_top_offset[ ref_layer_id[ 0 ] ]은 1을 나타낸다.
ref_layer_right_offset[ ref_layer_id[ i ] ]는 ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 참조 계층 우측 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 ref_layer_id[0]가 제2 계층을 나타내고, 제2 계층의 참조 계층 우측 오프셋이 2일 때, ref_layer_right_offset[ ref_layer_id[ 0 ] ]은 2를 나타낸다.
ref_layer_bottom_offset[ ref_layer_id[ i ] ]는 ref_layer_id[ i ] 에 대응되는 참조 계층 하단 오프셋을 나타낸다. 예를 들어 ref_layer_id[0]가 제2 계층을 나타내고, 제2 계층의 참조 계층 하단 오프셋이 1일 때, ref_layer_bottom_offset[ ref_layer_id[ 0 ] ]은 1을 나타낸다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 비트스트림으로부터 ref_layer_id[i], ref_layer_left_offset[ref_layer_id[ i ] ], ref_layer_top_offset[ ref_layer_id[ i ] ], ref_layer_right_offset[ ref_layer_id[ i ] ], 및 ref_layer_bottom_offset[ ref_layer_id[ i ] ]를 획득할 수 있다.
만약 ref_layer_left_offset[ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 ref_layer_left_offset[ref_layer_id[ i ] ]를 0으로 결정한다.
만약 ref_layer_top_offset[ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 ref_layer_top_offset[ref_layer_id[ i ] ] 를 0으로 결정한다.
만약 ref_layer_right_offset[ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 ref_layer_right_offset[ref_layer_id[ i ] ] 를 0으로 결정한다.
만약 ref_layer_bottom_offset[ref_layer_id[ i ] ]가 비트스트림에 없을 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 ref_layer_bottom_offset[ref_layer_id[ i ] ] 를 0으로 결정한다.
상기 scaled_ref_layer_left_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], scaled_ref_layer_top_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], scaled_ref_layer_right_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], scaled_ref_layer_bottom_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], ref_layer_left_offset[ ref_layer_id[ i ] ], ref_layer_top_offset[ ref_layer_id[ i ] ], ref_layer_right_offset[ ref_layer_id[ i ] ] 및 ref_layer_bottom_offset[ ref_layer_id[ i ] ]는 루마 샘플 단위로 표현된 값일 수 있다. 만약 상기 오프셋들이 크로마 샘플 단위로 표현된 경우, 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 컬러 포맷에 따라 상기 오프셋들을 샘플 단위로 변환할 수 있다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 획득된 scaled_ref_layer_left_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], scaled_ref_layer_top_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ], scaled_ref_layer_right_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ] 및 scaled_ref_layer_bottom_offset[ scaled_ref_layer_id[ i ] ] 을 이용하여 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 결정할 수 있다. 확장 참조 영역의 높이 및 너비는 수학식 1 및 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
ScaledRefLayerRegionWidthInSamplesY = PicWidthInSamplesCurrY - ScaledRefLayerRegionLeftOffset - ScaledRefLayerRegionRightOffset [수학식1]
ScaledRefLayerRegionHeightInSamplesY = PicHeightInSamplesCurrY - ScaledRefLayerRegionTopOffset - ScaledRefLayerRegionBottomOffset [수학식2]
수학식1 및 수학식 2에서 ScaledRefLayerRegionWidthInSamplesY은 확장 참조 영역의 너비를, ScaledRefLayerRegionHeightInSamplesY는 확장 참조 영역의 높이를 나타낸다. PicWidthInSamplesCurrY는 현재 계층 픽처의 너비를, PicHeightInSamplesCurrY는 현재 계층 픽처의 높이를 나타낸다.
ScaledRefLayerRegionLeftOffset, ScaledRefLayerRegionRightOffset, ScaledRefLayerRegionTopOffset, ScaledRefLayerRegionBottomOffset는 각각 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)가 비트스트림으로부터 획득한 현재 계층 좌측 오프셋, 현재 계층 상단 오프셋, 현재 계층 우측 오프셋 및 현재 계층 하단 오프셋을 의미한다.
수학식 1에 따라 PicWidthInSamplesCurrY에서 ScaledRefLayerRegionLeftOffset와 ScaledRefLayerRegionRightOffset를 뺌으로써 ScaledRefLayerRegionWidthInSamplesY가 결정된다.
수학식 2에 따라 PicHeightInSamplesCurrY에서 ScaledRefLayerRegionTopOffset와 ScaledRefLayerRegionBottomOffset 를 뺌으로써 ScaledRefLayerRegionHeightInSamplesY가 결정된다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 획득된 ref_layer_left_offset[ ref_layer_id[ i ] ], ref_layer_top_offset[ ref_layer_id[ i ] ], ref_layer_right_offset[ ref_layer_id[ i ] ] 및 ref_layer_bottom_offset[ ref_layer_id[ i ] ]를 이용하여 참조 영역의 높이 및 너비를 결정할 수 있다. 참조 영역의 높이 및 너비는 수학식 3 및 수학식 4에 따라 결정될 수 있다.
RefLayerRegionWidthInSamplesY = PicWidthInSamplesRefLayerY - RefLayerRegionLeftOffset - RefLayerRegionRightOffset [수학식3]
RefLayerRegionHeightInSamplesY = PicHeightInSamplesRefLayerY - RefLayerRegionTopOffset - RefLayerRegionBottomOffset [수학식4]
수학식3 및 수학식 4에서 RefLayerRegionWidthInSamplesY은 참조 영역의 너비를, RefLayerRegionHeightInSamplesY는 참조 영역의 높이를 나타낸다. PicWidthInSamplesRefLayerY는 참조 계층 픽처의 너비를, PicHeightInSamplesRefLayerY는 참조 계층 픽처의 높이를 나타낸다.
RefLayerRegionLeftOffset, RefLayerRegionRightOffset, RefLayerRegionTopOffset, RefLayerRegionBottomOffset는 각각 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)가 비트스트림으로부터 획득한 참조 계층 좌측 오프셋, 참조 계층 상단 오프셋, 참조 계층 우측 오프셋 및 참조 계층 하단 오프셋을 의미한다.
수학식 1에 따라 PicWidthInSamplesRefLayerY에서 RefLayerRegionLeftOffset와 RefLayerRegionRightOffset를 뺌으로써 RefLayerRegionWidthInSamplesY가 결정된다.
수학식 2에 따라 PicHeightInSamplesRefLayerY에서 RefLayerRegionTopOffset와 RefLayerRegionBottomOffset 를 뺌으로써 RefLayerRegionHeightInSamplesY가 결정된다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 참조 영역의 높이 및 너비와 확장 참조 영역의 높이 및 너비를 이용하여 수평 축적비와 수직 축적비를 결정할 수 있다. 수평 축적비와 수직 축적비는 아래의 수학식 5 및 수학식 6에 의하여 결정될 수 있다.
SpatialScaleFactorHorY = (( RefLayerRegionWidthInSamplesY << 16 ) +
(ScaledRefRegionWidthInSamplesY >> 1)) / ScaledRefRegionWidthInSamplesY [수학식5]
SpatialScaleFactorVerY = (( RefLayerRegionHeightInSamplesY << 16 ) +
(ScaledRefRegionHeightInSamplesY >> 1)) / ScaledRefRegionHeightInSamplesY [수학식6]
수학식 5 및 수학식 6에서 SpatialScaleFactorHorY와 SpatialScaleFactorVerY는 각각 수평 축적비와 수직 축적비를 가리킨다. 그리고 A << B와 A >> B는 각각 좌측 쉬프트 연산자와 우측 쉬프트 연산자이다. 좌측 쉬프트 연산자는 비트열의 우측에 0을 삽입하는 것을 의미한다. 따라서 A << B이 나타내는 값은 A x 2^B가 된다. 구체적인 예로, 010010 << 2 는 01001000을 의미한다. 우측 쉬프트 연산자는 비트열의 우측에 위치한 비트를 제거하는 것을 의미한다. 예를 들어, 01001000 >> 2는 010010을 의미한다.
수학식5에 의하면 SpatialScaleFactorHorY는 RefLayerRegionWidthInSamplesY를 우측으로 16만큼 쉬프트한 값을 ScaledRefRegionWidthInSamplesY로 나눈 값과 같다. 수학식5에서 ScaledRefRegionWidthInSamplesY이 RefLayerRegionWidthInSamplesY보다 큰 값이다. 그러므로 수평 축적비가 1보다 큰 정수로 결정되도록 하기 위하여, RefLayerRegionWidthInSamplesY에 참조 영역에 대한 확장 참조 영역의 비율의 최대 값인 2^16을 곱한다.
그리고 수학식 5에서 ( RefLayerRegionWidthInSamplesY << 16 ) / ScaledRefRegionWidthInSamplesY의 결과 값을 반올림하기 위하여 ScaledRefRegionWidthInSamplesY >> 1을 RefLayerRegionWidthInSamplesY << 16에 더한다.
수학식6에 의하면 SpatialScaleFactorVerY는 RefLayerRegionHeightInSamplesY를 우측으로 16만큼 쉬프트한 값을 ScaledRefRegionHeightInSamplesY로 나눈 값과 같다. 수학식5에서 ScaledRefRegionHeightInSamplesY이 RefLayerRegionHeightInSamplesY보다 큰 값이다. 그러므로 수직 축적비가 1보다 큰 값으로 결정되도록 하기 위하여, RefLayerRegionHeightInSamplesY에 참조 영역에 대한 확장 참조 영역의 비율의 최대 값인 2^16을 곱한다.
그리고 수학식 5에서 (RefLayerRegionHeightInSamplesY << 16 ) / ScaledRefRegionHeightInSamplesY의 결과 값을 반올림하기 위하여 ScaledRefRegionHeightInSamplesY >> 1을 RefLayerRegionHeightInSamplesY << 16에 더한다.
결론적으로 수학식 5 및 수학식 6에 의하면 SpatialScaleFactorHorY를 2^16으로 나눈 값이 실제 수평축적비가 되고, SpatialScaleFactorVerY 를 2^16으로 나눈 값이 실제 수직축적비가 된다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 확장 참조 영역의 픽셀과 참조 영역의 픽셀을 매핑하여, 확장 참조 영역의 픽셀들의 샘플값을 결정할 수 있다. 수학식 7 및 수학식 8에서 확장 참조 영역의 픽셀과 참조 영역의 픽셀의 매핑 방법이 설명된다.
xRef16 = ( ( ( xP - ScaledRefLayerLeftOffset ) * SpatialScaleFactorHorY + addX + ( 1 << 11 ) ) >> 12 ) + (RefLayerRegionLeftOffset << 4) [수학식 7]
yRef16 = ( ( ( yP - ScaledRefLayerTopOffset ) * SpatialScaleFactorVerY + addY + ( 1 << 11 ) ) >> 12 ) + (RefLayerRegionTopOffset << 4) [수학식 8]
수학식 7 및 수학식 8에서 xP와 yP는 현재 계층 픽처에 대한 확장 참조 영역의 픽셀의 위치를 나타내는 좌표값이다. xP는 현재 계층 픽처의 좌측 상단 픽셀로부터 확장 참조 영역의 픽셀까지의 수평 거리를 나타낸다. yP는 현재 계층 픽처의 좌측 상단 픽셀로부터 확장 참조 영역의 픽셀까지의 수직 거리를 나타낸다.
xRef16와 yRef16는 참조 계층 픽처에 대한 참조 영역의 픽셀의 위치를 나타내는 좌표값이다. xRef16와 yRef16는 1/(16) 루마 샘플 단위로 참조 영역의 픽셀의 위치를 나타낸다. xRef16는 참조 계층 픽처의 좌측 상단 픽셀로부터 참조 영역의 픽셀까지의 수평 거리를 나타낸다. yRef16는 참조 계층 픽처의 좌측 상단 픽셀로부터 참조 영역의 픽셀까지의 수직 거리를 나타낸다.
addX는 수평 축적비와 수평 위상차의 곱을 나타한다. 수평 위상차란 참조 영역을 확장 참조 영역으로 업샘플링하는 과정에서 발생하는 수평 방향의 위상차를 의미한다. addY는 수직 축적비와 수직 위상차의 곱을 나타낸다. 수직 위상차란 참조 영역을 확장 참조 영역으로 업샘플링하는 과정에서 발생하는 수직 방향의 위상차를 의미한다. 수학식 7 및 수학식 8의 용이한 설명을 위하여 addX와 addY는 0으로 가정한다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 xRef16을 구하기 위하여 xP에서 현재 계층 좌측 오프셋을 나타내는 ScaledRefLayerLeftOffset를 뺀 값에 수평 축적비를 나타내는 SpatialScaleFactorHorY를 곱한다. 그리고 스케일러블 비디오 복호화 장치(200)는 ( xP - ScaledRefLayerLeftOffset ) * SpatialScaleFactorHorY의 결과 값을 12만큼 우측으로 쉬프팅하고, 쉬프팅 연산의 결과값에 참조 계층 좌측 오프셋을 나타내는 (RefLayerRegionLeftOffset << 4)을 더한다.
수학식 7은 SpatialScaleFactorHorY가 실제 수평 축적비보다 2^16만큼 큰 값이라는 점 및 1/(16) 루마 샘플 단위로 표현되는 xRef16이 1보다 큰 정수 값으로 표현되어야 한다는 것을 고려하여 결정되었다. 따라서 수학식7에서 ( xP - ScaledRefLayerLeftOffset ) * SpatialScaleFactorHorY의 결과 값은 12만큼 우측으로 쉬프팅되고, RefLayerRegionLeftOffset은 4만큼 좌측으로 쉬프팅된다. 따라서 xRef16을 16(2^4와 같음)으로 나눈 값이 참조 영역의 픽셀의 실제 위치이다.
yRef16 역시 xRef16과 마찬가지 방식으로 수학식 8에 의하여 결정된다.
수학식 7 및 수학식 8에서 결정된 xRef16 및 yRef16에 따라 참조 영역의 샘플들을 보간하여 xP 및 yP에 대응되는 확장 참조 영역의 샘플값들이 결정될 수 있다.
도 5에서 설명한 신택스는 일 실시예에 불과하며, 명세서의 다양한 실시 예들은 도 5와 다른 구성의 신택스로 구현될 수 있다.
도 6a 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(600)의 블록도를 도시한다.
스케일러블 비디오 부호화 장치(600)는 다운샘플링부(605), 참조 계층 부호화단(610), 업샘플링부(650), 현재 계층 부호화단(660) 및 멀티플렉서(690)를 포함할 수 있다.
다운 샘플링 장치(605)는 현재 계층 픽처 (602)을 입력받는다. 그리고 다운 샘플링 장치(605)는 입력된 현재 계층 픽처 (602)을 다운샘플링하여 참조 계층 픽처 (607)을 생성한다.
참조 계층 부호화단(610)은 참조 계층 픽처(607)을 입력받는다. 그리고 참조 계층 부호화단(610)은 참조 계층 픽처(607)을 부호화한다. 참조 계층 부호화단(610)은 참조 계층 픽처(607)을 단일 계층 부호화 방식에 따라 부호화할 수 있다. 참조 계층 부호화단(610)은 참조 계층 픽처 (607)을 부호화한 후 다시 복호화하여 복원된 참조 계층 픽처 (607)을 스토리지(미도시)에 저장할 수 있다. 또한 참조 계층 부호화단(610)은 참조 계층 픽처 (607)로부터 참조 영역(651)을 결정할 수 있다.
업샘플링부(650)는 참조 계층 부호화단(610)에서 참조 영역(651)을 입력받는다. 그리고 업샘플링부(650)는 참조 영역(651)을 업샘플링하여 확장 참조 영역(652)를 결정한다.
현재 계층 부호화단(660)은 현재 계층 픽처 (602) 및 확장 참조 영역(652)을 입력받는다. 현재 계층 부호화단(660)은 현재 계층 픽처 (602)을 단일 계층 부호화 방식에 따라 부호화할 수 있다. 또한 현재 계층 부호화단(660)은 확장 참조 영역(652)에 따라 현재 계층 픽처 (602)의 예측 픽처를 생성하여, 현재 계층 픽처 (602)를 부호화할 수 있다.
참조 계층 부호화단(610)은 참조 계층 픽처(607)의 부호화 정보를 포함하는 비트스트림을 멀티플렉서(690)로 전송한다. 그리고 현재 계층 부호화단(660)은 현재 계층 픽처(602)의 부호화 정보를 포함하는 비트스트림을 멀티플렉서(690)로 전송한다.
멀티플렉서(690)는 참조 계층 부호화단(610) 및 현재 계층 부호화단(660)에서 전송된 비트스트림을 조합하여 스케일러블 비트스트림(695)를 생성한다.
도 6b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 부호화 장치(600)의 블록도를 도시한다. 도 6b 에는 참조 계층 부호화단(610) 및 현재 계층 부호화단(660)의 부호화 과정이 더 자세히 도시되어 있다.
참조 계층 부호화단(610)은 참조 계층 픽처(607)을 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위 등으로 분할하여 부호화할 수 있다. 인트라 예측부(622)는 인트라 모드 및 부호화 심도에 따라 최적의 부호화 모드를 결정하여 참조 계층 픽처(607)를 예측할 수 있다. 움직임 보상부(624)는 스토리지에 저장된 참조 픽처 리스트를 참조하여 참조 계층 픽처(607)를 예측할 수 있다. 참조 픽처 리스트에는 참조 계층 부호화단(610)에 입력된 참조 계층 픽처들이 포함된다. 인트라 예측 또는 인터 예측을 통해 예측 단위 별로 레지듀얼 데이터가 생성될 수 있다.
변환부/양자화부(630)는 레지듀얼 데이터를 주파수 변환 및 양자화하여 양자화된 변환 계수를 생성한다. 그리고 엔트로피 부호화부(632)는 양자화된 변환 계수를 엔트로피 부호화한다. 엔트로피 부호화된 양자화된 변환 계수는 부호화 과정에서 생성된 부호화 정보들과 함께 멀티플렉서(690)로 전송된다.
역변환부/역양자화부(634)는 양자화된 변환 계수를 역양자화 및 역변환하여 레지듀얼 데이터를 복원한다. 그리고 인트라 예측부(622) 또는 움직임 보상부(624)는 레지듀얼 데이터와 부호화 정보를 이용하여 참조 계층 픽처(607)을 복원한다.
참조 계층 픽처(607)가 인터 예측 모드에 의하여 예측된 경우, 인루프필터(636)에 의하여 복원된 참조 계층 픽처(607)의 부호화 오차가 보상될 수 있다. 인루프필터(636)에는 디블로킹 필터, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
복원된 참조 계층 픽처(607)는 스토리지(638)에 저장될 수 있다. 그리고 복원된 참조 계층 픽처(607)는 움직임 보상부(624)에 전송되어 다른 참조 계층 픽처의 예측에 사용될 수 있다.
스토리지(638)에 저장된 참조 영역 픽처(607) 중 참조 영역(651)은 업샘플링부(650)에 의하여 업샘플링될 수 있다. 업샘플링부(650)는 참조 영역(651)이 업샘플링된 확장 참조 영역을 현재 계층 부호화단(660)의 스토리지(688)에 전송할 수 있다.
또한 움직임 보상부(624)는 인터 예측에 사용된 움직임 예측 정보를 현재 계층 픽처와 참조 계층 픽처의 축적비에 따라 스케일링한 계층간 움직임 예측 정보(654)를 생성할 수 있다. 그리고 움직임 보상부(624)는 계층간 움직임 예측 정보(654)를 현재 계층 부호화단(660)의 움직임 보상부(674)에 전송할 수 있다.
상기의 방식으로 참조 계층 픽처들에 대한 부호화 동작이 반복될 수 있다.
현재 계층 부호화단(660)은 현재 계층 픽처(602)을 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위 등으로 분할하여 부호화할 수 있다. 인트라 예측부(672)는 인트라 모드 및 부호화 심도에 따라 최적의 부호화 모드를 결정하여 현재 계층 픽처(602)를 예측할 수 있다. 움직임 보상부(674)는 스토리지에 저장된 참조 픽처 리스트를 참조하여 현재 계층 픽처(602)를 예측할 수 있다. 또한 움직임 보상부(674)는 참조 계층 부호화단(610)의 움직임 보상부(624)에서 생성된 계층간 움직임 예측 정보(654)를 인터 예측에 사용할 수 있다. 참조 픽처 리스트에는 현재 계층 부호화단(660)에 입력된 현재 계층 픽처들 및 업샘플링부(650)에서 업샘플링된 확장 참조 영역(652)이 포함된다. 상기 인트라 예측 또는 인터 예측을 통해 예측 단위 별로 레지듀얼 데이터가 생성될 수 있다.
변환부/양자화부(680)는 레지듀얼 데이터를 주파수 변환 및 양자화하여 양자화된 변환 계수를 생성한다. 그리고 엔트로피 부호화부(682)는 양자화된 변환 계수를 엔트로피 부호화한다. 엔트로피 부호화된 양자화된 변환 계수는 부호화 과정에서 생성된 부호화 정보들과 함께 멀티플렉서(690)로 전송된다.
역변환부/역양자화부(684)는 양자화된 변환 계수를 역양자화 및 역변환하여 레지듀얼 데이터를 복원한다. 그리고 인트라 예측부(672) 또는 움직임 보상부(674)는 레지듀얼 데이터와 부호화 정보를 이용하여 현재 계층 픽처(602)을 복원한다.
현재 계층 픽처(602)가 인터 예측 모드에 의하여 예측된 경우, 인루프필터(686)에 의하여 복원된 현재 계층 픽처(602)의 부호화 오차가 보상될 수 있다. 인루프필터(686)에는 디블로킹 필터, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
복원된 현재 계층 픽처(602)는 스토리지(688)에 저장될 수 있다. 그리고 복원된 현재 계층 픽처(602)는 움직임 보상부(624)에 전송되러 다른 참조 계층 픽처의 예측에 사용될 수 있다.
상기의 방식으로 현재 계층 픽처들에 대한 부호화 동작이 반복될 수 있다.
도 7a 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(700)의 블록도를 도시한다.
스케일러블 비디오 복호화 장치(700)는 디멀티플렉서(705), 참조 계층 복호화단(710), 업샘플링부(650), 현재 계층 복호화단(760)을 포함할 수 있다.
디멀티플렉서(705)는 스케일러블 비트스트림(702)을 입력받는다. 그리고 디멀티플렉서(705)는 스케일러블 비트스트림(702)을 파싱하여 현재 계층 픽처(797)에 관한 비트스트림과 참조 계층 픽처(795)에 대한 비트스트림을 분할한다. 현재 계층 픽처(797)에 관한 비트스트림은 현재 계층 복호화단(760)으로 전송된다. 참조 계층 픽처(795)에 대한 비트스트림은 참조 계층 복호화단(710)으로 전송된다.
참조 계층 복호화단(710)은 입력받은 참조 계층 픽처(795)에 대한 비트스트림을 복호화한다. 참조 계층 복호화단(710)은 참조 계층 픽처(795)을 단일 계층 복호화 방식에 따라 복호화할 수 있다. 참조 계층 복호화단(710)은 복호화된 참조 계층 픽처 (795)을 스토리지(미도시)에 저장할 수 있다. 또한 참조 계층 복호화단(710)은 참조 계층 픽처 (795)로부터 참조 영역(751)을 결정할 수 있다. 참조 계층 복호화단(710)의 복호화 과정을 통해 참조 계층 픽처(795)가 출력될 수 있다.
업샘플링부(750)는 참조 계층 복호화단(710)에서 참조 영역(751)을 입력받는다. 그리고 업샘플링부(750)는 참조 영역(751)을 업샘플링하여 확장 참조 영역(752)를 결정한다.
현재 계층 복호화단(760)은 현재 계층 픽처(797)에 관한 비트스트림 및 확장 참조 영역(752)을 입력받는다. 현재 계층 복호화단(760)은 현재 계층 픽처 (797)을 단일 계층 복호화 방식에 따라 복호화할 수 있다. 또한 현재 계층 복호화단(760)은 확장 참조 영역(752)에 따라 현재 계층 픽처 (797)의 예측 픽처를 생성하여, 현재 계층 픽처(797)를 복호화할 수 있다. 현재 계층 복호화단(710)의 복호화 과정을 통해 현재 계층 픽처(797)가 출력될 수 있다.
도 7b 는 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(700)의 블록도를 도시한다. 도 7b 에는 참조 계층 복호화단(710) 및 현재 계층 복호화단(760)의 부호화 과정이 더 자세히 도시되어 있다.
엔트로피 복호화부(720)는 참조 계층 픽처(795)에 대한 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 양자화된 변환 계수를 생성한다. 그리고 역변환부/역양자화부(734)는 양자화된 변환 계수를 역양자화 및 역변환하여 레지듀얼 데이터를 복원한다.
인트라 예측부(732)는 레지듀얼 데이터 및 부호화 정보에 따라 참조 계층 픽처(795)를 예측할 수 있다. 움직임 보상부(734)는 레지듀얼 데이터 및 스토리지에 저장된 참조 픽처 리스트를 참조하여 참조 계층 픽처(795)를 예측할 수 있다. 참조 픽처 리스트에는 참조 계층 부호화단(710)에서 복원된 참조 계층 픽처들이 포함된다.
참조 계층 픽처(795)가 인터 예측 모드에 의하여 예측된 경우, 인루프필터(724)에 의하여 복원된 참조 계층 픽처(607)의 부호화 오차가 보상될 수 있다. 인루프필터(724)에는 디블로킹 필터, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
복원된 참조 계층 픽처(795)는 스토리지(738)에 저장될 수 있다. 그리고 복원된 참조 계층 픽처(795)는 움직임 보상부(734)에 전송되어 다른 참조 계층 픽처의 예측에 사용될 수 있다.
스토리지(738)에 저장된 참조 영역 픽처(795) 중 참조 영역(751)은 업샘플링부(750)에 의하여 업샘플링될 수 있다. 업샘플링부(750)는 참조 영역(751)이 업샘플링된 확장 참조 영역을 현재 계층 부호화단(760)의 스토리지(788)에 전송할 수 있다.
또한 움직임 보상부(724)는 인터 예측에 사용된 움직임 예측 정보를 현재 계층 픽처와 참조 계층 픽처의 축적비에 따라 스케일링한 계층간 움직임 예측 정보(754)를 생성할 수 있다. 그리고 움직임 보상부(734)는 계층간 움직임 예측 정보(754)를 현재 계층 부호화단(760)의 움직임 보상부(784)에 전송할 수 있다.
상기의 방식으로 참조 계층 픽처들에 대한 복호화 동작이 반복될 수 있다.
엔트로피 복호화부(770)는 현재 계층 픽처(797)에 대한 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 양자화된 변환 계수를 생성한다. 그리고 역변환부/역양자화부(772)는 양자화된 변환 계수를 역양자화 및 역변환하여 레지듀얼 데이터를 복원한다.
인트라 예측부(782)는 레지듀얼 데이터 및 부호화 정보에 따라 현재 계층 픽처(797)를 예측할 수 있다. 움직임 보상부(784)는 레지듀얼 데이터 및 스토리지(788)에 저장된 참조 픽처 리스트를 참조하여 현재 계층 픽처(797)를 예측할 수 있다. 또한 움직임 보상부(784)는 참조 계층 복호화단(710)의 움직임 보상부(734)에서 생성된 계층간 움직임 예측 정보(754)를 인터 예측에 사용할 수 있다. 참조 픽처 리스트에는 현재 계층 부호화단(760)에서 복원된 현재 계층 픽처들 및 업샘플링부(750)에서 업샘플링된 확장 참조 영역(752)이 포함된다.
현재 계층 픽처(797)가 인터 예측 모드에 의하여 예측된 경우, 인루프필터(774)에 의하여 복원된 현재 계층 픽처(797)의 부호화 오차가 보상될 수 있다. 인루프필터(774)에는 디블로킹 필터, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
복원된 현재 계층 픽처(797)는 스토리지(788)에 저장될 수 있다. 그리고 복원된 현재 계층 픽처(797)는 움직임 보상부(784)에 전송되어 다른 참조 계층 픽처의 예측에 사용될 수 있다.
상기의 방식으로 현재 계층 픽처들에 대한 복호화 동작이 반복될 수 있다.
상기 복호화 동작을 통해, 참조 계층 복호화단(710)으로부터 참조 계층 픽처(795)가 현재 계층 복호화단(760)으로부터 현재 계층 픽처(797)가 출력될 수 있다.
도 6 및 도 7에서는 두 개의 계층만 포함된 스케일러블 비디오 부호화/복호화 장치가 설명되었다. 그러나 세 개 이상의 계층이 포함된 스케일러블 비디오 부호화/복호화 장치에도 도 6 및 도 7에서 제시된 부호화/복호화 원리가 적용될 수 있다. 예를 들어 입력 영상이 제1 계층, 제2 계층 및 제3 계층으로 부호화될 때, 제1 계층 부호화단과 제2 계층 부호화단의 부호화 과정에서 계층 간 예측을 위한 확장 참조 영역 및 계층 간 움직임 예측 정보가 생성될 수 있다. 마찬가지로 제2 계층 부호화단과 제3 계층 부호화단의 부호화 과정에서 계층 간 예측을 위한 확장 참조 영역 및 계층 간 움직임 예측 정보가 생성될 수 있다.
도 6 및 도 7에서 설명된 블록 단위의 트리 구조에 따른 부호화/복호화 방식은 도 8 및 도 18에서 자세히 설명된다.
따라서 설명의 편의를 위해 도 8a 내지 18을 참조하여 후술되는 트리구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 과정 및 비디오 복호화 과정은, 단일 계층 비디오에 대한 비디오 부호화 과정 및 비디오 복호화 과정이므로, 인터 예측 및 움직임 보상이 상술된다. 하지만, 도 6a 내지 7b을 참조하여 전술한 바와 같이, 비디오 스트림 부호화/복호화를 위해, 참조 계층 픽처들과 현재 계층 픽처들 간의 계층 간 예측 및 보상이 수행된다.
따라서, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(800)의 부호화부(810)가 트리구조의 부호화 단위에 기초하여 다중 계층 비디오을 부호화하기 위해서는, 각각의 단일 계층 비디오마다 부호화를 수행하기 위해 도 8의 비디오 부호화 장치(800)를 다중 계층 비디오의 계층 개수만큼 포함하여 각 비디오 부호화 장치(800)마다 할당된 단일 계층 비디오의 부호화를 수행하도록 제어할 수 있다. 또한 스케일러블 비디오 복호화 장치(850)는, 각 비디오 부호화 장치(800)의 별개 단일시점의 부호화 결과들을 이용하여 시점간 예측을 수행할 수 있다. 이에 따라 스케일러블 비디오 복호화 장치(850)의 부호화부(810)는 레이어별로 부호화 결과를 수록한 기본시점 비디오스트림과 현재 계층 비디오스트림을 생성할 수 있다.
이와 유사하게, 일 실시예에 따른 스케일러블 비디오 복호화 장치(850)의 복호화부(870)가 트리 구조의 부호화 단위에 기초하여 다중 계층 비디오를 복호화하기 위해서는, 수신한 참조 계층 비디오스트림 및 현재 계층 비디오스트림에 대해 레이어별로 비디오 복호화를 수행하기 위해 도 14의 비디오 복호화 장치(850)를 다중 계층 비디오의 레이어 개수만큼 포함하고 각 비디오 복호화 장치(850)마다 할당된 단일 계층 비디오의 복호화를 수행하도록 제어할 수 있다, 그리고 스케일러블 비디오 복호화 장치(850)가 각 비디오 복호화 장치(850)의 별개 단일 계층의 복호화 결과를 이용하여 계층 간 보상을 수행할 수 있다. 이에 따라 스케일러블 비디오 복호화 장치(850)는, 계층 별로 참조 계층 복원영상들과 현재 계층 영상들을 생성할 수 있다.
도 8a 는 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(800)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(800)는 부호화부(810) 및 출력부(820)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(800)는 '비디오 부호화 장치(800)'로 축약하여 지칭한다.
부호화부(810)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.
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.
부호화부(810)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화부(810)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(820)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 부호화부(810)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 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 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 최대 심도는 4로 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(800)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(800)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위뿐만 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(800)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위뿐만 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, 부호화부(810)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 15 내지 24을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화부(810)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(820)는, 부호화부(810)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(820)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(820)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 세그먼트 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(820)는, 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 슬라이스 세그먼트 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)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(800)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 6a 을 참조하여 전술한 스케일러블 비디오 부호화 장치(600)는, 다중 계층 비디오의 계층들마다 단일 계층 영상들의 부호화를 위해, 계층 개수만큼의 비디오 부호화 장치(800)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 참조 계층 부호화단(610)이 하나의 비디오 부호화 장치(800)를 포함하고, 현재 계층 부호화부(660)가 현재 계층의 개수만큼 비디오 부호화 장치(800)를 포함할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)가 참조 계층 영상들을 부호화하는 경우에, 부호화부(810)는 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위별로 영상간 예측을 위한 예측단위를 결정하고, 예측단위마다 영상간 예측을 수행할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)가 현재 계층 영상들을 부호화하는 경우에도, 부호화부(810)는 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위를 결정하고, 예측단위마다 인터 예측을 수행할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)는, 현재 계층 영상을 예측하기 위한 인터 레이어 예측 오차를 SAO를 이용하여 부호화할 수 있다. 따라서, 픽셀 위치별로 예측 오차를 부호화할 필요 없이, 예측 오차의 샘플값 분포에 기초하여, SAO 타입 및 오프셋에 대한 정보만을 이용하여, 현재 계층 영상의 예측 오차가 부호화될 수 있다.
부호화부(810)는 도1의 부호화부(110)와 부호화 정보 결정부(110)의 기능을 수행할 수 있다. 그리고 출력부(820)는 비트스트림 전송부(130)의 기능을 수행할 수 있다.
도 8b 는 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(850)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(850)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(860) 및 복호화부(870)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(850)는 '비디오 복호화 장치(850)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 8 및 비디오 부호화 장치(800)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신 추출부(860)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(860)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 복호화부(870)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(860)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 수신 추출부(860)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 복호화부(870)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 복호화부(870)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 수신 추출부(860)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)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(850)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 수신 추출부(860)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.
복호화부(870)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 복호화부(870)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.
복호화부(870)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, 복호화부(870)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.
복호화부(870)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, 복호화부(870)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, 복호화부(870)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.
도 7a를 참조하여 전술한 스케일러블 비디오 복호화 장치(700)는, 수신된 참조 계층 영상스트림 및 현재 계층 영상스트림을 복호화하여 참조 계층 영상들 및 현재 계층 영상들을 복원하기 위해, 비디오 복호화 장치(850)를 시점 개수만큼 포함할 수 있다.
참조 계층 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(850)의 복호화부(870)는, 수신 추출부(860)에 의해 참조 계층 영상스트림으로부터 추출된 참조 계층 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 복호화부(870)는 참조 계층 영상들의 샘플들의 트리 구조에 따른 부호화 단위들마다, 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 참조 계층 영상들을 복원할 수 있다.
현재 계층 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(850)의 복호화부(870)는, 수신 추출부(860)에 의해 현재 계층 영상스트림으로부터 추출된 현재 계층 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 복호화부(870)는, 현재 계층 영상들의 샘플들의 부호화 단위들마다 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 현재 계층 영상들을 복원할 수 있다.
수신 추출부(860)는, 수신된 현재 계층 비트스트림으로부터 SAO 타입 및 오프셋을 획득하고, 현재 계층 예측영상의 픽셀마다 샘플값의 분포에 따라 SAO 카테고리를 결정할 수 있으므로, SAO 타입 및 오프셋을 이용하여 SAO 카테고리별 오프셋을 획득할 수 있다. 따라서, 픽셀 별로 예측 오차를 수신하지 않더라도, 복호화부(870)는, 현재 계층 예측영상의 각 픽셀마다 해당 카테고리별 오프셋을 보상하고, 보상된 현재 계층 예측영상을 참조하여 현재 계층 복원영상을 결정할 수 있다.
결국, 비디오 복호화 장치(850)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.
수신 추출부(860)는 도2의 부호화 정보 획득부(210)의 기능을 수행할 수 있다. 복호화부(870)는 도2의 축적비 결정부(220)와 업샘플링부(230)의 기능을 수행할 수 있다.
도 9 은 다양한 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(910)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(920)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(930)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 15 에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(930)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(910, 920)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(910)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(910)의 부호화 단위(915)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(930)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(930)의 부호화 단위(935)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(920)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(920)의 부호화 단위(925)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 10a 는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(1000)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(1000)는, 비디오 부호화 장치(900)의 부호화부(910)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(1004)는 현재 프레임(1002) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(1006) 및 움직임 보상부(1008)는 인터 모드의 현재 프레임(1002) 및 참조 프레임(1026)을 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(1004), 움직임 추정부(1006) 및 움직임 보상부(1008)로부터 출력된 데이터는 변환부(1010) 및 양자화부(1012)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(1018), 역변환부(1020)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(1022) 및 오프셋 보상부(1024)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(1026)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(1014)를 거쳐 비트스트림(1016)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(900)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(1000)의 구성 요소들인 인트라 예측부(1004), 움직임 추정부(1006), 움직임 보상부(1008), 변환부(1010), 양자화부(1012), 엔트로피 부호화부(1014), 역양자화부(1018), 역변환부(1020), 디블로킹부(1022) 및 오프셋 보상부(1024)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(1004), 움직임 추정부(1006) 및 움직임 보상부(1008)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(1010)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 10b 는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(1050)의 블록도를 도시한다.
비트스트림(1052)이 파싱부(1054)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(1056) 및 역양자화부(1058)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 역변환부(1060)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(1062)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(1064)는 참조 프레임(1070)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(1062) 및 움직임 보상부(1064)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(1066) 및 오프셋 보상부(1068)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(1072)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(1066) 및 루프 필터링부(1068)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(1070)으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(1050)의 복호화부(970)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(1050)의 파싱부(1054) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(950)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(1050)의 구성 요소들인 파싱부(1054), 엔트로피 복호화부(1056), 역양자화부(1058), 역변환부(1060), 인트라 예측부(1062), 움직임 보상부(1064), 디블로킹부(1066) 및 오프셋 보상부(1068)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(1062), 움직임 보상부(1064)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(1060)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 10a의 부호화 동작 및 도 10b의 복호화 동작은 각각 단일 레이어에서의 비디오스트림 부호화 동작 및 복호화 동작을 상술한 것이다. 따라서, 도 12a의 스케일러블 비디오 부호화 장치(1200)가 둘 이상의 레이어의 비디오스트림을 부호화한다면, 레이어별로 영상부호화부(1000)를 포함할 수 있다. 유사하게, 도 12b의 케일러블 비디오 복호화 장치(1250)가 둘 이상의 레이어의 비디오스트림을 복호화한다면, 레이어별로 영상복호화부(1050)를 포함할 수 있다.
도 11 는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)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(1100)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(1100)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(1100)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(1110)는 부호화 단위의 계층 구조(1100) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(1120), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(1130), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(1140)가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(1140)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(1110)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(1110)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(1110), 크기 64x32의 파티션들(1112), 크기 32x64의 파티션들(1114), 크기 32x32의 파티션들(1116)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(1120)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(1120)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(1120), 크기 32x16의 파티션들(1122), 크기 16x32의 파티션들(1124), 크기 16x16의 파티션들(1126)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(1130)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(1130)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(1130), 크기 16x8의 파티션들(1132), 크기 8x16의 파티션들(1134), 크기 8x8의 파티션들(1136)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(1140)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(1140)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(1140), 크기 8x4의 파티션들(1142), 크기 4x8의 파티션들(1144), 크기 4x4의 파티션들(1146)로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화부(810)는, 최대 부호화 단위(1110)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(1110)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(1100)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(1100)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(1110) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(1110)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 12 은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)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(800) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)에서, 현재 부호화 단위(1210)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(1220)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(1210)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 13 은 다양한 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(820)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(1300), 예측 모드에 관한 정보(1310), 변환 단위 크기에 대한 정보(1320)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 타입에 대한 정보(1300)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(1302), 크기 2NxN의 파티션(1304), 크기 Nx2N의 파티션(1306), 크기 NxN의 파티션(1308) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(1300)는 크기 2Nx2N의 파티션(1302), 크기 2NxN의 파티션(1304), 크기 Nx2N의 파티션(1306) 및 크기 NxN의 파티션(1308) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(1310)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(1310)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(1300)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(1312), 인터 모드(1314) 및 스킵 모드(1316) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(1320)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(1322), 제 2 인트라 변환 단위 크기(1324), 제 1 인터 변환 단위 크기(1326), 제 2 인터 변환 단위 크기(1328) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)의 수신 추출부(860)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(1300), 예측 모드에 관한 정보(1310), 변환 단위 크기에 대한 정보(1320)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 14 는 다양한 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(1400)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(1410)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(1412), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(1414), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(1416), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(1418)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(1412, 1414, 1416, 1418)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(1412, 1414, 1416) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(1418)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(1420), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(1430)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(1430)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(1440)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(1442), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(1444), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(1446), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(1448)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(1448)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(1450), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(1460)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(1470)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(1480)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(1490)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(1492), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(1494), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(1496), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(1498)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(1498)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(1400)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(1452)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(1499)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(1400)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(850)의 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(860)는 부호화 단위(1400)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(1412)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)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 15, 16 및 17는 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1510)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1560)는 부호화 단위(1510) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1570)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1510)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1512)은 심도가 1, 부호화 단위들(1514, 1516, 1518, 1528, 1550, 1552)은 심도가 2, 부호화 단위들(1520, 1522, 1524, 1526, 1530, 1532, 1548)은 심도가 3, 부호화 단위들(1540, 1542, 1544, 1546)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1560) 중 일부 파티션(1514, 1516, 1522, 1532, 1548, 1550, 1552, 1554)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1514, 1522, 1550, 1554)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1516, 1548, 1552)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1532)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1510)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1570) 중 일부(1552)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1514, 1516, 1522, 1532, 1548, 1550, 1552, 1554)는 예측 단위들(1560) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(850)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(800) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)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 타 | 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(820)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(850)의 부호화 정보 수신 추출부(860)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 18 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1800)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1802, 1804, 1806, 1812, 1814, 1816, 1818)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1818)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1818)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1822), 2NxN(1824), Nx2N(1826), NxN(1828), 2NxnU(1832), 2NxnD(1834), nLx2N(1836) 및 nRx2N(1838) 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(1822), 2NxN(1824), Nx2N(1826) 및 NxN(1828) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1842)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1844)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1832), 2NxnD(1834), nLx2N(1836) 및 nRx2N(1838) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1852)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1854)가 설정될 수 있다.
도 12를 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(850)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 15 내지 18를 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
설명의 편의를 위해 앞서 도 6a 내지 18을 참조하여 전술된 스케일러블 비디오 부호화 방법 및/또는 비디오 부호화 방법은, '본 발명의 비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 6a 내지 18을 참조하여 전술된 스케일러블 비디오 복호화 방법 및/또는 비디오 복호화 방법은 '본 발명의 비디오 복호화 방법'으로 지칭한다
또한, 앞서 도 6a 내지 18을 참조하여 전술된 스케일러블 비디오 복호화 장치(1200), 비디오 부호화 장치(800) 또는 영상 부호화부(1000)로 구성된 비디오 부호화 장치는, '본 발명의 비디오 부호화 장치'로 통칭한다. 또한, 앞서 도 6a 내지 18을 참조하여 전술된 스케일러블 비디오 복호화 장치(1250), 비디오 복호화 장치(850) 또는 영상 복호화부(1050)로 구성된 비디오 복호화 장치는, '본 발명의 비디오 복호화 장치'로 통칭한다.
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다.
도 19은 다양한 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 21를 참조하여 후술된다.
도 20는 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램을 디스크(26000)에 저장할 수 있다. 디스크(26000)에 저장된 프로그램을 컴퓨터 시스템(26700)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26800)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26700)에게로 전송될 수 있다.
도 19 및 21서 예시된 디스크(26000) 뿐만 아니라, 메모리 카드, 롬 카세트, SSD(Solid State Drive)에도 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다.
도 21은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)(11000)의 전체적 구조를 도시한다. 통신시스템의 서비스 영역은 소정 크기의 셀들로 분할되고, 각 셀에 베이스 스테이션이 되는 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)이 설치된다.
컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 21에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.
비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.
비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11900) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다.
카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD , 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다.
클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다.
컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다.
도 22 및 24을 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다.
도 22는, 다양한 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰(12500)의 외부 구조를 도시한다. 휴대폰(12500)은 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분의 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트폰일 수 있다.
휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12520)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12520)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12520)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12530)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12530)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다.
도 23은 휴대폰(12500)의 내부 구조를 도시한다. 디스플레이화면(12520) 및 동작 패널(12540)로 구성된 휴대폰(12500)의 각 파트를 조직적으로 제어하기 위해, 전력공급회로(12700), 동작입력제어부(12640), 영상부호화부(12720), 카메라 인터페이스(12630), LCD제어부(12620), 영상복호화부(12690), 멀티플렉서/디멀티플렉서(multiplexer/demultiplexer)(12680), 기록/판독부(12670), 변조/복조(modulation/demodulation)부(12660) 및 음향처리부(12650)가, 동기화 버스(12730)를 통해 중앙제어부(12710)에 연결된다.
사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다.
휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 영상 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다.
예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다.
데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12520)에 곧바로 디스플레이될 수 있다.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12530)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12530)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다.
다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다.
휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다.
데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다.
안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 본 발명의 비디오 복호화 방법을 이용하여, 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원된 비디오 데이터를 생성하고, 복원된 비디오 데이터를 LCD제어부(1262)를 거쳐 디스플레이화면(1252)에게 복원된 비디오 데이터를 제공할 수 있다.
이에 따라 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 비디오 데이터가 디스플레이화면(1252)에서 디스플레이될 수 있다. 이와 동시에 음향처리부(1265)도 오디오 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환하고, 아날로그 음향 신호를 스피커(1258)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일에 포함된 오디오 데이터도 스피커(1258)에서 재생될 수 있다.
휴대폰(1150) 또는 다른 형태의 통신단말기는 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 본 발명의 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.
본 발명의 통신시스템은 도 21를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 24는 다양한 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다. 도 24의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하여, 위성 또는 지상파 네트워크를 통해 전송되는 디지털 방송을 수신할 수 있다.
구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다.
재생장치(12830)에서 본 발명의 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다.
위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.
적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다.
비디오 신호는, 본 발명의 비디오 부호화 장치에 의해 부호화되어 저장매체에 기록되어 저장될 수 있다. 구체적으로 보면, DVD 레코더에 의해 영상 신호가 DVD디스크(12960)에 저장되거나, 하드디스크 레코더(12950)에 의해 하드디스크에 영상 신호가 저장될 수 있다. 다른 예로, 비디오 신호는 SD카드(12970)에 저장될 수도 있다. 하드디스크 레코더(12950)가 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 23의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 23의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.
이 때 사용자 단말기는, 도 1a 내지 18을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 18을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 18을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법, 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 1a 내지 18에서 전술되었다. 하지만, 도 1a 내지 18을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 다양한 실시예들은, 도 1a 내지 도 18의 실시예들에 한정되지 않는다.
이제까지 개시된 다양한 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 개시된 실시예들의 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 명세서의 개시 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 명세서의 개시범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (14)
- 루마 샘플 단위에 대한 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 루마 샘플 참조 계층 크기 정보, 상기 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위한 크로마 샘플 단위의 참조 계층 오프셋 정보, 루마 샘플 단위에 대한 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 루마 샘플 현재 계층 크기 정보 및 상기 현재 계층 픽처로부터 상기 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 크로마 샘플 단위의 현재 계층 오프셋 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 부호화 정보 획득부;
상기 참조 계층 및 상기 현재 계층의 컬러 인덱스에 따라, 크로마 샘플 단위로 정의된 참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보가 루마 샘플 단위에 부합되도록 변경함으로써 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보 및 루마 샘플 현재 계층 오프셋 정보를 결정하고, 상기 루마 샘플 참조 계층 크기 정보와 상기 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보로부터 결정된 상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 영역의 크기 및 상기 루마 샘플 현재 계층 크기 정보와 상기 루마 샘플 현재 계층 오프셋 정보로부터 결정된 상기 루마 샘플 단위에 대한 확장 참조 영역의 크기에 따라, 상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 영역과 상기 루마 샘플 단위에 대한 확장 참조 영역 간의 크기 차이를 나타내는 루마 샘플 축적비를 결정하는 축적비 결정부; 및
상기 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보, 상기 루마 샘플 현재 계층 오프셋 정보 및 상기 루마 샘플 축적비에 따라 상기 참조 영역을 업샘플링함으로써, 상기 확장 참조 영역의 루마 샘플들을 결정하는 업샘플링부를 포함하는 비디오 복호화 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보는 루마 샘플 참조 계층 좌측 오프셋, 루마 샘플 참조 계층 우측 오프셋, 루마 샘플 참조 계층 상단 오프셋, 및 루마 샘플 참조 계층 하단 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 루마 샘플 참조 계층 좌측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고,
상기 루마 샘플 참조 계층 상단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수직 오프셋이고,
상기 루마 샘플 참조 계층 우측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고,
상기 루마 샘플 참조 계층 하단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수직 오프셋인, 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 축적비 결정부는, 상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 계층 픽처의 높이에서 상기 루마 샘플 참조 계층 상단 오프셋과 상기 루마 샘플 참조 계층 하단 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 높이를 결정하며,
상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 계층 픽처의 너비에서 상기 루마 샘플 참조 계층 우측 오프셋과 상기 루마 샘플 참조 계층 좌측 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 너비를 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 비디오 복호화 장치는,
상기 업샘플링 영상에 기초하여 상기 현재 계층 픽처에 대한 예측 영상을 생성하는 예측 영상 생성부를 더 포함하는 비디오 복호화 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 축적비 결정부는,
상기 참조 계층 및 상기 현재 계층의 컬러 포맷, 상기 루마 샘플 단위의 참조 영역의 크기 및 상기 루마 샘플 단위의 확장 참조 영역의 크기에 따라, 상기 참조 영역과 상기 확장 참조 영역 간 크기의 크로마 샘플 단위의 비를 나타내는 크로마 샘플 축적비를 결정하고,
상기 업샘플링부는,
상기 참조 계층 및 상기 현재 계층의 컬러 포맷, 상기 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보, 상기 루마 샘플 현재 계층 오프셋 정보 및 상기 크로마 샘플 축적비에 따라 상기 참조 영역을 업샘플링함으로써, 상기 확장 참조 영역의 크로마 샘플들의 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치. - 루마 샘플 단위에 대한 참조 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 루마 샘플 참조 계층 크기 정보, 상기 참조 계층 픽처로부터 계층 간 예측에 사용되는 참조 영역을 정의하기 위한 크로마 샘플 단위의 참조 계층 오프셋 정보, 루마 샘플 단위에 대한 현재 계층 픽처의 높이 및 너비를 나타내는 루마 샘플 현재 계층 크기 정보 및 상기 현재 계층 픽처로부터 상기 참조 영역과 대응되는 확장 참조 영역을 정의하기 위한 크로마 샘플 단위에 대한 현재 계층 오프셋 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 단계;
상기 참조 계층 및 상기 현재 계층의 컬러 인덱스에 따라, 크로마 샘플 단위로 정의된 참조 계층 오프셋 정보 및 현재 계층 오프셋 정보가 루마 샘플 단위에 부합되도록 변경함으로써 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보 및 루마 샘플 현재 계층 오프셋 정보를 결정하는 단계;
상기 루마 샘플 참조 계층 크기 정보와 상기 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보로부터 상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 영역의 크기를 결정하는 단계;
상기 루마 샘플 현재 계층 크기 정보와 루마 샘플 상기 현재 계층 오프셋 정보로부터 상기 루마 샘플 단위에 대한 확장 참조 영역의 크기를 결정하는 단계;
상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 영역의 크기와 상기 루마 샘플 단위에 대한 확장 참조 영역의 크기에 따라, 상기 참조 영역과 상기 확장 참조 영역 간의 크기 차이를 나타내는 루마 샘플 축적비를 결정하는 단계;
상기 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보, 상기 루마 샘플 현재 계층 오프셋 정보 및 상기 루마 샘플 축적비에 따라 상기 참조 영역을 업샘플링함으로써, 상기 확장 참조 영역의 루마 샘플들을 결정하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 루마 샘플 참조 계층 오프셋 정보는 루마 샘플 참조 계층 좌측 오프셋, 루마 샘플 참조 계층 우측 오프셋, 루마 샘플 참조 계층 상단 오프셋, 및 루마 샘플 참조 계층 하단 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 루마 샘플 참조 계층 좌측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고,
상기 루마 샘플 참조 계층 상단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 좌측 상단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 좌측 상단의 루마 샘플의 수직 오프셋이고,
상기 루마 샘플 참조 계층 우측 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수평 오프셋이고,
상기 루마 샘플 참조 계층 하단 오프셋은 상기 참조 계층 픽처의 우측 하단의 루마 샘플과 상기 참조 영역의 우측 하단의 루마 샘플의 수직 오프셋인 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 참조 영역의 크기를 결정하는 단계는, 상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 계층 픽처의 높이에서 상기 루마 샘플 참조 계층 상단 오프셋과 상기 루마 샘플참조 계층 하단 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 높이를 결정하며, 상기 루마 샘플 단위에 대한 참조 계층 픽처의 너비에서 상기 루마 샘플 참조 계층 우측 오프셋과 상기 루마 샘플 참조 계층 좌측 오프셋을 빼서 상기 참조 영역의 너비를 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 비디오 복호화 방법은,
상기 업샘플링 영상에 기초하여 상기 현재 계층 픽처에 대한 예측 영상을 생성하는 단계를 더 포함하는 비디오 복호화 방법.
- 제7항의 비디오 복호화 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
- 삭제
- 삭제
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